JP6917552B2

JP6917552B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP6917552B2
Application number: JP2019070003A
Authority: JP
Inventors: 悠二渡邉; 庸浩金森; 広田　正宣; 正宣広田; 大輔川添
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2021-08-11
Anticipated expiration: 2039-04-01
Also published as: JP2020169738A

Description

本発明は、空気調和機に関する。

従来より、ユーザの心拍に基づいて運転を行う空気調和機が知られている。例えば、特許文献１に記載された空気調和機の場合、心拍波形におけるＲ−Ｒ間隔の波形部分をスペクトル解析する。次に、そのスペクトル解析に基づいて、低周波成分（ＬＦ）に対する高周波成分（ＨＦ）の比ＨＦ／ＬＦを算出する。このＨＦ／ＬＦにより、ユーザのストレス度を判断し、そのストレス度に基づいて運転を制御する、特に風量や風向について制御する。例えば、ストレス度が高い場合、そのストレスを下げるために、風量を減少させる、またはユーザに風が当たらないように風向を上向きにする。一方、ストレス度が低い場合、そのストレスを上げるために、風量を増加する、ユーザに風が当たるように風向を下向きする、または温度を下げる。

特開２００２−８９９２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された空気調和機の場合、ユーザが快適と感じない運転を行う可能性がある。具体的に言えば、ユーザが、暑くてストレスを感じている場合（暑くて不快な場合）と、寒くてストレスを感じている場合（寒くて不快）とを区別していない。すなわち、暑い、暖かい、涼しい、寒いなど、温度についてのユーザの体感（温冷感）を考慮していない。そのため、例えば、冷房運転時に暑くて大きいストレスを感じているときに、風量を減少させる、またはユーザに風があたらないように風向を変更し、それによって冷えずにストレスが大きくなる可能性がある。また例えば、暖房運転時、快適に暖かくストレスを感じていないときに、風量を増加させる、またはユーザに風が当たるように風向を変更し、それにより暑くてストレスが大きくなる可能性がある。その結果として、ユーザが不快と感じる可能性がある。

そこで、本発明は、空気調和機において、ユーザの温冷感を考慮して、ユーザにとって快適な運転を実行することを課題とする。

上述の課題を解決するために、本発明の一態様によれば、空気調和機であって、室内にいるユーザの脈拍または心拍を測定するバイタルサイン測定デバイスと、トーン・エントロピー法を用いて前記バイタルサイン測定デバイスの検出結果から、ある一定時間内又は心拍回数内で取得したデータのトーン値とエントロピー値とを算出するトーン／エントロピー算出部と、ある一定時間内又は心拍回数内で取得したデータの、トーン値又はエントロピー値の統計学的ばらつき量（以降ばらつき量と記載）を算出するばらつき量算出部と、トーン値又はエントロピー値のばらつき量と前記ユーザの温冷感との間の対応関係に基づいて、前記ばらつき量算出部によって算出される、ある一定時間内又は心拍回数内で取得したデータのトーン値又はエントロピー値のばらつき量が前記ユーザの快適な温冷感に対応するばらつき量となるように、前記空気調和機の運転を制御する運転制御部と、空気調和機が提供される。

本発明によれば、空気調和機において、ユーザの温冷感を考慮して、ユーザにとって快適な運転を実行することができる。

一例の心拍波形を示す図一例のＰＩ度数分布を示す図温度環境によって異なるばらつき量の模式図温度環境によって異なるトーン値のばらつき量の実験から得られた実測値を示す図温度環境によって異なるエントロピー値のばらつき量の実験から得られた実測値を示す図本発明の一実施の形態に係る空気調和機が配置された部屋を示す図空気調和機の構成を概略的に示す図空気調和機の制御系を示すブロック図本発明の別の実施の形態に係る空気調和機が配置された部屋を示す図

本発明の一態様の空気調和機は、室内にいるユーザの脈拍または心拍を測定するバイタルサイン測定デバイスと、トーン・エントロピー法を用いて前記バイタルサイン測定デバイスの検出結果から、ある一定時間内又は心拍回数内で取得したデータのトーン値とエントロピー値とを算出するトーン／エントロピー算出部と、ある一定時間内又は心拍回数内で取得したデータの、トーン値又はエントロピー値のばらつき量を算出するばらつき量算出部と、トーン値又はエントロピー値のばらつき量と前記ユーザの温冷感との間の対応関係に基づいて、前記ばらつき量算出部によって算出される、ある一定時間内又は心拍回数内で取得したデータのトーン値又はエントロピー値のばらつき量が前記ユーザの快適な温冷感に対応するばらつき量となるように、前記空気調和機の運転を制御する運転制御部と、を有する。

このような一態様によれば、空気調和機において、ユーザの温冷感を考慮して、ユーザにとって快適な運転を実行することができる。

例えば、前記空気調和機の、前記運転制御部が、ある一定時間内又は心拍回数内で取得したデータから、前記トーン／エントロピー算出部によって算出されるトーン値とエントロピー値を基に前記ばらつき量算出部を用いて前記ユーザの快適な温冷感に対応する快適ばらつき量範囲Ｖｓに収まるように、前記空気調和機の運転を制御する。

例えば、前記空気調和機が、前記室内の室内温度を調節可能に構成されている場合、前記ばらつき算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの上限値以上となる又は、ユーザの暑くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｈ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記室内温度を低下させる運転を実行する。また、前記ばらつき算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの下限値以下となる又は、ユーザの寒くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｃ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記室内温度を上昇させる運転を実行する。これにより、空気調和機は、暑くて不快または寒くて不快に感じているユーザに対して快適な運転を実行することができる。

例えば、前記空気調和機が、冷房運転および暖房運転を実行可能に、且つ前記ユーザへの送風量を調節可能に構成されている場合、冷房運転時、前記ばらつき算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの上限値以上となる又は、ユーザの暑くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｈ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記送風量を増加させる運転を実行し、前記ばらつき算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの下限値以下となる又は、ユーザの寒くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｃ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記送風量を減少させる運転を実行する。一方、暖房運転時、前記ばらつき算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの上限値以上となる又は、ユーザの暑くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｈ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記送風量を減少させる運転を実行し、前記ばらつき算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの下限値以下となる又は、ユーザの寒くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｃ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記送風量を増加させる運転を実行する。これにより、空気調和機は、冷房運転時または暖房運転時、暑くて不快または寒くて不快に感じているユーザに対して快適な運転を実行することができる。

例えば、前記空気調和機が、前記室内の室内湿度を調節可能に構成されている場合、前記ばらつき算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの上限値以上となる又は、ユーザの暑くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｈ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記室内湿度を低下させる運転を実行する。また、前記ばらつき算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの下限値以下となる又は、ユーザの寒くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｃ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記室内湿度を上昇させる運転を実行する。これにより、空気調和機は、暑くて不快または寒くて不快に感じているユーザに対して快適な運転を実行することができる。

空気調和機は、前記バイタルサイン測定デバイスとして、ミリ波をユーザに向かって出射し、当該ユーザによって反射されたミリ波を受信し、その受信したミリ波に基づいて当該ユーザの心拍を測定する心拍測定デバイスを有してもよい。

空気調和機は、前記バイタルサイン測定デバイスとして、ユーザをカメラによって連続的に撮影し、その連続撮影画像に写るユーザの皮膚（顔面等）の色合いの変化に基づいて脈拍を測定する脈拍測定デバイスを有してもよい。

空気調和機は、前記バイタルサイン測定デバイスとして、ユーザに装着され、ユーザの心拍を測定する心電計を有してもよい。

空気調和機は、前記バイタルサイン測定デバイスとして、ユーザに装着され、赤外線をユーザに向かって出射し、当該ユーザによって反射された赤外線を受信し、その受信した赤外線に基づいて当該ユーザの脈拍を測定する脈拍測定デバイスを有してもよい。

以下、本発明の一実施の形態について説明する。

本発明に係る空気調和機は、「トーン・エントロピー法」に基づいている。具体的には、本発明に係る空気調和機は、「トーン・エントロピー法」に基づいて算出される「トーン値」と「エントロピー値」に基づいて算出される「トーン値」と「エントロピー値」の「ばらつき量」とを用いて運転を制御する。そのため、まず、その「トーン・エントロピー法」について説明する。

トーン・エントロピー法は、図１に示すように、心拍波形（心電図波形）におけるＲ−Ｒ間隔の変化率に基づく心臓自律神経活動計測法であり、様々な分野で使用されている。このトーン・エントロピー法では、まず、Ｒ−Ｒ間隔の変化率ＰＩ（ＰｅｒｃｅｎｔａｇｅＩｎｄｅｘ）を算出する。ｎ（整数）番目のＲ−Ｒ間隔ＲＲＩ（ｎ）からｎ＋１番目のＲ−Ｒ間隔ＲＲＩ（ｎ＋１）への変化率ＰＩ（ｎ）は、数式（１）を用いて算出される。

数式（１）を用いて算出されるＰＩは、心拍数に関連している。ＰＩが正の値である場合、それは心拍数が上昇していることを示している。心拍数の上昇は、交感神経系の活動が、副交感神経系の活動に比べて優位であることを示している。

一方、ＰＩが負の値である場合、それは心拍数が減少していることを示している。心拍数の減少は、副交感神経系の活動が、交感神経系の活動に比べて優位であることを示している。

トーン値とエントロピー値とを算出するために、ＰＩは一定の時間の間計測される（Ｎ（整数）個のＰＩ値が取得される）。そのＮ個のＰＩ値は、Ｍ（整数）個の階級別に分類される。その結果、図２に示すようなＰＩヒストグラム（ＰＩ度数分布）が作製される。例えば、階級ｉは、０〜１％の範囲である。図２に示すＰＩ度数分布においては、階級ｉの度数は、ｆｉである。

トーン値Ｔは、ＰＩ度数分布におけるＰＩの平均値である。トーン値Ｔは、数式（２）を用いて算出される。

数式（２）を用いて算出されるトーン値Ｔは、心拍数の増減のバランスを示しており、また、交感神経系と副交感神経系がどのようなバランスで活動しているかを示している。

エントロピー値Ｅは、ＰＩ度数分布における分布の均一性を示す指標である。エントロピー値Ｅは、数式（３）を用いて算出される。

ここで、数式（３）内のｐ（ｉ）は、階級ｉの生起確率である。生起確率ｐ（ｉ）は、数式（４）を用いて算出される。

ここで、数式（４）内のｆｓｕｍは、全階級の度数の合計である。

数式（３）〜（４）を用いて算出するエントロピー値Ｅが相対的に小さい値である場合、ＰＩ度数分布は、ゼロのＰＩ値に近い階級（図２の場合、階級ｉ、ｉ−１）の度数が他の階級の度数に比べて著しく大きい分布（急峻な山形状の分布）をとる。このことは、自律神経の活動が弱く、心拍数がほとんど変化していないことを示している。一方、エントロピー値Ｅが相対的に大きい値である場合、ＰＩ度数分布は、各階級の度数が概ね均一な分布をとる。すなわち、Ｒ−Ｒ間隔の変化幅が大きく、ＰＩ値の絶対値が大きい。このことは、自律神経の活動が活発で、心拍数が大きく変動していることを示している。したがって、エントロピー値は、自律神経の活動の強弱を示している。

なお，トーン値とエントロピー値とを算出するために必要な心拍波形におけるＲ−Ｒ間隔ＲＲＩの代わりとして、心拍数や脈拍数を利用することも可能である。Ｒ−Ｒ間隔が、心拍数や脈拍数と対応関係にあるからである。例えば、Ｒ−Ｒ間隔が１秒である場合、心臓の心室が一秒間に一回収縮しているため、心拍数（１分あたり）は６０回である。また、不整脈などの疾患がない場合には、心拍数と脈拍数は同一である。したがって、トーン値やエントロピー値を算出するために、心拍数や脈拍数を利用することが可能である。

ばらつき量は分散や標準偏差や変動係数等の統計学的にばらつきを表す指標を用いる。例えば分散Ｖ^２を用いてもよい。一拍毎に算出されるトーン値又はエントロピー値をある一定数貯えトーン値又はエントロピー値の個々のデータ（ｘ_ｉ）平均（ｘ(＿)）の差を２乗し、それらを合計したものをデータの個数で割ることによって、トーン値Ｔ又はエントロピー値Ｅのばらつきの大きさを表すばらつき量（５）が算出される。

このようなトーン・エントロピー法に基づくトーン値Ｔとエントロピー値Ｅとを空気調和機の運転制御に用いる理由は、本発明の発明者がトーン値Ｔとエントロピー値Ｅのばらつき量が、図３に示すように、空気調和機のユーザの「温冷感」と対応していることを発見したからである。なお、ここでの「温冷感」は、暑さ、温かさ、涼しさ、寒さなどのユーザの周囲環境温度についての体感を言う。

図３は、一被験者の複数の温度環境下におけるトーン値とエントロピー値のばらつき量の模式図を示している。

発明者は、図３の模式図に示すように、暑すぎることもなくまた寒すぎることもない快適な体感（例えばＰＭＶ０の環境下）に対応するトーン値とエントロピー値のばらつき量範囲が存在することを、実験的に突き止めた。すなわち、ユーザが快適と感じる快適ばらつき量の範囲Ｖｓの存在を突き止めた。

また、発明者は、図３に示すように、暑くて不快な体感に対応するトーン値とエントロピー値のばらつき量、不快ばらつき量範囲Ｖｈを実験的に突き止めた。

さらに、発明者は、図３に示すように、寒くて不快な体感に対応するトーン値とエントロピー値のばらつき量、不快ばらつき量範囲Ｖｃを実験的に突き止めた。

このようなトーン値とエントロピー値のばらつき量とユーザの温冷感との対応関係は、温度が異なる複数の温度環境下に複数のユーザ（被験者）をおき、その複数のユーザのトーン値とエントロピー値のばらつき量を計測することによって突き止められた。

図４は、一被験者の複数の温度環境下におけるトーン値のばらつき量の実測値を示している。

また、図５は、一被験者の複数の温度環境下におけるエントロピー値のばらつき量の実測値を示している。

図４、図５は、一被験者の複数の温度環境下におけるトーン値とエントロピー値のばらつき量から暑くて不快領域・快適領域・寒くて不快領域を突き止めた際の実測値を示している。

図４、図５に示すように、ＰＭＶ１の温度環境下、すなわち被験者が暑くて不快に感じる環境下でのトーン値とエントロピー値のばらつき量は、ＰＭＶ−１の温度環境下、すなわち被験者が寒くて不快に感じる環境下でのトーン値とエントロピー値のばらつき量に対して、それぞれトーン値とエントロピー値のばらつき量が異なる。

具体的には、図４に示すように、暑くて不快である場合（ＰＭＶ１の場合）のトーン値のばらつき量は、０．００１８以上の数値を示し、一方、寒くて不快である場合（ＰＭＶ−１の場合）のエントロピー値のばらつき量は、０．００１２以下の数値を示している。

具体的には、図５に示すように、暑くて不快である場合（ＰＭＶ１の場合）のエントロピー値のばらつき量は、０．０１６以上の数値を示し、一方、寒くて不快である場合（ＰＭＶ−１の場合）のエントロピー値のばらつき量は、０．０１１以下の数値を示している。

したがって、図４、図５からも明らかなように、暑くて不快である場合の不快ばらつき量は、寒くて不快である不快ばらつき量Ｖｃに対して、ばらつき量は大きい。したがって、ばらつき量に基づいて、ユーザが、暑くて不快であるのか、あるいは寒くて不快であるのかを区別することが可能である。

また、図４、図５が示すように、ユーザが快適と感じる場合（ＰＭＶ０の場合）、そのばらつき量は、暑すぎる場合の不快ばらつき量範囲Ｖｈと、寒すぎる場合の不快ばらつき量範囲Ｖｃとの中間範囲にばらつき量が収束する。

すなわちばらつき量とユーザの温冷感との間の対応関係に基づいて、発明者は、ユーザの体感が快適になるように空気調和機の運転を制御することを考えた。

すなわち、発明者は、ユーザのばらつき量が快適ばらつき量Ｖｓ内に存在するように空気調和機の運転を制御することを考えた。また、ばらつき量が不快ばらつき量ＶｈまたはＶｃに存在するときは、ユーザが明らかに暑くて不快または寒くて不快と感じているので、その不快が解消される運転を実行することを考えた。ここからは、そのための空気調和機について、具体的に説明する。

図６は、本発明の一実施の形態に係る空気調和機が設置された室内（部屋）を概略的に示している。また、図７は、空気調和機の概略的な構成図である。さらに、図８は、空気調和機の制御系のブロック図である。

図７に示すように、本実施の形態に係る空気調和機１０は、室内機１２と室外機１４とを有する。

図６に示すように、空気調和機１０の室内機１２は、部屋Ｒ内（室内）に設置される。室外機１４は、部屋Ｒの外部（室外）に設置される。空気調和機１０のユーザＵは、室内機１２が設置された部屋Ｒ内に居る。

図７に示すように、空気調和機１０は、室内機１２に設けられた室内熱交換器１６と、室外機１４に設けられた室外熱交換器１８と、冷媒を圧縮する圧縮機２０と、冷媒の流れ方向を切り換える四方弁２２と、冷媒を減圧する膨張弁２４と、これらを接続する冷媒配管２６とを有する。また、室内機１２には、室内熱交換器１６と熱交換した後の空気を室内に送風する室内ファン２８と、室内機１２から送出される風Ｗの向きを変更する上下ルーバー３０とが設けられている。さらに、室外機１４には、室外熱交換器１８と熱交換した後の空気を屋外に送風する室外ファン３２が設けられている。

図７は、冷房運転時の空気調和機１０の状態を示している。冷房運転時、圧縮機２０から吐出された冷媒は、四方弁２２、室外熱交換器１８、膨張弁２４、室内熱交換器１６、および四方弁２２を順に通過して圧縮機２０に戻る。一方、暖房運転時、圧縮機２０から吐出された冷媒は、四方弁２２、室内熱交換器１６、膨張弁２４、室外熱交換器１８、および四方弁２２を順に通過して圧縮機２０に戻る。

室内ファン２８は、冷房運転時には室内熱交換器１６との熱交換によって冷やされた空気を部屋Ｒ内に向かって送風し、暖房運転時には室内熱交換器１６との熱交換によって温められた空気を送風する。

上下ルーバー３０は、室内機１２から部屋Ｒ内に向かって送風される空気（室内熱交換器１６と熱交換した後の空気）（風Ｗ）の向きを変更する。上下ルーバー３０は、例えば部屋Ｒの天井に空気が向かう方向と床に空気が向かう方向との間で、送風方向を変更する。

室外ファン３２は、室外熱交換器１８と熱交換した後の空気を屋外に排出する。

図８に示すように、空気調和機１０は、圧縮機２０、四方弁２２、室内ファン２８、上下ルーバー３０、および室外ファン３２を制御する制御装置５０を有する。

制御装置５０は、空気調和機１０の運転を制御する、すなわち圧縮機２０、四方弁２２、室内ファン２８、上下ルーバー３０、および室外ファン３２を制御する運転制御部５２を有する。また、制御装置５０は、ユーザの心拍データを取得する心拍データ取得部５４と、ユーザのトーン値Ｔとエントロピー値Ｅとを算出するトーン／エントロピー値算出部５６と、記憶部５８とばらつき量算出部６１とを有する。

制御装置５０（その運転制御部５２、心拍データ取得部５４、およびトーン／エントロピー算出部５６、ばらつき量算出部６１）は、例えば室外機１４に設けられ、マイクロコンピュータなどのＣＰＵ（演算処理装置）、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ（記憶部５８）、これらを接続する回路、外部と通信するためのポートなどが設けられた制御基板である。制御装置５０はまた、圧縮機２０、四方弁２２、室内ファン２８、上下ルーバー３０、および室外ファン３２を制御するために、これらに対して信号線を介して接続されている。さらに、制御装置５０は、記憶装置に記憶されているプログラムを演算処理装置が実行することにより、様々な動作を実行する。

図８に示すように、制御装置５０は、リモートコントローラ３４とバイタルサイン測定デバイス３６と通信接続されている。

リモートコントローラ３４は、図６に示すように、ユーザＵが空気調和機１０を操作するためのデバイス、すなわち空気調和機１０の運転条件をユーザＵが設定するためのデバイスである。例えば、ユーザがリモートコントローラ３４を介して部屋Ｒ内の室内温度を設定すると（設定温度を入力すると）、その設定温度を維持するように室内温度を調節するために、制御装置５０の運転制御部５２が圧縮機２０の出力を調節する。

また、ユーザＵがリモートコントローラ３４を介して冷房運転から暖房運転またはその逆に運転を変更した場合、運転制御部５２が四方弁２２を制御して冷媒の流れ方向を切り換える。

さらに、ユーザＵがリモートコントローラ３４を介して室内機１２からの送風量を設定すると（設定風量を入力すると）、その設定風量を維持するように、運転制御部５２が室内ファン２８の回転数を調節する。

さらにまた、ユーザＵがリモートコントローラ３４を介して室内機１２の送風方向を設定すると、その設定された送風方向になるように、運転制御部５２が上下ルーバー３０の水平軸に対する傾きを調節する。すなわち、風向を変えることにより、ユーザＵへの送風量を調節する。

加えて、ユーザＵがリモートコントローラ３４を介して所定の室内湿度を設定すると（設定湿度を入力すると）、その設定湿度を実現するために、除湿運転では、運転制御部５２は圧縮機２０と四方弁２２とを制御して実行し、加湿運転では、不図示の加湿手段（例えは空気調和機１０と一体化した吸着デシカント式の無給水加湿手段や空気調和機１０が制御可能な通信手段をもった別体式の加湿器等）を制御して実行する。

バイタルサイン測定デバイス３６は、本実施の形態の場合、ユーザの心拍測定を該ユーザに接触することなく実行する非接触式デバイスであって、図６に示すように室内機１２に搭載されている。

バイタルサイン測定デバイス３６は、本実施の形態の場合、ミリ波をユーザＵに向かって出射し、当該ユーザＵによって反射されたミリ波を受信し、その受信したミリ波に基づいて当該ユーザの心拍を測定するように構成されている非接触式心拍測定デバイスである。バイタルサイン測定デバイス３６は、定期的にユーザＵの心拍測定を行う。また、バイタルサイン測定デバイス３６によって測定された心拍データは、制御装置５０の心拍データ取得部５４に送信される。

なお、バイタルサイン測定デバイス３６は、ユーザＵをカメラによって連続的に撮影し、その連続撮影画像に写るユーザの皮膚（特に顔の像）の色合いの変化に基づいて脈拍を測定する脈拍デバイスであってもよい。上述したように、心拍と脈拍は対応するからである。

バイタルサイン測定デバイス３６からの心拍データを制御装置５０の心拍データ取得部５４が取得すると、トーン／エントロピー算出部５６は、その取得した心拍データからトーン値Ｔとエントロピー値Ｅとを算出するし（上述の数式（１）〜（４）に基づいて）、ばらつき量算出部６１は、ある一定時間又は、ある一定心拍数から取得した心拍データからばらつき量を算出する（上述の数式（１）〜（５）に基づいて）。

運転制御部５２は、トーン／エントロピー算出部５６によって算出されたトーン値Ｔおよびエントロピー値Ｅと、記憶部５８に記憶されているトーン値とエントロピー値６０を基にばらつき量算出部６１によって算出されたばらつき量に基づいて、ユーザＵの温冷感を確認する。

トーン／エントロピー算出部５６によって算出されたばらつき量が図３における快適ばらつき量範囲Ｖｓに存在する場合、運転制御部５２は、ユーザが快適と感じている環境を維持するために、現在実行中の運転を維持する（すなわち、室内温度、送風量、送風方向、および室内湿度を維持する）。これにより、ユーザの快適な体感を維持することができる。

また、トーン／エントロピー算出部５６によって算出されたばらつき量が図３における快適ばらつき量範囲Ｖｓの外に存在する場合、運転制御部５２は、これからトーン／エントロピー算出部５６によって算出されるトーン値Ｔとエントロピー値Ｅが快適ばらつき量Ｖｓに存在するように、運転を制御する。具体的には、圧縮機２０、四方弁２２、および室内ファン２８、上下ルーバー３０の少なくとも１つを制御して、室内温度、送風量、送風方向、および室内湿度の少なくとも１つを調節する。その調節が適当であるか否かは、その調節後に算出されたばらつき量が快適ばらつき量範囲Ｖｓに収まるか否かで判断することができる。これにより、ユーザを快適な体感にすることができる。

さらに、図３に示すように、トーン／エントロピー算出部５６によって算出されたばらつき量がユーザＵの暑くて不快な体感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｈに存在する場合、運転制御部５２は、冷房運転時において、室内温度を低下させる運転、ユーザＵへの送風量を増加させる運転、および室内湿度を低下させる運転の少なくとも１つを実行する。室内温度を低下させるために、圧縮機２０の出力を上昇させる。また、ユーザＵへの送風量を増加させるために、室内ファン２８の回転数を上げる、および／または上下ルーバー３０によって送風方向を床方向に変更する。さらに室内湿度を低下させるために除湿運転を行う。例えば、圧縮機２０の出力が最大である場合には、室内ファン２８の回転数が上げられる。なお、冷房運転時にユーザＵが暑くて不快な体感になる状況として、例えば、夏の暑い日に外出していたユーザＵが冷房運転によって十分に冷えた部屋Ｒに帰ってきた状況が挙げられる。

一方、暖房運転時においては、運転制御部５２は、室内温度を低下させる運転、ユーザＵへの送風量を減少させる運転、および室内湿度を低下させる運転の少なくとも１つを実行する。なお、暖房運転時にユーザＵが暑くて不快な体感になる状況として、例えば、ユーザＵが暖かい食事をとった直後や風呂あがりの直後が挙げられる。

これらの運転制御により、不快ばらつき量範囲Ｖｈから快適ばらつき量範囲Ｖｓにシフトさせることができる。これにより、暑くて不快なユーザＵの体感を快適な体感にシフトさせることができる。

さらにまた、図３に示すように、トーン／エントロピー算出部５６によって算出されたばらつき量がユーザＵの寒くて不快な体感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｃに存在する場合、運転制御部５２は、冷房運転時において、室内温度を上昇させる運転、ユーザＵへの送風量を減少させる運転、および室内湿度を上昇させる運転の少なくとも１つを実行する。室内温度を上昇させるために、圧縮機２０の出力を低下させる。ユーザＵへの送風量を減少させるために、室内ファン２８の回転数を下げる、および／または上下ルーバー３０によって送風方向を天井方向に変更する。なお、冷房運転時にユーザＵが寒くて不快な体感になる状況として、例えば、ユーザが冷たい食事をとった直後や服を脱いだ状況が挙げられる。

一方、暖房運転時においては、運転制御部５２は、室内温度を上昇させる運転、ユーザＵへの送風量を増加させる運転、および室内湿度を上昇させる運転の少なくとも１つを実行する。なお、暖房運転時にユーザＵが寒くて不快な体感になる状況として、例えば、ユーザが、冬の寒い日に外出していたユーザＵが暖房運転によって十分に温められた部屋Ｒに帰ってきた状況が挙げられる。

これらの運転制御により、不快ばらつき量範囲Ｖｃから快適ばらつき量範囲Ｖｓにシフトさせることができる。これにより、寒くて不快なユーザＵの体感を快適な体感にシフトさせることができる。

以上、このような本実施の形態によれば、空気調和機において、ユーザの温冷感を考慮して、ユーザにとって快適な運転を実行することができる。

以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。

例えば、上述の実施の形態の場合、図３に示すばらつき量を用いて、空気調和機１０の運転がユーザにとって快適な運転となるように制御される。しかしながら、本発明の実施の形態は、ばらつき量に限らない。例えば、予め求められた、トーン値のばらつき量およびエントロピー値のばらつき量の組み合わせとユーザの温冷感との間の対応関係を示すテーブルや数式を用いてもよい。

また例えば、上述の実施の形態の場合、図６に示すように、ユーザＵの心拍（対応する脈拍）を測定するバイタルサイン測定デバイス３６は、空気調和機１０（その室内機１２）に搭載される、非接触式の測定デバイスである。これに代わって、バイタルサイン測定デバイスは、接触式であってもよい。

図９は、本発明の別の実施の形態に係る空気調和機が配置された部屋を示している。
図９に示す空気調和機１１０は、バイタルサイン測定デバイスを除いて、上述の実施の形態に係る空気調和機１０と実質的に同一である。
図９に示す空気調和機１１０は、ユーザに着脱可能に装着される接触式バイタルサイン測定デバイス１３６を有する。このバイタルサイン測定デバイス１３６は、例えばベルト（図示せず）を介してユーザＵの胸に装着され、ユーザＵの心拍を測定する心拍計である。また、このバイタルサイン測定デバイス１３６は、無線通信を介して、室内機１１２（制御装置の心拍データ取得部）に心拍データを送信するように構成されている。

なお、これに代わって、ユーザに装着される接触式バイタルサイン測定デバイス１３６は、腕時計型であって、赤外線をユーザの血液（血管）に向かって出射し、当該ユーザによって反射された赤外線を受信し、その受信した赤外線（その反射量）に基づいて当該ユーザの脈拍を測定する脈拍測定デバイスであってもよい。

すなわち、本発明の実施の形態に係る空気調和機は、広義には、室内にいるユーザの脈拍または心拍を測定するバイタルサイン測定デバイスと、トーン・エントロピー法を用いて前記バイタルサイン測定デバイスの検出結果からトーン値とエントロピー値とを算出するトーン／エントロピー算出部と、トーン値およびエントロピー値の組み合わせと前記ユーザの温冷感との間の対応関係に基づいて、前記トーン／エントロピー算出部によって算出されるトーン値とエントロピー値とが前記ユーザの快適な温冷感に対応するトーン値およびエントロピー値の組み合わせとなるように、前記空気調和機の運転を制御する運転制御部と、を有する空気調和機である。

本発明は、空気調和機であれば適用可能である。

１０空気調和機
３６バイタルサイン測定デバイス
５２運転制御部
５６トーン／エントロピー算出部
６１ばらつき量算出部

Claims

空気調和機であって、室内にいるユーザの脈拍または心拍を測定するバイタルサイン測定デバイスと、トーン・エントロピー法を用いて前記バイタルサイン測定デバイスの検出結果から、ある一定時間内又は心拍回数内で取得したデータの心拍の間隔時間からトーン値とエントロピー値とを算出するトーン／エントロピー算出部と、ある一定時間内又は心拍回数内で取得したデータの、トーン値又はエントロピー値の統計学的ばらつき量（以降ばらつき量と記載）を算出するばらつき量算出部と、トーン値又はエントロピー値のばらつき量と前記ユーザの温冷感との間の対応関係に基づいて、前記ばらつき量算出部によって算出される、ある一定時間内又は心拍回数内で取得したデータのトーン値又はエントロピー値のばらつき量が前記ユーザの快適な温冷感に対応するばらつき量となるように、前記空気調和機の運転を制御する運転制御部と、を有する空気調和機。
前記運転制御部は、前記トーン／エントロピー算出部によって算出されるトーン値とエントロピー値を基に、前記ばらつき量算出部によって算出されるトーン値とエントロピー値のばらつき量が前記ユーザの快適な温冷感に対応する快適ばらつき量範囲内Ｖｓに存在するように、前記空気調和機の運転を制御する、請求項１に記載の空気調和機。
前記空気調和機が、前記室内の室内温度を調節可能に構成され、前記ばらつき量算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの上限値以上となる又は、ユーザの暑くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｈ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記室内温度を低下させる運転を実行し、前記ばらつき量算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの下限値以下となり、ユーザの寒くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｃ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記室内温度を上昇させる運転を実行する、請求項１又は２のいずれか一項に記載の空気調和機。
前記空気調和機が、冷房運転および暖房運転を実行可能に、且つ前記ユーザへの送風量を調節可能に構成され、冷房運転時、前記ばらつき量算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの上限値以上となる又は、ユーザの暑くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｈ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記送風量を増加させる運転を実行し、前記ばらつき量算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの下限値以下となり、ユーザの寒くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｃ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記送風量を減少させる運転を実行し、暖房運転時、前記ばらつき量算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの上限値以上となる又は、ユーザの暑くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｈ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記送風量を減少させる運転を実行し、前記ばらつき量算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの下限値以下となり、ユーザの寒くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｃ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記送風量を増加させる運転を実行する、請求項１から３のいずれか一項に記載の空気調和機。
前記空気調和機が、前記室内の室内湿度を調節可能に構成され、前記ばらつき量算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの上限値以上となる又は、ユーザの暑くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｈ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記室内湿度を低下させる運転を実行し、前記ばらつき量算出部によって算出されたばらつき量が、快適ばらつき量範囲Ｖｓの下限値以下となり、ユーザの寒くて不快な温冷感に対応する不快ばらつき量範囲Ｖｃ内に存在する場合、前記運転制御部が、前記室内湿度を上昇させる運転を実行する、請求項１から４のいずれか一項に記載の空気調和機。
前記バイタルサイン測定デバイスは、心電位と、脈波と、心拍と、少なくとも１つ以上の生体情報を計測できるセンシング手段を備えた請求項１から５のいずれか一項に記載の空気調和機。
前記バイタルサイン測定デバイスとして、ミリ波をユーザに向かって出射し、当該ユーザによって反射されたミリ波を受信し、その受信したミリ波に基づいて当該ユーザの心拍を測定する心拍測定デバイスを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の空気調和機。
前記バイタルサイン測定デバイスとして、ユーザをカメラによって連続的に撮影し、その連続撮影画像に写るユーザの皮膚（顔面等）の色合いの変化に基づいて脈拍を測定する脈拍測定デバイスを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の空気調和機。
前記バイタルサイン測定デバイスとして、ユーザに装着され、ユーザの心拍を測定する心電計を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の空気調和機。
前記バイタルサイン測定デバイスとして、ユーザに装着され、赤外線をユーザに向かって出射し、当該ユーザによって反射された赤外線を受信し、その受信した赤外線に基づいて当該ユーザの脈拍を測定する脈拍測定デバイスを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の空気調和機。