JP6370870B2 - クライメートコントロールシステムおよびクライメートコントロールシステムを制御する方法 - Google Patents

クライメートコントロールシステムおよびクライメートコントロールシステムを制御する方法 Download PDF

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Description

本特許は、インテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムおよび他のイン
テリジェントに制御される環境調整システムに関し、特に、インテリジェントなサーモス
タット下位構成要素および関連する機能を、インテリジェントなサーモスタット上の隠蔽
部および可視部の間で種々に分配して、多数の実装をもたらすことができる、インテリジ
ェントに制御される環境調整システムに関する。
本出願は、米国を除く全ての国の指定における出願人として、米国国内企業であるＮｅ
ｓｔ Ｌａｂｓ，Ｉｎｃ．、ならびに米国のみの指定における出願人として、米国民Ａｎ
ｔｈｏｎｙ Ｍｉｃｈａｅｌ ＦＡＤＥＬＬ、米国民Ｍａｔｔｈｅｗ Ｌｅｅ ＲＯＧＥ
ＲＳ、米国民Ｅｒｉｋ ＣＨＡＲＬＴＯＮ、米国民Ｓｈｉｇｅｆｕｍｉ ＨＯＮＪＯ、日
本国民Ｙｏｋｙ ＭＡＴＳＵＯＫＡ、米国民Ｄａｖｉｄ ＳＬＯＯ、および米国民Ｉｓａ
ｂｅｌ ＧＵＥＮＥＴＴＥの名義で、ＰＣＴ国際特許出願として２０１２年１月３日に出
願されている。本出願は、２０１０年１１月１９日に出願された米国仮出願第６１／４１
５，７７１号、２０１０年１２月３１日に出願された米国仮出願第６１／４２９，０９３
号、および２０１１年１０月２１日に出願された米国仮出願第６１／６２７，９９６号の
利益を主張し、それらの各々は参照により本明細書に組み込まれる。
より新たな、およびより持続可能なエネルギー供給の開発に向けての相当な努力および
配慮が継続する一方で、増加されたエネルギー効率によるエネルギーの保存は、世界のエ
ネルギーの未来にとって依然として重要である。米国エネルギー省からの２０１０年１０
月の報告書によると、暖房および冷房は、典型的な米国の家庭におけるエネルギー使用の
５６％を占め、ほとんどの家庭で最大のエネルギー費用となっている。家庭用暖房および
冷房に関連する物的設備における改善（例えば、改善された断熱、より高い効率の炉）と
共に、エネルギー効率の実質的な増加は、家庭用暖房および冷房装置のよりよい制御およ
び調節によって達成することができる。賢明に選択された時間間隔および慎重に選択され
た動作レベルのために、暖房、換気、および空気調整（ＨＶＡＣ）装置を作動することに
よって、実質的なエネルギーを節約する一方で、同時に、生活空間をその居住者にとって
適切に居心地よく保つことができる。
しかしながら、歴史的によく知られたＨＶＡＣサーモスタット制御システムは、２つの
相反するカテゴリの１つに該当する傾向があったが、そのうちのいずれも、最も実用的な
家庭環境において最適であるとは考えられない。最初のカテゴリでは、多くの単純な非プ
ログラム式家庭用サーモスタットがあり、各々は典型的には所望の温度の設定のための単
一の機械式または電気式ダイヤル、および単一の暖房−送風−オフ−空気調節スイッチ（
ＨＥＡＴ−ＦＡＮ−ＯＦＦ−ＡＣ ｓｗｉｔｃｈ）からなる。最も経験の乏しい居住者に
とっても使用が簡便である一方で、夜間の温度を調整する、または家から出発する直前に
全ての暖房／冷房をオフにする等の、任意のエネルギー節約制御活動は、ユーザによって
手動で行われなければならない。したがって、実質的なエネルギー節約の機会は、最も注
意深いユーザ以外の全てにとって、しばしば見逃される。更に、カスタム温度変動、すな
わち、暖房／冷房ユニットのオン動作を触発するために要求される、所望の設定温度と実
際の現在温度との間の差異（１〜３度等）を指定する能力等の、より高度なエネルギー節
約設定は提供されない。
他方で、第２のカテゴリでは、多くのプログラム式サーモスタットがあり、それらは近
年、Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔａｒ（ＵＳ）およびＴＣＯ（Ｅｕｒｏｐｅ）基準を考慮してより
流行しており、また個々に操作され得るＨＶＡＣシステムのための様々な設定の数におい
て大幅に進歩している。しかしながら、残念なことに、ユーザは、サーモスタットの正面
またはサーモスタット上のパネルドアの後ろの、種々の構成で広げられる目眩がするよう
な数々のスイッチおよび制御装置によってしばしば威圧され、彼らの固有のエネルギー使
用量を最適化するために製造業者のデフォルトをほとんど調整しない。故に、多数の家庭
において設置されたプログラム式サーモスタットが、エネルギー節約プロフィールにより
ＨＶＡＣ装置を動作させることが技術的に可能であっても、多数の家庭において万人向け
の製造業者のデフォルトプロフィールのみしか、かつて実装されていないことはよくある
。実際、残念なほどに多数の場合において、家庭のユーザは、「一時的」または「保留」
モードでユニットを永続的に動作させ、あたかもユニットが単純な非プログラム式サーモ
スタットであるかのように、表示される設定温度を手動で操作する場合がある。
より一般的なレベルでは、人間が必然的に関わる必要があるという事実のため、（ｉ）ＨＶＡＣ制御システムによって提示され得るエネルギー節約精巧化の量と、（ｉｉ）エネルギー節約精巧化が多数の家庭内で日常的に実用化され得る程度との間に対立が生じる。同様の問題は、集合住宅、ホテル、小売店、事務所用建物、工業用建物、およびより一般に、１つ以上のＨＶＡＣシステムを有する任意の生活空間または作業空間という文脈で生じる。本開示を読めば当業者に明らかであろう他の問題が生じる。
例示的な実施形態は、ＨＶＡＣシステム制御の特定の文脈について本明細書に提示されるが、本開示に照らして当業者に明らかであろうように、水使用量、空気使用量、他の天然資源使用量、および他の（すなわち、非ＨＶＡＣ関連）形態のエネルギーの使用量を含むが、これらに限定されない、実施形態が容易に適用可能である多種多様な他の資源使用量という文脈が存在することを理解されたい。したがって、かかる他の資源使用量という文脈における実施形態のかかる適用は、本教示の範囲外ではない。
ＨＶＡＣシステムを制御するためのかかるサーモスタットである、プログラム式デバイ
スが、幾つかの実施形態によって提供される。プログラム式デバイスは、非アクティブ状
態にある間、ユーザとインターフェイスをとることを含む、複数の高電力作動を行うよう
に適合させられ、プログラムされる高電力消費回路を含み、この高電力消費回路は、非ア
クティブ状態またはスリープ状態にある間、実質的により低い電力を使用する。デバイス
はまた、例えば、高電力回路を非アクティブ状態からアクティブ状態へと切り替えさせる
こと、温度センサおよび居住センサ等のセンサをポーリングすること、ならびにＨＶＡＣ
機能をオンまたはオフに切り換えることを含む、複数の低電力作動を行うように適合され
、プログラムされる低電力消費回路を含む。デバイスはまた、ＨＶＡＣシステム機能をオ
ン・オフ動作させるためのＨＶＡＣトリガ回路から電力を回収するように適合させられる
、電力スティーリング（ｐｏｗｅｒ−ｓｔｅａｌｉｎｇ）回路、ならびにＨＶＡＣ機能を
不注意に切り換えることなく、電力スティーリング回路によって安全に回収され得る率を
超える率でエネルギーを使用しながら、高電力消費回路が非アクティブ状態で一次的に動
作し得るような、少なくとも高電力消費回路による使用のための、電力スティーリング回
路によって回収される電力を貯蔵するように適合させられる、再充電性電池等の電力貯蔵
媒体を含む。高電力作動の例としては、無線通信、表示回路を駆動すること、グラフィカ
ル情報をユーザに表示すること、および学習に関する算出を行うことが挙げられる。
幾つかの実施形態によれば、高電力消費回路は、マイクロプロセッサを含み、ヘッドユ
ニット上に位置し、低電力消費回路は、マイクロ制御装置を含み、バックプレート上に位
置する。本出願は、インテリジェントなサーモスタット制御型環境調整システムを対象と
し、ここで計算タスクおよび関連するインテリジェントなサーモスタット機能を有する下
位構成要素は、１つ以上のインテリジェントなサーモスタットの隠蔽部および可視部のう
ちの１つ以上に、およびある種の実装では、１つ以上の中間ボックスに分配される。イン
テリジェントなサーモスタットは、有線および／または無線インターフェイスによって中
間ボックスと相互接続され、かつインテリジェントなサーモスタットは、無線通信によっ
て互いに相互通信する。無線通信は、ローカルルータおよびＩＳＰを通じた通信、モバイ
ルサービスプロバイダを通じた３Ｇおよび４Ｇ無線通信を含む。インテリジェントなサー
モスタット制御型環境調整システムの構成要素は、無線通信によって、遠隔計算設備に接
続されてもよい。
一実施形態による、多用途の感知・制御ユニット（ＶＳＣＵユニット）の斜視図を例証する。 、 一実施形態による、ユーザの手によって制御されている際のＶＳＣＵユニットを例証する。 ＨＶＡＣシステムおよびそこから延在する一組の制御ワイヤを有する家の中に設置された際のＶＳＣＵユニットを例証する。 図２ＡのＨＶＡＣシステムの例示的な図を例証する。 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 一実施形態による、外側リングの回転に基づくユーザの温度調整と共に、続いて起こるユーザインターフェイス表示を例証する。 一実施形態による、ＶＳＣＵユニットのユーザインターフェイスによって提供されるデータ入力機能（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）を例証する。 、 セットアップインタビュー中の種々の質問に回答するための、ＶＳＣＵユニットのユーザインターフェイスによって提供される同様のデータ入力機能を例証する。 、 、 実施形態による、ＶＳＣＵユニットによって提供されるユーザインターフェイス表示の多くの例のうちの幾つかを例証する。 一実施形態による、ＶＳＣＵユニットおよびＨＶＡＣ結合壁ドックの分解斜視図を例証する。 、 幾つかの実施形態による、ＨＶＡＣ結合壁ドックの概念図を例証する。 一実施形態による、ＶＳＣＵユニットおよびＨＶＡＣ結合壁ドックの分解斜視図を例証する。 、 、 家庭（または他の空間）が無線データネットワークを有さない場合の実施形態による、複数のＶＳＣＵユニットが家庭または他の空間内に設置される、有利なシナリオを表す概念図を例証する。 一実施形態による、２ゾーンの家庭用暖房（または冷房）構成での２つのＨＶＡＣシステムのための周期時間プロットを例証する。 １つ以上のＶＳＣＵユニットが、ＷｉＦｉ無線接続性およびインターネットへのアクセスを備える家庭内に設置される、有利なシナリオを表す概念図を例証する。 本明細書に記載されるＶＳＣＵユニットおよびＶＳＣＵ効率プラットフォームによって有効にされる、より大きい全体的エネルギー管理ネットワークの概念図を例証する。 、 一実施形態による、ユーザに対して、彼らのデータ電気機器上で提示される、彼らの１つ以上のＶＳＣＵユニットを管理するため、および／または彼らのＶＳＣＵ効率プラットフォーム装置もしくはデータ一と別の方法で対話するための、遠隔のグラフィカルユーザインターフェイス表示の例を例証する。 、 一実施形態による、ユーザに対して、彼らのデータ電気機器上で提示される、彼らの１つ以上のＶＳＣＵユニットを管理するため、および／または彼らのＶＳＣＵ効率プラットフォーム装置もしくはデータ一と別の方法で対話するための、遠隔のグラフィカルユーザインターフェイス表示の例を例証する。 、 、 、 好ましい実施形態による、通常の設定点温度スケジュール対、「自動留守／自動到着」アルゴリズムの例示的な動作に対応する、実際に動作している設定点プロットの、時間プロットを例証する。 、 、 、 一実施形態による、「自動留守」モードおよび／または「自動到着」モード動作の反復される事例に関連する、居住パターンおよび／または補正の手動入力パターンに基づく、設定点スケジュール修正の一例を例証する。 、 、 、 好ましい実施形態による、エネルギー使用の低減を奨励するための、動的ユーザインターフェイスを例証する。 、 幾つかの実施形態による、ユーザフレンドリーなインターフェイスを有するサーモスタットを例証する。 図１８Ａ〜Ｂのサーモスタットの枠のシェル部分の断面図を例証する。 、 ヘッドユニットおよびバックプレートである、２つの主要な構成要素に関するサーモスタットの、それぞれ、分解前方および後方斜視図を例証する。 、 一次構成要素に関するヘッドユニットの、それぞれ、分解前方および後方斜視図を例証する。 、 一次構成要素に関するヘッドユニット前部アセンブリの、それぞれ、分解前方および後方斜視図を例証する。 、 一次構成要素に関するバックプレートユニットの、それぞれ、分解前方および後方斜視図を例証する。 幾つかの実施形態による、部分的に組み立てられたヘッドユニット前面の斜視図を例証する。 一実施形態による、ヘッドユニット回路基板の正面図を例証する。 一実施形態による、バックプレート回路基板の後方図を例証する。 、 、 一実施形態による、進行的に大きくなる時間尺度での、スリープ−ウェークタイミング力学の概念的例を例証する。 一実施形態による、ヘッドユニットマイクロプロセッサの機能的ソフトウェア、ファームウェア、および／またはプログラミング構造の自己説明的な概観を例証する。 一実施形態による、バックプレートマイクロ制御装置の機能的ソフトウェア、ファームウェア、および／またはプログラミング構造の自己説明的な概観を例証する。 一実施形態による、バックプレートが曝露されるときにユーザに提示される、配線端末の図を例証する。 、 一実施形態による、既定の時間間隔内である、新たにスケジュールされる設定点のユーザによる確立の制限を例証する。 、 、 、 一実装のための、ユーザに対する、温度までの時間（ｔｉｍｅ−ｔｏ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）表示を例証する。 一実施形態による、第２段階の暖房設備が呼び出されるときの、好ましいサーモスタット読出しの例を例証する。 、 、 好ましい実施形態による、温度までの時間（Ｔ２Ｔ）情報を使用した単一の段階暖房周期中の、第２段階の暖房設備の発動を例証する。 好ましい実施形態による、ヒートポンプ極性についての「選択可能に自動化された」試験に関連してサーモスタットによってユーザに提示される、ユーザインターフェイス画面を例証する。 、 本出願が目的とするインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムの柔軟性の、ある種の構成要素および構造的源を例証する。 、 、 、 、 、 、 、 本出願が目的とする、多くの代替的な実装を提供する、ＨＶＡＣ制御システムの機能分割における構造に基づく柔軟性を例証する。 本出願が目的とするインテリジェントなサーモスタットＨＶＡＣ制御システムの計算的に分配される性質から生じる、追加的な実装柔軟性を例証する。
本特許明細書の発明の主題は、次の本発明の譲受人に譲渡された出願の発明の主題に関
し、それらの各々は参照により本明細書に組み込まれる：２０１０年９月１４日に出願さ
れた米国特許出願第１２／８８１，４３０号、２０１０年９月１４日に出願された米国特
許出願第１２／８８１，４６３号、２０１０年１１月１９日に出願された米国特許仮出願
第６１／４１５，７７１号、２０１０年１２月３１日に出願された米国特許仮出願第６１
／４２９，０９３号、２０１１年１月４日に出願された米国特許出願第１２／９８４，６
０２号、２０１１年１月１０日に出願された米国特許出願第１２／９８７，２５７号、２
０１１年２月２３日に出願された米国特許出願第１３／０３３，５７３号、２０１１年２
月２３日に出願された米国特許出願第２９／３８６，０２１号、２０１１年２月２４日に
出願された米国特許出願第１３／０３４，６６６号、２０１１年２月２４日に出願された
米国特許出願第１３／０３４，６７４号、２０１１年２月２４日に出願された米国特許出
願第１３／０３４，６７８号、２０１１年３月１日に出願された米国特許出願第１３／０
３８，１９１号、２０１１年３月１日に出願された米国特許出願第１３／０３８，２０６
号、２０１１年８月１６日に出願された米国特許出願第２９／３９９，６０９号、２０１
１年８月１６日に出願された米国特許出願第２９／３９９，６１４号、２０１１年８月１
６日に出願された米国特許出願第２９／３９９，６１７号、２０１１年８月１６日に出願
された米国特許出願第２９／３９９，６１８号、２０１１年８月１６日に出願された米国
特許出願第２９／３９９，６２１号、２０１１年８月１６日に出願された米国特許出願第
２９／３９９，６２３号、２０１１年８月１６日に出願された米国特許出願第２９／３９
９，６２５号、２０１１年８月１６日に出願された米国特許出願第２９／３９９，６２７
号、２０１１年８月１６日に出願された米国特許出願第２９／３９９，６３０号、２０１
１年８月１６日に出願された米国特許出願第２９／３９９，６３２号、２０１１年８月１
６日に出願された米国特許出願第２９／３９９，６３３号、２０１１年８月１６日に出願
された米国特許出願第２９／３９９，６３６号、２０１１年８月１６日に出願された米国
特許出願第２９／３９９，６３７号、２０１１年８月１７日に出願された米国特許出願第
１３／１９９，１０８号、２０１１年１０月６日に出願された米国特許出願第１３／２６
７，８７１号、２０１１年１０月６日に出願された米国特許出願第１３／２６７，８７７
号、２０１１年１０月７日に出願された米国特許出願第１３／２６９，５０１号、２０１
１年１０月１４日に出願された米国特許出願第２９／４０４，０９６号、２０１１年１０
月１４日に出願された米国特許出願第２９／４０４，０９７号、２０１１年１０月１４日
に出願された米国特許出願第２９／４０４，０９８号、２０１１年１０月１４日に出願さ
れた米国特許出願第２９／４０４，０９９号、２０１１年１０月１４日に出願された米国
特許出願第２９／４０４，１０１号、２０１１年１０月１４日に出願された米国特許出願
第２９／４０４，１０３号、２０１１年１０月１４日に出願された米国特許出願第２９／
４０４，１０４号、２０１１年１０月１４日に出願された米国特許出願第２９／４０４，
１０５号、２０１１年１０月１７日に出願された米国特許出願第１３／２７５，３０７号
、２０１１年１０月１７日に出願された米国特許出願第１３／２７５，３１１号、２０１
１年１０月１７日に出願された米国特許出願第１３／３１７，４２３号、２０１１年１０
月２１日に出願された米国特許出願第１３／２７９，１５１号、２０１１年１０月２１日
に出願された米国特許出願第１３／３１７，５５７号、２０１１年１０月２１日に出願さ
れた米国特許仮出願第６１／６２７，９９６号、２０１１年１１月１８日に出願されたＰ
ＣＴ／ＵＳ１１／６１３３９号、２０１１年１１月１８日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ１１
／６１３４４号、２０１１年１１月１８日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ１１／６１３６５号
、２０１１年１１月１８日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ１１／６１３７９号、２０１１年１
１月１８日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ１１／６１３９１号、２０１１年１１月１８日に出
願されたＰＣＴ／ＵＳ１１／６１４７９号、２０１１年１１月１８日に出願されたＰＣＴ
／ＵＳ１１／６１４５７号、および２０１１年１１月１８日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ１
１／６１４７０号、２０１１年１１月１８日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ１１／６１３３９
号、２０１１年１１月１８日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ１１／６１４９１号、２０１１年
１１月１８日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ１１／６１４３７号、および２０１１年１１月１
８日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ１１／６１５０３号。上記参照の特許出願は、本明細書で
集合的に「譲受人に譲渡された組み込まれる出願」と称される。
１つ以上の多用途の感知・制御ユニット（ＶＳＣＵユニット）に基づく、１つ以上のＨ
ＶＡＣシステムを制御するためのシステム、方法、コンピュータプログラム製品、および
関連する業務方法が、１つ以上の実施形態によって提供され、各ＶＳＣＵユニットは、精
巧な、カスタマイズされた、エネルギー節約ＨＶＡＣ制御機能を提供するように構成され
、そのように適合させられる一方で、同時に、視覚的に魅力的で、非威圧的で、見た目に
優美で、使用が悦ばしく簡便である。各ＶＳＣＵユニットには、経験の乏しいユーザが単
純なユーザインターフェイスのみに身を置くように、しかし、高度なユーザが多くの異な
るエネルギー節約およびエネルギー追跡性能にアクセスし、それらを操作できるように、
選択的に階層化された機能が有利に提供される。重要なことに、単純なユーザインターフ
ェイスのみに身を置く経験の乏しいユーザの場合であっても、ＶＳＣＵユニットは、背景
で実行される高度なエネルギー節約機能を提供し、このＶＳＣＵユニットは、密かにマル
チセンサ技術を使用して、家庭の暖房および冷房環境について「学習」し、適宜、エネル
ギー節約設定を最適化する。
ＶＳＣＵユニットはまた、ユーザが少数の単純な質問に回答する、親しみやすい「セッ
トアップインタビュー」で始まり、次いで、ユーザ居住パターン（例えば、いつの時刻に
彼らが在宅および留守であるか）を検出するためのマルチセンサ技術を使用して、また時
間と共にユーザがダイヤル上で設定温度を制御する方法を追跡することによって、時間と
共に継続し、ユーザ自身について「学習」する。マルチセンサ技術は、ＶＳＣＵユニット
自体の内側に有利に隠されており、故に、複数の外部センサノードユニットに関連する手
間、複雑さ、および威圧感の要因を回避する。継続的に、ＶＳＣＵユニットは、１つ以上
の高度な制御アルゴリズムに従って、学習および感知された情報を処理し、次いで、エネ
ルギー使用量を最適化する一方で、同時に、学習された居住パターンおよびユーザの快適
さの好みに従って生活空間を最適なレベルに維持するために、その環境制御設定を自動的
に調整する。また更に、ＶＳＣＵユニットは、過去のエネルギーコスト実績、予報される
エネルギーコスト、および更に面白みのあるゲーム様式の祝辞および奨励の表示等の、低
減されたエネルギー使用量を奨励する情報を、その視覚的に魅力的なユーザインターフェ
イス上で慎重に選択された時間で表示することにより、ユーザ自身におけるエネルギー節
約挙動を助長するようにプログラムされる。
有利なことに、ＶＳＣＵユニットの選択的に階層化された機能は、それが家庭および業
務環境における多様な異なる技術的状況にとって有利となることを可能にし、それによっ
て、同じＶＳＣＵユニットを多種多様な顧客に対して容易に販売可能とする。無線家庭ネ
ットワークまたはインターネット接続性を有さない単純な環境について、ＶＳＣＵユニッ
トは、マルチセンサ技術およびユーザ入力に基づいてその環境を学習し、それに適合する
こと、ならびに適宜、ＨＶＡＣ設定を最適化することが可能である、独立型モードで有効
に動作する。しかしながら、家庭ネットワークまたはインターネット接続性を実際に有す
る環境について、ＶＳＣＵユニットは、種類豊富な追加的な性能を提示するために、ネッ
トワーク接続モードで有効に動作する。
ＶＳＣＵユニットが、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）のコネクティビティによ
って等、家庭ネットワークを介してインターネットに接続されるとき、１つ以上の実施形
態によって提供される追加的な性能には、次のものが含まれるが、これらに限定されない
：実時間のまたは集計された家庭エネルギー実績データを、ＶＳＣＵデータサービスプロ
バイダ、他の家庭内のＶＳＣＵユニット、または他のデータ目的地公益会社に提供するこ
と；実時間または集計された家庭エネルギー実績データを、公益会社、ＶＳＣＵデータサ
ービスプロバイダ、他の家庭内のＶＳＣＵユニット、または他のデータ供給源から受け取
ること；新たなエネルギー制御アルゴリズムまたは他のソフトウェア／ファームウェアア
ップグレードを、１つ以上のＶＳＣＵデータサービスプロバイダまたは他の供給源から受
け取ること；現在のおよび予報される天気情報を、エネルギー節約制御アルゴリズム処理
に含めるために受け取ること；ユーザ制御コマンドを、ユーザのコンピュータ、ネットワ
ーク接続テレビ、スマートフォン、または他の定常のもしくは携帯型データ通信電気機器
（これ以降、ユーザの「デジタル電気機器」として集合的に参照される）から受け取るこ
と；対話型ユーザインターフェイスをユーザに、彼らのデジタル電気機器を通じて提供す
ること；複数の供給源から収集された情報を活用して、それらの加入者のために可能な限
り最高のエネルギー節約制御コマンドまたはプロフィールを生み出すことを狙いとした加
入に基づくサービス等、制御コマンドおよび情報を外部エネルギー管理アドバイザーから
受け取ること；制御コマンドおよび情報を、リベートまたは他のコスト奨励金と引き換え
に、ＶＳＣＵを制御する有限の権限を随意に与えられている公益会社等の外部エネルギー
管理当局から受け取ること（例えば、エネルギー緊急事態、「スペア・ディ・エアー（ｓ
ｐａｒｅ ｔｈｅ ａｉｒ）」日等のために）；ＶＳＣＵによって感知されたＨＶＡＣ関
連事象（例えば、家が予想通りに暖まらない、または冷えない）に基づいて、警報、警告
、または他の情報をユーザに、彼らのデジタル電気機器（および／または家修理サービス
等のユーザ指名先）上で提供すること；ＶＳＣＵによって感知された非ＨＶＡＣ関連事象
（例えば、ＶＳＣＵのマルチセンサ技術によって感知された侵入者警告）に基づいて、警
報、警告、または他の情報をユーザに、彼らのデジタル電気機器（および／またはホーム
セキュリティーサービスまたは地域の警察署等のユーザ指名先）上で提供すること；なら
びにこれ以降で更に提供される例のうちの１つ以上に開示される、ネットワーク接続性に
よって有効にされる多様な他の有用な機能。
１つ以上の実施形態が、一戸建て住居等の住居用の家の文脈のために本明細書に詳述さ
れる一方で、本教示の範囲は、さほど限定されず、本教示は、限定なしに、複式マンショ
ン、タウンホーム、集合住宅、ホテル、小売店、事務所用建物、工業用建物、およびより
一般に、１つ以上のＨＶＡＣシステムを有する任意の生活空間または作業空間に同様に適
用可能であることを理解されたい。ユーザ、顧客、設置者、自家所有者、居住者、客、テ
ナント、家主、修理人等という用語は、本明細書に記載される幾つかの特に有利な状況の
文脈で、ＶＳＣＵユニットまたは他のデバイスまたはユーザインターフェイスと対話する
人物（単数または複数）を指すように使用されてもよい一方で、これらの参照は、かかる
行動を行っている人物（単数または複数）に関して、本教示の範囲を限定するものとは決
して見なされるべきでないことを更に理解されたい。故に、例えば、ユーザ、顧客、購入
者、設置者、加入者、および自家所有者という用語は、世帯主がしばしば、購入決定を下
す、ユニットを買う、ならびにユニットを設置および構成する人物であり、また、ユニッ
トのユーザの１人であり、かつ公益会社および／またはＶＳＣＵデータサービスプロバイ
ダの顧客であるため、しばしば、一戸建て住居用住宅の場合において同じ人物を指しても
よい。しかしながら、家主・テナント環境等の他のシナリオにおいて、顧客は、ユニット
を購入することに関する家主であってもよく、設置者は、地域のアパート監督者であって
もよく、第１のユーザは、テナントであってもよく、第２のユーザは再び、遠隔制御機能
に関する家主であってもよい。重要なことに、行動を行う人物の素性は、実施形態のうち
の１つ以上によって提供される特定の利点に密接な関係があり、例えば、本明細書に更に
記載されるパスワード保護された温度管理（ｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ）機能は、家主が唯一
のパスワードを保留し、テナントによるエネルギー浪費を防止することができる場合に特
に有利であり得る一方で、かかる素性は、続く説明において、本教示の範囲をそれらの特
定の素性を有するそれらの特定の個人に必ずしも限定するものとして解釈されるべきでは
ない。
本明細書で使用されるとき、「設定点」または「温度設定点」は、ユーザによって、ま
たはスケジュールに従って自動的に設定される、本明細書に記載されるＶＳＣＵユニット
のうちの１つ以上等の温度制御システムの標的温度設定を指す。当業者によって容易に理
解されるであろうが、これ以降に記載される、開示されるサーモスタットの機能のうちの
多くは、対応出願において、暖房および冷房の両方の文脈に当てはまり、特定の設定点お
よび温度移動の方向において唯一異なる。不必要な反復を回避するために、実施形態の幾
つかの例は、本明細書にこれらの文脈のうちの１つのみにて提示し、それ以外は言及しな
い場合がある。したがって、特定の実施形態または例がこれ以降で家庭用暖房の文脈にお
いて述べられる場合、本教示の範囲は、かかる対応出願が、当業者によって判決されると
き、開示される原則と論理的に一貫するであろう程度まで、家庭用冷房の対応文脈にも同
様に適用可能であり、逆もまた同様である。
図１Ａは、一実施形態による、多用途の感知・制御ユニット（ＶＳＣＵユニット）１０
０の斜視図を例証する。非常に多くの先行技術のサーモスタットとは異なり、ＶＳＣＵユ
ニット１００は好ましくは、家の装飾を減殺せず、実際、それが設置されるその位置のた
めに、視覚的に心地よい中央部装飾としての機能を果たし得る、滑らかで、優美な外見を
有する。ＶＳＣＵユニット１００は、好ましくは約８ｃｍの直径を有する円形であり、サ
テンニッケルまたはクロム仕上げ等の視覚的に心地よい外側の仕上げを有する、本体１０
８を備える。回転可能な外側リング１０６、センサリング１０４、および円形表示モニタ
ー１０２を備える冠様の構造は、小さい外周の間隙１１０によって本体１０８から分離さ
れる。外側リング１０６は、好ましくは、本体１０８のそれと同一の外側の仕上げを有す
る一方で、センサリング１０４および円形表示モニター１０２は、外方向に緩やかに弧状
を描き、滑らかでなおも密な、耐久性がありそうな全体的外見を提供する、共通の円形ガ
ラス（またはプラスチック）外側カバーを有する。センサリング１０４は、限定なしに、
赤外線センサ、可視光センサ、および音響センサを含む、多種多様なセンサのいずれも収
容する。好ましくは、センサリング１０４をカバーするガラス（またはプラスチック）は
、センサ自体がユーザに可視的でないように、燻されるか、または鏡面にされる。通気機
能は、外周の間隙１１０等によって好ましくは提供され、それは、視覚的に魅力的でない
「ギル」または格子様の通気孔に対する必要性を伴わずに、周囲空気が内部センサによっ
て感知されることを可能にする。
図１Ｂ〜１Ｃは、一実施形態による、ユーザの手によって制御されているときのＶＳＣ
Ｕユニット１００を例証する。一実施形態では、ユーザ確信を抱かせ、かつ更に可視的お
よび機能的簡潔さを助長するという組み合わされた目的のために、ＶＳＣＵユニット１０
０は、２つのタイプのユーザ入力のみによって制御され、このうち第１のタイプは、外側
リング１０６の回転（図１Ｂ）であり、第２のタイプは、可聴のおよび／または触覚の「
クリック」が生じるまでの、外側リング１０６（図１Ｃ）上の内方向の押しである。一実
施形態については、図１Ｃの内方向の押しは、外側リング１０６を前方に移動させるのみ
である一方で、別の実施形態では、外側リング１０６ならびにセンサリング１０４および
円形表示モニター１０２のガラスカバーの両方を含む、冠様の構造全体は、押されるとき
一緒に内方向に移動する。好ましくは、センサリング１０４、円形表示モニター１０２、
およびそれらの共通のガラスカバーは、外側リング１０６と共に回転しない。
円形表示モニター１０２上での直観的で読みやすい指示メッセージに反応性の、外側リ
ング１０６のユーザの回転（これ以降、「リング回転」として参照される）および外側リ
ング１０６の内方向の押し（これ以降、「内方向クリック」として参照される）により、
ＶＳＣＵユニット１００は、有利に、基本的なセットアップおよび動作のための全ての必
要な情報をユーザから受け取ることが可能である。好ましくは、外側リング１０６は、更
に全体的に簡潔な感じを助長する一方でまた、偽性のまたは所望されない回転入力も低減
するために、滑らかであるがなおも粘着性の感じをユーザに提供する様態で、機械式で載
置される。一実施形態については、ＶＳＣＵユニット１００は、リング回転および内方向
クリックにより、次の３つの根本的なユーザ入力を認識する：（１）リング左回転、（２
）リング右回転、および（３）内方向クリック。他の実施形態については、「ダブルクリ
ック」または「トリプルクリック」内方向押し操作等、および速度感受性または加速感受
性回転入力（例えば、非常に大きく迅速な左方向の回転が「留守」の居住状態を指定する
一方で、非常に大きく迅速な右方向の回転は「居住中」の居住状態を指定する）等の、よ
り複雑な根本的なユーザ入力が認識される可能性がある。
本教示の範囲は、さほど限定されないが、個別的な機械式暖房−冷房トグルスイッチ、
または暖房−オフ−冷房選択スイッチ、または暖房−送風−オフ−冷房スイッチは、ＶＳ
ＣＵユニット１００上のどこにでも提供されないことが望ましく、この省略は、さもなけ
ればかかるスイッチの存在によって許容されないであろう、ＶＳＣＵユニット１００の全
体的可視的単純さおよび簡潔さに寄与する一方でまた、高度な制御能力の提供を促進する
。更に、かかる個別的な機械式スイッチ（例えば、機械式継電器を直接に駆動する電気押
しボタンまたは電気リミットスイッチ）のための電気プロキシが存在しないことが大いに
望ましい。代わりに、これらの設定の間の切換えは、そのマルチセンサ読取り、そのプロ
グラミング（任意に、データネットワークにわたって提供される外部に提供されるコマン
ド／データと併せて）、ならびに／または上述の「リング回転」および「内方向クリック
」ユーザ入力に反応性で、ＶＳＣＵユニット１００のコンピュータによる制御下で行われ
ることが好ましい。
ＶＳＣＵユニット１００は、物理的ハードウェアおよびファームウェア構成と共に、本
開示に記載される機能を行うことが可能であるハードウェア、ファームウェア、およびソ
フトウェアプログラミングを備える。本開示に照らして、当業者であれば、過度の実験を
伴わずに、一般に入手可能なハードウェアおよびファームウェア構成要素、ならびに既知
のプログラミングツールおよび開発プラットフォームを使用して、本明細書に記載される
物理的および機能的特色を具体化する、物理的ハードウェアおよびファームウェア構成、
ならびにハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアプログラミングを理解する
ことが可能であろう。同様の解説は、ＶＳＣＵユニット１００からデータ通信を受け取る
、かつ／またはそれにデータ通信を提供する、遠隔データ記憶およびデータ処理センタに
おいて使用されるデバイスおよびプログラム等の、ＶＳＣＵユニット１００に外的な記載
されるデバイスおよび機能に当てはまる。例として、異なるＺＩＰ番号に対して有鍵にさ
れるＶＳＣＵユニット１００の内側の、１つ以上のプレインストールされたデータベース
へのこれ以降の参照は、全地球測位ベースのナビゲーションデバイスにおいて使用される
ものと同様のフラッシュメモリ技術を使用して行うことができる。更なる例として、家庭
居住予測および設定点最適化に関連して、それぞれ、ＶＳＣＵユニット１００によって行
われる機械学習および数学的最適化アルゴリズムへのこれ以降の参照は、例えば、人工神
経ネットワーク、ベイジアンネットワーク、遺伝的プログラミング、帰納的論理プログラ
ミング、サポートベクターマシン、決定木学習、クラスタリング分析、動的計画法、確率
的最適化、線形回帰、二次回帰、二項回帰、ロジスティック回帰、擬似焼きなまし法、な
らびに他の学習、予報、および最適化技法を含むが、これらに限定されない、１つ以上の
既知の技術、モデル、および／または数学的戦略を使用して行うことができる。
図２Ａは、ＨＶＡＣシステム２９９およびそこから延在する一組の制御ワイヤ２９８を
有する、家２０１の中に設置されたときのＶＳＣＵユニット１００を例証する。ＶＳＣＵ
ユニット１００は、当然のことながら、新たな家庭構築における請負人による設置、およ
び／または完全なＨＶＡＣシステム交換の文脈における設置に非常によく適している。し
かしながら、一実施形態により活用される１つの代替的な主要な商機は、既存の家庭内で
の交換サーモスタットとしてのＶＳＣＵユニット１００のマーケティングおよび小売であ
り、ここで顧客（および／またはＨＶＡＣ専門家）は、彼らの古いサーモスタットを既存
のワイヤ２９８から切断し、ＶＳＣＵユニット１００内で置き換える。
いずれの場合においても、ＶＳＣＵユニット１００は、有利に、エネルギー節約技術プ
ラットフォーム全体を家庭の中へと挿入するための「慣性のくさび」としての機能を果た
すことができる。単純に述べると、ほとんどの自家所有者は、家庭がサーモスタットを有
する必要性を理解し、容認するため、最も頑固で、科学技術恐怖症の自家所有者でさえも
、単純な、非威圧的、かつ使いやすいＶＳＣＵユニット１００を彼らの家庭の中へと容易
に容認するであろう。一旦、家庭内に入ると、当然のことながら、ＶＳＣＵユニット１０
０は、有利に、持続可能な地球のためにエネルギーを節約し、頑固な人物を含む自家所有
者のために金銭を節約し始めるであろう。追加的に、しかしながら、自家所有者がＶＳＣ
Ｕユニット１００プラットフォームに対して「うち解け」、その悦ばしい簡潔さおよび継
目のない動作を更に理解し始めるにつれて、彼らは、その高度な特色を生かす傾向が高ま
り、また彼らは更に、これ以降に更に記載されるような多様な適合性の後続製品およびサ
ービスを取り入れる余地が高まり、そのことに前向きになる。これは、地球がエネルギー
効率的な技術の伝播から恩恵を受ける一方で、同時に、ＶＳＣＵユニットの製造業者およ
び／またはそれらの公認の提携先が、それらの業務収益および見込み更に拡張することが
できるため、多くの面で有利なウィン・ウィン状況である。開示の明確さのために、「Ｖ
ＳＣＵ効率プラットフォーム」という用語は、本明細書で、ＶＳＣＵユニット１００と、
ならびに／またはＶＳＣＵユニット１００の動作を支持するデバイスおよびプログラムと
、技術的に適合性の製品およびサービスを指す。
図２Ｂは、図２ＡのＨＶＡＣシステム２９９の例示的な図を例証する。ＨＶＡＣシステ
ム２９９は、図２Ａに示される一戸建て住居２０１等の包囲空間のために、暖房、冷房、
換気、および／または空気処理を提供する。ＨＶＡＣシステム２９９は、強制空気タイプ
暖房システムを示すが、他の実施形態によれば、システムの他のタイプが使用され得る。
暖房において、空気処理機２４０内の加熱コイルまたは加熱要素２４２は、電気またはガ
スを使用して、回線２３６を介して熱源を提供する。冷気は、送風機２３８を使用して、
包囲空間から還気ダクト２４６を介してフィルタ２７０を通じて引かれ、加熱コイルまた
は加熱要素２４２で加熱される。加熱された空気は、１つ以上の位置で、給気ダクトシス
テム２５２および格子２５０等の給気格子を介して包囲空間の中に還流する。冷房におい
ては、外側の圧縮機２３０は、フレオン等のガスを、一組の熱交換器コイルに通過させて
、ガスを冷却する。ガスは次いで、回線２３２を介して空気処理機２４０中の冷房コイル
２３４に行き、そこでそれは膨張し、冷却され、送風機２３８を介して包囲空間を通じて
循環させられる空気を冷却する。幾つかの実施形態によれば、水線２６４によって提供さ
れる水を使用して空気を湿らす、加湿器２６２もまた提供される。図２Ｂには示されない
が、幾つかの実施形態によれば、包囲空間のためのＨＶＡＣシステムは、外側と往復して
空気を通過させるための専用の外側の通気孔、気流をダクトシステム内で制御するための
１つ以上のダンパ、緊急用の暖房ユニット、および除湿器等の他の既知の構成要素を有す
る。ＨＶＡＣシステムは、制御ワイヤ２９８をわたってＶＳＣＵ１００と通信する制御電
子機器２１２を介して選択的に作動される。
図３Ａ〜３Ｋは、一実施形態による、外側リング１０６の回転に基づくユーザの温度調
整と共に、続いて起こるユーザインターフェイス表示を例証する。一実施形態については
、ユーザがＶＳＣＵユニット１００に近寄ったときの、図３Ａに示される時間前に、ＶＳ
ＣＵユニット１００は、円形表示モニター１０２を完全にブランク（「暗い」）に設定し
ており、それはユニットに近付く人物がいないときの無活動の状態に対応する。ユーザが
表示に近寄るとき、彼らの存在は、ＶＳＣＵユニット１００における１つ以上のセンサに
よって検出され、その時点で、円形表示モニター１０２は、自動的にオンにされる。これ
が起こるとき、図３Ａに例証されるように、円形表示モニター１０２は、中央読出し３０
４で、大きいフォントで現在設定点を表示する。また、空間的に現在設定点を表す位置で
、円形表示モニター１０２の周辺に沿って配備される設定点アイコン３０２も表示される
。それは純粋に電子的であるが、設定点アイコン３０２は、より古い機械式サーモスタッ
トダイヤルを回想させ、有利に、多くのユーザにとっての親近感ならびに有形の制御の感
覚を添える。
とりわけ、図３Ａの例は、ユーザがＶＳＣＵユニット１００に近寄ったときに、６８度
の実際の現在温度が、６８度の設定点温度に等しい場合のシナリオを想定する。実際の現
在温度が設定点温度とは異なるときに、ユーザがＶＳＣＵユニット１００に近寄る場合に
ついては、表示はまた、実際の温度読出しおよび立ち下がりアイコンも含むであろうが、
それは図３Ｂ〜３Ｋの文脈において下に更に記載される。
これから図３Ｂを参照すると、ユーザが外側リング１０６を時計回りに回すとき、中央
読出し３０４で、設定点温度の漸増する値が瞬時に提供され、設定点アイコン３０２は、
円形表示モニター１０２の周辺の周囲で、漸増する設定点を表す位置へと時計回りの方向
に移動する。実際の現在温度が設定点温度とは異なるときはいつでも、実際の温度読出し
３０６は、空間的に実際の現在温度を表す位置である円の周辺に沿って、比較的小さい桁
で提供される。立ち下がりアイコン３０８が更に提供され、それは代替的にテールアイコ
ンまたは差異指示と呼ばれ得、実際の温度読出し３０６および設定点アイコン３０２の位
置の間に延在する。ＶＳＣＵユニット１００によって計算される、ＨＶＡＣシステムが温
度を実際の現在温度から設定点温度へと導くために要求される時間間隔の予測を示す、温
度までの時間読出し３１０が更に提供される。
図３Ｃ〜３Ｋは、図３Ｂにおいて完了したユーザ設定点変更後の、例示的な時刻での円
形表示モニター１０２の図を例証する（当然のことながら、ユーザの近位が継続されるこ
とに反応性、または別の居住者の近位が検出されることに反応性である、事前設定された
作動後の時間枠中等、円形表示モニター１０２がアクティブに留まっていることを想定す
る）。故に、図３Ｃで、現在の実際の温度は、古い設定点から新たな設定点へと高まる中
途辺りにあり、図３Ｄにおいて、現在の実際の温度は、ほぼ設定点温度にある。図３Ｅに
例証されるように、立ち下がりアイコン３０８および実際の温度読出し３０６の両方は、
現在の実際の温度が設定点温度に到達し、暖房システムがオフにされるときに消える。次
いで、家庭用暖房状況において典型的に起こるように、実際の温度は下がり始め（図３Ｆ
）、やがて許容される温度変動に到達し（それはこの例では２度であり、図３Ｇを参照さ
れたい）、その時点で、暖房システムは再びオンにされ、温度まで設定点（図３Ｈ〜３Ｉ
）まで上昇し、暖房システムがオフにされる。現在の実際の温度は次いで、再び下がり始
め（図３Ｊ〜３Ｋ）、周期は継続する。有利なことに、温度までの時間読出し３１０を含
む、図３Ａ〜３Ｋのユーザインターフェイス機能により、ユーザには、迅速で直観的な、
視覚的に心地よいシステム動作の概観、ならびに、あとどれくらい暖房システム（または
対応実施形態における冷房システム）がオンに留まるであろうかの迅速な指標が提供され
る。図３Ｃ〜３Ｋにおける許容される温度変動としての２度の使用は、例の目的のために
すぎず、異なる量の許容される温度変動が、特定の自動化された制御アルゴリズム、デフ
ォルト、ユーザ設定、ユーザ指定変更等に従って、異なる時間で適用可能であり得、それ
らが次いで、それらの時間に適用中となり得ることを理解されたい。
一実施形態については、ＶＳＣＵユニット１００は、ユーザが近寄り、ユニットを制御
し始めない限り、完全に無音であるように設計される。有利なことに、従来の先行技術の
サーモスタットにあるような、暖房または冷房ユニットが作動されるときのクリックタイ
プの煩わしさは存在しない。任意に、ＶＳＣＵユニット１００は、ユーザが異なる温度設
定を通じてダイヤルするときの「刻み」フィードバックを提供するために、圧電スピーカ
ーを通じた出力であり得るような、人工の可聴のクリックを合成するように構成すること
ができる。
図４は、一実施形態による、親しみやすいセットアップインタビュー中に（それは初期
のＶＳＣＵユニット設置時に、またはユーザが依頼する場合がある任意のその後の時間に
生じる可能性がある）、ユーザが彼らのＺＩＰ番号を入れるよう求められる、特定の非限
定的な例についての、ＶＳＣＵユニット１００のユーザインターフェイスによって提供さ
れるデータ入力機能を例証する。選択アイコン４０２と共に、円形表示モニター１０２の
周辺の周囲に分配される桁０〜９の表示に反応性で、ユーザは、外側リング１０６を回し
て、選択アイコン４０２を適切な桁へと移動させ、次いで、その桁を入れるために内方向
クリックコマンドを提供する。
一実施形態については、ＶＳＣＵユニット１００は、ソフトウェアロックアウト機能を
提供するようにプログラムされ、ここで人物は、ＶＳＣＵユニット１００がそれらの制御
入力を容認するであろう前に、パスワードまたは組み合わせを入れることを要求される。
パスワード依頼およびエントリのためのユーザインターフェイスは、図４に示されるもの
と同様である可能性がある。ソフトウェアロックアウト機能は、例えば、母親および父親
にとって、彼らの十代の若者が設定温度に所望されない変更を与えることを防止する際に
、種々の家主・テナントシナリオにとって、および多様な他の状況において、高度に有用
である可能性がある。
図５Ａ〜５Ｂは、セットアップインタビュー中の種々の質問に回答するための、ＶＳＣ
Ｕユニット１００のユーザインターフェイスによって提供される同様のデータ入力機能を
例証する。ユーザは、所望の回答がハイライト表示されるまで、外側リング１０６を回転
させ、次いで、その回答を入れるために内方向クリックコマンドを提供する。
図６Ａ〜６Ｃは、ユーザの側のエネルギー意識の高い挙動に影響を及ぼすことを目的と
する実施形態による、ＶＳＣＵユニット１００によって提供されるユーザインターフェイ
ス表示の多くの例のうちの幾つかを例証する。慎重に選択された時間で（例えば、毎月の
公共料金が、自家所有者に電子メールで送られる同日に）、またはユーザ依頼に応じて、
無作為の時点を含む他の時間で、ＶＳＣＵユニット１００は、低減されたエネルギー使用
量を奨励する、その視覚的に魅力的なユーザインターフェイス上で情報を表示する。図６
Ａに示される一例では、ユーザは、彼らが彼らの世帯につき達成した特定のエネルギー節
約（およびしたがって金銭節約）達成に関して、祝辞のメッセージを示される。エネルギ
ー節約挙動の正の強化を提供するために、ユーザにおける快い感じまたは感情を喚起する
リーフアイコン６０２等の絵または記号を含めることは、特に有効であることが見出され
ている。正の強化と同程度に有利であるとは考えられないが、ＶＳＣＵユニット１００が
、エネルギー貪食実績を示すための煙突が黒煙を大量生産している不快な絵を表示するこ
とによって等、負の強化のメッセージも同様に示すことは、本教示の範囲内にある。
図６Ｂは、世帯の最近の日々（または毎週、毎月等）のエネルギー使用の表示を備え、
比較的低いエネルギー使用量の日について、正のフィードバックリーフアイコン６０２を
提供する、ユーザのエネルギー節約挙動に影響を及ぼす可能性がある、エネルギー実績表
示の別の例を例証する。とりわけ、図６Ａにあるもの等のメッセージは、ＶＳＣＵユニッ
ト１００によって追跡される家庭ＨＶＡＣ装置の既知の周期時間および持続期間に基づい
て、Ｗｉ−Ｆｉが有効にされていない顧客に対して表示することができる。実際、やや複
雑性が高まるが、図６Ａにあるもの等のメッセージはまた、既知のＨＶＡＣ周期時間およ
び持続期間に基づいて、彼らのＺＩＰ番号に対する事前にプログラムされたエネルギーコ
ストの推定および／または例えば、親しみやすいセットアップインタビュー中に、提供さ
れ得るそれらの過去の公共料金から、ユーザが入れた過去のエネルギーコスト情報と組み
合わせて、Ｗｉ−Ｆｉが有効にされていない顧客に対して表示することが可能である。
図６Ｃに示される別の例については、ユーザは、それらのエネルギー実績ステータス、
またはエネルギー使用量観点から同様の立場にある他のＶＳＣＵを備える所有者の集団に
対する進行度についての情報を示される。このタイプの表示、および他の家庭および／ま
たは中央データベースからのデータが要求される同様の表示について、ＶＳＣＵユニット
１００はネットワーク有効化されることが要求される。ユーザに、彼らのエネルギー節約
挙動に影響を及ぼすための追加的な手段として、競合のまたはゲーム様式の情報を提供す
ることは、特に有効であることが見出されている。図６Ｂに例証されるように、ユーザの
競合の結果が前向きである場合、正のフィードバックリーフアイコン６０２を表示に追加
することができる。任意に、リーフアイコン６０２は、再び感情的な報酬に関連する、有
形の財政報酬が存在するように、例えば、外部ＶＳＣＵデータサービスプロバイダ（下の
図１２を参照されたい）によって運営される、マイレージプログラムタイプのポイント収
集計画またはカーボンクレジットタイプの業務方法に関連付けることができる。
幾つかの実施形態については、ＶＳＣＵユニット１００は、ユニットの後部上に要求さ
れる電気および機械接続の全てを収容する、単一のモノリス構造として製造および販売さ
れる。幾つかの実施形態については、ＶＳＣＵ１００は、製造業者（複数可）特定の性能
および顧客の特定の必要性に依存して、異なるバージョンまたはパッケージ群で製造およ
び／または販売される。例えば、ＶＳＣＵユニット１００は、幾つかの実施形態において
、これ以降で更に記載されるように、ＶＳＣＵ１００および多様な専用ドッキングデバイ
スからなる２パートの組み合わせの主要な構成要素として提供される。
図７は、一実施形態による、ＶＳＣＵユニット１００およびＨＶＡＣ結合壁ドック７０
２の分解斜視図を例証する。彼らの古いサーモスタットを交換しようとしている初回の顧
客に対して、ＶＳＣＵユニット１００は、ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２と組み合わせて提
供される。ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２は、壁に取り付けるための機械式ハードウェア、
および古いサーモスタットが除去されるときに切断された状態で壁から出て延在するであ
ろうＨＶＡＣ配線２９８に接続するための電気端末を備える。ＨＶＡＣ結合壁ドック７０
２は、ＶＳＣＵ１００において対応電気コネクタ７０５と噛合する、電気コネクタ７０４
により構成される。
初期設置プロセスについて、顧客（または彼らの雑用係、もしくはＨＶＡＣ専門家等）
は、壁への必要な機械接続およびＨＶＡＣ配線２９８へのＨＶＡＣ配線接続の全てを含め
て、ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２を最初に設置する。一旦、ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２
が設置されると、それは設置の「重労働」を代表するが、次の作業は、比較的簡便であり
、それは単純にＶＳＣＵユニット１００をその上へと摺動させて、電気コネクタ７０４／
７０５を噛合させることである。好ましくは、構成要素は、視覚的に魅力的なＶＳＣＵユ
ニット１００のみが可視的であるように、ＨＶＡＣ接続壁ドック７０２がＶＳＣＵユニッ
ト１００の下部および内側に完全に隠されるように構成される。
一実施形態については、ＨＶＡＣ接続壁ドック７０２は、ＨＶＡＣ配線２９８とＶＳＣ
Ｕユニット１００との間の電気接続性を促進するという、唯一の必須の機能を有する、比
較的「骨子」のデバイスである。別の実施形態については、ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２
は、限定なしに複製感覚および／または一次感覚のいずれかにおいて、一組の電気、機械
式、および／または電気機械式構成要素７０６を使用して、本開示におけるＶＳＣＵユニ
ット１００に帰する機能のうちの１つ以上を行う、かつ／またはそれを促進するように備
えられる。１つの特に有用な機能は、構成要素７０６が、使用可能な電力をＨＶＡＣ配線
２９８から慎重に抽出するための電力抽出回路を含むことであり、そのうちの少なくとも
１つは、一般的なＨＶＡＣ配線実務に従って２４ボルトＡＣ信号を担持しているであろう
。電力抽出回路は、２４ボルトＡＣ信号を、主要なユニット７０１の処理回路および表示
構成要素によって使用可能な、ＤＣ電力（５ＶＤＣ、３．３ＶＤＣ等）へと変換する。
ＶＳＣＵユニット１００とＨＶＡＣ結合壁ドック７０２との間の機能の分割および／または複製は、本教示の範囲から逸脱することなく、多くの異なる方法で提供することができる。別の実施形態については、ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２の構成要素７０６は、ＶＳＣＵユニット１００のセンサリング１０４上に提供されるセンサを補完するための、音響センサ等の１つ以上の感知デバイスを含む可能性がある。別の実施形態については、構成要素７０６は、Ｗｉ−Ｆｉおよび／またはＺｉｇＢｅｅ（登録商標）プロトコル等の１つ以上の無線通信プロトコルと適合性の、無線通信回路を含む可能性がある。別の実施形態については、構成要素７０６は、外部ＡＣまたはＤＣ電力コネクタを含む可能性がある。別の実施形態については、構成要素７０６は、ＲＪ４５イーサネット（登録商標）ジャック、ＲＪ１１電話ジャック、またはＵＳＢコネクタ等の有線データ通信ジャックを含む可能性がある。
図７の一実施形態によるＶＳＣＵユニット１００のドッキング性能は、技術的意味およ
び業務的意味の両方において、多くの利点および機会を提供する。ＶＳＣＵユニット１０
０は、技術に最も精通していない顧客によってでさえ、簡便に除去し、交換することがで
きるため、多くのアップグレードおよびアップセリング（ｕｐｓｅｌｌｉｎｇ）機会が提
供される。例えば、ＶＳＣＵユニット１００の多くの異なるバージョンは、別個に販売す
ることができ、異なるバージョンは、異なる色、様式、テーマ等を有する。より高度な性
能を有する新たなＶＳＣＵユニット１００へのアップグレードは、時間と共に技術が改善
するにつれて、非常に簡便な作業となり、したがって、顧客は容易に、最新の表示技術、
センサ技術、更なるメモリ等を生かすことが可能となろう。
有利に、家庭全体にわたって提供することができる感知および制御ノードの数の拡張性
を助長する、更なるデバイスおよび特色が、図７に示されるドッキング性能に関連する１
つ以上の実施形態により提供される。一実施形態については、ＶＳＣＵユニット１００の
第２の事例とドッキングすることが可能である、卓上ドッキングステーション（図示され
ず）が提供され、それは本明細書で補助的ＶＳＣＵユニット（図示されず）と呼ばれる。
卓上ドッキングステーションおよび補助的ＶＳＣＵユニットは、ユーザが、彼らの元のＶ
ＳＣＵユニット１００を購入するのと同時に、または後の時点のいずれかで、別個に購入
することができる。卓上ドッキングステーションは、機能において、ＨＶＡＣ結合壁ドッ
ク７０２と同様であるが、それがＨＶＡＣ配線２９８への接続を要求せず、標準的な壁付
きコンセントによって好都合に電力供給されることを除く。別の実施形態については、元
のＶＳＣＵユニット１００と同一である代わりに、補助的ＶＳＣＵユニットは、異なって
ラベル付けされるか、かつ／またはその異なって可能にされたバージョンである可能性が
ある。
本明細書で使用されるとき、「一次ＶＳＣＵユニット」という用語は、いずれの家庭の
ためにも必然的に購入されるであろう第１のＶＳＣＵユニットを含む、ＨＶＡＣシステム
を全体的にまたは部分的に発動させるために電気的に接続されるユニットを指す一方で、
「補助的ＶＳＣＵユニット」という用語は、ＨＶＡＣシステムを全体的にまたは部分的に
発動させるために電気的に接続されない、１つ以上の追加的なＶＳＣＵユニットを指す。
補助的ＶＳＣＵユニットは、ドッキングされるとき、Ｗｉ−ＦｉまたはＺｉｇＢｅｅ無線
通信等によって、一次ＶＳＣＵユニット自動的に検出することになり、かつ一次ＶＳＣＵ
ユニットによって自動的に検出されることになる。一次ＶＳＣＵユニットは、ＨＶＡＣシ
ステムへの電気発動信号の唯一のプロバイダに留まるであろうが、２つのＶＳＣＵユニッ
トはさもなければ、改善された制御暖房および冷房制御機能のために調和して協同するこ
とになり、かかる改善は、補助的ＶＳＣＵユニットによって提供される追加された多重感
知機能により、ならびにより強力かつ正確な制御アルゴリズムに応じるために提供される
追加的な処理電力により有効にされる。補助的ＶＳＣＵユニットは、一次ＶＳＣＵユニッ
トと同様に、ユーザ制御入力を容認することができるため、ユーザの便宜もまた向上され
る。故に、例えば、卓上ドッキングステーションおよび補助的ＶＳＣＵユニットが、ユー
ザの寝床の隣のナイトテーブル上に配置される場合、ユーザは、彼らが温度設定点を操作
する、彼らのエネルギー使用量を見る、あるいはシステムと対話することを願望する場合
に、起き上がり、一次ＶＳＣＵユニットの位置まで歩くことを要求されない。
多様な異なるＶＳＣＵ適合性のドッキングステーションが、本教示の範囲内にある。例
えば、別の実施形態では、補助的ＶＳＣＵユニットが壁に掛けられることを可能にする補
助的壁ドック（図示されず）が提供される。補助的壁ドックは、それがＨＶＡＣ配線接続
を提供しないが、物理的載置点としての機能を果たし、標準的な壁付きコンセントから誘
導される電力を提供するという点で、機能において、卓上ドッキングステーションと同様
である。
一実施形態については、製造業者によって販売される全てのＶＳＣＵユニットは、それ
らの中核の機能において同一であり、各々は、事例の要求に応じて、一次ＶＳＣＵユニッ
トまたは補助的ＶＳＣＵユニットのいずれかとしての機能を果たすことが可能であるが、
異なるＶＳＣＵユニットは、異なる色、装飾的設計、メモリ容量等を有してもよい。この
実施形態について、ユーザは、有利に、彼らが望む場合、各ユニットのその既存のドッキ
ングステーションからの単純な除去、および異なるドッキングステーション中への配置に
よって、それらのＶＳＣＵユニットの位置を相互交換することが可能である。他の利点の
中でもとりわけ、顧客が、既存のＶＳＣＵユニットを破棄する必要性を伴わずに最新かつ
最近のＶＳＣＵ設計および技術にアップグレードできる能力は、環境的、技術的、および
商業的に魅力的である。例えば、単一のＶＳＣＵユニット（それは、必然的に一次ＶＳＣ
Ｕユニットとしての機能を果たしている）を有する顧客は、その色またはそのＴＦＴ表示
に飽きてくる場合があり、異なる色および滑らかな新たなＯＬＥＤ表示を有する新たに発
売されたＶＳＣＵユニットに引き付けられる場合がある。この場合について、新たに発売
されたＶＳＣＵを購入することに加えて、顧客は、それらのナイトテーブル上に置くため
の卓上ドッキングステーションを購入することができる。顧客は次いで、それらの新たな
ＶＳＣＵユニットを既存のＨＶＡＣ結合壁ドックの中へ挿入し、次いでそれらの古いＶＳ
ＣＵユニットを取り、それを卓上ドッキングステーションの中へ挿入することができる。
有利に、古いＶＳＣＵユニットを破棄するという浪費性を回避することに加えて、今では
、増加された快適さおよび便宜を提供するだけでなく、提供される追加的なマルチセンサ
情報および処理電力により、増加されたエネルギー効率もまた助長する新たな補助的ＶＳ
ＣＵユニットが、寝床の横に存在する。
他の実施形態については、製造業者によって販売される異なるＶＳＣＵユニットは、一
次ＶＳＣＵユニット対補助的ＶＳＣＵユニットとしての機能を果たすそれら能力の点から
、異なる機能を有することができる。これは、補助的であるのみのＶＳＣＵユニットのハ
ードウェアコストが、実質的に、二重性能の一次／補助的ＶＳＣＵユニットのコスト未満
であり得るため、価格設定の観点から有利であり得る。他の実施形態では、一次ＶＳＣＵ
ユニット対補助的ＶＳＣＵユニットのための、特有のドッキングステーション性能が提供
され、このうち一次ＶＳＣＵユニットは、１つの種類のドッキング接続システムを使用し
、補助的ＶＳＣＵユニットは、異なる種類のドッキング接続システムを使用する。依然と
して他の実施形態では、一次ＶＳＣＵユニットのための、図７のドッキングステーション
性能が提供されるが、補助的ＶＳＣＵユニットのためのドッキングステーション性能は提
供されず、ここで補助的ＶＳＣＵユニットは、専用の補助的卓上ＶＳＣＵユニット、専用
の補助的壁掛けＶＳＣＵユニット等として、モノリス形態で単純に提供される。ドッキン
グ機能を伴わずに、卓上ＶＳＣＵユニット等の補助的ＶＳＣＵユニットを提供する１つの
利点は、ユーザがそれを卓上（例えば、彼らのナイトテーブル）に配置し、時計付きラジ
オを差し込む場合とちょうど同程度に簡便に、ただそれを差し込むことを単純に要求され
るため、ユーザにとってのその単純さおよび非威圧的性質であろう。
依然として他の実施形態では、全てのＶＳＣＵユニットは、非ドッキングタイプとして
提供されるが、一次ＶＳＣＵユニットおよび補助的ＶＳＣＵユニットとしてのそれらの能
力において相互交換可能である。依然として他の実施形態では、全てのＶＳＣＵユニット
は、非ドッキングタイプとして提供され、それらの一次能力対補助的能力において相互交
換不可能であり、つまり、一次ＶＳＣＵユニットとしての機能を果たし得るのみである第
１の組のＶＳＣＵユニット、および補助的ＶＳＣＵユニットとしての機能を果たし得るの
みである第２の組のＶＳＣＵユニットが存在する。一次ＶＳＣＵユニットは、非ドッキン
グタイプとして提供される場合の実施形態については、それらの物理的構造は、設置プロ
セスを効率化する目的のために、２つの構成要素へと依然として分離可能であり得、この
うち１つの構成要素は、図７のＨＶＡＣ結合壁ドック７０２と同様であり、第２の構成要
素は、図７に示される主要なユニットであるが、設置が完了した後に、アセンブリがドッ
キング様式のユーザ分離性のために意図されないことを除く。これ以降の説明の便宜上、
かつ本教示の範囲を不必要に限定しないように、１つ以上の記載されるＶＳＣＵユニット
が、（ｉ）非ドッキングタイプ対ドッキングタイプ、および／または（ｉｉ）一次タイプ
対補助的タイプのユニットであるとの分類は、指定されない場合があり、その場合、これ
らの分類のいずれのＶＳＣＵユニットは、かかる実施形態と共に使用されてもよく、また
はその場合、かかる分類は、説明の文脈から当業者によって容易に推察可能であろう。
図８Ａは、ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２'の概念図を、その一組の入力配線ポート８５
１を特に参照しながら例証し、それはＶＳＣＵユニット１００と併せて「単純な」または
「ＤＩＹ（ドゥーイットユアセルフ（ｄｏ−ｉｔ−ｙｏｕｒｓｅｌｆ））」製品パッケー
ジ中で製造および販売される、図７のＨＶＡＣ結合壁ドック７０２'の第１のバージョン
を表す。ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２'の入力配線ポート８５１は、（ｉ）妥当に多数の
世帯における妥当に多数のＨＶＡＣシステムの必要性を満たすために十分な制御信号入力
を提供する一方で、また（ｉｉ）過度に複雑な数々の接続点によりドゥーイットユアセル
フ（ｄｏ−ｉｔ−ｙｏｕｒｓｅｌｆ）顧客を威圧または圧倒しないということの間の、業
務上の妥協および技術的妥協を表すように数および選択において慎重に限定される。一実
施形態については、入力配線ポート８５１の慎重な選択は、次の組からなる：Ｒｈ（２４
ＶＡＣ暖房呼出しスイッチ電力）、Ｒｃ（２４ＶＡＣ冷房呼出しスイッチ電力）、Ｗ（暖
房呼出し）、Ｙ（冷房呼出し）、Ｇ（送風機）、およびＯ／Ｂ（ヒートポンプ）。
ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２'は、多くのＤＩＹ設置者にとって単純で、非威圧的で、
恐らく更に面白みのある、かつ、ＨＶＡＣシステムを損傷から保護するため、および正確
な信号が正確な装置に通っていることを保証するための、相当な度合いのきわめて簡便な
性能を更に提供する、ＤＩＹ設置プロセスを提供するために、ハードウェア態様およびプ
ログラミング態様の両方を含めて、ＶＳＣＵユニット１００と併せて構成され、設計され
る。一実施形態については、ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２'は、初期のドッキング時に、
ワイヤ（および当然のことながら、ワイヤの非挿入）の挿入が自動的に検出され、対応す
る指標信号がＶＳＣＵ１００に提供されるように、各々特有の入力ポートのための小さい
機械式検出スイッチ（図示されず）を備える。このようにして、ＶＳＣＵ１００は、ワイ
ヤがポート中へ挿入されたか、されていないかに関わらず、各々個々の入力ポートについ
ての知識を有する。好ましくは、ＶＳＣＵユニット１００にはまた、入力配線ポート８５
１の各々に対応する電気センサ（例えば、電圧計、電流計、およびオーム計）が提供され
る。ＶＳＣＵ１００はそれによって有効にされて、好適なプログラミングによって、初期
設置時点で幾つかの根本的な「サニティーチェック（ｓａｎｉｔｙ ｃｈｅｃｋ）」を行
う。例として、入力ワイヤがＲｃまたはＲｈ端末のいずれにおいても存在しない場合、ま
たはこれらの端末のいずれにおいても感知されるＡＣ電圧が存在しない場合、電力が全く
存在しないか、またはユーザがＲｃおよび／またはＲｈワイヤを誤った端末中へと挿入し
たかのいずれかであるため、更なる初期化作動は、即座に停止される可能性があり、ユー
ザは、円形表示モニター１０２上で通知される。更なる例として、Ｗ、Ｙ、およびＧ端末
のいずれかにおいて検出される２４ＶＡＣの命令上で通電中の電圧が存在する場合、ユー
ザがＲｃおよび／またはＲｈワイヤを誤った場所に配置したと結論付けられる可能性があ
り、適切な設置停止およびユーザ通知がなされる可能性がある。
一実施形態により提供される、安全性および装置保全の観点からの、１つの特に有利な
特色は、ＶＳＣＵユニット１００による、ＲｃおよびＲｈ端末の自動化された開始対自動
化された入換えに関する。多くの共通の家庭設置において、Ｒｃ（２４ＶＡＣ暖房呼出し
スイッチ電力）およびＲｈ（２４ＶＡＣ冷房呼出しスイッチ電力）のために別個のワイヤ
が提供される代わりに、単一の２４ＶＡＣ呼出しスイッチ電力導線のみが提供される。家
の固有の歴史および地理的位置に依存してＲ、Ｖ、Ｒｈ、またはＲｃとラベル付けされ得
る、この単一の２４ＶＡＣ導線は、暖房および冷房の両方のために呼出しスイッチ電力を
提供する。かかる場合については、いずれのサーモスタットも、その単一の導線からの電
力が、暖房および冷房呼出しスイッチによってそれぞれアクセスされ得るように、一緒に
入れ換えられるそのＲｃおよびＲｈ入力ポートを有することが電気的に必要である。しか
しながら、多くの他の共通の家庭設置においては、別個の変圧器から実行されるＲｃおよ
びＲｈのための別個の２４ＶＡＣワイヤが提供され、そのように提供されるとき、装置損
傷を回避するために、それらを一緒に切替えないことが重要である。これらの状況は、（
ｉ）ＨＶＡＣシステムを検査し、切替え導線（または同等のＤＩＰスイッチ設定）が適切
に設置される、もしくは必要に応じて設置されないことを保証する専門の設置者、および
／または（ｉｉ）暖房および冷房が決して同時に作動されないことを保証するための、ほ
とんどのサーモスタット上での、個別的なユーザトグル切換え型機械式もしくは電気機械
式スイッチ（例えば、暖房−オフ−冷房）の過去の存在によって、歴史的に解決される。
とりわけ、ほとんどの実施形態において、いずれの個別的な機械式暖房−オフ−冷房も省
略し、即時のＤＩＹ製品バージョン環境のために専門の設置者に対する必要性を排除する
ことが所望される。有利に、一実施形態によれば、ＶＳＣＵ１００は、有利に、（ｉ）ユ
ーザのＨＶＡＣシステムを上記の２つのタイプ（すなわち、単一呼出し電力導線対二重呼
出し電力導線）のうちの１つに分類するために、挿入された配線を自動的に試験する、（
ｉｉ）ユーザのＨＶＡＣシステムが二重呼出し電力導線タイプのシステムであると決定さ
れる場合、ＲｃおよびＲｈ入力ポートが留まる電気的に隔離されることを自動的に保証す
る、ならびに（ｉｉｉ）ユーザのＨＶＡＣシステムが単一呼出し電力導線タイプのシステ
ムであると決定される場合、ＲｃおよびＲｈ入力ポートを一緒に自動的に入れ換えるよう
に備えられ、そのようにプログラムされる。自動試験は、限定なしに、電圧計、電流計、
オーム計、およびリアクタンス感知回路によって提供されるもの等の電気感知、ならびに
下に更に記載される機能的検出を備える可能性がある。
また、一実施形態によれば、設置時に、小さい機械式検出スイッチによって各特有の入
力ポートにおいて検出される、設置者によってなされる配線挿入に基づく、ＶＳＣＵユニ
ット１００によるＨＶＡＣシステムの自動化された機能的試験も提供され、それは、ＤＩ
Ｙシナリオにおいて特に有用および有利である。故に、例えば、初期の始動時に、Ｗ（暖
房呼出し）入力ポート中への挿入が機械式に感知される場合、ＶＳＣＵユニット１００は
、炉を発動させ（ＷをＲｈに結合することによって）、次いで１０分間等の既定の期間に
わたって、温度を自動的に監視する。温度がその既定の期間にわたって上昇していること
が見出される場合、Ｗ（暖房呼出し）導線がＷ（暖房呼出し）入力ポートに適切に接続さ
れたと決定される。しかしながら、温度がその既定の期間にわたって下落していることが
見出される場合、Ｙ（冷房呼出し）導線がＷ（暖房呼出し）入力ポートに誤って接続され
た可能性が高いと決定される。一実施形態については、かかるエラーが検出されるとき、
システムは、シャットダウンし、ユーザは、円形表示モニター１０２上でエラーを通知お
よび助言される。別の実施形態については、かかるエラーが検出されるとき、ＶＳＣＵユ
ニット１００は、自動的にＷ（暖房呼出し）入力ポートをＹ（冷房呼出し）入力ポートと
して再度割り当てて、自動的にエラーを補正する。同様に、一実施形態によれば、初期の
始動時にＹ（冷房呼出し）導線が機械式で感知される場合、ＶＳＣＵユニット１００は、
空気調整装置を発動させ（ＹをＲｃに結合することによって）、次いで温度を自動的に監
視して、温度が下落していると感知される場合、Ｙ接続を有効にし、温度が上昇している
と感知される場合、Ｙ接続を無効にする（および、任意に、Ｙ入力ポートをＷ入力ポート
として再度割り当てることによって、エラーを自動的に補正する）。本開示に照らして、
他の自動化された機能的試験の判定、および他のＨＶＡＣ機能のための上述の方法へのそ
の組み込みは、当業者によって達成可能であると予想され、本教示の範囲内にある。例と
して、一実施形態については、異なる制御ワイヤに関連する電気ノイズパターン、および
異なる制御ワイヤに関連する固有のまたは部分的に固有の「ノイズフィンガープリント」
についての統計的研究が行われ得、次いでＶＳＣＵユニット１００は、自動化された試験
および検証プロセスを補助するために、既存の制御ワイヤの各々に対するノイズを自動的
に感知することができる。
また、一実施形態によれば、設置時に、Ｏ／Ｂ（ヒートポンプ）入力ポート上への挿入
が初期の始動時に機械式で感知されるときの、自家所有者の既存のヒートポンプ配線規定
の自動化された判定も提供され、それは、同様にＤＩＹシナリオにおいて特に有利である
。家の歴史、家の地理区、ならびに家のヒートポンプの特定の製造業者および設置年等の
複数の要因の組み合わせに依存して、ヒートポンプの動作（暖房または冷房）の方向に対
して使用される異なるヒートポンプ信号規定が存在する場合がある。一実施形態によれば
、ＶＳＣＵユニット１００は、複数の事前選択された候補ヒートポンプ発動信号規定の各
々について、冷房発動コマンドおよび暖房発動コマンドを自動的および系統的に適用し、
各発動コマンドには既定の時間枠が続き、その間に温度変化が感知される。現在選択され
た候補規定に従った冷房コマンドに、感知された下落温度の期間が続く場合、および現在
選択された候補規定に従った暖房コマンドに、感知された上昇温度の期間が続く場合、現
在選択された候補規定が、その家庭のための実際のヒートポンプ信号規定であると判定さ
れる。他方で、冷房コマンドに、感知された冷房の期間が続かない、かつ／または暖房コ
マンドに、感知された暖房の期間が続かない場合、現在選択された候補規定は破棄され、
ＶＳＣＵユニット１００は、次の候補ヒートポンプ発動信号規定のためにプロセスを反復
する。一例について、第１の候補ヒートポンプ発動信号規定は、（ａ）冷房について、Ｏ
／Ｂを開かれたまま残し、ＹをＲｃに接続し、かつ（ｂ）暖房について、Ｏ／ＢをＲに接
続する一方で、第２の候補ヒートポンプ発動信号規定は、（ａ）冷房について、Ｏ／Ｂを
Ｒｃに接続し、かつ（ｂ）暖房について、Ｏ／Ｂを開かれたまま残し、ＷをＲｈに接続す
る。本開示に照らして、他の候補ヒートポンプ発動信号規定の判定、および上述の方法へ
のその組み込みは、当業者によって達成可能であると予想され、本教示の範囲内にある。
図８Ｂは、ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２"の概念図を、その一組の入力配線ポート８６
１を特に参照しながら例証し、それはＶＳＣＵユニット１００と併せて「専門家」製品パ
ッケージ中で製造および販売される、図７のＨＶＡＣ結合壁ドック７０２"の第２のバー
ジョンを表す。専門家製品パッケージは、好ましくは、ＨＶＡＣサービス会社、新たな家
の構築に関与する一般の請負人への、または専門家設置が推奨されるより複雑なＨＶＡＣ
システムを有する自家所有者への直接マーケティング等によって、専門家設置を念頭にお
いて製造および市販される。ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２"の入力配線ポート８６１は、
単純なＨＶＡＣシステムおよび複雑なＨＶＡＣシステムの両方を同様に収容するために十
分であるように選択される。一実施形態については、入力配線ポート８６１は、次の組を
含む：Ｒｈ（２４ＶＡＣ暖房呼出しスイッチ電力）、Ｒｃ（２４ＶＡＣ冷房呼出しスイッ
チ電力）、Ｗ１（第１の段階暖房呼出し）、Ｗ２（第２段階の暖房呼出し）、Ｙ１（第１
の段階冷房呼出し）、Ｙ２（第２段階の冷房呼出し）、Ｇ（送風機）、Ｏ／Ｂ（ヒートポ
ンプ）、ＡＵＸ（補助的デバイス呼出し）、Ｅ（緊急用の暖房呼出し）、ＨＵＭ（加湿器
呼出し）、およびＤＥＨＵＭ（除湿器呼出し）。一実施形態については、専門家設置が企
図される場合であっても、ＨＶＡＣ結合壁ドック７０２"には、それにもかかわらず、そ
れぞれの入力配線ポートにおいて、ワイヤ挿入感知のために、小さい機械式検出スイッチ
（図示されず）が提供され、ＶＳＣＵユニット１００には、上に記載されるＤＩＹパッケ
ージに関連して、種々の自動化された試験性能および自動化された構成性能のうちの１つ
以上が提供され、それは、一部の専門家設置者および／または彼らのより高度なＨＶＡＣ
システムのために、専門家モデルの設置を行うのに十分に確信的なより技術的に精通した
ドゥーイットユアセルフ者に有用であり得る。
図９は、一実施形態による、ＶＳＣＵユニット１００およびＨＶＡＣ結合壁ドック９０
２の分解斜視図を例証する。ＨＶＡＣ結合壁ドック９０２は、上の図７のＨＶＡＣ結合壁
ドック７０２と同様であるが、ＶＳＣＵユニット１００が除去されるとき、それが非常に
単純で基本的な独立型サーモスタットとしての追加的な機能を有することを除き、この基
本的なサーモスタットは、基準温度読出し／設定ダイヤル９７２および単純な冷房−オフ
−暖房スイッチ９７４を含む。これは、ＶＳＣＵ１００がサービスまたは修理のために長
期間除去される必要があるが、その期間に居住者が依然として妥当に快適でいることを望
む場合等の、多様な状況に有用であることが判明する可能性がある。一実施形態について
は、基本的なサーモスタット構成要素９７２および９７４は、制御継電をトリップするた
めに電力が必要とされないように、完全に機械式の性質である。他の実施形態については
、上／下ボタンおよび／またはＬＣＤ読出し等の単純な電子制御電気が提供される。他の
実施形態については、「脳」（ＶＳＣＵユニット１００）が一次的に留守である間、一種
の「脳幹」機能を提供するために、遠隔制御を可能にするための基本的なネットワークア
クセス等の、ＶＳＣＵユニット１００の高度な機能の何らかのサブセットが提供される可
能性がある。
図１０Ａ〜１０Ｃは、家庭（または他の空間）が無線データネットワークを有さない場合の実施形態による、複数のＶＳＣＵユニットが家庭２０１（または小売店、事務所用建物、工業用建物等の他の空間、およびより一般に、１つ以上のＨＶＡＣシステムを有する任意の生活空間もしくは作業空間）内に設置される、有利なシナリオを表す概念図を例証する。家庭２０１が単一のＨＶＡＣシステム２９９を有する図１０Ａの実施形態について、一次ＶＳＣＵユニット１００は、制御ワイヤ２９８を介してそこに設置および接続され、ここで補助的ＶＳＣＵユニット１００'は、例として、ナイトテーブル１２０２上に配置される。一次ＶＳＣＵユニット１００および補助的ＶＳＣＵユニット１００'は、各々、他方の存在を自動的に認識するように、かつアドホックモードで実行されるＷｉ−ＦｉまたはＺｉｇＢｅｅ等の無線通信プロトコルを使用して相互に通信するように構成される。
多くの有利な性能は、それらの通信性能および多重感知性能を活用するようにＶＳＣＵユニット１００および１００'中にプログラムされ、その結果、それらは協力して、協同的様態で、インターネットアクセスを要求しない、本明細書に記載される多くのＶＳＣＵユニット機能を行う（例えば、家庭ＨＶＡＣ環境について「学習する」、居住感知および予測を行う、ユーザの快適さの好みを「学習する」等）。単純な例として、一実施形態では、一次ＶＳＣＵユニット１００は、温度データを補助的ＶＳＣＵユニット１００'から受け取り、２つの温度の平均を計算して、家庭２０１の平均温度が現在温度設定点レベルに維持されるように、ＨＶＡＣシステム２９９を制御する。１つ以上の追加的な補助的ＶＳＣＵユニット（図示されず）はまた、家庭全体にわたって１つ以上の追加的な位置に位置付けられてもよく、アドホック「家庭ＶＳＣＵネットワーク」の一部となることができる。本教示の範囲は、補助的ＶＳＣＵユニットのいずれの特定の最大数にも限定されない。他の利点の中でもとりわけ、更なる補助的ＶＳＣＵユニットを追加することは、より正確な居住検出が助長され、空間温度勾配および熱特性のよりよい判定が促進され、追加的なデータプロセス電力が提供されるという点で有利である。
好ましくは、一次／補助的ＶＳＣＵユニット１００／１００'は、マスター／スレーブ
の関係を確立するようにプログラムされ、ここでそれらの自動化された制御判定における
いずれの対立も、マスターＶＳＣＵユニットを支持して、かつ／またはマスターユニット
でのいずれのユーザ入力も、スレーブＶＳＣＵユニットでなされたいずれの対立するユー
ザ入力に優先するように、解決される。一次ＶＳＣＵユニット１００は、最初のシナリオ
またはデフォルトシナリオにおいて、「マスター」ＶＳＣＵユニットである可能性が高い
であろうが、「マスター」または「スレーブ」としてのいずれの特定のＶＳＣＵユニット
のステータスも、その一次ＶＳＣＵユニットまたは補助的ＶＳＣＵユニットとしてのステ
ータスのみによっては決定付けられない。更に、「マスター」または「スレーブ」として
のいずれの特定のＶＳＣＵユニットのステータスも永続的ではなく、むしろ、それは、現
在のＨＶＡＣ制御の必要性を、ＶＳＣＵユニットによって最もよく感知されおよび／また
は予測され得るように最もよく満たすために動的に確立される。１つの好ましい実施形態
について、「マスター」対「スレーブ」ステータスの確立は、ＶＳＣＵユニットによって
最もよく感知および／または予測され得るように、人間居住者の快適さの要望を最もよく
満たすように最適化される。例として、各ＶＳＣＵユニットが、それらのそれぞれの領域
において複数の居住者の存在を感知している場合、一次ＶＳＣＵユニットは、マスターユ
ニットとして確立され、２つのＶＳＣＵユニットの平均温度の読取りが、現在アクティブ
のテンプレートスケジュール（すなわち、時間間隔および各時間間隔についての設定点温
度のスケジュール）に従って現在設定点温度に維持されるように、ＨＶＡＣシステム２９
９を制御する。しかしながら、寝室内の人物を除いて、家庭内の居住者が感知されない場
合（この例では、ナイトテーブル上に位置付けられる補助的ＶＳＣＵユニット１００'に
よって感知されるとき）、補助的ＶＳＣＵユニット１００'は、「マスター」ＶＳＣＵユ
ニットとなり、それは、寝室内の温度が、「マスター」ユニットによって感知されるとき
、現在設定点温度に留まるように、「スレーブ」ＶＳＣＵユニット１００にＨＶＡＣシス
テム２９９を制御するよう指令する。
人間挙動研究、統計の編集等に基づく、多くの他の自動化されたマスター／スレーブ確
立シナリオおよび制御判定が、本教示の範囲内にある。一例では、マスター・スレーブ判
定は、過去のおよび／もしくは試験観察された循環挙動または他の基準に基づく、どのサ
ーモスタットが温度をより確実に支配するためによりよい位置にあるかの自動化された判
定に基づいてなされ、かつ／または影響もしくは支持される可能性がある。例えば、暖房
レジスタの真上のセンサは確実でなく、炉を過度に頻繁に循環させ続けるであろう。浴室
のおよび直射日光下のノードもまた確実性が低い。複数のセンサ／ノードが存在するとき
、どれがより確実であるかを決定するアルゴリズムが存在し、それらの判定に基づくマス
ター・スレーブ判定が存在する。幾つかの関連する実施形態について、浴室および食洗機
の近くであると自動的に判定されるＶＳＣＵユニットは、かかる配置の悪影響を少なくと
も部分的に改良するように設計されるカスタムテンプレートを割り当てられる可能性があ
る。
一次／補助的ＶＳＣＵユニット１００／１００'に対するマスター・スレーブステータ
スの確立はまた、人間の制御入力に基づく可能性がある。例として、各ＶＳＣＵユニット
が、それらのそれぞれの領域において複数の居住者の存在を感知している場合、ユーザは
、２つのユニットのうちの１つの上で現在設定点温度を手動で変更し、そのＶＳＣＵユニ
ットは、その円形表示モニター１０２上で「マスター指定変更しますか？」という質問を
、「はい」および「ＶＳＣＵに決定させる」という２つの回答の選択肢と共に出力する可
能性があり（上の図５Ａ〜５Ｂで示される問い合わせ性能に類似した）、このうち後者は
、デフォルトの反応として円で囲まれる。他方で、２つのＶＳＣＵが集合的に、家庭内の
そのユーザの存在のみを感知し、他の居住者を感知しない場合、ユーザによって制御され
たいずれかのユニットが、ユーザに決議を求める必要性を伴わずに、マスターユニットと
して確立され得る。更なる例として、ＶＳＣＵユニット１００／１００'は、マスター／
スレーブステータスの確立が、システムセットアップ時に（セットアップインタビュー中
等）、または２つのＶＳＣＵユニットのうちの１つのメニュー駆動型ユーザインターフェ
イス（上の図４〜５Ｂを参照されたい）を使用した、その後の構成時にユーザによって明
示的に決定付けられ得るように、プログラムされ得る。本明細書の別の箇所に記載される
、ロックアウト機能および／またはユーザ特異的特定と組み合わされるとき、これは、母
親および父親が、夜に彼らの寝室内のＶＳＣＵユニットを使用して家の温度を制御するよ
うに、かつ彼らの十代の娘が、夜に彼女の寝室内のＶＳＣＵユニットを使用して家の温度
を制御しないように願望する場合、特に有用であり得る。
また、複数のＶＳＣＵユニットが、電力利用可能性および／または回路加熱基準に基づ
いて最適な様態で、それらの間で計算作業を慎重に共有するための能力も一実施形態によ
り提供される。ＶＳＣＵユニットに提供される高度な感知、予測、および制御アルゴリズ
ムのうちの多くは、比較的複雑で、計算的に集約型であり、限度調節なしに行われる場合
、高電力使用量および／またはデバイス加熱をもたらす可能性がある。一実施形態につい
ては、集約型計算は、それらの大部分（または複数）が、その時間に利用可能な最もよい
電力源（複数可）を有することが知られる、かつ／または利用可能な最高量の貯蔵された
電池電力を有することが知られているＶＳＣＵユニットのサブセット上で行われるように
、自動的に分配される。故に、例えば、各一次ＶＳＣＵユニットが、設置の単純さのため
、ならびに装置の安全性懸念のために、世帯のＡＣ電力を要求しないことが一般に好まし
いため、図１０Ａの一次ＶＳＣＵユニット１００は、しばしば、２４ＶＡＣ呼出し継電電
力信号のうちの１つ以上からのエネルギーハーベスティングによって電力供給されること
になり、したがって集約型計算を行うために、限定された量の余分な電力のみが利用可能
である場合がある。対照的に、典型的な補助的ＶＳＣＵユニットは、時計付きラジオと同
程度に簡便に差し込むことができるナイトテーブルユニットであってもよい。かかる場合
、計算負荷のうちの多くは、電力が一次ＶＳＣＵユニット内で保存されるように補助的Ｖ
ＳＣＵユニットに割り当てることができる。別の実施形態では、補助的ＶＳＣＵユニット
（または、より一般的に、より重い計算負荷が割り当てられる任意のＶＳＣＵユニット）
によって行われる集約型データ計算の速度は、そのユニットにおける温度感知エラーが回
避されるように、過剰なデバイス加熱を回避するために、既知の技法を使用して自動的に
限度調節され得る。なおも別の実施形態では、より重い計算負荷が割り当てられる温度感
知機能ＶＳＣＵユニットの（複数可）は、実質的な回路加熱が実際生じる場合に誤った制
御決定がなされないように、計算時間の持続期間を含む間隔にわたって一次的に中断され
得る。
これから図１０Ｂを参照すると、家庭または業務が２つ以上のＨＶＡＣシステムを有することはよくあり、それらの各々は、家の中の異なる地帯に関与し、その独自のサーモスタットによって制御される。故に、第１の地帯Ｚ１に関連する第１のＨＶＡＣシステム２９９、および第２の地帯Ｚ２に関連する第２のＨＶＡＣシステム２９９'が図１０Ｂに示される。一実施形態によれば、第１および第２の一次ＶＳＣＵユニット１００および１００"は、それぞれのＨＶＡＣユニット２９９および２９９'を制御するために提供される。第１および第２の一次ＶＳＣＵユニット１００および１００"は、それらが協力して、協同的様態で、図１０Ａに関して上述されるものと同様の、またはそれに類似した多くの協同的通信に基づくＶＳＣＵユニット機能、および本明細書に記載される多重地帯制御のための依然として更なる協同的ＶＳＣＵユニット機能を行うように、それらの通信および多重感知性能を活用するように構成される。図１０Ｃに例証されるように、第１および第２の一次ＶＳＣＵユニット１００および１００"の協同的機能は、更なる実施形態による１つ以上の補助的ＶＳＣＵユニット１００’の追加によって、更に向上される可能性がある。
各サーモスタットが特有のＨＶＡＣシステムを制御するサーモスタットシナリオ以外に
、他の複数のサーモスタットシナリオが一部の家庭に存在すること、およびかかるシステ
ムを制御することが可能な複数のＶＳＣＵユニット設置が本教示の範囲内にあることを理
解されたい。幾つかの既存の家庭設置において、単一の炉または単一の空気調整ユニット
のみが存在し得るが、その家庭は依然として、配管中で発動されたフラップにより複数の
「地帯」に分離され得、各「地帯」は、その独自のサーモスタットによって制御される。
かかる設定において、２つの一次ＶＳＣＵユニットは、記載される実施形態により最適な
ＨＶＡＣシステム制御を提供するために、任意に１つ以上の補助的ＶＳＣＵユニットと併
せて、協同するように設置し、そのように構成することができる。
図１０Ｄは、一実施形態により、図１０Ｂ〜１０ＣのＶＳＣＵユニット１００および１
００"等の二重一次ＶＳＣＵユニットによって実装される、有利な、エネルギー節約二重
地帯制御法を例証する目的のために、２地帯の家庭用暖房（または冷房）構成における２
つのＨＶＡＣシステムのための周期時間プロットを例証する。一実施形態によれば、ＶＳ
ＣＵユニット１００および１００"は、それらの発動周期時間が一般に相互に位相で約１
８０度（πラジアン）になるよう、相互に対して食い違いにされるように、相互に協同す
るように構成される。暖房（または冷房）ユニットが「オン」である時間の総百分率（例
えば、１時間内の分の総数）に関して同一である、２つの周期時間プロット１００２およ
び１００４が図１０Ｄに示される。相互に熱連通しているＺ１およびＺ２等の２つの隣接
した地帯について、相互に制御される動作を伴わずにそれらの暖房（または冷房）ユニッ
トを実行することは、システムが、変動点の間の迅速な温度変動および１時間当たり比較
的高い周期数を特徴とする、一種の高周波共振反応（図１０Ｄ、プロット１００２）に迷
入することを可能にし得ることが見出されており、それは慣性始動およびシャットダウン
ロスに起因してエネルギー効率を低減し得る。対照的に、一実施形態により相互に位相と
なるように故意に制御されるとき、１時間当たりより少ない周期および対応して増加され
たエネルギー効率を特徴とする、より安定でより低い周波数反応挙動が生じる（図１０Ｄ
、プロット１００４）ことが見出されている。
非ネットワーク接続ＶＳＣＵユニットの文脈で特に有利である一実施形態については、
ＶＳＣＵユニットは、およその時刻を判定するために光学的に感知された情報を使用する
ように構成され、そのようにプログラムされる。大多数の設置について、家庭内の特定の
設置位置に関わらず（唯一の例外は、恐らくフィルム写真現像ラボまたは他の故意に暗く
された部屋である）、ＶＳＣＵユニットの周囲にある環境光の量の点から、一般に周期的
な２４時間のパターンが存在するであろう。この周期的な２４時間のパターンは、実際の
時刻の概ねの推定を確立するために、必要な場合、幾日または幾週間にもわたってフィル
タ除去されている照明器具発動等の偽性の光学活性により、および任意にＺＩＰ番号情報
を使用して、自動的に感知される。この概ねの内部時計は、ユーザによって総計の時計設
定エラーを検証および補正（ＡＭおよびＰＭ逆転させること等であるが、これらに限定さ
れない）するために、またはユーザが時間を入れなかった場合に、ユーザに時刻時計を二
重点検（円形表示モニター１０２を使用して）もしくは確立することを求める根拠として
、非ネットワーク接続設置に有利に使用することができる。
図１１は、１つ以上のＶＳＣＵユニットが、ＷｉＦｉ無線接続性およびインターネットへのアクセス（または、より一般の実施形態では、各ＶＳＣＵユニットへの任意の種類のデータ接続性および広域ネットワークへのアクセス）を備えられる家庭内に設置される、有利なシナリオを表す概念図を例証する。有利に、図１０Ａ〜１０Ｃについて、および本明細書の他の箇所に記載される、独立型の非インターネット接続型の機能を提供することに加えて、１つ以上のＶＳＣＵユニットのインターネットへの接続は、種類豊富な追加的な性能を提供するそれらの能力を触発する。無線ルータ／インターネットゲートウェイ１１６８を介したインターネット１１９９へのＷｉＦｉアクセスを有する、一次ＶＳＣＵユニット１００および補助的ＶＳＣＵユニット１００'が図１１に示される。実施形態によれば、ユーザが、彼らの家庭コンピュータ１１７０、彼らのスマートフォン１１７２もしくは他の携帯型データ通信電気機器１１７２'、または任意の他のインターネット接続コンピュータ１１７０'を介して、ＶＳＣＵユニット１００および／または１００'と通信するための能力が提供される。
図１２は、本明細書に記載されるＶＳＣＵユニットおよびＶＳＣＵ効率プラットフォームによって有効にされる、かつ１つ以上の記載される実施形態のシステム、方法、コンピュータプログラム製品、および関連する業務方法のうちの１つ以上が有利に適用される、より大きい全体的エネルギー管理ネットワークの概念図を例証する。任意の規模（近所、地域、州全体、国全体、および更に世界全体）で適用可能であり得る図１２の環境には、次のものが含まれる：各々が１つ以上のネットワーク有効化ＶＳＣＵユニット１００を有する複数の家庭２０１；例示的なホテル１２０２（または多重ユニットアパート建物等）の各部屋またはユニットがＶＳＣＵユニット１００を有し、このホテル１２０２が更に、複数のＶＳＣＵユニットを管理し、ソフトウェアプログラム実行するために構成される、コンピュータシステム１２０４およびデータベース１２０６を有する、またはＶＳＣＵデータサービスプロバイダ１２０８によって供給および／もしくは支持されるクラウド型サービスにアクセスする、例示的なホテル１２０２（または多重ユニットアパート建物等）；ＶＳＣＵユニット、ＶＳＣＵ支持装置、およびＶＳＣＵ関連ソフトウェアや加入サービスの供給および管理を促進するように構成される、計算装置１２１０およびデータベース装置１２１２を有する、ＶＳＣＵデータサービスプロバイダ１２０８；例えば、ＶＳＣＵ動作を遠隔で監視および試験し、検出された問題に対して自動的にディスパッチチケットを触発するように構成される、コンピュータ１２１６およびデータベース１２１８を有し、このコンピュータ１２１６およびデータベース１２１８が、ソフトウェアプログラムを実行するか、またはＶＳＣＵデータサービスプロバイダ１２０８によって供給および／もしくは支持されるクラウド型サービスにアクセスする、雑用係または家修理会社１２１４；例えば、テナントおよび／または顧客のＶＳＣＵ動作を遠隔で監視および／または管理するように構成される、コンピュータ１２２２およびデータベース１２２４を有し、このコンピュータ１２２２およびデータベース１２２４が、ソフトウェアプログラムを実行するか、またはＶＳＣＵデータサービスプロバイダ１２０８によって供給および／もしくは支持されるクラウド型サービスにアクセスする、家主または財産管理会社１２２０；ならびにＨＶＡＣエネルギーをそれらの顧客に提供し、ＶＳＣＵユニット動作を監視する、ＶＳＣＵ−使用可能なエネルギー使用量データおよび統計を提供する、かつピーク負荷時点もしくは他の時点のＶＳＣＵユニット設定点を管理および／もしくは制御するための、計算装置１２２８およびデータベース装置１２３０を有し、この計算装置１２２８およびデータベース装置１２３０が、ソフトウェアプログラムを実行するか、またはＶＳＣＵデータサービスプロバイダ１２０８によって供給および／もしくは支持されるクラウド型サービスへアクセスする、公益会社１２２６。
一実施形態によれば、各ＶＳＣＵユニットは、２つの異なる機能レベルで外部データアクセスを提供し、１つは、本明細書に記載されるエネルギーゲーミングおよび家庭管理機能の全てを有するユーザ−レベルアクセスのためであり、もう１つは、設置者／販売店（「専門家」）のシステム上の専門家「チェックイン」が、全ての異なる遠隔感知計器を検査し、ユーザにサービス訪問を提供することを提示する、かつ／または自動的に提供することを許容するためである。
図１３Ａ〜１３Ｂおよび図１４Ａ〜１４Ｂは、一実施形態による、ユーザに対して、彼
らのデータ電気機器上で提示される、彼らの１つ以上のＶＳＣＵユニットを管理するため
、および／または彼らのＶＳＣＵ効率プラットフォーム装置もしくはデータ一と別の方法
で対話するための、遠隔のグラフィカルユーザインターフェイス表示の例を例証する。一
実施形態については、図１３Ａ〜１４Ｂの表示のうちの１つ以上は、ユーザの独自のＶＳ
ＣＵユニットのうちの指定された１つによって直接提供され、このユーザは、彼らが、彼
らの固有の家庭ルータにログインすることができるのと同じ方法で、デバイスに直接にロ
グインする。別の実施形態については、図１３Ａ〜１４Ｂの表示のうちの１つ以上は、ユ
ーザが、上の図１２のＶＳＣＵデータサービスプロバイダ１２０８等の中央、地域的、ま
たはローカルサービスプロバイダのウェブサイトにログインするときに表示され、それは
次に、インターネットをわたってユーザのＶＳＣＵユニット（複数可）と通信する。本教
示の範囲は、さほど限定されないが、図１３Ａ〜１３Ｂの例は、従来のブラウザウィンド
ウ中の表示に特に好適であり、図１４Ａの例は、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）等のより小さい携帯型データデバイス上での表示に特に好適であり、図１４Ｂの例は、ｉＰａｄ（登録商標）等のより大きい携帯型データデバイス上での表示に特に好適である。一実施形態によれば、遠隔ユーザインターフェイスは、ユーザが、その時間に彼らのＶＳＣＵユニットの前面に立っていた場合に、実際に見るであろう画像を表す比較的大きい画像を含む。好ましくは、ユーザインターフェイスは、ユーザが、好適なスワイプ、マウスクリック・アンド・ドラッグ、ソフトボタン等によって、あたかもその時間に彼らのＶＳＣＵユニットの前面に立っていたかのように、その上で「左リング回転」、「右リング回転」、および「内方向押し操作」コマンドを入れることを可能にする。遠隔ユーザインターフェイスはまた、好適なグラフ、プロット、チャート、または他のタイプのデータ表示および操作に基づいて、それらのテンプレートスケジュール（複数可）の設定点温度および／または時間間隔限界をグラフィカルに表示し、ユーザがそれをグラフィカルに操作することを可能にし得る。遠隔ユーザインターフェイスはまた、彼らの公共料金および過去のエネルギー使用量コストおよび傾向、天気情報、他の同様の立場の世帯もしく他の好適な集団に対する彼らの実績を示すゲーム様式の情報、ならびにエネルギー保存に関連する役立つヒント、助言、リンク、およびニュースを含むが、これらに限定されない、ユーザのエネルギー使用量に関連する多様な他の情報をグラフィカルに表示することができる。
幾つかの実施形態によれば、遠隔ユーザのために、彼らが、完全な遠隔ログインを行い
、図１３Ａ〜１４Ｂのより完全なユーザインターフェイスを使用してコマンドを入れるこ
とを要求されることなく、ＶＳＣＵユニットの電子メールアドレスに簡潔な制御コマンド
を送信できるように、直接の電子メールまたはテキストメッセージコマンド機能が提供さ
れる。遠隔で送信されたコマンドは、「暖房７８」または「８：００ＰＭに暖房７８」等
の共通のコマンドの小さい一覧を有し、非常に簡潔で一貫している可能性がある。別の実
施形態については、「私は今留守で、留守モードに入ります」または「私は今晩、通常通
りの６ＰＭの代わりに８ＰＭに戻るので、それをそれまで６５度に保ち、私が家に着いた
ときのために７２度に事前暖房してください」等の、自然言語電子メールがＶＳＣＵの電
子メールアドレスに送信され得るように、自然言語解釈性能が提供される。
本開示を読めば当業者によって理解され得るように、かつこれ以前に開示され添付の図
面に例証されるシステム構成要素および方法に基づくように、これ以降で更に記載される
１つ以上のデバイスの特色または機能がＶＳＣＵ１００および／またはＶＳＣＵ効率プラ
ットフォームと併せて提供される。
幾つかの実施形態によれば、住宅等の包囲空間の居住を検出するための種々のシステム
および方法は、上の第１２／８８１，４３０号に記載される様態で設置されたＶＳＣＵユ
ニットのうちの１つ以上によって提供される。例としては、次のものが挙げられる：モー
ションを検出する、ネットワークトラフィックおよび／または携帯電話トラフィック等の
通信信号を監視する、可聴のおよび／または超音波距離におけるもの等の音圧情報を監視
する、電力回線情報またはスマートメータからの情報等の公益情報を監視する、センサに
近接したモーションを監視する、環境光の突然の変化である赤外線制御可能デバイスの動
作を示す傾向がある赤外線信号を監視する、ならびに居住を示す傾向がある屋内気圧（安
全保障用途に使用される圧力感知マットから識別するための）情報を監視する。
業務方法および技術的方法の組み合わせを表す一実施形態によれば、音響監視は、居住
感知の検出を促進するために使用されるが、音響から電気への変換装置は、実際の人間の
発話がそこから抽出され得る方法で、人間の発話の音響エネルギーを電気形態へと変換す
るその能力において故意に妨げられる。別の方法で述べると、音響監視は、発話を含む可
聴の人間の活動の存在を検出することが可能であろう一方で、音響・電気パターンが何ら
かの方法で記録されたとしても、いずれの実際の単語もＶＳＣＵユニットによって「聞か
れる」可能性は存在しないであろう。このようにして、居住者および人権グループのプラ
イバシー懸念は、ＶＳＣＵユニットおよびＶＳＣＵ効率プラットフォームのロールアウト
および容認にとって問題とならない。１つの業務方法において、この特色は、製品のため
のセールスポイントとして実際に使用され、「プライバシー保護圧力波感知技術」等のモ
ニカーにより市販される。
上述の居住検出方法の特定の例が、次に、限定するものではなく、例として提示される
。１つの居住検出方法は、Ｗｉ−Ｆｉスニッファ性能をＶＳＣＵユニットに組み込むこと
であり、すなわち、多くのデータトラフィックがユーザの家庭ネットワーク上に見られる
とき、家が居住中であるという結論が下されるか、支持される可能性がある。逆に、ＶＳ
ＣＵユニットが、ＩＰアドレスが家庭ネットワークのアドレスとは異なるデータ通信デバ
イス、またはＧＰＳ位置が家の位置とは異なる携帯電話を使用して、既知のユーザから遠
隔制御コマンドまたは他の通信を受け取っている場合、既知のユーザが家の中にいないと
いう判定が下されるか、支持される可能性がある。９００ＭＨｚおよび５．８ＧＨｚでの
コードレス電話信号等の、ローカルユーザ作動に関連する他のローカル電磁気信号もまた
、家が居住中であるという判定を下すか、支持するために使用することができる。ＶＳＣ
Ｕユニットに組み込まれる他の居住検出方法は、テレビ遠隔制御ユニットから発せられる
赤外線テレビ遠隔制御放射を感知することである。他の居住検出方法は、ＶＳＣＵユニッ
ト自体の温度および湿度読取りを使用する。例えば、温度／湿度変化は圧力変化に伴い、
ある人物が外側のドアを空け、したがって建物に入るか、または建物を出ている可能性が
より高い。他の居住検出方法は、ＶＳＣＵユニット自体に対するユーザ制御の考慮を含む
。最も単純な例では、ある人物がサーモスタットをちょうど調整した場合、ある人物は確
実に家の中に存在する。より複雑な例では、ユーザが冬時間中にサーモスタット温度をち
ょうど下げ、かつこれに続いて、突然の圧力変更が感知された場合、居住者がある一定期
間にわたって建物を出ているという判定が下されるか、支持される可能性がある。また、
インターネット上で、携帯電話もしくはラップトップまたはそのようなものによって、制
御が行われており、ＩＰアドレスが家庭ネットワークのアドレスに対応する場合、ユーザ
が家の内部からその情報を入れており、したがって家が居住中であると結論付けることが
できる。
幾つかの実施形態については、現在の外の温度および予測される外の温度に基づく、現
在のエネルギー節約決定が提供される。例えば、非常に暑い日であるが、外の温度が間も
なく急激に下がることになるであろうと予測される場合、設定点温度がその時間に上げら
れるか、許容される変動の量が上げられるか、または１時間当たりの周期の数の低減を引
き起こす他の行動が行われてもよい。別の例としては、アリゾナのような場所について、
６ＡＭに外が４０度であるが、１０ＡＭに外の温度が１００度となろうことが予想される
場合、内部の温度が暖房設定点を下回っているとしても、暖房は６ＡＭにオンにされない
。
幾つかの実施形態については、予想されるエネルギーコスト変化に基づく、予測的な暖
房または冷房が提供される。現在の天気パターンおよび／または他の集計されたデータに
基づいて、電気の瞬時コストが数時間後に上がるであろうという判定がなされる場合、よ
り多くのエネルギーが今使用され、より少ないエネルギーが後に使用されるように、即座
の冷房設定点は下げられ、その後の時間についての設定点は上げられる（かつ／または容
認可能な変動が増加される）。別の具体的な例は、記憶情報ならびに最近のおよび予報さ
れる外の温度に基づいて予測され得る、「スペア・ディ・エアー」日である。
幾つかの実施形態については、熱波中の停電を回避するために、インターネット接続Ｖ
ＳＣＵユニットとの中央集中ウェブ型通信が提供される。財務上の奨励金と引き換えにそ
のように選択した「オプトイン」ＶＳＣＵ有効化顧客については、公益会社（または、任
意に交渉された手数料の代わりに、彼らの代わりのＶＳＣＵデータサービスプロバイダ）
は、彼らのＶＳＣＵユニットが、彼らの設定点温度を５度高めるとのコマンドを自動的に
発行することができ、それは自動的に起こるであろう。
幾つかの実施形態については、エネルギー節約積極性に対するユーザ制御が提供される
。ＶＳＣＵユニットによってなされる内部決定に関して、（例えば、天気特異的設定点、
予測的な暖房／冷房、外部指定変更の準拠等）、ユーザは、彼らのセットアップインタビ
ュー中に、この積極性レベルを設定することを許容され得、またそれを後に変更すること
も許容され得る。設定は、「非常に積極的な節約」、「中程度の節約」、「なし」等であ
り得る。自動化された天気特異的設定点の一例は、外の温度が８４度であり得る比較的涼
しい日について、冷房設定点は、自動的に７８度に設定される一方で、外の温度が９５度
を超える場合、冷房設定点は、自動的に８２度に設定される。幾つかの実施形態について
は、増加された（または減少された）レベルの積極性に対する必要性は、ＶＳＣＵユニッ
トによって自動的に検出され、ユーザに推奨され得る（例えば、円形ユーザ表示１０２上
で、または遠隔制御インターフェイス上で）。更なる実施形態では、積極性のレベルは、
ＶＳＣＵユニットによって自動的に増加され（または減少され）得、それは次いでユーザ
（例えば、円形ユーザ表示１０２上で、または遠隔制御インターフェイス上で）に積極性
変更が実装されたことを単純に通知する。
幾つかの実施形態によれば、いずれの特定の家庭（またはより一般的に「包囲空間」）
内に設置されたＶＳＣＵユニット（複数可）は、例えば、上の第１２／８８１，４６３号
に記載される１つ以上の方法を使用して、熱質量、暖房能力、冷房能力、および内側と外
側との間の熱伝導率測定基準等の、そのＨＶＡＣ関連特徴を自動的に特徴付けることが可
能である。一実施形態については、この特徴付けは、初期のシステム設置試験時に、また
は何らかの他の時点で、ＨＶＡＣを種々の既定の暖房および冷房モードで、既定の時間間
隔にわたって動作させることによってなされ、次いで、（ｉ）１つ以上のＶＳＣＵユニッ
トにおいて感知された、結果として生じる温度（および任意に湿度）プロフィールを、（
ｉｉ）（ａ）親しみやすいセットアップインタビュー中（または別個のインタビュー）に
ユーザによって提供される、および／または（ｂ）ユーザによって提供される家庭アドレ
スに基づいて、ｚｉｌｌｏｗ．ｃｏｍ等の公開データ供給源から自動的に集められる、建
物サイズ、平方フィート等の外的な情報と併せて処理する。設置されたＶＳＣＵユニット
は、任意にＶＳＣＵデータサービスプロバイダによって提供される情報と併せて、居住者
を快適に保ちながらもエネルギー使用量を最適化する際に使用するために、包囲空間の熱
的挙動および熱力学的挙動をモデルとするように構成される。幾つかの実施形態によれば
、包囲空間の位置を含む地域についての将来の天気状態を予測する天気予報データが受け
取られる。制御システムによって使用するための、包囲空間の挙動を示す包囲空間のため
のモデルは、天気予報データに基づいて更新される。包囲空間のためのＨＶＡＣシステム
は次いで、包囲空間のために更新されたモデルを使用して制御される。
幾つかの実施形態によれば、天気予報データは、２４時間を超える将来の予測を含み、
温度、湿度および／または露点、太陽出力、降水量、風、ならびに自然災害等の予測を含
む可能性がある。幾つかの実施形態によれば、包囲空間のためのモデルは、温度、湿度、
風、太陽出力、および降水量等の過去の天気データにも基づいて更新される。幾つかの実
施形態によれば、包囲空間のためのモデルは、予測されるおよび／または検出される居住
データ等の居住データに部分的に基づいて更新される。包囲空間のためのモデル更新はま
た、カレンダーデータにも基づく可能性がある。幾つかの実施形態によれば、包囲空間の
ためのモデルは、温度、湿度、風、降水量、および／または太陽出力等の現在のパラメー
タを感知する１つ以上の天気状態センサからのデータにも基づいて更新される。幾つかの
実施形態によれば、天気状態センサの位置は、自動的に検出される可能性がある。幾つか
の実施形態によれば、包囲空間のためのモデルは、データベースに記憶される包囲空間モ
デルに、および／またはユーザからの包囲空間情も基づいて更新される。
幾つかの実施形態によれば、包囲空間モデル形成は、包囲空間の内部環境における変化
をアクティブに誘導すること、誘導された変化からの包囲空間の内部環境の反応を測定す
ること、および誘導された変化からの反応の測定に少なくとも部分的に基づいて、制御シ
ステムによって使用するための、包囲空間の挙動を示す包囲空間のためのモデルを更新す
ることを含む。幾つかの実施形態によれば、変更は、包囲空間の内部環境を調整すること
よりはむしろ、主に包囲空間のためのモデルを更新する目的のために、アクティブに誘導
される。変化は、ユーザによる入力に反応してアクティブに誘導することができるか、ま
たはそれは、ＶＳＣＵユニットによって、例えば、包囲空間のタイプまたは季節の変化に
起因して自動的に誘導することができる。変更は、好ましくは、包囲空間が非居住中であ
る可能性が高い時間に誘導される。
本明細書で使用されるとき、「モデル」という用語は、一般にシステムの説明または表
現を指す。説明または表現は、数学的モデルの場合等において、数学的言語を使用する可
能性がある。モデルのタイプおよび／またはモデルの特徴の例としては、限定なしに、次
のものが挙げられる：ルックアップテーブル、直線、非直線、決定論的、確率的、静的、
動的、ならびに集中パラメータおよび／または分布パラメータを有するモデル。本明細書
で使用されるとき、「プロフィール」、「構造プロフィール」、「構造モデル」、「包囲
空間プロフィール」、「包囲空間モデル」、「建物プロフィール」、「建物モデル」等と
いう用語は、例えば、ＨＶＡＣ用途において使用するための、建物、包囲空間、および／
または構造の熱力学的挙動特徴のうちの少なくとも幾つかの任意の数値または数学的説明
またはモデルを指す。本明細書で使用されるとき、「センサ」という用語は、一般に、物
質、物理的現象、および／または物理量を測定および／または登録するデバイスまたはシ
ステムを指す。センサは、測定値を、観察者、器具、および／またはシステムによって解
釈され得る信号へと変換してもよい。センサは、特別目的デバイスとして実装することが
でき、かつ／または一般目的コンピュータシステム上で実行するソフトウェアとして実装
することができる。本明細書で使用されるとき、「構造」という用語は、包囲空間、なら
びに非建物および建物の両方を含む。本明細書で使用されるとき、「包囲空間」という用
語は、１つ以上の包囲された領域を有する任意の構造を意味し、それはまた任意の建物も
含む。構造および包囲空間の例としては、次のものが挙げられるが、これらに限定されな
い：住居用建物、商業用建物および集合体、工業用建物、工業用地、および工業用設備、
ならびに民間構築物。本明細書で使用されるとき、「熱力学的」という用語は、物理シス
テムを特徴付けるために使用され得る全ての状態変数を含む。熱力学的変数の例としては
、次のものが挙げられるが、これらに限定されない：圧力、温度、気流、湿度、および粒
子状物質。
幾つかの実施形態によれば、ＶＳＣＵユニットは、感知された実績データに基づいて、いつＨＶＡＣシステムの１つ以上の空気フィルタが（例えば、上の図２Ｂのフィルタ２７０を参照されたい）交換される必要があるかを自動的に判定するように構成され、そのようにプログラムされる。一実施形態については、これは、家が暖まるかまたは冷えるのに通常よりも長い時間がかかっている、経時的な段階的パターンを認識すること等によって、ＶＳＣＵユニット自体の上に提供されるマルチセンサ性能のみを使用して行われる。他の実施形態については、１つ以上の換気ダクトに設置された気流センサ等の追加的なセンサが提供され、このセンサは、低電力ＺｉｇＢｅｅプロトコル（または他の無線プロトコル）を使用すること等によって、ＶＳＣＵユニットと無線で通信するように備えられ、その結果、詰まった空気フィルタを示す、減速している気流の経時的な段階的パターンが感知され得る。依然として他の実施形態については、詰まり関連挙動を検出するために使用することができる読取りを有する、気流センサまたは他のセンサを特別に備えるカスタムフィルタが提供され、それは、低電力ＺｉｇＢｅｅプロトコルを使用すること等によって、ＶＳＣＵユニットと無線で通信するように備えられる。一実施形態については、追加的なセンサは、ハーベスティングエネルギーを、それによる気流によって引き起こされる動揺または振動から収集すること等によって、エネルギーハーベスティング技術を使用する電力である。一実施形態では、電子メール、テキストメッセージ、または機械音声要求が、彼らに新たなフィルタの必要性を警告するために、顧客に対して送信される。一実施形態では、自動化された保守管理チケット事象を触発する、上の図１２の雑用係／家修理会社１２１４等、または新たなフィルタの顧客の門口への自動化された出荷を触発する、図１２のＶＳＣＵデータサービスプロバイダ１２０８または商業用倉庫等の、外部サービスプロバイダに、新たなフィルタの必要性が自動的に通信される業務方法が提供される。
他の実施形態については、前段落に記載される、同様の自動化された検出、顧客警告、
および保守管理事象触発は、家を設定点温度まで暖房または冷房することの一般的失敗、
または家の中の特定のダクトの詰まり（例えば、その気流読取りが、他のダクト中の他の
センサのそれと甚だしく異なる）等であるが、これらに限定されない、任意のタイプのＨ
ＶＡＣシステム異常のために提供される。一実施形態については、音響シグネチャ感知を
使用して、システム異常を検出することができ、それは、システムの暖房および冷房始動
ならびにシャットダウン作動がしばしば、固有であるがなおも反復性のノイズシグネチャ
を特徴とするであろうこと（例えば、送風機ノイズ、より古い設備に特定のきしみやうな
り等）、かつこれらのノイズシグネチャにおける変動の発現がシステム異常を示し得るこ
との事実を活用する。依然として他の実施形態では、ベースライン電気ノイズパターンは
、各々異なるＨＶＡＣ制御ワイヤに関連付けられ、記憶される可能性があり、次いでＶＳ
ＣＵユニット１００は、ＨＶＡＣ制御ワイヤのうちの１つ以上のノイズパターンにおける
重要な変動を感知することによって、潜在的なシステム異常を自動的に検出する可能性が
ある。
依然として他の実施形態については、自己出力型エネルギーハーベスティングセンサ、
およびそれらの電力をＡＣまたは電池等の他の供給源から得るセンサの両方を含む、Ｚｉ
ｇＢｅｅ通信が可能であり、ＶＳＣＵ効率プラットフォームと適合性である、ＨＶＡＣ機
能に関連する他のタイプの補助的センサが提供され、それはシステム異常および／または
保守管理関連情報を感知し、ＶＳＣＵユニットが次いでそれに従うことができるように使
用される。一例では、燃料レベルをＶＳＣＵユニットに無線で送信することが可能である
、外側のプロパンまたはヒートオイルタンクのための交換用キャップが提供され、このキ
ャップは、任意に、風からのエネルギーハーベスティングによって電力供給される。別の
例では、冷却材ループ圧力読取りまたは低冷却材警報をＶＳＣＵユニットに無線で送信す
ることが可能である、冷却材ループチェック弁のための交換用キャップが提供され、この
キャップは、任意に、圧縮機振動または他の空気調整システム振動からのエネルギーハー
ベスティングによって電力供給される。
幾つかの実施形態によれば、初期のセットアップインタビューは、次の対話型質問フロー
が含まれる。ＶＳＣＵユニット表示フォーマットは、図５Ａ〜５Ｂと同様の外見となり、
ここで第１の指示メッセージは、「ＶＳＣＵを｛家庭｝｛業務｝のためにセットアップす
る」であり、ここで観念的な「｛Ｘ｝」は、本明細書で、「Ｘ」が１つのユーザの選択肢
のうちの１つであることを表すように使用される。ユーザが「家庭」を選ぶ場合、第１の
組の質問が尋ねられる一方で、ユーザが「業務」を選ぶ場合、第２の組の質問が尋ねられ
る。第１の組の質問は、次のように進む：「あなたは正午に家にいますか？｛通常はそう
である｝｛通常はそうでない｝」、続いて「あなたは４ＰＭに家庭にいますか？｛通常は
そうである｝｛通常はそうでない｝」、続いて「あなたは電気暖房を持っていますか？」
｛電気です｝｛電気でありません｝｛わかりません｝」、続いて家庭のＺＩＰ番号および
所在地住所等の位置情報の依頼。業務に適用可能な第２の組の質問は、次のように進む：
「この業務は夕方に営業中ですか？｛通常はそうである｝｛通常はそうでない｝」、続い
て「土曜日に営業中ですか？｛通常はそうである｝｛通常はそうでない｝」、続いて「日
曜日に営業中ですか？｛通常はそうである｝｛通常はそうでない｝」、続いて「あなたは
電気暖房を持っていますか？」｛電気です｝｛電気でありません｝｛わかりません｝」、
続いて業務のＺＩＰ番号および所在地住所等の位置情報の依頼。上記の質問および選択性
の回答は、限定するものとしてではなく、例のみとして提示され、多くの他の質問および
選択性の回答を、これらの例に加えて、またはその代替手段として、本教示の範囲から逸
脱することなく提供できることを理解されたい。
幾つかの実施形態によれば、世帯または業務のＺＩＰ番号は、セットアップインタビュ
ーの始まり近くの時点で求められ、次いで、ＺＩＰ番号に基づいて異なる地理区のために
事前カスタマイズされた、異なるセットアップインタビュー質問が、求められる可能性が
ある。これは、例えば、アラスカの家庭または業務のために最適な一組のインタビュー質
問が、例えば、フロリダの家庭のために最適な一組のインタビュー質問とは異なる可能性
が高いであろうため、有用である。
幾つかの実施形態によれば、初期のセットアップインタビュー時の質問に対するユーザ
の反応は、世帯を複数の既存のテンプレートスケジュール、すなわち、ＶＳＣＵユニット
に記憶され、ほとんどの共通の家庭用および業務用のパラダイムの幾つかに対応する各時
間間隔についての、時間間隔および設定点温度のスケジュールのうちの１つに自動的に「
スナップ嵌め」するために使用される。各々がその独自の既存のテンプレートスケジュー
ルを有する可能性がある、異なる家庭用のパラダイムの例としては、次のものが挙げられ
得る：子供のいない共稼ぎ夫婦、幼児または小児がいる共稼ぎ夫婦、勤労者世帯、在宅の
配偶者がいる勤労配偶者、家からフリーランスで勤労する活発なナイトライフを送る若者
、退職夫婦、および単身退職者。セットアップインタビューに基づいてシステム初期化時
に（またはユーザ依頼に応じた何らかの他の時間に）、世帯が「スナップ嵌めされる」テ
ンプレートスケジュールは、多数の設置のためのＨＶＡＣシステムの動作制御に好都合な
始動点としての機能を果たす。ユーザは次いで、彼らの個々の要望に適するように、彼ら
のテンプレートスケジュールを修正することができる（例えば、ＶＳＣＵユニット自体、
ウェブインターフェイス、またはスマートフォンインターフェイス等上のユーザを使用し
て）。ＶＳＣＵユニットがまた、学習された居住パターンおよび手動のユーザ温度制御設
定パターンに基づいて、自動的にこれらのテンプレートスケジュールを修正してもよい。
非限定的例として、勤労者世帯に典型的なテンプレートスケジュールは、冬時間における
暖房について、「月、火、水、木、金：［７：００ ６８］［９：００ ６２］［１６：
００ ６８］［２２：００ ６２］土、日［７：００ ６８］［２２：００ ６２］」（
全ての５日の平日について、設定点温度が７ＡＭ〜９ＡＭに６８度、次いで９ＡＭ〜４Ｐ
Ｍに６２度、次いで４ＰＭ〜１０ＰＭに６８度、次いで１０ＰＭ〜７ＡＭに６２度となり
、両方の週末日について、設定点温度が７ＡＭ〜１０ＰＭに６８度、次いで１０ＰＭ〜７
ＡＭに６２度となろうことを意味する）であり、夏時間における冷房について、「月、火
、水、木、金：［７：００ ７５］［９：００ ８２］［１６：００ ７８］［２２：０
０ ７５］土、日［７：００ ７５］［９：００ ７８］［２２：００ ７５］」であろ
う。他の実施形態では、許容される変動温度量、湿度範囲等もまた、テンプレートスケジ
ュールに含まれる可能性がある。
一実施形態については、テンプレートスケジュールは、ｉＴｕｎｅｓ（登録商標）音楽プレイリストと同様の方法で、任意にソーシャル・ネットワーキングという文脈において、共有される可能性がある。例えば、ユーザは、それらのテンプレートスケジュールを、他の人々がダウンロードするために、彼らのフェースブック（登録商標）またはマイスペースページ上に掲示することができる。カスタムまたは標準化テンプレートスケジュールは、家のサイズまたはＺＩＰ番号に基づいて提供することができる。テンプレートスケジュールは、好ましくは、カレンダーに基づくであろう（例えば、より多くの人々が家庭にいるクリスマス時期については異なってスケジュールされる）。これは、あらゆる場所の全ての顧客が、同じスケジュールまたは同じ一組の構造（ｓｔｒｉｃｔｕｒｅ）を与えられ、その範囲内で彼らのスケジュールがプログラムされる、先行技術のスケジュール作成より優れる。
一実施形態については、カスタマイズされた設置指示は、ユーザに対して、彼らの以前
に設置されたサーモスタットモデルに基づいて提供することができる。ユーザは、ＶＳＣ
Ｕ製造業者のウェブサイトに行き、それらの現在サーモスタット製造およびモデルを入れ
ることができ、次いでそのモデルの既知の配線パターンに基づいてカスタマイズされた一
組の指示が、観覧、ダウンロード、および印刷のために提供される。任意に、ユーザのコ
ンピュータまたはスマートフォン上で、カスタマイズされたビデオが提供される。もう１
つの高度な好ましい実施形態については、ユーザは、彼らの現在のサーモスタットの写真
を撮り、それをＶＳＣＵ製造業者のウェブサイトに提出することができ、そこでその製造
およびモデルは、ユーザがそれらの現在の製造およびモデルを解明する必要がないように
、機械視覚技法を使用して自動的に判定されることになる。
一実施形態については、ＶＳＣＵユニットは、１つ以上のＶＳＣＵユニットの直射日光
への曝露を自動的に検出および補正するように構成され、そのようにプログラムされる。
ユーザは、いずれのサーモスタットと同様に、ＶＳＣＵユニットを直射日光の領域に配置
することを回避するように助言されるが、経験的に、多くが、ＶＳＣＵユニットを、１年
の少なくとも一部の間、１日の少なくとも一部で、それが直射日光を受けることになる場
所に配置するであろうことが見出されている。直射日光曝露は、温度が不正確に高いよう
に感知されることになるため、例えば、ＶＳＣＵユニットは、温度が室内で実際は６８度
にすぎないときに、８０度と測定することになるため、ＨＶＡＣシステム有効性を実質的
に混同させる。一実施形態によれば、１つ以上のＶＳＣＵユニットは、数日間から数週間
の期間にわたる温度追跡、次いで直射日光曝露の周期的な挙動特徴についてのフィルタ処
理、および／または複数のＶＳＣＵユニットの間の特徴的な周期的相違についてのフィル
タ処理等によって、直射日光曝露状況を検出するようにプログラムされる。補正は次いで
、もう１つの補正方法を使用して実装される。
限定するものとしてではなく、例として、暖房および冷房について補正するための１つ
の単純な方法は、環境光センサ読取り、現在時間、現在正確な日付とおよその日付、先の
暖房／冷房周期持続期間、温度変化、および湿度変化からの知識に基づいて、直射日光間
隔中に、直接数値バイアスを日光浴されたセンサ読取りに適用することである。ＶＳＣＵ
ユニットは、２、３の発生から、日光がデバイスに降り注ぐ時間および持続時間を学習す
る。例えば、春において、日光が前日にＡＭ９：００〜９：１５の間にセンサに当たる場
合、それは翌日にＡＭ８：５８〜９：１３前後の日光発生を探すであろう。暖房／冷房周
期がこの時間中に必要とされない場合、それを補正するための１つの方法は、直射日光の
効果が減少するときの温度の推定を作成し、現在温度とＡＭ８：５８〜９：１３の間に予
測される温度との間の補間を作成することであろう。暖房／冷房周期がオンにされる必要
がある場合、それは、先の周期から学習し、周期持続期間および温度変化の推定を作成す
る。それは、湿度および他のセンサ（デバイス自体における、または近くの別のデバイス
における）を使用して、暖房／冷房周期がオンであり、適切な量の時間にわたってオンに
留まることを検証してもよい。
幾つかの実施形態については、ＶＳＣＵユニットは、人間の快適さモデル形成に基づい
て、最適であるがなおもエネルギー節約型の制御を提供する。一例では、ユーザが、テン
プレートスケジュールにおいて提供される設定点を上回ってサーモスタットを上げ続ける
場合、ＶＳＣＵユニットは、それを学習し、それらのテンプレートスケジュールにおける
設定点を増加させる。更なる例として、外の温度が幾日にもわたって８０度であり、次い
で１日間、突然６０度であった場合、ＶＳＣＵユニットは、外の温度が幾日にもわたって
６０度であった場合よりも、家をより暖かい設定点に保つであろう。その理由は、人間が
、一定期間にわたって優勢的であった外の天気パターンに慣れ、したがって、突然の温度
変化に対して、より長い期間の温度変化に対してよりも感受性となることが知られること
である。例えば、温度が幾日にもわたって６０度であった場合、人々は、継続的により暖
かく衣服を着る（スエットシャツ等を着用する）可能性がより高くなり、したがって、エ
ネルギーを節約するために、設定点が段階的に下げられる可能性があり、かつ／または変
動の量が段階的に上げられる可能性がある。
人間の快適さモデル形成に基づく、最適であるがなおもエネルギー節約型の制御の別の
例として、一実施形態について、ＶＳＣＵは、居住者の予測される戻り時間に基づいて有
利な方法で働くように構成される。この実施形態について、その意図は、家を故意に事前
暖房（または対応例における事前冷房）することであるが、居住検出事象が実際に起こる
まで、限定された程度だけ、恐らく「留守」と「居住中」との設定点の間の差異の６０％
だけそのようにする。例えば、「留守」設定点温度が６４度であり、「居住中」設定点温
度が７４度である場合、ＶＳＣＵユニットは、予想家庭到着時間の２０分前に家の暖房を
始動するが、家が７０度まで暖まるまでそのようにするにすぎない。次いで、居住者がド
アを通り抜けるとき、残りの４度の暖めがＳＣＵユニットによって触発される。節約エネ
ルギーに加えて、これはまた、暖房が吹き出していることになり、それが家庭的な感覚お
よび歓迎の感じ、「家にいるのは素晴らしい、それはとてもよい」という感覚を与えるた
め、戻ってくる居住者の感覚にとって心地よい可能性もある。更に、人々は、ドアを通り
抜けた直後に、彼らが家庭にしばらくの間いた場合よりも、より低い温度に対して遥かに
より耐性であることが見出されている。
ＶＳＣＵユニットによって提供される、最適であるがなおもエネルギー節約型の制御の
別の例として、居住者がクリスマスツリーまたは食料品を持ち込んでいる場合等の、延長
された、しかし有限のドアの開きの状況に対する良好な結果を提供することが見出される
制御アルゴリズムがある。特に、６８度から７２度に暖めるために通常５分かかる場合、
および６８度から６９度まで暖めるために突然５分かかった場合、または５分間の暖房で
６８度から全く変化がない場合、ＶＳＣＵユニットは、異常が一時的であるという可能性
の下に、即座に暖房を１０〜１５分間オフにし、次いで温度を７２度に再び上げるよう再
び試みるであろう。それが実際に一時的であった場合、その状況はそれ自体で解決する。
しかし暖めの失敗が再び起こる場合、ユーザの注目を依頼する警報（またはテキストメッ
セージ）があり得、ユーザからの反応がない場合、明らかに何かしらが誤っているため、
システムは、シャットダウンする。「我々は、これらの物事ｘ−ｙ−ｚを我々のセンサロ
グから除外しました、おそらく外側のドアが開いているか、またはａ−ｂ−ｃが誤ってい
ます」等の電子メールメッセージが、ユーザに送信され得る。
別の実施形態については、ＶＳＣＵユニット１００の「学習」プロセスに関する、組み
合わされた業務方法および技術的方法が提供される。ＶＳＣＵユニットは、ユーザ居住お
よび温度制御パターンについて実質的な「学習」を提供するようにプログラムされる。ユ
ーザは、学習の進行に関して（例えば、「あなたの居住情報は、６０パーセント学習され
ています」）、遠隔アクセス、電子メール、ＳＭＳ、ＶＳＣＵユニット表示等によって、
種々の時間に助言されるであろう。しかしながら、ユーザが、彼らがそれに快適でない場
合があるため、学習機能をオフにする能力もまた存在するであろう。一実施形態では、Ｖ
ＳＣＵシステムは、それが学習していない（進行メッセージを停止することによって等）
かのように「行動」するが、実際には、シミュレーションモードで実行しながら、背景で
依然として学習しており、学習データを編集し続けるであろう。次いで、ある期間が過ぎ
た後、ＶＳＣＵユニットは、それが実行していた実際のモデル対それが背景で実行してい
たシミュレーションモデルの間の、エネルギーコスト差異を計算し得る。「Ｘ」ドルの実
質的な差異が存在する場合、ユーザは、「学習駆動型制御を有効にしていた場合、＄４４
節約できたはずでした、それをオンにすることを望まないことは確かですか？」等のメッ
セージを示されるか、送信される。
別の実施形態については、ユーザがＶＳＣＵデータサービスプロバイダによって加入サ
ービスを提示される、組み合わされた業務方法および技術的方法が提供される。ＶＳＣＵ
データサービスプロバイダは、新たなタイプのアルゴリズムを考え出すため、それらは、
ＶＳＣＵユニット顧客に外部制御／最適化サービスへの加入を提示する可能性がある。提
示プロセスの一部として、ＶＳＣＵデータサービスプロバイダは、その顧客についての過
去の内部および外部温度データに対する新たなアルゴリズムを実行し、次いで、彼らに「
あなたがこの最適化サービスに加入していた場合、あなたは昨年、＄８８節約していたは
ずでした」と述べる（例えば、ＶＳＣＵユニット表示または遠隔アクセス表示によって）
可能性がある。個別的なファームウェアバージョンアップグレードに対して同様の提示、
例えば、「あなたが、バージョン１．０で留まる代わりに、ＶＳＣＵユニットソフトウェ
アバージョン２．０を購入していた場合、あなたは＄９０節約していたはずでした。バー
ジョン２．０を今＄２０で購入することをご希望ですか？」がなされる可能性がある。
別の実施形態については、ユーザに、次のもの等の助言的なメッセージ（例えば、ＶＳ
ＣＵユニット表示または遠隔アクセス表示によって）をもたらす、組み合わされた業務方
法および技術的方法が提供される：「あなたのＺＩＰ番号において、あなたの家と同じサ
イズを有するＶＳＣＵ対応の家は、暖房および冷房に＄１０００を費やした一方で、あな
たは＄２０００費やしました。漏出または目張り問題があるかもしれません。あなたは、
エネルギー監査を行い、何が誤っているかを解明する一助となり得るＡＢＣ ＨＶＡＣサ
ービス会社に、６５０−５５５−１２１２にて電話してもよいでしょう」。
別の実施形態については、ＶＳＣＵユニットは、ユーザに、標的温度設定に基づくより
もむしろ、ＨＶＡＣ予算に排他的に基づいて、彼らのＨＶＡＣシステムを制御する能力を
提供するようにプログラムされ、そのように構成される。ユーザは、単純に、彼らがＨＶ
ＡＣに費やすことを望む、１ヶ月当たりのドル金額を入れ、ＶＳＣＵは、ユーザの既知の
居住パターンおよび好みに従って、可能な限り最も快適な（または最低限に不快な）様態
で選択された金額が費やされるように、設定を自動的に調整する。任意に、ユーザは、Ｖ
ＳＣＵ確立型スケジュールから、手動で設定温度を上げるか下げることができるが、彼ら
がそのようにする場合、ＶＳＣＵユニットは、即座に、生じるであろうコストの差異を表
示するであろう（例えば、「１日当たり追加で＄５：継続しますか？｛はい｝｛いいえ｝
」。算出は、季節的な天気パターン、今が何月であるか、天気予報等を考慮に入れること
ができる。別の実施形態については、ＶＳＣＵユニットは、自ら率先して、ユーザに「Ｖ
ＳＣＵにあなたの設定を管理させることによって、今月＄１００節約することを望みます
か？｛はい｝｛いいえ｝」（「温度を１度低減するのはどうですか」と単に尋ねることと
は対照的に）と尋ねる可能性がある。
別の実施形態については、ＶＳＣＵユニットは、ユーザに、「前払いＨＶＡＣ」および
／または「都度払いＨＶＡＣ」を提供するようにプログラムされ、そのように構成される
。前払い金額または前予算金額に基づいて、ＶＳＣＵ表示は、前払いまたは予算金額から
残っているドル金額を示すであろう。これは、家主・テナント環境または財産管理環境に
特に有用であり得るが、この場合、家主は金額単位でプログラムすることができ、テナン
トは、任意の特定の時点で、いくら残っているかを見ることができる。これはまた、財産
管理者が電力使用量および設定を遠隔で管理することを可能にし、休暇中の家庭に有用で
あり得る。この一部として、前述のソフトウェアロック機構は、パーソナル番号に基づい
て、誰がサーモスタットを使用しているかを判定することができ、したがってＶＳＣＵは
、ユーザの素性を知ることになる。これは依然として、一戸建て住居設定に有用であり得
、ここである種の標的が設定され得、その家族は、それらがその標的に対してどれほどよ
く働いているかについて、実行中のタリーを動的に見ることができる。金額は、一組の既
定推定値である可能性があるか、または例えば、公益会社データベースから、スマートメ
ータ読取りを使用してアクセスされる、実際の使用量に基づく可能性がある。
別の実施形態については、ＶＳＣＵユニットは、ユーザ素性に基づいて温度設定支配を
提供するようにプログラムされ、そのように構成される。ソフトウェアロック機能は、パ
スコードを有する人々のみがＶＳＣＵ温度設定を変更することができ、ＶＳＣＵユニット
が更に、別個の家主（または他の「支配者」）パスワードおよび１つ以上の別個のテナン
ト（または他の「被支配者」）パスワードを認識することを保証するために使用される。
家主は次いで、ログインし、７５度等の最大設定温度を設定することができる。その後、
テナントは、温度変更をなすことができても、ＶＳＣＵユニットは、テナントが７５度を
上回って温度を設定することを可能にしないであろう。種々の改ざん防止機構が提供され
得る。デフォルト改ざん防止機構として、家主は、ＶＳＣＵユニットが定期的な間隔でそ
の使用量データにより報告していることを保証するため、天気データを依頼するため等で
、ＶＳＣＵデータサービスプロバイダウェブサイトにアクセスすることが可能であろう。
別の実施形態については、図１２のホテル１２０２を参照して、ＶＳＣＵデータサービ
スプロバイダ１２０８は、ホテルフロントデスクに、各客室中のＶＳＣＵユニット温度設
定の自動化された、包括的な、動的制御を提供する、ウェブ型、クラウド型、またはカス
タムソフトウェアパッケージを提供することができる。例えば、部屋のＶＳＣＵ温度設定
点は、客が最初にチェックインしたときに快適なレベルに調整され、次いで客がチェック
アウトしたときにエネルギー節約レベルに戻すことができる。また、客が留まる間、内的
な居住検出（ユニットの独自のセンサを使用して）および／または外的な居住検出（ドア
が内側からロックされたことを、ＶＳＣＵホテル管理システムに接続されたホテルコンピ
ュータによって自動で感知する）を使用して、快適さレベル対電力節約レベルを作動させ
ることができる。これは、財産管理会社によって遠隔で管理される、休暇中の家庭に同様
に有用である可能性がある。
更に、遠隔制御またはＶＳＣＵユニットへの直接エントリ（セットアップインタビュー
中等）のいずれかによって、それらの入力がなされた後のそれらの実際の制御挙動に基づ
いて、ユーザがＶＳＣＵユニットに対して手動で指定した場合がある、テンプレートスケ
ジュール設定点レベルまたは時間間隔定義の自動化された指定変更または上書きが、ＶＳ
ＣＵユニットによって提供される。例えば、ユーザがセットアップインタビューにおいて
、彼らが毎日５ＰＭに家に着くことを指定したが、次いで連続して複数日に（例えば、連
続して２日間または３日間）、４：３０ＰＭに６２度から６５度まで温度が上げられた場
合、これは、スケジュールを重視し、ユーザがドアを通り抜けることが予想される４：３
０ＰＭまでに、温度が６５度まで事前暖房されるであろうように、設定点を４：２０ＰＭ
以降に６５度まで上げるために使用される。ユーザの居住挙動の独自の推定よりもむしろ
、ユーザの実際の居住挙動の周囲で適合するための、ＶＳＣＵユニットによってなされる
テンプレートスケジュールへの自動変更は、本教示の範囲から逸脱することなく、多くの
日数の期間にわたって段階的に起こる可能性があるか、または１日で即座に有効になる可
能性がある。
別の実施形態については、ＶＳＣＵユニットは、感知された情報に基づいてユーザの意
図の曖昧さを解決することによって、暖房機能から冷房機能に動的に切り換わるようにプ
ログラムされ、そのように構成される。図１Ａ〜１ＣのＶＳＣＵユニット１００の簡潔さ
の一部は、暖房−オフ−空気調節スイッチが存在しない。これによって取り上げられる１
つの問題は、ある種のユーザ制御入力の事象における、ユーザの意図に関する潜在的な曖
昧さである。例えば、ユーザが、設定点を７８度から６５度に変更する場合、彼らが単純
に暖房をオフにすることを望んだのかどうか、または彼らが空気調整をオンにすることを
望むのかどうかという曖昧さが存在する場合がある。一実施形態によれば、ＶＳＣＵユニ
ットは、設定点変更ならびに古いおよび新たな設定点の値の文脈に依存して、切り換わる
べきかどうかの曖昧さを解決する。一実施形態では、本方法は、次のステップを備える：
（ａ）ＨＶＡＣ暖房または冷房が制御される空間に適用されなかった場合に、制御される
空間がドリフトするであろう推定温度として定義される、ドリフト温度についての更新値
を維持すること、（ｂ）古い設定点から新たな設定点へのユーザ設定点変更を受け取るこ
と、（ｃ）モード切換え（すなわち、暖房から冷房への、または冷房から暖房への切換え
）が、設定点変更をなしているユーザによって、（ｉ）明らかに意図されない、（ｉｉ）
明らかに意図される、または（ｉｉｉ）おそらく意図されるかどうかの点から設定点変更
を分類するために、現在温度およびドリフト温度（例えば、それらを、現在温度およびド
リフト温度によって隔離された３つの区域を有する状態図に配置する）に照らして、古い
設定点および新たな設定点の値を評価すること、ならびに（ｄ）ステップ（ｃ）において
「おそらく意図される」として分類される場合、かつ新たな設定点が現在温度とドリフト
温度との間にある場合、ユーザに、自然ドリフトオプションが更なるエネルギー節約オプ
ションを表すというグラフィカルな図解と共に、（ｉ）新たな設定点を達成するためのア
クティブ切換えと、（ｉｉ）新たな設定点への自然ドリフトとの間で選ぶように依頼する
。別の関連する機能は、ユーザがステップ（ｄ）において何を選ぶとしても、これを学習
点として使用し、次いでこれが次に起きるとき、ユーザの選択から学習したものに基づい
て自動的に判定を下すことができるというものである。この方法については、代替的に、
その状態図について、例えば、外の温度、外の温度プラス１０度、「最低快適温度」等の
、ドリフト温度の代わりに使用される異なるパラメータが存在し得る。カリフォルニアに
おいて、使用する最適な数は、ドリフト温度であり得る一方で、ミネソタにおいて、それ
は最低快適温度であり得る。
自動化感知における進行中の改善に照らして特に適用可能である幾つかの実施形態につ
いては、個人向けの制御パラダイムは、ＶＳＣＵユニットによって助長され、つまり、Ｖ
ＳＣＵユニットは、家庭内の個々のユーザを自動的に検出および特定するように機能し、
ＶＳＣＵ関連機能に関する彼らの現在のおよび近々の個々の必要性および要望を特定する
よう試みる。一例について、ＶＳＣＵユニットは、ユニットの正面で現在の制御調整をな
し、次いで、そのユーザに適切な場合、その反応を調整している特定のユーザを認識する
ための「指紋法」機能によりプログラムされる。例えば、ユーザがＶＳＣＵユニット外側
リングを回す特定の方法、または彼らが彼らの指をＶＳＣＵユニットダイヤルもしくは本
体上に置く場所（タッチセンサを使用して）、彼らが内方向クリックのために加える圧力
の大きさ、ならびに彼らの身体のＶＳＣＵユニットダイヤルとの近さ（近位センサを使用
して）が、彼らの「指紋」として使用される可能性がある。一例では、各ユーザは、別個
の質問・回答セッションにおいて、特定され、初期に「指紋採取」され得、彼らの個別の
好みは、その後、遠隔位置からおよびダイヤル上での両方で、ＶＳＣＵユニッへの彼らの
制御入力により学習され得る。最初に、ユーザのコマンドを介して、彼らの携帯電話なら
びにウェブから、指紋法のほとんどが済まされ得る。人々は、家に着く前に、または彼ら
が出た後に、サーモスタットを彼らの電話から頻繁に制御しているであろう。また、彼ら
が、コンピュータにより簡便にアクセスできる、何らかの別の場所にいる（または家庭コ
ンピュータにいる）場合、彼らはウェブを使用するであろう。ＶＳＣＵユニットからの個
別の制御は、特定された人物についての「ユーザ快適さモデル」の複数のマップに基づく
可能性がある。モデルは、彼らの好み／身体的快適地帯等に基づいて構築される。しかし
、非常に異なる好みを有する複数のユーザが存在する場合、それらを平均化することより
も、２つの（またはそれを超える）異なるモデルを構築することにおいて、便益が存在す
る場合がある。ＶＳＣＵは、誰が家にいるかに基づく一方のモデルまたは他方のモデルに
基づいて、例えば、遠隔ＩＰアドレスからシステムにアクセスしたことにより、どの携帯
デバイスが家庭（または他のシグネチャ）にあるか、またはどのユーザが留守であるかに
基づいて、快適な温度を実装するように学習することができる。ウェブサービスを使用し
て、これらの差異を通知することができ、それは、ユーザにとって情報伝達的である（か
つ、ユーザが彼らの配偶者にセータを着用するよう伝えることをもたらす場合がある）。
一実施形態によって個々にされた居住検出および設定点調整の１つの具体的な例について
、ＶＳＣＵユニットは、彼らの設定ならびにＶＳＣＵユニットへの彼らの遠隔および直接
制御に基づいて、第１の居住者「Ｍ」がより涼しいことを好む一方で、第２の居住者「Ｗ
」はより暖かいことを好むという結論を下すことができる。システムが、「Ｗ」が家庭に
おり、「Ｍ」が家庭にいないと判定するとき、温度はより高く設定されるか、あるいは「
Ｗ」のためにカスタマイズされた別個のテンプレートスケジュールに従う。「Ｗ」の存在
および「Ｍ」の不在は、例えば、「Ｍ」が依然として仕事中である一方で、家庭が居住者
を有すると感知され、それは「Ｗ」であるに違いないと判定する、ＩＰトラフィック分析
方法を使用して検出され得る。
幾つかの実施形態によれば、ＶＳＣＵユニットのために、身振りベースのユーザインタ
ーフェイスが提供される。一実施形態については、ｉＰａｄおよびｉＰｈｏｎｅによって
使用されるスワイプ制御および他の身振りと同様に、摺動するタッチ制御が有効にされる
、タッチ感受性表示が提供される。代替的に、小さいカメラがＶＳＣＵユニット上に配置
され得、それは、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｋｉｎｅｃｔ（商標）センサがＸｂｏｘ ３６０
（登録商標）ビデオゲーミングコンソールと併せて、制御装置のない、身振りベースのユ
ーザ入力（すなわち、ユーザが制御装置デバイスを保留すること、または他の方法でそれ
らの人物上のハードウェア入力デバイスを有することを要求することなく、手、足、また
は身体モーションに基づく入力）を提供するために作動する方法と同様に、それが手の身
振り（温度を上げるための時計回りの手の回転、温度を下げるための半時計回り）を認識
し得るように、光学入力情報をプロセスする能力によりプログラムされる。
幾つかの実施形態によれば、補助的ＶＳＣＵユニットまたは一次ＶＳＣＵユニットのい
ずれかとして機能し得、物理的ユニット自体が制御を全く有さないように、ネットワーク
のみのユーザインターフェイスを有する、ＶＳＣＵユニットが提供される。ユーザは、そ
れにアクセスし、それを制御するために、データ電気機器を有さなければならない。ネッ
トワークのみのＶＳＣＵユニットは、大学の寮等の多くの状況に有用であり得るか、また
は若いが技術的に精通しているアパート生活者のための非常に低コストのスタータＶＳＣ
Ｕユニットである可能性がある。
幾つかの実施形態によれば、ＶＳＣＵユニット製造業者および／またはＶＳＣＵデータサービスプロバイダとのライセンスまたは他の業務合意の下に、多くの共通の家庭電気機器が適合性であろう、ＶＳＣＵエネルギー効率プラットフォームに基づいて、ＨＶＡＣ中心家庭エネルギーハブとしての機能を果たす、設置されたＶＳＣＵユニットの使用および機能が提供される。ＶＳＣＵユニットは、家全体のための中央「エネルギーハブ」として機能的である。ＶＳＣＵユニットは、人々がいずれにせよサーモスタットを必要とし、一旦、それが設置されると、それがかかるネットワークのための中核となり得るため、かかる「家庭エネルギーネットワーク」のインスタンスを作成するためによい方法である。例えば、無線通信を使用して、ＶＳＣＵユニットは、食洗器または冷蔵庫と通信することができる。ユーザが食洗器に近寄り、それを始動するよう試みる場合、食洗器上に、「今、＄１でロードを始動させることを望みますか、それとも２ＡＭまで待機し、２０セントでロードを行いますか？」と述べる表示が存在し得る。ＶＳＣＵユニットは、かかるプラットフォームのためのパイプおよび中核としての機能を果たす。多くの利点のうちの一例では、居住感知により、ＶＳＣＵユニットは、居住者が家庭にいないときに感知し、自動的に冷蔵庫にその設定点を２度上げることを指令し、次いで、ＶＳＣＵが、居住者が戻ったことを感知した後、それに通常に戻ることを指令し得る。同様の機能は、ＶＳＣＵエネルギー効率プラットフォームと適合性であるように備えられ、ライセンス取得される、任意の温水暖房器、ホットタブ、プール暖房器等と併せて提供することができる。
幾つかの実施形態については、ＶＳＣＵユニットの有効な商業用導入およびロールアウ
トならびにＶＳＣＵ効率プラットフォームの展開のための業務方法が提供される。第１の
製品導入の開始日に、ＶＳＣＵユニットのより単純なＤＩＹパッケージが、オンラインス
トアおよびブリック・モルタルストアの両方を含む、小売レベルで利用可能となる。第１
の一次ＶＳＣＵユニットを購入することについて、顧客は、例えば、図１３Ａ〜１３Ｂに
示されるようなウェブ型遠隔制御機能を含む、ＶＳＣＵデータサービスプロバイダ（ＶＳ
ＣＵユニットの製造業者と同じ法人、またはそれに対するパートナー法人）のオンライン
ツールへの無料のウェブアクセスを得る。それらを使用して数ヶ月で、ウェブサイトは、
顧客に、彼らが、それらを変換したため、どれほどの金銭をすでに節約したかを含む、Ｖ
ＳＣＵ計画の下での、彼らのエネルギー使用量および制御の履歴を示す。開始日から数ヶ
月で、「専門家」パッケージＶＳＣＵユニットが発売され、専門家設置が利用可能となり
、第１の補助的ユニットが利用可能となり、より正確な建物情報、彼らの特定の居住履歴
において検出されるパターン、またはその家の周囲の特定の天気の履歴／予報に基づいて
開発された特別エネルギー節約スケジュールテンプレートを使用するためのアクセスを与
えるため等で、彼らに追加的な節約の機会を提供するウェブ型サービスへの手数料ベース
の加入が全てのユーザに利用可能となる。また、開始日から数ヶ月で、各ユーザには、補
助的ＶＳＣＵユニットを購入することによって、彼らが更により多くの金銭を節約できる
という注意喚起も提供され、上述のフィルタ交換プログラムもまた、ロールアウトされる
。また、開始日から数ヶ月で、ユーザは、エネルギー効率に関して、彼らの近所において
、または何らかの他の集団に対して、どのような実績をあげているかについての、リーフ
アイコン報酬を含む、ゲーム様式のランキングを得ることができる。例えば、ユーザには
、その集団に対する、それらの百分位数ランキングが提示され得る。彼らは、その集団に
おいて、最多のグリーンリーフを得て、第１位になろうとし得る。多重テナント建物制御
およびホテル制御を促進するウェブ型またはクラウド型ソフトウェアが、その後、ロール
アウトされ得る。十分なユーザ大衆が存在するようになる後の時点で、ＶＳＣＵデータサ
ービスプロバイダは、公益会社のためのＶＳＣＵ効率プラットフォーム促進者になるため
に、ウェブ型またはクラウド型ソフトウェアを提供し得、すなわち、公益会社は、ＶＳＣ
Ｕデータサービスプロバイダの顧客となり、それはＶＳＣＵ効率プラットフォームに基づ
いて、プログラムまたはサービスを提示し得る彼らを助けるであろう。一実施形態につい
ては、公益会社は、例えば、ＶＳＣＵユニットの購入を大幅に援助することによって、そ
の顧客に、ＶＳＣＵユニットベースの制御に切り換えることを奨励する。任意に、公益会
社は、ＶＳＣＵユニットベースの顧客のために、公益会社に、ピーク負荷またはエネルギ
ー緊急事態の時間中、ＶＳＣＵユニットに対して少なくともある度合いの遠隔制御を与え
るプログラムに「オプトイン」するための、エネルギー割引または他の財務上の奨励金を
提示し得る。
フィルタなしＨＶＡＣシステムが、一実施形態で提供される。フィルタが詰まり始めた
ときにＨＶＡＣ効率を低減し得る、使い捨てのフィルタを使用する代わりに、ＨＶＡＣシ
ステムは、１つ以上のバッグレス掃除機において使用され、「サイクロン型」または「ト
ルネード型」または「風洞」、例えば、Ｄｙｓｏｎ ＤＣ２５ Ｕｐｒｉｇｈｔ Ｖａｃ
ｕｕｍ ｃｌｅａｎｅｒ、Ｈｏｏｖｅｒ Ｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌ ＩＩ Ｂａｇｌｅｓｓ
Ｕｐｒｉｇｈｔ Ｖａｃｕｕｍ Ｃｌｅａｎｅｒ、Ｂｉｓｓｅｌｌ ５７７０ Ｈｅａ
ｌｔｈｙ Ｈｏｍｅ Ｂａｇｌｅｓｓ Ｕｐｒｉｇｈｔ Ｖａｃｕｕｍ、Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｌｕｘ ＥＬ ７０５５Ａ Ｔｗｉｎ Ｃｌｅａｎ Ｂａｇｌｅｓｓ Ｃａｎｉｓｔｅｒ
Ｖａｃｕｕｍ、および／またはＨｏｏｖｅｒ ＵＨ７００１０ Ｐｌａｔｉｎｕｍ Ｃ
ｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｃｙｃｌｏｎｉｃ Ｂａｇｌｅｓｓ Ｕｐｒｉｇｈｔ Ｖａｃｕｕ
ｍ Ｃｌｅａｎｅｒ等の種々の商標名によって特定されるものと同様のフィルタシステム
を備える。ＨＶＡＣシステムからフィルタを完全に除いて設計することによって、自家所
有者は、時々、単純にキャニスタを交換する必要があるのみであり、ＨＶＡＣシステムは
、通常のフィルタのように時間と共に効率を失うことはない。
煙検出、暖房検出、モーション検出、およびＣＯ２検出と組み合わされた他の必須の家
庭監視デバイス機能が内部に一体的に提供されるＶＳＣＵユニットが、幾つかの実施形態
において提供される。任意の業務方法として、かかるＶＳＣＵユニットは、大幅な割引で
販売されるか、無料で与えられる可能性があり、このうち収益は、ＶＳＣＵデータサービ
スプロバイダのデータサービスへの加入によって代わりに生み出される。代替的に、それ
らは、無料で与えられるか、エネルギー不足または他のエネルギー緊急時の期間中に適用
可能な、データ収集および／または遠隔ＶＳＣＵ設定プログラムへの顧客の「オプトイン
」と引き換えに、ＶＳＣＵデータサービスプロバイダとパートナーを組んでいる公益会社
によって大幅に援助される。
設定点温度スケジュールおよび手動ユーザ設定点修正に基づいて、自動化された設定点
判定のためのアルゴリズムが、幾つかの実施形態により提供される。任意の手動ユーザ設
定点変更に対する進行中の規則として、一次または補助的ＶＳＣＵユーザインターフェイ
スでユーザによって入れられる任意の設定点は、最大４時間にわたって発効することにな
り、その４時間の時点で、動作は次いで通常の設定点スケジュールに戻る。通常の設定点
スケジュールが、その４時間間隔内で、スケジュールされる温度変化を要求するような場
合には（例えば、１０：００ＰＭの睡眠時温度へのスケジュールされる変更）、そのスケ
ジュールされる温度設定点は、その時間に手動ユーザ設定点入力を指定変更する。
感知された包囲空間居住およびユーザ設定点修正挙動に基づいて、設定点スケジュール
出発および／または設定点スケジュール修正のためのアルゴリズムが、幾つかの実施形態
により提供される。本明細書で「自動留守／自動到着」アルゴリズムと呼ばれる、かかる
設定点スケジュール出発アルゴリズムの一例は、これ以降で更に記載される。
図１５Ａ〜１５Ｄは、好ましい実施形態による、通常の設定点温度スケジュール対、「
自動留守／自動到着」アルゴリズムの例示的な動作に対応する、実際に動作している設定
点プロットの、時間プロットを例証する。開示の明確さの目的のために、ユーザ（恐らく
退職者、または小児のいる在宅の親）のための、火曜日等の特定の曜日についての比較的
単純な例示的サーモスタットスケジュール１５０２が、図１５Ａに示される。スケジュー
ル１５０２は、単純に、所望の温度が７６度である７：００ＡＭ〜９：００ＰＭの間の覚
醒／在宅間隔、および所望の温度が６６度である９：００ＰＭ〜７：００ＡＭの間の睡眠
間隔からなる。即時の説明の目的のために、スケジュール１５０２は、「通常」設定点ス
ケジュールと呼ばれ得る。通常設定点スケジュール１５０２は、本開示に前述され、譲受
人に譲渡された組み込まれる出願のうちの１つ以上において、または何らかの他の方法に
よって前述される、多様な方法のうちのいずれかによっても確立された可能性がある。例
えば、通常の設定点スケジュール１５０２は、直接ユーザプログラミング（例えば、ウェ
ブインターフェイスを使用して）によって、設定点スケジュールが複数の既定のスケジュ
ールのうちの１つに「スナップ嵌めされる」セットアップインタビューによって（例えば
、退職者、子供のいない共稼ぎ夫婦、単身の都市生活者等）、「フラットライン」始動ス
ケジュールからのユーザ設定点修正に基づいて自動化された学習によって、または多様な
他の方法のいずれによっても、明示的に確立された可能性がある。
好ましい「自動留守」アルゴリズムに従って、包囲空間居住状態は、ＶＳＣＵ多重感知
技術を使用して継続的および自動的に感知され、この現在感知された状態は、居住中（ま
たは「家庭」または「活動が感知される」）または非居住中（または「留守」もしくは「
非アクティブ」）として分類される。現在感知された居住状態が既定の最低間隔にわたっ
て、本明細書で留守状態確信ウィンドウ（ＡＳＣＷ）と呼ばれる「非アクティブ」であっ
た場合、「自動留守」動作モードが触発され、そこで実際に動作している設定点１５０４
は、通常のサーモスタットスケジュール１５０２によって指示される設定点温度に関わら
ず、既定のエネルギー節約型留守状態温度（ＡＳＴ）に変更される。「自動留守」動作モ
ードの目的は、スケジュール１５０２の快適さ設定を実際に経験または享受する居住者が
存在しないときの不必要な暖房または冷房を回避し、それによってエネルギーを節約する
ことである。ＡＳＴは、例として、冬期間（または暖房を要求するであろう外の温度）に
ついて６２度、および夏期間（または冷房を要求するであろう外の温度）について８４度
のデフォルト既定値に設定されてもよい。任意に、暖房および冷房についてのＡＳＴ温度
は、ユーザ設定可能である。
留守状態確信ウィンドウ（ＡＳＣＷ）は、感知された非居住の時間間隔に対応し、その
後、包囲空間に居住者が実際に存在しないように、妥当な度合いの統計的正確さをもって
、妥当に確実である動作想定がなされる可能性がある。ほとんどの典型的な包囲空間につ
いて、９０〜１８０分間の範囲の既定の期間は、感知された移動または居住センサが感知
するための関連する指標が存在しない、静かな読書、角の郵便受けまでの外出、短い仮眠
等の共通の状況に応じるために、ＡＳＣＷのために好適な期間であることが見出されてい
る。
図１５Ａ〜１５Ｄの例では、１２０分間のＡＳＣＷ、および６２度のＡＳＴでの暖房シ
ナリオの文脈において例示的な説明が提供され、このうち冷房についておよび他のＡＳＣ
Ｗ／ＡＳＴ値選択についての対応例は、本説明に照らして当業者に明らかとなり、実施形
態の範囲内にある。スケジュールされた設定点プロット１５０２および実際に動作してい
る設定点プロット１５０４が、１１：００ＡＭ現在で現在である、感知された活動に対応
する小さい黒の楕円のマーカーを示す感知された活動タイムライン（Ａｓ）と共に、図１
５Ｂで例証の目的のために示される。とりわけ、１１ ：００ＡＭ現在で、１０：００Α
Μまでに感知された重要なユーザ活動、続いて１時間の無活動の間隔１５０６が存在した
。４：００ＰＭ現在でのスケジュールされる設定点プロットおよび実際の設定点プロット
が、図１５Ｃに示される。図１５Ｃに例証されるように、「自動留守」モードは、１２０
分間の無活動後、１２：００ＰＭに触発され、この実際に動作している設定点１５０４は
、通常のスケジュールされる設定点１５０２から６２度のＡＳＴ温度へと出発する。４：
００ＰＭ現在で、「自動留守」モードの触発の後に、活動は未だに感知されておらず、し
たがって「自動留守」モードは有効に留まる。
「自動留守」モードは、感知された事象、時間の経過、および／またはその必須の目的
と一貫した他の誘因に基づいて終了させられ得、この必須の目的は、居住者が妥当に高い
統計的度合いの確率で包囲空間内に存在しないときに、エネルギーを節約することである
。一実施形態については、「自動留守」動作モードは、次のうちの１つが生じるまで、設
定点温度をエネルギー節約ＡＳＴ温度に維持する：（ｉ）手動補正入力がユーザから受け
取られる、（ｉｉ）「自動戻り」動作モードが、感知された居住活動に基づいて触発され
る、（ｉｉｉ）通常の居住者の睡眠時間が訪れ、かつ「休暇」モードについての判定に未
だに到達していない、または（ｉｖ）その翌日の「ウェーク」もしくは「在宅」間隔が訪
れ、かつ「休暇」モードについての判定に未だに到達していない。
故に、１２：００ＡＭ現在でスケジュールされる設定点プロットおよび実際の設定点プ
ロットが、図１５Ｄに示される。図１５Ｄに例証されるように、居住活動は、約５ＰＭに
短い時間間隔１５０８について感知され始めたが、それは「自動戻り」モードを触発し、
その時点で、実際に動作している設定点１５０４は、通常の設定点スケジュール１５０２
に戻った。
好ましくは、ユーザには、所望のエネルギー節約積極性に従ってＡＳＣＷを変化させる
能力が提供される（例えば、ウェブインターフェイスによる初期のセットアップインタビ
ュー中等）。例えば、「高度に積極的な」エネルギー節約オプションを選択するユーザに
は、４５分間のＡＳＣＷが提供され得、その結果、僅か４５分の無活動（または「留守」
もしくは「非居住中」感知状態）後に、システムの「自動留守」判定が下されるであろう
。
ＡＳＣＷ時間枠のサブウィンドウ表示および感知された活動をフィルタ処理するための
種々の方法を使用して、「自動留守」モードの触発の確実性を改善することができる。感
知された活動が人間の存在対他の原因（例えば、ペット）に関連するかどうかを「理解す
る」ための種々の学習方法もまた使用して、「自動留守」モードの触発の確実性を改善す
ることができる。一実施形態については、「背景」レベルの感知された活動（すなわち、
人間居住の結果ではない感知された事象に帰する可能性がある活動）は、「自動留守」モ
ード期間中の補正の手動設定点入力の不在に基づいて、対話型で学習され、かつ／または
確認され得る。例えば、「自動留守」モードが触発された後に続く一定期間にわたって、
補正の手動設定点変更が存在しない場合、かつかかる補正入力の不在が、複数の異なる機
会にそれ自体反復する場合、それらの間隔に関連する感知された活動のタイプおよび／ま
たは度合いは、人間の存在に関連しない「背景」レベルとして確認され得ると結論付けら
れる可能性があり、その理由は、人間が実際存在した場合、かかる機会のうちの１つ以上
で補正活動の何らかのタイプが存在していたであろうということである。
「自動留守」居住評価と同様の様態で、「自動戻り」動作モードの触発は、同様に好ま
しくは、偽の事象または実際の人間の存在に関連しない他の事象が不必要に「自動戻り」
モードを触発しないように、サブウィンドウ表示された時間ウィンドウおよび／または感
知された活動のフィルタ処理に基づく。一例について、感知プロセスは、時間の５分間サ
ブウィンドウ（または他の好適な持続期間のサブウィンドウ他の好適な持続期間）を、そ
れらのサブウィンドウ表示中に感知された活動の存在または不在の点から別個に評価する
ことを伴う。閾値量の活動が、それらの時間サブウィンドウの２つの隣接したものにおい
て感知されることが見出される場合、「自動戻り」モードが触発される（例えば、図１５
Ｄの時間間隔１５０８を参照されたい）。触発時に、「自動戻り」モードは、設定点を通
常の設定点スケジュール１５０２に戻すことによって動作する。
「自動留守」モードおよび／または「自動到着」モード動作の反復される事例に関連す
る居住パターンおよび／または補正の手動入力パターンに基づいて、設定点スケジュール
修正についてのアルゴリズムが、一実施形態により提供される。「自動留守／自動到着」
モードに関連する居住および／または補正の手動入力挙動は、次に、実際の居住パターン
によりよく合致するために設定点温度スケジュールを「削減」あるいは「調律」するため
に活用され得る、ユーザ居住におけるパターンを検出するために、複数の度合いの時間周
期性で継続的に監視およびフィルタ処理される。複数のレベルの時間周期性でフィルタ処
理するとは、関連するパターンが、（ｉ）隣接したカレンダー日ベースで、（ｉｉ）特定
の曜日ベースで、（ｉｉｉ）特定の週末日ベースで、（ｉｖ）月の特定の日付ベースで、
および／またはユーザ挙動の点から論理的に連結され得る任意の他のグループ化された日
ベースで、同時に追求されることを意味する。故に、例えば、「自動留守／自動到着」に
関連する特定の居住および／または補正の手動入力挙動が、一連の連続的な金曜日につい
て観察される場合、金曜日についての設定点温度スケジュールは、示される居住パターン
によりよく合致するために調整される。「自動留守／自動到着」に関連する特定の居住お
よび／または補正の手動入力挙動が、土曜日および日曜日の両方について、次いで次の土
曜日および日曜日について、次いで依然としてそれに続く土曜日および日曜日について、
観察される場合、土曜日および日曜日についての設定点温度スケジュールは、示される居
住パターンによりよく合致するために調整される。なおも別の例として、「自動留守／自
動到着」に関連する特定の居住および／または補正の手動入力挙動が、連続した複数の月
にわたって月の第２日から第７日について観察される場合、月の第２日から第７日につい
ての設定点温度スケジュールは調整され、その他も同様である。
図１６Ａ〜１６Ｄは、一実施形態による、「自動留守」モードおよび／または「自動到
着」モード動作の反復される事例に関連する、居住パターンおよび／または訂正の手動入
力パターンに基づく、設定点スケジュール修正の一例を例証する。この例について、平日
に終日在宅であることを示す通常の設定点温度を有するユーザにとって、「自動留守」モ
ードは、いずれの補正の手動ユーザ入力も伴わずに、複数週にわたって水曜日の正午近く
に触発され（図１６Ａ〜１６Ｃ）、次いで「自動到着」モードがそれらの日について５：
００ＰＭ近くに触発されることが、時間と共に観察される。これは、例えば、水曜日に地
元の図書館でボランティア活動をすることを決定した退職者に対応してもよい。一旦、こ
のパターンが確実に確立されると（例えば、連続して３週の水曜日に生じた後）、図１６
Ｄに例証されるように、ユーザがこの時間間隔にわたって実際留守であろうことが今予想
されるため、通常の設定点温度スケジュールは、次の水曜日およびその後の全ての水曜日
ついて、１０：００ＡＭ〜５：００ＰＭの間の間隔についてスケジュールされる「留守」
期間が存在するように、自動的に「調律され」または「削減され」る。
重要なことに、図１６Ａ〜１６Ｃに例証される日のうちの１日で補正のユーザ入力（「
処罰的な」ユーザ入力と呼ばれ得る）が生じた場合、設定点スケジュールは、図１６Ｄに
示されるスケジュールに自動的に「調律され」ない。かかる補正のまたは「処罰的な」入
力は、（ｉ）自動留守モードが触発された、（ｉｉ）「自動戻り」モードを触発するため
の十分な感知された居住活動が存在しない（「背景」事象についてフィルタ処理した後）
、および（ｉｉｉ）ユーザが不快になってきており、温度を上げるためにサーモスタット
に近寄った場合の状況について生じ得る。例として、水曜日の１０：００ＡＭに図書館に
通う代わりに、ユーザは本を読むために上階に行ったことが事実であり得、ここで唯一の
１階のＶＳＣＵユニットは、彼らの存在を感知せず、１２：００ＰＭに自動留守を触発し
、ユーザは次いで約１２：４５ＰＭに不快になり、次いで下階に来て手動で温度を上げる
。ユーザの「処罰的な」入力は、アルゴリズムがこの潜在的なパターンについて「見当違
いをしている」ことを明確にしたため、設定点スケジュールは、図１６Ｄに示されるスケ
ジュールに自動的に「調律され」ず、一実施形態では、この潜在的なパターンは、将来、
かかるパターンを確率するために、更により高い度合いの相関が必要とされるであろうよ
うに、負の方向に少なくとも部分的に重視される。有利に、より一般の場合について、ユ
ーザの「処罰的な」入力はまた、時間間隔について感知された、「処罰的な」補正入力に
つながる明らかに不正確な「無活動」の結論が存在したため、居住感知アルゴリズムに適
用されるフィルタ処理のタイプおよび／または度合いを調整するために使用されてもよい
。
上述の実施形態の「自動留守／自動到着」アルゴリズムが、現在感知された居住情報に
よって触発される一方で、別の実施形態では、長期間にわたってＶＳＣＵユニット（複数
可）によって蓄積された経験的居住確率時間プロフィールに基づいて、自動化された自己
触発「自動留守／自動到着」アルゴリズムが提供される。一実施形態については、経験的
居住確立時間プロフィールは、各特定の時点で１人以上の人間が包囲空間に居住している
確率を表す、スカラー値（経験的居住確立またはＥＯＰ）の時間プロットとして表され得
る。ＥＯＰについての単一のスカラー計量を使用するよりもむしろ、居住統計および／ま
たは確立を反映する多様な他の表現（例えば、確率分布関数）または無作為変数表現が、
代替的に使用され得る。
一実施形態については、ＶＳＣＵユニットは、次の基準を満たす１日の内の時間（単数
または複数）で、「自動留守」モードへと自己触発するように構成される：（ｉ）通常の
設定点スケジュールが、スケジュールされた「在宅」時間間隔を示す、（ｉｉ）経験的居
住確率（ＥＯＰ）が既定の閾値（例えば、２０％未満）を下回る、（ｉｉｉ）居住センサ
が、人間居住者が包囲空間内に実際存在することをはっきり示すであろう、大量の活動を
感知しない、ならびに（ｉｖ）居住センサが、前述の「従来の」様態で「自動留守」モー
ドに入るために十分に長い間隔で十分に低いレベルの活動（すなわち、留守状態確信ウィ
ンドウまたはＡＳＣＷ）を未だに感知していない。一旦、これらの状態が満たされ、「自
動留守」モードが自己触発されると、「自動留守」モードからの復帰が、「従来の」自動
留守モードについてと同じ様態で進行し得る（例えば、「自動到着」触発、手動補正のユ
ーザ入力等によって）。「学習されたレッスン」に基づく（すなわち、「自動留守」モー
ドの反復される事例に関連する居住パターンおよび／または補正の手動入力パターンに基
づく）設定点温度スケジュールの自動化された調律は、「従来通りに」触発される自動留
守モードおよび自己触発される自動留守モードアルゴリズムからの組み合わされた観察に
基づき得る。
経験的居住確率（ＥＯＰ）に少なくとも部分的に基づく、上述の自己触発「自動留守」
モードは、現在の瞬時の居住情報が考慮される「従来の」自動留守触発方法のみに基づく
調律に跳ねられる（ｃａｐｅｒｅｄ）とき、設定点温度スケジュールのより完全かつより
統計的に正確な「調律」を提供することが見出されている。１つの理由は、ＥＯＰ計量を
生成する際に使用される多数の活動感知データサンプルに関し、それは「自動留守」プロ
セスによって与えられる居住「試験」を行うための、関連性がありかつ有用な根拠となる
。１つの観点から、「自動留守」プロセスは、ユーザのエコシステムを、彼らに詳細な質
問を尋ねる必要なしに、彼らの反応の正確さに頼る必要なしに、および更に居住感知ハー
ドウェアの正確さに排他的に頼る必要なしに、彼らの居住パターンについての更なる詳細
を学習するように自動的に「突く」または「促す」ための方法として見なされる可能性が
ある。
図１７Ａ〜Ｄは、好ましい実施形態による、低減されたエネルギー使用を奨励するため
の動的ユーザインターフェイスを例証する。図１７Ａ〜Ｄの方法は、好ましくは、上の図
３Ａ〜３Ｋの温度までの時間ユーザインターフェイス法に組み込まれるが、本教示の範囲
は、さほど限定されない。当業者によって容易に理解されるであろうが、図１７Ａ〜１７
Ｄに暖房文脈において開示されていても、対応の冷房文脈への適用が、本開示に照らして
当業者に明らかであり、本教示の範囲内にある。ここで、図１７Ａにあるように、暖房設
定点は、現在、エネルギー保存のために良好または適切であることが知られる第１の範囲
内にあることが知られる値に設定され、グリーンリーフ１７４２等の心地よい正の強化ア
イコンが表示される。ユーザが暖房を上げるとき（図１７Ｂを参照されたい）グリーンリ
ーフは、設定点が第１の範囲に留まる限り、表示され続ける。しかしながら、ユーザが、
設定点を第１の範囲を超える値まで上げ続けるとき（図１７Ｃを参照されたい）、警報、
狼狽、懸念、または他の幾分負の感情を示す、負の強化アイコンが表示され、かかるアイ
コンは、例えば、点滅する赤のリーフのバージョン１７４２'、または煙突の絵等である
。多くのユーザは、設定点を再び下げることによって、負の強化アイコン１７４２'に反
応するであろうことが考えられ、図１７Ｄに例証されるように、ユーザが設定点を第１の
範囲内にある値に戻す場合、彼らはグリーンリーフ１７４２の戻りによって「報酬を受け
」る。本教示の範囲内に留まりながら、多くの他のタイプの正の感情アイコンまたは表示
が、グリーンリーフ１７４２の代わりに使用され得、同様に多くの異なる負の強化アイコ
ンまたは表示が、点滅する赤のリーフ１７４２'の代わりに使用される可能性がある。
図１８Ａ〜Ｂは、幾つかの実施形態による、ユーザ−フレンドリーなインターフェイスを有するサーモスタット１８００を例証する。「サーモスタット」という用語は、これ以降で、包囲空間内でのＨＶＡＣ制御に対して特に適用可能である、特定のタイプのＶＳＣＵユニット（多用途の感知・制御）を表すように使用される。「サーモスタット」および「ＶＳＣＵユニット」は、包囲空間のＨＶＡＣ制御という文脈について一般に相互交換可能であるが、各実施形態のこれ以前およびこれ以降の実施形態の各々が、１つ以上の物理システムの１つ以上の測定可能な特徴の支配、ならびに／または水使用量システム、空気使用量システム、他の天然資源の利用を伴うシステム、および種々の他の形態のエネルギーの利用を伴うシステム等の、他のエネルギーもしくは資源消費システムの支配を伴う、多様な異なる制御システムのいずれについての、温度以外の測定可能な特徴（例えば、圧力、流量、高さ、位置、速度、加速、能力、電力、音の大きさ、明るさ）に対する制御機能を有するＶＳＣＵユニットに適用されることは、本教示の範囲内にある。多くの先行技術のサーモスタットとは異なり、サーモスタット１８００は好ましくは、家の装飾を減殺せず、実際、それが設置されるその位置について、視覚的に心地よい中央に置く装飾としての機能を果たし得る、滑らかで、単純で、整頓され、優美な設計を有する。更に、サーモスタット１８００とのユーザ対話は、サーモスタット１８００の設計によって、既知の従来のサーモスタットよりも促進され、大幅に向上される。サーモスタット１８００は、制御回路を含み、図１および２におけるサーモスタット１００と共に示されるように、ＨＶＡＣシステムに電気的に接続される。サーモスタット１８００は、壁掛けされ、円形の形状にされ、ユーザ入力を受信するための外部回転可能なリング１８１２を有する。サーモスタット１８００は、壁に掛けられるとき、一般に円盤様の円形の対象物のように見えるという点で、円形の形状にされる。サーモスタット１８００は、外側リング１８１２の内側にある大きい前正面を有する。幾つかの実施形態によれば、サーモスタット１８００は、直径およそ８０ｍｍである。外側回転可能なリング１８１２は、ユーザが、新たな標的温度を選択する等の調整を行うことを可能にする。例えば、外側リング１８１２を時計回りに回転させることによって、標的温度は増加され得、外側リング１８１２を反時計回りに回転させることによって、標的温度は減少され得る。サーモスタット１８００の前正面は、幾つかの実施形態によればポリカーボネートである、透明のカバー１８１４、および好ましくは示されるようにその中に形成される幾つかのスロットを有する、金属製の部分１８２４を備える。幾つかの実施形態によれば、カバー１８１４および金属製の部分１８２４の表面は、共通の外方向の弧、または外方向に緩やかに弧状を描く球状の形状を形成し、この緩やかな弧状を描く形状は、外側リング１８１２によって継続する。
ポリカーボネート等の、単一のレンズ様の素材片から形成されているが、カバー１８１４は、外側部分１８１４ｏおよび中央部分１８１４ｉを含む、２つの異なる区域または部分を有する。幾つかの実施形態によれば、カバー１８１４は、外側部分１８１４ｏの周囲を塗装されるか、または燻されるが、その下部に配備される電子表示装置１８１６の観覧を促進するように中央部分１８１４ｉを可視的に透明のまま残す。幾つかの実施形態によれば、湾曲したカバー１８１４は、ユーザに対して電子表示装置１８１６中に表示されている情報を拡大する傾向がある、レンズとして作用する。幾つかの実施形態によれば、中央電子表示装置１８１６は、区分されたレイアウトであるよりもむしろ、任意形状が生成できるように、ドットマトリクスレイアウト（個々にアドレス指定可能）である。幾つかの実施形態によれば、ドットマトリクスレイアウトおよび区分されたレイアウトの組み合わせが用いられる。幾つかの実施形態によれば、中央表示１８１６は、バックライト付の色の液晶表示（ＬＣＤ）である。電子表示装置１８１６上に表示される情報の例は、図１８Ａに例証され、現在の設定値温度を表す中央の数表示１８２０を含む。幾つかの実施形態によれば、金属製の部分１８２４は、その下に載置されるパッシブ赤外線モーションセンサ１８３０の使用を促進するように、幾つかのスロット様の開口部を有する。金属製の部分１８２４は、代替的に、金属製の前面格子部分と称され得る。金属製の部分／前面格子部分の更なる説明は、上の本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１３／１９９，１０８号に提供される。サーモスタット１８００は、電子表示装置１８１６がユーザによって簡便に読み取られるままに留まるように、好ましくは、電子表示装置１８１６が固定された配向にあり、外側リング１８１２と共に回転しないように構築される。幾つかの実施形態については、カバー１８１４および金属製の部分１８２４もまた、固定された配向に留まり、外側リング１８１２と共に回転しない。サーモスタット１８００の直径が約８０ｍｍである場合の一実施形態によれば、電子表示装置１８１６の直径は、約４５ｍｍである。幾つかの実施形態によれば、ＬＥＤインジケータ１８８０は、ある種のステータス条件の低電力消費インジケータとして作用するように下の部分１８２４に位置付けられる。例えば、ＬＥＤインジケータ１８８０は、サーモスタットの再充電性電池１９４４（図２１Ｂを参照されたい）が非常に低く、再充電されているときに、点滅する赤を表示するために使用することができる。より一般には、ＬＥＤインジケータ１８８０は、赤、緑、赤および緑の種々の組み合わせ、種々の異なる点滅率等による、１つ以上のステータスコードまたはエラーコードを伝達するために使用することができ、それはトラブルシューティング目的に有用であり得る。
モーション感知ならびに他の技法は、上の本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第
１２／８８１，４３０号に更に記載されるように、居住の検出および／または予測におい
て使用することができる。幾つかの実施形態によれば、居住情報は、有効かつ効率的なス
ケジュールされたプログラムを生成する際に使用される。好ましくは、能動近位センサ１
８７０Ａは、接近してくるユーザを赤外線光反射によって検出するために提供され、環境
光センサ１８７０Ｂは、可視光を感知するために提供される。近位センサ１８７０Ａは、
ユーザがサーモスタットに接近してくるとき、かつユーザがサーモスタットに触れる前に
、サーモスタット１８００が「ウェークアップ」を開始できるように、約１メートルの範
囲における近位を検出するために使用することができる。近位感知のかかる使用は、ユー
ザがサーモスタットと対話する準備の完了次第、またはその直後に、対話のために「準備
完了」であることによってユーザ経験を向上するために有用である。更に、近位時ウェー
クアップ機能はまた、ユーザ対話が起きていないか、または起きる寸前でないときに、「
スリープ状態」になることによってサーモスタット内でのエネルギー節約を可能にする。
環境光センサ１８７０Ｂは、急激な立ち上がりまたは立ち下がりエッジが検出されるとき
（光をオンやオフにする居住者がいる可能性が高いため）、居住の確認を促進するため等
、ならびに時刻を確認するおよび／または自動的に確立するために環境光輝度の長期（例
えば、２４時間）パターンを検出するため等の、多様な情報収集目的のために使用するこ
とができる。
幾つかの実施形態によれば、ユーザ確信を促し、かつ更に可視的および機能的簡潔さを助長するという組み合わされた目的のために、サーモスタット１８００は、２つのタイプのユーザ入力のみによって制御され、このうち第１のタイプは、図１８Ａに示されるような外側リング１８１２の回転（これ以降、「リングを回転」または「リング回転」入力として参照される）であり、第２のタイプは、可聴のおよび／または触覚の「クリック」が生じるまでの、外冠１８０８（図１８Ｂを参照されたい）上の内方向の押し（これ以降「内方向クリック」または単純に「クリック」入力として参照される）である。図１８Ａ〜１８Ｂの実施形態について、外冠１８０８は、外側リング１８１２、カバー１８１４、電子表示装置１８１６、および金属製の部分１８２４の全てを含むアセンブリである。ユーザによって内方向に押されるとき、外冠１８０８は、内面金属製のドームスイッチ（図示されず）に対して、０．５ｍｍ等の少量だけ内方向に移行し、次いで、内方向の圧力が解除されるとき、ばね性で同じ量だけ外方向に再び移行して、対応する緩やかな可聴のクリック音と共に、ユーザの手に満足感をもたらす触覚の「クリック」感覚を提供する。故に、図１８Ａ〜１８Ｂの実施形態について、内方向クリックは、外側リング１８１２自体への直接の押し操作によって、もしくはカバー１８１４、金属製の部分１８２４上への内方向の圧力を提供することによる外側リングの間接の押し操作によって、またはそれらの種々の組み合わせによって達成することができる。他の実施形態については、サーモスタット１８００は、外側リング１８１２のみが、内方向クリック入力のために内方向に移行する一方で、カバー１８１４および金属製の部分１８２４が、不動のまま留まるように、機械的に構成され得る。「内方向クリック」入力を達成するために内方向に移行するであろう特定の機械要素の多様な異なる選択および組み合わせは、それが外側リング１８１２自体、カバー１８１４の何らかの部分、またはそれらの何らかの組み合わせであろうと、本教示の範囲内にあることを理解されたい。しかしながら、ユーザに、片手でおよび最小量の時間と努力を伴って、「リング回転」と「内方向クリック」とを検知することの間で迅速に行き来する能力を提供することが特に有利であることが見出されており、したがって外側リング１８１２を押し操作することによって内方向クリックを直接に提供する能力は、ユーザの指が、リング回転と内方向クリックとの間に入るために、デバイスとの接触を離れて持ち上げられるか、またはその表面に沿って摺動させられる必要がないため、特に有利であることが見出されている。更に、電子表示装置１８１６を回転可能なリング１８１２の内側中央に戦略的に配置することによって、彼らの手がその機能を行っている最中に、入力プロセス全体を通じて、ユーザが彼らの注目を電子表示装置に自然に集中させることができるという点で、更なる利点が提供される。直観的な外側リング回転の組み合わせは、とりわけ、彼らの指の活動の真最中に電子表示装置に対する自然な集中に応じることと一緒に、内方向クリックの満足感をもたらす身体的感覚と一緒に好都合に組み合わされて、サーモスタットの設定値温度の変更（しかしこれらに限定されない）に適用されるとき、直観的な、継目のない、徹底して面白みのあるユーザ経験を大幅に追加する。幾つかの実施形態によって用いられる、有利な機械式ユーザインターフェイスおよび関連する設計の更なる説明は、上の米国特許出願第１３／０３３，５７３号、上の米国特許出願第２９／３８６，０２１号、および上の米国特許出願第１３／１９９，１０８号に見出すことができる。
図１８Ｃは、図１８Ａ〜Ｂのサーモスタットの枠のシェル部分１８０９の断面図を例証
し、それは、多様な異なる家庭環境および家庭設定において、多様な異なる壁色および壁
のテクスチャと対比して観覧されるとき、全体的なサーモスタット１８００の特に心地よ
く適応性のある可視的外見を提供することが見出されている。サーモスタット自体は、本
明細書において、および上の本発明の譲受人に譲渡された組み込まれる出願のうちの１つ
以上において記載されるように、ユーザのスケジュールに機能的に適合するであろう一方
で、外側シェル部分１８０９は、「カメレオン」資質または特徴を伝えるように特別に構
成され、その結果、少なくとも部分的には、多くの異なる角度から観覧されるとき、周辺
の色、およびテクスチャでさえも帯びるように見えるであろうため、全体的なデバイスが
、家庭および業務環境に見出される最も一般的な壁色および壁のテクスチャのうちの多く
と、可視的および装飾的意味で自然に調和して見えるようになる。シェル部分１８０９は
、断面で観覧されるとき、緩やかに湾曲した円錐台の形状を有し、ポリカーボネートプラ
スチック等の透明の固体材料製である側壁１８７６を備える。側壁１８７６は、実質的に
平坦な銀色またはニッケル色の塗料で背面塗装され（ｂａｃｋｐａｉｎｔｅｄ）、この塗
料は、側壁１８７６の内表面１８７８に適用されるが、その外表面１８７７には適用され
ない。外表面１８７７は、なめらかで光沢があるが、塗装されていない。側壁１８７６は
、約１．５ｍｍの厚さＴ、掛けられたときに壁により近い第１末端部で約７８．８ｍｍの
直径ｄ１、および掛けられたときに壁からより遠い第２末端部で約８１．２ｍｍの直径ｄ
２を有する可能性があり、この直径の変化は、約２２．５ｍｍの外方向の幅寸法「ｈ」を
横切って起こり、直径の変化は、図１８Ｃに示されるように、直線様式、またはより好ま
しくは、側面から観覧されるとき若干湾曲した形状を形成するように外方向の距離が漸増
する、若干の非直線様式のいずれかで起こる。外冠１８０８の外側リング１８１２は、好
ましくは、直径ｄ２と合致するように構築され、そこで、そこからの適度なサイズの間隙
ｇｌを横切ってシェル部分１８０９の第２末端部の近くに配備されて、次いで内方向に緩
やかに逆弧を描いて、小さい間隙ｇ２をわたってカバー１８１４と交わる。当然のことな
がら、図１８Ｃは、サーモスタット１８００の外側シェル部分１８０９を例証するにすぎ
ず、その内部に、提示の明確さのために図１８Ｃから省略される多くの電子部品が存在す
ることを理解されたく、かかる電子部品は、これ以降におよび／または上の米国特許出願
第１３／１９９，１０８号等の、本発明の譲受人に譲渡された組み込まれる出願のうちの
他のものにおいて更に記載される。
幾つかの実施形態によれば、サーモスタット１８００は、処理システム１８６０、表示
ドライバ１８６４、および無線通信システム１８６６を含む。処理システム１８６０は、
表示ドライバ１８６４および表示領域１８１６に、ユーザに対する情報を表示させ、かつ
回転可能なリング１８１２を介してユーザ入力を受信させるように適合させられる。処理
システム１８６０は、幾つかの実施形態によれば、本明細書に記載されるユーザインター
フェイス機能を含む、サーモスタット１８００の動作の支配を行うことが可能である。処
理システム１８６０は、これ以降におよび／または本発明の譲受人に譲渡された組み込ま
れる出願のうちの他のものにおいて更に記載される、他の動作を行うように更にプログラ
ムされ、そのように構成される。例えば、処理システム１８６０は、参照により本明細書
に組み込まれる、上の米国特許出願第１２／８８１，４６３号に記載されるもの等の、Ｈ
ＶＡＣシステムが設置される包囲空間のための熱力学的なモデルを維持および更新するよ
うに更にプログラムされ、そのように構成される。幾つかの実施形態によれば、無線通信
システム１８６６は、パーソナルコンピュータおよび／または他のサーモスタットもしく
はＨＶＡＣシステム構成要素等のデバイスと通信するために使用され、それらは、ピアツ
ーピア通信、プライベートネットワーク上に位置する１つ以上のサーバーを通じる通信、
またはおよび／またはクラウド型サービスを通じる通信であり得る。
図１９Ａ〜１９Ｂは、ヘッドユニット１９００およびバックプレート２０００である、
２つの主要な構成要素に関するサーモスタット１８００の、それぞれ、分解前方および後
方斜視図を例証する。これ以降で例証される電気および機械式構成要素の種々のものの更
なる技術的および／または機能的説明は、上の米国特許出願第１３／１９９，１０８号等
の、譲受人に譲渡された組み込まれる出願のうちの１つ以上に見出すことができる。示さ
れる図面において、「ｚ」方向は、壁から外方向であり、「ｙ」方向は、近寄るユーザに
対して頭からつま先方向であり、「ｘ」方向は、ユーザの左から右方向である。
図２０Ａ〜２０Ｂは、その一次構成要素に関するヘッドユニット１９００の、それぞれ
、分解前方および後方斜視図を例証する。ヘッドユニット１９００は、ヘッドユニット枠
１９１０、外側リング１９２０（それは、リング回転のために操作される）、ヘッドユニ
ット前部アセンブリ１９３０、前面レンズ１９８０、および前面格子１９９０を含む。ヘ
ッドユニット前部アセンブリ１９３０上の電気構成要素は、リボンケーブルおよび／また
は他のプラグタイプ電気コネクタにより、バックプレート２０００上の電気構成要素に接
続することができる。
図２１Ａ〜２１Ｂは、その一次構成要素に関するヘッドユニット前部アセンブリ１９３０の、それぞれ、分解前方および後方斜視図を例証する。ヘッドユニット前部アセンブリ１９３０は、ヘッドユニット回路基板１９４０、ヘッドユニット前面板１９５０、およびＬＣＤモジュール１９６０を備える。ヘッドユニット回路基板１９４０の前側の構成要素は、図２１ＡのＲＦシールドの後ろに隠されているが、図２４に関して下でより詳細に考察される。ヘッドユニット回路基板１９４０の後部上には、再充電性リチウムイオン電池１９４４があり、それは１つの好ましい実施形態について、３．７ボルトの公称電圧および５６０ｍＡｈの公称容量を有する。電池寿命を延長するために、しかしながら、電池１９４４は、通常、サーモスタット電池充電回路によって、４５０ｍＡｈを超えては充電されない。更に、電池１９４４は、４．２ボルトまで充電されることが可能であるとして定格されるが、サーモスタット電池充電回路は、通常、それに３．９５ボルトを超えては充電しない。また、外側リング１９２０の回転を感知するように構成され、そのように位置付けられる光学フィンガーナビゲーションモジュール１９４２が、図２１Ｂに見ることが出来る。モジュール１９４２は、外側リング１９２０の直面する周辺上のテクスチャ性（ｔｅｘｔｕｒａｂｌｅ）表面の移動を感知するために、光学コンピュータマウスの動作に類似した方法を使用する。とりわけ、モジュール１９４２は、比較的低電力のバックプレートマイクロプロセッサよりもむしろ、比較的電力集約型のヘッドユニットマイクロプロセッサによって制御される、非常に少数のセンサのうちの１つである。これは、ヘッドユニットマイクロプロセッサが、ユーザが手動でダイヤルを回しているときにはすでに、必ず覚醒することになり、したがって、過剰なウェークアップ電力浪費いずれにせよ存在しないため、過剰な電力浪費の含みなしに達成可能であろう。有利に、非常に迅速な反応はまた、ヘッドユニットマイクロプロセッサによって提供され得る。また、その下に配備されるＰＩＲモーションセンサと併せて動作するフレネルレンズ１９５７が、図２１Ａに見ることが出来る。
図２２Ａ〜２２Ｂは、その一次構成要素に関するバックプレートユニット２０００の、
それぞれ、分解前方および後方斜視図を例証する。バックプレートユニット２０００は、
バックプレート後板２０１０、バックプレート回路基板２０２０、およびバックプレート
カバー２０８０を備える。一体化されたワイヤ挿入感知回路を含むＨＶＡＣワイヤコネク
タ２０２２、およびバックプレート回路基板２０２０の後側上に載置され、図２５に関し
て下で更に考察される電力スティーリング回路の一部によって使用される、２つの比較的
大きいキャパシタ２０２４が、図２２Ａに見ることが出来る。
図２３は、サーモスタットによって使用される複数のセンサに関して本発明の態様によ
り設計される格子部材１９９０の位置付けを示す、部分的に組み立てられたヘッドユニッ
ト前面１９００の斜視図を例証する。幾つかの実装では、上の米国特許出願第１３／１９
９，１０８号に更に記載されるように、フレネルレンズ１９５７および関連するＰＩＲモ
ーションセンサ３３４上への格子部材１９９０の配置は、これらのＰＩＲ感知要素を隠し
、保護する一方で、格子部材１９９０における水平のスロットは、ＰＩＲモーション感知
ハードウェアが、隠されているにもかかわらず、部屋または領域内の居住者の横運動を検
出することを可能にする。温度センサ３３０は、周囲温度をより正確に測定するために、
熱的センサの一部を使用する。温度センサ３３０に関連する第１のまたは上部の熱的セン
サ３３０ａは、サーモスタットの外側または外面上の領域により近い温度データを集める
傾向がある一方で、第２のまたは下部の熱的センサ３３０ｂは、筐体の内面により密接に
関連する温度データを収集する傾向がある。一実装では、温度センサ３３０ａおよび３３
０ｂの各々は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＴＭＰ１１２デジタル温度センサ
チップを備える一方で、ＰＩＲモーションセンサ３３４は、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ Ｄ
ｉｇｉＰｙｒｏ ＰＹＤ １９９８二重要素高温検出器（ｐｙｒｏｄｅｔｅｃｔｏｒ）を
備える。
周囲温度をより正確に判定するために、下部の熱的センサ３３０ｂからとられた温度は、上部の熱的センサ３３０ａによって測定される温度に照らして、および有効周囲温度を判定するときに考慮に入れられる。この構成を有利に使用して、マイクロプロセッサ（複数可）および／またはその中の他の電子部品によってサーモスタットにおいて生み出される内部加熱の効果を補償することができ、それによって、さもなければ被る場合がある温度測定エラーを除去または最小化する。幾つかの実装では、上部の熱的センサ３３０ａが周囲温度を下部の熱的センサ３３０ｂよりもよく反映するため、周囲温度測定の正確さは、温度センサ３３０の上部の熱的センサ３３０ａを格子部材１９９０と熱的に結合することによって更に向上されてもよい。有効周囲温度を判定するために、熱的センサの一対を使用することについての詳細は、米国特許第４，７４１，４７６号に開示され、それは参照により本明細書に組み込まれる。
図２４は、ＤＤＲ ＳＤＲＡＭメモリ２４０６、および大容量ＮＡＮＤ記憶装置２４０
８と共に、ヘッドユニットマイクロプロセッサ２４０２（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅ
ｎｔｓ ＡＭ３７０３チップ等）および関連する発振器２４０４を備える、ヘッドユニッ
ト回路基板１９４０の正面図を例証する。Ｗｉ−Ｆｉ性能については、ＲＦシールド２４
３４別個の区画中に、８０２．１１ ｂ／ｇ／ｎ ＷＬＡＮ規格を支援するＴｅｘａｓ
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＷＬ１２７０チップセットに基づく、Ｍｕｒａｔａ Ｗｉｒｅ
ｌｅｓｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ＬＢＷＡ１９ＸＳＬＺモジュール等のＷｉ−Ｆｉモジュ
ール２４１０が提供される。Ｗｉ−Ｆｉモジュール２４１０については、発振器２４１４
を含む支援回路２４１２がある。ＺｉｇＢｅｅ性能については、別個にシールドされたＲ
Ｆ区画中にまた、例えば、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＣ２５３０Ｆ２５６
モジュールであり得る、ＺｉｇＢｅｅモジュール２４１６が提供される。ＺｉｇＢｅｅモ
ジュール２４１６については、発振器２４１９および低ノイズ増幅器２４２０を含む支援
回路２４１８が提供される。また、表示バックライト電圧変換回路２４２２、圧電駆動回
路２４２４、および電力管理回路２４２６（ローカル母線等）も提供される。フレックス
回路コネクタ２４３０によってヘッドユニット回路基板の後部に取り付くフレックス回路
２４２８上には、近位および環境光センサ（ＰＲＯＸ／ＡＬＳ）、より詳細にはＩ２Ｃイ
ンターフェイスを備えるＳｉｌｉｃｏｎ Ｌａｂｓ ＳＩ１１４２近位／環境光センサが
提供される。また、電池充電−監視−切断回路２４３２、およびスプリング／ＲＦアンテ
ナ２４３６も提供される。また、温度センサ２４３８（回路基板からの異なる距離で２つ
の別個の温度感知要素を収容する、＋ｚ方向の回路基板に対して垂直に昇る）、およびＰ
ＩＲモーションセンサ２４４０も提供される。とりわけ、ＰＲＯＸ／ＡＬＳおよび温度セ
ンサ２４３８ならびにＰＩＲモーションセンサ２４４０がヘッドユニット回路基板１９４
０上に物理的に位置していても、全てのこれらのセンサは、それらが電気的に接続される
低電力バックプレートマイクロ制御装置によってポーリングされ、制御される。
図２５は、オンボードメモリ２５０３を含むＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｍ
ＳＰ４３０Ｆシステム・オン・チップマイクロ制御装置等の、バックプレートプロセッサ
／マイクロ制御装置２５０２を備える、バックプレート回路基板２０２０の後方図を例証
する。バックプレート回路基板２０２０は更に、各ＨＶＡＣのそれぞれのＨＶＡＣ機能の
ための、電力スティーリング回路を含む電力供給回路２５０４およびスイッチ回路２５０
６を備える。各々かかる機能について、スイッチ回路２５０６は、絶縁変圧器２５０８お
よびバックツーバック（ｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋ）ＮＦＥＴパッケージ２５１０を含む
。スイッチング回路におけるＦＥＴの使用は、「アクティブ電力スティーリング」、すな
わち、１００マイクロ秒等の非常に小さい間隔にわたって、電力をＨＶＡＣ継電回路から
リザーバキャパシタへ短時間転換することによって、ＨＶＡＣ「オン」周期中に電力を取
得することを可能にする。この時間は、ＨＶＡＣ継電を「オフ状態にトリップしないため
に十分（ｅｎｏｕｇｈ）に小さいが、リザーバキャパシタを充電するために十分（ｓｕｆ
ｆｉｃｉｅｎｔ）である。ＦＥＴの使用は、継電（数十ミリ秒にわたって留まる）を使用
しては達成が困難であろう、この迅速な切換え時間（１００マイクロ秒）を可能にする。
また、かかる継電は、この種類の迅速な切換えを行って容易に低下することになり、それ
らはまた、可聴のノイズをもたらすであろう。対照的に、ＦＥＴＳは、可聴のノイズを本
質的に伴わずに動作する。また、Ｓｅｎｓｉｒｉｏｎ ＳＨＴ２１モジュール等の、組み
合わされた温度／湿度センサモジュール２５１２も提供される。バックプレートマイクロ
制御装置２５０２は、設置時に機械式ワイヤ挿入について感知し、現在対設定点温度状態
に関してヘッドユニットに警告し、かつスイッチを適宜発動させる、種々のセンサのポー
リング、ならびに設置時に挿入されたワイヤ上の適切な信号を検索する等の他の機能を行
う。
上の譲受人に譲渡された米国特許出願第１３／２６９，５０１号の教示、上の譲受人に
譲渡された米国特許出願第１３／２７５，３０７号、および譲受人に譲渡された組み込ま
れる出願のその他のものに従って、サーモスタット１８００は、かかる高度な機能が、「
電力スティーリング」オプション（すなわち、１つ以上のＨＶＡＣ呼出し継電からより小
さい量の電力を抽出する）が安全に提供し得るものよりも大きい瞬時の電力消費を要求す
る可能性があっても、プロセス性能、直観的および視覚的に心地よいユーザインターフェ
イス、ネットワーク接続性、ならびにエネルギー節約性能（本記載の自動留守／自動到着
アルゴリズムを含む）の豊富な組み合わせを提供する一方で、同時にいわゆるＨＶＡＣシ
ステムからの「Ｃ−ワイヤ」または世帯の壁プラグからの回線電力を要求しない、高度な
、多重感知のマイクロプロセッサ制御型インテリジェントもしくは「学習」サーモスタッ
トを代表する。例として、ヘッドユニットマイクロプロセッサ２４０２は、覚醒およびプ
ロセス時におよそ２５０ｍＷを消費する可能性があり、ＬＣＤモジュール１９６０は、ア
クティブ時におよそ２５０ｍＷを消費する可能性がある。更に、Ｗｉ−Ｆｉモジュール２
４１０は、アクティブ時におよそ２５０ｍＷを消費する可能性があり、一般的シナリオに
おいて一貫して２％デューティ周期等で、常にアクティブである必要がある。しかしなが
ら、多数の商業的に使用されるＨＶＡＣシステムのためにＨＶＡＣ継電を不当にトリップ
することを回避するために、電力スティーリング回路は、しばしば、およそ１００ｍＷ〜
２００ｍＷを提供する電力に限定され、それは多くの一般的シナリオに必要とされる電力
を供給するために十分でないであろう。
サーモスタット１８００は、ハードウェア電力使用量が、電力スティーリングが安全に
提供し得る量未満である時間間隔中に再充電するであろう、かつハードウェア電力使用量
が、電力スティーリングが安全に提供し得る量を超える時間間隔中に、必要とされる余分
な電力を提供するために放電するであろう、再充電性電池１９４４（または同等の容量の
オンボード電力貯蔵媒体）の使用により少なくとも、かかる問題を解決する。再充電性電
池の低減された電力使用量および延長された実用寿命を助長する、電池意識の高い様態で
動作するために、サーモスタット１８００には、（ｉ）視覚的に心地よいユーザインター
フェイス表示を駆動すること、および種々の数学的学習計算を行うこと等の、より複雑な
機能を迅速に行うことが可能である、比較的強力で比較的電力集約型の第１のプロセッサ
（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＡＭ３７０３マイクロプロセッサ等）、ならび
に（ｉｉ）居住センサを駆動および制御することを含む、より集約型でない作業を行うた
めの、比較的強度が低くより低い電力集約型の第２のプロセッサ（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔ
ｒｕｍｅｎｔｓ ＭＳＰ４３０マイクロ制御装置等）の両方が提供される。貴重な電力を
保存するために、第１のプロセッサは、延長された一定期間にわたって「スリープ」状態
に維持され、その性能が必要とされる機会にわたってのみ「ウェークアップさせられる」
一方で、第２のプロセッサは、その比較的低電力の作業を行うために、多かれ少なかれ継
続的にオンに保たれる（好ましくは、電力を保存するために短時間の周期的間隔にわたっ
て減速されるか、またはある種の内部時計を無効にするが）。第１および第２のプロセッ
サは、第２のプロセッサが、「ウェイク・オン」設備と呼ばれ得るある種の事象の発生時
に、第１のプロセッサを「ウェーク」することができるように、相互に構成される。これ
らのウェイク・オン設備は、達成されるべき異なる機能的および／または電力節約目標の
一部として、オンおよびオフにされ得る。例えば、「ウェイク・オンＰＲＯＸ」設備を提
供することができ、それによって第２のプロセッサは、それが接近してくるユーザに可視
的表示を提供し、かつ彼らの手がダイヤルに触れるときにより迅速に反応するために準備
完了であり得るように、サーモスタットダイヤルに接近してくるユーザの手を検出すると
き、アクティブ近位センサ（Ｉ２Ｃインターフェイスを備えるＳｉｌｉｃｏｎ Ｌａｂｓ
ＳＩ１１４２近位／環境光センサによって提供されるもの等のＰＲＯＸ）により、第１
のプロセッサを「ウェークアップさせる」であろう。別の例として、「ウェイク・オンＰ
ＩＲ」設備を提供することができ、それによって第２のプロセッサは、サーモスタットの
一般に近傍の場所でモーションを検出するとき、パッシブ赤外線モーションセンサ（Ｐｅ
ｒｋｉｎＥｌｍｅｒ ＤｉｇｉＰｙｒｏ ＰＹＤ １９９８二重要素高温検出器によって
提供されるもの等のＰＩＲ）により、第１のプロセッサをウェークアップさせるであろう
。とりわけ、ウェイク・オンＰＩＲは、自動到着を呼び出すために、感知されたＰＩＲ活
動のＮ連続バケットが存在する必要があるであろうため、自動到着と同義でない一方で、
単一の十分なモーション事象のみで、ウェイク・オンＰＩＲウェークアップを触発するこ
とができる。
図２６Ａ〜２６Ｃは、ヘッドユニット（ＨＵ）マイクロプロセッサとバックプレート（
ＢＰ）マイクロ制御装置との間で達成することができ、有利に、実績、反応性、インテリ
ジェンス、および電力使用量の間の良好なバランスを提供する、一実施形態による、進行
的に大きくなる時間尺度での、スリープ−ウェークタイミング力学の概念的例を例証する
。各々についてより高いプロット値は、「ウェーク」状態（または同等のより高い電力状
態）を表し、各々についてより低いプロット値は、「スリープ」状態（または同等のより
低い電力状態）を表す。例証されるように、バックプレートマイクロ制御装置は、センサ
および同様の比較的低電力の作業をポーリングするために、はるかにより頻繁にアクティ
ブである一方で、ヘッドユニットマイクロプロセッサは、はるかにより頻繁にスリープ状
態に留まり、ユーザインターフェイス、ネットワーク通信、および学習アルゴリズム計算
等の「重要な」機会に対してウェークアップさせられる。スリープ対ウェークシナリオを
最適化するための多様な異なる戦略は、開示される構造によって達成することができ、そ
れは本教示の範囲内にある。例えば、上の譲受人に譲渡された米国特許出願第１３／２７
５，３０７号は、ヘッドユニットマイクロプロセッサ「ウェーク」時間を保存する一方で
、依然として、サーモスタットのＷｉ−Ｆｉ設備を介して、クラウド型サーモスタット管
理サーバーとの有効で適時の通信を維持するための戦略を示す。
図２７は、その記載される機能を達成するための、ヘッドユニットマイクロプロセッサ
２４０２の機能的ソフトウェア、ファームウェア、および／またはプログラミング構造の
自己説明的な概観を例証する。図２８は、その記載される機能を達成するための、バック
プレートマイクロ制御装置２５０２の機能的ソフトウェア、ファームウェア、および／ま
たはプログラミング構造の自己説明的な概観を例証する。
図２９は、バックプレートが曝露されるときにユーザに提示される、配線端末の図を例
証する。上の譲受人に譲渡された米国特許出願第１３／０３４，６６６号に記載されるよ
うに、各配線端末は、その中へのワイヤの挿入が検出され、バックプレートマイクロ制御
装置および最終的にヘッドユニットマイクロプロセッサに明らかにされるように構成され
る。好ましい実施形態によれば、特定のワイヤの挿入が検出される場合、その特定のワイ
ヤに適切な信号が存在することを保証するために、更なる点検がサーモスタットによって
自動的に行われる。１つの好ましい実施形態については、その配線ノードとサーモスタッ
トの「ローカルグラウンド」との間の電圧波形が自動的に測定される。測定された波形は
、既定の閾値を上回る、ＲＭＳタイプの電圧計量を有するべきであり、かかる既定の値が
到達されない場合、配線エラー状態がユーザに示される。ローカルグラウンドの特定の選
択に依存して回路設計から回路設計で異なり得る、既定の閾値は、好適な閾値を統計的に
判定するために、典型的なＨＶＡＣシステムの集団からのデータを使用して経験的に判定
することができる。幾つかの実施形態については、「ローカルグラウンド」または「シス
テムグラウンド」は、（ｉ）Ｒｈ回線および／またはＲｃ端末、ならびに（ｉｉ）電力ス
ティーリングが行われている源であるＧ、Ｙ、またはＷ端末のうちのいずれかから作り出
すことができ、これらの２つの回線は、その出力のうちの１つとしてローカルグラウンド
を有するフルブリッジ整流器（ＦＷＲ）に入っている。
図３０Ａ〜３０Ｂは、ユーザインターフェイスの親しみやすさを減殺しない微細な様態
での、既存のスケジュールされる設定点から既定の時間間隔（１時間等）内である、新た
にスケジュールされる設定点のユーザによる確立の制限を例証する。既存の設定点の１時
間以内に有効になる、新たなユーザが入れるスケジュールされる設定点を防止する能力は
、全体的スケジュールを、設定点の過密集団から比較的「クリーン」に保つ際に有利であ
り得、それは次に、スケジュールを、快適さを保護しながらなおもエネルギーを保存する
自動化された学習アルゴリズムにより服するようにし得る。特に、サーモスタット１８０
０のスケジュール作成ユーザインターフェイスは、事前に既存の設定点の１時間以内に、
ユーザが新たにスケジュールされる設定点を入れることを妨げるように動作するが、ユー
ザが、設定点を配置することを望まない場所にそれらを配置することを彼らが明示的に「
強制され」ているようにも、または設定点を許容されない場所に配置しようとすることで
彼らが明示的に「処罰され」ているようにも感じないような方法で、この目的を達成する
。この特色はユーザにはわずかに明らかであるにすぎない場合でも、また、このわずかな
目的を達成するために、サーモスタットユーザインターフェイスが実際に行っていること
を知覚するために複数回見直すことを要しても、この特色は、ユーザの側で、親しみやす
さの感じ、威圧感がない感じをもたらし、したがって、ユーザがサーモスタットと「関わ
り合う」こと、および「そのエネルギー節約エコシステムの一部となることを望むように
なる可能性を増加させる。図３０Ａにおいて、ユーザは、上の米国特許出願第１３／２６
９，５０１号に更に記載される様態で、サーモスタット１８００のスケジュール作成画面
３０５０と関わり合い、表示される時間間隔を、画面の中央で静止して留まる時間点ライ
ン３０５２に対して、時間において後方および前方に移動させるためにリング回転を行っ
ている。例証されるように、時計アイコン３０５６は、時間点ライン３０５２で示される
特定の時点を反映する。図３０Ａで、時間点ライン３０５２が事前に既存の設定点（アイ
コン３０５４）の１時間以内にないときに、ユーザが内方向クリック入力を提供する場合
、選択肢「新規」および「済」を提示するメニュー３０５８が現れる。ユーザは、「新規
」を選択するための適切なリング回転および内方向クリックによって、時間点ライン３０
５２によって示される特定の時点について、新たな設定点を入れることができるようにな
る。しかしながら、図３０Ｂに示される好ましい実施形態によれば、時間点ライン３０５
２が事前に既存の設定点３０５４の１時間以内にある場合、アイコン３０５４は、時間点
ライン３０５２との重複の量に従ったサイズに増大し、時間点ライン３０５２が直接にア
イコン３０５４の中央に｛すなわち、直接に既存の設定点の有効時間に）あるとき、完全
に拡張されたサイズになり、時間点ライン３０５２がその既存の設定点の時間から１時間
離れて移動するにつれて、定例の「背景」サイズに接近する。重要なことに、ユーザが、
時間点ライン３０５２が既存の設定点の１時間以内にあるときに、内方向クリックを提供
する場合、メニュー３０５９が現れ、それは「新規」オプションを提供しないが、代わり
に「変更」（事前に既存の設定点の有効時間または温度を変更するため）、「除去」（既
存の設定点を除去するため）、および「済」（いずれも行わないため）の選択肢を提供す
る。有利に、ユーザは拡張および収縮アイコン３０５４に注目し、拡張および収縮アイコ
ン３０５４が視覚的に心地よいことに加えて、ダイヤルが回転させられるにつれて、それ
が拡大されるとき、読取りがより簡便な温度値を有する。それらが内方向クリックを提供
するとき、ユーザは、彼らがたった今、行うことを微細に禁じられた、新たなスケジュー
ルされる設定点を確立しようとすることに対する任意の種類の「処罰」よりもむしろ、そ
れらが既存の設定点を変更または除去され得るという事実に注目する。最後に、ユーザが
既存の設定点アイコン３０５４の有効時間を変更する（直観的な「持ち上げて運ぶ」方法
を使用して、上の米国特許出願第１３／２６９，５０１号を参照されたい）ことを選出す
る場合には、彼らは、既存の設定点を新たな時点へと左右に「運ぶ」ことを許容されるが
、「運ばれた」アイコンが任意の他の既存の設定点に接近するにつれて、ユーザがダイヤ
ルの回転を保つ場合であっても、一旦、それが他の既存の設定点から１時間離れると、そ
れは単純にそれ以上近接して移動することを停止するであろう。これは、彼らが、「運ば
れた」既存の設定点アイコンの許容される時間入替えの端部に到達したという、わずかに
非処罰的および非脅威的な合図をユーザにもたらす。
図３１Ａ〜３１Ｄは、一実装のための、ユーザに対する、温度までの時間表示を例証す
る。好ましい温度までの時間表示の他の態様は、上の譲受人に譲渡された米国特許出願第
１２／９８４，６０２号に記載される。好ましくは、図３１Ｂに例証されるように、温度
までの時間（これ以降、「Ｔ２Ｔ」）表示３１３１は、この特定のサーモスタットによっ
て追跡される、この特定のＨＶＡＣシステムおよびこの特定の家庭についての過去の実績
データから誘導される迅速な推定に基づいて、ユーザに即座に提供される。図３１Ｃに例
証されるように、表示が作動されるときはいつでも（ユーザがサーモスタットに、その上
で点検するために近寄り、彼らの近接した存在がサーモスタットのアクティブ短距離近位
センサまたは「ＰＲＯＸ」によって検出される等）、Ｔ２Ｔ表示３１３１は、残っている
時間の更新された推定に従って、残っている推定数の分を示す。とりわけ、多くの場合に
おけるＴ２Ｔ推定の相当な標準偏差に起因して、ユーザが、正確でないことが判明する、
正確なカウントダウンが提供される場合に落胆するか、または問題があると考えないよう
にＴ２Ｔ推定がその量未満である場合、「１０分間未満」（または他の好適な小さい閾値
）を単純に表示することが好ましいことが見出されている。
図３２は、ＡＵＸ（ヒートポンプシステムのための補助的ヒートストリップ）またはＷ
２（従来の第２段階の暖房）等の、第２段階の暖房設備が呼び出されるときの、好ましい
サーモスタット読出しの例を例証する。１つの好ましい実施形態によれば、温度が最初に
上げられるとき｛すなわち、ユーザがダイヤルを上げたが、または遠隔アクセス設備を使
用して動作設定点温度を上げたとき）、初期の温度までの時間推定（「Ｔ２Ｔ」）が２０
分間（または不快なほどの長時間を示す何らかの他の閾値）を超える場合、第２段階の暖
房設備は、サーモスタットによって自動的に呼び出される。一実施形態については、Ｔ２
Ｔ表示は、第２段階の暖房設備が作動されることを示すために、単純に暖房Ｘ２に変更さ
れる。任意に、Ｘ２表示に加えて暖房、Ｔ２Ｔ推定を提供することができ、ここでＴ２Ｔ
計算は、第２段階の暖房設備を考慮に入れるために、特別に較正される。第２段階の暖房
設備は、通常、標的温度に到達するまで、全体暖房周期にわたって作動されたまま留まる
が、本教示の範囲は、さほど限定されない。
図３３Ａ〜３３Ｃは、好ましい実施形態による、温度までの時間（Ｔ２Ｔ）情報を使用
した単一の段階暖房周期中の、第２段階の暖房設備の発動を例証する。開いた窓から日没
直後にわたる多様な理由のうちのいずれについても、ＨＶＡＣシステムが、第１の暖房段
階を使用して事前に予想されたものに「後れを取る」ことが起こる場合がある。１つの好
ましい実施形態について、かかる状況は、第２段階の暖房設備が自動的に呼び出される基
盤となる、温度までの時間（Ｔ２Ｔ）に基づいて、サーモスタットによって自動的に検出
される。１つの好ましい実施形態について、サーモスタットが、それが初期のＴ２Ｔ推定
から１０分間（または他の好適な閾値）を超えて後れると判定する場合、（すなわち、現
在Ｔ２Ｔ推定が、周期の始まりから現在推定される周期の終了時間までの総時間が初期の
Ｔ２Ｔ推定よりも１０分間を超えてより大きいことを反映する場合）、第２段階の暖房設
備が作動されるであろう。方程式の点から述べると、「ｔ」が周期の開始以来の時間であ
り、かつ「Ｔ２Ｔ（ｔ）」が時間「ｔ」における温度までの時間推定であるとき、第２段
階の暖房設備は、｛［ｔ＋Ｔ２Ｔ（ｔ）］−Ｔ２Ｔ（０）｝が１０分間（または他の好適
な閾値）を超えるようになる場合に、呼び出されるようになる。図３２の実施形態と同様
に、Ｔ２Ｔ表示は次いで、単純にＨＥＡＴＸ２に変更される可能性があり、または任意に
、２段階の暖房設備を考慮に入れるためにＴ２Ｔ計算が特別に較正される、Ｔ２Ｔ推定が
提供される可能性がある。好ましくは、周期が、システムが初期の推定より１０分間を超
えて後れることが最初に判定される時点でほぼ完了する（例えば、Ｔ２Ｔが僅か５分未満
である）場合、第２段階の暖房設備は呼び出されないであろう。１つの好ましい実施形態
について、サーモスタット１８００のヘッドユニットプロセッサを可能な限り頻繁にスリ
ープ状態に保つことが望ましい一方で、同時に、ＨＶＡＣシステムがあまりにも後れを取
っているかどうかについて警戒していることが望ましいため、有効なアクティブ暖房周期
が存在するときはいつでも、それがスリープに入る前に、ヘッドユニットプロセッサによ
って設定される自動化された１５分のウェークアップ時間が存在する。このようにして、
ヘッドユニットプロセッサが、暖房周期中に何らかの他の目的でウェークアップされられ
ない場合には、それは１５分毎にウェークアップし、ＨＶＡＣシステムが後れを取ってい
るかどうかを判定するための計算を行うであろう。第２段階の暖房設備は、通常、標的温
度に到達するまで、作動されたまま留まるが、本教示の範囲は、さほど限定されない。
図３３Ａ〜３３Ｃには、初期のＴ２Ｔ推定が１８分間（図３３Ａ）であるが、システム
が立ち遅れ始め、１５分が経過するまでには（図３３Ｂ）、標的温度に向かって穏やかな
進行が存在するにすぎない特定の例が示される。図３３Ｂ現在で、システムは、１５分間
が経過したため８分間「後れ」、１１分間が依然として残っており（つまり、Ｔ２Ｔ（１
５）＝１１）、したがって総推定周期完了時間（周期の開始から）は、現在、２６分間で
あり、それは初期の１８分間推定よりも８分間多い。最後に、図３３Ｃにおいて、システ
ムは、１０分間を超えて後れを取っており、したがって第２段階の暖房設備が作動され、
Ｔ２Ｔ推定は、ΗΕΑΤΧ２によって置き換えられる。
図３４は、好ましい実施形態による、ヒートポンプ極性についての「選択可能に自動化
された」試験に関連してサーモスタット１００（または１８００）によってユーザに提示
される、ユーザインターフェイス画面を例証する。ユーザがヒートポンプシステムを有す
る場合、本明細書の他の箇所および／または譲受人に譲渡された出願に記載される、Ｏ／
Ｂポートにおけるワイヤの自動化された検出により自動的に検出されるように、選択可能
に自動化された試験は、通常は、ヒートポンプがいわゆる「Ｏ」規定またはいわゆる「Ｂ
」規定に従って動作するかどうかを判定するための、初期設置に続くセットアップインタ
ビューの終わりにまたはその近くで生じるであろう。「Ｏ」規定ヒートポンプ暖房要求に
ついて、冷房要求（Ｙ１）信号タイプが通電される一方で、ヒートポンプ（Ｏ／Ｂ）信号
タイプは通電されないが、対向する「Ｂ」規定については、ヒートポンプ暖房要求Ｙ１信
号タイプが通電される一方で、ヒートポンプ（Ｏ／Ｂ）信号タイプもまた通電される。上
の譲受人に譲渡された米国特許出願第１３／０３８，１９１号に記載されるように、サー
モスタット１００は、完全に自動化された試験を行うことが可能であり、ここでそれは最
初に、「Ｏ」規定（家庭内ＨＶＡＣシステムのためにより一般的であることが一般に知ら
れる）に従って暖房（または冷房）を発動させ、次いで、上昇温度（または下落温度）に
より、ヒートポンプが「Ｏ」規定に従って動作しているかどうかを自動的に感知する。さ
もなければ、さほど一般的でない「Ｂ」規定が試され、ヒートポンプがその「Ｂ」規定に
従って動作しているかどうかを確認するために、同様に検証される。
初期のセットアップ時のユーザ経験を更に向上するための幾つかの実施形態によれば、
更なる自動化および選択可能な自動化は、次のようにサーモスタット１００中にプログラ
ムされる。一実施形態については、ユーザは、どの特定のモード（暖房対冷房）がＯ／Ｂ
配向試験に使用されるかの間で選出することをあえて要求されず、むしろこの決定は、１
つ以上の外的なおよび／または感知された基準に基づいて、サーモスタットによって自動
的になされる。一例では、受け取られるおよび／またはダウンロードされるＺＩＰ番号お
よび現在の日付に基づいて、サーモスタットは、第１のＯ／Ｂ配向試験として暖房または
冷房を使用するかどうかについて、経験に基づいて見当をつけることができる。別の例で
は、現在外の天気（例えば、クラウド型ＺＩＰ番号から受け取られる）が、判定を下すた
めに現在の部屋温度と併せて使用される。特に有用であることが見出されているなおも別
の例では、現在の部屋温度のみが、華氏７０度等の既定の閾値温度に基づいて決定を下す
ために使用され、ここで、現在温度が華氏７０度を下回る場合、暖房モードがＯ／Ｂ配向
試験において最初に使用され、現在温度が華氏７０度を上回る場合、冷房モードがＯ／Ｂ
配向試験において最初に使用される。
とりわけ、完全に自動化されたＯ／Ｂ配向試験は、室内の実際の温度傾向を確実に判定
するために幾らかの時間がかかるため、終えるために幾らかの時間がかかる可能性がある
。１つの好ましい実施形態によれば、自動化されたＯ／Ｂ配向試験の発端で、ユーザには
図３４の画面が提示され、ここで彼らには、自動化されたヒートポンプ試験が生じている
が、また、試験を加速させるために手動で介入するオプションも与えられることが伝えら
れ、ここで手動介入は、単純に、サーモスタットに、どの機能がＨＶＡＣシステムによっ
て行われているか、つまり、暖房がオンであるかどうか、または冷房がオンであるかどう
かを伝えることからなる。有利に、ユーザは、気流を感じ、質問に回答することによって
介入することを選択でき、または彼らは、単純に立ち去り、介入しないことができ、その
場合、自動化感知が判定を下す（幾分長めの間隔にわたるが）。この「選択可能に自動化
された」Ｏ／Ｂ配向試験は、初期のセットアップ時にユーザ経験を有利に向上する。
１つの任意の実施形態では、ほとんどのユーザが実際、いずれにせよ、正しい解答を提
供し、試験を短縮化するために介入するであろうことが見出されているため、かつシステ
ムの大多数が、実際、「Ｏ」規定のものであるため、サーモスタット１００は、ユーザが
実際、介入しないことを選んだときに、自動化された試験において判定不能な結果が存在
する（例えば、開いた窓、またはサーモスタット内部電子暖房に起因して）ような場合、
「Ｏ」規定に初期設定するようにプログラムされる可能性がある。これは、「Ｏ」回答が
実際、ほとんどの場合で正確であろうためであり、したがって、実際の不正確な判定の数
は、非常に小さくなり、次いで更に、損傷を引き起こすであろうものは一般に判定ではな
く、むしろユーザによって比較的短時間で容易に知覚されることになり、この非常に少数
のユーザが、発見時に問題を解決するためにカスタマーサポートに電話する。他の実施形
態では、判定不能な結果は、ユーザに、手動で試験に介入するか、またはカスタマーサポ
ートに電話するかのいずれかを指示する、警告フラッグまたは他の警報を立ち上げる可能
性がある。依然として他の代替的な実施形態では、「Ｏ」構成は、単純に、感知された温
度軌道に関わらず、ユーザが１０分間の後に図３４の問い合わせに反応しなかった場合で
あると想定され、その実施形態は、初期設置および始動時のデバイス電子暖房懸念が、と
りわけ「Ｏ」構成の優勢度の推定が場合によっては９５％を超えているため、実質的な百
分率の時間で誤った結論につながると予想される場合に適切である可能性がある。
ユーザが良好なエネルギー節約挙動を実践しているときに、彼らに奨励するための、本
出願において上述される感情的に励みとなる「リーフ」を選択的に表示するための方法が
、１つの好ましい実施形態によって提供される。このアルゴリズムは、それが、ユーザの
個々の温度設定挙動およびスケジュールに基づいて、異なる種類のユーザにとって直観的
で、報いがあり、励みとなり、かつそれが直線的、絶対的、万人向けのアルゴリズムでは
ないという点で、良好な結果を提供することが見出されている。これらの規則は、限定な
しに、ウォークアップ手動ダイヤル設定点変更のために、ユーザが遠隔ネットワークサー
モスタットアクセス設備により対話しているとき、およびユーザがスケジュール作成設備
（ウォークアップまたは遠隔アクセスのいずれか）を使用して設定点エントリを調整して
いるときに、適用することができる。暖房について例が与えられるとき、方向が反対であ
り、数値閾値が異なるであろうことを除いて、冷房についても同じ規則が当てはまること
を想定することができる。１つの有用な一組の規則は、次の通りである。規則を述べるた
めの、設定についての一組の慎重に選択された既定の定数が最初に記載される。暖房居住
中デフォルト設定をＨ＿ｏｄ＝６８Ｆにする（一般に良好な「居住中」暖房設定がそれ以
下であることを表す）。冷房居住中デフォルト設定をＣ＿ｏｄ＝７６Ｆにする（一般に良
好な冷房「居住中」設定がそれ以上であることを表す）。暖房留守デフォルトをＨ＿ａｄ
＝Ｈ＿ｏｄ−６Ｆ＝６２Ｆにする（一般に良好な暖房「留守」設定がそれ以下であること
を表す）。冷房留守デフォルトをＣ＿ａｄ＝Ｃ＿ｏｄ＋６Ｆ＝８２Ｆにする（一般に良好
な冷房「留守」設定がそれ以上であることを表す）。暖房居住中浪費デフォルトをＨ＿ｏ
ｗ＝Ｈ＿ｏｄ＋６Ｆ＝７４Ｆにする（一般に良好でない暖房「居住中」設定がそれを上回
ることを表す）。最後に、冷房居住中浪費をＣ＿ｏｗ＝Ｃ＿ｏｄ−６Ｆ＝７０Ｆにする（
一般に良好でない冷房「居住中」設定がそれを下回ることを表す）。
サーモスタットが新たに箱から取り出されるとき（「ＯＯＢ」）およびちょうど設置さ
れたとき、暖房についてＨ＿ｏｄ＝６８Ｆおよび冷房についてＣ＿ｏｄ＝７６Ｆである、
デフォルトの単一の設定点が存在する。最初の７日間の動作、または何らかの他のデフォ
ルト初期「ＯＯＢ」期間について、ユーザが設定をＨ＿ｏｄ（暖房）以下、またはＣ＿ｏ
ｄ（冷房）以上に保つ場合、伝達される概念および感じへの初期の親近を奨励するために
、リーフが示されるであろう。故に、ユーザが最初の７日間において暖房設定点を６８Ｆ
以下に保つ場合、リーフが表示されるであろう。好ましくは、ユーザが、６８Ｆ（暖房に
ついて）を上回って設定点温度を段階的に変更するにつれて、リーフは、それが６９Ｆに
到達するとき消失するように、最初の華氏度を超えて段階的に溶暗するであろう。同様の
溶暗／溶明挙動は、好ましくは、本明細書に記載される閾値の全てについて示される。
７日の期間の後、一組の固定した状態のリーフ表示規則が適用され得る。ユーザが、現
在設定点を、現在スケジュールされる温度設定点よりも華氏２度低い「エネルギー性」で
ある（すなわち、暖房の場合、華氏２度更に涼しい、または冷房の場合、華氏２度更に暖
かい）温度に変更するときはいつでも、リーフが表示されるであろう。同様に、ユーザが
、スケジュールにおいて既存の以前に有効な設定点よりも２度低いエネルギー性であるス
ケジュール作成設備を使用して設定点を作成する場合、リーフが表示されるであろう。好
ましくは、ある種の限界がこれらの規則の上に重ねられる。第１に、温度設定点は、暖房
についてＨ＿ａｄ＝６２Ｆを下回るか、または冷房についてＣ＿ａｄ＝８２Ｆを上回るか
、またはこれらの範囲に移動させられるときはいつでも、リーフが常に表示されるであろ
う。第２に、温度設定点が、暖房についてＨ＿ｏｗ＝７４Ｆを上回るか、または冷房につ
いてＣ＿ｏｗ＝７０Ｆを下回るときはいつでも、リーフは決して表示されないであろう。
第２の「限界」規則は、幾つかの実施形態において省略することができる。
サーモスタット１８００が、エネルギーを節約するために、それが確実に自動留守状態
に入ることができるか、それともできないか、すなわち、それがそのＰＩＲ活動について
の「センサ確信」を有しているかどうかを判定する基準となる自己認定アルゴリズムが、
１つの好ましい実施形態によって提供される。１つの好ましい実施形態について、自動留
守設備は、デバイス始動（すなわち、初期設置または工場リセット）後７日間等の、既定
の期間にわたって無効にされる。始動（または他の経験的に既定された好適なサンプル時
間枠）から５、６、および７日目、ＰＩＲ活動は、５分バケット等の、活動の個別的な連
続的「時間バケット」によって追跡され、ここでバケットは、空（その間隔において居住
事象が感知されない場合）であるか、満杯（その間隔において１つ以上の居住事象が感知
される場合）であるかのいずれかである。その時間枠（５分間バケットについて２４×１
２×３＝８６４）についてのバケットの総数のうち、満杯であるバケットが既定の閾値百
分率を超えて存在する場合、「センサ確信」が確立され、満杯のバケットがその百分率未
満で存在する場合、センサ確信は確立されない。既定の閾値は、サーモスタットの特定の
モデル、バージョン、または設定について経験的に判定することができる。一例では、３
．５％が好適な閾値であることが見出されており、すなわち、３日間サンプルについて３
０個以上の満杯のバケットが存在する場合、「センサ確信」が確立されるが、これは異な
るデバイスモデルおよび設定につき異なるであろう。
ＰＩＲセンサによって提供される追加的な居住情報による、サーモスタット１８００の
アクティブ近位検出器（ＰＲＯＸ）についての最適な閾値の自動化された計算のための方
法が、他の好ましい実施形態によって提供される。電力を保存し、ＬＣＤ表示および再充
電性電池の寿命を延長するために、ならびにサーモスタットが所望されない夜中に作用す
ることを防止する際の審美的な利点のために、ＰＲＯＸ検出器は、サーモスタット１８０
０に一体化され、ユーザの近接性を検出するために、一貫してバックプレートマイクロ制
御装置（これ以降、「ＢＰμＣ」）によってポーリングおよび制御され、このＬＣＤ表示
は、近寄るユーザが検出される場合のみ作動され、さもなければ暗いまま留まる。動作的
に、ＰＲＯＸは、ＢＰμＣによって、１／６０秒毎等の定期的な間隔でポーリングされ、
ＰＲＯＸ読取りのＤＣ除去バージョンを備えるＰＲＯＸ信号（環境光における変化の効果
を不要にするために）が、ＢＰμＣによって生成され、本明細書で「ＰＲＯＸ閾値」と呼
ばれる閾値と比較される。ＰＲＯＸ信号がＰＲＯＸ閾値を超える場合、ＢＰμＣは、ヘッ
ドユニットマイクロプロセッサ（「これ以降、ＨＵμΡ」）をウェークアップさせ、それ
は次いでＬＣＤ表示を作動させる。ＰＲＯＸ閾値は、（ｉ）ＰＲＯＸ設備が、ＰＲＯＸの
過剰触発ならびに電力集約型ＨＵμＰおよびＬＣＤ表示の不必要なウェーク動作をもたら
すであろう、ノイズおよび背景活動に対して過度に感受性でないが、（ｉｉ）ＰＲＯＸが
、ウォークアップサーモスタット使用におけるユーザエクスペリエンスの質が不利益を被
るであろう程に過度に非感受性でないように、（ユーザは、ウェークアップユニットに対
して、例えば、彼らの手を振る等の、不自然なモーションを行う必要があるため）、慎重
に選ばれることが望ましい。
１つの好ましい実施形態によれば、ＰＲＯＸ閾値は、ＰＲＯＸ信号読取りの最近の履歴
に基づいて、ＨＵμＰによって、定期的な間隔で（または代替的に、他のＨＵμＰ活動と
一致する不定期の間隔で）再計算され、ここでＰＩＲデータは、ＰＲＯＸ信号履歴がプロ
セスされる期間である過去の時間間隔を選択する根拠として含まれる。最適なＰＲＯＸ閾
値は、サンプル期間にわたって算出されることが見出されており、ここでＰＲＯＸ信号に
おけるノイズは、一般に言って、最適値よりも高く、あるいは最適未満で判定されるＰＲ
ＯＸ閾値を引き起こし得るような、ＰＲＯＸ信号が部屋中で生じる居住者活動で取り散ら
かるときよりもむしろ、室内の「自然な」背景ノイズ（家庭用洋灯等）に起因する。故に
、好ましい実施形態によれば、ＨＵμＰは、ＰＩＲ活動（それが自動留守設備のためにい
ずれにせよ収集している）ならびにＰＲＯＸ信号読取りの両方の最近の過去の記録を保ち
、次いで最近の過去のＰＲＯＸデータからのＰＲＯＸ閾値を周期的に計算し、ここでＰＩ
Ｒ感知居住者活動のいずれの期間も、ＰＲＯＸ閾値の計算前にＰＲＯＸデータサンプルか
ら排除される。このようにして、より確実で好適に感受性であるが、過度に感受性でない
ＰＲＯＸ閾値が判定される。一実施形態については、ＢＰμＣは、分毎にＰＲＯＸ信号デ
ータの１つのサンプルを保ち、ＨＵμＰがウェークアップさせられる毎に、そのデータを
ＨＵμＰに転送する。一実施形態については、ＨＵμＰは、ＢＰμＣから受け取られる、
少なくとも２４時間のＰＲＯＸ信号データを保ち、ＰＲＯＸ閾値を、定期的な２４時間間
隔で、直近の２４時間のＰＲＯＸデータに基づいて再計算する（上述の活動の自動留守「
バケット」等の、対応する２４時間のＰＩＲ感知居住データと共に）。別の実施形態につ
いては、ＰＲＯＸ閾値は、ＨＵμＰによって、それがスリープ状態に入ろうとする毎に再
計算される。再計算されたＰＲＯＸ閾値は、ＢＰμＣに転送され、それは次いで、ＰＲＯ
Ｘ事象が生じたかどうかを判定する際にその新たなＰＲＯＸ閾値を使用する。他の好まし
い実施形態では、サーモスタットは、環境光が背景ＰＲＯＸ信号ノイズに、ならびにＰＲ
ＯＸ読取りのＤＣ値に追加され得ることが知られるため、よりよいＰＲＯＸ閾値の事象を
生成するために、利用可能なＡＬＳ（環境光センサ）データを利用するように更に構成さ
れる。
研究により、人々（区分化）が、彼らのエネルギー挙動を変更するための「突き」また
は指示メッセージの異なる様式に対して、非常に異なって反応することが示されている。
１つの好ましい実施形態について、サーモスタット１８００上（および対応するウェブ設
備上）で、異なるエネルギー指示メッセージに対する人々の反応を測定する方法が提供さ
れる。これは、時間と共に個人のために正しいエネルギー節約指示メッセージを提供する
だけでなく、総計で、データは、全国的により大きい効率を駆動するために極めて有用な
資源であり得る。指示メッセージとは、一部の人々が、彼らを彼らの隣人と比較すること
によって、一部が、彼らがある種のステップ（断熱等）をとらなかったことにより失った
金銭を推定することによって、一部が、節約された石油のバレル数を推定すること等によ
って行動するよう動機付けられることを意味する。好ましい実施形態によれば、追跡ソフ
トウェアおよび異なる指示メッセージをグループ化するためのアルゴリズムが、サーモス
タット１８００と併せて提供される（広告を標的に合わせるまたは検索結果を予期するた
めのウェブポータル使用と酷似して）。同様の指示メッセージに反応する人々のグループ
を特徴付けるものについて理解することによって、次のことが達成され得る：サーモスタ
ット顧客、更に、サーモスタットユニットのマーケティング潜在性について学ぶことによ
って更なるエネルギーを節約する、ならびにエネルギーを節約するためあるいは大義に影
響を及ぼすためにどのように挙動を変化させるべきか？という、政府、非営利機関、学術
者、および公益事業が今日対処している最大の質問の幾つかに寄与する。
本記載の実施形態は、ユーザが、可視的強化アルゴリズムの動作に反応性で、何を行っ
ているかを（何かを行っている場合）検出、監視、および測定することによって、サーモ
スタットによって提供される可視的強化アルゴリズムの「ループを閉じること」に関する
。データは次いで、多数のユーザについて収集され、次いで、可視的強化アルゴリズムが
有効であるかどうかを確認するために分析され得る。ユーザの特定のグループ（年齢、世
帯中の人々の数、収入、場所等を含むが、これらに限定されない）と、特定の可視的強化
アルゴリズムとの間に相関が作成され得る。成功を収めると見出された相関に基づいて、
可視的強化アルゴリズムは次いで、各々個々の世帯または他の適用可能な顧客グループの
ために変更または「調律」され得る。
一例では、サーモスタット制御システムに、エネルギー節約挙動を奨励するユーザイン
ターフェイス特色の閉ループ管理が提供される。本発明の最も単純な例では、サーモスタ
ットは、次のステップに従って動作することができる：（１）「リーフアルゴリズム」等
の第１の可視的強化アルゴリズムを実行する。（２）顧客が報酬を得たとき、彼らに「報
酬リーフ」を表示する。（３）「報酬リーフ」を示した後の最初の１分間（または１時間
、または１日間）、顧客の入力（ある場合）を監視し、それらの入力を中央のネストサー
バーにインターネットで報告する。（４）顧客の入力を分析し（別個に、または同様の顧
客群と併せてのいずれか）、基本的な「リーフアルゴリズム」がその顧客（またはその顧
客群）にとって「成功」であったかを判定する。（５）基本的なリーフアルゴリズムがそ
の顧客または顧客群に「成功」ではなかった場合、異なる可視的強化アルゴリズムをその
顧客のサーモスタット（または顧客群のサーモスタット）に自動的にダウンロードする。
仮説例として、正の強化「リーフアルゴリズム」が成功を収めなかった場合、代替の可視
的強化アルゴリズムは、負の強化「煙突」アルゴリズムであり得る。（６）ある最適化基
準に従ってエネルギー節約挙動を最適化するために、必要に応じてステップ（２）〜（５
）を反復する。
本発明のもう１つの複雑な実施形態において、サーモスタットは、次のステップに従っ
て動作することができる：（１）異なる設置の集団にわたって、無作為に、またはある既
定の分布計画に従って、多くの異なる顧客についての多くの異なる可視的強化アルゴリズ
ムを実行し、（２）毎回、ユーザは、それらの特定の可視的強化アルゴリズムに従って、
「報酬」（または「処罰」）を示され、顧客の入力（ある場合）を、「報酬」（または「
処罰」）を示した後の最初の１分間（または１時間、または１日間）監視し、それらの入
力を中央のネストサーバーにインターネットで報告し、（３）収集されたデータを分析し
て、ある種の可視的強化アルゴリズムと、それらが成功を収める顧客、地理等の分類との
間の相関を判定し、（４）それらが成功を収める対応する顧客、地理等に対する成功を収
めた可視的強化アルゴリズムを自動的にダウンロードする。（５）新たなサーモスタット
設置を委託するとき、その特定の顧客にとって成功を収める可能性が最も高い特定の可視
的強化アルゴリズムにおいて、自動的にプログラムする（例えば、セットアップインタビ
ュー、購入データ、顧客アドレス等に基づいて）。
幾つかの実施形態について、測定することができるものとして、「あなたは、あなたの
隣人よりも４０％多くのエネルギーを使用しています」または「ネストは、あなたの家庭
が、適切な絶縁材を使用して、Ｘ％より効率的になるであろうと見積もっています」また
は「週に１日ＡＣを使用しないことで、あなたは月に１２０ドル節約するでしょう」等の
サーモスタット表示に示される「インフォスナック」効率の結果が挙げられる。人々が何
に従って行動するか、人々が何を無視するか、人々が何についての情報をより必要として
いるかが発見され始める可能性がある。メッセージは、それらが何に反応するかに応じて
各ユーザに送信され、集約した結論において、人々が反応する効率情報の種類およびその
理由を導き出すことができる。研究は、それらのエネルギー使用についての時宜を得た関
連情報が与えられると、消費者は、エネルギー使用を４％〜１５％低減することができる
ことを示している。問題は、何がこの情報を関連性のあるものにし、ひいては効果的にす
るかを誰もよく分かっていないことである。ユーザから得ることのできる全てのデータを
用いて、本明細書に上述されるその周辺のエコシステムを含むサーモスタット１８００は
、その質問の回答に役立ち得る。
プラットフォーム構造
幾つかの実施形態により、ＶＳＣＵユニットのプラットフォーム構造に関する更なる説
明がこれから提供される。ＶＳＣＵは、強力で柔軟な壁掛けのエネルギー管理ソリューシ
ョンである。ハードウェアプラットフォームは、開放的および拡張可能であり、システム
を最初に標的とした適用以外の多くの適用において使用することを可能にする。
概要
ＶＳＣＵユニットは、二等分される。（１）ヘッドユニット：このユニットは、主要な
プロセッサ、記憶、ローカル領域無線ネットワーキング、表示、およびユーザインターフ
ェイスを収容する。一連の環境センサに加えて、再充電可能な電池および電力管理サブシ
ステムも含まれる。これは、ユーザによって取り外し可能であり、構成のためにコンピュ
ータに接続され得る。（２）バックプレート：このユニットは、壁に設置でき、ＨＶＡＣ
配線とインターフェイスをとる。それは、ヘッドユニットに電力を提供し、また、取り付
けられたＨＶＡＣシステムの制御も促進する。任意に、それはまた、セルラー無線インタ
ーフェイスも含んでもよい。この分割は、システムの最も複雑な部分を共通のままにし、
かつ大量生産されることを可能にする一方で、設置タイプの点ではかなりの柔軟性を可能
にする。
ヘッドユニット
ＶＳＣＵヘッドユニットは、強力な内蔵型ＡＲＭ Ｌｉｎｕｘ（登録商標）システムで
あり、優美なユーザインターフェイスに加えて、豊富な計算リソース、ローカル記憶、お
よびネットワーキングを提供する。設計は、低電力動作に最適化されており、プロセッサ
電力節約モードおよびｍＤＤＲセルフリフレッシュを巧みに利用して、システムがアクテ
ィブに使用されていないときに電力消費を最低レベルまで低減させる。ヘッドユニットの
主部は、次の通りである。
プロセッサおよびメモリ
Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＡＭ３７０３システム・オン・チップが、ＣＰ
Ｕとして使用される。これは、次のものを提供する：（１）３２ｋ Ｉ−キャッシュ、３
２ｋ Ｄ−キャッシュ、およびＬ２の２５６ｋを有し、１．３ｖで、最大８００ＭＨｚで
稼動するＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ａ８コア。しかしながら、この部分の目的とする動作点
は、電力を保存するために、３００ＭＨｚ／１．０ｖである。（２）３２Ｍｂ×１６ｍＤ
ＤＲ（６４ＭＢｙｔｅｓ）に接続されるｍＤＤＲインターフェイス。アクティブに使用さ
れていないとき、プロセッサは、強制的にＳＴＡＮＤＢＹモード（恐らく、待機１）にな
る。この電力およびクロックは、ＤＤＲコンテンツを保持し、かつ任意のＧＰＩＯ事象ま
たはタイマー刻みにおいてウェークすることが可能である一方で、ＳｏＣの大部分をゲー
トして、漏出および動的電力消費の両方を最小限に抑える。このモードにおいて、ＳｏＣ
およびメモリは、５ｍＷ未満の電力を浪費すると予想される。
電力管理
ＡＭ３７０３は、Ｔｌ ＴＰＳ６５９２１ ＰＭＵによって電力供給される。この部分は、ＣＰＵに密接に結合され、電力をＣＰＵ、ＳｏＣおよびｍＤＤＲに提供する。１．８Ｖから稼動しない周辺機器は、このＰＭＵが、システムの残りに電力供給することを目的としないため、個別的な低ドロップアウト電圧レギュレータ（ＬＤＯ）の電源を切る。ＰＭＵはまた、ＰＣベースの構成用に使用される、ヘッドユニットの後部でＵＳＢ−ミニ−Ｂコネクタに接続するＵＳＢ２−ＨＳ ＰＨＹも提供する。
大容量記憶装置
単一の２５６ＭＢ／５１２ＭＢ ＳＬＣ ＮＡＮＤフラッシュチップは、システムの大
容量記憶装置を提供するために使用される。ＳＬＣフラッシュは、データインテグリティ
を保証するために使用され、我々は、データ低下に起因したブート障害または読出しディ
スターブに悩まされることを望まない。ほとんどのＳＬＣフラッシュは、データを１０年
間、および最大１００，０００周期保持する。ページが使い古されないことを保証するた
めに、ＭＴＤ／ＪＦＦＳ２は、頻繁に書き換えられるパーティション用に使用されること
が予想され、これは、Ｘ−Ｌｏａｄｅｒ、Ｕ−Ｂｏｏｔ等の単に読み取られる領域には必
要とされない。Ｕ−Ｂｏｏｔ、カーネル、およびルートファイルシステムの冗長コピーは
、ソフトウェア更新が失敗した場合にフォールバックを提供するためにＮＡＮＤに保存さ
れる。
表示およびユーザインターフェイス
３２０×３２０の画素分解能およびＬＥＤバックライトを有するＤＡメモリマップドＲ
ＧＢカラー表示は、主要ユーザインターフェイスを提供する。バックライトの明るさを、
ＣＰＵ駆動型ＰＷＭで調整することができ、環境光センサによって感知される光に基づい
て自動的に調整することができる。ヘッドユニットが稼動していない状態（例えば、ヘッ
ドユニットハードウェア障害、放電した電池等）に対処するために、バックプレートＭＣ
Ｕに接続される単一の三色ＬＥＤは、ユーザにデバイス状態についての情報を与える第２
の手段を提供する。プッシュ作動での回転制御は、ユーザに入力機能を提供する。デバイ
スが１０秒間プッシュインされる場合、ヘッドユニットは、リブートし、これは、Ｔｌ
ＰＭＵによって提供されるハードコードされた特色である。
無線通信
主要な通信インターフェイスは、ＭＭＣ２を介して接続される、Ｔｌ ＷＬＩ２７１チ
ップに基づく８０２．１１ｂ／ｇ Ｗｉ−Ｆｉモジュールである。このインターフェイス
を介して、ＶＳＣＵユニットは、サーバーファームと通信することができ、温度および気
候モデルを更新し、問題を報告し、かつソフトウェアを更新することに加えて、ＨＶＡＣ
システムの安全な遠隔制御を提供することができる。Ｗｉ−Ｆｉに加えて、ＺｉｇＢｅｅ
トランシーバが提供されて、他の製品（補助的サーモスタット、他のＶＳＣＵヘッドユニ
ット、幅木暖房制御装置等）およびスマートエナジープロファイルデバイスの両方と通信
する。利用可能な十分な電力が存在する場合、ＺｉｇＢｅｅインターフェイスは、コーデ
ィネータ（ＺＣ）として稼動可能である。ＺｉｇＢｅｅは、Ｔｌ ＣＣ２５３３ＺｉｇＢ
ｅｅトランシーバ／制御装置を使用し、ＵＡＲＴ２に接続される。
構成インターフェイス
ヘッドユニットがバックプレートから除去されたときにのみ可視的であるミニ−Ｂ Ｕ
ＳＢソケットが提供されて、ＰＣまたはＭａｃ（登録商標）からデバイスの構成を可能にする。接続されるとき、デバイスは、ＵＳＢ−ＭＳＣデバイスであるように見えるため、ホスト側ではドライバは要求されない。
リセット
ヘッドユニットは、必要に応じて、ＭＣＵによってリセットすることができる。
センサ
ほとんどのセンサは、バックプレートに配置され、連続インターフェイスで読み取られ
、これは、ＰＤでより大きい柔軟性を可能にし、それらが理想的に配置されることを確実
にする。しかしながら、１つのセンサは、それが表示に近接している必要があるため（環
境光センサ／接近）、ヘッドユニット上に配置される。Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｌａｂｓ ＡＬ
Ｓ／接近センサは、環境光（ＬＣＭバックライティングを調整する）と、ユーザがデバイ
スに接近するときにＵｌを作動する近接場の接近も感知する。このデバイスの割り込み回
線は、ＣＰＵを待機モードからウェークさせることが可能である。
バックプレートユニット
バックプレートユニットは、ＨＶＡＣシステムとインターフェイスをとり、取り付けられたＨＶＡＣ構成要素の制御を提供し、電力をヘッドユニットに供給する。
電力供給
高電圧ＬＤＯは、３．１ｖのブートストラップをＭＣＵに提供し、これをＭＣＵ制御下
で無効にすることができるが、ヘッドユニットが予想外に除去される等の任意の理由でヘ
ッドユニット供給が消え去る場合に、これが「セーフティネット」を提供することができ
る状態のままであることが予想される。このＬＤＯへの入力は、暖房１、冷房１、および
共通のワイヤ回路を一緒にダイオードＯＲすることによって提供される。通常の動作にお
いて、ヘッドユニット上の３．３ｖのＬＤＯは、バックプレート回路に電力供給し、この
ＬＤＯへの高入力電圧のため、それは、大量の放熱を伴うことなく、かなりの電流量を供
給することができない。バックプレートにおける第２の供給品は、高電圧バックである。
この供給品への入力を、ＭＣＵ制御下で、暖房１、冷房１、または共通のワイヤに切り換
えることができ、１度に１つのみの入力が選択されることが予想される。ＨＶバックは、
４．５ｖで最大ｌ００ｍＡ供給することができる。
バックの出力電流は制限されないが、ヘッドユニット上での入力を電流制限し、３つの
有効な構成のうちの１つに設定することができる：（１）２０ｍＡＪ４．５ｖ（９０ｍＷ
）−厄介なＨＶＡＣシステムの低設定（ＦＯＲＣＥ＿１００ｍＡ低、ＤＯＵＢＬＥ＿ＣＵ
ＲＲＥＮＴ低）、（２）４０ｍＡＪ４．５ｖ（１８０ｍＷ）−電力スティーリングのデフ
ォルト設定（ＦＯＲＣＥ＿１００ｍＡ低、ＤＯＵＢＬＥ＿ＣＵＲＲＥＮＴ高）、および（
３）１００ｍＡＪ４．５ｖ（４５０ｍＷ）−バックプレートによって低電池を有するヘッ
ドユニットを動作状態に戻すことを強制される最高設定（ＦＯＲＣＥ＿１００ｍＡ高、Ｄ
ＯＵＢＬＥ＿ＣＵＲＲＥＮＴ低）。
バックの入力キャパシタ上の電圧を、ＭＣＵによって測定することができ、再充電バッ
ク入力キャップを再充電し、かつ電力スティールを続けるために、それが、「使用可能な
」段階中に、ＷｌまたはＹｌ接点を瞬間的に開放することを可能にする。これは、単一の
回路システム（一次暖房または一次冷房）のみにおいて使用されるであろう。２つの回路
（暖房および冷房）で使用されるとき、システムは、非短絡回路から電力スティールし、
共通のワイヤ回路で使用されるとき、システムは、全く電力スティールしないであろう。
切換え
ユーザ設置型バックプレートは、一次暖房（Ｗｌ）、一次冷房（Ｙｌ）、送風機（Ｇ）、補助暖房（ＡＵＸ）、およびヒートポンプ転換制御（Ｏ／Ｂ）に切換えを提供する。プロバックプレートは、加湿器および除湿器のために、二次暖房（Ｗ２）、二次冷房（Ｙ２）、緊急用の暖房（Ｅ）、およびドライ接点を追加する。標準のＨＶＡＣ回路は、変圧器がゲート駆動を分離したソースツーソースＮＦＥＴを使用して切り換えられ、無音切換えをもたらす。ドライ接点回路は、回路を開閉するために、２つのコイル（セットおよびリセット）を有する双安定継電器を使用する。
センサ
複数のセンサは、デバイスがローカル環境を感知することができるように、ＭＣＵに接
続される。温度／湿度および圧力センサは、Ｉ２Ｃバスを介して接続され、３つのＰＩＲ
センサもまた、開発ボード上に接続される（１つはアナログ、２つはデジタル）。（１）
温度および湿度：Ｓｅｎｓｉｒｉｏｎ ＳＨＴ２１センサは、１５０ｕＷ未満の電力（１
５０ｕＷ＝１秒間につき１読取り）を必要とする一方で、正確な温度および湿度感知を提
供する。（２）圧力：Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ ＭＥＭＳ圧力センサは、４０ｕＷ未満の電力
（１秒間につき約１高解像度読取り）を必要とする一方で、気圧の測定を可能にする。迅
速な気圧変化は、居住（およびＨＶＡＣ作動）を示すことができる。（３）パッシブ赤外
線移動センサ：３つのＰＩＲセンサは、幾つかの実施形態により、ボード上に存在する：
（ａ）フィルタ／プリアンプを有するＭｕｒａｔａ ＰＩＲ：この部分は、ＭＣＵ上のア
ナログ入力に供給され、また、デジタル出力を提供するためにウィンドウコンパレータに
も供給される。アナログ回路は、ＤＣバイアスを除去し、かつモーション感知出力をＭＣ
Ｕに提供するよう要求されるフィルタリングを効果的に提供する。（ｂ）２つのＰｅｒｋ
ｉｎ−ＥｌｍｅｒデジタルＰＩＲ：これらは、ＭＣＵに接続され、内部のＡＤＣを読み取
るためにビットバングされる。このロー値は、ＤＣオフセットを有さないが、モーション
活動を明らかにするために、依然としてソフトウェアフィルタリングを必要とする。
ＭＣＵ
バックプレートＭＣＵプロセッサは、Ｔｌ ＭＳＰ ４３０Ｆ５５２９ ＣＰＵであり、次のものを提供する：（１）（ａ）共通のワイヤおよび８個のＨＶＡＣ回路の電圧測定／存在検出、（ｂ）ＨＶバック入力キャパシタの電圧測定、ならびに（ｃ）ヘッドユニットＶＢＡＴ測定用の１２個のＡＤＣチャネル、（２）ヘッドユニット上で三色ＬＥＤを駆動するための３個のＰＷＭチャネル（バックプレート緊急用のステータス）、（３）ＨＶＡＣ回路を切り換えるために必要とされる約５ＭＨｚの変圧器ドライブを提供する１個のＰＷＭチャネル、（４）一旦ＰＷＭが稼動すると、ＨＶＡＣスイッチを有効にする８個のＧＰＩＯ、（５）２つのドライ接点継電器をセットおよびリセットする４個のＧＰＩＯ、（６）ＨＶバックの入力源を選択する３個のＧＰＩＯ、（７）ＬＤＯおよびＨＹバックを有効／無効にする２個のＧＰＩＯ、（８）一方は温度／湿度センサ用であり、他方は圧力センサ用である、２個のＩ２Ｃバス、（９）変換出力の最後に圧力センサに接続される１個のＧＰＩＯ、（１０）ＰＩＲ接続用の３個のＧＰＩＯ、（１１）ヘッドユニットの存在を検出する１個のＧＰＩＯ、（１２）ヘッドユニットをリセットする１個のＧＰＩＯ、（１３）ヘッドユニットの充電器が１００ＭＡを必要とすることを強制する１個のＧＰＩＯ、（１４）ヘッドユニット通信用の１個のＵＡＲＴ、ならびに（１５）デバッグ用（例えば、開発ボード用）の１個のＵＡＲＴ。
リセットおよびウォッチドッグ
バックプレートＭＣＵは、任意のクラッシュまたは不安定性（例えば、ＭＣを不安定に
するＥＳＤ関連事象）から回復するために、ウォッチドッグを使用する。加えて、ヘッド
ユニットは、ＲＥＳＥＴ＿ＢＡＣＫＰＬＡＴＥを高く駆動することによって、ソフトウェ
ア制御下でバックプレートＭＣＵをリセットすることができる。この信号は、誤トリガを
一時的な事象から防止するためにＲＣフィルタリングされる。
ヘッドユニット−バックプレートインターフェイス
システムの２つの部分の間のインターフェイスは、２０個のピンからなる：（１）電力入力（２個のピン）：電力は、バックプレートからヘッドユニットに供給され、システムをネットワーク監視（ｎｍ）し、高電流ピーク（無線操作を含む）用のバッファおよび電力故障中の継続操作用の電池バックアップの両方を提供するヘッドユニットのローカル電池を充電する。（２）電力出力（３個のピン）：電力は、必要とされるとき（例えば、双安定継電器を切り換えるとき）、高電流消費を可能にするために、ヘッドユニットからバックプレートに提供される。ＶＢＡＴ供給は、セルラー通信デバイスによる使用、およびＭＣＵ監視のみを目的とする。（３）信号グラウンド（２個のピン）：信号伝達のためのグラウンド参照、（４）低速通信（２個のピン）：ＵＡＲＴインターフェイスは、全ての構成において、ヘッドユニット−バックプレート通信のために使用される。このインターフェイスは、識別／認証、センササンプリング、および制御を提供する。典型的には、このインターフェイスは、１１５，２００ｂｐｓで稼動し、バックプレート内の小さいＭＣＵに接続される。（５）高速通信（３個のピン）：ＵＳＢ１．１ １２Ｍｂｐｓのホストインターフェイスはまた、ヘッドユニットによっても提示される。これを、低速インターフェイスに必要とされるものに加えて、小さい電力ペナルティーで、高性能のネットワーキングまたはＨＶＡＣ制御を可能にするために、高度なバックプレートによって使用することができる。高度なバックプレートは、典型的には、電力制限されない。（６）検出（２個のピン）：１つはバックプレートで接地され、１つはヘッドユニットで接地され、それぞれの端部が接合または切断を検出し、かつ適切に挙動することを可能にする。（７）ヘッドおよびバックプレートリセット信号（アクティブ高：リセットラインを下に引くための、ＲＣフィルタを介するＮＦＥＴゲートドライブ）、（８）ヘッドユニットに装着されるＲＧＢ ＬＥＤ用のＬＥＤカソード接続、ならびに（９）低電池状態で迅速な充電を強要する５×電流制限スイッチ。
ブートシナリオ
幾つかの共通のブートシナリオが、幾つかの実施形態により、これから説明される：
シナリオ１：アウト・オブ・ボックス・エクスペリエンス（電池は空ではない）：（１
）ユーザは、バックプレートを正確にワイヤ接続している。ＭＣＵ ＬＤＯは、ＭＣＵを
ブートしており、（２）ユーザは、ヘッドユニット（電池ＰＣＭは保護モードである）を
接続し、（３）充電器におけるデフォルト２０ｍＡ制限がＰＣＭ保護モードをリセットし
て、ＶＢＡＴが約３．７ｖに回復し、（４）ＰＭＵがオンになり、（５）ＭＣＵは、ＶＢ
ＡＴを測定して、ヘッドユニットリセットを解除し、かつ（６）ＭＣＵで通信が確立され
る。
シナリオ２：アウト・オブ・ボックス・エクスペリエンス（電池は空である）：（１）
ユーザは、バックプレートを正確にワイヤ接続している。ＭＣＵ ＬＤＯは、ＭＣＵをブ
ートしており、（２）ユーザは、ヘッドユニット（電池ＰＣＭは保護モードである）を接
続し、（３）充電器におけるデフォルト２０ｍＡ制限がＰＣＭ保護モードをリセットし、
ＶＢＡＴは、３Ａｖ未満であり、（４）ＰＭＵは、電池電圧をサンプリングするが、それ
は、ＥＥＰＲＯＭに記憶されるＶＭＢＣＨ＿ＳＥＬ値３Ａｖを下回るため、電源がオンに
ならず、（５）ＭＣＵは、ＶＢＡＴを測定し、低い電圧が認められる。ＭＣＵは、１００
ｍＡ充電を強制し、インジケータＬＥＤをオンにし、（６）ＶＢＡＴがＶＭＢＣＨ＿ＳＥ
Ｌ電圧３Ａｖを過ぎると、ヘッドユニットはパワーアップし、（７）ＭＣＵで通信が確立
され、かつ（８）ヘッドユニットは、ＭＣＵにＬＥＤをオフにすることを求める。
シナリオ３：ヘッドユニットがクラッシュした状態：（１）ヘッドユニットは、ゾンビ
状態にあり、ＭＣＵと通信しておらず、電池電圧は正常であり、（２）ＭＣＵは、タイム
アウト期間内に有効なコマンドを記述せず、（３）ＭＣＵは、ＨＶバックをオフにして電
力を削減し、その後、ヘッドユニットリセットをアサートし、（４）ＭＣＵは、ＨＶバッ
クを再びオンにしてリセットを解除し、かつ（５）ＭＣＵで通信が確立される。
シナリオ４：バックプレートユニットがクラッシュした状態：（１）バックプレートユ
ニットはゾンビ状態にあり、ＳｏＣに反応しておらず、（２）ＳｏＣはＭＣＵをリセット
し、かつ（３）ＭＣＵで通信が確立される。
シナリオ５：ヘッドユニットＶＩロックアップ：（１）ヘッドユニットＵｌがロックア
ップされるが、下位レベルが機能しており（ＭＣＵ通信が依然としてアクティブであるた
め、ＭＣＵはＵｌをリセットしない）、（２）ユーザは画面が作動していないことに気づ
き、ボタンを１０秒間押して保留し、ＳｏＣをリブートさせ、かつ（３）ＭＣＵで通信が
確立される。
電力消費
システムの平均電力消費は、少数の変数によって判定される。（１）待機モードの電力
、（２）アクティブモードの電力、および（３）対話モードの電力。
待機モード
このモードは、システムが「ほぼ常に」属するモードである。「ほぼ常に」の定義は異なり得るが、製品寿命の９５％超はこの状態に属することができるはずである。このモードで、ＭＣＵは稼動しているが、ヘッドユニットは待機モードにある。ＨＶＡＣ回路はアクティブであり得、ヘッドユニットは複数の事象によってウェークされてアクティブモードになり得る：（１）接近センサまたは回転事象：接近センサからの割り込み回線は、ＳｏＣに直接接続されるため、ウェークを直接引き起こすことができる。（２）Ｗｉ−Ｆｉ：ＳｏＣに接続されるＷＬ ＩＲＱ回線は、Ｗｉ−Ｆｉを経由してパケットが到着すると、ヘッドユニットをウェークすることができ（恐らく、チップセットは、それが待機常態にあるときに、非ブロードキャストパケット上でＳｏＣのみを妨害するようにプログラムされる）、（３）ＺｉｇＢｅｅ：ＺｉｇＢｅｅチップからのデータは、ＳｏＣをウェークすることができ（例えば、着信ＺｉｇＢｅｅパケット）、（４）タイマー：本システムは、ＲＴＣタイマーからウェークすることができる。これは、恐らく、Ｗｉ−Ｆｉ経由のプッシュ接続保守管理およびデータ収集等の周期的な事象用に使用され、かつ（５）バックプレート通信：バックプレートからの着信通信は、ヘッドユニットをウェークする。これは、ＨＶＡＣ監視からのセンサデータまたは警報通知であり得る。
ＭＣＵは、それが、例えば、圧力センサをサンプリングするために、１０Ｈｚでウェー
クしているとしても、電力流出を低減させるために、それ自身が定期的に電力節約状態に
入ることが予想される。システムのこの部分が常に電力供給されるため、ここでの効率性
の改善は、めったに使用されないヘッドユニット状態の最適化よりも大きな違いをもたら
し得る。このモードにおける予想される概算のヘッドユニット電力消費は、ＣＰＵ／ＤＤ
Ｒにおいて４ｍＷ、ＰＭＵにおいて２ｍＷ、Ｗｉ−Ｆｉにおいて４ｍＷ（他の既知のチッ
プセットに基づいて推定される）、他の品目において２ｍＷ＝１１ｍＷ。このモードにお
ける予想される概算のバックプレート電力消費（ＨＶＡＣ負荷は切り換えられていない）
は、約５ｍＷであるが、どれだけの周波数のセンサがポーリングされるかに応じて変化す
る。
アクティブモード（表示はオフ）
アクティブモードで、ヘッドユニットはパワーアップされるが、表示はオフである。こ
のモードは、１日に何百回も使用されることが予想されるが、非常に短い期間である（望
ましくは、各事象につき１０秒未満）。システムがアクティブモードに移行するであろう
典型的な理由には、次のものが含まれる：（１）ユーザ活動：アクティブモードは、対話
モードの途中で移行されるであろう。（２）センサデータ収集：バックプレートは、制御
アルゴリズムに供給され、かつ反応が必要とされるかを判定するためにプロセスされる必
要のある環境データをバッファしたかもしれない。（３）プッシュ接続：ほとんどのＮＡ
Ｔルータを介するＴＣＰ接続を維持するために、データは、周期的に転送されなければな
らない。ヘッドユニットは、この接続維持を行うためにアクティブモードを使用する。（
４）ウェブサイト開始型行為：ここで、サーバー上でユーザが要求した行為は、データが
プッシュ接続を経由して送信される結果となり、Ｗｉ−ＦｉモジュールにＳｏＣをウェー
クさせて、データをプロセスさせ、任意の必要な行動を行わせる。
このモードの比較的高い電力性質を考慮して、システムが待機モードに戻される前に、
任意の行為が完了し、かつ「タイアップ」することを確実にするよう注意が払われるべき
である。例えば、コマンドが反応を生み出すＭＣＵに送信される場合、反応は、待機への
移行が行われる前に収集されるべきであり、さもなければ、システムは、アクティブモー
ドと待機モードとの間を行き来することとなり、不必要に電力を浪費する。同一の種類の
問題もネットワーク接続で生じ得る（例えば、ＴＣＰが閉じる）。このモードでの平均浪
費電力は、Ｗｉ−Ｆｉ作動およびプロセッサ負荷に応じて、２００ｍＷの範囲内であり得
る。
対話モード（表示はオン）：これは、ユーザが実際にデバイスと対話するモードである
。システムが完全にアクティブ状態である（表示オン、バックライトオン、低遅延性能が
所望される）と仮定して、電力のフットプリントは、動作モードのうちのいずれかの中で
最も大きい。しかしながら、ユーザ対話が、特にデバイスが意図されるように実行してい
る場合、恐らく、簡潔であり、まれにしか起こらないため、平均システム電力へのそれら
の影響は、非常に低いと予想される。対話モードは、ユニットがアクティブモードに移行
し、その後、待機モードに移行する前に、比較的長いタイムアウト（恐らく、６０秒間程
度）を有するであろうことが予想される。ユーザが再びデバイスと対話し始めるとき、反
応が瞬間的であるように、待機モードの途中でユニットをかなりの時間（恐らく、３０秒
以上）アクティブモードに留まらせることは価値のあることであろう。このモードの平均
電力は、Ｗｉ−Ｆｉ作動、プロセッサ負荷、および表示バックライトの明るさに応じて、
恐らく、３００ｍＷを超える。
電力消費計算の例
表１は、全体のシステム電力消費をどのように計算することができるかを示す。
表１で見られるように、１時間に８回（１日に１９２回）ヘッドユニットをウェークす
ることも有意でないわけではないが、支配的な電力は、待機の電力である。各ＨＶＡＣゾ
ーンの切り換えにも電力を消費し、３．３ｖで約１ｍＡと推定される（すなわち、ＨＶバ
ック出力で４．５ｍＷの電力は、電池がフルであることを想定する）。我々は、恐らく、
複数の回路を同時に切り換えている（少なくとも、１Ｈ／１Ｃ＋送風機）。これは、電力
消費を大幅に増加させる可能性があり、したがって、適切に最適化される必要もある。
電力供給
調査から、我々は、恐らく、５ｖｄｃで４０ｍをＨＶバックから引き出すことができる
ようであり、これは、スイッチングコンバータであるため、この２００ｍＷの電力は、我
々のシステムにおいて、４．５ｖｄｃで４４ｍＡに直接変換するはずである。当初は、Ｈ
Ｖ ＡＣ回路から１００ｍＷ以下のみを取り出すことができるかもしれないと考えられて
いたため、これは、朗報である。暖房および冷房の両方を有する（しかしヒートポンプは
有さない）任意のシステムにおいて、システムは、非作動回路から電力をスティールする
ことができ、我々が常に利用可能な２００ｍＷの電力を有することを確実にすることに留
意されたい。
本発明の多くの変更および修正が、前述の説明を読んだ後に当業者に疑いなく明らかと
なるであろう一方で、例証として示され、記載される特定の実施形態は、限定するものと
見なされるようには決して意図されないことを理解すべきである。したがって、好ましい
実施形態の詳細への参照は、それらの範囲を限定するよう意図されない。
［インテリジェントなサーモスタット制御ＨＶＡＣシステム内での柔軟な機能分割］
ＨＶＡＣシステム内のＶＳＣＵおよびＶＳＣＵ関連構成要素についての上の考察におい
て、図１Ａ〜３４を参照して、ＶＳＣＵベースのＨＶＡＣ制御システムの多くの特色およ
び構成要素が記載されており、ＶＳＣＵによって提供される優美で直観的に機能的なユー
ザインターフェイス、遠隔計算設備を有するＶＳＣＵ通信および連携、ＶＳＣＵ内に組み
込まれる様々な種類の環境センサ、ならびにＶＳＣＵおよび遠隔計算設備にわたって分配
されるインテリジェントな学習および適合機能を含む。多数の異なる実装例が前述の考察
において記載されているが、本小節は、ＶＳＣＵベースのＨＶＡＣ制御システムの構造に
よって可能となる更なる範囲の実装例を記載し、特徴付けることを目的とする。この構造
は、種々の異なる種類の構成要素と、下位構成要素と、計算設備との間での非常に柔軟な
機能分割を提供する。
次の考察において、「インテリジェントなサーモスタット」という語句は、遠隔計算設
備と通信し、広範囲のセンサおよび感知技術を特色とし、洗練された直観的な電気・光・
機械式ユーザインターフェイスを提供し、かつ上述のＶＳＣＵを含むプロセッサ制御サー
モスタットのクラスを指すように使用される。本小節において、明確さおよび前述の考察
との一貫性のために、「ＨＶＡＣ」という頭字語の使用が継続される。しかしながら、「
ＨＶＡＣ」という用語が、本考察において、従来の暖房、換気、および空気調整システム
のみならず、建物の内部等の環境の物理的特徴を監視し、かつ変化させるより広範囲の環
境調整システムを指すことを意図されていることが理解されるべきである。一例として、
従来のＨＶＡＣシステムは、所望の温度範囲の上下の温度逸脱を感知することができ、そ
れぞれ、空気調整ユニットおよび暖房ユニットを呼び出して、環境温度を所望の温度範囲
内に戻す。「ＨＶＡＣ」という用語は、本小節において、検出温度逸脱を検出し、かつ空
気調整ユニットおよび暖房ユニットを適切に呼び出すだけでなく、空気汚染物質、水およ
び他の流体の進入、望ましくない音響現象、ならびに通常の環境状態における他の変化を
検出かつ改良する環境調整システムを含むように拡張される。これは、現在小節において
ＨＶＡＣという用語が指すより広範囲の環境調整システムの一例にすぎない。
図３５Ａ〜Ｂは、本出願が目的とするインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡ
Ｃシステムの柔軟性のある種の構成要素および構造的源を例証する。図３５Ａに示される
ように、インテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムは、１つ以上のロー
カルＨＶＡＣユニット３５０２を含み、１つ以上の中間ボックス３５０４を含んでもよく
、１つ以上のインテリジェントなサーモスタット３５０６〜３５０８を含む。インテリジ
ェントなサーモスタット３５０６等の各インテリジェントなサーモスタットは、図７を参
照して上述されるように、基部３５０９、または隠蔽部、および可視部３５１０を含む。
隠蔽部は、完全に設置され、完全に機能的なインテリジェントなサーモスタットもたらす
ために、可視部が隠蔽部に載置されるとき、可視部によって完全に隠されるかまたは部分
的に隠されるかのいずれでもよい。
伝統的ＨＶＡＣユニットは、図８Ａ〜Ｂを参照して上述されるように、種々の入力／出力インターフェイスを有してもよい。図３５Ａにおいて、ＨＶＡＣユニット３５０２は、１２ワイヤの入力／出力インターフェイス３５１０を有するように示される。しかしながら、異なるタイプのＨＶＡＣは、より多数のまたはより少数の入力／出力ワイヤを有してもよい。加えて、将来のＨＶＡＣユニットは、ＨＶＡＣユニットがコマンドを受け取り、種々の異なる通信プロトコルのいずれかに従って、種々の通信媒体をわたって情報を伝送することを可能にするために、追加的にＲＦアンテナ３５１２または他の外部トランシーバ構成要素、および対応する内部通信機能を提供してもよい。ＨＶＡＣユニットは、暖房、冷房、および他の環境調整動作等の環境調整を提供することに関与する。ＨＶＡＣユニットは、一般に、建物または他の環境内で配電媒体中に直接に配線される。ＨＶＡＣユニットもまた、しばしば、種々のタイプの液体またはガス入力および液体またはガス出力と直接に相互接続される。
インテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムはまた、中間ボックス３５
０４等の、１つ以上の中間ボックスを含んでもよく、このうちある種のルーティングおよ
び制御機能は、特定のインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムに依存
する。図３５Ａにおいて、中間ボックスは、ＨＶＡＣユニットの１２ワイヤの入力／出力
インターフェイス３５１０に補完的な１２ワイヤの第１の入力／出力インターフェイス３
５１４、および第２の６ワイヤの入力／出力インターフェイス３５１６と共に示される。
ある種の場合において、中間ボックスは、インテリジェントなサーモスタットとの適合性
のために特定の数およびタイプの制御ワイヤを備えるＨＶＡＣ入力／出力インターフェイ
スを提供するために、マルチプレクサ／デマルチプレクサとしての機能を果たす。他の場
合においては、中間ボックスは、インテリジェントなサーモスタットの制御機能の全てま
たは一部分を含む、追加的な制御機能を含んでもよい。ある種の場合において、中間ボッ
クスは、非純正の構成要素であってもよく、または代替的に、ＨＶＡＣユニットの下位構
成要素であってもよく、その場合、中間ボックスは、インテリジェントなサーモスタット
インターフェイスおよび制御機能により向上されてもよく、それは非純正の中間ボックス
またはＨＶＡＣ−構成要素中間ボックスの破線の境界線３５２０の右手側に層３５１８と
して示される。中間ボックスは、中間ボックスが、他のインテリジェントなサーモスタッ
ト制御型ＨＶＡＣシステム構成要素に対して、種々の通信媒体によって通信することを可
能にするために、内部通信機能と共に、ＲＦアンテナ３５２２または他の外部トランシー
バ構成要素を有してもよい。場合によっては、中間ボックスは、第２の入力／出力インタ
ーフェイス３５１６を伴わずに、ＲＦアンテナまたは他の外部トランシーバ構成要素３５
２２のみを有してもよい。代替的に、中間ボックスは、ＲＦアンテナまたはトランシーバ
構成要素３５２２を伴わずに、第２の入力／出力インターフェイス３５１６のみを有して
もよい。中間ボックスの他の実装は、ＲＦアンテナまたは他の外部トランシーバ構成要素
３５２２、ならびに第２の入力／出力インターフェイス３５１６の両方を含んでもよい。
本教示の範囲内にある、インテリジェントなサーモスタットのための多くの異なる可能
性のある構成が存在し、そのうちの３つが図３５Ａに示される。インテリジェントなサー
モスタットの基部、または隠蔽部は、インテリジェントなサーモスタット３５０６の場合
のように、ＲＦアンテナまたは他の外部トランシーバ構成要素３５２４の１つまたは両方
および入力／出力有線インターフェイス３５２６を特色としてもよく、代替的に、インテ
リジェントなサーモスタット３５０７の場合のように、建物配電媒体３５３０に対するＲ
Ｆアンテナまたは他の外部トランシーバ構成要素３５２８および有線インターフェイスを
有してもよく、あるいは、インテリジェントなサーモスタット３５０８にあるように、Ｒ
Ｆアンテナもしくは他の外部トランシーバ構成要素、または入力／出力有線インターフェ
イスのいずれも有さず、代わりに、主に構造基部板としての機能を果たしてもよい。イン
テリジェントなサーモスタットの可視部は、図３５Ａに示されるように、１つ以上のＲＦ
アンテナまたは他の外部トランシーバ構成要素を有する場合も、有さない場合もあり、か
つそれらの補完的基部部分への直接ワイヤ制御および電力接続を有する場合も、有さない
場合もある。
図３５Ｂは、本出願が目的とするインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムの種々の構成要素の間の異なるタイプの相互接続に基づく、多岐にわたる異なるタイプの実装を示す。図３５Ｂは、インテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステム構成要素の間の相互通信を示すために、破線の両方向矢印３５３２等の、破線の両方向矢印を使用する。図３５Ｂはまた、３Ｇまたは４Ｇ携帯電話サービスプロバイダ等の携帯サービスプロバイダへのＲＦ周波数通信を通じて直接に、または他の無線通信による、ローカルルータおよびインターネットサービスプロバイダ（「ＩＳＰ」）を介した遠隔計算設備への相互接続を示すために、雲の記号３５３４を含む。図３５Ｂに示される少数のインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステム構成要素を相互接続する、過多の破線の両方向矢印によって見ることができるように、多くの異なるタイプの相互接続構造および戦略は、多くの異なるタイプの実装に対する根拠を提供することができ、それらの全てが本教示の範囲内にある。一例として、インテリジェントなサーモスタットＨＶＡＣ制御システムは、中間ボックスを含まない場合があり、破線の両方向矢印３５３６によって表されるように、ＨＶＡＣユニットおよびインテリジェントなサーモスタットの基部部分の直接有線相互接続を特色としてもよく、１つ以上のインテリジェントなサーモスタットの基部部分と可視部との間の直接電気相互接続を伴い、また分岐した三方向破線矢印３５３８によって示されるような、ＩＳＰ、携帯サービスプロバイダ、または他の無線通信システムを介して、遠隔計算設備に無線通信によって相互接続される基部部分および可視部の１つまたは両方のいずれかを伴う。代替的に、インテリジェントなサーモスタットＨＶＡＣ制御は、破線の両方向矢印３５４０によって表される、ＨＶＡＣユニットと中間ボックスとの間の有線相互接続のみを、ならびに図３５Ｂにおける分岐した三方向破線矢印３５４２によって表されるように、中間ボックスと、１つ以上のインテリジェントなサーモスタットの隠蔽部および可視部のいずれかまたは両方との間の無線相互接続を含んでもよい。２つ以上のインテリジェントなサーモスタットは、直接のローカル無線通信を介して、ＩＳＰ、携帯サービスプロバイダ、もしくは他の無線システムを通じて到達される遠隔計算設備を介して、または１つ以上の中間ボックスへのローカル無線通信を通じて、互いに相互通信してもよい。
図３５Ａ〜Ｂに例証されるように、有線相互接続、遠隔計算設備との無線相互接続、な
らびにＺｉｇＢｅｅＲＦ通信プロトコルおよびトランシーバ構成要素等のローカル無線通
信を含む、構成要素の間の異なるタイプの通信相互接続に基づいて実装することができる
、非常に多数の異なる可能性のあるインテリジェントなサーモスタットＨＶＡＣシステム
制御システムが存在する。インテリジェントなサーモスタットＨＶＡＣ制御システムにお
けるあらゆる構成要素は潜在的に、ＩＳＰまたは携帯サービスプロバイダを通じて直接に
、遠隔計算設備と相互接続することができる。種々のタイプの構成要素相互接続の全てに
よって提供される柔軟性は、下記に更に考察されるように、ローカル計算設備および遠隔
計算設備の間の計算オーバヘッドおよび作業の分配を含む、構成要素の間の機能の柔軟な
分割を促進する。
図３６Ａ〜Ｈは、本出願が目的とする、多くの代替的な実装を提供する、ＨＶＡＣ制御システムの機能分割における構造に基づく柔軟性を例証する。図３６Ａは、種々の実装目標および制約に依存して、多数の異なる実装を得ることができる、インテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムのための上述の構造に基づく、一般の実装戦略を例証する。図３６Ｂ〜Ｈは、図３６Ａにおいて使用されるものと同じ図解規定を使用する。図３６Ａの第１の底部３６０２において、本出願が目的とするインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムの下位構成要素のうちの多くは、記号的に列挙される。これらの下位構成要素は、ＶＳＣＵおよび関連するインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステム構成要素の先の考察に記載され、一実装において、種々のユーザインターフェイス機能、制御機能、および通信機能を制御するためにＶＳＣＵに含まれるマイクロプロセッサ等の、マイクロプロセッサ３６０４、ならびに上述の一実装において、多数の低レベル低電力消費タスクを行うためにＶＳＣＵの隠蔽部に含まれるマイクロ制御装置３６０６を含む。列挙される下位構成要素は追加的に、湿度センサ３６０８、温度センサ３６１０、可視光センサ３６１２、近位センサ３６１４、および他の環境センサを含む、多くの異なるタイプのセンサを含む。異なる製造業者によって製造される多種多様な異なる特定のタイプのセンサのいずれも、本出願が目的とするインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムの構成要素に組み込むことができることに留意すべきである。列挙される下位構成要素はまた、光・電気ユーザインターフェイス３６２０を制御するための表示ドライバ３６２２と共に、ステータスインジケータ３６１６、機械式ユーザインターフェイス３６１８、および光・電気ユーザインターフェイス３６２０を含む。列挙される下位構成要素は追加的に、携帯サービスプロバイダとの直接通信のためにローカル無線ルータまたは３Ｇもしくは４Ｇ無線モジュールと通信する、ＲＦモジュール等の無線モジュール３６２４、および上述のＺｉｇＢｅｅＲＦトランシーバ構成要素３６２６等のローカル無線通信モジュールを含む。列挙される下位構成要素は追加的に、プロトコルエンジン３６２８、ＳＤＲＡＭメモリ３６３０、大容量ＮＡＮＤ記憶装置３６３２、長期電池エネルギー源３６３４、リチウムイオン電池バッファまたは他のタイプの電池バッファ３６３６、ワイヤ挿入センサ３６３８およびワイヤコネクタ３６４０、電力供給回路３６４２、電力管理回路３６４４、ウェイク・オン回路３６４６、キャパシタ３６４８、電力スティーリング回路３６５０、ならびにＦＥＴスイッチ３６５２を含む。図３６Ａの下部区分３６０２に示される下位構成要素は、下位構成要素の代表的な集まりとして意図されるが、いずれの特定のインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムの異なる下位の構成要素の全てを表すわけではない。更に、異なる総計的な機能を備え、異なるインターフェイスを有する、異なる製造業者によって製造される下位構成要素を含む、これらの下位構成要素の各々の多くの異なる可能性のある事例が用いられ得る。ある種の場合において、個々に列挙される下位構成要素は、より大きい下位構成要素内に一緒に集成されてもよく、また列挙される下位構成要素の機能は代わりに、２つ以上のやや低い機能の下位構成要素から得られてもよい。
図３６Ａの中央部分３６５４は、インテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシ
ステムの特定の実装が得られる基となる、制約・目標に基づいた機能分配または分割を表
す。コスト、維持能力、アップグレード柔軟性、確実性、設置の簡便さ、全体的機能およ
び堅牢性、ならびに他のかかる制約および目標を含む、幾つかの異なるタイプの制約およ
び目標が、インテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムの構成要素の間の
機能分配を誘導してもよい。
図３６Ａの第３の部分３６５６において、下位構成要素３６５８、３６６０、３６６２
、および３６６４の一覧は、それぞれ、ＨＶＡＣユニット（単数または複数）、１つ以上
の中間ボックス、１つ以上のインテリジェントなサーモスタットの隠蔽部、および１つ以
上のインテリジェントなサーモスタット可視部の間の、下位構成要素および関連する機能
の分割に対応する。ＨＶＡＣ、中間ボックス、隠蔽部、および可視部の記号表現は、上の
一覧３６６５〜３６６８に示される。
図３６Ａは、特定の実装よりもむしろ、設計プロセスのための始動点を表し、したがっ
て図３６Ａの第３の部分３６５６において示される下位構成要素および機能分配は、大部
分が空である。図３６Ａにおいて、インテリジェントなサーモスタットの可視部は、必然
的に外部可視カバー３６７０を含むように示され、ＨＶＡＣユニットは、暖房／冷房／他
の環境調整機能３６７２および入力／出力ワイヤならびに他のＨＶＡＣユニット接続３６
７４を含むように示される。上述のように、将来的に、ＨＶＡＣユニットは、ワイヤ入力
／出力インターフェイスを含まない場合がある。これは、図３６Ａ〜Ｈを参照して考察さ
れる設計プロセス上の唯一の初期の制約を表す。図３６Ａの下部の部分３６０２における
残りの下位構成要素は、特定のインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステ
ム実装を製造するために、特定の目標および制約に従って１つ以上のＨＶＡＣユニット、
１つ以上の中間ボックス、および１つ以上のインテリジェントなサーモスタットの間で分
配されるか、または複製かつ分配されてもよい。多くの実装は、中間ボックスを含まず、
それは、したがって任意の構成要素である。特定のインテリジェントなサーモスタット制
御型ＨＶＡＣシステムが、図３６Ａの図解規定を使用して、図に示される分割によって例
証される、２つ以上の異なるタイプの実装を備えてもよいことにもまた留意するべきであ
る。
図３６Ｂ〜Ｈは、図３６Ａの図解規定を使用して、本出願が目的とするインテリジェン
トなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステム、またはインテリジェントなサーモスタット
制御型ＨＶＡＣシステムの一部分の、７つの異なる可能性のある実装を例証する。これら
の７つの異なる実装は、種々の具体的な設計制約および目標の下に、図３６Ａの設計プロ
セスによって得ることができる、多くの異なる可能性のある実装のうちの非常に少数にす
ぎない。図３６Ｂに示される実装において、中間ボックスは存在せず、ＨＶＡＣユニット
は、図３６Ｂにおける両方向矢印３６７６によって表されるように、１つ以上のインテリ
ジェントなサーモスタットのうちの１つの隠蔽部に直接に接続される。図３６Ｂの一覧３
６６２に示されるように、各インテリジェントなサーモスタットの隠蔽部は、一覧３６６
２におけるアイコンまたは記号によって表されるように、複数のセンサ、マイクロ制御装
置、ウェイク・オン回路、スイッチ、複数のキャパシタ、電力供給回路、および電力ステ
ィーリング回路を含む。インテリジェントなサーモスタットの可視部は、図３６Ｂにおけ
る一覧３６６４における種々の下位構成要素を含む。これらは、マイクロプロセッサ、無
線モジュール、ローカル−無線モジュール、機械式ユーザインターフェイスおよび光・電
気ユーザインターフェイス構成要素、多数の環境センサ、表示ドライバ、プロトコルエン
ジン、電池バッファ、種々のタイプのメモリ、ならびに電力管理モジュールを含む。これ
らの構成要素の全ては、図１Ａ〜３４を参照して上述される。図３６Ｂに示される実装は
、図１８Ａ〜２５に例証される上述の実装に対応する。この実装において、電力スティー
リング回路、電力供給回路、およびワイヤコネクタは、インテリジェントなサーモスタッ
トの隠蔽部におけるワイヤ入力／出力インターフェイスに近位で配置され、このうち残り
のインテリジェントなサーモスタット制御機能は、インテリジェントなサーモスタットの
可視部に配置される。この実装は、複雑でより高レベルの機能のうちの多くをインテリジ
ェントなサーモスタットの可視部に配置しながら、確実で簡便に設置される隠蔽部を提供
し、それは、保守管理および修理中に迅速に除去し、交換することができ、かつそれは、
可視部の交換によって簡便にアップグレードすることができる。
図３６Ｃは、本出願が目的とするインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシ
ステムの主要な構成要素の間の機能の異なる分割によって得られる、異なる実装を示す。
この実装は、図３６Ｂに示されるものと同様であるが、重要な電力消費下位構成要素のう
ちのほとんどが、インテリジェントなサーモスタットの可視部から、インテリジェントな
サーモスタットの隠蔽部にシフトされることを除く。この実装において、インテリジェン
トなサーモスタットの可視部は、図３６Ｃにおける一覧３６６４に示されるように、機械
式ユーザインターフェイスおよび光・電気ユーザインターフェイス、多数のセンサ、なら
びに電池バッファのみを含む。マイクロプロセッサ、無線モジュール、表示ドライバ、プ
ロトコルエンジン、メモリ、電力管理モジュール、および他の下位構成要素は、図３６Ｃ
における一覧３６６２に示されるようにインテリジェントなサーモスタットの隠蔽部にシ
フトされている。この場合、機能分割は、重要な電力消費下位構成要素のうちの可能な限
り多くを、インテリジェントなサーモスタットの隠蔽部上に配置するように行われている
。関連する実装において、電池バッファ３６７７は、長期交換可能電池３６７８によって
置き換えられてもよく、または可視部が隠蔽部から比較的電力独立型となるように、長期
電池で補充されてもよい。なおも追加的な関連する実装では、可視部がパッシブユーザイ
ンターフェイス機能および少数の温度センサのみを含むように、電池バッファさえも、可
視部から隠蔽部に移される場合がある。可視部は、この実装において、様式的または他の
目的のために簡便に相互交換され得る、比較的低コストの品目となる。更に、可視部は、
かかる実装において、インテリジェントなサーモスタット機能を中断または低下させるこ
となく、隠蔽部から除去することができる。
図３６Ｄは、図３６Ｄにおける一覧３６６２に示されるように、機能のうちの多くが隠
蔽部から、図３６Ｄにおける一覧３６６４に示される、インテリジェントなサーモスタッ
トの可視部に移動させられた、なおも異なる実装を示す。この実装において、隠蔽部は、
主に、可視部を建物配電システムと相互接続する機能を果たす。代替的に、電力供給回路
およびキャパシタよりもむしろ、隠蔽部が、代替的な実装において、インテリジェントな
サーモスタットの可視部のための電力源として、長期電池３６７８を収容する。この実装
は、図３６Ｂに示される実装に従って実装される、主要なおよび一次インテリジェントサ
ーモスタットと相互通信する、補助的インテリジェントサーモスタットに好適であろう。
補助的インテリジェントサーモスタットおよび一次インテリジェントサーモスタットは、
１つ以上のＨＶＡＣユニットを制御するために相互協同（ｉｎｔｅｒｃｏｏｐｅｒａｔｅ
）することができる。補助的サーモスタットは、居住者が、全環境の小区域に対してＨＶ
ＡＣ動作を制御することを可能にするために、または一次インテリジェントサーモスタッ
トから離れた区域から全環境を好都合に制御するために、一例として、例えば、寝室また
は地階のように、種々の位置に配置されてもよい。一次インテリジェントサーモスタット
は、有線インターフェイスに直接に結合されてもよく、上述の、電力スティーリング機構
によって動作電力を得てもよい一方で、補助的サーモスタットは、電力を建物配電システ
ム、長期、高容量電池、または他の電力供給源から得る。
図３６Ｅは、なおも別のインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムを
例証する。この実装は、図３６Ｂに示される実装と同様であるが、ある種のインテリジェ
ントなサーモスタットの隠蔽部によって好都合に収容され得るものよりも大幅により多く
のワイヤを用いて、ＨＶＡＣのワイヤ入力／出力インターフェイスとインターフェイスを
とるために、中間ボックスが含まれることを除く。中間ボックスは故に、インテリジェン
トなサーモスタットの隠蔽部が、より少ないワイヤを用いてワイヤ入力／出力インターフ
ェイスとインターフェイスをとることを可能にする、マルチプレクサ／デマルチプレクサ
として作用する。これは、インテリジェントなサーモスタットのサイズが大幅に制約され
るとき、かつインテリジェントなサーモスタットの隠蔽部におけるスイッチ、ワイヤコネ
クタ、および挿入センサの数を増加させることが非実用的またはコスト効率的でないとき
に重要であり得る。残りの機能は、図３６Ｂに示される機能分割と同様に、図３６Ｄにお
いて分割される。
図３６Ｆは、本出願が目的とするインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシ
ステムのなおも異なる実装を示す。この実装において、中間ボックスが用いられ、図３６
Ｆにおける一覧３６６２および３６６０を、図３６Ｅにおける同じ一覧と比較することに
よって見ることができるように、インテリジェントなサーモスタットの隠蔽部の機能のう
ちの多くは、中間ボックスに移動させられている。この実装において、インテリジェント
なサーモスタットの隠蔽部は、インテリジェントなサーモスタットの可視部を建物配電シ
ステム接続するのみの機能を果たす。インテリジェントなサーモスタットの可視部は、中
間ボックスと直接にまたはクラウドを通じて通信する。図３６Ｇに示される同様の実装に
おいて、中間ボックスは、全体的機能のさらにより多くを引き受け、このうちインテリジ
ェントなサーモスタットの可視部は、長期電池によって独立型で電力供給される。図３６
Ｆおよび３６Ｇに示される両方の実装において、専売の向上または専売の中間ボックスの
いずれかを有する非純正の中間体である中間ボックスは、制御機能のかなりの部分を引き
受け、インテリジェントなサーモスタットがむしろ補助的インテリジェントサーモスタッ
トとして機能し、ＨＶＡＣ配線から独立型で電力供給されることを可能にする。
図３６Ｈは、本出願が目的とする別のインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡ
Ｃシステムを示す。この実施形態において、中間ボックスは使用されず、インテリジェン
トなサーモスタットの可視部は、図３６Ｂに示される実装のジェントなサーモスタットの
可視部と同様の機能を有するが、インテリジェントなサーモスタットの隠蔽部は、図３６
Ｂの実装におけるサーモスタットの隠蔽部の機能の全て、ならびに可視部に含まれるはる
かに冗長的な機能を有する。これは、図３６Ｈにおける一覧３６６２を図３６Ｂにおける
一覧３６６２と比較することによって見ることができる。この実装において、インテリジ
ェントなサーモスタットの隠蔽部は、図３６Ｄに示される実装におけるインテリジェント
なサーモスタットの性能の全てを有する、本質的に独立型のインテリジェントなサーモス
タットである。インテリジェントなサーモスタットの可視部は、大部分が冗長的である。
この実装において、可視的部分は除去され、後になって、インテリジェントなサーモスタ
ットのユーザインターフェイスおよび／または外見を向上または変更するために、恐らく
は、非純正の可視部を含む、別の可視部と置き換えられてもよい。インテリジェントなサ
ーモスタットの隠蔽部および可視部において冗長的な機能を含めることは、それ自体、非
常にコスト効率的ではない場合がある一方で、冗長性は、冗長的な構成要素を含むことの
追加コストを相殺する増加された確実性、堅牢性、および構成柔軟性を含む、多くの追加
された便益を提供する場合がある。
図３５Ａ〜Ｂを参照して上述されるように、インテリジェントなサーモスタット制御型
ＨＶＡＣシステムのための構造は、インテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシ
ステムの構成要素の間の通信および制御の柔軟な分配を提供し、それは次に、特定の環境
、特定の既存のＨＶＡＣシステムのため、および他の状況のために有益であり得る、多数
の異なる実装を提供する。図３６Ａ〜Ｈを参照して上述されるように、下位構成要素を、
インテリジェントなサーモスタットのＨＶＡＣ、中間ボックス、隠蔽部、および可視部の
間で分割する能力は、多くの異なる実装制約および目標に対処する、非常に多数の異なる
可能性のある実装を提供する。しかしながら、本出願が目的とするインテリジェントなサ
ーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムの構造は、更により大きい全体的実装柔軟性を提供
する。図３７は、本出願が目的とするインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣ
システムの計算的に分配される性質から生じる、追加的な実装柔軟性を例証する。図３７
に示されるように、マイクロ制御装置、マイクロプロセッサ、および他の計算エンジンは
、インテリジェントなサーモスタットの隠蔽部３７０２および３７０４、インテリジェン
トなサーモスタットの可視部３７０６および３７０８、将来のＨＶＡＣユニット３７１０
、ならびに中間ボックス３７１２に組み込むことができる。加えて、これらの構成要素の
全ては、インターネットサービスプロバイダ、携帯サービスプロバイダ、または他の中間
通信設備を介して、遠隔クラウドサーバー３７１４等の遠隔計算設備により、直接または
間接に相互接続されてもよい。結果として、ＨＶＡＣ制御に関連する計算タスクの全ては
、静的および動的の両方で、インテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステム
内の異なるプロセスエンティティの全ての間で、多くの異なる方法で分配することができ
る。通信帯域幅が改善し続けるにつれて、ならびに通信媒体の確実性およびフォールトト
レランスが改善するにつれて、ＨＶＡＣ制御の総計算負荷の増加する部分を遠隔計算設備
に移すことが実現可能となり得、ローカルのインテリジェントなサーモスタット制御型Ｈ
ＶＡＣシステム構成要素に含まれる計算エンティティおよび制御プログラムが単純化され
る。対照的に、マイクロプロセッサがより有能となるにつれて、および電子メモリがより
迅速で、より高密度で、かつより経済的になるにつれて、計算負荷のより多くの部分は、
遠隔計算設備によって行われるよりもむしろ、ローカル計算エンティティにシフトされ得
る。本出願が目的とするインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムの計
算的に分配される性質は、多くの異なる制約の組み合わせのいずれの下での種々の実装目
標も最適化するために、全体的計算負荷の多くの異なる静的および動的分割を可能にする
。更に、堅牢性およびフォールトトレランスにおけるかなりの増加は、通信相互接続、ロ
ーカル電力利用可能性、および他の要因の現在のステータスおよび処理能力に依存して、
計算負荷を遠隔計算設備からローカル計算機能に動的に入替え、再び戻すことによって達
成することができる。
図３６Ａ〜Ｈに示される実装は、いずれの特定のインテリジェントなサーモスタット制
御型ＨＶＡＣシステム内のインテリジェントなサーモスタット、ＨＶＡＣユニット、また
は中間ボックスの一部分のみに関する場合があることに留意すべきである。換言すると、
インテリジェントなサーモスタットのある種は、図３６Ａ〜Ｈのうちの１つに示される一
実装に従って実装されてもよい一方で、別のものは、図３６Ａ〜Ｈに示される別の実装に
従って実装されてもよい。上述のように、図３６Ａ〜Ｈは、インテリジェントなサーモス
タット制御型ＨＶＡＣシステム構成要素の間の代替的な分割および機能を通じて達成する
ことができる、多くの可能性のある異なる実装のうちの非常に少数のみを示す。
本発明は、特定の実施形態の点から記載されているが、本発明がこれらの実施形態に限
定されることは意図されない。本発明の趣旨内での修正は当業者に明らかとなろう。例え
ば、上述のように、図３６Ａ〜Ｈを参照して上述される実装プロセスに従って、機能分割
を通じて得ることができる、本出願が目的とするインテリジェントなサーモスタット制御
型ＨＶＡＣシステムおよびインテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムの
構成要素の多くの異なる可能性のある実装が存在する。例えば、上述のように、インテリ
ジェントなサーモスタットのある種のクラスの隠蔽部は、一緒に、インテリジェントなサ
ーモスタット機能を隠蔽部のみに提供する電気・光・機械式ユーザインターフェイス、全
通信性能、および他の下位構成要素を有する、独立型のインテリジェントなサーモスタッ
トであってもよく、機能がやや低いユーザインターフェイス、より少数のセンサ、および
機能がやや低い通信下位構成要素を有する、機能がやや低いインテリジェントなサーモス
タットであってもよく、または、非常に単純な機械式ユーザインターフェイスおよび初歩
的なサーモスタット機能を有してもよい。対照的に、隠蔽部は、単に構造ドッキングユニ
ット、あるいは建物配電システム中への直接配線を介して、電気コンセント中に差し込む
アダプターを介して、または電池もしくは他の内部エネルギー源を介して、電力をインテ
リジェントなサーモスタットの可視部に提供する構造ドッキングユニットであってもよく
、それにより、ＨＶＡＣワイヤ入力／出力インターフェイスに直接に接続された一次イン
テリジェントサーモスタットに加えて、複数の補助的インテリジェントサーモスタットが
使用されることを可能にする。
ある種の実装では、例えば、インテリジェントなサーモスタット、特に、補助的インテ
リジェントサーモスタットの役割において使用されるインテリジェントなサーモスタット
の、隠蔽部および可視部は、単一の携帯型または半携帯型ユニットを形成するために組み
合わされてもよい。ある種の実装では、インテリジェントなサーモスタットは、専用の補
助的インテリジェントサーモスタットおよび一次インテリジェントサーモスタットであっ
てもよく、このうち補助的および一次役割は、設置の前後に静的におよび動的に構成可能
である一方で、他の実装においては、役割は、使用量およびユーザ入力により動的に異な
ってもよく、このうち補助的インテリジェントサーモスタットおよび一次インテリジェン
トサーモスタットの両方は、機能を同様または同一に備える。他の実装においては、中間
ボックスは、ＨＶＡＣユニットのワイヤ入力／出力インターフェイスとのインターフェイ
スをとり、無線または有線インターフェイスをインテリジェントなサーモスタットに提供
する。中間ボックスは、主に、マルチプレクサ／デマルチプレクサもしくはブリッジとし
て作用してもよく、または代替的な実装においては、インテリジェントなサーモスタット
の機能の一部分もしくはその全てを含んでもよい。インテリジェントなサーモスタット制
御型ＨＶＡＣシステム構成要素の間の任意の所与の通信相互接続について、多くの異なる
代替的な実装は、ローカルルータおよびＩＳＰを通じて、３Ｇおよび４Ｇ無線モジュール
ならびにモバイルサービスプロバイダを通じて、ならびに他の手段によって、計算作業を
、インテリジェントなサーモスタット制御型ＨＶＡＣシステムと相互接続される遠隔コン
ピュータ設備に分配することを含めて、機能および計算作業を異なって分配することによ
って得られてもよい。
一例では、多くの点で、ラジオブームボックス、時計付きラジオ、または他のデスクト
ップ電気機器もしくはナイトテーブル電気機器もしくはエンターテイメントデバイスと物
理的に類似する、携帯型または半携帯型ユニットが、記載される実施形態の範囲内であり
、このユニットは、ドッキングステーションとしての機能を果たし、またユニットは、補
助的インテリジェントサーモスタットユニット（すなわち、ＨＶＡＣ配線に直接に接続さ
れないもの）を形成するために、インテリジェントなサーモスタットの可視部が内部に噛
合可能に接続可能である、その上に一体化された隠蔽部を有する。ドッキングステーショ
ンが、１つ以上の温度センサ、湿度センサ、居住センサ、無線通信モジュール、補助的プ
ロセッサモジュール、または他のサーモスタット関連センサもしくはモジュールを含み、
従来の壁ソケットまたはＡＣ／ＤＣ変圧器によって電力供給されることは、記載される実
施形態の範囲内である。一般に、ドッキングステーション載置型構成要素に対する空間制
限および電力制限はより少ないであろうため、それらの構成要素は、小型壁掛けユニット
と比較して、より高い能力、より高い感受性、および／または低減されたコストのもので
あり得、更に、構成要素の間により多くの離間が存在し得、その結果、内部加熱効果が設
計制約として実質的に低減される。インテリジェントなサーモスタットの可視部がドッキ
ングステーションと噛合するとき、インテリジェントなサーモスタット機能のうちの１つ
以上は、置換された文脈において（例えば、周囲温度感知機能が、可視部におけるよりも
むしろドッキングステーションにおける温度センサによって完全に行われる）、または補
充的な文脈において（例えば、周囲温度感知機能が、ドッキングステーションおよび可視
部両方における温度センサによって協力して行われる）、全体的に増加された実績のため
にドッキングステーション構成要素のうちの１つ以上によって行うことができる。任意に
、ドッキングステーションは、サーモスタットドッキング機能に加えて、実際に、ラジオ
ブームボックス、時計付きラジオ、または他のかかる電気機器として動作する。実際、１
つのシナリオにおいて、ドッキングステーションは、２つのドッキングコネクタを有する
可能性があり、このドッキングコネクタの一方は、可視部と噛合するためのインテリジェ
ントなサーモスタットの隠された（部分的に隠された）部分に対応し、ドッキングコネク
タの他方は、ｉＰｏｄ（登録商標）、ｉＰｈｏｎｅ、ｉＰａｄ、または他のスマートデバイスと噛合するための従来のｉＰｏｄ／ｉＰｈｏｎｅ／ｉＰａｄドッキングコネクタ（または他のスマートデバイスコネクタ）である。より一般的に、図３５Ａ〜３７に例証される隠蔽部が、壁掛けシナリオに特に有用である円盤形のバックプレートの形態で例証される一方で、隠蔽部は、多種多様な表面、場所、位置、もしくは容器上への設置のため、および／またはその中への一体化のために容易に形成され得ることを理解されたい。
開示される実施形態の先の説明は、いずれの当業者も本開示を作成または使用すること
が可能となるように提供されることを理解されたい。これらの実施形態への種々の修正は
、当業者に容易に明らかとなり、本明細書に定義される一般的な原則は、本開示の趣旨ま
たは範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用されてもよい。故に、本開示は、本
明細書に示される実施形態に限定されるようには意図されないが、本明細書に開示される
原則および新規の特色と一貫した最も広い範囲を与えられるものとする。

Claims (18)

  1. クライメートコントロールシステムであって、
    包囲空間に暖房および／または冷房を提供する暖房、換気および空気調整（ＨＶＡＣ）ユニットを備え、前記ＨＶＡＣユニットは、前記包囲空間内の第１の位置に位置付けられ、前記クライメートコントロールシステムはさらに、
    中間ボックスを備え、前記中間ボックスは、
    第１の無線通信モジュールと、
    前記ＨＶＡＣユニットに結合され、前記ＨＶＡＣユニットを制御するための複数のＨＶＡＣワイヤと、
    前記複数のＨＶＡＣワイヤ上で、前記第１の無線通信モジュールを介して受け取られたコマンドをＨＶＡＣ制御信号に変換するための回路とを備え、
    前記クライメートコントロールシステムはさらに、
    実質的に前記第１の位置から離れた前記包囲空間内の第２の位置に位置付けられたサーモスタットを備え、前記サーモスタットは、
    １つ以上のメモリと、
    前記中間ボックスの前記第１の無線通信モジュールと通信する第２の無線通信モジュールと、
    居住センサと、
    温度センサと、
    １つ以上のプロセッサとを備え、前記１つ以上のプロセッサは、
    ＨＶＡＣ周期中に前記温度センサによって検出される、前記包囲空間の温度を記録するように構成され、
    前記居住センサからの読取りに基づいて居住データを記録するように構成され、
    前記温度および前記居住データをクラウドサーバに送信するように構成されており、前記クラウドサーバは、前記居住データに基づいて最適なＨＶＡＣスケジュールを生成し、前記１つ以上のプロセッサはさらに、
    前記クラウドサーバから前記最適なＨＶＡＣスケジュールを受け取るように構成され、
    前記複数のＨＶＡＣワイヤ上でのＨＶＡＣ制御信号への変換のために、前記第２の無線通信モジュールを介して前記中間ボックスに前記コマンドを送信することによって、前記最適なＨＶＡＣスケジュールに従って前記ＨＶＡＣユニットを運転するように構成されており、
    前記サーモスタットは、機械式ユーザインターフェイスをさらに備え、前記機械式ユーザインターフェイスは、ユーザの回転入力モーションを追跡するように構成されたリングを備え、前記リングは、前記ユーザによって内方向に押すことができるようにさらに構成されている、クライメートコントロールシステム。
  2. 前記サーモスタットは、少なくとも部分的に電池によって電力供給される、請求項１に記載のクライメートコントロールシステム。
  3. 前記サーモスタットは、回線電源に接続されず、前記サーモスタットは、前記クライメートコントロールシステムからのＣワイヤに接続されない、請求項２に記載のクライメートコントロールシステム。
  4. 前記温度および前記居住データは、周期的に前記クラウドサーバに送信される、請求項１に記載のクライメートコントロールシステム。
  5. 前記温度および前記居住データは、１日に１回前記クラウドサーバに送信される、請求項４に記載のクライメートコントロールシステム。
  6. 前記最適なスケジュールは、少なくとも１シーズン当たり１回ダウンロードされる、請求項１に記載のクライメートコントロールシステム。
  7. 前記１つ以上のプロセッサは、前記最適なＨＶＡＣスケジュールが前記クラウドサーバにおいて生成されるので使用できる１つ以上の低電力プロセッサを含む、請求項１に記載のクライメートコントロールシステム。
  8. 前記サーモスタットは、前記サーモスタットをローカルルータを介してインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）に接続する長距離無線通信モジュールをさらに備え、前記サーモスタットは、前記インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）を介して前記クラウドサーバと通信する、請求項１に記載のクライメートコントロールシステム。
  9. 前記サーモスタットは、前記リング内に配備された電子表示装置を備える、請求項１に記載のクライメートコントロールシステム。
  10. クライメートコントロールシステムを制御する方法であって、
    包囲空間に暖房および／または冷房を提供するために暖房、換気および空気調整（ＨＶＡＣ）ユニットを使用するステップを備え、前記ＨＶＡＣユニットは、前記包囲空間内の第１の位置に位置付けられ、前記方法はさらに、
    中間ボックスを前記ＨＶＡＣユニットに接続するステップを備え、前記中間ボックスは、
    第１の無線通信モジュールと、
    前記ＨＶＡＣユニットに結合され、前記ＨＶＡＣユニットを制御するための複数のＨＶＡＣワイヤと、
    前記複数のＨＶＡＣワイヤ上で、前記第１の無線通信モジュールを介して受け取られたコマンドをＨＶＡＣ制御信号に変換するための回路とを備え、
    前記方法はさらに、
    実質的に前記第１の位置から離れた前記包囲空間内の第２の位置に位置付けられたサーモスタットを運転するステップを備え、前記サーモスタットは、
    １つ以上のメモリと、
    前記中間ボックスの前記第１の無線通信モジュールと通信する第２の無線通信モジュールと、
    居住センサと、
    温度センサと、
    １つ以上のプロセッサとを備え、前記１つ以上のプロセッサは、
    ＨＶＡＣ周期中に、前記温度センサによって検出される、前記包囲空間の温度を記録するように構成され、
    前記居住センサからの読取りに基づいて居住データを記録するように構成され、
    前記温度および前記居住データをクラウドサーバに送信するように構成され、前記クラウドサーバは、前記居住データに基づいて最適なＨＶＡＣスケジュールを生成し、前記１つ以上のプロセッサはさらに、
    前記クラウドサーバから前記最適なＨＶＡＣスケジュールを受け取るように構成され、
    前記複数のＨＶＡＣワイヤ上でのＨＶＡＣ制御信号への変換のために、前記第２の無線通信モジュールを介して前記中間ボックスに前記コマンドを送信することによって、前記最適なＨＶＡＣスケジュールに従って前記ＨＶＡＣユニットを運転するように構成されており、
    前記サーモスタットは、機械式ユーザインターフェイスをさらに備え、前記機械式ユーザインターフェイスは、ユーザの回転入力モーションを追跡するように構成されたリングを備え、前記リングは、前記ユーザによって内方向に押すことができるようにさらに構成されている、方法。
  11. 前記サーモスタットは、少なくとも部分的に電池によって電力供給される、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記サーモスタットは、回線電源に接続されず、前記サーモスタットは、前記クライメートコントロールシステムからのＣワイヤに接続されない、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記温度および前記居住データは、周期的に前記クラウドサーバに送信される、請求項１０に記載の方法。
  14. 前記温度および前記居住データは、１日に１回前記クラウドサーバに送信される、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記最適なスケジュールは、少なくとも１シーズン当たり１回ダウンロードされる、請求項１０に記載の方法。
  16. 前記１つ以上のプロセッサは、前記最適なＨＶＡＣスケジュールが前記クラウドサーバにおいて生成されるので使用できる１つ以上の低電力プロセッサを含む、請求項１０に記載の方法。
  17. 前記サーモスタットは、前記サーモスタットをローカルルータを介してインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）に接続する長距離無線通信モジュールをさらに備え、前記サーモスタットは、前記インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）を介して前記クラウドサーバと通信する、請求項１０に記載の方法。
  18. 前記サーモスタットは、前記リング内に配備された電子表示装置を備える、請求項１０に記載の方法。
JP2016243324A 2010-12-31 2016-12-15 クライメートコントロールシステムおよびクライメートコントロールシステムを制御する方法 Active JP6370870B2 (ja)

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