(57)【要約】  電動モータ及び照明の独立制御用システムには、交流（ＡＣ）電源と照明／モータ制御ユニットとの間に電力線を介して直列に結合された複数の二線式ウォールステーションが含まれる。照明／モータ制御ユニットは、好適には、電動モータ及び照明と同じ筐体に配置され、また、モータ及び照明の独立制御用の２つの出力を有する。照明／モータ制御ユニット及びウォールステーションには、各々、コントローラと、通信変成器を介して電力配線に結合される通信回路と、が含まれ、ループ電流搬送手法を用いて互いに通信を行う。照明／モータ制御ユニット及びウォールステーションは、通信処理において擬似ランダム直交符号及びメディアンフィルタを利用する。
2009512233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の電力配線上で第１制御回路部と遠隔の第２制御回路部との間で通信を行うためのシステムにおいて、第１制御回路部は、第２制御回路部によって制御される電気的負荷を遠隔制御するためのユーザ操作可能な制御盤を有するシステムであって、
電力配線上で制御情報を第２回路部に送信するための第１回路部における送信機と、
負荷を制御するために第１回路部によって電力配線上で送信された制御情報を受信するための第２回路部における受信機と、が含まれ、更に、
第１及び第２回路部には、各々、制御情報の交信のために第１及び第２制御回路部間において建物電力配線に電流信号ループを確立するための建物電力配線に結合された電流応答要素が含まれ、
更に、電気的負荷には、電動モータが含まれるシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記電流応答要素には、各々、制御情報の交信のために第１及び第２制御回路部間における建物電力配線に電流信号ループを確立するための建物電力配線に結合された巻線を有する変流器が含まれるシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、前記送信機は、被変調搬送信号を前記信号ループに提供し、前記被変調搬送信号は、前記制御情報で変調されているシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムであって、前記受信機は、前記被変調搬送信号を受信し、前記被変調搬送信号を復調し、前記制御情報を含む検出信号を生成するシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、送信機には、前記制御情報を符号化して生成するための符号発生器と、前記符号化制御情報を前記被変調搬送信号に変調するための変調器と、が含まれるシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムであって、符号発生器には、擬似ランダム直交符号発生器が含まれるシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムであって、符号化制御情報には、復号動作の同期をとるための同期データ提供用の第１部位が含まれ、第２部位には同期符号が含まれ、第３部位には、前記モータを制御するためのメッセージ情報が含まれるシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、受信機には、前記被変調搬送信号からインパルス雑音信号を除去するためのメディアンフィルタが含まれるシステム。
【請求項９】
請求項６に記載のシステムであって、符号発生器には、前方誤り訂正符号発生器が含まれるシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のシステムであって、電気的負荷には、更に、照明が含まれ、照明及び電動モータは、制御情報によって独立に制御可能であるシステム。
【請求項１１】
電動モータが含まれる電気的負荷の動作を制御するために、建物の電力配線上で、第１電流応答要素を有する第１制御回路部と第２電流応答要素を有する遠隔の第２制御回路部との間において通信を行うための方法において、第１制御回路部は、第２制御回路部によって制御される電動モータを遠隔制御するためのユーザ操作可能な制御盤を有する方法であって、
第１電流応答要素を電力配線に結合する段階と、
第２電流応答要素を電力配線に結合する段階と、
第１及び第２電流応答要素間において電力配線に電流信号ループを確立する段階と、
電力配線上で第１制御回路部から第２制御回路部に制御情報を送信する段階と、
モータを制御するために第２回路部において制御情報を受信する段階と、
が含まれる方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、建物電力配線に電流信号ループを確立する前記段階には、
第１及び第２電流応答要素に第１及び第２変流器をそれぞれ提供する段階であって、第１及び第２変流器の各々は、巻線を有する前記段階と、
第１及び第２変流器の巻線を電力配線に結合する段階と、
が含まれる方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記送信する段階には、
制御情報で搬送信号を変調する段階と、
前記被変調搬送信号を信号ループに結合する段階と、
が含まれる方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記受信する段階には、
前記被変調搬送信号を復調する段階と、
制御情報を含む検出信号を生成する段階と、
が含まれる方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法であって、送信する段階には、
制御情報を符号化する段階と、
符号化制御情報で搬送信号を変調する段階と、
前記被変調搬送信号を信号ループに結合する段階と、
が含まれる方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、符号化する段階には、
擬似ランダム直交符号で制御情報を符号化する段階が含まれる方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、符号化する段階には、
制御情報が、復号動作の同期をとるために同期データを提供するための第１部位と、同期符号が含まれる第２部位と、モータを制御するためのメッセージ情報が含まれる第３部位と、を有するように制御情報を符号化する段階が含まれる方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、受信する段階には、
前記被変調搬送信号からインパルス雑音信号を除去するために第２制御回路部において前記被変調搬送信号をメディアンフィルタ処理する段階が含まれる方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載の方法であって、符号化する段階には、
前方誤り訂正コードとして制御情報を符号化する段階が含まれる方法。
【請求項２０】
請求項１２に記載の方法であって、更に、電気的負荷には、更に、照明が含まれ、前記方法には、更に、
制御情報で電動モータ及び照明を互いに独立に制御する段階が含まれる方法。
【請求項２１】
ＡＣ電圧源から電気的負荷に供給される電力を制御するための負荷制御システムであって、
負荷の制御のために電気的負荷に結合された負荷制御装置であって、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で連動結合された第１電流応答要素と、メッセージ信号を受信するために第１電流応答要素に結合された第１通信回路と、が含まれる前記負荷制御装置と、
ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で連動結合された第２電流応答要素と、メッセージ信号を送信するために第２電流応答要素に結合された第２通信回路と、が含まれる二線式遠隔制御装置であって、第２電流応答要素は、第１電流応答要素と直列に電気的に接続されている前記二線式遠隔制御装置と、が含まれ、
第１電流応答要素及び第２電流応答要素は、通信ループ電流を流すように動作可能であり、通信ループ電流を介して、第１通信回路は、メッセージ信号を送信するように動作可能であり、第２通信回路は、メッセージ信号を受信するように動作可能であるシステム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシステムであって、負荷制御装置の第１通信回路及び二線式遠隔制御装置の第２通信回路は、双方共、通信ループ電流を介して、メッセージ信号を送受信するように動作可能であるシステム。
【請求項２３】
請求項２２に記載のシステムであって、第１電流応答要素には、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で結合された一次巻線と、第１通信回路に結合された二次巻線と、を有する第１変流器が含まれ、
第２電流応答要素には、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で結合された一次巻線と、第２通信回路に結合された二次巻線と、を有する第２変流器が含まれるシステム。
【請求項２４】
請求項２３に記載のシステムであって、第１及び第２通信回路には、各々、マンチェスタ符号化法を用いて、メッセージ信号から符号化信号を生成するように動作可能な符号発生器と、通信電流ループを符号化信号で変調して、被変調信号を生成するように動作可能な変調器が含まれるシステム。
【請求項２５】
請求項２４に記載のシステムであって、第１及び第２通信回路には、各々、被変調信号を復調して、被検出符号化信号を生成するように動作可能な復調器と、被検出符号化信号からインパルス雑音信号を除去するように動作可能なメディアンフィルタと、が含まれるシステム。
【請求項２６】
請求項２２に記載のシステムであって、負荷制御装置は、複数の電気的負荷に結合され、また、複数の各電気的負荷を個別に制御するように動作可能であるシステム。
【請求項２７】
請求項２７に記載のシステムであって、複数の電気的負荷には、電動モータ及び照明が含まれるシステム。
【請求項２８】
請求項２２に記載のシステムであって、電気的負荷及びＡＣ電圧源は、共通中性接続部において互いに結合され、負荷制御装置は、共通中性接続部に結合されるシステム。
【請求項２９】
請求項２８に記載のシステムであって、負荷制御装置には、通信ループ電流が電気的負荷を流れないように、第１電流応答要素と共通中性接続部との間に結合されたコンデンサが含まれるシステム。
【請求項３０】
請求項２２に記載のシステムであって、遠隔制御装置には、電気的負荷の状態の表示を提供するように動作可能な複数の状態表示器が含まれるシステム。
【請求項３１】
請求項３０に記載のシステムであって、第１及び第２通信回路は、状態信号を送受信するように構成されているシステム。
【請求項３２】
請求項２２に記載のシステムであって、遠隔制御装置及び負荷制御装置は、システムアドレスを用いてメッセージ信号を送信するように動作可能であり、また、遠隔制御装置及び負荷制御装置は、遠隔制御装置及び負荷制御装置それぞれへの電力印加に応じて、システムアドレスを受信するように動作可能であるシステム。
【請求項３３】
請求項３２に記載のシステムであって、遠隔制御装置には、空隙スイッチが含まれ、これにより、空隙スイッチが開いている時、電力が遠隔制御装置及び負荷制御装置から除去され、また、空隙スイッチが閉じている時、電力が遠隔制御装置及び負荷制御装置に印加されるシステム。
【請求項３４】
請求項２２に記載のシステムにおいて、更に、複数の二線式遠隔制御装置であって、各々、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で連動結合されたそれぞれの電流応答要素と、メッセージ信号を送受信するためにそれぞれの電流応答要素に結合されたそれぞれの通信回路と、を含む前記複数の二線式遠隔制御装置が含まれるシステム。
【請求項３５】
請求項２２に記載のシステムにおいて、更に、複数の二線式遠隔制御装置であって、各々、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で連動結合された電流応答要素と、メッセージ信号を送受信するために電流応答要素に結合された通信回路と、を含む前記複数の二線式遠隔制御装置が含まれるシステム。
【請求項３６】
請求項２２に記載のシステムにおいて、更に、
複数の負荷制御装置であって、各々、負荷の制御のために電気的負荷に結合され、各負荷制御装置は、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で連動結合された電流応答要素と、メッセージ信号を受信するために電流応答要素に結合された通信回路と、を含む前記複数の負荷制御装置が含まれるシステム。
【請求項３７】
ＡＣ電圧源から複数の電気的負荷に供給される電力の制御のための二線式負荷制御システムにおいて、複数の負荷及びＡＣ電圧源が共通中性接続部において互いに結合されたシステムであって、
複数の負荷に結合され、また、複数の各負荷を個別に制御するように動作可能な負荷制御装置であって、ＡＣ電源と複数の負荷との間に直列の電気的接続で結合された第１電流応答要素と、複数の負荷制御するためのメッセージ信号を受信するために第１電流応答要素に結合された第１通信回路と、が含まれる前記負荷制御装置と、
ＡＣ電源と複数の負荷との間に直列の電気的接続で結合された第２電流応答要素と、複数の負荷を制御するためのメッセージ信号を送信するために第２電流応答要素に結合された第２通信回路と、が含まれる二線式遠隔制御装置と、
複数の負荷と並列の電気的接続で結合されたコンデンサと、が含まれ、
コンデンサ、ＡＣ電源、第１電流応答要素、及び第２電流応答要素は、通信ループ電流を流すように動作可能であり、第２通信回路は、通信ループ電流を介して、第１通信回路に通信信号を送信するように動作可能であるシステム。
【請求項３８】
ＡＣ電圧源から複数の負荷に供給される電力を独立に制御するためのデジタルメッセージを二線式遠隔制御装置から負荷制御装置に伝達するための方法であって、
ＡＣ電源と負荷制御装置との間に直列の電気的接続で二線式遠隔制御装置を結合する段階と、
複数の負荷の両端に並列の電気的接続でコンデンサを結合する段階と、
ＡＣ電源、二線式遠隔制御装置、負荷制御装置、及びコンデンサを通して通信ループ電流を流す段階と、
電流ループを介して二線式遠隔制御装置から負荷制御装置にデジタルメッセージを送信する段階と、
が含まれる方法。
【請求項３９】
請求項３２に記載の方法であって、更に、
デジタルメッセージに応じて、複数の各負荷を独立に制御する段階が含まれる方法。
【請求項４０】
ＡＣ電圧源から電気的負荷に供給される電力量を制御するための負荷制御システムにおいて第１制御装置にシステムアドレスを割り当てるための方法であって、
負荷電流が、第１制御装置を通ってＡＣ電圧源から電気的負荷に電力配線上を流れるように動作可能であるように、電力配線上で電気的負荷とＡＣ電圧源との間に直列の電気的接続で第１制御装置を結合する段階と、
電力配線上で電気的負荷とＡＣ電圧源との間に直列の電気的接続で第２制御装置を結合する段階であって、第２負荷制御装置は、負荷電流が、第２制御装置を通ってＡＣ電圧源から電気的負荷に電力配線上を流れるように動作可能であるように、第１制御装置と直列である前記段階と、
第１及び第２制御装置に電力を印加する段階と、
その後、電力配線上でアドレス指定開始要求を送信する段階と、
電力配線上でシステムアドレスを受信する段階と、
が含まれる方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の方法であって、更に、
システムアドレスとなるランダムなアドレスを選択する段階と、
その後、ランダムなアドレスをシステムアドレスとしてメモリに記憶する段階と、
電力配線上でステムアドレスを送信する段階と、
が含まれる方法。
【請求項４２】
請求項４１に記載の方法であって、更に、
ランダムなアドレスを用いて電力配線上で問い合わせメッセージを送信する段階と、
第２制御装置が問い合わせメッセージに応答するかどうか判断する段階と、
が含まれる方法。
【請求項４３】
請求項４０に記載の方法であって、更に、
システムアドレスを受信する段階に応じて、システムアドレスをメモリに記憶する段階が含まれる方法。
【請求項４４】
請求項４０に記載の方法であって、更に、
制御装置が、メモリに記憶されたシステムアドレスを有するかどうか判断する段階と、
その後、電力配線上でシステムアドレスを送信する段階と、
が含まれる方法。
【請求項４５】
請求項４０に記載の方法であって、更に、
制御装置に電力を印加する段階に応じて、アドレス指定モードに入る段階が含まれる方法。
【請求項４６】
請求項４５に記載の方法であって、更に、
アドレス指定モードに入る段階の所定時間後、アドレス指定モードを終了する段階が含まれる方法。
【請求項４７】
第１制御装置から第２制御装置にメッセージ信号を伝達するための方法において、メッセージ信号は、一連のサンプルを含む方法であって、
第１制御装置からメッセージ信号を送信する段階と、
第２制御装置においてメッセージ信号を受信する段階と、
受信メッセージ信号の一組のＮ個の連続サンプルを調査する段階と、
Ｎ個の連続サンプルの中央値を求める段階と、
出力サンプルとして中央値を提供する段階と、
一組のＮ個の連続サンプルを調査する段階、中央値を求める段階、及び中央値を提供する段階を繰り返す段階と、
が含まれる方法。
【請求項４８】
請求項４７に記載の方法であって、更に、繰り返す段階には、更に、
受信メッセージ信号の新しい組のＮ個の連続サンプルを調査する段階が含まれ、
新しい組のＮ個の連続サンプルは、Ｎ個の連続サンプルの内の第Ｎサンプルを廃棄することによって、また、受信メッセージ信号の一連のサンプルを移動することによって求められる方法。
【請求項４９】
一連のサンプルが含まれる受信メッセージ信号をフィルタ処理する方法であって、
受信メッセージ信号の一組のＮ個の連続サンプルを調査する段階と、
Ｎ個の連続サンプルの中央値を求める段階と、
出力サンプルとして中央値を提供する段階と、
一組のＮ個の連続サンプルを調査する段階、中央値を求める段階、中央値を提供する段階を繰り返す段階と、
が含まれる方法。
【請求項５０】
請求項４９に記載の方法であって、更に、繰り返す段階には、更に、
受信メッセージ信号の新しい組のＮ個の連続サンプルを調査する段階が含まれ、
新しい組のＮ個の連続サンプルは、Ｎ個の連続サンプルの内の第Ｎサンプルを廃棄することによって、また、受信メッセージ信号の一連のサンプルを移動することによって求められる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、本出願と同じ名称を有する、２００５年６月６日に出願した、本発明の譲受人に譲渡された米国仮出願連番第６０／６８７，６８９号に対する優先権を主張するものであり、その全開示内容は、本明細書によって引用・参照する。
【０００２】
技術分野
本発明は、例えば、ファンモータ等のモータを、モータと同じ筐体に含まれモータに結合された光源と共に独立に制御するための装置に関する。本発明は、また、例えば、ファンモータ及び照明等の負荷を制御するために電力線上で通信を行うための通信方式に関する。
【背景技術】
【０００３】
単一の筐体にランプ及びファンモータを含むと望ましいことが多い。ランプ及びファンモータは、並列に配線されることが多いため、ランプ及びファンモータは、一般的に、ランプ及びモータから遠く離れたスイッチから一緒に制御される。図１Ａは、従来技術による照明／ファンモータ制御システム１０を示す。システム１０には、筐体１９において、交流（ＡＣ）電圧源１４と、２つの負荷すなわちファンモータ１６及び照明負荷１８との間に結合された保持スイッチ１２が含まれる。ファンモータ１６及び照明負荷１８は、並列に接続され、これにより、スイッチ１２を閉じると、ファンモータ１６及び照明負荷１８が双方共オンになり、スイッチ１２を開くと、ファンモータ１６及び照明負荷１８が双方共オフになる。
【０００４】
また、ウォールステーション等の遠隔地点からのファンモータ並びに照明負荷の独立制御のための様々な方式がある。図１Ｂは、ＡＣ電圧源１４に結合された複式照明／ファン速度制御盤２２を有する従来技術による照明／ファンモータ制御システム２０を示す。複式照明／ファン速度制御盤２２は、２つの出力を有しており、１つがファンモータ１６に結合され、他方が照明負荷１８に結合され、負荷の独立制御が可能である。更に、複式照明／ファン速度制御盤２２には、ファンモータ１６が回転する速さを調整するためのファン速度回路と、照明負荷１８の輝度を変更するための調光器回路と、が含まれる。複式照明／ファン速度制御盤２２は、標準の電源ボックスに搭載されることが多く、また、ユーザインターフェイスを含んでおり、これによって、ユーザは、照明負荷及びファンモータを別々に制御し得る。
【０００５】
しかしながら、複式照明／ファン速度制御盤２２は、ランプとファンモータとの間に接続される２つの別々の配線を必要とする。これら２つの接続が、電源ボックスと、ランプ及びファンモータを含む筐体との間に設けられない場合、照明負荷１８及びファンモータ１６の独立制御は、不可能である。更に、図１Ｂの制御システム２０において、１つの複式照明／ファン速度制御盤２２を有することだけが可能であり、従って、照明負荷１８の輝度及びファンモータ１６の速さの調整を可能にする１つのユーザインターフェイスを有することだけが可能である。複数の地点からのファンモータ１６及び照明負荷１８の制御は、このシステムでは不可能である。
【０００６】
図１Ｃは、従来技術による電力線搬送（ＰＬＣ）制御システム３０を示す。電力線搬送制御システムは、電力システム配線を用いて、（即ち、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの回線周波数より極めて高い）高周波数で制御信号を送信する。ＰＬＣシステム３０の全ての装置は、ＡＣ電源３２の両端に（活線から中性線に）結合され、同じ配線から電力及び通信の双方を受け取る。システム３０には、ファンモータ３６に結合されたＰＬＣファンモータコントローラ３４と、照明負荷４０に結合されたＰＬＣ照明コントローラ３８と、遠隔制御キーパッド４２と、が含まれる。遠隔制御キーパッド４２は、電力線上でＰＬＣファンモータコントローラ３４及びＰＬＣ照明コントローラ３８にメッセージを送信して、それぞれの負荷を制御するように動作可能である。電力線搬送技術を用いるホームオートメーション用の通信プロトコルの１例は、業界標準規格Ｘ１０である。Ｘ１０プロトコルは、電圧搬送手法を用いて、電力システムに接続された装置間においてメッセージを伝送する。電圧搬送技術によって、メッセージは、ＡＣ電源３２の活線接続部と中性接続部との間又はＡＣ電源の活線接続部と大地接地接続部との間のいずれかを基準にした電圧信号で伝送される。Ｘ１０システムの装置は、ハウスアドレス及びユニットアドレスを用いて通信を行う。
【０００７】
しかしながら、既存の電力線搬送システムには、幾つかの制約がある。例えば、ＰＬＣシステムの全ての装置は、中性接続部を必要とする。また、Ｘ１０プロトコルは、電圧搬送技術を利用することから、通信メッセージは、電力システム全体に渡って送信され、電力システムに接続された他の装置から通信信号を隔離することは、困難である。最後に、Ｘ１０プロトコルは、受信装置が有効なメッセージを受信した際、確認応答が送信装置に送られないことから、“信頼度が高い”通信方式ではない。
【０００８】
従って、同じ筐体に配置されたファンモータ及び照明負荷を遠隔地点から独立に制御するための信頼度が高い手段を提供することが望ましい。消費者は、標準の単極単投（ＳＰＳＴ）壁スイッチによって制御されるランプだけが以前占有していた位置にファンモータ及び取り付けランプを配置したいと望む場合があることから、二線式制御装置を用いて、ファンモータ並びに取り付けランプを独立に制御できることが望ましい。二線式装置は、２つだけの電気的な接続、即ち、１つは、ＡＣ電源電圧用の接続、他方は、ファン／ランプ用の接続を有する制御装置であり、中性線接続を有しない。図１Ａに示すように、この種類のシステムには、通常、ＡＣ電源１４と負荷との間に直列の電気的接続でスイッチ１２だけが含まれ、中性接続は、スイッチが収容されている電源ボックスでは利用不可能である。既存の建物配線を用いてファンモータ１６及び照明負荷１８を独立に制御することが望ましいため、壁制御盤、即ち、複式照明／ファン速度制御盤２２をファンモータ１６及び照明負荷１８の筐体に接続する単一の配線からなる既存の建物配線を介して独立制御を可能にする手段を開発することが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これを達成する従来技術によるシステムであって、ファンモータ及びランプを独立に制御する符号化／通信方式を提供するシステムが知られている。しかしながら、これらのシステムの多くは、信頼性が低く、動作が不安定で雑音が大きく、また、中性接続が必要である。中性接続なしでファンモータ及びランプを独立に制御するための簡単で信頼度が高い通信方式を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、建物の電力配線上で第１制御回路部と遠隔の第２制御回路部との間で通信を行うためのシステムを提供する。第１制御回路部は、第２制御回路部によって制御される電気的負荷を遠隔制御するためのユーザ操作可能な制御盤を有する。本システムには、第１回路部に送信機が含まれ、第２回路部に受信機が含まれる。第１回路部の送信機は、電力配線上で、制御情報を第２回路部に送信するように動作可能であり、第２回路部の受信機は、負荷を制御するために第１回路部によって電力配線上で送信された制御情報を受信するように動作可能である。第１及び第２回路部には、各々、制御情報の交信のために第１及び第２制御回路部間において建物電力配線に電流信号ループを確立するための建物電力配線に結合された電流応答要素が含まれる。電気的負荷には、好適には、電動モータが含まれる。
【００１１】
本発明は、更に、ＡＣ電圧源から電気的負荷に供給される電力を制御するための二線式負荷制御システムを提供する。二線式負荷制御システムには、負荷制御装置及び二線式遠隔制御装置が含まれる。負荷制御装置は、負荷の制御のために電気的負荷に結合される。負荷制御装置には、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で連動結合された第１電流応答要素と、メッセージ信号を受信するために第１電流応答要素に結合された第１通信回路と、が含まれる。二線式遠隔制御装置には、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で連動結合された第２電流応答要素と、メッセージ信号を送信するために第２電流応答要素に結合された第２通信回路と、が含まれる。第１電流応答要素及び第２電流応答要素は、通信ループ電流を流すように動作可能である。通信ループ電流を介して、メッセージ信号を、第１通信回路は送信するように動作可能であり、第２通信回路は受信するように動作可能である。好適には、第１及び第２通信回路は、双方共、通信ループ電流を介して、メッセージ信号を送受信するように動作可能である。
【００１２】
本発明の他の実施形態によれば、ＡＣ電圧源から複数の電気的負荷に供給される電力を制御するための二線式負荷制御システムには、負荷制御装置、二線式遠隔制御装置、及び複数の負荷と並列の電気的接続で結合されたコンデンサが含まれる。複数の負荷及びＡＣ電圧源は、共通中性接続部において互いに結合される。負荷制御装置は、複数の負荷に結合され、複数の各負荷を個別に制御するように動作可能である。負荷制御装置には、ＡＣ電源と複数の負荷との間に直列の電気的接続で結合された第１電流応答要素と、複数の負荷制御するためのメッセージ信号を受信するために第１電流応答要素に結合された第１通信回路と、が含まれる。二線式遠隔制御装置には、ＡＣ電源と複数の負荷との間に直列の電気的接続で結合された第２電流応答要素と、複数の負荷を制御するためのメッセージ信号を送信するために第２電流応答要素に結合された第２通信回路と、が含まれる。コンデンサ、ＡＣ電源、第１電流応答要素、及び第２電流応答要素は、通信ループ電流を流すように動作可能である。第２通信回路は、通信ループ電流を介して、第１通信回路に通信信号を送信するように動作可能である。
【００１３】
本発明には、更に、電動モータの動作を制御するために、建物の電力配線上で、第１電流応答要素を有する第１制御回路部と第２電流応答要素を有する遠隔の第２制御回路部との間において通信を行うための方法であって、第１制御回路部は、第２制御回路部によって制御される電動モータを遠隔制御するためのユーザ操作可能な制御盤を有する方法が含まれる。本方法には、（１）第１電流応答要素を電力配線に結合する段階と、（２）第２電流応答要素を電力配線に結合する段階と、（３）第１及び第２電流応答要素間において電力配線に電流信号ループを確立する段階と、（４）電力配線上で第１制御回路部から第２制御回路部に制御情報を送信する段階と、（５）電動モータを制御するために第２回路部において制御情報を受信する段階と、が含まれる。
【００１４】
更に、本発明は、ＡＣ電圧源から複数の負荷に供給される電力を独立に制御するためのデジタルメッセージを二線式遠隔制御装置から負荷制御装置に伝達するための方法を提供する。本方法には、（１）ＡＣ電源と負荷制御装置との間に直列の電気的接続で二線式遠隔制御装置を結合する段階と、（２）複数の負荷の両端に並列の電気的接続でコンデンサを結合する段階と、（３）ＡＣ電源、二線式遠隔制御装置、負荷制御装置、及びコンデンサを通って通信ループ電流を流す段階と、（４）電流ループを介して二線式遠隔制御装置から負荷制御装置にデジタルメッセージを送信する段階と、が含まれる。
【００１５】
本発明は、更に、ＡＣ電圧源から電気的負荷に供給される電力量を制御するための負荷制御システムにおける制御装置にシステムアドレスを割り当てるための方法を提供する。本方法には、（１）負荷電流が、制御装置を通ってＡＣ電圧源から電気的負荷に電力配線上を流れて動作可能であるように、電力配線上で電気的負荷とＡＣ電圧源との間に直列の電気的接続で制御装置を結合する段階と、（２）制御装置に電力を印加する段階と、（３）その後、電力配線上でアドレス指定開始要求を送信する段階と、（４）電力配線上でシステムアドレスを受信する段階と、が含まれる。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、一連のサンプルを有する受信メッセージ信号をフィルタ処理する方法には、（１）受信メッセージ信号の一組のＮ個の連続サンプルを調査する段階と、（２）Ｎ個の連続サンプルの中央値を求める段階と、（３）出力サンプルとして中央値を提供する段階と、（４）一組のＮ個の連続サンプルを調査する段階、中央値を求める段階、及び中央値を提供する段階を繰り返す段階と、が含まれる。
【００１７】
更に、本発明は、第１制御装置から第２制御装置にメッセージ信号を伝達する方法を提供する。メッセージ信号には、一連のサンプルが含まれる。本方法には、（１）第１制御装置からメッセージ信号を送信する段階と、（２）第２制御装置においてメッセージ信号を受信する段階と、（３）受信メッセージ信号の一組のＮ個の連続サンプルを調査する段階と、（４）Ｎ個の連続サンプルの中央値を求める段階と、（５）出力サンプルとして中央値を提供する段階と、（６）一組のＮ個の連続サンプルを調査する段階、中央値を求める段階、及び中央値を提供する段階を繰り返す段階と、が含まれる。
【００１８】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して本発明の以下の説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下の詳細な説明において、図面を参照して、本発明について詳細に述べる
【００２０】
上記概要並びに以下の好適な実施形態の詳細な説明は、添付図面と共に解釈すると理解が深められる。本発明を例示する目的のために、現時点で好ましい一実施形態を図面に示す。図面では、同様な数字は、図面の幾つかの図全体に渡って同様な部位を表す。しかしながら、本発明は、開示した特定の方法や手段に限定されないことを理解されたい。
【００２１】
公知のように、ランプ及びファンモータは、通常、同じハウジングにパッケージ化される。同じ遠隔の地点、例えば、ウォールステーションからランプ及びファンモータを独立に制御できることが望ましい。しかしながら、ランプ及びファンモータを制御するための２つの回路は、通常異なる。ランプは、直列スイッチによって、通常、位相角調光器によって制御し得る。ファンモータは、２００６年６月６日に出願した、本発明の譲受人に譲渡された同時係属出願中の米国特許出願、代理人整理番号第０４−１１７０１−Ｐ２号、表題「静音可変モータ速度制御のための方法と装置」（その全開示内容を本明細書に引用・参照する）に開示されるように、ファンモータと並列の並列スイッチによって制御し得る。
【００２２】
本発明による照明及びファンモータの独立制御用システム１００のブロック図を図２に示す。本システムには、電力ループを形成する建物の電力配線上でＡＣ電圧源１０２と照明／モータ制御ユニット１０５との間に直列に接続される複数のウォールステーション１０４が含まれる。照明／モータ制御ユニット１０５は、ファンモータ１０６の速度及び照明負荷１０８の輝度の双方を制御するように動作可能である。ファンモータ１０６及び照明負荷１０８は、好適には、双方共、単一の筐体１０９（“天蓋”と称することがある）に搭載される。
【００２３】
図２のシステム１００では、ファンモータ１０６及び照明負荷１０８の動作のために、ＡＣ電圧源１０２から照明／モータ制御ユニット１０５に実質的に全ＡＣ電圧を提供することが望ましい。ウォールステーション１０４は、直列の電気的接続であることから、各ウォールステーション１０４両端の電圧降下を最小にすることが望ましい。従って、ウォールステーションの低電圧回路を駆動する内部電源を充電するために、各ウォールステーション１０４の両端に大きな電圧を発生させることは望ましくない。
【００２４】
ウォールステーション１０４の概略ブロック図を図３に示す。電源１１０は、第１電気端子Ｈ１と第２電気端子Ｈ２との間に直列に設ける。電源１１０は、電力コントローラ１１２及び通信回路１１６にＤＣ電圧Ｖｃｃを供給する。電源１１０の動作については、２００６年６月６日に出願した、本発明の譲受人に譲渡された同時係属出願中の米国特許出願、代理人整理番号第０５−１２１４２−Ｐ２号、表題「負荷制御装置用電源」（その全開示内容を本明細書に引用・参照する）に詳細に記載されている。
【００２５】
コントローラ１１２は、好適には、マイクロコントローラとして実装されるが、プログラム可能な論理装置（ＰＬＤ）、マイクロプロセッサ、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の任意の適切な処理装置であってよい。ユーザインターフェイス１１４には、ユーザからの入力を受信するための複数のボタンと、ユーザに視覚的フィードバックを提供するための複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、が含まれる。コントローラ１１２は、ユーザインターフェイス１１４のボタンから制御入力を受け取り、ＬＥＤの動作を制御する。ＬＥＤの動作については、２００５年７月２８日に出願した、本発明の譲受人に譲渡された同時係属出願中の米国特許出願第１１／１９１，７８０号、表題「状態表示器に動作特性を表示するための方法と装置」（その全開示内容を本明細書に引用・参照する）に詳細に記載されている。
【００２６】
コントローラ１１２は、照明／モータ制御ユニット１０５及びシステム１００の他のウォールステーション１０４との間で制御情報を送受信するための通信回路１１６に結合される。通信回路１１６は、ＡＣ電圧源１０２からウォールステーション１０４及び照明／モータ制御ユニット１０５に結合された電力配線上で通信変成器１１８を介して制御情報を送受信する。通信変成器１１８は、ウォールステーション１０４の端子Ｈ１及びＨ２に直列の電気的接続で接続された一次巻線１１８Ａと、通信回路１１６に結合された二次巻線１１８Ｂと、を有する。
【００２７】
ウォールステーション１０４には、更に、電源１１０と直列に空隙スイッチ１１７を含む。空隙スイッチ１１７を開くと、システム１００の全ての装置が電力ループに結合されているため、電力は、これらの装置から除去される。負荷を保守する際、即ち、電球天蓋を変える際に安全性を提供するために、ウォールステーション１０４は、好適には、電力配線の活線に結合されており、これにより、空隙スイッチ１１７を開いた時、活線は天蓋に提供されない。しかしながら、ウォールステーション１０４は、中性線にも結合し得る。
【００２８】
照明／モータ制御ユニット１０５の概略ブロック図を図４に示す。照明／モータ制御ユニット１０５には、活線端子Ｈ、中性線端子Ｎ、照明負荷１０８に接続された調光活線端子ＤＨ、及びファンモータ１０６に接続されたファンモータ活線端子ＭＨが含まれる。照明／モータ制御ユニット１０５には、照明負荷１０８の輝度を制御するための調光器回路１５０と、ファンモータ１０６の回転速度を制御するためのファンモータ制御回路１５２と、が含まれる。調光器回路１５０は、半導体スイッチ（図示せず）を利用して、照明負荷１０８に流れる電流の量を制御し、これによって照明負荷の輝度を制御する。半導体スイッチの導通時間は、当分野で公知の標準の位相制御調光手法を用いて、コントローラ１５４によって制御する。
【００２９】
モータ電圧検出回路１５６は、ファンモータ１０６両端のモータ電圧の零交差点を決定し、コントローラ１５４に制御信号を提供し、これによってファンモータ制御回路１５２を動作させる。モータ電圧の零交差点は、モータ電圧の各半サイクルの開始時、モータ電圧が正から負極に又は負から正極に移行する時の時間として定義される。モータ電圧検出回路１５６を備えたファンモータ制御回路１５２の動作については、上述の米国特許出願、代理人整理番号第０４−１１７０１−Ｐ２号に詳細に記載されている。
【００３０】
コントローラ１５４は、通信回路１５８に結合されており、これは、通信変成器１６０を介して電力配線上で制御情報を送受信する。通信変成器１６０は、モータ／照明制御ユニット１０５の活線端子Ｈと直列に接続された一次巻線１６０Ａと、通信回路１５８に結合された二次巻線１６０Ｂと、を有する変流器である。
【００３１】
電源１６２は、通信変成器１６０の負荷側に結合され、コントローラ１５４及び他の低電圧回路を駆動するＤＣ電圧Ｖｃｃを生成する。２つのダイオード１６４Ａ、１６４Ｂが設けられ、これにより、電源は、正の半サイクル中のみ充電するように動作可能である。電源１６２には、好適には、約６８０μＦの容量を有するコンデンサ（図示せず）が含まれる。コンデンサ１６５は、ダイオード１６４Ａの陰極と中性端子Ｎとの間に結合され、好適には、２．２μＦの容量を有する。
【００３２】
コンデンサ１６６は、通信変成器１６０の負荷側とダイオード１６４Ａの陰極との間に電源１６２と並列に接続される。コンデンサ１６６は、ウォールステーション１０４との通信ループを完全なものにし、特に、ファンモータ１０６がオフの時、ファンモータ１０６の高インピーダンスから通信変成器１６０を隔離する。コンデンサ１６６は、制御情報で変調されるループ電流搬送信号を通過させつつ、ＡＣ電圧源１０２の５０／６０サイクル電力を阻止するようにサイズが決定される。コンデンサ１６１の好適な値は、１０ｎＦである。
【００３３】
零交差点検出回路１６８は、ＡＣ電圧源１０２の零交差点を表す信号をコントローラ１５４に提供するために通信変成器１６０の負荷側と中性端子Ｎとの間に結合される。ＡＣ電圧の零交差点は、ＡＣ電圧源１０２の各半サイクルの開始時、ＡＣ電圧が正から負極に又は負から正極に移行する時の時間と定義される。コントローラ１５４は、ＡＣ電源電圧の各零交差点からタイミングを計ることによって、半サイクル毎に調光器回路１５０の半導体スイッチをいつオン又はオフに切り替えるか決定する。
【００３４】
制御システム１００は、好適には、電流搬送手法を用いて、ウォールステーション１０４と照明／モータ制御ユニット１０５との間の通信を行う。図５Ａは、照明負荷１０８及びファンモータ１０６の独立制御のためのシステム１００の第１の例を示し、ウォールステーション１０４と照明／モータ制御ユニット１０５との間の通信に用いられる通信ループ電流１７２を実証する。照明負荷１０８及びファンモータ１０６を駆動するための負荷電流は、ウォールステーション１０４の通信変成器１１８の一次巻線１１８Ａ及び照明／モータ制御ユニット１０５の通信変成器１６０の一次巻線１６０Ａを通って流れる。ＡＣ電圧源１０２、ウォールステーション１０４、及び照明／モータ制御ユニット１０５は、全て異なる地点に配置されていることから、建物電力配線１７０の一部が、システム構成要素間に存在する。通信ループ電流１７２は、ＡＣ電圧源１０２、ウォールステーション１０４の通信変成器１１８、通信変成器１６０、照明／モータ制御ユニット１０５のコンデンサ１６５、１６６を流れる。コンデンサ１６１は、通信ループを完全なものにし、ファンモータ１０６から通信ループを隔離する。ファンモータ１０６がオフの時、ファンモータは高インピーダンスを提供し、また、ファンモータの誘導特性により通信ループ電流１７２は減衰することから、隔離が必要である。
【００３５】
コントローラ１１２が、ユーザインターフェイス１１４（図３）のアクチュエータボタンからユーザ操作による制御情報を受信した後、通信回路１１６は、通信変成器１１８を介してコントローラからの通信メッセージを送信し、通信変成器１１８は、活線に制御情報を結合する。同じ電流が、ウォールステーションにおける変成器１１８の一次巻線１１８Ａと、照明／モータ制御ユニット１０５における変成器１６０の一次巻線１６０Ａと、を流れることから、通信ループ電流１７２は、変成器１６０の二次側１６０Ｂに出力メッセージを誘起する。出力メッセージは、照明／モータ制御ユニット１０５の通信回路１５８によって受信され、そして、コントローラ１５４に提供され、ファンモータ制御回路１５２及び調光器回路１５０を制御する。
【００３６】
図５Ｂは、照明負荷１０８及びファンモータ１０６の独立制御用の第２システム１８０の例を示し、ＡＣ電圧源１０２、ファンモータ１０６、又は照明負荷１０８を流れない最適な通信ループ電流１８２を実証する。この構成において、ＡＣ電圧源１０２の活線側は、天蓋に、即ち、ファンモータ１０６及び照明負荷１０８の搭載筐体１０９（図２）に提供されることに留意されたい。システム１８０には、追加の通信端子Ｃと、端子Ｃと中性端子Ｎとの間に結合されたコンデンサ１８６と、を含む照明／モータ制御ユニット１８４が含まれる。システム１８０のレイアウトにおいて、端子Ｃは、ＡＣ電圧源１０２の活線側に接続され、コンデンサ１８６を通って通信ループを完成し、これにより、通信ループ電流１８２は、ＡＣ電圧源１０２を流れない。コンデンサ１８６は、通信ループを終端するために設けられ、これによって、ウォールステーション１０４と照明／モータ制御ユニット１８４との間で伝達されるデータが電力システムに入るのが防止される。コンデンサ１８６は、制御情報を含むループ電流搬送信号を通しつつ、ＡＣ電圧源の５０／６０サイクル電力を阻止するようにサイズが決定される。コンデンサ１８６の好適な値は、１０ｎＦである。
【００３７】
図５Ｃは、本発明の他の実施形態による複数の負荷を制御するためのシステム１８９を示す概略ブロック図である。３つの照明／モータ制御ユニット１０５が、並列の電気的接続で結合される。各照明／モータ制御ユニット１０５は、ファンモータ（図示せず）及び／又は照明負荷（図示せず）に結合される。通信ループ電流１８９は、ウォールステーション１０４を流れ、また、通信電流１８９Ａ、１８９Ｂ、１８９Ｃは、各照明／モータ制御ユニット１０５を流れる。各通信電流１８９Ａ、１８９Ｂ、１８９Ｃは、通信電流１８９の大きさの約３分の１に等しい大きさを有する。各ウォールステーション１０４は、全てのファンモータを一斉に及び全ての照明負荷を一斉に制御するように動作可能である。いずれかのウォールステーション１０４の空隙スイッチ１１７が開くと、電力は、ループ上の全てのウォールステーション１０４及び照明／モータ制御ユニット１０５から除去される。
【００３８】
メッセージ情報は、任意の適切な変調手段によって、例えば、振幅変調（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）、周波数偏移キーイング（ＦＳＫ）、又は２進数位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）によって、活線上に変調し得る。図６Ａは、制御システム１００の送信及び受信信号の例を示す。送信メッセージ信号１９０は、例えば、コントローラ１１２によってウォールステーション１０４の通信回路１１６に提供される。送信メッセージ信号１９０は、通信回路１１６によって、搬送波に変調、例えば、搬送波に周波数変調され、被変調信号１９１が生成される。伝送中、被変調信号１９１は、雑音の影響を受けやすく、従って、雑音のある被変調信号１９２（これには何らかの雑音１９２Ａが含まれる）が、例えば、照明／モータ制御ユニット１０５の通信回路１５８によって受信される。従って、通信回路１５８は、雑音のある復調メッセージ１９３を照明／モータ制御ユニット１０５のコントローラ１５４に提供する。雑音のある復調メッセージ１９３の生成を回避するために、また、所望の受信メッセージ１９４を得るために、変調、復調、及びフィルタ処理用の適切な手段が、本発明により提供される（更に詳細に後述する）。
【００３９】
図６Ｂによれば、送信メッセージ信号１９０は、３つの構成要素、即ち、プリアンブル１９６、同期符号１９７、及びメッセージ符号１９８を有する。プリアンブル１９６は、長さがｋビットの符号であり、受信メッセージの復調及び復号を整合するために用いられる。同期符号１９７は、長さがｎビットであり、また、システム１００のループにある全ての装置がリアルタイムで検出を試みる低相互相関性の直交疑似ランダム符号である。同期符号は、アドレスの目的にも供する。この符号の存在は、メッセージが、後続のメッセージ符号１９８に含まれることを示す。最後に、メッセージ符号１９８は、長さがｍビットであり、また、同期符号に続き受信される前方誤り訂正符号である。このビットストリームは、リアルタイムに復号されないが、メッセージ構文解析プログラムに渡される。
【００４０】
図７は、モータ／照明制御ユニット１０５の通信回路１５８を示す概略ブロック図である。通信回路１５８は、変成器１６０に結合され、これは、コンデンサ２０２と共にチューニングフィルタとして動作して、実質的に被変調信号１９２の送信周波数、即ち、実質的に２００ｋＨｚと３００ｋＨｚとの間の周波数の信号だけを通過させる。コンデンサ２０２両端の電圧は、電圧クランプ２０４に提供され、高電圧過渡現象に対する保護を行う。復調器２０６は、変調済メッセージ信号１９２を受信して、当分野で既知の標準の復調手法を用いて、復調済受信メッセージ信号１９３を生成する。復調済メッセージ信号１９３は、コントローラ１５４の受信機ルーチン２０８に提供されるが、これについては、図８を参照して更に詳細に述べる。
【００４１】
図７は、また、通信回路１５８の送信機部を示す。コントローラ１５４は、送信メッセージ１９０の同期符号１９７及びメッセージ符号１９８を生成する符号発生器２１０を実装する。他の選択肢として、コントローラ１５４は、ファンモータ１０６及び照明負荷１０８を制御するために送信される所望の情報に基づき、ルックアップ表を用いて同期符号１９７及びメッセージ符号１９８を生成し得る。
【００４２】
好適な一実施形態において、符号化信号は、その後、マンチェスタ符号器２１２において符号化される。マンチェスタ符号化法により、ビットデータは、当分野で公知なように、ハイ状態からロー状態への又はその逆の移行によって表わされる。マンチェスタ符号化法を例示したが、他のデジタル符号化方式も用い得る。そして、符号化信号は、例えば、ＡＭ、ＦＭ、又はＢＰＳＫ変調を用いて、変調器２１４によって搬送信号で変調される。電力増幅器２１８による増幅の後、被変調信号は、（コンデンサ２０２及び変成器１６０が含まれる）チューニングフィルタに結合され、電流信号として活線に送信される。モータ／照明制御ユニット１０５の通信回路１５８について上述し、図７に示したが、ウォールステーション１０４の通信回路１１６は、同じ実装形態を有する。
【００４３】
図８は、コントローラ１５４に実装された受信機ルーチン２０８の処理を示す概略ブロック図である。復調済信号１９３（即ち、受信機ルーチン２０８への入力）は、まず、パイプライン式マルチパスメディアンフィルタ２２０によってフィルタ処理される。図９Ａ、９Ｂ、及び９Ｃは、メディアンフィルタ２２０の動作を実証する波形を示す。図９Ａは、元の、即ち、送信前にコントローラ１５４のマンチェスタ符号器２１２によって生成されたマンチェスタ符号化ストリーム２５０の例を示す。
【００４４】
元のマンチェスタ符号化ストリーム２５０は、伝送中、雑音によって破損され、このため、図９Ｂに示す雑音のある（雑音インパルス２５２Ａを有する）マンチェスタ符号化ストリーム２５２が、受信装置のコントローラに提供されることがある。送信電流搬送信号は、照明負荷１０８及びファンモータ１０６によって用いられる電流の振幅（約５Ａ）と比較して、振幅が極めて小さい（約５ｍＡ）。調光器回路１５０の半導体スイッチは、位相制御調光を用いて、照明負荷１０８に供給される電力を制御することから、照明負荷１０８による大きな電流パルスが、通信変成器１１８、１６０に誘起される。これらの大きな電流パルスは、被変調信号１９１を破損し、復調されたビットストリーム中に２進数インパルス雑音として検出される。このことは、元のマンチェスタ符号化ストリーム２５０にはない複数の雑音インパルス２５２Ａによって、雑音のあるマンチェスタ符号化ストリーム２５２に示す。
【００４５】
ほとんどの種類の干渉は、検出しきい値を跨ぐ瞬間的な偏位だけを生じさせる。結果的に生じる信号は、デジタル散弾雑音と極めて似通っており、統計的には、“ランダムな電信装置の波形”と同様である。このように、それは、本質的に極めて瞬間的であり、ポアソン点過程として第１次にモデル化し得る。
【００４６】
メディアンフィルタ２２０は、雑音破損を解消して、図９Ｃに示すフィルタ処理済マンチェスタ符号化ストリーム２５４を生成するために用いられる。メディアンフィルタ２２０は、理想的には、図９Ｂに示すように、２進数ストリームのフィルタ処理に適合される。Ｎ次のメディアンフィルタは、Ｗサンプル幅の引窓を有し、これは、次式で定義される。
Ｗ＝２Ｎ＋１（式１）
メディアンフィルタ２２０は、窓を通過する任意の“ルート信号”を保持する。ルート信号は、単調増加又は減少境界を備えたＮ＋１点以上の一定の領域を有する任意の信号と定義される。定義によって、ルート信号は、どのようなインパルス又は振動も、即ち、Ｎ＋１未満の幅の信号を含み得ない。破損した２進数信号がメディアンフィルタを通過する場合、フィルタは、信号が２進数の０又は２進数の１であるべき領域では、インパルスを除去する。
【００４７】
図９Ｄは、本発明によるメディアンフィルタ２２０のフローチャートである。メディアンフィルタ２００は、破損マンチェスタ符号化ストリーム２５２のＷサンプルを一度に調査する。３次のメディアンフィルタの場合、以下の式から、７つのサンプルが調査される。
Ｗ（Ｎ＝３）＝２Ｎ＋１＝７（式２）
メディアンフィルタ２２０が以前のＷサンプルの処理を終了した後、メディアンフィルタは、第Ｎサンプル、即ち、ステップ２６０においてメディアンフィルタによって受け取られたＷサンプルの一番目を廃棄する。ステップ２６２において、メディアンフィルタ２２０は、サンプルを繰り上げ、Ｗサンプルの内の第１サンプルを空にして、新しいサンプルの受け取りに利用可能なようにしておく。メディアンフィルタ２２０は、破損マンチェスタ符号化ストリーム２５２から新しい入力サンプル２６４を受け取り、ステップ２６６において、サンプルをＷサンプルのシーケンスの第１位置に移す。
【００４８】
次に、メディアンフィルタ２００は、ステップ２６８において、Ｗサンプルの中央値を求める。本発明の第１実施形態によると、メディアンフィルタ２００は、Ｗサンプルの１及びゼロをグループ化し（即ち、順序よく並べ）、中間サンプルの値を求める。例えば、現Ｗサンプルが、１０１１００１である場合、メディアンフィルタ２２０は、ゼロ及び１をグループ化して、並び替えたサンプルストリーム０００１１１１を形成する。中央値又は中間の値が１であることから、並び替えたサンプルストリームの中央値は、１である。
【００４９】
本発明の第２実施形態によれば、メディアンフィルタ２２０は、ステップ２６８において、Ｗサンプル中の１の数をカウントして、中央値を求める。第Ｎ次メディアンフィルタの場合、１のカウントがＮ＋１の値以上であれば、中央値は、１である。そうでない場合、中央値は、ゼロである。従って、３次のメディアンフィルタの場合、Ｗサンプル中に４つの１があれば、中央値は、１に等しい。従って、メディアンフィルタ２２０の幅Ｗは、常に奇数、即ち、２Ｎ＋１でなければならない。メディアンフィルタ２２０は、好適には、１をカウントするルックアップ表と共に実装され、そして、カウントがＮ＋１以上である場合１を返し、そうでない場合、ゼロを返す。ルックアップ表を用いることによって、フィルタ処理は、数命令サイクルで完了でき、これによって、マイクロコントローラ上での演算が極めて速くなる。
【００５０】
最後に、ステップ２７０において、メディアンフィルタ２２０は、ステップ２６８で求められた中央値を出力サンプル２７２として提供して、フィルタ処理済マンチェスタ符号化ストリーム２５４を形成する（図９Ｃに示す）。メディアンフィルタ２２０は、破損マンチェスタ符号化ストリーム２５２から雑音インパルス２５２Ａを除去する。そのフィルタ処理の結果、フィルタ処理済マンチェスタ符号化ストリーム２５４の立ち上がり及び立ち下がり端は、元のマンチェスタ符号化ストリーム２５０の立ち上がり及び立ち下がり端とは異なる時間に起こり得る。データは、所定の時間期間中、立ち上がり端又は立ち下がり端を生成することによって、マンチェスタ符号化ストリーム２５０に符号化されることから、復号時、フィルタ処理済マンチェスタ符号化ストリーム２５４において厳密にいつ立ち上がり端及び立ち下がり端が起こるかは重要ではない。正しくない立ち上がり及び立ち下がり端が符号化ストリームから除去されることだけが重要である。
【００５１】
図８に戻ると、メディアンフィルタ２２０を１回又は複数回通過した後、信号は、マンチェスタデコーダ２２２を通過して、受信されたマンチェスタ符号化ビットストリームからデジタルビットストリームを生成する。復号済信号及び疑似ランダム直交同期符号２２４は、相互相関器２２６に供給される。相互相関器２２６の出力は、積算計２２８によって積算され、しきい値検出器２３０に提供される。この処理は、リアルタイムに起こり、受信機ルーチン２０８の出力が、そのシーケンスのビット速度で更新される。
【００５２】
相互相関器２２６において、マンチェスタデコーダ２２２からのビットストリーム及び疑似ランダム直交同期符号２２４は、排他的ＮＯＲ（ＸＮＯＲ）論理ゲートへの入力である。ＸＮＯＲゲートの出力における１の数をカウントし、積算計２２８で積算する。積算中、ルックアップ表を用いて、１をカウントする。符号は直交することから、相関関係は、符号が一致しない限り小さい。整合は、厳密である必要はなく、近ければそれでよく、例えば、７５％の整合でよい。
【００５３】
ステップ２３２において、同期符号が検出される場合、マンチェスタデコーダ２２２からの次のＭ個の復号ビット（即ち、メッセージ符号１９８）は、ステップ２３４においてセーブされる。そして、前方誤り訂正メッセージ符号２３６が、Ｍ個の復号ビットと比較され、最良の整合が求められ、これによって、命令がステップ２３８において決定され、その命令がステップ２４０で実行される。このステップは、最尤復号法として知られており、当分野では、公知である。ステップ２３２では、同期符号が検出されない場合、データは、廃棄され、処理が終了する。
【００５４】
復号メッセージを受信した後、コントローラは、受信メッセージを送信した装置に確認応答（ＡＣＫ）を送信する。ＡＣＫを送信することによって、信頼度が高い通信方式が可能になる。
【００５５】
照明及びファンモータの独立制御用のシステム１００の装置は、全てシステムアドレスを用いて通信を行う。用いるシステムアドレスを確立するために、ウォールステーション１０４及び照明／モータ制御ユニット１０５は、電源投入時、自動アドレス指定アルゴリズムを実行する。図１０Ａ及び１０Ｂは、自動アドレス指定アルゴリズムの概略フローチャートを示す。
【００５６】
システム１００の装置は、ループトポロジで接続されることから、ウォールステーション１０４の内の１つの空隙スイッチ１１７をトグル式に切り換える（即ち、開き、そして、閉じる）ことによって、全ての装置の電源投入を一度に行うことが可能である。ステップ３００において、電源投入時、システム１００の装置は、ステップ３０２において、アドレス指定モードに入るが、これが意味することは、装置が、アドレス指定アルゴリズムに参加するのに適格であり、一斉送信システムアドレス０を用いて、システムの他の装置と通信を行うということである。多くのアドレス指定されていない装置がシステムに存在し得ることから、アドレス指定モードでは、送信時、装置は、ランダムなバックオフ時間を用いて衝突の確率を最小にする。適切なタイムアウト期間、例えば、２０秒後、これらの装置は、アドレス指定モードを離れる。
【００５７】
まず、当該装置は、ステップ３０４において、システム中の全ての装置が、システムアドレスを有するかどうか判断する。具体的には、電源投入時、システムアドレスを有さない全ての装置は、アドレス指定開始要求を送信する。ステップ３０４において、当該装置は、所定時間待機して、何らかのアドレス指定開始要求が送信されたかどうか判断する。ステップ３０４において、システム中の全ての装置がシステムアドレスを有すると当該装置が判断した場合、当該装置は、ステップ３０６において、全ての装置にシステムアドレスを送信する。
【００５８】
ステップ３０４において、システム中の全ての装置が、システムアドレスを有さない場合、ステップ３０８において、当該装置は、各装置に問い合わせメッセージを送信する。システムの全装置は、システムアドレス及びそれらの装置タイプ（即ち、ウォールステーション１０４又は照明／モータ制御ユニット１０５）を送信することによって、問い合わせメッセージに応答する。ステップ３１０において、当該装置は、システム１００が“有効な”システムであるかどうか判断する。有効なシステムには、少なくとも１つのウォールステーション１０４及び少なくとも１つの照明／モータ制御ユニット１０５が含まれ、複数のシステムアドレスを有さない、即ち、システムの如何なる２つの装置も異なるシステムアドレスを有さない。ステップ３１０において、システムが有効なシステムである場合、当該装置は、ステップ３１２において、システム１００のいずれかの装置がシステムアドレスを有するかどうか判断する。少なくとも１つの装置がシステムアドレスを有する場合、ステップ３１４において、当該装置は、受信されたアドレスをシステムアドレスとしてセーブし、ステップ３１６において、受信されたアドレスを送信する。
【００５９】
ステップ３１２において、システムアドレスを有する装置がない場合、当該装置は、新しいシステムアドレスの選択を試行する。ステップ３１８において、当該装置は、システムアドレス候補として、ランダムなアドレスＭ、即ち、許容可能なアドレス選択肢からのランダムな選択肢を選択する。例えば、１５の可能なシステムアドレス、即ち、１−１５が存在し得る。既にアドレスＭが割り当てられた隣接システムが存在し得ることから、ステップ３２０において、アドレスＭを用いて、当該装置は、“ピン（ｐｉｎｇ）”、即ち、問い合わせメッセージを送信して、アドレスの利用可能性を検証する。いずれかの装置がピンに応答した場合、即ち、アドレスＭが既に割り当てられている場合、ステップ３２２において、当該装置は、全ての利用可能なシステムアドレスを調べ始める。ステップ３２４において、全ての利用可能なシステムアドレスが試されていない場合、当該装置は、ステップ３２６において、次の利用可能なアドレスを（例えば、システムアドレス候補をインクリメントすることによって）選択し、ステップ３２０において、他のピンを送信する。そうでない場合、処理は、直ぐに終了する。一旦、適切なアドレスＭが利用可能であると分かると、即ち、ステップ３２２において、どの装置も応答しない場合、当該装置は、ステップ３２８において、システムアドレスとしてシステムアドレス候補を設定し、ステップ３１６において、一斉送信チャネル０上でアドレスＭを送信する。従って、アドレス指定モードにおける全てのアドレス指定されていない装置は、システムアドレスとして、アドレスＭをセーブする。そして、処理は、終了する。
【００６０】
ステップ３１０において、システム１００が有効なシステムではない場合、システムアドレスを現在有する全てのシステム装置は、ステップ３３０において、アドレス指定モードを終了する。ステップ３３２において、アドレス指定割当てが一回だけ試行された場合、当該装置は、ステップ３０８において、他の問い合わせメッセージを送信する。そうでない場合、処理は、直ぐに終了する。
【００６１】
復旧方法として、システム１００中の全ての装置を再アドレス指定するアドレスリセットが含まれる。電源起動の後、即ち、システム中の全ての装置がアドレス指定モードにある場合、ウォールステーション１０４のユーザインターフェイス１１４において、ユーザは特別なキーシーケンスを入力し得る。ユーザインターフェイス１１４からのこの入力を受信すると、ウォールステーション１０４のコントローラ１１２は、電力配線上で、“アドレスリセット”命令を含むメッセージ信号を全ての装置に送信する。アドレス指定モードの装置が、アドレスリセット命令を受信すると、当該装置は、それ自体をアドレス指定されていない状態に設定し、即ち、当該装置は、アドレス指定モードの間、一斉送信システムアドレス０で送信されたメッセージだけに応答する。そして、アドレス割当てアルゴリズムは、あたかもシステム１００中の全ての装置がシステムアドレスを有さないかのように進む。
【００６２】
用語“装置”及び“ユニット”は、本発明の照明及びファンモータの制御用システムの要素について述べるために用いたが、本明細書に述べた各“装置”及び“ユニット”は、単一の筐体又は構造に完全に含まれる必要がないことに留意すべきである。例えば、照明／モータ制御ユニット１０５には、壁掛装置及びファンモータ制御回路のコントローラを別の場所に、例えば、ファンモータ及びランプの天蓋に含み得る。また、１つの“装置”は、他の“装置”に含み得る。
【００６３】
本発明について、その特定の実施形態に関連して説明したが、他の多くの変形物及び修正及び他の用途が、当業者には、明らかになるであろう。従って、本発明は、本明細書の特定の開示によってではなく、添付の請求項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１Ａ】従来技術による照明及び電動モータ制御システムを示す概略ブロック図。
【図１Ｂ】複式照明及びモータ速度制御装置を含む従来技術による照明及び電動モータ制御システムを示す概略ブロック図。
【図１Ｃ】電動モータ及び照明を制御するための従来技術による電力線搬送制御システムを示す概略ブロック図。
【図２】本発明による照明及び電動モータ制御用システムを示す概略ブロック図。
【図３】図２のシステムのウォールステーションを示す概略ブロック図。
【図４】図２のシステムの照明／モータ制御装置を示す概略ブロック図。
【図５Ａ】ウォールステーションと照明／モータ制御ユニットとの間の通信に用いられる電流ループを実証する図２のシステムの第１例を示す図。
【図５Ｂ】最適な通信ループ電流を実証する照明負荷及びモータ負荷の独立制御用システムの第２例を示す図。
【図５Ｃ】本発明の他の実施形態による複数の負荷を制御するためのシステムを示す概略ブロック図。
【図６Ａ】図２のシステムの波形例を示す図。
【図６Ｂ】図２のシステムの送信メッセージの構成部分を示す図。
【図７】図２のシステムの通信回路を示す概略ブロック図。
【図８】図２のシステムのコントローラに実装された受信機ルーチンの処理を示す概略フローチャート。
【図９Ａ】図８の受信機ルーチンのメディアンフィルタの動作を実証する波形を示す図。
【図９Ｂ】図８の受信機ルーチンのメディアンフィルタの動作を実証する波形を示す図。
【図９Ｃ】図８の受信機ルーチンのメディアンフィルタの動作を実証する波形を示す図。
【図９Ｄ】図８の受信機ルーチンのメディアンフィルタの処理を示す概略フローチャート。
【図１０Ａ】図２のシステムの自動アドレス指定アルゴリズムを示す概略フローチャート。
【図１０Ｂ】図２のシステムの自動アドレス指定アルゴリズムを示す概略フローチャート。
【符号の説明】
【００６５】
１００・・・照明及びファンモータの独立制御用システム、１０２・・・ＡＣ電圧源、１０４・・・ウォールステーション、１０５・・・照明／モータ制御ユニット、１０６・・・ファンモータ、１０８・・・照明負荷
【図１Ａ】
2009512233.tif 000003
【図１Ｂ】
2009512233.tif 000004
【図１Ｃ】
2009512233.tif 000005
【図２】
2009512233.tif 000006
【図３】
2009512233.tif 000007
【図４】
2009512233.tif 000008
【図５Ａ】
2009512233.tif 000009
【図５Ｂ】
2009512233.tif 000010
【図５Ｃ】
2009512233.tif 000011
【図６Ａ】
2009512233.tif 000012
【図６Ｂ】
2009512233.tif 000013
【図７】
2009512233.tif 000014
【図８】
2009512233.tif 000015
【図９Ａ】
2009512233.tif 000016
【図９Ｂ】
2009512233.tif 000017
【図９Ｃ】
2009512233.tif 000018
【図９Ｄ】
2009512233.tif 000019
【図１０Ａ】
2009512233.tif 000020
【図１０Ｂ】
2009512233.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月28日(2006.12.28)
【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】
建物の電力配線上で第１制御回路部と遠隔の第２制御回路部との間で通信を行うためのシステムにおいて、第１制御回路部は、第２制御回路部によって制御される電気的負荷を遠隔制御するためのユーザ操作可能な制御盤を有するシステムであって、
電力配線上で制御情報を第２回路部に送信するための第１回路部における送信機と、
負荷を制御するために第１回路部によって電力配線上で送信された制御情報を受信するための第２回路部における受信機と、が含まれ、更に、
第１及び第２回路部には、各々、制御情報の交信のために第１及び第２制御回路部間において建物電力配線に電流信号ループを確立するための建物電力配線に結合された電流応答要素が含まれ、
更に、電気的負荷には、電動モータが含まれるシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記電流応答要素には、各々、制御情報の交信のために第１及び第２制御回路部間における建物電力配線に電流信号ループを確立するための建物電力配線に結合された巻線を有する変流器が含まれるシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、前記送信機は、被変調搬送信号を前記信号ループに提供し、前記被変調搬送信号は、前記制御情報で変調されているシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムであって、前記受信機は、前記被変調搬送信号を受信し、前記被変調搬送信号を復調し、前記制御情報を含む検出信号を生成するシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、送信機には、前記制御情報を符号化して生成するための符号発生器と、前記符号化制御情報を前記被変調搬送信号に変調するための変調器と、が含まれるシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムであって、符号発生器には、擬似ランダム直交符号発生器が含まれるシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムであって、符号化制御情報には、復号動作の同期をとるための同期データ提供用の第１部位が含まれ、第２部位には同期符号が含まれ、第３部位には、前記モータを制御するためのメッセージ情報が含まれるシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、受信機には、前記被変調搬送信号からインパルス雑音信号を除去するためのメディアンフィルタが含まれるシステム。
【請求項９】
請求項６に記載のシステムであって、符号発生器には、前方誤り訂正符号発生器が含まれるシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のシステムであって、電気的負荷には、更に、照明が含まれ、照明及び電動モータは、制御情報によって独立に制御可能であるシステム。
【請求項１１】
電動モータが含まれる電気的負荷の動作を制御するために、建物の電力配線上で、第１電流応答要素を有する第１制御回路部と第２電流応答要素を有する遠隔の第２制御回路部との間において通信を行うための方法において、第１制御回路部は、第２制御回路部によって制御される電動モータを遠隔制御するためのユーザ操作可能な制御盤を有する方法であって、
第１電流応答要素を電力配線に結合する段階と、
第２電流応答要素を電力配線に結合する段階と、
第１及び第２電流応答要素間において電力配線に電流信号ループを確立する段階と、
電力配線上で第１制御回路部から第２制御回路部に制御情報を送信する段階と、
モータを制御するために第２回路部において制御情報を受信する段階と、
が含まれる方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、建物電力配線に電流信号ループを確立する前記段階には、
第１及び第２電流応答要素に第１及び第２変流器をそれぞれ提供する段階であって、第１及び第２変流器の各々は、巻線を有する前記段階と、
第１及び第２変流器の巻線を電力配線に結合する段階と、
が含まれる方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記送信する段階には、
制御情報で搬送信号を変調する段階と、
前記被変調搬送信号を信号ループに結合する段階と、
が含まれる方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記受信する段階には、
前記被変調搬送信号を復調する段階と、
制御情報を含む検出信号を生成する段階と、
が含まれる方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法であって、送信する段階には、
制御情報を符号化する段階と、
符号化制御情報で搬送信号を変調する段階と、
前記被変調搬送信号を信号ループに結合する段階と、
が含まれる方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、符号化する段階には、
擬似ランダム直交符号で制御情報を符号化する段階が含まれる方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、符号化する段階には、
制御情報が、復号動作の同期をとるために同期データを提供するための第１部位と、同期符号が含まれる第２部位と、モータを制御するためのメッセージ情報が含まれる第３部位と、を有するように制御情報を符号化する段階が含まれる方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、受信する段階には、
前記被変調搬送信号からインパルス雑音信号を除去するために第２制御回路部において前記被変調搬送信号をメディアンフィルタ処理する段階が含まれる方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載の方法であって、符号化する段階には、
前方誤り訂正コードとして制御情報を符号化する段階が含まれる方法。
【請求項２０】
請求項１２に記載の方法であって、更に、電気的負荷には、更に、照明が含まれ、前記方法には、更に、
制御情報で電動モータ及び照明を互いに独立に制御する段階が含まれる方法。
【請求項２１】
ＡＣ電圧源から電気的負荷に供給される電力を制御するための負荷制御システムであって、
負荷の制御のために電気的負荷に結合された負荷制御装置であって、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で連動結合された第１電流応答要素と、メッセージ信号を受信するために第１電流応答要素に結合された第１通信回路と、が含まれる前記負荷制御装置と、
ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で連動結合された第２電流応答要素と、メッセージ信号を送信するために第２電流応答要素に結合された第２通信回路と、が含まれる二線式遠隔制御装置であって、第２電流応答要素は、第１電流応答要素と直列に電気的に接続されている前記二線式遠隔制御装置と、が含まれ、
第１電流応答要素及び第２電流応答要素は、通信ループ電流を流すように動作可能であり、通信ループ電流を介して、第１通信回路は、メッセージ信号を送信するように動作可能であり、第２通信回路は、メッセージ信号を受信するように動作可能であり、更に、メッセージ信号は、負荷の動作を制御するために用いられるシステム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシステムであって、負荷制御装置の第１通信回路及び二線式遠隔制御装置の第２通信回路は、双方共、通信ループ電流を介して、メッセージ信号を送受信するように動作可能であるシステム。
【請求項２３】
請求項２２に記載のシステムであって、第１電流応答要素には、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で結合された一次巻線と、第１通信回路に結合された二次巻線と、を有する第１変流器が含まれ、
第２電流応答要素には、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で結合された一次巻線と、第２通信回路に結合された二次巻線と、を有する第２変流器が含まれるシステム。
【請求項２４】
請求項２３に記載のシステムであって、第１及び第２通信回路には、各々、マンチェスタ符号化法を用いて、メッセージ信号から符号化信号を生成するように動作可能な符号発生器と、通信電流ループを符号化信号で変調して、被変調信号を生成するように動作可能な変調器が含まれるシステム。
【請求項２５】
請求項２４に記載のシステムであって、第１及び第２通信回路には、各々、被変調信号を復調して、被検出符号化信号を生成するように動作可能な復調器と、被検出符号化信号からインパルス雑音信号を除去するように動作可能なメディアンフィルタと、が含まれるシステム。
【請求項２６】
請求項２２に記載のシステムであって、負荷制御装置は、複数の電気的負荷に結合され、また、複数の各電気的負荷を個別に制御するように動作可能であるシステム。
【請求項２７】
請求項２７に記載のシステムであって、複数の電気的負荷には、電動モータ及び照明が含まれるシステム。
【請求項２８】
請求項２２に記載のシステムであって、電気的負荷及びＡＣ電圧源は、共通中性接続部において互いに結合され、負荷制御装置は、共通中性接続部に結合されるシステム。
【請求項２９】
請求項２８に記載のシステムであって、負荷制御装置には、通信ループ電流が電気的負荷を流れないように、第１電流応答要素と共通中性接続部との間に結合されたコンデンサが含まれるシステム。
【請求項３０】
請求項２２に記載のシステムであって、遠隔制御装置には、電気的負荷の状態の表示を提供するように動作可能な複数の状態表示器が含まれるシステム。
【請求項３１】
請求項３０に記載のシステムであって、第１及び第２通信回路は、状態信号を送受信するように構成されているシステム。
【請求項３２】
請求項２２に記載のシステムであって、遠隔制御装置及び負荷制御装置は、システムアドレスを用いてメッセージ信号を送信するように動作可能であり、また、遠隔制御装置及び負荷制御装置は、遠隔制御装置及び負荷制御装置それぞれへの電力印加に応じて、システムアドレスを受信するように動作可能であるシステム。
【請求項３３】
請求項３２に記載のシステムであって、遠隔制御装置には、空隙スイッチが含まれ、これにより、空隙スイッチが開いている時、電力が遠隔制御装置及び負荷制御装置から除去され、また、空隙スイッチが閉じている時、電力が遠隔制御装置及び負荷制御装置に印加されるシステム。
【請求項３４】
請求項２２に記載のシステムにおいて、更に、複数の二線式遠隔制御装置であって、各々、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で連動結合されたそれぞれの電流応答要素と、メッセージ信号を送受信するためにそれぞれの電流応答要素に結合されたそれぞれの通信回路と、を含む前記複数の二線式遠隔制御装置が含まれるシステム。
【請求項３５】
請求項２２に記載のシステムにおいて、更に、複数の二線式遠隔制御装置であって、各々、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で連動結合された電流応答要素と、メッセージ信号を送受信するために電流応答要素に結合された通信回路と、を含む前記複数の二線式遠隔制御装置が含まれるシステム。
【請求項３６】
請求項２２に記載のシステムにおいて、更に、
複数の負荷制御装置であって、各々、負荷の制御のために電気的負荷に結合され、各負荷制御装置は、ＡＣ電源と電気的負荷との間に直列の電気的接続で連動結合された電流応答要素と、メッセージ信号を受信するために電流応答要素に結合された通信回路と、を含む前記複数の負荷制御装置が含まれるシステム。
【請求項３７】
ＡＣ電圧源から複数の電気的負荷に供給される電力の制御のための二線式負荷制御システムにおいて、複数の負荷及びＡＣ電圧源が共通中性接続部において互いに結合されたシステムであって、
複数の負荷に結合され、また、複数の各負荷を個別に制御するように動作可能な負荷制御装置であって、ＡＣ電源と複数の負荷との間に直列の電気的接続で結合された第１電流応答要素と、複数の負荷制御するためのメッセージ信号を受信するために第１電流応答要素に結合された第１通信回路と、が含まれる前記負荷制御装置と、
ＡＣ電源と複数の負荷との間に直列の電気的接続で結合された第２電流応答要素と、複数の負荷を制御するためのメッセージ信号を送信するために第２電流応答要素に結合された第２通信回路と、が含まれる二線式遠隔制御装置と、
複数の負荷と並列の電気的接続で結合されたコンデンサと、が含まれ、
コンデンサ、ＡＣ電源、第１電流応答要素、及び第２電流応答要素は、通信ループ電流を流すように動作可能であり、第２通信回路は、通信ループ電流を介して、第１通信回路に通信信号を送信するように動作可能であるシステム。
【請求項３８】
ＡＣ電圧源から複数の負荷に供給される電力を独立に制御するためのデジタルメッセージを二線式遠隔制御装置から負荷制御装置に伝達するための方法であって、
ＡＣ電源と負荷制御装置との間に直列の電気的接続で二線式遠隔制御装置を結合する段階と、
複数の負荷の両端に並列の電気的接続でコンデンサを結合する段階と、
ＡＣ電源、二線式遠隔制御装置、負荷制御装置、及びコンデンサを通して通信ループ電流を流す段階と、
電流ループを介して二線式遠隔制御装置から負荷制御装置にデジタルメッセージを送信する段階と、
が含まれる方法。
【請求項３９】
請求項３２に記載の方法であって、更に、
デジタルメッセージに応じて、複数の各負荷を独立に制御する段階が含まれる方法。
【請求項４０】
ＡＣ電圧源から電気的負荷に供給される電力量を制御するための負荷制御システムにおいて第１制御装置にシステムアドレスを割り当てるための方法であって、
負荷電流が、第１制御装置を通ってＡＣ電圧源から電気的負荷に電力配線上を流れるように動作可能であるように、電力配線上で電気的負荷とＡＣ電圧源との間に直列の電気的接続で第１制御装置を結合する段階と、
電力配線上で電気的負荷とＡＣ電圧源との間に直列の電気的接続で第２制御装置を結合する段階であって、第２負荷制御装置は、負荷電流が、第２制御装置を通ってＡＣ電圧源から電気的負荷に電力配線上を流れるように動作可能であるように、第１制御装置と直列である前記段階と、
第１及び第２制御装置に電力を印加する段階と、
その後、電力配線上でアドレス指定開始要求を送信する段階と、
電力配線上でシステムアドレスを受信する段階と、
が含まれる方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の方法であって、更に、
システムアドレスとなるランダムなアドレスを選択する段階と、
その後、ランダムなアドレスをシステムアドレスとしてメモリに記憶する段階と、
電力配線上でステムアドレスを送信する段階と、
が含まれる方法。
【請求項４２】
請求項４１に記載の方法であって、更に、
ランダムなアドレスを用いて電力配線上で問い合わせメッセージを送信する段階と、
第２制御装置が問い合わせメッセージに応答するかどうか判断する段階と、
が含まれる方法。
【請求項４３】
請求項４０に記載の方法であって、更に、
システムアドレスを受信する段階に応じて、システムアドレスをメモリに記憶する段階が含まれる方法。
【請求項４４】
請求項４０に記載の方法であって、更に、
制御装置が、メモリに記憶されたシステムアドレスを有するかどうか判断する段階と、
その後、電力配線上でシステムアドレスを送信する段階と、
が含まれる方法。
【請求項４５】
請求項４０に記載の方法であって、更に、
制御装置に電力を印加する段階に応じて、アドレス指定モードに入る段階が含まれる方法。
【請求項４６】
請求項４５に記載の方法であって、更に、
アドレス指定モードに入る段階の所定時間後、アドレス指定モードを終了する段階が含まれる方法。
【請求項４７】
第１制御装置から第２制御装置にメッセージ信号を伝達するための方法において、メッセージ信号は、一連のサンプルを含む方法であって、
第１制御装置からメッセージ信号を送信する段階と、
第２制御装置においてメッセージ信号を受信する段階と、
受信メッセージ信号の一組のＮ個の連続サンプルを調査する段階と、
Ｎ個の連続サンプルの中央値を求める段階と、
出力サンプルとして中央値を提供する段階と、
新しい一組のＮ個の連続サンプルを調査する段階、中央値を求める段階、及び中央値を提供する段階を繰り返す段階であって、前記新しい組のＮ個の連続サンプルは、Ｎ個の連続サンプルの内の第Ｎサンプルを廃棄することによって、また、受信メッセージ信号の一連のサンプルを移動することによって求められる前記段階と、
が含まれる方法。
【請求項４８】
一連のサンプルが含まれる受信メッセージ信号をフィルタ処理する方法であって、
受信メッセージ信号の一組のＮ個の連続サンプルを調査する段階と、
Ｎ個の連続サンプルの中央値を求める段階と、
出力サンプルとして中央値を提供する段階と、
一組のＮ個の連続サンプルを調査する段階、中央値を求める段階、中央値を提供する段階を繰り返す段階であって、前記新しい組のＮ個の連続サンプルは、Ｎ個の連続サンプルの内の第Ｎサンプルを廃棄することによって、また、受信メッセージ信号の一連のサンプルを移動することによって求められる前記段階と、
が含まれる方法。
【国際調査報告】
2009512233.tif 000022
2009512233.tif 000023
2009512233.tif 000024
2009512233.tif 000025