(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気を併用するガス機器の使用状態を判別するガス機器使用状態判別装置であって、
前記ガス機器の使用状態が、ガスと電力の両方を使用するガス使用状態と、ガスは使用せずに前記ガス使用状態とは異なる消費電力で電力を使用する電力使用状態と、ガスは使用せずに前記ガス使用状態と前記電力使用状態の何れの使用状態よりも小さい消費電力で電力を使用するか或いは電力を使用しない待機状態の少なくとも三つの使用状態であり、
予め測定された前記消費電力または前記消費電力相当量の時系列データから前記ガス機器の使用状態の判別を行うための第１判別手段及び第２判別手段を備え、
前記第１判別手段は、前記時系列データにおける前記消費電力または前記消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態が前記待機状態に該当するか否かを、前記消費電力または前記消費電力相当量とその基準値との大小比較を利用した、前記ガス機器の使用状態と前記ガス機器の消費電力または消費電力相当量との間の第１相関関係知識に基づいて判別し、
前記第２判別手段は、前記時系列データにおける前記消費電力または前記消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態が前記待機状態以外の何れに該当するのかを、前記消費電力または前記消費電力相当量の変化量とその閾値との大小比較を利用した、前記ガス機器の使用状態の変化と前記ガス機器の消費電力または消費電力相当量の変化との間の第２相関関係知識に基づいて判別するガス機器使用状態判別装置。
【請求項２】
前記第１判別手段は、前記時系列データにおける前記消費電力または前記消費電力相当量が基準値未満であるとき、当該消費電力または当該消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態を前記待機状態と判別する第１ステップを実行し、
前記第２判別手段は、前記時系列データにおいて判別の対象とする消費電力または消費電力相当量から、時間的に次の消費電力または消費電力相当量への減少量が、第１閾値より大きく且つ第２閾値未満の範囲にあり、前記時間的に次の消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態が前記待機状態であるとき、前記判別の対象とする消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態を前記電力使用状態と判別する第２ステップと、
前記時系列データにおいて判別の対象とする消費電力または消費電力相当量から、時間的に次の消費電力または消費電力相当量への増加量または減少量が、第３閾値より小さい範囲にあり、前記時間的に次の消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態が前記電力使用状態であるとき、前記判別の対象とする消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態を前記電力使用状態と判別する第３ステップと、
前記時系列データにおいて判別の対象とする消費電力または消費電力相当量から、時間的に次の消費電力または消費電力相当量への減少量が、第４閾値以上であり、前記時間的に次の消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態が前記電力使用状態であるとき、前記判別の対象とする消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態を前記ガス使用状態と判別する第４ステップと、
前記時系列データにおいて判別の対象とする消費電力または消費電力相当量が測定されたときよりも時間的に次の消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態が前記ガス使用状態と判別されているとき、前記判別の対象とする消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態を前記ガス使用状態と判別する第５ステップと、を実行する請求項１記載のガス機器使用状態判別装置。
【請求項３】
前記第３ステップの実行により前記ガス機器の使用状態が前記電力使用状態であると判別されたときの前記消費電力または前記消費電力相当量の平均値を計算し、前記第５ステップの実行により前記ガス機器の使用状態が前記ガス使用状態であると判別されたときの前記消費電力または前記消費電力相当量と前記平均値との差の絶対値が第５閾値より小さいとき、前記ガス使用状態であると判別されていた前記ガス機器の使用状態が前記電力使用状態であると再判別する第３判別手段を備える請求項２記載のガス機器使用状態判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス機器別にガス使用状態を監視し、機器毎にエネルギ消費量を計測する技術に関し、更に詳しくは、例えば給湯器、空調機等の電気を併用するガス機器の使用状態の判別技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガス機器別のガス使用量を計測するには、各ガス機器に対して別途流量計測器を設置する必要があった。また、ガス機器内部における制御情報等からガス使用量を近似的に推測する方法がある。
【０００３】
しかしながら、上記従来技術では、各ガス機器に対して別途計測器を設置する場合では、複数のガス機器夫々にかかる計測器を設置しなければならず、また、その計測器を計測情報を転送するのに専用の通信媒体を設置する必要があり、面倒な作業手間及び費用を要していた。
また、ガス機器内部における制御情報等からガス使用量を近似的に推測する場合では、ガス機器が当該制御情報を外部に取り出せるインタフェースを具備しているとは限らず、広範なガス機器への適用が困難であった。
【０００４】
そこで、これら問題点を解消し、ガス機器別のガス使用状態の判別を容易に行うべく、給湯器、空調機等の電気を併用するガス機器のガス使用状態の判別において、当該ガス機器のガス流量と消費電力またはその相当量との間の相関関係知識に基づいて、当該ガス機器の消費電力またはその相当量からガス流量を判別する技術が提案されている（特願平１１−６９９４０号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガス流量と消費電力またはその相当量との間の相関関係知識にのみ基づいて、ガス使用状態の判別を行う場合、ガス使用時の消費電力が機種毎に異なることと、機種によってはガス不使用時でも積極的に電力を消費する電力使用状態（例えば、ガスファンヒータや給湯器等におけるガス燃焼終了後に機器内部を冷却するためのポストパージ等が該当）が存在するため、単純に判別に使用する電力閾値を低く設定するだけでは、ガス使用状態と電力使用状態との間の区別ができなくなる。また、ガス使用状態と電力使用状態との間の区別を正確に行おうとすれば、判別に使用する電力閾値を機種別に適切な値に設定する必要があり、判別対象となるガス機器の機種を調査するか、当該適正閾値を導出する手段を設ける必要がある。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガス機器別のガス使用状態の判別を、容易且つ高精度に、しかも、異なる機種間でも共通に行えるガス機器使用状態判別装置を提供し、更には、その判別結果に基づいてガス使用量の算出を容易且つ正確に行えるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明に係るガス機器使用状態判別装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した如く、電気を併用するガス機器の使用状態を判別するガス機器使用状態判別装置であって、前記ガス機器の使用状態が、ガスと電力の両方を使用するガス使用状態と、ガスは使用せずに前記ガス使用状態とは異なる消費電力で電力を使用する電力使用状態と、ガスは使用せずに前記ガス使用状態と前記電力使用状態の何れの使用状態よりも小さい消費電力で電力を使用するか或いは電力を使用しない待機状態の少なくとも三つの使用状態であり、予め測定された前記消費電力または前記消費電力相当量の時系列データから前記ガス機器の使用状態の判別を行うための第１判別手段及び第２判別手段を備え、前記第１判別手段は、前記時系列データにおける前記消費電力または前記消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態が前記待機状態に該当するか否かを、前記消費電力または前記消費電力相当量とその基準値との大小比較を利用した、前記ガス機器の使用状態と前記ガス機器の消費電力または消費電力相当量との間の第１相関関係知識に基づいて判別し、前記第２判別手段は、前記時系列データにおける前記消費電力または前記消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態が前記待機状態以外の何れに該当するのかを、前記消費電力または前記消費電力相当量の変化量とその閾値との大小比較を利用した、前記ガス機器の使用状態の変化と前記ガス機器の消費電力または消費電力相当量の変化との間の第２相関関係知識に基づいて判別する点にある。
【０００８】
尚、本明細書において、消費電力相当量とは当該ガス機器の消費電流、その消費電流と比例関係にある所定電圧、または、消費電力量等の消費電力と一定の相関関係にある物理量を意味する。
【０００９】
同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項２に記載した如く、上記第一の特徴構成に加えて、前記第１判別手段は、前記時系列データにおける前記消費電力または前記消費電力相当量が基準値未満であるとき、当該消費電力または当該消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態を前記待機状態と判別する第１ステップを実行し、前記第２判別手段は、前記時系列データにおいて判別の対象とする消費電力または消費電力相当量から、時間的に次の消費電力または消費電力相当量への減少量が、第１閾値より大きく且つ第２閾値未満の範囲にあり、前記時間的に次の消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態が前記待機状態であるとき、前記判別の対象とする消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態を前記電力使用状態と判別する第２ステップと、前記時系列データにおいて判別の対象とする消費電力または消費電力相当量から、時間的に次の消費電力または消費電力相当量への増加量または減少量が、第３閾値より小さい範囲にあり、前記時間的に次の消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態が前記電力使用状態であるとき、前記判別の対象とする消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態を前記電力使用状態と判別する第３ステップと、前記時系列データにおいて判別の対象とする消費電力または消費電力相当量から、時間的に次の消費電力または消費電力相当量への減少量が、第４閾値以上であり、前記時間的に次の消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態が前記電力使用状態であるとき、前記判別の対象とする消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態を前記ガス使用状態と判別する第４ステップと、前記時系列データにおいて判別の対象とする消費電力または消費電力相当量が測定されたときよりも時間的に次の消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態が前記ガス使用状態と判別されているとき、前記判別の対象とする消費電力または消費電力相当量が測定されたときの前記ガス機器の使用状態を前記ガス使用状態と判別する第５ステップと、を実行する点にある。
【００１０】
同第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項３に記載した如く、上記第二の特徴構成に加えて、前記第３ステップの実行により前記ガス機器の使用状態が前記電力使用状態であると判別されたときの前記消費電力または前記消費電力相当量の平均値を計算し、前記第５ステップの実行により前記ガス機器の使用状態が前記ガス使用状態であると判別されたときの前記消費電力または前記消費電力相当量と前記平均値との差の絶対値が第５閾値より小さいとき、前記ガス使用状態であると判別されていた前記ガス機器の使用状態が前記電力使用状態であると再判別する第３判別手段を備える点にある。
【００１１】
以下に作用並びに効果を説明する。
電気を併用するガス機器の使用状態をガス流量と消費電力により場合分けすると、一般に、ガス不使用状態であっても、消費電力が全く無いか、あっても所定の待機状態を維持するために必要な最小限の微小電力だけを消費する待機状態と、積極的に電力消費して一定の機能を奏する電力使用状態と、電力消費を伴いながらガスを使用するガス使用状態の少なくとも三つの状態を含む複数の状態が存在し得る。更に、ガス使用状態の消費電力や電力使用状態の消費電力が、同一機種であっても、一定の変動幅を有し、時間的に変化する。
また、各状態と消費電力との関係、即ち第１相関関係知識が、個々のガス機器毎に一義的に決定されても、異なる機器間でこの第１相関関係知識が異なる場合には、ある消費電力から一のガス機器はある一の状態と判別できても、別のガス機器は同じ状態と判別できない場合が生じる。
しかしながら、本願発明者は複数存在する使用状態の内の待機状態に着目すれば、当該待機状態の判別については異なる機種間でも共通の、消費電力または消費電力相当量とその基準値との大小比較を利用した、ガス機器の使用状態とガス機器の消費電力または消費電力相当量との間の第１相関関係知識にのみ基づいて判別できる場合があり得ることに想到した。また、複数の使用状態間の変化はランダムに発生するのではなく、一定のシーケンスに則って変化し、しかも、当該変化に伴って生じる消費電力の変化は、異なる機種間でも一定の範囲内に収まる場合があり得ること、つまり、機種間で共通の、消費電力または消費電力相当量の変化量とその基準値との大小比較を利用した、ガス機器の使用状態の変化とガス機器の消費電力または消費電力相当量の変化との間の第２相関関係知識が存在し得ることを見出した。
【００１２】
従って、上記第一または第二の特徴構成によれば、予め測定した消費電力等の時系列データの時間範囲において、ガス機器の取り得る複数の使用状態の中から異なる機種間でも共通の第１相関関係知識が存在する待機状態を判別し、その判別された待機状態以外の時間範囲については、先ず判別された使用状態を基準にしてそれに前後する使用状態を第２相関関係知識に基づいて判別し、次に新たに判別された使用状態を基準にしてそれに前後する使用状態を第２相関関係知識に基づいて判別し、これを繰り返すことで、時系列データの存在する全ての時間範囲について、使用状態の判別が行えるため、ガス使用状態がいつからいつまで継続したかの判別が行える。尚、第２相関関係知識に基づいて先に使用状態の変化点とその前後の使用状態の候補を判別しておき、その後第１相関関係知識に基づいて、使用状態の確定を行うようにしても構わず、第１相関関係知識と第２相関関係知識の適用順序は特に限定されない。
更に、あるガス消費者において複数のガス機器について各別にガス使用状態にある時間帯の判別ができ、全てのガス機器で消費される総ガス流量がガスメータから判別できることから、これらのデータをもとに各ガス機器毎のガス使用量を算出することができる。
【００１３】
上記第三の特徴構成によれば、第２相関関係知識が解析対象のガス機器が通常の使用形態で使用されることを前提として構築されている場合において、例えば、瞬時停電や使用者の不用意なオンオフ動作の繰り返し等により、使用状態の変化が第２相関関係知識で判別可能な変化以外の変化が発生して、特定使用状態の判別が正確にされない場合であっても、時系列データの時間範囲が十分長い場合にはその中に通常の使用形態で使用開始され終了した場合が必ず含まれているのが通常であるので、第３判別手段は、その通常の使用形態の判別結果から特定使用状態の第３相関関係知識を求めることができ、第２相関関係知識では他の使用状態の中に隠れて判別できなかった特定使用状態をその第３相関関係知識に基づいて判別することができるようになる。この結果、より高精度なガス使用状態の判別、更には、ガス使用量の算出が可能となる。
【００１４】
ところで、ガスファンヒータや給湯器等のガス機器では、ガス使用状態において動作がオフされても、その後所定時間内はガス機器内を冷却するためのポストパージ状態において冷却用ファンが稼働状態にあって積極的に電力消費され電力使用状態となっている。この短期間の間に使用者が再びガス機器をオンしてガス使用状態に遷移する場合が起こり得るが、待機状態からガス使用状態に変化する通常使用形態と、この電力使用状態からガス使用状態へ変化する使用形態とを第２相関関係知識によって区別することは、従来第１相関関係知識のみでガス使用状態を判別するのがガス使用状態の消費電力の変動や電力使用状態の存在によって困難であることと同様の理由で、困難である。従って、通常の使用形態を前提とする第２相関関係知識に基づけば、電力使用状態からガス使用状態へ変化する前の電力使用状態は判別できないことになるが、第三特徴構成によれば、この電力使用状態を上記特定使用状態とすることで、判別可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るガス機器使用状態判別装置の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明に係るガス機器使用状態判別装置１は、給湯器、ガスファンヒータ等の一般家庭に供給される商用交流電源（一般的に１００Ｖ）から電力供給を受ける電気併用型のガス機器２に対して、商用交流電源の電力線３との間に挿入して使用され、ガス機器２の消費電力Ｐを逐次測定する測定手段４と、その測定手段４が測定した消費電力Ｐの所定期間分の時系列データＤを記憶する第１記憶手段５と、ガス機器２の使用状態と消費電力Ｐとの間の第１相関関係知識６に基づいて時系列データＤからガス機器２の使用状態の内の待機状態を判別する第１判別手段７と、ガス機器２の使用状態の変化と消費電力Ｐの変化との間の第２相関関係知識８に基づいて時系列データＤからガス機器２の使用状態の内のガス使用状態と電力使用状態を判別する第２判別手段９と、電力線３を介して判別結果等の電力線搬送通信を行う送受信手段１０とを備えている。
【００１７】
第１相関関係知識６は、ガス機器別にガス機器２の使用状態と消費電力Ｐとの間の相関関係を調査したもの、或いは、ガス機器２の物理的構成より理論的に導き出されたものを、第１判別手段７と第２判別手段９を構成するデータ処理装置内の所定の第２記憶手段１１に格納してあるもので、ガス機器使用状態判別装置１の製造時に、または、製造後に電力線３を介して外部から、第２記憶手段１１に予め入力される。
同様に、第２相関関係知識８は、ガス機器別にガス機器２の使用状態の変化と消費電力Ｐの変化との間の相関関係を調査したもの、或いは、ガス機器２の物理的構成より理論的に導き出されたものを、第２記憶手段１１に格納してあるもので、ガス機器使用状態判別装置１の製造時に、または、製造後に電力線３を介して外部から、第２記憶手段１１に予め入力される。
【００１８】
第１判別手段７と第２判別手段９はマイクロコンピュータ等の既存のコンピュータシステムで構成されており、所定の実行プログラムを処理することにより第１相関関係知識６と第２相関関係知識８及び測定手段４が測定した消費電力Ｐの時系列データＤからガス機器２の使用状態を判別する構成となっている。
【００１９】
以下に、ガス機器２がガス燃焼終了後に機器内を強制的に冷却するポストパージ機能を備えたガスファンヒータ２ａの場合について、第１相関関係知識６と第２相関関係知識８及び第１判別手段７と第２判別手段９の具体例について説明する。
【００２０】
先ず、一般的なガスファンヒータ２ａの使用状態について説明する。
使用状態として、待機状態、ガス使用状態、電力使用状態がある。図２に示すように、各使用状態は、一般的な使用形態では、待機状態から開始してガス使用状態、電力使用状態、待機状態へと順番に遷移するシーケンスを繰り返す。尚、図２は、消費電力Ｐの時系列データＤの一例における１シーケンス分を、時間軸を横軸、消費電力Ｐを縦軸にとってグラフ表示したものである。
【００２１】
待機状態は、ガスファンヒータ２ａの電源ソケットを商用交流電源の電力線３に接続するコンセントに挿入後、或いは、電源スイッチがある場合はその電源スイッチのオン操作で開始し、ガスファンヒータ２ａの電気回路のメイン基板と操作基板が通電状態となる。当該通電状態では、スイッチ操作による各種入力を受け付けるためにメイン基板と操作基板は常時通電状態である。また、予約暖房等の予定時間に暖房を開始するための待機状態も含まれる。
【００２２】
ガス使用状態は、ガス燃焼によるガス消費とガス燃焼に伴う電磁弁の開閉動作や送風ファンの運転等による電力消費の両方を伴う。運転スイッチのオン操作により操作基板からメイン基板に点火指示がされるか、予約暖房において、メイン基板の内蔵タイマーが内蔵メモリに記憶した開始時間になったことを認識して点火時刻を判断して、イグナイタを起動し、元電磁弁、主電磁弁、比例弁を一体で開成動作させ、点火シーケンスに入り、メイン基板がサーモカップルに所定閾値以上の熱起電力が発生したのを検出して炎検知し、ガス燃焼状態が開始する。ガス燃焼で加熱された空気は、送風ファンによりガスファンヒータ２ａの前面下方部の吹出し口より送出される。尚、ガス燃焼状態でのガス流量や加熱空気の送風量は、設定温度や室内温度に応じて自動的に制御される。従って、図２に示すように、ガス使用状態における消費電力Ｐは一定の変動幅で変化する。
【００２３】
電力使用状態は、ガス燃焼は伴わず、積極的に電力消費のみを行う状態で、上記したポストパージ状態がこれに該当する。従って、ガス使用状態のガス燃焼状態が運転スイッチのオフ操作により終了した直後から所定時間、前記送風ファンの運転によって機器内が強制的に冷却される。
【００２４】
以上より、各使用状態における消費電力の大小関係は、図２に示すように、ガス使用状態が最も大きく、待機状態が最も小さい。
【００２５】
次に、第１相関関係知識６と第２相関関係知識８に基づく、第１判別手段７と第２判別手段９の使用状態判別ロジック（ステップ１〜６）について説明する。
【００２６】
第１判別手段７は、第１相関関係知識６に基づいて、時系列データＤに対して、以下のステップ１の処理を行う。また、第２判別手段９は、第２相関関係知識８に基づいて、時系列データＤに対して、以下のステップ２からステップ６の処理を行う。
以下の説明に用いる時系列データＤは測定手段４が１秒毎に消費電力Ｐを測定したもので、１シーケンス分（０秒から４５秒まで）を便宜上、図３のテーブルの左側２列に示す。ここで、t は測定時刻（単位：秒）であり、消費電力Ｐの単位はＷ（ワット）である。また、当該１シーケンス分の時系列データＤに対するステップ１からステップ５までの処理結果を、図３のテーブルの右側５列に示す。
また、Ｆ（ｔ＝ｉ）は測定時刻ｔがｉ秒の時の使用状態を、ＷＡＩＴ、ＧＡＳ、ＰＰ、ＮＷは、夫々待機状態、ガス使用状態、電力使用状態（ポストパージ）、不定（判別不能）を示す。但し、図３では、使用状態は全て判別される場合を示している。
【００２７】
以下に、各ステップにおける判別アルゴリズムをｉｆ−ｔｈｅｎ形式で示す。
【００２８】
［ステップ１］（ｉ＝０〜ｎ）
ｉｆ  Ｐ（ｔ＝ｉ）＜７，
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＷＡＩＴ
【００２９】
［ステップ２］（ｉ＝ｎ〜０）
ｉｆ  Ｐ（ｔ＝ｉ）≧７
ａｎｄ  ６＜｛Ｐ（ｔ＝ｉ）−Ｐ（ｔ＝ｉ＋１）｝＜１７
ａｎｄ  Ｆ（ｔ＝ｉ＋１）＝ＷＡＩＴ
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＰＰ
【００３０】
［ステップ３］（ｉ＝ｎ〜０）
ｉｆ  Ｐ（ｔ＝ｉ）≧７
ａｎｄ  −２＜｛Ｐ（ｔ＝ｉ＋１）−Ｐ（ｔ＝ｉ）｝＜２
ａｎｄ  Ｆ（ｔ＝ｉ＋１）＝ＰＰ
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＰＰ
【００３１】
［ステップ４］（ｉ＝ｎ〜０）
ｉｆ  Ｐ（ｔ＝ｉ）≧７
ａｎｄ  ｛Ｐ（ｔ＝ｉ）−Ｐ（ｔ＝ｉ＋１）｝≧２
ａｎｄ  Ｆ（ｔ＝ｉ＋１）＝ＰＰ
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＧＡＳ
【００３２】
［ステップ５］（ｉ＝ｎ〜０）
ｉｆ  Ｐ（ｔ＝ｉ）≧７
ａｎｄ  Ｆ（ｔ＝ｉ＋１）＝ＧＡＳ
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＧＡＳ
【００３３】
［ステップ６］（ｉ＝０〜ｎ）
ｅｌｓｅ  ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＮＷ
【００３４】
ステップ１では、時系列データＤの全データ（ｉ＝０〜ｎ、ｎ＝最終測定時刻）に対して総当りに、上記処理を実行し、測定時刻毎に待機状態であるか否かの判別を行う。ここで、ステップ１の判別アルゴリズムが第１相関関係知識６に相当する。
この第１相関関係知識６では、消費電力Ｐが７Ｗ未満で待機状態と判別される。この基準値７Ｗは現行の各種家庭用ガスファンヒータの仕様調査に基づいて決められているが、必要に応じて適宜変更可能である。
図３に示す具体例では、ｔ＝０〜５秒，３９〜４５秒で待機状態と判別される。
ところで、この判別アルゴリズムでは、ガスも電力も消費しない不使用状態も待機状態と判定されるが、本発明は、ガス使用状態の判別を主目的としているため、かかる混同状態は特に問題とならない。もし、不使用状態の判別が必要な場合は、ステップ１の実行前または後に、不使用状態に関する第１相関関係知識（つまり、消費電力Ｐ＝０で不使用状態と判別する。）に基づく選別処理を行えばよい。
【００３５】
ステップ２では、時系列データＤの全データ（ｉ＝ｎ〜０）に対して総当りに、上記処理を実行し、測定時刻毎に電力使用状態から待機状態に遷移する直前であるか否かの判別を行う。ここで、ステップ２の判別アルゴリズムの第２行目以降が第２相関関係知識８の一部に相当する。
このステップ２の判別アルゴリズムでは、消費電力Ｐが６Ｗ（第１閾値）より大きく１７Ｗ（第２閾値）未満の範囲で減少して待機状態に遷移した場合、その直前を電力使用状態と判別する。この判別用の閾値（６Ｗと１７Ｗ）は現行の各種家庭用ガスファンヒータの実験データに基づいて決められているが、必要に応じて適宜変更可能である。
図３に示す具体例では、ｔ＝３８秒で電力使用状態（待機状態への遷移直前）と判別される。
【００３６】
ステップ３では、時系列データＤの全データ（ｉ＝ｎ〜０）に対して時間的に後側のデータから前側へ順番に総当りに、上記処理を実行し、測定時刻毎に電力使用状態が継続中であるか否かの判別を行う。ここで、ステップ３の判別アルゴリズムの第２行目以降が第２相関関係知識８の一部に相当する。
このステップ３の判別アルゴリズムでは、待機状態ではなく、次の使用状態が電力使用状態であって消費電力Ｐの変化（増加または減少）が２Ｗ（第３閾値）より小さい場合、電力使用状態と判別する。この判別用の閾値（２Ｗ）は現行の各種家庭用ガスファンヒータの実験データに基づいて決められているが、必要に応じて適宜変更可能である。
図３に示す具体例では、ｔ＝２８〜３７秒で電力使用状態（開始または継続中）と判別される。
【００３７】
ステップ４では、時系列データＤの全データ（ｉ＝ｎ〜０）に対して総当りに、上記処理を実行し、測定時刻毎にガス使用状態から電力使用状態に遷移する直前であるか否かの判別を行う。ここで、ステップ４の判別アルゴリズムの第２行目以降が第２相関関係知識８の一部に相当する。
このステップ４の判別アルゴリズムでは、消費電力Ｐが２Ｗ（第４閾値）以上減少して電力使用状態に遷移した場合、その直前をガス使用状態と判別する。この判別用の閾値（２Ｗ）は、ガス使用状態から電力使用状態に遷移すると、元電磁弁、主電磁弁、比例弁で電力消費がなくなるため、これらの消費電力減少分に相当する。
図３に示す具体例では、ｔ＝２７秒でガス使用状態（電力使用状態への遷移直前）と判別される。
【００３８】
ステップ５では、時系列データＤの全データ（ｉ＝ｎ〜０）に対して時間的に後側のデータから前側へ順番に総当りに、上記処理を実行し、測定時刻毎にガス使用状態が継続中であるか否かの判別を行う。ここで、ステップ５の判別アルゴリズムの第２行目以降が第２相関関係知識８の一部に相当する。
このステップ５の判別アルゴリズムでは、待機状態でなく、次の使用状態がガス使用状態である場合、ガス使用状態と判別する。尚、ガス使用状態が継続中は上記したように消費電力が相当変動するため、消費電力の変化は判別の基準には使用しないが、かかる知識も第２相関関係知識８の一部に含まれるものとする。
図３に示す具体例では、ｔ＝６〜２６秒でガス使用状態（開始または継続中）と判別される。
【００３９】
ステップ６では、ステップ１〜５までの処理で、待機状態、電力使用状態、ガス使用状態の何れにも判別不能な使用状態が残された場合に、データ処理の便宜上、不定（判別不能）と判別する。尚、かかる状況は、例えば、停電やコンセントが抜けた場合或いは制御エラーでポストパージが実行されなかった場合にガス燃焼終了後に直接待機状態（不使用状態を含む）に遷移した場合に発生しうる。また、本ステップは必ずしも設ける必要はない。
【００４０】
上記した使用状態判別ロジックによれば、消費電力の機種依存性の小さい待機状態を先ず第１相関関係知識６に基づいて判別することができる。そして、ガスファンヒータでは、ある機種の電力使用状態の消費電力が、別機種のガス使用状態の消費電力よりも大きい場合や小さい場合が混在するため、機種依存性のない電力使用状態とガス使用状態についての第１相関関係知識の生成は不可能である。しかし、電力使用状態とガス使用状態間の消費電力の大小関係及び待機状態と電力使用状態間の消費電力の大小関係が同じ機種では一定であり、各状態間を遷移する場合の消費電力の減少が機種やメーカを異にしても一定範囲に収まることから、電力使用状態とガス使用状態についての第２相関関係知識８を求めることができる。従って、上記した使用状態判別ロジックによれば、第１相関関係知識６で判別された待機状態と第２相関関係知識８に基づいて電力使用状態とガス使用状態を判別することができる。
【００４１】
このように判別された使用状態データＦは、ガス機器使用状態判別装置１に各ガス機器のガス使用量を個別に算出する個別ガス使用量算出手段を別途追加して、その個別ガス使用量算出手段の入力データとして使用するか、或いは、各種ガス機器のガス使用量を一括して算出するガス使用量算出手段を別途設けて、そのガス使用量算出手段の入力データとして使用すべく、送受信手段１０によって電力線３を介して使用状態データＦをガス使用量算出手段に送信するようにしてもよい。
【００４２】
次に、上記実施の形態に対して、判別精度の向上を図った別実施形態について説明する。
図４に示すように、この別実施形態のガス機器使用状態判別装置１２は、ガス機器使用状態判別装置１に対して、第２判別手段９で判別された電力使用状態の消費電力Ｐから電力使用状態と消費電力Ｐとの間の第３相関関係知識１３を求め、その第３相関関係知識１３に基づいて、第２判別手段９で判別されたガス使用状態の中から、本来電力使用状態であるべき状態を再判別する第３判別手段１４を備えている。
【００４３】
尚、第３判別手段１４は、第１判別手段７と第２判別手段９と同様にマイクロコンピュータ等の既存のコンピュータシステムで構成されており、所定の実行プログラムを処理することにより第３相関関係知識１３の生成と本来電力使用状態であるべき状態の再判別を実行する構成となっている。また、生成された第３相関関係知識１３は第２記憶手段１１に保存される。
【００４４】
次に、第１相関関係知識６と第２相関関係知識８と第３相関関係知識１３に基づく、第１判別手段７と第２判別手段９と第３判別手段１４の使用状態判別ロジック（ステップ１１〜１８）について説明する。
【００４５】
第１判別手段７は、第１相関関係知識６に基づいて、時系列データＤに対して、以下に示すステップ１と全く等価なステップ１１の処理を行う。
第２判別手段９は、第２相関関係知識８に基づいて、時系列データＤに対して、以下に示すステップ１２、ステップ１３の判別処理部分、ステップ１４、ステップ１５及びステップ１８の各処理を行う。各処理は夫々、ステップ２、ステップ３、ステップ４、ステップ５及びステップ６と全く等価である。
第３判別手段１４は、以下に示すステップ１３の判別処理以外の部分で第３相関関係知識１３を構成する電力使用状態の消費電力Ｐの平均値を算出し、それにより生成される第３相関関係知識１３に基づいて、時系列データＤに対して、以下に示すステップ１６とステップ１７の各処理を行う。
【００４６】
以下の説明に用いる時系列データＤは測定手段４が１秒毎に消費電力Ｐを測定したもので、図５に示すように、ガス使用状態、電力使用状態、待機状態と遷移するシーケンスにおいて電力使用状態継続中に、運転スイッチのオン操作により待機状態に遷移せずにガス使用状態に復帰し、ガス使用状態の間に電力使用状態が存在する部分を含む。当該部分（０秒から４５秒まで）を便宜上、図６のテーブルの左側２列に示す。ここで、t は測定時刻（単位：秒）であり、消費電力Ｐの単位はＷ（ワット）である。また、当該シーケンス部分の時系列データＤに対するステップ１１からステップ１７までの処理結果を、図６のテーブルの右側７列に示す。
また、Ｆ（ｔ＝ｉ）は測定時刻ｔがｉ秒の時の使用状態を、ＷＡＩＴ、ＧＡＳ、ＰＰ、ＧＡＳ−ＯＮ、ＧＡＳ−ＯＦＦ、ＮＷは、夫々待機状態、ガス使用状態、電力使用状態（ポストパージ）、ガス使用状態の開始、ガス使用状態の終了、不定（判別不能）を示す。但し、図６では、使用状態は全て判別される場合を示している。
【００４７】
以下に、各ステップにおける判別アルゴリズムをｉｆ−ｔｈｅｎ形式で示す。
【００４８】
［ステップ１１］（ｉ＝０〜ｎ）
ｉｆ  Ｐ（ｔ＝ｉ）＜７，
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＷＡＩＴ
【００４９】
［ステップ１２］（ｉ＝ｎ〜０）
ｉｆ  Ｐ（ｔ＝ｉ）≧７
ａｎｄ  ６＜｛Ｐ（ｔ＝ｉ）−Ｐ（ｔ＝ｉ＋１）｝＜１７
ａｎｄ  Ｆ（ｔ＝ｉ＋１）＝ＷＡＩＴ
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＰＰ
【００５０】
［ステップ１３］（ｉ＝ｎ〜０）
ｉｆ  Ｐ（ｔ＝ｉ）≧７
ａｎｄ  −２＜｛Ｐ（ｔ＝ｉ＋１）−Ｐ（ｔ＝ｉ）｝＜２
ａｎｄ  Ｆ（ｔ＝ｉ＋１）＝ＰＰ
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＰＰ
ｍ＝ｍ＋１
ＷＰＰ＝ＷＰＰ＊（ｍ−１）／ｍ＋Ｐ（ｔ＝ｉ）／ｍ
【００５１】
［ステップ１４］（ｉ＝ｎ〜０）
ｉｆ  Ｐ（ｔ＝ｉ）≧７
ａｎｄ  ｛Ｐ（ｔ＝ｉ）−Ｐ（ｔ＝ｉ＋１）｝≧２
ａｎｄ  Ｆ（ｔ＝ｉ＋１）＝ＰＰ
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＧＡＳ
【００５２】
［ステップ１５］（ｉ＝ｎ〜０）
ｉｆ  Ｐ（ｔ＝ｉ）≧７
ａｎｄ  Ｆ（ｔ＝ｉ＋１）＝ＧＡＳ
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＧＡＳ
【００５３】
［ステップ１６］（ｉ＝０〜ｎ）
ｉｆ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＧＡＳ
ａｎｄ  ＷＰＰ−２＜Ｐ（ｔ＝ｉ）＜ＷＰＰ＋２
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＰＰ
【００５４】
［ステップ１７］（ｉ＝０〜ｎ）
ｉｆ  Ｆ（ｔ＝ｉ−１）＝ＷＡＩＴ  ｏｒ  ＰＰ
ａｎｄ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＧＡＳ
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＧＡＳ−ＯＮ
ｉｆ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＧＡＳ
ａｎｄ  Ｆ（ｔ＝ｉ＋１）＝ＰＰ
ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＧＡＳ−ＯＦＦ
【００５５】
［ステップ１８］（ｉ＝０〜ｎ）
ｅｌｓｅ  ｔｈｅｎ  Ｆ（ｔ＝ｉ）＝ＮＷ
【００５６】
ステップ１１は、上記したようにステップ１と同じであるので、説明は省略する。
図６に示す具体例では、ｔ＝３９〜４５秒で待機状態と判別される。
【００５７】
ステップ１２は、上記したようにステップ２と同じであるので、説明は省略する。
図６に示す具体例では、ｔ＝３８秒で電力使用状態（待機状態への遷移直前）と判別される。
【００５８】
ステップ１３は、最初の４行分が判別処理部分であって、上記したようにステップ３と同じである。当該部分については、説明は省略する。
判別処理部分の後の２行分は、第３相関関係知識１３を構成する電力使用状態の消費電力Ｐの平均値ＷＰＰ（＝ＷＰＰ＊（ｍ−１）／ｍ＋Ｐ（ｔ＝ｉ）／ｍ）を算出するための計算処理で、ＷＰＰと変数ｍの初期値は０である。当該計算処理は、判別処理部分で電力使用状態と判別された場合のみ実行される。
図６に示す具体例では、ｔ＝２８〜３７秒で電力使用状態（開始または継続中）と判別され、前記計算処理が実行される。ステップ１３では、時間的に後側のデータから前側へ順番（ｉ＝ｎ〜０）に上記処理が実行されるので、ステップ１３の判別処理部分によって最初に電力使用状態と判定される時刻（ｔ＝３７秒）がｍ＝１となる。そして、前記計算処理が繰り返し実行されて、電力使用状態であるとの判別が行われるに伴ってｍの値がインクリメントされる。よって、ｔ＝２８秒ではｍ＝１０となる。消費電力の平均値ＷＰＰは、ｍの値がインクリメントされると共に前の平均値ＷＰＰを用いて計算され、新たな平均値ＷＰＰに更新される。
【００５９】
ステップ１４は、上記したようにステップ４と同じであるので、説明は省略する。
図６に示す具体例では、ｔ＝２７秒でガス使用状態（電力使用状態への遷移直前）と判別される。
【００６０】
ステップ１５も、上記したようにステップ５と同じであるので、説明は省略する。
図６に示す具体例では、ｔ＝０〜２６秒でガス使用状態（開始または継続中）と判別される。但し、ｔ＝３〜１３秒についても、後述するように本当は電力使用状態であるにも拘わらずガス使用状態と判別されてしまう。
【００６１】
ステップ１６では、時系列データＤの全データ（ｉ＝０〜ｎ）に対して総当りに、上記処理を実行し、ステップ１５でガス使用状態と判別されたものの中から電力使用状態を選別して再判別を行う。ここで、ステップ１６の判別アルゴリズムが第３相関関係知識６に相当し、その中の電力使用状態の消費電力Ｐの平均値ＷＰＰはステップ１３で第３判別手段１４が計算した値を使用する。ステップ１６の｛ＷＰＰ−２＜Ｐ（ｔ＝ｉ）＜ＷＰＰ＋２｝という式では、ステップ１５の実行によりガス機器の使用状態がガス使用状態であると判別したときの消費電力Ｐ（ｔ＝ｉ）（または消費電力相当量）と平均値ＷＰＰとの差の絶対値が２（第５閾値）より小さいか否かの判別を行っている。
図６に示す具体例では、ｔ＝３〜１３秒で、ガス使用状態が電力使用状態であるとして修正される。
【００６２】
ステップ１７では、時系列データＤの全データ（ｉ＝０〜ｎ）に対して総当りに、上記処理を実行し、ステップ１６で電力使用状態が再判別された後のガス使用状態の中から開始ポイントと終了ポイントの抽出を行う。尚、本ステップは必ずしも設ける必要はない。
図６に示す具体例では、ｔ＝２、２７秒でガス使用状態の終了と、ｔ＝１４秒でガス使用状態の開始と判別される。
【００６３】
ステップ１８は、上記したようにステップ６と同じであるので、説明は省略する。
【００６４】
上記した別実施形態の使用状態判別ロジックによれば、ガス機器使用状態判別装置１の基本機能に加えて、運転スイッチのオフ操作によりガス使用状態から電力使用状態に遷移した後待機状態に遷移するまでの短時間の間に、運転スイッチのオン操作により待機状態に遷移せずにガス使用状態に復帰し、ガス使用状態の間に電力使用状態が存在する場合の当該電力使用状態部分を正確に判別することができる。
但し、かかる状況が頻繁に発生するとは考えられないため、かかる電力使用状態部分を無視できる場合は、第３判別手段１４を設けた本別実施形態のガス機器使用状態判別装置１２を必ずしも使用する必要はなく、先の実施形態のガス機器使用状態判別装置１を使用すればよい。
【００６５】
以下に他の別実施形態を説明する。
〈１〉上記実施形態では、ガス機器２としてガスファンヒータ２ａを想定したが、ポストパージ機能のような電力だけを積極的に消費する電力使用状態を有する他のガス機器にも適用可能である。但し、適用対象となるガス機器に応じて第１相関関係知識６及び第２相関関係知識８は適宜変更する必要がある。
【００６６】
〈２〉上記各実施形態のガス機器使用状態判別装置１、１２における送受信手段１０は、電力線搬送通信以外の通信システム、例えば、ＰＨＳ（パーソナル・ハンディホン・システム）トランシーバモード等の無線通信を利用したものであっても構わない。
【００６７】
〈３〉上記各実施形態のガス機器使用状態判別装置１、１２では、測定手段４、第１記憶手段５、送受信手段１０を内蔵していたが、これらの一部または全部はガス機器使用状態判別装置１、１２とは別体で設けてあっても構わない。
【００６８】
具体的には、複数のガス機器２に各別にそれらの消費電力Ｐを測定する測定手段４と、その測定手段４が測定した消費電力Ｐの時系列データＤを家庭内の通信ネットワーク（例えば、電力線を利用したネットワークや無線ＬＡＮ等）を介して家庭内に設置されたサーバに逐次転送する送信手段とを備え、前記サーバに時系列データＤを記憶する第１記憶手段５を備えるとともに、第１及び第２相関関係知識６、８と第１及び第２判別手段７、９、或いは、第１乃至第３相関関係知識６、８、１３と第１乃至第３判別手段７、９、１４を備え、前記サーバにおいて、前記ステップ１〜６或いは前記ステップ１１〜１８の判別処理を行うようにしてもよい。ここで、サーバ側の各手段及び各相関関係知識は、前記複数のガス機器２の処理を実行可能に構成されているが、各判別手段のハードウェアは各機器の処理を時間的に分散して処理する場合は共通のハードウェアを利用してもよい。更に、各ガス機器２側に第１記憶手段５を備え、所定期間分の時系列データＤを纏めて前記サーバ側に転送するようにしても構わない。
【００６９】
更に、図７に示すように、本発明に係るガス機器使用状態判別装置１５を前記家庭内のサーバに設置せずに、ガス事業者のデータ収集センタ等の遠隔地に設置しても構わない。従って、各ガス機器２側で収集された時系列データＤが家庭内ネットワーク１６（例えば、電力線３を利用したネットワークや無線ＬＡＮ等）を介して家庭内サーバ１７に収集された後、公衆電話回線、ＰＨＳ（パーソナル・ハンディホン・システム）や特定小電力無線等の無線回線を利用した通信路１８を介して、ガス機器使用状態判別装置１５に転送される。ガス機器使用状態判別装置１５には、時系列データＤを受信する受信手段１９と時系列データＤを記憶する第３記憶手段１９が設けられている。尚、第３記憶手段２０は、上記実施形態のガス機器使用状態判別装置１２における第１記憶手段５に相当し、第１乃至第３相関関係知識６、８、１３と第１乃至第３判別手段７、９、１４はガス機器使用状態判別装置１２のものと同じである。
【００７０】
尚、この別実施形態では、センタに設置されたガス機器使用状態判別装置１５への時系列データＤの入力は家庭内ネットワーク１６や通信路１８を介してオンラインで行われるような構成であったが、かかる入力は、その一部または全部をオフラインで行っても構わない。
【００７１】
〈４〉上記実施形態では、測定手段４は１秒毎に消費電力を測定する形態のものであったが、測定周期は必ずしも１秒に限定されるものではない。また、消費電力の代わりに、電圧値の変動がない場合は電流値、つまり、消費電流のみを測定しても構わない。
【００７２】
〈５〉上記実施形態では、第１判別手段７、第２判別手段９、第３判別手段１４はマイクロコンピュータ等のコンピュータシステムで構成したが、専用ハードウェアで構成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るガス機器使用状態判別装置の一実施の形態の構成を示す説明図
【図２】  消費電力の時系列データの１シーケンス分を、時間軸を横軸、消費電力を縦軸にとって例示するグラフ
【図３】  消費電力の時系列データ及び使用状態の判別結果の一例を示すテーブル
【図４】  本発明に係るガス機器使用状態判別装置の別実施の形態の構成を示す説明図
【図５】  消費電力の時系列データの一部のシーケンスを、時間軸を横軸、消費電力を縦軸にとって例示するグラフ
【図６】  消費電力の時系列データ及び使用状態の判別結果の他の一例を示すテーブル
【図７】  本発明に係るガス機器使用状態判別装置の別実施の形態の構成を示す説明図
【符号の説明】
１、１２  ガス機器使用状態判別装置
２        ガス機器
２ａ      ガスファンヒータ
３        電力線
４        測定手段
５        第１記憶手段
６        第１相関関係知識
７        第１判別手段
８        第２相関関係知識
９        第２判別手段
１０      送受信手段
１１      第２記憶手段
１３      第３相関関係知識
１４      第３判別手段
１５      ガス機器使用状態判別装置
１６      家庭内ネットワーク
１７      家庭内サーバ
１８      通信路
１９      受信手段
２０      第３記憶手段
Ｄ        時系列データ
Ｐ        消費電力
【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５】
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【図６】
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【図７】
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