(57)【要約】【課題】磁気検出素子と電源配線の位置関係がばらついても正確な電流値が検出でき、これによって正確な電力消費量を求めることができる新規な電力監視システムを提供することにある。【解決手段】主幹電路に流れる電流値をカレントトランス方式電流センサで検出し、個別の機器に流れる電流値を磁気検出素子方式電流センサで検出すると共に、カレントトランス方式電流センサと磁気検出素子方式電流センサの検出電流値から磁気検出素子方式電流センサの校正量を求め、この校正量によって磁気検出素子方式電流センサの検出電流値を校正する。カレントトランス方式電流センサで検出された精度の高い検出電流値を用いて磁気検出素子方式電流センサの検出電流値を校正するので、磁気検出素子と電源配線の位置関係がばらついても正確な電流値が検出でき、これによって正確な電力消費量を求めることができる。【選択図】図５Ｂ
2016109567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主幹電路と、前記主幹電路から分岐して電気機器に電力を供給する分岐電路に各々設けられた複数の分岐ブレーカと、前記主幹電路を介して供給される電流を計測するカレントトランス方式電流センサと、前記電気機器に供給される電流を計測する磁気検出素子方式電流センサと、前記カレントトランス方式電流センサと前記磁気検出素子方式電流センサからの電流値が入力されるコントローラを備え、前記コントローラは、前記カレントトランス方式電流センサと前記磁気検出素子方式電流センサの検出電流値から前記磁気検出素子方式電流センサの校正量を求め、前記校正量によって前記磁気検出素子方式電流センサの検出電流値を校正して前記電気機器の電力消費量を求めることを特徴とする電力監視システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電力監視システムにおいて、
前記コントローラはマイクロコンピュータを主たる構成要素とする演算装置であり、前記演算装置は、前記主幹電路に流れる電流値を前記カレントトランス方式電流センサで検出すると共に前記電気機器に流れる電流値を前記磁気検出素子方式電流センサで検出する電流検出機能と、前記カレントトランス方式電流センサと前記磁気検出素子方式電流センサの検出電流値から前記磁気検出素子方式電流センサの校正量を求める校正量演算機能と、前記校正量によって前記磁気検出素子方式電流センサの検出電流値を校正する検出電流値校正機能と、前記校正された検出電流値を用いて前記電気機器の電力消費量を求める電力消費量演算機能を備えていることを特徴とする電力監視システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電力監視システムにおいて、
前記校正量演算機能によって求められる校正量は、前記カレントトランス方式電流センサと前記磁気検出素子方式電流センサの所定時間当たりの平均電流値の差分を変数とする相関係数を求め、この相関係数が所定値より大きい時の前記カレントトランス方式電流センサと前記磁気検出素子方式電流センサの平均電流値の比率であり、
前記検出電流値校正機能で求められる検出電流値は、前記磁気検出素子方式電流センサの検出電流値に前記比率を乗算して求められることを特徴とする電力監視システム。
【請求項４】
請求項２に記載の電力監視システムにおいて、
前記電流検出機能と、前記校正量演算機能と、前記検出電流値校正機能と、前記電力消費量演算機能は前記マイクロコンピュータに記憶されたプログラムによって実行され、前記プログラムは前記コントローラが通常状態の時に実行されるか、特定の校正モードの時に実行されることを特徴とする電力監視システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電力監視システムにおいて、
前記電気機器に設けられる磁気検出素子方式電流センサは、内部に鶴巻きばねを備えたクリップピンチ型の磁気検出素子方式電流センサであり、
前記磁気検出素子方式電流センサは、磁性体で形成され電源配線を挟み込む配線挟み込み部と、前記配線挟み込み部に閉じ方向の力を付与する前記鶴巻きばねが内蔵された挟み込み力付与部と、前記配線挟み込み部に設けられた磁気検出素子から構成された電流検出部と、検出された電流を増幅する増幅アンプと、雑音を除去するローパスフィルタと、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ/Ｄ変換器からの信号に基づき電流値を演算するマイクロコンピュータからなる情報処理部とから構成されていることを特徴とする電力監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気機器の電力監視システムに係り、特に家庭、事務所、工場等で使用される個別の電気機器の電力消費量を監視する電力監視システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、本発明に関係する背景技術について説明するが、代表して家庭での電気機器の電力監視システムを例にとって説明する。
【０００３】
従来、各家庭等で消費される商用電源の電力量は、電力供給会社から送付される請求書で確認したり、電力供給会社が作成したウェブコンテンツで確認できるようになっている。更に、この他に省エネルギー化に対応して、家庭の分電盤内で主幹電力量を計測し、その計測結果をウェブ画面上でモニタリングできるシステムがあり、このシステムでは他の家庭の電力消費量と比較することもできるようになっている。
【０００４】
通常、家庭内では、分電盤内の分岐ブレーカを介して主幹電路を複数の分岐電路に分岐させて、各分岐電路には様々な電気機器が接続されている。例えば、１つの部屋内に設置した複数の電気機器に１つの分岐電路を割り当てたり、最近では、１台の電気機器（空調機器（エアコン）、床暖房器具、ＩＨ機器等）に１つの分岐電路を割り当てている。
【０００５】
しかしながら、上記した電力監視システムでは各家庭内の電力消費量を一括して監視しており、分岐電路毎の電力消費量、或いは個別の電気機器の電力消費量を監視することができなかった。したがって、使用者は無駄に電力を消費している電気機器や部屋を特定することができず、省エネルギー化のために電気機器の具体的な操作を行うことが困難であった。
【０００６】
このような課題を対策するため、分電盤の個別の分岐ブレーカ、或いはコンセント、或いは電気機器等（以下、これらを代表して個別の機器と表記する）に対応して電流センサを設け、これによって個別の機器の電力消費量を監視することが提案されている。一般的な電流検出手段としてはカレントトランス方式の電流センサが知られており、このカレントトランス方式電流センサは他の電流センサに比べて電流検出精度が高いという特徴を備えている。
【０００７】
しかしながら、カレントトランス方式電流センサを個別の機器である分岐ブレーカ、コンセント、電気機器等に取り付けることを考慮すると、カレントトランス方式電流センサは設置性を考慮して小型化することが必要である。ところが、カレントトランス方式電流センサの場合には小型化しようとすると、カレントトランス内部に形成されたコイルの巻線数を確保することができなくなるといった理由で小型化させることは困難である。また、電気機器に繋がる２線式の電源配線では、夫々の電源配線を分離して一方の電源配線を囲むようにカレントトランス方式電流センサを取り付ける必要があり施工的な観点から実用的ではないという課題がある。更には、カレントトランス方式電流センサはコアと巻線及び電流増幅アンプ等が必要となり価格が高く、多くの個数を使用する場合は総合的な製品価格が高くなるという課題がある。
【０００８】
そこで、例えば特開２０１４−２７７１０号公報（特許文献１）にあるように、ホール素子等の磁気検出素子を使用した磁気検出素子方式電流センサを個別の分岐ブレーカに取り付け、各磁気検出素子方式電流センサで検出された電流値を用いて個別の機器の電力消費量を監視することが提案されている。これによれば、磁気検出素子を使用しているので小型化することが可能となり設置性を向上することができる、２線式の電源配線であっても電源配線を分離する必要がなく施工が容易である、価格が安く多くの個数を使用しても総合的な製品価格を低く抑えられるといった効果を期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１４−２７７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、磁気検出素子を使用した磁気検出素子方式電流センサを個別の機器に設置して、これに流れる電流を検出しようとすると次のような新たな課題が判明した。つまり、磁気検出素子を使用した磁気検出素子方式電流センサは個別の機器に後付けで取り付けられる場合が多く、取り付け誤差によって磁気検出素子と電源配線の位置関係がばらつき、電流検出特性の変動を生じる、或いは使用過程において検出特性が変動するといった現象を生じる。このため、正確な電流値が検出できず、結果として正確な個別の電力消費量を求めることができないという課題を新たに生じる。
【００１１】
本発明の目的は、磁気検出素子と電源配線の位置関係がばらついても正確な電流値が検出でき、これによって正確な電力消費量を求めることができる新規な電力監視システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の特徴は、主幹電路に流れる電流値をカレントトランス方式電流センサで検出し、個別の機器に流れる電流値を磁気検出素子方式電流センサで検出すると共に、カレントトランス方式電流センサと磁気検出素子方式電流センサの検出電流値から磁気検出素子方式電流センサの校正量を求め、この校正量によって磁気検出素子方式電流センサの検出電流値を校正する、ところにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カレントトランス方式電流センサで検出された精度の高い検出電流値を用いて磁気検出素子方式電流センサの検出電流値を校正するので、磁気検出素子と電源配線の位置関係がばらついても正確な電流値が検出でき、これによって正確な電力消費量を求めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態になる電力監視システムの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態になる電力監視システムの構成を示す構成図である。
【図３】本発明の第２の実施形態になる電力監視システムの構成を示す構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態での磁気検出素子方式電流センサの取り付け状態を示す説明図である。
【図５Ａ】磁気検出素子方式電流センサの第１の校正方法を説明する制御フローの前半を示す制御フローチャート図である。
【図５Ｂ】図５Ａの制御フローの後半を示す制御フローチャート図である。
【図６】磁気検出素子方式電流センサの第２の校正方法を説明する制御フローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００１６】
図１は本発明の実施形態になる家庭での電力監視システムの構成を示すものであり、参照番号１０は主幹電路であり、この主幹電路１０は分電盤１１に引き込まれている。主幹電路１０にはカレントトランス方式電流センサ１２が設けられている。このカレントトランス方式電流センサ１２は検出精度が高いという特徴を備えている。したがって、主幹電路１０を流れる電流を正確に検出することができる。
【００１７】
分電盤１１には複数の分岐ブレーカ１３が設けられており、この分岐ブレーカ１３を介して分岐電路１４が分電盤１１から引き出されている。分岐電路１４にはコンセント１５が電気的に接続されており、このコンセント１５に電気機器１６が接続されている。電気機器１５は冷蔵庫のように常時接続されて電力を供給されている電気機器、電気掃除機のように使用する場合だけ接続されて電力を供給される電気機器等があるが、これ以外にもテレビやエアコン等の電気機器が接続される。
【００１８】
ここで、本実施例では図２に示すように分岐ブレーカ１３毎の電源配線に磁気検出素子方式電流センサ１７が設けられる第１の実施形態と、図３に示すように電気機器１５（ここでは電気炊飯器を示している）側の電源配線１８に磁気検出素子方式電流センサ１７が設けられる第２の実施形態とを提案している。
【００１９】
本実施例においては、磁気検出素子方式電流センサ１７は周知のホール素子を用いた電流センサを使用しており、小型の電流センサである。本実施例の磁気検出素子方式電流センサ１７は、ホール素子、増幅アンプ、ローパスフィルタ、Ａ/Ｄ変換器、及びマイクロコンピュータを実装した電流センサとしてある。また、この他にＭＲ素子を利用した磁気検出素子方式電流センサも小型であることから、これを用いることも可能である。以下の説明ではこれらをまとめて磁気検出素子方式電流センサ１７と表記する。
【００２０】
図１乃至図３において、磁気検出素子方式電流センサ１７からの検出電流は有線、或いは無線によってコントローラ１９に伝送されている。また、カレントトランス方式電流センサ１２の検出電流値もコントローラ１９に送られており、このコントローラ１９で後述する磁気検出素子方式電流センサ１７の検出電流値の校正が行われるものである。コントローラ１９は周知のマイクロコンピュータを主たる構成要素とした演算装置を備えており、この演算装置によって種々の演算を行って電力監視を実行するものである。この演算はマイクロコンピュータの記憶素子に記憶されたプログラムによって実行されるものである。尚、本実施例では磁気検出素子方式電流センサ１７の検出電流値の校正手法を提案するものであるので、これ以外の演算機能については説明を省略する。
【００２１】
図４は図３に示す磁気検出素子方式電流センサ１７の具体的な構成を示す図面であり、内部に鶴巻きばねを備えたクリップピンチ型の磁気検出素子方式電流センサである。磁気検出素子方式電流センサ１７は、磁性体で形成された配線挟み込み部２０と、この配線挟み込み部２０に閉じ方向の力を付与する鶴巻きばねが内蔵された挟み込み力付与部２１と、配線挟み込み部２０に設けられたホール素子等の磁気検出素子から構成された電流検出部２２と、検出された電流を増幅する増幅アンプと、雑音を除去するローパスフィルタと、アナログ信号をマイクロコンピュータで扱えるデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、電流値を演算するマイクロコンピュータ等からなる情報処理部２３とから構成されるインテリジェント型電流センサとされている。尚、磁気検出素子方式電流センサ１７の信号が無線で送られる場合は、情報処理部２３にＲＦモジュールも内蔵されることになる。このように、配線挟み込み部２０によって電源配線１８を挟み込むことによって、電源配線１８の周囲に発生する磁束を磁気検出素子からなる電流検出部２２で検出して電流値を検出することができる。しかも、２線式の電源配線１８を挟み込むだけであるので取り扱いが極めて容易であるという長所を備えている。
【００２２】
ところで、先に述べたように、磁気検出素子を使用した磁気検出素子方式電流センサ１７を個別の機器に設置して、これに流れる電流を検出しようとすると次のような課題が生じる。すなわち、磁気検出素子を使用した磁気検出素子方式電流センサ１７は個別の機器に後付けで取り付けられるため、取り付け誤差によって磁気検出素子と電源配線の位置関係がばらつき、電流検出特性の変動を生じる、或いは使用過程において検出特性が変動するといった現象を生じる。このため、正確な電流値が検出できず、結果として正確な電力消費量を求めることができないという課題を新たに生じる。
【００２３】
そこで、本実施例では主幹電路１０に設けられているカレントトランス方式電流センサ１２の正確な検出電流値を利用して、磁気検出素子方式電流センサ１７の取り付け誤差による検出電流値の変動を校正して正確な電流値が得られるようにしたものである。
【００２４】
コントローラ１９は実際にはマイクロコンピュータに記憶されたプログラムによって以下に示す制御ステップを実行するものであるが、その機能として、主幹電路に流れる電流値をカレントトランス方式電流センサで検出すると共に電気機器に流れる電流値を磁気検出素子方式電流センサで検出する電流検出機能と、カレントトランス方式電流センサと磁気検出素子方式電流センサの検出電流値から磁気検出素子方式電流センサの校正量を求める校正量演算機能と、校正量によって磁気検出素子方式電流センサの検出電流値を校正する検出電流値校正機能と、校正された検出電流値を用いて電気機器の電力消費量を求める電力消費量演算機能を備えている。
【００２５】
以下、その具体的な手法を図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施例では説明の簡略のため、電機機器１６が１個だけ使用されている場合を想定して説明する。図５Ａ、図５Ｂは磁気検出素子方式電流センサ１７の第１の校正方法を説明する制御フローチャート図である。この制御フローはコントローラ１９に搭載されたマイクロコンピュータのＲＯＭ、或いはフラッシュメモリに記憶されたプログラムによって実行されるもので、本実施例ではコントローラ１９の通常の動作状態で所定時間毎の起動タイミングで実行されるものである。
【００２６】
≪ステップＳ１０≫
起動タイミングが到来すると、ステップＳ１０では以下に説明するステップＳ２１のためのカウンタと実施回数を設定する。つまり、本実施例では磁気検出素子方式電流センサ１７の検出電流値を校正するための校正値を最大でＮ回演算するように制御フローを設計している。このため、ステップＳ１０では「カウンタ＝０」、「実施回数＝Ｎ」をセットしてステップＳ１１に移行する。
【００２７】
≪ステップＳ１１≫
ステップＳ１１ではカレントトランス方式電流センサ１２と、磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値を計測する。電流実効値は電流波形の1周期分より十分に小さな間隔でサンプリングした電流値の二乗を求め、所定周期分の平均の平方根を計算することで求めるようにしている。これらの電流実効値はコントローラ１９に設置されているマイクロコンピュータの所定の記憶領域に記憶される。尚、図面ではカレントトランス方式電流センサ１２の電流実効値をＣＴＳと表記し、磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値をＭＤＳと表記している。
【００２８】
ここで、カレントトランス方式電流センサ１２の電流実効値は検出精度が高く正確であるが、磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値は磁気検出素子と電源配線１８の位置関係が正確に定まっていないので変動している恐れが大きい。したがって、磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値をそのまま使用して、個別の電気機器の電力消費量を求めることは誤差が大きく使用できない。このため、以下に述べる校正手法を用いて個別の電気機器の電力消費量を求めることになる。
【００２９】
≪ステップＳ１２≫
カレントトランス方式電流センサ１２と磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値が計測されると、このステップＳ１２で磁気検出素子方式電流センサ１７の検出電流が変化しているかどうかを判断する。この判断は磁気検出素子方式電流センサ１７の検出電流の変化状態を監視することで行うことができ、検出電流が変化していれば電気機器が使用されて電力が消費されていると判断し、検出電流が変化していなければ電気機器が使用されず電力が消費されていないと判断する。この場合、磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値が所定の時間範囲内で「０」、或いは「一定値」かどうかの判断を行っている。
【００３０】
この判断は、カレントトランス方式電流センサ１２と磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値の相関をとる時に使用する電流実効値の変化分を求めるための基準電流値を決めるステップを選択するためものである。
【００３１】
このステップＳ１２で、検出電流が変化して電気機器が使用されて電力が消費されていると判断されるとステップＳ１３に進み、検出電流が変化せず電気機器が使用されず電力が消費されていないと判断されるとステップＳ１４に進むことになる。
【００３２】
≪ステップＳ１３≫
スッテプＳ１２で電気機器が使用されていると判断されると、このステップＳ１３では磁気検出素子方式電流センサ１７の計測範囲内での電流実効値の最低値をＭＤＳｂとする。
【００３３】
≪ステップＳ１４≫
一方、スッテプＳ１２で電気機器が使用されていないと判断されると、このステップＳ１４では磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値を「０」或いは「一定値」としてＭＤＳｂとする。
【００３４】
≪ステップＳ１５≫
このステップＳ１５では、ステップＳ１３とステップＳ１４とで求められた基準となる電流実効値ＭＤＳｂを設定する。これによって、今後の変化する磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値との差分を求める基準電流値となる。この基準電流値が設定されると次のステップＳ１６に進むことになる。
【００３５】
≪ステップＳ１６≫
ステップＳ１６では、ステップＳ１５で設定された基準電流値に対して現時点の電流実効値が変化したかどうかが判断される。これによって、電気機器が新たに稼働された、或いは運転状態が変更されたかどうかが判断され、電気機器に流れる電流の電流値の変化状態の計測を行う準備がなされる。電流値の変化によって磁気検出素子方式電流センサ１７の検出電流値が、正規の電流値に対してどの程度の誤差を生じているかが判断できるようになる。この判断は以下に示すステップで行われるものである。そして、ステップＳ１６で設定した基準電流値ＭＤＳｂの値に対して、現時点の電流実効値ＭＤＳが変化していなければ再びステップＳ１６に戻り、現時点の電流実効値ＭＤＳが変化していればステップＳ１７に進むことになる。
【００３６】
≪ステップＳ１７≫
このステップＳ１７では、現時点の電流実効値ＮＤＳが基準電流実効値ＭＤＳｂの状態から変化した時点を計測開始時点として、カレントトランス方式電流センサ１２の電流実効値ＣＴＳと磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値ＭＤＳの計測を所定時間に亘り実行する。ここで、計測開始時点で計測されたカレントトランス方式電流センサ１２の電流実効値ＣＴＳは、カレントトランス方式電流センサ１２の基準電流実効値ＣＴＳｂとして記憶されている。
【００３７】
また、計測が開始された後のカレントトランス方式電流センサ１２及び磁気検出素子方式電流センサ１７のそれぞれの電流実効値は、所定時間範囲内の平均電流実効値が記憶されるようになっている。そして、電流実効値の計測を実行している過程で次のステップＳ１８に移行する。尚、本実施例では平均電流実効値を使用したが、所定時間範囲内の最大の電流実効値を用いるようにしても良い。
【００３８】
≪ステップＳ１８≫
ステップＳ１８では、カレントトランス方式電流センサ１２及び磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値が所定時間に亘って計測されたかどうかが判断されている。所定時間に亘って計測されていなければステップＳ１７に戻って電流実効値の計測を継続し、所定時間を経過したと判断されればステップＳ１９に進むことになる。
【００３９】
≪ステップＳ１９≫
ステップ１９では、ステップＳ１７で求めたカレントトランス方式電流センサ１２の所定時間範囲内の平均電流実効値である電流実効値ＣＴＳａと、計測開始時点で記憶されている基準電流実効値ＣＴＳｂとの差分ΔＣＴＳ（ΔＣＴＳ＝ＣＴＳａ−ＣＴＳｂ）が求められる。同様に、ステップＳ１７で求めた磁気検出素子方式電流センサ１７の所定時間範囲内の平均電流実効値である電流実効値ＭＤＳａと、計測開始時点で記憶されている基準電流実効値ＭＤＳｂとの差分ΔＭＤＳ（ΔＭＤＳ＝ＭＤＳａ−ＭＤＳｂ）が求められる。尚、本実施例では平均電流実効値を用いているが、夫々の最大電流実効値を用いても良いものである。
【００４０】
次に、求められた差分ΔＣＴＳと差分ΔＭＤＳを変数とする相関係数ρを求め、その時の校正値ｄを求める。校正値ｄは、カレントトランス方式電流センサ１２の平均電流実効値ＣＴＳａと、磁気検出素子方式電流センサ１７の平均電流実効値ＤＳａの比率（ｄ＝ＣＴＳａ／ＭＤＳａ）として求められる。相関係数ρは周知の計算式によって求められるものであるので、ここでは説明を省略する。
【００４１】
また、校正値ｄは磁気検出素子方式電流センサ１７の実際の検出電流値の修正に反映され、磁気検出素子方式電流センサ１７の正規の検出電流値として見做されるものである。相関係数ρと校正値ｄが求まると、これらの相関系係数ρと校正値ｄはコントローラ１９に設置されているマイクロコンピュータの所定の記憶領域に記憶される。
【００４２】
≪ステップＳ２０≫
ステップＳ２０では、相関係数ρの値が０.７より大きいどうかを判断する。相関係数ρが０.７より大きいと強い相関があると判断し、これより小さいと相関が弱いと判断する。相関が強いと判断されるとステップＳ２４に進み、相関が弱いと判断されるとステップＳ２１に進むことになる。ここで、一般には、相関係数ρは０.７以上であれば相関が強いと見做されているが、この相関係数ρの値は任意であって、０.７以上の値に設定することも可能である。
【００４３】
≪ステップＳ２１≫
ステップＳ２０で相関係数ρが０.７より小さいと判断されると、このステップＳ２１では上述した各ステップを所定回数（＝Ｎ回）だけ実行したかどうかが判断される。この所定回数はステップＳ１０で設定した「実施回数＝Ｎ」に対応するものである。このステップＳ２１は、前のステップＳ２０で相関係数ρが０.７に達していないので校正値ｄを修正して相関係数ρを大きくする（改善する）ための前処理ステップである。このステップＳ２１で各ステップを所定回数Ｎだけ実行していないと判断されるとステップＳ２２に進み、各ステップを所定回数Ｎだけ実行したと判断されるとステップＳ２３に進むことになる。尚、ステップＳ２１を実行するたびにステップＳ１０で設定したカウンタの値を加算していく。
【００４４】
≪ステップＳ２２≫
ステップＳ２２では、ステップＳ２０で相関係数ρが０.７に達していないので、校正値ｄを相関係数ρが大きくなる方向に校正値ｄを修正するものである。この校正値ｄの修正は、過去の相関係数ρと校正値ｄの変化傾向から校正値ｄを大きくするか、或いは小さくするかを判断し、この判断結果に基づいて校正値ｄを修正しているものである。このため、相関係数ρと校正値ｄは時系列でマイクロコンピュータの記憶領域に記憶されている。
【００４５】
そして、修正された校正値ｄが求まるとステップＳ１１に戻り、修正された校正値ｄは磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値を修正する。修正された電流実効値ＭＤＳの推定電流実効値は検出された電流実効値（ＭＤＳ）と校正値（ｄ）を乗算した、ＭＤＳｅ＝ＭＤＳ×ｄとなる。
【００４６】
その後、一連のステップＳ１２乃至ステップＳ１９を実行してステップＳ２０で再び相関係数ρの値が０.７より大きいどうかを判断する。相関が強いと判断されるとステップＳ２４に進み、相関が弱いと判断されると再びステップＳ２１に進むことになる。そして、ステップＳ２１で所定回数Ｎだけ実行されたかどうかを判断し、所定回数Ｎだけ実行されていないと判断すると、再び上記した動作を繰り返すものである。尚、この動作の繰り返しの途中で相関係数ρが０.７を超えるとステップＳ２０の判断でステップＳ２４に進むが、所定回数Ｎだけ実行しても相関係数ρが０.７を超えない場合はステップＳ２３に進むことになる。
【００４７】
≪ステップＳ２３≫
ステップＳ２３では、上述した各ステップを所定回数Ｎだけ実行しても相関係数ρが０.７を超える校正値ｄが得られなかった場合の処理である。相関係数ρと校正値ｄはマイクロコンピュータの記憶領域に時系列で対応付けられて記憶されており、このステップＳ２２では計測したＮ回の相関係数ρと校正値ｄから、相関係数ρが一番大きい校正値ｄを最も適した校正値ｄとして選択するようにしている。校正値ｄの選択が終了するとステップＳ２４に進むことになる。
【００４８】
≪ステップＳ２４≫
ステップＳ２４では、スッテプＳ２０で相関係数ρが０．７より大きいと判断された場合の校正値ｄと、ステップＳ２３で選択された校正値ｄのどちらかを用いて推定電流実効値ＭＤＳｅを演算する。これは、検出された電流実効値（ＭＤＳ）と校正値（ｄ）を乗算した、ＭＤＳｅ＝ＭＤＳ×ｄの演算を実行することによって簡単に求めることができる。これによって、磁気検出素子と電源配線の位置関係がばらついても正確な電流実効値が検出できるようになる。推定電流実効値ＭＤＳｅが求まると次にステップＳ２５に移行する。
【００４９】
≪ステップＳ２５≫
ステップＳ２５では、求められた推定電流実効値ＭＤＳｅを用いて個別の電気機器の電力消費量を演算する。推定電流実効値ＭＤＳｅは校正値ｄによって修正されているため、磁気検出素子方式電流センサ１７の実際の検出電流値より検出精度が高められている。したがって、正確な電力消費量を求めることができるものとなる。求められた電力消費量は家庭内の壁等に設置した表示器に転送されて表示されることになる。また、携帯タブレットやスマートフォンに転送して表示することも可能である。
【００５０】
以上の制御ステップを他の磁気検出素子方式電流センサ１７について順次、或いは時分割的に実行することによって、他の磁気検出素子方式電流センサ１７についても適切な校正値ｄを求めることが可能となる。そして、この場合、１台の電気機器に１つの分岐ブレーカ１３を割り当て、この分岐ブレーカ１３に磁気検出素子方式電流センサ１７を取り付けた場合や、個別の電気機器自体に磁気検出素子方式電流センサ１７を取り付けた場合では個別の電力消費量が表示されることになる。そして、電気機器の種類や名称が予め判明している場合は、これに対応した表示が可能となる。
【００５１】
尚、複数の電気機器が同時に稼働されている場合は、上述した校正値ｄを求める演算を中止し、いずれか１つの電気機器が稼働された時に校正値ｄを求める演算を行うようにしても良い。この場合は、各磁気検出素子方式電流センサ１７の出力を監視しておき、いずれか１つの電気機器が稼働された時に割り込みを発生させて上述した制御フローを実施することによって行うことができる。
【００５２】
更には、複数の電気機器が同時に稼働されている場合は、カレントトランス方式電流センサ１２の主幹電流値（この電流値は稼働されている電気機器の総電流値である）と、稼働されている電気機器の磁気検出素子方式電流センサ１７の検出電流値を加算した総電流値を求め、これらの総電流値を用いて図５Ａ、図５Ｂに示した手法で各磁気検出素子方式電流センサ１７に共通した相関係数ρと校正値ｄを求め、この共通した校正値ｄを用いて各磁気検出素子方式電流センサ１７の検出電流値を校正するようにしても良いものである。
【００５３】
ここで、磁気検出素子方式電流センサ１７が、複数の電気機器に電力を供給する分岐ブレーカ１３に設けられることで、接続される電気機器が特定されない場合や、電気機器の電源配線１８に脱着されて設けられる場合、電気機器がどのような種類のものか把握できないという問題がある。この場合は以下に述べるような手法で電気機器の種類を推定することが可能である。
【００５４】
磁気検出素子方式電流センサ１７の電流波形は電気機器に対応した特徴的な波形を検出している。例えばインバータ装置のような整流機器ではパルス状の電流波形を生じ、誘導モータや白熱電灯では正弦波状の電流波形を生じ、サイリスタ制御機器では三角波状の電流波形を生じる。したがって、この特徴的な電流波形を基礎に電流の大きさ、周波数等の複数の条件を組み合わせて総合的に判断することで電気機器の種類の推定を行うことができるようになる。これによって稼働している電気機器の種類が推定でき、電気機器に対応した表示が可能となる。
【００５５】
更には、磁気検出素子方式電流センサ１７の電流波形の経時的な変化を所定時間毎に記憶しておき、電流波形の変化状態によってその電気機器の劣化状態を推定することができる。この場合、電気機器の電流波形を正確に検出することが必要であり、本実施例のような校正値ｄを求めて電流値を正確に求めることによって電気機器の劣化状態を正確に推定することが可能となる。
【００５６】
以上述べた通り、本実施例によれば、カレントトランス方式電流センサ１２で検出された精度の高い検出電流値を用いて磁気検出素子方式電流センサ１７の検出電流値を校正するので、磁気検出素子と電源配線の位置関係がばらついても正確な電流値が検出でき、これによって正確な電力消費量を求めることができるものである。
【００５７】
以上に説明した実施例は通常の動作状態で所定時間毎の起動タイミングで実行されるものであるが、次に特定の校正モードを設定して上述の処理を行うことも可能である。例えば、コントローラ１９に校正モード専用のモードスイッチを設け、このモードスイッチがオンされた時に校正モードを実行する手法や、コントローラ１９のマイクロコンピュータに校正モードを定期的に行うプログラムをインストールしておき、適当な時期に校正モードを起動するという手法を採用することができる。
【００５８】
以下、この実施例について図６に示す制御フローチャートを参照して詳細に説明する。図６において、モードスイッチが操作されるか、或いは所定の起動タイミングが到来するとによってコントローラ１９は以下の制御ステップを実行する。
【００５９】
≪ステップＳ３０≫
ステップＳ３０では校正モードを実行する設定を行う。このステップＳ３０によって以下に説明する制御ステップが実行される。
【００６０】
≪ステップＳ３１≫
ステップＳ３１では校正の対象とすべき磁気検出素子方式電流センサ１７を設定する。この場合は、分岐ブレーカ１３に設けた磁気検出素子方式電流センサ１７、或いは現在コンセント１５に接続されている電気機器１６の磁気検出素子方式電流センサ１７が対象となる。したがって、このステップＳ３１では校正すべき磁気検出素子方式電流センサ１７が抽出され、そのうちの１つの磁気検出素子方式電流センサ１７が設定される。
【００６１】
≪ステップＳ３２≫
ステップＳ３１で磁気検出素子方式電流センサ１７の設定が終了すると、ステップＳ３２では、計測しようとする磁気検出素子方式電流センサ１７に対応する各電気機器の電源を一時的にＯＦＦし、この後にステップＳ３１で設定された磁気検出素子方式電流センサ１７に対応した電気機器の電源をオンする。この時、各電気機器の電源を一時的にＯＦＦするので、居住者が違和感を覚えることに考慮して、コントローラ１９は表示器にＬＥＤ素子で校正モードを実行することを表示したり、音声機器で校正モードを実行することを知らせたりすることが有効である。このように校正モードの実行を報知することで、居住者に違和感を抱かせることが防止できるようになる。
【００６２】
≪ステップＳ３３≫
ステップＳ３２で、校正の対象とすべき磁気検出素子方式電流センサ１７に対応した電気機器が稼働されると、ステップＳ３３によって校正値ｄの演算処理が実行される。この演算処理は図５Ａ、図５Ｂに示す制御ステップと同様のものである。この校正値ｄの演算が終了すると、校正値ｄはマイクロコンピュータの記憶領域に記憶され、対応する磁気検出素子方式電流センサ１７の電流実効値を修正することになる。校正値ｄの演算が終了するとステップＳ３４に移行する。
【００６３】
≪ステップＳ３４≫
ステップＳ３４では、校正値ｄの演算が終了した磁気検出素子方式電流センサ１７に対応した電気機器の電源をオフし、次の磁気検出素子方式電流センサ１７の校正値ｄの演算を行うことになる。
【００６４】
≪ステップＳ３５≫
ステップＳ３５では、ステップＳ３１で抽出した全ての磁気検出素子方式電流センサ１７の校正値ｄの演算が終了したかどうかを判断している。全ての磁気検出素子方式電流センサ１７の校正値ｄの演算が終了していない場合は、再びステップＳ３１に戻り、ステップＳ３１で抽出された磁気検出素子方式電流センサ１７のうち、校正値ｄの演算が終了していない磁気検出素子方式電流センサ１７を設定し、同様の制御ステップを実行する。一方、全ての磁気検出素子方式電流センサ１７の校正値ｄの演算が終了している場合はステップＳ３６に移行する。
【００６５】
≪ステップＳ３６≫
このステップＳ３６では全ての磁気検出素子方式電流センサ１７の校正値ｄの演算が終了しているので、校正モードが終了したとして校正モードの終了を設定する。
【００６６】
以上の制御ステップはコントローラ１９のソフトウエアによって実行しているが、例えば、コントローラ１９の指示（ＬＥＤ素子表示やスピーカによる音声）に基づいて、施工業者や居住者が、ステップＳ３１、ステップＳ３２、ステップＳ３４、ステップＳ３５を実行して行うことも可能である。
【００６７】
このように本実施例においては、校正モードを設定しているので、施工業者が電力監視システムを設置した時にモードスイッチを操作して校正モードを実行し、分岐ブレーカや個別の電気機器に設置した磁気検出素子方式電流センサ１７の校正を行うことで正確な電力消費量を求めることが可能となる。また、所定の起動タイミングを設定し、この起動タイミングの到来に応じてコントローラ１９で校正モードを実行することによって正確な電力消費量を求めることが可能となるほか、磁気検出素子方式電流センサ１７の経時的な電流検出値の変動も校正することが可能となる。
【００６８】
以上述べた通り、本発明によれば、主幹電路に流れる電流値をカレントトランス方式電流センサで検出し、個別の機器に流れる電流値を磁気検出素子方式電流センサで検出すると共に、カレントトランス方式電流センサと磁気検出素子方式電流センサの検出電流値から磁気検出素子方式電流センサの校正量を求め、この校正量によって磁気検出素子方式電流センサの検出電流値を校正するようにしている。これによれば、カレントトランス方式電流センサで検出された精度の高い検出電流値を用いて磁気検出素子方式電流センサの検出電流値を校正するので、磁気検出素子と電源配線の位置関係がばらついても正確な電流値が検出でき、これによって正確な電力消費量を求めることができるものである。
【００６９】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…主幹電路、１１…分電盤、１２…カレントトランス方式電流センサ、１３…分岐ブレーカ、１４…分岐電路、１５…コンセント、１６…電気機器、１７…磁気検出素子方式電流センサ、１８…電源配線、１９…コントローラ、２０…配線挟み込み部、２１…挟み込み力付与部、２２…電流検出部、２３…情報処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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