JP2021116968A - 温風暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人感センサにより人体を検知しない不在継続時間が設定時間になった場合に目標室温を下げるように制御し、学習制御により得た人体検知状況に基づいて上記の設定時間を時間帯毎に設定するようにした温風暖房装置を提供する。【解決手段】人感センサ１１を備え、設定される目標室温に応じて燃焼制御するようにした温風暖房装置において、一日を複数の時間帯に分割し、この時間帯毎に前記人感センサによる人体検知状況を学習して記憶する学習記憶手段を有する制御部６と、人感センサにより人体を検知しない不在継続時間が設定時間になった場合に目標室温を下げるように制御すると共に、学習記憶手段により得られた人体検知状況に基づいて設定時間を時間帯毎に設定する制御手段を有する制御部とを備えた。【選択図】図２

Description

本発明は、温風暖房装置に関し、人感センサで人の不在を検知し、その不在期間が設定時間になった場合に目標室温を下げるようにした温風暖房装置に関する。

従来から、石油やガスの燃焼熱で空気を加熱してその温風を送風部により室内に供給する形式の温風暖房装置が広く実用化されている。この種の最近の温風暖房装置には、人体を検知する人感センサ（人体検知センサ）も設けられ、人を検知しない期間（不在継続時間）が設定時間になった場合に燃焼量を下げて目標室温を低くする機能も設けられている。尚、不在継続時間が前記設定時間よりも長い所定時間になった際には、燃焼を停止させる機能を設けたものもある。従来の温風暖房装置では、上記の設定時間を一律に一定期間に設定していた。

特許文献１に記載の温風暖房機では、人感センサにより人を検知しない不在継続時間が第１設定時間より大きくなった場合に燃焼量を低げ、不在継続時間が第１設定時間より大きな第２設定時間を超えた場合に燃焼を停止させるようにし、第２設定時間が経過する前に人を検知した場合には、最大燃焼量で燃焼を再開することで、室温を極力早期に目標室温に復帰させる。

特許第４４７０３２号公報

上記のように、従来の温風暖房装置では、人が不在のため燃焼量を下げる判定時間である上記の設定時間を一律に一定期間に設定していたため、次のような問題があった。
通常の家庭では、朝夕の時間帯には人の動きが激しいため、上記の設定時間が長すぎる場合には、設定時間経過前に人が検知され易いため、燃焼量を下げて省エネルギーを図る機会が少なくなる。上記の設定時間が短すぎる場合には、設定時間が経過し易く、燃焼量の低下と燃焼量の復帰とを繰りかえすことになる。そのため、上記の設定時間を時間帯別に設定することが望ましい。

しかも、ユーザーの居住環境や家族構成により、温風暖房装置の使用形態は変動するから、上記の設定時間を一律に一定期間に設定することは好ましくなく、上記の設定時間は居住環境や家族構成に応じて設定することが望ましい。

本発明の目的は、人感センサにより人体を検知しない不在継続時間が設定時間になった場合に目標室温を下げるように制御し、学習制御により得た人体検知状況に基づいて上記の設定時間を時間帯毎に設定するようにした温風暖房装置を提供することである。

請求項１の温風暖房装置は、人感センサを備え、設定される目標室温に応じて燃焼制御するようにした温風暖房装置において、一日を複数の時間帯に分割し、この時間帯毎に前記人感センサによる人体検知状況を学習して記憶する学習記憶手段と、前記人感センサにより人体を検知しない不在継続時間が設定時間になった場合に前記目標室温を下げるように制御すると共に、前記学習記憶手段により得られた人体検知状況に基づいて前記設定時間を時間帯毎に設定する制御手段とを備えたことを特徴としている。

上記の構成によれば、人感センサにより人体を検知しない不在継続時間が設定時間になった場合に前記目標室温を下げるように制御する場合に、学習記憶手段により時間帯毎に人感センサによる人体検知状況を学習して記憶し、この人体検知状況に基づいて前記設定時間を時間帯毎に設定するため、温風暖房装置の暖房機能を確保しながら省エネルギーを図ることができる。
しかも、居住環境や家族構成に応じた設定時間に設定されるから省エネルギーを図る上で有利である。

請求項２の温風暖房装置は、請求項１の発明において、前記学習記憶手段により得られた人体検知状況に基づいて、前記人感センサによる人体の検知頻度が高いと判定される時間帯ほど前記設定時間が短く設定されることを特徴としている。

上記の構成によれば、人感センサによる人体の検知頻度が高いと判定される時間帯ほど前記設定時間を短く設定することで、省エネルギー機能が発揮されやすくなる。

請求項３の温風暖房装置は、請求項１の発明において、前記学習記憶手段により得られた人体検知状況に基づいて、前記人感センサによる人体の検知と検知の間の平均時間が短い時間帯ほど前記設定時間が短く設定されることを特徴としている。

上記の構成によれば、人感センサによる人体の検知と検知の間の平均時間が短い時間帯ほど前記設定時間が短く設定することで、省エネルギー機能が発揮されやすくなる。

請求項４の温風暖房装置は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記制御手段は、前記不在継続時間が予め時間帯毎に設定された燃焼停止用設定時間になった場合には燃焼を停止させることを特徴としている。

上記の構成によれば、不在継続時間が予め時間帯毎に設定された燃焼停止用設定時間になった場合には燃焼を停止させるため、省エネルギー機能を一層発揮させやすくなり、温風暖房装置の運転スイッチの消し忘れに対処することができる。

本願の発明によれば、上記のように種々の効果が得られる。

本発明の実施形態に係る温風暖房装置の斜視図である。 温風暖房装置の制御系の構成図である。 温風暖房装置のオートオフ制御のフローチャートの一部である。 温風暖房装置のオートオフ制御のフローチャートの一部である。 温風暖房装置のオートオフ制御のフローチャートの残部である。 オートオフ制御に付随する学習制御のフローチャートである。 学習制御により得られた時間帯別の不在継続時間のデータを示す図表である。 不在継続時間のランク別の定数ａ，ｂを示す図表である。

以下、本発明を実施するための形態について図面に基づいて説明する。
本発明の温風暖房装置１について、図１、図２に基づいて説明する。図中の矢印Ｆ，Ｕ，Ｌは、夫々温風暖房装置１の前方、上方、左方を示す。
温風暖房装置１は、略直方体形状のケース本体２と、このケース本体２内に装備された燃焼部４及び送風部５と、ケース本体２の上面部に設けられた操作部３であって燃焼部４と送風部５の運転制御を指示するための操作部３と、この操作部３に通信接続された制御部６とを備えている。

この温風暖房装置１は、ケース本体２の後面部に設けられた図示外の吸込口から室内の空気を吸気し、この吸気した空気を図示外の燃焼部４で温めてケース本体２の前面部下部の温風吹出口２ａから室内に送風する暖房運転を行う。燃焼部４は、例えば外部から供給される燃料ガスや灯油等の燃焼熱を利用して空気を温めるように構成されている。

温風暖房装置１は、暖房運転を制御するためにケース２内に前記制御部６を備え、温風暖房装置１内に配設された図示外の各種センサの検知信号に基づいて室温が目標室温になるように暖房能力を調整する。温風暖房能力の調整は、燃焼量や送風量の調整により行う。
尚、制御部６は、「学習記憶手段」と「制御手段」に相当する。

温風暖房装置１の使用者は、操作部３の操作によって暖房運転を開始／停止させたり、タイマー予約運転（おやすみタイマー運転、おはようタイマー運転）を設定したり、暖房の目標室温を調整したりすることができる。尚、温風暖房装置１は、子供による操作を防ぐためのチャイルドロック機能を備えている。

図２に示すように、操作部３は、運転状態等を表示する表示部９と、ランプ類１０と、複数の操作スイッチを備えている。操作スイッチとしては、運転スイッチ７、オートオフスイッチ８、おはようタイマースイッチ、おやすみタイマースイッチ、マイナス調整スイッチ、プラス調整スイッチ、エコスイッチなどを備えている。

ケース本体２の前面部下部には、温風吹出口２ａの他に、人体を検知する人感センサ１１（人体検知センサ、人体検知手段）が設けられている。この人感センサ１１は、例えば、人体の動きによる赤外線の変化から人体を検知するものである。

前記のオートオフスイッチ８は、人感センサ１１により人体を検知しない不在継続時間が設定時間になった際に目標室温を下げるように燃焼部４を制御するとともに、不在継続時間が燃焼停止用設定時間になった際に燃焼部４を停止させるオートオフ制御を作動させるモードを設定するスイッチである。

次に、前記オートオフ制御と学習制御について、図３〜図６のフローチャートと、図７と図８の図表に基づいて説明する。尚、このオートオフ制御と学習制御のフローチャートは、制御部６に予め格納されている。このオートオフ制御と学習制御は、特定の場所（部屋）に設置された特定の温風暖房装置１に関する制御である。

図３〜図５はオートオフ制御のフローチャートであり、図６はオートオフ制御に付随する学習制御のフローチャートである。この学習制御は、一日を複数の時間帯に分割し、この時間帯毎に人感センサ１１による人体検知状況を学習して記憶する制御である。
この学習制御は、オートオフ制御の実行中には、微小時間（例えば４０ｍｓ）おきのインターバル割り込みにて常時実行される。

最初に、上記の学習制御について図６のフローチャートに基づいて説明する。
なお、図中の符号Ｓｉ（ｉ＝３０，３１，・・）は各ステップを示す。
この制御が開始されると、Ｓ３０において人感センサ１１がＯＦＦか否か判定され、その判定がＹｅｓのときはＳ３１においてフラグＦｍ＝０か否か判定され、その判定がＮｏのときはリターンし、Ｓ３１の判定がＹｅｓのときは、Ｓ３２において人体を検知しない不在継続時間を計時するタイマーＴ２がスタートされ、次にＳ３３においてフラグＦｍが「１」にセットされ、その後リターンする。

Ｓ３０の判定がＮｏのときは、Ｓ３４において人感センサ１１がＯＮか否か判定され、その判定がＮｏのときはリターンし、Ｓ３４の判定がＹｅｓのときはＳ３５においてフラグＦｍ＝１か否か判定され、その判定がＮｏのときはリターンし、Ｓ３５の判定がＹｅｓのときはタイマーＴ２の計時を停止するためタイマーＴ２がストップされる。次に、Ｓ３７においてタイマーＴ２の計時時間から不在継続時間Ｔａが演算される。

次に、Ｓ３８において、上記の不在継続時間Ｔａが該当する時間帯が演算される。
ここで、一日を分割する複数の時間帯は、図７に示すように２時間ずつの１２の時間帯であり、Ｓ３８では例えば不在継続時間Ｔａの中間の時刻が該当する時間帯が、上記の不在継続時間Ｔａが該当する時間帯とされる。但し、これに限らず、不在継続時間Ｔａの開始時刻や終了時刻から該当する時間帯を決定してもよい。

図７は、上記の学習制御において時間帯別の不在継続時間Ｔａの学習データを記憶する学習用レジスタの模式図である。この学習用レジスタは、時間帯別に、１回目〜１０回目の学習データを格納する記憶領域を有し、１回目〜１０回目のデータは該当する記憶領域に順に格納されるが、１１回目以降のデータは常に１０回目の記憶領域に格納され、それ以前の１回目から１０回目のデータは１回分繰り下げられる。つまり、常時最新の１０回分のデータが更新しつつ記憶され、その最新の１０回分のデータの平均値が更新しつつ記憶される。
上記のように、最新の１０回分のデータの平均値を用いて、後述する定数ａ，ｂ（図８参照）が設定されるため、精度と信頼性の高い定数ａ，ｂを設定することができる。

図７に示す人体検知状況から分かるように、不在継続時間Ｔａは、時間帯により大きく変動し、深夜の人の移動の少ない時間帯では不在継続時間Ｔａは長いが、朝や夕方の人の移動の多い時間帯では不在継続時間Ｔａは短くなる。
Ｓ３９においては、図７に示す不在継続時間学習用レジスタの該当する時間帯に、今回得られた不在継続時間Ｔａが格納される。Ｓ４０においては、前記時間帯の過去１０回分の不在継続時間Ｔａの平均値が演算されて更新され、その後リターンする。

次に、前記オートオフ制御について図３〜図５のフローチャートに基づいて説明する。
尚、図中の符号Ｓｉ（ｉ＝１，２，・・）は各ステップを示す。
このオートオフ制御は、暖房運転スイッチ７のＯＮにより開始され、Ｓ１においてオートオフＳＷ８がＯＮか否か判定され、その判定がＮｏのときはリターンし、Ｓ１の判定がＹｅｓのときＳ２へ移行する。Ｓ２ではオートオフＳＷ８の上部のＬＥＤが点灯され、次のＳ３では人感センサ１１がＯＮか否か判定され、人感センサ１１がＯＦＦのときはＳ７へ移行し、人感センサ１１がＯＮのときは、Ｓ４においてフラグＦａ＝１か否か判定される。このフラグＦａはＳ１０において目標室温を下げた場合にＳ１１において「１」にセットされるものである。

フラグＦａ＝１であってＳ４の判定がＹｅｓのとき（目標室温が下げられている場合）には、Ｓ５において目標室温が元に戻される。次にＳ６においてフラグＦａ，Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆｄが全て「０」にリセットされ、その後リターンする。
Ｓ３の判定により人感センサ１１がＯＦＦのときはＳ７へ移行し、Ｓ７ではフラグＦａ，Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆｄが全て「０」であることを条件として、不在継続時間Ｔａを計時するタイマーＴ１がスタートされる。

次に、Ｓ８においては、タイマーＴ１で計時している不在継続時間Ｔａが学習制御により予め時間帯別に設定されている図８に示す定数ａ分以上か否か判定される。その判定がＮｏのときはリターンし、Ｓ８の判定がＹｅｓのとき（不在継続時間Ｔａがａ分以上のとき）はＳ９に移行する。Ｓ９では、フラグＦａ＝１か否か判定され、フラグＦａ＝０のときは、Ｓ１０において目標室温Ｔｔを下げ、ブサー報知を３回行う。尚、上記のａ分が「設定時間」に相当する。

目標室温Ｔｔを下げる態様は次のとおりである。
目標室温Ｔｔが２７℃〜のときは目標室温Ｔｔを２６℃にする。
目標室温Ｔｔが２３〜２６℃のときは目標室温Ｔｔを５℃下げる。
目標室温Ｔｔが２２℃のときは目標室温Ｔｔを４℃下げる。
目標室温Ｔｔが１７〜２１℃のときは目標室温Ｔｔを３℃下げる。
目標室温Ｔｔが１２〜１６℃のときは目標室温Ｔｔを２℃下げる。
目標室温Ｔｔが１５℃以下のときは目標室温Ｔｔを下げない。
Ｓ１０の次のＳ１１ではフラグＦａが「１」にセットされる。Ｓ９の判定においてフラグＦａ＝１のときはＳ１２へ移行する。

ここで、Ｓ８とＳ１２に出現する定数ａと定数ｂについて説明する。
図８に示すように、定数ａ，ｂは学習制御により得られた不在継続時間Ｔａの平均値をパラメータとして５ランクに区分して設定されている。人感センサ１１による人体の検知頻度が高いと判定される時間帯においては不在継続時間Ｔａの平均値が短くなるほど定数ａ（設定時間）が小さくなるように設定されている。

つまり、人感センサ１１による人体の検知と検知の間の平均時間が短い時間帯ほど不在継続時間Ｔａの平均値が短くなるほど定数ａ（設定時間）が小さくなるように設定されている。
また、不在継続時間Ｔａの平均値が長くなるほど、定数ｂが小さくなるように設定されている。尚、図７の図表が未完成の場合に適用される定数ａのデフォルト値は３０分であり、定数ｂのデフォルト値は２０分である。

Ｓ１２においては、タイマーＴ１で計時している不在継続時間Ｔａが（ａ＋ｂ）分以上か否か判定される。その判定がＮｏのときはリターンし、Ｓ１２の判定がＹｅｓのときは、Ｓ１３においてフラグＦｂが「１」か否か判定し、フラグＦｂ＝１でないときはＳ１４においてブサー報知を３回行う。
次に、Ｓ１５においてフラグＦｂ＝１にセットされ、Ｓ１６へ移行する。Ｓ１３の判定がＹｅｓのときはＳ１６へ移行する。

Ｓ１６では、タイマーＴ１で計時している不在継続時間Ｔａが（ａ＋ｂ＋５）分以上か否か判定される。その判定がＮｏのときはリターンし、Ｓ１６の判定がＹｅｓのときは、Ｓ１７においてフラグＦｃが「１」か否か判定し、その判定がＮｏのときはＳ１８においてブサー報知を３回行う。このブザー報知はＳ２２において実行される燃焼停止の５分前であることを報知するものである。Ｓ１７の判定がＹｅｓのときはＳ２０へ移行する。Ｓ１８においてブザー報知したときは、Ｓ１９においてフラグＦｃ＝１にセットされる。

次に、Ｓ２０において、タイマーＴ１で計時している不在継続時間Ｔａが（ａ＋ｂ＋１０）分以上か否か判定される。その判定がＮｏのときはリターンし、Ｓ２０の判定がＹｅｓのときは、Ｓ２１においてフラグＦｄが「１」か否か判定し、その判定がＮｏのときにはＳ２２において燃焼部４の燃焼を停止させ、ブザー報知を１０回行う。この報知は燃焼停止を確実に報知するためのものである。Ｓ２２の次のＳ２３においては、フラグＦｄ＝１にセットされる。尚、Ｓ２１の判定がＹｅｓのときはリターンする。尚、上記の（ａ＋ｂ＋１０）分が「燃焼停止用設定時間」に相当する。

次に、以上説明した温風暖房装置１の作用、効果について説明する。
人感センサ１１により人体を検知しない不在継続時間Ｔａが予め設定されたａ分（設定時間）になった場合に目標室温Ｔｔを下げるように制御する場合に、学習制御により時間帯毎に人感センサ１１による人体検知状況を学習して記憶し、この人体検知状況に基づいて設定時間を時間帯毎に設定するため、温風暖房装置１の暖房機能を確保しながら省エネルギーを図ることができる。特に、学習制御において取得した最新の１０回分のデータの平均値を用いて設定時間を設定するため、精度と信頼性の高い設定時間にすることができる。

しかも、居住環境や家族構成に応じた設定時間に設定されることになるから省エネルギーを図る上で有利である。
前記学習制御により得られた人体検知状況に基づいて、人の移動が頻繁に行われる時間帯ほど前記設定時間が短く設定されるため、目標室温を下げる省エネルギー機能が発揮されやすくなる。

不在継続時間Ｔａが予め時間帯毎に設定された（ａ＋ｂ＋１０）分（燃焼停止用設定時間）になった場合には燃焼を停止させるため、省エネルギー機能を一層発揮させやすくなり、温風暖房装置１の運転スイッチの消し忘れに対処することができる。

次に、前記実施形態を変更する例について説明する。
１）前記実施形態においては、オートオフ制御の実行中には、前記の学習制御を常時実行するようにしたが、学習制御は、オートオフ制御とは独立に定期的に行うように構成してもよい。
２）前記実施形態において、１日を２時間ずつの幅の１２区分の時間帯に分けたが、時間帯の幅は２時間に限るものではなく、３０分の幅でもよく、１時間の幅でもよく、その他の幅でもよい。

３）図７に示すように、学習制御では、最新の１０回分の人体検知状況のデータの平均値を用いて設定時間を決める定数ａ，ｂを決定しているが、１０回分のデータは例示であり、これに限定されるものではない。
４）その他、当業者ならば本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態を部分的に変更した形態で実施することができ、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

１ 温風暖房装置
６ 制御部
７ 運転スイッチ
８ オートオフスイッチ
１１ 人感センサ

Claims (4)

1. 人感センサを備え、設定される目標室温に応じて燃焼制御するようにした温風暖房装置において、
   一日を複数の時間帯に分割し、この時間帯毎に前記人感センサによる人体検知状況を学習して記憶する学習記憶手段と、
   前記人感センサにより人体を検知しない不在継続時間が設定時間になった場合に前記目標室温を下げるように制御すると共に、前記学習記憶手段により得られた人体検知状況に基づいて前記設定時間を時間帯毎に設定する制御手段とを備えたことを特徴とする温風暖房装置。
2. 前記学習記憶手段により得られた人体検知状況に基づいて、前記人感センサによる人体の検知頻度が高いと判定される時間帯ほど前記設定時間が短く設定されることを特徴とする請求項１に記載の温風暖房装置。
3. 前記学習記憶手段により得られた人体検知状況に基づいて、前記人感センサによる人体の検知と検知の間の平均時間が短い時間帯ほど前記設定時間が短く設定されることを特徴とする請求項１に記載の温風暖房装置。
4. 前記制御手段は、前記不在継続時間が予め時間帯毎に設定された燃焼停止用設定時間になった場合には燃焼を停止させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の温風暖房装置。

Images