JPH065135B2

JPH065135B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JPH065135B2
Application number: JP61291210A
Authority: JP
Inventors: 英男野村; 儀美岩田; 秀光板敷; 一彦門脇
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1986-12-06
Filing date: 1986-12-06
Publication date: 1994-01-19
Anticipated expiration: 2009-01-19
Also published as: JPS63143448A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は空気調和機に関するものであり、特に使用者
の位置での調和空気の風速と風温とを好適に制御でき、
空調快適感を向上し得る空気調和機に関するものであ
る。

（従来の技術）空調運転時に、使用者の位置を検出し、この位置での風
速と風温とを制御して空調使用感を向上しようとする試
みは、例えば特開昭60-221649号公報に記載されている
ように公知である。この空気調和機について第９図に基
づいて説明すると、図において、５１は室温を検出する
第１サーミスタ、５２は吹出温度を検出する第２サーミ
スタ、５３は人の位置を検出する赤外線センサをそれぞ
れ示しているが、この空気調和機では、これらの検出結
果及び吹出風速の設定値から、使用者の位置での風速と
風温とを演算装置５４にて演算し、この演算結果に基づ
いて、水平ベーン５５及び垂直ベーン５６をそれぞれ駆
動する第１及び第２ステップモータ５７、５８を、制御
装置５９にて制御するようなされている。このような制
御を行なえば、使用者が移動したような場合にも、その
周囲の空調条件を略一定にして空調快適感を維持した
り、あるいは暖房立上り時には、風速と風温が一定範囲
内の温風を使用者に向けて吹出し、即暖感を向上したり
することが可能となる。

（発明が解決しようとする問題点）ところで上記従来の空気調和機には、次のような欠点が
ある。それは上記風速と風温とを演算するに際し、空調
室の大きさに関する情報を考慮していないために、設置
場所によって演算結果に大きな誤差が生じ、空調快適感
の損なわれる場合があるということである。例えば、第
１０図(a)(b)に示すように、空気調和機本体からの調和
空気の吹出方向前方の壁面Ｂまでの距離Ｌが異なる場合
には、空気調和機本体から使用者Ａまでの距離ｌが同一
であっても、気流状態の相異から、使用者の位置での実
際の風速や風温が相異することになるが、それにも拘わ
らず、従来の空気調和機では同一条件での運転が行なわ
れてしまうということである。

この発明は上記した従来の欠点を解決するためになされ
たものであって、その目的は、空調室の大きさに関する
情報を考慮した運転制御を行ない、空調快適感を向上す
ることの可能な空気調和機を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）そこでこの発明の空気調和機においては、吹出気流を制
御する吹出気流制御手段６と、室内温度を検知する室温
検知手段９と、吹出気流温度を検知する吹出温度検知手
段８と、室内での人の位置を検知する人体位置検知手段
２２と、空調室の大きさに関する情報を把握する空調室
把握手段１７と、上記室温検知手段９、吹出温度検知手
段８、人体位置検知手段２２及び空調室把握手段１７の
各出力に基づく演算から人の位置での風速と風温とが設
定値に近づくように上記吹出気流制御手段６の制御を行
なう制御手段３０とを有している。

（作用）上記した空気調和機においては、使用者の位置での風速
と風温とを演算するに際し、空調室の大きさに関する情
報、例えば第１０図(a)(b)における空気調和機本体から
壁面Ｂまでの距離Ｌを考慮していることから、上記風速
及び風温を精度よく演算し、制御し得ることになる。

（実施例）次にこの発明の空気調和機の具体的な実施例について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。

第２図には、壁面に据付けられる空気調和機本体１の側
面図を示しているが、この本体１の内部には室内熱交換
器２と送風ファン３とが配置されており、本体１の前面
に形成されている吸込グリル４から室内空気を吸込ん
で、前面側下部に形成している吹出グリル５から所定温
度の冷風、或いは温風を吹出すようになされている。上
記吹出グリル５には、吹出風の方向を制御するための水
平方向偏向板、すなわち水平フラップ６及び垂直方向偏
向板、すなわち垂直フラップ７が配置されている。これ
らの各フラップ６、７は、後述するように、自動的に偏
向角を制御し得る構成となされている。そして上記本体
１の前面側上部の一方の側端部には、人検知センサ１０
と、超音波センサ１１とを有する人体位置検知センサ２
２が取着されている。

上記人検知センサ１０は、焦電形赤外線センサより構成
されているものであって、人体より放射される体温相当
の赤外線を受けて、その強度が予め設定されている検知
領域内で変化するときに応動するようになされており、
これにより上記検知領域内における人の存在を検出する
ことができる。一方、超音波センサ１１は超音波の送受
信器を有し、上記人検知センサ１０の検知領域の略中心
部の方向に超音波を発振してその方向にある物体で反射
した反射波が戻ってくるまでの時間で、超音波センサ１
１から上記物体までの距離を検出するようになされてい
る。

第３図には上記人検知センサ１０と超音波センサ１１と
を有する人体位置検知センサ２２の構成を示している。
同図のように、上記人検知センサ１０と超音波センサ１
１とを内蔵するセンサボックス１２は検知領域走査用の
二つのステップモータ１４、１５によって、垂直方向及
び水平方向にそれぞれ回動制御し得るように構成されて
いる。

次に、上記のような人体位置検知センサ２２を取着した
空気調和機本体１が、例えば第４図に示すように壁面高
所に据付けられている場合の人体位置の検出について説
明すると、上記各ステップモータ１４、１５を駆動して
人検知センサ１０の検知方向を順次変化させ、室内の床
面内での検知領域を移動、走査していく。そして第４図
のように室内に人が居る場合には、上記走査の過程で例
えば人体の頭部が上記人検知センサ１０の検知領域に入
ったときに、人検知センサ１０が感応し、人体検出信号
が発生される。このときの各ステップモータ１４、１５
の回転制御角によって、検知方向の水平方向角度θ1、
垂直方向角度θ2がそれぞれ与えられ、これらの各方向
角度θ1、θ2を検知方向情報として記憶する。さらにこ
のときの超音波センサ１１により上記人の頭部までの距
離Ｌも同時に求められる。この結果、床面上における人
の位置Ａが、人体位置検知センサ２２の直下に位置する
基点Ｏから、送風方向に延びる基線Ｙに対してθ1だけ
傾斜した線上にあり、かつ基点Ｏから、ｌ＝Ｌ・cosθ2 によって与えられる距離ｌだけ離れた位置にあることを
検知し得ることになる。

上記説明は人の頭部を検出した場合であるが、人検知セ
ンサ１０が素足に感応した場合においても、距離ｌの演
算結果は上記と同一値として与えられ、したがって足元
の位置情報として人の立姿、或いは座姿によらず床面内
の人の位置情報を正確に得ることができる。

一方、第２図のように、上記空気調和機本体１内の吹出
部には、吹出温度検出手段となる吹出温度検出用サーミ
スタ（以下、第２サーミスタという）８が取着されてお
り、この第２サーミスタ８により、この室内熱交換器２
を通過して吹出グリル５から吹出される吹出気流の温度
情報が得られることになる。また上記空気調和機本体１
の吸込グリル４には、室温検出手段となる第１サーミス
タ９が取着されており、この第１サーミスタ９にて室内
温度を検出し得るようなされている。さらに上記空気調
和機本体１の前面下部の位置には、第１〜第３超音波セ
ンサ１７、１８、１９が取着されているが、これら各超
音波センサ１７、１８、１９も、前記超音波センサ１１
と同様に超音波を発信すると共に、反射波が戻るまでの
時間を検出し、これにより物体までの距離を検出する機
能を有するものである。上記第１超音波センサ１７は、
第６図に示すように、空気調和機本体１の前面と、これ
とは相対向する壁面Ｂとの間の距離Ｌとを測定するため
のものである。また上記第２及び第３超音波センサ１
８、１９は、同図のように、空気調和機本体１の両側部
に位置する側面Ｃ、Ｄと各センサ１８、１９との間の距
離W1、W2を測定するためのものである。そして上記測定
結果から、空気調和機の設置される部屋の大きさに関す
る情報、すなわち幅(W1+W2)と奥行きＬ、及び空気調和
機の設置場所に関する情報、すなわち部屋の幅方向中央
からの偏位量(W1-W2)／２がそれぞれ把握されることに
なる。

前記した空気調和機本体１の水平フラップ６及び垂直フ
ラップ７は、第５図に示すように、水平フラップ６が第
１ステップモータ２０に、また垂直フラップ７は第２ス
テップモータ２１にそれぞれリンク機構を介して連結さ
れており、上記各ステップモータ２０、２１の回転制御
によって上記各フラップ６、７の向きを変えて本体１か
らの吹出風の吹出方向を任意の方向に設定できるように
なされている。

第１図及び第７図は暖房運転時の上記各フラップ６の制
御ブロック図及びフローチャートである。第１図に示す
ように、第２サーミスタ８、第１サーミスタ９、人体位
置検出センサ２２及び第１〜第３超音波センサ１７、１
８、１９の各出力は、制御手段としての制御装置３０に
入力される。この制御装置３０はマイクロコンピュータ
等より成るものであって、この制御装置３０において
は、空調室容量把握部３１において部屋の大きさに関す
る情報、すなわち幅(W1+W2)と奥行きＬが把握され、ま
た設置場所把握部３２においては、設置場所に関する情
報、すなわち空調室の幅方向中央部からの偏位量(W1-W
2)／２が把握され、演算部３３に出力される。そして演
算部３３においては、これら出力、第２サーミスタ８、
第１サーミスタ９、人体位置検出センサ２２からの各出
力、及び吹出風速設定値、吹出口のデータ、水平フラッ
プ６の偏向角等に基づく出力によって、使用者の位置Ａ
における風速と風温とを演算する。この場合、特定の運
転条件下における床面上の風速分布及び風温分布に関す
るデータを、複数の運転条件について予め記憶してお
き、これを上記各出力に基づいて修正演算するようにし
ておくのが好ましい。上記演算結果は、さらに風速及び
風温の設定値と比較する。この設定値は、空気調和機本
体１やリモコンボックス（図示せず）に設けた設定部３
４から使用者が入力するようにしておいてもよいし、予
めプログラムに入力しておいてもよい。そして次に、上
記における演算値と設定値との差異を解消するのに必要
な水平フラップ６の偏向角度を求めると共に、それに応
じた出力を第１ステップモータ２１へと出力し、水平フ
ラップ６の偏向角度を制御する。

次に上記制御方式について、第７図に基づいてさらに詳
しく説明する。暖房運転を開始するとまず吹出温度に基
づいて立上げ時のフラップ制御が行なわれる（ステップ
S1）。この制御では、水平フラップ６及び垂直フラップ
７は初期設定角度に設定される。このとき、特に水平フ
ラップ６は水平位置、すなわち偏向角０°に設定され
る。これにより、運転開始直後の低温状態にある室内熱
交換器２を通して吹出される冷風は頭上に吹出され、人
に冷風感を与えないようにしている。そして吹出温度が
設定温度、例えば38℃に達した場合に水平フラップ６を
垂直位置、すなわち偏向角90°にして直下の方向に吹出
し、この状態を２分経過した後に設定角度（例えば70
°）で室内の中央領域に向けて吹出すこととしている。
上記立上げ制御を終えた後、ステップS2に移行し、吹出
温度の温度状態が設定温度以上であることを確認して、
ステップS3に移行する。なお以後に説明する制御過程に
おいても、例えば室内サーモがOFFとなり、装置が停止
してその後に再び室内サーモONの信号で装置の運転が再
開された場合に、初めの吹出温度が低いときには、ステ
ップS2からステップS1に戻り、上記した吹出温度に応じ
たフラップ偏向角制御が行なわれることとなる。

ステップS3では走査用ステップモータ１４、１５を駆動
することにより室内を順次走査している人検知センサ１
０からの検出信号の有無が判断され、人が検出されない
場合には、ステップS2、S3が繰り返され、その時のフラ
ップ偏向角が維持されると共に、人検知センサ１０の検
知領域の走査が継続される。そして、ステップS3で人体
検出信号が発生された場合には、ステップS4でその時の
各走査用ステップモータ１４、１５の回転制御角からそ
れぞれ検出方向の水平方向角度θ1、垂直方向角度θ2を
検出すると共に、超音波センサ１１と人との間の距離Ｌ
を検出し、これらから人の位置Ａを把握する。次いでス
テップS5〜ステップS7にて室温、吹出気流温度、(W1+W
2)、Ｌ、(W1-W2)／２等の各データをそれぞれ読込み、
ステップS8で、これらデータから人の位置Ａでの風速及
び風温を演算する。その後、上記各演算値と設定値とを
比較すると共に（ステップS9）、上記演算値を設定値に
近づけるのに必要な水平フラップ６の偏向角を演算し、
それに応じた量だけ水平フラップ６を変位させる（ステ
ップS10）。そしてその後はステップS2へと戻って上記
同様の作動を繰返す。

上記した空気調和機においては、使用者が室内を移動し
たような場合にでも、使用者の周囲の風速及び風温を略
一定に保持し得ることになるので、空調快適感を維持す
ることが可能である。特に上記実施例においては、人の
位置Ａでの風速及び風温を演算・制御するに際し、空調
室の大きさに関する情報、すなわち空調室の幅(W1+W2)
と奥行きＬ、及び設置場所に関する情報、すなわち空調
室の幅方向中央部からの偏位量(W1-W2)／２を考慮して
あるので、第８図(a)〜(d)のように空気調和機本体の設
置場所に変更のある場合や、第１０図(a)(b)のように空
調室の大きさに変更のある場合にも、状況に応じた快適
空調を行なうことが可能である。また上記実施例では、
人体位置検知手段２２を、赤外線センサ１０と超音波セ
ンサ１１とによって構成し、人位置検出精度を向上して
あるために、この点においてもより一層精度の高い空調
制御を行なうことが可能である。

なお上記では、吹出気流を制御する吹出気流制御手段と
して水平フラップ６を使用する実施例について説明した
が、この手段としては水平フラップ６と共に、垂直フラ
ップ７を併用したり、あるいはこれらと吹出風速変更機
構を併用したものでもよい。また上記のように人体位置
検知手段２２に関しても、赤外線センサ１０の単独構成
とすることも可能である。さらに上記実施例では、空調
室の大きさに関する情報として、幅と奥行きとを利用し
ているが、奥行きだけを利用した制御を行なうことが可
能であるし、場合によっては、設置場所に関する情報の
利用を省略してもよい。このような場合には、第１超音
波センサ１７が空調室把握手段として機能することにな
る訳であるが、この手段を他の種類のセンサで構成した
り、空気調和機本体１に設定部を設けて使用開始時に入
力するようにしてもよい。また上記実施例での制御にお
いては、人の位置Ａでの風速と風量とをまず最初に演算
し、次いでこれを設定値と比較し、比較結果に基づいて
水平フラップ６の角度制御を行なうようにしてあるが、
可能な場合には、設定値から適正フラップ角度を逆算
し、これに基づいて水平フラップ６の角度制御を行なっ
てもよい。

（発明の効果）この発明の空気調和機においては、使用者の位置におけ
る風速と風温とを、空調室の大きさに関する情報を考慮
して演算するようにしてあるので、精度のよい演算及び
制御結果が得られ、そのため空調快適感を向上し得るこ
とになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の空気調和機の一実施例のブロック
図、第２図は空気調和機本体の側面図、第３図は人位置
検知センサを示す一部切欠斜視図、第４図は人位置検出
方法を説明するための斜視図、第５図はフラップ角度制
御方式を示す斜視図、第６図は超音波センサによる壁面
までの距離検出法を説明するための説明図、第７図は制
御方法のフローチャート図、第８図(a)〜(d)は空気調和
機本体の設置状態を説明するための平面図、第９図は従
来の空気調和機のブロック図、第１０図(a)(b)は空調室
の大小による気流変化を説明するための説明図である。６……水平フラップ（吹出気流制御手段）、８……第２
サーミスタ（吹出温度検知手段）、９……第１サーミス
タ（室内温度検知手段）、１７……第１超音波センサ
（空調室把握手段）、２２……人体位置検知センサ（人
体位置検知手段）、３０……制御装置（制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者門脇一彦滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ダイキン工業株式会社滋賀製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吹出気流を制御する吹出気流制御手段
（６）と、室内温度を検知する室温検知手段（９）と、
吹出気流温度を検知する吹出温度検知手段（８）と、室
内での人の位置を検知する人体位置検知手段(22)と、空
調室の大きさに関する情報を把握する空調室把握手段(1
7)と、上記室温検知手段（９）、吹出温度検知手段
（８）、人体位置検知手段(22)及び空調室把握手段(17)
の各出力に基づく演算から人の位置での風速と風温とが
設定値に近づくように上記吹出気流制御手段（６）の制
御を行なう制御手段(30)とを有することを特徴とする空
気調和機。