JP2017044410A - Combustion apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給湯装置等の燃焼装置に関する。 The present invention relates to a combustion apparatus such as a hot water supply apparatus.
従来、給湯装置等の燃焼装置においては、燃焼制御を行うため、燃焼用空気をバーナへ供給するファンの回転数を検出していた。具体的には、ファンモータの回転に応じてパルスを出力し、出力されたパルスが燃焼装置の制御マイコンに入力され、入力されたパルスに基づいて制御マイコンが回転数を検出する。 Conventionally, in a combustion apparatus such as a hot water supply apparatus, the rotation speed of a fan that supplies combustion air to a burner has been detected in order to perform combustion control. Specifically, a pulse is output according to the rotation of the fan motor, the output pulse is input to the control microcomputer of the combustion apparatus, and the control microcomputer detects the rotation speed based on the input pulse.
例えば特許文献1には、ファンモータに内蔵されたホールICの検出信号に基づいて出力されるパルスからファンモータの回転数を検出するファンモータの制御装置が開示されている。そして、この制御装置は、バーナでの燃焼性能を十分に維持するために、バーナの燃焼量(燃料供給量)に対応して予めファンモータの回転数を設定し、ファンモータの回転数を制御する。
For example,
しかしながら、上記従来の燃焼装置ではファンモータの回転に応じて出力されたパルスに電気的なノイズ(以下、単にノイズともいう)が混入する場合が有る。このため、正確な回転数を検出できず、燃焼制御に影響を与えてしまう、という問題を有していた。 However, in the conventional combustion apparatus described above, there are cases where electrical noise (hereinafter, also simply referred to as noise) is mixed in pulses output in accordance with the rotation of the fan motor. For this reason, there has been a problem that an accurate rotational speed cannot be detected and combustion control is affected.
そこで、本発明では、燃焼装置においてファンモータの回転に応じて出力されるパルスにノイズが混入した場合であっても正確な回転数検出を行うことを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to accurately detect the rotational speed even when noise is mixed in a pulse output in accordance with the rotation of the fan motor in the combustion apparatus.
本発明の一態様に係る燃焼装置は、燃焼空気供給用のファンモータと、前記ファンモータが所定回転する間に、ハイレベルパルス及びローレベルパルスを正常動作時において合計でN個出力するセンサと、前記センサの出力するパルスに基づいて、前記ファンモータの回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出器により検出された回転数に基づいて、前記ファンモータの回転数制御を含む燃焼制御を行う制御器と、を備えた燃焼装置であって、前記回転数検出器は、連続した前記N個のパルスから成るパルス列に時間幅が所定時間未満のパルスがM個含まれるとき、連続したN個のパルスから成る前記パルス列に、その前または後に続く2M個の補正用のパルスを加えた、合計N+2M個の連続したパルスから成るパルス列の時間幅を、前記ファンモータが所定回転するに要した時間として、ファンモータの回転数を検出する。ここでNは2以上の正の整数であり、Mは正の整数である。また、ハイレベルパルス及びローレベルパルスをそれぞれ別々のパルスと定義する。つまり、1パルスのうちハイレベル信号を出力する部分をハイレベルパルス、ローレベル信号を出力する部分をローレベルパルスと定義する。 A combustion apparatus according to an aspect of the present invention includes a fan motor for supplying combustion air, and a sensor that outputs a total of N high-level pulses and low-level pulses during normal operation while the fan motor rotates a predetermined amount. A rotation speed detector for detecting the rotation speed of the fan motor based on a pulse output from the sensor; and a rotation speed control for the fan motor based on the rotation speed detected by the rotation speed detector. A combustion apparatus comprising: a controller for performing combustion control, wherein the rotational speed detector includes M pulses having a time width less than a predetermined time in a pulse train including the N pulses that are continuous. The time width of the pulse train consisting of N + 2M consecutive pulses is obtained by adding 2M correction pulses preceding or following to the pulse train consisting of N consecutive pulses. The number of rotations of the fan motor is detected as the time required for the fan motor to make a predetermined rotation. Here, N is a positive integer of 2 or more, and M is a positive integer. Also, the high level pulse and the low level pulse are defined as separate pulses, respectively. That is, a portion that outputs a high level signal in one pulse is defined as a high level pulse, and a portion that outputs a low level signal is defined as a low level pulse.
ファン回転数はモータに取り付けられたセンサから出力されるパルスに基づいて検出されるが、モータ一回転分のパルス列の長さはモータの回転数によって変化する。このため、パルスにノイズが混入した場合には一回転分のパルス列の終わりがわからない。上記構成によれば、パルス幅の短いパルスを計時した場合に計時するパルスを更に2個増やす。この増加した補正用パルスの時間幅を一回転分の合計時間に加算する。これにより、出力パルスにノイズが混入した場合であっても、ノイズが含まれたパルスデータを補正して正確な回転数を算出することができる。また、補正用パルスとしてパルス列の前または後に続くパルスを使用するので、パルスデータの連続性が維持され、補正の精度が良い。 The fan rotation speed is detected based on a pulse output from a sensor attached to the motor, and the length of a pulse train for one rotation of the motor varies depending on the rotation speed of the motor. For this reason, when noise is mixed in the pulse, the end of the pulse train for one rotation is not known. According to the above configuration, when counting a pulse with a short pulse width, two more pulses are counted. The increased time width of the correction pulse is added to the total time for one rotation. As a result, even when noise is mixed in the output pulse, the accurate rotation speed can be calculated by correcting the pulse data including the noise. In addition, since the pulse following the pulse train is used as the correction pulse, the continuity of the pulse data is maintained and the correction accuracy is good.
前記回転数検出器は、前記2M個の補正用のパルスに時間幅が前記所定時間未満のパルスがK個含まれるとき、前記連続したN+2M個のパルスから成るパルス列に、その前または後に続く2K個の補正用のパルスを加えた、合計N+2M+2K個の連続したパルスから成るパルス列の時間幅を、前記ファンモータが所定回転するに要した時間として、ファンモータの回転数を検出してもよい。ここでKは正の整数である。 When the 2M correction pulses include K pulses having a time width less than the predetermined time, the rotation number detector may include a pulse train composed of consecutive N + 2M pulses before or after the pulse train. The number of rotations of the fan motor is detected using the time width of the pulse train consisting of a total of N + 2M + 2K continuous pulses, to which 2K correction pulses are added, as the time required for the fan motor to make a predetermined rotation. May be. Here, K is a positive integer.
燃焼装置は様々な電装品(電源、ファンモータ、コントローラ)を実装するため、機器内で電気的なノイズ(電源ノイズ、電磁ノイズ等)が発生する頻度が高い。上記構成によれば、補正用パルスに更にノイズが混入した場合であっても、新たにパルスを追加することでパルスデータを補正できる。 Since the combustion apparatus is equipped with various electrical components (power supply, fan motor, controller), electrical noise (power supply noise, electromagnetic noise, etc.) is frequently generated in the equipment. According to the above configuration, even when noise is further mixed in the correction pulse, the pulse data can be corrected by adding a new pulse.
本発明のその他の態様に係る燃焼装置は、燃焼空気供給用のファンモータと、前記ファンモータが所定回転する間に、ハイレベルパルス及びローレベルパルスを正常動作時において合計でN個出力するセンサと、前記センサの出力するパルスに基づいて、前記ファンモータの回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出器により検出された回転数に基づいて、前記ファンモータの回転数制御を含む燃焼制御を行う制御器と、を備えた燃焼装置であって、前記回転数検出器は、連続したN個のパルスから成る前記パルス列に、その前または後に続く2P個の補正用のパルスを加えた、合計N+2P個の連続したパルスから成るパルス列の時間幅を、前記ファンモータが所定回転するに要した時間として、ファンモータの回転数を検出し、前記Pは前記N+2P個の連続したパルスから成るパルス列に含まれる時間幅が所定時間未満のパルスの個数である。ここでPは正の整数である。 A combustion apparatus according to another aspect of the present invention includes a fan motor for supplying combustion air, and a sensor that outputs a total of N high-level pulses and low-level pulses during normal operation while the fan motor rotates a predetermined amount. And a rotational speed detector for detecting the rotational speed of the fan motor based on a pulse output from the sensor, and a rotational speed control of the fan motor based on the rotational speed detected by the rotational speed detector. And a controller for performing combustion control, the rotational speed detector including 2P correction pulses that precede or follow the pulse train composed of consecutive N pulses. In addition, the time width of the pulse train composed of a total of N + 2P continuous pulses is set as the time required for the fan motor to make a predetermined rotation. Note that P is the number of pulses having a time width less than a predetermined time included in the pulse train composed of the N + 2P consecutive pulses. Here, P is a positive integer.
前記回転数検出器は、前記ファンモータの目標回転数と検出回転数との差が、所定の回転数範囲内であるか否かを判定し、所定の回転数範囲内である場合であり、且つ、今回検出された回転数が前回検出された回転数から所定回転数以上変動した場合には、前回検出された回転数を今回検出された回転数とみなしてもよい。 The rotational speed detector determines whether or not the difference between the target rotational speed of the fan motor and the detected rotational speed is within a predetermined rotational speed range, and is within the predetermined rotational speed range; In addition, when the rotation speed detected this time fluctuates more than a predetermined rotation speed from the rotation speed detected last time, the rotation speed detected last time may be regarded as the rotation speed detected this time.
上記構成によれば、定常状態において検出回転数が大きく変動した場合はノイズ混入による誤検出であるとみなして前回値を採用することで、ノイズの影響を除去することができる。また、制御が不安定な過渡状態では回転数の変動判定を行わないので、誤検出を避けることができる。 According to the above configuration, when the detected rotation speed fluctuates greatly in the steady state, it is considered that the detection is erroneous due to noise mixing, and the previous value is adopted, so that the influence of noise can be eliminated. In addition, in the transient state where the control is unstable, the determination of the fluctuation of the rotational speed is not performed, so that erroneous detection can be avoided.
本発明によれば、燃焼装置においてファンモータの回転に応じて出力されるパルスにノイズが混入した場合であっても正確な回転数検出を行うことができる。 According to the present invention, accurate rotation speed detection can be performed even when noise is mixed in a pulse output in accordance with the rotation of the fan motor in the combustion apparatus.
以下、好ましい実施の形態を、図面を参照しながら以下に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, preferred embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference symbols throughout all the drawings, and redundant description thereof is omitted. Further, the present invention is not limited to the following embodiment.
[燃焼装置の構成]
図1は本発明の一実施形態に係る燃焼装置の一例を示す概要図である。本実施形態の燃焼装置1は、ガス燃焼式の給湯装置である。図1に示すように、燃焼装置1のケーシング2の燃焼室内にバーナ3及び熱交換器4が収容配置されている。ケーシング2の下部には給気部2aが設けられる。給気部2aに連設されたファンケース5の内部には、ファンモータ6により回転駆動される燃焼ファン7(シロッコファン)が配設されている。ケーシング2の上部には排気部2bが設けられている。
[Combustion device configuration]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention. The
バーナ3には、燃料ガスを供給するための燃料供給管8が接続されており、熱交換器4には、給湯配管9が接続されている。バーナ3の上部炎孔の近傍にはイグナイタ(図示せず)により作動される点火プラグ10が配設されており、該点火プラグ10のイグナイタは給湯制御器12によって作動制御される。給湯配管9には流量センサ13が介装されており、この流量センサ13の検出信号が給湯制御器12に入力されるように構成されている。燃料供給管8にはガス比例弁11が介装されており、このガス比例弁11は給湯制御器12によって開閉制御されるように構成されている。ガス比例弁11は、例えば比例電磁弁で構成される。給湯制御器12からの指令に応じたガス比例弁11の開度制御によって、バーナ3へ供給されるガス圧が制御される。ガス圧の制御により、バーナ3に対する単位時間あたりのガス供給量が制御される。
A
給湯制御器12には、給湯器の設定温度が入力される。さらに、流量センサ13、回転数検出器16及び温度センサ(図示せず)による検出値が、給湯制御器12に入力される。給湯制御器12は、設定温度に従って給湯配管9からの出湯温度が制御されるように、燃焼制御を実行する。給湯制御器12は、ガス比例弁11での開度を制御するための制御指令をガス比例弁11へ出力するとともに、燃焼ファン7の目標回転数をファン駆動制御器17へ出力する。給湯制御器12の機能は、たとえばマイクロコンピュータにより実現される。
The set temperature of the hot water heater is input to the
目標回転数は、本実施形態では、最終目標ガス圧に応じたガス量がバーナ3に供給されたときに、当該ガス量との空燃比が所定値(たとえば、理想空燃比)となる空気量を燃焼ファン7が供給するときの回転数に相当する。すなわち、目標回転数は、最終目標ガス圧に対応して定められる。ガス比例弁11の開度が最終目標ガス圧に対応した開度に設定され、かつ、燃焼ファン7の回転数が目標回転数と等しい状態のとき、バーナ3での燃焼は所定の空燃比(理論空燃比)に従った理想的な状態となると理解される。
In this embodiment, the target rotational speed is the amount of air at which the air-fuel ratio with the gas amount becomes a predetermined value (for example, the ideal air-fuel ratio) when the gas amount corresponding to the final target gas pressure is supplied to the
次に、ファンモータ6の制御器20の構成について説明する。制御器20は、ファン駆動電力制御器14と、電流値検出器15と、回転数検出器16と、ファン駆動制御器17とを備えている。
Next, the configuration of the
ファン駆動電力制御器14は、ファン駆動制御器17からの制御信号に基づいてファンモータ6に駆動電力を供給して回転駆動させる。ファン駆動電力制御器14は、ファン駆動制御器17からの制御信号に基づきファンモータ6への駆動電力をPWM制御する構成でもよいし、また、ファン駆動制御器17からの制御信号に応じた直流電力をファンモータ6に供給する構成でもよい。
The fan
電流値検出器15は、ファン駆動電力制御器14がファンモータ6に供給する駆動電力に基づいてファンモータ6の駆動電流値を検出する。電流値検出器15は、公知の電流センサで構成することができる。なお、電流値検出器15が検出する電流値は、ファンモータ6をPWM制御している場合には、カレントトランスによりファンモータ6の駆動電力の実効電流値として検出することができる。さらに、マイクロコンピュータへデジタル信号として電流値を出力するために、三角波を用いて検出電流値をパルス幅変調することができる。
The
回転数検出器16は、回転センサ18の出力パルスに基づいて、ファンモータ6の回転数を検出する。尚、回転数検出動作については後述する。回転センサ18は、ファンモータ6の回転に応じた出力パルスを検出信号として回転数検出器16に出力する。本実施形態では、回転センサ18は、ファンモータ6に内蔵された複数のホール素子を含むホールICである。回転センサ18は、ファンモータ6が所定回転する間に、ハイレベルパルス及びローレベルパルスを正常動作時において合計でN個出力するように構成されている。ここでNは2以上の正の整数である。また、ここではハイレベルパルス及びローレベルパルスをそれぞれ別々のパルスと定義する。つまり、1パルスのうちハイレベル信号を出力する部分をハイレベルパルス、ローレベル信号を出力する部分をローレベルパルスと定義する。回転数検出器16は、回転センサ18の出力するパルスに基づいて、所定のパルスを検出するのに要する所要時間、及び、所定パルスにおける各パルスのハイレベル時間及びローレベル時間、をそれぞれ計時するタイマ機能と、計時された所定パルスにおける各パルスのハイレベル時間及びローレベル時間のうち、所定時間未満の時間の個数を計数するカウンタ機能を有する。回転数検出器16の各機能は、例えば演算回路、メモリ、入出力インターフェース、タイマ、カウンタ等を備えたマイクロコンピュータにより実現される。
The
ファン駆動制御器17は、給湯制御器12から指示された目標回転数に従って燃焼ファン7の回転数を制御する。具体的には、回転数検出器16によって検出された検出回転数と、目標回転数との比較に基づいて、ファン駆動電力を増減するフィードバック制御が実行される。
The
以上のように、燃焼装置1において、ファン駆動制御器17は、上記給湯制御器12とともに、回転数検出器16により検出された検出回転数に基づいて、ファンモータ6の回転数制御を含む燃焼制御を行うように構成されている。なお、ファン駆動制御器17と給湯制御器12の各機能は共通のマイクロコンピュータにより実現されてもよい。
As described above, in the
[ファン回転数検出動作:ノイズ補正]
次に、回転数検出器16のファン回転数検出動作について説明する。回転数検出器16は、ファン回転数検出に先立ち、回転センサ18の出力パルスに含まれるノイズ補正処理を行う。図2のフローチャートを用いてノイズ補正処理について説明する。
[Fan speed detection operation: Noise correction]
Next, the fan rotation speed detection operation of the
まず、回転数検出器16は、回転センサ18の出力パルスのパルス時間を計時する(ステップS1)。図3は、回転センサ18の出力パルスの一例を示すタイミングチャートである。ここで出力パルスは簡略化のため矩形波で示し、古い順にパルス番号を付している。図3に示すように、上段は、正常動作時における出力パルス列を示している。ファンモータが一回転する間に合計8個(N=8)のハイレベルパルス及びローレベルパルスが交互に出力される。尚、ここではパルス幅を理想的に同一で表しているが、センサ素子の実装位置、切り替わりタイミング等の影響によるばらつきのため、1パルスあたりのパルス幅は、実際には個々に異なる。
First, the
中段は、出力パルス列に1ヶ所のノイズが混入した場合の波形を示している。2番目のハイレベルパルスの出力途中でパルス幅の短い3番目のローレベルパルスが発生している。下段は、出力パルス列に2箇所のノイズが混入した場合の波形を示している。2番目のハイレベルパルスの出力途中でパルス幅の短い3番目のローレベルパルスが発生している。更に、7番目のローレベルパルスの出力途中でパルス幅の短い8番目のハイレベルパルスが発生している。回転数検出器16は、各パルスの時間幅を順番に計時していく。
The middle row shows the waveform when noise at one place is mixed in the output pulse train. A third low level pulse with a short pulse width is generated during the output of the second high level pulse. The lower part shows a waveform when noise in two places is mixed in the output pulse train. A third low level pulse with a short pulse width is generated during the output of the second high level pulse. Further, an eighth high level pulse with a short pulse width is generated during the output of the seventh low level pulse. The
回転数検出器16は、ステップS1において計時されたパルスの時間幅が所定時間以上であるか否かを判定する(ステップS2)。本実施形態では所定時間は250[μs]とする。燃焼装置1は様々な電装品(電源、ファンモータ、コントローラ)を実装するため、機器内で電気的なノイズ(電源ノイズ、電磁ノイズ等)が発生する頻度が高い。パルスの時間幅が250[μs]未満の場合はセンサ素子の実装位置等のばらつきが原因でなく、このようなノイズにより発生したものとみなす。尚、この所定時間は実際に発生するノイズレベルに応じて任意に設定してもよい。パルス幅が所定時間以上である場合(ステップS2でYES)はモータ一回転に相当するパルス計時数である8(N=8)に到達するまで順次計時を継続する(ステップS3)。一方時間幅が所定未満のパルスが含まれている場合は、パルス計時数を2個増加させる。このとき時間幅が所定時間未満のパルスの個数Mをカウントしておく。ここでMは正の整数である。そして、ステップS1へ戻り、次のパルスを計時する(ステップS4)。
The
回転数検出器16は、ステップS1〜ステップS4において計時されたパルスデータをメモリに記憶しておく。図4は、回転センサ18の出力パルスに応じて計時されるデータの一例を示す表である。図4に示す上段、中段、及び下段のパルスデータは、図3の上段、中段及び下段の出力パルスにそれぞれ対応している。表中の番号は図3のパルス番号に対応している。Hはハイレベルパルス、Lはローレベルパルスを示し、表中の数値は各パルスの時間幅を示している。時間単位はミリセカンド(ms)である。ここではモータ一回転に相当する8個のパルス(No.1〜No.8)と、その後に続く8個の補正用パルス(No.9〜No.16)のパルスデータがメモリに記憶されている。本実施形態では、ファン回転数検出にあたって16個のパルスに相当するパルスデータがメモリに記憶されるようになっている。すなわち、常時メモリには最新の16個分のパルスデータが記憶され、随時更新されるように構成されている。
The
回転数検出器16は、所定時間(例えば10ms)毎にメモリに記憶されたパルスデータに基づいてファン回転数を算出する。回転数検出器16は、連続したN個のパルスから成るパルス列に時間幅が所定時間未満のパルスがM個含まれるとき、連続したN個のパルスから成るパルス列に、その後に続く2M個の補正用のパルスを加えた、合計N+2M個の連続したパルスから成るパルス列の時間幅を、ファンモータが所定回転するに要した時間として、ファンモータの回転数を計算して、これを検出回転数とする。
The
図4の上段で示したパルスデータは、正常動作時における出力パルスに対応している。よって、モータ一回転に相当する8個(N=8)の連続したパルスから成るパルス列に時間幅が所定時間未満のパルスは含まれない(M=0)。回転数検出器16は、合計8個のファンモータのパルス列の時間幅を、ファンモータが一回転するに要した時間として、ファンモータの回転数を計算して、これを検出回転数とする。各パルス時間幅は1.5[ms]であるので、一回転するに要した時間は12[ms]である。この場合のファン検出回転数は5000[rpm]となる。
The pulse data shown in the upper part of FIG. 4 corresponds to the output pulse during normal operation. Therefore, a pulse train composed of 8 (N = 8) continuous pulses corresponding to one rotation of the motor does not include a pulse having a time width less than a predetermined time (M = 0). The
図4の中段で示したパルスデータは、出力パルス列に1ヶ所のノイズが混入した場合に対応している。よって、モータ一回転に相当する8個(N=8)のパルス列に時間幅が所定時間未満のパルスが1個含まれる(M=1)。回転数検出器16は、N個のパルス列に、その後に続く2個の補正用のパルスを加えた、合計10個(N+2M)のパルス列の時間幅を、ファンモータが一回転するに要した時間として、ファンモータの回転数を計算して、これを検出回転数とする。次のように合計10個のパルス幅を合計することにより、ファンモータが一回転するに要した時間を補正する。
1.5+0.7+0.1+0.7+1.5+1.5+1.5+1.5+1.5+1.5=12[ms]
このようにノイズパルスが1個含まれている場合でも補正により、ファン検出回転数は5000[rpm]となる。
The pulse data shown in the middle part of FIG. 4 corresponds to the case where noise at one place is mixed in the output pulse train. Therefore, 8 pulses (N = 8) corresponding to one rotation of the motor include one pulse whose time width is less than a predetermined time (M = 1). The number of
1.5 + 0.7 + 0.1 + 0.7 + 1.5 + 1.5 + 1.5 + 1.5 + 1.5 + 1.5 = 12 [ms]
Thus, even when one noise pulse is included, the fan detection rotational speed becomes 5000 [rpm] by correction.
図4の下段で示したパルスデータは、出力パルス列に2ヶ所のノイズが混入した場合に対応している。よって、モータ一回転に相当する8個(N=8)のパルス列に時間幅が所定時間未満のパルスが2個含まれる(M=2)。回転数検出器16は、N個のパルス列に、その後に続く4個の補正用のパルスを加えた、合計12個(N+2M)のパルス列の時間幅を、ファンモータが一回転するに要した時間として、ファンモータの回転数を計算して、これを検出回転数とする。次のように合計12個のパルス幅を合計することにより、ファンモータが一回転するに要した時間を補正する。
1.5+0.7+0.1+0.7+1.5+1.5+0.7+0.1+0.7+1.5+1.5+1.5=12[ms]
このようにノイズパルスが2個含まれている場合でも補正により、ファン検出回転数は5000[rpm]となる。
The pulse data shown in the lower part of FIG. 4 corresponds to the case where noise at two places is mixed in the output pulse train. Therefore, 8 pulses (N = 8) corresponding to one rotation of the motor include two pulses having a time width less than a predetermined time (M = 2). The number of
1.5 + 0.7 + 0.1 + 0.7 + 1.5 + 1.5 + 0.7 + 0.1 + 0.7 + 1.5 + 1.5 + 1.5 = 12 [ms]
Thus, even when two noise pulses are included, the fan detection rotational speed is 5000 [rpm] by correction.
このようにファン検出回転数はモータに取り付けられた回転センサ18から出力されるパルスに基づいて検出されるが、モータ一回転分のパルス列の長さはモータの回転数によって変化する。このため、パルスにノイズが混入した場合には一回転分のパルス列の終わりがわからない。本実施形態によれば、パルス幅の短いパルスを計時した場合に計時するパルスを更に2個増やし、増加した補正用パルスの時間幅を一回転分の合計時間に加算することにより、出力パルスにノイズが混入した場合であっても、ノイズが含まれたパルスデータを補正して正確な回転数を算出することができる。また、補正用パルスとしてパルス列の後に続くパルスを使用するので、パルスデータの連続性が維持され、補正の精度が良い。
As described above, the fan detected rotation speed is detected based on the pulse output from the
また、燃焼装置1は様々な電装品(電源、ファンモータ、コントローラ)を実装するため、機器内で電気的なノイズ(電源ノイズ、電磁ノイズ等)が発生する頻度が高い。本実施形態では、補正用パルスにはノイズが含まれていない場合について説明したが(図4のNo.9〜No.16のパルスデータ参照)、これに限定されない。回転数検出器16は、2M個の補正用のパルスに時間幅が所定時間未満のパルスがK個含まれるとき、連続したN+2M個のパルスから成るパルス列に、その後に続く2K個の補正用のパルスを加えた、合計N+2M+2K個の連続したパルスから成るパルス列の時間幅を、ファンモータが所定回転するに要した時間として、ファンモータの回転数を検出してもよい。ここでKは正の整数である。これにより、補正用パルスに更にノイズが混入した場合であっても、新たにパルスを追加することでパルスデータを補正できる。
In addition, since the
ところで、本実施形態ではガス燃焼式の給湯装置である燃焼装置1において、所定の空燃比(例えば理論空燃比)を維持するように、空気量を適切に制御する空燃比制御が行われる。空燃比制御では、ガス比例弁11の開度制御によってバーナ3に供給されるガス圧を調整するとともに、ファン回転数制御によって空気量を制御する。ファン検出回転数はファンモータに取り付けられた回転センサ18から出力されるパルスをカウントすることによって検出されるため、燃焼ファンの回転数制御の応答性は、ガス比例弁11の開度制御の応答性に比べて低くなる。本実施形態によれば、パルスにノイズが混入してもデータを補正しつつリアルタイムに回転数を検出できるので、回転数検出速度が向上し、ガスバーナの空燃比制御を好適に行うことができる。
By the way, in this embodiment, in the
[ファン回転数検出動作:ノイズ除去]
回転数検出器16は、前述のようにしてファンの検出回転数を算出した後に、検出回転数に含まれるノイズ除去処理を行う。図5のフローチャートを用いてノイズ除去処理について説明する。
[Fan rotation speed detection operation: Noise reduction]
The
まず、回転数検出器16は、ファンが定常状態か否かを判定する(ステップS11)。具体的には回転数検出器16は、ファンモータ6の目標回転数と検出回転数との差が、所定の回転数範囲内であるか否かを判定する。本実施形態では所定の回転数範囲は±500[rpm]であるが任意に設定してもよい。
First, the
次に、回転数検出器16は、ファンが定常状態の場合(ステップS11でYES)に、一定時間内に検出回転数が所定変化したか否かを判定する(ステップS12)。本実施形態では検出回転数は10[ms]毎に算出されるので、10[ms]前の検出回転数と最新の検出回転数の差が±200[rpm]以上変化したか否かを判定するが、実際に発生するノイズレベルに応じて任意に設定してもよい。
Next, when the fan is in a steady state (YES in step S11), the
ステップS12において今回検出された回転数が前回検出された回転数から所定回転数以上変動した場合には、前回検出された回転数を今回検出された回転数とみなす(ステップS13)。これにより、定常状態において検出回転数が一定時間内に大きく変動した場合はノイズ混入による誤検出であるとみなして前回値を採用することで、ノイズの影響を除去することができる。 When the rotation speed detected this time in step S12 fluctuates more than a predetermined rotation speed from the rotation speed detected last time, the rotation speed detected last time is regarded as the rotation speed detected this time (step S13). As a result, when the detected rotation speed greatly fluctuates within a certain period of time in a steady state, it is regarded as erroneous detection due to noise mixing, and the previous value is adopted, thereby removing the influence of noise.
一方ステップS11においてファンが定常状態でない場合(ステップS11でNO)は、今回値を採用する。図6は、ファンモータの目標回転数Frと検出回転数Fcの時間変化を示すグラフである。グラフの縦軸はファン回転数[rpm]であり、横軸は時間[s]である。図6に示すように燃焼装置1の環境(設定温度や給湯流量等)の変化に対応して、目標回転数Frが変化する。この変化は必ずしも時間的に滑らかなものであるとは限らず、急激に(不連続的に)変化させる場合もある。ファン駆動制御器17は、目標回転数Frの変化に追従するように、燃焼ファン7の回転数を制御するが、燃焼ファン7の回転数制御の応答性は低いため、燃焼ファン160の回転数制御には、目標回転数Frと実際の回転数とが大きく異なる過渡状態が生じるのが普通である。よって、制御が不安定な過渡状態には回転数の変動判定を行わない。これによって、誤検出を避けることができる。
On the other hand, when the fan is not in a steady state in step S11 (NO in step S11), the current value is adopted. FIG. 6 is a graph showing temporal changes in the target rotational speed Fr and the detected rotational speed Fc of the fan motor. The vertical axis of the graph is the fan speed [rpm], and the horizontal axis is the time [s]. As shown in FIG. 6, the target rotational speed Fr changes in response to changes in the environment of the combustion apparatus 1 (set temperature, hot water supply flow rate, etc.). This change is not necessarily smooth in terms of time, and may change abruptly (discontinuously). The
尚、本実施形態では、パルス列の後に続くパルスで補正したが、パルス列の前に続くパルスで補正してもよい。ノイズが少ない場合は、パルス列の前に続くパルスで補正する方が、パルス列の後に続くパルスで補正するよりも最新のパルス列で検出回転数を計算することができる。また、パルス列の前と後の一部のパルスで補正してもよい。
尚、本実施形態では、一回転分の補正用のパルスの個数は一回転分に相当する個数としたが、任意である。例えばノイズ環境に応じて8個以上としてもよい。
In the present embodiment, correction is performed using the pulse that follows the pulse train. However, correction may be performed using the pulse that precedes the pulse train. When the noise is low, the detected rotation speed can be calculated with the latest pulse train by correcting with the pulse following the pulse train, rather than with the pulse following the pulse train. Further, correction may be made with some pulses before and after the pulse train.
In this embodiment, the number of correction pulses for one rotation is the number corresponding to one rotation, but is arbitrary. For example, eight or more may be used depending on the noise environment.
本実施形態では、回転センサ18は、ファンモータ6に内蔵された複数のホール素子を含むホールICとしたが、これに限定されるものではない。ファンモータ6が所定回転する間に、ハイレベルパルス及びローレベルパルスを正常動作時において合計でN個出力するように構成されているものであれば、ファンモータ6の回転体に取り付けられた電磁ピックアップ式のセンサでもよいし、例えば光学式のロータリエンコーダやレゾルバでもよい。
上記実施形態の燃焼装置1は、給湯器用の燃焼装置を例示したが、ガスファンヒータ等の暖房器用の燃焼装置に本発明を適用してもよい。
In the present embodiment, the
Although the
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。 From the foregoing description, many modifications and other embodiments of the present invention are obvious to one skilled in the art. Accordingly, the foregoing description should be construed as illustrative only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best mode of carrying out the invention. The details of the structure and / or function may be substantially changed without departing from the spirit of the invention.
本発明は、燃焼ファンのパルス検出におけるノイズ対策に利用できる。 The present invention can be used for noise countermeasures in pulse detection of a combustion fan.
1 燃焼装置
2 ケーシング
3 バーナ
4 熱交換器
5 ファンケース
6 ファンモータ
7 燃焼ファン
8 燃料供給管
9 給湯配管
10 点火プラグ
11 ガス比例弁
12 給湯制御器
13 流量センサ
14 ファン駆動電力制御器
15 電流値検出器
16 回転数検出器
17 ファン駆動制御器
18 回転センサ(ホール素子)
20 制御器
DESCRIPTION OF
20 Controller
Claims (4)
前記ファンモータが所定回転する間に、ハイレベルパルス及びローレベルパルスを正常動作時において合計でN個出力するセンサと、
前記センサの出力するパルスに基づいて、前記ファンモータの回転数を検出する回転数検出器と、
前記回転数検出器により検出された回転数に基づいて、前記ファンモータの回転数制御を含む燃焼制御を行う制御器と、
を備えた燃焼装置であって、
前記回転数検出器は、連続した前記N個のパルスから成るパルス列に時間幅が所定時間未満のパルスがM個含まれるとき、連続したN個のパルスから成る前記パルス列に、その前または後に続く2M個の補正用のパルスを加えた、合計N+2M個の連続したパルスから成るパルス列の時間幅を、前記ファンモータが所定回転するに要した時間として、ファンモータの回転数を検出する、燃焼装置。 A fan motor for supplying combustion air;
A sensor that outputs a total of N high level pulses and low level pulses during normal operation while the fan motor rotates a predetermined amount;
A rotational speed detector for detecting the rotational speed of the fan motor based on a pulse output from the sensor;
A controller that performs combustion control including rotational speed control of the fan motor based on the rotational speed detected by the rotational speed detector;
A combustion apparatus comprising:
The rotational speed detector follows the pulse train consisting of N consecutive pulses before or after the pulse sequence consisting of the N consecutive pulses when M pulses having a time width less than a predetermined time are included in the pulse train consisting of the N pulses. The number of rotations of the fan motor is detected with the time width of a pulse train composed of a total of N + 2M continuous pulses to which 2M correction pulses are added as the time required for the fan motor to make a predetermined rotation. Combustion device.
前記ファンモータが所定回転する間に、ハイレベルパルス及びローレベルパルスを正常動作時において合計でN個出力するセンサと、
前記センサの出力するパルスに基づいて、前記ファンモータの回転数を検出する回転数検出器と、
前記回転数検出器により検出された回転数に基づいて、前記ファンモータの回転数制御を含む燃焼制御を行う制御器と、
を備えた燃焼装置であって、
前記回転数検出器は、連続したN個のパルスから成る前記パルス列に、その前または後に続く2P個の補正用のパルスを加えた、合計N+2P個の連続したパルスから成るパルス列の時間幅を、前記ファンモータが所定回転するに要した時間として、ファンモータの回転数を検出し、
前記Pは前記N+2P個の連続したパルスから成るパルス列に含まれる時間幅が所定時間未満のパルスの個数である、燃焼装置。 A fan motor for supplying combustion air;
A sensor that outputs a total of N high level pulses and low level pulses during normal operation while the fan motor rotates a predetermined amount;
A rotational speed detector for detecting the rotational speed of the fan motor based on a pulse output from the sensor;
A controller that performs combustion control including rotational speed control of the fan motor based on the rotational speed detected by the rotational speed detector;
A combustion apparatus comprising:
The rotation speed detector includes a pulse width of a total of N + 2P consecutive pulses obtained by adding 2P correction pulses preceding or following the pulse train including N consecutive pulses to the pulse train including N consecutive pulses. , As the time required for the fan motor to make a predetermined rotation, the number of rotations of the fan motor is detected,
The combustion apparatus, wherein P is the number of pulses having a time width less than a predetermined time included in the pulse train composed of the N + 2P consecutive pulses.
The rotational speed detector determines whether or not the difference between the target rotational speed of the fan motor and the detected rotational speed is within a predetermined rotational speed range, and is within the predetermined rotational speed range; Furthermore, when the rotation speed detected this time fluctuates more than a predetermined rotation speed from the rotation speed detected last time, the rotation speed detected last time is regarded as the rotation speed detected this time. The combustion apparatus as described in.
Priority Applications (1)
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JP2015167437A JP2017044410A (en) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | Combustion apparatus |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020200971A (en) * | 2019-06-06 | 2020-12-17 | 株式会社パロマ | Water heater |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6455089A (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-02 | Mitsubishi Electric Corp | Method of controlling fan motor for air-conditioning machine |
JPH06335276A (en) * | 1993-05-20 | 1994-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | Fan motor controller for air conditioner |
JPH1038907A (en) * | 1996-07-25 | 1998-02-13 | Denso Corp | Period detector for pulse signal |
JPH10184588A (en) * | 1996-12-27 | 1998-07-14 | Noritz Corp | Method for controlling fan motor and device therefor |
-
2015
- 2015-08-27 JP JP2015167437A patent/JP2017044410A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6455089A (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-02 | Mitsubishi Electric Corp | Method of controlling fan motor for air-conditioning machine |
JPH06335276A (en) * | 1993-05-20 | 1994-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | Fan motor controller for air conditioner |
JPH1038907A (en) * | 1996-07-25 | 1998-02-13 | Denso Corp | Period detector for pulse signal |
JPH10184588A (en) * | 1996-12-27 | 1998-07-14 | Noritz Corp | Method for controlling fan motor and device therefor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020200971A (en) * | 2019-06-06 | 2020-12-17 | 株式会社パロマ | Water heater |
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