专利名称：空调器的百叶窗驱动装置以及控制该百叶窗驱动装置的方法
技术领域：
本发明涉及的是空调器百叶窗的驱动装置以及控制该百叶窗驱动装置的方法。具体地说，本发明涉及的是具有通过检测房间内各个部位而自动地将冷空气流引向房间内各人的性能的空调器的百叶窗驱动装置。
下面的描述涉及到与本发明相关的传统技术。
在日本未审查的专利公开文件NO.1993-240488(1993年9月7日申请)中公开的空调系统中，有一个红外传感器，该传感器使用人机体(humanorganism)跟踪机构可以检测分隔成若干区间的整个房间。控制器根据红外传感器的输出信号控制气流，计算出任两个相邻区间的温差，并确定出所测定的热源是否就是人体。
在日本未审查的专利公开文件NO.1993-149791(1993年6月15日申请)中所描述的室内环境信息检测装置，通过计算房间容积，房间角度和壁温使空调器很好地进行空气调节。
在日本未审查的专利公开文件NO.1990-143047(1990年6月1日申请)所描述的系统中，通过在人体所在的地板表面设置一个人体探测区，当靠近人体探测区的地板表面温度和室内温度之间的温差超过参考值时可以更好地进行空气调节。
在韩国未审查的专利公开文件NO.1995-25366(1995年9月15日申请)描述的系统中，通过采用一个远距离传感器(distance sensor)检测要进行空气调节的房间，以确定是否有人体在房内，从而自动地将空气调节对着人所在的位置。
现在参照附图描述传统空调器以及其百叶窗驱动系统。
如图6所示，传统空调器百叶窗驱动系统包括一个选择空调形式和空气流的功能选择单元200，一个探测百叶窗的驱动位置，从而控制空气流的垂直矢量的百叶窗垂直位置的探测单元300，以及一个探测百叶窗的驱动位置，从而控制空气流的水平矢量的百叶窗水平位置的探测单元400。百叶窗驱动装置还有一个用于驱动垂直百叶窗的垂直百叶窗驱动单元500，一个用于驱动水平百叶窗的水平百叶窗驱动单元600，一个含有若干用于探测空调房间内的人体位置的人体传感器的人体探测单元700，以及一个根据人体传感器输出的信号控制百叶窗驱动单元的微型电子计算机100。
下面描述的是传统空调器的运行方式以及该空调器的百叶窗驱动系统。
普通型空调器包括一台压缩机，一个冷凝器，一根毛细管，一个蒸发器和一根制冷剂管。空调器通过吸收室内的热空气降低温度，减少室内空气的湿度，或者通过把热空气传送到室内来升高室内温度。后者通过使制冷剂反相来实现。空调器主体一侧设置的入口栅格(intake grill)吸入较热的室内空气，而在入口栅格上方或下方设置的冷空气出口将通过蒸发器的制冷剂冷却下来的空气吹入室内。安装在主体内的室内风扇使空气进行循环，让空气进入空调器并从空调器中出来。
一个旋转地安装在冷空气出口内的风向控制百叶窗对冷空气流进行控制。该风向控制百叶窗包括一个将冷空气流向上方或下方的垂直百叶窗，由此改变冷空气喷射出来的路程，该风向控制百叶窗还包括一个使冷空气向右或左的水平百叶窗。用垂直马达和水平马达分别控制垂直百叶窗和水平百叶窗。
如图7所示，一旦若干传感器A1、A2、B1、B2、C1和C2感测到有人体存在时，控制回路140使百叶窗130旋转，从而控制冷空气流动。
如图6所示，传统空调器的百叶窗驱动系统包括一个选择空气调节形式和空气流的功能选择单元200，一个探测百叶窗的驱动位置，从而控制空气流的垂直矢量的百叶窗垂直位置探测单元300，以及一个探测百叶窗的驱动位置，从而控制空气流的水平矢量的百叶窗水平位置的探测单元400。
现在参照图6，人体探测单元700包括若干人体传感器710至760。每个人体传感器均由以水平或垂直方向安装在空调器主体一侧的红外传感器组成。
图8和图9分别为水平区域探测单元的探测区和邻近探测单元的探测区。将人体探测单元700的六个人体传感器安装在空调器主体110的一侧，以感测出在水平和垂直地划分成的六个区间的空间内存在的人体。
人体传感器120的水平探测区分为右、中、左、它们确定人体160和空调器的主体110之间的距离是长(I)还是短(II)。房间内的这些总结果分成六个三维区间。因此人体存在在这些区间内使得水平百叶窗和垂直百叶窗受到控制。当人体传感器120探测到人体160.位于左边近距离区域(左，II)内时，则水平百叶窗被设置到左边，此时朝下驱动垂直百叶窗，使冷空气朝向人体160流动。
在上述传统空调器中，根据空调器相对于垂直方向的位置由人体传感器对需进行空调的房间的垂直空间进行划分，人体传感器可能会对人体的位置判断错误，这样就造成垂直百叶窗的错误动作，所以就降低了空调器的效率和精度。
为了适当地控制空气调节，在把需要进行空调的房间划分成若干区域的情况下，通常室内的每个区域都要安装人体传感器，由此就增加了产品成本。
本发明通过引进一种空气调节器的百叶窗驱动装置和控制该百叶窗驱动装置的方法就可消除传统技术中的上述问题。
本发明的第一个目的是提供一种空调器百叶窗驱动装置及控制该百叶窗驱动装置的方法，由此精确地确定人体的位置，使比较容易地控制垂直百叶窗和水平百叶窗。
本发明的第二个目的在于提供一种空调器的百叶窗驱动装置，其所用的人体传感器数要比需进行空调的房间划分的区域数要少，而且还提供一种用于控制百叶窗驱动装置的方法。
为了实现上述目的和优点，根据本发明概括描述的任务，本发明涉及的空调器百叶窗驱动装置含有一个用于吸入室内空气并对室内空气进行热交换，并将热交换了的空气供给室内的主体，以及根据给定方向用于控制空气流的百叶窗。
本发明的百叶窗驱动装置包括多个用于检测房间内存在人体的人体传感器；多个人体位置探测单元，每个探测单元均接收来自人体传感器输出的信号，由此确定人体距离空调器的邻近一侧的水平位置；操纵百叶窗的运行，从而控制热交换过的空气流向人体的百叶窗驱动单元；以及一台微型计算机，它接收人体位置探测单元输出的探测信号，然后把控制信号传送给百叶窗驱动单元。
本发明的另一方面在于提供控制上述百叶窗驱动装置的方法，该方法包括如下步骤根据各传感器的输出信号探测人体的水平运动；根据各传感器的输出信号确定人体和空调器之间的距离；和控制百叶窗，使热交换过的空气流向人体。
现在参照附图详细描述本发明的较佳实施例。
图1为本发明第一较佳实施例的空调器百叶窗驱动装置的方框图；图2A到2E为根据第一较佳实施例作出的近距离输出波形；图3为本发明人体传感器的探测区域；图4为本发明百叶窗驱动控制机构的控制顺序的流程图；图5A和5B为图4百叶窗驱动控制机构的控制顺序的详细流程图；图6为传统技术的百叶窗驱动控制装置的方框图；图7示意地表示传统空调器的结构；图8表示传统技术的水平区探测单元的探测区；和图9为传统技术的近距离探测单元的探测区。
图1为本发明第一较佳实施例的空调器百叶窗驱动装置的方框图。
百叶窗驱动装置包括一个由用户通过其选择所需形式的空调和空气流的功能选择单元20，一个用于检测垂直百叶窗的当前驱动位置的垂直百叶窗位置探测单元30；一个用于检测水平百叶窗的当前驱动位置的水平百叶窗位置探测单元40；以及一个用于驱动垂直百叶窗的垂直百叶窗驱动单元50。
百叶窗驱动装置还包括一个驱动水平百叶窗的水平百叶窗驱动单元60。百叶窗驱动装置还包括有多个检测房间内存在人体的人体传感器91、92和93，房间被划分成右区，左区和中区；根据人体传感器91、92和93的输出探测人体和空调器之间的距离的垂直位置探测单元71、72和73；根据人体传感器91、92和93的输出探测房间内人体水平位置的水平位置探测单元81、82和83；以及一台微型计算机10，该微机在接收到各垂直位置探测单元71、72和73以及水平位置探测单元81、82和83的输出信号后，把控制信号传送给垂直百叶窗驱动单元50和水平百叶窗驱动单元60。
各个水平位置探测单元81、82和83都有将人体传感器的输出信号放大变成方波信号的信号放大器812、822和832以及比较器811、821和831，各比较器将由信号放大器812、822和832放大了的信号与设定参考电压比较后将输出信号传送到微型计算机10中。
图5A和5B为本发明的百叶窗驱动控制机构的控制顺序的详细流程图。百叶窗驱动控制机构包括如下控制步骤根据人体传感器的输出探测人体的水平位置(S10)；根据人体传感器的输出探测人体和空调器之间的距离(S12)；通过分析水平位置和得到的距离确定人体是否处在需进行空调的房间的右部区域(S14)；当人体处于房间右部区域时，确定是否还有一个人体在中间区域(S16)；当人体在右部区域和中间区域时，确定是否还有人体处在左部区域(S18)。
百叶窗驱动控制机构还包括步骤当人体位于右部区域而不在中间区域时确定是否有人体在左部区域(S20)；如果有人体在右部、中间和左部区域，使水平百叶窗旋转扫过房间内的所有水平面积(S22)；如果在右部和中间区域有人体而左部区域没有人体时，则使水平百叶窗从中间区域旋转到右部区域(S24)；如果在右部和左部区域有人体而中间区域没有人体时，使水平百叶窗旋转扫过房间内的所有水平面积(S26)；如果在右部区域有人体而在中间和左部区域没有人体时，将水平百叶窗设置到右部(S28)；当在步骤S14中右部区域中没有人体时，确定人体是否在中间区域(S30)；当右部区域没有人体而中间区域有人体时，确定左部区域是否有人体(S32)；如果在右部区域没有人体，而在中间和左部区域有人体时，则使水平百叶窗从中间旋转到左边(S34)；如果在右部或左部区域内没有人体而在中间区域有人体时，将水平百叶窗设置到中间(S36)。
百叶窗驱动控制机构还包括进行如下步骤当右部或中间区域没有人体时，确定房间的左部区域是否有人体(S38)；如果右部和中间区域中没有人体而在左部区域中有人体时，将水平百叶窗设置到左部(S40)；如果在右部，中间和左部区域中均没有人体时，将水平百叶窗设置到中间，使压缩机的运行处于最低驱动位置，从而结束控制顺序(S42)；在把水平百叶窗旋转到或设置到预定方位后，确定是否在近距离处有人体(S50)；当在近距离处有人体时，把垂直百叶窗设置到近距离(short-distance)区域(S52)，当近距离区域中没有人体时，确定中距离区域是否有人体(S54)，当在中距离(midle-distance)区域有人体时，调节垂直百叶窗到中距离区域(S56)；如果中距离区域没有人体，确定在远距离(long-distance)区域有人，则把垂直百叶窗设置到远距离区域(S58)。
下面描述的是空调器百叶窗驱动装置的运行情况以及其控制机构。
现在参照图1，用功能选择单元20选择所需的空调形式和空调器的空气流。垂直百叶窗位置探测单元30探测垂直百叶窗的当前位置，水平百叶窗位置探测单元40探测水平百叶窗的当前位置。垂直百叶窗驱动单元50控制垂直百叶窗动作，水平百叶窗驱动单元60控制水平百叶窗的动作。多个人体传感器91、92和93其每个均检测房间的右部，中间或左部区域是否有人体存在。
垂直位置探测单元71、72和73根据人体传感器91、92和93的输出探测人体与空调器之间的距离，水平位置探测单元81、82和83根据人体传感器91、92和93的输出探测人体的水平位置。
每个水平位置探测单元81、82和83均含有将人体传感器的输出信号放大成方波信号的信号放大器812、822和832以及比较器811、821和831，各比较器将这些方波信号与设定的参考电压进行比较，它为微型计算机10产生高电位或低电位。
各个垂直位置探测单元71、72和73用作为把表示人体和空调器之间的距离的信号放大成预定幅度信号的放大器。通过模拟/数字转换输入端1A/D，2A/D或3A/D把放大了的信号输入到微型计算机10中。微型计算机10探测信号幅度以及该信号的偏角(inclination)，以确定空调器和人体之间的距离。
图2A至2E为空调器垂直位置探测单元的输出波形。空调器和人体间的距离越远，加到模拟/数字转换输入端1A/D，2A/D和3A/D上的模拟信号的幅度和偏角就越小。
参照图1，当空调器探测到人体的位置时，人体传感器91，92和93用两个不同放大系数放大传感器膜层(sensor films)电压。将各个探测信号输入到微机的模拟/数字转换输入端1A/D，2A/D和3A/D用于探测垂直距离。为了探测水平距离，放大器812，822和832将各信号放大，通过比较器811，821和831将数字信号输入到微型计算机10中。微型计算机10并参照各信号探测人体的水平位置，探测人体与空调器之间的垂直距离，和产生百叶窗驱动控制信号。垂直位置探测单元71，72和73的信号放大系数B略小于水平位置探测单元81，82和83的信号放大系数A(A＞B)。
图3表示本发明空调器的人体传感器的探测区域，图5A和5B为本发明空调器的百叶窗驱动控制机构的控制顺序的详细流程图。
用户在选择了所需的空调形式，温度和空气流之后，微型计算机10计算出所选温度和空调器温度传感器探测到的实际室内温度之间的温差，并确定压缩机的运行频率。在微型计算机10的控制下按照运行频率驱动压缩机，压缩机的运行随室内空调负载而变化。百叶窗的运行按图5A和5B的顺序同时受到压缩机动作的控制。首先多个人体传感器检测人体的当前水平位置(S10)，然后检测人体和空调器之间的距离(S12)。
如果人体是在左边的中距离区域3B内，探测房间左边区域的人体传感器91确定左边区域有人体存在就产生方波信号。此外，根据人体传感器91的输出，由水平位置探测单元确定人体和空调器之间的距离。当人体传感器91的输出信号被放大了预定的放大系数B倍以后被输入到模拟/数字转换输入端时，微型计算机10将它与参考值α和β(α＞β)进行比较。如果模拟/数字转换信号小于α而大于β时，微型计算机10确定人体处于中距离区域内。
微型计算机10在分析了由探测该水平位置和距离得到的结果后确定右部区域是否有人体存在(S14)，然后再确定中间区域是否也有人体存在(S16)。当房间内有多个人体时，则在房间的至少两个区域内探测存在的人体。
如果在房间的右部和中间区域探测到人体，则微型计算机10再确定左部区域是否有人体(S18)。当右部区域有人体而中间区域没有时，微型计算机10确定房间的左部区域是否有人(S20)。
如果在房间的右部，中间和左部区域均有人体，则微型计算机10使水平百叶窗在空调器的所有水平范围旋转(S22)。当右部区域和中间区域有人体而左部区域没有时，计算机使水平百叶窗从中间旋转到右边(S24)。当一个人体在左部区域，而另一个人体在右部区域，但中间区域没有人时，微型计算机10使水平百叶窗横过空调器的所有水平范围旋转(S26)。
当人体在右部区域而不在中间区域和左部区域时，将水平百叶窗设置到右边(S28)，使热交换过的空气朝向右部区域的人体。
如果微型计算机10探测到人体不在右部区域时(S12)，它就确定在房间的中间区域是否还有另一个人体(S30)。如有的话，再确定在左部区域是否有别的人体(S32)。
当右部区域没有人体而在中部和左部区域有人体时，微型计算机10使水平百叶窗从中部向左部旋转(S34)。当左部区域和右部区域没有人体，而中间区域有人体时，微型计算机10将水平百叶窗设置在中间(S36)。
当房间的右部和中间区域没有人体时，微型计算机10确定左部区域是否另有人体(S38)。当房间的右部和中间区域均无人体而左部区域有人体时，微型计算机10将水平百叶窗设置到左边(S40)。
如果房间的右部，中间和左部区域均无人体时，微型计算机10把水平百叶窗设置到中间，压缩机在最低的驱动级(level)下运行(S42)，由此控制步骤停止。换言之，当房间内没有人体时，微型计算机10将水平百叶窗设置到中间并把压缩机的工作频率预调到最低级(level)，由于没有必要使压缩机工作，所以功率消耗可以达到最低。
通过探测人体水平位置，固定或旋转水平百叶窗以后，微型计算机10确定房间内的人体是否在近距离区域内(S50)，当人体在房间里的近距离区域内时，它就把垂直百叶窗降低到近距离区域(S52)。
当在近距离区域内无人体时，微型计算机10确定中距离区域是否有人体(S54)，并把垂直百叶窗调节到中距离区域(S56)。如果中距离区域没有人体，微型计算机10将垂直百叶窗升到远距离区域(S58)。
根据本发明空调器的百叶窗驱动装置及其控制机构。由垂直位置探测单元71，72和73以及水平位置探测单元81，82和83的输出信号确定人体的当前位置。垂直百叶窗和水平百叶窗的动作均由人体位置控制，使热交换过的空气可直接供给人体。由于人体和空调器之间的距离准确地由各区域中的人体传感器进行计算，所以所用的昂贵的红外传感器数少于传统空调器的传感器数。
综上所述，本发明的垂直和水平位置探测单元首先精确地探测人体位置，然后将热交换过的空气直接适当地供给使用者。用比传统空调器少的红外传感器检测需进行空调的房间的各区域，这样就减少了生产成本。
权利要求
1.一种空调器中的百叶窗驱动装置，该空调器具有一个主体和多个百叶窗，主体用以吸入房间的室内空气并对房间的室内空气进行热交换，而且将热交换过的空气供给该房间，百叶窗用以上下和左右地改变空气流的方向，该装置包括多个人体传感器，用于检测房间内存在的人体；人体位置探测设备，用于接收人体传感器的输出信号、探测人体水平位置以及人体与空调器之间的垂直距离；百叶窗驱动设备，用于操纵百叶窗的运行，使热交换过的空气直接流向人体位置；和微型计算机，用于接收人体位置探测设备的探测信号并把控制信号传送给百叶窗驱动设备。
2.根据权利要求1的百叶窗驱动装置，其中，各人体传感器分别检测房间的右部、左部和中间区域是否有人体存在。
3.根据权利要求1的百叶窗驱动装置，其中，人体传感器各均为红外传感器。
4.根据权利要求1的百叶窗驱动装置，其中，人体位置探测设备包括水平位置探测单元，其根据人体传感器的输出信号探测人体水平位置；和垂直位置探测单元，其根据人体传感器的输出信号探测人体与空调器之间的垂直距离。
5.根据权利要求4的百叶窗驱动装置，其中，水平位置探测单元各均包括接收和放大人体传感器输出信号的放大器以及将放大了的信号与参考电压作比较并产生数字信号的比较器。
6.根据权利要求4的百叶窗驱动装置，其中，垂直位置探测单元接收和放大人体传感器的输出信号并产生模拟信号。
7.一种控制空调器百叶窗驱动装置的方法，该空调器具有一个主体、多个百叶窗和多个传感器，主体用以吸入房间的室内空气并对房间的室内空气进行热交换，而且将热交换过的空气供给房间内，百叶窗按上下和左右的方向控制空气流，传感器检测右部、左部和中间区域是否有人体存在，该方法包括如下步骤根据传感器的输出信号探测人体的水平位置；根据传感的输出信号探测人体和空调器之间的距离；根据传感器的输出信号确定房间的一个探测区域中是否有人体；和控制百叶窗，向有人体的区域提供热交换过的空气。
8.根据权利要求7的控制窗调器百叶窗驱动装置的方法，其中，探测人体水平位置的步骤在于通过将各传感器的输出信号分别与设定的参考值进行比较，确定房间的相应区域内是否有人体存在。
9.根据权利要求7的控制空调器百叶窗驱动装置的方法，其中，探测人体与空调器之间的距离的步骤在于根据各传感器的每个信号的幅度以及偏角来计算人体和空调器之间的距离。
10.根据权利要求9的控制空调器百叶窗驱动装置的方法，其中，人体和空调器之间的距离正比于各传感器信号的幅度和偏角值。
全文摘要
一种空调器的百叶窗驱动装置,该空调器含有一个主体和多个百叶窗,该百叶窗驱动装置,包括多个探测房间内是否有人体存在的人体传感器;多个均可以接收人体传感器的输出信号的人体位置探测单元,这些探测单元用于探测人体的水平位置和人体与空调器之间的垂直距离;操纵百叶窗动作,将热交换过的空气供应给人体的百叶窗驱动单元;以及接收人体位置探测单元的探测信号并为百叶窗驱动单元产生控制信号的微机。
文档编号F24F11/02GK1172932SQ9710457
公开日1998年2月11日 申请日期1997年3月28日 优先权日1996年8月2日
发明者文重基, 金男植 申请人:三星电子株式会社