JP7084002B2

JP7084002B2 - 温度推定装置、空調制御装置、空調制御システム

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Publication number: JP7084002B2
Application number: JP2020166144A
Authority: JP
Inventors: 千晶坪井; 翔太堀; 隆史加藤; 真代上村
Original assignee: Daikin Industries Ltd; Osaka University NUC
Current assignee: Daikin Industries Ltd; Osaka University NUC
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: US20230228443A1; EP4215833A1; WO2022071342A1; CN116235009A; JP2022057744A

Description

本開示は、温度推定装置、空調制御装置、空調制御システムに関する。

特許文献１には、睡眠環境温度を制御する睡眠環境温度制御装置が開示されている。この装置は、生体信号検出手段と睡眠深度判定手段と温度制御手段とを備える。生体信号検出手段は、利用者の生体信号を無侵襲且つ無拘束で検出する。睡眠深度判定手段は、生体信号検出手段により検出された生体信号の時系列データに基づいて、利用者の睡眠深度を判定する。温度制御手段は、睡眠深度判定手段により判定された睡眠深度に基づいて、温度調整機能を有する制御対象装置を制御して睡眠環境温度を制御する。

特開２０１９－２４６２８号公報

しかしながら、就寝者に適した環境温度の適値を推定することが困難である。例えば、就寝者毎に環境温度の適値が異なる。

本開示の第１の態様は、温度推定装置に関し、この温度推定装置は、環境温度毎に就寝者（P）の副交感神経活動の安定性を求め、前記環境温度と前記就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係を導出する導出部（31）と、前記導出部（31）により導出された前記対応関係に基づいて、前記就寝者（P）に適した前記環境温度の適値（T1）を推定する推定部（32）とを備える。

第１の態様では、環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係に基づいて、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定することができる。

本開示の第２の態様は、第１の態様において、前記導出部（31）は、前記就寝者（P）のノンレム睡眠期間（P11,P21,P31,P41）における前記就寝者（P）の副交感神経活動に基づいて、前記就寝者（P）の副交感神経活動の安定性を求めることを特徴とする温度推定装置である。

第２の態様では、就寝者（P）の自律神経が不安定になりやすいレム睡眠期間（P12,P22,P32,P42）を避けて、就寝者（P）の副交感神経活動の安定性を精度良く求めることができる。これにより、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を精度良く推定することができる。

本開示の第３の態様は、第１または第２の態様において、前記導出部（31）は、前記就寝者（P）の睡眠段階毎に、前記環境温度と前記就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係を導出することを特徴とする温度推定装置である。

第３の態様では、就寝者（P）の睡眠段階毎に、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定することができる。

本開示の第４の態様は、就寝者（P）が在室する空間の空気調和を行う空気調和機（15）を制御する空調制御装置に関し、この空調制御装置は、第１～第３の態様のいずれか１つの温度推定装置と、前記温度推定装置により推定された前記環境温度の適値（T1）に基づいて、前記空気調和機（15）を制御する空調制御部（35）とを備える。

第４の態様では、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）に基づいて空気調和機（15）を適切に制御することができる。

本開示の第５の態様は、第４の態様において、前記空調制御部（35）は、前記環境温度が前記適値（T1）となるように前記空気調和機（15）を制御し、その後に予め定められた条件が成立すると、前記環境温度が前記適値（T1）よりも高くなるように前記空気調和機（15）を制御することを特徴とする空調制御装置である。

第５の態様では、予め定められた条件が成立した後における就寝者（P）の冷え過ぎを抑制することができる。

本開示の第６の態様は、第５の態様において、前記条件は、前記就寝者（P）の入眠後に第１番目のレム睡眠期間（P12）が開始するという第１条件、前記就寝者（P）の入眠後に前記就寝者（P）の副交感神経活動の安定性の低下量が予め定められた基準量を上回るという第２条件、前記就寝者（P）の入床後に所定時間が経過するという第３条件、前記就寝者（P）の入眠後に所定時間が経過するという第４条件の少なくとも１つを含むことを特徴とする空調制御装置である。

第６の態様では、第１～第４条件の少なくとも１つが成立した後における就寝者（P）の冷え過ぎを抑制することができる。

本開示の第７の態様は、第４の態様において、前記空調制御部（35）は、前記就寝者（P）の深部温度を変化させるべき第１時点（t1）よりも前の第２時点（t2）において前記環境温度が変化するように、前記空気調和機（15）を制御することを特徴とする空調制御装置である。

第７の態様では、環境温度の変化が就寝者（P）の深部温度に影響するまでの時差を考慮して環境温度を制御することができる。これにより、就寝者（P）の深部温度を適切に制御することができる。

本開示の第８の態様は、空調システムに関し、この空調システムは、就寝者（P）が在室する空間の空気調和を行う空気調和機（15）と、前記空気調和機（15）を制御する第４～第７の態様のいずれか１つの空調制御装置とを備える。

第８の態様では、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）に基づいて空気調和機（15）を適切に制御することができる。

図１は、実施形態１の空調システムの構成を例示する概略図である。図２は、適温推定処理を例示するフローチャートである。図３は、心拍波形のピーク間隔（ＲＲ間隔）の時系列データ信号を例示するグラフである。図４は、就寝者の副交感神経活動と相関のある周波数成分の振幅の時間的変化を示す信号を例示するグラフである。図５は、環境温度と副交感神経活動持続割合との対応関係の一例を示すグラフである。図６は、環境温度と副交感神経活動持続割合との対応関係の別例を示すグラフである。図７は、実施形態２の空調システムの構成を例示する概略図である。図８は、就寝者の睡眠段階について説明するためのグラフである。図９は、実施形態４における空調制御の一例を示すグラフである。図１０は、実施形態５の空調システムの構成を例示する概略図である。図１１は、実施形態５における空調制御の一例を示すグラフである。図１２は、実施形態５における空調制御の別例を示すグラフである。

以下、実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。

（実施形態１）
図１は、実施形態１の空調システム（10）の構成を例示する。空調システム（10）は、空気調和機（15）と、空調制御装置（20）とを備える。空気調和機（15）は、就寝者（P）が在室する空間の空気調和を行う。具体的には、空気調和機（15）は、就寝者（P）が在室する空間の温度調節を行う。

また、空調システム（10）には、各種センサが設けられる。各種センサは、検出結果を示す検出信号を出力する。この例では、空調システム（10）には、環境温度センサ（11）と、生体センサ（12）とが設けられる。

環境温度センサ（11）は、就寝者（P）の周囲環境の温度である環境温度を検知する。この例では、環境温度は、就寝者（P）が在室する空間の空気の温度である。

生体センサ（12）は、就寝者（P）の生体活動に由来する生体信号を検知する。この例では、就寝者（P）の生体信号は、就寝者（P）の心拍信号である。

例えば、生体センサ（12）は、体動センサである。体動センサは、就寝者（P）の生体活動に由来する体動信号を検知し、その検知された体動信号を処理することで、就寝者（P）の生体信号を出力する。

具体的には、体動センサは、チューブと、センサ部と、信号処理部とを有する。チューブは、樹脂製の柔軟なチューブであり、就寝者（P）を横断するように配置される。チューブの内圧は、就寝者（P）の体動に応じて変動する。センサ部は、チューブの一端に設けられ、チューブの内圧の変動を電気信号に変換する。例えば、センサ部は、マイクロフォンである。センサ部から出力される電気信号は、体動信号である。信号処理部は、センサ部から出力された体動信号を処理することで、体動信号から就寝者（P）の生体信号（この例では心拍信号）を抽出する。

〔空調制御装置〕
空調制御装置（20）は、空気調和機（15）を制御する。空調制御装置（20）は、制御部（21）と、記憶部（22）とを備える。

制御部（21）は、空調システム（10）に設けられた各種センサの検出信号に基づいて、空調システム（10）の動作を制御する。例えば、制御部（21）は、プロセッサと、プロセッサと電気的に接続されてプロセッサを動作させるためのプログラムおよび情報を記憶するメモリとにより構成される。

記憶部（22）は、各種のデータおよび情報を記憶する。

制御部（21）は、導出部（31）と、推定部（32）と、空調制御部（35）とを有する。具体的には、制御部（21）は、制御部（21）のプロセッサがメモリに記憶された各種プログラムを実行することにより、導出部（31）、推定部（32）、空調制御部（35）として機能する。なお、導出部（31）と推定部（32）は、就寝者（P）に適した環境温度の適値を推定する温度推定装置（30）を構成する要素である。

導出部（31）は、環境温度毎に就寝者（P）の副交感神経活動の安定性を求め、環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係を導出する。なお、就寝者（P）の副交感神経活動の安定性が高くなるほど、就寝者（P）がリラックスした状態となり、就寝者（P）の睡眠の質が良好となりやすい。

推定部（32）は、導出部（31）により導出された環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係に基づいて、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定する。

空調制御部（35）は、推定部（32）により推定された環境温度の適値（T1）に基づいて空気調和機（15）を制御する。

〔温度推定処理〕
次に、図２を参照して、実施形態１の温度推定処理について説明する。

〈ステップ（S11）〉
まず、導出部（31）は、就寝者（P）の入床前（例えば入床の３０分前）に、環境温度を予め定められた初期値に設定する。例えば、環境温度の初期値は、複数の就寝者（P）の各々に対する実験結果から得られる環境温度の適値である。具体的には、環境温度の初期値は、２６℃であってもよい。なお、就寝者（P）の入床の有無は、就寝者（P）の生体信号の有無に基づいて検知可能である。

具体的は、導出部（31）は、就寝者（P）の入床前に、環境温度の目標値である目標環境温度を予め定められた初期値に設定する。空調制御部（35）は、環境温度センサ（11）により検知される環境温度が導出部（31）により設定された目標環境温度になるように、空気調和機（15）を制御する。

〈ステップ（S12）〉
次に、導出部（31）は、就寝者（P）の入床から覚醒までの期間である睡眠期間において、生体センサ（12）により検知される生体信号を収集する。この例では、睡眠期間における就寝者（P）の心拍信号が収集される。

〈ステップ（S13）〉
次に、導出部（31）は、ステップ（S12）において収集された就寝者（P）の生体信号に基づいて、就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合を導出する。就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合は、就寝者（P）の副交感神経活動の安定性の一例である。

この例では、導出部（31）は、次のようにして就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合を導出する。

まず、導出部（31）は、ステップ（S12）において収集された睡眠期間（就寝者（P）の入床から覚醒までの期間）における就寝者（P）の心拍信号に基づいて、図３に示すような心拍波形のピーク間隔（ＲＲ間隔）の時系列データ信号を生成する。ピーク間隔は、心拍波形のＲ波の間隔のことである。

次に、導出部（31）は、ピーク間隔の時系列データ信号から就寝者（P）の副交感神経活動と相関のある周波数成分の信号を抽出する。例えば、就寝者（P）の副交感神経活動と相関のある周波数成分は、0.15～0.4Hzの周波数帯域の成分である。

次に、導出部（31）は、就寝者（P）の副交感神経活動と相関のある周波数成分の信号に対してＣＤＭ（Complex Demodulation Method）の演算を行うことにより、図４に示すような就寝者（P）の副交感神経活動と相関のある周波数成分の振幅の時間的変化を示す信号（以下では「特徴信号」と記載）を生成する。

なお、ＣＤＭにより特徴信号を導出する場合を例に挙げたが、これに限定されない。例えば、導出部（31）は、就寝者（P）の副交感神経活動と相関のある周波数成分の信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）などの周波数解析を連続して行うことで、特徴信号を導出してもよい。

以上の処理には、非特許文献「心拍および血圧変動のcomplex demodulationによるdynamicおよびisometric exerciseに対する神経性循環調節反応の分析」、特許文献「特開２００４－８１５１３号公報」などに開示された周知の技術を採用することが可能である。

次に、導出部（31）は、特徴信号の振幅値と予め定められた閾値（R）とを比較し、睡眠期間（就寝者（P）の入床から覚醒までの期間）において特徴信号の振幅値が閾値（R）を上回る期間であるハイレベル期間（HH）を検出する。そして、導出部（31）は、睡眠期間に対してハイレベル期間（HH）の合計期間が占める割合を「就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合」として導出する。

〈ステップ（S14）〉
次に、導出部（31）は、就寝者（P）を識別する識別情報と、ステップ（S11）（またはステップ（S16））において設定された環境温度と、ステップ（S13）において導出された就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合とを対応付けて記憶部（22）に記憶する。これにより、記憶部（22）には、就寝者（P）毎に、環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合との組合せが記憶される。このようにして、環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合との対応関係が記憶部（22）に記憶される。

〈ステップ（S15）〉
次に、推定部（32）は、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定する準備が完了しているか否かを判定する。この例では、推定部（32）は、記憶部（22）に記憶された環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合との組合せの数が予め定められた閾値を上回る場合に、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定する準備が完了していると判定する。

就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定する準備が完了している場合には、ステップ（S17）の処理が行われ、そうでない場合には、ステップ（S16）の処理が行われる。

〈ステップＳ１６〉
就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定する準備が完了していない場合、導出部（31）は、就寝者（P）の次の入床前（例えば翌日の入床の３０分前）に、環境温度を次の環境温度に設定する。

具体的には、導出部（31）は、就寝者（P）の次の入床前に、目標環境温度を次の目標環境温度に変更する。空調制御部（35）は、環境温度センサ（11）により検知される環境温度が導出部（31）により設定された目標環境温度（変更後の目標環境温度）になるように、空気調和機（15）を制御する。

次に、ステップ（S12）の処理が行われる。なお、ステップ（S16）における環境温度の設定手順の例としては、以下の３つのパターンが挙げられる。

《第１パターン》
第１パターンでは、環境温度をどのように変更するのかを示す規則が予め定められる。例えば、規則には、ステップ（S16）の処理が行われる毎に環境温度を予め定められた量（例えば０．５℃）ずつ低下させることが示されている。導出部（31）は、予め定められた規則に基づいて環境温度（具体的には目標環境温度）を設定する。

《第２パターン》
第２パターンでは、導出部（31）は、第１回目のステップ（S16）において、環境温度を環境温度の初期値（ステップ（S11）において設定された環境温度）よりも低い温度に設定する。例えば、環境温度の初期値が２６℃である場合、導出部（31）は、第１回目のステップ（S16）において、環境温度を２５．５℃に設定する。

また、第２パターンでは、導出部（31）は、第２回目以降のステップ（S16）において次の処理を行う。

導出部（31）は、ステップ（S13）において導出された就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合が前回値（前回のステップ（S13）において導出された就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合）を上回るか否かを判定する。

ステップ（S13）において導出された就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合（最新値）が前回値を上回る場合、導出部（31）は、環境温度を現在の温度よりも低い温度に設定する。例えば、導出部（31）は、環境温度を予め定められた量（例えば０．５℃）だけ低下させる。

一方、ステップ（S13）において導出された就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合（最新値）が前回値を上回らない場合、導出部（31）は、環境温度を現在の温度よりも高い温度に設定する。例えば、導出部（31）は、環境温度を予め定められた量（例えば１℃）だけ上昇させる。このように、ステップ（S16）における環境温度の上昇量は、ステップ（S16）における環境温度の低下量よりも多くてもよい。

《第３パターン》
第３パターンでは、導出部（31）は、第１回目のステップ（S16）において次の処理を行う。

導出部（31）は、ステップ（S13）において導出された就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合が予め定められた標準値を上回るか否かを判定する。

ステップ（S13）において導出された就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合（最新値）が標準値を上回る場合、導出部（31）は、環境温度を現在の温度よりも低い温度に設定する。例えば、導出部（31）は、環境温度を予め定められた量（例えば０．５℃）だけ低下させる。

一方、ステップ（S13）において導出された就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合（最新値）が標準値を上回らない場合、導出部（31）は、環境温度を現在の温度よりも高い温度に設定する。例えば、導出部（31）は、環境温度を予め定められた量（例えば１℃）だけ上昇させる。

また、第３パターンでは、導出部（31）は、第２回目以降のステップ（S16）において第２パターンの第２回目以降のステップ（S16）における処理と同様の処理を行う。導出部（31）は、ステップ（S13）において導出された就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合が前回値を上回るか否かを判定し、その判定結果に応じて環境温度を変更する。

次に、ステップ（S12）の処理が行われる。

〈ステップＳ１７〉
一方、ステップ（S15）において就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定する準備が完了している場合、推定部（32）は、記憶部（22）に記憶された環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合との対応関係に基づいて、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定する。

具体的には、推定部（32）は、記憶部（22）に記憶された環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合との組合せの中から「予め定められた割合閾値よりも高い就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合に対応付けられた環境温度」を検出し、その検出された環境温度を、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）に推定する。この例では、推定部（32）は、最も高い就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合に対応付けられた環境温度を、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）に推定する。

例えば、図５に示すように、環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合との対応関係が「環境温度が低下するに連れて就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合が次第に上昇する」という関係である場合、推定部（32）は、最も高い就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合に対応する最も低い環境温度を、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）に推定する。図５の例では、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）は「２６℃」となる。

また、図６に示すように、環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合との対応関係が「環境温度が低下するに連れて就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合が次第に上昇して最高値に到達した後に次第に低下する」という関係である場合、推定部（32）は、就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合の最高値に対応する環境温度を、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）に推定する。図６の例では、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）は「２８℃」となる。

〔空調制御〕
次に、実施形態１の空調制御について説明する。

空調制御部（35）は、温度推定処理により推定された「就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）」を目標環境温度に設定する。そして、空調制御部（35）は、環境温度センサ（11）により検知される環境温度が目標環境温度に維持されるように、空気調和機（15）を制御する。

具体的には、空気調和機（15）により冷房運転が行われる場合、空調制御部（35）は、環境温度センサ（11）により検知される環境温度が目標環境温度よりも高い場合に、その環境温度と目標環境温度との差が大きくなるほど、空気調和機（15）の冷房能力が高くなるように、空気調和機（15）を制御する。また、空調制御部（35）は、環境温度センサ（11）により検知される環境温度が目標環境温度よりも低い場合に、空気調和機（15）の運転を停止させる。

また、空気調和機（15）により暖房運転が行われる場合、空調制御部（35）は、環境温度センサ（11）により検知される環境温度が目標環境温度よりも低い場合に、その環境温度と目標環境温度との差が大きくなるほど、空気調和機（15）の暖房能力が高くなるように、空気調和機（15）を制御する。また、空調制御部（35）は、環境温度センサ（11）により検知される環境温度が目標環境温度よりも高い場合に、空気調和機（15）の運転を停止させる。

〔実施形態１の効果〕
以上のように、実施形態１の空調システム（10）では、導出部（31）は、環境温度毎に就寝者（P）の副交感神経活動の安定性を求め、環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係を導出する。このような構成により、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定することができる。

また、実施形態１の空調システム（10）では、空調制御部（35）は、温度推定装置（30）（具体的には推定部（32））により推定された環境温度の適値（T1）に基づいて、空気調和機（15）を制御する。このような構成により、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）に基づいて空気調和機（15）を適切に制御することができる。

（実施形態２）
図７は、実施形態２の空調システム（10）の構成を例示する。実施形態２に空調システム（10）は、空調制御装置（20）の制御部（21）が実施形態１の空調システム（10）と異なる。実施形態２の空調システム（10）のその他の例は、実施形態１の空調システム（10）の構成と同様である。

実施形態２では、制御部（21）は、実施形態１の制御部（21）の構成に加えて、睡眠状態推定部（33）を有する。

睡眠状態推定部（33）は、生体センサ（12）により検知された就寝者（P）の生体信号（この例では心拍信号）に基づいて、就寝者（P）の睡眠状態を推定する。具体的には、睡眠状態推定部（33）は、就寝者（P）の睡眠深度を推定する。そして、睡眠状態推定部（33）は、就寝者（P）の入眠、睡眠サイクル、レム睡眠、ノンレム睡眠を推定する。この睡眠状態の推定には、周知の推定技術を採用することが可能である。

図８に示すように、就寝者（P）の睡眠にはサイクルがあり、就寝者（P）の睡眠深度が比較的に深いノンレム睡眠期間と、就寝者（P）の睡眠深度が比較的に浅いレム睡眠期間とが交互に現れる。図８の例では、４つのサイクル期間（第１～第４サイクル期間（P10～P40））が現れている。第１サイクル期間（P10）は、就寝者（P）の入眠後に最初に現れるサイクル期間である。第１サイクル期間（P10）では、第１ノンレム睡眠期間（P11）の後に第１レム睡眠期間（P12）が続く。これと同様に、第２，第３，第４サイクル期間（P20,P30,P40）では、第２，第３，第４ノンレム睡眠期間（P21,P31,P41）の後に第２，第３，第４レム睡眠期間（P22,P32,P42）が続く。第１～第４ノンレム睡眠期間（P11～P41）における就寝者（P）の睡眠深度は、就寝者（P）の覚醒へ向かうに連れて次第に浅くなる。

また、実施形態２では、導出部（31）は、就寝者（P）のノンレム睡眠期間（P11,P21,P31,P41）における就寝者（P）の副交感神経活動に基づいて、就寝者（P）の副交感神経活動の安定性を求める。

〔温度推定処理〕
実施形態２の温度推定処理は、ステップ（S13）の処理が実施形態１の温度推定処理（図２参照）と異なる。実施形態２の温度推定処理のその他の処理（ステップ（S11,S12,S14～S17））は、実施形態１の温度推定処理と同様である。

〈ステップ（S13）〉
実施形態２のステップ（S13）では、導出部（31）は、ステップ（S12）において収集された就寝者（P）の生体信号から、就寝者（P）のノンレム睡眠期間（P11,P21,P31,P41）に対応する生体信号を抽出する。そして、導出部（31）は、その抽出された生体信号（就寝者（P）のノンレム睡眠期間（P11,P21,P31,P41）に対応する生体信号）に基づいて、就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合を導出する。

〔実施形態２の効果〕
以上のように、実施形態２の空調システム（10）では、導出部（31）は、就寝者（P）のノンレム睡眠期間（P11,P21,P31,P41）における就寝者（P）の副交感神経活動に基づいて、就寝者（P）の副交感神経活動の安定性を求める。このような構成により、就寝者（P）の自律神経が不安定になりやすいレム睡眠期間（P12,P22,P32,P42）を避けて、就寝者（P）の副交感神経活動の安定性を精度良く求めることができる。これにより、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を精度良く推定することができる。

（実施形態３）
実施形態３の空調システム（10）は、実施形態２の空調制御装置（20）の制御部（21）が実施形態２の空調制御装置（20）と異なる。実施形態３の空調システム（10）のその他の例は、実施形態２の空調システム（10）の構成と同様である。

実施形態３では、導出部（31）は、就寝者（P）の睡眠段階毎に、環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係を導出する。推定部（32）は、就寝者（P）の睡眠段階毎に、環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係に基づいて、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定する。空調制御部（35）は、就寝者（P）の睡眠段階毎に推定された環境温度の適値（T1）に基づいて、空気調和機（15）を制御する。

〔温度推定処理〕
実施形態３の温度推定処理は、ステップ（S13）とステップ（S14）とステップ（S17）の処理が実施形態２の温度推定処理と異なる。実施形態３の温度推定処理のその他の処理（ステップ（S11,S12,S15,S16））は、実施形態２の温度推定処理と同様である。なお、サイクル期間（P10～P40）は、睡眠段階（経過段階）の一例である。

〈ステップ（S13）〉
実施形態３のステップ（S13）では、導出部（31）は、サイクル期間（P10～P40）毎に就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合を導出する。具体的には、導出部（31）は、サイクル期間（P10～P40）のいずれか１つを処理対象として選択する。次に、導出部（31）は、ステップ（S12）において収集された就寝者（P）の生体信号から、処理対象であるサイクル期間における生体信号を抽出する。次に、導出部（31）は、その抽出された生体信号に基づいて、処理対象であるサイクル期間における就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合を導出する。次に、導出部（31）は、サイクル期間（P10～P40）の中から次の処理対象となるサイクル期間を選択する。このようにサイクル期間（P10～P40）が１つずつ順番に選択されて処理が行われることで、サイクル期間（P10～P40）毎に就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合が導出される。

〈ステップ（S14）〉
実施形態３のステップ（S14）では、導出部（31）は、就寝者（P）を識別する識別情報と、ステップ（S11）（またはステップ（S16））において設定された環境温度と、ステップ（S13）においてサイクル期間（P10～P40）毎に導出された就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合と、その就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合が導出されたサイクル期間を示す期間情報とを対応付けて記憶部（22）に記憶する。これにより、記憶部（22）には、就寝者（P）毎に、サイクル期間と環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合との組合せが記憶される。このようにして、「サイクル期間」と「環境温度」と「就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合」との対応関係が記憶部（22）に記憶される。

〈ステップ（S17）〉
実施形態３のステップ（S17）では、導出部（31）は、記憶部（22）に記憶された「サイクル期間」と「環境温度」と「就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合」との対応関係に基づいて、サイクル期間（P10～P40）毎に就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定する。

具体的には、推定部（32）は、サイクル期間（P10～P40）のいずれか１つを処理対象として選択する。次に、推定部（32）は、記憶部（22）の中から、処理対象であるサイクル期間に対応付けられた環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合との組合せを抽出する。次に、推定部（32）は、その抽出された組合せの中から「予め定められた割合閾値よりも高い就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合に対応付けられた環境温度」を検出し、その検出された環境温度を、処理対象であるサイクル期間における就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）に推定する。この例では、推定部（32）は、最も高い就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合に対応付けられた環境温度を、処理対象であるサイクル期間における就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）に推定する。このようにサイクル期間（P10～P40）が１つずつ順番に選択されて処理が行われることで、サイクル期間（P10～P40）毎に就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）が推定される。

〔実施形態３の効果〕
以上のように、実施形態３の空調システム（10）では、導出部（31）は、就寝者（P）の睡眠段階毎に、環境温度と前記就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係を導出する。このような構成により、就寝者（P）の睡眠段階毎に、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定することができる。

なお、以上の説明では、就寝者（P）の睡眠段階（経過段階）の例として、就寝者（P）のの睡眠のサイクル期間（P10～P40）を挙げたが、これに限定されない。例えば、導出部（31）は、就寝者（P）の入床（または入眠）からの経過時間毎に、環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係を導出してもよい。推定部（32）は、就寝者（P）の入床（または入眠）からの経過時間毎に、環境温度と就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係に基づいて、就寝者（P）に適した環境温度の適値（T1）を推定してもよい。空調制御部（35）は、就寝者（P）の入床（または入眠）からの経過時間毎に推定された環境温度の適値（T1）に基づいて、空気調和機（15）を制御してもよい。

（実施形態４）
実施形態４の空調システム（10）は、空調制御装置（20）の空調制御部（35）が実施形態２の空調システム（10）と異なる。なお、実施形態４の空調システム（10）のその他の構成は、実施形態２の空調システム（10）の構成と同様である。

実施形態４では、空調制御部（35）は、環境温度が推定部（32）により推定された環境温度の適値（T1）となるように、空気調和機（15）を制御する。その後、空調制御部（35）は、予め定められた条件が成立すると、環境温度が適値（T1）よりも高くなるように空気調和機（15）を制御する。条件は、以下の第１～第４条件の少なくとも１つを含む。

〔第１条件〕
第１条件は、就寝者（P）の入眠後に第１番目のレム睡眠期間（P12）が開始するという条件である。この例では、空調制御部（35）は、睡眠状態推定部（33）による推定結果に基づいて、就寝者（P）の入眠後に第１番目のレム睡眠期間（P12）が開始したか否かを判定する。就寝者（P）の入眠後に第１番目のレム睡眠期間（P12）が開始すると、空調制御部（35）は、第１条件が成立したと判定する。そして、空調制御部（35）は、第１条件が成立すると、目標環境温度を環境温度の適値（T1）よりも高い温度に変更する。

なお、第１サイクル期間（P10）の第１ノンレム睡眠期間（P11）では、就寝者（P）の睡眠深度が深く、就寝者（P）の体温低下により深睡眠を促進させる効果が大きいと考えられる。しかしながら、第２サイクル期間（P20）以降では、サイクル期間に対してレム睡眠期間の占める割合が多くなり、就寝者（P）が環境温度に敏感になる時間が多くなるので、就寝者（P）の体温低下により深睡眠を促進させる効果よりも、就寝者（P）の体温を高めることにより就寝者（P）の寝冷えのリスクを低減する効果のほうが大きいと考えられる。

したがって、就寝者（P）の入眠後に第１番目のレム睡眠期間（P12）が開始した後に、環境温度が適値（T1）よりも高くなるように空気調和機（15）を制御することにより、第１番目のレム睡眠期間（P12）以降の期間において就寝者（P）の冷え過ぎを抑制することができ、就寝者（P）の寝冷えのリスクを低減することができる。

例えば、図９に示すように、第１番目のレム睡眠期間（P12）が開始する時点（tx）になると、空調制御部（35）は、目標環境温度を環境温度の適値（T1）よりも高い温度（T2）に変更する。なお、変更後の目標環境温度は、就寝者（P）の寝冷えのリスクを低減することができる温度に設定される。このような温度は、実験や機械学習により設定することが可能である。変更後の目標環境温度と変更前の目標環境温度（環境温度の適値（T1））との差は、例えば、１℃である。

〔第２条件〕
第２条件は、就寝者（P）の入眠後に就寝者（P）の副交感神経活動の安定性の低下量が予め定められた基準量を上回るという条件である。この例では、導出部（31）は、就寝者（P）の入眠後、予め定められた監視期間毎に、生体センサ（12）により検知された生体信号に基づいてその監視期間における就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合を導出する。空調制御部（35）は、導出部（31）により導出された最新の監視期間における就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合を、導出部（31）により導出された前回の監視期間における就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合から減算することで、就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合の低下量を導出する。次に、空調制御部（35）は、就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合の低下量が予め定められた基準量を上回るか否かを判定する。就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合の低下量が基準量を下回ると、空調制御部（35）は、第２条件が成立したと判定する。そして、空調制御部（35）は、第２条件が成立すると、目標環境温度を環境温度の適値（T1）よりも高い温度に変更する。

なお、就寝者（P）の入床後に就寝者（P）が冷え過ぎると、就寝者（P）の副交感神経活動の安定性が低下すると考えられる。したがって、就寝者（P）の入眠後に就寝者（P）の副交感神経活動の安定性の低下量が基準量を上回った後に、環境温度が適値（T1）よりも高くなるように空気調和機（15）を制御することにより、就寝者（P）の冷え過ぎを抑制することができる。

〔第３条件〕
第３条件は、就寝者（P）の入床後に所定時間が経過するという条件である。この例では、空調制御部（35）は、生体センサ（12）から出力される生体信号の有無に基づいて、就寝者（P）の入床の有無を検出する。そして、就寝者（P）の入床後に所定時間が経過すると、空調制御部（35）は、第３条件が成立したと判定する。そして、空調制御部（35）は、第３条件が成立すると、目標環境温度を環境温度の適値（T1）よりも高い温度に変更する。

なお、就寝者（P）の体温は、就寝者（P）の入眠後に次第に低下し、その後、就寝者（P）の覚醒へ向けて次第に上昇する傾向にある。就寝者（P）の覚醒へ向けて次第に上昇する期間において環境温度が低すぎると、就寝者（P）が冷え過ぎてしまうことになる。

第３条件における所定時間は、就寝者（P）が入床した時点から就寝者（P）の覚醒へ向けて就寝者（P）の体温が上昇し始める時点までの時間に設定されてもよい。この場合、就寝者（P）の入床後に所定時間が経過した後に、環境温度が適値（T1）よりも高くなるように空気調和機（15）を制御することにより、就寝者（P）の覚醒へ向けて次第に上昇する期間において就寝者（P）の冷え過ぎを抑制することができる。なお、このような所定時間は、実験または機械学習により設定することが可能である。

または、第３条件における所定時間は、就寝者（P）が入床した時点から第１番目のレム睡眠期間（P12）が開始する時点までの時間に設定されてもよい。この場合、就寝者（P）の入床後に所定時間が経過した後に、環境温度が適値（T1）よりも高くなるように空気調和機（15）を制御することにより、第１番目のレム睡眠期間（P12）以降の期間において就寝者（P）の冷え過ぎを抑制することができ、就寝者（P）の寝冷えのリスクを低減することができる。なお、このような所定時間は、実験または機械学習により設定することが可能である。

〔第４条件〕
第４条件は、就寝者（P）の入眠後に所定時間が経過するという条件である。この例では、空調制御部（35）は、睡眠状態推定部（33）による推定結果に基づいて、就寝者（P）の入眠を検出する。そして、就寝者（P）の入眠後に所定時間が経過すると、空調制御部（35）は、第４条件が成立したと判定する。そして、空調制御部（35）は、第４条件が成立すると、目標環境温度を環境温度の適値（T1）よりも高い温度に変更する。

第４条件における所定時間は、就寝者（P）が入眠した時点から就寝者（P）の覚醒へ向けて就寝者（P）の体温が上昇し始める時点までの時間に設定されてもよい。この場合、就寝者（P）の入眠後に所定時間が経過した後に、環境温度が適値（T1）よりも高くなるように空気調和機（15）を制御することにより、就寝者（P）の覚醒へ向けて次第に上昇する期間において就寝者（P）の冷え過ぎを抑制することができる。なお、このような所定時間は、実験または機械学習により設定することが可能である。

または、第４条件における所定時間は、就寝者（P）が入眠した時点から第１番目のレム睡眠期間（P12）が開始する時点までの時間に設定されてもよい。この場合、就寝者（P）の入眠後に所定時間が経過した後に、環境温度が適値（T1）よりも高くなるように空気調和機（15）を制御することにより、第１番目のレム睡眠期間（P12）以降の期間において就寝者（P）の冷え過ぎを抑制することができ、就寝者（P）の寝冷えのリスクを低減することができる。なお、このような所定時間は、実験または機械学習により設定することが可能である。

〔実施形態４の効果〕
以上のように、実施形態４の空調システム（10）では、空調制御部（35）は、環境温度が適値（T1）となるように空気調和機（15）を制御し、その後に、予め定められた条件が成立すると、環境温度が適値（T1）よりも高くなるように空気調和機（15）を制御する。このような構成により、予め定められた条件が成立した後における就寝者（P）の冷え過ぎを抑制することができる。この例では、第１～第４条件の少なくとも１つが成立した後における就寝者（P）の冷え過ぎを抑制することができる。

（実施形態５）
図１０は、実施形態５の空調システム（10）の構成を例示する。実施形態５の空調システム（10）は、空調制御装置（20）の制御部（21）が実施形態２の空調システム（10）と異なる。実施形態５の空調システム（10）のその他の構成は、実施形態２の空調システム（10）の構成と同様である。

実施形態５の空調システム（10）には、環境温度センサ（11）と生体センサ（12）とに加えて、体温センサ（13）が設けられる。体温センサ（13）は、就寝者（P）の体温を検知する。

実施形態５では、制御部（21）は、実施形態２の制御部（21）の構成に加えて、深部温度推定部（34）を有する。

深部温度推定部（34）は、就寝者（P）の深部温度を推定する。この例では、深部温度推定部（34）は、体温センサ（13）により検知された就寝者（P）の体温（表面温度）に基づいて、就寝者（P）の深部温度を推定する。

また、実施形態５では、空調制御部（35）は、就寝者（P）の深部温度を変化させるべき第１時点（t1）よりも前の第２時点（t2）において環境温度が変化するように、空気調和機（15）を制御する。

就寝者（P）の深部温度を変化させるべき第１時点（t1）の例としては、就寝者（P）の入眠後に第１番目のレム睡眠期間（P12）が開始する時点、就寝者（P）の入床後に所定時間が経過する時点、就寝者（P）の入眠後に所定時間が経過する時点などが挙げられる。なお、就寝者（P）の深部温度を変化させるべき第１時点（t1）は、実験または機械学習により事前に設定（予測）することが可能である。

また、第２時点（t2）は、第１時点（t1）よりも予め定められた時間（tp）だけ前の時点である。時間（tp）は、環境温度の変化が就寝者（P）の深部温度に影響するまでの時差に対応する時間である。例えば、時間（tp）は、環境温度が変化してから就寝者（P）の表面温度が変化するまでの時差に対応する第１時間と、就寝者（P）の表面温度が変化してから就寝者（P）の深部温度が変化するまでの時差に対応する第２時間を含む。時間（tp）は、実験または機械学習により設定することが可能である。例えば、第１時間は、就寝者（P）が在室する空間の負荷などに基づいて設定することが可能である。

例えば、図１１に示すように、第１時点（t1）が「就寝者（P）の入眠後に第１番目のレム睡眠期間（P12）が開始する時点」である場合、空調制御部（35）は、就寝者（P）の入眠後に第１番目のレム睡眠期間（P12）が開始する時点よりも時間（tp）だけ前の第２時点（t2）において、目標環境温度を環境温度の適値（T1）よりも高い温度（T2）に変更する。

また、図１２に示すように、第１時点（t1）が「就寝者（P）の入眠後に所定時間が経過する時点」である場合、空調制御部（35）は、就寝者（P）が入眠した時点（t0）から所定時間が経過した時点（t1）よりも時間（tp）だけ前の第２時点（t2）において、目標環境温度を環境温度の適値（T1）よりも高い温度（T2）に変更する。

〔実施形態５の効果〕
以上のように、実施形態５の空調システム（10）では、空調制御部（35）は、就寝者（P）の深部温度を変化させるべき第１時点（t1）よりも前の第２時点（t2）において環境温度が変化するように、空気調和機（15）を制御する。このような構成により、環境温度の変化が就寝者（P）の深部温度に影響するまでの時差を考慮して環境温度を制御することができる。これにより、就寝者（P）の深部温度を適切に制御することができる。

（その他の実施形態）
以上の説明では、就寝者（P）の副交感神経活動の安定性の例として、心拍波形のピーク間隔（ＲＲ間隔）の時系列データ信号に基づいて導出される就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合を挙げたが、これに限定されない。例えば、就寝者（P）の副交感神経活動の安定性は、心拍変動係数（CVRR：Coefficient of Variance of R-R interval）の時系列データ信号に基づいて導出される就寝者（P）の副交感神経活動の持続割合であってもよい。心拍変動係数は、Ｒ波の間隔（RRI：R-R interval）の平均値に対する標準偏差の比に対応する指標値であり、精神的なストレスの指標として用いられる指標値である。

また、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり置換したりしてもよい。

以上説明したように、本開示は、温度推定装置、空調制御装置、空調システムとして有用である。

１０空調システム
１１環境温度センサ
１２生体センサ
１３体温センサ
１５空気調和機
２０空調制御装置
２１制御部
２２記憶部
３０温度推定装置
３１導出部
３２推定部
３３睡眠状態推定部
３４深部温度推定部
３５空調制御部
Ｐ就寝者

Claims

環境温度毎に就寝者（P）の副交感神経活動の安定性を求め、前記環境温度と前記就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係を導出する導出部（31）と、
前記導出部（31）により導出された前記対応関係に基づいて、前記就寝者（P）に適した前記環境温度の適値（T1）を推定する推定部（32）とを備え、
前記導出部（31）は、前記就寝者（P）の睡眠段階毎に、前記環境温度と前記就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係を導出する
ことを特徴とする温度推定装置。
請求項１において、
前記導出部（31）は、前記就寝者（P）のノンレム睡眠期間（P11,P21,P31,P41）における前記就寝者（P）の副交感神経活動に基づいて、前記就寝者（P）の副交感神経活動の安定性を求める
ことを特徴とする温度推定装置。
就寝者（P）が在室する空間の空気調和を行う空気調和機（15）を制御する空調制御装置であって、
請求項１または２の温度推定装置と、
前記温度推定装置により推定された前記環境温度の適値（T1）に基づいて、前記空気調和機（15）を制御する空調制御部（35）とを備える
ことを特徴とする空調制御装置。
請求項３において、
前記空調制御部（35）は、前記環境温度が前記適値（T1）となるように前記空気調和機（15）を制御し、その後に予め定められた条件が成立すると、前記環境温度が前記適値（T1）よりも高くなるように前記空気調和機（15）を制御する
ことを特徴とする空調制御装置。
就寝者（P）が在室する空間の空気調和を行う空気調和機（15）を制御する空調制御装置であって、
環境温度毎に就寝者（P）の副交感神経活動の安定性を求め、前記環境温度と前記就寝者（P）の副交感神経活動の安定性との対応関係を導出する導出部（31）と、前記導出部（31）により導出された前記対応関係に基づいて、前記就寝者（P）に適した前記環境温度の適値（T1）を推定する推定部（32）とを有する温度推定装置と、
前記温度推定装置により推定された前記環境温度の適値（T1）に基づいて、前記空気調和機（15）を制御する空調制御部（35）とを備え、
前記空調制御部（35）は、前記環境温度が前記適値（T1）となるように前記空気調和機（15）を制御し、その後に予め定められた条件が成立すると、前記環境温度が前記適値（T1）よりも高くなるように前記空気調和機（15）を制御し、
前記条件は、前記就寝者（P）の入眠後に第１番目のレム睡眠期間（P12）が開始するという第１条件、前記就寝者（P）の入眠後に前記就寝者（P）の副交感神経活動の安定性の低下量が予め定められた基準量を上回るという第２条件、前記就寝者（P）の入床後に所定時間が経過するという第３条件、前記就寝者（P）の入眠後に所定時間が経過するという第４条件の少なくとも１つを含む
ことを特徴とする空調制御装置。
請求項３において、
前記空調制御部（35）は、前記就寝者（P）の深部温度を変化させるべき第１時点（t1）よりも前の第２時点（t2）において前記環境温度が変化するように、前記空気調和機（15）を制御する
ことを特徴とする空調制御装置。
就寝者（P）が在室する空間の空気調和を行う空気調和機（15）と、
前記空気調和機（15）を制御する請求項３～６のいずれか１つの空調制御装置とを備える
ことを特徴とする空調システム。