JP4010282B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内の温度を制御する車両用空調装置に関し、より詳しくは、乗員の周囲に存在する熱源が乗員に与える不快感を抑制することにより、車室内の快適性を向上させる技術に関わる。
【0002】
【従来の技術】
従来より、乗員の表面温度に応じて空調制御を行う車両用空調装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。従来までの車両用空調装置は、非接触温度センサを利用して、車室内の温度に略対応して表面温度が変化する内気温対応部位(例えば天井等)、車室外の温度の影響を受けて表面温度が変化する外気温対応部位(例えば、サイドガラスやリアガラス等)、及び日射の影響を受けて表面温度が変化する日射対応部位(例えば、乗員の着衣やシート等)の温度を検出し、内気温、外気温、及び日射量に応じて適切な室温制御を行う。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−199217号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来までの車両用空調装置は、乗員の表面温度のみを制御対象としているために、日射や外気温等の影響で乗員の周囲に輻射熱を有する熱源が存在する場合には、乗員の表面温度を所定の目標値にするまでに多くの時間を要し、その間乗員は熱源の影響により、ヒエヒエ感やジリジリ感を感じて快適な状態にはならない。また逆に、乗員の表面温度を所定の目標値にするまでの時間を短縮するために、乗員の顔等の部位に直接風を当てた場合には、乗員によっては、顔に直接風が当たることで不快感を憶えることがある。
【0005】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、乗員の周囲に熱源が存在する際の車室内の快適性を向上させる車両用空調装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明に係る車両用空調装置は、車両に搭載され、車室内の熱画像を撮像して熱画像データを取得する熱画像データ取得手段と、前記熱画像データ取得手段により取得された熱画像データを利用して、乗員の表面温度、乗員の温感に影響を及ぼす部位の温度、及び車室内の温度を計測する温度検出手段と、前記温度検出手段により計測された温度及び設定温度に基づいて、空気の吹き出し口位置、風温、及び風量を決定する空調状態決定手段と、前記温度検出手段により計測された温度に基づいて、空気の吹き出し風向を制御する風向制御手段とを備え、前記風向制御手段は、前記乗員の温感に影響を及ぼす部位の温度と乗員の表面温度との温度差が所定値以上となった場合、或いは、前記乗員の温感に影響を及ぼす部位の温度と、前記車室内の温度との温度差が特定値以上となった場合に、前記乗員の温感に影響を及ぼす部位を、直接冷房又は暖房するように吹き出し風向を制御する。
【0007】
【発明の効果】
本発明に係る車両用空調装置によれば、乗員の近くに輻射熱を有する熱源が存在する場合、風向制御手段が、温度制御を行った風をその熱源に直接当てるように風向を制御するので、乗員に対する輻射熱の影響を抑え、乗員の周囲に熱源が存在する際の車室内の快適性を向上させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態となる車両用空調装置の構成及び動作について詳しく説明する。
【0009】
〔車両用空調装置の構成〕
始めに、図1を参照して、本発明の一実施形態となる車両用空調装置の構成について説明する。
【0010】
本発明の一実施形態となる車両用空調装置は、図1に示すように、IR(赤外線)カメラ1、マイクロコンピュータ2、風向制御装置3,及び状態制御装置4を主な構成要素として備える。
【0011】
IRカメラ1は、車室内の熱画像データを取得する。ここで、IRカメラ1が取得する熱画像データは、表面温度が高い場所程濃度値が高い画像となる。また、IRカメラ1は車室内の乗員全てが一枚の画像に写るような位置に設置してもよいし、車室内の座席毎にIRカメラ1を設置して乗員毎に画像を取得してもよい。なお、この実施形態では、1台のIRカメラ1を利用して少なくとも運転席と助手席に座っている乗員を写すこととする。
【0012】
マイクロコンピュータ2は、IRカメラ1が取得した熱画像データを画像処理することにより、乗員20,21(図2参照)が座っている座席を特定すると共に、乗員の顔20a,21b(図2参照)の表面温度分布から顔の代表温度を検出する。また、マイクロコンピュータ2は、外的要因により温度が変化する車室内の部位(例えば、運転席側サイドガラス22a,助手席側サイドガラス23a,リアガラス26、トリム等。図2参照)の温度を検出する。そして、マイクロコンピュータ2は、検出した温度値を風向制御装置3と状態制御装置4に入力する。
【0013】
風向制御装置3は、マイクロコンピュータ2によって検出された温度値に基づいて、輻射熱を有する熱源に温度調整された空気が当たるように、空気の風向を制御する。状態制御装置4は、マイクロコンピュータ2によって検出された温度値と乗員が設定した温度(設定温度)とに基づいて、空気の吹き出し口位置、風温、風量を決定する。
【0014】
ここで、図3はこの車両用空調装置を機能的に表現した図を示し、図中、熱画像データ取得手段11はIRカメラ1、温度検出手段12(乗員温度検出手段121、周囲温度検出手段122、及び室温検出手段123)はマイクロコンピュータ2、風向制御手段14は風向制御装置3、空調状態決定手段13は状態制御装置4にそれぞれ対応する。
【0015】
〔車両用空調装置の動作〕
次に、図4に示すフローチャートを参照して、上記車両用空調装置の動作(空調制御処理)について説明する。
【0016】
図4に示すフローチャートは、車両用空調装置の電源がオン状態になるのに応じて開始となり、空調制御処理はステップS1の処理に進む。
【0017】
ステップS1の処理では、マイクロコンピュータ2が、以後の処理に使用するカウンタやフラグを初期設定状態に戻す初期化処理を実行する。これにより、このステップS1の処理は完了し、空調制御処理はステップS1の処理からステップS2の処理に進む。
【0018】
ステップS2の処理では、マイクロコンピュータ2が、IRカメラ1を制御して車室内の熱画像データを処理領域(例えばRAM等)内に取得し、所定領域内の温度を検出する。より具体的には、このステップS2の処理において、マイクロコンピュータ2は、IRカメラ1の設置位置に基づいて各検出対象の存在位置を特定し、所定領域内の温度分布から検出対象(乗員等)が所定領域内に存在するか否かを判別する。そして、マイクロコンピュータ2は、検出対象が所定領域内に存在する場合、所定領域内の平均温度や最大温度等の温度値をその所定領域の代表温度として検出する。
【0019】
ここで、この実施形態では、マイクロコンピュータ2は、図2に示す、運転席乗員の頭部20aの温度THD、助手席乗員の頭部21aの温度THP、運転席側サイドガラス22aの温度TWD、助手席側サイドガラス23aの温度TWP、及び車室内温度として用いる天井28の温度TRを検出する。なお、この実施形態では、マイクロコンピュータ2は、天井8の温度TRを車室内温度として検出したが、内気温センサ等の温度検出手段を車室内に設置し、温度検出手段の検出値を車室内温度としてもよい。これにより、このステップS2の処理は完了し、空調制御処理はステップS2の処理からステップS3の処理に進む。
【0020】
ステップS3の処理では、状態制御装置4が、ステップS2の処理において検出した各部位の温度と、乗員が設定した温度とに基づいて、空気の吹き出し口位置、風温、風量等の車両のオートエアコンでの基本となる空調状態(モード)を決定し(詳しくは、前述の特許文献1を参照)、決定した空調状態で風を送り出す。これにより、このステップS3の処理は完了し、空調制御処理はステップS4の処理に進む。
【0021】
ステップS4の処理では、風向制御装置3が、外的要因により温度が変化する車室内の部位に風を直接当てるべきか否かを判別する(風向判定処理)。より具体的には、風向制御装置3は、運転席側サイドガラス22aの温度TWDが所定値THighより高い場合は冷たい風、所定値TLowよりも低い場合は暖かい風を直接当てるべきと判別する。ここで、風向制御装置3は、運転席側サイドガラス22aの温度TWDと天井28の温度TRの差が所定値TDiffである場合に直接風を当てるべきと判別してもよい。また、風向制御装置3は、運転席側サイドガラス22aの温度TWDと運転席乗員の頭部20aの温度THDとの差TDiffが所定値以上である場合に直接風を当てるべきと判別してもよい。なお、助手席側の処理は上述の運転席側の処理と同じであるので、以下では、助手席側の処理に関する説明を省略し、運転席側の処理についてのみ説明する。これにより、このステップS4の処理は完了し、空調制御処理はステップS4の処理からステップS5の処理に進む。
【0022】
ステップS5の処理では、風向制御装置3が、ステップS4の判別処理の結果に基づいて制御信号を出力して風向を制御する。より具体的には、外気温の影響で熱を有する運転席側サイドガラス22aに直接風を当てる必要がないと判別した場合、風向制御装置3は、図5に示すセンターベンチ31,32及びサイドベンチ30,33や、図示しない吹き出し口を用いて通常のオートエアコン状態になるように風向を制御する。一方、外気温の影響で熱を有する運転席側サイドガラス22aに風を当てる必要があると判別した場合には、風向制御装置3は、図5に示す運転席側センターベンチ31から送り出す風量を少なくして、運転席側サイドベンチ30から送り出す風量を増やすように風向を制御する。
【0023】
また、図6(a)に示すように運転席側サイドベンチ30及び助手席側サイドベンチ33にルーバー34が付いている場合、風向制御装置3は、運転席側サイドガラス22a及び助手席側サイドベンチ33に直接風が当たるようにルーバー34を制御する。一方、運転席側サイドベンチ30及び助手席側サイドベンチ33にルーバー34が付いていない場合には、図6(b)に示すように、風の通路の一部を遮断する遮蔽板35が必要に応じて運転席側サイドベンチ30及び助手席側サイドベンチ33の奥側に出てくるように制御することにより、運転席側サイドガラス22a及び助手席側サイドガラス23aに風が当たりやすくするようにするとよい。また、図7に示すように、運転席側ドア22のトリム上部に運転席側窓用吹き出し口36を設置して、運転席側サイドガラス22aに直接風が当たるようにしてもよい。これにより、このステップS5の処理は完了し、風向制御処理はステップS5の処理からステップS6の処理に進む。
【0024】
ステップS6の処理では、風向制御装置3が、制御信号の出力終了条件が成立しているか否かを判別する。ここで、制御信号の出力終了条件は、風向制御を一定期間同一の状態で継続するために、時間経過に基づいて決定するとよい。より具体的には、風向制御装置3は、制御開始から所定時刻tが経過した場合、若しくは、ステップS4の判別処理を行い風向制御が不必要と判別された場合において、出力終了条件が成立したと判別するとよい。そして、判別の結果、出力終了条件が成立している場合、風向制御装置3は、風向制御処理をステップS6の処理からステップS2の処理に戻す。一方、出力終了条件が成立していない場合には、ステップS7の処理としてマイクロコンピュータ2がステップS2の処理と同様の各部位の温度検出処理を行った後、風向制御処理は再びステップS6の処理に戻る。
【0025】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態となる車両用空調装置によれば、乗員の近くに輻射熱を有する熱源が存在する場合には、風向制御装置3が、その熱源を積極的に冷暖房するように制御するので、乗員に与える輻射熱の影響を最小限に抑え、乗員の周囲に熱源が存在する際の車室内の快適性を向上させることができる。
【0026】
また、本発明の一実施形態となる車両用空調装置によれば、マイクロコンピュータ2が、乗員の表面温度と輻射熱を有する部位の温度、及び車室内の温度を計測し、風向制御装置3は、計測された温度に基づいて車室内の温度を制御するので、乗員の感覚に合わせた空調制御を行うことができる。
【0027】
さらに、本発明の一実施形態となる車両用空調装置によれば、風向制御装置3が、輻射熱を有する熱源の温度と、乗員表面温度又は室温との差に応じて熱源を冷暖房するように制御するので、乗員や室内の状態が変化した場合であっても快適な空調制御を行うことができる。
【0028】
また、本発明の一実施形態となる車両用空調装置によれば、風向制御装置3が、座席毎に輻射熱を最適な状態で抑制するので、車両の乗員毎の快適性を向上させることができる。
【0029】
さらに、本発明の一実施形態となる車両用空調装置によれば、マイクロコンピュータ2が、乗員が所定領域内に存在するか否かを判別し、風向制御装置3は、乗員が存在する空間のみ風向制御処理を行うので、空調効率を向上させることができる。
【0030】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態となる車両用空調装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示すIRカメラのデータ取得領域を示す図である。
【図3】図1に示す車両空調装置の機能ブロック図である。
【図4】本発明の一実施形態となる空調制御処理の流れを示すフローチャート図である。
【図5】空気吹き出し口の構成を示す模式図である。
【図6】本発明の一実施形態となる風向制御処理を説明するための図である。
【図7】サイドガラス下のトリムに設置された空気吹き出し口の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
1…IRカメラ
2…マイクロコンピュータ
3…風向制御装置
4…状態制御装置
11…熱画像データ取得手段
12…温度検出手段
121…乗員温度検出手段
122…周囲温度検出手段
123…室温検出手段
13…状態決定手段
14…風向制御手段
20…運転席乗員
20a…運転席乗員の頭部
21…助手席乗員
21a…助手席乗員の頭部
22…運転席側ドア
22a…運転席側サイドガラス
23…助手席側ドア
23a…助手席側ドアサイドガラス
24…運転席シート
25…助手席シート
26…リアガラス
27…リアシート
28…天井
30…運転席側サイドベンチ
31…運転席側センターベンチ
32…助手席側センターベンチ
33…助手席側サイドベンチ
34…ルーバー
35…遮蔽板
36…運転席窓用吹き出し口
37…助手席窓用吹き出し口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle air conditioner that controls the temperature in a passenger compartment. More specifically, the present invention relates to a technique for improving comfort in a passenger compartment by suppressing discomfort given to passengers by a heat source existing around the passenger. Involved.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a vehicle air conditioner that performs air conditioning control according to the surface temperature of an occupant is known (see, for example, Patent Document 1). Conventional vehicle air conditioners use a non-contact temperature sensor and are affected by internal temperature corresponding parts (for example, ceilings) whose surface temperature changes substantially corresponding to the temperature in the passenger compartment, and the temperature outside the passenger compartment. Detecting the temperature of the part corresponding to the outside air temperature (for example, side glass and rear glass) where the surface temperature changes, and the part corresponding to the solar radiation (for example, occupant's clothes and seat) where the surface temperature changes due to the influence of solar radiation, Appropriate room temperature control is performed according to the inside temperature, outside temperature, and amount of solar radiation.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-199217
[Problems to be solved by the invention]
However, since conventional vehicle air conditioners control only the surface temperature of the occupant, if there is a heat source having radiant heat around the occupant due to the influence of solar radiation, outside air temperature, etc., the surface of the occupant It takes a lot of time for the temperature to reach a predetermined target value, and during that time, the passenger does not feel comfortable because of the heat source and the feeling of tingling and tingling. Conversely, in order to reduce the time required for the surface temperature of the occupant to reach a predetermined target value, when the wind is directly applied to a part such as the occupant's face, the wind directly hits the face depending on the occupant. You may remember discomfort.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner that improves comfort in a passenger compartment when a heat source is present around an occupant. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a vehicle air-conditioning apparatus according to the present invention is mounted on a vehicle and captures a thermal image in a passenger compartment to acquire thermal image data, and the thermal image data. Using the thermal image data acquired by the acquisition means, the temperature detection means for measuring the surface temperature of the occupant, the temperature of the part that affects the occupant's thermal sensation, and the temperature in the passenger compartment, and the temperature detection means Based on the measured temperature and the set temperature, the air-conditioning state determining means for determining the air outlet position, the air temperature, and the air volume, and the air blowing air direction are controlled based on the temperature measured by the temperature detecting means. A wind direction control means, wherein the wind direction control means has a temperature difference between a temperature of a part that affects the temperature sensation of the occupant and a surface temperature of the occupant equal to or greater than a predetermined value, or the temperature sensation of the occupant To affect And the temperature of the boss portion, the temperature difference between the temperature of the vehicle interior is when it becomes a specific value or more, the influence site warming of the occupant, to control the balloon wind direction so as to direct cooling or heating .
[0007]
【The invention's effect】
According to the vehicle air conditioner according to the present invention, when there is a heat source having radiant heat near the occupant, the wind direction control means controls the wind direction so that the temperature-controlled wind is directly applied to the heat source. The influence of the radiant heat on the occupant can be suppressed, and the comfort in the passenger compartment when the heat source exists around the occupant can be improved.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the configuration and operation of a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0009]
[Configuration of vehicle air conditioner]
First, with reference to FIG. 1, the structure of the vehicle air conditioner which becomes one Embodiment of this invention is demonstrated.
[0010]
As shown in FIG. 1, a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention includes an IR (infrared) camera 1, a
[0011]
The IR camera 1 acquires thermal image data in the passenger compartment. Here, the thermal image data acquired by the IR camera 1 is an image having a higher density value as the surface temperature is higher. The IR camera 1 may be installed at a position where all the passengers in the vehicle can be seen in one image, or the IR camera 1 is installed for each seat in the vehicle to acquire an image for each passenger. Also good. In this embodiment, the occupant sitting at least on the driver's seat and the passenger seat is copied using one IR camera 1.
[0012]
The
[0013]
Based on the temperature value detected by the
[0014]
Here, FIG. 3 shows a functional representation of this vehicle air conditioner, in which the thermal image data acquisition means 11 is the IR camera 1, temperature detection means 12 (occupant temperature detection means 121, ambient temperature detection means). 122 and room temperature detection means 123) correspond to the
[0015]
[Operation of vehicle air conditioner]
Next, the operation of the vehicle air conditioner (air conditioning control process) will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0016]
The flowchart shown in FIG. 4 starts when the power supply of the vehicle air conditioner is turned on, and the air conditioning control process proceeds to step S1.
[0017]
In the process of step S1, the
[0018]
In the process of step S2, the
[0019]
Here, in this embodiment, the
[0020]
In the process of step S3, the state control device 4 performs the vehicle auto-detection such as the air outlet position, the air temperature, and the air volume based on the temperature of each part detected in the process of step S2 and the temperature set by the occupant. The basic air conditioning state (mode) of the air conditioner is determined (for details, refer to Patent Document 1 described above), and wind is sent out in the determined air conditioning state. Thereby, the process of step S3 is completed, and the air conditioning control process proceeds to the process of step S4.
[0021]
In the process of step S4, the wind direction control device 3 determines whether or not the wind should be directly applied to a part of the passenger compartment where the temperature changes due to an external factor (wind direction determination process). More specifically, the wind direction control device 3 determines that the cold wind should be directly applied when the temperature TWD of the
[0022]
In the process of step S5, the wind direction control device 3 outputs a control signal based on the result of the determination process of step S4 to control the wind direction. More specifically, when it is determined that it is not necessary to directly apply wind to the
[0023]
6A, when the
[0024]
In the process of step S6, the wind direction control device 3 determines whether or not an output end condition for the control signal is satisfied. Here, the output end condition of the control signal may be determined based on the passage of time in order to continue the wind direction control in the same state for a certain period. More specifically, the wind direction control device 3 satisfies the output termination condition when the predetermined time t has elapsed from the start of the control or when the determination process of step S4 is performed and it is determined that the wind direction control is unnecessary. It is good to distinguish. If the output termination condition is satisfied as a result of the determination, the wind direction control device 3 returns the wind direction control process from the process of step S6 to the process of step S2. On the other hand, if the output end condition is not satisfied, after the
[0025]
As is clear from the above description, according to the vehicle air conditioner of one embodiment of the present invention, when there is a heat source having radiant heat near the occupant, the wind direction control device 3 actively uses the heat source. Therefore, it is possible to minimize the influence of radiant heat on the occupant and to improve the comfort of the passenger compartment when there is a heat source around the occupant.
[0026]
Moreover, according to the vehicle air conditioner which becomes one Embodiment of this invention, the
[0027]
Furthermore, according to the vehicle air conditioner which is one embodiment of the present invention, the wind direction control device 3 is controlled to cool and heat the heat source according to the difference between the temperature of the heat source having radiant heat and the passenger surface temperature or room temperature. Therefore, comfortable air-conditioning control can be performed even when the occupant or the indoor state changes.
[0028]
Moreover, according to the vehicle air conditioner which becomes one Embodiment of this invention, since the wind direction control apparatus 3 suppresses a radiant heat in the optimal state for every seat, it can improve the comfort for every passenger | crew of a vehicle. .
[0029]
Furthermore, according to the vehicle air conditioner which is one embodiment of the present invention, the
[0030]
As mentioned above, although the embodiment to which the invention made by the present inventors was applied has been described, the present invention is not limited by the description and the drawings which form part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, it should be added that other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a data acquisition area of the IR camera shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a functional block diagram of the vehicle air conditioner shown in FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of air conditioning control processing according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an air outlet.
FIG. 6 is a diagram for explaining a wind direction control process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of an air outlet provided in a trim under a side glass.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (2)
前記熱画像データ取得手段により取得された熱画像データを利用して、乗員の表面温度、乗員の温感に影響を及ぼす部位の温度、及び車室内の温度を計測する温度検出手段と、
前記温度検出手段により計測された温度及び設定温度に基づいて、空気の吹き出し口位置、風温、及び風量を決定する空調状態決定手段と、
前記温度検出手段により計測された温度に基づいて、空気の吹き出し風向を制御する風向制御手段とを備え、
前記風向制御手段は、前記乗員の温感に影響を及ぼす部位の温度と乗員の表面温度との温度差が所定値以上となった場合、或いは、前記乗員の温感に影響を及ぼす部位の温度と、前記車室内の温度との温度差が特定値以上となった場合に、前記乗員の温感に影響を及ぼす部位を、直接冷房又は暖房するように吹き出し風向を制御すること
を特徴とする車両用空調装置。Thermal image data acquisition means mounted on a vehicle and capturing thermal image data by capturing a thermal image in the passenger compartment;
Using the thermal image data acquired by the thermal image data acquisition means, the temperature detection means for measuring the surface temperature of the occupant, the temperature of the part that affects the occupant's thermal sensation, and the temperature in the passenger compartment ,
Based on the temperature measured by the temperature detecting means and the set temperature, the air-conditioning state determining means for determining the air outlet position, the air temperature, and the air volume;
Wind direction control means for controlling the direction of air blown air based on the temperature measured by the temperature detection means,
When the temperature difference between the temperature of the part that affects the occupant's thermal sensation and the surface temperature of the occupant exceeds a predetermined value, or the temperature of the part that affects the occupant's thermal sensation And when the temperature difference between the passenger compartment and the vehicle interior exceeds a specific value , the blown air direction is controlled so as to directly cool or heat the portion that affects the occupant's thermal sensation. Vehicle air conditioner.
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