JPH06221651A - 温熱感覚演算装置 - Google Patents

温熱感覚演算装置

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JPH06221651A
JPH06221651A JP5029703A JP2970393A JPH06221651A JP H06221651 A JPH06221651 A JP H06221651A JP 5029703 A JP5029703 A JP 5029703A JP 2970393 A JP2970393 A JP 2970393A JP H06221651 A JPH06221651 A JP H06221651A
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air temperature
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Hiroyuki Narumi
博之 鳴海
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 過渡状態においても精度よく安定な温熱感覚
を求める。 【構成】 第1のフィルタ部3−4を設けて、検出気温
Taに所定のフィルタ演算を施し、検出気温Ta’とす
る(Ta’=F1(Ta))。第2のフィルタ部3−5
を設けて、ヒータパワーHθ(th)に所定のフィルタ演算
を施し、ヒータパワーHθ(th)’とする(Hθ(th)’=
F2(Hθ(th)))。F1,F2は、例えば一次遅れ演
算として、エレメント単体での計測温度Tcrの時定数よ
りも検出気温Ta’の時定数が大きくなるように、また
検出気温Ta’の時定数とヒータパワーHθ(th)’の時
定数とが等しくなるように定める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、人体が感じる温熱感
覚〔例えば等価温度(Equivalent Temperature)Teq〕
を演算する温熱感覚演算装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の温熱感覚演算装置として、本出
願人は先に、特願平2−25009号を提案した。図5
はこの温熱感覚演算装置のブロック構成図である。同図
において、温熱感覚演算装置1は、入力部2,演算部3
および表示出力部4を備えている。入力部2には、衣服
の熱抵抗Iclが設定値として与えられている一方、気温
センサ6からの検出気温Taおよび環境計測部5からの
計測温度Tcrが検出値として与えられている。そして、
これらの設定値および検出値が入力部2より演算部3へ
送られ、演算部3にて、設定温度値θ(th),熱エネルギ
情報としてのヒータパワーHθ(th),等価温度Teqが求
められる。
【0003】すなわち、演算部3では、図6に示すよう
に、その設定温度値演算部3−1にて、検出気温Taと
衣服の熱抵抗Iclとに基づき、下記(1)式により設定
温度値θ(th)を算出する。 θ(th)=a1 +a2 ×Ta ・・・(1) 次に、ヒータ制御演算部3−2にて、設定温度値θ(th)
と計測温度Tcrとが等しくなるように、環境計測部5へ
ヒータパワーHθ(th)(W)を供与する一方、そのヒー
タパワーHθ(th)を計測する。
【0004】環境計測部5は、例えば、図7に示すよう
に、球形状のモジュール本体5-11と、このモジュー
ル本体5-11の内部に配置された加熱ヒータ5−12
と、モジュール本体5-11に付設された温度センサ5
−13とから構成されている。
【0005】上述したヒータパワーHθ(th)(W)は、
環境計測部5における加熱ヒータ5−12へ与えられ
る。そして、この加熱ヒータ5−12よってモジュール
本体5-11が加熱され、温度センサ5−13の検出す
る計測温度Tcrが設定温度値θ( th)と等しくなるように
制御される。
【0006】そして、等価温度演算部3−3にて、検出
気温Ta,衣服の熱抵抗Icl,設定温度値θ(th),ヒー
タパワーHθ(th)に基づき、下記(2)式により、等価
温度Teq* を算出する。 Teq* =b1 +b2 ×θ(th)+b3 ×Ta−b4 ×Hθ(th) ・・・(2) 等価温度演算部3−3にて得た等価温度Teq* は表示出
力部4へ送り表示する。
【0007】この温熱感覚演算装置によれば、気流速度
air が大きい場合でも、等価温度Teq* が人体の感じ
る等価温度Teqに高精度で合致するものとなり、正確な
等価温度の計測が可能となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この温
熱感覚演算装置において、上記(2)式は定常状態にお
いて求められたものであり、過渡状態については考慮さ
れていない。すなわち、上記(2)式において、ヒータ
パワーHθ(th)は検出気温Taと計測温度Tcrとの変化
に応じてコントロールされるが、気温センサ6と環境計
測部5とのエレメント単体での時定数が異なるため、求
められる等価温度Teq* の過渡応答性が悪化する。この
ため、その求められた等価温度Teq* で空調制御を行お
うとすると、制御が不安定となるという問題が生じるも
のであった。
【0009】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、過渡状態に
おいても精度よく安定な温熱感覚を求めることのできる
温熱感覚演算装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、気温センサからの検出気温Taに
所定のフィルタ演算を施して検出気温Ta’とする第1
のフィルタ手段と、検出気温Ta’と衣服の熱抵抗Icl
とに基づき設定温度値θ(th)’を演算する設定温度値演
算手段と、設定温度値θ(th)’と計測温度Tcrとが等し
くなるように加熱手段へ熱エネルギ情報Hθ(th)を供与
する一方、その熱エネルギ情報Hθ(th)を計測する熱エ
ネルギ情報供与計測手段と、この熱エネルギ情報供与計
測手段の計測する熱エネルギ情報Hθ(th)に所定のフィ
ルタ演算を施して熱エネルギ情報Hθ(th)’とする第2
のフィルタ手段と、検出気温Ta’,衣服の熱抵抗Ic
l、設定温度値θ(th)’,熱エネルギ情報Hθ(th)’に
基づき温熱感覚を演算する温熱感覚演算手段とを備えた
ものである。
【0011】
【作用】したがってこの発明によれば、第1および第2
のフィルタ手段でのフィルタ演算を適当に定めることに
より、エレメント単体での計測温度Tcrの時定数よりも
検出気温Ta’の時定数を大きくし、また検出気温T
a’の時定数と熱エネルギ情報Hθ(th)’の時定数とを
等しくするものとすれば、等価温度Teq* の過渡応答を
単純な一次遅れに近い形とすることが可能となる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。
【0013】図1はこの発明の一実施例を示す温熱感覚
演算装置における演算部のブロック構成図であり、図6
と対応する。同図において、図6と同一符号は同一ある
いは同等構成要素を示しその説明は省略する。
【0014】本実施例において、従来の温熱感覚演算装
置と異なる点は、演算部3に第1のフィルタ部3−4と
第2のフィルタ部3−5を追加して設けて、演算部3’
としたところにある。
【0015】第1のフィルタ部3−4は、設定温度値演
算部3−1および等価温度演算部3−3の前段にあっ
て、気温センサ6からの検出気温Taに所定のフィルタ
演算を施し、検出気温Ta’とする。 Ta’=F1(Ta) ・・・(3) F1:Taに対するフィルタ演算
【0016】第2のフィルタ部3−5は、等価温度演算
部3−3の前段にあって、ヒータ制御演算部3−2の計
測するヒータパワーHθ(th)に所定のフィルタ演算を施
し、ヒータパワーHθ(th)’とする。 Hθ(th)’=F2(Hθ(th)) ・・・(4) F2:Hθ(th)に対するフィルタ演算
【0017】ここで、F1,F2は、例えば一次遅れ演
算として、エレメント単体での計測温度Tcrの時定数よ
りも検出気温Ta’の時定数が大きくなるように、また
検出気温Ta’の時定数とヒータパワーHθ(th)’の時
定数とが等しくなるように定められている。
【0018】なお、設定温度値演算部3−1は、検出気
温Taに代えて検出気温Ta’が入力されるから、下記
(5)式により設定温度値θ(th)’を算出する。 θ(th)’=a1 +a2 ×Ta’ ・・・(5)
【0019】また、等価温度演算部3−3は、ヒータパ
ワーHθ(th)に代えてヒータパワーHθ(th)’が入力さ
れるから、下記(6)式により、等価温度Teq* ’を算
出する。 Teq* ’=b1 +b2 ×θ(th)’+b3 ×Ta’−b4 ×Hθ(th)’ ・・・( 6)
【0020】図2に環境計測部5および気温センサ6の
エレメント単体での計測温度Tcrおよび検出気温Taの
過渡状態(気温がステップ上昇した場合)における応答
波形を示す。同図において、τ1は検出気温Taの時定
数を示し、τ2は計測温度Tcrの時定数を示す。環境計
測部5は熱容量が大きいので、τ1<τ2となる。
【0021】図3にフィルタ部3−4および3−5を設
けていない場合(図6に示した構成)の過渡状態(気温
がステップ上昇した場合)における各部の応答波形を示
す。同図(a)は計測温度Tcrと設定温度値θ(th)の応
答波形、同図(b)は検出気温Taと等価温度Teq*
応答波形、同図(c)はヒータパワーHθ(th)の応答波
形を示している。
【0022】図3において、設定温度値θ(th)の時定数
は検出気温Taの時定数と同じτ1なので、気温がステ
ップ上昇した時、制御偏差e(e=θ(th)−Tcr)は最
初「正」となり、ヒータパワーHθ(th)は増加する。そ
の後、ヒータパワーHθ(th)は減少し、定常状態では、
気温が上昇する前よりも小さくなる。ここで、図3
(b)におけるt1〜t2点での応答特性を見て分かる
ように、等価温度Teq* は過渡的に逆動作している。
【0023】図4にフィルタ部3−4および3−5が設
けられている場合(図1に示した構成)の過渡状態(気
温がステップ上昇した場合)における各部の応答波形を
示す。同図(a)は計測温度Tcrと設定温度値θ(th)
の応答波形、同図(b)は検出気温TaおよびTa’と
等価温度Teq* ’の応答波形、同図(c)はヒータパワ
ーHθ(th)およびHθ(th)’の応答波形を示している。
【0024】図4において、検出気温Ta’は、フィル
タ部3−4でのフィルタ演算によって、その時定数がエ
レメント単体での計測温度Tcrの時定数τ2よりも大と
される。これにより、設定温度値θ(th)’の時定数が上
記時定数τ2よりも遅れるものとなり、制御偏差e(e
=θ(th)’−Tcr)が最初から「負」となり、等価温度
Teq* ’の逆動作が防がれる。また、フィルタ部3−5
でのフィルタ演算によって、ヒータパワーHθ(th)’の
時定数が検出気温Ta’の時定数と等しくされるので、
Ta’,θ(th)’Hθ(th)’の時定数が揃い、等価温度
Teq* ’の過渡応答は単純な一次遅れに近い形となる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第1および第2のフィルタ手段でのフィ
ルタ演算を適当に定めることにより、エレメント単体で
の計測温度Tcrの時定数よりも検出気温Ta’の時定数
を大きくし、また検出気温Ta’の時定数と熱エネルギ
情報Hθ(th)’の時定数とを等しくするものとすれば、
等価温度Teq* の過渡応答を単純な一次遅れに近い形と
することが可能となり、過渡状態においても精度よく安
定な温熱感覚を求めることができるようになり、その求
めた温熱感覚を用いて安定した空調制御を行うことが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す温熱感覚演算装置にお
ける演算部のブロック構成図である。
【図2】環境計測部および気温センサのエレメント単体
での計測温度Tcrおよび検出気温Taの過渡状態(気温
がステップ上昇した場合)における応答波形を示す図で
ある。
【図3】演算部にフィルタ部を設けていない場合の過渡
状態における各部の応答波形を示す図である。
【図4】演算部にフィルタ部を設けた場合の過渡状態に
おける各部の応答波形を示す図である。
【図5】従来の温熱感覚演算装置のブロック構成図であ
る。
【図6】従来の温熱感覚演算装置における演算部のブロ
ック構成図である。
【図7】環境計測部の一例を示す概略的な縦断面図であ
る。
【符号の説明】
1 温熱感覚演算装置 3’演算部 3−1 設定温度値演算部 3−2 ヒータ制御演算部 3−3 等価温度演算部 3−4 第1のフィルタ部 3−5 第2のフィルタ部 5 環境計測部 6 気温センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 計測温度Tcrを調整し得る加熱手段を有
    する環境計測部に対して設けられる温熱感覚演算装置で
    あって、 気温センサからの検出気温Taに所定のフィルタ演算を
    施して検出気温Ta’とする第1のフィルタ手段と、 前記検出気温Ta’と衣服の熱抵抗Iclとに基づき設定
    温度値θ(th)’を演算する設定温度値演算手段と、 前記設定温度値θ(th)’と前記計測温度Tcrとが等しく
    なるように前記加熱手段へ熱エネルギ情報Hθ(th)を供
    与する一方、その熱エネルギ情報Hθ(th)を計測する熱
    エネルギ情報供与計測手段と、 この熱エネルギ情報供与計測手段の計測する熱エネルギ
    情報Hθ(th)に所定のフィルタ演算を施して熱エネルギ
    情報Hθ(th)’とする第2のフィルタ手段と、 前記検出気温Ta’,前記衣服の熱抵抗Icl、前記設定
    温度値θ(th)’,前記熱エネルギ情報Hθ(th)’に基づ
    き温熱感覚を演算する温熱感覚演算手段とを備えたこと
    を特徴とする温熱感覚演算装置。
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