JP6197177B2 - 人感センサー付き電気暖房機 - Google Patents

Description

本発明は、人感センサーにより使用者の有無を検知し、運転を停止または開始させる電気暖房機に関するものである。

従来、この種の暖房機においては、一般的に人感センサーに焦電式センサーを使用し、センサーの信号検出により、運転を開始し、信号が一定時間検出されない場合、使用者は不在と判定し、運転を停止するもがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−１０１１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、「視野内の生体と背景温度との温度差による赤外線エネルギー量の変化を検知する」とした、焦電式センサーの原理は、すなわち使用者の動きをもって人体を検出することであるため、一定時間動きがなければ、センサー信号は検出されず、使用者が居るにもかかわらず、運転を停止してしまい、使い勝手が悪いという課題があった。

また、不在と判定し運転を停止するための、センサー信号非検出時間を長くすれば、上記課題は解決されるが、本当に不在となった時も、運転停止するまでの時間は長く、その分実際に運転停止する時間は短くなってしまうため、本来の目的である「不在時の不要な消費電力を削減する」といった省エネ効果が十分に得られないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使い勝手を損なうことなく、不在時の不要な消費電力をより多く削減する、省エネ効果の高い電気暖房機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気暖房機は、
人を検知する人体検知部と、
人体検知部による検知信号から、人の在、不在を判定し、運転を制御する人体検知制御部を備え、
前記人体検知制御部は、検知信号が無い時間を計測する非検知時間計測手段と、
非検知時間から人の不在を判定する不在判定手段と、
不在判定のための非検知時間の比較値を決定する不在確定時間決定手段を含み、
前記不在確定時間決定手段は、非検知時間の長さにより、不在確定時間を決定することを特徴とするとしたものである。

これによって、非検知時間のパターンから、使用者の動作頻度、使用状況に応じて、運転を停止するまでの不在確定時間を、最適な時間に自動変更できるため、使用者が居るにもかかわらず、運転を停止してしまうといった使い勝手の悪さを改善することができる。

また、動作頻度が高い使用者は、短時間不在になった場合でも、ただちに運転を停止することができるため、使い勝手を損なうことなく、不在時の不要な消費電力をより多く削
減することができる。

本発明の電気暖房機は、人感センサーの非検知時間のパターンから、使用者の動作頻度、使用状況に応じて、運転を停止するまでの不在確定時間を、最適な時間に自動変更できるため、使い勝手を損なうことなく、不在時に不要な消費電力をより多く削減することができ、省エネ効果をより高めることができる。

本発明の実施の形態１にかかる人体検知装置を備えた電気暖房機の構成を例示する概念図 本発明の実施の形態１における各要素の構成を例示するブロック図 本発明の実施の形態１の人体検知制御部の動作を例示するフローチャート 本発明の実施の形態１の人体検知部の信号検出状態を時系列で示したグラフ 本発明の実施の形態１の不在確定時間決定手段の動作を例示する状態遷移図

第１の発明の電気暖房機は、人を検知する人体検知部と、
人体検知部による検知信号から、人の在、不在を判定し、運転を制御する人体検知制御部を備え、
前記人体検知制御部は、検知信号が無い時間を計測する非検知時間計測手段と、
非検知時間から人の不在を判定する不在判定手段と、
不在判定のための非検知時間の比較値を決定する不在確定時間決定手段を含み、
前記不在確定時間決定手段は、非検知時間の長さにより、不在確定時間を決定し、所定時間内の非検知時間の最大値により、不在確定時間を長短２種のいずれかに決定することにより、
使用者の動作頻度、使用状況に応じて、運転を停止するまでの不在確定時間を、最適な時間に容易、かつ正確に自動変更できるため、使い勝手を損なうことなく、不在時により多くの不要な消費電力を削減することができる。

第２の発明は、特に第１の発明の不在確定時間決定手段は、所定時間内の非検知時間の最大値が、短い方の不在確定時間より小さい場合、不在確定時間を短い方に決定することにより、短い方の不在確定時間の決定をさらに容易、かつ正確にすることができる。

第３の発明は、特に第１の発明の不在判定手段により不在と判定された時に、不在確定時間を長い方に変更することにより、長い方の不在確定時間の決定をさらに容易、かつ正確にすることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の電気暖房機に、温風機能、加湿機能を備え、人の不在を判定時は、温風機能、加湿機能のすべてを停止することにより、不在時に不要な消費電力を削減することができる。

第５の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の電気暖房機に、温風機能、加湿機能を備え、人の不在を判定時は、温風機能能は停止し、加湿機能は運転を継続することにより、再度在室時に、適度な湿度が保たれ、快適に使用することができる。

第６の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の電気暖房機に、温風機能、加湿機能を備え、人の不在を判定時は、温風機能は停止し、加湿機能は目標湿度を下げ、節電運転することにより、再度在室時に、適度な湿度が保たれ、快適に使用することができ、かつ不在時に不要な消費電力をより多く削減することができる。

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の実施の形態にかかる人体検知装置を備えた電気暖房機の構成を例示する概念図、そして、図２は、制御系のブロック図を示すものである。

＜１＞電気暖房機の構成
図１および図２に示すように、電気暖房機１０１は、本体前面上方に人感センサー２１１を有する人体検知部２０１、本体前面下方に送風口３０１、本体背面に吸気口（図示せず）、本体内部には、吸気口から取り入れた空気を暖め、送風口へ送出する温風機構７０１、加湿温風を送風口へ送出する加湿機構８０１、静電霧化機構９０１、本体制御部４０１、人体検知制御部５０１等が内蔵されている。

また、本体上面に操作部６０１が設けられている。その操作部６０１には、例えば、強弱の運転切り替え・入切タイマーを有する温風機能、加湿機能、霧化機能、タイマー機能等を駆動するためのスイッチを設けてある。

そして、静電霧化機構９０１、吸気口から取り入れた空気から帯電微粒子水を生成して加えることにより霧化空気とし、送風口３０１から送出する。ちなみに、静電霧化とは、空気に含まれる水分を結露させて電圧を印加し、レイリー分裂を繰り返すことで３から１００ｎｍ程度の帯電微粒子水を生成することである。その空気中に放出された帯電微粒子水の濃度が適切であると室内の使用者に対して肌の保湿効果を発揮する。これは単なる加湿による湿度調整による美肌効果とは異なり、ナノレベルでの帯電微粒子水が空気中にある程度の濃度で存在することで生じる潤い美肌効果である。

＜２＞電気暖房機の動作および作用
図２に示すように、人体検知部２０１には、焦電式センサーである人感センサー２１１が設けられている。人感センサー２１１の視野内に人体を検知すると赤外線量の変化に反応して信号を出力する。人体が動作していると、赤外線量の変化が生じるのでそれに応じて人体検知部２０１より信号が発生する。

人体検知部２０１より出力された信号は、人体検知制御部５０１によって、人体の在、不在を判定し、運転停止および通常運転継続を、本体制御部４０１に指示する。

人体検知制御部５０１には、非検知時間計測手段５１１と不在判定手段５１３、不在確定時間決定手段５１２が設けられている。これらの動作および作用については後述する。

温風、加湿、霧化の各機能は、操作部６０１によって設定される。本体制御部４０１は、人体検知制御部５０１の運転指示を受け、温風機構７０１、加湿機構８０１、静電霧化機構９０１のうち、設定された機能の運転停止および運転継続を行う。

不在と判定された場合は、温風、加湿、霧化のすべての機能を運転停止させるのが、一般的であるが、第６の発明の実施の形態のように、加湿機能による居室内の湿度保持を重視する場合は、加湿機能のみ運転を継続することも可能である。加湿機能の運転を停止す
ると、次に人を検出してから運転を再開した時に、停止時間が長さや、居室の広さ等の条件によっては、快適な湿度に戻るまでに時間がかかるためである。

また、第７の発明の実施の形態では、居室内の湿度保持を重視し、かつ不在時に加湿運転を継続した分の消費電力の増加を抑えるために、加湿機能は目標湿度を下げて運転を行っている。不在時の目標湿度を低くすると、節電となるが、低くしすぎると運転再開時に、人がいる場合の通常運転の目標湿度に対し、快適な湿度に戻るまでに時間がかかってしまう。本実施例では、通常運転の目標湿度は約５５％、不在時は約４０％としている。

図３は、人体検知制御部５０１の動作を例示するフローチャートである。人体検知制御部５０１は、一定サンプリング時間毎に図３に示す処理を実行する。

非検知時間計測手段５１１は、人体検知部２０１より出力された信号の有無を確認し、人体検出信号の信号間隔、すなわち信号非検出状態（信号無しの状態）が継続した時間（非検知時間）を計測する。

不在確定時間決定手段５１２は、非検知時間を受け、人体が不在と判定するための比較値である不在確定時間を決定する。決定方法の詳細については、＜３＞にて後述する。

不在判定手段５１３は、非検知時間と不在確定時間を比較し、非検知時間が不在確定時間以上継続した場合は、人体不在と確定し、運転停止を本体制御部４０１に指示する。

＜３＞不在確定時間決定方法
図４は、人がいる場合の人体検知部２０１の信号検出状態を時系列で示したグラフである。（Ａ）（Ｂ）の異なる使用状態での信号検出状態を比較しながら、不在確定時間決定方法の考え方について説明する。

運転開始からＴ０時間毎に判定を行い、Ｔ０時間の間の非検知時間の最大値Ｔｍａｘ、不在確定時間の短い方をＴｓｈｏｒｔ（たとえば３分）、長い方をＴｌｏｎｇ（たとえば７分）とする。

（Ａ）の使用状態では、人がいる場合にＴｓｈｏｒｔ以上の非検知時間が一度もない。この場合、以降Ｔｓｈｏｒｔ以上の非検知時間が合った場合、同じような使用状態であれば、不在となった可能性が高く、不在確定時間は、短い方のＴｓｈｏｒｔがふさわしい。

（Ｂ）の使用状態では、人がいる場合でもＴｓｈｏｒｔ以上の非検知時間がある。この場合、以降Ｔｓｈｏｒｔ以上の非検知時間が合った場合でも、実際は不在ではなく、動きが少ないが使用者は居る可能性が高い。不在確定時間をＴｓｈｏｒｔとし、運転を停止すると、使い勝手を損なってしまうため、不在確定時間はＴｓｈｏｒｔより十分長いとＴｌｏｎｇがふさわしい。

図５は、不在確定時間決定手段５１２の不在確定時間の決定方法を示す状態遷移図である。運転開始時の不在確定時間の初期値はＴｌｏｎｇである。Ｔ０時間毎に判定を行い、Ｔ０時間内にＴｓｈｏｒｔ以上の非検知時間が一度もない、すなわちＴｍａｘはＴｓｈｏｒｔ未満である場合は、不在確定時間をＴｓｈｏｒｔに変更する。

不在と判定され運転停止した場合、および操作部６０１の操作、タイマー機能による運転停止の場合は、不在確定時間をＴｌｏｎｇに変更し、再度運転開始時は、Ｔｌｏｎｇから再度不在確定時間を決定する。

図５に示すように、運転中はＴ０時間毎にＴｓｈｏｒｔへの変更のみ判定を行い、Ｔｌｏｎｇへの変更は運転停止時のみとする。これは、Ｔｓｈｏｒｔで運転中、不在となった場合に、確実に運転停止させるためである。また、Ｔｓｈｏｒｔと判定され運転中に、途中から使用状態が変わり、動きが少なくなった場合に、Ｔｌｏｎｇへ変更可能とし、人が居る場合で、頻繁に運転を停止することを防止するためである。

例えば、運転中にＴｓｈｏｒｔ以上の非検知時間があった時点でＴｌｏｎｇへ変更すると、非検知時間はＴｌｏｎｇ未満のため、運転を停止させることができない。

また使用状態が途中で変化し、動きが少なくなった場合は、人が居てＴｓｈｏｒｔ以上の非検知時間が頻繁に発生する。停止時にＴｌｏｎｇへ変更せず、Ｔｓｈｏｒｔを維持すると、人が居るのに毎回運転を停止し、使い勝手を損なってしまう。このような不具合がないように図５に示すように、運転停止させた後に、Ｔｌｏｎｇへ変更する。

以上により、使用者の動作頻度、使用状況に応じて、不在確定時間を最適な時間に、正確かつ容易に自動変更することができる。

Ｔｓｈｏｒｔ、Ｔｌｏｎｇ、Ｔ０の各時間は、人感センサー２１１の性能や取り付け位置により最適値は異なる。本実施例では、モニター試験を実施し、使い勝手と節電性のバランスを考慮し、Ｔｓｈｏｒｔは３分、Ｔｌｏｎｇは７分、Ｔ０は７分としている。

モニターの平均的な在、不在時間は、１時間当たり４５分在室、１５分不在であって、人感センサーにより不在時運転を停止しない場合に比べて、約２０％消費電力を削減することができた。

なお、本実施の形態において人体検知部２０１の人感センサー２１１は、焦電式センサーで説明したが、例えば超音波式の距離センサーなど、人の在・不在を検出できるセンサーであればよく、焦電式センサーに限定されるものではない。

また、電気暖房機の機能が、温風機構、加湿機構、静電霧化機構いずれも備えた機種の場合も、温風機構、加湿機構があって静電霧化機構がない機種等いずれの場合も、使用者の動作頻度、使用状況に応じて、不在確定時間を最適な時間に、正確かつ容易に自動変更することができ、使い勝手を損なうことなく、不在時の不要な消費電力を的確に削減することができる。

以上のように、本発明にかかる人感センサー付き電気暖房機は、使用者の動作頻度、使用状況に応じて、運転を停止するまでの不在確定時間を、最適な時間に自動変更し、人が居るにも関わらず不在と判定し運転停止するといった、使い勝手を損なうことなく、不在時により多くの不要な消費電力を削減することができるため、電気暖房機のみならず、人感センサーにより人体を検知し、運転状態を制御する空調機器や空気清浄機、照明機器等の用途にも適用できる。

１０１ 電気暖房機
２０１ 人体検知部
２１１ 人感センサー
３０１ 送風口
４０１ 本体制御部
５０１ 人体検知制御部
５１１ 非検知時間計測手段
５１２ 不在確定時間決定手段
５１３ 不在判定手段
６０１ 操作部
７０１ 温風機構
８０１ 加湿機構
９０１ 静電霧化機構

Claims (6)

1. 人を検知する人体検知部と、
   前記人体検知部による検知信号から、人の在、不在を判定し、運転を制御する人体検知制御部を備え、
   前記人体検知制御部は、検知信号が無い時間を計測する非検知時間計測手段と、
   非検知時間から人の不在を判定する不在判定手段と、
   不在判定のための非検知時間の比較値を決定する不在確定時間決定手段を含み、
   前記不在確定時間決定手段は、非検知時間の長さにより、不在確定時間を決定し、所定時間内の非検知時間の最大値により、不在確定時間を長短２種のいずれかに決定することを特徴とする電気暖房機。
2. 前記不在確定時間決定手段は、所定時間内の非検知時間の最大値が、短い方の不在確定時間より小さい場合、不在確定時間を短い方に決定することを特徴とする請求項１に記載の電気暖房機。
3. 不在判定手段により不在と判定された時に、不在確定時間を長い方に変更することを特徴とする請求項１に記載の電気暖房機。
4. 温風機能、加湿機能を備え、人の不在を判定時は、温風機能、加湿機能のすべてを停止することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気暖房機。
5. 温風機能、加湿機能を備え、人の不在を判定時は、温風機能は停止し、加湿機能は運転を継続することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気暖房機。
6. 温風機能、加湿機能を備え、人の不在を判定時は、温風機能は停止し、加湿機能は目標湿度を下げ、節電運転することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気暖房機。

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