JP2003343900A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は外部機器と空気調和機を省配線で複数
台接続することで簡単に故障診断を行いサービス性の向
上を図るものである。 【解決手段】室内機と室外機の分離型の空気調和機にお
いて、室外機を制御する中央演算処理部と室内機を制御
する中央演算処理部それぞれから演算処理機能を具備し
た外部機器とを信号線若しくは無線で接続するための接
続手段を備え、室外機および室内機どちらからでも双方
向でデータの通信が可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機と外部
機器を接続し双方向のデータ通信を行い空気調和機の故
障診断を行う手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として特開平８−１９３７４６
号公報が挙げられるが、この技術は空気調和機と外部機
器を接続するに当り室外機と室内機それぞれにデータ伝
送線を張る必要がありシステムの複雑化、高価格化が挙
げられる。さらに集中制御装置との伝送線を絶縁し伝送
距離を長くする配慮がないため、空気調和機が発生する
ノイズや伝送距離の長距離化によるデータの化けが懸念
される。

【０００３】また故障解析についてはデータを蓄積して
動作経緯を監視することで故障内容を判断するようにな
っているが故障内容を判断するに当ってはサービスマン
の知識及び経験が必要となりこの技術を使う人が限られ
てしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般家庭においては外
部機器とのデータ伝送線を予め配線することは現実的で
はなくサービスが必要な時に簡易的にデータ線を配線し
故障診断を行うことが不可欠である。また近年では共働
きの家庭も多く室外機と外部機器を接続することで室内
機とのデータ交信ができることは留守中でもサービスが
可能なためサービスマン及び顧客共に時間調整の必要が
なくメリットが大きい。

【０００５】さらに空気調和機の普及率に対するサービ
スマンの数は少なく故障診断するに当り知識や経験を必
要とすることは好ましくない。

【０００６】以上の点に対し従来技術は配慮されたもの
とはいえない。

【０００７】本発明では室外機及び室内機どちらからで
も両者のデータを双方向で外部機器と通信を可能とする
ことで最小限のデータ伝送線で運転データの確認がで
き、かつ室外機から室内機のデータを扱えることから特
に室内機の故障時は顧客が留守中に故障箇所を特定して
おき、顧客が在宅時に的確に修理作業ができる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
室外機を制御する中央演算処理部と室内機を制御する中
央演算処理部それぞれから演算処理機能を具備した外部
機器とを信号線で接続するべく接続手段を備え室外機お
よび室内機どちらからでも双方向でデータの通信が可能
とした。

【０００９】また上記目的を達成するべく空気調和機と
外部機器を接続する信号を絶縁しかつ伝送距離を長くで
きることを特徴とした。

【００１０】また上記目的を達成するべく複数の空気調
和機を接続手段にて直列に接続し外部機器と複数の空気
調和機の間でデータ通信が可能であることを特徴とし
た。

【００１１】また上記目的を達成するべく接続する外部
機器に空気調和機の予め決められた動作パターンのデー
タを記憶させておき、空気調和機をテスト運転させた時
のデータとパターンマッチングし故障解析する手段を具
備したことを特徴とした。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき説明する。

【００１３】図1は、本発明の全体構成を示す。また図
２は空気調和機内部の制御システム構成を示す。

【００１４】図２により、空気調和機の制御システム構
成について説明する。空気調和機は室外機１と室内機４
の分離型である。まず室外機１は主に室外用中央演算処
理装置２を中心として外部記憶装置１１、インバータ回
路１２、電動機１３、圧縮機１４、温度センサ１５等で
構成されている。一方室内機４は室内用中央演算処理装
置５を中心として外部記憶装置１６、温度センサ１７、
湿度センサ１８、ファンモータ１９等で構成されてい
る。さらに室外中央演算処理装置２と室内用演算処理装
置５はシリアル通信線２２で接続されデータ転送が可能
となっている。

【００１５】ここで室外機１は室外用中央演算処理装置
２に電動機１３の誘起電圧から生成される磁極位置信
号、電動機１３に流れる電流レベル信号がインバータ回
路１２からフィードバックされそれぞれ電動機回転速度
データ、電流値データとして内部演算データに変換され
電動機１３の回転速度制御や動作制限則に基づく電動機
１３の回転抑制制御を行う。また温度センサ１５の出力
信号も室外用中央演算処理装置２に入力され内部演算用
の温度データに変換される。さらに室外機１の機種毎の
固有データが外部記憶装置１１に格納されている。

【００１６】一方室内機４も室内中央演算処理装置５に
は温度センサ１７、湿度センサ１８が接続されそれぞれ
の検出値が制御データとして室内中央演算処理装置５内
部で随時更新されながら格納されている。またファンモ
ータ１９の回転速度も室内中央演算処理装置５にフィー
ドバックされてデータとして格納されている。

【００１７】ここで本発明について図１で説明する。本
発明では室外用中央演算処理装置２から双方向のデータ
通信が可能な信号線を室外機１の外部へ引き出すための
室外接続部３を具備する。そして信号変換部Ａ７、信号
変換部Ｂ９を通して演算処理装置を具備した外部機器１
０（例えばパーソナルコンピュータ）に接続する。

【００１８】ここで信号変換部Ａ７及び信号変換部Ｂ９
について説明する。室外用中央演算処理装置２から引き
出したデータ通信用信号線には１を意味する電圧５Ｖと
０を意味する電圧０Ｖの電気信号の２進数データがシリ
アル通信形態で伝搬される。信号変換部Ａ７では電気信
号の電圧５Ｖが光発信有り、電圧０Ｖが光発信無しの光
信号に変換して光ファイバー８を通じ信号変換部Ｂ９に
伝達する。一方信号変換部Ｂ９では既に述べた信号変換
部Ａ７の逆変換、すなわち光信号と電気信号の変換を行
い外部機器６に接続する。これにより室外機１と外部機
器１０の間の伝送距離が数百メートル確保できる。また
室外機１の内部回路はインバータ回路１２の発生するノ
イズの影響が強いため、光信号を介在させることで室外
機１に対し外部機器１０を電気絶縁しデータ化けを防ぎ
かつ外部機器１０が電気的に保護される。ここで本実施
例では伝送線に光ファイバーを挙げているが他に赤外線
交信等の無線技術も考えられる。また本実施例では信号
変換部Ｂ９と外部機器１０の接続をＲＳ２３２Ｃ規格の
汎用シリアル通信にて行っているがＬＡＮの構築による
接続等が他の技術として挙げられる。そして室外用中央
演算処理装置２内の制御プログラムと外部機器１０には
本発明に係る通信用プログラムを格納しておく。以上述
べた内容によれば室外機１内部の室外用演算処理装置２
と外部機器１０が光信号を介在した伝送線で接続され室
外用演算処理装置２と外部機器１０の間で双方向のデー
タ通信が可能となる。 次に本発明に係るデータ通信内
容について一例を説明する。既に述べたように室外用中
央演算処理装置２の内部には室外機１の制御データとし
て電動機１３の磁極位置信号から変換された電動機回転
速度データや電流値データ、温度センサ１５で検出した
温度データ等がリアルタイムで更新されながら保存され
る。一方外部機器１０からデータ読み出しコマンドを室
外用中央演算処理装置２に対し発信することで電動機回
転速度データ等各データが外部機器１０にダウンロード
して外部機器６のモニタ画面に表示する。これにより室
外機１の動作状況が定量的に監視することができ、例え
ば顧客に対してはトラブル発生時の対処が効率良く短時
間で完了する。

【００１９】さらにもう一例を述べると、室外用中央演
算処理装置２内に格納された制御プログラムは基本プロ
グラムで各機種共通プログラムとなるが、機種毎に設定
が必要なデータは外部記憶装置１１に格納されている。
そして室外用中央演算処理装置２が制御プログラムを実
行する前段に外部記憶装置１１から機種データを室外用
中央演算処理装置２内部の記憶装置に転送する。ここで
本発明によれば外部機器１０より書き込みコマンドを中
央演算処理装置２に発信しデータの書き込みを宣言す
る。その後機種データを室外中央演算処理装置２にアッ
プロードすることで機種データの変更が容易にできる。
これにより例えば製造側では開発段階で、空気調和機１
を動かした状態で機種データを変更できるためデータ切
替のためのデッドタイムが無くなり開発期間を短縮でき
る。

【００２０】一方室内機４にも室内用中央演算処理装置
５から双方向のデータ通信が可能な信号線を室内機４の
外部へ引き出すための室内接続部６を具備する。なお室
内接続部６は室外接続部３と同一形状にする。これによ
り既に述べた室外機１と外部機器１０との接続形態が室
内機４とも可能となり、室外機１と同様室内用中央演算
処理装置５内部の温度センサ１７や湿度センサ１８の取
り込みデータ等の読み出しや室内機４の機種データの書
き込みが出来る。また室外用中央演算処理装置２と室内
用中央演算処理装置５はシリアル通信線２０で接続され
ているため室内中央演算処理部５の内部データに対し室
外機１からアクセスが可能である。これにより外部機器
１０と空気調和機との接続は室外機１または室内機４ど
ちらか一方でよいため少配線化が図れる。

【００２１】次に本発明による空気調和機の直列接続に
ついて説明する。図３では室内機どうしを直列に２台接
続する例を示す。まず室内機には本発明に係るデータ通
信用接続部を上位接続部２０と下位接続部２１の２口具
備する。そして外部機器１０より信号変換部Ｂ９を通じ
室内機４ａの上位接続部２０ａに接続する。さらに室内
機４ａの下位接続部２１ａと室内機４ｂの上位接続部２
０ｂを接続する。これにより外部機器１０が１台に対し
て空気調和機Ａ、空気調和機Ｂと複数台（本実施例では
２台）が直列に接続される。なお信号変換部Ａ７を室内
機４に内蔵することで直接光ケーブルにより直列接続が
可能となる。ここで１台の外部機器１０が複数台の空気
調和機とデータ通信を行う場合、各空気調和機に固有の
ナンバーを登録し識別をする必要がある。そこで図４の
フローチャートに示すプログラムを各中央演算処理装置
に持たせる。このプログラムによれば例えば図３のよう
に２台の空気調和機が１台の外部機器１０に接続されて
いる場合、外部機器１０から次段の空気調和機Ａに固有
ナンバー取得コマンドを発信する。一方空気調和機Ａは
図４のフローチャートに従い固有ナンバー取得コマンド
を受信したならば下位接続部２１ａを通し返信要求を発
信する。規定時間内に返信があれば次段が接続されてい
ると判断する。図５の場合空気調和機Ａの次段に空気調
和機Ｂが接続されているため空気調和機Ａには空気調和
機Ｂより返信が来る。そこで空気調和機Ａは空気調和機
Ｂに対し固有ナンバー取得コマンドを発信する。一方空
気調和機Ｂも図４に示すフローチャートに従い処理を行
う。図５の場合空気調和機Ｂの下位接続部２１ｂには次
段の空気調和機が接続されていないため自己固有ナンバ
ーを固有ＮＯ１として登録し前段の空気調和機Ａに自己
固有ナンバー（固有ＮＯ１）であることを送信する。一
方空気調和機Ａはそれを受けて空気調和機Ｂの自己固有
ナンバーに１を加算してそれを自己固有ＮＯ（固有ＮＯ
２）として登録し上位に送信する。以上により直列に接
続された空気調和機に固有ＮＯが登録できる。以降外部
機器１０はデータ転送に各固有ＮＯを指定することで任
意の空気調和機とデータの通信ができる。

【００２２】次に故障箇所検出手段について説明する。
外部機器１０には予め決められた空気調和機の動作パタ
ーンにおける電動機１３の電流変化パターンや速度変化
パターン、またファンモータ１９の速度変化パターン等
のモデルパターンをデータとして記憶させておく。さら
にモデルパターンに対し相違するデータがあった場合の
故障箇所についても外部機器１０にデータベースとして
登録しておく。これに対し空気調和機を決められた動作
パターンでテスト運転し電動機１３の電流データや回転
速度データ、ファンモータ１９の速度データ等を採取し
モデルパターンと比較を行いデータの相違点から故障箇
所をデータベースより引き出す。室外機１の故障診断例
を図５に示す。図５中モデルパターンに対し実測データ
は電動機電流が流れているにも関わらず電動機１３の回
転速度が上がらないことから電動機１３を含めた圧縮機
１４の異常と判断するものである。

【００２３】以上述べた本発明によれば外部機器と空気
調和機を接続し双方向のデータ交信が可能となる。なお
外部機器１０にインターネット接続手段を具備し本発明
に係るデータ交信をすることで遠隔からのサービス対応
が可能となることは容易に想定できる。さらにインター
ネット接続手段を空気調和機に内蔵しインターネット回
線に空気調和機を直接接続することで空気調和機を本発
明のシステム下に常時接続できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明により以下の効果を奏する。外部
機器と空気調和機を接続してデータ通信を行う場合室外
機または室内機どちらかに接続することで両者とのデー
タ通信が可能であるため省配線でデータ通信が可能とな
る。さらに直列接続することで１台の外部機器で集中的
に検証が可能となる。また請求項２によれば伝送線長く
してサービスし易い場所で安全にデータの交信が可能と
なる。また請求項４によればサービスマンの経験や知識
を問わず確実に故障診断が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステムブロック図である。

【図２】本発明に係る空気調和機のブロック図である。

【図３】本発明による空気調和機の直列接続ブロック図
である。

【図４】本発明による直列接続時の固有ナンバー取得手
順のフローチャートである。

【図５】本発明による故障診断に係る具体例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…室外機、２…室外用中央演算処理装置、３…室外機
接続部４…室内機、５…室内用中央演算処理装置、６…
室内機接続部７…信号変換部Ａ、８…光ファイバ、９…
信号変換部Ｂ、１０…外部機器、１１…外部記憶装置、
１２…インバータ回路１３…電動機、１４…圧縮機、１
５…温度センサ、１６…外部記憶装置、１７…温度セン
サ、１８…湿度センサ、１９…ファンモータ、２０…上
位接続部、２１…下位接続部、２２…シリアル通信線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 実 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 日立ホーム・アンド・ライフ・ソリューシ ョン株式会社栃木事業所内 (72)発明者 冨士 清司 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 日立ホーム・アンド・ライフ・ソリューシ ョン株式会社栃木事業所内 Ｆターム(参考） 3L061 BA05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内機と室外機の分離型の空気調和機にお
   いて、室外機を制御する中央演算処理部と室内機を制御
   する中央演算処理部それぞれから演算処理機能を具備し
   た外部機器とを信号線若しくは無線で接続するための接
   続手段を備え、室外機および室内機どちらからでも双方
   向でデータの通信が可能としたことを特徴とする空気調
   和機。
2. 【請求項２】前記請求項１及び前記請求項２に記載した
   空気調和機において、空気調和機と外部機器を接続する
   信号を絶縁しかつ伝送距離を長くすることを特徴とする
   空気調和機。
3. 【請求項３】前記請求項１に記載した空気調和機におい
   て、複数の空気調和機を接続手段にて直列に接続し外部
   機器と複数の空気調和機の間でデータ通信が可能である
   ことを特徴とする空気調和機。
4. 【請求項４】前記請求項１に記載した空気調和機におい
   て、接続する外部機器に空気調和機の予め決められた動
   作パターンのデータを記憶させておき、空気調和機をテ
   スト運転させた時のデータとパターンマッチングし故障
   解析する手段を具備したことを特徴とする空気調和機。