JP5595526B2 - 通信インターフェイス装置、空気調和機、通信制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

この発明は、シリアルインターフェイスのサンプリング技術を用いた通信機能が実装された空調機器間の通信インターフェイス装置、空気調和機、通信制御方法、及びプログラムに関する。

受信したシリアルデータに基づいてデータ転送速度を検知し、データ転送速度に応じた最適な周波数でサンプリングする通信処理システム等が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

例えば、特許文献２に開示された通信処理システムは、通信用信号からデータ転送速度を検知し、この検知したデータ転送速度に応じたサンプリングクロックを生成する。さらに、この通信処理システムは、周波数特性の異なる複数のサンプリングフィルタ回路の中から、検知したデータ転送速度に応じたサンプリングフィルタ回路を選択して、入力信号のデータ転送速度に応じた最適な周波数でサンプリングする。

特許第３１９９６６６号公報 特開２００６−３０３９２８号公報

このように、通信用信号からデータ転送速度を検知し、データ転送速度に応じた最適な周波数でサンプリングする技術は従来から知られている。しかしながら、受信したシリアルデータに基づいてデータ転送速度を決定するとともに、通信環境に応じてデータ転送速度を適正化する技術は未だに確立されていない。

この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、通信環境に応じてデータ転送速度を適正化することができる通信インターフェイス装置、空気調和機、通信制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明に係る通信インターフェイス装置は、プロセッサの通信インターフェイス装置であって、サンプリング部は、通信線を介して受信した受信信号のサンプリングを行う。データ転送速度取得部は、受信信号に基づいてデータ転送速度を取得する。ビット判定部は、データ転送速度取得部によって取得されたデータ転送速度で受信信号のビット判定を行うことにより、受信信号に含まれるシリアルデータを取得する。送信部は、プロセッサから送信されたシリアルデータを含む送信信号を、データ転送速度取得部によって取得されたデータ転送速度で、通信線を介して送信する。プロセッサ通信部は、プロセッサから送信されたシリアルデータを送信部に出力し、ビット判定部によって取得されたシリアルデータをプロセッサに出力する。調整部は、データ転送速度が異なる複数の送信信号を送信部から送信させたときの応答信号の受信状態に基づいて、データ転送速度を調整する。

この発明によれば、調整部が、データ転送速度が異なる複数の送信信号を送信部から送信されたときの応答信号の受信状態に基づいて、データの転送速度を調整する。これにより、実際のデータの送受信の状態に基づいてデータ転送速度を決定することができるので、通信環境に応じてデータ転送速度を適正化することができる。

この発明の実施の形態１に係る通信インターフェイス装置が組み込まれた空調ユニットの構成を示すブロック図である。 図１の通信インターフェイス装置の概略的な構成を示すブロック図である。 受信信号を受信したときの処理の流れを示すシーケンス図（その１）である。 受信信号を受信したときの処理の流れを示すシーケンス図（その２）である。 送信信号を送信するときの処理の流れを示すシーケンス図（その１）である。 送信信号を送信するときの処理の流れを示すシーケンス図（その２）である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、伝送路上の符号方式であるＲＺ(Return to Zero)方式の信号波形の一例を示す図である。 データ転送速度測定処理を説明するための模式図である。 空調ユニット間でデータ転送速度が調整される様子を説明するためのシーケンス図である。 この発明の実施の形態２に係る通信インターフェイス装置の構成を示すブロック図である。 図１１（Ａ）は、送信直後の信号波形を示す図である。図１１（Ｂ）は、受信直前の信号波形を示す図である。 この発明の実施の形態３に係る通信インターフェイス装置を用いて空調ユニット間でデータ転送速度が調整される様子を説明するためのシーケンス図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１について説明する。

この実施の形態では、空調ユニットとは、空調機の室内機、室外機又はリモートコントローラを指す。

図１には、この実施の形態に係る空調ユニット１００の構成が示されている。図１に示すように、空調ユニット１００には、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）装置１が組み込まれている。通信Ｉ／Ｆ装置１は、例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によって実装される。

より具体的には、空調ユニット１００は、通信Ｉ／Ｆ装置１と、ＭＰＵ２と、レベル変換回路３と、を備える。

通信Ｉ／Ｆ装置１とＭＰＵ２とは、シリアル伝送路である専用通信線Ｌ１で接続されている。また、通信Ｉ／Ｆ装置１と、レベル変換回路３とは、シリアル伝送路である専用通信線Ｌ２、Ｌ３で接続されている。また、レベル変換回路３は、シリアル伝送路である通信線Ｌ４を介して、他の空調ユニット（不図示）と接続されている。なお、専用通信線Ｌ２、Ｌ３は、接続されており、専用通信線Ｌ２の信号レベルの変化は、専用通信線Ｌ３の信号レベルと常に同じになっている。

ＭＰＵ２は、空調ユニット１００全体を統括制御するとともに、通信線Ｌ４を介して接続される他の空調ユニットのＭＰＵとデータ通信を行って、空調ユニット間の協調動作を行う。

レベル変換回路３は、専用通信線Ｌ２を介して通信Ｉ／Ｆ装置１から出力された信号の電圧を変えて通信線Ｌ４へ出力する。また、レベル変換回路３は、通信線Ｌ４を介して入力された信号を通信Ｉ／Ｆ装置１に適合した電圧に変えて、通信Ｉ／Ｆ装置１に出力する。

通信Ｉ／Ｆ装置１は、レベル変換回路３を介して、ＭＰＵ２の外部通信インターフェイスとして機能する。

図２には、この実施の形態に係る通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）装置１の構成が概略的に示されている。図２に示すように、通信Ｉ／Ｆ装置１は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）通信部１０と、送信部１１と、サンプリング部１２と、データ転送速度調整部１３と、ビット判定部１４と、エラー判定部１５と、送信データレジスタ１６と、受信データレジスタ１７と、エラー状態レジスタ１８と、を備える。

ＭＰＵ通信部１０は、ＭＰＵ２と専用通信線Ｌ１で接続されている。ＭＰＵ通信部１０は、ＭＰＵ２との間でコマンド、応答、割込み信号を送受信する。ＭＰＵ通信部１０は、コマンド解析部２０と、応答部２１と、割込み生成部２２とを備える。ＭＰＵ通信部１０は、ＭＰＵ２から送信されたシリアルデータを送信部１１に出力し、ビット判定部１４によって取得されたシリアルデータをＭＰＵ２に出力する。

コマンド解析部２０は、専用通信線Ｌ１を介してＭＰＵ２から受信したコマンドを解析する。応答部２１は、コマンドの解析結果に基づいて、専用通信線Ｌ１を介して応答データをＭＰＵ２に返信する。割込み生成部２２は、専用通信線Ｌ１を介してＭＰＵ２へ割込み信号を出力する。

送信部１１はレベル変換回路３と専用通信線Ｌ２で接続されている。送信部１１は、専用通信線Ｌ２を介してレベル変換回路３に、ＭＰＵ２から送信されたシリアルデータを含む送信信号を送信する。

サンプリング部１２は、レベル変換回路３と専用通信線Ｌ３で接続されている。サンプリング部１２は、設定されたサンプリング間隔で、専用通信線Ｌ３を介して受信した受信信号のサンプリングを行うハードウエア回路である。なお、このサンプリングの周波数は、受信信号のビットレートよりも十分に大きくなるように設定されている。

データ転送速度調整部１３は、サンプリング部１２でサンプリングされた受信信号に含まれるスタートビットのサンプリング数に基づいてデータ転送速度を測定するデータ転送速度測定部として機能する。さらに、データ転送速度調整部１３は、データ転送速度が異なる複数の送信信号を送信部１１から送信させたときの、その応答信号の受信状態に基づいて、データ転送速度を調整する調整部としても機能する。

ビット判定部１４は、データ転送速度調整部１３で測定されたデータ転送速度で専用通信線Ｌ３を介して受信された受信信号のビット判定を行う。これにより、ビット判定部１４は、受信信号に含まれるシリアルデータを取得する。

エラー判定部１５は、ビット判定部１４によって取得されたシリアルデータの受信エラーの発生の有無を判定する。

送信データレジスタ１６には、送信部１１から送信されるシリアルデータが格納される。受信データレジスタ１７には、ビット判定部１４によるビット判定の結果得られたシリアルデータが格納される。エラー状態レジスタ１８には、エラー判定部１５によるエラー判定の結果が格納される。

なお、図２では示していないが、通信Ｉ／Ｆ装置１は、計時を行う計時部を備えている。

図３には、通信Ｉ／Ｆ装置１がレベル変換回路３からの受信信号を受信し、ＭＰＵ２にシリアルデータを引き渡すまでの流れが示されている。

レベル変換回路３から専用通信線Ｌ３を介して受信信号Ｓｉｇ１を受信すると、サンプリング部１２は、受信される受信信号Ｓｉｇ１に対してサンプリングを行う（ステップＳ１）。サンプリングは、計時部により計時される時刻に基づいて、定期的に行われる。サンプリングされた受信信号は、データ転送速度調整部１３と、ビット判定部１４に出力される。なお、このサンプリング周期は短ければ短いほど望ましい。

ここで、受信信号Ｓｉｇ１は、スタートビット１ビット、データビット８ビット、パリティビット１ビット、ストップビット１ビットから構成されており、計１１ビットを１フレームとするものとする。

続いて、データ転送速度調整部１３は、サンプリング部１２によってサンプリングされたスタートビットのビット幅（サンプリング数）に基づいてデータ転送速度を測定する（ステップＳ２）。測定されたデータ転送速度は、ビット判定部１４に出力される。

ビット判定部１４は、スタートビットに続くビット（データビット、パリティビット、ストップビット）に対し、データ転送速度調整部１３によって測定されたデータ転送速度でビット判定を行う（ステップＳ３）。指定されたビット数分、ビットの値が確定したら、ビット判定により得られたシリアルデータは、受信データレジスタ１７に格納されるとともに、エラー判定部１５に出力される。

エラー判定部１５は、ビット判定の結果に対してエラー判定を行う（ステップＳ４）。エラー判定でエラーが検出されなかった場合、エラー判定部１５は、その旨をビット判定部１４に出力する。

これを受けて、ビット判定部１４は、ＭＰＵ通信部１０（割込み生成部２２）に割込みコマンドを出力する（ステップＳ５）。これを受けて、ＭＰＵ通信部１０（割込み生成部２２）は、ＭＰＵ２に対して受信割込み信号Ｓｉｇ２を出力する（ステップＳ６）。ここで、１フレーム分の１１ビットを、受信割込み信号Ｓｉｇ２における指定ビット数とする。

受信割込みＳｉｇ２を受信したＭＰＵ２は、受信データ取得コマンドＳｉｇ３をＭＰＵ通信部１０（コマンド解析部２０）に送信する（ステップＳ７）。受信データ取得コマンドＳｉｇ３を受信したＭＰＵ通信部１０（コマンド解析部２０）は、解析の結果、受信データ取得要求を抽出する（ステップＳ８）。ＭＰＵ通信部１０（応答部２１）は、受信データレジスタ１７から読み出したシリアルデータを応答データＳｉｇ４としてＭＰＵ２へ送信する（ステップＳ９）。

ここで、通信Ｉ／Ｆ装置１とＭＰＵ２との間で送受信されるコマンド、応答、割込み信号は、クロック同期型のシリアル通信によって送受信される。これらの信号は、８ビット単位で送受信される。

図４には、エラー判定部１５のエラー判定においてエラーが検出された場合の処理の流れが示されている。図４に示すように、エラー判定部１５は、エラーを検出すると、エラー状態をエラー状態レジスタ１８に記憶する（ステップＳ４）。続いて、エラー判定部１５は、ＭＰＵ通信部１０（割込み生成部２２）に、エラー割込みコマンドを出力する（ステップＳ１１）。

ＭＰＵ通信部１０（割込み生成部２２）は、ＭＰＵ２に対してエラー割込み信号Ｓｉｇ１２を発信する（ステップＳ１２）。エラー割込み信号Ｓｉｇ１２を受信したＭＰＵ２は、エラー取得コマンドＳｉｇ１３をＭＰＵ通信部１０（コマンド解析部２０）に送信する（ステップＳ１３）。

ＭＰＵ通信部１０（コマンド解析部２０）は、受信したエラー取得コマンドＳｉｇ１３を解析し、エラー取得要求を抽出する（ステップＳ１４）。ＭＰＵ通信部１０（応答部２１）は、エラー状態レジスタ１８に記憶されたエラー状態を応答データＳｉｇ１５としてＭＰＵ２に送信する（ステップＳ１５）。このとき、エラー状態レジスタ１８の内容はクリアされる。

なお、エラー判定では、パリティビットが正常値でないパリティエラー、ストップビットが正常値でないストップビットエラーなどの判定が行われる。

エラー判定部１５で受信エラーの発生が判定されると、データ転送速度調整部１３は、データ転送速度を減少させるようにしてもよい。

続いて、図５を参照して、通信Ｉ／Ｆ装置１がＭＰＵ２から送信信号を受信し、レベル変換回路３に送信信号を送信するまでの流れについて説明する。

通信Ｉ／Ｆ装置１は、ＭＰＵ２から送信信号を受信することが可能になると、ＭＰＵ通信部１０（割込み生成部２２）からＭＰＵ２に対して送信可能割込み信号Ｓｉｇ２１を発信する（ステップＳ２１）。送信可能割込み信号Ｓｉｇ２１を受け取ったＭＰＵ２は、送信コマンド・送信データＳｉｇ２２をＭＰＵ通信部１０（コマンド解析部２０）に送信する（ステップＳ２２）。

ＭＰＵ通信部１０（コマンド解析部２０）は、コマンド解析によって送信要求を抽出する（ステップＳ２３）。ここで、送信データ（シリアルデータ）は、送信データレジスタ１６に格納される。ＭＰＵ通信部１０（コマンド解析部２０）は、送信部１１に送信要求を出力する。

送信部１１は、送信データレジスタ１６に格納された送信データ８ビットに、スタートビット、パリティビット、ストップビットを付加する（ステップＳ２４）。付加された送信データは、エラー判定部１５に出力される。

なお、送信信号は、受信信号と同様、スタートビット１ビット、データビット８ビット、パリティビット１ビット、ストップビット１ビットを１フレームとする。

また、ＭＰＵ２から通信インターフェイス装置１へ送信される送信コマンドと送信データのデータサイズはそれぞれ８ビットであり、それらの送信は、受信と同様に、クロック同期型のシリアル通信によって行われる。

続いて、送信部１１は、初期設定又はデータ転送速度調整部１３により調整されたデータ転送速度でシリアルデータを含む送信信号Ｓｉｇ２３をレベル変換回路３に順次シリアル送信する（ステップＳ２５）。

専用通信線Ｌ２、Ｌ３の信号レベルは同じであるため、サンプリング部１２は、送信信号Ｓｉｇ２３を受信可能となっている。サンプリング部１２は、この送信信号Ｓｉｇ２３をサンプリングする（ステップＳ２６）。サンプリングにより得られた送信信号Ｓｉｇ２３は、ビット判定部１４でビット判定される（ステップＳ２７）。これにより、データ転送速度調整部１３で設定されたデータ転送速度で受信されたシリアルデータが取得される。この受信されたシリアルデータは、ビット判定部１４を介して、エラー判定部１５に送られる。

エラー判定部１５は、送信されたシリアルデータと受信されたシリアルデータとを比較する（ステップＳ２８）。比較の結果、これらのシリアルデータが一致する場合、エラー判定部１５は、ＭＰＵ通信部１０（割込み生成部２２）に送信完了割込みコマンドを出力する（ステップＳ２９）。ＭＰＵ通信部１０（割込み生成部２２）は、送信完了割込み信号Ｓｉｇ２６を、ＭＰＵ２に送信する（ステップＳ３０）。

一方、図６に示すように、比較の結果、送信されたシリアルデータと受信されたシリアルデータとが異なる場合には、エラー判定部１５は、データ衝突エラーが起きたものと判定し、エラー状態をエラー状態レジスタ１８に記憶するとともに、エラー割込みコマンドを、ＭＰＵ通信部１０（割込み生成部２２）に出力する（ステップＳ２８）。

ＭＰＵ通信部１０（割込み生成部２２）は、ＭＰＵ２に対してエラー割込み信号Ｓｉｇ３１を発信する（ステップＳ３１）。エラー割込み信号Ｓｉｇ３１を受信したＭＰＵ２は、エラー取得コマンドＳｉｇ３２をＭＰＵ通信部１０（コマンド解析部２０）に送信する（ステップＳ３２）。ＭＰＵ通信部１０（コマンド解析部２０）は、エラー取得コマンドＳｉｇ３２を解析してエラー取得要求を抽出する（ステップＳ３３）。ＭＰＵ通信部１０（応答部２１）は、エラー状態レジスタ１８に記憶されたエラー状態を応答データＳｉｇ３４としてＭＰＵ２に送信する（ステップＳ３４）。そのとき、エラー状態レジスタ１８の内容はクリアされる。

続いて、図７（Ａ）、図７（Ｂ）及び図８を参照して、データ転送速度調整部１３におけるデータ転送速度設定処理について説明する。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）には、伝送路上の符号方式であるＲＺ(Return to Zero)方式の信号波形３０が示されている。この実施の形態において、送信信号及び受信信号のすべてのビットの中で、少なくともスタートビットは、この方式で表現される。

ビット値が１のスタートビットの信号波形３０は、図７（Ａ）に示すようになる。この信号波形３０では、前半の半ビット長分はハイレベルとなり、後半の半ビット長分はローレベルとなる。ここで、半ビット長は１ビット長の半分とする。

一方、ビット値が０のスタートビットの信号波形３０は、図７（Ｂ）に示すようになる。この信号波形３０では、１ビット長の間ローレベルとなっている。

この実施の形態では、スタートビットはビット値が１であり、ストップビットはビット値が０であるものとする。さらに、データ送信が行われていない間は、専用通信線Ｌ２、Ｌ３の信号レベルがローレベルに維持されているものとする。

スタートビットにＲＺ方式を用いることにより、スタートビットに続く次のビットが１であっても、スタートビットとそれに続く次のビットとの切分けが可能となるので、スタートビット長を測定することができる。

図８には、データ転送速度算出処理が模式的に示されている。図８に示すように、サンプリング部１２により、１ビット分の受信信号に対して所定サンプリング周期で複数回のサンプリングが行われている。まず、データ転送速度調整部１３は、サンプリング部１２によってサンプリングされた値が連続で１（ハイレベル）であるサンプリング数ｎを算出する。図８に示す例では、ｎ＝３２が算出される。

続いて、データ転送速度調整部１３は、以下の式（１）を用いてデータ転送速度Ｒ［ｂｐｓ］を算出する。
Ｒ＝１／（２×ｎ×Ｔ）［ｂｐｓ］ … （１）
ここで、Ｔ［ｓ］はサンプリング周期である。ｎは、上述のように、連続で１（ハイレベル）となるサンプリング数である。式（１）の分母（２×ｎ×Ｔ）［ｓ／ｂｉｔ］は、１ビット長である。

次に、図９を参照して、この実施の形態における通信環境に応じたデータ転送速度の適正化について説明する。

空調ユニット１００ａ、１００ｂ間におけるデータ転送速度の設定は、空調ユニット１００ａをデータ転送速度設定モードに設定することで開始される。データ転送速度設定モードは、空調ユニット１００ａの通信Ｉ／Ｆ装置１がＭＰＵ２からデータ転送速度設定モード設定要求コマンドを受信することにより設定される。このとき、データ転送速度調整部１３は、データ転送速度の調整を開始する。

まず、空調ユニット１００ａは、予め設定されていた初期データ転送速度Ｘ［ｂｐｓ］で送信信号を空調ユニット１００ｂに送信する（ステップＳ５０）。データ転送速度調整部１３がスタートビットからデータ転送速度を測定し、測定されたデータ転送速度での送信信号の受信に成功（すなわちエラー無し）した空調ユニット１００ｂでは、データ転送速度調整部１３が、そのデータ転送速度を自身の送受信時のデータ転送速度に設定し、送信部１１が、応答信号を空調ユニット１００ａに送信する（ステップＳ５１）。

空調ユニット１００ａでは、データ転送速度調整部１３がスタートビットからデータ転送速度を測定し、測定されたデータ転送速度で、応答信号の受信に成功すると、データ転送速度調整部１３が、自身の送受信時のデータ転送速度を、現行のデータ転送速度Ｘ［ｂｐｓ］より大きいＸ＋ｄ［ｂｐｓ］として、送信部１１が、再度、送信信号を空調ユニット１００ｂに送信する（ステップＳ５２）。

データ転送速度調整部１３がスタートビットからデータ転送速度を測定し、測定されたデータ転送速度で送信信号の受信に成功すると、空調ユニット１００ｂでは、データ転送速度調整部１３が、測定されたデータ転送速度を自身の送受信時のデータ転送速度として設定し、送信部１１が、応答信号を空調ユニット１００ａに送信する（ステップＳ５３）。

このように、空調ユニット１００ａ、１００ｂは、送信信号の送信と、応答信号の受信とが成功する限り、データ転送速度をｄ［ｂｐｓ］ずつ上げながら、送信信号の送受信と、応答信号の送受信とを繰り返す。

ここで、空調ユニット１００ｂでは、データ転送速度調整部１３がスタートビットからデータ転送速度を測定し、エラー判定部１５によりエラーが判定され、測定されたデータ転送速度で送信信号の受信に失敗したとする（ステップＳ５４）。この場合、空調ユニット１００ｂは、応答信号を返信しないので、空調ユニット１００ａでは、タイムアウトが発生する。

タイムアウトが発生すると、空調ユニット１００ａは、１段階前のデータ転送速度（例えば、現行のデータ転送速度がＸ＋２ｄ［ｂｐｓ］であればＸ＋ｄ［ｂｐｓ］）をデータ転送速度として設定し、再度、送信信号Ｓ２０を空調ユニット１００ｂに送信する（ステップＳ５５）。空調ユニット１００ｂは、データ転送速度調整部１３がスタートビットからデータ転送速度を測定し、測定されたデータ転送速度で送信信号の受信に成功すると、現行のデータ転送速度（Ｘ＋ｄ［ｂｐｓ］）で、空調ユニット１００ｂに応答信号を送信する（ステップＳ５６）。

送信信号に対する応答信号の受信に成功した場合、空調ユニット１００ａは、データ転送速度を現行のものに決定し、データ転送速度設定モードを終了する。

言い換えると、データ転送速度設定モードでは、データ転送速度調整部１３は、測定したデータ転送速度で、送信部１１から送信された送信信号に対する応答信号の受信に成功した場合に、測定されたデータ転送速度よりも大きい速度で、送信部１１から送信信号を再度送信させる。一方、データ転送速度調整部１３は、応答信号の受信に失敗した場合に、測定されたデータ転送速度よりも小さい速度で、送信部１１から送信信号を再度送信させ、その応答信号の受信に成功した場合に、そのときのデータ転送速度を送受信時のデータ転送速度として設定する。

以上詳細に説明したように、この実施の形態に係る通信Ｉ／Ｆ装置１によれば、ＭＰＵ２に負荷をかけることなく、受信信号に応じたデータ転送速度で受信信号を受信するとともに、通信環境に応じたデータ転送速度の適正化が可能となる。この結果、空調ユニット間の通信速度と通信品質が向上する。

なお、この実施の形態では、スタートビットの信号波形をＲＺ方式とした。より具体的には、スタートビットの信号波形を、前半の半ビットがハイレベル、後半の半ビットをローレベルとした。しかしながら、前半の半ビットがローレベル、後半の半ビットがハイレベルとしてもよい。このとき、データ転送速度調整部１３は、スタートビットのサンプリング値のローレベルの連続数によってデータ転送速度を測定するようにしてもよい。

また、この実施の形態では、データ転送速度設定の際、空調ユニット１００ａ、１００ｂ間で送受信される送信信号、応答信号に現在のデータ転送速度を示す情報を含めるようにしてもよい。

また、この実施の形態に係る通信Ｉ／Ｆ装置１は、ＭＰＵ２からデータ転送速度設定コマンドを受け取ることにより、データ転送速度を変更できるようにしてもよい。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。

図１０には、この発明の実施の形態２に係る通信Ｉ／Ｆ装置１の構成が示されている。図１０に示すように、この実施の形態において、通信Ｉ／Ｆ装置１は、サンプリング部１２がサンプリングによって得た値を記憶するために、ログ管理部５０とサンプリングログレジスタ５１をさらに備える点が、上記実施の形態１と異なる。この実施の形態では、上記実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付与し、説明を省略する。

ログ管理部５０は、サンプリング部１２がサンプリングによって得た値をサンプリングログレジスタ５１に記憶する。サンプリングログレジスタ５１では、一定数のサンプリング値が記憶される。サンプリングログレジスタ５１では、サンプリング値のサイズが一定数を超えると、古いサンプリング値から上書きされていく。

ログ管理部５０は、サンプリングしたすべての値を、サンプリングログレジスタ５１に記憶する必要はなく、例えば、数回に１回にサンプリングの値を記憶するようにしてもよい。また、ログ管理部５０は、例えば、一定数連続でサンプリング値を記憶した後、一定数のサンプリング値を破棄する処理を繰り返すようにしてもよい。

ＭＰＵ２から通信Ｉ／Ｆ装置１にサンプリングログ取得コマンドが送信されると、通信Ｉ／Ｆ装置１のコマンド解析部２０は、コマンドを解析し、応答部２１が、サンプリングログレジスタ５１に記憶している値を応答データとしてＭＰＵ２に送信する。

ＭＰＵ２は、受信した時系列のサンプリング値のログデータを、通信エラーの解析に用いる。その解析例について、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）を参照して説明する。図１１（Ａ）には、送信側の空調ユニット１００ａから送信された送信直後の信号波形６０が示されている。また、図１１（Ｂ）には受信側の空調ユニット１００ｂで受信された受信直前の信号波形６１が示されている。

図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）と比較するとわかるように、受信直前の信号波形６１は、ノイズの影響や、ハイレベルからローレベルに電圧が下がるまでの遅延などによって、変形している。

このように、受信した信号波形が変形していると、受信側の空調ユニットがスタートビットの半ビット幅からデータ転送速度を算出する際に、正確なデータ転送速度を算出するのが困難になる。

このため、ＭＰＵ２はサンプリングログ取得コマンドを通信Ｉ／Ｆ装置１に送信することによって、時系列のサンプリング値のログデータを取得する。このようにすれば、ＭＰＵ２は、受信波形が想定と異なる形になっていることを認識し、エラー原因を解明し、その対策を講じることができる。例えば、データ転送速度を遅くしたり、ビット判定に使用するサンプリングの位置をずらしたりすることにより、受信波形の歪みに対応したデータ受信が可能となる。ＭＰＵ２は、ＭＰＵ通信部１０を介してビット判定部１４にビット判定のタイミング調整情報を送信する。ビット判定部１４は、このビット判定のタイミング調整情報に基づいて、ビット判定のタイミングを調整することができる。

以上詳細に説明したように、この実施の形態に係る通信Ｉ／Ｆ装置１によれば、サンプリングログを記憶することができるうえ、ＭＰＵ２によりそのログを取得することができる。これにより、ＭＰＵ２において、通信エラーの原因の解明と対策が可能となる。

なお、この実施の形態では、サンプリングログレジスタ５１にサンプリング値のみを記憶しているが、計時部によって計測されたサンプリング時間やエラー判定結果なども同時に記憶して、それらの情報をＭＰＵ２から取得できるようにしてもよい。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３について説明する。

この実施の形態に係る通信Ｉ／Ｆ装置１の構成は、図１に示す上記実施の形態１の通信Ｉ／Ｆ装置１の構成と同じである。この実施の形態では、上記実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付与し、説明を省略する。

図１２を参照して、この実施の形態における空調ユニット間の通信環境に応じたデータ転送速度の適正化処理について説明する。前提として、空調ユニット１００ａ、１００ｂでは、データ転送速度設定モードが設定されているものとする。

空調ユニット１００ａは、空調ユニット１００ｂに対して、予め設定されていた初期データ転送速度Ｘ［ｂｐｓ］で送信信号を送信する（ステップＳ６０）。最初の送信信号の送信は、空調ユニット１００ａにおいて、ＭＰＵ２から通信Ｉ／Ｆ装置１に対してデータ転送速度設定の開始要求のコマンドが送信されることで開始される。

データ転送速度調整部１３がスタートビットからデータ転送速度を測定し、測定されたデータ転送速度で送信信号の受信に成功した空調ユニット１００ｂでは、データ転送速度調整部１３が測定されたデータ転送速度より大きい速度（Ｘ＋ｄ［ｂｐｓ］）を送信部１１に設定する。送信部１１は、そのデータ転送速度で、送信信号を空調ユニット１００ａに送信する（ステップＳ６１）。

空調ユニット１００ａでは、データ転送速度調整部１３がスタートビットからデータ転送速度を測定し、測定されたデータ転送速度で送信信号の受信に成功すると、さらに加算されたデータ転送速度（Ｘ＋２ｄ［ｂｐｓ］）で、空調ユニット１００ｂと同様の動作が行われる（ステップＳ６２）。以降、送信信号の受信に成功する限り、空調ユニット１００ａ、１００ｂは、同じ処理を繰り返す。この繰り返しにより、データ転送速度が徐々に上がっていくようになる。

この繰り返しで、例えば、空調ユニット１００ａが、送信信号の受信に失敗したとする（ステップＳ６３）。この場合、空調ユニット１００ａは、空調ユニット１００ｂへの送信信号を送信しない。このため、空調ユニット１００ｂでは、タイムアウトが発生する。タイムアウトが発生すると、空調ユニット１００ｂは、データ転送速度を１段階小さくして（例えば、現行のデータ転送速度がＸ＋３ｄ［ｂｐｓ］であればＸ＋２ｄ［ｂｐｓ］として）、確定信号を空調ユニット１００ａに送信する（ステップＳ６４）。

データ転送速度調整部１３がスタートビットからデータ転送速度を測定し、測定されたデータ転送速度で確定信号の受信に成功すると、空調ユニット１００ａは、そのデータ転送速度（例えば、Ｘ＋２ｄ［ｂｐｓ］）を自身の送受信時のデータ転送速度に設定し、設定されたデータ転送速度で、空調ユニット１００ｂに確定応答信号を送信する（ステップＳ６５）。空調ユニット１００ｂが確定応答信号を受信することにより、データ転送速度の設定処理が終了する。

もし、確定信号を送信した空調ユニット１００ａが、タイムアウトを起こして確定応答信号の受信に失敗した場合、その空調ユニット１００ｂは、さらに１段階前のデータ転送速度（例えば、現行のデータ転送速度がＸ＋２ｄ［ｂｐｓ］であればＸ＋ｄ［ｂｐｓ］）を自身の送受信時のデータ転送速度として設定し、再度、空調ユニット１００ａに確定信号を送信すればよい。

図１２に示すシーケンスでは、空調ユニット１００ａでデータ転送速度処理が開始されたが、空調ユニット１００ｂからデータ転送速度処理を開始するようにしてもよい。

また、図１２に示すシーケンスでは、空調ユニット１００ｂでタイムアウトが発生したが、空調ユニット１００ａでタイムアウトが発生する場合もある。

以上詳細に説明したように、この実施の形態の通信Ｉ／Ｆ装置１によれば、データ転送速度の適正化をより短時間で行なうことができる。これにより、通信Ｉ／Ｆ装置１の初期設定の時間短縮が可能となる。

なお、この実施の形態では、データ転送速度設定の際、空調ユニット１００ａ、１００ｂ間で送信信号、確定信号、確定応答信号の送受信が行われているが、これらの信号に現在のデータ転送速度を示す情報を含めるようにしてもよい。

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

この発明は、空調ユニット間のデータ通信に好適である。より具体的には、本発明に係る通信インターフェイス装置を、室内機と室外機との間や、リモートコントローラと室内機との間のデータ通信に採用すれば、各機器のプロセッサに負荷をかけずに通信環境に応じたデータ通信速度の自動設定が可能となる。

１ 通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）装置
２ ＭＰＵ
３ レベル変換回路
１０ ＭＰＵ通信部
１１ 送信部
１２ サンプリング部
１３ データ転送速度調整部
１４ ビット判定部
１５ エラー判定部
１６ 送信データレジスタ
１７ 受信データレジスタ
１８ エラー状態レジスタ
２０ コマンド解析部
２１ 応答部
２２ 割込み生成部
３０ 信号波形
５０ ログ管理部
５１ サンプリングログレジスタ
６０、６１ 信号波形
１００、１００ａ、１００ｂ 空調ユニット
Ｌ１ 専用通信線
Ｌ２、Ｌ３ 専用通信線
Ｌ４ 通信線

Claims (13)

1. プロセッサの通信インターフェイス装置であって、
   通信線を介して受信した受信信号のサンプリングを行うサンプリング部と、
   前記受信信号に基づいてデータ転送速度を取得するデータ転送速度取得部と、
   前記データ転送速度取得部によって取得されたデータ転送速度で前記受信信号のビット判定を行うことにより、前記受信信号に含まれるシリアルデータを取得するビット判定部と、
   前記プロセッサから送信されたシリアルデータを含む送信信号を、前記データ転送速度取得部によって取得されたデータ転送速度で、通信線を介して送信する送信部と、
   前記プロセッサから送信されたシリアルデータを前記送信部に出力し、前記ビット判定部によって取得された前記シリアルデータを前記プロセッサに出力するプロセッサ通信部と、
   前記データ転送速度が異なる複数の前記送信信号を前記送信部から送信させたときの、その応答信号の受信状態に基づいて、前記データ転送速度を調整する調整部と、
   を備える通信インターフェイス装置。
2. 前記調整部は、
   前記データ転送速度取得部により取得されたデータ転送速度で、前記送信部から送信された前記送信信号に対する応答信号の受信に成功した場合に、
   取得されたデータ転送速度よりも大きい速度で、前記送信部から前記送信信号を再度送信させ、
   前記応答信号の受信に失敗した場合に、取得されたデータ転送速度よりも小さい速度で、前記送信部から前記送信信号を再度送信させ、その応答信号の受信に成功した場合に、そのときのデータ転送速度を送信時のデータ転送速度として設定する、
   請求項１に記載の通信インターフェイス装置。
3. 前記調整部は、
   前記データ転送速度取得部により取得されたデータ転送速度で、前記受信信号の受信に成功した場合に、測定されたデータ転送速度よりも大きい速度で、前記送信部から前記送信信号を送信させ、
   前記送信信号を送信した後、前記受信信号を受信することなくタイムアウトが発生した場合に、取得されたデータ転送速度よりも小さいデータ速度で、前記送信部から確認信号を再度送信させ、その確認信号の応答信号の受信に成功した場合に、そのときのデータ転送速度を送信時のデータ転送速度として設定する、
   請求項１に記載の通信インターフェイス装置。
4. 前記調整部は、
   前記プロセッサ通信部を介して
   前記プロセッサからデータ転送速度設定コマンドが入力されたときに、
   前記データ転送速度の調整を開始する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の通信インターフェイス装置。
5. 前記データ転送速度取得部は、前記受信信号に含まれるスタートビットのサンプリング数に基づいてデータ転送速度を取得する、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信インターフェイス装置。
6. 前記データ転送速度取得部は、
   前記サンプリング部による前記受信信号のサンプリング結果に基づいて、ＲＺ（Return to Zero）方式のスタートビットの半ビット幅に相当するサンプリング数を測定し、
   測定されたサンプリング数に基づいて、前記受信信号のデータ転送速度を算出する、
   請求項５に記載の通信インターフェイス装置。
7. 前記ビット判定部によって取得された前記シリアルデータのエラーの発生の有無を判定するエラー判定部をさらに備え、
   前記プロセッサ通信部は、
   前記エラー判定部により受信エラーが発生したと判定された場合、その受信エラーの内容を、前記プロセッサに出力する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の通信インターフェイス装置。
8. 前記サンプリング部によってサンプリングされたデータのログを記憶するサンプリングログ記憶部をさらに備え、
   前記プロセッサ通信部は、
   前記プロセッサからの要求により、前記サンプリングログ記憶部によって記憶された前記データのログを前記プロセッサに出力する、
   請求項７に記載の通信インターフェイス装置。
9. 前記ビット判定部は、
   前記サンプリングログ記憶部によって記憶された前記データのログに基づいて、
   ビット判定のタイミングを調整する、
   請求項８に記載の通信インターフェイス装置。
10. 前記サンプリング部は、
    前記送信部から送信される前記送信信号を、前記受信信号としてサンプリングし、
    前記エラー判定部は、
    前記シリアルデータと、前記ビット判定部のシリアルデータとが一致しない場合に、データ衝突エラーが発生したと判定し、
    前記プロセッサ通信部は、
    前記エラー判定部によりデータ衝突エラーが発生したと判定された場合、そのデータ衝突エラーの内容を、前記プロセッサに出力する、
    請求項７乃至９のいずれか一項に記載の通信インターフェイス装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の通信インターフェイス装置を備える空気調和機。
12. プロセッサの通信インターフェイス装置を用いた通信制御方法であって、
    通信線を介して受信した受信信号のサンプリングを行うサンプリング工程と、
    前記受信信号に基づいてデータ転送速度を取得するデータ転送速度取得工程と、
    前記データ転送速度取得工程において取得されたデータ転送速度で前記受信信号のビット判定を行うことにより、前記受信信号に含まれるシリアルデータを取得するビット判定工程と、
    前記プロセッサから送信されたシリアルデータを含む送信信号を、前記データ転送速度取得工程において取得されたデータ転送速度で、通信線を介して送信する送信工程と、
    前記プロセッサから送信されたシリアルデータを前記送信工程で出力し、前記ビット判定工程において取得された前記シリアルデータを前記プロセッサに出力するプロセッサ通信工程と、
    前記データ転送速度が異なる複数の前記送信信号を前記送信工程で送信させたときの、その応答信号の受信状態に基づいて、前記データ転送速度を調整する調整工程と、
    を含む通信制御方法。
13. プロセッサの通信インターフェイス装置として動作するコンピュータを、
    通信線を介して受信した受信信号のサンプリングを行うサンプリング部、
    前記受信信号に基づいてデータ転送速度を取得するデータ転送速度取得部、
    前記データ転送速度取得部によって取得されたデータ転送速度で前記受信信号のビット判定を行うことにより、前記受信信号に含まれるシリアルデータを取得するビット判定部、
    前記プロセッサから送信されたシリアルデータを含む送信信号を、前記データ転送速度取得部によって取得されたデータ転送速度で、通信線を介して送信する送信部、
    前記プロセッサから送信されたシリアルデータを前記送信部に出力し、前記ビット判定部によって取得された前記シリアルデータを前記プロセッサに出力するプロセッサ通信部、
    前記データ転送速度が異なる複数の前記送信信号を前記送信部から送信させたときの、その応答信号の受信状態に基づいて、前記データ転送速度を調整する調整部、
    として機能させるプログラム。

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