JP2906296B2 - 容器内物体の残量検出監視システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器内の物体の残量を
検出監視する残量検出監視システムに関する。

【０００２】ここで本明細書に言う容器とは、プロパン
ガスといったガスを収納したガスボンベとか、石油とい
った液体を収納した液体タンクとか、あるいは粉末状の
物体を収納した貯蔵庫などを含む広い概念の容器を言
う。

【０００３】

【従来の技術】例えば、家庭に備え付けされてあるガス
ボンベのガスメータ表示から当該ボンベ内のガス残量を
数値で監視することができる。

【０００４】ユーザーは、このガスメータからガス残量
が残り僅かになっていれば、ガスがなくなる以前にガス
販売店に連絡してガスボンベを発注できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、家庭に
備え付けであるからこの残量監視をユーザー以外の者が
普通は行うことがなく、ユーザーが日ごろからガス残量
を監視し、必要に応じてガス販売店に連絡するから、そ
の監視を怠ってガスボンベにガスがなくなっていること
が多い。

【０００６】また、このような監視を怠ることなく毎日
行うこともたいへんであるから、できれば、かかる監視
とガス販売店への連絡とかを自動的に行うことができれ
ばたいへん便利である。

【０００７】さらに、ガス販売店からみた場合、ユーザ
ーからガスボンベの交換を至急に依頼されることがあ
り、このような依頼があったときにはガスボンベの在庫
がないこともしばしばあってユーザーに迷惑と不便をか
けることがある。

【０００８】そこで、本発明においては、ガスボンベ等
の容器のユーザー側には該容器内の物体の残量を検出す
る残量検出装置を、ガスボンベ等の容器を供給する側に
は残量を監視する残量監視装置をそれぞれ配備可能と
し、両装置間を通信手段を介して接続し、残量監視装置
側からの問い合わせで、残量検出装置側が残量検出デー
タを通信し、残量監視装置側はこの残量データからガス
ボンベ等の容器内にあるガス等の物体の残量を監視可能
とすることにより、例えばユーザー側とガス販売店側そ
れぞれの立場からいずれもそのガスボンベ等の容器の交
換などに便利なようにすることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の請求項１に係る残量検出監視システ
ムにおいては、残量検出装置と残量監視装置とを有して
おり、残量検出装置は、通信手段を介して入力された問
い合わせに応答して、残量監視装置に対して通信手段を
介して残量検出データを出力するものであって、流量計
と、学習機能部と、推論部とを有しており、流量計は、
ガスまたは液体等の物体が収納されている容器に接続さ
れており、かつ、この容器から流出される収納物体の流
量を計測するとともに、その計測結果を流量データとし
て出力するものであり、学習機能部は、所要時間内での
前記流量データの変化に基づいて前記物体の使用形態を
学習し、これを学習データとして出力するものであり、
推論部は、容器内物体の残りの使用に関する残量検出デ
ータを前記学習データから推論で得るものであり、残量
監視装置は、指示部と、表示部とを有しており、指示部
は、通信手段を介して残量検出装置に対して容器内の物
体の残量の問い合わせを指示するものであり、表示部
は、通信手段を介して入力された残量検出装置からの残
量検出データに基づいて容器内物体の残りの使用に関し
ての表示をするものであることを特徴としている。

【００１０】また、本発明の請求項２に係る残量検出監
視システムにおいては、前記推論部が、前記学習機能部
からの学習データを前件部変数とし、残量検出データに
対する信頼度を後件部変数とするファジィルールと、前
記各変数それぞれに対応するメンバーシップ関数とに従
って、前記信頼度をファジィ推論で得るものであり、か
つ、この信頼度も残量検出データとするものであること
を特徴としている。

【００１１】

【作用】本発明の請求項１において、残量検出装置側の
学習機能部は、流量計からの流量データに基づいて所要
時間内での前記収納物体の使用形態を学習し、これを学
習データとして出力する。そして、推論部は、学習機能
部からの学習データから、容器内物体の残りの使用に関
する残量検出データを推論で得る。

【００１２】一方、残量監視装置側は、その指示部でも
って残量検出装置側に通信手段を介して容器内物体の残
りに関してのデータを得るために問い合わせを行うと、
残量検出装置側は、上記のようにして得た残量検出デー
タを該通信手段を介して残量監視装置側に送信する。残
量監視装置側では、残量検出装置側から送信されてきた
残量検出データに基づいてその表示部においてその容器
内物体の残りの使用に関する表示を行うから、例えばこ
の表示から残量監視装置側にいる例えば物体としてのガ
スの販売店は、容器としてのガスボンベの交換時期を監
視することができる。

【００１３】また、本発明の請求項２において、推論部
が、学習機能部からの学習データを前件部変数とし、容
器内物体の残りの使用に関する残量検出データに対する
信頼度を後件部変数とするファジィルールと、前記各変
数それぞれに対応するメンバーシップ関数とに従って、
前記信頼度をファジィ推論で得る。

【００１４】したがって、該物体の残りの使用に関する
データはあくまで推論であるから、厳密には正確なデー
タを保証されているわけではないものの、ファジィ推論
された信頼度に応じて該データを信頼しさえすればよ
く、これによって、例えば物体がガスであるときのその
販売店ではより便利にガスボンベの在庫調整を行った
り、あるいは、より正確にそれの交換時期等を知ること
が可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。本実施例では容器として家庭用のガスボン
ベに適用するが、これに限定されるものではなく、例え
ば燃料タンクといった他の容器にも適用することができ
ることは言うまでもない。

【００１６】図１は、本発明の実施例が適用されたガス
ボンベ内のプロパンガスの残量検出監視システムの構成
図である。

【００１７】図において、１０は残量検出装置、２０は
残量監視装置であり、両装置１０，２０は通信装置３０
で相互に通信可能に接続されている。通信装置３０は通
信端末３０１，３０１と通信回線３０２とを有してい
る。

【００１８】残量検出装置１０は、ガスボンベのユーザ
ー側に配備されており、ガスボンベ内のプロパンガスの
残りの状況を検出するとともに、通信装置３０を介して
送信されてきた残量監視装置２０からの問い合わせ入力
に応答して、その残量検出データを同じく通信装置３０
を介して残量監視装置２０に送信するようになってい
る。

【００１９】残量監視装置２０は、ガスボンベの販売店
側に配備されており、指示部２０１と表示部２０２とを
有している。

【００２０】指示部２０１は、該販売店によって指示操
作されることで問い合わせの指示を通信装置３０を介し
て残量検出装置１０側に送信するものであって、その問
い合わせの内容としては、例えばユーザーのガスボンベ
内のプロパンガスの残量とか、残りの使用可能日数と
か、その日数の信頼度とかがある。

【００２１】表示部２０２は、通信装置３０を介して送
信されてきた残量検出装置１０からの残量検出データで
もって、プロパンガスの残量とか、残りの使用可能日数
とか、その日数の信頼度とかを表示するようになってい
る。

【００２２】上記システムの動作について図２のフロー
チャートのその１（残量検出装置１０側の動作）および
その２（残量監視装置２０側の動作）を参照して説明す
る。

【００２３】残量検出装置１０では、フローチャートの
その１に示すように、ステップｎ１，ｎ２で残量監視装
置２０側から問い合わせ入力があるかどうかを判定して
おり、残量監視装置２０側から問い合わせ入力がある
と、ステップｎ３で、プロパンガスの残量とか、それの
残りの使用可能日数とか、その日数の信頼度とかを推論
し、その推論が終了すると、ステップｎ４でその推論に
基づく残量検出データを残量監視装置２０側に送信す
る。

【００２４】残量監視装置２０側では、フローチャート
のその２に示すように、ユーザーのガスボンベ内のプロ
パンガスの残量に関してのデータを得たいときは、ステ
ップｎ５で問い合わせ指示をする。そして、ステップｎ
６で残量検出装置１０側からその問い合わせに対する残
量検出データを受信すると、ステップｎ７でその残量検
出データに対応した表示を行う。

【００２５】つぎに、残量検出装置１０の構成につい
て、図３を参照して説明する。なお、残量検出装置１０
による残量検出データの送信機能部については、周知の
送信で可能であるから、その図示説明は省略している。

【００２６】図３において、１０１は流量計、１０２は
学習機能部、１０３は残量計算部、１０４は推論部、１
０５は表示部である。

【００２７】流量計１０１は、ユーザーの図示していな
いガスボンベに接続されており、ガスボンベからのプロ
パンガスの流量を計測し、これを流量データとして出力
するようになっている。

【００２８】学習機能部１０２は、流量計１０１から流
量データが与えられるようになっており、かつ、所定時
間内において、与えられた流量データの変化からガスボ
ンベ内のプロパンガスの使用形態を学習する機能を有し
ている。

【００２９】この学習機能達成のため、学習機能部１０
２は、タイマ１０２ａと、メモリ１０２ｂと、計算部１
０２ｃとを備えている。

【００３０】タイマ１０２ａは、一日における各時刻を
計時するものであって、計時データを計算部１０２ｃに
出力するようになっている。メモリ１０２ｂは、外部操
作で記憶内容がリセットされるものであるとともに、流
量計１０１からの流量データを取り込んで計算部１０２
ｃに出力する一方、計算部１０２ｃでの計算結果を格納
保存する。計算部１０２ｃは、流量データと計時データ
とに基づいて例えば１日当たりのプロパンガスの最大使
用量Ｖｍａｘ１，Ｖｍａｘ２を次式（１）（２）に従っ
て計算するとともに、該計算結果をメモリ１０２ｂに出
力する。

【００３１】なお、この実施例では１日当たりの使用量
で学習させるようにしているが、ガスの１回当たりの使
用量でもって、その使用形態を学習させることも可能で
ある。

【００３２】 Ｖｍａｘ１＝最大瞬間使用量×１日当たりの最大使用時間 … （１） Ｖｍａｘ１＝平均使用量×１日当たりの最大使用時間 … （２） ここで、最大瞬間使用量とは、ガスボンベを所定の日数
にわたって使用してきた場合において、該使用日数内で
のプロパンガスの瞬間的な最大使用量のことであり、平
均使用量とはプロパンガスの使用量をガスボンベの使用
日数で除算してなる使用量のことであり、最大使用時間
とは、１日当たりでのプロパンガスの最大の連続使用時
間のことである。

【００３３】このことを図４を参照してさらに詳しく説
明する。図４において、横軸は時間を、縦軸はユーザー
のガスボンベからのガス流量をそれぞれ示しており、各
時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２，…相互間を１日として時刻ｔ０
でメモリ１０２ｂがリセットされてから８日間（使用日
数）にわたるガスボンベのガス使用量がハッチングで示
されている。このようなハッチングで示されたガスの使
用形態は、流量計１０１からの流量データの変化として
メモリ１０２ｂにパターン化されて取り込み保存され、
計算部１０２ｃではそのガスの使用形態のパターンとタ
イマ１０２ａからの計時データとを用いて前記式（１）
（２）の計算を行う。すなわち、図４に示される８日間
にわたるガスボンベの使用形態からみて、１日当たりの
プロパンガスの最大使用時間は２４時間である。また、
最大瞬間使用量は時刻ｔ１前後でのガス流量となる。ま
た、１日当たりのプロパンガスの平均使用量は、ハッチ
ングが付されたすべてのガス使用量を使用日数である８
日で除算して与えられる。

【００３４】残量計算部１０３は、ガスボンベ内のプロ
パンガスの残量を計算するものであって、ガスボンベの
プロパンガス容量の設定入力と、流量計１０１からの流
量データとからその残量計算を行うようになっている。

【００３５】推論部１０４は、ガスボンベ内のプロパン
ガスの残存分の使用可能時間を学習機能部１０２から与
えられる学習データに基づいて予想計算するとともに、
学習機能部１０２から与えられる学習データを前件部変
数とし、予想計算して得た使用可能時間に対する信頼度
ｄｅｃを後件部変数とするファジィルールと、前記各変
数それぞれに対応するメンバーシップ関数とに従って、
その信頼度ｄｅｃをファジィ推論するようになってい
る。

【００３６】つぎに全体の動作を図５のフローチャート
を参照して説明する。

【００３７】まず、ステップｓ１で、残量計算部１０３
にガスボンベの容量を設定入力するとともに、ステップ
ｓ２で学習機能部１０２のメモリ１０２ｂのリセットの
有無を判定し、ステップｓ３でメモリ１０２ｂをクリア
して、ステップｓ４に移行する。

【００３８】ステップｓ４で学習機能部１０３は流量計
１０１からの流量データをメモリ１０２ｂに取り込んで
流量の検出を行うとともに、ステップｓ５で計算部１０
２ｃで最大使用量Ｖｍａｘ１，Ｖｍａｘ２の計算を行う
とともに、その計算結果をステップｓ６で学習データと
してメモリ１０２ｂに格納する。ステップｓ７で残量計
算部１０３はガスボンベの容量の設定データと流量計１
０１からの流量データとでガスボンベ内のプロパンガス
の残量の計算を行い、ステップｓ８でその残量が設定値
を越えていると判定したときは、ステップｓ９に移行す
る。このステップｓ９では推論部１０４が残量計算部１
０３からの判定入力に応答して表示部１０５を例えば青
色点灯させてガスボンベの使用可能日数が十分にあるこ
とを知らせる。これに対して、ステップｓ８で残量が設
定値以下であると判定すると、ガスボンベの使用可能日
数が少ないとしてステップｓ１０に移行する。このステ
ップｓ１０においては、推論部１０４は残量計算部１０
３からの判定入力に応答して、使用可能日数を学習機能
部１０２からの学習データを用いて計算する。この使用
可能日数の計算は、例えばプロパンガスの残量を１日当
たりの平均使用量で除算して導くことで可能である。そ
して、ステップｓ１０で使用可能日数の計算を行ったの
ち、ステップｓ１１に移行してその使用可能日数の計算
値に対する信頼度ｄｅｃをファジィ推論する。このファ
ジィ推論ののちはステップｓ１２に移行してそれに対応
して表示部１０５を例えば赤色点灯させて、プロパンガ
スの残量が少ないことを知らせるとともに、その使用可
能日数を数値で表示させるとともに、その信頼度ｄｅｃ
を％表示する。

【００３９】つぎに、この推論部１０４でのファジィ推
論についてファジィルールと図６に示されたメンバーシ
ップ関数とを用いて説明する。

【００４０】推論部１０４は、Ｖ−Ｖｍａｘ１，Ｖ−Ｖ
ｍａｘ２をそれぞれ前件部変数とし、かつ、ガスボンベ
の使用可能日数に対する信頼度ｄｅｃを後件部変数とし
てつぎのファジィルール〜を持っている。ここで、
Ｖはガスボンベ内に残っているガスの残量である。

【００４１】 ｉｆ Ｖ−Ｖｍａｘ１＝Ｌ ｔｈｅｎ ｄｅｃ＝Ｌ ｉｆ Ｖ−Ｖｍａｘ１＝Ｓ ａｎｄ Ｖ−Ｖｍａｘ２＝Ｌ ｔｈｅｎ ｄｅｃ＝Ｍ ｉｆ Ｖ−Ｖｍａｘ１＝Ｓ ａｎｄ Ｖ−Ｖｍａｘ２＝Ｓ ｔｈｅｎ ｄｅｃ＝Ｓ 上記ファジィルールにおいて、各Ｖ−Ｖｍａｘ１，Ｖ−
Ｖｍａｘ２それぞれの前件部変数の各ラベル名Ｌ，Ｓは
それぞれ使用量が大、小であることを示しており、使用
可能日数に係る信頼度ｄｅｃの後件部変数の各ラベル名
Ｌ，Ｍ，Ｓはそれぞれ信頼度が大、中、小であることを
示している。そして、このファジィルールにおける例え
ばであれば、言語表現で言えば「残量からの最大瞬間
使用量に係る最大使用量Ｖｍａｘ１の減算値が大きいと
きは、表示部１０５に表示されている使用可能日数の信
頼度は大きい」となり、であれば、同じく言語表現で
言えば「残量からの最大瞬間使用量に係る最大使用量Ｖ
ｍａｘ１の減算値が小さく、かつ、平均使用量に係る最
大使用量Ｖｍａｘ２が大きいときは、表示部１０５に表
示されている使用可能日数の信頼度は中程度である」と
なる。

【００４２】推論部１０４はまた、図６（ａ）（ｂ）で
示される各Ｖ−Ｖｍａｘ１，Ｖ−Ｖｍａｘ２それぞれの
前件部変数に係るラベル名Ｌ，Ｓそれぞれのメンバーシ
ップ関数と、（ｃ）で示される使用可能日数に係る信頼
度ｄｅｃの後件部変数におけるラベル名Ｌ，Ｍ，Ｓそれ
ぞれのメンバーシップ関数とを有している。

【００４３】このようなファジィルールとメンバーシッ
プ関数とを有するファジィ推論部１０４は、各ファジィ
ルール〜毎に、各前件部変数のメンバーシップ値の
最も小さい値を前件部適合度として選択する（ＭＩＮ演
算）。例えば学習機能部１０２からの学習データである
Ｖ−Ｖｍａｘ１がｖ１であり、Ｖ−Ｖｍａｘ２がｖ２で
あれば、ファジィルールでのＭＩＮ演算による前件部
適合度は０であり、ファジィルールでは、Ｖ−Ｖｍａ
ｘ１＝Ｓについてのメンバーシップ値は１であり、Ｖ−
Ｖｍａｘ２＝Ｌについてのメンバーシップ値は０である
から、そのＭＩＮ演算によるファジィルールの前件部
適合度は０であり、ファジィルールではＶ−Ｖｍａｘ
＝Ｓについてのメンバーシップ値は１、Ｖ−Ｖｍａｘ２
＝Ｓについてのメンバーシップ値は１であるから、ファ
ジィルールの前件部適合度は１である。そして、推論
部１０４は、このようにして各ファジィルール毎に得た
前件部適合度で図６の（ｃ）の使用可能日数の信頼度ｄ
ｅｃのメンバーシップ関数を裁断し、その裁断した各メ
ンバーシップ関数を重ね合わせるとともに（ＭＡＸ演
算）、その重ね合わせ図形の重心の位置によってその信
頼度ｄｅｃをファジィ推論する。

【００４４】すなわち、この例では重心の位置が信頼度
ｄｅｃの２０％のところになるから、表示部１０５で表
示されている使用可能日数は信頼度が２０％であること
になる。

【００４５】このようにして、残量検出装置１０では、
推論部１０４での推論で得た残量検出データを表示部１
０５に出力してそれに表示させる一方で、残量監視装置
２０からの問い合わせ入力があれば、それに応答して、
図示していない送信部から通信装置３０を介して残量監
視装置２０に送信する。そして、残量監視装置２０は、
残量検出装置１０からの残量検出データから、ユーザー
のガスボンベ内のガスの残量が何リットルであり、ま
た、その残量の残りの使用可能日数とか、あるいはその
使用可能日数の信頼度とかを表示部２０２で表示させ、
これによって、残量監視装置２０側のガス販売店ではそ
の表示からユーザーのガスボンベの交換時期とかを知っ
て、ガスボンベの在庫調整とかその他必要な措置を講じ
ることが可能となる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
請求項１に係る本発明によれば、残量検出装置側の学習
機能部は、流量計からの流量データに基づいて所要時間
内での物体の使用形態を学習し、これを学習データとし
て出力する。そして、推論部は、学習機能部からの学習
データから、容器内物体の残りの使用に関する残量検出
データを推論で得る一方、残量監視装置側は、その指示
部でもって残量検出装置側に通信手段を介して該物体の
残りの使用に関してのデータを得るための指示を行う
と、残量検出装置側が上述の残量検出データを通信手段
を介して送信し、残量監視装置はその送信されてきた残
量検出データに基づいて表示部で物体の残りの使用に関
する表示を行うようしたから、例えばこの表示から残量
監視装置側にいる例えばガスの販売店は、そのガスボン
ベの交換時期等を容易にかつ正確に監視することができ
るのみならず、残量検出装置側のユーザーもガスボンベ
内のガスの残量等を常時監視する必要がなくなって便利
である。

【００４７】また、請求項２に係る本発明によれば、推
論部においては、学習機能部からの学習データを前件部
変数とし、残量検出データに対する信頼度を後件部変数
とするファジィルールと、前記各変数それぞれに対応す
るメンバーシップ関数とに従って、前記信頼度をファジ
ィ推論で得るようにしたから、あくまで予想値として厳
密には保証されたわけではないデータではあっても、そ
の信頼度から、ガス販売店側ではより便利にかつ正確に
そのガスボンベの在庫調整とか、それの交換時期等を知
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る残量検出監視システムの
構成図である。

【図２】そのシステムの全体の動作説明に供するフロー
チャートである。

【図３】図１の残量検出装置の内部の詳細図である。

【図４】ユーザーのガスボンベからのガス流量を示す図
である。

【図５】残量検出装置の動作説明に供するフローチャー
トである。

【図６】残量検出装置の推論部のファジィ推論動作の説
明に供するメンバーシップ関数を示す図である。

【符号の説明】

１０ 残量検出装置 ２０ 残量監視装置 ３０ 通信装置 １０１ 流量計 １０２ 学習機能部 １０３ 残量計算部 １０４ 推論部 ２０１ 問い合わせ指示部 ２０２ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−136000（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−92823（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−15475（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−121898（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−30022（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−27318（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F17C 13/00 - 13/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】残量検出装置と残量監視装置とを有してお
   り、残量検出装置は、通信手段を介して入力された問い
   合わせに応答して、残量監視装置に対して通信手段を介
   して残量検出データを出力するものであって、流量計
   と、学習機能部と、推論部とを有しており、流量計は、
   ガスまたは液体等の物体が収納されている容器に接続さ
   れており、かつ、この容器から流出される収納物体の流
   量を計測するとともに、その計測結果を流量データとし
   て出力するものであり、学習機能部は、所要時間内での
   前記流量データの変化に基づいて前記物体の使用形態を
   学習し、これを学習データとして出力するものであり、
   推論部は、容器内物体の残りの使用に関する残量検出デ
   ータを前記学習データから推論で得るものであり、残量
   監視装置は、指示部と、表示部とを有しており、指示部
   は、通信手段を介して残量検出装置に対して容器内の物
   体の残量の問い合わせを指示するものであり、表示部
   は、通信手段を介して入力された残量検出装置からの残
   量検出データに基づいて容器内物体の残りの使用に関し
   ての表示をするものであることを特徴とする、容器内物
   体の残量検出監視システム。
2. 【請求項２】 前記推論部が、前記学習機能部からの学
   習データを前件部変数とし、残量検出データに対する信
   頼度を後件部変数とするファジィルールと、前記各変数
   それぞれに対応するメンバーシップ関数とに従って、前
   記信頼度をファジィ推論で得るものであり、かつ、この
   信頼度も残量検出データとするものであることを特徴と
   する請求項１に記載の容器内物体の残量検出監視システ
   ム。