JP5098881B2 - 空調制御システム - Google Patents

Description

本発明は、寝室の空調制御に関し、特に就寝者に対して快適な空調を行うための対策に係るものである。

従来より、寝室の空調制御を行う空調制御システムとしては、寝床に複数の温度センサを設け、この温度センサに基づいて空調機（空調手段）の制御を行うものが知られている。

例えば特許文献１の空調制御システムでは、寝床の両側部に亘って複数の温度センサを配列し、寝床の複数点の温度を検出するようにしている。そして、各温度センサの検出温度より、寝床の温度分布を導出し、この温度分布から就寝者の就寝位置や、寝床の平均温度を求める。空調制御システムは、以上のようにして得た就寝者の周囲環境の状況に基づいて、空調機の空調能力を制御する。これにより、特許文献１の空調制御システムでは、就寝環境の快適性の向上を図っている。
特開２００６−２９６６９号公報

ところが、特許文献１のような空調機の制御を行ったとしても、厳密には就寝者によって温度の感じ方が異なる。つまり、同じ就寝環境であっても、個体差により就寝者が感じる快適度は変化する。従って、上記の空調制御を行っても、個体差により就寝者が暑さや寒さを感じてしまい、中途覚醒したり、睡眠が浅くなったりする虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、就寝者の個体差に依らず、就寝者が安眠できるような就寝環境を実現できる空調制御システムを提供することである。

第１の発明は、室内の空気を調和する空調手段（10）を備えた空調制御システムを対象とし、就寝者の睡眠の質を導出する睡眠質導出部（20,55）と、室内の空調状態を検出する空調状態検出部（26）と、上記睡眠質導出部（20,55）で導出した睡眠の質と、上記空調状態検出部（26）で検出した室内の空調状態とを所定の時間毎に記憶していく記憶部（42）と、該記憶部（42）に記憶された睡眠の質と空調状態との関係から、室内の最適な空調状態を導出する最適空調状態導出部（44）と、上記記憶部（42）に上記睡眠の質と空調状態とを記憶させる期間中に、上記空調手段（10）の空調能力を所定の変動幅で変化させる空調能力制御部（45）とを備えていることを特徴とする。

第１の発明では、睡眠質導出部（20,55）が就寝者の睡眠の質を導出する。また、空調状態検出部（26）は、室内の空調状態を検出する。記憶部（42）には、上記の睡眠質とこの睡眠質に対応する空調状態とが所定時間毎に記憶されていく。ここで、睡眠の質と室内の空調状態との間には、一定の関係が成立する。つまり、就寝者にとって空調状態が適当である場合には睡眠質も良くなり、空調状態が適当でない場合には睡眠質も悪化する。そこで、最適空調状態導出部（44）は、この睡眠質と空調状態との関係から、室内の最適な空調状態を導出する。従って、その後には、室内が上記の最適な空調状態となるように空調手段（10）の空調能力を制御することで、就寝者の個体差に依らず、就寝者の睡眠質を向上させることができる。

また、本発明では、記憶部（42）に睡眠質と空調状態とを記憶させる期間中に、空調能力制御部（45）が空調手段（10）の空調能力を所定の変動幅で変化させる。これにより、この期間中には、室内の空調状態が所定の範囲で変化するので、室内の空調状態と睡眠質との関係を広範囲に亘って得ることができる。即ち、室内の空調状態が一定となってしまうと、空調状態と睡眠質との関係を充分に得ることができず、このため、睡眠質を向上させるための最適な空調状態を精度良く求めることができない虞がある。しかしながら、本発明では、記憶部（42）の記憶期間中に、室内の空調状態を強制的に変化させるようにしているので、就寝者の睡眠質と空調状態との関係を広範囲に亘って得ることができ、最適な空調状態を精度良く求めることができる。

第２の発明は、第１の発明において、上記空調手段（10）は、室内の温度を調節するように構成され、上記空調状態検出部は、上記室内の空調状態としての室内の温度を検出する温度検出部（26）で構成され、上記記憶部（42）は、上記睡眠質導出部（20,55）で導出した睡眠の質と、上記温度検出部（26）で検出した室内の温度とを所定の時間毎に記憶していくように構成され、上記最適空調状態導出部（44）は、上記記憶部（42）に記憶された睡眠の質と室内の温度との関係から、室内の最適な温度を導出するように構成され、上記空調能力制御部（45）は、上記記憶部（42）に上記睡眠の質と室内温度とを記憶させる期間中に、室内の温度が所定の温度幅で変化するように上記空調手段（10）の温調能力を変化させることを特徴とするものである。

第２の発明の空調手段（10）は、室内の温度を調節する。そして、空調状態検出部としての温度検出部（26）が、室内の温度を検出する。記憶部（42）には、上記の睡眠質とこの睡眠質に対応する室内の温度とが所定時間毎に記憶されていく。ここで、睡眠の質と室内の温度との間には、一定の関係が成立する。つまり、就寝者にとって室内の温度が適温となれば睡眠質も良くなり、室内の温度が適温でない場合には睡眠質も悪化する。そこで、最適空調状態導出部（44）は、この睡眠質と室内の温度との関係から、室内の最適な温度を導出する。従って、その後には、室内が最適な室内温度となるように空調手段（10）の温調能力を制御することで、就寝者の個体差に依らず、就寝者の睡眠質を向上させることができる。

また、本発明では、記憶部（42）に睡眠質と室内の温度とを記憶させる期間中に、空調能力制御部（45）が空調手段（10）の空調能力を変化させ、これにより、室内の温度が所定の温度幅で変化する。このため、ある程度の幅を持った室内の温度と、これらの室内の温度に対応する睡眠質との関係を得ることができる。従って、このような関係から、就寝者にとって最適な室内の温度を精度良く求めることができる。

第３の発明は、第２の発明において、上記空調能力制御部（45）は、所定の上限温度と該上限温度よりも低い所定の下限温度との間で室内の温度が周期的に変化するように上記空調手段（10）の温調能力を変化させることを特徴とするものである。

第３の発明の空調能力制御部（45）は、記憶部（42）に睡眠質と室内温度とが記憶されていく期間中に、室内温度が上限温度と下限温度との間で周期的に変化するように、空調手段（10）の温調能力を制御させる。これにより、記憶部（42）には、ある程度の温度幅を持った温度データが、比較的均一な出現頻度で記憶されていく。そして、記憶部（42）には、これらの温度データに応じた睡眠質も記憶されていく。その結果、記憶部（42）には、室内の温度と睡眠質との関係として信頼性の高いデータが蓄積される。従って、このような関係から、就寝者にとって最適な室内の温度を高精度に求めることができる。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つにおいて、就寝者の入眠を判定する入眠判定部（53）と、就寝者の目覚めを判定する目覚め判定部（54）とを備え、上記最適空調状態導出部（44）は、上記入眠判定部（53）で就寝者が入眠したと判定された時点から上記目覚め判定部（54）で就寝者が目覚めたと判定された時点に至るまでの期間において、上記記憶部（42）に記憶された睡眠の質と空調状態との関係から、室内の最適な空調状態を導出することを特徴とするものである。

第４の発明では、就寝者が入眠したことを入眠判定部（53）が判定する。また、就寝者が目覚めたことを目覚め判定部（54）が判定する。なお、ここでいう「入眠」とは、就寝者が夜等に寝具に入床してから初めて眠りに着く動作を意味し、例えば就寝者が一時的に中途覚醒した後に再び眠りに着く動作は含まない。また、ここでいう「目覚め」とは、就寝者が朝等に寝具から離床する直前に覚醒する動作を意味し、入眠後に夜中等に一時的に中途覚醒する動作は含まない。本発明の最適空調状態導出部（44）は、上記の「入眠」から「目覚め」に至るまでの期間における室内の空調状態と就寝者の睡眠質との関係から、室内の最適な空調状態を導出する。これにより、就寝者の入眠前や目覚め後のデータを省きながら就寝者の最適な空調状態を求めることができる。

第５の発明は、第４の発明において、上記最適空調状態導出部（44）は、上記入眠判定部（53）で就寝者が入眠したと判定された時点から所定の時間が経過するまでの第１期間と、該第１期間の終了時点から所定の時間が経過するまでの第２期間と、該第２期間の終了時点から上記目覚め判定部（54）で就寝者が目覚めたと判定された時点に至るまでの第３期間とにおいて、上記記憶部（42）に記憶された期間毎の睡眠の質と室内の温度との関係から、該期間毎の室内の最適な空調状態をそれぞれ導出することを特徴とすることを特徴とするものである。

第５の発明では、上記「入眠」から「目覚め」に至るまでの期間が、第１期間と第２期間と第３期間とに区分される。ここで、第１期間は、睡眠の前期に相当し、「入眠」の時点から所定時間経過するまでの期間である。第２期間は、睡眠の中間期に相当し、第１期間と第３期間の間の期間である。第３期間は、睡眠の後期に相当し、第２期間の終了時点から「目覚め」の時点に至るまでの期間となる。就寝者の睡眠質と室内の空調状態との関係は、このような就寝者の睡眠の期間によっても異なることがある。そこで、本発明では、これらの第１から第３までの期間毎の各データに基づいて、最適空調状態検出部（26）が最適な空調状態をそれぞれ導出する。従って、その後には、これらの期間毎において、最適空調状態を充足させるように空調手段（10）の空調能力を制御することで、これらの各期間で就寝者の睡眠質を向上させることができる。

第６の発明は、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、上記睡眠質導出部（20,55）は、就寝者の体動を検出する体動検出部（20）を有し、該体動検出部（20）で検出した体動に基づいて就寝者の中途覚醒を上記睡眠質として導出するように構成され、上記記憶部（42）は、上記空調能力制御部（45）によって空調手段（10）の温調能力を変化させる運転中に、上記睡眠質導出部（20,55）で検出した就寝者の中途覚醒と、上記空調状態検出部（26）で検出した室内の空調状態とを所定の時間毎に記憶していくように構成され、上記最適空調状態導出部（44）は、上記記憶部（42）に記憶された睡眠の質と室内の空調状態との関係から、室内の最適な空調状態を導出することを特徴とするものである。

第６の発明の睡眠質導出部（20,55）では、体動検出部（20）が就寝者の体動を検出し、この体動に基づいて就寝者の「中途覚醒」が導出される。ここで、「中途覚醒」は、就寝者が「入眠」してから「目覚め」に至るまでの間の就寝者の睡眠期間中に、就寝者が一時的に覚醒する動作を意味する。室内の空調状態が良い場合には、中途覚醒の発生頻度が多くなり、室内の空調状態が悪化する場合には、中途覚醒の発生頻度が少なくなる。そこで、記憶部（42）は、このような中途覚醒と空調状態との関係を記憶し、最適空調状態導出部（44）は、このような関係から中途覚醒を抑制するための最適な空調状態を導出する。

第７の発明は、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、上記睡眠質導出部（20）は、寝具上の就寝者の体動を上記睡眠質として検出するように構成され、上記記憶部（42）は、上記空調能力制御部（45）によって空調手段（10）の温調能力を変化させる運転中に、上記睡眠質導出部（20）で検出した就寝者の体動の大きさと、上記空調状態検出部（26）で検出した室内の空調状態とを所定の時間毎に記憶していくように構成され、上記最適空調状態導出部（44）は、上記記憶部（42）に記憶された体動の大きさと室内の空調状態との関係から、室内の最適な空調状態を導出するように構成されていることを特徴とする。

第７の発明の睡眠質導出部（20）は、就寝者の体動を検出する。室内の空調状態が悪化すると、就寝者が中途覚醒したり寝返りを起こす等により、就寝者の体動が大きくなる。一方、室内の空調状態が良くなると、就寝者は安静に睡眠を継続することから、就寝者の体動も小さくなる。そこで、記憶部（42）は、このような体動の大きさと空調状態との関係を記憶する。最適空調状態導出部（44）は、このような体動の大きさと空調状態との関係から就寝者の体動を低減するための最適な空調状態を導出する。

本発明によれば、記憶部（42）に記憶させた室内の空調状態と就寝者の睡眠の質との関係から、就寝者の最適な空調状態を導出するようにしている。これにより、その後には、導出された最適空調状態を充足させるように空調手段（10）の空調能力を制御することで、就寝者の個体差に応じた空調を行うことができ、就寝者に対して良好な就寝環境を得ることができる。

特に、本発明では、記憶部（42）の記憶期間中において、空調手段（10）の空調能力を所定の変動幅で変化させるようにしている。これにより、この期間中には、室内の空調状態が強制的に変化するので、室内の空調状態と睡眠質との関係を広範囲に亘って得ることができ、睡眠質を良くするための最適な空調状態を精度良く求めることができる。

第２の発明では、室内の温度と就寝者の睡眠質との関係から、就寝者にとって最適な室内温度を導出することができる。また、記憶部（42）の記憶期間中に室内温度を変化させることで、比較的広範囲の室内温度と、就寝者の睡眠質との関係を得ることができるので、信頼性の高い最適室内温度を導出することができる。

特に、第３の発明では、記憶部（42）の記憶期間中に、室内の温度を上限温度と下限温度との間で周期的に変化させているので、記憶部（42）に記憶される各室内温度の出現頻度が均一となり、一層信頼性の高い最適室内温度を導出することができる。

また、第４の発明では、就寝者が入眠した時点から目覚めた時点までの間のデータを用いて最適な空調状態を導出するようにしている。これにより、不要なデータを省いて信頼性の高い最適空調状態を導出することができる。

特に、第５の発明では、就寝者が入眠してから目覚めるまでの期間を３つの期間に区分し、各期間について、それぞれ最適な空調状態を導出するようにしている。これにより、就寝者の睡眠の期間（睡眠の段階）に応じた最適な空調状態を導出することができる。

更に、第６の発明では、就寝者の睡眠質としての中途覚醒と室内の空調状態との関係から最適な空調状態を導出している。これにより、就寝者の中途覚醒を最小限に抑えることが可能な最適空調状態を求めることができる。また、第７の発明では、就寝者の睡眠質としての体動の大きさと室内の空調状態との関係から最適な空調状態を導出している。これにより、就寝者の体動の大きさを最小限に抑えることが可能な最適空調状態を求めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施形態に係る空調制御システム（1）は、寝室（5）内に設置された空調機（10）を制御するものである。

図１に示すように、空調機（10）は、例えば壁掛け式のエアコンで構成されている。空調機（10）は、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えており、熱交換器（図示省略）内の冷媒により冷却又は加熱した空気を寝室（5）へ供給する。つまり、空調手段は、空気を温調することで室内の空気を調和する空調手段を構成している。

図１及び図２に示すように、上記空調制御システム（1）は、体動センサ（20）と温度センサ（26）と本体部（30）とを備えている。

体動センサ（20）は、寝室（5）のベッドや布団等の寝具（6）上の就寝者から生起する体動を検出するためのものである。つまり、体動センサ（20）は、就寝者の体動を体動信号として検知する体動検出部を構成している。体動センサ（20）は、チューブ状の部材からなり、外部から加わる圧力を検知して本体部（30）へ伝えるように構成されている。即ち、体動センサ（20）は、就寝者の体動に伴う振動を圧力変動として検知するための感圧部（21）と、この圧力変動を本体部（30）に伝達するための圧力伝達部（22）とを備えている。

感圧部（21）は、細長で中空状のチューブによって構成されており、寝具（6）のマットや敷き布団等の下に敷設されている。また、圧力伝達部（22）も、感圧部（21）と同様、中空状のチューブによって構成されており、接続部（23）を介して感圧部（21）と連結している。また、感圧部（21）は、圧力伝達部（22）よりも大径に形成されている。就寝者が寝具（6）に横臥すると、就寝者の体動に伴う圧力・振動が感圧部（21）に伝達され、感圧部（21）の内圧が圧力伝達部（22）を伝わって本体部（30）の受圧部（31）に作用する。

上記受圧部（31）は、箱状の本体部（30）内に埋設されている。受圧部（31）は、圧力伝達部（22）における接続部（23）と反対側の端部が嵌合する取付部（32）を有している。取付部（32）は、略円環状に形成されて内方に向かって凹んだ凹部（32a）と、該凹部（32a）内に突設されて圧力伝達部（22）の端部に内嵌する凸部（32b）とを有している。凸部（32b）には、貫通穴（32c）が形成されており、感圧部（21）で発生した内圧は貫通穴（32c）を通じて受圧部（31）へ伝達される。

また、受圧部（31）は、その内部に受圧用センサ（33）を有している。受圧用センサ（33）は、マイクロフォンや圧力センサ等によって構成されている。受圧用センサ（33）は、感圧部（21）で発生した内圧を受け、この内圧を電圧に変化して本体部（30）内の回路ユニット（40）へ信号として出力するように構成されている。

上記温度センサ（26）は、温度検出部を構成し、寝具（6）上に設けられている。温度センサ（26）は、寝床近傍の空気の温度を検出する。つまり、温度センサ（26）は、寝室（5）の寝床近傍の空調状態を検出する空気状態検出部を構成している。また、温度センサ（26）は、リード線（28）を介して本体部（30）と接続している。温度センサ（26）の検出信号は、リード線（28）を介して本体部（30）内の回路ユニット（40）へ出力される。

図３に示すように、回路ユニット（40）は、信号処理部（41）、睡眠質判定部（50）、記憶部（42）、最適温度導出部（44）、及び空調能力制御部（45）を備えている。

信号処理部（41）は、体動センサ（20）から出力された体動信号を所定の信号に変調するものである。

睡眠質判定部（50）は、上記信号処理部（41）で変調された信号に基づいて、就寝者の睡眠の質を関する指標を導出する。睡眠質判定部（50）は、離床判定部（51）と睡眠判定部（52）と入眠判定部（53）と目覚め判定部（54）と中途覚醒判定部（55）とを備えている。

離床判定部（51）は、就寝者が寝具（6）に在床状態であるか、離床状態であるかを判定するものである。離床判定部（51）による判定は、上記信号処理部（41）で変調した体動信号と、所定の離床判定閾値との大小比較によって行われる。具体的には、体動信号が所定時間以上継続して離床判定閾値を上回る場合、就寝者から体動が生起しているとみなされるので、この場合には離床判定部（51）が「在床」と判定する。一方、体動信号が離床判定閾値を下回る場合、就寝者から体動が生起していないとみなされるので、この場合には離床判定部（51）が「離床」と判定する。

上記睡眠判定部（52）は、寝具（6）上の就寝者が睡眠しているか、覚醒しているかを判定するものである。睡眠判定部（52）による判定は、上記信号処理部（41）で変調した体動信号と、所定の睡眠判定閾値との大小比較によって行われる。具体的には、上記離床判定部（51）で「在床」と判定されている状態で、体動信号が所定時間以上継続して睡眠判定閾値を上回ると「覚醒」と判定され、体動信号が所定時間以上継続して睡眠判定閾値を下回ると「睡眠」と判定される。

上記入眠判定部（53）は、寝具（6）に在床中の就寝者が入眠したか否かを判定するものである。ここで、「入眠」とは、就寝者が寝具（6）に在床した後、初めて眠りに着いた動作を意味する。従って、入眠判定部（53）では、就寝者が「離床」から「在床」と判定されてから最初に就寝者が「睡眠」と判定されると、就寝者が入眠したと判定し、この際の時刻が入眠時刻として導出される。

上記目覚め判定部（54）は、寝具（6）に在床中の就寝者が目覚めたか否かを判定するものである。ここで、「目覚め」とは、就寝者が朝等に寝具から離床する直前に覚醒する動作を意味する。従って、目覚め判定部（54）では、就寝者が「在床」から「離床」と判定された最も直前に就寝者が「覚醒」と判定されると、就寝者が目覚めたと判定し、この際の時刻が目覚め時刻として導出される。

上記中途覚醒判定部（55）は、寝具（6）上で就寝者が入眠してから目覚めるまでの間で、就寝者が一時的に覚醒した（つまり、中途覚醒した）ことを判定するものである。即ち、中途覚醒判定部（55）は、上記入眠時刻から目覚め時刻までの間の期間において、就寝者が「覚醒」と判定されると、就寝者が中途覚醒したと判定し、この時刻が中途覚醒時刻として適宜導出される。

上記記憶部（42）には、体動センサ（20）で検出した体動信号、及び上記温度センサ（26）で検出した寝床内の温度が時系列データとして時々刻々と記憶・蓄積されていく。また、記憶部（42）には、上記睡眠質判定部（50）で導出した就寝者の睡眠質に関する指標も時系列データとして記憶されていく。具体的には、本実施形態では、この睡眠質として、就寝者が中途覚醒したか否かが時系列データとして記憶されていく。つまり、本実施形態では、就寝者の「中途覚醒」が睡眠質として導出される。そして、本実施形態では、上記体動センサ（20）及び中途覚醒判定部（55）が、就寝者の睡眠質としての中途覚醒を導出する睡眠質導出部を構成している。なお、これらの時系列データは、例えば所定時間毎（例えば１分毎）に記憶部（42）に記憶されていく。

上記最適温度導出部（44）は、記憶部（42）に記憶された中途覚醒の有無と室内温度との関係から（図５を参照）、就寝者の最適な室内温度を導出する最適空調状態導出部を構成している。本実施形態の最適温度導出部（44）は、就寝者が「入眠」と判定されてから「目覚め」と判定されるまでの間のデータに基づいて、上記の最適室内温度が導出される。この最適室内温度の導出方法についての詳細は後述する。

上記空調能力制御部（45）は、上記記憶部（42）に中途覚醒の有無及び室内温度の時系列データを記憶させる期間中に、空調機（10）の空調能力を所定の変化幅で変化させるように構成されている（例えば図６を参照）。即ち、回路ユニット（40）には、設定温度入力部（46）が設けられており、この設定温度入力部（46）には、所定の設定温度が入力可能となっている。具体的には、設定温度入力部（46）には、基準目標温度（Ｔcenter）と、この基準目標温度よりも高い上限温度（Ｔupper）と、基準目標温度よりも低い下限温度（Ｔlower）の３種類の温度が入力可能となっている。空調能力制御部（45）は、基準目標温度を基準として、上限温度と下限温度との間で室内の温度が周期的に変化するように、空調機（10）の温調能力を制御する。つまり、空調能力制御部（45）は、空調機（10）の目標温度（設定温度）を図６に示すような周期で変化させる。また、本実施形態の空調能力制御部（45）は、上限温度と下限温度との間で室内の温度が三角波形状となるように、空調機（10）の温調能力を制御する。なお、このような空調機（10）の目標温度の１周期Ｔは、例えば約９０分に設定されている。この９０分という間隔は、一般的に就寝者のＲＥＭ睡眠やＮＯＮＲＥＭ睡眠の１周期に相当する。

−空調制御システムの動作−
空調制御システム（1）の動作について説明する。空調機（10）は、冷房運転と暖房運転とが実行可能となっている。また、空調制御システム（1）では、これらの冷房運転や暖房運転において、就寝者の中途覚醒を防止するための最適な室内温度を導出する予備運転が実行可能となっている。

〈予備運転時の基本動作〉
予備運転は、例えばコントローラ等によって予備運転モードを選択することで実行される。予備運転では、就寝者の就寝期間中において、温度センサ（26）によって寝床内の温度が検出される（ステップＳ１）。同時に、中途覚醒判定部（55）によって中途覚醒の有無が適宜判定される（ステップＳ２）。そして、記憶部（42）には、室内の温度と中途覚醒の有無とが時系列データとして１分間隔毎に記憶されていく。つまり、記憶部（42）には、室内の温度が何度であれば中途覚醒があり、何度であれば中途覚醒が無かった、というような室内の温度と中途覚醒との関係が記憶されていく。

次いで、ステップＳ３において、最適温度導出部（44）は、記憶部（42）に記憶されたデータに基づいて、最適な室内温度を導出する。具体的には、まず、最適温度導出部（44）は、就寝者の就寝期間（入眠時刻から目覚め時刻までの期間）において、記憶部（42）に記憶された全ての室内温度のデータを抽出する。そして、最適温度導出部（44）は、これらの室内温度毎に、中途覚醒の発生頻度を算出する。つまり、最適温度導出部（44）は、室内温度毎に中途覚醒の発生頻度に関する度数分布を構築する。次いで、最適温度導出部（44）は、これらの度数分布を近似した関数（図５に示す太線）を求める。次いで、最適温度導出部（44）は、この関数に基づいて中途覚醒の発生頻度が所定の閾値Ｓを下回る温度を導出する。

図５の例では、点ａから点ｂまでの範囲の室内温度において、中途覚醒の発生頻度が閾値Ｓを下回っている。ここで、冷房運転での最適室内温度を導出する場合には、中途覚醒の発生頻度が閾値Ｓを下回る温度範囲のうち、最も高い室内温度を冷房運転時の最適室内温度として採用する。この最適室内温度（冷房）は、就寝者の中途覚醒を防止でき、且つ冷房運転時の省エネルギー性を考慮した室内温度となる。一方、暖房運転での最適室内温度を導出する場合、中途覚醒の発生頻度が閾値Ｓを下回る温度範囲のうち、最も低い室内温度を暖房運転時の最適室内温度として採用する。この最適室内温度（暖房）は、就寝者の中途覚醒を防止でき、且つ暖房運転時の省エネルギー性を考慮した室内温度となる。

以上のようにして予備運転で最適室内温度が導出された後には、通常運転の空調機（10）の目標温度として、上記最適室内温度を用いることができる。即ち、空調制御システム（1）は、室内の温度が上記の最適室内温度となるように空調機（10）の空調能力を制御する。これにより、就寝者の周囲の室内温度は、この就寝者にとって最適な温度となり、就寝者は安眠することができる。また、冷房運転時には、空調機（10）の目標温度が比較的高めに設定され、暖房運転時には、空調機（10）の目標温度が比較的低めに設定されるので、空調機（10）の省エネルギー性の向上が図られる。

〈予備運転時の空調機の制御〉
ところで、上記の予備運転中において、空調機（10）の目標温度が一定となる運転が行われると、就寝者の周囲の室内温度もほぼ均一に維持されてしまう。このような場合には、予備運転中に記憶部（42）に記憶される室内の温度の範囲が狭くなり、室内温度と就寝者の中途覚醒との関係を充分に得ることができなくなる。即ち、記憶部（42）に記憶される室内温度に関するデータは、できるだけ広範囲であり、且つ各室内温度の出現頻度が均一な頻度である方が、就寝者の中途覚醒を防止するための最適室内温度を精度良く求めることができる。そこで、本実施形態では、上記予備運転中において、空調能力制御部（45）が空調機（10）の温調能力を所定の変動幅で周期的に変化させるようにしている。

具体的には、予備運転中において、就寝者が「入眠」と判定されると、図６に示すように、空調機（10）の目標温度がＴcenterからＴupperに向かって増大変化する。これにより、室内の温度も目標温度と同様の挙動で高くなっていく。図６の例では、室内の温度が比較的高くなることで、就寝者の中途覚醒の発生頻度も多くなっている。空調機（10）の目標温度がＴupperに至ると、空調機（10）の目標温度がＴuuperからＴcenter、更にはＴlowerに向かって減少変化する。これにより、室内の温度も目標温度と同様の挙動で低くなっていく。図６の例では、室内の温度が比較的低くなることで、就寝者の中途覚醒の頻度も多くなっている。空調機（10）の目標温度がＴlowerに至ると、空調機（10）の目標温度は再びＴcenterに至るまで増大変化する。

予備運転中には、このようにして室内の温度が周期的に変動するように空調機（10）の温調能力（目標温度）が制御される。これにより、図６に示すように、予備運転中における所定範囲毎の室内温度の出現頻度は、各室内温度でほぼ同じ頻度となる。その結果、室内温度と中途覚醒との関係を比較的広い温度範囲で導出することができ、且つ中途覚醒の誤判定の影響を小さくして信頼性の高いデータを得ることができる。

−実施形態の効果−
上記実施形態では、予備運転において、記憶部（42）に就寝者の中途覚醒と室内温度とを記憶していき、記憶部（42）に記憶された中途覚醒と室内温度との関係から最適室内温度を導出している。このため、その後の通常運転においては、空調機（10）の目標温度を上記最適室内温度とすることで、就寝者にとって良好な就寝環境を実現でき、就寝者の中途覚醒を必要最小限に抑えることができる。

ここで、本実施形態では、予備運転中に空調機（10）の目標温度、即ち室内温度を周期的に変化させるようにしている。このため、図５に示すように、記憶部（42）に記憶される室内温度の範囲が比較的広範囲となり、且つ各室内温度の出現頻度が均一化される。その結果、室内温度と中途覚醒の関係を正確に求めることができ、この関係から得られる最適室内温度の信頼性が増す。従って、その後の通常運転では、就寝者にとって良好な就寝環境を一層確実に実現させることができる。

更に、上記実施形態では、所定の閾値Ｓを下回る室内温度のうち、最も高い温度を冷房時の最適室内温度としている。また、所定の閾値Ｓを下回る室内温度のうち、最も低い温度を暖房時の最適室内温度としている。従って、通常運転時の空調機（10）では、就寝者の睡眠質を向上でき、且つ省エネルギー性に優れた運転を実現できる。

また、上記実施形態では、就寝者が「入眠」と判定されてから「目覚め」と判定されるまでの期間のデータのみを用いて最適室内温度を導出している。これにより、就寝者の睡眠の質と無関係なデータが最適室内温度の導出に用いられてしまうことを確実に防止でき、最適室内温度の信頼性が更に増すことになる。

−実施形態の変形例−
上記実施形態については、以下のような各変形例の構成としても良い。

〈睡眠質について〉
上記実施形態では、就寝者の中途覚醒を中途覚醒判定部（55）で判定し、この中途覚醒を睡眠質として最適室内温度を求めるようにしている。しかしながら、中途覚醒以外の他の睡眠質を用いて最適室内温度を求めるようにしても良い。

図７及び図８に示す例は、体動センサ（20）で検出した体動信号の大きさ（体動レベル）を就寝者の睡眠質として用いたものである。この例では、予備運転中において、室内温度と就寝者の体動信号とが記憶部（42）に記憶されていく。また、予備運転中には、上記実施形態と同様にして、空調機（10）の空調能力が周期的に変化する。この例の最適温度導出部（44）は、室内温度毎の体動レベルの平均値が算出され、この体動レベルの平均値と室内温度との関数が求められる。そして、最適温度導出部（44）は、この関数に基づいて体動レベルが所定の閾値Ｓを下回る室内温度を導出する。なお、図７は冷房運転での最適室内温度を導出した一例であり、体動レベルが閾値Ｓを下回る室内温度のうち、最も高い温度を冷房運転時の最適室内温度として採用している。

以上のようにして得られた最適室内温度は、体動が比較的小さい（即ち、就寝者が中途覚醒や寝返り等を生起していない）状態での室内温度であり、就寝者の安眠を促進するような室内温度となる。従って、この最適室内温度を目標温度として空調機（10）の空調能力を制御することで、就寝者にとって良好な就寝環境を得ることができる。

〈空調機について〉
上記実施形態の空調機（10）は、室内の温度を調節するものであるが、室内の湿度を調節する空調機について、本発明を適用しても良い。即ち、就寝者の睡眠の質は、室内の温度だけでなく、室内の湿度との間にも所定の関係が成立する。そこで、空調機（10）で調湿が行われる室内について、空気状態検出部としての湿度センサで室内の湿度を検出し、最適空調状態検出部（44）によって、睡眠の質と室内湿度との関係から最適な室内湿度（最適な空調状態）を導出するようにしても良い。

〈最適室内温度の導出に用いる期間について〉
上記実施形態では、就寝者が「入眠」と判定された入眠時刻から就寝者が「目覚め」と判定された目覚め時刻に至るまでの一期間について、室内の温度と睡眠質との関係から最適な室内の温度を導出するようにしている。しかしながら、入眠時刻から目覚め時刻までの期間を複数の期間に区分し、これらの期間毎にそれぞれ最適な室内温度を導出するようにしても良い。

具体的には、例えば入眠時刻から目覚め時刻までの間を第１から第３までの期間に区分する。第１期間は、入眠時刻から所定の時間が経過するまでの期間（睡眠前期）であり、第２期間は、第１期間の終了時点から所定の時間が経過するまでの期間（睡眠中期）であり、第３期間は、第２期間の終了時点から目覚め時刻までの期間（睡眠後期）である。記憶部（42）には、これらの期間毎に室内の温度と睡眠の質（中途覚醒の有無等）が記憶されていく。そして、睡眠質導出部（50）は、これらの期間毎の室内温度と睡眠質との関係から、期間毎に最適室内温度を導出する。

ここで、就寝者の睡眠の質を良好とするための最適な室内温度は、睡眠の前期、中期、後期に依っても変化する。このため、上記のように期間毎に最適室内温度を求めることで、就寝者の睡眠の期間（睡眠の段階）に対応した空調を行うことができる。即ち、各期間の最適室内温度を導出した後の通常運転では、上記第１から第３までの期間と同様のタイミングで第１から第３までの期間を区分する。そして、これらの各期間について、室内の目標温度が対応する最適室内温度となるように空調機（10）の温調能力を制御する。これにより、就寝者の睡眠の段階を考慮した空調を行うことができ、一層最適な就寝環境を実現することができる。

なお、上記予備運転で最適室内温度が導出される期間は、これらの３つの期間に限らず、２つの期間であっても良いし、４つ以上の期間であっても良い。また、例えばＲＥＭ睡眠の期間とＮＯＮＲＥＭ睡眠との期間毎に最適室内温度を導出するようにしても良い。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態では、予備運転中において、目標温度（室内温度）が三角波状に変化するように空調機（10）の空調能力を変化させている（図６を参照）。しかしながら、矩形波状等の他の形状で目標温度を周期的に変化させるようにしても良い。

また、上記実施形態において、予備運転を複数回実行し、各予備運転で得た最適室内温度を記憶部（42）に記憶していくことで、最適室内温度を適宜補正するようにしても良い。具体的には、例えば各予備運転で得た最適室内温度を平均化していくことで、就寝者の睡眠質を一層反映させた最適室内温度を導出することができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、寝室の空調制御において、就寝者に対して快適な空調を行うための空調制御システムについて有用である。

本発明の実施形態に係る空調制御システムの概略図である。 空調制御システムの本体部を拡大した斜視図である。 回路ユニットの構成を示すブロック図である。 空調制御システムの動作を示すフローチャートである。 室内温度と中途覚醒の発生頻度との関係を示したグラフである。 空調機の目標温度の変化、及び中途覚醒の発生を表したタイムチャートである。 室内温度と体動レベルとの関係を示したグラフである。 空調機の目標温度の変化、及び体動レベルの変化を表したタイムチャートである。

符号の説明

1 空調制御システム
10 空調機（空調手段）
20 体動センサ（体動検出部、睡眠質導出部）
26 温度センサ（空調状態検出部、温度検出部）
42 記憶部
44 最適空調状態導出部
45 空調能力制御部
53 入眠判定部
54 目覚め判定部
55 中途覚醒判定部（睡眠質導出部）

Claims (7)

1. 室内の空気を調和する空調手段（10）を備えた空調制御システムであって、
   就寝者の睡眠の質を導出する睡眠質導出部（20,55）と、
   室内の空調状態を検出する空調状態検出部（26）と、
   上記睡眠質導出部（20,55）で導出した睡眠の質と、上記空調状態検出部（26）で検出した室内の空調状態とを所定の時間毎に記憶していく記憶部（42）と、
   上記記憶部（42）に記憶された睡眠の質と空調状態との関係から、室内の最適な空調状態を導出する最適空調状態導出部（44）と、
   上記記憶部（42）に上記睡眠の質と空調状態とを記憶させる期間中に、上記空調手段（10）の空調能力を所定の変動幅で変化させる空調能力制御部（45）とを備えていることを特徴とする空調制御システム。
2. 請求項１において、
   上記空調手段（10）は、室内の温度を調節するように構成され、
   上記空調状態検出部は、上記室内の空調状態としての室内の温度を検出する温度検出部（26）で構成され、
   上記記憶部（42）は、上記睡眠質導出部（20,55）で導出した睡眠の質と、上記温度検出部（26）で検出した室内の温度とを所定の時間毎に記憶していくように構成され、
   上記最適空調状態導出部（44）は、上記記憶部（42）に記憶された睡眠の質と室内の温度との関係から、室内の最適な温度を導出するように構成され、
   上記空調能力制御部（45）は、上記記憶部（42）に上記睡眠の質と室内温度とを記憶させる期間中に、室内の温度が所定の温度幅で変化するように上記空調手段（10）の温調能力を変化させることを特徴とする空調制御システム。
3. 請求項２において、
   上記空調能力制御部（45）は、所定の上限温度と該上限温度よりも低い所定の下限温度との間で室内の温度が周期的に変化するように上記空調手段（10）の温調能力を変化させることを特徴とする空調制御システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
   就寝者の入眠を判定する入眠判定部（53）と、就寝者の目覚めを判定する目覚め判定部（54）を備え、
   上記最適空調状態導出部（44）は、上記入眠判定部（53）で就寝者が入眠したと判定された時点から上記目覚め判定部（54）で就寝者が目覚めたと判定された時点に至るまでの期間において、上記記憶部（42）に記憶された睡眠の質と空調状態との関係から、室内の最適な空調状態を導出することを特徴とする空調制御システム。
5. 請求項４において、
   上記最適空調状態導出部（44）は、上記入眠判定部（53）で就寝者が入眠したと判定された時点から所定の時間が経過するまでの第１期間と、該第１期間の終了時点から所定の時間が経過するまでの第２期間と、該第２期間の終了時点から上記目覚め判定部（54）で就寝者が目覚めたと判定された時点に至るまでの第３期間とにおいて、上記記憶部（42）に記憶された期間毎の睡眠の質と室内の温度との関係から、該期間毎の室内の最適な空調状態をそれぞれ導出することを特徴とする空調制御システム。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
   上記睡眠質導出部（20,55）は、就寝者の体動を検出する体動検出部（20）を有し、該体動検出部（20）で検出した体動に基づいて就寝者の中途覚醒を上記睡眠質として導出するように構成され、
   上記記憶部（42）は、上記空調能力制御部（45）によって空調手段（10）の温調能力を変化させる運転中に、上記睡眠質導出部（55）で検出した就寝者の中途覚醒と、上記空調状態検出部（26）で検出した室内の空調状態とを所定の時間毎に記憶していくように構成され、
   上記最適空調状態導出部（44）は、上記記憶部（42）に記憶された睡眠の質と室内の空調状態との関係から、室内の最適な空調状態を導出することを特徴とする空調制御システム。
7. 請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
   上記睡眠質導出部（20）は、寝具上の就寝者の体動を上記睡眠質として検出するように構成され、
   上記記憶部（42）は、上記空調能力制御部（45）によって空調手段（10）の温調能力を変化させる運転中に、上記睡眠質導出部（42）で検出した就寝者の体動の大きさと、上記空調状態検出部（26）で検出した室内の空調状態とを所定の時間毎に記憶していくように構成され、
   上記最適空調状態導出部（44）は、上記記憶部（42）に記憶された体動の大きさと室内の空調状態との関係から、室内の最適な空調状態を導出することを特徴とする空調制御システム。

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