JP2506283B2 - 検知信号補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、浴槽内の水位を検知す
る水位センサや該センサの出力を監視・処理するマイク
ロコンピュータの各電源電圧が変動しても、該マイクロ
コンピュータから誤差の少ない処理結果が得られるよう
にしたものである。

【０００２】

【従来技術及び課題】浴槽などの水槽内の水位を検知す
る水位検知装置として特願平３−２５５４７５号の発明
を既に提案した。このものでは図６に示すように、建物
(B) の一階に設置した給湯器(1) から一階又は二階等の
浴室(C) に配設した浴槽(2）に湯張りできるようになっ
ている。

【０００３】給湯器(1) 内には水位センサ(41)が組込ま
れており、該水位センサ(41)は給湯器(1) と浴槽(2）と
繋ぐ追焚き回路(21)を介して伝達される浴槽内水圧を検
知するようになっている。又、図７に示すように上記水
位センサ(41)は給湯器(1) 内の制御回路(3）を構成する
マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略称する）(3
1)の第１アナログ入力ポート(32)に印加されている。

【０００４】又、マイコン(31)の出力ポート(34)にはＤ
／Ａ変換用のアナログ変換回路(50)（ラダー抵抗で構成
されている）が接続され、該アナログ変換回路(50)と水
位センサ(41)の出力はこれら両出力を１０倍に拡大する
差動増幅器(54)を介して第２アナログ入力ポート(33)に
印加されている。このものでは、追焚き回路(21)と浴槽
(2）の側壁を固定する浴槽金具(20)の高さまで適宜湯張
りすると共に、この時に水位センサ(41)が水圧として検
知する浴槽内水位（以下、基準水位Ｈ0 という）を第１
メモリ(M1)に記憶させる。尚、第１メモリ(M1)に記憶さ
れている基準水位を以下デジタル基準水位Ｈ1 という。

【０００５】そして、上記デジタル基準水位Ｈ1 を出力
ポート(34)から出力すると共に、これをアナログ変換回
路(50)で再びアナログ信号に変換する（以下、この変換
後の基準水位を変換基準水位Ｈ2 という）。以後、湯張
り進行に伴って増加する水位センサ(41)の検知水位Ｈ3
と上記変換基準水位Ｈ2 の水位差（浴槽金具(20)部分か
ら測定した現在水位）を差動増幅器(54)で１０倍に拡大
し、該拡大した水位差をマイコン(31)で監視することに
より、精度の高い水位検知を行いながら湯張り動作を進
行させる。

【０００６】しかしながら、上記従来のものではマイコ
ン(31)の電源電圧(MV)や水位センサ(41)の電源電圧(SV)
が変動すると、水位センサ(41)の出力及び該出力に対す
るマイコン(31)の認識値が大きく変化してその処理結果
に大きな狂いが生じるという問題があった。上記問題は
水位センサ(41)の電源電圧（以下センサ電源電圧(SV)と
いう）が変動するという第１原因と、マイコン(31)の電
源電圧（以下、マイコン電源電圧(MV)という）が変動す
るという第２原因の両原因に起因しており、上記問題点
をこれら各原因毎に更に詳述する。

【０００７】先ず第１原因について説明する。水位セン
サ(41)としては例えば図８に示すようなものが採用で
き、該水位センサ(41)は、定電流回路(413) とこれから
電気供給を受け且つ感圧抵抗線(411) を含むブリッジ回
路(412) と、該回路の出力を増幅する増幅回路(422) か
ら構成されている。そして、浴槽(2）内の水圧が追焚き
回路(21)を介して水位センサ(41)部分に伝達されて該水
圧の作用で感圧抵抗線(411) の抵抗値が変化すると、ブ
リッジ回路(412) の電流計(A) の出力が変化し、これを
適宜電圧に変換すると共に増幅回路(422) で増幅して該
増幅信号を制御回路(3）のマイコン(31)に印加する。

【０００８】ところが、水位センサに対する熱的影響等
を考慮して組込まれた増幅回路(422) 内のオペアンプ
（図示せず）の出力は電源電圧の変動により、一定量だ
け上下にシフトする。即ちオフセット値が変化するので
ある。すると、浴槽(2）内の水位が一定であっても、上
記センサ電源電圧(SV)の変動が原因して増幅回路(422)
の出力、即ち水位センサ(41)の検知水位が変化し、これ
により、該水位センサ(41)の出力に誤差が生じることと
なる。そして、かかる誤差は、水位センサ(41)が検知す
る現在水位（検知水位Ｈ3 ）とアナログ回路(50)が出力
する変換基準水位Ｈ2 の差を差動増幅器(54)で大きく増
幅する上記の場合には前記誤差も増幅されてマイコン(3
1)内に読込まれる結果、上記誤差はマイコン(31)の処理
結果に大きな影響を与えてこれに狂いが生じるのであ
る。

【０００９】次に、第２原因について説明する。マイコ
ン(31)の電源電圧が変動した場合、差動増幅回路(54)の
アナログ信号を８ビットのデジタル信号に変換する補助
Ａ／Ｄ変換器(58)は、上記差動増幅回路(54)の信号をマ
イコン電源電圧(MV)と比較することによりデジタル信号
に変換する。従って、基準となるマイコン電源電圧(MV)
が増加すると、差動増幅器(54)からマイコン(31)に読込
まれた値が相対的に小さく認識され、逆に、マイコン電
源電圧(MV)が低下すると、上記差動増幅器(54)から読込
まれた値が相対的に大きく認識されることとなり、入力
信号に対するマイコン(31)の認識値とマイコン電源電圧
(MV)とは逆比例する関係となる。このことから、マイコ
ン(31)の電源電圧が変動した際にその処理結果に狂いが
生じることとなる。

【００１０】尚、上記従来例においては、浴槽(2）内水
位を検知する水位センサ(41)を例示して説明したが、水
位センサ(41)以外にも温度センサ等の各種センサの出力
をマイコン(31)で処理する場合等においても上記と同様
の問題がある。本発明は上記の点に鑑みて成されたもの
で、『センサ電源電圧(SV)の増減に追随して増減するセ
ンサ出力(Y1)をマイコン(31)で認識すると共に、上記セ
ンサ出力(Y1)に対するマイコン(31)の認識値がマイコン
電源電圧(MV)の増減に逆比例して変化するようになった
信号を処理する方法』において、上記センサ電源電圧(S
V)やマイコン電源電圧(MV)の変動に因る前記センサ出力
のマイコン(31)の認識値が変化しても、これを補正し得
るようにして精度の高い処理結果が得られるようにする
ことをその課題とする。

【００１１】

【手段】上記課題を解決する為の本発明の技術的手段
は、『適正なマイコン電源電圧(MV)に対する変動後の該
電圧(MV)の比をマイコン電圧比率Ｂとすると共に、適正
なセンサ電源電圧(SV)に対する変動後の該電圧(SV)の比
をセンサ電圧比率Ａとし、センサ出力に対するマイコン
(31)の認識誤差と上記マイコン電圧比率Ｂとの関係を示
す予め定められた第１関係式と、センサ出力変化と上記
センサ電圧比率Ａの関係を示す予め定められた第２関係
式を準備し、変動するセンサ電源電圧(SV)をマイコン(3
1)で監視することにより予め定められた適正なセンサ電
源電圧(SV)に対する上記監視電圧の比率を取ってサンプ
ル電圧比率Ｄを求め、上記第１関係式のマイコン電圧比
率Ｂを前記サンプル電圧比率Ｄの逆数で近似すると共
に、上記第２関係式のセンサ電圧比率Ａを前記サンプル
電圧比率Ｄで近似するようにし、これら第１，第２関係
式から上記各電源電圧(SV)(MV)の変動に伴なうセンサ出
力のマイコン認識値を補正するようにした』

【００１２】

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。入力信
号に対するマイコン(31)の認識値はマイコン電源電圧(M
V)に逆比例することについては既に記載した。従って、
センサ電源電圧(SV)をマイコン(31)で読込んでこれを監
視する際には、該センサ電源電圧(SV)に対するマイコン
(31)の認識値はマイコン電源電圧(MV)の変動に逆比例す
ることとなる。又、センサ電源電圧(SV)に対するマイコ
ン(31)の認識値は該センサ電源電圧の増減に伴って増減
することは言うまでもない。そして、両電源電圧(MV)，
(SV)が共に変動しない場合のセンサ電源電圧(SV)は予め
知られていることから、該適正なセンサ電源電圧(SV)に
対する変動後電圧のマイコン認識値の比をとってサンプ
ル電圧比率Ｄを求める。すると、上記センサ電源電圧(S
V)及びマイコン電源電圧(MV)の変動に基づくサンプル電
圧比率Ｄの変化は、上記両電源電圧(MV)，(SV)の変化に
基づくセンサ出力のマイコン認識値と同様の変化傾向を
示すこととなる。

【００１３】従って、センサ出力に対するマイコン(31)
の認識誤差を表す第１関係式に使用されたマイコン電圧
比率Ｂを、これと同じ傾向で変化する（１／サンプル電
圧比率Ｄ）で近似させることができることとなり、該近
似の前後において上記認識誤差を示す第１関係式の結論
は同一傾向を示すこととなる。そして、上記マイコン電
源電圧(MV)の変動率は通常±５％程度で小さいことか
ら、マイコン電圧比率Ｂを（１／サンプル電圧比率Ｄ）
で近似した演算結果は、マイコン電圧比率Ｂを使用した
場合の演算結果とほぼ同じ値となる。

【００１４】同様に、センサ電源電圧(SV)の変動による
センサ出力の変化を示す第２関係式に使用されたセンサ
電圧比率Ａを、これと同じ傾向で変化する上記サンプル
電圧比率Ｄで近似することができ、該近似の前後におい
て上記センサ出力変化を示す第２関係式の結論は同一傾
向を示すこととなる。又、センサ電源電圧(SV)の変動率
も通常は±５％程度で小さいことから、センサ電圧比率
Ａをサンプル電圧比率Ｄで近似した演算結果は、センサ
電源比率Ａを使用した場合の演算結果とほぼ同じ値とな
る。

【００１５】よって、上記サンプル電圧比率Ｄを代替使
用した上記第１，第２関係式の演算結果を加算すること
により、両電源電圧(SV)，(MV)が変動した場合にセンサ
出力を認識するマイコン(31)の認識誤差が近似的に求め
られる。即ち、補正値（上記認識誤差）が求められ、該
補正値をセンサ出力に対するマイコンの認識値に加減算
することにより、センサ出力の真の値が求められること
となる。

【００１６】

【効果】本発明は次の特有の効果を有する。マイコン(3
1)がセンサ出力を認識する際の認識誤差がサンプル電圧
比率Ｄを用いて補正できるから、マイコン(31)の処理結
果の精度向上が図れる。

【００１７】

【実施例】次に上記した本発明を風呂装置に適用した場
合の実施例を図面に従って説明する。給湯器(1) は図１
に示すように構成されており、浴槽(2）と追焚き用熱交
換器(22)は追焚き回路(21)で接続されていると共に、追
焚き時に於ける追焚き回路(21)内の循環水は同図の矢印
で示すように反時計方向に循環するようになっている。

【００１８】そして、上記追焚き回路(21)には、前記追
焚き用熱交換器(22)の上流側に位置させて水位センサ(4
1)と循環ポンプ(P) と三方弁(25)が上流側からこの順序
で挿入されていると共に、追焚き用熱交換器(22)の下流
側には水流スイッチ(F) が配設されている。上記三方弁
(25)には、給湯用熱交換器(26)から引出した給湯回路(2
7)が接続されており、該給湯回路(27)には湯張り弁(28)
とその下流側の逆止弁(29)が挿入されている。

【００１９】上記各制御対象部品は制御装置(3）で制御
されるようになっており、該制御装置(3）には、上記水
位センサ(41)や水流スイッチ(F) 等の信号や、浴室(C)
の壁面に配設されたリモコン装置(18)の信号が印加され
ている。上記制御装置(3）は、図２に示すように、マイ
コン(31)と水位処理回路(60)等から構成されており、水
位処理回路(60)は、マイコン(31)の出力ポート(34)の出
力をアナログ信号に変換するアナログ変換回路(50)（ラ
ダー抵抗で構成されている）と、該アナログ変換回路(5
0)の出力を安定させるバッファ(36)と、該バッファ(36)
の出力と水位センサ(41)の出力差を１０倍に増幅する差
動増幅器(54)と、水位センサ(41)のセンサ電源電圧(SV)
の分圧を設定する分圧設定回路(419) から構成されてい
る。そして、上記差動増幅器(54)の出力はマイコン(31)
における補助Ａ／Ｄ変換器(58)へ繋がる第２アナログ入
力ポート(33)に印加されていると共に、上記差動増幅器
(54)とバッファ(36)の出力部はコンデンサ(45)で接続さ
れてマイコン(31)へのノイズを防止するようになってい
る。又、水位センサ(41)の出力はマイコン(31)のＡ／Ｄ
変換器(40)へ繋がる第１アナログ入力ポート(32)に直接
に印加されていると共に、この実施例ではマイコン(31)
として８ビットマイコンが使用されている。

【００２０】上記水位センサ(41)は図３に示すように定
電流回路(414) からの電気供給で安定出力を出すように
構成されており、該水位センサ(41)の出力は差動増幅回
路(415) で増幅されるようになっている。上記差動増幅
回路(415) の出力は更に増幅用オペアンプ(416) に印加
されており、該増幅用オペアンプ(416) の一方の入力端
子にはオフセット調整用オペアンプ(417) の出力が印加
されている。そして、該オフセット調整用オペアンプ(4
17) の一方の入力端子に接続された可変抵抗(418) を調
整すると、オフセット調整用オペアンプ(417) の出力が
変化して増幅用オペアンプ(416) のオフセット値が調節
できるようになっている。従って、上記可変抵抗(418)
への供給電源が変動すると、オフセット調整用オペアン
プ(417)の出力が変化して増幅用オペアンプ(416) のオ
フセット値が変動してこれが出力端子(420) からの水位
信号を上下にシフトさせて、これにより水位信号に誤差
が混入することとなる。

【００２１】上記制御装置(3）を構成するマイコン(31)
には、浴槽(2）への湯張り動作を行う際に実行せしめら
れる制御プログラムが格納されており、該制御プログラ
ムを図４のフローチャートに従って説明する。尚、この
実施例では、給湯器(1) に対する浴槽(2）の設置高さの
相対的なズレが０〜８ｍの範囲で許容されるようになっ
ていると共に、湯張り進行中における浴槽(2）内の水位
（浴槽(2）と追焚き回路(21)を接続する浴槽金具(20)か
ら測定した相対的な水位）は約０〜６１cmの範囲で詳細
に監視できるようになっている。 ．先ず器具設置後に電源接続すると、器具設置後の最
初の湯張り動作であるか否かを判断する為に使用するフ
ラグ(f) を「０」にセットする（図面符号(70)のステッ
プ参照）。 ．次にリモコン装置(18)の操作スイッチ(16)が操作さ
れるか否かを判断し（図面符号(71)のステップ参照）、
該操作スイッチ(16)が操作されると、器具設置後の最初
の湯張り動作であるか否かを判断する為にフラグ(f) の
内容を確認し（図面符号(72)のステップ参照）、該フラ
グ(f) の内容が「０」で器具設置後の最初の湯張り動作
と判断されるときは、給湯用バーナ(24)を燃焼させると
共に湯張り弁(28)を開いてリモコン装置(18)に設定した
温度の湯を浴槽(2）に１０リットルだけ給湯する。即
ち、給湯用熱交換器(26)の上流に配設された流量カウン
タ(Q)が１０リットルをカウントするまで浴槽(2）への
給湯を行い、その後、湯張り弁(28)を閉じると共に給湯
用バーナ(24)を消火状態に維持する（図面符号(73)のス
テップ参照）。 ．次に、循環ポンプ(P) を駆動させた後に水流スイッ
チ(F) の出力を判断する（図面符号(74)〜(75)のステッ
プ参照）。そして、浴槽(2）側壁の浴槽金具(20)部分ま
で水位が上昇しておらず追焚き回路(21)内で浴槽内水が
循環しないときは水流スイッチ(F) がＯＦＦ状態に維持
されているから、該水流スイッチ(F) の信号を判断して
循環ポンプ(P) を停止させ（図面符号(76)のステップ参
照）、再び浴槽(2）に１０リットルの給湯を行う図面符
号(73)のステップに制御動作が移される。このようにし
て浴槽(2）に１０リットル単位で給湯する間欠給湯動作
をしながら水流スイッチ(F) の出力を調べる動作を繰返
す。 ．やがて浴槽(2）側壁に配設された浴槽金具(20)の高
さまで浴槽内水位が上昇すると、循環ポンプ(P) を駆動
させた際に水流スイッチ(F) がＯＮ信号を出すことか
ら、該信号により循環ポンプ(P) を停止させる（図面符
号(77)のステップ参照）と共にその時点で水位センサ(4
1)が検知する実際水位Ｈ00をデジタル信号に変換してマ
イコン(31)内に記憶する。即ち、第１アナログ入力ポー
ト(32)に印加されたアナログ信号としての水位センサ(4
1)の検知水位をマイコン(31)内のＡ／Ｄ変換器(40)で８
ビットのデジタル信号に変換して該デジタル水位Ｈ01を
第１メモリ(M1)に記憶させるのである。

【００２２】これを更に詳述すると、図５に示すように
水位センサ(41)がアナログ値として検知する実際水位Ｈ
00（真の水位）は、浴槽設置許容高さとしての０ｍ〜８
ｍの間を２５６区分（８ビットで表現できる区分の最大
数）に分割して作った３１．２５mm単位の特定の区分内
に属するが、この値は四捨五入（マイコンの種類によっ
て切捨て又は切上げされるものもある）されてマイコン
(31)内のＡ／Ｄ変換器(40)でデジタル信号に変換され、
これによりデジタル水位Ｈ01が得られる。そして、該デ
ジタル水位Ｈ01は第１メモリ(M1)に記憶せしめられる。

【００２３】次に、上記Ａ／Ｄ変換器(40)から出力され
るデジタル水位Ｈ01よりも６ビット分低い水位（デジタ
ル水位Ｈ01−６ビット）をマイコン(31)の第２メモリ(M
2)に記憶させる（図４に於ける図面符号(78)のステップ
参照）。そして器具設置直後の最初の湯張り動作で決定
した上記第２メモリ(M2)の内容は以後固定されてこれが
出力ポート(34)からデジタル値として出力され（図面符
号(79)のステップ参照）、該デジタル値がアナログ変換
回路(50)でアナログ値に変換される。

【００２４】即ち、第１メモリ(M1)に記憶させたデジタ
ル水位Ｈ01が「１００」である場合には、これが「９
４」まで低下せしめられてこの値を示すデジタル値が出
力ポート(34)から出力されるのである。又、上記アナロ
グ変換回路(50)が出力するアナログ値は水位センサ(41)
が検知する実際の水位よりも必ず低水位を示している。
その理由は、水位センサ(41)が検知する実際の実際水位
Ｈ00をデジタル水位Ｈ01に変換した際に紛れ込んだ変換
誤差Ｇ1 は８ｍを２５６分割して作った１区分（１ビッ
ト）未満であるが、該１ビット未満の変換誤差Ｇ1 を含
むデジタル水位Ｈ01より６ビット（以下、シフト値とい
う）分低い値に対応する水位信号がアナログ変換回路(5
0)から出力されているからである。これにより、該アナ
ログ変換回路(50)の信号を取出すバッファ(36)の出力は
必ず水位センサ(41)が検知する実際水位Ｈ00より小さく
なるから、バッファ(36)の出力を差動増幅器(54)の「ー
入力端子」に接続した場合には該差動増幅器(54)からは
必ず「正」の信号が得られることとなり、該差動増幅器
(54)の出力が反転することによるマイコン(31)内での処
理の困難さが解消される。

【００２５】次に、アナログ変換回路(50)の信号を取出
すバッファ(36)の出力は水位センサ(41)からの実際水位
Ｈ00（アナログ信号）と差動増幅器(54)で比較増幅さ
れ、その水位差を示す電気信号が１０倍に拡大されてマ
イコン(31)の第２アナログ入力ポート(33)に印加され
る。すると、上記差動増幅器(54)の出力は、図５に示す
ように水位センサ(41)の検知水位をデジタル変換したデ
ジタル水位Ｈ01よりもシフト値たる既述６ビット分だけ
低い水位（以下、補助水位(Z) と言う）を基準に測定し
た浴槽内水位を示していると共に、該水位を示す電気信
号が１０倍に拡大された状態になっている。即ち、デジ
タル水位Ｈ01より上記シフト値だけ低い水位を基準に測
定した浴槽内水位を示す電気信号の１０倍の電気信号が
差動増幅器(54)から出力され、該電気信号（電圧）に対
応するデジタル信号が補助Ａ／Ｄ変換器(58)から出力さ
れるのである。すると、該補助Ａ／Ｄ変換器(58)の出力
値は０〜８０cmの高さを２５６区分して作った目盛（当
初の１０倍の精度の目盛）を基準にした値になり、この
場合に於ける１ビット分の水位は３．１２５mmとなる。
尚、補助水位(Z) を基準に測定した水位を示す上記補助
Ａ／Ｄ変換器(58)の出力を以下デジタル相対水位ΔＨ1
という。 ．次に、制御プログラムは、図４に於ける図面符号(8
0)のステップに移り、上記した補助Ａ／Ｄ変換器(58)が
出力するデジタル相対水位ΔＨ1 の値が第３メモリ(M3)
に書き込まれると共に、フラグ(f)は「１」にセットさ
れる。 ．次に三方弁(25)を切替えて、給湯回路(27)→三方弁
(25)→追焚き用熱交換器(22)→水流スイッチ(F) →浴槽
(2）と繋がる回路のみを連通状態にし、これと逆の回路
を遮断する。即ち、給湯回路(27)と水位センサ(41)が遮
断された状態にするのである（図面符号(81)のステップ
参照）。又、この状態で湯張り弁(28)を開けると共に給
湯用バーナ(24)を燃焼状態にして湯張り動作を更に進行
させる（図面符号(82)のステップ参照）。

【００２６】この湯張り動作の進行に伴って変化する補
助Ａ／Ｄ変換器(58)の出力、即ち、現在の湯張り水位と
既述補助水位(Z) の差としてのデジタル相対水位ΔＨ1
と上記した第３メモリ(M3)の記憶内容の差を求めてこれ
を第４メモリ(M4)に記憶させる（図面符号(83)のステッ
プ参照）。すると、湯張り進行中に変化する差動増幅器
(54)の信号をデジタル変換した補助Ａ／Ｄ変換器(58)の
出力は、図５に示すように補助水位(Z) を基準に測定し
た現在水位を示していると共に、該水位は既述したよう
に１０倍の精度（３．１２５mm単位の分解精度）になっ
ている。

【００２７】即ち、第３メモリ(M3)に記憶させた値は補
助水位(Z)から測定した浴槽金具(20)の水位を上記１０
倍精度で表したものであり、現在水位の値は同様に補助
水位(Z) から測定した現在水位を上記１０倍精度で表し
たもので、第４メモリ(M4)に記憶させたこれら両者の差
は、浴槽金具(20)から現在水位までの水位、即ち、浴槽
金具(20)を基準とした相対水位を３．１２５mmの誤差の
範囲で表した１０倍精度の値となるのである。

【００２８】次に、本発明に対応する部分について説明
する。さて、センサ電源電圧(SV)の変動に基づく水位セ
ンサ(41)の出力誤差は差動増幅器(54)で１０倍に拡大さ
れてしまうことから、第４メモリ(M4)に記憶させる現在
水位（浴槽金具(20)を基準に測定した１０倍精度の水
位）を演算する際には、マイコン(31)や水位センサ(41)
の電源電圧の変動に基づく誤差が補正できるように考慮
されており、以下にその補正方法について説明する。

【００２９】先ず、水位センサ(41)側のセンサ電源電圧
(SV)が変動すると可変抵抗(418) に印加される電圧が変
化してオフセット調整用オペアンプ(417) の出力が変
り、増幅用オペアンプ(416)のオフセット値が上下にシ
フトする。これにより、マイコン(31)に印加される増幅
用オペアンプ(416) の出力、即ち水位信号は、浴槽金具
(20)が水没した後の湯張り途中に於ける浴槽(2）内の実
際の水位ＹからＹ1 に変化する。センサ電源電圧(SV)の
変動によって変化する増幅用オペアンプ(416) の出力
は、上記オフセット値のシフト分だけ加・減算された状
態になり、 Ｙ1 ＝Ｙ＋Ｋ（Ａ−１） ・・・［１］ となる。

【００３０】但し、Ａは適正電源電圧としての１２Ｖに
対する変動後のセンサ電源電圧(SV)の比率（既述技術的
手段の項に記載のセンサ電源比率）であり、Ｋとしては
「２．５Ｖ」を採用している。即ち、水位センサ(41)が
２．５Ｖの信号を出している条件下でセンサ電源電圧(S
V)が１２Ｖから所定量変動した場合に於ける前記水位セ
ンサ(41)の信号変化を全ての出力範囲について一律に適
用することとしているのである。そして、この式［１］
は既述技術的手段の項に記載の第２関係式に相当する。

【００３１】上記式［１］をＹについて解くと、 Ｙ＝Ｙ1 −Ｋ（Ａ−１） ・・・［２］ となる。次に、センサ電源電圧(SV)及びマイコン電源電
圧(MV)の変動が無い場合における差動増幅器(54)からの
入力の認識値Ｍは、 Ｍ＝１０×（Ｙー（デジタル水位Ｈ01−６ビット）） ・・・［３］ 但し、デジタル水位Ｈ01は浴槽金具(20)が水没した際に
水位センサ(41)が検知する実際の実際水位Ｈ00をマイコ
ン(31)の第１メモリ(M1)に記憶させた値であり、以下に
おいては、これらＨ00とデジタル水位Ｈ01は同じと見な
して説明する。

【００３２】次に、マイコン電源電圧(MV)の変動による
Ａ／Ｄ変換器(40)や補助Ａ／Ｄ変換器(58)の入力認識値
の変動については、マイコン(31)の適正電圧（５Ｖ）に
対する上記マイコン電源電圧(MV)の比率（既述技術的手
段の項に記載のマイコン電圧比率Ｂに対応する）に逆比
例するものとし、マイコン電源電圧(MV)が適正電圧のＢ
倍になったときアナログ変換回路(50)の出力Ｙ3 （出力
ポート(34)が出力する「デジタル水位Ｈ01−６ビット」
をアナログ変換回路(50)で変換した値）は、 Ｙ3 ＝Ｂ×（デジタル水位Ｈ01ー６ビット） ・・・［４］ となる。マイコン(31)の入力認識値はマイコン電圧比Ｂ
に逆比例することから、逆に、マイコン(31)の出力Ｙ3
は、マイコン電圧比Ｂに比例するからである。

【００３３】マイコン(31)に入力される差動増幅器(54)
の信号がマイコン電源電圧(MV)の変動に基づいて変化す
る割合は上記Ｂに逆比例するから、湯張り動作時におい
てマイコン(31)及び水位センサ(41)の電源変動がある場
合にマイコン(31)が差動増幅器(54)からの信号を認識す
る誤認識値Ｍ1 は、 Ｍ1 ＝１０×（Ｙ1 ーＹ3 ）／Ｂ ・・・［５］ となり、式［５］のＹ3 に式［４］を代入して整理する
と、 Ｍ1 ＝１０×（（Ｙ1 ／Ｂ）ー（デジタル水位Ｈ01ー６
ビット））・・・［６］ となる。尚この式［６］は既述技術的手段の項に記載の
第１関係式に対応する。

【００３４】よって、電源変動が無い場合とある場合の
差、即ちマイコン(31)が読込んだ差動増幅器(54)の信号
に対する補正量「ＭーＭ1 」は式［３］及び［６］から
次のようになる。 ＭーＭ1 ＝１０×（Ｙー（デジタル水位Ｈ01−６ビッ
ト）ー（Ｙ1 ／Ｂ）＋（デジタル水位Ｈ01ー６ビッ
ト））＝１０×（Ｙー（Ｙ1 ／Ｂ））・・・［７］ 式［７］に式［２］を代入すると、 ＭーＭ1 ＝１０×（（Ｙ1 −Ｋ（Ａ−１））ー（Ｙ1 ／Ｂ）） ＝１０×（（Ｙ1 ／Ｂ）×（Ｂ−１）ーＫ（Ａ−１）） ・・・［８］ 他方、センサ電源電圧(SV)を分圧設定回路(419) で一定
値に分圧（この実施例では１／３に分圧している）した
電圧をマイコン(31)内に読込んでこれを４で割ってサン
プル電圧比率Ｄを演算する。すると、該サンプル電圧比
率Ｄはマイコン電源電圧(MV)の変動に逆比例すると共
に、センサ電源電圧(SV)の変動の増減に追随して増減す
る。即ち、該分圧設定回路(419) の出力をマイコンで処
理した上記サンプル電圧比率Ｄは、水位センサ(41)やマ
イコン(31)の電源変動に基づく差動増幅器(54)のマイコ
ン認識値の変動と同じ傾向で変化するのである。

【００３５】従って、「Ｌ」を常数とすると、「サンプ
ル電圧比率Ｄ＝Ｌ（Ａ／Ｂ）」となり、両電源電圧の変
動がない場合には「サンプル電圧比率Ｄ＝１」，「Ａ＝
Ｂ＝１」であるから、「常数Ｌ＝１」となる。よって、 サンプル電圧比率Ｄ＝Ａ／Ｂ ・・・［９］ となる。

【００３６】そこで、上記式［９］を式［８］に代入す
ると、 ＭーＭ1 ＝１０×（（Ｙ1 ×Ｄ／Ａ）×（（Ａ／Ｄ）−１）ーＫ（Ｂ×Ｄ−１） ） ＝１０×（（Ｙ1 ／Ａ）×（ＡーＤ）ーＫ（Ｂ×Ｄ−１）） ここで、Ａ＝約１，Ｂ＝約１のため、 ＭーＭ1 ＝約１０×（Ｙ1 ×（１ーＤ）ーＫ（Ｄ−１）） ＝１０×（１ーＤ）×（Ｙ1 ＋Ｋ） ・・・［１０］ ここで、Ｙ1 は水位センサ(41)の電源変動時に於ける該
水位センサ(41)の出力であるから、該Ｙ1 をマイコン(3
1)が読込んでＡ／Ｄ変換器(40)で変換した認識値Ｙ2 で
表現すると、該 Ｙ1 ＝約Ｙ2 となり、これを式［１０］に代入すると、 補正値Ｒ＝（ＭーＭ1 ）＝１０×（１ーＤ）×（Ｙ2 ＋
Ｋ）・・・［１１］ となる。尚、この実施例では「Ｋ＝２．５」を採用して
いることについては既に記載した。

【００３７】従って、上記式［１１］の演算結果を補助
Ａ／Ｄ変換器(58)が出力するデジタル値に加算すると水
位センサ(41)及びマイコン電源電圧(MV)の変動による水
位信号（差動増幅器(54)が出力する１０倍精度の相対水
位）の誤差を補正することができる。そして、上記１０
倍精度の相対水位を監視しながら、これがレベル設定ス
イッチ(17)で設定した設定水位になったときは、湯張り
弁(28)を閉じると共に給湯用バーナ(24)を消火させ、こ
れにより、湯張り動作を停止させる（図面符号(84)，(8
5)のステップ参照）。

【００３８】以後、制御動作は操作スイッチ(16)の投入
を監視する図面符号(71)のステップに戻され、再び操作
スイッチ(16)が操作されると、図面符号(72)のステップ
から図面符号(81)のステップ側の制御に分岐して、既述
補助水位(Z) を求める動作は省略される。尚、上記実施
例では、マイコンマイコン(31)として８ビットマイコン
を使用したが、１０ビット又は１６ビット等のものでも
良く、かかる場合には、一層高精度の水位検知が可能と
なる。

【００３９】又、上記実施例は、風呂装置について説明
したが、本発明は液体を貯溜する各種のタンク等に実施
できることは言うまでもない。更に、上記実施例では補
助水位(Z) を定めるに当って、デジタル水位Ｈ01からの
シフト量をマイナスにしたが該シフト量を正の量にして
もよい。次に、補正値Ｒを演算する他の方法について説
明する。

【００４０】センサ電源電圧(SV)の変動があった場合、
実際の浴槽内水位ＹがＹ1 に変化して水位センサ(41)か
ら出力されたとすると、 Ｙ＝Ｙ1 ーＫ（Ａ−１） ・・・［１２］ となり、更に、 Ｙ1 ＝Ｂ×Ｙ2 ・・・［１３］ 但し、Ｙ2 はマイコン(31)によるＹ1 の認識値である。

【００４１】式［１３］を式［１２］に代入すると、 Ｙ＝（Ｂ×Ｙ2 ）ーＫ（Ａ−１） ・・・［１４］ となり、ＹはＡ及びＢを独立変数とする二変数関数とな
る。さて、水位センサ(41)及びマイコン電源電圧(MV)の
変動に基づいて上記ＢやＡが変化するとこれに伴なって
生じるＹの変化「ｄＹ」は、

【００４２】

【数１】

【００４３】・・・［１５］ となる。一方、 サンプル電圧比率Ｄ＝Ａ／Ｂ ・・・［１６］ とおくと、Ｂを一定にしたときのサンプル電圧比率Ｄの
変化は、

【００４４】

【数２】

【００４５】・・・［１７］ となる。従って、

【００４６】

【数３】

【００４７】・・・［１８］ となる。又、Ａを一定にした場合のサンプル電圧比率Ｄ
の変化は、

【００４８】

【数４】

【００４９】・・・［１９］ となり、

【００５０】

【数５】

【００５１】・・・［２０］ となる。従って、式［１８］及び式［２０］を式［１
５］に代入すると、

【００５２】

【数６】

【００５３】・・・［２１］ となり、ｄＤ＝（Ｄー１）と置き更にＡ及びＢを「１」
とすると、式［２１］は、 ｄＹ＝約｛（Ｙ2 ＋Ｋ）×（１ーＤ）｝・・・［２２］ となり、このｄＹを１０倍した補正値Ｒは 補正値Ｒ＝１０×（１ーＤ）×（Ｙ2 ＋Ｋ） となって、式［１１］に一致する。

【００５４】従って、かかる点から考察しても式［１
１］は水位センサ(41)及びマイコン(31)の電源変動に起
因する差動増幅器(54)の出力の補正値であることが分
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した風呂装置の全体回路図

【図２】本発明実施例の風呂装置に使用する制御回路の
説明図

【図３】水位センサ(41)側の回路図

【図４】制御プログラムを説明するフローチャート

【図５】本発明実施例の風呂装置の湯張り精度を説明す
る図

【図６】給湯器(1) の設置状態図

【図７】従来例の説明図

【図８】従来例の説明図

【符号の説明】

(1) ・・・給湯器 (2）・・・浴槽 (31)・・・マイコン (SV)・・・センサ電源電圧 (MV)・・・マイコン電源電圧

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサ電源電圧(SV)の増減に追随して増
   減するセンサ出力(Y1)をマイコン(31)で認識すると共
   に、上記センサ出力(Y1)に対するマイコン(31)の認識値
   がマイコン電源電圧(MV)の増減に逆比例して変化するよ
   うになった信号を処理する方法において、適正なマイコ
   ン電源電圧(MV)に対する変動後の該電圧(MV)の比をマイ
   コン電圧比率Ｂとすると共に、適正なセンサ電源電圧(S
   V)に対する変動後の該電圧(SV)の比をセンサ電圧比率Ａ
   とし、センサ出力に対するマイコン(31)の認識誤差と上
   記マイコン電圧比率Ｂとの関係を示す予め定められた第
   １関係式と、センサ出力変化と上記センサ電圧比率Ａの
   関係を示す予め定められた第２関係式を準備し、変動す
   るセンサ電源電圧(SV)をマイコン(31)で監視することに
   より予め定められた適正なセンサ電源電圧(SV)に対する
   上記監視電圧の比率を取ってサンプル電圧比率Ｄを求
   め、上記第１関係式のマイコン電圧比率Ｂを前記サンプ
   ル電圧比率Ｄの逆数で近似すると共に、上記第２関係式
   のセンサ電圧比率Ａを前記サンプル電圧比率Ｄで近似す
   るようにし、これら第１，第２関係式から上記各電源電
   圧(SV)(MV)の変動に伴なうセンサ出力のマイコン認識値
   を補正するようにした検知信号補正方法。