JP4536691B2

JP4536691B2 - 空気調和機の信号劣化改善方法

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Publication number: JP4536691B2
Application number: JP2006235621A
Authority: JP
Inventors: 功二鎌房
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: JP2008057869A; WO2008026515A1

Description

本発明は、空気調和機の配線処理方法及び空気調和機に関する。

複数の室外機及び室内機からなる空気調和機では、各室外機及び各室内機を接続する配線の長さや配線の分岐状況が問題となる。具体的には、配線の長さや分岐による信号劣化が許容範囲を超えると通信不具合を引き起こす。

上記問題を解決するために、通常、空気調和機の据え付け時に試運転を実行する。試運転時に上記の問題が生じると、作業員は空気調和機の配線図を見て、適切な場所に拡張アダプタを設置する。なお、拡張アダプタとは配線をハード的に分離して、信号データのみを伝達する中継機である。

なお、本発明と関連する技術として、特許文献１が開示されている。特許文献１に記載の技術では、短絡などの通信異常が生じた場合に、当該通信異常が発生している系統をシステムから分離している。

特開２０００−１８６８４号公報

しかしながら、据え付け時の試運転により通信不具合が生じた場合、空気調和機に対する深い専門知識を有した作業員が必要となる。また配線図を見て拡張アダプタの設置場所を決定しなければならず、作業員の負担も大きいうえ間違いが生じる可能性がある。

また、特許文献１記載の技術においては、アドレス設定の終了前の通信異常は発生場所を特定することができないため、通信異常が発生している系統をシステムから分離することができない。

そこで、本発明は、配線の長さや分岐による信号劣化を改善できる空気調和機の配線処理方法及び空気調和機を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和機の信号劣化改善方法の第１の態様は、信号線（４）と、スイッチ素子（２２ａ〜２２ｅ）と、前記スイッチ素子を介して前記信号線と接続された通信部（２１５ａ）とを有する室外機（２ａ〜２ｅ）の複数と、前記室外機の各々とそれぞれ１系統を形成し、対応する前記室外機の前記通信部と接続される通信部（３０５ａ〜３０５ｅ，３１５ａ〜３１５ｅ）を有する複数の室内機（３０ａ〜３０ｅ，３１ａ〜３１ｅ）とを備え、前記複数の室外機及び前記複数の室内機にそれぞれ固有のシリアル番号が割り当てられた空気調和機における、空気調和機の信号劣化改善方法であって、（ａ）一の前記室外機が少なくとも他の前記室外機及び前記室内機のいずれかに対して前記シリアル番号の送信を要求するステップ（Ｓ３）と、（ｂ）前記ステップ（ａ）を実行した後、前記一の前記室外機は、ある期間内に前記シリアル番号を正常に受信したかどうかを判別するステップ（Ｓ４）と、（ｃ）前記ステップ（ｂ）にて、前記期間内に前記シリアル番号を正常に受信しないと判別したときに、前記複数の室外機のいずれか一つが前記スイッチ素子を遮断するステップ（Ｓ６）と、（ｄ）遮断されていない前記スイッチ素子を有する全ての前記室外機と、これらの前記室外機に接続されている全ての前記室内機とからの前記シリアル番号が正常に受信されるまで、前記ステップ（ａ）〜（ｃ）の一組を繰り返し実行するステップと、（ｅ）前記ステップ（ｄ）の実行後、遮断された前記スイッチ素子と同じ前記室外機に属する前記通信部と、前記信号線とをハード的に切り離して信号データのみを伝達する中継機を、遮断された前記スイッチ素子に対して直列又は並列に接続するステップ（Ｓ５）とを実行する。

本発明に係る空気調和機の信号劣化改善方法の第２の態様は、第１の態様に係る空気調和機の信号劣化改善方法であって、前記ステップ（ｃ）は、前記一の前記室外機が自己の前記スイッチ素子を遮断する。

本発明に係る空気調和機の配線処理方法の第１の態様によれば、中継機を介して通信するので、配線長や配線分岐等に起因する信号劣化を改善することができる。

本発明に係る空気調和機の配線処理方法の第２の態様によれば、応答の正常終了を判断する室外機は他の室外機へスイッチ素子を遮断するように通知する必要がない。即ち、他の室外機がスイッチ素子を遮断する場合と比べて、無駄な通信を省いて信号線から１系統を分離できる。

本発明に係る実施の形態の空気調和機の配線処理方法について説明する。図１は、空気調和機の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、空気調和機は複数の室外機２ａ〜２ｅ（纏めて室外機２とも呼ぶ）と、複数の室内機３０ａ〜３０ｅ，３１ａ〜３１ｅ（纏めて室内機３０，３１とも呼ぶ）と、内外ライン５ａ〜５ｅ（纏めて内外ライン５とも呼ぶ）と、集中ライン４と、集中コントローラ１とを備えている。

例えば室外機２ａは、制御部２１ａとスイッチ素子２２ａとを備えている。スイッチ素子２２ａは、例えばリレースイッチであり、一端が集中ライン４と接続され、他端が制御部２１ａと接続されている。

制御部２１ａは、スイッチ素子２２ａを介して集中ライン４と接続されており、また内外ライン５ａとも接続されている。なお、内外ライン５ａは、スイッチ素子２２ａを介して集中ライン４と接続されている。

室内機３０ａ，３１ａは通信部３０５ａ，３１５ａを備えている。通信部３０５ａ，３１５ａは、それぞれ内外ライン５ａと接続されている。ここで、室内機３０ａ，３１ａは室外機２ａと内外ライン５ａによって接続される１系統を形成しており、室外機２ａによって制御される。ここでいう系統とは、それぞれ室外機２が内外ライン５を介して接続された室内機３０，３１を制御することをいう。

スイッチ素子２２ａが導通状態であれば、集中ライン４と内外ライン５ａとが接続されているので、室外機２ａ、室内機３０ａ，３１ａは当該ライン上の信号をモニタすることができる。またスイッチ素子２２ａが非導通（遮断）状態であれば、室外機２ａ、室内機３０ａ，３１ａから成る１系統が集中ライン４から分離される。なお、室外機２ｂ〜２ｅ、室内機３０ｂ〜３０ｅ，３１ｂ〜３１ｅ、内外ライン５ｂ〜５ｅも室外機２ａ、室内機３０ａ，３１ａと同様に構成されている。

また、各室内機３０ａ〜３０ｅ，３１ａ〜３１ｅは、それぞれ図示せぬリモコンが接続されている。ユーザはリモコンを介して室外機や室内機を制御することができる。さらに、これらのリモコンは表示部を備えており、室内機又は室外機の異常を表示することができる。

集中コントローラ１は集中ライン４、各スイッチ素子２２ａ〜２２ｅを介して室外機２ａ〜２ｅと接続され、集中ライン４，各スイッチ素子２２ａ〜２２ｅ、各内外ライン５ａ〜５ｅを介して室内機３０ａ〜３０ｅ，３１ａ〜３１ｅと接続されている。そして、集中コントローラ１は各室外機２と各室内機３０，３１とを統括的に制御する。

図２は、室外機２ａと室内機３０ａの内部構成を示す概略構成図である。図２に示すように、制御部２１ａは、ＣＰＵ２１１ａとＥＥＰＲＯＭ２１２ａと、通信部２１５ａとを備えている。

通信部２１５ａは送信部２１３ａと受信部２１４ａとを備えている。送信部２１３ａは、ＣＰＵ２１１ａからのデータを集中ライン４及び内外ライン５ａに対して送出するものであり、受信部２１４ａは集中ライン４及び内外ライン５ａからのデータをＣＰＵ２１１ａに送出するものである。そして、通信部２１５ａはスイッチ素子２２ａを介して集中ライン４と接続されている。

ＥＥＰＲＯＭ２１２ａには、室外機２ａに固有のシリアル番号、通信のための自己アドレスなどが格納される。

ＣＰＵ２１１ａは、ＥＥＰＲＯＭ２１２ａにアクセス（書き込み／読み出し）したり、集中ライン４及び内外ライン５ａ上のデータを解析できる。また、ＣＰＵ２１１ａは、スイッチ素子２２ａのＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。

室内機３０ａは、ＣＰＵ３０１ａと、ＥＥＰＲＯＭ３０２ａと、通信部３０５ａとを備えている。通信部３０５ａは送信部３０３ａと受信部３０４ａとを備えている。送信部３０３ａは、ＣＰＵ３０１ａからのデータを集中ライン４及び内外ライン５ａに対して送出するものであり、受信部２０３ａは集中ライン４及び内外ライン５ａからのデータをＣＰＵ３０１ａに出力するものである。そして、通信部３０５ａは内外ライン５ａを介して通信部２１５ａと接続されている。

ＥＥＰＲＯＭ３０２ａには、室内機３０ａに固有のシリアル番号、通信のための自己アドレスなどが格納される。そして、ＣＰＵ３０１ａはＥＥＰＲＯＭ３０２ａにアクセス（書き込み／読み出し）したり、集中ライン４及び内外ライン５ａ上のデータを解析することができる。

なお、室内機３１ａの内部構成は室内機３０ａと同一であるので説明を省略する。また、室外機２ｂ〜２ｅ、室内機３０ｂ〜３０ｅ，３１ｂ〜３１ｅの内部構成や集中ライン４、内外ライン５ｂ〜５ｅとの接続関係もそれぞれ室外機２ａ、室内機３０ａ，３１ａと同様である。

次に、本空気調和機の動作について説明する。図３は、本空気調和機における配線処理動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１にて、空気調和機を構成する全ての機器（集中コントローラ１、室外機２、室内機３０，３１）に電源を投入する。そして、室外機２ａ〜２ｅはそれぞれ自己のスイッチ素子２２ａ〜２２ｅをＯＮして、集中ライン４を介した集中コントローラ１及び各室外機２ａ〜２ｅ間の信号送受信を可能とする。なお、実際は各室外機が備えるＣＰＵが動作するが、以下の説明では室外機が動作を代表する。

次に、ステップＳ２にて、集中コントローラ１は各室外機２ａ〜２ｅのうちから、アドレス設定を行う親機を決定する。例えば、集中コントローラ１はシリアル番号の最も小さい室外機２を親機として決定する。具体的には、集中コントローラ１は各室外機２に対してシリアル番号の送信を要求する。各室外機２は自己のＥＥＰＲＯＭに格納されたシリアル番号を例えば１桁ずつ集中ライン４に送信する。

各室外機２は集中ライン４をモニタしており、自己のシリアル番号の桁数値よりも小さいシリアル番号の桁数値を受信すると、受信した室外機２はそれ以降のシリアル番号の送信を停止する。順次１桁ずつ上記のような送信（競合送信）を実行して、最終的にシリアル番号の全ての桁を送信した室外機２を親機として決定する。

次に、ステップＳ３にて、親機として決定された室外機２（例えば室外機２ａ）は、競合送信に基づいて、他の各室外機２ｂ〜２ｅ、各室内機３０，３１に対するアドレス設定を開始する。例えば室外機２ａはシリアル番号の小さい機器（室外機及び室内機）から順にアドレスを設定する。なお、全てのスイッチ素子２２は導通状態であるので、各室外機２、各室内機３０，３１は集中ライン４、内外ライン５を介して相互に通信可能である。

具体的に、室外機２ａは、他の各室外機２ｂ〜２ｅ、各室内機３０，３１に対してシリアル番号の送信（応答）を要求する。各室外機２ｂ〜２ｅ、各室内機３０，３１は自己のＥＥＰＲＯＭに格納されたシリアル番号を例えば１桁ずつ集中ライン４及び内外ライン５に送信する。

各室外機２ｂ〜２ｅ、各室内機３０，３１は集中ライン４及び内外ライン５をモニタしており、自己のシリアル番号の桁数値よりも小さいシリアル番号の桁数値を受信すると、受信した機器（室外機、室内機）はそれ以降のシリアル番号の送信を停止する。親機である室外機２ａは、最終的にシリアル番号の全ての桁を送信した機器（室外機、室内機）に通信用のアドレスを設定する。上記動作を繰り返し実行することで、全ての室外機２ｂ〜２ｅ、室内機３０，３１に対して通信用のアドレスを設定する。

ここで、図１を参照して、例えば室内機３１ｅは室内機３１ａが送信したシリアル番号を受信して、そのシリアル番号を正確に認識する必要がある。室内機３１ｅと室内機３１ａ間の配線長は他の機器間の配線長に比べて最も長い。通常、配線を流れる信号はその配線長に依存して徐々に劣化していくので、室内機３１ａが送信した信号は室内機３１ｅの地点で認識不可能なほど劣化する可能性がある。なお、他の機器間においても、配線長によっては信号が認識不可能なほど劣化する可能性がある。

また、信号劣化は分岐に起因しても生じうる。図４を参照して説明すると、集中ライン４と、内外ライン５ａとからなるラインを主配線とする（太線で示す）。この主配線から分岐する分岐線（実線で示す）と把握できる内外ライン５ｂ，５ｃ上に接続された室内機３０ｂ，３０ｃ，３１ｂ，３１ｃと、主配線上に接続された室外機２ａ〜２ｃ、室内機３０ａ，３１ａ同士の通信では信号劣化は問題とならないかも知れない。

しかし、分岐線から更に分岐する孫分岐線（破線で示す）上に室内機３２ｂ，３３ｂが新たに接続されると、当該孫分岐の存在に起因して、当該孫分岐線状の室内機３２ｂ，３３ｂと他者との通信に限らず、主配線上に接続された室外機２や室内機３０，３１においても通信に不具合が生じる可能性が増す。即ち、孫分岐線は信号劣化を発生させる１因になりうる。

上述したように、配線の長さや分岐によって信号劣化が生じて、例えば室内機３１ｅが室内機３１ａのシリアル番号を正常に認識できないときは、アドレス設定が正常に終了しない。

そこで、ステップＳ４にて、親機である室外機２ａは、アドレス設定が例えば２分以内に正常終了するかどうかを判断する。言い換えると、親機である室外機２は、シリアル番号の応答が正常に完了するかどうかを判断する。

なお、室外機２ａは少なくとも他の各室外機２ｂ〜２ｅ、各室内機３０，３１のいずれかに対してシリアル番号の送信を要求すればよく、必ずしも全ての室外機、室内機へと一斉に要求できなくてもよい。例えば、室外機２ｂ、室内機３０ｂ，３１ｂが室外機２ａからのシリアル番号の送信の要求を受信できない状況にあっても、室外機２ａ，２ｂを除く室外機２、及び室内機３０ｂ，３１ｂを除く他の室内機３０，３１にシリアル番号の送信を要求できればよい。但し、スイッチ素子が遮断されていない室外機の全てと、これに接続された室内機の全ての応答が正常に完了するまで、シリアル番号の送信要求及びスイッチ素子の遮断が繰り返される。

２分を超えてアドレス設定を実行している場合は、親機である室外機２ａはアドレス設定が正常に終了していないと判断して、自己のスイッチ素子２２ａを遮断する。即ち、室外機２ａ、室内機３０ａ，３１ａから成る１系統を集中ライン４から分離する。従って、集中ライン４に接続された空気調和機は、１系統削減されて全体の配線長が短くできると共に、配線の構成（分岐状況）を変更することができる。

次に、ステップＳ７にて、室外機２ａは、スイッチ素子２２ａを遮断して集中ライン４から分離したこと（以下、分離情報と呼ぶ）を内外ライン５ａを介して室内機３０ａ，３１ａに通知する。通知を受けた室内機３０ａ，３１ａは自己に接続されたリモコン（不図示）に、分離情報を表示して、外部の作業者に通知する。

そして、再びステップＳ２〜Ｓ４を実行する。再度のステップＳ２においては、室外機２ａが集中ライン４から分離されているので、集中コントローラ１は室外機２ｂ〜２ｅのうちから親機を決定する。同様に、再度のステップＳ３においては、室外機２ａ、室内機３０ａ，３１ａを除く室外機２、室内機３０，３１に対するアドレス設定を開始する。このとき、全体の配線長は１系統削減前に比べて短くなり、配線の構成（分岐状況）が変更されているので、アドレス設定が２分以内に正常に終了しうる。

なお、再度のステップＳ４においても、アドレス設定が２分以内に正常に終了しない場合は、再度のステップＳ６にて、その時点での親機である室外機２が自己のスイッチ素子２２を遮断して、自己の属する１系統を集中ライン４から分離する。そして再びステップＳ７を経て、ステップＳ１〜Ｓ４を実行する。

このように、アドレス設定が２分以内に正常に終了するまで、１系統ずつ室外機２を集中ライン４から分離していく。なお、２分以内にアドレス設定が終了するということは、遮断されていないスイッチ素子を有する全ての室外機と、これに接続された全ての室内機に対するアドレス設定が終了することを意味する。言い換えると、遮断されていないスイッチ素子を有する全ての室外機と、これに接続された全ての室内機からの応答が正常に完了したと見なすことができる。

そして、アドレス設定が２分以内に正常に終了すると、ステップＳ５にて、作業員はリモコンに表示された分離情報を確認する。作業員は当該分離情報から何れの系統が分離されているのかを確認して、分離された系統の全てに拡張アダプタを設置する。具体的には、作業員は遮断されたスイッチ素子に例えば直列に拡張アダプタを設置する。そして、例えばリモコン入力により、分離した系統に属する室外機２のスイッチ素子２２を導通させる。

拡張アダプタを設置することで、ハード的には配線を分離して信号データのみを送信することができるので、配線の長さや分岐による信号劣化を改善することができる。従って、図１に示す空気調和機のシステム全体が正常に運転動作を開始できる。なお、拡張アダプタはスイッチ素子に対して並列に接続しても良い。この場合、信号が拡張アダプタを介すように、スイッチ素子は遮断したままの状態で運転させる。

また、空気調和機の据え付け時に、作業員は配線図から拡張アダプタの設置場所を判断する必要がないので、作業員の負担を軽減できると共に作業員による間違いを回避することができる。

また、空気調和機の据え付け時には正常にアドレス設定が終了していても、配線の経年劣化等により、アドレス設定が正常に終了しなくなる場合もある。このような場合であっても、１系統を分離してアドレス設定動作を実行するので、全てのシステムが運転できない状態になることを抑制することができる。

なお、本実施の形態においては、分離した系統に拡張アダプタを設置しているが、これに限らず、分離した系統は集中ラインから独立して運転させても構わない。この場合、空気調和機を構成する全ての機器（室外機、室内機）にアドレスが設定される前の段階で、配線長や分岐による信号劣化に起因した通信不良が生じた場合であっても、システム全体を動作させることができる。

なお、本実施の形態においては、ステップＳ６にて、親機である室外機２が自己のスイッチ素子２２を遮断して集中ライン４から分離しているが、これに限らない。親機以外の室外機２が自身のスイッチ素子２２を遮断しても良い。この場合、１系統を分離後、改めて親機を決定する必要がない。即ち、図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ７の実行後にステップＳ２を省略してステップＳ３を実行できるので、処理時間を低減することができる。

但し、親機である室外機２がアドレス設定を判断しているので、ステップＳ６にて、親機である室外機２が、分離する対象となる室外機２に対して、スイッチ素子２２を遮断するよう通知しなければならない。これは例えば親機である室外機２中のＣＰＵ２１１ａが分離する対象となる室外機２に対してスイッチ素子２２の遮断を命令する。この意味においてＣＰＵ２１１ａは他の室外機に対する制御回路として機能すると把握できる。

一方、親機である室外機２が自己のスイッチ素子を遮断する態様であればこのような通信は必要でないため、無駄な通信を省くことができる。

なお、ステップＳ２における親機の決定動作の段階でも、配線長による信号劣化に起因した通信不具合が生じる可能性がある。そこで、ステップＳ２にて、親機の決定動作が例えば２分を超えて動作しているときに、いずれかの室外機２のスイッチ素子２２を遮断して、集中ライン４から１系統を分離してもよい。そして、親機の決定動作が２分以内に終了するまで繰り返し１系統を分離して、分離した全ての系統に拡張アダプタを設置すればよい。

空気調和機の一例を示す概略構成図である。室外機と室内機の内部構成を示す概略構成図である。本空気調和機の動作を示すフローチャートである。分岐による信号劣化を説明するための模式図である。

符号の説明

２，２ａ〜２ｅ室外機
４集中ライン
２２，２２ａ〜２２ｅスイッチ素子
３０，３０ａ〜３０ｅ，３１，３１ａ〜３１ｅ室内機

Claims

信号線（４）と、
スイッチ素子（２２ａ〜２２ｅ）と、前記スイッチ素子を介して前記信号線と接続された通信部（２１５ａ）とを有する室外機（２ａ〜２ｅ）の複数と、
前記室外機の各々とそれぞれ１系統を形成し、対応する前記室外機の前記通信部と接続される通信部（３０５ａ〜３０５ｅ，３１５ａ〜３１５ｅ）を有する複数の室内機（３０ａ〜３０ｅ，３１ａ〜３１ｅ）と
を備え、前記複数の室外機及び前記複数の室内機にそれぞれ固有のシリアル番号が割り当てられた空気調和機における、空気調和機の信号劣化改善方法であって、
（ａ）一の前記室外機が少なくとも他の前記室外機及び前記室内機のいずれかに対して前記シリアル番号の送信を要求するステップ（Ｓ３）と、
（ｂ）前記ステップ（ａ）を実行した後、前記一の前記室外機は、ある期間内に前記シリアル番号を正常に受信したかどうかを判別するステップ（Ｓ４）と、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）にて、前記期間内に前記シリアル番号を正常に受信しないと判別したときに、前記複数の室外機のいずれか一つが前記スイッチ素子を遮断するステップ（Ｓ６）と、
（ｄ）遮断されていない前記スイッチ素子を有する全ての前記室外機と、これらの前記室外機に接続されている全ての前記室内機とからの前記シリアル番号が正常に受信されるまで、前記ステップ（ａ）〜（ｃ）の一組を繰り返し実行するステップと、
（ｅ）前記ステップ（ｄ）の実行後、遮断された前記スイッチ素子と同じ前記室外機に属する前記通信部と、前記信号線とをハード的に切り離して信号データのみを伝達する中継機を、遮断された前記スイッチ素子に対して直列又は並列に接続するステップ（Ｓ５）と
を実行する、空気調和機の信号劣化改善方法。
前記ステップ（ｃ）は、前記一の前記室外機が自己の前記スイッチ素子を遮断する、請求項１に記載の空気調和機の信号劣化改善方法。