JP3333951B2 - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

空気調和機の制御装置

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JP3333951B2
JP3333951B2 JP19394194A JP19394194A JP3333951B2 JP 3333951 B2 JP3333951 B2 JP 3333951B2 JP 19394194 A JP19394194 A JP 19394194A JP 19394194 A JP19394194 A JP 19394194A JP 3333951 B2 JP3333951 B2 JP 3333951B2
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理子 市原
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Panasonic Holdings Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人体位置や環境状態を
検出し、通常のおやすみ運転の設定状態から偏位させた
状態に制御して、睡眠中の快適性および操作性の向上を
図る空気調和機の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、空気調和機が普及しているが、と
くに睡眠中の快適性に係わる自動制御が常に課題であ
る。
【0003】以下、従来の空気調和機の制御装置につい
て説明する。たとえば、おやすみ運転を行っていると
き、睡眠時の寝冷え、体調を崩す、風邪ひきなどを考慮
して、運転モード、室内温度、人体表面温度分布から検
出した睡眠中の人の布団の掛け具合いなどに基づいて制
御温度を決定し、さらに、風向についても、左右方向、
上下方向のスイングや、使用者が設定した方向に制御す
るなどを行って、快適性の向上を図っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の制御
手段では、おやすみ運転時、温度のみの制御を重点的に
行い、風向は人体位置に係わらず、左右方向、上下方向
のスイング、または使用が設定した方向に制御するた
め、人体に気流を感じて不快になったり、手動で風向を
変更しなければならないなど、十分に快適な室内環境を
実現できず、また、操作が煩わしいなどの問題点があっ
た。
【0005】本発明は上記の課題を解決するもので、お
やすみ運転時、人体位置に基づいて空気調和機の風向を
人体位置から避けた方向に決定し、これに基づき、気流
感を緩和する風向の制御を自動的かつ容易に行って、睡
眠時における快適性および操作性が向上した空気調和機
の制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係わる本発明
は、空気調和機の通常運転、おやすみ運転などの運転状
態を検出して運転状態検出信号を出力する運転状態検出
手段と、人体位置を検出して人体位置信号を出力する人
体位置検出手段と、前記人体位置信号の累積からの人体
の行動範囲に基づいて前記空気調和機の設置位置を検出
して設置位置信号を出力する設置位置検出手段と、前記
運転状態検出信号と前記人体位置信号と前記設置位置信
とを入力し、前記運転状態検出信号がおやすみ運転を
示すとき、前記人体位置と前記設置位置とに基づいて、
風向を制御する信号を生成する風向制御信号生成手段と
を備えた空気調和機の制御装置であり、また、請求項2
に係わる本発明は、空気調和機の通常運転、おやすみ運
転などの運転状態を検出して運転状態検出信号を出力す
る運転状態検出手段と、人体位置を検出して人体位置信
号を出力する人体位置検出手段と、前記空気調和機の設
置位置を検出して設置位置信号を出力する設置位置検出
手段と、前記空気調和機の冷房運転および暖房運転など
の運転モードを記憶して運転モード記憶信号を出力する
運転モード記憶手段と、前記運転状態検出信号と前記人
体位置信号と前記設置位置信号と前記運転モード記憶信
とを入力し、前記運転状態検出信号がおやすみ運転を
示すとき、前記人体位置と前記設置位置と前記運転モー
とに基づいて、風向を制御する信号を生成する風向制
御信号生成手段とを備えた空気調和機の制御装置であ
り、また、請求項3に係わる本発明は、空気調和機の通
常運転、おやすみ運転などの運転状態を検出して運転状
態検出信号を出力する運転状態検出手段と、人体位置を
検出して人体位置信号を出力する人体位置検出手段と、
前記空気調和機の設置位置を検出して設置位置信号を出
力する設置位置検出手段と、前記空気調和機の冷房運転
および暖房運転などの運転モードを記憶して運転モード
記憶信号を出力する運転モード記憶手段と、吹き出し温
度を検出して吹き出し温度信号を出力する吹き出し温度
検出手段と、風量を記憶して風量記憶信号を出力する風
量記憶手段と、前記運転状態検出信号と前記人体位置信
号と前記設置位置信号と前記運転モード記憶信号と前記
吹き出し温度信号と前記風量記憶信号とを入力し、前記
運転状態検出信号がおやすみ運転を示すとき、前記人体
位置と前記設置位置と前記運転モードと前記吹き出し温
度と前記風量とに基づいて、風向を制御する信号を生成
する風向制御信号生成手段とを備えた空気調和機の制御
装置である。
【0007】
【作用】請求項1に係わる本発明において、運転状態検
出手段が空気調和機の現時点での運転状態を知して、
おやすみ運転であるか否かを運転状態検出信号で出力
し、人体位置検出手段が室内における人体の位置を座標
などで検出して人体位置信号を出力し、また設置位置検
出手段が人体位置信号の累積からの人体の行動範囲から
空気調和機の設置位置を検出して設置位置信号を出力
し、風向制御信号生成手段は、おやすみ運転であると
き、前記運転状態検出信号と前記人体位置信号と前記設
置位置信号とに基いて自動的に風向を人体位置から避け
ながら、できる限り部屋の中心部に向けるなど、均一な
空調効果のでる方向に決定する。また、請求項2に係わ
る本発明においては、風向制御信号生成手段は、おやす
み運転であるとき、人体位置と設置位置と運転モード
に基づいて、自動的に風向を人体位置から避けながら、
均一な空調効果のでる方向に決定する。また、請求項3
に係わる本発明においては、風向制御信号生成手段は、
おやすみ運転であるとき、人体位置と設置位置と運転モ
ードと吹き出し温度と風量とに基づいて、自動的に風向
を人体位置から避けながら、均一な空調効果のでる方向
に決定する。
【0008】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の 一実施例について図面を参照しながら説
明する。図1は本実施例の構成を示すブロック図であ
る。図において、11は空気調和機14の運転状態を検
出する運転状態検出手段、12は人体位置検出手段、1
3は風向制御信号生成手段、111は通常運転やおやす
み運転などの運転状態検出信号、121は人体位置信
号、131は風向制御信号、141は空気調和機が運転
する通常運転およびおやすみ運転などの運転状態信号で
ある。
【0009】上記構成要素の相互関係と動作について説
明する。運転状態検出手段11は、たとえば空気調和機
14が運転する通常運転、おやすみ運転などの運転状態
を空気調和機14からの運転状態信号141から検出し
て運転状態検出信号111を風向制御信号生成手段13
に出力する。なお、上記以外に、照度センサなどにより
照度が暗い場合はおやすみ運転と判断したり、時刻を検
出してT1時からT2時の場合はおやすみ運転と判定する
など、おやすみ運転であると検出可能な手段であればそ
の手段は限定されない。
【0010】人体位置検出手段12は、たとえば、赤外
線センサなどによって得られた赤外線画像情報を画像処
理することにより、人体位置を検出する手段であり、図
2に示したように、空気調和機を原点(0、0)とする
座標系における座標(X、Y)で人体位置を検出し、座
標(X、Y)を人体位置信号121として風向制御信号
生成手段13に出力する。なお、これ以外にも、リモコ
ン装置などからの出力信号を受信して自動的に発信位置
から人体位置を検出する手段、人体位置を使用者がリモ
コン装置などによって入力する方法など、人体位置を検
出する手段であれば、その検出手段は限定されない。
【0011】風向制御信号生成手段13は、運転状態検
出手段11が出力する運転状態検出信号111がおやす
み運転を示しているとき、風向を人体位置から避けた方
向に制御する風向制御信号131を生成して空気調和機
14に出力する。たとえば、人体位置信号121が
(X、Y)であるとすると、風向制御信号131はX=
0のY軸に対称な(−X、Y)に対応する風向Aの方向
と決定し、空気調和機14に出力する。空気調和機14
は、風向制御信号131を基に風向制御を自動的かつ容
易に行うことができる。
【0012】なお、図2に示したように、原点(0、
0)を中心として人体位置を±R度回転させた2方向の
うち風向BまたはB’のどちらかを風向制御信号として
もよく、気流が人に直接当らないように、人体位置から
避けた方向であれば、上記風向制御信号に限定されな
い。
【0013】以上のように、本実施例によれば、おやす
み運転のとき、人体位置に基づいて空気調和機の風向を
人体位置から避けた方向に制御することにより、気流感
を緩和する風向制御を自動的かつ容易に行うことがで
き、睡眠時における快適性、および操作性の向上を図る
ことができる。
【0014】(実施例2)以下、本発明の 一実施例について図面を参照しながら説
明する。図3は本実施例の構成を示すブロック図であ
る。なお、実施例1と同じ構成要素には同一号を付与
して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例1と異な
る点は、空気調和機の設置位置を検出する設置位置検出
手段21を備え、設置位置信号211を風向制御信号生
成手段13に出力することにある。
【0015】上記構成において、その動作を説明する。
設置位置検出手段21は、たとえば赤外線センサなどに
よって得られた赤外線画像情報を画像処理することによ
り人体位置を検出し、その人体位置の累積から人体の行
動範囲を検出し、人体の行動範囲が部屋の範囲にほぼ対
応し、行動範囲の偏りから、たとえば、図4に示したよ
うに、空気調和機の設置位置が壁の右側、中央、または
左側のいずれにあるかを検出し、設置位置信号211と
して風向制御信号生成手段13に出力する。風向制御信
号生成手段13は、運転状態検出手段11が出力する運
転状態検出信号111がおやすみ運転を示していると
き、人体位置検出手段12と設置位置検出手段21がそ
れぞれ出力する人体位置信号121と設置位置信号21
1により、風向を人体位置から避けるとともに、できる
限り部屋の中央付近に風向を決定して部屋の温度分布を
できる限りよくする方向に制御するように風向制御信号
131を決定して空気調和機14に出力する。なお、手
動でリモコン装置などにより空気調和機の設置位置を入
力するなど、設置位置が検出可能な他の手段であっても
よい。
【0016】以下、風向制御信号生成手段13における
風向制御信号131の決定方法について詳細に説明す
る。たとえば、図5(a)に示したように、設置位置検
出手段21が出力した設置位置信号211が右設置のと
き、表1に従って、人体位置検出手段12が出力する人
体位置信号121のX座標をxとすると、xが0以下で
あれば左右風向回転角度を+r1度、0より大きくx1以
下のときは+r2度、x1より大きいときは−r3度とす
る。
【0017】
【表1】
【0018】ここで、x1〜x4はあらかじめ設定してあ
る閾値であり、また、左右風向回転角度は原点(0,
0)を中心として、時計周り方向を正とし、この左右風
向回転角度の方向を風向とする。
【0019】設置位置信号211が中央設置のとき、表
2に従って、人体位置信号121のX座標がx2以下で
あれば左右風向回転角度はr4度、x2より大きく0以下
のときはr5度、0より大きくx3以下のときは−r6
度、x3より大きいときは−r7度とする。
【0020】
【表2】
【0021】設置位置信号211が左設置のとき、表3
に従って、人体位置信号121のX座標がx4以下であ
れば左右風向回転角度はr8度、x4より大きく0以下の
ときは−r9度、0より大きいときは−r10度とする。
【0022】
【表3】
【0023】以上のように、本実施例によれば、おやす
み運転時、人体位置および設置位置に基づいて空気調和
機の風向を人体位置から避けるとともに、できる限り部
屋の中央付近に風向を決定し、部屋の温度分布をできる
限りよくする風向の制御を自動的に行うことにより、睡
眠時における、快適性、操作性をより一層向上させるこ
とができる。
【0024】なお、本実施例では、設置位置の分類を3
つ、X座標の分類を3ないし4つとして左右方向回転角
度rを決定したが、分類の個数を限定するものではな
い。また、おやすみ運転時に、人体位置と空気調和機の
設置位置とを考慮して風向を人体位置から避けるととも
に、できる限り部屋の中央付近に風向を決定し、部屋の
温度分布をできる限りよくする手段であれば、その手段
は限定されない。
【0025】(実施例3)以下、本発明の 一実施例について図面を参照しながら説
明する。図6は本実施例の構成を示すブロック図であ
る。なお、実施例1および実施例2と同じ構成要素には
同一号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が
実施例2と異なる点は、運転モード記憶手段31を備
え、空気調和機14が出力する運転モード信号142を
入力して記憶し、運転モード記憶信号311を風向制御
信号生成手段13に出力することにある。
【0026】上記構成においてその動作を説明する。運
転モード記憶手段31は、空気調和機14が運転する暖
房運転、冷房運転などの運転モードを記憶し、運転モー
ド記憶信号311として風向制御信号生成手段13に出
力する。風向制御信号生成手段13は、運転状態検出手
段11が出力する運転状態検出信号111がおやすみ運
転を示すとき、人体位置検出手段12と設置位置検出手
段21と運転モード記憶手段31がそれぞれ出力する人
体位置信号121と設置位置信号211と運転モード記
憶信号311に基づいて、風向を人体位置から避けると
ともに、できる限り部屋の中央付近に風向を決定し、部
屋の温度分布をできる限りよくし、さらに、気流の到達
距離を延ばす方向に制御するように風向制御信号131
を決定し、空気調和機14に出力する。
【0027】以下、風向制御信号生成手段13における
風向制御信号131の決定方法について詳細に説明す
る。左右方向の風向に関しては実施例2で説明した風向
制御信号と同様の方法で決定し、風向制御信号131と
して空気調和器14に出力する。つぎに、本実施例の特
徴である上下方向の風向における風向制御信号131の
決定方法について説明する。図7は本実施例における上
下方向の風向を示す模式図である。たとえば、図7
(b)に示したように、運転モード記憶手段31が出力
する運転モード記憶信号311が暖房運転時には、風向
を図7(a)に示した標準風向より△z1度下向きに
し、図7(c)に示したように、冷房運転時には風向を
標準風向より△z2度上向きにする。このように決定し
た風向制御信号131を空気調和機14に出力する。
【0028】以上のように、本実施例によれば、おやす
み運転時、人体位置、設置位置および運転モードに基づ
いて空気調和機の風向を人体位置から避けるとともに、
できる限り部屋の中央付近に風向を決定し、部屋の温度
分布をできる限りよくし、さらに気流の到達距離を延ば
す方向に制御することにより、気流感を緩和し、部屋の
温度分布を実施例2の手段以上によくでき、睡眠時にお
ける快適性、操作性および経済性をより一層向上させる
ことができる。
【0029】(実施例4)以下、本発明の 一実施例について図面を参照しながら説
明する。図8は本実施例の構成を示すブロック図であ
る。なお、実施例1〜実施例3と同じ構成要素には同一
号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施
例3と異なる点は、吹き出し温度検出手段41と風量記
憶手段42とを備え、それぞれ吹き出し温度信号411
と風量記憶信号421を風向制御信号生成手段13に出
力することにある。
【0030】上記構成においてその動作を説明する。吹
き出し温度検出手段41は、吹き出し温度をサーミスタ
などにより検出し、吹き出し温度信号411を風向制御
信号生成手段13に出力する。なお、これ以外にも吹き
出し温度を直接的に検出する他の手段や、空気調和機の
熱交換器の温度など、吹き出し温度と相関のある温度を
検出する手段であれば、その手段は限定されない。ま
た、風量記憶手段42は、空気調和機14が運転する風
量に対応する風量信号143を入力して記憶し、風量記
憶信号421を風向制御信号生成手段13に出力する。
【0031】風向制御信号生成手段13は、運転状態検
出手段11が出力する運転状態検出信号11がおやすみ
運転を示すとき、人体位置検出手段12、設置位置検出
手段21、運転モード記憶手段31、吹き出し温度検出
手段41、風量記憶手段42がそれぞれ出力する人体位
置信号121、設置位置信号211、運転モード記憶信
号311、吹き出し温度信号411、風量記憶信号42
1に基づいて、風向を人体位置からさけるとともに、で
きる限り部屋の中央付近に風向を決定し、部屋の温度分
布をできる限りよくし、かつ気流の到達距離をさらに延
ばす方向に制御する風向制御信号131を決定し、空気
調和機14に出力する。
【0032】以下、風向制御信号生成手段13における
風向制御信号131の決定方法について詳細に説明す
る。左右方向の風向に関しては実施例2で説明した風向
制御信号と同様の方法で決定する。上下方向の風向にお
ける風向制御信号131の決定方法は下記のように決定
する。
【0033】たとえば、運転モード記憶手段31からの
出力値である運転モード記憶信号311が、暖房運転時
には表4を、冷房運転時には表5を基に、吹き出し温度
検出手段41および風量記憶手段42からの出力値、吹
き出し温度信号411および風量記憶信号421よりあ
らかじめ実験などにより決定した上下風向シフト量△z
を、実施例3で説明した方法と同じ方法で標準風向に加
算する。
【0034】
【表4】
【0035】
【表5】
【0036】たとえば、暖房運転時に吹き出し温度tが
T1以上T2未満、風量qがQ2以上Q3未満のときは、標
準風向に対して△Z5度下向きに風向を制御する。ここ
で、T1〜T5はあらかじめ設定されている吹き出し温度
の閾値、また、Q1〜Q5もあらかじめ設定されている風
量の閾値である。
【0037】以上のように、本実施例によれば、おやす
み運転時、人体位置、設置位置、運転モード、吹き出し
温度および風量に基づいて空気調和機の風向を人体位置
から避けるとともに、できる限り部屋の中央付近に風向
を決定し、部屋の温度分布をできる限りよくし、かつ気
流の到達距離をさらに延ばす方向に制御することによ
り、気流感を緩和し、部屋の温度分布をさらに一層よく
するように風向を自動的かつ容易に制御することがで
き、睡眠時における、快適性、操作性および経済性をよ
り一層向上させることができる。
【0038】なお、本実施例では、運転モードの分類を
2つ、吹き出し温度の分類を3つ、風量の分類を3つと
してシフト量を決定したが、これ以上に分類するなど、
上下風向のシフト量を決定するものであれば、その対象
に対する分類の個数は制限されない。また、上記以外に
も、おやすみ運転時、人体位置、空気調和機の設置位
置、運転モード、吹き出し温度および風量を考慮して、
人体位置から気流を避け、部屋の温度分布を一様に保つ
ために気流の到達距離を上げるための風向を決定する手
段であれば、その手段は限定されない。
【0039】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1に係わる本発明は、空気調和機の通常運転、おやすみ
運転などの運転状態を検出して運転状態検出信号を出力
する運転状態検出手段と、人体位置を検出して人体位置
信号を出力する人体位置検出手段と、前記人体位置信号
の累積からの人体の行動範囲に基づいて前記空気調和機
の設置位置を検出して設置位置信号を出力する設置位置
検出手段と、前記運転状態検出信号と前記人体位置信号
前記設置位置信号とを入力し、前記運転状態検出信号
がおやすみ運転を示すとき、前記人体位置と前記設置位
置とに基づいて、風向を制御する信号を生成する風向制
御信号生成手段とを備え、また、請求項2に係わる本発
明は、さらに前記空気調和機の設置位置を検出して設置
位置信号を出力する設置位置検出手段と、前記空気調和
機の冷房運転および暖房運転などの運転モードを記憶し
て運転モード記憶信号を出力する運転モード記憶手段
、前記運転状態検出信号と前記人体位置信号と前記設
置位置信号と前記運転モード記憶信号とを入力し、前記
運転状態検出信号がおやすみ運転を示すとき、前記人体
位置と前記設置位置と前記運転モードとに基づいて、風
向を制御する信号を生成する風向制御信号生成手段とを
備え、また、請求項3に係わる本発明は、さらに前記空
気調和機の冷房運転および暖房運転などの運転モードを
記憶して運転モード記憶信号を出力する運転モード記憶
手段と、吹き出し温度を検出して吹き出し温度信号を出
力する吹き出し温度検出手段と、風量を記憶して風量記
憶信号を出力する風量記憶手段と、前記運転状態検出信
号と前記人体位置信号と前記設置位置信号と前記運転モ
ード記憶信号と前記吹き出し温度信号と前記風量記憶信
とを入力し、前記運転状態検出信号がおやすみ運転を
示すとき、前記人体位置と前記設置位置と前記運転モー
と前記吹き出し温度と前記風量とに基づいて、風向を
制御する信号を生成する風向制御信号生成手段とを備え
たことにより、風向を睡眠中の人体方向から避けるよう
にし、かつ部屋の温度分布を最適にするように自動的に
設定して、快適感と操作性と経済性とを向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における空気調和機の制御装
の構成を示すブロック図
【図2】同実施例における人体位置と風向を座標で示す
平面図
【図3】本発明の実施例2における空気調和機の制御装
の構成を示すブロック図
【図4】同実施例における空気調和機の設置位置を示す
平面図
【図5】同実施例における風向を示す平面図
【図6】本発明の実施例3における空気調和機の制御装
置の構成を示すブロック図
【図7】同実施例における上下方向の風向を示す模式図
【図8】本発明の実施例4における空気調和機の制御装
置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
11 運転状態検出手段 12 人体位置検出手段 13 風向制御信号生成手段 14 空気調和機 21 設置位置検出手段 31 運転モード記憶手段 41 吹き出し温度検出手段 42 風量記憶手段 111 運転状態検出信号 121 人体位置信号 211 設置位置信号 311 運転モード記憶信号 411 吹き出し温度信号 421 風量記憶信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−225143(JP,A) 特開 平3−230043(JP,A) 特開 昭62−237241(JP,A) 特開 昭63−243650(JP,A) 特開 平5−203225(JP,A) 特開 平4−103950(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 11/02 102

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気調和機の通常運転、おやすみ運転な
    どの運転状態を検出して運転状態検出信号を出力する運
    転状態検出手段と、人体位置を検出して人体位置信号を
    出力する人体位置検出手段と、前記人体位置信号の累積
    からの人体の行動範囲に基づいて前記空気調和機の設置
    位置を検出して設置位置信号を出力する設置位置検出手
    段と、前記運転状態検出信号と前記人体位置信号と前記
    設置位置信号とを入力し、前記運転状態検出信号がおや
    すみ運転を示すとき、前記人体位置と前記設置位置と
    基づいて、風向を制御する信号を生成する風向制御信号
    生成手段とを備えた空気調和機の制御装置。
  2. 【請求項2】 空気調和機の通常運転、おやすみ運転な
    どの運転状態を検出して運転状態検出信号を出力する運
    転状態検出手段と、人体位置を検出して人体位置信号を
    出力する人体位置検出手段と、前記空気調和機の設置位
    置を検出して設置位置信号を出力する設置位置検出手段
    と、前記空気調和機の冷房運転および暖房運転などの運
    転モードを記憶して運転モード記憶信号を出力する運転
    モード記憶手段と、前記運転状態検出信号と前記人体位
    置信号と前記設置位置信号と前記運転モード記憶信号
    を入力し、前記運転状態検出信号がおやすみ運転を示す
    とき、前記人体位置と前記設置位置と前記運転モード
    に基づいて、風向を制御する信号を生成する風向制御信
    号生成手段とを備えた空気調和機の制御装置。
  3. 【請求項3】 空気調和機の通常運転、おやすみ運転な
    どの運転状態を検出して運転状態検出信号を出力する運
    転状態検出手段と、人体位置を検出して人体位置信号を
    出力する人体位置検出手段と、前記空気調和機の設置位
    置を検出して設置位置信号を出力する設置位置検出手段
    と、前記空気調和機の冷房運転および暖房運転などの運
    転モードを記憶して運転モード記憶信号を出力する運転
    モード記憶手段と、吹き出し温度を検出して吹き出し温
    度信号を出力する吹き出し温度検出手段と、風量を記憶
    して風量記憶信号を出力する風量記憶手段と、前記運転
    状態検出信号と前記人体位置信号と前記設置位置信号と
    前記運転モード記憶信号と前記吹き出し温度信号と前記
    風量記憶信号とを入力し、前記運転状態検出信号がおや
    すみ運転を示すとき、前記人体位置と前記設置位置と前
    記運転モードと前記吹き出し温度と前記風量とに基づい
    て、風向を制御する信号を生成する風向制御信号生成手
    段とを備えた空気調和機の制御装置。
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