CN101294729A - 空调及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调及其控制方法。空调包括检测室内空间中障碍物的距离的距离检测单元、检测室内空间中空间温度的温度检测单元、使距离检测单元和温度检测单元旋转的旋转单元、以及控制器，当距离检测单元和温度检测单元旋转时，根据通过沿旋转方向将室内空间分成多个区而获得的空间区域，该控制器控制检测距离信息和温度信息，并根据空间区域顺序地存储距离信息和温度信息，以及根据存储的距离信息和温度信息的变化，确定在相应的空间区域中是否存在人体和人体的位置。因此，可以快速和准确地区别物体和人体，还可以快速和准确地确定甚至几乎不移动的人体，从而根据使用者的喜好，通过将冷空气或暖空气集中在人体上或从人体移开以提高人体的舒适性。

Description

空调及其控制方法

相关申请交叉引用

本申请要求享有于2007年4月27日在韩国知识产权局提出的韩国专利申请第2007-0041206号的利益，并且其全部内容参照于此。

技术领域

本发明涉及一种空调及其控制方法，更具体地，本发明涉及一种能够检测出在室内空间中是否存在人体的空调及其控制方法。

背景技术

通常，空调是利用循环的冷却液在制冷循环中蒸发或液化时执行的热吸收作用和热产生作用冷却或加热周围环境的设备，在制冷循环中，压缩机、四通阀、室外热交换器、室外膨胀单元、室内膨胀单元和室内热交换器通过冷却液管线相互连接，以形成封闭环路。

近来，空调可以检测在室内空间中是否有人和人体的位置，并基于检测的结果控制流动方向和流动速度，由此以使用者所需要的最佳状态冷却和加热室内空间。

韩国专利注册第0166933号公开了一种空调，其中声波传感器用于通过以规定的角度间隔分隔横向换气口的旋转范围，以沿各个方向顺序地检测距离物体或人体的距离，并基于检测的距离的变化，判定人体的存在和人体的位置，从而基于判定的信息控制流向和流度，其中安装该声波传感器以与横向换气口互相作用。

然而，由于仅仅基于距离变化判定障碍物是物体还是人体，所以当人体几乎不移动(例如，睡觉)时，很难将物体与人体区分开。

发明内容

为了解决上述问题，提出了本发明。本发明的一个目的是提供一种空调及其控制方法，所述空调可以改进人体检测性能，以快速且准确地判定是否有人以及人体的位置。

本发明的其它方面和/或优点将在以下的说明中部分阐述，并且将从所述说明中部分地清楚呈现，或可在对本发明的实践中获悉。

根据本发明的一个方面，提供一种空调，所述空调包括：距离检测单元，所述距离检测单元检测距室内空间中的障碍物的距离；温度检测单元，所述温度检测单元检测室内空间的空间温度；旋转单元，所述旋转单元旋转距离检测单元和温度检测单元；以及控制器，当距离检测单元和温度检测单元旋转时，根据通过将室内空间沿旋转方向分成多个区而获得的空间区域，所述控制器控制检测距离信息和温度信息、根据空间区域顺序地存储距离信息和温度信息、并根据存储的距离信息和温度信息的变化，确定在相应的空间区域中是否存在人体和人体的位置。

根据本发明的另一方面，提供一种控制空调以使检测距室内空间中的障碍物的距离的传感器和检测室内空间的空间温度的传感器旋转的方法，所述方法包括：旋转所述传感器；当所述传感器旋转时，根据通过沿旋转方向将室内空间分成多个区域而获得的空间区域，检测距离信息和温度信息；根据空间区域顺序地存储检测的距离信息和温度信息；以及根据空间区域存储的距离信息和温度信息的变化，确定在相应的空间区域中是否存在人体以及人体的位置。

附图说明

将从以下的实施例的说明中，参照附图使本发明的典型实施例的这些和/或其它方面和优点变得更显而易见并更易于理解，其中：

图1是图解示出根据本发明实施例的空调的立体图；

图2是图解示出根据本发明实施例的空调的侧横截面图；

图3是图解示出根据本发明实施例的空调的控制方框图；

图4是用以说明在根据本发明实施例的空调中，通过将室内空间分成多个区域而获得的各个空间区域中的距离值和温度值的图表；

图5是用以说明存储在存储单元中的距离信息和温度信息的表格；

图6是图解示出的用以说明根据本发明实施例的空调的控制方法的控制流程图；以及

图7是图解示出的用以说明根据图6中的各个空间区域确定是否存在人体的操作的表。

具体实施方式

现在将对本发明的典型实施例进行详细地说明，本发明的实例在附图中说明，其中全文相同的参考符号表示相同的元件。以下将通过参照附图描述实施例以说明本发明。

以下，将参照附图具体说明本发明的实施例。

如图1和图2所示，根据本发明的实施例的空调包括具有箱型壳体11的主体10，壳体11具有打开的前表面和盖住壳体11的打开的前表面的前面板12。此外，空调还包括安装在主体10中进行热交换的热交换器13和吹气的鼓风机14。

第一吸入口15形成在主体10的下部的相对侧表面上，以将室内空气吸入主体10。排出口16形成在主体10的前面板12的上部，以将处理后的空气排入到室内空间。

红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b安装在排出口16的下侧，用于在规定的角度范围内来回旋转。红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b通过电动机18旋转。红外线距离传感器17a沿旋转方向检测距离室内空间中的障碍物的距离。红外线温度传感器17b沿旋转方向检测空间温度。

沿横向方向引导排出的空气的横向换气口19a和沿垂直方向引导排出的空气的垂直换气口19b安装在排出口16中。

热交换器13安装在主体10的上内部空间中以具有预定的倾度，用于与通过主体10的内部空气进行热交换。此外，鼓风机14安装在主体10的下内部空间中用于通过设置在主体10的上部的热交换器13将空气吹向排出口16，该空气通过相对侧的吸入口15吸入主体10中。附图标记19是形成主体10内的空气吹送路径的风扇外壳。

构成空调，使得鼓风机14操作时，通过吸入口15吸入到主体10的空气通过设置在主体10的上内部的热交换器13进行热交换，然后，进行热交换后的空气再次通过设置在上部的排出口16供给到室内空间，由此冷却和加热室内空气。

如图3所示，具有根据本发明实施例的上述结构的空调包括执行整体控制的控制器20。

控制器20的输入侧电连接到红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b。红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b通过电动机18旋转。红外线距离传感器17a沿旋转方向检测距室内空间中的障碍物的距离。红外线距离传感器17a包括光发射部和光接收部，用于通过发射红外线和接收从障碍物反射的红外线测量距离。红外线温度传感器17b沿旋转方向检测空间温度。红外线温度传感器17b包括透镜、热电堆以及嵌入式信号处理器，用于通过发射红外线和接收从障碍物反射的红外线测量空间温度。

控制器20的输出侧电连接到驱动鼓风机14的风扇驱动单元22、驱动横向换气口19a和垂直换气口19b的换气口驱动单元23、驱动电动机18以旋转红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b的旋转单元24、和驱动压缩机26的压缩机驱动单元25。

此外，控制器20电连接到存储单元21，存储单元21根据各个空间区域顺序地存储通过红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b检测的距离信息和温度信息。

如图4所示，当红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b通过旋转单元24往复旋转后，在红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b来回旋转时，控制器20根据规定的时间间隔时沿各个方向的空间区域测量到障碍物的距离值和温度值。根据相应的空间区域将在各个空间区域中测量的距离值和温度值存储在存储单元21中。图5图解示出当室内空间被分成n个空间区域时，根据各个空间区域存储的温度值和距离值的模式。

作为实例，当红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b从G1空间区域旋转到Gn空间区域时，在穿过G1空间区域时，测量并存储G1空间区域中距离障碍物的第一距离值Y1-1和第一温度值X1-1。在其余的空间区域中以此方式执行测量和存储操作。最后，测量并存储Gn空间区域中的第一距离值Yn-1和第一温度值Xn-1。然后，当红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b沿相对的方向旋转时，测量并存储Gn空间区域中的第二距离值Yn-2和第二温度值Xn-2，并在穿过Gn-1空间区域时，测量并存储Gn-1空间区域中距离障碍物的第二距离值Yn-1-2和第二温度值Xn-1-2。在其余空间区域中以该方式执行测量和存储操作，并在穿过G1空间区域的同时，测量并存储G1空间区域中距离障碍物的第二距离值Y1-2和第二温度值X1-2。当红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b旋转时，以同样的方式重复执行该过程。在该情况下，在空调操作之前，将初始值预先存储到G1空间区域到Gn空间区域中的各个温度值X1-0到Xn-0，用于判定在室内空间中的各个空间区域中是否存在物体、人体或热源。

如果在相应的空间区域中不存在障碍物，则发射红外线并且当其被壁表面反射后返回。如果在相应的空间区域中存在障碍物，则发射的红外线被障碍物反射后返回。因此，根据是否存在障碍物，在红外线返回之前在时间上存在差异。控制器20可以基于先前的距离值和当前的距离值之间的变化确定在相应的空间区域中是否具有障碍物，并确定在相应的空间区域中的障碍物的位置。此外，在具有障碍物的情况下，如果在当前距离和先前距离之间没有变化，则可以确定障碍物是物体，而如果当前距离小于先前距离，则确定障碍物是人体。然而，如果在空调操作之前，人在相应的空间区域中睡觉，由于人几乎不移动，且在距离上没有变化，所以，即使障碍物是人体，也可能错误地判断为障碍物是物体。因此，很难只根据距离的变化正确地确定障碍物是物体还是人体，且只能根据距离的变化，正确地确定是否具有障碍物以及障碍物的位置。在此情况下，先前距离可以为恰好在当前距离之前的距离、或所有先前距离的平均值。

因此，在本发明中，在相应的空间区域中测量距离变化和温度变化。如果在相应的空间区域中没有人体，则在相应的空间区域中测量为低温值。然而，如果存在人体，则由于人的体温，可以测量出相对高的温度值。具体地，如果具有热源，没有人体，会测量出更高的温度值。因此，控制器20可以通过将当前温度与先前温度比较，确定在相应的空间区域中是否存在人体。在该情况下，由于测量的温度值具有较大的差异，因此，可以很容易区别人体和热源。在该情况下，先前温度可以为恰好在当前温度之前的温度、或所有先前温度的平均值。

如上所述，如果在特定的空间区域中具有当前距离小于先前距离的距离变化和当前温度高于先前温度的温度变化，则控制器20确定存在新进入到相应空间区域中的障碍物，并且障碍物是人体或热源。由于热源具有高于人的体温的温度值，所以如果温度变化等于或大于参考值，则确定障碍物为热源，而如果温度变化小于参考值，则确定障碍物是人体。

此外，如果只具有当前距离小于先前距离的距离变化，且没有当前温度高于先前温度的温度变化，则控制器20确定存在新进入到相应空间区域中的障碍物，且障碍物是物体。

此外，如果没有当前距离小于先前距离的距离变化，且只具有当前温度高于先前温度的温度变化，则意味着没有新进入到相应的空间区域中的物体，但最初就存在热源或人体。因此，如果温度变化等于或大于参考值，则控制器20确定存在热源，而如果温度变化小于参考值，则确定存在人体。在该情况下，人体是几乎不移动的人体。

此外，如果没有当前距离小于先前距离的距离变化，且没有具有当前温度高于先前温度的温度变化，则控制器20确定没有新进入到相应的空间区域中的物体，并且最初就没有人体、物体或热源。

同时，控制器20控制横向换气口19a朝向其中存在有人体的空间区域，并控制垂直换气口19b与人体的位置相对应。也就是说，随着人体远离主体10，则控制垂直换气口19b向上。

此后，将参照图6说明控制器20的操作。首先，控制器20在操作100执行冷却操作或加热操作。

然后，控制器20在操作110控制旋转单元24以旋转红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b。

在操作120和130，当红外线距离传感器17a和红外线温度传感器17b旋转后，控制器20通过根据各个空间发射红外线和接收反射的红外线检测在相应空间区域中的距离和温度。

在操作140，控制器20控制存储单元21以存储根据各个空间区域的检测的距离信息和温度信息。

然后，在操作150，控制器20根据各个空间区域确定是否有人以及人体的位置。也就是说，如图7所示，如果具有当前距离小于先前距离的距离变化，以及具有当前温度高于先前温度的温度变化，则确定具有新进入到相应空间区域中的障碍物，且障碍物为人体或热源。由于热源具有比人体高的温度值，所以，如果温度变化等于或大于参考值，则确定障碍物是热源，而如果温度变化小于参考值，则确定障碍物是人体。此外，如果只具有当前距离小于先前距离的距离变化，而没有当前温度高于先前温度的温度变化，则确定具有新进入到相应空间区域中的障碍物，且障碍物为物体。此外，如果没有当前距离小于先前距离的距离变化，而只具有当前温度高于先前温度的温度变化，则意味着没有新进入到相应的空间区域中的物体，但从刚开始就具有热源或人体。因此，如果温度变化等于或大于参考值，则是热源，而如果温度变化小于参考值，则确定是人体。此外，如果没有具有当前距离小于先前距离的距离变化，且没有具有当前温度高于先前温度的温度变化，则确定没有新进入到相应的空间区域中的物体，而且开始就没有人体、物体或热源。

此外，在操作160，控制器20控制横向换气口19a朝向其中存在有人体的空间区域，并控制垂直换气口19b与人体的位置相对应，使得随着人体远离主体10，控制垂直换气口19b向上。

如上所述，根据本发明，当使检测距离室内空间中的障碍物的距离的距离传感器和检测室内空间的温度的温度传感器旋转时，根据沿旋转方向分成的多个空间区域检测和存储距离信息和温度信息。然后，基于存储的距离信息和温度信息的变化，确定人体的存在和人体的位置。因此，可以快速和准确地区别物体和人体，并可以快速和准确地确定即使几乎不移动的人体。因此，具有根据使用者的喜好、通过将冷空气或暖空气集中在人体上或从人体上移开以改进人体的舒适性的效果。

此外，根据本发明，由于使用具有相对高检测率的红外线距离传感器和红外线温度传感器，所以，具有实时确定是否存在人体的效果。

此外，根据本发明，由于红外线距离传感器和红外线温度传感器的旋转操作通过独立的旋转单元进行，而不与具有相对低速的横向换气口相互作用，因此，由于可以增加旋转速度，所以，具有更快速地确定是否存在人体的效果。

尽管已经示出并说明了本发明的实施例，然而本领域普通技术人员将认识到的是，在不背离本发明的原理和精神的情况下可以对此实施例进行变更，本发明的范围由权利要求及其等效形式所限定。

Claims (14)

1.一种空调，所述空调包括：

距离检测单元，所述距离检测单元检测距室内空间中的障碍物的距离；

温度检测单元，所述温度检测单元检测室内空间的空间温度；

旋转单元，所述旋转单元旋转所述距离检测单元和温度检测单元；以及

控制器，所述控制器在所述距离检测单元和温度检测单元旋转时，根据通过沿旋转方向将室内空间分成多个区而获得的空间区域控制检测距离信息和温度信息，根据空间区域控制顺序地存储距离信息和温度信息，并根据存储的距离信息和温度信息的变化确定在相应的空间区域中是否存在人体和人体的位置。

2.根据权利要求1所述的空调，其中所述距离检测单元包括红外线距离传感器。

3.根据权利要求1所述的空调，其中所述温度检测单元包括红外线温度传感器。

4.根据权利要求1所述的空调，其中如果在相应的空间区域中当前距离比先前距离短，并且当前温度比先前温度高，则控制器确定在相应的空间区域中存在人体或热源。

5.根据权利要求4所述的空调，其中如果在相应的空间区域中当前温度比预定温度高，则控制器确定在相应的空间区域中存在热源，并且如果当前温度比预定温度低，则确定在相应的空间区域中存在人体。

6.根据权利要求1所述的空调，其中如果在相应的空间区域中在当前距离和先前距离之间没有距离变化，并且当前温度比先前温度高，则控制器确定在相应的空间区域中存在人体或热源。

7.根据权利要求6所述的空调，其中如果在相应的空间区域中当前温度比预定温度高，则控制器确定在相应的空间区域中存在热源，而如果当前温度比预定温度低，则确定在相应的空间区域中存在几乎不移动的人体。

8.根据权利要求1所述的空调，其中如果在相应的空间区域中当前距离比先前距离短，且在当前温度和先前温度之间没有温度变化，则控制器确定在相应的空间区域中存在物体。

9.一种控制空调以使检测距室内空间中的障碍物的距离的传感器和检测室内空间的空间温度的传感器旋转的方法，所述方法包括：

旋转所述传感器；

当所述传感器旋转时，根据通过沿旋转方向将室内空间分成多个区域而获得的空间区域，检测距离信息和温度信息；

根据空间区域顺序地存储检测的距离信息和温度信息；以及

基于根据空间区域存储的距离信息和温度信息的变化，确定在相应的空间区域中是否存在人体以及人体的位置。

10.根据权利要求9所述的空调，其中如果在相应的空间区域中，当前距离比先前距离短，且当前温度比先前温度高，则确定在相应的空间区域中存在人体或热源。

11.根据权利要求10所述的空调，其中如果在相应的空间区域中，当前温度比预定温度高，则确定在相应的空间区域中存在热源，而如果当前温度比预定温度低，则确定在相应的空间区域中存在人体。

12.根据权利要求9所述的空调，其中如果在相应的空间区域中，在当前距离和先前距离之间没有距离变化，且当前温度比先前温度高，则确定在相应的空间区域中存在人体或热源。

13.根据权利要求12所述的空调，其中如果在相应的空间区域中，当前温度比预定温度高，则确定在相应的空间区域中存在热源，而如果当前温度比预定温度低，则确定在相应的空间区域中存在几乎不移动的人体。

14.根据权利要求9所述的空调，其中如果在相应的空间区域中，当前距离比先前距离短，且在当前温度和先前温度之间没有温度变化，则确定在相应的空间区域中存在物体。

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