JP2009047324A - 空調制御システム、空調装置、空調制御方法及び空調制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空調制御システム1は、空調手段23と接続され、空調手段23を制御する空調制御手段2と、空調制御手段2と接続され、かつ、睡眠者12の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報を記憶する睡眠・室内空調情報記憶手段4と、睡眠・室内空調情報記憶手段4及び空調制御手段2と接続され、かつ、記憶された睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報にもとづいて、睡眠用制御信号を空調制御手段2に出力する睡眠状態制御手段5とを備え、空調制御手段2が、睡眠用制御信号にもとづいて空調手段23を制御する。
【選択図】 図1
Description
たとえば、引用文献1には、睡眠中のユーザの体温や身体の動きなどの生体情報を計測する生体情報計測装置と、この生体情報計測装置で計測された生体情報にもとづき、冷暖房や除湿などの空気調節を行う空気調節装置から構成される空気調節システムの技術が開示されている。
また、引用文献2の宿泊施設空調環境設定システムは、宿泊先における好適な空調を提供しようとする技術であるものの、さらに睡眠に適した空調を提供してほしいという要望に応えることができないといった問題があった。
また、引用文献4の制御システムは、装置が大掛かりになったり、部屋全体の温度や湿度しか測定できないため、容易に導入できなかったり、大雑把な制御しかできないといった欠点があった。
図1は、本発明の一実施形態にかかる空調制御システムの構成を説明するための概略ブロック図を示している。
図1において、空調制御システム1は、睡眠・室内空調情報記憶手段4、睡眠状態制御手段5、睡眠状態推定手段3、空調制御手段2及び空調手段23を備えている。
また、空調制御システム1は、ユーザ(操作者11や睡眠者12)の寝室(図示せず)などに設けられている。なお、通常、操作者11と睡眠者12は同一人物であるが、睡眠者12が病人などであり、操作者11が看護師などである場合もある。
この睡眠・室内空調情報記憶手段4は、睡眠者12の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報などを記憶する。
ここで、睡眠者12の睡眠状態の情報は、睡眠状態推定情報と睡眠状態結果情報などである。
なお、「OK」を入力するのがおっくうな場合も想定されるので、通常、いずれも入力されなかった場合、「OK」が入力されたものと判断してもよい。
この睡眠状態推定手段3は、生体情報検出センサ31から睡眠者12の生体情報を入力し、睡眠者12の睡眠状態を推定し、睡眠・室内空調情報記憶手段4及び睡眠状態制御手段5に睡眠状態推定情報を、数十秒から数分のサイクルで出力する。
このようにすると、検出した生体情報、たとえば、体温や動作などにもとづいて、睡眠者12の睡眠状態を推定することができる。そして、睡眠者12の睡眠状態は、客観的な(科学的な)情報(睡眠状態推定情報)として睡眠・室内空調情報記憶手段4に記憶される。したがって、睡眠状態制御手段5が、睡眠状態推定情報にもとづいて睡眠用制御信号を出力することができ、より好適な空調を提供することができる。また、ユーザに睡眠状態推定情報を提示するも可能となる。
なお、睡眠状態推定手段3は、上記に限定されるものではなく、既存の様々な睡眠状態の推定技術を用いることができる。また、睡眠状態推定手段3と生体情報検出センサ31は、ケーブルなどを介して信号を送受信する構成に限定されるものではなく、たとえば、無線通信を用いる構成としてもよい。
この睡眠状態制御手段5は、睡眠・室内空調情報記憶手段4に記憶された睡眠者12の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報にもとづいて、睡眠用制御信号を空調制御手段2に出力する。すなわち、睡眠状態制御手段5は、睡眠状態推定手段3から睡眠状態推定情報を入力し、この睡眠状態推定情報が「寝苦しい」旨の情報である場合には、睡眠・室内空調情報記憶手段4から近接している日付の時刻であり、かつ、睡眠状態推定情報が「熟睡している(寝苦しくない)」旨の情報であるデータを検索する。そして、検索されたデータの空調状態が現在の空調状態と異なっているとき、検索されたデータの空調状態(温度や湿度など)とする睡眠用制御信号を、空調制御手段2に出力する。
また、睡眠状態推定情報が「寝苦しい」旨の情報であるか否かといった、単純化された判断基準を用いることにより、より多くの人に適用可能な空調制御システムを構築することができる。
室内空調状態検出センサ22は、温度や湿度などを測定するセンサである。また、空調制御手段2と操作手段21は、通常、無線通信を用いる構成としてある。
なお、従来の通常の空調装置は、複数の機能を有する空調制御手段2、操作手段21、室内空調状態検出センサ22及び空調手段23からなる。したがって、空調制御手段2、睡眠状態推定手段3、睡眠・室内空調情報記憶手段4及び睡眠状態制御手段5を、情報処理装置及び記憶装置を有し、かつ、空調手段23を制御するための一つの制御部と見ることもできる。
ここで、睡眠用空調モードは、後述するように様々なパターンがあり、操作者11は、いずれかの睡眠用空調モードを選択する。このようにすると、省エネを図りつつ、睡眠者12にとってより適した空調を選択することができる。また、この睡眠状態の情報及び空調状態の情報は、睡眠・室内空調情報記憶手段4に記憶されてゆくので、様々な睡眠用空調モードにおけるデータを得ることができる。
なお、図2に示す各睡眠用空調モードは、室温について示してあるが、さらに、湿度をも制御するモードとしてもよい。
図2(a)は、睡眠用空調モードAにおける室温と時刻の一例のグラフを示している。
睡眠用空調モードAは、寝付くまでの所定の時間だけ、所定の温度となるように空調するモードである。したがって、通常、熱帯夜ではないが、涼しくしないと寝付くまで時間がかかってしまう場合などに用いられる。
図2(a)に示す一例は、23〜24時の間26℃を超えないように室温を制御するモードであり、24時以降の室温は、図示してないが、外気温度などに応じて推移する。この場合、操作者11は、26℃と1時間を入力し、23時に睡眠スイッチをオンし、7時に睡眠スイッチをオフする。
睡眠用空調モードBは、寝付くまでの所定の時間と、その後の明け方までの時間を、それぞれ所定の温度となるように空調するモードである。したがって、通常、ほぼ熱帯夜であるが、明け方に涼しくなる場合などに用いられる。
図2(b)に示す一例は、23〜24時の間26℃を超えないように室温を制御し、さらに、24〜4時の間28℃を超えないように室温を制御するモードであり、4時以降の室温は、図示してないが、外気温度などに応じて推移する。この場合、操作者11は、26℃と1時間を入力し、さらに、28℃と4時間を入力し、23時に睡眠スイッチをオンし、7時に睡眠スイッチをオフする。
睡眠用空調モードCは、寝付くまでの所定の時間と、その後の明け方までの時間と、明け方の睡眠者12の体温が最も低くなる時間と、明け方から覚醒するまでの睡眠者12の体温が上昇してくる時間を、それぞれ所定の温度となるように空調するモードである。したがって、通常、熱帯夜である場合や30℃を超える日中に睡眠する場合などに用いられる。
図2(c)に示す一例は、23〜24時の間26℃を超えないように室温を制御し、24〜4時の間27℃を超えないように室温を制御し、4〜6時の間28℃を超えないように室温を制御し、さらに、6〜7時の間27℃を超えないように室温を制御するモードである。この場合、操作者11は、26℃と1時間を入力し、27℃と4時間を入力し、28℃と2時間を入力し、さらに、27℃を入力し、23時に睡眠スイッチをオンし、7時に睡眠スイッチをオフする。なお、睡眠者12が寝坊して7時に睡眠スイッチをオフしない場合、7時以降は、27℃を超えないように制御される。
また、睡眠用空調モードCの応用例として、24時の26℃から4時の28℃まで、徐々に室温を上昇させ、さらに、6時の28℃から7時の27℃まで、徐々に室温を降下させてもよい。
図3は、本発明の一実施形態にかかる空調制御システムの動作及び操作手順を説明するための概略フローチャート図を示している。
図3において、空調制御システム1は、まず、帰宅した操作者11が操作手段21のスイッチをオンすると、通常、前回の設定条件で空調手段23が作動する(ステップS1)。また、操作者11が設定条件を変更すると、空調制御手段2が変更された設定条件にもとづいて空調手段23を制御するとともに、新たな設定条件を記憶する。
また、生体情報検出センサ31及び睡眠状態推定手段3は、睡眠スイッチがオフされるまで、上述したように、睡眠者12の睡眠状態を推定し、睡眠・室内空調情報記憶手段4及び睡眠状態制御手段5に睡眠状態推定情報を、数十秒から数分のサイクルで出力する。さらに、室内空調状態検出センサ22及び空調制御手段2は、室温や湿度などを同様に測定し、睡眠・室内空調情報記憶手段4及び睡眠状態制御手段5に測定データを出力する。そして、睡眠・室内空調情報記憶手段4は、睡眠状態推定情報や測定データを記録する(ステップS3)。
ここで、好ましくは、睡眠スイッチがオン及び/又はオフされたとき、操作手段21の表示手段や外部接続端子を介して接続された表示手段などに、前日に睡眠・室内空調情報記憶手段4に記憶された、睡眠者12の睡眠状態の情報と室内の空調状態の情報を表示する画像(睡眠・空調状態履歴画像)を、映し出すとよい。このようにすると、ユーザに睡眠状態の情報と室内の空調状態の情報などを提供でき、たとえば、ユーザの工夫などにより、省エネを図りつつ、好適な空調を提供することができる。
本実施形態では、空調制御手段2が、前回の睡眠用空調モード、前回における室内空調状態検出センサ22が測定した室温、前回における生体情報検出センサ31が測定した睡眠者12の体温、「寝苦しい」旨の睡眠状態推定情報が出力された場合におけるその時刻、及び、睡眠時間(睡眠スイッチがオンされてからオフされるまでの時間)中の消費電力などを、操作手段21の表示手段に一つの画像として表示する(表示時間は、通常、数秒間である。)。
なお、生体情報検出センサ31及び睡眠状態推定手段3が、寝入ったことを検知できる場合、たとえば、睡眠スイッチがオンされてから15分後に寝入ったとき、さらに5分経過した後に、空調手段23を停止する構成としてもよい。このようにすると、さらに省エネを図ることができる。
この睡眠状態推定情報が「熟睡している(寝苦しくない)」旨の情報であるとき、ステップS10(睡眠スイッチがオフされたか?)に進み、睡眠スイッチがオフされていないとき、上記ステップS3にもどる。
また、睡眠状態制御手段5は、現在の室温が26℃より高い場合には、「寝苦しさ」が空調(室温)に起因するものとして、変更すべきであると判断する。このような場合として、前日まで熱帯夜でなく今夜が熱帯夜の場合などに、たとえば、1時に睡眠状態推定手段3が、「寝苦しい」旨の睡眠状態推定情報を出力する。睡眠状態制御手段5は、この睡眠状態推定情報を入力し、室温が29℃であるとき、室内の空調状態を変更すべきであると判断する。
続いて、入力した睡眠状態推定情報及び室内の空調状態の情報が有効であるか否かを判断する(ステップS7)。すなわち、この睡眠状態推定情報が「熟睡している(寝苦しくない)」旨の情報であり、かつ、この室内の空調状態の情報(室温)が、既に空調制御手段2から入力した現在(1時)の室内の空調状態の情報(室温)より低いか否かを判断する。
そして、情報が有効でない場合には、ステップS6にもどり、二日前の1時の睡眠状態推定情報及び室内の空調状態の情報を入力する。この情報も有効でない場合には、ステップS6にもどり、三日前の1時の睡眠状態推定情報及び室内の空調状態の情報を入力する。このようにして、有効な睡眠状態推定情報及び室内の空調状態の情報を入力する。通常、十日前くらいまでさかのぼっても、有効な情報を入力できない場合、一年前の同じ月日時刻の睡眠状態推定情報及び室内の空調状態の情報を入力するなどしてもよい。また、一年前にさかのぼって、同じ月日の前後のデータを検索することもできる。
このようにすると、個人ごと、季節ごとや昼間・夜間などの環境を考慮し、かつ、過去情報と常に比較しながら個人の現在の状態に対してダイナミックに制御できる。したがって、暑がりの人や寒がりの人であっても、その個人に適した空調を提供することができる。また、梅雨のときは除湿をメインに制御し、真夏のときは室温をメインに制御することも可能となる。さらに、たとえば、個人が年齢を経ることなどによる熟睡可能な空調状態の微妙な変化にも適応できるなど、最適な空調状態を作りだすことができる。
さらに、ステップS10(睡眠スイッチがオフされたか?)に進み、睡眠スイッチがオフされていないとき、上記ステップS3にもどる。
次に、空調制御手段2は、操作手段21の表示手段に図4に示す画像(睡眠・空調状態履歴画像)を表示し、操作者11からの睡眠状態結果情報(よくねむれましたか?に対する、はい又はいいえによる回答)を入力する(ステップS12)。
そして、空調制御システム1は、睡眠用空調モードAによる動作を終了し、停止する。
さらに、頻繁に(十数回)睡眠用制御信号を出力する場合、たとえば、一時間に3回睡眠用制御信号が出力されると、自動的に睡眠用空調モードBに切り替わる構成としてもよい。このときの睡眠用空調モードBは、睡眠・室内空調情報記憶手段4に記憶された、一年前の同じ月日付近の睡眠用空調モードBにおけるデータが用いられる。
上述したように、覚醒した睡眠者12(又は、操作者11)は、操作手段21を操作し、睡眠用空調モードBに設定する(図2(b)参照)。
図3に示すように、空調制御システム1は、まず、操作者11が操作手段21のスイッチをオンすると、通常、前回の設定条件で空調手段23が作動する(ステップS1)。
また、上述したように、睡眠状態制御手段5は、睡眠状態推定情報が入力されると、「寝苦しい」旨の睡眠状態推定情報であるか否かを判断する(ステップS4)。
この睡眠状態推定情報が「熟睡している(寝苦しくない)」旨の情報であるとき、ステップS10(睡眠スイッチがオフされたか?)に進み、睡眠スイッチがオフされていないとき、上記ステップS3にもどる。
続いて、入力した睡眠状態推定情報及び室内の空調状態の情報が有効であるか否かを判断する(ステップS7)。すなわち、この睡眠状態推定情報が「熟睡している(寝苦しくない)」旨の情報であり、かつ、この室内の空調状態の情報(室温)が、既に空調制御手段2から入力した現在(1時)の室内の空調状態の情報(室温)より低いか否かを判断する。
なお、本実施形態では、睡眠用空調モードにかかわらず、睡眠・室内空調情報記憶手段4に記憶されたデータを検索しているが、同じ睡眠用空調モードであることを検索条件に加えて、データを検索してもよい。
なお、睡眠用空調モードBにおける4時以降の制御は、上述した睡眠用空調モードAにおける24時以降の制御とほぼ同様としてある。
さらに、頻繁に(十数回)睡眠用制御信号を出力する場合、たとえば、一時間に3回睡眠用制御信号が出力されると、自動的に睡眠用空調モードCに切り替わる構成としてもよい。このときの睡眠用空調モードCは、睡眠・室内空調情報記憶手段4に記憶された、一年前の同じ月日付近の睡眠用空調モードCにおけるデータが用いられる。
上述したように、覚醒した睡眠者12(又は、操作者11)は、操作手段21を操作し、睡眠用空調モードCに設定する(図2(c)参照)。
図3に示すように、空調制御システム1は、まず、操作者11が操作手段21のスイッチをオンすると、通常、前回の設定条件で空調手段23が作動する(ステップS1)。
また、上述したように、睡眠状態制御手段5は、睡眠状態推定情報が入力されると、「寝苦しい」旨の睡眠状態推定情報であるか否かを判断する(ステップS4)。
この睡眠状態推定情報が「熟睡している(寝苦しくない)」旨の情報であるとき、ステップS10(睡眠スイッチがオフされたか?)に進み、睡眠スイッチがオフされていないとき、上記ステップS3にもどる。
続いて、入力した睡眠状態推定情報及び室内の空調状態の情報が有効であるか否かを判断する(ステップS7)。すなわち、この睡眠状態推定情報が「熟睡している(寝苦しくない)」旨の情報であり、かつ、この室内の空調状態の情報(室温)が、既に空調制御手段2から入力した現在(5時)の室内の空調状態の情報(室温)より低いか否かを判断する。
なお、本実施形態では、睡眠用空調モードにかかわらず、睡眠・室内空調情報記憶手段4に記憶されたデータを検索しているが、同じ睡眠用空調モードであることを条件に加えて、データを検索してもよい。
すなわち、第1の効果として、季節や昼間夜間などの環境変化を考慮した空調状態を作りだすことができる。また、第2の効果として、個人ごとに異なる熟睡するために最適な空調状態を作りだすことができる。さらに、第3の効果として、第1の効果と第2の効果とを合わせることにより、個人が年齢を経ることにより季節や昼間夜間における熟睡に最適な空調状態の微妙な変化に対しても適応できる。
また、本発明は、空調装置の発明としても有効である。
本実施形態の空調装置は、上述した空調制御システム1とほぼ同様の構成を有しており、空調手段23と、この空調手段23と接続され、空調手段23を制御する空調制御手段2とを有する空調装置である。
そして、空調制御手段2は、睡眠用制御信号を入力すると、睡眠用制御信号にもとづいて空調手段23を制御する。
なお、この空調装置は、上述した空調制御システム1とほぼ同様の構成とすることができ、空調制御システム1とほぼ同様の効果を発揮することができる。
また、本発明は、空調制御方法の発明としても有効である。
本実施形態の空調制御方法は、上述した空調制御システム1における空調制御方法とほぼ同様の方法としてあり、空調制御手段2が空調手段23を制御する空調制御方法である。
なお、この空調制御方法は、上述した空調制御システム1とほぼ同様の効果を発揮することができる。
また、本発明は、空調制御プログラムの発明としても有効である。
本実施形態の空調制御プログラムは、上述した空調制御システム1における、情報処理装置及び記憶装置を有し、かつ、空調手段23を制御するための一つの制御部(すなわち、空調制御手段2、睡眠状態推定手段3、睡眠・室内空調情報記憶手段4及び睡眠状態制御手段5)に、睡眠者12の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報を記憶する手順と、記憶された睡眠者12の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報にもとづいて、睡眠用制御信号を生成する手順と、生成された睡眠用制御信号にもとづいて空調手段23を制御する手順とを実行させる構成としてある。
なお、この空調制御プログラムは、上述した空調制御システム1とほぼ同様の効果を発揮することができる。
2 空調制御手段
3 睡眠状態推定手段
4 睡眠・室内空調情報記憶手段
5 睡眠状態制御手段
11 操作者
12 睡眠者
21 操作手段
22 室内空調状態検出センサ
23 空調手段
31 生体情報検出センサ
Claims (10)
- 空調手段を制御する空調制御システムにおいて、
前記空調手段と接続され、該空調手段を制御する空調制御手段と、
この空調制御手段と接続され、かつ、睡眠者の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報を記憶する睡眠・室内空調情報記憶手段と、
この睡眠・室内空調情報記憶手段及び前記空調制御手段と接続され、かつ、前記睡眠・室内空調情報記憶手段に記憶された前記睡眠者の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報にもとづいて、睡眠用制御信号を前記空調制御手段に出力する睡眠状態制御手段と
を備え、
前記空調制御手段が前記睡眠用制御信号を入力すると、該睡眠用制御信号にもとづいて前記空調手段を制御することを特徴とする空調制御システム。 - 前記睡眠者の生体情報を測定する生体情報検出センサと、前記生体情報より前記睡眠者の睡眠状態を推定する睡眠状態推定手段とを有し、前記睡眠状態推定手段が、前記睡眠・室内空調情報記憶手段及び睡眠状態制御手段に、前記睡眠者の睡眠状態の情報として睡眠状態推定情報を出力することを特徴とする請求項1に記載の空調制御システム。
- 前記睡眠状態制御手段が、前記睡眠状態推定情報を入力し、該前記睡眠状態推定情報から前記室内の空調状態を変更すべきか否かを判断し、変更すべき場合に、前記睡眠・室内空調情報記憶手段から、記憶された所定の前記睡眠者の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報を入力し、入力した情報が所定の条件を満足するか否かを判断し、満足するとき、該室内の空調状態の情報を、前記睡眠用制御信号として前記空調制御手段に出力することを特徴とする請求項2に記載の空調制御システム。
- 前記睡眠状態制御手段が前記室内の空調状態を変更すべきか否かを判断する際、前記睡眠状態推定情報が「寝苦しい」ことを示す所定の情報である場合に、前記室内の空調状態を変更すべきであると判断し、さらに、前記入力した情報が所定の条件を満足するか否かを判断する際、前記入力した所定の睡眠者の睡眠状態の情報が「寝苦しい」ことを示す所定の情報でない場合に、前記入力した情報が所定の条件を満足すると判断することを特徴とする請求項3に記載の空調制御システム。
- 前記空調制御手段が、選択された睡眠用空調モードにもとづいて、前記空調手段を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の空調制御システム。
- 前記睡眠・室内空調情報記憶手段が、前記睡眠者からの睡眠状態結果情報を記憶することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の空調制御システム。
- 前記睡眠・室内空調情報記憶手段に記憶された、前記睡眠者の睡眠状態の情報と室内の空調状態の情報を表示する表示手段及び/又はこれらの情報を出力する外部接続端子を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の空調制御システム。
- 空調手段と、この空調手段と接続され、該空調手段を制御する空調制御手段とを有する空調装置において、
前記空調制御手段と接続され、かつ、睡眠者の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報を記憶する睡眠・室内空調情報記憶手段と、
この睡眠・室内空調情報記憶手段及び前記空調制御手段と接続され、かつ、前記睡眠・室内空調情報記憶手段に記憶された前記睡眠者の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報にもとづいて、睡眠用制御信号を前記空調制御手段に出力する睡眠状態制御手段と
を備え、
前記空調制御手段が前記睡眠用制御信号を入力すると、該睡眠用制御信号にもとづいて前記空調手段を制御することを特徴とする空調装置。 - 空調制御手段が空調手段を制御する空調制御方法において、
前記空調制御手段と接続された睡眠・室内空調情報記憶手段が、睡眠者の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報を記憶する段階と、
前記睡眠・室内空調情報記憶手段及び前記空調制御手段と接続された睡眠状態制御手段が、前記睡眠・室内空調情報記憶手段に記憶された前記睡眠者の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報にもとづいて、睡眠用制御信号を前記空調制御手段に出力する段階と、
前記空調制御手段が、前記睡眠用制御信号を入力すると、該睡眠用制御信号にもとづいて前記空調手段を制御する段階と
を有することを特徴とする空調制御方法。 - 情報処理装置及び記憶装置を有し、空調手段を制御する制御部に、
睡眠者の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報を記憶する手順と、
記憶された前記睡眠者の睡眠状態の情報及び室内の空調状態の情報にもとづいて、睡眠用制御信号を生成する手順と、
生成された前記睡眠用制御信号にもとづいて前記空調手段を制御する手順と
を実行させるための空調制御プログラム。
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