JPH07151096A - ファジィ送風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、メモリへの記憶作業を簡単にできて
温度及び距離に応じたきめ細かい送風制御を行う。 【構成】温度センサ(1) により周囲温度を検出するとと
もに距離センサ(2) により対象物までの距離を検出し、
これら検出温度及び検出距離を受けてファジィ演算制御
手段(4) によりファジィ推論を実行し、周囲温度及び対
象物までの距離に応じた送風ファン(7) の回転数を求め
て送風ファン(7) を駆動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、扇風機等に適用される
もので、ファジィ推論を実行して送風ファンを回転制御
するファジィ送風機に関する。

【０００２】

【従来の技術】送風機、例えば扇風機は、室内温度を検
出する温度センサを備え、この温度センサにより検出さ
れた室内温度を受けて予め設定された制御則に従って送
風ファン、つまり送風モータの回転数を制御するものと
なっている。

【０００３】しかしながら、室内温度のみによる送風モ
ータの回転数の制御では、使用者に対してきめこまかな
制御をしているとは言いがたい。例えば、同一温度でも
使用者に対する距離が近い場合と遠い場合とでは、使用
者の体感は全く異なる。

【０００４】ところが、上記扇風機では距離が異なって
も室温が一定であれば、送風ファンの回転数は同一とな
るので、使用者は不快感を感じることがある。これに対
して、室内の温度及び距離を検出して送風ファンを駆動
制御する技術がある。この技術は検出された温度及び距
離から、不快感を数値として求め、この不快感値が設定
値以上となったときに送風モータを駆動するものであ
る。

【０００５】しかし、この技術では、ただ単に不快感に
よって送風モータを駆動するもので、温度及び距離に応
じたきめ細かい送風モータの駆動制御は困難である。一
方、温度及び距離に応じたきめ細かい送風モータの駆動
制御を行う技術としては、メモリに温度と距離との各条
件から決まる複数の送風モータの回転数をマトリックス
状に記憶し、このメモリから検出された温度及び距離に
応じた送風モータの回転数を選び出す方法がある。

【０００６】しかしながら、この方法では温度及び距離
に応じた回転数の記憶量が膨大となり、大容量のメモリ
が必要となる。このため、例えば１チップのマイクロコ
ンピュータのメモリではそのエリアの大部分が回転数に
より占められる。

【０００７】又、たとえメモリに全回転数を記憶させよ
うとしても、その量が膨大なため困難である。一方、回
転数の量を少なくすると、温度及び距離に応じた最適な
送風モータの回転数を得ることは困難となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように温度及び
距離に応じたきめ細かい送風モータの駆動制御を行うに
は、温度及び距離に応じた回転数の量が膨大となり、大
容量のメモリが必要となる。

【０００９】又、逆に回転数を少なくすると、温度及び
距離に応じた最適な送風制御が困難となる。そこで本発
明は、メモリへの記憶作業を簡単にでき、温度及び距離
に応じたきめ細かい送風制御ができるファジィ送風機を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、送風
ファンと、この送風ファンを回転駆動する駆動手段と、
周囲温度を検出する温度センサと、対象物までの距離を
測定する距離センサと、温度センサの検出温度及び距離
センサの検出距離を受けてファジィ推論を実行し、周囲
温度及び対象物までの距離に応じた送風ファンの回転数
を求めて駆動手段を駆動制御するファジィ演算制御手段
と、を備えて上記目的を達成しようとするファジィ送風
機である。

【００１１】請求項２によれば、送風ファンを回転制御
するとともに首振り運動して送風ファンの送風方向を連
続的に変化するファジィ送風機において、送風ファンを
回転駆動する駆動手段と、周囲温度を検出する温度セン
サと、対象物までの距離を測定する距離センサと、首振
り運動中に、温度センサの検出温度及び距離センサの検
出距離を受けてファジィ推論を実行し、周囲温度及び対
象物までの距離に応じた送風ファンの回転数に変更して
駆動手段を駆動制御するファジィ演算制御手段と、を備
えて上記目的を達成しようとするファジィ送風機であ
る。

【００１２】

【作用】請求項１によれば、温度センサにより周囲温度
を検出するとともに距離センサにより対象物までの距離
を検出し、これら検出温度及び検出距離を受けてファジ
ィ演算制御手段によりファジィ推論を実行し、周囲温度
及び対象物までの距離に応じた送風ファンの回転数を求
めて送風ファンを駆動制御する。

【００１３】請求項２によれば、送風ファンを首振り運
動中に、周囲の検出温度及び対象物までの検出距離を検
出し、これら検出温度及び検出距離を受けてファジィ演
算制御手段によりファジィ推論を実行し、周囲温度及び
対象物までの距離に応じた送風ファンの回転数に変更し
て送風ファンを駆動制御する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図面を
参照して説明する。図１は扇風機に適用したファジィ送
風機のブロック構成図である。このファジィ送風機に
は、温度センサ１及び距離センサ２が備えられている。

【００１５】このうち温度センサ１は、周囲の室温を検
出してその室温検出信号を出力するもので、サーミスタ
から成っている。又、距離センサ２は使用者との間の距
離を測定して距離検出信号を出力するもので、赤外線セ
ンサから成っている。なお、これら温度センサ１及び距
離センサ２は入力処理部３に接続されている。

【００１６】この入力処理部３は、温度センサ１からの
室温検出信号を受けて室温ｔを求めるとともに距離セン
サ２から距離検出信号を受けて距離Ｒを求め、これら温
度ｔ及び距離Ｒをファジィ演算制御部４に送る機能を有
している。なお、この入力処理部３は、例えばマイクロ
プロセッサにより構成されている。

【００１７】ファジィ演算制御部４は、温度ｔ、距離Ｒ
及び送風モータ５の回転数Ｎに対する各ファジィ変数を
有し、温度センサ１により検出された温度ｔ及び距離セ
ンサ２より検出された距離Ｒを受けてファジィ推論を実
行して送風モータ５の回転数Ｎを求める機能を有してい
る。

【００１８】具体的には、人間の経験や勘に基づく知識
が、制御ルール及び各メンバーシップ関数として記憶さ
れている。図２は制御ルールの一例である。

【００１９】この制御ルールは、温度ｔ及び距離Ｒから
得られる送風モータ５の回転数Ｎを示している。この場
合、温度ｔは高い（Ｈ）、中ぐらい（Ｍ）及び低い
（Ｌ）の３つに分けられ、又、距離Ｒは近い（Ｓ）、中
ぐらい（Ｍ）及び遠い（Ｌ）の３つに分けられている。

【００２０】従って、例えば、夏期の朝において天気が
良くカラッとした天気に温度が中ぐらい（Ｍ）で、距離
Ｒが近い（Ｓ）のときには、回転数Ｎは中ぐらい（Ｍ）
となる。

【００２１】以下制御ルールをｉｆ〜ｔｈｅｎの式によ
り表すと次の通りとなる。 if(t is M)and(R is S)then(N is M) …(1) if(t is L)and(R is M)then(N is L) …(2) if(t is M)and(R is L)then(N is M) …(3) if(t is H)and(R is M)then(N is H) …(4) if(t is M)and(R is L)then(N is H) …(5) 次にメンバーシップ関数について説明する。

【００２２】図３は温度ｔに対するメンバーシップ関数
を示しており、各ファジィ変数Ｈ、Ｍ、Ｌから成ってい
る。又、図４は距離Ｒに対するメンバーシップ関数で、
各ファジィ変数Ｌ、Ｍ、Ｓから成っている。

【００２３】図５は回転数Ｎに対するメンバーシップ関
数で、各ファジィ変数Ｈ、Ｍ、Ｌから成っている。な
お、図３〜図５において縦軸はグレード「０」〜「１」
であって、各ファジィ変数に対する適合度を示してい
る。

【００２４】従って、ファジィ演算制御部４は、ファジ
ィ推論を実行し、このファジィ推論により決定された送
風モータ５の回転数Ｎを駆動制御信号として駆動部６に
送出する機能を有している。

【００２５】なお、送風モータ５はインバータモータが
使用され、このモータ５には送風ファン７が取り付けら
れている。次に上記の如く構成された送風機の作用につ
いて説明する。

【００２６】温度センサ１は、室温を検出してその温度
検出信号を出力する。又、距離センサ２は、使用者との
距離を検出してその距離検出信号を出力する。これら温
度検出信号及び距離検出信号は、入力処理部３に送られ
る。

【００２７】この入力処理部３は、温度センサ１からの
室温検出信号を受けて室温ｔを求めるとともに距離セン
サ２からの距離検出信号を受けて距離Ｒを求め、これら
温度ｔ及び距離Ｒをファジィ演算制御部４に送る。

【００２８】このファジィ演算制御部４は、温度ｔ及び
距離Ｒを受けてファジィ推論を実行して送風モータ５の
回転数Ｎを求める。以下、温度ｔ（＝２８℃）及び使用
者との距離Ｒ（＝１．５ｍ）の場合を例として説明す
る。

【００２９】ファジィ演算制御部４は、図６に示す温度
のメンバーシップ関数から温度ｔ（＝２８℃）につい
て、ファジィ変数Ｍ、Ｌを用いて各グレード「０．８」
「０．２」を求める。

【００３０】又、ファジィ演算制御部４は、図７に示す
距離のメンバーシップ関数から距離Ｒ（＝１．５ｍ）に
ついて、ファジィ変数Ｍ、Ｌを用いて各グレード「１」
「０」を求める。

【００３１】次にファジィ演算制御部４は、上記式(1)
〜式(5) に示す制御ルールの全ての結論値を求める。す
なわち、 if(t is 0.8)and(R is 1)then｛ N is 0.8(M)｝ …(6) if(t is 0.2)and(R is 1)then｛ N is 0.2(L)｝ …(7) if(t is 0.2)and(R is 0)then｛ N is 0(L)｝ …(8) if(t is 0.8)and(R is 0)then｛ N is 0(H)｝ …(9) if(t is ０)and(R is 1)then｛ N is 0(H)｝ …(10) と表される。

【００３２】この場合、結論値、例えば式(6) に示す
｛Ｎ ｉｓ ０．８（Ｍ）｝は図８の回転数Ｎのファジ
ィ集合に示す斜線部分Ｆとなる。次にファジィ演算制御
部４は、回転数Ｎの各ファジィ変数Ｈ、Ｍ及びＬのそれ
ぞれに対する各グレードの最大値（ＭＡＸ）を求める。
すなわちグレードの最大値はファジィ変数Ｍに対して
「０．８」であり、ファジィ変数Ｌに対して「０．２」
である。なお、ファジィ変数Ｈは「０」である。

【００３３】次にファジィ演算制御部４は、図９に示す
回転数Ｎのファジィ集合のように各ファジィ変数の各グ
レード「０．８」「０．２」により回転数の各ファジィ
変数Ｍ、Ｌを切り込み、これらファジィ変数Ｍ、Ｌ及び
各切り込みラインにより形成される面積Ｓａを求める。

【００３４】そして、ファジィ演算制御部４は、この面
積Ｓａにおける重心Ｇを求め、この重心Ｇの位置に相当
する回転数Ｎｓを求める。これにより、ファジィ演算制
御部４は、この回転数Ｎｓを温度ｔ（＝２８℃）及び距
離Ｒ（＝１．５ｍ）の条件時の回転数とする。

【００３５】そして、ファジィ演算制御部４は、この回
転数Ｎｓを駆動制御信号として駆動部６に送出する。こ
の結果、送風モータ５は回転数Ｎｓで回転する。以下、
ファジィ演算制御部４は、温度ｔ及び距離Ｒを所定期間
毎に取り込んでファジィスイロンを実行し、温度ｔ及び
距離Ｒに最適な送風モータ５の回転数Ｎｓを求める。

【００３６】このように上記第１の実施例においては、
温度センサ１により検出された温度ｔ及び距離センサ２
より検出された距離Ｒを受けてファジィ演算制御部４に
より各メンバーシップ関数に従ってファジィ推論を実行
して送風モータ５の回転数Ｎｓを求めるようにしたの
で、温度ｔ及び距離Ｒの条件に応じた最適な回転数Ｎｓ
で送風モータ５を駆動でき、室内雰囲気及び距離がいか
なる状態であっても常に使用者に対して快適な風を供給
できる。

【００３７】すなわち、同一温度でも距離に応じて使用
者にきめ細やかに変化させる風を送ることができる。こ
の場合、ファジィ演算制御部４のメモリに温度ｔ及び距
離Ｒに対する複数の回転数をマトリックス状に記憶させ
る必要がなく、かつその回転数をメモリに記憶させる煩
雑な作業その手間も必要としない。

【００３８】さらに、マトリックスを形成した場合のマ
トリックス境界上の状態等に関しても、もれなく送風制
御できる。次に本発明の第２の実施例について説明す
る。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳
しい説明は省略する。

【００３９】図１０は扇風機に適用したファジィ送風機
の構成図である。送風ファン７及び送風モータ５は、首
振りモータ８により首振り運動する構成となっている。
なお、首振りモータ８は、駆動部９により回転駆動す
る。

【００４０】又、距離センサ２は、送風ファン７及び送
風モータ５に対して一体的に設けられ、送風ファン７の
首振り運動の向きに応じてその測定方向も首振り運動す
るものとなっている。

【００４１】ファジィ演算制御部４は、上記同様に、温
度ｔ、距離Ｒ、及び送風モータ５の回転数Ｎに対する各
ファジィ変数を有し、温度センサ１により検出された室
温ｔ及び距離センサ２により検出された距離Ｒを受けて
ファジィ推論を実行し、室温ｔ及び距離Ｒに応じた最適
な送風モータ５の回転数Ｎｓを求める機能を有してい
る。

【００４２】又、ファジィ演算制御部４は、駆動部９に
駆動制御信号を送出して首振り制御する機能を有してい
る。次に上記の如く構成されたファジィ送風機の作用に
ついて説明する。

【００４３】温度センサ１により室温ｔが検出され、距
離センサ２により使用者との間の距離Ｒが測定される
と、これら検出温度ｔ及び検出距離Ｒは、ファジィ演算
制御部４に送られる。

【００４４】このファジィ演算制御部４は、上記第１の
実施例と同様に室温ｔ及び距離Ｒを受けてファジィ推論
を実行し、室温ｔ及び距離Ｒに応じた最適な送風モータ
５の回転数Ｎｓを求め、この回転数Ｎｓに応じた駆動制
御信号を駆動部６に送る。

【００４５】又、このファジィ演算制御部４は、駆動部
９に駆動制御信号を送出して首振り制御する。従って、
図１１に示すようにファジィ送風機の周囲にそれぞれ距
離Ｒの異なる位置に各使用者Ａ、Ｂ、Ｃがいる場合、フ
ァジィ演算制御部４は、送風ファン７を首振り運動する
と共に、この首振り運動中に、各使用者Ａ、Ｂ、Ｃとの
各距離Ｒを測定し、送風ファン７が使用者Ａの方向に向
いたときにはこの使用者Ａとの距離に応じた送風ファン
７の回転数Ｎｓを求める。

【００４６】以下、同様に送風ファン７の首振り運動中
に、使用者Ｂの方向に向いたときには使用者Ｂとの距離
に応じた回転数Ｎｓを求め、使用者Ｃの方向に向いたと
きには使用者Ｃとの距離に応じた回転数Ｎｓを求める。

【００４７】これにより、首振り運動中に、温度ｔ及び
各使用者Ａ、Ｂ、Ｃとの各距離に応じた最適な回転数Ｎ
ｓで送風ファン７が回転駆動し、各使用者Ａ、Ｂ、Ｃに
対して最適な送風が行われる。

【００４８】なお、本発明は、上記各実施例に限定され
るものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。例えば、温度センサ１及び距離センサ２は、赤外線
を用いる構成でなくてもよく、これら温度及び距離を音
声により認識する構成としてもよい。例えば、人間の声
により「近い」「遠い」と発する。

【００４９】又、ファジィ変数は、Ｈ、Ｍ、Ｌに限らず
複数に設定してもよく、同様に制御ルールについても
Ｈ、Ｍ、Ｌに限らず複数に設定してもよい。又、扇風機
に限らず、送風機全般に対して適用してもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、メ
モリへの記憶作業を簡単にできて温度及び距離に応じた
きめ細かい送風制御ができるファジィ送風機を提供でき
る。又、本発明によれば、首振り運動中に、周囲の温度
及び使用者の距離に応じたきめ細かい送風制御ができる
ファジィ送風機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるファジィ送風機の第１の実施例
を示す構成図。

【図２】同ファジィ送風機の制御ルールを示す模式図。

【図３】温度に対するメンバーシップ関数を示す図。

【図４】距離に対するメンバーシップ関数を示す図。

【図５】回転数に対するメンバーシップ関数を示す図。

【図６】温度に対するグレードを示す図。

【図７】距離に対するグレードを示す図。

【図８】結論値の一例を示す図。

【図９】重心法により最適な回転数を示す図。

【図１０】本発明に係わるファジィ送風機の第２の実施
例を示す構成図。

【図１１】首振り運転中のファジィ送風を示す図。

【符号の説明】

１…温度センサ、 ２…距離センサ、 ３…入力処理部、 ４…ファジィ演算制御部、 ５…送風モータ、 ６，９…駆動部、 ７…送風ファン、 ８…首振りモータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風ファンと、 この送風ファンを回転駆動する駆動手段と、 周囲温度を検出する温度センサと、 対象物までの距離を測定する距離センサと、 前記温度センサの検出温度及び前記距離センサの検出距
   離を受けてファジィ推論を実行し、周囲温度及び前記対
   象物までの距離に応じた前記送風ファンの回転数を求め
   て前記駆動手段を駆動制御するファジィ演算制御手段
   と、を具備したことを特徴とするファジィ送風機。
2. 【請求項２】 送風ファンを回転制御するとともに首振
   り運動して前記送風ファンの送風方向を連続的に変化す
   るファジィ送風機において、 前記送風ファンを回転駆動する駆動手段と、 周囲温度を検出する温度センサと、 対象物までの距離を測定する距離センサと、 前記首振り運動中に、前記温度センサの検出温度及び前
   記距離センサの検出距離を受けてファジィ推論を実行
   し、周囲温度及び前記対象物までの距離に応じた前記送
   風ファンの回転数に変更して前記駆動手段を駆動制御す
   るファジィ演算制御手段と、を具備したことを特徴とす
   るファジィ送風機。