JP4874201B2 - 空気調和システムの通信制御方法、空気調和システム、および、室外機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和システムの通信制御方法、空気調和システム、および、室外機に関する。

特許文献１には、室内機と室外機がシリアル通信によって情報を交換する空気調和システムが開示されている。
特開平０８−３０３８４２号公報

ところで、特許文献１に開示される技術のように、室内機と室外機の間で通信を行う場合、専用の通信線を用いて通信を行うものと、電源線を通信線として用いて通信を行うものの２種類がある。

したがって、既存の設備が前者である場合には、前者に対応する室内機または室外機しか増設できない。同様に、既存の設備が後者である場合には、後者に対応する室内機または室外機しか増設できない。このため、既存の設備を有効に利用できなかったり、増設しようとする室内機または室外機の選択肢が狭くなったりするという問題点がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、設備を増設したり、置換したりすることが容易な空気調和システムおよび室外機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、室内機と室外機とが共通の電源線によって接続される空気調和システムの通信制御方法において、前記室内機は、前記電源線とは独立した２本の通信線によって通信を行う第１の通信回路、または、前記電源線の中の１本と、前記電源線とは独立した１本の通信線とによって通信を行う第２の通信回路のいずれかを有し、前記室外機は、前記第１の通信回路、または、前記第２の通信回路のいずれかを有する前記室内機と接続され、前記第１または第２の通信回路の一方と通信を行う第３の通信回路と、前記第３の通信回路の通信端子の一方と前記電源線の中の１本とを接続または非接続の状態とするスイッチと、を有し、前記スイッチを接続または非接続の状態とするステップと、前記スイッチのそれぞれの状態において信号を前記室内機に対して送信するステップと、前記室内機からの応答の有無により前記第１または第２の通信回路のいずれが接続されているかを判定するステップと、を有することを特徴とする空気調和システムの通信制御方法。
この構成によれば、スイッチを接続または非接続の状態とし、それぞれの状態において信号を室内機に送信して応答の有無を判定し、応答の有無によって第１または第２の通信回路のいずれが接続されているかを判定する。この結果、設備を増設したり、置換したりすることが容易な空気調和システムの通信制御方法を提供できる。

また、本発明は、室内機と室外機とが共通の電源線によって接続される空気調和システムにおいて、前記室内機は、前記電源線とは独立した２本の通信線によって通信を行う第１の通信回路、または、前記電源線の中の１本と、前記電源線とは独立した１本の通信線とによって通信を行う第２の通信回路のいずれかを有し、前記室外機は、前記第１の通信回路、または、前記第２の通信回路のいずれかを有する前記室内機と接続され、前記第１または第２の通信回路の一方と通信を行う第３の通信回路と、前記第３の通信回路の通信端子の一方と前記電源線の中の１本とを接続または非接続の状態とするスイッチと、前記スイッチを接続または非接続の状態とするとともに、それぞれの状態において信号を前記室内機に対して送信し、応答の有無により前記第１または第２の通信回路のいずれが接続されているかを判定する判定回路と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、スイッチを接続または非接続の状態とし、それぞれの状態において信号を室内機に送信して応答の有無を判定し、応答の有無によって第１または第２の通信回路のいずれが接続されているかを判定する。この結果、設備を増設したり、置換したりすることが容易な空気調和システムを提供できる。

また、本発明は、上記発明において、前記判定回路は、前記スイッチを最初に非接続の状態として判定を行うことを特徴とする。
この構成によれば、最初にスイッチを非接続の状態として信号を室内機に送信し、応答の有無を判断する。この結果、第１および第２の通信回路の双方によって応答が可能な接続状態による検出を後から実行することにより、誤検出を防止することができる。

また、本発明は、上記発明において、前記室内機は、電源線とは独立した２本の通信線によって通信を行う第１の通信回路、および、前記電源線の中の１本と、前記電源線とは独立した１本の通信線とによって通信を行う第２の通信回路の双方を有し、前記室外機の判定回路は、前記第１または第２の通信回路のいずれと接続されたかを判定する、ことを特徴とする。
この構成によれば、室内機に設けられた第１および第２の通信回路のいずれかを選択して接続することができる。このため、既存の設備がどのような通信方式を採用しているかに拘わらず、室内機を増設または置換することができる。

また、本発明は、上記発明において、前記第３の通信回路の前記通信端子の一方は、前記第３の通信回路のグランドと接続された端子であり、前記スイッチは、前記第３の通信回路のグランドと接続された端子と、前記電源線の中の１本とを接続することを特徴とする。
この構成によれば、スイッチが接続の状態にされると、第３の通信回路のグランドと、電源線の中の１本とが接続される。これにより、電源線を用いて通信を行う方式の室内機が接続された場合に、安定的に通信を行うことができる。

また、本発明は、室内機と電源線によって接続される室外機において、前記電源線とは独立した２本の通信線によって通信を行う第１の通信回路、および、前記電源線の中の１本と、前記電源線とは独立した１本の通信線とによって通信を行う第２の通信回路のいずれかまたは双方を有する室内機と接続された場合に、前記第１または第２の通信回路の一方と通信を行う第３の通信回路と、前記第３の通信回路の通信端子の一方と前記電源線の中の１本とを接続または非接続の状態とするスイッチと、前記スイッチを接続または非接続の状態とするとともに、それぞれの状態において信号を前記室内機に対して送信し、応答の有無により前記第１または第２の通信回路のいずれが接続されているかを判定する判定回路と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、スイッチを接続または非接続の状態とし、それぞれの状態において信号を室内機に送信して応答の有無を判定し、応答の有無によって第１または第２の通信回路のいずれが接続されているかを判定する。この結果、設備を増設したり、置換したりすることが容易な室外機を提供できる。

本発明によれば、設備を増設したり、置換したりすることが容易な空気調和システムの通信制御方法、空気調和システム、および、室外機を提供することができる。

（Ａ）第１の実施の形態の構成の説明
図１は、本発明の実施の形態の概略構成を示す図である。図１（Ａ）は電源線から独立した２本の通信線（ＳＧ１，ＳＧ２）によって通信を行う室内機２０−１〜２０−ｎが接続された場合の構成例であり、図１（Ｂ）は電源線の中の１本（Ｓ１）と、電源線とは独立した１本の通信線（ＳＧ）によって通信を行う室内機２１−１〜２１−ｎが接続された場合の構成例である。なお、以下では、前者については合計４本の接続線によって室外機１０と室内機２０−１〜２０−ｎが接続されるので４線式と称し、後者については合計３本の接続線によって室外機１０と室内機２１−１〜２１−ｎが接続されるので３線式と称する。なお、以下では、本発明の空気調和システムの通信制御方法については、空気調和システムの動作として説明する。

より詳細には、図１（Ａ）では、室外機１０と室内機２０−１〜２０−ｎは、２本の通信線ＳＧ１，ＳＧ２と、２本の電源線Ｓ１，Ｒ１によって相互に接続される。通信線ＳＧ１，ＳＧ２には室外機１０と室内機２０−１〜２０−ｎがバス型に接続され、シリアル通信によって通信を行う。また、電源線Ｓ１，Ｒ１は、室外機１０に供給されるＲ相、Ｓ相、Ｔ相の３相交流のうちのＳ相とＲ相を室内機２０−１〜２０−ｎにそれぞれ供給する。

図１（Ｂ）では、室外機１０と室内機２１−１〜２１−ｎは、１本の通信線ＳＧと、２本の電源線Ｓ１，Ｒ１によって相互に接続されている。通信線ＳＧと電源線Ｓ１にはシリアル信号が伝送される。また、通信線ＳＧと電源線Ｓ１には室外機１０と室内機２１−１〜２１−ｎがバス型に接続されている。さらに、電源線Ｓ１，Ｒ１は、室外機１０に供給されるＲ相、Ｓ相、Ｔ相の３相交流のうちのＳ相とＲ相を室内機２１−１〜２１−ｎにそれぞれ供給する。

図２は、図１（Ａ）に示す室外機１０と室内機２０−１の電気的な構成例を示すブロック図である。なお、室内機２０−１〜２０−ｎは同様の構成とされているので、ここでは、室内機２０−１を例に挙げて説明を行う。
図２に示すように、室外機１０は、制御部１００（請求項中「判定回路」に対応）、送信回路１１０（請求項中「第３の通信回路」に対応）、受信回路１２０（請求項中「第３の通信回路」に対応）、抵抗１３０，１４０、端子台１５０、スイッチ１６０（請求項中「スイッチ」に対応）、ノイズフィルタ１７０、および、負荷１８０を主要な構成要素としている。

ここで、制御部１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、および、ＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成され、送信回路１１０および受信回路１２０を介して室内機２０−１〜２０−ｎと通信を行うとともに、通信の結果等に基づいて負荷１８０その他を制御する。送信回路１１０は、制御部１００から供給されたデータに基づいてシリアル信号を生成し、端子台１５０を介して室内機２０−１〜２０−ｎに送信する。受信回路１２０は、室内機２０−１〜２０−ｎから送信されたシリアル信号を受信し、元のデータに復元して制御部１００に供給する。抵抗１３０，１４０は送信回路１１０と受信回路１２０の入出力抵抗として機能する。端子台１５０は、通信線ＳＧ１，ＳＧ２、電源線Ｓ１，Ｒ１、および、三相交流電源線（図中Ｔ相、Ｓ相、Ｒ相に対応する線）が接続される。

スイッチ１６０は、例えば、電磁式のリレー等によって構成され、オンの状態にされた場合には送信回路１１０および受信回路１２０のグランドと、電源のＳ相とを相互に接続する。ノイズフィルタ１７０は、三相交流電源に重畳されているノイズを除去または減衰するためのフィルタであり、例えば、ローパスフィルタとして構成される。負荷１８０は、例えば、冷媒を圧縮するためのコンプレッサ、送風ファン、および、室外膨張弁を制御するためのステッピングモータ等によって構成される。

室内機２０−１は、端子台２００、整流回路２１０、抵抗２３０，２４０、送信回路２７０（請求項中「第１の通信回路」に対応）、受信回路２９０（請求項中「第１の通信回路」に対応）、制御部３１０、ノイズフィルタ３２０、および、負荷３３０を主要な構成要素としている。ここで、端子台２００には、通信線ＳＧ１，ＳＧ２、電源線Ｓ１，Ｒ１が接続される。整流回路２１０は、通信線ＳＧ１，ＳＧ２を介して伝送されるシリアル信号（ローまたはハイの状態を有する信号）を整流する。これにより、シリアル信号を無極性化し、通信線ＳＧ１，ＳＧ２が端子台２００のいずれの端子に接続されたかに拘わらず通信を可能とする。抵抗２３０，２４０は、送信回路２７０と受信回路２９０の入出力抵抗として機能する。

送信回路２７０は、制御部３１０から供給されるデータをシリアル信号に変換し、整流回路２１０および端子台２００を介して送信する。受信回路２９０は、室外機１０から送信されたシリアル信号を受信し、対応するデータに復元して制御部３１０に供給する。制御部３１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、および、ＲＡＭ等によって構成され、送信回路２７０および受信回路２９０を介して室外機１０と通信を行うとともに、通信の結果等に基づいて負荷３３０その他を制御する。

図３は、図２に示す室外機１０の詳細な構成例を示す回路図である。この図に示すように、室外機１０は、制御部１００、トランジスタ１１１，１１３，１１８，１２２、抵抗１１２，１１４，１１６，１１７，１２１，１２３，１２５，１３０，１４０、フォトカプラ１１５，１２４、ツェナーダイオード１２６、端子台１５０、スイッチ１６０、ノイズフィルタ１７０、および、負荷１８０を主要な構成要素としている。なお、トランジスタ１１８のエミッタには、トランス１９１、ブリッジダイオード１９２、コンデンサ１９３、および、抵抗１９４を有する電源回路によって生成された直流電力が供給される。

ここで、トランジスタ１１１，１１３，１１８、抵抗１１２，１１４，１１６，１１７、および、フォトカプラ１１５は、送信回路１１０を構成する。トランジスタ１２２、抵抗１２１，１２３，１２５、ツェナーダイオード１２６、および、フォトカプラ１２４は、受信回路１２０を構成する。

また、トランジスタ１１１，１１３、および、抵抗１１２は、非反転増幅回路を構成し、制御部１００から出力されるデータを増幅してフォトカプラ１１５に供給する。フォトカプラ１１５は、トランジスタ１１３のコレクタに流れる電流に応じて内蔵されているＬＥＤ（Light Emitting Diode）が光を発生し、内蔵されているフォトダイオードがこの光を受光して対応する電気信号に変換して出力する。トランジスタ１１８および抵抗１１６，１１７は、フォトカプラ１１５の出力に応じて抵抗１９４から供給される電源電圧（例えば、２４Ｖ）をスイッチングし、抵抗１３０，１４０の両端に対して出力する。

ツェナーダイオード１２６は、抵抗１４０の両端に印加される電圧を波形整形する機能を有する。抵抗１２５は、フォトカプラ１２４の入力側に流れる電流を制限する。フォトカプラ１２４は、抵抗１２５から出力される電圧に対応して内蔵されているＬＥＤが光を発生し、この光を内蔵されているフォトダイオードが電気信号に変換して出力する。抵抗１２３は、フォトカプラ１２４およびトランジスタ１２２に対して流れる電流を制限する。トランジスタ１２２および抵抗１２１は反転増幅回路を構成し、フォトカプラ１２４の出力電圧を反転増幅して制御部１００に供給する。

スイッチ１６０は、制御部１００の制御に応じてオンの状態になった場合には、送信回路１１０および受信回路１２０のグランド側（トランジスタ１１８のコレクタ側）と、三相交流のＳ相（ノイズフィルタ１７０の入力側）と接続をする。なお、端子台１５０に供給された三相交流電源のＴ相、Ｓ相、Ｒ相のそれぞれはノイズフィルタ１７０を介して負荷１８０に供給されるともに、Ｓ相およびＲ相については、端子台１５０を介して室内機２０−１〜２０−ｎに供給される。

図４は、図２に示す室内機２０−１の詳細な構成例を示す回路図である。この図に示すように、室内機２０−１は、端子台２００、ノイズフィルタ２１１，３２０，ブリッジダイオード２１２、抵抗２３０，２４０，２７２，２７３，２７５，２７７，２９２，２９４，２９６、トランジスタ２７１，２７６，２７８，２９５、フォトカプラ２７４，２９３、ツェナーダイオード２９１、制御部３１０、および、負荷３３０を主要な構成要素としている。ノイズフィルタ２１１およびブリッジダイオード２１２は整流回路２１０を構成する。トランジスタ２７１，２７６，２７８、抵抗２７２，２７３，２７５，２７７、および、フォトカプラ２７４は、送信回路２７０を構成する。トランジスタ２９５、抵抗２９２，２９４，２９６、ツェナーダイオード２９１、および、フォトカプラ２９３は、受信回路２９０を構成する。

ここで、トランジスタ２７８，２７６、および、抵抗２７７は、非反転増幅回路を構成し、制御部３１０から出力された信号を反転増幅してフォトカプラ２７４に供給する。フォトカプラ２７４は、トランジスタ２７６のコレクタに流れる電流に応じて内蔵されているＬＥＤが発光し、同じく内蔵されているフォトダイオードがＬＥＤによって発生された光を電気信号に変換して出力する。トランジスタ２７１は、フォトカプラ２７４の出力を増幅して抵抗２３０，２４０に出力する。

ツェナーダイオード２９１は、抵抗２４０に現れた電圧の波形を整形して出力する。抵抗２９２は、フォトカプラ２９３の入力端子に流入する電流を制限する。フォトカプラ２９３は、抵抗２９２を介して流入する電流に応じて内蔵されているＬＥＤが光を発生し、同じく内蔵されているフォトダイオードが光の強さに応じた電圧を出力する。トランジスタ２９５および抵抗２９６は反転増幅回路を構成し、フォトカプラ２９３の出力を反転して制御部３１０に出力する。

ノイズフィルタ３２０は、端子台２００と負荷３３０との間に挿入され、電源線を介して室外機１０から供給される電源に含まれる高周波成分を除去または減衰する。負荷３３０は、例えば、送風ファンおよび室内膨張弁を制御するステッピングモータ等によって構成される。

図５は、図１（Ｂ）に示す室外機１０と室内機２１−１の電気的な構成例を示すブロック図である。なお、室内機２１−１〜２１−ｎは同様の構成とされているので、ここでは、室内機２１−１を例に挙げて説明を行う。また、室外機１０は、図２の場合と同様の構成であるので、その説明は省略する。

図５に示すように、室内機２１−１は、端子台２０１、整流回路２２０、抵抗２５０，２６０、送信回路２８０（請求項中「第２の通信回路」に対応）、受信回路３００（請求項中「第２の通信回路」に対応）、制御部３１０、ノイズフィルタ３２０、および、負荷３３０を主要な構成要素としている。なお、図２と対応する部部には同一の符号を付してその説明を省略する。

ここで、端子台２０１には、通信線ＳＧ１および電源線Ｓ１，Ｒ１が接続される。整流回路２２０は、通信線ＳＧおよび電源線Ｓ１を介して伝送されるシリアル信号を整流する。これにより、シリアル信号を無極性化する。抵抗２５０，２６０は、送信回路２８０および受信回路３００の入出力抵抗として機能する。送信回路２８０は、制御部３１０から供給されたデータをシリアル信号に変換し、整流回路２２０および端子台２０１を介して送信する。受信回路３００は、室外機１０から送信されたシリアル信号を受信し、対応するデータに復元して制御部３１０に供給する。制御部３１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、および、ＲＡＭ等によって構成され、送信回路２８０および受信回路３００を介して室外機１０と通信を行うとともに、通信の結果等に基づいて負荷３３０その他を制御する。

図６は、図５に示す室内機２１−１の詳細な構成例を示す回路図である。この図に示すように、室内機２１−１は、端子台２０１、ダイオード２２１，２２２、抵抗２５０，２６０，２８２，２８３，２８５，２８７，３０２，３０４，３０６、トランジスタ２８１，２８６，２８８，３０５、フォトカプラ２８４，３０３、ツェナーダイオード３０１、制御部３１０、ノイズフィルタ３２０、および、負荷３３０を主要な構成要素としている。ダイオード２２１，２２２は整流回路２２０を構成する。トランジスタ２８１，２８６，２８８、抵抗２８２，２８３，２８５，２８７、および、フォトカプラ２８４は、送信回路２８０を構成する。トランジスタ３０５、抵抗３０２，３０４，３０６、ツェナーダイオード３０１、および、フォトカプラ３０３は、受信回路３００を構成する。

ここで、トランジスタ２８８，２８６、および、抵抗２８７は、非反転増幅回路を構成し、制御部３１０から出力された信号を反転増幅してフォトカプラ２８４に供給する。フォトカプラ２８４は、トランジスタ２８６のコレクタに流れる電流に応じて内蔵されているＬＥＤが発光し、同じく内蔵されているフォトダイオードがＬＥＤからの光を対応する電気信号に変換して出力する。トランジスタ２８１は、フォトカプラ２８４の出力を増幅して抵抗２５０，２６０に出力する。

ツェナーダイオード３０１は、抵抗２６０に現れた電圧の波形を整形して出力する。抵抗３０２は、フォトカプラ３０３の入力端子に流入する電流を制限する。フォトカプラ３０３は、抵抗３０２を介して流入する電流に応じて内蔵されているＬＥＤが光を発生し、同じく内蔵されているフォトダイオードが光の強さに応じた電圧を出力する。トランジスタ３０５および抵抗３０６は反転増幅回路を構成し、フォトカプラ３０３の出力を反転して制御部３１０に出力する。

ノイズフィルタ３２０は、端子台２０１と負荷３３０との間に挿入され、電源線を介して室外機１０から供給される電源に含まれる高周波成分を除去または減衰する。負荷３３０は、例えば、送風ファンおよび室内膨張弁を制御するステッピングモータ等によって構成される。

（Ｂ）第１の実施の形態の動作の説明
つぎに、第１の実施の形態の動作について図７を参照して説明する。なお、図７の動作が実行される場合としては、例えば、室外機１０とともに室内機２０−１〜２０−ｎもしくは室内機２１−１〜２１−ｎが新規に配設されるか、または、室内機２０−１〜２０−ｎもしくは室内機２１−１〜２１−ｎが既設の状態において室外機１０が新たに配設されるか、または、室外機１０が既設の状態において室内機２０−１〜２０−ｎもしくは室内機２１−１〜２１−ｎが新たに配設される場合がある。そして、配設作業が終了した後に、室外機１０に電源が投入されると、図７に示す処理が実行される。なお、図７に示す処理を実行するためのプログラムは、図２に示す室外機１０の制御部１００の図示せぬＲＯＭに格納されている。

図７に示す処理が開始されると、制御部１００は、スイッチ１６０をオフの状態にする（ステップＳ１０）。その結果、送信回路１１０および受信回路１２０のグランドと、電源のＳ相とが分離された状態となる。より詳細には、図８（Ａ）に示すように、送信回路１１０および受信回路１２０に電源を供給するトランス１９１は一次側と二次側が絶縁されており、スイッチ１６０によって一次側と二次側とが接続または切断される。スイッチ１６０がオフの状態になると、図８（Ｂ）に示すように、Ｓ相とグランド（ＧＮＤ）とが分離された状態になるので、交流電源とシリアル信号とは別々の信号として送信される。この結果、図９（Ａ）に示すように、通信線ＳＧ１，ＳＧ２を介して送信された信号がフォトカプラ２９３によって受信される。

ステップＳ１１では、制御部１００は、送信回路１１０に対して通信開始を指示する。その結果、送信回路１１０を構成するトランジスタ１１１，１１３によって制御部１００から供給されたデータが増幅され、フォトカプラ１１５に供給される。フォトカプラ１１５は、トランジスタ１１３のコレクタ電流に応じて内蔵するＬＥＤが発光し、発光強度に応じた電圧が内蔵されているフォトダイオードから出力される。フォトカプラ１１５の出力はトランジスタ１１８に供給される。トランジスタ１１８にはトランス１９１からの電源（例えば、２４Ｖ）が供給されており、トランジスタ１１８は電源電圧をフォトカプラ１１５の出力に応じてスイッチングし、抵抗１３０，１４０に対して出力する。

このとき、図１（Ａ）の接続形態が採用されている場合には、図２に示すように、抵抗１３０，１４０から出力された信号は、通信線ＳＧ１，ＳＧ２を介して室内機２０−１〜２０−ｎに対して供給される。このような信号を受信した室内機２０−１では、ノイズフィルタ２１１によってシリアル信号に含まれているノイズを除去した後、ブリッジダイオード２１２によって整流し、得られた信号を抵抗２３０，２４０に印加する。抵抗２４０に現れた電圧はツェナーダイオード２９１によって波形整形された後、抵抗２９２を介してフォトカプラ２９３に供給される。フォトカプラ２９３は抵抗２９２を介して供給された電圧に対応する電圧を出力し、トランジスタ２９５に供給する。トランジスタ２９５はフォトカプラ２９３の出力電圧を反転して制御部３１０に供給する。通信信号を受信した制御部３１０は、室外機１０からの信号を受信したことを認識し、その応答である信号をトランジスタ２７８に対して出力する。トランジスタ２７８，２７６は、制御部３１０の出力を増幅してフォトカプラ２７４に供給する。フォトカプラ２７４からはトランジスタ２７６のコレクタ電流に対応した電圧が出力され、トランジスタ２７１に供給される。トランジスタ２７１はフォトカプラ２７４の出力に応じた出力電圧を抵抗２３０，２４０に対して出力する。抵抗２３０，２４０に現れた電圧は、通信線ＳＧ１，ＳＧ２を介して室外機１０に送信される。なお、以上の動作は各室内機において独立して実行されるが、各室内機の制御部は受信回路により、通信線ＳＧ１，ＳＧ２の状態を監視しており、通信線ＳＧ１，ＳＧ２上に信号が送信されていないことを確認して、応答信号を送信する。これにより、通信線ＳＧ１，ＳＧ２上における信号のコリジョン（衝突）が回避される。

室内機２０−１から送信された信号は、通信線ＳＧ１，ＳＧ２を介して室外機１０に伝送される。室外機１０では、通信線ＳＧ１，ＳＧ２から供給された電圧が抵抗１３０，１４０に現れる。抵抗１４０に現れた電圧（受信信号）は、ツェナーダイオード１２６によって波形整形された後、抵抗１２５を介してフォトカプラ１２４に供給される。フォトカプラ１２４の出力側には抵抗１４０に現れる電圧に対応する出力が生じ、トランジスタ１２２は、この出力電圧を反転増幅して制御部１００に供給する。制御部１００は、トランジスタ１２２の出力電圧を入力し、元のデータに戻すことにより、室内機２０−１から応答があったことを認識する。

一方、上述の通信形態にあって、図１（Ｂ）の接続形態が採用されている場合には、図５においてスイッチ１６０がオフの状態となる。この場合、送信回路１１０および受信回路１２０のグランド側がオープンの状態となるので、室内機２１−１〜２１−ｎとは通信線によって接続されない状態となり、通信を行うことができない。したがって、このような場合には、室外機１０が通信を開始したとしても、室内機２１−１〜２１−ｎからの応答はなされない。

以上より、ステップＳ１１において、通信が開始された場合において、図１（Ａ）の接続形態が採用されている場合には、室内機２０−１〜２０−ｎから応答がなされる。一方、図１（Ｂ）の接続形態が採用されている場合には、室内機２１−１〜２１−ｎから応答がなされない。したがって、ステップＳ１２では、図１（Ａ）の接続形態が採用されている場合には応答有り（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）と判定してステップＳ１３に進み、図１（Ｂ）の接続形態が採用されている場合には応答無し（ステップＳ１２；Ｎｏ）と判定してステップＳ１４に進む。

ステップＳ１３では、制御部１００は、４線式通信が採用されていると判定し、スイッチ１６０をオフの状態に保持した状態で処理を終了する。すなわち、制御部１００は、図１（Ａ）に示す接続形態が採用されていると判定し、スイッチ１６０をオフの状態に保持する。

一方、ステップＳ１２において、Ｎｏと判定された場合には、ステップＳ１４に進み、制御部１００は、スイッチ１６０をオンの状態にする。その結果、送信回路１１０および受信回路１２０のグランドと、電源のＳ相とが接続された状態となる。より詳細には、図８（Ｂ）に示すように、スイッチ１６０がオンの状態になると、図８（Ｃ）に示すように、Ｓ相とグランド（ＧＮＤ）とが接続された状態になるので、交流電源とシリアル信号とが重畳されて送信される。この結果、図９（Ｂ）に示すように、通信線ＳＧおよび電源線Ｓ１を介して送信された信号がフォトカプラ３０３によって受信される。

ステップＳ１５では、制御部１００は、送信回路１１０に対して通信開始を指示する。その結果、送信回路１１０を構成するトランジスタ１１１，１１３によって制御部１００から供給されたデータが増幅され、フォトカプラ１１５に供給される。フォトカプラ１１５は、トランジスタ１１３のコレクタ電流に応じて内蔵するＬＥＤが発光し、発光強度に応じた電圧が内蔵されているフォトダイオードから出力される。フォトカプラ１１５の出力はトランジスタ１１８に供給される。トランジスタ１１８にはトランス１９１からの電源が供給されており、トランジスタ１１８は電源電圧をフォトカプラ１１５の出力に応じてスイッチングし、抵抗１３０，１４０に対して出力する。

このとき、図１（Ｂ）の接続形態が採用されている場合には、図５に示すように、抵抗１３０，１４０から出力された信号は、通信線ＳＧと、電源線Ｓ１とを介して室内機２１−１〜２１−ｎに対して供給される。このような信号を受信した室内機２１−１では、ダイオード２２１，２２２によって受信信号を整流し、得られた信号を抵抗２５０，２６０に印加する。抵抗２６０に現れた電圧はツェナーダイオード３０１によって波形整形された後、抵抗３０２を介してフォトカプラ３０３に供給される。フォトカプラ３０３は抵抗３０２を介して供給された電圧に対応する電圧を出力し、トランジスタ３０５に供給する。トランジスタ３０５はフォトカプラ３０３の出力電圧を反転増幅して制御部３１０に供給する。シリアル信号を受信した制御部３１０は、室外機１０からの信号を受信したことを認識し、その応答である信号をトランジスタ２８８に対して出力する。トランジスタ２８８，２８６は、制御部３１０の出力を増幅してフォトカプラ２８４に供給する。フォトカプラ２８４からはトランジスタ２８６のコレクタ電流に対応した電圧が出力され、トランジスタ２８１に供給される。トランジスタ２８１はフォトカプラ２８４の出力に応じた出力電圧を抵抗２５０，２６０に対して出力する。抵抗２５０，２６０に現れた電圧は、通信線ＳＧと、電源線Ｓ１を介して室外機１０に送信される。なお、以上の動作は各室内機において独立して実行されるが、各室内機の制御部は受信回路により、通信線ＳＧと電源線Ｓ１の状態を監視しており、通信線ＳＧと電源線Ｓ１上に信号が送信されていないことを確認して、応答を送信する。これにより、通信線ＳＧおよび電源線Ｓ１における信号のコリジョン（衝突）が回避される。

室内機２１−１から送信された信号は、通信線ＳＧおよび電源線Ｓ１を介して室外機１０に伝送される。室外機１０では、通信線ＳＧおよび電源線Ｓ１から供給された電圧が抵抗１３０，１４０に現れる。抵抗１４０に現れた電圧（受信信号）は、ツェナーダイオード１２６によって波形整形された後、抵抗１２５を介してフォトカプラ１２４に供給される。フォトカプラ１２４の出力側には抵抗１４０に現れる電圧に対応する出力が生じ、トランジスタ１２２は、この出力電圧を反転増幅して制御部１００に供給する。制御部１００は、トランジスタ１２２の出力電圧を入力し、元のデータに戻すことにより、室内機２１−１から応答があったことを認識する。

一方、図１（Ａ）の接続形態が採用されている場合には、ステップＳ１２において応答有りと判定されるので、ステップＳ１４以降の処理の対象とはならない。

ステップＳ１６では、制御部１００は室内機からの応答が有った場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）にはステップＳ１７に進み、応答が無い場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）にはステップＳ１８に進む。例えば、図１（Ｂ）の接続形態が採用されている場合には、室内機からの応答がなされるのでステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、制御部１００は、３線式通信が採用されていると判定し、スイッチ１６０のオンの状態を維持する。これにより、室外機１０と室内機２１−１〜２１−ｎが通信可能な状態が維持される。

ステップＳ１８では、制御部１００は、４線式および３線式のいずれによっても通信ができないことから、例えば、配線ミスが想定されるため、通信エラーと判断して処理を終了する。なお、通信エラーが生じた場合には、図示せぬＬＥＤ等を点灯して、工事担当者に対して通知するようにしてもよい。

以上に説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、室内機として図２または図５のいずれの通信方式を採用するものが接続された場合であっても、室外機１０は、これらを自動的に判別し、判別結果に基づいてスイッチ１６０をオンまたはオフの状態に設定するようにした。これにより、例えば、既存の室内機の種類によらず、室外機を交換または増設することが可能になるので、機種の選択肢が増える。また、工事担当者は、配線さえ正確に行えば、室外機１０が適切な通信方式を自動選択するので、設定に必要な時間を短縮することが可能になる。また、いずれの通信方式でも通信できない場合には通信エラーが発生した旨を工事担当者に通知するようにしたので、工事担当者は、例えば、誤配線によって通信ができないことを迅速に知ることができる。

また、本発明の第１の実施の形態では、スイッチ１６０によって送信回路１１０および受信回路１２０のグランドを電源線に接続するようにしたので、送信および受信動作を安定して行うことができる。また、スイッチ１６０をノイズフィルタ１７０の前段に設けるようにしたので、シリアル信号がノイズフィルタ１７０によって減衰してしまうことを防止できる。これにより、安定的な通信を行うことができる。

また、本発明の第１の実施の形態では、図７に示す処理において、最初にスイッチ１６０をオフの状態にして通信方式を検出するようにした。ところで、スイッチ１６０を最初にオンの状態にして検出を行った場合、４線式で接続されている場合であっても通信が可能となる場合があるため、スイッチ１６０がオンの状態に誤って設定される場合がある。すなわち、４線式の場合にはスイッチ１６０の状態に拘わらず、通信線ＳＧ１，ＳＧ２は室内機２０−１〜２０−ｎと接続されているため、通信可能となる場合があるためである。一方、スイッチ１６０がオフの状態である場合、３線式では通信線の一方が接続されないことから通信ができない。このため、本発明の第１の実施の形態では、最初にスイッチ１６０をオフの状態で検出を行うことから、上述したような誤検出を防止できる。

（Ｃ）第２の実施の形態の構成の説明
つぎに、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１０，１１は、本発明の第２の実施の形態の構成例を示すブロック図である。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、室内機の構成が異なっている。それ以外の構成は、第１の実施の形態の場合と同様である。図１０，１１に示すように、第２の実施の形態の室内機２２−１は、４線式の通信回路（送信回路２７０および受信回路２９０その他）と、３線式の通信回路（送信回路２８０および受信回路３００その他）の双方を有しており、室外機１０との配線方法によって任意の通信方式を選択して利用することができる。すなわち、図１（Ａ）に示す配線方式または図１（Ｂ）に示す配線方式のいずれかを選択することにより、４線式または３線式の任意の通信方式を選択することができる。

図１０，１１に示すように、室内機２２−１は、端子台２０２、整流回路２１０，２２０、抵抗２３０〜２６０、送信回路２７０，２８０、受信回路２９０，３００、制御部３１０、ノイズフィルタ３２０、および、負荷３３０を主要な構成要素としている。なお、図２および図５と対応する部分には同一の符号を付しているので、各構成要素の詳細な説明は省略する。なお、図１０では、端子台１５０のＳＧ１と端子台２０２のＳＧ１が接続されるとともに、端子台１５０のＳＧ２と端子台２０２のＳＧ２が接続され、４線式通信が選択されている。一方、図１１では、端子台１５０のＳＧ１と端子台２０２のＳＧが接続されるとともに、端子台１５０のＳＧ２は開放の状態とされている。

図１２は、図１０，１１に示す室内機２２−１の詳細な構成例を示す回路図である。なお、この図において、図４および図６と対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。図１２に示す例は、図６と比較すると、図６に示すトランジスタ２８８および抵抗２８７が省略されて、トランジスタ２７８および抵抗２７７と共用されている。また、図６に示す抵抗３０６が省略され、抵抗２９６と共用されている。また、図１２の例では、端子台２００，２０１に代えて端子台２０２が新たに設けられている。端子台２０２では、通信線ＳＧ１，ＳＧ２，ＳＧが接続可能であり、また、電源線Ｓ１，Ｒ１が接続可能である。それ以外の構成は、図４，６の場合と同様である。

（Ｄ）第２の実施の形態の動作の説明
つぎに、本発明の第２の実施の形態の動作について説明する。以下では、例えば、室内機および配線が存在する場合に室外機および室内機を増設するとき、あるいは、配線が存在する場合に室外機および室内機を増設するときを例に挙げて説明する。より詳細には、例えば、図１（Ａ）もしくは図１（Ｂ）に示す配線が既に配設された状態において、室外機および室内機を増設する場合、または、図１（Ａ）もしくは図１（Ｂ）に示す配線および室内機が既に配設された状態において、室外機および室内機を増設する場合である。

例えば、図１（Ａ）に示す配線が既に配設されているか、または、図１（Ａ）に示す配線および室内機が既に配設されている場合において、室内機および室外機を配設するときには、工事担当者は、図１０に示す配線方法により室外機１０と室内機２２−１とを接続する。すなわち、端子台１５０のＳＧ１，ＳＧ２と端子台２０２のＳＧ１，ＳＧ２をそれぞれ接続するとともに、端子台１５０のＳ１，Ｒ１と端子台２０２のＳ１，Ｒ１をそれぞれ接続する。

一方、図１（Ｂ）に示す配線が既に配設されているか、または、図１（Ｂ）に示す配線および室内機が既に配設されている場合において、室内機および室外機を配設するときには、工事担当者は、図１１に示す配線により室外機１０と室内機２２−１を接続する。すなわち、端子台１５０のＳＧ１と端子台２０２のＳＧを接続するとともに、端子台１５０のＳ１，Ｒ１と端子台２０２のＳ１，Ｒ１をそれぞれ接続する。

そして、配線作業および配設作業が終了すると、工事担当者は、室外機１０の電源を投入する。この結果、室外機１０の各部に対して電源の供給が開始されるとともに、電源線Ｓ１，Ｒ１を介して、各室内機に対して電源の供給が開始される。つぎに、室外機１０の制御部１００は、図７に示す処理を実行する。

その結果、図１０に示す接続形態が採用されている場合には、ステップＳ１１において送信回路２７０および受信回路２９０との間で通信が実行されることから、ステップＳ１２においてＹｅｓと判定されてステップＳ１３に進み、スイッチ１６０がオフの状態に固定されて、４線式通信が選択される。また、図１１に示す接続形態が採用されている場合には、ステップＳ１５において送信回路２８０および受信回路３００との間で通信が実行されることから、ステップＳ１６においてＹｅｓと判定されてステップＳ１７に進み、スイッチ１６０がオンの状態に固定されて、３線式通信が選択される。この結果、既存の設備の状態に拘わらず、室内機と室外機の間で正常に通信を行うことができる。

以上に説明したように、本発明の第２の実施の形態では、室内機に対して４線式と３線式の双方の通信回路を具備するようにしたので、既存の設備が４線式であるか、３線式であるかによらず、新たな室内機を増設、または、置換することができる。

また、室外機１０は、前述した処理により、４線式または３線式のいずれが選択されているかを自動的に認識し、認識結果に基づいてスイッチ１６０をオンまたはオフの状態にするので、工事担当者の負担を軽減することができる。

また、本発明の第２の実施の形態では、図７に示す処理により、最初にスイッチ１６０をオフにして通信方式の検出を行うようにしたので、前述したように誤検出を防止できる。

（Ｅ）変形実施の形態の説明
なお、上述した各実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能であることは勿論である。
たとえば、図３，４，６，１２に示す回路構成は、一例であって、これ以外の回路構成でもよい。

以上の各実施の形態では、スイッチ１６０は、電磁式のリレーとしたが、例えば、半導体スイッチ等を用いるようにしてもよい。また、以上の実施の形態では、スイッチ１６０をＳ相に接続するようにしたが、これ以外の相（例えば、Ｒ相）であってもよい。また、ノイズフィルタ１７０については、設けないようにしてもよい。

また、以上の各実施の形態では、スイッチ１６０を自動で設定するようにしたが、例えば、スイッチ１６０を手動式のスイッチとし、工事担当者が手動で設定するようにしてもよい。例えば、３線式を選択した場合には手動スイッチをオンの状態とし、４線式を選択した場合には手動スイッチをオフの状態にする。このような方法によっても、既存の設備の状態に拘わらず、新たな設備を増設または置換するとともに、正常に通信を行うことができる。

また、以上の各実施の形態では、室外機１０と室内機２０−１〜２０−ｎ、室内機２１−１〜２１−ｎ、または、室内機２２−１〜２２−ｎによる構成としたが、これ以外にも、例えば、中央制御装置およびインタフェース装置を必要に応じて付加するようにしてもよい。さらに、室内機の台数は、１台であってもよいし、それ以上であってもよい。

また、以上の第２の実施の形態では、室外機１０として、スイッチ１６０により、自動的に通信方式を検出できる機能を具備するものを利用するようにしたが、例えば、このような機能を有しない室外機に対して、図１０，１１に示す、室内機２２−１を接続することも可能である。その場合、例えば、室外機が４線式であれば、図１０に示す配線方法を採用し、室外機が３線式であれば図１１に示す配線方法を採用するようにすればよい。このような実施の形態によれば、既存の室外機の種類に拘わらず、室内機を増設または置換することができる。

本発明の第１の実施形態に係る空調システムの概略構成図である。 図１（Ａ）に示す構成のブロック図である。 図２に示す室外機の構成例を示す回路図である。 図２に示す室内機の構成例を示す回路図である。 図１（Ｂ）に示す構成のブロック図である。 図５に示す室内機の構成例を示す回路図である。 室外機において実行される処理の一例である。 スイッチとトランスの接続関係を示す図である。 トランスとフォトカプラの接続状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る空調システムの構成例である。 本発明の第２の実施形態に係る空調システムの構成例である。 図１０，１１に示す室内機の構成例を示す回路図である。

符号の説明

１０ 室外機
２０−１〜２０−ｎ 室内機
２１−１〜２１−ｎ 室内機
２２−１〜２２−ｎ 室内機
１００ 制御部（判定回路）
１１０ 送信回路（第３の通信回路の一部）
１２０ 受信回路（第３の通信回路の一部）
１６０ スイッチ
１７０ ノイズフィルタ
２７０ 送信回路（第１の通信回路の一部）
２８０ 送信回路（第２の通信回路の一部）
２９０ 受信回路（第１の通信回路の一部）
３００ 受信回路（第２の通信回路の一部）
３２０ ノイズフィルタ

Claims (6)

1. 室内機と室外機とが共通の電源線によって接続される空気調和システムの通信制御方法において、
   前記室内機は、前記電源線とは独立した２本の通信線によって通信を行う第１の通信回路、または、前記電源線の中の１本と、前記電源線とは独立した１本の通信線とによって通信を行う第２の通信回路のいずれかを有し、前記室外機は、前記第１の通信回路、または、前記第２の通信回路のいずれかを有する前記室内機と接続され、前記第１または第２の通信回路の一方と通信を行う第３の通信回路と、前記第３の通信回路の通信端子の一方と前記電源線の中の１本とを接続または非接続の状態とするスイッチと、を有し、
   前記スイッチを接続または非接続の状態とするステップと、
   前記スイッチのそれぞれの状態において信号を前記室内機に対して送信するステップと、
   前記室内機からの応答の有無により前記第１または第２の通信回路のいずれが接続されているかを判定するステップと、
   を有することを特徴とする空気調和システムの通信制御方法。
2. 室内機と室外機とが共通の電源線によって接続される空気調和システムにおいて、
   前記室内機は、
   前記電源線とは独立した２本の通信線によって通信を行う第１の通信回路、または、前記電源線の中の１本と、前記電源線とは独立した１本の通信線とによって通信を行う第２の通信回路のいずれかを有し、
   前記室外機は、
   前記第１の通信回路、または、前記第２の通信回路のいずれかを有する前記室内機と接続され、前記第１または第２の通信回路の一方と通信を行う第３の通信回路と、
   前記第３の通信回路の通信端子の一方と前記電源線の中の１本とを接続または非接続の状態とするスイッチと、
   前記スイッチを接続または非接続の状態とするとともに、それぞれの状態において信号を前記室内機に対して送信し、応答の有無により前記第１または第２の通信回路のいずれが接続されているかを判定する判定回路と、を有する、
   ことを特徴とする空気調和システム。
3. 請求項２に記載の空気調和システムにおいて、
   前記判定回路は、前記スイッチを最初に非接続の状態として判定を行うことを特徴とする空気調和システム。
4. 請求項２または３のいずれか１項に記載の空気調和システムにおいて、
   前記室内機は、電源線とは独立した２本の通信線によって通信を行う第１の通信回路、および、前記電源線の中の１本と、前記電源線とは独立した１本の通信線とによって通信を行う第２の通信回路の双方を有し、
   前記室外機の判定回路は、前記第１または第２の通信回路のいずれと接続されたかを判定する、
   ことを特徴とする空気調和システム。
5. 請求項２乃至４のいずれか１項に記載の空気調和システムにおいて、
   前記第３の通信回路の前記通信端子の一方は、前記第３の通信回路のグランドと接続された端子であり、
   前記スイッチは、前記第３の通信回路のグランドと接続された端子と、前記電源線の中の１本とを接続することを特徴とする空気調和システム。
6. 室内機と共通の電源線によって接続される室外機において、
   前記電源線とは独立した２本の通信線によって通信を行う第１の通信回路、および、前記電源線の中の１本と、前記電源線とは独立した１本の通信線とによって通信を行う第２の通信回路のいずれかまたは双方を有する室内機と接続された場合に、前記第１または第２の通信回路の一方と通信を行う第３の通信回路と、
   前記第３の通信回路の通信端子の一方と前記電源線の中の１本とを接続または非接続の状態とするスイッチと、
   前記スイッチを接続または非接続の状態とするとともに、それぞれの状態において信号を前記室内機に対して送信し、応答の有無により前記第１または第２の通信回路のいずれが接続されているかを判定する判定回路と、
   を有することを特徴とする室外機。

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