JP2012154591A - 空気調和機 - Google Patents

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Abstract

【課題】電源環境が悪い地域でもノイズフィルタを使用することなく人体検知を可能にして快適制御を行うことのできる空調調和機を提供すること。
【解決手段】室内機1は、制御回路部11、人体検知センサ部14、センサ駆動モータ15、温度センサ部13等を備えている。人体検知センサ部14を例えば左右方向に走査して各ステップでの熱画像データを取得し、これをステップごとに制御回路部11へ送信する。人体検知センサ部14と制御回路部11間の通信において、通信エラーが発生した場合は、通信リトライを所定回数行い、リトライを行っても通信エラーとなる場合は、例えば温度センサ部13により取得した温度情報を通信エラーとなったステップ列にバッファし、更に走査エリアにおける温度情報のバッファ回数が人体検知可能な閾値未満であれば熱画像データを用いて熱画像を取得し、閾値以上であれば熱画像データを破棄するよう制御する。
【選択図】図1

Description

この発明は、空気調和機に関するものである。
従来、空気調和機に搭載している人体検知センサを用いて、熱画像を取得して人体検知を行い、その情報を用いて空調制御を行っている(例えば、特許文献1参照)。
特開2010−216688号公報(第6―12頁、第10―19図)
しかしながら、空気調和機の設置環境によっては、電源環境が悪く、人体検知センサ部と室内機制御回路間の通信ラインに外来ノイズ等が混入し、通信エラーが発生してしまう状況が発生するが、従来の空気調和機では、人体検知センサ部と室内機制御回路間の通信仕様には、かかる通信エラーが発生した場合の対策はされていなかった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電源環境が悪い地域でもノイズフィルタを使用することなく人体検知を可能にして快適制御を行うことのできる空調調和機を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気調和機は、室内機とこの室内機に接続された室外機とを備えた空気調和機であって、前記室内機は、当該室内機を制御する制御回路部と、走査エリアを1ステップずつ走査し各ステップごとに熱画像取得素子群を用いて温度検出対象の熱画像データを取得し、取得した前記熱画像データを前記各ステップごとに前記制御回路部に送信する赤外線センサ部と、前記赤外線センサ部を駆動するセンサ駆動モータと、を備え、前記制御回路部は、前記赤外線センサ部から送信された前記熱画像データの受信時に通信エラーが発生したか否かを前記各ステップごとに判定し、前記通信エラーが発生しなかった場合、又は前記通信エラーが発生したが、予め設定された通信リトライ回数を上限として前記赤外線センサ部に対して前記通信エラーの発生した熱画像データの再送信を指示した結果、前記熱画像取得素子群による熱画像データが取得できたときは、当該ステップの前記熱画像取得素子群による熱画像データをバッファし、前記通信エラーが発生しかつ前記通信リトライ回数以内に前記熱画像データを取得できなかったときは、当該ステップについては前記熱画像取得素子群による熱画像データの代わりに代替データをバッファし、すべてのステップを通して前記代替データをバッファした回数が所定の閾値回数未満である場合は、すべてのステップでバッファされた全データを用いて前記走査エリアの熱画像を一枚作成することを特徴とする。
この発明によれば、電源環境が悪く、赤外線センサ部と制御回路部間の通信ラインに外来ノイズ等が混入することにより通信エラーが発生し、人体検知が困難となる環境においても、ノイズフィルタを使用することなく人体検知を可能にし、快適制御を実現するとともにコストを削減することができる。
図1は、実施の形態1に係る空気調和機の構成を示す図であり、主に室内機受電回路構成を示すブロック図である。 図2は、実施の形態1に係る空気調和機の別の構成を示す図であり、主に室内機受電回路構成を示すブロック図である。 図3は、人体検知センサ部14が走査エリア内で取得する熱画像を示した図である。 図4は、人体検知センサ部14の基本的な制御処理のフローチャートである。 図5は、実施の形態1における人体検知センサ部14の制御処理のフローチャートである。 図6は、実施の形態4における人体検知センサ部14の制御処理のフローチャートである。 図7は、実施の形態5における人体検知センサ部14の制御処理のフローチャートである。
以下に、本発明に係る空気調和機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係る空気調和機の構成を示す図であり、主に室内機受電回路構成を示すブロック図である。図1に示すように、空気調和機は室内機1と室外機2とを備え、室内機1と室外機2は、室内機端子台3と室外機端子台4とを接続する第一電源ライン5、第二電源ライン6、及び通信ライン7によって接続されている。ここで、第一電源ライン5には室内機1側からリレースイッチ8を経由して例えば商用電源である外部電源9が接続されている。なお、外部電源9は、図2のように室外機2側に接続されている構成でもよい。即ち、室内機1又は室外機2の一方の機器にて外部電源9から受電し、他方の機器に供給する構成とすることができる。以下では、図1の構成について説明し、図2では、図1と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図1において、室内機1は、外部電源9から電力を受け取る電源回路部10、室内機1を制御する制御回路部11、室外機2との双方向通信を行う通信回路部12、室内機1が据え付けられた場所の温度情報を取得する温度センサ部13、例えば1×x素子(x:自然数)の配列の熱画像取得素子群を有し、温度検出対象範囲を走査して温度検出対象の温度を検出することにより人体の位置等の発熱体を検知する赤外線センサ部としての人体検知センサ部14、及び人体検知センサ部14を例えば左右方向に駆動するセンサ駆動モータ15を備える。なお、図示はしないが、室外機2は電源回路部、制御回路部、及び通信回路部等を備えている。
次に、本実施の形態の動作について説明する前に、人体検知センサ部14の基本的な動作について説明する。図3は、人体検知センサ部14が走査エリア内で取得する熱画像を示したものである。人体検知センサ部14はセンサ駆動モータ15によって左右方向に1ステップずつ駆動することができる。図示例では、熱画像取得素子群の配列方向は駆動方向(走査方向)と直交している。センサ駆動モータ15は制御回路部11により制御され、人体検知センサ部14は、制御回路部11が人体検知センサ部14の素子数分(x素子分)の熱画像データを取得した後、1ステップ駆動され、これを設定したステップ数まで繰り返す。ここではステップ数をyステップ(y:自然数)設定したとする。
図4は、人体検知センサ部14の基本的な制御処理のフローチャートである。人体検知センサ部14は、熱画像取得素子ごとの熱画像データを取得し、各素子の熱画像データを制御回路部11へ送信する。人体検知センサ部14と制御回路部11との間は通信ラインで接続されている。S1では、人体検知センサ部14は、ある1つの素子の熱画像データ(素子情報)を制御回路部11へ送信する。
次に、制御回路部11は、人体検知センサ部14から送信された素子情報(熱画像データ)を取得すると、人体検知センサ部14に配列されているx素子分の情報(熱画像データ)を取得したか否かを確認し(S2)、取得していなければ(S2,No)S1に移行し、次の素子が取得した熱画像データを取得する。x素子分の情報(熱画像データ)を取得し終えていた場合(S2,Yes)は、制御回路部11は、素子情報1列分をバッファする(S3)。ここで、1列分の素子情報とは図3のステップ列分の熱画像データである。また、制御回路部11は、データを図示しないメモリに保存することでバッファする。
次に、制御回路部11は、指定したステップ数(yステップ)の情報(熱画像データ)を取得したか否かを確認し(S4)、取得していなければ(S4,No)S5に移行し、センサ駆動モータ15を制御して人体検知センサ部14を1ステップ駆動した後、再びS1へ移行する。他方、制御回路部11は、指定したステップ数の情報を取得していた場合は(S4,Yes)、これまでバッファした各ステップにおけるx素子分の熱画像データ(即ち、x素子分の熱画像データをyステップ分)を用いて所定の演算を行い、走査エリアの熱画像を一枚作成し取得する(S6)。
次に、本実施の形態の動作について説明する。図5は、本実施の形態における人体検知センサ部14の制御処理のフローチャートである。図5に示すように、まず、図4の基本的な動作と同様に、人体検知センサ部14は素子情報を制御回路部11へ送信し(S1)、制御回路部11はこの素子情報を受信できたか否か、即ち、人体検知センサ部14と制御回路部11間で通信エラーが発生したか否かを確認する(S7)。
通信エラーが発生していない場合は(S7,No)、S2に移行し、人体検知センサ部14の基本的な動作へ戻る。即ち、制御回路部11は、人体検知センサ部14に配列されているx素子分の情報(熱画像データ)を取得したか否かを確認する(S2)。その結果、x素子分の情報(熱画像データ)を取得していない場合は(S2,No)S1に移行する。また、取得し終えていた場合は(S2,Yes)、制御回路部11は、素子情報1列分をバッファした後(S3)、S4に移行する。
通信エラーが発生していた場合は(S7,Yes)、制御回路部11は、人体検知センサ部14に対して当該素子についての熱画像データの再送信を指示し、通信エラーが発生した箇所の情報取得のリトライを行う(S8)。更に、制御回路部11は、再送信を指示した熱画像データの通信について、通信エラーが発生したか否かを確認する(S9)。その結果、通信エラーが発生していない場合は(S9,No)S2に移行し、人体検知センサ部14の基本的な動作へ戻る。
通信エラーが発生していた場合は(S9,Yes)、S10に移行し、制御回路部11は、リトライ回数が予め設定されたn回に達しているか否かを判定し、n回に達していなければ(S10,No)S8に移行し、再度通信リトライを行う。ここで、nは任意の自然数に設定することができる。このように、制御回路部11は、リトライ回数をカウントしており、再送信の回数が予め設定されたn回に達したか否かを判定する。
他方、n回に達していた場合は(S10,Yes)、制御回路部11は、通信エラーを検出した当該ステップについて、人体検知センサ部14の検出したx素子分の熱画像データをバッファする代わりに、当該ステップ列に例えば温度センサ部13が検出した温度情報をバッファした後(S11)、S4へ移行する。即ち、制御回路部11は、リトライ回数の上限であるn回まで通信リトライを行っても素子の熱画像データが取得できなかった場合は、そのステップについてのx素子分のデータを例えば温度センサ部13から取得した温度情報等の代替データ又は補間データで置き換えて一時保存する。
次に、制御回路部11は、予め設定したステップ数の情報(熱画像データ)を取得したか否かを確認し(S4)、取得していなければ(S4,No)S5に移行し、センサ駆動モータ15を制御して人体検知センサ部14を1ステップ駆動した後、再びS1へ移行する。他方、制御回路部11は、設定したステップ数の情報を取得していた場合は(S4,Yes)、S12へ移行し、温度センサ部13の温度情報をm回以上バッファしたか否かを判定する。ここで、mは予め設定された閾値(自然数)であり、人体検知に影響を与えない回数として設定される。判定の結果、m回未満であれば(S12,No)、人体検知が可能であるので、これまで取得した熱画像データを用いて所定の演算を行うことにより走査エリアの熱画像データ1枚を作成して取得し(S6)、m回以上行っていれば(S12,Yes)、これまで取得した走査エリアの熱画像データを破棄する(S13)。
以上のように、本実施の形態では、通信リトライを任意の回数設定することで人体検知センサ部14と制御回路部11との通信成功確率を上げることができる。また、通信リトライを行っても通信エラーとなる場合でも、エラーが発生したステップ列に温度センサ部13によって取得した温度情報をバッファし、そのバッファ回数が閾値m回以下であれば全ステップ列分の熱画像データを用いて人体検知可能な熱画像を作成することができる。従って、本実施の形態によれば、これまで電源環境が悪く、人体検知センサ部14と制御回路部11間の通信ラインに外来ノイズ等が混入することにより通信エラーが発生し、人体検知が困難であった状況においても、ノイズフィルタを使用することなく人体検知が可能となり、快適制御を実現するとともにコストを削減することができる。
実施の形態2.
実施の形態1では、図5の制御フローのS11において、通信エラーが発生したステップ列に温度センサ部13により得た温度情報をバッファしていたが、本実施の形態では、例えば当該ステップ列の直前のステップ列にバッファしたデータを当該ステップ列にバッファするものとする。その他の制御フローは実施の形態1と同様である。
以上のように、本実施の形態では、図5の制御フローのS11において、通信エラーが発生したステップ列に例えばその直前のステップ列にバッファしたデータをバッファすることで、温度センサ13の温度情報やノイズフィルタを使用することなく、外来ノイズ等により人体検知が困難な環境においても人体検知可能となる。なお、本実施の形態のその他の構成、動作及び効果は実施の形態1と同様である。
実施の形態3.
実施の形態2では、図5の制御フローのS11において、通信エラーが発生したステップ列に例えばその直前のステップ列にバッファした熱画像データをバッファしたが、本実施の形態では、制御回路部11は、前回取得した一枚の熱画像において当該通信エラーが発生したステップ列と同じステップ列にバッファされたデータを取得してこれを当該通信エラーが発生したステップ列にバッファするものとする。即ち、本実施の形態では、制御回路部11は、過去の走査で得られたS6の熱画像を少なくとも次の熱画像が得られるまで保持しており、この前回取得した熱画像を当該通信エラーが発生したステップ列についてのバッファリングに利用する。その他の制御フローは実施の形態1と同様である。
以上により、本実施の形態によれば、外来ノイズ等により人体検知が困難な環境においても、温度センサ13の温度情報やノイズフィルタを使用することなく、人体検知が可能となる。なお、本実施の形態のその他の構成、動作及び効果は実施の形態1と同様である。
実施の形態4.
実施の形態3では、図5の制御フローのS11において、通信エラーが発生したステップ列に前回取得した熱画像において当該通信エラーが発生したステップ列と同じステップ列にバッファされた熱画像データをバッファしたが、本実施の形態では、制御回路部11は、通信エラーが発生した前後のステップ列にバッファした熱画像データを平均し、これを当該通信エラーが発生したステップ列にバッファするものとする。
図6は、本実施の形態における人体検知センサ部14の制御処理のフローチャートである。図6では、図5と同じ処理には同じ符号を付しているので、以下では、図5との相違についてのみ説明する。S10にて、リトライ回数がn回に達しているか否かを判定した結果、n回に達していた場合は(S10,Yes)、S14に移行する。S14では、通信エラーが発生したステップ列にエラー情報をバッファする。ここで、エラー情報は通信エラーが発生したことを示すデータである。
続いて、S4に移行し、指定したステップ数の情報を取得していた場合は(S4,Yes)、S15へ移行する。S15では、エラー情報をm回以上バッファしたか否かを判定する。ここで閾値mは実施の形態1と同様である。その結果、m回未満であれば(S15,No)、S16に移行し、制御回路部11は、通信エラーをバッファしたステップ列にその前後のステップ列の熱画像データを平均化したものをバッファする。なお、通信エラーをバッファしたステップ列が連続した場合は、例えばこれらのステップ列の前後のステップ列の熱画像データを平均化したものをそれぞれバッファすることができる。他方、m回以上行っていれば(S15,Yes)、制御回路部11は、これまで取得した走査エリアの熱画像データを破棄する(S13)。その他の制御フローは図5と同様である。
以上により、本実施の形態によれば、外来ノイズ等により人体検知が困難な環境においても、温度情報やノイズフィルタを使用することなく、人体検知が可能となる。なお、本実施の形態のその他の構成、動作及び効果は実施の形態1と同様である。
実施の形態5.
実施の形態1〜4においては、通信リトライ回数は通信仕様によりその上限が決定されるが、通信仕様を考慮し通信リトライ回数を上限のn回に設定した後は、空気調和機が使用されている電源環境に応じてリトライ回数を制御回路部11に判断させ調整するようにしてもよい。
人体検知センサ部14はセンサ駆動モータ15により右から左へ、また左から右へ駆動し走査を行っているが、右から左へ駆動することで走査エリア内の熱画像1枚を取得し、同様に左から右へ駆動することで走査エリア内の熱画像を1枚取得していることを利用し、本実施の形態では、制御回路部11でセンサ駆動モータ15が往復した回数(センサ駆動モータ往復回数又は単にセンサ往復回数という。)と、図5、図6のS13の動作である走査エリア内の熱画像データ破棄回数をカウントし、例えば、人体検知センサ部14が10往復した時に熱画像データ破棄が行われたか否かを判断し、これを通信リトライ回数決定に利用する。
図7は、本実施の形態における人体検知センサ部14の制御処理のフローチャートである。まず、S20では、制御回路部11は、センサ駆動モータ往復回数と熱画像データ破棄回数をカウントする。すなわち、制御回路部11は、センサ駆動モータ往復回数と熱画像データ破棄回数をメモリ(図示せず)に記憶している。次に、S21に移行し、制御回路部11は、人体検知センサ部14が例えば10往復したか否かを確認する。10往復していない場合は(S21,No)、S20に戻り、制御回路部11はセンサ駆動モータ往復回数と熱画像データ破棄回数を更にカウントする。
10往復している場合は(S21,Yes)、S22に移行し、制御回路部11は、人体検知センサ部14が10往復する間に熱画像データ破棄が1回以上行われたか否かを判定する。熱画像データ破棄が行われていない場合は(S22,No)、S24に移行し、制御回路部11は、現在設定されている通信リトライ回数が1回であるかを確認する。その結果、現在設定されている通信リトライ回数が1回であれば(S24,Yes)、制御回路部11は、通信リトライ回数を変更することなく1回のまま維持する(S27)。他方、現在設定されている通信リトライ回数が2回以上であれば(S24,No)、S28に移行し、制御回路部11は、現在設定されている通信リトライ回数を1回減らして設定する。
また、S22で、熱画像破棄が1回以上行われた場合は(S22,Yes)、S23に移行し、制御回路部11は、現在のリトライ回数が初めに設定した上限値のn回であるか否かを確認する。その結果、現在設定されている通信リトライ回数がn回であった場合は(S23,Yes)、制御回路部11は、通信リトライ回数を変更することなくn回のまま維持する(S25)。他方、現在設定されている通信リトライ回数がn回未満の場合は(S23,No)S26に移行し、制御回路部11は、現在設定されている通信リトライ回数を1回増やして設定する。S25〜S28のいずれかの動作を行った後は、S29に移行し、制御回路部11は、これまでカウントしてきた人体検知センサ部14のセンサ往復回数、及び熱画像データ破棄回数をリセットし、S20の動作へ戻る。
なお、本実施の形態では、センサ駆動モータ15が10往復する間の熱画像データ破棄回数を調べたが、センサ駆動モータ15の往復回数は必要に応じて任意の回数に設定することができる。また、所定の往復回数内における熱画像データ破棄回数に限らず、一般に、所定の走査回数内における熱画像データ破棄回数を基準としてもよい。
以上のように、本実施の形態によれば、人体検知センサ部14と制御回路部11間の通信状態により通信リトライ回数を制御回路部11が自ら判断し設定することにより、人体検知センサ部14と制御回路部11間の通信スピードが向上する。即ち、通信状態が良好で熱画像データの破棄が行われないような環境下においては、通信リトライの設定回数をより減らすように設定するので、通信リトライ回数が通信環境に応じて適正化され、人体検知センサ部14と制御回路部11間の通信スピードが向上する。なお、本実施の形態のその他の構成、動作及び効果は実施の形態1〜4と同様である。
本発明は、空気調和機として有用であり、電源環境が悪く、人体検知センサ部と制御回路部間の通信ラインに外来ノイズ等が混入し、通信エラーが発生し得る環境での運転にも適している。
1 室内機
2 室外機
3 室内機端子台
4 室外機端子台
5 第一電源ライン
6 第二電源ライン
7 通信ライン
8 リレースイッチ
9 外部電源
10 電源回路部
11 制御回路部
12 通信回路部
13 温度センサ部
14 人体検知センサ部
15 センサ駆動モータ

Claims (8)

  1. 室内機とこの室内機に接続された室外機とを備えた空気調和機であって、
    前記室内機は、
    当該室内機を制御する制御回路部と、
    走査エリアを1ステップずつ走査し各ステップごとに熱画像取得素子群を用いて温度検出対象の熱画像データを取得し、取得した前記熱画像データを前記各ステップごとに前記制御回路部に送信する赤外線センサ部と、
    前記赤外線センサ部を駆動するセンサ駆動モータと、
    を備え、
    前記制御回路部は、前記赤外線センサ部から送信された前記熱画像データの受信時に通信エラーが発生したか否かを前記各ステップごとに判定し、前記通信エラーが発生しなかった場合、又は前記通信エラーが発生したが、予め設定された通信リトライ回数を上限として前記赤外線センサ部に対して前記通信エラーの発生した熱画像データの再送信を指示した結果、前記熱画像取得素子群による熱画像データが取得できたときは、当該ステップの前記熱画像取得素子群による熱画像データをバッファし、前記通信エラーが発生しかつ前記通信リトライ回数以内に前記熱画像データを取得できなかったときは、当該ステップについては前記熱画像取得素子群による熱画像データの代わりに代替データをバッファし、すべてのステップを通して前記代替データをバッファした回数が所定の閾値回数未満である場合は、すべてのステップでバッファされた全データを用いて前記走査エリアの熱画像を一枚作成することを特徴とする空気調和機。
  2. 前記室内機は、当該室内機が据え付けられた場所の温度情報を取得する温度センサ部を備え、
    前記制御回路部は、前記温度センサ部から取得した前記温度情報を前記代替データとすることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  3. 前記制御回路部は、前記通信エラーが発生したステップにおいて前記通信リトライ回数以内に前記熱画像データを取得できなかったときは、当該ステップの直前のステップでバッファされたデータを前記代替データとして当該ステップでバッファすることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  4. 前記制御回路部は、前記通信エラーが発生したステップにおいて前記通信リトライ回数以内に前記熱画像データを取得できなかったときは、当該走査前に作成された前記熱画像において当該通信エラーが発生したステップと同じステップでバッファされたデータを取得してこれを前記代替データとして当該ステップでバッファすることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  5. 前記制御回路部は、前記通信エラーが発生したステップにおいて前記通信リトライ回数以内に前記熱画像データを取得できなかったときは、前記代替データとしてエラー情報を当該ステップでバッファし、すべてのステップを通して前記代替データをバッファした回数が所定の閾値回数未満である場合において、前記代替データをバッファしたステップについてはその前後のステップでバッファしたデータを平均化したものをバッファした後に、前記熱画像を作成することを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  6. 前記制御回路部は、すべてのステップを通して前記代替データをバッファした回数が所定の閾値回数以上である場合は、すべてのステップでバッファされた全データを破棄し、 前記通信リトライ回数は、初期値としては通信仕様により決まる上限値に設定され、
    前記制御回路部は、所定の走査回数内における前記破棄の回数に応じて、前記通信リトライ回数を調整することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の空気調和機。
  7. 前記制御回路部は、前記所定の走査回数内における前記破棄の回数がゼロの場合において、前記通信リトライ回数が1回に設定されているときは、その値を変更することなく維持し、前記通信リトライ回数が2回以上に設定されているときは、前記通信リトライ回数を1回減らして設定することを特徴とする請求項6に記載の空気調和機。
  8. 前記制御回路部は、前記所定の走査回数内における前記破棄の回数が1以上の場合において、前記通信リトライ回数が通信仕様により決まる上限値に設定されているときはその値を変更することなく維持し、前記通信リトライ回数が前記上限値未満に設定されているときは前記通信リトライ回数を1回増やして設定することを特徴とする請求項7に記載の空気調和機。
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