JP6509512B2 - 制御装置及びシステム並びにその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置及びシステム並びにその制御方法に関するものである。

従来、例えば、１台の室外機と複数の室内機とが接続されたマルチ型空調システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなマルチ型空調システムでは、室外機には室外機制御部が搭載され、室内機には室内機制御部が搭載され、室外機制御部と室内機制御部とが相互通信を行うことで、マルチ型空調システム全体の制御を実現している。

特開２００９−１８６１４４号公報

上述したような、室内機制御部と室外機制御部とが相互通信を行いながら空調運転を実現するような従来の空調システムでは、システム制御で用いられる全ての制御プログラムが同一の制御バージョン、すなわち互換性を確保した通信プロトコルや制御コマンド体系で作動することが必要となる。したがって、空調システムを構成する一部の室内機や室外機を新しい制御仕様の機器に変更した場合、旧来の仕様部分は作動可能な場合もあるが、新機能部分を活用することは難しい。

そこで、本願出願人においては、室外機に含まれる室外機制御部（ローカル制御部）と室外機制御対象機器（アクチュエータ）および室内機に含まれる室内機制御部（ローカル制御部）と室内機制御対象機器（アクチュエータ）から室外機制御部と室内機制御部をそれぞれ切り離し、これらの制御機能を１つの制御装置に集約させた新たな空調システムの開発が検討されている。
この新しい空調システムは、室外機制御部及び室内機制御部の機能を集約した制御装置からネットワークを介して室外機及び室内機の制御対象機器（アクチュエータ）に制御指令を行うものである。ところで、このようにネットワーク上から室外機及び室内機を制御しようとした場合、通信品質が安定した場所であれば制御に問題が生じるリスクも低いが、通信環境が不安定な場所に室外機及び室内機が設置された場合には、通信品質の悪化や途絶により制御不可能な状態に陥る可能性がある。

本発明は、上述の新たな空調システムのように、通信回線を介した機器制御が行われるシステムにおいて、通信環境等の設置環境が変化しても安定した制御を継続して行うことのできる制御装置及びシステム並びにその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第１態様は、ローカル制御部（例えば、ローカル制御部の機能のすべてまたは一部）が搭載された機器と通信回線を介して接続され、前記通信回線を介して前記機器を制御可能な制御装置であって、当該制御装置と前記ローカル制御部とが負担する制御比率（例えば、前記ローカル制御部が対応するアクチュエータへ行う制御と、当該制御装置が前記アクチュエータへ行う制御の比率）を変更する制御比率変更手段を備え、前記制御比率変更手段は、制御比率が異なる複数の制御モードが格納されている記憶手段と、前記機器との通信品質に従って、複数の前記制御モードの中から一の前記制御モードを選択するモード選択手段と、前記モード選択手段によって選択された制御モードを、前記機器に通知するモード通知手段とを具備する制御装置。

このような制御装置によれば、設置環境等に応じて、ローカル制御部と制御装置との制御比率を変更することができる。これにより、安定した制御を実現することが可能となる。

上記制御装置において、前記機器との通信品質を監視する通信品質監視手段を更に備え、前記記憶手段には、各前記制御モードと通信品質情報とが関連付けられて格納されており、前記モード選択手段は、前記記憶手段に格納されている情報を参照して、現在の通信品質情報に対応する制御モードを選択することとしてもよい。

このような制御装置によれば、通信品質監視手段により機器との通信品質が監視され、この通信品質に応じた制御モードがモード選択手段によって選択される。これにより、例えば、通信回線を介した機器制御が実施されている場合に、通信品質が悪化した場合には、制御装置の制御比率を低減させることが可能となる。したがって、例えば、通信品質の悪化や途絶が発生したとしてもローカル制御部による機器制御が行われるので、機器制御を継続することが可能となる。

上記制御装置において、前記モード選択手段によって選択された制御モードが、直前に選択された制御モードと異なっていた場合に、直前の制御モードを所定期間継続させるとともに、前記機器に対して送信データ量の低減要求を送信することとしてもよい。

制御モードが切り替えられる前に、機器に対して送信データ量の低減要求を行うので、通信品質が多少悪化しても制御に必要なデータを取得することが可能となる。これにより、例えば、通信品質が短周期で変動した場合に、制御モードが頻繁に切り替わることを防止することができる。更に、通信品質が一時的に低下した場合であっても、送信データ量を低減させることで、制御に必要なデータを取得することが可能となる。

上記制御装置において、前記通信品質が所定の閾値以上のときに、最新の制御プログラムを前記機器に配信することとしてもよい。

このように、通信品質が良好な場合に、最新の制御プログラムを機器に送信することにより、機器のローカル制御部が有する制御プログラムを容易にアップデートさせることが可能となる。

上記制御装置において、前記モード選択手段は、前記通信品質に応じた制御モード切替のスケジューリング情報を保有しており、前記スケジューリング情報には、時間と制御モードとが関連付けられており、前記スケジューリング情報に基づいて制御モードを選択することとしてもよい。

上記制御装置によれば、モード選択手段により、時間と制御モードとが関連付けられたスケジュール情報に基づくモード選択が行われる。

上記制御装置において、前記制御モードには、当該制御装置が制御を行うフル遠隔制御モード及び前記ローカル制御部のみが制御を行うフルローカル制御モードの他に、保護制御のみを前記ローカル制御部に負担させる保護制御モード、制御目標値を前記機器に与え、その制御目標値に基づく制御を前記ローカル制御部に行わせる目標値指示制御モード、前記機器の状態値を監視する遠隔監視モードの少なくともいずれか一つが含まれていてもよい。

制御比率が複数段階に設定された複数の制御モードを設けることで、可能な限り制御装置からの制御を優先して行わせることができるとともに、通信品質に応じた適切な制御モードを選択することが可能となる。

上記制御装置において、前記機器と前記制御装置との間で送受信されるパケットにおいて、前回の送信周期において送信したデータと同じデータについては、そのデータを格納する代わりに、前回の送信周期とデータが同じことを示す情報をパケットに格納することとしてもよい。

これにより、データ量を効果的に低減させることが可能となる。

本発明の第２態様は、上記いずれかに記載の制御装置と、前記制御装置と通信回線を介して接続可能な機器とを備え、前記機器は、複数の制御モードが格納された記憶手段と、前記制御装置から制御モードの情報を受信した場合に、受信した制御モードでの制御を実行するローカル制御部とを具備するシステムである。

上記システムにおいて、複数の前記機器を備え、いずれか一の前記機器と前記制御装置との間の通信が遮断され、かつ、他の前記機器と前記制御装置との通信が可能な状態である場合、一の前記機器に対する制御情報を他の前記機器を中継して一の前記機器に送信することとしてもよい。

このようにすることで、制御装置との通信が途絶された機器が発生した場合でも、制御装置との通信が維持されている他の機器を介して制御装置からの制御情報を送信することが可能となる。これにより、通信品質が低下した場合でも制御装置からの制御を実現することが可能となる。

上記システムにおいて、複数の前記機器は、例えば、複数の室内機または複数の室外機または室外機及び室内機である。

本発明の第３態様は、ローカル制御部が搭載された機器と、前記機器を通信回線を介して制御可能な制御装置とを備えるシステムの制御方法であって、前記ローカル制御部と前記制御装置とは、協働して前記機器の制御を実行することが可能であり、前記機器との通信品質に応じて、前記制御部と前記制御装置との制御比率を動的に変更するシステムの制御方法である。

本発明によれば、通信品質の悪化や途絶に対する制御への影響を低減することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る空調システムの冷媒系統を示した図である。 本発明の一実施形態に係る空調システムの電気的構成を示した図である。 図２に示した室外機制御部の機能ブロック図である。 図２に示した室内機制御部の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。 図５に示した記憶部に格納される情報の一例を示した図である。 本発明の一実施形態に係る空調システムで用いられるパケット構造の一例を示した図である。 本発明の一実施形態に係る空調システムで用いられるパケット構造の一例を示した図である。

以下に、本発明の制御装置及びシステム並びにその制御方法を空調システムに適用する場合の一実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、本発明の制御装置等の適用は、後述する空調システムに限られるものではなく、通信回線を介して遠隔から機器を制御するようなシステムに広く適用することが可能である。例えば、機器の一例としては、工作機械などが挙げられる。

図２に示すように、本発明の一実施形態に係る空調システム１は、例えば、室外機１０と室内機２０と制御装置３とを備えている。室外機１０には室外機１０をローカルで制御するための室外機制御部（ローカル制御部）１３が、室内機２０には室内機２０をローカルで制御するための室内機制御部（ローカル制御部）２３がそれぞれ搭載されている。また、室外機１０、室内機２０は、通信回線６を介して制御装置３と接続され、制御装置３からの遠隔制御が可能な構成とされている。すなわち、制御装置３には、室外機制御部１３、室内機制御部２３と同様の機能が実装されており、通信回線６を介して室外機１０及び室内機２０に制御指令を与えることが可能とされている。そして、本実施形態に係る空調システム１は、通信回線６の通信品質に応じて制御装置３と室外機制御部１３及び室内機制御部２３とが負担する制御比率を動的に変更する点を主な特徴の一つとしている。
以下、本実施形態に係る空調システム１について具体的に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る空調システム１の冷媒回路を示した図である。図１に示すように、空調システム１は、室外機１０と、室外機１０と共通の冷媒配管２８により接続される室内機２０とを備える。図１では、便宜上、１台の室外機１０と、１台の室内機２０とにより空調システム１が構成されている場合を例示しているが、空調システム１を構成する室外機１０及び室内機２０の台数はこの例に限定されない。

図１に示されるように、室外機１０は、例えば、冷媒を圧縮して送出する圧縮機１５、冷媒の循環方向を切り換える四方弁１６、冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器１７、室外ファン１８、冷媒の機液分離等を目的として圧縮機１５の吸入側配管に設けられたアキュムレータ１９等を備えている。また、室外機１０は、低圧側圧力を計測する圧力センサ１１ａ、高圧側圧力を計測する圧力センサ１１ｂ、室外熱交換器１７の温度を計測する温度センサ１１ｃ等の各種センサ１１（図２参照）を備えている。

室内機２０は、電子膨張弁２５、室内熱交換器２６、室内ファン２７等を備えている。また、室内機２０は、膨張弁前（後）圧力を計測する圧力センサ２１ａ、室内熱交換器２６の温度を計測する温度センサ２１ｂ等の各種センサ２１（図２参照）を備えている。

図２は、本実施形態に係る空調システム１の電気的構成を示した図である。図２に示すように、室外機１０及び室内機２０は、通信回線６を介して相互通信が可能な構成とされている。また、制御装置３は、通信回線６に接続可能なとされ、通信回線６を介した室外機１０及び室内機２０との相互通信が可能な構成とされている。通信回線６は、有線、無線を問わない。
ここで、室外機１０及び室内機２０は、通信回線６とは異なる通信回線によっても相互通信が可能な構成とされていてもよい。

室外機１０は、上記圧力センサ１１ａ、１１ｂ及び温度センサ１１ｃ等からなる各種センサ１１と、室外機１０を構成する各種機器要素（例えば、圧縮機１５、室外ファン１８等）を制御するための各種ドライバ１２、室外機１０が備える各種機器要素（例えば、圧縮機１５等）を制御するための室外機制御部１３、及び通信回線６を介して通信を行うための通信部１４を備えている。

室内機２０は、上記圧力センサ２１ａ及び温度センサ２１ｂ等からなる各種センサ２１と、室内機２０を構成する各種機器要素（例えば、電子膨張弁２５、室内ファン２７等）を制御するための各種ドライバ２２、室内機２０が備える各種機器要素（例えば、電子膨張弁２５、室内ファン２７等）を制御するための室内機制御部２３、及び通信回線６を介して通信を行うための通信部２４を備えている。

上記室外機制御部１３及び室内機制御部２３は、コンピュータであり、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＡＭなどのメインメモリ、ハードディスク等の書き換え可能な記憶装置等を備えている。そして、プロセッサが、ハードディスク等に記載されている各種プログラム（例えば、後述する各制御モードのプログラム等）をメインメモリに展開して処理を実行することにより、後述する各部の機能が実現される。

図３は、室外機制御部１３の機能ブロック図である。図３に示すように、制御装置１３は、入出力部４１、記憶部４２、モード選択部４３、制御実行部４４を備えている。記憶部４２には、各種制御モードにおいて、室外機１０の制御を実行するために必要となる情報が制御モード毎に格納されている。記憶部４２には、例えば、フル遠隔制御モード、保護制御モード、目標値指示制御モード、遠隔監視モード、フルローカル制御モードの情報がそれぞれ格納されている。

フル遠隔制御モードは、後述する制御装置３からの制御指令を受信し、受信した制御指令によって室外機内の各種機器（例えば、圧縮機１５、四方弁１６、室外ファン１８等）が制御されるモードである。すなわち、フル遠隔制御モードでは、制御部１３による制御演算等は行われない。

保護制御モードは、室外機内の各種機器の制御は制御装置３からの制御指令によって行われるが、緊急停止制御及び保護制御については室外機制御部１３によって行われるモードである。緊急停止制御とは、例えば、低圧側圧力が所定の下限閾値以下である場合、または、高圧側圧力が所定の上限閾値以上である場合に、異常を検知して圧縮機１５を停止させる制御である。また、保護制御とは、緊急停止制御を可能な限り未然に防ぐために、異常の傾向を検知した場合に圧縮機の回転数を低下させる制御であり、例えば、低圧側圧力が上記下限閾値よりも大きな値に設定された保護閾値以下である場合、または、高圧側圧力が上記上限閾値よりも小さな値に設定された保護閾値以上である場合に、圧縮機１５の回転数を低下させる。

目標値指示制御モードは、制御装置３から制御目標値が与えられ、与えられた制御目標値に基づいて各機器の制御指令を室外機制御部１３が演算し、室外機制御部１３が各種機器の制御を行うモードである。

遠隔監視モードは、室外機制御部１３が各機器を制御し、異常や故障が検知された場合に、異常検知、故障検知の情報が制御装置３に通知されるモードである。したがって、遠隔監視モードにおいては、異常が検知された場合に限って、室外機１０から制御装置３に対して異常を通知する情報が送信される。

フルローカル制御モードは、全ての制御が室外機制御部１３において行われるモードである。すなわち、フルローカル制御モードは、通信回線６を介した制御装置３との相互通信が不可能な場合に実行される。

上述した制御モードは、フル遠隔制御モード、保護制御モード、目標値指示制御モード、遠隔監視モード、フルローカル制御モードの順で、室外機制御部１３による制御負担が増加する。すなわち、フル遠隔制御モードが最も室外機制御部１３の処理負担が少なく、フルローカル制御モードが最も室外機制御部１３の処理負担が大きい。

モード選択部４３は、制御装置３から制御モードの情報を受信した場合に、指定された制御モードを選択する。また、モード選択部４３は、フル遠隔制御モード、保護制御モード、目標値指示制御モードが選択されているときに、所定の期間において継続的に制御装置３からデータを受信しなかった場合には、フルローカル制御モードに切り替える。これにより、例えば、通信回線６を介しての情報の授受が突然途絶された場合には、速やかに室外機制御部１３による制御に切り替えることができ、機器の制御を継続して行うことが可能となる。
制御実行部４４は、モード選択部４３によって選択されている制御モードの情報を記憶部４２から読み出して、実行する。

図４は、室内機制御部２３の機能ブロック図である。図４に示すように、室内機制御部２３は、入出力部５１、記憶部５２、モード選択部５３、制御実行部５４を備えている。記憶部５２には、各種制御モードにおいて、室内機の制御を実行するために必要となる情報が制御モード毎に格納されている。すなわち、上述したフル遠隔制御モード、保護制御モード、目標値指示制御モード、遠隔監視モード、フルローカル制御モードのそれぞれにおいて、室内機制御部２３が実行する処理内容が記憶部５２に格納されている。

モード選択部５３は、制御装置３から制御モードの情報を受信した場合に、指定された制御モードを選択する。また、モード選択部５３は、フル遠隔制御モード、保護制御モード、目標値指示制御モードが選択されているときに、所定の期間において継続的に制御装置３からデータを受信しなかった場合には、フルローカル制御モードに切り替える。これにより、例えば、通信回線６を介しての情報の授受が突然途絶された場合には、速やかに室内機制御部２３による制御に切り替えることができ、機器の制御を継続して行うことが可能となる。

制御実行部５４は、モード選択部５３によって選択されている制御モードの情報を記憶部５２から読み出して、実行する。
なお、上述した全ての制御モードにおいて、ルーバー及びフラップの角度制御（風向制御）及び室内ファンの回転数制御（風量制御）については、室内機制御部２３が常に実行することとしてもよい。これらの制御については、リモートコントローラと室内機制御部２３との間の相互通信により実現することが可能であり、これらの制御値が変わったとしても、冷媒回路２８に与える影響がほとんどないからである。

制御装置３は、上記室外機制御部１３、室内制御部２３と同様、コンピュータを備えており、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＡＭなどのメインメモリ、ハードディスク等の書き換え可能な記憶装置等を備えている。そして、プロセッサが、ハードディスク等に記載されている各種プログラム（例えば、後述する各制御モードのプログラム等）をメインメモリに展開して処理を実行することにより、後述する各部の機能が実現される。

図５は、制御装置３の機能ブロック図である。図５に示すように、制御装置３は、通信部３１、通信品質監視部３２、制御比率変更部３３、室外機制御部３５、及び室内機制御部３６を備えている。

通信部３１は、通信回線６を介した室外機１０及び室内機２０との相互通信を行う。通信品質監視部３２は、通信回線６の通信品質を監視する。例えば、所定時間内に通常受信しなければならないデータ量（以下「総データ量」という）が決められている場合、所定時間内に受信されたデータ量を総データ量で除算することにより品質評価値を演算し、この品質評価値を制御比率変更部３３に出力する。

制御比率変更部３３は、通信回線６の通信品質に応じて、制御装置３とローカル制御部である室外機制御部１３及び室内機制御部２３との制御比率を動的に変更する。例えば、制御比率変更部３３は、記憶部６１、モード選択部６２、モード通知部６３を備えている。

記憶部６１には、例えば、図６に示すように、品質評価値（通信品質情報）と各制御モードとが関連付けられて格納されている。
モード選択部６２は、通信品質監視部３２から入力された品質評価値と記憶部６１に格納されている情報とから、現在の品質評価値に対応する制御モードを選択する。
モード通知部６３は、選択された制御モードを通信部３１を介して室外機１０及び室内機２０に通知するとともに、制御装置３内の室外機制御部３５及び室内機制御部３６に通知する。

室外機制御部３５と室内機制御部３６とは、相互間の情報の授受が可能な構成とされている。
室外機制御部３５は、入出力部７１、記憶部７２、制御実行部７３を備えている。
入出力部７１には、室外機１０から受信した各種センサ計測値や機器の状態情報等が入力される。記憶部７２には、各種制御モードにおいて、室外機１０の制御を実行するために必要となる情報が制御モード毎に格納されている。すなわち、上述したフル遠隔制御モード、保護制御モード、目標値指示制御モード、遠隔監視モード、フルローカル制御モードのそれぞれにおいて、制御装置３内の室外機制御部３５が実行する処理内容（プログラム及びデータ等）が格納されている。

例えば、フル遠隔制御モードに対応する処理内容は、制御装置３内の室外機制御部３５が室外機１０を遠隔制御するための処理内容とされている。ここで、フル遠隔制御モードの処理内容は、室外機１０内の室外機制御部１３が備えるフルローカル制御モードの処理内容と必ずしも同じである必要はない。例えば、制御装置３内の室外機制御部３５と室内機制御部３６とが、情報を共有しながら各自が独立した自律分散制御を実現させる自律分散制御を行う場合には、自律分散制御を行うための制御内容が格納される。ここで、自律分散制御とは、各種センサ１１や他の制御部である室内機制御部３６から情報を受信し、該情報を入力として所定のアプリケーションが制御ルールに従い、室外機１０に対して制御指令を与えることをいう。

保護制御モードは、フル遠隔制御モードにおいて保護制御が省略された処理内容とされる。目標値指示制御モードは、目標値の演算に関する処理は実行するが、保護制御や、目標値に基づく各機器の制御指令の演算は省略された処理内容とされている。例えば、目標値指示制御モードでは、省エネルギー化を図るような目標値が演算されて、室外機１０に送信される。
遠隔監視モードは、機器制御については行わず、室外機１０から通知される異常情報を受信する処理内容とされている。また、フルローカル制御モードについては、処理が行われない。

制御実行部７３は、モード通知部６３から通知された制御モードの情報を記憶部７２から読み出して、実行する。

同様に、室内機制御部３６は、入出力部８１、記憶部８２、制御実行部８３を備えている。入出力部７１には、室内機２０から受信した各種センサ計測値や機器の状態情報等が入力される。記憶部８２には、各種制御モードにおいて、室内機２０の制御を実行するために必要となる情報が制御モード毎に格納されている。すなわち、上述したフル遠隔制御モード、保護制御モード、目標値指示制御モード、遠隔監視モード、フルローカル制御モードのそれぞれにおいて、制御装置３内の室内機制御部３６が実行する処理内容が記憶部８２に格納されている。

例えば、フル遠隔制御モードに対応する処理内容は、室内機２０内の室内機制御部２３が備えるフルローカル制御モードに対応する処理内容と同様とされている。また、保護制御モードは、フル遠隔制御モードにおいて保護制御が省略された処理内容にされている。目標値指示制御モードは、目標値の演算に関する処理は実行するが、保護制御や、目標値に基づく各機器の制御指令の演算は省略された処理内容とされている。また、遠隔監視モードは、機器制御については行わず、室内機１０から通知される異常情報を受信する処理内容とされている。また、フルローカル制御モードについては、処理が行われない。
制御実行部８３は、モード通知部６３から通知された制御モードの情報を記憶部８２から読み出して、実行する。
なお、フラップ、ルーバーの角度制御及び室内ファンの回転数制御を室内機２０の室内機制御部２３が全て行う場合、すなわち、室内機２０において処理が完結する場合には、制御装置３におけるこれらの制御については省略される。

ここで、上述した、制御比率変更部３３、室外機制御部３５、室内機制御部３６等については、１つのハードウェア上に仮想的に実装されていてもよい。例えば、起動時において、マスターブートレコードに記載されたプログラムが起動することにより、各部に対応する仮想ＣＰＵ及び仮想メモリの割り当てを行い、１つのハードウェア上に上記各部を仮想的に生成することとしてもよい。

次に、上記構成を備える空調システム１の動作について説明する。
まず、室外機１０及び室内機２０から通信回線６を介して各種センサ１１、２１の計測データや制御情報が制御装置３に送信される。
これらデータは、制御装置３の通信部３１によって受信され、この受信データ量に基づいて通信品質監視部３２による品質評価値の演算が行われ、その結果が制御比率変更部３３のモード選択部６２に出力される。
モード選択部６２は、記憶部６１に格納されている情報に基づいて現在の品質評価値に対応する制御モードを選択し、モード通知部６３に出力する。モード通知部６３は、モード選択部６２によって選択された制御モードを室外機制御部３５及び室内機制御部３６に通知する。

室外機制御部３５では、モード通知部６３から通知された制御モードに応じた演算処理が制御実行部７３によって実行される。これにより、例えば、フル遠隔制御モードが選択されていた場合には、入出力部７１に入力されたセンサ計測値等を用いた演算処理が行われ、室外機１０に設けられた各種機器（例えば、圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３、室外ファン１５等）の制御指令が得られる。

同様に、室内機制御部３６では、モード通知部６３から通知された制御モードに応じた演算処理が制御実行部８３によって実行される。これにより、例えば、フル遠隔制御モードが選択されていた場合には、入出力部８１に入力されたセンサ計測値等を用いた演算処理が行われ、室内機２０に設けられた各種機器（例えば、電子膨張弁２５、室内ファン２７等）の制御指令が得られる。
このようにして演算された各種制御指令は、通信回線６を介して室外機１０、室内機２０に送信される。そして、室外機１０、室内機２０においては、これら制御指令が各種ドライバ１２、２２に与えられることにより、制御指令に従った制御が実現される。

そして、上記の処理が所定の周期で繰り返し行われることにより、その時々の通信品質に応じた適切な制御モードが選択され、例えば、制御装置３と室外機制御部１３及び室内機制御部２３の協働により、空調システム１の制御が実現される。

この結果、例えば、遠隔フル制御モードが選択されている場合に、通信品質が少し落ちて、保護制御モードに切り替えられた場合には、制御装置３における室外機制御部３５と、室外機１０における室外機制御部１３との協働により、室外機１０の制御が実現され、室内機２０においても同様に、制御装置３における室内機制御部３６と、室内機２０における室内機制御部２３との協働により、室内機２０の制御が実現されることとなる。

以上説明してきたように、本実施形態に係る空調システム及びその方法並びに制御装置によれば、通信品質に応じて、ローカル制御部である室外機制御部１３、室内機制御部２３と、制御装置３との制御比率が動的に変更される。これにより、例えば、通信回線６を介した制御装置３からの制御が行われている場合に、通信品質が悪化して、制御装置３からの情報を受信することができなくなった場合でも、ローカル制御部による制御に切り替えることにより、室外機１０及び室内機２０の制御を継続して行うことが可能となる。
また、制御比率に応じて複数の制御モードが設定されているので、通信品質に応じて制御装置の制御比率を細やかに変更することができる。

なお、本実施形態では、通信品質監視部３２が所定時間内におけるデータ受信量に基づいて通信品質の評価を行う場合について例示したが、この例に限られず、例えば、通信速度に基づいての評価も可能である。また、フル遠隔制御モードに関しては、制御に最低限必要となるデータが受信できているか否かに基づいて制御モードの切り替えを判断することとしてもよい。

また、本実施形態に係る空調システムにおいては、モード選択部６２が、通信評価値に応じて制御モードを選択した結果、今回選択した制御モードが今まで選択していた制御モードと異なる場合、所定の期間においては今までの通信モードを維持することとし、すなわち、即座に制御モードの切り替えを行わずに、室外機１０及び室内機２０から制御装置３に送信されるデータ量を少なくさせることで、通信品質の低下に対応することとしてもよい。

データ量を低減させる方法としては、例えば、応答の遅いデータ、すなわち、値が変化するのに相応の時間を要するパラメータ、例えば、温度データ（外気温、室温（室内吸い込み温度）を間引く方法が挙げられる。すなわち、温度データについては、送信頻度を低くする（例えば、データ送信が１０回されるうち、１回送信するなど）ことにより、全体のデータ量を低減させる。

また、データ量を低減させる他の方法として、前回の送信周期において送信したデータと同じデータについては、データが同じことを示す情報を設定したパケット構造とし、全体のパケットデータ量を小さくすることとしてもよい。
図７にパケット構造の一例を示す。図７（ａ）は、本実施形態に係るパケット構造を示した図である。図７（ａ）において、ＤＳＴは送信先アドレス、ＳＲＣは送信元アドレス、Ｎｕｍはデータ数である。また、ＦＬＡＧは同値データフラグであり、前回の送信周期と同じデータの場合には対応するビットを１とし、異なるデータの場合には対応するビットを０とする。データｉは、ｉ番目のデータ、ＳＵＭはチェックサムである。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示したパケット構造において、データ数が４、ＦＬＡＧが「００００００００ Ｂ（００ Ｈ）」の場合の具体的なパケット構造を示した図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）に示したパケット構造において、データ数が８、ＦＬＡＧが「００００１１１１ Ｂ（０Ｆ Ｈ）」の場合の具体的なパケット構造を示した図である。図７（ｃ）に示すように、データ１から４については、前周期のときと同じ値であるので、ＦＬＡＧにおける１ビットで同値であることを示し、データの送信を省略している。このように、前周期と同じ値をとるデータについては、ビット数１で表すことにより、全体のデータ量を効果的に減らすことができる。

また、図７におけるデータｉを図８に示すような構造としてもよい。図８において、Ｃｍｄはデータの種類を表すコマンドコード（例えば、０１Ｈは高圧、０２Ｈは低圧など）、Ｏｐｅはデータの操作内容を表すオペレーションコード（例えば、００Ｈは表示、０１Ｈは設定など）、Ｄａｔａはデータの内容である。また、Ｄａｔａについては、例えば、アナログデータの場合は４バイト、デジタルデータの場合は１バイトなど、可変長としてもよい。

また、本実施形態では、制御装置３から室外機１０及び室内機２０の遠隔制御を可能な構成としたが、例えば、室外機１０だけを遠隔制御が可能な構成とし、室内機２０についてはローカルの室内制御部２３によって制御されるような構成としてもよい。
また、空調システム１が複数の室外機と複数の室内機で構成されている場合、複数の室外機の制御を制御装置３から遠隔制御可能な構成とし、全ての室内機の制御はローカルの制御部によって実施されることとしてもよい。

また、本実施形態では、通信回線６が途絶した場合に、ローカルの室外制御部１３及び室内制御部２３によって制御が行われるフルローカル制御モードに切り替えていたが、例えば、このような場合に、制御装置３と通信可能な回線が他に存在していた場合、例えば、室外機１０は制御装置３と通信ができないが室内機２０は制御装置３と通信できる場合や、室外機１０及び室内機２０の近傍に他の空調システムが存在し、他の空調システムを構成するいずれかの構成が制御装置３と通信可能な場合には、制御装置３と通信可能な構成を中継装置として介在させ、室外機１０及び室内機２０へとの相互通信を間接的に確立させることとしてもよい。これにより、制御装置３による遠隔制御を可能な限り行うことができる。

また、本実施形態に係る空調システムでは、通信品質が良好なとき、例えば、品質評価値が所定の閾値以上のときに、制御装置３から最新の制御プログラムを室外機１０及び室内機２０に配信することとしてもよい。このように、通信品質が良好な場合に、最新の制御プログラムを室外機１０及び室内機２０に送信することにより、室外機制御部１３及び室内機制御部２３が有する制御プログラムを容易にアップデートさせることが可能となる。

本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。

例えば、上記実施形態においては、制御比率変更部３３が、通信品質監視部３２によって演算される通信回線６の通信品質に応じて、制御装置３とローカル制御部である室外機制御部１３及び室内機制御部２３との制御比率を動的に変更していたが、例えば、通信回線６の通信品質の変化に周期性があるような場合などには、過去のデータなどに基づいて、通信品質に応じた制御モード切替のスケジュールを組んでおき、このスケジュールにしたがって制御比率変更部３３が制御モードの切り替えを行うこととしてもよい。この場合、例えば、モード選択部６２が、時間と制御モードとが関連付けられたスケジューリング情報を保有しており、このスケジューリング情報に基づいて制御モードの切り替えを行えばよい。
また、制御比率変更部３３が通信品質以外の情報に基づいて制御比率を動的に変更することとしてもよい。例えば、ローカル制御部である室内機制御部１３からの指令に応じて制御比率変更部３３が制御モードを切り替えることとしてもよい。このようにすることで、ローカル制御部の運転状態等に応じた適切な制御モードにより運転することが可能となる。

１ 空調システム
３ 制御装置
６ 通信回線
１０ 室外機
１３、３５ 室外機制御部
２０ 室内機
２３、３６ 室内機制御部
３１ 通信部
３２ 通信品質監視部
３３ 制御比率変更部
６１ 記憶部
６２ モード選択部
６３ モード通知部

Claims (11)

1. ローカル制御部が搭載された機器と通信回線を介して接続され、前記通信回線を介して前記機器を制御可能な制御装置であって、
   当該制御装置と前記ローカル制御部とが負担する制御比率を変更する制御比率変更手段を備え、
   前記制御比率変更手段は、
   制御比率が異なる複数の制御モードが格納されている記憶手段と、
   前記機器との通信品質に従って、複数の前記制御モードの中から一の前記制御モードを選択するモード選択手段と、
   前記モード選択手段によって選択された制御モードを、前記機器に通知するモード通知手段と
   を具備する制御装置。
2. 前記機器との通信品質を監視する通信品質監視手段を更に備え、
   前記記憶手段には、各前記制御モードと通信品質情報とが関連付けられて格納されており、
   前記モード選択手段は、前記記憶手段に格納されている情報を参照して、現在の通信品質情報に対応する制御モードを選択する請求項１に記載の制御装置。
3. 前記モード選択手段によって選択された制御モードが、直前に選択された制御モードと異なっていた場合に、直前の制御モードを所定期間継続させるとともに、前記機器に対して送信データ量の低減要求を送信する請求項１または請求項２に記載の制御装置。
4. 前記通信品質が所定の閾値以上のときに、最新の制御プログラムを前記機器に配信する請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御装置。
5. 前記モード選択手段は、前記通信品質に応じた制御モード切替のスケジューリング情報を保有しており、前記スケジューリング情報には、時間と制御モードとが関連付けられており、前記スケジューリング情報に基づいて制御モードを選択する請求項１に記載の制御装置。
6. 前記制御モードには、当該制御装置が制御を行うフル遠隔制御モード及び前記ローカル制御部のみが制御を行うフルローカル制御モードの他に、保護制御のみを前記ローカル制御部に負担させる保護制御モード、制御目標値を前記機器に与え、その制御目標値に基づく制御を前記ローカル制御部に行わせる目標値指示制御モード、前記機器の状態値を監視する遠隔監視モードの少なくともいずれか一つが含まれる請求項１から請求項５のいずれかに記載の制御装置。
7. 前記機器と前記制御装置との間で送受信されるパケットにおいて、前回の送信周期において送信したデータと同じデータについては、そのデータを格納する代わりに、前回の送信周期とデータが同じことを示す情報をパケットに格納する請求項１から請求項６のいずれかに記載の制御装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の制御装置と、
   前記制御装置と通信回線を介して接続可能な機器と、
   を備え、
   前記機器は、
   複数の制御モードが格納された記憶手段と、
   前記制御装置から制御モードの情報を受信した場合に、受信した制御モードでの制御を実行するローカル制御部と
   を具備するシステム。
9. 複数の前記機器を備え、
   いずれか一の前記機器と前記制御装置との間の通信が遮断され、かつ、他の前記機器と前記制御装置との通信が可能な状態である場合、一の前記機器に対する制御情報を他の前記機器を中継して一の前記機器に送信する請求項８に記載のシステム。
10. 複数の前記機器は、複数の室内機または複数の室外機または室外機及び室内機である請求項９に記載のシステム。
11. ローカル制御部が搭載された機器と、前記機器を通信回線を介して制御可能な制御装置とを備えるシステムの制御方法であって、
    前記ローカル制御部と前記制御装置とは、協働して前記機器の制御を実行することが可能であり、
    前記機器との通信品質に応じて、前記ローカル制御部と前記制御装置との制御比率を動的に変更するシステムの制御方法。

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