JP2022141060A - Communication system for gas engine-driven air conditioner - Google Patents

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Abstract

To provide a communication system for a gas engine-driven air conditioner that can reduce component costs.SOLUTION: A communication system 1 for a gas engine-driven air conditioner includes: a transmitter that transmits a differential serial signal; a receiver that receives the differential serial signal; and a communication cable that connects the transmitter and the receiver and includes a pair of electric wires for respectively transmitting a pair of signals constituting the differential serial signal, the pair of electric wires being arranged in parallel. A bit rate of the differential serial signal is set such that a wavelength of a fundamental wave among frequency components constituting the pair of signals is longer than four times a total length of the communication cable.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガスエンジン駆動式空気調和装置に適用され、当該ガスエンジン駆動式空気調和装置を構成する複数の制御装置間においてデータ（シリアル信号）を送受信するための通信システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention is applied to a gas engine-driven air conditioner, and relates to a communication system for transmitting and receiving data (serial signals) between a plurality of control devices constituting the gas engine-driven air conditioner.

例えば、下記特許文献１に記載されているように、複数の制御装置間においてデータ（シリアル信号）を送受信するための通信システム（以下、「従来システム」と称呼する。）が知られている。従来システムにおいて、複数のノードが、ツイストペアケーブルを介して接続されている。そして、当該通信システムを構成するノードのうち、ツイストペアケーブル（通信経路）の終端に接続された一対のノード（最も遠く離れた２つのノード）の入力端子の直近に、シリアル信号の反射に起因する信号品質の劣化（波形の歪み）を抑制するための終端抵抗が設けられている。 For example, as described in Patent Document 1 below, a communication system (hereinafter referred to as a "conventional system") for transmitting and receiving data (serial signals) between a plurality of control devices is known. In conventional systems, multiple nodes are connected via twisted pair cables. Then, among the nodes that make up the communication system, the reflection of the serial signal occurs in the immediate vicinity of the input terminals of a pair of nodes (two nodes that are farthest apart) connected to the ends of the twisted pair cable (communication path). Termination resistors are provided to suppress degradation of signal quality (waveform distortion).

特開２０１０－０２８６７０号公報JP 2010-028670 A

一般に、ツイストペアケーブルは、キャブタイヤケーブル（平行に配置された複数の電線から構成されたケーブル）に比べて高価である。よって、通信システム全体としての部品コストが高い。 Generally, twisted pair cables are more expensive than cabtyre cables (cables composed of a plurality of wires arranged in parallel). Therefore, the component cost of the communication system as a whole is high.

本発明は、部品コストを低減可能なガスエンジン駆動式空気調和装置の通信システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a communication system for a gas engine-driven air conditioner capable of reducing component costs.

上記目的を達成するために、本発明に係る通信システムは、ガスエンジン駆動式空気調和装置に適用され、前記ガスエンジン駆動式空気調和装置の複数の制御装置間においてデータを送受信する。
本通信システムは、
差動シリアル信号を送信する送信装置と、
差動シリアル信号を受信する受信装置と、
前記送信装置と前記受信装置とを接続する通信ケーブルであって、前記差動シリアル信号を構成する一対の信号をそれぞれ伝達するための一対の電線を含み、これらの一対の電線が平行に配置されている通信ケーブルと、
を備える。
前記一対の信号をそれぞれ構成する周波数成分のうちの基本波の波長が、前記通信ケーブルの全長の４倍の長さよりも長くなるように、前記差動シリアル信号のビットレートが設定されている。 To achieve the above object, a communication system according to the present invention is applied to a gas engine-driven air conditioner, and transmits and receives data between a plurality of controllers of the gas engine-driven air conditioner.
This communication system is
a transmitter for transmitting a differential serial signal;
a receiving device for receiving a differential serial signal;
A communication cable for connecting the transmitting device and the receiving device, comprising a pair of electric wires for respectively transmitting a pair of signals constituting the differential serial signal, the pair of electric wires being arranged in parallel. a communication cable connected to the
Prepare.
The bit rate of the differential serial signal is set such that the wavelength of the fundamental wave among the frequency components constituting the pair of signals is longer than four times the total length of the communication cable.

また、本発明の他の一態様に係る通信システムにおいて、
前記一対の信号をそれぞれ構成する周波数成分のうちの第５次高調波の波長が、前記通信ケーブルの全長の４倍の長さよりも長くなるように、前記差動シリアル信号のビットレートが設定されている。 Further, in a communication system according to another aspect of the present invention,
The bit rate of the differential serial signal is set such that the wavelength of the fifth harmonic of the frequency components constituting the pair of signals is longer than four times the total length of the communication cable. ing.

また、本発明の他の態様に係る通信システムにおいて、
前記通信ケーブルの全長が１ｋｍ以下であり、且つ前記ビットレートが１ｋｂｐｓ以下である。 Also, in a communication system according to another aspect of the present invention,
The total length of the communication cable is 1 km or less, and the bit rate is 1 kbps or less.

ここで、交流信号（正弦波）の電気エネルギーは、通信ケーブル（伝送線路）を波として伝わる。その波長の１／４の長さに比べて、通信ケーブル（伝送線路）の全長が長いとき、通信ケーブルの特性インピーダンスと負荷インピーダンスとが整合していない状態では、通信ケーブルの終端にて、信号の反射が生じ、信号波形が歪む。また、この場合、通信ケーブルがアンテナとして作用し、電磁的ノイズが放射される。逆に言えば、送受信される信号の波長が、通信ケーブルの全長の４倍の長さより長ければ、特性インピーダンス及び負荷インピーダンスの影響をほとんど受けない。そこで、本発明に係る通信システムにおいて、差動シリアル信号を構成する一対の信号の基本波の波長が、通信ケーブルの全長の４倍の長さよりも長くなるように、ビットレートを設定した。すなわち、通信ケーブルの全長に応じて、ビットレートを十分に小さく（低速度）に設定した。これにより、安価なキャブタイヤケーブルを採用することができる。さらに終端抵抗が不要である。よって、従来システムに比べて、本発明に係る通信システムの部品コストが安い。 Here, the electrical energy of the AC signal (sine wave) travels through the communication cable (transmission line) as a wave. When the total length of the communication cable (transmission line) is long compared to the length of 1/4 of the wavelength, and the characteristic impedance of the communication cable and the load impedance do not match, at the end of the communication cable, the signal reflection occurs, and the signal waveform is distorted. Also, in this case, the communication cable acts as an antenna and radiates electromagnetic noise. Conversely, if the wavelength of the transmitted/received signal is longer than four times the total length of the communication cable, the characteristic impedance and the load impedance are hardly affected. Therefore, in the communication system according to the present invention, the bit rate is set so that the wavelength of the fundamental wave of a pair of signals forming the differential serial signal is longer than four times the total length of the communication cable. That is, the bit rate is set to be sufficiently small (low speed) according to the total length of the communication cable. Thereby, an inexpensive cabtyre cable can be adopted. Furthermore, no terminating resistor is required. Therefore, the parts cost of the communication system according to the present invention is lower than that of the conventional system.

また、送信装置として機能するノード（マスターノード）から受信装置として機能する複数のノード（スレーブノード）に同時に信号を送信する際、マスターノードの出力電流量の制限から、スレーブノードの台数が制限される。従来システムにおいて、終端抵抗を用いているが、その抵抗値が比較的小さい（例えば、１２０ｏｈｍ）。よって、スレーブノードの接続可能台数が比較的少ない。 Also, when simultaneously transmitting signals from a node (master node) that functions as a transmitter to multiple nodes (slave nodes) that function as receivers, the number of slave nodes is limited due to the limitation of the output current of the master node. be. Termination resistors are used in conventional systems, but their resistance values are relatively small (eg, 120 ohms). Therefore, the number of connectable slave nodes is relatively small.

これに対し、本発明に係る通信システムにおいて、終端抵抗が不要である。すなわち、スレーブノードの入力インピーダンスが比較的大きく、スレーブノードの消費電流が比較的小さい。よって、本発明によれば、スレーブノードの接続可能台数を増大させることができる。 In contrast, the communication system according to the present invention does not require a terminating resistor. That is, the input impedance of the slave node is relatively large, and the consumption current of the slave node is relatively small. Therefore, according to the present invention, the number of connectable slave nodes can be increased.

本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a communication system according to one embodiment of the present invention; FIG. トランシーバの内部構造及びフィルター回路の構成を示す回路図である。3 is a circuit diagram showing the internal structure of the transceiver and the configuration of the filter circuit; FIG.

以下、本発明の一実施形態に係るガスエンジン駆動式空気調和装置の通信システム１について説明する。通信システム１は、ガスエンジン駆動式空気調和装置を構成する複数の制御装置Ｃ（室外機を制御するマイクロコンピュータ、複数の室内機を制御するマイクロコンピュータなど）の間において各種データ（例えば、室内温度及び室内湿度を制御するためのデータ）を送受信する機能を備える。 A communication system 1 for a gas engine driven air conditioner according to an embodiment of the present invention will be described below. The communication system 1 exchanges various data (for example, room temperature and data for controlling indoor humidity).

通信システム１は、図１に示したように、複数の制御装置Ｃにそれぞれ対応した複数のトランシーバ１０と、これらのトランシーバ１０を接続する複数のキャブタイヤケーブル２０とを含む。制御装置Ｃとトランシーバ１０とが、プリント配線基板ＰＢに実装されている。 The communication system 1 includes, as shown in FIG. 1, a plurality of transceivers 10 respectively corresponding to a plurality of control devices C, and a plurality of cabtyre cables 20 connecting these transceivers 10 . A control device C and a transceiver 10 are mounted on a printed wiring board PB.

トランシーバ１０は、図２に示したように、所謂、半二重方式の通信プロトコルに対応した集積回路である。すなわち、トランシーバ１０は、ドライバー１１及びレシーバー１２を内蔵している。トランシーバ１０は、端子Ｄ／Ｒ、端子ＤＩ、端子ＲＯ、端子Ａ及び端子Ｂを備えている。ドライバー１１及びレシーバー１２は、合成樹脂材からなるボディＢＤの内部に封入されている。端子Ｄ／Ｒ、端子ＤＩ、端子ＲＯ、端子Ａ及び端子Ｂの一端が、ボディＢＤ内に位置し。他端がボディＢＤの外側に位置している。なお、トランシーバ１０は、周知の通信プロトコルである「ＲＳ４８５」に準拠している。 The transceiver 10, as shown in FIG. 2, is an integrated circuit compatible with a so-called half-duplex communication protocol. That is, transceiver 10 incorporates driver 11 and receiver 12 . Transceiver 10 has terminals D/R, DI, RO, A and B terminals. The driver 11 and receiver 12 are enclosed inside a body BD made of a synthetic resin material. One end of terminal D/R, terminal DI, terminal RO, terminal A and terminal B is located within body BD. The other end is positioned outside the body BD. The transceiver 10 conforms to the well-known communication protocol "RS485".

ドライバー１１は、入力端子１１１、及び出力端子１１２，１１３を備える。また、レシーバー１２は、入力端子１２１，１２２、及び出力端子１２３を備える。 The driver 11 has an input terminal 111 and output terminals 112 and 113 . The receiver 12 also has input terminals 121 and 122 and an output terminal 123 .

入力端子１１１は、端子ＤＩを介して、制御装置Ｃの端子ＣＴｘに接続されている。出力端子１１２及び出力端子１１３は、端子Ａ及び端子Ｂにそれぞれ接続されている。さらに、入力端子１２１及び入力端子１２２も、端子Ａ及び端子Ｂにそれぞれ接続されている。また、出力端子１２３は、端子ＲＯを介して、制御装置Ｃの端子ＣＲｘに接続されている。 The input terminal 111 is connected to the terminal CTx of the control device C via the terminal DI. Output terminal 112 and output terminal 113 are connected to terminal A and terminal B, respectively. Further, input terminal 121 and input terminal 122 are also connected to terminal A and terminal B, respectively. Also, the output terminal 123 is connected to the terminal CRx of the control device C via the terminal RO.

ドライバー１１は、その入力端子１１１に入力されたシングルエンド方式のシリアル信号Ｔｘを、論理レベルが反対（逆相）である２つの信号Ｄ＋及び信号Ｄーからなるシリアル信号ＤＳ（差動信号）に変換する。レシーバー１２は、その入力端子１２１，１２２にそれぞれ入力された信号Ｄ＋及び信号Ｄーをシングルエンド方式のシリアル信号Ｒｘに変換する。 The driver 11 converts the single-ended serial signal Tx input to its input terminal 111 into a serial signal DS (differential signal) consisting of two signals D+ and D− having opposite logic levels (opposite phase). Convert. The receiver 12 converts the signal D+ and the signal D- respectively input to its input terminals 121 and 122 into a single-ended serial signal Rx.

さらに、ドライバー１１は、入力端子１１４を備える。入力端子１１４の論理レベルが「Ｈ」であるとき、ドライバー１１は、信号Ｄ＋及び信号Ｄーを、出力端子１１２，１１３からそれぞれ出力する。一方、入力端子１１４の論理レベルが「Ｌ」であるとき、出力端子１１２，１１３は、ドライバー１１の内部回路から切り離されている。すなわち、この場合、出力端子１１２，１１３は、ハイインピーダンス状態になっている。 Furthermore, the driver 11 has an input terminal 114 . When the logic level of input terminal 114 is "H", driver 11 outputs signal D+ and signal D- from output terminals 112 and 113, respectively. On the other hand, when the logic level of the input terminal 114 is "L", the output terminals 112 and 113 are disconnected from the internal circuit of the driver 11. FIG. That is, in this case, the output terminals 112 and 113 are in a high impedance state.

レシーバー１２は、入力端子１２４を備える。入力端子１２４の論理レベルが「Ｌ」であるとき、レシーバー１２は、シリアル信号Ｒｘを、出力端子１２３から出力する。一方、入力端子１２４の論理レベルが「Ｈ」であるとき、出力端子１２３は、レシーバー１２の内部回路から切り離されている。すなわち、この場合、出力端子１２３は、ハイインピーダンス状態になっている。 The receiver 12 has an input terminal 124 . The receiver 12 outputs the serial signal Rx from the output terminal 123 when the logic level of the input terminal 124 is “L”. On the other hand, when the logic level of input terminal 124 is "H", output terminal 123 is disconnected from the internal circuitry of receiver 12 . That is, in this case, the output terminal 123 is in a high impedance state.

入力端子１１４及び入力端子１２４は、端子Ｄ／Ｒを介して、制御装置Ｃの端子ＥＮに接続されている。 Input terminal 114 and input terminal 124 are connected to terminal EN of control device C via terminal D/R.

制御装置Ｃの端子ＥＮから選択信号ＳＥＬが出力される。選択信号ＳＥＬが、端子Ｄ／Ｒを介してドライバー１１及びレシーバー１２にそれぞれ供給される。すなわち、選択信号ＳＥＬの論理レベルが「Ｈ」であるとき、ドライバー１１は、シリアル信号ＤＳを出力可能な状態であり、且つレシーバー１２は、シリアル信号Ｒｘを出力不能な状態である。すなわち、この場合、トランシーバ１０は、送信装置として機能する。一方、選択信号ＳＥＬの論理レベルが「Ｌ」であるとき、ドライバー１１は、シリアル信号ＤＳを出力不能な状態であり、且つレシーバー１２は、シリアル信号Ｒｘを出力可能な状態である。すなわち、この場合、トランシーバ１０は、受信装置として機能する。 A selection signal SEL is output from a terminal EN of the control device C. FIG. A selection signal SEL is supplied to the driver 11 and the receiver 12 via terminals D/R, respectively. That is, when the logic level of the selection signal SEL is "H", the driver 11 is in a state of being able to output the serial signal DS, and the receiver 12 is in a state of being unable to output the serial signal Rx. That is, in this case, transceiver 10 functions as a transmitter. On the other hand, when the logic level of the selection signal SEL is "L", the driver 11 cannot output the serial signal DS, and the receiver 12 can output the serial signal Rx. That is, in this case, the transceiver 10 functions as a receiving device.

なお、トランシーバ１０の入力インピーダンスは、「１２ｋｏｈｍ」である。また、トランシーバ１０の最大出力電流は、「２５０ｍＡ」である。 The input impedance of the transceiver 10 is "12 kohm". Also, the maximum output current of the transceiver 10 is "250 mA".

また、プリント配線基板ＰＢには、一対のコネクタＣＮ１，ＣＮ２（ピンヘッダー））が実装されている。コネクタＣＮ１，ＣＮ２が並列接続されている。すなわち、一方のコネクタＣＮ１のピンＰａ，ピンＰｂが、他方のコネクタＣＮ２のピンＰａ，Ｐｂに接続されている。さらに、ピンＰａ，Ｐｂが、トランシーバ１０の端子Ａ，Ｂにそれぞれ接続されている。 A pair of connectors CN1 and CN2 (pin headers) are mounted on the printed wiring board PB. Connectors CN1 and CN2 are connected in parallel. That is, pins Pa and Pb of one connector CN1 are connected to pins Pa and Pb of the other connector CN2. Further, pins Pa and Pb are connected to terminals A and B of transceiver 10, respectively.

キャブタイヤケーブル２０は、本体部２１と一対のハウジング２２，２２を備える。本体部２１は、信号Ｄ＋に対応した電線２１ａと、信号Ｄーに対応した電線２１ｂを含む。さらに、本体部２１は、電線２１ａ及び電線２１ｂを覆うシース２１ｃを含む。シース２１ｃ内において、電線２１ａ及び電線２１ｂは略平行に配置されている。ハウジング２２，２２は、本体部２１の両端にそれぞれ設けられている。ハウジング２２は、コネクタＣＮのピンＰａ，Ｐｂにそれぞれ対応したピン２２ａ，２２ｂを内蔵している。ピン２２ａ，２２ｂに、電線２１ａ，２１ｂの端部が接続されている。ハウジング２２がコネクタＣＮに嵌合される。この状態で、ピン２２ａ，２２ｂが、ピンＰａ，Ｐｂに接触（導通）している。 The cabtyre cable 20 has a body portion 21 and a pair of housings 22 , 22 . The body portion 21 includes an electric wire 21a corresponding to the signal D+ and an electric wire 21b corresponding to the signal D-. Further, the body portion 21 includes a sheath 21c that covers the wires 21a and 21b. The wires 21a and 21b are arranged substantially parallel in the sheath 21c. The housings 22, 22 are provided at both ends of the body portion 21, respectively. The housing 22 incorporates pins 22a and 22b respectively corresponding to the pins Pa and Pb of the connector CN. The ends of electric wires 21a and 21b are connected to pins 22a and 22b. A housing 22 is fitted to the connector CN. In this state, the pins 22a and 22b are in contact (conduction) with the pins Pa and Pb.

２つのプリント配線基板ＰＢの一方のプリント配線基板ＰＢに実装されたコネクタＣＮ１及び他方のプリント配線基板ＰＢに実装されたコネクタＣＮ２に、キャブタイヤケーブル２０の一端及び他端がそれぞれ接続されている。すなわち、複数のトランシーバ１０（及び制御装置Ｃ）が、デイジーチェーン接続されている。複数のキャブタイヤケーブル２０により、各種データを送受信するための通信経路ＣＰが構成されている。本実施形態において、通信経路ＣＰの全長（すべてのキャブタイヤケーブル２０の長さの総和）は、略「１ｋｍ」である。また、本実施形態において、従来システムのような終端抵抗は設けられていない。また、通信速度（シリアル信号Ｔｘ、シリアル信号Ｒｘ及びシリアル信号ＤＳのビットレート）は、「９６００ｂｐｓ」である。 One end and the other end of the cabtyre cable 20 are connected to a connector CN1 mounted on one of the two printed wiring boards PB and a connector CN2 mounted on the other printed wiring board PB, respectively. That is, multiple transceivers 10 (and controllers C) are daisy-chained. A plurality of cabtyre cables 20 constitute a communication path CP for transmitting and receiving various data. In this embodiment, the total length of the communication path CP (total length of all cabtyre cables 20) is approximately "1 km". Also, in this embodiment, a terminating resistor unlike the conventional system is not provided. Also, the communication speed (bit rate of serial signal Tx, serial signal Rx and serial signal DS) is "9600 bps".

ガスエンジン駆動式空気調和装置が起動されると、各制御装置Ｃは、所定の初期化プログラムをそれぞれ実行し、その結果として、通信経路ＣＰに接続された１つの所定の制御装置Ｃがマスターノード（送信ノード）であり、他の制御装置Ｃがスレーブノード（受信ノード）として設定される。つまり、マスターノードである制御装置Ｃ（制御装置Ｃｍ）から出力される選択信号ＳＥＬの論理レベルが「Ｈ」であり、スレーブノードである制御装置Ｃ（制御装置Ｃｓ）から出力される選択信号ＳＥＬの論理レベルが「Ｌ」である。その後、各ノード間にて各種データが送受信される。スレーブノードであるノードからデータを送信する必要が生じた場合、そのノードがマスターノードとして機能し、他のノード（それまでマスターノードであったノードを含む）がスレーブノードとして機能するように設定される。 When the gas engine-driven air conditioner is started, each control device C executes a predetermined initialization program, and as a result, one predetermined control device C connected to the communication path CP becomes a master node. (sending node), and another control device C is set as a slave node (receiving node). That is, the logic level of the selection signal SEL output from the control device C (control device Cm) which is the master node is "H", and the selection signal SEL output from the control device C (control device Cs) which is the slave node is "H". is "L". After that, various data are transmitted and received between each node. When a node that is a slave node needs to send data, it acts as the master node and other nodes (including the node that was previously the master node) are configured to act as slave nodes. be.

マスターノードの制御装置Ｃｍの端子ＣＴｘから出力されたシングルエンド方式のシリアル信号Ｔｘが、端子ＤＩを介して、ドライバー１１の入力端子１１１に供給される。ドライバー１１は、シリアル信号Ｔｘをシリアル信号ＤＳ（Ｄ＋及びＤ－）に変換し、出力端子１１１，１１２から出力する。そして、このシリアル信号ＤＳ（Ｄ＋及びＤ－）が、端子Ａ，Ｂ及びキャブタイヤケーブル２０を介して、他のトランシーバ１０（スレーブノードのトランシーバ１０）へ送信される。 A single-ended serial signal Tx output from the terminal CTx of the control device Cm of the master node is supplied to the input terminal 111 of the driver 11 via the terminal DI. The driver 11 converts the serial signal Tx into a serial signal DS (D+ and D−) and outputs it from output terminals 111 and 112 . Then, this serial signal DS (D+ and D−) is transmitted to another transceiver 10 (slave node transceiver 10) via terminals A and B and cabtyre cable 20. FIG.

マスターノードから送信されたシリアル信号ＤＳ（Ｄ＋及びＤ－）が、スレーブノードのトランシーバ１０の端子Ａ，Ｂを介して、レシーバー１２の入力端子１２１，１２２に供給される。レシーバー１２は、シリアル信号ＤＳ（Ｄ＋及びＤ－）をシングルエンド方式のシリアル信号Ｒｘに変換し、出力端子１２３から出力する。そして、このシリアル信号Ｒｘが、端子ＲＯを介して、スレーブノードの制御装置Ｃｓの端子ＣＲｘに供給される。 A serial signal DS (D+ and D−) transmitted from the master node is supplied to input terminals 121 and 122 of the receiver 12 via terminals A and B of the transceiver 10 of the slave node. The receiver 12 converts the serial signal DS (D+ and D−) into a single-ended serial signal Rx and outputs it from the output terminal 123 . This serial signal Rx is then supplied to the terminal CRx of the control device Cs of the slave node via the terminal RO.

ここで、交流信号（正弦波）の電気エネルギーは、通信ケーブル（伝送線路）を波として伝わる。その波長Ｌ１の１／４の長さに比べて、通信ケーブル（伝送線路）の全長Ｌ０が長いとき（Ｌ１／４＜Ｌ０）、通信ケーブルの特性インピーダンスと負荷インピーダンスとが整合していない状態では、通信ケーブルの終端にて、信号の反射が生じ、信号波形が歪む。また、この場合、通信ケーブルがアンテナとして作用し、電磁的ノイズが放射される。逆に言えば、波長Ｌ１が、全長Ｌ０の４倍の長さより長ければ、特性インピーダンス及び負荷インピーダンスの影響をほとんど受けない。 Here, the electrical energy of the AC signal (sine wave) travels through the communication cable (transmission line) as a wave. When the total length L0 of the communication cable (transmission line) is longer than the length of 1/4 of the wavelength L1 (L1/4<L0), when the characteristic impedance of the communication cable and the load impedance do not match, , signal reflection occurs at the end of the communication cable, and the signal waveform is distorted. Also, in this case, the communication cable acts as an antenna and radiates electromagnetic noise. Conversely, if the wavelength L1 is longer than four times the total length L0, it is hardly affected by the characteristic impedance and the load impedance.

上記のように、本実施形態における通信経路ＣＰの全長Ｌ０は略「１ｋｍ」である。よって、シリアル信号ＤＳの波長Ｌ１（基本波の波長）が、「４ｋｍ」より長ければ、特性インピーダンス及び負荷インピーダンスの影響をほとんど受けない。シリアル信号ＤＳのビットレートが「１１５．２ｋｂｐｓ」であるとき、当該信号の波長は、「５．２０８ｋｍ（＝３０万ｋｍ／（１１５２００／２））」である。よって、シリアル信号ＤＳのビットレートを、「１１５．２ｋｂｐｓ」以下に設定することにより、特性インピーダンス及び負荷インピーダンスの影響をほとんど無視できる。 As described above, the total length L0 of the communication path CP in this embodiment is approximately "1 km". Therefore, if the wavelength L1 (the wavelength of the fundamental wave) of the serial signal DS is longer than "4 km", it is hardly affected by the characteristic impedance and the load impedance. When the bit rate of the serial signal DS is "115.2 kbps", the wavelength of the signal is "5.208 km (=300,000 km/(115200/2))". Therefore, by setting the bit rate of the serial signal DS to "115.2 kbps" or less, the influence of the characteristic impedance and the load impedance can be almost ignored.

ただし、シリアル信号ＤＳは、矩形波である。矩形波は、基本波及び奇数次の高調波から構成される。そのため、基本波のみならず、高調波が特性インピーダンス及び負荷インピーダンスから受ける影響も考慮するとよい。例えば、第５次高調波（基本波の周波数の５倍の周波数の高調波）の波長が、全長Ｌ０の４倍の長さよりも長いとよい。そこで、本実施形態において、ビットレートを「９６００ｂｐｓ」に設定した。つまり、これによれば、第５次高調波の波長が、「１２．５ｋｍ（＝（３０万ｋｍ／（９６００／２））／５）」であり、全長Ｌ０の４倍の長さ（「４ｋｍ」）より十分に長い。よって、第５次高調波（及びそれよりも低次の成分）は、特性インピーダンス及び負荷インピーダンスの影響をほとんど受けない。また、第５次高調波よりも高次数の成分の強度は比較的小さいので、これらの影響はほとんど無視できる。そのため、本実施形態において、安価なキャブタイヤケーブルを採用できる。さらに、終端抵抗が不要である。よって、従来システムに比べて、本実施形態に係る通信システム１の部品コストが安い。 However, the serial signal DS is a rectangular wave. A square wave consists of a fundamental wave and odd harmonics. Therefore, it is advisable to consider the influence of not only the fundamental wave but also the harmonic wave from the characteristic impedance and the load impedance. For example, it is preferable that the wavelength of the fifth harmonic (harmonic of five times the frequency of the fundamental wave) is longer than four times the total length L0. Therefore, in this embodiment, the bit rate is set to "9600 bps". That is, according to this, the wavelength of the fifth harmonic is "12.5 km (=(300,000 km/(9600/2))/5)", and is four times as long as the total length L0 (" 4 km”). Therefore, the 5th harmonic (and lower order components) is largely unaffected by the characteristic impedance and the load impedance. Also, since the intensity of the components higher than the fifth harmonic is relatively small, their influence can be almost ignored. Therefore, in this embodiment, an inexpensive cabtire cable can be used. Furthermore, no terminating resistors are required. Therefore, the parts cost of the communication system 1 according to this embodiment is lower than that of the conventional system.

また、従来システムにおいて、終端抵抗を用いているが、その抵抗値が比較的小さい（例えば、１２０ｏｈｍ）。ここで、ドライバー１１の出力電圧を「１２Ｖ」とし、安全率を「０．７」とすると、マスターノードのドライバー１１の出力電流の最大値が２５０ｍＡであることから、スレーブノードの台数の最大値が「３５台＝（２５０ｍＡ／（１２Ｖ／（１２ｋｏｈｍ／／（１２０ｏｈｍ／２）））×０．７」である。 In addition, although the conventional system uses a terminating resistor, its resistance value is relatively small (eg, 120 ohm). Here, if the output voltage of the driver 11 is "12 V" and the safety factor is "0.7", the maximum value of the output current of the driver 11 of the master node is 250 mA, so the maximum number of slave nodes is "35=(250mA/(12V/(12kohm//(120ohm/2)))×0.7".

一方、上記のように、本実施形態において、終端抵抗が不要である。すなわち、スレーブノードの入力インピーダンスが比較的大きく、スレーブノードの消費電流が比較的小さい。よって、本実施形態によれば、スレーブノードの接続可能台数の最大値を増大させることができる。具体的には、本実施形態におけるスレーブノードの接続可能台数の最大値は、「１７５台（＝２５０ｍＡ／（１２Ｖ／１２ｋｏｈｍ）×０．７」である。 On the other hand, as described above, this embodiment does not require a terminating resistor. That is, the input impedance of the slave node is relatively large, and the consumption current of the slave node is relatively small. Therefore, according to this embodiment, the maximum number of connectable slave nodes can be increased. Specifically, the maximum number of connectable slave nodes in this embodiment is "175 (=250mA/(12V/12kohm)×0.7").

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Furthermore, the implementation of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the object of the present invention.

例えば、上記実施形態では、ドライバー１１とレシーバー１２とが１つのボディＢＤに封入された（パッケージ化された）トランシーバ１０を採用しているが、これに代えて、ドライバー１１とレシーバー１２とを、別体として構成してもよい。また、例えば、上記実施形態は、差動シリアル通信プロトコルの一例としての「ＲＳ４８５」に準拠している通信システムに本発明を適用した例であるが、本発明は、他の差動シリアル通信プロトコル（例えば、ＲＳ４２２）に準拠している通信システムにも適用可能である。 For example, in the above embodiment, the transceiver 10 in which the driver 11 and the receiver 12 are encapsulated (packaged) in one body BD is adopted. It may be configured as a separate body. Further, for example, the above embodiment is an example in which the present invention is applied to a communication system conforming to "RS485" as an example of a differential serial communication protocol, but the present invention is applicable to other differential serial communication protocols. It is also applicable to communication systems conforming to (eg, RS422).

１…通信システム、１０…トランシーバ、１１…ドライバー（送信装置）、１２…レシーバー（受信装置）、３０…キャブタイヤケーブル（通信ケーブル）、Ｃ…制御装置、ＣＮ…コネクタ、ＤＳ…シリアル信号、ＬＦ…ローパスフィルタ、ＣＰ…通信経路 Reference Signs List 1 communication system 10 transceiver 11 driver (transmitting device) 12 receiver (receiving device) 30 cabtyre cable (communication cable) C control device CN connector DS serial signal LF …Low-pass filter, CP…Communication path

Claims (3)

ガスエンジン駆動式空気調和装置に適用され、前記ガスエンジン駆動式空気調和装置の複数の制御装置間においてデータを送受信するためのガスエンジン駆動式空気調和装置の通信システムであって、
差動シリアル信号を送信する送信装置と、
差動シリアル信号を受信する受信装置と、
前記送信装置と前記受信装置とを接続する通信ケーブルであって、前記差動シリアル信号を構成する一対の信号をそれぞれ伝達するための一対の電線を含み、これらの一対の電線が平行に配置されている通信ケーブルと、
を備え、
前記一対の信号をそれぞれ構成する周波数成分のうちの基本波の波長が、前記通信ケーブルの全長の４倍の長さよりも長くなるように、前記差動シリアル信号のビットレートが設定されている、ガスエンジン駆動式空気調和装置の通信システム。 A communication system for a gas engine-driven air conditioner, which is applied to a gas engine-driven air conditioner and for transmitting and receiving data between a plurality of control devices of the gas engine-driven air conditioner,
a transmitter for transmitting a differential serial signal;
a receiving device for receiving a differential serial signal;
A communication cable for connecting the transmitting device and the receiving device, comprising a pair of electric wires for respectively transmitting a pair of signals constituting the differential serial signal, the pair of electric wires being arranged in parallel. a communication cable connected to the
with
The bit rate of the differential serial signal is set such that the wavelength of the fundamental wave among the frequency components respectively constituting the pair of signals is longer than four times the total length of the communication cable. A communication system for a gas engine driven air conditioner. 請求項１に記載のガスエンジン駆動式空気調和装置の通信システムにおいて、
前記一対の信号をそれぞれ構成する周波数成分のうちの第５次高調波の波長が、前記通信ケーブルの全長の４倍の長さよりも長くなるように、前記差動シリアル信号のビットレートが設定されている、ガスエンジン駆動式空気調和装置の通信システム。 In the communication system of the gas engine driven air conditioner according to claim 1,
The bit rate of the differential serial signal is set such that the wavelength of the fifth harmonic of the frequency components constituting the pair of signals is longer than four times the total length of the communication cable. A communication system for a gas engine driven air conditioner. 請求項１又は請求項２に記載のガスエンジン駆動式空気調和装置の通信システムにおいて、
前記通信ケーブルの全長が１ｋｍ以下であり、且つ前記ビットレートが１ｋｂｐｓ以下である、ガスエンジン駆動式空気調和装置の通信システム。
In the communication system of the gas engine driven air conditioner according to claim 1 or claim 2,
A communication system for a gas engine-driven air conditioner, wherein the total length of the communication cable is 1 km or less, and the bit rate is 1 kbps or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024146169A1 (en) * 2023-01-06 2024-07-11 青岛海尔空调器有限总公司 Energy-saving method and apparatus for air conditioner, and air conditioner and storage medium

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