JP2014014250A - コントローラ、ネットワークシステム、制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器の消費電力量を、目標を用いて制御する。
【解決手段】ホームコントローラは、電気機器の消費電力に関する情報を受信する電力情報受信部３０１と、受信される消費電力に関する情報に基づく電気機器の消費電力量と、目標との差分の積算値を算出する差分積算部３０３と、算出される差分の積算値から、電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出する検出部３０４と、検出された変化の傾向に基づいて、消費電力が変化するように電気機器を制御するための情報を出力する出力部と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、コントローラ、ネットワークシステム、制御方法およびプログラムに関し、特に、電気機器の消費電力量を制御するためのコントローラ、ネットワークシステム、制御方法およびプログラムに関する。

エネルギ需給情勢の変動を考慮した節電技術が求められており、たとえば、特許文献１（特開２０１１−１４２７５３号公報）では、時間ごとに電気料金単価が変わる場合の電気料金を抑えるシステムが開示される。また、特許文献２（特開２００９−１３０９７４号公報）では、ブレーカの過電流が判定された際に、家電機器の電流を抑制するように制御するシステムが開示される。また、特許文献３（特開２０１１−７８１８２号公報）では、現在までの電力使用状況から、未来に至る使用電力量を予測し、電力の消費量のピークを低減させるピークカットを行うシステムが開示される。

特開２０１１−１４２７５３号公報 特開２００９−１３０９７４号公報 特開２０１１−７８１８２号公報

節電に関し、家電の消費電力量をユーザが希望する範囲内に収めたいというユーザの要望がある。これに対し、特許文献１では電気料金の増加を抑制することができるものの、当該要望に応えることはできない。また、特許文献２では、過電流を抑制する、すなわち瞬間消費電力を抑制するに過ぎず、消費電力量を制御をすることはできない。また、特許文献３はピークカットに過ぎず、消費電力量をユーザが希望する範囲内に収めるための技術は何ら示されていない。

それゆえに本発明の目的は、電気機器の消費電力を、目標を用いて制御することのできるコントローラ、ネットワークシステム、制御方法およびプログラムを提供することである。

この発明のある局面に係るコントローラは、電気機器の消費電力に関する情報を受信する電力情報受信部と、受信される消費電力に関する情報に基づく電気機器の消費電力量と、目標との差分の積算値を算出する積算部と、算出される差分の積算値から、電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出する検出部と、検出された変化の傾向に基づいて、消費電力が変化するように電気機器を制御するための情報を出力する出力部と、を備える。

好ましくは、検出部は、算出される差分の積算値と予め定められた値との比較から、電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出する。

好ましくは、電力情報受信部は、電気機器の制御開始時から当該電気機器の消費電力に関する情報を受信し、積算部は、電気機器の消費電力量と目標との差分を、予め定められた期間にわたり積算した積算値を、定期的に算出し、予め定められた期間は、制御開始時から積算値の今回算出時までの期間を示す。

好ましくは、予め定められた値は、定期的に積算値が算出される場合における前回に算出された積算値を含む。

好ましくは、検出部は、定期的に差分の積算値が算出される毎に、当該差分の積算値と予め定められた値との比較から、電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出し、コントローラは、定期的に差分の積算値が算出される毎に、検出部が当該差分の積算値から電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出する場合に、直近の検出から次回の検出までの期間の長さを可変に変化させる。

好ましくは、コントローラは、期間の長さを、直近に算出された差分の積算値の大きさに基づき変更する。

好ましくは、電気機器は、消費電力の異なる複数の動作モードを有し、出力部は、検出された変化の傾向に基づいて動作モードを切替えるように電気機器を制御するための情報を出力する。

好ましくは、変化の傾向は、差分の積算値の増減の傾向を示す。
この発明の他の局面に従う、電気機器とコントローラとを備えるネットワークシステムでは、コントローラは、電気機器の消費電力に関する情報を受信する電力情報受信部と、受信される消費電力に関する情報に基づく電気機器の消費電力量と、目標との差分の積算値を算出する積算部と、算出される差分の積算値から、電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出する検出部と、検出された変化の傾向に基づいて、消費電力が変化するように電気機器を制御するための情報を出力する出力部と、を含む。

この発明のさらに他の局面に従う、電気機器と、電気機器の消費電力量を測定するための測定装置と、コントローラとを備えるネットワークシステムでは、測定装置は、電気機器による消費電力量をコントローラに送信し、コントローラは、測定装置から消費電力量を受信する電力情報受信部と、受信される消費電力量と、目標との差分の積算値を算出する積算部と、算出される差分の積算値から、電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出する検出部と、検出された変化の傾向に基づいて、消費電力が変化するように電気機器を制御するための情報を出力する出力部と、を含む。

この発明のさらに他の局面に従う制御方法は、電気機器の消費電力に関する情報を受信するステップと、受信される消費電力に関する情報に基づく電気機器の消費電力量と、目標との差分の積算値を算出するステップと、算出される差分の積算値から、電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出するステップと、検出された変化の傾向に基づいて、消費電力が変化するように電気機器を制御するための情報を出力するステップと、を備える。

この発明のさらに他の局面に従う、プロセッサに、電気機器の制御方法を実行させるためのプログラムは、プロセッサに、電気機器の消費電力に関する情報を受信するステップと、受信される消費電力に関する情報に基づく電気機器の消費電力量と、目標との差分の積算値を算出するステップと、算出される差分の積算値から、電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出するステップと、検出された変化の傾向に基づいて、消費電力が変化するように電気機器を制御するための情報を出力するステップと、を実行させるためのプログラムである。

このように本発明によれば、電気機器の消費電力は、目標を用いて制御される。

本発明の実施の形態に係るネットワークシステムの全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るホームコントローラの構成を表わすブロック図である。 本発明の実施の形態に係るエアコンの構成を表す図である。 本発明の実施の形態に係る機能構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る動作モデルを示す図である。 本発明の実施の形態に係る動作モードの遷移を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る電気機器の消費電力量の変化の傾向を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る全体処理フローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

本実施の形態では、家電機器とは、家屋で使用される電気機器であり、外部から供給される電力によって駆動される電気機器を指す。家屋は、たとえば、住宅、オフィスなどを指す。

［実施の形態１］
＜ネットワークシステムの全体構成＞
まず、本実施の形態に係るネットワークシステムの全体構成について説明する。図１を参照して、本実施の形態に係るネットワークシステムは、たとえば、住宅やオフィスなどに設置される。ネットワークシステムは、テレビ（テレビジョンの略）２００Ａ、ＬＥＤ（Light Emitting Diodeの略）シーリングライトに相当する照明器２００Ｂと２００Ｃ、およびエアコン（エアコンディショナの略）２００Ｄなどの家電を含む。図示される家電は一例であり、これらに限定されるものではない。テレビ２００Ａ、照明器２００Ｂと２００Ｃ、およびエアコン２００Ｄを家電２００Ａ〜２００Ｄと総称する場合がある。

ネットワークシステムは、さらに、太陽光発電装置２００Ｘ、バッテリー２００Ｙ、それらを制御するためのパワーコンディショナ２００Ｚを含む。

ネットワークシステムは、家電２００Ａ〜２００Ｄ、太陽光発電装置２００Ｘ、バッテリー２００Ｙおよびパワーコンディショナ２００Ｚなどを制御するためのホームコントローラ１００を含む。ホームコントローラ１００は、有線あるいは無線のネットワーク４０１、ルータ１５０および中継器１６０を介して、家電２００Ａ〜２００Ｄ、太陽光発電装置２００Ｘ、バッテリー２００Ｙおよびパワーコンディショナ２００Ｚなどとデータ通信が可能である。ネットワーク４０１としては、たとえば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ZigBee(登録商標)、Bluetooth（登録商標）、有線ＬＡＮ、またはＰＬＣ（Power Line Communications）などが利用される。ホームコントローラ１００は、持ち運び可能であってもよいし、テーブル上に載置されたベースに着脱自在であってもよいし、部屋の壁に固設されるものであってもよい。

また、ルータ１５０は、ネットワークシステムと外部の各種ネットワークとを接続する機能を有する。したがって、ネットワークシステムの各部は、ルータ１５０および外部のネットワークを介し、外部装置（図示せず）と通信することができる。

本実施の形態に係るネットワークシステムにおいては、パワーコンディショナ２００Ｚが、電力線４０２を介して、バッテリー２００Ｙと系統と家電２００Ａ〜２００Ｄとに電力を供給する。そして、パワーコンディショナ２００Ｚは、電力線４０２を介して、太陽光発電装置２００Ｘ、バッテリー２００Ｙ、および系統（電力会社が提供する電力系統など）から電力を取得する。

ネットワークシステムでは、テレビ２００Ａは、テレビ２００Ａ用の通信装置２４０Ａが接続され、照明器２００Ｂは、照明器２００Ｂ用の通信装置２４０Ｂが接続され、照明器２００Ｃは、照明器２００Ｃ用に通信装置２４０Ｃが接続され、エアコン２００Ｄは、エアコン２００Ｄ用の通信装置２４０Ｄが接続される。

通信装置２４０Ａ〜２４０Ｄそれぞれは、ネットワーク４０１に接続されるとともに、電力線４０２に接続される。通信装置２４０Ａ〜２４０Ｄそれぞれは、ネットワーク４０１を介して中継器１６０と通信する機能と、接続される家電２００Ａ〜２００Ｄそれぞれの消費電力を測定する測定装置としての機能とを有する。

＜ホームコントローラ１００のハードウェア構成＞
本実施の形態に係るホームコントローラ１００のハードウェア構成の一態様について説明する。

図２（Ａ）を参照して、ホームコントローラ１００は、メモリ１０１、ディスプレイ１０２、タブレット１０３、ボタン１０４、通信インターフェイス１０５、スピーカ１０７、時計１０８、およびＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０を含む。

メモリ１０１は、各種のＲＡＭ（Random Access Memory）や、ＲＯＭ（Read-Only Memory）や、ハードディスクなどによって実現される。たとえば、メモリ１０１は、読取用のインターフェイスを介して利用される、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc - Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk - Read Only Memory）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、ＦＤ（Flexible Disk）、ハードディスク、磁気テープ、カセットテープ、ＭＯ（Magnetic Optical Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを除く）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory）などの、不揮発的にプログラムを格納する媒体などによっても実現される。

メモリ１０１は、ＣＰＵ１１０によって実行される制御プログラム、ならびに後述の図２（Ｂ）に示すデータを含む各種のデータを記憶する。

ディスプレイ１０２は、ＣＰＵ１１０によって制御されることによって、家電２００Ａ〜２００Ｄやパワーコンディショナ２００Ｚの動作状態のデータなどを表示する。タブレット１０３は、ユーザの指によるタッチ操作を検出して、タッチ座標などをＣＰＵ１１０に出力する。また、タブレット１０３は、ユーザ操作による命令を受付けて、受付けた命令をＣＰＵ１００に出力する。

本実施の形態においては、ディスプレイ１０２の表面にタブレット１０３が敷設されている。すなわち、本実施の形態においては、ディスプレイ１０２とタブレット１０３とがタッチパネル１０６を構成する。ただし、ホームコントローラ１００は、タブレット１０３を有していなくともよい。

ボタン１０４は、ホームコントローラ１００の表面に配置される。ボタン１０４は、ＣＰＵ１１０に指示を与えるために操作される各種のボタン，キーを有する。ボタン１０４は、操作されることによりユーザからの命令を受け付けて、受付けた命令をＣＰＵ１１０に出力する。

通信インターフェイス１０５は、ＣＰＵ１１０によって制御されることによって、ネットワーク４０１を介して、家電２００Ａ〜２００Ｄとデータを送受信する。上述したように、通信インターフェイス１０５は、たとえば、無線ＬＡＮ、ZigBee(登録商標)、Bluetooth（登録商標）、有線ＬＡＮ、またはＰＬＣなどを利用することによって、家電２００Ａ〜２００Ｄとデータを送受信する。

スピーカ１０７は、ＣＰＵ１１０からの命令に基づいて、音声を出力する。たとえば、ＣＰＵ１１０は、音声データに基づいて、スピーカ１０７に音声を出力させる。

時計１０８は、計時する現在時間のデータをＣＰＵ１１０に出力する。
ＣＰＵ１１０は、メモリ１０１に記憶されている各種のプログラムを実行することによって、各種の情報処理を実行する。換言すれば、ホームコントローラ１００における処理は、各ハードウェアおよびＣＰＵ１１０により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、メモリ１０１に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、非一時的に記憶媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。

このようなソフトウェアは、図示しない読取装置を利用することによってその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信インターフェイス１０５を利用することによってダウンロードされて、メモリ１０１に一旦格納される。ＣＰＵ１１０は、ソフトウェアを実行可能なプログラムの形式でメモリ１０１に格納してから、当該プログラムを実行する。

なお、記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc - Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk - Read Only Memory）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、ＦＤ（Flexible Disk）、ハードディスク、磁気テープ、カセットテープ、ＭＯ（Magnetic Optical Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを除く）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory）などの、不揮発的にプログラムを格納する媒体が挙げられる。

ここでいうプログラムとは、ＣＰＵにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。

図２（Ｂ）を参照し、メモリ１０１には、家電の現在の動作モードを示すモードデータ１０１Ａ、家電の消費電力量を示す消費電力量データ１０１Ｂ、消費電力量と目標消費電力量（以下、目標と言う）との差分を積算した値（以下、差分積算値という）を示す差分積算値データ１０１Ｃ、前回に算出された差分積算値を示す前回算出値データ１０１Ｄ、検出期間データ１０１Ｅ、および上記の目標を示す目標データ１０１Ｆが格納される。

本実施の形態に係る各家電は、自己の現在の動作モードを示すデータ（後述の現モードデータ２０１Ａ）を、ホームコントローラ１００に送信する。したがって、ホームコントローラ１００は、各家電の現在の動作モードを示すモードデータ１０１Ａを取得することができる。

本実施の形態では、ホームコントローラ１００は定期的に差分積算値を算出する。そして、差分積算値が算出がされる毎に、当該差分積算値から家電の消費電力量の変化の傾向を検出する。さらに、本実施の形態では、変化傾向の直近の検出時から次回の検出時までの期間（以下、検出間隔という）の長さを変更することができる。検出期間データ１０１Ｅは、このような可変設定され得る検出間隔の長さを示す長さデータＤ１と、変化傾向の直近（すなわち前回）の検出時間（時刻）を示す時間データＤ２とを含む。

＜家電の構成＞
本実施の形態では、家電２００Ａ〜２００Ｄは概略的には同様の構成を有し、ここではエアコン２００Ｄを代表して説明する。

図３を参照して、エアコン２００Ｄは、メモリ２０１、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などからなる表示部２０２、命令を与えるためにユーザにより操作されるボタン２０４、ネットワーク４０１を介し通信するための通信インターフェイス２０５、空調部２０７、時計２０８、周囲の温度・湿度などを測定するためのセンサ２０９、およびＣＰＵ２１０を含む。

通信インターフェイス２０５は、ＣＰＵ２１０によって制御されることによって、ネットワーク４０１を介してデータを送受信する。通信インターフェイス２０５は、上述したような無線ＬＡＮ、ZigBee(登録商標)、Bluetooth（登録商標）、有線ＬＡＮ（Local Area Network）、またはＰＬＣ（Power Line Communications）などを利用することによってデータを送受信する。

メモリ２０１は、ホームコントローラ１００のメモリ１０１と同様に実現され得る。メモリ２０１は、ＣＰＵ２１０によって実行される制御プログラム、エアコン２００Ｄに入力された命令、エアコン２００Ｄの動作状態などを記憶する。本実施の形態では、エアコン２００Ｄは複数種類の動作モードを有し、ＣＰＵ２１０は現在の動作モードを検出し、検出した動作モードを示す現モードデータ２０１Ａをメモリ２０１に格納する。エアコン２００Ｄの動作モードが切替えられる毎に、ＣＰＵ２１０により、切替え後の動作モードを示すように現モードデータ２０１Ａは更新（書換え）されるとともに、更新後の現モードデータ２０１Ａがホームコントローラ１００宛てに送信される。

また、ＣＰＵ２１０はホームコントローラ１００から後述の制御情報を受信すると、制御情報に従って空調部２０７を制御し、また、当該制御情報に含まれる動作モードのデータを用いて現モードデータ２０１Ａを書き換える。

＜機能構成＞
図４を参照して、本発明の実施の形態に係るホームコントローラ１００における機能構成について説明する。ＣＰＵ１１０は、通信インターフェイス１０５を介し中継器１６０から家電２００Ａ〜２００Ｄの消費電力に関する情報を受信するための電力情報受信部３０１、受信される電力情報に基づき家電２００Ａ〜２００Ｄそれぞれの消費電力量を算出するための消費電力量算出部３０２、家電２００Ａ〜２００Ｄそれぞれについて算出された消費電力量と目標とから差分積算値を算出するための差分積算部３０３、算出される差分積算値から、家電２００Ａ〜２００Ｄそれぞれの消費電力量の変化の傾向を検出するための検出部３０４、検出された変化の傾向に基づいて消費電力が変化するように当該家電を制御するための指令などの情報を生成する制御情報生成部３０７、制御情報送信部３０８、表示処理部３０９および操作受付部３１０を備える。

電力情報受信部３０１が受信する消費電力に関する情報は、家電２００Ａ〜２００Ｄの消費電力（単位：Ｗ）または消費電力量（単位：Ｗｈ）の情報を含む。

制御情報送信部３０８は、制御情報生成部３０７からの制御情報を有する通信用データを生成し、通信インターフェイス１０５を介して対応の家電宛てに送信する。表示処理部３０９は、生成された制御情報を外部に出力する機能を有する。具体的には、制御情報生成部３０７からの制御情報に基づく表示用データを生成し、生成した表示用データをディスプレイ１０２に出力する。これにより、ディスプレイ１０２には、制御情報に基づく画像が表示される。

また、操作受付部３１０は、タブレット１０３またはボタン１０４からユーザ操作による命令を受付ける。ＣＰＵ１１０は、受付けた命令に従って、各部を制御する。

さらに、ＣＰＵ１１０は、通信インターフェイス１０５を介し家電２００Ａ〜２００Ｄから現在の動作モードを示すデータを受信するためのモード受信部３０６、上記の検出間隔の長さを変更するための期間変更部３０５、およびタブレット１０３またはボタン１０４からのユーザ操作による命令を受付けるための操作受付部３１０、メモリ１０１にデータを書込むためのメモリ書込部３１１およびメモリ１０１からデータを読出すためのメモリ読出部３１２を備える。

図４に示された各部の機能はプログラムにより構成され、またはプログラムと回路の組合せにより構成される。

＜家電の消費電力量の検出＞
ホームコントローラ１００は、家電２００Ａ〜２００Ｄそれぞれの消費電力量を取得する。通信装置２４０Ａ〜２４０Ｄそれぞれは、接続された家電２００Ａ〜２００Ｄそれぞれの消費電力（単位：Ｗ）を測定し、測定した消費電力のデータを中継器１６０に送信する。中継器１６０は、ホームコントローラ１００からレポート要求を受信すると、応答として、家電２００Ａ〜２００Ｄそれぞれの消費電力のデータをホームコントローラ１００宛てに送信する。ホームコントローラ１００の電力情報受信部３０１は、家電２００Ａ〜２００Ｄそれぞれの消費電力のデータを受信する。

消費電力量算出部３０２は、電力情報受信部３０１の受信データが示す家電２００Ａ〜２００Ｄそれぞれの消費電力を、時計１０８から入力する時間データを用いて積算することにより消費電力量（単位：Ｗｈ）を算出し、算出した値を消費電力量データ１０１Ｂとしてメモリ１０１に格納する。これにより、ホームコントローラ１００は各家電の単位時間あたりの消費電力量を取得することができる。

＜消費電力量制御の概要＞
図５のグラフでは、家電、たとえばエアコン２００Ｄの目標（理想削減電力量曲線：太線グラフＬ２）に従った積算消費電力量（細線のグラフＬ１）の変化と、当該変化に伴うエアコン２００Ｄの動作モード（グラフＬ３）の切替え方法とが示される。グラフでは、横軸に、ホームコントローラ１００が目標に従って消費電力が変化するようにエアコン２００Ｄを制御開始をした時からの経過時間（分：ｍｉｎ）がとられ、図面向かって左側の縦軸には積算消費電力量（単位：Ｗｈ）がとられ、図面向かって右側の縦軸にはエアコン２００Ｄの動作モードの種類（Normalモード、EcoAモード、EcoBモード）がとられている。ここでは、理想削減電力量曲線（目標）は、タブレット１０３またはボタン１０４を介したユーザ操作に従って、ＣＰＵ１１０が所定演算式から算出すると想定する。

図５では、たとえば理想削減電力量曲線（目標）として３時間当たりの消費電力量の合計（積算消費電力量）が２ｋＷｈに設定された場合が示される。ホームコントローラ１００は、エアコン２００Ｄの積算消費電力量が、理想削減電力量曲線（目標）に従って変化するようにエアコン２００Ｄの動作モードを切替え制御する。

＜消費電力量の変化傾向の検出過程＞
本実施の形態では、家電２００Ａ〜２００Ｄの消費電力量を制御するために、各家電の消費電力量の変化の傾向を検出し、検出結果に基づき動作モードを切替える。

以下、説明を簡単にするために、制御対象家電としてエアコン２００Ｄを例示する。なお、動作モードの自動切替においては、エアコン２００ＤのＯＮ／ＯＦＦ制御が行われず、また、ユーザが手動でエアコン２００Ｄの運転を制御することはないと想定する。

エアコン２００Ｄが運転されている時に、ホームコントローラ１００は、その消費電力量に応じて、動作モード(Normal、EcoA、EcoB)のうちから、ユーザが設定した目標を超えないような動作モードを選択し、選択した動作モードで運転するようにエアコン２００Ｄを制御する。

本実施の形態では、エアコン２００Ｄは、消費電力量の異なる複数の動作モードとして、Normalモードと、Normalモードよりも消費電力量の少ないEcoAモードと、EcoAモードよりも消費電力量の少ないEcoBモードとを有する。たとえば、冷房運転時のエアコン２００Ｄの場合にNormalモードでは設定温度２０℃であるとすれば、EcoAモードは設定温度２１℃であり、EcoBモードでは設定温度２２℃である。なお、動作モードの種類および数は、これらに限定されない。

消費電力量の変化傾向を検出するために、本実施の形態では以下の（式１）〜（式４）を用いる。

上記の関係式の各パラメータは以下のように定義される。
ｐ:目標削減率[％]、
Ｗ_normal:対象家電を一定時間の間標準動作させた時の消費電力の合計[Ｗ]、
ｔ_a:積算時間[ｓｅｃ]、ｔ_b:比較間隔時間[ｓｅｃ]、Ｔ:現在時刻[ｓｅｃ]、
Ｅ_Ａ:ｔ_ａ当たりの削減目標消費電力量[Ｗｈ]、
Ｅ:差分積算値[Ｗｈ]、ｘ_ｔ:ｔ_ａ秒間の消費電力量[Ｗｈ]、
Ｅ_Ｂ:システム制御開始時から（Ｔ-ｔ_b）秒前までの差分積算値[Ｗｈ]、
定数値：ｔ_ａ＝ｔ_ｂ＝３００、Ｗ_normal：実験により測定した値、
ｐ＝{１０，１５，２０}。

なお、システム制御開始時は、エアコン２００Ｄを目標に従って消費電力が変化するよに制御開始した時刻を示し、当該時間はメモリ１０１に予め格納されていると想定する。また、上記の変数ｐは{１０，１５，２０}のうちから１つの値が予め設定されていると想定する。またシステム制御開始時からのｔ_ａ秒間毎の目標消費電力量Ｅ_Ａのそれぞれは、ＣＰＵ１１０により、上記の（式１）と（式２）に従って予め算出されて、目標データ１０１Ｆとしてメモリ１０１に格納されていると想定する。

動作において、エアコン２００Ｄが運転されている時には、ホームコントローラ１００の消費電力量算出部３０２は、電力情報受信部３０１から入力するデータが示す消費電力と時計１０８の時間データを用いて、システム制御開始時からｔ_ａ秒毎の定期的に消費電力量ｘ_ｔ[Ｗｈ]を算出し、算出した消費電力量ｘ_ｔ[Ｗｈ]それぞれを消費電力量データ１０１Ｂとしてメモリ１０１に逐次格納する。

差分積算部３０３は、メモリ１０１の目標データ１０１Ｆが示すｔ_ａ秒毎の削減目標消費電力量Ｅ_Ａと、消費電力量データ１０１Ｂが示すｔ_ａ秒毎の消費電力量ｘ_ｔとの差分を、上記の（式３）に従いシステム制御開始時（ｔ＝０）から現在時間Ｔまでを積算することにより差分積算値Ｅ[Ｗｈ]を算出し、算出した差分積算値Ｅ[Ｗｈ]をメモリ１０１に差分積算値データ１０１Ｃとして逐次格納する。ＣＰＵ１１０は、差分積算値Ｅが格納される毎に、差分積算値データ１０１Ｃとして格納される差分積算値Ｅのうちから、前回算出された差分積算値Ｅ（すなわち差分積算値Ｅ_ｂ）を読出し、前回算出値データ１０１Ｄとしてメモリ１０１に格納する。

検出部３０４は、差分積算部３０３から差分積算値の算出終了通知を受けて、且つ時間データＤ２が示す前回の検出時間から長さデータＤ１が示す時間ｔ_ｂが経過したことを判定すると、差分積算値データ１０１Ｃから直近に、すなわち今回に算出された差分積算値Ｅを読出し、読出した差分積算値Ｅと予め定められた値とを比較することにより、エアコン２００Ｄの消費電力量の変化の傾向を検出する。具体的には、検出部３０４は、定期的に直近に算出された差分積算値Ｅと値０との比較、および当該差分積算値Ｅと前回算出値データ１０１Ｄが示す差分積算値Ｅ_ｂとの比較を行い、これらの比較結果に基づきエアコン２００Ｄの消費電力量の変化傾向を検出する。

このように、検出部３０４は、ｔ_ｂ秒毎の定期的に、エアコン２００Ｄの消費電力量の変化傾向を検出する。なお、ｔ_ｂ秒は検出間隔の長さを示すものであり、ｔ_ａ≦ｔ_ｂの関係を有する。

（動作モード切替のための条件）
図６を参照し、エアコン２００Ｄの消費電力量の変化傾向の検出結果と、エアコン２００Ｄの動作モード切替えのための条件を説明する。

図６では、エアコン２００Ｄの動作モードとして、２重丸でNormalモードと、EcoAモードと、EcoBモードとを示し、各動作モードの２重丸から出ている矢線は、遷移先の動作モード（自己の動作モードまたは他の動作モード）の２重丸へ延びている。また、矢線には、動作モードを矢先の動作モードに遷移させるための条件が付されている。

本実施の形態では、検出部３０４は、図６の矢線に付された条件が成立するか否かを判定することにより、エアコン２００Ｄの消費電力量の変化の傾向を検出し、すなわち消費電力量の変化の傾向は増加する傾向であるか、または減少する傾向であるかを検出し、その結果を制御情報生成部３０７に出力する。

制御情報生成部３０７は、メモリ１０１のモードデータ１０１Ａが示すエアコン２００Ｄの現在を動作モードと、検出部３０４からの検出結果とに基づき、現在の動作モードを、矢線の先が指す動作モードへ切替えるための制御情報を生成する。

具体的には、現在の動作モードがNormalモードのとき、検出部３０４が差分積算値Ｅについて（Ｅ≦０）の条件が成立すると判定すると、すなわち積算消費電力量は目標よりも多い傾向にあることを検出すると、制御情報生成部３０７は現在の動作モード（“Normalモード”）を、EcoAモードへ切替えるための制御情報を生成し出力する（図６の矢線６１を参照）。それ以外では動作モードを切替えずに現在の動作モードが維持されるように動作する（図６の矢線６２を参照）。現在の動作モードを維持する場合には、制御情報生成部３０７は制御情報を出力しないとしてもよく、または“現在の動作モードを維持せよ”との指令を示す制御情報を出力するとしてもよい。

現在の動作モードがEcoAモードのとき、検出部３０４が差分積算値Ｅについて（Ｅ＞０）かつ（Ｅ_ｂ＜Ｅ）の条件が成立すると判定すると、すなわち積算消費電力量は目標よりも少ない傾向にあり、且つ差分積算値が増加する傾向にあると検出すると、制御情報生成部３０７は現在の動作モード（“EcoAモード”）をNormalモードへ切替えるための制御情報を生成する（図６の矢線６３を参照）。

また、現在の動作モードがEcoAモードのとき、検出部３０４が差分積算値Ｅについて（Ｅ≦０）かつ（Ｅ_ｂ≦Ｅ）の条件が成立すると判定すると、すなわち積算消費電力量は目標よりも多い傾向にあるが差分積算値は増加する傾向にあると検出すると、制御情報生成部３０７は、エアコン２００Ｄについて現在の動作モード（“EcoAモード”）が維持されるように動作する（図６の矢線６４を参照）。

また、現在の動作モードがEcoAモードのとき、検出部３０４が差分積算値Ｅについて（Ｅ＞０）かつ（Ｅ_ｂ≧Ｅ）の条件が成立すると判定すると、すなわち積算消費電力量は目標よりも少ない傾向にあり差分積算値は減少する傾向にあると検出すると、制御情報生成部３０７はエアコン２００Ｄについて現在の動作モード（“EcoAモード”）が維持されるように動作する（図６の矢線６４を参照）。

また、現在の動作モードがEcoAモードのとき、検出部３０４が差分積算値Ｅについて（Ｅ≦０）かつ（Ｅ_ｂ＞Ｅ）の条件が成立すると判定すると、すなわち積算消費電力量は目標よりも多い傾向にあるが差分積算値は減少する傾向にあると検出すると、制御情報生成部３０７はエアコン２００Ｄの現在の動作モード（“EcoAモード”）をEcoBモードへ切替えるための制御情報を生成する（図６の矢線６５を参照）。

現在の動作モードがEcoBモードのとき、検出部３０４が差分積算値Ｅについて（Ｅ＞０）の条件が成立すると判定すると、すなわち積算消費電力量は目標よりも少ない傾向にあると検出すると、制御情報生成部３０７はエアコン２００Ｄの現在の動作モード（“EcoBモード”）をEcoAモードへ切替えるための制御情報を生成する（図６の矢線６６を参照）。それ以外ではエアコン２００Ｄについて現在の動作モードを維持させるように動作する（図６の矢線６７を参照）。

図７（Ａ）と（Ｂ）のグラフでは、横軸の時間経過に伴うｔ_ａ秒間の消費電力量ｘ_ｔの積算値である積算消費電力量Σｘ_ｔの変化が、ｔ_ａ秒当たりの削減目標消費電力量Ｅ_Ａの積算値である積算消費電力量ΣＥ_Ａ（理想削減電力量曲線）と関連付けて模式的に示される。図中では、ｔ_ａ秒当たりの削減目標消費電力量Ｅ_Ａの積算消費電力量ΣＥ_Ａ（理想削減電力量曲線）は太い実線で表わされ、ｔ_ａ秒間の消費電力量ｘ_ｔの積算消費電力量Σｘ_ｔは細い実線で示されている。図７（Ａ）のグラフでは、図６の矢線６５に示す動作モードの遷移が実行される場合の積算消費電力量Σｘ_ｔの変化が示され、図７（Ｂ）のグラフでは、図６の矢線６３に示す動作モードの遷移が実行される場合の積算消費電力量Σｘ_ｔの変化が示される。

＜検出間隔の長さの変更＞
本実施の形態ではｔ_ａ秒間の消費電力量を算出し、ｔ_b秒毎に検出部３０４による消費電力量の変化傾向の検出を実施するようにしているが、この検出間隔の長さを示すｔ_ｂ秒は、期間変更部３０５により変更される。

具体的には、期間変更部３０５は、検出部３０４が変化傾向の検出のために用いる差分積算値Ｅと予め定められた値ＴＨとを比較し、比較結果に基づき（Ｅ＞ＴＨ）の条件が成立するか否かを判定し、判定結果に従って、検出間隔の長さを示す検出期間データ１０１Ｅの長さデータＤ１を更新する（書き換える）。

具体的には、上記の条件が成立すると判定すると長さデータＤ１を、その値（ｔ_ｂ秒の値）を小さくするように更新する（ただし、ｔ_ｂ≧ｔ_ａである）。一方、当該条件は成立しないと判定すると長さデータＤ１を、その値（ｔ_ｂ秒の値）が元の値（たとえば、３００秒）を示すように更新する（ただし、ｔ_ｂ≧ｔ_ａである）。なお、長さデータＤ１が元の値（３００秒）を示している場合には更新は行われない。

これにより、差分積算値Ｅが大きくなる傾向が強い場合であっても、検出間隔を短くすることで、積算消費電力量を速やかに目標に追従させるようにエアコン２００Ｄの動作モードを切替えることができる。

また、エアコンの一般的な特徴として、運転開始時（立ち上がり時）には消費電力は大きく上昇し、その後に消費電力は通常レベルに戻り安定した運転に移行するとの特徴を有する。したがって、本実施の形態でも、エアコン２００Ｄの運転開始時から安定運転に移行するまでの期間は、上述した、消費電力量の変化の傾向に基づく動作モードの切替え制御をパスする（行わない）ようにしてもよい。

＜処理フローチャート＞
図８は、本発明の実施の形態に係る処理の概略フローチャートである。該フローチャートに従うプログラムは予めメモリ１０１に格納されて、ＣＰＵ１１０がそのプログラムを読出し実行することにより機能が実現される。

このフローチャートの処理は定期的に、たとえばｔ_ｂ秒毎に実行される。なお、期間変更部３０５により検出間隔の長さを示すｔ_ｂ秒が変更された場合には、ＣＰＵ１１０は変更後の検出間隔に従って図８の処理の実行間隔を変更する。

図８を参照して、消費電力量算出部３０２は、上述したように、エアコン２００Ｄの消費電力量ｘ_ｔを算出して、消費電力量データ１０１Ｂとしてメモリ１０１に格納する（ステップＳ１００）。

差分積算部３０３は、上述の（式３）に従い差分積算値Ｅ[Ｗｈ]を算出し、メモリ１０１に差分積算値データ１０１Ｃとして格納する（ステップＳ２００）。このとき、ＣＰＵ１１０は、差分積算値データ１０１Ｃとして格納されていた前回算出された差分積算値Ｅ（すなわち差分積算値Ｅ_ｂ）を読出し、前回算出値データ１０１Ｄとしてメモリ１０１に格納する。

検出部３０４は、上述したように差分積算値データ１０１Ｃから直近に算出された差分積算値Ｅを読出し、読出した差分積算値Ｅと予め定められた値（値０と、前回の差分積算値Ｅ_ｂ）とを比較することにより、エアコン２００Ｄの消費電力量の変化の傾向を検出する（ステップＳ３００）。検出部３０４による検出が終了すると、ＣＰＵ１１０は、時計１０８が出力する時間データから検出終了時点の時刻を取得し、時間データＤ２として格納する。これにより、時間データＤ２は消費電力量の変化傾向の検出がなされた直近の時間を示すように更新される。

制御情報生成部３０７は、検出された消費電力量の変化の傾向から、エアコン２００Ｄを制御するための制御情報を生成し、生成した制御情報を制御情報送信部３０８に出力するとともに、表示処理部３０９に出力する（ステップＳ４００）。これにより、エアコン２００Ｄ宛てに動作モード切替に関する制御情報が出力されるともに、表示処理部３０９には制御情報に従う情報（たとえば、切替後の動作モードを示す画像、動作モードが切替ったことを示すメッセージなど）が表示される。

本実施の形態によれば、エアコン２００Ｄは、消費電力量に応じて、ユーザが設定した消費電力量の目標を超えないような動作モードの切替制御が実行されることから、消費電力量が必要以上に削減されるような事態を回避することができる。その結果、エアコン２００Ｄにより調整される室内温度などをユーザが所望する範囲に維持することが可能となって、空調による快適性が損なわれることはない。

＜電気機器の制御の変形例＞
上述した実施の形態では、制御情報生成部３０７は、エアコン２００Ｄの動作モードを切替える制御情報を生成するようにしたが、動作モードの切替制御ではなく、エアコン２００Ｄの設定温度を変更するような制御情報を出力するようにしてもよい。また、その変更幅は、差分積算値Ｅの大きさに従って決定するとしてもよい。

また、ここではエアコン２００Ｄのみを対象としたが、複数台の家電を対象とし、各家電の消費電力量から当該家電の動作モードを個別に切替えるとしてもよい。

また、制御対象の家電を複数台とする場合に、たとえばエアコン２００Ｄ、テレビ２００Ａ、および照明器２００Ｂを制御対象とする場合に、上記の３つの動作モード(Normal、EcoA、EcoB)における家電の運転状態は以下の設定値の通りであるとする。

Normal→エアコン暖房２２℃、テレビのバックライト０レベル、照明明るさ10000寒色
EcoA→エアコン暖房２０℃、テレビバックライト０レベル、照明明るさ10000寒色
EcoB→エアコン暖房２０℃、テレビバックライト-８レベル、照明明るさ1000寒色
各家電についての差分積算値Ｅの合計から、図６に示した遷移に従って動作モードを切替える。この場合に、制御情報生成部３０７は、制御情報として、上述した設定値に切替えるための指令を、エアコン２００Ｄ、テレビ２００Ａおよび照明器２００Ｂそれぞれについて生成する。生成された指令を各家電宛てに送信することで、消費電力量が目標に従って変化するように、各家電を個別に制御することができる。

＜消費電力量の取得に係る変形例＞
上述した実施の形態では、ホームコントローラ１００の消費電力量算出部３０２が家電の消費電力量を算出するとしているが、当該算出機能を消費電力量算出部３０２に代替して通信装置２４０Ａ〜２４０Ｄが行うとしてもよい。その場合には、ホームコントローラ１００からのレポート要求に応じて、通信装置２４０Ａ〜２４０Ｄは消費電力量を中継器１６０およびルータ１５０を経由しホームコントローラ１００に送信するとしてもよい。

また、家電２００Ａ〜２００Ｄが消費電力量を算出するとしてもよい。つまり、家電２００Ａ〜２００Ｄのそれぞれが電力センサを内蔵し、電力センサで検出した消費電力から消費電力量を算出する。そして、上記のレポート要求に応じて、接続された通信装置２４０Ａ〜２４０Ｄそれぞれを介しホームコントローラ１００宛てに消費電力量を送信するとしてもよい。

［実施の形態２］
上述の実施の形態１に係る処理は、ＣＰＵ１１０により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、メモリ１０１に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、非一時的に記憶媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、図１の外部ネットワークの１種である、いわゆるインターネットに接続された情報提供事業者によってホームコントローラ１００にダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。

このようなソフトウェアは、図示しない読取装置を利用することによってその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信インターフェイス１０５を利用することによってダウンロードされて、メモリ１０１に一旦格納される。ＣＰＵ１１０は、ソフトウェアを実行可能なプログラムの形式でメモリ１０１に格納してから、当該プログラムを実行する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ ホームコントローラ、１０１Ａ モードデータ、１０１Ｂ 消費電力量データ、１０１Ｃ 差分積算値データ、１０１Ｄ 前回算出値データ、１０１Ｅ 検出期間データ、１０１Ｆ 目標データ、２００Ａ〜２００Ｄ 家電、２０１Ａ 現モードデータ、２４０Ａ〜２４０Ｄ 通信装置、３０１ 電力情報受信部、３０２ 消費電力量算出部、３０３ 差分積算部、３０４ 検出部、３０５ 期間変更部、３０６ モード受信部、３０７ 制御情報生成部、３０８ 制御情報送信部、３０９ 表示処理部、３１０ 操作受付部、３１１ メモリ書込部、３１２ メモリ読出部、４０１ ネットワーク、４０２ 電力線、Ｄ１ 長さデータ、Ｄ２ 時間データ、Ｅ，Ｅｂ 差分積算値、Ｅ_Ａ 目標消費電力量、ｔ_ａ，ｔ_ｂ 時間、ｘ_ｔ 消費電力量、ΣＥ_Ａ，Σｘ_ｔ 積算消費電力量。

Claims (12)

1. 電気機器の消費電力に関する情報を受信する電力情報受信部と、
   受信される前記消費電力に関する情報に基づく前記電気機器の消費電力量と、目標との差分の積算値を算出する積算部と、
   算出される前記差分の積算値から、前記電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出する検出部と、
   検出された前記変化の傾向に基づいて、消費電力が変化するように前記電気機器を制御するための情報を出力する出力部と、を備える、コントローラ。
2. 前記検出部は、
   算出される前記差分の積算値と予め定められた値との比較から、前記電気機器の消費電力量の前記変化の傾向を検出する、請求項１に記載のコントローラ。
3. 前記電力情報受信部は、前記電気機器の制御開始時から当該電気機器の消費電力に関する情報を受信し、
   前記積算部は、
   前記電気機器の消費電力量と前記目標との差分を、予め定められた期間にわたり積算した積算値を、定期的に算出し、
   前記予め定められた期間は、前記制御開始時から前記積算値の今回算出時までの期間を示す、請求項２に記載のコントローラ。
4. 前記予め定められた値は、定期的に前記積算値が算出される場合における前回に算出された積算値を含む、請求項３に記載のコントローラ。
5. 前記検出部は、
   定期的に前記差分の積算値が算出される毎に、当該差分の積算値と前記予め定められた値との比較から、前記電気機器の消費電力量の前記変化の傾向を検出し、
   前記コントローラは、
   定期的に前記差分の積算値が算出される毎に、前記検出部が当該差分の積算値から前記電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出する場合に、直近の検出から次回の検出までの期間の長さを変更する、請求項３または４に記載のコントローラ。
6. 前記コントローラは、
   前記期間の長さを、直近に算出された前記差分の積算値の大きさに基づき変更する、請求項５に記載のコントローラ。
7. 前記電気機器は、消費電力の異なる複数の動作モードを有し、
   前記出力部は、
   検出された前記変化の傾向に基づいて動作モードを切替えるように前記電気機器を制御するための情報を出力する、請求項１から６のいずれかに記載のコントローラ。
8. 前記変化の傾向は、前記差分の積算値の増減の傾向を示す、請求項１から７のいずれかに記載のコントローラ。
9. 電気機器とコントローラとを備えるネットワークシステムであって、
   前記コントローラは、
   前記電気機器の消費電力に関する情報を受信する電力情報受信部と、
   受信される前記消費電力に関する情報に基づく前記電気機器の消費電力量と、目標との差分の積算値を算出する積算部と、
   算出される前記差分の積算値から、前記電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出する検出部と、
   検出された前記変化の傾向に基づいて、消費電力が変化するように前記電気機器を制御するための情報を出力する出力部と、を含む、ネットワークシステム。
10. 電気機器と、前記電気機器の消費電力量を測定するための測定装置と、コントローラとを備えるネットワークシステムであって、
    前記測定装置は、前記電気機器による消費電力量を前記コントローラに送信し、
    前記コントローラは、
    前記測定装置から消費電力量を受信する電力情報受信部と、
    受信される前記消費電力量と、目標との差分の積算値を算出する積算部と、
    算出される前記差分の積算値から、前記電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出する検出部と、
    検出された前記変化の傾向に基づいて、消費電力が変化するように前記電気機器を制御するための情報を出力する出力部と、を含む、ネットワークシステム。
11. 電気機器の消費電力に関する情報を受信するステップと、
    受信される前記消費電力に関する情報に基づく前記電気機器の消費電力量と、目標との差分の積算値を算出するステップと、
    算出される前記差分の積算値から、前記電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出するステップと、
    検出された前記変化の傾向に基づいて、消費電力が変化するように前記電気機器を制御するための情報を出力するステップと、を備える、制御方法。
12. プロセッサに、電気機器の制御方法を実行させるためのプログラムであって、
    前記プログラムは、前記プロセッサに、
    前記電気機器の消費電力に関する情報を受信するステップと、
    受信される前記消費電力に関する情報に基づく前記電気機器の消費電力量と、目標との差分の積算値を算出するステップと、
    算出される前記差分の積算値から、前記電気機器の消費電力量の変化の傾向を検出するステップと、
    検出された前記変化の傾向に基づいて、消費電力が変化するように前記電気機器を制御するための情報を出力するステップと、を実行させるためのプログラム。

Images