JP7119577B2 - Combustion and water heater - Google Patents

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Description

この発明は、燃焼装置および給湯装置に関し、より特定的には、燃焼装置の運転に伴い動作する燃焼用ファンを備えた燃焼装置および給湯装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion device and a water heater, and more particularly to a combustion device and a water heater provided with a combustion fan that operates as the combustion device operates.

燃料燃焼によって熱量を発生する燃焼装置においては、燃焼運転に伴い燃焼用ファンを動作させることによって、燃焼バーナに燃焼用の空気を供給している。 2. Description of the Related Art In a combustion apparatus that generates heat by burning fuel, combustion air is supplied to a combustion burner by operating a combustion fan during combustion operation.

特開２０１５－１５９６３０号公報（特許文献１）には、燃焼用ファンを回転駆動するファンモータの駆動電圧の検出値が、ファンモータの目標回転速度に応じて決定された目標値に一致するように、ファンモータの駆動電圧をフィードバック制御することが記載されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2015-159630 (Patent Document 1) discloses a method in which a detected value of a drive voltage of a fan motor that drives a combustion fan to rotate matches a target value determined according to a target rotation speed of the fan motor. describes feedback control of the drive voltage of the fan motor.

特開２０１５－１５９６３０号公報JP 2015-159630 A

上述したファンモータの駆動電圧のフィードバック制御においては、駆動電圧の検出値にノイズが発生している場合、フィードバック制御の安定性が低下するおそれがある。これには、検出値の波形を平滑化するノイズ低減処理を行ない、当該処理が施された検出値を用いてフィードバック制御を行なうことで、制御の安定性を確保することができる。 In the feedback control of the drive voltage of the fan motor described above, if noise occurs in the detected value of the drive voltage, the stability of the feedback control may be degraded. For this purpose, noise reduction processing for smoothing the waveform of the detected value is performed, and feedback control is performed using the detected value subjected to the processing, thereby ensuring stability of control.

しかしながら、一方で、検出値にノイズ低減処理を施した場合、検出値が目標値に向かって変化している過渡状態において、実際の駆動電圧の変化に対して、検出値が遅れを有するように変化するため、フィードバック制御の応答性が低下することが懸念される。 On the other hand, however, when noise reduction processing is performed on the detected value, the detected value has a delay with respect to the actual change in the drive voltage in a transient state in which the detected value changes toward the target value. Since it changes, there is a concern that the responsiveness of feedback control may be lowered.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、燃焼用ファンを回転駆動するファンモータの駆動電圧のフィードバック制御において、制御の安定性と制御の応答性との両立を実現することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide control stability and control response in feedback control of the drive voltage of a fan motor that rotationally drives a combustion fan. It is to realize compatibility with sexuality.

本発明による燃焼装置は、燃焼部と、燃焼部へ燃焼用の空気を供給するための燃焼用のファンと、ファンを回転駆動するファンモータに駆動電圧を供給する駆動部と、駆動電圧を検出する電圧検出部と、制御装置とを備える。制御装置は、電圧検出部による駆動電圧の検出値がファンモータの目標回転速度に応じた目標値に一致するように、駆動電圧をフィードバック制御するように構成される。制御装置は、制御周期毎に検出値の移動平均値を演算し、目標値に対する移動平均値の偏差に基づいてフィードバック制御を実行する第１のモードと、前回の制御周期までの検出値に基づいて、今回の制御周期における駆動電圧の予測値を演算し、目標値に対する予測値または検出値の偏差に基づいてフィードバック制御を実行する第２のモードとを有している。制御装置は、制御周期毎に、第１のモードおよび第２のモードのいずれかを選択的に実行するように構成される。制御装置は、前回の制御周期と今回の制御周期との目標値の差が第１閾値より小さいときには、第１のモードを実行する。第１のモードの実行中、目標値の差が第１閾値よりも大きくなると、制御装置は、第１のモードから第２のモードに切り換える。 A combustion apparatus according to the present invention includes a combustion section, a combustion fan for supplying combustion air to the combustion section, a drive section for supplying a drive voltage to a fan motor for rotating the fan, and a drive voltage detector. and a control device. The control device is configured to feedback-control the drive voltage so that the value of the drive voltage detected by the voltage detector matches a target value corresponding to the target rotation speed of the fan motor. The control device calculates a moving average value of the detected values for each control cycle, and performs feedback control based on the deviation of the moving average value from the target value. and a second mode in which a predicted value of the drive voltage in the current control cycle is calculated, and feedback control is performed based on the deviation of the predicted value or the detected value from the target value. The control device is configured to selectively execute either the first mode or the second mode for each control cycle. The control device executes the first mode when the difference between the target values of the previous control cycle and the current control cycle is smaller than the first threshold. During execution of the first mode, the controller switches from the first mode to the second mode when the target value difference is greater than the first threshold.

上記燃焼装置によれば、制御装置は、燃焼用ファンを回転駆動するファンモータの駆動電圧のフィードバック制御において、駆動電圧の移動平均値を用いる第１のモードおよび、駆動電圧の予測値または検出値を用いる第２のモードのいずれかを選択的に実行するように構成される。これによると、目標値が安定している場面では、第１のモードを実行することで、検出値のノイズが低減されるため、フィードバック制御の安定性を高めることができる。また、第１のモードの実行中に目標値が変化すると、目標値の変化に対して実際の駆動電圧が遅れて追従する過渡状態の期間においては、第１のモードから第２のモードに切り換えることで、検出値のノイズを低減しつつ、フィードバック制御の応答性が低下することを抑制することができる。この結果、ファンモータの駆動電圧のフィードバック制御において、制御の安定性と制御の応答性との両立を実現することができる。 According to the above-described combustion apparatus, in the feedback control of the drive voltage of the fan motor that rotationally drives the combustion fan, the control device includes the first mode using the moving average value of the drive voltage and the predicted value or detected value of the drive voltage. is configured to selectively execute either of the second modes using According to this, when the target value is stable, noise in the detected value is reduced by executing the first mode, so the stability of the feedback control can be improved. Further, when the target value changes during the execution of the first mode, the first mode is switched to the second mode during a transient period in which the actual drive voltage follows the change in the target value with a delay. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the responsiveness of the feedback control while reducing the noise of the detected value. As a result, in the feedback control of the drive voltage of the fan motor, it is possible to achieve both control stability and control responsiveness.

好ましくは、制御装置は、第２のモードの実行中、目標値に対する検出値の偏差が第２閾値より小さくなると、第２のモードから第１のモードに切り換える。 Preferably, the control device switches from the second mode to the first mode when the deviation of the detected value from the target value becomes smaller than the second threshold during execution of the second mode.

これによると、過渡状態の期間が過ぎると、第２のモードから再び第１のモードに切り換えることで、フィードバック制御の安定性を保つことができる。 According to this, the stability of the feedback control can be maintained by switching from the second mode to the first mode again after the period of the transient state has passed.

好ましくは、第２のモードの実行中、制御装置は、予測値と検出値との差が第３閾値より大きいときには、目標値に対する予測値の偏差に基づいてフィードバック制御を実行する。予測値と検出値との差が第３閾値より小さいときには、制御装置は、目標値に対する検出値の偏差に基づいてフィードバック制御を実行する。 Preferably, during execution of the second mode, the control device performs feedback control based on the deviation of the predicted value from the target value when the difference between the predicted value and the detected value is greater than the third threshold. When the difference between the predicted value and the detected value is smaller than the third threshold, the control device executes feedback control based on the deviation of the detected value from the target value.

これによると、第２のモードの実行中においても、検出値のノイズが低減されるため、フィードバック制御の安定性を確保することができる。 According to this, even during execution of the second mode, the noise of the detected value is reduced, so that the stability of the feedback control can be ensured.

好ましくは、制御装置は、制御周期毎に検出値を格納するための記憶部を有する。第２のモードの実行中、制御装置は、予測値と検出値との差が第３閾値より大きいときには、記憶部に格納される検出値を破棄するとともに、予測値を検出値として格納する。 Preferably, the control device has a storage unit for storing the detected value for each control cycle. During execution of the second mode, when the difference between the predicted value and the detected value is greater than the third threshold, the control device discards the detected value stored in the storage unit and stores the predicted value as the detected value.

このようにすると、記憶部にはノイズが低減された検出値が格納されるため、移動平均値および予測値を精度良く演算することができる。 With this configuration, the detection values with reduced noise are stored in the storage unit, so that the moving average value and the prediction value can be calculated with high accuracy.

好ましくは、第１のモードの実行中、制御装置は、今回の制御周期までの少なくとも３個の検出値から最大値および最小値を除いた、残りの検出値に基づいて移動平均値を演算する。 Preferably, during execution of the first mode, the control device calculates the moving average value based on the remaining detection values excluding the maximum and minimum values from at least three detection values up to the current control cycle. .

このようにすると、第１のモード時において移動平均値を精度良く演算することができるため、フィードバック制御の安定性を高めることができる。 By doing so, the moving average value can be calculated with high accuracy in the first mode, so that the stability of the feedback control can be improved.

好ましくは、第２のモードの実行中、制御装置は、前回の制御周期までの少なくとも２個の検出値を線形近似して得られる近似式を用いて、予測値を演算する。 Preferably, during execution of the second mode, the control device calculates the predicted value using an approximation obtained by linearly approximating at least two detected values up to the previous control cycle.

このようにすると、第２のモード時に予測値を精度良く演算することができるため、検出値のノイズを低減することができる。その結果、フィードバック制御の安定性を確保しながら、フィードバック制御の応答性を高めることができる。 In this way, the predicted value can be calculated with high accuracy in the second mode, so noise in the detected value can be reduced. As a result, the responsiveness of the feedback control can be enhanced while ensuring the stability of the feedback control.

好ましくは、制御装置は、第１マイコンおよび第２マイコンで構成される。第１マイコンは、燃焼部の目標発熱量に応じて目標回転速度を設定し、設定した目標回転速度を第２マイコンへ出力する。第２マイコンは、制御周期毎に、目標回転速度に基づいて目標値を生成するとともに、目標値および検出値に応じて、第１のモードおよび第２のモードのいずれかを選択的に実行する。 Preferably, the control device is composed of a first microcomputer and a second microcomputer. The first microcomputer sets a target rotation speed according to the target heat generation amount of the combustion section, and outputs the set target rotation speed to the second microcomputer. The second microcomputer generates a target value based on the target rotation speed for each control cycle, and selectively executes either the first mode or the second mode according to the target value and the detected value. .

このようにすると、第１マイコンおよび第２マイコンは、制御プログラムに従ってファンモータの駆動電圧のフィードバック制御を実行することができる。 With this configuration, the first microcomputer and the second microcomputer can perform feedback control of the drive voltage of the fan motor according to the control program.

本発明による給湯装置は、上記のいずれかの燃焼装置と、燃焼装置によって発生した熱量によって通流する湯水の温度を上昇させるための熱交換器とを備える。 A water heater according to the present invention includes any one of the combustion devices described above, and a heat exchanger for increasing the temperature of flowing hot water by the amount of heat generated by the combustion device.

上記給湯装置によれば、燃焼用ファンを回転駆動するファンモータの駆動電圧のフィードバック制御において、制御の安定性と制御の応答性との両立を実現することができる。 According to the hot water supply apparatus, it is possible to achieve both control stability and control responsiveness in the feedback control of the drive voltage of the fan motor that rotationally drives the combustion fan.

この発明によれば、燃焼用ファンを回転駆動するファンモータの駆動電圧のフィードバック制御において、制御の安定性と制御の応答性との両立を実現することができる。 According to the present invention, in the feedback control of the drive voltage of the fan motor that rotationally drives the combustion fan, it is possible to achieve both control stability and control responsiveness.

この発明の実施の形態に従う燃焼装置を含む給湯装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a water heater including a combustion device according to an embodiment of the present invention; FIG. 図１に示したコントローラの構成例を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a configuration example of a controller shown in FIG. 1; FIG. 図２に示したデジタル制御ＩＣの詳細な構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a detailed configuration of a digital control IC shown in FIG. 2; FIG. 駆動電圧のフィードバック制御と検出値のノイズ低減処理との関係を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between feedback control of drive voltage and noise reduction processing of detected values; デジタル制御ＩＣによる過渡状態における検出値のノイズ低減処理を説明するための概念的な波形図である。FIG. 4 is a conceptual waveform diagram for explaining noise reduction processing of detected values in a transient state by a digital control IC; デジタル制御ＩＣによる過渡状態における検出値のノイズ低減処理を説明するための概念的な波形図である。FIG. 4 is a conceptual waveform diagram for explaining noise reduction processing of detected values in a transient state by a digital control IC; デジタル制御ＩＣによる駆動電圧ＶＦのフィードバック制御を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining feedback control of the drive voltage VF by the digital control IC; 図７のステップＳ６０の通常モード時におけるフィードバック制御の処理手順を詳細に示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing in detail the processing procedure of feedback control in the normal mode in step S60 of FIG. 7; FIG. 図７のステップＳ５０の過渡モード時におけるフィードバック制御の処理手順を詳細に示すフローチャートである。FIG. 8 is a flow chart showing in detail the processing procedure of feedback control in the transient mode in step S50 of FIG. 7; FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

図１は、この発明の実施の形態に従う燃焼装置を含む給湯装置１００の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of water heater 100 including a combustion device according to an embodiment of the present invention.

図１を参照して、給湯装置１００の筐体１１０内には、燃焼バーナ１１５（燃焼部）と、熱交換器１２０と、燃焼用ファン１２５と、コントローラ１３０と、防雨板１３５と、図示されない多数の配管およびセンサとが格納されている。筐体１１０の一面（例えば前面）には、前板１４０が設けられ、前板１４０には、吸気口（「給気口」とも称する）１４５と、排気口１５０とが設けられている。 Referring to FIG. 1, inside housing 110 of water heater 100 are combustion burner 115 (combustion section), heat exchanger 120, combustion fan 125, controller 130, and rainproof plate 135. It houses a large number of pipes and sensors that are not required. A front plate 140 is provided on one surface (for example, the front surface) of the housing 110 , and the front plate 140 is provided with an intake port (also referred to as an “air supply port”) 145 and an exhaust port 150 .

燃焼バーナ１１５は、図示されないガス配管から供給されるガスと、燃焼用ファン１２５から供給される空気との混合気を燃焼する。燃焼バーナ１１５でのガス燃焼により発生された熱量は、熱交換器１２０に与えられ、熱交換器１２０において給湯配管内の湯水の温度上昇に用いられる。 Combustion burner 115 burns a mixture of gas supplied from a gas pipe (not shown) and air supplied from combustion fan 125 . The amount of heat generated by gas combustion in combustion burner 115 is given to heat exchanger 120 and used in heat exchanger 120 to raise the temperature of hot water in the hot water supply pipe.

燃焼用ファン１２５は、ファンモータ（図示せず）によって回転駆動され、燃焼バーナ１１５への燃焼用の空気を供給するためのものである。燃焼用ファン１２５は、コントローラ１３０からの指令に基づいて作動し、吸気口１４５から取り込まれる空気を燃焼バーナ１１５に向けて供給する。 Combustion fan 125 is rotationally driven by a fan motor (not shown) to supply combustion air to combustion burner 115 . Combustion fan 125 operates based on a command from controller 130 and supplies air taken in from intake port 145 toward combustion burner 115 .

コントローラ１３０は、電源部および制御部（いずれも図示せず）を含み、制御部に記載された制御プログラムに従って給湯装置１００の各種制御を実行する。制御プログラムには、燃焼バーナ１１５および燃焼用ファン１２５等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燃焼バーナ１１５および燃焼用ファン１２５等の制御が実行される。コントローラ１３０は「制御装置」の一実施例に対応する。 Controller 130 includes a power supply unit and a control unit (both not shown), and executes various controls of water heater 100 according to a control program written in the control unit. The control program includes various programs related to the operation of combustion burner 115, combustion fan 125, etc., and control of combustion burner 115, combustion fan 125, etc. is executed based on these programs. Controller 130 corresponds to one embodiment of "controller."

吸気口１４５は、燃焼用ファン１２５の作動時に筐体１１０内に外気を取り込むために設けられる。燃焼用ファン１２５の作動に伴い吸気口１４５から取り込まれた空気は、燃焼用ファン１２５によって燃焼バーナ１１５に供給される。この吸気口１４５から燃焼用ファン１２５への吸気経路にはコントローラ１３０が配設される。一例として、図１に示されるように、コントローラ１３０は、防雨板１３５を介して吸気口１４５の近傍に配設される。そして、燃焼用ファン１２５の作動に伴い吸気口１４５から吸入される空気は、まずコントローラ１３０を冷却し、その後、燃焼用ファン１２５へ供給される。詳細には、吸気口１４５から筐体１１０内へ導入された空気の大部分は、防雨板１３５の周辺を通って燃焼用ファン１２５へ導入される。また、筐体１１０内へ導入された空気の一部は、防雨板１３５の図示しない開口部を通ってコントローラ１３０側へ導入され、その後、燃焼用ファン１２５へ導入される。 The intake port 145 is provided to take outside air into the housing 110 when the combustion fan 125 is in operation. Air taken in from the intake port 145 by the operation of the combustion fan 125 is supplied to the combustion burner 115 by the combustion fan 125 . A controller 130 is arranged in an intake path from the intake port 145 to the combustion fan 125 . As an example, as shown in FIG. 1, the controller 130 is arranged in the vicinity of the air inlet 145 via the rainproof plate 135 . The air sucked from the intake port 145 by the operation of the combustion fan 125 first cools the controller 130 and then is supplied to the combustion fan 125 . Specifically, most of the air introduced into housing 110 from air inlet 145 is introduced into combustion fan 125 through the periphery of rainproof plate 135 . Also, part of the air introduced into the housing 110 is introduced to the controller 130 side through an opening (not shown) of the rainproof plate 135 and then introduced to the combustion fan 125 .

排気口１５０は、燃焼用ファン１２５の作動時に筐体１１０外へ空気（または、燃焼運転による排ガス）を排出するために設けられる。排気口１５０が設けられることにより、燃焼用ファン１２５の作動時に図中に矢印で示されるような空気流が形成される。 The exhaust port 150 is provided to discharge air (or exhaust gas from combustion operation) to the outside of the housing 110 when the combustion fan 125 is in operation. By providing the exhaust port 150, an air flow is formed as indicated by an arrow in the drawing when the combustion fan 125 is operated.

コントローラ１３０には、図示しない外部の電源（例えば系統交流電源であり、以下「外部電源」とも称する）から電力が供給され、コントローラ１３０の電源部によって、給湯装置１００で用いられる電源（例えば１５Ｖ電源）が生成される。電源部により生成される電力は、必要に応じて電圧変換されて、制御部ならびに、燃焼用ファン１２５、燃焼バーナ１１５、各種電磁弁、各種センサおよびリモコン等の各機器へ供給される。 Controller 130 is supplied with power from an external power supply (for example, a system AC power supply, hereinafter also referred to as an “external power supply”) (not shown). ) is generated. The electric power generated by the power supply section is voltage-converted as necessary and supplied to the control section, the combustion fan 125, the combustion burner 115, various electromagnetic valves, various sensors, remote controllers, and other devices.

図２は、図１に示したコントローラ１３０の構成例を示すブロック図である。なお、図２では、燃焼用ファン１２５の制御に関する部分について示されており、燃焼バーナ１１５および各種制御弁等のその他の制御に関する部分については省略されている。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the controller 130 shown in FIG. Note that FIG. 2 shows a portion related to control of the combustion fan 125, and omits portions related to control of the combustion burner 115, various control valves, and the like.

図２を参照して、コントローラ１３０は、電源部２００と、三端子レギュレータ２２５と、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」とも称する）３００と、リモコン３３０とを含む。また、コントローラ１３０は、ファン駆動部２３５と、ファン電圧検出部２４５と、ファン電流検出部２５０と、デジタル制御ＩＣ３１０と、１２Ｖ出力回路２６０と、絶縁部２７５，２８０とをさらに含む。 Referring to FIG. 2 , controller 130 includes a power supply unit 200 , a three-terminal regulator 225 , a microcomputer (hereinafter also referred to as “microcomputer”) 300 and a remote controller 330 . Controller 130 further includes a fan driving section 235 , a fan voltage detecting section 245 , a fan current detecting section 250 , a digital control IC 310 , a 12V output circuit 260 and insulating sections 275 and 280 .

電源部２００は、図示しない外部電源から交流電力を受けて、給湯装置１００で用いられる電源を生成する。本実施の形態では、電源部２００は、直流１５Ｖの電圧を生成するものとするが、電源部２００が生成する電圧はこれに限定されるものではない。一例として、電源部２００は、フライバック方式のスイッチングトランスによって構成され、整流・平滑回路２０５と、１５Ｖ出力部２１０とを含む。 Power supply unit 200 receives AC power from an external power supply (not shown) and generates power used in hot water supply apparatus 100 . In the present embodiment, power supply section 200 is assumed to generate a DC voltage of 15 V, but the voltage generated by power supply section 200 is not limited to this. As an example, the power supply unit 200 is configured by a flyback switching transformer and includes a rectifying/smoothing circuit 205 and a 15V output unit 210 .

整流・平滑回路２０５は、外部電源から受ける交流電力を整流するとともに、整流された直流電力に含まれる変動成分を平滑化する。整流・平滑回路２０５は、例えば、外部電源から受ける交流電力を整流する整流ブリッジ回路と、整流された直流電力に含まれる変動成分を平滑化する平滑コンデンサとによって構成される。 A rectifying/smoothing circuit 205 rectifies AC power received from an external power supply and smoothes fluctuation components contained in the rectified DC power. The rectifying/smoothing circuit 205 includes, for example, a rectifying bridge circuit that rectifies AC power received from an external power supply, and a smoothing capacitor that smoothes fluctuation components contained in the rectified DC power.

１５Ｖ出力部２１０は、整流・平滑回路２０５から受ける電力を１５Ｖの直流電力に変換して出力する。１５Ｖ出力部２１０は、例えば、整流・平滑回路２０５から受ける電力を所定の周波数の交流に変換するトランス部と、トランス部から出力される交流電力を整流する整流部と、整流部によって整流される直流電力に含まれる変動成分を平滑化する平滑コンデンサとによって構成される。 The 15V output unit 210 converts the power received from the rectifying/smoothing circuit 205 into 15V DC power and outputs the DC power. The 15V output unit 210 includes, for example, a transformer unit that converts the power received from the rectifying/smoothing circuit 205 into alternating current of a predetermined frequency, a rectifying unit that rectifies the alternating current power that is output from the transformer unit, and a rectifying unit that rectifies the power. and a smoothing capacitor for smoothing fluctuation components contained in the DC power.

トランス部は、例えば、絶縁機能を有する高周波トランスと、高周波トランスの一次コイルに接続されてオンオフ制御されるスイッチング素子とによって構成される。なお、図２に示される「一次側」とは上記高周波トランスの一次コイル側を表し、「二次側」とは上記高周波コイルの二次コイル側を表している。整流部は、例えばダイオードによって構成される。 The transformer section is composed of, for example, a high-frequency transformer having an insulating function and a switching element connected to a primary coil of the high-frequency transformer and controlled on and off. The "primary side" shown in FIG. 2 represents the primary coil side of the high frequency transformer, and the "secondary side" represents the secondary coil side of the high frequency coil. The rectifying section is composed of, for example, a diode.

三端子レギュレータ２２５は、電源部２００から１５Ｖの直流電力を受け、マイコン用Ｖｃｃに電圧変換してマイコン３００へ供給する。１２Ｖ出力回路２６０は、電源部２００から出力される１５Ｖ直流出力を、燃焼用ファン１２５用に１２Ｖに降圧して燃焼用ファン１２５へ供給する。 The three-terminal regulator 225 receives 15V DC power from the power supply unit 200 , converts the voltage to Vcc for the microcomputer, and supplies it to the microcomputer 300 . The 12V output circuit 260 steps down the 15V DC output output from the power supply unit 200 to 12V for the combustion fan 125 and supplies it to the combustion fan 125 .

ファン駆動部２３５は、デジタル制御ＩＣ３１０から受けるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に基づいて、燃焼用ファン１２５のファンモータ（ＦＭ）１６０を駆動するための駆動電圧ＶＦを生成し、その生成した駆動電圧ＶＦをファンモータ１６０へ出力する。ファン駆動部２３５は「駆動部」の一実施例に対応する。 Fan drive unit 235 generates drive voltage VF for driving fan motor (FM) 160 of combustion fan 125 based on a PWM (Pulse Width Modulation) signal received from digital control IC 310, and the generated drive voltage VF is output to fan motor 160 . Fan drive 235 corresponds to one embodiment of "drive."

ファンモータ１６０は、直流モータである。ファンモータ１６０の回転速度は、ファン駆動部２３５からファンモータ１６０に供給される駆動電圧ＶＦによって制御される。燃焼用ファン１２５から燃焼バーナ１１５に供給される空気量は、ファンモータ１６０の回転速度に応じて変化する。なお、ファン駆動部２３５に与えるＰＷＭ信号のパルス幅を変化させることによって駆動電圧ＶＦを制御することができる。 Fan motor 160 is a DC motor. The rotational speed of fan motor 160 is controlled by drive voltage VF supplied from fan drive section 235 to fan motor 160 . The amount of air supplied from combustion fan 125 to combustion burner 115 changes according to the rotational speed of fan motor 160 . The drive voltage VF can be controlled by changing the pulse width of the PWM signal given to the fan drive section 235 .

ファン電圧検出部２４５は、ファンモータ１６０の駆動電圧ＶＦを検出し、その検出値をデジタル制御ＩＣ３１０へ出力する。以下の説明では、ファン電圧検出部２４５により検出される駆動電圧ＶＦの検出値を「検出値ＶＦＤ」とも称する。ファン電圧検出部２４５は「電圧検出部」の一実施例に対応する。 Fan voltage detector 245 detects drive voltage VF of fan motor 160 and outputs the detected value to digital control IC 310 . In the following description, the detected value of the drive voltage VF detected by the fan voltage detector 245 is also referred to as "detected value VFD". The fan voltage detector 245 corresponds to one embodiment of the "voltage detector".

ファン電流検出部２５０は、ファンモータ１６０に流れる電流（駆動電流）を検出し、その検出値をデジタル制御ＩＣ３１０へ出力する。 Fan current detector 250 detects a current (driving current) flowing through fan motor 160 and outputs the detected value to digital control IC 310 .

デジタル制御ＩＣ３１０は、マイコン３００と絶縁部２７５，２８０を経由して通信線（図示せず）で接続されており、マイコン３００との間で有線通信を行なう。図２では、マイコン３００とデジタル制御ＩＣ３１０との間の通信を全２重通信で構成した場合を例示したが、半２重通信としてもよい。デジタル制御ＩＣ３１０は、例えば、電源２００で生成される図示しないＤＣ３．３Ｖを電源として動作する。マイコン３００は「第１マイコン」の一実施例に対応し、デジタル制御ＩＣ３１０は「第２マイコン」の一実施例に対応する。 Digital control IC 310 is connected to microcomputer 300 via a communication line (not shown) via insulating units 275 and 280, and performs wired communication with microcomputer 300. FIG. Although FIG. 2 illustrates the case where the communication between the microcomputer 300 and the digital control IC 310 is constituted by full-duplex communication, it may be half-duplex communication. The digital control IC 310 operates using, for example, DC 3.3V (not shown) generated by the power supply 200 as a power supply. The microcomputer 300 corresponds to one embodiment of the "first microcomputer", and the digital control IC 310 corresponds to one embodiment of the "second microcomputer".

デジタル制御ＩＣ３１０は、ファンモータ１６０の駆動電圧の検出値ＶＦＤ、駆動電流および、ファンモータ１６０の実際の回転速度（以下、「実回転速度」とも称する）の検出値（アナログ値）をデジタル値に変換することにより、ファン電圧監視信号、ファン電流監視信号およびファン回転速度監視信号を生成する。なお、ファンモータ１６０の実回転速度は、図示しない回転速度センサによって検出される。回転速度センサは、例えば、燃焼用ファン１２５またはファンモータ１６０の回転体に取り付けられた電磁ピックアップ式のセンサによって構成される。ファン回転速度監視信号は、ファンモータ１６０の実回転速度を示す信号である。 The digital control IC 310 converts the detected value VFD of the driving voltage of the fan motor 160, the driving current, and the detected value (analog value) of the actual rotation speed of the fan motor 160 (hereinafter also referred to as “actual rotation speed”) to digital values. The conversion produces a fan voltage monitoring signal, a fan current monitoring signal and a fan rotation speed monitoring signal. The actual rotation speed of fan motor 160 is detected by a rotation speed sensor (not shown). The rotational speed sensor is composed of, for example, an electromagnetic pickup type sensor attached to the rotating body of the combustion fan 125 or the fan motor 160 . The fan rotation speed monitoring signal is a signal that indicates the actual rotation speed of fan motor 160 .

デジタル制御ＩＣ３１０は、生成したファン電圧監視信号、ファン電流監視信号およびファン回転速度監視信号を、絶縁部２８０を経由してマイコン３００へ送信する。 Digital control IC 310 transmits the generated fan voltage monitoring signal, fan current monitoring signal, and fan rotational speed monitoring signal to microcomputer 300 via insulating section 280 .

絶縁部２７５，２８０の各々は、例えばフォトカプラによって構成されており、デジタル制御ＩＣ３１０およびマイコン３００の電気的絶縁を確保しながら、両者間で通信信号を送受信する。 Each of the insulation units 275 and 280 is configured by, for example, a photocoupler, and transmits and receives communication signals between the digital control IC 310 and the microcomputer 300 while ensuring electrical insulation.

マイコン３００は、給湯装置１００の構成機器の動作を制御する。マイコン３００は、燃焼バーナ１１５の燃焼の開始／停止および燃焼バーナ１１５への燃焼ガス供給量を制御する。また、マイコン３００は、燃焼用ファン１２５の作動／停止を制御するとともに、燃焼用ファン１２５の作動時にはファンモータ１６０の目標回転速度を決定する。 Microcomputer 300 controls the operation of components of hot water supply apparatus 100 . Microcomputer 300 controls the start/stop of combustion of combustion burner 115 and the amount of combustion gas supplied to combustion burner 115 . Further, the microcomputer 300 controls the operation/stop of the combustion fan 125 and determines the target rotation speed of the fan motor 160 when the combustion fan 125 is in operation.

ファンモータ１６０の目標回転速度は、燃焼バーナ１１５の目標発熱量に応じて決定される。給湯装置１００では、一般的に目標号数として算出される。なお、目標号数は、給湯装置１００の設定温度、入水温度および入水流量に基づいて算出される。目標回転速度は、目標号数に応じたガス量が燃焼バーナ１１５に供給されたときに、当該ガス量との空燃比が所定値（例えば理論空燃比）となる空気量を燃焼用ファン１２５に供給するときの回転速度に相当する。マイコン３００には、例えば、目標号数に対応する空気量を発生するのに必要な回転速度を決定するためのテーブルが予め作成されている。したがって、マイコン３００は、当該テーブルの参照によって、目標号数に対応する回転速度を読み出すことにより、目標回転速度を決定することができる。 The target rotation speed of fan motor 160 is determined according to the target heat generation amount of combustion burner 115 . In hot water supply apparatus 100, it is generally calculated as a target number. The target number is calculated based on the set temperature of water heater 100, the temperature of incoming water, and the flow rate of incoming water. The target rotation speed is set by supplying an amount of air to the combustion fan 125 such that the air-fuel ratio with the gas amount becomes a predetermined value (for example, the theoretical air-fuel ratio) when the amount of gas corresponding to the target number is supplied to the combustion burner 115. Corresponds to the rotation speed when feeding. In the microcomputer 300, for example, a table is prepared in advance for determining the rotation speed required to generate the air amount corresponding to the target number. Therefore, the microcomputer 300 can determine the target rotation speed by reading the rotation speed corresponding to the target number by referring to the table.

マイコン３００は、ファンモータ１６０の目標回転速度を示す目標回転速度入力信号を生成し、その生成した目標回転速度入力信号を、絶縁部２７５を経由してデジタル制御ＩＣ３１０へ送信する。マイコン３００は、デジタル制御ＩＣ３１０から絶縁部２８０を経由してファンモータ１６０の実回転速度を示すファン回転速度監視信号を受ける。マイコン３００は、ファンモータ１６０の回転速度の制御の実行中、ファン電圧監視信号、ファン電流監視信号およびファン回転速度監視信号に基づいて、ファンモータ１６０の状態を監視することができる。 Microcomputer 300 generates a target rotational speed input signal indicating the target rotational speed of fan motor 160 and transmits the generated target rotational speed input signal to digital control IC 310 via insulating section 275 . Microcomputer 300 receives a fan rotation speed monitoring signal indicating the actual rotation speed of fan motor 160 from digital control IC 310 via insulating section 280 . Microcomputer 300 can monitor the state of fan motor 160 based on the fan voltage monitoring signal, the fan current monitoring signal, and the fan rotation speed monitoring signal while controlling the rotational speed of fan motor 160 .

デジタル制御ＩＣ３１０は、制御周期毎に、マイコン３００から受ける目標回転速度入力信号に基づいてＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号をファン駆動部２３５へ出力する。なお、以下では、デジタル制御ＩＣ３１０が制御周期毎にファンモータ１６０の駆動電圧ＶＦを制御するものとして、現在の制御周期を第ｎ番目（ｎ：自然数）の制御周期として表記する。 Digital control IC 310 generates a PWM signal based on a target rotational speed input signal received from microcomputer 300 and outputs the generated PWM signal to fan driving section 235 in each control cycle. Note that the current control cycle is hereinafter referred to as the n-th (n: natural number) control cycle on the assumption that the digital control IC 310 controls the drive voltage VF of the fan motor 160 in each control cycle.

デジタル制御ＩＣ３１０は、制御周期毎に、目標回転速度入力信号に示される目標回転速度に基づいて、今回の制御周期におけるファンモータ１６０の駆動電圧ＶＦの目標値を生成する。以下の説明では、駆動電圧ＶＦの目標値を「目標値ＶＦ＊」とも称する。デジタル制御ＩＣ３１０は、今回の制御周期における目標値ＶＦ＊［ｎ］に対する検出値ＶＦＤの偏差に応じて、ＰＷＭ信号のパルス幅を変化させる。このようにして、デジタル制御ＩＣ３１０は、ファンモータ１６０の実回転速度が目標回転速度に一致するように、駆動電圧ＶＦのフィードバック制御を実行する。 Digital control IC 310 generates a target value of drive voltage VF for fan motor 160 in the current control cycle based on the target rotation speed indicated by the target rotation speed input signal in each control cycle. In the following description, the target value of the drive voltage VF is also referred to as "target value VF*". The digital control IC 310 changes the pulse width of the PWM signal according to the deviation of the detected value VFD from the target value VF*[n] in the current control cycle. In this manner, digital control IC 310 performs feedback control of drive voltage VF so that the actual rotation speed of fan motor 160 matches the target rotation speed.

図３は、図２に示したデジタル制御ＩＣ３１０の詳細な構成を示すブロック図である。
図３を参照して、デジタル制御ＩＣ３１０は、目標値生成部３１２、減算器３１４、フィードバック（ＦＢ）制御部３１６、演算部３１８、および記憶部３２０を有する。 FIG. 3 is a block diagram showing the detailed configuration of the digital control IC 310 shown in FIG.
Referring to FIG. 3 , digital control IC 310 has target value generator 312 , subtractor 314 , feedback (FB) controller 316 , calculator 318 , and memory 320 .

目標値生成部３１２は、マイコン３００から受ける目標回転速度入力信号に示される目標回転速度に基づいて、今回の制御周期における目標値ＶＦ＊［ｎ］を生成する。目標値生成部３１２は、生成した目標値ＶＦ＊［ｎ］を減算器３１４および演算部３１８へ出力する。 Target value generator 312 generates target value VF*[n] for the current control cycle based on the target rotational speed indicated by the target rotational speed input signal received from microcomputer 300 . Target value generator 312 outputs the generated target value VF*[n] to subtractor 314 and calculator 318 .

記憶部３２０は、制御周期毎に、駆動電圧の検出値ＶＦＤをファン電圧検出部２４５から受ける。記憶部３２０は、検出値ＶＦＤを時々刻々と格納する。記憶部３２０は、例えば、読み書き可能な不揮発性メモリ等によって構成される。記憶部３２０は、少なくとも最新の複数個の検出値ＶＦＤを格納するように構成される。 Storage unit 320 receives drive voltage detection value VFD from fan voltage detection unit 245 in each control cycle. The storage unit 320 stores the detected value VFD moment by moment. The storage unit 320 is configured by, for example, a readable and writable nonvolatile memory. The storage unit 320 is configured to store at least a plurality of latest detection values VFD.

演算部３１８は、制御周期毎に、記憶部３２０に格納された検出値ＶＦＤを読み出すと、読み出した検出値ＶＦＤのノイズを低減するためのノイズ低減処理を実行する。演算部３１８は、ノイズ低減処理が施された演算値ＶＦＭまたはＶＦＥを減算器３１４へ出力する。演算部３１８は、これらの値に代えて、今回の制御周期における検出値ＶＦＤ［ｎ］を直接に減算器３１４へ出力することもできる。 When reading the detection value VFD stored in the storage unit 320 in each control cycle, the calculation unit 318 executes noise reduction processing for reducing noise in the read detection value VFD. Operation unit 318 outputs operation value VFM or VFE subjected to noise reduction processing to subtractor 314 . The calculation unit 318 can also directly output the detection value VFD[n] in the current control cycle to the subtractor 314 instead of these values.

ここで、検出値ＶＦＤをフィードバック値として、検出値ＶＦＤが目標値ＶＦ＊に近づくようにＰＷＭ信号のパルス幅を調整するフィードバック制御においては、検出値ＶＦＤにノイズが発生していると、フィードバック制御が不安定になるおそれがある。そのため、演算部３１８では、検出値ＶＦＤにノイズ低減処理を施すことで、フィードバック制御の安定性が低下することを抑制している。 Here, in the feedback control that adjusts the pulse width of the PWM signal so that the detected value VFD approaches the target value VF* using the detected value VFD as a feedback value, if noise occurs in the detected value VFD, the feedback control may become unstable. Therefore, the calculation unit 318 performs noise reduction processing on the detected value VFD, thereby suppressing deterioration in the stability of the feedback control.

演算部３１８からは、ノイズ低減処理で得られた演算値ＶＦＭまたはＶＦＥ、もしくは検出値ＶＦＤ自体が出力される。演算値ＶＦＭは、記憶部３２０から読み出された最新の複数個の検出値ＶＦＤの移動平均値に相当する。演算値ＶＦＥは、前回までの制御周期における検出値ＶＦＤに基づいて算出される、今回の制御周期における駆動電圧ＶＦの予測値に相当する。以下では、演算値ＶＦＭを「移動平均値ＶＦＭ」とも称し、演算値ＶＦＥを「予測値ＶＦＥ」とも称する。演算部３１８におけるノイズ低減処理の詳細については後述する。 The calculation unit 318 outputs the calculated value VFM or VFE obtained by the noise reduction process, or the detected value VFD itself. The calculated value VFM corresponds to the moving average value of the plurality of latest detection values VFD read from the storage unit 320 . The calculated value VFE corresponds to the predicted value of the driving voltage VF in the current control cycle calculated based on the detected value VFD in the previous control cycles. Hereinafter, the calculated value VFM is also referred to as "moving average value VFM", and the calculated value VFE is also referred to as "predicted value VFE". Details of the noise reduction processing in the calculation unit 318 will be described later.

減算器３１４は、制御周期毎に、目標値ＶＦ＊に対する演算部３１８の出力値の偏差ΔＶＦを演算する。フィードバック制御部３１６は、偏差ΔＶＦに基づいて、今回の制御周期におけるＰＷＭ信号のパルス幅を設定する。例えば、フィードバック制御部３１６は、ＰＩ演算によってＰＷＭ信号のパルス幅を設定することにより、偏差ΔＶＦを低減するためのフィードバック制御を実現できる。なお、フィードバック制御による制御量は、演算部３１８によって演算される移動平均値ＶＦＭ、予測値ＶＦＥまたは検出値ＶＦＤの偏差ΔＶＦに基づく、Ｐ制御、ＰＩ制御またはＰＩＤ制御等の公知の制御演算によって算出することができる。フィードバック制御部３１６は、設定されたパルス幅に基づいてＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をファン駆動部２３５へ出力する。 Subtractor 314 calculates deviation ΔVF of the output value of calculator 318 from target value VF* for each control cycle. Feedback control section 316 sets the pulse width of the PWM signal in the current control cycle based on deviation ΔVF. For example, the feedback control unit 316 can implement feedback control for reducing the deviation ΔVF by setting the pulse width of the PWM signal by PI calculation. The amount of control by feedback control is calculated by known control calculation such as P control, PI control, or PID control based on deviation ΔVF of moving average value VFM, prediction value VFE, or detection value VFD calculated by calculation unit 318. can do. Feedback control section 316 generates a PWM signal based on the set pulse width, and outputs the generated PWM signal to fan drive section 235 .

ファン駆動部２３５は、ＰＷＭ信号に基づいて、燃焼用ファン１２５のファンモータ１６０を駆動するための駆動電圧ＶＦを生成し、その生成した駆動電圧ＶＦをファンモータ１６０へ出力する。 Fan drive unit 235 generates drive voltage VF for driving fan motor 160 of combustion fan 125 based on the PWM signal, and outputs the generated drive voltage VF to fan motor 160 .

次に、図４を用いて、デジタル制御ＩＣ３１０における検出値ＶＦＤのノイズ低減処理について説明する。 Next, noise reduction processing of the detection value VFD in the digital control IC 310 will be described with reference to FIG.

図４は、駆動電圧ＶＦのフィードバック制御と検出値ＶＦＤのノイズ低減処理との関係を説明するための図である。図４には、ファン電圧検出部２４５による駆動電圧の検出値ＶＦＤ、および目標値生成部３１２により生成される駆動電圧の目標値ＶＦ＊の波形が示されている。 FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between feedback control of the drive voltage VF and noise reduction processing of the detected value VFD. FIG. 4 shows waveforms of the drive voltage detection value VFD by the fan voltage detection unit 245 and the drive voltage target value VF* generated by the target value generation unit 312 .

図４の例では、目標値ＶＦ＊は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間においてＶＦ＊＝ＶＡであり、時刻ｔ１にてＶＡからＶＢに増加している。このような目標値ＶＦ＊の変化は、給湯装置１００の設定温度や流量の変化によって目標号数が変化し、これに対応して燃焼用ファン１２５の目標回転速度が変化することによって生じる。なお、時刻ｔ１以降、目標値ＶＦ＊＝ＶＢに保たれている。 In the example of FIG. 4, the target value VF* is VF*=VA during the period from time t0 to time t1, and increases from VA to VB at time t1. Such changes in target value VF* are caused by changes in the target scale due to changes in the set temperature and flow rate of hot water supply apparatus 100, and corresponding changes in the target rotation speed of combustion fan 125. FIG. After time t1, the target value VF*=VB is maintained.

デジタル制御ＩＣ３１０は、上述したように、検出値ＶＦＤが目標値ＶＦ＊に一致するように、ファンモータ１６０の駆動電圧ＶＦを制御する。このフィードバック制御に用いられる検出値ＶＦＤにはノイズ低減処理が施される。 Digital control IC 310 controls drive voltage VF of fan motor 160 so that detected value VFD matches target value VF*, as described above. Noise reduction processing is applied to the detected value VFD used for this feedback control.

デジタル制御ＩＣ３１０において、演算部３１８は、検出値ＶＦＤのノイズ低減処理の一形態として、検出値ＶＦＤの移動平均値ＶＦＭを演算する。具体的には、演算部３１８は、今回の制御周期までの一定時間内における検出値ＶＦＤの平均値を演算する。例えば、演算部３１８は、記憶部３２０から今回の制御周期までの６個の検出値ＶＦＤ［ｎ］～ＶＦＤ［ｎ－５］を読み出すと、この読み出された６個の検出値ＶＦＤ［ｎ］～ＶＦＤ［ｎ－５］のうちの最大値および最小値を除いた、４個の検出値ＶＦＤの平均値を演算する。演算部３１８は、制御周期毎に期間をずらしながら、平均値を演算する。 In the digital control IC 310, the calculation unit 318 calculates a moving average value VFM of the detection value VFD as one form of noise reduction processing of the detection value VFD. Specifically, the calculation unit 318 calculates the average value of the detection values VFD within a certain period of time up to the current control cycle. For example, when the calculation unit 318 reads out the six detection values VFD[n] to VFD[n−5] up to the current control cycle from the storage unit 320, the read six detection values VFD[n ] to VFD[n−5], excluding the maximum and minimum values, the average value of the four detection values VFD is calculated. The calculation unit 318 calculates the average value while shifting the period for each control cycle.

図４には、検出値ＶＦＤから算出された移動平均値ＶＦＭの波形が一点鎖線で示されている。移動平均値ＶＦＭの波形は、検出値ＶＦＤの波形を平滑化した滑らかなものとなり、検出値ＶＦＤのノイズを低減することができる。なお、平均値を演算する期間を長くすると、移動平均値ＶＦＭの波形はより滑らかなものとなる。したがって、移動平均値ＶＦＭに基づいたフィードバック制御においては、検出値ＶＦＤのノイズが低減されるため、駆動電圧の制御の安定性を高めることができる。 In FIG. 4, the waveform of the moving average value VFM calculated from the detected value VFD is indicated by a dashed line. The waveform of the moving average value VFM becomes smooth by smoothing the waveform of the detection value VFD, and noise in the detection value VFD can be reduced. If the period for calculating the average value is lengthened, the waveform of the moving average value VFM becomes smoother. Therefore, in the feedback control based on the moving average value VFM, the noise of the detected value VFD is reduced, so that the stability of the drive voltage control can be enhanced.

しかしながら、一方で、移動平均値ＶＦＭは、今回の制御周期までの一定期間内における検出値ＶＦＤに基づいて演算されたものであるため、検出値ＶＦＤが目標値ＶＦ＊に向かって変化している過渡状態では、移動平均値ＶＦＭは、検出値ＶＦＤの変化に対して遅れを有する。なお、平均値を演算する期間が長くなるほど、この遅れは大きくなる。 However, on the other hand, since the moving average value VFM is calculated based on the detected value VFD within a certain period up to the current control cycle, the detected value VFD changes toward the target value VF*. In the transient state, the moving average value VFM lags behind changes in the detected value VFD. This delay increases as the period for calculating the average value increases.

ここで、駆動電圧ＶＦのフィードバック制御において、時刻ｔ１において、目標値ＶＦ＊がＶＡからＶＢに変化すると、デジタル制御ＩＣ３１０は、目標値ＶＦ＊の変化に追従するように、駆動電圧ＶＦを制御する。検出値ＶＦＤは、目標値ＶＦ＊の変化に対して一定の遅れを有するように変化する。そのため、フィードバック制御には、目標値ＶＦ＊と検出値ＶＦＤとが一致しない過渡状態が生じる。 Here, in the feedback control of the drive voltage VF, when the target value VF* changes from VA to VB at time t1, the digital control IC 310 controls the drive voltage VF so as to follow the change in the target value VF*. . Detected value VFD changes with a certain delay with respect to change in target value VF*. Therefore, in feedback control, a transient state occurs in which the target value VF* and the detected value VFD do not match.

この過渡状態では、移動平均値ＶＦＭは、検出値ＶＦＤの変化に対して遅れを有するように変化する。検出値ＶＦＤが上昇している図４の例では、移動平均値ＶＦＭは、検出値ＶＦＤよりも低い値となる。このため、移動平均値ＶＦＭと目標値ＶＦ＊との偏差ΔＶＦに基づいて生成されたＰＷＭ信号に従って駆動電圧ＶＦを制御すると、駆動電圧ＶＦの供給が過剰となるおそれがある。反対に、目標値ＶＦ＊よりも検出値ＶＦＤが高い過渡状態では、駆動電圧ＶＦの供給が不足するおそれがある。したがって、過渡状態では、理論空燃比から外れた燃焼状態が発生することが懸念される。 In this transient state, the moving average value VFM changes so as to have a delay with respect to changes in the detection value VFD. In the example of FIG. 4 in which the detected value VFD is increasing, the moving average value VFM is lower than the detected value VFD. Therefore, if the drive voltage VF is controlled according to the PWM signal generated based on the deviation ΔVF between the moving average value VFM and the target value VF*, the supply of the drive voltage VF may become excessive. Conversely, in a transient state in which the detected value VFD is higher than the target value VF*, the drive voltage VF may be insufficiently supplied. Therefore, in the transient state, there is concern that a combustion state deviating from the stoichiometric air-fuel ratio may occur.

このように、過渡状態においては、移動平均値ＶＦＭの遅れに起因してフィードバック制御の応答性が低下するおそれがある。したがって、目標値ＶＦ＊が変化した場面では、移動平均値ＶＦＭに代えて、検出値ＶＦＤを用いてフィードバック制御を行なう構成とすれば、制御の応答性の低下を抑制することができる。 As described above, in the transient state, there is a possibility that the responsiveness of the feedback control is degraded due to the delay of the moving average value VFM. Therefore, when the target value VF* changes, a decrease in control responsiveness can be suppressed by performing feedback control using the detected value VFD instead of the moving average value VFM.

そこで、演算部３１８は、検出値ＶＦＤが目標値ＶＦ＊に到達するまでの過渡状態期間では、検出値ＶＦＤのノイズ低減処理の別の形態として、前回の制御周期までの検出値ＶＦＤに基づいて今回の制御周期における検出値の予測値ＶＦＥ［ｎ］を演算し、この予測値ＶＦＥ［ｎ］に基づいて今回の制御周期における検出値ＶＦＤ［ｎ］がノイズであるか否かを判定する。検出値ＶＦＤ［ｎ］がノイズであると判定されると、演算部３１８は、検出値ＶＦＤ［ｎ］に代えて、予測値ＶＦＥ［ｎ］を減算器３１４へ出力する。したがって、予測値ＶＦＥ［ｎ］を用いて駆動電圧ＶＦのフィードバック制御が行なわれることになる。 Therefore, in the transient state period until the detection value VFD reaches the target value VF*, the calculation unit 318 performs another form of noise reduction processing of the detection value VFD based on the detection value VFD up to the previous control cycle. A predicted value VFE[n] of the detected value in the current control cycle is calculated, and based on this predicted value VFE[n], it is determined whether or not the detected value VFD[n] in the current control cycle is noise. When detection value VFD[n] is determined to be noise, operation unit 318 outputs prediction value VFE[n] to subtractor 314 instead of detection value VFD[n]. Therefore, feedback control of drive voltage VF is performed using predicted value VFE[n].

図５および図６には、デジタル制御ＩＣ３１０による過渡状態における検出値ＶＦＤのノイズ低減処理を説明するための概念的な波形図が示される。 5 and 6 show conceptual waveform diagrams for explaining noise reduction processing of the detected value VFD in a transient state by the digital control IC 310. FIG.

最初に図５を用いて、予測値ＶＦＥを演算する処理について説明する。図５には、制御周期毎にファン電圧検出部２４５から受ける検出値ＶＦＤが黒丸で示されている。演算部３１８は、前回の制御周期までの一定期間内における検出値ＶＦＤに基づいて、今回の制御周期における予測値ＶＦＥ［ｎ］を演算する。 First, the processing for calculating the predicted value VFE will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the detected value VFD received from the fan voltage detector 245 for each control cycle is indicated by black circles. The calculation unit 318 calculates the predicted value VFE[n] in the current control cycle based on the detected value VFD within a certain period up to the previous control cycle.

具体的には、演算部３１８は、記憶部３２０から前回の制御周期までの３個の検出値ＶＦＤ［ｎ－１］～ＶＦＤ［ｎ－３］を読み出すと、この読み出された３個の検出値ＶＦＤ［ｎ－１］～ＶＦＤ［ｎ－３］を、図５に示すように２次元座標系にプロットする。演算部３１８は、このプロットした３個の検出値ＶＦＤを最小二乗法により線形近似して得られた近似式から求められる直線（図中の直線Ｌ１に相当）を用いて、今回の制御周期における駆動電圧の予測値ＶＦＥ［ｎ］を演算する。図５では、今回の制御周期における予測値ＶＦＥ［ｎ］が白丸で示されている。なお、線形近似に用いる検出値ＶＦＤは少なくとも２個であればよい。 Specifically, when the calculation unit 318 reads out the three detection values VFD[n−1] to VFD[n−3] up to the previous control cycle from the storage unit 320, the read three values are The detected values VFD[n−1] to VFD[n−3] are plotted on a two-dimensional coordinate system as shown in FIG. The calculation unit 318 uses a straight line (corresponding to the straight line L1 in the figure) obtained from the approximate expression obtained by linearly approximating the three plotted detection values VFD by the least squares method, to calculate the A predicted value VFE[n] of the driving voltage is calculated. In FIG. 5, the predicted value VFE[n] in the current control cycle is indicated by white circles. At least two detection values VFD are used for linear approximation.

次に図６を用いて、過渡状態における検出値ＶＦＤのノイズ低減処理を説明する。
演算部３１８は、ファン電圧検出部２４５から今回の制御周期における検出値ＶＦＤ［ｎ］を受けると、検出値ＶＦＤ［ｎ］と予測値ＶＦＥ［ｎ］とを比較し、その比較結果に基づいて検出値ＶＦＤ［ｎ］がノイズであるか否かを判定する。 Next, noise reduction processing of the detected value VFD in a transient state will be described with reference to FIG.
Upon receiving the detected value VFD[n] in the current control cycle from the fan voltage detector 245, the calculator 318 compares the detected value VFD[n] with the predicted value VFE[n], and based on the comparison result, It is determined whether or not the detected value VFD[n] is noise.

具体的には、演算部３１８は、予測値ＶＦＥ［ｎ］を中央値とした電圧範囲を設定し、検出値ＶＦＤ［ｎ］がこの電圧範囲に含まれるか否かを判定する。電圧範囲の上限値ＶＦＨは予測値ＶＦＥ［ｎ］よりも閾値Ｖ３大きい値に設定され、下限値ＶＦＬは予測値ＶＦＥ［ｎ］よりも閾値Ｖ３小さい値に設定される。閾値Ｖ３は「第３閾値」に対応する。 Specifically, the calculation unit 318 sets a voltage range with the predicted value VFE[n] as the median, and determines whether or not the detected value VFD[n] is included in this voltage range. The upper limit value VFH of the voltage range is set to a value larger than the predicted value VFE[n] by the threshold value V3, and the lower limit value VFL is set to a value smaller than the predicted value VFE[n] by the threshold value V3. The threshold V3 corresponds to the "third threshold".

検出値ＶＦＤ［ｎ］が上記電圧範囲に含まれる場合、言い換えれば、検出値ＶＦＤ［ｎ］と予測値ＶＦＥ［ｎ］との差（｜ＶＦＤ［ｎ］－ＶＦＥ［ｎ］｜）が閾値Ｖ３以下である場合、演算部３１８は、検出値ＶＦＤ［ｎ］が正常値であって、ノイズでないと判定する。一方、検出値ＶＦＤ［ｎ］が電圧範囲から外れている場合、言い換えれば、検出値ＶＦＤ［ｎ］と予測値ＶＦＥ［ｎ］との差（｜ＶＦＤ［ｎ］－ＶＦＥ［ｎ］｜）が閾値Ｖ３よりも大きい場合、演算部３１８は、検出値ＶＦＤ［ｎ］がノイズであると判定する。 When the detected value VFD[n] is included in the voltage range, in other words, the difference between the detected value VFD[n] and the predicted value VFE[n] (|VFD[n]−VFE[n]|) is the threshold value V3. If it is less than or equal to, the calculation unit 318 determines that the detected value VFD[n] is a normal value and not noise. On the other hand, when the detected value VFD[n] is out of the voltage range, in other words, the difference (|VFD[n]−VFE[n]|) between the detected value VFD[n] and the predicted value VFE[n] is If it is larger than the threshold V3, the calculation unit 318 determines that the detected value VFD[n] is noise.

検出値ＶＦＤ［ｎ］がノイズでないと判定された場合には、演算部３１８は、検出値ＶＦＤ［ｎ］を減算器３１４へ出力する。したがって、減算器３１４は、目標値ＶＦ＊［ｎ］に対する検出値ＶＦＤ［ｎ］の偏差ΔＶＦ［ｎ］を演算する（ΔＶＦ＝ＶＦ＊［ｎ］－ＶＦＤ［ｎ］）。フィードバック制御部３１６は、偏差ΔＶＦ［ｎ］を低減するためのフィードバック制御を実行する。 When it is determined that detection value VFD[n] is not noise, operation unit 318 outputs detection value VFD[n] to subtractor 314 . Therefore, subtractor 314 calculates deviation ΔVF[n] of detected value VFD[n] from target value VF*[n] (ΔVF=VF*[n]−VFD[n]). Feedback control unit 316 performs feedback control to reduce deviation ΔVF[n].

一方、検出値ＶＦＤ［ｎ］がノイズであると判定された場合、演算部３１８は、予測値ＶＦＥ［ｎ］を減算器３１４へ出力する。したがって、減算器３１４は、目標値ＶＦ＊［ｎ］に対する予測値ＶＦＥ［ｎ］の偏差ΔＶＦ［ｎ］を演算する（ΔＶＦ＝ＶＦ＊［ｎ］－ＶＦＥ［ｎ］）。フィードバック制御部３１６は、偏差ΔＶＦ［ｎ］を低減するためのフィードバック制御を実行する。 On the other hand, when detection value VFD[n] is determined to be noise, operation unit 318 outputs prediction value VFE[n] to subtractor 314 . Therefore, subtractor 314 calculates deviation ΔVF[n] of predicted value VFE[n] from target value VF*[n] (ΔVF=VF*[n]−VFE[n]). Feedback control unit 316 performs feedback control to reduce deviation ΔVF[n].

なお、検出値ＶＦＤ［ｎ］がノイズであると判定された場合、演算部３１８は、記憶部３２０から検出値ＶＦＤ［ｎ］を破棄し、予測値ＶＦＥ［ｎ］を今回の制御周期における検出値ＶＦＤ［ｎ］として記憶部３２０に格納する。すなわち、演算部３１８は、記憶部３２０に格納される検出値ＶＦＤ［ｎ］を、予測値ＶＦＥ［ｎ］に書き換える。したがって、次回の制御周期における予測値ＶＦＥ［ｎ＋１］は、この書き換えられた検出値ＶＦＤ［ｎ］を用いて演算されることになる。これによると、制御周期毎に、ノイズが低減された検出値ＶＦＤを用いて予測値ＶＦＥを演算することができるため、精度の高い予測値ＶＦＥを得ることができる。 Note that when it is determined that the detected value VFD[n] is noise, the calculation unit 318 discards the detected value VFD[n] from the storage unit 320, and replaces the predicted value VFE[n] with the detected value VFE[n] in the current control cycle. Stored in the storage unit 320 as a value VFD[n]. That is, the calculation unit 318 rewrites the detected value VFD[n] stored in the storage unit 320 to the predicted value VFE[n]. Therefore, the predicted value VFE[n+1] in the next control cycle is calculated using this rewritten detected value VFD[n]. According to this, the prediction value VFE can be calculated using the noise-reduced detection value VFD for each control cycle, so that the prediction value VFE with high accuracy can be obtained.

再び図４を参照して、時刻ｔ１に目標値ＶＦ＊がＶＡからＶＢに変化すると、駆動電圧ＶＦのフィードバック制御によって、検出値ＶＦＤは、ＶＡから目標値ＶＦ＊に向かって変化する。そして、時刻ｔ２において、検出値ＶＦＤが目標値ＶＦ＊まで上昇する。 Referring to FIG. 4 again, when target value VF* changes from VA to VB at time t1, feedback control of drive voltage VF causes detection value VFD to change from VA toward target value VF*. Then, at time t2, the detected value VFD rises to the target value VF*.

デジタル制御ＩＣ３１０において、演算部３１８は、目標値ＶＦ＊が変化した時刻ｔ１から時刻ｔ２より後の時刻ｔ３までの過渡状態の期間、制御周期毎に、予測値ＶＦＥを演算する。図４には、過渡状態の期間における予測値ＶＦＥの波形が点線で示されている。デジタル制御ＩＣ３１０は、予測値ＶＦＥを用いたノイズ低減処理を行なうことによって、予測値ＶＦＥまたは検出値ＶＦＤを減算器３１４へ出力する。これにより、目標値ＶＦ＊に対する予測値ＶＦＥまたは検出値ＶＦＤの偏差ΔＶＦに基づいて、駆動電圧ＶＦのフィードバック制御が行なわれる。 In the digital control IC 310, the calculation unit 318 calculates the predicted value VFE for each control cycle during the transient state from time t1 when the target value VF* changes to time t3 after time t2. In FIG. 4, the waveform of the predicted value VFE during the transient state is indicated by a dotted line. Digital control IC 310 outputs predicted value VFE or detected value VFD to subtractor 314 by performing noise reduction processing using predicted value VFE. Thus, feedback control of drive voltage VF is performed based on deviation ΔVF of predicted value VFE or detected value VFD from target value VF*.

なお、時刻ｔ３は、検出値ＶＦＤが目標値ＶＦ＊に到達した時刻ｔ２から基準時間Ｔ１が経過した時刻に設定される。この基準時間Ｔ１は、検出値ＶＦＤが目標値ＶＦ＊付近で安定するのに要する時間に対応するように設定される。基準時間Ｔ１は、例えば制御周期の２倍程度の長さに設定される。 The time t3 is set to the time when the reference time T1 has passed from the time t2 when the detected value VFD reaches the target value VF*. This reference time T1 is set to correspond to the time required for the detected value VFD to stabilize near the target value VF*. The reference time T1 is set, for example, to a length approximately twice the control cycle.

このようにデジタル制御ＩＣ３１０は、検出値ＶＦＤのノイズ低減処理として、制御周期毎に移動平均値ＶＦＭを演算する処理と、制御周期毎に予測値ＶＦＥを演算し、予測値ＶＦＥを用いて検出値ＶＦＤのノイズを低減する処理とを選択的に実行するように構成される。以下の説明では、前者のノイズ低減処理を適用したフィードバック制御を「通常モード」とも称し、後者のノイズ低減処理を適用したフィードバック制御を「過渡モード」とも称する。なお、通常モードは「第１のモード」の一実施例に対応し、過渡モードは「第２のモード」の一実施例に対応する。 As described above, the digital control IC 310 performs, as noise reduction processing of the detected value VFD, a process of calculating the moving average value VFM for each control cycle, a process of calculating the predicted value VFE for each control cycle, and using the predicted value VFE, the detected value and selectively reducing the noise of the VFD. In the following description, feedback control to which the former noise reduction processing is applied is also referred to as "normal mode", and feedback control to which the latter noise reduction processing is applied is also referred to as "transient mode". It should be noted that the normal mode corresponds to one embodiment of the "first mode" and the transient mode corresponds to one embodiment of the "second mode."

すなわち、デジタル制御ＩＣ３１０は、駆動電圧ＶＦのフィードバック制御として、通常モードと過渡モードとを選択的に実行するように構成される。通常モード時、デジタル制御ＩＣ３１０は、制御周期毎に移動平均値ＶＦＭを演算し、目標値ＶＦ＊に対する移動平均値ＶＦＭの偏差ΔＶＦに基づいてフィードバック制御を行なう。一方、過渡モード時には、デジタル制御ＩＣ３１０は、制御周期毎に予測値ＶＦＥを演算し、目標値ＶＦ＊に対する予測値ＶＦＥまたは検出値ＶＦＤの偏差ΔＶＦに基づいてフィードバック制御を行なう。 That is, the digital control IC 310 is configured to selectively execute the normal mode and the transient mode as feedback control of the drive voltage VF. In the normal mode, the digital control IC 310 calculates the moving average value VFM for each control cycle, and performs feedback control based on the deviation ΔVF of the moving average value VFM from the target value VF*. On the other hand, in the transient mode, digital control IC 310 calculates predicted value VFE for each control cycle, and performs feedback control based on deviation ΔVF of predicted value VFE or detected value VFD from target value VF*.

過渡モードの実行中、デジタル制御ＩＣ３１０は、予測値ＶＦＥと検出値ＶＦＤとの差が閾値Ｖ３よりも大きいときには、目標値ＶＦ＊に対する予測値ＶＦＥの偏差ΔＶＦに基づいてフィードバック制御を実行する。一方、予測値ＶＦ＊と検出値ＶＦＤとの差が閾値Ｖ３以下のときには、目標値ＶＦ＊に対する検出値ＶＦＤの偏差ΔＶＦに基づいてフィードバック制御を実行する。これにより、検出値ＶＦＤのノイズが低減されるため、フィードバック制御の安定性を確保することができる。ただし、検出値ＶＦＤに含まれ得る微小なノイズまでは排除することが難しいため、移動平均値ＶＦＭに比べてノイズの影響を受けやすくなる。 During execution of the transient mode, digital control IC 310 performs feedback control based on deviation ΔVF of predicted value VFE from target value VF* when the difference between predicted value VFE and detected value VFD is greater than threshold value V3. On the other hand, when the difference between the predicted value VF* and the detected value VFD is equal to or less than the threshold value V3, feedback control is executed based on the deviation ΔVF of the detected value VFD from the target value VF*. As a result, the noise of the detected value VFD is reduced, so that the stability of the feedback control can be ensured. However, since it is difficult to eliminate minute noise that may be included in the detection value VFD, it is more susceptible to noise than the moving average value VFM.

言い換えれば、通常モードは、過渡モードに比べて、フィードバック制御の安定性に優れるという反面、目標値ＶＦ＊が変化したときに生じる過渡状態において制御の応答性が低下するという課題がある。そこで、図４に示すように、目標値ＶＦ＊が安定している定常時には通常モードを実行することで、駆動電圧ＶＦを高い精度で安定させるとともに、通常モードの実行中において目標値ＶＦ＊が変化したときには（時刻ｔ１）、検出値ＶＦＤが目標値ＶＦ＊に到達するまでの過渡状態期間において、通常モードから過渡モードに一時的に切り換えることで、フィードバック制御の応答性の低下を抑制する。この結果、駆動電圧ＶＦのフィードバック制御において、制御の安定性と制御の応答性との両立を実現することができる。 In other words, the normal mode is more stable in feedback control than the transient mode. Therefore, as shown in FIG. 4, by executing the normal mode when the target value VF* is stable, the drive voltage VF can be stabilized with high accuracy, and the target value VF* is kept stable during the normal mode. When it changes (time t1), during the transient state period until the detected value VFD reaches the target value VF*, the normal mode is temporarily switched to the transient mode, thereby suppressing the deterioration of the responsiveness of the feedback control. As a result, in the feedback control of the drive voltage VF, it is possible to achieve both control stability and control responsiveness.

次に、図７から図９を用いて、本実施の形態に係る給湯装置１００におけるファンモータ１６０の駆動電圧ＶＦのフィードバック制御の処理手順について説明する。 Next, a processing procedure of feedback control of drive voltage VF of fan motor 160 in hot water supply apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 9. FIG.

図７は、デジタル制御ＩＣ３１０による駆動電圧ＶＦのフィードバック制御を説明するためのフローチャートである。図７のフローチャート中の各ステップについては、予め記憶されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定の制御周期毎に実行されることによって実現される。 FIG. 7 is a flowchart for explaining feedback control of the drive voltage VF by the digital control IC 310. FIG. Each step in the flowchart of FIG. 7 is implemented by calling a pre-stored program from the main routine and executing it at each predetermined control cycle.

図７を参照して、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ１０により、制御周期毎に、マイコン３００から受ける目標回転速度入力信号に示される目標回転速度に基づいて、今回の制御周期における目標値ＶＦ＊［ｎ］を生成する。 Referring to FIG. 7, in step S10, digital control IC 310 calculates target value VF*[ n].

デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ２０では、ファン電圧検出部２４５から今回の制御周期における駆動電圧の検出値ＶＦＤ［ｎ］を取得する。 In step S20, the digital control IC 310 acquires the detected value VFD[n] of the drive voltage in the current control cycle from the fan voltage detector 245. FIG.

デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ３０では、通常モードが実行中であるか否かを判定する。通常モードの実行中と判定された場合（Ｓ３０のＹＥＳ判定時）、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ４０により、今回の制御周期における目標値ＶＦ＊［ｎ］が、前回の制御周期における目標値ＶＦ＊［ｎ－１］から変化したか否かを判定する。例えば、デジタル制御ＩＣ３１０は、目標値ＶＦ＊［ｎ］と目標値ＶＦ＊［ｎ－１］との差（｜ＶＦ＊［ｎ］－ＶＦ＊［ｎ－１］｜）を演算し、演算された差が閾値Ｖ１以上であるか否かを判定する。閾値Ｖ１は「第１閾値」に対応する。 Digital control IC 310 determines in step S30 whether or not the normal mode is being executed. If it is determined that the normal mode is being executed (YES in S30), the digital control IC 310 changes the target value VF*[n] in the current control cycle to the target value VF* in the previous control cycle in step S40. It is determined whether or not it has changed from [n-1]. For example, the digital control IC 310 calculates the difference (|VF*[n]−VF*[n−1]|) between the target value VF*[n] and the target value VF*[n−1], and It is determined whether or not the difference is equal to or greater than the threshold value V1. The threshold V1 corresponds to the "first threshold".

ステップＳ４０において、差（｜ＶＦ＊［ｎ］－ＶＦ＊［ｎ－１］｜）が閾値Ｖ１以上である場合（Ｓ４０のＹＥＳ判定時）、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ５０により、通常モードから過渡モードへ切り換える。 In step S40, if the difference (|VF*[n]−VF*[n−1]|) is equal to or greater than the threshold value V1 (YES in S40), the digital control IC 310 changes from the normal mode to the transition mode in step S50. mode.

一方、ステップＳ４０において、差（｜ＶＦ＊［ｎ］－ＶＦ＊［ｎ－１］｜）が閾値Ｖ１よりも小さい場合（Ｓ４０のＮＯ判定時）、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ６０により、引き続き通常モードを実行する。 On the other hand, in step S40, if the difference (|VF*[n]-VF*[n-1]|) is smaller than the threshold value V1 (NO determination in S40), digital control IC 310 continues normal operation in step S60. run mode.

ステップＳ３０において、通常モードの実行中でない場合、すなわち、過渡モードの実行中であると判定された場合（Ｓ３０のＮＯ判定時）、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ７０に進み、今回の制御周期における検出値ＶＦＤ［ｎ］が目標値ＶＦ＊［ｎ］に到達したか否かを判定する。例えば、デジタル制御ＩＣ３１０は、目標値ＶＦ＊［ｎ］と検出値ＶＦＤ［ｎ］との差（｜ＶＦ＊［ｎ］－ＶＦＤ［ｎ］｜）を演算し、演算された差が閾値Ｖ２以下であるか否かを判定する。閾値Ｖ２は「第２閾値」に対応する。 If it is determined in step S30 that the normal mode is not being executed, that is, if it is determined that the transient mode is being executed (NO in S30), the digital control IC 310 proceeds to step S70 to perform the detection in the current control cycle. It is determined whether or not the value VFD[n] has reached the target value VF*[n]. For example, the digital control IC 310 calculates the difference (|VF*[n]−VFD[n]|) between the target value VF*[n] and the detected value VFD[n], and the calculated difference is equal to or less than the threshold value V2. It is determined whether or not. The threshold V2 corresponds to the "second threshold".

ステップＳ７０において、差（｜ＶＦ＊［ｎ］－ＶＦＤ［ｎ］｜）が閾値Ｖ２以下である場合（Ｓ７０のＹＥＳ判定時）、デジタル制御ＩＣ３１０は、検出値ＶＦＤ［ｎ］が目標値ＶＦ＊［ｎ］に到達していると判定する。デジタル制御ＩＣ３１０は、続いてステップＳ８０により、検出値ＶＦＤ［ｎ］が目標値ＶＦ＊［ｎ］に最初に到達した時刻から基準時間Ｔ１が経過したか否かを判定する。 In step S70, if the difference (|VF*[n]−VFD[n]|) is equal to or less than the threshold V2 (YES in S70), the digital control IC 310 determines that the detected value VFD[n] is the target value VF* It is determined that [n] has been reached. Digital control IC 310 then proceeds to step S80 to determine whether or not reference time T1 has elapsed from the time when detected value VFD[n] first reached target value VF*[n].

検出値ＶＦＤ［ｎ］が目標値ＶＦ＊［ｎ］に最初に到達した時刻から基準時間Ｔ１が経過していると判定された場合（Ｓ８０のＹＥＳ判定時）、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ６０により、過渡モードから通常モードへ切り換える。 If it is determined that the reference time T1 has elapsed since the time when the detected value VFD[n] first reached the target value VF*[n] (YES in S80), the digital control IC 310 performs step S60. , to switch from transient mode to normal mode.

一方、ステップＳ７０において、差（｜ＶＦ＊［ｎ］－ＶＦＤ［ｎ］｜）が閾値Ｖ２よりも大きい場合（Ｓ７０のＮＯ判定時）、デジタル制御ＩＣ３１０は、検出値ＶＦＤ［ｎ］が目標値ＶＦ＊［ｎ］に到達していないと判定する。したがって、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ５０により、引き続き過渡モードを実行する。 On the other hand, in step S70, if the difference (|VF*[n]−VFD[n]|) is greater than the threshold value V2 (NO determination in S70), the digital control IC 310 determines that the detected value VFD[n] is the target value. It is determined that VF*[n] has not been reached. Therefore, digital control IC 310 continues to execute the transient mode by step S50.

また、ステップＳ８０において、検出値ＶＦＤ［ｎ］が目標値ＶＦ＊［ｎ］に最初に到達した時刻から基準時間Ｔ１が経過していないと判定された場合（Ｓ８０のＮＯ判定時）、デジタル制御ＩＣ３１０は、検出値ＶＦＤ［ｎ］が目標値ＶＦ＊［ｎ］付近で安定していないと判定する。したがって、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ５０により、引き続き過渡モードを実行する。 Further, in step S80, if it is determined that the reference time T1 has not elapsed since the time when the detected value VFD[n] first reached the target value VF*[n] (NO determination in S80), the digital control IC 310 determines that detected value VFD[n] is not stable near target value VF*[n]. Therefore, digital control IC 310 continues to execute the transient mode by step S50.

図８は、図７のステップＳ６０の通常モード時におけるフィードバック制御の処理手順を詳細に示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing in detail the feedback control processing procedure in the normal mode in step S60 of FIG.

図８を参照して、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ６１により、今回の制御周期における移動平均値ＶＦＭ［ｎ］を演算する。ステップＳ６１では、デジタル制御ＩＣ３１０は、記憶部３２０から今回の制御周期までの少なくとも３個（例えば６個）の検出値ＶＦＤ［ｎ］～ＶＦＤ［ｎ－５］を読み出すと、この読み出された少なくとも３個の検出値ＶＦＤ［ｎ］～ＶＦＤ［ｎ－５］のうちの最大値および最小値を除いた、残りの検出値ＶＦＤの平均値を演算する。演算部３１８は、制御周期毎に期間をずらしながら平均値を演算する。 Referring to FIG. 8, digital control IC 310 calculates moving average value VFM[n] in the current control cycle in step S61. In step S61, the digital control IC 310 reads out at least three (for example, six) detection values VFD[n] to VFD[n−5] up to the current control cycle from the storage unit 320. An average value of remaining detection values VFD excluding the maximum and minimum values of at least three detection values VFD[n] to VFD[n-5] is calculated. The calculation unit 318 calculates the average value while shifting the period for each control cycle.

デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ６２により、目標値ＶＦ＊［ｎ］に対する移動平均値ＶＦＭ［ｎ］の偏差ΔＶＦを演算する（ΔＶＦ＝ＶＦ＊［ｎ］－ＶＦＭ［ｎ］）。 In step S62, digital control IC 310 calculates deviation ΔVF of moving average value VFM[n] from target value VF*[n] (ΔVF=VF*[n]−VFM[n]).

ステップＳ６２により偏差ΔＶＦが演算されると、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ６３により、偏差ΔＶＦに基づいて、今回の制御周期におけるＰＷＭ信号のパルス幅を演算する。ステップＳ６３では、デジタル制御ＩＣ３１０は、偏差ΔＶＦに基づく制御演算によってパルス幅を設定し、その設定されたパルス幅に基づいてＰＷＭ信号を生成する。 When the deviation ΔVF is calculated in step S62, the digital control IC 310 calculates the pulse width of the PWM signal in the current control cycle based on the deviation ΔVF in step S63. In step S63, the digital control IC 310 sets the pulse width by control calculation based on the deviation ΔVF, and generates a PWM signal based on the set pulse width.

ステップＳ６４では、ファン駆動部２３５は、ステップＳ６３で生成されたＰＷＭ信号に基づいて、燃焼用ファン１２５のファンモータ１６０を駆動するための駆動電圧ＶＦを生成し、その生成した駆動電圧ＶＦをファンモータ１６０へ出力する。 In step S64, the fan drive unit 235 generates a drive voltage VF for driving the fan motor 160 of the combustion fan 125 based on the PWM signal generated in step S63, and applies the generated drive voltage VF to the fan. Output to motor 160 .

図９は、図７のステップＳ５０の過渡モード時におけるフィードバック制御の処理手順を詳細に示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flow chart showing in detail the feedback control processing procedure in the transient mode in step S50 of FIG.

図９を参照して、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ５１により、今回の制御周期における予測値ＶＦＥ［ｎ］を演算する。ステップＳ５１では、デジタル制御ＩＣ３１０は、記憶部３２０から前回の制御周期までの少なくとも２個の検出値ＶＦＤを読み出すと、この読み出された少なくとも２個の検出値ＶＦＤを２次元座標系にプロットし、最小二乗法により線形近似する。デジタル制御ＩＣ３１０は、得られた近似式から求められる直線を用いて、今回の制御周期における駆動電圧の予測値ＶＦＥ［ｎ］を演算する。 Referring to FIG. 9, digital control IC 310 calculates predicted value VFE[n] in the current control cycle in step S51. In step S51, digital control IC 310 reads out at least two detection values VFD up to the previous control cycle from storage unit 320, and plots the read out at least two detection values VFD on a two-dimensional coordinate system. , is linearly approximated by the least-squares method. The digital control IC 310 calculates the predicted value VFE[n] of the drive voltage in the current control cycle using the straight line obtained from the obtained approximate expression.

ステップＳ５１により予測値ＶＦＥ［ｎ］が演算されると、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ５２に進み、ファン電圧検出部２４５から受ける今回の制御周期における検出値ＶＦＤ［ｎ］と、予測値ＶＦＥ［ｎ］とを比較し、その比較結果に基づいて検出値ＶＦＤ［ｎ］がノイズであるか否かを判定する。具体的には、デジタル制御ＩＣ３１０は、検出値ＶＦＤ［ｎ］と予測値ＶＦＥ［ｎ］との差（｜ＶＦＤ［ｎ］－ＶＦＥ［ｎ］｜）が閾値Ｖ３より大きいか否かを判定する。 When the predicted value VFE[n] is calculated in step S51, the digital control IC 310 advances to step S52 to calculate the detected value VFD[n] in the current control cycle received from the fan voltage detector 245 and the predicted value VFE[n]. ], and based on the comparison result, it is determined whether or not the detected value VFD[n] is noise. Specifically, the digital control IC 310 determines whether the difference (|VFD[n]−VFE[n]|) between the detected value VFD[n] and the predicted value VFE[n] is greater than the threshold value V3. .

検出値ＶＦＤ［ｎ］と予測値ＶＦＥ［ｎ］との差（｜ＶＦＤ［ｎ］－ＶＦＥ［ｎ］｜）が閾値Ｖ３よりも大きい場合（Ｓ５２のＹＥＳ判定時）、デジタル制御ＩＣ３１０は、検出値ＶＦＤ［ｎ］がノイズであると判定する。したがって、デジタル制御ＩＣ１３０は、ステップＳ５３により、目標値ＶＦ＊［ｎ］に対する予測値ＶＦＥ［ｎ］の偏差ΔＶＦを演算する（ΔＶＦ＝ＶＦ＊［ｎ］－ＶＦＥ［ｎ］）。 If the difference between the detected value VFD[n] and the predicted value VFE[n] (|VFD[n]−VFE[n]|) is greater than the threshold value V3 (YES in S52), the digital control IC 310 detects It is determined that the value VFD[n] is noise. Therefore, in step S53, digital control IC 130 calculates deviation ΔVF of predicted value VFE[n] from target value VF*[n] (ΔVF=VF*[n]−VFE[n]).

これに対して、ステップＳ５２にて検出値ＶＦＤ［ｎ］と予測値ＶＦＥ［ｎ］との差（｜ＶＦＤ［ｎ］－ＶＦＥ［ｎ］｜）が閾値Ｖ３以下である場合、デジタル制御ＩＣ３１０は、検出値ＶＦＤ［ｎ］が正常値であって、ノイズでないと判定する。したがって、デジタル制御ＩＣ１３０は、ステップＳ５６により、目標値ＶＦ＊［ｎ］に対する検出値ＶＦＤ［ｎ］の偏差ΔＶＦを演算する（ΔＶＦ＝ＶＦ＊［ｎ］－ＶＦＤ［ｎ］）。 On the other hand, if the difference (|VFD[n]−VFE[n]|) between the detected value VFD[n] and the predicted value VFE[n] is equal to or smaller than the threshold value V3 in step S52, the digital control IC 310 , the detected value VFD[n] is normal and not noise. Therefore, in step S56, digital control IC 130 calculates deviation ΔVF of detected value VFD[n] from target value VF*[n] (ΔVF=VF*[n]−VFD[n]).

ステップＳ５３またはＳ５６により偏差ΔＶＦが演算されると、デジタル制御ＩＣ３１０は、ステップＳ５４により、偏差ΔＶＦに基づいて、今回の制御周期におけるＰＷＭ信号のパルス幅を演算する。ステップＳ５４では、デジタル制御ＩＣ３１０は、偏差ΔＶＦに基づく制御演算によってパルス幅を設定し、その設定されたパルス幅に基づいてＰＷＭ信号を生成する。 After calculating the deviation ΔVF in step S53 or S56, the digital control IC 310 calculates the pulse width of the PWM signal in the current control cycle based on the deviation ΔVF in step S54. In step S54, the digital control IC 310 sets the pulse width by control calculation based on the deviation ΔVF, and generates a PWM signal based on the set pulse width.

ステップＳ５５では、ファン駆動部２３５は、ステップＳ５４で生成されたＰＷＭ信号に基づいて、燃焼用ファン１２５のファンモータ１６０を駆動するための駆動電圧ＶＦを生成し、その生成した駆動電圧ＶＦをファンモータ１６０へ出力する。 In step S55, the fan drive unit 235 generates a drive voltage VF for driving the fan motor 160 of the combustion fan 125 based on the PWM signal generated in step S54, and applies the generated drive voltage VF to the fan. Output to motor 160 .

以上説明したように、この発明の実施の形態に従う給湯装置によれば、デジタル制御ＩＣ３１０は、燃焼用ファン１２５を回転駆動するファンモータ１６０の駆動電圧ＶＦのフィードバック制御において、駆動電圧の移動平均値ＶＦＭを用いる通常モード（第１のモード）および、駆動電圧の予測値ＶＦＥまたは検出値ＶＦＤを用いる過渡モード（第２のモード）のいずれかを選択的に実行するように構成されている。これによると、通常モードの実行中、駆動電圧の目標値ＶＦ＊の変化に対して実際の駆動電圧が遅れて追従する過渡状態の期間には、通常モードから過渡モードに切り換えることができる。これによると、過渡状態期間にも通常モードを実行することで、フィードバック制御の応答性が低下することを抑制することができる。過渡モードでは、予測値ＶＦＥを用いたノイズ低減処理が行なわれるため、フィードバック制御の安定性を確保することができる。この結果、駆動電圧ＶＦのフィードバック制御において、制御の安定性と制御の応答性との両立を実現することができる。 As described above, according to the hot water supply apparatus according to the embodiment of the present invention, digital control IC 310 controls, in feedback control of drive voltage VF of fan motor 160 that drives combustion fan 125 to rotate, the moving average value of drive voltage It is configured to selectively execute either a normal mode (first mode) using VFM or a transient mode (second mode) using predicted value VFE or detected value VFD of the drive voltage. According to this, during the execution of the normal mode, the normal mode can be switched to the transient mode during the transition period in which the actual drive voltage follows the change in the target value VF* of the drive voltage with a delay. According to this, it is possible to suppress the deterioration of the responsiveness of the feedback control by executing the normal mode even during the transient state period. In the transient mode, noise reduction processing is performed using the predicted value VFE, so stability of feedback control can be ensured. As a result, in the feedback control of the drive voltage VF, it is possible to achieve both control stability and control responsiveness.

［変更例］
上述した実施の形態では、目標値ＶＦ＊が変化したときの過渡状態における検出値ＶＦＤのノイズ低減処理として、予測値ＶＦＥを用いて検出値ＶＦＤのノイズを低減する構成について説明したが、このような構成に代えて、ノイズ低減処理を行なわない構成としてもよい。すなわち、過渡状態期間では、検出値ＶＦＤにノイズ低減処理を施さず、検出値ＶＦＤを直接用いて駆動電圧ＶＦのフィードバック制御を実行してもよい。この構成はノイズの影響を受ける可能性があるものの、制御周期毎の処理負荷を減らすことができる。したがって、過渡状態の期間中制御周期を一時的に短くすることができるため、フィードバック制御の応答性をさらに高めることができる。 [Change example]
In the above-described embodiment, as the noise reduction processing of the detected value VFD in the transient state when the target value VF* changes, the configuration for reducing the noise of the detected value VFD using the predicted value VFE has been described. Alternatively, a configuration in which noise reduction processing is not performed may be employed. That is, during the transient state period, the detection value VFD may not be subjected to noise reduction processing, and feedback control of the drive voltage VF may be performed using the detection value VFD directly. Although this configuration may be affected by noise, it can reduce the processing load for each control cycle. Therefore, the control cycle can be temporarily shortened during the period of the transient state, so that the responsiveness of the feedback control can be further enhanced.

あるいは、過渡状態におけるノイズ低減処理の別の態様として、前回の制御周期における検出値ＶＦＤ［ｎ－１］に対する今回の制御周期における検出値ＶＦＤ［ｎ］の変化量が所定の閾値を超える場合には、検出値ＶＦＤ［ｎ］がノイズであると判定する構成としてもよい。この構成では、検出値ＶＦＤ［ｎ］がノイズであると判定されると、前回の制御周期における検出値ＶＦＤ［ｎ－１］を、今回の制御周期において再び用いて駆動電圧ＶＦのフィードバック制御を実行する。この構成は予測値ＶＦＥを演算する処理が不要となるため、制御周期毎の処理負荷を減らすことができる。よって、上記変更例と同様、過渡状態期間における制御周期を一時的に短くして、フィードバック制御の応答性をさらに高めることができる。 Alternatively, as another aspect of noise reduction processing in a transient state, when the amount of change in the detected value VFD [n] in the current control cycle with respect to the detected value VFD [n−1] in the previous control cycle exceeds a predetermined threshold may be configured to determine that the detected value VFD[n] is noise. In this configuration, when the detected value VFD[n] is determined to be noise, the detected value VFD[n−1] in the previous control cycle is used again in the current control cycle to perform feedback control of the drive voltage VF. Run. Since this configuration eliminates the need for processing to calculate the predicted value VFE, it is possible to reduce the processing load for each control cycle. Therefore, as in the above modified example, the control cycle in the transient state period can be temporarily shortened to further improve the responsiveness of the feedback control.

上記の実施の形態に従う燃焼装置において、燃焼バーナ１１５はこの発明における「燃焼部」の一実施例に対応する。燃焼バーナ１１５としては、ガスバーナに代えて、例えばオイルバーナとすることもできる。また、本発明に係る給湯装置は、必ずしも給湯装置として構成されていなくてもよく、例えば暖房用などの給湯装置として構成されることもできる。 In the combustion apparatus according to the above embodiment, combustion burner 115 corresponds to an example of "combustion section" in the present invention. As the combustion burner 115, an oil burner, for example, can be used instead of a gas burner. Further, the hot water supply apparatus according to the present invention does not necessarily have to be configured as a hot water supply apparatus, and can be configured as a hot water supply apparatus for heating, for example.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalents of the scope of the claims.

１００ 給湯装置、１１０ 筐体、１１５ 燃焼バーナ、１２０ 熱交換器、１２５ 燃焼用ファン、１３０ コントローラ、１３５ 防雨板、１４０ 前板、１４５ 吸気口、１５０ 排気口、１６０ ファンモータ、２００ 電源部、２０５ 平滑回路、２１０ 出力部、２２５ 三端子レギュレータ、２３５ ファン駆動部、２４５ ファン電圧検出部、２５０ ファン電流検出部、２６５ 出力回路、２７５，２８０ 絶縁部、３００ マイコン、３１０ デジタル制御ＩＣ、３１２ 目標値生成部、３１４ 減算器、３１６ フィードバック制御部、３１８ 演算部、３２０ 記憶部、３３０ リモコン、ＶＦ 駆動電圧、ＶＦＤ 検出値、ＶＦＭ 移動平均値、ＶＦＥ 予測値。 100 hot water supply device 110 housing 115 combustion burner 120 heat exchanger 125 combustion fan 130 controller 135 rainproof plate 140 front plate 145 intake port 150 exhaust port 160 fan motor 200 power supply unit, 205 smoothing circuit, 210 output unit, 225 three-terminal regulator, 235 fan drive unit, 245 fan voltage detection unit, 250 fan current detection unit, 265 output circuit, 275, 280 insulation unit, 300 microcomputer, 310 digital control IC, 312 target Value generation unit 314 Subtractor 316 Feedback control unit 318 Operation unit 320 Storage unit 330 Remote control VF Drive voltage VFD Detection value VFM Moving average value VFE Prediction value.

Claims (8)

燃焼部と、
前記燃焼部へ燃焼用の空気を供給するための燃焼用のファンと、
前記ファンを回転駆動するファンモータに駆動電圧を供給する駆動部と、
前記駆動電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部による前記駆動電圧の検出値が前記ファンモータの目標回転速度に応じた目標値に一致するように、前記駆動電圧をフィードバック制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、
制御周期毎に前記検出値の移動平均値を演算し、前記目標値に対する前記移動平均値の偏差に基づいて前記フィードバック制御を実行する第１のモードと、
前回の制御周期までの前記検出値に基づいて、今回の制御周期における前記駆動電圧の予測値を演算し、前記目標値に対する前記予測値または前記検出値の偏差に基づいて前記フィードバック制御を実行する第２のモードとを有しており、制御周期毎に前記第１のモードおよび前記第２のモードのいずれかを選択的に実行するように構成され、
前記制御装置は、前記第１のモードの実行中、前回の制御周期と今回の制御周期との前記目標値の差が第１閾値より小さいときには、前記第１のモードを引き続き実行し、
前記第１のモードの実行中、前記目標値の差が前記第１閾値よりも大きくなると、前記第１のモードから前記第２のモードに切り換える、燃焼装置。 a combustion section;
a combustion fan for supplying combustion air to the combustion section;
a driving unit that supplies a driving voltage to a fan motor that rotates the fan;
a voltage detection unit that detects the drive voltage;
a control device for feedback-controlling the drive voltage so that the value of the drive voltage detected by the voltage detection unit matches a target value corresponding to a target rotational speed of the fan motor;
The control device is
a first mode in which a moving average value of the detected values is calculated for each control cycle and the feedback control is executed based on a deviation of the moving average value from the target value;
A predicted value of the drive voltage in the current control cycle is calculated based on the detected value up to the previous control cycle, and the feedback control is executed based on the deviation of the predicted value or the detected value from the target value. and a second mode, configured to selectively execute either the first mode or the second mode for each control cycle,
The control device continues to execute the first mode when a difference between the target values of the previous control cycle and the current control cycle is smaller than a first threshold during execution of the first mode,
The combustion device switches from the first mode to the second mode when the difference between the target values is greater than the first threshold during execution of the first mode. 前記制御装置は、前記第２のモードの実行中、前記目標値に対する前記検出値の偏差が第２閾値より小さくなると、前記第２のモードから前記第１のモードに切り換える、請求項１に記載の燃焼装置。 2. The control device according to claim 1, wherein said control device switches from said second mode to said first mode when a deviation of said detected value from said target value becomes smaller than a second threshold during execution of said second mode. combustion device. 前記第２のモードの実行中、前記制御装置は、
前記予測値と前記検出値との差が第３閾値より大きいときには、前記目標値に対する前記予測値の偏差に基づいて前記フィードバック制御を実行し、
前記予測値と前記検出値との差が前記第３閾値より小さいときには、前記目標値に対する前記検出値の偏差に基づいて前記フィードバック制御を実行する、請求項１または２に記載の燃焼装置。 During execution of the second mode, the controller comprises:
executing the feedback control based on the deviation of the predicted value from the target value when the difference between the predicted value and the detected value is greater than a third threshold;
3. The combustion apparatus according to claim 1, wherein when the difference between said predicted value and said detected value is smaller than said third threshold, said feedback control is executed based on the deviation of said detected value from said target value. 前記制御装置は、制御周期毎に前記検出値を格納するための記憶部を有し、
前記第２のモードの実行中、前記制御装置は、前記予測値と前記検出値との差が前記第３閾値より大きいときには、前記記憶部に格納される前記検出値を破棄するとともに、前記予測値を前記検出値として格納する、請求項３に記載の燃焼装置。 The control device has a storage unit for storing the detected value for each control cycle,
During execution of the second mode, when the difference between the predicted value and the detected value is greater than the third threshold, the control device discards the detected value stored in the storage unit, 4. The combustion device of claim 3, wherein a value is stored as said detected value. 前記第１のモードの実行中、前記制御装置は、今回の制御周期までの少なくとも３個の前記検出値から最大値および最小値を除いた、残りの前記検出値に基づいて前記移動平均値を演算する、請求項１に記載の燃焼装置。 During execution of the first mode, the control device calculates the moving average value based on the remaining detection values excluding the maximum and minimum values from the at least three detection values up to the current control cycle. 2. The combustion device of claim 1, wherein the combustion device computes. 前記第２のモードの実行中、前記制御装置は、前回の制御周期までの少なくとも２個の前記検出値を線形近似して得られる近似式を用いて、前記予測値を演算する、請求項１から４のいずれか１項に記載の燃焼装置。 2. During execution of said second mode, said control device calculates said predicted value using an approximation obtained by linearly approximating at least two said detected values up to a previous control cycle. 5. Combustion device according to any one of 1 to 4. 前記制御装置は、第１マイコンおよび第２マイコンで構成され、
前記第１マイコンは、前記燃焼部の目標発熱量に応じて目標回転速度を設定し、設定した前記目標回転速度を前記第２マイコンへ出力し、
前記第２マイコンは、制御周期毎に、前記目標回転速度に基づいて前記目標値を生成するとともに、前記目標値および前記検出値に応じて、前記第１のモードおよび前記第２のモードのいずれかを選択的に実行する、請求項１から６のいずれか１項に記載の燃焼装置。 The control device is composed of a first microcomputer and a second microcomputer,
The first microcomputer sets a target rotation speed according to a target heat generation amount of the combustion unit, outputs the set target rotation speed to the second microcomputer,
The second microcomputer generates the target value based on the target rotation speed for each control cycle, and selects one of the first mode and the second mode according to the target value and the detected value. 7. The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 6, selectively performing: 請求項１から７のいずれか１項に記載の燃焼装置と、
前記燃焼装置によって発生した熱量によって通流する湯水の温度を上昇させるための熱交換器とを備える、給湯装置。 A combustion device according to any one of claims 1 to 7;
and a heat exchanger for increasing the temperature of flowing hot water by the amount of heat generated by the combustion device.
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