JP2023016071A - Air-conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner.
特許文献1は、心拍波形におけるR-R間隔の波形部分をスペクトル解析し、この解析に基づいて低周波成分(LF)に対する高周波成分(HF)の比HF/LFを算出し、HF/LFによりユーザのストレス度を判断し、そのストレス度に基づいて運転を制御する空気調和機を開示する。この空気調和機は、例えばストレス度が高い場合、そのストレスを下げるために風量を減少させる、またはユーザに風が当たらないように風向を上向きにし、ストレス度が低い場合、そのストレスを上げるために風量を増加させる、またはユーザに風が当たるように風向を下向きする、または温度を下げるといった制御をする。
本開示は、ユーザの温冷感を考慮して、ユーザにとって快適な運転を実行する空気調和機を提供する。 The present disclosure provides an air conditioner that performs comfortable operation for the user, taking into account the user's thermal sensation.
本開示における空気調和機は、空気調和機であって、室内にいるユーザの脈拍または心拍を測定するバイタルサイン測定デバイスと、トーン・エントロピー法を用いてバイタルサイン測定デバイスの検出結果からトーン値とエントロピー値とを算出するトーン/エントロピー算出部と、トーン-エントロピーマップ上に(n-1)拍目に出力されたトーン/エントロピー値とn拍目に出力されたトーン/エントロピー値の2点間の直線移動量を算出する移動量算出部と、空気調和機の運転を制御する運転制御部とを有し、運転制御部は、トーン値およびエントロピー値の組み合わせとユーザの温冷感との間の対応関係に基づいて、トーン/エントロピー算出部によって算出されるトーン値とエントロピー値とがユーザの快適な温冷感に対応するトーン値およびエントロピー値の組み合わせとなるように制御し、移動量とユーザの温冷感との間の対応関係に基づいて、移動量算出部によって算出される移動量がユーザの快適な温冷感に対応する移動量となるよう制御する。 The air conditioner in the present disclosure is an air conditioner that includes a vital signs measurement device that measures the pulse or heartbeat of a user in the room, and a tone value and a tone value from the detection result of the vital signs measurement device using the tone entropy method. and a tone/entropy calculation unit that calculates the entropy value, and the tone/entropy value output at the (n-1)th beat and the tone/entropy value output at the nth beat on the tone-entropy map. and an operation control unit for controlling the operation of the air conditioner. Based on the correspondence relationship, control is performed so that the tone value and the entropy value calculated by the tone/entropy calculation unit are a combination of the tone value and the entropy value corresponding to the comfortable thermal sensation of the user, and the movement amount and Control is performed so that the amount of movement calculated by the movement amount calculation unit is an amount of movement corresponding to the user's comfortable thermal sensation based on the correspondence relationship with the user's thermal sensation.
本開示における空気調和機は、ユーザの温冷感を考慮してユーザにとって快適な運転を実行することができる。 The air conditioner according to the present disclosure can perform comfortable operation for the user by considering the user's thermal sensation.
以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of well-known matters or redundant descriptions of substantially the same configurations may be omitted.
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。 It should be noted that the accompanying drawings and the following description are provided to allow those skilled in the art to fully understand the present disclosure and are not intended to limit the claimed subject matter thereby.
(実施の形態1)
本発明の一態様の空気調和機は、室内にいるユーザの脈拍または心拍を測定するバイタルサイン測定デバイスと、トーン・エントロピー法を用いて前記バイタルサイン測定デバイスの検出結果からトーン値とエントロピー値とを算出するトーン/エントロピー算出部と、一拍毎のトーン/エントロピー値の2点間の直線移動量を算出する移動量算出部と、トーン値およびエントロピー値の組み合わせと前記ユーザの温冷感との間の対応関係に基づいて、前記トーン/エントロピー算出部によって算出されるトーン値とエントロピー値とが前記ユーザの快適な温冷感に対応するトーン値およびエントロピー値の組み合わせとなるように、前記空気調和機の運転を制御する運転制御部と、移動量と前記ユーザの温冷感との間の対応関係に基づいて、前記移動量算出部によって算出される移動量が前記ユーザの快適な温冷感に対応する移動量となるような運転プログラムを組み込んだ前記運転制御部と、を有する。
(Embodiment 1)
An air conditioner according to one aspect of the present invention includes a vital signs measuring device that measures the pulse or heartbeat of a user in a room, and a tone value and an entropy value obtained from the detection results of the vital signs measuring device using a tone entropy method. a movement amount calculation unit that calculates a linear movement amount between two points of the tone/entropy value for each beat; a combination of the tone value and the entropy value; and the thermal sensation of the user Based on the correspondence between and an operation control unit that controls the operation of the air conditioner, and the movement amount calculated by the movement amount calculation unit based on the correspondence relationship between the movement amount and the thermal sensation of the user is determined to be a comfortable temperature for the user. and the operation control unit incorporating an operation program that provides a movement amount corresponding to the cooling sensation.
このような一態様によれば、空気調和機において、ユーザの温冷感を考慮して、ユーザにとって快適な運転を実行することができる。 According to such an aspect, in the air conditioner, it is possible to consider the thermal sensation of the user and perform a comfortable operation for the user.
例えば、前記空気調和機が、前記対応関係を示す、一方の軸がトーン値を表し、他方の軸がエントロピー値を表すトーン-エントロピーマップを有してもよい。この場合、前記運転制御部が、前記トーン/エントロピー算出部によって算出されるトーン値とエントロピー値とが前記ユーザの快適な温冷感に対応する前記トーン-エントロピーマップにおける快適領域内に存在するように、前記空気調和機の運転を制御する。 For example, the air conditioner may have a tone-entropy map showing the correspondence, one axis representing tone values and the other axis representing entropy values. In this case, the operation control unit controls the tone value and the entropy value calculated by the tone/entropy calculation unit so that they are within the comfort region in the tone-entropy map corresponding to the comfortable thermal sensation of the user. Second, the operation of the air conditioner is controlled.
例えば、前記空気調和機が、前記室内の室内温度を調節可能に構成されている場合、前記運転制御部が、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの暑すぎて不快な温冷感に対応する第1の不快領域に前記トーン/エントロピー算出部によって算出されたトーン値とエントロピー値が存在する場合には、前記室内温度を低下させる運転を実行する。また、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの寒すぎて不快な温冷感に対応する第2の不快領域に前記トーン/エントロピー算出部によって算出されたトーン値とエントロピー値が存在する場合には、前記室内温度を上昇させる運転を実行する。これにより、空気調和機は、暑すぎて不快または寒すぎて不快に感じているユーザに対して快適な運転を実行することができる。 For example, when the air conditioner is configured to be able to adjust the room temperature in the room, the operation control unit is configured to respond to the user's too hot and uncomfortable thermal sensation in the tone-entropy map. If the tone value and the entropy value calculated by the tone/entropy calculation unit exist in the discomfort region, the operation for lowering the room temperature is executed. Further, when the tone value and the entropy value calculated by the tone/entropy calculation unit exist in the second discomfort region corresponding to the user's too cold and uncomfortable thermal sensation in the tone-entropy map, the Execute an operation that raises the room temperature. As a result, the air conditioner can perform comfortable operation for a user who feels uncomfortable because it is too hot or too cold.
例えば、前記空気調和機が、冷房運転および暖房運転を実行可能に、且つ前記ユーザへの送風量を調節可能に構成されている場合、冷房運転時、前記運転制御部が、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの暑すぎて不快な温冷感に対応する第1の不快領域に前記トーン/エントロピー算出部によって算出されたトーン値とエントロピー値が存在する場合には、前記送風量を増加させる運転を実行し、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの寒すぎて不快な温冷感に対応する第2の不快領域に前記トーン/エントロピー算出部によって算出されたトーン値とエントロピー値が存在する場合には、前記送風量を減少させる運転を実行する。一方、暖房運転時、前記運転制御部が、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの暑すぎて不快な温冷感に対応する第1の不快領域に前記トーン/エントロピー算出部によって算出されたトーン値とエントロピー値が存在する場合には、前記送風量を減少させる運転を実行し、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの寒すぎて不快な温冷感に対応する第2の不快領域に前記トーン/エントロピー算出部によって算出されたトーン値とエントロピー値が存在する場合には、前記送風量を増加させる運転を実行する。これにより、空気調和機は、冷房運転時または暖房運転時、暑すぎて不快または寒すぎて不快に感じているユーザに対して快適な運転を実行することができる。 For example, when the air conditioner is configured to be able to perform cooling operation and heating operation and to be able to adjust the amount of air blown to the user, during the cooling operation, the operation control unit controls the tone-entropy map If the tone value and the entropy value calculated by the tone/entropy calculation unit exist in the first discomfort region corresponding to the user's too hot and uncomfortable thermal sensation in If the tone value and the entropy value calculated by the tone/entropy calculation unit are present in a second discomfort region corresponding to the user's too cold and uncomfortable thermal sensation in the tone-entropy map, An operation is performed to decrease the amount of air blown. On the other hand, during the heating operation, the operation control unit places the tone value calculated by the tone/entropy calculation unit in the first discomfort region corresponding to the user's too hot and uncomfortable thermal sensation in the tone-entropy map. If there is an entropy value, perform the operation to decrease the airflow, and perform the tone/entropy calculation in a second discomfort region corresponding to the user's too cold discomfort thermal sensation in the tone-entropy map. If the tone value and the entropy value calculated by the unit exist, the operation for increasing the air flow rate is executed. As a result, the air conditioner can perform comfortable operation for a user who feels uncomfortable because it is too hot or too cold during the cooling operation or the heating operation.
例えば、前記空気調和機が、前記室内の室内湿度を調節可能に構成されている場合、前記運転制御部が、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの暑すぎて不快な温冷感に対応する第1の不快領域に前記トーン/エントロピー算出部によって算出されたトーン値とエントロピー値が存在する場合には、前記室内湿度を低下させる運転を実行する。また、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの寒すぎて不快な温冷感に対応する第2の不快領域に前記トーン/エントロピー算出部によって算出されたトーン値とエントロピー値が存在する場合には、前記室内湿度を上昇させる運転を実行する。これにより、空気調和機は、暑すぎて不快または寒すぎて不快に感じているユーザに対して快適な運転を実行することができる。 For example, when the air conditioner is configured to be able to adjust the indoor humidity in the room, the operation control unit is configured to respond to the user's too hot and uncomfortable thermal sensation in the tone-entropy map. If the tone value and the entropy value calculated by the tone/entropy calculation unit exist in the discomfort region, the operation for lowering the indoor humidity is executed. Further, when the tone value and the entropy value calculated by the tone/entropy calculation unit exist in the second discomfort region corresponding to the user's too cold and uncomfortable thermal sensation in the tone-entropy map, the Execute the operation to raise the indoor humidity. As a result, the air conditioner can perform comfortable operation for a user who feels uncomfortable because it is too hot or too cold.
例えば、前記空気調和機が、前記対応関係を示す、一方の軸がトーン値を表し、他方の軸がエントロピー値を表すトーン-エントロピーマップを有してもよい。この場合、前記運転制御部が、前記トーン/エントロピー算出部によって算出されるトーン値とエントロピー値を基に前記移動量算出部を用いて前記ユーザの快適な温冷感に対応する前記トーン-エントロピーマップにおける快適移動量範囲Dsに収まるように、前記空気調和機の運転を制御する。 For example, the air conditioner may have a tone-entropy map showing the correspondence, one axis representing tone values and the other axis representing entropy values. In this case, the operation control unit uses the movement amount calculation unit based on the tone value and the entropy value calculated by the tone/entropy calculation unit, and the tone-entropy corresponding to the comfortable thermal sensation of the user. The operation of the air conditioner is controlled so as to fall within the comfortable movement amount range Ds on the map.
例えば、前記空気調和機が、前記室内の室内温度を調節可能に構成されている場合、前記運転制御部が、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの暑すぎて不快な温冷感に対応する不快移動量範囲Dhに前記移動量算出部によって算出された移動量が収まっている場合には、前記室内温度を低下させる運転を実行する。また、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの寒すぎて不快な温冷感に対応する不快移動量範囲Dcに前記移動量算出部によって算出された移動量が収まっている場合には、前記室内温度を上昇させる運転を実行する。これにより、空気調和機は、暑すぎて不快または寒すぎて不快に感じているユーザに対して快適な運転を実行することができる。 For example, when the air conditioner is configured to be able to adjust the room temperature in the room, the operation control unit controls an uncomfortable movement corresponding to the user's too hot and uncomfortable thermal sensation in the tone-entropy map. When the movement amount calculated by the movement amount calculation unit falls within the amount range Dh, the operation for lowering the room temperature is executed. Further, when the movement amount calculated by the movement amount calculation unit falls within the uncomfortable movement amount range Dc corresponding to the user's uncomfortable thermal sensation due to being too cold in the tone-entropy map, the indoor temperature is adjusted. Carry out the operation to raise. As a result, the air conditioner can perform comfortable operation for a user who feels uncomfortable because it is too hot or too cold.
例えば、前記空気調和機が、冷房運転および暖房運転を実行可能に、且つ前記ユーザへの送風量を調節可能に構成されている場合、冷房運転時、前記運転制御部が、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの暑すぎて不快な温冷感に対応する不快移動量範囲Dhに前記移動量算出部によって算出された移動量が収まっている場合には、前記送風量を増加させる運転を実行し、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの寒すぎて不快な温冷感に対応する不快移動量範囲Dcに前記移動量算出部によって算出された移動量が収まっている場合には、前記送風量を減少させる運転を実行する。一方、暖房運転時、前記運転制御部が、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの暑すぎて不快な温冷感に対応する不快移動量範囲Dhに前記移動量算出部によって算出された移動量が収まっている場合には、前記送風量を減少させる運転を実行し、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの寒すぎて不快な温冷感に対応する不快移動量範囲Dcに前記移動量算出部によって算出された移動量が収まっている場合には、前記送風量を増加させる運転を実行する。これにより、空気調和機は、冷房運転時または暖房運転時、暑すぎて不快または寒すぎて不快に感じているユーザに対して快適な運転を実行することができる。 For example, when the air conditioner is configured to be able to perform cooling operation and heating operation and to be able to adjust the amount of air blown to the user, during the cooling operation, the operation control unit controls the tone-entropy map when the movement amount calculated by the movement amount calculation unit falls within the unpleasant movement amount range Dh corresponding to the user's too hot and uncomfortable thermal sensation in the above, executing an operation to increase the air blow amount, When the movement amount calculated by the movement amount calculation unit falls within the unpleasant movement amount range Dc corresponding to the user's uncomfortable thermal sensation due to being too cold in the tone-entropy map, the airflow amount is decreased. carry out driving. On the other hand, during the heating operation, the operation control unit determines whether the movement amount calculated by the movement amount calculation unit falls within the uncomfortable movement amount range Dh corresponding to the user's too hot and uncomfortable thermal sensation in the tone-entropy map. If so, the operation for reducing the airflow is executed, and the movement amount calculation unit calculates the discomfort movement amount range Dc corresponding to the user's thermal sensation that is too cold and uncomfortable in the tone-entropy map. If the movement amount is within the above range, the operation for increasing the air blow rate is executed. As a result, the air conditioner can perform comfortable operation for a user who feels uncomfortable because it is too hot or too cold during the cooling operation or the heating operation.
例えば、前記空気調和機が、前記室内の室内湿度を調節可能に構成されている場合、前記運転制御部が、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの暑すぎて不快な温冷感に対応する第不快移動量範囲Dhに前記移動量算出部によって算出された移動量が収まっている場合には、前記室内湿度を低下させる運転を実行する。また、前記トーン-エントロピーマップにおけるユーザの寒すぎて不快な温冷感に対応する不快移動量範囲Dcに前記移動量算出部によって算出された移動量が収まっている場合には、前記室内湿度を上昇させる運転を実行する。これにより、空気調和機は、暑すぎて不快または寒すぎて不快に感じているユーザに対して快適な運転を実行することができる。 For example, when the air conditioner is configured to be able to adjust the indoor humidity in the room, the operation control unit controls the user's excessively hot and uncomfortable thermal sensation in the tone-entropy map. When the movement amount calculated by the movement amount calculation unit falls within the movement amount range Dh, the operation for reducing the indoor humidity is executed. Further, when the movement amount calculated by the movement amount calculation unit falls within the uncomfortable movement amount range Dc corresponding to the user's feeling of being too cold and uncomfortable in the tone-entropy map, the room humidity is adjusted. Carry out the operation to raise. As a result, the air conditioner can perform comfortable operation for a user who feels uncomfortable because it is too hot or too cold.
空気調和機は、前記バイタルサイン測定デバイスとして、ミリ波をユーザに向かって出射し、当該ユーザによって反射されたミリ波を受信し、その受信したミリ波に基づいて当該ユーザの心拍を測定する心拍測定デバイスを有してもよい。 The air conditioner, as the vital sign measuring device, emits millimeter waves toward the user, receives the millimeter waves reflected by the user, and measures the heartbeat of the user based on the received millimeter waves. It may have a measuring device.
空気調和機は、前記バイタルサイン測定デバイスとして、ユーザをカメラによって連続的に撮影し、その連続撮影画像に写るユーザの像の色合いの変化に基づいて脈拍を測定する脈拍測定デバイスを有してもよい。 The air conditioner may have, as the vital signs measuring device, a pulse measuring device that continuously photographs the user with a camera and measures the pulse based on the change in hue of the image of the user captured in the continuously photographed images. good.
空気調和機は、前記バイタルサイン測定デバイスとして、ユーザに装着され、ユーザの心拍を測定する心電計を有してもよい。 The air conditioner may have, as the vital signs measuring device, an electrocardiograph worn by the user to measure the user's heartbeat.
空気調和機は、前記バイタルサイン測定デバイスとして、ユーザに装着され、赤外線をユーザに向かって出射し、当該ユーザによって反射された赤外線を受信し、その受信した赤外線に基づいて当該ユーザの脈拍を測定する脈拍測定デバイスを有してもよい。 As the vital sign measuring device, the air conditioner is worn by the user, emits infrared rays toward the user, receives the infrared rays reflected by the user, and measures the user's pulse based on the received infrared rays. You may have a pulse measuring device that
以下、本発明の一実施の形態について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below.
本発明に係る空気調和機は、「トーン・エントロピー法」に基づいている。具体的には、本発明に係る空気調和機は、「トーン・エントロピー法」に基づいて算出される「トーン値」と「エントロピー値」と一拍毎の「トーン・エントロピー法」に基づいて算出される「トーン値」と「エントロピー値」を用いて、三平方の定理で2点間距離を算出される「移動量」とを用いて運転を制御する。そのため、まず、その「トーン・エントロピー法」について説明する。 The air conditioner according to the present invention is based on the "tone entropy method". Specifically, in the air conditioner according to the present invention, the "tone value" and "entropy value" calculated based on the "tone entropy method" and the "tone entropy method" for each beat are calculated based on The operation is controlled using the "tone value" and "entropy value" that are calculated, and the "movement amount" that calculates the distance between two points by the Pythagorean theorem. Therefore, first, the "tone entropy method" will be explained.
トーン・エントロピー法は、図1に示すように、心拍波形(心電図波形)におけるR-R間隔の変化率に基づく心臓自律神経活動計測法であり、様々な分野で使用されている。このトーン・エントロピー法では、まず、R-R間隔の変化率PI(Percentage Index)を算出する。n(整数)番目のR-R間隔RRI(n)からn+1番目のR-R間隔RRI(n+1)への変化率PI(n)は、数式(1)を用いて算出される。 The tone entropy method, as shown in FIG. 1, is a cardiac autonomic nerve activity measurement method based on the rate of change of RR intervals in a heartbeat waveform (electrocardiogram waveform), and is used in various fields. In this tone entropy method, first, the RR interval change rate PI (Percentage Index) is calculated. A rate of change PI(n) from the n (integer) RR interval RRI(n) to the n+1 RR interval RRI(n+1) is calculated using equation (1).
数式(1)を用いて算出されるPIは、心拍数に関連している。PIが正の値である場合、それは心拍数が上昇していることを示している。心拍数の上昇は、交感神経系の活動が、副交感神経系の活動に比べて優位であることを示している。 PI calculated using Equation (1) is related to heart rate. A positive value of PI indicates an increase in heart rate. An increase in heart rate indicates that sympathetic nervous system activity predominates over parasympathetic nervous system activity.
一方、PIが負の値である場合、それは心拍数が減少していることを示している。心拍数の減少は、副交感神経系の活動が、交感神経系の活動に比べて優位であることを示している。 On the other hand, if PI is negative, it indicates that the heart rate is decreasing. A decrease in heart rate indicates that parasympathetic nervous system activity predominates over sympathetic nervous system activity.
トーン値とエントロピー値とを算出するために、PIは一定の時間の間計測される(N(整数)個のPI値が取得される)。そのN個のPI値は、M(整数)個の階級別に分類される。その結果、図2に示すようなPIヒストグラム(PI度数分布)が作製される。例えば、階級iは、0~1%の範囲である。図2に示すPI度数分布においては、階級iの度数は、fiである。 To calculate the tone and entropy values, PI is measured over a period of time (N (integer) PI values are taken). The N PI values are classified into M (integer) classes. As a result, a PI histogram (PI frequency distribution) as shown in FIG. 2 is created. For example, class i ranges from 0 to 1%. In the PI frequency distribution shown in FIG. 2, the frequency of class i is fi.
トーン値Tは、PI度数分布におけるPIの平均値である。トーン値Tは、数式(2)を用いて算出される。 The tone value T is the average value of PI in the PI frequency distribution. The tone value T is calculated using Equation (2).
数式(2)を用いて算出されるトーン値Tは、心拍数の増減のバランスを示しており、また、交感神経系と副交感神経系がどのようなバランスで活動しているかを示している。 The tone value T calculated using Equation (2) indicates the balance between increases and decreases in heart rate, and also indicates the balance in which the sympathetic nervous system and the parasympathetic nervous system are active.
エントロピー値Eは、PI度数分布における分布の均一性を示す指標である。エントロピー値Eは、数式(3)を用いて算出される。 The entropy value E is an index indicating the uniformity of the PI frequency distribution. The entropy value E is calculated using Equation (3).
ここで、数式(3)内のp(i)は、階級iの生起確率である。生起確率p(i)は、数式(4)を用いて算出される。 Here, p(i) in Equation (3) is the probability of occurrence of class i. The occurrence probability p(i) is calculated using Equation (4).
ここで、数式(4)内のfsumは、全階級の度数の合計である。 Here, fsum in Equation (4) is the sum of frequencies for all classes.
数式(3)~(4)を用いて算出するエントロピー値Eが相対的に小さい値である場合、PI度数分布は、ゼロのPI値に近い階級(図2の場合、階級i、i-1)の度数が他の階級の度数に比べて著しく大きい分布(急峻な山形状の分布)をとる。このことは、自律神経の活動が弱く、心拍数がほとんど変化していないことを示している。一方、エントロピー値Eが相対的に大きい値である場合、PI度数分布は、各階級の度数が概ね均一な分布をとる。すなわち、R-R間隔の変化幅が大きく、PI値の絶対値が大きい。このことは、自律神経の活動が活発で、心拍数が大きく変動していることを示している。したがって、エントロピー値は、自律神経の活動の強弱を示している。 When the entropy value E calculated using the formulas (3) to (4) is a relatively small value, the PI frequency distribution has a class close to the zero PI value (in the case of FIG. 2, classes i, i-1 ) has a significantly higher frequency than other classes (steep mountain-shaped distribution). This indicates that the activity of the autonomic nerves is weak and the heart rate hardly changes. On the other hand, when the entropy value E is a relatively large value, the PI frequency distribution takes a distribution in which the frequency of each class is generally uniform. That is, the width of change in the RR interval is large, and the absolute value of the PI value is large. This indicates that the autonomic nerves are active and the heart rate fluctuates greatly. Therefore, the entropy value indicates the intensity of autonomic nerve activity.
移動量Dは、RRI(n)からRRI(n+1)を、「トーン・エントロピー法」に基づいて算出される「トーン値T1」と「エントロピー値E1」と、RRI(n+1)からRRI(n+2)を、「トーン・エントロピー法」に基づいて算出される「トーン値T2」と「エントロピー値T2」を、三平方の定理である(5)の数式を用いて算出される。 The amount of movement D is RRI(n) to RRI(n+1), "tone value T1" and "entropy value E1" calculated based on the "tone entropy method", and RRI(n+1) to RRI(n+2). are calculated based on the "tone entropy method" and the "tone value T2" and the "entropy value T2" are calculated using the Pythagorean theorem (5).
なお,トーン値とエントロピー値とを算出するために必要な心拍波形におけるR-R間隔RRIの代わりとして、心拍数や脈拍数を利用することも可能である。R-R間隔が、心拍数や脈拍数と対応関係にあるからである。例えば、R-R間隔が1秒である場合、心臓の心室が一秒間に一回収縮しているため、心拍数(1分あたり)は60回である。また、不整脈などの疾患がない場合には、心拍数と脈拍数は同一である。したがって、トーン値やエントロピー値を算出するために、心拍数や脈拍数を利用することが可能である。 It is also possible to use the heart rate and pulse rate instead of the RR interval RRI in the heartbeat waveform necessary for calculating the tone value and the entropy value. This is because the RR interval has a corresponding relationship with the heart rate and pulse rate. For example, if the RR interval is 1 second, the heart rate (per minute) is 60 because the ventricles of the heart are contracting once per second. Moreover, when there is no disease such as arrhythmia, the heart rate and the pulse rate are the same. Therefore, heart rate and pulse rate can be used to calculate tone and entropy values.
このようなトーン・エントロピー法に基づくトーン値Tとエントロピー値Eとを空気調和機の運転制御に用いる理由は、本発明の発明者がトーン値Tとエントロピー値Eが、図3に示すように、空気調和機のユーザの「温冷感」と対応していることを発見したからである。 The reason why the tone value T and the entropy value E based on the tone entropy method are used for the operation control of the air conditioner is that the inventor of the present invention believes that the tone value T and the entropy value E are as shown in FIG. , corresponds to the "thermal sensation" of the user of the air conditioner.
なお、ここでの「温冷感」は、暑さ、温かさ、涼しさ、寒さなどのユーザの周囲環境温度についての体感を言う。 It should be noted that the term "thermal sensation" as used herein refers to a user's perception of the temperature of the surrounding environment, such as heat, warmth, coolness, or coldness.
図3は、一方の軸(縦軸)がトーン値Tを表し、他方の軸(横軸)がエントロピー値Eを表す、トーン-エントロピーマップである。 FIG. 3 is a tone-entropy map in which one axis (vertical axis) represents the tone value T and the other axis (horizontal axis) represents the entropy value E. FIG.
発明者は、図3に示すように、暑すぎることもなくまた寒すぎることもない快適な体感(例えば室温18~28度の室内にいるときの体感)に対応するトーン値とエントロピー値の組み合わせが存在することを、実験的に突き止めた。すなわち、トーン-エントロピーマップにおいて、ユーザが快適と感じる快適領域Asの存在を突き止めた。 As shown in FIG. 3, the inventor found a combination of the tone value and the entropy value corresponding to a comfortable feeling that is neither too hot nor too cold (for example, the feeling when being in a room with a room temperature of 18 to 28 degrees). It was found experimentally that That is, in the tone-entropy map, the existence of a comfortable region As where the user feels comfortable was found.
また、発明者は、図3に示すように、暑すぎて不快な体感に対応するトーン値とエントロピー値の組み合わせ、すなわちトーン-エントロピーマップにおける不快領域Ah(第1の不快領域)を実験的に突き止めた。 In addition, as shown in FIG. 3, the inventor experimentally determined the combination of the tone value and the entropy value corresponding to the sensation of being too hot and uncomfortable, that is, the discomfort region Ah (first discomfort region) in the tone-entropy map. I pinpointed it.
さらに、発明者は、図3に示すように、寒すぎて不快な体感に対応するトーン値とエントロピー値の組み合わせ、すなわちトーン-エントロピーマップにおける不快領域Ac(第2の不快領域)を実験的に突き止めた。 Furthermore, as shown in FIG. 3, the inventor experimentally determined the combination of the tone value and the entropy value corresponding to the feeling of being too cold and uncomfortable, that is, the discomfort area Ac (second discomfort area) in the tone-entropy map. I pinpointed it.
このようなトーン値Tとエントロピー値Eの組み合わせとユーザの温冷感との対応関係は、温度が異なる複数の温度環境下に複数のユーザ(被験者)をおき、その複数のユーザのトーン値とエントロピー値Eを計測することによって突き止められた。 The correspondence relationship between the combination of the tone value T and the entropy value E and the user's thermal sensation is obtained by placing a plurality of users (subjects) under a plurality of temperature environments with different temperatures, and comparing the tone values of the plurality of users. It was ascertained by measuring the entropy value E.
例えば、図4は、一被験者の複数の温度環境下におけるトーン値とエントロピー値の変化を示している。また、図5は、複数の温度環境下における収束状態のトーン値とエントロピー値とを示している。 For example, FIG. 4 shows changes in tone value and entropy value under multiple temperature environments for one subject. FIG. 5 also shows converged tone values and entropy values under a plurality of temperature environments.
図4および図5に示すように、35度の温度環境下、すなわち被験者が暑すぎて不快に感じる環境下でのトーン値Tとエントロピー値Eは、2度の温度環境下、すなわち被験者が寒すぎて不快に感じる環境下でのトーン値Tとエントロピー値Eに対して、トーン-エントロピーマップにおいて分布範囲が異なる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the tone value T and the entropy value E under a temperature environment of 35 degrees, i.e., an environment where the subject is too hot to feel uncomfortable, are different from those in a temperature environment of 2 degrees, i.e., when the subject is cold. The distribution ranges are different in the tone-entropy map for the tone value T and the entropy value E in an environment that is too uncomfortable.
具体的には、図4に示すように、暑すぎて不快である場合(35度の場合)のトーン値Tは、0~-0.05%の範囲に集中し、一方、寒すぎて不快である場合(2度の場合)のトーン値Tは、-0.25~-0.4%の範囲に集中している。 Specifically, as shown in FIG. 4, the tone value T when it is too hot and uncomfortable (35 degrees) is concentrated in the range of 0 to -0.05%, while when it is too cold and uncomfortable (2 degrees), the tone value T is concentrated in the range of -0.25 to -0.4%.
また暑すぎて不快である場合(35度の場合)のエントロピー値Eは、3~3.5の範囲に集中し、一方、寒すぎて不快である場合(2度の場合)のエントロピー値Eは、4.5~5の範囲に集中している。 The entropy value E when it is too hot and uncomfortable (35 degrees) is concentrated in the range of 3 to 3.5, while the entropy value E when it is too cold and uncomfortable (2 degrees) are concentrated in the range of 4.5-5.
したがって、図3に示すトーン-エントロピーマップにも示すように、また、トーン値Tとエントロピー値Eが収束した状態(安定した状態)を示す図5からも明らかなように、暑すぎて不快である場合のトーン値とエントロピー値の組み合わせを含む不快領域Ahは、寒すぎて不快である場合のトーン値とエントロピー値の組み合わせを含む不快領域Acに対して、トーン値が高く且つエントロピー値が低い(弱い)。したがって、トーン値Tとエントロピー値Eとに基づいて、ユーザが、暑すぎて不快であるのか、あるいは寒すぎて不快であるのかを区別することが可能である。 Therefore, as shown in the tone-entropy map shown in FIG. 3, and also as is clear from FIG. The discomfort region Ah containing the combination of tone value and entropy value in a certain case has a high tone value and a low entropy value with respect to the discomfort region Ac containing the combination of tone value and entropy value when it is too cold to be uncomfortable. (weak). Therefore, based on the tone value T and the entropy value E, it is possible to distinguish whether the user is too hot to be uncomfortable or too cold to be uncomfortable.
また、図4および図5に示すように、ユーザが快適と感じる場合(20度および23度の場合)、そのトーン値とエントロピー値との組み合わせは、暑すぎる場合の不快領域Ahと、寒すぎる場合の不快領域Acとの間に概ね分布する。したがって、図3に示すように、トーン-エントロピーマップにおいて、ユーザが快適な快適領域Asは、不快領域Ah、Acの間に位置する。 Also, as shown in FIGS. 4 and 5, when the user feels comfortable (20 degrees and 23 degrees), the combination of the tone value and the entropy value is the discomfort area Ah when it is too hot, and the discomfort area Ah when it is too cold. It is generally distributed between the discomfort area Ac of the case. Therefore, as shown in FIG. 3, in the tone-entropy map, the comfort area As, where the user is comfortable, is located between the discomfort areas Ah, Ac.
以上のようなトーン-エントロピーマップ、すなわちトーン値およびエントロピー値の組み合わせとユーザの温冷感との間の対応関係に基づいて、発明者は、ユーザの体感が快適になるように空気調和機の運転を制御することを考えた。 Based on the tone-entropy map as described above, that is, the correspondence relationship between the combination of the tone value and the entropy value and the thermal sensation of the user, the inventors determined the air conditioner to make the user feel comfortable. Thought to control driving.
すなわち、発明者は、ユーザのトーン値Tとエントロピー値Eが快適領域As内に存在するように空気調和機の運転を制御することを考えた。また、トーン値Tとエントロピー値Eが不快領域AhまたはAcに存在するときは、ユーザが明らかに暑すぎて不快または寒すぎて不快と感じているので、その不快が解消される運転を実行することを考えた。ここからは、そのための空気調和機について、具体的に説明する。 That is, the inventor considered controlling the operation of the air conditioner so that the user's tone value T and entropy value E are within the comfort zone As. Also, when the tone value T and the entropy value E are in the discomfort region Ah or Ac, the user clearly feels uncomfortable because it is too hot or too cold and feels uncomfortable. I thought. From now on, the air conditioner for that purpose will be specifically described.
図6は、本発明の一実施の形態に係る空気調和機が設置された室内(部屋)を概略的に示している。また、図7は、空気調和機の概略的な構成図である。さらに、図8は、空気調和機の制御系のブロック図である。 FIG. 6 schematically shows a room (room) in which an air conditioner according to one embodiment of the present invention is installed. Moreover, FIG. 7 is a schematic block diagram of an air conditioner. Furthermore, FIG. 8 is a block diagram of the control system of the air conditioner.
図7に示すように、本実施の形態に係る空気調和機10は、室内機12と室外機14とを有する。
As shown in FIG. 7 , the
図6に示すように、空気調和機10の室内機12は、部屋R内(室内)に設置される。室外機14は、部屋Rの外部(室外)に設置される。空気調和機10のユーザUは、室内機12が設置された部屋R内に居る。
As shown in FIG. 6, the
図7に示すように、空気調和機10は、室内機12に設けられた室内熱交換器16と、室外機14に設けられた室外熱交換器18と、冷媒を圧縮する圧縮機20と、冷媒の流れ方向を切り換える四方弁22と、冷媒を減圧する膨張弁24と、これらを接続する冷媒配管26とを有する。また、室内機12には、室内熱交換器16と熱交換した後の空気を室内に送風する室内ファン28と、室内機12から送出される風Wの向きを変更する上下ルーバー30とが設けられている。さらに、室外機14には、室外熱交換器18と熱交換した後の空気を屋外に送風する室外ファン32が設けられている。
As shown in FIG. 7, the
図7は、冷房運転時の空気調和機10の状態を示している。冷房運転時、圧縮機20から吐出された冷媒は、四方弁22、室外熱交換器18、膨張弁24、室内熱交換器16、および四方弁22を順に通過して圧縮機20に戻る。一方、暖房運転時、圧縮機20から吐出された冷媒は、四方弁22、室内熱交換器16、膨張弁24、室外熱交換器18、および四方弁22を順に通過して圧縮機20に戻る。
FIG. 7 shows the state of the
室内ファン28は、冷房運転時には室内熱交換器16との熱交換によって冷やされた空気を部屋R内に向かって送風し、暖房運転時には室内熱交換器16との熱交換によって温められた空気を送風する。
The
上下ルーバー30は、室内機12から部屋R内に向かって送風される空気(室内熱交換器16と熱交換した後の空気)(風W)の向きを変更する。上下ルーバー30は、例えば部屋Rの天井に空気が向かう方向と床に空気が向かう方向との間で、送風方向を変更する。
The upper and
室外ファン32は、室外熱交換器18と熱交換した後の空気を屋外に排出する。
The
図8に示すように、空気調和機10は、圧縮機20、四方弁22、室内ファン28、上下ルーバー30、および室外ファン32を制御する制御装置50を有する。
As shown in FIG. 8 , the
制御装置50は、空気調和機10の運転を制御する、すなわち圧縮機20、四方弁22、室内ファン28、上下ルーバー30、および室外ファン32を制御する運転制御部52を有する。また、制御装置50は、ユーザの心拍データを取得する心拍データ取得部54と、ユーザのトーン値Tとエントロピー値Eとを算出するトーン/エントロピー値算出部56と、記憶部58とを有する。
The
制御装置50(その運転制御部52、心拍データ取得部54、およびトーン/エントロピー算出部56)は、例えば室外機14に設けられ、マイクロコンピュータなどのCPU(演算処理装置)、ROMやRAMなどのメモリ(記憶部58)、これらを接続する回路、外部と通信するためのポートなどが設けられた制御基板である。制御装置50はまた、圧縮機20、四方弁22、室内ファン28、上下ルーバー30、および室外ファン32を制御するために、これらに対して信号線を介して接続されている。さらに、制御装置50は、記憶装置に記憶されているプログラムを演算処理装置が実行することにより、様々な動作を実行する。
The control device 50 (its
図8に示すように、制御装置50は、リモートコントローラ34とバイタルサイン測定デバイス36と通信接続されている。
As shown in FIG. 8, the
リモートコントローラ34は、図6に示すように、ユーザUが空気調和機10を操作するためのデバイス、すなわち空気調和機10の運転条件をユーザUが設定するためのデバイスである。例えば、ユーザがリモートコントローラ34を介して部屋R内の室内温度を設定すると(設定温度を入力すると)、その設定温度を維持するように室内温度を調節するために、制御装置50の運転制御部52が圧縮機20の出力を調節する。
The
また、ユーザUがリモートコントローラ34を介して冷房運転から暖房運転またはその逆に運転を変更した場合、運転制御部52が四方弁22を制御して冷媒の流れ方向を切り換える。
Also, when the user U changes the operation from the cooling operation to the heating operation or vice versa via the
さらに、ユーザUがリモートコントローラ34を介して室内機12からの送風量を設定すると(設定風量を入力すると)、その設定風量を維持するように、運転制御部52が室内ファン28の回転数を調節する。
Furthermore, when the user U sets the air volume from the
さらにまた、ユーザUがリモートコントローラ34を介して室内機12の送風方向を設定すると、その設定された送風方向になるように、運転制御部52が上下ルーバー30の水平軸に対する傾きを調節する。すなわち、風向を変えることにより、ユーザUへの送風量を調節する。
Furthermore, when the user U sets the blowing direction of the
加えて、ユーザUがリモートコントローラ34を介して所定の室内湿度を設定すると(設定湿度を入力すると)、その設定湿度を実現するために、運転制御部52は圧縮機20と四方弁22とを制御して除湿運転を実行する。
In addition, when the user U sets a predetermined indoor humidity via the remote controller 34 (inputs the set humidity), the
バイタルサイン測定デバイス36は、本実施の形態の場合、ユーザの心拍測定を該ユーザに接触することなく実行する非接触式デバイスであって、図6に示すように室内機12に搭載されている。
In the present embodiment, the vital
バイタルサイン測定デバイス36は、本実施の形態の場合、ミリ波をユーザUに向かって出射し、当該ユーザUによって反射されたミリ波を受信し、その受信したミリ波に基づいて当該ユーザの心拍を測定するように構成されている非接触式心拍測定デバイスである。バイタルサイン測定デバイス36は、定期的にユーザUの心拍測定を行う。また、バイタルサイン測定デバイス36によって測定された心拍データは、制御装置50の心拍データ取得部54に送信される。
In this embodiment, the vital
なお、バイタルサイン測定デバイス36は、ユーザUをカメラによって連続的に撮影し、その連続撮影画像に写るユーザの像(特に顔の像)の色合いの変化に基づいて脈拍を測定する脈拍デバイスであってもよい。上述したように、心拍と脈拍は対応するからである。
The vital
バイタルサイン測定デバイス36からの心拍データを制御装置50の心拍データ取得部54が取得すると、トーン/エントロピー算出部56は、その取得した心拍データからトーン値Tとエントロピー値Eとを算出する(上述の数式(1)~(4)に基づいて)。
When the heartbeat
運転制御部52は、トーン/エントロピー算出部56によって算出されたトーン値Tおよびエントロピー値Eと、記憶部58に記憶されているトーン-エントロピーマップ(E-Tマップ)60とに基づいて、ユーザUの温冷感を確認する。
The
トーン/エントロピー算出部56によって算出されたトーン値Tとエントロピー値Eが図3に示すトーン-エントロピーマップにおける快適領域Asに存在する場合、運転制御部52は、ユーザが快適と感じている環境を維持するために、現在実行中の運転を維持する(すなわち、室内温度、送風量、送風方向、および室内湿度を維持する)。これにより、ユーザの快適な体感を維持することができる。
When the tone value T and the entropy value E calculated by the tone/
また、トーン/エントロピー算出部56によって算出されたトーン値Tとエントロピー値Eとが快適領域Asの外に存在する場合、運転制御部52は、これからトーン/エントロピー算出部56によって算出されるトーン値Tとエントロピー値Eが快適領域Asに存在するように、運転を制御する。具体的には、圧縮機20、四方弁22、および室内ファン28、上下ルーバー30の少なくとも1つを制御して、室内温度、送風量、送風方向、および室内湿度の少なくとも1つを調節する。その調節が適当であるか否かは、その調節後に算出されたトーン値Tとエントロピー値Eが快適領域Asに接近したか否かで判断することができる。これにより、ユーザを快適な体感にすることができる。
Further, when the tone value T and the entropy value E calculated by the tone/
さらに、図9に示すように、トーン/エントロピー算出部56によって算出されたトーン値Tとエントロピー値EがユーザUの暑すぎて不快な体感に対応する不快領域Ahに存在する場合(C1点)、運転制御部52は、冷房運転時において、室内温度を低下させる運転、ユーザUへの送風量を増加させる運転、および室内湿度を低下させる運転の少なくとも1つを実行する。室内温度を低下させるために、圧縮機20の出力を上昇させる。また、ユーザUへの送風量を増加させるために、室内ファン28の回転数を上げる、および/または上下ルーバー30によって送風方向を床方向に変更する。さらに室内湿度を低下させるために除湿運転を行う。例えば、圧縮機20の出力が最大である場合には、室内ファン28の回転数が上げられる。なお、冷房運転時にユーザUが暑すぎて不快な体感になる状況として、例えば、夏の暑い日に外出していたユーザUが冷房運転によって十分に冷えた部屋Rに帰ってきた状況が挙げられる。
Furthermore, as shown in FIG. 9, when the tone value T and the entropy value E calculated by the tone/
一方、暖房運転時においては、運転制御部52は、室内温度を低下させる運転、ユーザUへの送風量を減少させる運転、および室内湿度を低下させる運転の少なくとも1つを実行する。なお、暖房運転時にユーザUが暑すぎて不快な体感になる状況として、例えば、ユーザUが暖かい食事をとった直後や風呂あがりの直後が挙げられる。
On the other hand, during the heating operation, the
これらの運転制御により、図9に示すように、トーン値Tとエントロピー値E(点C1)を、不快領域Ahから快適領域Asにシフトさせることができる。これにより、暑すぎて不快なユーザUの体感を快適な体感にシフトさせることができる。 By these operation controls, as shown in FIG. 9, the tone value T and the entropy value E (point C1) can be shifted from the discomfort region Ah to the comfort region As. As a result, the feeling of the user U who is too hot and uncomfortable can be shifted to a comfortable feeling.
さらにまた、図10に示すように、トーン/エントロピー算出部56によって算出されたトーン値Tとエントロピー値EがユーザUの寒すぎて不快な体感に対応する不快領域Acに存在する場合(C2点)、運転制御部52は、冷房運転時において、室内温度を上昇させる運転、ユーザUへの送風量を減少させる運転、および室内湿度を上昇させる運転の少なくとも1つを実行する。室内温度を上昇させるために、圧縮機20の出力を低下させる。ユーザUへの送風量を減少させるために、室内ファン28の回転数を下げる、および/または上下ルーバー30によって送風方向を天井方向に変更する。なお、冷房運転時にユーザUが寒すぎて不快な体感になる状況として、例えば、ユーザが冷たい食事をとった直後や服を脱いだ状況が挙げられる。
Furthermore, as shown in FIG. 10, when the tone value T and the entropy value E calculated by the tone/
一方、暖房運転時においては、運転制御部52は、室内温度を上昇させる運転、ユーザUへの送風量を増加させる運転、および室内湿度を上昇させる運転の少なくとも1つを実行する。なお、暖房運転時にユーザUが寒すぎて不快な体感になる状況として、例えば、ユーザが、冬の寒い日に外出していたユーザUが暖房運転によって十分に温められた部屋Rに帰ってきた状況が挙げられる。
On the other hand, during the heating operation, the
これらの運転制御により、図10に示すように、トーン値Tとエントロピー値E(点C2)を、不快領域Acから快適領域Asにシフトさせることができる。これにより、寒すぎて不快なユーザUの体感を快適な体感にシフトさせることができる。 By these operation controls, as shown in FIG. 10, the tone value T and the entropy value E (point C2) can be shifted from the discomfort region Ac to the comfort region As. As a result, the feeling of the user U who is too cold and uncomfortable can be shifted to a comfortable feeling.
以上、このような本実施の形態によれば、空気調和機において、ユーザの温冷感を考慮して、ユーザにとって快適な運転を実行することができる。
また、図11は、一被験者の複数の温度環境下におけるトーン/エントロピー値の変化量から、収束状態の時系列的に連続したトーン/エントロピー値同士を直線に結んだ移動量の模式図を示している。
As described above, according to the present embodiment as described above, in the air conditioner, it is possible to execute a comfortable operation for the user in consideration of the user's thermal sensation.
In addition, FIG. 11 shows a schematic diagram of the amount of movement that connects straight lines between continuous tone/entropy values in a converged state in time series from the amount of change in tone/entropy value in a plurality of temperature environments of one subject. ing.
発明者は、図12の模式図に示すように、暑すぎることもなくまた寒すぎることもない快適な体感(例えば室温18~28度の室内にいるときの体感)に対応するトーン/エントロピー値の移動量範囲が存在することを、実験的に突き止めた。すなわち、ユーザが快適と感じる快適移動量の範囲Dsの存在を突き止めた。 As shown in the schematic diagram of FIG. 12, the inventors found a tone/entropy value corresponding to a comfortable experience that is neither too hot nor too cold (for example, the experience when being in a room with a room temperature of 18 to 28 degrees). It was found experimentally that there is a movement amount range of . In other words, the existence of a comfortable movement amount range Ds in which the user feels comfortable was ascertained.
また、発明者は、図12に示すように、暑すぎて不快な体感に対応するトーン/エントロピー値の移動量、すなわちトーン-エントロピーマップにおける不快移動量範囲Dhを実験的に突き止めた。 In addition, the inventors experimentally determined the shift amount of the tone/entropy value corresponding to the feeling of being too hot and uncomfortable, that is, the discomfort shift amount range Dh in the tone-entropy map, as shown in FIG.
さらに、発明者は、図12に示すように、寒すぎて不快な体感に対応するトーン/エントロピー値の移動量、すなわちトーン-エントロピーマップにおける不快移動量範囲Dcを実験的に突き止めた。 Furthermore, the inventors have experimentally determined the amount of shift in the tone/entropy value corresponding to the feeling of being too cold and uncomfortable, ie, the discomfort shift range Dc in the tone-entropy map, as shown in FIG.
このようなトーン/エントロピー値の移動量とユーザの温冷感との対応関係は、温度が異なる複数の温度環境下に複数のユーザ(被験者)をおき、その複数のユーザのトーン/エントロピー値の移動量を計測することによって突き止められた。 The correspondence relationship between the amount of change in tone/entropy value and the user's thermal sensation can be obtained by placing a plurality of users (subjects) under a plurality of temperature environments with different temperatures, and determining the tone/entropy values of the plurality of users. It was ascertained by measuring the amount of movement.
また、図13は、一被験者の複数の温度環境下におけるトーン/エントロピー値の変化から、収束状態のトーン値とエントロピー値とを直線上に測って結んだ移動量の実測値を示している。 Also, FIG. 13 shows the measured value of the amount of movement obtained by measuring the converged tone value and the entropy value on a straight line from the changes in the tone/entropy value under a plurality of temperature environments of one subject.
また、図14は、一被験者の複数の温度環境下におけるトーン/エントロピー値の変化から、収束状態のトーン値とエントロピー値とを直線上に測って結んだ移動量から暑すぎて不快領域・快適領域・寒すぎて不快領域を突き止めた際の実測値を示している。 In addition, FIG. 14 shows changes in tone/entropy values under multiple temperature environments for one subject. It shows the actual measurement value when the area / too cold and uncomfortable area is identified.
図14に示すように、35度の温度環境下、すなわち被験者が暑すぎて不快に感じる環境下でのトーン/エントロピー値の移動量は、2度の温度環境下、すなわち被験者が寒すぎて不快に感じる環境下でのトーン/エントロピー値の移動量に対して、トーン/エントロピー値の移動量が異なる。 As shown in FIG. 14, the amount of tone/entropy value shift under a temperature environment of 35 degrees, i.e., an environment where the subject feels too hot and uncomfortable, is less than that in a temperature environment of 2 degrees, i. The shift amount of the tone/entropy value differs from the shift amount of the tone/entropy value under the environment that is perceived as
具体的には、図14に示すように、暑すぎて不快である場合(35度の場合)のトーン/エントロピー値の移動量は、19以下の数値を示し、一方、寒すぎて不快である場合(2度の場合)のトーン/エントロピー値の移動量は、27以上の数値を示している。 Specifically, as shown in FIG. 14, the amount of shift in tone/entropy value when it is too hot and uncomfortable (35 degrees) shows a numerical value of 19 or less, while it is too cold and uncomfortable. The shift amount of the tone/entropy value in case (case of 2 degrees) indicates a numerical value of 27 or more.
したがって、図14からも明らかなように、暑すぎて不快である場合の不快移動量Dhは、寒すぎて不快である不快移動量Dcに対して、移動量は小さい。したがって、移動量に基づいて、ユーザが、暑すぎて不快であるのか、あるいは寒すぎて不快であるのかを区別することが可能である。 Therefore, as is clear from FIG. 14, the uncomfortable movement amount Dh when it is too hot and uncomfortable is smaller than the uncomfortable movement amount Dc when it is too cold and uncomfortable. Therefore, based on the amount of movement, it is possible to distinguish whether the user is too hot to be uncomfortable or too cold to be uncomfortable.
また、図14が示すように、ユーザが快適と感じる場合(20度および23度の場合)、その移動量は、暑すぎる場合の不快移動量範囲Dhと、寒すぎる場合の不快移動量範囲Dcとの中間範囲に移動量が収束する。 Further, as shown in FIG. 14, when the user feels comfortable (at 20 degrees and 23 degrees), the amount of movement is an uncomfortable movement amount range Dh when it is too hot and an uncomfortable movement amount range Dc when it is too cold. The amount of movement converges in the intermediate range between .
以上のようなトーン-エントロピーマップ、すなわち移動量とユーザの温冷感との間の対応関係に基づいて、発明者は、ユーザの体感が快適になるように空気調和機の運転を制御することを考えた。 Based on the tone-entropy map as described above, that is, the correspondence relationship between the amount of movement and the thermal sensation of the user, the inventors have found that the operation of the air conditioner can be controlled so that the user feels comfortable. thought.
すなわち、発明者は、ユーザの移動量が快適移動量Ds内に存在するように空気調和機の運転を制御することを考えた。また、移動量が不快移動量DhまたはDcに存在するときは、ユーザが明らかに暑すぎて不快または寒すぎて不快と感じているので、その不快が解消される運転を実行することを考えた。ここからは、そのための空気調和機について、具体的に説明する。 That is, the inventor considered controlling the operation of the air conditioner so that the amount of movement of the user is within the comfortable movement amount Ds. Further, when the amount of movement is within the uncomfortable movement amount Dh or Dc, the user clearly feels uncomfortable because it is too hot or uncomfortable because it is too cold. . From now on, the air conditioner for that purpose will be specifically described.
図6は、本発明の一実施の形態に係る空気調和機が設置された室内(部屋)を概略的に示している。また、図7は、空気調和機の概略的な構成図である。さらに、図8は、空気調和機の制御系のブロック図である。 FIG. 6 schematically shows a room (room) in which an air conditioner according to one embodiment of the present invention is installed. Moreover, FIG. 7 is a schematic block diagram of an air conditioner. Furthermore, FIG. 8 is a block diagram of the control system of the air conditioner.
図7に示すように、本実施の形態に係る空気調和機10は、室内機12と室外機14とを有する。
As shown in FIG. 7 , the
図6に示すように、空気調和機10の室内機12は、部屋R内(室内)に設置される。室外機14は、部屋Rの外部(室外)に設置される。空気調和機10のユーザUは、室内機12が設置された部屋R内に居る。
As shown in FIG. 6, the
図7に示すように、空気調和機10は、室内機12に設けられた室内熱交換器16と、室外機14に設けられた室外熱交換器18と、冷媒を圧縮する圧縮機20と、冷媒の流れ方向を切り換える四方弁22と、冷媒を減圧する膨張弁24と、これらを接続する冷媒配管26とを有する。また、室内機12には、室内熱交換器16と熱交換した後の空気を室内に送風する室内ファン28と、室内機12から送出される風Wの向きを変更する上下ルーバー30とが設けられている。さらに、室外機14には、室外熱交換器18と熱交換した後の空気を屋外に送風する室外ファン32が設けられている。
As shown in FIG. 7, the
図7は、冷房運転時の空気調和機10の状態を示している。冷房運転時、圧縮機20から吐出された冷媒は、四方弁22、室外熱交換器18、膨張弁24、室内熱交換器16、および四方弁22を順に通過して圧縮機20に戻る。一方、暖房運転時、圧縮機20から吐出された冷媒は、四方弁22、室内熱交換器16、膨張弁24、室外熱交換器18、および四方弁22を順に通過して圧縮機20に戻る。
FIG. 7 shows the state of the
室内ファン28は、冷房運転時には室内熱交換器16との熱交換によって冷やされた空気を部屋R内に向かって送風し、暖房運転時には室内熱交換器16との熱交換によって温められた空気を送風する。
The
上下ルーバー30は、室内機12から部屋R内に向かって送風される空気(室内熱交換器16と熱交換した後の空気)(風W)の向きを変更する。上下ルーバー30は、例えば部屋Rの天井に空気が向かう方向と床に空気が向かう方向との間で、送風方向を変更する。
The upper and
室外ファン32は、室外熱交換器18と熱交換した後の空気を屋外に排出する。
The
図8に示すように、空気調和機10は、圧縮機20、四方弁22、室内ファン28、上下ルーバー30、および室外ファン32を制御する制御装置50を有する。
As shown in FIG. 8 , the
制御装置50は、空気調和機10の運転を制御する、すなわち圧縮機20、四方弁22、室内ファン28、上下ルーバー30、および室外ファン32を制御する運転制御部52を有する。また、制御装置50は、ユーザの心拍データを取得する心拍データ取得部54と、ユーザのトーン値Tとエントロピー値Eとを算出するトーン/エントロピー値算出部56と、記憶部58と移動量算出部61とを有する。
The
制御装置50(その運転制御部52、心拍データ取得部54、およびトーン/エントロピー算出部56、移動量算出部61)は、例えば室外機14に設けられ、マイクロコンピュータなどのCPU(演算処理装置)、ROMやRAMなどのメモリ(記憶部58)、これらを接続する回路、外部と通信するためのポートなどが設けられた制御基板である。制御装置50はまた、圧縮機20、四方弁22、室内ファン28、上下ルーバー30、および室外ファン32を制御するために、これらに対して信号線を介して接続されている。さらに、制御装置50は、記憶装置に記憶されているプログラムを演算処理装置が実行することにより、様々な動作を実行する。
The control device 50 (the
図8に示すように、制御装置50は、リモートコントローラ34とバイタルサイン測定デバイス36と通信接続されている。
As shown in FIG. 8, the
リモートコントローラ34は、図6に示すように、ユーザUが空気調和機10を操作するためのデバイス、すなわち空気調和機10の運転条件をユーザUが設定するためのデバイスである。例えば、ユーザがリモートコントローラ34を介して部屋R内の室内温度を設定すると(設定温度を入力すると)、その設定温度を維持するように室内温度を調節するために、制御装置50の運転制御部52が圧縮機20の出力を調節する。
The
また、ユーザUがリモートコントローラ34を介して冷房運転から暖房運転またはその逆に運転を変更した場合、運転制御部52が四方弁22を制御して冷媒の流れ方向を切り換える。
Also, when the user U changes the operation from the cooling operation to the heating operation or vice versa via the
さらに、ユーザUがリモートコントローラ34を介して室内機12からの送風量を設定すると(設定風量を入力すると)、その設定風量を維持するように、運転制御部52が室内ファン28の回転数を調節する。
Furthermore, when the user U sets the air volume from the
さらにまた、ユーザUがリモートコントローラ34を介して室内機12の送風方向を設定すると、その設定された送風方向になるように、運転制御部52が上下ルーバー30の水平軸に対する傾きを調節する。すなわち、風向を変えることにより、ユーザUへの送風量を調節する。
Furthermore, when the user U sets the blowing direction of the
加えて、ユーザUがリモートコントローラ34を介して所定の室内湿度を設定すると(設定湿度を入力すると)、その設定湿度を実現するために、運転制御部52は圧縮機20と四方弁22とを制御して除湿運転を実行する。
In addition, when the user U sets a predetermined indoor humidity via the remote controller 34 (inputs the set humidity), the
バイタルサイン測定デバイス36は、本実施の形態の場合、ユーザの心拍測定を該ユーザに接触することなく実行する非接触式デバイスであって、図6に示すように室内機12に搭載されている。
In the present embodiment, the vital
バイタルサイン測定デバイス36は、本実施の形態の場合、ミリ波をユーザUに向かって出射し、当該ユーザUによって反射されたミリ波を受信し、その受信したミリ波に基づいて当該ユーザの心拍を測定するように構成されている非接触式心拍測定デバイスである。バイタルサイン測定デバイス36は、定期的にユーザUの心拍測定を行う。また、バイタルサイン測定デバイス36によって測定された心拍データは、制御装置50の心拍データ取得部54に送信される。
In this embodiment, the vital
なお、バイタルサイン測定デバイス36は、ユーザUをカメラによって連続的に撮影し、その連続撮影画像に写るユーザの像(特に顔の像)の色合いの変化に基づいて脈拍を測定する脈拍デバイスであってもよい。上述したように、心拍と脈拍は対応するからである。
The vital
バイタルサイン測定デバイス36からの心拍データを制御装置50の心拍データ取得部54が取得すると、トーン/エントロピー算出部56は、その取得した心拍データからトーン値Tとエントロピー値Eとを算出するし(上述の数式(1)~(4)に基づいて)、移動量算出部61は、その取得した心拍データから移動量を算出する(上述の数式(1)~(5)に基づいて)。
When the heartbeat
運転制御部52は、トーン/エントロピー算出部56によって算出されたトーン値Tおよびエントロピー値Eと、記憶部58に記憶されているトーン-エントロピーマップ(E-Tマップ)60と移動量算出部61によって算出された移動量に基づいて、ユーザUの温冷感を確認する。
The
トーン/エントロピー算出部56によって算出された移動量が図12における快適移動量範囲Dsに存在する場合、運転制御部52は、ユーザが快適と感じている環境を維持するために、現在実行中の運転を維持する(すなわち、室内温度、送風量、送風方向、および室内湿度を維持する)。これにより、ユーザの快適な体感を維持することができる。
When the movement amount calculated by the tone/
また、トーン/エントロピー算出部56によって算出された移動量が図12における快適移動量範囲Dsの外に存在する場合、運転制御部52は、これからトーン/エントロピー算出部56によって算出されるトーン値Tとエントロピー値Eが快適移動量Dsに存在するように、運転を制御する。具体的には、圧縮機20、四方弁22、および室内ファン28、上下ルーバー30の少なくとも1つを制御して、室内温度、送風量、送風方向、および室内湿度の少なくとも1つを調節する。その調節が適当であるか否かは、その調節後に算出された移動量が快適移動量範囲Dsに収まるか否かで判断することができる。これにより、ユーザを快適な体感にすることができる。
Further, when the movement amount calculated by the tone/
さらに、図12に示すように、トーン/エントロピー算出部56によって算出された移動量がユーザUの暑すぎて不快な体感に対応する不快移動量範囲Dhに存在する場合(C1点)、運転制御部52は、冷房運転時において、室内温度を低下させる運転、ユーザUへの送風量を増加させる運転、および室内湿度を低下させる運転の少なくとも1つを実行する。室内温度を低下させるために、圧縮機20の出力を上昇させる。また、ユーザUへの送風量を増加させるために、室内ファン28の回転数を上げる、および/または上下ルーバー30によって送風方向を床方向に変更する。さらに室内湿度を低下させるために除湿運転を行う。例えば、圧縮機20の出力が最大である場合には、室内ファン28の回転数が上げられる。なお、冷房運転時にユーザUが暑すぎて不快な体感になる状況として、例えば、夏の暑い日に外出していたユーザUが冷房運転によって十分に冷えた部屋Rに帰ってきた状況が挙げられる。
Furthermore, as shown in FIG. 12, when the amount of movement calculated by the tone/
一方、暖房運転時においては、運転制御部52は、室内温度を低下させる運転、ユーザUへの送風量を減少させる運転、および室内湿度を低下させる運転の少なくとも1つを実行する。なお、暖房運転時にユーザUが暑すぎて不快な体感になる状況として、例えば、ユーザUが暖かい食事をとった直後や風呂あがりの直後が挙げられる。
On the other hand, during the heating operation, the
これらの運転制御により、不快移動量範囲Dhから快適移動量範囲Dsにシフトさせることができる。これにより、暑すぎて不快なユーザUの体感を快適な体感にシフトさせることができる。 Through these driving controls, it is possible to shift from the uncomfortable movement amount range Dh to the comfortable movement amount range Ds. As a result, the feeling of the user U who is too hot and uncomfortable can be shifted to a comfortable feeling.
さらにまた、図12に示すように、トーン/エントロピー算出部56によって算出された移動量がユーザUの寒すぎて不快な体感に対応する不快移動量範囲Dcに存在する場合(C2点)、運転制御部52は、冷房運転時において、室内温度を上昇させる運転、ユーザUへの送風量を減少させる運転、および室内湿度を上昇させる運転の少なくとも1つを実行する。室内温度を上昇させるために、圧縮機20の出力を低下させる。ユーザUへの送風量を減少させるために、室内ファン28の回転数を下げる、および/または上下ルーバー30によって送風方向を天井方向に変更する。なお、冷房運転時にユーザUが寒すぎて不快な体感になる状況として、例えば、ユーザが冷たい食事をとった直後や服を脱いだ状況が挙げられる。
Furthermore, as shown in FIG. 12, when the amount of movement calculated by the tone/
一方、暖房運転時においては、運転制御部52は、室内温度を上昇させる運転、ユーザUへの送風量を増加させる運転、および室内湿度を上昇させる運転の少なくとも1つを実行する。なお、暖房運転時にユーザUが寒すぎて不快な体感になる状況として、例えば、ユーザが、冬の寒い日に外出していたユーザUが暖房運転によって十分に温められた部屋Rに帰ってきた状況が挙げられる。
On the other hand, during the heating operation, the
これらの運転制御により、不快移動量範囲Dcから快適移動量範囲Dsにシフトさせることができる。これにより、寒すぎて不快なユーザUの体感を快適な体感にシフトさせることができる。 Through these driving controls, it is possible to shift from the unpleasant movement amount range Dc to the comfortable movement amount range Ds. As a result, the feeling of the user U who is too cold and uncomfortable can be shifted to a comfortable feeling.
以上、このような本実施の形態によれば、空気調和機において、ユーザの温冷感を考慮して、ユーザにとって快適な運転を実行することができる。 As described above, according to the present embodiment as described above, in the air conditioner, it is possible to execute a comfortable operation for the user in consideration of the user's thermal sensation.
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。 Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。 Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
例えば、上述の実施の形態の場合、図3に示すトーン-エントロピーマップを用いて、空気調和機10の運転がユーザにとって快適な運転となるように制御される。しかしながら、本発明の実施の形態は、トーン-エントロピーマップに限らない。例えば、予め求められた、トーン値およびエントロピー値の組み合わせとユーザの温冷感との間の対応関係を示すテーブルや数式を用いてもよい。
For example, in the case of the above embodiment, the tone-entropy map shown in FIG. 3 is used to control the operation of the
また例えば、上述の実施の形態の場合、図6に示すように、ユーザUの心拍(対応する脈拍)を測定するバイタルサイン測定デバイス36は、空気調和機10(その室内機12)に搭載される、非接触式の測定デバイスである。これに代わって、バイタルサイン測定デバイスは、接触式であってもよい。
Further, for example, in the case of the above embodiment, as shown in FIG. 6, the vital
図15は、本発明の別の実施の形態に係る空気調和機が配置された部屋を示している。 FIG. 15 shows a room in which an air conditioner according to another embodiment of the invention is arranged.
図15に示す空気調和機110は、バイタルサイン測定デバイスを除いて 図15に示す空気調和機110は、ユーザに着脱可能に装着される接触式バイタルサイン測定デバイス136を有する。このバイタルサイン測定デバイス136は、例えばベルト(図示せず)を介してユーザUの胸に装着され、ユーザUの心拍を測定する心拍計である。また、このバイタルサイン測定デバイス136は、無線通信を介して、室内機112(制御装置の心拍データ取得部)に心拍データを送信するように構成されている。
なお、これに代わって、ユーザに装着される接触式バイタルサイン測定デバイス136は、腕時計型であって、赤外線をユーザの血液(血管)に向かって出射し、当該ユーザによって反射された赤外線を受信し、その受信した赤外線(その反射量)に基づいて当該ユーザの脈拍を測定する脈拍測定デバイスであってもよい。
Alternatively, the contact-type vital
すなわち、本発明の実施の形態に係る空気調和機は、広義には、室内にいるユーザの脈拍または心拍を測定するバイタルサイン測定デバイスと、トーン・エントロピー法を用いて前記バイタルサイン測定デバイスの検出結果からトーン値とエントロピー値とを算出するトーン/エントロピー算出部と、トーン値およびエントロピー値の組み合わせと前記ユーザの温冷感との間の対応関係に基づいて、前記トーン/エントロピー算出部によって算出されるトーン値とエントロピー値とが前記ユーザの快適な温冷感に対応するトーン値およびエントロピー値の組み合わせとなるように、前記空気調和機の運転を制御する運転制御部と、を有する空気調和機である。 That is, in a broad sense, an air conditioner according to an embodiment of the present invention includes a vital signs measuring device that measures the pulse or heartbeat of a user in a room, and a device that detects the vital signs measuring device using a tone entropy method. A tone/entropy calculation unit that calculates a tone value and an entropy value from the results, and a tone/entropy calculation unit that calculates the tone/entropy calculation based on the correspondence relationship between the combination of the tone value and the entropy value and the thermal sensation of the user. an operation control unit that controls the operation of the air conditioner so that the tone value and the entropy value obtained are a combination of the tone value and the entropy value corresponding to the user's comfortable thermal sensation. machine.
本発明は、空気調和機であれば適用可能である。 The present invention is applicable to any air conditioner.
10 空気調和機
36 バイタルサイン測定デバイス
52 運転制御部
56 トーン/エントロピー算出部
61 移動量算出部
REFERENCE SIGNS LIST 10
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