JP2005077031A - 空調制御システムのデータ通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、メインマイコン１１０とサブマイコン１１５とを有する空気調和機の室内機と、そのサブマイコン１１５と通信接続される外部通信機器１６０とを備える空調制御システムにおいて、メインマイコン１１０と外部通信機器１６０とのデータ通信を可能とさせる空調制御システムのデータ通信方法を提供することにある。
【解決手段】 空調制御システムのデータ通信方法は、第１ステップおよび第２ステップを備える。第１ステップでは、サブマイコン１１５が、外部通信機器１６０から送信される第１パケットＤＰ１を受信する。第２ステップでは、サブマイコン１１５が、第１パケットＤＰ１に組み込まれている第１データＲＤを、メインマイコン１１０とサブマイコン１１５とのデータ通信に必要な第２データＳＤが組み込まれている第２パケットＤＰ２の特定の位置に組み込む。
【選択図】 図６

Description

本発明は、空調制御システムのデータ通信方法に関する。

従来、空調制御システムを構成する空気調和機の室内機３０には、図１に示すように１つのメインマイコン１０が設けられており、そのメインマイコン１０にワイヤードリモコンや集中リモコンなどの外部通信機器２０が通信接続されるのがほとんどであった（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−３５７１６号公報（図１０）

ところが、近年、空気調和機の室内機に加湿機能や超音波またはマイナスイオンなどを発生させるような副機能が付加されるようになると、その副機能のみを専ら制御するサブマイコンが別途設けられるようなケースも出てきた（伝送ユニットの大型化の回避や副機能の追加販売による製造コストの低減などが主な理由である。）。また、このようにサブマイコンが設けられる場合、図２に示すように室内機３１のメインマイコン１１に直接外部通信機器２１を接続できない設計がされることもあり得（伝送ユニットの小型化やメインマイコン１０の非絶縁設計などが主な理由である。）、そのような場合には外部通信機器２１を室内機３１のサブマイコン１６に接続せざるを得ない。

本発明の課題は、このようにメインマイコンとサブマイコンとを有する空気調和機の室内機と、そのサブマイコンと通信接続される外部通信機器とを備える空調制御システムにおいて、メインマイコンと外部通信機器とのデータ通信を可能とさせる空調制御システムのデータ通信方法を提供することにある。

上記のような課題を解決するために、メインマイコン−サブマイコンのデータ通信とメインマイコン−サブマイコン−外部通信機器のデータ通信（なお、この場合、サブマイコンにおいてプロトコル変換が必要とされる。）とを交互に行わせるという手法が考えられる。
しかしながら、空調制御システムにおいて、サブマイコン−外部通信機器のデータ通信は、不定期的であり、またメインマイコン−サブマイコンのデータ通信に比べ通信頻度が極めて低い。つまり、このような通信方法を採用すると、データ通信が非効率的なものになるという問題が生じる。

そこで、本発明では、以下のような処理を実行して、上記の課題を解決している。
請求項１に記載の空調制御システムのデータ通信方法は、メインマイコンおよびメインマイコンに通信接続されるサブマイコンを有する空気調和機の室内機とサブマイコンに通信接続される外部通信機器とを備える空調制御システムにおいて、メインマイコンと外部通信機器とのデータ通信を可能とさせる空調制御システムのデータ通信方法であって、第１ステップおよび第２ステップを備える。なお、ここにいう「外部通信機器」とは集中リモコンやワイヤードリモコンなどである。また、ここにいう「空調制御システム」では、室内機が１台のみであってもかまわない。第１ステップでは、サブマイコンが、外部通信機器から送信される第１パケットを受信する。第２ステップでは、サブマイコンが、第１パケットに組み込まれている第１データを、メインマイコンとサブマイコンとのデータ通信に必要な第２データが組み込まれている第２パケットの特定の位置に組み込む。

ここでは、この空調制御システムのデータ通信方法が実施されると、第１ステップで、サブマイコンが、外部通信機器から送信される第１パケットを受信する。そして、第２ステップで、サブマイコンが、第１パケットに組み込まれている第１データを、メインマイコンとサブマイコンとのデータ通信に必要な第２データが組み込まれている第２パケットの特定の位置に組み込む。このため、メインマイコンとサブマイコンとを有する空気調和機の室内機と、そのサブマイコンと通信接続される外部通信機器とを備える空調制御システムにおいて、メインマイコンと外部通信機器とのデータ通信を可能とさせることができる。

請求項２に記載の空調制御システムのデータ通信方法は、請求項１に記載の空調制御システムのデータ通信方法であって、第３ステップおよび第４ステップをさらに備える。第３ステップでは、メインマイコンが外部通信機器に対して第３データを送信する必要がある場合に、メインマイコンが、第２パケットの特定の位置に第３データを組み込む。第４ステップでは、サブマイコンが、第３データを第１パケットに組み込む。

ここでは、この空調制御システムのデータ通信方法が実施されると、メインマイコンが外部通信機器に対して第３データを送信する必要がある場合に、第３ステップで、メインマイコンが、第２パケットの特定の位置に第３データを組み込む。そして、第４ステップで、サブマイコンが、第３データを第１パケットに組み込む。このため、メインマイコンから外部通信機器へのデータ通信をも可能とさせることができる。

請求項３に記載の空調制御システムのデータ通信方法は、請求項１または２に記載の空調制御システムのデータ通信方法であって、サブマイコンと外部通信機器との間で行われるデータ通信は、シリアル通信である。
ここでは、１本もしくは２本(双方向)の信号線でサブマイコンと外部通信機器とをつなぐことができる。さらには、その通信距離を比較的長くすることもできる。

請求項１に係る空調制御システムのデータ通信方法が実施されると、メインマイコンとサブマイコンとを有する空気調和機の室内機と、そのサブマイコンと通信接続される外部通信機器とを備える空調制御システムにおいて、メインマイコンと外部通信機器とのデータ通信を可能とさせることができる。
請求項２に係る空調制御システムのデータ通信方法が実施されると、メインマイコンから外部通信機器へのデータ通信をも可能とさせることができる。

請求項３に係る空調制御システムのデータ通信方法では、１本もしくは２本(双方向)の信号線でサブマイコンと外部通信機器とをつなぐことができる。さらには、その通信距離を比較的長くすることもできる。

＜空調制御システムのシステム構成＞
本実施の形態に係る空調制御システム１００を表すブロック図を図３に示す。本空調制御システム１００は、２台の空気調和機１５０と集中リモコン１６０とから構成される。なお、ここでは、話を簡潔にするために空気調和機１５０を２台として本発明の説明を行うが、空気調和機１５０は２台以上あってもかまわない。

＜空調制御システムのシステム構成要素＞
（１）空気調和機
空気調和機１５０は、室外機１４０、室内機１３０および個別リモコン１３５から構成される。なお、室外機１４０と室内機１３０とは、それぞれ冷媒配管により配管接続される。

室内機１３０には、メインマイコン１１０およびサブマイコン１１５が内蔵されている。メインマイコン１１０は、室内ファンモータ、室温センサや湿度センサの各種センサ、室外機の電装品（図示せず）などに通信接続され、温度調節機能や除湿機能、風量調節機能、室内温度表示機能などの主機能を出力する。サブマイコン１１５は、加湿機や超音波発生器、マイナスイオン発生器（図示せず）などに通信接続され、加湿機能や超音波またはマイナスイオンの発生機能などの副機能を出力する。なお、このメインマイコン１１０は、コネクタによりサブマイコン１１５と通信接続されている。また、メインマイコン１１０は、第２通信線により後述する個別リモコン１３５からの信号を受信する入力ポート１３２と通信接続されている。

個別リモコン１３５は、温度設定指令、風量調節指令、マイナスイオン発生指令および超音波発生指令などの指令を室内機１３０に対して赤外線送信することができる。
（２）集中リモコン
集中リモコン１６０は、２台の室内機の設定温度および室内機のＯＮ／ＯＦＦ状態を個別に又は一括で変更することができる。なお、この集中リモコン１６０は、室内機１３０のサブマイコン１１５と第４通信線により接続される。ちなみに、この第４通信線は、シリアル通信ケーブルである。

＜通信プロトコル＞
集中リモコン１６０とサブマイコン１１５との通信は、第１通信プロトコルに準拠している。また、メインリモコン１１０とサブマイコン１１５との通信は、第２通信プロトコルに準拠している。すなわち、集中リモコン１６０−サブマイコン１１５間において採用される通信プロトコルは、メインリモコン１１０−サブマイコン１１５と間において採用される通信プロトコルとは異なる。

＜データ通信＞
［データパケットの構成］
（第１通信プロトコルに準拠するデータパケット）
図４（ａ）には、第１通信プロトコルに準拠するデータパケットＤＰ１（以下、第１データパケットという。）の構成を示す。第１データパケットＤＰ１は、データの先頭を示すＳＴＸ、リモコンデータ領域ＲＤＲ、ＢＣＣ(Block Check Character)領域ＢＣＣＲおよびデータの終了を示すＥＴＸから構成される。ＳＴＸおよびＥＴＸには、１バイトのデータが格納される。リモコンデータ領域ＲＤＲには、６バイトのリモコンデータＲＤが格納される。なお、ここにいうリモコンデータＲＤとは、室内機の設定温度を変更するための設定温度変更要求データ、室内機のＯＮ／ＯＦＦ状態を変更するためのＯＮ／ＯＦＦ状態変更要求データ、メインマイコン１１０に対して室内温度データ、室外温度データ、室内外の熱交換器温度データおよび設定温度データなどの空気調和機の状態データを要求するための状態データ要求データ、ならびにその状態データ要求データに対してメインマイコン１１０から返信されてくる状態データなどである。ＢＣＣ領域ＢＣＣＲには、１バイトのＢＣＣデータが格納される。ＢＣＣデータとは、図５（ａ）に示すようにリモコンデータＲＤ（ｒｄ１，ｒｄ２・・・ｒｄ６）の加算値の下位８ビット分（１バイト分）を意味する。なお、このＢＣＣデータは、第１データパケットＤＰ１の受信時にリモコンデータＲＤの欠落の有無やリモコンデータＲＤの正誤を確認するために利用される。

（第２通信プロトコルに準拠するデータパケット）
図４（ｂ）には、第２通信プロトコルに準拠するデータパケットＤＰ２（以下、第２データパケットという。）の構成を示す。第２データパケットＤＰ２は、コマンド領域ＣＤＲ、空調機データ領域ＡＤＲおよびＢＣＣ領域ＢＣＣＲから構成される。コマンド領域ＣＤＲには、１バイトのコマンドデータＣＭＤが格納される。なお、このコマンドデータＣＭＤは、後述する集中リモコン専用エリアＲＲにリモコンデータＲＤが存在するか否かを示す。空調機データ領域ＡＤＲは、集中リモコン専用エリアＲＲ（６バイト）とメインマイコン１１０−サブマイコン１１５間の通信専用エリアＭＲ（８バイト）とに分けられている。集中リモコン専用エリアＲＲには、集中リモコン１６０から送信される設定温度変更要求データ、ＯＮ／ＯＦＦ状態変更要求データおよび状態データ要求データ、ならびにメインマイコン１１０から集中リモコン１６０に送信される状態データなどが格納される。また、メインマイコン１１０−サブマイコン１１５間の通信専用エリアＭＲには、メインマイコン１１０からサブマイコン１１５に送信される副機能出力要求データ、副機能停止要求データ、副機能出力変更要求データ（個別リモコン１３５から送信される。）、および副機能制御データ（室内機１３０のプログラムに従って発生する。）などのデータ（以下、これらをＭＳデータという。）並びにサブマイコン１１５からメインマイコン１１０に送信される副機能状態データや主機能状態要求データなどのデータ（以下、これらをＳＭデータという。）などが格納される。ＢＣＣ領域ＢＣＣＲには、１バイトのＢＣＣデータが格納される。ＢＣＣデータとは、図５（ｂ）に示すようにコマンドデータＣＭＤおよび空調機データＡＤ（ａｄ１，ａｄ２・・・ａｄ１４）の加算値の下位８ビット分（１バイト分）を意味する。なお、このＢＣＣデータも、上記と同様の目的で利用される。

ところで、第２データパケットＤＰ２には、第１データパケットＤＰ１のようにＳＴＸやＥＴＸが付されないが、これはメインマイコン１１０とサブマイコン１１５との間で第２データパケットＤＰ２の送受信が時間管理されていることに起因する。
［データ通信方法］
図６および図７には、本実施の形態に係る空調制御システム１００におけるデータ通信の流れを表す図を示す。なお、図６には集中リモコン１６０がメインマイコン１１０に対してデータを要求しない場合のデータ通信の流れを、図７には集中リモコン１６０がメインマイコン１１０に対してデータを要求する場合のデータ通信の流れを示している。また、下記符号中、（ｉ）は集中リモコン１６０からメインマイコン１１０へ流れるデータパケットＤＰ１，ＤＰ２に関するデータに付され、（ｊ）はメインマイコン１１０から集中リモコン１６０へ流れるデータパケットＤＰ１，ＤＰ２に付される。

（１）集中リモコン１６０がメインマイコン１１０に対してデータを要求しない場合
図６において、ステップＳ１１では、集中リモコン１６０が、サブマイコン１１５に対してリモコンデータＲＤ（ｉ）を含む第１データパケットＤＰ１（ｉ）を送信する。なお、ここにいうリモコンデータＲＤ（ｉ）は、設定温度変更要求データや室内機のＯＮ／ＯＦＦ状態を変更するためのＯＮ／ＯＦＦ状態変更要求データなどの運転に対する要求のみのデータであり、状態データ要求データは含まない。ステップＳ１２では、サブマイコン１１５が、その第１データパケットＤＰ１（ｉ）を受信する。ステップＳ１３では、サブマイコン１１５が、リモコンデータＲＤ（ｉ）を読み込む。ステップＳ１４では、サブマイコン１１５が、コマンドデータＣＭＤをコマンド領域ＣＤＲに、ＳＭデータＳＤ（ｉ）をメインマイコン１１０−サブマイコン１１５間の通信専用エリアＭＲに、ステップＳ１３で読み込んだリモコンデータＲＤ（ｉ）を集中リモコン専用エリアＲＲに、そしてそのＢＣＣデータをＢＣＣ領域ＢＣＣＲに格納して第２データパケットＤＰ２（ｉ）を構築する。ステップＳ１５では、サブマイコン１１５が、メインマイコン１１０に対して第２データパケットＤＰ２（ｉ）を送信する。ステップＳ１６では、メインマイコン１１０が、第２データパケットＤＰ２（ｉ）を受信する。ステップＳ１７では、メインマイコン１１０が、ＳＭデータＳＤ（ｉ）およびリモコンデータＲＤ（ｉ）を読み込む。ステップＳ１８では、メインマイコン１１０が、コマンドデータＣＭＤをコマンド領域ＣＤＲに、ＭＳデータＭＤ（ｊ）をメインマイコン１１０−サブマイコン１１５間の通信専用エリアＭＲに、そして、そのＢＣＣデータをＢＣＣ領域ＢＣＣＲに格納して第２データパケットＤＰ２（ｊ）を構築する。ステップＳ１９では、メインマイコン１１０が、サブマイコン１１５に対して第２データパケットＤＰ２（ｊ）を送信する。ステップＳ２０では、サブマイコン１１５が、その第２データパケットＤＰ２（ｊ）を受信する。ステップＳ２１では、サブマイコン１１５が、集中リモコン１６０に対してＡＣＫを送信する。ステップＳ２２では、集中リモコン１６０が、そのＡＣＫを受信する。

（２）集中リモコン１６０がメインマイコン１１０に対してデータを要求する場合
図７において、ステップＳ５１では、集中リモコン１６０が、サブマイコン１１５に対してリモコンデータＲＤ（ｉ）を含む第１データパケットＤＰ１（ｉ）を送信する。なお、ここにいうリモコンデータＲＤ（ｉ）は、状態データ要求データを含むデータである。ステップＳ５２では、サブマイコン１１５が、その第１データパケットＤＰ１（ｉ）を受信する。ステップＳ５３では、サブマイコン１１５が、リモコンデータＲＤ（ｉ）を読み込む。ステップＳ５４では、サブマイコン１１５が、コマンドデータＣＭＤをコマンド領域ＣＤＲに、ＳＭデータＳＤ（ｉ）をメインマイコン１１０−サブマイコン１１５間の通信専用エリアＭＲに、ステップＳ１３で読み込んだリモコンデータＲＤ（ｉ）を集中リモコン専用エリアＲＲに、そしてそのＢＣＣデータをＢＣＣ領域ＢＣＣＲに格納して第２データパケットＤＰ２（ｉ）を構築する。ステップＳ５５では、サブマイコン１１５が、メインマイコン１１０に対して第２データパケットＤＰ２（ｉ）を送信する。ステップＳ５６では、メインマイコン１１０が、第２データパケットＤＰ２（ｉ）を受信する。ステップＳ５７では、メインマイコン１１０が、ＳＭデータＳＤ（ｉ）およびリモコンデータＲＤ（ｉ）を読み込む。ステップＳ５８では、メインマイコン１１０が、コマンドデータＣＭＤをコマンド領域ＣＤＲに、ＭＳデータＭＤ（ｊ）をメインマイコン１１０−サブマイコン１１５間の通信専用エリアＭＲに、状態データＯＤ（ｊ）を集中リモコン専用エリアＲＲに、そして、そのＢＣＣデータをＢＣＣ領域ＢＣＣＲに格納して第２データパケットＤＰ２（ｊ）を構築する。ステップＳ５９では、メインマイコン１１０が、サブマイコン１１５に対して第２データパケットＤＰ２（ｊ）を送信する。ステップＳ６０では、サブマイコン１１５が、その第２データパケットＤＰ２（ｊ）を受信する。ステップＳ６１では、サブマイコン１１５が、集中リモコン１６０に対してＡＣＫを送信する。ステップＳ６２では、集中リモコン１６０が、そのＡＣＫを受信する。ステップＳ６３では、サブマイコン１１５が、ＭＳデータＭＤ（ｊ）および状態データＯＤ（ｊ）を読み込む。ステップＳ６４では、サブマイコン１１５が、状態データＯＤ（ｊ）をリモコンデータ領域ＲＤＲに、そして、そのＢＣＣデータをＢＣＣ領域ＢＣＣＲに格納し、さらにＳＴＸ、ＥＴＸを付して第１データパケットＤＰ１（ｊ）を構築する。ステップＳ６５では、サブマイコン１１５が、集中リモコン１６０に対してその第１データパケットＤＰ１（ｊ）を送信する。ステップＳ６６では、集中リモコン１６０が、その第１データパケットＤＰ１（ｊ）を受信する。ステップＳ６７では、集中リモコン１６０が、サブマイコン１１５に対してＡＣＫを送信する。ステップＳ６８では、サブマイコン１１５が、そのＡＣＫを受信する。ステップＳ６９では、集中リモコン１６０が、状態データＯＤ（ｊ）を読み込む。

＜本空調制御システムの特徴＞
（１）
本実施の形態に係る空調制御システム１００においてデータ通信方法が実施されると、ステップＳ１２で、サブマイコン１１５が集中リモコン１６０から送信される第１データパケットＤＰ１（ｉ）を受信する。そして、ステップＳ１４で、サブマイコン１１５が、第１データパケットＤＰ１（ｉ）に組み込まれているリモコンデータＲＤ（ｉ）を、第２データパケットＤＰ２（ｉ）の集中リモコン専用エリアＲＲに格納する。このため、メインマイコン１１０から集中リモコン１６０へのデータ通信をも可能とさせることができる。したがって、メインマイコン１１０とサブマイコン１１５とを有する空気調和機１５０の室内機１３０と、そのサブマイコン１１５と通信接続される集中リモコン１６０とを備える空調制御システム１００において、メインマイコン１１０と集中リモコン１６０とのデータ通信を可能とさせることができる。

（２）
本実施の形態に係る空調制御システム１００においてリモコンデータＲＤ（ｉ）が状態データ要求データである場合には、ステップＳ５８で、メインマイコン１１０が第２データパケットＤＰ２（ｊ）の集中リモコン専用エリアＲＲに状態データを組み込む。そして、ステップＳ６４で、サブマイコン１１５が、その状態データを第１データパケットＤＰ１（ｊ）に組み込む。このため、双方向の通信が可能となる。

（３）
本実施の形態に係る空調制御システム１００では、サブマイコン１１５と集中リモコン１６０とがシリアル接続される。このため、１本もしくは２本(双方向)の信号線でサブマイコン１１５と集中リモコン１６０とをつなぐことができる。また、その通信距離を比較的長くとることができる。

＜変形例＞
（１）
先の実施の形態に係る空調制御システム１００では、サブマイコン１１５が集中リモコン１６０に接続された。しかし、サブマイコン１１５に接続される外部通信機器は、集中リモコン１６０に限られることはない。例えば、ワイヤードリモコンなどがサブマイコン１１５に接続されていてもよい。

（２）
先の実施の形態に係る空調制御システム１００では、そのシステム１００中に２系統の空気調和機が配置されたが、２系統以上の空気調和機がシステム１００中に配置されてもかまわない。ただし、集中リモコンの設計事項などにより接続可能な台数が制限される場合は、それに従う。

（３）
先の実施の形態に係る空調制御システム１００では、集中リモコン１６０が２系統の空気調和機の室内機と通信接続されたが、これに代えて、図８に示すように集中リモコン１６０がマルチ式空気調和機の複数の室内機１３０に通信接続されてもよい。
（４）
先の実施の形態に係る空調制御システム１００では、データパケットＤＰ１，ＤＰ２にヘッダが付加されていなかったが、必要であればヘッダを付加してもかまわない。

本発明に係るデータ通信方法は、メインマイコンとサブマイコンとを有する空気調和機の室内機と、そのサブマイコンと通信接続される外部通信機器とを備える空調制御システムにおいて、メインマイコンと外部通信機器とのデータ通信に適用することができる。

従来の空調制御システムにおけるマイコンとリモコンとの接続形態を表す図。 近年の空調制御システムにおけるマイコンとリモコンとの接続形態を表す図。 空調制御システムを表すブロック図。 データパケットの構成図。 ＢＣＣの計算方法を表す図。 空調制御システム１００におけるデータ通信の流れを表す第１図。 空調制御システム１００におけるデータ通信の流れを表す第２図。 変形例（３）の空調制御システムを表すブロック図。

符号の説明

１００ 空調制御システム
１１０ メインマイコン
１１５ サブマイコン
１３０ 室内機
１５０ 空気調和機
１６０ 集中リモコン（外部通信機器）
ＤＰ１ 第１データパケット（第１パケット）
ＤＰ２ 第２データパケット（第２パケット）
ＲＤ リモコンデータ（第１データ）
ＳＤ ＳＭデータ（第２データ）
ＯＤ 状態データ（第３データ）

Claims (3)

1. メインマイコン（１１０）および前記メインマイコン（１１０）に通信接続されるサブマイコン（１１５）を有する空気調和機（１５０）の室内機（１３０）と前記サブマイコン（１１５）に通信接続される外部通信機器（１６０）とを備える空調制御システム（１００）において、前記メインマイコン（１１０）と前記外部通信機器（１６０）とのデータ通信を可能とさせる空調制御システム（１００）のデータ通信方法であって、
   前記サブマイコン（１１５）が前記外部通信機器（１６０）から送信される第１パケット（ＤＰ１）を受信する第１ステップと、
   前記サブマイコン（１１５）が、前記第１パケット（ＤＰ１）に組み込まれている第１データ（ＲＤ）を、前記メインマイコン（１１０）と前記サブマイコン（１１５）とのデータ通信に必要な第２データ（ＳＤ，ＭＤ）が組み込まれている第２パケット（ＤＰ２）の特定の位置に組み込む第２ステップと、
   を備える、空調制御システム（１００）のデータ通信方法。
2. 前記メインマイコン（１１０）が前記外部通信機器（１６０）に対して第３データ（ＯＤ）を送信する必要がある場合に、前記メインマイコン（１１０）が前記第２パケット（ＤＰ２）の前記特定の位置に前記第３データ（ＯＤ）を組み込む第３ステップと、
   前記サブマイコン（１１５）が前記第３データ（ＯＤ）を前記第１パケット（ＤＰ１）に組み込む第４ステップと、
   をさらに備える、請求項１に記載の空調制御システム（１００）のデータ通信方法。
3. 前記サブマイコン（１１５）と前記外部通信機器（１６０）との間で行われるデータ通信は、シリアル通信である、
   請求項１または２に記載の空調制御システム（１００）のデータ通信方法。
   

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