JP3855269B2 - 通信制御システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は商用電源を利用した通信制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信制御システムは商用電源を利用して被駆動機器と駆動機器との間で通信するものである。被駆動機器の情報を商用電源で駆動機器に伝達するとともに、駆動機器の情報を商用電源で被駆動機器に伝達する。
【０００３】
図８に示す従来例は、空調システムにおいて、駆動機器としての室内機３００と被駆動機器としての室外機３１０との間で商用電源を利用して通信制御を行っている。室内機３００と室外機３１０との間に交流を供給する２本の電源線３２１と１本の通信線３２２を配設している。通信用の直流電圧は室外機３１０の直流電源回路３１６により得ている。
【０００４】
その上で、室内機３００に送信用フォトカプラ３０２と受信用フォトカプラ３０４とを直列に設けている。室外機３１０に送信用フォトカプラ３１２と受信用フォトカプラ３１４とを直列に設けている。室内機３００の送信用フォトカプラ３０２及び受信用フォトカプラ３０４と、室外機３１０の受信用フォトカプラ３１４及び送信用フォトカプラ３１２とをそれぞれ直列に接続している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−５１６７５号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
１台の室外機３１０の空調能力には限界がある。よって、大きな部屋の冷暖房時や急速な冷暖房が要求されるために空調システムを大型化する場合、室外機３１０の台数を増やす。その結果、２台又はそれ以上の室外機３１０の間で空調に関する情報の授受が必要となる。
【０００７】
しかし、信号の授受に通信線を利用しているので、３２２各室外機３１０（特にそのＥＣＵ）の構成を異ならせるか、又は構成が同じ場合は各室外機３１０の接続順序を決めなければならない。その結果、室外機３１０のＥＣＵや通信手段の構成が複雑になり、コストが上昇する。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、被駆動機器を駆動する駆動機器が容易に増設できる、換言すれば、複数の駆動機器間の通信が簡単に行える通信制御システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、複数の駆動機器のうちの１台（親駆動機器）を被駆動機器に接続し、その他（子駆動機器）は親駆動機器を介して被駆動機器に接続する。そして、親駆動機器と子駆動機器との間では専用配線を介して通信することを思い付いて、本発明を完成した。
▲１▼本願の第１発明による通信制御システムは、請求項１に記載したように、被駆動機器と；親マイコンと、親マイコンで制御される親主通信回路と、商用電源を取り込み親主通信回路を駆動する親電源部と、親マイコンで制御される親副通信回路とを含み、被駆動機器に接続された親駆動機器と；子マイコンと、子マイコンで制御される子主通信回路と、商用電源を取り込み子主通信回路を駆動する子電源部と、子マイコンで制御される子副通信回路とを含む第１子駆動機器と；から成る。
【００１０】
この通信制御システムにおいて、親副通信回路を第１専用配線を介して子電源部で駆動し、親副通信回路と子主通信回路との間で第１専用配線によって通信する。
【００１１】
請求項２の通信制御システムは、請求項１において、更に、第２子マイコンと、第２子マイコンで制御される第２子主通信回路と、商用電源を取り込み第２子主通信回路を駆動する第２子電源部と、第２子マイコンで制御される第２子副通信回路とを含む第２子駆動機器を有する。第１子副通信回路を第２専用配線を介して第２子電源部で駆動し、第１子副通信回路と第２子主通信回路との間で第２専用配線により通信する。
【００１２】
請求項３の通信制御システムは、請求項２において、親駆動機器のＥＣＵ、第１子駆動機器のＥＣＵ及び第２子駆動機器のＥＣＵは同じ構成を持つ。
【００１３】
請求項４の通信制御システムは、請求項３において、被駆動機器は貯湯ユニットで、親駆動機器、第１子駆動機器及び第２子駆動機器はヒートポンプユニットである。
▲２▼第２発明による通信制御システムは、請求項５に記載したように、第１被駆動機器と；第１親マイコンと、第１親マイコンで制御される第１親主通信回路と、商用電源を取り込み第１親主通信回路を駆動する第１親電源部と、第１親マイコンで制御される第１親副通信回路とを含み、第１被駆動機器に接続された第１親駆動機器と；第２被駆動機器と；第２親マイコンと、第２親マイコンで制御される第２親主通信回路と、商用電源を取り込み第２親主通信回路を駆動する第２親電源部と、第２親マイコンで制御される第２親副通信回路とを含み、第２被駆動ユニットに接続された第２親駆動機器と；から成る。
【００１４】
この通信制御システムにおいて、第１親主通信回路と第２親主通信回路との間で商用電源に信号を重畳させて通信する。
【００１５】
請求項６の通信制御システムは、請求項５において、更に、第１子マイコンと、第１子マイコンで制御される第１子主通信回路と、商用電源を取り込み第１子主通信回路を駆動する第１子電源部と、第１子マイコンで制御される第１子副通信回路とを含む第１子駆動機器と；第２子マイコンと、第２子マイコンで制御される第２子主通信回路と、商用電源を取り込み第２子主通信回路を駆動する第２子電源部と、第２子マイコンで制御される第２子副通信回路とを含む第２駆動機器と；を有する。第１親副通信回路を第１専用配線を介して第１子電源部で駆動し、第１親副通信回路と第１子主通信回路の間で第１専用配線により通信するとともに、第２親副通信回路を第２専用配線を介して第２子電源部で駆動し、第２親副通信回路と第２子主通信回路との間で第２専用配線により通信する。
【００１６】
請求項７の通信制御システムは、請求項６において、第１親駆動機器のＥＣＵ、第１子駆動機器のＥＣＵ、第２親駆動機器のＥＣＵ及び第２子駆動機器のＥＣＵは同じ構成を持つ。請求項８の通信制御システムは、請求項７において、被駆動機器は貯湯ユニットで、第１親駆動機器、第１子駆動機器、第２親駆動機器及び第２子駆動機器はヒートポンプユニットである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
＜通信制御システム、被駆動機器、駆動機器＞
通信制御システムの種類は制約されず、空調システムやヒートポンプ式給湯システムを含む。例えば、空調システムでは室内機が被駆動機器で、室外機が駆動機器であり、ヒートポンプ式給湯システムでは貯湯ユニットが被駆動機器で、ヒートポンプユニットが駆動機器である。
【００１８】
各駆動機器はマイコン、マイコンにより制御される主通信回路、商用電源を取り込む電源部及びマイコンにより制御される副通信回路を含む、駆動機器ＥＣＵを有する。このうち、マイコンにはその駆動機器の特性に関する情報（例えば 駆動機器のオン、オフ指示）が格納されている。親駆動機器の主通信回線は、その子駆動機器と専用配線を介して通信し、別の親駆動機器と商用電源を利用して通信する。
【００１９】
なお、「親駆動機器」とは直接被駆動機器に接続されるもの、「子駆動機器」とは親駆動機器を介して被駆動機器に接続されるものである。子駆動機器の主通信回路はその親駆動機器の副通信回路と専用配線で通信する。
【００２０】
電源部は商用電源から取り込んだ電力を主通信回路に供給する。ある駆動機器の副通信回路は、専用配線を介して、別の駆動機器の電源部で駆動され該別の駆動機器の主通信回路と専用配線で通信する。これは、親駆動機器と子駆動機器との間でも、子駆動機器同士間でも同じである。
【００２１】
また、親駆動機器であるか子駆動機器であるかに関係なく、全ての駆動機器のＥＣＵが同じ構成を持つことが望ましい。
＜駆動機器の接続＞
複数台の駆動機器のうちの１台（親駆動機器）のＥＣＵが被駆動機器の被駆動機器ＥＣＵに接続され、その他の駆動機器（子駆動機器）は親駆動機器に対して、次の２つのタイプの何れかで接続される。
▲１▼第１タイプ（請求項１に対応）
第１タイプは被駆動機器を親駆動機器及び子駆動機器で駆動する場合である。
【００２２】
図６に示すように、マイコン２０２を持つ被駆動ＥＣＵ２０４を有する被駆動機器２００に直接接続される親駆動機器２１０の電源部２１２も、親駆動機器２１０を介して接続される第１子駆動機器２２０の電源部２２２も商用電線の電源線２３０を利用する。
【００２３】
親駆動機器２１０と子駆動機器２２０との間では、専用配線２３５を利用して親副通信回路２１８を子電源部２２２により駆動し、親副通信回路２１８と子主通信回路２２４との間で通信する。親副通信回路２１８、子主通信回路２２４及び専用配線２３５により通信手段が構成される。第１子駆動機器２２０と第２子駆動機器（不図示）との間でも同様である。
▲２▼第２タイプ（請求項５に対応）
第２タイプは、被駆動機器を親駆動機器で駆動する場合である。図７に示すように、被駆動ＥＣＵ２５２を有する第１被駆動機器２５０に接続される第１親駆動機器２６０の電源部２６２も、被駆動ＥＣＵ２５７を有する第２被駆動機器２５５に接続される第２親駆動機器２７０の電源部２７２も、商用電線の電源線２８０を利用する。第１親駆動機器２６０と第２親駆動機器２７０とは、第１親主通信回路２６４と第２親主通信回路２７４との間で商用配線の通信線２８１を利用して通信する。
【００２４】
なお、１台の被駆動機器２５０又は２５５を２台の親駆動機器２６０及び２７０で駆動しても良い。
【００２５】
また、第１親駆動機器２６０に第１子駆動機器（不図示）が接続され、第２親駆動機器２７０に第２子駆動機器（不図示）が接続される場合もある。この場合、第１親駆動機器２６０と第１子駆動機器との関係、及び第２親駆動機器２７０と第２子駆動機器との関係は、上記第１タイプにおける親駆動機器２１０と子駆動機器２２０との関係と同じである。
【００２６】
【実施例】
＜実施例＞
以下、本発明がヒートポンプ式給湯システムに適用された実施例を、添付図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１において、ヒートポンプ式給湯システムは２台の貯湯ユニット１０及び１５と、４台のヒートポンプユニット（以下、実施例では「ＨＰユニット」と略称する）２０、５０、６０及び７０と、通信手段４０、４５、５８及び８０と、配管（不図示）とから成る。
【００２７】
このうち、第１貯湯ユニット１０は湯の量や温度を制御する貯湯ＥＣＵ１１を有し、第１親ＨＰユニット２０及び第１子ＨＰユニット５０で生成された湯を貯える。一方、第２貯湯ユニット１５は湯の量や温度を制御する貯湯ＥＣＵ１６を有し、第２親ＨＰユニット６０及び第２子ＨＰユニット７０で生成された湯を貯える。第１貯湯ユニット１０、第１親ＨＰユニット２０及び第１子ＨＰユニット５０により第１給湯系が形成され、第２貯湯ユニット１５、第２親ＨＰユニット６０及び第２子ＨＰユニット７０により第２給湯系が形成される。
【００２８】
４台のＨＰユニット２０、５０、６０及び７０は同じ構成を持つので、代表として第１親ＨＰユニット２０について説明する。第１親ＨＰユニット２０は商用配線により作動し水を加熱して湯を生成するヒータ（不図示）と、ヒータの作動を制御する第１親ヒートポンプＥＣＵ（以下、実施例では「ＨＰＥＣＵ」と略称する）２１とを有する。
【００２９】
第１親ＨＰＥＣＵ２１は第１親マイコン２３、第１親主通信回路２５、第１親電源部３５及び第１親副通信回路４０を含む。図２に示すように、第１親マイコン２３は所定のメモリを格納したＲＡＭ及びプログラムを格納したＲＯＭを含み、第１親ＨＰユニット２０のオン、オフ指示に関する情報を格納している。
【００３０】
第１親主通信回路２５は送信部２６と受信部３１とに大別される。送信部２６は第１親マイコン２３及び第１親電源部３５に接続された送信用フォトカプラ２７ａ、送信用フォトカプラ２７ａを過電流から保護する電流制限用抵抗２７ｂ、及び送信用フォトカプラ２７ａを逆電圧から保護する保護ダイオード２７ｃ等を含む。一方、受信部３１は第１親マイコン２３及び端子３９に接続された受信用フォトカプラ３２ａ、受信用フォトカプラ３２ａを過電流から保護する電流制限用抵抗３２ｂ、及び送信用外カプラを逆電圧から保護する保護ダイオード３２ｃ等を含む。保護ダイオード２７ｃと３２ｃとの接続部と端子３７との間に通信線３０が配置されている。
【００３１】
図１に戻って、第１親電源部３５は商用配線（ＡＣ２００Ｖ）を端子３８から取り込んで直流電圧を生成し、生成した直流電圧を第１親主通信回路２５に供給する。第１親副通信回路４０は上記第１親主通信回路２５と同じ構成を持ち、第１親マイコン２３と端子４２との間に配置されている。なお、後述するように、第１子副通信回路４０は第１子ＨＰユニット５０により駆動されるので、第１子副電源部は設けられていない。
【００３２】
第１子ＨＰユニット５０は第１子マイコン５６、第１子主通信回路５４、第１子電源部５２及び１子副通信回路５８を含む第１子駆動ＥＣＵ５１を有する。第１子電源部５２は商用配線（ＡＣ２００Ｖ）を取り込み直流電圧を生成し、第１子主通信回路５４を駆動する。
【００３３】
第１子マイコン５６には第１子ＨＰユニット５０のオン、オフ指示に関する情報が格納されている。第１子主通信回路５４の端子５５と上記第１親副通信回路４０の端子４２とが３本の専用配線４５により接続されている。３本の専用配線４５は２本の電源線４６ａと、１本の通信線４６ｂとを含む。結局、第１子ＨＰユニット５０は専用配線４５により第１親ＨＰユニット２０に直列に接続されている。
【００３４】
第２親ＨＰユニット６０の構成要素は６０番台で示す。第２親ＨＰユニット６０は商用配線８０に対して第１親ＨＰユニット２０と並列に接続されている。端子３７、６５及び通信線８２により商用配線に信号を重畳させている。
【００３５】
第２子ＨＰユニット７０の構成要素は７０番台で示す。第２子ＨＰユニット７０と第２親ＨＰユニット６０との関係は、第１子ＨＰユニット５０と第１親ＨＰユニット２０との関係と同じである。なお、第１子ＨＰユニット５０と第２子ＨＰユニット７０とは互いに独立している。
（作動）
本実施例において、第１給湯系の第１親ＨＰユニット２０では、商用配線８０の電源線８１から取り込んだ第１親電源部３５の電力により第１親主通信回路２５が作動する。貯湯ＥＣＵ１１からの信号に基づき、第１親マイコン２３が最適な湯量や湯温を算定してヒータを駆動し、生成された湯は供給管を通して貯湯ユニットに送られる。
【００３６】
第１親ＨＰユニット２０が生成する湯量が足りない場合、第１子ＨＰユニット５０が作動し湯を生成する。湯量の不足に関する情報は第１親ＨＰＥＣＵ２１と第１子ＨＰＥＣＵ５１との間で、第１親副通信回路４０から専用配線４５を介して第１子主通信回路５４に入力される。第１子ＨＰユニット５０は生成された湯を供給管を通して第１貯湯ユニット２０に供給する。
【００３７】
第２給湯系でも第１給湯系と同様に、第２親ＨＰユニット６０及び第２子ＨＰユニット７０が生成した湯を供給管を介して第２貯湯ユニット１５に供給する。
【００３８】
なお、第１給湯系及び第２給湯系は両方が作動することもあるし、何れか一方のみが作動することもある。両方とも作動するときは、商用電線８０の通信線８２を利用して、第１親ＨＰユニット２０の第１親主通信回路２５と第２親ＨＰユニット６０の第２親主通信回路６４との間で、この情報を電源線８１に重畳させる。
【００３９】
第２に、給湯システムを構成する駆動機器２０、５０、６０及び７０に要するコストが安価になる。第１給湯系の第１親ＨＰユニット２０及び第１子ＨＰユニット５０と、第２給湯系の第２親ＨＰユニット６０及び第２子ＨＰユニット７０とは同じ構成を持ち、結局４台の駆動機器２０、５０、６０及び７０は全て同じ構成を持つからである。
【００４０】
第３に、通信速度を落とすことなく複数台の駆動機器間で同時に通信できる。即ち、図３（ａ）に示すように、第１親ＨＰユニット２０と第２親ＨＰユニット６０との間、図３（ｂ）に示すように、第１親ＨＰユニット２０と第１子ＨＰユニット５０との間、図３（ｃ）に示すように、第２親ＨＰユニット６０と第２子ＨＰユニット７０との間で同時に通信できる。その結果、データ更新時間ｔ１、ｔ２及びｔ３が短くなる。
＜比較例＞
比較例として、図４に示すように、第１親ＨＰユニット１１０、第１子ＨＰユニット１１５、第２親ＨＰユニット１２０及び第２子ＨＰユニット１２５が何れも電源部１１１、１１６、１２１及び１２６と、通信回路１１２、１１７、１２２及び１２７から成って、商用電線１３０によりバス接続されている場合を考える。
【００４１】
この場合、図５に示すように、第１親ＨＰユニット１１０と第２親ＨＰユニット１２０との間で通信し、次に第１親ＨＰユニット１１０と第１子ＨＰユニット１１５との間で通信し、次に第２親ＨＰユニット１２０と第２子ＨＰユニット１２５との間で通信する。同時通信ができないので、データ更新時間ｔ４が長くなる。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べてきたように、第１発明の通信制御システムによれば、被駆動機器に接続された親駆動機器の親副通信回路と、親駆動機器に接続された第１子駆動機器の第１子主通信回路とを専用配線で通信するので、親駆動機器への第１子駆動機器の増設が容易になる。
【００４３】
請求項２の通信制御ユニットによれば、第１子駆動機器の第１子副通信回路と第２子駆動機器の第２子主通信回路との間で第２専用配線により通信するので、第２子駆動機器の第１子駆動機器への増設が容易になる。
【００４４】
請求項３の通信制御ユニットによれば、全ての駆動機器が同じ構成を持つので、情報制御システムのコストが安価になる。請求項４の通信制御ユニットによれば、ヒートポンプユニットの増設が容易で、全体が安価なヒートポンプ式給湯システムが実現できる。
【００４５】
また、第２発明の通信制御システムによれば、第１親主通信回路を持つ第１親駆動機器と、第２親主通信回路を持つ第２駆動機器との間で信号を商用配線に重畳して通信するので、共通の又は個別の被駆動機器への親駆動機器の接続が容易になる。
【００４６】
請求項６の通信制御ユニットによれば、第１親副通信回路と第１子主通信回路との間で第１専用配線により通信するので、第１子駆動機器の第１親駆動機器への増設が容易になる。また、第２親副通信回路と第２子主通信回路との間で第２専用配線により通信するので、第２子駆動機器の第２親駆動機器への増設が容易になる。
【００４７】
請求項７の通信制御ユニットによれば、全ての駆動機器が同じ構成を持つので、通信制御システムのコストが安価になる。請求項８の通信制御ユニットによれば、ヒートポンプユニットの増設が容易で、全体が安価なヒートポンプ式給湯システムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す回路説明図である。
【図２】図１における要部拡大図である。
【図３】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は実施例の作動説明図である。
【図４】比較例の回路説明図である
【図５】比較例の作動説明図である。
【図６】発明の実施の形態の第１態様を示す回路説明図である。
【図７】同じく第２態様を示す回路説明図である
【図８】従来例を示す回路説明図である。
【符号の説明】
１０、１５：貯湯ユニット ２０：第１親ＨＰユニット
２３：第１親マイコン ２５：第１親主通信回路
３５：第１親電源部 ４０：第１親副通信部
５０：第１親ＨＰユニット ６０：第１子ＨＰユニット
７０：第２子ＨＰユニット

Claims (8)

1. 被駆動機器と、
   親マイコンと、該親マイコンで制御される親主通信回路と、商用電源を取り込み該親主通信回路を駆動する親電源部と、前記親マイコンで制御される親副通信回路とを含み、前記被駆動機器に接続された親駆動機器と、
   子マイコンと、該子マイコンで制御される子主通信回路と、商用電源を取り込み該子主通信回路を駆動する子電源部と、前記子マイコンで制御される子副通信回路とを含む第１子駆動機器と、から成り、
   前記親副通信回路を第１専用配線を介して前記子電源部で駆動し、該親副通信回路と該子主通信回路との間で該第１専用配線により通信することを特徴とする通信制御システム。
2. 更に、第２子マイコンと、該第２子マイコンで制御される第２子主通信回路と、商用電源を取り込み該第２子主通信回路を駆動する第２子電源部と、第２子マイコンで制御される第２子副通信回路とを含む第２子駆動機器を有し、
   前記第１子副通信回路を第２専用配線を介して前記第２子電源部で駆動し、該第１子副通信回路と該第２子主通信回路との間で該第２専用配線により通信する請求項１に記載の通信制御システム。
3. 前記親駆動機器のＥＣＵ、前記第１子駆動機器のＥＣＵ及び前記第２子駆動機器のＥＣＵは同じ構成を持つ請求項２に記載の通信制御システム。
4. 前記被駆動機器は貯湯ユニットで、前記親駆動機器、前記第１子駆動機器及び前記第２子駆動機器はヒートポンプユニットである請求項３に記載の通信制御システム。
5. 第１被駆動機器と、
   第１親マイコンと、該第１親マイコンで制御される第１親主通信回路と、商用電源を取り込み該第１親主通信回路を駆動する第１親電源部と、前記第１親マイコンで制御される第１親副通信回路とを含み、前記第１被駆動機器に接続された第１親駆動機器と、
   第２被駆動機器と、
   第２親マイコンと、該第２親マイコンで制御される第２親主通信回路と、商用電源を取り込み該第２親主通信回路を駆動する第２親電源部と、前記第２親マイコンで制御される第２親副通信回路とを含み、前記第２被駆動機器に接続された第２親駆動機器と、から成り、
   前記第１親主通信回路と前記第２親主通信回路との間で商用電源に信号を重畳させて通信することを特徴とする通信制御システム。
6. 更に、第１子マイコンと、該第１子マイコンで制御される第１子主通信回路と、商用電源を取り込み該第１子主通信回路を駆動する第１子電源部と、前記第１子マイコンで制御される第１子副通信回路とを含む第１子駆動機器と、
   第２子マイコンと、該第２子マイコンで制御される第２子主通信回路と、商用電源を取り込み該第２子主通信回路を駆動する第２子電源部と、前記第２子マイコンで制御される第２子副通信回路とを含む第２駆動機器と、を有し、
   前記第１親副通信回路を第１専用配線を介して前記第１子電源部で駆動し、該第１親副通信回路と該第１子主通信回路との間で該第１専用配線により通信するとともに、前記第２親副通信回路を第２専用配線を介して前記第２子電源部で駆動し、該第２親副通信回路と該第２子主通信回路との間で該第２専用配線により通信する請求項５に記載の通信制御システム。
7. 前記第１親駆動機器のＥＣＵ、前記第１子駆動機器のＥＣＵ、前記第２親駆動機器のＥＣＵ及び前記第２子駆動機器のＥＣＵは同じ構成を持つ請求項６に記載の通信制御システム。
8. 前記被駆動機器は貯湯ユニットで、前記第１親駆動機器、前記第１子駆動機器、前記第２親駆動機器及び前記第２子駆動機器はヒートポンプユニットである請求項６に記載の通信制御システム。

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