(57)【要約】【課題】複数冷媒系統の室外，室内ユニットが１本の伝送線で渡り接続し通信を行う空気調和機に関して、電文送信の遅れているノードを迅速に送信可能とする手段を提供する。【解決手段】送信前に送信待ち時間Ｔ１にランダムな値を設定して、衝突を回避する通信手段において、前回正常送信完了時からの経過時間と共に、送信待ち時間Ｔ１の最大値を減少させることによって、電文送信の遅れているノードの優先度を上げる。また、正常送信完了直後では優先度をリセットし、送信待ち時間Ｔ１の最大値を通信トラフィックに応じて設定することで送信権の競合および送信電文の衝突を回避する。【選択図】  図５
2011052936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数冷媒系統の室外ユニット，室内ユニット，集中制御機器をノードとして１本の伝送線で接続し、各ノードが通信を行うことにより制御される空気調和システムの通信方法において、
少なくとも１つのノードが電文を優先的に送信することができるよう、
当該ノードが、
電文の正常送信完了後からの時間である非送信時間を計測し、
前記非送信時間が長くなるほど送信待ち時間の最大値を短く設定する
空気調和システムの通信方法。
【請求項２】
複数冷媒系統の室外ユニット，室内ユニット，集中制御機器をノードとして１本の伝送線で接続し、各ノードが通信を行うことにより制御される空気調和システムの通信方法において、
前記伝送線に接続された全てのノードが電文を優先的に送信することができるよう、
当該ノードが、
電文の正常送信完了後からの時間である非送信時間を計測し、
前記非送信時間が長くなるほど送信待ち時間の最大値を短く設定する
空気調和システムの通信方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記送信待ち時間の最大値を、前記伝送線の混雑度に応じた値に設定する
ことを特徴とする空気調和システムの通信方法。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記非送信時間が所定値以上になると送信待ち時間の最大値を一定値として設定する
ことを特徴とする空気調和システムの通信方法。
【請求項５】
請求項１または２において、
前記混雑度は、単位時間当たりに前記伝送線上に伝聞が存在した時間である
ことを特徴とする空気調和システムの通信方法。
【請求項６】
請求項１において、
前記少なくとも１つのノードは、前記集中制御機器であることを特徴とする空気調和システムの通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数冷媒系統の室外ユニット，室内ユニットを伝送線で接続し通信を行う空気調和システムの通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ビル等に複数の空気調和機の室内機等を配設する空気調和システムの場合、室外ユニット，室内ユニット，集中機器といった様々な機器（ノード）を伝送線で接続する構成が採用される。これらの機器は、各々電文の送受信を行うことで統括制御される。このような空気調和システムに接続される機器が増えてくると、各電文が衝突する回数や頻度、確率が増えて、実質的に制御できないような状態となる。過度の衝突を回避し、通信トラフィックを緩和する方法として例えば特許文献１のような技術が知られている。
【０００３】
特許文献１においては、衝突確率は、同時期に発生した電文送信要因数と、各ノードにランダムに与えられた送信待ち時間Ｔ１の最小値と最大値の幅とで決まる。このため、送信待ち時間Ｔ１の最大値を増加することで選択幅を広げ、複数のノードが同じタイミングで送信する確率を減少させる。
【０００４】
但し、送信待ち時間Ｔ１の最大値を大きくし過ぎると、衝突が少ない状態でも待ち時間が増加してしまう。従って、通信トラフィックの大きさに応じて送信待ち時間Ｔ１の最大値を適切に設定することにより、送信待ちによる間延びを抑えつつ衝突による再送を繰り返す現象を回避することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１６９３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１においては、衝突が少ない状態で通信が行える状況でも同時期に発生した送信要因が多い場合、競合負けにより送信権を獲得できなかったノードの待機時間が増加するという問題がある。
【０００７】
また、待機状態が長く継続すると、その間に一度正常送信完了となったノードで再び電文送信要因が発生して、送信権の競合に加わる場合がある。この場合、他ノードの送信権の競合が長期化する可能性がある。そのような状況となった場合、常に送信権の競合に負け続け、いつまでも電文を送信できないノードが現れると、当該ノードを制御することができなくなる。更には、当該ノードが故障と診断されてしまうことにもなりかねない。そのように電文を送受信できない状態が続くと、通信障害となり運転を停止する可能性があるため、このようなノードは優先して送信できるようにする必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、少なくとも所定のノードが迅速に電文を送信することができる空気調和システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記本発明の目的は、
複数冷媒系統の室外ユニット，室内ユニット等のノードを１本の伝送線で接続し各ノードが通信を行うことにより制御される空気調和システムの通信方法において、
或るノードが電文を優先的に送信することができるよう、
当該ノードが、
電文の正常送信完了後からの時間である非送信時間を計測し、
前記非送信時間が長くなるほど送信待ち時間の最大値を短く設定する
ことにより達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、少なくとも所定のノードが迅速に電文を送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の、空気調和機の通信接続実施例を示す概略図。
【図２】図２を簡略化した概略図。
【図３】従来方式での電文送信時の通信例を示すシーケンス図。
【図４】送信待ち時間Ｔ１の最大値のタイムチャート。
【図５】本実施例での電文送信時の通信例を示すシーケンス図。
【図６】冷媒系統と伝送線との関係を示す図。
【図７】配線例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１，図６は、本発明の実施例に関わる多室系空気調和機の接続形態である。
【００１４】
本実施の空調システムは、多機種の室外ユニット２１〜２４と多機種の室内ユニット３１〜３ｎと集中制御機器４と共通の伝送線１とを備えている。これら分散設置される機器（ノード）を統括制御するため、伝送線１で電文を送受信する。
【００１５】
このシステムは、室内ユニット同士の制御配線を複数の冷媒系統にまたがって配線する方式であり、接続される室内ユニットは１００以上にもなる。このように、大型物件の増加に伴い空気調和機の設置台数は増加傾向にある。接続するユニットの順序や配線の分岐数に制限が無いため、ユニットの設置場所に応じて自由に配線できるものである。但し、図１，図６においては分岐は無い。
【００１６】
２１，２２はビル用マルチのための室外ユニット、２２は店舗用の室外ユニット、２４はガスヒートポンプエアコン（ＧＨＰ）用の室外ユニットである。このシステムにおいては、伝送線は冷媒系統の区別無く全てのユニットを伝送線１で渡り配線することができる（図６）。ハッチングされている線は冷媒配管を表している。
【００１７】
このシステムでは、図７に示すような接続方法が可能である。但し、ループ配線は何れの場合にもすることができない。（ａ）として、全てのユニットを渡り線接続することが可能である。（ｂ）として、渡り線を途中分岐することが可能である。図では２つの分岐を示している。この場合、分岐の数には制限がないので、例えば、フロア単位で渡り線接続するような場合に適している。（ｃ）として、冷媒系統配線した後、室外ユニットを渡り配線するものである。
【００１８】
図２は図１を簡略化したものであり、ノードＮｍ（ｍ＝１，２，３，…）は、室外ユニット２１〜２４や室内ユニット３ｎを表している。
【００１９】
通信方式，配線方式はビル用マルチエアコン，店舗・オフィス用エアコン，ＧＨＰエアコンで統一することにより、これらのエアコンをアダプタや専用コネクタなどを使用することなく同一システム上に混在することができる。また、集中制御機器４は、このシステムの任意の位置に設置することができる。
【００２０】
このように、共通の伝送線を使用することは施工性が容易である。一方、ノード数の増加に伴い同一伝送路内の伝送機会が増加し、複数ノードで同時に送信要因が発生する場合がある。伝送線１上には、１つの電文しか認められないからである。ノードＮｍは、伝送線１上にキャリア（電文）が存在しない場合に限り、自ら電文を送信することができる。
電文を送信するには、最大で約５０[ms]程度の時間が必要である。
【００２１】
このような空気調和システムにおいて電文の送受信を行う場合、例えばＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）方式では以下のような手順により行われる。
（１）伝送線上の電文（キャリア）の有無を各ノードが検出する。
（２）キャリアが検出された場合、各ノードは待機する。
（３）キャリアを検出しなかった場合は電文送信が可能であるが、他のノードが同じタイミングで送信することによる衝突を避けるため、各ノードにランダムな値の送信待ち時間Ｔ１が設定される。
（４）時間Ｔ１の間連続でキャリアが検出されなかった場合、当該ノードは電文の送信を開始する。
（５）当該ノードは、電文送信中、衝突検出を行う。
（６）当該ノードにおいて、衝突が検出された場合には電文の送信を中断し、ランダムな値の再送待ち時間Ｔ２が設定される。
（７）当該ノードにおいて、時間Ｔ２の間連続でキャリアが検出されなかった場合、当該ノードは電文の送信を開始する。
【００２２】
同一伝送路内、つまり図示されている唯一（伝送線１上）の全ノードが同時にキャリア検出を行うため、送信権の競合を行うノード同士で、送信待ち時間Ｔ１の最も短い時間を選択したノードが送信権を獲得し送信を開始する。送信権を獲得したノードが送信を開始すると、他のノードはそれをキャリアとして検出する。それを検出した各ノードはキャリア検出が無くなるまで待機した後に新たな送信待ち時間が設定されることになる。複数のノードが同じ送信待ち時間Ｔ１を選択した場合、同時に送信を開始することになるため電文の衝突が発生する。衝突が発生した場合電文の再送を行うが、伝送路内のノード数，送信要因が多くなるほど衝突確率は高くなり、衝突と再送の繰り返し（輻輳）が延々と発生する可能性がある。そこで、後述の通り、衝突後は待ち時間を短く設定することとした。
【００２３】
なお、室外ユニットは室内ユニットからの電文を所定時間（例えば１００[ｓ]）受信しなかった場合、その室内ユニットを異常とみなす。従って、室内ユニットは前回送信完了から所定時間（例えば３０[ｓ]）電文を送信しなかったら室外ユニットへ電文を送信する。この電文を送信するのに約１０[ms]程度の時間を要する。
【００２４】
これら電文が伝送線１上にあると、他のノードは電文を送信することができず、伝送線１が混雑していることになる。これを混雑度で表す。伝送路の混雑度は、単位時間当たりにキャリアが存在した時間（伝送路使用率）を計測することによって算出する。このシステムでは混雑度を所定の割合、つまり所定の可動率（例えば、４０[％]）未満に抑えることとしている。従って、基本的に所定の可動率を境に混雑度が高いか低いかを区別している。
【００２５】
図３は従来方式での電文送信時の通信例を示すシーケンス図である。
【００２６】
この図３は、送信権が競合する或る場合を示している。ノードＮ１が電文５１を送信中は、ノードＮ２〜Ｎ４が同時に送信要因発生となって、送信権の競合が起こり得る。あるいは実際に競合が起こっているかも知れない。
【００２７】
まず、１回目の送信権の競合では、ノードＮ４がランダムに送信待ち時間６３を選択する。つまり、ノードＮ４に送信待ち時間６３が設定される。この送信待ち時間６３が、たまたま他のノード（ノードＮ２，Ｎ３）の送信待ち時間６１，６２よりも短いので、ノードＮ４は送信権を獲得し、電文５２の送信を開始することができる。
【００２８】
次にノードＮ４による電文５２送信完了後は、ノードＮ２およびノードＮ３で送信権が競合する。ここでは、上記と同様にノードＮ２に送信待ち時間７１が設定される。この送信待ち時間７１が、たまたま他のノード（ノードＮ３）の送信待ち時間７２よりも短いので、ノードＮ２は送信権を獲得し、電文５３の送信を開始することができる。
【００２９】
ここで、電文５３送信中にノードＮ１が再び電文送信要因発生し、送信権の競合に加わる場合を説明する。電文５３送信完了後ではノードＮ１とノードＮ３が競合した結果、上記と同様にノードＮ１に送信待ち時間８１が設定される。ここではＮ１が送信権を獲得し、電文５４を送信することができる。
【００３０】
以上の結果より、この例で図示した範囲ではノードＮ３は常に競合負けし、一度も電文送信できない状態が続いてしまう可能性がある。このため以下に示す改善を行う。
【００３１】
図４は送信待ち時間Ｔ１の最大値のタイムチャートである。
【００３２】
先ず、正常送信完了となったノードは優先度をリセットする。つまり、他ノードへ送信権を譲るということである。この時、正常送信完了時点の伝送路使用率に応じて待ち時間を設定する。この設定は、正常送信完了となったノードにて行う。正常送信完了時点の伝送路使用率が高い場合は、送信権の競合を避けるため送信待ち時間Ｔ１の最大値を大きく設定し、伝送路使用率が低い場合は、送信権の競合が起こりにくいので、次回送信までの待機時間を減少させるため送信待ち時間Ｔ１の最大値を小さく設定する。
【００３３】
この図４において、或るノードＮｍの電文正常送信完了直後ｔ０に信要因発生となった場合、例えば伝送路使用率が高い場合（混雑度が高い場合）では、送信待ち時間Ｔ１の最大値はＴ１０max付近と大きな値とし、当該ノードの送信のための優先度を低くなるようにする。つまり、競合が起こったときに、当該ノードが、その競合に負けやすくなる設定にし、一旦、電文を送ったノードには暫く、電文を送ることを控えさせるということである。他に電文を送りたいノードが多いからである。
【００３４】
また、電文送信完了直後ｔ０に信要因発生となった場合、例えば伝送路使用率が低い場合では、送信待ち時間Ｔ１の最大値はＴ１０min付近とし、送信のための優先度を大きく低下させないようにする。この理由は、当該ノードの優先度を高く保ったとしても、伝送路使用率が低ければ他ノードとの競合が発生しにくいからであり、仮に競合しても競合に負け続けるノードが発生する可能性が少ないと考えられるからである。
【００３５】
このように、信要因発生時の伝送路使用率が低い場合は、迅速な送信を行うため送信待ち時間Ｔ１の最大値を小さく設定し、送信要因発生時の伝送路使用率が高い場合は衝突を回避するため送信待ち時間Ｔ１の最大値を大きく設定する。
【００３６】
また、優先度の高いノードが複数存在する場合では、送信待ち時間Ｔ１の最大値を極端に小さくすると、同時に送信する確率が高くなり衝突を繰り返す可能性があるため、伝送路の混雑度に応じて下限値を設定し、送信待ち時間の選択幅を制限する。
【００３７】
これらの送信待ち時間Ｔ１の大きさについては、おおよそであるが、伝送路使用率が比較的低い状態を通常とし、衝突したノードに最優先の送信権を与えるとした場合の一例として、例えばＴ１０min＝Ｔ１ｆmin＝１５［ms］，Ｔ１０max＝１００［ms］，Ｔ１０max＝２０［ms］とする。
【００３８】
正常送信完了直後のノードの送信待ち時間Ｔ１は、通常時にはＴ１＝１０〜２０［ms］
である。衝突時を最優先としない場合は１［ms］以上とすることでも構わない。以下の場
合でも同様である。
【００３９】
伝送路使用率が通常時よりも高い場合には、伝送路使用率の増加と共に送信待ち時間Ｔ１の幅は大きくなり、最大でＴ１＝１０〜１００［ms］とする。待ち時間の幅を極端に長くすることで衝突率を低減するためである。
【００４０】
伝送路使用率が通常時よりも低い場合には、伝送路使用率の減少と共に送信待ち時間Ｔ１の選択幅は小さくなり、最小でＴ１＝１０〜１５［ms］とする。衝突が少ないためＴ１０minを使用しても特に問題とはならない。
【００４１】
衝突時には、Ｔ１＝１〜１０［ms］とする。従って、衝突していないノードとは競合し
にくくなり、優先的に送信することができる。
【００４２】
このように、電文正常送信完了直後は、伝送路使用率に応じて送信待ち時間Ｔ１をＴ１０min〜Ｔ１０maxの値として設定し、当該ノードの優先度を変更することとする。その後
、時間の経過と共に送信待ち時間Ｔ１の最大値は減少させ、飽和させる。電文送信開始から十分に時間が経過した場合、例えば１０[ｓ]経過後のノードの送信待ち時間Ｔ１については伝送路使用率に応じて、Ｔ１ｆmin〜Ｔ１ｆmaxの間まで減少させる。例えば以下のようにすることで同様の効果を得るメリットを享受することができる。
【００４３】
通常時には、Ｔ１＝１０〜１５［ms］とし、伝送路使用率が通常時よりも高い場合には、Ｔ１＝１０〜２０［ms］とし、伝送路使用率が通常時よりも低い場合には、Ｔ１＝１０〜１５［ms］とし、衝突時には、Ｔ１＝１〜１０［ms］とする。つまり、非送信時間が所定値以上になると送信待ち時間の最大値を一定値として設定するということである。
【００４４】
図５は本実施例での電文送信時の通信例を示すシーケンス図である。
【００４５】
図３と同様、ノードＮ１が電文５５送信中にノードＮ２〜Ｎ４が送信要因発生となり、１回目の競合ではノードＮ４が電文５６を送信し、２回目の競合ではノードＮ２が電文５７を送信する。電文５７送信中にノードＮ１が再び送信要因発生となる条件である。
【００４６】
ここで、ノードＮ２による電文５７の送信完了後に、ノードＮ１およびノードＮ３が送信権の競合を行う場合、ノードＮ３は非送信時間が長いため、つまり縦軸から電文５７の終了までの時間が長いため、図４によれば送信待ち時間Ｔ１の最大値は低い値となり、設定された送信待ち時間１１２は短くなる。一方、ノードＮ１は正常送信完了から時間経過が短いため、図４によれば送信待ち時間Ｔ１の最大値は高く、設定された送信待ち時間１１１は長くなる。ここでは、ノードＮ３が送信権を獲得し、電文５８を送信する。
【００４７】
このように、非送信時間に応じて送信待ち時間Ｔ１の最大値を変化させることで、送信の遅れているノードに送信権を優先的に与えることが可能となる。
【００４８】
以上、伝送路使用率および非送信時間に応じて送信待ち時間Ｔ１の最大値を変更することによってノード毎に適切な優先度を持った送信を行うことにより、送信の遅れているノードに優先的に送信権が与えられるので、迅速な送信が可能となる。
【００４９】
但し、何らかの特殊な事情により、常に最優先の送信権を得られるようなノードを設けておいても良い。例えば、集中制御機器４に常に最優先の送信権を与えておけば、空気調和システムの全体としてのユーザの命令が優先されることになる。ビルの電力量を管理したい場合などに有効である。
【００５０】
あるいは、少なくとも１つのノードが本実施例のように送信権を設定していれば、当該ノードについては優先度が上がることになる。このノードが、例えば、集中制御機器４であれば、上記に順ずる管理を行うことが可能となる。
【００５１】
このシステムに接続される全てのノードが本実施例のように送信権を設定していれば、空気調和システムの混雑度を従来並みに保ちながら、更に多くのノードを接続することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  伝送線
４  集中制御機器
２１〜２４  室外ユニット
３１〜３ｎ  室内ユニット
５１〜５８  電文
６１〜６３  送信待ち時間（従来方式、送信１回目）
７１〜７２  送信待ち時間（従来方式、送信２回目）
８１〜８２  送信待ち時間（従来方式、送信３回目）
９１〜９３  送信待ち時間（本実施例、送信１回目）
１０１〜１０２  送信待ち時間（本実施例、送信２回目）
１１１〜１１２  送信待ち時間（本実施例、送信３回目）
【図１】
2011052936.tif 000003
【図２】
2011052936.tif 000004
【図３】
2011052936.tif 000005
【図４】
2011052936.tif 000006
【図５】
2011052936.tif 000007
【図６】
2011052936.tif 000008
【図７】
2011052936.tif 000009