JP5389727B2 - 空調システム - Google Patents
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Description
図42に示すように、ステップ41で部屋の外側に設けられたカードリーダのチェックを行う一方、ステップ42で部屋の内側に設けられたカードリーダのチェックを行い、ステップ44およびステップ45で在室者の人数を算出し複数人かどうかを判断する。在室者が1人のときはステップ46でROMからその人の最適値を抽出して制御し、在室者が複数人のときは、ステップ47でROMから各人の最適値の平均値又は最大値と最小値の中間の所定値を抽出して環境を制御する。
図43に示すように、この空調制御システム1は、ルータ30を介して互いに接続された在室者管理システム10と中央監視システム20とで構成されており、在室者管理システム10は、在室者が操作するPC11A〜Dと、在室者が保持する無線IDタグ12A〜Dと、アンテナ13と、在室者管理サーバ14と、在室者特定部(図示せず)とを備える一方、中央監視システム20は、空調制御装置21と、制御器22A,22Bと、熱源機23と、空調機24と、計測部25とを備えている。また、空調制御装置21は、平均PMV値演算部(図示せず)と、目標PMV値設定部(図示せず)と、制御値演算部(図示せず)から構成されている。
本構成によって、例えば、寒がり/暑がりという体質なら温度調整を、アトピーや乾燥肌のような体質なら湿度調整を、アレルギーなどの体質であれば空気清浄機能を、といったように個人の体質を加味した運転を行うことができる。
図1は、本発明の実施の形態1における空調システムを示す図である。図1では、空気調和機を制御する制御装置として空気調和機に備え付けのリモートコントローラ100、空気調和機として室内機200および室外機(図示せず)を想定している。リモートコントローラ100と室内機200はそれぞれ通信部300を備え、互いに通信を行うことが可能である。本実施の形態では、リモートコントローラ100と室内機200との信号の送受信手段である通信部300として赤外線を利用するが、特にこれに限られることはなく、無線LANや特定省電力無線、Bluetooth(登録商標)などの他の無線接続であってもよい。また、ethernet(登録商標)、電力線、電灯線、光ファイバ等の有線接続であってもよい。また、制御コントローラとして空気調和機に備え付けのリモートコントローラ100を利用しているが、制御ソフトウェアを搭載した携帯電話やコントローラパネル、PDA、PCなど通信機能を有する他の装置であってもよい。
図2は、本発明の実施の形態1におけるリモートコントローラ100の機能構成を示すブロック図である。図2において、リモートコントローラ100は、特徴設定手段101、操作ボタン群102、記憶部103、表示部104、制御部105、通信部300によって構成されている。操作ボタン群102は、室内機200を操作するための各種ボタンや設定や選択をするための各種操作ボタンの総称であり、例えば、運転切/入ボタン、温度設定ボタン、湿度設定ボタン、などがある。なお、特徴設定手段101は、単独で操作ボタンを設けてもよいし、操作ボタン群102のボタンから設定できる機能であってもよい。本実施の形態では、単独で操作ボタンを設けているものとして説明する。また、特徴設定手段101における、固有情報(固有名称、生体情報)、快適性特徴(体質、体調、活動状態)の設定方法は、本実施の形態では、表示部104に選択可能な情報を表示させ、操作ボタン群102を使って固有名称および快適性特徴(体質、体調、活動状態)を選択・設定し、生体情報は室内機200の生体情報取得手段207(図3参照)により設定するものとして説明するが、特にこれに限定されず他の方法で設定してもよい。ただし、特徴設定手段101によって設定できる個人の快適性特徴の種類はあらかじめ記憶部103に記憶されており、同様の情報が室内機200の記憶部201(図3参照)にも記憶されているものとする。また、特徴設定手段101により設定した情報のうち少なくとも固有名称を記憶部103で管理するものとする。これにより、使用者は設定した個人の快適性特徴を固有名称を元に呼び出し、変更・削除を行うことができる。
図8に図7の特徴設定処理フローのサブルーチンである特徴新規設定処理フローを示す。制御部105は、特徴新規設定処理において、まず固有名称設定処理を行う(図8 S801)。なお、一定時間操作者からの入力を検出できなかった場合、固有名称設定処理を終了し特徴新規設定処理を終了するものとする。
図20に図7の特徴設定処理フローのサブルーチンである特徴変更処理フローを示す。
制御部105は、特徴変更処理において、まず固有名称選択処理(図20 S2001)を行う。
図24に図7の特徴設定処理フローのサブルーチンである特徴削除処理フローを示す。制御部105は、特徴削除処理において、まず固有名称選択処理を行う(図24 S2001)。固有名称選択処理は特徴変更処理と同様である。制御部105は、固有名称の選択を検出すると、室内機200へ削除する情報を送信するために削除通知処理を行う(図24 S2402)。
図3は、本発明の実施の形態1における室内機200の機能構成を示すブロック図である。図3において、空気調和機200は、記憶部201、人体検知手段202、空調空間検知手段210、使用者判定部203、制御指標決定部204、空調制御部205、生体情報取得手段207、制御部208、検出部209、通信部300によって構成されている。検出部209は、人体検知手段202と空調空間内の家具等の位置、日射量等を検知する空調空間検知手段210を備える他、室温センサ、湿度センサなど室内の環境条件を検知する複数のセンサ手段を備え、各種温度や湿度、照度、風量等を検出可能とする。尚、空調空間検知手段210で、空調空間内の人の在不在、またその位置を検知することも可能で、その場合人体検知手段202の代わりとしてもよい。また、記憶部201は不揮発性メモリ(図示せず)に快適性管理テーブル206を格納している。なお、記憶部201には快適性特徴と各快適性特徴毎の補正度が記憶されているものとする。
図4(a)は快適性管理テーブル206の構成を模式的に示す図である。
快適性管理テーブル206では、個人の快適性特徴を個人の固有情報毎に管理しており、その管理情報は、固有名称、生体情報、体質、体調、活動状態を含む。なお、この他に個人ごとに管理すべき情報がある場合は、同様にこのテーブルで管理してもよい。以降、この管理情報の組をエントリと呼ぶことにする。また、管理情報が登録されていないエントリを空きエントリと呼ぶ。
生体情報登録処理および快適性特徴登録処理について説明する。
制御部208はリモートコントローラ100から生体情報取得要求を受信すると、生体情報取得手段207に生体情報取得要求を送信する。生体情報取得手段207は、制御部208から生体情報取得要求を受信すると生体情報を取得し、記憶部201に生体情報設定要求を送信する。
図26に記憶部201の生体情報登録処理フローを示す。記憶部201は、生体情報取得手段207から生体情報設定要求を受信すると、快適性管理テーブル206に対し空きエントリの確認を行う。空きエントリがない場合(S2601でNO)、生体情報取得手段207にエラー応答を返して処理を終了する(S2605)。空きエントリがある場合(S2601でYES)、既に快適性管理テーブル206に同一の生体情報が登録されていないか確認する。同一の情報が登録されている場合(S2602でYES)、生体情報取得手段207にエラー応答を返して処理を終了する(S2605)。同一の情報が登録されていない場合(S2602でNO)、快適性管理テーブル206の空きエントリに生体情報を設定し(S2603)、エントリ番号を生体情報取得手段207に返す(S2604)。
図27に記憶部201の快適性特徴登録処理フローを示す。
記憶部201は、制御部208から快適性特徴設定要求を受信すると、エントリ番号の正当性を確認する。エントリ番号が快適性管理テーブル206に存在しないなどエントリ番号が適切でない場合(S2701でNO)、制御部208にエラー応答を返して処理を終了する(S2703)。エントリ番号が適切な場合(S2701でYES)、快適性管理テーブル206の指定されたエントリに各種情報を設定し、成功の応答を制御部208に返す(S2702)。
以下に、コントローラ100で生体情報を取得する場合の生体情報登録処理および快適性特徴登録処理を示す。空気調和機200において生体情報を取得しない点と、リモートコントローラからの要求メッセージの種類が異なる以外はほぼ同様の処理で実現できる。
図28に人体検出処理フローを示す。
人体検知手段202は、制御部208からの指示を受け定期的に室内の在室者の人数を検出する(S2801)。室内に在室者を検出できなかった場合(S2802でYES)、人体検知手段202は記憶部201の使用者管理テーブルに「不在」を設定する(S2803)。室内に在室者を検出できた場合、複数人か1人かを判定する。検出した人数が複数人の場合(S2802でNO、かつS2804でYES)、人体検知手段202は記憶部201の使用者管理テーブルに「室内」を設定する(S2805)。なお、「不在」および「室内」設定時は、既に同様の設定がされている場合はわざわざ上書きをしなくともよい。検出した人数が1人の場合(S2802でNO、かつ、S2804でNO、かつ、S2806でYES)、使用者判定部203に使用者判定を要求し(S2806)、制御指標決定部204に検出結果を送信する(S2809)。これにより、使用者の変化を検出することができる。
図30に使用者判定処理フローを示す。
使用者判定部203は、人体検知手段202から現在の使用者を判定する要求を受けると、生体情報取得手段207により在室者の生体情報を取得し(S3001)、記憶部201の快適性管理テーブル206で管理しているエントリの生体情報と比較する。生体情報が一致するエントリが存在すれば(S3002でYES)、記憶部201の使用者管理テーブルに快適性管理テーブル206の一致したエントリの固有名称を設定し(S3003)、制御指標決定部204に「一致」の検出結果を通知する(S3004)。固有情報が一致するエントリが存在しなかった場合は(S3002でNO)、記憶部201の使用者管理テーブルに「室内」を設定し(S3005)、制御指標決定部204に「不一致」の検出結果を通知する(S3006)。なお、複数回生体情報を取得して比較した結果全てが異なった場合に不一致と判断してもよい。
制御指標決定部204は、人体検知手段202から検出結果が通知された場合、空調を行うための制御指標を決定する。
・冷房条件: 温度28℃、湿度50%RH
・暖房条件: 温度20℃、湿度50%RH
なお、適正温度は快適性と省エネルギーを考慮したもので、適正湿度を50%RHに設定したのは、湿度が30%RH以下になるとウィルスが繁殖しやすく、肌やのどに悪影響をもたらす一方、湿度が60%RHを超えると、不快感が増したり、カビ・ダニが発生しやすくなるからである。また、人体が快適になる方向へ制御量をシフトしており、必ずしも省エネルギーを達成できるとは限らない。
以上のように構成されたリモートコントローラ100および室内機200から成る空調システムの動作概要について説明する。
ここでは、空調システムを4人家族(家族A〜D)の家庭に設置したものとして説明する。
室内機200の制御部208は、通信部300を介し運転開始の信号をリモートコントローラ100から受信すると、人体検知手段202に在室者の検出を要求する。なお、記憶部201の使用者管理テーブルには初期値として「不在」が設定されているものとする。人体検知手段202は人体検出処理を行い、記憶部201の使用者管理テーブルに現在の使用者を設定する。なお、運転開始時のみ前回の検出結果に関係なく制御指標決定部204に検出結果を送信する。このとき、在室者を検出できなかった場合、または、在室者が複数人と検出した場合は、制御指標決定部204は、室内の快適性に応じて制御目標値を算出し、制御部208は空調制御部205に空気調和機の制御を行うよう要求する。空調制御部205は制御指標決定部204が設定した指標に応じて空気調和機の制御を行う。
家族Aがリモートコントローラ100を操作して快適性特徴を設定する。なお、本実施の形態では、リモートコントローラ100には単独で特徴設定ボタンを設けているものとする。また、室内機200は生体情報取得手段としてCCDカメラを備えているものとする。
家族Aは特徴設定ボタンを押下し、特徴設定処理を開始する。初期登録のため、リモートコントローラ100の記憶部には固有名称は設定されておらず、リモートコントローラ100の制御部105は特徴新規設定処理を行う。制御部105は、表示部104に固有名称の設定を要求するメッセージと五十音を表示する。家族Aは操作ボタン群102の温度設定ボタンを操作して文字を選択、設定ボタンで設定し名前を入力する。入力し終わると「決定」メニューに操作ボタン群102の温度設定ボタンを操作してカーソルを合わせ入力処理を終了する。
なお、家族A:アツシ、家族B:カヨコ、家族C:パパ、家族D:ママとする。
室内機200の制御部208は、運転開始後定期的に人体検知手段202に在室者の検出を要求する。
<1人→複数人>
ここで、家族Bが入室してきたとする。人体検出検知手段202は、人体検出処理において在室者が1人から複数人に変化したことを検出すると、記憶部201の現在の使用者を「室内」に設定し、検出結果を制御指標決定部204に送信する。制御指標決定部204は、人体検出手段202から複数人に変化した旨の検出結果を受信すると、家族Aに合わせた快適運転をとりやめ、室内の快適性に応じて制御指標を決定し直す。
一方、家族Aが退出したとする。人体検出検知手段202は、人体検出処理において在室者が複数人から1人に変化したことを検出すると、検出結果を制御指標決定部204に送信する。また、使用者判定部203に使用者の判定を要求する。使用者判定部203は、使用者判定処理を行い、生体情報取得手段207で取得した画像が記憶部201の快適性管理テーブル206で管理する家族Bの生体情報である画像と一致することを検出し、記憶部201の使用者管理テーブルに家族Bを設定して制御指標決定部204に「一致」の判定結果を送信する。制御指標決定部204は、人体検出手段の判定結果と使用者判定部203の判定結果から、家族Bの快適性に合わせて制御指標を決定し直す。
そこへ、家族の来客があったとする。人体検出検知手段202は、人体検出処理において在室者が1人から複数人に変化したことを検出すると、記憶部201の現在の使用者を「室内」に設定し、検出結果を制御指標決定部204に送信する。制御指標決定部204は、人体検出手段202から複数人に変化した旨の検出結果を受信すると、家族Bに合わせた快適運転をとりやめ、室内の快適性に応じて制御指標を決定し直す。
ここで、家族Bと来客が共に退出し、室内には在室者がいなくなったとする。人体検出検知手段202は、人体検出処理において在室者が複数人から不在に変化したことを検出すると、記憶部201の現在の使用者を「不在」に設定し、検出結果を制御指標決定部204に送信する。制御指標決定部204は、人体検出手段202から不在に変化した旨の検出結果を受信すると、室内の快適性に応じて制御指標を決定し直す。
そこへ、家族Cが入室してきたとする。人体検出検知手段202は、人体検出処理において在室者が不在から1人に変化したことを検出すると、検出結果を制御指標決定部204に送信する。また、使用者判定部203に使用者の判定を要求する。使用者判定部203は、使用者判定処理を行い、生体情報取得手段207で取得した画像が記憶部201の快適性管理テーブル206で管理する家族Cの生体情報である画像と一致することを検出し、記憶部201の使用者管理テーブルに家族Cを設定して制御指標決定部204に「一致」の判定結果を送信する。制御指標決定部204は、人体検出手段の判定結果と使用者判定部203の判定結果から、家族Cの快適性に合わせて制御指標を決定し直す。
ここで、家族Cが退出し来客が入室してきたとする。まず、家族Cが退出した場合、人体検出検知手段202は、人体検出処理において在室者が1人から不在に変化したことを検出すると、記憶部201の現在の使用者を「不在」に設定し、検出結果を制御指標決定部204に送信する。制御指標決定部204は、人体検出手段202から不在に変化した旨の検出結果を受信すると、室内の快適性に応じて制御指標を決定し直す。
室内機200の制御部208は、通信部300を介し運転停止の信号をリモートコントローラ100から受信すると、記憶部201の快適性管理テーブル206の各エントリの体調情報をリセットする。かかる構成によれば、操作者の設定解除の手間を削減することができる。また、設定解除し忘れにより次回運転開始時に誤った体調を快適性に考慮した温度補正を行うことがない。
101 特徴設定手段
102 操作ボタン群
103 記憶部
104 表示部
105 制御部
200 空気調和機
201 記憶部
202 人体検知手段
203 使用者判定部
204 制御指標決定部
205 空調制御部
206 快適性管理テーブル
207 生体情報取得手段
208 制御部
209 検出部
210 空調空間検知手段
300 通信部
Claims (21)
- 所望の設定温度により設定された制御目標値に基づき空調制御を行う空気調和機と、該空気調和機を制御する制御装置を備えた空調システムであって、
前記制御装置は、個人を特定する固有情報と個人の快適性特徴を設定する特徴設定手段と、前記特徴設定手段により入力された個人を特定する固有情報に基づいて個人毎に前記快適性特徴を管理する記憶部と、室内の在室人数が一人あるいは複数人かを検出可能な人体検知手段と、現在の使用者を判断する使用者判定部と、空調を行うための制御指標を決める制御指標決定部と、前記制御指標決定部の設定した指標に応じて空気調和機の制御を行う空調制御部を備え、
前記人体検知手段は、前記使用者判定部が現在の使用者を判断する前に室内の在室人数が一人あるいは複数人かを検出し、
前記人体検知手段が、室内の在室者の人数が1人であることを検出すると、前記使用者判定部に現在の使用者を判定するよう要求し、前記制御指標決定部は、前記使用者判定部の判定結果に応じて、前記記憶部に記憶されている個人の快適性特徴に応じた制御補正値を所望の設定内容に加算して制御目標値とすることを決定し、前記人体検知手段が、室内の在室者の人数が複数人であることを検出すると、前記使用者判定部に現在の使用者を判定するよう要求することなく、前記制御指標決定部は、室内全体の快適性を制御目標値とすることを決定することを特徴とする空調システム。 - 前記制御装置は、空調空間の状況を検出する空調空間検知手段を備え、前記制御指標決定部は、前記空調空間検知手段が検出する室内情報から算出した制御補正値を所望の設定内容に加算して制御目標値を決定することを特徴とする請求項1に記載の空調システム。
- 制御補正値は、前記制御装置が空調制御を行う際に設定する室内温度、室内湿度、室内機に設けられた風向変更羽根の角度、室内機に設けられた室内ファンの速度の少なくとも一つであることを特徴とする請求項1または2に記載の空調システム。
- 前記空調空間検知手段は、室内の人の位置を検出することを特徴とする請求項2に記載の空調システム。
- 前記空調空間検知手段は、空調の妨げとなる障害物を検出することを特徴とする請求項2に記載の空調システム。
- 前記空調空間検知手段は、室内へ出入りするための扉の開閉を検出することを特徴とする請求項2に記載の空調システム。
- 前記空調空間検知手段は、窓位置を検出することを特徴とする請求項2に記載の空調システム。
- 前記空調空間検知手段は、室内にいる人の活動量を検出することを特徴とする請求項2に記載の空調システム。
- 前記特徴設定手段は、個人を特定する固有情報として、個人の固有名称及び生体情報を設定することを特徴とする請求項1または2に記載の空調システム。
- 前記特徴設定手段は、個人の体質を設定することを特徴とする請求項1または2に記載の空調システム。
- 前記特徴設定手段は、個人の体調を設定することを特徴とする請求項10に記載の空調システム。
- 前記記憶部は、不揮発性メモリにおいて前記特徴設定手段より入力された個人の快適性特徴を管理することを特徴とする請求項1または2に記載の空調システム。
- 前記記憶部は、さらに前記使用者判定部により設定された現在の使用者を管理することを特徴とする請求項1または2に記載の空調システム。
- 前記記憶部は、前記特徴設定手段により設定された個人の体調に関する情報を前記空気調和機の運転停止時にリセットすることを特徴とする請求項11に記載の空調システム。
- 前記特徴設定手段により設定された個人の体調に関する情報にはあらかじめ体調の種別に応じて有効時間が設定されており、前記記憶部は、あらかじめ設定されている一定時間を経過した個人の体調に関する情報を削除することを特徴とする請求項11に記載の空調システム。
- 前記人体検知手段は、室内の在室者の人数が1人であることを検出すると、前記使用者判定部に現在の使用者を判定するよう要求し、室内の在室者を1人も検出できなかった場合、前記記憶部に現在の使用者として不在を設定し、室内の在室者の人数が複数人であることを検出した場合に、前記記憶部に現在の使用者として室内を設定することを特徴とする請求項1または2に記載の空調システム。
- 前記人体検知手段は、室内の在室者の人数が1人であることを検出した場合、または、室内の在室者の人数が前回の検出人数から変化したことを検出した場合、前記制御指標決定部に検出結果を通知することを特徴とする請求項1または2に記載の空調システム。
- 前記空気調和機は生体情報取得手段を備え、前記使用者判定部は、前記人体検知手段から現在の使用者の判定を要求されると、前記生体情報取得手段により室内の在室者の生体情報を取得し、該生体情報と前記記憶部に記憶されている個人を特定する生体情報とを比較し、一致する生体情報が存在すれば、前記制御指標決定部に一致の検出結果を通知し、取得した生体情報を現在の使用者の情報として前記記憶部に設定し、一致する生体情報が存在しなければ前記記憶部に現在の使用者として室内を設定し、前記制御指標決定部に不一致の検出結果を通知することを特徴とする請求項1または2に記載の空調システム。
- 前記制御指標決定部は、前記人体検知手段から検出結果が通知された場合に空調を行うための制御指標を決定し、前記人体検知手段の判断の結果、在室者が複数人または不在と判定された場合、室内の快適性に応じて制御補正値を決定し、前記人体検知手段の判断の結果、在室者が1人と判定された場合、前記使用者判定部の判断の結果が一致の場合、少なくとも前記記憶部に現在の使用者として記憶されている個人の快適性に応じて制御補正値を決定し、前記使用者判定部の判断の結果が不一致の場合、室内の快適性に応じて制御補正値を決定することを特徴とする、請求項1または2に記載の空調システム。
- 所望の設定温度により設定された制御目標値に基づき空調制御を行う空気調和機と、該空気調和機を制御する制御装置を備えた空調システムで用いられる方法であって、
個人を特定する固有情報と個人の快適性特徴を設定する特徴設定ステップと、前記特徴設定ステップにより入力された個人を特定する固有情報に基づいて個人毎に前記快適性特徴を管理する記憶ステップと、室内の在室人数が一人あるいは複数人かを検出可能な人体検知ステップと、現在の使用者を判断する使用者判定ステップと、空調を行うための制御指標を決める制御指標決定ステップと、前記制御指標決定ステップで設定した指標に応じて空気調和機の制御を行う空調制御ステップを備え、
前記人体検知ステップは、前記使用者判定ステップが現在の使用者を判断する前に室内の在室人数が一人あるいは複数人かを検出し、
前記人体検知ステップが、室内の在室者の人数が1人であることを検出すると、前記使用者判定ステップに現在の使用者を判定するよう要求し、前記制御指標決定ステップは、前記使用者判定ステップの判定結果に応じて、前記記憶ステップに記憶されている個人の快適性特徴に応じた制御補正値を所望の設定内容に加算して制御目標値とすることを決定し、前記人体検知ステップが、室内の在室者の人数が複数人であることを検出すると、前記使用者判定ステップに現在の使用者を判定するよう要求することなく、前記制御指標決定ステップは、室内全体の快適性を制御目標値とすることを決定することを特徴とする方法。 - 所望の設定温度により設定された制御目標値に基づき空調制御を行う空気調和機を制御する制御装置で用いられるプログラムであって、
個人を特定する固有情報と個人の快適性特徴を設定する特徴設定ステップと、前記特徴設定ステップにより入力された個人を特定する固有情報に基づいて個人毎に前記快適性特徴を管理する記憶ステップと、室内の在室人数が一人あるいは複数人かを検出可能な人体検知ステップと、現在の使用者を判断する使用者判定ステップと、空調を行うための制御指標を決める制御指標決定ステップと、前記制御指標決定ステップで設定した指標に応じて空気調和機の制御を行う空調制御ステップを備え、
前記人体検知ステップは、前記使用者判定ステップが現在の使用者を判断する前に室内の在室人数が一人あるいは複数人かを検出し、
前記人体検知ステップが、室内の在室者の人数が1人であることを検出すると、前記使用者判定ステップに現在の使用者を判定するよう要求し、前記制御指標決定ステップは、前記人体検知ステップの検出結果および前記使用者判定ステップの判定結果に応じて、前記記憶ステップに記憶されている個人の快適性特徴に応じた制御補正値を所望の設定内容に加算して制御目標値とすることを決定し、前記人体検知ステップが、室内の在室者の人数が複数人であることを検出すると、前記使用者判定ステップに現在の使用者を判定するよう要求することなく、前記制御指標決定ステップは、室内全体の快適性を制御目標値とすることを決定することを特徴とするプログラム。
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