JPH0464848A

JPH0464848A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH0464848A
Application number: JP2177139A
Authority: JP
Inventors: Takatomo Matsumi; 松實　孝友
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1992-02-28
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JP2571142B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】莢策よ夏創里公１本発明は空気調和機、より詳細には送風方向が可変であ
る送風機構を備えた空気調和機に関する。

従速チ月支術従来の空気調和機、例えば扇風機には、使用者が首振り
角度調節スイッチで首振り角度を設定することができる
機能を備えたものがあり、その扇風機は首振り角度を設
定すると、首振り角度の範囲を自動的には一時停止する
ことなく、一定速度で連続的に送風方向を変化させなが
ら送風運転するようになっている。

明が　゛しようとする課題複数の人間が一台の扇風機の風にあたって快適感を得よ
うとする場合、各人の居る方向だけにはゆっくり送風し
て、人がいない方向は素早く通過してほしいという要求
がある。しかし、上記した従来の扇風機では、設定した
方向可変送風角度範囲を一定速度で連続的に動くばかり
で、上記の使用者の要求を満足することがてきないとい
う課題があった。

本発明はこれら課題に鑑み発明されたものであって、人
のいる方向だけにはゆっくり送風して、人がいない方向
は素早く通過するという使用者の快適要求を満たすよう
な空気調和機を提供することを目的としている。

を　′　るための−Ｆ上記した目的を達成するために本発明に係る空気調和機
は、送風方向が可変である送風機構を備えた空気調和機
において、送風角度内にいる人体から放出される熱を検
知して人の存在方向の情報を出力する人体センサを備え
、前記情報を基に、複数に分割された送風方向区分の内
の人の多くいる区分には比較的長い時間送風されるよう
に、各送風方向区分における送風時間がファジィ推論し
て決定されるようになっていることを特徴としている。

直上記した構成によれば、送風方向が可変である送風機構
を備えた空気調和機において、送風角度内にいる人体か
ら放出される熱を検知して人の存在方向の情報を出力す
る人体センサを備え、前記情報を基に、複数に分割され
た送風方向区分の内の人の多くいる区分には比較的長い
時間送風されるように、各送風方向区分における送風時
間が推論決定されるようになっている。つまり、空気調
和機の送風運動が、空気調和機の全送風方向ゾーン内の
人数に対して、各送風ゾーンの人数の重みを考慮して、
各送風方向ゾーンの一時停止時間が制御されるので、人
がいないゾーンにおいては通過、あるいはキャンセルさ
れ、人がいるゾーンにおいてはその人数の全体の人数に
対する重みに応じた時間だけ一時停止することが可能と
なる。

叉里舅以下、本発明に係る空気調和機を扇風機に適用した場合
の実施例について図面に基づいて説明する。

第１図において１０は人体センサであり、人体センサｌ
Ｏはマイクロコンピュータ（以下マイコンと記す）から
構成される制御部１１に接続されており、制御部１１は
送風ファンを回転させるファンモータ１２及び首振りモ
ータ１３に連結されている。

人体センサ１０は、人体から放射される熱線を効率よく
検知するように１０μｍ付近の波長の赤外光透過フィル
ターを備え、内部のサーモパイル（図示せず）をモータ
１３で水平に回動させて、広い角度範囲をリニアに検出
して、入射熱エネルギーに応じた直流電圧を連続的に出
力するように構成されている。

例えば、全検知角度が１８０度の人体センサ１０で、１
５度方向に一人、６５度と７５度方向に一人ずつ、１２
５度と１３５度と１４５度方向に一人ずついる状態を検
出した場合の検出電圧特性を第２図に示した。人体セン
サ１０は首振りモータ１３によって０度から１８０度の
範囲を回動しながら順次人体の重みを検出してゆき、制
御部１１のマイコンで短時間一定周期毎に入力すること
で人体センサ１０の時間情報を検知角度情報に変換する
ことができる。なお、第２図中レベルＡは暗ノイズレベ
ル、レベルＣは人体検知レベル、レベルＢはスレッシュ
レベルである。この信号を制御部１１の入力段のフィル
ター回路（図示せず）において、スレッシュレベルＢで
波形整形すると、第３図に示したようなパルス波形をマ
イコンに入力することができる。

第３図に示したように、本実施例においては、扇風機の
送風方向を３０度きざみで６ゾーンに区分した場合のフ
ァジィ推論の内容について説明する。第３図中パルス幅
、つまり人体検知角度幅には、人体の重み具合やセンサ
ーのばらつき等の影響を受けながらも、人数の多い少な
いを示している「あいまい情報」であり、全ゾーンの人
体検知角度幅の総和Ｔもまた、全ゾーンの人数和を示し
ている「あいまい情報」である。

各ゾーンの人体検知角度幅にと全ゾーンの人体検知角度
幅の総和Ｔをファジィ変数として、各ゾーンの一時停止
時間ｔの最適値を制御部１１のマイコンのソフトウェア
で推論するために、第４図及び第５図に示したような、
各ファジィ変数の各ファジィラベルのメンバシップ関数
と制御則とを設定する。

第４図（ａ）において、横軸には０度から３０度の範囲
の角度をとり、各送風方向ゾーンの人体検知角度幅にの
メンバシップ関数を示す。第４図（ａ）中においての各
ファジィラベルは、ＫＺ・はとんとゼロ、ＫＳ＋少ない
、ＫＭ　　中くらい、ＫＢ、多いである。

第４図（ｂ）は、全送風方向ゾーンの人体検知角度幅の
総和Ｔのメンバシップ関数を示しており、横軸には首振
り角度範囲である０度から１８０度の角度範囲をとった
。各ファジィラベルはＴＺ・はとんどゼロ、ＴＳ：少な
い、ＴＭ・中くらい、ＴＢ多いである。

第４図（ｃ）は、各送風方向ゾーンー時停止時間ｔのメ
ンバシップ関数を示しており、本実施例の場合、０〜３
秒の時間である。各ファジィラベルは１２・はとんどゼ
ロ、ｔＳ　　短い、ｔＭ・中くらい、ｔＢ、長いである
。縦軸はいずれもメンバシップ関数のグレード値を表わ
している。

制御則は、本実施例の推論制御を行なうために次の６つ
のルールを設定する。

（１）　　ＩＦ　Ｋ　＝ＫＺ、　ＴＨＥＮ　ｔ＝ｔｚ（
２）　　ＩＦ　Ｋ　＝ＫＳ　ａｎｄ　Ｔ＝ＴＺ、　ＴＨ
ＥＮ　ｔ＝ｔＭ（３）　　ＩＦ　Ｋ　＝ＫＳ　ａｎｄ　
Ｔ＝ＴＭ、　ＴＨＥＮ　ｔ＝ｔＳ（４）　　ＩＦ　Ｋ　
＝ＫＭ　ａｎｄ　Ｔ＝ＴＢ、　ＴＨＥＮ　ｔ＝ｔＳ（５
）　　ＩＦ　Ｋ　＝ＫＢ　ａｎｄ　Ｔ＝ＴＺ、　　ＴＨ
ＥＮ　ｔ＝ｔＢ（６）　　ＩＦ　Ｋ　　＝ＫＢ　ａｎｄ
　Ｔ＝ＴＢ、　　ＴＨＥＮ　ｔ＝ｔＳ第５図は上記した
制御則をマトリックス表でボしたものである。埋められ
ていない部分及び各ファジィ変数の間の部分は、本実施
例では、ＭＩＮ−ＭＡＸ−重心法で推論近似値を求めて
補完する。

なお、本実施例ではメンバシップ関数を直線で定義した
が、人体センサの検知特性等に応じて台形及び正弦曲線
等で定義しても構わない。

次に、本実施例で採用したファジィ推論の手順を第６図
に示したフローチャートに基づいて説明する。

５ｔｅｐｌ　：人力情報を測定する。人体センサ１０の
検知出力を制御部１１で波形整形してマイコンに入力し
、各送風方向ゾーンの人体検知角度幅にと全送風方向ゾ
ーンの人体検知角度幅の総和Ｔとを測定する。そして、
一つの送風方向ゾーンずつ制御則の数だけ５ｔｅｐ　２
及び５ｔｅｐ　３を繰り返して、５ｔｅｐ４及び５ｔｅ
ｐ５で、その送風方向ゾーンの制御量つまり一時停止時
間ｔを決定する。これを全ての送風方向ゾーン（本実施
例においては６ゾン）について繰り返す。

５ｔｅｐ２　二番制御則の条件部の満足度を算出する。

本ステップの詳細を第７図（ａ）及び（ｂ）で示す。各
制御則について、５ｔｅｐ　１で測定したに＝に、及び
Ｔ＝Ｔｏのメンバシップ値ｕ１（Ｋｏ）及びｕ＋（Ｔｏ
ｌをそれぞれ算出する。ここでｉは上記制御則の１番目
の制御則を表わし、本実施例では１から６までの整数値
をとる。そして各制御則の条件部満足度ｗｌとしては上
記の算出したメンバシップ値ｕ！　ｆＫ、ｌ及びｕ＋ｆ
ｒｏｌのうちの小さいほうの値をとる。すなわち、制御則１　：　Ｌ＝ｍｘｎ　（ｕ＋（Ｋｏｌ、ｕ　＋　
ｆｆｏｌ　ｌ制御則２　：　Ｗ２＝ｍｉｎ　（ｕ２ｆＫ
、１．　ｕ２（Ｔ、））制御則３　：　Ｗａ＝ｍｉｎ　
（ｕｓ（Ｋｏｌ、Ｌ１３ｆＴ０１　］制御則４　：　Ｖ
Ｊ４＝　ｍｉｎ　（ｕ４（Ｋｏ）、ｕ４（Ｔ、ｌ　）制
御則５　：　Ｌ＝ｍｉｎ　（ｕｓｆＫｏｌ、１１５（Ｔ
、）　）制御則６　：　Ｌ＝ｍｉｎ　ｔｕｇ（Ｋｏ）、
ｕ、　［Ｔｏｌ　ｌなお、第７図（ａ）及び（ｂ）中の
に＝に、及びＴ＝Ｔ、では、制御則ｉの条件部満足度Ｗ
はｕ（Ｔｏ）となる。

５ｔｅｐ３　：各制御則の結論部のメンバシップ関数を
補正する。第４図に示したファジィ変数のメンバシップ
関数において、第４図（ａ）及び（ｂ）は条件部であり
、この条件部の情報に基づいて第４図（ｃ）の結論部が
引き出される６各制御則の結論部のメンバシップ関数ｕ
　（Ｔｌ　を、５ｔｅｐ　２で求めた条件部満足度Ｗで
いわゆる「頭切り」をし、結論部メンバシップ関数を補
正する。補正後のメンバシップ関数をｕ　＊　（ｔ）と
すると、制御則ｉ　：　ｕ　＊　ｌ）　＝ｍｉｎ（Ｗ、
ｕｆｔ）ｌ　（ｉ　＝　１〜６１となる。

５ｔｅｐ４　：論理和関数を算出する。５ｔｅｐ　３で
求めた各制御則の結論部メンバシップ関数の論理和関数
ｕ　＊　（ｔ）を算出する。

ｕ＊　（ｔ）　”ｔｌ＋＊　（ｔ）　Ｕ１１２＊　（ｔ
）　Ｕ−−Ｕｕａ＊　（ｔ）Ｓｔｅｐ５　：制御量を決
定する。その送風方向ゾーンの一時停止時間を（ｔ＊）
として、論理和関数の重心をとる。

ｔ　＊＝ｌｔ−ｕ　＊（ｔ）　ｄｔ／ｌ　ｕ＊（ｔ）　
ｄｔ但し、ｔ＊＜０．５のようにｔ＊がとても小さい値
の場合はｔ＊＝０にまるめて、それを決定制御屋とする
。これは、通常の扇風機の首振り角度はそれほど速くな
く、０５秒以下ならば一時停止をしなくても体感快適性
に差があまりないからである。

このように、全送風方向ゾーンの一時停止時間をそれぞ
れ推論決定することができる。

次に、上記推論動作と扇風機の首振り動作とのタイミン
グについて説明する。

送風ファンが左右どちらかに振り切った状態（第３図中
、ゾーン■あるいは■）を初期位置として、まずその状
態で、人体センサ１０の検知出力からマイコンが各送風
方向ゾーンの人体検知角度幅にと全送風方向ゾーンの人
体検知角度幅の総和Ｔを測定して、各送風方向ゾーンの
一時停止時間の最適値ｔをファジィ推論で決定する。そ
れから、その決定された制御量に従って首振り運転を行
ない、初期位置に戻るとまた、人体センサ測定とファジ
ィ推論で一時停止時間の決定を繰り返す。例えば、第３
図の例において首振りの初期位置をゾーン■とすると、
各送風方向ゾーンの人体検知角度幅Ｋ（ｎ＝１−６１は
、Ｋ、＝１０、Ｋ２＝０、Ｌ＝２０．　Ｋ、＝　０、Ｋ
５＝３０、Ｋ６−０で、■＝６０となる。この場合の各
送風方向ゾーンの一時停止時間ｔ（ｎ＝　１〜６１の推
論結果は、ｔ　１＝　１　、５秒、ｔ、＝０秒、ｔ３＝
２秒、ｔ４＝０秒、ｔｓ”２．６秒、ｔａ＝０秒となる
。つまり、初期位置ゾーンので１５秒間停止して、ゾー
ン■を通過し、ゾーン■で２秒間停止し、ゾーン■を通
過し、ゾーン■で２６秒間停止し、ゾーン■へは行がず
にゾーン■でさらに２．６秒間停止し、ゾーン■を通過
し、ゾーン■で２秒間停止し、ゾーン■を通過し、ゾー
ン■で１．５秒間停止して１周期を終了する。そして、
再度人体センサ１０で検出測定して、推論結果に従って
首振り運動を行なう。

このように、扇風機の首振り運動が、扇風機の全送風方
向のゾーン内にいる人数に対して、各送風ゾーンの人数
の重みを考慮し、各送風ゾーンの一時停止時間を制御す
るようになっており、すなわち、人がいないゾーンにお
いては通過、あるいはキャンセルし、人がいるゾーンに
おいてはその人数の全体の人数に対する重みに応した時
間だけ一時停止させることができる。

なお、本実施例では特に扇風機に適用した例を述べたが
、スイングルーバ付きエアコン等の自動可変送風機構付
き空気調和機に適用しても同様の効果を得ることができ
る。

また、上記実施例では３０度きざみの６つの送風方向ゾ
ーンについて説明したが、空気調和機本体の機械的性能
が許せば、もっと広い首振り角度範囲にわたって、かつ
もっと細かい角度きざみの送風方向ゾーンに対して、本
発明を適用することができる。

さらに、上記実施例では、各送風方向ゾーンの人体検知
角度幅に関する４種のファジィラベルと、全送用方向ゾ
ーンの人体検知角度幅の総和に関する４　ｆｌのファジ
ィラベルとにより計６個の制御則にて制御量を推論決定
しているが、人体センサの検出精度があまりよくない場
合は、制御則数をふやす必要がある。制御則数及びファ
ジィラベル数は、人体センサの精度と空気調和機の送風
方向ゾーン数（制御の分解能）により設定することが望
ましい。

また、上記実施例では、制御部１１のマイコンのソフト
ウェアで、首振り１周期毎に制御量をＭＩＮ−ＭＡＸ−
重心推論法で算出する、いわゆるリアルタイム推論方式
を示したが、あらかじめセンサー人力値に対する制御量
をファジィ推論で算出しておいてマイコンのＲＯＭメモ
リ等に書き込んでおく、いわゆるルックアップ方式でも
、本発明を実施して同様の効果を得ることができる。

聚豆辺苅医以上の説明により明らかなように本発明に係る空気調和
機は、送風方向が可変である送風機構を備えた空気調和
機において、送風角度内にいる人体から放出される熱を
検知して人の存在方向の情報を出力する人体センサを備
え、前記情報を基に、複数に分割された送風方向区分の
内の人の多くいる区分には比較的長い時間送風されるよ
うに、各送風方向区分における送風時間がファジィ推論
して決定される、すなわち、空気調和機の送風運動が、
空気調和機の全送用方向のゾーン内にいる人数に対して
、各送風ゾーンの人数の重みを考慮して、各送風ゾーン
の一時停止時間を制御するようになっているので、人が
いないゾーンにおいては通過、あるいはキャンセルし、
人がいるシンにおいてはその人数の全体の人数に対する
重みに応じた時間だけ一時停止することができる。

従って、−台の空気調和機で複数の人が快適感を得よう
とする場合、非常にバランスのよい自動方向可変送風運
転の制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空気調和機を扇風機に適用した場
合の実施例を示す基本ブロック図、第２図は人体センサ
の検出特性を示す図、第３図は波形整形後のマイコンの
入力波形図、第４図（ａ）〜（Ｃ）はファジィ制御則で
使用したファジィ変数のメンバシップ関数を示す図、第
５図はファジィ制御則を示すマトリックス表、第６図は
ファジィ推論のフローチャート図、第７図（ａ）、（ｂ
）は条件部の満足度を算出する方法を説明する図、第７
図（ｃ）は結論部の補正方法を説明する図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）送風方向が可変である送風機構を備えた空気調和
機において、送風角度内にいる人体から放出される熱を
検知して人の存在方向の情報を出力する人体センサを備
え、前記情報を基に、複数に分割された送風方向区分の
内の人の多くいる区分には比較的長い時間送風されるよ
うに、各送風方向区分における送風時間がファジィ推論
して決定されるようになっていることを特徴とする空気
調和機。