JPH05228044A - 寝室温湿制御システム - Google Patents

寝室温湿制御システム

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JPH05228044A
JPH05228044A JP4031650A JP3165092A JPH05228044A JP H05228044 A JPH05228044 A JP H05228044A JP 4031650 A JP4031650 A JP 4031650A JP 3165092 A JP3165092 A JP 3165092A JP H05228044 A JPH05228044 A JP H05228044A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
humidity
bed
sensor
control
Prior art date
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Pending
Application number
JP4031650A
Other languages
English (en)
Inventor
Mariko Kawaguri
真理子 河栗
Nobuyuki Yoshiike
信幸 吉池
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4031650A priority Critical patent/JPH05228044A/ja
Publication of JPH05228044A publication Critical patent/JPH05228044A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 快適な睡眠を提供する寝室温湿制御システム
の実現。 【構成】 寝室内の温度および湿度を変化できる温度湿
度可変手段14と、寝床1内の温度と湿度を検出する複
数の温度センサ3及び湿度センサ4と、温度センサ3及
び湿度センサ3の出力に基づいて、温度湿度可変手段1
4をフィードバック制御する制御回路7とを備えた寝室
温湿制御システム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、室内の温度及び湿度を
調節して快適な睡眠環境を提供する寝室温湿制御システ
ムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に、夜寝るときの温度を快適
なものにするためには、壁掛け式のエアコンで温度調整
する方法や、電気毛布により直接寝床内の温度を制御す
る方法が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エアコ
ン壁掛け方式の空調は、温度分布、気流分布にばらつき
があるため、ベッドで寝ている人に快適な空調を提供し
にくいという課題がある。
【0004】また、電気毛布を用いる方法は、直接人体
に熱を供給するが、睡眠による体温の変化を把握してい
ないため、加温し過ぎて発汗を促し睡眠を乱すことが頻
繁に起こるという課題がある。
【0005】本発明は、このような従来の温度調整方法
の課題を考慮し、睡眠中の寝床での快適な温度環境を提
供できる寝室システムを提供することを目的とするもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、寝室内の温度
および湿度を変化できる温度湿度可変手段と、寝床内の
温度と湿度を検出する複数の温度センサ及び湿度センサ
と、温度センサ及び湿度センサの出力に基づいて、温度
湿度可変手段をフィードバック制御する制御手段とを備
えた寝室温湿制御システムである。
【0007】
【作用】本発明では、温度センサ及び湿度センサによ
り、寝床内の温度と湿度を検出し、制御手段により、そ
の検出結果に従って、寝室内の温度および湿度を変化で
きる温度湿度可変手段を制御する。これによって、発汗
状態も含む睡眠中の状態を把握し、最適な温湿度環境に
制御して快適な睡眠を提供することができる。
【0008】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。 (実施例1)図1は、本発明の寝室温湿制御システムの
一実施例を示す斜視図であって、図に示すように、寝具
1はその下に送風マット9を備えている。送風マット9
には、隅部に温風ユニット5と吸い込みフィルタ6が取
り付けられている。温風ユニット5は吸込フィルタ6を
介して室内の空気を吸い込んで寝床内に風または温風を
吹き出して温湿度を変えることができる。さらに、寝床
内の温度及び湿度を検出する温度センサ3、湿度センサ
4が、図1に示すようにライン状に並べられている。そ
の位置としては、人体の背中部に近いところが好まし
い。それは、寝床内温度分布と皮膚温の関係を調べたと
ころ、一番皮膚温に近くばらつきの少ない温度が検出で
きたためである。これは、からだによる加圧面積が広い
ことが原因と考えられる。さらに、寝床内に覚醒状態で
被験者に入床してもらい、各部位の皮膚温を計測しなが
ら温冷感、発汗感、快適感について申告してもらう実験
を重ねたところ、図2に示すように、背中部の温度は、
寝床内の人の温冷感に良く相関した。湿度においても図
3に示すように背中部の湿度が人の発汗感に良く相関し
ている。また、温度センサ3と同じ場所におくことによ
り、体の位置を温度センサで検出しながら湿度が検出で
き、寝室の湿度の影響を防ぎ、発汗状態に即した湿度変
化を検出できる。温度センサ3には、小型のサーミスタ
を、湿度センサ4には、セラミック基板上に半導体高分
子の薄膜や微粉末を蒸着塗布した電気抵抗式のセンサま
たは、ナイロンリボンの湿度変化による伸縮を利用した
センサを用いている。
【0009】また、その寝具1がある寝室内の温熱環境
を整えるためにエアコン14が壁に掛けられている。1
5は、そのエアコン14のコントロール部である。
【0010】温度センサ3、湿度センサ4、温風ユニッ
ト5は制御回路7に接続されている。さらに、エアコン
14のコントロール部15は、制御回路7に接続されて
いる。制御回路7は寝床内の温度および湿度が目標値に
なるように温度センサ3及び湿度センサ4の出力に応じ
て温風ユニット5とエアコンのコントロール部15をフ
ィードバック制御するようになっている。
【0011】次に、本実施例の動作を説明する。
【0012】まず、制御回路7は、温度センサ3、湿度
センサ4からの検出信号に基づき、寝床内の温度が30
℃以下で変化量が5分間で0.5℃以下のとき寝床内に
は人がいないと判断し、予熱や予冷および寝具乾燥を行
なう。予熱に於ては目標値を制御回路7に入力しておく
と寝床内の温度センサ3の出力によりフィードバックを
かけながら温風ユニット5を作動させて目標温度に到達
させることができる。タイマーで入床予定時刻を入力し
ておくと目標値到達時間だけ前から予熱を作動させれば
効率よくできる。逆に、日本の夏は、高温多湿であるた
め、寝苦しい。そこで、寝室の温度が28℃以上の時は
制御回路7は、寝室のエアコン14のコントロール部1
5を通じて、冷房をかけながら温風ユニット5を作動さ
せると、冷たい空気を吸い込みフィルタ6から吸い込ん
で、送風マット9の吹き出し孔から吹き出すので、寝床
内温度を低下させさらに除湿もできるため、寝やすい環
境を提供できる。また、寝室内の温度は、エアコン14
により制御し、コントロール部15に季節及び個人の好
みを加え、冬は18℃から20℃、夏は23℃から25
℃に設定する。湿度は50RH%付近にする。快適に寝
るためには、寝床内の温熱環境も大切だが、周りの温熱
環境も大きく影響するので予め設定することにより速や
かな入眠に効果がある。また、寝具1は1晩寝るとコッ
プ数杯分の水を吸収するといわれており、寝具1が湿っ
ていると冬は冷たく夏は蒸し暑いため寝心地が悪い。そ
こで、寝床内の湿度センサ4により、非在床時に湿度6
0%を越える場合は、温風ユニット5を作動させて寝具
乾燥を行なう。通常の乾燥機能はタイマーでされている
が、湿度センサ4で40%以下になるまで確認しながら
乾燥できるため効率よく乾燥でき、常に寝具1が乾燥さ
れているのでダニの発生を防ぎ清潔に保つことができ
る。
【0013】次に、図4は、本発明の1実施例による入
床時の寝室内温度湿度制御の内容を示すブロック図であ
り、温度センサ3および湿度センサ4からなる検知手段
10、検知手段10からの信号を温度、湿度に変換する
演算手段11、ファジイ推論を実行するファジイ推論プ
ロセッサ12、およびファジイ推論が実行される際に必
要な推論ルールを記憶するファジイ推論記憶装置13か
ら構成される。検知手段10はライン上の温度センサ3
及び湿度センサ4で、得られた信号は演算手段11へ送
られ、ここで温度、湿度に変換される。本実施例で採用
した推論ルールは次のようなものであり、ファジイルー
ル記憶装置13内部に記憶されている。すなわち、寝床
内温度(T,3段階LT:低温、MT:中温、HT:高
温)より人の温冷感(S1)を判定し、寝床内湿度
(H,2段階LH:低湿、HH:高湿)により発汗感
(S2)を推定する。その推定ルール則を、下記に示
す。 ルール1:IF T is LT and H is LH THEN S1 is COOL
(涼しい) ルール2:IF T is MT and H is LH THEN S1 is NEUTRA
L(どちらでもない) ルール1:IF T is HT and H is LH THEN S1 is WARM
(暖かい) ルール1:IF T is LT and H is HH THEN S2 is PERSPI
RATION(発汗) ルール1:IF T is MT and H is HH THEN S2 is PERSPI
RATION ルール1:IF T is HT and H is HH THEN S2 is PERSPI
RATION この推論ルールを用いて人の感覚(S1,S2)を判定
するため、図5に示すようなメンバーシップ関数を用い
たファジイ推論を行なう。図5(A)は温冷感(S1)
にたいするメンバーシップ関数であり、COOL,NE
UTRAL,WARMなどはファジイ集合である。図5
(B)は発汗感(S2)にたいするメンバーシップ関数
であり、PERSPIRATIONはファジイ集合であ
る。この図5は人の温冷感および発汗感について数多く
の実験データより求めたものである。Tはライン上の温
度センサ3のうちで最高温度を示すもののデータを用い
ている。この最高温度は背中の皮膚温度より2度低かっ
たが、温度変化も追従しており、温冷感と良く相関して
いた。31度以下になるとCOOL、34度以上になる
とWARMの申告がほとんどであった。この温冷感は、
寝室内の温度、湿度と関連があり、周りの温度が低いと
温冷感が高めにシフトし(即ち低い温度でも暖かく申告
する)、湿度が高いと温冷感が低めにシフトした。ま
た、個人差も存在する。そこで、寝室の温度湿度(ベッ
ド端の温度センサ3と湿度センサ4より検知)のデータ
および個人の好みをインプットすることにより、より正
確な推定が可能となる。発汗感については、寝床内の温
度の最高点部位の湿度との相関を調べたところ、相対湿
度65%以上では殆どPERSPIRATIONの申告
があった。さらに、寝室の温度が10度と低くても発汗
現象がみられ、WARMの申告なのに寝床内温度ではC
OOLと判断される場合があった。以上より、温度に加
えて湿度も判定材料とすることにより推定精度を高めそ
の場の状況に応じた快適な制御が可能となる。
【0014】制御法としては、WARMまたはPERS
PIRATIONと判定したらエアコン14のコントロ
ール部15を作動させ、寝室内の温度を下げる。寝床内
の温風ユニット5を作動させて送風すれば速やかに冷却
が可能であるが、急激な温度変化は体の温度調節機能を
狂わせるため適しているとはかぎらない。つぎに、CO
OLと判定した場合は、エアコン14の温度設定を上げ
て寝室内温度を上げる。寝床内の温風ユニット5で温風
を流すと急激に温度が上昇するが、低温やけどなどの危
険性があるため、寝室温度を加温する方が睡眠時の制御
には適している。
【0015】以上のように制御して、NEUTRALな
状況に寝床内を保つことにより、熟睡できる環境が提供
できる。寝床内温度及び湿度の測定は5分間隔で行な
い、加熱や冷却の制御時には1分間隔にすることにより
きめの細かい制御ができる。
【0016】このように、ファジイ推論により人の温冷
感、発汗感という曖昧な量を的確に判断して快適な寝床
内気候を提供できる。 (実施例2)実施例1に示したように、時間毎の寝床内
温度、湿度を測定して寝ている人の温冷感、発汗感を推
定し寝床内環境を制御するのに加え、前の測定時との変
化量をもとに5分後を推定して早めに制御をスタートさ
せると、状況を変化させるためのエネルギーが小さくて
すむというメリットがある。例えば、湿度が5分で5%
高くなったとき、次の5分でさらに5%高くなると予想
しその値が65%を越えたらエアコン14の冷却をスタ
ートさせると、発汗を早めに抑えられる。さらに、変化
量が大きい場合を想定すると、入床してすぐの温度が安
定化されてないとき、寝入って温熱性の発汗が起こり湿
度が高くなるとき、体動により布団をけぬいだとき、明
け方近くに室温が低下し寝床内温度が下がったときな
ど、速やかに環境制御をかけないと覚醒してしまう場合
が多い。そこで、変化量が大きい場合、たとえば、温度
変化が5分で1度以上の場合、湿度変化が5分で2%以
上の場合、制御は測定時の5分後を予想して行なうよう
にする。特に、入床時などは感覚が鋭敏であり、経歴の
差(入浴してすぐ、スポーツ後、食後、安静にしていた
後など)により、温度湿度に対する感じかたや生理反応
も異なるため、細かく環境を制御して速やかに入眠させ
る必要がある。逆に寝入れば、温度や湿度の変動が小さ
くなり、感覚も鈍るため、制御も急激にするのでなく、
温度変化量及び変化率を小さくできる。人は寝入るとき
に温熱性の発汗をして体温を低くするという体温調節を
行なうので、入床後の湿度の増加から発汗を判定し、睡
眠が深くなったことを検知し、温度湿度制御の方法をか
えることで省エネにも効果がある。以上のように、寝床
内の温度と湿度の絶対値とともに変化量を検知すること
により、睡眠状態に即した制御が可能となる。
【0017】なお、本発明の制御手段は、コンピュータ
を用いてソフトウェア的に実現し、あるいはそれら各機
能を有する専用のハード回路を用いて実現してもかまわ
ない。
【0018】また、本発明の温度湿度可変手段は、上記
実施例ではエアコンであったが、他の温度湿度を変更し
得る手段であってもかまわない。
【0019】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、寝室内の温度および湿度を可変する手段と、
寝床内の温度と湿度を検出する温度センサ及び湿度セン
サと、温度、湿度センサの出力に基づいて可変手段をフ
ィードバック制御する制御手段とを備えているので、睡
眠の経過に即した寝床内気候を提供できるという長所を
有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の寝室温湿制御システムの斜
視図である。
【図2】本発明の一実施例の温冷感と寝床内温度の相関
図である。
【図3】本発明の一実施例の発汗感と寝床内湿度の相関
図である。
【図4】本発明の一実施例の感覚に対するファジイ推論
のブロック図である。
【図5】本発明の一実施例の感覚に対するファジイ変数
のメンバーシップ関数を示す図である。
【符号の説明】
1 寝具 3 温度センサ 4 湿度センサ 5 温風ユニット 6 吸い込みフィルター 7 制御回路(手段) 9 送風マット 10 検知手段 11 演算手段 12 ファジイ推論プロセッサ 13 ファジイ推論記憶装置 14 エアコン 15 エアコンのコントロール部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 寝室内の温度および湿度を変化できる温
    度湿度可変手段と、寝床内の温度と湿度を検出する複数
    の温度センサ及び湿度センサと、前記温度センサ及び湿
    度センサの出力に基づいて、前記温度湿度可変手段をフ
    ィードバック制御する制御手段とを備えたことを特徴と
    する寝室温湿制御システム。
  2. 【請求項2】 制御手段は、前記寝床内の最高温度によ
    り前記温度湿度可変手段を制御することを特徴とする請
    求項1記載の寝室温湿制御システム。
  3. 【請求項3】 制御手段は、前記寝床内の最高温度部位
    の湿度により前記温度湿度可変手段を制御することを特
    徴とする請求項1記載の寝室温湿制御システム。
  4. 【請求項4】 制御手段は、前記寝床内温度の絶対値及
    び変化量により人の在床及び非在床を検知して、前記温
    度湿度可変手段を制御することを特徴とする請求項1記
    載の寝室温湿制御システム。
  5. 【請求項5】 制御手段は、前記寝床内の最高温度部位
    の湿度の絶対値及び変化量により、前記温度湿度可変手
    段を制御することを特徴とする請求項1記載の寝室温湿
    制御システム。
JP4031650A 1992-02-19 1992-02-19 寝室温湿制御システム Pending JPH05228044A (ja)

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