JP2008099448A - 家電製品の電源管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】使用電力量が許容量を超えてしまった場合、全ての家電製品が強制的に電源オフされてしまい、ＰＣ等にとって次回の起動時に不都合が生じるので、これを回避する電源管理を行うこと。
【解決手段】各コンセント３１と配電盤１１の間にソフトブレーカ２１を設置し、ソフトブレーカをＬＡＮ経由で制御端末１２がオン／オフ制御する。制御端末１２は使用電力量が許容量を超えるときにブレーカ２１をオフするが、ブレーカオフは、予めユーザが設定したブレーカをオフにする優先順位等の設定項目に従って制御される。また、ブレーカオフする前にはユーザに通知することで、優先順位が低いにも関わらずユーザが意図して使用している家電製品のブレーカがオフとなることを防ぐ。また、制御端末はインターネット等に接続可能であり、ユーザは携帯電話等を使用して制御端末にアクセスし、手動でのブレーカ制御も可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各コンセントへの電源供給を自動もしくはユーザの意思で管理することができる電源管理システムに関する。

電源管理に関する従来技術は多数、提案がなされている。例えば、特許文献１のように、制御端末（ＰＣ）と、各コンセントにソフトウェアで制御できるブレーカ（ソフトブレーカ）を設ける。予め各機器に優先順位や使用時間帯を設定しておき、許容電力量を超えそうな場合には、予め設定しておいた優先順位や使用時間帯を考慮してソフトブレーカをオフする。そうすることで、メインブレーカが落ちるのを防ぐ。
特開２００４−３２０８４９号公報

従来、ブレーカは、各家庭に１台、配電盤に設置されており、家屋全体の電気使用量が許容電力量をオーバーした際に電力の供給を強制的に遮断するものである。しかしながら、トータルでの使用量がオーバーしたときに、すべての機器への電力供給を遮断してしまうのは、ＰＣなどの次回の起動時に影響を及ぼすような機器にとっては致命的な手段であると言える。

また、特許文献１の技術では、設定した以外の時間に機器を使用している際に許容量が超えてしまった場合、設定時間外に使用していた機器に接続されているブレーカが強制的にオフされてしまう。設定時間外に使用するということは、特別にその時間に使用する必要があるためだと考えられるため、強制的にオフされてしまうのは使い勝手が悪い。また、従来技術では自動的に管理が行えるものの、ユーザが手動で制御端末を操作してブレーカをオフ／オンする機能がないのも不便である。

本発明の目的は、コンセント毎にブレーカを設置し、各ブレーカを制御端末に接続して、制御端末で家電製品の使用電流量を管理制御して、各ブレーカを介して特定の家電製品の電源をオフすることで大元のブレーカがオフされるのを未然に防止する電源管理システムを提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
家庭内の機器の電源をオン又はオフする電源管理システムであって、前記機器を接続するコンセントと配電盤との間に前記機器の電源をオン又はオフするブレーカを設置し、前記ブレーカのオン又はオフを制御する制御端末を前記ブレーカと非接続で前記配電盤に接続し、
前記制御端末は、複数の機器に対するブレーカをオフする優先順位、機器毎の使用電流値、機器毎の使用時間を少なくとも管理する機能と、使用している機器の使用電流値の総和が設定値を超える場合に前記優先順位をもとにブレーカによる電源オフすべき機器をユーザに通知する機能と、前記通知する機能によるユーザからの電源オフすべき指定された機器の応答に対して処理する機能と、を備え、
前記制御端末における前記管理する機能、前記通知する機能及び前記処理する機能に基づいて前記機器毎のブレーカのオンオフ制御を行うことで前記配電盤に設置の大元のブレーカがオフすることを未然に防止する構成とする。

また、前記電源管理システムにおいて、前記ブレーカ同士はＬＡＮで接続され、前記ＬＡＮに接続された前記制御端末が前記ブレーカをオンオフ制御して家庭内の使用機器の電源を管理する構成とする。さらに、前記電源管理システムにおいて、前記制御端末は、インターネットなどの外部ネットワークを介して携帯電話などの端末と接続され、前記端末による手動操作で前記機器毎のブレーカのオン／オフ制御を行う構成とする。

本発明よれば、配電盤に設置されている大元のブレーカが落ちるのを防ぐことができる。そうすることで、全ての家電製品への供給が妨げられることがなくなるため、ユーザは安心して家電製品を使用することができる。

また、ＰＣ等の急な電源オフが次回の動作に悪影響を及ぼす機器に対して、ユーザの設定次第で急に電源オフとなることを防ぐことができる。

さらに、制御端末はインターネット等の外部ネットワークに接続可能であるため、携帯電話等で制御端末１２にアクセスすることで、ユーザの手動による電源管理も可能となる。

本発明の実施形態に係る電源管理システムについて、図１〜図８を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る電源管理システムを構成する各構成要素間の接続形態を示す図である。図２は本実施形態に係る電源管理システムの構成要素であるブレーカの内部構成を示す図である。図３は本実施形態に関する接続機器に対して予め設定する設定内容の一覧表である。

また、図４は本実施形態に関する使用機器の総電流量が許容電流値を超えたか否を判定するフローチャートである。図５は本実施形態に関する使用機器の総電流量が許容電流値を超えた場合におけるブレーカオフをユーザへ通知するフローチャートである。図６は図５に示すブレーカオフのユーザへの通知後におけるユーザからの返答を処理するフローチャートである。図７は図６に示すユーザからの返答において電力オーバーの場合のユーザへの再通知を処理するフローチャートである。図８は本実施形態に関するブレーカオフをユーザに通知する通知画面例を示す図である。

図面において、１０は電柱などの外部電源、１１は配電盤、１２は制御端末、１３はインターネット、２１はブレーカ、３１はコンセント、４１は家電製品、２１１は電流計、２１２はソフトウェアブレーカ、をそれぞれ表す。

図１に本実施形態を利用した配線形態例を示す。ブレーカ２１を各コンセント３１と配電盤１１の間に設置する。ブレーカ２１はＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で制御端末１２と接続する。なお、接続端末１２は電源がオフしてしまうことを防ぐために、ブレーカ２１を介さない電源を接続、または優先順位を「０」と設定（ブレーカオフの対象外）して、ブレーカをオフにする対象から外す必要がある。

図２に本実施形態で使用するブレーカ２１の内部構成例を示す。ブレーカ２１は電流計２１１とソフトブレーカ２１２から成る。なお、電流計２１１は使用している電流量を測定するものであるが、消費電力計等でも代用が可能である。ソフトブレーカ２１２とはソフトウェアによって制御可能なブレーカのことであるが、本実施形態では一般的なソフトブレーカ２１２を用いることで実現可能であるため、ソフトブレーカ２１２に関しての詳細な説明は省略する。

制御端末１２をブレーカ２１とＬＡＮで接続する。電流計２１１はコンセント３１に接続された家電製品４１の使用電流量を測定し、その情報を定期的に制御端末へ送信する。家庭内の全ての電流計２１１から送られてきた電流量を計算し、設定した許容電流量を超えそうになった場合には、ユーザの携帯電話やＰＣ等の設定しておいた機器へＥ−ｍａｉｌで通知する。

図３にユーザが予め設定する設定内容一覧表の一例を示す。ユーザは制御端末１２で許容電流量値や優先順位等の設定をする。本実施形態での許容電流量値とはユーザが使用制限したい値であり、許容電流量値を電力会社と契約している電流量値以下の値（例えば、１５（Ａ））に設定することを前提としている。図３に示す優先順位を「０」に設定しておけば、ブレーカオフの対象から外すことができる。ブレーカ番号は接続しているブレーカ番号であり、ユーザが手動で入力する必要がある。使用時間は電源オンされてからオフするまでの時間であり、「３」と設定すれば、３時間後に自動的に電源オフしてくれる機能である。スリープタイマーとして使うことができる。機能させたくない場合には「０」と入力しておく。

図３に示す現状とは、現在その家電製品が稼働しているかどうかを示す。「１」であれば稼動中であり、「０」であれば稼働中でないことを示す。稼動中かどうかは電流計２１１が定期的に送信してくる値で制御端末が自動で判断し、表を更新する。使用電流（Ａ）とは、その機器の動作に必要な電流量を示している。これは電流計２１１の測定結果により自動更新される。また、電流計の代わりに電力量計を用いた場合、電力量から計算してこの値を導出することが可能である。この図３を例にして、ブレーカをオフにする機器をユーザへ通知する方法、ユーザからの返答処理、ユーザへの再通知方法について述べる。

図４に示すように、まず、ユーザは初期設定で許容電流量Ａを設定しておく（ステップＳ１）。この許容電流量は使用電流量がＡ以上になった場合に本実施形態に係る電源管理システムが動作し始める値であり、Ａ＜（電力会社と契約している許容電流量）とする必要がある。Ａ＞（電力会社と契約している許容電流量）としてしまった場合、本実施形態に係る電源管理システムが機能することなく、配電盤に設置されている大元のブレーカがオフしてしまうことになる（大元ブレーカがオフしない許容電流量Ａを設定する）。各電流計２１１から定期的に送信されてくる電流量値を合計し、その値をＩとする（ステップＳ２）。Ｉ＞Ａとなるまで使用電流量値Ｉを測定し続ける。Ｉ＞Ａとなったら（ステップＳ３）、図５に示すユーザ通知フローチャートを開始する。

図５にブレーカをオフにするためのユーザ通知部を示す。まず、図３の一覧表から優先順位の最も低い（優先順位値の最も大きい）家電製品４１を割り出し、その優先順位値をｉとする（ステップＳ４）。その家電製品４１が動作しているかを判定し（ステップＳ５）、動作していれば、その家電製品４１のブレーカ２１をオフにするだけで、使用量オーバーが回避できるかどうかを計算する（ステップＳ６）。その家電製品のみで回避できる場合にはその機器をユーザに通知する（ステップＳ９）。

一方、ステップＳ５でその家電製品４１が非動作、もしくは、ステップＳ６でこの家電製品４１の電源オフのみでは使用量オーバーが回避できないと判断できた場合には、ｉ＞０であれば（ステップＳ７）ｉをｉ−１（ステップＳ８）としてステップＳ５へ進む。ステップＳ７でｉ≦０であればステップＳ９へ進む。ステップＳ９ではブレーカ２１をオフにする必要がある家電製品２１を、ユーザへ通知する。

図８にこの通知の一例を示す。その家電製品４１の電源をオフにしても良い場合には、ユーザは特に何も操作しなくて良い。一方、制御端末１２から通知された家電製品４１の電源をオフしたくない場合には、通知に記述されているＵＲＬへアクセスして、電源オフする他の家電製品４１を選択する。

図６にユーザからの返答を処理するフローチャートを示す。ユーザへ通知してから一定時間経過後にユーザからの制御端末１２へのアクセスがあったかを判定する（ステップＳ１０）。ユーザからのアクセスがあり、電源をオフする家電製品４１をユーザが選択していれば、その家電製品４１に接続されているブレーカ２１をオフにして（ステップＳ１１）、再度、使用量が許容量をオーバーするかどうかを計算し（ステップＳ１２）、まだオーバーする場合には、ユーザへの再通知処理を開始する。一方、ステップＳ１０でユーザからのアクセスがないと判断されたときは、ステップＳ９（図５）で通知した機器のブレーカをオフにして（ステップＳ１３）処理を終了する。また、ステップＳ１２でオーバーしないと判定された場合も処理を終了する。

図７にユーザ再通知処理のフローチャートを示す。まず、優先順位の最大値をｉ（ステップＳ１４）として、その家電製品４１が先ほど、ユーザによって電源オフが拒否された家電製品であるかどうかを判定する（ステップＳ１５）。ユーザが選択した家電製品でなければこの機器が動作しているかどうかの判定（ステップＳ１６）をし、この家電製品が動作しているなら、この機器の電源をオフすれば使用量オーバーを回避できるかどうかを判定する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１５で優先順位ｉの家電製品はユーザによって電源オフが拒否された機器であった場合や、ステップＳ１６でその家電製品が動作していなかった場合、ステップＳ１７でその家電製品のみ電源オフしても使用量オーバーが回避できない場合には、ｉ＞０であれば（ステップＳ１８）優先順位ｉをｉ−１にして（ステップＳ１９）、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１７で使用量オーバー回避可能だと判断可能、もしくは、ステップＳ１８でｉ≦０であった場合には確定した機器をユーザに通知する（ステップＳ２０）。これらのユーザ通知、ユーザ返答処理を使用量オーバーが回避可能となるまで繰り返すことで、本実施形態は実施可能である。

次に、本発明の実施形態に係る家電製品の電源管理システムにおける具体的な動作について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態に関する説明を簡単にするために、各コンセントには電化製品は１台だけ接続していることを前提とし、ユーザによる設定の許容電流量であるＡについて、Ａ＝１５（アンペア）と設定したとする。

図３において、エアコン１、ビデオ以外の機器をユーザが使用していたときを想定する。このときＩ＝１４．３（Ａ）（ビデオとエアコン１を除いた機器の使用電流の総和）＜Ａ＝１５（Ａ）であるため、図４のステップＳ２とＳ３のループ処理中である。ここで、ユーザがエアコン１の使用を開始したとすると、Ｉ＝２０．３（Ａ）＞Ａ＝１５（Ａ）となってしまうため、使用電流量の総量ＩがＡを超えた（ステップＳ３）として、図５のフローチャートが開始される。

図５のステップＳ４でｉ＝６（ビデオ）（図３の一覧表で優先順位値の最も大きい値）となり、ステップＳ５へ進む。ビデオは稼働していないためステップＳ７へ進む。ｉ＞０のためステップＳ８でｉ＝５（エアコン１）としてステップＳ５へ進む。エアコン１は稼動中であるためステップＳ６へ進む。エアコン１を停止すれば、許容量オーバーは回避できると判断され、ステップＳ９へ進む。図８のような内容をＥ−ｍａｉｌでユーザに通知する。

ユーザはエアコン１の電源を先ほどオンにしたばかりであり、使用を止めたくないため、制御端末１２へアクセスしてブレーカ（ブレーカ番号５）オフを拒否し、代わりにＴＶに接続しているブレーカ（ブレーカ番号１）をオフにした。このとき、図３の設定機器一覧表が更新され、図６のユーザ返答処理を開始する。

図６に示すステップＳ１０でユーザからのアクセスがあったことがわかり、ステップＳ１１でＴＶ（ブレーカ番号１）をオフにする。そこで、再度、使用電流量Ｉを計算する。このとき Ｉ＝１８．３（Ａ）＞Ａ＝１５（Ａ）であるため、ユーザへの再通知処理（図７）を開始する。

図７に示すステップＳ１４でｉ＝６（ビデオ）となりステップＳ１５へ進む。ビデオはユーザが電源オフを拒否したわけではないので、ステップＳ１６へ進む。ビデオは動作しておらず、ｉ＞０のためステップＳ１９でｉ＝５（エアコン１）となり、ステップＳ１５へ進む。エアコン１はユーザが先ほど電源オフを拒否したため、そのままステップＳ１８へ進む。ｉ＞０のためステップＳ１９でｉ＝４（エアコン２）となり、ステップＳ１５へ進む。

エアコン２はユーザが拒否した機器ではなく、稼動中であるため、ステップＳ１７へ進む。エアコン２を電源オフすればＩ＝１４．３（Ａ）＜Ａ＝１５（Ａ）となり、電力オーバーが回避可能と判断され、ステップＳ２０で再度ユーザへ通知が行われる。

ユーザがエアコン２の電源オフ（ブレーカ番号２）を承諾すれば、電力オーバーを回避ができるため、処理を終了し、ユーザがエアコン２の電源オフを拒否すれば、Ｉ＜Ａとなるまで同じ処理を繰り返す。以上の結果、配電盤に設置されている大元のブレーカがオフになることを防ぐことが可能となる。

以上のように、本発明の実施形態に係る電源管理システムは、次のような構成と機能を備えることを主たる特徴とするものである。すなわち、一般家庭では全ての電力を１つのブレーカに頼っているため、使用電力量が許容量を超えてしまった場合、家庭全体が電気使用不能となってしまう。その結果、全ての家電製品が強制的に電源オフされてしまう。これは、ＰＣ等の急な電源オフが次回の起動時に影響を及ぼしてしまうような機器にとっては致命的であり、本発明の実施形態ではこれを防ぐために、各コンセントと配電盤との間にソフトブレーカを設置し、これらのソフトブレーカがＬＡＮによって制御端末と接続されており、設定した許容量を超えてしまう場合には、ソフトブレーカをオフして、特定の家電製品の電源をオフにすることで、配電盤に設置されている大元のブレーカがオフされることを防ぐ構成とする。

より具体的な構成としては、各コンセントと配電盤の間にソフトブレーカ（ソフトウェアで制御可能なブレーカ）を設置し、このソフトブレーカはＬＡＮ経由で制御端末からオン／オフの制御が可能なものである。通常と同様、使用電力量が許容量を超えてしまったときにブレーカをオフすることで過電流を防ぐことが可能となる。このブレーカオフは、予めユーザが設定していたブレーカをオフにする優先順位等の設定項目に従って制御される。また、ブレーカオフする前にはユーザにＥ−ｍａｉｌで通知することで、優先順位が低いにも関わらずユーザが意図して使用している家電製品のブレーカがオフとなることを防ぐことが可能である。また、制御端末はインターネット等の外部ネットワークに接続可能であるため、ユーザは携帯電話等を使用して制御端末にアクセスし、手動でのブレーカ制御も可能となる。

本発明の実施形態に係る電源管理システムを構成する各構成要素間の接続形態を示す図である。 本実施形態に係る電源管理システムの構成要素であるブレーカの内部構成を示す図である。 本実施形態に関する接続機器に対して予め設定する設定内容の一覧表である。 本実施形態に関する使用機器の総電流量が許容電流値を超えたか否を判定するフローチャートである。 本実施形態に関する使用機器の総電流量が許容電流値を超えた場合におけるブレーカオフをユーザへ通知するフローチャートである。 図５に示すブレーカオフのユーザへの通知後におけるユーザからの返答を処理するフローチャートである。 図６に示すユーザからの返答において電力オーバーの場合のユーザへの再通知を処理するフローチャートである。 本実施形態に関するブレーカオフをユーザに通知する通知画面例を示す図である。

符号の説明

１０ 電柱などの外部電源
１１ 配電盤
１２ 制御端末
１３ インターネット
２１ ブレーカ
３１ コンセント
４１ 家電製品
２１１ 電流計
２１２ ソフトウェアブレーカ

Claims (5)

1. 家庭内の機器の電源をオン又はオフする電源管理システムであって、
   前記機器を接続するコンセントと配電盤との間に前記機器の電源をオン又はオフするブレーカを設置し、
   前記ブレーカのオン又はオフを制御する制御端末を前記ブレーカと非接続で前記配電盤に接続し、
   前記制御端末は、複数の機器に対するブレーカをオフする優先順位、機器毎の使用電流値、機器毎の使用時間を少なくとも管理する機能と、使用している機器の使用電流値の総和が設定値を超える場合に前記優先順位をもとにブレーカによる電源オフすべき機器をユーザに通知する機能と、前記通知する機能によるユーザからの電源オフすべき指定された機器の応答に対して処理する機能と、を備え、
   前記制御端末における前記管理する機能、前記通知する機能及び前記処理する機能に基づいて前記機器毎のブレーカのオンオフ制御を行うことで前記配電盤に設置の大元のブレーカがオフすることを未然に防止する
   ことを特徴とする電源管理システム。
2. 請求項１において、
   前記ブレーカは、ソフトウェアによって制御可能なソフトウェアブレーカと、使用電流量が測定可能な電流計と、を備えることを特徴とする電源管理システム。
3. 請求項２において、
   前記電流計に代えて、消費電力計を備えることを特徴とする電源管理システム。
4. 請求項１において、
   前記ブレーカ同士はＬＡＮで接続され、
   前記ＬＡＮに接続された前記制御端末が前記ブレーカをオンオフ制御して家庭内の使用機器の電源を管理する
   ことを特徴とする電源管理システム。
5. 請求項１において、
   前記制御端末は、インターネットなどの外部ネットワークを介して携帯電話などの端末と接続され、
   前記端末による手動操作で前記機器毎のブレーカのオンオフ制御を行う
   ことを特徴とする電源管理システム。

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