JP3055923B2 - 空気調和装置の制御装置 - Google Patents
空気調和装置の制御装置Info
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- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
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- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
- B60H1/00742—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models by detection of the vehicle occupants' presence; by detection of conditions relating to the body of occupants, e.g. using radiant heat detectors
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1902—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/27—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing element responsive to radiation
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- F24F11/00—Control or safety arrangements
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- F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
- F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気調和装置の制御装置に係り、特に自動車
等に使用される車両用空気調和装置、オフィス等で使用
されるパーソナル空気調和装置の運転制御において、人
間の皮膚温が変化する空調開始時及び温熱負荷変動時等
の非定常時並びに皮膚温が安定する定常時共に快適な空
調ができるようにした空気調和装置の制御装置に関す
る。
等に使用される車両用空気調和装置、オフィス等で使用
されるパーソナル空気調和装置の運転制御において、人
間の皮膚温が変化する空調開始時及び温熱負荷変動時等
の非定常時並びに皮膚温が安定する定常時共に快適な空
調ができるようにした空気調和装置の制御装置に関す
る。
本発明の基礎になった従来の技術が、特開昭57−3764
2号公報及び特開昭１−229713号公報に記載されてい
る。これらの技術は、快適な空調を行なうために、人間
の皮膚温を空調制御の指標とするものである。
2号公報及び特開昭１−229713号公報に記載されてい
る。これらの技術は、快適な空調を行なうために、人間
の皮膚温を空調制御の指標とするものである。
特開昭57−37642号公報の技術は、自動車用空気調和
装置において人間の顔皮膚温を33℃（一定値）に保持す
るものである。しかしながら、この技術では、単に顔皮
膚温を一定値に制御するだけであるため、以下の問題点
を有している。
装置において人間の顔皮膚温を33℃（一定値）に保持す
るものである。しかしながら、この技術では、単に顔皮
膚温を一定値に制御するだけであるため、以下の問題点
を有している。
（１）空調開始当初の皮膚温が過渡的に変化する状況、
すなわち非定常状態での快適な空調制御ができない。
すなわち非定常状態での快適な空調制御ができない。
（２）日射等の温熱負荷変動で顔皮膚温が目標からずれ
た場合の空調制御方法が示されていないので、適切な制
御で顔皮膚温を目標値に制御することができない。
た場合の空調制御方法が示されていないので、適切な制
御で顔皮膚温を目標値に制御することができない。
（３）さらに、快適な状態で33℃前後といわれている皮
膚温は、定常な状態での全身の平均皮膚温についてであ
って顔皮膚温には当てはまらないことが発明者らの検討
で確認されており、従ってこの従来技術では快適な空調
を行うことができない。ここで、平均皮膚温は、生理学
で用いられるもので、身体の部位毎で一様でない皮膚温
を平均的に示すために、皮膚温を数点で測定しそれぞれ
の部位の面積割合を掛けて平均した値である。
膚温は、定常な状態での全身の平均皮膚温についてであ
って顔皮膚温には当てはまらないことが発明者らの検討
で確認されており、従ってこの従来技術では快適な空調
を行うことができない。ここで、平均皮膚温は、生理学
で用いられるもので、身体の部位毎で一様でない皮膚温
を平均的に示すために、皮膚温を数点で測定しそれぞれ
の部位の面積割合を掛けて平均した値である。
特開平１−229713号公報の技術は、皮膚温の非定常的
な変化にも対応するために、皮膚温と皮膚温の変化率と
による温度感覚推定式（Ｓ＝aTS＋bTS＋ｃΣTS＋ｄ、ま
たはこの式の変形式）を使用した温度感覚決定手段によ
り、皮膚温が非定常的に変化する場合と定常的な場合と
に対応して空調制御を行うものである。しかしながら、
この技術においては、以下に示す問題点がある。
な変化にも対応するために、皮膚温と皮膚温の変化率と
による温度感覚推定式（Ｓ＝aTS＋bTS＋ｃΣTS＋ｄ、ま
たはこの式の変形式）を使用した温度感覚決定手段によ
り、皮膚温が非定常的に変化する場合と定常的な場合と
に対応して空調制御を行うものである。しかしながら、
この技術においては、以下に示す問題点がある。
（１）皮膚温測定部位について、全身平均皮膚温を代表
する部位、と記載されているが、本発明者らの検討の結
果、自動車空調のように人間の周辺に温度、風速等の分
布ができる温熱環境では、全身平均皮膚温を代表する部
位は、暖房、冷房など空調の使用状況で変化するもの
で、一定の部位に特定できず、これによって、暖房、冷
房の制御精度が低下する。
する部位、と記載されているが、本発明者らの検討の結
果、自動車空調のように人間の周辺に温度、風速等の分
布ができる温熱環境では、全身平均皮膚温を代表する部
位は、暖房、冷房など空調の使用状況で変化するもの
で、一定の部位に特定できず、これによって、暖房、冷
房の制御精度が低下する。
（２）人体皮膚温は部位毎に異なり、また空調を行った
部位毎に皮膚温変化の仕方も異なる。従って、皮膚温を
使用して温度感覚を推定（決定）して空調制御を行なう
ときには測定する部位毎に異なった皮膚温と温度感覚の
関係を使う必要があるが、この従来技術ではこの点が考
慮されていない。
部位毎に皮膚温変化の仕方も異なる。従って、皮膚温を
使用して温度感覚を推定（決定）して空調制御を行なう
ときには測定する部位毎に異なった皮膚温と温度感覚の
関係を使う必要があるが、この従来技術ではこの点が考
慮されていない。
（３）人間の温度感覚を決定する要因は、皮膚温、皮膚
温の変化率等であることは温熱生理学分野の文献で知ら
れていることであるが、この技術では温度感覚決定式の
係数の具体例が示されておらず、実際上温度感覚を決定
して空調制御するには試行錯誤が必要である。
温の変化率等であることは温熱生理学分野の文献で知ら
れていることであるが、この技術では温度感覚決定式の
係数の具体例が示されておらず、実際上温度感覚を決定
して空調制御するには試行錯誤が必要である。
以上のように、従来の人間の皮膚温を空調制御の指標
とする技術は、皮膚温を検出しながら行なう空調制御の
特徴である皮膚温定常時、非定常時共に温度感覚を快適
に保てる空調制御ができず、皮膚温を指標とした空調制
御の実用化への問題点を多く含んでいる。
とする技術は、皮膚温を検出しながら行なう空調制御の
特徴である皮膚温定常時、非定常時共に温度感覚を快適
に保てる空調制御ができず、皮膚温を指標とした空調制
御の実用化への問題点を多く含んでいる。
本発明は上記問題点を解決すべくなされたもので、人
間の温度感覚の特性と皮膚温の特性との関係から温度感
覚を的確に推定し、皮膚温を指標とした空調制御におい
て定常時、非定常時共に温度感覚を快適に保てる空気調
和装置の制御装置を提供することを目的とする。
間の温度感覚の特性と皮膚温の特性との関係から温度感
覚を的確に推定し、皮膚温を指標とした空調制御におい
て定常時、非定常時共に温度感覚を快適に保てる空気調
和装置の制御装置を提供することを目的とする。
最初に、請求項１〜３の発明の基礎となる基本構成に
ついて説明する。この基本構成は、第１図に示すよう
に、顔の皮膚温を検出する顔皮膚温検出手段C1と、前記
顔皮膚温検出手段C1出力に基づいて数値で表された温度
感覚値TSを推定する温度感覚推定手段C2と、前記温度感
覚推定手段C2で推定された温度感覚値が目標温度感覚値
になるように空気調和装置C4を制御する空調制御手段C4
と、から構成されている。
ついて説明する。この基本構成は、第１図に示すよう
に、顔の皮膚温を検出する顔皮膚温検出手段C1と、前記
顔皮膚温検出手段C1出力に基づいて数値で表された温度
感覚値TSを推定する温度感覚推定手段C2と、前記温度感
覚推定手段C2で推定された温度感覚値が目標温度感覚値
になるように空気調和装置C4を制御する空調制御手段C4
と、から構成されている。
ここで、上記温度感覚推定手段C2は、以下の式に従っ
て温度感覚値TSを推定する。
て温度感覚値TSを推定する。
TS＝｛Ａ（tsk−Ｂ）＋Ｃ・t'SK｝α＋Ｋ ただし、Ａは顔の皮膚温の変化に対する温度感覚値の
変化を表す直線の傾きを示す0.4〜1.0の範囲の係数は、
Ｂは係数Ａで定まる傾きに対し顔の皮膚温と温度感覚値
とを対応させるための32.8〜35.0の範囲の係数、Ｃは顔
の皮膚温の変化率の温度感覚値に対する寄与を示す10.0
〜85.0の範囲の係数、tskは現在の顔の皮膚温、t'skは
顔の皮膚温の変化率、αは隣合う温度感覚値の差を示す
値、Ｋは温度感覚値の基準値である。上記顔の皮膚温の
単位は例えば℃、変化率の単位は例えば℃/s.とするこ
とができるが、゜Ｆ等の他の単位系を用いてもよい。
変化を表す直線の傾きを示す0.4〜1.0の範囲の係数は、
Ｂは係数Ａで定まる傾きに対し顔の皮膚温と温度感覚値
とを対応させるための32.8〜35.0の範囲の係数、Ｃは顔
の皮膚温の変化率の温度感覚値に対する寄与を示す10.0
〜85.0の範囲の係数、tskは現在の顔の皮膚温、t'skは
顔の皮膚温の変化率、αは隣合う温度感覚値の差を示す
値、Ｋは温度感覚値の基準値である。上記顔の皮膚温の
単位は例えば℃、変化率の単位は例えば℃/s.とするこ
とができるが、゜Ｆ等の他の単位系を用いてもよい。
上記温度感覚値TSは、温かくも涼しくもない温度感覚
（どちらでもない）、すなわち無感状態を基準とし、こ
のときの基準値Ｋを０、隣合う温度感覚値の間隔に対応
する値αを１とし、どちらでもない温度感覚状態から温
度感覚が暑い方に変化するに従って温度感覚値が大きく
なり、逆に温度感覚が寒い方に変化するに従って温度感
覚値が小さくなるように定めると、温度感覚値TSは例え
ば次のように表すことができる。
（どちらでもない）、すなわち無感状態を基準とし、こ
のときの基準値Ｋを０、隣合う温度感覚値の間隔に対応
する値αを１とし、どちらでもない温度感覚状態から温
度感覚が暑い方に変化するに従って温度感覚値が大きく
なり、逆に温度感覚が寒い方に変化するに従って温度感
覚値が小さくなるように定めると、温度感覚値TSは例え
ば次のように表すことができる。
5:非常に暑い、4:暑い、3:少し暑い、2:温かい、1:少し
温かい、0:どちらでもない、−1:少し涼しい、−2:涼し
い、−3:少し寒い、−4:寒い、−5:非常に寒い なお、基準値Ｋは上記の温度感覚のいずれに対応して
定めてもよく、また基準値Ｋは０以外の値であってもよ
い。また値αは１以外の値であってもよく、基準値から
遠ざかるに従って変数で与えてもよい。
温かい、0:どちらでもない、−1:少し涼しい、−2:涼し
い、−3:少し寒い、−4:寒い、−5:非常に寒い なお、基準値Ｋは上記の温度感覚のいずれに対応して
定めてもよく、また基準値Ｋは０以外の値であってもよ
い。また値αは１以外の値であってもよく、基準値から
遠ざかるに従って変数で与えてもよい。
次に、上記基本構成の原理について説明する。第２図
及び第３図に、官能試験により得られた空調時の温度感
覚値の推移と人体各部の皮膚温変化とを、自動車空調で
の冷房時（第２図）と暖房時（第３図）について示す。
温度感覚値の推移に対し、顔皮膚温は冷房時、暖房時共
によく対応した動きを示すが、他の部位（手、足、胴）
では皮膚温が変化しないかまたは温度感覚値の推移とは
異なった皮膚温変化をしている。第２図及び第３図から
理解されるように、皮膚温を制御指標として空調制御を
行なう場合、顔皮膚温以外では全く温度感覚値を推定で
きないかまたは温度感覚値の推定精度が悪い。例えば、
冷房時に温度感覚値の推移と比較的対応する手の皮膚温
は、暖房時には温度感覚値の推移とは逆の動きをする。
また、足の皮膚温は暖房時に等しい皮膚温で異なった温
度感覚値に対応する。従って、温度感覚値の推定式がど
の部位の皮膚温に対応したものなのかを特定しないかぎ
り、温度感覚値を的確に推定することができない。
及び第３図に、官能試験により得られた空調時の温度感
覚値の推移と人体各部の皮膚温変化とを、自動車空調で
の冷房時（第２図）と暖房時（第３図）について示す。
温度感覚値の推移に対し、顔皮膚温は冷房時、暖房時共
によく対応した動きを示すが、他の部位（手、足、胴）
では皮膚温が変化しないかまたは温度感覚値の推移とは
異なった皮膚温変化をしている。第２図及び第３図から
理解されるように、皮膚温を制御指標として空調制御を
行なう場合、顔皮膚温以外では全く温度感覚値を推定で
きないかまたは温度感覚値の推定精度が悪い。例えば、
冷房時に温度感覚値の推移と比較的対応する手の皮膚温
は、暖房時には温度感覚値の推移とは逆の動きをする。
また、足の皮膚温は暖房時に等しい皮膚温で異なった温
度感覚値に対応する。従って、温度感覚値の推定式がど
の部位の皮膚温に対応したものなのかを特定しないかぎ
り、温度感覚値を的確に推定することができない。
本発明者らが多数の被験者を使って官能評価試験を実
施した結果、温度感覚値と最も強い相関を示すのは顔皮
膚温で、温度感覚値は顔皮膚温と顔皮膚温の変化率とを
変数とする一次式で皮膚温非定常時、皮膚温定常時共に
精度良く推定できることが確認された。またこの推定式
は冷房時、暖房時共に適用できることが確認された。
施した結果、温度感覚値と最も強い相関を示すのは顔皮
膚温で、温度感覚値は顔皮膚温と顔皮膚温の変化率とを
変数とする一次式で皮膚温非定常時、皮膚温定常時共に
精度良く推定できることが確認された。またこの推定式
は冷房時、暖房時共に適用できることが確認された。
本発明者らの実験によれば、上記一次式は以下のよう
にするのが最適であった。
にするのが最適であった。
TS＝｛Ａ（tSK−Ｂ）＋Ｃ・ｔ′SK｝α＋Ｋ ……（１） ただし、Ａは0.4〜1.0の係数、Ｂは32.8〜35.0の係
数、Ｃは10.0〜85.0の係数、tskは顔の皮膚温（例え
ば、℃）、ｔ′skは顔の皮膚温の変化率（例えば、℃/
s），αは隣合う温度感覚値の間隔に対応する値、Ｋは
温度感覚値の基準値である。
数、Ｃは10.0〜85.0の係数、tskは顔の皮膚温（例え
ば、℃）、ｔ′skは顔の皮膚温の変化率（例えば、℃/
s），αは隣合う温度感覚値の間隔に対応する値、Ｋは
温度感覚値の基準値である。
なお、係数Ａは0.81、係数は33.9、係数Ｃは39.1が好
ましいが、温度感覚の個人差に対応するために上記の範
囲で変更することが可能である。
ましいが、温度感覚の個人差に対応するために上記の範
囲で変更することが可能である。
従って上記基本構成では、顔皮膚温検出手段C1で人間
の顔の皮膚温度を検出し、温度感覚推定手段C2によって
上記（１）式を用いて温度感覚値TSを推定する。そし
て、空調制御手段C3によって温度感覚値が目標温度感覚
値になるように空気調和装置C4を制御する。この目標温
度感覚値は目標温度決定手段によって決定することがで
きる。
の顔の皮膚温度を検出し、温度感覚推定手段C2によって
上記（１）式を用いて温度感覚値TSを推定する。そし
て、空調制御手段C3によって温度感覚値が目標温度感覚
値になるように空気調和装置C4を制御する。この目標温
度感覚値は目標温度決定手段によって決定することがで
きる。
請求項１の発明は、上記基本構成の温度感覚値を表す
式を以下の（２）式のように変形して、目標温度感覚値
TS0を達成するための顔皮膚温の変化率ｔ′skを演算
し、検出された顔皮膚温と演算された顔皮膚温の変化率
とに対応する空気温及び風速になるように空気調和装置
を制御するものである。
式を以下の（２）式のように変形して、目標温度感覚値
TS0を達成するための顔皮膚温の変化率ｔ′skを演算
し、検出された顔皮膚温と演算された顔皮膚温の変化率
とに対応する空気温及び風速になるように空気調和装置
を制御するものである。
ｔ′sk＝|TS0−Ａ（tsk−Ｂ）|/C ……（２） 請求項１の発明では、現在の顔の皮膚温と目標温度感
覚値とに基づいて、目標温度感覚値を達成するための将
来の顔の皮膚温の変化率を演算し、顔の皮膚温の変化率
が演算した値となるように空気調和装置を制御するた
め、フィードフォワードの制御効果があり、目標の温度
感覚値に良好に追従させることができる。
覚値とに基づいて、目標温度感覚値を達成するための将
来の顔の皮膚温の変化率を演算し、顔の皮膚温の変化率
が演算した値となるように空気調和装置を制御するた
め、フィードフォワードの制御効果があり、目標の温度
感覚値に良好に追従させることができる。
また、請求項２の発明は、上記基本構成の温度感覚値
を表す式を以下の（３）式のように変形して、Δτ時間
後の目標顔皮膚温ｔ＊ skを演算するようにし、検出され
た顔皮膚温と演算された目標顔皮膚温との差から空気調
和装置を制御するものである。
を表す式を以下の（３）式のように変形して、Δτ時間
後の目標顔皮膚温ｔ＊ skを演算するようにし、検出され
た顔皮膚温と演算された目標顔皮膚温との差から空気調
和装置を制御するものである。
ｔ＊ sk＝|C・tsk＋（TS0＋Ａ・Ｂ）・Δτ|/（Ａ・Δτ＋Ｃ） ……（３） 請求項２の発明は、請求項１の発明と同様に、現在の
顔の皮膚温と目標温度感覚値とに基づいて、目標温度感
覚値を達成するΔτ時間後、すなわち将来の目標顔皮膚
温を演算し、現在の顔皮膚温と演算された目標顔皮膚温
との差から空気調和装置を制御するため、フィードフォ
ワードの制御効果があり、目標の温度感覚値に良好に追
従させることができる。
顔の皮膚温と目標温度感覚値とに基づいて、目標温度感
覚値を達成するΔτ時間後、すなわち将来の目標顔皮膚
温を演算し、現在の顔皮膚温と演算された目標顔皮膚温
との差から空気調和装置を制御するため、フィードフォ
ワードの制御効果があり、目標の温度感覚値に良好に追
従させることができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、請求項１〜３の発明によれば、
冷房時、暖房時共に温度感覚と相関の強い顔皮膚温を変
数とする温度感覚推定式を用いるので、皮膚温検出部位
を一箇所にできると共に、温度感覚推定式を１つにする
ことができ、この温度感覚推定式をもとに皮膚温を指標
として行う空調制御は皮膚温が変化する空調開始初期、
熱負荷変動時、及び皮膚温が安定する定常時共に、目標
の温度感覚値に良好に追従させた快適な温度感覚になる
ように空気調和装置を制御することができる、という効
果が得られる。
冷房時、暖房時共に温度感覚と相関の強い顔皮膚温を変
数とする温度感覚推定式を用いるので、皮膚温検出部位
を一箇所にできると共に、温度感覚推定式を１つにする
ことができ、この温度感覚推定式をもとに皮膚温を指標
として行う空調制御は皮膚温が変化する空調開始初期、
熱負荷変動時、及び皮膚温が安定する定常時共に、目標
の温度感覚値に良好に追従させた快適な温度感覚になる
ように空気調和装置を制御することができる、という効
果が得られる。
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１実施例 本実施例は、自動車用空気調和装置に本発明を適用し
たものである。自動車用空気調和装置は、第４図に示す
ように、ブロア10、図示しない冷凍サイクルの一部であ
るエバポレータ12、図示しないエンジン冷却系からの温
水で空気を加熱するヒータコア14を備えている。エバポ
レータ12とヒータコア14との間には、エバポレータ12を
通過して冷却された空気のヒータコア14を通過する量を
調節するエアミックスダンパ16が配置されている。また
ヒータコア14の下流側には、エバポレータ12を通過後に
ヒータコア14で加熱された空気とエバポレータ12を通過
後ヒータコア14を通過しなかった空気とを混合して温度
を調節するエアミックスチャンバ18が設けられている。
エアミックスチャンバ18の最下流には、乗員の顔方向に
向けた吹出口20が設けられている。ブロア10へ印加する
電圧はブロア電圧調整器22によって調節され、エアミッ
クスダンパ16の開度はエアミックス開度調節器24によっ
て調節される。
たものである。自動車用空気調和装置は、第４図に示す
ように、ブロア10、図示しない冷凍サイクルの一部であ
るエバポレータ12、図示しないエンジン冷却系からの温
水で空気を加熱するヒータコア14を備えている。エバポ
レータ12とヒータコア14との間には、エバポレータ12を
通過して冷却された空気のヒータコア14を通過する量を
調節するエアミックスダンパ16が配置されている。また
ヒータコア14の下流側には、エバポレータ12を通過後に
ヒータコア14で加熱された空気とエバポレータ12を通過
後ヒータコア14を通過しなかった空気とを混合して温度
を調節するエアミックスチャンバ18が設けられている。
エアミックスチャンバ18の最下流には、乗員の顔方向に
向けた吹出口20が設けられている。ブロア10へ印加する
電圧はブロア電圧調整器22によって調節され、エアミッ
クスダンパ16の開度はエアミックス開度調節器24によっ
て調節される。
乗員の顔皮膚温を検出可能な位置には赤外線放射温度
計で構成された顔皮膚温検出器28が配置されている。こ
の顔皮膚温検出器28は、以下で説明する温度感覚値推定
式によって温度感覚値を推定する温度感覚推定コンピュ
ータ30に接続されている。温度感覚推定コンピュータ30
は、ブロア電圧調和器22を制御してブロア10の回転速度
を制御するとともに、エアミックスダンパ開度調整器２
を制御してエアミックスダンパ16の開度を制御する空調
制御コンピュータ32に接続されている。この空調制御コ
ンピュータ32には、目標温度感覚値TS0を入力するため
の目標温度感覚値入力装置26が接続されている。上記温
度感覚推定コンピュータ30には、次の温度感覚値推定式
があらかじめ記憶されている。
計で構成された顔皮膚温検出器28が配置されている。こ
の顔皮膚温検出器28は、以下で説明する温度感覚値推定
式によって温度感覚値を推定する温度感覚推定コンピュ
ータ30に接続されている。温度感覚推定コンピュータ30
は、ブロア電圧調和器22を制御してブロア10の回転速度
を制御するとともに、エアミックスダンパ開度調整器２
を制御してエアミックスダンパ16の開度を制御する空調
制御コンピュータ32に接続されている。この空調制御コ
ンピュータ32には、目標温度感覚値TS0を入力するため
の目標温度感覚値入力装置26が接続されている。上記温
度感覚推定コンピュータ30には、次の温度感覚値推定式
があらかじめ記憶されている。
TS＝Ａ×（tSK−Ｂ）＋Ｃ×ｔ′SK ……（２） ただし、Ａ、Ｂ、Ｃは係数、tskは顔皮膚温、ｔ′sk
は顔皮膚温の変化率である。また、顔皮膚温tskの単位
は℃、顔皮膚温変化率ｔ′skの単位は℃/sである。
は顔皮膚温の変化率である。また、顔皮膚温tskの単位
は℃、顔皮膚温変化率ｔ′skの単位は℃/sである。
上記（２）式は（１）式の基準値Ｋを０とし、αを１
としたものである。
としたものである。
以下、（２）式について説明する。人間の顔面におい
ても皮膚温に測定部位間の差があり、皮膚温は均一では
ない。しかしながら、空調時の顔の各部位の皮膚温変化
は、第５図に示すように、口の横、頬、顎、額、こめか
みにかかわらず同じ傾向で推移し、手の皮膚温や足の皮
膚温のように温度感覚値と動きが逆になったり、一つの
皮膚温に対して二つの温度感覚値が対応するようなこと
はない。従って、顔の皮膚温の取扱いとしては、顔の多
数の部位で測定した平均値で温度感覚値の推定式を作成
しておき、顔の平均皮膚温と検出部位の温度との相関に
より検出部位の温度を顔の平均皮膚温に換算して温度感
覚値を推定すればよい。第６図に頬の皮膚温と顔の平均
皮膚温との相関を示す。また、顔面の皮膚温検出部位を
特定できる場合は、検出部位の皮膚温を変数とする温度
感覚値推定式を作成しておけばよい。
ても皮膚温に測定部位間の差があり、皮膚温は均一では
ない。しかしながら、空調時の顔の各部位の皮膚温変化
は、第５図に示すように、口の横、頬、顎、額、こめか
みにかかわらず同じ傾向で推移し、手の皮膚温や足の皮
膚温のように温度感覚値と動きが逆になったり、一つの
皮膚温に対して二つの温度感覚値が対応するようなこと
はない。従って、顔の皮膚温の取扱いとしては、顔の多
数の部位で測定した平均値で温度感覚値の推定式を作成
しておき、顔の平均皮膚温と検出部位の温度との相関に
より検出部位の温度を顔の平均皮膚温に換算して温度感
覚値を推定すればよい。第６図に頬の皮膚温と顔の平均
皮膚温との相関を示す。また、顔面の皮膚温検出部位を
特定できる場合は、検出部位の皮膚温を変数とする温度
感覚値推定式を作成しておけばよい。
温度感覚値を決定する主要因は、皮膚温、皮膚温の変
化率であることは温熱生理学の文献で知られている。す
なわち、定性的には皮膚温が高い程温かいまたは暑いと
いう感覚を持ち、逆に皮膚温が低い程涼しいまたは寒い
という感覚を持つ。これに加え、皮膚温の変化率は、例
えば皮膚温が高くても皮膚温が下がる方向に変化すると
きには涼しいと感じさせ、逆に皮膚温が低くても皮膚温
が上がる方向に変化するときには温かいと感じさせる。
前者の例としては、夏の屋外にいた人が日陰に入った瞬
間に涼しさを感じる場合に相当し、このときには日射の
影響がなくなり皮膚温自体は高いにもかかわらず皮膚温
が低下を始めることにより涼しく感じるもので、長時間
日陰にいると皮膚温が一定になり、環境の温度、気流速
度、湿度などが不変であっても当初の涼しさは感じなく
なり、やはり暑いと感じることはよく体験することであ
る。以上のように、温度感覚は皮膚温と皮膚温の変化率
とを主な要因とすることが定性的に言われていることで
あるが、空調制御に利用できるように定量的な関係づけ
はなされていない。
化率であることは温熱生理学の文献で知られている。す
なわち、定性的には皮膚温が高い程温かいまたは暑いと
いう感覚を持ち、逆に皮膚温が低い程涼しいまたは寒い
という感覚を持つ。これに加え、皮膚温の変化率は、例
えば皮膚温が高くても皮膚温が下がる方向に変化すると
きには涼しいと感じさせ、逆に皮膚温が低くても皮膚温
が上がる方向に変化するときには温かいと感じさせる。
前者の例としては、夏の屋外にいた人が日陰に入った瞬
間に涼しさを感じる場合に相当し、このときには日射の
影響がなくなり皮膚温自体は高いにもかかわらず皮膚温
が低下を始めることにより涼しく感じるもので、長時間
日陰にいると皮膚温が一定になり、環境の温度、気流速
度、湿度などが不変であっても当初の涼しさは感じなく
なり、やはり暑いと感じることはよく体験することであ
る。以上のように、温度感覚は皮膚温と皮膚温の変化率
とを主な要因とすることが定性的に言われていることで
あるが、空調制御に利用できるように定量的な関係づけ
はなされていない。
本実施例では、この温度感覚を次のようにして定量化
する。温度感覚値を上記（２）式で表した場合、右辺第
１項は温度感覚値に対する顔皮膚温の寄与を示すもの
で、顔皮膚温の変化率が一定の場合、係数Ａは第７図に
示すように皮膚温の相違に対する温度感覚値の相違（傾
き）を示す。係数は第８図に示すように、係数Ａで定め
る傾きに対し、皮膚温と数値化した温度感覚（温度感覚
値）とを対応させるものである。
する。温度感覚値を上記（２）式で表した場合、右辺第
１項は温度感覚値に対する顔皮膚温の寄与を示すもの
で、顔皮膚温の変化率が一定の場合、係数Ａは第７図に
示すように皮膚温の相違に対する温度感覚値の相違（傾
き）を示す。係数は第８図に示すように、係数Ａで定め
る傾きに対し、皮膚温と数値化した温度感覚（温度感覚
値）とを対応させるものである。
係数Ａの幅は、官能試験による温度感覚申告値の個人
差を考慮したものであり、指定した範囲を超えた場合に
は現実にあり得ない皮膚温の相違に対する温度感覚の違
いの特性になる。すなわち、係数Ａが大きいと現実には
起こり得ない敏感さで温度感覚を推定することになり、
係数Ａが小さすぎれば現実にはあり得ない鈍感さで温度
感覚を推定することになり、いずれの場合も温度感覚の
推定ができず、空調制御を的確に行なうことができな
い。係数Ｂの幅も係数Ａと同様に個人差を考慮したもの
であるが、指定された範囲を越えて係数Ｂが過大または
過小になると現実にはあり得ない温度感覚置と皮膚温と
の対応になり、いずれの場合も温度感覚の推定ができ
ず、空調制御を的確に行なうことができない。
差を考慮したものであり、指定した範囲を超えた場合に
は現実にあり得ない皮膚温の相違に対する温度感覚の違
いの特性になる。すなわち、係数Ａが大きいと現実には
起こり得ない敏感さで温度感覚を推定することになり、
係数Ａが小さすぎれば現実にはあり得ない鈍感さで温度
感覚を推定することになり、いずれの場合も温度感覚の
推定ができず、空調制御を的確に行なうことができな
い。係数Ｂの幅も係数Ａと同様に個人差を考慮したもの
であるが、指定された範囲を越えて係数Ｂが過大または
過小になると現実にはあり得ない温度感覚置と皮膚温と
の対応になり、いずれの場合も温度感覚の推定ができ
ず、空調制御を的確に行なうことができない。
一方、係数Ｃは第９図に示すように、皮膚温の変化率
の温度感覚に対する寄与の程度を示すもので、皮膚温が
下がる（皮膚温の変化率は負）場合は数値化した温度感
覚が小さい値になり、逆に皮膚温が上がる（皮膚温の変
化率は正）場合は数値化した温度感覚は大きい値になる
ので、係数Ｃ自体は正の値になる。係数Ｃの幅は個人差
を考慮したものであるが、係数Ｃが指定した範囲を超え
て０に近づいた場合、皮膚温変化の温度感覚に対する寄
与を現実より過少に、逆に係数Ｃが指定した範囲を超え
て大きくなった場合には皮膚温の変化の温度感覚に対す
る寄与を現実より過大に評価することになり、いずれも
空調開始初期、日射、外気等による熱負荷変動時に皮膚
温が変化する場合の温度感覚推定ができず、空調制御を
的確に行なうことができない。
の温度感覚に対する寄与の程度を示すもので、皮膚温が
下がる（皮膚温の変化率は負）場合は数値化した温度感
覚が小さい値になり、逆に皮膚温が上がる（皮膚温の変
化率は正）場合は数値化した温度感覚は大きい値になる
ので、係数Ｃ自体は正の値になる。係数Ｃの幅は個人差
を考慮したものであるが、係数Ｃが指定した範囲を超え
て０に近づいた場合、皮膚温変化の温度感覚に対する寄
与を現実より過少に、逆に係数Ｃが指定した範囲を超え
て大きくなった場合には皮膚温の変化の温度感覚に対す
る寄与を現実より過大に評価することになり、いずれも
空調開始初期、日射、外気等による熱負荷変動時に皮膚
温が変化する場合の温度感覚推定ができず、空調制御を
的確に行なうことができない。
本発明者らが、温度感覚を以下のように数値化した温
度感覚値と顔の皮膚温（変化率も含む）との関係を調べ
た多数の官能評価試験結果を重回帰分析により解析した
結果、係数Ａとしては0.81、係数Ｂとしては33.9、係数
Ｃとしては39.1が最適であった。
度感覚値と顔の皮膚温（変化率も含む）との関係を調べ
た多数の官能評価試験結果を重回帰分析により解析した
結果、係数Ａとしては0.81、係数Ｂとしては33.9、係数
Ｃとしては39.1が最適であった。
5:非常に暑い、4:暑い、3:少し暑い、2:温かい、1:少
し温かい、0:どちらでもない、−1:少し涼しい、−2:涼
しい、−3:少し寒い、−4:寒い、−5:非常に寒い また、上記官能評価試験における被験者の申告値選択
の個人差と空調制御に使用したときの温度感覚値推定誤
差との許容範囲から係数Ａ、Ｂ、Ｃの範囲を次のように
定めた。係数Ａについては、第10図に示すように、係数
Ｂ、Ｃを最適値に設定して係数Ａを変化させた場合の温
度感覚値推定誤差を調べ、この誤差の許容範囲を±１に
したところ係数Ａの範囲は0.4〜1.0の範囲が適当であっ
た。また、係数Ｂについては、第11図に示すように係数
Ａ、Ｃを最適値にして係数Ｂを変化させ、係数Ｂと温度
感覚推定誤差との関係を調べ、許容範囲を±１にしたと
ころ係数Ｂは範囲は32.8〜35.0が適当であった。そし
て、係数Ｃについては、係数Ａ、Ｂを最適値にして係数
Ｃを変化させ、係数Ｃと温度感覚推定誤差との関係を調
べ、許容範囲を±１としたところ、係数Ｃの範囲は10.0
〜85.0が適当であった。
し温かい、0:どちらでもない、−1:少し涼しい、−2:涼
しい、−3:少し寒い、−4:寒い、−5:非常に寒い また、上記官能評価試験における被験者の申告値選択
の個人差と空調制御に使用したときの温度感覚値推定誤
差との許容範囲から係数Ａ、Ｂ、Ｃの範囲を次のように
定めた。係数Ａについては、第10図に示すように、係数
Ｂ、Ｃを最適値に設定して係数Ａを変化させた場合の温
度感覚値推定誤差を調べ、この誤差の許容範囲を±１に
したところ係数Ａの範囲は0.4〜1.0の範囲が適当であっ
た。また、係数Ｂについては、第11図に示すように係数
Ａ、Ｃを最適値にして係数Ｂを変化させ、係数Ｂと温度
感覚推定誤差との関係を調べ、許容範囲を±１にしたと
ころ係数Ｂは範囲は32.8〜35.0が適当であった。そし
て、係数Ｃについては、係数Ａ、Ｂを最適値にして係数
Ｃを変化させ、係数Ｃと温度感覚推定誤差との関係を調
べ、許容範囲を±１としたところ、係数Ｃの範囲は10.0
〜85.0が適当であった。
次に本実施例の制御ルーチンを説明する。第13図は温
度感覚推定コンピュータ30による温度感覚値推定ルーチ
ンを示すものである。ステップ102において顔皮膚温検
出器28で検出された現在の顔皮膚温tskを取込み、ステ
ップ104において上記で説明した（２）式にしたがって
温度感覚値TSを推定する。ステップ106で時間Δτsec経
過したか判定する。経過したときには次のステップ108
において空気調和装置のスイッチがオフされたか否かを
判断し、オフされたときはこのルーチンを終了し、オフ
されないときにはステップ102に戻って上記のルーチン
を繰り返す。なお、（２）式の顔皮膚温の変化率は（現
在の顔皮膚温−Δτsec前の顔皮膚温）／Δτで与えら
れる。
度感覚推定コンピュータ30による温度感覚値推定ルーチ
ンを示すものである。ステップ102において顔皮膚温検
出器28で検出された現在の顔皮膚温tskを取込み、ステ
ップ104において上記で説明した（２）式にしたがって
温度感覚値TSを推定する。ステップ106で時間Δτsec経
過したか判定する。経過したときには次のステップ108
において空気調和装置のスイッチがオフされたか否かを
判断し、オフされたときはこのルーチンを終了し、オフ
されないときにはステップ102に戻って上記のルーチン
を繰り返す。なお、（２）式の顔皮膚温の変化率は（現
在の顔皮膚温−Δτsec前の顔皮膚温）／Δτで与えら
れる。
第14図は空調制御コンピュータ32によるブロア電圧調
整器22及びエアミックスダンパ開度調整器24の制御ルー
チンを示すものである。ステップ110においてブロア10
の回転速度及びエアミックスダンパ16の開度を初期値に
設定する。ステップ112では温度感覚推定コンピュータ3
0で推定された温度感覚値TSを取込み、ステップ114にお
いて目標温度感覚値入力装置26で設定された目標温度感
覚値TS0を取込む。ステップ116では冷房か暖房かを判断
し、冷房の場合にはステップ118において冷房制御を行
い、暖房の場合にはステップ120において暖房制御を行
なう。そしてステップ122にいて空気調和装置のスイッ
チがオフされたか否かを判断し、オフされたときにはこ
のルーチンを終了し、オンされているときにはステップ
112に戻って上記の制御を繰り返す。
整器22及びエアミックスダンパ開度調整器24の制御ルー
チンを示すものである。ステップ110においてブロア10
の回転速度及びエアミックスダンパ16の開度を初期値に
設定する。ステップ112では温度感覚推定コンピュータ3
0で推定された温度感覚値TSを取込み、ステップ114にお
いて目標温度感覚値入力装置26で設定された目標温度感
覚値TS0を取込む。ステップ116では冷房か暖房かを判断
し、冷房の場合にはステップ118において冷房制御を行
い、暖房の場合にはステップ120において暖房制御を行
なう。そしてステップ122にいて空気調和装置のスイッ
チがオフされたか否かを判断し、オフされたときにはこ
のルーチンを終了し、オンされているときにはステップ
112に戻って上記の制御を繰り返す。
第15図はステップ118の冷房制御の詳細を示すもので
ある。ステップ130において推定された温度感覚値TSと
目標温度感覚値TS0とを比較し、TS＝TS0の場合は推定値
と目標値とが等しいためエアミックスダンパの開度とブ
ロア回転速度とをこの状態に維持する。TS≠TS0の場合
は、ステップ132において温度感覚値TSと目標温度感覚
値TS0との大きさを比較し、TS＞TS0の場合はステップ13
4においてエアミックスダンパ開度調整器24に供給して
いる信号のレベルからエアミックスダンパ16の開度が全
開か否かを判断する。エアミックスダンパ16の開度が全
開のときには、温度感覚値を目標温度感覚値に制御する
ためにエアミックスダンパ16の開度を大きくすることが
できないため、ブロア電圧調整器22を制御してブロア10
の回転速度を予め定められた１ステップ増加させて空気
量を増加させる。一方、エアミックスダンパ16の開度が
全開でないときには、ステップ138でエアミックスダン
パ開度調整器24を制御することによりエアミックスダン
パ16の開度を予め定められた１ステップ開く。
ある。ステップ130において推定された温度感覚値TSと
目標温度感覚値TS0とを比較し、TS＝TS0の場合は推定値
と目標値とが等しいためエアミックスダンパの開度とブ
ロア回転速度とをこの状態に維持する。TS≠TS0の場合
は、ステップ132において温度感覚値TSと目標温度感覚
値TS0との大きさを比較し、TS＞TS0の場合はステップ13
4においてエアミックスダンパ開度調整器24に供給して
いる信号のレベルからエアミックスダンパ16の開度が全
開か否かを判断する。エアミックスダンパ16の開度が全
開のときには、温度感覚値を目標温度感覚値に制御する
ためにエアミックスダンパ16の開度を大きくすることが
できないため、ブロア電圧調整器22を制御してブロア10
の回転速度を予め定められた１ステップ増加させて空気
量を増加させる。一方、エアミックスダンパ16の開度が
全開でないときには、ステップ138でエアミックスダン
パ開度調整器24を制御することによりエアミックスダン
パ16の開度を予め定められた１ステップ開く。
一方、TS＜TS0の場合は、ステップ140においてブロア
10の回転速度が最低か否かを判断する。ブロア10の回転
速度が最低でない場合には、ステップ148においてブロ
ア10の回転速度を１ステップ減少させ、ブロアの回転速
度が最低の場合には、ステップ142においてエアミック
スダンパ16が全閉か否かを判断する。エアミックスダン
パ16が全閉のときには、ステップ144においてブロア10
の回転速度を１ステップ増加させ、エアミックスダンパ
16が全閉でないときにはステップ146においてエアミッ
クスダンパ16の開度を１ステップ閉じる方向に制御す
る。
10の回転速度が最低か否かを判断する。ブロア10の回転
速度が最低でない場合には、ステップ148においてブロ
ア10の回転速度を１ステップ減少させ、ブロアの回転速
度が最低の場合には、ステップ142においてエアミック
スダンパ16が全閉か否かを判断する。エアミックスダン
パ16が全閉のときには、ステップ144においてブロア10
の回転速度を１ステップ増加させ、エアミックスダンパ
16が全閉でないときにはステップ146においてエアミッ
クスダンパ16の開度を１ステップ閉じる方向に制御す
る。
第16図は、ステップ120の暖房制御の詳細を示すもの
である。ステップ150において温度感覚値TSと目標温度
感覚値TS0とを比較し、TS＝TS0の場合には現在のエアミ
ックスダンパの開度とブロアの回転速度とをこの状態に
維持するためにそのままリターンする。TS≠TS0の場合
には、ステップ152において温度感覚値TSと目標温度感
覚値TS0とを比較する。TS＜TS0の場合には、ステップ15
4においてエアミックスダンパ16が全閉か否かを判断
し、エアミックスダンパ16が全閉のときにはステップ15
6においてブロア10の回転速度を１ステップ増加させ、
エアミックスダンパ16が全閉でないときには、ステップ
158においてエアミックスダンパ16の開度を１ステップ
閉じる方向に制御する。
である。ステップ150において温度感覚値TSと目標温度
感覚値TS0とを比較し、TS＝TS0の場合には現在のエアミ
ックスダンパの開度とブロアの回転速度とをこの状態に
維持するためにそのままリターンする。TS≠TS0の場合
には、ステップ152において温度感覚値TSと目標温度感
覚値TS0とを比較する。TS＜TS0の場合には、ステップ15
4においてエアミックスダンパ16が全閉か否かを判断
し、エアミックスダンパ16が全閉のときにはステップ15
6においてブロア10の回転速度を１ステップ増加させ、
エアミックスダンパ16が全閉でないときには、ステップ
158においてエアミックスダンパ16の開度を１ステップ
閉じる方向に制御する。
一方、TS＞TS0の場合には、ステップ160においてブロ
アの回転速度が最低か否かを判断し、ブロアの回転速度
が最低でない場合にはステップ168においてブロア10の
回転速度を１ステップ減少させる。一方、ブロアの回転
速度が最低の場合には、ステップ162においてエアミッ
クスダンパ16が全開か否かを判断する。エアミックスダ
ンパ16が全開のときにはステップ164においてブロア10
の回転速度を１ステップ増加させ、エアミックスダンパ
16が全開でない場合にはステップ166においてエアミッ
クスダンパ16の開度を１ステップ開く方向に制御する。
アの回転速度が最低か否かを判断し、ブロアの回転速度
が最低でない場合にはステップ168においてブロア10の
回転速度を１ステップ減少させる。一方、ブロアの回転
速度が最低の場合には、ステップ162においてエアミッ
クスダンパ16が全開か否かを判断する。エアミックスダ
ンパ16が全開のときにはステップ164においてブロア10
の回転速度を１ステップ増加させ、エアミックスダンパ
16が全開でない場合にはステップ166においてエアミッ
クスダンパ16の開度を１ステップ開く方向に制御する。
第17図は、上記のように制御したときの冷房時の時間
に対する温度感覚値の変化を示すものである。冷房１は
初期の皮膚温の変化率の寄与が小さい冷房方法であり、
冷房２は初期の皮膚温変化率の寄与が大きい冷房方法で
ある。図から理解されるように、冷房１、冷房２とも本
実施例の温度感覚値の推定値は官能試験による申告値と
同様の傾向で変化している。また、第18図は、上記のよ
うに制御したときの暖房時の温度感覚値の変化を示すも
のである。暖房時においても温度感覚値の推定値は官能
試験による申告値と同じ傾向で変化している。
に対する温度感覚値の変化を示すものである。冷房１は
初期の皮膚温の変化率の寄与が小さい冷房方法であり、
冷房２は初期の皮膚温変化率の寄与が大きい冷房方法で
ある。図から理解されるように、冷房１、冷房２とも本
実施例の温度感覚値の推定値は官能試験による申告値と
同様の傾向で変化している。また、第18図は、上記のよ
うに制御したときの暖房時の温度感覚値の変化を示すも
のである。暖房時においても温度感覚値の推定値は官能
試験による申告値と同じ傾向で変化している。
なお、上記では非接触で温度計測ができる赤外線放射
温度計を使用した例について説明したが、サーミスタ、
熱電対など接触して皮膚温を計測する検出器を使用して
もよい。さらに、吹出口は乗員の顔に向けたものを示し
たが、乗員足元に向けたものでもよい。
温度計を使用した例について説明したが、サーミスタ、
熱電対など接触して皮膚温を計測する検出器を使用して
もよい。さらに、吹出口は乗員の顔に向けたものを示し
たが、乗員足元に向けたものでもよい。
第２実施例 次に本発明の第２実施例を説明する。なお第19図にお
いて第４図と対応する部分には同一符号を付して説明を
省略する。本実施例では、第１実施例と異なり目標温度
感覚値入力装置26は温度感覚推定コンピュータ30に接続
されている。また、本実施例では、上記（２）式を変形
した下記の（３）式によって顔皮膚温度の変化率ｔ′SK
を演算する。
いて第４図と対応する部分には同一符号を付して説明を
省略する。本実施例では、第１実施例と異なり目標温度
感覚値入力装置26は温度感覚推定コンピュータ30に接続
されている。また、本実施例では、上記（２）式を変形
した下記の（３）式によって顔皮膚温度の変化率ｔ′SK
を演算する。
ｔ′SK＝｛TS0−Ａ×（tSK−Ｂ）｝/C ……（３） 但し、 ｔ′SK:目標温度感覚値TS0を達成するための皮膚温変
化率（℃/s） tSK :現在の顔皮膚温（℃） TS0 :目標温度感覚値 A,B,C:上記温度感覚推定式（２）と同一の係数 次に本実施例の制御ルーチンを説明する。第20図は顔
皮膚温度の変化率ｔ′SKを演算する温度感覚推定コンピ
ュータ30のルーチンを示すものである。ステップ170に
おいて顔皮膚温検出器28で検出された現在の顔皮膚温度
tSKを取込むとともに、ステップ172において目標温度感
覚値入力装置26で設定された目標温度感覚値TS0を取込
む。ステップ174においてステップ172で取込んだ目標温
度感覚値TS0が前回の値から変更されたか否かを判断
し、変更された場合にはステップ176において目標温度
感覚値TS0を変更し、ステップ178において上記（３）式
にしたがて顔皮膚温度の変化率ｔ′SKを演算し、出力す
る。そしてステップ180において空気調和装置のスイッ
チがオフされたか否かを判断し、オフされた場合にはこ
のルーチンを終了し、オンの場合には上記のステップを
繰り返す。
化率（℃/s） tSK :現在の顔皮膚温（℃） TS0 :目標温度感覚値 A,B,C:上記温度感覚推定式（２）と同一の係数 次に本実施例の制御ルーチンを説明する。第20図は顔
皮膚温度の変化率ｔ′SKを演算する温度感覚推定コンピ
ュータ30のルーチンを示すものである。ステップ170に
おいて顔皮膚温検出器28で検出された現在の顔皮膚温度
tSKを取込むとともに、ステップ172において目標温度感
覚値入力装置26で設定された目標温度感覚値TS0を取込
む。ステップ174においてステップ172で取込んだ目標温
度感覚値TS0が前回の値から変更されたか否かを判断
し、変更された場合にはステップ176において目標温度
感覚値TS0を変更し、ステップ178において上記（３）式
にしたがて顔皮膚温度の変化率ｔ′SKを演算し、出力す
る。そしてステップ180において空気調和装置のスイッ
チがオフされたか否かを判断し、オフされた場合にはこ
のルーチンを終了し、オンの場合には上記のステップを
繰り返す。
第21図は空調制御コンピュータ32によるブロア電圧調
整器22及びエアミックスダンパ開度調整器24を制御する
制御ルーチンを示すもので、ステップ182において顔皮
膚温検出器28で検出された顔皮膚温度tSKを温度感覚推
定コンピュータ30を介して取込むとともに、ステップ18
4においてステップ178で演算された顔皮膚温度の変化率
ｔ′SKを取込む。次のステップ186では、空気温度tair
毎に皮膚温の変化率と顔皮膚温度に応じて定めた風速
v1、v2、・・・（m/s）のマップから、ステップ182の顔
皮膚温度tSKとステップ184の顔皮膚温度の変化率ｔ′SK
とに対応する空気温及び風速を求め、ステップ188にお
いてステップ186のマップから求めた空気温及び風速に
なるようにブロア電圧調整器22及びエアミックスダンパ
開度調整器24を介してブロア10及びエアミックスダンパ
16を制御する。ステップ190では空気調和装置のスイッ
チがオフされたか否かを判断し、オフされたときにはこ
のルーチンを終了する。
整器22及びエアミックスダンパ開度調整器24を制御する
制御ルーチンを示すもので、ステップ182において顔皮
膚温検出器28で検出された顔皮膚温度tSKを温度感覚推
定コンピュータ30を介して取込むとともに、ステップ18
4においてステップ178で演算された顔皮膚温度の変化率
ｔ′SKを取込む。次のステップ186では、空気温度tair
毎に皮膚温の変化率と顔皮膚温度に応じて定めた風速
v1、v2、・・・（m/s）のマップから、ステップ182の顔
皮膚温度tSKとステップ184の顔皮膚温度の変化率ｔ′SK
とに対応する空気温及び風速を求め、ステップ188にお
いてステップ186のマップから求めた空気温及び風速に
なるようにブロア電圧調整器22及びエアミックスダンパ
開度調整器24を介してブロア10及びエアミックスダンパ
16を制御する。ステップ190では空気調和装置のスイッ
チがオフされたか否かを判断し、オフされたときにはこ
のルーチンを終了する。
第３実施例 次に本発明の第３実施例を説明する。本実施例はオフ
ィス等で使用されるパーソナル空気調和装置に本発明を
適用したものである。本実施例では、人間の近傍に、通
電により発熱する抵抗体からなるパネルヒータ38及び熱
電素子からなる輻射冷却器40を含む空気調和装置が配置
されている。この空気調和装置のパネルヒータ38は通電
量調整器36を介して、輻射冷却器40は通電量調整器34を
介して、各々空調制御コンピュータ32に接続されてい
る。
ィス等で使用されるパーソナル空気調和装置に本発明を
適用したものである。本実施例では、人間の近傍に、通
電により発熱する抵抗体からなるパネルヒータ38及び熱
電素子からなる輻射冷却器40を含む空気調和装置が配置
されている。この空気調和装置のパネルヒータ38は通電
量調整器36を介して、輻射冷却器40は通電量調整器34を
介して、各々空調制御コンピュータ32に接続されてい
る。
以下第23図を参照して本実施例の制御ルーチンを説明
する。なお、第23図において第20図と対応する部分には
同一符号を付して説明を省略する。本実施例は、顔皮膚
温の変化率ｔ′SKに代えて所定時間後の目標顔皮膚温ｔ
＊ SKを演算して出力するようにしたものである。従っ
て、ステップ192では、以下の（４）式に従って顔皮膚
温度ｔ＊ SKを演算して出力する。この（４）式は、上記
で説明したように顔皮膚温の変化率ｔ′SK（現在の顔皮
膚温−Δτsec前の顔皮膚温）／Δτで与えられること
から、ｔ′SK＝（ｔ＊ SK−tSK）となり、これを上記
（１）式に代入してｔ＊ SKについて解くことにより得ら
れる。
する。なお、第23図において第20図と対応する部分には
同一符号を付して説明を省略する。本実施例は、顔皮膚
温の変化率ｔ′SKに代えて所定時間後の目標顔皮膚温ｔ
＊ SKを演算して出力するようにしたものである。従っ
て、ステップ192では、以下の（４）式に従って顔皮膚
温度ｔ＊ SKを演算して出力する。この（４）式は、上記
で説明したように顔皮膚温の変化率ｔ′SK（現在の顔皮
膚温−Δτsec前の顔皮膚温）／Δτで与えられること
から、ｔ′SK＝（ｔ＊ SK−tSK）となり、これを上記
（１）式に代入してｔ＊ SKについて解くことにより得ら
れる。
ｔ＊ SK＝｛Ｃ・tSK＋（TS0＋Ａ・Ｂ）・Δτ｝／（Ａ・Δτ＋Ｃ）……（４） 但し、 ｔ＊ SK:Δτesc時間後の目標顔皮膚温（℃） tSK :現在の顔皮膚温（℃） TS0 :目標温度感覚値 A,B,C:温度感覚推定式（２）と同一の係数 Δτ：顔皮膚温検出の時間間隔（秒） 空調制御コンピュータ32は現在の顔皮膚温度と目標顔
皮膚温度との差からパネルヒータ38、輻射冷却器40への
通電量を決定し、通電量調整器34、通電量調整器36を制
御する。
皮膚温度との差からパネルヒータ38、輻射冷却器40への
通電量を決定し、通電量調整器34、通電量調整器36を制
御する。
なお、上記の各実施例では自動車用空気調和装置、オ
フィス等のパーソナル空調装置について説明したが、本
発明はその他航空機、家庭、病院等の空気調和装置の制
御にも使用することができる。
フィス等のパーソナル空調装置について説明したが、本
発明はその他航空機、家庭、病院等の空気調和装置の制
御にも使用することができる。
第１図は本発明の基礎となる基本構成のブロツク図、第
２図は冷房時における皮膚温と温度感覚値との変化を示
す線図、第３図は暖房時における皮膚温と温度感覚値と
の変化を示す線図、第４図は本発明の第１実施例のブロ
ツク図、第５図は顔の各部位における皮膚温の変化を示
す線図、第６図は頬皮膚温と顔平均皮膚温との相関を示
す線図、第７図は係数Ａを説明するための線図、第８図
は係数Ｂを説明するための線図、第９図は係数Ｃを説明
するための線図、第10図は係数Ｂ、Ｃを一定にしたとき
の係数Ａと温度感覚推定誤差との関係を示す線図、第11
図は係数Ａ、Ｃを一定にしたときの係数Ｂと温度感覚推
定誤差との関係を示す線図、第12図は係数Ａ、Ｂを一定
にしたときの係数Ｃと温度感覚推定誤差との関係を示す
線図、第13図は第１実施例の温度感覚値推定ルーチンを
示す線図、第14図は第１実施例の空調制御ルーチンを示
す流れ図、第15図は冷房制御ルーチンの詳細を示す流れ
図、第16図は暖房制御ルーチンの詳細を示す流れ図、第
17図は第１実施例の温度感覚値の推定値と官能試験によ
る申告値との変化を示す線図、第18図は暖房時における
温度感覚値の推定値と申告値との変化を示す線図、第19
図は本発明の第２実施例を示すブロツク図、第20図は第
２実施例の顔皮膚温度の変化率を演算するルーチンを示
す流れ図、第21図は第２実施例の空調制御ルーチンを示
す流れ図、第22図は本発明の第３実施例のブロツク図、
第23図は第３実施例の目標顔皮膚温ｔ＊ SKの演算ルーチ
ンを示す流れ図である。
２図は冷房時における皮膚温と温度感覚値との変化を示
す線図、第３図は暖房時における皮膚温と温度感覚値と
の変化を示す線図、第４図は本発明の第１実施例のブロ
ツク図、第５図は顔の各部位における皮膚温の変化を示
す線図、第６図は頬皮膚温と顔平均皮膚温との相関を示
す線図、第７図は係数Ａを説明するための線図、第８図
は係数Ｂを説明するための線図、第９図は係数Ｃを説明
するための線図、第10図は係数Ｂ、Ｃを一定にしたとき
の係数Ａと温度感覚推定誤差との関係を示す線図、第11
図は係数Ａ、Ｃを一定にしたときの係数Ｂと温度感覚推
定誤差との関係を示す線図、第12図は係数Ａ、Ｂを一定
にしたときの係数Ｃと温度感覚推定誤差との関係を示す
線図、第13図は第１実施例の温度感覚値推定ルーチンを
示す線図、第14図は第１実施例の空調制御ルーチンを示
す流れ図、第15図は冷房制御ルーチンの詳細を示す流れ
図、第16図は暖房制御ルーチンの詳細を示す流れ図、第
17図は第１実施例の温度感覚値の推定値と官能試験によ
る申告値との変化を示す線図、第18図は暖房時における
温度感覚値の推定値と申告値との変化を示す線図、第19
図は本発明の第２実施例を示すブロツク図、第20図は第
２実施例の顔皮膚温度の変化率を演算するルーチンを示
す流れ図、第21図は第２実施例の空調制御ルーチンを示
す流れ図、第22図は本発明の第３実施例のブロツク図、
第23図は第３実施例の目標顔皮膚温ｔ＊ SKの演算ルーチ
ンを示す流れ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 尚 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 北田 基博 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−229713（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−37642（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60H 1/00 101
Claims (3)
- 【請求項１】顔の皮膚温を検出する顔皮膚温検出手段
と、 以下の式に従って目標温度感覚値TS0を達成するための
顔の皮膚温の変化率t'skを演算する演算手段と、 検出された顔皮膚温と演算された顔皮膚温の変化率とに
対応する空気温及び風速になるように空気調和装置を制
御する空調制御手段と、 を含む空気調和装置の制御装置。 ｔ′sk＝|TS0−Ａ（tsk−Ｂ）|/C ただし、Ａは皮膚温の変化に対する温度感覚値の変化を
表す直線の傾きを示す係数、Ｂは係数Ａで定まる傾きに
対し顔の皮膚温と温度感覚値とを対応させるための係
数、Ｃは顔の皮膚温の変化率の温度感覚値に対する寄与
を示す係数、tskは現在の顔の皮膚温である。 - 【請求項２】時間間隔Δτで顔の皮膚温を検出する顔皮
膚温検出手段と、 以下の式に従ってΔτ時間後の目標顔皮膚温ｔ＊ skを演
算する演算手段と、 検出された顔皮膚温と演算された目標顔皮膚温との差か
ら空気調和装置を制御する空調制御手段と、 を含む空気調和装置の制御装置。 ｔ＊ sk＝|C・tsk＋（TS0＋Ａ・Ｂ）・Δτ|/（Ａ・Δτ＋Ｃ） ただし、Ａは皮膚温の変化に対する温度感覚値の変化を
表す直線の傾きを示す係数、Ｂは係数Ａで定まる傾きに
対し顔の皮膚温と温度感覚値とを対応させるための係
数、Ｃは顔の皮膚温の変化率の温度感覚値に対する寄与
を示す係数、tskは現在の顔の皮膚温である。 - 【請求項３】Ａは0.4〜1.0の範囲の係数、Ｂは32.8〜3
5.0の範囲の係数、Ｃは10.0〜85.0の範囲の係数である
請求項１または２記載の空気調和装置の制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223321A JP3055923B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 空気調和装置の制御装置 |
| US07/747,943 US5187943A (en) | 1990-08-24 | 1991-08-21 | Control apparatus for air-conditioner |
| DE4127690A DE4127690C2 (de) | 1990-08-24 | 1991-08-21 | Steuergerät für eine Klimaanlage |
| GB9118209A GB2249848B (en) | 1990-08-24 | 1991-08-23 | Control apparatus for air-conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223321A JP3055923B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 空気調和装置の制御装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04103426A JPH04103426A (ja) | 1992-04-06 |
| JP3055923B2 true JP3055923B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=16796324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2223321A Expired - Lifetime JP3055923B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 空気調和装置の制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| US (1) | US5187943A (ja) |
| JP (1) | JP3055923B2 (ja) |
| DE (1) | DE4127690C2 (ja) |
| GB (1) | GB2249848B (ja) |
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