JP2016530475A - Hvacシステムを制御する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
暖房、換気及び空調(Heating Ventilation or Air−Conditioning(HVAC))のための方法及びコントローラであって、コントローラは、プロセッシングユニット及びストレージデバイスを有し、前記コントローラは、HVACユニットの状態及びHVACユニットの動作の対と、測定値とのマッピングを取得するためのマッピング取得モジュールと、HVACユニットの現在の状態に基づいてHVACユニットにより取られる動作を決定するための動作決定部と、HVACユニットへ送信されたときにHVACユニットに動作を行わせるように構成される合成測定を、マッピングから取得するための測定決定部と、合成測定をHVACユニットへ送信するためのHVAC通信モジュールと、を備える。【選択図】図3
Description
関連出願の相互参照
本発明は、2013年8月18日に出願された、発明の名称“A method for seamlessly replacing a control algorithm of an HVAC system using only IR commands”の米国仮出願番号第61/867,073号、及び2014年5月14日に出願された、発明の名称“A completely external and cable free device and system that connects air conditioners to the internet and uses sensory data to provide superior comfort and energy savings”の米国仮出願番号第61/992,993号の利益を主張するものであり、その両方が、それらの全体を参照により本明細書に援用される。
本発明は、2013年8月18日に出願された、発明の名称“A method for seamlessly replacing a control algorithm of an HVAC system using only IR commands”の米国仮出願番号第61/867,073号、及び2014年5月14日に出願された、発明の名称“A completely external and cable free device and system that connects air conditioners to the internet and uses sensory data to provide superior comfort and energy savings”の米国仮出願番号第61/992,993号の利益を主張するものであり、その両方が、それらの全体を参照により本明細書に援用される。
本開示は、一般的に、暖房、換気及び空調(Heating Ventilation or Air−Conditioning(HVAC))システムの制御に関するものであり、特に、既存のHVACシステムの制御システムを置き換えることに関するものである。
暖房、換気及び空調(Heating Ventilation or Air−Conditioning(HVAC))システムは、通常、購入及び搭載され、その後、長年使用される。よって、技術が進歩及び改善され、より経済的かつより効率の良いHVACシステムが利用可能となっても、多くの古いユニットが用いられているままであり、順最適な態様で作動し、よって、エネルギーの浪費及び所有者により多くの費用を負担させる。
一部のユニットには、それらの制御アルゴリズムを更新する手法が設けられるが、このようなユニットは稀であり、更新は扱いにくい。一方、制御アルゴリズムは、ユニット全体を置き換えることによってのみ変更される。
ユニバーサルリモートコントロールを用いることのような一部の解決手段は、HVACシステムの専用リモートコントロールの機能を再現する。しかし、コンプレッサーのオン/オフ、ファンの速度等のようなユニットの制御パラメータ、又は温度のようなユニットによって検知される測定値へのダイレクトアクセスを有さずに、制御アルゴリズムを置き換えることは困難である。よって、冷却するときに、例えば、コンプレッサーを停止する30℃、及びコンプレッサーを起動する16℃にHVAC目標温度を設定する(暖房時には逆に設定する)が、これは、通常、最適な結果を提供しない。
また、リモートコントロールは、ユーザによって使用されるために設計されているため、HVACユニットは、コマンドがHVACユニットへ送信されるときに、ユーザに兆候を提供するために、通常、可聴確認音を生じる。よって、HVACの制御アルゴリズムを置き換えるためのリモートコントロールコマンドを用いることにより、各コマンド用のこのような音を生じ、これは、特にユーザが就寝時にユーザを不快にする場合がある。
よって、ユニット全体を置き換えず、かつ不快な音を生じずに、より心地よく、よりエネルギー効率のよい動作を提供するために、HVACシステムの制御を置き換えるための方法及びシステムの需要が存在する。
本発明の主題の1つの例示的な実施形態は、プロセッシングユニット及びストレージデバイスを有するコントローラであって、暖房、換気及び空調(Heating Ventilation or Air−Conditioning(HVAC))ユニットの状態及び前記HVACユニットの動作の対と、測定値とのマッピングを取得するためのマッピング取得モジュールと、前記HVACユニットの現在の状態に基づいて前記HVACユニットにより取られる動作を決定するための動作決定部と、前記HVACユニットへ送信されたときに前記HVACユニットに前記動作を行わせるように構成される合成測定値を、前記マッピングから取得するための測定決定部と、前記合成測定値を前記HVACユニットへ送信するためのHVAC通信モジュールと、を備えるコントローラである。前記コントローラでは、前記HVAC通信モジュールは、任意に、iFeelメッセージを前記HVACユニットへ送信するように構成される。前記コントローラでは、前記HVACユニットは、任意に、第1の種類のメッセージを受信したときに可聴音を発するように構成され、前記HVACユニットは、第2の種類のメッセージを受信したときに可聴音を発することを防ぐように構成され、前記HVAC通信モジュールは、前記第2の種類のメッセージを用いて、前記合成測定値を前記HVACユニットに送信するように構成される。前記コントローラでは、任意に、前記合成測定値は、温度測定値である。前記コントローラでは、任意に、前記合成測定値は、湿度測定値である。前記コントローラでは、前記マッピングは、任意に、第2のマッピングの逆マッピングとして決定され、前記第2のマッピングは、前記HVACユニットの状態及び動作に対する測定値の対をマッピングする。前記コントローラは、1以上のセンサを更に備えてもよく、前記動作決定モジュールは、前記1以上のセンサからの測定値に基づいて前記動作を決定するように構成される。前記コントローラでは、前記動作決定モジュールは、任意に、前記HVACユニットと配置されるセンサから受信された測定値に基づいて前記動作を決定するように構成される。前記コントローラは、前記HVACユニットの推定状態を監視するように構成されるHVAC状態モニタを更に備えてもよい。
本発明の主題の別の例示的な実施形態は、コンピュータ装置によって行われる方法であって、暖房、換気及び空調(Heating Ventilation or Air−Conditioning(HVAC))ユニットの状態及び前記HVACユニットの動作の対と、測定値とのマッピングを取得するステップと、プロセッサにより、前記HVACユニットの現在の状態に基づいて前記HVACユニットにより取られる動作を決定するステップと、前記HVACユニットへ送信されたときに前記HVACユニットに前記動作を行わせるように構成される合成測定値を、前記マッピングから取得するステップと、前記合成測定値を前記HVACユニットへ送信するステップと、を備える方法である。前記方法では、前記送信するステップは、任意に、iFeelメッセージを前記HVACユニットへ送信することを含む。前記方法では、前記HVACユニットは、任意に、第1の種類のメッセージを受信したときに可聴音を発するように構成され、前記HVACユニットは、任意に、第2の種類のメッセージを受信したときに可聴音を発することを防ぐように構成され、前記HVAC通信モジュールは、任意に、前記第2の種類のメッセージを用いて、前記合成測定値を前記HVACユニットに送信するように構成される。前記方法では、前記合成測定値は、任意に、温度測定値である。前記方法では、前記合成測定値は、任意に、湿度測定値である。前記方法では、前記マッピングは、任意に、第2のマッピングの逆マッピングとして決定され、前記第2のマッピングは、前記HVACユニットの状態及び動作に対する測定値の対をマッピングする。前記方法では、前記動作を決定するステップは、任意に、センサによる少なくとも1つの測定値、及び前記HVACユニットの現在の状態に基づいて、前記動作を決定することを含み、前記センサは、任意に、前記HVACユニットの外部にある。前記方法では、前記センサは、任意に、前記HVACユニットと配置される。前記方法は、前記HVACユニットの現在の状態を監視するためにセンサを用いるステップを更に備えてもよい。
本発明の主題は、対応する又は同様の数字又は文字が対応する又は同様の構成要素を示す図面と共に得られる以下の詳細な説明からより完全に理解及び評価されるであろう。特に言及しないかぎり、図面は、本開示の例示的な実施形態又は態様を提供し、本開示の範囲を限定するものではない。
本発明の主題により扱われる1つの技術的な課題は、制御アルゴリズム及びHVACユニットの機構を置き換えることの必要性である。一部の場合には、制御アルゴリズム及びHVACユニットの機構を置き換えることにより、ユニット全体を置き換えずに、よりエネルギー効率の良い制御を可能にする。一部の場合には、新たな制御アルゴリズム及びHVACユニットの機構は、HVACユニットの付近にいる人を目覚めさせる可聴音又は他の感覚的な合図をHVACが生じずに、HVACユニットを制御するように構成されてもよい。一部の場合には、スマートグリッドシステムは、HVACユニットの制御を変更するために決定してもよい。追加又は代替で、制御アルゴリズムは、HVACユニットを現在使用している人にパーソナライズされうる。
一部のHVACユニットは、例えば、リモートコントロールによって発せられる赤外線(Infra Red(IR))信号を介したコマンドの受信に応じて、可聴音(例えば、“ビー”)を発するように構成される。可聴音は、コマンドが受信され、HVACユニットによって処理されることをユーザに示してもよい。しかし、可聴音及び他の同様の感覚的な合図は、送信されるコマンドがユーザによって開始されないときには望まれない。一部の例示的な実施形態では、HVACユニットは、表示を変える、LEDをオン又はオフする等のようなユーザを妨害しないいくつかの合図を発してもよい。
多くのHVACユニットは、iFeel機能(iFeel feature)(“Follow me”としても知られる)を有する。本開示では、iFeel機能は、HVACユニットの動作に適している温度又は別のパラメータが、ユニット自体では測定されないが、いくつかの別の位置で測定され、HVACユニットへ送信される機能である。本発明の主題によれば、HVACユニットは、リモートコントロールからのコマンドのような他の非iFeel送信を受信したときに、その動作に対する別のものとは対照的なiFeel機能の一部として送信されたパラメータの受信に応じて可聴音又は感覚的な合図を発しないように構成される。
一部の例示的な実施形態では、測定されたパラメータの送信は、ファンの速度の変更、目標温度の変更等のようなHVACユニットへの別のコマンドを伴ってもよい。一部の例示的な実施形態では、測定されたパラメータは、任意の位置で測定され、かつHVACユニット自体では測定されない。当該位置は、固定されてもよく又は移動してもよい。一部の例示的な実施形態では、HVACユニットのリモートコントロールは、パラメータを測定し、かつコマンドをHVACユニットへ無線送信するように構成されてもよい。一部の例示的な実施形態では、HVACユニットは、現在の状態、測定値、及びその制御アルゴリズムに基づいて、その独自の動作を制御してもよい。iFeel機能に基づいてHVACユニットへ送信されるメッセージは、iFeelメッセージとも呼ばれてもよい。
1つの技術的な解決手段は、送信された測定値がユニットを所望の態様と仮定するように、iFeelプロトコルを用いて、シミュレート、合成又は“偽の(forged)”測定値をHVACユニットへ送信するためにiFeel機能を用いる制御ユニットを提供することである。よって、iFeelメッセージは、センサによる実際の測定値を反映しないが、要求又は望まれるようなHVACユニットの反応を生じるために、生成される異なる測定値を反映する場合もある。
伝えられた測定値(例えば、伝えられた温度)及び目標(例えば、目標温度)を提供する特定のiFeelメッセージを与えると、特定のHVACユニットモデルの応答は、予め決定されてもよい。例えば、測定された温度が17℃であるが、目標温度が25℃であるiFeelメッセージを送信することにより、(例えば、冷却モードのとき)HVACユニットにコンプレッサーのモータを自動的に停止させてもよい。一部の場合には、HVACユニットは、このような場合にファンの速度を低速に自動的に設定してもよい。この動作は、iFeel機能を用いることにより、他のユーザによって感知されやすい可聴音を発せずに、又は他の合図を提供せずに行われてもよい。
よって、TがiFeelメッセージで提供される測定値(例えば、温度、湿度等)を含み、SがHVACユニットの現在の状態である(T,S)の対が与えられると、同一モデルの全てのユニットは、Rで表される予め決定された態様で応答するように構成されてもよい。一部の場合には、予め決定された態様は、制御アルゴリズム及びHVACユニットの機構により決定されてもよい。マッピング(T,S)−>Rは、HVACユニットの各モデルに対して取得されうる。一部の実施形態では、マッピングは、特定のユニット態様の観察を入力するユーザによって提供されてもよい。マッピングは、ユーザがiFeel及び目標測定値、及び例えば、コンプレッサーのオン/オフ状態、ファンの速度、ファンの向き、フラップの移動等のような要求される態様を選択しうるユーザインターフェースを用いて提供されてもよい。
別の実施形態では、マッピングは、事前に提供され、コンピュータ可読フォーマットで保持されてもよい。一例として、マッピングは、コンピュータ可読フォーマットにおけるコンピュータ可読ファイルマッピング保持に記憶されてもよい。追加又は代替で、マッピングは、データストレージに保持されてもよい。
更に別の実施形態では、マッピングは、HVACユニットを特定状態Sに手動又は自動的に設定し、測定値Tを伝え、仮定された態様又は態様の変更とも呼ばれる応答Rを観察することにより、取得されてもよい。
マッピング(T,S)−>Rが利用可能になると、逆マッピングが決定されてもよく、各対S及びRについて、Sは現在の状態であり、Rは要求される態様又は仮定される態様の変更であり、対応するT、つまり、伝えられる測定値は決定されてもよい。一例として、所望の態様が、コンプレッサーのオフ、ファンの速度を低速にすること、及び25℃の目標温度を含むHVACユニットの現在の状態であり、動作モードが冷却モードである場合、マッピングされる測定値は、17℃である。一部の例示的な実施形態では、マッピング(T,S)−>Rは、単射(injective function)でなくてもよい。一部の場合には、HVACが状態Sであるときに、同一の要求される態様Rにマッピングされるいくつかの別の測定値T1,T2,...,TNがあってもよい。逆マッピングは、(S,R)を別の測定値のセットの単一測定値にマップしてもよい。
一部の例示的な実施形態では、制御アルゴリズムが、HVACユニットの態様(例えば、モーターをオン/オフする、ファンを高速/低速にする、フラップの向きを変える又はHVACユニットの動作に影響を与える)に適用される所望の変更を決定するとき、現在の状態及び要求される態様の組み合わせに対して逆マッピングでサーチしてもよい。組み合わせが見つかると、この組み合わせに関連付けられた測定値が検索される。実際の測定値を反映する必要がない現在の状態及び要求される態様の組み合わせは、HVACユニットが、実際に、所望の態様を仮定しつつ、可聴音を生成しないように、iFeelメッセージによって送信される。
一部の実施形態では、HVACユニットの現在の状態は、iFeelメッセージによって送信されるためには要求されない。これらの実施形態では、決定された測定値のみが送信されるが、温度決定アルゴリズムは、内部的に、HVACユニットの状態の経過を追い、HVACユニットの状態を使用してもよい。
別の実施形態及びHVACユニットがこのプロトコルをサポートする場合には、測定値ではなく要求される態様は、iFeelメッセージによってHVACユニットへ送信され、HVACユニットによって推定されてもよい。要求される態様は、要求される態様を決定するユニット又は外部ユニットのような任意の制御ユニットから送信されてもよい。
ここで、図1を参照すると、開示される発明の主題の一部の例示的な実施形態に係る、制御されるHVACユニットを有する環境の概要図を示す。
図1は、HVACユニット104が搭載される部屋100の概要図を示す。HVACユニット104は、壁の高いところのような、日常的にアクセスするのに不便な領域を含む部屋のどこにでも搭載されてもよい。HVACユニット104は、その動作が部屋100の環境に影響しないように、典型的には部屋100の外側に搭載されるコンプレッサーユニット(図示せず)又は別の作動ユニットに接続されてもよい。コンプレッサーユニットは、屋根、ビルの外壁、テラス等のような外側位置に搭載されてもよい。
HVACユニット104は、オン/オフLED108と、温度ディスプレイ、タイマ、温度制御装置等のような、取りうる追加ディスプレイ及び制御装置と、を有するコントロールパネル106を備えてもよい。コントロールパネル106、又はHVACユニット104の任意の他の位置には、赤外線(IR)受信機、無線周波数(RF)受信機、超音波受信機等のような受信機も備えてもよい。一部の例示的な実施形態では、コントロールパネル106は、WiFi又はBluetooth(登録商標)を用いてスマートフォンから制御されてもよく、又はインターネットから制御されてもよい。一部の例示的な実施形態では、コントロールパネル106は、リモートコントロール116又はリモート部130のようなリモートソースから制御されてもよい。
HVACユニット104は、温度センサ、湿度センサ等のような1以上のセンサも備えてもよい。
リモートコントロール116は、開始/停止、目標温度設定、タイマー設定等のようなコマンドをユーザが手動で送信可能にするための制御装置を有してもよい。リモートコントロール116は、IR送信機、RF送信機等を用いてコマンドを送信してもよい。HVACユニット104は、リモートコントロールからのコマンド120と共にセンサからの測定値を用いてもよく、例えば、そのコントローラにより、例えば、コンプレッサーを開始/停止する、ファンの速度を高い/低いに設定する、フラップの向きを設定する等のユニットをどのように動作するかを決定する。
HVACユニット104は、センサ測定値が、ユニット自体に備えられるセンサからは受信されないが、他の場所から受信するiFeel機能を実装してもよい。一部の場合には、センサ測定値は、リモートコントロール116、リモート部130等で備えられるセンサの測定値であってもよい。この構成では、センサ測定値は、iFeelメッセージを用いてHVACユニット104へ送信されてもよい。iFeelメッセージは、コマンドを送信するために用いられるHVACユニット104とリモートコントロール116との通信プロトコル、又はHVACユニット104によりサポートされる別の通信プロトコルを用いて送信されてもよい。センサは、リモートコントロール以外の位置に搭載されてもよく、測定値は、リモートコントロールによって受信され、HVACユニット104へ送信されてもよいことが理解されるであろう。
典型的には、リモートコントロール116を用いてユーザによって開始されるコマンドは、HVACユニット104に“ビー(beep)”のような可聴音を発生させるが、iFeelメッセージの送信は、HVACユニット104に音を開始させない。
本発明の主題の一部の実施形態によれば、リモートコントロール116は、iFeelメカニズムを用いてもよいが、測定された温度のような測定値を送信することに代えて、コントローラは、まず、HVACユニット104の要求される態様を決定する。リモートコントロール116は、その後、温度又は別のセンサ値のような(測定ではなく)決定された値を送信してもよく、要求される態様をHVACユニット104に推定させる。追加又は代替的に、リモート部130は、HVACユニット104を制御するためにiFeelメッセージを送信してもよい。一部の場合には、リモート部130は、ユーザがHVACユニット104へコマンドを提供することを可能にするためのキーボードのようなユーザインターフェースを備えていなくてもよい。一部の場合には、リモート部130は、ウェブサーバのような別のデバイスに接続されてもよく、HVACユニット104に対する所望の態様を決定するために有益な情報を受信する。一部の例示的な実施形態では、ユーザは、リモート部130を介してHVACユニット104へコマンドを送信するために、モバイルフォン、モバイルデバイス等のような外部装置を使用してもよい。
一部の例示的な実施形態では、リモート部130は、1以上のセンサを備えてもよい。一部の例示的な実施形態では、リモート部130は、温度センサを備えてもよい。追加又は代替的に、リモート部130は、湿度センサを備えてもよい。追加又は代替的に、リモート部130は、振動センサを備えてもよい。圧電盤のような振動センサは、HVACユニット106の現在のファンの速度を決定するためにHVACユニット106に搭載されてもよい。追加又は代替的に、リモート部130は、部屋100に配置される人を示す音を検出するために用いられてもよいマイクロフォンを備えてもよい。マイクロフォンは、また、HVACユニット106が、リモートコントロール116のような別のソースからコマンドを受信するときに、HVACユニット106によって発せられる可聴音を検出するために用いられてもよく、それにより、HVACユニット106の現在の状態を決定することを補助する。追加又は代替的に、リモート部130は、人が部屋100にいるかどうかを判定することを補助し、夜間モードで動作すべきかどうかを検出してもよい光センサを備えてもよい。追加又は代替的に、リモート部130は、パッシブ型赤外線検出器、超音波検出器、ブルートゥース低エネルギー(Bluetooth(登録商標) Low Energy(BLE))近接センサ等のような近接センサを備えてもよい。近接センサは、人が部屋100にいるかどうかを検出するために用いられてもよい。
ここで、図2を参照すると、開示される発明の主題の一部の実施形態に係る、HVACユニットの動作を制御するための方法のフローチャート図を示す。当該方法は、制御アルゴリズムが、HVACユニット自体の任意の部品を置き換えることなく、行進又は促進されるように、例えば、図1のリモートコントロール116のようなHVACユニットの外部の制御ユニットによって行われてもよい。
ステップ200では、マッピングは、測定値(例えば、温度)及びHVACユニットの現在の状態から取得されてもよく、これは、HVACユニットの要求される態様、例えば、コンプレッサーの開始又は停止、コンプレッサーにコンプレッサーモータの速度を変更させる(例えば、インバータA/Cで)、ファンの速度を変える、HVACユニットのフラップの向きを変える等に対する、動作のモード、現在のファンの速度、対象の温度、対象の湿度等を含んでもよい。マッピングは、(S,T)−>Rを意味してもよく、ここで、Sは、ユニットの現在の状態であり、Tは、1つの測定値又は測定値のセットであり、Rは、ユニットが状態Sにあり、かつ測定値Tを受信すると仮定した態様である。
ステップ204では、HVACユニットの現在の動作状態は、維持されてもよく、例えば、対象の温度又は湿度コンプレッサーがオン又はオフであるかどうか、ファンの速度又はユニットの任意の他の動作パラメータを含む。
ステップ208では、センサ測定値は、温度測定値、湿度測定値等のように受信されてもよい。測定値は、HVACユニット、リモートコントロール、リモート部又は任意の他の位置に配置されるセンサから受信されてもよい。一部の例示的な実施形態では、測定値は、HVACユニットの内部センサ以外のセンサから受信される。
ステップ212では、HVACユニットによって取られる、要求される動作又は態様は、受信されたセンサ測定値及びHVACユニットの現在の状態で決定されてもよい。要求される態様は、制御アルゴリズムで決定されてもよく、これは、時折変更されてもよく、システムのユーザに個人的に適合される等でもよい。一部の例示的な実施形態では、所望の態様は、複数の入力に基づいて決定されてもよく、複数の入力は、ステップ208のセンサ測定値、天候情報、オンラインで取得可能な情報、ユーザ又は同様のユーザによる相互作用の履歴データベース、現在の電気価格等であるが、これに限定されない。一部の例示的な実施形態では、要求される動作は、ユーザによって決定され、かつリモートコントロールによって提供される動作であってもよい。
ステップ216では、システムの現在の状態及び要求される態様を用いて、ステップ200で取得されたマッピングの逆マッピングは、HVACユニットへ送信されるシミュレートされた測定値を決定するために用いられてもよい。
ステップ220では、合成測定値は、HVACユニットが配置される同じ部屋に位置する人を悩ませる又は妨害する可聴音又は他の合図の生成を回避するために、例えば、iFeelメッセージを用いて、HVACユニットへ送信される。
本解決手段は、測定値を送信するままであり、HVACユニットに、ステップ200で取得されるようなマッピングでの対応する態様を適用させるが、ステップ216で測定された、測定値案を送信することにより、当該ユニットに所望の態様を仮定させ、これにより、HVACユニットの制御アルゴリズムを“バイパスする”ことがわかるであろう。
更に、一部の実施形態では、本方法は、iFeelメッセージ及び非iFeelメッセージの両方を送信し、それにより、HVACユニットに、可聴又は他のユーザが気付くことができる合図を選択的に発生させることもわかるであろう。
ここで、図3を参照すると、開示される発明の主題の一部の実施形態に係る、HVACユニットの態様を制御するためのコントローラの概要図を示す。
一部の例示的な実施形態では、コントローラ300は、搭載されたHVACユニットに対するリモートコントロールの一部として、又は既存のリモートコントロールに追加する追加部品として実装されてもよい。ほとんどのHVACシステムでは、新たなリモートコントロールが、以前のリモートコントロールと同一のプロトコルを用いて、HVACユニットへコマンドを送信する限り、リモートコントロールは、置き換えられてもよい。
コントローラ300は、1以上のプロセッサ304を含んでもよい。プロセッサ304は、中央演算処理装置(Central Processing Unit(CPU))、マイクロプロセッサ、電子回路、集積回路(Integrated Circuit(IC))等であってもよい。プロセッサ304は、コントローラ300又はそのサブコンポーネントのいずれかによって要求される演算を行うために使用されてもよい。
本発明の主題の一部の例示的な実施形態では、コントローラ300は、ディスプレイ、ボタン、ポインティングデバイス、キーボード、タッチスクリーン等のような入力/出力(Input/Output(I/O))デバイス308を含んでもよい。I/Oデバイス308は、また、ディスクドライブを備えてもよく、更新されたコンポーネントが受信されるストレージデバイス又はネットワークとの通信を提供してもよい。
コントローラ300は、I/Oデバイス308の任意の1つ以上を用いてユーザに出力を提供する、及びユーザから入力を受信するために使用されてもよいMMIモジュール312を備えてもよい。
一部の例示的な実施形態では、コントローラ300は、ストレージデバイス316を備えてもよい。ストレージデバイス316は、ハードディスクドライブ、フラッシュディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、メモリチップ等であってもよい。一部の例示的な実施形態では、ストレージデバイス316は、コントローラ300のサブコンポーネントのいずれかと関連付けられる動作をプロセッサ304が行わせるために動作可能なプログラムコードを保持してもよい。以下に詳細に説明されるコンポーネントは、例えば、プロセッサ304又は別のプロセッサによって実行される、相互に関係するコンピュータ命令の1以上のセットとして実装されてもよい。コンポーネントは、Smalltalk、C++等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、“C”プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手順のプログラミング言語を含む、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ(instruction−set−architecture(ISA))命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファーム命令、状態設定データ又は1以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかとして実装されてもよい。
ストレージデバイス316は、温度又は湿度センサのような1以上のセンサからの測定値を通信及び受信するためのセンサ通信モジュール320を備えてもよい。このような各センサは、コントローラ300と共にあってもよく、又は、遠隔地、例えば、HVACユニット又は他の場所にあってもよい。一部の例示的な実施形態では、センサは、HVACユニットの外部にあってもよい。一部の例示的な実施形態では、センサは、HVACユニットが、例えば天候及び外の汚染データを監視するために搭載される部屋又は家屋の外側に配置されてもよい。センサは、HVACユニットに搭載されてもよく、又はHVACユニットと配置されてもよい。センサは、HVACユニットと同じ部屋に配置されてもよい。一部の場合には、各センサは、異なる位置に配置されてもよい。
ストレージデバイス316は、例えば、iFeelメッセージを用いて、コマンド又はデータをHVACユニットに送信するためにHVAC通信モジュール324を備えてもよい。HVAC通信モジュール324は、IR送信機、RF送信機等のようなI/Oデバイス308を使用してもよい。HVAC通信モジュール324は、ユーザに意図的にフィードバックを提供するためにHVACユニットにより発せられる可聴音をHVACユニットが発することなく、コマンドを無音で送信してもよい。
ストレージデバイス316は、HVACユニットの動作を記述するマッピングを取得するためのマッピング取得モジュールを備えてもよい。マッピングは、HVACユニットの状態及びHVACユニットの動作の対を測定値へマッピングすることであってもよい(例えば、(S,R)−>Tマッピング)。マッピングは、(T,S)−>Rの逆マッピングであってもよい。マッピングは、例えば、コマンドを繰り返し送信し、サーバ等から推定される態様を検出することによって得られる、ファイルを通じ、MMIモジュール312を通じて、受信されてもよい。一部の例示的な実施形態では、マッピングは、対象となるHVACユニットと同じ種類のHVACユニット(例えば、図1の104)に関連するマッピングであってもよい。一部の例示的な実施形態では、取得されたマッピングは、要求に応じた逆ルックアップテーブルとして用いられてもよい(T,S)−>Rマッピングであってもよい。追加又は代替的に、マッピングは、(S,R)−>Tマッピングを示すルックアップテーブルであってもよい。
一部の例示的な実施形態では、マッピングは、自動的に検出されてもよい。動作(S)のためのコマンドは、測定値(T)と共にHVACユニットへ送信されてもよい。HVACユニット又はHVACユニットの近傍に配置されるセンサは、HVACユニットの応答(R)を決定するために用いられてもよい。一例として、センサは、HVACユニットのファンが動作するか否かを示す振動を検出してもよい。別の例として、マイクロフォンは、コンプレッサーがオン又はオフになることを示す音を検出するために用いられてもよい。測定値及び動作の異なる対(T,S)を送信することにより、(T,S)−>Rマッピングは、自動的に判定され、(S,R)−>Tマッピングを決定するために用いられてもよい。一部の例示的な実施形態では、マッピングの自動判定は、コントローラ300が搭載された後に、特定のHVACユニットに対して行われてもよい。追加又は代替的に、判定は、同様又は同じ種類の別のHVACユニットに基づいて行われてもよく、コントローラ300の搭載前に決定されてもよい。一部の場合には、コントローラ300が配置された後、(例えば、サンプルの対を試し、期待されるような応答を検出し、HVACユニットの型式及びモデルを、当該ユニットのコントローラ300に利用可能であるマップのものと比較することにより、)HVACユニットに関するマッピングが利用可能であるかどうかを自動的に決定してもよい。マッピングが利用可能である場合、使用されてもよい。そうでない場合、マッピングは、自動的に決定される。決定されたマッピングは、同一の型式及びモデルのHVACユニットと相互作用するように配置される他のコントローラへ利用可能となるように保持されるサーバーのようなリモートロケーションへ送信されてもよい。
ストレージデバイス316は、条件のセットを与えられるHVACユニットの動作を決定するために動作取得部332を備えてもよい。条件のセットは、HVACユニットの状態、センサ通信モジュール320によって得られる測定値を含んでもよい。一部の実施形態では、要求される動作又は態様は、外部決定に基づいて決定されてもよい。例えば、非常に暑い日に電力企業がその最大キャパシティに近いとき、スイッチをオフする又は供給障害を防ぐために、最も経済的なモード、例えば、ファンモードと考えられる特定のHVACユニットへ指示するためのオプションを有してもよい。一部の例示的な実施形態では、電力消費のリアルタイムモニタリングを提供するスマートグリッド電力システムは、グリッドが最大キャパシティに到達したときにスイッチをオフにし、消費が閾値を下回るときに元に戻るようにHVACユニットに指示してもよい。動作取得部332は、より適切な動作態様が決定されたとき、部屋の居住者が変わったとき、HVACユニットが追加又は除去されたとき等に、時間と共に置き換えられてもよいことが理解されるであろう。動作取得部332を更新することにより、HVACユニットの制御アルゴリズムは、変更されてもよい。動作取得部332は、インターネット又はコンピュータネットワークから新たなバージョンをダウンロードすること、外部ストレージデバイスから実行ファイルをコピーすること等により更新されてもよい。
ストレージデバイス316は、HVACユニットへ送信される、温度等のような合成測定値を決定するための測定値決定部336を備えてもよい。測定値決定部336は、動作取得部332により決定される動作、及びHVACユニットの現在の状態に基づいて、決定するためにマッピング取得モジュール328により取得されるマッピングを使用してもよいことが理解されるであろう。
ストレージデバイス316は、HVACユニットの状態をモニターするように構成されるHVACユニット状態モニター338を備えてもよい。一部の例示的な実施形態では、HVACユニット状態モニター338は、HVACユニットの振動をモニターする等のようにHVACユニットの状態を推定するためにセンサ測定値を使用してもよい。追加又は代替的に、HVACユニット状態モニター338は、リモートコントロールのような他のソースからのHVACユニットへのコマンドを受信するために、HVACユニットの対応する受信機の近傍に配置されるIR受信機のようなI/Oデバイス308を使用してもよい。一部の場合には、HVACユニットにより発せられる可聴合図を識別すること等のセンサの測定値は、コントローラ300によって受信されるコマンドがHVACユニットによっても受信されるかどうかを判定するために用いられてもよい。
開示されるコントローラ及び方法は、置き換え可能な態様でHVACユニットを制御するために提供され、よって、ユニット全体を置き換えず、かつ迷惑な音を発生せずに、古い又は非効率的なユニットの制御アルゴリズムを置き換える。
本発明は、システム、方法及び/又はコンピュータプログラム製品であってもよい。コンピュータプログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を実行させるコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータ可読記憶媒体(又はメディア)を含んでもよい。
コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスによる使用のための命令を保持及び記憶しうる有形デバイスでありうる。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子ストレージデバイス、磁気ストレージデバイス、光学ストレージデバイス、電磁気ストレージデバイス、半導体ストレージデバイス又は前述の任意の適切な組み合わせであってもよいが、これに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の非包括的なリストは、以下を含む:ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、消去可能プログラム可能メモリ(erasable programmable read−only memory(EPROM又はフラッシュメモリ)、ポータブルコンパクトディスクリードオンリーメモリ(CD−ROM)、デジタルバーサタイルディスク(DVD)、フロッピーディスク、記録された命令を有する溝におけるパンチカード又は嵩上げ構造(raised structures)のような機械エンコードデバイス、及び前述の任意の適切な組み合わせ。本明細書に用いられるように、コンピュータ可読記憶媒体は、無線波又は他の自由に伝搬する電磁波、導波路又は他の伝送媒体を通じて伝搬する電磁波(例えば、光ファイバーケーブルを通過する光パルス)、又は配線を通じて伝送される電気信号のような一時的な信号であるとして解釈されない。
本明細書に記載されるコンピュータ可読プログラム命令は、例えば、インターネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク及び/又は無線ネットワークのようなネットワークを介して、コンピュータ可読記憶媒体から各コンピュータ/プロセッシングデバイスへ、又は外部コンピュータ又は外部ストレージデバイスへダウンロードされうる。ネットワークは、銅製伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線伝送、ルータ、ファイアーウォール、スイッチ、ゲートウェイコンピュータ及び/又はエッジサーバを備えてもよい。各コンピュータ/プロセッシングデバイスにおけるネットワークアダプタカード又はネットワークインターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、各コンピュータ/プロセッシングデバイス内のコンピュータ可読記憶媒体における記憶のためのコンピュータ可読プログラム命令を転送する。
本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、Smalltalk、C++等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、“C”プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手順のプログラミング言語を含む、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ(instruction−set−architecture(ISA))命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファーム命令、状態設定データ又は1以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかであってもよい。コンピュータ可読プログラム命令は、ユーザのコンピュータの全体、ユーザのコンピュータの一部、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、ユーザのコンピュータの一部及びリモートコンピュータの一部、又はリモートコンピュータ又はサーバーの全体で実行されてもよい。後者の状況では、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク(LAN)又は広域エリアネットワーク(WAN)を含む任意の種類のネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続されてもよく、又は接続は、(例えば、インターネットサービスプロバイダを用いてインターネットを通じて)外部コンピュータとされてもよい。一部の実施形態では、本発明の態様を実行するために、例えば、プログラマブルロジック回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)又はプログラマブルロジックアレイ(PLA)を含む電子回路は、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を用いることによりコンピュータ可読プログラム命令を実行し、電子回路をパーソナライズしてもよい。
本発明の態様は、本発明の実施形態に係る、方法のフローチャート図及び/又はブロック図、装置(システム)、及びコンピュータプログラム製品を参照して本明細書に説明される。フローチャート図及び/又はブロック図の各ブロック、及びフローチャート図及び/又はブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータ可読プログラム命令によって実装されうることが理解されるであろう。
コンピュータ可読プログラム命令は、汎用コンピュータ、特殊用途コンピュータ又は機械を製造するための他のプログラマブルデータプロセッシング装置のプロセッサに提供されてもよく、コンピュータ又は他のプログラマブルデータプロセッシング装置のプロセッサを介して実行する命令が、フローチャート及び/又はブロック図のブロックで特定される機能/動作を実行するための手段を生成する。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、また、コンピュータ、プログラマブルデータプロセッシング装置及び/又は特定の態様で機能するための他のデバイスを指示しうるコンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよく、記憶された命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート及び/又はブロック図ブロックで特定される機能/動作の態様を実装する命令を含む製造者の条項を含む。
コンピュータ可読プログラム命令は、また、コンピュータ、他のプログラマブルデータプロセッシング装置又は一連の動作ステップをコンピュータに行わせる他のデバイス、他のプログラマブル装置又はコンピュータ実行処理を生成するための他のデバイスにロードされてもよく、コンピュータ、他のプログラマブル装置又は他のデバイスで実行する命令は、フローチャート及び/又はブロック図ブロックで特定される機能/動作を実行する。
図面におけるフローチャート及びブロック図は、本発明の各種実施形態に係るアーキテクチャ、機能及びシステムの可能な実行の動作、方法、及びコンピュータプログラム製品を示す。これについて、フローチャート又はブロック図における各ブロックは、特定の論理関数を実行する1以上の実行可能な命令を含む、モジュール、セグメント又は命令の一部を表してもよい。一部の代替の実施では、ブロックで述べられる機能は、図面で述べられた順序以外で生じてもよい。例えば、順に示される2つのブロックは、実際には、ほぼ同時に実行されてもよく、又はブロックは、含まれる機能に応じて逆の順序で実行される場合があってもよい。ブロック図及び/又はフローチャート図の各ブロック、及びブロック図及び/又はフローチャート図のブロックの組み合わせは、特定の機能又は動作を実行する又は特定用途ハードウェア及びコンピュータ命令の組み合せを事項する特定用途ハードウェアベースのシステムによって実行されうることも理解されるであろう。
本明細書で用いられる専門用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、本発明を限定するためのものではない。本明細書で用いられるような、単数形態(“1つ”(“a”,“an”及び“the”))は、他で明確に示す文脈が無い限り、複数形態も同様に含むことを意図される。本明細書で用いられるときの用語“備える(comprises)”及び/又は“含む(comprising)”は、記述された構成、整数、ステップ、動作、要素及び/又は構成要素の存在を特定するが、1以上の他の構成、整数、ステップ、動作、要素、構成要素及び/又はそのグループの存在又は追加を除外するものではないことが更に理解されるであろう。
以下の特許請求の範囲における対応する構造、材料、動作、及び全てのミーンズ又はステッププラスファンクション要素の均等物は、具体的に請求されるような他の請求される要素と組み合わせた機能を実行するための任意の構造、材料又は動作を含むことを意図する。本発明の説明は、例示及び説明の目的のために示されているが、開示される形態での本発明を排除又は限定されることを意図するものではない。多くの変更及び変形は、本発明の範囲及び趣旨から逸脱せずに当業者によって明らかになるであろう。実施形態は、本発明の原理及び実際の用途を最も良く説明するために選択及び説明されており、検討される特定の使用に適するような各種変形による各種実施形態のために本発明を他の当業者が理解することを可能にする。
Claims (18)
- プロセッシングユニット及びストレージデバイスを有するコントローラであって、
暖房、換気及び空調(Heating Ventilation or Air−Conditioning(HVAC))ユニットの状態及び前記HVACユニットの動作の対と、測定値とのマッピングを取得するためのマッピング取得モジュールと、
前記HVACユニットの現在の状態に基づいて前記HVACユニットにより取られる動作を決定するための動作決定部と、
前記HVACユニットへ送信されたときに前記HVACユニットに前記動作を行わせるように構成される合成測定値を、前記マッピングから取得するための測定決定部と、
前記合成測定値を前記HVACユニットへ送信するためのHVAC通信モジュールと、
を備えるコントローラ。 - 前記HVAC通信モジュールは、iFeelメッセージを前記HVACユニットへ送信するように構成される請求項1に記載のコントローラ。
- 前記HVACユニットは、第1の種類のメッセージを受信したときに可聴音を発するように構成され、前記HVACユニットは、第2の種類のメッセージを受信したときに可聴音を発することを防ぐように構成され、前記HVAC通信モジュールは、前記第2の種類のメッセージを用いて、前記合成測定値を前記HVACユニットに送信するように構成される請求項1に記載のコントローラ。
- 前記合成測定値は、温度測定値である請求項1に記載のコントローラ。
- 前記合成測定値は、湿度測定値である請求項1に記載のコントローラ。
- 前記マッピングは、第2のマッピングの逆マッピングとして決定され、前記第2のマッピングは、前記HVACユニットの状態及び動作に対する測定値の対をマッピングする請求項1に記載のコントローラ。
- 1以上のセンサを更に備え、前記動作決定モジュールは、前記1以上のセンサからの測定値に基づいて前記動作を決定するように構成される請求項1に記載のコントローラ。
- 前記動作決定モジュールは、前記HVACユニットと配置されるセンサから受信された測定値に基づいて前記動作を決定するように構成される請求項1に記載のコントローラ。
- 前記HVACユニットの推定状態を監視するように構成されるHVAC状態モニタを更に備える請求項1に記載のコントローラ。
- コンピュータ装置によって行われる方法であって、
暖房、換気及び空調(Heating Ventilation or Air−Conditioning(HVAC))ユニットの状態及び前記HVACユニットの動作の対と、測定値とのマッピングを取得するステップと、
プロセッサにより、前記HVACユニットの現在の状態に基づいて前記HVACユニットにより取られる動作を決定するステップと、
前記HVACユニットへ送信されたときに前記HVACユニットに前記動作を行わせるように構成される合成測定値を、前記マッピングから取得するステップと、
前記合成測定値を前記HVACユニットへ送信するステップと、
を備える方法。 - 前記送信するステップは、iFeelメッセージを前記HVACユニットへ送信することを含む請求項10に記載の方法。
- 前記HVACユニットは、第1の種類のメッセージを受信したときに可聴音を発するように構成され、前記HVACユニットは、第2の種類のメッセージを受信したときに可聴音を発することを防ぐように構成され、前記HVAC通信モジュールは、前記第2の種類のメッセージを用いて、前記合成測定値を前記HVACユニットに送信するように構成される請求項10に記載の方法。
- 前記合成測定値は、温度測定値である請求項10に記載の方法。
- 前記合成測定値は、湿度測定値である請求項10に記載の方法。
- 前記マッピングは、第2のマッピングの逆マッピングとして決定され、前記第2のマッピングは、前記HVACユニットの状態及び動作に対する測定値の対をマッピングする請求項10に記載の方法。
- 前記動作を決定するステップは、センサによる少なくとも1つの測定値、及び前記HVACユニットの現在の状態に基づいて、前記動作を決定することを含み、前記センサは、前記HVACユニットの外部にある請求項10に記載の方法。
- 前記センサは、前記HVACユニットと配置される請求項16に記載の方法。
- 前記HVACユニットの現在の状態を監視するためにセンサを用いるステップを更に備える請求項10に記載の方法。
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