JP5484094B2

JP5484094B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP5484094B2
Application number: JP2010013385A
Authority: JP
Inventors: 健司中井; 貴士伊藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2030-01-25
Also published as: JP2011149668A

Description

本発明は、電池を電源とする燃焼装置に関する。

従来より、トランジスタが導通状態に維持されて遮断状態に制御することができなくなったオン故障を、トランジスタをオフ制御したときのコレクタ−エミッタ間の電圧を検知して、認識するようにしたトランジスタ故障検出回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、例えば、マイクロコンピュータ（以下マイコンという）により作動が制御されるガスコンロにおいて、電池からマイコンへの電力供給をトランジスタ等のスイッチング素子を介して行うようにしたものが知られている。このガスコンロは、燃料運転の開始指示がなされたときにスイッチング素子をオン（導通）することで、マイコンへの電力供給を開始して燃焼運転を実行し、燃焼運転の停止指示がなされたときにスイッチング素子をオフ（遮断）して、マイクロコンピュータへの電力供給を停止する構成とされている。

そして、この構成により、燃焼運転を実行していないときの電力消費を低減して、電池の消耗を抑制している。

特開２００１−８４６０号公報

上述した電池を電源として作動するガスコンロにおいては、燃焼運転中は電力供給用のスイッチング素子がオン状態に維持されるため、スイッチング素子のオン故障が生じたことの検知は行われていなかった。そのため、スイッチング素子のオン故障が生じると、燃焼運転の停止中もスイッチング素子を介して電池からマイコンに電力供給がなされた状態が維持され、その結果、無駄な電力が消費されて電池の寿命が短くなってしまうという不都合があった。

本発明は上記不都合を解消して、燃焼運転中にのみスイッチング素子を介して電池からマイコンに電力供給する燃焼装置において、該スイッチング素子のオン故障が生じたときの電池の消耗を抑制することを目的とする。

本発明の燃焼装置は、電池と、該電池から供給される電力により作動して、所定の燃焼運転を実行するマイクロコンピュータと、前記電池と前記マイクロコンピュータとの間に接続されて、前記電池から前記マイクロコンピュータへの電力の供給と遮断とを切り換えるスイッチング素子と、使用者による前記燃焼運転の開始と停止の操作がなされているときに接点が導通状態にされ、該操作がなれさていないときに接点が遮断状態にされると共に、該接点の導通状態時では前記スイッチング素子をオン制御し、該接点の遮断状態時では前記スイッチング素子をオフ制御する運転スイッチとを備え、前記マイクロコンピュータは、前記運転スイッチの接点の導通状態及び遮断状態に応じて異なる電圧レベルが入力される入力ポートと、前記スイッチング素子をオン制御するための第１電圧レベルの電圧又は前記スイッチング素子をオフ制御するための第２電圧レベルの電圧が出力される出力ポートと、前記運転スイッチにより前記燃焼運転の開始操作がなされたことを前記入力ポートの入力電圧レベルから検知すると、前記出力ポートの出力電圧を第１電圧レベルとし、前記運転スイッチにより前記燃焼運転の停止操作がなされたことを前記入力ポートの入力電圧レベルから検知すると、前記出力ポートの出力電圧を第２電圧レベルとする電源供給制御手段とを備えた燃焼装置において、前記マイクロコンピュータは、前記運転スイッチによる前記燃焼運転の開始操作を前記入力ポートの入力電圧レベルから検知したときに前記燃焼運転を開始すると共に、前記運転スイッチによる前記燃焼運転の停止操作を前記入力ポートの入力電圧レベルから検知したときに前記燃焼運転を停止し、該停止操作を検知した時から所定の電源オフ確認時間が経過したと判断したときは、異常報知を行うことを特徴とする。

本発明の別の燃焼装置は、電池と、該電池から供給される電力により作動して、所定の燃焼運転を実行するマイクロコンピュータと、前記電池と前記マイクロコンピュータとの間に接続されて、前記電池から前記マイクロコンピュータへの電力の供給と遮断とを切り換えるスイッチング素子と、使用者により前記燃焼運転の開始操作がなされたときには、接点が遮断状態から導通状態へ切り換えられ、使用者により前記燃焼運転の停止操作がなされたときには、接点が導通状態から遮断状態へ切り換えられると共に、該接点の導通状態時では前記スイッチング素子をオン制御し、該接点の遮断状態時では前記スイッチング素子をオフ制御する運転スイッチとを備え、前記マイクロコンピュータは、前記運転スイッチの接点の導通状態及び遮断状態に応じて異なる電圧レベルが入力される入力ポートを備えた燃焼装置において、前記マイクロコンピュータは、前記運転スイッチによる前記燃焼運転の開始操作を前記入力ポートの入力電圧レベルから検知したときに前記燃焼運転を開始すると共に、前記運転スイッチによる前記燃焼運転の停止操作を前記入力ポートの入力電圧レベルから検知したときに前記燃焼運転を停止し、該停止操作を検知した時から所定の電源オフ確認時間が経過したと判断したときは、異常報知を行うことを特徴とする。

かかる本発明において、前記スイッチング素子がオン故障状態となると、前記運転スイッチによる前記燃焼運転の停止操作がなされて、前記電源供給制御手段又は前記運転スイッチにより前記スイッチング素子のオフ制御がなされても、前記電池から前記制御手段への電力供給が継続される。そこで、前記制御手段は、前記運転スイッチによる前記燃焼運転の停止操作を検知した時から前記電源オフ確認時間が経過したとき時に、前記電池からの電力供給が継続していることを認識したとき（この場合には、前記スイッチング素子がオン故障状態であると推認することができる）には、異常報知を行う。

この異常報知により、燃焼装置に使用者に対して、燃焼装置の修理や点検を促すことができるため、前記スイッチング素子がオン故障状態のままで燃焼装置の使用が継続されて、電池が無駄に消耗することを抑制することができる。

本発明の第１の実施形態の燃焼装置の構成図。運転スイッチが操作されたときのマイクロコンピュータの作動フローチャート。スイッチング素子のオン故障が生じたときのマイクロコンピュータの作動フローチャート。本発明の第２の実施形態の燃焼装置の構成図。

本発明の実施の形態について、図１〜４を参照して説明する。

［第１の実施形態］
先ず、図１〜３を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。

第１の実施の形態の燃焼装置は例えばガスコンロであり、電池１から供給される電力により作動するマイクロコンピュータ１０ａ（以下、マイコン１０ａという）により、全体の作動が制御される。マイコン１０ａは、メモリ（図示しない）に保持されたガスコンロの制御用プログラムを実行することによって、本発明の制御手段として機能する。

また、ガスコンロは、電池１とマイコン１０ａの電源端子Ｖdとの間に接続されたトランジスタ２（本発明のスイッチング素子に相当する）、電池１と反転素子２１，２２の入力部との間に接続されたモーメンタリ型の運転スイッチ２０ａ、マイコン１０ａの出力端子Ｐo1とトランジスタ２のベース端子及び反転素子２２の出力部との間に接続された反転素子２２、反転素子２３の出力部及びマイコン１０ａの入力端子Ｐi1とマイコン１０ａの電源端子Ｖd間に接続された抵抗２４、入力部がマイコン１０ａの出力端子Ｐo2に接続された反転素子３２と、マイコン１０ａの電源端子Ｖdと反転素子３２の出力部間に、抵抗３１と直列に接続されたＬＥＤ３０を備えている。

そして、使用者が運転スイッチ２０ａを操作してその接点が導通すると、反転素子２１の出力がＧＮＤレベルとなってトランジスタ２がオン（エミッタ−コレクタ間が導通）する。これにより、トランジスタ２を介して電池１からマイコン１０ａへの電力供給が開始され、マイコン１０ａが作動を開始する。そして、マイコン１０ａは図２〜３に示したフローチャートを実行して、ガスコンロの作動を制御する。

マイコン１０ａは、先ず、図２のＳＴＥＰ１で出力ポートＰo2の出力をLowレベル（GND）として、ＬＥＤ３０をオフ（消灯）し、続くＳＴＥＰ２で、入力ポートＰi1への入力レベルがHigh（Ｖcc）からLow（GND）に切り換わったか否かを確認して、使用者による運転スイッチ２０ａの操作の有無を判断する。

そして、運転スイッチ２０ａの操作（この場合は燃焼運転の開始指示）があったときはＳＴＥＰ３に進み、マイコン１０ａは、出力ポートＰo1の出力をLowレベルからHighレベル（Vcc）に切換える（トランジスタ２のオン制御）。これにより、反転素子２２の出力がLowレベルとなり、運転スイッチ２０ａがオフ（開放）状態になっても、反転素子２２の出力によりトランジスタ２がオン（導通）状態に維持されて、電池１からマイコン１０ａへの電力供給が継続される状態（電源自己保持状態）となる。

なお、このように、マイコン１０ａが出力ポートＰo1の出力をHighレベルとして、反転素子２２の出力によりトランジスタ２をオン状態に維持する構成は、本発明の電源供給制御手段に相当する。

次のＳＴＥＰ４で、マイコン１０ａはバーナ（図示しない）の点火処理を行って燃焼運転を開始する。燃焼運転において、マイコン１０ａは使用者による火力調節スイッチ（図示しない）の操作に応じて、バーナの火力を変更する。そして、マイコン１０ａは、ＳＴＥＰ５で入力ポートＰi1への入力がHighレベルからLowレベルに切り換わったか否かを判断して、運転スイッチ２０ａの操作の有無を検知し、運転スイッチ２０ａの操作（この場合は燃焼運転の停止指示）を検知したときはＳＴＥＰ６に進む。一方、運転スイッチ２０ａの操作を検知しなかったときには、ＳＴＥＰ３に戻る。

ＳＴＥＰ６でマイコン１０ａはバーナを消火して燃焼運転を停止し、続くＳＴＥＰ７で、出力ポートＰo1の出力をHighレベルからLowレベルに切換える（トランジスタ２のオフ制御）。これにより、トランジスタ２が正常に動作していれば、トランジスタ２がオフ（遮断）して、電池１からマイコン１０ａへの電力供給が停止する。そのため、マイコン１０ａの作動が停止して次のＳＴＥＰ８以降の処理は実行されない。

それに対して、トランジスタ２がオン故障（トランジスタ２のオフ制御が不能となり、トランジスタ２が常時オン状態（導通状態）になった状態）しているときには、ＳＴＥＰ７でトランジスタ２をオフ制御しても、トランジスタ２を介した電池１からマイコン１０ａへの電力供給が継続される。

そのため、マイコン１０ａは作動を継続してＳＴＥＰ８以降の処理を実行する。マイコン１０ａは、ＳＴＥＰ８で電源オフ確認タイマをスタートし、ＳＴＥＰ９で電源オフ確認タイマのタイムアップの有無を判断する。そして、電源オフ確認タイマがタイムアップしたときは図３のＳＴＥＰ３０に分岐し、電源オフ確認タイマがタイムアップしていないときにはＳＴＥＰ１０に進む。

ＳＴＥＰ１０で、マイコン１０ａは、入力ポートＰi1への入力がHighレベルからLowレベルに切り換わった否かを判断して、運転スイッチ２０ａの操作の有無を検知する。そして、運転スイッチ２０ａの操作（燃焼運転の開始指示）を検知したときはＳＴＥＰ３に戻り、運転スイッチ２０ａの操作を検知しなかったときにはＳＴＥＰ９に戻る。

また、ＳＴＥＰ２で運転スイッチ２０ａの操作が検知されなかったとき（ノイズ等により、トランジスタ２が一時的にオンした場合等が想定される）はＳＴＥＰ６に分岐し、マイコン１０ａは、ＳＴＥＰ６で燃焼運転の停止処理を行うと共に、ＳＴＥＰ７でトランジスタ２をオフ制御する。

次に、ＳＴＥＰ９で電源オフ確認タイマがタイムアップするのは、トランジスタ２がオン故障状態となっていて、ＳＴＥＰ７でトランジスタ２をオフ制御したにも拘わらず、マイコン１０ａへの電力供給が継続してＳＴＥＰ９，１０のループが繰り返し実行される場合である。

そこで、このように、トランジスタ２をオフ制御したにも拘わらず、電池１からマイコン１０ａへの電力供給が継続していると認識したときには、図３のＳＴＥＰ３０に分岐し、マイコン１０ａは、ＳＴＥＰ３０以降の処理を実行してＬＥＤ３０による異常報知を行なう。

ＳＴＥＰ３０で、マイコン１０ａは、出力ポートＰo2の出力をLowレベルからHighレベルに切換える。これにより、反転素子３０の出力がLowレベルになってＬＥＤ３０が点灯する。続くＳＴＥＰ３１で、マイコン１０ａは報知タイマをスタートさせ、ＳＴＥＰ３２とＳＴＥＰ３３からなるループを繰り返し実行して、ＳＴＥＰ３３で入力ポートＰi1への入力がHighレベルからLowレベルに切り換わったか否かを判断しつつ、ＳＴＥＰ３２で報知タイマがタイムアップしたか否かを判断する。

そして、ＳＴＥＰ３２で報知タイマがタイムアップしたときにＳＴＥＰ４０に分岐し、マイコン１０ａは出力ポートＰo2の出力をHighレベルからLowレベルに切換えて、ＬＥＤ３０をオフ（消灯）する。この場合、ＬＥＤ３０の点灯によるエラー報知は、ＳＴＥＰ９で電源オフ確認タイマがタイムアップした時から、ＳＴＥＰ３２で報知タイマがタイムアップした時までの時間（報知タイマの設定時間）に限定して行われる。

また、ＳＴＥＰ３３で、マイコン１０ａは、入力ポートＰi1への入力がHighレベルからLowレベルに切り換わったと変段したときに、ＳＴＥＰ３４に進み、燃焼運転中であるか否かを判断する。ここで、燃焼運転中であったときは、ＳＴＥＰ３３で検知したスイッチ入力は燃焼運転の停止指示であるため、ＳＴＥＰ５０に分岐して、マイコン１０ａは燃焼運転を停止する。そして、続くＳＴＥＰ５１で、マイコン１０ａは出力ポートＰo1の出力をLowにして（トランジスタ２のオフ制御）、ＳＴＥＰ３７に進む。

一方、ＳＴＥＰ３４で燃焼運転中でなかったときにはＳＴＥＰ３５に進み、マイコン１０ａは、出力ポートＰo1の出力をHighレベルにする（トランジスタ２のオン制御）。そして、続くＳＴＥＰ３６で、マイコン１０ａは燃焼運転を開始してＳＴＥＰ３７に進む。

ＳＴＥＰ３７は、マイコン１０ａは報知タイマが計時中であるか否かを判断する。そして、報知タイマが計時中であったときはＳＴＥＰ３２に戻る。また、報知タイマが計時中でなかったときにはＳＴＥＰ３０に分岐する。

このように、トランジスタ２がオン故障状態になると、ＳＴＥＰ３０〜ＳＴＥＰ３３のループが繰り返し実行され、ＳＴＥＰ３３で運転スイッチ２０ａの操作（燃焼運転の開始又は停止の指示）が検知されたときに、このループを抜ける。そして、ＳＴＥＰ３７で報知タイマがタイムアップしていたときには、ＳＴＥＰ３０に分岐してＬＥＤ３０がオン（点灯）され、ＳＴＥＰ３１でスタートした報知タイマがタイムアップしたときに、ＳＴＥＰ４０でＬＥＤ３０をオフする。

そのため、使用者が運転スイッチ２０ａを操作して、燃焼運転の開始を指示したとき及び燃焼運転の停止を指示したときに、これらの指示がなされた時点から報知タイマの設定時間が経過するまでの期間に限定して、ＬＥＤ３０が点灯状態に維持される。

この場合、ガスコンロの燃焼運転の開始操作を行った直後、及びガスコンロの燃焼運転の停止操作を行った直後という、使用者がガスコンロのそばにいることが期待される状況に限定して、ＬＥＤ３０が点灯される。そのため、ＬＥＤ３０を常時点灯させる場合よりも電池１の消費電力を低減させた上で、使用者にＬＥＤ３０の点灯を視認させて、ガスコンロの修理や点検を促すことができる。

［第２の実施形態］次に、図４を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、上述した第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

第２の実施形態のガスコンロは、電池１から供給される電力により作動するマイクロコンピュータ１０ｂ（以下、マイコン１０ｂという）により、全体の作動が制御される。マイコン１０ｂは、メモリ（図示しない）に保持されたガスコンロの制御用プログラムを実行することによって、本発明の制御手段として機能する。

また、第２の実施形態のガスコンロは、オルタネート型の運転スイッチ２０ｂを備えており、使用者により運転スイッチ２０ｂがオン（導通）操作されると運転スイッチ２０ｂの接点が導通状態に維持される。その結果、反転素子２１の出力がHighレベルからLowレベルに切り換わってトランジスタ２がオン（エミッタ−コレクタ間が導通）する。

これにより、トランジスタ２を介して電池１からマイコン１０ｂへの電力供給が開始され、マイコン１０ｂが作動を開始する。そして、マイコン１０ｂは図２〜３に示したフローチャートと同様の処理を実行してガスコンロの作動を制御する。ただし、オルタネート側の運転スイッチ２０ｂを用いているため、マイコン１０ｂがトランジスタ２をオン状態に維持するための制御を行う必要がない。

なお、このように、オルタネート型の運転スイッチ２０ｂがオン（導通）になっているときに、反転素子２１の出力によりトランジスタ２をオン状態に維持する構成は、本発明の電源供給制御手段に相当する。

マイコン２０ｂがトランジスタ２をオン状態に維持する制御を行う必要がないため、図２〜３のフローチャートにおいて、トランジスタ２をオン制御及びオフ制御するステップ（ＳＴＥＰ３，ＳＴＥＰ７，ＳＴＥＰ３５，ＳＴＥＰ５１）は不要である。また、燃焼運転の開始指示（ＳＴＥＰ２，ＳＴＥＰ１０，ＳＴＥＰ３３）は、マイコン１０ｂの入力ポートＰi1への入力がHighレベルからLowレベルに切り換わったことをもって検知し、燃焼運転の停止指示（ＳＴＥＰ５，ＳＴＥＰ３３）は、マイコン１０ｂの入力ポートＰi1への入力がLowレベルからHighレベルに切り換わったことをもって検知する。

そして、トランジスタ２が正常に動作しているときは、運転スイッチ２０ｂがオフ（遮断）操作されてその接点が遮断状態になると、反転素子２１の出力がLowレベルからHighレベルに切り換わってトランジスタ２がオフ（遮断）する。

それに対して、トランジスタ２がオン故障状態であるときには、運転スイッチ２０ｂがオフ操作されても、トランジスタ２が導通状態に維持される。そして、この場合には、上述した第１の実施形態と同様にして、運転スイッチ２０ｂがオン操作された時及び運転スイッチ２０ｂがオフ操作されたときに、マイコン１０ｂにより、これらの操作がなされた時点から報知時間が経過するまでの間に限定して、ＬＥＤ３０が点灯される。

なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態では、トランジスタ２がオン故障したときの異常報知として、運転スイッチ２０ａ，２０ｂによる燃焼運転の開始操作及び停止操作がなされた時点から、報知タイマの設定時間が経過するまでの間に限定して、ＬＥＤ３０を点灯させたが、例えばＬＥＤ３０を常時点灯させる等、他の条件によりＬＥＤ３０を点灯させて異常を報知するようにしてもよい。

また、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態では、本発明のスイッチング素子としてトランジスタ２を用いたが、ＦＥＴやリレー等の他の種類のスイッチング素子を用いてもよい。

また、ＬＥＤ３０の点灯により異常を報知したが、ブザーの鳴動等の他の方法により異常を報知してもよい。

１…電池、２…トランジスタ（スイッチング素子）、１０ａ，１０ｂ…マイクロコンピュータ、２０ａ，２０ｂ…運転スイッチ、３０…ＬＥＤ。

Claims

電池と、
該電池から供給される電力により作動して、所定の燃焼運転を実行するマイクロコンピュータと、
前記電池と前記マイクロコンピュータとの間に接続されて、前記電池から前記マイクロコンピュータへの電力の供給と遮断とを切り換えるスイッチング素子と、
使用者による前記燃焼運転の開始と停止の操作がなされているときに接点が導通状態にされ、該操作がなれさていないときに接点が遮断状態にされると共に、該接点の導通状態時では前記スイッチング素子をオン制御し、該接点の遮断状態時では前記スイッチング素子をオフ制御する運転スイッチとを備え、
前記マイクロコンピュータは、
前記運転スイッチの接点の導通状態及び遮断状態に応じて異なる電圧レベルが入力される入力ポートと、
前記スイッチング素子をオン制御するための第１電圧レベルの電圧又は前記スイッチング素子をオフ制御するための第２電圧レベルの電圧が出力される出力ポートと、
前記運転スイッチにより前記燃焼運転の開始操作がなされたことを前記入力ポートの入力電圧レベルから検知すると、前記出力ポートの出力電圧を第１電圧レベルとし、前記運転スイッチにより前記燃焼運転の停止操作がなされたことを前記入力ポートの入力電圧レベルから検知すると、前記出力ポートの出力電圧を第２電圧レベルとする電源供給制御手段とを備えた燃焼装置において、
前記マイクロコンピュータは、前記運転スイッチによる前記燃焼運転の開始操作を前記入力ポートの入力電圧レベルから検知したときに前記燃焼運転を開始すると共に、前記運転スイッチによる前記燃焼運転の停止操作を前記入力ポートの入力電圧レベルから検知したときに前記燃焼運転を停止し、該停止操作を検知した時から所定の電源オフ確認時間が経過したと判断したときは、異常報知を行うことを特徴とする燃焼装置。
電池と、
該電池から供給される電力により作動して、所定の燃焼運転を実行するマイクロコンピュータと、
前記電池と前記マイクロコンピュータとの間に接続されて、前記電池から前記マイクロコンピュータへの電力の供給と遮断とを切り換えるスイッチング素子と、
使用者により前記燃焼運転の開始操作がなされたときには、接点が遮断状態から導通状態へ切り換えられ、使用者により前記燃焼運転の停止操作がなされたときには、接点が導通状態から遮断状態へ切り換えられると共に、該接点の導通状態時では前記スイッチング素子をオン制御し、該接点の遮断状態時では前記スイッチング素子をオフ制御する運転スイッチとを備え、
前記マイクロコンピュータは、前記運転スイッチの接点の導通状態及び遮断状態に応じて異なる電圧レベルが入力される入力ポートを備えた燃焼装置において、
前記マイクロコンピュータは、前記運転スイッチによる前記燃焼運転の開始操作を前記入力ポートの入力電圧レベルから検知したときに前記燃焼運転を開始すると共に、前記運転スイッチによる前記燃焼運転の停止操作を前記入力ポートの入力電圧レベルから検知したときに前記燃焼運転を停止し、該停止操作を検知した時から所定の電源オフ確認時間が経過したと判断したときは、異常報知を行うことを特徴とする燃焼装置。