JP2000171075A - 空調機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の空調機の制御装置は、人体検知センサを
設置した空調機制御対象空間において、空調機の省エネ
ルギ運転をしていると、例えば入室時の居住者の快適性
を損なうことが多いという課題がある。 【解決手段】スケジュール修正部２５０において、入退
室時間データ管理部温度設定値入力部２３０より取得し
た過去の入退室時間データをもとに、スケジュールデー
タ管理部２１０より取得した入力スケジュールを、入室
時の快適性が損なわれる可能性が低くなるよう修正す
る。その修正スケジュールに従って空調制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調機の運転消費
エネルギを削減しつつ、居住者の快適性を維持するのに
有効な空調機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空調機の制御対象空間である部屋におけ
る人の在不在に応じて空調機の省エネルギ運転をおこな
う制御手法として、特開平5−248679号に開示された公
知技術があった。この制御手法は、居住者があらかじめ
入力した在室スケジュールに従って空調機を運転するこ
とにより人が居ない場合の運転エネルギの無駄を省き、
さらに在室予定時間内のもかかわらず部屋に設置した人
体検知センサが人の不在を検知した場合には空調機の運
転を停止することで、より一層の省エネルギを図るもの
である。

【０００３】以下図面を参照しながら特開平5−248679
号の開示技術を説明する。

【０００４】図５に特開平5−248679号に記載された技
術の構成図を示す。データ入力部１０００において、１
０１０は空調機の起動、停止のスケジュールを入力する
スケジュール入力部、１０２０は温度設定値を含むパラ
メータの入力をおこなう温度設定値入力部である。制御
部２０００において、２０１０はスケジュール部１０１
０よりスケジュールデータを受け、これを管理するスケ
ジュールデータ管理部、２０２０はスケジュールデータ
管理部２０１０の指示によりスケジュールデータを記憶
するスケジュールデータ記憶部、２０３０は温度設定値
入力部１０２０より温度設定値を含むパラメータを受
け、これを管理する温度設定値管理部、２０４０は温度
設定値管理部の指示により温度設定値を含むパラメータ
を記憶する温度設定値記憶部である。２１００は出力制
御部であり、温度設定値データ管理部２０３０より室内
温度設定値を受け空調機の室内温度設定値を変更すると
ともに、スケジュールデータ管理部２０１０からスケジ
ュールデータを受けてスケジュールに従った空調機の運
転、停止を行なう。また、在室予定時間内においては人
体検知センサ３０００から部屋６０００における人の在
不在データを取得し、空調機の運転、停止の判断をす
る。

【０００５】以下にその動作について説明する。スケジ
ュール入力部１０１０および温度設定値入力部１０２０
で入力されたスケジュールデータおよび室内温度設定値
データは、それぞれスケジュールデータ記憶部２０２０
および温度設定値記憶部２０４０に記憶される。出力制
御部２１００は、これらのデータを受け空調機５０００
のスケジュール運転を行なう。居住者が温度設定値入力
部１０２０で室内温度設定値を変更した場合には、出力
制御部２１００は空調機に室内温度設定値変更を指令す
る。出力制御部２１００は、在室予定時間内において空
調機制御対象空間に設置された人体検知センサ３０００
によって部屋６０００の使用状況を監視する。空調機運
転中にある一定時間部屋６０００の利用が確認されない
場合は、出力制御部２１００は空調機５０００の運転を
停止する。ただし、在室予定時間内で部屋６０００の使
用が確認されず空調機が停止した状態において、新たに
人体検知センサ３０００が人の存在を確認した時には、
出力制御部２１００は空調機に運転開始を指示する。

【０００６】以上により特開平5−248679号に記載され
た空調機の制御装置では、スケジュールに従って運転
し、在室予定時間内に人が退室した場合に空調機を停止
するので、この間の空調機の消費エネルギの無駄を省く
ことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の制御方式では空調機運転エネルギの削減には効
果はあるものの、居住者の快適性が損なわれる場合があ
るといった問題があった。すなわち、人は入力したスケ
ジュールどおりに行動することは少ないので、従来の制
御方式では、特に居住者が入室予定時間より早めに入室
した場合には空調機が動作しておらず居住者の快適性が
損なわれる問題があった。また人体検知センサで入室を
検知し空調機を動作させる制御方式でも、居住者は入室
してから数十分の間は夏は暑くて冬は寒いといった、入
室当初の快適性が損なわれるという問題があった。

【０００８】本発明は、従来のこのような空調制御方式
の課題を考慮し、人体検知センサを設置した空調機制御
対象空間において、居住者の入力したスケジュールどお
りに人の入退室が行われない場合を想定し、そのような
場合でも、空調機の省エネルギ運転をしつつも、特に入
室時の居住者の快適性を損なうことが少ない空調機の制
御装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、制御対象空間
の室内温度を室内温度設定値に保つように制御すること
ができる空調機において、居住者が前記制御対象空間を
使用する在室スケジュールを入力するスケジュール入力
部と、居住者が前記制御対象空間における室内温度設定
値を入力する温度設定値入力部と、前記スケジュール入
力部より前記在室スケジュールを受けとり、スケジュー
ルデータ記憶部に前記在室スケジュールを格納するとと
もに、必要に応じて前記スケジュールデータ記憶部から
前記スケジュールデータを取り出し出力するスケジュー
ルデータ管理部と、前記温度設定値入力部より前記温度
設定値を受け温度設定値記憶部に前記温度設定値を格納
するとともに、必要に応じて前記温度設定値記憶部から
前記温度設定値を取り出し出力する温度設定値管理部
と、前記制御対象空間に設置され該空間における人の在
不在を検知する人体検知センサと、前記人体検知センサ
より在不在データを受け入退室時間を判定し、入退室時
間データ記憶部に前記入退室時間を格納するとともに、
必要に応じて前記入退室時間記憶部より入退室時間を取
り出し出力する入退室時間データ管理部と、前記スケジ
ュールデータ管理部より在室スケジュールを取得し、前
記入退室時間データ管理部より得る過去の入退室時間デ
ータをもとに前記在室スケジュールを修正するスケジュ
ール修正部と、前記スケジュール修正部より修正された
在室スケジュール、前記温度設定値管理部より温度設定
値及び、人体検知センサより在不在データをそれぞれ取
得し、現時間における温度設定値を決定するとともに、
前記空調機に制御信号を出力する出力部制御部とを備
え、この構成によって、空調機の省エネルギ運転しつつ
も特に入室時の居住者の快適性を損なうことがない空調
機運転を実現する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。 （第一の実施の形態）図１は本発明の第一の実施の形態
における制御装置の構成を示す図である。本実施の形態
における制御装置は、複数のデータ入力部１００と、空
調機制御対象空間である部屋６００に設置された人体検
知センサ３００と、データ入力部１００と人体検知セン
サ３００とから得られるデータより空調機５００に室内
温度設定値変更を出力する制御部２００とから構成され
ている。なお、人体検知センサ３００には、焦電型微動
検知センサ等が使用される。

【００１１】データ入力部１００において、１１０は居
住者が部屋６００に居る時間を入力するスケジュール入
力部である。また、１２０は、居住者が部屋６００にお
いて、在室予定時間内の室内温度設定値を入力する温度
設定値入力部である。スケジュール入力部１１０と温度
設定値入力部１２０には、パソコン端末、音声認識装
置、リモコン等が使用される。

【００１２】制御部２００において、２１０はスケジュ
ールデータ管理部であり、スケジュール入力部１１０よ
り得る在室スケジュールデータをスケジュールデータ記
憶部２１５に格納するとともに必要に応じて該記憶部２
１５よりスケジュールデータを取得する。２２０は温度
設定値管理部であり、温度設定値入力部１２０より得る
在室予定時間における室内温度設定値を温度設定値記憶
部２２５に格納するとともに必要に応じて該記憶部２２
５より室内温度設定値を取得する。

【００１３】２３０は入退室時間データ管理部であり、
人体検知センサ３００が検知した部屋６００における在
不在データより入退室時間を計算し、入退室時間データ
を入退室時間データ記憶部２３５に格納するとともに、
必要に応じて該記憶部２３５より過去の入退室時間デー
タを取得する。なお、スケジュールデータ記憶部２１５
と温度設定値記憶部２２５と入退室時間データ記憶部２
３５は物理的に同じメモリであっても良い。

【００１４】２５０はスケジュール修正部であり、スケ
ジュールデータ管理部２１０よりスケジュールデータ
を、入退室時間データ管理部２３０より過去の入退室時
間データをそれぞれ取得し、在室スケジュールの修正を
行なう。２７０は出力制御部であり、スケジュール修正
部２５０より修正スケジュールデータを、温度設定値管
理部２２０より温度設定値データを、人体検知センサ３
００より部屋６００における現時刻の在不在データをそ
れぞれ取得し、現時刻における空調機の温度設定値を決
定する。また、出力制御部２７０はそのようにして決定
した温度設定値を制御信号に変換し空調機５００に室内
温度設定値の変更の指令をする手段である。

【００１５】次に、このような本実施の形態の動作につ
いて説明する。

【００１６】まず、居住者がスケジュール入力部１１０
において入力する在室スケジュールデータは、１日の在
室パターンはほぼ１週間サイクルで変化すると考えられ
るので、１週間分のスケジュールデータが入力されるこ
とが望ましい。入力された在室スケジュールデータはス
ケジュールデータ管理部２１０により直ちにスケジュー
ルデータ記憶部２１５に格納される。在室スケジュール
の変更が無い場合、制御部２００はスケジュールデータ
記憶部２１５に記憶された在室スケジュールを用いて運
転制御する。温度設定値入力部１２０で入力された温度
設定値は温度設定値管理部２２０により直ちに温度設定
値記憶部２２５に記憶される。在室予定時間外における
温度設定値は特に指定がなくても良い。室内温度設定値
入力部１２０で室内温度設定値の変更が無い場合は、制
御部２００は温度設定値記憶部２２５に記憶された室内
温度設定値を用いて制御を行なう。入退室時間データ記
憶部２３５には、１日の入退室パターンは１週間サイク
ルであると考えられるので、スケジュール修正のための
入退室時間データが過去１週間分以上記憶されている。
ただし、あまりにも過去の入退室時間データをスケジュ
ール修正に使うと、修正の精度が落ちる場合があるので
記憶するデータ量には適当な期限を設けておく。

【００１７】スケジュール修正部２５０では、入退室時
間データ管理部２３０から取得した過去の入退室時間デ
ータを利用して、スケジュールデータ管理部２１０から
取得した入力スケジュールを修正する。入力スケジュー
ルの修正は、人の移動が少ない深夜等に行なう。入退室
時間データ管理部２３０から取得する入退室時間データ
は、現在の曜日と同じ曜日における入退室時間とする。
スケジュール修正の手法としては、入力スケジュールに
おける入退室予定時間と過去の入退室時間との時間差の
ばらつきが、ある確率分布にのっていると仮定して行な
う。以下に、入力スケジュールが図２のような場合に、
入室予定時間Ｔ0の修正手法について述べる。

【００１８】入退室時間データ管理部２３０より得る入
室予定時間Ｔ0に対応する過去の入室時間データをＴiと
する。Ｔiはi番目のサンプルデータである。Ｔiが２サ
ンプル以上存在する時は、数１にしたがって、すべての
サンプルデータＴiについてＴ0とＴiとの時間差ｘiを計
算する。

【００１９】

【数１】 次に、数２を用いてｘiの平均値ｕを算出する。

【００２０】

【数２】 数２においてｎは修正の用いる入室時間データのサンプ
ル数である。ここでｘiのばらつきが数３に示すような
正規分布をなしていると仮定する。

【００２１】

【数３】 数３においてσは確率密度関数f(x)の標準偏差である。
標準偏差σは数４に示す式により求める。

【００２２】

【数４】 以上によりｘiのばらつきの確率密度関数f(x)が決定す
る。図３に確率密度関数f(x)の分布形状を示す。この分
布形状より、時間Ｔ0＋uに入室する確率が最も高く、最
初の入力入室時間Ｔ0より早く入室する確率とＴ0より遅
く入室する確率は、Ｔ0＋ｕから離れるに従い同じ割合
で減少することが分かる。すなわち、Ｔ0＋ｕを入室予
定時間とするスケジュール修正を行なうと、およそ５０
％の確率で入室時の快適性が損なわれると考えることが
できる。また、ｕより小さいｘを取り、Ｔ0＋ｘを入室
予定時間とするスケジュール修正を行なうと、修正入室
時間は早めに設定されるので快適性を損なう可能性が低
くなる。逆にｕより大きいｘを修正に使うと、修正入室
時間は遅く設定され快適性を損なう可能性が高くなる。
以上により、数５に示す積分値Pは快適性を損なう確
率として利用することができる。

【００２３】

【数５】 そこで、快適性を損なう許容確率をａで与え、数６を満
たすｘtを算出する。

【００２４】

【数６】 ａを低めに設定しておけば、ｘtを入力スケジュールの
入室予定時間に加えて求まった修正スケジュールに基づ
いて空調機を運転した場合、入室時に暑いもしくは寒い
といった不快感をおぼえる可能性は低くなる。

【００２５】なお、居住者が新規のスケジュールを入力
したり、過去に入力したスケジュールを変更したりし
て、入力スケジュールに対応する入退室時間データがな
い、もしくは一つの時はスケジュール修正は行なわな
い。

【００２６】出力制御部２７０は、以上の手法により修
正されたスケジュールを用いて空調機の運転を行なう。
修正されたスケジュールにおいて在室予定時間内では居
住者が入力した温度設定値に保たれるように、在室予定
時間外では特に温度設定値の指定が無いかぎり空調機の
負荷が低減できるよう空調機は運転制御される。もし、
居住者が在室予定時間外の室内温度設定値を指定してい
る場合には、在室予定時間外ではその温度設定値を空調
機に指令する。

【００２７】運転中、出力制御部２７０は人感センサ３
００で常時部屋６００の使用状況を監視する。修正され
たスケジュールどおりに人が入退室しない場合は、人が
居る場合は在室予定時間内における温度設定値に、人が
居ない場合には空調機の負荷を低減するよう自動的に温
度設定値を変更するよう制御する。また同時に、入退室
時間データ管理部２３０は、入退室時間データを入退室
時間データ記憶部２３５に格納する。 （第二の実施の形態）以下に、本発明の第二の実施の形
態を図面を参照して説明する。図４は本発明の第二の実
施の形態における制御装置の構成を示す図である。本実
施の形態は、第一の実施の形態の構成に加えて、さら
に、データ入力部１００内に、快適モードか省エネモー
ドかを入力する運転モード入力部１３０と、制御部２０
０内に、運転モード入力部１３０より運転モードデータ
を受け、これを運転モードデータ記憶部２４５に格納す
るとともに、必要に応じて該記憶部２４５より運転モー
ドデータを取得する運転モードデータ管理部２４０とを
有する。その他の構成は第一の実施の形態と同じなので
その説明は省略する。なお、運転モード入力部１３０に
は、スケジュール入力部１１０と温度設定値入力部１２
０と同じく、パソコン端末、音声認識装置、リモコン等
が用いられる。また、運転モードデータ記憶部２４５
は、スケジュールデータ記憶部２１５、温度設定値デー
タ記憶部２２５、入退室時間データ記憶部と同じメモリ
であっても良い。

【００２８】次に、このような本実施の形態の動作を説
明する。

【００２９】居住者は運転モード入力部１３０で快適モ
ードか省エネモードかに設定できるようになっており、
入力された運転モードデータは直ちに運転モードデータ
記憶部２４５に格納される。運転モードの変更がない間
は、運転モード記憶部２４５に格納されている運転モー
ドデータが制御に用いられる。スケジュール修正部２５
０は、スケジュールデータ管理部２１５より入力スケジ
ュール、温度設定値データ管理部２２０より室内温度設
定値、運転モードデータ管理部２４０より運転モードを
それぞれ取得し、入力スケジュールの修正を行なう。

【００３０】以下に運転モードの違いによるスケジュー
ル修正の例として、図２における入室予定時間Ｔ0の修
正方法を記述する。修正には、第一の実施の形態と同じ
く、数３の正規分布確率密度関数を用いる。

【００３１】スケジュール修正部２５０において、あら
かじめ快適モードと省エネモードにおける快適を損なう
許容確率aを与えておく。快適モードにおける許容確率
をa c、省エネモードにおけるそれをa sを数７を満たす
よう用意する。

【００３２】

【数７】 快適モードにおいては数８を満たすｘtcを入力スケジュ
ールの入室予定時間に加算することにより修正スケジュ
ールを得る。

【００３３】

【数８】 省エネモードにおいては数９を満たすｘtsを入力スケジ
ュールの入室予定時間に加算することにより修正スケジ
ュールを得る。

【００３４】

【数９】 求めたｘtcあるいはxtsを用いてスケジュールを修正す
る。

【００３５】以上の結果、居住者が入力した在室スケジ
ュールの修正を快適性重視にするか省エネ性重視にする
か自由に選択することができ、居住者参加型の空調制御
が可能になる。

【００３６】なお、本発明の各手段、各部は、それらが
有する機能を専用のハード回路で実現しても、あるいは
それらの機能をコンピュータでソフトウェア的に実現し
てもかまわない。

【００３７】また、本発明は、本発明にかかる空調機の
制御装置の手段及び部が有する全て又は一部の機能をコ
ンピュータで実現するためのプログラムを格納した情報
記録媒体でもある。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明は、居住者の行動
に則した空調機制御ができ、特に入室時の居住者の快適
性を損なわないという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態における制御装置の
構成を示す構成図である。

【図２】居住者の入力スケジュールの例を示す図であ
る。

【図３】正規分布の分布形状をあらわす図である。

【図４】本発明の第二の実施の形態における制御装置の
構成を示す構成図である。

【図５】特開平５−２４８６７９号に記載された技術の
構成図である。

【符号の説明】

１００ データ入力部 １１０ スケジュール入力部 １２０ 温度設定値入力部 １３０ 運転モード入力部 ２００ 制御部 ２１０ スケジュールデータ管理部 ２１５ スケジュールデータ記憶部 ２２０ 温度設定値管理部 ２２５ 温度設定値記憶部 ２３０ 入退室時間データ管理部 ２３５ 入退室時間データ記憶部 ２４０ 運転モードデータ管理部 ２４５ 運転モードデータ記憶部 ２５０ スケジュール修正部 ２７０ 出力制御部 ３００ 人体検知センサ ５００ 空調機 ６００ 部屋

フロントページの続き (72)発明者 長光 左千男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 児玉 久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L060 AA03 AA06 CC11 DD02 DD05 EE01 EE22

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象空間の室内温度を室内温度設定
   値に保つように制御することができる空調機において、 居住者が前記制御対象空間を使用する在室スケジュール
   を入力するスケジュール入力部と、 居住者が前記制御対象空間における室内温度設定値を入
   力する温度設定値入力部と、 前記スケジュール入力部より前記在室スケジュールを受
   けとり、スケジュールデータ記憶部に前記在室スケジュ
   ールを格納するとともに、必要に応じて前記スケジュー
   ルデータ記憶部から前記スケジュールデータを取り出し
   出力するスケジュールデータ管理部と、 前記温度設定値入力部より前記温度設定値を受け温度設
   定値記憶部に前記温度設定値を格納するとともに、必要
   に応じて前記温度設定値記憶部から前記温度設定値を取
   り出し出力する温度設定値管理部と、 前記制御対象空間に設置され該空間における人の在不在
   を検知する人体検知センサと、 前記人体検知センサより在不在データを受け入退室時間
   を判定し、入退室時間データ記憶部に前記入退室時間を
   格納するとともに、必要に応じて前記入退室時間記憶部
   より入退室時間を取り出し出力する入退室時間データ管
   理部と、 前記スケジュールデータ管理部より在室スケジュールを
   取得し、前記入退室時間データ管理部より得る過去の入
   退室時間データをもとに前記在室スケジュールを修正す
   るスケジュール修正部と、 前記スケジュール修正部より修正された在室スケジュー
   ル、前記温度設定値管理部より温度設定値及び、人体検
   知センサより在不在データをそれぞれ取得し、現時間に
   おける温度設定値を決定するとともに、前記空調機に制
   御信号を出力する出力部制御部と、 を備えたことを特徴とする空調機の制御装置。
2. 【請求項２】 居住者が快適モードか省エネモードかを
   選択することができる運転モード入力手段と、 前記運転モード入力手段より運転モードデータを受け運
   転モードデータ記憶部に前記運転モードデータを格納す
   るとともに、必要に応じて前記運転モードデータ記憶部
   より運転モードデータを取得して出力する運転モードデ
   ータ管理部とを備え、 前記スケジュール修正部は、前記運転モードデータ管理
   部より運転モードデータを取得し、前記快適モードと前
   記省エネモードのそれぞれをも考慮して前記入力スケジ
   ュールを修正することを特徴とした請求項１記載の空調
   機の制御装置。
3. 【請求項３】 前記過去の入退室時間データは、予め決
   められた期間のデータであることを特徴とする請求項１
   又は２記載の空調機の制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の空調機
   の制御装置の前記手段及び部が有する全て又は一部の機
   能をコンピュータで実現するためのプログラムを格納し
   たことを特徴とする情報記録媒体。