JP2846437B2

JP2846437B2 - 空調機の制御装置

Info

Publication number: JP2846437B2
Application number: JP2233137A
Authority: JP
Inventors: 保夫能登原; 基生二見; 常博遠藤; 小林　　実; 義美井上; 一成南
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-09-05
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1999-01-13
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: JPH04116328A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、エアコンなどの空調機の制御装置に係り、
特に、比較的頻繁に運転開始と停止を繰り返す、家庭用
エアコンなどに好適な空調機の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

特に家庭用のエアコンでは、家人が外出中などでは、
その運転が停止されるのが通例であり、このため、家人
が帰宅したときなどでは、エアコンを運転開始しても、
ただちに快適な空調環境が得られない。

そこで、従来からタイマー予約によるエアコンの運転
制御装置が知られており、その例を特開平１−193542号
公報に見ることができる。

そして、この公報の装置では、家人や外出時などに帰
宅時刻を入力すると、装置は、この帰宅時刻から例えば
30分程度の所定時間前に空調機の運転を開始し、例えば
室温などを、そのときの外気温と予め設定してある目標
設定温度との間の所定の温度を目標値として制御を行な
う。そして、適当な入室検出手段により家人の帰宅を確
認し、この確認された時点から、例えば60分などの所定
の一定時間をかけて、室温などを上記の目標設定温度に
なるように制御するようになっている。

従って、この従来技術によれば、家人が帰宅したとき
の室温は、外気温と目標設定温度との間の所定の温度に
保たれており、帰宅したあと、この所定の温度から徐々
に、通常の目標設定温度に向けて変化して行くことにな
り、この結果、家人は帰宅したとき、或る程度は空気調
和が行なわれている部屋に入ることが出来るので、まず
一定の快適感が得られ、その後、徐々に人体を室内環境
に慣れさせることができるので、外気温と通常の目標設
定温度との差が大きくても充分な快適感が与えられるよ
うにしていた。

一方、これとは別の観点から空調機の制御を行なうも
のとして、室内に在る人間の好みや、着衣状態などを検
出して目標設定温度を算定するものも種々知られてお
り、その例を特開昭63−131942号、特開平１−114656
号、特開平１−114657号、特開平１−184359号、或いは
特開平２−68439号の各公報に見ることが出来る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、人が空調環境内に入ったときでの活
動状態や着衣の状態、心理状態、或いは好みなど、人の
内部状態に違いがある点について配慮がされておらず、
とにかく帰宅したときには、予め定められている空調機
制御が行なわれ、人体を徐々に室内環境に慣らして行く
ようにしており、このため、人体が空調環境に対応して
快適な温度平衡状態に到達するまでに多大の時間がかか
り、この間は不快感を余儀なくされてしまうという問題
があった。

本発明の目的は、帰宅時など、空調機の運転状態が変
化したときでも、常に充分に快適な状態を保つことがで
きるようにした空調機の制御装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、区画された空間
内の雰囲気状態が所定の設定値を保つように空調機の運
転制御する方式の空調機の制御装置において、上記空間
内での人の状態を検出する検出手段と、上記検出手段に
より検出された結果に応じて変化パターンを演算し、空
調機の運転開始時点又は空調機運転中設定値が変更され
た時点から上記変化パターンに従って、上記設定値とは
異なる初期値から上記設定値まで変化する運転指令値を
生成するパターン演算手段とを設け、空調機の運転開始
時点又は空調機運転中に設定値が変更された時点では上
記指令値により空調機の制御を開始するようにしたもの
である。

〔作用〕

パターン演算手段は、空調が行なわれる空間内での人
の状態に応じて、該空間内の雰囲気制御開始時での初期
値から上記設定値に到るまでの雰囲気の変化パターンを
演算する。そして、この変化パターンに従って空調機が
制御されるので、常に快適な制御が得られることにな
る。

〔実施例〕

以下、本発明による空調機の制御装置について、図示
の実施例により詳細に説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例に関る制御手段のブ
ロック図で、これより、第２図に示すような室温制御を
行なうようになっており、図に示すように、この実施例
は、空調機の運転モードを在室者が入力する運転モード
設定手段１と、在室者の温度に対する好みを検出する好
み検出手段３と、運転モード設定手段１と好み検出手段
３の出力値である運転モードと好みにより、制御目標値
となる室内温度設定値t_ROを決定する室内温度設定手段2
Aと、室内温度t_Rを検出する室内温度検出手段５と、室
内温度設定値t_ROを補正し、室内温度指令値t_R＊を算出
する室内設定温度補正手段６と、この室内温度指令値t_R
＊と前記室内温度t_Rより室内温度を室内温度指令値どお
りに制御する空調機制御手段４とから構成されている。

さらに、前記室内設定温度補正手段６は、人間の活動
量を検出する活動量検出手段７と、人間の着衣量を検出
する着衣量検出手段８、及び上記２つの検出値（活動量
及び着衣量）より、前記室内温度設定値t_ROを補正し、
前記室内温度指令値t_R＊の作成に必要な室内設定温度変
更量Δｔを算出するための変更量算出手段９とにより構
成されている。

以上のような構成の制御手段により、第２図に図示し
た室温制御が実現できる。

ここで、まず室内温度指令値t_R＊は次式により求める
ことができる。

t_R＊＝t_RO＋Δｔ ……（１） t_RO:室内温度設定値、 Δt:室内設定温度変更量（活動量及び着衣量の関係）そして、空調機制御手段４は、 t_R＊＝t_R t_R:室内温度になるように動作している。

室内温度設定値t_ROは、上記したように室内温度設定
手段2Aで決定され、室内設定温度変更量Δｔは、変更量
算出手段９で算出される。

第２図は、この実施例により得られる室温指令値と設
定値及び実際の室温の動きを、横軸に時間を取って示し
たもので、（ａ）、（ｂ）が暖房時、（ｃ）、（ｄ）が
冷房時を示し、これらの図において、まず、（ａ）は在
室者の活動量が適度で、着衣量が大きな場合で、その
後、在室者の活動量が大きく変化した場合、（ｂ）は活
動量が大きく、着衣量が小さい場合を示す。また、
（ｃ）は活動量が適度で、着衣量が小さい場合で、その
後活動量が小さく変化した場合、（ｄ）は活動量、着衣
量とも小さい場合である。

次に、この第２図により、この実施例の動作について
説明する。なお、本図は空調機起動時について示した。

まず、暖房時の動作について説明すると、第２図
（ａ）は冬季の通常の場合であり、冬場に、外出先から
帰宅し、空調機を起動したような場合を想定したもので
ある。

この図の場合、時点t₀で空調機が起動されると、空調
機は、その時の外気温や運転モード、または、ユーザが
設定した温度等により、目標とする室温、つまり室温設
定値T_ROを算出する。第１図に示す制御手段では、室内
温度設定手段2Aにより算出される。

ここで、従来の空調機の場合、前記室温設定値T₀に室
温が一致するように制御が行われる。

しかし、寒い室外から入って来た在室者は体も着衣も
冷きっており、従って、室温が設定値T_ROに一致してい
ても、直ちに体や着衣が暖まるにはいたらず、いずれ定
常的には快適な状態におさまるにしても、在室者は、ま
だ寒く感じる。

このような場合に、空調機を起動して、すぐ、暖たか
さを感じ、過渡時から定常時まで快適な室温制御をする
ためには、第２図（ａ）に示すように、空調機起動直後
の時点t₀からしばらく後の時点t₁までの期間は室温を高
めに制御して、体や着衣を暖める、つまり外部環境より
人体に熱を与え、冷きった体や着衣を暖める必要があ
る。その後の時点t₁〜t₂の期間は、体や着衣の状態に応
じて、室温を定常時の設定値（定常時には快適な温度）
に近づけて行けばよい。そして、その後しばらくして、
時点t₂で、在室者が、室内で、力仕事を始めた場合、活
動量が大きくなるため、それに応じて、室温を低めに制
御して、体を冷せばよい。

ここで、外部環境と人体の熱のやりとりを考えた場
合、着衣は、抵抗（熱負荷）となり、着衣量が大きい
程、抵抗も大きくなる。ここで、外部環境より人体に熱
を与える場合、着衣量が大きいほど、室温を高くしなけ
ればならない（定常時は、人体から外部環境への熱の発
散を着衣がおさえるため、室温は低くてよい。）。

また、活動量が大きいほど、人体の発熱量が大きくな
るため、外部環境から与える熱量を小さくでき、室温は
低くできる。

第２図（ｂ）は冬季の特別な場合であり、入室者が外
で運動等を行って、体が少し暖まっている状態で入室
し、空調機を起動した場合（暖房をしないと寒いが、定
常時の設定温度では暑く感じる場合）を想定したもので
ある。

この場合は、先の（ａ）の場合とは反対に、最初設定
温度より低めに室温を制御する必要がある。

つまり、（ｂ）に示すように、起動時（t₀〜t₁）は、
人体から外部環境に熱を少し発散させるように、室温を
低めに制御し、その後（t₁〜t₂）は、人体の発熱が定常
状態になるにしたがって、室温を設定値に近づけるよう
に制御すればよい。

上記のように制御すれば、起動時にむっとした暑さを
与えないで済み、常に快適な室温制御が行える。

第２図（ｃ）は、前記（ａ）の場合と同様、夏季の通
常の場合を想定したものであり、同じく（ｄ）は、前記
（ｂ）の場合と同様、夏季の特別な場合（寝起き等で体
が冷えている場合）を想定したもので、暖房時同様、過
渡時に、室温指令値を、それぞれ第２図（ｃ）、（ｄ）
に示すように変更することにより、快適な室温の制御が
行える。

以上、説明したように、室温設定値を、人の活動量や
着衣量により補正して、室温制御を行えば、過渡時にお
いても、快適正を損なえない空調機制御が行える。

次に、上記で説明した制御法を実現するための手段に
ついて述べる。

第３図は前記室内温度設定手段2Aにおいて行われる、
室内温度設定値t_ROの決定法のフローチャートを示した
もので、空調機が起動されると、この第３図に示される
プログラムが動作し、まず、S1において、前記運転モー
ド設定手段１より与えられた運転モードに従って、運転
モードを決定する。なお、この実施例では、運転モード
を暖房、冷房、及び自動だけとしたが、例えば、除湿等
のモードを入れてもよい。

S1で、例えば暖房モードが決定されると、プログラム
はS2を実行し、ここで、空調機に対し暖房運転を設定す
る。具体的には、冷媒通路にある弁の切換え、室内機風
向板の移動等である。

次に、S3に移り、前記室内温度設定手段2Aよる暖房時
の室内設定温度として、暖房時の適温として記憶されて
いる温度設定値t_ROが出力される。この場合、t_RO＝23℃
（初期値）とした。

一方、上記S1で、冷房モードが決定されたときには、
プログラムはS4が実行され、空調機に対して、冷房運転
を設定する。その後、S5に移り、前記S3と同様に、冷房
時の室内設定温度して、冷房時の適温として記憶されて
いる温度設定値t_ROが出力される。この場合、t_RO＝26℃
（初期値）である。

また、上記S1で、自動モードが決定されたときには、
プログラムはS6が実行され、室外機に取り付けられた外
気温検出手段（図示せず）により室外の気温を検出す
る。

その後、S7に移り、カレンダー機能（図示せず）によ
り暦月を入力し、S8で、上記S6、S7より検出した外気温
及び月により、運転モードを決定する。その後、決定さ
れた運転モードに従って、S2もしくはS4が実行されるの
である。

ここで、上記S6、S7、S8を実行するための運転モード
設定手段については、図示していない。

S3、もしくはS5により室温が設定されるとS9が実行さ
れ、圧縮機が起動される。

前記空調機制御手段４は、室温T_Rが室温指令値t_R＊に
収斂するように、空調機を制御する。

S10において、前記好み検出手段３の出力を検出し、
その検出値に従ってプログラムの実行先を変更する。こ
こで前記好み検出手段３には、「寒い」「暑い」を示す
スイッチが付いており、在室者は、自分の好みに応じて
上記スイッチを押すものとする。

例えば「寒い」を検出した場合、S11に移行し、前記S
3もしくはS5で設定した温度設定値t_ROを１℃加算し、こ
の温度を温度設定値t_ROとして出力及び記憶する。

また、「暑い」を検出した場合、S12に以降し、前記S
3もしくはS5で設定した温度設定値t_ROを１℃減算し、こ
の温度を温度設定値t_ROとして出力及び記憶する。

しかして「適温」を検出（在室者が好みを入力してい
ない時）した場合にはS13に移行する。なお、S11及びS1
2を実行したときも、その後、S13に移行する。

S13では、運転モードが変更されたかどうかをチェッ
クしており、変更がなければ、S14に移行する。もし、
変更があった場合は、最初にもどり、S1に移行する。

運転モードに変更がない場合にはS14が実行され、空
調機が停止かどうかをチェックし、停止になっていた場
合には空調機を停止する。

しかして、動作中の場合はS10に移行し、前述したよ
うに好みを検出し、在室者の好みを温度設定値に反映さ
せる。

以上のような方法により、室内温度設定値t_ROを決定
している。

次に、前記変更量算出手段９で行われる室内設定温度
変更量の算出法について、第４図から第７図を用いて説
明する。なお、本実施例では、室内設定温度変更量の算
出をファジィ演算を用い行うようにしているが、これに
代えて、あらかじめ人間の快適感を実験等により求め、
その結果に基づいて作成した関数を用いて演算するよう
にしてもよい。

第４図（ａ）、（ｂ）は、前記活動量検出手段７及び
着衣量検出手段８による検出値より、それぞれの適合度
を求めるメンバーシップ関数であり、第４図（ｃ）は、
設定温度変更量Δｔを算出するためのメンバーシップ関
数である。

第５図はファジィ演算を行う時の制御ルールであり、
制御ルールを表に示したもので、図において（ａ）が暖
房用、（ｂ）が冷房用である。

この第５図の関係を言葉で表わすと次のようになる。
すなわち、もし、活動量が適度で、且つ着衣量も適度な
らば温度変更量は零、もし、活動量が多く、且つ着衣量
が厚着ならば、温度変更量は負の方向に大となる。

ここで、第４図、第５図は、発明者の経験や、実験よ
り作成したものである。

第６図は、前記変更量算出手段９で行われる、室内設
定温度変更量の算出の手順をフローチャートで示す。

第７図は、第４図の関数を用い、第５図のルールに従
って実行されるファジィ演算において、検出値（活動
量、着衣量）により、室内設定温度変更量を求める方法
の一例を示す。

まず、第６図により、室内設定温度変更量Δｔの算出
法を説明する。

P1において、前記、活動量検出手段７及び着衣量検出
手段８の検出値である活動量及び着衣量を前記変更量算
出手段９に入力する。

P2において、入力した活動量及び着衣量に対するメン
バーシップ関数を、第４図（ａ）から選び出し、各適合
度を求める。

ここで、例えば、活動量が2.0〔met〕、着衣量が1.2
〔clo〕の場合、第７図に示すように、活動量に対する
メンバーシップ関数は「多い」が選ばれ、その適合度は
「１」である（第７図（ａ））。また、着衣量に対する
メンバーシップ関数は、「やや厚着」と「適度」が選ば
れ、それぞれ適合度は、前者が「0.6」、後者が「0.3」
である（第７図（ｂ）、（ｃ））。

P3において、P2で導出したメンバーシップ関数と、第
５図に示す制御ルールを用い、設定温度変更量Δｔに対
するメンバーシップ関数を、第４図（ｂ）により導出す
る。

ここで、先ほどの例で求めたメンバーシップ関数は、
活動量が「多い」、着衣量が「やや厚着」と「適度」で
ある。

ここで第５図（ａ）の制御ルールを見ると、もし活動
量が「多い」で、且つ着衣量が「やや厚着」ならば変更
量は負に大（NB）となり、もし活動量が「多い」で、且
つ着衣量が「適度」ならば変更量は負に中（NM）の２つ
のルールが当て嵌まる。

このように、上記ルールを用いることにより、設定温
度変更量のメンバーシップ関数として、第４図（ｂ）か
ら、負に大（NB）、負に中（NM）が選ばれる。

上記設定温度変更量のメンバーシップ関数と、前記例
で求めた活動量及び着衣量の適合度より、設定温度変更
量の修正メンバーシップ関数を求める（第７図（ｄ）及
び（ｅ）の斜線部分）。

言いかえると、第７図（ａ）に示すように、活動量の
メンバーシップ関数は「多い」で、適合度は「1.0」、
また、第７図（ｂ）に示すように、着衣量のメンバーシ
ップ関数は「やや厚着」で、適合度は「0.6」である。

制御ルールより、上記の場合の設定温度変更量のメン
バーシップ関数は「負に大（NB）」が選ばれ、第７図
（ｄ）の斜線部分に示すように活動量及び着衣量のそれ
ぞれの適合度の論理積により、設定温度変更量の修正メ
ンバーシップ関数を求める。

第７図（ｅ）の斜線部分に示す、設定温度変更量の修
正メンバーシップ関数も、上記同様の方法により求め
る。

P4において、P3で導出した設定温度変更量の修正メン
バーシップ関数すべての論理和をとり、合成メンバーシ
ップ関数を求め（第７図（ｆ）の斜線部分）、上記、合
成メンバーシップ関数の重心の位置を計算し、設定温度
変更量を算出する。

ここで、第７図（ｆ）に示すように、この例の場合、
設定温度変更量Δｔは、−6.1℃となる。

P5において、P4で求めた設定温度変更量Δｔを前記変
更量算出手段９より出力する。

以上のような方法により、設定温度変更量を繰返し算
出している。

第１の実施例では、以上に説明した方法により温度設
定値t_RO及び、設定温度変更量Δｔを算出し、この２つ
の値を加算することにより室内温度指令値t_R＊を作成
し、この指令温度に室温が一致するように、空調機制御
手段により空調機を制御している。

本実施例を用いると、第２図に示すような室温制御が
でき、空調機の起動時や、人の入室時等の過渡時にも、
人体の状態を速く快適な状態とするように、人体と環境
との間の熱交換が促進され、在室者の皮膚温を所定の温
度に早く制御でき、快適性を損なわない空調制御が可能
となる。

本発明の第２の実施例について、第８図から第10図を
用いて説明する。

この第２の実施例は、前述した第１の実施例と室内温
度設定値t_ROの決定方法が異なるのみであり、第１の実
施例は、在室者が設定した運転モードや好みにより室内
温度設定値t_ROを決定しているのに対して、第２の実施
例では、空調環境状態（室温、気流、湿度、輻射、活動
量、着衣量）を検出し、この検出値より、あらかじめ記
憶されている人間の快適性を考慮した関数を用い、温度
設定値t_ROを決定するものである。

第８図に、第２の実施例に関る制御手段のブロック図
を示す。

本制御手段の構成は、空調環境状態（本実施例では、
室温、気流、湿度、輻射とした）を検出する空調環境状
態検出手段10と、上記空調環境状態検出手段の出力であ
る。空調環境状態検出値と活動量及び着衣量より、室内
温度設定値t_ROを算出する室内温度設定手段2Bと、上記
室内温度設定値t_ROを補正し、室内温度指令値t_R＊を算
出する室内設定温度補正手段６と、前記室内温度指令値
t_R＊と前記室内温度t_Rより、室内温度を室内温度指令値
どおりに制御する空調機制御手段４とから構成されてい
る。

上記、室内設定温度補正手段６及び空調機制御手段４
は、第１の実施例と同一であるので、説明は省略する。

第１の実施例と異なる、前記室内温度設定手段2B内で
行われる、室内温度設定値t_ROの算出法について、第９
図と第10図を用いて説明する。

第９図は、前記室内温度設定手段2Bの内部ブロック図
で、この室内温度設定手段2Bは、前記空調環境状態検出
値、例えば気流、湿度、輻射、活動量、着衣量より、あ
らかじめ記憶されている、人間の快適性を考慮した関数
を用いて、室内温度設定値t_ROを演算する、室内設定温
度演算手段2B1と、上記人間の快適性を考慮した関数を
記憶している演算データ記憶部2B2から構成されてい
る。

第10図は、上記演算データ記憶部2B2内に記憶されて
いる。実験より求めた人間の快適性を考慮した関数を示
す。

本実施例では、気流、輻射、湿度、活動量及び着衣量
より、人間が定常時に快適と感じる快適温度を算出でき
る関数とした。

例えば、気流が0.2m/s、輻射が27度、湿度が60％、活
動量が1.2〔met〕、着衣量が1.0〔clo〕の場合、関数
は、第10図（ａ）が選ばれ、この図の点線で示すよう
に、快適温度は20℃となる。そこで、設定温度t_Rとして
20℃が出力される。

本実施例を用いることにより、第１の実施例同様、第
２図に示すような室温制御ができ、過渡時にも、在室者
の皮膚温を所定の温度に充分に短い時間で制御でき、快
適性を損なうことのない空調制御が可能となる。

さらに、この実施例では、在室者が運転モード等の設
定をしなくても、空調環境より室温設定値を算出するた
め、空調機の全自動運転が可能になる。

また、この実施例では、室温設定値を人間の快適性を
考慮した関数より算出しており、従って、より快適な空
調環境制御が行える。

さらに、この実施例に、第１の実施例で示したよう
な、好み検出手段を付け加えることにより、個人の好み
を反映した空調環境制御が行える。

また、本実施例で用いた、人間の快適性を考慮した関
数を、過渡時にも適用できる関数に変更すれば、上記室
内設定補正手段６は不要になり、上記室内温度設定手段
2Bのみにより上記同様の空調制御が可能になる。

つぎに、上記活動量検出手段７及び着衣量検出手段８
の構成について、簡単に説明する。

第11図は、これら活動量検出手段７や着衣量検出手段
８の設置場所を示したもので、活動量検出手段７は在室
者の体に密着させたボックス300内にある。そして、こ
のボックス300には赤外線通信装置が内蔵されており、
空調機100へ活動量を送信している。

また、着衣量検出手段８は空調機リモコン200に内蔵
されており、在室者が自分で着衣量を設定するようにな
っており、設定操作されると、設定された着衣量の合計
値がリモコン200の通信装置を使って空調機100に送信さ
れる。

第12図は上記活動量検出手段７の構成を示したもの
で、身体情報を検出する活動量センサ310と、これによ
り検出した情報に基づいて活動量を算出する活動量算出
手段320とから成る。そして、活動量センサ310は、脈は
く数センサ311、呼吸数センサ312、振動量センサ313、
体温センサ314などから構成されている。

第13図は上記着衣量検出手段８の構成を示したもの
で、在室者が自分の着衣量を入力するための着衣入力手
段210と、上記入力された着衣情報と、予め記憶させて
ある着衣量演算データとにより着衣量を算出する着衣量
算出手段220とで構成され、さらにこの着衣量算出手段2
20は、例えばパンツ＝0.05〔clo〕、ズボン＝0.3〔cl
o〕等の着衣量演算データが記憶されている着衣量演算
データ記憶部222と、着衣量演算データを用いて、入力
された着衣量の合計着衣量を演算する着衣量演算手段22
1とで構成されている。

第14図は前記着衣量検出手段８で行われる動作を、フ
ローチャートで示したものである。

まず、J1では、前記着衣入力手段210より入力された
着衣を検出する。

J2では、検出した着衣の着衣量を、着衣量演算手段22
1で、着衣量演算データ記憶部222内のデータより求め
る。

J3では、着衣量演算手段221で求めた着衣量を加算す
る。

J4では、J3で加算されて増加した着衣量（新しい着衣
量）を、着衣量演算手段221内に記憶する。

J5では、再び着衣の入力があるかを判断する。もしあ
ればJ1へ戻り、J1〜J5をくり返す。そして着衣入力がな
い場合、J6へ移る。

J6では、着衣量演算手段221内に記憶されてあった着
衣量加算値、すなわち、合計着衣量を出力する。

以上の方法により、活動量、着衣量の検出が行なわれ
る。

第15図は本発明を扇風機の風量制御に応用したもの
で、扇風機の風量をユーザ（使用者）が設定し、その設
定された風量設定値R_O＊を出力する運転風量設定手段1
1、この風量設定値R_O＊を補正し、風量指令値Ｒ＊を出
力する風量補正手段61、及び上記風量指令値Ｒ＊に従っ
て扇風機を制御する扇風機制御手段40とで構成されてい
る。

前記運転風量設定手段11は、ユーザの操作により強
風、中風、弱風が設定でき、それぞれの設定に使った風
量設定値R_O＊が出力されるものである。

風量補正手段61は、ユーザの活動量を検出する活動量
検出手段７と、ユーザの着衣量を検出する着衣量検出手
段８、及びこれらの手段による検出値に基づいて風量変
更量ΔＲを算出する変更量算出手段91とで構成される。

そして、この変更量算出手段91は、第１の実施例にお
ける変更量算出手段９で説明した方法と同様に、ファジ
ィ演算を行なうものでもよいが、その他の方法として、
第16図に示すような関数より演算するものとしてもよ
い。

例えば、活動量が1.5〔met〕、着衣量が2.0〔clo〕の
場合（これは、活動量が少し多く、着衣量はかなり多い
状態）、人間は暑く感じている。そこで、これを第16図
上にあてはめると、図中の点線で示した通り、活動量1.
5〔met〕と着衣量2.0〔clo〕との交点により、風量変更
量ΔＲ＝＋2.5〔m/s〕が求まる。

上記方法より、風量変更量ΔＲを求めることができ
る。

風量補正手段61では、前記風量設定値R_O＊と前記風量
変更量ΔＲを加算し、風量指令値Ｒ＊を算出している。

そこで図示してない扇風機は、前記扇風機制御手段40
により、風量指令値Ｒ＊通りに制御される。

第17図は、この実施例による風量の時間変化を示す。

時刻t₀で、活動量が大の人、例えば、運動をして外か
ら帰って来た人が、扇風機を強風で起動したとすると、
ユーザの活動量が大であることを検出し、強風より大き
な風景、例えば風量ａで動作する。その後、活動量の低
下（皮膚温の低下）に伴い風量を強風の風量R_O＊に近づ
けて行く。

また、時刻t₁で、ユーザの活動量及び着衣量が低くな
った場合、例えば、そのユーザが着替えをして、そのま
ま眠ってしまった場合には、その活動量及び着衣量の低
下（皮膚温の低下）に従って風量変更量ΔＲは負とな
り、この結果、扇風機風量は、風量ｂまで下げられる。

さらに、時刻t₂で、活動量が元に戻った場合、例え
ば、目がさめて活動し始めた場合には、風量を強風の風
量まで戻すのである。

以上、扇風機の風量で説明したが、風量の代りにファ
ンの回転数を制御するようにしてもよいことは言うまで
もない。

なお、このとき室温を検出し、室温で風量を制御する
ようにしてもよい。

上記の通り扇風機を制御することにより、いち早く涼
しさを感じることができ、常に快適な応対を保ことがで
きる。

また、扇風機の使い過ぎによる、体温（皮膚温）の低
下や風邪引きの心配がなくなり、健康にもよい。

次に、第18図は本発明の第４の実施例のブロック図
で、この実施例は、前記第２の実施例の室内温度制御方
法を室内空調環境制御に応用したものであり、室内温度
を制御する代りに、空調機環境状態に基づいて快適指標
を算出し、この快適指標に基づき、空調環境制御を行う
ようにしたものである。

従って、この第18図の実施例が第８図の実施例と異な
る点は、室内温度設定手段2Bの代りに快適指標算出手段
21があり、空調機制御手段４の代りに空調環境制御手段
400があり、設定温度補正手段６の代りに快適指標補正
手段600が設けてあるものである。

ここで、快適指標とは、例えばPWV値などとしてしら
れている。人間の快適度を表わす指標のことで、空調環
境での定常時での快適度を表わすものである。

そこで、もし、過渡時にも適用できる快適指標があれ
ば、この第18図に示す快適指標補正手段600は不要にな
る。

本実施例の詳細な説明は省略するが、簡単に述べる
と、空調環境状態検出手段10と活動量検出手段７及び着
衣量検出手段８より得た検出値（室温、湿度、輻射、気
流、活動量、着衣量）により、快適指標算出手段21で快
適指標を演算し、出力する。

また、変更量算出手段900は、前記の活動量及び着衣
量の検出値を基にして過渡時の快適指標変更量を演算す
る。そして、この快適指標変更量と前記快適指標と加算
し、補正快適指標として出力する。

空調環境制御手段400は、上記補正快適指標が快適さ
を表わす値、例えばPMV値の場合に０になるように、空
調環境制御装置を制御する。

なお、この実施例において、快適指標算出手段21や、
変更量算出手段900で行われる演算は、前記第１〜３の
実施例で述べたような、ファジィ演算、もしくは人間の
快適性を表わす関数等を用いているものであるが、演算
の方法は省略する。

この実施例を用いることにより、快適指標を用いた空
調制御装置において、過渡時においても、快適な空調制
御が可能になる。

次に、第19図は、前記第１の実施例に関連した本発明
の他の一実施例を示したもので、この実施例は、前記第
２図に示す室内設定温度補正手段６内の活動量検出手段
７と着衣量検出手段８を、皮膚温検出手段70に変更した
ものであり、この結果、この実施例では、室内設定温度
の補正を行う温度変更量Δｔを、在室者の活動量と着衣
量から算出する代りに在室者の皮膚温を検出し、この検
出値から算出するようになっている。

従って、この施例によれば、前記第１の実施例以上に
正確な皮膚温の制御（皮膚温を所定の温度に早く近づ
け、維持する）が可能になり、快適度が向上する。

また第20図は、前記第２の実施例に関連した本発明の
他の一実施例を示したもので、この実施例は、前記第８
図に示す室内設定温度補正手段60に、在室者の着衣表面
温度検知手段80を追加したもので、室内設定温度の補正
を行う温度変更量Δｔを、在室者の活動量と着衣量及
び、着衣表面温度から算出するようにしたものである。

従って、この実施例によれば、前記第２の実施例に比
べて着衣の状態（着衣が冷えているか、暖まっている
か）を考慮した制御が行え、過渡時の快適度がより向上
する。

次に第21図は、さらに本発明の第５の実施例を示す制
御ブロック図で、この実施例が、第１の実施例で示した
制御構成と異なる点は、室内温度設定手段20の構成と室
温制御パターン入力手段63が設けられている点だけであ
る。

室内温度設定手段20は、運転モード入力手段１、好み
入力手段３、及び室温制御パターン入力手段63の出力値
に応じて、最適な室内温度指令値t_R＊を順次出力する働
きをする。

また、室温制御パターン入力手段63は、在室者が自分
の状態に応じて、過渡時の室温制御パターンを入力する
手段で、具体的には、前記第２図に示したような室温制
御パターンを入力するもので、例えば、ここで、第２図
（ａ）に示す制御パターンが入力された場合、上記室内
温度設定手段20内では、第１の実施例の場合と同様にし
て、運動モード入力手段１と、好み入力手段３により運
転モードと定常時の室温設定値（最終目標温度）t_ROを
決定し、その後、あらかじめ決められた方法により室温
設定値の変更量Δｔを決定し、入力された室温制御パタ
ーンに上記値（t_RO、Δｔ）を当て嵌め、順次、室内温
度指令値t_R＊を変更していく動作が行なわれる。

第22図は室温制御パターン入力手段63の一実施例で、
同図（ａ）は構成を示すブロック図で、同図（ｂ）は空
調機のリモコンに搭載した場合の外観図であり、これら
の図から明らかなように、この手段は、１種以上（この
実施例では４種）の室温制御パターンを記憶している記
憶部632と、上記記憶されている室温制御パターンの中
より、在室者が好みの制御パターンを選択する入力部63
1と、選択された室温制御パターンを出力する出力部633
を備えている。

そして、上記記憶部632には、第２図に示したような
制御パターンが４種記憶され、これが第22図（ｂ）に示
すように、入力部631の表示面に制御パターン図形とし
て表示され、この中から在室者が任意に選択できるよう
になっている。

また、出力部633は、赤外線等を使用した通信装置か
ら構成され、選択された制御パターンを送信するように
なっている。

第23図は室温制御パターン入力手段の他の一実施例
で、同図（ａ）に示すように、在室者が自分の身体情報
を入力するための入力部634と、これにより入力された
身体情報に基づいて室温制御パターンを演算する演算部
635、及び上記室温制御パターンを出力する出力部633と
で構成されている。

入力部634には、同図（ｂ）に示すように、体温と着
衣量の項目があり、それぞれ、体温としては“熱い”か
ら“寒い”まで、着衣量でも同様に、“厚い”から“薄
い”まで、いくつかの段階にわかれており、これを在室
者が選択して入力するようになっている。そして演算部
635は、入力された情報を、同図（ｃ）に示す演算ルー
ルに従って演算し、室温制御パターンを算出するのであ
る。なお、出力部633は、第22図の実施例と同じであ
る。

この実施例での上記演算部635での演算は、第４図〜
第７図で説明した前記第１の実施例の場合と同様な演算
を行うものであり、従って、この実施例では、体温と着
衣量だけで説明したが、それ以外の、例えば、活動状
態、健康、好み等を組み合せて用いてもよい。

第24図は、室温制御パターン入力手段のさらに別の一
実施例を示したもので、この実施例は、同図（ａ）に示
すように、在室者が自分の好みの室温制御パターンのパ
ラメータを入力する入力部636と、入力されたパラメー
タに対応した制御パターンを出力する出力部633とで構
成されており、入力部636は、同図（ｂ）に示すような
手書きによりパラメータを入力する方式のものと、同
（ｃ）に示すような過渡時の室温変更量Δｔと、定常状
態に至るまでの時間Ｔをそれぞれ押しボタンで入力する
方式のものの何れかで構成されている。なお、出力部63
3は、第22図の実施例と同様である。

この実施例によれば、在室者の活動量や着衣量を検出
するセンサは不要で、簡単に、空調機の起動時や、人の
入室時等の過渡時にも、人体の状態を早く快適な状態と
するように、人体と環境との間の熱交換が促進され、快
適性を損なわない空調制御が可能となる。

なお、本発明については、これまで室内空調機を対象
とした実施例を中心にして説明したが、本発明はこれに
限られるものではなく、自動車等の空調機にも適用可能
なことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、室内設定温度を、空調機起動時や、
人の入出時等の過渡時に、在室者もしくは入室者の活動
量及び着衣量により定常時の適温、もしくは、設定温度
に対して補正した値に設定し、時間経過と共に、室内設
定温度を、定常時の適温もしくは、設定温度に近づける
ことができるので、在室者の皮膚温を所定の温度に早く
近づけ維持できて、快適性を損なわないように室温を制
御する効果がある。

また、本発明を扇風機の風量制御に応用することによ
り、より早く涼しさを感じることができ、扇風機のつけ
すぎによる、かぜの心配がなく健康によい。

また、快適指標を使用し、制御を行っている空調環境
制御装置に応用すると、過渡時においても快適な空調環
境制御が可能となる。

さらに、在室者の皮膚温や、着衣表面温度を検出し、
温度変更量の算出に用いることにより、皮膚温の制御が
可能となり、着衣の状態を考慮した制御が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空調機の制御装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は動作説明用の特性図、第３図は
室温温度設定手段の動作を説明するフローチャート、第
４図は適合度算出に使用する特性図、第５図はファジィ
演算を行うときの制御ルールの説明図、第６図は室内設
定温度変更量の算出手順を示すフローチャート、第７図
は室内設定温度変更量を求める方法を説明する特性図、
第８図は本発明の他の一実施例を示すブロック図、第９
図は室内温度設定手段の一実施例を示すブロック図、第
10図は室内温度設定手段の動作を説明するための特性
図、第11図は活動量検出手段及び着衣量検出手段の説明
図、第12図は活動量検出手段の一実施例を示すブロック
図、第13図は着衣量検出手段の一実施例を示すブロック
図、第14図は着衣量検出手段の動作を説明するためのフ
ローチャート、第15図は本発明を風量制御に適用した場
合のブロック図、第16図は風量変更量算出手段の動作を
説明する特性図、第17図は本発明を風量制御に適用した
場合の特性図、第18図は本発明の更に別の一実施例を示
すブロック図、第19図は同じく本発明の更に別の一実施
例を示すブロック図、第20図は本発明の更に別の一実施
例を示すブロック図、第21図は同じく本発明の更に別の
一実施例を示すブロック図、第22図は室温制御パターン
入力手段の一実施例を示す説明図、第23図は室温制御パ
ターン入力手段の他の一実施例を示す説明図、第24図は
室温制御パターン入力手段の更に別の一実施例を示す説
明図である。１……運転モード設定手段、2A,2B,20……室内温度設定
手段、３……好み検出手段、４……空調機制御手段、５
……室内温度検出手段、６……室内設定温度補正手段、
７……活動量検出手段、８……着衣量検出手段、9,90,9
1,900……変更量算出手段、10……空調環境状態検出手
段、11……運転風量設定手段、40……扇風機制御手段、
400……空調環境制御手段、600……快適指標補正手段、
63……室温制御パターン入力手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林実栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所栃木工場内 (72)発明者井上義美東京都足立区中川５丁目１番34号株式会社日立製作所家電事業本部生活ソフト開発センター内 (72)発明者南一成東京都足立区中川５丁目１番34号株式会社日立製作所家電事業本部生活ソフト開発センター内 (56)参考文献特開平１−184359（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24F 11/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】区画された空間内の雰囲気状態が所定の設
定値を保つように空調機の運転を制御する方式の空調機
の制御装置において、上記空間内での人の状態を検出する検出手段と、上記検出手段により検出された結果に応じて変化パター
ンを演算し、空調機の運転開始時点又は空調機運転中設
定値が変更された時点から上記変化パターンに従って、
上記設定値とは異なる初期値から上記設定値まで変化す
る指令値を生成するパターン演算手段とを設け、空調機の運転開始時点又は空調機運転中に設定値が変更
された時点では上記指令値により空調機の制御を開始す
るように構成したことを特徴とする空調機の制御装置。
【請求項２】請求項１の発明において、上記所定の設定値が、上記空間内での人の状態を検出す
る検出手段の検出結果に応じて演算されるように構成し
たことを特徴とする空調機の制御装置。
【請求項３】請求項１又は２の発明において、上記検出手段により検出すべき人の状態が、人数、着衣
状態、及び活動状態の少なくとも１となるように構成さ
れていることを特徴とする空調機の制御装置。
【請求項４】請求項１又は２の発明において、上記空間内の雰囲気状態が、空間内の気温、湿度、及び
気流状態の少なくとも１であることを特徴とする空調機
の制御装置。