JP3308250B2 - マルチエアコンシステムの通信装置及び初期化方法 - Google Patents

マルチエアコンシステムの通信装置及び初期化方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はマルチエアコンシス
テムの通信装置及び初期化方法に関するもので、特に、
多数の室内機を一つの室外機で制御し得るようにするマ
ルチエアコンシステムの通信装置及び初期化方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、エアコンシステムは蒸発器、圧
縮機、凝縮器、膨張バルブを含んでなり、前記蒸発器は
室内機に装着され、圧縮機と凝縮器及び膨張バルブは室
外機に装着される。この際に、各部分での冷媒の状態変
化を調べるとつぎのようである。前記圧縮機で冷媒を圧
縮させて高温、高圧の液体状態に変換させると、前記凝
縮器では高温、高圧の冷媒を周囲の空気と熱交換させて
高圧の液体状態に凝縮させる。その後、前記膨張バルブ
で、高圧の液体状態になった冷媒を蒸発しやすい状態に
なるように膨張させると、前記蒸発器では低温、低圧の
低乾燥状態となった冷媒を周囲の空気と熱交換させて、
冷媒を低温、低圧の蒸気状態に変換させるとことによ
り、室内空気の温度を下降させる。すなわち、前記蒸発
器により室内の温度を低める機能をする。
【0003】最近、高層建物のように多数のルームを備
えた建物においては、一つの室外機を共有するように、
多数の室外機を連結するマルチエアコンシステムが適用
されている。各々の室内機及び室外機にはマイコンが設
けられて、互いに通信しながら動作を制御する。すなわ
ち、室外機のマイコンでは、各室内機の動作状態を確認
して全体負荷を判断し、それに応じて圧縮機と凝縮器及
び膨張バルブの動作を決定する。また、別のセンサーに
て室内の状態を判断する場合には、室内機のマイコンに
制御信号を送信することにより、各室内機の動作を決定
することもできる。
【0004】結局、前記動作のためには、各々の室内機
ごとに番地(address )を指定して、室外機での正確な
制御が可能になるようにしなければならない。また、各
々の室内機で各ルームの負荷を感知し、その情報を室外
機に送信し、室外機は各ルームから送信された負荷情報
を統合処理して、各ルームにどんな制御を行うかを決定
するだけでなく、室内機に決定事項を再び送信し、つづ
けて情報をやり取りしながら負荷状態を把握する一連の
過程を行うための通信線が必要になる。
【0005】図1は、マルチエアコンシステムにおい
て、1対1通信方式を使用する場合の構成を示すブロッ
ク図である。同図に示すように、このシステムは、多数
の室内機11、12、13と一つの室外機20とを備
え、各々の室内機11、12、13には、マイコン11
a、12a、13aとそれらにそれぞれ対応する第1通
信回路11b、12b、13bが設けられている。ま
た、室外機20には、マイコン20aと、前記室内機1
1、12、13の第1通信回路11b、12b、13b
にそれぞれ対応する第2通信回路21b、22b、23
bが設けられている。
【0006】ここで、前記各室内機11、12、13と
室外機20は、図2に示すように、4線式又は3線式で
結線される。4線式の場合は、図2Aに示すように、電
源線と通信線がそれぞれ2線ずつ必要であり、3線式の
場合は、図2Bに示すように、電源線と通信線の1線を
共通に使用して3線にする。前記共通線は接地とする。
【0007】前記4線式の場合は、多い線の使用によ
り、材料費が増加する問題点が発生するため、最近に
は、材料費を節減するとともに電源線と通信線を間違え
て結線することにより発生する電気的ショート(short
)を防止し得る3線式が主として使用されている。一
方、図1の構成は、室内機11、12、13の台数が増
加するにつれて、室外機20のマイコン20aに付加さ
れる第2通信回路21b、22b、23bの数が増加
し、それにより、通信のためのピン割当てが多く必要で
あって、通信線も複雑になる。結局、室内機の追加設置
時、通信のための接続が複雑になって、誤謬が発生する
確率が高くなり、通信効率が低下する問題点が発生す
る。
【0008】前記のような理由のため、室外機に一つの
通信回路のみを備えて、多数の室内機との通信を行える
技術が必要になった。図3は従来技術によるマルチエア
コンシステムの構成を示すブロック図である。
【0009】同図に示すように、各々の室内機及び室外
機にはマイコン、電源回路及び送受信回路が備えらてい
る。前記各室内機から延長された3線は室外機のコネク
タに集められて結線される。前記マイコンは各システム
の動作を決定する機能をし、電源回路はシステムの動作
に必要な駆動電源を供給する機能をし、送受信回路は外
部との情報送受信機能をする。
【0010】このような構成において、通信時、一つの
送受信回路を通じてすべての室内機の信号が受信される
ので、信号を送信した室内機を確認するためには、室外
機ですべての室内機に番地を付与しなければならない。
結局、システムの設置者が各室内機の機械的設置を終了
した後、各室内機に対して直接番地を割当てなければな
らない煩わしさが発生し、使用者が使用中に番地を変更
する場合には、通信システムの異常を招来し得る問題点
が発生する。
【0011】また、初期エアコンの設置過程において、
各室内機に結線されたすべての線が室外機のコネクタに
結線されるため、配線が多くなり、図4に示すように、
電源線、共通線及び通信線の正確な位置を間違えて他の
端子に結線することにより、誤結線のエラーが発生し得
る。このように、使用者が番地を割当てなければならな
い煩わしさを解消するための技術として、各室内機の番
地を自動的に設定し得ることが特開平6−319176
号公報に示されている。
【0012】前記特開平6−319176号公報に示さ
れた技術を調べると、各室内機のマイコンで乱数形態の
自身の番地を発生させ、室外機のマイコンで順次特定番
地の室内機を呼び出して、応答がある場合、当該番地を
指定する動作をする。この際に、二つ以上の室内機で同
一番地が発生されている場合、通信上の衝突が発生する
ので、このような問題を解決するため、通常のCSMA
/CD(carrier sense multiple access with collisi
on detection)方式が使用される。
【0013】しかし、前記のような方法が適用される場
合、乱数の発生において、その範囲が設定されて、衝突
により乱数の再発が起こるとき、続いて同一番地が発生
して、定常的な番地指定がなされない問題点が発生して
いる。例えば、乱数の発生を1ないし50の数に限定す
る場合、49番地で二つ以上の室内機が番地の衝突によ
り乱数を再発すると、すべての室内機が50番地に乱数
を発生させるため、番地指定が失敗する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解決するためになされたもので、その目的は、
交流電源が供給される無極性2線式電力線を用いて、室
内機と室外機との間の電源供給及び情報交換が行えるよ
うにすることにより、設置作業を容易に行えるように
し、誤結線問題を解決し得るようにするマルチエアコン
システムの通信装置を提供することにある。
【0015】本発明のほかの目的は、システムに電源が
供給されると同時に、室外機と各々の室内機との間で、
呼出し及び応答方式でまず応答する室内機に番地を順次
指定することにより、番地指定動作の失敗なく迅速に行
えるようにするマルチエアコンシステムの初期化方法を
提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の第1特徴によると、各々の室内機及び室外機
にシステムの動作に必要な駆動電源を供給し、無極性2
線式電力線を介して結線される電源回路部と、前記電源
回路部の無極性2線式電力線に結線され、情報をパルス
信号に変換してAC電圧に載せることにより、前記無極
性2線式電力線を通じて情報の送受信を行う送受信回路
部と、前記送受信回路部を通じて受信された情報によっ
てシステムの動作を制御するマイコンとを含むマルチエ
アコンシステムの通信装置を提供する。
【0017】本発明のほかの特徴によると、前記送受信
回路部は、電力線に送信情報を載せるためのパルス信号
を発生させるキャリア信号発生部と、電力線に結線さ
れ、信号の整合を行うカップリング回路部と、前記キャ
リア信号発生部で発生されたパルス信号を増幅して前記
カップリング回路部に提供することにより、情報の送信
がなされるようにする増幅部と、前記カップリング回路
部を通じて電力線から受信された情報の復調を行うキャ
リア信号感知部とを含む。
【0018】前記システム全体の駆動電源が入力される
電源入力端子には、情報が外部に送信されることを防止
するブロッキングフィルタが備えられる。前記目的を達
成するための本発明の第2特徴によると、一つの室外機
及び多数の室内機に電源が供給されると、室外機から室
内機に第N番地室内機の送信承諾情報を送信する第1過
程と、前記第1過程の第N番地室内機の送信承諾情報を
認識して、最初に室外機に認識情報を送信する室内機を
第N番地室内機と認める第2過程と、前記第2過程が遂
行された後、室外機からすべての室内機に第N+1番地
室内機の送信承諾情報を送信する第3過程と、前記第3
過程の第N+1番地室内機の送信承諾情報を認識して、
最初に室外機に認識情報を送信する室内機を第N+1番
地室内機と認める第4過程とを含み、前記第3過程及び
第4過程を繰り返してすべての室内機に番地を割り当て
るマルチエアコンシステムの初期化方法を提供する。
【0019】本発明のほかの特徴によると、すべての室
内機に対する番地割当てが完了されるまで番地が指定さ
れた室内機の送信を禁止させる段階と、すべての室内機
に対する番地割当てが完了されると、室外機から室内機
に番地割当て終了信号を送信して、すべての室内機の送
信禁止を解除する段階とを含む。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明による好ましい実施
例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図5に示すよ
うに、本発明が適用されたシステムは一つの電源により
運転される多数の室内機110、120と一つの室外機
130を含み、電力線を用いる2線式送受信方式を使用
し、110V又は220V、50Hz又は60Hzの交
流電源を駆動電源として使用し、前記電源に高周波数の
情報を載せて送る方式を使用する。
【0021】システムをなす各々の室内機110、12
0及び室外機130にはマイコン111、121、13
1、電源回路112、122、132及び送受信回路1
13、123、133が備えられている。ここで、各々
の室内機110、120から延長された無極性の電力線
2本はみんな室外機130のコネクタ134に集められ
て結線される。
【0022】一方、図5において、参照符号135はシ
ステムの入力電源に含まれたノイズ成分を除去するため
のノイズフィルタを示し、136はシステムの内部で送
受信される情報が外部に送信されることを防止するブロ
ッキングフィルタ(blockingfilter )を示す。本発明
では、電力線を通じて情報の送受信が行われるため、ほ
かの建物のように、本発明のシステムとは無関係なエア
コンとも同一電源を使用し得ることになる。この際に、
本発明のシステムで送受信される情報がほかの建物のエ
アコンを動作させる場合が発生し得るため、前期ブロッ
キングフィルタ136を使用して、外部に情報が送信さ
れることを防止する。
【0023】図6は本発明による送受信回路の構成を示
すブロック図である。同図に示すように、この回路は、
電力線に送信情報を載せるためのパルス信号を発生させ
るキャリア信号発生部141と、電力線に結線され、信
号の整合を行うカップリング回路部142と、前記キャ
リア信号発生物141で発生されたパルス信号を増幅し
て前記カップリング回路部142に提供することによ
り、情報の送信がなされるようにする増幅部143と、
前記カップリング回路部142を通じて電力線から受信
された情報の復調を行うキャリア信号感知部144と、
前記カップリング回路部142とキャリア信号感知部1
44との間に配置され、キャリア信号の振幅を一定に維
持させるクランピング部145とを含む。
【0024】前記のような構成を有する本発明での送受
信動作を説明するとつぎのようである。まず、マイコン
111、121、131でシステムの状態を判断して、
情報の送信が決定されると、前記送受信回路113、1
23、133のキャリア信号発生部141では、電源線
に情報を載せるためのパルス信号を発生させる(図7A
参照)。このときのパルス信号は矩形波の形態であるた
め、情報の意味を付与するために、送信制御信号に応じ
てパルス信号の発生有無をオン/オフさせなければなら
ない。
【0025】前記パルス信号は前記増幅部143アナロ
グ増幅され(図7B参照)、インダクタ及びキャパシタ
からなる前記カップリング回路部142に伝達されるこ
とにより、60Hzの交流電圧に載せられて電力線を通
じて送信される(図7C参照)。このように送信された
信号がほかの室内機又は室外機に伝達されると、カップ
リング回路部142では60Hzの電源信号を除去し、
キャリア信号のみを通過させる(図7D参照)。このと
きの波形は、その振幅が一定でないため、前記クランピ
ング部145で振幅を一定に維持させる(図7E参
照)。その後、前記キャリア信号感知部144で、図7
Aに示すようなパルス信号を検出することにより、情報
の復調がなされる。
【0026】図8のフローチャートに基づいて、本発明
によるマルチエアコンシステムにおいて、駆動初期に各
室内機の番地を自動的に割り当てる動作を説明すると次
のようである。同図に示すように、電源が供給されると
同時に、室外機ではすべての室内機に、“1番地室内機
への送信を許す" という第1番地室内機の送信承諾情報
を送信した後、受信を待機する(S1、S2参照)。
【0027】この際に、各々の室内機は固有番地なく0
番地に初期化されている状態であるが、電源が供給され
ると同時に、受信を待機している間、前記第1番地室内
機の送信承諾情報が受信されると、室外機に認識情報を
送信する(S3参照)。前記室外機では、一定時間内に
認識情報が受信されるかを続けて判断し(S4参照)、
認識情報の受信が発生すると、最初に室外機に認識情報
を送信した室内機を第1番地室内機と認める(S5参
照)。
【0028】その後、前記第1番地室内機と認められた
室内機の送信を禁止させ(S6参照)、番地数を増加さ
せ(S7参照)、前記動作を繰り返す。この際に、番地
の指定されていない室内機は受信状態になっている。前
記動作のうち、段階S4での判断結果が、室外機で一定
時間内に認識情報の受信がないと、すべての室内機に対
する番地割当てが終了されたと確認し、室内機ではすべ
ての室内機に番地割当て終了信号を多数回送信する(S
8参照)。ここで、本出願人のテスト結果によると、3
回の送信が最も好ましい。
【0029】前記動作により、すべての室内機に番地割
当て終了信号が受信されると、各々の室内機は送信禁止
が解除され(S9参照)、マルチエアコンシステムの動
作のための通信準備が完了される。本発明において、図
9に示すような通信フレームフォーマットを使用する場
合、室内機は255台までも連結可能である。その理由
は、通信フレームのうち、受信番地と送信番地が1バイ
トずつで構成され、0番地を室外機が使用することによ
り、これを除く使用可能な番地は255個となるための
である。ここで、本発明に使用される通信フレームは、
図9に示すように、プレアンブル(preamble:P)、開
始フレーム区画文字(start frame delimiter :SF
D)、到着番地(destination address :DA)、ソー
ス番地(source address:SA)、長さ(length:
L)、データ(data:D)、フレームチェックシーケン
ス(frame check sequence:FCS)などからなる。
【0030】一方、前記段階S5で、認識情報の受信が
発生すると、最初に室外機に認識情報を送信した室内機
を第N番地室内機と求める動作で衝突が発生し得る。す
なわち、多数の室内機で認識情報を同時に送信すること
により、室外機で多数の認識情報が同時に受信できる。
このように、衝突が発生すると、一般的なCSMA/C
D方式を適用して、室外機では番地指定を行わなく、再
び第N番地室内機の送信承諾情報を送信することで、各
室内機で再び認識情報を送信し得るようにする。この際
に、衝突が発生した室内機は、所定時間送信を禁止させ
ることにより、衝突の可能性を減少させる。前記各室内
機には可変変数及び衝突貯蔵変数が備えられるので、衝
突が発生した場合、前記可変変数の状態値によって、送
信が禁止される所定時間が決定される。また、前記衝突
が発生する場合、衝突貯蔵変数に記録して衝突回数を知
り得るようにする。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマルチエ
アコンシステムの通信装置及び初期化方法は、電力線を
用いて2線で通信を行うため、システムの設置時、設置
作業の複雑さが解消され、材料費が節減され、無極性で
あるため、誤結線を根本的になくし得る効果がある。
【0032】また、システムの設置者が各室内機に対し
て特定番地を指定する必要なく、電源の供給と同時に自
動的に番地が割り当てられるようにすることにより、番
地指定が迅速になされ、番地チェックなどのような作業
が不要になって、設置作業の不便が解消される効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】1対1通信方式を有するマルチエアコンシステ
ムの構成ブロック図である。
【図2】従来の多線式送受信装置の信号ライン結線状態
を示す図である。
【図3】従来技術によるマルチエアコンシステムの構成
を示すブロック図である。
【図4】従来技術で発生し得る誤結線の例を示す図であ
る。
【図5】本発明によるマルチエアコンシステムの構成を
示すブロック図である。
【図6】本発明に適用される送受信回路の構成を示すブ
ロック図である。
【図7】本発明において、送受信動作時の信号形態を示
す波形図である。
【図8】本発明によるマルチエアコンシステムにおい
て、各室内機の番地を自動的に割り当てる動作を示すフ
ローチャートである。
【図9】本発明に使用される通信フレームの構造を示す
図である。
【符号の説明】
11、12、13…室内機 11a、12a、13a…マイコン 11b、12b、13b…第1通信回路 20…室外機 20a…マイコン 21b、22b、23b…第2通信回路 110、120…室内機 111、121、131…マイコン 112、122、132…電源回路 113、123、133…送受信回路 130…室外機 134…コネクタ 135…ノイズフィルタ 136…ブロッキングフィルタ 141…キャリア発生部 142…カップリング回路部 143…増幅部 144…キャリア感知部 145…クランピング部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−140961(JP,A) 特開 平6−42800(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 11/02 103 F24F 11/02 102

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各々の室内機及び室外機にシステムの動
    作に必要な駆動電源を供給し、無極性2線式電力線を介
    して結線される電源回路部と、前記電源回路部の無極性
    2線式電力線に結線され、情報をパルス信号に変換して
    AC電圧に載せることにより、前記無極性2線式電力線
    を通じて情報の送受信を行う送受信回路部と、前記送受
    信回路部を通じて受信された情報によってシステムの動
    作を制御するマイコンとを含むマルチエアコンシステム
    の通信装置であって、 前記マイコンは、前記室外機及び前記室内機に電源が供
    給されると、前記室外機から前記室内機に第N番地室内
    機の送信承諾情報を送信し、第N番地室内機の前記送信
    承諾情報を認識して、最初に室外機に認識情報を送信す
    る前記室内機を第N番地室内機と認め、前記室外機から
    すべての室内機に第N+1番地室内機の送信承諾情報を
    送信し、第N+1番地室内機の前記送信承諾情報を認識
    して、最初に室外機に認識情報を送信する室内機を第N
    +1番地室内機と認める制御を実行し、該制御を繰り返
    してすべての室内機に番地を割り当てる ことを特徴とす
    るマルチエアコンシステムの通信装置。
  2. 【請求項2】 前記送受信回路部は、電力線に送信情報
    を載せるためのパルス信号を発生させるキャリア信号発
    生部と、電力線に結線され、信号の整合を行うカップリ
    ング回路部と、前記キャリア信号発生部で発生されたパ
    ルス信号を増幅して前記カップリング回路部に提供する
    ことにより、情報の送信がなされるようにする増幅部
    と、前記カップリング回路部を通じて電力線から受信さ
    れた情報の復調を行うキャリア信号感知部とを含むこと
    を特徴とする請求項1に記載のマルチエアコンシステム
    の通信装置。
  3. 【請求項3】 前記システム全体の駆動電源が入力され
    る電源入力端子には、情報が外部に送信されることを防
    止するブロッキングフィルタが備えられることを特徴と
    する請求項1記載のマルチエアコンシステムの通信装
    置。
  4. 【請求項4】 一つの室外機及び多数の室内機に電源が
    供給されると、室外機から室内機に第N番地室内機の送
    信承諾情報を送信する第1過程と、 前記第1過程の第N番地室内機の送信承諾情報を認識し
    て、最初に室外機に認識情報を送信する室内機を第N番
    地室内機と認める第2過程と、 前記第2過程が遂行された後、室外機からすべての室内
    機に第N+1番地室内機の送信承諾情報を送信する第3
    過程と、 前記第3過程の第N+1番地室内機の送信承諾情報を認
    識して、最初に室外機に認識情報を送信する室内機を第
    N+1番地室内機と認める第4過程とを含み、前記第3
    過程及び第4過程を繰り返してすべての室内機に番地を
    割り当てることを特徴とするマルチエアコンシステムの
    初期化方法。
  5. 【請求項5】 すべての室内機に対する番地割当てが完
    了されるまで番地が指定された室内機の送信を禁止させ
    る段階と、 すべての室内機に対する番地割当てが完了されると、室
    外機から室内機に番地割当て終了信号を送信して、すべ
    ての室内機の送信禁止を解除する段階とを含むことを特
    徴とする請求項4に記載のマルチエアコンシステムの初
    期化方法。
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