JP6155816B2 - 家電制御システム - Google Patents

Description

本発明は、サーバと家電制御装置とを備え、電力の供給状況に応じて家電の動作を制御する家電制御システムに関する。

近年、家庭用のエネルギー監視システムであるＨＥＭＳ（Home Energy Management System）を導入したスマートハウスの普及が進んでいる。ＨＥＭＳは、サーバと、住宅（家庭）に設置された家電制御装置とをネットワークによって接続することによって構築され、家庭におけるエネルギー消費量を監視したり、それに基づいて家電の動作を制御したりする。例えば特許文献１では、ＨＥＭＳを利用して照明装置の照度を制御している。特許文献１のようにＨＥＭＳによって家電の動作を制御することにより、過剰な電力消費を抑制し、節電およびピークカットの促進を図ることができる。

特開２０１３−０３７７６６号公報

上述したようにＨＥＭＳによる家電の制御は節電およびピークカットに対して非常に有効であり、電力供給が逼迫した状態においては更なる効果を発揮すると考えられる。しかしながら、家電を使用する際、ユーザは自身が快適さを感じられるようにパラメータを設定しているはずである。このため、ＨＥＭＳによる制御で設定が変更されると、快適性が損なわれることが起こりうる。

本発明は、このような課題に鑑み、ＨＥＭＳによる家電制御においてユーザの快適性と節電およびピークカットを両立することが可能な家電制御システム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、本発明にかかる家電制御システムの代表的な構成は、サーバと家電制御装置とからなり、サーバは、電力供給の逼迫状態に関する情報である逼迫情報を送信する逼迫情報送信部を備え、家電制御装置は、サーバから逼迫情報を受信して家電を省電力に動作させる節電操作を実行する家電制御部と、節電操作が実行された後に、家電に対してユーザが行った修正操作を収集する操作収集部とを備え、家電制御部は、逼迫情報を受信したら、過去に行われた修正操作を参照して節電操作を補正した補正操作を実行することを特徴とする。

上記構成によれば、初回は、逼迫情報を受信した際に家電制御装置によって節電操作が実行されるが、それ以後は、ユーザによる修正操作を参照して補正された補正操作が実行される。このように家電制御装置による制御にユーザの意向が反映されるため、節電およびピークカットを行いながらユーザの快適性を確保することが可能となる。

上記サーバは、修正操作に基づいて節電操作に対応する推奨操作を生成する推奨操作生成部を備え、家電制御装置は、操作収集部が収集した修正操作の情報をサーバに送信する修正情報送信部と、サーバから推奨操作情報を受信する推奨情報受信部とを備え、家電制御部は、推奨操作情報に基づいた補正操作、または初期値である節電操作を実行するとよい。

かかる構成によれば、修正操作に関する情報がサーバに集約されるため、家電制御装置側における処理の負荷を軽減することができ、家電制御装置の小型化や軽量化を図ることが可能となる。

上記推奨操作生成部は、家電制御装置が設置された建物の近隣または地域の他の建物における修正操作の統計に基づいて推奨操作情報を生成するとよい。これにより、地域ごとにその地域に適した制御を行うことが可能となる。

上記修正操作の情報には、修正操作が行われたときの温度、湿度、天候のうち１以上の環境情報を含むとよい。これにより、家電制御装置によって実行される補正操作に環境情報を反映させることができ、状況に応じた制御を行うことが可能となる。

本発明によれば、ＨＥＭＳによる家電制御においてユーザの快適性と節電およびピークカットを両立することが可能な家電制御システムを提供することができる。

第１実施形態にかかる家電制御システムを説明する図である。 節電操作を実行する際に参照されるテーブルの例を示す図である。 第２実施形態にかかる家電制御システムの構成を示すブロック図である。 修正情報のログおよび推奨操作情報を例示する図である。

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などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、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、本明細書及び図面において、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。

図１は、第１実施形態にかかる家電制御システム１００を説明する図であり、図１（ａ）は家電制御システム１００の全体構成を示す図であり、図１（ｂ）はサーバ１１０および家電制御装置１２０の構成を示すブロック図である。図１（ａ）に示すように、本実施形態の家電制御システム１００は、サーバ１１０と家電制御装置１２０とを含んで構成されるＨＥＭＳである。これらは、インターネット（ＷＡＮ：Wide Area Network）によって接続されている。また家電制御装置１２０は、住宅１０２の室内に設置されている空調機（以下、エアコン１０２ａと称する）、テレビ１０２ｂ、冷蔵庫１０２ｃ等の家電とＬＡＮ（Local Area Network）によって接続されている。

本実施形態の家電制御システム１００は、住宅１０２の室内に設置されているエアコン１０２ａ、テレビ１０２ｂ、冷蔵庫１０２ｃ等の家電の動作を制御する。なお、以下に説明する実施形態では、家電制御システム１００によりエアコン１０２ａの動作を制御する場合を例示するが、これに限定するものではなく、テレビ１０２ｂや冷蔵庫１０２ｃ、また他の家電の制御を行う場合にも家電制御システム１００を適用可能である。

図１（ｂ）に示すように、サーバ１１０は、逼迫情報受信部１１２および逼迫情報送信部１１４を備える。逼迫情報受信部１１２は、電気事業者側サーバ（不図示）から送信された電力供給の逼迫状態に関する情報である逼迫情報を受信する。逼迫情報受信部１１２において受信された逼迫情報は逼迫情報送信部１１４によって家電制御装置１２０に送信される。逼迫情報送信部１１４は、電気事業者から提供された逼迫情報を量子化して逼迫レベルを生成し、逼迫情報に付加または差し替えて家電制御装置１２０に送信する。

家電制御装置１２０は、家電制御部１２２および操作収集部１２４を備える。家電制御部１２２は、サーバ１１０から逼迫情報を受信して家電を省電力に動作させる節電操作を実行する。操作収集部１２４は、節電操作が実行された後にエアコン１０２ａ（家電）に対してユーザ１０１が行った修正操作に関する情報（以下、修正情報と称する）を収集する。操作収集部１２４が収集した修正情報は記憶部１２６に記憶される。

図２は、節電操作を実行する際に参照されるテーブルの例を示す図である。図２に示すテーブルは記憶部１２６に格納された、操作収集部１２４によって記憶されたデータである。図２のテーブルでは、逼迫レベルがこのくらいであったとき、節電操作をこのくらいで実行したところ、このような修正操作が行われた、そのときの環境情報はこのようであったという内容を示している。

図２（ａ）のテーブルは初期状態を示している。エアコン１０２ａの使用開始時には、図２のテーブルには初期値として逼迫レベルと節電操作のみが格納されていて、修正操作の情報が蓄積されていない。家電制御部１２２は、サーバ１１０から受信した逼迫情報に含まれる逼迫レベルを参照し、その逼迫レベルに対応した節電操作（初期値）で動作するようエアコン１０２ａの制御部１０４に制御信号を送信する。これにより、エアコン１０２ａを省電力に動作させる節電操作が実行される。

節電操作が実行されると、エアコン１０２ａはその節電操作の内容に応じて動作する。例えば、家電制御部１２２が受信した逼迫情報において逼迫レベルがレベル２であったら、エアコン１０２ａの制御部１０４は、かかるエアコン１０２ａがレベルＩＩで動作するよう制御する。このようにして節電操作が実行されると、それによって快適さが損なわれたと感じたユーザ１０１は、エアコン１０２ａに対して、設定変更すなわち修正操作を行うことが想定される。

そこで本実施形態では、節電操作が実行された後にユーザ１０１が行った修正情報を操作収集部１２４によって収集する。操作収集部１２４が修正情報を収集したら、図２（ｂ）のテーブルに示すように、操作収集部１２４はその修正操作を記憶部１２６のテーブルに記憶する。

また本実施形態では、図１に示すように家電制御装置１２０に環境情報取得部１２８を設ける構成とし、かかる環境情報取得部１２８によって、修正操作が行われたときの温度、湿度および天候等の環境情報を取得することができる。取得された環境情報は記憶部１２６に記憶される。これにより、補正情報に環境情報を付加することが可能となる。なお、本実施形態では、温度、湿度および天候のすべてを環境情報に含める構成としたが、これに限定するものではなく、これらのうち少なくとも１以上を含める構成としてもよく、また環境情報を含めない構成とすることも可能である。

後日、サーバ１１０から逼迫情報が通知されたとき、家電制御部１２２は記憶部１２６のテーブル（図２（ｂ））を参照し、逼迫レベルと環境情報に基づいてテーブルをサーチする。逼迫レベルと環境情報が一致するレコードがない場合は、初期値によって節電操作を行う。一致するレコードがある場合には、家電制御部１２２は、記憶部１２６に記憶された修正操作を参照して節電操作を補正し、補正操作の情報（以下、補正情報と称する）を生成する。

例えば、上述したようにエアコン１０２ａがレベルＩＩで動作した際、前回ユーザ１０１がレベルＩＩの制限を緩和するような修正操作を行っていたら、家電制御部１２２は節電操作を補正してレベルＩＩよりも制限が緩いレベルＩとする。なお節電操作を補正するとき、エアコン１０２ａや冷蔵庫１０２ｃのように細かな制御を行うことのできる家電であれば、レベル単位の補正ではなく中間値をとってもよい。また乾燥機のようなＯＮ／ＯＦＦの制御しかできないものは、ＯＦＦさせていたところをＯＮのままにするといった補正になる。すなわち、節電操作および補正の仕方については家電の種別に応じて適切な方式を取ることができる。

補正されたレベルで節電操作を行ったとき、それでもなおユーザ１０１が制限を緩和するような修正操作を行った場合には、図２（ｃ）のテーブルに示すようにレコードが更新される。この場合、まだ節電操作が過剰である、もしくは節電操作をすべきでないものと考えられる。したがって次に逼迫情報が通知されたときは、更新された節電操作（レベルＩ）と修正操作に基づいて、さらに制限を緩和するように補正されたレベルで節電操作を行う。

補正されたレベルで節電操作を行ったとき、ユーザ１０１が修正操作を行わなかった場合には、図２（ｄ）のテーブルに示すようにレコードが更新される。図２（ｄ）の例では、レベルＩの節電操作を行った場合には修正操作が行われなかったことを示している。この場合、次に逼迫情報が通知されたときは、前回と同じ節電操作（レベルＩ）を補正せずに実行することができる。

なお、その場にいるユーザが常に同じであるとは限らず、また実行された節電操作に対して常に同じ対処（修正操作をするかしないか）をするわけでもない。したがって、補正を行う場合には、修正操作に対して過敏に反応しないようにすることが好ましい。例えば、複数回の事例を蓄積して統計を取ってからレベル変更をしたり、補正の程度を小さくしたりすることが考えられる。

上記説明した第１実施形態の家電制御システム１００によれば、逼迫情報の受信時に家電制御部１２２によって節電操作が実行され、その後にユーザ１０１による修正操作が行われると、その修正操作が、次に逼迫情報を受信した際の家電（エアコン１０２ａ）の制御に反映される。すなわち家電制御装置１２０は、ユーザ１０１の意向を学習する。したがって、よりユーザ１０１の意向に沿った制御が可能となるため、ユーザ１０１の快適性を確保しながら節電およびピークカットを行うことができる。また本実施形態のように修正情報に環境情報を付加することにより、補正操作に環境情報も反映されるため、状況に応じた制御を行うことが可能となる。

図３は、第２実施形態にかかる家電制御システム２００の構成を示すブロック図である。なお、第１実施形態の家電制御システム１００と共通の構成要素については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。また第２実施形態の家電制御システム２００は、第１実施形態の家電制御システム１００と同様に住宅１０２の室内に設置されているエアコン１０２ａ、テレビ１０２ｂ、冷蔵庫１０２ｃ等（図１参照）の家電の動作を制御するシステムであり、家電制御システム２００のサーバ２１０および家電制御装置２２０は第１実施形態のサーバ１１０および家電制御装置１２０に相当する。したがって、第２実施形態では、図１（ａ）に相当する全体図を省略している。

図３に示すように、第２実施形態の家電制御システム２００においても、サーバ２１０と家電制御装置２２０とを含んで構成される。第２実施形態の特徴として、サーバ２１０は、逼迫情報受信部１１２および逼迫情報送信部１１４に加え、推奨操作生成部２１２を更に備える。推奨操作生成部２１２は、第１実施形態において詳述したユーザの修正操作の情報（修正情報）に基づいて節電操作に対応する推奨操作を生成する。

また第２実施形態の家電制御装置２２０は、家電制御部１２２、操作収集部１２４、記憶部１２６、および環境情報取得部１２８に加え、修正情報送信部２２２および推奨情報受信部２２４を更に備える。修正情報送信部２２２は、操作収集部１２４が収集した修正操作の情報（修正情報）をサーバ２１０に送信する。推奨情報受信部２２４は、サーバ２１０の推奨操作生成部２１２において生成された推奨操作情報を受信する。

図４は、修正情報のログおよび推奨操作情報を例示する図であり、図４（ａ）は修正情報送信部２２２からサーバ２１０の推奨操作生成部２１２に送信される修正情報のログであり、図４（ｂ）はサーバ２１０の推奨操作生成部２１２から推奨情報受信部２２４に送信される推奨操作情報を例示している。

第２実施形態の家電制御システム２００では、図４（ａ）に示す操作収集部１２４が収集した修正情報が修正情報送信部２２２によってサーバ２１０に送信される。図４（ａ）に示す例では、２０１３年９月１日の１３：００にユーザ１０１がエアコン１０２ａの電源を入れた際に、エアコン１０２ａが設定温度２６℃で動作し、１４：００にサーバ２１０から受信したレベル２の逼迫情報に応じて家電制御部１２２がエアコン１０２ａを２８℃で動作するよう節電操作を行い、１４：１５にユーザ１０１が設定温度２６℃になるよう修正操作を行った場合を例示している。すなわち、手動とは、修正操作等のユーザ１０１によって行われた操作であり、自動とは、ユーザ１０１以外、例えばエアコン１０２ａ側での自動設定や、サーバ２１０からの逼迫情報に応じて家電制御部１２２によって実行された節電操作等である。

サーバ２１０では、推奨操作生成部２１２において修正情報が受信される。そして、推奨操作生成部２１２は、受信した修正情報に基づいて、節電操作に対応する推奨操作情報を生成する。図４（ｂ）に示すように、本実施形態では、逼迫レベル２のときにエアコンの設定温度が２８℃とされていた節電操作が、ユーザによって制限を緩和するように修正された修正情報が反映され、設定温度２７℃が推奨操作となる。

修正情報の送信と推奨操作情報の受信は一対一に対応する必要はない。例えば複数回の修正情報を送信し、サーバ２１０においてデータを集積し、統計をとったり平均化するなどして、より適切な推奨操作情報を生成することができる。

推奨操作生成部２１２において生成された推奨操作情報は、サーバ２１０から送信され、家電制御装置２２０の推奨情報受信部２２４において受信され、記憶部１２６に記憶される。そして、家電制御部１２２は、次に逼迫レベルがレベル２の逼迫情報を受信したら、推奨操作情報に基づいて補正操作を実行する。このとき家電制御部１２２は、推奨操作をそのまま実行してもよい。図４（ｂ）の例では、エアコン１０２ａ（家電）は、逼迫レベルがレベル２のときに、設定温度２７℃で動作することとなる。

上記説明したように、第２実施形態の家電制御システム２００では、修正情報がサーバ２１０に集約され、かかるサーバ２１０において、第１実施形態の補正情報に相当する推奨操作情報が生成される。これにより、家電制御装置２２０側における処理の負荷が軽減されるため、家電制御装置２２０の小型化や軽量化を図ることが可能となる。

更に、修正情報をサーバ２１０に集約させることにより、推奨操作生成部２１２は、家電制御装置２２０が設置された建物の近隣または地域の他の建物における修正操作の統計を出し、その統計に基づいて推奨操作情報を生成することが可能となる。これにより、地域ごとにその地域に適した制御を行うことができる。

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、本発明は係る例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。

本発明は、サーバと家電制御装置とを備え、電力の供給状況に応じて家電の動作を制御する家電制御システムとして利用することができる。

１００…家電制御システム、１０１…ユーザ、１０２…住宅、１０２ａ…エアコン、１０２ｂ…テレビ、１０２ｃ…冷蔵庫、１０４…制御部、１１０…サーバ、１１２…逼迫情報受信部、１１４…逼迫情報送信部、１２０…家電制御装置、１２２…家電制御部、１２４…操作収集部、１２６…記憶部、１２８…環境情報取得部、２００…家電制御システム、２１０…サーバ、２１２…推奨操作生成部、２２０…家電制御装置、２２２…修正情報送信部、２２４…推奨情報受信部

Claims (4)

1. サーバと家電制御装置とからなり、
   前記サーバは、電力供給の逼迫状態に関する情報である逼迫情報を送信する逼迫情報送信部を備え、
   前記家電制御装置は、
   前記サーバから前記逼迫情報を受信して家電を省電力に動作させる節電操作を実行する家電制御部と、
   前記節電操作が実行された後に、前記家電に対してユーザが行った修正操作を収集する操作収集部とを備え、
   前記家電制御部は、前記逼迫情報を受信したら、過去に行われた前記修正操作を参照して前記節電操作を補正した補正操作を実行することを特徴とする家電制御システム。
2. 前記サーバは、
   前記修正操作に基づいて前記節電操作に対応する推奨操作を生成する推奨操作生成部を備え、
   前記家電制御装置は、
   前記操作収集部が収集した修正操作の情報をサーバに送信する修正情報送信部と、
   前記サーバから前記推奨操作情報を受信する推奨情報受信部とを備え、
   前記家電制御部は、前記推奨操作情報に基づいた補正操作、または初期値である節電操作を実行することを特徴とする請求項１記載の家電制御システム。
3. 前記推奨操作生成部は、前記家電制御装置が設置された建物の近隣または地域の他の建物における修正操作の統計に基づいて推奨操作情報を生成することを特徴とする請求項２に記載の家電制御システム。
4. 前記修正操作の情報には、前記修正操作が行われたときの温度、湿度、天候のうち１以上の環境情報を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の家電制御システム。

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