KR20120092590A - 공기 조화기 - Google Patents

Abstract

실내기에, 분출되는 공기의 방향을 변경하는 풍향 변경 블레이드와, 장해물의 유무를 검지하는 장해물 검지 장치를 구비하고, 해당 장해물 검지 장치의 검지 결과에 근거하여 풍향 변경 블레이드를 제어해서 공조 운전을 행하는 공기 조화기로서, 장해물 검지 장치는, 장해물 검지의 유무를 검지할 때, 공조해야 할 영역을 부각 방향 및 수평각 방향으로 미리 정해진 구동 각도마다 주사하고, 부각 방향의 구동 각도 및/또는 수평각 방향의 구동 각도는 일정하지 않게 하였다.

Description

공기 조화기{AIR CONDITIONER}

본 발명은 실내기에 장해물의 유무를 검지하는 장해물 검지 장치를 마련하고, 장해물 검지 장치의 검지 결과에 근거하여 풍향 변경 블레이드 등을 제어해서 공조풍(空調風)을 효율적으로 송출하도록 한 공기 조화기에 관한 것이다.

종래의 공기 조화기는, 초전형(焦電型) 적외선 센서 등의 인체 검지 센서와, 물체까지의 거리를 검지하는 초음파 센서를 갖는 인체 검지 장치를 실내기에 마련하고, 해당 인체 검지 장치에 의해 실내에 있는 사람의 위치 및 거리를 검지하는 것에 의해, 상하 블레이드 및 좌우 블레이드로 구성되는 풍향 변경 수단을 제어하여 사람이 없는 영역을 향해 공조풍을 송출하도록 하고 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).

또한, 특허 문헌 1에 기재된 공기 조화기에서는, 실내에 공조풍의 순환을 방해하는 가구 등의 장해물이 있고, 사람이 없는 영역과 장해물이 있는 영역이 일치한 경우, 공조풍이 장해물을 향해 송출되는 것에 의해 공조 효율이 저하되므로, 실내기에 사람 위치 검출 수단과 장해물 위치 검출 수단을 마련하고, 사람 위치 검출 수단 및 장해물 위치 검출 수단의 쌍방의 검지 신호에 근거하여 풍향 변경 수단을 제어해서 공조 효율을 향상한 것도 제안되어 있다.

이 공기 조화기에 있어서는, 난방 운전이 개시되면, 사람 위치 검출 수단에 의해 실내에 사람이 있는지를 먼저 판정하고, 사람이 없는 경우에는, 장해물 위치 검출 수단에 의해 장해물이 있는지를 판정하고, 장해물이 없는 경우에는, 공조풍이 실내 전체에 퍼지도록 풍향 변경 수단을 제어하고 있다.

또한, 사람은 없지만, 회피할 수 있는 장해물이 검지된 경우에는, 장해물이 없는 방향으로 풍향 변경 수단을 제어하는 한편, 회피할 수 없는 장해물이 검지된 경우에는, 장해물에 직접 공조풍이 맞지 않도록 함과 아울러, 공조풍이 실내 전체에 퍼지도록 풍향 변경 수단을 제어하고 있다.

또, 사람이 있는 경우에는, 부재 영역이 있는지를 판정하고, 부재 영역이 없는 경우에는, 공조풍이 실내 전체에 퍼지도록 풍향 변경 수단을 제어하고, 부재 영역이 있는 경우에는, 부재 영역에서의 장해물의 유무를 판정하고, 장해물이 있는 경우에는, 장해물의 방향으로 풍향 제어 수단을 제어하여 장해물에 공조풍이 강하게 맞지 않도록 하는 한편, 장해물이 없는 경우에는, 장해물이 없는 방향으로 풍향 제어 수단을 제어하고 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조).

특허문헌 1: 일본 특허 공개 소화63-143449호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 평성3-72249호 공보

특허 문헌 1 혹은 2에 기재된 공기 조화기의 어느 쪽에 대해서도, 장해물을 검출할 때의 초음파 센서의 구동 각도 등의 주사 방법에 관한 상세가 명확하게 기재되어 있지 않기 때문에, 장해물 위치의 검출 방법에 대해 아직도 개선의 여지가 있다.

본 발명은, 종래기술이 갖는 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 실내기에 장해물 검지 장치를 마련하고, 공조해야 할 영역을 장해물 검지 장치에 의해 복수의 장해물 위치 판별 영역으로 분할하고, 그 장해물 검지 장치를 최적으로 가동시키는 것에 의해서 각 장해물 위치 판별 영역에서 장해물의 유무를 판정하여 풍향 변경 수단을 제어하는 것에 의해 데이터 처리의 간소화를 도모함과 아울러, 공조 효율이 향상된 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 실내기에, 공기를 흡입하는 흡입구와, 해당 흡입구로부터 흡입된 공기를 열 교환하는 열 교환기와, 해당 열 교환기에서 열 교환된 공기를 분출하기 위한 분출구와, 해당 분출구에 마련되고 분출되는 공기의 방향을 변경하는 풍향 변경 블레이드와, 장해물의 유무를 검지하는 장해물 검지 장치를 마련하고, 해당 장해물 검지 장치의 검지 결과에 근거하여 상기 풍향 변경 블레이드를 제어해서 공조 운전을 행하는 공기 조화기로서, 공조해야 할 영역을 상기 장해물 검지 장치에 의해 복수의 장해물 위치 판별 영역으로 분할하고, 분할된 각 장해물 위치 판별 영역에서의 장해물의 유무를 판정할 때에, 공기 조화기로부터의 부각(俯角; depression angle)에서 장해물 검지 장치를 주사시키는 구동 각도를 바꾸도록 하고 있다.

본 발명에 의하면, 상기 구성에 의해, 데이터 처리의 간소화를 달성할 수 있음과 아울러, 여러 가지 장해물의 위치를 단시간에 정확하게 인식할 수 있기 때문에, 검지 효율이 향상한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 조화기의 실내기의 정면도,
도 2는 도 1의 실내기의 종단면도,
도 3은 가동 전면(前面) 패널이 전면(前面) 개구부를 개방함과 아울러, 상하 블레이드가 분출구를 개방한 상태의 도 1의 실내기의 종단면도,
도 4는 상하 블레이드를 구성하는 아래쪽 블레이드를 아래 방향으로 설정한 상태의 도 1의 실내기의 종단면도,
도 5는 도 1의 실내기에 마련된 인체 검지 장치를 구성하는 센서 유닛에서 검지되는 사람 위치 판별 영역을 나타내는 개략도,
도 6은 도 5에 나타나는 각 영역에 영역 특성을 설정하기 위한 흐름도,
도 7은 도 5에 나타나는 각 영역에서의 사람의 존재 여부를 최종적으로 판정하는 흐름도,
도 8은 각 센서 유닛에 의한 사람의 존재 여부 판정을 나타내는 타이밍차트,
도 9는 도 1의 실내기가 설치된 주거의 개략 평면도
도 10은 도 9의 주거에 있어서의 각 센서 유닛의 장기 누적 결과를 나타내는 그래프,
도 11은 도 1의 실내기가 설치된 다른 주거의 개략 평면도,
도 12는 도 11의 주거에 있어서의 각 센서 유닛의 장기 누적 결과를 나타내는 그래프,
도 13은 도 1의 실내기에 마련된 장해물 검지 장치의 단면도,
도 14는 장해물 검지 장치에서 검지되는 장해물 위치 판별 영역을 나타내는 개략도,
도 15는 장해물 검지 장치를 구성하는 초음파 센서의 구동 회로를 나타내는 블럭도,
도 16은 초음파 센서의 구동 회로를 구성하는 래치 회로부의 구성도,
도 17은 도 15의 초음파 센서의 구동 회로에 있어서의 각 신호 상태를 나타내는 타이밍차트,
도 18은 공기 조화기의 운전 개시시에 있어서의 장해물까지의 거리 측정을 나타내는 흐름도,
도 19는 도 15의 초음파 센서의 구동 회로에 의한 노이즈 검출 처리를 나타내는 타이밍차트,
도 20은 초음파 센서로부터 위치 P까지의 거리를 나타내는 거리 번호에 상당하는 시간의 초음파 도달 거리를 나타내는 개략도,
도 21은 도 15의 초음파 센서의 구동 회로에 의한 수신 처리를 나타내는 타이밍차트,
도 22는 공기 조화기의 운전 정지시에 있어서의 장해물까지의 거리 측정을 나타내는 흐름도,
도 23은 장해물의 유무를 검지하기 위한 마스크 시간을 실내기로부터의 거리에 따라 설정한 경우의 실내기 설치 공간의 개략 입면도,
도 24는 장해물의 유무 판정에 이용하는 임계값으로서 2개의 임계값을 설정한 경우의 흐름도,
도 25는 장해물 검지의 학습 제어를 나타내는 흐름도,
도 26은 장해물 검지의 학습 제어의 변형예를 나타내는 흐름도,
도 27은 좌우 블레이드를 구성하는 왼쪽 블레이드와 오른쪽 블레이드의 각 포지션에 있어서의 풍향의 정의를 나타내는 개략도,
도 28은 실내기로부터 주위의 벽면까지의 거리를 측정하여 거리 번호를 구하기 위한 벽 검지 알고리즘을 설명하기 위한 방의 개략 평면도,
도 29는 초음파 센서의 검지 영역을 나타내는 도면,
도 30은 공기 조화기로부터의 부각과 장해물까지의 거리의 관계를 나타내는 도면,
도 31은 초음파 센서로부터의 송신파가 코너부에서 반사되는 모양을 나타내는 개략도,
도 32는 정면 및 좌우의 벽면의 거리 번호를 수정하기 위한 흐름도,
도 33은 실내기의 설치 위치 및 방 형상을 인식하기 위한 흐름도,
도 34(a)는 실내기가 중앙 설치의 경우의 좌우 블레이드의 요동 범위를 나타내는 개략도,
도 34(b)는 실내기가 오른쪽 벽 근접 설치의 경우의 좌우 블레이드의 요동 범위를 나타내는 개략도,
도 34(c)는 실내기가 좌벽 근접 설치의 경우의 좌우 블레이드의 요동 범위를 나타내는 개략도.

본 발명은, 실내기에, 분출되는 공기의 방향을 변경하는 풍향 변경 블레이드와, 장해물의 유무를 검지하는 장해물 검지 장치를 구비하며, 해당 장해물 검지 장치의 검지 결과에 근거하여 풍향 변경 블레이드를 제어해서 공조 운전을 행하는 공기 조화기이며, 장해물 검지 장치는, 장해물 검지의 유무를 검지할 때, 공조해야 할 영역을 부각 방향(depression angle direction) 및 수평각 방향(horizontal angle direction)으로 미리 정해진 구동 각도마다 주사하고, 부각 방향의 구동 각도 및/또는 수평각 방향의 구동 각도는 일정하지 않은 것에 의해, 검지 제어의 폭이 넓어질 뿐만 아니라, 데이터의 간소화로도 이어진다.

또한, 부각이 수평에 가까울수록, 부각 방향의 구동 각도가 작게 설정되어 있는 것에 의해, 불필요한 검지를 생략할 수 있다.

또한, 부각 방향의 구동 각도가 동일한 경우, 수평각 방향의 구동 각도는 대략 일정하게 설정됨으로써, 제어를 간소화할 수 있다.

또한, 장해물 검지 장치는 공조해야 할 영역을 구분한 장해물 위치 판별 영역마다 장해물의 유무를 검지한다. 여기서, 부각 방향의 구동 각도 및/또는 수평각 방향의 구동 각도는 장해물이 존재할 가능성이 높은 장해물 위치 판별 영역보다 가능성이 낮은 장해물 위치 판별 영역에서 크게 설정되어 있는 장해물 검지 장치의 구동 각도를, 장해물이 존재할 가능성이 높은 영역보다 가능성의 낮은 영역에서 크게 한다. 이것에 의해, 주사가 간략화되고, 검지 시간의 단축으로 이어진다.

또한, 장해물 검지 장치는, 공조해야 할 영역을 구분한 장해물 위치 판별 영역마다 장해물의 유무를 검지하고, 부각 방향의 구동 각도 및/또는 수평각 방향의 구동 각도는 사람이 존재할 가능성이 낮은 방향의 장해물 위치 판별 영역에서 크게 한다. 이것에 의해, 주사가 간략화되고, 검지 시간의 단축으로 이어진다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

<공기 조화기의 전체 구성>

일반 가정에서 사용되는 공기 조화기는 통상 냉매 배관으로 서로 접속된 실외기와 실내기로 구성되어 있으며, 도 1 내지도 4는 본 발명에 따른 공기 조화기의 실내기를 나타내고 있다.

실내기는, 본체(2)와, 본체(2)의 전면(前面) 개구부(2a)를 자유롭게 개폐하는 가동 전면 패널(이하, 간단히 전면 패널이라고 함)(4)을 갖고 있으며, 공기 조화기 정지시는, 전면 패널(4)은 본체(2)에 밀착하여 전면 개구부(2a)를 닫고 있는데 반해, 공기 조화기 운전시는, 전면 패널(4)은 본체(2)로부터 이반하는 방향으로 이동하여 전면 개구부(2a)를 개방한다. 또, 도 1 및 도 2는 전면 패널(4)이 전면 개구부(2a)를 닫은 상태를 나타내고 있고, 도 3 및 도 4는 전면 패널(4)이 전면 개구부(2a)를 개방한 상태를 나타내고 있다.

도 1 내지 도 4에 나타내는 바와 같이, 본체(2)의 내부에는, 전면 개구부(2a) 및 윗면 개구부(2b)로부터 취입된 실내 공기를 열 교환하는 열 교환기(6)와, 열 교환기(6)에서 열 교환된 공기를 반송하기 위한 실내 팬(8)과, 실내 팬(8)에 의해 반송된 공기를 실내에 분출하는 분출구(10)를 개폐함과 아울러 공기의 송풍 방향을 상하로 변경하는 상하 풍향 변경 블레이드(이하, 간단히 「상하 블레이드」라고 함)(12)와, 공기의 송풍 방향을 좌우로 변경하는 좌우 풍향 변경 블레이드(이하, 간단히 「좌우 블레이드」라고 함)(14)를 구비하고 있으며, 전면 개구부(2a) 및 윗면 개구부(2b)와 열 교환기(6) 사이에는, 전면 개구부(2a) 및 윗면 개구부(2b)로부터 취입된 실내 공기에 포함되는 먼지를 제거하기 위한 필터(16)가 마련되어 있다.

또한, 전면 패널(4) 상부는, 그 양단부에 마련된 2개의 암(18, 20)을 거쳐서 본체(2) 상부에 연결되어 있고, 암(18)에 연결된 구동 모터(도시하지 않음)를 구동 제어함으로써, 공기 조화기 운전시, 전면 패널(4)은 공기 조화기 정지시의 위치(전면 개구부(2a)의 폐색(閉塞) 위치)로부터 전방 기울기 위쪽을 향해 이동한다.

또, 상하 블레이드(12)는, 상부 블레이드(12a)와 하부 블레이드(12b)로 구성되어 있으며, 각각 본체(2) 하부에 요동 자유롭게 장착되어 있다. 상부 블레이드(12a) 및 하부 블레이드(12b)는 다른 구동원(예컨대, 스테핑 모터)에 연결되어 있고, 실내기에 내장된 제어 장치(후술하는 제 1 기판(48), 예컨대 마이크로컴퓨터)에 의해 각각 독립적으로 각도 제어된다. 또한, 도 3 및 도 4로부터 명확하듯이, 하부 블레이드(12b)의 변경 가능한 각도 범위는 상부 블레이드(12a)의 변경 가능한 각도 범위보다 크게 설정되어 있다.

또, 상부 블레이드(12a) 및 하부 블레이드(12b)의 구동 방법에 대해서는 후술한다. 또한, 상하 블레이드(12)는 3매 이상의 상하 블레이드로 구성하는 것도 가능하며, 이 경우, 적어도 2매(특히, 가장 위쪽에 위치하는 블레이드와 가장 아래쪽에 위치하는 블레이드)는 독립적으로 각도 제어할 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 좌우 블레이드(14)는, 실내기의 중심으로부터 좌우에 5매씩 배치된 합계 10매의 블레이드로 구성되어 있으며, 각각 본체(2)의 하부에 요동 자유롭게 장착되어 있다. 또한, 좌우의 5매를 하나의 단위로서 다른 구동원(예컨대, 스테핑 모터)에 연결되어 있으며, 실내기에 내장된 제어 장치에 의해 좌우 5매의 블레이드가 각각 독립적으로 각도 제어된다. 또, 좌우 블레이드(14)의 구동 방법에 대해서도 후술한다.

<인체 검지 장치의 구성>

도 1에 나타내는 바와 같이, 전면 패널(4)의 상부에는, 복수(예컨대, 3개)의 고정식 센서 유닛(24, 26, 28)이 인체 검지 장치로서 장착되어 있으며, 이러한 센서 유닛(24, 26, 28)은, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 센서 홀더(36)에 유지되어 있다.

각 센서 유닛(24, 26, 28)은, 회로 기판과, 회로 기판에 장착된 렌즈와, 렌즈의 내부에 실장된 인체 검지 센서로 구성되어 있다. 또한, 인체 검지 센서는, 예컨대 인체로부터 방사되는 적외선을 검지하는 것에 의해 사람의 존부를 검지하는 초전형 적외선 센서에 의해 구성되어 있고, 적외선 센서가 검지하는 적외선량의 변화에 따라 출력되는 펄스 신호에 근거하여 회로 기판에 의해 사람의 존부가 판정된다. 즉, 회로 기판은 사람의 존재 여부 판정을 행하는 존부 판정 수단으로서 작용한다.

<인체 검지 장치에 의한 사람 위치 추정>

도 5는 센서 유닛(24, 26, 28)에서 검지되는 사람 위치 판별 영역을 나타내고 있으며, 센서 유닛(24, 26, 28)은 각각 다음의 영역에 사람이 있을지를 검지할 수 있다.

센서 유닛(24): 영역 A＋B＋C＋D

센서 유닛(26): 영역 B＋C＋E＋F

센서 유닛(28): 영역 C＋D＋F＋G

즉, 본 발명에 따른 공기 조화기의 실내기에서는, 각 센서 유닛(24, 26, 28)에서 검지할 수 있는 영역이 일부 겹치고 있으며, 영역 A~G의 수보다 적은 수의 센서 유닛을 사용하여 각 영역 A~G에서의 사람의 존부를 검지하도록 하고 있다. 표 1은 각 센서 유닛(24, 26, 28)의 출력과, 존재 판정 영역(사람이 있다고 판정된 영역)의 관계를 나타내고 있다. 또, 표 1 및 이하의 설명에서는 센서 유닛(24, 26, 28)을 제 1 센서(24), 제 2 센서(26), 제 3 센서(28)라고 한다.

도 6은, 제 1 내지 제 3 센서(24, 26, 28)를 사용하여, 영역 A~G의 각각에 후술하는 영역 특성을 설정하기 위한 흐름도이고, 도 7은 제 1 내지 제 3 센서(24, 26, 28)를 사용하여, 영역 A~G의 어떤 영역에 사람이 있는지 여부를 판정하는 흐름도이며, 이들 흐름도를 참조하면서 사람의 위치 판정 방법에 대해서 이하에 설명한다.

스텝 S1에 있어서, 소정의 주기 T1(예컨대, 5초)에서 각 영역에서의 사람의 존부가 먼저 판정되는데, 이 판정 방법에 대해, 영역 A, B, C에서의 사람의 존부를 판정하는 경우를 예로 들어 도 8을 참조하면서 설명한다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 시간 t1의 직전의 주기 T1에서 제 1 내지 제 3 센서(24, 26, 28)가 모두 OFF(펄스 없음)인 경우, 시간 t1에서 영역 A, B, C에 사람은 없다고 판정한다(A=0, B=0, C=0). 다음으로, 시간 t1로부터 주기 T1 후의 시간 t2까지의 동안에 제 1 센서(24)만 ON 신호를 출력하고(펄스 있어), 제 2 및 제 3 센서(26, 28)가 OFF인 경우, 시간 t2에서 영역 A에 사람이 있고, 영역 B, C에는 사람이 없다고 판정한다(A=1, B=0, C=0). 또, 시간 t2로부터 주기 T1 후의 시간 t3까지의 동안에 제 1 및 제 2 센서(24, 26)가 ON 신호를 출력하고, 제 3 센서(28)가 OFF인 경우, 시간 t3에서 영역 B에 사람이 있고, 영역 A, C에는 사람이 없다고 판정한다(A=0, B=1, C=0). 이하, 똑같이 주기 T1마다 각 영역 A, B, C에서의 사람의 존부가 판정된다.

이 판정 결과에 근거하여 각 영역 A~G를, 사람이 잘 있는 제 1 영역(잘 있는 장소)과, 사람이 있는 시간이 짧은 제 2 영역(사람이 단순히 통과하는 영역, 체재 시간이 짧은 영역 등의 통과 영역)과, 사람이 있는 시간이 매우 짧은 제 3 영역(벽, 창 등 사람이 대부분 가지 않는 비생활 영역)으로 판별한다. 이하, 제 1 영역, 제 2 영역, 제 3 영역을 각각 생활 구분 Ⅰ, 생활 구분 Ⅱ, 생활 구분 Ⅲ이라고 하고, 생활 구분 Ⅰ, 생활 구분 Ⅱ, 생활 구분 Ⅲ는 각각 영역 특성 Ⅰ의 영역, 영역 특성 Ⅱ의 영역, 영역 특성 Ⅲ의 영역이라고 할 수도 있다. 또한, 생활 구분 Ⅰ(영역 특성 Ⅰ), 생활 구분 Ⅱ(영역 특성 Ⅱ)를 아울러 생활 영역(사람이 생활하는 영역)으로 하고, 이에 반해, 생활 구분 Ⅲ(영역 특성 Ⅲ)를 비생활 영역(사람이 생활하지 않는 영역)으로 하여, 사람의 존부의 빈도에 따라 생활의 영역을 크게 분류하더라도 좋다.

이 판별은, 도 6의 흐름도에 있어서의 스텝 S3 이후에 행해지며, 이 판별 방법에 대해서 도 9 및 도 10을 참조하면서 설명한다.

도 9는 하나의 방과 LD(거실겸 식사실)와 부엌으로 이루어지는 1LDK의 LD에 본 발명에 따른 공기 조화기의 실내기를 설치한 경우를 나타내고 있으며, 도 9에 있어서의 타원으로 나타내는 영역은 피험자(被驗者)가 신고한 잘 있는 장소를 나타내고 있다.

상술한 바와 같이, 주기 T1마다 각 영역 A~G에서의 사람의 존부가 판정되는데, 주기 T1의 반응 결과(판정)로서 1(반응 있음) 혹은 0(반응 없음)을 출력하고, 이것을 복수회 반복한 후, 스텝 S2에서, 모든 센서 출력을 클리어한다.

스텝 S3에 있어서, 소정의 공조기의 누적 운전 시간이 경과했는지를 판정한다. 스텝 S3에서 소정 시간이 경과하고 있지 않다고 판정되면, 스텝 S1로 되돌아가는 한편, 소정 시간이 경과했다고 판정되면, 각 영역 A~G에서의 당해 소정 시간에 누적한 반응 결과를 2개의 임계값과 비교하는 것에 의해 각 영역 A~G를 각각 생활 구분 Ⅰ~III 중 어느 하나로 판별한다.

장기 누적 결과를 나타내는 도 10을 참조하여 더 상술하면, 제 1 임계값 및 제 1 임계값보다 작은 제 2 임계값을 설정하고, 스텝 S4에서, 각 영역 A~G의 장기 누적 결과가 제 1 임계값보다 많은지 여부를 판정하고, 많다고 판정된 영역은 스텝 S5에서 생활 구분 Ⅰ이라고 판별한다. 또한, 스텝 S4에 있어서, 각 영역 A~G의 장기 누적 결과가 제 1 임계값보다 적다고 판정되면, 스텝 S6에서, 각 영역 A~G의 장기 누적 결과가 제 2 임계값보다 많은지 여부를 판정하고, 많다고 판정된 영역은, 스텝 S7에서 생활 구분 Ⅱ라고 판별하는 한편, 적다고 판정된 영역은, 스텝 S8에서 생활 구분 Ⅲ이라고 판별한다.

도 10의 예에서는, 영역 C, D, G가 생활 구분 Ⅰ로서 판별되고, 영역 B, F가 생활 구분 Ⅱ로서 판별되며, 영역 A, E가 생활 구분 Ⅲ으로서 판별된다.

또한, 도 11은 다른 1 LDK의 LD에 본 발명에 따른 공기 조화기의 실내기를 설치한 경우를 나타내고 있으며, 도 12는 이 경우의 장기 누적 결과를 기초로 각 영역 A~G를 판별한 결과를 나타내고 있다. 도 11의 예에서는, 영역 B, C, E가 생활 구분 Ⅰ로서 판별되고, 영역 A, F가 생활 구분 Ⅱ로서 판별되며, 영역 D, G가 생활 구분 Ⅲ으로서 판별된다.

또, 상술한 영역 특성(생활 구분)의 판별은 소정 시간마다 반복되지만, 판별해야 할 실내에 배치된 소파, 식탁 등을 이동하는 일이 없는 한, 판별 결과가 바뀌는 것은 대부분 없다.

다음으로, 도 7의 흐름도를 참조하면서, 각 영역 A~G에서의 사람의 존부의 최종 판정에 대해 설명한다.

스텝 S21~S22는 상술한 도 6의 흐름도에서의 스텝 S1~S2와 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다. 스텝 S23에 있어서, 소정수 M(예컨대, 15회)의 주기 T1의 반응 결과가 얻어졌는지가 판정되어, 주기 T1은 소정수 M에 이르지 않았다고 판정되면, 스텝 S21로 되돌아가는 한편, 주기 T1가 소정수 M에 이르렀다고 판정되면, 스텝 S24에서, 주기 T1×M에서의 반응 결과의 합계를 누적 반응 기간 회수로서, 1회 분의 누적 반응 기간 회수를 산출한다. 이 누적 반응 기간 회수의 산출을 복수회 반복하고, 스텝 S25에서, 소정 회수분(예컨대, N=4)의 누적 반응 기간 회수의 산출 결과가 얻어졌는지가 판정되고, 소정 회수에 이르지 않았다고 판정되면, 스텝 S21로 되돌아가는 한편, 소정 회수에 이르렀다고 판정되면, 스텝 S26에서, 이미 판별한 영역 특성과 소정 회수분의 누적 반응 기간 회수를 기초로 각 영역 A~G에서의 사람의 존부를 추정한다.

또, 스텝 S27에서 누적 반응 기간 회수의 산출 회수(N)로부터 1을 감산하여 스텝 S21로 되돌아감으로써, 소정 회수분의 누적 반응 기간 회수의 산출이 반복하여 행해지게 된다.

표 2는 최신의 1회분(시간 T1×M)의 반응 결과의 이력을 나타내고 있으며, 표 2 중, 예컨대 ΣA0는 영역 A에서의 1회분의 누적 반응 기간 회수를 의미하고 있다.

여기서, ΣA0 직전의 1회분의 누적 반응 기간 회수를 ΣA1, 또 그 전의 1회분의 누적 반응 기간 회수를 ΣA2…로 하고, N=4의 경우, 과거 4회분의 이력(ΣA4, ΣA3, ΣA2, ΣA1) 중, 생활 구분 Ⅰ에 대해서는 1회 이상의 누적 반응 기간 회수가 1회이기만 하면, 사람이 있다고 판정한다. 또한, 생활 구분 Ⅱ에 대해서는, 과거 4회의 이력 중, 1회 이상의 누적 반응 기간 회수가 2회 이상 있으면, 사람이 있다고 판정함과 아울러, 생활 구분 Ⅲ에 대해서는, 과거 4회의 이력 중, 2회 이상의 누적 반응 기간 회수가 3회 이상 있으면, 사람이 있다고 판정한다.

다음으로, 상술한 사람의 존재 여부 판정으로부터 시간 T1×M 후에는, 마찬가지로 과거의 4회분의 이력과 생활 구분과 누적 반응 기간 회수로부터 사람의 존부의 추정이 행해진다.

즉, 본 발명에 따른 공기 조화기의 실내기에 대해서는, 판별 영역 A~G의 수보다 적은 수의 센서를 사용하여 사람의 존부를 추정하므로, 소정 주기마다의 추정에서는 사람의 위치를 오판할 가능성이 있기 때문에, 중복 영역인지 여부에 관계없이 단독의 소정 주기에서는 사람의 위치 추정을 행하는 것을 피하고, 소정 주기마다의 영역 판정 결과를 장기 누적한 영역 특성과, 소정 주기마다의 영역 판정 결과를 N회분 누적하여, 구한 각 영역의 누적 반응 기간 회수의 과거의 이력으로부터 사람의 소재지를 추정함으로써, 확률이 높은 사람의 위치 추정 결과를 얻도록 하고 있다.

표 3은 이렇게 해서 사람의 존부를 판정하고, T1=5초, M=12회로 설정한 경우의 재추정에 필요로 하는 시간, 부재 추정에 필요로 하는 시간을 나타내고 있다.

이렇게 해서, 본 발명에 따른 공기 조화기의 실내기에 의해 공조해야 할 영역을 제 1 내지 제 3 센서(24, 26, 28)에 의해 복수의 영역 A~G으로 구분한 후, 각 영역 A~G의 영역 특성(생활 구분 Ⅰ~III)을 결정하고, 또 각 영역 A~G의 영역 특성에 따라 재추정에 필요로 하는 시간, 부재 추정에 필요로 하는 시간을 변경하도록 하고 있다.

즉, 공조 설정을 변경한 후, 바람이 닿기까지는 1분 정도 필요로 하므로, 단시간(예컨대, 몇 초)에 공조 설정을 변경하더라도 쾌적성을 해칠 뿐만 아니라, 사람이 곧 사라지는 장소에 대해서는, 에너지 절약의 관점에서 별로 공조를 행해지 않는 편이 바람직하다. 그래서, 각 영역 A~G에서의 사람의 존부를 먼저 검지하고, 특히 사람이 있는 영역의 공조 설정을 최적화하고 있다.

상술하면, 생활 구분 Ⅱ라고 판별된 영역의 존부 추정에 필요로 하는 시간을 표준으로 하여, 생활 구분 Ⅰ이라고 판별된 영역에서는, 생활 구분 Ⅱ라고 판별된 영역보다 짧은 시간 간격으로 사람의 존재가 추정되는데 반해, 그 영역으로부터 사람이 사라진 경우에는, 생활 구분 Ⅱ라고 판별된 영역보다 긴 시간 간격으로 사람의 부존재를 추정하는 것에 의해, 존재 추정에 필요로 하는 시간을 짧고, 부재 추정에 필요로 하는 시간은 길게 설정되게 된다. 반대로, 생활 구분 Ⅲ이라고 판별된 영역에서는, 생활 구분 Ⅱ라고 판별된 영역보다 긴 시간 간격으로 사람의 존재가 추정되는데 반해, 그 영역으로부터 사람이 사라진 경우에는, 생활 구분 Ⅱ라고 판별된 영역보다 짧은 시간 간격으로 사람의 부존재를 추정하는 것에 의해, 재추정에 필요로 하는 시간은 길고, 부재 추정에 필요로 하는 시간은 짧게 설정되게 된다. 또, 상술한 바와 같이 장기 누적 결과에 의해 각각의 영역의 생활 구분은 바뀌며, 그것에 따라, 존재 추정에 필요로 하는 시간이나 부재 추정에 필요로 하는 시간도 가변 설정되게 된다.

<장해물 검지 장치의 구성>

도 1에 나타내는 바와 같이, 본체(2)의 한쪽(정면에서 보아 좌측)의 하부에는, 장해물 검지 장치(30)가 마련되어 있으며, 이 장해물 검지 장치(30)에 대해 도 13을 참조하면서 설명한다. 또, 본 명세서에서 사용하는 「장해물」이라고 하는 용어는, 실내기의 분출구(10)로부터 분출되어 거주자에게 쾌적 공간을 제공하기 위한 공기의 흐름을 방해하는 물건 전반을 가리키고 있으며, 예컨대 테이블이나 소파 등의 가구, 텔레비전, 오디오 등의 거주자 이외의 물건을 총칭한 것이다.

장해물 검지 장치(30)는, 거리 검지 수단으로서의 초음파식 거리 센서(이하, 간단히 「초음파 센서」라고 함)(32)와, 초음파 센서(32)를 회전 자유롭게 지승하는 구 형상의 지지체(34)와, 초음파 센서(32)의 음파 출구 방향에 위치하는 지지체(34)에 형성된 혼(36)과, 초음파 센서(32)의 방향을 바꾸어 거리 검지 방향을 변경하기 위한 거리 검지 방향 변경 수단(구동 수단)을 구비하고 있다. 혼(36)은 초음파 센서(32)가 송신한 초음파의 감도를 향상시킴과 아울러 지향성을 강하게 하여 장해물 검지 정밀도를 향상시키기 위한 것이다.

또한, 지지체(34)는, 수평(횡) 회전용 회전축(40)과, 수평 회전용 회전축(40)과 직교하는 방향으로 연장되는 수직(세로) 회전용 회전축(42)을 갖고, 수평 회전용 회전축(40)은 수평 회전용 모터(44)에 연결되어 구동되고, 수직 회전용 회전축(42)은 수직 회전용 모터(46)에 연결되어 구동된다. 즉, 거리 검지 방향 변경 수단은, 수평 회전용 모터(44), 수직 회전용 모터(46) 등에 의해 구성되고, 초음파 센서(32)의 방향 각도를 2차원으로 변경할 수 있음과 아울러, 초음파 센서(32)가 향하고 있는 방향 각도를 인식할 수 있다.

다음으로, 거리 검지 수단으로서의 초음파 센서(32)의 작용을 설명한다.

본 실시 형태에 있어서의 초음파 센서(32)는, 초음파 송신부와 수신부를 겸용하고 있으며, 초음파 펄스를 송신하여, 초음파 펄스가 장해물 등에 닿으면, 반사되고, 이 반사파를 초음파 센서(32)에서 수신한다. 이 송신으로부터 수신까지의 시간을 t, 음속을 C로 하면, 초음파 센서(32)로부터 장해물까지의 거리 D는 D=Ct/2로 나타내어진다. 또, 초음파 센서(32)의 초음파 송신부와 수신부가 별체(別體)인 경우도, 원리적 혹은 기능적으로는 아무 변화도 없고, 본 실시 형태에 있어서도 채용할 수 있다.

또한, 초음파 센서(32)는, 마루면으로부터의 높이를 H로 하면, H=약 2m의 높이에 통상 설치된다.

또, 거리 검지 방향 변경 수단에 의해 초음파 센서(32)가 향하고 있는 방향을, 수직 방향의 각도(부각(俯角), 수평선으로부터 아래 방향으로 측정한 각도) α, 수평 방향의 각도(실내기에서 보아 좌측의 기준선(예컨대, 정면으로부터 좌측으로 80도)으로부터 오른쪽 방향으로 측정한 각도) β로서 인식할 수 있다. 여기서, 임의의 A 방향에서의 장해물까지의 거리 D가 D=H/sinα일 때, 그 장해물은 마루면 상에 있는 것을 알 수 있으며, 초음파 센서(32)에 의해 그 방향의 마루면을 간파할 수 있게 된다.

따라서, 수직 방향의 각도 α와 수평 방향의 각도 β를 소정의 각도 간격으로 변화시켜 초음파 센서(32)에게 검지 동작(주사)을 행하게 함으로써, 거주 공간에서의 사람이나 물건의 위치를 인식할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 초음파 센서(32)에 의해 거주 공간의 마루면을 수직 방향의 각도 α와 수평 방향의 각도 β에 근거하여, 도 14에 나타내는 바와 같이 세분화하고, 이러한 영역의 각각을 장해물 위치 판별 영역 혹은 「포지션」이라고 정의하고, 어느 포지션에 장해물이 존재하고 있는지를 판별하도록 하고 있다. 또, 도 14에 나타나는 전체 포지션은, 도 5에 나타나는 사람 위치 판별 영역의 전체 영역과 대략 일치하고 있으며, 도 5의 영역 경계를 도 14의 포지션 경계에 대략 일치시키고, 영역 및 포지션을 다음과 같이 대응시킴으로써, 후술하는 공조 제어를 용이하게 행할 수 있어, 기억시키는 메모리를 매우 줄이고 있다.

영역 A: 포지션 A1＋A2＋A3

영역 B: 포지션 B1＋B2

영역 C: 포지션 C1＋C2

영역 D: 포지션 D1＋D2

영역 E: 포지션 E1＋E2

영역 F: 포지션 F1＋F2

영역 G: 포지션 G1＋G2

또, 도 14의 영역 분할은, 포지션의 영역수를 사람 위치 판별 영역의 영역수보다 많게 설정하고 있으며, 사람 위치 판별 영역의 각각에 적어도 2개의 포지션이 속하고, 이들 적어도 2개의 장해물 위치 판별 영역을 실내기에서 보아 좌우에 배치하고 있지만, 각자 위치 판별 영역에 적어도 하나의 포지션이 속하도록 영역 분할하여, 공조 제어를 행할 수도 있다.

또한, 도 14의 영역 분할은, 복수의 사람 위치 판별 영역의 각각이, 실내기까지의 거리에 따라 구분되고, 가까운 영역의 사람 위치 판별 영역에 속하는 포지션의 영역수를 먼 영역의 사람 위치 판별 영역에 속하는 포지션의 영역수보다 많이 설정하고 있지만, 실내기로부터의 거리에 관계없이, 각 사람 위치 판별 영역에 속하는 포지션수를 동수로 하더라도 좋다.

<장해물 검지 장치의 검지 동작 및 데이터 처리>

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기 조화기는, 인체 검지 장치에 의해 영역 A~G에서의 사람의 존부를 검지함과 아울러, 장해물 검지 장치에 의해 포지션 A1~G2에서의 장해물의 유무를 검지하고, 인체 검지 장치의 검지 신호(검지 결과)와 장해물 검지 장치의 검지 신호(검지 결과)에 근거하여, 풍향 변경 수단인 상하 블레이드(12) 및 좌우 블레이드(14)를 구동 제어하는 것에 의해, 쾌적 공간을 제공하도록 하고 있다.

인체 검지 센서는, 예컨대 인체로부터 방사되는 적외선을 검지하는 것에 의해 사람의 존부를 검지할 수 있는데 반해, 장해물 검지 장치는 송신한 초음파의 반사파를 수신함으로써 장해물의 거리를 검지하고 있으므로, 사람과 장해물을 판별할 수 없다.

사람을 장해물로서 오인하면, 사람이 있는 영역을 공조할 수 없거나, 사람에게 공조풍(기류)을 직접 맞혀 버리기도 하여, 결과적으로 비효율적인 공조 제어 혹은 사람에게 불쾌감을 주는 공조 제어로 될 우려가 있다.

그래서, 장해물 검지 장치에 대해서, 이하에 설명하는 데이터 처리를 행하여 장해물만을 검지하도록 하고 있다.

우선, 도 15를 참조하면서 초음파 센서(32)의 구동 방법을 설명한다.

도 15에 나타내는 바와 같이, 본체(2)에는, 서로 전기적으로 접속된 3개의 기판(48, 50, 52)이 내장되어 있고, 본체(2)에 장착된 전면 패널(4), 상하 블레이드(12), 좌우 블레이드(14) 등의 가동부는 제 1 기판(48)에 의해 제어되고, 제 3 기판(52)은 초음파 센서(32)와 일체적으로 실장되어 있다.

또한, 제 2 기판(50)에는, 센서 입력 증폭부(54)와, 대역 증폭부(56)와, 비교부(58)와, 래치 회로부(60)가 마련되며, 제 1 기판(48)으로부터 출력된 초음파 송신 신호는 센서 입력 증폭부(54)에 입력되고, 센서 입력 증폭부(54)에서 전압 증폭한 후, 제 3 기판(52)에 입력된다. 초음파 센서(32)는, 입력된 신호에 근거하고, 후술하는 각 어드레스로 향해 초음파를 송신하고, 그 반사파를 수신하여 대역 증폭부(56)에 출력한다. 초음파 송신 신호로서는, 예컨대 10㎲로 ON/OFF를 반복하는 50% 듀티의 50㎑의 신호를 사용하고, 대역 증폭부(56)에서는, 50㎑ 근방의 신호를 증폭한다.

대역 증폭부(56)의 출력 신호는 비교부(58)에 입력되고, 비교부(58)에 설정된 소정의 임계값과 비교된다. 비교부(58)는, 대역 증폭부(56)의 출력 신호가 임계값보다 큰 경우에 L 레벨(로우 레벨)의 신호를 래치 회로부(60)에 출력하는 한편, 대역 증폭부(56)의 출력 신호가 임계값보다 작은 경우에 H 레벨(하이 레벨)의 신호를 래치 회로부(60)에 출력한다. 또한, 제 1 기판(48)은 노이즈를 분리하기 위한 수신 마스크 신호를 래치 회로부(60)에 출력한다.

또, 도 15는, 초음파 센서(32)가 송수신 일체형인 것을 나타내고 있지만, 송신기와 수신기가 별체인 것을 사용하는 것도 물론 가능하다.

도 16은, RS(리셋 세트) 플립플롭에 의해 구성된 래치 회로부(60)를 나타내고 있으며, 표 4는 2개의 입력(비교부(58)로부터의 입력(RESET 입력)과 제 1 기판(48)으로부터의 입력(SET 입력))에 근거하여 결정되는 래치 회로부(60)로부터의 출력(Q)을 나타내고 있다. 표 4 중, H*는, RESET 입력과 SET 입력이 모두 L 레벨인 경우는, 출력은 H 레벨로 되고, RESET 입력과 SET 입력이 모두 H 레벨인 경우는, 어느 쪽이 먼저 H 레벨로 될지에 따라 출력 레벨이 상이한 것을 나타내고 있다.

또한, 도 17은 각 신호 상태를 나타내는 개략의 타이밍차트를 나타내고 있으며, 도 17에 나타내는 바와 같이, 공기 조화기의 운전 개시시에는, 비교부(58)로부터 래치 회로부(60)로는 H 레벨의 신호가 입력된다. 또한, 제 1 기판(48)으로부터 제 2 기판(50)의 센서 입력 증폭부(54)로 초음파 송신 신호가 출력되고, 센서 입력 증폭부(54)로부터의 신호가 제 3 기판(52)에 입력되면, 초음파 센서(32)는 설정된 어드레스로 향해 초음파를 송신한다.

또한, 초음파 송신 신호의 송신 직후에 주위 환경으로부터의 노이즈의 영향을 받을 가능성이 있으며, 노이즈의 영향이 있는 경우, 대역 증폭부(56)를 거쳐서 비교부(58)에 입력된다. 비교부(58)에서는, 입력된 신호를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 임계값보다 큰 경우에는, L 레벨의 신호를 래치 회로부(60)에 출력한다. 그러나, 이 때 비교부(58)에 입력된 신호는 거주 공간으로부터의 반사파를 초음파 센서(32)가 수신하여 생성된 신호는 아니므로, 초음파 송신 신호의 송신으로부터 소정의 센서 출력 마스크 시간을 설정하고, 센서 출력 마스크 시간 동안은 L 레벨의 수신 마스크 신호를 제 1 기판(48)으로부터 제 2 기판(50)의 래치 회로부(60)로 출력하도록 하고 있다.

따라서, 래치 회로부(60)로부터 제 1 기판(48)으로 출력되는 초음파 수신 신호는 H 레벨을 유지하게 된다.

한편, 초음파 센서(32)로부터 송신된 초음파가 거주 공간에서 반사되고, 이 반사파(제 1 파)를 초음파 센서(32)가 수신하고, 대역 증폭부(56)를 거쳐서 비교부(58)에 입력된 신호가 임계값보다 큰 경우에도, 마찬가지로 L 레벨의 신호를 래치 회로부(60)에 출력한다. 그러나, 센서 출력 마스크 시간은, 초음파 송신으로부터 반사파 수신시까지의 시간 간격보다 짧게 설정되어 있으므로, 이 때의 수신 마스크 신호는 H 레벨로 되고 있기 때문에, 래치 회로부(60)로부터 제 1 기판(48)으로 출력되는 초음파 수신 신호는 L 레벨로 된다.

초음파 수신 신호가 H 레벨을 유지하고 있는 시간은, 초음파 센서(32)가 초음파를 송신하고, 그 반사파(제 1 파)를 수신할 때까지의 시간 t를 의미하고 있기 때문에, 상술한 바와 같이, 초음파 센서(32)로부터 장해물까지의 거리 D는 시간 t와 음속 C를 D=Ct/2에 적용시키는 것에 의해 구해진다.

또, 임의의 어드레스에서 소정의 계측, 연산이 완료되면, 제 1 기판(48)은, 초음파 센서 수평 구동용 신호를 수평 회전용 모터 드라이버(62)에 송신하여 수평 회전용 모터(44)를 구동함과 아울러, 초음파 센서 수직 구동용 신호를 수직 회전용 모터 드라이버(64)에 송신하여 수직 회전용 모터(46)를 구동함으로써, 계측해야 할 어드레스를 변경한다.

표 5에 있어서의 i 및 j는 계측해야 할 어드레스를 나타내고 있고, 수직 방향의 각도 및 수평 방향의 각도는 상술한 부각 α 및 실내기에서 보아 좌측의 기준선으로부터 오른쪽 방향으로 측정한 각도 β를 각각 나타내고 있다. 즉, 실내기에서 보아, 수직 방향으로 5도~80도, 수평 방향으로 10도~170도의 범위에서 각 어드레스를 설정하고, 초음파 센서(32)는 각 어드레스를 계측하여, 거주 공간을 주사한다.

또, 초음파 센서(32)에 의한 거주 공간의 전체 주사는, 공기 조화기의 운전 개시시와 운전 정지시로 나누어 행해지며, 표 6은 초음파 센서(32)의 주사 순서를 나타내고 있다.

즉, 공기 조화기의 운전 개시시에는, 어드레스 [0, 0]으로부터 어드레스 [32, 0]까지의 각 어드레스에서 이 순서대로 거리 측정(장해물의 위치 검지)을 행하고, 다음으로 어드레스 [32, 1]로부터 어드레스 [0, 1]까지의 각 어드레스에서 이 순서대로 거리 측정을 행하고, 공기 조화기의 운전 개시시의 주사를 종료한다.

한편, 공기 조화기의 운전 정지시에는, 어드레스 [0, 2]로부터 어드레스 [32, 2]까지의 각 어드레스에서 이 순서대로 거리 측정을 행하고, 다음으로 어드레스 [32, 3]으로부터 어드레스 [0, 3]까지의 각 어드레스에서 이 순서대로 거리 측정을 행하고, 이것을 반복해서 어드레스 [0, 15]로의 거리 측정이 종료되면, 공기 조화기의 운전 정지시의 주사를 종료한다.

이와 같이, 초음파 센서(32)에 의한 거주 공간의 전체 주사를 공기 조화기의 운전 개시시와 운전 정지시로 나누어 행하도록 한 것은 장해물의 유무 판정을 효율적으로 행하기 위해서이다. 즉, 운전 정지시는, 압축기 등의 가동 요소가 모두 정지하고 있어, 공기 조화기의 운전 개시시에 비해 노이즈를 받기 어려우므로, 초음파 센서(32)에 의한 거리 측정에 비교적 바람직한 환경이라고 말할 수 있지만, 거주 공간의 전체 주사를 공기 조화기의 운전 정지시에만 행하면, 운전 개시시에 초음파 센서(32)가 전혀 반응하지 않게 되어, 거주자에게 불신감을 줄 뿐만이 아니고, 운전 정지 후의 주사 시간이 길어지기 때문이다.

또한, 공기 조화기의 운전 개시시의 주사를 부각 10도 이내로 제한한 것은, 공기 조화기의 운전 개시시에는 사람이 있을 가능성이 높고, 사람을 검지하지 못할 가능성이 높은 영역만, 즉 벽이 있는 영역을 주사함으로써, 계측 데이터를 유효 이용할 수 있기 때문이다(사람은 장해물은 아니기 때문에, 후술하는 바와 같이, 사람이 있는 영역의 데이터는 사용하지 않는다).

다음으로, 공기 조화기의 운전 개시시에서의 장해물까지의 거리 측정에 대해서, 도 18의 흐름도를 참조하면서 설명한다.

우선, 스텝 S31에 있어서, 초음파 센서(32)를 구동하는 수평 회전용 모터(44) 및 수직 회전용 모터(46)의 이니셜라이즈 처리를 행한다. 이니셜라이즈 처리란, 어드레스 [0, 0]을 원점 위치로 설정함과 아울러 어드레스 [16, 0]을 센터 위치로 설정하고, 수평 회전용 모터(44) 및 수직 회전용 모터(46)를 원점 위치에서 리셋한 후, 센터 위치에서 정지시키는 제어이다.

또한, 3개의 기판(48, 50, 52)은 각각 리드선으로 접속되어 있으므로, 다음의 스텝 S32에 있어서, 리드선의 단선, 오접속 등의 이상이 있는지 여부를 판정하기 위한 초음파 센서(32)의 자기 진단 처리를 행하고, 스텝 S33에서 이상이 없다고 판정되면, 스텝 S34로 이행하는 한편, 이상이 있다고 판정되면, 거리 측정 흐름을 종료한다.

스텝 S34에서는, 수평 회전용 모터(44) 및 수직 회전용 모터(46)를 목표 초기 위치([i, j]=[0, 0])로 설정하고, 다음의 스텝 S35에서, 이러한 모터(44, 46)가 목표 위치로 설정되어 있는지 여부를 판정한다. 스텝 S35에서 목표 위치로 설정되어 있다고 판정되면, 스텝 S36으로 이행하는 한편, 목표 위치로 설정되어 있지 않다고 판정되면, 스텝 S37에서, 수평 회전용 모터(44) 및 수직 회전용 모터(46)의 구동 처리를 행하고, 스텝 S35로 되돌아간다.

스텝 S36에서는, 초음파 센서(32)가 정상 상태를 유지할 수 있도록 소정 시간(예컨대, 1초) 대기하고, 스텝 S38에서 노이즈 검출 처리를 행한다. 즉, 초음파 센서(32)는, 음향 노이즈나 진동이나 전자 노이즈에 의한 영향을 받기 쉽기 때문에, 주위 환경으로부터의 노이즈 영향의 유무를 판정하고, 거리 측정 동작으로 이행하도록 하고 있다.

이 노이즈 검출 처리에 대해서, 도 19의 타이밍차트를 참조하면서 설명한다.

노이즈 검출은 초음파 송신 신호가 L 레벨일 때에 행해지고(따라서, 비교부(58)의 출력은 H 레벨), 초음파 송신 신호를 송신하기 전에, 주위 환경으로부터의 노이즈를 검지하는 소정의 음파 수신 기간(예컨대, 100㎳)을 마련하고 있다.

또한, 노이즈 검출 전에, 소정의 마스크 시간(예컨대, 12㎳)을 마련함으로써, 노이즈 검출 개시시에서의 초음파 수신 신호의 H 레벨을 확보하고, 마스크 시간 경과 후에 노이즈 검출을 개시하여 소정 시간(예컨대, 4㎳)마다 노이즈를 검출하고, 비교부(58)에서, 설정된 임계값과 검출된 노이즈를 비교한다. 또, 오판정을 방지하기 위해, 노이즈 검출 개시부터 소정 시간(예컨대, 100㎳) 경과시의 초음파 수신 신호를 2회 판독하고, 2회 판독 일치에서 H 레벨(노이즈가 임계값 미만)인 경우는 「노이즈 없음」이라고 판정하는 한편, 다른 한쪽에서도 L 레벨(노이즈가 임계값 이상)인 경우는 「노이즈 있음」이라고 판정한다.

도 18의 흐름도로 되돌아가, 다음의 스텝 S39에서, 노이즈가 있는지의 판정을 행하고, 노이즈 없음이라고 판정되면, 스텝 S40으로 이행하는 한편, 노이즈 있음이라고 판정되면 스텝 S41로 이행한다.

스텝 S40에서는, 동일한 어드레스에서 8회의 데이터를 취득하고, 취득한 데이터에 근거하는 거리 측정이 완료되었는지의 판정이 행해지고, 거리 측정이 완료되어 있지 않다고 판정되면, 스텝 S42에서 송신 처리를 행한 후, 스텝 S43에서 수신 처리를 행하고, 스텝 S40으로 되돌아간다. 반대로, 스텝 S40에서, 거리 측정이 완료되었다고 판정되면, 스텝 S44에서 거리 번호 확정 처리를 행한다.

또, 이들 처리는 제 1 기판(48) 및 제 2 기판(50)에서 행해지므로, 제 1 기판(48) 및 제 2 기판(50)은 장해물 위치 검지 수단으로서 작용한다.

또한, 스텝 S44에서의 거리 번호 확정 처리가 완료되면, 스텝 S45에서 거리 번호 확정 처리를 행한 어드레스가 최종 어드레스([i, j]=[0, 1])인지를 판정하고, 최종 어드레스인 경우는, 스텝 S46에서 초음파 센서(32)를 구동하는 수평 회전용 모터(44) 및 수직 회전용 모터(46)의 이니셜라이즈 처리를 행한 후, 프로그램을 종료한다. 또, 이 이니셜라이즈 처리는 스텝 S31에서 행해지는 이니셜라이즈 처리와 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다.

한편, 스텝 S45에 있어서, 최종 어드레스가 아니라고 판정되면, 스텝 S47에서, 수평 회전용 모터(44) 및 수직 회전용 모터(46)를 구동하여 초음파 센서(32)를 다음의 어드레스로 이동하고, 스텝 S35로 되돌아간다.

또한, 스텝 S39에 있어서, 노이즈 있음이라고 판정되면, 현재의 어드레스에서의 측정 데이터는 사용할 수 없게 되므로, 스텝 S41에서, 제 1 기판(48)에 저장된 이전의 거리 데이터를 현재의 거리 데이터로서 확정하고(측정 데이터를 갱신하지 않음), 스텝 S48에서, 소정 시간(예컨대, 0.8s) 대기한 후, 스텝 S47로 이행한다.

즉, 노이즈의 유무 판정 결과에 근거하여 장해물 위치 검지 수단의 판정 결과를 갱신할지 여부를 결정하는 것에 의해, 장해물까지의 거리 측정을 정확하게 행할 수 있어, 후술하는 바와 같이 공조풍이 장해물을 회피하도록 풍향 변경 수단을 제어함으로써 공조 효율을 향상시킬 수 있다.

또, 스텝 S48에서 대기 시간을 마련한 것은, 각 어드레스에서의 합계 소비 시간을 대략 일정하게 하기 위해서이다. 즉, 노이즈가 있는 경우, 스텝 S40, S42, S43, S44에서의 처리를 행하지 않게 되므로, 대기 시간을 마련하지 않으면, 노이즈 없음의 경우에 비해 소비 시간이 짧아져, 초음파 센서(32)의 동작이 부자연스럽게 되기 때문이다. 또한, 장해물 위치 판별 영역의 모든 것을 주사함과 아울러, 각 어드레스에서의 합계 소비 시간이 대략 일정하게 되도록 장해물 검지 장치를 제어함으로써, 거주자에게 안심감을 줄 수 있다.

다음으로, 스텝 S42에서의 송신 처리, 스텝 S43에서의 수신 처리, 스텝 S44에서의 거리 번호 확정 처리를 순차적으로 설명하지만, 용어 「거리 번호」에 대해 먼저 설명한다.

「거리 번호」는, 초음파 센서(32)로부터 거주 공간이 있는 위치 P까지의 대략의 거리를 의미하고 있으며(후술하는 바와 같이 일정한 폭을 가짐), 도 20에 나타내는 바와 같이, 초음파 센서(32)는 마루면으로부터 2m 위쪽에 설치되고, 초음파 센서(32)로부터 위치 P까지의 거리를 「거리 번호 상당 시간의 초음파 도달 거리」라고 하면, 위치 P는 다음의 식으로 나타내어진다.

X=도달 거리×sin(90-α)

Y=2m-도달 거리×sinα

또한, 거리 번호는 2~12까지의 정수값으로 하고, 각 거리 번호에 상당하는 초음파 전파 왕복 시간을 표 7과 같이 설정하고 있다.

또, 표 7은 각 거리 번호와 부각 α에 상당하는 위치 P의 위치를 나타내고 있고, 세로선을 그린 부분은, Y가 마이너스의 값으로 되어(Y<0), 마루에 침범되는 위치를 나타내고 있다. 또한, 표 7의 설정은, 능력 랭크 2.2kw의 공기 조화기에 적용되는 것이며, 이 공기 조화기는 오로지 6다다미의 방(대각 거리=4.50m)에 설치되는 것으로 하고, 거리 번호=6을 제한값(최대값 X)으로서 설정하고 있다. 즉, 6다다미의 방에서는, 거리 번호≥7에 상당하는 위치는, 대각 거리>4.50m에서 방의 벽을 넘는 위치(방의 외측의 위치)로 되어, 전혀 의미를 갖지 않는 거리 번호이며, 가로선으로 나타내고 있다.

덧붙여, 표 8은 능력 랭크 6.3kw의 공기 조화기에 적용되는 것이며, 이 공기 조화기는 오로지 20다다미의 방(대각 거리=8.49m)에 설치되는 것으로 하고, 거리 번호=12를 제한값(최대값 X)으로서 설정하고 있다.

표 9는 공기 조화기의 능력 랭크과 각 어드레스의 수직 방향 위치 j에 따라 설정된 거리 번호의 제한값을 나타내고 있다.

다음으로, 스텝 S42에서의 송신 처리 및 스텝 S43에서의 수신 처리에 대해, 도 21의 타이밍차트를 참조하면서 설명한다.

초음파 송신 신호로서는, 상술한 바와 같이, 예컨대 50% 듀티의 50㎑의 신호를 2㎳ 송신하고, 100㎳ 후에 다시 초음파 송신 신호를 송신하고, 이것을 반복하여 각 어드레스에서 합계 8회의 초음파 송신 신호를 송신한다. 또, 측정 간격으로서 100㎳를 설정한 것은 100㎳의 시간 간격은 전회의 송신 처리에 의한 반사파의 영향을 무시할 수 있는 시간이기 때문이다.

또한, 출력 마스크 시간은, 예컨대 8㎳로 설정되고, 초음파 송신 신호의 출력의 8㎳ 전에 L 레벨의 수신 마스크 신호를 출력하고, 송신시에 있어서의 초음파 수신 신호의 H 레벨을 확보함과 아울러, 초음파 송신 신호의 출력으로부터 8㎳ 경과할 때까지 수신 마스크 신호를 출력함으로써 잔향 신호 등의 노이즈를 제거하고 있다. 또, 초음파 수신 신호의 입력 처리(래치 회로부(60)로부터의 출력)는 상술한 노이즈 검출 처리와 마찬가지로, 예컨대 4㎳마다 행해진다.

또한, 초음파 송신 신호의 송신마다 그 신호 레벨을 4㎳마다 복수회 판독하고, 노이즈 등에 의한 오판정 방지를 위해 2회 판독 일치에서 L 레벨인 경우에, 카운트수 N로부터 1을 줄인 값(N-1)을 거리 번호(초음파 전파 왕복 시간)로 하고 있다. 도 21의 예에서는, 초음파 송신 신호가 송신된 후, 비교부(58)의 출력 신호는 N=5와 N=6의 사이에서 L 레벨로 되어 있으므로(수신 마스크 신호는 H 레벨), 초음파 수신 신호는, N=0~5에서 H 레벨로, N=6, 7에서 L 레벨로 되어 있어, 2회 판독 일치에서 L 레벨은 N=7일 때이기 때문에, 거리 번호는 N-1=6로 되고, 거리 번호 상당 시간은 6×4㎳=24㎳로 된다.

다음으로, 스텝 S44에서의 거리 번호 확정 처리에 대해 설명한다.

상술한 바와 같이, 거리 번호에는, 공기 조화기의 능력 랭크와 각 어드레스의 수직 방향 위치 j에 따라 제한값이 설정되어 있고, 초음파 수신 신호가 N>최대값 X인 경우에도 2회 판독 일치에서 L 레벨이 아니면, 거리 번호=X로 설정된다.

각 어드레스 [i, j]에서 8회분의 거리 번호를 결정하고, 큰 쪽으로부터 차례로 3개의 거리 번호와 작은 쪽으로부터 차례로 3개의 거리 번호를 제외하고, 나머지 2개의 거리 번호의 평균값을 취해, 거리 번호를 확정한다. 또, 평균값은 소수점 이하를 없앤 뒤 정수값으로 하고, 이렇게 해서 확정된 거리 번호에 상당하는 초음파 전파 왕복 시간은 표 7 혹은 표 8에 기재된 바와 같다.

또, 본 실시 형태에서는, 각 어드레스에서 8개의 거리 번호를 결정하고, 대소 각각 3개의 거리 번호를 제외하고, 나머지 2개의 거리 번호의 평균값을 취해서, 거리 번호를 확정하도록 했지만, 각 어드레스에서 결정하는 거리 번호는 8개에 한정되는 것은 아니고, 평균값을 취하는 거리 번호도 2개에 한정되는 것은 아니다.

또한, 가구 등의 장해물까지의 거리 측정은 공기 조화기의 운전 정지시에 행해지고, 이 공기 조화기의 운전 정지시에서의 장해물까지의 거리 측정에 대해 도 22의 흐름도를 참조하면서 다음에 설명한다. 또, 도 22의 흐름도는 도 18의 흐름도와 매우 유사하기 때문에, 다른 스텝만 이하에 설명한다.

공기 조화기의 운전 개시시에는, 스텝 S34에 있어서, 수평 회전용 모터(44) 및 수직 회전용 모터(46)를 목표 초기 위치([i, j]=[0, 0])로 설정한 것에 반해, 공기 조화기의 운전 정지시에는, 스텝 S54에 있어서, 수평 회전용 모터(44) 및 수직 회전용 모터(46)를 목표 초기 위치([i, j]=[0, 2])로 설정하고 있다.

마찬가지로, 공기 조화기의 운전 개시시에는, 스텝 S45에 있어서, 거리 번호 확정 처리를 행한 어드레스가 최종 어드레스([i, j]=[0, 1])인지를 판정하고 있는데 반해, 공기 조화기의 운전 정지시에는, 스텝 S66에 있어서, 거리 번호 확정 처리를 행한 어드레스가 최종 어드레스([i, j]=[0, 15])인지를 판정하고 있다.

공기 조화기의 운전 정지시에 있어서의 장해물까지의 거리 측정이 운전 개시시와 가장 다른 점은 스텝 S60에 있으며, 스텝 S59에 있어서, 노이즈 없음으로 판정되면, 스텝 S60에서, 현재의 어드레스 [i, j]에 대응하는 영역(도 5에 나타내는 영역 A~G 중 어느 하나)에 사람이 없다고 판정된 경우에는 스텝 S61로 이행하는 한편, 사람이 있다고 판정된 경우에는 스텝 S62로 이행한다. 즉, 사람은 장해물이 아니기 때문에, 사람이 있다고 판정된 영역에 대응하는 어드레스에서는, 거리 측정을 행하는 일없이 이전의 거리 데이터를 사용하고(거리 데이터를 갱신하지 않음), 사람이 없다고 판정된 영역에 대응하는 어드레스에서만 거리 측정을 행하여, 새롭게 측정한 거리 데이터를 사용하도록(거리 데이터를 갱신하도록) 설정하고 있다.

즉, 각 장해물 위치 판별 영역에서 장해물의 유무 판정을 행함에 있어, 각 장해물 위치 판별 영역에 대응하는 사람 위치 판별 영역에서의 사람의 존재 여부 판정 결과에 따라, 각 장해물 위치 판별 영역에서의 장해물 검지 장치의 판정 결과를 갱신할지 여부를 결정함으로써, 장해물의 유무 판정을 효율적으로 행하고 있다. 보다 구체적으로는, 인체 검지 장치에 의해 사람이 없다고 판정된 사람 위치 판별 영역에 속하는 장해물 위치 판별 영역에서는, 장해물 검지 장치에 의한 전회의 판정 결과를 새로운 판정 결과로 갱신하는 한편, 인체 검지 장치에 의해 사람이 있다고 판정된 사람 위치 판별 영역에 속하는 장해물 위치 판별 영역에서는, 장해물 검지 장치에 의한 전회의 판정 결과를 새로운 판정 결과로 갱신하지 않도록 하고 있다.

또, 도 18의 흐름도에 있어서의 스텝 41 혹은 도 22의 흐름도에 있어서의 스텝 62에서, 이전의 거리 데이터를 사용하도록 했지만, 공기 조화기의 설치 직후는 이전의 데이터는 존재하지 않기 때문에, 장해물 검지 장치에 의한 각 장해물 위치 판별 영역에서의 판정이 첫회인 경우에는, 디폴트값을 사용하는 것으로 하고, 디폴트값으로서는 상술한 제한값(최대값 X)이 사용된다.

또한, 도 23에 나타내는 바와 같이, 초음파 센서(32)의 아래쪽 2m에 마루면이 있고, 마루면으로부터 0.7~1.2m의 높이에 테이블, 카운터 등의 장해물이 있는 것으로 상정하여, 주사 위치(부각 α)에 따라 디폴트의 마스크 시간을 설정하고, 장해물의 유무 판정을 행할 수도 있다. 도면 중, 그물 표시부, 오른쪽 오름 사선부, 오른쪽 내림 사선부는 근거리, 중거리, 원거리에 상당하는 장해물 검지 기간을 나타내고 있다. 또, 도 23의 예는, 부각 α이 10도~65도인 범위에만 마스크 시간을 설정한 경우를 나타내고 있다.

여기서 사용한 용어 「근거리」, 「중거리」, 「원거리」는 실내기로부터의 거리에 근거하여 결정되고, 도 23에 나타내는 바와 같이, 장해물의 위치는 실내기로부터의 부각 α와, 초음파 센서(32)로부터 송신된 초음파의 전파 시간에 근거하여 결정된다.

더 상술하면, 주사 위치에 따라 디폴트의 마스크 시간을 표 10(원거리), 표 11(중거리), 표 12(근거리)와 같이 2개 설정하고, 마스크 시간 t1 이전과, 이보다 긴 마스크 시간 t2 이후에 마스크 신호를 장해물 검지 장치에 출력하고, 시간 t1~t2의 사이에 반응이 있었을 경우(초음파 센서(32)가 반사파를 수신한 경우)에만, 그 위치에 장해물이 있다고 판정하고 있다.

또한, 장해물과 벽이 동일 영역에 존재하는 경우, 장해물은 반드시 벽보다 앞에 위치하므로, 벽면이 시간 t2에 상당하는 위치의 앞에 있는 경우, 디폴트값 t2를 수정하도록 하고 있지만, 이 수정 방법에 대해서는 벽면 검지와 함께 후술한다.

또, 본 실시 형태에 있어서는, 장해물까지의 거리 측정을 공기 조화기의 운전 개시시와 정지시로 나누어 행하도록 했지만, 압축기나 실내 송풍기의 운전 동안은, 전기적 노이즈나 주위의 소음이 초음파 센서(32)에 악영향을 줄 가능성이 있으므로, 모든 어드레스에서의 초음파 센서(32)의 거리 측정을 공기 조화기의 운전 정지시에 행하도록 하더라도 좋다.

또한, 공기 조화기를 원격 조작하는 리모콘(원격 조작 장치)에 시각(時刻) 설정 수단을 마련하고, 시각 설정 수단에서 설정된 시각에 초음파 센서(32)에 의한 거리 측정을 개시하도록 하더라도 좋다. 이 경우, 시각 설정 수단에서 설정된 시각에 공기 조화기가 운전 중인 경우는, 거리 측정을 개시하는 일없이, 시각 설정 수단에서 설정된 시각에 압축기 혹은 실내 팬(8)이 정지하고 있는 경우에, 거리 측정을 개시하는 것이 바람직하다.

또, 상술한 타이밍에서의 거리 측정에 부가하여, 초음파 센서(32)의 검지 결과를 공기 조화기의 운전에 반영하기 위해서, 주위 환경의 노이즈를 도외시하고, 공기 조화기의 운전 개시시에 모든 어드레스에서의 거리 측정을 개시할 수도 있다.

또, 도 17에 나타나는 타이밍차트에서는, 대역 증폭부(56)의 출력 신호와 비교되는 임계값을 하나 마련했지만, 복수의 임계값을 설정할 수도 있다.

즉, 임계값을 하나만 마련한 경우, 임계값이 낮으면 잔향이나 암(暗) 노이즈에 반응하여 오계측이 행해지고, 임계값이 높으면 장해물이 먼 경우나 환경 조건이 나쁜 경우의 저레벨의 신호를 잡지 못할 우려가 있다. 또한, 장해물(혹은 벽면) 검지 전에 노이즈 체크를 행하지만, 그 체크시에 노이즈를 검지하지 못한 경우에도, 장해물(혹은 벽면) 검지시에 노이즈가 없다고 하는 보증이 없어, 장해물 검지시에 돌발적으로 노이즈가 발생할 가능성도 있다. 그래서, 저임계값과 고임계값을 마련하고, 저임계값을 노이즈 검출용으로 하고, 고임계값을 장해물(혹은 벽면) 검지용으로 하는 것에 의해, 계측시에 돌발적으로 저임계값을 초과하는 노이즈가 발생한 경우에도, 그 노이즈를 반사 신호로 오인할 가능성이 적어진다. 이 효과는 저임계값과 고임계값의 차이가 크면 클수록 높아진다.

따라서, 잔향이나 암 노이즈에 반응하여 계측하지 않도록 기본적으로는 고임계값을 사용하지만, 멀리 있는 장해물(혹은 벽면) 검지시는 반사 신호가 약하여, 고임계값 이하의 신호가 되돌아오지 못하는 일도 일어날 수 있다. 그래서, 먼 장해물(혹은 벽면) 검지의 경우에는 저임계값을 사용하는 것에 의해, 검지 정밀도를 높일 수 있다. 또, 검지하는 장해물까지의 거리는 주사시의 부각에 의해 결정될 수 있다.

또한, 초음파는 수직인 면에 닿았을 때는 강한 신호가 되돌아오지만, 대상으로 하는 면이 경사면인 경우, 경사각이 클수록 반사 신호는 약해져, 검지 정도가 떨어진다. 그래서, 벽면 검지시에 있어 부각이 클(=검지 대상면의 경사가 클) 때에는 저임계값을 이용하는 것에 의해, 정밀도를 높일 수 있다.

저임계값과 고임계값의 2개의 임계값을 마련한 경우, 도 18의 흐름도에서의 스텝 S36과 스텝 S38 사이에 도 24의 흐름도가 삽입되고, 마찬가지로 도 22의 흐름도에서의 스텝 S56과 스텝 S58 사이에 도 24의 흐름도가 삽입된다.

이하, 도 18의 흐름도에서의 스텝 S36과 스텝 S38 사이에 도 24의 흐름도를 삽입한 경우에 대해 설명한다.

스텝 S37-1에 있어서, 주위 환경으로부터의 노이즈를 고임계값과 비교하고, 노이즈 레벨이 고임계값 이상이면, 초음파 센서(32)에 초음파를 송신시키는 일없이 스텝 S41로 이행하고, 노이즈 레벨이 고임계값 미만이면, 스텝 S37-2에서, 주위 환경으로부터의 노이즈를 저임계값과 비교한다. 노이즈 레벨이 저임계값 이상이면, 노이즈 있음으로 판정되어, 스텝 S37-3에서, 장해물의 유무 판정에 이용하는 임계값으로서 고임계값을 채용하는 한편, 노이즈 레벨이 저임계값 미만이면, 스텝 S37-4로 이행한다.

스텝 S37-4에서는, 검지 영역이 원거리 영역(영역 E, F, G)인지, 혹은 벽면이 경사면인지 여부를 판정하고, 검지 영역이 원거리 영역이 아닌 경우나, 벽면이 경사면이 아닌 경우는, 스텝 S37-3으로 이행하는 한편, 검지 영역이 원거리 영역인 경우나, 벽면이 경사면인 경우는, 스텝 S37-5에서, 장해물의 유무 판정에 이용하는 임계값으로서 저임계값을 채용한다. 스텝 S37-3 혹은 스텝 S37-5에서 저임계값 및 고임계값 중 어느 한쪽이 결정되면, 스텝 S38로 이행하여 노이즈 검출 처리가 행해진다.

또, 벽면이 경사면인지 여부는, 벽면의 각도로 판정되며(예컨대, 경사각이 15도 이상), 구체적으로는, 표 5에서의 각 어드레스의 수직 방향의 각도 및 수평 방향의 각도에 근거하여 결정된다.

또한, 도 24의 흐름도에서는 2개의 임계값을 설정했지만, 3개 혹은 그 이상의 임계값을 설정하면, 검지 정밀도는 더 향상된다.

<장해물 검지의 학습 제어>

초음파 센서(32)는, 통상 그 조사 방향과 대상물의 면이 이루는 각도가 90도 전후에서는 정확하게 측정할 수 있는 반면, 그 각도가 작아짐에 따라 반사파가 초음파 센서(32)로 되돌아올 확률이 서서히 저하하여, 장해물 검지에 실패할 가능성이 높아진다.

일례로서, 윗면이 평탄한 식탁 등의 테이블을 생각하면, 테이블 상에 아무것도 없는 경우, 초음파 센서(32)로부터의 송신파가 테이블의 윗면에서 반사되어 초음파 센서(32)로 되돌아올 가능성은 매우 낮아, 테이블의 위치 결정은 어려운데 반해, 테이블 상에 생활용품(식기, 리모콘, 책, 신문, 티슈 상자 등)이 존재하면, 초음파 센서(32)로부터의 송신파가 테이블과 생활용품에서 반사되어 초음파 센서(32)로 되돌아오게 되어(예컨대, 도 29 참조), 테이블의 위치 결정은 용이하게 된다.

그래서, 이 학습 제어에서는, 장해물 검지를, 장해물뿐만이 아니라 장해물 근방에 있는 주위의 부대물과의 상호 작용도 이용하여 행하도록 하고 있다. 그러나, 실제로 방 내에 놓여져 있는 가구 등(실제로는, 가구라고 하기보다 오히려 가구 상에 놓여져 있는 생활용품)은 날마다 그 장소가 바뀔 가능성이 높고, 장해물의 각도나, 장해물 근방의 주위 부대물의 상호 작용이 변화하므로, 장해물 검지를 반복하여 행하는 것에 의해, 검지 미스를 매우 저감하는 것이 가능해진다. 이 학습 제어는, 도 25에 나타내는 흐름도와 같이, 매회의 주사 결과를 기초로 장해물 위치를 학습하고, 그 학습 제어 결과로부터 장해물이 있는 장소를 판단하여, 후술하는 기류 제어를 행하는 것이다.

도 25는 장해물 유무 판정을 나타내는 흐름도를 나타내고 있으며, 이 장해물 유무 판정은 도 14에 나타내는 모든 포지션(장해물 위치 판별 영역)에 대해 순차적으로 행해진다. 여기서는, 포지션 A1을 예로 하여 설명한다.

초음파 센서(32)에 의해 장해물 검지 동작을 개시하면, 우선 스텝 S71에어서, 포지션 A1의 최초의 어드레스에서 초음파 센서(32)에 의해 검지 동작(주사)을 행하고, 스텝 S72에서, 상술한 장해물의 유무 판정(시간 t1~t2의 반응의 유무 판정)을 행한다. 스텝 S72에서, 장해물이 있다고 판정되면, 스텝 S73에서, 제 3 기판(52)에 마련된 제 1 메모리에 「1」을 가산하는 한편, 장해물이 없다고 판정되면, 스텝 S74에서, 제 1 메모리에 「0」을 가산한다.

스텝 S75에서, 포지션 A1의 최종 어드레스에서의 검지가 종료했는지를 판정하고, 최종 어드레스에서의 검지가 종료되어 있지 않는 경우에는, 스텝 S76에서, 다음의 어드레스에서 초음파 센서(32)에 의해 검지 동작을 행하고, 스텝 S72로 되돌아간다.

한편, 최종 어드레스에서의 검지가 종료한 경우에는, 스텝 S77에서, 제 1 메모리에 기록된 수치(장해물이 있다고 판정된 어드레스의 합계)를 포지션 A1의 어드레스수로 제거하고(나눗셈을 행하여), 다음의 스텝 S78에서, 그 몫을 소정의 임계값과 비교한다. 몫이 임계값보다 큰 경우에는, 스텝 S79에서, 포지션 A1에는 장해물이 있다고 일시적으로 판정되고 스텝 S80에서, 제 2 메모리에 「5」를 가산한다. 한편, 몫이 임계값 미만인 경우에는, 스텝 S81에어서, 포지션 A1에는 장해물이 없다고 일시적으로 판정되고, 스텝 S82에서, 제 2 메모리에 「-1」을 가산한다(「1」을 감산한다).

또, 초음파 센서(32)에 의해 장해물 검지는, 초음파 센서(32)로부터 장해물까지의 거리가 멀어질수록 곤란해지므로, 여기서 사용하는 임계값은 실내기로부터의 거리에 따라, 예컨대 다음과 같이 설정된다.

근거리: 0.4

중거리: 0.3

원거리: 0.2

또한, 이 장해물 검지 동작은, 공기 조화기를 운전할 때마다 행해지기 때문에, 제 2 메모리에는 「5」 혹은 「-1」이 반복하여 가산된다. 그래서, 제 2 메모리에 기록되는 수치는 최대값을 「10」으로, 최소값을 「0」으로 설정하고 있다.

다음으로, 스텝 S83에 있어서, 제 2 메모리에 기록된 수치(가산 후의 합계)가 판정 기준값(예컨대, 5) 이상인지 여부를 판정하고, 판정 기준값 이상이면, 스텝 S84에서, 포지션 A1에는 장해물이 있다고 최종적으로 판정되는 한편, 판정 기준값 미만이면, 스텝 S85에서, 포지션 A1에는 장해물이 없다고 최종적으로 판정된다.

또, 제 1 메모리는, 임의의 포지션의 장해물 검지 동작이 종료하면, 그 메모리를 클리어하는 것에 의해, 다음의 포지션에서의 장해물 검지 동작의 메모리로서 사용할 수 있지만, 제 2 메모리는, 공기 조화기를 운전할 때마다 하나의 포지션에서의 가산값을 누적하므로(단, 최대값≥합계≥최소값), 포지션수와 동수의 메모리가 준비되어 있다.

상술한 장해물 검지의 학습 제어에 있어서, 판정 기준값으로서 「5」를 설정하고, 임의의 포지션에서의 첫회의 장해물 검지에서 장해물 있음으로 최종적으로 판정되면, 제 2 메모리에는 「5」가 기록된다. 이 상태에서, 다음회의 장해물 검지에서 장해물 없음으로 최종적으로 판정되면, 「5」에 「-1」을 가산한 값이 판정 기준값 미만으로 되기 때문에, 그 포지션에는 장해물이 존재하지 않게 된다.

그러나, 다음회의 장해물 검지에서도 장해물 있음으로 최종적으로 판정되면, 「5」에 「5」를 가산한 값 「10」이 제 2 메모리에 기록되고, 합계값은 판정 기준값 이상이기 때문에, 그 포지션에는 장해물은 존재하게 되어, 다음다음회 이후 5회의 장해물 검지에서 장해물 없음으로 판정되더라도, 「10」에 「-1×5」를 가산한 값은 「5」이기 때문에, 그 포지션에는 여전히 장해물이 존재하게 된다.

즉, 이 장해물 검지의 학습 제어는, 복수회의 가산 누계값(혹은 가감산 누계값)에 근거하여 장해물의 최종 유무 판정을 행함에 있어, 장해물 있음으로 판정되었을 때에 가산하는 값을, 장해물 없음으로 판정되었을 때에 감산하는 값보다 충분히 큰 숫자로 설정한 것에 특징이 있으며, 이와 같이 설정함으로써, 장해물이 있다고 하는 결과가 나오기 쉽게 하고 있다.

또한, 제 2 메모리에 기록되는 수치에 최대값 및 최소값을 설정함으로써, 이사나 재배치 등에 의해 장해물의 위치가 크게 변화하더라도, 가능한 한 빨리 그 변화에 추종할 수 있다. 최대값을 마련하지 않는 경우, 장해물 있음으로 매회 판정되면, 그 합이 점점 커지고, 이사 등에 의해 장해물의 위치가 바뀌어, 장해물 있음으로 매회 판정된 영역에 장해물이 없어진 경우에도, 판정 기준값을 하회하게 하는데 시간이 걸리게 된다. 또한, 최소값을 마련하지 않은 경우에는, 그 반대의 현상이 발생하게 된다.

도 26은, 도 25의 흐름도에서 나타내는 장해물 검지의 학습 제어의 변형예를 나타내고 있으며, 스텝 S100, S102, S103의 처리만 도 25의 흐름도와 상이하기 때문에, 이들 스텝에 대해 설명한다.

이 학습 제어에서는, 스텝 S99에서, 포지션 A1에는 장해물이 있다고 일시적으로 판정되면, 스텝 S100에서, 제 2 메모리에 「1」을 가산한다. 한편, 스텝 S101에서, 포지션 A1에는 장해물이 없다고 일시적으로 판정되면, 스텝 S102에서, 제 2 메모리에 「0」을 가산한다.

다음으로, 스텝 S103에서, 현재의 장해물 검지를 포함한 과거 10회의 장해물 검지에 근거하여 제 2 메모리에 기록된 합계값을 판정 기준값(예컨대, 2)과 비교ㅎ하고, 판정 기준값 이상이면, 스텝 S104에서, 포지션 A1에는 장해물이 있다고 최종적으로 판정되는 한편, 판정 기준값 미만이면, 스텝 S105에서, 포지션 A1에는 장해물이 없다고 최종적으로 판정된다.

즉, 상술한 장해물 검지의 학습 제어는, 임의의 포지션에서의 과거 10회의 장해물 검지에서 8회 장해물을 검지할 수 없더라도, 2회 검지할 수 있으면, 장해물이 있다고 최종적으로 판정되게 된다. 따라서, 이 학습 제어는, 장해물이 있다고 최종적으로 판정되는 장해물 검지 회수(여기서는, 2)를, 참조하는 과거의 장해물 검지 회수보다 충분히 작은 숫자로 설정한 것에 특징이 있으며, 이와 같이 설정함으로써, 장해물이 있다고 하는 결과가 나오기 쉽게 하고 있다.

또, 실내기 본체 혹은 리모콘에, 제 2 메모리에 기록된 데이터를 리셋하는 버튼을 마련하고, 이 버튼을 누르는 것에 의해, 상기 데이터를 리셋하도록 하더라도 좋다.

기본적으로는, 기류 제어에 큰 영향을 미치는 장해물이나 벽면의 위치가 바뀌는 일은 적지만, 이사 등에 수반되는 실내기의 설치 위치의 변경이나, 방 내의 재배치에 의한 가구 위치의 변경 등이 생긴 경우, 그때까지 얻어진 데이터를 기초로 기류 제어를 행하는 것은 바람직하지 않다. 이것은, 학습 제어에 의해, 머지않아 그 방에 적절한 제어로 되지만, 최적 제어로 되기까지는 시간이 걸리기 때문이다(특히, 그 영역에서 장해물이 없어진 경우에 현저함). 따라서, 리셋 버튼을 마련하고, 실내기와 장해물 혹은 벽면의 상대적인 위치 관계가 바뀌었을 경우에는, 지금까지의 데이터를 리셋하는 것에 의해, 과거가 잘못된 데이터를 기초로 한 부적절한 공조를 방지할 수 있음과 아울러, 학습 제어를 최초부터 재개하는 것에 의해, 보다 빨리 그 상황에 맞는 제어로 할 수 있다.

<장해물 회피 제어>

상기 장해물의 유무 판정에 근거하여, 풍향 변경 수단으로서의 상하 블레이드(12) 및 좌우 블레이드(14)는 난방시 다음과 같이 제어된다.

이하의 설명에서는, 용어 「블록」, 「필드」를 사용하지만, 이러한 용어를 우선 설명한다.

도 5에 나타내는 영역 A~G는 다음의 블록에 각각 속하고 있다.

블록 N: 영역 A

블록 R: 영역 B, E

블록 C: 영역 C, F

블록 L: 영역 D, G

또, 영역 A~G는 다음의 필드에 각각 속하고 있다.

필드 1: 영역 A

필드 2: 영역 B, D

필드 3: 영역 C

필드 4: 영역 E, G

필드 5: 영역 F

또, 실내기로부터의 거리에 대해서는 다음과 같이 정의하고 있다.

근거리: 영역 A

중거리: 영역 B, C, D

원거리: 영역 E, F, G

표 13은 좌우 블레이드(14)를 구성하는 5매의 왼쪽 블레이드와 5매의 오른쪽 블레이드의 각 포지션에서의 목표 설정 각도를 나타내고 있으며, 숫자(각도)에 부여한 기호는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 왼쪽 블레이드 혹은 오른쪽 블레이드가 내측으로 향하는 경우를 플러스(＋, 표 13에서는 무(無)기호)의 방향, 외측으로 향하는 경우를 마이너스(-)의 방향이라고 정의하고 있다.

또한, 표 13에 있어서의 「난방 B 영역」이란, 장해물 회피 제어를 행하는 난방 영역이고, 「통상 자동 풍향 제어」란, 장해물 회피 제어를 행하지 않는 풍향 제어이다. 여기서, 장해물 회피 제어를 행할지의 판정은, 실내 열 교환기(6)의 온도를 기준으로 하고 있으며, 온도가 낮은 경우는 거주자에게 바람을 맞히지 않는 풍향 제어, 너무 높은 경우는 최대 풍량 위치의 풍향 제어, 적당한 온도의 경우는 난방 B 영역으로의 풍향 제어를 행한다. 또한, 여기서 말하는 「온도가 낮다」, 「너무 높다」, 「거주자에게 바람을 맞히지 않는 풍향 제어」, 「최대 풍량 위치의 풍향 제어」란 다음과 같은 의미이다.

? 낮은 온도: 실내 열 교환기(6)의 온도는 피부 온도(33~34℃)를 최적 온도로서 설정하고 있으며, 이 온도 이하로 될 수 있는 온도(예컨대, 32℃)

? 너무 높은 온도: 예컨대, 56℃ 이상

? 거주자에게 바람을 맞히지 않는 풍향 제어: 거주 공간에 바람을 보내지 않도록, 상하 블레이드(12)를 각도 제어하고, 바람이 천정을 따라 흐르는 풍향 제어

? 최대 풍량 위치의 풍향 제어: 공기 조화기는, 상하 블레이드(12) 및 좌우 블레이드(14)에 의해 기류를 꺽으면 반드시 저항(손실)이 발생하므로, 최대 풍량 위치와는 손실이 한없이 0에 가까워지는 풍향 제어(좌우 블레이드(14)의 경우, 곧바로 정면을 향하는 위치이고, 상하 블레이드(12)의 경우, 수평으로부터 35도 아래를 향하는 위치)

표 14는, 장해물 회피 제어를 행하는 경우의 상하 블레이드(12)의 각 필드에서의 목표 설정 각도를 나타내고 있다. 또, 표 14에서의 상부 블레이드의 각도(γ1) 및 하부 블레이드의 각도(γ2)는 수평선으로부터 측정한 아래로 향하는 각도(부각)이다.

다음으로, 장해물의 위치에 따른 장해물 회피 제어에 대해 구체적으로 설명하지만, 장해물 회피 제어에서 사용되는 용어 「스윙 동작」, 「포지션 정류 가동」, 「블록 정류 가동」에 대해 우선 설명한다.

스윙 동작이란, 좌우 블레이드(14)의 요동 동작이며, 기본적으로는 목표의 하나의 포지션을 중심으로 소정의 좌우 각도폭으로 요동하고, 스윙의 양단에서 고정 시간이 없는 동작이다.

또한, 포지션 정류 가동이란, 임의의 포지션의 목표 설정 각도(표 13의 각도)에 대해, 표 15의 보정을 행하고, 각각 좌단 및 우단으로 한다. 동작으로서는, 좌단과 우단에서 각각 풍향 고정 시간(좌우 블레이드(14)를 고정하는 시간)을 가지고, 예컨대, 좌단에서 풍향 고정 시간이 경과한 경우, 우단으로 이동하고, 우단에서 풍향 고정 시간이 경과할 때까지, 우단의 풍향을 유지하고, 풍향 고정 시간의 경과 후, 좌단으로 이동하고, 그것을 반복하는 것이다. 풍향 고정 시간은, 예컨대 60초로 설정된다.

즉, 임의의 포지션에 장해물이 있는 경우에, 그 포지션의 목표 설정 각도를 그대로 사용하면, 온풍이 항상 장해물에 닿지만, 표 15의 보정을 행함으로써, 장해물의 옆으로부터 온풍을 사람이 있는 위치로 도달시킬 수 있다.

또, 블록 정류 가동이란, 각 블록의 좌단과 우단에 대응하는 좌우 블레이드(14)의 설정 각도를, 예컨대 표 16에 근거하여 결정한다. 동작으로서는, 각 블록의 좌단과 우단에서 각각 풍향 고정 시간을 갖고, 예컨대, 좌단에서 풍향 고정 시간이 경과한 경우, 우단으로 이동하고, 우단에서 풍향 고정 시간이 경과할 때까지, 우단의 풍향을 유지하고, 풍향 고정 시간의 경과 후, 좌단으로 이동하고, 그것을 반복하는 것이다. 풍향 고정 시간은, 포지션 정류 가동과 마찬가지로, 예컨대 60초로 설정된다. 또, 각 블록의 좌단과 우단은, 그 블록에 속하는 사람 위치 판별 영역의 좌단과 우단에 일치하고 있기 때문에, 블록 정류 가동은 사람 위치 판별 영역의 정류 가동이라고 말할 수도 있다.

또, 포지션 정류 가동과 블록 정류 가동은 장해물의 크기에 따라 구분하여 사용하고 있다. 전방(前方)의 장해물이 작은 경우, 장해물이 있는 포지션을 중심으로 포지션 정류 가동을 행함으로써 장해물을 피해 송풍하는데 반해, 전방의 장해물이 크고, 예컨대 사람이 있는 영역의 전방 전체에 장해물이 있는 경우, 블록 정류 가동을 행함으로써 넓은 범위에 걸쳐 송풍하도록 하고 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 스윙 동작과 포지션 정류 가동과 블록 정류 가동을 총칭하여, 좌우 블레이드(14)의 요동 동작이라고 부르고 있다.

이하, 상하 블레이드(12) 혹은 좌우 블레이드(14)의 제어예를 구체적으로 설명하지만, 인체 검지 장치에 의해 사람이 단일 영역에만 있다고 판정된 경우, 인체 검지 장치에 의해 사람이 있다고 판정된 사람 위치 판별 영역의 전방에 위치하는 장해물 위치 판별 영역에 장해물이 있다고 장해물 검지 장치에 의해 판정된 경우, 상하 블레이드(12)를 제어하여 장해물을 위쪽으로부터 회피하는 기류 제어를 행하도록 하고 있다. 또한, 인체 검지 장치에 의해 사람이 있다고 판정된 사람 위치 판별 영역에 속하는 장해물 위치 판별 영역에 장해물이 있다고 장해물 검지 장치에 의해 판정된 경우, 사람이 있다고 판정된 사람 위치 판별 영역에 속하는 적어도 하나의 장해물 위치 판별 영역 내에서 좌우 블레이드(14)를 요동시키고, 요동 범위의 양단에서 좌우 블레이드(14)의 고정 시간을 마련하지 않은 제 1 기류 제어와, 사람이 있다고 판정된 사람 위치 판별 영역 혹은 당해 영역에 인접하는 사람 위치 판별 영역에 속하는 적어도 하나의 장해물 위치 판별 영역 내에서 좌우 블레이드(14)를 요동시키고, 요동 범위의 양단에서 좌우 블레이드(14)의 고정 시간을 마련한 제 2 기류 제어 중 하나를 선택하도록 하고 있다.

또한, 이하의 설명에서는, 상하 블레이드(12)의 제어와 좌우 블레이드(14)의 제어를 나누고 있지만, 사람 및 장해물의 위치에 따라, 상하 블레이드(12)의 제어와 좌우 블레이드(14)의 제어는 적당히 조합하여 행해진다.

A. 상하 블레이드 제어

(1) 영역 B~G 중 어느 하나에 사람이 있고, 사람이 있는 영역의 전방의 포지션 A1~A3에 장해물이 있는 경우

상하 블레이드(12)의 설정 각도를 통상의 필드 풍향 제어(표 14)에 대해 표 17과 같이 보정하고, 상하 블레이드(12)를 윗쪽 방향으로 설정한 기류 제어를 행한다.

(2) 영역 B~G 중 어느 하나에 사람이 있고, 사람이 있는 영역의 전방의 영역 A에 장해물이 없는 경우(상기(1) 이외)

통상 자동 풍향 제어를 행한다.

B. 좌우 블레이드 제어

B1. 영역 A(근거리)에 사람이 있는 경우

(1) 영역 A에서 장해물이 없는 포지션이 하나인 경우

장해물이 없는 포지션의 목표 설정 각도를 중심으로 좌우로 스윙 동작시켜 제 1 기류 제어를 행한다. 예컨대, 포지션 A1, A3에 장해물이 있고, 포지션 A2에 장해물이 없는 경우, 포지션 A2의 목표 설정 각도를 중심으로 좌우로 스윙 동작시키고, 기본적으로는 장해물이 없는 포지션 A2를 공조하지만, 포지션 A1, A3에 사람이 없다고는 할 수 없기 때문에, 스윙 동작을 부가함으로써, 포지션 A1, A3에 다소라도 기류가 배분되도록 한다.

더 구체적으로 설명하면, 표 13 및 표 15에 근거하여, 포지션 A2의 목표 설정 각도 및 보정 각도(스윙 동작시의 요동각)가 결정되기 때문에, 왼쪽 블레이드 및 오른쪽 블레이드는 모두 10도를 중심으로 각각 ±10도의 각도 범위에서 멈추는 일없이 계속 요동(스윙)한다. 단, 왼쪽 블레이드와 오른쪽 블레이드를 좌우로 진동하는 타이밍은 동일하게 설정되어 있고, 왼쪽 블레이드와 오른쪽 블레이드의 요동 동작은 연동하고 있다.

(2) 영역 A에서 장해물이 없는 포지션이 2개이고, 인접하고 있는 경우(A1와 A2 혹은 A2와 A3)

장해물이 없는 2개의 포지션의 목표 설정 각도를 양단으로 하여 스윙 동작시켜 제 1 기류 제어를 행함으로써, 기본적으로 장해물이 없는 포지션을 공조한다.

(3) 영역 A에서 장해물이 없는 포지션이 2개이고, 떨어져 있는 경우(A1와 A3)

장해물이 없는 2개의 포지션의 목표 설정 각도를 양단으로 하여 블록 정류 가동시켜 제 2 기류 제어를 행한다.

(4) 영역 A에서 모든 포지션에 장해물이 있는 경우

어디를 조준하는 것이 좋은 것인지 불명확하여, 블록 N를 블록 정류 가동시켜 제 2 기류 제어를 행한다. 영역 전체를 조전하는 것보다도 블록 정류 가동쪽이 지향성이 있는 풍향으로 되어 멀리 닿기 쉬워, 장해물을 회피할 수 있을 가능성이 높기 때문이다. 즉, 영역 A에 장해물이 점재하고 있는 경우에도, 장해물과 장해물 사이에는 통상 간극이 있어, 이 장해물간의 간극을 통해 송풍할 수 있다.

(5) 영역 A에서 모든 포지션에 장해물이 없는 경우

영역 A의 통상 자동 풍향 제어를 행한다.

B2. 영역 B, C, D(중거리) 중 어느 하나에 사람이 있는 경우

(1) 사람이 있는 영역에 속하는 2개의 포지션의 한쪽에만 장해물이 있는 경우

장해물이 없는 포지션의 목표 설정 각도를 중심으로 하여 좌우로 스윙 동작시켜 제 1 기류 제어를 행한다. 예컨대, 영역 D에 사람이 있고, 포지션 D2에만 장해물이 있는 경우, 포지션 D1의 목표 설정 각도를 중심으로 하여 좌우로 스윙 동작시킨다.

(2) 사람이 있는 영역에 속하는 2개의 포지션의 양쪽 모두에 장해물이 있는 경우

사람이 있는 영역을 포함한 블록을 블록 정류 가동시켜 제 2 기류 제어를 행한다. 예컨대, 영역 D에 사람이 있고, 포지션 D1, D2의 양쪽 모두에 장해물이 있는 경우, 블록 L를 블록 정류 가동시킨다.

(3) 사람이 있는 영역에 장해물이 없는 경우

사람이 있는 영역의 통상 자동 풍향 제어를 행한다.

B3. 영역 E, F, G(원거리) 중 어느 하나에 사람이 있는 경우

(1) 사람이 있는 영역의 전방의 중거리 영역에 속하는 2개의 포지션의 한쪽에만 장해물이 있는 경우(예: 영역 E에 사람이 있고, 포지션 B2에 장해물이 있고, 포지션 B1에 장해물이 없다)

(1.1) 장해물이 있는 포지션의 양 이웃에 장해물이 없는 경우(예: 포지션 B1, C1에 장해물이 없다)

(1.1.1) 장해물이 있는 포지션의 후방에 장해물이 없는 경우(예: 포지션 E2에 장해물이 없다)

장해물이 있는 포지션을 중심으로 하여 포지션 정류 가동시켜 제 2 기류 제어를 행한다. 예컨대, 영역 E에 사람이 있고, 포지션 B2에 장해물이 있고, 그 양측에도 후방에도 장해물이 없는 경우, 포지션 B2에 있는 장해물을 옆으로부터 피해서 영역 E로 기류를 보낼 수 있다.

(1.1.2) 장해물이 있는 포지션의 후방에 장해물이 있는 경우(예: 포지션 E2에 장해물이 있다)

중거리 영역에서 장해물이 없는 포지션의 목표 설정 각도를 중심으로 하여 스윙 동작시켜 제 1 기류 제어를 행한다. 예컨대, 영역 E에 사람이 있고, 포지션 B2에 장해물이 있고, 그 양측에는 장해물이 없지만, 그 후방에 장해물이 있는 경우, 장해물이 없는 포지션 B1로부터 기류를 보내는 쪽이 유리하다.

(1.2) 장해물이 있는 포지션의 양 이웃 중 한쪽에 장해물이 있고, 다른쪽에 장해물이 없는 경우

장해물이 없는 포지션의 목표 설정 각도를 중심으로 하여 스윙 동작시켜 제 1 기류 제어를 행한다. 예컨대, 영역 F에 사람이 있고, 포지션 C2에 장해물이 있고, 포지션 C2의 양 이웃 중 포지션 D1에 장해물이 있고, C1에 장해물이 없는 경우, 장해물이 없는 포지션 C1로부터 포지션 C2의 장해물을 피해 기류를 영역 F로 보낼 수 있다.

(2) 사람이 있는 영역의 전방의 중거리 영역에 속하는 2개의 포지션의 양쪽 모두에 장해물이 있는 경우

사람이 있는 영역을 포함한 블록을 블록 정류 가동시켜 제 2 기류 제어를 행한다. 예컨대, 영역 F에 사람이 있고, 포지션 C1, C2의 양쪽 모두에 장해물이 있는 경우, 블록 C를 블록 정류 가동시킨다. 이 경우, 사람의 전방에 장해물이 있어, 장해물을 피할 방법이 없기 때문에, 블록 C에 인접하는 블록에 장해물이 있는지에 관계없이, 블록 정류 가동을 행한다.

(3) 사람이 있는 영역의 전방의 중거리 영역에 속하는 2개의 포지션의 양쪽 모두에 장해물이 없는 경우(예: 영역 F에 사람이 있고, 포지션 C1, C2에 장해물이 없다)

(3.1) 사람이 있는 영역에 속하는 2개의 포지션의 한쪽의 포지션에만 장해물이 있는 경우

장해물이 없는 다른쪽의 포지션의 목표 설정 각도를 중심으로 하여 스윙 동작시켜 제 1 기류 제어를 행한다. 예컨대, 영역 F에 사람이 있고, 포지션 C1, C2, F1에 장해물이 없고, 포지션 F2에 장해물이 있는 경우, 사람이 있는 영역 F의 전방은 개방되어 있기 때문에, 원거리의 장해물을 고려하여 장해물이 없는 원거리의 포지션 F1을 중심으로 공조한다.

(3.2) 사람이 있는 영역에 속하는 2개의 포지션의 양쪽 모두에 장해물이 있는 경우

사람이 있는 영역을 포함하는 블록을 블록 정류 가동시켜 제 2 기류 제어를 행한다. 예컨대, 영역 G에 사람이 있고, 포지션 D1, D2에 장해물이 없고, 포지션 G1, G2의 양쪽 모두에 장해물이 있는 경우, 사람이 있는 영역 G의 전방은 개방되어 있지만, 이 영역 전체에 장해물이 있고, 어디를 조준하는 것이 좋은 것인지 불명료하기 때문에, 블록 L를 블록 정류 가동시킨다.

(3.3) 사람이 있는 영역에 속하는 2개의 포지션의 양쪽 모두에 장해물이 없는 경우

사람이 있는 영역의 통상 자동 풍향 제어를 행한다.

또, 이 장해물 회피 제어는, 인체 검지 장치에 의한 사람의 존재 여부 판정과 장해물 검지 장치에 의한 장해물의 유무 판정에 근거하여, 상하 블레이드(12) 및 좌우 블레이드(14)를 제어하도록 했지만, 장해물 검지 장치에 의한 장해물의 유무 판정에만 근거하여 상하 블레이드(12) 및 좌우 블레이드(14)를 제어할 수도 있다.

<장해물의 유무 판정에만 근거하는 장해물 회피 제어>

이 장해물 회피 제어는, 기본적으로는 장해물 검지 장치에 의해 장해물 있음으로 판정된 영역을 회피하고, 장해물 없음으로 판정된 영역으로 향해 송풍하기 위한 것이며, 이하에 그 구체예를 설명한다.

A. 상하 블레이드 제어

(1) 영역 A(근거리)에 장해물이 있는 경우

난방시에는 가벼워져 떠오르는 난기를 억제하기 위해서 상하 블레이드(12)를 최하(最下) 방향을 향해 온풍을 송출하면, 영역 A에 장해물이 있는 경우, 장해물의 뒤(실내기측)에 난기가 쌓이거나 난기가 장해물에 닿아서 마루면까지 닿지 않는 것을 생각할 수 있다.

그래서, 실내기 바로 아래 혹은 그 근방에 장해물을 검지한 경우, 상하 블레이드(12)의 설정 각도를 통상의 필드 풍향 제어(표 14)에 대해, 상부 블레이드(12a)를 5도, 하부 블레이드(12b)를 10도 들어올려 부각 α을 각각 70도 및 55도로 하고, 상하 블레이드(12)를 위쪽 방향으로 설정한 기류 제어를 행하여, 장해물 위로부터 공조를 행한다. 장해물을 회피하고자 기류 전체를 위에 너무 올려서 버리면, 난기가 거주자의 얼굴에 직접 닿게 되어 불쾌감을 주기 때문에, 하부 블레이드(12b)로 난기를 들어올려 장해물을 회피하면서, 상부 블레이드(12a)로 부상(浮上)을 막도록 하고 있다.

B. 좌우 블레이드 제어

(1) 영역 B, C, D(중거리) 중 어느 하나에 장해물이 있는 경우

장해물이 없는 방향을 중점적으로 공조한다. 예컨대, 영역 C(방 중앙)에 장해물을 검지한 경우에는, 장해물이 없는 양측의 영역 B, D를 포함하는 블록을 교대로 블록 정류 가동시킴으로써, 장해물이 없는(=사람의 존재할 가능성의 높은) 영역을 중점적으로 공조할 수 있다.

또한, 영역 B 혹은 D(방의 구석)에서 장해물을 검지한 경우에는, 영역 C 및 D 혹은 영역 B 및 C를 포함한 블록을 블록 정류 가동시킨다. 이 경우, 복수회(예컨대, 5회)에 1회의 비율로, 영역 C 및 D 혹은 영역 B 및 C를 블록 정류 가동한 후, 영역 B 혹은 D를 향해 좌우 블레이드(14)를 스윙시키도록 하면, 사람의 존재할 가능성이 보다 높은 영역을 중심으로 공조할 수 있을 뿐만이 아니고, 방 전체의 공조의 점에서 효과가 있다.

또한, 장해물의 유무를 판별하는 포지션(장해물 위치 판별 영역)은, 공기 조화기의 능력 랭크에 관계없이 도 14에 나타내는 바와 같이 세분화하더라도 좋지만, 능력 랭크에 따라 설치되는 방의 사이즈도 다르기 때문에, 분할 영역수를 바꾸도록 하더라도 좋다. 예컨대, 능력 랭크가 4.0kw 이상인 것에서는 도 14에 나타내는 바와 같이 분할하고, 3.6kw 이하인 것에서는, 원거리 영역을 마련하는 일없이, 근거리 영역을 3 분할하고, 중거리 영역을 6 분할하도록 하더라도 좋다.

또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 방사 형상으로 방을 인식하여, 실내기로부터 등간격으로 근/중/원거리로 분할한 경우, 실내기로부터 멀어질수록 그 면적은 커진다. 그래서, 실내기로부터 멀어질수록 판별 영역수를 많게 하는 것에 의해, 각 영역의 크기를 대략 균일하게 할 수 있어, 기류 제어가 행해지기 쉬워진다.

또, 거주 공간의 전체 주사는, 초음파 센서(32)가 표 5에 나타내는 각 어드레스로 향해 초음파를 송신하는 것에 의해 행해지지만, 실내기로부터 판별 영역까지의 거리에 따라 주사시의 각도 간격을 크게 할 수도 있다.

여기서, 각 어드레스에 대응하는 검지 소영역을 「셀」이라고 하는 용어로 표현하면, 각 영역에서의 검지 셀수의 수가 증가할수록 검지 정밀도는 향상되지만, 주사 시간이 길어지므로, 검지 정밀도와 주사 시간의 균형을 고려하는 것이 바람직하다. 그래서, 예컨대, 근거리에 대응하는 각 어드레스(부각 α: 25도~65도)에서는 수평 방향 및 수직 방향을 모두 10도 단위로 주사함과 아울러, 중거리에 대응하는 각 어드레스(부각 α: 15도~30도) 및 원거리에 대응하는 각 어드레스(부각 α: 10도~20도)에서는 수평 방향 및 수직 방향을 모두 5도 단위로 주사하는 것에 의해, 각 영역에서의 검지 셀수를 대략 동등하게(대체로 20개 전후) 할 수 있다.

<사람 벽 근접 제어>

사람과 벽이 동일 영역에 존재하는 경우, 사람은 반드시 벽보다 앞에 위치하여 벽에 근접하고 있게 되어, 난방시에서는, 벽 근방에 온풍이 체류하기 쉬워, 벽 근방의 실온이 다른 부분의 실온에 비해 높아지는 경향이 있고, 냉방시에서는, 벽 근방에 냉풍이 체류하기 쉬워, 벽 근방의 실온이 다른 부분의 실온에 비해 낮아지는 경향이 있으므로, 사람 벽 근접 제어를 행하도록 하고 있다.

이 제어에서는, 실내기의 정면에 위치하는 정면벽과, 정면벽의 양측에 위치하는 좌우의 측벽(실내기 설치 공간의 주위벽)으로 향해 초음파 센서(32)로부터 초음파를 송신하고, 그 반사파를 검지하여, 정면의 벽과 좌우의 벽의 위치를 먼저 인식하도록 하고 있다.

즉, 초음파 센서(32)를 구동하여, 먼저 대략 수평 방향의 좌측을 향해 초음파를 송신하고, 그 반사파를 검지하여 좌측의 벽까지의 거리를 측정해서 거리 번호를 구하고, 다음으로 대략 수평 방향의 정면을 향해 초음파를 송신하고, 그 반사파를 검지하여 정면의 벽까지의 거리를 측정해서 거리 번호를 구하고, 마지막으로 우측의 벽의 거리 번호도 마찬가지로 구한다.

또, 도 28을 참조하면서 상술한다. 도 28은 실내기가 장착된 방을 위에서 본 도면이며, 실내기에서 보아 정면, 좌측 및 우측에, 정면벽 WC, 좌벽 WL, 우벽 WR이 각각 존재하는 경우를 나타내고 있다. 또, 도 28의 좌측의 숫자는 대응하는 칸의 거리 번호를 나타내고 있으며, 표 18은 실내기로부터 거리 번호에 대응하는 근지점 및 원지점까지의 거리를 나타내고 있다.

상술한 바와 같이, 본 명세서에서 사용하는 「장해물」이란, 예컨대 테이블이나 소파 등의 가구, 텔레비전, 오디오 등을 상정하고 있으며, 이들 장해물의 통상의 높이를 생각하면, 부각 15도의 각도 범위에서는 검지되지 않고, 검지되는 것은 벽이라고 추정할 수 있기 때문에, 본 실시 형태에서는, 부각 15도 이내에서 실내기의 정면, 좌단 및 우단까지의 거리를 검지하고, 그 위치를 포함하는 연장선 상에 벽이 있는 것으로 한다.

또한, 수평 방향의 시야각에서는, 좌벽 WL은 각도 10도, 15도의 위치에, 정면벽 WC는 각도 75도~105도의 위치에, 우벽 WR는 각도 165도, 170도의 위치에 각각 존재하는 것이라고 추정할 수 있기 때문에, 표 5에 나타내는 어드레스 중, 부각 15도 이내에서 상기 수평 방향의 시야각 내에 대응하는 어드레스는 각각 다음과 같다.

좌단: [0, 0], [1, 0], [0, 1], [1, 1], [0, 2], [1, 2]

정면: [13, 0]~[19, 0], [13, 1]~[19, 1], [13, 2]~[19, 2]

우단: [31, 0], [32, 0], [31, 1], [32, 1], [31, 2], [32, 2]

실내기로부터 좌벽 WL, 정면벽 WC, 우벽 WR까지의 거리 번호 결정에 있어, 표 19에 나타내는 바와 같이, 우선 상기 각 어드레스에서 벽면 데이터를 추출한다.

다음으로, 표 20에 나타내는 바와 같이, 각 벽면 데이터의 상한값 및 하한값을 삭제하여 불필요한 벽면 데이터를 배제하고, 이렇게 해서 얻어진 벽면 데이터를 기초로 정면벽 WC, 좌벽 WL, 우벽 WR까지의 거리 번호를 결정한다.

좌벽 WL, 정면벽 WC, 우벽 WR까지의 거리 번호로서는, 표 20에서의 최대값(WL: 6, WC: 5, WR: 3)을 채용할 수 있다. 최대값를 채용한 경우, 실내기로부터 좌벽 WL, 정면벽 WC, 우벽 WR까지의 거리가 먼 방(큰 방)을 공조하게 되어, 공조 제어의 대상으로 해도 좋아 넓은 공간을 설정할 수 있다. 그러나, 반드시 최대값일 필요는 없으며, 평균값을 채용할 수도 있다.

이렇게 해서 좌벽 WL, 정면벽 WC, 우벽 WR까지의 거리 번호를 결정한 후, 인체 검지 장치에 의해 사람이 있다고 판정된 사람 위치 판별 영역에 속하는 장해물 위치 판별 영역에 벽이 있는지를 장해물 검지 장치에 의해 판정하고, 벽이 있다고 판정되면, 벽의 앞에 사람이 있다고 생각할 수 있기 때문에, 난방시에서는, 리모콘으로 설정된 설정 온도에서 낮은 온도 설정을 행하고, 냉방시에서는, 리모콘으로 설정된 설정 온도보다 높은 온도 설정을 행한다.

이하, 이 인 벽 근접 제어에 대해 난방시를 예로 들어 구체적으로 설명한다.

A. 사람이 근거리 영역 혹은 중거리 영역에 있는 경우

근거리 영역 및 중거리 영역은, 실내기로부터 가까운 위치에 있어, 영역 면적도 작기 때문에, 실온이 상승하는 정도가 높아지므로, 리모콘으로 설정된 설정 온도를 제 1 소정 온도(예컨대, 2℃)만큼 낮게 설정한다.

B. 사람이 원거리 영역에 있는 경우

원거리 영역은, 실내기로부터 먼 위치에 있어, 영역 면적도 크기 때문에, 실온이 상승하는 정도는 근거리 영역 혹은 중거리 영역보다 낮으므로, 리모콘으로 설정된 설정 온도를 제 1 소정 온도보다 적은 제 2 소정 온도(예컨대, 1℃)만큼 낮게 설정한다.

또한, 원거리 영역은 영역 면적이 크기 때문에, 동일한 사람 위치 판별 영역에 사람과 벽이 있다고 검지하더라도, 사람과 벽이 떨어져 있을 가능성이 있으므로, 표 21에 나타내는 조합의 경우에 한하여, 사람 벽 근접 제어를 행하도록 하고 있고, 사람과 벽의 위치 관계에 따라 온도 시프트를 행하도록 하고 있다.

<마스크 시간 T2의 수정>

또, 장해물의 위치 결정에 있어, 디폴트의 마스크 시간 t1, t2를 설정하는 것에 대해서는 상술했지만, 좌벽 WL, 정면벽 WC, 우벽 WR까지의 거리 번호로 결정 후에 실시하는 마스크 시간 t2의 수정에 대해 이하에 설명한다.

표 22는 수평 방향의 각도(β)와 정면벽 WC의 거리 번호에 대응하는 마스크 시간 t2를 나타내고 있고, 표 23은 수평 방향의 각도(β)와 좌벽 WL의 거리 번호에 대응하는 마스크 시간 t2를 나타내고 있고, 표 24는 수평 방향의 각도(β)와 우벽 WR의 거리 번호에 대응하는 마스크 시간 t2를 나타내고 있다.

표 22~표 24에 나타내는 마스크 시간 t2는, 디폴트값 t2의 수정값으로서 사용되고, 실내기가 설치된 벽의 거리 번호가 WL=5, WC=9, WR=4이고, 부각 10도의 원거리를 검지하는 경우, 시간 t2의 디폴트값은 44로 되어 있기 때문에, 이 디폴트값보다 작은 표 25의 동그라미 표시된 수치를 마스크 시간 t2로서 사용한다.

또한, 이렇게 해서 수정한 시간 t2가 t2<t1로 된 경우, 그 어드레스에는 장해물은 없다고 판정한다.

이와 같이 디폴트값 t2를 수정함으로써, 벽을 장해물로서 인식하는 일이 없기 때문에, 상술한 장해물 회피 제어를 유효하게 행할 수 있다.

<벽과 장해물의 분리 검지>

또한, 벽과 장해물에서는, 초음파 센서(32)가 검지할 때의 부각이 상이하므로, 벽 검지시와 장해물 검지시에서, 초음파 센서(32)에게 다른 움직임을 하게 하도록 제어함으로써 벽과 장해물을 효율 좋고 정확하게 검지할 수 있다.

그 일례를 들면, 벽 검지시에는, 다음의 순서로 거리 측정을 행한다.

어드레스 [0, 0]→어드레스 [32, 0]→어드레스 [32, 1]→어드레스 [0, 1]→어드레스 [0, 2]→어드레스 [32, 2]→벽 검지 종료

한편, 장해물 검지시에는, 원거리에 상당하는 부각 10도~20도의 범위에서는, 수평 방향 및 수직 방향을 모두 5도 단위로 다음의 순서로 거리 측정을 행한다.

어드레스 [0, 1]→어드레스 [9, 1]→어드레스 [9, 2]→어드레스 [0, 2]→어드레스 [0, 3]→어드레스 [9, 3]→1회째의 원거리 계측 종료

어드레스 [10, 1]→어드레스 [21, 1]→어드레스 [21, 2]→어드레스 [10, 2]→어드레스 [10, 3]→어드레스 [21, 3]→2회째의 원거리 계측 종료

어드레스 [22, 1]→어드레스 [32, 1]→어드레스 [32, 2]→어드레스 [22, 2]→어드레스 [22, 3]→어드레스 [32, 3]→마지막 원거리 계측 종료

또한, 중거리에 상당하는 부각 15도~30도의 범위에서는, 수평 방향 및 수직 방향을 모두 5도 단위로 다음의 순서로 거리 측정을 행한다.

어드레스 [0, 2]→어드레스 [9, 2]→어드레스 [9, 3]→어드레스 [0, 3]→어드레스 [0, 4]→어드레스 [9, 4]→어드레스 [9, 5]→어드레스 [0, 5]→1회째의 중거리 계측 종료

어드레스 [10, 2]→어드레스 [21, 2]→어드레스 [21, 3]→어드레스 [10, 3]→어드레스 [10, 4]→어드레스 [21, 4]→어드레스 [21, 5]→어드레스 [10, 5]→2회째의 중거리 계측 종료

어드레스 [22, 2]→어드레스 [32, 2]→어드레스 [32, 3]→어드레스 [22, 3]→어드레스 [22, 4]→어드레스 [32, 4]→어드레스 [32, 5]→어드레스 [22, 5]→마지막 중거리 계측 종료

또, 근거리에 상당하는 부각 25도~65도의 범위에서는, 수평 방향 및 수직 방향을 모두 10도 단위로 다음의 순서로 거리 측정을 행한다.

어드레스 [0, 4]→어드레스 [9, 4]→어드레스 [9, 6]→어드레스 [0, 6]→어드레스 [0, 8]→어드레스 [9, 8]→어드레스 [9, 10]→어드레스 [0, 10]→어드레스 [0, 12]→어드레스 [9, 12]→1회째의 근거리 계측 종료

어드레스 [10, 4]→어드레스 [21, 4]→어드레스 [21, 6]→어드레스 [10, 6]→어드레스 [10, 8]→어드레스 [21, 8]→어드레스 [21, 10]→어드레스 [10, 10]→어드레스 [10, 12]→어드레스 [21, 12]→2회째의 근거리 계측 종료

어드레스 [22, 4]→어드레스 [32, 4]→어드레스 [32, 6]→어드레스 [22, 6]→어드레스 [22, 8]→어드레스 [32, 8]→어드레스 [32, 10]→어드레스 [22, 10]→어드레스 [22, 12]→어드레스 [32, 12]→마지막 근거리 계측 종료

즉, 원거리에 대응하는 각 어드레스(부각 α: 10도~20도) 및 중거리에 대응하는 각 어드레스(부각 α: 15도~30도)에서는 수직 방향 및 수평 방향(좌우 방향)을 5도 단위로 주사하는 한편, 근거리에 대응하는 각 어드레스(부각 α: 25도~65도)에서는 수직 방향 및 수평 방향을 10도 단위로 주사한다. 이것은, 도 29에 나타내는 초음파 센서(32)의 검지 영역의 특징을 살리기 위해서이며, 도 30에 나타내는 바와 같이 부각이 작을수록(수평에 가까울수록) 장해물까지의 거리가 멀어지기 때문에, 초음파 센서(32)의 검지 영역이 작아져, 그 결과, 각 어드레스간의 각도차(이하, 간단히 「구동 각도」라고 함)를 작게 할 필요가 있다. 그러나, 반대로 부각이 큰(수직에 가까운) 경우에는 검지 영역이 넓어지기 때문에, 구동 각도를 작게 하면 중복 검지하는 영역이 발생하게 된다. 그 때문에, 이와 같이 부각에 의해서 구동 각도를 바꾸는 것에 의해, 불필요한 검지가 생략되기 때문에 검지 시간의 단축을 유도할 수 있다. 더 설명하면, 불필요한 검지가 생략되기 때문에, 장해물 검지 장치(30)에서, 처리해야 할 데이터의 양이 삭감되므로, 데이터 처리를 간소화하는 것이 가능해진다.

불필요한 검지를 생략하기 위한 다른 수단으로서는, 장해물이 존재할 가능성이 낮은 영역에 있고, 구동 각도를 크게 한다(혹은 그 영역의 검지 자체를 행하지 않는다)라고 하는 방법도 있다. 또, 사람이 검지되지 않는 방향의 영역(예컨대, 영역 E(도 5 참조)에는 사람이 없다고 판단되었을 때의 포지션 A1, B1, B2, E1, E2(도 14 참조))에서 구동 각도를 크게 하는(혹은 그 영역의 검지 자체를 행하지 않는) 것도 유효하다. 또, 영역 E에 사람이 있는 경우에는, 포지션 A1, B1, B2, E1, E2에서 구동 각도는 작게 하는 것이 바람직하다.

<벽 거리 계측의 고정밀화>

이 벽 거리 계측은 실내기로부터 정면벽 WC, 좌벽 WL, 우벽 WR의 거리 번호 결정의 정밀도를 높이기 위한 것이다. 즉, 실내기는, 통상 평면에서 보아 직사각형의 방의 벽면에 장착되는 것으로 하는 경우, 정면벽 WC, 좌벽 WL 및 우벽 WR의 위치를 알 수 있으면, 그 위치로부터 코너부의 위치를 유추할 수 있다. 코너부는 약 90도의 각도를 이루고 있으며, 도 31에 나타내는 바와 같이, 초음파 센서(32)로부터 송신된 초음파의 반사파는 반드시 송신한 방향으로 되돌아가므로, 정확하게 검지하기 쉽고, 실제로 측정한 코너부까지의 거리와 실제로 측정한 정면 및 좌우의 벽면 WC, WL, WR까지의 거리로부터 삼각 함수에 의해서 산출되는 코너부까지의 거리를 비교하는 것에 의해, 정면 및 좌우의 벽면 WC, WL, WR의 위치의 정확성을 확인할 수 있다. 이 계측은, 벽 검지 시에 조명 등을 검지하고, 그 조명까지의 거리를 벽면까지의 거리라고 오인식해 버릴 가능성이 있으므로, 코너부에 의한 확인은 매우 중요한 역할을 담당하는 것이다.

도 32는, 상술한 바와 같이 결정된 정면 및 좌우의 벽면 WC, WL, WR의 거리 번호(예컨대, 표 20 참조)를 여기서는 가거리 번호로 하고, 이 가거리 번호를 수정하기 위한 흐름도이다.

정면 및 좌우의 벽면 WC, WL, WR의 가거리 번호가 구해지면(스텝 S111), 스텝 S112에서, 좌우의 코너부의 각도 및 거리를 산출한다. 또, 코너부의 각도란, 각 어드레스를 특정하기 위해서 사용한 수평 방향의 각도와 마찬가지로, 실내기에서 보아 좌측의 기준선으로부터 오른쪽 방향으로 측정한 각도이다(상술한 β).

왼쪽의 코너부(정면벽 WC와 좌벽 WL의 코너부)의 각도는, 정면벽 WC의 가거리 번호와 좌벽 WL의 가거리 번호로부터 삼각 함수로 산출된 표 26에 근거하여 결정되고, 오른쪽의 코너부(정면벽 WC와 우벽 WR의 코너부)의 각도도 마찬가지로, 정면벽 WC의 가거리 번호와 우벽 WR의 가거리 번호로부터 삼각함수로 산출된 표 27에 근거하여 결정된다.

한편, 좌우의 코너부까지의 가거리 번호는 정면벽 WC의 가거리 번호와 좌벽 WL 혹은 우벽 WR의 가거리 번호로부터 삼각 함수로 산출된 표 28에 근거하여 결정된다.

또, 표 26, 표 27, 표 28에 있어서, 정면벽 WC의 가거리 번호의 최소값을 5로 한 것은, 정면벽 WC는 3m보다 가까운 곳에는 존재하지 않는다고 상정하고 있기 때문이다. 또한, 좌벽 WL 및 우벽 WR까지의 거리는, 0m인 경우도 실제로는 있지만, 초음파 센서(32)의 경우, 잔향에 의해 근거리는 검지할 수 없으므로, 좌벽 WL 및 우벽 WR의 가거리 번호의 최소값은 2로 설정하고 있다.

또한, 거리 번호(혹은 가거리 번호)에 대응하는 초음파의 전파 시간에는 폭이 있으므로, 거리 번호에 대응하는 실제의 거리는 일정한 폭(오차)을 가지고 있으며, 표 29는 인식된 거리 번호와 실제의 거리의 관계를 나타내고 있다.

또, 표 7 혹은 표 8에서는, 거리 번호=12를 제한값(최대값 X)으로서 설정했지만, 세로 길이 혹은 가로 길이의 방을 상정하여, 표 29에서는 거리 번호의 최대값을 15(검지 거리 10.9m에 상당)로 설정하고 있다.

스텝 S113에서는, 스텝 S112에서 결정된 각도에 대응하는 어드레스에서 초음파 센서(32)에 의해 검지 동작을 행하여, 코너부까지의 실제의 거리를 계측한다. 다음의 스텝 S114에서, 스텝 S112에서 구해진 좌우의 코너부까지의 가거리 번호의 상당하는 거리와, 스텝 S113에서 계측된 좌우의 코너부까지의 실제의 거리를 비교하고, 그 차이가 ±1 이내이면, 스텝 S111에서 구해진 정면 및 좌우의 벽면 WC, WL, WR의 가거리 번호는 정확하다고 보고, 스텝 S115에서 가거리 번호를 정확한 거리 번호로서 결정한다.

한편, 왼쪽 코너부 및 오른쪽 코너부 중 어느 한쪽의 가거리 번호에 상당하는 거리와 실제의 거리의 차이가 ±1 이내가 아니면, 좌벽 WL 혹은 우벽 WR의 가거리 번호가 잘못되어 있다고 보고, 스텝 S116에서 거리 번호를 15(최대값)로 한다. 또한, 왼쪽 코너부 및 오른쪽 코너부의 양쪽 모두의 가거리 번호에 상당하는 거리와 실제의 거리의 차이가 ±1 이내가 아니면, 정면 WC의 가거리 번호가 잘못되어 있다고 보고, 스텝 S116에서 거리 번호를 15(최대값)로 한다.

이렇게 해서 결정된 정면 및 좌우의 벽면 WC, WL, WR까지의 거리는 정밀도가 높고, 정면 및 좌우의 벽면 WC, WL, WR의 위치를 인식하는 것에 의해 방의 사이즈를 인식할 수 있어, 방의 사이즈에 따라 풍향 변경 수단 혹은 실내 팬(8)에 의해 풍향 혹은 풍량을 제어함으로써, 에너지 절약 및 쾌적 공조를 달성할 수 있다. 부가하여, 상술한 장해물 회피 제어 혹은 사람 벽 근접 제어를 효율적으로 행할 수 있을 뿐만 아니라, 실내기의 설치 위치 혹은 방 형상에 따른 공조 제어(후술) 등, 다른 제어에도 유효하게 이용할 수 있다.

또, 본 실시 형태에서는, 벽 거리 계측의 고정밀화를 도모하기 위해서는, 정면 및 좌우의 벽면을 검지한 후에 코너부를 검지하고 있지만, 대략 180도의 각도 범위의 전체 벽면을 1번에 검지하고, 그 거리 모두를 기록한 후에, 정면 및 좌우의 측벽의 거리 데이터와, 이 거리 데이터로부터 구해지는 코너부의 거리 데이터를 추출해서 양자를 비교할 수도 있다. 그러나, 후자의 방법은, 정면 및 좌우의 측벽과 코너부 이외의 불필요한 데이터를 기록하는 메모리를 필요로 하기 때문에, 메모리의 절약의 관점에서 전자의 방법이 유리하다.

또한, 표 5를 참조하여 설명한 계측해야 할 어드레스는, 실내기에서 보아, 수직 방향으로 5도~80도, 수평 방향으로 10도~170도의 범위로 설정했지만, 주위의 벽면의 외측에는, 기류를 방해하는 장해물은 존재하지 않으므로, 주위의 벽면의 외측에 대응하는 어드레스에서는, 초음파 센서(32)에 의한 계측을 행하지 않도록 설정할 수도 있다.

<실내기의 설치 위치 혹은 방 형상에 따른 공조 제어>

도 33은 실내기의 설치 위치 및 방 형상을 인식하기 위한 흐름도를 나타내고 있다.

상술한 바와 같이, 정면 및 좌우의 벽면 WC, WL, WR의 거리 번호가 결정되면(스텝 S121), 스텝 S122에서, 좌벽 WL의 거리 번호가 2와 동일한지 여부를 판정하고, 2와 동일하면, 스텝 S123에서, 실내기는 좌벽 WL에 근접하여 배치되어 있다고 판정하고(실내기로 향해 「우벽 근접 설치」), 스텝 S124에서 제 1 좌우 블레이드 제어(후술)를 행한다.

한편, 좌벽 WL의 거리 번호가 2가 아니면, 스텝 S125에서, 우벽 WR의 거리 번호가 2와 동일한지 여부를 판정하고, 2와 동일하면, 스텝 S126에서, 실내기는 우벽 WR에 근접하여 배치되어 있다고 판정하고(실내기로 향해 「좌벽 근접 설치」), 스텝 S127에서 제 2 좌우 블레이드 제어(후술)를 행한다.

또한, 우벽 WR의 거리 번호가 2가 아니면, 스텝 S128에서, 실내기의 설치 위치는 벽면 중앙부라고 판정하고(중앙 설치), 스텝 S129로 이행한다.

스텝 S129에서는, 정면벽 WC의 거리 번호와 좌벽 WL의 거리 번호와 우벽 WR의 거리 번호의 합을 비교하고, 전자가 후자 이상이라고 판정되면, 스텝 S130에서 방 형상은 「세로 길이」라고 판정하고, 스텝 S131에서 제 1 상하 블레이드 제어(후술) 및 제 3 좌우 블레이드 제어(후술)를 행한다.

한편, 스텝 S129에서, 정면벽 WC의 거리 번호는, 좌벽 WL의 거리 번호와 우벽 WR의 거리 번호의 합 미만이라고 판정되면, 스텝 S132에서 방 형상은 「가로 길이」라고 판정하고, 스텝 S133에서 제 2 상하 블레이드 제어(후술) 및 제 4 좌우 블레이드 제어(후술)를 행한다.

도 34(a), 도 34(b), 도 34(c)는 각각 중앙 설치, 우벽 근접 설치 혹은 좌벽 근접 설치의 경우의 좌우 블레이드(14)의 요동 범위를 나타내고 있다.

중앙 설치에서, 상술한 장해물 회피 제어를 행하지 않는 경우, 도 34(a)에 나타내는 바와 같이, 좌우 블레이드(14)는 통상 자동 풍향 제어를 행하고, 소정의 각도 범위(예컨대, 좌우로 각각 80도, 합계 160도)에서 좌우 대칭으로 스윙 동작한다.

한편, 우벽 근접 설치 혹은 좌벽 근접 설치의 경우, 근접하는 측면 방향으로는 사람이 존재할 가능성이 없기 때문에, 통상 자동 풍향 제어에서의 전역 스윙으로는 낭비를 일으킨다. 그래서, 우벽 근접 설치 혹은 좌벽 근접 설치의 경우에는, 좌우 블레이드(14)를 정면으로부터 근접하는 측면과는 반대 방향으로 스윙 동작시키도록 하고 있다.

더 상술하면, 우벽 근접 설치에서 장해물 회피 제어를 행하지 않는 경우, 도 34(b)에 나타내는 제 1 좌우 블레이드 제어기 행해지고, 좌우 블레이드(14)의 요동 범위가 작게 설정되어 좌우 블레이드(14)는 정면으로부터 우측 방향으로 소정의 각도 범위(80도)에서 스윙 동작한다. 혹은, 정면의 왼쪽 5도로부터 우측 방향으로 소정의 각도 범위(80도)에서 스윙 동작하도록 하더라도 좋다.

또한, 좌벽 근접 설치에서 장해물 회피 제어를 행하지 않는 경우, 도 34(c)에 나타내는 제 2 좌우 블레이드 제어가 행해지고, 좌우 블레이드(14)의 요동 범위가 작게 설정되어 좌우 블레이드(14)는 정면으로부터 좌측 방향으로 소정의 각도 범위(80도)에서 스윙 동작한다. 혹은, 정면의 오른쪽 5도로부터 좌측 방향으로 소정의 각도 범위(80도)에서 스윙 동작하도록 하더라도 좋다.

한편, 장해물 회피 제어를 행하지 않는 통상 자동 풍향 제어의 경우의 상하 블레이드(12)는, 소정의 각도 범위에서 상하로 스윙 동작하지만, 중앙 설치에서 세로 길이의 방 형상의 경우, 기류를 먼 곳까지 도달시킬 필요가 있으므로, 제 1 상하 블레이드 제어에서는, 상기 소정의 각도 범위를 다소(예컨대, 5도) 상향 수정 하여(올려) 스윙 동작시키도록 하고 있다. 반대로, 중앙 설치에서 가로 길이의 방 형상의 경우, 기류를 먼 곳까지 도달시킬 필요가 없으므로, 제 2 상하 블레이드 제어에서는, 상기 소정의 각도 범위를 다소(예컨대, 5도) 하향 수정하여(내려) 스윙 동작시키도록 하고 있다.

또한, 중앙 설치에서 세로 길이의 방 형상의 경우, 좌우의 벽면까지의 거리가 가까우므로, 제 3 좌우 블레이드 제어에서는, 통상 자동 풍향 제어에서 설정된 스윙 동작의 소정의 각도 범위보다 작게(예컨대, 좌우로 각각 75도, 합계 150도) 설정함과 아울러, 실내 팬(8)의 풍량을 증대시키는데 반해, 가로 길이의 방 형상의 경우, 좌우 방향으로 광범위하게 기류를 도달시킬 필요가 있으므로, 제 4 좌우 블레이드 제어에서는, 통상 자동 풍향 제어에서 설정된 스윙 동작의 소정의 각도 범위보다 크게(예컨대, 좌우로 각각 85도, 합계 170도) 설정하고 있다.

또, 본 실시 형태에서는, 거리 검지 수단으로서의 초음파식 거리 센서를 채용했지만, 초음파식 거리 센서 대신에, 광전식 거리 센서를 채용할 수도 있다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명에 따른 공기 조화기는 검지 시간의 단축화 및 데이터 처리의 간소화가 요구되는, 일반 가정용의 공기 조화기를 포함하는 여러 공기 조화기로서 유용하다.

2: 실내기 본체
2a: 전면 개구부
2b: 윗면 개구부
4: 가동 전면 패널
6: 열 교환기
8: 실내 팬
10: 분출구
12: 상하 블레이드
14: 좌우 블레이드
16: 필터
18, 20: 전면 패널용 암
30: 장해물 검지 장치
32: 초음파 거리 센서
34: 지지체
36: 혼
38: 거리 검지 방향 변경 수단
40: 수평 회전용 회전축
42: 수직 회전용 회전축
44: 수평 회전용 모터
46: 수직 회전용 모터
48: 제 1 기판
50: 제 2 기판
52: 제 3 기판
54: 센서 입력 증폭부
56: 대역 증폭부
58: 비교부
60: 래치 회로부
62: 수평 회전용 모터 드라이버
64: 수직 회전용 모터 드라이버

Claims (5)

1. 실내기에, 분출되는 공기의 방향을 변경하는 풍향 변경 블레이드와, 장해물의 유무를 검지하는 장해물 검지 장치를 구비하고, 상기 장해물 검지 장치의 검지 결과에 근거하여 상기 풍향 변경 블레이드를 제어해서 공조(空調) 운전을 행하는 공기 조화기(調和機)로서,
   상기 장해물 검지 장치는, 장해물 검지의 유무를 검지할 때, 공조해야 할 영역을 부각(俯角) 방향(depression angle direction) 및 수평각 방향(horizontal angle direction)으로 미리 정해진 구동 각도마다 주사하고, 상기 부각 방향의 구동 각도 및 상기 수평각 방향의 구동 각도 중 어느 한 각도 또는 양 각도는 일정하지 않은 것
   을 특징으로 하는 공기 조화기.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 부각이 수평에 가까울수록, 상기 부각 방향의 구동 각도가 작게 설정되어 있는 것
   을 특징으로 하는 공기 조화기.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 부각 방향의 구동 각도가 동일한 경우, 상기 수평각 방향의 구동 각도는 대략 일정하게 설정되는 것
   을 특징으로 하는 공기 조화기.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 장해물 검지 장치는 공조해야 할 영역을 구분한 장해물 위치 판별 영역마다 장해물의 유무를 검지하고,
   상기 부각 방향의 구동 각도 및 상기 수평각 방향의 구동 각도 중 어느 한 각도 또는 양 각도는 상기 장해물이 존재할 가능성이 높은 장해물 위치 판별 영역보다 가능성이 낮은 장해물 위치 판별 영역에서 크게 설정되어 있는 것
   을 특징으로 하는 공기 조화기.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 장해물 검지 장치는 공조해야 할 영역을 구분한 장해물 위치 판별 영역마다 장해물의 유무를 검지하고,
   상기 부각 방향의 구동 각도 및 상기 수평각 방향의 구동 각도 중 어느 한 각도 또는 양 각도는 사람이 존재할 가능성이 낮은 방향의 장해물 위치 판별 영역에서 크게 하는 것
   을 특징으로 하는 공기 조화기.

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