(57)【要約】  暖房、換気、及び空調（ＨＶＡＣ）システム１１０に所望の室温を維持させるためのセンササロゲート１２０は、実際の室温を求めるための温度センサ１２２と、少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読媒体上に具体化されるロジック１３０とを含む。ロジック１３０は、所望の温度が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る場合、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る現在の低い温度を計算し、計算された現在の低い温度を表す第１の信号をＨＶＡＣシステムに与えるステップと、所望の室温が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る場合、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る現在の高い温度を計算し、計算された現在の高い温度を表す第２の信号をＨＶＡＣシステム１１０に与えるステップとを実行するように構成される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房、換気、及び空調（ＨＶＡＣ）システムに所望の室温を維持させるためのセンササロゲートであって、
実際の室温を求めるための温度センサと、
少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読媒体上に具体化されるロジックであって、
前記所望の室温が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る場合、前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る現在の低い温度を計算し、前記計算された現在の低い温度を表す第１の信号を前記ＨＶＡＣシステムに与えるステップと、
前記所望の室温が前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る場合、前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る現在の高い温度を計算し、前記計算された現在の高い温度を表す第２の信号を前記ＨＶＡＣシステムに与えるステップと
を実行するロジックと
を含む、センササロゲート。
【請求項２】
現在の低い温度を計算する前記ステップが、
前記所望の室温と前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度との間の温度差を求めるステップと、
前記実際の室温から前記差を減算し、前記現在の低い温度をもたらすステップと
を更に含む、請求項１に記載のセンササロゲート。
【請求項３】
現在の高い温度を計算する前記ステップが、
前記所望の室温と前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度との間の温度差を求めるステップと、
前記実際の室温に前記差を加算し、前記現在の高い温度をもたらすステップと
を更に含む、請求項１に記載のセンササロゲート。
【請求項４】
前記ロジックが更に、ある期間にわたり前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を学習する、請求項１に記載のセンササロゲート。
【請求項５】
前記所望の室温を利用者が入力することを可能にする入力装置を更に含み、前記ロジックが更に、前記所望の室温を前記入力装置から受け取る、請求項１に記載のセンササロゲート。
【請求項６】
前記センササロゲートの出力が、電圧、抵抗、及び電流からなる群から選択される、請求項１に記載のセンササロゲート。
【請求項７】
暖房、換気、及び空調（ＨＶＡＣ）システムに所望の温度を維持させるためのシステムであって、
少なくとも１つのセンササロゲートと、
第１のモード又は第２のモードで動作するように少なくとも１つのセンサに指示するためのコントローラと
を含み、前記少なくとも１つのセンササロゲートが、
実際の室温を求めるための温度センサと、
前記第１のモード又は前記第２のモードで機能する少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読媒体上に具体化されるロジックであって、前記第１のモードが、
前記所望の温度が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る場合、前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る現在の低い温度を計算し、前記計算された現在の低い温度を表す第１の信号を前記ＨＶＡＣシステムに与えるステップと、
前記所望の温度が前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る場合、前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る現在の高い温度を計算し、前記計算された現在の高い温度を表す第２の信号を前記ＨＶＡＣシステムに与えるステップとを実行する前記ロジックによって特徴付けられ、前記第２のモードが、前記実際の室温を表す第３の信号を提供するステップを実行する前記ロジックによって特徴付けられる、ロジックと
を含む、システム。
【請求項８】
前記コントローラが、前記少なくとも１つのセンササロゲートと無線通信によって通信する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記コントローラが、前記少なくとも１つのセンササロゲートと有線通信によって通信する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
現在の低い温度を計算する前記ステップが、
前記所望の室温と前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度との間の温度差を求めるステップと、
前記実際の室温から前記差を減算し、前記現在の低い温度をもたらすステップと
を更に含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
現在の高い温度を計算する前記ステップが、
前記所望の室温と前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度との間の温度差を求めるステップと、
前記実際の室温に前記差を加算し、前記現在の高い温度をもたらすステップと
を更に含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ロジックが更に、ある期間にわたり前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を学習する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
前記センササロゲートが、前記所望の室温を利用者が入力することを可能にする入力装置を更に含み、前記ロジックが更に、前記所望の室温を前記入力装置から受け取る、請求項７に記載のシステム。
【請求項１４】
前記センササロゲートの出力が、電圧、抵抗、及び電流からなる群から選択される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１５】
暖房、換気、及び空調（ＨＶＡＣ）システムに所望の室温を維持させるための方法であって、
実際の室温を求めるステップと、
前記所望の室温が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回るかどうかを判定するステップと、
前記所望の室温が前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る場合、前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る現在の低い温度を計算し、前記計算された現在の低い温度を表す第１の信号を前記ＨＶＡＣシステムに与えるステップと、
前記所望の室温が前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る場合、前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る現在の高い温度を計算し、前記計算された現在の高い温度を表す第２の信号を前記ＨＶＡＣシステムに与えるステップと
を含む、方法。
【請求項１６】
現在の低い温度を計算する前記ステップが、
前記所望の室温と前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度との間の温度差を求めるステップと、
前記実際の室温から前記差を減算し、前記現在の低い温度をもたらすステップと
を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
現在の高い温度を計算する前記ステップが、
前記所望の室温と前記予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度との間の温度差を求めるステップと、
前記実際の室温に前記差を加算し、前記現在の高い温度をもたらすステップと
を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、一般に暖房、換気、及び空調（ＨＶＡＣ）システムのための制御システムを対象とする。より詳細には、本明細書に開示する発明の様々な方法及び機器は、ＨＶＡＣシステムへ変更を要求することなしにＨＶＡＣシステムの監視制御を行うことに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  ＨＶＡＣシステムは、非常に必要性の高いビル内の環境制御を行う。商業ビル内の空間の暖房、冷房、及び換気の費用とエネルギー使用量とを減らすために、既存のＨＶＡＣシステムに監視制御を追加することが有用な場合がある。監視制御は、例えばある時刻において又は空間が使用されていないときに、よりエネルギー効率の良い設定値をＨＶＡＣシステムに使用させるために使われてもよい。監視制御は、複数のユニットがあり、ピーク電気負荷を制限することが有用である応用例において、複数のＨＶＡＣユニットの活性化を順序付けるために使われてもよい。特に監視制御は、空間に入る空気の気流又は温度を測定しながらＨＶＡＣ機器を暖房、冷房、又は換気モードに強制することにより、ＨＶＡＣ機器を検査するために使用されてもよい。
【０００３】
[0003]  多くの場合、既存のＨＶＡＣシステムは、空間の温度を求めるために単純な温度センサを利用する。これだけに限定されないが、電圧及び電流に関係なく抵抗が温度とともに変化する装置、電流とは関係なく電圧が温度とともに変化する装置、及び電圧とは関係なく電流が温度とともに変化する装置を含む、使用される幾つかの一般的な種類の温度センサがある。
【０００４】
[0004]  多くの応用例において、既存のＨＶＡＣシステムは監視制御システムと通信するためのインターフェイスを提供せず、従って監視制御の利益を得るために、既存のＨＶＡＣシステムは置換され且つ／又は再プログラムされる必要がある。不都合なことに、このような監視制御を追加するためにＨＶＡＣシステムのコントローラを修正するには一定の技術水準、ビルの設計書の知識、及び／又は特定のＨＶＡＣシステムの知識が必要である。このような技術水準及び知識は著しい財務費用を招く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0005]  従って、ＨＶＡＣ制御システムに対する物理的変更も現在のＨＶＡＣ制御システムの置換も必要とすることなしに、ＨＶＡＣシステムの監視制御を行うための方法を提供することが当技術分野で求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態は、ＨＶＡＣシステムの監視制御を行うためのシステム及び方法を提供する。簡潔に記述すると、アーキテクチャの点では、とりわけ本システムの一実施形態が以下の通り実装され得る。このシステムは、少なくとも１つのセンササロゲート及び少なくとも１つのコントローラを含む。センササロゲートは、実際の室温を求めるための温度センサと、少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読媒体上に具体化されるロジックとを含む。このロジックは第１のモード又は第２のモードで機能するように構成され、第１のモードは、所望の温度が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る場合、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る現在の低い温度を計算し、計算された現在の低い温度を表す第１の信号をＨＶＡＣシステムに与えるステップと、所望の温度が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る場合、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る現在の高い温度を計算し、計算された現在の高い温度を表す第２の信号をＨＶＡＣシステムに与えるステップとを実行するようにロジックが構成されることによって特徴付けられる。第２のモードは、実際の室温を表す第３の信号を提供するステップを実行するようにロジックが構成されることによって特徴付けられる。このシステムは、第１のモード又は第２のモードで動作するように少なくとも１つのセンサに指示するためのコントローラも含む。
【０００７】
[0006]  本発明は、ＨＶＡＣシステムに所望の室温を維持させるためのセンササロゲートも提供する。センササロゲートは、実際の室温を求めるための温度センサと、少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読媒体上に具体化されるロジックとを含む。このロジックは、所望の室温が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る場合、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る現在の低い温度を計算し、計算された現在の低い温度を表す第１の信号をＨＶＡＣシステムに与えるステップと、所望の室温が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る場合、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る現在の高い温度を計算し、計算された現在の高い温度を表す第２の信号をＨＶＡＣシステムに与えるステップとを実行するように構成される。
【０００８】
[0007]  ＨＶＡＣシステムの監視制御を行うための方法は、実際の室温を求めるステップと、所望の室温が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回るかどうかを判定するステップと、所望の室温が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る場合、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る現在の低い温度を計算し、計算された現在の低い温度を表す第１の信号をＨＶＡＣシステムに与えるステップと、所望の室温が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る場合、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る現在の高い温度を計算し、計算された現在の高い温度を表す第２の信号をＨＶＡＣシステムに与えるステップとを含む。
【０００９】
[0008]  本明細書で使用されるとき、「ネットワーク」という用語は、ネットワークに結合される２台以上の任意の装置間及び／又は複数の装置間の（例えば装置制御、データ記憶、データ交換等のための）情報の搬送を助ける、２台以上の装置（コントローラやプロセッサを含む）の任意の相互接続を指す。容易に理解されるように、複数の装置を相互接続するのに適したネットワークの様々な実装形態は、多岐にわたるネットワークトポロジの何れかを含むことができ、多岐にわたる通信プロトコルのどれを使用してもよい。更に、本開示による様々なネットワークでは、２台の装置間の任意の１つの接続が２つのシステム間の専用接続、或いは非専用接続に相当することができる。２台の装置を対象とした情報を運ぶことに加え、かかる非専用接続は必ずしも２台の装置のどちらも対象としない情報を運んでもよい（例えばオープンネットワーク接続）。更に、本明細書で論じられる装置の様々なネットワークは、ネットワーク全体にわたる情報搬送を助ける１つ又は複数の無線、有線／ケーブル、及び／又は光ファイバリンクを用いてもよいことが容易に理解されよう。
【００１０】
[0009]  上記の概念及び以下でより詳細に論じられる更なる概念の全ての組合せが（かかる概念が互いに矛盾しない条件で）、本明細書で開示する本発明の内容の一部として考慮されることが理解されるべきである。とりわけ、本開示の最後に登場する特許請求の範囲に記載の内容の全ての組合せが、本明細書で開示する本発明の内容の一部として考慮される。参照により援用される任意の開示でも登場する場合がある本明細書で明示的に用いられる専門用語には、本明細書で開示される特定の概念に最も相応しい意味が与えられるべきことも理解すべきである。
【００１１】
[0010]  図中、類似の参照符号は一般に様々な図面にわたり同じパーツを指す。また、図面は必ずしも縮尺通りではなく、むしろ本発明の原理を図示するときは概して強調される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】[0011]  ＨＶＡＣシステムの監視制御を行うための本システム及び方法が提供され得る、一般的なネットワークを示す概略図である。
【図２】[0012]  図１の制御装置の一例を示すブロック図であり、制御装置は汎用コンピュータである。
【図３Ａ】[0013]  抵抗センササロゲートを示すブロック図である。
【図３Ｂ】[0014]  電圧センササロゲートを示すブロック図である。
【図３Ｃ】[0015]  電流センササロゲートを示すブロック図である。
【図４】[0016]  サロゲートモジュールの一例を示すブロック図である。
【図５】[0017]  カスタマイズされた信号を作成するために、図４のサロゲートモジュールによって実行されるプロセスの詳細な実例を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[0018]  本システム及び方法は、前に導入されたＨＶＡＣシステムの監視制御を、最小限の財務費用及び労務費によってだけでなく、ＨＶＡＣシステムのコントローラを修正する必要なしに、ＨＶＡＣシステムを再プログラミングする必要なしに、及びＨＶＡＣシステムを置換する必要なしに可能にする。
【００１４】
[0019]  本発明は、部屋の温度センサを置換するセンササロゲートを導入する。センササロゲートは、ＨＶＡＣシステムを促して所望の挙動を行わせる。とりわけ、センササロゲートは、検出された部屋の実際の温度に基づいて作動するためのロジックを追加し、ＨＶＡＣシステムに温度を調節させ又は維持させる信号をＨＶＡＣシステムに与えることにより、ＨＶＡＣシステムの監視制御を行う。
【００１５】
[0020]  図１は、ＨＶＡＣシステムの監視制御を行うための本システム及び方法が提供され得る、一般的なネットワーク１００を示す概略図である。図１に示すように、ネットワーク１００は、ＨＶＡＣシステム１１０、センササロゲート１２０、及び制御装置１５０を含む。図１には、単一のＨＶＡＣシステム１１０、単一のセンササロゲート１２０、及び単一の制御装置１５０を有するネットワーク１００を示すが、ネットワーク１００は代わりに複数のＨＶＡＣシステム１１０、複数のセンササロゲート１２０、及び／又は複数の制御装置１５０を有してもよいことに留意すべきである。
【００１６】
[0021]  ＨＶＡＣシステム１１０は、選択された温度及び湿度で部屋に空気を供給するための知られている任意のＨＶＡＣシステムとすることができる。当然ながら、ＨＶＡＣシステム１１０は、代わりに温度維持だけ又は湿度維持だけを行ってもよい。更に、ＨＶＡＣシステム１１０は、一体型制御を有するシングルパッケージユニット、又は外部コントローラを有する機器の集合とすることができる。当業者ならＨＶＡＣシステムのコンポーネントを知り、ＨＶＡＣシステムがどのように機能するのかを知っているので、ＨＶＡＣシステム１１０についての更なる説明は本明細書では行わない。本説明は部屋に関して行われるが、本発明は部屋の温度及び／又は湿度を監視し、変更することに限定されないことに留意すべきである。代わりに、部屋は、温度及び／又は湿度の監視及び／又は変更を必要とする任意の空間又は領域とすることができる。
【００１７】
[0022]  センササロゲート１２０はＨＶＡＣシステム１１０に接続され、室温センサの動作を促す。ネットワーク１００内には、１つ又は複数のセンササロゲート１２０があり得る。一例として、それぞれの部屋の中の温度調節を支援するために、ビルの各部屋内に１つのセンササロゲート１２０が配置される場合がある。センササロゲート１２０については、以下に提供される図３の説明に関して更に詳細に説明されることに留意すべきである。
【００１８】
[0023]  制御装置１５０は、有線又は無線通信の何れかによってセンササロゲート１２０と通信し、所望の温度をセンササロゲート１２０に与える。例えば制御装置１５０のプログラマは、ネットワーク１００内の異なるセンササロゲート１２０のために異なる温度を指定してもよい。このような異なる温度は、これだけに限定されないが１時間ごと、１日ごと、１週間ごとなど、様々な期間用とすることもできる。制御装置１５０は、利用者がセンササロゲート１２０ごとに温度をプログラムすることを可能にでき、選択された温度をセンササロゲート１２０に伝えることができる任意の装置とすることができる。一例として、制御装置１５０は、汎用コンピュータ又は少なくともメモリ及びプロセッサを有する任意の装置とすることができる。
【００１９】
[0024]  図２は、図１の制御装置１５０の一例を示すブロック図であり、制御装置１５０は汎用コンピュータである。通常、ハードウェアアーキテクチャの点では、図２に示すように制御装置１５０は、ローカルインターフェイス１５８を介して通信可能に結合されるプロセッサ１５２、メモリ１５４、及び１つ又は複数の入出力（Ｉ／Ｏ）装置１５６（又は周辺装置）を含む。ローカルインターフェイス１５８は、これだけに限定されないが、例えば当技術分野で知られている１つ又は複数のバス又は他の有線接続若しくは無線接続とすることができる。ローカルインターフェイス１５８は、通信を可能にするためのコントローラ、バッファ（キャッシュ）、ドライバ、リピータ、レシーバなど、簡潔にするために省かれている追加の要素を有することができる。更に、ローカルインターフェイス１５８は、上記のコンポーネント間の適切な通信を可能にするためのアドレス、制御、及び／又はデータ接続を含んでもよい。
【００２０】
[0025]  プロセッサ１５２は、とりわけメモリ１５４内に記憶されるソフトウェア１６２を実行するためのハードウェア装置である。プロセッサ１５２は、任意の特注の又は市販のプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、制御装置１５０に関連する幾つかのプロセッサの中の補助プロセッサ、（マイクロチップ又はチップセット形式の）半導体ベースのマイクロプロセッサ、マクロプロセッサ、又は慨してソフトウェア１６２によって与えられるソフトウェア命令を実行するための任意の装置とすることができる。
【００２１】
[0026]  メモリ１５４は、揮発性メモリ要素（例えばランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭなどのＲＡＭ））及び不揮発性メモリ要素（例えばＲＯＭ、ハードドライブ、テープ、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等）の何れか１つ、又はその組合せを含むことができる。更にメモリ１５４は、電子的、磁気的、光学的、及び／又は他の種類の記憶媒体を組み込むことができる。メモリ１５４は、様々なコンポーネントが互いに離れて配置されるがプロセッサ１５２によってアクセス可能である、分散型アーキテクチャを有することができることに留意されたい。
【００２２】
[0027]  メモリ１５４内のソフトウェア１６２は、１つ又は複数の個別のプログラムを含むことができ、プログラムのそれぞれは、論理機能を実施するための順序付けられた実行可能命令のリストを含む。図２の例では、制御装置１５０のメモリ１５４内のソフトウェア１６２は、本発明によるセンササロゲート１２０（図１）に温度を割り当てる能力を与える。一例として、ソフトウェア１６２は、利用者が特定のセンササロゲート１２０を指定し、センササロゲート１２０ごとに温度を割り当てることを可能にする、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）及び関連する機能を規定することができる。
【００２３】
[0028]  メモリ１５４内には、適切なオペレーティングシステム（Ｏ／Ｓ）１６０が提供されてもよい。当業者に知られているように、オペレーティングシステム１６０は、本質的に制御装置１５０の他のコンピュータプログラムの実行を制御し、スケジューリング、入出力制御、ファイル及びデータ管理、メモリ管理、並びに通信制御及び関連サービスを提供する。
【００２４】
[0029]  入出力装置１５６は、入力装置、例えばこれだけに限定されないが、キーボード、マウス、スキャナ、マイクロフォン等を含むことができる。更に入出力装置１５６は、出力装置、例えばこれだけに限定されないが、プリンタ、ディスプレイ等も含むことができる。最後に、入出力装置１５６は、入力部及び出力部の両方として通信する装置、例えばこれだけに限定されないが、変調復調器（別の装置、システム、又はネットワークにアクセスするためのモデム）、無線周波（ＲＦ）又は他のトランシーバ、電話インターフェイス、ブリッジ、ルータ等を更に含むことができる。
【００２５】
[0030]  制御装置１５０が動作しているとき、プロセッサ１５２は、ソフトウェア１６２に従ってメモリ１５４との間でデータをやり取りし、制御装置１５０の動作を全般的に制御するために、メモリ１５４内に記憶されたソフトウェア１６２を実行するように構成される。ソフトウェア１６２及びＯ／Ｓ１６０は、全体又は一部において（典型的には後者だが）プロセッサ１５２によって読み取られ、場合によりプロセッサ１５２内にバッファされ、その後実行される。
【００２６】
[0031]  制御装置１５０がハードウェアによって実装される代替的実施形態では、制御装置１５０は、それぞれ当技術分野でよく知られている以下の技術、つまりデータ信号時に論理関数を実施するための論理ゲートを有する個別論理回路、適切な組合せ論理ゲートを有する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能ゲートアレイ（ＰＧＡ）、書替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等の何れか又は組合せで実装され得る。
【００２７】
[0032]  本発明の代替的実施形態によれば、ネットワーク１００は、制御装置１５０の使用を代わりに除外できることに留意すべきである。このような実施形態では、センササロゲート１２０のための制御機能がセンササロゲート１２０自体によって代わりに提供される。この代替的実施形態は、図３に関して更に詳細に説明される。
【００２８】
[0033]  図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃ（まとめて図３と呼ぶ）は、図１のセンササロゲート１２０の３つの例を更に示すブロック図である。当然ながら、センササロゲート１２０によって置換される温度センサの種類に基づき、センササロゲート１２０の更なる例が本説明に従って設けられてもよいことを当業者なら理解されよう。
【００２９】
[0034]  本説明は、本システム及び方法の３つの例示的実施形態を提供する。第１の実施形態及び第２の実施形態は、ＨＶＡＣシステム１１０が維持するように予めプログラムされた温度の知識を必要とするのに対し、センササロゲート１２０の第３の実施形態は、ＨＶＡＣシステム１１０の予めプログラムされた温度の知識を必要としない。
【００３０】
[0035]  図３Ａは、本発明の第１の例示的実施形態による抵抗センササロゲート１２０Ａを示すブロック図である。抵抗センササロゲート１２０Ａは室内の温度センサを置換し、置換される温度センサは、室温の変化とともに変わる抵抗出力を有する。抵抗センササロゲート１２０Ａは、抵抗センササロゲート１２０Ａが配置される部屋の温度を求めるための温度センサ１２２を含む。温度センサ１２２は、抵抗センササロゲート１２０Ａ内配置されるサロゲートモジュール１３０に検出された温度を提供する。図５に関して以下でより詳細に説明されるように、サロゲートモジュール１３０は、抵抗センササロゲート１２０Ａによって実行される機能を提供する。
【００３１】
[0036]  サロゲートモジュール１３０は、コンピュータに似たロジックを含むことができる。サロゲートモジュール１３０の一例が、図４のブロック図によって示される。図４を参照し、サロゲートモジュール１３０は、ソフトウェア１３４をその中に有するメモリ１３２、プロセッサ１３６、記憶装置１３８、及び論理インターフェイス１４０を含む。サロゲートモジュール１３０には、例えば検出された温度をサロゲートモジュール１３０に提供する温度センサ１２２などの入出力（Ｉ／Ｏ）装置１３９（又は周辺装置）が接続されてもよい。
【００３２】
[0037]  図４の例では、メモリ１３２内のソフトウェア１３４が、現在の室温を表す信号を転送すること、又は現在の室温の変更を表すカスタマイズされた信号を作成することを本発明に従って可能にする。カスタマイズされた信号を作成するためのプロセスについての詳細な説明は、図５の流れ図によって提供される。
【００３３】
[0038]  図３Ａに戻り、抵抗センササロゲート１２０Ａは、サロゲートモジュール１３０と制御装置１５０（図２）との間の通信を可能にするためのネットワークインターフェイス１２４も含む。サロゲートモジュール１３０から信号を受け取り、この信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するために、デジタル制御された電圧源１２６が抵抗センササロゲート１２０Ａ内に配置されてもよい。デジタル制御された電圧源１２６からのアナログ信号は、アナログ信号をＨＶＡＣシステム１１０に出力するための抵抗に変換するための電圧制御された抵抗源１２８によって受け取られる。
【００３４】
[0039]  図３Ｂは、本発明の第１の例示的実施形態による電圧センササロゲート１２０Ｂを示すブロック図である。電圧センササロゲート１２０Ｂは室内の温度センサを置換し、置換される温度センサは、室温の変化とともに変わる電圧出力を有する。電圧センササロゲート１２０Ｂは、抵抗センササロゲート１２０Ａに似たロジックを含み、このような同様のロジックは図３Ａ内のかかるロジックと同じ数字によって表される。
【００３５】
[0040]  電圧センササロゲート１２０Ｂは、電圧センササロゲート１２０Ｂが配置される部屋の温度を求めるための温度センサ１２２を含む。温度センサ１２２は、電圧センササロゲート１２０Ｂ内に配置されるサロゲートモジュール１３０に検出された温度を提供する。図５に関して以下でより詳細に説明されるように、サロゲートモジュール１３０は、電圧センササロゲート１２０Ｂによって実行される機能を提供する。サロゲートモジュール１３０は、図４によって与えられた一例であるコンピュータに似たロジックを含むことができる。
【００３６】
[0041]  電圧センササロゲート１２０Ｂは、サロゲートモジュール１３０と制御装置１５０（図２）との間の通信を可能にするためのネットワークインターフェイス１２４も含む。サロゲートモジュール１３０から信号を受け取り、デジタル信号をＨＶＡＣシステム１１０に出力するためのアナログ信号に変換するために、デジタル制御された電圧源１２６が電圧センササロゲート１２０Ｂ内に配置されてもよい。
【００３７】
[0042]  図３Ｃは、本発明の第１の例示的実施形態による電流センササロゲート１２０Ｃを示すブロック図である。電流センササロゲート１２０Ｃは室内の温度センサを置換し、置換される温度センサは、室温の変化とともに変わる電流出力を有する。電流センササロゲート１２０Ｃは、抵抗センササロゲート１２０Ａに似たロジックを含み、かかる同様のロジックは図３Ａ内のかかるロジックと同じ数字によって表される。
【００３８】
[0043]  電流センササロゲート１２０Ｃは、電流センササロゲート１２０Ｃが配置される部屋の温度を求めるための温度センサ１２２を含む。温度センサ１２２は、電流センササロゲート１２０Ｃ内に配置されるサロゲートモジュール１３０に検出された温度を提供する。図５に関して以下でより詳細に説明されるように、サロゲートモジュール１３０は、電流センササロゲート１２０Ｃによって実行される機能を提供する。サロゲートモジュール１３０は、図４によって与えられた一例であるコンピュータに似たロジックを含むことができる。
【００３９】
[0044]  電流センササロゲート１２０Ｃは、サロゲートモジュール１３０と制御装置１５０（図２）との間の通信を可能にするためのネットワークインターフェイス１２４も含む。サロゲートモジュール１３０から信号を受け取り、この信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するために、デジタル制御された電圧源１２６が電流センササロゲート１２０Ｃ内に配置されてもよい。アナログ信号は、アナログ信号をＨＶＡＣシステム１１０に出力するための電流に変換する電圧制御された電流源１２９によって受け取られる。
【００４０】
[0045]  図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃによって示されるように、各センササロゲート１２０は電源１２７も含む。電源１２７は、多くの異なるカテゴリの電源のうちの１つ又は複数とすることができる。一例として、電源１２７は、バッテリ電源などの内部電源とすることができる。更に、電源１２７は、電源１２７との接続時又は通信時にセンササロゲート１２０に電力を供給する遠隔電源とすることができる。このような遠隔電源は、ＨＶＡＣシステムインターフェイス又はビルの電力供給によって与えられる電源であり得る。更に、電源１２７は、光又は他のエネルギー源から電力を受け取ることなど、環境から電力を回収することができる。
【００４１】
[0046]  ネットワークが制御装置１５０を含まない本発明の代替的実施形態によれば、センササロゲート１２０が、代わりに入出力装置を含んでもよいことに留意すべきである。例えばこれだけに限定されないが、キーパッドなど、センササロゲート１２０上に設けられる入力装置は、利用者が所望の温度でセンササロゲート１２０をプログラムすることを可能にする。更に、例えばこれだけに限定されないが、ディスプレイなどの出力装置は、入力された所望の温度を利用者が見ることを可能にする。
【００４２】
[0047]  図５は、本発明の第１の例示的実施形態による、図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃの説明の中で言及したカスタマイズされた信号を作成するためにサロゲートモジュール１３０によって実行されるプロセスの詳細な解説を示す流れ図２００である。当業者によって理解されるように、流れ図の中のあらゆるプロセスの説明又はブロックは、プロセス内の特定の論理機能を実施するための１つ又は複数の命令を含むモジュール、セグメント、コードの一部、又はステップを表し、本発明の範囲には、関与する機能に応じてほぼ同時又は逆順を含む、図示し又は解説するのと異なる順序で機能が実行され得る代替的実装形態が含まれることに留意すべきである。
【００４３】
[0048]  ブロック２０２によって示されるように、サロゲートモジュール１３０が、ＨＶＡＣシステムの予めプログラムされた温度、実際の室温、及び所望の室温を受け取る。本発明の第１の例示的実施形態によれば、ＨＶＡＣシステムの予めプログラムされた温度はサロゲートモジュール１３０の記憶装置１３８内に記憶されてもよく、一方で所望の室温は制御装置１５０から受け取られてもよい。ネットワーク１００が制御装置１５０を含まない本発明の代替的実施形態によれば、所望の室温は、例えばタッチ入力ボタン又は所望の温度を入力する他の任意の方法により、代わりにセンササロゲート１２０内に直接プログラムされてもよいことに留意すべきである。
【００４４】
[0049]  ブロック２０４によって示されるように、サロゲートモジュール１３０は、所望の温度が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度よりも高いか、低いか、又は同じかを判定する。所望の室温が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度よりも高い場合、サロゲートモジュール１３０は、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る実際の温度を表す信号を作成する（ブロック２０６）。この信号は、センササロゲート１２０によってＨＶＡＣシステム１１０に与えられ、恰も実際の温度が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度よりも低いかのようにＨＶＡＣシステム１１０を機能させることに留意すべきである。このプロセスは、実際の室温が所望の温度になるかそれを上回るまで続けられる（ブロック２０８）。
【００４５】
[0050]  実際の室温が所望の温度と同じ場合、サロゲートモジュール１３０は、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度と同じ実際の温度を表す信号を作成する。更に、実際の室温が所望の温度を上回る場合、サロゲートモジュール１３０は、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る実際の温度を表す信号を作成する。
【００４６】
[0051]  所望の温度が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度と同じ場合、サロゲートモジュール１３０は、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度と同じ実際の温度を表す信号を作成する（ブロック２１０）。この信号は、センササロゲート１２０によってＨＶＡＣシステム１１０に与えられ、恰も実際の温度が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度と同じであるかのようにＨＶＡＣシステム１１０を機能させる。
【００４７】
[0052]  所望の温度が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る場合、サロゲートモジュール１３０は、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回る実際の温度を表す信号を作成する（ブロック２１２）。この信号は、センササロゲート１２０によってＨＶＡＣシステム１１０に与えられ、恰も実際の温度が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回っているかのようにＨＶＡＣシステム１１０を機能させる。このプロセスは、実際の室温が所望の温度になるかそれを下回るまで続けられる（ブロック２１４）。
【００４８】
[0053]  実際の室温が所望の温度と同じ場合、サロゲートモジュール１３０は、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度と同じ実際の温度を表す信号を作成する。更に、実際の室温が所望の温度を下回る場合、サロゲートモジュール１３０は、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る実際の温度を表す信号を作成する。
【００４９】
[0054]  本発明の第２の例示的実施形態によれば、サロゲートモジュール１３０が、所望の温度と予め定められたＨＶＡＣシステムの温度との間の温度差を求める。この温度差は、予めプログラムされたＨＶＡＣ信号温度を上回る又は下回る実際の温度を表す信号を作成する際にサロゲートモジュール１３０が使用する、より高い量又はより低い量である。一例として、所望の温度が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を下回る場合、サロゲートモジュール１３０は、所望の温度と予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度との間の温度差を求める。次いでサロゲートモジュール１３０は、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度よりも、求められた差の分だけ高い実際の温度を表す信号を作成する。この信号は、センササロゲート１２０によってＨＶＡＣシステム１１０に与えられ、恰も実際の温度が予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度を上回っているかのようにＨＶＡＣシステム１１０を機能させる。
【００５０】
[0055]  本発明の第３の例示的実施形態によれば、ＨＶＡＣシステムの温度がサロゲートセンサ１２０によって学習される。とりわけ、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度が分からない状況があり得る。このような例では、サロゲートセンサ１２０の温度センサ１２２とサロゲートモジュール１３０とが協働して、サロゲートセンサ１２０が配置される室内で維持される温度を学習することができる。このような学習は、これだけに限定されないが、週や月などの任意の期間にわたって行われてもよい。
【００５１】
[0056]  学習期間中、サロゲートモジュール１３０は、温度センサ１２２から温度測定値を受け取り、それをサロゲートモジュール１３０の記憶装置１３８内に記憶する。学習期間にわたり温度を監視した後、サロゲートモジュール１３０は、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度として学習された温度を使用する。
【００５２】
[0057]  以下に、センササロゲート１２０が提供され得る使用モードの例、すなわち夜間抑制モード、非使用中抑制モード、機器順序管理モード、及び需要応答モードについて記載する。
【００５３】
[0058]  夜間抑制モード
[0059]  エネルギーを減らす方法の一つは、夜間の空間温度設定値（所望の温度）を変えることである。これを実現するために、制御装置１５０が、所望の抑制の量及び方向の分だけ実際の温度からずれた出力を継続的に与えるようにセンササロゲート１２０に指示し、この抑制は、所望の温度と予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度との差である。先に述べたように、ＨＶＡＣシステム１１０は、暖房要件及び冷房要件を判定するためにセンササロゲート１２０の出力を使用するため、予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度の変化なしに実際の室温が変化することになる。例えば、目標が夏の夜に設定値を７２度から８５度まで上げることである場合、各センササロゲート１２０は、自らの出力を実際の室温マイナス１３度に維持するように指示される。このため、室温が８０度の場合、ＨＶＡＣシステム１１０はセンササロゲート１２０を読み取り、部屋が６７度しかないことを意味するように結果を解釈し、従って冷房を活性化しない。
【００５４】
[0060]  非使用中抑制モード
[0061]  エネルギーを減らす別の方法は、部屋が使用中でないときに室温設定値（所望の温度）を変えることである。これを実現するために、制御装置１５０には、温度が監視されている部屋の使用状況に関する情報が与えられる。使用状況に関する情報を与えることは、制御装置１５０に接続される使用センサによって実現されてもよい。使用センサに関する情報は、使用センサに接続される他の装置から伝達されてもよく、又は制御装置１５０が、他の何らかのアプリケーションから予定使用に関する情報を受け取ってもよい。部屋が使用中でない場合、又は使用されない予定の場合、制御装置１５０が、所望の抑制の量及び方向の分だけ実際の温度からずれた出力を継続的に与えるようにセンササロゲート１２０に指示し、この抑制は、所望の温度と予めプログラムされたＨＶＡＣシステムの温度との差である。
【００５５】
[0062]  ＨＶＡＣシステム１１０は、暖房要件及び冷房要件を判定するためにセンササロゲートの出力を使用するため、予め定められたＨＶＡＣシステムの温度の変化なしに実際の室温が変化することになる。例えば、目標が教室内で授業が予定されていない冬の午後に設定値（所望の温度）を６８度から５８度に下げることである場合、各センササロゲート１２０は、自らの出力を実際の室温プラス１０度に維持するように指示される。このため、室温が６０度の場合、ＨＶＡＣシステム１１０はセンササロゲート１２０を読み取り、部屋が７０度であることを意味するように結果を解釈し、従って暖房を活性化しない。
【００５６】
[0063]  機器順序管理
[0064]  エネルギー利用ピークを避けるために、ビルが朝に非使用中から使用中に変わるときなど、ＨＶＡＣシステム１１０の一部をある設定値（所望の温度）から別の設定値に順序付けることが有用な場合がある。本システム及び方法は、一斉にではなく時間が指定された順序で抑制モードから通常モードに変わるようにセンササロゲート１２０に指示することによりこれを実現することができ、ＨＶＡＣシステム１１０のための所望の順序付けを効果的に実現する。
【００５７】
[0065]  需要応答
[0066]  別の監視制御機能は、ユーティリティ（又は他のグリッド関連エンティティ）によって宣言される「需要応答事象」に応答してエネルギー利用を減らすことである。本発明は、制御装置１５０が需要−応答事象の開始及び終結を判定する手段を有する限り、需要応答機能を使用可能にする。この需要応答機能は、制御装置１５０とユーティリティとの間の直接通信リンク、制御装置１５０へのユーザ入力、又は需要応答開始及び終結情報にアクセスできる他の何らかの装置からの通信によって実現され得る。需要応答事象の開始を制御装置１５０が知らされる場合、制御装置１５０は、所望のエネルギー節約度に一致した温度オフセット値で抑制モードに入るようにセンササロゲートに指示する。需要応答事象の終結を制御装置１５０が知らされる場合、制御装置１５０は、通常モードに入るようにセンササロゲートに指示する。
【００５８】
[0067]  上記の説明は説明目的で目標温度に言及したが、当業者には知られているように、ヒステリシスを提供するために、実際の目標温度は典型的には範囲によって表されるものとして実装されることに留意すべきである。
【００５９】
[006８]  幾つかの発明実施形態を本明細書に説明し例示したが、当業者であれば、本明細書にて説明した機能を実行するための、並びに／又は、本明細書にて説明した結果及び／若しくは１つ以上の利点を得るための様々な他の手段及び／若しくは構造体を容易に想到できよう。また、このような変更及び／又は改良の各々は、本明細書に説明される発明実施形態の範囲内であるとみなす。より一般的には、当業者であれば、本明細書にて説明されるすべてのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例示のためであり、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、発明教示内容が用いられる１つ以上の特定用途に依存することを容易に理解できよう。当業者であれば、本明細書にて説明した特定の発明実施形態の多くの等価物を、単に所定の実験を用いて認識又は確認できよう。したがって、上記実施形態は、ほんの一例として提示されたものであり、添付の請求項及びその等価物の範囲内であり、発明実施形態は、具体的に説明された又はクレームされた以外に実施可能であることを理解されるべきである。本開示内容の発明実施形態は、本明細書にて説明される個々の特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法に関する。更に、２つ以上のこのような特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法の任意の組み合わせも、当該特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾していなければ、本開示内容の本発明の範囲内に含まれる。
【００６０】
[006９]  本明細書にて定義されかつ用いられた定義はすべて、辞書の定義、参照することにより組み込まれた文献における定義、及び／又は、定義された用語の通常の意味に優先されて理解されるべきである。
【００６１】
[00７０]  本明細書及び特許請求の範囲にて使用される「ａ」及び「ａｎ」の不定冠詞は、特に明記されない限り、「少なくとも１つ」を意味するものと理解されるべきである。
【００６２】
[00７１]  本明細書及び特許請求の範囲にて使用される「及び／又は」との表現は、等位結合された要素の「いずれか又は両方」を意味すると理解すべきである。すなわち、要素は、ある場合は接続的に存在し、その他の場合は離接的に存在する。「及び／又は」を用いて列挙される複数の要素も同様に解釈されるべきであり、すなわち、要素のうちの「１つ以上」が等位結合される。「及び／又は」節によって具体的に特定された要素以外の他の要素も、それが具体的に特定された要素に関連していても関連していなくても、任意選択的に存在してよい。したがって、非限定的な例として、「Ａ及び／又はＢ」との参照は、「含む」といった非制限的言語と共に用いられた場合、一実施形態では、Ａのみ（任意選択的にＢ以外の要素を含む）を指し、別の実施形態では、Ｂのみ（任意選択的にＡ以外の要素を含む）を指し、更に別の実施形態では、Ａ及びＢの両方（任意選択的にその他の要素を含む）を指す。
【００６３】
[00７２]  本明細書及び特許請求の範囲に用いられるように、「又は」は、上に定義したような「及び／又は」と同じ意味を有すると理解すべきである。例えば、リストにおけるアイテムを分ける場合、「又は」、又は、「及び／又は」は包括的と解釈される。すなわち、多数の要素又は要素のリストのうちの少なくとも１つを含むが、２つ以上の要素も含み、また、任意選択的に、リストにないアイテムを含むと解釈される。
【００６４】
[00７３]  本明細書及び特許請求の範囲に用いられるように、１つ以上の要素を含むリストを参照した際の「少なくとも１つ」との表現は、要素のリストにおける任意の１つ以上の要素から選択された少なくとも１つの要素を意味すると理解すべきであるが、要素のリストに具体的に列挙された各要素の少なくとも１つを必ずしも含むわけではなく、要素のリストにおける要素の任意の組み合わせを排除するものではない。この定義は、「少なくとも１つの」との表現が指す要素のリストの中で具体的に特定された要素以外の要素が、それが具体的に特定された要素に関係していても関連していなくても、任意選択的に存在してもよいことを可能にする。したがって、非限定的な例として、「Ａ及びＢの少なくとも１つ」（又は、同等に「Ａ又はＢの少なくとも１つ」、又は、同等に「Ａ及び／又はＢの少なくとも１つ」）は、一実施形態では、少なくとも１つのＡ（任意選択的に２つ以上のＡを含む）であって、Ｂがない（任意選択的にＢ以外の要素を含む）ことを指し、別の実施形態では、少なくとも１つのＢ（任意選択的に２つ以上のＢを含む）であって、Ａがない（任意選択的にＡ以外の要素を含む）ことを指し、更に別の実施形態では、少なくとも１つのＡ（任意選択的に２つ以上のＡを含む）と、少なくとも１つのＢ（任意選択的に２つ以上のＢを含む）を指す（任意選択的に他の要素を含む）。
【００６５】
[00７４]  更に、特に明記されない限り、本明細書に記載された２つ以上のステップ又は動作を含むどの方法においても、当該方法のステップ又は動作の順番は、記載された方法のステップ又は動作の順序に必ずしも限定されないことを理解すべきである。
【００６６】
[00７５]  請求項内の括弧内の任意の参照符号は、もしある場合、単に便宜上付与されているだけであって、何れの態様においても請求項を限定する意図はない。
【００６７】
[00７６]  特許請求の範囲においても上記明細書においても、「備える」、「含む」、「担持する」、「有する」、「含有する」、「関与する」、「保持する」、「〜から構成される」等といったあらゆる移行句は、非制限的、すなわち、含むがそれに限定されないことを意味すると理解すべきである。「〜からなる」及び「本質的に〜からなる」といった移行句のみが、制限又は半制限移行句である。
【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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