JP4162322B2 - 給湯装置の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水加熱用の熱交換器及びその熱交換器を加熱するガス燃焼式のバーナを備えて構成される給湯部と、不揮発性の書換え可能なメモリを備え、そのメモリに記憶されている運転用制御情報に基づいて前記給湯部の運転を制御する燃焼制御処理を実行するマイクロコンピュータとが設けられている給湯装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような制御装置は、不揮発性の書換え可能なメモリとしてフラッシュメモリを使用して、そのフラッシュメモリに運転用制御プログラムが記憶され、マイクロコンピュータがフラッシュメモリに記憶されている運転用制御プログラムに基づいて運転を制御するものが知られている（例えば、特開平８−２２７３５９号公報）。
そして、このような制御装置は、マイクロコンピュータを装置に装着したまま、フラッシュメモリに記憶されている運転用制御プログラムを繰り返し書換えることができるので、製造後などのプログラムの変更の必要性にも容易に対応することができるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように、フラッシュメモリなどの不揮発性の書換え可能なメモリを用いるものでは、時間経過とともに記憶されている情報が消えていく、いわゆるビット欠けが生じるという問題がある。
そして、一般的には、メモリに情報を記憶させてから１０年経過すると、ビット欠けが発生するとされているが、その装置の使用環境および使用条件により、ビット欠けが早い段階で生じることがあり、その場合には、運転用制御情報が異常となり、マイクロコンピュータが暴走して安全性が損なわれる虞があった。
【０００４】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、時間経過とともにメモリに記憶されている情報が消えていく、いわゆるビット欠けの発生に基づくマイクロコンピュータの暴走を防止して安全性を向上させることができる制御装置を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、水加熱用の熱交換器及びその熱交換器を加熱するガス燃焼式のバーナを備えて構成される給湯部と、不揮発性の書換え可能なメモリを備え、そのメモリに記憶されている運転用制御情報に基づいて前記給湯部の運転を制御する燃焼制御処理を実行するマイクロコンピュータとが設けられている給湯装置の制御装置において、
前記メモリが、複数の組情報を記憶し、
その組情報のそれぞれが、前記運転用制御情報と、前記運転用制御情報が異常か正常かを判別する判別処理を実行するための判別情報と、前記判別処理にて前記運転用制御情報が異常であるときには、他の組情報に記憶されている運転用制御情報に基づいて異常の運転用制御情報を修正する修正処理を実行するための修正情報とからなり、
前記マイクロコンピュータが、前記複数の組情報のそれぞれについて、前記判別情報に基づく判別処理および前記修正情報に基づく修正処理を実行するように構成され、且つ、
前記燃焼制御処理において点火処理を実行して前記バーナに着火したのちに燃焼異常が発生すると、前記判別処理及び前記修正処理を実行するように構成されている。
【０００６】
つまり、時間経過とともに記憶されている情報が消えていく、いわゆるビット欠けが発生すると、マイクロコンピュータのメモリに記憶されている運転用制御情報が異常となるので、複数の組情報のそれぞれについて、判別情報に基づく判別処理を実行し、その判別処理において運転用制御情報が異常であるときには、修正情報に基づいて修正処理を実行して、異常の運転用制御情報を他の組情報に記憶されている正常の運転用制御情報に基づいて修正することができる。
したがって、装置の使用環境や使用条件によりビット欠けが早い段階で発生しても、そのビット欠けの発生を検出して、複数の組情報のそれぞれに記憶されている運転用制御情報を常に正常の運転用制御情報に修正することができるので、マイクロコンピュータが常に正常の運転用制御情報に基づいて運転を制御することができ、ビット欠けの発生に基づくマイクロコンピュータの暴走を防止して安全性を向上させることができる。
そして、たとえ異常状態の発生の原因が運転用制御情報の異常であっても、運転制御中に異常状態が発生すると、複数の組情報のそれぞれについて、判別処理を実行するので、運転用制御情報の異常をいち早く検出することができ、その運転用制御情報が異常であるときには、正常な運転用制御情報に修正され、常に正常な運転用制御情報に基づいて運転することができ、安全性をより一層向上させることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、メモリが、複数の組情報のうち一部に運転用制御情報の全情報を記憶し、他の組情報に運転用制御情報のうちの一部である特定の制御情報を記憶し、マイクロコンピュータが、判別処理および修正処理において、運転用制御情報のうちの一部である特定の制御情報について行うように構成されている。
つまり、運転用制御情報のうちの一部である特定の制御情報のみをすべての組情報に記憶させ、その特定の制御情報に対して判別処理および修正処理を行うので、運転用制御情報のうち重要な情報、例えば、マイクロコンピュータが暴走したときに安全性に関わる情報のみをすべての組情報に記憶させることができ、メモリの容量を減少させてコストの低減を図りながら、ビット欠けの発生に基づくマイクロコンピュータの暴走を防止して安全性を向上させることができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によれば、マイクロコンピュータが、電源投入および電源リセットのうち少なくとも一方が実行されると、判別処理を実行するように構成されている。
つまり、電源投入または電源リセットのうちのいずれかが実行されると、複数の組情報のそれぞれについて、判別処理を実行するので、マイクロコンピュータによる運転制御を実行する前に必ず運転用制御情報が正常か異常か判別されることになる。
したがって、マイクロコンピュータによる運転制御を実行する前にビット欠けを検出することができ、その運転用制御情報が異常であるときには、正常な運転用制御情報に修正されるので、常に正常な運転用制御情報に基づいて運転することができ、安全性をより向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる制御装置を給湯装置に適応した例を図面に基づいて説明する。この給湯装置は、図１に示すように、供給される水を加熱して出湯栓７に給湯する給湯部Ｋ、この給湯部Ｋの運転を制御するマイクロコンピュータとしてメインマイコンＭ、このメインマイコンＭに動作情報を指令するリモコンＲなどから構成されている。
【００１１】
前記給湯部Ｋは、燃焼室１内に設けられている水加熱用の熱交換器２、この熱交換器２を加熱するガス燃焼式のバーナ３などから構成され、このバーナ３の上流側から燃焼用空気を通風するとともに、その通風量を変更調整自在な空気量調節手段としてのファン４も設けられ、ファン４の回転数を検出する回転数センサ４ａも設けられている。
【００１２】
そして、熱交換器２には、例えば家庭用の水道などから水が供給される入水路５、加熱後の湯水を手動式の給湯栓７に出湯する出湯路６がそれぞれ接続されている。
前記入水路５には、熱交換器２への通水量を検出する通水量センサ８、入水路５を通して供給される水の温度を検出する入水温サーミスタ９がそれぞれ備えられている。また、出湯路６には、出湯栓７から出湯される湯水の温度を検出する出湯温サーミスタ１０が設けられている。
【００１３】
バーナ３に対する燃料供給路１１には、燃料供給を断続する電磁操作式の断続弁１２、燃料供給量（バーナ３の燃焼量）を変更調節自在な電磁操作式の燃料調節手段としてのガス量調節弁１３が備えられ、バーナ３の近くには、バーナ３に対する点火動作を実行するイグナイタ１４と、バーナ３が着火されているか否かを検出するフレームロッド１５とがそれぞれ備えられている。
【００１４】
前記リモコンＲは、給湯部Ｋの運転の開始・停止を指令する運転スイッチ１６、出湯用目標温度を変更設定自在な温度設定スイッチ１７、出湯温度や出湯用目標温度などを表示する表示部１８、運転状態であることを表示する運転ランプ１９、バーナ３が燃焼状態であることを表示する燃焼ランプ２０などから構成されている。
【００１５】
前記メインマイコンＭは、図２に示すように、不揮発性の書換え可能なメモリとしてのメイン用フラッシュメモリ２１と、メイン用フラッシュメモリ２１に記憶されている記憶情報に基づいた動作を実行するメイン用ＣＰＵ２２と、外部との制御情報の送受信を可能とするメイン用インターフェース２３とから構成され、メイン用フラッシュメモリ２１、メイン用ＣＰＵ２２、および、メイン用インターフェース２３のそれぞれが制御基板２４に備えられている。
【００１６】
そして、メイン用フラッシュメモリ２１には、２つの組情報が記憶され、この２つの組情報のそれぞれが、運転用制御情報の全情報としての運転用制御プログラムと、運転用制御プログラムが正常か異常かを判別する判別処理を実行するための判別情報としての判別プログラムと、判別処理において運転用制御プログラムが異常であるときには、他の組情報に記憶されている運転用制御プログラムに基づいて異常の運転用制御プログラムを修正する修正処理を実行するための修正情報としての修正プログラムから構成されている。
【００１７】
前記メインマイコンＭは、運転状態であるときに、リモコンＲからの制御指令により、運転用制御プログラムに基づく運転制御処理、判別プログラムに基づく判別処理、修正プログラムに基づく修正処理のそれぞれの処理を実行するように構成されている。
具体的に説明すると、メインマイコンＭは、２つの組情報のうちひとつに記憶されている組情報を実行用組情報とし、その実行用組情報に記憶されている実行用運転用制御プログラム、実行用判別プログラム、および、実行用修正プログラムに基づいて、運転制御処理、実行用判別処理、および、実行用修正処理のそれぞれの処理を実行するようにしている。
そして、メインマイコンＭは、実行用組情報とは別の組情報をバックアップ用組情報とし、そのバックアップ用組情報に記憶されているバックアップ用運転用制御プログラムが正常か異常か判別すべく、バックアップ用判別プログラムに基づいてバックアップ用判別処理を実行し、バックアップ用修正プログラムに基づいてバックアップ用修正処理を実行するようにしている。
【００１８】
つまり、メインマイコンＭは、実行用組情報に記憶されている実行用運転用制御プログラムに基づいてバーナ３の点火・消火を含む燃焼制御処理などの運転制御処理を実行しながら、その実行用運転用制御プログラムが異常か正常かを判別するべく、実行用判別プログラムに基づいて実行用判別処理を実行し、その実行用判別処理にて実行用運転用制御プログラムが異常であるときには、実行用修正プログラムに基づいて、異常の実行用運転用制御プログラムをバックアップ用組情報に記憶されているバックアップ用運転用制御プログラムにより修正する実行用修正処理を実行するようにしている。
また、メインマイコンＭは、バックアップ用運転用制御プログラムが異常か正常かを判別すべく、バックアップ用判別プログラムに基づいてバックアップ用判別処理を実行し、そのバックアップ用判別処理にてバックアップ用運転用制御プログラムが異常であるときには、バックアップ用修正プログラムに基づいて、異常のバックアップ用運転用制御プログラムを実行用組情報に記憶されている実行用運転用制御プログラムにより修正するバックアップ用修正処理を実行するようにしている。
【００１９】
このようにして、複数の組情報のそれぞれについて、判別情報に基づく判別処理を実行し、その判別処理において運転用制御情報が異常であるときには、修正情報に基づいて修正処理を実行して、異常の運転用制御情報を他の組情報に記憶されている正常の運転用制御情報に基づいて修正することができる。
したがって、装置の使用環境や使用条件によりビット欠けが早い段階で発生しても、そのビット欠けの発生を検出して、複数の組情報のそれぞれに記憶されている運転用制御情報を常に正常の運転用制御情報に修正することができるので、マイクロコンピュータが常に正常の運転用制御情報に基づいて運転を制御することができ、ビット欠けの発生に基づくマイクロコンピュータの暴走を防止して安全性を向上させることができる。
【００２０】
そして、運転制御処理としてのバーナ３の点火・消火を含む燃焼制御処理について説明を加えると、メインマイコンＭは、リモコンＲによる制御指令を通信により受信して、熱交換器２への通水が開始されるに伴ってバーナ３の燃焼を開始して、熱交換器２への通水が停止されるに伴ってバーナ３の燃焼を停止するとともに、熱交換器２への通水が検出されているときに、給湯温度が目標温度になるようにバーナ３の燃焼量を調整するように構成されている。
また、実行用判別処理およびバックアップ用判別処理の判別処理としては、ある記憶領域のビット情報を加算した総和の特定ビット値が、予め付加されている検査合計と一致するか否かにより、その領域のビット異常を検出する、いわゆるチェックサム方式を利用し、メインマイコンＭは、電源投入および電源リセットのうち少なくとも一方、または、運転制御中に異常状態が発生すると、この判別処理を実行するようにしている。
【００２１】
前記燃焼制御処理について具体的に説明すると、運転スイッチ１６のＯＮ操作に伴って出湯運転状態に設定された後に、給湯栓７の開操作に伴って通水量センサ８にて検出される通水量が設定水量を超えると、ファン４による通風作動を開始し、かつ、断続弁１２を開弁させてガス量調節弁１３を点火用ガス量になるように開弁調整するとともに、イグナイタ１４によってバーナ３へ着火し、フレームロッド１５によって確認する。
【００２２】
その後、入水温サーミスタ９、出湯温サーミスタ１０、通水量センサ８のそれぞれの検出情報、および、温度設定スイッチ１７にて設定されている目標温度の情報に基づいて、給湯温度を目標温度にするために必要なバーナ３の燃焼量を演算にて求める。そして、求められた燃焼量に対応するガス量になるようにガス量調節弁１３を調整制御するとともに、ファン４の通風量が調整ガス量に対して適正燃焼状態になるようにファン４の通風量を調整制御するフィードフォワード制御を実行し、さらに、出湯温サーミスタ１０の検出温度が目標温度になるように、ガス量調節弁１３の開度を微調整するフィードバック制御を実行する。
このようにして、給湯栓７から目標温度の湯水が出湯されることになる。
【００２３】
前記メインマイコンＭの制御動作について、図３および４のフローチャートに基づいて説明する。
まず、電源投入または電源リセットの少なくとも一方が実行されると、複数の組情報のそれぞれについて、判別プログラムに基づく判別処理および修正プログラムに基づく修正処理を実行するプログラムチェック処理を実行する（ステップ１）。
つまり、図４のフローチャートに示すように、実行用運転用制御プログラムが実行用判別処理にて異常であると判別された実行用異常回数Ｎａ、および、バックアップ用運転用制御プログラムがバックアップ用判別処理にて異常であると判別されたバックアップ用異常回数Ｎｂをリセットし、実行用判別プログラムに基づく実行用判別処理、および、バックアップ用判別プログラムに基づくバックアップ用判別処理を実行して、実行用運転用制御プログラムおよびバックアップ用運転用制御プログラムが正常か異常か判別する（ステップ２１〜２３）。
【００２４】
このようにして、実行用運転用制御プログラムが異常で、かつ、バックアップ用運転用制御プログラムが異常であるときには、表示部１８にエラー表示して、その後のすべての動作を停止させるインターロックがかかるようにしている（ステップ２４〜２６）。
そして、実行用運転用制御プログラムが異常で、かつ、バックアップ用運転用制御プログラムが正常であるときには、実行用異常回数Ｎａが最大回数Ｎｍａｘ未満であると、異常の実行用運転用制御プログラムをバックアップ用運転用制御プログラムに基づいて修正すべく、実行用修正プログラムに基づく実行用修正処理を実行して、実行用異常回数Ｎａを＋１し、再度実行用判別プログラムに基づく実行用判別処理、および、バックアップ用判別プログラムに基づくバックアップ用判別処理を実行する（ステップ２７〜２９）。
【００２５】
また、実行用運転用制御プログラムが正常で、かつ、バックアップ用運転用制御プログラムが異常であるときには、バックアップ用異常回数Ｎｂが最大回数Ｎｍａｘ未満であると、異常のバックアップ用運転用制御プログラムを実行用運転用制御プログラムに基づいて修正すべく、バックアップ用修正プログラムに基づくバックアップ修正処理を実行して、バックアップ用異常回数Ｎｂを＋１し、再度実行用判別プログラムに基づく実行用判別処理、および、バックアップ用判別プログラムに基づくバックアップ用判別処理を実行する（ステップ３０〜３３）。
そして、実行用運転用制御プログラムおよびバックアップ用運転用制御プログラムの両方がともに正常であれば、プログラムチェック処理を終了してリターンする（ステップ２４，３０）。
【００２６】
このようにして、プログラムチェック処理を実行した後、給湯栓７の開操作に伴って通水量センサ８にて検出される通水量が設定水量を超えると、ファン４による通風作動を開始し、かつ、断続弁１２を開弁させてガス量調節弁１３を点火用ガス量になるように開弁調整するとともに、イグナイタ１４によってバーナ３へ着火し、フレームロッド１５によって確認する点火処理を実行する（ステップ２，３）。また、給湯栓７が開操作されず、通水量センサ８にて検出される通水量が設定水量を越えないときには、電源がＯＦＦされなければ、給湯栓７の開操作に伴って通水量センサ８にて検出される通水量が設定水量を超えるまで待機状態となる（ステップ２，４）。
【００２７】
そして、点火処理を実行しても、フレームロッド１５によりバーナ３の着火が確認されず不着火であると、表示部１８にエラー表示して、断続弁１２とガス量調節弁１３を閉弁して、その後ファン４の作動を停止させる異常停止を行う（ステップ５〜７）。
なお、点火処理を再び実行して、バーナ３への不着火が２回続くと、上述のエラー表示および異常停止を行うようにしてもよく、その回数は適宜設定可能にしている。
【００２８】
点火処理を実行してバーナ３へ着火されると、入水温サーミスタ９、出湯温サーミスタ１０、通水量センサ８のそれぞれの検出情報、および、温度設定スイッチ１７にて設定されている目標温度の情報に基づいて、給湯温度を目標温度にするために必要なバーナ３の燃焼量を演算にて求める。そして、求められた燃焼量に対応するガス量になるようにガス量調節弁１３を調整制御するとともに、ファン４の通風量が調整ガス量に対して適正燃焼状態になるようにファン４の通風量を調整制御するフィードフォワード制御を実行し、さらに、出湯温サーミスタ１０の検出温度が目標温度になるように、ガス量調節弁１３の開度を微調整するフィードバック制御を実行する（ステップ８）。
【００２９】
そして、フィードフォワード制御およびフィードバック制御は、燃焼異常などのエラーが発生しなければ、給湯栓７の閉操作に伴って通水量センサ８にて検出される通水量が設定水量未満になるか、または、電源がＯＦＦされるまで実行される（ステップ９，１０，１１）。つまり、水量センサ８にて検出される通水量が設定水量未満になるか、または、電源がＯＦＦされると、断続弁１２とガス量調節弁１３が閉弁され、設定時間経過した後ファン４の作動を停止させてバーナ３の燃焼を停止させ、電源がＯＦＦされていなければ、通水量センサ８にて検出される通水量が設定水量を越えるまで待機状態となる（ステップ１２，１３）。
【００３０】
また、フィードフォワード制御およびフィードバック制御中に、燃焼異常などのエラーが発生すると、表示部１８にエラー表示して、断続弁１２とガス量調節弁１３を閉弁して、設定時間経過した後ファン４の作動を停止させて燃焼を停止させ、上述のプログラムチェック処理を実行して、異常停止させる（ステップ１４〜１７）。
【００３１】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、メイン用フラッシュメモリ２１には、実行用組情報およびバックアップ用組情報のそれぞれに運転用制御情報の全情報を記憶させるようにしているが、実行用組情報に運転用制御情報の全情報を記憶させ、バックアップ用組情報に運転用制御情報の一部である特定の制御情報のみを記憶させ、マイコンＭが、判別処理および修正処理において、運転用制御情報のうちの一部である特定の制御情報について行うようにしてもよい。
【００３２】
（２）上記実施形態では、電源投入および電源リセットのうち少なくとも一方、または、運転制御中に異常状態が発生すると、判別情報に基づく判別処理を実行するようにしているが、運転制御中に異常状態が発生したときのみ、判別情報に基づく判別処理を実行するようにしてもよい。
【００３３】
（３）上記実施形態では、メイン用フラッシュメモリ２１に、２つの組情報を記憶させるようにしているが、３つ以上の組情報を記憶させるようにしてもよい。
【００３４】
（４）上記実施形態では、不揮発性の書換え可能なメモリとして、フラッシュメモリを用いた例を示しているが、その他の不揮発性の書換え可能なメモリを適応させてもよい。
【００３５】
（５）上記実施形態では、判別処理として、チェックサム方式を利用するようにしているが、これに限られるものではなく、例えば、パリティチェック方式を利用してもよい。
【００３６】
（６）上記実施形態では、本発明にかかる制御装置を給湯装置に適応した例を示しているが、その他各種の装置に適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】給湯装置の全体概略構成図
【図２】制御ブロック図
【図３】制御動作を示すフローチャート
【図４】制御動作を示すフローチャート
【符号の説明】
２１ メモリ
Ｍ マイクロコンピュータ

Claims (3)

1. 水加熱用の熱交換器及びその熱交換器を加熱するガス燃焼式のバーナを備えて構成される給湯部と、不揮発性の書換え可能なメモリを備え、そのメモリに記憶されている運転用制御情報に基づいて前記給湯部の運転を制御する燃焼制御処理を実行するマイクロコンピュータとが設けられている給湯装置の制御装置であって、
   前記メモリが、複数の組情報を記憶し、
   その組情報のそれぞれが、前記運転用制御情報と、前記運転用制御情報が異常か正常かを判別する判別処理を実行するための判別情報と、前記判別処理にて前記運転用制御情報が異常であるときには、他の組情報に記憶されている運転用制御情報に基づいて異常の運転用制御情報を修正する修正処理を実行するための修正情報とからなり、
   前記マイクロコンピュータが、前記複数の組情報のそれぞれについて、前記判別情報に基づく判別処理および前記修正情報に基づく修正処理を実行するように構成され、且つ、
   前記燃焼制御処理において点火処理を実行して前記バーナに着火したのちに燃焼異常が発生すると、前記判別処理及び前記修正処理を実行するように構成されている給湯装置の制御装置。
2. 前記メモリが、前記複数の組情報のうち一部に前記運転用制御情報の全情報を記憶し、他の組情報に前記運転用制御情報のうちの一部である特定の制御情報を記憶し、
   前記マイクロコンピュータが、前記判別処理および前記修正処理において、前記運転用制御情報のうちの一部である特定の制御情報について行うように構成されている請求項１に記載の給湯装置の制御装置。
3. 前記マイクロコンピュータが、電源投入および電源リセットのうち少なくとも一方が実行されると、前記判別処理を実行するように構成されている請求項１または２に記載の給湯装置の制御装置。

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