JP2017534146A

JP2017534146A - 電力／データ通信を制御するための制御システム

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Abstract

本発明は、ＰｏＥシステムのような電力／データ通信システムの負荷２、特に、照明ユニットを制御するための制御システム４であって、前記電力／データ通信システムの負荷の所望の電力レベルを規定するコマンドが供給される制御システムに関する。供給された前記コマンドによってもたらされるだろう総電力変化量が決定され、前記負荷は、決定された前記総電力変化量が所定の電力変化しきい値より大きい場合に、前記所望の電力レベルに設定されているときの前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、制御される。このようにして、前記供給されたコマンドが、ヒューズが飛ばされるような問題を引き起こす総電力変化量をもたらし得る場合には、前記負荷は、前記所望の電力レベルに設定されているときの前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、制御され、従って、例えば、ヒューズが飛ばされる可能性は、減らされる。

Description

本発明は、パワー・オーバー・イーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）システムのような電力／データ通信システムの負荷を制御するための、制御システム、方法及びコンピュータプログラムに関する。本発明は、更に、幾つかの負荷及び前記制御システムを有する電力／データ通信システムに関する。

電力／データ通信システムは、例えば、ＰｏＥシステムである。幾つかのＰｏＥ負荷を有するＰｏＥシステムにおいて、ＰｏＥ負荷が実質的に同時にオンに切り換えられる場合には、相対的に大きな突入電流が生成されるかもしれず、これは、例えば、ヒューズを飛ばすかもしれず、ＰｏＥシステムの構成要素に損傷を与えるかもしれない。

WO 2012/028981 A1は、ＰｏＥ設備のための管理ユニットを開示している。管理ユニットは、外部デバイスが接続され得る幾つかのポートを有し、管理ユニットは、ポートにおいて供給される電力を、所定のスイッチングルールに依存して制御するよう適応される。

WO 2013/062567 A1は、ネットワークパワーデバイスに電力を供給することができ、ネットワークパワーデバイスと通信することができるネットワークコネクタ、ネットワークパワーデバイスに電力を供給することができる電源、及びネットワークコネクタを介して接続される給電機器（ＰＳＥ）デバイスからの電力のためにネゴシエートするための電力ネゴシエーションモジュールを有するネットワークパワーデバイスを開示している。ネットワークパワーデバイスは、ネゴシエーション・エラーを示すためのエラー・インジケータを更に有する。

本発明の目的は、特に、幾つかの負荷が実質的に同時にオンに切り換えられる場合に、ヒューズが飛ばされる又は電力／データ通信システムの構成要素に損傷が与えられる可能性を下げることを可能にする、ＰｏＥシステムのような電力／データ通信システムの負荷を制御するための、制御システム、方法及びコンピュータプログラムを提供することである。本発明の他の目的は、幾つかの負荷及び前記制御システムを有する電力／データ通信システムを提供することである。

本発明の第１の態様においては、電力／データ通信システムの負荷を制御するための制御システムが提示されており、前記制御システムは、
− 前記システムの負荷の所望の電力レベルを規定するコマンドを供給するためのコマンド供給ユニットと、
− 供給された前記コマンドによってもたらされるだろう総電力変化量を、前記供給されたコマンドに基づいて、決定するための総電力変化決定ユニットと、
− 決定された前記総電力変化量が所定の電力変化しきい値より大きい場合には、前記所望の電力レベルに設定されているときの前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、前記負荷を制御するための制御ユニットとを有する。

従って、まず、前記供給されたコマンドが、総電力変化量であって、大き過ぎて、前記総電力変化量が、ヒューズが飛ばされる又は前記電力／データ通信システムの構成要素に損傷を与えるような問題を引き起こし得る総電力変化量をもたらし得るか否かが、決定される。そうである場合には、即ち、前記総電力変化量が相対的に大きい場合には、前記制御ユニットが、前記所望の電力レベルに設定されているときの前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、前記負荷を制御し、前記総電力消費量の傾きのこの低減は、ヒューズが飛ばされる又は前記電力／データ通信システムの構成要素に損傷が与えられる可能性を下げることを可能にする。

前記電力／データ通信システムは、優先的には、同じ接続部、例えば、同じケーブルを介した、電力の供給及びデータ通信を可能にする複合電力及びデータ通信システムである。優先的には、前記電力データ通信システムは、前記負荷が、優先的には、ＰｏＥ負荷であり、前記コマンド供給ユニットが、優先的には、ＰｏＥコマンドを供給するためのＰｏＥコマンド供給ユニットであり、前記制御ユニットが、優先的には、ＰｏＥ制御ユニットであるＰｏＥシステムである。前記ＰｏＥシステムは、優先的には、IEEE 802.af又はIEEE 802.3at規格に従う。しかしながら、前記電力／データ通信システムは、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)システム、ＰＬＣ(Power Line Communication)システム、特にシングルペアイーサネット（登録商標）PoDL power IEEE802.3bu規格に従うＰｏＤＬ(Power over Data Line)システムなどのような同じ接続部を介した電力の供給及びデータ通信を可能にする別のシステムであってもよい。前記電力／データ通信システムは、無線電力及びデータ伝送を可能にする無線電力／データ通信システムであってもよい。

更に、前記電力／データ通信システムは、優先的には、照明システムであり、前記幾つかの負荷は、優先的には、照明ユニットを含む。前記コマンドは、直接的に又は間接的に、各々の電力レベルを規定する。例えば、前記コマンドは、オンへの切り換え、前記負荷が照明ユニットである場合の調光レベル及び／又は光の色の変更、各々の負荷の移動、例えば、各々の負荷の照明ヘッドの移動などのような、各々の負荷によって実行されるべき或る動作を規定することができ、前記総電力変化決定ユニットは、前記総電力変化決定ユニットが前記総電力変化量を決定することを可能にするために、各々の動作に関する各々の電力レベルを決定するためのテーブルなどを含み得る。

前記総電力変化決定ユニットは、優先的には、前記負荷の電力レベルが、前記供給されたコマンドに従って同時に設定される場合、即ち、例えば、前記負荷が、前記コマンドに従って実質的に同時にオンに切り換えられる場合に、もたらされるだろう前記総電力変化量を決定するよう適応される。

前記コマンド供給ユニットは、幾つかの負荷の所望の電力レベルを規定するコマンド、及び／又は単一の負荷の所望の電力レベルを規定するコマンドを供給するよう適応され得る。例えば、実施例においては、前記電力／データ通信システムの幾つかの又は全ての負荷がオンに切り換えられるべきであることを示すコマンドが、前記コマンド供給ユニットによって供給され得る。

実施例においては、前記制御ユニットは、各々の負荷が各々の所望の電力レベルに到達するために必要とされる個別電力変化量を、個別部分電力変化量(individual power change sub-amounts)に細分し、各々の個別負荷を、その電力レベルが、異なる時間に、各々の個別部分電力変化量に従って変えられるように、制御するよう適応される。更に、実施例においては、前記制御ユニットは、異なる負荷は異なる時間にそれらの所望の電力レベルに設定されるように、前記コマンドに従って前記負荷の電力レベルを制御するよう適応される。前記電力レベルの、異なる時間におけるこの変化は、前記総電力消費量の傾きの非常に効果的な低減をもたらす。

実施例においては、前記制御ユニットは、各々の負荷がどの時間にそれらの各々の所望の電力レベルに設定されるかをランダムに制御するよう適応される。従って、各々の電力設定時間は、ランダムに遅延されるかもしれず、即ち、前記負荷は、例えば、それらの位置又はアドレスによって規定され得る規則正しい順序ではなく、ランダムなようにして、前記所望の電力レベルに設定されるかもしれない。これは、前記電力レベルが変えられるべきである負荷が配置されている全ての領域において、少なくとも幾らかの電力レベル変化は、すぐに実施されるという効果をもたらし得る。例えば、前記負荷が照明ユニットである場合には、これらの領域の全てが、相対的にすぐに、少なくともわずかに照明される。しかしながら、実施例においては、前記電力レベル設定時間は、他の方法で、例えば、線形に、時間的に分散されることもできる。

実施例においては、前記制御ユニットは、異なる負荷は所定の時間間隔内の異なる時間にそれらの所望の電力レベルに設定されるように、前記コマンドに従って前記負荷の電力レベルを制御するよう適応される。詳細には、前記制御ユニットは、各々の負荷がそれらの各々の電力レベルに設定されるべきである電力レベル設定時間を、所定の時間間隔にわたってランダムに分散させ、ランダムに分散された電力レベル設定時間に従って前記負荷を制御するよう適応され得る。前記所定の時間間隔は、最大ランダム遅延時間であるとみなされ得る。

前記制御ユニットが、前記決定された総電力変化量がより小さい場合には、前記負荷の総電力消費量の傾きが大きくなるように、前記決定された総電力変化量がより大きい場合には、前記負荷の総電力消費量の傾きが小さくなるように、前記負荷を制御するよう適応されることは、好ましい。詳細には、前記制御ユニットが、異なる負荷は所定の時間間隔内の異なる電力レベル設定時間にそれらの所望の電力レベルに設定されるように、前記コマンドに従って前記負荷の電力レベルを制御するよう適応され、前記決定された総電力変化量がより小さい場合には、前記所定の時間間隔がより小さく、前記決定された総電力変化量がより大きい場合には、前記所定の時間間隔がより大きいことは、好ましい。従って、前記傾きの低減は、各々の予想総電力変化量に適応され得る。このことは、前記総電力消費量の傾きの低減が、例えば、ヒューズが飛ばされる又は前記電力／データ通信システムの構成要素に損傷が与えられる可能性を著しく下げるために必要とされる低減より小さくないという効果をもたらし得る。換言すれば、前記負荷は依然として非常にすばやくそれらの所望の電力レベルに到達することができ、それでも、例えば、ヒューズが飛ばされる又は前記電力／データ通信システムの構成要素に損傷が与えられる可能性は下げられる。

前記制御ユニットが、前記コマンドを受信し、前記決定された総電力変化量が前記所定の電力変化しきい値より大きい場合には、前記コマンドを修正し、修正された前記コマンドを前記負荷に送信するよう適応され、前記コマンドが、前記所望の電力レベルに設定されているときの前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、修正されることは、更に好ましい。従って、前記負荷は、ただ、前記制御システムから各々の負荷に送信される前記コマンドを修正することによって、相対的に単純な方法で、制御されることができ、即ち、既知の標準的なＰｏＥ負荷のような前記電力／データ取得システムの標準的な負荷が用いられることができ、前記負荷の制御は、前記負荷に送信される前記コマンドを修正することによって、修正される。

好ましい実施例においては、前記制御システムは、前記負荷が前記所望の電力レベルに設定されているときの前記総電力消費量の傾きが減らされるような前記負荷の制御を規定する傾き低減ルールを供給するための傾き低減ルール供給ユニットを有し、前記制御ユニットは、前記決定された総電力変化量が前記所定の電力変化しきい値より大きい場合には、傾き低減ルールに従って前記負荷を制御するよう適応される。更に、実施例においては、前記制御システムは、前記負荷が前記傾き低減ルールに従って制御されるときに、前記負荷の総電力消費量の傾きを測定するための電力消費量測定ユニットを有し、前記傾き低減ルール供給ユニットは、前記総電力消費量の測定された傾きに依存して前記傾き低減ルールを修正するよう適応される。詳細には、前記総電力消費量の測定された傾きが予想より大きい場合には、前記傾き低減ルールは、前記傾きが将来の状況においてはより小さくなるように修正され得る。例えば、前記総電力消費量の傾きが、異なる負荷の前記電力レベル設定時間を所定の時間間隔にわたって分散させることによって、減らされる場合には、この所定の時間間隔が、将来の状況においては前記傾きを減らすために、増大され得る。このようにして、前記傾き低減ルールを改善する自己学習プロセスが供給され得る。

実施例においては、前記制御システムは、前記負荷の総電力消費量の傾きを測定するための電力消費量測定ユニットを有し、前記制御ユニットは、前記総電力消費量の測定された傾きが所定の傾きしきい値より大きい場合には、前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、前記負荷を制御するよう適応される。このことは、例えば、ヒューズが飛ばされる又は前記電力／データ通信システムの構成要素に損傷が与えられる可能性を更に下げることができる。

本発明の他の態様においては、電力／データ通信システムが提示されており、前記電力／データ通信システムは、幾つかの負荷と、請求項１に記載の電力／データ通信システムの負荷を制御するための制御システムとを有する。

本発明の他の態様においては、電力／データ通信システムの負荷を制御するための制御方法が提示されており、前記制御方法は、
− コマンド供給ユニットによって、前記負荷の所望の電力レベルを規定するコマンドを供給するステップと、
− 総電力変化決定ユニットによって、供給された前記コマンドによってもたらされるだろう総電力変化量を、前記供給されたコマンドに基づいて、決定するステップと、
− 制御ユニットによって、決定された前記総電力変化量が所定の電力変化しきい値より大きい場合には、前記所望の電力レベルに設定されているときの前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、前記負荷を制御するステップとを有する。

本発明の別の態様においては、電力／データ通信システムの負荷を制御するためのコンピュータプログラムが提示されており、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータプログラムが請求項１に記載の制御システムにおいて走らされるときに、前記制御システムに、請求項１４に記載の制御方法のステップを実行させるためのプログラムコード手段を有する。

請求項１に記載の制御システム、請求項１４に記載の制御方法、及び請求項１５に記載のコンピュータプログラムは、とりわけ従属請求項において規定されているような、同様の及び／又は同一の好ましい実施例を持つことは、理解されたい。

本発明の好ましい実施例は、従属請求項又は上記の実施例と、各々の独立請求項の如何なる組み合わせでもあり得ることは理解されるだろう。

下記の実施例を参照して、本発明のこれら及び他の態様を説明し、明らかにする。

ＰｏＥ照明ユニットを有するＰｏＥ照明システムの実施例を概略的且つ例示的に示す。図１に示されているＰｏＥ照明システムのＰｏＥ制御システムを概略的且つ例示的に示す。ＰｏＥ照明ユニットの総電力消費量の傾きを減らすためのＰｏＥコマンドの修正を概略的且つ例示的に図示する。ＰｏＥ照明システムのＰｏＥ照明ユニットを制御するためのＰｏＥ制御方法の実施例を例示的に図示するフローチャートを示す。ＰｏＥ照明ユニットの総電力消費量の傾きを減らすためのＰｏＥコマンドの他の修正を概略的且つ例示的に図示する。

図１は、イーサネット（登録商標）ケーブル３を介してＰｏＥ制御システム４に接続される幾つかのＰｏＥ照明ユニット２を有するＰｏＥ照明システム１である電力／データ通信システムの実施例を概略的且つ例示的に示している。この実施例においては、ＰｏＥ制御システム４は、ＰｏＥ・ＰＳＥである。ＰｏＥ・ＰＳＥは、イーサネット（登録商標）ケーブル５を介してＰｏＥ照明ユニット２を制御するためのＰｏＥコマンドを受信し、電力ケーブル６を介して電力を受け取る。電力ケーブル６もイーサネット（登録商標）ケーブルであり得る。しかしながら、電力ケーブル６は、ＰｏＥ・ＰＳＥ４に電力を供給するための別の種類のケーブルであってもよい。電力は、例えば、主電源又は別のＰｏＥ・ＰＳＥによって、ケーブル６を介してＰｏＥ・ＰＳＥ４に供給され得る。ＰｏＥコマンドは、或る時刻に、例えば、ＰｏＥ照明ユニットがオフィスに取り付けられている場合には、人々がオフィスに到着する朝に、オンに切り換えられるようＰｏＥ照明ユニット２に要求し得る他の制御システムによってイーサネット（登録商標）ケーブル５を介してＰｏＥ・ＰＳＥ４に供給され得る。

ＰｏＥ・ＰＳＥ４は、図２において、より詳細に、概略的且つ例示的に示されている。ＰｏＥ制御システム４は、ＰｏＥ負荷２の所望の電力レベルを規定するＰｏＥコマンドをイーサネット（登録商標）ケーブル５を介して受信し、受信したＰｏＥコマンドを総電力変化決定ユニット９及びＰｏＥ制御ユニット１０に供給するためのＰｏＥ通信ユニット７を有する。ＰｏＥ通信ユニット７は、ＰｏＥコマンドを総電力変化決定ユニット９及びＰｏＥ制御ユニット１０に供給することから、ＰｏＥコマンド供給ユニットであるとみなされる。総電力変化決定ユニット９は、供給されたＰｏＥコマンドによってもたらされるだろう電力変化の総量を、供給されたＰｏＥコマンドに基づいて、決定する、即ち、推定するよう適応される。ＰｏＥコマンドは、ＰｏＥ負荷２の所望の電力レベルを規定し、総電力変化決定ユニット９は、供給されたＰｏＥコマンドが実行される場合にもたらされるだろう電力変化の総量を、ＰｏＥ負荷２の規定された所望の電力レベルと、ＰｏＥ負荷２の現在の電力レベルとに基づいて、決定することができる。或る例においては、全てのＰｏＥ照明ユニット２が、オフに切り換えられており、供給されるＰｏＥコマンドが、全てのＰｏＥ照明ユニット２がオンに切り換えられるべきであること示しており、この場合には、総電力変化決定ユニット９は、各ＰｏＥ照明ユニット２によってその各々のオンに切り換えられている状態において必要とされる電力を集計することによって、総電力変化量を決定する。

ＰｏＥ制御ユニット１０は、所望の電力レベルに設定されているときの、例えば、オンに切り換えられているときの、ＰｏＥ照明ユニット２の総電力消費量の傾きが、決定された総電力変化量が所定の電力変化しきい値より大きい場合に、減らされるように、ＰｏＥ照明ユニット２を制御するよう適応される。この実施例においては、ＰｏＥ制御ユニットは、ＰｏＥコマンドを受信し、決定された総電力変化量が所定の電力変化しきい値より大きい場合に、ＰｏＥコマンドを修正し、修正されたＰｏＥコマンドを、ＰｏＥ通信ユニット１１、ＰｏＥコネクタ１４及びイーサネット（登録商標）ケーブル３を介してＰｏＥ照明ユニット２に送信するよう適応され、ＰｏＥコマンドは、異なるＰｏＥ照明ユニットに送信されるべき幾つかの修正されたＰｏＥコマンドが生成されるように、修正されることができ、ＰｏＥコマンドは、所望の電力レベルに設定されているときのＰｏＥ照明ユニット２の総電力消費量の傾きが減らされるように修正される。ＰｏＥ制御ユニット１０は、とりわけ、決定された総電力変化量が所定の電力変化しきい値より大きい場合には、傾き低減ルール供給ユニット１２によって供給される傾き低減ルールに従ってＰｏＥ照明ユニット２を制御するよう適応される。

ＰｏＥ照明ユニット２は、電力ケーブル６を介して受け取った電力をイーサネット（登録商標）コネクタ１４に分配するための配電器８を更に有する。詳細には、ＰｏＥ制御ユニット１０は、各々のＰｏＥ照明ユニット２が各々のＰｏＥコマンドを受信した後に、各々のＰｏＥ照明ユニット２を備えるＰｏＥ通信ユニット１１を介して各々のＰｏＥ照明ユニット２に供給されるべき電力をネゴシエートし、ネゴシエーションの結果に従って電力を分配するよう配電器８を制御する。図２は、理解し易いように、イーサネット（登録商標）コネクタ１４を３つしか示していないことに注意されたい。ＰｏＥ制御システム４は、当然、より多くのイーサネット（登録商標）コネクタ１４を含むことができ、例えば、図１において概略的且つ例示的に図示されているように８個のイーサネット（登録商標）コネクタを含み得る。

ＰｏＥコマンドは、オンに切り換える、各々の照明ユニット２によって供給される光の色及び／又は調光レベルを変更する、光の方向を変更するなどのような、各々のＰｏＥ照明ユニット２によって実行されるべき或る動作を規定する。総電力変化決定ユニット９は、総電力変化決定ユニット９が総電力変化を決定することを可能にするために、各々のＰｏＥコマンドによって規定される各々の動作に関連する各々の電力レベルを決定するためのテーブルなどを含み得る。

この実施例においては、ＰｏＥ制御ユニット１０は、異なるＰｏＥ照明ユニット２は異なる時間にそれらの所望の電力レベルに設定されるように、ＰｏＥコマンドに従ってＰｏＥ照明ユニット２の電力レベルを制御するよう適応される。更に、この実施例においては、ＰｏＥ制御ユニット１０は、各々のＰｏＥ照明ユニット２がどの時間にそれらの各々の所望の電力レベルに設定されるかをランダムに制御するよう適応され、対応する電力レベル設定時間は、傾き低減ルールによって規定される所定の時間間隔内でランダムに分散させられる。これは、図３において概略的且つ例示的に図示されている。

図３に図示されている例においては、全てのＰｏＥ照明ユニット２がオンに切り換えられるべきであることを示すＰｏＥコマンド２０が、イーサネット（登録商標）ケーブル５を介して受信されている。ＰｏＥ制御ユニット１０は、このＰｏＥコマンド２０を、傾き低減ルールに従って、異なるＰｏＥ照明ユニット２に送信されるべきである幾つかのＰｏＥコマンド２１が生成されるように、修正し、これらのＰｏＥコマンド２１は、時間ｔにおいて、所定の最大ランダム遅延時間にわたって、即ち、所定の時間間隔にわたって、ランダムに分散させられる。従って、ＰｏＥ照明ユニット２がオンに切り換えられるべきである場合には、電力消費ステップを緩和するために、光強度は逓増されないかもしれないが、最終的にＰｏＥ照明ユニットに送信されるＰｏＥコマンドはランダムに遅延させられる。この例においては、最大ランダム遅延時間は、電力変化がどれくらい時間にわたって引き伸ばされるかを決定する。

ＰｏＥ制御ユニット１０は、決定された総電力変化量がより小さい場合には、ＰｏＥ照明ユニット２の総電力消費量の傾きが大きくなるように、決定された総電力変化量がより大きい場合には、ＰｏＥ照明ユニット２の総電力消費量の傾きが小さくなるように、ＰｏＥ照明ユニット２を制御するよう選択的に適応される。ＰｏＥ制御ユニット１０は、とりわけ、異なるＰｏＥ照明ユニット２がそれらの所望の電力レベルに設定される電力レベル設定時間を、決定された総電力変化量がより小さい場合には、より短い所定の時間間隔にわたって、決定された総電力変化量がより大きい場合には、より長い所定の時間間隔にわたって、分散させるよう適応される。例えば、決定された総電力変化量が１０Ｗより小さい場合には、所望の電力レベルに設定されているときのＰｏＥ照明ユニット２の総電力消費量の傾きは修正されないかもしれない。決定された総電力変化量が１０Ｗと３０Ｗとの間である場合には、電力レベル設定時間は、１０ｍｓにわたって分散され得る。決定された総電力変化量が３０Ｗと７０Ｗとの間である場合には、電力レベル設定時間は、３０ｍｓにわたって分散され得る。決定された総電力変化量が７０Ｗと１００Ｗとの間である場合には、電力レベル設定時間は、５０ｍｓにわたって分散され得る。決定された総電力変化量が１００Ｗより大きい場合には、電力レベル設定時間は、１００ｍｓにわたって分散され得る。従って、制御される電力量が少ない場合には、弱い緩和をし、電力レベル、即ち、決定された総電力変化量が多い場合には、強い緩和をするために、対応するテーブル又は計算式が用いられ得る。

ＰｏＥ制御システム４は、ＰｏＥ照明ユニット２の電力消費量を測定するための、特に、ＰｏＥ照明ユニット２が傾き低減ルールに従って制御されるときに、ＰｏＥ照明ユニット２の総電力消費量の傾きを測定するための、電力消費量測定ユニット１３を更に有する。傾き低減ルール供給ユニット１２は、総電力消費量の測定された傾きに依存して傾き低減ルールを修正するよう適応される。傾き低減ルールの修正は、傾き低減ルールが総電力消費量の測定された傾きに依存してどれくらい修正されるべきかを規定する修正ルールに従って規定され得る。例えば、修正ルールは、電力レベル設定時間が分散される所定の時間間隔が、ＰｏＥ照明ユニット２の総電力消費量の測定された傾きが、修正されたＰｏＥコマンド２１及び用いられている所定の時間間隔の考慮の下で予想されたものより大きい場合には、所定の時間だけ拡大されるべきであることを、規定することができる。従って、ＰｏＥ制御システム４を通して通信される或るＰｏＥコマンドであって、ＰｏＥの切り換えであり得る或るＰｏＥコマンドを受けての、電力消費量、特に、電流消費量が監視されることができ、この監視は、傾き低減ルールを自動的に適応させるために用いられ得る。

実施例においては、傾き低減ルール供給ユニットが、反復プロシージャで、電力レベル設定時間が分散されるべきである所定の時間間隔を決定するよう適応され、反復プロシージャは、所定の最大時間間隔から始められる。更に、所定のコマンドのための目標傾きが予め規定されてもよい。例えば、全てのＰｏＥ照明ユニットがオンに切り換えられるべきであることを規定するコマンドのために、総電力消費量の或る目標傾きが、予め規定されてもよい。その場合、ＰｏＥ制御ユニットは、この所定のＰｏＥコマンドに従って、異なるＰｏＥ負荷は異なる時間にそれらの所望の電力レベルに設定されるように、ＰｏＥ負荷の電力レベルを制御するよう適応されることができ、これらの電力レベル設定時間は所定の最大時間間隔にわたって分散される。その場合、電力消費量測定ユニットは、ＰｏＥ負荷の総電力消費量の傾きを測定することができ、測定された傾きは、所定の目標傾きと比較され得る。測定された傾きが目標傾きより小さい場合には、反復プロシージャの最初のステップにおいて、電力レベル設定時間が分散されるべきである時間間隔を減らすために、所定の最大時間間隔から所定の時間が引き算され得る。反復プロシージャの次のステップにおいては、ＰｏＥ制御ユニットが、最初のステップで得られた減らされた時間間隔にわたって電力レベル設定時間を分散させ、電力消費量測定ユニットが、ＰｏＥ負荷の総電力消費量の傾きを再び測定する。測定された傾きは、目標傾きと比較され、測定された傾きが、依然として、目標傾きより小さい場合には、現在の時間間隔から所定の時間を引き算することによって、時間間隔が更に減らされる。これらの反復ステップは、測定された傾きが目標傾きと同様になるまで、繰り返されることができ、それによって、ＰｏＥ照明システムの通常動作中に用いられ得る最適化された時間間隔を規定する。

従って、反復プロシージャを実施する間の、ランダム化された反応の監視は、電力レベル設定時間が分散される時間間隔の、最適化されるような調節を可能にする。これは、ＰｏＥ照明ユニットが、他のＰｏＥ照明ユニットと比べて、反応するのにより多い又はより少ない時間がかかる場合、又は異なる照明パラメータに対して、従って、対応する異なるコマンドに対して、異なる遅延を持つ場合には、特に興味深いかもしれない。詳細には、ＰｏＥ負荷の電力レベルを規定する各コマンドのための特定の時間間隔が、反復プロシージャによって決定されてもよい。

ＰｏＥ照明ユニット２の総電力消費量の測定された傾きは、総電力消費量の測定された傾きが所定の傾きしきい値より大きい場合に、ＰｏＥ照明ユニット２の総電力消費量の傾きが減らされるように、ＰｏＥ照明ユニット２を制御するためにも用いられ得る。従って、総電力変化決定ユニットによって決定される、決定された、即ち、推定された総電力消費量変化が、所定の電力変化しきい値より大きい場合だけでなく、総電力消費量の測定された傾きが、所定の傾きしきい値より大きい場合にも、ＰｏＥ照明ユニット２の総電力消費量の傾きは減らされ得る。

以下においては、ＰｏＥ照明システムのＰｏＥ照明ユニットを制御するためのＰｏＥ制御方法の実施例を、図４に示されているフローチャートを参照して、例示的に説明する。

ステップ１０１においては、ＰｏＥ照明ユニットの所望の電力レベルを規定するＰｏＥコマンドが、ＰｏＥコマンド供給ユニットによって供給される。例えば、幾つかの又は全てのＰｏＥ照明ユニットがオンに切り換えられるべきであることを示し、それによって、オンに切り換えられるときにＰｏＥ照明ユニットによって必要とされる各々の電力レベルを規定するＰｏＥコマンドが供給される。ステップ１０２においては、供給されたＰｏＥコマンドによってもたらされるだろう総電力変化量が、総電力変化決定ユニットによって、供給されたＰｏＥコマンドに基づいて、決定される、即ち、推定される。例えば、幾つかの又は全てのＰｏＥ照明ユニットがオンに切り換えられるべきである場合には、総電力変化量を決定するために、ＰｏＥ照明ユニットによってオンに切り換えられるために必要とされる電力レベルが集計され得る。総電力変化決定ユニットは、各々のＰｏＥ照明ユニットによってオンに切り換えられるときに必要とされる電力レベルについての情報を含むテーブルを有し得る。ステップ１０３においては、決定された総電力変化量が所定の電力変化しきい値より大きいか否かが決定される。そうである場合には、ステップ１０４において、ＰｏＥ照明ユニットが、所望の電力レベルに設定されているときのＰｏＥ照明ユニット２の総電力消費量の傾きが減らされるように、制御される。例えば、対応する電力レベル設定時間が、最大遅延時間であるとみなされ得る所定の時間間隔にわたって、ランダムに分散され得る。決定された総電力変化量が所定の電力変化しきい値より大きくない場合には、ＰｏＥ照明ユニットは、ただ、ステップ１０１において供給された修正されていないＰｏＥコマンドに従って制御される。従って、ステップ１０５においては、所望の電力レベルに設定されているときのＰｏＥ照明ユニットの総電力消費量の傾きは減らされない。

イーサネット（登録商標）ケーブルは、電力輸送のためだけでなく、照明ユニットをＩＰプロトコルを介して遠隔制御するためにも、用いられる。ＰｏＥコマンドは、かなりの電力変化、特に、かなりの電流変化をもたらし得る、かなりの数のＰｏＥ照明ユニットのアドレス指定を行うことができるＩＰコマンドである。例えば、勤務時間の前に、ビルの照明制御システムが、ビルの全てのフロアの通路照明ユニットに、オンに切り換えられるよう命令するときには、これは、ＰｏＥ電力供給サイドにおいて突入電流をもたらし得る。多数の照明ユニットに点滅させるコマンドが誤って配信されるときにも、これは、ヒューズが飛ばされる又はハードウェアに損傷を与えるなどの問題をもたらし得る。ハッカーの攻撃も、この問題をねらうかもしれない。

それ故、図１乃至３を参照して上に記載したＰｏＥシステム、及び図４を参照して上に記載したＰｏＥ制御方法は、優先的に、負荷コマンドによる、即ち、ＰｏＥコマンドによる、電流がピークに達する際の問題を減らすよう適応される。負荷制御コマンド、即ち、ＰｏＥコマンドに起因する突入電流及び電流スパイクに関する潜在的な問題が決定され、ＰｏＥコマンドに、トラブルをもたらす可能性があり得る場合には、ＰｏＥ照明ユニットがＰｏＥコマンドに従って制御される場合に、総電力消費速度を低減させるために、特に、電流変化率を低減させ、問題を減らすために、コマンドの流れに影響が及ぼされる。突入に危険性がない状況においてもコマンドを全体的に平滑化することは、目的とする照明の動作を変化させすぎることになり得るので、ＰｏＥ制御システム及び方法は、優先的に、アドレス指定が行われる、即ち、対象とされる照明ユニットの数、及び関連する電力消費における変化を集計するアルゴリズムを用いる。電力変化が所与のしきい値未満である場合には、平滑化プロセス、即ち、総電力消費量の傾きの低減は、省かれる。

上記の実施例においては、所望の電力レベルに設定されているときのＰｏＥ照明ユニットの総電力消費量の傾きを減らすために、電力レベル設定時間が、所定の時間間隔にわたって分散されるが、他の実施例においては、ＰｏＥ照明ユニットの総電力消費量の傾きは、別の方法で減らされ得る。例えば、ＰｏＥ制御ユニット１０は、各々のＰｏＥ照明ユニット２が各々の所望の電力レベルに到達するために必要とされる個別電力変化量を、個別部分電力変化量に細分し、各々の個別照明ユニット２を、その電力レベルが、異なる時間において各々の個別部分電力変化量に従って変えられるように、制御するよう適応され得る。詳細には、図５において概略的且つ例示的に図示されているように、全ての照明ユニット２が、それらの最大光強度へオンに切り換えられるべきであることを規定するＰｏＥコマンド２０は、幾つかの増光（dim-up）ＰｏＥコマンド２２に修正されることができ、各増光ＰｏＥコマンドは、各照明ユニット２が設定されるべき各々の中間調光状態を規定する。従って、例えば、データパスにおけるオン／オフＰｏＥコマンドは、プロセスの速度を落とすために、一連の増光／減光コマンドに修正され得る。中間調光状態の数及びこれらの調光状態に変わる時間は、元の電力消費ステップの引き伸ばしを決定する。これらのパラメータも、上記のような自動自己学習プロセスにおいて動作中に修正され得る傾き低減ルールによって規定され得る。詳細には、この実施例においても、調光状態が分散される時間間隔は、十分に大きいが、不必要には大きくない時間間隔にわたって消費ステップを分散させるために、所定の最大時間間隔から始まる反復プロシージャにおいて決定され得る。これは、異なる調光状態が、異なる電力応答ステップ、即ち、異なる電力消費ステップをもたらす場合には、例えば、明るさだけでなく、スペクトル成分にも影響が及ぼされ、非線形の電力と調光との関係及び調光レベル依存時間遅延をもたらし得る、黒体曲線での調光の場合には、特に興味深い。

上記の実施例においては、ＰｏＥシステムのＰｏＥ負荷は照明ユニットであるが、他の実施例においては、ＰｏＥシステムは、例えば、ヒューズが飛ばされる又は構成要素に損傷が与えられる可能性を下げるために、電力変化ステップが平滑化される他のＰｏＥ負荷も含み得る。ＰｏＥ照明システム又は別のＰｏＥシステムであり得るＰｏＥシステムは、例えば、オフィス又は他のビルにおいて用いられ得る。

ＰｏＥシステムは、直流（ＤＣ）配電システムである。ＤＣ配電システムは、交流（ＡＣ）配電システムと比べて、負荷電力成分の単純化、配電及び変換損失の低減によるエネルギ節減、並びにローカルな自然エネルギ供給源の組み込みの簡単化を可能にする。しかし、ＤＣ配電システムは、多くの場合、突入、即ち、デバイス電源投入時に電流消費が増大する作用を受ける。ＡＣシステムとは異なり、ＤＣ負荷は、有利なことに、電力入力端子においてコンデンサを有し得る。このようなコンデンサは、負荷それ自体の電流リップルがフルに電力グリッドに伝わるのを防止すると共に、負荷を保護するために、スパイク、特に、短い過電圧パルスを平滑化する。しかし、このような入力コンデンサは、全ての静電容量が同時に充電される必要があるので、グリッドの電源が投入される必要があるときはいつも、過剰な電流を生成するだろう。具体的な突入の供給源は、例えば、ハロゲン白熱灯をベースにした照明デバイスである。なぜなら、ランプがオン温度を得るまで、フィラメントが、公称電流の倍数の電流を必要とするからである。突入の不利な点は、例えば、起動時に電流の制限の超過により一時的に電力及び機器が利用できなくなること、点滅のような、突入及び保護に起因するユーザが気付く電源オン／オフ作用、及びシステムが電力低下後にオンに切り換えるのに失敗することであり得る。

ＰｏＥ負荷は、グループ化されてもよく、ＰｏＥコマンド供給ユニットによって供給されるＰｏＥコマンドは、グループの全てのＰｏＥ負荷の電力レベルを規定してもよい。詳細には、ＰｏＥコマンドは、グループの全てのＰｏＥ負荷がオン又はオフに切り換えられるべきであることを規定し得る。例えば、或る部屋の中の全てのランプが、存在検出器によって、全て、自動的に制御されてもよく、又は或る部屋の中のランプが、異なるグループに割り当てられ、（例えば、窓側／通路側オフィス照明における日光の統合のための）光センサ、若しくは複数の仕事場又はタスクに割り当てられたボタンによって制御されてもよい。別の例においては、宿泊客の到着の前にホテルの部屋を使用可能にすることは、ＨＶＡＣ（暖房、換気及び空調）、デフォルトの照明、及び基本的な客用情報のためのテレビなどをオンにすることを必要とし得る。更に別の例においては、職場に給電することは、デスクトップ、スクリーン、プリンタ、スピーカ、及びスマートフォンのドッキングステーションをオンにすることを必要とし得る。

上記の実施例においては、電力／データ通信システムは、ＰｏＥシステムであるが、他の実施例においては、電力／データ取得システムは、ＵＳＢシステム、ＰＬＣシステム、ＰｏＤＬシステムなどのような別のシステムであってもよい。特に、ＰｏＤＬシステムは、自動車内の照明アプリケーション又は他のアプリケーションのような自動車内の自動車用アプリケーションにおいて用いられ得る。

請求項に記載の発明を実施する当業者は、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。

請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。

単一のユニット又は装置が、請求項に列挙されている幾つかの要素の機能を実現してもよい。単に、特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。

１つ又は幾つかのユニット又はデバイスによって実施される、総電力変化の決定、負荷の制御、傾き低減ルールの修正などのようなプロシージャは、如何なる他の個数のユニット又はデバイスによっても実施され得る。例えば、ステップ１０２乃至１０５は、単一のユニットによって実施されてもよく、又は如何なる他の個数の異なるユニットによっても実施され得る。これらのプロシージャ、特に、前記制御方法による制御は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段、及び／又は専用ハードウェアとして、実施され得る。

コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はそれの一部として供給される光記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体に記憶／分散されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムなどを介して、他の形態で分散されてもよい。

請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。

本発明は、ＰｏＥシステムのような電力／データ通信システムの負荷、特に、照明ユニットを制御するための制御システムであって、前記電力／データ通信システムの負荷の所望の電力レベルを規定するコマンドが供給される制御システムに関する。供給された前記コマンドによってもたらされるだろう総電力変化量が決定され、前記負荷は、決定された前記総電力変化量が所定の電力変化しきい値より大きい場合に、前記所望の電力レベルに設定されているときの前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、制御される。このようにして、前記供給されたコマンドが、ヒューズが飛ばされるような問題を引き起こす総電力変化量をもたらし得る場合には、前記負荷は、前記所望の電力レベルに設定されているときの前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、制御され、従って、例えば、ヒューズが飛ばされる可能性は、減らされる。

Claims

電力／データ通信システムの負荷を制御するための制御システムであって、
前記電力／データ通信システムの負荷の所望の電力レベルを規定するコマンドを供給するためのコマンド供給ユニットと、
供給された前記コマンドによってもたらされるだろう総電力変化量を、前記供給されたコマンドに基づいて、決定するための総電力変化決定ユニットと、
決定された前記総電力変化量が所定の電力変化しきい値より大きい場合には、前記所望の電力レベルに設定されているときの前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、前記負荷を制御するための制御ユニットとを有する制御システム。
前記制御ユニットが、各々の負荷が各々の所望の電力レベルに到達するために必要とされる個別電力変化量を、個別部分電力変化量に細分し、各々の個別負荷を、その電力レベルが、異なる時間に、各々の個別部分電力変化量に従って変えられるように、制御するよう適応される請求項１に記載の制御システム。
前記制御ユニットが、異なる負荷は異なる時間にそれらの所望の電力レベルに設定されるように、前記コマンドに従って前記負荷の電力レベルを制御するよう適応される請求項１に記載の制御システム。
前記制御ユニットが、各々の負荷がどの時間にそれらの各々の所望の電力レベルに設定されるかをランダムに制御するよう適応される請求項３に記載の制御システム。
前記制御ユニットが、異なる負荷は所定の時間間隔内の異なる時間にそれらの所望の電力レベルに設定されるように、前記コマンドに従って前記負荷の電力レベルを制御するよう適応される請求項３に記載の制御システム。
前記制御ユニットが、前記決定された総電力変化量がより小さい場合には、前記負荷の総電力消費量の傾きが大きくなるように、前記決定された総電力変化量がより大きい場合には、前記負荷の総電力消費量の傾きが小さくなるように、前記負荷を制御するよう適応される請求項１に記載の制御システム。
前記制御ユニットが、異なる負荷は所定の時間間隔内の異なる電力レベル設定時間にそれらの所望の電力レベルに設定されるように、前記コマンドに従って前記負荷の電力レベルを制御するよう適応され、前記決定された総電力変化量がより小さい場合には、前記所定の時間間隔がより小さく、前記決定された総電力変化量がより大きい場合には、前記所定の時間間隔がより大きい請求項６に記載の制御システム。
前記制御ユニットが、前記コマンドを受信し、前記決定された総電力変化量が前記所定の電力変化しきい値より大きい場合には、前記コマンドを修正し、修正された前記コマンドを前記負荷に送信するよう適応され、前記コマンドが、前記所望の電力レベルに設定されているときの前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、修正される請求項１に記載の制御システム。
前記制御システムが、前記負荷が前記所望の電力レベルに設定されているときの前記総電力消費量の傾きが減らされるような前記負荷の制御を規定する傾き低減ルールを供給するための傾き低減ルール供給ユニットを有し、前記制御ユニットが、前記決定された総電力変化量が前記所定の電力変化しきい値より大きい場合には、傾き低減ルールに従って前記負荷を制御するよう適応される請求項１に記載の制御システム。
前記制御システムが、前記負荷が前記傾き低減ルールに従って制御されるときに、前記負荷の総電力消費量の傾きを測定するための電力消費量測定ユニットを有し、前記傾き低減ルール供給ユニットが、前記総電力消費量の測定された傾きに依存して前記傾き低減ルールを修正するよう適応される請求項９に記載の制御システム。
前記制御システムが、前記負荷の総電力消費量の傾きを測定するための電力消費量測定ユニットを有し、前記制御ユニットが、前記総電力消費量の測定された傾きが所定の傾きしきい値より大きい場合には、前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、前記負荷を制御するよう適応される請求項１に記載の制御システム。
幾つかの負荷と、前記負荷を制御するための、請求項１に記載の制御システムとを有する電力／データ通信システム。
前記電力／データ通信システムが、照明システムであり、前記負荷が、照明ユニットである請求項１２に記載の電力／データ通信システム。
電力／データ通信システムの負荷を制御するための制御方法であって、
コマンド供給ユニットによって、前記負荷の所望の電力レベルを規定するコマンドを供給するステップと、
総電力変化決定ユニットによって、供給された前記コマンドによってもたらされるだろう総電力変化量を、前記供給されたコマンドに基づいて、決定するステップと、
制御ユニットによって、決定された前記総電力変化量が所定の電力変化しきい値より大きい場合には、前記所望の電力レベルに設定されているときの前記負荷の総電力消費量の傾きが減らされるように、前記負荷を制御するステップとを有する制御方法。
電力／データ通信システムの負荷を制御するためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムが請求項１に記載の制御システムにおいて走らされるときに、前記制御システムに、請求項１４に記載の制御方法のステップを実行させるためのプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム。