JPS6155010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、家庭の使用に併せられる各種の機
器、例えば、ガスオーブン、電子オーブン、電子
レンジ、石油ガス電気等をエネルギーとした温風
暖房機や温水器、エアコン等の機器の制御装置に
関する。

従来、家庭用機器類の制御装置は、サーモスイ
ツチとリレーを主体とした制御装置、あるいは、
サイリスタ、トランジスタ等のデイスクリート半
導体を用いた制御装置がほとんどであつた。

しかしながら、今日の半導体製造技術、とりわ
けMOSテクノロジーの急激な進歩により、デジ
タルメモリ、マイクロプロセツサ、さらには、マ
イクロコンピユータ等が、きわめて低価格で、供
給されるようになつてきたことから、前述のごと
き、家庭用機器の制御装置においても、マイクロ
コンピユータを用いたものが現れはじめている。

すなわち、1chip Micro Computer等を用い
て、あらかじめ定められ記憶されたプログラムに
したがつて、機器の制御を行わせるものであり、
燃焼のシーケンス、調理シーケンス、温度制御等
をデジタル量により制御するものである。

ところで、燃焼用器具等においては、一般に燃
焼用の燃料の有無、あるいは、その量が現在どれ
位あるのかが、使用するにあたつて非常に気にか
かる点である。このような点を考慮して本発明
は、なされたものであり、燃料残量の検知判定を
前述のマイクロコンピユータに負わせようとした
ものである。

以下に石油温風暖房機を一例にして具体的に説
明する。

第１図は本発明の一実施例にあつて、石油温風
暖房機の構成図である。

図において、１は温風機本体で、２は本体１の
前面に設けられた操作部である。室内空気は図中
矢印の如く吸込口３から対流フアン４によつて吸
込まれ、熱交換器５により熱交換され、吹出口６
より吐出される。

熱交換器５内には、バーナ部７、点火ヒータ８
があり、燃料がポンプ９により送油管１０を通つ
て送り込まれ、燃焼空気はバーナフアン１１によ
り吸気筒１２からバーナ部７に供給され、燃焼排
ガスは排気筒１３より排気される。７ａはバーナ
サーモスイツチである。１４は制御装置であり操
作部２よりの制御信号、バーナ部近傍の温度を検
知するバーナ部温度検知器（炎有無の検知器でも
よい）よりの温度信号により、燃焼シーケンス等
の制御を行うとともに、吸込空気温度検知器１５
の信号に基づいて、ソレノイド１６を制御し、燃
焼空気量調整ダンパ１７を制御し燃焼量を制御す
る。

ここでバーナ部７について第２図を参照して説
明する。バーナ部７にはバーナ本体７′があり、
バーナ本体７′は細孔１８が沢山設けられたセラ
ミツクである。バーナフアンより送られた空気の
一部は図の矢印のように、バーナ本体７′の細孔
１８を通るようになつている。１９はポンプの送
油吐出部であり、この送油吐出部１９より燃焼用
油がバーナ本体７′の下部に吹きつけられる。点
火ヒータ８により、多孔質セラミツクバーナ本体
７′の上面が加熱されると石油が気化し点火す
る。送油吐出部１９よりバーナ本体７′に吹きつ
けられた石油は多孔質セラミツク中に浸透する。
このとき、バーナフアンより送り込まれる燃焼空
気量を変化するとバーナ本体７′の細孔１８中を
通過する空気量が変化する。

第１図の操作部２は、第３図に示す操作スイツ
チ類、および表示手段を示している。第３図にお
いて、２０は螢光表示管で時刻を表示するもので
あり、２１はフアンクツシヨンスイツチで、この
ロータリーSWで、時計設定、温風機の運転開始
の時刻設定、温風機停止の時刻設定ができ、置数
キー２２，２３，２４，２５により時刻調節がで
きる。２６は手動運転スイツチであり、これを押
すと点火が始まる。熱換器の温度が十分高くな
り、温風が吐出され燃焼に入る。同期をプログラ
ムタイマによつて運転する時は、タイマ動作スイ
ツチ２７を押すとタイマーが作動し、プログラム
されている運転開始時刻になると、前述の手動運
転時と同様の動作をする。また、オイルの残量が
少なくなり、ある一定の量になると、２８の
AbnormalのLEDが点滅し、時には、ブザー３０
により警報音を発する。そして、クリヤキー２９
を押すことにより音警報を解除できる。

次に第３図の操作部の説明の中で述べた温風機
の制御シーケンスを実行する制御装置を、第４図
にしたがつて説明する。第４図において第１図、
第３図と同符号は相当物である。

図において、２００はマイクロコンピユータ
（μ−Ｐ）である。ここで、μ−Ｐ２００につい
て説明する。

第５図はμ−Ｐ２００の構成を示すブロツク図
である。

第５図を参照して、μ−Ｐの機能とデータ処理
プロセスの概略を説明する。

第１の機能は論理演算機能があつて、この機能
論理演算ユニツト（ALU）２０１、アキユーム
レータ（ACC）２０２、テンポラリレジスタ
（TEMP）２０３、プログラムステータスフラツ
グ（PS）２０４、キヤリフラツグ２０５、ゼロ
フラツグ２０６、ツーズコンプリメント（Ｔ／
Ｃ）２０７およびデータ転送を行なう４ビツトの
ＡバスおよびＢバスにより達せられる。ALU２
０１は論理演算部であつて、論理積、論理和、排
他的論理和、加算を実行することができる。Ｔ／
Ｃ２０７はALU２０１に転送されてくるデータ
の２の補数を算出するものであり、したがつて
ALU２０１は減算を実行することができる。

PS２０４，CF２０６，ZF２０６は１ビツトの
フリツプフロツプであり、システムの状態を記憶
するためのものである。PS２０８は命令により
セツト・リセツトされるフラツグであり、CF２
０５，ZF２０６はALU２０１の演算結果等に基
づき、キヤリアの有無により、CF２０５が演算
結果が零であるか否かによりZF２０６がそれぞ
れセツト・リセツトされ、プログラム実行におけ
る種々の判定に使用される。

ACC２０２、TEMP２０３は４ビツトのレジ
スタであり、ALUの入力データや演算結果等を
一時的に記憶するためのレジスタである。

第２の機能はデータ記憶機能である。この機能
は可変メモリであるRAM２０８、Ｘレジスタ２
１０、Ｙレジスタ２１１により実行される。
RAM２０９のアドレスはＸおよびＹレジスタ２
１０，２１１により指定されて命令により、
ACC２０２等にRAM２０９の内容を転送できる
ようになつている。

第３の機能はプログラムの記憶実行等を行うプ
ログラム記憶および実行機能である。

この機能は固定メモリであるROM２３４、プ
ログラムカウンタPC２０４、サブルーチンスタ
ツクSTACK２３５、スタツクポインタSP２１２
により実行される。ROM２３４は８ビツトの命
令語で書き込まれたシステムの実行すべきプログ
ラムを記憶するものであり、バイナリカウンタに
より構成されているPC２０４はROM２３４の番
地指定を行う。したがつて、PC２０４のカウン
トアツプにしたがつてROM２３４に記憶された
プログラムが、１ワードづつ実行されていく。
STACK２３５はプログラムのサブルーチンを実
行するとき、サブルーチンからもどつてくる時の
番地を指定するため、PC２０４の内容を格納す
るものである。SPはサブルーチンを２レベルで
実行するとき、はじめにもどつてくるべき番地を
指定するためのものである。

第４の機能は命令デコード機能である。

この機能はインストラクシヨンレジスタIR２
１３、インストラツクシヨンプログラブルロジツ
クアレイＩ−PLA２１４により実行される。

IR２１３はROM２３４から転送されて８ビツ
トの命令語を命令が実行される間ラツチするため
のレジスタであり８ビツトである。Ｉ−PLA２
１４はROM２３４より転送された８ビツトの命
令語を制御信号に変換する機能を果たし、したが
つてＩ−LA２１４により、ROM２３４に記憶さ
れた８ビツトの命令語は順次各種の制御信号とな
り、他の各機能部（例えば、ALU，ACC，ROM
……など）に送られ、μ−ＰはROM２３４に記
憶されたプログラムに基づき動作する。

第５の機能はカウンタ機能である。カウンタ２
１５は８ビツトのバイナリカウンタであり、カウ
ンタ用フリツプフロツプＥ／DFF２１６によ
り、セツト・リセツトされる。Ｅ／DFF２１６
により、カウンタ２１５がカウント可能状態にさ
れると、S₁入力端子からのパルス入力をカウント
アツプし、最上位（MSB）まで、カウントアツ
プすると、セツトフラツグSF２１７がセツトさ
れる。したがつて、ROM２３４からの命令によ
り、Ｅ／DFF２１６をセツト・リセツトし、SF
２１７がセツトされているか否かをみることによ
りS₁入力からのパルス数をカウントすることがで
きる。また、カウンタ２１５の内容を上位４ビツ
トと下位４ビツトに分けて、直接ACC２０２な
どに転送することもできる。

第６は入力出力機能である。

入力端子はA₀〜A₃の４ビツト並列入力端子
と、B₀〜B₃の４ビツト並列入力端子がある。

このA₀〜A₃、B₀〜B₃の２組の並列入力はマル
チプレクサMPX２１８によりＢバス２１９を介
して選択的に、ACC２０２等に転送することが
できる。

このA₀〜A₃、B₀〜B₃入力はデータの入力用と
して用いられる。

他の入力端子として、Ｓ〓、S₁入力端子があ
る。

この入力端子はμ−Ｐのクロツクとは無関係に
パルス信号をカウントしたり、割り込み動作をさ
せたりするのに便利な入力端子である。

Ｓ〓入力は比較器Ｃ２２０により、入力がハイ
かローかを判別される。

S₁入力はゲートＧ２２１により、カウンタ２１
５に入力されたり、直接、同期化回路Ｓ２２２を
経て、SF２１７に入力され、比較器Ｃ２２３に
より比較されて、Ｓ〓入力と同じように使用する
ことができる端子である。S₁入力カウンタ２１５
に入れるか否かはCS端子の入力により選択でき
る。

RST入力端子は最初の電源投入時などに、μ
−Ｐの電源が確立されるまで、ROM２３４に記
憶されたプログラムのスタート（０番地）に停止
させ、誤動作を防止するなどの目的のために使う
ことができる。このとき出力端子は全てL₀にな
る。OSC入力端子は内蔵の発振器２２４の発振
周波数を決定するために、コンデンサと抵抗を接
続する端子である。この発振器の発振周波数をク
ロツクとしてμ−Ｐの動作が実行され、このμ−
Ｐの動作速度（処理速度）を決定している。

また、Ｖ_SS，Ｖ_DDは電源端子である。

次に、出力端子は３種類を有している。

第１の出力端子はD₀〜D₇よりなるＤ出力端子
である。RAM２０９あるいはACC２０２のデー
タとPS２０８とがラツチ２０５によりラツチさ
れてプログラマブルロジツクアレイPLA２２６
に５ビツトデータとして転送されると、そのデー
タ（５ビツト）はD₀〜D₇の８本の出力端子に並
列８ビツト出力として出力される。したがつて、
このD₀〜D₇の出力端子は７セグメント表示管の
表示用に適している。

第２の出力端子はE₀〜E₃より成るＥ出力端子
でACC２０２あるいはROM２３４より、４ビツ
トのデータを並列に出力することができる。２２
７はラツチである。

第３の出力はC₀〜C₁₁より成るＣ出力端子であ
り、このＣ出力は各々独立にセツトまたはリセツ
トすることができる。すなわち、Ｙレジスタ２１
１によつてどのＣ出力をセツトするかを指定し、
出力命令を出すと、デコーダ２２８により相当す
るＣ出力端子はラツチ２２９により、ラツチされ
て出力される。したがつてこのＣ出力端子で種々
の負荷を制御できる。

なお、２３０，２３１，２３２はマルチプレク
サであり、２３３は比較器である。

以上第５図に示したμ−Ｐの機能とデータ処理
プロセスについての概略を説明したが、本発明は
このようなμ−Ｐを用いた実施例を示している。

前述のごとき、μ−Ｐ２００を用いて制御装置
を構成したものが第４図実施例である。

第４図において、μ−Ｐ２００の入力端子
A₀，A₁，A₂，A₃は、出力端子C₀，C₁，C₂，C₃
と、スイツチマトリクスを形成している。

手動運転スイツチ２６、停止スイツチ３８、置
数キー２２，２３，２４，２５などが、それぞれ
のマトリクスの交点に接続されている。

スイツチ３２が、油切れ検出スイツチ（燃料残
量検出スイツチに相当）であり、このスイツチを
ON、OFFすることでμ−Ｐ２００に信号を送り
処理を行なつている。

出力C₀，C₁，C₂，C₃は、いわゆるスキヤン出
力であり、プログラムに従つて順次オン、オフを
繰り返すものであり、C₀，C₁，C₂，C₃の出力
は、順次互いに時間的に重り合わないようにされ
る。

LED２８は、スイツチ手段２８ａを介してμ
−Ｐ２００の出力C₁₀によりドライブされる。ブ
ザー３０は、出力E₂が出力されると発振器３１
が発振し、それにより、定められた警報を発す
る。スキヤンは、前述のように、手動運転スイツ
チ２６等のスイツチマトリクスを構成していて、
A₀〜A₃の４ビツト入力端子により合計16個の独
立したスイツチのオンオフを判別するようになつ
ている。スキヤンC₀をHighとして、μ−Ｐ２０
０が入力端子A₀〜A₃を入力データとして入力す
ると、スイツチ２６，２７，２９，３８が押され
たか否かを判定することができるデータになる。
すなわち、スイツチ２６が押されたとすると、そ
のときのA₀〜A₃の４ビツト入力は、〔0001〕（A₀
がLSB）となるから、スイツチ２６が押されたと
判別し、定められた次のプログラムを実行する。
すなわち、μ−Ｐ２００は、出力C₄，C₅をHigh
にしてリレードライブ回路３３，３４に信号を送
り、リレー３５，３６をドライブする。この時、
リレー３５，３６の接点３５ａ，３５ｂ，３６ａ
は、オンになり（図と反対）になり、ポンプ９、
点火ヒータ８、バーナーフアンモータ１１が駆動
され点火動作が始まる。また、バーナー部温度が
高くなり、バーナーサーモスイツチ７ａがオンに
なると、対流フアン４が駆動され温風が吐出され
る。この時μ−Ｐ２００には、サーモスイツチ７
ａがオンになつたという信号が、検出器３７を介
して、入力端子B₀に送られる。したがつて、μ
−Ｐ２００は、C₅をLowにしてリレー３６をオ
フにし、点火ヒータ８をオフにして燃焼状態に入
るのである。停止スイツチ３８が押されると、ス
キヤンC₀がHighの時、A₀〜A₃の入力データは
〔0100〕となる。したがつてμ−Ｐ２００は、リ
レー３５をオフにするべくC₄をLowにする。よ
つてポンプ９がオフになり送油が停止される。

ところで、３２は前述のごとく油切れ検出用の
スイツチであり、燃料残量検知部３２０（第１
図）からは油量がある一定の所まで減ると、油量
検知信号が出る。この信号でスイツチ３２がオ
ン、オフし、オンになると（μ−Ｐ２００ではス
キヤンC₃がHighの時オンと検知）μ−Ｐ２００
はC₁₀出力をHigh、Lowと繰り返しLED２８を点
滅させ、油切れであることを表示する。また、燃
焼部が点火、あるいは燃焼中で、油切れの信号が
μ−Ｐ２００に入ると、燃料残量異常警報表示と
してLED２８を点滅さすと共にE₂出力より、第
７図イのような信号を出力してブザー３０を鳴ら
し、警報を発する。この警報を発する時間はμ−
Ｐ２００の中で計数しており、ある一定の時間警
報を発するとE₂からの信号をストツプして、μ
−Ｐ２００は、C₄，C₅出力をLowに落として、
燃焼部を消火状態に移す。次に時間カウンター部
の構成と動作を説明する。μ−Ｐ２００の中に
は、前述のカウンター２１５があり、16ビツト構
成である。本実施例では、このカウンターを時間
カウンター部として使用している。S₀端子には商
用電源から波形整形回路を介して入力し、商用電
源周波数を基本クロツクとしている（波形整形回
路は、公知技術であるので説明は省略する）。時
間カウンター部の計時動作は、前記クロツクが入
力されるごとにカウントアツプされてゆき、カウ
ンターがオーバフローすれば、比較器２２３から
計時動作出力信号がでて、制御部のプログラムが
計時動作の終了したことを認識する。本実施例で
は音警報部と、燃料残量異常警報表示部が警報を
発する時間を約５分としているので、時間カウン
ター部には、カウンターのオーバフローが約５分
となるようにプリセツトしている。また、ブザー
が鳴つている時、音を解除する時はクリヤーキー
２９を押せばよく、この信号をμ−Ｐ２００が取
りこむと油切れ信号がμ−Ｐ２００に入つていて
もE₂出力端子よりブザー警報信号を出力しな
い。

警報ブザー回路について、第６図により説明す
る。端子４の入力がHighの時に、コンデンサー
３９は抵抗４０、抵抗４１により充電し、抵抗４
１により放電され（第７図のロ）、出力端子から
は第７図のハのような信号が出力されブザー３０
を鳴らしめる。

燃料残量検知部３２０は、第８図のようなオイ
ルレベルカウンタで、フロートスイツチ方式にな
つている。C₃出力がHighの時、オイル４２の液
面が下がつて磁性を帯びたフロート４３がある一
定の所までくると接点４４が閉じ、μ−Ｐ２００
のA₂の入力となつて信号が送られる。つまりオ
イル異常の状態となる。

以上のように、本発明によれば、燃料残量検知
部の信号により、残量異常警報表示部、音警報部
および時間カウンターを駆動する構成とし、時間
カウンターの計時出力で前記音警報部および燃焼
部を制御するように構成したので、燃料残量に気
をつかうことなく安心して燃焼器具を使用でき、
しかも所定残量まで燃料が減少した後はカウンタ
ーによる計時動作に基づく燃焼制御および警報音
の制御を行うことができるので、早目に残燃料が
少くなつたことを光学的な表示と音表示によつて
使用者に報知せしめ、かつ、一定時間後には自動
的に警報音や燃焼を停止せしめるなどの運転制御
を行うことができるので、使い勝手と安全性を著
しく向上せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す温風機の構成
図、第２図は同温風機におけるバーナー部構成
図、第３図は同温風機操作部の構成図、第４図は
本発明の一実施例を示すブロツク図、第５図はマ
イクロコンピユータのブロツク図、第６図は警報
音発生回路図、第７図は警報音発生回路の動作を
説明する電圧波形図、第８図は燃料残量検知部の
構成図である。 ７……バーナ部、１０……送油管、２８，３０
……燃料残量異常警報表示部、２９……クリヤキ
ー、３１……発振器、３２……燃料残量検出スイ
ツチ、２００……マイクロコンピユータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料の残量が所定値以下になつたことを検出
   し信号を出力する燃料残量検知部と、前記燃料残
   量検知部から出力された信号が印加されたときタ
   イマーを駆動する時間カウンター部と、前記燃料
   残量検知部からの信号で異常表示を報知する燃料
   残量異常警報表示部および異常音を報知する音警
   報部と、前記時間カウンター部のタイマーがカウ
   ントアツプしたときに出力される信号で燃焼が停
   止される燃焼部を備えた燃焼器具の制御装置。