(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホームオートメーション（以下ＨＡと称する）制御装置とＨＡ端子を介して接続されるＨＡ変換装置であって，
外部電源及び外部スイッチと共に３路回路を構成し，セットまたはリセット状態に切り替え可能な内部スイッチと，
内部スイッチ状態に対応する情報をラッチするフリップフロップを有し，前記ＨＡ制御装置からの制御信号に応答して，前記内部スイッチをセット側またはリセット側のうち前記フリップフロップの内部スイッチ状態とは反対側に駆動するとともに，当該フリップフロップの状態を反転する内部スイッチ駆動回路と，
前記内部スイッチのセットまたはリセット側と前記外部電源とに接続された閉回路を構成し，当該閉回路の通電状態に応じて前記フリップフロップの状態を設定する内部スイッチ状態判別回路とを有するＨＡ変換装置。
【請求項２】
請求項１において，
前記内部スイッチ状態判別回路は，電源起動時に一時的に生成される初期設定信号に応答して，前記閉回路を通電可能状態にし，当該通電可能状態における前記閉回路の通電または非通電状態に応じて前記フリップフロップの設定を行うＨＡ変換装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＨＡ変換装置と，
前記ＨＡ変換装置にＨＡ端子を介して接続され，前記ＨＡ変換装置に制御信号を出力するＨＡ制御装置とを有するホームオートメーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ホームオートメーション（以下ＨＡ）変換装置に関し，特に，ＨＡ端子を持たない機器に対して遠隔操作を可能にするＨＡ変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホームオートメーションは，住宅内に設置されたＨＡ制御装置にエアコン，全自動風呂，床暖房機器などの端末装置をＨＡ端子を介して接続し，ＨＡ制御装置での操作によりそれらの機器を操作することを可能にする。さらに，ＨＡ制御装置を公衆回線などを介して管理センタと通信可能にし，顧客の携帯電話などからの遠隔操作で端末装置の操作を可能にする。
【０００３】
そして，ＨＡ端子を有していない端末装置に対してもＨＡ制御装置を介しての遠隔操作を可能にするために，ＨＡ制御装置と端末装置との間に設けられるＨＡ変換装置が提案されている。例えば，特許文献１に記載されている。
【０００４】
ＨＡ変換装置は，ＨＡ制御装置と接続可能なＨＡ端子を有し，端末装置の電源スイッチと３路回路を構成するリレースイッチを有し，ＨＡ制御装置からの制御信号を受信しそれに応答してリレースイッチを切り替え，端末装置の通電状態をモニタしてモニタ信号をＨＡ制御装置に送信する。端末装置は例えば照明機器などであり，ＨＡ変換装置内の内部スイッチと照明機器の電源スイッチとで３路スイッチを構成し，照明機器の通電または通電遮断を遠隔から操作することができると共に，遠隔から照明機器の通電状態を監視することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９１４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
３路回路は，２つのスイッチのいずれを操作しても通電状態と非通電状態との間で切り替えることができる。３路回路の一方のスイッチをＨＡ変換装置内のリレースイッチで構成した場合，現在のリレースイッチの状態に応じて，セット側またはリセット側に切り替えることが必要になる。
【０００７】
しかしながら，電源投入時などはこのリレースイッチの状態が不明であり，遠隔操作により３路回路のスイッチを正しく操作することができない場合がある。
【０００８】
そこで，本発明の目的は，３路回路の切り替えを正常に行うことができるＨＡ変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面は，ホームオートメーション（以下ＨＡと称する）制御装置とＨＡ端子を介して接続されるＨＡ変換装置であって，
外部電源及び外部スイッチと共に３路回路を構成し，セットまたはリセット状態に切り替え可能な内部スイッチと，
内部スイッチ状態に対応する情報をラッチするフリップフロップを有し，前記ＨＡ制御装置からの制御信号に応答して，前記内部スイッチをセット側またはリセット側のうち前記フリップフロップの内部スイッチ状態とは反対側に駆動するとともに，当該フリップフロップの状態を反転する内部スイッチ駆動回路と，
前記内部スイッチのセットまたはリセット側と前記外部電源とに接続された閉回路を構成し，当該閉回路の通電状態に応じて前記フリップフロップの状態を設定する内部スイッチ状態判別回路とを有する。
【００１０】
上記第１の側面における好ましい態様は，前記内部スイッチ状態判別回路は，電源起動時に一時的に生成される初期設定信号に応答して，前記閉回路を通電可能状態にし，当該通電可能状態における前記閉回路の通電または非通電状態に応じて前記フリップフロップの設定を行う。
【００１１】
さらに，ホームオートメーションシステムは，上記のＨＡ変換装置と，前記ＨＡ変換装置にＨＡ端子を介して接続され，前記ＨＡ変換装置に制御信号を出力するＨＡ制御装置とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
第１の側面によれば，内部スイッチ状態判別回路が内部スイッチの状態を判別して内部スイッチ駆動回路内のフリップフロップの状態を予め設定するので，遠隔からの操作に応答して，内部スイッチの状態を正しく反転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態におけるホームオートメーション（ＨＡ）システムとＨＡ変換装置の構成を示す図である。
【図２】内部スイッチ駆動回路２３の動作を説明する図である。
【図３】内部スイッチ駆動回路２３の動作を説明する図である。
【図４】本実施の形態におけるＨＡ変換装置の具体的な回路図である。
【図５】本実施の形態におけるＨＡ変換装置の動作を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は，本実施の形態におけるホームオートメーション（ＨＡ）システムとＨＡ変換装置の構成を示す図である。ＨＡシステムは，ＨＡ制御装置１０と，ＨＡ制御装置１０からの操作により動作が制御される熱源器３６などの端末装置とを有する。ＨＡ制御装置１０は，例えば住宅の居間などに設置され，それにＨＡ端子を介して接続された１つのまたは複数の端末装置を集中的に操作，制御する。
【００１５】
近年において，ＨＡ制御装置１０が公衆通信回線を介して管理センタ３４に接続され，ユーザの携帯電話３８などからの操作に応じて，管理センタ３４からＨＡ制御装置１０に制御信号の生成が指令され，それに応答してＨＡ制御装置１０が端末装置３６を制御する。このような構成にすることで，ユーザは遠隔から自宅内の端末装置を操作することができる。
【００１６】
日本電機機器工業会のＨＡ端子（ＪＥＭ−Ａ）規格により規格化されているＨＡ端子は，前述の特許文献１に記載されている。すなわち，ＨＡ端子は２本の通信線からなり，フォトカプラにより制御信号やモニタ信号などの送受信が行われる。
【００１７】
端末装置３２は，外部スイッチ３０により通電状態または非通電状態に切り替え可能である。図１の例では端末装置３２は照明機器である。そして，上記のようなＨＡ端子を備えていない端末装置を，ＨＡ制御装置１０による遠隔操作を可能にするために，ＨＡ変換装置２０がＨＡ制御装置１０と端末装置３２との間に設けられる。
【００１８】
ＨＡ変換装置２０は，外部電源ＡＣ及び外部スイッチ３０と共に３路回路を構成し，セットまたはリセット状態に切り替え可能な内部スイッチ２４を有する。この内部スイッチ２４は，例えばリレースイッチである。図１に示されるとおり，外部スイッチ３０または内部スイッチ２４が切り替えられると，外部電源ＡＣが端末装置３２に通電される状態と非通電の状態とに切り替えられる。この３路回路により，ユーザは，外部スイッチ３０により通常通り端末装置３２のオン，オフ制御することができるとともに，ＨＡ制御装置１０の機能を利用して，遠隔操作により内部スイッチ２４を切り替え制御して，端末装置３２をオン，オフ制御することができる。
【００１９】
さらに，ＨＡ変換装置２０は，内部スイッチ２４を制御し端末装置３２の通電状態を判別する制御回路２７を有する。制御回路２７は，ＨＡ制御装置１０内の制御信号送信回路１４からの制御信号を受信し内部に制御信号Ｓ２１を伝達する制御信号受信回路２１と，端末装置３２の通電状態を判別するモニタ信号をＨＡ制御装置１０内のモニタ信号受信回路１２に送信するモニタ信号送信回路２２とを有する。
【００２０】
また，制御回路２７は，内部スイッチ２４をセット側またはリセット側に駆動する内部スイッチ駆動回路２３を有し，内部スイッチ駆動回路２３は，内部スイッチ２４の状態に対応する情報をラッチするフリップフロップＦＦ１を有し，ＨＡ制御装置からの制御信号Ｓ２１に応答して，内部スイッチ２４をセット側またはリセット側のうちフリップフロップＦＦ１の内部スイッチ状態とは反対側に駆動するとともに，当該フリップフロップFF1の状態を反転する。
【００２１】
さらに，制御回路２７は，端末装置３２の通電状態を判別する回路２５を有する。
【００２２】
内部スイッチ駆動回路２３内には，内部スイッチ２４の状態（セットまたはリセット）に対応する情報をラッチするラッチ回路としてフリップフロップＦＦ１が設けられ，制御信号受信回路２１から供給される制御信号Ｓ２１に応答して，フリップフロップＦＦ１の状態に基づき内部スイッチ２４の状態を切り替える。
【００２３】
後述するとおり，内部スイッチ駆動回路２３は，制御信号Ｓ２１に応答して，内部スイッチ２４のセット側かリセット側のコイル電流を発生し，内部スイッチ２４の状態を切り替える。いずれのコイル電流を発生するかは，内部スイッチ２４の状態に対応する情報をラッチするフリップフロップＦＦ１の状態に依存する。ただし，電源起動時などはフリップフロップＦＦ１の状態がセット，リセットのいずれになるか不定であるため，フリップフロップＦＦ１の状態と内部スイッチ２４の状態とが一致していない場合には，制御信号による切替が適切に行われない場合がある。以下，それについて説明する。
【００２４】
図２，図３は，内部スイッチ駆動回路２３の動作を説明する図である。図２には，（１）内部スイッチであるリレースイッチの接点がセット側の動作と，（２）リセット側の動作とが示されている。いずれも，フリップフロップＦＦ１の状態と内部スイッチ２４の状態とが一致していて，正常に動作した場合である。
【００２５】
図２（１）のリレースイッチがセット側にある場合，フリップフロップＦＦ１の状態が出力Ｑ＝Ｈ，−Ｑ＝Ｌ（セット状態）であれば，時間ｔ１の制御信号に応答して，内部スイッチ駆動回路２３はリセット側のコイル電流を発生し，その後フリップフロップＦＦ１の状態を反転する。さらに，時間ｔ２の制御信号に応答して，セット側のコイル電流が生成され，その後フリップフロップＦＦ１の状態が反転される。時間ｔ３の制御信号に対しては時間ｔ１と同じである。
【００２６】
次に，図２（２）のリレースイッチがリセット側にある場合，フリップフロップＦＦ１の状態が出力Ｑ＝Ｌ，−Ｑ＝Ｈ（リセット状態）であれば，時間ｔ１１の制御信号に応答して，内部スイッチ駆動回路２３はセット側のコイル電流を発生し，その後フリップフロップＦＦ１の状態を反転する。さらに，時間ｔ１２の制御信号に応答して，リセット側のコイル電流が生成され，その後フリップフロップＦＦ１の状態が反転される。
【００２７】
図３には，（１）内部スイッチであるリレースイッチの接点がセット側の動作と，（２）リセット側の動作とが示されている。しかし，フリップフロップＦＦ１の状態が内部スイッチ２４の状態と不一致であるため，異常動作した例である。
【００２８】
図３（１）のリレースイッチがセット側にある場合，電源起動時の不定動作などの理由によりフリップフロップＦＦ１の状態が出力Ｑ＝Ｌ，−Ｑ＝Ｈ（リセット状態）であると，時間ｔ３１の制御信号に応答して，内部スイッチ駆動回路２３はセット側のコイル電流を発生し，その後フリップフロップＦＦ１の状態を反転する。しかし，リレースイッチはセット側にあるため，セット側のコイル電流ではスイッチ状態を切り替えることができない。ただし，次の時間ｔ３２の制御信号に応答して，リセット側のコイル電流が生成されると，セット側にあったリレースイッチは正常に切り替えられる。その後は，フリップフロップＦＦ１の状態がリレースイッチの状態と一致するため正常に動作する。
【００２９】
次に，図３（２）のリレースイッチがリセット側にある場合，フリップフロップＦＦ１の状態が出力Ｑ＝Ｈ，−Ｑ＝Ｌ（セット状態）であれば，時間ｔ４１の制御信号に応答して，内部スイッチ駆動回路２３はリセット側のコイル電流を発生し，その後フリップフロップＦＦ１の状態を反転する。しかし，リレースイッチはリセット側にあるため切り替わらない。ただし，次の時間ｔ４２の制御信号に応答して，セット側のコイル電流が生成されると，リセット側にあったリレースイッチは正常に切り替えられる。その後は，同様に正常動作する。
【００３０】
上記の異常動作を防止するために，図１の本実施の形態のＨＡ変換装置２０は，内部スイッチＳＷの接点位置（状態）を判別する内部スイッチ状態判別回路２６を有する。内部スイッチ状態判別回路２６は，スイッチ状態を判別し，その状態に対応する情報をフリップフロップＦＦ１に記録する。これにより，フリップフロップＦＦ１の状態を内部スイッチ状態に対応させることができる。
【００３１】
以下，一例として電源起動時に内部スイッチの状態を判別し，フリップフロップＦＦ１をそれに対応する状態に設定する内部スイッチ状態判別回路について説明する。
【００３２】
図４は，本実施の形態におけるＨＡ変換装置の具体的な回路図である。図４には，図１のＨＡ変換装置２０内の内部スイッチ駆動回路２３と，内部スイッチ状態判別回路２６と，端末装置状態判別回路２５の回路図が示されている。
【００３３】
まず，内部スイッチ駆動回路２３について説明する。内部スイッチ駆動回路２３は，フリップフロップFF1と，NORゲートNOR1,NOR2と，セット側コイルSとリセット側コイルRと，それらをそれぞれ駆動するNPN駆動トランジスタN1,N2を有する。フリップフロップFF1のクロック端子CLには制御信号受信回路２１からの制御信号S21が供給される。この制御信号S21は，図２，３と異なり負論理のパルス信号であり，内部スイッチ２４を切り替える制御信号レベルはLレベルである。また，フリップフロップFF1の反転出力−Ｑはデータ端子Ｄに接続されている。そして，NORゲートNOR1には制御信号S21と出力Qが入力され，その出力が駆動トランジスタN1のベースに供給される。一方，NORゲートNOR2には制御信号S21と反転出力-Qが入力され，その出力が駆動トランジスタN2のベースに供給される。
【００３４】
したがって，Lレベルの制御信号S21が供給されると，NORゲートNOR1,NOR2のいずれかが出力をHレベルにし，駆動トランジスタN1,N2のいずれかが導通し，セット側コイルSまたはリセット側コイルRのいずれかを駆動し，内部スイッチ２４を切り替える。フリップフロップFF1のデータ端子Dには反転出力-Qが入力されているので，いずれかのコイルに駆動電流が流れた後，制御信号S21の立ち上がりエッジに応答して，フリップフロップFF1は切り替えられる。
【００３５】
つまり，内部スイッチ駆動回路２３は，制御信号S21に応答して，フリップフロップFF1の状態とは反対側のコイルS,Rに駆動電流を流し，フリップフロップFF1の状態を反転する。
【００３６】
端末装置状態判別回路２５は，照明機器である端末装置３２と，外部スイッチ３０と，内部スイッチ２４と，電源ACとの閉回路CC2を有し，閉回路CC2にはフォトカプラ４４が設けられている。図４の３路回路の状態は，内部スイッチ２４がリセット側にあり，外部スイッチ３０の状態とともに端末装置３２に電源３２を通電している状態である。このように端末装置３２が通電状態であると，閉回路CC2は電流を流し，フォトカプラ４４を介してモニタ信号送信回路２２に電流が流れる。もし端末装置３２が非通電状態であれば，閉回路ＣＣ２は電流を流さず，モニタ信号送信回路２２には電流は発生しない。この両者の状態を示す信号が，モニタ信号送信回路２２からＨＡ制御装置１０内のモニタ信号受信回路１２に出力される。
【００３７】
次に，内部スイッチ状態判別回路２６について説明する。図５は，HA変換装置の動作を示す波形図である。
【００３８】
内部スイッチ状態判別回路２６は，内部スイッチ２４がセット側か否かを検出する閉回路CC1を有する。つまり，図４の例では，内部スイッチ２４がセット側になっている場合に電源ACの電流が閉回路CC1に流れうる状態になる。さらに，抵抗R1とキャパシタC1とからなる遅延回路により，時間t50で電源HVが起動したときにノードn10はCR時定数でゆっくり立ち上がり，ノードn10がHレベルになるまでは，PNPトランジスタP3が導通し電流I1を流し，フォトトライアック４０により閉回路CC1が導通可能状態になる。
【００３９】
もし，内部スイッチ２４がセット側であれば，閉回路CC1に電流I2が流れ，リセット側であればI2は流れない。閉回路CC１に電流I2が発生した場合（内部スイッチがセット状態）は，この電流I2に応答してフォトカプラ４２を介してNPNトランジスタN4が導通しノードn12がLレベルになる。一方，閉回路CC１に電流I2が発生しない場合（内部スイッチがリセット状態）は，NPNトランジスタN4が非導通で，抵抗R4によりノードn12はHレベルになる。図５には，内部スイッチがセット状態の動作波形を実線で，リセット状態の動作波形を破線で示している。
【００４０】
一方，抵抗R7とキャパシタC2とで別の遅延回路が構成され，このCR時定数は抵抗R1とキャパシタC1とによる遅延回路より小さく，ノードn14は電源HVの起動時にノードn10よりも急峻に立ち上がる。したがって，ノードn10が未だLレベルの間に，時間t51でノードn14はHレベルになる。このノードn14の立ち上がりエッジに応答して，第２のフリップフロップFF2は，ノードn12のLレベル（内部スイッチがセット状態）またはHレベル（同リセット状態）を取り込む。その結果，第２のフリップフロップFF2の出力は，Q=L,−Q=H（セット状態）またはQ=H,-Q=L（リセット状態）になる。
【００４１】
第２のフリップフロップFF2がノードn12のレベルを取り込んだ時は，未だノードn10はLレベルであるので，PNPトランジスタP5,P6のベースはLレベルにある。トランジスタP5,P6のコレクタは，フリップフロップFF1のリセット端子Rとセット端子Sに接続され，さらに抵抗R7,R8を介してグランドGNDに接続されている。したがって，内部スイッチがセット状態ならフリップフロップFF2の出力がQ=L,−Q=Hであり，フリップフロップFF1のセット端子SがHレベルになりFF1はセット状態にされる。逆に，内部スイッチがリセット状態ならフリップフロップFF2の出力がQ=H,−Q=Lであり，フリップフロップFF1のリセット端子RがHレベルになりFF1はリセット状態にされる。
【００４２】
その後，時間t52でノードn10はHレベルに達し，トランジスタP5,P6は非導通になり，抵抗R7,R8を介してフリップフロップFF1のリセット端子R,セット端子Sは共にグランドレベル（Lレベル）となる。その後は，フリップフロップFF1は，クロック端子CLの立ち上がりエッジに応答してデータ端子Dのレベルをラッチする通常動作を行う。
【００４３】
以上の通り，内部スイッチ状態判別回路２６は，内部スイッチ２４のセットまたはリセット側と外部電源ACとに接続された閉回路CC1を設けるだけで，電源起動時に内部スイッチ２４の状態を判別することができる。そして，判別結果に応じて，内部スイッチ駆動回路２３内のフリップフロップFF1の状態を内部スイッチ２４に設定する。
【００４４】
上記の初期設定の後は，内部スイッチ駆動回路２３は，制御信号S21に応答して，３路回路による端末装置３２の駆動動作を行う。図５の時間t53にて，制御信号S21がLレベルになると，フリップフロップFF1の状態に応じて，NORゲートNOR1,NOR2のいずれかの出力がHレベルになり，駆動トランジスタN1,N2のいずれかを導通させ，セット側コイルまたはリセット側コイルのいずれかに駆動電流を流す。そして，時間t54の制御信号S21の立ち上がりエッジに応答して，フリップフロップFF1のクロック端子CLがHレベルになり，フリップフロップFF1の状態が切り替えられる。この動作については既に説明した通りである。その後，再度制御信号S21が入力されると，上記と同様の動作が繰り返される。
【００４５】
以上説明したとおり，本実施の形態によれば，内部スイッチ駆動回路２３に，単純な閉回路CC1を設け，電源起動を検出する回路（R1,C1）と，電源起動時の閉回路CC1に電流I2が流れうる状態にする回路（P3,40）と，その時の閉回路CC1の電流の有無を検出する回路（42,R4,N4）と，その電流の有無に応じてフリップフロップFF1のセット端子またはリセット端子を駆動する回路（FF2,P5,P6）とを設けるだけで，フリップフロップFF1に内部スイッチ２４の状態を初期設定することができる。その結果，図３の異常動作を回避することができる。
【００４６】
なお，電源起動を検出する遅延回路R1,C1は，電源起動だけでなく，図示しないハードウエアリセットスイッチの操作も検出するようにすれば，マニュアルによるリセット操作に応答しても，フリップフロップFF1の状態を内部スイッチ状態に初期化することができる。
【００４７】
また，内部スイッチ状態判別回路２６内のフリップフロップFF2は，電源起動時のノードn12のレベルをラッチするだけであり，通常動作時に切り替わり動作をするものではないので，必ずしもフリップフロップFF2を設ける必要はない。さらに，閉回路CC1は，内部スイッチ２４のリセット側に接続されてもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４８】
１０：ＨＡ制御装置                      ２０：ＨＡ変換装置
２１：制御信号受信回路                  ２２：モニタ信号送信回路
２３：内部スイッチ駆動回路              ２４：内部スイッチ，リレースイッチ
２５：端末装置状態判別回路              ２６：内部スイッチ状態判別回路
ＣＣ１：閉回路                          ＦＦ１：フリップフロップ
Ｓ２１：制御信号
【図１】
0005416635.tif 000002
【図２】
0005416635.tif 000003
【図３】
0005416635.tif 000004
【図４】
0005416635.tif 000005
【図５】
0005416635.tif 000006