JP2008249206A - 空調制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の温度センサによって得られる室内の各温度センサの温度とその位置に基づいて空調機器を制御することで、室内を適切な温度に制御することができる空調制御システムを提供することにある。
【解決手段】制御装置３のセンサ位置検出部３０は、室内の任意位置に設置され、設置位置を含む周辺の温度を計測する複数の温度センサユニット１の室内における設置位置を特定し、動作制御部３１は、各温度センサユニット１から計測温度情報を取得するとともに、取得した計測温度情報と前記センサ位置検出部３０で求めた各温度センサユニット１の位置情報に基づいて室内を適温に維持するように空調機器２の空調動作を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調制御システムに関するものである。

家庭等に用いる空調機器は、空調機器の設定温度と空調機器が吸い込み口に設けた温度センサの検知温度が一致するように空調エネルギを制御するようになっているのが一般的である。

また、室内機から離れた任意の位置に置かれたセンサユニットと、室内機の温度センサと、送風機に設けた温度センサとで、室温制御と空調循環を行う方法が提供されている（例えば特許文献１）。
特開平７−２４８１４２号公報

ところで、特許文献１に開示されている構成では、センサユニットが室内機から離れて配置されている位置情報を得ることができないため、室内を適切な温度に制御することが難しかった。また使用する温度センサは空調機器専用であり、他の機器への共用することが難しかった。またセンサユニットを複数に増加させた場合には夫々の位置情報が得られないため、室内機の温度設定がより難しくなるという課題があった。

本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、複数の温度センサによって得られる室内の各温度センサの温度とその位置に基づいて空調機器を制御することで、室内を適切な温度に制御することができる空調制御システムを提供することにある。

上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、室内の温度制御を行う空調機器と、前記室内の任意位置に設置され、設置位置を含む周辺の温度を計測する複数の温度センサと、各温度センサの室内における設置位置を特定するセンサ位置検出手段と、各温度センサから計測温度情報を取得するとともに、取得した計測温度情報と前記センサ位置検出手段で特定された各温度センサの位置情報に基づいて室内を適温に維持するように前記空調機器の空調動作を制御する動作制御部とを備えていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、温度センサの位置が予め分からなくても、センサ位置検出手段により、温度センサの室内位置を特定することができ、その特定した位置情報と、温度センサの温度情報とを用いて室内を適温に維持する設定温度を算出するので、室内全体からみて調和がとれた適切な室内温度に制御することが可能となる。しかも空調機器専用の温度センサでなくて良いため、温度センサの温度情報を他の機器と共用することも可能となる。また温度センサの数を増やしてもセンサ位置検出手段で位置を特定することができるため、増設に容易に対応することができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記センサ位置検出手段は、空調機器が吹き出す風の向きが変化したときに生じる前記温度センサの計測温度の変化量に基づいて各温度センサの位置を検出することを特徴とする。

請求項２の発明によれば、空調機器の風向と温度センサ自体の計測温度とを用いることで温度センサの位置を検出することができ、そのため位置検出のための信号発信源などを新たに追加する必要がない。

請求項３の発明では、請求項２の発明において、前記センサ位置検出手段は、空調機器が吹き出す風の温度が変化したときに生じる前記温度センサの計測温度の変化量に基づいて各温度センサの位置を検出することを特徴とする。

請求項３の発明によれば、空調機器の風温度制御によって、温度センサの計測温度の変化量を的確に捉えることができる。

請求項４の発明では、請求項１の発明において、前記各温度センサは、光信号を放射する発光部を備え、前記センサ位置検出手段は、前記各温度センサの発光部から放射する光信号を受光する少なくとも二つの受光センサを備え、各温度センサの発光部に各別に光信号放射を要求するとともに二つの受光センサの光信号情報に基づいて光信号を放射した前記発光部を備えている前記温度センサの位置を検出することを特徴とする。

請求項４の発明によれば、温度センサの発光部に光信号を放射するように指令するだけで、温度センサの位置を特定することができる。

請求項５の発明によれば、請求項４の発明によれば、前記発光部は、放射する光信号の放射パターンを制御する放射パターン制御部を備えていることを特徴とする。

請求項５の発明によれば、発光部の光信号と、照明等の他の光との識別性を高めることができ、光信号による温度センサの位置特定を確実に行うことができる。

請求項６の発明では、請求項７又は５の発明において、前記発光部は、放射する光信号の強度を制御する放射強度制御部を備えていることを特徴とする。

請求項６の発明によれば、発光部の光信号と、照明光や、併設する別の空調制御システムに用いる光信号との識別性を高めることができ、光信号による温度センサの位置特定を確実に行うことができる。

本発明は、温度センサの位置が予め分からなくても、センサ位置検出手段により、温度センサの室内位置を特定することができ、その特定した位置情報と、温度センサの温度情報とを用いて室内を適温に維持する設定温度を算出するので、室内全体からみて調和がとれた適切な室内温度に制御することが可能となる。しかも空調機器専用の温度センサでなくて良いため、温度センサの温度情報を他の機器と共用することも可能となる。また温度センサの数を増やしてもセンサ位置検出手段で位置を特定することができるため、増設に容易に対応することができるという効果がある。

以下本発明を実施形態により説明する。
（実施形態１）
本実施形態の空調制御システムは、図１（ａ）に示すように複数の温度センサユニット１…と、空調機器２と、温度センサユニット１…に対してネットワーク４を介して接続し温度センサユニット１…との間で情報授受を行うとともに、空調機器２の動作を制御する制御装置３とから構成される。

ネットワーク４上には温度センサユニット１…以外のセンサユニットも接続され、温度センサユニット１…、他のセンサユニットとも、識別用ＩＤとセンサ種別情報を持っており、情報取得要求があると、要求元に識別用ＩＤ及びセンサ種別情報を返すようになっている。

さて、本実施形態の温度センサユニット１…は、図１（ｂ）に示すように温度センサ１０と、発光部１１と、ネットワーク通信部１２と、発光部１１の制御と、温度センサ１０の計測温度の取り込み及びその返信とを要求に応じて行う制御部１３とを備えている。

制御装置３は、図１（ｃ）に示すように空調機器２に付設或いは別体に設けられるセンサ位置検出部３０と、動作制御部３１と、ネットワーク通信部３２とで構成される。

温度センサユニット１は図２に示すように室内Ｘの天井や床、壁などの任意位置に配置され、ネットワーク４を通じて制御装置３に接続されている。尚図２の枡目の一つ一つは予め室内を区分して設定した後述するエリアである。

制御装置３のセンサ位置検出部３０は空調機器２の電源オン後の初期処理において、ネットワーク４上の各温度センサユニット１…に対して順次発光部１１から赤外線信号を放射するように要求を行い、この要求に応じて発光された赤外線信号を二つの赤外線センサからなる受光部３３ａ、３３ｂで図３（ａ）示すように受光し、その夫々の受光角度θａ，θｂと受光部３３ａ，３３ｂ間の距離Ｌとに基づいて三角測量方法によりセンサ位置検出部３０に対する位置を求め、この求めた位置と、センサ位置検出部３０と空調機器２との距離Ｌ’との関係から温度センサユニット１の室内での位置を検出する。

尚図３（ｂ）に示すようにセンサ位置検出部３０の受光部３０ａ、３０ｂを空調機器２に付設されている場合には、センサ位置検出部３０と空調機器２との相対位置から温度センサユニット１の位置検出する処理は不要となる。

動作制御部３１は、空調機器２に内蔵又は別体に設けられるもので、センサ位置検出部３０による温度センサユニット１…の位置検出処理終了後、各温度センサユニット１…の温度情報に基づいて、室内の各エリアの温度が予め設定した適切な設定温度となるように空調機器２を制御する制御機能を備えている。

次に図４のフローチャートに基づいて本実施形態の動作を詳説する。

まず、空調機器２の電源がオンすると（Ｓ１）、制御装置３のセンサ位置検出部３０は、ネットワーク４にブロードキャストで情報取得要求を行う（Ｓ２）。

この要求に応じてネットワーク４上の温度センサユニット１…を含む各種センサユニットは自己のＩＤ情報とセンサ種別情報を要求元に返信する（Ｓ３）。

この返信を受け取ったセンサ位置検出部３０は、種別が「温度センサ」である温度センサユニット１に対して識別ＩＤを内蔵記憶部（図示せず）に記憶する。そして識別ＩＤを用いて発光部１１の発光要求（指令）を送信し（Ｓ４）、この送信に応じて発光部１１から放射された赤外線信号を受光部３３ａ，３３ｂで受光し、上述のように当該温度センサユニット１の位置を算出する（Ｓ５）。そして全ての温度センサユニット１の位置の取得が終了されたと判定されると（Ｓ６）、動作制御部３１はセンサ位置検出部３０で取得した位置情報と空調機器２の位置情報とに基づいて、予め室内を区分して設定している各エリアの温度を算出して推定するための算出テーブルを作成する（Ｓ７）。

この算出後、動作制御部３１は、空調機器２の運転・送風を開始させ（Ｓ８）、その任意のエリアに向けて送風させる（Ｓ９）。この送風開始後、動作制御部３１は、各温度センサユニット１に温度情報取得要求を送信し（Ｓ１０）、この送信によって後各温度センサユニット１から返信されてきた温度情報を取得する（Ｓ１１）。この取得した温度情報に基づいて送風対象のエリアの推定温度を上述の算出テーブルに基づいて算出し（Ｓ１２）、この算出し後、内蔵記憶部に予め格納している各エリア毎に対応させた設定温度を登録している温度設定テーブルを参照し（Ｓ１３）、対象エリアの設定温度に推定温度が到達したか否かをチェックする（Ｓ１４）。そして到達していると判定されると、次のエリアに送風方向を変更させる処理を行い（Ｓ１５）、Ｓ１０のステップに戻る。

一方Ｓ１４で設定温度に到達していないと判定される場合には、同じエリアに対して送風できる最大送風時間に到達しているか否かをチェックし（Ｓ１６）、到達している場合にはＳ１５へ、到達していない場合には空調機器２の空調能力を調整し（Ｓ１７）、単位時間の送風を行わせる（Ｓ１８）。そして空調機器２の電源がオフのチェック（Ｓ１９）後、Ｓ１０に戻るのである。Ｓ１９で電源がオフされていると判定された場合には、空調制御システムの動作が終了することになる。

以上のように本実施形態では、温度センサユニット１の位置が分からなくても、空調機器２の電源オンする都度、位置特定を行うので、温度センサユニット１の増設などに対応することが容易にでき、またネットワーク４上に温度センサユニット１を設けているため、他のシステムと共用することもできる。

尚赤外線信号を間欠的に放射させる、その単位時間Ｔ当たりの放射間隔（放射パターン）を図５（ａ）〜（ｃ）のよう空調制御システム毎に異ならせることで、空調制御システムを併設する場合の識別性や、照明光等に対する識別性を高めることができる。また放射パターンだけでなく、信号強度Ｖを図５（ｄ）に示すように大きくしたり、小さくすれば、一層識別性も高めることができる。勿論信号強度のみを空調制御システム毎に異ならせてもよい。
（実施形態２）
上述の実施形態１では、温度センサユニット１に発光部１１に設け、この発光部１１を制御装置３からの指令によって動作させ、赤外線信号を放射させるようにしたものであるが、本実施形態は、空調機器２の風の吹き出し方向によって変化する各温度センサユニット１の温度センサ１０の温度情報に基づいて風の吹き出し方向の対象エリアと夫々の温度センサユニット１の位置との相対関係を示す従属係数を求め、この従属係数と温度情報から対象エリアの温度を推定するようにしたものである。従って本実施形態の温度センサユニット１では発光部１１が不要となり、またかかる発光部１１に対する制御装置３のセンサ位置検出部３０における受光部３３ａ，３３ｂが不要となる代わりに温度情報と空調機器２の風の吹き出し方向に対する対象エリアの位置情報とから従属係数を算出して温度センサユニット１の位置特定を行う機能を備えることになる。尚その他の構成は実施形態１と同じであるので、図示及び説明は省略する。

次に本実施形態の動作を図６のフローチャートにより説明する。

まず、実施形態１と同様に空調機器２の電源がオンすると（Ｓ２１）、制御装置３のセンサ位置検出部３０は、ネットワーク４にブロードキャストで情報取得要求を行う（Ｓ２２）。

この要求に応じてネットワーク４上の温度センサユニット１…を含む各種センサユニットは自己のＩＤ情報とセンサ種別情報を要求元に返信する（Ｓ２３）。

この返信を受け取ったセンサ位置検出部３０は、種別が「温度センサ」である温度センサユニット１に対して識別ＩＤを内蔵記憶部（図示せず）に記憶する。

次に動作制御部３１は空調機器２の運転を開始させ（Ｓ２４）、次に風の吹き出し方向を任意のエリアに向けさせる（Ｓ２５）。そしてセンサ位置検出部３０は、内蔵記憶部に記憶した識別ＩＤを用いて各温度センサユニット１に対して温度情報の取得要求を送信する（Ｓ２６）。この要求に応じた各温度センサユニット１が温度情報を返信する（Ｓ２７）。

センサ位置検出部３０は返信されてきた各温度センサユニット１の温度情報と内蔵記憶部に格納している前回温度テーブルに書き込まれている各温度センサユニット１の前回温度情報との比較を行って温度変化量を求める（Ｓ２８）。尚初期スタート時には前回の温度情報が書き込まれていないため、今回の温度情報が示す温度がそのまま温度変化量となる。

次にセンサ位置検出部３０は、求めた温度変化量に従って、風の吹き出し方向の対象エリアに対する各温度センサユニット１の相対位置に対応した従属係数を算出する（Ｓ２９）。つまりこの従属係数が各温度センサユニット１の位置特定に対応することになる。

さて算出した従属係数センサ位置検出部３０は内蔵記憶部に格納されているテーブルに各温度センサユニット１に対応する従属係数及び各温度センサユニット１の温度情報を記憶する（Ｓ３０）。

次に動作制御部３１はテーブルに格納した各温度センサユニット１の従属係数と、温度情報とを用いて対象エリアの推定温度を算出する（Ｓ３１）。この算出し後、内蔵記憶部に予め格納している各エリア毎に対応させた設定温度を登録している温度設定テーブルを参照し（Ｓ３２）、対象エリアの設定温度に推定温度が到達したか否かをチェックする（Ｓ３３）。そして到達していると判定されると、次のエリアに送風方向を変更させる処理を行い（Ｓ３４）、Ｓ２７のステップに戻る。

一方Ｓ３３で設定温度に到達していないと判定される場合には、同じエリアに対して送風できる最大送風時間に到達しているか否かをチェックし（Ｓ３５）、到達している場合にはＳ３４へ、到達していない場合には空調機器２の空調能力を調整し（Ｓ３６）、単位時間の送風を行わせる（Ｓ３７）。そして空調機器２の電源がオフのチェック（Ｓ３８）後、Ｓ２７に戻るのである。Ｓ３８で電源がオフされていると判定された場合には、空調制御システムの動作が終了することになる。

以上のように本実施形態は、実施形態１と同様に温度センサユニット１の位置が分からなくても、空調機器２の電源オンする都度、位置特定のための従属係数を算出するので、温度センサユニット１の増設などに対応することが容易にでき、またネットワーク４上に温度センサユニット１を設けているため、他のシステムと共用することもできる。

ところで、本実施形態において、空調機器２の風の方向だけでなく、風温を変化させるように制御すれば、上述の温度変化量を明確に捉えることができ、その結果、対象エリアに対する各温度センサユニット１の従属係数をより正確に算出することができることになる。

（ａ）は実施形態１のシステム構成図、（ｂ）は温度センサユニットの構成図、（ｃ）は制御装置の構成図である。 実施形態１における空調対象の部屋と温度センサユニットの設置例図である。 実施形態１の温度センサユニットの位置特定説明図である。 実施形態１の動作説明用フローチャートである。 実施形態１の発光部から放射される赤外線信号の波形例図である。 実施形態２の動作説明図である。

符号の説明

１ 温度センサユニット
１０ 温度センサ
１１ 発光部
１２ ネットワーク通信部
２ 空調機器
３ 制御装置
３０ センサ位置検出部
３１ 動作制御部
３２ ネットワーク通信部
３３ａ，３３ｂ 受光部
４ ネットワーク

Claims (6)

1. 室内の温度制御を行う空調機器と、前記室内の任意位置に設置され、設置位置を含む周辺の温度を計測する複数の温度センサと、各温度センサの室内における設置位置を特定するセンサ位置検出手段と、各温度センサから計測温度情報を取得するとともに、取得した計測温度情報と前記センサ位置検出手段で特定された各温度センサの位置情報に基づいて室内を適温に維持するように前記空調機器の空調動作を制御する動作制御部とを備えていることを特徴とする空調制御システム。
2. 前記センサ位置検出手段は、空調機器が吹き出す風の向きが変化したときに生じる前記温度センサの計測温度の変化量に基づいて各温度センサの位置を検出することを特徴とする請求項１記載の空調制御システム。
3. 前記センサ位置検出手段は、空調機器が吹き出す風の温度が変化したときに生じる前記温度センサの計測温度の変化量に基づいて各温度センサの位置を検出することを特徴とする請求項２記載の空調制御システム。
4. 前記各温度センサは、光信号を放射する発光部を備え、前記センサ位置検出手段は、前記各温度センサの発光部から放射する光信号を受光する少なくとも二つの受光センサを備え、各温度センサの発光部に各別に光信号放射を要求するとともに二つの受光センサの光信号情報に基づいて光信号を放射した前記発光部を備えている前記温度センサの位置を検出することを特徴とする請求項１記載の空調制御システム。
5. 前記発光部は、放射する光信号の放射パターンを制御する放射パターン制御部を備えていることを特徴とする請求項４記載の空調制御システム。
6. 前記発光部は、放射する光信号の強度を制御する放射強度制御部を備えていることを特徴とする請求項４又は５記載の空調制御システム。

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