特許 6841182 温感算出装置、温感算出方法、空調装置、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6841182

(24)【登録日】2021年2月22日

(45)【発行日】2021年3月10日

(54)【発明の名称】温感算出装置、温感算出方法、空調装置、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/63 20180101AFI20210301BHJP

   A61B 5/16 20060101ALI20210301BHJP

   F24F 120/00 20180101ALN20210301BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/63

   A61B5/16 100

   F24F120:00

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-142854(P2017-142854)

(22)【出願日】2017年7月24日

(65)【公開番号】特開2019-23528(P2019-23528A)

(43)【公開日】2019年2月14日

【審査請求日】2019年9月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】504180239

【氏名又は名称】国立大学法人信州大学

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 雄亮

(72)【発明者】

【氏名】佐古井 智紀

【審査官】 田中 一正

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２２８１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２２４４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９６６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２６４６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２１０７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１１７８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２７８５３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １１／６３

Ａ６１Ｂ ５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

人の部位の温感を示す基礎的指標（ＳＥＴ＊）を算出する算出部（１２３）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（１２４）とを備え、
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前記基礎的指標を補正しており、
前記補正部は、さらに、前記人体熱モデル（ＭＤＬ）の蓄熱による全身蓄熱量（Ｓｂ）および平均体温（Ｔｂ）を補正要素として前記基礎的指標を補正しており、
前記補正部は、前記全身蓄熱量および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前記基礎的指標を補正しており、
前記補正要素は、前記基礎的指標に対して直流的補正成分を加えて、前記基礎的指標と温感との一致度を高めており、前記直流的補正成分は、前記補正要素の一次関数として与えられており、
前記補正部は、部位毎の温感を示す部位毎の新指標Ｘｉを以下の数式によって算出し、Ａｉ、Ｂｉ、Ｃｉ、Ｄｉ、ＥｉおよびＦｉは部位ごとに設定された定数であり、（ＳＥＴ＊）は前記基礎的指標であり、Ｑｂｉは前記熱移動量であり、Ｓｂは前記全身蓄熱量であり、Ｔｂは前記平均体温である温感算出装置。

【数1】

【請求項2】

人の部位の温感を示す基礎的指標（ＳＥＴ＊）を算出する算出部（１２３）と、
人体熱モデル（ＭＤＬ）の蓄熱による全身蓄熱量（Ｓｂ）および平均体温（Ｔｂ）を補正要素として前記基礎的指標を補正する補正部（１２４）とを備え、
前記補正部は、前記人体熱モデル（ＭＤＬ）の血流による熱移動量（Ｑｂｉ）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前記基礎的指標を補正しており、
前記補正部は、前記全身蓄熱量および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前記基礎的指標を補正しており、
前記補正要素は、前記基礎的指標に対して直流的補正成分を加えて、前記基礎的指標と温感との一致度を高めており、前記直流的補正成分は、前記補正要素の一次関数として与えられており、
前記補正部は、部位毎の温感を示す部位毎の新指標Ｘｉを以下の数式によって算出し、Ａｉ、Ｂｉ、Ｃｉ、Ｄｉ、ＥｉおよびＦｉは部位ごとに設定された定数であり、（ＳＥＴ＊）は前記基礎的指標であり、Ｑｂｉは前記熱移動量であり、Ｓｂは前記全身蓄熱量であり、Ｔｂは前記平均体温である温感算出装置。

【数2】

【請求項3】

請求項１または請求項２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。

【請求項4】

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（ＳＥＴ＊）を算出する算出ステップ（１２３）と、
人体熱モデル（ＭＤＬ）の血流による熱移動量（Ｑｂｉ）、および人体の蓄熱による全身蓄熱量（Ｓｂ）、および平均体温（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（１２４）とを備え、
前記補正ステップは、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前記基礎的指標を補正しており、
前記補正ステップは、前記全身蓄熱量および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前記基礎的指標を補正しており、
前記補正要素は、前記基礎的指標に対して直流的補正成分を加えて、前記基礎的指標と温感との一致度を高めており、前記直流的補正成分は、前記補正要素の一次関数として与えられており、
前記補正ステップは、部位毎の温感を示す部位毎の新指標Ｘｉを以下の数式によって算出し、Ａｉ、Ｂｉ、Ｃｉ、Ｄｉ、ＥｉおよびＦｉは部位ごとに設定された定数であり、（ＳＥＴ＊）は前記基礎的指標であり、Ｑｂｉは前記熱移動量であり、Ｓｂは前記全身蓄熱量であり、Ｔｂは前記平均体温である温感算出方法。

【数3】

【請求項5】

コンピュータに、請求項４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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この明細書における開示は、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。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、人の温感または温熱感と呼ばれる感覚を表す指標のひとつとして、標準新有効温度（ＳＥＴ＊：Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｎｅｗ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）と呼ばれる指標を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−１８７０５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来技術では、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入ったり、出たりする場合には、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。

【0005】

開示されるひとつの目的は、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である。

【0006】

開示される他のひとつの目的は、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である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ここに開示される温感算出装置は、人の部位の温感を示す基礎的指標（ＳＥＴ＊）を算出する算出部（１２３）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（１２４）とを備え、補正部は、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しており、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）および平均体温（Ｔｂ）を補正要素として基礎的指標を補正しており、補正部は、全身蓄熱量および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しており、補正要素は、基礎的指標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おり、直流的補正成分は、補正要素の一次関数として与えられている。開示される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。

【0008】

ここに開示される温感算出装置は、人の温感を示す基礎的指標（ＳＥＴ＊）を算出する算出部（１２３）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）を補正要素として基礎的指標を補正する補正部（１２４）とを備え、補正部は、人体熱モデル（ＭＤＬ）の血流による熱移動量（Ｑｂｉ）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しており、補正部は、全身蓄熱量および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しており、補正要素は、基礎的指標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おり、直流的補正成分は、補正要素の一次関数として与えられている。開示される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。

【0009】

ここに開示される空調装置は、上記温感算出装置と、温感算出装置に応じて空調を制御する空調制御部（２０７）とを備える。開示される空調装置によると、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。

【0010】

ここに開示される温感算出方法は、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（ＳＥＴ＊）を算出する算出ステップ（１２３）と、人体熱モデル（ＭＤＬ）の血流による熱移動量（Ｑｂｉ）、および人体の蓄熱による全身蓄熱量（Ｓｂ）、および平均体温（Ｔｂ）を補正要素として基礎的指標を補正する補正ステップ（１２４）とを備え、補正ステップは、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しており、補正ステップは、全身蓄熱量および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しており、補正要素は、基礎的指標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おり、直流的補正成分は、補正要素の一次関数として与えられている。開示される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。

【0011】

ここに開示されるプログラムは、コンピュータに、上記算出ステップ、および上記補正ステップを実行させる。開示される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。

【0012】

上記の補正部また補正ステップは、部位毎の温感を示す部位毎の新指標Ｘｉを以下の数式によって算出し、Ａｉ、Ｂｉ、Ｃｉ、Ｄｉ、ＥｉおよびＦｉは部位ごとに設定された定数であり、（ＳＥＴ＊）は基礎的指標であり、Ｑｂｉは熱移動量であり、Ｓｂは全身蓄熱量であり、Ｔｂは平均体温である。

【数1】

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】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る。

【図2】人体熱モデルの一部を示すモデル図である。

【図3】温感算出装置のブロック図である。

【図4】温感算出装置のフローチャートである。

【図5】温感を示す指標と快適さとの関係を示すグラフである。

【図6】第２実施形態の空調装置のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

ここでは、基礎的指標として、標準新有効温度（ＳＥＴ＊またはＳＥＴ^＊と表記される）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。

【0019】

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。さらに、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。

【0020】

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憶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憶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。記憶媒体は、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憶媒体である。記憶媒体は、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。

【0021】

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。

【0022】

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を設計される。そこには、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。

【0023】

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場合がある。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。

【0024】

設計段階４において、設計者は、快適さを向上するように、上記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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。このような熱流入、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として好適である。

【0029】

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、環状条件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。

【0030】

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、広く知られている。ＳＥＴ＊と人の温熱感との間には、相関関係があることが知られている。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。

【0031】

そこで、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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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を入力するステップ１２１と、人体熱モデルＭＤＬの条件を入力するステップ１２２とを有する。ステップ１２１、１２２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。

【0037】

温感算出プログラム１２０は、基礎的指標ＳＥＴ＊を算出するステップ１２３を有する。ここでは、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、ここでは、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。ステップ１２３は、算出ステップを提供する。ステップ１２３は、基礎的指標を算出する基礎算出部を提供する。

【0038】

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ステップ１２４を有する。ステップ１２４は、部位Ｍｉごとに演算をくりかえす。ステップ１２４は、上記（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。ステップ１２４は、補正ステップを提供する。ステップ１２４は、基礎的指標を補正する補正部を提供する。ステップ１２４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。

【0039】

ステップ１２４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ＳＥＴ＊を補正する。ステップ１２４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ＳＥＴ＊を補正する。ステップ１２４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ＳＥＴ＊を補正する。ステップ１２４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ＳＥＴ＊を補正する。ステップ１２４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。

【0040】

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）とを関連付けるステップ１２５を有する場合がある。ステップ１２５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。

【0041】

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た。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った。

【0042】

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。

【0043】

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。上記実施形態では、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。

【0044】

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、そこ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。

【0045】

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。

【0046】

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場合がある。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。

【0047】

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。

【0048】

他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。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。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

【0049】

上記実施形態では、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。

【符号の説明】

【0050】

１ 空調装置設計方法、 ２ 空調装置、
３ 評価段階、 ４ 設計段階、
５ 温感算出装置、 ５ｉ 部位温感算出部、
ＥＮＶ 環境条件、 ＭＤＬ 人体熱モデル、
Ｍｉ 部位、 ＭＵ 上腕部、 ＭＦ 前腕部、 ＭＨ 手部、
１２３ 算出部、 １２４ 補正部、
２０６ センサ群、 ２０７ 温度フィードバック制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】