WO2019021674A1 - 温感算出装置、温感算出方法、空調装置、およびプログラム - Google Patents

温感算出装置、温感算出方法、空調装置、およびプログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2019021674A1
WO2019021674A1 PCT/JP2018/022901 JP2018022901W WO2019021674A1 WO 2019021674 A1 WO2019021674 A1 WO 2019021674A1 JP 2018022901 W JP2018022901 W JP 2018022901W WO 2019021674 A1 WO2019021674 A1 WO 2019021674A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
warmth
human body
correction
calculation
basic index
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/022901
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雄亮 伊藤
智紀 佐古井
Original Assignee
株式会社デンソー
国立大学法人信州大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー, 国立大学法人信州大学 filed Critical 株式会社デンソー
Priority to DE112018003774.6T priority Critical patent/DE112018003774T5/de
Priority to CN201880049708.2A priority patent/CN111051787A/zh
Publication of WO2019021674A1 publication Critical patent/WO2019021674A1/ja
Priority to US16/727,350 priority patent/US11371740B2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2120/00—Control inputs relating to users or occupants
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation

Definitions

  • the present disclosure relates to a thermal sensation calculation device, a thermal sensation calculation method, an air conditioner, and a program.
  • Patent Document 1 discloses Standard New Effective Temperature (SET *) as one of the indicators representing human warmth or warmth.
  • Accuracy decreases when the relationship between the environment and the target person is transient. For example, when the environment changes transiently or when the target person moves in and out of the adjusted environment, it may not be possible to correctly represent the warmth and warmth of the person as a whole body.
  • An object of the present disclosure is to provide a thermal sensation calculation device, a thermal sensation calculation method, an air conditioner, and a program capable of expressing a thermal sensation as a whole body and a thermal sensation of a part at the time of transition.
  • Another object of the present disclosure is to provide an air conditioner that can reflect the warmth and warmth of a person's whole body during transient times in air conditioning.
  • the thermal sensation calculation device corrects the basic indicator by using a calculation unit that calculates a basic index that indicates the warmth of a human body, and a heat transfer amount due to blood flow of a human body thermal model. And a correction unit.
  • a calculation unit that calculates a basic index that indicates the warmth of a human body, and a heat transfer amount due to blood flow of a human body thermal model.
  • a correction unit According to the thermal sensation calculation device of the present disclosure, not only the basic index but the correction factor is reflected. In particular, the heat transfer amount due to the blood flow of the human body heat model is used as the correction factor. For this reason, it is possible to express the warmth of the part of the person at the transition time.
  • a thermal sensation calculation device includes a calculation unit that calculates a basic index that indicates a human warmth, and a basic index with a total body heat storage amount and / or an average body temperature by heat storage of a human body heat model as a correction factor. And a correction unit that corrects.
  • the thermal sensation calculation device of the present disclosure not only the basic index but the correction factor is reflected.
  • the whole body heat storage amount and / or the average body temperature due to the heat storage of the human body heat model is used as the correction factor. For this reason, it is possible to express the warmth of a person at the transition time.
  • An air conditioner includes a thermal sensation calculation device, and an air conditioning control unit that controls air conditioning according to the thermal sensation calculation device.
  • the air conditioning is controlled not only by the basic indicators but also by the indicators that reflect the correction factor. For this reason, it is possible to reflect the warmth of a person at the transition time to the air conditioning.
  • a method of calculating a thermal sensation includes: calculating a basic index that indicates the thermal sensation of the whole body of a person or the thermal sensation of a part of a person; Or a correction step of correcting the basic index with the whole body heat storage amount by heat storage of the human body and / or the average body temperature as a correction factor.
  • the warm feeling calculation method of the present disclosure not only the basic index but the correction factor is reflected.
  • the heat transfer amount by the blood flow of the human body thermal model, the whole body heat storage amount by thermal storage of the human body thermal model, and the average body temperature by thermal storage of the human body thermal model are regarded as correction factors. For this reason, it is possible to represent the warmth of the whole human body or the warmth of the human part at the transition time.
  • a program according to an aspect of the present disclosure causes a computer to execute a calculation step and a correction step.
  • correction factors are reflected as well as basic indicators.
  • the heat transfer amount by the blood flow of the human body thermal model, the whole body heat storage amount by thermal storage of the human body thermal model, and the average body temperature by thermal storage of the human body thermal model are regarded as correction factors. For this reason, it is possible to represent the warmth of the whole human body or the warmth of the human part at the transition time.
  • FIG. 1 is a block diagram of an air conditioner designing method according to the first embodiment
  • Fig. 2 is a model diagram showing a part of the human body heat model
  • FIG. 3 is a block diagram of a thermal sensation calculation apparatus
  • FIG. 4 is a flowchart of the thermal sensation calculation apparatus.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the warmness indicator and the comfort
  • FIG. 6 is a block diagram of the air conditioner of the second embodiment.
  • the air conditioner design method 1 is used to design a mass-produced air conditioner 2.
  • the air conditioner 2 is an air conditioner for a vehicle that controls an indoor environment condition ENV of the vehicle including the temperature in the room of the vehicle.
  • the air conditioner 2 may additionally control the air volume, humidity, and the like in the room.
  • the air conditioner 2 controls the indoor environment such that the subject person in the room feels comfortable.
  • the subject is, for example, a driver or an occupant of each seat.
  • the air conditioner 2 includes a refrigeration cycle as a cooling device, a heating device, and a control device that controls them.
  • the comfort provided by the air conditioner 2 is provided not only by feedback control of the room temperature towards the target temperature, but also by the additional room environment.
  • the air conditioner design method 1 includes an evaluation stage 3 and a design stage 4. In the evaluation stage 3, the subject's comfort is evaluated by experiments in a number of different environmental conditions ENV. In the design stage 4, the specifications of the air conditioner 2 are adjusted based on the relationship between the index obtained in the evaluation stage 3 and the sense of warmth (degree of comfort).
  • the air conditioner design method 1 is also a manufacturing method for manufacturing a large number of air conditioners 2.
  • the thermal sensation calculation device 5 is used.
  • the thermal sensation calculation device 5 implements a thermal sensation calculation method.
  • the subject is placed in a large number of environmental conditions ENV, and a declaration of comfort felt by the subject is collected.
  • the thermal sensation calculation device 5 calculates the thermal sensation of a person as an objective index.
  • the index indicating warmth is mathematically calculated based on the environmental conditions and the human thermal model MDL. This indicator is called a basic indicator.
  • Basic indicators can include the warmth of a person's whole body, the warmth of a person's part, or both.
  • the standard new effective temperature (SET * or SET * ) is used as a basic index.
  • the thermal sensation calculation device 5 calculates SET *.
  • SET * is a theoretical model in which the relative humidity of the standard environment is set to 50%, and the amount of clothing and metabolism is also divided into two layers, the inner layer and the outer layer, and human physiological response is also considered (human thermal model)
  • Is a numerical value calculated from SET * is calculated based on a human body heat model MDL that simulates a human body.
  • SET * is calculated on the assumption that the human thermal model MDL is placed in the same environmental condition ENV as the subject.
  • SET * is calculated in each assuming many environmental conditions ENV.
  • the warm feeling calculation device 5 calculates the new index X by correcting the basic index.
  • the new index X is called a corrected index.
  • the calculated new index X is provided to the evaluation stage 3.
  • the correction of the basic index is performed to improve the degree of matching between the index and the warmth (degree of comfort) during transition.
  • the transition time in this case includes both the case where the environmental condition ENV changes transiently and the case where the subject moves. During the transition, one of the case where the environmental condition ENV changes transiently and the case where the object person moves may be used.
  • the thermal sensation calculation device 5 is provided by a control device such as a microcomputer or a logic array.
  • the control device has at least one arithmetic processing unit (CPU) and at least one memory device as a recording medium for storing a program and data.
  • the control device is provided by a microcomputer provided with a computer readable recording medium.
  • the recording medium is a non-transitory tangible recording medium for non-temporarily storing a computer readable program, such as a RAM, a ROM, and a flash memory.
  • the recording medium may be provided by a semiconductor memory or a magnetic disk.
  • the controller may be provided by one computer or a set of computer resources linked by a data communication device.
  • the program when executed by the control device, causes the control device to function as the device described in this specification and causes the control device to perform the method described in this specification.
  • the thermal sensation calculation program is executed by the control device.
  • the declared value of comfort and the calculated new index X are associated.
  • subjective comfort warmth (warm feeling) is replaced with an index that is an objectively calculated value.
  • the reported value is a frequency such as (1) comfortable, (2) somewhat comfortable, (3) normal, (4) somewhat uncomfortable, and (5) unpleasant.
  • the designer grasps the subjective warmth (comfort) by the index by this association.
  • the designer designs the air conditioner 2 so that the index for which high comfort is obtained is reproduced.
  • the air conditioner 2 is designed not only to control the temperature to the target temperature but also to change the additional indoor environment. In other words, the air conditioner 2 is designed to control other environmental conditions other than temperature.
  • the additional indoor environment is also realized in the existing air conditioner 2 by various methods.
  • An example of an additional indoor environment is given by the change curve of the temperature in the room with the passage of time.
  • the temperature may fluctuate, provide rapid heating, or dare to provide slow temperature changes so as to improve comfort.
  • An example of an additional indoor environment is given by the change curve of the wind speed in the room with the passage of time.
  • An example of an additional indoor environment is given by the difference between the temperature of the wind directed to the upper body and the temperature of the wind directed to the lower body.
  • An example of an additional indoor environment is provided by the start-up time, the operation continuation time, or the stop time of the auxiliary heating device. Additional room environments may be provided by other approaches.
  • the designer sets additional room environments to improve comfort.
  • the comfort felt when entering the room at 20 ° C. from outside the room at 0 ° C. is different from the comfort felt when entering the room at 20 ° C. from the outside room at 10 ° C.
  • Many subjects, in the former case feel warm enough to gain high comfort. On the contrary, many subjects do not feel much warmth and gain less comfort in the latter case.
  • Such control for improving comfort is set in the air conditioner 2 in the design stage 4.
  • FIG. 2 shows an example of a human thermal model MDL.
  • the human thermal model MDL can use various models.
  • the human thermal model MDL is a function that models the human body thermally.
  • the human body thermal model MDL includes (1) heat transfer between body tissues (including heat transfer by blood flow), (2) heat transfer between the human body and the environment in which the human body is placed, and (3) blood. It is composed of flow, sweating, and thermoregulatory responses by metabolism.
  • the human body thermal model MDL is configured on the assumption of a plurality of parts Mi of the human body. It is desirable to model the human body by at least six parts such as the head, body, right arm, left arm, right foot, and left foot. Furthermore, it is desirable to model by 16 sites which added the illustrated neck, chest, abdomen, upper arm, forearm, hand, thigh, lower thigh, and foot.
  • the upper arm MU, the forearm MF, and the hand MH are illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • the blood flow is represented assuming two lines of an arterial line and a venous line.
  • a node N1 showing the relationship between the site Mi and the artery
  • a node N2 showing the relationship between the site Mi and the vein.
  • a node N3 showing the relationship between the human body inner layer and the artery at the site Mi
  • a node N4 showing the relationship between the human body inner layer and the vein at the site Mi can be assumed.
  • a node N5 indicating the relationship between the human body outer layer (for example, skin) and an artery at the site Mi
  • a node N6 indicating the relationship between the human body outer layer and the vein at the site Mi can be assumed. In this way, nodes as six blood vessel elements are set for one site Mi and functioned.
  • a new index Xi indicating warmth at one site Mi of a person is calculated reflecting heat inflow and heat outflow from other sites. For example, even in the end portion such as the hand portion MH, heat inflow from the latest forearm portion MF and heat outflow to the most recent forearm portion MF are considered. In addition, heat inflow and heat outflow from / to other sites such as the upper arm MU are indirectly considered. Since heat inflow and heat outflow change at the time of transient, it is suitable for the correction element at the time of transient.
  • FIG. 3 shows a block diagram of the thermal sensation calculation device 5.
  • the environmental conditions ENV include the temperature Ta of the air in the environment where the human body is placed, the wind speed Va, the humidity h, and the radiation Tr such as solar radiation. These environmental conditions ENV are given for each part of the human body. For example, the temperature Tai at one site Mi is given. Thereby, for example, the difference between the temperature in the upper arm MU and the temperature in the hand MH is reflected in the warmth.
  • environmental conditions ENV include human metabolism and human clothing.
  • the environmental conditions may include the temperature of the seat, an index indicating the amount of fluctuation of the wind speed, the heartbeat, the skin temperature, the history of the temperature of the air, and the like.
  • the human thermal model MDL provides a calculation unit for calculating a basic index.
  • the basic indicator is, for example, the standard new effective temperature (SET *).
  • the calculation method of SET * is known. There is a correlation between SET * and human thermal sensation. However, under transient conditions, there is an error in the correlation.
  • a correction factor is calculated to correct the basic index. Based on the human body thermal model MDL, a correction element for calculating a new index X indicating warmth is obtained. Multiple correction factors can be used.
  • the correction element includes at least a heat transfer amount Qbi due to blood flow.
  • the heat transfer amount Qbi due to the blood flow contributes to increase the accuracy of the index that indicates the warmth of the human part.
  • the heat transfer amount Qbi due to the blood flow contributes indirectly to increase the accuracy of the index indicating the warmth of the human body.
  • the correction factor includes at least whole body heat storage Sb.
  • the correction factor includes at least an average body temperature Tb.
  • the total body heat storage Sb and / or the average body temperature Tb contribute to improve the accuracy of the index indicating the warmth of the human part.
  • the total body heat storage Sb and / or the average body temperature Tb indirectly contribute to increase the accuracy of the index indicating the whole body warmth of a person.
  • the plurality of correction elements include the heat transfer amount Qbi due to the blood flow and the total body heat storage amount Sb or the average body temperature Tb. It is desirable that the plurality of correction elements include all of the heat transfer amount Qbi, the total body heat storage amount Sb, and the average body temperature Tb.
  • the heat transfer amount Qbi due to the blood flow reflects the heat transfer in the human body caused by the transient change of the environmental condition ENV in the index.
  • the total body heat storage amount Sb and / or the average body temperature Tb reflect, in the index, a process in which the heat storage amount of the human body increases or decreases due to the transient change of the environmental condition ENV.
  • the thermal sensation calculation device 5 includes a plurality of region thermal sensation calculation units 5i in order to calculate a new index Xi for each region indicating the thermal sensation for each region.
  • One of the plurality of part thermal sensation calculation units 5i calculates the thermal sensation of the whole human body based on the thermal sensation of the plurality of parts.
  • One of the plurality of portion warmth calculation units 5i is also referred to as a whole-body warmth calculation unit.
  • the part thermal sensation calculation unit 5i provides a correction unit that corrects the basic index.
  • the part thermal sensation calculating unit 5i calculates a new index Xi by the function of equation (1).
  • Xi Ai + Bi ⁇ (SET *) + Ci ⁇ (SET *) 2 + Di ⁇ Qbi + Ei ⁇ Sb + Fi ⁇ Tb (1)
  • the basic function is given as a quadratic function of SET *.
  • the fourth term (Di ⁇ Qbi), the fifth term (Ei ⁇ Sb), and the sixth term (Fi ⁇ Tb) on the right side give a correction amount by the correction element.
  • the correction factor adds a DC correction component to SET *, which is a basic index, to increase the degree of agreement between the basic index and the sense of warmth.
  • the correction amount is given as a linear function of each correction element.
  • the correction factors are, for example, Di ⁇ Qbi, Ei ⁇ Sb, Fi ⁇ Tb.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the basic index SET * and the degree of comfort.
  • the degree of comfort is a declared value of comfort and also a sense of warmth to people.
  • the correlation between the basic index SET * and the comfort frequency can be expressed by the basic function f (SET *).
  • the amount of correction by the correction element acts as a direct current component to the basic function f (SET *).
  • the fourth term (Di ⁇ Qbi) on the right side translates the basic function f (SET *) by adding a DC component whose variable is the heat transfer amount Qbi due to blood flow.
  • the fifth term (Ei ⁇ Sb) on the right side translates the basic function f (SET *) in parallel by adding a DC component with the whole-body heat storage amount Sb as a variable.
  • the sixth term (Fi ⁇ Tb) on the right side translates the basic function f (SET *) in parallel by adding a DC component with the average body temperature Tb as a variable. This suppresses errors during transients.
  • FIG. 5 is a flow chart showing an example of a thermal sensation calculation program executed in the thermal sensation calculation device 5.
  • the thermal sensation calculation program 120 has S121 for inputting the environmental condition ENV and S122 for inputting the condition of the human body heat model MDL.
  • S121, S122 provide an input step.
  • conditions of the human body thermal model MDL for example, height, weight, muscle mass, fat mass, bone mass and the like are used.
  • the conditions of the human thermal model MDL may be fixed to standard values.
  • the thermal sensation calculation program 120 has S123 for calculating a basic index.
  • SET * at the input environmental condition ENV is calculated based on the human body heat model MDL. Further, the heat transfer amount Qbi, the total body heat storage amount Sb, and the average body temperature Tb are calculated based on the human body heat model MDL.
  • S123 provides a calculation step.
  • S123 provides a basis calculation part which calculates a basic index.
  • the calculation unit corresponds to the base calculation unit and corresponds to the calculation step.
  • the thermal sensation calculation program 120 has S124 for calculating the thermal sensation of the whole body and the thermal sensation for each part Mi. S124 repeats the operation for each part Mi. S124 executes equation (1). SET *, Qbi, Sb, and Tb in the equation (1) are calculated based on a human body heat model. Ai, Bi, Ci, Di, Ei, and Fi are constants set for each site Mi. S124 provides a correction step. S124 provides a correction unit that corrects the basic index. S124 calculates the warmth of a person's whole body based on the warmth of a plurality of parts.
  • S124 corrects the basic index with the heat transfer amount Qbi due to the blood flow of the human body thermal model MDL as a correction factor.
  • S124 corrects the basic index so as to reflect the heat inflow and the heat outflow of the specific site at the transient time by the heat transfer amount Qbi.
  • S124 further corrects the basic index using the total body heat storage amount Sb and / or the average body temperature Tb due to heat storage of the human body heat model MDL as a correction factor.
  • S124 corrects the basic index so as to reflect the heat storage of the human body at the time of transition by the total body heat storage Sb and / or the average body temperature Tb.
  • S124 adds a DC component whose correction factor is a variable to the basic function f (SET *) set based on the basic index.
  • the warm feeling calculation program 120 may have S125 which associates the calculated new index Xi with the reported value (comfort).
  • the result of execution of S125 is provided to the design by the designer. For example, the designer evaluates what kind of environmental conditions the warmth of the subject, that is, the comfort has improved, and reflects the evaluation result in the design of the air conditioner 2.
  • the heat transfer amount Qbi due to the blood flow is added as a correction factor, it is possible to represent the warmth of the person at the transition time.
  • the process of increasing or decreasing the heat storage amount of the human body due to the environmental condition ENV is considered. For this reason, it is possible to express the warmth of a person at the transition time. Specifically, the accuracy of the thermal sensation when the whole body heat storage amount Sb or the average body temperature Tb is transient is enhanced.
  • thermo sensation calculation device 5 that can be used in the evaluation stage for designing the specifications (the cooling device, the heating device, or their control characteristics) of the air conditioner 2 has been described. Instead of this, the thermal sensation calculation device 5 may be mounted on the air conditioner 2.
  • FIG. 6 shows the air conditioner 2 equipped with the thermal sensation calculation device 5.
  • the thermal sensation calculation apparatus 5 inputs the environmental conditions in the room, and estimates the thermal sensation of the subject who will be in the room.
  • the air conditioner 2 adjusts the environmental conditions such that the estimated warmth, that is, the calculated warmth (comfort) is improved.
  • the air conditioner 2 includes a sensor group 206.
  • the sensor group 206 detects in real time the indoor and outdoor environmental conditions of the vehicle to be air-conditioned.
  • the environmental conditions detected by the sensor group 206 are input to the thermal sensation calculation device 5.
  • the thermal sensation calculation device 5 calculates, based on the detection information by the sensor group 206, the thermal sensation (comfort) felt by the subject who is likely to be in the room of the vehicle. This calculation process is also a process of estimating warmth.
  • the air conditioner 2 arranges the environmental conditions such that the estimated warmth is improved.
  • the thermal sensation calculated by the thermal sensation calculation device 5 is input to the temperature feedback control unit 207 (FB).
  • the temperature feedback control unit 207 adjusts the characteristics of feedback control based on the calculated warmth in the process of transient temperature change. For example, when the temperature is changed by a predetermined temperature (for example, when it is increased by 10 ° C.), there is a possibility that the human warmth may change according to the environmental conditions. In such a case, the temperature feedback control unit 207 executes control in which the subject's comfort is improved in the evaluation stage, in accordance with the calculated warmth. For example, one of various changes such as (1) fast change, (2) slow change, (3) slow change after fast change, (4) fast change after slow change, (5) change with excess amount Is selected and realized.
  • the temperature feedback control unit 207 provides an air conditioning control unit that controls the air conditioning in accordance with the new index Xi calculated by the thermal sensation calculation device 5.
  • an air conditioner can be provided that can reflect the warmth of the person at the time of transition on air conditioning.
  • the embodiments, configurations, and aspects of the warming sensation calculation device, the warming sensation calculation method, the air conditioner, and the program according to one aspect of the present disclosure have been illustrated above, but the embodiments, configurations, and aspects according to the present disclosure are as described above. It is not limited to each embodiment, each configuration, or each aspect.
  • the disclosure includes the illustrated embodiments and variations based on them by those skilled in the art. For example, the disclosure is not limited to the combination of parts and / or elements shown in the embodiments.
  • the disclosure can be implemented in various combinations.
  • the disclosure can have additional parts that can be added to the embodiments.
  • the disclosure includes those in which parts and / or elements of the embodiments have been omitted.
  • the disclosure includes replacements or combinations of parts and / or elements between one embodiment and another embodiment.
  • the technical scope of the present disclosure is not limited to the description of the embodiments.
  • the standard new effective temperature (SET *) is used as a basic index indicating warmth.
  • various indicators can be used.
  • effective temperature ET Effective Temperature
  • PMV Predicted Mean Vote
  • each step is expressed as S121, for example.
  • each step may be divided into multiple sub-steps, while multiple steps may be combined into one step.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

過渡時における温感を表すことができる温感算出装置を提供する。温感算出装置は、人体を模擬した人体熱モデル(ＭＤＬ)に基づいて、入力された環境条件ＥＮＶにおける、人の部位の温感を示す基礎的指標を算出する算出部と、人体熱モデル(ＭＤＬ)の血流による熱移動量（Ｑｂｉ）を補正要素として基礎的指標を補正する補正部とを備える。

Description

温感算出装置、温感算出方法、空調装置、およびプログラム 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１７年７月２４日に出願された日本国特許出願２０１７－１４２８５４号に基づくものであり、ここにその記載内容を参照により援用する。
　本開示は、温感算出装置、温感算出方法、空調装置、およびプログラムに関する。
　特許文献１は、人の温感または温熱感を表す指標のひとつとして、標準新有効温度（ＳＥＴ＊：Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｎｅｗ　Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を開示している。
ＪＰ２００９－１８７０５０　Ａ
　環境と対象人物との関係が過渡的であるときに、正確さが低下する。例えば、環境が過渡的に変化する場合、または対象人物が調整された環境に出入りする場合には、正しく人の全身としての温感および部位の温感を表すことができないことがある。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、温感算出装置、温感算出方法、空調装置、およびプログラムにはさらなる改良が求められている。
　本開示は、過渡時における全身としての温感および部位の温感を表すことができる温感算出装置、温感算出方法、空調装置、およびプログラムを提供することを目的とする。
　本開示は、過渡時における人の全身としての温感および部位の温感を空調に反映することができる空調装置を提供することを他のひとつの目的とする。
　本開示の一態様による温感算出装置は、人の部位の温感を示す基礎的指標を算出する算出部と、人体熱モデルの血流による熱移動量を補正要素として基礎的指標を補正する補正部とを備える。本開示の温感算出装置によると、基礎的指標だけではなく、補正要素が反映される。特に、人体熱モデルの血流による熱移動量が補正要素とされる。このため、過渡時における人の部位の温感を表すことができる。
　本開示の一態様による温感算出装置は、人の温感を示す基礎的指標を算出する算出部と、人体熱モデルの蓄熱による全身蓄熱量および／または平均体温を補正要素として基礎的指標を補正する補正部とを備える。本開示の温感算出装置によると、基礎的指標だけではなく、補正要素が反映される。特に、人体熱モデルの蓄熱による全身蓄熱量および／または平均体温が補正要素とされる。このため、過渡時における人の温感を表すことができる。
　本開示の一態様による空調装置は、温感算出装置と、温感算出装置に応じて空調を制御する空調制御部とを備える。本開示の空調装置によると、基礎的指標だけではなく、補正要素が反映されて与えられる指標により、空調が制御される。このため、過渡時における人の温感を空調に反映することができる。
　本開示の一態様による温感算出方法は、人の全身の温感または人の部位の温感を示す基礎的指標を算出する算出ステップと、人体熱モデルの血流による熱移動量、および／または人体の蓄熱による全身蓄熱量および／または平均体温を補正要素として基礎的指標を補正する補正ステップとを備える。本開示の温感算出方法によると、基礎的指標だけではなく、補正要素が反映される。特に、人体熱モデルの血流による熱移動量、人体熱モデルの蓄熱による全身蓄熱量、および人体熱モデルの蓄熱による平均体温が補正要素とされる。このため、過渡時における人の全身の温感または人の部位の温感を表すことができる。
　本開示の一態様によるプログラムは、コンピュータに、算出ステップ、および補正ステップを実行させる。本開示のプログラムによると、基礎的指標だけではなく、補正要素が反映される。特に、人体熱モデルの血流による熱移動量、人体熱モデルの蓄熱による全身蓄熱量、および人体熱モデルの蓄熱による平均体温が補正要素とされる。このため、過渡時における人の全身の温感または人の部位の温感を表すことができる。
　本開示についての上記および他の目的、特徴や利点は、添付図面を参照した下記詳細な説明から、より明確になる。添付図面において、
図１は、第１実施形態に係る空調装置設計方法のブロック図であり、 図２は、人体熱モデルの一部を示すモデル図であり、 図３は、温感算出装置のブロック図であり、 図４は、温感算出装置のフローチャートであり、 図５は、温感を示す指標と快適さとの関係を示すグラフであり、 図６は、第２実施形態の空調装置のブロック図である。
　以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の実施形態を説明する。
　（第１実施形態）
　図１において、空調装置設計方法１は、大量生産される空調装置２を設計するために利用される。空調装置２は、車両の室内の温度をはじめとする車両の室内の環境条件ＥＮＶを制御する車両用の空調装置である。空調装置２は、室内の風量、湿度などを追加的に制御してもよい。空調装置２は、室内にいる対象者が快適と感じるように室内環境を制御する。対象者は、例えば、運転者、またはそれぞれの座席の乗員である。空調装置２は、冷房装置としての冷凍サイクルと、暖房装置と、それらを制御する制御装置とを含む。
　空調装置２が提供する快適さは、単に室内の温度が目標温度に向けてフィードバック制御されるだけではなく、追加的な室内環境によって提供される。この空調装置設計方法１は、評価段階３と、設計段階４とを含む。評価段階３では、異なる多数の環境条件ＥＮＶにおける実験によって対象者の快適さが評価される。設計段階４では、評価段階３で得られた指標と温感（快適さの度数）との関係に基づいて、空調装置２の仕様が調節される。空調装置設計方法１は、多数の空調装置２を製造する製造方法でもある。
　評価段階３において、温感算出装置５が利用される。温感算出装置５は、温感算出方法を実施する。評価段階３では、被験者を多数の環境条件ＥＮＶの中に置いて、被験者が感じた快適さの申告値が収集される。同時に、温感算出装置５によって、人の温感が客観的な指標として算出される。温感を示す指標は、環境条件と、人体熱モデルＭＤＬとに基づいて数学的に算出される。この指標は基礎的指標と呼ばれる。基礎的指標は、人の全身の温感、人の部位の温感、またはそれらの両方を含むことができる。
　基礎的指標として、標準新有効温度（ＳＥＴ＊またはＳＥＴ＊）が用いられる。温感算出装置５は、ＳＥＴ＊を算出する。ＳＥＴ＊は、標準環境の相対湿度を５０％に設定し、さらに着衣量と代謝量も加えた人体を内層と外層とに２層分割して人体生理応答も考慮した理論モデル（人体熱モデル）から計算される数値である。ＳＥＴ＊は、人体を模擬した人体熱モデルＭＤＬに基づいて算出される。ＳＥＴ＊は、被験者と同じ環境条件ＥＮＶの中に、人体熱モデルＭＤＬを置いた場合を想定して、算出される。ＳＥＴ＊は、多数の環境条件ＥＮＶを想定して、それぞれにおいて算出される。
　さらに、温感算出装置５は、基礎的指標を補正することにより、新指標Ｘを算出する。新指標Ｘは、補正後指標と呼ばれる。算出された新指標Ｘは、評価段階３に提供される。基礎的指標を補正は、過渡時における指標と温感（快適さの度数）との一致度を向上するように実行される。この場合の過渡時は、環境条件ＥＮＶが過渡的に変化する場合と、対象者が移動する場合との両方を含む。なお、過渡時は、環境条件ＥＮＶが過渡的に変化する場合と、対象者が移動する場合との一方でもよい。
　温感算出装置５は、マイクロコンピュータまたはロジックアレイのような制御装置によって提供される。制御装置は、少なくともひとつの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムとデータとを記憶する記録媒体としての少なくともひとつのメモリ装置とを有する。制御装置は、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記録媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記録媒体、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリである。記録媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置は、ひとつのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置を機能させる。温感算出プログラムは制御装置によって実行される。
　評価段階３では、快適さの申告値と、算出された新指標Ｘとが関連付けられる。これにより、主観的な快適さ（温感）が、客観的な算出値である指標に置き換えられる。例えば、申告値は、（１）快適、（２）やや快適、（３）普通、（４）やや不快、（５）不快といった度数である。設計者は、この関連付けにより、主観的な温感（快適さ）を、指標によって把握する。
　設計段階４では、設計者は、高い快適さが得られた指標が再現されるように空調装置２を設計する。単に温度を目標温度に制御するだけではなく、追加的な室内環境を変化させるように空調装置２が設計される。言い換えると、温度だけではない他の環境条件も制御対象とする空調装置２が設計される。
　追加的な室内環境は、既存の空調装置２においても多様な手法によって実現されている。追加的な室内環境の一例は、時間の経過に対する室内の温度の変化曲線によって与えられる。例えば、快適さが向上するように、温度にゆらぎを与えたり、急速暖房を提供したり、または敢えてゆっくりの温度変化を与えたりするおそれがある。追加的な室内環境の一例は、時間の経過に対する室内の風速の変化曲線によって与えられる。追加的な室内環境の一例は、上半身に向けられる風の温度と、下半身に向けられる風の温度との差によって与えられる。追加的な室内環境の一例は、補助的な暖房機器の起動時期、作動継続時間、または停止時期によって与えられる。追加的な室内環境は、他の手法によって提供されてもよい。
　設計段階４において、設計者は、快適さを向上するように、追加的な室内環境を設定する。例えば、０℃の室外から２０℃の室内に入った場合に感じる快適さと、１０℃の室外から２０℃の室内に入った場合に感じる快適さとは異なる。多くの対象者は、前者の場合には、十分な暖かさを感じて高い快適さを得る。これに対して、多くの対象者は、後者の場合には、さほど暖かさを感じないで少ない快適さを得る。例えば、後者の場合の快適さを向上するために、風速を高めて刺激を強くすることが考えられる。このような、快適性を向上するための制御が、設計段階４において、空調装置２に設定される。
　図２は、人体熱モデルＭＤＬの一例を示す。人体熱モデルＭＤＬは、多様なモデルを利用することができる。人体熱モデルＭＤＬは、人体を熱的にモデル化した関数である。人体熱モデルＭＤＬは、（１）体組織の間における伝熱（血流による伝熱を含む）と、（２）人体と人体が置かれた環境との間の伝熱と、（３）血流、発汗、代謝による体温調節反応とで構成されている。
　図１に戻り、人体熱モデルＭＤＬは、人体の複数の部位Ｍｉを想定して構成されている。人体は、少なくとも、頭部、胴部、右腕、左腕、右足、左足といった６部位によってモデル化することが望ましい。さらに、図示される首部、胸部、腹部、上腕部、前腕部、手部、大腿部、下腿部、足部を加えた１６部位によってモデル化することが望ましい。図１および図２には、上腕部ＭＵ、前腕部ＭＦ、手部ＭＨが例示されている。
　図２において、血流は、動脈系統と、静脈系統との２つの系統を想定して表される。人体のひとつの部位Ｍｉを想定した場合、その部位Ｍｉと動脈との関係を示すノードＮ１、およびその部位Ｍｉと静脈との関係を示すノードＮ２を想定することができる。その部位Ｍｉにおける人体内層と動脈との関係を示すノードＮ３、およびその部位Ｍｉにおける人体内層と静脈との関係を示すノードＮ４を想定することができる。さらに、その部位Ｍｉにおける人体外層（例えば皮膚）と動脈との関係を示すノードＮ５、およびその部位Ｍｉにおける人体外層と静脈との関係を示すノードＮ６を想定することができる。このように、ひとつの部位Ｍｉに関して６つの血管要素としてのノードを設定し、関数化されている。
　この実施形態では、人のひとつの部位Ｍｉにおける温感を示す新指標Ｘｉは、他の部位からの熱流入と熱流出とを反映して算出される。例えば、手部ＭＨのような末端部分であっても、直近の前腕部ＭＦからの熱流入、および直近の前腕部ＭＦへの熱流出が考慮される。さらに、間接的に上腕部ＭＵなど他の部位との間の熱流入および熱流出が考慮される。熱流入、熱流出は、過渡時に変化するから、過渡時における補正要素に適している。
　図３は、温感算出装置５のブロック図を示す。任意の環境条件ＥＮＶにおける複数の変数が人体熱モデルＭＤＬから得られる。環境条件ＥＮＶは、人体が置かれた環境の空気の温度Ｔａ、風速Ｖａ、湿度ｈ、および日射などの輻射Ｔｒを含む。これら環境条件ＥＮＶは、人体の部位ごとに与えられる。例えば、ひとつの部位Ｍｉにおける温度Ｔａｉが与えられる。これにより、例えば、上腕部ＭＵにおける温度と、手部ＭＨにおける温度との違いが温感に反映される。さらに、環境条件ＥＮＶは、人の代謝、および人の着衣を含む。さらに、環境条件として、座席の温度、風速の変動量を示す指標、心拍、皮膚温度、空気の温度の履歴などを含んでいてもよい。
　人体熱モデルＭＤＬに基づいて、温感の基礎的指標が得られる。人体熱モデルＭＤＬは、基礎的指標を算出するための算出部を提供する。基礎的指標は、例えば、標準新有効温度（ＳＥＴ＊）である。ＳＥＴ＊の算出手法は、知られている。ＳＥＴ＊と人の温熱感との間には、相関関係がある。ただし、過渡的な条件の下では、その相関関係に誤差が生じる。
　この実施形態では、基礎的指標を補正するための補正要素が算出される。人体熱モデルＭＤＬに基づいて、温感を示す新指標Ｘを算出するための補正要素が得られる。複数の補正要素を利用することができる。
　補正要素は、少なくとも血流による熱移動量Ｑｂｉを含む。血流による熱移動量Ｑｂｉは、人の部位の温感を示す指標の精度を高めるために貢献する。血流による熱移動量Ｑｂｉは、人の全身の温感を示す指標の精度を高めるために間接的に貢献する。補正要素は、少なくとも全身蓄熱量Ｓｂを含む。補正要素は、少なくとも平均体温Ｔｂを含む。全身蓄熱量Ｓｂおよび／または平均体温Ｔｂは、人の部位の温感を示す指標の精度を高めるために貢献する。全身蓄熱量Ｓｂおよび／または平均体温Ｔｂは、人の全身の温感を示す指標の精度を高めるために間接的に貢献する。
　複数の補正要素は、血流による熱移動量Ｑｂｉと、全身蓄熱量Ｓｂまたは平均体温Ｔｂとを含むことが望ましい。複数の補正要素は、熱移動量Ｑｂｉ、全身蓄熱量Ｓｂ、および平均体温Ｔｂのすべてを含むことが望ましい。血流による熱移動量Ｑｂｉは、環境条件ＥＮＶの過渡的な変化に起因する人体の中での熱移動を指標に反映する。全身蓄熱量Ｓｂおよび／または平均体温Ｔｂは、環境条件ＥＮＶの過渡的な変化に起因して人体の蓄熱量が増減する過程を指標に反映する。
　温感算出装置５は、部位毎の温感を示す部位毎の新指標Ｘｉを算出するために、複数の部位温感算出部５ｉを備える。複数の部位温感算出部５ｉのひとつは、複数の部位の温感に基づいて、人の全身の温感を算出する。複数の部位温感算出部５ｉのひとつは、全身温感算出部とも呼ばれる。部位温感算出部５ｉは、基礎的指標を補正する補正部を提供する。部位温感算出部５ｉは、（１）式の関数によって新指標Ｘｉを算出する。
Ｘｉ＝Ａｉ＋Ｂｉ×（ＳＥＴ＊）＋Ｃｉ×（ＳＥＴ＊）２＋Ｄｉ×Ｑｂｉ＋Ｅｉ×Ｓｂ＋Ｆｉ×Ｔｂ・・・（１）式
　この関数において、右辺１項から３項（Ａｉ＋Ｂｉ×（ＳＥＴ＊）＋Ｃｉ×（ＳＥＴ＊）２）は、基礎的な関数を与える。基礎的な関数は、ＳＥＴ＊の二次関数として与えられている。右辺４項（Ｄｉ×Ｑｂｉ）、５項（Ｅｉ×Ｓｂ）、６項（Ｆｉ×Ｔｂ）は、補正要素による補正量を与える。補正要素は、基礎的指標であるＳＥＴ＊に対して直流的補正成分を加えて、基礎的指標と温感との一致度を高めている。補正量は、それぞれの補正要素の一次関数として与えられている。補正要素は、例えば、Ｄｉ×Ｑｂｉ、Ｅｉ×Ｓｂ、Ｆｉ×Ｔｂである。
　図４は、基礎的指標であるＳＥＴ＊と快適さの度数との関係を示すグラフである。快適さの度数は、快適さの申告値であり、人の温感でもある。基礎的指標であるＳＥＴ＊と快適さの度数と間の相関は、基礎的な関数ｆ（ＳＥＴ＊）によって表すことができる。補正要素による補正量は、基礎的な関数ｆ（ＳＥＴ＊）に対して、直流成分として作用する。例えば、右辺４項（Ｄｉ×Ｑｂｉ）は、血流による熱移動量Ｑｂｉを変数とする直流成分を加えることにより、基礎的な関数ｆ（ＳＥＴ＊）を平行移動させる。右辺５項（Ｅｉ×Ｓｂ）は、全身蓄熱量Ｓｂを変数とする直流成分を加えることにより、基礎的な関数ｆ（ＳＥＴ＊）を平行移動させる。右辺６項（Ｆｉ×Ｔｂ）は、平均体温Ｔｂを変数とする直流成分を加えることにより、基礎的な関数ｆ（ＳＥＴ＊）を平行移動させる。これにより、過渡時における誤差が抑制される。なお、図示の関数ｆ（ＳＥＴ＊）は例示である。例えば、ｆ（ＳＥＴ＊）＝Ａｉ＋Ｂｉ×（ＳＥＴ＊）＋Ｃｉ×（ＳＥＴ＊）２の様に表現される。
　図５は、温感算出装置５において実行される温感算出プログラムの一例を示すフローチャートである。温感算出プログラム１２０は、環境条件ＥＮＶを入力するＳ１２１と、人体熱モデルＭＤＬの条件を入力するＳ１２２とを有する。Ｓ１２１、Ｓ１２２は、入力ステップを提供する。人体熱モデルＭＤＬの条件として、例えば、身長、体重、筋肉量、脂肪量、骨量などが用いられる。人体熱モデルＭＤＬの条件は、標準値に固定されてもよい。
　温感算出プログラム１２０は、基礎的指標を算出するＳ１２３を有する。人体熱モデルＭＤＬに基づいて、入力された環境条件ＥＮＶにおけるＳＥＴ＊が算出される。さらに、人体熱モデルＭＤＬに基づいて、熱移動量Ｑｂｉ、全身蓄熱量Ｓｂ、および平均体温Ｔｂが算出される。Ｓ１２３は、算出ステップを提供する。Ｓ１２３は、基礎的指標を算出する基礎算出部を提供する。算出部は、基礎算出部に対応し、算出ステップに対応する。
　温感算出プログラム１２０は、全身の温感、および部位Ｍｉごとの温感を算出するＳ１２４を有する。Ｓ１２４は、部位Ｍｉごとに演算をくりかえす。Ｓ１２４は、（１）式を実行する。（１）式におけるＳＥＴ＊、Ｑｂｉ、Ｓｂ、Ｔｂは、人体熱モデルに基づいて算出される。Ａｉ、Ｂｉ、Ｃｉ、Ｄｉ、Ｅｉ、およびＦｉは、部位Ｍｉごとに設定された定数である。Ｓ１２４は、補正ステップを提供する。Ｓ１２４は、基礎的指標を補正する補正部を提供する。Ｓ１２４は、複数の部位の温感に基づいて、人の全身の温感を算出する。
　Ｓ１２４は、人体熱モデルＭＤＬの血流による熱移動量Ｑｂｉを補正要素として基礎的指標を補正する。Ｓ１２４は、熱移動量Ｑｂｉにより過渡時における特定部位の熱流入と熱流出とを反映するように基礎的指標を補正する。Ｓ１２４は、さらに、人体熱モデルＭＤＬの蓄熱による全身蓄熱量Ｓｂおよび／または平均体温Ｔｂを補正要素として基礎的指標を補正する。Ｓ１２４は、全身蓄熱量Ｓｂおよび／または平均体温Ｔｂにより過渡時における人体の蓄熱を反映するように基礎的指標を補正する。Ｓ１２４は、補正要素を変数とする直流成分を基礎的指標に基づいて設定される基礎的関数ｆ（ＳＥＴ＊）に加える。
　温感算出プログラム１２０は、算出された新指標Ｘｉと、申告値（快適さ）とを関連付けるＳ１２５を有するおそれがある。Ｓ１２５が実行された結果は、設計者による設計に提供される。設計者は例えば、どのような環境条件のときに被験者の温感、すなわち快適さが向上したかを評価し、その評価結果を空調装置２の設計に反映する。
　この実施形態では、過渡環境の特徴である熱の時間変動や、空間的な熱分布に着目し、これらの特徴を示す因子を補正要素として追加することで、基礎的指標（ＳＥＴ＊）による温熱感覚の予測精度が向上でき、過渡的な状態でも適合できると考える。具体的には生体を模擬したモデルを用い、時間変動を考慮するために、該当する人体部位に蓄熱される量や、血流による熱移動量や、部位内部に貯まる蓄熱量を考慮する。これにより、人体の温熱感覚の高精度化が可能となる。
　この実施形態によると、血流による熱移動量Ｑｂｉが補正要素として加えられるため、過渡時における人の温感を表すことができる。この実施形態によると、環境条件ＥＮＶに起因して人体の蓄熱量が増減する過程が考慮される。このため、過渡時における人の温感を表すことができる。具体的には、全身蓄熱量Ｓｂまたは平均体温Ｔｂが過渡時の温感の精度を高める。
　（第２実施形態）
　この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。実施形態では、空調装置２が有する仕様（冷房装置、暖房装置、またはそれらの制御特性）を設計するための評価段階において利用可能な温感算出装置５を説明した。これに代えて、温感算出装置５を空調装置２に搭載してもよい。
　図６は、温感算出装置５を搭載した空調装置２を示す。温感算出装置５は、室内の環境条件を入力し、室内にいるであろう対象者の温感を推定する。空調装置２は、推定された温感、すなわち算出された温感（快適さ）が向上するように環境条件を整える。空調装置２は、センサ群２０６を備える。センサ群２０６は、空調対象である車両の室内、室外の環境条件をリアルタイムで検出する。センサ群２０６によって検出された環境条件は、温感算出装置５に入力される。
　温感算出装置５は、センサ群２０６による検出情報に基づいて、車両の室内にいるであろう対象者が感じている温感（快適さ）を算出する。この算出処理は、温感を推定する処理でもある。空調装置２は、推定された温感が向上するように環境条件を整える。
　例えば、温感算出装置５によって算出された温感は、温度フィードバック制御部２０７（ＦＢ）に入力される。温度フィードバック制御部２０７は、温度が過渡的に変化する過程において、算出された温感に基づいて、フィードバック制御の特性を調節する。例えば、温度を所定温度変化させる場合（例えば１０℃上昇させる場合）に、環境条件に応じて人の温感が変化するおそれがある。このような場合に、温度フィードバック制御部２０７は、算出された温感に応じて、評価段階において被験者の快適さが向上した制御を実行する。例えば、（１）速い変化、（２）遅い変化、（３）速い変化の後に遅い変化、（４）遅い変化の後に速い変化、（５）行き過ぎ量を伴う変化など多様な変化の中からひとつが選択され、実現される。温度フィードバック制御部２０７は、温感算出装置５により算出された新指標Ｘｉに応じて空調を制御する空調制御部を提供する。
　この実施形態によると、過渡時においても人の温感が正確に推定できるから、過渡時における人の温感を空調に反映することができる空調装置が提供される。
　（他の実施形態）
　　以上、本開示の一態様に係る温感算出装置、温感算出方法、空調装置、およびプログラムの実施形態、構成、態様を例示したが、本開示に係る実施形態、構成、態様は、上述した各実施形態、各構成、各態様に限定されるものではない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。本開示の技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。
　実施形態では、温感を示す基礎的指標として標準新有効温度（ＳＥＴ＊）を利用した。これに代えて、多様な指標を利用することができる。例えば、有効温度ＥＴ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、予測平均温冷感申告ＰＭＶ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　Ｍｅａｎ　Ｖｏｔｅ）などを利用することができる。
　ここで、本願に記載されるフローチャート、あるいは、フローチャートの処理は、複数のステップ（あるいはセクションと言及される）から構成され、各ステップは、たとえば、Ｓ１２１と表現される。さらに、各ステップは、複数のサブステップに分割されることができる、一方、複数のステップが合わさって一つのステップにすることも可能である。

Claims (11)

  1. 　人の部位の温感を示す基礎的指標を算出する算出部と、
    　人体熱モデル（ＭＤＬ）の血流による熱移動量（Ｑｂｉ）を補正要素として前記基礎的指標を補正する補正部とを備える温感算出装置。
  2. 　前記補正部は、前記熱移動量により過渡時における熱流入と熱流出とを反映するように基礎的指標を補正する請求項１に記載の温感算出装置。
  3. 　前記補正部は、さらに、人体熱モデル（ＭＤＬ）の蓄熱による全身蓄熱量（Ｓｂ）および／または平均体温（Ｔｂ）を補正要素として前記基礎的指標を補正する請求項１または請求項２に記載の温感算出装置。
  4. 　前記補正部は、前記全身蓄熱量および／または前記平均体温により過渡時における人体の蓄熱を反映するように基礎的指標を補正する請求項３に記載の温感算出装置。
  5. 　人の部位の温感を示す基礎的指標を算出する算出部と、
    　人体熱モデル（ＭＤＬ）の蓄熱による全身蓄熱量（Ｓｂ）および／または平均体温（Ｔｂ）を補正要素として前記基礎的指標を補正する補正部とを備える温感算出装置。
  6. 　前記補正部は、前記全身蓄熱量および／または前記平均体温により過渡時における人体の蓄熱を反映するように基礎的指標を補正する請求項５に記載の温感算出装置。
  7. 　前記基礎的指標は、標準新有効温度（ＳＥＴ＊）であり、
    　前記補正部は、前記補正要素を変数とする直流成分を前記基礎的指標に基づいて設定される基礎的関数に加える請求項１から請求項６のいずれかに記載の温感算出装置。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれかに記載の温感算出装置（５）と、
    　前記温感算出装置により算出された指標に応じて空調を制御する空調制御部（２０７）とを備える空調装置。
  9. 　人の全身の温感または人の部位の温感を示す基礎的指標を算出する算出ステップ（Ｓ１２３）と、
    　人体熱モデル（ＭＤＬ）の血流による熱移動量（Ｑｂｉ）、および／または人体の蓄熱による全身蓄熱量（Ｓｂ）、および／または平均体温（Ｔｂ）を補正要素として前記基礎的指標を補正する補正ステップ（Ｓ１２４）とを備える温感算出方法。
  10. 　コンピュータに、請求項９に記載の前記算出ステップ、および前記補正ステップを実行させるためのプログラム。
  11. 　請求項１０に記載のプログラムを記憶する、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体。
PCT/JP2018/022901 2017-07-24 2018-06-15 温感算出装置、温感算出方法、空調装置、およびプログラム WO2019021674A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112018003774.6T DE112018003774T5 (de) 2017-07-24 2018-06-15 Wärmegefühl-Berechnungsgerät, Verfahren zur Berechnung des Wärmegefühls, Klimaanlage und Programm
CN201880049708.2A CN111051787A (zh) 2017-07-24 2018-06-15 温感计算装置、温感计算方法、空调装置以及程序
US16/727,350 US11371740B2 (en) 2017-07-24 2019-12-26 Warm sensation calculation apparatus, warm sensation calculation method, air conditioner, and program

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-142854 2017-07-24
JP2017142854A JP6841182B2 (ja) 2017-07-24 2017-07-24 温感算出装置、温感算出方法、空調装置、およびプログラム

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/727,350 Continuation US11371740B2 (en) 2017-07-24 2019-12-26 Warm sensation calculation apparatus, warm sensation calculation method, air conditioner, and program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019021674A1 true WO2019021674A1 (ja) 2019-01-31

Family

ID=65039562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/022901 WO2019021674A1 (ja) 2017-07-24 2018-06-15 温感算出装置、温感算出方法、空調装置、およびプログラム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11371740B2 (ja)
JP (1) JP6841182B2 (ja)
CN (1) CN111051787A (ja)
DE (1) DE112018003774T5 (ja)
WO (1) WO2019021674A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10962251B2 (en) * 2019-03-06 2021-03-30 Hitachi-Johnson Controls Air Conditioning, Inc. Air condition management apparatus, system, and method
CN114417658A (zh) * 2021-12-29 2022-04-29 深圳航天东方红卫星有限公司 一种基于热试验数据的反设计热模型修正系统及方法
US20230400357A1 (en) * 2022-06-13 2023-12-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and method of estimating body temperature using the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60210747A (ja) * 1984-04-03 1985-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 環境評価装置
JPH04224414A (ja) * 1990-12-25 1992-08-13 Nippondenso Co Ltd 空調制御装置
JPH06117882A (ja) * 1992-10-02 1994-04-28 Nippondenso Co Ltd 温熱環境測定装置
JP2002264627A (ja) * 2001-03-06 2002-09-18 Zexel Valeo Climate Control Corp 車両用空調装置の空調制御方法及び車両用空調装置
JP2014228172A (ja) * 2013-05-21 2014-12-08 公益財団法人鉄道総合技術研究所 列車内の温熱環境評価方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3824372B2 (ja) * 1997-04-08 2006-09-20 カルソニックカンセイ株式会社 空気調和装置の制御装置
US7206728B2 (en) * 2002-09-25 2007-04-17 Asahi Glass Company, Limited Method for evaluating thermal comfort of a structure and an assisting method, program or system for designing a structure in consideration of thermal comfort
JP2009187050A (ja) 2008-02-01 2009-08-20 Hirosuke Nakajima 快適条件の算出装置、および温熱情報表示システム
JP5618966B2 (ja) * 2011-11-01 2014-11-05 エスペック株式会社 制御方法、制御装置および環境試験装置
CN102778002A (zh) * 2012-07-09 2012-11-14 广东美的电器股份有限公司 控制人体热舒适感觉的空调器及控制方法
CN104344501B (zh) * 2013-08-29 2019-07-23 海尔集团公司 一种空调器及其控制方法
US20160320081A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method and System for Personalization of Heating, Ventilation, and Air Conditioning Services
JP6668010B2 (ja) * 2015-07-21 2020-03-18 株式会社東芝 空調制御装置、空調制御方法、および空調制御プログラム
CN105841290A (zh) * 2015-08-24 2016-08-10 福建福伦德电器有限公司 通过人体生理参数智能化控制空调运行的方法
JP6618450B2 (ja) * 2016-10-11 2019-12-11 公益財団法人鉄道総合技術研究所 車内空調方法及びシステム
CN106524402A (zh) * 2016-10-25 2017-03-22 美的集团武汉制冷设备有限公司 空调器及其冷热感修正方法
CN106528986A (zh) * 2016-10-26 2017-03-22 重庆大学 一种人体动态热舒适的追踪系统及方法
US10583709B2 (en) * 2016-11-11 2020-03-10 International Business Machines Corporation Facilitating personalized vehicle occupant comfort

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60210747A (ja) * 1984-04-03 1985-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 環境評価装置
JPH04224414A (ja) * 1990-12-25 1992-08-13 Nippondenso Co Ltd 空調制御装置
JPH06117882A (ja) * 1992-10-02 1994-04-28 Nippondenso Co Ltd 温熱環境測定装置
JP2002264627A (ja) * 2001-03-06 2002-09-18 Zexel Valeo Climate Control Corp 車両用空調装置の空調制御方法及び車両用空調装置
JP2014228172A (ja) * 2013-05-21 2014-12-08 公益財団法人鉄道総合技術研究所 列車内の温熱環境評価方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111051787A (zh) 2020-04-21
US20200132329A1 (en) 2020-04-30
JP6841182B2 (ja) 2021-03-10
US11371740B2 (en) 2022-06-28
JP2019023528A (ja) 2019-02-14
DE112018003774T5 (de) 2020-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11371740B2 (en) Warm sensation calculation apparatus, warm sensation calculation method, air conditioner, and program
JP6675552B2 (ja) 深部体温推定装置、その方法及びプログラム
AU2011252057B2 (en) Customized control of the thermal comfort of an occupant of a building
Tuomaala et al. Impact of individual characteristics–such as age, gender, BMI, and fitness–on human thermal sensation
CN109084420B (zh) 一种空调的控制方法、装置、存储介质及空调
Konz et al. An experimental validation of mathematical simulation of human thermoregulation
Veselá et al. Local thermal sensation modeling—a review on the necessity and availability of local clothing properties and local metabolic heat production
Ji et al. Evaluation and improvement of the thermoregulatory system for the two-node bioheat model
Rugh et al. Predicting human thermal comfort in automobiles
Katic et al. Thermophysiological models: a first comparison
JP6908107B2 (ja) 空調システム制御方法、空調システム制御装置および空調システム制御プログラム
JP6618450B2 (ja) 車内空調方法及びシステム
Burke et al. Integrating an active physiological and comfort model to the Newton sweating thermal manikin
JP5036792B2 (ja) 制御方法及び制御システム
CN112395723B (zh) 一种羽绒服适应环境温度的预测方法
Boudier et al. Coupling a thermal comfort model with building simulation for user comfort and energy efficiency
JP6543235B2 (ja) 周期的変動風を利用する車内空調方法及びシステム
JP7380276B2 (ja) 空調システム、および、空調機の制御方法
Pichurov et al. CFD based study of thermal sensation of occupants using thermophysiological model. Part I: mathematical model, implementation and simulation of the room air flow effect
JP2002286274A (ja) 空調機器の制御方法および制御装置
Foda Evaluating local and overall thermal comfort in buildings using thermal manikins
Karamapuri Thermoregulation Model for the Reference Indian Adult
Hepokoski et al. A Comparison of Physiology-Based Metrics to Environment-Based Metrics for Evaluating Thermal Comfort
Adel et al. Development of a human thermal model to predict seat occupant thermal comfort
Hepokoski et al. Evaluating a Vehicle Climate Control System with a Passive Sensor Manikin coupled with a Thermal Comfort Model

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18838358

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18838358

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1