(57)【要約】【課題】利用者がその室内空間において長時間滞在するような局所的な空間についての温度や湿度情報が十分に認識されないため、意図した空調ができていない等の問題があった。【解決手段】利用者が空調したい場所に温度や湿度等環境情報を発信する環境情報発信装置等の発信装置を複数個置くことで、その発信装置のある空間の環境情報を正確に把握し、局所的により快適に空調することを目的としたものである。また、この空気調和機は風量と風向の自動制御が可能であるため、以上の問題を解決することができる。【選択図】図１
2007271145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度を検知して、その検知した情報を変調信号として室内機に向けて発信する複数個の環境情報発信手段と、
前記環境情報発信手段からの変調信号を受信する受信部と、
前記環境情報発信手段での検知情報がリモコンで設定した温度になるように、
前記受信部で受信した情報に基づいて回転数が制御される貫流ファンと、
前記受信部で受信した情報に基づいて前記環境情報発信手段に向けて風を吹き出すように方向が制御される風向板と、
前記受信部で受信した情報に基づいて制御される圧縮機と、
を備えた空気調和機。
【請求項２】
請求項１において、
前記環境情報発信手段は、湿度も検知することを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記受信部で受信した情報に基づいて、前記環境情報発信手段の水平方向と垂直方向についての入射角を検出し、
検出した入射角から前記室内機と前記環境情報発信手段までの位置を推定し、
これら検出した入射角および推定した位置に基づいて、前記環境情報発信手段に向けて風を吹き出す空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和機に関し、特に、風量や風向を制御し、より快適な空調を可能にする空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１において室内の形態を感知する手段を用いて風向や風量等を調節して空調を行う空気調和機がある。
【０００３】
また、特許文献２や特許文献３においてリモートコントローラの位置を検出し、その方向へ風向や風量を制御して空調を行う空気調和機等がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−０１９５７２号公報
【特許文献２】特開平０６−０５８５９６号公報
【特許文献３】特開平０６−０５８５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような空気調和機により室内形態を感知することができたとしても、室内全体として空調を行うことしかできない。従って、空調したい特定の領域があったとしても、空調できないという問題があった。
【０００６】
また、リモートコントローラの位置を検出しその方向へ風向や風量を制御して空調を行う特許文献２，３のような空気調和機であっても、リモートコントローラの位置でしか空調できない。つまり、信号発信装置の位置検出がリモートコントローラを操作した一ヶ所の空間のみしかないため、その位置での空調しかできないという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、室内の局所領域を快適に空調することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決すべく、室内の温度や湿度等の環境情報を検出し、空気調和機室内機に向けて赤外線等で発信する環境情報発信手段を用いる。この環境情報を室内機本体が受信して水平方向および垂直方向について二次元で赤外線入射角を検出し、この角度情報と所与の長さ情報に基づいて室内機本体から環境情報発信装置が設置された位置を推定する。そして当該特定された位置に対して、所望の空調を行う。
【０００９】
具体的には、温度を検知して、その検知した情報を変調信号として室内機に向けて発信する複数個の環境情報発信手段と、前記環境情報発信手段からの変調信号を受信する受信部と、前記環境情報発信手段での検知情報がリモコンで設定した温度になるように、前記受信部で受信した情報に基づいて回転数が制御される貫流ファンと、前記受信部で受信した情報に基づいて前記環境情報発信手段に向けて風を吹き出すように方向が制御される風向板と、前記受信部で受信した情報に基づいて制御される圧縮機と、を備えた空気調和機により本発明の目的は達成される。
【００１０】
また、前記環境情報発信手段は、湿度を検知しても良い。
【００１１】
また、前記受信部で受信した情報に基づいて、前記環境情報発信手段の水平方向と垂直方向についての入射角を検出し、検出した入射角から前記室内機と前記環境情報発信手段までの位置を推定し、これら検出した入射角および推定した位置に基づいて、前記環境情報発信手段に向けて風を吹き出すことにより、本発明の目的は達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、特定の空間を局所的に空調することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施例１）
以下、本発明の空気調和機の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は空気調和機の全体構成を示す。温度や湿度等の環境情報を発信する複数個の環境情報発信装置１と、発信情報を受信する室内機本体６、および室外機本体２１から大きく構成されている。図２は空気調和機が特定の空間を空調するイメージであり、室内機が据え付けられた室内の模式図である。また、図５は制御のフローチャートである。
【００１５】
なお、この空気調和機は再熱除湿可能な構成、すなわち室内機内に除湿弁を備えており、除湿運転時には室内熱交換器の一部が加熱器，一部が冷却器となる構成を備えている
（図示せず）。これにより、冷房運転，暖房運転，除湿運転が可能な空気調和機である。
【００１６】
まず、図１に記載されている各種装置，手段について説明する。１は環境情報発信装置であり、複数個示されている。６は室内機、２１は室外機である。環境情報発信装置１は温度を検出する温度検出手段２を具備している。湿度を計測して、より快適な空調を得たい場合には、更に湿度を検出する湿度検出手段３を備えても良い。これら環境情報発信装置１により検出した温度の環境情報（以下、便宜的に湿度も含むものとして説明）は発信信号にするために演算処理装置４を用いて赤外線等の変調発信信号に変換する。その後、変調信号発信手段５を用いて、温度や湿度等の環境情報を室内機本体６に向けて一定時間毎に発信する。
【００１７】
次に、発信された変調信号は、室内機本体６に備えられた信号受信手段７が受信する。この受信があるか否かについてはステップＳ１（ｃｆ．図５）で判断することになる。この信号受信手段７は、環境情報信号を受信した後、入射角を検出し（ステップＳ２）、温度・湿度等の情報を検出する（ステップＳ９）。室内機本体６から見た水平方向の入射角α（ｃｆ．図２）を検出する水平方向信号入射角検出手段８、および垂直方向の入射角β（ｃｆ．図２）を検出する垂直方向入射角検出手段９によって構成されており、ここで受信した変調信号は先の二つの入射角検出手段により二方向についての入射角α，βを検出する（ステップＳ２（Ｓ３，Ｓ６））。
【００１８】
図２は室内機本体６が据え付けられた室内模式図を示したものであるが、検出された水平方向と垂直方向の二方向についての入射角度は図２のα、βで表される。図３（ａ）は部屋の平面図であり、室内機本体６と環境情報発信装置１の水平方向の位置を表している。図３（ｂ）は部屋の断面図であり、角度βを構成する面での断面である（便宜的にβ断面図と称する）。図３（ｂ）は室内機本体６と環境情報発信装置１の垂直方向について位置を表している。
【００１９】
まず、図３（ａ）を用いて水平方向について説明する。水平方向についての入射角αから、環境情報発信装置１は室内機本体６から見て角度αの直線Ｘ上に存在することが分かる。
【００２０】
一方、垂直方向については図３（ｂ）のように垂直方向の入射角βを検出する。ここで室内機本体６が据え付けられた高さＨは、一定値として室内機本体６に具備した中央演算処理装置１０に入力されている。高さＨは、部屋の大きさによって異なるものであるが、部屋の大きさは或る程度規格化されているのでＨを幾つか用意しておいて選択するようにすれば良い。或いは据え付け時にサービスマンが入力できるようにしておけば良い（例えば、リモコンを用いて隠しコマンドを入力する等）。これにより環境情報発信装置１の位置を推定できる。
【００２１】
上記の室内機本体６と環境情報発信装置１との距離の算出法を図２，図３，図４を用いて説明する。図４は、図３（ｂ）の室内機本体６と環境情報発信装置１との水平方向についての距離Ｘと、室内機本体６と環境情報発信装置１との距離Ｙで表される三角形について描いたものである。室内機本体６が据え付けられた高さＨと入射角βが分かれば、Ｘ＝Ｙsinβ、Ｈ＝Ｙcosβの関係から、この室内機本体６と環境情報発信装置１までの距離Ｙと水平距離Ｘが求められる（ステップＳ１０）。このとき二つの距離Ｘ，Ｙが求められるが、風量を決定するための距離は水平方向の距離Ｘを基準とするため、中央演算処理装置１０の発信装置位置推定手段１１が上記計算を行い、環境情報発信装置１までの距離Ｘについて求めるものとしている。
【００２２】
次に、上記の環境情報発信装置１から発信される変調信号の室内機本体６への入射角により、風向を制御する方法（ステップＳ４〜Ｓ８）について説明する。
【００２３】
水平方向入射角検出手段８によって検出された水平方向入射角αから最適な左右風向板１９の角度を決定するマトリクスを、左右風向板制御モータ回転角度決定マトリクスＡとする。このマトリクスＡから最適な左右風向板１９の角度を決定する風向板制御モータ回転角度決定手段１４が構成されており、この決定手段１４が左右風向板制御モータ１６に制御信号を送信し、モータ１６を駆動する。そして、現在の角度位置（現在値）と目標値（入射角α）との差によってフィードバック制御することにより、室内機本体６が環境情報発信装置１の設置された左右位置に向けて正確に風向を制御することができる（ステップＳ４，５）。
【００２４】
また、垂直方向についても同様に、垂直方向入射角検出手段９によって検出された垂直方向入射角βから最適な上下風向板２０の角度を決定するマトリクスを、上下風向板制御モータ回転角度決定マトリクスＢとする。このマトリクスＢから、最適な上下風向板２０の角度を決定する風向板制御モータ回転角度決定手段１４が構成されており、この決定手段１４が上下風向板制御モータ１７に制御信号を送信し、モータ１７を駆動する。そして、現在の角度位置（現在値）と目標値（入射角β）との差によってフィードバック制御することにより、室内機本体６が環境情報発信装置１の設置された上下位置に向けて正確に風向を制御することができる（ステップＳ７，８）。
【００２５】
以上により室内機本体６が環境情報発信装置１の設置された位置に向けて正確に風向を制御することができる。
【００２６】
更に、このように決定された室内機本体６と環境情報発信装置１までの距離Ｘと、発信された温度や湿度等の環境情報により、風量を制御する方法について説明する。距離Ｘから好適な貫流ファンモータ回転数を決定するマトリクスを、貫流ファンモータ回転数決定マトリクスＣとする。また、環境情報発信装置１が検出した温度と利用者の設定温度との温度差から、好適な貫流ファンモータ回転数を決定するマトリクスを、貫流ファンモータ回転数決定マトリクスＤとする。このとき、設定したい温度や湿度はリモートコントローラ２５の操作を行うことによって決定されるものとする。この二つのマトリクスから、最適な貫流ファンモータ回転数を決定する貫流ファンモータ回転数決定手段１３が構成されており、この決定手段１３が貫流ファンモータ１５に制御信号を送信し、モータ１５を駆動する。
【００２７】
距離Ｘは固定されているので、現在の検出温度（現在値）と目標値（設定温度）との差によってフィードバック制御することにより、室内機本体６が環境情報発信装置１の設置された位置に向けて最適に風量を制御することができる（ステップＳ１１，１２）。
【００２８】
次に、上記の環境情報発信装置１の発信した温度や湿度等の環境情報から、圧縮機２４の回転数を制御する方法について説明する。上記の風量制御と異なるのは、圧縮機は室内機６内には存在せず、室外機２１内に存在することである。まず環境情報は室外機２１に送られる。すると、中央演算処理装置２２が各種情報から、圧縮機２４を駆動する信号を生成し、圧縮機２４を最適に制御することができる。
【００２９】
ここで、環境情報発信装置１が検出した温度と設定温度との温度差から、好適な圧縮機回転数を決定するマトリクスを、圧縮機モータ回転数決定マトリクスＥとする。また湿度についても同様に、環境情報発信装置１が検出した湿度と設定湿度との湿度差から、好適な圧縮機回転数を決定するマトリクスを、圧縮機モータ回転数決定マトリクスＦとする。
【００３０】
この二つのマトリクスから、最適な圧縮機回転数を決定する中央演算処理装置２２内の圧縮機モータ回転数決定手段２０が構成されており、この決定手段２３が圧縮機（圧縮機のモータ）２４に制御信号を送信し、モータ２４を駆動する。そして、現在の温湿度（現在値）と目標値（設定値）との差によってフィードバック制御することにより、室内機本体６が環境情報発信装置１の設置された位置に向けて正確に温湿度を制御することができる（ステップＳ１１，１３）。
【００３１】
以上のように、これまで環境情報発信装置１が一つの場合について述べてきたが、利用者が空調したい場所に温度や湿度等の環境情報を発信する赤外線等の環境情報発信装置１等の発信装置を複数個置くことで、その発信装置のある複数の特定の空間を局所的に、快適に空調することが可能になる。このときの制御についても、基本的には環境情報発信装置１の一個毎に、図５で示されたフローチャートに従って制御される。
【００３２】
４畳或いは６畳といった小さな部屋では、複数の特定の空間を局所的に空調することのメリットは殆ど無い。その一方で、１６畳或いは２０畳、それ以上といった大きな部屋になるほど場所毎の空調が可能となるメリットは大きい。
【００３３】
また、環境情報発信装置１のうちの１つはリモコン２５に内蔵することも可能である。但し、環境情報発信装置１が１つであると、特許文献２，３と同様であり、本実施形態による空気調和機のメリットは殆ど無い。その一方で、環境情報発信装置１を複数配すれば、各所で快適な空調が実現される。
【００３４】
例えば、大きなリビングでキッチンに人Ａ（例えば妻）が、テレビ前に人Ｂ(例えば夫)が居るような場合であれば、その各所に環境情報発信装置１を配することで、各所においてリモコン２５で設定した快適な空調がそれぞれ実現されるというメリットがある。
【００３５】
また、近年の新築住宅の部屋種類の多様化に伴い、自由に間取りを調整できるリビングルームや部屋形状が増えてきている。このように、部屋の形態を変更させたり或いは引越して部屋形態が変更されたとしても、環境情報発信装置１を配置し直すだけで複数の特定の空間を局所的に、快適に空調することが可能になる。
【００３６】
従来のように空気調和機の室内機６自体が一点で温湿度を計測しているのでは、被空調空間が快適か否か不明であるが、空調したい局所的な空間、つまり目的とする空間が空調されていれば良いのであるから、従来技術では実現できなかった、より経済的な運転・省エネ運転が可能となる。このとき特許文献２，３のようにリモコン２５での一点のみで空調を行うことは、むしろ、部屋全体の空調を妨げる虞もあるが、本実施形態のように複数の点で空調を行うことにより、部屋全体を快適に空調できるというメリットもある。
【００３７】
なお、環境情報発信装置１と室内機本体６の信号受信手段７を赤外線を利用して通信する手段等について述べたが、これに限らず、他の手段を用いて通信してもよい。また、上記した実施例において赤外線と水平方向入射角検出手段８および垂直方向入射角検出手段９を用いて、発信装置と室内機本体との距離を推定したが、これに限らず他の手段でもよい。例えば、受信手段７を２軸周りに回動可能な構成とし、赤外線等の受光量が最大になるように受信手段７を制御したときに、受信手段７の向きを入射角のように扱うことによって距離や角度を推定すれば良い。更に、発展した例として、広域の距離情報を得るために赤外線センサをモータ等に取り付けて回転させる方式、自律的に移動できるロボットのような移動体と合わせた自律移動方式等が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】空気調和機の全体構成図。
【図２】空気調和機の室内機が据え付けられた室内模式図。
【図３】（ａ）部屋の平面図、（ｂ）部屋のβ断面図。
【図４】室内機と環境情報発信装置の位置角度説明図。
【図５】空気調和機制御のフローチャート
【符号の説明】
【００３９】
１…環境情報発信装置、２…温度検出手段、３…湿度検出手段、４…演算処理装置、５…変調信号発信手段、６…室内機本体、７…信号受信手段、８…水平方向入射角検出手段、９…垂直方向入射角検出手段、１０…中央演算処理装置、１１…発信装置位置推定手段、１２…室内外通信手段、１３…貫流ファンモータ回転数決定手段、１４…風向板制御モータ回転角度決定手段、１５…貫流ファンモータ、１６…左右風向板制御モータ、１７…上下風向板制御モータ、１８…貫流ファン、１９…左右風向板、２０…上下風向板、２１…室外機本体、２２…中央演算処理装置、２３…圧縮機モータ回転数決定手段、２４…圧縮機、２５…リモートコントローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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