JP5058220B2 - 電磁安全弁の機能確認装置 - Google Patents

Description

本発明は、電磁安全弁を駆動する回路の機能を確認するための機能確認装置に関する。

例えば、テーブルコンロに用いられている電磁安全弁の駆動回路に含まれるスイッチ素子としてトランジスタを２個直列に接続し、トランジスタの一方が故障しても正常な他方のトランジスタにより電磁安全弁を閉弁状態にして燃焼ガスの燃焼停止を行う駆動回路を備えた電磁安全弁の保全システムが提案されている（特許文献１）。

また、電磁安全弁の安全監視装置に備え付けられたマイクロコンピュータが暴走すると、電磁安全弁を駆動する回路の半導体スイッチ（トランジスタ）を制御できなくなるので、前記マイクロコンピュータからウォッチドッグ信号を出力する安全監視装置が提案されている（特許文献２）。

上記特許文献１に記載された電磁安全弁の保全システムによれば、直列に接続した全てのスイッチ素子の個々の機能確認を行い、一つでもスイッチ素子が故障していると電磁安全弁が開弁状態にならないので、スイッチ素子の故障が発見されないまま継続使用されるという不具合が防止できる。

また、上記特許文献２に記載された電磁安全弁の安全監視装置によれば、燃焼中に、マイクロコンピュータがウォッチドッグ信号を、微分回路を介して半導体スイッチの制御端子に供給し、半導体スイッチが異常（ＯＮ故障、ＯＦＦ故障）の場合には、ウォッチドッグ信号の波形に対応して接続点のレベルが変化しないので、マイクロコンピュータが半導体スイッチの故障を判別することができる。

特開平０６−０１７９６３号公報 特開平０８−２７０８２２号公報

しかしながら、テーブルコンロの点火操作時には、スイッチ素子の故障検知のために全てのスイッチ素子の個々の機能確認を行う必要があり、全てのスイッチ素子にマイクロコンピュータからウォッチドッグ信号を送出するためには、マイクロコンピュータのイニシャライズ動作を完了させる必要がある。

また、上記特許文献２の安全監視装置では、ウォッチドッグ信号が微分回路を介してスイッチ素子に供給されるようになっているので、連続点火操作等により、微分回路を構成するコンデンサに電荷が蓄積されている場合には、ウォッチドッグ信号のＨｉ又はＬｏ状態により微分回路からスイッチ素子をＯＮにする信号が出力されない。このため、コンデンサの電荷を放電させてからスイッチ素子の個々の機能確認を行うことが必要である。

その結果、使用者が点火操作を行う場合には、点火操作開始条件である操作スイッチを上記故障検知のための機能確認作業が終了するまでＯＮの状態で保持しなければならず、特に連続点火操作を行う場合はコンデンサに蓄積された電荷を放電しなければならない。そのため、故障検知に要する時間が長くなってしまい、使用者が機能確認装置に不具合があるものと誤解してしまう恐れがある。

本発明は、電磁安全弁の機能確認のためのハードウェア構成を変更することなく、上記故障検知に要する時間を短縮すると共に、全てのスイッチ素子の個々の機能確認を行うことができる機能確認装置を提供することを目的とする。

本発明は、スイッチ回路の切換えにより電源が供給されて開弁する電磁安全弁の機能確認装置であって、
前記スイッチ回路の切換えを制御するための制御信号としてステップ信号又はパルス信号を出力する制御手段と、
前記制御手段から前記ステップ信号が送出されると蓄電量が変化するコンデンサを有し、該コンデンサの蓄電量及び前記制御信号に応じて前記スイッチ回路の状態を切換える切換処理信号を出力する信号処理手段とを備え、
前記制御手段は、当該制御手段のイニシャライズ処理中に前記ステップ信号を前記信号処理手段に送出することで前記コンデンサから放電させると共に、前記イニシャライズ処理の終了後に前記ステップ信号に加えて前記パルス信号を前記信号処理手段に送出することで前記スイッチ回路の切換え制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、制御手段がイニシャライズ処理中にステップ信号を信号処理手段に送出し始めることで、コンデンサの電荷抜きが開始される。その後、イニシャライズ処理が終了したとき、制御手段は、パルス信号を送出することによりコンデンサの電荷抜きを継続し、コンデンサが放電を終了したとき、制御信号によりスイッチ回路を切換え制御することが可能になる。そして、スイッチ回路の状態を切り換えることで、スイッチ回路を構成するスイッチ素子の故障の有無を検知することができる。

従って、コンデンサの電荷抜き待ち時間は、従来の待ち時間より、イニシャライズ中にステップ信号を出力し始めたときからパルス信号に切り替えるまでの時間分、短縮される。このため、従来よりも早く故障検知処理を終了し、速やかに点火動作を開始することができる。

本発明の実施態様では、前記スイッチ回路は、前記電源に接続した第一半導体スイッチ素子と、前記電磁安全弁に接続した第二半導体スイッチ素子とを直列接続して構成され、前記制御手段は、前記第一半導体スイッチ素子と前記第二半導体スイッチ素子のいずれにもステップ信号又はパルス信号を供給しないとき、又は前記第一半導体スイッチ素子と前記第二半導体スイッチ素子のいずれか一方にのみステップ信号又はパルス信号を供給しないとき、前記電磁安全弁と前記第二半導体スイッチ素子との接続点の電圧がハイレベル又はレベルが変化する状態になった場合には、少なくとも前記第一半導体スイッチ素子と前記第二半導体スイッチ素子のいずれかが異常であると判断することが可能である。

この態様によれば、制御手段は、第一半導体スイッチ素子と第二半導体スイッチ素子に対するステップ信号又はパルス信号の送出を上記のように制御し、上記接続点の電圧レベルによって第一半導体スイッチ素子と第二半導体スイッチ素子のいずれかの異常を判別する。これにより、スイッチ回路を構成する半導体スイッチ素子の故障を容易に判別することができる。

本発明の装置が用いられるガステーブルコンロの概略構成図。 図１のガステーブルコンロの制御回路の構成を示す図。 図１のガステーブルコンロにおけるマイクロスイッチの出力波形、制御回路のコンデンサの電荷蓄積状態、及び半導体スイッチ素子の制御端子への入力波形を示す図。 ガステーブルコンロにおいて点火操作によるマイクロスイッチ及び制御回路の入出力波形を示すタイムチャート。 点火操作によるマイクロスイッチと従来の制御回路の入出力波形を示すタイムチャート。 本発明の実施形態の制御処理を示すフローチャート。

図１は、本発明の装置が用いられるガステーブルコンロの全体構成を示す。このガステーブルコンロ１は、コンロバーナ１０，２０及びグリルバーナ３０を備えている。

各バーナ１０，２０，３０には、後述の制御回路３００により駆動されて点火用の高電圧を発生するイグナイタ回路１１にそれぞれ接続された点火電極１２，２２，３２と、点火検知のための熱電対１３，２３，３３とが設けられている。コンロバーナ１０，２０の中心部には、焦げつき防止あるいは過熱防止のために、図示しない調理器具と接触して調理器具の温度を検知するサーミスタからなる温度センサ１４，２４が設けられている。

また、燃料となるガスを供給するためのガス供給配管２００が、各バーナ１０，２０，３０に接続されている。ガス供給配管２００から各バーナ１０，２０，３０へ分岐した各配管には、電磁安全弁２０１，２０２，２０３が設けられている。なお、ガス供給配管２００には、各バーナ１０，２０，３０にそれぞれ対応した火力調節レバー（図示しない）が設けられている。

本実施形態では、各バーナ１０，２０，３０を制御する制御回路３００が設けられている。制御回路３００は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）３０１と、複数の駆動回路を含む周辺回路とで構成されている。制御回路３００は、使用者による各点火スイッチ１０１，１０２，１０３の押し操作によって、乾電池等の電源４から電力供給されて作動する。

また、制御回路３００は、使用者の押し操作による各バーナ１０，２０，３０に対応する点火スイッチ１０１，１０２，１０３の接点状態に応じて、各電磁安全弁２０１，２０２，２０３及びイグナイタ回路１１を駆動し、各バーナ１０，２０，３０の点火制御や自動消火制御等を行う。

次に、各電磁安全弁２０１，２０２，２０３の駆動回路の初期チェック動作を含む動作制御について、バーナ１０へのガス供給配管に設けられた電磁安全弁２０１の場合を例として説明する。

まず、上記電磁安全弁２０１を駆動するための駆動回路は、図２に示すように、電圧Ｖの電源４と電磁安全弁２０１の駆動コイル（ソレノイド）２１０ａとの間に直列接続されたスイッチ回路を構成する２個のトランジスタ、すなわち第１トランジスタ３１０（Ｔｒ１）と第２トランジスタ３２０（Ｔｒ２）を含み、マイコン３０１からの制御信号に応じて、電磁安全弁２０１を駆動するためのスイッチング動作を行う。

上記２つのトランジスタ３１０、３２０は、本発明におけるスイッチ回路を構成し、各トランジスタのベース３１０Ｂ、３２０Ｂがスイッチ回路の制御端子となっている。

本実施形態では、図示を省略するが、各バーナ１０，２０，３０に対して、第１トランジスタ３１０は共通で１つ設けられ、第２トランジスタ３２０は各バーナ毎にそれぞれ１つずつ設けられている。第１トランジスタ３１０は、本発明における第１の半導体スイッチ素子に相当し、第２トランジスタ３２０は、第２の半導体スイッチ素子に相当する。

電磁安全弁２０１を駆動するため、マイコン３０１は、３つの出力端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と、１つの入力端子Ｐ４を備えている。第１の出力端子Ｐ１は、第１トランジスタ３１０に対するスイッチング動作を行うための信号を出力する端子であり、第２、第３の出力端子Ｐ２、Ｐ３は、第２トランジスタ３２０に対してスイッチング動作を行うための信号を出力する端子である。これらの出力端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３から出力される信号は、本発明における制御信号に相当する。また、入力端子Ｐ４は、第１トランジスタ３１０及び第２トランジスタ３２０が共に正常であるか否かを示す信号としてレベルＶ_Ｐ４の電圧を入力するための端子である。

第１トランジスタ３１０はｐｎｐトランジスタであり、エミッタ３１０Ｅが電源と接続されている。また、マイコン３０１の第１出力端子Ｐ１と第１トランジスタ３１０のベース３１０Ｂとは、出力端子Ｐ１から出力される矩形波状のパルス信号を平滑化する平滑回路３１１と、ＮＯＴ論理回路３１２とを介して接続されている。

ＮＯＴ論理回路３１２は、平滑回路３１１により平滑化された信号Ｓ１のレベルを反転させるものであり、このＮＯＴ論理回路３１２へ入力される信号Ｓ１が「Ｌｏ（低）」の場合には、「Ｈｉ（高）」を出力し、信号Ｓ１が「Ｈｉ」の場合には、「Ｌｏ」を出力する。

このＮＯＴ論理回路３１２からの出力が「Ｈｉ」の場合には、第１トランジスタ３１０のベース３１０Ｂの電圧も高くなり、第１トランジスタ３１０が「ＯＦＦ」状態となる。一方、ＮＯＴ論理回路３１２からの出力が「Ｌｏ」の場合には、第１トランジスタ３１０のベース３１０Ｂの電圧も低くなり、第１トランジスタ３１０が「ＯＮ」状態になるので、第１トランジスタ３１０のエミッタ３１０Ｅ側からコレクタ３１０Ｃ側へ電流が流れることが可能になる。すなわち、マイコン３０１は、第１出力端子Ｐ１から矩形波状の制御信号を出力することにより、第１トランジスタ３１０のＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。

上記第１トランジスタ３１０と同様に、第２トランジスタ３２０もｐｎｐトランジスタである。そのエミッタ３２０Ｅは、第１トランジスタ３１０のコレクタ３１０Ｃと接続され、ベース３２０Ｂは、後述のＮＡＮＤ論理回路３２３の出力側に接続されている。コレクタ３２０Ｃは、電磁安全弁２０１の駆動コイル２１０ａと接続されると共に、その接続点でマイコン３０１の入力端子Ｐ４とも接続されている。

第２トランジスタ３２０は、マイコン３０１の出力端子Ｐ２及びＰ３からの制御信号により、スイッチ動作が制御される。詳細には、マイコン３０１の出力端子Ｐ２はパルス回路３２１の入力側に接続され、この出力端子Ｐ２から出力される制御信号がパルス回路３２１に入力される。パルス回路３２１は、前記制御信号に対して後述の処理を施し、出力信号Ｓ２を送出する。

パルス回路３２１は、コンデンサ３２２を介してＧＮＤに接続されている。コンデンサ３２２は、電解コンデンサであり、その容量は、マイコン３０１から出力される制御信号の１つのウォッチドッグ信号の周波数等で決定される。

具体的には、図３に示すように、マイコン３０１の第２出力端子Ｐ２から出力される矩形波のウォッチドッグ信号に対して、パルス回路３２１が最後に「立ち上がりエッジ」を検出してから所定の時間Ｔ１（例えば、３秒）後に、コンデンサ３２２が完全に放電した状態から電荷が蓄積されてＯＦＦ状態となるレベルに達するように、且つ、パルス回路３２１が次の「立ち上がりエッジ」を検出してから所定の時間Ｔ２（例えば、８０ミリ秒）後に、コンデンサ３２２に電荷が十分蓄積された状態から放電してＯＮ状態なるレベルに達するように、コンデンサ３２２の容量が設定される。

つまり、パルス回路３２１は、マイコン３０１の第２出力端子Ｐ２から出力されるウォッチドッグ信号に応じて、コンデンサ３２２に蓄積された電荷量が変化し、コンデンサ３２２がＯＮ状態からＯＦＦ状態に転じた場合に、出力信号Ｓ２を「ＯＦＦ」として出力する。一方、コンデンサ３２２がＯＦＦ状態からＯＮ状態に転じた場合には、出力信号Ｓ２を「ＯＮ」として出力する。また、状態に変化が生じない場合は、同じ出力信号Ｓ２を出力し続ける。このパルス回路３２１とコンデンサ３２２とで、本発明における信号処理手段が構成され、出力信号Ｓ２が切換処理信号に相当する。

次に、パルス回路３２１の出力側とマイコン３０１の第３出力端子Ｐ３は、ＮＡＮＤ論理回路３２３の入力側に接続され、ＮＡＮＤ論理回路３２３の出力側は、第２トランジスタ３２０のベース３２０Ｂに接続されている。

ここで、図３及び下記の表１を参照して、制御回路３００の動作を説明する。なお、図３及び表１に示される「Ｈｉ」は、電圧が所定レベル以上である場合、「Ｌｏ」は電圧が所定レベル以下である場合を意味する。「ＯＮ」は論理回路の入出力に用いられ、「Ｈｉ」と同様に電圧が所定レベル以上である場合を意味し、「ＯＦＦ」は論理回路の入出力に用いられ、「Ｌｏ」と同様に電圧が所定レベル以下である場合を意味する。また、表１に示される「ＯＮ／ＯＦＦ」は「ＯＮ」と「ＯＦＦ」のいずれかの場合を意味する。

（１）図３に示すように、マイコン３０１の第２出力端子Ｐ２からの制御信号がウォッチドッグパルス信号のとき、パルス回路３２１は、ウォッチドッグパルスの「立ち上がりエッジ」を連続的に検出することとなるため、出力信号Ｓ２は「ＯＮ」として出力される。このとき、第３出力端子Ｐ３からの制御信号が「ＯＮ」であれば、ＮＡＮＤ論理回路３２３への２つの入力は共に「ＯＮ」であるから、「ＯＦＦ」が出力される。

「ＯＦＦ」は所定以下の電圧であるから、ＮＡＮＤ論理回路３２３の出力側に接続された第２トランジスタ３２０のベース３２０Ｂの電圧も低くなり、第２トランジスタ３２０（Ｔｒ２）が「ＯＮ」状態になる。その結果、第２トランジスタ３２０のエミッタ３２０Ｅ側からコレクタ３２０Ｃ側へ電流が流れることとなる。

（２）第２出力端子Ｐ２の制御信号が「Ｈｉ」のとき、パルス回路３２１は「立ち上がりエッジ」を検出することができなくなるため、コンデンサ３２２の電荷蓄積量が「ＯＦＦ状態」となり、出力信号Ｓ２は「ＯＦＦ」として出力される。このとき、第３出力端子Ｐ３の制御信号が「ＯＮ」又は「ＯＦＦ」であっても、ＮＡＮＤ論理回路３２３の２入力の少なくとも一方は「ＯＦＦ」であるから、「ＯＮ」が出力される。「ＯＮ」は所定以上の電圧であるから、ＮＡＮＤ論理回路３２３の出力側に接続されたベース３２０Ｂの電圧も高くなり、第２トランジスタ３２０（Ｔｒ２）は「ＯＦＦ」状態になる。その結果、第２トランジスタ３２０のエミッタ３２０Ｅ側からコレクタ３２０Ｃ側への電流の流れは阻止されることとなる。

（３）第２出力端子Ｐ２の制御信号が「Ｌｏ」のとき、パルス回路３２１は「立ち上がりエッジ」を検出することができなくなるため、コンデンサ３２２の電荷蓄積量が「ＯＦＦ状態」となり、出力信号Ｓ２は「ＯＦＦ」として出力される。このとき、第３出力端子Ｐ３の制御信号が「ＯＮ」又は「ＯＦＦ」であっても、ＮＡＮＤ論理回路３２３の２入力の少なくとも一方は「ＯＦＦ」であるから、「ＯＮ」が出力される。「ＯＮ」は所定以上の電圧であるから、ＮＡＮＤ論理回路３２３の出力側に接続されたベース３２０Ｂの電圧も高くなり、第２トランジスタ３２０（Ｔｒ２）は「ＯＦＦ」状態になる。その結果、第２トランジスタ３２０のエミッタ３２０Ｅ側からコレクタ３２０Ｃ側への電流の流れは阻止されることとなる。

（４）第２出力端子Ｐ２からの制御信号がウォッチドッグパルス信号のとき、パルス回路３２１は、ウォッチドッグパルスの「立ち上がりエッジ」を連続的に検出することとなるため、出力信号Ｓ２は「ＯＮ」として出力される。このとき、第３出力端子Ｐ３の制御信号が「ＯＦＦ」の場合には、ＮＡＮＤ論理回路３２３の２入力の少なくとも一方は「ＯＦＦ」であるから、「ＯＮ」が出力される。「ＯＮ」は所定以上の電圧であるから、ＮＡＮＤ論理回路３２３の出力側に接続されたベース３２０Ｂの電圧も高くなり、第２トランジスタ３２０（Ｔｒ２）は「ＯＦＦ」状態になる。その結果、第２トランジスタ３２０のエミッタ３２０Ｅ側からコレクタ３２０Ｃ側への電流の流れが阻止されることとなる。

次に、マイコン３０１の入力端子Ｐ４について説明する。

上記の第１トランジスタ３１０と第２トランジスタ３２０が共に「ＯＮ」になると、電源４から電磁安全弁２０１の駆動コイル２１０ａに電流が流れ、第２トランジスタ３２０のコレクタ３２０Ｃ側の電圧が昇圧されて所定レベル以上になると、電磁安全弁２０１が開弁する。その結果、前記接続点の電圧Ｖ_Ｐ４が「Ｈｉ」となり、入力端子Ｐ４に「Ｈｉ」の信号が入力される。

一方、第１トランジスタ３１０と第２トランジスタ３２０の少なくとも一方が「ＯＦＦ」になると、電磁安全弁２０１の駆動コイル２１０ａに電流が流れないため、第２トランジスタ３２０のコレクタ３２０Ｃ側の電圧が降圧されて所定レベル以下の値になると、電磁安全弁２０１が閉弁する。その結果、入力端子Ｐ４に「Ｌｏ」の信号が入力される。

次に図４及び図６を参照して、本実施形態の制御回路３００の動作について説明する。また、比較例として、本実施形態にかかる制御方法を用いなかった場合（従来の制御回路の動作）についても、必要に応じて図５を参照して説明する。

以下の説明では、ガステーブルコンロ１が使用されていない状態、つまり全てのマイクロスイッチ（点火スイッチ）１０１，１０２，１０３がＯＦＦの状態にある状態から、使用者がガステーブルコンロ１の点火操作を行う場合について示す。

図６において、初めの使用者の点火操作により（Ｓ０１）、点火スイッチ１０１（図４及び図５では、マイクロＳＷという）が閉じられてＯＮになったとき（ｔ＝ｔ０）、そのＯＮ信号が制御回路３００に入力される。これに応じて、マイコン３０１は、電源安定処理を開始し（ｔ１）、その後（ｔ２）、イニシャライズ処理を開始する（Ｓ０２）。イニシャライズ処理は、例えば、周辺回路安定、クロックの安定、タイマ時間（ｔ）のリセット、ポートの設定、メモリのデータ読込み等の処理を含む。このイニシャライズ処理において、ポートの設定は、他の処理に優先して比較的初期の段階で行われる。

マイコン３０１は、ポートの設定が完了するまでホールドし（Ｓ０４）、ポートの設定が完了すると（Ｓ０４でＹＥＳのとき）、次の処理（Ｓ０６）へ移行する。ここでは、設定されたポートのうち、第２出力端子Ｐ２からＯＮ信号（ステップ信号）を出力すると共に、タイマのカウントを開始する（ｔ３）。この処理（Ｓ０６）は、図４に示すように、マイコン３０１のイニシャライズ中に行われ、この処理後に、後述のＳ１４以降で行われるウォッチドッグ信号を出力するために必要な処理が行われる。

ここで、図４と図５を参照すると、従来の制御回路では、図５に示されるように、全てのイニシャライズ処理が完了した後に初めて、第２出力端子Ｐ２から信号が出力されている。この場合、ウォッチドッグ信号を出力することが可能であるため、出力信号は、初期段階から矩形波であるウォッチドッグ信号である。一方、本実施形態の制御回路３００では、図４に示されるように、イニシャライズ処理の比較的初期の段階で、出力端子Ｐ２からＯＮ信号が出力される。この出力端子Ｐ２からＯＮ信号を出力できるときからイニシャライズ処理完了までの状態は、ステップ信号を送出可能な第１の信号送出状態である。

上記の出力端子Ｐ２からＯＮ信号が出力されると（ｔ３）、パルス回路３２１が「立ち上がりエッジ」を検出する。そして、コンデンサ３２２に電荷が蓄積されている場合には、電荷抜き放電が開始される。

再び図６において、マイコン３０１は、イニシャライズ処理が完了するまでホールドし（Ｓ０８）、イニシャライズ処理が完了すると（Ｓ０８でＹＥＳ）、次の処理（Ｓ１０）へ移行する。ここでは、３つのマイクロスイッチ（点火スイッチ）１０１，１０２，１０３のいずれかが使用者によりオンにされたことを検出する（ｔ４）。この処理（Ｓ１０）では、検出するまで待機する。

そして、上記マイクロスイッチのいずれかのオンが検出された場合には（Ｓ１０でＹＥＳ）、マイコン３０１は、第２出力端子Ｐ２から矩形波であるウォッチドッグ信号（パルス信号）を出力する（Ｓ１４）。これにより、パルス回路３２１は「立ち上がりエッジ」を連続的に検出することとなり、コンデンサ３２２の電荷抜きが継続される（ｔ３〜ｔ６）。なお、マイコン３０１のイニシャライズ処理が完了し、第２出力端子Ｐ２からウォッチドッグ信号を出力できる状態は、パルス信号を送出可能な第２の信号送出状態である。

次に、マイコン３０１は、イニシャライズ処理の開始時にコンデンサ３２２に電荷が十分に蓄積されていた場合を考慮して、タイマｔが、コンデンサ３２２に蓄積されている電荷が放電されてＯＮ状態のレベルに達するのに必要な時間Ｔ２（例えば、約８０ミリ秒）の経過（ｔ５〜ｔ６）をチェックし（Ｓ１６）、Ｔ２を経過したとき（Ｓ１６でＹＥＳ）、次の処理（Ｓ１８）へ移行する。

つまり、コンデンサ３２２に蓄積されている電荷が放電されてＯＮ状態のレベルに達していれば、上述のように、第３出力端子Ｐ３からの制御信号をＯＮ／ＯＦＦすることにより、第２トランジスタ３２０（Ｔｒ２）をＯＮ／ＯＦＦする制御が可能になる。ここで、コンデンサ３２２に蓄積されている電荷が放電されてＯＮ状態のレベルに達するか又はＯＮ状態のレベルに達していることは、スイッチ回路の「制御条件」に相当する。

ここで、図４と図５を参照すると、本実施形態の制御回路３００と従来の制御回路とでコンデンサの電荷抜きに要する時間Ｔ２は同じでも、本実施形態の制御回路３００では、マイコン３０１の第２出力端子Ｐ２からウォッチドッグ信号の出力を開始した後（ｔ５）の電荷抜きの待ち時間が、従来の制御回路のものよりずっと短くなっていることがわかる。つまり、図４におけるコンデンサの電荷抜き待ち時間は、イニシャライズ中に出力端子Ｐ２からＯＮ信号を出力し始めたとき（ｔ３）からウォッチドッグパルス信号に切り替える（ｔ４）までの時間分（ｔ４−ｔ３）、図５の電荷抜き待ち時間より短縮されていることとなる。

次に、Ｓ１８の処理では、第３出力端子Ｐ３をＯＮにする。これにより、表１の（１）からわかるように、第２トランジスタ３２０がＯＮとなるので、ＯＦＦ状態にあるべき第１トランジスタ３１０（Ｔｒ１）の故障の有無を、入力端子Ｐ４を介して検知することができる。

すなわち、マイコン３０１は、第１出力端子Ｐ１からＯＦＦ信号を出力しているとき、平滑回路３１１及びＮＯＴ論理回路３１２を通じてベース３０１Ｂに「Ｈｉ」電圧を加えるので、第１トランジスタ３１０（Ｔｒ１）はＯＦＦ状態となり、エミッタ３１０Ｅ側からコレクタ３１０Ｃ側へ電流の流れが阻止される。このため、第２トランジスタ３２０がＯＮとなっても、第１トランジスタ３１０（Ｔｒ１）がＯＦＦ状態である限り、マイコン３０１の入力端子Ｐ４にはＯＦＦ信号が入力されることとなる（Ｓ２０でＮＯ）。

一方、第１出力端子Ｐ１からＯＦＦ信号が出力されているにもかかわらず、第１トランジスタ３１０（Ｔｒ１）が絶縁破壊などの故障によりＯＮ状態となっている場合には、第２トランジスタ３２０がＯＮになると、駆動コイル２１０ａのコレクタ３２０Ｃ側の電圧が昇圧され、マイコン３０１の入力端子Ｐ４にＯＮ信号が入力されることとなる（Ｓ２０でＹＥＳ）。これにより、マイコン３０１は、第１トランジスタ３１０を異常とする信号を出力する（Ｓ１２）。このとき、電磁安全弁２０１の駆動回路の異常検出状態として所定の異常表示等の処理を行い、点火動作は行わない。

なお、本実施形態では、マイコン３０１は、コンデンサ３２２に蓄積されている電荷が放電されてＯＮ状態のレベルに達するのに必要な時間（Ｔ２）が経過するまでホールドし（Ｓ１６）、ホールドが解除された後、Ｓ１８において出力端子Ｐ３をＯＮにしているが、コンデンサ３２２が既にＯＮ状態のレベルに達しているのであれば、Ｓ１４において早い段階から出力端子Ｐ３の出力をＯＮにしてもよい。

上記Ｓ２０の判断でＮＯ、つまり第１トランジスタ３１０（Ｔｒ１）が正常にＯＦＦである場合には、次に（ｔ７）、第２トランジスタ３２０（Ｔｒ２）の正常／異常を検知する。そのため、マイコン３０１は、第３出力端子Ｐ３からの出力をＯＮからＯＦＦにすると共に、第１出力端子Ｐ１からウォッチドッグ信号を出力する（Ｓ２２）。

このとき、第１出力端子Ｐ１から出力されるウォッチドッグ信号により、平滑回路３１１及びＮＯＴ論理回路３１２を通じて第１トランジスタ３１０（Ｔｒ１）がＯＮ状態となる。この状態で、第３出力端子Ｐ３からＯＦＦ信号が出力されると、表１（４）からわかるように、第２トランジスタ３２０（Ｔｒ２）がＯＦＦ状態となる。つまり、Ｓ２２では、第３出力端子Ｐ３からＯＦＦの信号を出力することにより、パルス回路３２１及びＮＮＡＤ論理回路３２３を通じて第２トランジスタ３２０（Ｔｒ２）がＯＦＦ状態となるので、入力端子Ｐ４にはＯＦＦ信号が入力されることとなる（Ｓ２４でＮＯ）。

一方、第３出力端子Ｐ３からＯＦＦの信号が出力されているにもかかわらず、第２トランジスタ３２０（Ｔｒ２）が絶縁破壊などの故障によりＯＮ状態となっている場合には、第１トランジスタ３１０がＯＮになると、駆動コイル２１０ａのコレクタ３２０Ｃ側の電圧が昇圧され、マイコン３０１の入力端子Ｐ４にＯＮ信号が入力されることとなる（Ｓ２４でＹＥＳ）。これにより、マイコン３０１は、第２トランジスタ３２０を異常とする信号を出力する（Ｓ１２）。そして、前述のように所定の異常表示等の処理を行い、点火動作は行わない。

上記Ｓ２４の判断でＮＯ、つまり第２トランジスタ３２０（Ｔｒ１）が正常にＯＦＦである場合には、マイコン３０１は、電磁安全弁２０１の開弁動作のため、次に（ｔ８で）第３出力端子Ｐ３からの出力をＯＦＦからＯＮとし（Ｓ２６）、処理を終了する。

以上のとおり、本実施形態では、使用者の点火操作の後、制御回路３００のイニシャライズ中にマイコン３０１が出力端子Ｐ２からＯＮ信号（ステップ信号）を出力し始めることで、コンデンサ３２２の電荷抜きが開始される。その後、イニシャライズ処理が終了したとき、マイコン３０１は、第２出力端子Ｐ２からウォッチドッグ信号（パルス信号）を出力する。これにより、コンデンサ３２２の電荷抜きを継続してコンデンサ３２２がＯＮ状態のレベルに達すれば、第３出力端子Ｐ３からの制御信号をＯＮ／ＯＦＦすることにより、第２トランジスタ３２０（Ｔｒ２）をＯＮ／ＯＦＦする制御が可能になる。そして、第２トランジスタ３２０（Ｔｒ２）をＯＮとすることで、第１トランジスタ３１０（Ｔｒ１）の故障の有無を検知すると共に、第１トランジスタ３１０が正常であれば、これをＯＮとすることで、第２トランジスタ３１０（Ｔｒ２）の故障の有無を検知することができる。

従って、コンデンサ３２０の電荷抜き待ち時間は、従来の待ち時間より、イニシャライズ中に出力端子Ｐ２からＯＮ信号を出力し始めたときからウォッチドッグパルス信号に切り替えるまでの時間分、短縮される。このため、各トランジスタ３１０，３２０が正常な場合には、従来よりも早く故障検知処理を終了し、速やかに点火動作が開始されることとなる。

本発明は、上記実施例に限られるものではなく、ガステーブルコンロ以外に、例えば、ガス瞬間湯沸器及びガス風呂釜等のガス器具又は石油器具でもよい。

スイッチ回路の機能チェックは、第１トランジスタ３１０及び第２トランジスタ３２０のいずれを先に行ってもよい。スイッチ回路は、ｎｐｎ型のトランジスタを２個使用するものに限らず、３個以上であってもよい。或いは、第２トランジスタ３２０に相当する半導体スイッチ素子のみを一個だけ使用してもよい。半導体スイッチ素子としては、ＭＯＳやＦＥＴ等を用いてもよい。

２０１…電磁安全弁、３００…制御回路、３０１…マイクロコンピュータ、３１０…第１トランジスタ、３１１…平滑回路、３２０…第２トランジスタ、３２１…パルス回路、３２２…コンデンサ。

Claims (2)

1. スイッチ回路の切換えにより電源が供給されて開弁する電磁安全弁の機能確認装置であって、
   前記スイッチ回路の切換えを制御するための制御信号としてステップ信号又はパルス信号を出力する制御手段と、
   前記制御手段から前記ステップ信号が送出されると蓄電量が変化するコンデンサを有し、該コンデンサの蓄電量及び前記制御信号に応じて前記スイッチ回路の状態を切換える切換処理信号を出力する信号処理手段とを備え、
   前記制御手段は、当該制御手段のイニシャライズ処理中に前記ステップ信号を前記信号処理手段に送出することで前記コンデンサから放電させると共に、前記イニシャライズ処理の終了後に前記ステップ信号に加えて前記パルス信号を前記信号処理手段に送出することで前記スイッチ回路の切換え制御を行うことを特徴とする機能確認装置。
2. 請求項１に記載の電磁安全弁の機能確認装置において、
   前記スイッチ回路は、前記電源に接続した第一半導体スイッチ素子と、前記電磁安全弁に接続した第二半導体スイッチ素子とを直列接続して構成され、
   前記制御手段は、前記第一半導体スイッチ素子と前記第二半導体スイッチ素子のいずれにもステップ信号又はパルス信号を供給しないとき、又は前記第一半導体スイッチ素子と前記第二半導体スイッチ素子のいずれか一方にのみステップ信号又はパルス信号を供給しないとき、前記電磁安全弁と前記第二半導体スイッチ素子との接続点の電圧がハイレベル又はレベルが変化する状態になった場合には、少なくとも前記第一半導体スイッチ素子と前記第二半導体スイッチ素子のいずれかが異常であると判断することを特徴とする機能確認装置。
   

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