JP7087665B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス給湯装置等の給湯装置に関する。

ガス給湯装置等の給湯装置において、温度センサ等のセンサで検出された値がマイコン等の制御部に正しく入力されているかどうかを判定するために、センサの検出値に基づくアナログ電圧信号を主制御部および副制御部にそれぞれ入力して比較する態様が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような態様では、副制御部が、入力されたアナログ電圧信号を主制御部に送信し、主制御部が、副制御部から送られてきたアナログ電圧信号と、主制御部に入力されたアナログ電圧信号とを比較する。主制御部は、２つの信号間の電圧差が基準値以上である場合に、信号伝達経路の断線または短絡等の何らかの異常があると判定して、燃料系統を遮断する等の安全制御を行う。

上記センサは、検出対象の値（例えば温度変化）によって抵抗値が変化するセンサ（例えばサーミスタ等）が一般に用いられる。このようなセンサでは、センサの抵抗値変化をアナログ電圧信号に変換するための抵抗回路（プルアップ抵抗またはプルダウン抵抗を含む回路）がセンサに直列接続される。すなわち、センサの抵抗値が変化することにより、センサと抵抗回路との間における抵抗の分圧比が変化するため、センサと抵抗回路との接続点の電圧が変化する。このように、センサの検出値は、センサと抵抗回路との間の抵抗の分圧比に応じた電圧に変換される。

特許第４８７７６０４号公報

一方、上記安全制御を行うために、抵抗回路の抵抗値を複数の抵抗値間で切り替えたい要請がある。この場合、同じ検出値であってもセンサと抵抗回路との間における抵抗の分圧比が異なるため、２つの制御部に送信されるアナログ信号電圧に含まれる電圧値とその電圧値が示すセンサの検出値とが１対１に対応しなくなる。

抵抗回路の抵抗値の切り替えは、主制御部から抵抗回路に切替信号を送信することにより行われる。このため、主制御部は、主制御部に入力されたアナログ電圧信号における電圧値が抵抗回路の何れの抵抗値に基づく値であるかは判別可能である。一方、副制御部は、抵抗回路の抵抗値を知り得ないため、副制御部に入力されたアナログ電圧信号における電圧値が抵抗回路の何れの抵抗値に基づく値であるかは判別できない。

これを解決するための態様として、抵抗回路の抵抗値の切替情報を主制御部から副制御部に送信することが考えられる。しかし、この態様では、切替情報を、センサの検出周期（例えば１００ｍ秒）ごとにその検出値とともに送る必要が生じるため、主制御部と副制御部との間の通信量が増大する問題がある。また、他の態様として、主制御部が切替信号を送信したことを検出する物理的な構成（回路構成等）を主制御部および副制御部に追加することも考えられる。しかし、この態様では、回路素子点数が増加し、装置の大型化、高コスト化を招く問題がある。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、センサに接続される抵抗回路の抵抗値が変化しても適切な安全制御を行うことができる給湯装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のある態様に係る給湯装置は、検出対象の値によって抵抗値が変化するセンサと、前記センサに直列接続され、前記センサの抵抗値変化をアナログ電圧信号に変換するための抵抗回路と、前記アナログ電圧信号がそれぞれ入力される第１制御部および第２制御部と、を備え、前記第２制御部は、入力された前記アナログ電圧信号に基づく第２の値を前記第１制御部に送信するよう構成され、前記第１制御部は、入力された前記アナログ電圧信号に基づく第１の値を、前記第２制御部から送られる前記第２の値と比較し、当該比較結果に基づいて安全制御を行うよう構成され、前記抵抗回路は、前記第１制御部からの切替信号に基づいて前記抵抗回路の抵抗値を第１抵抗値と第２抵抗値との間で切り替え可能に構成され、前記第１制御部は、前記第２の値を所定回数受信することをトリガとして前記切替信号を出力するよう構成される。

上記構成によれば、第２制御部が、センサの検出値に基づくアナログ電圧信号から得られた第２の値を第１制御部に送信し、第１制御部が、第２制御部から送信される第２の値の受信回数をトリガとしてセンサに直列接続される抵抗回路の抵抗値を切り替える切替信号を送信する。これにより、切替信号の送信間隔（一の切替信号が送信されてから次の切替信号が送信されるまでの期間）において、第２制御部から送信される第２の値の受信回数が一定値となる。この結果、第１制御部は、第２制御部から送信される第２の値が抵抗回路における抵抗値が何れの場合であるかを第２制御部から情報を得ることなく取得できる。言い換えると、第２制御部が受信するアナログ電圧信号に基づく検出値が、抵抗回路の抵抗値が何れの場合のときの検出値であるかを第２制御部自身が識別する必要がなくなる。したがって、抵抗回路の抵抗値の切替情報を第２制御部が取得することなく、センサに接続される抵抗回路の抵抗値が変化しても適切な安全制御を行うことができる。

前記第２制御部は、前記第２の値を前記所定の期間ごとに取得し、当該第２の値を前記第１制御部に送信するよう構成され、前記第１制御部は、前記切替信号を出力してから前記第２の値を受信した回数が前記所定回数に達したときの前記第２の値を用いて前記比較を行ってもよい。

この場合、第２制御部が、センサの検出値に基づくアナログ電圧信号から得られた第２の値を第１制御部に周期的に送信する。したがって、切替信号の送信周期も一定となり、安全制御のための比較処理を周期的に行うことができる。

前記所定回数は、前記第１制御部が前記切替信号を出力してから前記第２の値を受信した回数が前記所定回数に達するまでの時間が、前記第１抵抗値と前記第２抵抗値との間の抵抗値の切り替え後、前記アナログ電圧信号が安定するまでの時間よりも長くなるように設定されてもよい。

これにより、切替信号により抵抗回路の抵抗値が切り替わってからセンサの検出値が安定するまでの時間を考慮し、当該検出値が安定した後のアナログ電圧信号からの第２の値を用いて比較処理を行うことにより、より精度の高い比較処理を行うことができる。

前記センサに並列に接続されたコンデンサを備えてもよい。

前記給湯装置が、燃料を燃焼させる燃焼部を備えた燃焼加熱式の給湯装置である場合、前記第１制御部は、前記安全制御として、前記燃焼部に前記燃料を供給するための燃料系統を遮断する制御を実行してもよい。

前記給湯装置が、燃料を燃焼させる燃焼部を備えた燃焼加熱式の給湯装置である場合、前記センサは、前記燃焼部の温度を検出する温度センサであってもよい。

本発明は、以上に説明した構成を有し、センサに接続される抵抗回路の抵抗値が変化しても適切な安全制御を行うことができる給湯装置を提供することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施の形態における給湯装置に備えられる制御系統の一例を示す概略ブロック図である。 図２は、図１に示す給湯装置の概略構成を示す作動原理図である。 図３は、本実施の形態における抵抗回路の抵抗値と温度と電圧との関係を示すグラフである。 図４は、本実施の形態における抵抗回路の抵抗値切替制御の流れを示すフローチャートである。

以下、好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態における給湯装置に備えられる制御系統の一例を示す概略ブロック図である。また、図２は、図１に示す給湯装置の概略構成を示す作動原理図である。本実施の形態における給湯装置は、例えば燃料ガス等の燃料を燃焼させて水を加温する燃焼加熱式のガス給湯装置である。図１に示すように、給湯装置１は、燃焼部２と、燃焼部２を制御する第１制御部３１と、第１制御部３１と相互に通信可能な第２制御部３２とを備えている。

図２に示す給湯装置１は、給湯機能と風呂の追い焚き機能とを備えた多機能型の給湯装置である。給湯装置１は、燃料ガスを燃焼する燃焼部２と、燃焼部２へ燃料ガスを供給する燃料ガス供給路（燃料系統）２２１と、燃焼部２に空気を供給する送風機２２２と、給湯流路２０３と、追い焚き流路２０４と、追い焚き流路２０４に設けられた風呂ポンプ２４１と、コントローラ２０５とを備えている。給湯流路２０３と追い焚き流路２０４とは浴槽注湯路２３９を介して接続されている。さらに、給湯装置１は、燃焼部２で生じた潜熱を回収した際に生じたドレンを回収するためのドレン回収機構２０７を備えている。なお、図２においては、給湯流路２０３における、給湯水量センサ、入水温度センサ、出湯温度センサ等の各種センサの図示を省略している。

燃焼部２にはバーナ部２２４が設けられており、このバーナ部２２４に燃料ガス供給路２２１から燃料ガスが供給される。燃料ガス供給路２２１には、燃料ガスの供給と遮断とを切り替える元ガス電磁弁２２５と、燃料ガスの供給量を調整するためのガス比例弁２２６とが設けられている。また、バーナ部２２４には、風呂ガス電磁弁２３０、複数の給湯能力切替ガス電磁弁２２８、および給湯ガス電磁弁２２９が設けられている。

給湯流路２０３は、水道等から送給された水を給水入口２３１から後述する給湯側熱交換部２３３へ送る往路部２３２と、水を燃焼部２で生成された燃焼ガスと熱交換させて加熱する給湯側熱交換部２３３と、湯を給湯側熱交換部２３３から給湯出口２３４へ送る復路部２３５とを形成する配管から構成されている。復路部２３５には、給湯の水量を調整するために、給湯水量を調整する水量調整弁２３６と、浴槽注湯路２３９を開放または遮断する注湯開閉弁２３７と、浴槽注湯路２３９の給湯水量を検出する注湯水量センサ２３８とが設けられている。

追い焚き流路２０４は、風呂水を戻り口２４２から後述する追い焚き側熱交換部２４４へ送る戻り部２４３と、風呂水を燃焼部２で生成された燃焼ガスと熱交換させて加熱する追い焚き側熱交換部２４４と、加熱された風呂水を追い焚き側熱交換部２４４から往き口２４５へ送る往き部２４６とを形成する配管から構成されている。風呂ポンプ２４１は、追い焚き流路２０４のうち戻り部２４３に設けられている。

ドレン回収機構２０７は、給湯側熱交換部２３３および追い焚き側熱交換部２４４で生じた排ガス中の水蒸気が凝縮したドレンが流れるドレン排水路２５０と、ドレンを中和するための中和器２４７と、中和されたドレンを一時貯留するドレンタンク２４８と、ドレンタンク２４８に貯留されたドレンをドレン排出口２５１から外部へ排出するためのドレンポンプ２４９とを備えている。

コントローラ２０５は、制御装置２０８およびスイッチング電源装置２０６を含んでいる。制御装置２０８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等で構成されたマイクロコントローラや集積回路を備えている。

制御装置２０８は、本実施の形態における第１制御部３１および第２制御部３２を含んでいる。制御装置２０８は、燃焼部２との間に、燃料ガス供給路２２１に設けられた、元ガス電磁弁２２５、ガス比例弁２２６、燃焼部２のバーナ部２２４に設けられた、風呂ガス電磁弁２３０、給湯能力切替ガス電磁弁２２８、および給湯ガス電磁弁２２９のオンオフまたは開度を制御するための信号経路（図示せず）が設けられている。コントローラ２０５は、制御装置２０８に記憶された制御プログラムに従ってバーナ部２２４へ供給する燃料ガスの供給または遮断の切り替え制御および燃料ガスの流量制御を行う。

燃焼部２の給湯側熱交換部２３３と追い焚き側熱交換部２４４との間には燃焼部２内部を仕切る仕切板２６１が設けられる。仕切板２６１には、燃焼部２内部の給湯側熱交換部２３３側空間と、追い焚き側熱交換部２４４側空間とを連通する連通孔（図示せず）が設けられる。仕切板２６１の連通孔の近傍には温度センサ４が設けられる。温度センサ４は、燃焼部２の内部の温度、より具体的には連通孔を通過する排気ガスの温度を検出する。

給湯側熱交換部２３３および追い焚き側熱交換部２４４には、それぞれ熱交換用フィン（図示せず）が設けられており、過度の温度上昇を防止するように構成されている。このため、熱交換用フィンが目詰まり等を起こすと、熱交換後の排気がうまく行えず、燃焼部２内部の温度が上昇する排気閉塞が生じ得る。

このような状況を検出し、熱交換用フィンの閉塞による燃焼バランスの崩れから生じるＣＯ（一酸化炭素）排出量の増加を防止するために、制御装置２０８は、温度センサ４で検出された燃焼部２の内部の温度に基づいて燃焼部２を制御する安全制御を行う。より具体的には、制御装置２０８は、安全制御として、燃焼部２に燃料を供給するための燃料系統を遮断する制御を実行する。すなわち、制御装置２０８は、温度センサ４で検出された燃焼部２の内部の温度が所定のしきい値以上である場合に、元ガス電磁弁２２５を閉弁する制御を実行し、燃料ガスのバーナ部２２４への供給を遮断する。

さらに、制御装置２０８には、送風機２２２、風呂ポンプ２４１およびドレンポンプ２４９をはじめとする各電装品等との間に、各電装品等を制御する信号経路（図示せず）が設けられている。コントローラ２０５は、制御装置２０８に記憶された制御プログラムに従って給湯装置１の各種制御を実行する。制御プログラムには、各電装品の運転に関する各種プログラムが含まれており、これらのプログラムに基づいて各電装品の制御が行われる。

コントローラ２０５には、図示されない外部電源から電力が供給され、スイッチング電源装置２０６によって、この給湯装置１で用いられる電源（例えば各ポンプを駆動するＤＣ１４１Ｖ電源やその他の機器を駆動するＤＣ１５Ｖ電源等）が生成される。スイッチング電源装置２０６により必要に応じた電圧に変換されて、制御装置２０８や、燃焼部２、送風機２２２、風呂ポンプ２４１、ドレンポンプ２４９、各種電磁弁、各種センサ等の各電装品へ供給される。

制御装置２０８による浴槽への湯張り給湯制御時において、給水入口２３１から往路部２３２を介して供給された水が、燃焼部２で発生した燃焼ガスによって給湯側熱交換部２３３で加熱され、加熱された湯が、復路部２３５、浴槽注湯路２３９を順に経た後、追い焚き流路２０４で２方向に分岐し、往き口２４５または戻り口２４２から給湯対象（風呂浴槽）に供給される。

これらの給湯装置１の全般的な制御は、第１制御部３１によって行われる。したがって、第１制御部３１は、主制御部（メイン（マスタ）マイコン）として機能し、第２制御部３２は、副制御部（サブ（スレーブ）マイコン）として機能する。なお、メインマイコンとサブマイコンとは、基板の大きさ、処理能力、記憶容量等が互いに異なっていてもよいし、同じでもよい。

第１制御部３１は、第１端子３１ａ、第２端子３１ｂ、第３端子３１ｃ、第４端子３１ｄおよび第５端子３１ｅを備えている。また、第２制御部３２は、第１端子３２ａ、第２端子３２ｂおよび第３端子３２ｃを備えている。第１制御部３１の第１端子３１ａおよび第２制御部３２の第１端子３２ａは、後述する温度センサ４の検出値に基づくアナログ電圧信号が入力される。

第１制御部３１の第２端子３１ｂは、第２制御部３２の第２端子３２ｂと通信可能に接続され、第２制御部３２の第２端子３２ｂから出力される信号が第１制御部３１の第２端子３１ｂに入力される。第１制御部３１の第３端子３１ｃは、第２制御部３２の第３端子３２ｃと通信可能に接続され、第１制御部３１の第３端子３１ｃから出力される信号が第２制御部３２の第３端子３２ｃに入力される。

第１制御部３１の第４端子３１ｄは、燃焼部２と通信可能に接続され、燃焼部２に制御信号を出力する。第１制御部３１の第５端子３１ｅは、後述する抵抗回路５に切替信号を送信する。

温度センサ４は、検出対象である温度の値によって抵抗値が変化するサーミスタである。温度センサ４には抵抗回路５が直列接続される。本実施の形態において、抵抗回路５は、電源（電源電圧Ｖｃｃ）に接続され、温度センサ４は、グランドＧＮＤに接続される。すなわち、抵抗回路５は、プルアップ抵抗として機能する。これにより、温度センサ４と抵抗回路５との間の中間点６の検出電位Ｖｔｈは、温度センサ４と抵抗回路５の抵抗値との分圧比により定められ、抵抗回路５の抵抗値が一定であれば、温度センサ４の抵抗値変化に応じて検出電位Ｖｔｈが変化する。このようにして、温度センサ４の抵抗値変化がアナログ電圧信号（検出電位Ｖｔｈ）に変換される。

本実施の形態において、温度センサ４と並列にコンデンサ８が接続されている。コンデンサ８は、温度センサ４の温度検出結果に基づく電圧値（検出電位Ｖｔｈ）を平滑化する。これにより、検出電位Ｖｔｈからノイズが除去され、温度センサ４における抵抗変化に応じた高精度の検出電位Ｖｔｈが得られる。

この検出電位Ｖｔｈに基づくアナログ電圧信号Ｓａは、第１制御部３１および第２制御部３２に入力される。第２制御部３２は、入力されたアナログ電圧信号Ｓａに基づく第２の値を第１制御部３１に送信するよう構成される。また、第１制御部３１は、入力されたアナログ電圧信号に基づく第１の値を、第２制御部３２から送られる第２の値と比較する。第１制御部３１は、当該比較結果に基づいて安全制御を行うよう構成される。例えば、第１制御部３１は、安全制御として、燃焼部２に燃料を供給するための燃料系統を遮断する制御を実行する。なお、安全制御は、このような燃料系統の遮断制御に限られず、種々の安全制御が適用可能である。

なお、中間点６と第１制御部３１の第１端子３１ａとの間、および、中間点６と第２制御部３２の第１端子３２ａとの間には、それぞれ抵抗素子７１，７２が介挿されている。したがって、第１の値および第２の値は、それぞれ検出電位Ｖｔｈから抵抗素子７１，７２の抵抗値分変化した電圧値となる。抵抗素子７１，７２の抵抗値は、互いに異なる抵抗値に設定され得る。温度センサ４、抵抗回路５、平滑コンデンサ８および抵抗素子７１，７２は、温度検出回路９を構成する。

第１制御部３１は、第１端子３１ａに入力されるアナログ電圧信号Ｓａに基づく第１の値と、第２端子３１ｂに入力される第２制御部３２からの第２の値とを比較して、温度検出回路９の故障診断を行う。例えば、第１制御部３１は、燃焼停止時に取得された第１の値と第２の値との差が所定の基準値以上である場合、温度検出回路９が故障していると判定する。このような故障診断により、例えば、第１端子３１ａ，３２ａまたは抵抗素子７１，７２が配線から浮いた状態となるオープン故障、第１制御部３１または第２制御部３２の内部回路の故障等を判定することができる。

さらに、第１制御部３１は、第１の値および／または第２の値自体に基づいても故障診断を行い得る。例えば、温度検出回路９における配線が断線すること等によるオープン故障が生じた場合、第１端子３１ａに入力される電圧値が電源電圧Ｖｃｃに基づく値となる。すなわち、第１制御部３１は、第１の値が所定値未満の場合に、オープン故障と判定し得る。また、温度センサ４の取り付け不良等によるショート故障が生じた場合、第１端子３１ａに入力される電圧値がグランド電圧に基づく値となる。すなわち、第１制御部３１は、第１の値が所定値以上の場合に、ショート故障と判定し得る。

しかしながら、抵抗回路５の抵抗値を、燃焼部２の内部の温度制御用に最適化された抵抗値とした場合、上記第１の値が所定値未満であることに基づくオープン故障を判定することが困難な場合が生じ得る。

図３は、本実施の形態における抵抗回路の抵抗値と温度と電圧との関係を示すグラフである。本実施の形態において、温度センサ４が検出すべき燃焼部２の内部の温度範囲として例えば第１制御部３１の温度制御領域である５０℃から３００℃の範囲が想定されている。このため、温度制御のための抵抗回路５の抵抗値（第１抵抗値）Ｒｃは、当該５０℃から３００℃の範囲において高精度な温度取得が可能な抵抗値に設定される。図３において温度制御用の第１抵抗値Ｒｃを抵抗回路５の抵抗値として採用した場合のアナログ電圧（検出電位Ｖｔｈ）の温度変化は、グラフＶｃのように示される。

一方、第１の値が所定値未満であることに基づくオープン故障は、温度に換算して約－３０℃未満であると想定される。しかしながら、グラフＶｃにおいて約－１０℃未満の領域Ｔａは、ほとんど電圧値が変化しない。また、温度センサ４の検出温度は、戸外に設置された給湯装置１の給湯停止時（燃焼停止時）においては外気温とほぼ同じ温度になるため、第１の値は、正常時においても－１０℃前後に対応する値になり得る。このため、グラフＶｃのような特性を有するような、温度制御のための第１抵抗値Ｒｃを用いた場合、第１制御部３１は、オープン故障であるのか単に外気温が低いのかを判別することができない。

そこで、本実施の形態においては、オープン故障検出用の抵抗値（第２抵抗値）Ｒｅを用いた温度検出が温度制御のための温度検出（第１抵抗値Ｒｃを用いた温度検出）に併せて行われる。より具体的には、抵抗回路５は、第１制御部３１の第５端子３１ｅから出力される切替信号Ｓｓに基づいて抵抗回路５の抵抗値を第１抵抗値Ｒｃと第２抵抗値Ｒｅとの間で切り替え可能に構成されている。

本実施の形態において、抵抗回路５は、温度センサ４に直列に接続される第１抵抗素子５１と、第１抵抗素子５１に並列に接続される第２抵抗素子５２と、第２抵抗素子５２に直列に接続され、第２抵抗素子５２と第１抵抗素子５１との接続または遮断を切り替えるスイッチ素子５３と、を備えている。スイッチ素子５３は、例えばトランジスタ等により構成される。本実施の形態においてスイッチ素子５３は、第２抵抗素子５２より電源電圧側（高電位側）に設けられているが、これに代えて、スイッチ素子５３は、第２抵抗素子５２より温度センサ４側（低電位側）に設けられてもよい。なお、抵抗回路５は、２つの抵抗値間で切り替え可能な構成である限り、これに限定されない。

切替信号Ｓｓがスイッチ素子５３をオフする信号（Ｈ出力）である場合、スイッチ素子５３は、オフ状態となり、第２抵抗素子５２には電流が流れない。このため、抵抗回路５の抵抗値は、第１抵抗素子５１の抵抗値Ｒ１となる。この抵抗値Ｒ１が温度制御のための第１抵抗値Ｒｃとなる。一方、切替信号Ｓｓがスイッチ素子５３をオンする信号（Ｌ出力）である場合、スイッチ素子５３は、オン状態となり、第１抵抗素子５１および第２抵抗素子５２の双方に電流が流れる。このため、抵抗回路５の抵抗値は、互いに並列に接続された第１抵抗素子５１の抵抗値Ｒ１と第２抵抗素子５２の抵抗値Ｒ２との和（Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））となる。この抵抗値がオープン故障検出用の第２抵抗値Ｒｅとなる。

図３においてオープン故障検出用の第２抵抗値Ｒｅを抵抗回路５の抵抗値として採用した場合のアナログ電圧（検出電位Ｖｔｈ）の温度変化は、グラフＶｅのように示される。第２抵抗値Ｒｅを抵抗回路５の抵抗値として採用した場合、温度制御領域（５０℃から３００℃）の一部の領域（約１５０℃以上）においては電圧変化が小さく、高精度な温度取得はできない。しかし、－１０℃未満の領域Ｔａ（図３における－５０℃から－１０℃の範囲）における電圧変化を大きくすることができる。この結果、上記オープン故障を適切に判定することができる。なお、第２抵抗値Ｒｅを採用した場合、上述のように約１５０℃以上においては電圧変化が小さいため、ショート故障を適切に判定することができない。このため、ショート故障は、温度制御用の第１抵抗値Ｒｃを採用した場合の電圧値に基づいて判定される。

このように、本実施の形態における温度検出回路９が出力するアナログ電圧（温度センサ４の検出温度に基づく検出電位Ｖｔｈ）は、抵抗回路５の抵抗値が第１抵抗値Ｒｃである場合と、第２抵抗値Ｒｅである場合との２種類が存在することになる。したがって、適切な安全制御を行うために、第１制御部３１に入力されたアナログ電圧信号Ｓａに基づく第１の値と、第２制御部３２から入力される第２の値との比較において、比較対象同士が、抵抗回路５の抵抗値が同じ場合に得られた値である必要がある。

そこで、本実施の形態において、第１制御部３１は、第２の値を所定回数受信することをトリガとして切替信号Ｓｓを出力するよう構成されている。

図４は、本実施の形態における抵抗回路の抵抗値切替制御の流れを示すフローチャートである。第１制御部３１は、切替信号Ｓｓの出力状態（Ｌ出力またはＨ出力）を切り替えるごとにその出力状態を内部メモリ等の記憶部（図示せず）に記憶する。また、第１制御部３１および第２制御部３２は、温度検出回路９から出力されるアナログ電圧信号Ｓａに基づく値を所定の期間ごとに周期的に取得する。

第１制御部３１は、第１の値の取得処理を行う。まず、第１制御部３１は、温度検出回路９からのアナログ電圧信号Ｓａの受信（第１端子３１ａへの入力）を待ち受ける。アナログ電圧信号Ｓａを所定の回数（ｎ回）受信後、ｎ回目に受信したアナログ電圧信号Ｓａに基づく値（電圧値）を第１の値として記憶部に記憶する。このとき、第１制御部３１は、切替信号Ｓｓの出力状態（Ｈ出力またはＬ出力）を記憶部から読み出し、第１の値を当該出力状態と関連付けて記憶する。

また、第１制御部３１は、第１の値の取得処理に平行して第２の値の取得処理を行う。上述の通り、第２制御部３２は、所定の期間ごとにアナログ電圧信号Ｓａに基づく値（第２の値）を取得している。第２制御部３２は、当該第２の値を第１制御部３１に送信する。図４に示すように、第１制御部３１は、第２制御部３２からの第２の値を含む信号Ｓｂの受信を待ち受ける（ステップＳ１）。

第２制御部３２からの信号Ｓｂを受信した場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、第１制御部３１は、受信回数Ｎ（初期状態はＮ＝０）をカウントアップ（Ｎ＝Ｎ＋１）する（ステップＳ２）。第１制御部３１は、第２制御部３２からの信号Ｓｂをｎ回受信したか否かを判定する（ステップＳ３）。例えば、第１制御部３１は、Ｎ≧ｎであるか否かを判定する。

受信回数Ｎがｎ回未満である場合（ステップＳ３でＮｏ）、第１制御部３１は、再度第２制御部３２からの信号Ｓｂを待ち受ける（ステップＳ１）。受信回数Ｎがｎ回に達した場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、第１制御部３１は、切替信号Ｓｓの出力状態を読み出し（ステップＳ４）、出力状態がＨ出力であるかＬ出力であるかを判定する（ステップＳ５）。

切替信号Ｓｓの出力状態がＨ出力である場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、第１制御部３１は、ｎ回目の受信信号に基づく第２の値を、Ｈ出力（すなわち、第１抵抗値Ｒｃ）における第２の値（第１の値との比較対象）として記憶部に記憶する（ステップＳ６）。さらに、第１制御部３１は、切替信号Ｓｓの出力状態をＬ出力に切り替え、当該切替信号Ｓｓを出力する（ステップＳ７）。この結果、抵抗回路５の抵抗値が第１抵抗値Ｒｃから第２抵抗値Ｒｅに切り替えられる。

切替信号Ｓｓの出力状態がＬ出力である場合（ステップＳ５でＮｏ）、第１制御部３１は、ｎ回目の受信信号に基づく第２の値を、Ｌ出力（すなわち、第２抵抗値Ｒｅ）における第２の値（第１の値との比較対象）として記憶部に記憶する（ステップＳ８）。さらに、第１制御部３１は、切替信号Ｓｓの出力状態をＨ出力に切り替え、当該切替信号Ｓｓを出力する（ステップＳ９）。この結果、抵抗回路５の抵抗値が第２抵抗値Ｒｅから第１抵抗値Ｒｃに切り替えられる。

第２制御部３２からの信号Ｓｂをｎ回受信した後、第１制御部３１は、受信回数Ｎをリセット（Ｎ＝０に）する（ステップＳ１０）。その後、第１制御部３１は、引き続き第２制御部からの信号Ｓｂの受信を待ち受ける（ステップＳ１）。以降は同様にして、第１制御部３１は、第２制御部３２からの信号Ｓｂをｎ回受信するごとに第２の値を記憶するとともに、切替信号Ｓｓの出力状態を切り替える（ステップＳ２～Ｓ１０）。

なお、図３において、受信回数Ｎのリセットは、切替信号Ｓｓの出力状態切り替え工程後に行われる態様となっているが、これに限られず、受信回数Ｎをリセットしてから切替信号Ｓｓの出力状態を切り替えてもよいし、これらの工程を並行して行ってもよい。

また、第１制御部３１は、第１の値も第２制御部３２からの信号Ｓｂをｎ回受信するごとに取得する。この結果、記憶部には、切替信号Ｓｓの切替タイミングに応じた第１の値と第２の値との組み合わせがそのときの切替信号Ｓｓの出力状態に関連付けられた状態で記憶される。これにより、第１制御部３１は、切替信号Ｓｓを出力してから第２制御部３２からの信号（第２の値）を受信した回数（受信回数）Ｎが所定回数ｎに達したときの第２の値を用いて安全制御のための比較処理を行う。

なお、抵抗素子７１，７２の抵抗値が互いに異なる場合は、正常時においても第１の値と第２の値とが異なることになる。この場合は、第１制御部３１は、抵抗素子７１，７２の抵抗値差に応じて第１の値または第２の値を補正して比較してもよいし、抵抗値差に応じた第１の値と第２の値との差分が所定範囲内にあるか否かを判定することを比較処理として行ってもよい。また、第２制御部３２がアナログ電圧信号に基づく値を生成する際に、正常時における第１の値と第２の値とに差が出ないような値を第２の値として生成してもよい。

上記構成によれば、第２制御部３２が、温度センサ４の検出値に基づくアナログ電圧信号Ｓａから得られた第２の値を第１制御部３１に送信し、第１制御部３１が、第２制御部３２から送信される第２の値（信号Ｓｂ）の受信回数をトリガとして温度センサ４に直列接続される抵抗回路５の抵抗値を切り替える切替信号Ｓｓを送信する。これにより、切替信号Ｓｓの送信間隔（一の切替信号Ｓｓが送信されてから次の切替信号Ｓｓが送信されるまでの期間）において、第２制御部３２から送信される第２の値（信号Ｓｂ）の受信回数Ｎが一定値（所定回数ｎ）となる。

この結果、第１制御部３１は、第２制御部３２から送信される信号Ｓｂに含まれる第２の値が抵抗回路５における抵抗値が何れの場合のものであるかを第２制御部３２から情報を得ることなく取得できる。言い換えると、第２制御部３２が受信するアナログ電圧信号Ｓａに基づく検出値が、抵抗回路５の抵抗値が何れの場合のときの検出値であるかを第２制御部３２自身が識別する必要がなくなる。したがって、抵抗回路５の抵抗値の切替情報を第２制御部３２が取得することなく、温度センサ４に接続される抵抗回路５の抵抗値が変化しても適切な安全制御を行うことができる。

これにより、適切な安全制御を行うために、第２制御部３２に切替信号Ｓｓの情報を伝達する構成を追加する必要がなくなるため、既存の回路素子に対して回路素子点数の増加を防止することができ、これによるコストアップを抑制することができる。また、適切な安全制御を行うために、第２制御部３２からの信号Ｓｂにおいて第２の値に、切替信号Ｓｓの情報を付加する必要がなくなるため、第１制御部３１と第２制御部３２との間の通信量の増加を防止することができる。

また、本実施の形態においては、第２制御部３２が、温度センサ４の検出値に基づくアナログ電圧信号Ｓａから得られた第２の値を含む信号Ｓｂを第１制御部３１に周期的に送信する。したがって、切替信号Ｓｓの送信周期も一定となり、安全制御のための比較処理を周期的に行うことができる。

なお、上述したように、温度センサ４には、電圧平滑用のコンデンサ８が並列接続されている。このため、切替信号Ｓｓの出力状態の切り替えに基づいて、抵抗回路５の抵抗値が変化すると、抵抗回路５の抵抗値と温度センサ４の抵抗値との分圧比の変化により、同じ温度を検出した場合でも中間点６における検出電位Ｖｔｈが変化する。このとき、抵抗回路５の抵抗値（ＲｃまたはＲｅ）とコンデンサ８の静電容量とで定められる時定数に基づいて、検出電位Ｖｔｈが抵抗回路５の抵抗値と温度センサ４の抵抗値との分圧比に基づく電圧値となるまでに時間遅れが生じる。

そこで、第２の値を取得するタイミング（切替信号Ｓｓの出力状態を切り替えるタイミング）として設定される、第２制御部３２からの信号Ｓｂの受信回数（所定回数）ｎは、第１制御部３１が切替信号Ｓｓを出力してから第２の値を含む信号Ｓｂを受信した回数が所定回数ｎに達するまでの時間Ｔ１が、第１抵抗値Ｒｃと第２抵抗値Ｒｅとの間の抵抗値の切り替え後、アナログ電圧信号Ｓａが安定するまでの時間Ｔ２よりも長くなるように設定される。すなわち、第２制御部３２からの信号Ｓｂの受信周期をＴとすると、時間Ｔ１＝Ｔ・ｎとなるため、Ｔ１＞Ｔ２よりｎ＞Ｔ２／Ｔに設定される。

例えば、第２制御部３２からの信号Ｓｂの受信周期Ｔが１００ｍ秒であり、アナログ電圧信号Ｓａが安定するまでの時間Ｔ２が１５０ｍ秒である場合、所定回数ｎは、ｎ＞１５０／１００を満たす整数値、すなわちｎ＝２以上に設定される。

これにより、切替信号Ｓｓにより抵抗回路５の抵抗値が切り替わってから温度センサ４の検出値が安定するまでの時間を考慮し、当該検出値が安定した後のアナログ電圧信号Ｓａからの第２の値を用いて比較処理を行うことにより、より精度の高い比較処理を行うことができる。

［変形例］
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。

例えば、上記実施の形態において、抵抗回路５は、温度センサ４より高電位側に接続されるプルアップ抵抗として構成されている例について示したが、これに代えて、温度センサ４より低電位側に接続されるプルダウン抵抗として構成されてもよい。

また、切替信号Ｓｓの出力状態を切り替えるための第２制御部３２からの信号Ｓｂの受信回数（所定回数）ｎは、１回以上であればよい。すなわち、例えば、第２制御部３２からの信号Ｓｂを受信するごとに、第１制御部３１が、切替信号Ｓｓの出力状態を切り替えるように構成されてもよい。

また、上記実施の形態においては、サーミスタのような温度センサを用いた構成に基づいて説明したが、検出対象の値の変化に伴って変化する抵抗値を用いて検出値が出力されるセンサであれば、温度センサ以外のセンサでもよい。特に、（１）広い検出範囲（抵抗値範囲）において高精度な検出を行う必要がある、（２）センサ出力を用いて検出回路の異常診断を行う、および、（３）上記（１）および（２）を実現するために、センサに接続されるプルアップ抵抗またはプルダウン抵抗の抵抗値を複数の抵抗値の中から選択的に切り替えるような構成に、本発明は好適に適用される。

また、上記実施の形態においては、第２制御部３２が、第２の値を周期的に（所定の期間ごとに）取得し、当該第２の値を第１制御部３１に周期的に送信するよう構成された例に基づいて説明したが、第２の値の取得または第２の値の第１制御部３１への送信（信号Ｓｂの送信）は、周期的でなくてもよい。

また、上記実施の形態においては、給湯機能および風呂の追い焚き機能を備えた給湯装置１に基づいて説明したが、給湯機能および風呂の追い焚き機能に加えて温水暖房機能を備えた給湯装置等、本発明は、少なくとも給湯機能を備えている給湯装置に適用可能である。また、給湯装置は燃焼加熱式以外の給湯装置であってもよい。

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、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明は、センサに接続される抵抗回路の抵抗値が変化しても適切な安全制御を行うことができる給湯装置を提供するために有用である。

１ 給湯装置
２ 燃焼部
４ 温度センサ（センサ）
５ 抵抗回路
８ コンデンサ
３１ 第１制御部
３２ 第２制御部

Claims (4)

1. 検出対象の値によって抵抗値が変化するセンサと、
   前記センサに直列接続され、前記センサの抵抗値変化をアナログ電圧信号に変換するための抵抗回路と、
   前記アナログ電圧信号がそれぞれ入力される第１制御部および第２制御部と、を備え、
   前記第２制御部は、入力された前記アナログ電圧信号に基づく第２の値を所定の期間ごとに取得し、当該第２の値を前記第１制御部に送信するよう構成され、
   前記第１制御部は、入力された前記アナログ電圧信号に基づく第１の値を、前記第２制御部から送られる前記第２の値と比較し、当該比較結果に基づいて安全制御を行うよう構成され、
   前記抵抗回路は、前記第１制御部からの切替信号に基づいて前記抵抗回路の抵抗値を第１抵抗値と第２抵抗値との間で切り替え可能に構成され、
   前記第１制御部は、前記第２の値を所定回数受信することをトリガとして前記切替信号を出力し、
   前記第１制御部は、前記切替信号を出力してから前記第２の値を受信した回数が前記所定回数に達したときの前記第２の値を用いて前記比較を行い、
   前記所定回数は、前記第１制御部が前記切替信号を出力してから前記第２の値を受信した回数が前記所定回数に達するまでの時間が、前記第１抵抗値と前記第２抵抗値との間の抵抗値の切り替え後、前記アナログ電圧信号が安定するまでの時間よりも長くなるように設定される、給湯装置。
2. 前記センサに並列に接続されたコンデンサを備えた、請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記給湯装置は、燃料を燃焼させる燃焼部を備えた燃焼加熱式の給湯装置であり、
   前記第１制御部は、前記安全制御として、前記燃焼部に前記燃料を供給するための燃料系統を遮断する制御を実行する、請求項１または２に記載の給湯装置。
4. 前記給湯装置は、燃料を燃焼させる燃焼部を備えた燃焼加熱式の給湯装置であり、
   前記センサは、前記燃焼部の温度を検出する温度センサである、請求項１から３の何れかに記載の給湯装置。

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