JPH10332187A - 空調制御システム - Google Patents
空調制御システムInfo
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- JPH10332187A JPH10332187A JP9144942A JP14494297A JPH10332187A JP H10332187 A JPH10332187 A JP H10332187A JP 9144942 A JP9144942 A JP 9144942A JP 14494297 A JP14494297 A JP 14494297A JP H10332187 A JPH10332187 A JP H10332187A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＭＶ指標に基づく客観性の高いかつ個人適
応が可能でユーザーフレンドリーな空調制御システムを
提供する。 【解決手段】 空調制御システムには、ユーザーの言葉
から温熱感に関する感性情報を検出するための感性情報
検出部（６２）と、感性情報を変換して温熱感に関する
因子の負荷量を求める感性情報変換部（５１）と、空調
空間の温度，湿度，風速等の物理的パラメータを検出す
る物理情報検出部（６１）と、物理的パラメータを快適
方程式に代入してＰＭＶ指標を演算し、ＰＭＶ指標や空
気温度，湿度等の制御目標を設定し、快適方程式中の透
湿係数を調節する機能を有する物理的パラメータ設定部
（５２）と、空調機（５４）を制御する空調機制御部
（５３）とが配設されている。個人差の大きい透湿係数
のみを調節可能にすることにより、個人適応性の高い空
調制御システムを形成する。
応が可能でユーザーフレンドリーな空調制御システムを
提供する。 【解決手段】 空調制御システムには、ユーザーの言葉
から温熱感に関する感性情報を検出するための感性情報
検出部（６２）と、感性情報を変換して温熱感に関する
因子の負荷量を求める感性情報変換部（５１）と、空調
空間の温度，湿度，風速等の物理的パラメータを検出す
る物理情報検出部（６１）と、物理的パラメータを快適
方程式に代入してＰＭＶ指標を演算し、ＰＭＶ指標や空
気温度，湿度等の制御目標を設定し、快適方程式中の透
湿係数を調節する機能を有する物理的パラメータ設定部
（５２）と、空調機（５４）を制御する空調機制御部
（５３）とが配設されている。個人差の大きい透湿係数
のみを調節可能にすることにより、個人適応性の高い空
調制御システムを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、快適方程式から得
られるＰＭＶ指標に基づいて空調の制御を行うようにし
た空調制御システムに係り、特に個人に対する適応性の
改良に関するものである。
られるＰＭＶ指標に基づいて空調の制御を行うようにし
た空調制御システムに係り、特に個人に対する適応性の
改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】人間にとって快適な環境とは、建物・設
備機器などのハード面と人体の生理・心理などのソフト
面が絡み合っているため一概に定義することは難しい
が、「快適性」・「安全性」・「機能性」といった基本
的な要因が確保されている環境と言える。空調の側面か
ら考えると、快適な環境の実現に必要な技術水準の基本
的な第一段階は、暑さ寒さを取り除く単なる温度調整で
あり、第二段階としては、人間の皮膚感覚で感ずる生理
的欲求を満足させるような温度・湿度・気流・輻射の制
御である。現在の空調技術は、まさにこのあたりの問題
を扱っており、ＰＭＶ指標の利用などが試みられてい
る。これからの段階としては、生活活動に最適な環境を
実現し、その環境下における人々に生理的にはもちろ
ん、心理的にも十分な満足度を与えることが必要になる
であろう。
備機器などのハード面と人体の生理・心理などのソフト
面が絡み合っているため一概に定義することは難しい
が、「快適性」・「安全性」・「機能性」といった基本
的な要因が確保されている環境と言える。空調の側面か
ら考えると、快適な環境の実現に必要な技術水準の基本
的な第一段階は、暑さ寒さを取り除く単なる温度調整で
あり、第二段階としては、人間の皮膚感覚で感ずる生理
的欲求を満足させるような温度・湿度・気流・輻射の制
御である。現在の空調技術は、まさにこのあたりの問題
を扱っており、ＰＭＶ指標の利用などが試みられてい
る。これからの段階としては、生活活動に最適な環境を
実現し、その環境下における人々に生理的にはもちろ
ん、心理的にも十分な満足度を与えることが必要になる
であろう。
【０００３】ＡＳＨＲＡＥでは、温熱環境の快適性を
「熱環境に対して満足感を表現できる心の状態」と定義
し、集団の８０％以上の人々が満足すると表現できれ
ば、その環境は快適であると判定している。
「熱環境に対して満足感を表現できる心の状態」と定義
し、集団の８０％以上の人々が満足すると表現できれ
ば、その環境は快適であると判定している。
【０００４】人間の温熱感は、様々な要因が複雑に絡ん
で形成されるため定量的に評価することは難しいが、過
去から様々な手段が検討され、多くの温熱環境指標が提
唱されている。これらの指標は、大きく以下のように分
類される。
で形成されるため定量的に評価することは難しいが、過
去から様々な手段が検討され、多くの温熱環境指標が提
唱されている。これらの指標は、大きく以下のように分
類される。
【０００５】物理計測に基づく指標（グローブ温度計
など） 主観的・経験的なものに基づく指標（有効温度、不快
指数など） 人間の熱平衡式に基づく指標（ＰＭＶ指標など） この中でも、ある温熱環境の快適性を温冷感として数値
で直接表現できるため、空調における温熱環境の評価方
法としてFangerによるＰＭＶ指標4)がよく用いられてい
る。
など） 主観的・経験的なものに基づく指標（有効温度、不快
指数など） 人間の熱平衡式に基づく指標（ＰＭＶ指標など） この中でも、ある温熱環境の快適性を温冷感として数値
で直接表現できるため、空調における温熱環境の評価方
法としてFangerによるＰＭＶ指標4)がよく用いられてい
る。
【０００６】ＰＭＶ（予測平均申告：Predicted Mean V
ote)指標は、人体における快適方程式を起点として、人
体の熱負荷と人間の温冷感を結びつけたものである。快
適方程式は、温度・湿度・気流・輻射の環境側の４つの
要素と、代謝量・着衣量・平均皮膚温度・汗による蒸発
の人体側の４つの要素により人体に関する熱平衡式をた
て、その式に人間が快適と感じるときの皮膚温度と発汗
による放熱量の式を代入して得られた式である。熱平衡
式は、次式で与えられる。
ote)指標は、人体における快適方程式を起点として、人
体の熱負荷と人間の温冷感を結びつけたものである。快
適方程式は、温度・湿度・気流・輻射の環境側の４つの
要素と、代謝量・着衣量・平均皮膚温度・汗による蒸発
の人体側の４つの要素により人体に関する熱平衡式をた
て、その式に人間が快適と感じるときの皮膚温度と発汗
による放熱量の式を代入して得られた式である。熱平衡
式は、次式で与えられる。
【０００７】 Ｈ−Ｅd(m)−Ｅsw−Ｅre−Ｌ＝Ｒ＋Ｃ （１） ここで、 Ｈ：人体の内部熱（＝代謝量−外部仕事） Ｅd:皮膚表面からの不感蒸泄による熱損失 Ｅsw：皮膚表面からの発汗蒸発による熱損失 Ｅre：呼吸による潜熱の熱損失 Ｌ：呼吸による顕熱の熱損失 Ｒ：着衣表面からの輻射による熱損失 Ｃ：着衣表面からの対流による熱損失 ここに、各放熱量算定式を組み入れ、さらに生理量とし
ての皮膚温および発汗蒸発による熱損失の快適条件を与
えると次式の快適方程式が得られる。
ての皮膚温および発汗蒸発による熱損失の快適条件を与
えると次式の快適方程式が得られる。
【０００８】
【式２】
【０００９】 ここで Ｍ：代謝量 ［kcal/h］ η：外部仕事の効率 ｔs ：皮膚温度 ［℃］ Ｐa ：環境の水蒸気圧 ［mmＨg ］ ＡDu：人体の体表面積 ［ｍ2 ] ｔa ：気温 ［℃］ ｔcl：着衣の表面温度 ［℃］ Ｉcl：着衣量 ［clo ] ｆcl：人体の着衣表面積率 ｔmrt ：平均放射温度 ［℃］ ｈc ：人体の対流熱伝導率 ［kcal/ｍ2 ・ｈ・℃］ Ｈ＝Ｍ（１−η） 快適条件としての皮膚温度ｔsおよび皮膚からの熱損失
Ｅswは、実験的に次式で与えられる。
Ｅswは、実験的に次式で与えられる。
【００１０】
【式３】
【００１１】このような快適方程式を用いることによ
り、快適なための温熱条件の組み合わせが得られる。し
かし、快適方程式は、人体の環境との間に熱平衡がとれ
た状態での快適な温熱環境条件の組み合わせを示すだけ
で、ある温熱環境が温熱感覚的にどのような状態である
かは示すことができない。
り、快適なための温熱条件の組み合わせが得られる。し
かし、快適方程式は、人体の環境との間に熱平衡がとれ
た状態での快適な温熱環境条件の組み合わせを示すだけ
で、ある温熱環境が温熱感覚的にどのような状態である
かは示すことができない。
【００１２】そこで、人体と環境との熱の不平衡量を快
適方程式により人体への熱負荷として求め、それと人間
の温冷感を実験的に結びつけたＰＭＶ指標が用いられ
る。つまり、人間の温冷感は人体の熱負荷と関係がある
と考えるわけである。人体熱負荷Ｌは、快適時の皮膚温
度と発汗量を保つ人間に対する、内部発熱量と放熱量と
の差として定義され、次式で示される。
適方程式により人体への熱負荷として求め、それと人間
の温冷感を実験的に結びつけたＰＭＶ指標が用いられ
る。つまり、人間の温冷感は人体の熱負荷と関係がある
と考えるわけである。人体熱負荷Ｌは、快適時の皮膚温
度と発汗量を保つ人間に対する、内部発熱量と放熱量と
の差として定義され、次式で示される。
【００１３】
【式４】
【００１４】この熱負荷Ｌと温冷感を示すＰＭＶ指標値
Ｙとの関係は、実験的に次式が導かれている。
Ｙとの関係は、実験的に次式が導かれている。
【００１５】
【式５】
【００１６】このようにＰＭＶ指標は、温熱環境を温冷
感の数値として示す。例えば、７段階評価で＋３の時が
「暑い」、＋２では「暖かい」、＋１では「やや暖か
い」、０では「どちらでもない」、−１では「やや涼し
い」、−２では「涼しい」、−３では「寒い」というよ
うな温熱感覚に対応する。式からも判断できるように同
じＰＭＶ値を得るにもいろいろな組み合わせが存在す
る。また、ＩＳＯ規格では、環境の快適性としてＰＰＤ
指標が１０％以下であることを望ましいとしており、そ
れはＰＭＶ指標の−０．５から＋０．５の範囲に相当す
る。
感の数値として示す。例えば、７段階評価で＋３の時が
「暑い」、＋２では「暖かい」、＋１では「やや暖か
い」、０では「どちらでもない」、−１では「やや涼し
い」、−２では「涼しい」、−３では「寒い」というよ
うな温熱感覚に対応する。式からも判断できるように同
じＰＭＶ値を得るにもいろいろな組み合わせが存在す
る。また、ＩＳＯ規格では、環境の快適性としてＰＰＤ
指標が１０％以下であることを望ましいとしており、そ
れはＰＭＶ指標の−０．５から＋０．５の範囲に相当す
る。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＭＶ
指標がその環境下におかれた人々のどれだけに許容され
るのかということを考えると、ＰＭＶ指標は、単に快適
性を示す数値に過ぎない。そこで、別途ＰＰＤ指標（予
測不満足率：Predicted Percentage of dissatisfied）
というある環境下での熱的に不満足に感じる人の割合を
定量的に予測する量が考えられている。たとえば、ＰＭ
Ｖ指標値が０の場合については、ＰＰＤ指標は５％を示
すことが報告されており、これは、ＰＭＶ指標で最も快
適性が高いとされる中立状態でさえ、必ず５％の人は不
満足になることを示している。したがって、ＰＭＶ指標
による空調制御では、たとえＰＭＶ指標値が０（つま
り、快適状態を示す）であっても５％程度の人は、満足
しておらず何らかの不満を持っていることになる。
指標がその環境下におかれた人々のどれだけに許容され
るのかということを考えると、ＰＭＶ指標は、単に快適
性を示す数値に過ぎない。そこで、別途ＰＰＤ指標（予
測不満足率：Predicted Percentage of dissatisfied）
というある環境下での熱的に不満足に感じる人の割合を
定量的に予測する量が考えられている。たとえば、ＰＭ
Ｖ指標値が０の場合については、ＰＰＤ指標は５％を示
すことが報告されており、これは、ＰＭＶ指標で最も快
適性が高いとされる中立状態でさえ、必ず５％の人は不
満足になることを示している。したがって、ＰＭＶ指標
による空調制御では、たとえＰＭＶ指標値が０（つま
り、快適状態を示す）であっても５％程度の人は、満足
しておらず何らかの不満を持っていることになる。
【００１８】すなわち、ＰＭＶ指標は、あくまで平均的
な温熱環境への満足度であり、個人的な評価には対応し
ていない。人体熱負荷とＰＭＶ指標値との対応が大量の
被験者データから求められているためである。つまり、
多人数が存在するような大規模空間において均一的に空
調を行う場合は、ある程度平均化された快適性指標値が
有効であると考えられるが、少人数の空間あるいは個人
の空間を対象とした空調では、平均化された快適性指標
よりもその使用者個人の満足度が重要と考えられ、この
個人の満足度に対応した空調制御が必要である。
な温熱環境への満足度であり、個人的な評価には対応し
ていない。人体熱負荷とＰＭＶ指標値との対応が大量の
被験者データから求められているためである。つまり、
多人数が存在するような大規模空間において均一的に空
調を行う場合は、ある程度平均化された快適性指標値が
有効であると考えられるが、少人数の空間あるいは個人
の空間を対象とした空調では、平均化された快適性指標
よりもその使用者個人の満足度が重要と考えられ、この
個人の満足度に対応した空調制御が必要である。
【００１９】本発明は、かかる点に鑑み、特に上記不感
蒸泄による熱損失（放熱量）Ｅd を算出するパラメータ
の中に個人差が大きく実験的にしか求められない皮膚の
透湿係数と呼ばれるパラメータがある点に着目してなさ
れたものであり、その基本的な目的は、皮膚の透湿係数
を調整することにより、使用者個人の温熱感に適合した
ＰＭＶ値に応じて空調を行うことができる空気調和装置
の制御指標の設定方法を提供することにある。
蒸泄による熱損失（放熱量）Ｅd を算出するパラメータ
の中に個人差が大きく実験的にしか求められない皮膚の
透湿係数と呼ばれるパラメータがある点に着目してなさ
れたものであり、その基本的な目的は、皮膚の透湿係数
を調整することにより、使用者個人の温熱感に適合した
ＰＭＶ値に応じて空調を行うことができる空気調和装置
の制御指標の設定方法を提供することにある。
【００２０】さらに、本発明は、制御目標の設定の過程
において、このように人間にできるだけ機械を意識させ
ることなしに利用でき、快適性を高めるための情報処理
システムを構築することをも目的としている。
において、このように人間にできるだけ機械を意識させ
ることなしに利用でき、快適性を高めるための情報処理
システムを構築することをも目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が講じた手段は、ＰＭＶ指標を演算するために
使用する上記式（５）で一定値と仮定している透湿係数
ｍを調節しうる構成とすることで、ユーザーの個人差に
応じたＰＭＶ指標の演算を行う機能を有する空調制御シ
ステムを構成することにある。具体的には、請求項１〜
７に記載されている空調制御システムに関する手段を講
じている。
に本発明が講じた手段は、ＰＭＶ指標を演算するために
使用する上記式（５）で一定値と仮定している透湿係数
ｍを調節しうる構成とすることで、ユーザーの個人差に
応じたＰＭＶ指標の演算を行う機能を有する空調制御シ
ステムを構成することにある。具体的には、請求項１〜
７に記載されている空調制御システムに関する手段を講
じている。
【００２２】本発明の空調制御システムは、請求項１に
記載されているように、空調機（５４）により制御され
る空調空間における人体の温熱感に関する物理的パラメ
ータを検出するための物理情報検出手段（６１）と、上
記物理情報検出手段（６１）の出力を受け、人体への熱
の入出量の平衡を記述する快適方程式に基づき、人体の
快適性を表すＰＭＶ指標Ｙを下記式
記載されているように、空調機（５４）により制御され
る空調空間における人体の温熱感に関する物理的パラメ
ータを検出するための物理情報検出手段（６１）と、上
記物理情報検出手段（６１）の出力を受け、人体への熱
の入出量の平衡を記述する快適方程式に基づき、人体の
快適性を表すＰＭＶ指標Ｙを下記式
【００２３】
【式６】
【００２４】Ｌ＝（Ｍ／ＡDu）・（１−η）−５７５ｍ
・｛４３−０．０６１（Ｍ／ＡDu）（１−η）−Ｐa｝ （Ｍは代謝量、ηは外部仕事の効率 、Ｐaは環境の水蒸
気圧、ＡDuは人体の体表面積、ｍは皮膚の透湿係数）か
ら算出するためのＰＭＶ指標演算手段（５２ａ）と、上
記ＰＭＶ指標の制御目標範囲を設定するための制御目標
設定手段（５２ｂ）と、上記ＰＭＶ指標演算手段（５２
ａ）により算出されたＰＭＶ指標が、上記ＰＭＶ指標の
制御目標範囲にあるように上記空調機（５４）の運転状
態を制御する空調機制御手段（５３）と、上記ＰＭＶ指
標演算手段（５２ａ）が上記ＰＭＶ指標を算出する際に
用いられる上記式中の皮膚の透湿係数ｍを調節するため
の透湿係数調節手段（５２ｃ）とを備えている。
・｛４３−０．０６１（Ｍ／ＡDu）（１−η）−Ｐa｝ （Ｍは代謝量、ηは外部仕事の効率 、Ｐaは環境の水蒸
気圧、ＡDuは人体の体表面積、ｍは皮膚の透湿係数）か
ら算出するためのＰＭＶ指標演算手段（５２ａ）と、上
記ＰＭＶ指標の制御目標範囲を設定するための制御目標
設定手段（５２ｂ）と、上記ＰＭＶ指標演算手段（５２
ａ）により算出されたＰＭＶ指標が、上記ＰＭＶ指標の
制御目標範囲にあるように上記空調機（５４）の運転状
態を制御する空調機制御手段（５３）と、上記ＰＭＶ指
標演算手段（５２ａ）が上記ＰＭＶ指標を算出する際に
用いられる上記式中の皮膚の透湿係数ｍを調節するため
の透湿係数調節手段（５２ｃ）とを備えている。
【００２５】請求項１の発明特定事項は、図１の実線部
分に記載されている。これにより、ＰＭＶ演算手段（５
２ａ）によってＰＭＶ指標Ｙが演算される際に、ＰＭＶ
指標Ｙを演算する上記式中の要素のうち個人差の大きい
透湿係数ｍのみが調節可能であるので、ＰＭＶ指標Ｙに
基づいて空調制御を行うシステムの有する高い客観性と
いう長所は活かされ、かつ、個人適応性が向上する。
分に記載されている。これにより、ＰＭＶ演算手段（５
２ａ）によってＰＭＶ指標Ｙが演算される際に、ＰＭＶ
指標Ｙを演算する上記式中の要素のうち個人差の大きい
透湿係数ｍのみが調節可能であるので、ＰＭＶ指標Ｙに
基づいて空調制御を行うシステムの有する高い客観性と
いう長所は活かされ、かつ、個人適応性が向上する。
【００２６】請求項２に記載されているように、請求項
１に記載の空調制御システムにおいて、空調機の使用者
の言葉のうち温熱感に関する感性情報を検出する感性情
報検出手段（６２）と、上記感性情報検出手段（６２）
で検出された感性情報が使用者の温熱感を決定する少な
くとも快適感を含む因子の負荷量を求める感性情報変換
手段（５１）とをさらに備え、上記透湿係数調節手段
（５２ｃ）を、上記感性情報変換手段（５１）で変換さ
れた因子の負荷量に応じ、ＰＭＶ指標がその制御目標範
囲にある時に快適感の負荷量が閾値以上となるように上
記透湿係数ｍを補正するものとすることができる。
１に記載の空調制御システムにおいて、空調機の使用者
の言葉のうち温熱感に関する感性情報を検出する感性情
報検出手段（６２）と、上記感性情報検出手段（６２）
で検出された感性情報が使用者の温熱感を決定する少な
くとも快適感を含む因子の負荷量を求める感性情報変換
手段（５１）とをさらに備え、上記透湿係数調節手段
（５２ｃ）を、上記感性情報変換手段（５１）で変換さ
れた因子の負荷量に応じ、ＰＭＶ指標がその制御目標範
囲にある時に快適感の負荷量が閾値以上となるように上
記透湿係数ｍを補正するものとすることができる。
【００２７】請求項２により付加された発明特定事項
は、図１の破線部分に示されている。請求項２により、
人の言葉に含まれる感性情報を利用して、使用者に機械
を意識させないいわゆるユーザーフレンドリーな空調制
御システムが得られる。
は、図１の破線部分に示されている。請求項２により、
人の言葉に含まれる感性情報を利用して、使用者に機械
を意識させないいわゆるユーザーフレンドリーな空調制
御システムが得られる。
【００２８】請求項３に記載されているように、請求項
２に記載の空調制御システムにおいて、上記因子に、快
適感，温冷感，乾湿感及び風速感を含ませることが好ま
しい。
２に記載の空調制御システムにおいて、上記因子に、快
適感，温冷感，乾湿感及び風速感を含ませることが好ま
しい。
【００２９】請求項４に記載されているように、請求項
３に記載の空調制御システムにおいて、上記快適感，温
冷感，乾湿感，風速感の負荷量をそれぞれα1,α2,α3,
α４として、上記透湿係数調節手段（５２ｃ）を、上記
ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲内にあり、上記感性情報変
換手段（５１）により求められる快適感の負荷量α１が
閾値ｑよりも低いときには、下記式 ｍ＝ｍ＋k1（ｑ−α1 ）・α2 （k1は係数） に基づき透湿係数ｍを変更するものとすることができ
る。
３に記載の空調制御システムにおいて、上記快適感，温
冷感，乾湿感，風速感の負荷量をそれぞれα1,α2,α3,
α４として、上記透湿係数調節手段（５２ｃ）を、上記
ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲内にあり、上記感性情報変
換手段（５１）により求められる快適感の負荷量α１が
閾値ｑよりも低いときには、下記式 ｍ＝ｍ＋k1（ｑ−α1 ）・α2 （k1は係数） に基づき透湿係数ｍを変更するものとすることができ
る。
【００３０】また、請求項５に記載されているように、
請求項３に記載の空調制御システムにおいて、上記快適
感，温冷感，乾湿感，風速感の負荷量をそれぞれα1,α
2,α3,α4 として、上記透湿係数調節手段（５２ｃ）
を、上記ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲外にあり、上記感
性情報変換手段（５１）により求められる快適感の負荷
量α1 が閾値ｑ以上のときには、下記式 ｍ＝ｍ−k2・Ｙ に基づき透湿係数ｍを変更するものとすることができ
る。
請求項３に記載の空調制御システムにおいて、上記快適
感，温冷感，乾湿感，風速感の負荷量をそれぞれα1,α
2,α3,α4 として、上記透湿係数調節手段（５２ｃ）
を、上記ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲外にあり、上記感
性情報変換手段（５１）により求められる快適感の負荷
量α1 が閾値ｑ以上のときには、下記式 ｍ＝ｍ−k2・Ｙ に基づき透湿係数ｍを変更するものとすることができ
る。
【００３１】請求項４又は５により、現在の制御状態に
おけるＰＭＶ指標Ｙ示している快適範囲とユーザーが感
じる快適範囲とが食い違っている場合に、ＰＭＶ指標Ｙ
を演算する際の透湿係数ｍが自動的の補正されるので、
ユーザー個人に適応した空調制御を行うシステムが形成
されていくことになる。
おけるＰＭＶ指標Ｙ示している快適範囲とユーザーが感
じる快適範囲とが食い違っている場合に、ＰＭＶ指標Ｙ
を演算する際の透湿係数ｍが自動的の補正されるので、
ユーザー個人に適応した空調制御を行うシステムが形成
されていくことになる。
【００３２】請求項６に記載されているように、請求項
２，３，４又は５に記載の空調制御システムにおいて、
上記物理情報検出手段（６１）に少なくとも上記空調空
間の空気温度を含む物理的パラメータを検出する機能を
設け、上記制御目標設定手段（５２ｂ）に少なくとも上
記空気温度を含む物理的パラメータの制御目標値を設定
する機能をも設け、上記空調機制御手段（５３）に少な
くとも上記空気温度を含む物理的パラメータがその制御
目標値になるように空調機（５４）を制御する機能をも
設けることが好ましい。
２，３，４又は５に記載の空調制御システムにおいて、
上記物理情報検出手段（６１）に少なくとも上記空調空
間の空気温度を含む物理的パラメータを検出する機能を
設け、上記制御目標設定手段（５２ｂ）に少なくとも上
記空気温度を含む物理的パラメータの制御目標値を設定
する機能をも設け、上記空調機制御手段（５３）に少な
くとも上記空気温度を含む物理的パラメータがその制御
目標値になるように空調機（５４）を制御する機能をも
設けることが好ましい。
【００３３】請求項６により付加された発明特定事項
は、図１の点線部分に示されている。これにより、少な
くとも空気温度を含む空調空間の状態をユーザーの希望
する状態に維持しながら快適な空調状態を実現すること
が可能となる。
は、図１の点線部分に示されている。これにより、少な
くとも空気温度を含む空調空間の状態をユーザーの希望
する状態に維持しながら快適な空調状態を実現すること
が可能となる。
【００３４】請求項７に記載されているように、請求項
６に記載の空調制御システムにおいて、上記制御目標設
定手段（５２ｂ）を、上記ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲
外にあり、上記感性情報変換手段（５１）により求めら
れる快適感の負荷量が閾値ｑよりも低いときには、少な
くとも上記空気温度を含む物理的パラメータの制御目標
値を変更する機能をも設けることが好ましい。
６に記載の空調制御システムにおいて、上記制御目標設
定手段（５２ｂ）を、上記ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲
外にあり、上記感性情報変換手段（５１）により求めら
れる快適感の負荷量が閾値ｑよりも低いときには、少な
くとも上記空気温度を含む物理的パラメータの制御目標
値を変更する機能をも設けることが好ましい。
【００３５】これにより、空調制御システムのユーザー
フレンドリー性がさらに向上することになる。
フレンドリー性がさらに向上することになる。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する前に、本発明の基本原理である上述のＰＭＶ
指標の詳細について説明する。
て説明する前に、本発明の基本原理である上述のＰＭＶ
指標の詳細について説明する。
【００３７】上述のように、ＰＭＶ指標は、快適方程式
（１）を母体として実験的に導出された快適性を客観的
に表す数値であり、重要な価値を有するものである。し
かし、上述のようにＰＭＶ指標値が０の場合にも、５％
の人が不満足と感じているという事実から、快適性を構
成する要素全てを客観化できるものではなく、個人的な
ばらつきを持った要素があるはずである。
（１）を母体として実験的に導出された快適性を客観的
に表す数値であり、重要な価値を有するものである。し
かし、上述のようにＰＭＶ指標値が０の場合にも、５％
の人が不満足と感じているという事実から、快適性を構
成する要素全てを客観化できるものではなく、個人的な
ばらつきを持った要素があるはずである。
【００３８】そこで、上述の快適方程式（１）を見直し
てみると、以前より快適方程式（１）中の不感蒸泄によ
る放熱量Ｅd については、客観化が困難であるという問
題が指摘されていた。ここで、不感蒸泄による放熱量Ｅ
d とは、人体の汗以外の成分たとえば血流等によって人
体の皮膚表面から***される熱量であり、温度・湿度等
の環境が定まるとほぼ一意的に定まるパラメータではな
く、個人の体質等によるばらつきが大きいということが
わかっている。
てみると、以前より快適方程式（１）中の不感蒸泄によ
る放熱量Ｅd については、客観化が困難であるという問
題が指摘されていた。ここで、不感蒸泄による放熱量Ｅ
d とは、人体の汗以外の成分たとえば血流等によって人
体の皮膚表面から***される熱量であり、温度・湿度等
の環境が定まるとほぼ一意的に定まるパラメータではな
く、個人の体質等によるばらつきが大きいということが
わかっている。
【００３９】その点について、具体的に説明すると、Fa
ngerの快適方程式中での不感蒸泄放熱量は、次式（７） Ｅd ＝λ・ｍ・ＡDu（Ｐs −Ｐa ） （７） で算出される。ただし、 λ：水の蒸発潜熱 ［kcal／kg］ ｍ：皮膚の透湿係数 ［kg／ｍ2 ・ｈ・mmＨg ］ Ｐs ：皮膚温ｔs に対する水蒸気圧 ［mmＨg］ Ｐa ：環境の水蒸気圧 ［mmＨg］ ＡDu：体表面積 ［ｍ2 ］ である。
ngerの快適方程式中での不感蒸泄放熱量は、次式（７） Ｅd ＝λ・ｍ・ＡDu（Ｐs −Ｐa ） （７） で算出される。ただし、 λ：水の蒸発潜熱 ［kcal／kg］ ｍ：皮膚の透湿係数 ［kg／ｍ2 ・ｈ・mmＨg ］ Ｐs ：皮膚温ｔs に対する水蒸気圧 ［mmＨg］ Ｐa ：環境の水蒸気圧 ［mmＨg］ ＡDu：体表面積 ［ｍ2 ］ である。
【００４０】さらに、Fangerは、水の蒸発潜熱λを５７
５［kcal／kg］、皮膚の透湿係数ｍを実験的に６．１×
１０-4［kg／ｍ2 ・ｈ・mmＨg ］とし、皮膚温ｔｓに対
する水蒸気圧Ｐs を次式（８） Ｐs ＝１．９２ｔs −２５．３ （８） により算出している。よって、不感蒸泄放熱量Ｅd は、
次式（９） Ｅd ＝０．３５ＡDu（１．９２ｔs −２５．３） （９） により算出されることになる。つまり、上述の式（５）
は、皮膚の透湿係数ｍを実験的に上述の値と仮定するこ
とにより得られたものであり、式（５）中には式（９）
により算出される蒸泄による放熱量Ｅd が含まれてい
る。
５［kcal／kg］、皮膚の透湿係数ｍを実験的に６．１×
１０-4［kg／ｍ2 ・ｈ・mmＨg ］とし、皮膚温ｔｓに対
する水蒸気圧Ｐs を次式（８） Ｐs ＝１．９２ｔs −２５．３ （８） により算出している。よって、不感蒸泄放熱量Ｅd は、
次式（９） Ｅd ＝０．３５ＡDu（１．９２ｔs −２５．３） （９） により算出されることになる。つまり、上述の式（５）
は、皮膚の透湿係数ｍを実験的に上述の値と仮定するこ
とにより得られたものであり、式（５）中には式（９）
により算出される蒸泄による放熱量Ｅd が含まれてい
る。
【００４１】ここで、問題は、蒸発の駆動力となる湿度
勾配が、皮膚面での水蒸気圧Ｐs と環境の水蒸気圧Ｐa
とで定まるのに、伝達係数にあたるものが皮膚の透湿係
数ｍで与えられている点である。すなわち、式（７）に
おいて、水の蒸発潜熱λ，皮膚面での水蒸気圧Ｐs ，環
境の水蒸気圧Ｐa ，体表面積ＡDu等は客観的に定まる値
である。しかし、透湿係数ｍは個人差が大きい要素であ
り、上述のごとく実験的に求めてもあくまで多数の人の
平均的なものにすぎない。そして、この透湿係数ｍのば
らつきが、快適方程式から求められるＰＭＶ指標ＹとＰ
ＰＤ指標との矛盾を生ぜしめる比較的大きな原因になっ
ているものと推測される。
勾配が、皮膚面での水蒸気圧Ｐs と環境の水蒸気圧Ｐa
とで定まるのに、伝達係数にあたるものが皮膚の透湿係
数ｍで与えられている点である。すなわち、式（７）に
おいて、水の蒸発潜熱λ，皮膚面での水蒸気圧Ｐs ，環
境の水蒸気圧Ｐa ，体表面積ＡDu等は客観的に定まる値
である。しかし、透湿係数ｍは個人差が大きい要素であ
り、上述のごとく実験的に求めてもあくまで多数の人の
平均的なものにすぎない。そして、この透湿係数ｍのば
らつきが、快適方程式から求められるＰＭＶ指標ＹとＰ
ＰＤ指標との矛盾を生ぜしめる比較的大きな原因になっ
ているものと推測される。
【００４２】そこで、透湿係数ｍの変化によるＰＭＶ指
標Ｙへの影響を考えてみる。ＰＭＶ指標Ｙは、上述の式
（６）によって算出される。また、式（６）中の熱負荷
Ｌは、式（５）によって表される。ここで、式（５）の
第２項係数の０．３５を５７５×ｍにより置き換える
と、平均放射温度（＝室温）とＰＭＶ指標値の関係を考
えた場合、図３のように透湿係数ｍの変化によりＰＭＶ
線図が平行移動することがわかる。
標Ｙへの影響を考えてみる。ＰＭＶ指標Ｙは、上述の式
（６）によって算出される。また、式（６）中の熱負荷
Ｌは、式（５）によって表される。ここで、式（５）の
第２項係数の０．３５を５７５×ｍにより置き換える
と、平均放射温度（＝室温）とＰＭＶ指標値の関係を考
えた場合、図３のように透湿係数ｍの変化によりＰＭＶ
線図が平行移動することがわかる。
【００４３】逆に言えば、このように透湿係数ｍを意図
的に変化させることにより、ＰＭＶ指標において快適と
見なされる温度帯を移動できることになる。本実施形態
では、これを利用して、個人への適応を可能ならしめる
ものである。
的に変化させることにより、ＰＭＶ指標において快適と
見なされる温度帯を移動できることになる。本実施形態
では、これを利用して、個人への適応を可能ならしめる
ものである。
【００４４】すなわち、本実施形態では、下記式（１
０） Ｌ＝（Ｍ／ＡDu）・（１−η）−５７５ｍ ・｛４３−０．０６１（Ｍ／ＡDu）・（１−η）−Ｐa ｝ （１０） により人体負荷Ｌを算出し、上記式（６），（１０）に
より、ＰＭＶ指標Ｙを演算するようにしている。
０） Ｌ＝（Ｍ／ＡDu）・（１−η）−５７５ｍ ・｛４３−０．０６１（Ｍ／ＡDu）・（１−η）−Ｐa ｝ （１０） により人体負荷Ｌを算出し、上記式（６），（１０）に
より、ＰＭＶ指標Ｙを演算するようにしている。
【００４５】図２は、本実施形態に係る感性情報の変換
技術を用いた空調制御システムの概念図である。同図に
おいて、実線は本実施形態の空調制御システムにおける
情報の流れを示し、破線は本実施形態及び従来の空調制
御システムについて共通するセンサ情報の流れを示す。
一方、点線は、従来の空調制御システムの設定方法を示
している。同図に示すように、本実施形態においては、
ユーザーの音声を認識して言語化されたユーザーの感性
情報を検出するための感性情報検出部（６２）と、ユー
ザーの感性情報を分析して物理的パラメータに関する情
報に変換するための感性情報変換部（５１）と、ユーザ
ーが希望する室温，湿度，風速等の物理的パラメータの
制御目標値Ｔ，Ｈ，Ｖを設定し、あるいは感性情報変換
部（５１）で変換された情報に基づいてこれらの物理的
パラメータを設定するための物理的パラメータ設定部
（５２）と、物理的パラメータ設定部（５２）で設定さ
れた条件に応じて空調機（５４）を制御する空調制御部
（５３）と、空調機（５４）の制御対象である空調空間
における温度，湿度等の物理情報を検出するセンサ等を
配設した物理情報検出部（６１）とからなる。なお、物
理的パラメータ設定部（（５２）内にはカレンダー機能
が備えられていて、日時がわかるので、季節，着衣量，
着衣の種類，活動の種類等の条件は平均的なものと仮定
して自動的に設定され、かつ人体の身体的条件は平均的
なものとして自動的に設定されるので、上記式（１），
（２）中の人体の体表面積ＡDu，代謝量Ｍ，人体の着衣
表面面積率ｆclなどの各パラメータは自動的に設定され
るように構成されている。また、透湿係数ｍは、当初は
実験等から求めた平均的な値たとえば６．１×１０-4
［kg／ｍ2 ・ｈ・mmＨg ］程度に設定されている。ま
た、物理的パラメータ設定部（５２）は、式（１０）中
の透湿係数ｍを調節する透湿係数調節手段と、ＰＭＶ指
標Ｙを演算するＰＭＶ指標演算手段と、ＰＭＶ指標Ｙの
制御目標範囲や室温の制御目標値Ｔを設定する制御目標
設定手段とを併せた機能を備えている。
技術を用いた空調制御システムの概念図である。同図に
おいて、実線は本実施形態の空調制御システムにおける
情報の流れを示し、破線は本実施形態及び従来の空調制
御システムについて共通するセンサ情報の流れを示す。
一方、点線は、従来の空調制御システムの設定方法を示
している。同図に示すように、本実施形態においては、
ユーザーの音声を認識して言語化されたユーザーの感性
情報を検出するための感性情報検出部（６２）と、ユー
ザーの感性情報を分析して物理的パラメータに関する情
報に変換するための感性情報変換部（５１）と、ユーザ
ーが希望する室温，湿度，風速等の物理的パラメータの
制御目標値Ｔ，Ｈ，Ｖを設定し、あるいは感性情報変換
部（５１）で変換された情報に基づいてこれらの物理的
パラメータを設定するための物理的パラメータ設定部
（５２）と、物理的パラメータ設定部（５２）で設定さ
れた条件に応じて空調機（５４）を制御する空調制御部
（５３）と、空調機（５４）の制御対象である空調空間
における温度，湿度等の物理情報を検出するセンサ等を
配設した物理情報検出部（６１）とからなる。なお、物
理的パラメータ設定部（（５２）内にはカレンダー機能
が備えられていて、日時がわかるので、季節，着衣量，
着衣の種類，活動の種類等の条件は平均的なものと仮定
して自動的に設定され、かつ人体の身体的条件は平均的
なものとして自動的に設定されるので、上記式（１），
（２）中の人体の体表面積ＡDu，代謝量Ｍ，人体の着衣
表面面積率ｆclなどの各パラメータは自動的に設定され
るように構成されている。また、透湿係数ｍは、当初は
実験等から求めた平均的な値たとえば６．１×１０-4
［kg／ｍ2 ・ｈ・mmＨg ］程度に設定されている。ま
た、物理的パラメータ設定部（５２）は、式（１０）中
の透湿係数ｍを調節する透湿係数調節手段と、ＰＭＶ指
標Ｙを演算するＰＭＶ指標演算手段と、ＰＭＶ指標Ｙの
制御目標範囲や室温の制御目標値Ｔを設定する制御目標
設定手段とを併せた機能を備えている。
【００４６】そして、空調制御部（５３）により、温
度，湿度，風速等の物理的パラメータが制御目標値Ｔ，
Ｈ，Ｖになり、かつ、ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲（た
とえば−０．５＜Ｙ＋０．５）内になるように、空調機
の動作が制御される。
度，湿度，風速等の物理的パラメータが制御目標値Ｔ，
Ｈ，Ｖになり、かつ、ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲（た
とえば−０．５＜Ｙ＋０．５）内になるように、空調機
の動作が制御される。
【００４７】次に、人間の言語情報からＰＭＶ指標Ｙを
修正しながら利用するようにした空調制御について説明
する。
修正しながら利用するようにした空調制御について説明
する。
【００４８】現状の空調を考えた場合、空調機の使用者
の温熱感のような個人情報は、ユーザーによる設定温度
や設定風量などの設定値として得られる。この時、一般
ユーザーにとって室内設定温度や設定風量の具体的数値
自体には、あまり意味がない。例えば、ユーザーは現在
の室温が少し高いと感じれば、現在の室温を目安にして
それよりも何℃か低い温度を設定する。その程度は、現
在感じている暑さによって変化し、とても暑いのなら多
めに、少しだけ暑いのなら少なめに設定するであろう。
この動作を考えると、室内温度が何℃であるかや設定温
度を何℃にするかは、その数値自体が重要であるのでは
なく、あくまで目安でしかない。ユーザーにとっては、
温度という物理量は必要なく、暑いか暑くないかの感覚
的な満足感だけが重要なのである。温度という物理量を
必要としているのは、空調機であり、制御のためには物
理量としての温度が必要なのである。つまり、現状のイ
ンターフェースでは、人間側が機械に合わせるというス
タイルをとっている。
の温熱感のような個人情報は、ユーザーによる設定温度
や設定風量などの設定値として得られる。この時、一般
ユーザーにとって室内設定温度や設定風量の具体的数値
自体には、あまり意味がない。例えば、ユーザーは現在
の室温が少し高いと感じれば、現在の室温を目安にして
それよりも何℃か低い温度を設定する。その程度は、現
在感じている暑さによって変化し、とても暑いのなら多
めに、少しだけ暑いのなら少なめに設定するであろう。
この動作を考えると、室内温度が何℃であるかや設定温
度を何℃にするかは、その数値自体が重要であるのでは
なく、あくまで目安でしかない。ユーザーにとっては、
温度という物理量は必要なく、暑いか暑くないかの感覚
的な満足感だけが重要なのである。温度という物理量を
必要としているのは、空調機であり、制御のためには物
理量としての温度が必要なのである。つまり、現状のイ
ンターフェースでは、人間側が機械に合わせるというス
タイルをとっている。
【００４９】現状のインターフェースが人間が機械に合
わせることにより実現されるのであれば、当然機械が人
間側に合わせるような改良も求められるべきである。空
調機の場合には、人間が温熱環境に対して抱いている感
覚からコントロールすべき物理量を決定することが必要
となる。そこには、人間の感性情報を機械で扱えるよう
な物理量に変換するための技術が必要となる。そこで、
本実施形態では、図２に示すような感性情報の変換技術
を用いて空調制御システムを構築しているのである。
わせることにより実現されるのであれば、当然機械が人
間側に合わせるような改良も求められるべきである。空
調機の場合には、人間が温熱環境に対して抱いている感
覚からコントロールすべき物理量を決定することが必要
となる。そこには、人間の感性情報を機械で扱えるよう
な物理量に変換するための技術が必要となる。そこで、
本実施形態では、図２に示すような感性情報の変換技術
を用いて空調制御システムを構築しているのである。
【００５０】ここで、上記感性情報検出部（６２）及び
感性情報変換部（５１）の構成について説明する。上述
のように、本実施形態の空調制御システムにおいては、
人間の感性情報の取得は、音声認識技術を利用して行う
が、それは、人間にとって音声は特別な訓練も必要なく
最も容易に利用できるインターフェース手段の一つであ
るからである。ただし、究極的には、人間の自然な会話
などの全体から自動的に感性情報を取り出すことができ
ることが望ましいが、現状の音声認識技術では、相当高
いＳ／Ｎ比が必要であり、それを満足する音声収音技術
が現状では難しいことを考えると、複数の感性情報とし
ての感性表現語をコマンドとして用意するのが現実的で
ある。そこで、本実施形態では、言語化された感性情報
を音声認識技術により取得し、感性情報変換技術により
空調機が制御のために使える物理量に変化する。この点
について、以下、詳細に説明する。
感性情報変換部（５１）の構成について説明する。上述
のように、本実施形態の空調制御システムにおいては、
人間の感性情報の取得は、音声認識技術を利用して行う
が、それは、人間にとって音声は特別な訓練も必要なく
最も容易に利用できるインターフェース手段の一つであ
るからである。ただし、究極的には、人間の自然な会話
などの全体から自動的に感性情報を取り出すことができ
ることが望ましいが、現状の音声認識技術では、相当高
いＳ／Ｎ比が必要であり、それを満足する音声収音技術
が現状では難しいことを考えると、複数の感性情報とし
ての感性表現語をコマンドとして用意するのが現実的で
ある。そこで、本実施形態では、言語化された感性情報
を音声認識技術により取得し、感性情報変換技術により
空調機が制御のために使える物理量に変化する。この点
について、以下、詳細に説明する。
【００５１】本実施形態の感性情報変換部（５１）にお
いては、ユーザの言葉を空調制御に関する物理的パラメ
ータとして把握するために以下の因子分析を行う。
いては、ユーザの言葉を空調制御に関する物理的パラメ
ータとして把握するために以下の因子分析を行う。
【００５２】温冷感や乾湿感を表す言葉を感性情報とし
て扱うためには、まずそれらの言葉の意味関係を調べな
ければならない。言葉の意味を数量的に把握するために
は、たとえばOsgoodにより提案されたＳＤ法が知られて
いる。ＳＤ法は、“暑い−寒い”などの相反する形容詞
を両極とした段階尺度による評価手法である。ＳＤ法に
より得られる結果では、ある評価対象に対して同じよう
な内容を持つ形容語は、同じような評価値を持つはずな
ので正の高い相関値を示し、逆に正反対の意味を持つ形
容語は、負の高い相関値を示す。全く意味の異なる形容
語間では、相関がない。ＳＤ法による評価値を多人数
（最低１００人以上は必要とされる）から集め因子分析
を行うと、言葉の中に含まれる基本因子が得られる。基
本因子は、言葉に関する評価値の分散を説明しうる最小
個の因子であり、ここで得られる因子が、感性情報の基
本要素と考えることができ、多次元意味空間を構成する
軸となる。
て扱うためには、まずそれらの言葉の意味関係を調べな
ければならない。言葉の意味を数量的に把握するために
は、たとえばOsgoodにより提案されたＳＤ法が知られて
いる。ＳＤ法は、“暑い−寒い”などの相反する形容詞
を両極とした段階尺度による評価手法である。ＳＤ法に
より得られる結果では、ある評価対象に対して同じよう
な内容を持つ形容語は、同じような評価値を持つはずな
ので正の高い相関値を示し、逆に正反対の意味を持つ形
容語は、負の高い相関値を示す。全く意味の異なる形容
語間では、相関がない。ＳＤ法による評価値を多人数
（最低１００人以上は必要とされる）から集め因子分析
を行うと、言葉の中に含まれる基本因子が得られる。基
本因子は、言葉に関する評価値の分散を説明しうる最小
個の因子であり、ここで得られる因子が、感性情報の基
本要素と考えることができ、多次元意味空間を構成する
軸となる。
【００５３】本実施形態においては、感性情報としての
温熱感の表現語が入力されるとき、その表現語の因子負
荷量が下記表１のように快適感α1 ・温冷感α2 ・乾湿
感α3 ・風速感α4 であるとする。
温熱感の表現語が入力されるとき、その表現語の因子負
荷量が下記表１のように快適感α1 ・温冷感α2 ・乾湿
感α3 ・風速感α4 であるとする。
【００５４】
【表１】
【００５５】なお、温熱感に関する因子には、上記各因
子の他に季節感等の他の因子もあるが、季節感等の他の
因子は室内の温熱感には影響が小さいとして、本実施形
態における因子分析では無視することとする。
子の他に季節感等の他の因子もあるが、季節感等の他の
因子は室内の温熱感には影響が小さいとして、本実施形
態における因子分析では無視することとする。
【００５６】また、図４は、上記各因子と因子負荷量の
関係を示す図である。これらの因子を順にｆ1,ｆ2,ｆ3,
ｆ4 と定義すると、感性情報ｘi は次式（１１） Ｘi ＝α1i・ｆ1 ＋α2i・ｆ2 ＋α3i・ｆ3 ＋α4i・ｆ4 ＋ｅi （１１） により示される。ここで、αmiは因子負荷量、ｅi は固
有の変動を示す独自因子である。
関係を示す図である。これらの因子を順にｆ1,ｆ2,ｆ3,
ｆ4 と定義すると、感性情報ｘi は次式（１１） Ｘi ＝α1i・ｆ1 ＋α2i・ｆ2 ＋α3i・ｆ3 ＋α4i・ｆ4 ＋ｅi （１１） により示される。ここで、αmiは因子負荷量、ｅi は固
有の変動を示す独自因子である。
【００５７】この式（１１）により、用意されたすべて
の温熱感に関わる感性情報は、一意に定義される。この
ように感性情報は、因子分析によりその基本的構成要素
が明らかとなる。温熱感の因子分析結果を利用すれば、
ある温熱感に関わる感性表現語が与えられたときに環境
パラメータ（温度・湿度など）中の何をどのように調整
すべきかが明確になる。つまり、本実施形態の感性情報
変換部（５１）においては、人の言葉に含まれる感性情
報の因子を分析して、人の言葉を上記因子ｆ1,ｆ2,ｆ3,
ｆ4 の負荷量αmiに変換するのである。
の温熱感に関わる感性情報は、一意に定義される。この
ように感性情報は、因子分析によりその基本的構成要素
が明らかとなる。温熱感の因子分析結果を利用すれば、
ある温熱感に関わる感性表現語が与えられたときに環境
パラメータ（温度・湿度など）中の何をどのように調整
すべきかが明確になる。つまり、本実施形態の感性情報
変換部（５１）においては、人の言葉に含まれる感性情
報の因子を分析して、人の言葉を上記因子ｆ1,ｆ2,ｆ3,
ｆ4 の負荷量αmiに変換するのである。
【００５８】なお、このような人の言葉から温熱環境を
評価するための因子分析を行った具体例として、長町ら
の報告がある（Human Interface 1994 Vol.9 N&R,p.27-
32）。この報告によると都市のイメージスライドを刺激
として温熱感に関するＳＤ法による調査とその因子分析
を行った結果、快適感・温冷感・乾湿感・季節感・風速
感の５つの因子を順にｆ1,ｆ2,ｆ3,ｆ4,ｆ5 として、下
記表２に示すような因子負荷量が得られている。
評価するための因子分析を行った具体例として、長町ら
の報告がある（Human Interface 1994 Vol.9 N&R,p.27-
32）。この報告によると都市のイメージスライドを刺激
として温熱感に関するＳＤ法による調査とその因子分析
を行った結果、快適感・温冷感・乾湿感・季節感・風速
感の５つの因子を順にｆ1,ｆ2,ｆ3,ｆ4,ｆ5 として、下
記表２に示すような因子負荷量が得られている。
【００５９】
【表２】
【００６０】本実施形態においても、上記長町らの因子
分析と同様の因子分析結果に基づき、具体的な言葉から
各因子の負荷量α1,α2,α3,α4 を決定し、感性情報変
換部（（５１）内に上記表２と同様のテーブルを備えて
おくことができる。その場合、日本各地の方言や外国語
についてのテーブルを作成しておくこともできる。現実
に当該空調機の使用者が用いる言葉中の感性情報を物理
的パラメータに変換するためである。
分析と同様の因子分析結果に基づき、具体的な言葉から
各因子の負荷量α1,α2,α3,α4 を決定し、感性情報変
換部（（５１）内に上記表２と同様のテーブルを備えて
おくことができる。その場合、日本各地の方言や外国語
についてのテーブルを作成しておくこともできる。現実
に当該空調機の使用者が用いる言葉中の感性情報を物理
的パラメータに変換するためである。
【００６１】次に、上記物理的パラメータ設定部（５
２）における物理的パラメータの設定方法について説明
する。
２）における物理的パラメータの設定方法について説明
する。
【００６２】この物理的パラメータ設定部（５２）は、
上述のように、式（１０）中の透湿係数ｍを調節する透
湿係数調節手段と、ＰＭＶ指標Ｙを演算するＰＭＶ指標
演算手段と、ＰＭＶ指標Ｙの制御目標範囲や室温の制御
目標値Ｔを設定する制御目標設定手段とを併せた機能を
備えているので、以下の動作を行うことができる。
上述のように、式（１０）中の透湿係数ｍを調節する透
湿係数調節手段と、ＰＭＶ指標Ｙを演算するＰＭＶ指標
演算手段と、ＰＭＶ指標Ｙの制御目標範囲や室温の制御
目標値Ｔを設定する制御目標設定手段とを併せた機能を
備えているので、以下の動作を行うことができる。
【００６３】まず、感性情報によるコントロールを行う
ために感性情報の因子分析結果に対するＰＭＶ指標Ｙの
算出式の調整方法について説明する。感性情報変換部
（５１）において快適感の因子負荷量によりユーザーの
快適感が類推できるので、物理的パラメータ設定部（５
２）では、その状態でのＰＭＶ指標Ｙがその制御目標範
囲（たとえば−０．５＜Ｙ＜＋０．５）内に入っている
か否かの判断を行う。ユーザーの快適感が良い状態であ
れば、算出されたＰＭＶ指標Ｙは制御目標範囲内にある
はずである。もし、制御目標範囲内に入っていないなら
ば、ＰＭＶ指標モデルとユーザーの温熱感の間に隔たり
があることになりＰＭＶ指標算出式を補正しなければな
らないことになる。
ために感性情報の因子分析結果に対するＰＭＶ指標Ｙの
算出式の調整方法について説明する。感性情報変換部
（５１）において快適感の因子負荷量によりユーザーの
快適感が類推できるので、物理的パラメータ設定部（５
２）では、その状態でのＰＭＶ指標Ｙがその制御目標範
囲（たとえば−０．５＜Ｙ＜＋０．５）内に入っている
か否かの判断を行う。ユーザーの快適感が良い状態であ
れば、算出されたＰＭＶ指標Ｙは制御目標範囲内にある
はずである。もし、制御目標範囲内に入っていないなら
ば、ＰＭＶ指標モデルとユーザーの温熱感の間に隔たり
があることになりＰＭＶ指標算出式を補正しなければな
らないことになる。
【００６４】そこで、温熱感表現語による感性情報の入
力が行われた場合、その時のＰＭＶ指標を計算する。Ｐ
ＭＶ指標Ｙと感性情報の快適感を比較し、次のような制
御を行う。
力が行われた場合、その時のＰＭＶ指標を計算する。Ｐ
ＭＶ指標Ｙと感性情報の快適感を比較し、次のような制
御を行う。
【００６５】（i)ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲内にあ
り、快適感の負荷量α1 が閾値ｑ（例えば０）より大き
い場合 この場合、ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲内にあり、ユー
ザーの快適感も良好であることから、現在の制御により
算出されるＰＭＶ指標Ｙがユーザーの温熱感に合致して
いることになる。したがって、ＰＭＶ算出式（１０）中
の透湿係数ｍの調整はしない。
り、快適感の負荷量α1 が閾値ｑ（例えば０）より大き
い場合 この場合、ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲内にあり、ユー
ザーの快適感も良好であることから、現在の制御により
算出されるＰＭＶ指標Ｙがユーザーの温熱感に合致して
いることになる。したがって、ＰＭＶ算出式（１０）中
の透湿係数ｍの調整はしない。
【００６６】（ii）ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲内にあ
り、快適感の負荷量α1 が閾値ｑ（例えば０）より小さ
い場合 ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲内であるにも拘わらす、感
性情報から不快感が検出されているので、現在の制御に
より算出されるＰＭＶ指標Ｙがユーザーの温熱感とずれ
ていることになる。そこで、式（１０）中の透湿係数ｍ
の調整によりＰＭＶ指標Ｙの算出値を変化させる。変化
させる方向は、感性情報の温冷感の情報により、たとえ
ば以下の式（１１） ｍ＝ｍ＋k1（ｑ−α1)・α2 （１１） により決定する。
り、快適感の負荷量α1 が閾値ｑ（例えば０）より小さ
い場合 ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲内であるにも拘わらす、感
性情報から不快感が検出されているので、現在の制御に
より算出されるＰＭＶ指標Ｙがユーザーの温熱感とずれ
ていることになる。そこで、式（１０）中の透湿係数ｍ
の調整によりＰＭＶ指標Ｙの算出値を変化させる。変化
させる方向は、感性情報の温冷感の情報により、たとえ
ば以下の式（１１） ｍ＝ｍ＋k1（ｑ−α1)・α2 （１１） により決定する。
【００６７】（iii)ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲外にあ
り、快適感の負荷量α1 が閾値ｑ（例えば０）より大き
い場合 この場合、ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲外であるにも拘
わらず感性情報の快適感が良好であるので、現在の制御
により算出されるＰＭＶ指標Ｙがユーザーの温熱感とず
れていることになる。そこで、算出されるＰＭＶ指標Ｙ
が０に近づくように、下記式（１２） ｍ＝ｍ−k2・Ｙ （１２） により補正する。
り、快適感の負荷量α1 が閾値ｑ（例えば０）より大き
い場合 この場合、ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲外であるにも拘
わらず感性情報の快適感が良好であるので、現在の制御
により算出されるＰＭＶ指標Ｙがユーザーの温熱感とず
れていることになる。そこで、算出されるＰＭＶ指標Ｙ
が０に近づくように、下記式（１２） ｍ＝ｍ−k2・Ｙ （１２） により補正する。
【００６８】（iv）ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲外にあ
り、快適感の負荷量α1 が閾値ｑ（例えば０）より小さ
い場合 この場合、ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲外であり、感性
情報の快適感も同様に不快を示しているので、算出され
るＰＭＶ指標Ｙがユーザーの温熱感に合致しているか合
致していないかは不明である。そこで、ＰＭＶ指標を算
出するための透湿係数ｍは変更せずに、温冷感・乾湿感
・風速感の各因子ｆ2,ｆ3,ｆ4 の負荷量に応じた温度・
湿度・風速の設定値Ｔ，Ｈ，Ｖの変更を行えばよい。具
体的には、下記各式 Ｔ＝Ｔ＋k3・α2 （１３） Ｈ＝Ｈ＋k4・α3 （１４） Ｖ＝Ｖ＋k5・α4 （１５） により、温度等の設定値の変更を行う。ただし、上記各
式において、k1，k2，k3，k4，k5はパラメータ調整のた
めの係数である。
り、快適感の負荷量α1 が閾値ｑ（例えば０）より小さ
い場合 この場合、ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲外であり、感性
情報の快適感も同様に不快を示しているので、算出され
るＰＭＶ指標Ｙがユーザーの温熱感に合致しているか合
致していないかは不明である。そこで、ＰＭＶ指標を算
出するための透湿係数ｍは変更せずに、温冷感・乾湿感
・風速感の各因子ｆ2,ｆ3,ｆ4 の負荷量に応じた温度・
湿度・風速の設定値Ｔ，Ｈ，Ｖの変更を行えばよい。具
体的には、下記各式 Ｔ＝Ｔ＋k3・α2 （１３） Ｈ＝Ｈ＋k4・α3 （１４） Ｖ＝Ｖ＋k5・α4 （１５） により、温度等の設定値の変更を行う。ただし、上記各
式において、k1，k2，k3，k4，k5はパラメータ調整のた
めの係数である。
【００６９】上述のように、算出されたＰＭＶ指標Ｙが
ユーザーの快適感にマッチしていない場合に、単にＰＭ
Ｖ指標Ｙの制御目標範囲を変更するのではなく透湿係数
ｍを変更するようにしているので、ＰＭＶ指標Ｙを算出
する式（６），（１０）中の客観的なパラメータを変更
することなくユーザーの個人的要素に左右されやすいパ
ラメータのみが変更される。よって、ＰＭＶ指標Ｙに基
づく空調制御の長所を活かしつつ個人適応性の高い空調
制御を行うことができるのである。
ユーザーの快適感にマッチしていない場合に、単にＰＭ
Ｖ指標Ｙの制御目標範囲を変更するのではなく透湿係数
ｍを変更するようにしているので、ＰＭＶ指標Ｙを算出
する式（６），（１０）中の客観的なパラメータを変更
することなくユーザーの個人的要素に左右されやすいパ
ラメータのみが変更される。よって、ＰＭＶ指標Ｙに基
づく空調制御の長所を活かしつつ個人適応性の高い空調
制御を行うことができるのである。
【００７０】特に、本実施形態では、ＰＭＶ指標をベー
スにした空調機制御において、ユーザーの感性に応じた
温熱環境の実現が可能になる。すなわち、温熱環境にお
いてある感性情報が入力された時、その感性情報の因子
負荷量が分かれば、ユーザーが現状からどのような温熱
環境に変更を希望しているかが分かる。したがって、感
性情報の因子負荷量に応じた物理パラメータの変更を行
えばユーザーの希望の温熱環境の方向に変化する。例え
ば、温冷感に関する因子負荷量が大きいときは、温度の
コントロールをメインにする。乾湿感に関する因子負荷
量が大きければ、湿度コントロールをメインにする。こ
のようにして、本実施形態により、人間にできるだけ機
械を意識させることなしに空調機を利用でき、快適性を
高めるための空調制御システムを構築することができ
る。
スにした空調機制御において、ユーザーの感性に応じた
温熱環境の実現が可能になる。すなわち、温熱環境にお
いてある感性情報が入力された時、その感性情報の因子
負荷量が分かれば、ユーザーが現状からどのような温熱
環境に変更を希望しているかが分かる。したがって、感
性情報の因子負荷量に応じた物理パラメータの変更を行
えばユーザーの希望の温熱環境の方向に変化する。例え
ば、温冷感に関する因子負荷量が大きいときは、温度の
コントロールをメインにする。乾湿感に関する因子負荷
量が大きければ、湿度コントロールをメインにする。こ
のようにして、本実施形態により、人間にできるだけ機
械を意識させることなしに空調機を利用でき、快適性を
高めるための空調制御システムを構築することができ
る。
【００７１】なお、上記実施形態においては、室温，湿
度，風速の制御目標値Ｔ，Ｈ，Ｖを物理的パラメータ設
定部（５２）で設定するようにしたが、本発明はかかる
実施形態に限定されるものではない。一般的な空調機で
は、室温の検出手段しか設けていないものが多いので、
室温のみを目標値に制御するようにしてもよい。その場
合にも、さらに湿度，風速等は、除湿器，加湿器，室内
ファンにより、ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲（たとえば
−０．５＜Ｙ＜＋０．５）に収束するように制御するこ
とができる。
度，風速の制御目標値Ｔ，Ｈ，Ｖを物理的パラメータ設
定部（５２）で設定するようにしたが、本発明はかかる
実施形態に限定されるものではない。一般的な空調機で
は、室温の検出手段しか設けていないものが多いので、
室温のみを目標値に制御するようにしてもよい。その場
合にも、さらに湿度，風速等は、除湿器，加湿器，室内
ファンにより、ＰＭＶ指標Ｙが制御目標範囲（たとえば
−０．５＜Ｙ＜＋０．５）に収束するように制御するこ
とができる。
【００７２】ただし、加湿器，除湿器等を備えていない
ものにも本発明は適用できる。また、快適方程式からＰ
ＭＶ指標を演算する場合にも、センサ機能や設定機能を
備えていない物理的パラメータについては、平均値と仮
定すればよい。
ものにも本発明は適用できる。また、快適方程式からＰ
ＭＶ指標を演算する場合にも、センサ機能や設定機能を
備えていない物理的パラメータについては、平均値と仮
定すればよい。
【００７３】なお、本発明は必ずしも音声を用いた感性
情報に基づく制御に限定されるものではなく、他の種類
の感性情報に基づく制御を行うものであってもよい。
情報に基づく制御に限定されるものではなく、他の種類
の感性情報に基づく制御を行うものであってもよい。
【００７４】また、快適感がよくないのにＰＭＶ指標Ｙ
が制御目標範囲にある場合に人が透湿係数ｍを調整する
つまみを備えたものであってもよい。
が制御目標範囲にある場合に人が透湿係数ｍを調整する
つまみを備えたものであってもよい。
【００７５】
【発明の効果】請求項１〜７によれば、ＰＭＶ指標に基
づいて空調制御を行うようにした空調制御システムにお
いて、ＰＭＶ指標を算出する式中の個人差の大きい透湿
係数を調節しうるようにしたので、高い客観性と個人適
応性とを備えた空調制御システムの提供を図ることがで
きる。
づいて空調制御を行うようにした空調制御システムにお
いて、ＰＭＶ指標を算出する式中の個人差の大きい透湿
係数を調節しうるようにしたので、高い客観性と個人適
応性とを備えた空調制御システムの提供を図ることがで
きる。
【００７６】特に、請求項２以下の請求項によれば、ユ
ーザーの発する言葉に含まれる温熱感に関する感性情報
に基づいて個人適応を行うようにしたので、ユーザーフ
レンドリーな空調システムの実現を図ることができる。
ーザーの発する言葉に含まれる温熱感に関する感性情報
に基づいて個人適応を行うようにしたので、ユーザーフ
レンドリーな空調システムの実現を図ることができる。
【図１】発明の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】発明の実施形態に係る空調制御システムの構成
を概略的に示すブロック図である。
を概略的に示すブロック図である。
【図３】発明の実施形態に係る透湿係数の調整によるＰ
ＭＶ指標の変化状態を示す図である。
ＭＶ指標の変化状態を示す図である。
【図４】発明の実施形態における人の温熱感に関する因
子と因子の負荷量との関係を示す図である。
子と因子の負荷量との関係を示す図である。
５１ 感性情報変換部（感性情報変換手段） ５２ 物理的パラメータ設定部（透湿係数調節手段，Ｐ
ＭＶ指標演算手段，制御目標設定手段） ５３ 空調機制御部（空調機制御手段） ５４ 空調機 ６１ 物理情報検出部（物理情報検出手段） ６２ 感性情報検出部（感性情報検出手段）
ＭＶ指標演算手段，制御目標設定手段） ５３ 空調機制御部（空調機制御手段） ５４ 空調機 ６１ 物理情報検出部（物理情報検出手段） ６２ 感性情報検出部（感性情報検出手段）
Claims (7)
- 【請求項１】 空調機（５４）により制御される空調空
間における人体の温熱感に関する物理的パラメータを検
出するための物理情報検出手段（６１）と、 上記物理情報検出手段（６１）の出力を受け、人体への
熱の入出量の平衡を記述する快適方程式に基づき、人体
の快適性を表すＰＭＶ指標Ｙを下記式 【式１】 Ｌ＝（Ｍ／ＡDu）・（１−η）−５７５ｍ・｛４３−
０．０６１（Ｍ／ＡDu）（１−η）−Ｐa｝ （Ｍは代謝量、ηは外部仕事の効率 、Ｐaは環境の水蒸
気圧、ＡDuは人体の体表面積、ｍは皮膚の透湿係数）か
ら算出するためのＰＭＶ指標演算手段（５２ａ）と、 上記ＰＭＶ指標の制御目標範囲を設定するための制御目
標設定手段（５２ｂ）と、 上記ＰＭＶ指標演算手段（５２ａ）により算出されたＰ
ＭＶ指標が、上記ＰＭＶ指標の制御目標範囲にあるよう
に上記空調機の運転状態を制御する空調機制御手段（５
３）と、 上記ＰＭＶ指標演算手段（５２ａ）が上記ＰＭＶ指標を
算出する際に用いられる上記式中の皮膚の透湿係数ｍを
調節するための透湿係数調節手段（５２ｃ）とを備えて
いる空調制御システム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の空調制御システムにお
いて、 空調機の使用者の言葉のうち温熱感に関する感性情報を
検出する感性情報検出手段（６２）と、 上記感性情報検出手段（６２）で検出された感性情報が
使用者の温熱感を決定する少なくとも快適感を含む因子
の負荷量を求める感性情報変換手段（５１）とをさらに
備え、 上記透湿係数調節手段（５２ｃ）は、上記感性情報変換
手段（５１）で変換された因子の負荷量に応じ、ＰＭＶ
指標がその制御目標範囲にある時に快適感の負荷量が閾
値以上となるように上記透湿係数ｍを補正するものであ
ることを特徴とする空調制御システム。 - 【請求項３】 請求項２に記載の空調制御システムにお
いて、 上記因子には、快適感，温冷感，乾湿感及び風速感が含
まれていることを特徴とする空調制御システム。 - 【請求項４】 請求項３に記載の空調制御システムにお
いて、 上記快適感，温冷感，乾湿感，風速感の負荷量をそれぞ
れα1,α2,α3,α4 として、 上記透湿係数調節手段（５２ｃ）は、上記ＰＭＶ指標Ｙ
が制御目標範囲内にあり、上記感性情報変換手段（５
１）により求められる快適感の負荷量α1 が閾値ｑより
も低いときには、下記式 ｍ＝ｍ＋k1（ｑ−α1 ）・α2 に基づき透湿係数ｍを変更することを特徴とする空調制
御システム。 - 【請求項５】 請求項３に記載の空調制御システムにお
いて、 上記快適感，温冷感，乾湿感，風速感の負荷量をそれぞ
れα1,α2,α3,α4 として、 上記透湿係数調節手段（５２ｃ）は、上記ＰＭＶ指標Ｙ
が制御目標範囲外にあり、上記感性情報変換手段（５
１）により求められる快適感の負荷量α1 が閾値ｑ以上
のときには、下記式 ｍ＝ｍ−k2・Ｙ に基づき透湿係数ｍを変更することを特徴とする空調制
御システム。 - 【請求項６】 請求項２，３，４又は５に記載の空調制
御システムにおいて、 上記物理情報検出手段（６１）は、少なくとも上記空調
空間の空気温度を含む物理的パラメータを検出する機能
を有し、 上記制御目標設定手段（５２ｂ）は、少なくとも上記空
気温度を含む物理的パラメータの制御目標値を設定する
機能をも有し、 上記空調機制御手段（５３）は、少なくとも上記空気温
度を含む物理的パラメータがその制御目標値になるよう
に空調機（５４）を制御する機能をも有することを特徴
とする空調制御システム。 - 【請求項７】 請求項６に記載の空調制御システムにお
いて、 上記制御目標設定手段（５２ｂ）は、上記ＰＭＶ指標Ｙ
が制御目標範囲外にあり、上記感性情報変換手段（５
１）により求められる快適感の負荷量が閾値ｑよりも低
いときには、少なくとも上記空気温度を含む物理的パラ
メータの制御目標値を変更する機能をも有することを特
徴とする空調制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9144942A JPH10332187A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 空調制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9144942A JPH10332187A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 空調制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10332187A true JPH10332187A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15373778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9144942A Withdrawn JPH10332187A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 空調制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10332187A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001188796A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Toshiba Corp | データ分析システム及びデータ分析方法並びにプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| JP2002130765A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-05-09 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置 |
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-
1997
- 1997-06-03 JP JP9144942A patent/JPH10332187A/ja not_active Withdrawn
Cited By (22)
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| Date | Code | Title | Description |
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