JP2017161216A - 空調制御装置、空調制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】利用者からの申告がなくとも、制御すべき期間を自動的に判断し、空調装置を制御する。【解決手段】空調制御装置１は、空調装置４に対する制御に関する制御履歴と、前記空調装置に対する操作に関する操作履歴とに基づき、前記空調装置に対する制御を維持させる制御期間を算出する制御期間算出部１４と、前記制御の開始から前記制御期間が経過するまで、前記制御を維持させる指示を前記空調装置に与える制御指示部１５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、空調制御装置、空調制御方法およびプログラムに関する。

オフィスなどにおいて空調を利用する場合に、省エネを目指すと快適性が損なわれる可能性があり、逆に快適性を目指すと省エネとならない可能性があり、省エネと快適性はトレードオフの関係であると言える。ゆえに、空調の利用者が受け入れ可能なレベルの快適性を維持しつつ、省エネ効果を得ることができる空調制御装置が望まれる。

空調制御装置が空調の利用者が受け入れ可能な程度の快適性であるかを判断するためには、空調の利用者に快適性について申告させ、その申告結果に基づき判断基準を生成する必要がある。しかし、申告の手間などにより利用者に不満が生じるおそれがあり、申告を受け付ける機能を追加しなければならないといった問題が生じる。

特許第４１７１００６号公報

本発明の実施形態は、利用者からの申告がなくとも、利用者の快適性を損なわないように、空調装置を制御する。

本発明の一態様としての空調制御装置は、空調装置に対する制御に関する制御履歴と、前記空調装置に対する操作に関する操作履歴とに基づき、前記空調装置に対する制御を維持させる制御期間を算出する制御期間算出部と、前記制御の開始から前記制御期間が経過するまで、前記制御を維持させる指示を前記空調装置に与える制御指示部と、を備える。

第１の実施形態に係る空調システムの概略構成を示すブロック図。 履歴記憶部に記憶される情報の一例を示す図。 制御ルール記憶部に記憶される制御ルールの一例を示す図。 制御期間の算出について説明する図。 第１の実施形態に係る空調制御装置の制御処理のフローチャート。 第１の実施形態に係る空調制御装置の制御ルールの更新処理のフローチャート。 第２の実施形態に係る空調システムの概略構成を示すブロック図。 第２の実施形態に係る空調制御装置の制御ルールの更新処理のフローチャート。 第３の実施形態に係る空調システムの概略構成を示すブロック図。 環境履歴記憶部に記憶される環境情報の一例を示す図。 第４の実施形態に係る空調システムの概略構成を示すブロック図。 環境履歴記憶部に記憶される環境情報の他の一例を示す図。 省エネ性を評価する方法を説明する図。 第４の実施形態に係る空調制御装置の制御ルールの更新処理のフローチャート。 空調制御システムのイメージ図。 第５の実施形態に係る空調システムの概略構成を示すブロック図。 制御期間の算出に用いられるデータを説明する図。 制御ルール記憶部に記憶される制御ルールの一例を示す図。 第５の実施形態に係る空調制御装置の制御処理のフローチャート。 第５の実施形態に係る空調制御装置の制御ルールの更新処理のフローチャート。 本発明の一実施形態に係る空調制御装置を実現したハードウェア構成の一例を示すブロック図。

本発明の一態様としての空調制御装置は、空調装置に対する制御に関する制御履歴と、前記空調装置に対する操作に関する操作履歴とに基づき、前記空調装置に対する制御を維持させる制御期間を算出する制御期間算出部と、前記制御の開始から前記制御期間が経過するまで、前記制御を維持させる指示を前記空調装置に与える制御指示部と、を備える。
本発明の実施形態は、利用者からの申告がなくとも、利用者の快適性を損なわないように、空調装置を制御する。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る空調システムの概略構成を示すブロック図である。第１の実施形態における空調システムは、空調制御装置１と、入出力装置２と、指示受付装置３と、空調装置４とから構成される。

空調制御装置１は、履歴取得部１１と、履歴記憶部１２と、制御ルール記憶部１３と、制御期間算出部１４と、制御指示部１５と、を備える。

空調制御装置１は、空調装置４を制御する。但し、空調制御装置１が空調装置４を制御する期間は、限られているものとする。例えば、空調装置４が冷房を行っているときに、空調制御装置１が停止の制御を行うと、空調装置４は一定期間停止するが、一定期間経過後は制御が解消され、空調装置４は再び冷房を行う。ここでは、この空調装置４に対する制御が維持される一定期間を、制御期間と称する。空調制御装置１は、この制御期間を、空調装置４の利用者からの申告データを用いずに、自動的に算出する。なお、制御期間中にユーザからの操作などにより、制御が解除されてもよい。詳細は後述する。

入出力装置２は、ユーザなどに操作されることにより、空調装置４に対する指示を受け付けて、当該指示を空調装置４に与える入力部２１を備える。空調装置４は、当該指示に基づく動作を行う。なお、入力部２１は、空調制御装置１に対する指示を受け付けて、当該指示を空調制御装置１に与えてもよい。例えば、入力部２１は、ユーザなどに操作されることにより、制御ルール記憶部１３に記憶される制御ルールの許可と不許可を更新することができる。また、入出力装置２は、空調制御装置１または空調装置４の状態などの情報を表示する表示部２２を備えていてもよい。

入出力装置２は、例えば、空調装置４のリモートコントローラなどであってもよいし、キーボード、マウス、タッチパネル、スイッチ、またはディスプレイなどを有するスマートフォン、タブレット、またはＰＣといった汎用のコンピュータであってもよい。また、入出力装置２は、空調装置４に含まれていてもよい。

指示受付装置３は、他の装置からの指示を受け付けて、当該指示の通りに空調装置４を動作させるものである。図１では、指示受付装置３は空調装置４の外に示されているが、空調装置４の内部にあってもよいし、空調制御装置１または入出力装置２の内部にあってもよい。

空調装置４は、指示受付装置３からの指示に基づき運転状態を変化させる。空調装置４の運転状態は、冷房、暖房、送風、除湿、停止など様々あるが、特に限られるものではない。

なお、ここでは、対象とされる所定の空間を単に室と称し、空間内部を室内と、空間外部を室外と称する。但し、対象とされる所定の空間は、建物内の１区域に限られるものではなく、建物全体でもビルなどのフロア全体でもよい。

空調装置４は、例えば、ビル用のエアコンなどであり、熱媒体と室外の空気との間で熱交換を行う室外機４１と、熱媒体と室内の空気との間で熱交換を行い室内の温度を調整する室内機４２とを備えることが想定されるが、構成は特に限られるものではない。また、空調装置４は、空調装置４内部または付近の温度を計測する内部センサ４３を有していてもよい。

なお、空調装置４または空調制御装置１は、空調装置４への指示がされた後に、空調装置４の内部センサ４３または図示されていない外部センサが計測した情報に基づき、フィードバック制御を行うフィードバック制御部を備えていてもよい。例えば、空調装置４が指示を受けてから所定の期間を経過したときに、当該指示が達成されたか否かを判断し、指示を継続するとしてもよい。

次に、空調制御装置１の内部構成について説明する。

履歴取得部１１は、入出力装置２から空調装置４に与えられた指示（操作）に関する履歴を取得する。ここでは、この履歴を操作履歴と称する。操作履歴は、制御期間算出部１４が行う制御期間の算出に用いられる。

操作履歴は、入出力装置２から取得する。なお、入出力装置２からの指示であることを指示受付装置３または空調装置４が認識することができるときは、指示受付装置３または空調装置４から操作履歴を取得してもよい。

履歴取得部１１は、動的に問い合わせを行い、操作履歴を取得してもよいし、操作履歴が送られるのを待ってもよい。

また、履歴取得部１１は、室温に関する履歴を取得してもよい。ここでは、この履歴を室温履歴と称する。室温履歴は、制御指示部１５が制御を指示するか否かの判断に用いられる。

室温履歴は、空調装置４の内部センサ４３により記録されたものであり、履歴取得部１１は空調装置４から取得することとする。または、室温履歴は図示しない外部センサにより記録され、履歴取得部１１は外部センサから取得するとしてもよい。

また、履歴取得部１１は、空調装置４から、空調装置４の運転状態などに関する履歴を取得してもよい。ここでは、この履歴を稼働履歴と称する。

履歴記憶部１２は、操作履歴と制御履歴を記憶する。制御履歴とは、空調制御装置１から空調装置４に与えられた指示（制御）に関する履歴を意味する。制御履歴は、制御期間算出部１４が行う制御期間の算出に用いられる。また、室温履歴と稼働履歴も記憶してよい。

図２は、履歴記憶部１２に記憶される情報の一例を示す図である。図２の例は、操作履歴、制御履歴、室温履歴、および稼働履歴がマージされている。履歴記憶部１２は、このように、各履歴をマージして１つのテーブルに記憶してもよいし、各履歴を別々に分けて記憶してもよい。

１列目の日時には、履歴が記録された日時が示されている。２列目の運転状態には、空調装置４の運転状態が示されている。例えば、「冷房」は、空調装置４が冷房を行っていることを意味する。「停止」は、空調装置４が停止状態であることを意味する。停止状態は、空調装置４の電源が停止されている状態でもよいし、省電力の状態でもよい。

３列目の設定温度は、空調装置４の設定温度が示されている。４列目の室温には、室温が示されている。

５列目の入力先は、空調制御装置１または入出力装置２から空調装置４への指示を受けて、空調装置４の運転状態が変化したことを示す。「システム」は空調制御装置１からの指示であることを示す。ゆえに、上から３行目に示されている、運転状態が冷房から停止に変化したのは、空調制御装置１の制御によるものであることが分かる。この上から３行目に示された情報は、制御履歴と言える。

また「ユーザ」は、入力装置からの指示であることを示す。ゆえに、上から７行目に示されている、状態を冷房にした動作は、入出力装置２を操作したユーザなどによるものであることが分かる。この上から７行目に示された情報は、操作履歴と言える。

システムもユーザも記録されていない行は、空調制御装置１または入出力装置２から空調装置４への指示によるものではなく、定期的に空調装置４が記録した履歴である。これらの行に示された情報は、稼働履歴と言える。

なお、図２では、全ての行に空調装置４の運転状態が記録されているので、全ての行が稼働履歴とも言える。また、全ての行に室温が記録されているので、全ての行が室温履歴とも言える。なお、室温は、複数のセンサにより測定された複数の値に基づき、算出されてもよい。例えば、当該複数の値のうちの１つが記録されてもよいし、当該複数の値の平均値が記録されてもよい。以降に記載の室温も同様である。

履歴記憶部１２は、空調装置４に対し指示を送る制御指示部１５から制御履歴を取得し、記憶する。なお、空調制御装置１からの指示であることを指示受付装置３または空調装置４が認識することができるときは、履歴取得部１１を介して、指示受付装置３または空調装置４から操作履歴を取得してもよい。

制御ルール記憶部１３は、空調装置４に対する制御に関する情報を記憶する。ここでは、制御に関する情報を制御ルールと称する。制御ルールは、予め制御ルール記憶部１３に記憶されているものとする。また、制御ルールは１つでも複数でもよい。

図３は、制御ルール記憶部１３に記憶される制御ルールの一例を示す図である。図３のテーブルの各行が１つの制御ルールを示す。図３に示す制御ルールは、冷房に関するものであり、制御前の設定温度ごとに制御ルールが分かれている。

１列目の制御前の運転状態と２列目の制御前の設定温度から成る制御条件（適用条件）は、制御を適用するための条件を示す。なお、制御前の設定温度は、室温の安定時における値である。例えば、上から３行目の制御ルールは、制御前の運転状態が冷房であり、制御前の室温が安定したときに、適用される。温度の安定とは、予め定めた一定期間において温度変化が一定範囲内に収まることとする。例えば、５分という一定期間において、温度変化が２６．５℃から２７．４℃の間であれば、２７℃で安定したとみなす。

３から５列目の制御内容は、制御条件が満たされたときに行われる制御の内容を意味する。なお、ここでの制御内容は、空調装置４の消費電力（使用電力）の削減、すなわち省エネのための制御である。例えば、停止、暖房中における設定温度の下降、冷房中における設定温度の上昇、冷房中に送風モードへの変更などがある。送風は冷房よりも消費電力が少ないため、冷房から送風に運転状態が切り替わることにより、省エネ効果が得られることを想定する。

３列目の制御後の運転状態は、制御により変更される空調装置４の運転状態を示す。４列目の制御後の設定温度は、制御により設定される設定温度を示す。上から６行目の制御ルールでは、運転状態が冷房であることは変わりないが、設定温度が２６℃に変更されることを想定する。これにより、制御前の設定温度（２５℃）よりも設定温度が高くなり、省電力になる。

５列目の制御期間は、制御ルールに対応する制御期間を意味する。例えば、上から３行目の制御ルールでは、空調装置４の停止が続く時間は１０分である。このように、制御期間が定められている制御ルールが適用された場合では、制御の開始から制御期間が経過するまで、制御内容が維持される。但し、制御期間中にユーザが空調装置４を操作したときは、制御が解除される。なお、停止時間後は、空調装置４は元の状態に戻ることを想定する。つまり、図３に示す制御ルールならば、制御前の運転状態である冷房の状態に戻る。冷房の状態に戻すために、制御期間経過時に、制御指示部１５が制御前の運転状態に戻す指示を改めて空調装置４に与えるとしてもよい。または、指示受付装置３または空調装置４が制御期間を覚えておき、制御期間経過後に自動で制御前の運転状態に戻してもよい。

６列目の制御許可は、制御ルールの実行の可否を決定するものである。許可とされた制御ルールは実行されるが、不許可とされた制御ルールは実行されない。

制御期間算出部１４は、履歴記憶部１２に記憶された制御履歴と操作履歴に基づき、制御ルールの制御期間を算出する。また、制御期間算出部１４は、算出された制御期間により、制御ルール記憶部１３に記憶された制御ルールを更新する。

制御期間の算出について説明する。図４は、制御期間の算出について説明する図である。図４（Ａ）は、制御期間算出部１４が算出した、各制御ルールの生存時間を示す図である。
例えば、図２に示すように、空調制御装置１が１０時４０分に冷房を停止し、ユーザが１１時００分に冷房を稼働させたとする。制御期間算出部１４は、履歴記憶部１２の制御履歴から、１０時４０分に行われた空調制御装置１による制御を検出すると、図４（Ａ）に示すように、空調制御装置１による制御の開始日時と制御ルール（図４では制御条件と制御内容）を抽出する。そして、履歴記憶部１２の操作履歴から、１１時００分に行われたユーザによる操作を検出し、空調制御装置１による制御が終了したと判断し、ユーザによる操作の開始日時を取得する。空調制御装置１による制御の開始日時とユーザによる操作の開始日時により、空調制御装置１による制御の生存時間は２０分と算出される。

図４（Ｂ）は、上記の例における制御時間と生存時間との関係を示す図である。制御開始から制御終了予定までの制御期間において空調装置４の停止状態が維持される予定であったが、操作後は、空調装置４は冷房状態である。すなわち、生存時間は、図４（Ｂ）に示すとおり、制御の開始から操作などにより当該制御が維持されなくなるまでの時間であり、空調制御装置１による制御が実際に続いた時間を意味する。このようにして、空調制御装置１による各制御の生存時間を算出し、図４（Ａ）のように記録する。

なお、制御期間算出部１４は、生存時間を算出後に、当該生存時間をサンプルとして用いるかを判断してもよい。例えば、６０分以上など、生存時間が長すぎると判断され得るサンプルは、ユーザが部屋からいなくなった可能性が高いため、サンプルとして用いないとしてもよい。算出した生存時間をサンプルとして用いるか否かの判断基準は、任意に定めてよい。

図４（Ｃ）は、算出された複数の生存時間のサンプルから制御期間を算出するための、生存率関数の近似グラフを示す図である。まず、制御期間算出部１４は、図４（Ａ）で示した生存時間のサンプルデータから、生存率関数を算出する。生存率関数は、ある時間において、制御が生存（継続）している確率である生存率を示す。生存率関数は、例えば、カプランマイヤー推定法、ワイブル分布などを用いて算出することができる。そして、制御期間算出部１４は、生存率が予め定められた閾値（図４ではｓ０）以下になる時間を制御期間として算出する。このようにして、各制御ルールに対する制御期間が算出される。

なお、ここでは、制御ルールごとに生存時間を複数算出し、当該生存時間から制御期間を算出することを想定したが、制御ルールの要素または要素の組み合わせごとに算出された複数の生存時間に基づいて、制御期間を算出してもよい。制御ルールの要素とは、制御条件の要素と制御内容の要素であり、例えば、制御前の運転状態、制御前の設定温度、制御後の運転状態、制御後の設定温度などである。

制御指示部１５は、制御ルールに基づく指示を、指示受付装置３を介して空調装置４に対し与える。例えば、図３の３行目に示した制御ルールに基づく指示は、前記制御の開始から制御期間の１０分間が経過するまで、制御内容である停止状態を維持させるという指示である。制御指示部１５は、制御ルール記憶部１３に記憶された制御ルールの制御条件を満たすか否かを確認し、制御条件を満たす場合は、制御ルールの制御内容に基づく指示を与える。

制御指示部１５は、制御条件を満たすか否かを、履歴記憶部１２の室温履歴に基づき判断すればよい。制御条件を満たすか否かの確認は、定期的に行われてもよいし、例えば、履歴記憶部１２から、室温履歴が追加されたことが通知されたときに行われてもよい。

また、制御指示部１５は、指示受付装置３に指示を与えたときは、履歴記憶部１２に当該指示の内容を通知し、履歴記憶部１２が制御履歴として記憶する。

次に、本実施形態に係る空調制御装置１の処理のフローについて説明する。図５は、第１の実施形態に係る空調制御装置１の制御処理のフローチャートである。本フローは、電源投入またはユーザなどからの指示を受けて開始されることを想定する。また、履歴記憶部１２と制御ルール記憶部１３に、必要な情報が既に記憶されていることを想定する。

制御指示部１５は、履歴記憶部１２の室温履歴を参照し、室温が安定してきたかを判定する（Ｓ１０１）。制御指示部１５は、室温が安定していないと判断した場合（Ｓ１０２のＮＯ）は、次の判定の機会まで待ち、再度判定を行う。次の判定の機会は、所定のタイミングでもよいし、履歴取得部１１から室温履歴の更新が通知されたときでもよい。制御指示部１５は、室温が安定したと判断した場合（Ｓ１０２のＹＥＳ）は、制御ルール記憶部１３を参照し、各制御ルールの制御条件に適合する制御ルールを抽出する（Ｓ１０３）。

抽出された制御ルールの制御許可の項目が不許可の場合（Ｓ１０４のＮＯ）は、本フローは終了する。抽出された制御ルールの制御許可の項目が許可である場合（Ｓ１０４のＹＥＳ）は、制御指示部１５は、制御ルールの制御内容に基づく指示を指示受付装置３に与える（Ｓ１０５）。これにより、指示受付装置３が空調装置４を制御する。

なお、ここで説明するフローチャートは一例であり、これに限られるものではない。その他の処理が含まれていてもよい。以降に記載されるフローチャートについても同様である。

図６は、第１の実施形態に係る空調制御装置１の制御ルールの更新処理のフローチャートである。本フローは、所定のタイミングまたはユーザなどからの指示を受けて開始されることを想定する。また、履歴記憶部１２と制御ルール記憶部１３に、必要な情報が既に記憶されていることを想定する。

制御期間算出部１４は、履歴記憶部１２に記憶された制御履歴と操作履歴を検出し、空調制御装置１の制御ルールごとに生存時間を算出する（Ｓ２０１）。そして、制御ルールごとに、制御期間を更新する処理（Ｓ２０２からＳ２０５）を行う。

まず、制御期間算出部１４は、制御ルールに対応するサンプルデータ（算出された生存時間）が十分な量であるかを確認する（Ｓ２０２）。サンプルデータが十分な量でない場合（Ｓ２０３のＮＯ）は、次の制御ルールに移る。サンプルデータが十分な量である場合（Ｓ２０３のＹＥＳ）は、制御期間算出部１４は、サンプルデータから生存率関数を生成し、所定の閾値に基づき制御期間を算出する（Ｓ２０４）。制御期間算出部１４は算出した制御期間を制御ルール記憶部１３に送り、制御ルール記憶部１３が、該当する制御ルールの制御期間を更新する（Ｓ２０５）。そして、制御期間算出部１４は、次の制御ルールの処理に移る。全ての制御ルールについて、処理が完了すると、本フローは終了となる。

なお、ここでは、制御ルールごとに生存時間を算出したが、前述の通り、制御ルールの要素ごとに生存時間を算出してもよい。

以上のように、第１の実施形態によれば、利用者からの申告を用いることなく、空調装置４の使われ方から適切な制御期間を求めることができる。これにより、制御に対する利用者の不満を軽減しつつ、空調装置４を省電力に制御することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、図３に示した制御ルールの制御許可の項目の値を空調制御装置１が更新し、ユーザにとって不快な制御ルールが適用されることを防ぐ。

図７は、第２の実施形態に係る空調システムの概略構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係る空調制御装置１は、快適性評価部１６をさらに備える点が第１の実施形態と異なる。第１の実施形態と同一の部分および処理については、説明を省略する。

快適性評価部１６は、ユーザの操作に基づき、適用した制御ルールがユーザにとって快適か不快か（快適性）を評価する。不快と判断された制御ルールは、制御ルール記憶部１３に記憶された制御ルールの制御許可の項目が、許可から不許可に更新されて、当該制御ルールが制御指示部により指示されなくなる。これにより、制御に対する利用者の不満を減少させる。

例えば、空調制御装置１の制御により空調装置４が冷房を停止してから、所定の一定期間が経過するまでの間に、ユーザが入出力装置２を介して空調装置４に冷房を行うよう制御した場合を考える。このような場合、空調制御装置１の制御がユーザにより中断される事態が発生したとみなし、当該制御ルールはユーザにとって不快だったと推測される。このように、空調制御装置１の制御がユーザにより中断される事態が頻発すると、当該制御ルールは、適用すべきでないと考えられる。

なお、上記の所定の一定期間は、制御期間以下であれば、任意に定めてよい。ここでは、この所定の一定期間を評価判断期間と称することとする。

まず、快適性評価部１６は、履歴記憶部１２の制御履歴と操作履歴より、空調制御装置１の制御後から評価判断期間が経過するまでの間に、入出力装置２から当該制御を中断させる事態があったかを確認する。そして、評価判断期間において、ある制御ルールによる制御がユーザにより中断される事態が発生した回数が所定の閾値以上となった場合に、その制御ルールを不快な制御ルールと判断する。

そして、快適性評価部１６は、制御ルール記憶部１３に記憶された不快と判断された制御ルールの制御許可の項目を不許可に更新する。これにより、更新後に、当該制御ルールの制御条件が満たされた場合においても、当該制御ルールは適用されないこととなる。なお、快適性評価部１６は、不許可に更新してから一定時間経過した場合は、不許可に変更したルールを許可に変更してもよい。

次に、快適性評価処理のフローについて説明する。図８は、第２の実施形態に係る空調制御装置１の制御ルールの更新処理のフローチャートである。ここでは、制御ルールの更新処理の１つとして、快適性評価処理が行われることを想定する。なお、快適性評価処理は、制御ルールの更新処理とは別に行われてもよい。

Ｓ２０１からＳ２０５までの処理は、第１の実施形態と同じである。Ｓ２０５の処理の後、快適性評価部１６は、履歴記憶部１２の制御履歴と操作履歴を参照し、評価判断期間内に、制御がユーザにより中断された回数を計測する（Ｓ３０１）。中断された回数が閾値未満の場合（Ｓ３０２のＮＯ）、次の制御ルールの処理に移る。中断された回数が閾値以上の場合（Ｓ３０２のＹＥＳ）、制御ルール記憶部１３に記憶された当該制御ルールの制御許可の項目を不許可に更新する。そして、次の制御ルールの処理に移り、全ての制御ルールについて、処理が完了すると、本フローは終了となる。

なお、上記フローでは、対象の全制御ルールに対して処理が行われるが、Ｓ３０１の前に、制御ルールの制御許可の項目を確認し、不許可である制御ルールは、Ｓ３０１からＳ３０３の処理を行わないとしてもよい。

以上のように、第２の実施形態によれば、利用者からの申告を用いることなく、空調装置４の使われ方から制御が快適か不快かを判断することができる。そして、不快と判断された制御ルールによる制御を実施しないとすることができる。これにより、制御に対する利用者の不満を軽減することができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、空調装置４の周辺の環境に基づき制御期間を算出する。図９は、第３の実施形態に係る空調システムの概略構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係る空調システムには、外部センサ５が含まれる点が第１および第２の実施形態と異なる。また、第３の実施形態に係る空調制御装置１は、環境情報取得部１７と、環境履歴記憶部１８とをさらに備える点が、第１および第２の実施形態と異なる。第１および第２の実施形態と同一の部分および処理については、説明を省略する。

環境情報取得部１７は、空調装置４の周辺の環境に関する環境情報を取得する。周辺とは、室内でも室外でもよい。環境履歴記憶部１８は、取得された環境情報を記憶する。図１０は、環境履歴記憶部１８に記憶される環境情報の一例を示す図である。計測された日時と、属性と、属性の値が示されている。属性は、空調装置４の周辺の環境を表すものであれば特に限られるものではなく、例えば、室温、外気温（室外の温度）、雨量、湿度、風速などがある。

ここでは、環境情報は外部センサ５により計測され、外部センサ５から環境情報取得部１７に送信されることを想定する。但し、環境情報取得部１７は、外部センサ５からではなく、環境情報を提供するサーバまたはクラウドサービスなどから取得してもよく、環境情報の入手先は任意に定めてよい。

また、環境情報は実際に計測された情報ではなく、予測された情報でもよい。例えば、気象庁などが提供する天気の予測情報であってもよい。

環境情報は、制御期間算出部１４が制御期間を算出する際に用いられることを想定する。制御期間算出部１４は、環境情報の属性またはその組み合わせなどによって示される環境状態ごとに算出された生存時間に基づいて、当該環境状態にて行われる制御の制御期間を算出してもよい。

なお、空調装置４の内部センサ４３が環境情報を取得できる場合は、内部センサ４３が取得した環境情報を用いてもよい。

なお、第３の実施形態に係る空調制御装置１の制御ルールの更新処理のフローは、第１または第２の実施形態と同じなため省略する。

以上のように、第３の実施形態によれば、環境情報を用いて制御期間を算出することにより、制御期間をより状況に応じた値とすることができる。これにより、制御に対する利用者の不満を、より減少させることができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、制御ルールの省エネ性を評価し、評価結果に基づいて、制御ルールの制御許可の項目の値を更新し、省エネとならない制御ルールが適用されることを防ぐ。

図１１は、第４の実施形態に係る空調システムの概略構成を示すブロック図である。第４の実施形態に係る空調制御装置１は、省エネ性評価部１９をさらに備える点が、第１から第３の実施形態と異なる。第１から第３の実施形態と同一の部分および処理については、説明を省略する。

空調制御装置１が空調装置４を制御したとしても、必ずしも省電力になるとは限らない。そこで、省エネ性評価部１９は、制御が適用されない場合の空調装置４の消費電力と、制御が適用される場合の空調装置４の消費電力とを比較し、省エネ性を評価する。

消費電力は、空調装置４の内部センサ４３または外部センサ５により計測されればよい。また、消費電力を直接計測するのではなく、計測された室温と、対象空間の広さおよび比熱などから消費電力を予測してもよい。ここでは、消費電力に関する履歴を消費電力履歴と称する。

図１２は、環境履歴記憶部１８に記憶される環境情報の他の一例を示す図である。上から４行目と７行目に、外部センサ５により取得された消費電力が示されている。ゆえに、この上から４行目と７行目に示された情報は、消費電力履歴と言える。このように、空調装置４の内部センサ４３または外部センサ５で取得された消費電力が、履歴記憶部１２または環境履歴記憶部１８に記憶される。

図１３は、省エネ性を評価する方法を説明する図である。図１３（Ａ）のグラフは、制御ルールが適用される場合における空調装置４の消費電力を示す。制御期間があるため、空調装置４が制御される期間（図１３では空調装置４が停止する期間）と空調装置４が制御されない期間（図１３では空調装置４が冷房を行う期間）が繰り返され、図１３（Ａ）のグラフは上下している。

図１３（Ｂ）と図１３（Ｃ）のグラフは、制御ルールが適用されておらず、かつ室温が安定している場合における空調装置４の消費電力を示す。図１３（Ｂ）は、インバータが搭載されている空調装置４の消費電力である。図１３（Ｃ）は、インバータが搭載されていない空調装置４の消費電力である。

インバータが搭載されている空調装置４の消費電力は、室温が安定しているときは、図１３（Ｂ）のように安定する。一方、インバータが搭載されていない空調装置４の消費電力は、室温が安定していても、図１３（Ｃ）のように上下する。これは、インバータが搭載されていない空調装置４は、室温が安定しても、冷風などを出す期間と出さない期間を交互に繰り返す間欠運転が行われるからである。

省電力の効果の有無は、制御ルールが適用される場合の単位時間あたりの平均消費電力Ｗ１と、制御ルールが適用されておらず、かつ室温が安定している場合の単位時間あたりの平均消費電力Ｗ２とを比較して、確かめることができる。

平均消費電力Ｗ１は、停止時の単位時間当たりの消費電力Ｗ３と、制御期間Ｔ３と、冷房開始から室温が安定するまでの消費電力の総和Ｅ１と、停止（制御開始）から室温が安定するまでの期間Ｔ１により、Ｗ１＝｛Ｗ３×Ｔ３＋Ｅ１｝／Ｔ１と表される。

平均消費電力Ｗ２は、空調装置４にインバータが搭載されている場合は消費電力が安定しているため、消費電力履歴から、室温安定時における単位時間当たりの消費電力を抽出すればよい。平均消費電力Ｗ２は、空調装置４にインバータが搭載されていない場合は、停止時の単位時間当たりの消費電力Ｗ４と停止時間Ｔ４との積と、冷房開始から室温が安定するまでの消費電力の総和Ｅ２と、停止から室温が安定するまでの期間Ｔ２により、Ｗ２＝｛Ｗ４×Ｔ４＋Ｅ２｝／Ｔ２と表される。

省エネ性評価部１９は、平均消費電力Ｗ１が平均消費電力Ｗ２よりも大きいならば、省エネ効果があると判断する。そして、省エネ性評価部１９は、省エネと判断した場合は、制御ルールの制御許可の項目を許可に、省エネ効果がないと判断した場合は、制御ルールの制御許可の項目を不許可にする。これにより、省エネにならない制御ルールは制御指示部から指示されず、空調制御装置１による省エネ効果の信頼性が高まる。

なお、上記の説明では、空調制御装置１の消費電力履歴を用いることを想定したが、空調装置４の種類、室内の広さなどが類似する他の空調装置４の消費電力履歴を用いてもよい。また、上記方法は、省エネ効果の評価方法の一例であり、他の方法により省エネ効果が評価されてもよい。

次に、省エネ性評価処理のフローについて説明する。図１４は、第４の実施形態に係る空調制御装置１の制御ルールの更新処理のフローチャートである。ここでは、制御ルールの更新処理の１つとして、省エネ性評価処理が行われることを想定する。なお、省エネ性評価処理は、制御ルールの更新理とは別に行われてもよい。また、制御ルールの更新処理内において快適性評価処理が行われるときは、省エネ性評価処理は、快適性評価処理よりも先に行われてもよいし、後に行われてもよい。

Ｓ２０１からＳ２０５までの処理は、第１の実施形態と同じである。Ｓ２０５の処理の後、省エネ性評価部１９は、履歴記憶部１２の稼働履歴を参照し、平均消費電力Ｗ１と平均消費電力Ｗ２とを算出した上で、制御による省エネ効果の有無を判定する（Ｓ４０１）。そして、制御ルール記憶部１３に記憶された当該制御ルールの制御許可の項目に対し、省電力効果があるときは許可に、省電力効果がないときは不許可に更新する（Ｓ４０２）。そして、次の制御ルールの処理に移り、全ての制御ルールについて、処理が完了すると、本フローは終了となる。

なお、上記フローでは、対象の全制御ルールに対して処理が行われるが、Ｓ４０１の前に、制御ルールの制御許可の項目を確認し、不許可である制御ルールは、Ｓ４０１とＳ４０２の処理を行わないとしてもよい。

以上のように、第４の実施形態によれば、省エネ効果の有無を判断し、省エネ効果がない制御ルールは適用されない。これにより、制御の信頼性を高めることができる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態は、空調制御装置１による制御の中止基準を設けて執務者（ユーザ）の快適性を保つ。

図１６は、第５の実施形態に係る空調システムの概略構成を示すブロック図である。第５の実施形態に係る空調制御装置１は、中止基準算出部２０をさらに備える点が、第１から第４の実施形態と異なる。第１から第４の実施形態と同一の部分および処理については、説明を省略する。

空調制御装置１が制御ルールに従い空調装置４を制御しても、室温が上昇しすぎるなど、執務者の快適性を損なう運転を行う可能性がある。そこで、制御ルールの中止基準を設けて執務者の快適性を保つ。

中止基準算出部２０は、制御履歴および操作履歴の少なくともいずれかに基づき、空調装置４に対する制御の中止を決定するための中止基準を算出する。図１７は、制御期間の算出に用いられるデータを説明する図である。図１７は、中止基準を算出するのに用いられる情報の一例を示す。図１７の表には、図４に示した各制御ルールに対し、制御終了時室温と制御前後室温変化の２つの項目が追加されている。制御終了時室温は、制御が終了した時の制御対象であった部屋の室温を示す。制御前後室温変化は、制御対象であった部屋の室温の制御前後での差分を示す。これらの項目は、中止基準を算出するために、制御履歴および操作履歴の少なくともいずれかに基づき算出される。なお、制御履歴および操作履歴ではなく、環境情報を用いて中止基準が算出されてもよい。図１７には室温が記載されているが、外気温等に関する項目があってもよい。

そして、中止基準算出部２０は、制御期間を算出するために算出された複数の生存時間のサンプルについて、統計量を算出する。例えば、制御終了時室温の最小値または平均値が算出されてもよい。あるいは、制御前後室温変化の最小値または平均値などが算出されてもよい。そして、中止基準算出部２０は、これらの統計量を条件に用いた中止基準を生成する。

中止基準を算出するための方法、つまり、算出式およびパラメータは予め定めておき、制御ルール記憶部１３などに記憶させておけばよい。なお、生成される中止基準は、１つでも複数でもよい。また、中止基準に、統計量ではなく、固定の閾値を設けてもよい。また、複数の中止基準を組み合わせてもよい。つまり、複数の中止基準の一部が満たされた場合に制御が中止されてもよいし、複数の中止基準の全てが満たされた場合に制御が中止されてもよい。

図１８は、制御ルール記憶部１３に記憶される、中止基準を含む制御ルールの一例を示す図である。図１８の表の１行目の制御ルールが適用されていた場合では、室温が３０℃になったとき、または温度上昇が４℃を超えたときに、中止基準が満たされるとする。

制御指示部１５は、制御ルール記憶部１３に記憶された制御ルールの中止条件を満たすか否かを確認し、中止条件を満たす場合は、当該制御ルールに係る制御の中止の指示を、指示受付装置３を介して空調装置４に与える。

制御指示部１５は、中止条件を満たすか否かを、履歴記憶部１２の室温履歴に基づき判断すればよい。その際、中止基準を満たすか否かの判断には、瞬間値でも一定期間の値を用いてもよい。中止条件を満たすか否かの確認は、定期的に行われてもよいし、例えば、履歴記憶部１２から、室温履歴が追加されたことが通知されたときに行われてもよい。

次に、本実施形態に係る空調制御装置１の処理のフローについて説明する。図２０は、第５の実施形態に係る空調制御装置の制御処理のフローチャートである。Ｓ１０１からＳ１０５までの処理は、第１の実施形態と同じである。制御指示部１５は、制御期間中の履歴記憶部１２から制御期間中のルールを抽出する（Ｓ５０１）。制御指示部１５は、そのルールが中止基準を満たしていると判断した場合（Ｓ５０２のＹＥＳ）は、指示受付装置３に制御の中止を指示する。そのルールが中止基準を満たしていないと判断した場合（Ｓ５０２のＮＯ）は、本フローは終了する。

次に、中止基準算出処理のフローについて説明する。図２１は、第５の実施形態に係る空調制御装置１の制御ルールの更新処理のフローチャートである。ここでは、制御ルールの更新処理の１つとして、中止基準算出処理が行われることを想定する。なお、中止基準算出処理は、制御ルールの更新とは別に行われてもよい。また、制御ルールの更新処理内において快適性評価処理や省エネ性評価が行われるときは、中止基準算出処理は、快適性評価処理や省エネ性評価よりも先に行われてもよいし、後に行われてもよい。

Ｓ２０１からＳ２０５までの処理は、第１の実施形態と同じである。Ｓ２０５の処理の後、中止基準算出部２０は、履歴記憶部１２の室温を参照し、中止基準を算出する（Ｓ５０６）。そして、制御ルール記憶部１３に記憶された当該制御ルールの中止基準の項目を更新する（Ｓ５０７）。そして、次の制御ルールの処理に移り、全ての制御ルールについて、処理が完了すると、本フローは終了となる。

なお、上記フローでは、対象の全制御ルールに対して処理が行われるが、Ｓ５０１の前に、制御ルールの制御許可の項目を確認し、不許可である制御ルールは、Ｓ５０６とＳ５０７の処理を行わないとしてもよい。

以上のように、第５の実施形態によれば、制御の中止基準を設けて、環境が変化した場合に制御を中止する。これにより、執務者の快適性を保つことができる。

これまでの実施形態における空調制御装置１は、空調装置４などと必要な情報の伝達を行うための通信が可能であればよい。通信は、専用線、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットなど様々な通信ネットワークを介して、行われてもよい。通信ネットワークは、有線ネットワークでも、無線ネットワークでも、有線および無線のハイブリッドネットワークでもよい。

図１５は、空調制御システムのイメージ図である。これまでの実施形態における空調制御装置１は、空調装置４が設置されている建物全体を管理するＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）またはＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）といった建物管理システムに含まれていてもよい。また、建物管理システムは、図１５のネットワーク内部の建物管理システム６１のように空調装置４と同一の建物内またはネットワーク内に存在してもよいし、図１５のネットワーク外部の建物管理システム６２のように、外部ネットワーク７などに接続された他のネットワークに存在してもよい。

また、図１５の空調制御クラウドサービス６３のように、空調制御装置１は、外部ネットワーク７などを介して機能を提供するクラウドサービスとして、空調装置４を制御してもよい。このように、空調制御装置１は、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、クラウドサービスなどとして、用いられてもよい。

また、上記に説明した実施形態における各処理は、ソフトウェア（プログラム）によって実現することが可能である。よって、上記に説明した実施形態における空調制御装置１は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用い、コンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することが可能である。

図１６は、本発明の一実施形態に係る空調制御装置１を実現したハードウェア構成の一例を示すブロック図である。空調制御装置１は、プロセッサ８１、主記憶装置８２、補助記憶装置８３、ネットワークインタフェース８４、デバイスインタフェース８５、入力装置８６、出力装置８７を備え、これらがバス８８を介して接続された、コンピュータ装置８として実現できる。

プロセッサ８１が、補助記憶装置８３からプログラムを読み出して、主記憶装置８２に展開して、実行することで、制御期間算出部１４、制御指示部１５、快適性評価部１６、省エネ性評価部１９の機能を実現することができる。

本実施形態の空調制御装置１は、当該空調制御装置１で実行されるプログラムをコンピュータ装置に予めインストールすることで実現してもよいし、プログラムをＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して配布して、コンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。

ネットワークインタフェース８４は、通信ネットワークに接続するためのインタフェースである。履歴取得部１１、環境情報取得部１７など、他の装置へ通信を行う機能は、このネットワークインタフェース８４にて実現してもよい。ここではネットワークインタフェースを１つのみ示しているが、複数のネットワークインタフェースが搭載されていてもよい。接続される通信ネットワークの種類は、特に限られるものではない。

デバイスインタフェース８５は、外部記憶装置（外部記憶媒体）９などの機器に接続するインタフェースである。外部記憶装置９は、ＨＤＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等の任意の記録媒体または記憶装置でよい。履歴記憶部１２、制御ルール記憶部１３、環境履歴記憶部１８は、外部記憶装置９としてデバイスインタフェース８５に接続されてもよい。

入力装置８６は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスを備える。入力デバイスの操作による操作信号はプロセッサ８１に出力される。出力装置８７は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等の表示ディスプレイからなる。入力装置８６または出力装置８７は、外部からデバイスインタフェース８５に接続されてもよい。入出力装置２は、入力装置８６および出力装置８７として実現されてもよい。

主記憶装置８２は、プロセッサ８１が実行する命令、および各種データ等を一時的に記憶するメモリ装置であり、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでも、ＭＲＡＭ等の不揮発性メモリでもよい。補助記憶装置８３は、プログラムやデータ等を永続的に記憶する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤまたはＳＳＤ等がある。履歴記憶部１２、制御ルール記憶部１３、環境履歴記憶部１８などが保持するデータは、主記憶装置８２、補助記憶装置８３または外部記憶装置９に保存される。

上記に、本発明の一実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 空調制御装置
１１ 履歴取得部
１２ 履歴記憶部
１３ 制御ルール記憶部
１４ 制御期間算出部
１５ 制御指示部
１６ 快適性評価部
１７ 環境情報取得部
１８ 環境履歴記憶部
１９ 省エネ性評価部
２０ 中止基準算出部
２ 入出力装置
２１ 入力部
２２ 表示部
３ 指示受付装置
４ 空調装置
４１ 室外機
４２ 室内機
４３ 内部センサ
５ 外部センサ
６１ ネットワーク内部の建物管理システム（ＢＥＭＳ／ＨＥＭＳ）
６２ ネットワーク外部の建物管理システム（ＢＥＭＳ／ＨＥＭＳ）
６３ 空調制御クラウドサービス
７ 外部ネットワーク
８ コンピュータ装置
８１ プロセッサ
８２ 主記憶装置
８３ 補助記憶装置
８４ ネットワークインタフェース
８５ デバイスインタフェース
８６ 入力装置
８７ 出力装置
８８ バス
９ 外部記憶装置（外部記憶媒体）

Claims (12)

1. 空調装置に対する制御に関する制御履歴と、前記空調装置に対する操作に関する操作履歴とに基づき、前記制御が維持される制御期間を算出する制御期間算出部と、
   前記制御の開始から前記制御期間が経過するまで、前記制御を維持させる指示を前記空調装置に与える制御指示部と、
   を備える空調制御装置。
2. 前記制御期間算出部は、前記制御履歴と前記操作履歴とに基づき、前記制御の開始から前記操作により前記制御が維持されなくなるまでの時間を示す、前記制御の生存時間を算出し、前記生存時間に基づき、前記制御期間を算出する
   請求項１に記載の空調制御装置。
3. 前記制御履歴と前記操作履歴を記憶する履歴記憶部と、
   前記制御の適用条件と前記制御期間とを記憶する制御ルール記憶部と、
   をさらに備え、
   前記制御期間算出部は、前記制御ルール記憶部に記憶されている前記制御期間を、算出された新たな前記制御期間に更新し、
   前記制御指示部は、前記適用条件が満たされたときに、前記指示を前記空調装置に与える
   請求項１または２に記載の空調制御装置。
4. 前記制御指示部は、前記空調装置が空調を行う対象とする空間の温度が、所定の第１期間において、所定の第１範囲内に収まるときは、前記指示を前記空調装置に与える
   請求項１ないし３のいずれか一項に記載の空調制御装置。
5. 前記制御履歴と前記操作履歴とに基づき、前記制御の快適性を評価する快適性評価部をさらに備え、
   前記制御指示部は、前記制御が前記快適性評価部に不快と評価された場合は、前記指示を前記空調装置に与えない
   請求項１ないし４のいずれか一項に記載の空調制御装置。
6. 前記快適性評価部は、前記制御が開始されてから所定の第２期間を超えるまでに、前記操作により前記制御の中断が発生した回数が、所定の閾値を超えたときは、前記制御を不快と判断する
   請求項５に記載の空調制御装置。
7. 前記空調装置周辺の環境に関する環境情報を取得する環境情報取得部と、
   前記環境情報を記憶する環境履歴記憶部と、
   をさらに備え、
   前記制御期間算出部は、前記環境情報と前記制御履歴と前記操作履歴とに基づき、所定の環境状態における前記生存時間を取得し、前記所定の環境状態にて行われる前記制御の前記制御期間を算出する
   請求項２または請求項２に従属する請求項３ないし６のいずれか一項に記載の空調制御装置。
8. 前記制御が適用されない場合の前記空調装置の消費電力と、前記制御が適用される場合の前記空調装置の消費電力と、に基づき、前記制御の省エネ効果の有無を判断する省エネ性評価部
   をさらに備え、
   前記制御指示部は、前記制御が前記省エネ性評価部に省エネ効果がないと判断された場合は、前記指示を前記空調装置に与えない
   請求項１ないし７のいずれか一項に記載の空調制御装置。
9. 前記制御履歴および前記操作履歴の少なくともいずれかに基づき、前記制御の中止を決定するための中止基準を算出する中止基準算出部
   をさらに備え、
   前記制御指示部は、前記空調装置の制御中に前記中止基準を満たすと判断された場合は、前記制御の中止の指示を前記空調装置に与える
   請求項１ないし８のいずれか一項に記載の空調制御装置。
10. 少なくとも前記環境情報に基づき、前記制御の中止を決定するための中止基準を算出する中止基準算出部をさらに備え、
    前記制御指示部は、前記空調装置の制御中に前記中止基準を満たすと判断された場合は、前記制御の中止の指示を前記空調装置に与える
    請求項７または請求項７に従属する請求項８に記載の空調制御装置。
11. 空調装置に対する制御に関する制御履歴と、前記空調装置に対する操作に関する操作履歴とに基づき、前記制御が維持される制御期間を算出する制御期間算出ステップと、
    前記制御の開始から前記制御期間が経過するまで、前記制御を維持させる指示を前記空調装置に与える制御指示ステップと、
    をコンピュータが実行する空調制御方法。
12. 空調装置に対する制御に関する制御履歴と、前記空調装置に対する操作に関する操作履歴とに基づき、前記制御が維持される制御期間を算出する制御期間算出ステップと、
    前記制御の開始から前記制御期間が経過するまで、前記制御を維持させる指示を前記空調装置に与える制御指示ステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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