JPH046315A - 給湯器のガス量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、給湯器における燃焼器へのガス供給量を制御
する給湯器のガス量制御方式に関する。

〔従来技術］ −ｉに、給湯器における燃焼器へのガス供給量制御方式
として、フィードバック制御が多く用し１られている。

フィードハック制御は、比例（Ｐ）制御動作と積分（１
）制御動作とを組み合わせ、Ｐ制御動作によって安定性
の確保を図り、積分制御動作によっｔオフセットの低減
を図るもの（ＰＩ副制御、或いはＰ１制御に微分（Ｄ）
制御動作を組み合わせて応答性を向上させたもの（ＰＩ
ＤＩＩＩ？ｉｌ）が採用されている。

〔発明が解決しようとする諜Ｈ］ 上記ＰＩＤ制御によるフィードバック制御においては、
比例及び微分制御動作は昇温時及び過渡状態にある時に
制御量がそれぞれの値をとるものであり、湯温が略一定
となる定常時にはＰ＝Ｄ＝０となるから、積分制御動作
による値のみが存効値となる。

従来のＰＩＤ！１Ｎｉｌによるフィードバック制御を用
いた燃焼器へのガス供給量制御方式の制御動作は、第４
図において、（ａ）は通水ＩＱ、［有］）は出湯管路内
の湯温を計測した出湯温度Ｔｈ、（Ｃ）は積分量■を示
すものであり、時間ｔ０において出湯を停止すると、通
水ＩＱ＝Ｏとなり、出湯停止を検知して、時間１０時点
の積分１１を再出湯に備えて記憶する。

次ムこ、時間ｔ１において再出湯を行うと、後沸きによ
るオーバーンニート、着火遅れによるアンダーシュート
が生しることになり、まず、オーパーツニートに応して
積分量Ｉはやや減少し、次にアンダーシュートに応じて
積分量目よ増加する。

ここで、後沸きによるオーバーシュートは熱交換器の容
積分の湯が出湯されると自然に収束するので、その間の
積分量■の変化は少ないが、上記着火遅れによるアンダ
ーシュートが生しると、積分量■の変動が大きくなって
（第４図（Ｃ）参照）、出湯温度Ｔｈのオーバーシュー
トを生じることになり（第４図い）参照）、出湯温度Ｔ
、が安定するまでにかなりの時間を要するという問題が
あった。

この積分制御動作の積分量１は次の弐により算出する。

時間Ｌ０以前の定常時におけるｎ番目のサンプリング時
の積分量■７は、 １、＝　（θ／に１）Σ（ＴＳＩＩ　　Ｔｈｅ　）ここ
で、θ　：サンプリング周間、 Ｋ１　：積分時定数、 Ｔｓ　：設定温度、 Ｔｈ　：出湯温度である。

再出湯を開始する時のｒ＋＋１番目のサンプリング時の
積分量■。、１は、 ｒ、、、　　＝　　１．　　＋　　（θ／Ｋｌ　　）　
　　Σ　（Ｔｓｎ−＋　　−丁ｈ−−＋　　）となる。

即ち、積分量■０．１は、記憶値（既存積分量）Ｉ、、
に出湯温度の変動に基づく加算値（θ／に、）×Σ（Ｔ
ｓ、。＋　　Ｔｈ−＋　）を加えたものであり、記憶値
（既存積分量）■わが出湯を停止させる時間ｔ０以前の
定常時における積分量であるから、着火遅れによるアン
ダーシュートが生しると、積分量は増加方向に加算され
、その結果、算出される積分量が過大となり、出湯温度
がオーバーシュートすることになって、出湯温度が安定
するまでに要する時間が長くなるものである。

本発明の目的は、給湯器の再出湯時における出湯特性を
改善し、出湯温度を速やかに安定させることのできるフ
ィードバック制御ｚこよる給湯器のガス量制御方式を提
供することである。

［課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために本発明の給湯器のガス量制御
方式は、出湯温度に基づくフィードバック制ｊＢを行う
給湯器のガス量制御方式であって、出湯停止時に、出湯
停止前に蓄積された既存積分量を軽減率をかける等して
軽減して記憶し、再出湯開始時に、軽減して記憶した修
正積分量ζこ加算値を積分演算して加えるもの、或いは
出湯停止前に積分演算された既存積分量をそのまま記憶
しておき、再出湯を開始する時に記憶した既存積分量を
軽減率をかける等して軽減して加算値を積分演算して加
えるものである。

〔作用〕

上記のように構成された本発明の給湯器のガス量制御方
式は、出湯停止時に、出湯停止前に出湯温度と設定温度
との偏差を積分演算して蓄積された既存積分量に軽減率
をかける等して軽減した後に記憶し、再出湯開始時に、
軽減して記憶した修正積分量を前記既存積分量のかわり
に用い、出湯温度と設定温度との偏差に基づく加算値を
積分演算して加算するものである。

または、出湯停止前に積分演算された既存積分量をその
まま記憶しておき、再出湯を開始する時に記憶した既存
積分量に軽減率をかける等して軽減し、加算値を積分演
算して加えるものである。

（実施例〕 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

本発明の給湯器のガス量制御方式を適用する給湯器は、
−例として、第１回に示すように、熱交換器Ｉに入水管
路２と出湯管路３とが連結されており、入水管路２には
水流検出手段４が設けられて通水量Ｑを検出し、出湯管
路３には出湯温度検知部５が設けられて出湯温度Ｔｈを
検出する。

また、熱交換器１を加熱するバーナ６のガス管路７に比
例制御弁８が設けられている。

水流検出手段４からの通水量Ｑ信号と、出湯温度検知部
５からの出湯温度Ｔｈ信号が、マイクロプロセッサ等か
ら成るコントローラ９に入力され、コントローラ９から
出力される制御信号が比例制御弁８に人力され、バーナ
６へのガス供給量力（張設される。

第２図及び第３図において、制御動作の一例について説
明すると、出湯温度検知部５で検出された出湯温度Ｔｈ
と、出湯温度を設定する湯温設定部ＩＱから出力される
設定温度Ｔｓとがコントローラ９の偏差演算部９１に入
力され、温度偏差（Ｔｓ−Ｔｈ）が算出され、ＰＩＤ６
４算部９４に出力する。

水流検出手段４で検出された通水量Ｑがコントローラ９
の出湯判別部９２に入力され、時間Ｌ０で出湯が停止さ
れ、出湯停止が確認されると、記憶された積分量（記憶
値）■を軽減する軽減率を算出する積分量（記憶価）軽
減率乗算部９３から、再出湯時の着火遅れによる湯温の
アンダーシュートを考慮した軽減率α（α〈１）を定め
て、ＰＩＤ演算部９４に出力する。

ＰＩＤ演算部９４において、上記温度偏差（ＴｓＴｈ）
に基づき、次式により、出湯停止直前の積分量ＩＲを演
算する。

１、＝（θ／に、）Σ　（ＴＳＩＩ　　　Ｔｈ＋＋　　
）ここで、θ　：サンプリング周期、 Ｋ、：積分時定数、 Ｔｓ　：設定温度、 Ｔｈ　：出湯温度である。

出湯停止を確認し、算出された出湯停止直前の積分量■
。に上記軽減率αを乗し、軽減した記憶値（修正積分量
）α・Ｉ、として記憶する。

時間【、で再出湯を開始すると、再出湯を開始する時の
ｒｕ１番目のサンプリング時の積分量Ｉ７．。

は、 ■７．１＝α・■ゎ＋ （θ／に１）Σ　（Ｔｓｌ−＋　　　Ｔｈｎ−＋　　）
となる。

算出された積分量Ｉ　ｎｉｌ　に基づいて比例制御弁駆
動回路９５に制御信号が出力され、比例制御弁８の開度
を調節してガス量を制御する。

また、時間【。の出湯停止時に、出湯停止前に積分演算
された積分量■、をＰＩＤ演算部９４においてそのまま
記憶しておいても良いものである。

二の場合には、水流検出手段４で検出された通水量Ｑが
コントローラ９の出湯判別部９２に入力され、再出湯開
始が確認されると、記憶された積分量（記憶値）■１を
軽減する軽減率αを算出する積分量（記憶値）軽減率乗
算部９３から、停止時間の長さに基づく湯温の低下及び
再出湯時の着火遅れによる湯温のアンダーシュートを考
慮した軽減率αを定めて、ＰＩＤ演算部９４に出力する
。

上述の如く、ＰＭＤ演算部９４においてＩ　ｎ−１を演
算し、比例制御弁駆動回路９５に制御信号を出力し、比
例制御弁８の開度を調節する。

第３図において、（ａ）は通水量Ｑ、［有］）は出湯温
度Ｔｈ、（Ｃ）は積分量Ｉを示すものであり、軽減した
記憶値α・Ｉ７を用いたことによって、予め着火遅れに
よる湯温のアンダーシュートを算入したことになり（第
３図（Ｃ）参照）、積分蓋Ｉは湯温のアンダーシュート
を解消する方向に変動するが、アンダーシュートが収ま
った時に過大な値にならず、定常状態にスムーズに達す
るから、出湯温度Ｔｈは着火遅れによるアンダーシュー
トの後にオーパーツニートすることはないものである（
第３図（Ｃ）参照）。

〔発明の効果］ 本発明器よ上述のとおり構成されているので、以下に記
載する効果を奏する。

軽減した記憶値を用いたことによって、予め着火遅れに
よる湯温のアンダーシュートを算入したことになり、出
湯温度がオーバーシュートすることがな（、出湯温度が
安定するまでに要する時間が短くなるから、給湯器の再
出湯時における出湯特性を改善し、出湯温度を速やかに
安定させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を適用する給湯器の一例を示す
概略構成図、第２図は本発明の一実施例の制御動作を示
すブロック図、第３図は同しく制御特性を示すグラフ、
第４図は従来の制御手段による１１制御特性を示すグラ
フである。 ■・・・熱交換器、 ２・・・入水管路、 ・出湯管路、 水流検出手段、 ・出′４温度検知部、 ・コントローラ、 ・温度設定部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）出湯温度に基づくＰＩＤ制御方式のフィードバッ
   ク制御を行う給湯器のガス量制御方式であって、その積
   分制御動作において、出湯停止時に既存積分量を軽減し
   て積分修正量として記憶し、再出湯開始時に上記修正積
   分量に加算値を積分演算して加える、または出湯停止前
   に積分演算された既存積分量をそのまま記憶し、再出湯
   開始時に記憶した既存積分量を軽減し、加算値を積分演
   算して加えることを特徴とする給湯器のガス量制御方式
   。