CN101315215A - 用于控制空调的睡眠操作的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于控制空调的睡眠操作的方法。该方法包括：确定是否激活了睡眠操作；以及当激活了睡眠操作时，顺序地执行睡眠操作的多个子模式。

Description

用于控制空调的睡眠操作的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制空调的睡眠操作的方法，具体涉及一种用于控制空调的睡眠操作的方法，其中在睡眠操作中自动改变室内温度以使用户良好睡眠。
背景技术
传统空调执行制冷和加热操作，对室内空气制冷和加热，以将空气保持在用户选择的目标室内温度上，从而为用户提供舒适的房间环境。但是，当用户在制冷操作期间睡着了时，在从制冷操作开始经过一段时间之后，用户可能会感觉较冷。这是因为在整个制冷操作期间，空调只以最初设定的目标室内温度进行操作。或者，如果关闭了制冷操作，用户可能会感到较热，因此无法提供舒适的睡眠环境。另一方面，当用户在加热操作期间睡着了时，因为在整个加热操作期间，空调只以最初设定的目标室内温度进行操作，所以在从加热操作开始经过一段时间之后，用户可能会感觉较热。如果关闭了加热操作，用户可能会感到较冷。因此，无法提供舒适的睡眠环境。
图1示出了non-REM和REM睡眠周期性交替的睡眠状态的特点。如图1所示，每人每晚以大约90分钟的间隔，交替地经历4或5次non-REM和REM睡眠。从图1中可以看出，最深度睡眠是紧接在入睡之后的non-REM睡眠。人的冷或热感觉和新陈代谢速率取决于从皮肤散发的热量。当新陈代谢速率降低时，人会感到冷。图2示出了从入睡之后一直到醒来，人的新陈代谢速率的变化特点。在入睡之后，人的新陈代谢速率降低，进入non-REM睡眠，如图2所示。当从浅度睡眠进入深度睡眠时，人体温度显著下降，引起大量排汗。排汗使人感到很热，不舒服，从而难以进入深度睡眠。
为了解决这些问题，日本专利申请公开No.2004-92918提出了一种空调，该空调考虑到图1的睡眠特点和睡眠期间人的新陈代谢速率的变化，在预设睡眠操作持续时间的最初阶段，将室内温度降低到比用户设定的目标室内温度低，以使用户快速入睡。当用户已入睡时，新陈代谢速率和活动减少，睡眠者容易感到冷。因此，在用户入睡之后，该空调逐渐升高室内温度，以使用户能够良好睡眠。
但是，这种控制空调睡眠操作的传统方法没有考虑用户希望的睡眠操作持续时间，而基于平均睡眠时间8小时来执行睡眠操作控制，从而无法实现有效的睡眠操作控制。
此外，在睡眠操作的中间和最后阶段，室内温度高于预设目标温度，提高了用户的皮肤温度，从而干扰其良好睡眠。
此外，该传统空调只针对制冷提供睡眠操作，从而无法满足用户需要的针对加热的睡眠操作。
发明内容
因此，本发明一方面要提供一种用于控制空调的睡眠操作的方法，其中在睡眠操作中自动改变室内温度，以使用户能够良好睡眠。
本发明的其他方面和/或优点在随后的描述中阐述，并部分地从该描述中显而易见，或者可以通过发明的实施而获知。
本发明的上述和/或其他方面可以通过提供一种用于控制空调的睡眠操作的方法来实现，该方法包括：确定是否激活了睡眠操作；以及如果激活了睡眠操作，则顺序地执行睡眠操作的多个子模式。
所述多个子模式包括：入睡模式，用于将室内温度降低到比目标室内温度低第一等级；以及睡醒模式，用于将室内温度升高到比目标室内温度高第二等级。
所述多个子模式还包括：深度睡眠模式，用于在制冷操作期间，周期性地将室内温度升高到比目标室内温度高第一等级，然后将室内温度降低回到目标室内温度。
所述多个子模式还包括：深度睡眠模式，用于在加热操作期间，在将室内温度保持在比目标室内温度低第一等级的等级处之后，将室内温度升高到目标室内温度。
深度睡眠模式包括重复如下操作：当室内温度已达到目标室内温度时将室内温度降低回到比目标室内温度低第二等级的温度，然后将室内温度升高回到目标室内温度。
深度睡眠模式的操作持续时间是根据睡眠操作的持续时间而确定的。
在制冷操作期间，第二等级比第一等级高。
在制冷操作期间的入睡模式中，当输入睡眠操作命令时，空调立即以比目标室内温度低第一等级的温度进行操作。
在加热操作期间，第二等级比第一等级低。
在加热操作期间的入睡模式中，当输入睡眠操作命令时，空调以目标室内温度操作特定时间段，然后以比目标室内温度低第一等级的温度进行操作。
本发明的上述和/或其他方面也可以通过提供一种在空调处于制冷操作时用于控制空调的睡眠操作的方法来实现，该方法包括：在入睡模式期间保持室内温度，包括在睡眠操作开始之后直到经过第一参考时间之前，保持室内温度低于目标室内温度；在深度睡眠模式期间升高室内温度，包括在经过第一参考时间之后，周期性地将室内温度升高到比目标室内温度高，然后将室内温度降低回到目标室内温度；以及在睡醒模式期间保持室内温度，包括在睡眠操作终止之前，在第一参考时间内保持室内温度高于目标室内温度。
第一参考时间是1小时。
目标室内温度设定在24℃到27℃的范围内。
在睡眠操作开始之后直到经过第一参考时间之前，保持室内温度比目标室内温度低2℃；在经过第一参考时间之后，周期性地将室内温度升高到比目标室内温度高2℃，然后将室内温度降低回到目标室内温度；在睡眠操作终止之前，在第一参考时间内保持室内温度比目标室内温度高2.5℃-3℃。
本发明的上述和/或其他方面也可以通过提供一种在空调处于加热操作时用于控制空调的睡眠操作的方法来实现，该方法包括：在睡眠操作开始之后直到经过第一参考时间之前，保持室内温度比目标室内温度低第一等级；以及在经过第一参考时间之后，在睡眠操作的剩余时间期间将室内温度升高到比目标室内温度高第二等级。
目标室内温度设定在22℃到25℃的范围内。
第一等级是2℃，第二等级是1℃。
附图说明
结合附图，本发明的上述和/或其他方面和优点将从以下实施例描述中显而易见并更易理解，附图中：
图1示出了non-REM和REM睡眠周期性交替的睡眠状态的特点；
图2示出了从入睡之后一直到醒来，人的新陈代谢速率的变化特点；
图3是根据本发明实施例的空调的框图；
图4是根据本发明实施例的用于控制空调的睡眠操作的方法的流程图；
图5A示出了在根据本发明实施例的空调的制冷操作期间，根据睡眠操作定时的目标室内温度的变化；
图5B示出了在图5A的制冷操作期间，根据睡眠操作定时的室内温度的变化；
图6A示出了在根据本发明实施例的空调的加热操作期间，根据睡眠操作定时的目标室内温度的变化；以及
图6B示出了在图6A的加热操作期间，根据睡眠操作定时的室内温度的变化。
具体实施方式
下面具体参照本发明的实施例，附图中示出了本发明的示例，其中类似的附图标记指示类似的元件。以下参照附图，描述实施例，说明本发明。
如图3所示，根据本发明实施例的空调包括输入单元10、温度传感器20和微型计算机30。输入单元10从用户接收操作信息，例如制冷或加热操作模式、睡眠操作持续时间和目标室内温度。温度传感器20测量室内温度。微型计算机30根据从输入单元10接收的操作信息来控制睡眠操作。空调还包括压缩机40、压缩机驱动器50、室内风扇60、室内风扇驱动器70、叶片80和叶片驱动器90。压缩机40释放高温制冷剂。压缩机驱动器50驱动压缩机40。室内风扇60将已经过室内热交换机的热交换的空气吹入房间。室内风扇驱动器70驱动室内风扇60。叶片80控制所释放空气的流动。叶片驱动器90驱动叶片80。
微型计算机30根据所接收的操作信息来控制每个驱动器，以控制空调的睡眠操作。当睡眠操作开始时，微型计算机30通过温度传感器20接收室内温度，并根据每个操作模式，使用睡眠操作算法来控制室内温度。
如果用户输入过高或过低的目标室内温度，用户在睡眠期间会感到热或冷。为了防止这种情况，在制冷操作期间，微型计算机30使显示单元100显示用于请求用户输入24℃到27℃的范围内的目标室内温度的信息。另一方面，在加热操作期间，微型计算机30使显示单元100显示用于请求用户输入22℃到25℃的范围内的目标室内温度的信息。目标室内温度范围依据操作模式而不同的原因在于，人体对于季节性温度特点的反应不同。例如，如果夏天或冬天室内和室外温度差别太大，则人容易患上感冒之类的疾病。因此，需要在夏天将空调睡眠操作期间的目标室内温度设定得比在冬天高预定等级。
睡眠操作分为具有不同操作持续时间和不同室内温度的三个子模式。子模式包括：入睡模式，其中降低室内温度，以使用户能够快速入睡；深度睡眠模式，其中控制室内温度，以使用户能够进入深度睡眠；以及睡醒模式，其中控制室内温度，以在用户醒来之前升高用户的体温。
入睡模式和睡醒模式的操作持续时间预设在微型计算机30中，深度睡眠模式的操作持续时间设定为与用户输入的睡眠操作持续时间减去入睡模式和睡醒模式的操作持续时间之和后剩下的时间相等。例如，如果入睡模式和睡醒模式的预设操作持续时间分别是1小时，用户输入的睡眠操作持续时间是8小时，则深度睡眠模式的操作持续时间(第二部分)是6小时。如果入睡模式和睡醒模式的预设操作持续时间分别是1小时，用户输入的睡眠操作持续时间是9小时，则深度睡眠模式的操作持续时间是7小时。
在微型计算机30中，每个子模式的目标室内温度设定为依据操作模式而不同。目标室内温度是基于图1和2所示的季节性温度特点和睡眠周期中人体温度的变化而设定的。
设定制冷操作中入睡模式的目标室内温度数据，以在睡眠操作的初始阶段中，在特定时间内降低室内温度，从而使用户能够进入最深度睡眠(non-REM睡眠的第三和第四阶段)。当用户已入睡时，新陈代谢速率和活动显著减少，结果用户会感到冷。因此，设定深度睡眠模式的目标室内温度数据，以将室内温度升高特定等级，从而在深度睡眠模式下向用户提供舒适的睡眠环境。室内温度的升高可能使用户感到热，干扰了舒适的睡眠，因而将深度睡眠模式的目标室内温度数据设定为反复地将室内温度降低回到最初由用户输入的目标室内温度。最后，如果睡眠操作终止，用户睡醒了，则体温较低，新陈代谢活动较少。因此，设定睡醒模式的目标室内温度数据，以进一步将室内温度升高特定等级，从而在睡眠操作终止之前的特定时间内使用户的体温升高。
设定加热操作中入睡模式的目标室内温度数据，以在睡眠操作的初始阶段中，在特定时间内降低室内温度，从而使用户能够进入最深度睡眠(non-REM睡眠的第三和第四阶段)。因为在冬天室内温度通常比用户输入的目标室内温度低，所以在执行加热操作之后，降低加热操作中入睡模式下的室内温度，以在特定时间内将室内温度保持在用户输入的目标室内温度。设定深度睡眠模式的目标室内温度数据，以在特定时间内保持所降低的室内温度，使用户在冬天睡眠期间能够保持健康的体温/皮肤温度，然后在深度睡眠模式的剩余时间内，将室内温度逐渐升高到用户输入的目标室内温度。最后，如果睡眠操作终止，用户睡醒了，则体温较低，新陈代谢活动较少。因此，设定睡醒模式的目标室内温度数据，以进一步将室内温度升高特定等级，从而在睡眠操作终止之前的特定时间内使用户的体温升高。
下面参照图4，描述根据本发明实施例的用于控制空调的睡眠操作的方法。
如果用户输入操作模式、睡眠操作持续时间和目标室内温度等睡眠操作的操作信息，则微型计算机30接收所输入的操作信息(200)。
如果在操作200中，微型计算机30接收到操作信息，则微型计算机30确定所输入的目标室内温度是否适合该操作模式(210)。
如果在操作210中确定所输入的目标室内温度不适合该操作模式，则微型计算机30控制显示单元100显示信息，以请求用户输入不同的目标室内温度，在制冷模式下是在24℃到27℃的范围内，在加热模式下是在22℃到25℃的范围内(220)。
如果在操作210中确定所输入的目标室内温度适合该操作模式，则考虑到人的睡眠周期中体温的变化，微型计算机30将所输入的睡眠操作持续时间划分成三个子模式各自的操作持续时间(230)。
如果睡眠操作持续时间被划分成三个子模式各自的操作持续时间，则在制冷模式下，微型计算机30执行入睡模式，将室内温度调节到比目标室内温度低2℃，以使用户能够快速入睡。在加热模式下，微型计算机30执行入睡模式，在将室内温度保持在目标室内温度特定时间之后，将室内温度调节到比目标室内温度低2℃，以使用户能够快速入睡。在入睡模式下，微型计算机30提高风扇的转速和压缩机40的容量，以在短时间内降低室内温度。如果室内温度降低，则用户的皮肤温度也降低，使用户容易入睡，并在短时间内进入深度睡眠(240)。
如果入睡模式的操作持续时间终止，则微型计算机30确定用户已入睡，并执行深度睡眠模式，使用户能够良好睡眠。在制冷模式下，微型计算机30执行深度睡眠模式，以周期性地重复如下操作：将室内温度升高到比目标室内温度高2℃，然后将室内温度降低回到目标室内温度。在加热模式下，微型计算机30执行深度睡眠模式，以在特定时间内保持所降低的室内温度，使用户在冬日睡眠期间能够保持健康的体温/皮肤温度，然后在深度睡眠模式的剩余时间内，将室内温度逐渐升高到用户输入的目标室内温度(250)。
如果深度睡眠模式的操作持续时间终止，则微型计算机30确定已到达用户睡醒时间，并执行睡醒模式。在制冷模式下，微型计算机30执行睡醒模式，将室内温度升高到比目标室内温度高2.5℃或3℃，以升高用户体温，然后终止该操作。在加热模式下，微型计算机30执行睡醒模式，将室内温度升高到比目标室内温度高1℃，以升高用户体温，然后终止该操作。室内温度升高使用户体温升高，并提高用户的新陈代谢活动(260)。
下面参照图5A和5B，描述根据本发明实施例的、在空调的制冷操作期间根据睡眠操作定时的室内温度变化。当睡眠模式开始时，如图5A所示，微型计算机30使空调在时间间隔“0”到“b”中，向房间均匀地吹入比目标室内温度Ts低2℃的温度的空气。室内温度在时间间隔“0”到“a”中快速降低。这将用户的皮肤温度降低到适当等级，从而最小化温度控制系统的活动。此后，在时间间隔“a”到“b”中保持所降低的室内温度恒定不变。这使用户的皮肤温度保持在较低等级，以使用户能够入睡。
在时间间隔“b”到“c”中，微型计算机30从时间间隔“0”到“b”中的温度开始，逐渐升高所释放空气的温度，以将室内温度升高到“Ts+2”的等级。这里，连续并逐渐地升高室内温度，以防止体温/皮肤温度的快速升高。所升高的室内温度防止了皮肤温度的降低，以使用户能够良好睡眠。在时间间隔“c”到“e”中，微型计算机30执行控制操作，以交替的方式将室内温度升高到“Ts+2”，然后降低到“Ts”，从而使体温/皮肤温度在舒适范围内。在时间间隔“c”到“e”中将室内温度保持在较高等级“Ts+2”会使用户感到热，从而干扰了舒适的睡眠。因此，有必要周期性地降低所升高的室内温度。
在时间间隔“e”到“f”中，微型计算机30使空调在特定时间内向房间吹入“Ts+2”温度的空气，然后吹出“Ts+2.5”或“Ts+3”温度的空气，后一温度比“Ts+2”高特定等级(即，2或3℃)。因为用户将在时间“f”醒来，所以微型计算机30在时间“f”之前的特定时间内(即，在时间间隔“e”到“f”中)进一步将室内温度升高特定等级，以升高用户的体温。所升高的体温有利于用户新陈代谢活动的增加。
下面参照图6A和6B，描述根据本发明实施例的、在空调的加热操作期间根据睡眠操作定时的室内温度变化。
当睡眠模式开始时，微型计算机30使空调在时间间隔“0”到“a”中，向房间均匀地吹入用户输入的目标室内温度Ts的空气。这使室内温度接近Ts。此后，在时间间隔“a”到“b”中，微型计算机30逐渐降低所释放空气的温度，以将室内温度降低到“Ts-2”。室内温度的降低使用户的皮肤温度降低到适当等级，以最小化温度控制系统的活动，从而使用户能够入睡。
在时间间隔“b”到“c”中，微型计算机30将所释放空气的温度保持在“Ts-2”，以将室内温度保持在“Ts-2”，从而用户能够在冬日睡眠期间保持健康的体温/皮肤温度。在时间间隔“c”到“d”中，微型计算机30周期性地升高所释放空气的温度，以逐渐将室内温度升高到“Ts”。室内温度的逐渐升高防止了体温/皮肤温度的快速升高，所升高的室内温度防止了皮肤温度的降低，使用户能够良好睡眠。然后，在睡眠操作的剩余时间中，微型计算机30周期性地重复将所释放空气的温度降低回到“Ts-1”然后升高回到“Ts”的操作，以使体温/皮肤温度在舒适的范围内。
在时间间隔“d”到“e”中，微型计算机30将所释放空气的温度升高到“Ts+1”，以将室内温度升高到“Ts+1”。因为用户将在时间“e”醒来，所以微型计算机30在时间“e”之前的特定时间内(即，在时间间隔“d”到“e”中)进一步将室内温度升高特定等级，以升高用户的体温。所升高的体温有利于用户新陈代谢活动的增加。
从以上描述中显而易见，本发明实施例提供了一种具有多个优点的用于控制空调的睡眠操作的方法。例如，室内温度是根据人的体温变化和睡眠周期而调节的，从而使用户能够良好睡眠。
虽然示出并描述了本发明实施例，但是本领域技术人员将理解，在不背离本发明原理和精神的前提下，可以对该实施例进行修改，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (18)

1.一种用于控制空调的睡眠操作的方法，所述方法包括：
确定是否激活了睡眠操作；以及
如果激活了睡眠操作，则顺序地执行睡眠操作的多个子模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个子模式包括：入睡模式，用于将室内温度降低到比目标室内温度低第一等级；以及睡醒模式，用于将室内温度升高到比目标室内温度高第二等级。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个子模式还包括：深度睡眠模式，用于在制冷操作期间，周期性地将室内温度升高到比目标室内温度高第一等级，然后将室内温度降低回到目标室内温度。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个子模式还包括：深度睡眠模式，用于在加热操作期间，在将室内温度保持在比目标室内温度低第一等级的等级处之后，将室内温度升高到目标室内温度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中深度睡眠模式包括重复如下操作：当室内温度已达到目标室内温度时将室内温度降低回到比目标室内温度低第二等级的温度，然后将室内温度升高回到目标室内温度。
6.根据权利要求3所述的方法，其中深度睡眠模式的操作持续时间是根据睡眠操作的持续时间而确定的。
7.根据权利要求2所述的方法，其中在制冷操作期间，第二等级比第一等级高。
8.根据权利要求2所述的方法，其中在制冷操作期间，在入睡模式中，当输入睡眠操作命令时，空调立即以比目标室内温度低第一等级的温度进行操作。
9.根据权利要求2所述的方法，其中在加热操作期间，第二等级比第一等级低。
10.根据权利要求2所述的方法，其中在加热操作期间，在入睡模式中，当输入睡眠操作命令时，空调在特定时间段内以目标室内温度进行操作，然后以比目标室内温度低第一等级的温度进行操作。
11.一种在空调处于制冷操作时用于控制空调的睡眠操作的方法，所述方法包括：
在入睡模式期间保持室内温度，包括：在睡眠操作开始之后直到经过第一参考时间之前，保持室内温度低于目标室内温度；
在深度睡眠模式期间升高室内温度，包括：在经过第一参考时间之后，周期性地将室内温度升高到比目标室内温度高，然后将室内温度降低回到目标室内温度；以及
在睡醒模式期间保持室内温度，包括：在睡眠操作终止之前的第一参考时间内保持室内温度高于目标室内温度。
12.根据权利要求11所述的方法，其中第一参考时间是1小时。
13.根据权利要求11所述的方法，其中目标室内温度设定在24℃到27℃的范围内。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括：
在睡眠操作开始之后直到经过第一参考时间之前，保持室内温度比目标室内温度低2℃；
在经过第一参考时间之后，周期性地将室内温度升高到比目标室内温度高2℃，然后将室内温度降低回到目标室内温度；
在睡眠操作终止之前的第一参考时间内保持室内温度比目标室内温度高2.5℃-3℃。
15.一种在空调处于加热操作时用于控制空调的睡眠操作的方法，所述方法包括：
在睡眠操作开始之后直到经过第一参考时间之前，保持室内温度比目标室内温度低第一等级；以及
在经过第一参考时间之后，在睡眠操作的剩余时间期间将室内温度升高到比目标室内温度高第二等级。
16.根据权利要求15所述的方法，其中目标室内温度设定在22℃到25℃的范围内。
17.根据权利要求15所述的方法，其中第一等级是2℃，第二等级是1℃。
18.根据权利要求4所述的方法，其中深度睡眠模式的操作持续时间是根据睡眠操作的持续时间而确定的。
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