JPH0715332B2 - 空気調和機用自動温度設定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、人体から放射される赤外線を検出して、人
体の体表面温度に基づいて室温の設定温度を自動的に設
定する空気調和機用自動温度設定装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、自動温度設定装置を備えた空気調和機としては次
のようなものがある（特開昭62−91735）。この空気調
和機は、室温を検出する温度検出機と、“暑い",“寒
い”等の温熱感覚を入力する複数のスイッチ部と、設定
温度決定手段を備えて、居住者が“暑い”と感じたとき
に上記スイッチ部の“暑いとき”スイッチを入力する
と、上記設定温度決定手段は、設定温度をそのときの室
温を基準に一定温度だけ低い温度に変更する。一方、居
住者が“寒い”と感じたときに“寒いとき”スイッチを
入力すると、上記設定温度決定手段は、設定温度をその
ときの室温を基準に一定温度だけ高い温度に変更する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このように、上記従来の自動温度設定装置を備えた空気
調和機は、居住者が“暑いとき”または“寒いとき”ス
イッチを入力すると、設定温度をそのときの室温を基準
にして一定温度だけ変更するようにしているので、操作
性を簡易にして快適性を向上できるという利点を有す
る。

しかしながら、例えば、壁掛タイプの室内機を有するヒ
ートポンプ空気調和機で冷房・暖房を行うと、室内の温
度分布は均一にはならない。そこで、居住者が“快適”
と感じる任意の場所（人位置）から“寒い”と感じる人
位置に移動すると、“寒いとき”スイッチが入力され
る。そして、設定温度が一定温度だけ変更されて再度
“快適”と感じるようになる。ところが、しばらくして
再度室内を移動すると温熱感覚が変るため再度スイッチ
部を操作しなければならない。したがって、室内を移動
する場合には上記スイッチ部を携帯して、移動によって
温熱感覚が変る毎にスイッチ部を操作しなければなら
ず、操作性が非常に悪いという問題がある。

また、室内を移動した際に、移動前の人位置の室内温度
と移動後の人位置の室内温度との差が、上記スイッチ部
の１回の操作によって設定温度決定手段が決定する設定
温度変更範囲を越えている場合は、スイッチ部を操作し
たにもかかわらず温度感覚が“快適”に至らず、再度ス
イッチ部を操作しなければならないという問題がある。

そこで、この発明の目的は、人位置を検知して、この人
位置が変化した場合に、変化前と変化後の人位置におけ
る人体の体表面温度を検出して、人体の移動による体表
面温度変化量に基づいて、自動的に室温の設定温度を変
更することによって、操作性が非常に良く、快適性の良
い空気調和機用自動温度設定装置を提供することにあ
る。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の空気調和機用自動
温度設定装置は、人体から放射される赤外線を検出して
人位置を検知する人位置検知手段１と、上記人位置検知
手段１によって検知された人位置における人体の体表面
温度を検出する体表面温度センサ２と、上記体表面温度
センサ２によって検出される人体の体表面温度を、上記
人位置検知手段１によって検知される人位置が変位した
場合に、人位置の変化前と変化後に区別して記憶する体
表面温度記憶部７と、上記体表面温度記憶部７に記憶さ
れた人位置の変化前と変化後の体表面温度に従って、移
動による人体の体表面温度変化量に基づく室温の設定温
度変更量を算出する設定温度変更量算出手段と、上記設
定温度変更量算出手段によって算出された設定温度変更
量に従って、室温の設定温度を変化する設定温度変更手
段を備えたことを特徴としている。

〈作用〉 人体から放射される赤外線が人位置検知手段１によって
検知される。また、その検知された人位置における人体
の体表面温度が体表面温度センサ２によって検出され、
検出された体表面温度が体表面温度記憶部７に記憶され
る。その際に、上記人位置検知手段１によって検知され
る人位置が変化した場合には、体表面温度は人位置の変
化前の体表面温度と変化後の体表面温度とに区別して体
表面温度記憶手段７に記憶される。

そうすると、設定温度変更量算出手段は、上記体表面温
度記憶部７によって記憶された変化前と変化後の人位置
における体表面温度に従って、移動による人体の体表面
温度変化量に基づく室温の設定温度変更量を算出する。
そして、この算出された設定温度変更量に従って、設定
温度変更手段によって室温の設定温度が変更される。

したがって、操作者は温熱感覚を入力するスイッチ部を
常に携帯して、移動に伴って、“暑い",“寒い”と感じ
る毎に上記スイッチ部を入力する必要がない。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。
第１図において、１は人位置を検知する人位置検知手
段、２は人体の体表面温度を検出するための体表面温度
センサ、３は室内温度を検出する室内温度センサ、４は
“快適”等の温熱感覚をスイッチで入力する感覚入力
部、９はマイクロコンピュータである。

このマイクロコンピュータ９は、設定温度変更量算出手
段と設定温度変更手段を有するCPU（中央処理装置）５
と、このCPU5を制御するプログラムの記録やワークエリ
アとして使用されるメモリ６と、体表面温度センサ２か
らのデータを変化前の人位置と変化後の人位置とに区別
して記憶するための記憶部７と、インターフェース回路
８を有している。

上記人位置検知手段１は、第２図に示すように人体18か
ら放射される赤外線（遠赤外線を含む）を検出して人体
の存在を検知する人位置検知センサ15、開口部16aを有
する遮蔽板16、遮蔽板16の各開口部16aに対応した複数
のフレネル・レンズ（図示せず）を有するフレネル・レ
ンズ板17を有している。上記人位置検知センサ15は人体
18から放射される赤外線放射量を測定する焦電形赤外線
センサ等を用いる。

遮蔽板16の窓16aは、液晶ディスプレイやエレクトロク
ロミック・ディスプレイ等の電気化学的手段、または機
械的手段によって順次一定時間だけ開放される。そし
て、この開放された窓16aは、人位置監視エリア19の一
つの小エリア20からの赤外線のみを通過させて人位置検
知センサ15に入射するようにする。そして、人位置検知
センサ15からの信号の微分信号が所定値を越えたとき、
そのときの遮蔽板16の開口部16aの位置に対応する小エ
リア20の位置に人体が存在するとして、人位置を検知す
るのである。その際に、上記フレネル・レンズの作用に
より各小エリア20からの赤外線は交わることなく集束さ
れて人位置検知センサ15に入射される。

上記体表面温度センサ２は人位置検知センサ15と併設さ
れ、人位置検知センサ15によって人体が存在すると判別
された人位置（小エリア）20内の、人体18から放射され
る赤外線量を検出する。体表面温度センサ２としては人
体18からの赤外線放射量を測定する焦電形赤外線センサ
またはサーモパイル形赤外線センサを用いる。

上記構成の空気調和機用自動温度設定装置は次のように
動作する。

空気調和機が動作して居住者が予め設定した室温の設定
温度（以下、単に設定温度と言う）に室温が制御され
る。この状態で居住者が人位置監視エリア19内のある位
置において“快適”であると感じたときに、第１図の感
覚入力部４より例えば“快適”のスイッチが入力され
る。その際に、人位置検知手段１と体表面温度センサ２
は動作状態にあって人位置監視エリア19内を走査してい
るので、居住者が“快適”であると感じたときの人位置
Ａ（図示せず）における居住者の体表面温度が検出さ
れ、その値TSAが記憶部７に記憶される。

居住者が人位置監視エリア19内を移動して人位置が上記
人位置Ａから人位置Ｂ（図示せず）に変化したとする。
そうすると、人位置が変化したことが人位置検知手段１
によって検知される。そうすると、人位置の変化が人位
置検知手段１によって検知されてから時間ｔ後に、体表
面温度センサ２によって人位置Ｂにおける居住者の体表
面温度が検出され、その値TSBが記憶部７に上記TSAと区
別して記憶される。すなわち、人位置Ａと人位置Ｂとの
室温が異なる場合に、居住者が人位置Ａから人位置Ｂに
移動すると居住者の体表面温度はゆっくり変化してやが
てある温度に安定する。このために、人位置が変化した
と検知した後、体表面温度が安定する時間以上の時間ｔ
が経過してから体表面温度を検出するのである。

次に、居住者が人位置Ａから人位置Ｂに移動したことに
よる体表面温度の変化量ΔTSが次式により算出される。

ΔTS＝TSA−TSB …（１） また、居住者の体表面温度がΔTSだけ変化したことによ
って変化する温熱感覚を“快適”にもどすために、室温
の設定温度を変更する必要がある。そこで、CPU5の設定
温度変更量算出手段によって設定温度変更量ΔTSETが次
式により算出される。

ΔTSET＝ａ・ΔTS …（２） ａ＝定数 そして、CPU5の設定温度変更手段によって設定温度がΔ
TSETだけ変更される。そうすると、変更された設定温度
の値と室内温度センサ３の検出温度値とに基づいてイン
バータ部10（第１図）によって圧縮機11の回転数が制御
され、やがて室温は設定温度になる。

その後、居住者は移動せずに人位置Ｂに居続けたとする
と、人位置検知手段１による走査によって人位置は変化
していないことが検知される。そうすると、体表面温度
センサ２によって人位置Ｂにおける居住者の体表面温度
が検出され、その値TSB′が記憶部７に記憶される。そ
して、設定温度変更量ΔTSETが式（１），（２）のTSB
をTSB′として算出され、ΔTSET≠０であればΔTSETだ
け設定温度が変更される。以下、この動作がΔSET＝０
になるまで繰返される。その結果、居住者の体表面温度
は“快適”を感じるときの体表面温度になる。

上述の自動温度設定動作を第３図のフローチャートに従
って説明する。ここで、すでに“快適”と感じる場所で
の居住者の体表面温度が検出されて記憶部７（第１図）
に記憶されているとする。

ステップS1で、人位置検出手段１の走査に基づいて人位
置が検知される。

ステップS2で、上記ステップS1での検知された人位置
は、直前に検知した人位置に対して変化しているか否か
が判別される。その結果変化していればステップS3に進
み、そうでなければステップS3をスキップする。

ステップS3で、人位置変化後時間ｔが経過しかた否かが
判別される。その結果、経過していればステップS4に進
む。

ステップS4で、居住者の体表面温度が体表面温度センサ
２によって検知されて、その値が記憶部７に記憶され
る。

ステップS5で、記憶部７に記憶されている変化前の人位
置での体表面温度値と変化後の人位置での体表面温度値
とからΔTS,TSETが算出される。

ステップS6で、上記ステップS5で算出されたΔTSETだけ
設定温度が変更される。

ステップS7で、室内温度センサ３からの信号に基づい
て、室温がΔTSETだけ上昇したか否かが判別される。そ
の結果、上昇していればステップS1に戻る。

このように、人体から放射される赤外線を検出して、人
位置とその人位置における人体の体表面温度を検出し、
人体の移動による体表面温度変化量に基づいて自動的に
設定温度を変更するので、居住者は温熱感覚を入力する
スイッチ部を常時携帯して、温熱感覚が変化する毎に温
熱感覚を入力する必要がなく操作性が良い。また、体表
面温度の変化量に基づいて設定温度変更量を最適に決定
するので、最適な室温に常に制御され、快適性が大幅に
良くなる。

上記実施例における人位置検知手段は、遮蔽板16とフレ
ネル・レンズ板17とによって走査するようにしている
が、この発明はこれに限定されるものではなく、人位置
検知センサ15および体表面温度センサ２の角度の変化や
位置の移動によって走査するようにしてもよい。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の空気調和機用自動
温度設定装置は、人位置検知手段によって検知された人
位置における人体の体表面温度を、体表面温度探知セン
サによって検出して体表面温度記憶部に記憶し、上記人
位置が変化した場合の人体の移動による体表面温度変化
量に基づいて、室温の設定温度変更量を設定温度変更量
算出手段によって算出し、この算出された設定温度変更
量に従って、室温の設定温度を設定温度変更手段によっ
て自動的に変更するようにしたので、居住者は室内を移
動して温熱感覚が変る毎に、スイッチ等により温熱感覚
を入力する必要がなく、操作性が非常によい。また、体
表面温度の変化量に基づいて設定温度変更量を最適に決
定するので快適性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の空気調和機用自動温度設定装置の一
実施例を示すブロック図、第２図は第１図における人位
置検知手段の概略図、第３図は自動温度設定動作のフロ
ーチャートである。 １…人位置検知手段、２…体表面温度センサ、３…室内
温度センサ、４…感覚入力部、５…CPU、７…記憶部、1
5…人位置検知センサ、16…遮蔽板、17…フレネル・レ
ンズ板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人体から放射される赤外線を検出して人位
   置を検知する人位置検知手段（１）と、 上記人位置検知手段（１）によって検知された人位置に
   おける人体の体表面温度を検出する体表面温度センサ
   （２）と、 上記体表面温度センサ（２）によって検出される人体の
   体表面温度を、上記人位置検知手段（１）によって検知
   される人位置が変位した場合に、人位置の変化前と変化
   後に区別して記憶する体表面温度記憶部（７）と、 上記体表面温度記憶部（７）に記憶された人位置の変化
   前と変化後の体表面温度に従って、移動による人体の体
   表面温度変化量に基づく室温の設定温度変更量を算出す
   る設定温度変更量算出手段と、 上記設定温度変更量算出手段によって算出された設定温
   度変更量に従って、室温の設定温度を変化する設定温度
   変更手段を備えたことを特徴とする空気調和機用自動温
   度設定装置。