JP5696307B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、人体検知手段を備えた空気調和機に関するものである。

従来、この種の人体検知手段を備えた空気調和機の構成は、図１１に示すように、室内機１の下方に吹き出し口２と風向変更羽根３とを備え、吹き出し口２及び風向変更羽根３の右端近傍に人体検知手段４が配置されており、人体検知手段４の検知情報を基に空気調和機の運転を制御する空気調和機がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−１８７６８２号公報

しかしながら、前記従来の構成の空気調和機においては、風向変更羽根の設定角度を変更した際に、人体検知手段が赤外線を受光する検知視野内で風向変更羽根の一部が入って動くと赤外線量の変化が生じて人体検知手段が誤検知するという課題を有していた。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、風向変更時において人体検知手段の誤検知を防いでより正確な人の在否、位置、活動量等の人体状況の判定を可能とする人体検知手段を搭載した空気調和機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、室内を空調する気流を吹き出す吹き出し口と、吹き出し方向を変更する風向変更羽根と、前記風向変更羽根を駆動して角度を変更する風向変更羽根制御手段と、前記吹き出し口の近傍に設けられ赤外線を受光して人体を検知する人体検知手段と、前記人体検知手段の検知情報を基に人の在否、位置、活動量の少なくとも一つを含む人体状況を判定する人体状況判定手段と、前記人体状況判定手段の人体状況判定結果を基に運転設定を変更する運転設定変更手段とを設けた空気調和機において、前記風向変更羽根制御手段によって前記風向変更羽根の設定角度の変更を開始してから終了するまでの間及び終了後所定時間経過するまでの間を含む時間帯に出力される前記人体検知手段の検知情報を、前記人体状況判定手段の人体状況の判定に用いないことを特徴とするものである。

これによって、風向変更羽根の風向設定角度を変更した際に、人体検知手段が赤外線を受光する検知視野内で風向変更羽根の一部が移動することによって、赤外線量の変化が生じて人体検知手段が誤検知した場合であっても、移動する間の検知情報を一時的に人体状況判定手段の人の状況（在否、人位置、活動量等）の判定に用いないことによって、風向変更羽根の変更時に発生する人体以外の検知情報を誤って人と判定することを防ぐこととなる。

本発明の空気調和機は、空気調和機の運転中において人体検知手段の誤検知を防いでより正確な人の状況判断を可能とすることができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の正面図 本発明の実施の形態１における空気調和機の横断面図で、（ａ）は経過時間（ａ）での空気調和機の横断面図、（ｂ）は経過時間（ｂ）での空気調和機の横断面図、（ｃ）は経過時間（ｃ）での空気調和機の横断面図 本発明の実施の形態１における空気調和機の制御ブロック図 本発明の実施の形態１における空気調和機の制御動作のタイミングチャート 本発明の実施の形態２における空気調和機の正面図 本発明の実施の形態２における空気調和機の横断面図で、（ａ）は経過時間（ａ）での空気調和機の横断面図、（ｂ）は経過時間（ｂ）での空気調和機の横断面図 本発明の実施の形態２における空気調和機の制御動作のタイミングチャート 本発明の実施の形態３における空気調和機の正面図 本発明の実施の形態３における人体検出手段の検知エリアを示す図 本発明の実施の形態３における空気調和機の制御動作のタイミングチャート 従来例である空気調和機の正面図

第１の発明の空気調和機は、室内を空調する気流を吹き出す吹き出し口と、吹き出し方向を変更する風向変更羽根と、前記風向変更羽根を駆動して角度を変更する風向変更羽根制御手段と、前記吹き出し口の近傍に設けられ赤外線を受光して人体を検知する人体検知手段と、前記人体検知手段の検知情報を基に人の在否、位置、活動量の少なくとも一つを含む人体状況を判定する人体状況判定手段と、前記人体状況判定手段の人体状況判定結果を基に運転設定を変更する運転設定変更手段とを設けた空気調和機において、
前記風向変更羽根制御手段によって前記風向変更羽根の設定角度の変更を開始してから終了するまでの間及び終了後所定時間経過するまでの間を含む時間帯に出力される前記人体検知手段の検知情報を、前記人体状況判定手段の人体状況の判定に用いないことを特徴とするものである。

この構成により、風向変更羽根の風向設定角度を変更した際に、人体検知手段が赤外線を受光する検知視野内で風向変更羽根の一部が移動することによって、赤外線量の変化が生じて人体検知手段が誤検知した場合であっても、移動する間の検知情報を一時的に人体状況判定手段の人の状況（在否、人位置、活動量等）の判定に用いないことによって、風向変更羽根の変更時に発生する人体以外の検知情報を誤って人と判定することを防ぐこととなり、人体の検知情報のみを用いてより正確な人の状況判断を行うことができる。

また、人体検知手段を吹き出し口近傍に配置しても誤検知を防止することとなり、室内機に人体検知手段を構成する場合の配置やデザイン上の自由度をより向上させることができる。さらに、人体検知手段の検知視野を制限することなくより広角に配置しても誤検知を防止することとなり、室内をより広範囲に人体を検知することができる。

第２の発明の空気調和機は、前記風向変更羽根が上下の吹き出し方向を変更することを特徴とすることにより、上下の風向変更羽根の形状をより大きくする設計や吹き出し口から突出して配置しても誤検知を防止することとなり、風向変更羽根のデザインや配置上の自由度をより向上させることができる。

第３の発明は、特に第２の発明において、前記人体検知手段は複数設けられるとともに、前記気流の左右の吹き出し方向を変更する左右風向変更羽根を備え、前記複数の人体検知手段の検知情報を基に前記人体状況判定手段により判定された人の位置に基づいて、前記左右風向変更羽根を制御することを特徴とすることにより、誤検知を防止しつつ人の位置に基づいて快適な空調を実現することができる。

第４の発明は、複数設けられた前記人体検知手段のうち一部の人体検知手段から得られる前記検知情報のみ、前記人体状況判定手段の人体状況の判定に用いないとすることで、人体検知手段による検知情報を最大限に活かして快適な空調を実現することができる。

第５の発明は、前記上下風向変更羽根の設定角度を連続的に変更する運転モードを有し、前記運転モードで運転する場合には、所定時間ごとに設定角度の変更を停止し、当該設定角度の変更の停止中に前記人体検知手段からの検知情報を基に、前記人体状況を判定するもので、連続的に上下風向変更羽根の設定角度が変更されるスイング運転においても、誤検知を防止して人体状況を判定することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の正面図を示すものである。また、図２は、（ａ）は経過時間（ａ）での空気調和機の横断面、（ｂ）は経過時間（ｂ）での空気調和機の横断面図、（ｃ）は経過時間（ｃ）での空気調和機の横断面図を示すものであり、空気調和機の運転時の各経過時間における各々異なる風向設定時の横断面図を示すものである。

図２の各図において、空気調和機１には、熱交換器５と、室内に吹き出し風を循環させる送風機６及び吹き出し口２までのディフューザー７と、水受け皿８と、吹き出し口２に設置されて吹き出し風の上下の風向を変更する上下風向変更羽根３ａと、吹き出し口２の近傍に設けられ、赤外線を受光して人体を検知する人体検知手段４とが構成されている。また、吹き出し風の左右の風向を変更する左右風向変更羽根や室内温度検出器、熱交換温度検出器、マイクロコンピュータなどにより空気調和機１が構成される。

以上のように構成された空気調和機について、以下その動作、作用を説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の制御ブロック図を示すものである。図３において、人体検知情報を基にして空気調和機の運転設定を変更する基本的な制御動作のフローについて説明する。人体状況判定手段９は、１個あるいは複数設けられた人体検知手段４の検知情報を基に人体状況（在否、人位置、活動量等）を判定する。判定された人体状況の情報を基に、運転設定変更手段１０は、上下風向変更羽根３ａや左右風向変更羽根３ｂをステッピングモーター等の回動駆動手段を用いて角度設定を変更する風向変更羽根制御手段１１と、室内温度の目標の設定温度を変更する設定温度制御手段１２と、送風機６であるファンの回転速度を制御し設定を変更する送風機風量制御手段１３とに対して、それぞれの運転設定変更の制御信号を出力する。

例えば、人体状況判定手段９によって人の不在が判定された場合、運転設定変更手段１０は、設定温度制御手段１２に対してリモコン等で設定された目標の設定温度を所定温度幅だけ省エネ方向にシフトする制御信号を出力する。また、人体状況判定手段９によって人の活動量が大きいと判定された場合、運転設定変更手段１０は、設定温度制御手段１２に対して設定温度を所定温度幅低い方向にシフトする制御信号を出力する。また、人体状況判定手段９によって人位置が判定された場合、運転設定変更手段１０は、上下風向変更羽根３ａや左右風向変更羽根３ｂが人位置の方向に向くように風向変更羽根制御手段１１に対して各々の角度設定を変更する制御信号を出力する。

なお、運転設定変更手段１０は、リモコン等の操作手段による運転設定の変更や自動制御による運転設定の変更等の指示情報によっても、各種制御手段に運転設定を変更する制御信号を出力する。

図４は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の制御動作のタイミングチャートの一例を示すものである。なお、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）は、図４における経過時間（ａ）、（ｂ）、（ｃ）での人体検知手段４の検知視野１４に対する上下風向変更羽根３ａの設定位置をそれぞれ示している。

図４において、経過時間（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に上下風向変更羽根３ａの風向設定が変更された場合における各タイミングでの制御動作、作用について以下に説明する。経過時間（ａ）までの時間帯では、上下風向変更羽根角度は上向きの上限に近い角度ａ１に設定されている。経過時間（ａ）の時点で、運転設定変更手段１０によって目標の上下風向変更羽根３ａが角度ａ１から下限に近い角度ｂ１に変更されると、上下風向変更羽根３ａを回転駆動するモーターが停止状態のＯＦＦから運転状態のＯＮに変更され、上下風向変更羽根３ａは所定の速度で下向きに角度を変化させ、経過時点（ｂ）で目標の上下風向変更羽根３ａの角度ｂ１に到達する。この間において、経過時間（ａ）の時点では、図２（ａ）に示すように上下風向変更羽根３ａは人体検知手段４の検知視野１４の上方外側に位置しているが、経過時間（ａ）から（ｂ）まで上下風向変更羽根３ａが下向きに移動することによって、経過時間（ｂ）の時点では、図２（ｂ）に示すように上下風向変更羽根３ａの一部が検知視野１４の内側に入った状態で停止する。

図４に示すように、上下風向変更羽根３ａの一部が移動の途中で検知視野１４の内側に入り始める時点から、移動を終了する経過時間（ｂ）までの間で、吹き出し風によって冷えた又は温まった上下風向変更羽根３ａが検知視野を横切ることによって所定以上の赤外線量の変化が人体検知手段４で受光され、その間で人体検知手段４からはパルス信号が連続して出力される。さらに、上下風向変更羽根３ａの移動が停止した直後も、人体検知手段４の赤外線量の変化が安定するまでの数秒間はパルス信号が連続して出力される。

このような上下風向変更羽根３ａの風向設定変更時における人体検知手段４の誤検知の情報によって、人体状況の誤った判定が起こらないようにするための制御動作を図３の制御ブロック図で説明する。

運転設定変更手段１０によって、上下風向変更羽根３ａの目標角度が変更された際において、風向変更羽根制御手段１１は、上下風向変更羽根３ａを回転駆動する駆動モーターの運転／停止（ＯＮ／ＯＦＦ）を指示する制御信号の情報を人体状況判定手段９にも出力する。この出力情報を基に、人体状況判定手段９では、駆動モーターの運転状態が運転（ＯＮ）の間と、駆動モーターの運転状態が運転（ＯＮ）から停止（ＯＦＦ）に切り換わった時点から所定時間（数秒）経過するまでの間との両方の時間において誤検知が発生する可能性があるため、少なくとも前記両方の時間を含む時間帯では人体検知手段４から出力される情報を人体状況（在否、人位置、活動量等）の判定に用いないようにする。

例えば、この時間帯は、上下風向変更羽根３ａの目標角度の変更を開始してから、前記両方の時間を合わせた想定される最大時間よりも十分に長い所定時間が経過するまでの時間帯に設定することによって、確実に誤検知を防止することができる。これによって、図４に示すように、この時間帯で人体検知手段出力が発生しているにも関わらず、人体状況判定手段９の出力は不在判定（０）が出力されることとなり、上下風向変更羽根３ａの動きによる人体検知手段４の検知情報を人体と誤検知することを防止することができる。

また、図４に示すように、経過時間（ｂ）から経過時間（ｃ）の間においては、運転設定変更手段１０による上下風向変更羽根３ａの設定角度の変更はなく、上下風向変更羽根３ａの駆動モーターは停止し、上下風向変更羽根３ａの角度は一定が保たれている。この間において、人体検知手段４からはパルス信号が出力されているが、人体状況判定手段９は、風向変更羽根制御手段１１から出力された駆動モーターの制御信号の情報が停止（ＯＦＦ）中に、人体検知手段４からはパルス信号が出力された場合は、人体状況判定手段９はこの出力を人体による検知情報と判定し、在判定（１）を出力する。

次に、経過時間（ｃ）の時点で、再度運転設定変更手段１０によって目標の上下風向変更羽根角度はｂ１からｃ１に変更されると、上下風向変更羽根３ａを回転駆動するモーターが停止状態のＯＦＦから運転状態のＯＮに変更され、上下風向変更羽根３ａは所定の速度で上向きに角度を変化させ、経過時点（ｃ）で目標の上下風向変更羽根角度ｃ１に到達する。経過時間（ｂ）から（ｃ）までの間は、移動開始時点の図２（ｂ）及び移動終了時点の図２（ｃ）に示すように、上下風向変更羽根３ａはその一部が検知視野１４の内側に入ったまま上向きに移動することとなり、吹き出し風によって冷えた又は温まった上下風向変更羽根３ａが検知視野を横切ることによって所定以上の赤外線量の変化が人体検知手段４で受光され、図４に示すように、経過時間（ｂ）から（ｃ）までの間で常に人体検知手段４からはパルス信号が連続して出力される。さらに、上下風向変更羽根３ａの移動が停止した直後も、人体検知手段４の赤外線量の変化が安定するまでの数秒間はパルス信号が連続して出力される。

前述同様図４に示すように、この時間帯で人体検知手段出力が発生しているにも関わらず、人体状況判定手段９の出力は不在判定（０）が出力されることとなり、上下風向変更羽根３ａの動きによる人体検知手段４の検知情報を人体と誤検知することを防止することができる。

以上の実施の形態によれば、風向変更羽根の風向設定角度を変更した際に、人体検知手段が赤外線を受光する検知視野内で風向変更羽根の一部が移動することによって、赤外線量の変化が生じて人体検知手段が誤検知した場合であっても、移動する間の検知情報を一時的に人体状況判定手段の人の状況（在否、人位置、活動量等）の判定に用いないことによって、風向変更羽根の変更時に発生する人体以外の検知情報を誤って人と判定することを防ぐこととなり、人体の検知情報のみを用いてより正確な人の状況判断を行うことができる。

また、人体検知手段を吹き出し口近傍に配置しても誤検知を防止することとなり、室内機に人体検知手段を構成する場合の配置やデザイン上の自由度をより向上させることができる。さらに、人体検知手段の検知視野を制限することなくより広角に配置しても誤検知を防止することとなり、室内をより広範囲に人体を検知することができる。

また、上下の風向変更羽根の形状をより大きくする設計や吹き出し口から突出して配置しても誤検知を防止することとなり、風向変更羽根のデザインや配置上の自由度をより向上させることができる。

なお、例えば冷房時に上下風向変更羽根３ａを断続的に変更するスイング動作の運転（スイングモード）を行う場合には、所定の周期ごとにスイング動作を一時停止して、人体状況を検知するようにすれば良い。これによって、スイング動作による快適性を実現しつつ、誤検知を防止して人体の状況を検知し、空調運転に反映することができる。

また、上下風向変更羽根３ａの可動範囲において、人体検知手段４の視野がさえぎられない範囲で上下風向変更羽３ａが角度を変更する場合には、人体検知手段４の検知情報を用いて状況判断を行うようにしても良い。これにより、検知情報をより有効に活用することができる。

このように、本発明によれば、人体検知手段の誤検知を防いでより正確な人の状況判断を可能とする空気調和機を提供できる。

（実施の形態２）
図５は、人体検知手段４が吹き出し口２の上部に存在する場合を示している。実施の形態１と同様に、人体検知手段４を中央に設けた場合も、効果を発揮することができる。

図６は、図５における室内機１の断面図を示している。図６（ａ）、（ｂ）は、経過時間（ａ）、（ｂ）での人体検知手段４の検知視野１４に対する上下風向変更羽根３ａの設定位置をそれぞれ示している。

風向変更羽根のデザインや配置上の制限のために図５のように人体検知手段４を配置した場合、人体検知手段４の視野１４に上下風向変更羽根３ａが干渉する場合がある。

そこで、実施の形態１と同様に、上下風向変更羽根３ａの設定角度の変更を開始してから終了するまでの間及び終了後所定時間経過するまでの間を含む時間帯は、人体検知手段４からの検知情報を、人体状況判定手段９による判定に用いない。

具体的には、図７に示すように、上下風向変更羽根３ａの方向を変更している（ａ）〜（ｂ）の間は、人体検知手段によって信号が検知されても、その出力は人体状況判定検知手段９による判定に用いない。従って、人体状況判定手段９の出力は、不在（０）となる。

このように、風向変更羽根の風向設定角度を変更した際に、人体検知手段が赤外線を受光する検知視野内で風向変更羽根の一部が移動することによって、赤外線量の変化が生じて人体検知手段が誤検知した場合であっても、移動する間の検知情報を一時的に人体状況判定手段の人の状況（在否、人位置、活動量等）の判定に用いないことによって、風向変更羽根の変更時に発生する人体以外の検知情報を誤って人と判定することを防ぐこととなり、人体の検知情報のみを用いてより正確な人の状況判断を行うことができる。

（実施の形態３）
図８は、人体検知手段４が吹き出し口２の上部に複数存在する場合を示している。このように複数の人体検知手段４を設けることにより、図９に示すように、複数エリアにおける人の在否を検出することが可能である。ここでは、左右方向に視野が異なる３つ人体検知手段４の出力によって、左、中央、右の３つの各エリアでの在不在を判定する。

しかしこの場合も、人体検知手段４が一つの場合と同様に、図６で示すように人体検知手段４の視野１４に上下風向変更羽根３ａが干渉する場合がある。

図１０は、本実施の形態における空気調和機の制御動作のタイミングチャートを示している。

図１０に示すように、時間（ａ）〜（ｂ）で上下風向変更羽根３ａの向きが変更された場合、各人体検知手段４の視野を上下風向変更羽根３ａが横切って、誤反応する場合がある。従って、上下風向変更羽根３ａの風向変更中から変更後所定時間は、人体検知手段４の出力を在不在判定に用いない。図１０に示すように、人体検知手段４の出力はあるものの、人体状況判定手段９の出力は不在（０）となる。

一方、上下風向変更羽根３ａが固定された状態で、人体検知手段４が反応した場合は、人が存在すると判定されたエリアの方向に、左右風向変更羽根３ｂ（図示せず）を向け、気流が人に届くようにする。図１０では、時間（ｃ）〜（ｄ）において、右の人体検知手段４が反応し、右エリアに人がいるとして在（１）が出力される。このとき、左右風向変更羽根３ｂの向きは右側に変更され、人がいる右エリアの方向に風向を変更する（角度ｂ２に固定）。

ここで、全てのエリアについて不在判定がなされた場合は、例えば在不在の蓄積データを基に判定した、良く人がいるエリアの方向（図９では左エリア）に左右風向変更羽根３ｂを向ける。なお、気流の制御として、人がいる方向に左右風向変更羽根３ｂを向ける例について説明したが、直接風が当たるのを避ける場合は、人がいない方向に向けるよう風向制御をしても良い。

さらに、複数の人体検知手段４を用いる場合は、人体検知手段４の設置位置の違いにより、一部の人体検知手段４についてのみ、上下風向変更羽根３ａによって視野が妨げられるという場合がある。従って、この場合には視野が妨げられる人体検知手段４についてのみ、上下風向変更手段３ａの設定角度の変更中の検知情報を判定に用いないものとし、他の人体検知手段４の検知情報は人体状況判定に用いることで、快適な空調運転を実現することができる。

また、人体検知手段４は、本実施の形態のように室内機１の中央に複数設置しても良いし、実施の形態１のように室内機１の端に複数設けても良いことは言うまでもない。

なお、本発明の各実施の形態においては、壁掛け型の空気調和機について具体例を示したが、空気調和機の種々の形態、例えば、床置き型、天井埋め込み型等であっても風向変更羽根の設定角度の変更によって風向変更羽根の一部が人体検知手段の検知視野と干渉する場合は同様の作用、効果を発揮するものである。また、風向変更羽根の具体例として上下風向変更羽根に限定するものではなく、左右風向変更羽根であっても同様に作用、効果を発揮するものである。

本発明にかかる空気調和機は、人体検知手段の誤検知を少なくすることで、人体状況をより正確に判断することが可能となり、人体状況に応じたより快適で省エネ性に優れた空気調和機を実現したので、一般家庭用の空気調和機だけでなくオフィス等で使用される業務用の空気調和機等の用途にも適用できる。

１ 空気調和機
２ 吹き出し口
３ 風向変更羽根
３ａ 上下風向変更羽根
３ｂ 左右風向変更羽根
４ 人体検知手段
５ 熱交換機
６ 送風機
７ ディフューザー
８ 水受け皿
９ 人体状況判定手段
１０ 運転設定変更手段
１１ 風向変更羽根制御手段
１２ 設定温度制御手段
１３ 送風機風量制御手段

Claims (5)

1. 室内を空調する気流を吹き出す吹き出し口と、
   前記気流の吹き出し方向を変更する風向変更羽根と、
   前記風向変更羽根を駆動して角度を変更する風向変更羽根制御手段と、
   前記吹き出し口の近傍に設けられ赤外線を受光して人体を検知する人体検知手段と、
   前記人体検知手段の検知情報を基に人の在否、位置、活動量の少なくとも一つを含む人体状況を判定する人体状況判定手段と、を設け、前記人体状況判定手段の人体状況判定結果を基に運転設定を変更する空気調和機において、
   前記風向変更羽根制御手段によって前記風向変更羽根の設定角度の変更を開始してから終了するまでの間及び終了後所定時間経過するまでの間を含む時間帯に出力される前記人体検知手段の検知情報を、前記人体状況判定手段の人体状況の判定に用いないことを特徴とする空気調和機。
2. 前記風向変更羽根は、上下の吹き出し方向を変更する上下風向変更羽根であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記人体検知手段は複数設けられるとともに、前記気流の左右の吹き出し方向を変更する左右風向変更羽根を備え、
   前記複数の人体検知手段の検知情報を基に前記人体状況判定手段により判定された人の位置に基づいて、前記左右風向変更羽根を制御することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
4. 複数設けられた前記人体検知手段のうち一部の人体検知手段から得られる前記検知情報のみ、前記人体状況判定手段の人体状況の判定に用いないことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
5. 前記上下風向変更羽根の設定角度を連続的に変更する運転モードを有し、前記運転モードで運転する場合には、所定時間ごとに設定角度の変更を停止し、当該設定角度の変更の停止中に前記人体検知手段からの検知情報を基に、前記人体状況を判定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。

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