JPH06307628A - Combustion controller - Google Patents

Combustion controller

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Publication number
JPH06307628A
JPH06307628A JP5099042A JP9904293A JPH06307628A JP H06307628 A JPH06307628 A JP H06307628A JP 5099042 A JP5099042 A JP 5099042A JP 9904293 A JP9904293 A JP 9904293A JP H06307628 A JPH06307628 A JP H06307628A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fan
monitoring voltage
oxygen sensor
output
oxygen concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5099042A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideji Fujino
秀司 藤野
Yoshikatsu Ishikawa
善克 石川
Hiroshi Kamiya
宏 神谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Harman Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Harman Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd, Harman Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP5099042A priority Critical patent/JPH06307628A/en
Publication of JPH06307628A publication Critical patent/JPH06307628A/en
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  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

PURPOSE:To shorten impressing time of a monitoring voltage for an oxygen sensor during combustion and prevent the deterioration of the oxygen sensor by a method wherein the monitoring voltage of the oxygen sensor is impressed only when an oxygen concentration detecting information is required for correcting the output of a fan by a correcting means. CONSTITUTION:A correcting unit 12d corrects the output of a fan 4 only when it is decided that operation is in the optimum condition by a deciding unit 12e while a monitoring voltage control unit 12g impresses the monitoring voltage of an oxygen sensor 16 only when an oxygen concentration detecting information is requested in order to correct the output of a fan 4 by the correcting unit 12d. In this case, the monitoring voltage control unit 12g impresses the monitoring voltage of the oxygen sensor 16 only when it is decided by the deciding unit 12e that operation is in the optimum condition and when it is decided that the operation is not in the optimum condition, the impression of the monitoring voltage is stopped. According to this method, the impressing time of the monitoring voltage of the oxygen sensor 16 during combustion can be shortened and the deterioration of the oxygen sensor 16 can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼用空気を供給する
ファンの出力を燃料供給量に応じて調整するファン制御
手段と、燃焼排ガス中の酸素濃度を検出する限界電流型
の酸素センサと、その酸素濃度検出情報に基づいて前記
ファン制御手段によるファン出力を補正する補正手段と
を設けた燃焼制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to fan control means for adjusting the output of a fan for supplying combustion air according to the amount of fuel supply, and a limiting current type oxygen sensor for detecting the oxygen concentration in combustion exhaust gas. And a correction means for correcting the fan output by the fan control means based on the oxygen concentration detection information.

【0002】[0002]

【従来の技術】かかる限界電流型の酸素センサ(以下、
単に酸素センサという)は、ディスク状の安定化ジルコ
ニアの両面に設けた電極間に直流電圧を印加したとき
に、酸素イオンをキャリアとして流れる電流(限界電
流)が酸素濃度によって変化することを利用して酸素濃
度を検出するものである。
2. Description of the Related Art Such a limiting current type oxygen sensor (hereinafter referred to as
(Oxygen sensor) uses the fact that when a DC voltage is applied between the electrodes provided on both sides of a disk-shaped stabilized zirconia, the current (limit current) that flows with oxygen ions as carriers changes depending on the oxygen concentration. To detect the oxygen concentration.

【0003】この電流は電圧が小さいときは電圧に比例
して増加するが、やがて、電圧が高くなっても増加しな
いフラット領域が観測される(但し、酸素濃度一定)。
このフラットな電流が限界電流と称され、酸素濃度に比
例する電流値となる。そこで、このフラット領域に電圧
(以下、監視電圧という)を設定しておけば、電流値か
ら酸素濃度を検出することができるのである。尚、上記
限界電流は、高温状態で発生するものであり、そのた
め、かかる酸素センサにはヒータが一体形成されてお
り、通電により加熱されるように構成されている。
This current increases in proportion to the voltage when the voltage is low, but eventually a flat region is observed which does not increase even when the voltage becomes high (however, the oxygen concentration is constant).
This flat current is called a limiting current and has a current value proportional to the oxygen concentration. Therefore, if a voltage (hereinafter referred to as a monitoring voltage) is set in this flat region, the oxygen concentration can be detected from the current value. The limiting current is generated in a high temperature state. Therefore, a heater is integrally formed with the oxygen sensor so that the oxygen sensor is heated by energization.

【0004】かかる燃焼制御装置では、例えば本出願人
が既に提案した特願平4−319150号に示すよう
に、適切な空燃比を得るように、予め設定された燃料供
給量とファン出力との相関関係に基づいて、燃料供給量
の変更に応じてファン出力を調整する構成とし、そし
て、燃焼装置個々の装置特性のバラツキや装置特性の経
年変化、或いは、空気供給路や燃焼排ガス路における通
風障害の発生等によりファン出力と実際の空気供給量と
の関係に変化が生じて、それが原因で空燃比が最適値か
ら外れてしまうことに対処するため、燃焼運転中の酸素
センサの出力に基づいて、ファン出力を補正していた。
このように、燃焼運転中の酸素センサの出力に基づい
て、ファン出力を補正する燃焼制御装置において、従来
では、燃焼運転中は常に酸素センサに監視電圧を印加し
て、酸素濃度の検出を行っていた。
In such a combustion control device, for example, as shown in Japanese Patent Application No. 4-319150 already proposed by the present applicant, a fuel supply amount and a fan output which are preset so as to obtain an appropriate air-fuel ratio. Based on the correlation, the fan output is adjusted according to the change in the fuel supply amount, and the variation in the device characteristics of each combustion device and the secular change of the device characteristics, or the ventilation in the air supply passage or the combustion exhaust gas passage The output of the oxygen sensor during combustion operation should be adjusted to prevent the air-fuel ratio from deviating from the optimum value due to changes in the relationship between the fan output and the actual air supply amount due to the occurrence of a failure, etc. Based on that, the fan output was corrected.
As described above, in the combustion control device that corrects the fan output based on the output of the oxygen sensor during the combustion operation, conventionally, the monitoring voltage is always applied to the oxygen sensor during the combustion operation to detect the oxygen concentration. Was there.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く酸素センサを用いて燃焼制御を行う場合、燃焼運転
中は常に酸素センサに監視電圧が印加されており、よっ
て、酸素センサには常に限界電流が流れることとなる。
このため、酸素センサの劣化が促進されるので、酸素セ
ンサの劣化程度を自動的に検出する検出回路を付加した
り、又、定期的に酸素センサを点検したりして、頻繁に
酸素センサの交換を行わなければならない、という問題
があった。本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、酸素センサの寿命を極力延ばし
て、酸素センサを交換するメンテナンスの少ない燃焼制
御装置を提供することにある。
However, when the combustion control is performed by using the oxygen sensor as described above, the monitoring voltage is always applied to the oxygen sensor during the combustion operation, so that the oxygen sensor always has the limiting current. Will flow.
For this reason, the deterioration of the oxygen sensor is promoted. Therefore, a detection circuit for automatically detecting the degree of deterioration of the oxygen sensor is added, or the oxygen sensor is regularly inspected to frequently There was a problem that it had to be exchanged. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a combustion control device that extends the life of an oxygen sensor as much as possible and that replaces the oxygen sensor with less maintenance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の燃焼制御装置
は、燃焼用空気を供給するファンの出力を燃料供給量に
応じて調整するファン制御手段と、燃焼排ガス中の酸素
濃度を検出する限界電流型の酸素センサと、その酸素濃
度検出情報に基づいて前記ファン制御手段によるファン
出力を補正する補正手段とを設けたものであり、その第
1特徴構成は、前記限界電流型の酸素センサの監視電圧
の印加を制御する監視電圧制御手段を設け、前記監視電
圧制御手段が、前記補正手段によるファン出力の補正の
ために酸素濃度検出情報が要求されるときのみ、監視電
圧の印加を行うように構成されている点にある。第2特
徴構成によれば、前記補正手段が、前記ファンの出力及
び前記燃料供給量が所定時間以上一定状態を継続したと
きのみ、ファン出力の補正を実行するように構成され、
前記監視電圧制御手段が、前記補正手段によるファン出
力の補正のために酸素濃度検出情報が要求されるときの
み、監視電圧の印加を行うように構成されている点にあ
る。
A combustion control device of the present invention is a fan control means for adjusting the output of a fan for supplying combustion air according to a fuel supply amount, and a limit for detecting an oxygen concentration in combustion exhaust gas. A current type oxygen sensor and a correction unit for correcting the fan output by the fan control unit based on the oxygen concentration detection information are provided. The first characteristic configuration of the oxygen sensor is the limiting current type oxygen sensor. Monitoring voltage control means for controlling the application of the monitoring voltage is provided, and the monitoring voltage control means applies the monitoring voltage only when the oxygen concentration detection information is required for the correction of the fan output by the correction means. It is a point that is configured. According to the second characteristic configuration, the correction unit is configured to execute the correction of the fan output only when the output of the fan and the fuel supply amount continue to be constant for a predetermined time or more,
The monitoring voltage control means is configured to apply the monitoring voltage only when the oxygen concentration detection information is required for the correction of the fan output by the correction means.

【0007】[0007]

【作用】本発明の第1特徴構成によれば、前記補正手段
によるファン出力の補正のために酸素濃度検出情報が要
求されるときのみ、酸素センサの監視電圧が印加され、
このときの酸素センサの酸素濃度検出情報に基づいて、
ファン出力の補正が実行される。ちなみに、上記酸素セ
ンサでは、酸素センサに監視電圧を印加して限界電流が
流れることにより、酸素センサの劣化が促進されるもの
であるが、酸素センサに監視電圧を印加しないでそのま
ま放置すると、劣化は生じない。従って、酸素濃度検出
情報が要求されないとき、つまりファン出力の補正を行
わないときには、酸素センサの監視電圧を印加しないよ
うにすることにより、燃焼中における酸素センサの監視
電圧印加時間を極力短くすることができ、よって、酸素
センサの劣化を極力防ぐことができるのである。第2特
徴構成によれば、ファン出力及び燃料供給量が所定時間
以上一定状態を継続した適正状態のときのみ、酸素セン
サの監視電圧が印加され、このときの酸素センサの酸素
濃度検出情報に基づいて、ファン出力の補正が実行され
る。つまり、ファン出力又は燃料供給量の変更に伴い、
燃焼状態が過渡的に変化する過程においては、その特性
上、測定系に遅れが生じ、排ガス中の酸素濃度と検出値
との間に、リアルタイムでの整合性はとれず、大きな誤
差を生じるが、このような誤差の大きい状態(不適正状
態)では、酸素センサの監視電圧の印加を中止して、フ
ァン出力の補正を停止することができるのである。
According to the first characteristic construction of the present invention, the monitoring voltage of the oxygen sensor is applied only when the oxygen concentration detection information is required for the correction of the fan output by the correction means.
Based on the oxygen concentration detection information of the oxygen sensor at this time,
The fan output is corrected. By the way, in the above oxygen sensor, the deterioration of the oxygen sensor is promoted by applying the monitoring voltage to the oxygen sensor and causing the limiting current to flow.However, if the oxygen sensor is left without being applied with the monitoring voltage, it deteriorates. Does not occur. Therefore, when the oxygen concentration detection information is not requested, that is, when the fan output is not corrected, the monitoring voltage of the oxygen sensor is not applied to shorten the monitoring voltage application time of the oxygen sensor during combustion. Therefore, deterioration of the oxygen sensor can be prevented as much as possible. According to the second characteristic configuration, the monitoring voltage of the oxygen sensor is applied only when the fan output and the fuel supply amount are in a proper state in which the fan output and the fuel supply amount are kept constant for a predetermined time or longer, and based on the oxygen concentration detection information of the oxygen sensor at this time. Then, the fan output is corrected. In other words, as the fan output or fuel supply changes,
In the process where the combustion state changes transiently, due to its characteristics, a delay occurs in the measurement system, and there is no real-time consistency between the oxygen concentration in the exhaust gas and the detected value, causing a large error. In such a large error state (inappropriate state), the application of the monitoring voltage of the oxygen sensor can be stopped and the correction of the fan output can be stopped.

【0008】[0008]

【発明の効果】第1特徴構成によれば、燃焼中における
酸素センサの監視電圧印加時間を極力短くして、酸素セ
ンサの劣化を極力防ぐことができるので、よって、酸素
センサの寿命を延ばして、酸素センサを交換するメンテ
ナンスを少なくすることができるに至った。第2特徴構
成によれば、酸素センサの監視電圧の印加を上記適正状
態のときにのみ行って、ファン出力の補正を適正状態の
ときにのみ実行するように構成されているので、不必要
に監視電圧の印加及びファン出力の補正を実行すること
を防止することができ、よって、酸素センサの劣化を極
力防止することができると共に、空燃比を安定的に維持
することができるに至った。
According to the first characteristic configuration, the monitoring voltage application time of the oxygen sensor during combustion can be shortened as much as possible to prevent deterioration of the oxygen sensor as much as possible. Therefore, the life of the oxygen sensor can be extended. The maintenance of replacing the oxygen sensor can be reduced. According to the second characteristic configuration, the monitoring voltage of the oxygen sensor is applied only in the proper state, and the fan output is corrected only in the proper state, which is unnecessary. The application of the monitoring voltage and the correction of the fan output can be prevented, so that the deterioration of the oxygen sensor can be prevented as much as possible and the air-fuel ratio can be stably maintained.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の燃焼制御装置を、給湯装置に
適用した実施例を、図面に基づいて説明する。図1は給
湯装置を示し、水管式の熱交換器1、その熱交換器1を
加熱するバーナ2、及び、バーナ2に対し燃焼用空気a
を供給するとともに熱交換器通過後の燃焼排ガスegを
排気路3を介し外部に排出させるファン4を装備してあ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the combustion control device of the present invention is applied to a hot water supply device will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a water heater, which includes a water pipe type heat exchanger 1, a burner 2 for heating the heat exchanger 1, and combustion air a for the burner 2.
And a fan 4 for discharging the combustion exhaust gas eg after passing through the heat exchanger to the outside through the exhaust passage 3.

【0010】熱交換器1への給水路5には、給水温ti
を検出する水温センサ6と給水量Wを検出する水量セン
サ7を設け、又、熱交換器1からの給湯路8には給湯温
toを検出する湯温センサ9を設けてある。図中、10
はバーナ2に対し燃料ガスgを供給する燃料供給路、1
1は燃料ガス供給の断続、及び、燃料ガス供給量Ipの
調整を行う電磁比例弁である。
In the water supply path 5 to the heat exchanger 1, the water temperature ti is supplied.
A water temperature sensor 6 for detecting the water temperature and a water amount sensor 7 for detecting the water supply amount W are provided, and a hot water temperature sensor 9 for detecting the hot water supply temperature to is provided in the hot water supply passage 8 from the heat exchanger 1. 10 in the figure
Is a fuel supply path for supplying the fuel gas g to the burner 2, 1
Reference numeral 1 denotes an electromagnetic proportional valve for intermittently supplying the fuel gas and adjusting the fuel gas supply amount Ip.

【0011】又、図中、12は制御装置であり、この制
御装置12には、燃焼運転の発停を行う着火消火操作部
12a、燃料ガス供給量Ipの調整(すなわち、燃焼量
の調整)により給湯温toを調整する湯温調整部12
b、並びに、ファン4の出力調整(本例では回転数調
整)により燃焼用空気aの供給量を調整するファン制御
部12c等を装備してある。
Further, in the figure, reference numeral 12 is a control device, and the control device 12 includes an ignition / extinguishing operation part 12a for starting and stopping combustion operation, and adjustment of the fuel gas supply amount Ip (that is, adjustment of the combustion amount). Hot water temperature adjusting unit 12 for adjusting the hot water supply temperature to by
b, and a fan controller 12c for adjusting the supply amount of the combustion air a by adjusting the output of the fan 4 (rotation speed adjustment in this example).

【0012】着火消火操作部12aは、給湯栓13の開
栓に伴う水量センサ7での水量検知により電磁比例弁1
1を開弁するとともに点火機構14を作動させてバーナ
2の燃焼運転を開始させ、又、給湯栓13の閉栓に伴う
水量センサ7での水量非検知により電磁比例弁11を閉
弁してバーナ2の燃焼運転を停止させる。
The ignition / extinguishing operation unit 12a detects the amount of water in the water amount sensor 7 when the hot water tap 13 is opened, and the proportional solenoid valve 1 is operated.
1, the ignition mechanism 14 is operated to start the combustion operation of the burner 2, and the solenoid proportional valve 11 is closed by the non-detection of the water amount by the water amount sensor 7 when the hot water tap 13 is closed. The combustion operation of No. 2 is stopped.

【0013】湯温調整部12bは(図2参照)、検出給
水温ti、検出給水量W、及び、設定された目標給湯温
tsから下記式によるフィードホワード演算により、目
標給湯温tsを得るに必要な燃料ガス供給量Ipo’を
算出すると共に、 Ip0 ’=g・W・(ts−ti) (gは係
数) 検出給湯温toと目標給湯温tsとの偏差Δtoに基づ
くフィードバック演算により必要補正値ΔIpを算出し
て、上記のフィードホワード演算による算出燃料ガス供
給量Ip0 ’に対しフィードバック演算による必要補正
値ΔIpを加算することで、燃料ガス供給量の調整目標
値Ipo(=Ip0 ’+ΔIp)を決定する。
The hot water temperature adjusting unit 12b (see FIG. 2) obtains the target hot water supply temperature ts from the detected hot water supply temperature ti, the detected hot water supply amount W, and the set target hot water supply temperature ts by feedforward calculation according to the following equation. Required fuel gas supply amount Ipo 'is calculated, and required by feedback calculation based on deviation Δto between detected hot water supply temperature to and target hot water supply temperature ts, Ip 0 ' = gW (ts-ti) (g is a coefficient) By calculating the correction value ΔIp and adding the necessary correction value ΔIp by the feedback calculation to the calculated fuel gas supply amount Ip 0 ′ by the above feedforward calculation, the adjustment target value Ipo (= Ip 0 of the fuel gas supply amount '+ ΔIp) is determined.

【0014】そして、湯温調整部12bは、燃料ガス供
給量と比例弁電流i(電磁比例弁11に対する操作電流
値)との設定関数F1に基づき、電磁比例弁11に対す
る操作電流値iを燃料ガス供給量の上記目標値Ip0
対応する値に調整し、これにより、バーナ2に対する実
際の燃料ガス供給量を目標値Ip0 に調整して、給湯温
toを目標給湯温tsに調整・維持する。
Then, the hot water temperature adjusting section 12b supplies the operating current value i for the electromagnetic proportional valve 11 to the fuel based on the setting function F1 of the fuel gas supply amount and the proportional valve current i (operating current value for the electromagnetic proportional valve 11). The value of the gas supply amount is adjusted to a value corresponding to the target value Ip 0 , whereby the actual fuel gas supply amount to the burner 2 is adjusted to the target value Ip 0 , and the hot water supply temperature to is adjusted to the target hot water supply temperature ts. maintain.

【0015】一方、ファン制御部12cは、燃料ガス供
給量Ipと各燃料ガス供給量Ipに対し適切空燃比の空
気供給量を与えるファン出力N(ファン回転数)との設
定関数F2に基づき、燃料ガス供給量の上記目標値Ip
0 に対応するファン出力値をファン出力Nの調整目標値
として決定し、その調整目標値と回転数センサ15によ
り検出される検出値との偏差ΔNに基づき、その検出値
が調整目標値に一致するようにファン出力Nを調整する
ことを実行する。
On the other hand, the fan control section 12c determines, based on the setting function F2 of the fuel gas supply amount Ip and the fan output N (fan rotation speed) that gives an air supply amount of an appropriate air-fuel ratio to each fuel gas supply amount Ip. The target value Ip of the fuel gas supply amount
The fan output value corresponding to 0 is determined as the adjustment target value of the fan output N, and the detected value matches the adjustment target value based on the deviation ΔN between the adjustment target value and the detection value detected by the rotation speed sensor 15. The fan output N is adjusted so that

【0016】又、装置個々の装置特性のバラツキや装置
特性の経年変化、或いは、空気経路や排気路3における
通風障害の発生等によりファン出力Nと実際の空気供給
量Qとの関係に変化が生じ、それが原因で空燃比が最適
値から外れてしまうことを防止するため、この給湯装置
では、燃焼排ガスeg中における酸素濃度xを検出する
限界電流型の酸素センサ16を排気路3に設けるととも
に、この酸素センサ16の検出情報に基づいて上記のフ
ァン制御部12cによるファン出力Nの調整に対し補正
を加える補正手段としての補正部12dを制御装置12
に備えている。
Further, the relationship between the fan output N and the actual air supply amount Q changes due to variations in the device characteristics of each device, changes over time in the device characteristics, or the occurrence of ventilation obstacles in the air path or exhaust path 3. In order to prevent the air-fuel ratio from deviating from the optimum value due to it, the limiting current type oxygen sensor 16 for detecting the oxygen concentration x in the combustion exhaust gas eg is provided in the exhaust passage 3 in this water heater. At the same time, based on the detection information from the oxygen sensor 16, the controller 12 includes a correction unit 12d as a correction unit that corrects the adjustment of the fan output N by the fan control unit 12c.
Be prepared for.

【0017】尚、制御装置12には、酸素センサ16の
監視電圧の印加を制御する監視電圧制御手段としての監
視電圧制御部12gを備えており、その監視電圧制御部
12gは、補正部12dによるファン出力の補正のため
に酸素濃度検出情報が要求されるときのみ、つまり補正
部12dによるファン出力の補正が実行されるときの
み、監視電圧の印加を行うように構成されている。
The control device 12 is provided with a monitor voltage control section 12g as monitor voltage control means for controlling the application of the monitor voltage of the oxygen sensor 16, and the monitor voltage control section 12g is provided by the correction section 12d. The monitoring voltage is applied only when the oxygen concentration detection information is required to correct the fan output, that is, only when the correction of the fan output by the correction unit 12d is executed.

【0018】酸素センサ16は、図3に示すように、セ
ンサエレメント17、端子18、端子台19、メッシュ
カバー20からなる。センサエレメント17は、図4に
示すように、ディスク状の安定化ジルコニア17aの両
側に白金電極17bを形成し、その片側に小孔17cが
設けられたキャップ17dを接合して構成されている。
両電極17b間に電圧(監視電圧)Vkを印加すると、
ポンピング作用により酸素イオンをキャリアとする電流
が流れる。
As shown in FIG. 3, the oxygen sensor 16 comprises a sensor element 17, a terminal 18, a terminal block 19, and a mesh cover 20. As shown in FIG. 4, the sensor element 17 is constructed by forming platinum electrodes 17b on both sides of a disk-shaped stabilized zirconia 17a and joining a cap 17d having a small hole 17c on one side thereof.
When a voltage (monitoring voltage) Vk is applied between both electrodes 17b,
A current with oxygen ions as carriers flows due to the pumping action.

【0019】キャップ17d内への空気の流入が小孔1
7cによって制限されることから電圧の所定領域で電流
がほぼ一定(限界電流)になる。そして、この限界電流
は測定ガス中の酸素濃度に比例して変化するので、一定
監視電圧Vkを両電極17b間に印加しておき、そのと
きの電流値から酸素濃度を検出することができる。又、
上記ポンピング作用は、高温(500℃程度)において
発生するするので、キャップ17d上部にヒータ17e
を一体に形成し、ヒータ17eへの通電によりセンサエ
レメント17を加熱するように構成されている。
When the air flows into the cap 17d, the small holes 1
Since it is limited by 7c, the current becomes substantially constant (limit current) in a predetermined voltage range. Since this limiting current changes in proportion to the oxygen concentration in the measurement gas, the constant monitoring voltage Vk can be applied between both electrodes 17b and the oxygen concentration can be detected from the current value at that time. or,
Since the pumping action occurs at a high temperature (about 500 ° C.), the heater 17e is provided above the cap 17d.
Is integrally formed, and the sensor element 17 is heated by energizing the heater 17e.

【0020】補正部12dは、燃料ガス供給量Ipと、
各燃料ガス供給量Ipにおいて最適空燃比で生じる燃焼
排ガス中酸素濃度xとの設定関数F3に基づき、前記の
燃料ガス供給量の目標値Ip0 に対応する濃度値を酸素
濃度xの調整目標値とし、そして、この酸素濃度xの目
標値と酸素センサ16による検出値との偏差Δxに応
じ、前記ファン制御部12cでのファン出力Nの目標値
を、この濃度偏差Δxを解消する側へ補正(すなわち、
酸素濃度xについて検出値が目標値より小さい場合には
ファン出力Nの目標値を増加側へ補正し、又、酸素濃度
xについて検出値が目標値より大きい場合にはファン出
力Nの目標値を減少側へ補正)する。
The correction unit 12d calculates the fuel gas supply amount Ip,
Based on the setting function F3 with the oxygen concentration x in the combustion exhaust gas generated at the optimum air-fuel ratio at each fuel gas supply amount Ip, the concentration value corresponding to the above target value Ip 0 of the fuel gas supply amount is adjusted to the adjustment target value of the oxygen concentration x. Then, according to the deviation Δx between the target value of the oxygen concentration x and the value detected by the oxygen sensor 16, the target value of the fan output N in the fan control unit 12c is corrected to the side that eliminates the concentration deviation Δx. (Ie,
When the detected value for the oxygen concentration x is smaller than the target value, the target value of the fan output N is corrected to the increasing side, and when the detected value for the oxygen concentration x is larger than the target value, the target value of the fan output N is set. Correct to the decreasing side).

【0021】尚、具体的補正形態としては下記式に基づ
く補正形態を一例として挙げることができる。 N(補正値)←N(設定関数F2に基づく決定値)+
k’・(Δx/x) (k’は定数)
As a concrete correction form, a correction form based on the following equation can be given as an example. N (correction value) ← N (decision value based on setting function F2) +
k '・ (Δx / x) (k' is a constant)

【0022】ファン出力Nの上記補正に関連して制御装
置12には更に、酸素センサ16による酸素濃度検出の
状態が正確な酸素濃度検出を行える適正状態か否かを判
定する判定部12e、並びに、その判定部12eにより
適正状態と認知されたときの酸素濃度xの検出値と目標
値との偏差Δxを適正状態における酸素濃度検出情報と
して記憶する記憶部12fを装備してある。
In connection with the above correction of the fan output N, the control unit 12 further includes a judging section 12e for judging whether or not the state of oxygen concentration detection by the oxygen sensor 16 is an appropriate state for accurate oxygen concentration detection. A storage unit 12f is provided for storing the deviation Δx between the detected value of the oxygen concentration x and the target value when the determination unit 12e recognizes the proper state as the oxygen concentration detection information in the proper state.

【0023】上記の判定部12eは、ヒータ17eへの
通電開始時点からの設定立ち上がり時間Ta(本例では
バーナ2の燃焼運転開始に伴いヒータ17eへの通電が
開始された時点から、酸素センサ16の温度が安定温度
thに立ち上がる(図5参照)までに要する設定時間T
a)の経過後で、かつ、燃料ガス供給量Ipの変更又は
ファン出力Nの変更があった場合にはその燃料ガス供給
量Ipの変更又はファン出力Nの変更に伴い燃焼状態が
過渡変化を経て安定するまでに要する所定時間Tb(3
0秒)の経過後を、適正状態として判定する(図7のフ
ローチャートの処理(チ))。
The determination unit 12e is configured to set the rising time Ta from the start of energization of the heater 17e (in this example, from the time when energization of the heater 17e is started with the start of combustion operation of the burner 2 to the oxygen sensor 16). Setting time T required for the temperature of T to rise to the stable temperature th (see FIG. 5)
After a), and when the fuel gas supply amount Ip or the fan output N is changed, the combustion state changes transiently with the change of the fuel gas supply amount Ip or the fan output N. A predetermined time Tb (3
After the elapse of 0 second), it is determined as an appropriate state (process (h) in the flowchart of FIG. 7).

【0024】そして、補正部12dは、上記の如く、判
定部12eにて適正状態と判断されたときのみ、ファン
出力Nの補正を実行するように構成され、監視電圧制御
部12gは、補正部12dによるファン出力の補正のた
めに酸素濃度検出情報が要求されるときのみ、監視電圧
Vkの印加を行うように構成されている。つまり、図7
のフローチャートに示すように、判定部12eにて適正
状態であると判断されると(処理(チ))、監視電圧制
御部12gは、一定監視電圧Vkを両電極17b間に印
加し(処理(リ))、そのときの酸素センサ16の検出
酸素濃度xと目標値との偏差Δxとに基づいて、補正部
12dは、ファン出力Nの補正(ファン補正制御)を行
うのである(処理(ル))。従って、監視電圧制御部1
2gは、判定部12eにて適正状態であると判断された
ときのみ、監視電圧Vkの印加を実行し、不適正状態で
あると判断されると、監視電圧Vkの印加を停止するよ
うに構成されている。
As described above, the correction unit 12d is configured to correct the fan output N only when the determination unit 12e determines the proper state, and the monitoring voltage control unit 12g includes the correction unit. The monitoring voltage Vk is applied only when the oxygen concentration detection information is required to correct the fan output by 12d. That is, FIG.
As shown in the flowchart of FIG. 5, when the determination unit 12e determines that the state is appropriate (process (H)), the monitoring voltage control unit 12g applies a constant monitoring voltage Vk between the electrodes 17b (process (H)). (I)), and the correction unit 12d corrects the fan output N (fan correction control) based on the deviation Δx between the detected oxygen concentration x of the oxygen sensor 16 and the target value at that time (processing (le )). Therefore, the monitoring voltage controller 1
2g is configured to execute the application of the monitoring voltage Vk only when it is determined to be in the proper state by the determination unit 12e, and to stop the application of the monitoring voltage Vk when it is determined to be in the inappropriate state. Has been done.

【0025】尚、このときの検出酸素濃度xと偏差Δx
とは、記憶部12fに記憶される(処理(ヌ))。つま
り、記憶部12fは、判定部12eの判定が不適切状態
から適正状態へ移行するごとに、記憶情報の更新とし
て、その移行後の適正状態における酸素センサ16の検
出酸素濃度xと目標値との偏差Δxを以前の記憶内容に
入れ換えて記憶する。
At this time, the detected oxygen concentration x and the deviation Δx
Is stored in the storage unit 12f (process (nu)). That is, the storage unit 12f updates the stored information each time the determination of the determination unit 12e shifts from the improper state to the proper state, and detects the oxygen concentration x detected by the oxygen sensor 16 and the target value in the proper state after the shift. The deviation Δx of is stored by replacing it with the previously stored content.

【0026】そして、前記の補正部12dは、不適正状
態から適正状態への移行がある毎に、更新される記憶部
12fの記憶情報に基づくファン出力Nの目標値補正
を、移行後の適正状態、更に、その適正状態に続く不適
正状態において実施(換言すれば、ファン出力Nの目標
値補正を常に記憶部12fの記憶情報に従って実施)す
る構成としてある。
Then, the correction unit 12d corrects the target value of the fan output N based on the stored information in the storage unit 12f, which is updated every time there is a change from the improper state to the proper state. The configuration is such that it is performed in a state, and further in an inappropriate state subsequent to the appropriate state (in other words, the target value correction of the fan output N is always performed according to the storage information of the storage unit 12f).

【0027】つまり、不適正状態でのファン出力Nの目
標値補正を、先の適正状態に続き、その適正状態への移
行で更新された記憶情報に基づいて実行させることによ
り、不適正状態下での酸素濃度誤検出が原因となる誤補
正を回避して、良好な空燃比状態を保つようにしてあ
る。
That is, the target value correction of the fan output N in the improper state is executed based on the stored information updated by the transition to the proper state after the previous proper state, so that the improper state is reduced. The erroneous correction caused by the erroneous detection of the oxygen concentration is avoided to maintain a good air-fuel ratio state.

【0028】尚、前記の記憶部12fはバーナ2の燃焼
運転が停止操作された後や停電時の停止期間もその記憶
情報を保持する形式とし、バーナ2の燃焼運転再開時に
は、この停止期間中の保持し続けた記憶情報(初期値)
に基づいてファン出力Nの目標値補正を実施する(ファ
ン初期値制御)。
It should be noted that the storage unit 12f has a format in which the stored information is retained even after the combustion operation of the burner 2 is stopped or during a stop period during a power failure. Information that is kept in the memory (initial value)
Based on the above, the target value of the fan output N is corrected (fan initial value control).

【0029】次に、燃焼開始が指令されてからの制御装
置12による制御を図6のフローチャートに基づいて説
明する。燃焼開始が指令されるに伴って、即ち給湯栓1
3が開かれ、給水量Wを検出する水量センサ7がオン状
態になるに伴って、酸素センサ16のヒータ17eへの
通電及びファン5の作動が開始される(処理(イ))。
電磁比例弁11のガス弁の開成、バーナ2への点火も行
われる。但し、実際にはガス弁の開成、バーナ2への点
火は、ファン5の作動より約1秒遅れて行われる。
Next, the control by the control device 12 after the start of combustion is instructed will be described based on the flowchart of FIG. As the combustion start is commanded, that is, the hot water tap 1
3 is opened and the water amount sensor 7 for detecting the water supply amount W is turned on, the energization of the heater 17e of the oxygen sensor 16 and the operation of the fan 5 are started (process (a)).
The opening of the gas valve of the solenoid proportional valve 11 and the ignition of the burner 2 are also performed. However, in actuality, the opening of the gas valve and the ignition of the burner 2 are performed about 1 second later than the operation of the fan 5.

【0030】ヒータ11eにより酸素センサ16(セン
サエレメント17)が適正状態に加熱されるまで、即ち
安定温度(例えば500℃)に達するまでの時間Ta
(約1分程度の時間)を要する。そこで、この間は、バ
ーナ2への燃料ガス供給量Ipに応じて予め決められて
いるファン出力Nに対し記憶部12fに記憶されている
記憶情報に基づいて目標値補正されたファン制御が行わ
れる(処理(ロ))。つまり、酸素センサ10の検出が
可能になるまで(酸素センサ10の温度が安定温度に達
するまで)の、ファン初期値制御である。
The time Ta until the oxygen sensor 16 (sensor element 17) is properly heated by the heater 11e, that is, the stable temperature (eg, 500 ° C.) is reached.
(About 1 minute) is required. Therefore, during this period, the fan control is performed with the target value corrected on the basis of the storage information stored in the storage unit 12f for the fan output N that is predetermined according to the fuel gas supply amount Ip to the burner 2. (Processing (b)). That is, the fan initial value control is performed until the oxygen sensor 10 becomes detectable (until the temperature of the oxygen sensor 10 reaches a stable temperature).

【0031】制御装置12は、内部タイマ(図示せず)
によって上記ファン初期値制御を行う時間を管理してい
る。内部タイマは、燃焼開始(ヒータ17eへの通電開
始)に伴ってリセットされカウントが開始される。そし
て、内部タイマが設定立ち上がり時間Ta(1分)に達
すると、ファン4の制御が上記ファン初期値制御より前
述のファン補正制御(図7)へと移される(処理
(ハ))。尚、前述したように電磁比例弁11の開度調
節による燃料ガス供給量Ipの制御も同時に行われる。
The controller 12 has an internal timer (not shown).
Manages the time for performing the fan initial value control. The internal timer is reset and starts counting with the start of combustion (start of energization of the heater 17e). Then, when the internal timer reaches the set rising time Ta (1 minute), the control of the fan 4 is shifted from the fan initial value control to the fan correction control (FIG. 7) described above (process (c)). Note that, as described above, the control of the fuel gas supply amount Ip by adjusting the opening degree of the solenoid proportional valve 11 is also performed at the same time.

【0032】給湯栓13が閉じられ、水量センサ7がオ
フ状態になると、電磁比例弁11が閉じられ燃焼は停止
する(処理(ニ))。ファン4は所定の出力にて作動を
継続し、ポストパージつまり燃焼停止後の排気動作を所
定時間行う。所定時間が経過すると、ファン4を停止
し、酸素センサ16への通電(ヒータ11eへの通電及
び監視電圧の印加)を停止して、作動を終了する(処理
(ホ))。
When the hot water tap 13 is closed and the water amount sensor 7 is turned off, the electromagnetic proportional valve 11 is closed and the combustion is stopped (process (d)). The fan 4 continues to operate at a predetermined output and performs a post-purge, that is, an exhaust operation after combustion is stopped for a predetermined time. When a predetermined time has passed, the fan 4 is stopped, the energization of the oxygen sensor 16 (the energization of the heater 11e and the application of the monitoring voltage) is stopped, and the operation is terminated (process (e)).

【0033】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。 ファン制御部12cによるファン出力調整は、上記
実施例の如くファン回転数を調整指標とする形態のもの
に代えて、ファン駆動電流や電圧を調整指標とする形態
のものとしてもよい。 上記実施例では、ファン4を燃焼用空気aの供給経
路側に装備して、そのファン4により燃焼用空気aをバ
ーナ2に対し加圧供給する形態を示したが、ファン4を
排気路3に装備して、ファン4による燃焼排ガスegの
吸引排気に伴いバーナ2に対し燃焼用空気aを供給する
形態を採用してもよい。 上記実施例において、記憶手段12fに記憶させる
情報は、検出酸素濃度xと目標酸素濃度との偏差Δx、
或いは、検出酸素濃度xそのもの等の酸素濃度検出情報
であっても良く、又、適正状態での酸素濃度検出情報に
基づき補正手段12dが実行する補正段階の情報であっ
ても良い。 上記実施例では、判定部12eにて適正状態である
と判断されたときには常に監視電圧Vkを印加し、不適
正状態であると判断されたときには監視電圧Vkの印加
を停止している、つまり、適正状態のときには、酸素セ
ンサ16の酸素濃度検出情報に基づいてファン出力を常
に補正するように構成されているが、監視電圧Vkの印
加を間欠的に行い、そのときの酸素センサの酸素濃度検
出情報に基づいて、ファン出力を間欠的に補正するよう
にしても良い。尚、このときにおいて、間欠的に得られ
た酸素濃度検出情報のうち適正状態にあるものを有効値
として、ファン出力の補正を実行するようにしても良
い。又、不適正状態より適正状態に移行した時点より所
定の時間(酸素濃度を検出するに足りる時間)のみ監視
電圧Vkを印加するようにして、そのときの酸素センサ
16の酸素濃度検出情報に基づいてファン出力を補正
し、その補正後のファン出力にて、次に不適正状態より
適正状態に移行するまでの間、ファンを駆動させるよう
にしても良い。以上の方法により、監視電圧Vkを印加
する時間を一層減少させることができ、よって、酸素セ
ンサの劣化を更に一層防止することができることとな
る。
[Other Embodiments] Next, other embodiments will be listed. The fan output adjustment by the fan control unit 12c may be performed in the form of using the fan drive current or voltage as the adjustment index instead of the form of using the fan rotation speed as the adjustment index as in the above embodiment. In the above embodiment, the fan 4 is provided on the side of the supply path of the combustion air a, and the fan 4 supplies the combustion air a to the burner 2 under pressure. It is also possible to adopt a mode in which the combustion air a is supplied to the burner 2 as the combustion exhaust gas eg is sucked and exhausted by the fan 4. In the above embodiment, the information stored in the storage means 12f is the deviation Δx between the detected oxygen concentration x and the target oxygen concentration,
Alternatively, it may be oxygen concentration detection information such as the detected oxygen concentration x itself, or may be information at the correction stage executed by the correction means 12d based on the oxygen concentration detection information in the proper state. In the above-described embodiment, the monitoring voltage Vk is always applied when the determination unit 12e determines that it is in the proper state, and the application of the monitoring voltage Vk is stopped when the determination unit 12e determines that it is in the inappropriate state, that is, In a proper state, the fan output is constantly corrected based on the oxygen concentration detection information of the oxygen sensor 16, but the monitoring voltage Vk is intermittently applied to detect the oxygen concentration of the oxygen sensor at that time. The fan output may be corrected intermittently based on the information. At this time, the fan output may be corrected with the oxygen concentration detection information obtained intermittently being in a proper state as an effective value. Further, the monitoring voltage Vk is applied only for a predetermined time (a time sufficient to detect the oxygen concentration) from the time when the inappropriate state is changed to the appropriate state, and based on the oxygen concentration detection information of the oxygen sensor 16 at that time. The fan output may be corrected by using the corrected fan output, and the fan may be driven by the corrected fan output until the next shift from the improper state to the proper state. By the above method, the time for applying the monitoring voltage Vk can be further reduced, and thus the deterioration of the oxygen sensor can be further prevented.

【0034】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
It should be noted that reference numerals are given in the claims for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configurations of the accompanying drawings by the entry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】給湯装置の全体構成図FIG. 1 is an overall configuration diagram of a water heater

【図2】制御ブロック図FIG. 2 is a control block diagram.

【図3】酸素センサの断面図FIG. 3 is a sectional view of an oxygen sensor.

【図4】センサユニットの断面図FIG. 4 is a sectional view of a sensor unit.

【図5】酸素センサの立ち上がり特性図FIG. 5: Rising characteristic diagram of oxygen sensor

【図6】制御手段の制御を示すフローチャートFIG. 6 is a flowchart showing the control of the control means.

【図7】制御手段の制御を示すフローチャートFIG. 7 is a flowchart showing the control of the control means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 ファン 12c ファン制御手段 12d 補正手段 12g 監視電圧制御手段 16 酸素センサ 4 fan 12c fan control means 12d correction means 12g monitoring voltage control means 16 oxygen sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 27/41 (72)発明者 神谷 宏 大阪府大阪市港区南市岡1丁目1番52号 株式会社ハーマン内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location G01N 27/41 (72) Inventor Hiroshi Kamiya 1-1-52 Minamiichioka, Minato-ku, Osaka-shi, Osaka Stocks Company Harman

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼用空気を供給するファン(4)の出
力を燃料供給量に応じて調整するファン制御手段(12
c)と、燃焼排ガス中の酸素濃度を検出する限界電流型
の酸素センサ(16)と、その酸素濃度検出情報に基づ
いて前記ファン制御手段(12c)によるファン出力を
補正する補正手段(12d)とを設けた燃焼制御装置で
あって、 前記限界電流型の酸素センサ(16)の監視電圧の印加
を制御する監視電圧制御手段(12g)を設け、 前記監視電圧制御手段(12g)は、 前記補正手段(12d)によるファン出力の補正のため
に酸素濃度検出情報が要求されるときのみ、監視電圧の
印加を行うように構成されている燃焼制御装置。
1. A fan control means (12) for adjusting an output of a fan (4) for supplying combustion air according to a fuel supply amount.
c), a limiting current type oxygen sensor (16) for detecting the oxygen concentration in the combustion exhaust gas, and a correction means (12d) for correcting the fan output by the fan control means (12c) based on the oxygen concentration detection information. And a monitoring voltage control means (12g) for controlling the application of the monitoring voltage of the limiting current type oxygen sensor (16), the monitoring voltage control means (12g) comprising: A combustion control device configured to apply the monitoring voltage only when the oxygen concentration detection information is required for the correction of the fan output by the correction means (12d).
【請求項2】 前記補正手段(12d)は、 前記ファン(4)の出力及び前記燃料供給量が所定時間
以上一定状態を継続したときのみ、ファン出力の補正を
実行するように構成され、 前記監視電圧制御手段(12g)は、 前記補正手段(12d)によるファン出力の補正のため
に酸素濃度検出情報が要求されるときのみ、監視電圧の
印加を行うように構成されている請求項1記載の燃焼制
御装置。
2. The correction means (12d) is configured to execute the correction of the fan output only when the output of the fan (4) and the fuel supply amount are maintained in a constant state for a predetermined time or more, The monitoring voltage control means (12g) is configured to apply the monitoring voltage only when oxygen concentration detection information is required for correcting the fan output by the correction means (12d). Combustion control device.
JP5099042A 1993-04-26 1993-04-26 Combustion controller Pending JPH06307628A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021047038A (en) * 2019-09-17 2021-03-25 株式会社デンソーウェーブ Fluid heating device

Cited By (1)

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