JP4467607B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、制御信号及びモニタ信号を伝送するホームオートメーション端子（以下、ホームオートメーションをＨＡと略記する）を備えた空気調和機及びインターフェースに関する。

電話機等を用いて空気調和機を外部から遠隔操作するために、専用のアダプタを設計、製造することは、開発費が高額になったり、製造工程及び在庫の管理が複雑化したりする。そこで、簡便な方法として、日本電機工業会規格に規定されたＨＡ端子（ＪＥＭ−Ａ）を用いることが考えられている。このＨＡ端子はＨＡシステムを構築するに当たり、端末機器とホームバスとの間に介在させるインターフェースユニット（ＩＦＵ）に接続するために設けられた端子である。このＨＡ端子は制御信号用の１，２番ピン（端子）と、モニタ信号用の３，４番ピンを備えているため、１，２番ピンを用いて空気調和機の運転、停止を指令し、３，４番ピンを用いてその状態をモニタすることができる。

もう一つの方法として、インターフェースユニットを用いてＨＡシステムを構築し、このＨＡシステムを用いて遠隔操作する手法として「ＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標）」や「ＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標） ｏｎ Bluetooth（登録商標）」等が提案され、従来のＨＡ入出力制御と比較して、より高度な遠隔操作の検討もなされている。

上述した遠隔操作のうち、ＨＡシステムを構築することなくＨＡ端子を用いる方法は、空気調和機の運転、停止の機能と、そのモニタ機能しか持たせることができなかったため、運転モード、室温、風量等の設定が可能なリモコン装置に相当する操作はできなかった。

一方、ＨＡシステムを構築し、「ＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標）」や「ＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標） ｏｎ Bluetooth（登録商標）」等のプロトコルを用いて遠隔操作を行う場合には、制御プロトコルが高度で複雑なため、高価なマイクロコンピュータや制御回路を必要とするほか、外部から遠隔操作信号を受けるための端子を別途に設けなければならず、この端子を設けた分だけ制御基板が大きくなるという問題があった。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、従来の機種にも共用することができ、かつ、安価で、複数の遠隔操作機能を持たせ得る空気調和機を提供することを目的とする。

本発明の空気調和機は、
制御信号及びモニタ信号を伝送するＨＡ端子を備えた空気調和機において、
前記ＨＡ端子の制御信号端子を介して、外部との相互通信を可能にする信号処理手段を備え、ＨＡシステムで用いる以外の信号により外部操作を可能にし、
前記ＨＡ端子に、ＨＡシステムで用いる以外の信号により外部操作を可能にするインターフェースを接続可能にするとともにこのインターフェースの駆動電力を前記ＨＡ端子から供給し、
前記インターフェースと外部接続機器との間を無線通信で接続した
ことを特徴とする、ことを特徴とする。

以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、従来の機種にも共用することができ、かつ、安価で、複数の遠隔操作機能を持たせ得る空気調和機及びインターフェースを提供することができる。

以下、本発明を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。図１はＨＡシステムの概略構成を示す系統図であり、空気調和機室内機１と他の端末機器２とがホームバス３によって接続され、さらに、ホームバス３を介して空気調和機室内機１を含む全ての端末機器の制御及びモニタを行うコントローラ４が設けられている。これによって、家庭内機器を相互に有機的に連係するシステムが形成される。

図２は本発明に係る空気調和機の第１の実施形態の概略構成である。このうち、図２（ａ）は空気調和機室内機１の制御及びモニタを行う入出力系統を示す結線図であり、前述したＨＡ端子１２を備えている。このＨＡ端子１２は１，２番ピンに制御信号を入力し、３，４番ピンからモニタ信号を取り出す構成になっている。空気調和機室内機１の内部においては、ＨＡ端子１２の１番ピンに制御電源が接続され、２番ピンに非同期シリアル相互通信を可能にする、本発明の信号処理手段としてのＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＡＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）コントローラ１１が接続されている。ＵＡＲＴコントローラ１１の信号出力端子は、スイッチング素子の制御信号端子に接続されている。このスイッチング素子の一端は制御電源に接続され、その他端が３番ピンに接続されている。４番ピンは接地されると共に、コンデンサを介して３番ピンに接続されている。

この空気調和機室内機１をホームバス３に接続してＨＡシステムを構成する場合には、図２（ｃ）に示すように、インターフェース条件の整合性を図るＨＡ機器インターフェース２１を介してホームバス３に接続される。本実施形態は、図２（ｂ）に示すように、ＨＡ端子１２に対して、ＨＡ機器インターフェース２１との接続替えが可能な外部信号インターフェース２２を接続して、制御信号の送信とモニタ信号の受信とを行うものである。ここで、外部信号インターフェース２２は１番ピンと２番ピンのみを使用することになる。

上記のように構成された本発明の第１の実施形態の動作について説明する。ＨＡ端子１２には、ＨＡ機器インターフェース２１が接続されたり、外部信号インターフェース２２が接続されたりする。ＨＡ端子１２の１，２番ピンから入力された信号が、図３に示すように、「Ｌｏ」レベルから「Ｈｉ」レベルに変化し、２００〜３００ｍｓｅｃだけ経過した後に「Ｌｏ」レベルに戻るトグル動作信号である場合、ＵＡＲＴコントローラ１１はＨＡ機器インターフェース２１を介して入力されたＨＡシステムの制御信号と判断し、この時点で空気調和機が停止中であれば、運転を開始し、トグル動作信号の立ち上がりから３５０ｍｓｅｃを経過する前に「Ｌｏ」レベルから「Ｈｉ」レベルに変化してそのレベルを保持する運転状態信号をＨＡ端子１２の３，４番ピンに出力する。また、トグル動作信号が入力された時点で空気調和機が運転中であれば、運転を停止し、「Ｈｉ」レベルから「Ｌｏ」レベルに変化して「Ｌｏ」レベルを保持する運転状態信号をＨＡ端子１２の３，４番ピンに出力する。

一方、ＵＡＲＴコントローラ１１は、ＨＡ端子１２の１，２番ピンからシリアル信号を受信した場合には、ＨＡ機器インターフェース２１から入力されたＨＡ信号ではなく、外部信号インターフェース２２を介して入力されたＨＡシステム以外から受信したコマンドであると判断し、そのコマンド（エコーネット（登録商標）コマンド）に従って空気調和機の設定状態の変更等を行った後、運転状況を示す信号を受信信号と同じくシリアル信号を、ＨＡ端子１２の１，２番ピンから送信する。

図４は上述した動作に対応するＵＡＲＴコントローラ１１の具体的処理手順を示すフローチャートである。ここでは、ステップ１０１でＨＡ端子１２の１，２番ピンから信号入力があるか否かを判断し、信号入力があればステップ１０２にてシリアル信号パケットのフォーマットが一致するか否かを判定し、一致しておれぱステップ１０３にて入力信号を外部コマンドとして認識し、このコマンドに対応した制御を実行する。ステップ１０２にてシリアル信号パケットのフォーマットが一致していないと判定した場合にはステップ１０４にてＨＡシステムからの信号であるか否かを判定し、ＨＡシステムからの信号である場合にはステップ１０５にてＨＡシステムからの信号と認識して、運転、停止の処理を実行し、ＨＡシステムからの信号でなかったとすればステップ１０１の処理に戻る。

かくして、第１の実施形態によれば、ＨＡ端子を備えた空気調和機に、ＵＡＲＴコントローラ１１を設けて外部との相互通信を可能にすることにより、ＨＡシステムで用いる以外の信号によって外部操作することが可能となり、また、ＨＡシステムで用いるものと同じ信号を外部信号インターフェース２２を介して入力して外部操作することもできる。

図５は本発明に係る空気調和機の第２の実施形態として、ＵＡＲＴコントローラ１１にその機能を持たせた具体的処理手順を示すフローチャートである。この処理は電源の投入後にＨＡ信号以外のシリアル信号による制御コマンドを受信した以降は、全てシリアル信号での信号の入出力のみを行うようにしたものである。すなわち、ステップ１１１でＨＡ端子１２から信号入力があったか否かを判定し、信号入力があればステップ１１２で外部から入力されたコマンドであるか否かを判別し、外部コマンドであった場合にはステップ１１３にてこれ以降は外部コマンドのみに基づく処理を継続する。もし、ステップ１１２で、外部コマンドでないと判定した場合にはステップ１１４でＨＡシステムからの信号であるか否かを判定し、ここでＨＡ信号であると判定すればステップ１１５にてこれ以降はＨＡ信号のみに基づく処理を継続する。ステップ１１４でＨＡ信号でないと判定した場合にはステップ１１１の処理に戻る。

かくして、第２の実施形態によれば、外部との相互通信の不具合や、外部信号インターフェース２２の電源が遮断された場合に、ＨＡ信号として誤検出することがなくなる。なお、外部信号インターフェース２２を取り外して外部信号インターフェース２２の給電が断たれた場合には、図５に示した処理によって外部コマンドのみによるか、ＨＡ信号のみによるかの再設定が行われる。

図６は本発明に係る空気調和機の第３の実施形態として、ＵＡＲＴコントローラ１１にその機能を持たせた具体的処理手順を示すフローチャートである。これはシリアル通信を行う外部信号インターフェース２２が接続された結果をＵＡＲＴコントローラ１１の不揮発性のメモリーに記憶させて誤動作を防止するものである。すなわち、電源投入直後のステップ１２１で不揮発性メモリーを検索し、外部からのシリアル信号による通信を選択する指示データが存在するか否かを判定し、存在すればステップ１２２にて外部からのシリアル信号での制御を実行してステップ１２１の処理に戻る。ステップ１２１でシリアル信号による通信を選択する指示データが存在しなかった場合には、ステップ１２３にて外部シリアル信号入力があるか否かを判定し、外部シリアル信号の入力があれば、ステップ１２４にてその指示データをメモリーに記憶させ、ステップ１２５にて記憶させた指示データに従って制御を実行してステップ１２１の処理に戻る。一方、ステップ１２３で、外部シリアル信号入力でないと判定した場合にはステップ１２６でＨＡ信号であるか否かを判定し、ＨＡ信号であると判定すればステップ１２７にてこれ以降はＨＡ信号に基づく処理を実行し、ステップ１２１の処理に戻る。

なお、電源投入後に、メモリーに記憶させた外部シリアル信号の制御データリセットをする必要があれば、ステップ１２８にてその指令を与え、ステップ１２９でメモリーに記憶されたデータのリセット処理を実行する。

かくして、図６に処理手順を記した第３の実施形態によれば、外部信号インターフェース２２が接続され、この外部信号インターフェース２２を介して、シリアル通信による指示データを不揮発性のメモリーに記憶させるため、電源のオン、オフや外部信号インターフェース２２に対する動作電力の遮断があった場合でも、誤動作を防ぐことができる。

図７は本発明に係る空気調和機の第４の実施形態の部分構成図であり、ＵＡＲＴコントローラ１１にＨＡ信号で動作させるかシリアル信号で動作させるかを、制御基板に実装したスイッチＳＷで切り替えるようにしたもので、これによってＨＡ機器インターフェース２１又は外部信号インターフェース２２の接続時にどちらの信号で動作させるかを機械的に選択させることができる。

図８（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る空気調和機の第５の実施形態の概略構成図であり、図中、第１の実施形態を示す図２と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。ここに示した実施形態は、ＨＡ端子１２の１番ピンをＵＡＲＴコントローラ１１の信号入出力端子に接続すると共に、プルアップ抵抗を介して、＋５Ｖの制御電源に接続し、２番ピンを接地してシリアル信号の入出力を行う。ＵＡＲＴコントローラ１１の＋５Ｖ電源端子をＨＡ端子１２の３番ピンに接続する。これによって、ＨＡ端子１２にＨＡ機器インターフェース２１を接続しても何等の不都合はなく、ＨＡ端子１２に外部信号インターフェース２２を接続したとき、ＨＡ端子１２の２番ピンと３番ピンの間の電圧をそのまま外部信号インターフェース２２へ供給することができる。この結果、ＨＡ端子１２の２，３番ピンを外部信号インターフェース２２に対する電源供給端子として使用することが可能となる。

図９は本発明に係る空気調和機の第６の実施形態の概略構成図であり、前述したＨＡ端子１２に外部操作を可能にする外部信号インターフェース２２を制御する際、インターフェースと外部接続機器との間をBluetooth（登録商標）で接続するものである。この場合、空気調和機室内機１のＨＡ端子１２には、Bluetooth（登録商標）通信を行うBluetooth（登録商標）端子１３が接続され、無線にて送受信するようになっている。この空気調和機室内機１を含む複数の端末機器２の制御及びモニタするためにコントローラとしてのホーム端末制御部５を備え、このホーム端末制御部５が外部のインターネット３０に接続されている。Bluetooth（登録商標）は外部インターフェースとその制御機器間を２．４ＧＨｚ帯域を用いる無線伝送方式である。これによって、家庭内に設置される空気調和機と外部操作する制御装置との間を無線で送受信することとなり、家庭内の端末機器２に対する配線工事が不要化され、設置工事の簡素化が図られる。

図１０は上述したBluetooth（登録商標）による制御システムの概略を示す説明図であり、ＡＳＰ（Ａｐｐｌｅ Ｔａｌｋ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サービス機構４０が、ＩＳＰ（国際標準化プロファイル）と呼ばれる仕様のインターネット３０に接続され、このインターネット３０に前述したホーム端末制御部５が接続されている。このホーム端末制御部５と、空気調和機室内機１を含む多数の端末機器とがBluetooth（登録商標）端子１３により無線にて送受信するように構成されている。

図１１はシリアル通信でやりとりされる制御コマンドをエコーネット（登録商標）ブジェクトに設定した場合の基本電文形式を示し、図１２はオブジェクト（ＳＥＯＪ，ＤＥＯＪ）が家庭用エアコンに規定されているときのプロパティの一部を示している。すなわち、エコーネット（登録商標）の電文形式にのっとり、家庭用エアコンクラスのプロパティとデータをシリアル通信でやりとりするようになっている。ここに示されているコマンドは一般に公開されているコマンド体系であるため、他製品との互換性が保たれるようになっている。

かくして、図９乃至図１２を用いて説明した第６の実施形態によれば、「ＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標）」や「ＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標） ｏｎ Bluetooth（登録商標）」等のプロトコルを用いて遠隔操作を行う場合の高価なマイクロコンピュータや制御回路がインターネット３０に含まれているため、空気調和機毎にこれら高価な要素を設ける必要がなく、従って、ＨＡ端子１２の共用化による制御基板のコンパクト化、及び制御基板の共用化が可能となる。

一般的なＨＡシステムの概略構成を示す系統図。 図２は本発明に係る空気調和機の第１の実施形態の概略構成図。 第１の実施形態の動作を説明するためのタイムチャート。 第１の実施形態を構成するＵＡＲＴコントローラの具体的処理手順を示すフローチャート。 本発明に係る空気調和機の第２の実施形態として、ＵＡＲＴコントローラにその機能を持たせた具体的処理手順を示すフローチャート。 本発明に係る空気調和機の第３の実施形態として、ＵＡＲＴコントローラにその機能を持たせた具体的処理手順を示すフローチャート。 図７は本発明に係る空気調和機の第４の実施形態の部分構成図。 本発明に係る空気調和機の第５の実施形態の概略構成図。 本発明に係る空気調和機の第６の実施形態の概略構成図。 第６の実施形態に関連する制御システムの概略を示す説明図。 第６の実施形態に関連してシリアル通信でやりとりされる制御コマンドをエコーネット（登録商標）ブジェクトに設定した場合の基本電文形式。 第６の実施形態に関連してオブジェクトが家庭用エアコンに規定されているときのプロパティを示した図。

１ 空気調和機室内機
２ 他の端末機器
３ ホームバス
４ コントローラ
５ ホーム端末制御部
１１ ＵＡＲＴコントローラ
１２ ＨＡ端子
１３ Bluetooth（登録商標）端子
２１ ＨＡ機器インターフェース
２２ 外部信号インターフェース
３０ インターネット
ＳＷ スイッチ

Claims (1)

1. 制御信号及びモニタ信号を伝送するＨＡ端子を備えた空気調和機において、
   前記ＨＡ端子の制御信号端子を介して、外部との相互通信を可能にする信号処理手段を備え、ＨＡシステムで用いる以外の信号により外部操作を可能にし、
   前記ＨＡ端子に、ＨＡシステムで用いる以外の信号により外部操作を可能にするインターフェースを接続可能にするとともにこのインターフェースの駆動電力を前記ＨＡ端子から供給し、
   前記インターフェースと外部接続機器との間を無線通信で接続したことを特徴とする、
   空気調和機。

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