(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーモスタットであって、
筐体と、
ユーザインターフェース構成要素と、
前記筐体内に配置され、前記ユーザインターフェース構成要素に連結される、処理システムであって、周囲気温を受信するための１つ以上の温度センサと動作通信するように構成され、さらに、ＨＶＡＣシステムと動作通信し、少なくとも部分的に、測定された周囲温度および設定点温度の比較に基づいて、前記ＨＶＡＣシステムを制御するように構成され、さらに、前記ユーザインターフェース構成要素のユーザ制御に基づいて、前記設定点温度を即時制御しようとするユーザの所望を識別するように構成され、なおもさらに、所定の時間間隔の終了に応じて、前記設定点温度を低エネルギー消費温度に自動的にリセットし、少なくとも部分的に、過去の１以上の日における、前記設定点温度を即時制御しようとする前記ユーザの所望の反復識別に基づいて、前記サーモスタット用のスケジュールを生成するように構成される、処理システムとを備え、
前記サーモスタットは、
前記処理システムに連結され、前記識別された設定点温度を表す情報を表示するように構成される、電子ディスプレイをさらに備え、
第１の時点において前記設定点温度として第１の温度が識別され、前記第１の温度が自動的にリセットされた時点から短時間内の第２の時点において、前記設定点温度として第２の温度が識別された場合に、前記処理システムは、前記第１の時点から、前記第２の時点より前記所定の時間間隔が経過した第３の時点までの設定点温度として、前記第２の温度、または前記第１の温度および前記第２の温度の平均値を使用するように前記スケジュールを生成する、サーモスタット。
【請求項２】
前記電子ディスプレイは、前記サーモスタット筐体の正面に沿って配置され、
前記ユーザインターフェース構成要素は、リング形状であるとともにユーザからの回転入力の動きを追跡するように構成され、かつ前記電子ディスプレイを囲繞し、さらに、前記回転入力の動きの回転軸の方向に沿って、前記ユーザによって内向きに押下可能である
ように構成される、機械的に回転可能なリングを備え、
前記機械的に回転可能なリングおよび前記筐体は、前記機械的に回転可能なリングが、内向きに押下されると、前記回転軸の方向に沿って内向きに移動するように相互に構成される、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項３】
前記サーモスタット筐体は、概して、円盤状形状であって、その正面は、円形であって、前記機械的に回転可能なリングは、概して、前記円盤状形状の外側側方周縁と一致する、請求項２に記載のサーモスタット。
【請求項４】
前記ユーザインターフェース構成要素は、無線データ受信構成要素を備え、ユーザデバイスからデータネットワークによってユーザの所望の設定点温度を受信するよう構成されている、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項５】
前記所定の時間間隔は、少なくとも１時間から４時間未満である、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項６】
前記所定の時間間隔は、少なくとも１．５時間から３時間未満である、請求項５に記載のサーモスタット。
【請求項７】
前記電子ディスプレイはさらに、ユーザに、前記スケジュールの生成に関する通知を表示するように構成される、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項８】
前記処理システムはなおもさらに、２つ以上の即時制御設定点温度変更が、９０分未満の時間間隔内に識別される場合、前記スケジュールの生成が、前記２つ以上の識別のうちの最新のものに基づくように構成される、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項９】
前記処理システムはなおもさらに、前記設定点温度の自動リセットが、前記ＨＶＡＣシステムが暖房を使用するときは、６８°Ｆ（２０℃）を下回る基準設定点温度に、前記ＨＶＡＣシステムが冷房を使用するときは、７８°Ｆ（２５．５℃）を上回る基準設定点温度に行なわれるように構成される、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項１０】
前記所定の時間間隔は、少なくとも１時間から４時間未満であり、
前記ユーザによる前記設定点温度の変更は、自動リセットの前記所定の時間間隔内に行われたものが含まれる、請求項１に記載のサーモスタット。
【請求項１１】
ＨＶＡＣシステムの制御のために使用されるプログラム可能サーモスタット用スケジュールを生成するための方法であって、前記サーモスタットは、筐体と、リング形状のユーザインターフェース構成要素と、処理システムと、電子ディスプレイとを備え、
１つ以上の温度センサによって測定された周囲気温にアクセスすることと、
前記リング形状のユーザインターフェース構成要素の回転移動を検出および追跡し、ユーザの少なくとも１つの回転入力の動きを追跡することと、
第１の時点において追跡された回転入力の動きに基づいて、第１の設定点温度を識別することと、
所定の時間間隔の間、少なくとも部分的に、前記測定された周囲気温および前記第１の設定点温度の比較に基づいて、前記ＨＶＡＣシステムを制御することと、
前記所定の時間間隔の終了に応じて、前記第１の設定点温度を自動的に基準設定点温度にリセットすることと、
第２の時点において追跡された回転入力の動きに基づいて、第２の設定点温度を識別することと、
前記所定の時間間隔の間、少なくとも部分的に、前記測定された周囲気温および前記第２の設定点温度の比較に基づいて、前記ＨＶＡＣシステムを制御することと、
前記所定の時間間隔の終了に応じて、前記第２の設定点温度を自動的に前記基準設定点温度にリセットすることと、
前記処理システムを用いて、少なくとも部分的に、前記第１および第２の設定点温度ならびに前記第１および第２の時点に基づいて、前記プログラム可能サーモスタット用のスケジュールを生成することと、
前記第１および第２の識別された設定点温度を表す情報を前記電子ディスプレイ上に表示することとを含み、
前記生成することは、前記第１の設定点温度が自動的にリセットされた時点から短時間内の前記第２の時点において、前記第２の設定点温度が識別された場合に、前記第１の時点から、前記第２の時点より前記所定の時間間隔が経過した第３の時点までの設定点温度として、前記第２の設定点温度、または前記第１の設定点温度および前記第２の設定点温度の平均値を使用するように前記スケジュールを生成することを含む、方法。
【請求項１２】
前記所定の時間間隔は、少なくとも３０分から６時間未満である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記所定の時間間隔は、２時間である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
包囲空間が、少なくとも部分的に、時季および前記包囲空間の地理的場所に基づいて、暖房を使用する可能性があるかどうかを判定することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記基準設定点温度は、前記包囲空間が暖房を使用する可能性があるときは、６５°Ｆを下回る、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記基準設定点温度は、前記包囲空間が冷房を使用する可能性があるときは、７８°Ｆを上回る、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記電子ディスプレイ上に、前記スケジュールが生成されたことを示す通知を表示することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記生成されたスケジュールを、前記サーモスタットによる現在の前記ＨＶＡＣシステムの制御のためのスケジュールとして自動的に採用することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、参照することによって本明細書に組み込まれる、２０１１年１０月２１日出願の米国仮特許出願第６１／５５０，３４５号の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、概して、家庭用諸設備および／または資源を制御するためのＨＶＡＣシステムおよび／または他のシステムの監視ならびに制御に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、サーモスタット等の監視および制御デバイスのユーザフレンドリーな設置および／または動作を促進するためのシステム、方法、および関連コンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００３】
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、殆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で、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。
【０００４】
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、深夜の温度を調整する、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。さらに、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引き起こすために要求される、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。
【０００５】
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）基準を背景により流行しており、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殆ど調整しない。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。したがって、典型的ユーザが、エネルギー節約プロフィールのプログラミング等の特徴の多くにアクセス可能であるように、単純で、直感的、かつ使用が容易な改良されたユーザインターフェースを有するサーモスタットの必要性がある。
【０００６】
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緊張が生じる。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の文脈で生じる。
【０００７】
プログラム可能サーモスタットのプログラミングをより多くの数のユーザにより魅力的にするために、いくつかの試みがなされている。例えば、特許文献１および特許文献２は、一連のインタビュー形式の質問が、ユーザに尋ねられる、サーモスタット用の構成情報をプログラミングするための方法について論じている。質問に対するユーザ応答は、記憶され、１つ以上のスケジュールパラメータが、ユーザ応答に基づいて修正され得る。しかしながら、そのようなアプローチは、ユーザの回答に大きくまたは全体的に依拠し、その結果、人々が質問に対してその応答を入力するときに誤りを犯すと、エネルギーの無駄となるか、および／または不必要に居住者を非快適温度に曝すことになるかのいずれかとなると考えられる。
【０００８】
特許文献３は、最初は、通常の手動サーモスタットとして機能するように見える、自己プログラム可能サーモスタットについて論じている。サーモスタットは、ユーザの手動温度設定習慣を非公式に観察および学習し、最終的に、自らを適宜プログラムする。サーモスタットは、連日の３回の類似手動無効化等、パターンを探す。手動設定点変更は、現在のプログラムされた設定点温度を無効にする。しかしながら、さらなる改良が、エネルギー効率的プログラムスケジュールを生成するために、論じられた方法の能力になされ得ることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第７１８１３１７号明細書
【特許文献２】米国特許第７６３４５０４号明細書
【特許文献３】米国特許第７７８４７０４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
いくつかの実施形態によると、筐体と、ユーザからの回転入力の動きを追跡するように構成される、リング形状のユーザインターフェース構成要素と、筐体内に配置され、リング形状のユーザインターフェース構成要素に連結された処理システムであって、周囲気温を受信するために、１つ以上の温度センサと動作通信するように構成され、さらに、ＨＶＡＣシステムと動作通信し、少なくとも部分的に、測定された周囲温度および設定点温度の比較に基づいて、ＨＶＡＣシステムを制御するように構成され、さらに、追跡された回転入力に基づいて、設定点温度値を即時制御しようとするユーザの所望を識別するように構成され、なおもさらに、所定の時間間隔の終了に応じて、設定点温度を低エネルギー消費温度に自動的にリセットし、少なくとも部分的に、設定点温度を即時制御しようとするユーザの所望の反復識別に基づいて、サーモスタット用スケジュールを生成するように構成される、処理システムと、処理システムに連結され、識別された設定点温度値を表す情報を表示するように構成される、電子ディスプレイとを含む、サーモスタットが、説明される。
【００１１】
いくつかの実施形態によると、電子ディスプレイは、サーモスタット筐体の正面に沿って配置され、リング形状のユーザインターフェース構成要素は、電子ディスプレイを実質的に囲繞し、さらに、回転入力の動きの回転軸の方向に沿って、ユーザによって内向きに押下可能であるように構成される、機械的に回転可能なリングを備え、機械的に回転可能なリングおよび筐体は、該機械的に回転可能なリングが、内向きに押下されると、該回転軸の方向に沿って、内向きに移動するように相互に構成される。いくつかの実施形態によると、サーモスタット筐体は、概して、円盤状形状であって、その正面は、円形であって、機械的に回転可能なリングは、概して、該円盤状形状の外側側方周縁と一致する。
【００１２】
いくつかの実施形態によると、電子ディスプレイはさらに、ユーザに、スケジュールの生成に関する通知を表示するように構成される。いくつかの実施形態によると、２つ以上の即時制御設定点温度変更が、９０分未満の短時間間隔内に識別される場合、スケジュールの生成は、２つ以上の識別のうちの最新のものに基づく。いくつかの実施形態によると、設定点温度の自動リセットは、ＨＶＡＣシステムが暖房を使用するときは、６８°Ｆを下回る基準設定点温度に、ＨＶＡＣシステムが冷房を使用するときは、７８°Ｆを上回る基準設定点温度に行なわれる。いくつかの実施形態によると、生成されたスケジュールは、プログラム可能サーモスタット用アクティブスケジュールとして、自動的に採用される。
【００１３】
いくつかの実施形態によると、ＨＶＡＣシステムの制御のために使用されるプログラム可能サーモスタット用スケジュールを生成するための方法であって、サーモスタットは、筐体と、リング形状のユーザインターフェース構成要素と、処理システムと、電子ディスプレイとを備える、方法が、説明される。説明される方法は、１つ以上の温度センサによって測定された周囲気温にアクセスすることと、リング形状のユーザインターフェース構成要素の回転移動を検出および追跡し、ユーザの少なくとも１つの回転入力の動きを追跡することと、第１の時点において追跡された回転入力の動きに基づいて、第１の設定点温度値を識別することと、所定の時間間隔の間、少なくとも部分的に、測定された周囲気温および第１の設定点温度値の比較に基づいて、ＨＶＡＣシステムを制御することと、所定の時間間隔の終了に応じて、第１の設定点温度を自動的にリセットすることと、第２の時点において追跡された回転入力の動きに基づいて、第２の設定点温度値を識別することと、所定の時間間隔の間、少なくとも部分的に、測定された周囲気温および第２の設定点温度値の比較に基づいて、ＨＶＡＣシステムを制御することと、所定の時間間隔の終了に応じて、第２の設定点温度を自動的にリセットすることと、処理システムを用いて、少なくとも部分的に、第１および第２の設定点ならびに第１および第２の時点に基づいて、プログラム可能サーモスタット用スケジュールを生成することと、第１および第２の識別された設定点温度値を表す情報を電子ディスプレイ上に表示することとを含む。
【００１４】
いくつかの実施形態によると、生成されたスケジュールは、プログラム可能サーモスタット用アクティブスケジュールとして、自動的に採用される。他の実施形態によると、ユーザは、生成されたスケジュールについて通知され、アクティブスケジュールとして生成されたスケジュールを採用するかどうかに関するユーザ入力が、受信される。
【００１５】
いくつかの実施形態によると、円形正面を含む、円盤状筐体と、正面上の中央に配置される、電子ディスプレイと、中央に配置された電子ディスプレイの周囲に配置される、環状リング部材であって、該環状リング部材および該筐体は、（ｉ）該環状リング部材が、サーモスタットの前後軸の周囲で回転可能であって、（ｉｉ）該環状リング部材が、前後軸の方向に沿って内向きに押下可能であるように、相互に構成される、環状リング部材と、筐体内に配置され、環状リング部材に連結される、処理システムとを含み、処理システムは、環状リング部材のユーザ回転に基づいて、設定点温度値を動的に改変するように構成およびプログラムされ、処理システムはさらに、周囲気温を受信するために、１つ以上の温度センサと動作通信するように構成され、該処理システムはなおもさらに、ＨＶＡＣシステムと動作通信し、少なくとも部分的に、測定された周囲温度および設定点温度値の比較に基づいて、ＨＶＡＣシステムを制御するように構成され、処理システムはなおもさらに、環状リング部材から、スケジュールを自動的に生成することに関するユーザの選好に関連するユーザ入力を識別し、そこから、自動的に生成されたスケジュールを自動的に採用するかどうかを判定するように構成される、サーモスタットが、説明される。いくつかの実施形態によると、該処理システムに連結される、オーディオ出力デバイスが含まれ、サーモスタットは、該機械的に回転可能なリングのユーザ回転に一致して、該オーディオ出力デバイスを通して、合成された可聴ティック音を出力するように構成される。
【００１６】
本明細書で使用されるように、用語「ＨＶＡＣ」は、暖房および冷房の両方、暖房のみ、冷房のみを提供するシステム、ならびに加湿、除湿、および換気等の他の居住者快適性および／または調整機能性を提供するシステムを含む。
【００１７】
本明細書で使用されるように、「住居用」という用語は、ＨＶＡＣシステムを指すとき、主に、１世帯住宅として使用される建物の内部を加熱、冷却、および／または別様に調整するために好適なＨＶＡＣシステムのタイプを意味する。住居用と見なされるであろう冷房システムの実施例は、約５冷凍トン（１冷凍トン＝１２，０００Ｂｔｕ（イギリス熱単位）／時間）未満の冷房能力を有するであろう。
【００１８】
本明細書で使用されるように、「軽商業用」という用語は、ＨＶＡＣシステムを指すとき、主に、商業用目的のために使用されるが、住居用ＨＶＡＣシステムが好適と見なされるサイズおよび構造の建物の内部を加熱、冷却、および／または別様に調整するために好適なＨＶＡＣシステムのタイプを意味する。住居用と見なされるであろう冷房システムの実施例は、約５冷凍トン未満の冷房能力を有するであろう。
【００１９】
本明細書で使用されるように、「サーモスタット」という用語は、包囲空間の少なくとも一部内の温度および／または湿度等のパラメータを調整するためのデバイスまたはシステムを意味する。「サーモスタット」という用語は、暖房および／または冷房システムのための制御ユニットもしくは暖房機あるいは空調機の構成要素の一部を含んでもよい。
【００２０】
本明細書で使用されるように、設定点温度への「即時制御入力」という用語は、現在アクティブな設定点温度を即時改変するためのユーザからの入力を指す。したがって、時として、「リアルタイム」設定点入力とも称される、サーモスタットへの即時制御入力は、サーモスタットによって制御されているＨＶＡＣシステムにおける現在の設定点温度の即時変更を行なおうとするユーザの所望を示す。即時制御入力は、直接、手動でサーモスタットとインターフェースをとることによって、あるいは携帯電話、タブレットコンピュータ、および／またはコンピュータ上のウェブインターフェースを使用すること等による遠隔ユーザインターフェースを使用することによってのいずれによって、ユーザによって行なわれることができる。
【００２１】
本明細書で使用されるように、「スケジュール変更入力」という用語は、設定点変更のために、プログラムされたスケジュールを修正するためのユーザまたは他の源からの入力を指す。したがって、時として、「非リアルタイム」設定点入力または変更とも称される、サーモスタットへのユーザのスケジュール変更入力は、サーモスタットのプログラムされた設定点のうちの１つ以上に変更を行おうとするユーザの所望を示す。ユーザが、現在アクティブな設定点に即時影響をもたらすことを所望する、即時制御入力とは対照的に、スケジュール変更入力は、将来的にアクティブとなるであろう設定点に変更（例えば、温度または時間）を行なおうとするユーザの所望を示す。即時制御入力の場合のように、ユーザは、直接、手動でサーモスタットとインターフェースをとることによって、あるいは携帯電話、タブレットコンピュータ、および／またはコンピュータ上のウェブインターフェースを使用することによって等、遠隔ユーザインターフェースを使用することによってのいずれかによって、スケジュール変更入力を行なうことができる。
【００２２】
これらのシステムおよび方法は、その用途、ならびにその中で起用され、かつ含まれる構成要素、システム、方法、およびアルゴリズムの多くと同様に、新規のものであることを理解されるであろう。この説明される発明の一連の研究の実施形態は、プロセス、装置、システム、デバイス、方法、コンピュータ可読媒体、算出アルゴリズム、内蔵または分散型ソフトウェア、および／またはそれらの組み合わせを含む、多数の方法で実装され得ることを理解されたい。いくつかの例証的実施形態が、以下に説明される。
【００２３】
本発明の一連の研究は、付随の図面と併せて、以下の発明を実施するための形態を参照することによって容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】いくつかの実施形態による、環境条件が制御される、包囲空間の略図である。
【図２】いくつかの実施形態による、ＨＶＡＣシステムの略図である。
【図３Ａ】いく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ースを有する、サーモスタットを図示する。
【図３Ｂ】いく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ースを有する、サーモスタットを図示する。
【図４】いくつかの実施形態による、学習および自己プログラミング能力を有する、サーモスタット用ユーザインターフェースの態様を示す。
【図５Ａ】いくつかの実施形態による、プログラムを生成するためのユーザインターフェースの態様を示す。
【図５Ｂ】いくつかの実施形態による、プログラムを生成するためのユーザインターフェースの態様を示す。
【図６】いくつかの実施形態による、図５Ｂに示されるもの等の基本的質問への回答に基づいて生成された基本的スケジュールの実施例を示す。
【図７】いくつかの実施形態による、潜在的スケジュール調節を生成し、検討および承認のために、それらをユーザに提案する、サーモスタット用ユーザインターフェースの態様を示す。
【図８】いくつかの実施形態による、潜在的スケジュール調節を生成し、検討および承認のために、それらをユーザに提案する、ウェブベースのサーモスタット用ユーザインターフェースの実施例を示す。
【図９】いくつかの実施形態による、居住者によって行なわれた即時制御入力に基づいて、スケジュールを学習および生成するように適合される、サーモスタット用ユーザインターフェースの態様を示す。
【図１０】いくつかの実施形態による、自動的に、「平坦線」開始点を使用して、スケジュールを生成し、即時制御入力から学習する実施例を示す。
【図１１】いくつかの実施形態による、自動的に、「平坦線」開始点を使用して、スケジュールを生成し、即時制御入力から学習する実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の一連の研究の発明を実施するための形態が、以下に提供される。いくつかの実施形態が、説明されるが、本発明の一連の研究は、任意の一実施形態に限定されず、代わりに、多数の代替、修正、および均等物を包含することを理解されたい。加えて、多数の具体的詳細が、本発明の一連の研究の完全な理解を提供するために、以下の説明に記載されるが、いくつかの実施形態は、これらの詳細の一部または全部を伴わずに実践されることができる。さらに、明確性の目的のために、関連技術分野において公知のある技術的資料は、本発明の一連の研究を不必要に曖昧にすることを回避するために、詳細に説明されない。
【００２６】
図１は、いくつかの実施形態による、環境条件が制御される、包囲空間の略図である。包囲空間１００は、本実施例では、１世帯住宅である。他の実施形態によると、包囲空間は、例えば、２世帯住宅、アパート用の建物内のアパート、オフィスまたは小売店等の軽商業用構造、あるいは前述の組み合わせの構造または包囲空間であることができる。サーモスタット１１０は、以下にさらに詳細に説明されるように、ＨＶＡＣシステム１２０を制御する。いくつかの実施形態によると、ＨＶＡＣシステム１２０は、約５トン未満の冷房能力を有する。いくつかの実施形態によると、遠隔デバイス１１２は、サーモスタット１１０と無線通信し、情報をユーザに表示し、デバイス１１２の遠隔場所からユーザ入力を受信するために使用されることができる。実施形態の多くは、サーモスタット１１０等のサーモスタットによって実施されるように、本明細書に説明されるが、いくつかの実施形態によると、同一のまたは類似技法が、デバイス１１２等の遠隔デバイスを使用して起用される。
【００２７】
図２は、いくつかの実施形態による、ＨＶＡＣシステムの略図である。ＨＶＡＣシステム１２０は、図１に描写される１世帯住宅１００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。システム１２０は、強制空気タイプ暖房システムを描写するが、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、加熱コイルまたは要素２４２で加熱される。加熱された空気は、１つ以上の場所で、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、外側のコンプレッサ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、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。いくつかの実施形態によると、加湿器２５４もまた、提供される。図２には図示されないが、いくつかの実施形態によると、ＨＶＡＣシステムは、外側と往復する通気および気流をダクトシステム内で制御するための１つ以上のダンパ等の他の公知の機能性を有する。システムは、サーモスタット１１０と通信する制御電子機器２１２を介して実装されるアルゴリズムによって制御される。サーモスタット１１０は、いくつかの制御回路を通じてＨＶＡＣシステム１２０を制御する。サーモスタット１１０はまた、ＨＶＡＣシステムを制御し、本明細書に詳細に説明される技法を実施するように適合およびプログラムされる、マイクロプロセッサ等の処理システム２６０を含む。
【００２８】
図３Ａ−図３Ｂは、いく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ースを有する、サーモスタットを図示する。多くの先行技術サーモスタットと異なり、サーモスタット３００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。さらに、サーモスタット３００とのユーザ対話は、サーモスタット３００の設計によって、従来の設計よりも促進され、大幅に向上される。サーモスタット３００は、制御回路を含み、図１および図２におけるサーモスタット１１０とともに示されるように、ＨＶＡＣシステムに電気的に接続される。サーモスタット３００は、壁に掛けられ、円形形状を有し、ユーザ入力を受信するための外側回転可能リング３１２を有する。サーモスタット３００は、大きな正面ディスプレイエリア３１４を有する。いくつかの実施形態によると、サーモスタット３００は、直径約８０ｍｍである。外側回転リング３１２は、ユーザが、新しい標的温度を選択する等の調節を行なうことを可能にする。例えば、外側リング３１２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３１２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。外側リング３１２内には、いくつかの実施形態によると、ポリカーボネートである、透明のカバー３１４がある。また、回転リング３１２内には、好ましくは、示されるように、いくつかの窓を有する、金属部分３２４がある。いくつかの実施形態によると、カバー３１４および金属部分３２４の表面は、回転リング３１２の表面の一部に合致する、外向きに緩やかに弧を描く湾曲球状形状を形成する。
【００２９】
いくつかの実施形態によると、カバー３１４は、外側部分の周囲を塗装またはスモークフィルム処理されるが、ユーザへの情報の表示を促進するように、中央ディスプレイ３１６を透明のまま残す。いくつかの実施形態によると、湾曲カバー３１４は、ユーザに対してディスプレイ３１６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。いくつかの実施形態によると、中央ディスプレイ３１６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。いくつかの実施形態によると、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、起用される。いくつかの実施形態によると、中央ディスプレイ３１６は、バックライト付のカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。情報の実施例は、図３Ａに示される、中央の数字３２０である。いくつかの実施形態によると、金属部分３２４は、部分３２４の真下に搭載されたパッシブ赤外線近接センサ３３０の使用を可能にするように、いくつかの開口部を有する。近接センサならびに他の技法は、同時係属中の米国特許出願第１２／８８１，４３０号にさらに説明され、参照することによって本明細書に組み込まれるように、居住性を検出および／または予測するために使用されることができる。いくつかの実施形態によると、居住性情報は、効果的かつ効率的にスケジュール化されたプログラムを生成する際に使用される。
【００３０】
いくつかの実施形態によると、ユーザ確信を促し、かつさらに可視的かつ機能的簡潔さを助長するという組み合わせられた目的のために、サーモスタット３００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３Ａに示されるように、外側リング３１２の回転（以下「リング回転」入力と称される）であって、第２のタイプは、可聴および／または触覚の「クリック」が生じるまでの上側キャップ３０８（図３Ｂ）の内向き押下（以下「内向きクリック」入力と称される）である。いくつかの実施形態によると、好適なユーザインターフェースおよび起用される関連設計のさらなる詳細については、同時係属中の米国特許出願第１３／０３３，５７３号および第２９／３８６，０２１号（両方とも、２０１１年２月２３日に出願され、参照することによって本明細書に組み込まれる）を参照されたい。本特許明細書の主題はさらに、以下の本発明の譲受人に譲渡された出願にも関連し、それぞれ、参照することによって本明細書に組み込まれる：２０１１年１０月２１日出願の米国特許出願第１３／２７９，１５１号；２０１１年１０月２１日出願の米国特許仮出願第６１／６２７，９９６号；２０１１年１０月２１日出願の米国特許仮出願第６１／５５０，３４３号；および２０１１年１０月２１日出願の米国特許仮出願第６１／５５０，３４６号。
【００３１】
いくつかの実施形態によると、サーモスタット３００は、処理システム３６０、ディスプレイドライバ３６４、および無線通信システム３６６を含む。処理システム３６０は、ディスプレイドライバ３６４およびディスプレイエリア３１６に、情報をユーザに表示させ、回転リング３１２を介してユーザ入力を受信させるように適合される。処理システム３６０は、いくつかの実施形態によると、ＨＶＡＣシステムが設置される包囲空間の熱力学的なモデルを維持および更新可能である。熱力学的なモデル化に関するさらなる詳細については、米国特許出願第１２／８８１，４６３号（参照することによって本明細書に組み込まれる）を参照されたい。いくつかの実施形態によると、無線通信システム３６６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あるいは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る。
【００３２】
図４Ａ−図４Ｃは、いくつかの実施形態による、学習および自己プログラミング能力を有する、サーモスタット用ユーザインターフェースの態様を示す。図４Ａは、図３Ａ−図３Ｂに関して説明されたサーモスタット３００のディスプレイ３１６の実施例を示す。ディスプレイ３１６は、ユーザが、サーモスタットの学習機能性に関する設定を行なっていることを示す。着色された円盤４１０は、内向きクリックを使用して選択される場合、入力されるであろう学習設定が、プログラムスケジュールに行なわれる変更に関してユーザが尋ねられるかどうかに関連することを示す。図４Ｂは、内向きクリックを使用するユーザ選択後のディスプレイ３１６を示す。図４Ｂでは、ユーザは、サーモスタットがスケジュールを自動的に調節すべきかどうか尋ねられる。回転リングおよび内向きクリックを使用して、ユーザは、「はい」または「いいえ」を選択する。ユーザが「はい」を選択する場合、ステップ４２０において、サーモスタットは、本明細書により完全に説明されるような１つ以上のプログラムを自動的に生成する。ユーザが「いいえ」を選択する場合、サーモスタットは、いくつかの実施形態によると、それでもなお、設定温度のユーザの調節の一部または全部を記録し、ある基準（例えば、ユーザにとってのエネルギーまたはコスト節約）に従って、提案されるスケジュール変更を生成する。いくつかの実施形態によると、ユーザが、スケジュールを自動的に調節することに関する質問に「いいえ」と回答する場合、サーモスタットは、ユーザに、図４Ｃのディスプレイ３１６に示されるように、サーモスタットがユーザに毎週、変更を提案すべきかどうかを尋ねる。ユーザが「はい」と回答する場合、ステップ４２２において、サーモスタットは、他の情報と組み合わせて、ユーザの即時制御入力からの学習に基づいてスケジュールを生成し、周期的に、ある基準（例えば、エネルギー節約またはコスト節約）に従って、ユーザに変更を提案する。ユーザが「いいえ」と回答する場合、ステップ４２４において、サーモスタットは、いかなるプログラムも生成せず、代わりに、常時、ユーザによって設定されたプログラムに従う。
【００３３】
図５Ａ−図５Ｂは、いくつかの実施形態による、プログラムを生成するためのユーザインターフェースの態様を示す。図５Ａでは、ユーザは、サーモスタットが、ディスプレイ３１６に示されるような画面を表示している間、内向きクリック入力を使用して、着色された円盤５１０によって示されるようなスケジュール設定に関連する設定質問の入力を選択することができる。図５Ｂは、いくつかの実施形態による、基本的スケジュールを生成するために、ユーザが尋ねられ得る質問を示す、流れ図である。図５Ｂの流れ図５１２から分かるように、ユーザは、最初に、サーモスタットが家庭用または事業用として設置されるかどうか尋ねられる。次いで、自宅が、通常、昼間に居住されているかどうか、通常、午後１１時以降に起きている人がいるかどうか、および自宅に２つ以上のサーモスタットがあるかどうか等、いくつかの基本的質問が、基本的スケジュールを生成するために尋ねられる。類似質問は、サーモスタットが事業用に設置される場合も尋ねられる。いくつかの実施形態によると、基本的スケジュールは、図５Ｂにおける質問への回答に基づいて生成される。
【００３４】
図６Ａ−図６Ｃは、いくつかの実施形態による、図５Ｂに示されるような基本的質問への回答に基づいて生成された基本的スケジュールの実施例を示す。図６Ａでは、曲線６１０は、昼間、居住されていることをユーザが示し、かつ、通常、午後１１時に起きている人がいないことをユーザが示した家庭に対応する、火曜日の午前６時から水曜日の午前６時までの設定点の基本的スケジュールを示す。そこから分かるように、設定点温度は、午前７時に、６２度から７２度に変化し、次いで、６２度に戻る午後１０時まで、７２度に留まる。図６Ｂでは、曲線６１２は、昼間は居住されておらず、通常、午後１１時に起きている人がいないことをユーザが示した家庭に対応する、基本的スケジュールを示す。そこから分かるように、設定点温度は、午前７時に、６２度から７２度に変化する。次いで、午前９時に、温度は、６２度に戻され、設定点が７２度に変更される午後５時までそのままである。午前９時から午後５時の間に設定が戻されるのは、通常、昼間に家に誰もいないというユーザの指示によるものである。図６Ｃでは、曲線６１４は、通常、昼間は誰も家におらず、通常、誰かが、午後１１時に起きているというユーザの指示に対応する。この場合、夜間の設定が戻される時間は、深夜に設定される。そこから分かるように、基本的スケジュールは、それが基づく、単純質問によって限定され、その結果、居住者は、不快となるか、またはエネルギー使用およびコストが、必要以上となり得るかのいずれかとなり得る。例えば、居住者は、午前７時前に起床し得る、または７２度の代わりに、６８度が非常に快適であり得る。いくつかの実施形態によると、誰かが、通常、午前６：３０に起床しているかどうか、または居住者が、６８度で快適であるかどうか等、さらなる質問が、ユーザに尋ねられる。しかしながら、各付加的質問は、単純ユーザインターフェース経験を損なわせ、かつ誤った回答および／または誤解された質問に基づく潜在的エラーを導入する。
【００３５】
いくつかの実施形態によると、図６Ａ−図６Ｃに示されるようないくつかの単純質問に基づいて、基本的スケジュールを生成後、サーモスタットは、ユーザの即時制御入力から学習し、ある基準を満たすスケジュール変更を周期的に提案する、または自動的にそれを実装する。
【００３６】
図７Ａ−図７Ｅは、いくつかの実施形態による、潜在的スケジュール調節を生成し、検討および承認するために、ユーザにそれらを提案する、サーモスタット用ユーザインターフェースの態様を示す。図７Ａは、ディスプレイ３１６とともに、サーモスタット３００を示す。メッセージ吹き出し７１０は、ユーザの注意を引くために、ディスプレイ３１６上にオーバレイ表示される。いくつかの実施形態によると、１つ以上の近接センサ（図示せず）が、居住者がサーモスタット３００に接近しているとき、それを検出するために使用される。接近する居住者の感知に応じて、メッセージ吹き出し７１０が、ユーザの注意を引くために表示される。ユーザが、さらなる情報を所望する場合、内向きクリック入力によって、図７Ｂに示されるディスプレイ３１６がもたらされる。図７Ｂでは、サーモスタットは、前の週のエネルギーコストの約１０％を節約するであろうことが推定される、新しいスケジュールが計算されたことをユーザに示す。ユーザは、新しいスケジュールを閲覧するか、またはそれを拒否する選択肢を有する。ユーザが、新しいスケジュールを閲覧することの所望を示す場合、現在のスケジュールを示す図７Ｃと、提案される新しいスケジュールを示す図７Ｄとの間を交互する、動画が、表示される。図７Ｃでは、現在の設定点温度７２２が、示され、適用可能時間７２４が、下方に示される。図７Ｄでは、新しい設定点温度７２２が、示され、新しい時間７２４が、下方に示される。スケジュールにさらなる変更がある場合、それらは、リングを右または左に回転させることによってアクセスされ得る。ユーザが、新しいスケジュールの検討を終えると、ユーザは、図７Ｅにおいて、スケジュールを更新するかどうかの選択肢が与えられる。
【００３７】
図８は、いくつかの実施形態による、潜在的スケジュール調節を生成し、検討および承認のために、それらをユーザに提案する、ウェブベースのサーモスタット用ユーザインターフェースの実施例を示す。コンピュータモニタ８１０は、サーモスタット提案スケジュール変更をユーザに表示するために使用される。ユーザは、マウス８２０等のポインティングデバイスを使用して、ポインタ８２２を移動させ、入力を提供することができる。ウィンドウ８１２において、ユーザは、表示されたスケジュール変更が採用されるべきかどうか、吹き出し８１４内で尋ねられる。いくつかの実施形態によると、提案された変更と関連付けられたエネルギー節約の推定量等のさらなる情報が、ユーザが決定を行なう補助をするために表示され得る。現在のスケジュールは、実線円形内に示され、提案される変更は、点線円形内に示される。例えば、朝の６２度に設定が戻される時間は、午前９時（実線円形８３０によって示される）から約午前９：３０（点線円形８３２によって示される）に変更されることが提案され、夜間の６２度に設定が戻される時間は、深夜（実線円形８４０によって示される）から約午後１０：１５（点線円形８４２によって示される）に変更されることが提案される。いくつかの実施形態によると、「スナップ」ボタンまたは類似物が、ユーザが全ての提案されたスケジュール変更を容易に採用するために、ユーザに提供され得る。いくつかの実施形態によると、ユーザはまた、図８に示されるようなインターフェースを使用して、時間線に沿って円形をクリックおよびドラッグすることによって、および／または円形のうちの１つ以上内の温度値を変更することによって、その独自の調節を行なう、および／または特定の提案された変更を承認あるいは拒否することができる。いくつかの実施形態によると、図８に示されるようなインターフェース画面は、ユーザの要求で示されることができる、またはプッシュ技術に一般的であるように、中央サーバの要求で示されることができる。いくつかの実施形態によると、提案されるスケジュール変更の通知をいつ「プッシュ」すべきかに関する決定は、少なくとも部分的に、所定の閾値または割合値を上回る、エネルギーおよび／またはコスト節約の推定に基づくことができる。
【００３８】
ユーザの即時制御入力を単に観察および記録することは、スケジュールの生成および／または既存のスケジュール化されたプログラムへの調節において有用であり得るが、予想外にも、サーモスタットは、ユーザが、ユーザの快適性を維持または改善するために、周期的に設定を入力するように促されるとき、より効果的に学習し、ユーザをより快適にする一方、エネルギーおよびコストを節約する、スケジュール化されたプログラムを生成することができることが見出された。手動入力を周期的に促すことによってユーザを悩ませることは、一見、ユーザフレンドリーな経験に反するように見え得るが、本技法は、サーモスタットが、ユーザの快適性を改善する一方、コストを節約するスケジュールを非常に迅速に生成することを可能にし、したがって、全体的に非常にユーザフレンドリーとなることが見出された。
【００３９】
いくつかの好ましい実施形態によると、このように、ユーザの設定点変更は、所定の時間後、自動的に失効する。所定の時間後、ユーザの設定点調節を自動的に再設定する、または設定を戻すことによって、ユーザは、快適性を維持または改善するために、設定点変更を繰り返し行なうように促される。その結果、サーモスタットは、居住者のための快適性ならびにエネルギー効率およびコスト節約の両方の観点において、はるかに効果的スケジュールを学習および生成可能となる。このように、サーモスタットは、居住者の快適性に殆どまたは全く影響を及ぼすことなく、コストおよびエネルギーを節約するために、設定点温度が戻され得るとき、居住者が快適性を提供するとみなす設定点温度と、ユーザが設定点変更から利益を享受する時間帯、ならびに空調域が居住されていないとき等の時間帯の両方を学習することができる。
【００４０】
図９Ａ−図９Ｄは、いくつかの実施形態による、居住者によって行なわれる即時制御変更に基づいて、学習し、スケジュールを生成するように適合される、サーモスタット用ユーザインターフェースの態様を示す。図９Ａでは、サーモスタット３００は、ディスプレイ３１６を使用して、サーモスタットが、居住者に好適なスケジュールを生成するために、学習のプロセス中であることをメッセージ吹き出し９２０を用いてユーザに通知する。ユーザは、ユーザを快適にするために、サーモスタットを頻繁に調節するよう求められる。図９Ａに示されるように、現在の設定点温度は、設定点目盛９１０によって示されるように、６２°Ｆに設定されている。図９Ｂでは、ユーザは、外側リング３１２を回転させることによって、設定点温度を調節する、または即時制御入力を行ない、快適性を改善する。現在の温度は、現在の温度目盛９１２によって示されるように、６２°Ｆであって、設定点は、設定点目盛９１０および大きな中央の数字によって示されるように、７５に調節された。加えて、ユーザは、点滅する「学習」メッセージ９２２によって、サーモスタットが学習中であることをリマインドされる。図９Ｃは、図９Ｂに関して説明されたような即時制御入力後のディスプレイ３１６を示す。いくつかの実施形態によると、前述のように、即時制御入力は、効果的かつ効率的スケジュールを学習および生成するためのサーモスタット３００の能力を向上させるように、所定の時間後、失効する。７５°Ｆの現在の温度は、大きな中央の数字内に表示されている。即時制御入力として手動で入力された設定点温度は、設定点目盛９１０によって示される。ユーザは、メッセージ９３０内において、即時制御入力が、午後６：３５に自動的に失効するであろうことを通知される。代替実施形態によると、メッセージ９３０は、カウントダウンタイマを表示し、ユーザの即時制御入力が失効するまでの残りの分数を示す。図９Ｄは、ユーザに、快適な深夜温度が、就寝直前に、手動で入力されるべきことを通知する、メッセージ吹き出し９３２を示す。いくつかの実施形態によると、図９Ｄに示されるようなメッセージは、１つ以上の近接センサが、居住者がサーモスタット３００に接近していることを検出すると、ある時刻（午後９時等）以降に自動的に表示される。
【００４１】
非常に予想外なことに、多くの状況において、サーモスタットは、ユーザの入力を収集するための開始点が、多くのユーザにとって非常に不快であるが、かなりのエネルギーを節約し得る、「平坦線」または一定温度であるとき、ユーザの快適性とコストおよびエネルギー節約との均衡化するスケジュールをより迅速かつ効果的に生成することができることが見出された。例えば、暖房が主に求められる（冷房ではなく）地理的場所および時季におけるサーモスタットの開始点または初期設定は、６２°Ｆ等の一定の低温である。冷房が主に求められる地理的場所および時季では、開始「平坦線」は、例えば、８５°Ｆである。この「平坦線」開始点は、所定の時間後のユーザの即時制御入力の自動再設定または失効と組み合わせられるとき、多くの状況において、図５Ｂに示されるようないくつかの基本的質問に基づいて、基本的スケジュールから開始するより効果的であることが見出された。
【００４２】
図１０Ａ−図１０Ｄは、いくつかの実施形態による、「平坦線」開始点を使用して、スケジュールを自動的に生成し、即時制御入力から学習する実施例を示す。図１０Ａは、１日を通して６２度の「平坦線」である、開始点スケジュール１０１０を示す。いくつかの実施形態によると、開始点温度は、いくつかの基準を使用して選択される。最初に、暖房または冷房が求められる可能性があるかどうかに関して、判定が行なわれるはずである。サーモスタットによって制御されているＨＶＡＣシステムが、暖房および冷房機能性の両方を有する場合、どちらを使用すべきかの判定は、多くまたは殆どの場合、既知である、あるいは基本的設定情報から収集される、地理的場所（例えば、郵便番号またはＺＩＰコードを使用して）と、時季（日付から）との組み合わせを使用して、行なわれ得る。しかしながら、いくつかの場所および時季では、ユーザが、主に、暖房または冷房を使用することを所望するかどうか不明であり得る。いくつかの実施形態によると、ユーザの第１の即時制御入力が、そのような場合、使用される。例えば、ユーザが、周囲温度より高い温度に設定するための即時制御入力を行なう場合、暖房が所望されると仮定される。他の実施形態によると、ユーザは、そのような場合、メッセージ吹き出しまたは同等物を使用して尋ねられる。第２に、どの温度が基準「平坦線」として使用されるべきかに関して、判定が行なわれるはずである。いくつかの実施形態によると、居住者が、快適性を改善するための即時制御入力を行なうことを所望する可能性があるように、多くまたは殆どの居住者が、少なくとも幾分不快と見なす温度が、選択される。しかしながら、基準温度は、そうすることによって、不必要に居住者を不快感に曝すであろうため、あまりに不快過ぎるべきではない。暖房が求められるとき、６０から６４度の基準値が、多くの地理的場所に好適あることが見出された。
【００４３】
いくつかの実施形態によると、ユーザは、サーモスタットが、図９Ａに示されるように、メッセージ吹き出しを使用する等して、学習し、スケジュールを生成しようとしていることを通知される。図１０Ｂでは、曲線１０１２は、１日を通したユーザの即時制御入力を示し、曲線１０１４は、サーモスタットによって感知された屋内温度を示す。約午前７：１５の時間１０２０において、ユーザは、６２度から７２度に設定点温度を変更するための即時制御入力を行なう。いくつかの実施形態によると、設定点温度は、本実施例では、２時間である、所定の時間後、自動的に失効するように設定される。したがって、約午前９：１５において、設定点は、６２度の基準線値に自動的に設定が戻される。本実施例では、ユーザは、昼間は家から外出しており、したがって、ユーザが家に戻るまで、いかなる即時制御入力も行なわない。約午後５：２０の時間１０２２において、ユーザは、設定点を６８度に調節するための即時制御入力を行なう。本実施例では、所定の失効周期は、２時間であって、したがって、設定点は、約午後７：２０に６２度に自動的に設定が戻される。いくつかの実施形態によると、ユーザは、図９Ｃに示されるようなメッセージを使用して、失効時間を通知される。依然として、図１０Ｂを参照すると、約午後７：４５の時間１０２４において、ユーザは、設定点温度を６９度に調節するための即時制御入力を行なう。設定点は、２時間後の約午後９：４５において、６２度に自動的に設定が戻される。本実施例では、居住者は、９：４５前またはその後間もなく就寝し、したがって、さらなる即時制御入力は、その日はもう行なわれない。
【００４４】
図１０Ｃは、前日のユーザの即時制御入力（図１０Ｂに示されるように）に基づいて生成されたスケジュール曲線１０１６を示す。温度は、朝午前７：１５に７２度に設定され、午前９：１５に６２度に戻されるまでそのままである。５：２０において、温度は、６９度に設定され、午後９：４５に６２度に戻されるまでそのままである。時季および設定点温度は両方とも、図１０Ｃに示されるスケジュールを生成する際に使用されていることに留意されたい。加えて、いくつかの実施形態によると、温度が自動的に戻された７：２０から、ユーザが即時制御入力を行なった７：４５までの短い間は、無視されている。また、６８度および６９度の夜間の設定点温度は、同じではなく、平均または後で設定された温度のいずれかが、使用された（この場合、６９度）。
【００４５】
いくつかの実施形態によると、スケジュール化された設定点区分の最短時間は、６０分に設定される。２つの即時制御入力が、相互の６０分以内に生じる場合、後の設定が、概して、使用され、先の設定または複数の設定は、無視されるであろう。図１０Ｄは、いくつかの例示的シナリオを図示しており、曲線１０３０は、手動でおよび自動的に調節されるようなサーモスタットの設定点温度を示し、曲線１０３２は、サーモスタットによって感知される現在の屋内温度を示す。約午前７：１５の時間１０４０において、ユーザが設定点を７７度に変更することによって、即時制御入力が行なわれるが、約３０分後、約午前７：４５の時間１０４４において、ユーザは、設定点を７２度に変更する即時制御入力を行なう。２つの即時制御入力が、短時間（この場合、３０分）内で生じたため、第１の設定は、誤りであると仮定され、自動的に生成されたスケジュールの目的のために無視される。同様に、時間１０４６において、即時制御入力が行なわれ、約２０分後、即時制御入力が、温度を基準線レベルにリセットする。設定が効果的にキャンセルされたため、誤りであると仮定され、自動的に生成されたスケジュールの目的のために無視される。一方、即時制御入力が、４５分以上の間、リセットされなかった場合、即時制御入力は、いくつかの実施形態によると、無視されず、区分は、６０分の持続時間に対して生成されたスケジュールに作成されるであろう。説明されたルールに従って、曲線１０３０に示されるような即時制御入力は、図１０Ｃに曲線１０１６によって示されるような自動的に生成されたスケジュールをもたらすであろうことに留意されたい。
【００４６】
図１１Ａ−図１１Ｃは、いくつかの実施形態による、自動的に、「平坦線」開始点を使用して、スケジュールを生成し、即時制御入力から学習する実施例を示す。図１１Ａは、冷房が主に求められると考えられるとき（例えば、前述のような地理的場所および時季に基づいて）、好適な８０度の「平坦線」基準値の実施例である、設定点曲線１１１０を示す。図１１Ｂでは、曲線１１１２は、即時制御入力および自動リセットからの設定点設定を示し、曲線１１１４は、サーモスタットによって感知されるような周囲屋内温度を示す。本実施例では、所定の失効時間（または、リセット時間）は、１．５時間である。午前７：１０において、ユーザは、７０度への即時制御入力を行なう。設定点は、１．５時間、維持され、午前８：４０において、設定点は、自動的に８０度に戻される。午後５：１１において、ユーザは、帰宅し、７３度への即時制御入力を行ない、これは、１．５時間、維持される。午後６：４１において、この設定点は、「失効」し、設定点は、８０度の基準値に自動的に戻される。午後７：１６において、ユーザは、再び、即時制御入力を行なうが、今回は、７２度である。午後８：４６において、この設定点は、「失効」し、設定点は、８０度の基準値に自動的に戻される。午後９：４４において、ユーザは、再び、７２度への即時制御入力を行なう。午後１１：１４において、この設定点は、失効するが、ユーザは、さらなる即時制御入力を行なわない。図１１Ｃは、図１１Ｂの曲線１１１２に示されるユーザ入力に基づいて自動的に生成される、スケジュール１１１６の実施例を示す。スケジュール１１１６では、７０度の設定点は、午前７：１０から午前８：４０の間に行なわれる。昼間は、家は、居住されていないと仮定され（即時制御入力が、図１１Ｂに示される学習日に行なわれなかったため）、温度は、８０度に戻される。午後５：１１において、温度は、７３度に設定され、次いで、午後７：１６から午後１１：１４まで、温度は、７２度に設定される。
【００４７】
図１０Ａ−図１０Ｄに示される実施例では、所定の失効時間は、２時間であって、図ｌ１Ａ−Ｃに示される実施例では、所定の失効時間は、１．５時間であることに留意されたい。ユーザが即時制御入力を行なった後の時間周期が、３０分より短い場合、これは、概して、居住者にとって過剰な迷惑を生じさせることが分かった。一方、時間が、６時間を上回る場合、非居住性および／または睡眠周期が正確に捕捉されていないため、結果として生じる生成されたスケジュールは、コストおよびエネルギーの無駄になる可能性がある。いくつかの実施形態によると、時間周期は、１時間を上回り、かつ５時間以下である。いくつかの好ましい実施形態によると、１．５時間から３時間の時間周期は、居住者への迷惑と結果として生じるスケジュールのエネルギー効率との間の非常に良好な妥協点に達することが分かった。
【００４８】
いくつかの実施形態によると、図９−図１１に関して本明細書に説明される学習プロセスは、平日対週末に対して、別個に実施され得る。例えば、説明される「平坦線」学習方法は、説明されるように、平日に実施され得、平日に好適なスケジュールを生成する。次いで、多くの人々にとって、平日および週末スケジュールは、大きく異なると仮定されるため、最初の週末に、新しい「平坦線」学習プロセスが開始される。
【００４９】
いくつかの実施形態によると、説明される学習プロセスは、スケジュールが起動された後にも継続する。例えば、学習プロセス後、図１０Ｃおよび／または図１１Ｃに示されるようなスケジュールが、生成および起動される。サーモスタットは、即時制御入力を監視および記録することによって学習を継続する。反復即時制御入力が行なわれた後、スケジュール変更が、自動的に実装される、またはユーザに提案されるかどうかに関して、決定が行なわれる。いくつかの実施形態によると、ユーザが、３日連続で類似即時制御入力を行なう場合（「類似」とは、例えば、相互から６０分のうちに５度以内の調節として定義される）、スケジュール変更は、自動的に入力される（および、ユーザに通知される）、またはスケジュール変更入力は、ユーザに提案される。いくつかの実施形態によると、推定されるエネルギーおよび／またはコスト節約もまた、スケジュール変更入力を実装または提案するための基準として使用される。
【００５０】
いくつかの実施形態によると、前述のような継続学習プロセスは、図５−図６に関して図示および説明されるような基本的質問集合から生成された基本的スケジュールを調節する、またはそれに対する改良を提案するために使用される。しかしながら、多くの用途において、「平坦線」からの開始は、ユーザの選好をより効果的に学習するように作用することが見出された。いくつかの実施形態によると、継続学習プロセスはまた、ユーザが、その独自のスケジュール化されたプログラムを手動で入力することの所望を示す場合にも実施される。そのような場合、例えば、スケジュールへの変更は、エネルギーおよび／またはコスト節約のための潜在性に従って提案され得る。
【００５１】
いくつかの実施形態によると、居住性データもまた、採用および／またはユーザへの提案のために、スケジュールを自動的に生成するプロセスに組み込まれ得る。居住性データは、一定時間周期後、自動的設定復元を使用し、その時間が、３時間以上等の比較的に長い場合、特に、有用であることが見出された。サーモスタットが、比較的に大きな住居内に設置される場合、居住者は、その時間周期の間、単に、住居の異なる場所にいる可能性があるため、局所的近接ベースの居住性感知は、比較的に短時間周期に対して、正確ではない場合がある。しかしながら、２時間を上回る間、サーモスタットに近接して居住性が感知されない場合、住居が、実際に、居住されていない可能性が高くなる。
【００５２】
前述は、明確性の目的のために、ある程度詳細に説明されたが、ある変更および修正が、その原理から逸脱することなく、行なわれ得ることが明白であろう。本明細書に説明されるプロセスおよび装置の両方を実装する多くの代替方法が存在することに留意されたい。故に、本実施形態は、制限ではなく、例証として解釈されるべきであって、本発明の一連の研究は、本明細書に与えられた詳細に限定されず、添付の請求項の範囲および均等物内において修正され得る。
【符号の説明】
【００５３】
１００  包囲空間
１１０  サーモスタット
１１２  遠隔デバイス
１２０  ＨＶＡＣシステム
２１２  制御電子機器
２３０  コンプレッサ
２３４  冷房コイル
２３６  回線
２３８  送風機
２４０  空気処理機
２４２  加熱コイルまたは要素
２４６  還気ダクト
２５０  格子
２５２  給気ダクトシステム
２５４  加湿器
２６０  処理システム
２７０  フィルタ
３００  サーモスタット
３０８  上側キャップ
３１２  外側回転可能リング
３１４  カバー
３１６  ディスプレイ
３３０  パッシブ赤外線近接センサ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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