JPH0796948B2 - 空気調和装置の運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、商用電源の電力波形を利用して制御信号を送
受信する空気調和装置の運転制御装置に関し、特に、外
部ノズル対策に係るものである。

（従来の技術） 一般に、空気調和装置においては、室外ユニットと室内
ユニットとの間で圧縮機の容量信号や室内の温度信号な
どの各種制御信号を送受信して各ユニットを運転制御
し、室内を所定の空調状態に保つようにしている。

この空気調和装置の運転制御装置としては特開昭59-464
39号公報に開示されているものがある。該運転制御装置
は、室外ユニット及び室内ユニットの各制御部に商用電
源より電力が供給される一方、該商用電源には室外側及
び室内側のスイッチング素子及び受信素子が順に直列に
接続されて構成されている。そして、例えば、室外ユニ
ットの制御部が制御信号を出力すると、サイリスタ点弧
回路が上記スイッチング素子を駆動し、制御信号を商用
電源の電力波形に基づいて室内ユニットに送信する。一
方、該室内ユニットは制御信号を受信素子が受けて制御
部が制御信号を取り込むことになり、この伝送動作を各
ユニット間で交互に行い、各種の制御信号を送受信して
いる。

（発明が解決しようとする課題） 上述した空気調和装置の運転制御装置において、制御信
号を商用電源の電力波形（交流波形）に基づいて送受信
しており、この電力波形を認識するために電力波形のゼ
ロクロス点を検出して割込み信号を出力し、該割込み信
号より所定タイミング後に各制御部が入出力動作を実行
するようにしている。

しかしながら、上記商用電源の電力波形に同期して外部
より伝送回路にノイズが入る場合があり、例えば、上記
室外ユニット及び室内ユニットが接続されている商用電
源の電源ラインに他の設備機器のモータが接続され、該
モータが位相制御されていると、上記商用電源を共用し
ていることから位相制御のスイッチングによって伝送回
路にノイズが入る場合がある。

その際、上記制御部の入出力動作とノイズとが一致する
と、制御信号を送受信するができず、快適な空調を行う
ことができないという問題があった。つまり、上記ノイ
ズによって制御信号の内容が変わり、伝送異常を判別し
て空調動作を停止するという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、制御信号
の入出力動作が外部ノイズのタイミングに一致しないよ
うにして、正確な伝送を行えるようにしたものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明が講じた手段は、空
調制御手段の入出力動作を割込み信号の立上り又は立下
りの何れかを基準に切換えて実行するようにしたもので
ある。

具体的に、第１図に示すように、請求項（１）に係る発
明が講じた手段は、先ず、商用電源（４）が接続されて
電力が供給される室外ユニット（２）及び室内ユニット
（３）が設けられている。

更に、該室外ユニット（２）及び室内ユニット（３）に
それぞれ設けられ、室内が所定の空調状態になるように
各ユニット（2,3）を制御する空調制御手段（21a,31a）
と、上記各ユニット（2,3）に設けられ、空調制御手段
（21a,31a）の出力動作の実行による制御信号を受け
て、該制御信号に対応した送信信号を上記商用電源
（４）の電力波形によって生成して出力する送信手段
（22,32）と、上記各ユニット（2,3）に設けられ、上記
送信手段（22,32）の送信信号を受けて、該送信信号に
応対した制御信号を上記空調制御手段（21a,31a）が入
力動作の実行によって取り込むように該制御信号を上記
商用電源（４）の電力波形に基づいて生成する受信手段
（23,33）とが設けられている空気調和装置の運転制御
装置を対象としている。

そして、上記商用電源（４）の電力波形におけるゼロク
ロス点を検出して割り込み信号を出力するゼロクロス検
出手段（24,34）が設けられている。

更に、該ゼロクロス検出手段（24,34）が出力する割込
み信号の立上りから所定時間後に上記空調制御手段（21
a,31a）が送信手段（22,32）に対して出力動作を実行す
るように動作信号を出力する一方、上記割込み信号の立
上りから所定時間後に上記空調制御手段（21a,31a）が
受信手段（23,33）の制御信号を取り込むように動作信
号を出力する第１割込み制御手段（21b,31b）が設けら
れている。

その上、上記ゼロクロス検出手段（24,34）が出力する
割込み信号の立下りから所定時間後に上記空調制御手段
（21a,31a）が送信手段（22,32）に対して出力動作を実
行するように動作信号を出力する一方、上記割込み信号
の立下りから所定時間後に上記空調制御手段（21a,31
a）が受信手段（23,33）の制御信号を取り込むように動
作信号を出力する第２割込み制御手段（21c,31c）が設
けられている。

加えて、上記両割込み制御手段（21b,31b,21c,31c）の
何れか一方が動作信号を出力するように割込み処理を切
換える割込み処理切換手段（21e,31e）が設けられてい
る。

また、請求項（２）に係る発明が講じた手段は、上記請
求項（１）記載の発明において、空調制御手段（21a,31
a）が受信手段（23,33）より取り込む制御信号に基づい
て両ユニット（2,3）間の伝送が正常か否かを判別する
伝送判別手段（21d,31d）が設けられる一方、該伝送判
別手段（21d,31d）が伝送異常を判別すると、割込み処
理切換手段（21e,31e）は伝送異常信号を受けて動作信
号出力を両割込み制御手段（21b,31b,21c,31c）の一方
から他方に切換えるように構成されている。

（作用） 上記構成により、請求項（１）に係る発明では、各空調
制御手段（21a,31a）が各ユニット（2,3）を制御し、例
えば、圧縮機の容量などを制御して、室内を所定の空調
状態に制御している。そして、上記両空調制御手段（21
a,31a）間においては制御信号を商用電源（４）の電力
波形に基づいて授受しており、先ず、ゼロクロス検出手
段（24,34）が商用電源（４）の電力波形におけるゼロ
クロス点を検出して割込み信号を出力する。

この割込み信号を受けて、予め割込み処理切換手段（21
e,31e）が設定した第１又は第２割込み制御手段（21b,3
1b,21c,31c）が動作信号を各空調制御手段（21a,31a）
に出力する。例えば、第１割込み制御手段（21b,31b）
が上記割込み信号の立上りによって動作信号を出力し、
各空調制御手段（21a,31a）が入出力動作を実行する。
例えば、室外ユニット（２）の空調制御手段（21a）が
制御信号を出力すると、該制御信号を送信手段（22）が
受けて該制御信号に対応した送信信号を商用電源（４）
の電力波形に基づいて生成して出力する。

一方、上記送信信号を室内ユニット（３）の受信回路
（33）が受信し、該送信信号に対応した制御信号を商用
電源（４）の電力波形に基づいて生成する。そして、空
調制御手段（31a）の入力動作の実行によって該空調制
御手段（31a）が制御信号を取り込む一方、室内ユニッ
ト（３）から室外ユニット（２）に送信する場合は逆の
動作が行われて制御信号を授受している。

この制御信号の送受信時において、商用電源（４）の電
力波形にノイズが混入する場合がある。つまり、例え
ば、室外ユニット（２）及び室内ユニット（３）が接続
されている商用電源（４）の電源ラインに、隣接した工
場など他の設備機器のモータが接続され、このモータが
位相制御されていると、上記商用電源（４）を共用して
いることから位相制御のスイッチングによって伝送ライ
ンにノイズが入る場合がある。

その際、割込み処理切換手段（21e,31e）は第１割込み
制御手段（21b,31b）より第２割込み制御手段（21c,31
c）が動作信号を出力するように切換え、具体的に、請
求項（２）に係る発明では伝送判別手段（21d,31d）が
伝送異常を検出すると、動作信号の出力を切換える。そ
して、上記空調制御手段（21a,31a）が割込み信号の立
下りによって入出力動作を実行し、該入出力動作の実行
タイミングを異ならせる。

（発明の効果） 従って、請求項（１）に係る発明によれば、割込み信号
の立上りと立下りとを切換えて空調制御手段（21a,31
a）が入出力動作を実行するようにしたために、商用電
源（４）の電力波形にノイズが混入した際、該ノイズと
上記入出力動作のタイミングとを異ならせることができ
るので、制御信号の送受信を正確に行うことができ、快
適な空調を確実に行うことができる。

また、請求項（２）に係る発明によれば、伝送異常が生
じると、上記空調制御手段（21a,31a）の入出力動作の
タイミングを異ならせるので、ノイズによる伝送異常を
回避させることができることから、ノイズに強い信号処
理を行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第２図に示すように、（１）は空気調和装置であって、
室外ユニット（２）と室内ユニット（３）とによって構
成されており、該室外ユニット（２）は、図示しない
が、圧縮機、冷暖房切換用の四路切換弁及び室外熱交換
器を備える一方、上記室内ユニット（３）は、室内熱交
換器及び膨張機構を備えており、上記室外ユニット
（２）と室内ユニット（３）とが冷媒の循環可能に接続
されて可逆サイクル可能な冷媒循環系統が構成されてい
る。

上記各ユニット（２），（３）には商用電源（４）、例
えば、200Vの交流電源が接続されて電力供給されてお
り、該各ユニット（２），（３）にはそれぞれCPU（2
1），（31）が設けられている。そして、上記商用電源
（４）は、第４図に示すように、トランス（41）、整流
回路（42）、タイオード（43）及び平滑コンデンサ（4
4）を介してCPU（21），（31）の電源回路（45）に接続
されており、該電源回路（45）より各ユニット（２），
（３）のCPU（21），（31）に制御用電力が供給されて
いる。

また、第２図に示すように、上記各ユニット（２），
（３）間においては、圧縮機の容量信号や室内の温度信
号などの各種の制御信号を送受信しており、各ユニット
（２），（３）には送信手段である送信回路（22），
（32）と受信手段である受信回路（23），（33）とゼロ
クロス検出手段であるゼロクロス検出回路（24），（3
4）とが設けられている。更に、上記室内ユニット
（３）には、設定温度などを入力する入力部（35）と、
設定温度や冷暖房の運転状態などを表示する表示部（3
6）とがCPU（31）に接続されて設けられている。

上記各CPU（21），（31）には、第３図に示すように、
空調制御手段（21a），（31a）と第１割等込み制御手段
（21b），（31b）及び第２割込み制御手段（21c），（3
1c）とが構成されている。該空調制御手段（21a），（3
1a）は、室内が設定温度など所定の空調状態になるよう
に制御信号を出力し、例えば、圧縮機の容量信号を出力
して各ユニット（２），（３）を運転制御するように構
成されている。

更に、上記空調制御手段（21a），（31a）は各割込み制
御手段（21b），（31b），（21c），（31c）の動作信号
を受けて入出力動作を実行するように構成されると共
に、両空調制御手段（21a），（31a）は伝送方式が半二
重に構成され、上記送信回路（22），（32）および受信
回路（23），（33）を介して制御信号を授受するように
成っている。

つまり、第５図に示すように、上記各空調制御手段（21
a），（31a）は130ビットのインターバルＡで出力動作
を繰り返す一方、他方の空調制御手段（21a）又は（31
a）が57ビットで制御信号を出力し（第５図Ｂ参照）、
８ビットの間隔Ｃを存して片方の空調制御手段（31a）
又は（21a）が57ビットで制御信号を出力するように成
っている。

上記送信回路（22），（32）および受信回路（23），
（33）は、第２図及び第３図に示すように、上記商用電
源（４）に接続された２本の電源ライン（46），（47）
と１本の信号ライン（48）とにより接続され、上記商用
電源（４）の電力波形を利用して各空調制御手段（21
a），（31a）の制御信号を送受信するように構成されて
いる。

そして、上記送信回路（22），（32）は、CPU（21），
（31）に接続されたスイッチング用トランジスタ（22
a），（32a）と、該トランジスタ（22a），（32a）に接
続されたフォトトライアックカプラ（22b），（32b）と
より成り、上記空調制御手段（21a），（31a）の出力動
作の実行によって該空調制御手段（21a），（31a）の制
御信号を受け、トランジスタ（22a），（32a）がオン
し、フォトトライアックカプラ（22b），（32b）が制御
信号に対応した送信信号を商用電源（４）の電力波形に
基づいて生成して出力するように構成されている。

一方、上記受信回路（23），（33）は、CPU（21），（3
1）に接続されたフォトカプラ（23a），（33a）より成
り、上記送信回路（23），（33）が出力する送信信号を
受信し、上記空調制御手段（21a），（31a）の入力動作
の実行により該空調制御手段（21a），（31a）が制御信
号を取り込むように上記送信信号に対応し制御信号を商
用電源（４）の電力波形に基づいて生成するように構成
されている。

また、上記ゼロクロス検出回路（24），（34）は、第４
図に示すように、トランジスタ（24a），（34a）と３つ
の抵抗（24b），（34b）とより構成され、該トランジス
タ（24a），（34a）のベース端子が上記整流回路（42）
とダイオード（43）との間に接続され、第６図に示すよ
うに、上記商用電源（４）の電圧Ｖが所定電圧Vs以下に
なると割込み信号INTを出力するように構成されてい
る。

上記両割込み制御手段（21b），（31b）及び（21c），
（31c）は、本発明の特徴とするところであり、上記ゼ
ロクロス検出回路（24），（34）が出力する割込み信号
INTを受けて、上記空調制御手段（21a），（31a）の入
出力動作を実行させる動作信号を出力するように構成さ
れている。

そして、該第１割込み制御手段（21b），（31b）は上記
割込み信号INTの立上りより所定時間（例えば、4ms）後
に動作信号を出力し、また、第２割込み制御手段（21
c），（31c）は上記割込み信号INTの立下りより所定時
間（例えば、4ms）後に動作信号を出力するように構成
されている。

更に、上記CPU（21），（31）には、第３図に示すよう
に、伝送判別手段（21d），（31d）と割込み処理切換手
段（21e），（31e）とが構成されている。該伝送判別手
段（21d），（31d）は上記空調制御手段（21a），（31
a）間の伝送が正常か否かを判別しており、例えば、受
信した制御信号の内容が予め定められた受信内容と異な
る場合に伝送異常を判別するように構成されている。

そして、上記割込み処理切換手段（21e），（31e）は伝
送判別手段（21d），（31d）の伝送異常信号を受けて両
割込み制御手段（21b），（31b）及び（21c），（31c）
の動作信号出力を切換えるように構成されている。

次に、上記空気調和装置（１）の運転制御動作について
説明する。

先ず、室外ユニット（２）及び室内ユニット（３）のCP
U（21），（31）には圧縮機の容量信号や設定温度信号
などが入力され、該容量信号などの制御信号を両CPU（2
1），（31）の空調制御手段（21a），（31b）の間で授
受し、各ユニット（２），（３）を運転制御している。

そこで、上記空調制御手段（21a），（31a）間の信号授
受について説明する。

先ず、上記各空調制御手段（21a），（31a）は、第５図
に示すように、130ビットのインターバルＡで出力動作
Ｂを実行し、57ビットずつ制御信号を交互に出力（Ｂ参
照）している。この信号授受動作を室外ユニット（２）
から室内ユニット（３）への送信動作に基づいて説明す
ると、商用電源（４）の電力波形（交流波形）における
ゼロクロス点をゼロクロス検出回路（24），（34）が検
出しており、つまり、第６図に示すように、商用電源
（４）の電圧Ｖが所定値以下の電圧Vsになると、トラン
ジスタ（24a）がオフし、CPU（21），（31）に割込み信
号INTを出力する。

そして、上記室外ユニット（２）において、両割込み制
御手段（21b），（21c）は割込み信号INTを受けて動作
信号を空調制御手段（21a）に出力することになるが、
割込み処理切換手段（21e）が出力動作を予め両割込み
制御手段（21b），（21c）のいずれか一方に設定してお
り、例えば、第１割込み制御手段（21b）が動作信号を
出力するように設定している。

該第１割込み制御手段（21b）は割込み信号INTの立上り
より所定時間（4ms）後に動作信号を出力し、この動作
信号によって空調制御手段（21a）が出力動作を実行し
て制御信号を出力する。この制御信号を送信回路（22）
が受けてトランジスタ（22a）がオン・オフ動作し、フ
ォトトライアックカプラ（22b）が商用電源（４）の電
力波形に基づき該波形の半周期で１ビットの送信信号を
生成し、上記制御信号に対応した送信信号を出力する。

一方、室内ユニット（３）において、上記室外ユニット
（２）より出力された送信信号を受信回路（33）が受信
する。そして、上記室外ユニット（２）と同様に例えば
割込み処理切換手段（31e）で設定された第１割込み制
御手段（31b）の動作信号によって空調制御手段（31a）
が入力動作を実行し、上記割込み信号INTの立上りより
所定時間（4ms）後に受信回路（33）の制御信号を取り
込む。

つまり、該受信回路（33）は室外ユニット（２）の送信
信号に対応した制御信号を商用電源（４）の電力波形に
基づいて生成しており、該波形の半周期で１ビットの制
御信号を生成し、該波形の半周期毎に空調制御手段（31
a）が入力動作を実行して制御信号を取り込んでいる。

上述した信号授受動作時において、隣接した工場のモー
タなどが上記商用電源（４）を共用している場合、例え
ば、このモータの位相制御によって商用電源（４）の電
力波形にノイズが周期的に入る場合がある（第６図Ｎ参
照）。このノイズが混入すると、例えば、制御信号を受
取る室内ユニット（３）において該制御信号を受信する
ことができない場合がある。つまり、各空調制御手段
（21a），（31a）の入出力動作の実行時とノイズＮとが
一致すると（第６図T1参照）、該ノイズＮによって電源
電圧Ｖが動作電圧以下に低下し、送受信を行うことがで
きなくなる。

そこで、上記ノイズＮが混入して受信不能になると、受
信内容より伝送判別手段（31d）が伝送異常を判別して
伝送異常信号を出力し、この伝送異常信号を割込み処理
切換手段（31e）が受信して第１割込み制御手段（31b）
より第２割込み制御手段（31c）に切換え、該第２割込
み制御手段（31c）が動作信号を出力する。

そして、該動作信号を受けて空調制御手段（31a）が割
込み信号INTの立下りより所定時間（4ms）後に入力動作
を実行して制御信号を取り込むことになる（第６図T2参
照）。一方、上記室外ユニット（２）においても空調制
御手段（21a）の出力動作が割込み信号INTの立下りを基
準に行われることになる。

この空調制御手段（21a），（31a）の入出力動作の実行
基準を割込み信号INTの立上りと立下りとに切換えるこ
とにより、入出力動作とノイズＮとが一致しなくなる。

つまり、例えば、室外ユニット（３）の送信回路（22）
が、割込み信号INTの立上りより所定時間（2ms）後に出
力し、第６図のＳに示すように、電源波形の凸部状の送
信信号を出力すると、この送信信号をそのまま室内ユニ
ット（２）の受信回路（33）が受信する。そして、該受
信回路（33）であるフォトカプラ（33a）が上記電源波
形の凸部状に対応した矩形波の制御信号をCPU（31）に
出力する。したがって、ノイズＮが混入していると、こ
のノイズＮがそのまま矩形波の制御信号に重畳されて信
号電圧がCPU（31）に印加されることになる。

一方、上記CPU（31）の空調制御手段（31a）は、上述し
たように、割込み信号INTの立上りより所定時間（4ms）
後に制御信号を取り込んでいる際に、この取り込み時が
ノイズＮとが一致していると（第６図のT1参照）、割込
み信号INTの立下りより所定時間（4ms）後に制御信号を
取り込むことにより（第６図のT2参照）、入力動作とノ
イズＮとが一致しなくなる。

尚、上記両割込み制御手段（21b），（21c）及び（31
b），（31c）の切換えは伝送異常によってサイクリック
に繰り返し行う一方、室内ユニット（３）から室外ユニ
ット（２）に制御信号を送信する場合も上述と同様に行
われ、室内ユニット（３）の送信回路（32）が送信信号
を出力して、室外ユニット（２）の受信回路（23）が受
信することになり、ノイズが混入すると、動作信号の出
力を第１割込み制御手段（21b），（31b）と第２割込み
制御手段（21c），（31c）との間で切換える。

従って、上記割込み信号INTの立上りと立下りとを切換
えて空調制御手段（21a），（31a）が入出力動作を実行
するようにしたために、商用電源（４）の電力波形にノ
イズが混入した際、該ノイズと上記入出力動作のタイミ
ングとを異ならせることができるので、制御信号の送受
信を正確に行うことができ、快適な空調を確実に行うこ
とができる。

また、伝送異常が生じると、上記空調制御手段（21
a），（31a）の入出力動作のタイミングを自動的に異な
らせるので、ノイズによる伝送異常を回避させることが
できることから、ノイズに強い信号処理を行うことがで
きる。

尚、本実施例は、一台の室外ユニット（２）に一台の室
内ユニット（３）を設けたが、複数台の室内ユニット
（３），（３），…を設けたマルチ型であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。第２図
〜第６図は本発明の一実施例を示し、第２図は空気調和
装置の回路ブロック図、第３図は送信回路及び受信回路
を示す回路図、第４図は電力供給系統を示す回路図であ
る。第５図は送受信を示す信号の波形図、第６図は電力
波形に対する割込み信号のタイミングを示す波形図であ
る。 （１）……空気調和装置、（２）……室外ユニット、
（３）……室内ユニット、（４）……商用電源、（21,3
1）……CPU、（21a,31a）……空調制御手段、（21b,31
b）……第１割込み制御手段、（21c,31c）……第２割込
み制御手段、（21d,31d）……伝送判別手段、（21e,31
e）……割込み処理切換手段、（22,32）……送信回路、
（23,33）……受信回路、（24,34）……ゼロクロス検出
回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】商用電源（４）が接続されて電力が供給さ
   れる室外ユニット（２）及び室内ユニット（３）と、 該室外ユニット（２）及び室内ユニット（３）にそれぞ
   れ設けられ、室内が所定の空調状態になるように各ユニ
   ット（2,3）を制御する空調制御手段（21a,31a）と、 上記各ユニット（2,3）に設けられ、空調制御手段（21
   a,31a）の出力動作の実行による制御信号を受けて、該
   制御信号に対応した送信信号を上記商用電源（４）の電
   力波形によって生成して出力する送信手段（22,32）
   と、 上記各ユニット（2,3）に設けられ、上記送信手段（22,
   32）の送信信号を受けて、該送信信号に対応した制御信
   号を上記空調制御手段（21a,31a）が入力動作の実行に
   よって取り込むように該制御信号を上記商用電源（４）
   の電力波形に基づいて生成する受信手段（23,33）とを
   備えている空気調和装置の運転制御装置において、 上記商用電源（４）の電力波形におけるゼロクロス点を
   検出して割込み信号を出力するゼロクロス検出手段（2
   4,34）と、 該ゼロクロス検出手段（24,34）が出力する割込み信号
   の立上りから所定時間後に上記空調制御手段（21a,31
   a）が送信手段（22,32）に対して出力動作を実行するよ
   うに動作信号を出力する一方、上記割込み信号の立上り
   から所定時間後に上記空調制御手段（21a,31a）が受信
   手段（23,33）の制御信号を取り込むように動作信号を
   出力する第１割込み制御手段（21b,31b）と、 上記ゼロクロス検出手段（24,34）が出力する割込み信
   号の立下りから所定時間後に上記空調制御手段（21a,31
   a）が送信手段（22,32）に対して出力動作を実行するよ
   うに動作信号を出力する一方、上記割込み信号の立下り
   から所定時間後に上記空調制御手段（21a,31a）が受信
   手段（23,33）の制御信号を取り込むように動作信号を
   出力する第２割込み制御手段（21c,31c）と、 上記両割込み制御手段（21b,31b,21c,31c）の何れか一
   方が動作信号を出力するように割込み処理を切換える割
   込み処理切換手段（21e,31e）と を備えていることを特徴とする空気調和装置の運転制御
   装置。
2. 【請求項２】請求項（１）記載の空気調和装置の運転制
   御装置において、 空調制御手段（21a,31a）が受信手段（23,33）より取り
   込む制御信号に基づいて両ユニット（2,3）間の伝送が
   正常か否かを判別する伝送判別手段（21d,31d）が設け
   られる一方、 該伝送判別手段（21d,31d）が伝送異常を判別すると、
   割込み処理切換手段（21e,31e）は伝送異常信号を受け
   て動作信号出力を両割込み制御手段（21b,31b,21c,31
   c）の一方から他方に切換えるように構成されている ことを特徴とする空気調和装置の運転制御装置。