(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー使用制御システムにおける調整ノードであって、
コンピュータシステムのプロセッサ、及び前記プロセッサの実施によって実行可能なプログラムを記憶するメモリと、
エネルギー消費ノードからトレードオフ関数を受け取る受信機と、
受け取った前記トレードオフ関数に基づき、前記エネルギー消費ノードについてそれぞれの方針を創成する方針創成器とを備え、
前記調整ノード及び前記エネルギー消費ノードは集合的にドメインを形成し、前記エネルギー消費ノードからの前記トレードオフ関数は、前記エネルギー消費ノードが前記方針に従ったときの前記エネルギー消費ノードによるエネルギー消費結果と前記結果に対する満足度との間の関係を記述し、
前記方針のそれぞれは少なくとも１つの目標及び／又は少なくとも１つの手順を含み、前記エネルギー消費ノードそれぞれがそのエネルギー使用を制御するようにエネルギー消費ノードを導き、前記エネルギー消費ノードが前記ドメインのために最適エネルギー節約を集合的に達成するようにするものとし、
前記方針創成器は、前記受け取ったトレードオフ関数に基づき、前記エネルギー消費ノードによって達成された結果及び前記結果に対する満足度を記述する一般トレードオフ関数を作成し、前記一般トレードオフ関数と、少なくとも１つの目標及び／又は少なくとも１つの手順を含み前記方針を創成するように前記方針創成器を導く一般方針とに基づき前記方針を創成する、調整ノード。
【請求項２】
前記プロセッサは通信機を更に実施し、前記通信機は、前記エネルギー消費ノードのトレードオフ関数を前記調整ノードへ送ることを前記エネルギー消費ノードへ要求する指令信号をブロードキャストする、請求項１に記載の調整ノード。
【請求項３】
前記通信機は定期的に前記指令信号をブロードキャストする、請求項２に記載の調整ノード。
【請求項４】
前記通信機は２４時間ごとに前記指令信号をブロードキャストする、請求項２に記載の調整ノード。
【請求項５】
前記エネルギー消費ノードのいずれも動作していないとき、前記通信機は前記指令信号をブロードキャストする、請求項２に記載の調整ノード。
【請求項６】
前記受信機は前記トレードオフ関数を受け取るため所定時間だけ待機する、請求項２に記載の調整ノード。
【請求項７】
前記通信機は、前記方針の実施を前記エネルギー消費ノードへ指令する起動信号を前記エネルギー消費ノードへ選択的に送る、請求項２に記載の調整ノード。
【請求項８】
前記プロセッサはレジスタを更に実施し、前記レジスタは、前記受信機を介して定期的に前記ドメイン内で起動中のエネルギー消費ノードから通知を受け取って、前記起動中のエネルギー消費ノードを前記メモリ内の登録表の中に登録し、前記レジスタは、前記新しいエネルギー消費ノードから前記通知を最初に受け取ったとき、新しいエネルギー消費ノードを前記登録表の中に追加し、前記登録されたエネルギー消費ノードの前記通知を所定時間にわたって受け取り得ないとき、登録されたエネルギー消費ノードを前記登録表から削除する、請求項２に記載の調整ノード。
【請求項９】
前記新しいエネルギー消費ノードが前記登録表へ追加されるか、前記登録されたエネルギー消費ノードが前記登録表から削除されたとき、前記通信機は前記指令信号を前記登録されたエネルギー消費ノードへブロードキャストする、請求項８に記載の調整ノード。
【請求項１０】
前記エネルギー消費ノードは、冷暖房機、冷蔵庫、乾燥機付き洗濯機、トースター、炊飯器、熱ポンプ湯沸かし器、及び誘導電気加熱炉などの電気機器である、請求項１から９のいずれか１項に記載の調整ノード。
【請求項１１】
前記エネルギー消費ノードは冷暖房機であり、前記調整ノードは前記冷暖房機の遠隔制御装置である、請求項１から９のいずれか１項に記載の調整ノード。
【請求項１２】
前記方針は標的温度を含む、請求項１１に記載の調整ノード。
【請求項１３】
前記方針は、節約されるべきエネルギー量を含む、請求項１１に記載の調整ノード。
【請求項１４】
前記一般方針は、前記ドメイン内の前記エネルギー消費ノードによって節約されるべきエネルギーの総量を含む、請求項１１に記載の調整ノード。
【請求項１５】
前記ドメインはエネルギー生成ノードを含む、請求項１から１４のいずれか１項に記載の調整ノード。
【請求項１６】
エネルギー使用制御システムにおけるエネルギー消費ノードを調整する方法であって、
調整ノードのプロセッサによって実行可能なコンピュータ実施ステップを備え、
エネルギー消費ノードからトレードオフ関数を受け取るステップと、
受け取った前記トレードオフ関数に基づき、前記エネルギー消費ノードについてそれぞれの方針を創成するステップと、を実施し、
前記調整ノード及び前記エネルギー消費ノードはドメインを集合的に形成し、前記エネルギー消費ノードからの前記トレードオフ関数は、前記エネルギー消費ノードが前記方針に従ったときの前記エネルギー消費ノードによるエネルギー消費結果と前記結果に対する満足度との間の関係を記述し、
前記方針のそれぞれは少なくとも１つの目標及び／又は少なくとも１つの手順を含み、前記エネルギー消費ノードそれぞれがエネルギー使用を制御するように導き、前記エネルギー消費ノードが前記ドメインのために最適エネルギー節約を集合的に達成するようにし、
前記プロセッサは一般方針を記憶することを更に実施し、前記一般方針は少なくとも１つの目標及び／又は少なくとも１つの手順を含み、前記方針を創成するように前記方針創成器を導くものであり、
前記方針を創成することは、前記受け取ったトレードオフ関数に基づき、前記エネルギー消費ノードによって達成された結果及び前記結果に対する満足度を記述する一般トレードオフ関数を作成すること、及び前記作成された一般トレードオフ関数と前記一般方針とに基づき前記方針を創成することを備える、方法。
【請求項１７】
前記プロセッサは、前記エネルギー消費ノードのトレードオフ関数を前記調整ノードへ送ることを前記エネルギー消費ノードに要求する指令信号をブロードキャストすることを更に実施する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
指令信号をブロードキャストすることは、前記指令信号を定期的にブロードキャストすることを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
定期的に前記指令信号をブロードキャストすることは、２４時間ごとに前記指令信号をブロードキャストすることを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
指令信号をブロードキャストすることは、前記エネルギー消費ノードのいずれも動作していないとき前記指令信号をブロードキャストすることを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
トレードオフ関数を受け取ることは、所定時間だけ待機して前記トレードオフ関数を受け取ることを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記プロセッサは、前記方針の実施を前記エネルギー消費ノードへ指令する起動信号を前記エネルギー消費ノードへ選択的に送ることを更に実施する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記プロセッサは、前記ドメイン内で起動中のエネルギー消費ノードから定期的に通知を受け取り、前記新しいエネルギー消費ノードから前記通知を最初に受け取ったとき、新しいエネルギー消費ノードを登録表の中に追加し、前記登録されたエネルギー消費ノードの前記通知を所定時間の間に受け取り得ないとき、登録されたエネルギー消費ノードを前記登録表から削除することを更に実施する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記指令信号をブロードキャストすることは、前記新しいエネルギー消費ノードが前記登録表へ追加されるか、前記登録されたエネルギー消費ノードが前記登録表から削除されたとき、前記指令信号を前記登録されたエネルギー消費ノードへブロードキャストすることを備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記エネルギー消費ノードは、冷暖房機、冷蔵庫、乾燥機付き洗濯機、トースター、炊飯器、熱ポンプ湯沸かし器、及び誘導電気加熱炉などの電気機器である、請求項１６から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記エネルギー消費ノードは冷暖房機であり、前記調整ノードは前記冷暖房機の遠隔制御装置である、請求項１６から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記方針は標的温度を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記方針は、節約されるべきエネルギーの量を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記一般方針は、前記ドメイン内の前記エネルギー消費ノードによって節約されるべきエネルギーの総量を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記ドメインはエネルギー生成ノードを含む、請求項１６から２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
命令を記憶する１つ又は複数の記録可能メディアを備える製造品であって、調整ノードのプロセッサによって実行されたとき、前記命令によって前記プロセッサが、
エネルギー消費ノードからトレードオフ関数を受け取るステップと、
受け取った前記トレードオフ関数に基づき、前記エネルギー消費ノードについてそれぞれの方針を創成するステップと、を遂行し、
前記調整ノード及び前記エネルギー消費ノードはドメインを集合的に形成し、前記エネルギー消費ノードからの前記トレードオフ関数は、前記エネルギー消費ノードが前記方針に従ったときの前記エネルギー消費ノードによるエネルギー消費結果と前記結果に対する満足度との間の関係を記述し、
前記方針の各々は少なくとも１つの目標及び／又は少なくとも１つの手順を含み、エネルギー使用を制御するように前記エネルギー消費ノードそれぞれを導き、前記エネルギー消費ノードが前記ドメインのために最適エネルギー節約を集合的に達成するようにし、
前記プロセッサは一般方針を記憶することを更に実施し、前記一般方針は少なくとも１つの目標及び／又は少なくとも１つの手順を含み、前記方針を創成するように前記方針創成器を導くものであり、
前記方針を創成することは、前記受け取ったトレードオフ関数に基づき、前記エネルギー消費ノードによって達成された結果及び前記結果に対する満足度を記述する一般トレードオフ関数を作成すること、及び前記作成された一般トレードオフ関数と前記一般方針とにに基づき前記方針を創成することを備える、製造品。
【請求項３２】
前記プロセッサは、前記エネルギー消費ノードのトレードオフ関数を前記調整ノードへ送ることを前記エネルギー消費ノードに要求する指令信号をブロードキャストすることを更に実施する、請求項３１に記載の製造品。
【請求項３３】
指令信号をブロードキャストすることは、前記指令信号を定期的にブロードキャストすることを備える、請求項３２に記載の製造品。
【請求項３４】
定期的に前記指令信号をブロードキャストすることは、２４時間ごとに前記指令信号をブロードキャストすることを備える、請求項３２に記載の製造品。
【請求項３５】
指令信号をブロードキャストすることは、前記エネルギー消費ノードのいずれも動作していないとき前記指令信号をブロードキャストすることを備える、請求項３２に記載の製造品。
【請求項３６】
トレードオフ関数を受け取ることは、所定時間だけ待機して前記トレードオフ関数を受け取ることを備える、請求項３２に記載の製造品。
【請求項３７】
前記プロセッサは、前記方針の実施を前記エネルギー消費ノードに指令する起動信号を前記エネルギー消費ノードへ選択的に送ることを更に実施する、請求項３２に記載の製造品。
【請求項３８】
前記プロセッサは、前記ドメイン内で起動中のエネルギー消費ノードから定期的に通知を受け取り、前記新しいエネルギー消費ノードから前記通知を最初に受け取ったとき、新しいエネルギー消費ノードを登録表の中に追加し、前記登録されたエネルギー消費ノードの
前記通知を所定時間の間に受け取り得ないとき、登録されたエネルギー消費ノードを前記登録表から削除することを更に実施する、請求項３２に記載の製造品。
【請求項３９】
前記指令信号をブロードキャストすることは、前記新しいエネルギー消費ノードが前記登録表へ追加されるか、前記登録されたエネルギー消費ノードが前記登録表から削除されたとき、前記登録されたエネルギー消費ノードへ前記指令信号をブロードキャストすることを備える、請求項３２に記載の製造品。
【請求項４０】
前記エネルギー消費ノードは、冷暖房機、冷蔵庫、乾燥機付き洗濯機、トースター、炊飯器、熱ポンプ湯沸かし器、及び誘導電気加熱炉などの電気機器である、請求項３１から３９のいずれか１項に記載の製造品。
【請求項４１】
前記ドメインはエネルギー生成ノードを含む、請求項３１から４０のいずれか１項に記載の製造品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、最適エネルギー節約を達成するためエネルギー使用又はエネルギー消費を制御するシステムに関し、更に具体的には、少なくとも１つの調整ノードが少なくとも１つのエネルギー消費ノードのエネルギー消費に関する方針を創成し、前記少なくとも１つのエネルギー消費ノードが前記方針を実施することによって、システム内で最適エネルギー節約を達成するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気産業は、中央集権化された生産者による制御ネットワークから、中央集権化を少なくして消費者との対話を多くしたネットワークへ変貌する態勢にある（例えば、特許文献１を参照）。変貌への１つの例示的努力は、スマートグリッドを採用する動きである。スマートグリッドの採用は、発電、送電、分電、及び消費を含む電気配送システムの向上を期待される。電気需要のタイミング及びレベルを含んだ電気使用パターンを消費者が修正するように奨励することが期待される。分散発電の可能性を増加し、発電によって受益する当事者の一層近くで発電を行うことが更に期待される。
【０００３】
スマートグリッドは、自動化された広域分散エネルギー配送ネットワークであり、電気及び情報の両方向の流れを特徴とし、発電所から、個別電気器具への消費者選好まで、全てをモニタし得る。それは、分散コンピューティング及び通信の利益をグリッドの中に組み込んでいる。分散コンピューティング及び通信は、リアルタイム情報を配送し、デバイスレベルでの供給と需要をほぼ瞬時に釣り合わせ得る。このように、全国レベルでグリッドの状態を探査し、数秒内に切り換えて、末端レベルでの具体的詳細を探査することが期待される。更に、停電及び電力特性に関する迅速な情報、並びに共益事業のシステム運用に対する洞察を提供することが期待される。
【０００４】
産業変貌への他の努力は、スマートメータの展開である。スマートメータは、従来のメータよりも詳細に消費を同定し、モニタリング及び請求書事務を目的として、消費情報を地方の公益事業者へ通信する。スマートメータは、電気を一層効率的に使用する能力を消費者へ提供し、システム上の問題点を検出してシステムを一層効率的に運用する能力を公益事業者へ提供する。
【０００５】
これらの努力の全ては、電気使用の中央集権化された制御を少なくした電気配送システムの実現を意図しているが、意図された電気配送システムは期待外れに終わっている。スマートグリッド及びスマートメータの統合運用は、全国的ネットワークで交換される情報フローの膨大なビットを生成するであろう。この膨大な情報量は、構成されているコンピュータを多分著しくスローダウンさせ、通信システム上に著しい負荷を課し、システム内で電気使用を管理するための意思決定を遅延させる結果となるであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６２７８７号公報
【発明の概要】
【０００７】
上記の問題点の見地から、本発明は、エネルギー消費ノードへ方針を提供する調整ノードを提供する。調整ノード及びエネルギー消費ノードは集合的にドメインを形成する。エネルギー消費ノードは方針を実施して、集合的に最適エネルギー消費を達成する。
【０００８】
本発明の第１の態様は調整ノードを提供する。調整ノードは、エネルギー消費ノードからトレードオフ関数を受け取る受信機を備える。エネルギー消費ノードからのトレードオフ関数は、エネルギー消費ノードによるエネルギー消費結果とこの結果に対する満足度との間の関係を記述する。調整ノードは方針創成器を更に備える。方針創成器は、受け取ったトレードオフ関数に基づき、エネルギー消費ノードのそれぞれについて方針を創成する。方針のそれぞれは少なくとも１つの目標及び／又は少なくとも１つの手順を含み、エネルギー使用を制御するようにそれぞれのエネルギー消費ノードを導き、エネルギー消費ノードがドメインのために最適エネルギー節約を集合的に達成するようにする。
【０００９】
調整ノードは一般方針を有する。一般方針は、方針を創成するように方針創成器を導く少なくとも１つの目標及び／又は少なくとも１つの手順を含む。一般方針は、ドメイン内のエネルギー消費ノードによって節約されるべき総エネルギー量を含む。
【００１０】
調整ノードは送信機を備える。送信機は、トレードオフ関数を調整ノードへ送ることをエネルギー消費ノードに要求する指令信号をブロードキャストする。送信機は、定期的に、例えば２４時間ごとに、指令信号をブロードキャストする。
【００１１】
調整ノードはレジスタを更に備える。レジスタは、定期的に、ドメイン内で起動中のエネルギー消費ノードから通知を受け取り、メモリ内の登録表の中へ起動中のエネルギー消費ノードを登録する。レジスタは、新しいエネルギー消費ノードから最初に通知を受け取ったとき登録表の中へ新しいエネルギー消費ノードを追加し、登録されたエネルギー消費ノードの通知を所定時間の間受け取り得ないとき、登録されたエネルギー消費ノードを登録表から削除する。新しいエネルギー消費ノードが登録表の中へ追加されるか、登録されたエネルギー消費ノードが登録表から削除されたとき、送信機は登録されたエネルギー消費ノードへ指令信号をブロードキャストする。
【００１２】
エネルギー消費ノードは、冷暖房機、冷蔵庫、乾燥機付き洗濯機、トースター、炊飯器、熱ポンプ湯沸かし器、及び誘導電気加熱炉などの電気機器である。エネルギー消費ノードは冷暖房機であってもよく、調整ノードは冷暖房機の遠隔制御装置であってもよい。もしエネルギー消費ノードが冷暖房機であれば、方針は標的温度又は節約されるべきエネルギー量を含む。
【００１３】
エネルギー消費ノードは、調整ノードから方針を受け取る。エネルギー消費ノードはノード指令器を備える。ノード指令器は方針を実施し、エネルギー消費ノードは前記方針に従って作動され、よって方針の実施の下で達成することを期待される結果を達成する。方針の実施において、動作モニタは、エネルギー消費ノードによるエネルギー使用をモニタし、方針の実施の下で許される量よりも多いエネルギーをエネルギー消費ノードが消費するかどうかを予測する。もしエネルギー消費ノードが、方針の実施の下で許される量よりも多いエネルギーを消費することが予測されるならば、新結果発見器が新しい結果を決定する。新しい結果は、エネルギー消費ノードが方針の実施の下で許される量よりも少ないか実質的に等しいエネルギーを消費するように、期待される結果からの妥協された結果である。次いで、新しい結果が、トレードオフ関数に基づき決定された結果の受け入れ範囲の中にあるかどうかを、新結果審査器が決定する。もし妥協された結果が受け入れ範囲の外にあれば、新しい方針が調整ノードから要求される。
【００１４】
もしエネルギー消費ノードが方針の実施の下で許される量よりも著しく少ないエネルギーを消費することを動作モニタが予測するならば、新しい方針が要求されてもよい。エネルギー消費ノードは方針修正器を備える。方針修正器は、もし妥協された結果が受け入れ範囲内にあれば、妥協された結果に従って方針を修正し、エネルギー消費ノードは、修正された方針の実施の下で、妥協された結果を達成するように作動される。
【００１５】
もしエネルギー消費ノードが、満足度を害しないように作動することを選好されるならば、たとえ、エネルギー消費ノードが、受け取った方針の実施の下で許される量よりも多いエネルギーを消費することが予測されても、エネルギー消費ノードは、受け取った方針の実施の下で達成することを期待される結果を達成するように作動される。
【００１６】
結果の受け入れ可能範囲における最低受け入れ可能結果は、最小受け入れ可能満足度を有するトレードオフ関数から誘導される。エネルギー消費ノードは結果に対する不満を受け取り、動作モニタは結果に対する不満をモニタし、満足度との関連で不満を解析する。最小受け入れ可能満足度は、不満の分布で観察される閾値である。
【００１７】
エネルギー消費ノードは関数更新器を備える。関数更新器は結果に対する不満を解析し、結果と関連する不満の分布に基づき、エネルギー消費結果と結果に対する満足度との間の関係をトレードオフ関数において更新する。調整ノードからの指令信号に応答して、エネルギー消費ノードは、更新されたトレードオフ関数を調整ノードへ報告する。
【００１８】
エネルギー消費結果と結果に対する満足度との間の関係は、結果と関連する不満の正規分布と一致するように更新される。不満は、所望される結果を含み、正規分布は、要求された結果を用いて計算された平均及び分散で定義される。もしエネルギー消費ノードが冷暖房機であれば、不満は、所望される温度を含む温度設定であり、維持される温度と温度に対する満足度との間の関係は、不満の中の所望される温度を用いて計算された平均及び分散を有する正規分布と一致するように更新される。
【００１９】
エネルギー消費ノードは変換器を備える。変換器は、エネルギー消費結果と結果を用いて節約可能なエネルギー量との間の関係を記述する。関数更新器は、モニタされたエネルギー使用に基づき、エネルギー消費結果と結果を用いて節約可能なエネルギー量との間の関係を更新する。エネルギー消費結果と結果を用いて節約可能なエネルギー量との間の関係が更新された後、変換器は調整ノードへ報告される。
【００２０】
本発明はエネルギー使用制御システムを更に提供する。このシステムは、上記の調整ノード及びエネルギー消費ノードを備える。システムは、エネルギー生成ノードを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】調整ノード及びエネルギー消費ノードを含むドメインの１つのタイプを示す概略図
【図２】調整ノード及びエネルギー消費ノードの一般的機能を説明するブロック図
【図３】図２で示されるような調整ノードとエネルギー消費ノードとの間で交換される通信を示すフローチャート
【図４】調整ノード、疑似エネルギー消費ノード、及びエネルギー消費ノードを含むドメインの他のタイプを示す概略図
【図５】図４で示されるような調整ノードとエネルギー消費ノードとの間で交換される通信を示すフローチャート
【図６】調整ノード、疑似エネルギー消費ノード、及びエネルギー消費ノードを含むドメインの他のタイプを示す概略図
【図７Ａ】本発明の１つの実施形態に従ったエネルギー消費ノードの機能モジュールを示すブロック図
【図７Ｂ】コントローラ７−３のハードウェア構成を示すブロック図
【図８Ａ】本発明の１つの実施形態に従った調整ノードの機能モジュールを示すブロック図
【図８Ｂ】コントローラ７−３のハードウェア構成を示すブロック図
【図９】図８Ａで示される調整ノードによって遂行されるプロセスを示すフローチャート
【図１０】図９で示されるプロセスが調整ノードで遂行されるタイミングを示すタイミングチャート
【図１１】エネルギー消費ノードが冷暖房機であり、調整ノードが冷暖房機の遠隔制御装置である本発明の他の実施形態を示すブロック図
【図１２】図１１で示される調整ノードの機能モジュールを示すブロック図
【図１３】調整ノードがエネルギー消費ノードについて方針を創成するタイミングを示すタイミングチャート
【図１４】本発明の１つの実施形態に従ったトレードオフ関数を示す表を示す図
【図１５】図１１で示される２つの冷暖房機によって準備された表を示す図
【図１６】図１５で示される表が結合された表を示す図
【図１７】図１５で示される表の中の行が再配列され、総温度差の小さい値を有する行が表の中で上に来るようにされた表を示す図
【図１８】図１１で示されるような冷暖房機の機能モジュールを示すブロック図
【図１９Ａ】図１１で示される冷暖房機によって遂行されるプロセスを示すフローチャート
【図１９Ｂ】図１１で示される冷暖房機によって遂行されるプロセスを示すフローチャート
【図２０】満足度の例示的関数を示すグラフ
【図２１】満足度の最初の関数、及び満足度の修正された関数を示すグラフ
【図２２】本発明の１つの実施形態に従って、３つの冷暖房機によるエネルギー消費の変化を示すタイムチャート
【図２３】本発明の他の実施形態に従って、３つの冷暖房機によるエネルギー消費の変化を示すタイムチャート
【図２４】本発明の他の実施形態に従って、４つの冷暖房機によるエネルギー消費の変化を示すタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態の幾つかは、電気の使用を制御する例を用いて説明される。しかしながら、本発明は、電気だけでなく他の種類のエネルギー、例えば、液体及び気体エネルギーを含む任意の種類のエネルギーの使用を制御する場合に適用可能であることを注意すべきである。
【００２３】
現在の応用に従ったエネルギー使用の制御は、ドメインの中で実施することを想定する。ドメインは、ノードの群によって形成される。ドメインの中にあるノードは、期待された機能を遂行するためエネルギーを消費するエネルギー消費ノード（ＥＮ）、ドメインの中でＥＮのエネルギー消費を調整する調整ノード（ＣＮ）、及び疑似エネルギー消費ノード（ＰＮ）である。ＰＮは実際にはＣＮであるが、ドメインの中ではＥＮとしてなりすまししており、他のドメインに所属するＥＮのエネルギー消費を調整する。ドメインは、共通の行政、地理、時間、法律、又は政治的関心又は目的のために機能する或る数のノードを有するものとして定義される。家庭は一つのドメインとして定義される。この場合、ノードは電気及びガスの家庭機器、例えば、冷暖房機及び冷蔵庫である。ドメインは、複数の家庭をノードとして含む地理的領域として定義されてもよい。ドメインは、工場をノードとして含む市町村、又は市町村をノードとして含む県として定義されてもよい。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、例示的なドメインを示す概略図である。図１において、ドメインは１つのＣＮ１及び３つのＥＮ２−１、２−２、２−３を含む。図２で概略的に示されるように、ＣＮ及びＥＮはドメインの中で別々の役割を遂行する。ＣＮ１は一般方針を実施し、一般方針に従って、ＥＮ２によるエネルギー使用に関する方針を創成する。ＥＮ２のそれぞれは、受け取った方針を実施し、受け取った方針に従って、エネルギー消費を制御する。ＥＮ２のための方針は、ドメイン内のＥＮ２によって実施されることによって、全体としてのドメイン内で最適エネルギー使用を達成するように設計される。
【００２５】
目的及び機能を有する機器、ＥＮ２は、エネルギーを消費することによって機能を遂行するように設計される。意図された機能を達成するためＥＮ２によって消費されるエネルギー量は、機能を遂行することによって取得される結果の見地から評価される。本発明は、遂行された機能から取得される結果に対するユーザの満足を定量化する数値標準を導入する。本発明の１つの実施形態は、結果に対する量的に定義された満足度を導入して、消費されたエネルギーの量を評価する。通常の動作範囲では、消費を許されるエネルギーが多くなれば、達成されるパフォーマンスは高くなり、結果に対して取得される満足は大きくなるが、エネルギーの使用が制限されると、結果に対して取得される満足は小さくなるのが通常のケースである。それ故に、結果を達成するために消費されるエネルギー量と、結果に対する満足度との間には、トレードオフ関係が存在する。本発明の１つの実施形態において、結果を達成するために消費されるエネルギー量と、結果に対する満足度との間のトレードオフ関係は、各ＥＮ２に特有のトレードオフ関数によって量的に定義される。
【００２６】
１つの実施形態において、満足度は、多くの人々から収集された調査データを使用して定義される。結果が変化するにつれて、結果に対する人々の満足度がどのように変化するかを予測する一般関数を誘導するため、調査データが使用される。ここで、調査データを用いて定義された満足度は、満足を評価する目的標準を提供するが、特定のユーザの個人的な実際の満足感を正確に反映するものではないことに注意されたい。それ故に、本発明の１つの実施形態において、満足度は最初に調査データによって定義され、後に、結果に対するユーザの振る舞いをモニタすることによって、ユーザの個人的快適感に従って修正される。１つの実施形態において、ＥＮ２はユーザからの不満を受け取り、ユーザによって提起された不満の履歴を記録するように設計される。次いで、ＥＮ２は履歴を解析し、満足度を更新し、結果に対するユーザの実際の満足を満足度が正確に反映するようにする。他の実施形態において、満足度は、結果に関連する不満の分布に基づいて更新される。トレードオフ関数は満足度に基づいているので、満足度が修正されるとき、トレードオフ関数も修正される。
【００２７】
本発明で使用されるトレードオフ関数は、それぞれのＥＮ２に特有であることが望ましい。一般的に、異なる種類のＥＮ２は、当然のことながら異なるトレードオフ関数を有する。同じ種類のＥＮ２でも、異なるトレードオフ関数を有することが望ましい。なぜなら、それらの設置場所、それらの設置目的、及び／又はそれらの動作環境が異なるからである。トレードオフ関数はそれぞれのＥＮ２について唯一無二であるが、トレードオフ関数は相互に比較可能である。トレードオフ関数を比較可能にするため、本発明において、満足度は全てのＥＮ２に共通な定量化方式で定義される。
【００２８】
ＣＮ１は一般方針を実施し、一般方針に従って、ＥＮ２からのトレードオフ関数を使用してＥＮ２のために方針を創成する。一般方針は行動計画であり、この行動計画は、ＥＮ２のために方針を創成するようにＣＮ１を導く目標及び手順を含む。一般方針の下で方針を創成して、ドメイン内の最適エネルギー節約を達成するため、ＣＮ１はＥＮ２からのトレードオフ関数を使用し、各ＥＮ２での、消費されるエネルギー量とエネルギー消費結果に対する満足度との間の良好な釣り合いを探査する。ＥＮ２のための方針も行動計画である。この行動計画は、動作中のエネルギー使用に関して意思決定を行うようにＥＮ２を導く目標及び手順を含む。一般方針は、個々のＥＮ２のために方針を創成しながらＥＮ２へ異なる優先順位を与えるようにＣＮ１を導く。例えば、ＥＮ２はビジネス組織であると仮定する。もしＥＮ２−１が事務所であれば、事務所によって要求されるエネルギー消費レベルが害される。しかしながら、もしＥＮ２−２が病院であれば、病院について要求されるエネルギー消費レベルは害されない。
【００２９】
本発明において、ＣＮ１は定期的に方針を創成する。１つの実施形態において、例えば、ＣＮ１は２４時間ごとに方針を創成する。新しい方針を創成する時間が到来したとき、ＣＮ１はＥＮ２のトレードオフ関数をＣＮ１へ送ることをＥＮ２に要求する。比較的短い時間間隔での頻繁な要求は避けるべきである。というのは、このような要求は、ノード及びノードを接続している通信システムで、計算負荷を増加するからである。ＥＮ２は、ＣＮ１からの要求を待機することなく、ドメイン内のＥＮのために方針を創成するようにＣＮをトリガしてもよい。ＥＮによってトリガされたとき、ＣＮ１は新しい方針を創成及び分配するためＥＮ２からトレードオフ関数を要求する。ＣＮは、新しい一般方針を受け取ったとき、方針創成プロセスを開始する。ＣＮが、新しいＥＮがドメインへ参加したことを発見したとき、又は接続されたＥＮがドメイン内で起動していないことを発見したときにも、ＣＮは方針創成プロセスを開始する。
【００３０】
方針の下で期待される量よりも多くのエネルギーをＥＮ２が消費すること、又は方針の下で期待される量よりも少ないエネルギーをＥＮ２が消費することを、ＥＮ２が予測するとき、ＥＮ２はＣＮ１から新しい方針を要求する。ＥＮ２を取り巻く動作環境が悪化して、現在有効な方針の実施の下で消費を許される量より多いエネルギーの消費をＥＮ２が期待するものと仮定する。ＥＮ２がそのように予測したとき、ＥＮ２は、もっと多くのエネルギーの消費をＥＮ２に許す新しい緩やかな方針を要求する。他方、もしＥＮ２を取り巻く動作環境が改善されて、方針の実施の下で許される量よりも少ないエネルギーの消費をＥＮ２が期待するならば、ＥＮ２は新しいタイトな方針をＣＮ１から要求して、方針の実施に多くのエネルギーを必要とする他のＥＮ２に余剰のエネルギーを割り当てる。
【００３１】
図３は、本発明の１つの実施形態に従って、ドメイン内のＣＮとＥＮとの間で交換される例示的通信を示す。ＣＮ１及びＥＮ２は、有線又は無線通信路を介して接続される。規則的に、例えば、毎日、毎週、又は毎月、ＣＮ１はＥＮ２へ指令信号をブロードキャストする。次いで、ＥＮ２は自分のトレードオフ関数をＣＮ１へ送る。ＣＮ１は、受け取ったトレードオフ関数を使用して新しい方針を創成し、それぞれのＥＮ２へ送る。ＣＮ１は、新しい一般方針を受け取ったとき、指令信号をブロードキャストする。
【００３２】
現在有効な方針が陳腐化して新しい方針が必要であることをＥＮ２が決定したとき、例えば、方針の実施の下で期待される量よりも多くのエネルギーをＥＮ２が消費すること、又は、より少ないエネルギーを消費することを、ＥＮ２が予測するとき、ＥＮ２は要求信号をＣＮ１へ送る（図３）。これに応答して、ＣＮ１は指令信号をブロードキャストし、ＥＮ２からトレードオフ関数を要求する。１つの実施形態において、ＥＮ２のそれぞれは比較的短い時間間隔でＣＮ１へ報告を送る。報告は、例えば、送ったＥＮによるエネルギー消費レートを含む。報告は、報告を送ったＥＮ２が、ドメイン内で起動中のエネルギー消費ノードであることをＣＮ１へ通知するように機能する。ＣＮ１は、ドメイン内で起動中のＥＮ２を登録する登録表を有する。表の中に登録されていない新しいＥＮからの報告をＣＮ１が受け取ったとき、ＥＮ２はドメインに参加したばかりであるとＣＮ１が考え得るように、表が維持される。ＣＮ１は、次いで新しいＥＮを表の中に登録し、登録されたＥＮ２の全てへ指令信号をブロードキャストすることによって、方針創成プロセスを開始する。他方、もしＣＮ１が、所定の時間にわたって、登録されたＥＮ２から報告を受け取り得ないならば、ＣＮ１はＥＮがドメイン内で起動していないと考える。次いで、ＣＮ１は登録表からＥＮ２を削除し、登録されたＥＮ２へ指令信号をブロードキャストすることによって、方針創成プロセスを開始する。
【００３３】
図４は、本発明の他の実施形態を示す。ノードは、有線又は無線通信路を介して接続される。図４では、３つのドメインが形成されている。第１のドメイン（ドメインＡ）はＣＮ１Ａ、疑似エネルギー消費ノード（ＰＮ）１Ｂ、及びＰＮ１Ｃを含む。前に説明したように、疑似調整ノードは調整ノード（ＣＮ）ではあるがエネルギー消費ノード（ＥＮ）としてなりすまししている。第２のドメイン（ドメインＡ）は、ＰＮ１Ｂ及び３つのＥＮ２Ｂ−１、２Ｂ−２、２Ｂ−３を含む。第３のドメイン（ドメインＣ）は、ＰＮ１Ｃ及び４つのＥＮ２Ｃ−１、２Ｃ−２、２Ｃ−３、２Ｃ−４を含む。ドメインＢにおいて、ＰＮ１ＢはＥＮのトレードオフ関数に基づきＥＮ２Ｂ−１、２Ｂ−２、２Ｂ−３のために方針を創成する。ＥＮ２Ｂ−１、２Ｂ−２、及び２Ｂ−３は方針を実施し、方針によって導かれて、ドメインＢの中で全体としての最適エネルギー使用を達成する。同様に、ＰＮ１Ｃは方針を創成し、この方針は、ドメインＣの中で最適エネルギー使用を達成するようにＥＮ２Ｃ−１、２Ｃ−２、２Ｃ−３、及び２Ｃ−４によって実施される。
【００３４】
ＰＮ１ＢはドメインＢ内でのエネルギー消費をモニタし、ドメインＢについてトレードオフ関数を準備する。同様に、ＰＮ１ＣはドメインＣでのトレードオフ関数を準備する。ＣＮ１Ａから要求されると、ＰＮ１Ｂ及びＰＮ１Ｃはこれらのトレードオフ関数をＣＮ１Ａへ送る。受け取ったトレードオフ関数を使用して、ＣＮ１ＡはＰＮ１Ｂ及び１Ｃのために方針を創成する。ＣＮ１Ａに対しては、ＰＮ１Ｂ及び１Ｃは調整ノードではなくエネルギー消費ノードのように振る舞うことに注意されたい。ＣＮ１Ａから受け取った方針は、ＰＮ１Ｂ及び１Ｃにとって一般方針である。ＰＮ１Ｂ及びＣＮは一般方針を実施し、この一般方針に従って、ＥＮ２のために方針を創成する。
【００３５】
図５は、ＣＮ１ＡとＰＮ１Ｂ及び１Ｃとの間で交換される通信を示す。ＣＮ１Ａは、定期的に、例えば、毎日、毎週、又は毎月、ＰＮ１Ｂ及び１Ｃへ指令信号をブロードキャストする。これに応答して、ＰＮ１Ｂ及び１Ｃは自分達のトレードオフ関数をＣＮ１Ａへ送る。トレードオフ関数を使用して、ＣＮ１ＡはＰＮ１Ｂ及び１Ｃのために一般方針を創成する。ＣＮ１Ａが新しい一般方針を受け取ったとき、ＣＮ１Ａは指令信号をブロードキャストする。要求信号をＣＮ１へ送ることによって、ＰＮ１Ｂ又は１Ｃは、新しい方針を必要とするとき新しい一般方針の創成をＣＮ１Ａに要求する。ＰＮ１Ｂ及び１Ｃは定期的に報告をＣＮ１へ送り、ＣＮ１の登録表の中に登録されたまま残るようにする。入力される報告をモニタすることによって、ＣＮ１は、新しいノードがドメインＡに参加したかどうか、又はＰＮ１Ｂ又は１ＣがドメインＡの中で起動していない状態になったかどうかを発見し得る。ＣＮ１は、そのような事態で指令信号をブロードキャストしてもよい。
【００３６】
図６は、本発明の他の実施形態を示す。図６では、２つのドメイン（ドメインＤ及びＥ）が形成されている。ドメインＤはＣＮ１Ｄ、３つのＥＮ２Ｄ−１、２Ｄ−２、２Ｄ−３、及びＰＮ１Ｅを含む。ドメインＥはＰＮ１Ｅ及び２つのＥＮ２Ｅ−１、２Ｅ−２を含む。ＣＮ１Ｄは、３つのＥＮ２Ｄ及びＰＮ１Ｅからトレードオフ関数を受け取り、それらのために方針を創成する。ＥＮ２Ｄ及びＰＮ１Ｅは方針を実施し、それによってドメインＤ内で最適エネルギー使用を達成する。ＰＮ１Ｅのための方針は一般方針である。この一般方針はＰＮ１Ｅによって実施される。それはＥＮからのトレードオフ関数を使用してＥＮ２Ｅ−１及び２Ｅ−２のために方針を創成するためである。ＥＮ２Ｅ−１及び２Ｅ−２は方針を実施する。それはドメインＥ内で最適エネルギー消費を達成するためである。
【００３７】
図４及び図６で示されるように、２つのドメインは疑似調整ノードを介して重複する。これによって、ドメインを動的に形成し、ドメイン内で遂行されるプロセスを依然として簡素に保つことが可能である。なぜなら、ドメイン内で遂行されるプロセスはドメインの中に閉じられており、１つのドメイン内の方針の創成は、他の重複するドメイン内で消費されるエネルギーへの考慮を必要としないからである。図１、図４、及び図６で示される例を組み合わせることによって、様々なサイズのドメインが重複方式で定義される。
【００３８】
上記の例において、ノードは調整ノード（ＣＮ）又はエネルギー消費ノード（ＥＮ）である。ノードは、エネルギー供給又は生成ノードであってもよい。エネルギー生成ノードは、家庭で設置された太陽電池パネルであるか、公益事業会社によって稼働される発電所である。
【００３９】
図７Ａは、エネルギー消費ノード（ＥＮ）２の代表的機能モジュールを示す概略図である。通信機７−１は、有線又は無線通信路を介して調整ノード（ＣＮ）１及び他のＥＮ２と通信するように構成される。ＣＮ１及びＥＮ２間の通信は、任意のタイプの通信プロトコルを用いて遂行され得る。もし通信機７−１が無線通信機であれば、比較的長い通信距離を有する低電力無線モジュールを使用することが好ましい。エネルギー変換器７−２は、エネルギー、例えば電気を、コントローラ７−３の制御の下にある他のタイプのエネルギーへ変換するように構成される。図７Ｂに示すように、コントローラ７−３は、ＣＰＵと、例えば、所望の機能をＣＰＵに実行させることができるプログラムを記憶する、内部および外部メモリとを有している。エネルギー変換器７−２は、エネルギーを消費して機能する任意のタイプのマシン又はデバイスである。例えば、もしＥＮ２が冷暖房機であれば、エネルギー変換器７−３は、冷暖房機の圧縮機を作動するため電気を機械エネルギーへ変換するモータである。もしＥＮ２が加熱器であれば、エネルギー変換器７−２は、電気を熱へ変換する加熱素子である。図７Ａにおいて、エネルギー変換器７−２はＥＮ２の一部分である。しかしながら、エネルギー変換器７−２は、ＥＮ２から物理的に分離されていてもＥＮ２の制御の下で作動される装置の形態を取ってもよい。
【００４０】
測定デバイス７−４は、エネルギー変換器７−２の動作に関して測定値を取り、コントローラ７−３へ測定値を供給するように構成される。測定値に基づき、コントローラ７−３は、少なくとも、所定の時間にわたって、例えば１２：００ａｍから２４時間の間にエネルギー変換器７−２によって消費されたエネルギー量、エネルギー変換器７−２が所定の時間にわたって働いた持続時間、及びエネルギー変換器７−２が働いた総持続時間によって除された消費エネルギー量である平均エネルギー消費を決定し、動作履歴記憶装置７−５の中に記憶する。測定デバイス７−４は、更に、エネルギー変換器７−２によって達成された結果を量的に測定する。測定された結果は、動作履歴記憶装置７−５の中に記憶される。コントローラ７−３はユーザインタフェースを介してユーザから不満を受け取り、それを動作履歴記憶装置７−５の中に記憶する。
【００４１】
方針記憶装置７−６は、ＥＮ２が所属するドメインの中でＣＮ１から送られた方針を記憶するように構成される。コントローラ７−３は方針を実施し、方針に従って、エネルギー変換器７−２のエネルギー消費を制御する。トレードオフ関数記憶装置７−７は、ＥＮ２のトレードオフ関数を記録する。コントローラ７−３は、動作履歴記憶装置７−５の中の記録された情報に基づき、トレードオフ関数を準備する。トレードオフ関数は、任意の形式、例えば、数学方程式又は表で表わされる。
【００４２】
ＥＮ２の動作は、概略的に２つのプロセスへ分類される。１つのプロセスは、自律的制御プロセスである。他のプロセスは、トレードオフ関数を更新し、それをＣＮ１へ送るプロセスである。通信機７−１は、前述したタイミングで、ＥＮ２が所属するドメインのＣＮ１から方針を受け取る。次いで方針は、方針記憶装置７−６の中に記憶される。自律的制御プロセスにおいて、コントローラ７−３は受け取った方針を実施する。この方針は、エネルギー変換器７−２の動作に関して意思決定を行うようにコントローラ７−３を導く。本発明のＥＮ２は、方針を実施する間、単に受動的に方針に従うのではなく、自律的に行動し、トレードオフ関数の助けを借りて、より良好な行動過程を探査することに注意されたい。トレードオフ関数はコントローラ７−３をナビゲートし、エネルギー変換器７−２によって消費されたエネルギー量と、エネルギー変換器７−２によって達成された結果に対する満足度との間の、より良好な釣り合いを発見させる。１つの実施形態において、方針は、エネルギー変換器７−２の動作パラメータの１つにおける標的天井値、例えば、エネルギー変換器７−２によって消費可能なエネルギーの標的天井量を含む。そのような方針を実施するとき、関数記憶装置７−７の中に記憶されたトレードオフ関数によって導かれて、コントローラ７−３は、エネルギー変換器７−２によって消費されるエネルギー量と、エネルギー変換器７−２によって達成される結果に対する満足度との間の、より良好な釣り合いを探査し、同時にエネルギー変換器７−２によるエネルギー消費を所与の標的天井量よりも下へ制限しようと試みる。
【００４３】
コントローラ７−３は、ＣＮ１から指令信号を受け取ったとき、トレードオフ関数を更新する。前述したように、トレードオフ関数は、エネルギー消費からの結果とこの結果に対する満足度との間の関係を記述する。コントローラ７−３は、トレードオフ関数内の満足度を更新する。当然のことながら、人々は同じ結果を異なるように順位づける。それ故に、満足度は、個々のユーザごとに独特であると考えられる。コントローラ７−３は、動作履歴記憶装置７−５の中に記憶された使用ごとに不満を解析し、結果に対するユーザの満足感を一層正確に反映するように満足度を個人化する。１つの方法において、満足度は、結果と関連する不満の分布に基づき更新される。
【００４４】
ＥＮ２のために方針を創成して最適エネルギー使用を集合的に達成するため、トレードオフ関数はＣＮ１によって使用される。１つの実施形態において、トレードオフ関数は変換手段と共にＣＮ１へ送られる。変換手段は、ＣＮ１のためにトレードオフ関数の中の結果を、結果を達成するために必要なエネルギー量へ変換する。結果と、この結果を達成するために必要なエネルギー量との間の関係は、一定ではないことに注意されたい。多様な動作条件の下では、同じ量のエネルギーが使用されていても、結果は変化する。動作履歴記憶装置７−５の中に記憶された履歴データを使用して、コントローラ７−３は、トレードオフ関数と一緒にＣＮ１へ送られる変換手段を更新する。
【００４５】
図８Ａは、ＣＮ１又は疑似エネルギー消費ノード（ＰＮ）の機能モジュールを示す概略図である。ＣＮ１は通信機８−１を有する。通信機８−１は、ＣＮ１が所属しているドメインの中のＥＮ２と通信するように構成されている。もし調整ノードがＰＮであれば、通信機８−１は他のドメイン内の他のＣＮ１と通信する。通信機８−１は有線又は無線通信路を介して通信を遂行し、もしそれが無線通信機であれば、好ましくは、比較的長い通信距離の低電力通信モジュールを有する。定期的にコントローラ８−３をトリガして、ＥＮ２のために方針を創成するプロセスを開始するため、タイマ８−２が時間をカウントする。図８Ｂに示すように、コントローラ８−３は、ＣＰＵと、例えば、所望の機能をＣＰＵに実行させることができるプログラムを記憶する、内部および外部メモリとを有している。
【００４６】
トレードオフ関数記憶装置８−４は、ＣＮ１が所属するドメイン内のＥＮ２から受け取ったトレードオフ関数を記憶する。次いでコントローラ８−３は、受け取ったトレードオフ関数を一般トレードオフ関数の中へ結合し、それを一般関数記憶装置８−５の中に記憶する。一般トレードオフ関数は、全体としてのドメインのトレードオフ関数を表す。一般方針記憶装置８−６は、上層のＣＮ１（図４及び図６を参照）から送られた一般方針、又はＣＮ１の運転者によって入力された一般方針を記憶する。コントローラ８−３は一般方針を実施し、一般方針に従って、一般関数記憶装置８−５の中に記憶された一般トレードオフ関数を使用してドメイン内のＥＮ２のために方針を創成する。
【００４７】
図９は、ＣＮ１によって遂行される方針創成プロセスを示すフローチャートである。ステップ９０１において、タイマ８−２によってトリガされたＣＮ１のコントローラ８−３は、通信機８−１を介してドメイン内のＥＮ２へ指令信号をブロードキャストする。これに応答して、ＥＮ２は自分のトレードオフ関数をＣＮ１へ送る。コントローラ８−３は、ステップ９０２において、受け取ったトレードオフ関数をトレードオフ関数記憶装置８−４の中に記憶する。コントローラ８−３は、ステップ９０３において、受け取った複数のトレードオフ関数を結合して一般トレードオフ関数を作成し、一般関数記憶装置８−５の中に記憶する。ステップ９０４において、コントローラ８−３は、一般方針メモリ８−６の中に記憶された一般方針を実施し、一般方針に従って、一般記憶装置８−５の中の一般トレードオフ関数を使用してＥＮ２のために方針を創成する。次いでステップ９０５において、コントローラ８−３は、通信機８−１を介して、創成された方針をそれぞれのＥＮ２へ送る。
【００４８】
図１０は、本発明を採用する利点の１つを示す。陰影の付いた細長い囲いは、ＣＮで遂行される方針創成プロセスを表す。図１０において、ＥＮのための方針創成は１２時間ごとに起こる。方針創成プロセスの長さは、接続されたＥＮの数及びＣＮの計算能力に依存するが、長さは２〜３分から数１０分であることが望ましい。図１０において、この活動は１２時間ごとに１回だけ起こる。本発明におけるＣＮの役割は、接続されたＥＮへ方針を送り出したときに終了し、ＣＮは次の方針創成プロセスまで基本的に起動していない状態である。ＥＮは方針を実施し、方針に従って自分のエネルギー消費を自律的に制御する。それ故に、ＣＮの負荷は、従来のエネルギー使用制御システムにおけるコントローラの負荷と比較して非常に軽い。従来のエネルギー使用制御システムは、全てのＥＮのエネルギー使用を頻繁にモニタ及び制御し、通常、ＥＮは自律的制御能力を有しない。更に、ＥＮとの通信は１２時間ごとに１回起こる。それ故に、通信システムの負荷も非常に軽い。
【００４９】
図１１は、冷暖房機の群によるエネルギー使用の制御へ本発明を適用する場合の実施形態を示す。図１１では、１つの遠隔制御装置１１−０及び３つの冷暖房機１１−１、１１−２、１１−３がドメインを構成する。冷暖房機１１−１、１１−２、及び１１−３は、ドメイン内のエネルギー消費ノード（ＥＮ）である。遠隔制御装置１１−０は、ドメイン内の調整ノード（ＣＮ）である。この実施形態において、遠隔制御装置１１−０は、冷暖房機の遠隔制御装置である。今日では、冷暖房機の遠隔制御装置は、マイクロコンピュータを組み込まれた高性能制御装置である。マイクロコンピュータは、本発明の実施に必要な計算を遂行するのに十分精巧である。遠隔制御装置１１−０及び冷暖房機１１−１、１１−２、１１−３は無線で相互に接続し、低電力無線ネットワークを介して相互間で通信を交換する。この実施形態において、制御装置１１−０は、冷暖房機１１−１及び１１−２による毎日のエネルギー使用を制御し、基本的に２４時間ごとに方針を創成する。方針の下で、冷暖房機１１−１及び１１−２は２４時間にわたってエネルギー消費を自律的に制御し、２４時間の総エネルギー消費を標的又は目標量よりも下へ制限しようとする。制御装置１１−０が新しい方針を創成し、冷暖房機１１−１及び１１−２がエネルギー消費を自律的に制御する時間間隔は、任意の時間間隔、例えば、１２時間ごと、２４時間ごと、２日ごと、又は毎週であってもよい。前述したように、短い時間間隔、例えば５分又は１０分は避けるべきである。というのは、それらは制御装置１１−０、冷暖房機１１−１、及び１１−２の計算負荷を増加するからである。
【００５０】
図１２は、制御装置１１−０の構造を示すブロック図である。制御装置は２つのモジュールを備える。１つのモジュールは、方針創成モジュール１２−１である。他のモジュールは、自律的制御開始モジュール１２−２である。制御装置１１−０はタイマ１２−３を有する。タイマ１２−３は、所定のスケジュールに従ってモジュール選択器１２−４をトリガする。タイマ１２−３によってトリガされたモジュール選択器１２−４は、方針創成モジュール１２−１を起動すべきか、自律的制御開始モジュール１２−２を起動すべきかを決定する。もし自律的制御開始モジュール１２−２を起動する時間であれば、モジュール選択器１２−４は起動信号を自律的制御要求器１２−５へ送る。自律的制御要求器１２−５は、通信機１２−６を介して、冷暖房機１１−１、１１−２、及び１１−３の動作について方針を実施することを、これらの冷暖房機に指令する。自律的制御要求器１２−５は、ドメイン内の起動中の冷暖房機及びこれらの冷暖房機の動作条件を登録している表を有する。動作条件の１つは、冷暖房機が本発明のもとでの制御に支配されるかどうかを表示する。ユーザは、冷暖房機の幾つかが本発明のもとで制御されることを欲するが、他の冷暖房機は制御される群の一部分でないことを欲し得る。自律的制御要求器１２−５は、本発明のもとでの制御に支配されるものとして登録された冷暖房機へ指令信号を選択的に送る。
【００５１】
もし方針創成モジュール１２−１を起動する時間であれば、モジュール選択器１２−４はトレードオフ関数要求器１２−７へ起動信号を送る。トレードオフ関数要求器は、ドメイン内の起動中の冷暖房機を登録している登録表を自律的制御要求器と共有している。モジュール選択器１２−４からの起動信号によってトリガされたトレードオフ関数要求器１２−７は、通信機１２−６を介して、登録された冷暖房機、即ち、冷暖房機１１−１、１１−２、及び１１−３へ指令信号（図３及び図５を参照）を送る（図９のステップ９０１を参照）。この実施形態において、モジュール選択器１２−４は、タイマ１２−３によってトリガされ、２４時間ごとにトレードオフ関数要求器１２−７へ起動信号を送る。もし制御装置１１−０、冷暖房機１１−１、１１−２、及び１１−３の間の通信速度が遅ければ、図１３で示されるように、タイマ１２−２は、いずれの冷暖房機も働いていない時間、例えば１２：００ａｍに、トレードオフ関数要求器１２−７を起動するように設定されることが好ましい。なぜなら、遅い通信は、冷暖房機のリソースが通常の冷暖房機能を制御しなくなるように仕向けるからである。もし通信速度が速ければ、タイマ１２−２は、冷暖房機のいずれか又は全てが働いている間にトレードオフ関数要求器１２−７をトリガする。もし通信速度が遅ければ、タイマ１２−２は図１３で示されるような時間表を記憶してもよい。この時間表は、冷暖房機が働く時間を示す。
【００５２】
１つの実施形態において、起動中の冷暖房機は、定期的に、例えば２〜３分ごとに、制御装置１１−０へ通知を送るように設計される。この通知は、受信機１２−８を介してトレードオフ関数要求器１２−７によって受け取られる。通知は、送っている冷暖房機のエネルギー消費レートを含み、通知を送っている冷暖房機がドメイン内で起動中であることをトレードオフ関数要求器１２−７に通知するように機能する。冷暖房機からの通知を使用して、トレードオフ関数要求器１２−７は登録表を保守する。保守のやり方として、トレードオフ関数要求器１２−７が新しい冷暖房機から通知を受け取ったときは、新しい冷暖房機を表の中へ追加し、所定の時間にわたって、登録された冷暖房機から通知を受け取らなかったときは、表から冷暖房機を削除して、冷暖房機がドメイン内で起動していない状態であると想定する。タイマ１２−３によって刻時される定期時間スケジュールに加えて、新しい冷暖房機が表へ追加されるか登録された冷暖房機が表から除去されたとき、トレードオフ関数要求器１２−７は登録された冷暖房機へ指令信号を送る。ドメイン内の起動中の冷暖房機の数の増加又は減少は、現在有効である方針を陳腐化し、起動中の冷暖房機について新しい方針の創成をトリガする。
【００５３】
図１２へ戻って、受信機１２−８は冷暖房機からトレードオフ関数を受け取り（図９のステップ９０２）、受け取ったトレードオフ関数はトレードオフ関数記憶装置１２−９の中に記憶される。全ての冷暖房機からトレードオフ関数を受け取るように待機した後、トレードオフ関数記憶装置１２−９は、受け取ったトレードオフ関数を方針創成器１２−１０へ供給する。トレードオフ関数記憶装置１２−９は所定時間にわたって待機し、所定時間の満了時点までに受け取ったトレードオフ関数のみを供給する。こうすることによって、トレードオフ関数記憶装置１２−９は、ドメイン内で起動していない冷暖房機のトレードオフ関数への待機を回避し得る。
【００５４】
図１４は、冷暖房機１１−１、１１−２、及び１１−３の１つでトレードオフ関数を定義する例示的表を示す。図１４で示される表は、冷暖房機のトレードオフ関数を定義する例の１つにすぎないこと、及びトレードオフ関数は他の形式、例えば方程式で表され得ることに注意すべきである。図１４で示される表において、左端の欄は、冷暖房機に設定された室温、従って冷暖房機によって達成される室温を示す。このように、設定され冷暖房機によって達成された室温は、冷暖房機によるエネルギー消費結果である。右から２番目の欄は、最も望ましい室温（２５℃）と冷暖房機に設定された温度との差を示す。２８℃の温度が冷暖房機に設定されたとき、結果（室温の２８℃）は、最も望ましい室温から３℃だけ逸脱している。
【００５５】
右端の欄は、達成された室温に対する満足度を示す。このように、本表は、設定温度とこの設定温度に対する満足度との間の関係を示す。満足度は、温度差の関数である。前述したように、冷暖房機の動作の開始時に、欄に示された満足度が調査データから誘導され、後で、温度差に対するユーザの満足感に従って修正される。表において、２５℃の室温は「１００」の値を与えられている。これは、調査された人々の最大数が２５℃の室温を快適と感じることを意味する。このように、図１４で示された表によれば、２５℃は人々にとって最も望ましい室温であると想定される。最も望ましい温度から室温が上昇するにつれて、快適と感じる人々の数は減少する。もし２８℃の温度が冷暖房機に設定されるならば、結果（室温の２８℃）に対する満足度は７０へ低下する。
【００５６】
左から２番目の欄は、各設定温度で２４時間にわたって節約されることを期待されるエネルギーを示す。２８℃の温度が冷暖房機に設定されたとき、最も望ましい温度（２５℃）を維持するために必要なエネルギーと比較して、エネルギーの０．９ＫＷｈが１日の運転中に節約されることを期待される。図１４で示される表は、設定温度とこの設定温度で節約可能なエネルギー量との間の関係を更に示す。このように、本表は、温度が設定されたとき設定温度を節約可能なエネルギー量へ変換する変換手段を提供する。最も望ましい室温よりも設定温度が高くなると、節約を期待されるエネルギーはそれだけ多くなることを、変換手段は一般的に示す。この実施形態において、変換手段は、設定温度とこの設定温度で節約可能なエネルギー量との間の関係を示す表の形式で提供される。変換手段は、関係を記述する方程式であってもよい。更に、この実施形態において、変換手段は、トレードオフ関数を示す表の中でＥＮ２によって提供される。１つの実施形態において、変換手段は前もってＣＮ１の中に設定される。そのような実施形態において、ＥＮから送られた表は、設定温度、温度差、及び満足度を示す。
【００５７】
図１２へ戻って、トレードオフ関数記憶装置１２−９からトレードオフ関数を受け取った後、方針創成器１２−１０は冷暖房機のために方針を創成する。方針創成器１２−１０は、冷暖房機１１−１及び１１−２からのみ、図１５で示されるようなトレードオフ関数を受け取り、冷暖房機１１−３は所定時間内にトレードオフ関数を送ることができなかったと仮定する。方針創成器１２−１０は、冷暖房機１１−３が適正に機能していないと考え、冷暖房機１１−１及び１１−２のための方針創成へ進む。冷暖房機１１−１及び１１−２のトレードオフ関数は、当然、図１５で示されるように相互に違うはずである。なぜなら、冷暖房機のユーザは異なっていて、異なる満足度を有するものと考えられ、ユーザの運転環境が異なるからである。
【００５８】
冷暖房機１１−１及び１１−２のために方針を創成するとき、方針創成器１２−１０は、実施すべき一般方針を求めるため一般方針記憶装置１２−１１を最初に参照する。記憶装置１２−１１の中に記憶された一般方針は、ドメイン内で消費されるエネルギーが２４時間の総計で「少なくとも０．５ｋＷｈ」だけ節約されるべきことを表示する目標を含むと仮定する。方針創成器１２−１０は、次いで図１５の複数の表を、図１６で示される単一の表に結合する。図１６は、冷暖房機１１−１及び１１−２について表に列挙される温度の全ての組み合わせを示す。図１６で示される表において、「総節約可能エネルギー」の項目名の下にある各行は、冷暖房機１１−１及び１１−２について同じ行に列挙された節約期待エネルギーの合計を示す。「総温度差」の項目名の下にある各行は、冷暖房機１１−１及び１１−２について同じ行の中に列挙された温度差の合計を示す。項目名「満足度」の下の欄の中の各行は、総温度差を使用して関数から誘導された満足度を示す。次いで方針創成器１２−１０は、図１６で示された表の中の行を、図１７で示された表へ配列する。図１７において、総温度差で小さい値を有する行は表の上方に置かれる（図９のステップ９０３を参照）。図１７で示される表は、全体としてのドメインの一般トレードオフ関数を表す。
【００５９】
方針創成器１２−１０は、図１７で示される表を使用して、冷暖房機１１−１及び１１−２のために方針を創成する。冷暖房機のユーザへ良好なサービスを提供するため、冷暖房機はユーザからの高い満足を取得する室温を達成するように試みるべきである。しかしながら、一般方針は、最も望ましい室温（冷暖房機１１−１については２５℃、冷暖房機１１−２については２６℃）を維持するため、冷暖房機１１−１及び１１−２で必要なエネルギーと対比し２４時間で総計０．５ｋＷｈのエネルギーが節約されるべきであることを表示する目標を含む。当然、ユーザは室温を自分の最も望ましい温度へ設定すると仮定して、実施形態が説明されていることに注意されたい。このように、この実施形態の一般方針は、冷暖房機１１−１及び１１−２が最も望ましい室温を維持するために消費する量よりも、２４時間で総計０．５ｋＷｈだけ総エネルギー消費を低くすることを要求する。
【００６０】
方針創成器１２−１０は、図１７で示された表を最上行から最下行まで参照し、０．５ｋＷｈよりも多いか等しい総節約可能エネルギーを示す行を発見する。発見された行の中で、方針創成器１２−１０は最高満足度を示す行を選択する。図１７では、該当する２つの行が存在する。１つのそのような行は、冷暖房機１１−１について２６℃及び冷暖房機１１−２について２６．５℃の組み合わせを示し、総計で０．５ｋＷｈを節約して８５の満足を達成することが期待される。他のそのような行は、冷暖房機１１−１について２５℃及び冷暖房機１１−２について２７．５℃の組み合わせを示し、総計で０．６ｋＷｈのエネルギーを節約し、８５の満足を達成することが期待される。方針創成器１２−１０は後者の組み合わせ（冷暖房機１１−１について２５℃及び冷暖房機１１−２について２７．５℃）を選択する。なぜなら、後者の組み合わせは少ないエネルギーで同じ満足を達成できるからである。方針創成器１２−１０は、次いで冷暖房機１１−１及び１１−２のために方針を準備する（図９のステップ９０４を参照）。冷暖房機１１−１の方針は目標温度２５℃を含む。冷暖房機１１−２の方針は目標温度２７．５℃を含む。これらの方針は、次いで方針報告器１２−１２へ供給される。方針報告器１２−１２は、通信機１２−６を介して冷暖房機１１−１及び１１−２へそれぞれ方針を送る。維持されるべき室温の代わりに、冷暖房機１１−１及び１１−２の方針は、節約されるべきエネルギーの目標量（冷暖房機１１−１については０ｋＷｈ、冷暖房機１１−２については０．６ｋＷｈ）を含んでもよい。
【００６１】
図１８は、冷暖房機１１−１の機能的構造を示すブロック図である。冷暖房機１１−２及び１１−３は同じ構造を有する。冷暖房機は２つのモジュールから構成される。１つのモジュールは自律的制御モジュール１８−１である。他のモジュールは、トレードオフ関数更新モジュール１８−２である。最初に、受信機１８−３は制御装置１１−０から方針を受け取る。受け取った方針は、方針記憶装置１８−５の中に記憶される。次いで、受信機１８−３が制御装置１１−０から自立的制御開始信号を受け取ったとき、モジュール選択器１８−４は自律的制御モジュール１８−１を起動する。モジュール１８−１は方針エンジン１８−６を有する。方針エンジン１８−６は、方針記憶装置１８−５から方針を読み出して方針を実施し、この方針に従って、空調デバイス１８−７の動作を制御する。方針エンジン１８−６は、定期的に空調デバイス１８−７から動作データを受け取る。動作データは、空調デバイスのエネルギー消費レート又は最新時間区間で空調デバイスによって消費された電気量、及び空調デバイスが稼働した持続時間を含む。動作データは、最新時間区間での室温を表示する温度データを更に含む。方針エンジン１８−６は、空調デバイス１８−７からの動作データを動作履歴記憶装置１８−８の中に記憶する。このように、動作履歴記憶装置１８−８は、空調デバイス１８−７のエネルギー消費レートの履歴、空調デバイスが稼働した持続時間、及び室温の履歴を記録する。最後の方針が受け取られた時点から記録されたエネルギー消費レートを集積することによって、方針エンジン１８−６は、最後の方針が受け取られてから空調デバイス１８−７によって消費された総エネルギー量を計算し、それを動作履歴記憶装置１８−８の中に記憶する。空調デバイスによって消費された総エネルギー量及び空調デバイスが稼働した総持続時間から、方針エンジン１８−６は空調デバイス１８−７の平均エネルギー消費を計算し、それを動作履歴記憶装置１８−８の中に記憶する。トレードオフ関数は、方針エンジン１８−６によってアクセス可能なトレードオフ関数記憶装置１８−９の中に記憶されている。モジュール１８−１はユーザインタフェース１８−１０を更に有する。ユーザインタフェース１８−１０の機能の１つは、ユーザによる温度設定を受け取ることである。
【００６２】
図１９Ａは、自律的制御の間に方針エンジン１８−６によって遂行される例示的プロセスを示すフローチャートである。制御装置１１−０からの自律的制御開始信号によってトリガされた方針エンジン１８−６は、ステップ１９−１で方針記憶装置１８−５から方針を読み出す。前述したように、方針は目標温度２５℃を含む。この目標温度は、冷暖房機１１−１及び１１−２によって総計で少なくとも０．５ｋＷｈのエネルギーを節約するため、制御装置１１−０によって冷暖房機１１−１のために創成されたものである。ステップ１９−２において、方針エンジン１８−６は空調デバイス１８−７へ目標温度を提供し、空調デバイス１８−７は室温を２５℃に維持するように動作する。受け取った方針は、目標温度（２５℃）の代わりに、節約されるべきエネルギー量（０ｋＷｈ）を含んでいてもよい。トレードオフ関数記憶装置１８−９は、図１５の上方の表を記憶している。なぜなら、この表は空調デバイス１１−１によって作成されたからである。もし受け取った方針が、節約されるべきエネルギー量（０ｋＷｈ）を含むならば、方針エンジン１８−６は記憶装置１８−９の中に記憶されたトレードオフ関数を使用して、節約されるべきエネルギー量（０ｋＷｈ）を室温２５℃へ変換する。記憶装置１８−９の中に記憶された動作履歴データから、方針エンジン１８−６は、室温を２５℃に維持するために必要なエネルギー量を更に発見する。発見されたエネルギー量は、次の２４時間で空調デバイス１８−７によって消費可能なエネルギーの天井量である。
【００６３】
空調デバイス１８−７が室温を２５℃に維持するように動作している間、方針エンジン１８−６は、ステップ１９−３で、ユーザが空調デバイス１８−７に新しい温度を設定するかどうかを決定する。ユーザによる温度設定は、ユーザからの不満として考えられる。なぜなら、それはユーザが室温に満足していないことを暗示するからである。しかしながら、新しい温度が設定されるとき、空調デバイス１８−７によるエネルギー消費に対して新しい温度がどのように影響するかは確かではない。方針エンジン１８−６はユーザによる温度設定を受け入れ、ステップ１９ー４で、新しく設定された温度を空調デバイス１８−７へ提供する。ここで空調デバイス１８−７は、新しく設定された温度で室温を維持するように動作する。
【００６４】
自律的制御の間、方針エンジン１８−６は、空調デバイス１８−７によって消費され履歴記憶装置１８−８の中に記憶されたエネルギーをモニタし、ステップ１９−５で、空調デバイス１８−７が２４時間の終了前に消費する総エネルギーを予測する。変動する動作環境の下では、空調デバイス１８−７は、昨日室温を２５℃に維持するために必要であったエネルギー量とは異なる量を、今日同じ室温を維持するために必要とするかも知れない。もし空調デバイスが２４時間にわたってエネルギー天井量よりも著しく少ないエネルギーを消費することを方針エンジン１８−６が予測するならば（ステップ１９−６）、方針エンジン１８−６は、制御装置１１−０へ新しい方針を要求することを新方針要求器１８−１１に指令する（ステップ１９−７）。次いで新方針要求器１８−１１は、送信機１８−１２を介して要求信号（図３）を制御装置１１−０へ送る。もし空調デバイス１８−７が２４時間の終わりにエネルギー天井量よりも多いエネルギーを消費することを方針エンジン１８−６が予測するならば（ステップ１９−８）、方針エンジン１８−６は図１９Ｂのステップ１９−９へ移動する。そうでなければ、方針エンジンはステップ１９−３へ戻る。
【００６５】
図１９Ｂにおいて、方針エンジン１８−６はステップ１９−９でユーザの動作選好に注目する。冷暖房機１１−１のユーザは、エネルギー節約動作を選好するか、高満足度達成動作を選好するかを、前もって登録することを要求される。ユーザの動作選好は制御装置１１−０の中に登録され、冷暖房機１１−１へ送られて実施される方針の中に含められる。代替として、ユーザの選好は冷暖房機１１−１の中に登録され、方針を実施している間に方針エンジン１８−６によって参照されてもよい。もし冷暖房機１１−１のユーザが高満足度達成動作を選好していることを方針エンジン１８−６が発見するならば、方針エンジン１８−６はステップ１９−３へ戻る。後続のプロセスにおいて、方針エンジン１８−６は、２４時間の終了時に天井エネルギー量よりも多いエネルギーを空調デバイス１８−７が消費することを予測するときでも、ステップ１９−８をスキップする。もし、ユーザがエネルギー節約動作を選好していることを方針エンジンが発見するならば、方針エンジンは新しい標的温度を決定するか、空調デバイスによるエネルギー消費を、消費可能なエネルギー天井量よりも下へ制限するため、室温を２５℃からどの程度上げるべきかを決定する（ステップ１９−１０）。１つの実施形態において、新しい標的温度は次の方程式を使用して決定される。
（数１）
Ｐ＝A・（Ｔs−Ｔh）・Ｗ・ｔ
ここで、Ｐは新しい標的温度Ｔｓで節約されることを期待されるエネルギー量であり、Aはエネルギー消費が１度（℃）ごとに変化するレートである（Aは１０％にほぼ等しい）。Ｔｈは現在の室温であり、Ｗは２４時間の期待平均エネルギー消費であり、ｔは２４時間の終了前に冷暖房機が新しい標的温度で動作することを期待される総持続時間である。Ｐは、２４時間が終了するまで空調デバイス１８−７が現在の室温を維持するように動作したとして、消費可能なエネルギー天井量と空調デバイス１８−７によって２４時間に消費されることを予測される総エネルギー量との間の差である。それ故に、上記の方程式は新しい標的温度を産出し得る。
【００６６】
次いでステップ１９−１１において、方針エンジン１８−６は、ユーザへの受け入れ可能室温の範囲を決定する。図２０は、室温と満足度との間の関係を記述する例示的関数を示す。満足度は、０から１００までの値を取る。図１５で示される上方の表の右端の欄に列挙される満足度は、表の右から２番目の欄に示される温度差と関連させて、図２０に示される関数から誘導される。図２０は、満足度の範囲を更に示す。図２０で示されるように、範囲の上限は１００であり、範囲の下限は８０である。「８０」の満足度は、冷暖房機１１−１のユーザに特有であると考えられ、ユーザが受け入れる最小満足度を表示する。この最小受け入れ可能満足度は、図２０で示される関数によって、ユーザが受け入れる最高室温へ変換され得る。図２０及び更に図１５に従って、満足度「８０」は室温２７℃に対応する。室温２７℃は、冷暖房機１１−１のユーザが受け入れる最高温度であると考えられる。それ故に、方針エンジン１８−６は、ユーザの快適感を害することなく２５℃と２７℃との間で室温を上げ得ると安全に想定してもよい。
【００６７】
方針エンジン１８−６は、動作履歴記憶装置１８−８の中に記憶された動作履歴に基づき、最小受け入れ可能満足度を決定する。動作履歴記憶装置１８−８は、室温及び満足度と関連づけてユーザによる過去の温度設定を記録する。温度設定は、ユーザによる不満であると考えられる。もしユーザが快適でないと感じるならば、ユーザは空調デバイス１８−７に、もっと低いか高い温度を設定する。ユーザによる過去の温度設定をモニタすることによって、方針エンジン１８−６は、ユーザによる満足度と関連する温度設定の分布を決定する。最小受け入れ可能満足度は、分布の中で観察される閾値であり、この閾値よりも下では多数の温度設定が観察され、この閾値よりも上では温度設定がほとんど又は全く観察されない。ユーザは、制御装置１１−０又は冷暖房機１１−１のいずれかに、最小受け入れ可能満足度を設定してもよい。もし最小受け入れ可能満足度が制御装置１１−０に設定されるならば、冷暖房機１１−１へ送られて実施される方針の中に、最小受け入れ可能満足度が含められる。
【００６８】
図１９Ｂへ戻って、方針エンジン１８−６は、ステップ１９−１２で、新しい標的温度が受け入れ可能温度範囲の中にあるかどうかを決定する。もし新しい標的温度が２７℃よりも高ければ、方針エンジン１８−６は制御装置１１−０へ新しい方針を要求することを新方針要求器１８−１１に指令する（ステップ１９−７）。次いで新方針要求器は、送信機１８−１２を介して要求信号（図３）を制御装置１１−０へ送る。もし新しい標的温度が２７℃よりも低いか等しいならば、方針エンジン１８−６はステップ１９−３へ戻る。
【００６９】
図１８へ戻って、受信機１８−３が制御装置１１−０から指令信号を受け取ったとき、モジュール選択器１８−４はトレードオフ関数更新モジュール１８−２を起動する。モジュール１８−２は関数更新器１８−１３を有する。関数更新器１８−１３は、トレードオフ関数記憶装置１８−９の中に記憶されたトレードオフ関数を更新する。この実施形態において、冷暖房機１１−１のトレードオフ関数は、図１５の上方の表によって表される。関数更新器１８−１３は、変換手段、即ち、表の中の設定温度（「設定温度」欄）と節約可能エネルギー量（「節約可能エネルギー」欄）との間の関係を最初に更新する。節約可能エネルギー量（Ｐ）は、前に使用された方程式、即ち、次の式から誘導され得る。
（数２）
Ｐ＝Ａ・（Ｔs−Ｔh）・Ｗ・ｔ
ここで、Ｔｓは温度の集合であり（図１５の上方の表において、Ｔｓは２５℃、２６℃、２７℃、又は２８℃）、Ｔｈは最後の２４時間に空調デバイス１８−７によって維持された室温の平均であり、Ｗは最後の２４時間に消費された平均電気であり、ｔは冷暖房機が最後の２４時間に使用された総持続時間である。Ｐを計算するために必要なこれらのパラメータの全ては、動作履歴記憶装置１８−８の中に記憶されている。
【００７０】
関数更新器１８−１３は、表の中の設定温度（「設定温度」欄）と満足度（「満足度」欄）との間の関係を更に更新する。ＩＳＯ７７３０は、ＰＭＶ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ  Ｍｅａｎ  Ｖｏｔｅ、予測平均投票）及びＰＰＤ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ  Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ  Ｄｉｓｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ、予測百分率不満足）インデックスを説明しており、熱的快適性の受け入れ可能条件を指定している。温度とこの温度に対する満足度との間の関係を記述する関数は、同様にＩＳＯ７７３０に従って誘導される。そのような関数は、図２１で分布Ｘとして示され、原初のトレードオフ関数として使用される。分布Ｘは、基本的に調査データを用いて誘導される。原初の関数は、温度に対する目的満足度を提供するが、冷暖房機１１−１のユーザの個人的快適感を正確に反映するとは考えられない。動作履歴記憶装置１８−８は、室温及び満足度と関連づけてユーザによる過去の温度設定を記録する。関数更新器１８−１３は、動作履歴記憶装置１８−８の中に記憶された過去の温度設定を解析し、分布Ｘを修正して、冷暖房機１１−１のユーザのために分布Ｘを個人化する。
【００７１】
１つの実施形態において、分布Ｘは、ユーザによる設定温度から計算された平均及び分散を有する正規分布と一致するように修正される。結果として、図２１で示されるように、分布Ｘは分布Ａ、Ｂ、Ｃのように修正される。分布Ａは、分布Ｘと同じ平均値を有するが、その分散は分布Ｘよりも狭い。それ故に、分布Ａは、一般大衆よりも狭い範囲の温度分散のみをユーザＡが受け入れることを示している。分布Ｂは、分布Ａと実質的に等しい平均値を有するが、その分散は分布Ａよりも広い。ユーザＡ及びＢは、恐らく多かれ少なかれ同じ温度で最も快適に感じる。しかし、ユーザＢはユーザＡよりも広い温度分散範囲を受け入れる。ユーザＣはユーザＡ及びＢよりも高い温度で最も快適に感じ、非常に狭い範囲の温度分散のみを受け入れる。設定温度と満足度との間の修正された関係は、設定温度に対するユーザの快適感を一層正確に反映すると考えられる。次いで関数更新器１８−１３は、送信機１８−１２を介して、更新されたトレードオフ関数を制御装置１１−０へ送る。
【００７２】
上記の実施形態において、一般方針は、冷暖房機によって総量として節約される標的エネルギー量を含み、遠隔制御装置１１−０は、それぞれの冷暖房機によって維持される目標温度又は節約される目標エネルギー量を含む方針を創成する。他の実施形態において、一般方針は、冷暖房機によって消費可能なエネルギーの総天井量を含み、制御装置１１−０は、それぞれの冷暖房機によって消費可能なエネルギーの標的天井量を含む方針を創成する。図２２は、それぞれの冷暖房機によって消費可能なエネルギーの標的天井量を含む方針の下で、冷暖房機１１−１、１１−２、１１−３によって消費されたエネルギーの５日間履歴を例示的に示すグラフである。図２２で示される例において、冷暖房機は毎日変動するエネルギー量を消費するが、冷暖房機によって消費される総エネルギーは５日間を通して一定である。
【００７３】
それぞれの冷暖房機によって消費可能なエネルギーの標的天井量を含む方針を創成する幾つかの方途が存在する。そのような方針を創成する最も単純な方途は、冷暖房機によるエネルギー消費の履歴に従って、冷暖房機へ総天井量を割り振ることである。例えば、冷暖房機が、昨日（ｄ−１）の総計でエネルギー量（Ｐd-1）を消費したと仮定する。ここで、冷暖房機１１−１、１１−２、１１−３は、それぞれＰ１d-1、Ｐ２d-1、Ｐ３d-1を消費したと仮定する。冷暖房機によって今日（ｄ）消費可能なエネルギーの標的天井量は、次のように表される。
（数３）
Ｐ１d＝Ｐt・Ｐ１d-1／Ｐd-1
（数４）
Ｐ２d＝Ｐt・Ｐ２d-1／Ｐd-1
（数５）
Ｐ３d＝Ｐt・Ｐ３d-1／Ｐd-1
ここで、Ｐｔは今日の総天井量であり、Ｐd-1＝Ｐ１d-1＋Ｐ２d-1＋Ｐ３d-1である。
【００７４】
たとえ、冷暖房機１１−３が起動していない状態になったとしても、冷暖房機１１−１及び１１−２によって今日（ｄ）消費可能なエネルギーの標的天井量は次のように表される。
（数６）
Ｐ１d＝Ｐt・Ｐ１d-1／Ｐd-1
（数７）
Ｐ２d＝Ｐt・Ｐ２d-1／Ｐd-1
ここで、Ｐｔは今日の総天井量であり、Ｐd-1＝Ｐ１d-1＋Ｐ２d-1である。図２３は、冷暖房機１１−１、１１−２、１１−３によって消費されたエネルギーの５日間の履歴を例示的に示すグラフである。ここで、冷暖房機は、それぞれの冷暖房機によって消費可能なエネルギーの標的天井量を含む方針の下にあり、冷暖房機１１−３は３日目にドメイン内で起動していない状態になる。
【００７５】
図２４は、冷暖房機１１−１、１１−２、１１−３によって消費されたエネルギーの５日間の履歴を例示的に示すグラフである。ここで、冷暖房機は、それぞれの冷暖房機によって消費可能なエネルギーの標的天井量を含む方針の下にあり、新しい冷暖房機１１−４が３日目に参加する。３日目に、制御装置１１−１は冷暖房機１１−４からトレードオフ関数を受け取り、エネルギーの総天井量を冷暖房機１１−１、１１−２、１１−３、１１−４へ割り振る。
【００７６】
今日消費可能なエネルギーの天井量（Ｐ１d）を含む方針を受け取ったとき、冷暖房機１１−１は、達成されるべき標的温度を決定する。Ｐ１dは、次の方程式によって表される。
（数８）
Ｐ１d＝Ｗ・ＨAVE
ここで、Ｗは冷暖房機によって消費される電気であり、ＨAVEは、冷暖房機が１日当たり使用される平均時間である。ここで、Ｗは次のように表される。
（数９）
Ｗ＝・｜Ｔtar−Troom｜＋β
ここで、Ｔtarは標的温度であり、Ｔroomは室温であり、α及びβは定数である。言い換えれば、冷暖房機によって消費されるエネルギーは、標的温度（Ｔtar）と室温（Ｔroom）との間の差に比例する。最初の方程式は、次のように２番目の方程式を使用して解かれる。
（数１０）
Ｐ１d／ＨAVE＝Ａ・｜Ｔtar−Ｔroom｜＋Ｂ
それ故に、
（数１１）
ＩｆＴtar＞Ｔroom，Ｔtar＝（Ｐ１d／ＨAVE−Ｂ）／Ａ＋Ｔroom
（数１２）
ＩｆＴtar＜Ｔroom，Ｔtar＝（Ｂ−Ｐ１d／ＨAVE）／Ａ−Ｔroom
（数１３）
ＩｆＴtar＝Ｔroom，Ｔtar＝Ｂ
Ａ及びＢは定数である。ＨAVEは測定値から得られる。それ故に、標的温度はエネルギーの標的天井量Ｐ１dから取得され得る。上記は、消費可能なエネルギーの標的天井量から標的温度を誘導する例示的方法である。同じ目的に使用可能な他の方法が存在する。これらの他の方法は、ファジー制御の使用及びモデリングの使用を含む。
【００７７】
上記の実施形態において、エネルギー消費ノード（ＥＮ）は、全て冷暖房機である。ＥＮは他の種類の電気機器、例えば、冷蔵庫、乾燥機付き洗濯機、及びこれらの組み合わせを含んでもよい。それらは異種の機器であるが、それらのトレードオフ関数は相互に比較可能であるように準備される。冷蔵庫は、設定温度が高くなれば、消費されるエネルギーは少なくなる。しかしながら、冷蔵庫の中の食品の温度も高くなるので、例えばアイスクリームは溶けやすくなり、野菜の鮮度は急速に害される。冷暖房機の場合と同じく、冷蔵庫について比較可能な満足度を作成し得る。乾燥機付き洗濯機は、洗濯過程と比較して乾燥過程で大量のエネルギーを消費する。今日では、乾燥過程は２つの代替モードで遂行される。１つのモードは、時間節約モードである。この場合、短時間で衣類を乾燥させるために大量のエネルギーが消費される。他のモードはエネルギー節約モードである。この場合、小量のエネルギーが消費されるが、衣類の乾燥に長時間を必要とする。乾燥過程が異なるモードで遂行されると仮定すれば、乾燥機付き洗濯機についても比較可能な満足度を作成し得る。同様に、他の機器、例えば、トースター、炊飯器、熱ポンプ湯沸かし器、及び誘導電気加熱炉についても、比較可能な満足度を作成し得る。ここで、それらの機器の消費されたエネルギーの結果は、比較可能な満足度によって評価される。
【００７８】
これまで説明された本発明から、本発明は多くの方途において多様であることが明らかであろう。そのような多様性は、本発明の趣旨及び範囲からの逸脱と見なされるべきではなく、当業者に明らかであるような、そのような修正の全ては、下記の特許請求の範囲の中に含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、電気に限定されず、他のエネルギー、例えば液体エネルギーやガスエネルギーを含む、いかなるエネルギーの制御方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１    調整ノード（疑似エネルギー消費ノード）
２    エネルギー消費ノード
７−１    通信機
７−２    エネルギー変換器
７−３    コントローラ
７−４    測定デバイス
７−５    動作履歴記憶装置
７−６    方針記憶装置
７−７    トレードオフ関数記憶装置
８−１    通信機
８−２    タイマ
８−４    トレードオフ関数記憶装置
８−５    一般関数記憶装置
８−６    一般方針記憶装置
１１−０    遠隔制御装置
１１−１，１１−２，１１−３  冷暖房機
１２−１    方針創成モジュール
１２−２    自律的制御開始モジュール
１２−３    タイマ
１２−４    モジュール選択器
１２−５    自律的制御要求器
１２−６    通信機
１２−７    トレードオフ関数要求器
１２−８    受信機
１２−９    トレードオフ関数記憶装置
１２−１０    方針創成器
１２−１１    一般方針記憶装置
１２−１２    方針報告器
１８−１    自律的制御モジュール
１８−２    トレードオフ関数更新モジュール
１８−３    受信機
１８−４    モジュール選択器
１８−５    方針記憶装置
１８−６    方針エンジン
１８−７    空調デバイス
１８−８    動作履歴記憶装置
１８−９    トレードオフ関数記憶装置
１８−１０    ユーザインタフェース
１８−１１    新方針要求器
１８−１２    送信機
１８−１３    関数更新器
【図１】
0005675630.tif 000002
【図２】
0005675630.tif 000003
【図３】
0005675630.tif 000004
【図４】
0005675630.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
0005675630.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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