JP2017216934A - 植物育成促進装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者に煩雑な作業を強いることなく、また、低コストで目標の濃度範囲となるように窒素酸化物を供給する。【解決手段】植物育成促進装置１００は、温室１０内の二酸化炭素の濃度を測定する濃度測定部１３０と、温室１０内に窒素酸化物を供給する窒素酸化物供給手段１２０と、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度に基づいて、窒素酸化物供給手段１２０が供給する窒素酸化物の量を制御する制御部１５０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、植物の育成を促進する植物育成促進装置に関する。

一般的に、野菜、果物等の農作物、花卉、観葉植物等の園芸用植物等の植物を温室内で栽培する際に、温室内に二酸化炭素を供給して植物の光合成を促進している。温室内に供給する二酸化炭素として、燃焼によって生じた排気ガスが広く利用されており、例えば、特許文献１には、火力発電設備で生じた排気ガスから、植物の育成を阻害すると考えられていた窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去して温室内に供給する構成が記載されている。

このように、従来、窒素酸化物は、植物の育成を阻害すると考えられていたが、近年の研究により、植物の栽培雰囲気を１０ｐｐｂ〜２００ｐｐｂの窒素酸化物の雰囲気とすることにより、植物の育成を促進できることが分かってきた（例えば、特許文献１）。特許文献１の技術には、窒素酸化物が充填されたボンベと、温室内の窒素酸化物の濃度を測定するＮＯｘ濃度計と、温室内の窒素酸化物の濃度が１０ｐｐｂ〜２００ｐｐｂとなるように、ＮＯｘ濃度計が測定した濃度に基づいてボンベから送出する窒素酸化物の量を調整する制御部とを備えたＮＯｘ濃度制御システムが開示されている。

特開２０１２−２３５７４８号公報

上記特許文献１の技術では、温室内にＮＯｘ濃度計を設置しているが、ＮＯｘ濃度計自体が高価であるため、ＮＯｘ濃度制御システムの設置コストが高くなってしまうという問題がある。また、ＮＯｘ濃度計は、校正用の窒素ガスや窒素酸化物を用いて定期的に校正する必要があるため、作業者に煩雑な作業を強いるという問題があった。

本発明は、このような課題に鑑み、作業者に煩雑な作業を強いることなく、また、低コストで目標の濃度となるように窒素酸化物を供給することができる植物育成促進装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の植物育成促進装置は、温室内の二酸化炭素の濃度を測定する濃度測定部と、前記温室内に窒素酸化物を供給する窒素酸化物供給手段と、前記濃度測定部が測定した二酸化炭素の濃度に基づいて、前記窒素酸化物供給手段が供給する窒素酸化物の量を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、前記温室内に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給手段を備え、前記制御部は、前記濃度測定部が測定した二酸化炭素の濃度と、所定のＣＯ_２目標濃度値とに基づき、前記二酸化炭素供給手段が供給する二酸化炭素の量をＰＩＤ制御し、前記二酸化炭素供給手段が供給する二酸化炭素の量に基づいて、前記窒素酸化物供給手段が供給する窒素酸化物の量を制御するとしてもよい。

また、前記制御部は、前記濃度測定部が測定した二酸化炭素の濃度が所定のＣＯ_２目標濃度値未満となると、前記窒素酸化物供給手段による窒素酸化物の供給を開始させるとしてもよい。

また、前記制御部は、前記濃度測定部が測定した二酸化炭素の濃度の変化率の絶対値が所定の変化率閾値以上であると、前記窒素酸化物供給手段による窒素酸化物の供給を開始させるとしてもよい。

また、前記温室に設けられた開閉扉の開閉を検知する開閉検知手段を備え、前記制御部は、前記開閉検知手段によって前記開閉扉の開放が検知されると、前記窒素酸化物供給手段による窒素酸化物の供給を開始させるとしてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の他の植物育成促進装置は、温室に設けられた開閉扉の開閉を検知する開閉検知手段と、前記温室内に窒素酸化物を供給する窒素酸化物供給手段と、前記開閉検知手段によって前記開閉扉の開放が検知されると、前記窒素酸化物供給手段による窒素酸化物の供給を開始させる制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、前記制御部は、時間情報と、前記温室内に供給する窒素酸化物の量とが関連付けられた制御パターンを参照し、該制御パターンと現在時刻とに基づいて、前記窒素酸化物供給手段が供給する窒素酸化物の量を制御することを特徴とする。

上記課題を解決するために、本発明の他の植物育成促進装置は、温室内に窒素酸化物を供給する窒素酸化物供給手段と、時間情報と、前記温室内に供給する窒素酸化物の量とが関連付けられた制御パターンを参照し、該制御パターンと現在時刻とに基づいて、前記窒素酸化物供給手段が供給する窒素酸化物の量を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、作業者に煩雑な作業を強いることなく、また、低コストで目標の濃度となるように窒素酸化物を供給することが可能となる。

第１の実施形態にかかる植物育成促進装置の構成を説明する図である。 第１の実施形態にかかる制御部の処理の流れを説明するフローチャートである。 第１の変形例にかかる制御部の処理の流れを説明するフローチャートである。 第２の変形例にかかる制御部の処理の流れを説明するフローチャートである。 第３の変形例にかかる制御部の処理の流れを説明するフローチャートである。 第２の実施形態にかかる植物育成促進装置の構成を説明する図である。 制御パターンの作成の一例を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１の実施形態：植物育成促進装置１００）
図１は、第１の実施形態にかかる植物育成促進装置１００の構成を説明する図である。図１に示すように、植物育成促進装置１００は、温室１０内に設けられ、二酸化炭素（ＣＯ_２）供給手段１１０と、窒素酸化物（ＮＯｘ）供給手段１２０と、濃度測定部１３０と、開閉検知手段１４０と、制御部１５０とを含んで構成される。

二酸化炭素供給手段１１０は、例えば、二酸化炭素ボンベ、二酸化炭素吸着剤（例えば、特願２０１５−２０２０１７号）、燃焼装置（例えば、特願２０１５−２０２０１８号）等を含んで構成され、温室１０内に二酸化炭素を供給する。

窒素酸化物供給手段１２０は、例えば、窒素酸化物ボンベ、スパークプラグ（例えば、特願２０１５−２０２０１６号）、窒素酸化物吸着剤（例えば、特願２０１５−２０２０１７号）、燃焼装置（例えば、特願２０１５−２０２０１８号）等を含んで構成され、温室１０内に窒素酸化物を供給する。

濃度測定部１３０は、温室１０内の二酸化炭素の濃度を測定する。濃度測定部１３０による二酸化炭素の濃度の測定は、既存の技術であるため、ここでは、詳細な説明を省略する。

開閉検知手段１４０は、温室１０に設けられた換気窓１２、および、温室１０への人の出入りを可能とするドア１４等の開閉扉の開閉を検知する。

制御部１５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して、植物育成促進装置１００全体を管理および制御する。

本実施形態において、制御部１５０は、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度に基づいて、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給量、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給量を制御したり、開閉検知手段１４０の検知結果に基づいて、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給量、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給量を制御したりする。

温室１０内の二酸化炭素の濃度が低下する要因として、（１）換気窓１２やドア１４の開放による温室１０内の雰囲気ガスの外部への流出、（２）温室１０内の植物の光合成による二酸化炭素の消費が挙げられる。一方、窒素酸化物は、植物にほとんど吸収されないため、温室１０内の窒素酸化物の濃度が低下する要因は（１）である。

温室１０内の二酸化炭素の濃度の低下の要因として（１）が（２）より支配的である場合、二酸化炭素の濃度の低下と、窒素酸化物の濃度の低下は、（１）によるものであるとみなすことができる。この場合、温室１０内の雰囲気ガス中の窒素酸化物の濃度が、二酸化炭素の濃度と相関があると推定し、二酸化炭素の濃度に基づいて窒素酸化物の供給量を制御する。

具体的に説明すると、制御部１５０は、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度と、所定のＣＯ_２目標濃度値（ＣＯ_２目標濃度範囲）とに基づき、二酸化炭素供給手段１１０が供給する二酸化炭素の量をＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Differential Control）する。ここで、ＣＯ_２目標濃度値は、植物の生育に最適な二酸化炭素の濃度である。

また、制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０が供給する二酸化炭素の量に基づいて、窒素酸化物供給手段１２０が供給する窒素酸化物の量を制御する。具体的に説明すると、制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０が供給する二酸化炭素の量に所定の係数を積算して、温室１０内が所定のＮＯｘ目標濃度値（ＮＯｘ目標濃度範囲）となるために必要な窒素酸化物の量を導出する。そして、制御部１５０は、導出した量の窒素酸化物が供給されるように窒素酸化物供給手段１２０を制御する。ここで、ＮＯｘ目標濃度値は、植物の生育に最適な窒素酸化物の濃度であり、所定の係数は、換気窓１２、ドア１４を開放した際の二酸化炭素の濃度の実測値と、窒素酸化物の濃度の実測値と、ＮＯｘ目標濃度値に基づいて設定される。

このように、温室１０内の二酸化炭素の濃度の低下の要因として（１）が（２）より支配的である場合、二酸化炭素の濃度の低下と、窒素酸化物の濃度の低下は、同じ要因（１）によるものである。したがって、二酸化炭素の濃度と窒素酸化物の濃度とに相関があるといえる。このため、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度に基づいて、二酸化炭素の供給量を決定し、決定した二酸化炭素の供給量に基づいて窒素酸化物の供給量を制御することで、窒素酸化物の濃度をＮＯｘ目標濃度値に制御することができる。

一方、温室１０内の二酸化炭素の濃度の低下の要因として（２）が（１）より支配的である場合、二酸化炭素の濃度の低下と、窒素酸化物の濃度の低下との要因が異なる。具体的に説明すると、二酸化炭素の濃度の低下は（２）によるものであり、窒素酸化物の濃度の低下は（１）によるものである。

したがって、二酸化炭素の濃度変化と、窒素酸化物の濃度変化との間で相関がなくなり、上記濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度に基づいて窒素酸化物供給手段１２０を制御しても、窒素酸化物の濃度をＮＯｘ目標濃度値とすることができない。

そこで、制御部１５０は、上記二酸化炭素の濃度に基づく制御に加え、開閉検知手段１４０による開閉扉の開放の検知に基づいて、二酸化炭素供給手段１１０および窒素酸化物供給手段１２０を制御する。具体的に説明すると、制御部１５０は、開閉検知手段１４０によって開閉扉の開放が検知されると、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給を開始させるとともに、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給を開始させる。また、制御部１５０は、開閉検知手段１４０によって開閉扉の閉鎖が検知されると、上記二酸化炭素の濃度に基づくＰＩＤ制御を行う。

つまり、制御部１５０は、確実にＮＯｘ濃度が低下する要因である開閉扉の開放が開閉検知手段１４０によって検知された場合に、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給と、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給を開始させる。

これにより、（２）による二酸化炭素の濃度変化に拘らず、窒素酸化物の濃度をＮＯｘ目標濃度値に制御することができる。

図２は、第１の実施形態にかかる制御部１５０の処理の流れを説明するフローチャートである。なお、第１の実施形態にかかる制御部１５０の処理は、所定時間間隔の割込処理として実行される。

（開閉判定処理Ｓ１００）
制御部１５０は、開閉検知手段１４０によって開閉扉の開放が検知されたか否かを判定する。その結果、開放が検知されていない（閉鎖が検知された）と判定した場合には濃度取得処理Ｓ１０２に処理を移し、開放が検知されたと判定した場合には供給処理Ｓ１０６に処理を移す。

（濃度取得処理Ｓ１０２）
制御部１５０は、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度を取得する。

（ＰＩＤ制御処理Ｓ１０４）
制御部１５０は、濃度取得処理Ｓ１０２で取得された二酸化炭素の濃度と、ＣＯ_２目標濃度範囲とに基づき、二酸化炭素供給手段１１０が供給する二酸化炭素の量をＰＩＤ制御する。また、制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０が供給する二酸化炭素の量に基づいて、窒素酸化物供給手段１２０が供給する窒素酸化物の量を制御する。

（供給処理Ｓ１０６）
制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０が二酸化炭素を供給しているか否かを判定し、供給していない場合、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給を開始させる。また、供給している場合、制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給を維持する。同様に、制御部１５０は、窒素酸化物供給手段１２０が窒素酸化物を供給しているか否かを判定し、供給していない場合、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給を開始させる。また、供給している場合、制御部１５０は、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給を維持する。

以上説明したように、本実施形態にかかる植物育成促進装置１００によれば、ＮＯｘ濃度計を備えずとも、温室１０内の窒素酸化物の濃度を、ＮＯｘ目標濃度値に維持することができる。したがって、ＮＯｘ濃度計に要するコストを削減することができ、低コストでＮＯｘ目標濃度値となるように窒素酸化物を供給することが可能となる。また、ＮＯｘ濃度計の校正が不要となるため、作業者に煩雑な校正作業を強いる事態を回避することができる。

（第１の変形例）
上記第１の実施形態では、制御部１５０が、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度と、ＣＯ_２目標濃度値とに基づき、二酸化炭素供給手段１１０が供給する二酸化炭素の量をＰＩＤ制御する構成を例に挙げて説明した。しかし、制御部１５０は、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度に基づいて、窒素酸化物供給手段１２０を直接制御することもできる。

具体的に説明すると、第１の変形例において、制御部１５０は、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度がＣＯ_２目標濃度値未満であると、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給と、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給とを行う。ここで、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給量と、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給量との比（量論比）は予め設定されており、二酸化炭素供給手段１１０が二酸化炭素を供給することでＣＯ_２目標濃度値に到達した際に、温室１０内の窒素酸化物の濃度がＮＯｘ目標濃度値となるような比に設定される。

図３は、第１の変形例にかかる制御部１５０の処理の流れを説明するフローチャートである。なお、第１の変形例にかかる制御部１５０の処理は、所定時間間隔の割込処理として実行される。

（開閉判定処理Ｓ１１０）
制御部１５０は、開閉検知手段１４０によって開閉扉の開放が検知されたか否かを判定する。その結果、開放が検知されていないと判定した場合には濃度取得処理Ｓ１２０に処理を移し、開放が検知されたと判定した場合には供給処理Ｓ１４０に処理を移す。

（濃度取得処理Ｓ１２０）
制御部１５０は、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度Ｃを取得する。

（判定処理Ｓ１３０）
制御部１５０は、濃度取得処理Ｓ１２０で取得した二酸化炭素の濃度Ｃが、ＣＯ_２目標濃度値Ｃｔ未満であるか否かを判定する。その結果、二酸化炭素の濃度ＣがＣＯ_２目標濃度値Ｃｔ未満であると判定した場合には供給処理Ｓ１４０に処理を移し、二酸化炭素の濃度ＣがＣＯ_２目標濃度値Ｃｔ未満ではないと判定した場合には停止処理Ｓ１５０に処理を移す。

（供給処理Ｓ１４０）
制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０が二酸化炭素を供給しているか否かを判定し、供給していない場合、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給を開始させる。また、供給している場合、制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給を維持する。同様に、制御部１５０は、窒素酸化物供給手段１２０が窒素酸化物を供給しているか否かを判定し、供給していない場合、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給を開始させる。また、供給している場合、制御部１５０は、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給を維持する。

（停止処理Ｓ１５０）
制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０が二酸化炭素の供給を停止しているか否かを判定し、停止していない場合、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給を停止させる。また、停止している場合、制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給の停止を維持する。同様に、制御部１５０は、窒素酸化物供給手段１２０が窒素酸化物の供給を停止しているか否かを判定し、停止していない場合、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給を停止させる。また、停止している場合、制御部１５０は、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給の停止を維持する。

以上説明したように、第１の変形例においても、ＮＯｘ濃度計を備えずとも、温室１０内の窒素酸化物の濃度を、ＮＯｘ目標濃度値に維持することができる。

（第２の変形例）
上記第１の実施形態では、制御部１５０が、開閉検知手段１４０による開閉扉の直接的な検知結果に基づいて、二酸化炭素供給手段１１０および窒素酸化物供給手段１２０を制御する構成について説明した。しかし、開閉扉の開閉を間接的に検知することもできる。

具体的に説明すると、第２の変形例において、制御部１５０は、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度の変化率の絶対値が所定の変化率閾値以上であると、開閉扉が開放されたと判定する。（１）による二酸化炭素の濃度の低下速度は、（２）による二酸化炭素の濃度の低下速度よりも大きい。したがって、変化率閾値を、（１）による二酸化炭素の濃度の低下速度に基づいて設定しておくことで、制御部１５０は、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度の変化率の絶対値に基づいて、開閉扉の開放を検知することができる。

図４は、第２の変形例にかかる制御部１５０の処理の流れを説明するフローチャートである。なお、第２の変形例にかかる制御部１５０の処理は、所定時間間隔の割込処理として実行される。

（濃度取得処理Ｓ２１０）
制御部１５０は、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度Ｃを取得する。

（判定処理Ｓ２２０）
制御部１５０は、濃度取得処理Ｓ２１０で取得した二酸化炭素の濃度Ｃと、前回の濃度取得処理Ｓ２１０で取得した二酸化炭素の濃度Ｃとに基づいて、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度の変化率（ｄＣ／ｄｔ）の絶対値を導出する。そして、制御部１５０は、導出した変化率の絶対値が変化率閾値以上であるか否かを判定する。その結果、変化率の絶対値が変化率閾値以上ではないと判定した場合にはＰＩＤ制御処理Ｓ２３０に処理を移し、変化率の絶対値が変化率閾値以上であると判定した場合には供給処理Ｓ２４０に処理を移す。

（ＰＩＤ制御処理Ｓ２３０）
制御部１５０は、濃度取得処理Ｓ２１０で取得された二酸化炭素の濃度と、ＣＯ_２目標濃度範囲とに基づき、二酸化炭素供給手段１１０が供給する二酸化炭素の量をＰＩＤ制御する。また、制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０が供給する二酸化炭素の量に基づいて、窒素酸化物供給手段１２０が供給する窒素酸化物の量を制御する。

（供給処理Ｓ２４０）
制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０が二酸化炭素を供給しているか否かを判定し、供給していない場合、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給を開始させる。また、供給している場合、制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給を維持する。同様に、制御部１５０は、窒素酸化物供給手段１２０が窒素酸化物を供給しているか否かを判定し、供給していない場合、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給を開始させる。また、供給している場合、制御部１５０は、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給を維持する。

以上説明したように、第２の変形例においても、ＮＯｘ濃度計を備えずとも、温室１０内の窒素酸化物の濃度を、ＮＯｘ目標濃度値に維持することができる。

（第３の変形例）
また、上記第１の実施形態、第１の変形例、第２の変形例では、植物育成促進装置１００が二酸化炭素の濃度に基づく制御と、開閉扉の開放の検知に基づく制御とを両方行う構成を例に挙げて説明した。しかし、植物育成促進装置は、二酸化炭素の濃度に基づく制御のみを行う構成としてもよいし、開閉扉の開放の検知に基づく制御のみを行う構成としてもよい。例えば、第２の変形例で説明した開閉扉の開閉の間接的な検知に基づく制御のみを行う植物育成促進装置は、図５に示すように、濃度取得処理Ｓ３１０、第１判定処理Ｓ３２０、供給処理Ｓ３３０、第２判定処理Ｓ３４０、停止処理Ｓ３５０を遂行する。

（濃度取得処理Ｓ３１０）
制御部１５０は、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度Ｃを取得する。

（第１判定処理Ｓ３２０）
制御部１５０は、濃度取得処理Ｓ３１０で取得した二酸化炭素の濃度Ｃと、前回の濃度取得処理Ｓ３１０で取得した二酸化炭素の濃度Ｃとに基づいて、濃度測定部１３０が測定した二酸化炭素の濃度の変化率（ｄＣ／ｄｔ）の絶対値を導出する。そして、制御部１５０は、導出した変化率の絶対値が変化率閾値以上であるか否かを判定する。その結果、変化率の絶対値が変化率閾値以上であると判定した場合には供給処理Ｓ３３０に処理を移し、変化率の絶対値が変化率閾値以上ではないと判定した場合には第２判定処理Ｓ３４０に処理を移す。

（供給処理Ｓ３３０）
制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０が二酸化炭素を供給しているか否かを判定し、供給していない場合、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給を開始させる。また、供給している場合、制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給を維持する。同様に、制御部１５０は、窒素酸化物供給手段１２０が窒素酸化物を供給しているか否かを判定し、供給していない場合、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給を開始させる。また、供給している場合、制御部１５０は、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給を維持する。

（第２判定処理Ｓ３４０）
制御部１５０は、濃度取得処理Ｓ３１０で取得した二酸化炭素の濃度Ｃが、ＣＯ_２目標濃度値Ｃｔ未満であるか否かを判定する。その結果、二酸化炭素の濃度ＣがＣＯ_２目標濃度値Ｃｔ未満であると判定した場合には当該制御処理を終了し、二酸化炭素の濃度ＣがＣＯ_２目標濃度値Ｃｔ未満ではないと判定した場合には停止処理３５０に処理を移す。

（停止処理Ｓ３５０）
制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０が二酸化炭素の供給を停止しているか否かを判定し、停止していない場合、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給を停止させる。また、停止している場合、制御部１５０は、二酸化炭素供給手段１１０による二酸化炭素の供給の停止を維持する。同様に、制御部１５０は、窒素酸化物供給手段１２０が窒素酸化物の供給を停止しているか否かを判定し、停止していない場合、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給を停止させる。また、停止している場合、制御部１５０は、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給の停止を維持する。

（第２の実施形態：植物育成促進装置２００）
図６は、第２の実施形態にかかる植物育成促進装置２００の構成を説明する図である。図６に示すように、植物育成促進装置２００は、温室１０内に設けられ、二酸化炭素供給手段１１０と、窒素酸化物供給手段１２０と、濃度測定部１３０と、開閉検知手段１４０と、パターンメモリ２１０と、制御部２５０とを含んで構成される。なお、上記第１の実施形態における構成要素として既に述べた二酸化炭素供給手段１１０、窒素酸化物供給手段１２０、濃度測定部１３０、開閉検知手段１４０は、実質的に機能が等しいので重複説明を省略し、ここでは、構成が相違するパターンメモリ２１０、制御部２５０を主に説明する。

パターンメモリ２１０は、ＲＯＭ等で構成され、温室１０内に供給する窒素酸化物の量と時間情報とが関連付けられた制御パターン（第１の制御パターン、第２の制御パターン）や、温室１０内に供給する窒素酸化物の量と開閉扉の開放とが関連付けられたイベント情報を保持する。

図７は、制御パターンの作成の一例を説明する図である。図７（ａ）に示すように、第１の制御パターンを作成する際には、温室１０内にＮＯｘ濃度計を設置し、制御部２５０は、温室１０内の窒素酸化物の濃度をＮＯｘ濃度計から、例えば、１時間（時間帯）ごとに取得する（Ｓ５１０）。そして、制御部２５０は、取得した窒素酸化物の濃度と、ＮＯｘ目標濃度範囲とに基づき、窒素酸化物供給手段１２０が供給する窒素酸化物の量をＰＩＤ制御する（Ｓ５２０）。制御部２５０は、窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給量を、例えば、２４時間（１日）に亘って記録する（Ｓ５３０）。

そして、この窒素酸化物供給手段１２０による窒素酸化物の供給量の記録を複数日分行い、各時間帯の窒素酸化物の供給量を平均化する。最後に、制御部２５０は、導出した窒素酸化物の供給量と、時間情報（時間帯を示す情報）とを関連付けて第１の制御パターンとする。

また、制御部２５０は、窒素酸化物を常時供給せずに第２の制御パターンを作成することもできる。例えば、温室１０の開閉扉をすべて閉鎖した状態で、温室１０内にＮＯｘ濃度計を設置し、図７（ｂ）に示すように、所定量の窒素酸化物を温室１０内に供給する（Ｓ５５０）そして、制御部２５０は、温室１０内の窒素酸化物の濃度をＮＯｘ濃度計から、例えば、１時間ごとに取得する（Ｓ５６０）。制御部２５０は、取得した窒素酸化物の濃度（濃度の減衰）を、例えば、２４時間に亘って記録する（Ｓ５７０）。

そして、制御部２５０は、この窒素酸化物の濃度の取得を複数日分行い、各時間帯の窒素酸化物の濃度を平均化する。そして、窒素酸化物の濃度の平均値と、ＮＯｘ目標濃度値とに基づいて、ＮＯｘ目標濃度値を満たすために必要な窒素酸化物の量を各時間帯ごとに導出する。そして、導出した窒素酸化物の量と、時間情報とを関連付けて第２の制御パターンとする。

また、制御部２５０は、第２の制御パターンとともにイベント情報を作成する。例えば、制御部２５０は、開閉扉をすべて開放した状態で、上記Ｓ５５０〜Ｓ５７０の処理を別途遂行する。そして、制御部２５０は、開閉扉がすべて閉鎖されている場合の窒素酸化物の濃度と、開閉扉がすべて開放されている場合の窒素酸化物の濃度との差分を導出する。こうして導出した差分に相当する窒素酸化物の量をイベント情報とする。

制御部２５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して、植物育成促進装置２００全体を管理および制御する。

また、本実施形態において、制御部２５０は、パターンメモリ２１０に保持された第１の制御パターン、または、第２の制御パターンと、現在時刻とに基づいて、窒素酸化物供給手段１２０が供給する窒素酸化物の量を制御する。

なお、制御部２５０は、第２の制御パターンに基づいて制御する場合、開閉検知手段１４０によって開閉扉の開放が検知されると、上記イベント情報に基づいて窒素酸化物供給手段１２０を制御する。

以上説明したように、本実施形態にかかる植物育成促進装置２００によれば、制御パターンを生成する際にのみＮＯｘ濃度計を使用する。したがって、通常運転時には、ＮＯｘ濃度計自体が不要となり、このため、ＮＯｘ濃度計の煩雑な校正が不要となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記第１の実施形態において、制御部１５０は、ＰＩＤ制御の入力値として、二酸化炭素の濃度を例に挙げて説明した。しかし、ＰＩＤ制御の入力値として、二酸化炭素供給手段１１０が供給している二酸化炭素の量（現在の二酸化炭素の出力量）を入力値としてもよい。

また、上記第２の実施形態において、植物育成促進装置２００が、制御パターンに基づく制御と、開閉扉の開放の検知に基づく制御とを両方行う構成を例に挙げて説明した。しかし、植物育成促進装置は、制御パターンに基づく制御のみを行う構成としてもよい。

また、植物育成促進装置が、制御パターンに基づく制御と、二酸化炭素の濃度に基づく制御と、開閉扉の開放の検知に基づく制御とを行う構成としてもよい。

本発明は、植物の育成を促進する植物育成促進装置に利用することができる。

１００、２００ 植物育成促進装置
１１０ 二酸化炭素供給手段
１２０ 窒素酸化物供給手段
１３０ 濃度測定部
１４０ 開閉検知手段
１５０、２５０ 制御部
２１０ パターンメモリ

Claims (8)

1. 温室内の二酸化炭素の濃度を測定する濃度測定部と、
   前記温室内に窒素酸化物を供給する窒素酸化物供給手段と、
   前記濃度測定部が測定した二酸化炭素の濃度に基づいて、前記窒素酸化物供給手段が供給する窒素酸化物の量を制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする植物育成促進装置。
2. 前記温室内に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給手段を備え、
   前記制御部は、前記濃度測定部が測定した二酸化炭素の濃度と、所定のＣＯ_２目標濃度値とに基づき、前記二酸化炭素供給手段が供給する二酸化炭素の量をＰＩＤ制御し、
   前記二酸化炭素供給手段が供給する二酸化炭素の量に基づいて、前記窒素酸化物供給手段が供給する窒素酸化物の量を制御することを特徴とする請求項１に記載の植物育成促進装置。
3. 前記制御部は、前記濃度測定部が測定した二酸化炭素の濃度が所定のＣＯ_２目標濃度値未満となると、前記窒素酸化物供給手段による窒素酸化物の供給を開始させることを特徴とする請求項１に記載の植物育成促進装置。
4. 前記制御部は、前記濃度測定部が測定した二酸化炭素の濃度の変化率の絶対値が所定の変化率閾値以上であると、前記窒素酸化物供給手段による窒素酸化物の供給を開始させることを特徴とする請求項１に記載の植物育成促進装置。
5. 前記温室に設けられた開閉扉の開閉を検知する開閉検知手段を備え、
   前記制御部は、前記開閉検知手段によって前記開閉扉の開放が検知されると、前記窒素酸化物供給手段による窒素酸化物の供給を開始させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の植物育成促進装置。
6. 温室に設けられた開閉扉の開閉を検知する開閉検知手段と、
   前記温室内に窒素酸化物を供給する窒素酸化物供給手段と、
   前記開閉検知手段によって前記開閉扉の開放が検知されると、前記窒素酸化物供給手段による窒素酸化物の供給を開始させる制御部と、
   を備えたことを特徴とする植物育成促進装置。
7. 前記制御部は、時間情報と、前記温室内に供給する窒素酸化物の量とが関連付けられた制御パターンを参照し、該制御パターンと現在時刻とに基づいて、前記窒素酸化物供給手段が供給する窒素酸化物の量を制御することを特徴とする請求項６に記載の植物育成促進装置。
8. 温室内に窒素酸化物を供給する窒素酸化物供給手段と、
   時間情報と、前記温室内に供給する窒素酸化物の量とが関連付けられた制御パターンを参照し、該制御パターンと現在時刻とに基づいて、前記窒素酸化物供給手段が供給する窒素酸化物の量を制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする植物育成促進装置。

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