JPS63143441A - 空気調和機用人***置検出装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は人***置検出装置に関するものであって、特
に空調空間の快適性をより向上するために、室内におけ
る人の位置を検出して、例えば吹出風の吹出方向を自動
的に変更する機能等を有する空気調和機に取着される空
気調和機用人***置検出装置に係る。

（従来の技術） 室内における人の位置を検出して、吹出風の吹出方向を
自動的に変更する装置の具体例としては、例えば特公昭
６１−３８７７８号公報記載の装置がある。

第１３図にその装置の室内配置図を示しているが、同図
のように、床置形の空気調和機本体５０には、その前面
に光電スイッチ及び投光器より成る検知装置５１．５２
．５３が３箇取着されており、そして、上記各検知装置
５１．５２．５３からの投光方向に応じて上記本体５０
の正面及び左右の各壁面に反射板５４．５５．５６がそ
れぞれ配設されている。したがって各検知装置５１．５
２．５３と反射板５４．５５．５６とを往復する光が遮
られたときに、その遮られた方向には人が居ると判断し
て、例えば本体５０からの吹田風の吹出方向をその方向
以外に自動的に変更し、吹出風が直接人体に当たること
による不快感を防止するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記従来装置のように、人の居る方向を避
けて吹出しを行なう場合には、例えば室内暖房時には同
時に暖房感も損なわれてしまう。

この場合には、吹出し方向を人の居る方向とし、かつ人
の足元へと吹出しを行なうこととして、気流を感じない
程度に床面で流速の弱められた温風を人体に向けて送る
ようにすることによって、前記したような高流速での直
接風を受けることによる不快感を防止すると共に、より
効果的な暖房感を与えることが可能となる。このために
は、人の居る方向と共に、人の足元までの距離を人体の
位置情報として検出することが必要であるが、前記の検
出装置では人の居る方向のみしか検出することができず
、したがって上記したような暖房快適性をさらに向上し
得るような吹出し方向制御はできなかった。

この発明は上記した従来の問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、室内における人の位置
する方向及び距離等のより詳細な人***置情報を与える
ことが可能で、そのため空調時の快適性をさらに向上し
得る空気調和機用人***置検出装置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用人***置検出装置は、空
気調和機本体１に取着される人***置検出装置Ａであっ
て、室内における人が位置する方向を検出する方向検出
手段１６と、方向が検出された人までの本体１からの距
離を検出する距離検出手段１１と、上記各検出手段１６
．１１において検出された検出信号に基づいて人の位置
情報を演算出力する演算手段３０とを有している。

（作用） 上記構成の空気調和機用人***置検出装置においては、
これが前記従来装置のように床置形空気調和機本体に取
付けられている場合には、例えば室内にいる人の足元の
位置情報が、方向検出手段１６による水平方向の検出角
度と、そして距離検出手段１１による検出距離とによっ
て正確に与えられる。さらに室内の壁面に空気調和機本
体ｌが高所据付けされているような場合では、人の位置
する場所の本体からの遠近によって検出方向が垂直方向
にも変化することとなり、また例えば方向検出手段１６
による人体の検出点が頭部の場合や足先の場合によって
同一場所に位置する人に対して垂直方向検出角度、及び
距離検出手段１１による本体１からの距離情報が異なっ
た値として得られることになるが、このような場合には
演算手段３０によって上記距離情報を、例えば本体取着
壁面からの人体までの水平距離に換算すること等によっ
て、人の足元の正確な位置情報が与えられる。

（実施例） 次にこの発明の空気調和機用人***置検出装置の具体的
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ｌの側
面図を示しており、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、
距離検出手段となる超音波センサ１１とを有する空気調
和機用人***置検出装置Ａが取着されている。

上記人検知センサｌＯ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、超音波セン号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
波を発信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１１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１図には上記人検知センサ１０と超音波センサ１１と
を有する空気調和機用人***置検出装置Ａ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１１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、上記のような空気調和機用人***置検出装置Ａを
取着した空気調和機本体１が、例えば第３図に示すよう
に壁面高所に据付けられている場合の人***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３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１
４．１５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
。したがって上記人検知センサ１０と各ステップモータ
１４．１５とによって人***置の方向検出手段１６が構
成されている。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りも同時に求められる。上記
θｌ、θ２、Ｌによって、例えば空気調和機本体１が取
付けられている壁面から人の位置までの水平距離ｌが ｊ？＝Ｌ−ｃｏｓθ１　１ｃｏｓθ２ の演算によって容易に求められる。

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、壁面から人
の位置までの距Ｎｌ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
いは座姿によらずに床面内の人の位置情報を正確に得る
ことができる。

次に上記空気調和機用人***置検出装置Ａにょって、暖
房時の快適性を向上する吹出温の制御方式について説明
する。

前記した空気調和機本体ｌの水平フラップ６及び垂直フ
ラップ７は、第４図に示すように、水平フラップ６が第
１のステップモータ２０に、また垂直フラップ７は第２
のステップモータ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５図及び第６図は暖房運転時の上記各フラップ６．７
の制御ブロック図及びフローチャートである。第５図に
おいて、人検知センサ１０と超音波センサ１１との各検
出信号は演算手段である演算装置３０に入力される。こ
の演算装置３０では、上記人検知センサ１０から室内に
おける人体の検知信号が入力されたときに、超音波セン
サ１１の距離情報と、上記各センサ１０．１１の検知領
域走査用ステップモータ１４．１５を制御しているモー
タ制御装置３１からの検出角度情報を基に、前記した空
気調和機本体１の取着壁面から人までの水平距離ｌを演
算し、人***置情報としてフラップ偏向角制御装置３２
に入力する。フラップ偏向角制御装置３２では上記人体
位置情報に基づいて人に快適感を与えるフラップ偏向角
を決定し、これをモータ制御装置３３に出力する。そし
て水平フラップ６及び垂直フラップ７はステップモータ
２０．２１により上記偏向角に設定される。なお空気調
和機本体１に取着されている吹出温度センサ３５で検出
される吹出風の温度が、予め設定された温度よりも低い
ときには、後述するように、フラップ角度を上記検出温
度に基づいた設定角で制御することとしているが、この
ため、の検出温度の比較を行なう比較器３６が上記フラ
ップ偏向角制御装置３２に接続されている。このような
フラップ偏向角の制御方式を第６図のフローチャートに
基づいて更に詳しく説明する。

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・７プＳｌ）。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。そして吹田温度が設定温度、例
えば３８℃に達した場合に水平フランプロを垂直位置、
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
サーモ〇Ｎ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
１０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１
０の検知領域の走査が継続される。そして、ステップＳ
３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１４．１５０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を検出し、さらにステップＳ５で超音波セン
サ１１と人との間の距離りを検出する。次いでステップ
Ｓ６で上記し、θ１、θ２がら空気調和機本体１の取付
けられた壁面と人との間の水平距離ｌを演算する。ステ
ップＳ７においては上記２とθ１に基づいて各フラップ
の偏向角度を決定する。垂直フラップ７はθ１と略同−
の偏向角度とし、一方水平フラップ６の偏向角θ３につ
いては、第７図及び第８図に示しているような予め実験
等により求められている適正フラップ角度データに基づ
いて決定される。第７図は上記演算結果のｌと、そのと
きに気流感を与えることなく、かつ緩やかな温風を送る
ための水平フラップ６の適正制御角θ３との関係を示す
グラフである。また第８図は、上記関係にさらに送風フ
ァン３の回転数を変えたとき、すなわち、空気調和機本
体ｌでの設定風量が大のときＮ（）、中のとき（Ｍ）、
小のとき（Ｌ）のそれぞれの場合における水平フラップ
６の適正制御角θ３を与えるグラフである。同グラフの
ように、人が同一位置に層る場合にも風量大のときは、
風量小のときよりも水平フラップ角度θ３は太き（、し
たがって足元のより手前側に向けて吹出すこととなる。

ステップＳ７において上記のように各フラップ６．７０
適正偏向角θ１、θ３を決定し、ステップＳ８において
一ヒ記角度θ１、θ３に応じて各フラップ６．７を駆動
制御する。そして再びステップＳ２に戻り以」二の人検
知情報に基づいたフラップ制御を継続するのである。し
たがって例えば室内を人が移動する場合においても、上
記フラップ制御は人の動きに追随し、より快適性の向上
した空調を可能としている。

第９図は冷房運転時において、この発明の空気調和機用
人***置検出装置を応用して水平フラップ６の制御を行
なう際のフローチャート図である。

従来、例えば壁面高所据付形の空気調和機においては、
冷房運転時における水平フラップ６は水平位置に固定し
て、空気調和機本体１から吹出される冷風を、居住者の
頭上に吹くようにしていた。

冷風は自然対流により頭上から床面へと循環するので、
上記ような吹出し方向とすることにより、居住者へ直接
風の当たる不快感を与えることなく、かつ対流による冷
風感を与えることができる。しかしながら、冷房運転開
始時や、室内サーモＯＮ信号による再起動時、或いは部
屋のドアを開閉して外気が部屋に入ってきた時等におい
て室温が高い場合には、上記のような自然対流を待つだ
けでは居住者に冷房の即応性を与えることができないと
いう問題があった。

上記のように室温が高い場合には、居住者に直接吹出し
風を当てた場合に、空気調和機本体ｌから冷風が吹出さ
れたとしても、高温の室内空気との熱交換でその吹出風
の温度は上昇するので、居住者に過度の冷風感を感じさ
せることはなく、逆に、その際の気流感によって適度な
冷風感を与えることができる。そこで第９図に示すよう
な水平フラップ制御を行なう。

第９図において、ステップＳ１は水平フラップ６を水平
位置に初期設定するステップであり、次いでステップＳ
２において、居住者による室温の希望設定温度と、その
時の実際の室内温度とを比較し、その差が予め定められ
ている温度差以内であるか否かを判断する。そして室温
が上記温度差以上に設定温度より高い場合には、ステッ
プＳ３に移行し、前記した人***置検出装置Ａにより居
住者の室内における位置を検出する。その検出結果を基
に、この場合には例えば前記した足元までの位置情報よ
り、その足元よりやや上に向いた吹出しとなるような水
平フラップ設定角の演算を行ない、ステップＳ４におい
て上記設定角に水平フラップ６の偏向角を変更する。こ
れにより人体に直接吹出風が当たることとなり、その際
の気流感によって、室温が高い場合においても適当な冷
房感を与えることができる。ステップＳ４が実行された
あとは、ステップＳ２に戻り、上記した制御が繰返され
、したがって居住者が移動する場合にも、その移動に追
随して水平フラップ６の偏向角が自動的に変更されてい
くこととなる。そして上記制御の過程で室温が希望設定
温度に近づいた場合にはステップＳ２からステップＳ１
に戻り、水平フラップ６を水平位置に変更する。以降は
ステップＳ１とステップＳ２を繰返し、水平フラップ６
を水平に維持すると共に、室内サーモＯＮ時やドア開閉
時等における室内温度の上昇を監視することとなり、温
度上昇がある場合には、上記した水平フラップ６の偏向
角の変更制御が自動的に行なわれる。

なお第１０〜１２図は上記各応用実施例の中で、室内に
複数の人が検出された場合におけるフラップ制御対象位
置を示している。これは室内を複数のエリアに分割して
、人が検出される各エリアの相対位置関係から、それぞ
れの人に、より快適性を与え得る箇所（★印付記エリア
）を予め設定しておき、その箇所に居る人に対して、或
いは居ると仮定して上記のフラップ制御を行なうことと
している。例えば第１０図（ａ）〜ｔｔａは、室内を６
分割して、２人の人が検出された場合の、また第１１図
（ａ）〜（ｅｌは３人の人が検出された場合のそれぞれ
の制御対象位置を示している。４〜５人の場合において
は人の多く集まっている所を制御対象位置とし、さらに
全エリアに人が居る場合、及び無人の場合には第１２図
に示す位置を制御対象位置として設定している。

以上の説明のようにこの発明の空気調和機用人***置検
出装置においては、人の位置が方向と共に距離も含めた
より正確な情報として自動的に検出されるので、これを
取着した空気調和機においてより繊細な制御が可能とな
り、居住者の快適性をさらに向上することができる。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の空気調和機用人***置検出装置
によって、例えば室内における足元の位置情報を正確に
得ることができるので、前記したような温風を足元に向
けて吹（快適性の向上した空調運転が可能となる。また
冷房運転時に冷風を直接人体に向けて吹くような切換機
能を有する空気調和機においては、人体の位置を正確に
検出できることにより、誤りのない吹出し方向の自動設
定や、さらに人が移動するような場合にもその動きに追
随する吹出しが可能となる等、空調快適性をさらに向上
した空気調和機を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における空気調和機用人体
位置検出装置の構成を示す斜視図、第２図は上記装置を
取着した空気調和機本体の側面図、第３図は上記装置に
よる人体の位置検出を説明する室内模式図、第４図は水
平及び垂直フラップの斜視図、第５図〜第８図はこの発
明の空気調和機用人***置検出装置を応用してフラップ
制御を行なう際の説明図であって、第５図は制御プロ・
７り図、第６図は制御フローチャート、第７図及び第８
図は人***置と適正水平フラップ角度との関係を示すグ
ラフ、第９図は別の応用例を示す制御フローチャート、
第１０図（ａｌ〜（ｅｌ及び第１１図（ａ１〜（ｅｌは
室内に複数の人が居る場合におけるフラップ制御対象位
置を示す室内平面模式図、第１２図は無人の場合の同様
の模式図、第１３図は従来装置における人***置検出法
を示す室内平面模式図である。 Ａ・・・人***置検出装置、■・・・空気調和機本体、
１１・・・超音波センサ（距離検出手段）、１６・・・
方向検出手段、３０・・・演算装置（演算手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、空気調和機本体（１）に取着される人***置検出装
   置（Ａ）であって、室内における人が位置する方向を検
   出する方向検出手段（１６）と、方向が検出された人ま
   での本体（１）からの距離を検出する距離検出手段（１
   １）と、上記各検出手段（１６）（１１）において検出
   された検出信号に基づいて人の位置情報を演算出力する
   演算手段（３０）とを有していることを特徴とする空気
   調和機用人***置検出装置。