JP2022086394A - Controller of air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空調装置の操作に用いられるコントローラに関する。 The present invention relates to a controller used for operating an air conditioner.
従来、温度センサを設けて室内の温度を測定して空調装置の制御に利用することが行われている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a temperature sensor is provided to measure the temperature in a room and used for controlling an air conditioner (see, for example, Patent Document 1).
ところで、そのような温度センサは、一般的にはコントローラのケース内に設けられていることから、ケース内の温度を測定することになる。このとき、ケース内には動作時に発熱する例えばマイクロコンピュータなどの電気部品が一般的に設けられている。そのため、従来では、温度センサによって測定された温度に対して想定される電気部品の発熱量に応じた補正を行うことにより、室内の温度を測定して空調装置の制御に利用していた。 By the way, since such a temperature sensor is generally provided in the case of the controller, the temperature inside the case is measured. At this time, an electric component such as a microcomputer that generates heat during operation is generally provided in the case. Therefore, conventionally, the temperature in the room is measured and used for controlling the air conditioner by correcting the temperature measured by the temperature sensor according to the assumed heat generation amount of the electric component.
しかしながら、空調装置の運転が開始されると、室内には空気の流れが生じることから、その空気の流れがケースから熱を奪うと想定される。そして、ケースから熱が奪われた状態で測定された温度に対して電気部品の発熱量に応じた補正を行うと、過度に補正されてしまうおそれがあるとともに、空気の流れがある場合と無い場合とで測定される温度が変化すると考えられることから、適切に補正を行うことが困難になるおそれがある。 However, when the operation of the air conditioner is started, an air flow is generated in the room, and it is assumed that the air flow takes heat from the case. If the temperature measured with heat removed from the case is corrected according to the amount of heat generated by the electrical components, it may be excessively corrected and there may or may not be an air flow. Since it is considered that the measured temperature changes depending on the case, it may be difficult to make an appropriate correction.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、適切に室内の温度を測定することができる空調装置のコントローラを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a controller for an air conditioner capable of appropriately measuring a room temperature.
請求項１に記載した発明では、コントローラは、空調装置を操作するためのものであって、ケースと、ケース内に設けられ、温度を測定する温度センサと、超音波の送信および受信が可能な超音波センサと、超音波を送信してから反射物で反射した超音波が受信されるまでの送受信時間に基づいて室内の温度を測定する温度測定部と、温度測定部で測定した温度に基づいて空調装置の運転を制御する制御部と、を備えている。
In the invention described in
これにより、まず、従来のような電気部品の発熱量に応じた補正をすることなく、また、空気の流れによる影響を抑制しつつ室温を測定することが可能となるとともに、超音波は一般的な室内の大きさを想定した場合において十分に伝搬速度が速いと考えられることから、短時間で温度の測定が可能となり、室内の温度変化に対して高い追従性を得ることが可能となる。 This makes it possible to measure the room temperature without making corrections according to the calorific value of the electrical parts as in the past, and while suppressing the influence of the air flow, and ultrasonic waves are common. Since it is considered that the propagation speed is sufficiently high when the size of the room is assumed, the temperature can be measured in a short time, and high followability to the temperature change in the room can be obtained.
ところで、超音波の送受信時間に基づいて温度を測定する場合、超音波を反射する反射物までの正確な距離が必要になる。これは、計算式については後述する実施形態で詳細に説明するが、超音波の伝搬速度が温度によって変化することに基づいて温度を測定していることから、反射物までの距離が正確に求まっていないと正しく温度を測定することができないためである。 By the way, when measuring the temperature based on the transmission / reception time of ultrasonic waves, an accurate distance to a reflecting object that reflects ultrasonic waves is required. The calculation formula will be described in detail in the embodiment described later, but since the temperature is measured based on the change in the propagation velocity of ultrasonic waves depending on the temperature, the distance to the reflecting object can be accurately obtained. This is because the temperature cannot be measured correctly unless it is used.
しかし、例えば測定した送受信時間に基づいて正確な距離を求めようとする場合には超音波が伝搬した室内の正確な温度が必要になる一方で、室内の温度を正確に求めるためには正確な距離が必要になるというジレンマが生じてしまう。そして、電気部品の発熱や空気の流れにより影響を受ける温度センサでは、室温と乖離した温度を測定する可能性があるため、そのジレンマを解消することが困難である。 However, for example, when trying to obtain an accurate distance based on the measured transmission / reception time, an accurate temperature in the room where the ultrasonic waves propagate is required, while in order to accurately obtain the temperature in the room, it is accurate. The dilemma of needing distance arises. Further, it is difficult to solve the dilemma because the temperature sensor, which is affected by the heat generation of electric parts and the flow of air, may measure the temperature deviating from the room temperature.
そこで、制御部は、送風が開始される前の所定のタイミングで温度センサによる温度の測定および送受信時間の測定を行い、測定した温度における超音波の伝搬速度と測定した送受信時間とに基づいて、反射物までの距離を求めて基準距離として設定し、温度測定部は、設定された基準距離を反射物までの距離として用いて温度を測定する。 Therefore, the control unit measures the temperature and the transmission / reception time with the temperature sensor at a predetermined timing before the start of ventilation, and based on the propagation speed of the ultrasonic wave at the measured temperature and the measured transmission / reception time, the control unit measures the temperature and the transmission / reception time. The distance to the reflecting object is obtained and set as a reference distance, and the temperature measuring unit measures the temperature using the set reference distance as the distance to the reflecting object.
送風が開始されるまでの所定のタイミングでは、空気の流れがないことからケース内の温度と室温とが平衡した状態になっていると考えられる。換言すると、送風が開始されるまでの期間は、温度センサで測定した温度が、超音波が伝搬する室内の温度と概ね等しくなった状態、つまりは、温度センサで測定した温度と室内の温度との一致性が確保された状態であると考えられる。 It is considered that the temperature inside the case and the room temperature are in equilibrium at a predetermined timing until the blast is started because there is no air flow. In other words, during the period until the start of ventilation, the temperature measured by the temperature sensor is almost equal to the temperature in the room where the ultrasonic waves propagate, that is, the temperature measured by the temperature sensor and the temperature in the room. It is considered that the consistency of is ensured.
そのため、その期間に送受信時間を測定することにより、送受信時間と温度センサで測定した温度における超音波の伝搬速度とに基づいて、反射物までの正確な距離を求めることができる。そして、反射物までの正確な距離が求まれば、その距離は温度に依存しないことから、送受信時間を測定することによって室内の温度を正確に求めることができる。つまり、上記したジレンマを解消することができる。したがって、適切に室内の温度を測定することができる。 Therefore, by measuring the transmission / reception time during that period, it is possible to obtain an accurate distance to the reflecting object based on the transmission / reception time and the propagation speed of the ultrasonic wave at the temperature measured by the temperature sensor. Then, if the accurate distance to the reflecting object is obtained, the distance does not depend on the temperature, so that the temperature in the room can be accurately obtained by measuring the transmission / reception time. That is, the above dilemma can be solved. Therefore, the temperature in the room can be appropriately measured.
請求項２に記載した発明では、超音波センサは、コントローラを基準として異なる向きに超音波を送受信可能に複数設けられており、温度測定部は、異なる向きにおける温度をそれぞれ測定する。これにより、例えばある方向における測定結果に不具合が生じた場合であっても、他の向きにおける測定結果を利用することで温度の測定を継続することができる。
In the invention described in
請求項３に記載した発明では、制御部は、測定された送受信時間、または、当該送受信時間に基づいて測定された室内の温度のうち少なくとも一方の測定結果が、前回の測定結果よりも予め設定されている許容範囲を超えて変化している場合、今回の測定結果を破棄して前回の測定結果を再利用する。これにより、例えば電気的なノイズや人の移動などによって一時的に測定結果に不具合が生じたような状況において、誤った測定結果に基づいて空調装置の運転を制御してしまうおそれを抑制することができる。換言すると、より正しい温度に基づいて空調装置の運転を制御することができる。
In the invention according to
請求項４に記載した発明では、時刻を取得する時刻取得部と、基準距離および運転を停止した停止時刻を記憶する記憶部を備えている。そして、制御部は、基準距離を設定する際、現在時刻を取得して記憶部に記憶されている停止時刻から所定の待機時間が経過しているか否かを判定し、当該待機時間が経過していると判定した場合には今回求めた反射物までの距離を基準距離として設定する一方、当該待機時間が経過していないと判定した場合には記憶部に記憶されている前回の基準距離を今回の基準距離として設定する。
The invention according to
前回の停止時刻から待機時間が経過している場合には、ＣＰＵ等の電気部品は停止してから時間が経っており発熱していないと考えられ、送風が開始されるまでの期間であれば空気の流れがないことからケース内の温度と室内の温度とに差が生じていないと考えられる。さらに、電源がオンされた直後であれば、電気部品からの発熱の影響が小さいと考えられる。 If the standby time has elapsed since the previous stop time, it is considered that the electrical parts such as the CPU have not generated heat since the time has passed since the CPU and other electrical components were stopped, and if it is the period until the air flow is started. Since there is no air flow, it is considered that there is no difference between the temperature inside the case and the temperature inside the room. Further, immediately after the power is turned on, it is considered that the influence of heat generated from the electric parts is small.
つまり、基準距離を設定するタイミングにおいて待機時間が経過している状態は、ケース内の温度と室内の温度とが平衡した状態、換言すると、温度センサで測定した温度と室内の温度との一致性が高く確保された状態であると考えられる。そのため、待機時間が経過した状態で基準距離を設定することにより、基準距離の正確性が一層向上し、その結果、超音波センサにより測定される温度の正確性も向上させることができる。 In other words, the state in which the standby time has elapsed at the timing of setting the reference distance is the state in which the temperature inside the case and the temperature inside the room are in equilibrium, in other words, the temperature measured by the temperature sensor and the temperature inside the room are consistent. Is considered to be in a highly secured state. Therefore, by setting the reference distance after the waiting time has elapsed, the accuracy of the reference distance can be further improved, and as a result, the accuracy of the temperature measured by the ultrasonic sensor can also be improved.
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態のコントローラ１は、ケース２、制御部３、記憶部４、表示部５、操作部６、通信部７、温度センサ８、２つの超音波センサ９、時刻取得部１０、および温度取得部１１などを備えている。このコントローラ１は、例えばオフィスや居室などの空調の対象となる空間（Ｒ）の壁面１２等に取り付けられ、空調装置１３を操作するために利用されるものを想定している。以下、空調の対象となる空間（Ｒ）を室内と称する。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
ケース２は、図示は省略するが樹脂材料などによって薄型の概ね直方体状に形成されておいる。そして、取り付けた状態におけるケース２の正面側には、例えば文字や数字を表示可能な液晶パネルで構成されており、空調装置１３の運転状態や現在の設定温度などを表示する表示部５が配置されている。ただし、表示部５は、運転状態を示すＬＥＤのような発光部品で構成することができるし、液晶パネルと発光部品の双方を設ける構成とすることもできる。
Although not shown, the
また、ケース２の正面側には、運転の開始／停止の操作や設定温度の変更などの操作を行う操作部６が配置されている。この操作部６は、例えば機械式のスイッチや表示部５に対応して設けられているタッチパネルにより構成することができるし、スイッチとタッチパネルの双方を設ける構成とすることもできる。
Further, on the front side of the
制御部３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータで構成されている。この制御部３は、記憶部４に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、コントローラ１を制御する。例えば、制御部３は、操作部６に入力された操作に応じて空調装置１３の運転の開始／停止を指示する処理や、設定温度を指示する処理など実行する。また、制御部３は、詳細は後述するが、超音波センサ９を用いて温度を測定する際の基準となる基準距離を求める処理なども実行する。
The
記憶部４は、例えばフラッシュメモリのような不揮発性メモリで構成されており、コントローラ１を制御するためのプログラムや各種のデータを記憶している。また、記憶部４は、本実施形態に関連して、前回の運転が停止した停止時刻、前回の運転時に求めた基準距離、前回または過去に測定した室内の温度や送受信時間の履歴なども記憶する。なお、図１では制御部３と記憶部４とが別体となっている構成例を示しているが、制御部３が記憶部４を内蔵した構成を採用することができる。
The
通信部７は、空調装置１３と通信可能に接続されており、空調装置１３の運転の開始／停止の指示や設定温度の指示などの制御信号を空調装置１３との間で通信する。この通信部７は、有線通信方式のものを想定しているが、例えば赤外線を利用した無線通信方式のものを採用することができる。
The
空調装置１３は、本実施形態ではいわゆるセントラルヒーティング方式のものを想定しており、空調装置１３で冷却あるいは加熱された空気は、ダクト１４を経由して室内に開口した送風口１５から矢印Ｆにて示すように供給される。ただし、空調装置１３は、一般的なものと同様に、電源がオンされて運転が開始されてから送風を伴う空調が開始されるまでにタイムラグがある。以下、送風が開始されるまでの期間を送風前期間と称する。本実施形態の場合、送風前期間は、コントローラ１の電源がオンされてから送風が開始されるまでの期間に相当する。
The
温度センサ８は、ケース２内に設けられており、ケース２内の温度を測定する。なお、温度センサ８は、測温抵抗体型やサーミスタ型、熱電対型、集積回路型などの周知のもので構成することができるし、接触式あるいは非接触式のいずれの測定方式を採用することもできる。以下、図１にＴａ［℃］として示す温度センサ８が直接的に測定可能なケース２内の温度を内部温度と称する。なお、［℃］は摂氏を示す。
The
超音波センサ９は、例えば圧電セラミックスで構成された超音波の送信器および受信器、パルス発生回路、電気信号と超音波とを変換する送信用と受信用のトランスデューサなどを内蔵している。これら２つの超音波センサ９は、コントローラ１に対してそれぞれ異なる向きに超音波を送信可能な配置で設けられている。
The
本実施形態の場合、超音波センサ９Ａは、コントローラ１から側方に向かって超音波を送信する配置に設けられており、超音波センサ９Ｂは、コントローラ１から上方に向かって超音波を送信する配置に設けられている。ただし、図１に示す超音波センサ９の数や配置向きは一例であり、これらに限定されず、１つの超音波センサ９を設ける構成や３つ以上の超音波センサ９を設ける構成とすることができる。
In the case of the present embodiment, the
この超音波センサ９は、制御部３から送信を指示する送信パルス信号が入力されると超音波の送信を開始し、送信した送信波（Ｕ１）が反射物１６で反射して反射波（Ｕ２）として受信されると、受信したことを示す受信パルス信号を制御部３に出力する。この反射物１６は、室内に配置されている移動しない物体であればよく、例えば図３に示す室内の左右の壁面１２、天井１７、床面１８、キャビネット１９などが想定される。
The
そして、制御部３は、超音波を送信してから反射物１６で反射した超音波が受信されるまでの送受信時間を測定することにより室内の温度を測定する。以下、図１にＴｂ［℃］として示す超音波センサ９が放出される室内の温度、つまりは、超音波センサ９を用いて測定される室内の温度を室温と称する。
Then, the
本実施形態の場合、制御部３は、送信パルス信号を出力したときから受信パルス信号が入力されるまでの時間を例えば図示しない内蔵タイマ機能や内蔵カウンタ機能を利用して計測することによって送受信時間を測定する。なお、超音波センサ９側で送受信時間の測定までを行い、その測定結果を制御部３に通知するような構成を採用することもできる。
In the case of the present embodiment, the
時刻取得部１０は、例えばリアルタイムクロックにより構成されており、時刻や日時を取得可能になっている。なお、図１では制御部３と時刻取得部１０とが別体となっている構成例を示しているが、リアルタイムクロックが制御部３に内蔵されている構成を採用することができる。
The
温度取得部１１は、詳細は後述するが、超音波を送信してから反射物１６で反射した超音波が受信されるまでの送受信時間と、当該反射物１６までの距離とに基づいて、室内の温度を測定する。本実施形態の場合、温度測定部は、制御部３でプログラムを実行することによりソフトウェアで実現されている。図１では、超音波センサ９Ａを用いて温度を計測する場合の反射物１６までの距離をＬＡと示し、超音波センサ９Ｂを用いて温度を計測する場合の反射物１６ここでは天井１７までの距離をＬＢと示している。
Although the details will be described later, the temperature acquisition unit 11 is indoors based on the transmission / reception time from the transmission of the ultrasonic wave to the reception of the ultrasonic wave reflected by the
次に、上記したコントローラ１の作用について説明する。
前述のように、温度センサ８をコントローラ１のケース２内に設けた場合には、温度センサ８はケース２内の内部温度を測定することになる。このとき、ケース２内には動作時に発熱する例えばマイクロコンピュータなどの電気部品が設けられていることから、内部温度はその発熱の影響を受けることになる。
Next, the operation of the
As described above, when the
そのため、図２に示すように、温度センサ８が測定した内部温度（Ｔａ）は、実際の室温（Ｔｂ）よりも高くなることが想定される。このため、従来では、温度センサ８によって測定された内部温度（Ｔａ）に対して、想定される電気部品の発熱量に応じた補正値（ΔＨ１）を求めて室温（Ｔｂ）の測定を行っていた。
Therefore, as shown in FIG. 2, it is assumed that the internal temperature (Ta) measured by the
しかし、空調装置１３の運転が開始されると、より具体的には、空調装置１３によって送風を伴う空調が開始されると、室内に空気の流れが生じてケース２から熱を奪っていくことになる。その結果、送風が開始される前後において室温（Ｔｂ）に大きな変化が観測されなくても、内部温度（Ｔａ）が大きく変化することがある。
However, when the operation of the
そのため、送風なしの場合において、送風ありの場合と同様に発熱量に応じた補正値（ΔＨ２）を求めて補正を行うと、過度に補正が行われてしまい、求められた補正後温度（Ｔｈ）が室温（Ｔｂ）から大きくずれてしまうおそれがある。また、空気の流量が変化した場合にも補正に影響が生じると考えられるが、空気の流量を考慮しながら補正するためには複雑な補正が必要になること、また、空気の流れを正確に把握すること自体が難しいことから、現実的には困難である。 Therefore, in the case without air blow, if the correction value (ΔH2) corresponding to the calorific value is obtained and corrected as in the case with air blow, the correction is excessively performed, and the obtained corrected temperature (Th) is obtained. ) May deviate significantly from room temperature (Tb). In addition, it is thought that the correction will be affected even if the air flow rate changes, but complicated correction is required to make the correction while considering the air flow rate, and the air flow is accurate. In reality, it is difficult because it is difficult to grasp.
そこで、本実施形態のコントローラ１は、以下のようにして適切に室温（Ｔｂ）を測定することができるようにしている。具体的には、コントローラ１は、超音波センサ９を有しており、その超音波センサ９を用いて温度を測定する。
Therefore, the
このとき、超音波を反射する反射物１６までの距離（Ｌ［ｍ］）、超音波の伝搬速度（Ｃ［ｍ／ｓｅｃ］）、送受信時間（ｔ［ｓｅｃ］の関係は、以下の（１）で表すことができる。ただし、［ｍ］はメートル、［ｍ／ｓｅｃ］はメートル毎秒、［ｓｅｃ］は秒を示す。
Ｌ＝（Ｃ×ｔ）÷２ ・・・（１）
At this time, the relationship between the distance to the
L = (C × t) ÷ 2 ・ ・ ・ (1)
また、室温（Ｔｂ）における超音波の伝搬速度（Ｃ）は、本実施形態では人が出入りする室内を想定しているため、１気圧での音速として一般的に利用されている以下の（２）式として表すことができる。
Ｃ＝３３１．５×（（２７３＋Ｔｂ）÷２７３）） ・・・（２）
Further, since the propagation velocity (C) of the ultrasonic wave at room temperature (Tb) is assumed to be in a room where people enter and exit in the present embodiment, the following (2) generally used as the speed of sound at 1 atm. ) Can be expressed as an equation.
C = 331.5 × ((273 + Tb) ÷ 273)) ・ ・ ・ (2)
これら（１）式および（２）式から、室温（Ｔｂ）は、以下の（３）式として求まることが分かる。
Ｔｂ＝（２×２７３×Ｌ）÷（３３１．５×ｔ）－２７３ ・・・（３）
From these equations (1) and (2), it can be seen that the room temperature (Tb) can be obtained as the following equation (3).
Tb = (2 × 273 × L) ÷ (331.5 × t) -273 ・ ・ ・ (3)
つまり、コントローラ１は、空気の流れの影響を受け易い温度センサ８ではなく、超音波センサ９を用いることによって室温を測定している。これにより、室温（Ｔｂ）を測定する際における空気の流れによる影響を抑制することができる。
That is, the
ところで、この（３）式から明らかなように、室温（Ｔｂ）を求める際には距離（Ｌ）が正確であることが必要となる。これは、距離（Ｌ）が正しくないと（３）式から求まる温度も正しくなくなってしまう。 By the way, as is clear from this equation (3), it is necessary that the distance (L) is accurate when the room temperature (Tb) is obtained. This means that if the distance (L) is not correct, the temperature obtained from the equation (3) will also be incorrect.
その場合、例えばコントローラ１を設置する際に正確な距離を設定しておくことが考えられるものの、現実的な室内を想定してみると、反射物１６までの距離が変化することが予想される。例えば、本実施形態のように人が出入りする室内を空調することを想定している場合において、図３に示すように室内に出入りするための扉２０の近傍の壁面１２にコントローラ１が設置されたとする。
In that case, for example, it is conceivable to set an accurate distance when installing the
この場合、超音波センサ９の設置向きを一般的に想定すると、コントローラ１に対して上方の向き、左側方の向き、右側方の向き、下方の向き、あるいは正面の向きのいずれか、或いは、複数の向きに配置することが考えられる。なお、コントローラ１に対して斜めに配置することも考えられるが、距離が変化する理由は共通するためここでは省略する。
In this case, assuming that the installation orientation of the
このような状況において例えば反射物１６として左壁面１２Ａを想定している場合には、室温を測定する際の基準となる距離、つまりは、超音波が伝搬すると想定している距離は、Ｌ１０×２である。しかし、例えば扉２０が開いた状況では、超音波が実際に伝搬する距離はＬ１１×２となることから、室温を測定する際に前提となる距離が変化しており、その場合には室温を正しく測定できなくなるおそれがある。
In such a situation, for example, when the
同様に、反射物１６として右壁面１２Ｂを想定している場合には、想定している距離はＬ２０×２であるものの、コントローラ１の設置後に例えばキャビネット１９が配置されると、超音波が実際に伝搬する距離はＬ２１×２となり、室温を正しく測定できなくなるおそれがある。また、反射物１６として正面側の壁面１２Ｃを想定している場合には、想定している距離はＬ３０×２であるものの、例えば人（Ｍ）がコントローラ１の正面に移動した状況では、超音波が実際に伝搬する距離がＬ３１×２となり、室温を正しく測定できなくなるおそれがある。
Similarly, when the
このように、測定した送受信時間に基づいて正確な距離を求めようとすると超音波が伝搬した室内の正確な温度が必要になる一方で、その室内の温度を正確に求めるためには正確な距離が必要になるというジレンマが生じてしまう。そして、室温と乖離した温度が測定される可能性のある温度センサ８では、そのジレンマを解消することが困難である。
In this way, while trying to obtain an accurate distance based on the measured transmission / reception time requires an accurate temperature in the room where the ultrasonic waves propagated, an accurate distance is required to accurately determine the temperature in the room. The dilemma of needing is created. Then, it is difficult to solve the dilemma with the
つまり、空調の対象となる室内に想定さえる現実的な状況に鑑みた場合、室温を測定する際に前提となるはずの距離を、純粋に前提として扱うことができない状況が発生し得る。そのため、本実施形態のコントローラ１は、室温を正しく測定するために必要となる距離を取得可能になっている。なお、後述するように、温度を正しく測定するために必要となる距離が、基準距離に相当する。
In other words, in view of the realistic situation that can be assumed in the room to be air-conditioned, there may be a situation where the distance that should be a premise when measuring the room temperature cannot be treated as a pure premise. Therefore, the
コントローラ１は、図４に示す処理を実行する。なお、各処理は制御部３等により実行されるものではあるが、ここでは説明の簡略化のためにコントローラ１を主体にして説明する。コントローラ１は、例えば電源がオンされて処理が開始されると、現在時刻を取得する（Ｓ１）。続いて、コントローラ１は、前回の運転が停止した停止時刻から予め定められている待機時間が経過したか否かを判定する（Ｓ２）。
The
この待機時間は、対象となる室内の大きさ等により適宜設定することができる。そして、前回の停止時刻から待機時間が経過している場合には、ＣＰＵ等の電気部品は停止してから時間が経っており発熱していないと考えられる。また、電源がオンされた直後であって送風を伴う空調が行われていないタイミングでは、空気の流れがないことからケース２内の内部温度（Ｔａ）と室温（Ｔｂ）に差が生じていないと考えられる。また、電源がオンされた直後であれば、ＣＰＵ等の電気部品からの発熱の影響はごく小さいものになると考えられる。
This waiting time can be appropriately set depending on the size of the target room and the like. When the standby time has elapsed since the previous stop time, it is considered that the electric components such as the CPU have not generated heat because the time has passed since the stop time. Further, at the timing immediately after the power is turned on and the air conditioning accompanied by ventilation is not performed, there is no difference between the internal temperature (Ta) and the room temperature (Tb) in the
このように、電源をオンした時点で待機時間が経過している状態は、ケース２内の温度と室温とが平衡し、温度センサ８で測定した温度が、超音波が伝搬する室内の温度に概ね等しくなった状態、換言すると、温度センサ８で測定した温度と室温との一致性が確保された状態であると考えられる。
In this way, when the standby time has elapsed when the power is turned on, the temperature inside the
そのため、コントローラ１は、待機時間が経過していると判定した場合には（Ｓ２：ＹＥＳ）、室温を測定するための基準となる距離、すなわち、基準距離を設定する処理を実行する。具体的には、コントローラ１は、温度センサ８により内部温度を測定し（Ｓ３）、超音波センサ９により送受信時間を測定する（Ｓ４）。なお、ステップＳ３、ステップＳ４は順不同で実行することができる。つまり、コントローラ１は、送風が開始される前の所定のタイミングで、温度の測定と送受信時間の測定とを行っている。
Therefore, when it is determined that the standby time has elapsed (S2: YES), the
続いて、コントローラ１は、測定した内部温度（Ｔａ）と送受信時間（ｔ）とから、その内部温度（Ｔａ）における反射物１６までの距離（Ｌ）を求める（Ｓ５）。具体的には、コントローラ１は、測定した内部温度（Ｔａ）が室温（Ｔｂ）と等しいものとして、（３）式から距離（Ｌ）を求める。なお、（２）式から伝搬速度（Ｃ）を求め、（１）式に代入して距離（Ｌ）を求めることもできる。
Subsequently, the
そして、コントローラ１は、求めた反射物１６までの距離（Ｌ）を、基準距離として設定する（Ｓ６）。設定された基準距離は、（３）式に代入され、空調運転中に室温を測定するための距離（Ｌ）として用いられる。この基準距離は、上記したように室温との一致性が確保されている内部温度と、その内部温度における送受信時間とに基づいて設定されているため、超音波センサ９による温度の測定結果の正確性を確保することができる。
Then, the
一方、コントローラ１は、待機時間が経過していないと判定した場合には（Ｓ２：ＮＯ）、上記した手順で基準距離を求めてもその正確性を確保できない可能性があることから、記憶部４から前回の基準距離を読み出し（Ｓ７）、読みだした前回の基準距離を今回利用する基準距離として設定する。つまり、コントローラ１は、正確性を確保できる状態で求めた前回の基準距離を再利用する。
On the other hand, if the
このように、コントローラ１は、超音波センサ９により温度を測定する際に正確性が求められる距離を設定することができる。そして、超音波の伝搬速度は温度によって変化するものの、基準距離は温度に依存せずに一定であることから、（３）式を用いて室温（Ｔｂ）を測定することが可能になる。すなわち、（３）式から求まる室温（Ｔｂ）の正確性を確保することができる。また、一般的に想定される室内の大きさに鑑みれば超音波の伝搬速度は十分に高速であると考えられることから、短時間で温度の測定が可能となり、室内の温度変化に対して高い追従性を得ることができる。
In this way, the
基準距離を設定すると、コントローラ１は、超音波センサ９により測定した室温に基づいて空調装置１３の運転を制御する定常処理に移行する。なお、図４では電源がオンされるとそのまま定常処理に移行する流れを示しているが、基準距離を設定した段階で待機し、運転を開始する操作が入力された場合に定常処理移行する構成とすることができる。また、コントローラ１が上位の制御装置に接続されているような場合も同様に、運転を開始する旨の指示が制御装置から受信された場合に定常処理に移行することができる。
When the reference distance is set, the
定常処理に移行すると、コントローラ１は、送受信時間を測定し（Ｓ８）、測定した送受信時間と基準距離とから室温を測定する（Ｓ９）。この室温の測定は、超音波センサ９が複数設けられている場合には、それぞれの超音波センサ９について実施される。なお、図４では図示は省略しているが、送受信時間の測定および室温の測定は、実際には予め定められた測定周期ごとに行われている。また、測定周期は、例えばＣＰＵの処理能力に応じて例えば１秒間に１回、数回、数十回といった頻度で適宜設定することができる。
After shifting to the steady processing, the
室温を測定すると、コントローラ１は、測定結果が妥当であるか否かを判定する（Ｓ１０）。このとき、コントローラ１は、測定された送受信時間、または、当該送受信時間に基づいて測定された室内の温度のうち少なくとも一方の測定結果が、記憶部４に記憶されている前回の測定結果よりも予め設定されている許容範囲を超えて変化しているかを判定する。この許容範囲は適宜設定することができるが、空調装置１３の性能や空調対象の室内の大きさ等に基づいて、１回の測定周期に変化することが想定される範囲を設定することができる。
When the room temperature is measured, the
これは、一般的な空調装置１３による空調では、短期間に室温が極端に変化することはないと考えられるためである。また、向きが異なる複数の超音波センサ９により温度をそれぞれ測定している場合には、コントローラ１は、それぞれの測定結果について妥当性を判定する。これにより、例えばある方向における測定結果に不具合が生じた場合であっても、他の向きにおける測定結果を利用することで室温の測定を継続させることができる。
This is because it is considered that the room temperature does not change drastically in a short period of time in the air conditioning by the
コントローラ１は、今回の測定結果が許容範囲を超えていないと判定した場合には、つまりは、今回の測定結果が妥当であると判定した場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、今回測定した室温に基づいて空調装置１３の運転を制御する（Ｓ１２）。このとき、複数の超音波センサ９により温度を測定している場合には、コントローラ１は、それぞれの測定結果の平均値、最頻値、中央値などのいずれかを測定結果として採用して室温を特定するとともに、それぞれの測定結果を時系列で記憶部４に記憶する。
When the
一方、コントローラ１は、今回の測定結果が許容範囲を超えていると判定した場合には、つまりは、今回の測定結果が妥当でないと判定した場合には（Ｓ１０：ＮＯ）、今回の測定結果を破棄して記憶部４に記憶されている前回の測定結果を再利用し、前回測定した温度に基づいて空調装置１３の運転を制御する。これらステップＳ８～Ｓ１２の繰り返しが、上記した定常処理に相当する。
On the other hand, when the
このとき、コントローラ１は、複数の超音波センサ９により温度を測定している場合には、それぞれの前回の測定結果を再利用する。ただし、ある向きの超音波センサ９による測定結果が妥当であり、他の向きに設けられている超音波センサ９の測定結果が妥当ではない場合には、妥当であると判定した測定結果を採用し、妥当でないと判定した測定結果については前回の測定結果を再利用する構成とすることができる。あるいは、妥当であると判定した測定結果のみを採用し、妥当でないと判定した測定結果については単純に破棄する構成とすることもできる。
At this time, when the temperature is measured by a plurality of
さて、コントローラ１は、定常処理中に、運転を停止するか否かを判定している（Ｓ１３）。本実施形態であれば、コントローラ１は、運転を停止する操作が入力された場合に運転を停止すると判定する。ただし、コントローラ１が上位の制御装置に接続されているような場合には、運転を停止する旨の指示を制御装置から受信した場合にも運転を停止すると判定することになる。
By the way, the
コントローラ１は、運転を停止しないと判定した場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ８に移行して定常処理を繰り返す。一方、コントローラ１は、運転を停止しないと判定した場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ８に移行して定常処理を繰り返す。
このようにして、コントローラ１は、超音波センサ９を用いて室温を測定する定常処理を繰り返しながら空調装置１３の運転を制御している。
以上説明したコントローラ１によれば、次のような効果を得ることができる。
When the
In this way, the
According to the
コントローラ１は、空調装置１３を操作するためのものであって、ケース２と、ケース２内に設けられ、温度を測定する温度センサ８と、超音波の送信および受信が可能な超音波センサ９と、超音波を送信してから反射物１６で反射した超音波が受信されるまでの送受信時間と、当該反射物１６までの距離とに基づいて、室内の温度を測定する温度測定部と、温度測定部で測定した温度に基づいて空調装置１３の運転を制御する制御部３と、を備えている。
The
これにより、まず、従来のような電気部品の発熱量に応じた補正をすることなく、また、空気の流れによる影響を抑制しつつ室温を測定することが可能となる。また、一般的に想定される室内の大きさに鑑みれば超音波の伝搬速度は十分に高速であると考えられることから、短時間で温度の測定が可能となり、室内の温度変化に対して高い追従性を得ることが可能となる。したがって、適切に室内の温度を測定することができる。 This makes it possible to measure the room temperature without first making corrections according to the calorific value of the electric components as in the conventional case, and while suppressing the influence of the air flow. In addition, considering the size of the room that is generally assumed, the propagation speed of ultrasonic waves is considered to be sufficiently high, so that the temperature can be measured in a short time, which is high against temperature changes in the room. It is possible to obtain followability. Therefore, the temperature in the room can be appropriately measured.
このとき、コントローラ１は、送風が開始されるまでの所定のタイミングで温度センサ８による温度の測定および送受信時間の測定を行い、測定した温度における超音波の伝搬速度と測定した送受信時間とに基づいて、反射物１６までの距離を求めて基準距離として設定し、設定した基準距離を反射物１６までの距離として用いて温度を測定する。
At this time, the
これにより、超音波センサ９で温度を測定する際の基準となる反射物１６までの正しい基準距離を得ることができ、その基準距離と送受信時間とに基づいて温度を測定することにより、測定された温度の正確性を確保することができる。また、実施形態のように電源がオンされてから送風が開始されるまでの期間に温度と送受信時間とを測定することにより、内部の電気部品の発熱による影響を抑制した状態で基準距離を得ることができ、より精度を高めることができる。
As a result, the correct reference distance to the
また、コントローラ１は、コントローラ１を基準として異なる向きに超音波を送受信可能な複数の超音波センサ９が設けられており、異なる向きにおける温度をそれぞれ測定する。これにより、例えばある方向における測定結果に不具合が生じた場合であっても、他の向きにおける測定結果を利用することで室温の測定を継続させることができる。
Further, the
また、コントローラ１は、測定された送受信時間、または、当該送受信時間に基づいて測定された室内の温度のうち少なくとも一方の測定結果が前回の測定結果よりも予め設定されている許容範囲を超えて変化している場合、今回の測定結果を破棄して前回の測定結果を再利用する。これにより、電気的なノイズや人の移動などにより一時的に測定結果に不具合が生じたような状況において、誤った測定結果に基づいて空調装置１３の運転が制御されてしまうおそれを低減することができる。
Further, in the
また、コントローラ１は、時刻を取得する時刻取得部１０と、基準距離および運転を停止した停止時刻を記憶する記憶部４を備え、基準距離を設定する際、現在時刻を取得して記憶部４に記憶されている停止時刻から所定の待機時間が経過しているか否かを判定し、当該待機時間が経過していると判定した場合には今回求めた反射物１６までの距離を基準距離として設定する一方、当該待機時間が経過していないと判定した場合には記憶部４に記憶されている前回の基準距離を今回の基準距離として設定する。
Further, the
これにより、温度センサ８で測定する温度と、超音波が伝搬する室温との一致性を確保でき、基準距離の正確性を確保することができる。また、基準距離の正確性を確保することができることから、その基準距離に基づいて測定された室温の正確性も確保することができる。
As a result, the consistency between the temperature measured by the
また、本発明は上記した、或いは、図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように変形又は拡張することができる。 Further, the present invention is not limited to the embodiments described above or described in the drawings, and can be modified or extended as follows, for example, as long as the gist of the present invention is not deviated.
実施形態では温度センサ８の位置を限定していないが、温度センサ８をケース２内に設ける場合には、制御部３や表示部５などのように動作時に発熱する電気部品よりも下方に位置させることが望ましい。これは、基準距離を求める際には制御部３が動作している必要があるため、温度センサ８を制御部３よりも下方に位置させることにより、発熱の影響をより少なくすることができると考えられるためである。
In the embodiment, the position of the
ただし、このようなコントローラ１に用いられるＣＰＵは消費電力が比較的少ないものが用いられると想定されるため、制御部３が動作を開始してもケース２内の温度が一気に上昇することは考えにくい。そのため、温度センサ８が制御部３の上方に位置する構成を排除するものではない。
However, since it is assumed that the CPU used for such a
実施形態ではケース２内に温度センサ８を設ける構成を例示したが、ケース２外に温度センサ８を設ける構成とすることができる。つまり、制御部３は、室内のどこかに設けられている温度センサで測定した温度に基づいて基準距離を設定することができる。例えば、ケース２の表面に温度センサ８を露出させた状態で設けたり、ケース２の表面に温度センサ８を取り付けたり、図１に示す送風口１５に温度センサ８を設けたりすることができる。これにより、通信部７を利用して通信可能に接続することにより、実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、既設のコントローラ１にも対応することができる。
In the embodiment, the configuration in which the
また、いわゆる室外機と室内機とを備えるものにおいて室内機に温度センサ８を設けたものに適用することもできる。この場合、室内機の筐体内に温度センサ８を設けた場合には、実施形態で説明した内部温度と同様に空気の流れの影響を受けると考えられる。そのため、ケース２内あるいはケース２外を問わず室内の温度を測定可能な位置に設けられている温度センサ８により温度を測定するとともに当該温度における送受信時間を送風前期間において測定することにより基準距離を設定することで、実施形態と同様の効果を得ることができる。
Further, it can be applied to a unit having a so-called outdoor unit and an indoor unit in which the
実施形態では許容範囲を超えて変化している測定結果を破棄する構成を例示したが、破棄した測定結果を時系列で記憶しておき、例えば数分から数時間といった所定の確認期間に渡って破棄した測定結果と同じとみなせる測定結果が測定されている場合、現在の室温を基準とした送受信時間の測定結果に基づいて、基準距離を再設定する構成とすることができる。 In the embodiment, a configuration in which the measurement result that has changed beyond the permissible range is discarded is exemplified, but the discarded measurement result is stored in time series and discarded over a predetermined confirmation period such as several minutes to several hours. When the measurement result that can be regarded as the same as the measurement result is measured, the reference distance can be reset based on the measurement result of the transmission / reception time based on the current room temperature.
これにより、空調装置１３を連続運転しているなど次に電源がオンされるまでにある程度の時間を要することが想定される場合において、超音波センサ９による室温の測定を継続することができる。この場合、現在の室温は、送風前期間において正しく求められた基準距離に基づいて測定されているため、現在の室温に基づいて基準距離を再設定することにより、再設定した基準距離の妥当性を確保することができる。
As a result, when it is assumed that a certain amount of time will be required until the next power is turned on, such as when the
実施形態では電源がオンされた直後に基準距離を設定する処理を実行する例を示したが、運転を開始する操作が行われた場合に基準距離を設定する処理を実行する構成とすることができる。つまり、送風を開始する前の所定のタイミングで温度と送受信時間とを取得して基準距離を設定する構成とすることができる。これは、上記したようにＣＰＵは消費電力が比較的少ないと想定されること、また、運転の開始操作が行われていない状態では、消費電力を削減するためにＣＰＵがスリープ状態になっていて発熱が少ないと考えられるためである。 In the embodiment, an example of executing the process of setting the reference distance immediately after the power is turned on is shown, but it is possible to execute the process of setting the reference distance when the operation to start the operation is performed. can. That is, it is possible to acquire the temperature and the transmission / reception time at a predetermined timing before the start of ventilation and set the reference distance. This is because it is assumed that the CPU consumes relatively little power as described above, and when the operation start operation is not performed, the CPU is in the sleep state in order to reduce the power consumption. This is because it is considered that there is little heat generation.
実施形態ではケース２に超音波センサ９を設ける構成を例示したが、ケース２外に超音波センサ９を設け、通信部７を利用して通信可能に接続する構成とすることができる。これにより、既設のコントローラ１に対しても実施形態の内容を適用することができる。
In the embodiment, the configuration in which the
また、超音波センサ９をモジュール化し、ケース２の上面や側面或いは下面にモジュールを通信可能に取り付ける構成とし、モジュールを任意の向きや任意の数で取り付け可能な構成とすることができる。これにより、ユーザごとに設置環境が異なる場合であっても柔軟に対応することができる。
Further, the
実施形態ではコントローラ１に時刻取得部１０を設けて自身で時刻を取得する構成を例示したが、通信部７を介して外部から時刻を取得する構成とすることができる。
In the embodiment, the configuration in which the
実施形態ではユーザの操作により電源をオンする構成を例示したが、外部の集中制御装置から遠隔で電源がオンされるものにも適用することができる。 In the embodiment, the configuration in which the power is turned on by the operation of the user is illustrated, but it can also be applied to the one in which the power is turned on remotely from an external centralized control device.
実施形態では、制御部３側で送受信時間を測定する構成を例示したが、超音波センサ９側で送受信時間の測定まで行い、その測定結果を制御部３に通知する構成を採用することができる。
In the embodiment, the configuration in which the transmission / reception time is measured on the
実施形態では電源をオンした時に基準距離を設定する例を示したが、初期値としての基準距離を入力可能にする構成や、基準距離を設定する処理をユーザの操作に応じて実行して再設定可能にする構成とすることができる。 In the embodiment, an example of setting the reference distance when the power is turned on is shown, but a configuration that enables input of the reference distance as an initial value and a process of setting the reference distance are executed again according to the user's operation. It can be configured to be configurable.
また、送風が開始される前の所定のタイミングには、空調装置１３が送風ありの運転と送風なしの運転とを繰り返す場合において、送風が停止した後に次に送風が開始されるまでの期間における任意のタイミングを含んでいる。
送風を
Further, at a predetermined timing before the start of blowing air, when the
Blast
また、基準距離の測定結果を、例えば記憶部に４に記憶している前回設定された基準距離と比較して妥当性を確認し、妥当であると判定した場合には今回測定した値を用い、妥当でないと判定した場合には前回測定した値を基準距離として設定する構成とすることができる。 Further, the measurement result of the reference distance is compared with, for example, the previously set reference distance stored in 4 in the storage unit to confirm the validity, and if it is determined to be valid, the value measured this time is used. If it is determined that it is not appropriate, the value measured last time can be set as the reference distance.
また、送風前期間に基準距離の測定を複数回行い、複数回の測定結果の平均値や中央値などを基準距離として設定する構成としたり、複数回の測定結果について妥当性を判定し、妥当でると判定した値を基準距離として設定する構成としたりすることができる。 In addition, the reference distance is measured multiple times during the first period of ventilation, and the average value or median value of the multiple measurement results is set as the reference distance, or the validity of the multiple measurement results is judged and appropriate. It is possible to set the value determined to be obtained as the reference distance.
図面中、１はコントローラ、２はケース、３は制御部、４は記憶部、８は温度センサ、９、９Ａ、９Ｂは超音波センサ、１０は時刻取得部、１１は温度取得部、１２は壁面（反射物）、１３は空調装置、１６は反射物、１７は天井（反射物）、１８は床面（反射物）、１９はキャビネット（反射物）を示す。 In the drawing, 1 is a controller, 2 is a case, 3 is a control unit, 4 is a storage unit, 8 is a temperature sensor, 9, 9A and 9B are ultrasonic sensors, 10 is a time acquisition unit, 11 is a temperature acquisition unit, and 12 is. A wall surface (reflecting material), 13 is an air conditioner, 16 is a reflecting material, 17 is a ceiling (reflecting material), 18 is a floor surface (reflecting material), and 19 is a cabinet (reflecting material).
Claims (4)
ケースと、
前記ケース内に設けられ、温度を測定する温度センサと、
超音波の送信および受信が可能な超音波センサと、
超音波を送信してから反射物で反射した超音波が受信されるまでの送受信時間に基づいて室内の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部で測定した温度に基づいて空調装置の運転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、送風が開始される前の所定のタイミングで前記温度センサによる温度の測定および前記送受信時間の測定を行い、測定した温度における超音波の伝搬速度と測定した前記送受信時間とに基づいて、前記反射物までの距離を求めて基準距離として設定し、
前記温度測定部は、設定された基準距離を前記反射物までの距離として用いて、温度を測定する空調装置のコントローラ。 A controller for operating an air conditioner
With the case
A temperature sensor provided in the case and measuring the temperature,
Ultrasonic sensors capable of transmitting and receiving ultrasonic waves,
A temperature measuring unit that measures the temperature inside the room based on the transmission / reception time from the transmission of ultrasonic waves to the reception of ultrasonic waves reflected by the reflector.
A control unit that controls the operation of the air conditioner based on the temperature measured by the temperature measurement unit is provided.
The control unit measures the temperature by the temperature sensor and the transmission / reception time at a predetermined timing before the start of ventilation, and is based on the propagation speed of the ultrasonic wave at the measured temperature and the measured transmission / reception time. Then, the distance to the reflector is calculated and set as the reference distance.
The temperature measuring unit is a controller of an air conditioner that measures a temperature by using a set reference distance as a distance to the reflecting object.
前記温度測定部は、異なる向きにおける温度をそれぞれ測定する請求項１記載の空調装置のコントローラ。 A plurality of the ultrasonic sensors are provided so as to be able to transmit and receive ultrasonic waves in different directions with respect to the controller.
The controller of the air conditioner according to claim 1, wherein the temperature measuring unit measures temperatures in different directions.
基準距離および運転を停止した停止時刻を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、基準距離を設定する際、現在時刻を取得して前記記憶部に記憶されている停止時刻から所定の待機時間が経過しているか否かを判定し、当該待機時間が経過していると判定した場合には今回求めた前記反射物までの距離を基準距離として設定する一方、当該待機時間が経過していないと判定した場合には前記記憶部に記憶されている前回の基準距離を今回の基準距離として設定する請求項１から３のいずれか一項記載の空調装置のコントローラ。
The time acquisition unit that acquires the time, and
Equipped with a storage unit that stores the reference distance and the stop time when the operation was stopped.
When setting the reference distance, the control unit acquires the current time, determines whether or not a predetermined waiting time has elapsed from the stop time stored in the storage unit, and the waiting time has elapsed. If it is determined that the time is satisfied, the distance to the reflecting object obtained this time is set as the reference distance, while if it is determined that the waiting time has not elapsed, the previous reference stored in the storage unit is set. The controller for an air conditioner according to any one of claims 1 to 3, wherein the distance is set as the reference distance this time.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020198362A JP2022086394A (en) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | Controller of air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115950077A (en) * | 2022-12-23 | 2023-04-11 | 珠海格力电器股份有限公司 | Temperature control method and device based on voice air conditioner, air conditioner and storage medium |
-
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