(57)【要約】【課題】  製造コストの増大を招くことなくスイッチング素子を追加することができ且つ複数のスイッチング素子が同時に閉接されたときに閉接されたスイッチング素子を識別することができるスイッチング装置を提供する。【解決手段】  信号処理装置の出力端子１２及び各入力端子１３ａ，１３ｂの間に各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘに相互に重複することのない信号通過帯域を有する複数のフィルタ１５をそれぞれ直列的に挿入する。信号処理装置は、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘに対応して設けられた各フィルタ１５の各通過帯域のそれぞれに対応した異なる周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）の信号を相互に重複することなく周期的に出力端子１２に出力し、閉接されたスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘに接続されたフィルタ１５を経て第一の入力端子１３ａに帰還する信号に基づいて閉接されたスイッチング素子ＳＷ１〜を検出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチング素子と、出力端子及び入力端子を有し、該入力端子及び前記出力端子間に前記各スイッチング素子が相互に並列的に接続され、前記各スイッチング素子のいずれがその接点を閉接されたかを識別する信号処理部と、前記出力端子と前記入力端子との間に前記各スイッチング素子にそれぞれ直列的に挿入され、相互に重複することのない信号通過帯域を有する複数のフィルタとを備え、前記信号処理部は、前記各スイッチング素子に対応して設けられた前記各フィルタの各通過帯域のそれぞれに対応した異なる周波数の信号を相互に重複することなく周期的に前記出力端子に出力し、前記接点が閉接された前記スイッチング素子に接続された前記フィルタを経て前記入力端子に帰還する信号に基づいて、いずれの前記スイッチング素子が閉接されたかを判定することを特徴とするスイッチング装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、基本周波数及び該基本周波数の倍数で示され、それぞれが前記各フィルタの信号通過帯域に対応する各周波数の信号を相互に重複することなく周期的に前記出力端子に出力する出力部分と、前記出力端子より出力される各周波数の信号の出力タイミングから前記入力端子に帰還した信号の周波数を判定し、その判定結果から閉接された前記スイッチング素子を検出する判定部分とを有することを特徴とする請求項１に記載のスイッチング装置。
【請求項３】
前記出力部分は、各周波数に応じたパルスで構成される出力信号を所定の周期で出力するＰＷＭ回路を有することを特徴とする請求項２に記載のスイッチング装置。
【請求項４】
前記各フィルタはアナログフィルタであり、該各フィルタと前記信号処理部の前記出力端子との間には、各出力信号をパルスで示される方形波から前記各周波数に応じた正弦波に変換するための波形整形回路が挿入されていることを特徴とする請求項３に記載のスイッチング装置。
【請求項５】
前記判定部分は、前記出力端子より出力される各周波数の信号の出力タイミングから前記入力端子に帰還した信号の周波数を判定すべく前記出力タイミングから前記入力端子への信号の帰還時間を計時する計時回路を有することを特徴とする請求項２に記載のスイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作者により操作されたスイッチング素子を検出する機能を有するスイッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば複数のスイッチが設けられたリモコンに組み込まれ、いずれのスイッチが操作されたかを検出するためのスイッチング装置として、マトリックス回路が用いられたスイッチング装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このスイッチング装置は、Ｘ軸及びＹ軸に沿ってマトリックス状に配置された複数の信号線と、該各信号線の各交点に設けられたスイッチング素子と、Ｘ軸に沿う各信号線のそれぞれが接続される複数の入力端子及びＹ軸に沿う各信号線のそれぞれが接続される複数の出力端子を有するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す。）とを備え、出力端子より出力されて入力端子に帰還した信号が通った信号線の組み合わせから閉接されたスイッチング素子をマイコンで検出する。
【０００３】
また、上記したスイッチング装置とは別に、マイコンの入力端子と電源との間に相互に並列的に接続された複数のスイッチング素子と、各スイッチング素子及び電源間で各スイッチング素子に直列的に挿入され、互いに異なる抵抗値を有する複数の抵抗とを備え、スイッチング素子が閉接されたときにマイコンの入力端子に印加される電圧の値から、いずれのスイッチング素子が閉接されたかを判定する電圧検出式のスイッチング回路が知られている。
【特許文献１】特許第３１９９８０５号（第３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記した従来のマトリックス回路が用いられたスイッチング装置では、各信号線がそれぞれマイコンの入力端子又は出力端子に接続されることから、スイッチング素子を新たに追加するために該スイッチング素子が接続される信号線を新たに追加する場合、該信号線を接続するための入出力端子を信号線の追加数に応じて新たに設ける必要がある。このため、製造コストの増大を招いてしまい、スイッチング素子を容易に追加することができない。
【０００５】
他方、前記した従来の電圧検出式のスイッチング装置では、各スイッチング素子がマイコンの入力端子と電源との間に並列的に接続されていることから、スイッチング素子を新たに追加するには、追加するスイッチング素子に単に抵抗を接続することで足り、マイコンの入力端子を追加する必要はない。しかしながら、閉接されたスイッチング素子を判定すべく各スイッチング素子に対応した電圧値を検出することから、複数のスイッチング素子が同時に閉接されたときにマイコンの入力端子に印加される電圧値が、いずれかのスイッチング素子が単独で閉接されたときの入力端子への印加電圧値に重複してしまうことがある。このため、閉接されたスイッチング素子を適正に検出することができない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、製造コストの増大を招くことなくスイッチング素子を追加することができ且つ複数のスイッチング素子が同時に閉接されたときに閉接されたスイッチング素子を適正に検出することができるスイッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のスイッチング素子と、出力端子及び入力端子を有し、該入力端子及び前記出力端子間に前記各スイッチング素子が相互に並列的に接続され、前記各スイッチング素子のいずれがその接点を閉接されたかを識別する信号処理部と、前記出力端子と前記入力端子との間に前記各スイッチング素子にそれぞれ直列的に挿入され、相互に重複することのない信号通過帯域を有する複数のフィルタとを備え、前記信号処理部は、前記各スイッチング素子に対応して設けられた前記各フィルタの各通過帯域のそれぞれに対応した異なる周波数の信号を相互に重複することなく周期的に前記出力端子に出力し、前記接点が閉接された前記スイッチング素子に接続された前記フィルタを経て前記入力端子に帰還する信号に基づいて、いずれの前記スイッチング素子が閉接されたかを判定することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記信号処理部は、基本周波数及び該基本周波数の倍数で示され、それぞれが前記各フィルタの信号通過帯域に対応する各周波数の信号を相互に重複することなく周期的に前記出力端子に出力する出力部分と、前記出力端子より出力される各周波数の信号の出力タイミングから前記入力端子に帰還した信号の周波数を判定し、その判定結果から閉接された前記スイッチング素子を検出する判定部分とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記出力部分は、各周波数に応じたパルスで構成される出力信号を所定の周期で出力するＰＷＭ回路を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記各フィルタはアナログフィルタであり、該各フィルタと前記信号処理部の前記出力端子との間には、各出力信号をパルスで示される方形波から前記各周波数に応じた正弦波に変換するための波形整形回路が挿入されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記判定部分は、前記出力端子より出力される各周波数の信号の出力タイミングから前記入力端子に帰還した信号の周波数を判定すべく前記出力タイミングから前記入力端子への信号の帰還時間を計時する計時回路を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の構成によれば、信号処理部の出力端子から相互に重複することなく周期的に出力された各周波数の信号が、それぞれの周波数に対応する通過帯域を有し、閉接されたスイッチング素子に対応して設けられたフィルタを経て入力端子に帰還することから、複数のスイッチング素子が同時に閉接された場合でも、閉接された各スイッチング素子に対応する各フィルタを経た各周波数の信号は、相互に重複することなく入力端子に順次帰還する。従って、複数のスイッチング素子が同時に閉接された場合でも、いずれのスイッチング素子が閉接されたかの判定に従来のような誤認を招くことなく、閉接された各スイッチング素子を適正に検出することができる。
【００１３】
また、複数のスイッチング素子が信号処理部の出力端子及び入力端子の間に並列的に接続されていることから、スイッチング素子を追加するには、追加するスイッチング素子にフィルタを新たに接続し、該フィルタの通過帯域に対応する周波数の信号を信号処理部から出力することで足り、信号処理部の入力端子及び出力端子を新たに追加する必要はない。従って、信号処理部に入出力端子を新たに設けることによる従来のような製造コストの増大を招くことなくスイッチング素子を容易に追加することができる。
【００１４】
請求項２に記載の構成によれば、出力部分から出力される各周波数が基本周波数及び該基本周波数の倍数で示されることから、各フィルタの通過帯域に対応する周波数を各フィルタで容易に峻別することができる。また、出力端子より出力される各周波数の信号の出力タイミングから入力端子に帰還した信号の周波数が判定部分で判定されることから、いずれのスイッチング素子が閉接されたかを容易に検出することができる。
【００１５】
請求項３に記載の構成によれば、各周波数に応じたパルスで構成される出力信号がＰＷＭ回路から所定の周期で出力されることから、各スイッチング素子に接続された各フィルタの通過帯域に対応した異なる周波数の信号をより確実に相互に重複することなく周期的に出力端子に出力することができる。
【００１６】
請求項４に記載の構成によれば、波形整形回路によって方形波を正弦波に変換することにより、アナログフィルタで構成された各フィルタの通過帯域に対応する周波数を各フィルタで確実に峻別することができる。
【００１７】
請求項５に記載の構成によれば、判定部分の計時回路により出力タイミングから入力端子への信号の帰還時間が計時されることから、閉接されたスイッチング素子を検出すべく、入力端子に帰還した信号の周波数を出力端子より出力された各周波数の信号の出力タイミングからより容易に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を図示の実施例に沿って説明する。
【実施例】
【００１９】
本実施例は、空調装置の作動を制御するためのリモートコントローラに本発明を適用した例を示す。
【００２０】
本発明に係るスイッチング装置１０は、図１に示す例では、複数のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，・・・，ＳＷｘと、該各スイッチング素子がそれぞれに接続される出力端子１２及び二つの入力端子１３ａ，１３ｂを有しいずれのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘが閉接されたかを識別する信号処理部１４と、複数のフィルタ１５とを備える。
【００２１】
各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘは、互いに間隔をおいて配置される一対の接点１６と、該各接点を閉接すべく該各接点に接触可能な接触子１７とをそれぞれ有する。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘは、それぞれ信号処理部１４の出力端子１２及び両入力端子１３ａ，１３ｂ間で相互に並列的に接続されている。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘの各接点１６の開閉は、従来よく知られているように、接触子を操作するための図示しない操作部の手動操作により行われる。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘは、それぞれ前記空調装置の例えば運転切替、温度及び風向きの調整に用いられている。
【００２２】
各フィルタ１５は、図示の例では、それぞれ従来よく知られたアナログフィルタ１５で構成されており、信号処理部１４の出力端子１２と各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘとの間で該各スイッチング素子に直列的に挿入されている。各フィルタ１５は、相互に重複することのない信号通過帯域を有し、それぞれに対応する各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘが閉接されたときに、各通過帯域に対応する周波数の信号の通過を許す。
【００２３】
信号処理部１４は、図示の例では、ＣＰＵからなり、出力端子１２に接続された出力部分１９と、第一及び第二の両入力端子１３ａ，１３ｂに接続された判定部分２０とを有する。第一及び第二の両入力端子１３ａ，１３ｂは、図示の例では、ＣＰＵの割込み端子として用いられている。第一の入力端子１３ａは、信号処理部１４で処理する信号を受けるための入力端子であり、第二の入力端子１３ｂは、出力部分１９の作動を制御する制御信号を受けるための制御端子である。第一の入力端子１３ａは、第二の入力端子１３ｂに制御信号が入力されたとき、入力信号を読取る。第一及び第二の両入力端子１３ａ，１３ｂには、該各入力端子への印加電圧を調整するためのプルアップ抵抗１８が接続されている。
【００２４】
出力部分１９は、図示の例では、従来よく知られたＰＷＭ回路２１を有する。ＰＷＭ回路２１は、基本周波数ｎ（Ｈｚ）及び該基本周波数の整数倍の周波数ｎ２（Ｈｚ），ｎ３（Ｈｚ），・・・，ｎｘ（Ｈｚ）のパルス群で構成された矩形のパルス状の信号をスイッチング素子の数に応じて出力端子１２に順次出力する。各周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）の信号は、図２（ａ）に示すように、周波数の低い方から高い方へ相互に一定の時間間隔をおき且つそれぞれが一定の周期で反復するように繰り返しパターンで出力端子１２に出力される。ＰＷＭ回路２１は、後述するように、第二の入力端子１３ｂに入力され、判定部分２０を介して送られる制御信号により、その作動が制御される。これにより、不要な輻射雑音の低減を図ることができ、また、消費電流の低減を図ることができる。各フィルタ１５の信号通過帯域は、それぞれＰＷＭ回路２１から出力される信号の各周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）のそれぞれに対応して設定されている。
【００２５】
出力端子１２と各フィルタ１５との間には、図１に示す例では、出力部分１９から出力された出力信号の波形をパルスで示される方形波から各フィルタ１５の通過帯域に応じた正弦波に変換するための波形整形回路２２が挿入されている。
【００２６】
出力端子１２に出力され、波形整形回路２２で正弦波に変換された各周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）の信号のうち、閉接されたスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘに接続されたフィルタ１５の通過帯域に対応する周波数の信号は、該フィルタを経て第一の入力端子１３ａに帰還する。
【００２７】
各入力端子１３ａ，１３ｂに接続された判定部分２０は、図示の例では、各周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）の信号の出力端子１２からの出力タイミングから第一の入力端子１３ａへの帰還時間を計時する計時回路２３を有する。計時回路２３には、出力端子１２に出力された各周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）の信号がそれぞれに対応する通過帯域のフィルタ１５を通過して第一の入力端子１３ａに帰還したときの時間が予め記憶されている。
【００２８】
判定部分２０は、第二の入力端子１３ｂに制御信号を受けたことを検知すると、前記したように、該制御信号を出力部分１９のＰＷＭ回路２１に送る。これにより、ＰＷＭ回路２１は、各周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）の信号を出力端子１２に順次出力する。尚、ＰＷＭ回路２１は、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘのいずれも閉接されていないとき、ＬＯ出力している。これにより、いずれかのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘが閉接されたとき、第一の入力端子１３ａにＨからＬエッジをかけることができ、第一の入力端子１３ａはＬＯになる。また、判定部分２０は、第二の入力端子１３ｂに制御信号を受けたことを検知すると、第一の入力端子１３ａに入力される信号の読み取りを開始する。また、判定部分２０は、計時回路２３で計時した第一の入力端子１３ａへの入力信号の帰還時間と計時回路２３に予め記憶された各周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）の帰還時間とを順次比較し、その比較結果から帰還した各信号の周波数がいずれの周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）に該当するかを判定する。更に、判定部分２０は、帰還信号の周波数の判定結果から帰還信号が通過したフィルタ１５すなわち閉接されたスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘを検出する。
【００２９】
信号処理部１４における閉接されたスイッチング素子の検出動作を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。
【００３０】
信号処理部１４は、第二の入力端子１３ｂに制御信号が入力されたか否かを判定部分２０で判定する（ステップＳ１）。
【００３１】
第二の入力端子１３ｂに制御信号が入力されていないと判定部分２０により判定された場合すなわち各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘが全て開接されている場合、ステップＳ１を繰り返すことにより第二の入力端子１３ｂへの信号の入力を待つ。
【００３２】
他方、第二の入力端子１３ｂに信号が入力されたと判定部分２０により判定された場合すなわち各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘのいずれかが閉接された場合、第二の入力端子１３ｂに入力された制御信号は、判定部分２０から出力部分１９のＰＷＭ回路２１に送られる。ＰＷＭ回路２１は、判定部分２０から制御信号を受けることにより、各周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）の信号を出力端子１２に順次出力する（ステップＳ２）。
【００３３】
また、判定部分２０は、第二の入力端子１３ｂに制御信号が入力されたことを検知すると、第一の入力端子１３ａに入力される信号の読み取りを開始する。第一の入力端子１３ａに入力された信号は、その帰還時間が判定部分２０の計時回路２３により計時される。判定部分２０は、計時回路２３で計時した入力信号の帰還時間と計時回路２３に予め記憶された各周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）の信号の帰還時間とを比較することにより、入力信号の周波数がｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）のいずれに該当するかを判定する（ステップＳ３）。
【００３４】
例えば、図２（ｂ）に示すように、計時回路２３で計時した入力信号の帰還時間が計時回路２３に予め記憶された周波数ｎ２（Ｈｚ）の信号の帰還時間に等しい時間で第一の入力端子１３ａに周期的に連続して入力された場合、入力信号の周波数はｎ２（Ｈｚ）であると判定される。
【００３５】
この入力信号の周波数の判定結果から、閉接されたスイッチング素子を判定する（ステップＳ４）。入力信号の周波数が例えばｎ２（Ｈｚ）に該当すると判定部分２０により判定された場合、周波数ｎ２（Ｈｚ）に対応する通過帯域のフィルタ１５が接続されたスイッチング素子ＳＷ２が閉接されていると判定部分２０で判定される。
【００３６】
この判定結果がリモートコントローラの図示しない送信部から前記空調装置に送信されることにより、例えば前記空調装置の風向きをリモ−トコントローラの操作者の操作に応じた風向きに調整することができる。
【００３７】
本実施例によれば、前記したように、信号処理部１４の出力端子１２から相互に重複することなく周期的に出力された各周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）の信号が、それぞれの周波数に対応する通過帯域を有し、閉接されたスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘに対応して設けられたフィルタ１５を経て第一の入力端子１３ａに帰還することから、複数のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘが同時に閉接された場合でも、閉接された各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘに対応する各フィルタ１５を経た各周波数の信号は、相互に重複することなく第一の入力端子１３ａに順次帰還する。従って、複数のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘが同時に閉接された場合でも、いずれのスイッチング素子が閉接されたかの判定に従来のような誤認を招くことなく、閉接された各スイッチング素子を適正に検出することができる。
【００３８】
また、前記したように、複数のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘが信号処理部１４の出力端子１２及び各入力端子１３ａ，１３ｂ間に並列的に接続されていることから、スイッチング素子を新たに追加するには、追加するスイッチング素子にフィルタ１５を新たに接続し、該フィルタの通過帯域に対応する周波数の信号を信号処理部１４から出力することで足り、信号処理部１４の各入力端子１３ａ，１３ｂ及び出力端子１２を新たに追加する必要はない。従って、信号処理部１４に入出力端子１２，１３ａ，１３ｂを新たに設けることによる従来のような製造コストの増大を招くことなくスイッチング素子を容易に追加することができる。
【００３９】
また、前記したように、出力部分１９のＰＷＭ回路２１から出力されるパルス状の信号の各周波数が基本周波数ｎ及び該基本周波数の整数倍で示されることから、各フィルタ１５の各通過帯域に対応する周波数を各フィルタ１５で容易に峻別することができる。
【００４０】
更に、前記したように、判定部分２０の計時回路２３により出力タイミングから第一の入力端子１３ａへの信号の帰還時間が計時されることから、閉接されたスイッチング素子を検出すべく、第一の入力端子１３ａに帰還した信号の周波数を出力端子１２より出力された各周波数ｎ１〜ｎｘ（Ｈｚ）の信号の出力タイミングからより容易に判定することができる。
【００４１】
本実施例では、各フィルタ１５がアナログフィルタで構成された例を示したが、これに代えて、各フィルタ１５をデジタルフィルタで構成することができる。この場合、ＰＷＭ回路２１から出力されたパルス状の信号の波形を正弦波に変換するための波形整形回路２２を不要とすることができる。また、各フィルタ１５が、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘと出力端子１２との間に挿入された例を示したが、これに代えて、各フィルタ１５を各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｘと各入力端子１３ａ，１３ｂとの間に挿入することができる。
【００４２】
更に、本発明に係るスイッチング装置１０を空調装置のリモートコントローラに用いた例を示したが、これに代えて、例えば空調装置以外のリモートコントローラ、又は、複数のスイッチング素子が設けられたリモートコントローラ以外の装置に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るスイッチング装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、出力部分のＰＷＭ回路から出力される信号の波形を示し、（ｂ）は、第一の入力端子に入力される信号の波形を示す。
【図３】判定部分での閉接されたスイッチング素子の検出までのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，・・・，ＳＷｘ  スイッチング素子
１２  出力端子
１３ａ，１３ｂ  入力端子
１６  接点
１４  信号処理部
１５  フィルタ
１０  スイッチング装置
１９  出力部分
２０  判定部分
２１  ＰＷＭ回路
２２  波形整形回路
２３  計時回路
【図１】
2006163878.tif 000003
【図２】
2006163878.tif 000004
【図３】
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