JPH0960863A - 燃焼装置の送風量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流路抵抗の変化に起因する燃焼室の圧力変動
に係わらず常に最適送風量を維持できる燃焼装置の送風
量制御装置を提供する。 【解決手段】 フィードフォワード回転数決定手段２１
が、ＦＦ回転数Ｎ₀ とＦＢ回転数Ｎ_FBとに基づいて目標
燃焼量を補正し、その補正した補正目標燃焼量に応じて
ＦＦ回転数Ｎ₀ を決定し、目標回転数決定手段２４に供
給する。そして目標回転数決定手段２４が、実送風量と
目標送風量との偏差に応じたＦＢ回転数Ｎ _FBとフィード
フォワード回転数決定手段２１からのＦＦ回転数Ｎ₀ と
に基づいてファンモータ５の目標回転数Ｎ₁ を決定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、燃焼用空気を供
給するためのファンモータを制御することにより送風量
を制御する燃焼装置の送風量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃焼装置の送風量制御装置とし
て、たとえば特開平５−１６４３２３号公報に記載され
ているように、ファンモータの電流が所定値に達したと
きに、警報ランプを点滅させたり燃焼を禁止したりする
ように構成されたものがあった。

【０００３】このような従来の燃焼装置の送風量制御装
置では、風圧スイッチを設けずに吸排気不良を検出でき
るものの、送風路の流路抵抗に応じた適切な送風量を維
持することができず、最適燃焼を確保できない。すなわ
ち、送風路の流路抵抗は、経年変化、逆風、流路長、吸
排気の差圧、流路の曲がり具合、吸気フィルターの目詰
まりなどの各種の要因により変化し、ファンモータの回
転数を一定に制御しても、送風路の流路抵抗の変化によ
り送風量が変化することから、送風路の流路抵抗に応じ
た適切なモータ回転数を維持できなければ、空燃比が悪
化し、消炎、不完全燃焼、火移り不良などの燃焼不良が
生じる。

【０００４】また従来の燃焼装置の送風量制御装置とし
て、たとえば特開平４−３６５０８号公報に記載されて
いるように、送風路に風速センサなどを設置し、この風
速センサなどからの検知信号に応じてファンモータの回
転数を制御するように構成されたものもあった。

【０００５】このような従来の燃焼装置の送風量制御装
置では、所定の送風量を維持できるものの、送風路に風
速センサなどを設置することから、風速センサなどが送
風路の流路抵抗の増大を招くと共に、風速センサなどが
製造コストを増大させる。

【０００６】これらの問題を解決するため、本願発明の
出願人は、ファンモータの駆動電流と回転数とから送風
路の流路抵抗を演算し、その流路抵抗に基づいて、所要
送風量が得られるモータ回転数を決定し、その回転数を
目標回転数としてファンモータを制御する制御方式を既
に提案している（特願平６−２９７４４５号参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方式で
は、送風路の流路抵抗が増加した場合、送風量を一定に
維持するためにファンモータの回転数を上昇させる。こ
のため、燃焼室の圧力が上昇し、燃焼室に供給されるガ
スなどの燃料の量が減少する。この結果、所要燃焼量が
得られないため、コントローラは、目標燃焼量を増加さ
せ、それに応じてファンモータの回転数を上昇させる。
すなわち、燃焼室の圧力が上昇することにより、所要燃
焼量を得るために、コントローラ内部のみかけの目標燃
焼量が増加してしまい、それに応じてファンモータの回
転数が上昇するように制御が働くので、実際の燃焼量に
対してファンモータ回転数の上昇が過剰になり、燃焼用
空気が過剰に供給されて空燃比が悪化してしまうという
問題があった。

【０００８】逆に、送風路の流路抵抗が減少した場合、
送風量を一定に維持するためにファンモータの回転数が
低下する。このため、燃焼室の圧力が低下し、燃焼室に
供給されるガスなどの燃料の量が増加する。この結果、
所要燃焼量を越えるため、コントローラは、目標燃焼量
を減少させ、それに応じてファンモータの回転数を低下
させる。すなわち、燃焼室の圧力が減少することによ
り、所要燃焼量を得るために、コントローラ内部のみか
けの目標燃焼量が減少してしまい、それに応じてファン
モータの回転数が低下するように制御が働くので、実際
の燃焼量に対してファンモータ回転数の低下が過剰にな
り、燃焼用空気の供給が不足して空燃比が悪化してしま
うという問題があった。

【０００９】すなわち、燃焼室への燃料の供給は比例弁
により調節されるが、この比例弁は、給湯制御部からの
信号に応じて比例弁の上流側と下流側の圧力差を調整す
るものであって、燃焼室の圧力変動には殆ど影響を受け
ない。このため、比例弁の開弁量が一定である限り、燃
焼室の圧力が変動しても、比例弁を介して供給される燃
料の圧力は一定であり、この結果、燃焼室の圧力変動に
より燃料供給量が変動するのである。

【００１０】この問題を解決するために、燃焼室の圧力
を比例弁に導入することも考えられるが、この場合、装
置の製造コストが高価になり、しかも、全制御範囲にわ
たって有効であるとはいえない。

【００１１】本願発明は上記の点に鑑みて提案されたも
ので、流路抵抗の変化に起因する燃焼室の圧力変動に係
わらず常に最適送風量を維持できる燃焼装置の送風量制
御装置を提供することを、その目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

【００１３】すなわち、本願の請求項１に記載した発明
は、目標燃焼量に応じて、燃焼室への燃料供給量と、燃
焼用空気を供給するためのファンモータのフィードフォ
ワード回転数とを決定し、実際のファンモータの作動状
態に応じてフィードバック回転数を決定し、このフィー
ドバック回転数とフィードフォワード回転数とからファ
ンモータの目標回転数を決定してファンモータを制御す
ることにより送風量を制御する燃焼装置の送風量制御装
置であって、フィードフォワード回転数とフィードバッ
ク回転数とに基づいて目標燃焼量を補正する燃焼量補正
手段を設け、燃焼量補正手段により補正された補正目標
燃焼量に応じてフィードフォワード回転数を決定する構
成としたことを特徴としている。

【００１４】ファンモータは、安定化された直流電圧を
印加する制御方式で駆動してもよいし、ＰＷＭ制御方式
により駆動してもよい。ＰＷＭ制御方式の場合、電圧制
御手段は、ファンモータに印加する駆動電圧のデューテ
ィー比を制御することになる。

【００１５】また、本願の請求項２に記載した発明は、
目標燃焼量に応じて、燃焼室への燃料供給量と、燃焼用
空気を供給するためのファンモータのフィードフォワー
ド回転数とを決定し、実際のファンモータの作動状態に
応じてフィードバック回転数を決定し、このフィードバ
ック回転数とフィードフォワード回転数とからファンモ
ータの目標回転数を決定してファンモータを制御するこ
とにより送風量を制御する燃焼装置の送風量制御装置で
あって、フィードフォワード回転数とフィードバック回
転数とに基づいて目標燃焼量を補正する燃焼量補正手段
を設け、目標燃焼量が所定値未満のときは、その目標燃
焼量に応じてフィードフォワード回転数を決定し、目標
燃焼量が所定値以上のときは、燃焼量補正手段により補
正された補正目標燃焼量に応じてフィードフォワード回
転数を決定する構成としたことを特徴としている。

【００１６】目標燃焼量が小さいときは、ファンモータ
の回転数も小さいので、流路抵抗の変化によるファンモ
ータの回転数の変化も小さく、燃焼室の圧力が低いとと
もにその変化も小さい。したがって、目標燃焼量が小さ
いときは、目標燃焼量を補正しなくても、ほぼ正確に送
風量を制御できる。したがって、補正を開始すべき目標
燃焼量の大きさは、空燃比に許容できない悪影響を及ぼ
し始める程度の大きさに設定すればよい。

【００１７】また、本願の請求項３に記載した発明は、
目標燃焼量に応じて、燃焼室への燃料供給量と、燃焼用
空気を供給するためのファンモータのフィードフォワー
ド回転数とを決定し、実際のファンモータの作動状態に
応じてフィードバック回転数を決定し、このフィードバ
ック回転数とフィードフォワード回転数とからファンモ
ータの目標回転数を決定してファンモータを制御するこ
とにより送風量を制御する燃焼装置の送風量制御装置で
あって、燃焼用空気の送風路の流路抵抗に基づいて目標
燃焼量を補正する燃焼量補正手段を設け、燃焼量補正手
段により補正された補正目標燃焼量に応じてフィードフ
ォワード回転数を決定する構成としたことを特徴として
いる。

【００１８】燃焼用空気の送風路の流路抵抗は、たとえ
ばファンモータの駆動電流と回転数との関係から求める
ことができる。

【００１９】また、本願の請求項４に記載した発明は、
目標燃焼量に応じて、燃焼室への燃料供給量と、燃焼用
空気を供給するためのファンモータのフィードフォワー
ド回転数とを決定し、実際のファンモータの作動状態に
応じてフィードバック回転数を決定し、このフィードバ
ック回転数とフィードフォワード回転数とからファンモ
ータの目標回転数を決定してファンモータを制御するこ
とにより送風量を制御する燃焼装置の送風量制御装置で
あって、基準状態におけるファンモータの駆動電流と回
転数との関係を表す曲線の極小点と基準状態において目
標燃焼量に対応する曲線上の点とを結ぶ直線の傾きに関
する情報を記憶する傾き情報記憶手段と、ファンモータ
の駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、ファンモー
タの回転数を検出する回転数検出手段と、極小点とファ
ンモータの駆動電流と回転数との実測値に対応する点と
を結ぶ直線の傾きに基づいて、実送風量に関する情報を
演算する実送風量情報演算手段と、極小点と傾き情報記
憶手段に記憶されている情報から得られる傾きとに基づ
いて、目標送風量に関する情報を演算する目標送風量情
報演算手段と、実送風量情報演算手段により演算された
実送風量に関する情報と目標送風量情報演算手段により
演算された目標送風量に関する情報とに基づいて、実送
風量と目標送風量との偏差に関する情報を演算する送風
量偏差演算手段と、フィードフォワード回転数とフィー
ドバック回転数とに基づいて目標燃焼量を補正する燃焼
量補正手段と、送風量偏差演算手段により演算された偏
差に関する情報に基づいてフィードバック回転数を演算
し、燃焼量補正手段により補正された目標燃焼量に応じ
てフィードフォワード回転数を決定して、これらフィー
ドフォワード回転数とフィードバック回転数とに基づい
てファンモータの目標回転数を決定する目標回転数決定
手段と、回転数検出手段により検出される回転数が目標
回転数決定手段により決定された目標回転数と一致する
ように、ファンモータの駆動電圧を制御する電圧制御手
段とを備えたことを特徴としている。

【００２０】曲線の極小点は、理想的にはファンモータ
の駆動電流と回転数との関係を表すＩ−Ｎ座標系の原点
であるが、種々の要因により原点からずれる場合が多
い。しかし、極小点が原点に近く、実質的に両者を同一
視できる場合は、原点を極小点とすればよい。この場
合、極小点の座標を傾き情報記憶手段に記憶させておく
必要はない。なお、曲線の極小点は、ファンモータの種
類や共通排気筒の種類が同じであれば、ほぼ同じである
ので、機種毎に極小点の座標を予め特定しておき、それ
を個々の送風量制御装置のメモリなどに記憶させればよ
い。ただし、極小点の座標の正確さや経年変化などを考
慮すれば、個々の送風量制御装置が極小点の座標を適宜
演算し得るように構成するのが好ましい。

【００２１】実送風量に関する情報は、直線の傾きであ
ってもよいし、実送風量自体であってもよい。さらに
は、直線の傾きあるいはその逆数に所定の定数を乗算し
た値であってもよい。要するに、実送風量を表す情報と
して、送風量制御に利用できるものであればよい。

【００２２】基準となる直線の傾きに関しては、各種目
標燃焼量に対してそれぞれ直線の傾き自体を傾き情報記
憶手段に記憶させておいてもよいし、あるいは、各種目
標燃焼量に対してそれぞれ曲線上の座標を傾き情報記憶
手段に記憶させておき、その座標と極小点の座標とから
直線の傾きを演算してもよい。さらには、曲線を表す式
を傾き情報記憶手段に記憶させておき、その式から各種
目標燃焼量に対してそれぞれ曲線上の座標を演算し、さ
らにその座標と極小点の座標とから直線の傾きを演算し
てもよい。

【００２３】目標送風量に関する情報は、直線の傾きで
あってもよいし、目標送風量自体であってもよい。さら
には、直線の傾きあるいはその逆数に所定の定数を乗算
した値であってもよい。要するに、目標送風量を表す情
報として、送風量制御に利用できるものであればよい。

【００２４】偏差に関する情報は、目標送風量と実送風
量との偏差であってもよいし、直線の傾きの偏差であっ
てもよい。

【００２５】傾き情報記憶手段に記憶される傾きに関す
る情報は、極小点の座標と各種目標燃焼量に対する直線
の傾きとであってもよいし、極小点の座標と各種目標燃
焼量に対する曲線上の座標とであってもよい。また、極
小点の座標と曲線を表す数式とであってもよい。さらに
は、曲線を表す式だけであってもよいが、この場合、極
小点が原点でないときは、直線の傾きを求める度に式か
ら極小点の座標を演算する必要がある。また、極小点が
原点の場合は、極小点の座標を傾き情報記憶手段に記憶
させる必要はない。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００２７】図１は、本願発明に係る送風量制御装置を
備えた燃焼装置の一例としての給湯装置の概略構成図で
あって、給湯装置のケーシング１の内部には、バーナ２
と熱交換器３とが配置されている。ケーシング１の下側
に連続するファンケース４の内部には、ファンモータ５
により駆動されるシロッコファン６が設置されており、
ケーシング１の上部には、排気口７が形成されている。
バーナ２には、ガスあるいは石油などの燃料を供給する
ための燃料供給管８が接続されており、熱交換器３に
は、水を供給するための給水管１０が接続されている。
燃料供給管８および給水管１０には比例弁１１およびバ
ルブ１２が介装されており、これら比例弁１１およびバ
ルブ１２は給湯制御部１３により制御される。ケーシン
グ１の内部には、バーナ２の上側に、燃焼室１４が形成
される。

【００２８】送風量制御装置は、たとえば交流１００ボ
ルトの商用電源１５からの交流電力を整流および平滑し
て直流電力を出力する整流平滑手段１６、電力制御手段
１７、回転数検出手段１８、駆動電流検出手段１９、デ
ューティー比制御手段２０、フィードフォワード回転数
決定手段２１、初期設定用傾き情報演算手段２２、実送
風量情報演算手段２３、目標回転数決定手段２４、目標
回転数変化率演算手段２５、フィードバック回転数変化
禁止手段２６、および傾き情報記憶手段２７を備えてい
る。デューティー比制御手段２０、フィードフォワード
回転数決定手段２１、初期設定用傾き情報演算手段２
２、実送風量情報演算手段２３、目標回転数決定手段２
４、目標回転数変化率演算手段２５、およびフィードバ
ック回転数変化禁止手段２６は、マイクロコンピュータ
２８により実現されており、傾き情報記憶手段２７は、
たとえばＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性のメモリにより実
現されている。

【００２９】電力制御手段１７は、デューティー比制御
手段２０からの制御電圧に基づいて、整流平滑手段１６
からの直流電力をスイッチングし、ファンモータ５に駆
動電力として供給する。回転数検出手段１８は、ファン
モータ５の回転数を検出する。駆動電流検出手段１９
は、ファンモータ５の駆動電流を検出する。デューティ
ー比制御手段２０は、目標回転数決定手段２４により決
定された目標回転数と回転数検出手段１８により検出さ
れた回転数とに基づいて、ファンモータ５の回転数が目
標回転数になるように、電力制御手段１７に供給する制
御電圧を制御する。フィードフォワード回転数決定手段
２１は、バーナ２の目標燃焼量を、その目標燃焼量に応
じたフィードフォワード回転数と、目標回転数決定手段
２４により演算される目標送風量と実送風量との偏差に
応じたフィードバック回転数とに基づいて補正し、その
補正した目標燃焼量に基づいてフィードフォワード回転
数を決定する。初期設定用傾き情報演算手段２２は、駆
動電流検出手段１９および回転数検出手段１８により検
出された複数組の駆動電流および回転数に基づいて、基
準状態におけるファンモータ５の駆動電流と回転数との
関係を表す曲線の式と、その極小点の座標とを演算す
る。実送風量情報演算手段２３は、駆動電流検出手段１
９により検出された駆動電流と回転数検出手段１８によ
り検出された回転数とに対応する点と、傾き情報記憶手
段２７に記憶された極小点とを結ぶ直線の傾きを演算す
る。目標回転数決定手段２４は、実送風量情報演算手段
２３により演算された傾きと傾き情報記憶手段２７に記
憶された曲線の式などから得られる傾きとの偏差に基づ
いてフィードバック回転数を決定し、そのフィードバッ
ク回転数とフィードフォワード回転数決定手段２１によ
り決定されたフィードフォワード回転数とに基づいて、
ファンモータ５の目標回転数を決定する。目標回転数変
化率演算手段２５は、目標回転数決定手段２４により決
定された目標回転数の変化率を演算する。フィードバッ
ク回転数変化禁止手段２６は、目標回転数変化率演算手
段２５により演算された目標回転数の変化率が一定値以
上のときに、目標回転数決定手段２４を制御して一時的
に目標送風量と実送風量との偏差の変化がないものとし
て目標回転数を決定させる。傾き情報記憶手段２７は、
初期設定用傾き情報演算手段２２により演算された曲線
の式と極小点の座標とを記憶する。マイクロコンピュー
タ２８は、給湯装置の全体を制御しており、給湯制御部
１３の一部もマイクロコンピュータ２８により実現され
ている。

【００３０】図２は、ファンモータ５の駆動部の回路ブ
ロック図であって、この駆動部は、主にモータ駆動ＩＣ
３１により構成されている。このモータ駆動ＩＣ３１
は、端子３１ａ〜３１ｅを備えており、また、電力制御
手段１７と、回転数検出手段１８とを実現している。電
力制御手段１７は、ファンモータ５の各コイルに駆動電
力を供給するモータドライバー３２と、モータドライバ
ー３２によりファンモータ５に供給される駆動電力をス
イッチングするＰＷＭ可変速回路３３とを備えている。
回転数検出手段１８は、ファンモータ５に内蔵された複
数のホール素子を含むホールＩＣ３４からの検出信号に
基づいてファンモータ５の回転数を演算する回転ロジッ
ク３５と、回転ロジック３５により演算された回転数に
応じた回転数パルスを発生する回転数パルス発生回路３
６とを備えている。端子３１ａには、整流平滑手段１６
からの駆動電力が入力され、この駆動電力は電力制御手
段１７のモータドライバー３２に供給される。端子３１
ｂには、補助電源３７からの直流電力が入力され、この
直流電力はモータ駆動ＩＣ３１の各部に電源として供給
される。端子３１ｃには、デューティー比制御手段２０
から制御電圧が入力され、この制御電圧は電力制御手段
１７のＰＷＭ可変速回路３３に供給される。端子３１ｄ
からは、回転数検出手段１８の回転数パルス発生回路３
６からの回転数パルスが出力され、この回転数パルスは
デューティー比制御手段２０に供給される。端子３１ｅ
は、接地端子である。

【００３１】整流平滑手段１６は、たとえばダイオード
ブリッジからなる全波整流器と、キャパシタからなる平
滑回路とにより実現されており、たとえば１００ボルト
の商用電源１５から得られる交流電力を整流および平滑
して直流電力を出力する。電力制御手段１７は、デュー
ティー比制御手段２０からの制御電圧に応じてデューテ
ィー比を制御される制御パルスに基づいて、整流平滑手
段１６からの直流電力をスイッチングして、ファンモー
タ５に駆動電力として供給する。すなわち、ファンモー
タ５に供給される直流駆動電力は、電力制御手段１７に
よりＰＷＭ制御される。回転数検出手段１８は、ファン
モータ５に内蔵された複数のホール素子を含むホールＩ
Ｃ３４からなる回転検出センサからの検出信号に基づい
て、ファンモータ５の回転数を検出し、それに応じた回
転数パルスをデューティー比制御手段２０に供給すると
共に、ファンモータ５の回転子の回転に応じた回転信号
を電力制御手段１７に供給する。デューティー比制御手
段２０は、ファンモータ５の回転数が目標回転数になる
ように制御電圧を調整して、その制御電圧を電力制御手
段１７に供給する。なお、ファンモータ５は、三相ブラ
シレスモータ、より詳しくは永久磁石型同期モータであ
って、本実施態様では、給湯装置のシロッコファン６を
駆動するために使用している。

【００３２】図３は、電力制御手段１７および駆動電流
検出手段１９の回路ブロック図であって、電力制御手段
１７は、三角波発振回路４１、コンパレータ４２、三相
分配回路４３、およびトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６を備
えており、駆動電流検出手段１９は、平滑回路４４、電
圧・周波数変換回路４５、およびホトカプラ４６を備え
ている。なお、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ６保護用のダ
イオードや、ファンモータ５のコイル５ａ〜５ｃに流れ
る過電流を検出しかつ保護するための回路など、本願発
明に直接関係のない構成要素については、図示および説
明を省略する。

【００３３】三角波発振回路４１は、たとえば２０ＫＨ
ｚの周期の三角波を出力する。コンパレータ４２は、演
算増幅器からなり、三角波発振回路４１からの三角波の
電圧と、デューティー比制御手段２０からの制御電圧Ｖ
ｓとを比較して、制御電圧Ｖｓが三角波の電圧以上であ
るときにオンし、制御電圧Ｖｓが三角波の電圧よりも小
さいときにオフする、周期２０ＫＨｚの制御パルスを出
力する。すなわち、制御パルスのデューティー比は、デ
ューティー比制御手段２０からの制御電圧Ｖｓに応じて
変化する。三相分配回路４３は、回転数検出手段１８か
らの回転信号に応じて、上段側のトランジスタＴＲ１〜
ＴＲ３のうちの１つと、下段側のトランジスタＴＲ４〜
ＴＲ６のうちの１つとを、選択的にオンさせる。たとえ
ば、トランジスタＴＲ１，ＴＲ５がオンの場合、ファン
モータ５のコイル５ａからコイル５ｂに駆動電流が流れ
る。すなわち、ファンモータ５の回転子の回転位置に応
じて電流を流すコイル５ａ〜５ｃや電流の方向を順次切
り替えることにより、ファンモータ５の回転が継続す
る。さらに三相分配回路４３は、下段側のトランジスタ
ＴＲ４〜ＴＲ６のうちオンさせるべきトランジスタを、
コンパレータ４２からの制御パルスに応じてオン・オフ
させる。すなわち、三相分配回路４３は、ファンモータ
５に供給する駆動電力を、デューティー比制御手段２０
からの制御電圧Ｖｓに応じてＰＷＭ制御する。

【００３４】この電力制御手段１７および駆動電流検出
手段１９の動作について、簡単に述べる。商用電源１５
からの交流電力は、整流平滑手段１６によって整流さ
れ、かつ平滑されて、電力制御手段１７を介してファン
モータ５に駆動電力として供給される。このとき電力制
御手段１７により、ＰＷＭ制御が施され、ファンモータ
５の回転数が指令回転数になるように、ファンモータ５
への駆動電圧が制御される。

【００３５】いま、図４に示すように、三角波発振回路
４１からの三角波の最高電圧をＶｈ、最低電圧をＶｌと
し、デューティー比制御手段２０からの制御電圧をＶｓ
とすると、コンパレータ４２の出力である制御パルス
は、図５に示すように、制御電圧Ｖｓが三角波の電圧以
上のときにオンし、制御電圧Ｖｓが三角波の電圧よりも
小さいときにオフする、三角波と同じ周期のパルス列と
なる。そして、三相分配回路４３が、下段側のトランジ
スタＴＲ４〜ＴＲ６のうち、オンさせるべきトランジス
タのベースに、コンパレータ４２からの制御パルスを印
加するので、ファンモータ５の駆動電力が制御パルスに
よりスイッチングされ、制御パルスのデューティー比に
応じた駆動電力がファンモータ５に供給される。

【００３６】トランジスタＴＲ４〜ＴＲ６のエミッタか
ら出力された電流は、駆動電流検出手段１９の平滑回路
４４により平滑される。これにより電流に応じた電圧に
変換され、電圧・周波数変換回路４５により、電圧に応
じた周波数のパルスに変換される。このパルスは、ホト
カプラ４６を介してマイクロコンピュータ２８に供給さ
れる。すなわち、マイクロコンピュータ２８には、ファ
ンモータ５の駆動電流に応じた周波数のパルスが駆動電
流検出手段１９から入力される。

【００３７】次に、上記給湯装置の動作を説明する。先
ず初期設定動作について述べる。たとえば工場からの出
荷前に、ファンモータ５の回転数が予め決められた複数
種類の回転数となるように、ファンモータ５に複数種類
の駆動電圧を順次印加する。これにより、回転数検出手
段１８が、ファンモータ５の回転数を順次検出し、駆動
電流検出手段１９が、ファンモータ５の駆動電流を順次
検出する。そして初期設定用傾き情報演算手段２２が、
それら回転数と駆動電流との組に基づいて、基準状態に
おけるファンモータ５の回転数と駆動電流との関係を表
す曲線の式を演算し、さらにその式から、その曲線の極
小点の座標を演算し、それらを傾き情報記憶手段２７に
記憶させる。

【００３８】すなわち、ファンモータ５の駆動電流Ｉと
回転数Ｎとの関係は、シロッコファン６による燃焼用空
気の送風路の流路抵抗Φに応じて、図７に曲線で示すよ
うになり、また、送風量Ｑと回転数Ｎとの関係は、流路
抵抗Φに応じて、図７に直線で示すようになる。ここ
で、基準の流路抵抗がΦａであるとし、そのときに目標
燃焼量に応じた送風量Ｑａを得るための回転数がＮａで
あり、そのときの駆動電流がＩａであるものとすると、
ΦａにおけるＩ−Ｎ曲線上のＡ点でファンモータ５を運
転したときに燃焼室１４が最適空燃比になる。そして、
ΦａにおけるＩ−Ｎ曲線の極小点ＰとＡ点とを通る直線
をＬとすると、流路抵抗Φが変化しても、Ｉ−Ｎの関係
が直線Ｌ上を移動するようにファンモータ５を制御すれ
ば、送風量Ｑは変化せずに常にＱａである。たとえば、
流路抵抗がΦａからΦｂに増加した場合、Ｉ−Ｎ曲線は
当然図示のように変化するが、Ｑ−Ｎ直線も図示のよう
に変化するので、ΦｂにおけるＩ−Ｎ曲線と直線Ｌとの
交点Ｂでファンモータ５を運転することにより、送風量
Ｑａが得られる。このとき、回転数はＮｂ、駆動電流は
Ｉｂである。逆に、流路抵抗がΦａからΦｃに減少した
場合も、Ｉ−Ｎ曲線は当然図示のように変化するが、Ｑ
−Ｎ直線も図示のように変化するので、ΦｃにおけるＩ
−Ｎ曲線と直線Ｌとの交点Ｃでファンモータ５を運転す
ることにより、送風量Ｑａが得られる。このとき、回転
数はＮｃ、駆動電流はＩｃである。このように直線Ｌ上
でファンモータ５を運転することにより、流路抵抗Φの
変化に係わらず送風量Ｑを一定にできる理由について
は、後述する。したがって、基準曲線であるΦａにおけ
るＩ−Ｎ曲線の式を傾き情報記憶手段２７に記憶させて
おけば、各種の目標燃焼量に対応する直線Ｌの傾きをそ
れぞれ演算することができ、その直線Ｌ上でファンモー
タ５を運転するように制御することによって、流路抵抗
Φの変化に係わらず、送風量Ｑを常に一定にできる。も
ちろん、各種の目標燃焼量に対応する各直線Ｌの傾きを
直接傾き情報記憶手段２７に記憶させておいてもよい。

【００３９】ファンモータ５は永久磁石型同期モータで
あり、周知のように、駆動電流Ｉと回転数Ｎとの関係
は、理論的にはＩ＝ａＮ² である。ただし、ａは定数で
ある。したがってＩ−Ｎ曲線は、理想的にはＩ−Ｎ座標
系の原点（０，０）を通るのであるが、実際には、シロ
ッコファン６やファンモータ５や送風路などの特性のば
らつきにより、Ｉ−Ｎ曲線が原点を通らず、またＩ−Ｎ
曲線自体の形状も多少変形する場合もある。そこで、Ｉ
−Ｎの関係を実測し、Ｉ−Ｎ曲線の式を特定しておくこ
とで、シロッコファン６やファンモータ５や送風路など
の特性のばらつきに起因する影響を除去するのである。

【００４０】すなわち、Ｉ−Ｎ曲線は放物線であり、
ａ，ｂ，ｃを定数とすると、一般的に下記数式１のよう
に表すことができる。ここで、流路抵抗がΦａのとき
に、相互に異なるＮ₁ ，Ｎ₂ ，Ｎ₃ に対するＩ₁ ，
Ｉ₂ ，Ｉ₃ を実測したとすると、下記数式２が成立し、
定数ａ，ｂ，ｃを下記数式３により演算できる。初期設
定用傾き情報演算手段２２は、このようにして定数ａ，
ｂ，ｃを演算し、流路抵抗Φａにおける実際のＩ−Ｎ曲
線の式を特定して、傾き情報記憶手段２７に記憶させる
のである。もちろん、定数ｂあるいはｃを０と仮定して
もＩ−Ｎ曲線の良好な近似式を得られる場合は、Ｎ，Ｉ
を２組実測することにより、Ｉ−Ｎ曲線の式を特定でき
る。また、多数の点（Ｉ，Ｎ）をサンプリングして、他
の方式により下記数式１を近似するようにしてもよい。

【００４１】

【数１】

【００４２】

【数２】

【００４３】

【数３】

【００４４】次に、直線Ｌ上でファンモータ５を運転す
ることにより、流路抵抗Φの変化に係わらず送風量Ｑを
一定にできる理由について述べる。周知のように、ファ
ンモータ５の回転数Ｎと駆動電流Ｉとの関係は、理論的
にはＩ＝αＮ² であり、回転数Ｎと送風量Ｑとの関係
は、理論的にはＮ＝βＱである。ただし、α，βは定数
である。したがって、Ｎ／Ｉ＝１／（αβＱ）となり、
Ｎ／ＩはＩ−Ｎ座標系上の直線の傾きであって一定であ
り、α，βは定数であるから、Ｑも一定である。すなわ
ち、Ｉ−Ｎの関係が直線Ｌ上に位置する限り、Ｑは常に
一定値Ｑａとなるのである。

【００４５】次に、給湯装置の運転動作について述べ
る。図６は、本願発明に係る送風量制御装置の制御系統
を説明するブロック線図であって、以下の制御動作の流
れは図６を参照することにより一層容易に理解できる。

【００４６】図外のリモートコントローラからコントロ
ーラに運転指令が入力されると、給湯制御部１３が、比
例弁１１やバルブ１２や図外のイグナイタなどを制御
し、点火動作を開始すると共に、フィードフォワード回
転数決定手段２１にバーナ２の目標燃焼量すなわち比例
弁１１の開弁量に応じた信号を出力する。これによりフ
ィードフォワード回転数決定手段２１が、給湯制御部１
３からの信号に基づいて、バーナ２の目標燃焼量に応じ
たファンモータ５のＦＦ回転数Ｎ₀ を演算する。具体的
には、バーナ２に供給されるたとえば都市ガスなどのガ
ス量Ｇ₀ に応じて予め決められたファンモータ５のＦＦ
回転数Ｎ₀ を決定し、それを目標回転数決定手段２４に
出力する。このＦＦ回転数Ｎ₀ は、シロッコファン６に
よる送風流路の流路抵抗が予め決められた基準値である
場合に、目標燃焼量に対して最適な空燃比が得られる送
風量に対応する回転数である。なお、目標燃焼量は、熱
交換器３への入水温度、出湯温度、流量、設定温度など
によって決定される。

【００４７】この時点ではファンモータ５は回転してお
らず、実送風量情報演算手段２３による演算結果が目標
回転数決定手段２４に供給されないので、目標回転数決
定手段２４は、フィードフォワード回転数決定手段２１
からのＦＦ回転数Ｎ₀ に対応した回転数指令信号をデュ
ーティー比制御手段２０に出力する。またフィードフォ
ワード回転数決定手段２１は、目標燃焼量の補正を実行
していない。

【００４８】これによりデューティー比制御手段２０
が、ファンモータ５がＦＦ回転数Ｎ₀で回転するような
制御電圧Ｖｓを電力制御手段１７に供給する。この結
果、電力制御手段１７がＰＷＭ方式により駆動電力を制
御して、ファンモータ５をＦＦ回転数Ｎ₀ で回転するよ
うに駆動する。

【００４９】次に、駆動電流検出手段１９が、ファンモ
ータ５の駆動電流を検出する。すなわち、モータドライ
バー３２のトランジスタＴＲ４〜ＴＲ６のエミッタから
の電流は、駆動電流検出手段１９の平滑回路４４により
平滑され、平滑回路４４の出力電圧が電圧・周波数変換
回路４５により周波数に変換され、ファンモータ５の駆
動電流に応じた周波数のパルスがホトカプラ４６を介し
てマイクロコンピュータ２８に供給される。

【００５０】一方、回転数検出手段１８が、ファンモー
タ５のホールＩＣ３４からの検出信号に基づいて、ファ
ンモータ５の回転数を検出する。

【００５１】次に、実送風量情報演算手段２３が、駆動
電流検出手段１９からの駆動電流と、回転数検出手段１
８からの回転数と、傾き情報記憶手段２７からの基準と
なるＩ−Ｎ曲線の極小点Ｐの座標とに基づいて、Ｉ−Ｎ
座標系上の実際の駆動電流Ｉおよび回転数Ｎの点（Ｉ，
Ｎ）と極小点Ｐとを結ぶ直線の傾きを演算する。具体的
には、直線の傾きの逆数に所定の係数を乗算して実送風
量Ｑを求め、目標回転数決定手段２４に出力する。極小
点ＰがＩ−Ｎ座標系の原点（０，０）に位置する場合、
Ｑ＝Ｉ／（αβＮ）の演算を行うことにより、実送風量
Ｑが求められる。

【００５２】次に、目標回転数決定手段２４が、実送風
量情報演算手段２３により演算された傾きと、傾き情報
記憶手段２７に記憶されている曲線の式から得られる直
線の傾きとから、両者の偏差を求め、その偏差に基づい
てＦＢ回転数Ｎ_FBを決定し、そのＦＢ回転数Ｎ_FBとフィ
ードフォワード回転数決定手段２１により決定されたＦ
Ｆ回転数Ｎ₀ とから目標回転数Ｎ₁ を決定し、その目標
回転数Ｎ₁ に応じた回転数指令信号をデューティー比制
御手段２０に出力する。具体的には、傾き情報記憶手段
２７に記憶されているＩ−Ｎ曲線の式からＦＦ回転数Ｎ
₀ に対応するＦＦ電流Ｉ₀ を求め、それにより動作点
（Ｉ₀ ，Ｎ₀ ）と極小点Ｐとを通る直線Ｌの傾きを求
め、その傾きの逆数に所定の係数を乗算して目標送風量
Ｑ₁ を求める。極小点ＰがＩ−Ｎ座標系の原点（０，
０）に位置する場合、Ｑ₁ ＝Ｉ₀ ／（αβＮ₀ ）の演算
を行うことにより、目標送風量Ｑ₁ が求められる。そし
て、目標送風量Ｑ₀ と実送風量Ｑとの偏差Ｑ₁ −Ｑに基
づいてＦＢ回転数Ｎ_FBを演算する。このＦＢ回転数Ｎ_FB
は、たとえばＰＩＤ制御など、フィードバック系の制御
方式に応じて決定される。

【００５３】このＦＢ回転数Ｎ_FBは、目標回転数決定手
段２４からフィードフォワード回転数決定手段２１に供
給される。これによりフィードフォワード回転数決定手
段２１が、目標燃焼量が所定値以上の場合、ＦＦ回転数
Ｎ₀ と目標回転数決定手段２４からのＦＢ回転数Ｎ_FBと
に基づいて、目標燃焼量を補正する。具体的には、目標
燃焼量に対応するガス量Ｇ₀ が所定値以上の場合、その
ガス量Ｇ₀ を下記数式４によりＧに補正し、補正後のガ
ス量Ｇに対応したＦＦ回転数Ｎ₀ を目標回転数決定手段
２４に出力する。ただし、Ｋは所定の定数である。

【００５４】

【数４】

【００５５】このように目標燃焼量を補正するのは、流
路抵抗Φの変化に起因する燃焼室１４の圧力変動による
空燃比の劣化を防止するためである。すなわち、送風路
の流路抵抗Φが増加した場合、送風量を一定に維持する
ためにファンモータ５の回転数が上昇する。このため、
燃焼室１４の圧力が上昇し、比例弁１１の開弁量は変化
しないので、燃焼室１４に供給されるガス量が減少す
る。この結果、目標燃焼量が得られないため、給湯制御
部１３が比例弁１１の開弁量を増加させるとともに、フ
ィードフォワード回転数決定手段２１に供給する目標燃
焼量を増加させる。これにより、目標燃焼量の増加に応
じてフィードフォワード回転数決定手段２１がＦＦ回転
数Ｎ₀ を増加させるので、ファンモータ５の回転数が上
昇する。換言すれば、燃焼室１４の圧力が上昇すること
により、目標燃焼量を得るために、マイクロコンピュー
タ２８内部の目標燃焼量が増加してしまい、それに応じ
てファンモータ５の回転数が上昇するように制御が働く
ので、実際の燃焼量に対してファンモータ回転数の上昇
が過剰になり、燃焼用空気が過剰に供給されて空燃比が
悪化してしまう。送風路の流路抵抗Φが減少した場合
は、逆の動作により、燃焼用空気の供給が不足して空燃
比が悪化してしまう。このような空燃比の劣化を防止す
るために、目標燃焼量を補正するのである。ただし、こ
の補正が必要になるのは、目標燃焼量がある程度大きい
ときであり、目標燃焼量に応じたガス量Ｇ ₀ が所定値以
上の場合に補正を行う。すなわち、目標燃焼量が小さい
場合は、それに応じてシロッコファン６による送風量も
小さく、燃焼室１４の圧力も低いので、流路抵抗Φの変
化による燃焼室１４の圧力変動の幅も小さく、ガス供給
量に大きな影響を与えないことから、補正の必要はない
のである。

【００５６】さらにフィードフォワード回転数決定手段
２１が、補正したＦＦ回転数Ｎ₀ とＦＢ回転数Ｎ_FBとの
和Ｎ₀ ＋Ｎ_FBを目標回転数Ｎ₁ と決定して、それに応じ
た回転数指令信号をデューティー比制御手段２０に出力
する。

【００５７】これにより、デューティー比制御手段２０
が、目標回転数決定手段２４により決定された目標回転
数Ｎ₁ に応じた回転数指令信号と回転数検出手段１８か
らの実際の回転数Ｎとに基づいて、ファンモータ５が目
標回転数Ｎ₁ で回転するような制御電圧Ｖｓを電力制御
手段１７に出力する。

【００５８】これにより、電力制御手段１７が、デュー
ティー比制御手段２０からの制御電圧Ｖｓに基づいて、
ファンモータ５に供給する直流電力をスイッチングし、
ファンモータ５の回転数が目標回転数Ｎ₁ となるように
駆動する。

【００５９】ここで、シロッコファン６による送風流路
の流路抵抗がΦａからΦｂに増加したとすると、仮に回
転数一定制御方式でファンモータ５を制御した場合、最
終的には図７のＡ点からＤ点に運転状態が移行し、送風
量がＱａからＱｄに減少する。しかし本実施態様におい
ては、流路抵抗Φの増加により実送風量Ｑが減少する
と、換言すればファンモータ５の実際の動作点（Ｉ，
Ｎ）と極小点Ｐとを結ぶ直線の傾きが大きくなると、そ
れに応じてＦＢ回転数Ｎ_FBが大きくなり、その結果目標
回転数Ｎ₁ が大きくなって、ファンモータ５の動作点を
直線Ｌ上に戻すように制御が働き、最終的にはＢ点でフ
ァンモータ５が動作するようになる。すなわち、ファン
モータ５の動作点が直線Ｌ上をＡ点からＢ点に移動す
る。また、フィードフォワード回転数決定手段２１が、
上記数式４を用いて、ガス量をＧ₀ からＧに補正してい
るので、流路抵抗Φの増加により燃焼室１４の圧力が増
加して目標燃焼量すなわちガス量Ｇ₀ が増加するととも
にＦＦ回転数Ｎ_FFが増加しても、このときＦＢ回転数Ｎ
_FBも増加するので、補正後のガス量Ｇは変化しない。し
たがって、流路抵抗Φの変化に係わらず常に一定の最適
な送風量Ｑａを維持できる。もちろん、比例弁１１に
は、補正前のガス量Ｇ₀ に応じた制御信号が給湯制御部
１３から供給されており、流路抵抗Φの増加に応じて開
弁量が増加し、燃焼室１４の圧力増加による供給ガス量
の減少を打ち消している。

【００６０】逆に、シロッコファン６による送風流路の
流路抵抗がΦａからΦｃに減少したとすると、仮に回転
数一定制御方式でファンモータ５を制御した場合、最終
的には図７のＡ点からＥ点に運転状態が移行し、送風量
がＱａからＱｅに増加する。しかし本実施態様において
は、流路抵抗Φの減少により実送風量Ｑが増加すると、
換言すればファンモータ５の実際の動作点（Ｉ，Ｎ）と
極小点Ｐとを結ぶ直線の傾きが小さくなると、それに応
じてＦＢ回転数Ｎ_FBが小さくなり、その結果目標回転数
Ｎ₁ が小さくなって、ファンモータ５の動作点を直線Ｌ
上に戻すように制御が働き、最終的にはＣ点でファンモ
ータ５が動作するようになる。すなわち、ファンモータ
５の動作点が直線Ｌ上をＡ点からＣ点に移動する。ま
た、フィードフォワード回転数決定手段２１が、上記数
式４を用いて、ガス量をＧ₀ からＧに補正しているの
で、流路抵抗Φの減少により燃焼室１４の圧力が減少し
て目標燃焼量すなわちガス量Ｇ₀ が減少するとともにＦ
Ｆ回転数Ｎ_FFが減少しても、このときＦＢ回転数Ｎ_FBも
減少するので、補正後のガス量Ｇは変化しない。したが
って、流路抵抗Φの変化に係わらず常に一定の最適な送
風量Ｑａを維持できる。もちろん、比例弁１１には、補
正前のガス量Ｇ₀ に応じた制御信号が給湯制御部１３か
ら供給されており、流路抵抗Φの減少に応じて開弁量が
減少し、燃焼室１４の圧力減少による供給ガス量の増加
を打ち消している。

【００６１】一方、目標回転数変化率演算手段２５が、
目標回転数決定手段２４により決定される目標回転数の
変化率を演算し、その演算結果をフィードバック回転数
変化禁止手段２６に出力する。

【００６２】これによりフィードバック回転数変化禁止
手段２６が、目標回転数変化率演算手段２５により演算
された目標回転数の変化率が所定値以上のときに、その
大きさに応じた時間だけ、目標回転数決定手段２４に傾
き偏差変化無視信号を出力する。

【００６３】これにより目標回転数決定手段２４が、フ
ィードバック回転数変化禁止手段２６から傾き偏差変化
無視信号が入力されている期間、ＦＢ回転数Ｎ_FBの変化
がないものとして目標回転数Ｎ₁ を決定する。

【００６４】これは、目標回転数の急激な変化によりフ
ァンモータ５に流れる突入電流が制御系に及ぼす悪影響
を除去するためである。すなわち、図８の（Ａ）に示す
ように、目標回転数が破線のようにステップ状に変化す
ると、実回転数が実線のようにオーバーシュートを伴っ
て変化し、駆動電流も図８の（Ｂ）に示すように大きな
オーバーシュートを伴って変化する。さらには、駆動電
圧も図８の（Ｃ）に示すように変化する。図８の（Ｂ）
に示す駆動電流は、駆動電流検出手段１９により検出さ
れ、初期設定用傾き情報演算手段２２や実送風量情報演
算手段２３に供給されるので、このような大きなオーバ
ーシュートを伴った駆動電流の変化は、制御を不正確か
つ不安定にする。そこで、図８の（Ｄ）に示すように、
目標回転数の変化率が所定値以上のときに、その変化率
の大きさに応じた期間、駆動電流の監視をオフさせ、制
御を正確かつ安定にさせている。具体的には、フィード
バック回転数変化禁止手段２６から目標回転数決定手段
２４に傾き偏差変化無視信号を出力して、直線の傾きの
偏差の変化が零、換言すれば実送風量Ｑと目標送風量Ｑ
₁ との差の変化が零であるものとして、ＦＢ回転数Ｎ_FB
を演算させる。したがって、駆動電流の大きな変化に起
因する実送風量情報演算手段２３により演算される実送
風量Ｑの大きな変化が無視され、制御系に及ぼす悪影響
が除去される。なお、フィードバック回転数変化禁止手
段２６から目標回転数決定手段２４に傾き偏差変化無視
信号を出力して、実送風量Ｑと目標送風量Ｑ₁ との差の
変化が零であるものとして、ＦＢ回転数Ｎ_FBを演算させ
る時間は、非常に短いので、それが制御系に悪影響を及
ぼすことはない。

【００６５】このように、ＦＦ回転数Ｎ₀ とＦＢ回転数
Ｎ_FBとに基づいて目標燃焼量に対応するガス量Ｇ₀ をＧ
に補正するフィードフォワード回転数決定手段２１を設
け、ガス量Ｇ₀ が所定値未満のときは、そのガス量Ｇ₀
に応じてＦＦ回転数Ｎ₀ を決定し、ガス量Ｇ₀ が所定値
以上のときは、フィードフォワード回転数決定手段２１
により上記数式４を用いて補正されたガス量Ｇに応じて
ＦＦ回転数Ｎ₀ を決定するので、流路抵抗Φの変化によ
る燃焼室１４の圧力変動に起因して、比例弁１１の開弁
量すなわちみかけの目標燃焼量が増加しても、シロッコ
ファン６による送風量を一定の最適な値に維持できる。

【００６６】また、基準状態におけるファンモータ５の
駆動電流と回転数との関係を表す曲線の極小点と基準状
態において目標燃焼量に対応する曲線上の点とを結ぶ直
線の傾きに関する情報を記憶する傾き情報記憶手段２７
と、ファンモータ５の駆動電流を検出する駆動電流検出
手段１９と、ファンモータ５の回転数を検出する回転数
検出手段１８と、極小点とファンモータ５の駆動電流と
回転数との実測値に対応する点とを結ぶ直線の傾きに基
づいて、実送風量に関する情報を演算する実送風量情報
演算手段２３と、ＦＦ回転数Ｎ₀ とＦＢ回転数Ｎ_FBとに
基づいて目標燃焼量を補正し、その補正した目標燃焼量
に応じてＦＦ回転数Ｎ₀ を決定するフィードフォワード
回転数決定手段２１と、極小点と傾き情報記憶手段２７
に記憶されている情報から得られる傾きとに基づいて、
目標送風量に関する情報を演算し、その目標送風量に関
する情報と実送風量情報演算手段２３により演算された
実送風量に関する情報とに基づいて、実送風量と目標送
風量との偏差に関する情報を演算し、その偏差に関する
情報に基づいてＦＢ回転数Ｎ_FBを演算し、そのＦＢ回転
数Ｎ_FBとフィードフォワード回転数決定手段２１により
決定されたＦＦ回転数Ｎ₀ とに基づいてファンモータ５
の目標回転数Ｎ₁ を決定し、その目標回転数Ｎ₁ と回転
数検出手段１８により検出される回転数とが一致するよ
うに、ファンモータ５の駆動電圧を制御させる目標回転
数決定手段２４とを備えたので、ファンモータ５の動作
点が常に直線Ｌ上に位置するように制御される結果、送
風路の流路抵抗の変化に係わらず常に送風量を一定の最
適な値に維持できる。

【００６７】なお、上記実施態様では、目標燃焼量に対
応するガス量Ｇ₀ が所定値以上の場合にだけ、そのガス
量Ｇ₀ を上記数式４によりＧに補正したが、ガス量Ｇ₀
の値に係わらずそのガス量Ｇ₀ をＧに補正してもよい。

【００６８】また、上記実施態様では、ＦＦ回転数Ｎ₀
とＦＢ回転数Ｎ_FBとに基づいてガス量Ｇ₀ を補正した
が、ＦＦ回転数Ｎ₀ およびＦＢ回転数Ｎ_FBの代わりに、
シロッコファン６による送風路の流路抵抗Φに基づいて
ガス量Ｇ₀ を補正してもよい。このときの制御系のブロ
ック線図を図９に示す。すなわち、みかけの目標燃焼量
の変化は、流路抵抗Φの変化に起因するので、流路抵抗
Φを用いて直接ガス量Ｇ ₀ を補正できる。なお、流路抵
抗Φは、図７に示すように、Ｉ−Ｎ曲線と一定の関係を
有しているので、ファンモータ５の駆動電流Ｉおよび回
転数Ｎと流路抵抗Φとの関係をたとえばテーブルの形式
でメモリなどに記憶しておくことにより、回転数検出手
段１８により検出される回転数Ｎと駆動電流検出手段１
９により検出される駆動電流Ｉとから、流路抵抗Φを求
めることができる。

【００６９】また、上記実施態様では、基準となるＩ−
Ｎ曲線の極小点が、Ｉ−Ｎ座標系の原点とは異なるもの
としたが、たとえば、極小点が原点に近く、実質的に両
者を同一視できるような場合は、原点を極小点とすれば
よい。この場合、極小点の座標を傾き情報記憶手段２７
に記憶させておく必要はなく、初期設定用傾き情報演算
手段２２を設ける必要もない。

【００７０】また、上記実施態様では、実送風量に関す
る情報として、実送風量自体を用いたが、これの代わり
に直線の傾きを用いてもよい。さらには、直線の傾きま
たはその逆数に所定の定数を乗算した値であってもよ
い。要するに、目標送風量に関する情報との偏差を求め
ることにより、送風量制御に利用できるものであればよ
い。

【００７１】また、上記実施態様では、目標送風量に関
する情報として、目標送風量自体を用いたが、これの代
わりに直線の傾きを用いてもよい。さらには、直線の傾
きまたはその逆数に所定の定数を乗算した値を用いても
よい。要するに、実送風量に関する情報との偏差を求め
ることにより、送風量制御に利用できるものであればよ
い。

【００７２】また、上記実施態様では、偏差に関する情
報として、目標送風量と実送風量との偏差を用いたが、
直線の傾きの偏差を用いてもよい。

【００７３】また、上記実施態様では、傾き情報記憶手
段２７に基準となるＩ−Ｎ曲線を表す式と極小点の座標
とを記憶させたが、傾き情報記憶手段２７に各種目標燃
焼量に対応するそれぞれの傾きと極小点の座標とを記憶
させてもよい。あるいは、各種目標燃焼量に対応する曲
線上のそれぞれの座標と極小点の座標とを傾き情報記憶
手段２７に記憶させてもよい。さらには、Ｉ−Ｎ曲線を
表す式だけを傾き情報記憶手段２７に記憶させてもよ
い。

【００７４】また、上記実施態様では、ファンモータ５
をＰＷＭ制御方式で駆動したが、安定化された直流電圧
を印加する制御方式で駆動してもよい。

【００７５】また、上記実施態様では、フィードバック
回転数変化禁止手段２６により目標送風量と実送風量と
の偏差の変化がないものとして目標回転数を決定させる
時間を、実送風量と目標送風量との偏差の変化率に応じ
て可変させたが、一定時間であってもよい。

【００７６】また、上記実施態様では、目標回転数変化
率演算手段２５およびフィードバック回転数変化禁止手
段２６を設けたが、目標回転数の急激な変化によるファ
ンモータ５の駆動電流の急変が制御にさほど重大な悪影
響を及ぼさないような場合、目標回転数変化率演算手段
２５およびフィードバック回転数変化禁止手段２６は必
ずしも設ける必要はない。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、フィードフォワード回転数とフィードバック回
転数とに基づいて目標燃焼量を補正する燃焼量補正手段
を設け、燃焼量補正手段により補正された補正目標燃焼
量に応じてフィードフォワード回転数を決定するので、
流路抵抗の変化に起因する燃焼室の圧力変動に係わら
ず、送風量を常に一定の最適値に維持できる。また、燃
焼室の圧力を比例弁に導入する場合のように、装置の製
造コストが上昇することもない。

【００７８】また、請求項２の発明によれば、フィード
フォワード回転数とフィードバック回転数とに基づいて
目標燃焼量を補正する燃焼量補正手段を設け、目標燃焼
量が所定値未満のときは、その目標燃焼量に応じてフィ
ードフォワード回転数を決定し、目標燃焼量が所定値以
上のときは、燃焼量補正手段により補正された補正目標
燃焼量に応じてフィードフォワード回転数を決定するの
で、請求項１の発明の効果に加えて、目標燃焼量が所定
値未満のときは補正を行わないことから、ＣＰＵの負荷
を軽減できる。

【００７９】また、請求項３の発明によれば、燃焼用空
気の送風路の流路抵抗に基づいて目標燃焼量を補正する
燃焼量補正手段を設け、燃焼量補正手段により補正され
た補正目標燃焼量に応じてフィードフォワード回転数を
決定するので、請求項１の発明と同様の効果が得られ
る。

【００８０】また、請求項４の発明によれば、基準状態
におけるファンモータの駆動電流と回転数との関係を表
す曲線の極小点と基準状態において所要燃焼量に対応す
る曲線上の点とを結ぶ直線の傾きに関する情報を記憶す
る傾き情報記憶手段と、ファンモータの駆動電流を検出
する駆動電流検出手段と、ファンモータの回転数を検出
する回転数検出手段と、極小点とファンモータの駆動電
流と回転数との実測値に対応する点とを結ぶ直線の傾き
に基づいて、実送風量に関する情報を演算する実送風量
情報演算手段と、極小点と傾き情報記憶手段に記憶され
ている情報から得られる傾きとに基づいて、目標送風量
に関する情報を演算する目標送風量情報演算手段と、実
送風量情報演算手段により演算された実送風量に関する
情報と目標送風量情報演算手段により演算された目標送
風量に関する情報とに基づいて、実送風量と目標送風量
との偏差に関する情報を演算する送風量偏差演算手段
と、フィードフォワード回転数とフィードバック回転数
とに基づいて目標燃焼量を補正する燃焼量補正手段と、
送風量偏差演算手段により演算された偏差に関する情報
に基づいてフィードバック回転数を演算し、燃焼量補正
手段により補正された目標燃焼量に応じてフィードフォ
ワード回転数を決定して、これらフィードフォワード回
転数とフィードバック回転数とに基づいてファンモータ
の目標回転数を決定する目標回転数決定手段と、回転数
検出手段により検出される回転数が目標回転数決定手段
により決定された目標回転数と一致するように、ファン
モータの駆動電圧を制御する電圧制御手段とを備えたの
で、請求項１の発明の効果に加えて、流路抵抗を演算す
ることなく、ファンモータの駆動電流と回転数とから実
送風量を演算できることから、メモリなどの記憶媒体の
容量およびＣＰＵの負荷を軽減できる。しかも、その実
送風量を用いることにより、流路抵抗の変化に係わらず
送風量を常に一定の最適値に維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る送風量制御装置を備えた燃焼装
置の一例としての給湯装置の概略構成図である。

【図２】本願発明に係る送風量制御装置に備えられたモ
ータ駆動部の回路ブロック図である。

【図３】本願発明に係る送風量制御装置に備えられた電
力制御手段および駆動電流検出手段の回路図である。

【図４】本願発明に係る送風量制御装置に備えられた三
角波発振回路により得られる三角波の波形図である。

【図５】本願発明に係る送風量制御装置に備えられたフ
ァンモータに供給される駆動電圧の波形図である。

【図６】本願発明に係る送風量制御装置の制御系のブロ
ック線図である。

【図７】本願発明に係る送風量制御装置により制御され
るファンモータを流れる電流と回転数と送風量との相互
関係の説明図である。

【図８】本願発明に係る送風量制御装置に備えられたフ
ァンモータの動作状態の説明図であって、（Ａ）は目標
回転数と実回転数との関係、（Ｂ）は駆動電流の波形、
（Ｃ）は駆動電圧の波形、（Ｄ）はフィードバック回転
数変化禁止手段の動作状態をそれぞれ示している。

【図９】他の実施態様における送風量制御装置の制御系
のブロック線図である。

【符号の説明】

５ ファンモータ １４ 燃焼室 １８ 回転数検出手段 １９ 駆動電流検出手段 ２０ デューティー比制御手段 ２１ フィードフォワード回転数決定手段 ２３ 実送風量情報演算手段 ２４ 目標回転数決定手段 ２７ 傾き情報記憶手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標燃焼量に応じて、燃焼室への燃料供
   給量と、燃焼用空気を供給するためのファンモータのフ
   ィードフォワード回転数とを決定し、実際の前記ファン
   モータの作動状態に応じてフィードバック回転数を決定
   し、このフィードバック回転数と前記フィードフォワー
   ド回転数とから前記ファンモータの目標回転数を決定し
   て前記ファンモータを制御することにより送風量を制御
   する燃焼装置の送風量制御装置であって、 前記フィードフォワード回転数と前記フィードバック回
   転数とに基づいて前記目標燃焼量を補正する燃焼量補正
   手段を設け、 前記燃焼量補正手段により補正された補正目標燃焼量に
   応じて前記フィードフォワード回転数を決定する構成と
   したことを特徴とする、燃焼装置の送風量制御装置。
2. 【請求項２】 目標燃焼量に応じて、燃焼室への燃料供
   給量と、燃焼用空気を供給するためのファンモータのフ
   ィードフォワード回転数とを決定し、実際の前記ファン
   モータの作動状態に応じてフィードバック回転数を決定
   し、このフィードバック回転数と前記フィードフォワー
   ド回転数とから前記ファンモータの目標回転数を決定し
   て前記ファンモータを制御することにより送風量を制御
   する燃焼装置の送風量制御装置であって、 前記フィードフォワード回転数と前記フィードバック回
   転数とに基づいて前記目標燃焼量を補正する燃焼量補正
   手段を設け、 前記目標燃焼量が所定値未満のときは、その目標燃焼量
   に応じて前記フィードフォワード回転数を決定し、前記
   目標燃焼量が所定値以上のときは、前記燃焼量補正手段
   により補正された補正目標燃焼量に応じて前記フィード
   フォワード回転数を決定する構成としたことを特徴とす
   る、燃焼装置の送風量制御装置。
3. 【請求項３】 目標燃焼量に応じて、燃焼室への燃料供
   給量と、燃焼用空気を供給するためのファンモータのフ
   ィードフォワード回転数とを決定し、実際の前記ファン
   モータの作動状態に応じてフィードバック回転数を決定
   し、このフィードバック回転数と前記フィードフォワー
   ド回転数とから前記ファンモータの目標回転数を決定し
   て前記ファンモータを制御することにより送風量を制御
   する燃焼装置の送風量制御装置であって、 燃焼用空気の送風路の流路抵抗に基づいて前記目標燃焼
   量を補正する燃焼量補正手段を設け、 前記燃焼量補正手段により補正された補正目標燃焼量に
   応じてフィードフォワード回転数を決定する構成とした
   ことを特徴とする、燃焼装置の送風量制御装置。
4. 【請求項４】 目標燃焼量に応じて、燃焼室への燃料供
   給量と、燃焼用空気を供給するためのファンモータのフ
   ィードフォワード回転数とを決定し、実際の前記ファン
   モータの作動状態に応じてフィードバック回転数を決定
   し、このフィードバック回転数と前記フィードフォワー
   ド回転数とから前記ファンモータの目標回転数を決定し
   て前記ファンモータを制御することにより送風量を制御
   する燃焼装置の送風量制御装置であって、 基準状態における前記ファンモータの駆動電流と回転数
   との関係を表す曲線の極小点と前記基準状態において目
   標燃焼量に対応する前記曲線上の点とを結ぶ直線の傾き
   に関する情報を記憶する傾き情報記憶手段と、 前記ファンモータの駆動電流を検出する駆動電流検出手
   段と、 前記ファンモータの回転数を検出する回転数検出手段
   と、 前記極小点と前記ファンモータの駆動電流と回転数との
   実測値に対応する点とを結ぶ直線の傾きに基づいて、実
   送風量に関する情報を演算する実送風量情報演算手段
   と、 前記極小点と前記傾き情報記憶手段に記憶されている情
   報から得られる傾きとに基づいて、目標送風量に関する
   情報を演算する目標送風量情報演算手段と、 前記実送風量情報演算手段により演算された実送風量に
   関する情報と前記目標送風量情報演算手段により演算さ
   れた目標送風量に関する情報とに基づいて、実送風量と
   目標送風量との偏差に関する情報を演算する送風量偏差
   演算手段と、 前記フィードフォワード回転数と前記フィードバック回
   転数とに基づいて前記目標燃焼量を補正する燃焼量補正
   手段と、 前記送風量偏差演算手段により演算された偏差に関する
   情報に基づいてフィードバック回転数を演算し、前記燃
   焼量補正手段により補正された目標燃焼量に応じてフィ
   ードフォワード回転数を決定して、これらフィードフォ
   ワード回転数とフィードバック回転数とに基づいて前記
   ファンモータの目標回転数を決定する目標回転数決定手
   段と、 前記回転数検出手段により検出される回転数が前記目標
   回転数決定手段により決定された目標回転数と一致する
   ように、前記ファンモータの駆動電圧を制御する電圧制
   御手段と、 を備えたことを特徴とする、燃焼装置の送風量制御装
   置。