JP2011142753A - 家電機器制御装置及び家電機器制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】変動する電力価格に対応して、利便性を損なうことなく家電機器を制御する。
【解決手段】内部ネットワーク４０に接続された１つ以上の家電機器を制御するコントローラ１００であって、外部ネットワーク２０に接続された管理サーバ１０と通信する第１通信部１１０と、家電機器と通信する第２通信部１４０と、第１通信部１１０を介して、時間帯と電気料金とが対応付けられた、所定のタイミングで更新される電気料金表を管理サーバ１０から取得し、取得した電気料金表に基づいて、家電機器の消費電力を削減すべき削減時間帯を決定する制御部１２０と、削減時間帯における家電機器の消費電力を削減するための動作を制御するための制御コマンドを生成し、生成した制御コマンドを、第２通信部１４０を介して家電機器に送信するコマンド生成部１３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、家電機器制御装置に関し、特に、デマンドレスポンスプログラムに対応した家電機器を制御する家電機器制御装置に関する。

電力会社などの電力供給側は、需要家に対してピークカットやピークシフトを促す方策として、デマンドレスポンスプログラムを実施している（例えば、非特許文献１参照）。デマンドレスポンスプログラムには、夏季などの電力需要ピーク時について、需要家に対して需要の削減を要請し、実際の削減量に従ってインセンティブを支払うＣＰＰ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｐｅａｋ Ｐｒｉｃｉｎｇ）や、需給バランスに従って動的に電力価格を決定するＲＴＰ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｐｒｉｃｉｎｇ）などがある。

ＲＴＰでは、夏季の昼間のように、電力需要が逼迫している場合に、電力供給者が電力価格を高く設定し、需要家に、経済的な観点から電力使用を控えさせることで、ピークカットを実現するプログラムである。現在は、欧米などの一部の地域で実験的に実施されているが、今後、一般家庭へ普及していくことが予想される。

しかし、電力価格が時々刻々と変動するため、需要家である一般家庭のユーザが電力価格を常に監視して家電機器を制御することは非常に困難であり、家電機器を自動制御する方法が必要である。

従来の家電機器制御方法としては、家庭内で同時に運転される家電機器の運転状況を監視し、一定の運転条件を超えないように、各家電機器を協調制御する自動運転制御システムがあった（例えば、特許文献１参照）。図１８は、特許文献１に記載された従来の家電機器制御システムの構成を示す図である。

図１８において、機器制御装置１０００は、制御対象となる複数の家電機器１００１の消費電力が設定値を超えないよう、優先順序に従って、通信機能を用いて家電機器１００１を停止させるための停止信号を送信していた。また、家電機器１００１の動作を中断してもよい期間をずらすことで、複数の家電機器１００１の総消費電力を設定値以下に抑える機能を備えていた。

特開２００２−３６９３８３号公報

小笠原潤一著「電気事業分野における２００５年エネルギー政策法の意義〜その３」ナットソース・ジャパン（株）発行、Ｎａｔｓｏｕｒｃｅ Ｊａｐａｎ Ｌｅｔｔｅｒ ２００６年７月号

しかしながら、上記従来の構成では、変動する電力価格に対応して家電機器を制御することができず、また、家電機器を制御することにより利便性を損なってしまうという課題がある。

特許文献１に記載の技術では、総消費電力を設定値以下に抑えるだけであるため、ＲＴＰのように電力価格が変動する場合、経済性を考慮して好適な制御をすることができない。例えば、経済性を考慮すると、設定値を低くすることが好ましいが、機器を停止させてしまう場合が生じ、家電機器の本来の目的を達成することができなくなる恐れがあり、利便性を損なってしまう。また、契約電力量を上げるなどして設定値を上げれば、家電機器の本来の目的を達成することはできるが、経済性は非常に悪くなってしまう。また、従来の機器制御システムでは、運転状況を監視しながら家電機器を制御するので、電力価格の変動が考慮されておらず、経済性を高めることはできない。

そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであって、変動する電力価格に対応して、利便性を損なうことなく家電機器を制御する家電機器制御装置を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明に係る家電機器制御装置は、内部ネットワークに接続された１つ以上の家電機器を制御する家電機器制御装置であって、外部ネットワークに接続されたサーバと通信する第１通信部と、前記家電機器と通信する第２通信部と、前記第１通信部を介して、時間帯と電気料金とが対応付けられた、所定のタイミングで更新される電気料金表を前記サーバから取得し、取得した電気料金表に基づいて、前記家電機器の消費電力を削減すべき削減時間帯を決定する制御部と、前記削減時間帯における前記家電機器の消費電力を削減するための動作を制御するための制御コマンドを生成し、生成した制御コマンドを、前記第２通信部を介して前記家電機器に送信するコマンド生成部とを備える。

これにより、所定のタイミングで更新される電気料金表をサーバから取得し、取得した電気料金表に基づいて消費電力を削減すべき時間帯を決定するので、変動する電力価格に対応して、利便性を損なわず、かつ経済的に家電機器を制御することができる。

また、前記家電機器制御装置は、さらに、前記第２通信部を介して、前記家電機器から、前記家電機器毎の処理可能な制御内容を示す制御内容情報を取得し、前記家電機器と前記制御内容情報とが対応付けられた家電機器テーブルを管理する管理部を備え、前記コマンド生成部は、前記家電機器テーブルを参照することで、前記削減時間帯において制御すべき対象家電機器と当該対象家電機器の制御内容とを決定し、決定した制御内容を前記対象家電機器に実行させるための前記制御コマンドを生成してもよい。

これにより、家電機器毎に処理可能な制御内容を取得するので、家電機器毎に適切な制御を選択することができる。

また、前記制御部は、前記電気料金表を参照し、予め定められた第１閾値以上の電気料金に対応する時間帯を前記削減時間帯として決定してもよい。

これにより、電気料金が高い時間帯を削減時間帯として決定することができるので、効果的に消費電力量を削減することができ、経済性を高めることができる。

また、前記家電機器制御装置は、さらに、前記第１閾値の入力を受け付ける入力部を備え、前記制御部は、前記入力部によって受け付けられた第１閾値以上の電気料金に対応する時間帯を前記削減時間帯として決定してもよい。

これにより、ユーザが閾値を設定することができるので、ユーザの意向を反映した制御を行うことができる。

また、前記コマンド生成部は、前記家電機器の電源をオン又はオフするための第１制御コマンドを前記制御コマンドとして生成してもよい。

これにより、オン又はオフの制御が可能な単純な家電機器を制御することができる。

また、前記コマンド生成部は、前記家電機器の動作モードを変更するための第２制御コマンドを前記制御コマンドとして生成してもよい。

これにより、動作モードの制御を受け付けることができる家電機器を制御することができるので、家電機器をオフしなくても消費電力を削減することができる。したがって、家電機器本来の目的を達成することで利便性を損なうことなく、消費電力を削減して経済性を高めることができる。

また、前記コマンド生成部は、前記家電機器の動作スケジュールを指示する第３制御コマンドを前記制御コマンドとして生成してもよい。

これにより、動作スケジュールの制御を受け付けることができる家電機器を制御することができるので、家電機器をオフしなくても消費電力を削減することができる。したがって、家電機器本来の目的を達成することで利便性を損なうことなく、消費電力を削減して経済性を高めることができる。

また、前記コマンド生成部は、前記家電機器が削減すべき消費電力量を指示する第４制御コマンドを前記制御コマンドとして生成してもよい。

これにより、消費電力量の制御を受け付けることができる家電機器を制御することができるので、複雑な制御を家電機器に任せることができ、家電機器が有する本来の目的の達成と消費電力の削減とを効果的に実現することができる。言い換えると、高度な機能を持った省エネ家電機器、例えば、消費電力量の削減要求に対して出力を制限するなどの機器に対する制御を行うことができる。

また、前記家電機器制御装置は、さらに、前記第２通信部を介して、前記家電機器から、前記家電機器毎の過去の消費電力量を取得し、取得した過去の消費電力量を保持する履歴保持部と、前記履歴保持部に保持された過去の消費電力量に基づいて、将来の消費電力量を前記家電機器毎に予測する予測部とを備え、前記コマンド生成部は、前記将来の消費電力量に基づいて前記制御コマンドを生成してもよい。

これにより、過去の消費電力量に基づいて将来の消費電力量を予測し、当該予測結果に基づいて制御内容を決定するので、より適切な制御を行うことができる。したがって、経済性と利便性とを効果的に実現することができる。

また、前記１つ以上の家電機器は、充電及び放電を行うことができる蓄電装置を含み、前記制御部は、さらに、前記電気料金表に基づいて、前記蓄電装置に電力を充電すべき充電時間帯と、前記蓄電装置から電力を放電すべき放電時間帯との少なくとも一方を決定し、前記コマンド生成部は、さらに、前記充電時間帯において前記蓄電装置に電力の充電を行わせるための充電コマンド、及び、前記放電時間帯において前記蓄電装置に電力の放電を行わせるための放電コマンドの少なくとも一方を生成し、生成した前記充電コマンド及び前記放電コマンドの少なくとも一方を、前記第２通信部を介して、前記蓄電装置に送信してもよい。

これにより、蓄電装置の充電及び放電を制御することができるので、蓄電装置からの放電による電力を利用して家電機器を動作させることが可能となり、利便性を損なうことなく、経済性を高めることができる。

また、前記制御部は、前記電気料金表を参照し、予め定められた第２閾値以下の電気料金に対応する時間帯を前記充電時間帯として決定してもよい。

これにより、電気料金が低い時間帯を充電時間帯として決定することができるので、安い電気料金で充電を行うことができる。

また、前記制御部は、前記電気料金表を参照し、予め定められた第３閾値以上の電気料金に対応する時間帯を前記放電時間帯として決定してもよい。

これにより、電気料金が高い時間帯を放電時間帯として決定することができるので、高い電気料金の時間帯では、安い時間帯で充電した蓄電装置から放電される電力を利用して家電機器を動作させることができる。

また、本発明に係る家電機器制御システムは、上記の家電機器制御装置と、前記１つ以上の家電機器と、前記電気料金表を保持する前記サーバとを備える。

また、本発明に係る家電機器制御方法は、内部ネットワークに接続された１つ以上の家電機器を制御する家電機器制御方法であって、時間帯と電気料金とが対応付けられた、所定のタイミングで更新される電気料金表を、外部ネットワークに接続されたサーバから取得し、取得した電気料金表に基づいて、前記家電機器の消費電力を削減すべき削減時間帯を決定し、前記削減時間帯における前記家電機器の消費電力を削減するための動作を制御するための制御コマンドを生成し、生成した制御コマンドを前記家電機器に送信する。

本発明によれば、変動する電力価格に対応して、利便性を損なうことなく家電機器を制御することができる。すなわち、電気料金の経済性を考慮しながらも家電機器の所定の目的を果たすように、家電機器を制御することができる。

本発明の実施の形態１における家電機器制御システムの構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における家電機器制御装置の一例であるコントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における家電機器制御装置の一例であるコントローラの詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における家電機器制御装置の一例であるコントローラの初期動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における家電機器制御装置の一例であるコントローラが送信する機器通知要求フレームの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における負荷（家電機器）が送信する機器通知応答フレームの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における家電機器制御装置の一例であるコントローラが保持する家電機器テーブルの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における負荷（家電機器）の初期動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における管理サーバの初期動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における家電機器制御装置の一例であるコントローラの通常動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における管理サーバが送信する電気料金表の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における時間帯毎の需要予測を示す需要予測表の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における家電機器制御装置の一例であるコントローラが行う負荷の制御動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における家電機器制御装置の一例であるコントローラが行う負荷の制御動作の別の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１におけるコントローラが送信する制御フレームの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるコントローラが送信する制御フレームの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるコントローラが送信する制御フレームの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるコントローラが送信する制御フレームの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における負荷の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２における家電機器制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２における家電機器制御装置の一例であるコントローラの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２におけるコントローラが蓄電池に送信する制御フレームの一例を示す図である。 本発明の実施の形態２におけるコントローラが蓄電池に送信する制御フレームの一例を示す図である。 従来の家電機器制御システムの構成を示す図である。

以下、本発明に係る家電機器制御装置及び家電機器制御システムの実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１に係る家電機器制御装置は、所定のタイミングで更新される電気料金表を取得し、取得した電気料金表に基づいて、家電機器の消費電力を削減すべき削減時間帯を決定し、決定した削減時間帯における家電機器の動作を制御することを特徴とする。これにより、電気料金表が更新された場合であっても、家電機器が有する利便性を保ちつつ、消費電力を削減することで経済性を保つことができる。

図１は、本発明の実施の形態１における家電機器制御システムの構成の一例を示す図である。図１に示すように、実施の形態１における家電機器制御システムは、管理サーバ１０と、外部ネットワーク２０と、コントローラ１００と、分電盤３１と、負荷３２〜３５と、内部ネットワーク４０と、電力線５０とを備える。なお、コントローラ１００、分電盤３１、負荷３２〜３５、内部ネットワーク４０、電力線５０は、住宅、事業所などの需要家３０内に設置される。

管理サーバ１０は、時間帯と電気料金とが対応付けられた電気料金表を保持するサーバである。電気料金表は、電力会社などの電力を供給する供給者によって、所定のタイミングで、例えば、定期的に更新される。

外部ネットワーク２０は、需要家３０のコントローラ１００と管理サーバ１０とを接続するネットワークであり、例えば、インターネット又は電力会社の専用線などである。

需要家３０は、分電盤３１を介して電力系統に接続され、電力供給者から電力の供給を受ける。需要家３０は、電力供給者から供給される電力を消費し、消費した電力量に応じて料金を電力供給者に支払う。

コントローラ１００は、本発明に係る家電機器制御装置の一例であって、内部ネットワーク４０に接続された１つ以上の家電機器を制御する。なお、図１に示す例では、１つ以上の家電機器として、負荷３２（エアコン）、負荷３３（洗濯機）、負荷３４（照明）及び負荷３５（エアコン）の４つの家電機器が、コントローラ１００に内部ネットワーク４０によって接続されている。

コントローラ１００は、内部ネットワーク４０を介して各家電機器と通信することで、各家電機器を制御する。また、コントローラ１００は、外部ネットワーク２０を介して管理サーバ１０とも通信する。コントローラ１００の具体的な構成及び動作については、後で説明する。

分電盤３１は、系統から電力が供給されており、コントローラ１００、及び負荷３２〜３５に、電力線５０を介して電力を供給する。

内部ネットワーク４０は、コントローラ１００と各負荷３２〜３５とを接続する、需要家３０内部のネットワークであり、例えば、特定小電力無線、又は電灯線などである。

負荷３２〜３５は、電力を消費する機器であり、例えば、図１に示すような、エアコン、洗濯機、照明などの各種家電機器である。なお、家電機器の種別は、いかなるものでもよい。負荷３２〜３５は、コントローラ１００と内部ネットワーク４０によって接続され、コントローラ１００によって制御される。

負荷３２〜３５は、動作特性又は性能によって、以下の４つのタイプに分類される。

（１）コントローラ１００から電源のＯＮ／ＯＦＦの制御が可能な機器
（２）コントローラ１００から動作モードの制御が可能な機器
（３）コントローラ１００から動作スケジュールの制御が可能な機器
（４）コントローラ１００から消費電力量削減の制御が可能な機器

上記分類に従って、以下の実施の形態では、一例として、負荷３２のエアコンは（２）、負荷３３の洗濯機は（３）、負荷３４の照明は（１）、負荷３５のエアコンは（４）とする。

（１）の家電機器は、照明など、電源のＯＮ／ＯＦＦのみの制御が可能な機器である。コントローラ１００が、（１）の家電機器の電源をＯＦＦすることによって、消費電力量を削減することができる。

（２）の家電機器は、電源のＯＮ／ＯＦＦだけでなく、動作モードの制御が可能な機器である。コントローラ１００が動作モードの設定を変更し、（２）の家電機器の出力を下げることで、消費電力量を削減することができる。例えば、コントローラ１００がエアコンの設定温度を下げることによって、エアコンの出力を下げることができる。

（３）の家電機器は、当該家電機器の目的を果たすための動作を行う時刻などのスケジュールを変更することが可能な機器である。例えば、洗濯機は、衣類を洗濯するという目的を果たすために、注水、洗濯、すすぎ、脱水の順に動作する。例えば、コントローラ１００が洗濯機の動作の開始時刻をずらすことで、又は、動作と動作の変わり目に所定期間だけ待機させることで、電気料金の高い時間帯を避けることができる。このように、（３）の機器は、コントローラ１００によってピークシフトを行うことで、電気料金の高い時間帯における消費電力量を削減することができる。

（４）の家電機器は、省エネ機能を備えた機器であって、消費電力削減の指示を受けて出力を下げるなどが可能な機器である。例えば、コントローラ１００から「消費電力量を２０％削減する」といった指示を受けることで、（４）の家電機器は、指示された消費電力量を削減するように動作する。

なお、以上の（１）〜（４）の家電機器のタイプは、あくまで一例であって、他の分類方法に従って家電機器の分類を行ってもよい。

以下では、コントローラ１００の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態１における家電機器制御装置の一例であるコントローラ１００の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、コントローラ１００は、第１通信部１１０と、制御部１２０と、コマンド生成部１３０と、第２通信部１４０とを備える。

第１通信部１１０は、外部ネットワーク２０を介して、当該外部ネットワーク２０に接続された管理サーバ１０と通信する。

制御部１２０は、第１通信部１１０を介して電気料金表を管理サーバ１０から取得する。取得される電気料金表は、時間帯と電気料金とが対応付けられたテーブルであり、取得した時点より未来の時間帯に対応する電気料金を示している。

例えば、制御部１２０は、電気料金表を定期的に（例えば、１日に１回）取得する、又は、ユーザからの指示に基づいて電気料金表を取得する。あるいは、制御部１２０は、電気料金表が更新された旨の通知を受けた場合に、電気料金表を取得してもよい。取得した電気料金表は、コントローラ１００が備えるメモリ（図示せず）などに保持される。

また、制御部１２０は、取得した電気料金表に基づいて、家電機器の消費電力を削減すべき時間帯である削減時間帯を決定する。例えば、制御部１２０は、電気料金表を取得するたびに、削減時間帯を決定する。あるいは、制御部１２０は、１日に１回、決まった時刻に削減時間帯を決定してもよい。

なお、制御部１２０は、新たに電気料金表を取得すると、過去に取得した古い電気料金表を更新してもよい。そして、制御部１２０は、最新の電気料金表に基づいて、削減時間帯を決定する。

コマンド生成部１３０は、制御部１２０によって決定された削減時間帯における家電機器の消費電力を削減するための動作を制御するための制御コマンドを生成する。そして、コマンド生成部１３０は、生成した制御コマンドを、第２通信部１４０を介して家電機器に送信する。なお、制御コマンドは、家電機器毎に生成される。

第２通信部１４０は、内部ネットワーク４０を介して、当該内部ネットワーク４０に接続された家電機器と通信する。

続いて、コントローラ１００のより好ましい構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態１におけるコントローラ１００の詳細な構成を示すブロック図である。

図３に示すように、コントローラ１００は、第１通信部１１０と、制御部１２０と、コマンド生成部１３０と、第２通信部１４０と、設定部１５０と、予測部１６０と、履歴保持部１７０と、管理部１８０と、ＩＤ保持部１９０とを備える。なお、図２と同じ構成には同じ符号を付している。

第１通信部１１０は、上述のように、外部ネットワーク２０を介して管理サーバ１０と通信する。

制御部１２０は、上述のように、管理サーバ１０から電気料金表を取得し、取得した電気料金表に基づいて削減時間帯を決定する。具体的には、制御部１２０は、電気料金表を参照し、予め定められた第１閾値以上の電気料金に対応する時間帯を削減時間帯として決定する。第１閾値は、例えば、設定部１５０によって設定される。

また、制御部１２０は、ＩＤ保持部１９０が保持するコントローラ１００を特定するための識別情報であるコントローラＩＤを、第１通信部１１０を介して管理サーバ１０に送信する。具体的には、制御部１２０は、コントローラＩＤをＩＤ保持部１９０から読み出し、読み出したコントローラＩＤをコントローラＩＤ通知要求フレームに格納する。そして、制御部１２０は、第１通信部１１０を介して、コントローラＩＤ通知要求フレームを管理サーバ１０に送信する。

コマンド生成部１３０は、上述のように、家電機器の動作を制御するための制御コマンドを生成する。コマンド生成部１３０は、図３に示すように、負荷制御部１３１を備える。

負荷制御部１３１は、内部ネットワーク４０を介してコントローラ１００に接続されている１つ以上の負荷（本実施の形態では、家電機器）のそれぞれに対して、制御コマンドを生成する。例えば、負荷制御部１３１は、家電機器のタイプに応じて異なる種類の制御コマンドを生成する。そして、負荷制御部１３１は、生成した制御コマンドを、第２通信部１４０を介して家電機器に送信する。なお、制御コマンドの具体例については、後で説明する。

第２通信部１４０は、上述のように、家電機器と通信する。なお、本実施の形態では、コントローラ１００及び負荷３２〜３５のそれぞれに、内部ネットワーク４０を介した通信用のアドレスが割り当てられる。一例として、コントローラ１００のアドレスを“０１”、負荷３２のアドレスを“０２”、負荷３３のアドレスを“０３”、負荷３４のアドレスを“０４”、負荷３５のアドレスを“０５”とする。

設定部１５０は、削減時間帯を決定するために用いられる第１閾値の入力を受け付ける入力部の一例である。例えば、設定部１５０は、ユーザに経済性を重視するか、それとも快適性を重視するかを選択させる。ユーザが経済性を重視することを選択した場合、設定部１５０は、第１閾値をデフォルトの基準値より低い値に設定する。ユーザが快適性を重視することを選択した場合、設定部１５０は、第１閾値をデフォルトの基準値より高い値に設定する。あるいは、設定部１５０は、ユーザに数値を直接入力させることで、第１閾値を設定してもよい。

予測部１６０は、履歴保持部１７０に保持されている過去の消費電力量に基づいて、将来の消費電力量を家電機器毎に予測する。

履歴保持部１７０は、第２通信部１４０を介して、家電機器から、家電機器毎の過去の消費電力量を取得する。そして、履歴保持部１７０は、取得した過去の消費電力量を、家電機器毎に対応付けてメモリ（図示せず）などに記憶する。

管理部１８０は、第２通信部１４０を介して、家電機器から、家電機器毎の処理可能な制御内容を示す制御内容情報を取得し、家電機器と制御内容とが対応付けられた家電機器テーブルを管理する。家電機器テーブルは、コントローラ１００が備えるメモリ（図示せず）などに格納される。

具体的には、管理部１８０は、第２通信部１４０を介して、内部ネットワーク４０に接続されている家電機器の構成と、家電機器の能力とを取得する。例えば、管理部１８０は、家電機器の能力を通知させるための機器通知要求を、第２通信部１４０を介して内部ネットワーク４０にブロードキャスト送信する。そして、管理部１８０は、第２通信部１４０を介して、機器通知要求に対する応答を受け取ることで、家電機器の構成と家電機器の能力とを取得する。

ＩＤ保持部１９０は、コントローラ１００を識別するための識別情報であるコントローラＩＤを保持するメモリなどである。

以下では、本発明の実施の形態１に係る家電機器制御装置の一例であるコントローラ１００、負荷３２〜３５及び管理サーバ１０の動作について図面を用いて説明する。

まず、コントローラ１００の初期動作について説明する。初期動作とは、コントローラ１００が内部ネットワーク４０を介して接続されている家電機器（負荷３２〜３５）を制御するための準備に関わる動作である。

＜初期動作＞
図４は、本発明の実施の形態１におけるコントローラ１００の初期動作の一例を示すフローチャートである。

管理部１８０は、内部ネットワーク４０に接続されている家電機器を検出するための機器通知要求フレームを生成する。そして、第２通信部１４０は、内部ネットワーク４０を介して、機器通知要求フレームをブロードキャスト送信する（Ｓ１０１）。

図５Ａは、コントローラ１００がエアコンを検出するために送信する機器通知要求フレーム２００の一例を示す図である。機器通知要求フレーム２００は、送信元アドレス２１０と、宛先アドレス２２０と、機器種別２３０とを含む。

送信元アドレス２１０には、送信元であるコントローラ１００の内部ネットワーク４０でのアドレスが格納される。本実施の形態では、コントローラ１００のアドレスは、“０１”である。

宛先アドレス２２０には、ブロードキャストアドレス“００”が格納される。

機器種別２３０には、コントローラ１００が探索する家電機器の種別が格納される。一例として、図５Ａでは、“エアコン”を示すコードが格納される。照明、及び洗濯機を検出する場合も同様である。

なお、機器通知要求フレーム２００は、機器種別２３０を含んでいなくてもよい。すなわち、管理部１８０は、内部ネットワーク４０に接続されている家電機器のうち、探索対象となる家電機器を特定することなく、送信元アドレス２１０と宛先アドレス２２０とのみを含む機器通知要求フレームを生成してもよい。

管理部１８０は、第２通信部１４０を介して負荷３２〜３５から、機器通知要求フレームに対する応答である機器通知応答フレームを受信した場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）、管理部１８０は、家電機器テーブルを生成又は更新する（Ｓ１０３）。

図５Ｂは、負荷３２（エアコン）が送信する機器通知応答フレーム３００の一例を示す図である。機器通知応答フレーム３００は、送信元アドレス３１０と、宛先アドレス３２０と、機器種別３３０と、機器分類３４０と、制御可能内容３５０とを含む。

送信元アドレス３１０には、機器通知応答フレーム３００の送信元である負荷３２のアドレスが格納される。本実施の形態では、負荷３２のアドレスは、“０２”である。

宛先アドレス３２０には、機器通知要求フレームを送信したコントローラ１００のアドレス“０１”が格納される。

機器種別３３０には、送信した機器通知要求フレームに含まれる機器種別２３０と同じコードが格納され、図５Ｂに示す例では、“エアコン”が格納される。なお、機器通知要求フレームに機器種別２３０が含まれていない場合は、機器種別３３０には、負荷３２が自機器の機器種別を格納する。

機器分類３４０には、上記（１）〜（４）のいずれかの家電機器のタイプを示すコードが格納される。負荷３２の分類は、上述の通り（２）であるため、機器分類３４０には“（２）”が格納される。

制御可能内容３５０には、コントローラ１００が負荷３２（エアコン）に対して制御可能である項目が格納される。図５Ｂに示す例では、負荷３２（エアコン）について、ＯＮ／ＯＦＦ、動作モード（冷房／暖房／除湿）、設定温度の３項目を制御可能とする。

なお、機器分類３４０及び制御可能内容３５０は、本発明に係る制御内容情報の一例である。

図６は、コントローラ１００が保持する家電機器テーブル４００の一例を示す図である。家電機器テーブル４００では、機器種別４１０と、アドレス４２０と、機器分類４３０と、制御可能内容４４０とが対応付けられている。

機器種別４１０には、各家電機器（負荷３２〜３５）の種別を示すコードが格納される。図６に示す例では、負荷３２の“エアコン”、負荷３３の“洗濯機”、負荷３４の“照明”、負荷３５の“エアコン”を示すコードが格納される。

アドレス４２０には、各家電機器（負荷３２〜３５）の内部ネットワーク４０における通信用のアドレスが格納される。図６に示す例では、負荷３２（エアコン）には“０２”、負荷３３（洗濯機）には“０３”、負荷３４（照明）には“０４”、負荷３５（エアコン）には“０５”が格納される。

機器分類４３０には、上記分類に従って（１）〜（４）のいずれかが格納される。

制御可能内容４４０には、機器通知応答フレームに含まれる制御可能内容３５０と同様で、コントローラ１００が制御可能である項目が格納される。負荷３２であるエアコンの場合、ＯＮ／ＯＦＦ、動作モード（冷房／暖房／除湿）、設定温度が格納される。なお、上記の機器分類が（３）又は（４）の場合、制御可能内容４４０には何も格納されていなくてもよい。

管理部１８０は、まだ検出していない機器種別が存在する場合（Ｓ１０４でＮｏ）、次の機器種別を含む機器通知要求フレームを送信する（Ｓ１０１に戻る）。

全機器種別を検出した場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、制御部１２０は、ＩＤ保持部１９０からコントローラＩＤを読み出し、読み出したコントローラＩＤをコントローラＩＤ通知要求フレームに格納する。そして、制御部１２０は、第１通信部１１０及び外部ネットワーク２０を介して、管理サーバ１０に送信する（Ｓ１０５）。なお、コントローラＩＤは、コントローラ毎にユニークな識別子である。

管理サーバ１０は、コントローラＩＤ通知要求フレームを受信した場合、受信したコントローラＩＤ通知要求フレームに含まれるコントローラＩＤを登録する。そして、制御部１２０が、管理サーバ１０からコントローラＩＤが正常に登録されたことを示すコントローラＩＤ通知応答を受信すると（Ｓ１０６でＹｅｓ）、初期動作を終了する。

以上の初期動作により、コントローラ１００は、内部ネットワーク４０に接続されている家電機器の構成を検出することができる。なお、コントローラ１００は、別の手段、例えば、予め設定ファイルで保存しておくなどしてもよい。

なお、家電機器の構成及び能力の取得処理（Ｓ１０１〜Ｓ１０４）と、コントローラＩＤの通知処理（Ｓ１０５及びＳ１０６）とは、いずれが先に実行されてもよく、また、並行して実行されてもよい。

続いて、実施の形態１に係る家電機器（負荷３２〜３５）の初期動作について説明する。

図７は、負荷３２〜３５の初期動作の一例を示すフローチャートである。

負荷３２〜３５は、機器通知要求フレームを受信すると（Ｓ２０１でＹｅｓ）、受信した機器通知要求フレームに含まれる機器種別が、自身が保持している機器種別と一致するか否かを判定する（Ｓ２０２）。一致しない場合（Ｓ２０２でＮｏ）、負荷３２〜３５は、機器通知要求フレームを破棄する。

一致する場合（Ｓ２０２でＹｅｓ）、負荷３２〜３５は、コントローラ１００のアドレスを記録し（Ｓ２０３）、機器通知応答フレームを生成し、生成した機器通知応答フレームをコントローラ１００へ送信する（Ｓ２０４）。

以上の動作により、負荷３２〜３５は、コントローラ１００との通信を確立し、コントローラ１００に自身の制御内容情報を通知することができる。また、通常動作時には、負荷３２〜３５は、コントローラ１００からの制御に基づいて動作を行うことが可能となる。

なお、機器通知要求フレームに機器種別が含まれていない場合、負荷３２〜３５は、自身の機器種別との判定（Ｓ２０２）を行うことなく、コントローラ１００のアドレスを記録するとともに、自身の機器種別を格納した機器通知応答フレームをコントローラ１００に送信する。

続いて、実施の形態１に係る管理サーバ１０の初期動作について説明する。

図８は、管理サーバ１０の初期動作の一例を示すフローチャートである。

管理サーバ１０は、外部ネットワーク２０を介してコントローラ１００からコントローラＩＤ通知要求フレームを受信すると（Ｓ３０１でＹｅｓ）、受信したコントローラＩＤ通知要求フレームに含まれるコントローラＩＤを登録する（Ｓ３０２）。そして、管理サーバ１０は、外部ネットワーク２０を介して登録が完了したことを示すコントローラＩＤ通知応答フレームをコントローラ１００へ送信する（Ｓ３０３）。

以上の動作により、管理サーバ１０は、コントローラ１００との通信を確立することができるので、所定のタイミングで更新される電気料金表をコントローラ１００に送信することができる。

以下では、コントローラ１００の通常動作について図面を用いて説明する。なお、通常動作とは、コントローラ１００が内部ネットワーク４０を介して接続されている家電機器（負荷３２〜３５）を制御する動作である。

＜通常動作＞
図９は、コントローラ１００の通常動作の一例を示すフローチャートである。

まず、履歴保持部１７０は、第２通信部１４０を介して、内部ネットワーク４０に接続された負荷３２〜３５の消費電力量を受信すると（Ｓ４０１でＹｅｓ）、受信した消費電力量を保存する（Ｓ４０２）。例えば、履歴保持部１７０は、消費電力量を負荷３２〜３５のそれぞれから定期的に（１分毎、１０分毎、１時間毎、１日毎など）取得する。そして、履歴保持部１７０は、取得した消費電力量を時間毎に、消費電力量の履歴として保存する。

制御部１２０は、第１通信部１１０を介して、外部ネットワーク２０に接続された管理サーバ１０から電気料金表を受信すると（Ｓ４０３でＹｅｓ）、制御部１２０は、受信した電気料金表に基づいて、消費電力の削減時間帯を決定する（Ｓ４０４）。例えば、制御部１２０は、電気料金表を１日に１回取得する。一例として、夕方〜夜中にかけての所定の時刻に、制御部１２０は、次の日に適用される電気料金表を取得する。

図１０は、管理サーバ１０が送信する電気料金表５００の一例を示す図である。

電気料金表５００では、時間帯５１０と電気料金５２０とが対応付けられている。図１０に示す電気料金表５００では、時間帯５１０は、１時間単位の時間帯である。また、電気料金５２０は、対応する時間帯での電気料金であり、ｋＷｈあたりの料金（円）である。例えば、７：００〜８：００の時間帯における電気料金は、２８円／ｋＷｈとなる。

制御部１２０は、所定の第１閾値以上の電気料金５２０に対応する時間帯を、削減時間帯として決定する。ここで、第１閾値を３０円／ｋＷｈとすると、制御部１２０は、８：００〜９：００、１２：００〜１３：００、１３：００〜１４：００、１４：００〜１５：００の時間帯を削減時間帯として決定する。

削減時間帯を決定するための第１閾値は、設定部１５０により設定可能である。設定部１５０は、コントローラ１００が備えるディスプレイ、キーボード、マウスなどのユーザインタフェースでもよく、あるいは、ネットワークを介してＰＣやテレビなどから遠隔操作で設定できるユーザインタフェースでもよい。

削減時間帯が決定された後、予測部１６０は、履歴保持部１７０で保持されている負荷３２〜３５の消費電力量の履歴に基づいて、需要予測を行う（Ｓ４０５）。需要予測とは、将来の消費電力量を予測することである。具体的には、予測部１６０は、電気料金表で示された時間帯のそれぞれについて消費電力量を予測する。予測部１６０は、家電機器毎に需要予測を行うことで、時間帯毎の消費電力量の予測値を示す需要予測表を家電機器毎に生成する。

図１１は、負荷３２〜３５の時間帯毎における需要予測を示す需要予測表の一例を示す図である。需要予測表６００ａは負荷３２（エアコン）、需要予測表６００ｂは負荷３３（洗濯機）、需要予測表６００ｃは負荷３４（照明）、需要予測表６００ｄは負荷３５（エアコン）の需要予測表である。

需要予測表６００ａ〜６００ｄでは、時間帯６１０と、予測消費電力量６２０と、優先度６３０とが対応付けられている。

時間帯６１０は、制御部１２０が取得した電気料金表に示されている時間帯５１０に相当する。

予測消費電力量６２０は、予測部１６０が消費電力量の履歴に基づいて予測した消費電力量である。例えば、予測部１６０は、対応する時間帯における前日の消費電力量を予測消費電力量として決定する。あるいは、予測部１６０は、対応する時間帯における複数の日の消費電力量の平均値を予測消費電力量として決定してもよい。あるいは、予測部１６０は、ニューラルネットワークを利用して、過去の消費電力量に基づいて将来の消費電力量を予測してもよい。

優先度６３０は、コントローラ１００が制御を行う優先順序を示す。ここでの優先度６３０は、“３”が最も優先度が高く、“１”が最も低い。つまり、コントローラ１００は、高い優先度が設定されている機器を優先的に、消費電力を削減するための制御を行う。言い換えると、優先度を高く設定することで、家電機器の本来の機能を達成するよりも経済性を優先させることができる。また、優先度を低く設定することで、家電機器の本来の機能（洗濯など）を達成することができるので、利便性を優先させることができる。

図１１の例では、１２：００〜１３：００の時間帯において、優先度が“３”である負荷３２と負荷３５のエアコンの優先度が高く、次に、優先度が“２”である負荷３４の照明、最後に優先度が“１”の洗濯機となっている。この優先度は、設定部１５０によって設定することが可能である。

需要予測の後、コマンド生成部１３０は、制御対象機器と制御内容とを決定する（Ｓ４０６）。例えば、コマンド生成部１３０は、１２：００〜１３：００の削減時間帯においては、図１１の需要予測表から、優先度が最も高い負荷３２と負荷３５のエアコンを、制御対象機器として決定する。また、８：００〜９：００の削減時間帯においては、優先度が“３”である負荷は存在しないので、コマンド生成部１３０は、いずれの負荷も制御対象機器としては決定しない。このように、コマンド生成部１３０は、削減時間帯において優先度が“３”である家電機器を制御対象機器として決定する。

なお、コマンド生成部１３０は、優先度が“３”である負荷が存在しない場合、又は、経済性を優先する場合などは、優先度が“２”である負荷を制御対象機器として決定してもよい。この場合、８:００~９:００の削減時間帯においては、コマンド生成部１３０は、優先度が“２”である負荷３２及び負荷３４を制御対象機器として決定する。経済性を優先するか否かは、例えば、設定部１５０によって設定される。なお、経済性を最優先にする場合は、優先度が“１”である負荷も制御対象機器として決定してもよい。

コマンド生成部１３０は、制御対象機器がある場合（Ｓ４０７でＹｅｓ）、図６の家電機器テーブル４００を参照して、制御対象機器として決定された家電機器の機器分類４３０を取得する。そして、コマンド生成部１３０は、取得した機器分類４３０が示す家電機器のタイプを判定する（Ｓ４０８）。制御対象機器のタイプが（１）又は（２）の場合は（Ｓ４０８で“（１）ｏｒ（２）”）、コントローラ１００は、図１２Ａに示すタイプ（１）（２）用の処理を行う（Ｓ４０９）。制御対象機器のタイプが（３）又は（４）の場合は（Ｓ４０８で“（３）ｏｒ（４）”）、図１２Ｂに示すタイプ（３）（４）用の処理を行う（Ｓ４１０）。

制御対象機器の制御が全て完了した場合（Ｓ４０７でＮｏ）、以上の処理（Ｓ４０１〜Ｓ４１０）を繰り返す。

図１２Ａは、タイプ（１）（２）用の処理の一例を示すフローチャートである。

コマンド生成部１３０は、タイマを起動する（Ｓ５０１）。タイマの稼働時間は、例えば、図１０で示した電気料金表の時間帯５１０であり、７：００〜１７：００である。また、８：００以前と１５：００以降は、削減時間帯が含まれず、制御をしない時間帯であるため、タイマの稼働時間は、８：００〜１５：００でもよい。

なお、タイマの起動が終了すると、コマンド生成部１３０は、図１１に示す制御対象機器の判定処理を行う（Ｓ４０７に戻る）。

現在時刻がタイマの終了時刻でない場合（Ｓ５０２でＮｏ）、コマンド生成部１３０は、現在時刻が制御時刻であるか否かを判定する（Ｓ５０３）。そして、現在時刻が制御時刻であれば（Ｓ５０３でＹｅｓ）、コマンド生成部１３０は、制御フレームを生成する（Ｓ５０４）。そして、コマンド生成部１３０は、第２通信部１４０を介して制御対象機器に制御フレームを送信する（Ｓ５０５）。なお、制御フレームは、本発明に係る制御コマンドの一例であり、詳細は後で説明する。

現在時刻が終了時刻に達した場合（Ｓ５０２でＹｅｓ）、コントローラ１００は、家電機器の制御処理を終了する。

図１３Ａは、負荷３２（エアコン）の制御フレーム７００ａの一例を示す図である。制御フレーム７００ａは、送信元アドレス７１０ａと、宛先アドレス７２０ａと、機器種別７３０ａと、機器分類７４０ａと、制御内容７５０ａとを含む。

送信元アドレス７１０ａには、送信元であるコントローラ１００のアドレス“０１”が格納される。宛先アドレス７２０ａには、制御フレームの送信先である負荷３２のアドレス“０２”が格納される。機器種別７３０ａには、“エアコン”を示すコードが格納される。

機器分類７４０ａには、負荷３２の家電機器のタイプである“（２）”が格納される。制御内容７５０ａには、図６に示す家電機器テーブルの制御可能内容４４０に基づいて、コマンド生成部１３０が決定した制御内容が格納される。ここでは、設定温度２８℃を制御内容とする。

図１３Ａに示す制御フレームを受信した負荷３２は、制御内容７５０ａに示される制御内容に基づいて自機器の制御を行う。すなわち、負荷３２であるエアコンは、設定温度を２８℃に設定する。

以上のように、タイプが（１）又は（２）に分類される家電機器は、コントローラ１００からの複雑な制御を処理することができないので、コントローラ１００が制御を行う。例えば、コントローラ１００が負荷３４である照明を、１２：００〜１３：００の削減時間帯においては電源をＯＦＦにすると決定した場合、現在時刻が１２：００（制御時刻）になった時点でコントローラ１００が制御フレームを送信することで、負荷３４である照明に、電源をＯＦＦにさせる。

これに対して、タイプが（３）又は（４）に分類される家電機器は、コントローラ１００からの制御フレームを受信し、受信した制御フレームに含まれる制御内容に基づいて、自身で複雑な制御を行う。

図１２Ｂは、タイプ（３）（４）用の処理の一例を示すフローチャートである。

コマンド生成部１３０は、制御フレームを生成し（Ｓ５１１）、第２通信部１４０を介して制御対象機器に制御フレームを送信する（Ｓ５１２）。

制御フレームを送信した後、コマンド生成部１３０は、図１１に示す制御対象機器の判定処理を行う（Ｓ４０７に戻る）。

図１３Ｂは、負荷３３（洗濯機）の制御フレーム７００ｂの一例を示す図である。制御フレーム７００ｂは、送信元アドレス７１０ｂと、宛先アドレス７２０ｂと、機器種別７３０ｂと、機器分類７４０ｂと、制御内容７５０ｂとを含む。

送信元アドレス７１０ｂには、送信元であるコントローラ１００のアドレス“０１”が格納される。宛先アドレス７２０ｂには、負荷３３のアドレス“０３”が格納される。機器種別７３０ｂには“洗濯機”を示すコードが格納される。

機器分類７４０ｂには、負荷３３の家電機器のタイプである“（３）”が格納される。制御内容７５０ｂには、機器分類が（３）であるため、動作スケジュールを格納する。具体的には、１６：００に開始することを制御内容として格納する。

図１３Ｂに示す制御フレームを受信した負荷３３は、制御内容７５０ｂに示される制御内容に基づいて自機器の制御を行う。すなわち、負荷３３である洗濯機は、１６：００になるまで洗濯処理を待機し、１６：００になった時点で洗濯処理を実行する。図１０に示すように、１６：００〜１７：００の時間帯における電気料金は、削減時間帯の電気料金よりも低い。したがって、コントローラ１００は、負荷３３である洗濯機の動作を１６：００から開始するように制御することで、削減時間帯に洗濯動作を行う場合に比べて、消費電力量を削減することができる。

以上のように、タイプ（３）又は（４）に分類される家電機器は、コントローラ１００からの制御フレームを受信し、受信した制御フレームに含まれる制御内容に基づいて、自身で制御を行う。例えば、タイプ（３）に分類される家電機器は、内部に有するタイマなどを利用して、制御内容に示された時刻になった時点で、所定の動作を行う。あるいは、タイプ（４）に分類される家電機器は、指示された消費電力量を削減するように、運転の詳細な動作を制御する。

ここで、負荷３４（照明）及び負荷３５（エアコン）の制御フレームの例を挙げる。

図１３Ｃは、負荷３４（照明）の制御フレーム７００ｃの一例を示す図である。制御フレーム７００ｃは、送信元アドレス７１０ｃと、宛先アドレス７２０ｃと、機器種別７３０ｃと、機器分類７４０ｃと、制御内容７５０ｃとを含む。

送信元アドレス７１０ｃには、送信元であるコントローラ１００のアドレス“０１”が格納される。宛先アドレス７２０ｃには、負荷３４のアドレス“０４”が格納される。機器種別７３０ｃには“照明”を示すコードが格納される。

機器分類７４０ｃには、負荷３４の家電機器のタイプである“（１）”が格納される。制御内容７５０ｃには、図６に示す家電機器テーブルの制御可能内容４４０に基づいて、コマンド生成部１３０が決定した制御内容が格納される。ここでは、電源のＯＦＦを制御内容とする。

図１３Ｃに示す制御フレームを受信した負荷３４は、制御内容７５０ｃに示される制御内容に基づいて自機器の制御を行う。すなわち、制御内容７５０ｃには電源のＯＦＦが格納されているので、負荷３４である照明は、制御フレームを受信すると、電源をＯＦＦする。

図１３Ｄは、負荷３５（エアコン）の制御フレーム７００ｄの一例を示す図である。制御フレーム７００ｄは、送信元アドレス７１０ｄと、宛先アドレス７２０ｄと、機器種別７３０ｄと、機器分類７４０ｄと、制御内容７５０ｄとを含む。

送信元アドレス７１０ｄには、送信元であるコントローラ１００のアドレス“０１”が格納される。宛先アドレス７２０ｄには、負荷３５のアドレス“０５”が格納される。機器種別７３０ｄには“エアコン”を示すコードが格納される。

機器分類７４０ｄには、負荷３５の家電機器のタイプである“（４）”が格納される。制御内容７５０ｄには、機器分類が（４）のため、消費電力の削減量を格納する。ここでは、消費電力量−２０％が格納される。

図１３Ｄに示す制御フレームを受信した負荷３５は、制御内容７５０ｄに示される制御内容に基づいて自機器の制御を行う。すなわち、制御内容７５０ｄには、削減すべき消費電力量が２０％であることが格納されているので、負荷３５であるエアコンは、消費電力量を２０％削減するように、運転開始時刻、運転終了時刻、及び設定温度などを設定する。

続いて、負荷３２〜３５の通常動作について説明する。

図１４は、負荷の動作の一例を示すフローチャートである。

負荷３２〜３５のそれぞれは、消費電力量をコントローラ１００へ送信する時刻になった場合（Ｓ６０１でＹｅｓ）、消費電力量を計測して（Ｓ６０２）、計測した消費電力量をコントローラ１００へ送信する（Ｓ６０３）。そして、負荷３２〜３５のそれぞれは、制御フレームを受信した場合（Ｓ６０４でＹｅｓ）、制御フレームに含まれる制御内容に従って自機器の制御を行う（Ｓ６０５）。

例えば、負荷３２（エアコン）であれば、図１３Ａの制御内容７５０ａに従って制御するので、設定温度を２８℃に設定する。負荷３５（エアコン）であれば、図１３Ｄの制御内容７５０ｄに従って制御するので、消費電力が現在の−２０％となるように出力を制限する。

同様に、負荷３３（洗濯機）であれば、図１３Ｂの制御内容７５０ｂに従って制御するので、１６：００になった時点で洗濯の動作を開始する。また、負荷３４（照明）であれば、図１３Ｃの制御内容７５０ｃに従って制御するので、電源をＯＦＦする。

以上のように、本実施の形態に係る家電機器制御装置によれば、電気料金が高い時間帯である削減時間帯を決定し、当該削減時間帯において、制御の優先度の高い家電機器、すなわち、本来有する目的の優先順位が低い家電機器（上記の例では、負荷３２及び３５のエアコン）を制御する。これにより、家電機器利用による利便性を保ちつつ、経済的な電力利用が可能となる。

なお、本実施の形態において、負荷３２〜３５をエアコン、洗濯機、照明としたが、別の家電機器、例えば、冷蔵庫やテレビなどであってもよく、負荷の数も４つ以外であってもよい。

また、本実施の形態において、内部ネットワーク４０を特定小電力無線や電灯線としたが、別の通信媒体、例えば、ＷｉＦｉ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔなどであってもよい。

また、本実施の形態において、外部ネットワーク２０をインターネットや電力会社の専用線としたが、別の通信媒体、例えば、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）などでもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る家電機器制御装置は、実施の形態１の構成に加え、さらに、電力の充電及び放電が可能な蓄電装置を制御することを特徴とする。具体的には、所定のタイミングで更新される電気料金表を取得し、取得した電気料金表に基づいて、蓄電装置に充電すべき充電時間帯と、蓄電装置から放電すべき放電時間帯との少なくとも一方を決定し、決定した充電時間帯及び放電時間帯の少なくとも一方における蓄電装置の動作を制御することを特徴とする。

図１５は、本発明の実施の形態２における家電機器制御システムの構成の一例を示すブロック図である。以下では、図１５において、図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図１５に示すように、実施の形態２における家電機器制御システムは、図３に示す家電機器制御システムと比較すると、コントローラ１００の代わりにコントローラ８００を備える点と、家電機器の１つとして、新たに、蓄電池３６を備える点が異なっている。

蓄電池３６は、充電及び放電を行うことができる蓄電装置の一例であり、内部ネットワーク４０に接続されている。蓄電池３６は、分電盤３１に電力線５０を介して接続されており、系統からの電力を用いて蓄電する（充電）。また、蓄電池３６は、他の家電機器（負荷３２〜３５）にも電力線を介して接続されており、充電した電力を他の家電機器に供給する（放電）。なお、蓄電池３６の内部ネットワーク４０における通信用のアドレスを“０６”とする。

コントローラ８００は、図３に示すコントローラ１００と比較すると、制御部１２０、コマンド生成部１３０及び設定部１５０の代わりに、制御部８２０、コマンド生成部８３０及び設定部８５０を備える点が異なっている。

制御部８２０は、制御部１２０の動作に加えて、さらに、取得した電気料金表に基づいて、蓄電池３６に電力を充電すべき時間帯である充電時間帯と、蓄電池３６から電力を放電すべき時間帯である放電時間帯との少なくとも一方を決定する。具体的には、制御部８２０は、電気料金表を参照し、予め定められた第２閾値以下の電気料金に対応する時間帯を充電時間帯として決定する。また、制御部８２０は、電気料金表を参照し、予め定められた第３閾値以上の電気料金に対応する時間帯を放電時間帯として決定する。第２閾値及び第３閾値は、設定部８５０によって設定することができる。

コマンド生成部８３０は、図１５に示すように、負荷制御部１３１と、充放電制御部８３２とを備える。

充放電制御部８３２は、充電時間帯において蓄電池３６に電力の充電を行わせるための充電コマンド、及び、放電時間帯において蓄電池３６から電力の放電を行わせるための放電コマンドの少なくとも一方を生成し、生成した充電コマンド及び放電コマンドの少なくとも一方を、第２通信部１４０を介して、蓄電池３６に送信する。

設定部８５０は、設定部１５０の動作に加えて、充電時間帯を決定するために用いられる第２閾値の入力、及び、放電時間帯を決定するために用いられる第３閾値の入力を受け付ける。

以下では、本発明の実施の形態２に係るコントローラ８００の動作について説明する。

＜初期動作＞
コントローラ８００及び負荷３２〜３５の初期動作は、実施の形態１のコントローラ１００及び負荷３２〜３５と同様である。なお、コントローラ１００が内部ネットワーク４０を介して蓄電池３６を検出する動作についても、負荷３２〜３５の場合と同様である。

＜通常動作＞
図１６は、本発明に係る実施の形態２におけるコントローラ８００の通常動作の一例を示すフローチャートである。なお、実施の形態１で示した図９のフローチャートと同様の動作については同じ符号を用い、説明を省略する。

図１６に示すように、コントローラ８００の制御部８２０が管理サーバ１０から電気料金表を受信するまで動作は、実施の形態１と同様である（Ｓ４０１〜Ｓ４０３）。ここで、制御部８２０が取得した電気料金表は、図１０と同様とする。

制御部８２０は、図１０に示す電気料金表５００に基づいて、第２閾値以下の時間帯を充電時間帯として決定する（Ｓ７０４）。例えば、第２閾値である充電価格が２５円／ｋＷｈの場合、２５円／ｋＷｈ以下の時間帯である、１０：００〜１１：００、１１：００〜１２：００を充電時間帯として決定する。充放電制御部８３２は、充電時間帯がある場合（Ｓ７０５でＹｅｓ）、蓄電池３６に対して充電を指示する制御フレーム（充電要求フレーム）を送信する（Ｓ７０６）。

図１７Ａは、充電コマンドの一例である充電要求フレーム９００ａを示す図である。

充電要求フレーム９００ａは、送信元アドレス９１０ａと、宛先アドレス９２０ａと、機器種別９３０ａと、制御内容９４０ａとを含む。

送信元アドレス９１０ａには、コントローラ４８００のアドレスである“０１”が格納される。宛先アドレス９２０ａには、蓄電池３６のアドレス“０６”が格納される。機器種別９３０ａには、“蓄電池”を示すコードが格納される。制御内容９４０ａには、１２０分間充電することを示す内容が格納される。

図１７Ａに示す充電要求フレーム９００ａを受信した蓄電池３６は、制御内容９４０ａに示される制御内容に従って自機器の制御を行う。すなわち、制御内容９４０ａには１２０分間充電を行う旨の指示が格納されているので、蓄電池３６は、充電要求フレーム９００ａを受信すると、系統から分電盤３１を介して送られる電力を１２０分間蓄電する。

なお、充放電制御部８３２は、図１７Ｂに示す充電要求フレーム９００ｂを生成してもよい。充電要求フレーム９００ｂは、送信元アドレス９１０ｂと、宛先アドレス９２０ｂと、機器種別９３０ｂと、制御内容９４０ｂとを含む。

充電要求フレーム９００ｂは、図１７Ａの充電要求フレーム９００ａと比較して、制御内容が異なっている。すなわち、充電要求フレーム９００ｂの制御内容９４０ｂには、充電を開始する旨の指示が格納されている。

したがって、図１７Ｂに示す充電要求フレーム９００ｂを受信した蓄電池３６は、直ちに充電を開始する。なお、充電の停止は、例えば、コントローラ８００によって制御される。具体的には、充放電制御部８３２が蓄電池３６の充電時間を監視し、１２０分後に充電停止を指示する制御フレームを生成し、蓄電池３６に送信する。

このように、充電要求フレーム９００ｂは、蓄電池３６がスケジューリングなどの複雑な制御を実施できない場合に有効である。

つまり、充放電制御部８３２は、現在時刻が充電時間帯の開始時刻（例えば、１０：００）に達するまで、コントローラ８００が有するタイマなどを用いて時間を管理する。そして、充放電制御部８３２は、現在時刻が充電開始時刻に達した時に、図１７Ｂに示すような充電要求フレーム９００ｂ（あるいは、図１７Ａに示す充電要求フレーム９００ａ）を送信する。そして、蓄電池３６は、充電要求フレーム９００ｂの制御内容９４０ｂに基づいて充電を開始する。

なお、充放電制御部８３２は、より複雑な指示を制御内容に格納した充電要求フレームを生成してもよい。例えば、充放電制御部８３２は、充電の開始時刻と終了時刻とを含む指示、又は、充電する電力量の指示などを制御内容として、充電要求フレームに格納してもよい。

次に、充電要求フレームの送信後、制御部８２０は、受信した図１０の電気料金表５００から、放電時間帯を決定する（Ｓ７０７）。放電時間帯は、例えば、実施の形態１の削減時間帯と同じである。

放電時間帯が決定されない場合（Ｓ７０８でＮｏ）、高い電気料金の時間帯がないことになるため、処理の最初に戻る（Ｓ４０１に戻る）。放電時間帯が決定された場合（Ｓ７０８でＹｅｓ）、充放電制御部８３２は、放電を指示する放電要求フレームを生成し、第２通信部１４０を介して、内部ネットワーク４０に接続された蓄電池３６に送信する（Ｓ７０９）。

なお、放電要求フレームは、図１７Ａの充電要求フレームと同様に、送信元アドレスと、宛先アドレスと、機器種別と、制御内容とを含む。送信元アドレス、宛先アドレス及び聞き種別は、図１７Ａに示す送信元アドレス９１０ａ、宛先アドレス９２０ａ、機器種別９３０ａと同様である。制御内容は、放電開始を示す内容が格納される。

放電要求フレームを受信した蓄電池３６は、放電要求フレームの制御内容に基づいて、放電の処理を行う。蓄電池３６は、蓄えた電力を全て放電してしまった場合、放電不可信号をコントローラ８００へ送信する。

コントローラ８００の充放電制御部８３２が、第２通信部１４０を介して、放電不可信号を受信した場合（Ｓ７１０でＹｅｓ）、負荷制御部１３１は、実施の形態１と同様の方法で負荷３２〜３５に対する制御を行う（Ｓ４０４〜Ｓ４１０）。

以上に示すように、本実施の形態に係る家電機器制御装置によれば、電力価格が安い時間帯に蓄電池３６に充電し、電力価格が高い時間帯には蓄電池３６が放電して、負荷３２〜３５の電力消費を賄うことで、需要家の利便性を損なうことなく、かつ、経済的なエネルギー利用が可能になる。

以上、本発明に係る家電機器制御装置及び家電機器制御方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、上記実施の形態では、図１１に示すように、予測部１６０は、電気料金表に記載された全ての時間帯について予測消費電力量を算出したが、制御部１２０が決定した削減時間帯のみに対応する予測消費電力量を算出してもよい。

また、制御部８２０は、削減時間帯と同じ時間帯を放電時間帯として決定したが、異なる時間帯を放電時間帯としてもよい。例えば、制御部８２０は、削減時間帯を決定するための第１閾値とは異なる第３閾値以上の時間帯を放電時間帯として決定してもよい。例えば、設定部８５０は、第３閾値を、充電時間帯を決定するための第２閾値より大きく、第１閾値より小さい値に設定する。この場合、電気料金が安い時間帯に充電された電力を利用して、家電機器の制御を行わずに家電機器の本来の目的を達成することができる。

また、制御部１２０又は８２０は、設定部１５０によって受け付けられた閾値を用いて、削減時間帯、充電時間帯、又は放電時間帯を決定したが、これには限られない。例えば、制御部１２０又は８２０は、電気料金表５００が示す電気料金５２０の平均値を閾値として用いてもよい。

あるいは、制御部１２０又は８２０は、電気料金表５００において電気料金５２０が高い時間帯からいくつかの時間帯（例えば、３つの時間帯）を削減時間帯又は放電時間帯として決定してもよい。また、制御部８２０は、電気料金表５００において電気料金５２０が低い時間帯からいくつかの時間帯（例えば、３つの時間帯）を充電時間帯として決定してもよい。

また、制御部８２０は、充電時間帯と放電時間帯とのいずれか一方のみを決定してもよい。充電時間帯のみを決定した場合であっても、電気料金が安い時間帯での充電ができるので、経済的な制御を行うことができる。また、放電時間帯のみを決定した場合であっても、電気料金が高い時間帯での放電ができるので、経済的な制御を行うことができる。

なお、本発明は、上述したように、家電機器制御装置及び家電機器制御方法として実現できるだけではなく、本実施の形態の家電機器制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現してもよい。また、当該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現してもよい。さらに、当該プログラムを示す情報、データ又は信号として実現してもよい。そして、これらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネットなどの通信ネットワークを介して配信されてもよい。

また、本発明は、家電機器制御装置を構成する構成要素の一部又は全部を、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）から構成してもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。

本発明に係る家電機器制御装置は、変動する電力価格に対応して、利便性を損なうことなく家電機器を制御することができるという効果を奏し、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等の家電機器制御システムに利用することができる。

１０ 管理サーバ
２０ 外部ネットワーク
３０ 需要家
３１ 分電盤
３２、３３、３４、３５ 負荷
３６ 蓄電池
４０ 内部ネットワーク
５０ 電力線
１１０ 第１通信部
１２０、８２０ 制御部
１３０、８３０ コマンド生成部
１３１ 負荷制御部
１４０ 第２通信部
１５０、８５０ 設定部
１６０ 予測部
１７０ 履歴保持部
１８０ 管理部
１９０ ＩＤ保持部
２００ 機器通知要求フレーム
２１０、３１０、７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃ、７１０ｄ、９１０ａ、９１０ｂ 送信元アドレス
２２０、３２０、７２０ａ、７２０ｂ、７２０ｃ、７２０ｄ、９２０ａ、９２０ｂ 宛先アドレス
２３０、３３０、４１０、７３０ａ、７３０ｂ、７３０ｃ、７３０ｄ、９３０ａ、９３０ｂ 機器種別
３００ 機器通知応答フレーム
３４０、４３０、７４０ａ、７４０ｂ、７４０ｃ、７４０ｄ 機器分類
３５０、４４０ 制御可能内容
４００ 家電機器テーブル
４２０ アドレス
５００ 電気料金表
５１０、６１０ 時間帯
５２０ 電気料金
６００ａ、６００ｂ、６００ｃ、６００ｄ 需要予測表
６２０ 予測消費電力量
６３０ 優先度
７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、７００ｄ 制御フレーム
７５０ａ、７５０ｂ、７５０ｃ、７５０ｄ、９４０ａ、９４０ｂ 制御内容
８３２ 充放電制御部
９００ａ、９００ｂ 充電要求フレーム
１０００ 機器制御装置
１００１ 家電機器

Claims (14)

1. 内部ネットワークに接続された１つ以上の家電機器を制御する家電機器制御装置であって、
   外部ネットワークに接続されたサーバと通信する第１通信部と、
   前記家電機器と通信する第２通信部と、
   前記第１通信部を介して、時間帯と電気料金とが対応付けられた、所定のタイミングで更新される電気料金表を前記サーバから取得し、取得した電気料金表に基づいて、前記家電機器の消費電力を削減すべき削減時間帯を決定する制御部と、
   前記削減時間帯における前記家電機器の消費電力を削減するための動作を制御するための制御コマンドを生成し、生成した制御コマンドを、前記第２通信部を介して前記家電機器に送信するコマンド生成部とを備える
   家電機器制御装置。
2. 前記家電機器制御装置は、さらに、
   前記第２通信部を介して、前記家電機器から、前記家電機器毎の処理可能な制御内容を示す制御内容情報を取得し、前記家電機器と前記制御内容情報とが対応付けられた家電機器テーブルを管理する管理部を備え、
   前記コマンド生成部は、前記家電機器テーブルを参照することで、前記削減時間帯において制御すべき対象家電機器と当該対象家電機器の制御内容とを決定し、決定した制御内容を前記対象家電機器に実行させるための前記制御コマンドを生成する
   請求項１記載の家電機器制御装置。
3. 前記制御部は、前記電気料金表を参照し、予め定められた第１閾値以上の電気料金に対応する時間帯を前記削減時間帯として決定する
   請求項１又は２記載の家電機器制御装置。
4. 前記家電機器制御装置は、さらに、
   前記第１閾値の入力を受け付ける入力部を備え、
   前記制御部は、前記入力部によって受け付けられた第１閾値以上の電気料金に対応する時間帯を前記削減時間帯として決定する
   請求項３記載の家電機器制御装置。
5. 前記コマンド生成部は、前記家電機器の電源をオン又はオフするための第１制御コマンドを前記制御コマンドとして生成する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の家電機器制御装置。
6. 前記コマンド生成部は、前記家電機器の動作モードを変更するための第２制御コマンドを前記制御コマンドとして生成する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の家電機器制御装置。
7. 前記コマンド生成部は、前記家電機器の動作スケジュールを指示する第３制御コマンドを前記制御コマンドとして生成する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の家電機器制御装置。
8. 前記コマンド生成部は、前記家電機器が削減すべき消費電力量を指示する第４制御コマンドを前記制御コマンドとして生成する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の家電機器制御装置。
9. 前記家電機器制御装置は、さらに、
   前記第２通信部を介して、前記家電機器から、前記家電機器毎の過去の消費電力量を取得し、取得した過去の消費電力量を保持する履歴保持部と、
   前記履歴保持部に保持された過去の消費電力量に基づいて、将来の消費電力量を前記家電機器毎に予測する予測部とを備え、
   前記コマンド生成部は、前記将来の消費電力量に基づいて前記制御コマンドを生成する
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の家電機器制御装置。
10. 前記１つ以上の家電機器は、充電及び放電を行うことができる蓄電装置を含み、
    前記制御部は、さらに、前記電気料金表に基づいて、前記蓄電装置に電力を充電すべき充電時間帯と、前記蓄電装置から電力を放電すべき放電時間帯との少なくとも一方を決定し、
    前記コマンド生成部は、さらに、前記充電時間帯において前記蓄電装置に電力の充電を行わせるための充電コマンド、及び、前記放電時間帯において前記蓄電装置に電力の放電を行わせるための放電コマンドの少なくとも一方を生成し、生成した前記充電コマンド及び前記放電コマンドの少なくとも一方を、前記第２通信部を介して、前記蓄電装置に送信する
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の家電機器制御装置。
11. 前記制御部は、前記電気料金表を参照し、予め定められた第２閾値以下の電気料金に対応する時間帯を前記充電時間帯として決定する
    請求項１０記載の家電機器制御装置。
12. 前記制御部は、前記電気料金表を参照し、予め定められた第３閾値以上の電気料金に対応する時間帯を前記放電時間帯として決定する
    請求項１０又は１１記載の家電機器制御装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の家電機器制御装置と、
    前記１つ以上の家電機器と、
    前記電気料金表を保持する前記サーバとを備える
    家電機器制御システム。
14. 内部ネットワークに接続された１つ以上の家電機器を制御する家電機器制御方法であって、
    時間帯と電気料金とが対応付けられた、所定のタイミングで更新される電気料金表を、外部ネットワークに接続されたサーバから取得し、
    取得した電気料金表に基づいて、前記家電機器の消費電力を削減すべき削減時間帯を決定し、
    前記削減時間帯における前記家電機器の消費電力を削減するための動作を制御するための制御コマンドを生成し、生成した制御コマンドを前記家電機器に送信する
    家電機器制御方法。

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