CN111033141A - 空调控制装置、空调系统、控制方法以及程序 - Google Patents

空调控制装置、空调系统、控制方法以及程序 Download PDF

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CN111033141A CN201880055948.3A CN201880055948A CN111033141A CN 111033141 A CN111033141 A CN 111033141A CN 201880055948 A CN201880055948 A CN 201880055948A CN 111033141 A CN111033141 A CN 111033141A
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水野尚夫
清水健志
樱井贵夫
丸山真范
西川尚希
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Abstract

空调控制装置具备：要求环境取得部，其从多个利用者分别取得要求环境设定；位置取得部，其取得所述多个利用者各自存在的利用者位置；确定部，其基于所述要求环境设定以及所述利用者位置，确定使设定了所述要求环境设定的所述多个利用者的利用者位置处的环境接近所述要求环境设定的实际环境设定；以及控制部，其基于所确定的所述实际环境设定来控制空调用室内机。

Description

空调控制装置、空调系统、控制方法以及程序
技术领域
本发明涉及空调控制装置、空调系统、控制方法以及程序。
本申请基于2017年6月30日向日本申请的日本特愿2017-128992号而主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
存在取得人物所存在的位置并变更设定的空调系统。在专利文献1中，记载了如下那样的技术：取得与用于发送利用者的要求的发送机构的ID信息对应地设定了的位置信息，或者取得通过对粘贴于固定了的桌子、椅子的包含固有的位置信息的一维条形码、二位条形码进行读取而识别到的位置信息，进行与该要求相应的空调机的控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4737037号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，谋求在空调系统中能够实现对利用者整体而言满足度较高的空调设定。
因此，谋求以下那样的技术：在进行空调设定时，在多个利用者成为空调设定的对象的室内，能够实现对利用者整体而言满足度较高的空调设定。
本发明的目的在于，提供能够解决上述的课题的空调控制装置、空调系统、控制方法以及程序。
用于解决课题的方案
根据本发明的第一方案，空调控制装置具备：要求环境取得部，其从多个利用者分别取得要求环境设定；位置取得部，其取得所述多个利用者各自存在的利用者位置；确定部，其基于所述要求环境设定以及所述利用者位置，确定使设定了所述要求环境设定的所述多个利用者的利用者位置处的环境接近所述要求环境设定的实际环境设定；以及控制部，其基于所确定的所述实际环境设定来控制空调用室内机。
根据本发明的第二方案，在第一方案中的空调控制装置的基础上，也可以是，所述实际环境设定是温度、风量、湿度以及风向中的至少一个的设定。
根据本发明的第三方案，在第一方案或第二方案中的空调控制装置的基础上，也可以是，所述要求环境取得部从所述多个利用者各自的环境设定终端取得所述要求环境设定。
根据本发明的第四方案，在第三方案中的空调控制装置的基础上，也可以是，所述位置取得部从所述多个利用者各自的环境设定终端取得所述利用者位置。
根据本发明的第五方案，空调系统具备：第一方案至第四方案中的任一方案所述的空调控制装置；以及空调用室内机，其基于所述空调控制装置的控制而送出空气。
根据本发明的第六方案，控制方法包括如下步骤：从多个利用者分别取得要求环境设定；取得所述多个利用者各自存在的利用者位置；基于所述要求环境设定以及所述利用者位置，确定使设定了所述要求环境设定的所述多个利用者的利用者位置处的环境接近所述要求环境设定的实际环境设定；以及基于所确定的所述实际环境设定来控制空调用室内机。
根据本发明的第七方案，程序使计算机执行如下步骤：从多个利用者分别取得要求环境设定；取得所述多个利用者各自存在的利用者位置；基于所述要求环境设定以及所述利用者位置，确定使设定了所述要求环境设定的所述多个利用者的利用者位置处的环境接近所述要求环境设定的实际环境设定；以及基于所确定的所述实际环境设定来控制空调用室内机。
发明效果
根据本发明的实施方式的空调控制装置、空调系统、控制方法以及程序，在进行空调设定时，在多个利用者成为空调设定的对象的室内，能够实现对利用者整体而言满足度较高的空调设定。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式中的空调系统的结构的图。
图2是示出本发明的一实施方式中的空调用室内机的结构的图。
图3是示出本发明的一实施方式中的环境设定终端的结构的图。
图4是示出本发明的一实施方式中的显示部的显示例的图。
图5是示出本发明的一实施方式中的空调控制装置的结构的图。
图6是示出本发明的一实施方式中的空调控制装置的处理流程的图。
图7是示出本发明的一实施方式中的显示部所显示的映射的例子的图。
图8是示出至少一个实施方式的计算机的结构的简要框图。
具体实施方式
<实施方式>
以下，参照附图对实施方式进行详细说明。
对本发明的一实施方式中的空调系统1的结构进行说明。
本发明的一实施方式中的空调系统1是基于多个利用者各自要求的各要求环境设定以及该多个利用者各自存在的各利用者位置来确定实际环境设定的系统。并且，空调系统1是基于所确定的实际环境设定来控制空调用室内机的系统。要求环境设定是指，为了在利用者位置处实现所希望的环境而利用者所要求的环境的设定值，且是包含利用者位置处的温度、风量、湿度以及风向中的至少1个的设定值。实际环境设定是指，以设定了设定值的利用者整体的满足度提高的方式在空调系统1中实际设定的环境的设定值。
如图1所示，空调系统1具备空调用室内机10、环境设定终端20a1～20an、以及空调控制装置30。以下，将环境设定终端20a1～20an统称为环境设定终端20。
空调用室内机10向各利用者位置送出空气。
环境设定终端20分别将设置有空调用室内机10的室内的利用者位置处的要求环境设定向空调控制装置30发送。需要说明的是，设置有空调用室内机10的室内中的利用者位置是利用该环境设定终端20的利用者的利用者位置。
空调控制装置30基于实际环境设定来控制空调用室内机10。
如图2所示，空调用室内机10具备通信部101和送风机构102。
通信部10与空调控制装置30进行通信。通信部101从空调控制装置30接受实现实际环境设定所表示的设定值的控制信号。
送风机构102送出与通信部101接收到的控制信号相应的空气。
如图3所示，环境设定终端20分别具备输出部201、显示部202、输入部203、以及存储部204。环境设定终端20例如是智能手机。
输出部201具有通信功能，其将要求环境设定向空调控制装置30发送。输出部201具有超声波振子，并输出超声波。输出部201使要求环境设定的信息重叠于该超声波，从而将要求环境设定向空调控制装置30发送。需要说明的是，本发明的其他实施方式中的输出部201也可以使用超声波以外的方式(例如，电波)将要求环境设定向空调控制装置30发送。
显示部202显示向空调控制装置30发送的要求环境设定的设定内容。具体而言，如图4所示，显示部202显示温度、风量、湿度以及风向的要求环境设定。
输入部203接受包括通过利用者的操作而指定了的温度、风量、湿度以及风向中的至少1个的要求环境设定的输入。输入部203将接受到的要求环境设定写入存储部204。
存储部204存储利用者的要求环境设定。
如图5所示，空调控制装置30具备取得部301(要求环境取得部的一例、位置取得部的一例)、确定部302、以及控制部303。
取得部301取得多个利用者各自要求的各要求环境设定。具体而言，取得部301从各环境设定终端20取得要求环境设定。
另外，取得部301取得多个利用者各自存在的各利用者位置。
具体而言，取得部301在例如设置有空调用室内机10的室内的天花板具备3个以上的超声波接收器(例如，超声波麦克风)。取得部301检测来自各环境设定终端20的超声波。取得部301基于各超声波接收器针对任一频率的超声波检测到超声波的时刻的时间差、设置有各超声波接收器的位置、以及超声波在设置有空调用室内机10的室内的空间(主要为空气)中的传播速度，算出作为超声波的音源的环境设定终端20的位置、即利用者位置。
更具体而言，取得部301提取各超声波接收器所检测到的超声波中的特定频率的超声波。取得部301确定所提取的超声波在各超声波接收器中的相位，并算出各超声波接收器间的相位差、即超声波的到达时间差。取得部301将各超声波接收器间的相位差换算为各超声波接收器间的距离之差。取得部301根据各超声波接收器间的距离之差来推定利用者位置。
取得部301针对不同的频率的所有超声波，算出利用者位置。
需要说明的是，在取得部301具备N个(N＞3)超声波接收器的情况下，只要针对选择N个中的3个的所有组合分别推定利用者位置，并将它们的平均值设为利用者位置即可。这样一来，取得部301能够更高精度地进行利用者位置的推定。
需要说明的是，在取得部301同时检测到多个同一频率的超声波的情况下，同一频率的超声波彼此干涉，从而无法确定超声波的音源的位置。因此，在取得部301同时检测到多个同一频率的超声波的情况下，经过规定时间后再次尝试超声波的检测。在该情况下，为了使各环境设定终端20输出的超声波的频率不发生干涉，预先向各环境设定终端20分配不同的频率，以使各超声波的频率成为不同的频率即可。
确定部302基于各要求环境设定以及各利用者位置，确定使设定了要求环境设定的多个利用者(例如，所有利用者)的利用者位置处的环境接近要求环境设定的实际环境设定。
具体而言，确定部302将作为目标值的各要求环境设定与各利用者位置处的实际的环境的偏差设为目标函数，并确定该目标函数的值成为较小的值的实际环境设定。
更具体而言，确定部302确定以下的式(1)所示的目标函数J成为较小的值的实际环境设定。
【数学式1】
Figure BDA0002393950360000061
式(1)所示的向量x(i)是表示利用者i(i＝1、2、··、N)所存在的位置处的实际的温度、湿度、风量、风向等各要求环境设定的向量。向量x(i)由M个要素(x(i)1、x(i)2、··、x(i)M)构成，各要素(x(i)1、x(i)2、··、x(i)M)表示利用者i所存在的位置处的实际的温度、湿度、风量、风向等值(标量)。另外，如式(1)所示，向量x(i)由将空调用室内机10的控制参数(a1、a2、a3、a4、··)作为输入变量的函数F而唯一确定。需要说明的是，对于风向的数值化，例如，针对上下方向的风向，在将从朝向最上侧的风向至朝向最下侧的风向为止以n阶段的风向规定了的情况下，将从朝向最上侧的风向至朝向最下侧的风向为止的n阶段以1至n的整数数值化即可。另外，对于风向的数值化，例如，针对左右方向的风向，在将从朝向最左侧的风向至朝向最右侧的风向为止以m阶段的风向规定了的情况下，将从朝向最左侧的风向至朝向最右侧的风向为止的m阶段以1至m的整数数值化即可。若像这样将风向数值化，则能够通过表示设为目标的风向的数值与利用者位置处的实际的风向所表示的数值之差来表示偏差，从而能够与温度、风量、湿度等数值同样地进行运算。
另外，向量x＊(i)是表示利用者i所希望的温度、湿度、风量、风向等的向量。向量x＊(i)由M个要素(x＊(i)1、x＊(i)2、··、x＊(i)M)构成，各要素(x＊(i)1、x＊(i)2、··、x＊(i)M)表示利用者i所希望的温度、湿度、风量、风向等。
如式(1)所示，目标函数J首先按各向量x(i)的第k要素(k＝1、··、M)求出误差率((x(i)k-x＊(i)k)/x＊(i)k)，并将所有要素相加。然后，目标函数J通过将针对各利用者i所求出的上述误差率的总和再按照所有利用者进行相加而被导出。
“M”是构成向量x(i)、向量x＊(i)的要素的数量，且是温度、湿度、风量、风向等应成为利用者所设定的对象的物理量的总数。
“N”是在设置有空调用室内机10的空间内存在的利用者的人数，更具体而言，是通过超声波检测到的环境设定终端20的台数。
“Wd(i，k)”是分别为各要素另外规定的加权系数，在通常的运用中，将其全部设为“1”(相等的值)。但是，例如，也可以是，各利用者针对各要素(温度、湿度、风量、风向··)分别设定“Wd(i，k)”以反映出重视哪个物理量这样的喜好。通过该加权系数Wd(i，k)，例如，即使是对于同一人，也能够应对“刚从较热的屋外回来时尤其希望实现‘风量’的要求”、或“在梅雨的时期希望优先使‘湿度’成为喜好的值”这样的细致的要求。
“Wp(i)”是分别为各利用者另外规定的加权系数，在通常的运用中，将其全部设为“1”(相等的值)。但是，例如，在进行重视容易中暑的利用者、高龄的利用者、重要职位的利用者等的要求的运用等情况下，也可以使各利用者i的加权系数发生变化。
另外，在温度、风量、湿度、风向等设定被标准化了的情况下，例如，在重视设定项目中的温度的情况下，温度的加权系数wi也可以大于风量、湿度、风向等温度以外的加权系数wi。
另外，在设置有空调用室内机10的室内，在存在L个(L＞1)吹出口的情况下，也可以对各吹出口分别设定温度、风量、湿度、风向等实际环境设定。
确定部302将设置有空调用室内机10的室内的气流以及热辐射模型化，使该模型的模型参数发生变化，并通过模拟算出设置有空调用室内机10的室内的各利用者位置处的规定时间后的温度、风量、湿度、风向等实际的值。此时，在设置有空调用室内机10的室内，在存在L个(L＞1)吹出口的情况下，对各吹出口的温度、风量、湿度、风向等实际环境设定的组合进行各种变更。需要说明的是，对于设置有空调用室内机10的室内的气流以及热辐射的模型化，使用理论上确认到正确的式子、预先进行实验等，并使用模型参数进行模型化即可。
确定部302针对通过模拟而对变更了的各种实际环境设定的组合算出的各设定项目，确定特定的目标函数J成为较小的值的实际环境设定。需要说明的是，在确定目标函数J成为较小的值的实际环境设定时，确定部302所使用的算法在能够确定正确的实际环境设定的范围中不做限定。确定部302可以使用登山法、模拟退火(SA法)、遗传算法(GA)、同步扰动随机逼近(SPSA)算法等。函数F例如也可以基于以气流、辐射热为基础的空间内的温度分布、湿度分布、风量分布的物理模拟。
控制部303基于通过确定部302而确定的实际环境设定来控制空调用室内机10。
接下来，对本发明的一实施方式中的空调系统1的处理进行说明。
在此，对图6所示的空调控制装置30的处理流程进行说明。
输入部203接受包括通过利用者的操作而指定的温度、风量、湿度以及风向中的至少1个在内的要求环境设定的输入。输入部203将接受到的要求环境设定写入存储部204。
存储部204存储利用者的要求环境设定。
输出部201向空调控制装置30输出重叠了利用者的要求环境设定的信息的超声波。
取得部301取得多个利用者各自要求的各要求环境设定(步骤S1)。具体而言，取得部301检测来自各环境设定终端20的超声波，取得所检测到的超声波所含的要求环境设定。
另外，取得部301取得多个利用者各自存在的各利用者位置(步骤S2)。
具体而言，取得部301提取各超声波接收器检测到的超声波中的特定频率的超声波。取得部301确定所提取的超声波的各超声波接收器中的相位，并算出各超声波接收器间的相位差、即超声波的到达时间差。取得部301将各超声波接收器间的相位差换算为各超声波接收器间的距离之差。取得部301根据各超声波接收器间的距离之差来推定利用者位置。
取得部301针对不同的频率的所有超声波，算出利用者位置。
确定部302基于各要求环境设定以及各利用者位置，确定使设定了要求环境设定的多个利用者的利用者位置处的环境接近要求环境设定的实际环境设定(步骤S3)。
具体而言，确定部302将作为目标值的各要求环境设定与各利用者位置处的实际的环境的偏差设为目标函数，并确定该目标函数的值成为较小的值的实际环境设定。
更具体而言，确定部302确定以式(1)表示的目标函数J成为较小的值的实际环境设定。
另外，在设置有空调用室内机10的室内，在存在L个(L＞1)吹出口的情况下，确定部302为各吹出口分别设定温度、风量、湿度、风向等实际环境设定(步骤S4)。
确定部302将设置有空调用室内机10的室内的气流以及热辐射模型化，使该模型的模型参数发生变化从而算出函数F，并通过模拟算出设置有空调用室内机10的室内的各利用者位置处的规定时间后的温度、风量、湿度、风向等实际的值(步骤S5)。此时，在设置有空调用室内机10的室内，在存在L个(L＞1)吹出口的情况下，对各吹出口的温度、风量、湿度、风向等实际环境设定的组合进行各种变更(步骤S6)。
确定部302针对通过模拟而对变更的各种实际环境设定的组合算出的各设定项目，确定特定的目标函数J成为较小的值的实际环境设定(步骤S7)。
控制部303基于通过确定部302而确定的实际环境设定来控制空调用室内机10(步骤S8)。
以上，对本发明的一实施方式中的空调系统1进行了说明。
在本发明的一实施方式中的空调系统1中，空调控制装置30取得多个利用者各自要求的各要求环境设定、以及多个利用者各自存在的各利用者位置。空调控制装置30基于各要求环境设定以及各利用者位置，确定使设定了要求环境设定的多个利用者的利用者位置处的环境接近要求环境设定的实际环境设定。空调控制装置30基于实际环境设定来控制空调用室内机。
这样，空调控制装置30在进行空调设定时，在多个利用者成为空调设定的对象的室内，能够实现对利用者整体而言满足度较高的空调设定。
需要说明的是，在本发明的一实施方式中，对确定部302进行了说明，该确定部302将作为目标值的各要求环境设定与作为实际设定的设定值的实际环境设定的偏差设为目标函数，并确定该目标函数的值成为较小的值的实际环境设定。然而，本发明的其他实施方式中的确定部302也可以是，将利用者的满足度数值化，并将满足度设为目标函数，确定目标函数成为最大值的实际环境设定。对于利用者的满足度的数值化，例如，将作为目标值的各要求环境设定与作为实际设定的设定值的实际环境设定的偏差的倒数设为利用者的满足度即可。
需要说明的是，在本发明的一实施方式中，对取得部301进行了说明，该取得部301基于3个以上的超声波接收器检测超声波的时刻之差来确定利用者位置。然而，在本发明的其他实施方式中，利用者位置也可以使用以下所示的其他方法来确定。
例如，在显示于环境设定终端20的显示部202的、图7所示那样的映射中，利用者以表示区域的编号来进行指定利用者位置的操作。环境设定终端20根据利用者指定利用者位置的操作，将利用者位置向空调控制装置30发送。然后，取得部301从环境设定终端20取得利用者位置。需要说明的是，在图7中，示出吹出口F。
另外。例如，环境设定终端20将基于Bluetooth(注册商标)Low Energy等电波的通信的信号向空调控制装置30发送。然后，取得部301基于从环境设定终端20接收到的信号的电波强度，确定利用者位置。
另外，例如，空调控制装置30预先取得并存储设置有空调用室内机10的室内的各位置处的信息。另外，空调控制装置30将各利用者与面部图像建立关联并预先存储。取得部301具有面部认证功能，并在设置有空调用室内机10的室内，将利用者进行面部认证的位置确定为该利用者的利用者位置。
另外，例如，环境设定终端20具有摄像功能，其拍摄规定的标记(例如，条形码)。环境设定终端20将拍摄到的规定的标记的图像向空调控制装置30发送。取得部301基于环境设定终端20拍摄到的图像中的规定的标记的变形的方式、以及设置有空调用室内机10的室内的规定的标记的位置，确定环境设定终端20拍摄规定的标记的位置，并将确定到的位置确定为利用者位置。
这样，空调系统1在确定利用者位置时，无需使用特定的方法，能够根据状况来选择方法。
需要说明的是，对于本发明的实施方式中的空调系统1的处理，也可以在能够进行适当的处理的范围内替换处理的顺序。
对于本发明的实施方式中的各存储部204、存储装置(包括寄入器(register)、寄存器(latch))，在能够进行适当的信息的发送接收的范围内可以设置在任何位置。另外，对于各存储部204、存储装置，在能够进行适当的信息的发送接收的范围也可以存在多个而将数据分散地存储。
对本发明的实施方式进行了说明，但上述的空调用室内机10、环境设定终端20、空调控制装置30、其他的控制装置也可以在内部具有计算机系统。并且，上述的处理的过程以程序的形式存储于计算机可读的记录介质，通过计算机读出并执行该程序来进行上述处理。计算机的具体例如下所示。
图8是示出至少一个实施方式的计算机的结构的简要框图。
如图8所示，计算机5具备CPU6、主存储器7、储存器8以及接口9。
例如，上述的空调用室内机10、环境设定终端20、空调控制装置30、其他的控制装置分别安装于计算机5。并且，上述的各处理部的动作以程序的形式存储于储存器8。CPU6从储存器8读出程序并在主存储器7中展开，按照该程序执行上述处理。另外，CPU6按照程序，在主存储器7中确保与上述的各存储部对应的存储区域。
作为储存器8的例子，可以列举HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid StateDrive)、磁盘、磁光盘、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(DigitalVersatile Disc Read Only Memory)、半导体存储器等。储存器8可以是与计算机5的总线直接连接的内部介质，也可以是经由接口9或通信线路与计算机5连接的外部介质。另外，在通过通信线路向计算机5分发该程序的情况下，接受了分发的计算机5也可以将该程序在主存储器7中展开，执行上述处理。在至少一个实施方式中，储存器8是非临时性的有形的存储媒体。
另外，上述程序也可以实现前述的功能的一部分。并且，上述程序也可以是能够利用与已记录于计算机系统的程序的组合来实现前述的功能的文件、也就是所谓的差分文件(差分程序)。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但上述的实施方式是例子，并不限定发明的范围。上述的实施方式可以在不脱离发明的主旨的范围进行各种追加、各种省略、各种置换、各种变更。
工业实用性
根据本发明的实施方式的空调控制装置、空调系统、控制方法以及程序，在进行空调设定时，在多个利用者成为空调设定的对象的室内，能够实现对利用者整体而言满足度较高的空调设定。
附图标记说明：
1...空调系统；
5...计算机；
6...CPU；
7...主存储器；
8...储存器；
9...接口；
10...空调用室内机；
20、20a1、20a2、20an...环境设定终端；
30...空调控制装置；
101...通信部；
102...送风机构；
201...输出部；
202...显示部；
203...输入部；
204...存储部；
301...取得部；
302...确定部；
303...控制部。

Claims (7)

1.一种空调控制装置，其中，
所述空调控制装置具备：
要求环境取得部，其从多个利用者分别取得要求环境设定；
位置取得部，其取得所述多个利用者各自存在的利用者位置；
确定部，其基于所述要求环境设定以及所述利用者位置，确定使设定了所述要求环境设定的所述多个利用者的利用者位置处的环境接近所述要求环境设定的实际环境设定；以及
控制部，其基于所确定的所述实际环境设定来控制空调用室内机。
2.根据权利要求1所述的空调控制装置，其中，
所述实际环境设定是温度、风量、湿度以及风向中的至少一个的设定。
3.根据权利要求1或2所述的空调控制装置，其中，
所述要求环境取得部从所述多个利用者各自的环境设定终端取得所述要求环境设定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空调控制装置，其中，
所述位置取得部从所述多个利用者各自的环境设定终端取得所述利用者位置。
5.一种空调系统，其中，
所述空调系统具备：
权利要求1至4中任一项所述的空调控制装置；以及
空调用室内机，其基于所述空调控制装置的控制而送出空气。
6.一种控制方法，其中，
所述控制方法包括如下步骤：
从多个利用者分别取得要求环境设定；
取得所述多个利用者各自存在的利用者位置；
基于所述要求环境设定以及所述利用者位置，确定使设定了所述要求环境设定的所述多个利用者的利用者位置处的环境接近所述要求环境设定的实际环境设定；以及
基于所确定的所述实际环境设定来控制空调用室内机。
7.一种程序，其中，
所述程序使计算机执行如下步骤：
从多个利用者分别取得要求环境设定；
取得所述多个利用者各自存在的利用者位置；
基于所述要求环境设定以及所述利用者位置，确定使设定了所述要求环境设定的所述多个利用者的利用者位置处的环境接近所述要求环境设定的实际环境设定；以及
基于所确定的所述实际环境设定来控制空调用室内机。
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