(57)【要約】  自由な通信網トポロジーに接続された多数の室外機及び室内機の通信において高速なデータ伝送を実現できる技術を提供する。  室内機１０ａは、室内機１０ｂに接続された通信ケーブル３１を接続する通信ケーブル端子１８ａと、室内機１０ｃに接続された通信ケーブル３１を接続する通信ケーブル端子１８ｂと、通信ケーブル端子１８ａに接続された伝送路スイッチ１３ａと、通信ケーブル端子１８ｂに接続された伝送路スイッチ１３ｂと、伝送路スイッチ１３ａと伝送路スイッチ１３ｂとの間に接続されたインダクタ１１と、を有する。各室内制御部１５は、伝送路スイッチ１３ａと伝送路スイッチ１３ｂとを、通信ケーブル端子１８ａと通信ケーブル端子１８ｂとを短絡した状態と、遅延素子１１を介して通信ケーブル端子１８ａと通信ケーブル端子１８ｂとが接続された状態とに切り替える。
2019215843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外制御部を有した室外機と、室内制御部を有した複数の室内機と、を伝送線により接続し、前記伝送線を介してシリアルデータ通信されて運転制御が行われる空気調和機を備えた空気調和機システムにおいて、
前記室外機および前記複数の室内機のいずれか一台は、  前記伝送線をインピーダンス終端する終端抵抗を有し、
各室内機は、
他の室内機または前記室外機に接続された前記伝送線を接続する第一の伝送線端子と、
別の他の室内機に接続された前記伝送線を接続する第二の伝送線端子と、
前記第一の伝送線端子に接続された第一の伝送路スイッチと、
前記第二の伝送線端子に接続された第二の伝送路スイッチと、
前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとの間に接続された遅延素子と、を有し、
各室内制御部は、前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとを、前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とを短絡した初期状態と、前記遅延素子を介して前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とが接続された状態とに切り替える、空気調和機システム。
【請求項２】
前記終端抵抗は、前記室外機に設けられている、請求項１に記載の空気調和機システム。
【請求項３】
前記遅延素子は、インダクタ、遅延線、フェライトビーズ、巻線コイル、電線のいずれか、または、これらのいずれかの組み合わせたものである、請求項１または請求項２に記載の空気調和機システム。
【請求項４】
前記遅延素子のインダクタンス値Ｌｓｈｔを、
前記シリアルデータ通信の信号周波数をＦｄｔ［ｋＨｚ］、
単位時間を遅延させるインダクタンス値をＬｔｍ［μＨ／μｓｅｃ］、
とした時、
Ｌｓｈｔ＝１／（４×Ｆｄｔ）×Ｌｔｍ
と定める、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機システム。
【請求項５】
各室内機の前記室内制御部は、電源投入後に前記室外機へ各室内機の識別符号を送信し、
前記室外機の前記室外制御部は、前記室内機へ応答を送信し、
各室内機の前記室内制御部は、前記応答を受信した場合は、前記室外機へ受信完了を送信し、
各室内機の前記室内制御部は、前記応答を受信できない場合は、前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチを前記初期状態から切り替えて、前記遅延素子を介して前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とが接続された状態にする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の空気調和機システム。
【請求項６】
前記伝送線に複数の室外機が接続され、前記終端抵抗は前記複数の室外機および前記複数の室内機のいずれか一つに接続されている、請求項１または請求項３に記載の空気調和機システム。
【請求項７】
前記終端抵抗は、前記複数の室外機のいずれか一つに接続され、
各室内機の前記室内制御部は、電源投入後に前記終端抵抗を有する前記室外機へ各室内機の識別符号と冷媒系統識別符号を送信し、
前記終端抵抗を有する前記室外機の前記室外制御部は、各室内機へ応答を送信し、
各室内機の前記室内制御部は、前記応答を受信した場合は、前記終端抵抗を有する前記室外機へ受信完了を送信し、
各室内機の前記室内制御部は、前記応答を受信できない場合は、前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとを前記初期状態から切り替えて、前記遅延素子を介して前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とが接続された状態にし、前記室外機からの別の応答を受信した場合は、前記終端抵抗を有する前記室外機へ受信完了を送信し、
前記終端抵抗を有する前記室外機は、各室内機からの前記受信完了を受信した後に、前記複数の室内機の他の室外機に対し、各室内機の前記冷媒系統識別符号と前記識別符号とを送信する、請求項６に記載の空気調和機システム。
【請求項８】
前記室外機の前記室外制御部及び各室内機の前記室内制御部は、自身に対する前記終端抵抗の接続の有無を検知し、自身に前記終端抵抗が接続されている場合は、終端抵抗フラグを立てて、当該終端抵抗フラグと自身の識別符号とをブロードキャストし、
前記自身の識別符号を受信した残りの前記室外機の前記室外制御部及び各室内機の前記室内制御部は、前記自身の識別符号を記憶し、
前記自身の識別符号を受信した各室内機の前記室内制御部は、自己の識別符号を前記自身の識別符号へ送信する
請求項１に記載の空気調和システム。
【請求項９】
各室外機の前記室外制御部及び各室内機の前記室内制御部は、自身に対する前記終端抵抗の接続の有無を検知し、自身に前記終端抵抗が接続されている場合は、終端抵抗フラグを立てて、当該終端抵抗フラグと自身の識別符号とをブロードキャストし、
前記自身の識別符号を受信した残りの各室外機の前記室外制御部及び各室内機の前記室内制御部は、前記自身の識別符号を記憶し、
前記自身の識別符号を受信した各室内機の前記室内制御部は、自己の識別符号を前記自身の識別符号へ送信する、請求項６に記載の空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器間を配線し、通信により制御する空気調和機システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機システムの通信網は、主に、室外機及び室内機の動作状態や制御命令といった少量の情報を伝達するものであるため、１００ＢＡＳＥ−Ｔ等のイーサネット（登録商標）や光ファイバー通信と比較して低速度である。また、機器間距離が長く多量の配線を必要とするため、同軸ケーブルなどの高周波ケーブルを用いた被変調搬送波方式ではなく、ベースバンド伝送方式により低コスト化を図ってきた。【０００３】
一方、近年では設備機器の高機能化、伝達情報の多様化が進んでおり、高速シリアルデータ伝送への対応が求められている。【０００４】
シリアルデータ伝送を高速化すると、反射による波形歪やジッタが通信品質に影響を与えることが知られており、ジッタへの対応技術が、特許文献１に記載されている。【０００５】
また、空気調和機システムは、ビルや店舗への施工作業性や作業効率を重視するため、チェーン配線とスター分岐配線とによる自由な通信網トポロジーが採用され、通信ケーブルの距離も１０００ｍ程度まで使用可能である。【０００６】
このような状況において、通信ケーブルを終端する抵抗値を最適化する技術が、特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−５４１００号公報
【特許文献２】特開平６−３８２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、チェーン配線とスター分岐配線との混合による自由な通信網トポロジーを採用し、かつ通信網への接続台数が２００台以上にもなるため、信号反射を事前に計算するのは困難であった。【０００９】
また、空気調和機システムの複合化や多機能化によって、通信データ量が増加し、また通信網へのアクセスが集中すると、網輻輳が発生する問題が有る。【００１０】
これに対し、データ伝送速度を高速化しようとしても、データ伝送速度と反射が起きない通信ケーブル長との関係にはトレードオフが有り、通信ケーブル長を維持する場合、データ伝送速度は高速化できない制約が有った。【００１１】
そこで、本発明は、自由な通信網トポロジーに接続された多数の室外機及び室内機の通信において高速なデータ伝送を実現できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決すべく、本発明の一形態に係る空気調和機システムは、室外制御部を有した室外機と、室内制御部を有した複数の室内機と、を伝送線により接続し、前記伝送線を介してシリアルデータ通信されて運転制御が行われる空気調和機を備える。前記室外機および前記複数の室内機のいずれか一台は、  前記伝送線をインピーダンス終端する終端抵抗を有し、各室内機は、他の室内機または前記室外機に接続された前記伝送線を接続する第一の伝送線端子と、別の他の室内機に接続された前記伝送線を接続する第二の伝送線端子と、前記第一の伝送線端子に接続された第一の伝送路スイッチと、前記第二の伝送線端子に接続された第二の伝送路スイッチと、前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとの間に接続された遅延素子と、を有し、各室内制御部は、前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとを、前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とを短絡した初期状態と、前記遅延素子を介して前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とが接続された状態とに切り替える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、自由な通信網トポロジーに接続された多数の室外機及び室内機の通信において高速なデータ伝送を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る空気調和機システムの通信システムを示した図である。
【図２】第１の実施の形態に係る空気調和機システムの通信網を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る通信ケーブル端子間の差動信号を示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係る通信ケーブル端子間の差動信号を示し、インダクタの挿入制御により０クロスを解消した状態を示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係る空気調和機システムの工事設定モードにおける室外機と複数の室内機の通信シーケンスを示す図である。
【図６】第２の実施の形態に係る空気調和機システムの通信網を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係る空気調和機システムの工事設定モードにおける室外機と室内機との通信シーケンスを示す図である。
【図８】室外機及び室内機の通信制御フレームの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る空気調和機システム１の通信システムを示した図である。
【００１６】
空気調和機システム１は、室内機１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと、室外機２０と、通信ケーブル３１、３２とからなる空気調和機を備える。通信ケーブル３１、３２は、シリアルデータ伝送を差動信号で行うため、ビニル被覆２芯ケーブルやツイストペアケーブルが用いられている。室内機１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄおよび室外機２０は、通信ケーブル３１、３２により、同一信号を送受信可能なチェーン接続（渡り配線とも言う）され、所謂シリアルバス方式になっている。通信ケーブル３１、３２は、伝送線に相当する。
【００１７】
室内機１０ａは、インダクタ１１、１２と、通信ケーブル端子１８ａ、１８ｂと、伝送路スイッチ１３ａ、１３ｂ、１３ｃと、通信ケーブル端子１９ａ、１９ｂと、通信ケーブル端子１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、送信回路１５と、受信回路１６と、制御部１７とを有する。他の室内機１０ｂ、１０ｃ、１０ｄも同様に構成されている。制御部１７は、室内制御部に相当する。通信ケーブル端子１８ａ、１９ａは、第一の伝送線端子に相当し、通信ケーブル端子１８ｂ、１９ｂは、第二の伝送線端子に相当する。伝送路スイッチ１３ａ、１４ａは、第一の伝送路スイッチに相当し、伝送路スイッチ１３ｂ、１４ｂは、第二の伝送路スイッチに相当する。
【００１８】
通信ケーブル端子１８ａ、１８ｂは対になっており、通信ケーブル端子１８ａから入る信号は、通信ケーブル端子１８ｂを介して隣の室内機１０ｃへ出力され、通信ケーブル端子１８ｂから入る信号は、通信ケーブル端子１８ａを介して隣の室内機１０ｂへ出力される。同様に、通信ケーブル端子１９ａ、１９ｂは対になっており、通信ケーブル端子１９ａから入る信号は、通信ケーブル端子１９ｂを介して隣の室内機１０ｃへ出力され、通信ケーブル端子１９ｂから入る信号は、通信ケーブル端子１９ａを介して隣の室内機１０ｂへ出力される。
【００１９】
伝送路スイッチ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、通信ケーブル端子１８ａ、１８ｂ側に接続され互いに連動して開閉するスイッチである。図１において、実線で示す状態と、破線で示す状態とに切り替え可能に構成されている。伝送路スイッチ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、通信ケーブル端子１９ａ、１９ｂ側に接続され互いに連動して開閉するスイッチである。図１において、実線で示す状態と、破線で示す状態とに切り替え可能に構成されている。
【００２０】
送信回路１５は、制御部１７からの送信データを信号に符号化し、外部へ送信する。受信回路１６は、差動受信部を有し、受信した信号を復号し、制御部１７へ受信データとして入力する。制御部１７は、送信回路１５および受信回路１６を介してデータの送受信を行い、かつ、伝送路スイッチ１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび伝送路スイッチ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの切り替えを行う。
【００２１】
室外機２０は、終端抵抗２１と、通信ケーブル端子２２、２３と、送信回路２５と、受信回路２６と、制御部２７とを備える。制御部２７は、室外制御部に相当する。
【００２２】
通信ケーブル３１、３２は、一方が室外機２０の通信ケーブル端子２１に、他方が通信ケーブル端子２３に接続される。通信ケーブル端子２２に接続された通信ケーブル３１は、室内機１０ａの通信ケーブル端子１８ａに接続され、通信ケーブル端子２３に接続された通信ケーブル３２は、室内機１０の通信ケーブル端子１９ａに接続される。  
【００２３】
伝送路スイッチ１３ａは、初期状態で通信ケーブル端子１８ａと１８ｂとを短絡する状態であり、伝送路スイッチ１４ａ、１４ｂも同様である。この初期状態では、室外機２０の通信ケーブル端子２２、２３からの送信信号は、通信ケーブル端子１８ａから伝送路スイッチ１３ｃを経由して受信回路１６に入力される。通信ケーブル端子１９ａからの入力信号も同様である。
【００２４】
室内機１０ａは電源投入後、後述する工事設定モードを経て、自らが信号反射を受けているかどうかを判定する。判定の結果、信号反射を受けている場合は、制御部１７が、伝送路スイッチ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを破線で示すようにインダクタ１１側へ切り替え、伝送路スイッチ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを破線で示すようにインダクタ１２側へ切り替える。
【００２５】
これにより、室外機２０の通信ケーブル端子２２、２３からの送信信号は、通信ケーブル端子１８ａから伝送路スイッチ１３ａ、インダクタ１１、伝送路スイッチ１３ｂを経由して、チェーン接続された室内機１０ｃへ伝送される。伝送路スイッチ１４ａ側も同様である。すなわち、インダクタ１１を介して、通信ケーブル端子１８ａと通信ケーブル端子１８ｂとが接続され、インダクタ１２を介して、通信ケーブル端子１９ａと通信ケーブル端子１９ｂとが接続される。
【００２６】
同時に、通信ケーブル端子１８ａから伝送路スイッチ１３ａ、１３ｃを経由して受信回路１６に通信ケーブル端子２２、２３からの送信信号が入力される。伝送路スイッチ１４ａ側も同様である。
【００２７】
室内機１０ａがこのように動作すると、室内機同士を接続している２芯の伝送路に、インダクタ１１、１２が各々挿入されたことになる。
【００２８】
次に、図２を用いて、シリアルデータ伝送における反射と、インダクタ１１、１２の挿入効果を説明する。
【００２９】
図２は、空気調和機システム１の通信網を示す図である。
空気調和機システム１は、図１と同様に、室内機２０と、通信ケーブル３０（３１、３２）と、同一の通信ケーブルによりチェーン接続された室内機１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと、このチェーン伝送路にただ一つ接続された終端抵抗２１とを備える。
【００３０】
室外機２０が、室内機１０ａへ信号を送信すると、進行波（室外機２０から室内機１０ａへの向き）は、室内機１０ｄで反射される。この反射波（室内機１０ｄから室内機１０ｃへの向き）が通信ケーブル３０を伝搬して室内機１０ａの通信ケーブル端子で進行波と逆相になると、波形が歪む。
【００３１】
進行波に対する反射波の遅延位相が最悪の場合には、信号を復号する判定スレッショルドである０レベルを横切る０クロスが起き、復号を誤る。
【００３２】
図３は、通信ケーブル端子１８ａと１９ａ間の差動信号、および、通信ケーブル端子２２と２３間の差動信号を示す図である。
【００３３】
図３では、室内機１０の通信ケーブル端子１８ａと１９ａ間の差動信号４１と、室外機２０の通信ケーブル端子２２と２３間の差動信号とを示している。
【００３４】
室外機２０の差動信号４４は、図中の点線で示した０レベルを交差しており、“１０”の復号判定が可能である。
【００３５】
一方、室内機１０が受信した差動信号４１は、大きく歪んでおり、丸囲み部４１Ａ、４１Ｂは、１ビットの境界以外で０レベルを交差している。この０クロスのため、本来“１０”と復号すべきであるのを、“１０１０”と誤って復号する。
【００３６】
この誤判定状態を、室内機１０のインダクタ１１、１２の挿入制御により解消した状態を図４に示す。
【００３７】
図４は、通信ケーブル端子１８ａと１９ａ間の差動信号、および、通信ケーブル端子２２と２３間の差動信号を示し、インダクタ１１、１２の挿入制御により０クロスを解消した状態を示す図である。
図４では、室内機１０の通信ケーブル端子１８ａと１９ａ間の差動信号４２と、室内機通信ケーブル端子１８ｂと１９ｂ間の差動信号４３とを示す図である。
【００３８】
差動信号４２は、室内機１０ｄで反射した反射波がインダクタ１１により遅延して、進行波と加算されたため、正側レベルの中央が凹んでいるものの０クロスを解消している。
【００３９】
一方、差動信号４３は、室外機２０からの進行波が遅延して、室内機１０ｄで反射した反射波と加算されたため、同様に０クロスを解消している。
【００４０】
このように、室内機１０ａにおいて、通信網に接続された初期状態では、復号判定を誤る状態であったのが、インダクタ１１、１２により反射波を遅延させることにより、正常に復号して受信可能になる。
【００４１】
ここで、反射の影響を受ける通信ケーブル長と、データ信号周波数の関係を述べる。
【００４２】
例えば、データ信号周波数Ｆｄｔ＝１００ｋＨｚの時、反射による０クロスを受けないための通信ケーブル長は、５７０ｍ以下である。しかし、データ信号周波数を２００ｋＨｚに高速化した場合、信号周期が短くなるため、反射による０クロスを受けないための通信ケーブル長は、２８０ｍ以下に短くなる。
【００４３】
このように、データ信号周波数と最大通信ケーブル長とはトレードオフの関係に有る。
【００４４】
本実施形態では、反射の影響を回避できるため、データ信号周波数Ｆｄｔ＝２００ｋＨｚであっても、２８０ｍ以上の通信ケーブルを用いることが可能になる。よって、自由な通信網トポロジーに接続された多数の室外機及び室内機の通信において高速なデータ伝送を実現することができる。
【００４５】
次に、第１の実施の形態の空気調和機システム１において、室内機１０に電源投入された後の工事設定モードを説明する。
【００４６】
図５は、工事設定モードにおける室外機２０と室内機＃ｍ−１〜室内機＃ｎとの通信シーケンスを示す図である。
【００４７】
室外機２０は電源投入後、全室内機＃ｍ−１〜室内機＃ｎからの室内機アドレスの受信確認を行う。室内機＃ｍ−１〜室内機＃ｎは、電源を投入されると、自らの室内機アドレスを室外機２０へ送信する。ここで室内機アドレスとは、通信制御において室内機を識別するユニークな番号であり、識別符号（ＩＤ）であってもよい。
【００４８】
電源を投入された室内機ｍ−１は、自身の室内機アドレスを室外機２０へ送信する（Ｓ１０１）。
【００４９】
室内機ｍ−１の室内機アドレスを受信した室外機２０は、室内機＃ｍ−１を、室内機アドレスで指定して室内機＃ｍ−１へ応答を送信する（Ｓ１０２）。
【００５０】
室内機＃ｍ−１は応答を受信したら、室外機２０へ“受信完了”を送信し（Ｓ１０３）、室外機２０は、室内機＃ｍ−１の通信網接続登録を完了する。
【００５１】
室内機＃ｍおよび室内機＃ｎも電源が投入された後、同様のシーケンスにより、室外機２０に通信網接続登録される（Ｓ１０４〜Ｓ１０６、Ｓ１０９〜Ｓ１１１）。
【００５２】
電源を投入された室内機＃ｎ−１は、自身の室内機アドレスを室外機２０へ送信する（Ｓ１０７）。
【００５３】
室外機２０は、応答を室内機＃ｎ−１へ送信するが、室内機＃ｎ−１は反射波による０クロス歪を受けていて、復号判定を誤り、応答を受信できない（Ｓ１０８）。
【００５４】
このため、室内機＃ｎ−１は応答の受信待ち時間を越えてタイムアウトする。これにより、室内機＃ｎ−１は、自らが信号反射による０クロス状態にあることを知る。
【００５５】
次に、室内機＃ｎ−１は、伝送路スイッチ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び伝送路スイッチ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを初期状態（実線で示した状態）からインダクタ１１、１２側（破線で示した状態）へ切り替える。
【００５６】
再度、室内機＃ｎ−１は、室内機アドレスを、室外機２０へ送信する（Ｓ１１２）。
【００５７】
室外機２０は、室内機＃ｎ−１へ応答を送信する（Ｓ１１３）。
【００５８】
室内機＃ｎ−１は、インダクタの効果により０クロスが解消されているため、正常に復号でき、応答を受信する（Ｓ１１３）。
【００５９】
室内機＃ｎ−１は、室外機へ“受信完了”を送信し（Ｓ１１４）、室外機２０は、室内機＃ｎ−１の通信網接続登録を完了する。
【００６０】
このような通信手順を採用することで、通信網に多数接続された室内機の中から、通信不能である室内機を検知することができ、室外機２０は全ての室内機との正常に通信可能となる。よって、自由な通信網トポロジーに接続された多数の室外機２０及び室内機１０ａ〜１０ｄの通信において高速なデータ伝送を実現することができる。
【００６１】
室外機２０は、全ての室内機の通信網接続登録が完了したら、通常の運転モードへ移行する。
【００６２】
次に、室内機１０ａのインダクタ１１、１２のインダクタンス値を決定する方法を説明する。
【００６３】
室内機１０ａの受信信号が０クロスから回避させるには、反射波が進行波の正レベルからずれるように、１／４λ遅延させればよい。
この遅延を実現されるインダクタンス値Ｌｓｈｔの計算式は、
データ信号周波数を、Ｆｄｔ［ｋＨｚ］、
単位時間を遅延させるインダクタンス値を、 Ｌｔｍ［μＨ／μｓｅｃ］
とした時、
Ｌｓｈｔ＝１／（４×Ｆｄｔ）×Ｌｔｍ    …  式（１）
となる。
例えば、数値例として、Ｆｄｔ＝２００ｋＨｚ、Ｌｔｍ＝１９．３［μＨ／μｓｅｃ］の時、
Ｌｓｈｔ＝１／（４×０．２）×１９．３
＝２４．１［μＨ］
である。
【００６４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機システム１００について説明する。
【００６５】
図６は、空気調和機システム１００の通信網を示す図である。
図６では、室外機と室内機とを、チェーン配線とスター分岐配線との混合による自由な通信網トポロジーに接続した状態を示す。
【００６６】
空気調和機システム１００は、室外機２０ａ、２０ｂと、室内機１０ａ〜１０ｉと、室外機２０ａと室内機１０ａ〜１０ｉとを接続する通信ケーブル３０ａ、３０ｂ、３０ｃと、室外機２０ａに接続された終端抵抗２１とを備える。通信網に２台の室外機２０ａ、２０ｂが存在する場合は、予めどちらか一方に終端抵抗２１を接続する。この空気調和機システム１００では、室内機１０ａ〜１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｉへの冷媒系統は室内機２０ａが担い、室内機１０ｇ、１０ｈへの冷媒系統はもう一台の室外機２０ｂが担っている。各室外機２０ａ、２０ｂと、各室内機１０ａ〜１０ｉの構成は、第１の実施の形態で説明した室外機２０および室内機１０ａと同様である。
【００６７】
室外機２０ａと室内機１０ａ〜１０ｄとの区間の配線はチェーン配線である。室外機２０ａは室内機１０ａ、室内機１０ｅ及び室外機２０ｂと３分岐して接続しておりスター配線となっている。
【００６８】
このような通信網トポロジーの場合、室外機２０ａの送信信号が反射するのは、室内機１０ｄ、室内機１０ｆ、室内機１０ｇ、室内機１０ｈ及び室内機１０ｉの５カ所ある。各々への伝送経路上に、反射による復号誤りが起きる室内機が存在し得ることになる。このため、前記工事設定モードの０クロス検知方法が有効である。
【００６９】
また、各室内機から室外機２０ａへ送信する信号は、終端抵抗２１が室外機２０ａに接続されているため、必ず受信される。この性質を前記工事設定モードで利用し、室内機アドレスを、室外機２０ａへ送信している。
【００７０】
次に、空気調和機システム１００において、室内機に電源投入された後の工事設定モードを説明する。
【００７１】
図７は、第２の実施の形態において、工事設定モードにおける室外機２０ａ、２０ｂと室内機１０ａ〜１０ｉとの通信シーケンスを示す図である。
【００７２】
図７では、室内機は室内機１０ａ、１０ｃ、１０ｇの通信シーケンスのみ示しているが、これら以外の室内機においても同様の通信シーケンスが行われる。
【００７３】
室外機２０ａは電源投入後、全室内機１０ａ〜１０ｉの受信確認を行う。室内機１０ａ〜１０ｉは電源を投入されると、自らの室内機アドレスを室外機へ送信する。
【００７４】
室内機１０ａは、室内機アドレスと冷媒系統番号を室外機２０ａへ送信する（Ｓ１２１）。ここで冷媒系統番号とは、同一の室外機が供給する冷媒を用いる複数の室内機に対し、共通に割り当てられた識別符号である。一例として図６において、室内機１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ及び１０ｉが室外機２０ａから供給される同一の冷媒系統番号を持ち、室内機１０ｇ、１０ｈが室外機２０ｂから供給される同一の冷媒系統番号を持つ。
【００７５】
室内機１０ａの室内機アドレスを受信した室外機２０ａは、室内機１０ａを、室内機アドレスで指定して室内機１０ａへ応答を送信する（Ｓ１２２）。
【００７６】
室内機１０ａは応答を受信したら、室外機２０ａへ“受信完了”を送信し（Ｓ１２３）、室外機２０ａは、室内機１０ａの通信網接続登録を完了する。
【００７７】
冷媒系統が室外機２０ｂに属する室内機１０ｇは、自身の室内機アドレスと室外機２０ｂに対応する冷媒系統番号を室外機２０ａへ送信する（Ｓ１２４）。
【００７８】
室内機１０ｇの室内機アドレスを受信した室外機２０ａは、室内機１０ｇを、室内機アドレスで指定して室内機１０ｇへ応答を送信する（Ｓ１２５）。
【００７９】
室内機１０ｇは応答を受信したら、室外機２０ａへ“受信完了”を送信し（Ｓ１２６）、室外機２０ａは、室内機１０ａを室外機２０ｂの冷媒系統番号を組み合わせて通信網接続登録を完了する。
【００８０】
室内機１０ｃの通信シーケンスは、第１実施の形態の図５と同様である。すなわち、電源を投入された室内機１０ｃは、自身の室内機アドレスと冷媒系統番号を室外機２０ａへ送信し（Ｓ１２７）、室外機２０は、応答を室内機１０ｃへ送信するが、室内機１０ｃは反射波による０クロス歪を受けていて、復号判定を誤り、応答を受信できない（Ｓ１２８）。このため、室内機１０ｃは応答の受信待ち時間を越えてタイムアウトする。これにより、室内機１０ｃは、自らが信号反射による０クロス状態にあることを知る。
【００８１】
次に、室内機１０ｃは、伝送路スイッチ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び伝送路スイッチ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを初期状態（実線で示した状態）からインダクタ１１、１２側（破線で示した状態）へ切り替える。
【００８２】
再度、室内機１０ｃは、室内機アドレスを、室外機２０へ送信する（Ｓ１３２）。室外機２０は、室内機１０ｃへ応答を送信する（Ｓ１３３）。室内機１０ｃは、インダクタの効果により０クロスが解消されているため、正常に復号でき、応答を受信する（Ｓ１３３）。
【００８３】
室外機２０ａは、室内機１０ｃから“受信完了”を受信（Ｓ１３４）すると、室内機１０ｃを通信網接続登録し、全室内機の受信確認を完了する。
【００８４】
次に、室外機２０ａは室外機２０ｂに対し、通信設定完了を送信する（Ｓ１３５）。この通信設定完了には、室外機２０ｂの冷媒系統である室内機１０ｇ等の室内機アドレスと冷媒系統番号を含む。
【００８５】
室外機２０ｂは通信設定完了を受信すると、室外機２０ａに対し“室外機応答”を送信（Ｓ１３６）し、自らは通常モードへ移行して、室外機１０ｇと通常の通信制御を行なう。
室外機２０ａは“室外機応答”を受信したら、工事設定モードから通常モードへ移行する。
【００８６】
このような通信手順を採用する事で、通信網に多数接続された室内機の中から、通信不能である室内機を検知する事ができ、室外機２０ａは全ての室内機との正常に通信可能となる。
【００８７】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る空気調和機システムについて説明する。
【００８８】
上記実施の形態においては、終端抵抗２１を室外機２０または室外機２０ａに接続したが、通信網に接続された室外機及び室内機の任意の１台に接続することも可能である。この場合には、終端抵抗２１が接続された室外機又は室内機を、残りの室外機および室内機が知る必要がある。そして、当該残りの室外機および室内機が、終端抵抗２１が接続された室外機又は室内機を知った後に、終端抵抗２１が接続された室外機又は室内機と当該残りの室外機および室内機との間で、図５又は図７で説明した通信シーケンスと同様の通信シーケンスを行い、０クロスの有無を検知する。
【００８９】
本実施形態においては、各室外機または各室内機は電源投入後に、自身に終端抵抗２１が接続されているか否かをブロードキャストする。
【００９０】
図８は、室外機及び室内機の通信制御フレーム１４０の一例を示す図である。
【００９１】
通信制御フレーム１４０は、ヘッダ１４１と、ペイロード１４２とを有する。ヘッダ１４１は、１４３は行き先アドレス１４３と、自アドレス１４４と、冷媒系統番号１４５と、終端抵抗フラグ１４６と、パケット長１４７とを有する。ペイロード１４２は、制御コマンドまたはコマンドに対するレスポンス１４８と、付加データ１４９と、誤り訂正符号１５１とを有する。
【００９２】
終端抵抗２１は、全ての室外機及び室内機（以下、空調機とする）に実装されているが、ディップスイッチなどのメカニカルスイッチで接続する／接続しない、が決められている。
【００９３】
ディップスイッチを閉じて終端抵抗２１を接続した空調機の制御部１７、２７は、ディップスイッチが閉じられたことを検出可能であり、その終端抵抗フラグ１４６を、終端抵抗フラグ＝１、とする。
【００９４】
空調機は電源投入後、行先アドレス１４３を、行き先アドレス＝ブロードキャストアドレス、コマンド１４８を、コマンド＝自アドレス通知、に設定して、自アドレス１４４、終端抵抗フラグ１４６を、通信網に対してブロードキャストする。
【００９５】
これを順次行い、終端抵抗２１が接続された空調機は、その終端抵抗フラグ１４６を、終端抵抗フラグ＝１、に設定してブロードキャストする。
【００９６】
このように空調機からのブロードキャストを受信する事で、ただ１台の終端抵抗２１が接続された空調機のアドレスを残りの空調機は知ることができる。
【００９７】
ここで、終端抵抗２１が接続された空調機からの信号を、反射による波形歪により受信できない空調機も存在し得る。
【００９８】
そこで、空調機は終端抵抗フラグ＝１のブロードキャストを受信したら、当該ブロードキャスタを送信した空調機の自アドレス１４４を記憶する。
【００９９】
そして自らがブロードキャストする時に、付加データ１４９を、付加データ＝終端抵抗が接続された空調機のアドレス、に設定して、送信する。
【０１００】
これを、各空調機が受信する事で、全ての空調機が確実に、終端抵抗が接続された空調機のアドレスを知ることができる。
【０１０１】
この後、図５又は図７で説明した通信シーケンスを行い、０クロスの有無を検知する。
【０１０２】
なお、本実施形態は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本実施形態の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
【０１０３】
例えば、室内機１０ａ〜１０ｄは、電源投入されると自らの室内機アドレスを室外機へ送信するように構成したが、作業者の操作によってアドレスを送信するようにしてもよい。また、遅延素子は、インダクタに限らず、遅延線、フェライトビーズ、巻線コイル、電線のいずれか、または、これらのいずれかの組み合わせであってもよい。これにより、反射波を遅延させることができ、正常な復号が可能となる。
【符号の説明】
【０１０４】
１、１００：空気調和機システム
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ：室内機
２０、２０ａ、２０ｂ：室外機
３１、３２：２芯通信ケーブル、
１１、１２：インダクタ
１８ａ、１８ｂ：通信ケーブル端子
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ：伝送路スイッチ
１９ａ、１９ｂ：通信ケーブル端子
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ：伝送路スイッチ
１５、２５：送信回路
１６、２６：受信回路
１７、２７：制御部
２２、２３：通信ケーブル端子
２１：終端抵抗
【図１】
2019215843.tif 000003
【図２】
2019215843.tif 000004
【図３】
2019215843.tif 000005
【図４】
2019215843.tif 000006
【図５】
2019215843.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019215843.tif 000009
【図８】
2019215843.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月25日(2018.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外制御部を有した室外機と、室内制御部を有した複数の室内機と、を伝送線により接続し、前記伝送線を介してシリアルデータ通信されて運転制御が行われる空気調和機を備えた空気調和機システムにおいて、
前記室外機および前記複数の室内機のいずれか一台は、  前記伝送線をインピーダンス終端する終端抵抗を有し、
各室内機は、
他の室内機または前記室外機に接続された前記伝送線を接続する第一の伝送線端子と、
別の他の室内機に接続された前記伝送線を接続する第二の伝送線端子と、
前記第一の伝送線端子に接続された第一の伝送路スイッチと、
前記第二の伝送線端子に接続された第二の伝送路スイッチと、
前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとの間に接続された遅延素子と、を有し、
各室内制御部は、前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとを、前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とを短絡した初期状態と、前記遅延素子を介して前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とが接続された状態とに切り替え、
前記遅延素子のインダクタンス値Ｌｓｈｔを、
前記シリアルデータ通信の信号周波数をＦｄｔ［ｋＨｚ］、
単位時間を遅延させるインダクタンス値をＬｔｍ［μＨ／μｓｅｃ］、
とした時、
Ｌｓｈｔ＝１／（４×Ｆｄｔ）×Ｌｔｍ
と定める、空気調和機システム。
【請求項２】
前記終端抵抗は、前記室外機に設けられている、請求項１に記載の空気調和機システム。
【請求項３】
前記遅延素子は、インダクタ、遅延線、フェライトビーズ、巻線コイル、電線のいずれか、または、これらのいずれかの組み合わせたものである、請求項１または請求項２に記載の空気調和機システム。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
室外制御部を有した室外機と、室内制御部を有した複数の室内機と、を伝送線により接続し、前記伝送線を介してシリアルデータ通信されて運転制御が行われる空気調和機を備えた空気調和機システムにおいて、
前記室外機および前記複数の室内機のいずれか一台は、  前記伝送線をインピーダンス終端する終端抵抗を有し、
各室内機は、
他の室内機または前記室外機に接続された前記伝送線を接続する第一の伝送線端子と、
別の他の室内機に接続された前記伝送線を接続する第二の伝送線端子と、
前記第一の伝送線端子に接続された第一の伝送路スイッチと、
前記第二の伝送線端子に接続された第二の伝送路スイッチと、
前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとの間に接続された遅延素子と、を有し、
各室内制御部は、前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとを、前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とを短絡した初期状態と、前記遅延素子を介して前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とが接続された状態とに切り替え、
各室内機の前記室内制御部は、電源投入後に前記室外機へ各室内機の識別符号を送信し、
前記室外機の前記室外制御部は、前記室内機へ応答を送信し、
各室内機の前記室内制御部は、前記応答を受信した場合は、前記室外機へ受信完了を送信し、
各室内機の前記室内制御部は、前記応答を受信できない場合は、前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチを前記初期状態から切り替えて、前記遅延素子を介して前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とが接続された状態にする、空気調和機システム。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
室外制御部を有した室外機と、室内制御部を有した複数の室内機と、を伝送線により接続し、前記伝送線を介してシリアルデータ通信されて運転制御が行われる空気調和機を備えた空気調和機システムにおいて、
前記室外機および前記複数の室内機のいずれか一台は、  前記伝送線をインピーダンス終端する終端抵抗を有し、
各室内機は、
他の室内機または前記室外機に接続された前記伝送線を接続する第一の伝送線端子と、
別の他の室内機に接続された前記伝送線を接続する第二の伝送線端子と、
前記第一の伝送線端子に接続された第一の伝送路スイッチと、
前記第二の伝送線端子に接続された第二の伝送路スイッチと、
前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとの間に接続された遅延素子と、を有し、
各室内制御部は、前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとを、前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とを短絡した初期状態と、前記遅延素子を介して前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とが接続された状態とに切り替え、
前記伝送線に複数の室外機が接続され、前記終端抵抗は前記複数の室外機および前記複数の室内機のいずれか一つに接続され、
前記終端抵抗は、前記複数の室外機のいずれか一つに接続され、
各室内機の前記室内制御部は、電源投入後に前記終端抵抗を有する前記室外機へ各室内機の識別符号と冷媒系統識別符号を送信し、
前記終端抵抗を有する前記室外機の前記室外制御部は、各室内機へ応答を送信し、
各室内機の前記室内制御部は、前記応答を受信した場合は、前記終端抵抗を有する前記室外機へ受信完了を送信し、
各室内機の前記室内制御部は、前記応答を受信できない場合は、前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとを前記初期状態から切り替えて、前記遅延素子を介して前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とが接続された状態にし、前記室外機からの別の応答を受信した場合は、前記終端抵抗を有する前記室外機へ受信完了を送信し、
前記終端抵抗を有する前記室外機は、各室内機からの前記受信完了を受信した後に、前記複数の室内機の他の室外機に対し、各室内機の前記冷媒系統識別符号と前記識別符号とを送信する、空気調和機システム。
【請求項８】
室外制御部を有した室外機と、室内制御部を有した複数の室内機と、を伝送線により接続し、前記伝送線を介してシリアルデータ通信されて運転制御が行われる空気調和機を備えた空気調和機システムにおいて、
前記室外機および前記複数の室内機のいずれか一台は、  前記伝送線をインピーダンス終端する終端抵抗を有し、
各室内機は、
他の室内機または前記室外機に接続された前記伝送線を接続する第一の伝送線端子と、
別の他の室内機に接続された前記伝送線を接続する第二の伝送線端子と、
前記第一の伝送線端子に接続された第一の伝送路スイッチと、
前記第二の伝送線端子に接続された第二の伝送路スイッチと、
前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとの間に接続された遅延素子と、を有し、
各室内制御部は、前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとを、前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とを短絡した初期状態と、前記遅延素子を介して前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とが接続された状態とに切り替え、
前記室外機の前記室外制御部及び各室内機の前記室内制御部は、自身に対する前記終端抵抗の接続の有無を検知し、自身に前記終端抵抗が接続されている場合は、終端抵抗フラグを立てて、当該終端抵抗フラグと自身の識別符号とをブロードキャストし、
前記自身の識別符号を受信した残りの前記室外機の前記室外制御部及び各室内機の前記室内制御部は、前記自身の識別符号を記憶し、
前記自身の識別符号を受信した各室内機の前記室内制御部は、自己の識別符号を前記自身の識別符号へ送信する、  空気調和システム。
【請求項９】
室外制御部を有した室外機と、室内制御部を有した複数の室内機と、を伝送線により接続し、前記伝送線を介してシリアルデータ通信されて運転制御が行われる空気調和機を備えた空気調和機システムにおいて、
前記室外機および前記複数の室内機のいずれか一台は、  前記伝送線をインピーダンス終端する終端抵抗を有し、
各室内機は、
他の室内機または前記室外機に接続された前記伝送線を接続する第一の伝送線端子と、
別の他の室内機に接続された前記伝送線を接続する第二の伝送線端子と、
前記第一の伝送線端子に接続された第一の伝送路スイッチと、
前記第二の伝送線端子に接続された第二の伝送路スイッチと、
前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとの間に接続された遅延素子と、を有し、
各室内制御部は、前記第一の伝送路スイッチと前記第二の伝送路スイッチとを、前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とを短絡した初期状態と、前記遅延素子を介して前記第一の伝送線端子と前記第二の伝送線端子とが接続された状態とに切り替え、
前記伝送線に複数の室外機が接続され、前記終端抵抗は前記複数の室外機および前記複数の室内機のいずれか一つに接続され、
各室外機の前記室外制御部及び各室内機の前記室内制御部は、自身に対する前記終端抵抗の接続の有無を検知し、自身に前記終端抵抗が接続されている場合は、終端抵抗フラグを立てて、当該終端抵抗フラグと自身の識別符号とをブロードキャストし、
前記自身の識別符号を受信した残りの各室外機の前記室外制御部及び各室内機の前記室内制御部は、前記自身の識別符号を記憶し、
前記自身の識別符号を受信した各室内機の前記室内制御部は、自己の識別符号を前記自身の識別符号へ送信する、空気調和システム。
【請求項１０】
前記終端抵抗は、前記室外機に設けられている、請求項１、５、８、９のいずれか一項に記載の空気調和機システム。
【請求項１１】
前記遅延素子は、インダクタ、遅延線、フェライトビーズ、巻線コイル、電線のいずれか、または、これらのいずれかの組み合わせたものである、請求項１、５、７〜９のいずれか一項に記載の空気調和機システム。
【国際調査報告】
2019215843.tif 000011
2019215843.tif 000012
2019215843.tif 000013