JP5230146B2 - 空気調和機、空調システム、通信装置 - Google Patents
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このとき、伝送線間の誘導負荷が大きいと、伝送パルスに対するバックスイング歪みが伝送信号検出のための閾値を超え、伝送信号を誤検知して通信異常となる課題がある。
図1は、本発明の実施の形態1に係る空調システムの構成図である。図1(a)は各機器の配置例を示す配置図、図1(b)は各機器の回路図である。
図1において、1は室外コントローラ、2(2aおよび2b)は室内コントローラ、3は伝送線、4は冷媒配管である。室外コントローラ1と室内コントローラ2は、伝送線3を介して接続されている。
室外コントローラ1は、伝送線3を介して、室内コントローラ2へ直流電源を供給する機能を備える。
室内コントローラ2は、伝送線3を介して室外コントローラ1から電源供給を受けて動作する。
伝送線3は、一対の通信線からなり、上述の電源供給を媒介するとともに、室外コントローラ1と室内コントローラ2の間の通信を媒介する。
室外コントローラ1は、マイコン11、送信回路12、受信回路13、直流電源14、チョークコイル15、抵抗16、コンデンサ17を備える。
送信回路12は、伝送線3と接続されており、マイコン11より送信データを受け取って伝送信号に変換し、伝送線3に送信する。
受信回路13は、伝送線3と接続されており、伝送線3より受信信号を受け取って、受信データに変換してマイコン11に出力する。
チョークコイル15は、直流電源14の負極と伝送線3の一方に接続されており、伝送線3を流れる伝送信号(交流成分)を直流電源14から遮断している。
抵抗16とコンデンサ17は伝送線3の線間に直列で接続され、伝送線3の線間インピーダンスを保っている。
室内コントローラ2は、マイコン21、送信回路22、受信回路23、受電回路24、チョークコイル25および26を備える。
送信回路22は、伝送線3と接続されており、マイコン21より送信データを受け取って伝送信号に変換し、伝送線3に送信する。
受信回路23は、伝送線3と接続されており、伝送線3より受信信号を受け取って、受信データに変換してマイコン21に出力する。
チョークコイル25は、伝送線3を介して受電回路24と直流電源14の正極と接続され、またチョークコイル26は、伝送線3を介して受電回路24と直流電源14の負極と接続されており、伝送線3を流れる伝送信号(交流成分)を受電回路24から遮断している。
トランジスタ31は、伝送線3の電圧に対して正極性の伝送信号パルスを送信する正極側を構成し、トランジスタ32は、同じく負極性の伝送信号パルスを送信する負極側を構成する。
コンデンサ35は、伝送線3の正極側の線、およびトランジスタ31、32に接続されており、伝送線3の電圧の直流成分を、トランジスタ31、32から遮断する。
マイコン21が出力する送信データ信号は、それぞれトランジスタ31、32のベース電圧となるように接続されている。
コンデンサ36は、伝送線3の負極側の線、およびトランジスタ33、34に接続されており、伝送線3の電圧の直流成分を、トランジスタ33、34から遮断する。
マイコン21が出力する送信データ信号は、それぞれトランジスタ33、34のベース電圧となるように接続されている。
なお、図16において、通信方式はAMI(Alternate Mark Inversion)を用いるものとし、送信データのビットが「0」である場合はパルスを出力し、「1」である場合はパルスを出力しないものとする。
マイコン21は、送信処理の初めに伝送信号パルスの出力方向(以降、パルス方向と略称する)を、伝送線3の電圧に対して正極性に設定する。
(S1502)
以降のステップS1503〜S1513を、送信データ出力が完了するまで繰り返す。
マイコン21は、送信データのiビット目がパルスを出すビット値「0」であるか、出さないビット値「1」であるかを判定する。なお、本ステップの実行毎に、係数iを1ずつ増やしてビットを進める。
ビット値が「0」である場合はステップS1504に進み、「1」である場合はステップS1512に進む。
マイコン21は、現在設定されているパルス方向が正極性か否かを判定する。正極性である場合はステップS1505に進み、負極性である場合はステップS1506に進む。
(S1505)
マイコン21は、トランジスタ31、34をONさせるベース信号を出力する。これらのトランジスタは、伝送線3の電圧に対して正極性の伝送信号パルスを送信する。
(S1506)
マイコン21は、トランジスタ32、33をONさせるベース信号を出力する。これらのトランジスタは、伝送線3の電圧に対して負極性の伝送信号パルスを送信する。
マイコン21は、1パルス幅に相当する52μ秒待機する。
(S1508)
マイコン21は、現在設定されているパルス方向が正極性か否かを判定する。正極性である場合はステップS1509に進み、負極性である場合はステップS1510に進む。
(S1509)
マイコン21は、トランジスタ31、34をOFFさせるベース信号を出力する。
(S1510)
マイコン21は、トランジスタ32、33をOFFさせるベース信号を出力する。
マイコン21は、パルス方向の設定、即ち正極性と負極性を反転させる。
(S1512)
マイコン21は、1パルス幅に相当する52μ秒待機する。
(S1513)
マイコン21は、1パルス幅に相当する52μ秒待機する。
ところが、図17の期間303において、上述の逆起電力による電圧の振れ(以降、バックスイングと略称する)が閾値を超過しており、したがって受信回路13では、期間303において「信号あり」と検出するため、送信ビット列「0100」は、「0000」として誤って受信され、伝送不良が発生する。
図16のステップS1501〜S1511と同様であるため、説明を省略する。
(S212)
マイコン21は、バックスイングキャンセルパルス出力要求フラグをONに設定する。
(S213)
マイコン21は、1パルス幅に相当する52μ秒待機する。
マイコン21は、バックスイングキャンセルパルス出力要求フラグがONに設定されているか否かを判定する。ONの場合は処理Aへ進み、OFFの場合はステップS215へ進む。
なお、バックスイングキャンセルパルス出力要求フラグがONに設定されるのは、図2のステップS203で「YES」であった場合、即ち送信ビットが「0」である場合に限られる。
(S215)
マイコン21は、1パルス幅に相当する52μ秒待機する。
マイコン21は、10μ秒待機する。
(S217)
マイコン21は、現在設定されているパルス方向が正極性か否かを判定する。正極性である場合はステップS218に進み、負極性である場合はステップS219に進む。
(S218)
マイコン21は、トランジスタ31、34をONさせるベース信号を出力する。
(S219)
マイコン21は、トランジスタ32、33をONさせるベース信号を出力する。
マイコン21は、バックスイングキャンセルパルス幅に相当する30μ秒待機する。
(S221)
マイコン21は、現在設定されているパルス方向が正極性か否かを判定する。正極性である場合はステップS222に進み、負極性である場合はステップS223に進む。
(S222)
マイコン21は、トランジスタ31、34をOFFさせるベース信号を出力する。
(S223)
マイコン21は、トランジスタ32、33をOFFさせるベース信号を出力する。
マイコン21は、12μ秒待機する。
(S225)
マイコン21は、バックスイングキャンセルパルス出力要求フラグをOFFに設定する。
そのため、期間312において、図2の処理AにおけるステップS216で10μ秒待機した後、30μ秒のバックスイングキャンセルパルスが下側に出る。
特に、バックスイングキャンセルパルスは伝送信号パルスと逆極性であるため、チョークコイル25、26の逆起電力を十分に消化できるので、従来例と比較してより大きな誘導負荷に対応することができる。
実施の形態1では、室内コントローラ2が伝送信号パルスを送信する際に、バックスイングキャンセルパルスを出力することにより、チョークコイル25、26の逆起電力を消化して、バックスイング歪みを低減する手法を説明した。
本発明の実施の形態2では、室内コントローラ2が伝送信号パルスを受信する際に、同様の手法によりバックスイング歪みを低減する例を説明する。なお、各機器の構成は図1と同様であるため、説明を省略する。
マイコン21は、伝送信号パルスの中心点、即ちパルスの開始から26μ秒の時点で、受信回路23が伝送線3に送信された伝送信号パルスを検出したか否かを判定する。検出した場合はステップS402へ進み、検出しなかった場合は本処理を終了する。
(S402)
マイコン21は、32μ秒待機する。
(S403)
マイコン21は、受信した伝送信号パルスの極性を検出する。正極性の場合はステップS404へ進み、負極性の場合はステップS407へ進む。
マイコン21は、トランジスタ32、33をONさせるベース信号を出力する。これらのトランジスタは、伝送線3の電圧に対して負極性の伝送信号パルスを送信する。
(S405)
マイコン21は、バックスイングキャンセルパルス幅に相当する30μ秒待機する。
(S406)
マイコン21は、トランジスタ32、33をOFFさせるベース信号を出力する。
マイコン21は、トランジスタ31、34をONさせるベース信号を出力する。これらのトランジスタは、伝送線3の電圧に対して正極性の伝送信号パルスを送信する。
(S408)
マイコン21は、バックスイングキャンセルパルス幅に相当する30μ秒待機する。
(S409)
マイコン21は、トランジスタ31、34をOFFさせるベース信号を出力する。
また、以上の説明において、ステップS402の待機時間を32μ秒、ステップS408の待機時間を30μ秒としているが、これらの値は本発明を適用する空調システムの諸条件により適宜設定すればよい。
本発明の実施の形態3では、伝送信号パルスの受信に先立ちテストパルスを出力し、伝送線3に接続されている誘導負荷の大きさを事前に確認した上で、バックスイングのキャンセルを実行するか否かを判定する動作例について説明する。
なお、各機器の構成は図1と同様であるため、説明を省略する。
マイコン21は、伝送線3に接続されている誘導負荷の大きさを確認するため、テストパルスを伝送線3に出力する。テストパルスの出力後、ステップS509で52μ秒待機する。
(S510)
マイコン21は、受信回路23より伝送信号を検出し、バックスイング電圧値が伝送信号検出のための閾値以上であるか否かを判定する。バックスイング電圧値が閾値以上であればステップS511へ進み、閾値未満であればステップS512へ進む。
マイコン21は、受信時キャンセルパルス要否のフラグを「要」にセットする。
(S512)
マイコン21は、受信時キャンセルパルス要否のフラグを「不要」にセットする。
マイコン21は、受信回路23より伝送信号を検出する。
(S514)
マイコン21は、受信時キャンセルパルス要否のフラグの値を確認する。
フラグが「要」である場合は、実施の形態2の図4で説明したような受信時キャンセル処理を行う。「不要」である場合は、本処理を終了する。
なお、以後の伝送信号受信時も、同様に受信時キャンセルパルス要否のフラグによって受信時キャンセル処理を適宜実行する。
(S515)
マイコン21は、52μ秒待機する。
本発明の実施の形態4では、伝送信号パルスの受信に先立ち、伝送線3に接続されている、誘導負荷を有する端末の台数を事前に計上した上で、バックスイングのキャンセルを実行するか否かを判定する動作例について説明する。
なお、各機器の構成は図1と同様であるため、説明を省略する。
検索パケットを受け取った他の室内コントローラは、送信元の室内コントローラ2に、適宜構成した返信パケットを送信する。室内コントローラ以外の通信端末は、検索パケットを受け取っても無視する。
送信元の室内コントローラ2は、返信パケットの数をカウントすることで、空調システム内の他の室内コントローラの数を計上する。
各室内コントローラの誘導負荷が同一でない場合は、各室内コントローラが返信パケットを送信する際に自らの誘導負荷量を併せて返信するか、もしくはゲートウェイ、監視装置等にて各室内コントローラの誘導負荷量を併せて管理するように構成すればよい。
各室内コントローラが有する誘導負荷量の値は、適宜備えるメモリ等の記憶装置に格納していく。
室内コントローラ2aは、検索パケットを伝送線3にブロードキャスト送信する。検索パケットは、伝送線3を介して空調システム内の他の室内コントローラに到達する。検索パケットを受け取った室内コントローラは、送信元の室内コントローラ2aに返信パケットを送信する。
マイコン21は、上記(1)〜(2)で例示したような通信処理により、他の室内コントローラを検索する。信号出力に際し、必要に応じて送信回路22を適宜用いる。
(S702)
マイコン21は、ステップS701で計上した他の室内コントローラの台数が20以上であるか否かを判定する。20以上であればステップS703へ進み、20未満であればステップS704へ進む。
図5のステップS511〜S514と同様であるため、説明を省略する。
図8は、本発明の実施の形態5に係る空調システムの各機器の回路図である。
図8において、抵抗41とコンデンサー42、および半導体リレー43の二次側素子は、伝送線3の線間に直列に接続されている。
先に説明した図16のステップS1501〜S1512と同様であるため、説明を省略する。
(S913)
マイコン11は、負荷抵抗追加信号をON、すなわち半導体リレー43の一時側素子に接続される出力ポートにLoレベル信号を出力する。
これにより、半導体リレー43の一時側回路が通電され、半導体リレー43の二次側素子が短絡することにより、伝送線3の線間インピーダンスが減少する。
マイコン11は、1パルス分(52μs)待機する。
(S915)
マイコン11は、負荷抵抗追加信号をOFF、すなわち半導体リレー43の一時側素子に接続される出力ポートにHiレベル信号を出力し、半導体リレー43の一時側回路の通電を遮断し、半導体リレー43の二次側素子を開放させる。
これにより、伝送線3の線間インピーダンスを元の値、すなわち抵抗16およびコンデンサ17のみからなる値とする。
マイコン21は、伝送信号パルスの中心点、即ちパルスの開始から26μ秒の時点で、受信回路23が伝送線3に送信された伝送信号パルスを検出したか否かを判定する。検出した場合はステップS1002へ進み、検出しなかった場合は本処理を終了し、メイン処理に戻る。
(S1002)
マイコン21は、26μ秒待機する。
(S1003)〜(S1005)
図9のステップS913〜S915と同様であるため、説明を省略する。
そのため、期間312〜314、および期間316においてバックスイングの電圧レベルが低下する波形となる。
そのため、図11(b)の期間313における伝送信号電位が閾値未満となり、送信データを正しく受信することができる。
本発明の実施の形態6では、パルス幅を変更することによりバックスイングを低減する動作例について説明する。なお、各機器の構成は、実施の形態1で説明した図1と同様であるため、説明を省略する。
なお、ステップS1201〜S1210はテストパルス送信処理、S1211〜S1213はパルス間隔調整処理、以後のステップは伝送パルス送信処理である。テストパルス送信処理にてバックスイングの程度を事前に確認し、パルス間隔を調整した上で、実際の伝送パルスを送信する。
マイコン21は、伝送線3に接続されている誘導負荷の大きさを確認するため、テストパルスを伝送線3に出力する。
なお、テストパルスの送信に先立ち、送信する伝送パルス幅(Wp)および送信待機時間(Ws)の設定値を、初期値である52μ秒に設定する。
テストパルスの出力後、ステップS1210でWsμ秒待機する。
マイコン21は、受信回路23より伝送信号を検出し、バックスイング電圧値が伝送信号検出のための閾値以上であるか否かを判定する。バックスイング電圧値が閾値以上であればステップS1212へ進み、閾値未満であればステップS1214へ進む。
(S1212)
マイコン21は、伝送パルス幅(Wp)を10μ秒短くする。
(S1213)
マイコン21は、送信待機時間(Ws)を10μ秒長くする。
先に説明した図16のステップS1502〜S1513と同様である。
ただし、伝送パルス幅(Wp)はステップS1212で10μ秒短く設定されたものとなり、送信待機時間(Ws)はステップS1213で10μ秒長く設定されたものとなる。
なお、テストパルス送信の結果、バックスイング電圧値が伝送信号としての閾値以上であったことを前提にしている。
そのため、期間312〜314、および期間316においてバックスイングの電圧レベルが低下する波形となる。
そのため、バックスイングの電位が下がり、期間313における伝送信号電位が閾値未満となるので、送信データを正しく受信することができる。
本発明の実施の形態7では、伝送パルスの検出電圧閾値を変更することにより、バックスイングの影響を低減する動作例について説明する。なお、各機器の構成は、実施の形態1で説明した図1と同様であるため、説明を省略する。
なお、ステップS1401〜S1409はテストパルス送信処理、S1410〜S1411はパルス間隔調整処理、以後のステップは伝送パルス送信処理である。テストパルス送信処理にてバックスイングの程度を事前に確認し、検出電圧閾値を調整した上で、実際の伝送パルスを送信する。
マイコン21は、伝送線3に接続されている誘導負荷の大きさを確認するため、テストパルスを伝送線3に出力する。
テストパルスの出力後、ステップS1409で52μ秒待機する。
マイコン21は、受信回路23より伝送信号を検出し、バックスイング電圧値が伝送信号検出のための閾値以上であるか否かを判定する。バックスイング電圧値が閾値以上であればステップS1411へ進み、閾値未満であればステップS1412へ進む。
(S1411)
マイコン21は、伝送パルスの検出閾値を、所定の値より1V大きくする。
(S1412)〜(S1423)
先に説明した図16のステップS1502〜S1513と同様である。
なお、テストパルス送信の結果、バックスイング電圧値が伝送信号としての閾値以上であったことを前提にしている。
以上説明した実施の形態1〜7は、それぞれ任意に組み合わせて用いることができる。
例えば、実施の形態4で説明したように、誘導負荷を有する端末の台数を事前に計上しておき、計上した台数が所定値以上であれば、実施の形態7で説明したように、検出電圧閾値を1V大きくする。
これにより、バックスイングの影響を低減し、他の端末からの送信データを正しく受信することができる。
その他の実施の形態同士の組み合わせについても、同様の効果が期待できる。
以上の実施の形態1〜8では、室外コントローラ1や、室内コントローラ2の送受信処理について説明したが、チョークコイル25、26のような誘導負荷に起因するバックスイングのキャンセルに関し、各実施の形態で説明したものと同様の手法を、その他の通信装置についても適用することができる。
例えば、AMI通信方式を用いる通信装置一般にも適用可能である。また、室内コントローラ2の機能として説明したものを、室外コントローラ1に実装することもできるし、その反対も可能である。
Claims (7)
- AMI方式で通信を行う空気調和機であって、
伝送路にAMI方式のパルス信号を送信する送信手段と、
前記送信手段が前記パルス信号を送信した後に前記パルス信号と逆極性のパルス電流を前記伝送路に出力する送信時バックスイングキャンセルパルス出力手段と、
を備え、
前記送信時バックスイングキャンセルパルス出力手段は、
前記パルス信号によって発生するバックスイング歪みに対応する電圧を、前記パルス電流によって発生するバックスイング歪みに対応する電圧で打ち消すように、前記パルス信号とは逆極性の前記パルス電流を前記パルス信号に重畳させる
ことを特徴とする空気調和機。 - AMI方式で通信を行う空気調和機であって、
伝送路からAMI方式のパルス信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が前記パルス信号を受信した後に前記パルス信号と逆極性のパルス電流を前記伝送路に出力する受信時バックスイングキャンセルパルス出力手段と、
を備え、
前記受信時バックスイングキャンセルパルス出力手段は、
前記パルス信号によって発生するバックスイング歪みに対応する電圧を、前記パルス電流によって発生するバックスイング歪みに対応する電圧で打ち消すように、前記パルス信号とは逆極性の前記パルス電流を前記パルス信号に重畳させる
ことを特徴とする空気調和機。 - 前記伝送路にテストパルスを出力するテストパルス出力手段と、
前記テストパルス出力手段がテストパルスを出力した後の前記伝送路の電圧を検出するバックスイング電圧検出手段と、
を備え、
前記受信時バックスイングキャンセルパルス出力手段は、
前記バックスイング電圧検出手段の検出値が所定の閾値以上であった場合に前記パルス信号と逆極性のパルス電流を出力する
ことを特徴とする請求項2に記載の空気調和機。 - 前記伝送路に接続された誘導負荷を検索しその誘導負荷の量を計上する誘導負荷検索手段を備え、
前記受信時バックスイングキャンセルパルス出力手段は、
前記誘導負荷検索手段の検出値が所定の閾値以上であった場合に前記パルス信号と逆極性のパルス電流を出力する
ことを特徴とする請求項2に記載の空気調和機。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の空気調和機を、線間に誘導負荷を有する伝送線に1ないし複数接続し、前記伝送線を介して通信可能とした
ことを特徴とする空調システム。 - AMI方式で通信を行う通信装置であって、
伝送路にAMI方式のパルス信号を送信する送信手段と、
前記送信手段が前記パルス信号を送信した後に前記パルス信号と逆極性のパルス電流を前記伝送路に出力する送信時バックスイングキャンセルパルス出力手段と、
を備え、
前記送信時バックスイングキャンセルパルス出力手段は、
前記パルス信号によって発生するバックスイング歪みに対応する電圧を、前記パルス電流によって発生するバックスイング歪みに対応する電圧で打ち消すように、前記パルス信号とは逆極性の前記パルス電流を前記パルス信号に重畳させる
ことを特徴とする通信装置。 - AMI方式で通信を行う通信装置であって、
伝送路からAMI方式のパルス信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が前記パルス信号を受信した後に前記パルス信号と逆極性のパルス電流を前記伝送路に出力する受信時バックスイングキャンセルパルス出力手段と、を備え、
前記受信時バックスイングキャンセルパルス出力手段は、
前記パルス信号によって発生するバックスイング歪みに対応する電圧を、前記パルス電流によって発生するバックスイング歪みに対応する電圧で打ち消すように、前記パルス信号とは逆極性の前記パルス電流を前記パルス信号に重畳させる
ことを特徴とする通信装置。
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