(57)【要約】【課題】従来の温度検出回路の回路構成に変更を加えることなく、マイコンのソフトウェアの設定変更のみによって、サーミスタからマイコンまでの線路の断線を判定できる制御装置を提供する。【解決手段】Ａ／Ｄ入力ポート５へのアナログ入力信号を処理する機能を備え、上記Ａ／Ｄ入力ポート５の内部プルアップ抵抗７の接続／非接続の状態をソフトウェアで設定する制御レジスタを備えた制御装置４において、制御部（ＣＰＵ１０）は、上記制御レジスタに対し、上記内部プルアップ抵抗７を非接続状態としたときの入力信号と、接続状態としたときの入力信号とに基づいてアナログ信号入力回路の線路の断線を検出することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ／Ｄ入力ポートへのアナログ入力信号を処理する機能を備え、前記Ａ／Ｄ入力ポートの内部プルアップ抵抗の接続／非接続の状態をソフトウェアで設定する制御レジスタを備えた制御装置において、
制御部は、前記制御レジスタに対し、前記内部プルアップ抵抗を非接続状態とする設定を行った状態での入力信号と、接続状態とする設定を行った状態での入力信号とに基づいてアナログ信号入力回路の異常を検出することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記内部プルアップ抵抗を非接続状態とする設定を行った状態での入力電圧に基づくデジタル変換データが所定値未満、かつ、接続状態とする設定を行った状態での入力電圧に基づくデジタル変換データが所定値以上であることを条件に前記アナログ信号入力回路の異常と判定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記内部プルアップ抵抗を非接続状態とする設定を行った状態で入力される信号に基づくデジタル変換データを被制御機器の制御用データとして記憶する制御用データ記憶部と、接続状態とする設定を行った状態での入力信号に基づくデジタル変換データをアナログ信号入力回路の異常検出用データとして記憶する異常検出用データ記憶部とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記制御レジスタに対する前記内部プルアップ抵抗の接続／非接続の状態設定を交互に切り替えながら、前記制御用データ記憶部へのデータ記憶処理と、前記異常検出用データ記憶部へのデータ記憶処理とを交互に行うことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記アナログ信号入力回路の異常を検出すると所定の報知を行う報知手段を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は制御装置に関し、より詳細には、サーミスタの抵抗値を読み取るマイコンのＡ／Ｄ入力ポートにおけるピン浮きなどの異常検出を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯装置において入水温度や出湯温度などの各種温度の検出にはサーミスタが用いられている。図５は、このようなサーミスタを用いた温度検出回路の概略構成を示している。
【０００３】
図示のように、この種の温度検出回路は、サーミスタ１とその電源２との間に分圧用の抵抗Ｒ１を接続し、この抵抗Ｒ１とサーミスタ１との接続点３と、マイコン（制御装置）４においてＡ／Ｄ変換機能を備えた入力ポート（Ａ／Ｄ入力ポート）５とを接続することによって、サーミスタ１の抵抗値の変化に応じて変動するＡ／Ｄ入力ポート５の電位をマイコン４で読み取るように構成している。
【０００４】
ところで、このような温度検出回路においては、サーミスタ１の半田付けが外れたり、サーミスタ１が短絡故障したりすると、マイコン４で正確な温度検出ができなくなることから、マイコン４は、ソフトウェアの設定によって、このような故障（いわゆるサーミスタのオープン／ショート故障）を検出するように構成されている。
【０００５】
具体的には、マイコン４は、Ａ／Ｄ入力ポート５の電位が所定のしきい値を超えてサーミスタ一の電源電圧に近い値となった場合にはサーミスタ１がオープン故障と判定し、Ａ／Ｄ入力ポート５の電位が所定のしきい値を超えて短絡電位（０Ｖ）に近い値となった場合にはサーミスタ１のショート故障と判定するようにプログラムされている（特許文献１の「従来の技術」の欄及び図７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１９７３５９号公報
【特許文献２】特開平８−１６２３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来の故障判定方法には以下のような問題があった。
すなわち、従来の故障判定方法では、サーミスタ１のオープン／ショート故障の判定はできるが、上記接続点３からＡ／Ｄ入力ポート５までの線路に接続不良があっても、Ａ／Ｄ入力ポート５の電位が上記しきい値を超えなければマイコン４は異常と判定しないため、このような線路の異常を検出することができなかった。
【０００８】
具体的には、たとえば、Ａ／Ｄ入力ポート５の入力端子のピン浮き（半田付け不良）や、上記接続点３からＡ／Ｄ入力ポート５までの間に配されるＲＣフィルタ（抵抗Ｒ２，コンデンサＣ１）や電流制限抵抗（Ｒ３）の接続不良など、上記接続点３からＡ／Ｄ入力ポート５までの線路に断線箇所があると、Ａ／Ｄ入力ポート５に入力される電圧が不定となり、マイコン４が温度を誤検出するおそれがあった。出願人が実験したところでは、このような場合、マイコン４で検出される温度は概ね３８ないし４０℃程度となり、それよりも高温を検出しなくなることが判明した。
【０００９】
そのため、このような従来の温度検出回路を、たとえば、給湯装置における温度検出回路（特に、出湯温度やふろ温度のようにユーザが温度設定可能な温水の温度検出回路）に用いると、設定温度と相違する温水が供給されるおそれが生じていた。
【００１０】
なお、このような線路の断線試験を簡単に行うものとして、たとえば、計器用変流器への配線断線試験回路に関して、マイコンからの出力信号によってオン／オフされるトランジスタスイッチを介して、プルアップ抵抗を変流器の二次巻線と並列に接続された抵抗に接続し、この接続点の電位をマイコンに入力するようにして、トランジスタスイッチをオンさせたときにマイコンに入力される電位に基づいて断線判定を行うようにしたものがある（特許文献２参照）。しかし、このような構成では、マイコンの出力ポートの使用数の増加を招き、さらには、トランジスタスイッチやプルアップ抵抗などを実装するための配線が必要となり、これらを実装するプリント基板などのハードウェアの改良が必要になり、実施にあたってのコスト上昇を招くという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、従来の温度検出回路の回路構成（ハードウェアの構成）に変更を加えることなく、マイコンのソフトウェアの設定変更のみによって、サーミスタからマイコンまでの線路の断線を判定できる制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る制御装置は、Ａ／Ｄ入力ポートへのアナログ入力信号を処理する機能を備え、上記Ａ／Ｄ入力ポートの内部プルアップ抵抗の接続／非接続の状態をソフトウェアで設定する制御レジスタを備えた制御装置において、制御部は、上記制御レジスタに対し、上記内部プルアップ抵抗を非接続状態とする設定を行った状態での入力信号と、接続状態とする設定を行った状態での入力信号とに基づいてアナログ信号入力回路の異常を検出することを特徴とする。
【００１３】
すなわち、この制御装置では、Ａ／Ｄ入力ポートに接続されるアナログ信号入力回路の異常検出（特に、線路断線試験）にあたり、制御装置の内部プルアップ抵抗を利用する。
【００１４】
具体的には、この制御装置の制御部は、Ａ／Ｄ入力ポートから通常の制御用のデータを取得する際には、制御レジスタに対して内部プルアップ抵抗を非接続状態とする設定を行ってアナログ信号入力回路から与えられる入力電圧（正確にはＡ／Ｄ変換機能でデジタル信号に変換後のデジタル変換データ）を取得する。
【００１５】
一方、アナログ信号入力回路の異常検出を行うための異常検出用のデータを取得する際には、制御レジスタに対して内部プルアップ抵抗を接続状態とする設定を行ってアナログ信号入力回路から与えられる入力電圧を内部プルアップ抵抗の電源電圧でプルアップした電圧（正確にはプルアップ後のアナログ電圧信号をＡ／Ｄ変換機能でデジタル信号に変換したデジタル変換データ）を取得する。
【００１６】
そして、内部プルアップを行わない通常の制御用のデータに基づいて、当該データで判定可能な故障判定（たとえば、サーミスタのオープン／ショート故障の判定）を行うとともに、内部プルアップを行ったときの異常検出用のデータに基づいて、線路断線の有無の故障判定を行う。そのため、たとえば、通常の故障判定において入力電圧が正常範囲に属している場合（たとえば、入力電圧がサーミスタのオープン故障判定用のしきい値Ｘよりも低く、かつ、サーミスタのショート故障判定用のしきい値Ｙよりも高い場合）であっても、内部プルアップ抵抗を接続状態としたときの入力電圧が、内部プルアップ抵抗の電源電圧に基づいて設定される線路断線判定用のしきい値Ｚ以上であれば、アナログ信号入力回路に異常がある（アナログ信号入力回路に断線あり）と判定することができる。
【００１７】
このように、請求項１に係る制御装置では、内部プルアップを行わないときの入力信号と、内部プルアップを行ったときの入力信号の双方に基づいてアナログ信号入力回路の異常判定を行うので、通常の故障判定では検出できないような線路の断線故障を検出することができる。しかも、このアナログ信号入力回路の線路の断線検出に用いるプルアップ抵抗として、制御装置に内蔵された内部プルアップ抵抗を用い、この内部プルアップ抵抗の接続／非接続の制御を制御装置自身の制御部による制御レジスタの設定（ソフトウェア上の処理）によって行うので、制御レジスタの設定によって内部プルアップ抵抗の接続／非接続の制御が行えるＡ／Ｄ入力ポートを備えたマイコンであれば、制御部のソフトウェアの設定（または書き換え）のみによって本発明を実施することができる。
【００１８】
本発明の請求項２に係る制御装置は、請求項１に記載の制御装置において、上記制御部は、上記内部プルアップ抵抗を非接続状態とする設定を行った状態での入力電圧に基づくデジタル変換データが所定値未満、かつ、接続状態とする設定を行った状態での入力電圧に基づくデジタル変換データが所定値以上であることを条件に上記アナログ信号入力回路の異常と判定することを特徴とする。
【００１９】
すなわち、この制御装置は、アナログ信号入力回路の異常判定にあたり、（１）内部プルアップ抵抗を非接続状態とする設定を行った状態での入力電圧に基づくデジタル変換データが所定のしきい値Ｘ未満であること、（２）接続状態とする設定を行った状態での入力電圧に基づくデジタル変換データが所定のしきい値Ｚ以上であること、の双方の条件を満たしたときにアナログ信号入力回路に異常がある（アナログ信号入力回路に断線あり）と判定するように構成されている。
【００２０】
具体的には、たとえば、アナログ信号入力回路としてサーミスタの温度検出回路が用いられた場合、上記（１）の条件の「しきい値Ｘ」としては、サーミスタのオープン故障判定用のしきい値が用いられる。この場合、入力電圧に基づくデジタル変換データが上記しきい値Ｘを超えていれば、サーミスタのオープン故障と判定する。
【００２１】
そして、しきい値Ｘ未満、つまり、オープン故障していない場合には、次の上記（２）の条件に基づいて、アナログ信号入力回路の断線試験を行う。すなわち、この判定では、内部プルアップ抵抗を接続状態としたときの入力電圧に基づくデジタル変換データを用いるが、このときアナログ信号入力回路からの線路に断線があると、制御部は内部プルアップ抵抗の電源電圧に応じたデジタル変換データを読み込むことになるので、この判定では、読み込んだデジタル変換データが内部プルアップ抵抗の電源電圧に応じた値に近い値であるかを判定する。なお、この（２）の条件に使用する上記しきい値Ｚには、内部プルアップ抵抗の電源電圧をデジタル変換データに換算した値を超えない範囲でその換算値に近い値が使用される。
【００２２】
そして、この（２）の条件の判定の結果、制御部が読み込んだデジタル変換データが上記所定値以上である場合、つまり、内部プルアップ抵抗の電源電圧に応じた値に近い値であるときには、アナログ信号入力回路に異常がある（アナログ信号入力回路に断線あり）と判定する。
【００２３】
このように、請求項２に係る制御装置によれば、請求項１に係る制御装置と同様に、通常の故障判定では検出できない線路の断線故障を検出することができる。
【００２４】
本発明の請求項３に係る制御装置は、請求項１または２に記載の制御装置において、上記制御部は、上記内部プルアップ抵抗を非接続状態とする設定を行った状態で入力される信号に基づくデジタル変換データを被制御機器の制御用データとして記憶する制御用データ記憶部と、接続状態とする設定を行った状態での入力信号に基づくデジタル変換データをアナログ信号入力回路の異常検出用データとして記憶する異常検出用データ記憶部とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
すなわち、この制御装置は、内部プルアップ抵抗の接続／非接続を切り替えながら通常制御用のデジタル変換データとアナログ信号入力回路の線路断線試験用のデジタル変換データとを取得するようにしているので、Ａ／Ｄ入力ポートに対する一の入力信号にして通常制御用と線路断線試験用の２種類のデジタル変換データが存在する。そのため、通常制御時に線路断線試験用のデジタル変換データが使用されたり、反対に、通常制御時に線路断線試験用のデジタル変換データが使用されたりすることがないように、デジタル変換データを記憶させる記憶領域として制御用データ記憶部と異常検出用データ記憶部の２つの記憶部を備えている。これにより、通常制御時や線路断線試験時に誤ったデータが使用されることが防止される。
【００２６】
本発明の請求項４に係る制御装置は、請求項３に係る制御装置において、上記制御部は、上記制御レジスタに対する上記内部プルアップ抵抗の接続／非接続の状態設定を交互に切り替えながら、上記制御用データ記憶部へのデータ記憶処理と、上記異常検出用データ記憶部へのデータ記憶処理とを交互に行うことを特徴とする。
【００２７】
すなわち、この制御装置では、制御部が内部プルアップ抵抗の接続／非接続を交互に切り替えながら制御用データ記憶部へのデータ記憶処理と異常検出用データ記憶部へのデータ記憶処理とを交互に行うので、制御部に、線路断線試験用のデジタル変換データを集中的に取得させる特殊な動作モード（いわゆる検査モード）を設定する必要がない。したがって、制御部は通常の処理を行いながら線路断線試験用のデジタル変換データを取得することができ、アナログ信号入力回路を常時監視することができる。
【００２８】
本発明の請求項５に係る制御装置は、請求項１から４のいずれかに記載の制御装置において、上記制御部は、上記アナログ信号入力回路の異常を検出すると所定の報知を行う報知手段を備えたことを特徴とする。
【００２９】
すなわち、この制御装置では、制御部がアナログ信号入力回路の異常を検出すると報知手段を通じて所定の報知（たとえば、アラーム音の出力や警告メッセージの表示など）が行われるので、アナログ信号入力回路の線路の断線を速やかに認識することができる。なお、制御部は、この報知手段による報知に合わせて所定の安全動作を行うようにしておくのが望ましい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の請求項１および２に係る制御装置によれば、制御レジスタの設定によって内部プルアップ抵抗の接続／非接続の制御が行えるＡ／Ｄ入力ポートを備えたマイコンであれば、制御部のソフトウェアの設定（または書き換え）のみによって、出力ポートを新たに使用したり、プリント基板に新たな部品や配線を追加したりすることなく、Ａ／Ｄ入力ポートに接続されるアナログ信号入力回路の線路の断線を検出することができる。そのため、アナログ信号入力回路からの信号読込用として既に用いられているマイコンがある場合、そのマイコンと本発明の制御装置とを交換するだけで、簡単かつ安価にアナログ信号入力回路の線路断線検出機能を付加することができる。
【００３１】
また、本発明の請求項１および２に係る制御装置によれば、アナログ信号入力回路の線路の異常判定が、内部プルアップを行わないときの入力信号と内部プルアップを行ったときの入力信号の双方に基づいて行われるので、内部プルアップを行わない信号に基づいて行われる通常の故障判定では検出できないような線路の断線故障を確実に検出することができる。
【００３２】
また、請求項３に係る制御装置によれば、デジタル変換データを記憶させる記憶領域として制御用データ記憶部と異常検出用データ記憶部とが備えられているので、通常制御時や線路断線試験時に誤ったデータが使用されることが回避され、制御装置の誤動作を防止することができる。
【００３３】
また、請求項４に係る制御装置によれば、内部プルアップ抵抗の接続／非接続を交互に切り替えながら制御用データ記憶部へのデータ記憶処理と異常検出用データ記憶部へのデータ記憶処理とが交互に行われるので、制御部は、通常の処理を行いながら線路断線試験用のデジタル変換データを取得することができ、アナログ信号入力回路を常時監視することができる。
【００３４】
また、請求項５に係る制御装置によれば、アナログ信号入力回路の異常が検出されると報知手段を通じて所定の報知が行われるので、アナログ信号入力回路の線路の断線を速やかに認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る制御装置を、サーミスタを用いた温度検出回路に適用した場合におけるサーミスタと制御装置との接続例を示す説明図である。
【図２】同制御装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】同制御装置を給湯装置の温度検出に用いた場合における給湯装置に設けられた複数のサーミスタの読込順序及びその記憶先を示す説明図である。
【図４】同制御装置の制御部におけるソフトウェア処理の手順（特に、内部プルアップ抵抗の接続／非接続状態とする制御レジスタの設定と、ＡＤセレクトの切り替えのタイミング）を示すタイミングチャートである。
【図５】サーミスタを用いた温度検出回路におけるサーミスタと制御装置の従来の接続例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、サーミスタを用いた温度検出回路においてサーミスタの抵抗値の読み取りに適した制御装置（マイコン）であって、特に、サーミスタとその分圧用の抵抗との接続点からマイコンのＡ／Ｄ入力ポートまでの間の線路の断線を検出する機能を備えた制御装置に関する。
【００３７】
図１は、本発明に係る制御装置を、サーミスタを用いた温度検出回路に適用した場合におけるサーミスタと制御装置との接続例を示す説明図である。図示のように、サーミスタと制御装置のＡ／Ｄ入力ポートとの接続態様は従来の温度検出回路と同じであるので、同一の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３８】
図１において、１は負特性を有するサーミスタ、２はサーミスタ１の電源、３はサーミスタ１の抵抗値に応じた電圧を出力するための分圧用の抵抗Ｒ１とサーミスタ１との接続点、抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ１はＲＣフィルタ、抵抗Ｒ３はマイコン４への電流制限用の抵抗を示しており、これらが制御装置４に対するアナログ信号入力回路を構成している。４はサーミスタ１の抵抗値を読み取るための制御装置、５は制御装置４におけるＡ／Ｄ入力ポートを示している。
【００３９】
アナログ信号入力回路を接続するＡ／Ｄ入力ポート５には、内部プルアップ機能（内部プルアップ抵抗７）を備えたポートが用いられる。内部プルアップ機能は、周知のように、Ａ／Ｄ入力ポート５の入力端子６に入力されるアナログ信号を所定の電源電圧Ｖｃｃでプルアップする機能であって、内部プルアップ抵抗７と、その電源８と、内部プルアップ抵抗７の接続／非接続を切り替えるスイッチ回路９とを備えて構成される。なお、この内部プルアップ抵抗７の抵抗値は、上記抵抗Ｒ１の抵抗値に対してかなり大きく設定することが望ましく、たとえば、上記抵抗Ｒ１として２．７ｋΩの抵抗を用いた場合、内部プルアップ抵抗７の抵抗値は３０ｋ〜１７０ｋΩとされる。これは、抵抗Ｒ１の抵抗値に対して、内部プルアップ抵抗７の抵抗値を小さく設定設定してしまうと、スイッチ回路９をオンさせたときに、アナログ信号入力回路に断線が生じてもデジタル変換データが高い値となってしまい、後述するアナログ信号入力回路の断線異常の判定が困難になるからである。
【００４０】
このスイッチ回路９は、後述する制御部のソフトウェア上の処理によって制御レジスタを書き換えることにより内部プルアップ抵抗７の接続／非接続の状態が切り替え可能に構成されている。すなわち、制御部が、制御レジスタに対し、内部プルアップ抵抗７を非接続状態とする設定を行ったときには入力端子６に入力されるアナログ信号がＡ／Ｄ入力ポート５に与えられ、内部プルアップ抵抗７を接続状態とする設定を行ったときには入力端子６に入力されるアナログ信号が電源８の電源電圧Ｖｃｃによってプルアップされた状態でＡ／Ｄ入力ポート５に与えられるように構成されている。
【００４１】
図２は、上記制御装置４の構成の一例を示す機能ブロック図である。図示のように、本発明の制御装置４は、ＣＰＵ１０と、ＲＯＭ１１と、ＲＡＭ１２と、複数の入出力ポート１３，１３，…と、タイマ１４と、Ａ／Ｄコンバータ１５と、シリアルインターフェース１６とを主要部として備えるとともに、オンチップオシレータ１７、ウォッチドッグタイマ１８、電源部１９などを備えている。そして、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１及びＲＡＭ１２、入出力ポート１３，１３，…、タイマ１４、Ａ／Ｄコンバータ１５及びシリアルインターフェース１６がバス２０によって接続されている。
【００４２】
このように本発明の制御装置４の基本構成は従来のマイコンと共通する。すなわち、ＣＰＵ１０は、制御装置４の制御中枢をなす制御部を構成するもので、ＲＯＭ１１に記憶された制御プログラムを読み出して、この制御プログラムに基づいて各種処理を実行するように構成されており、このＣＰＵが、制御レジスタに対する内部プルアップ抵抗７の接続／非接続の状態設定も行う。ＲＯＭ１１は、不揮発性の記憶装置で構成され、上記制御プログラムや制御に必要な各種データ等を記憶する。
【００４３】
ＲＡＭ１２は、データの読み書きが可能な記憶装置で構成される。本実施形態の制御装置４においては、このＲＡＭ１２として２つの記憶部１２ａ，１２ｂが備えられている。具体的には、上記記憶部１２ａは、制御装置４の制御対象である被制御機器の制御用データを記憶する制御用データ記憶部として用いられ、上記記憶部１２ｂは、アナログ信号入力回路の異常検出用のデータを記憶する異常検出用データ記憶部として用いられる（詳細は後述する）。
【００４４】
そして、制御装置４が備える複数の入出力ポート１３のうち、本発明では、アナログ信号の入力が可能（Ａ／Ｄコンバータ１５によるＡ／Ｄ変換機能が使用可能）で、かつ、上記内部プルアップ抵抗７による入力信号の内部プルアップが可能（内部プルアップ機能が使用可能）な入出力ポートが、上記Ａ／Ｄ入力ポート５として使用される。
【００４５】
なお、制御装置４におけるその他の構成（タイマ１４、Ａ／Ｄコンバータ１５、シリアルインターフェース１６、オンチップオシレータ１７、ウォッチドッグタイマ１８、電源部１９及びバス２０の構成）は公知であるので説明を省略する。
【００４６】
そこで、次に、この制御装置４を暖房及びふろ追い焚き機能を備えた給湯装置における温度検出に用いた場合を例に挙げて、制御装置４におけるアナログ信号入力回路の断線試験機能について図３、図４に基づいて説明する。
【００４７】
図３は、図示しない給湯装置に設けられる複数のサーミスタの読込順序及びその記憶先を示す説明図である。
【００４８】
この図に示すように、この給湯装置には、暖房端末（図示せず）に供給される温水の温度を検出する高温サーミスタ（高温ｔｈ）と、暖房端末からの戻り温水の温度を検出する低温サーミスタ（低温ｔｈ）と、凍結防止制御用の雰囲気温度を検出するＦ点サーミスタ（Ｆ点ｔｈ）と、暖房用の温水の分岐回路を流れる温水の温度を検出するヘッダサーミスタ（ヘッダｔｈ）と、給湯用温水生成用のバーナの温度を検出する給湯バーナサーミスタ（給湯バーナｔｈ）と、暖房用温水生成用のバーナの温度を検出する暖房バーナサーミスタ（暖房バーナｔｈ）と、給湯用の出湯温水の温度を検出する出湯サーミスタ（出湯ｔｈ）と、給湯用温水生成用のバーナの燃焼炎を検出する給湯フレームロッド（給湯ＦＲ）と、浴槽内の温水の温度を検出する風呂サーミスタ（風呂ｔｈ）とが備えられている。
【００４９】
これら各サーミスタ等は、図１に示す温度検出回路と同様のアナログ信号入力回路を介して制御装置４のＡ／Ｄ入力ポート５に接続されている。そして、これらのアナログ信号入力回路から与えられるアナログ信号は制御装置４のＡ／Ｄコンバータ１５でデジタル信号（デジタル変換データ）に変換されてＲＡＭ１２に記憶される。
【００５０】
具体的には、制御部（ＣＰＵ１０）は、図３のＡＤセレクト（図の「ad select」）の順番に従って各サーミスタ等のデジタル変換データをＲＡＭ１２の所定のアドレスに記憶させるが、その際、制御部は、制御プログラム（ソフトウェア）の設定に従って、制御レジスタに対する内部プルアップ抵抗７の接続／非接続の状態設定を交互に切り替えながら、内部プルアップをしないときのデジタル変換データと、内部プルアップをしたときのデジタル変換データを、それぞれ、制御用データ記憶部１２ａと異常検出用データ記憶部１２ｂとに分けて記憶させる処理（データ記憶処理）を交互に実行する。
【００５１】
より詳細には、ＡＤセレクトが０のときは、制御用データ記憶部１２ａ（図の「ＲＡＭ１」）の０番地に、高温サーミスタの内部プルアップをしないときのデジタル変換データを記憶させるとともに、異常検出用データ記憶部１２ｂ（図の「ＲＡＭ２」）の０番地に内部プルアップをしたときのデジタル変換データを記憶させる。ただし、図３の例では、異常検出用データ記憶部１２ｂの０番地は「空き」に設定されているので、異常検出用データ記憶部１２ｂの０番地にはデータの記憶は行わない。そして、ＡＤセレクトが１に切り替わると、今度は、制御用データ記憶部１２ａの１番地に、低温サーミスタの内部プルアップをしないときのデジタル変換データを記憶させる。そして、ここでも異常検出用データ記憶部１２ｂの１番地は「空き」に設定されているので、異常検出用データ記憶部１２ｂには何も記憶させない。そして、ＡＤセレクトが２に切り替わると、今度は制御用データ記憶部１２ａの２番地に、Ｆ点サーミスタの内部プルアップをしないときのデジタル変換データを記憶させるとともに、異常検出用データ記憶部１２ｂの２番地に風呂サーミスタ（風呂ｔｈ）の内部プルアップをしたときのデジタル変換データを記憶させる。以下、ＡＤセレクトが３以降の説明は省略するが、ＡＤセレクトの順番に従って、内部プルアップをしないときのデジタル変換データと、内部プルアップをしたときのデジタル変換データとを、制御用データ記憶部１２ａと異常検出用データ記憶部１２ｂとに記憶させ、ＡＤセレクトが８まで完了すると、次は０に戻って上記の手順を繰り返す。
【００５２】
図４は、このソフトウェア処理の手順を示すタイミングチャートである。具体的には、このタイミングチャートは、内部プルアップ抵抗７の接続／非接続状態とする制御レジスタの設定と、ＡＤセレクトの切り替えのタイミングを示している。
【００５３】
この図４に示すように、ＡＤセレクトは１０ｍ秒ごとに切り替えられる。そして、ＡＤセレクトが切り替わった当初の３ｍ秒間は、制御部は制御レジスタ（図の「プルアップ制御レジスタ」参照）を「０」にして、内部プルアップ抵抗７を非接続状態とする設定にし、この状態、つまり、内部プルアップ抵抗７が非接続の状態でＡ／Ｄ入力ポート５の入力電圧に基づくデジタル変換データを取得し、その値を制御用データ記憶部１２ａに記憶させる。
【００５４】
ここで、本実施形態では、この３ｍ秒の間に、制御部は上記デジタル変換データを６回取得し、それらのうちで最大値と最小値を示したデータを除くその他の４つのデータの平均値を制御用データ記憶部１２ａに記憶させるように構成されている。このように３ｍ秒の間に複数のデータを取得し、かつ、そのデータを所定の手順で平均するのは正確なデータを取得するためである。したがって、正確なデータの取得が可能であれば、データ取得手順については他の手法を採用することも可能である。
【００５５】
そして、制御部は、これに続く次の３ｍ秒の間は、制御レジスタを「１」にして、内部プルアップ抵抗７を接続状態とする設定にし、この状態、つまり、内部プルアップ抵抗が接続の状態でプルアップされたＡ／Ｄ入力ポート５の入力電圧に基づくデジタル変換データを取得し、その値を異常検出用データ記憶部１２ｂに記憶させる。なお、このときも３ｍ秒の間に複数のデータを取得し、かつ、所定の手順でその平均値を算出して記憶させる点は上記の場合と同様である。
【００５６】
そして、最後の４ｍ秒の間は、再び制御レジスタを「０」にして、ＡＤセレクトが次に切り替わるのを待つ。すなわち、この最後の４ｍ秒は、制御部はデータの取得や記憶は行わずに待機状態にあり、ＡＤセレクトが切り替わるのに備えている。なお、本実施形態では、上述したように、制御レジスタによる内部プルアップ抵抗７の接続／非接続の設定の切り替えを３ｍ秒間隔で行うようにした場合を示したが、たとえば、待機状態を設けずに、制御レジスタを５ｍ秒で書き換えるように構成してもよい。
【００５７】
このようにして、制御装置４の制御部は、ＡＤセレクトの切り替えに伴って内部プルアップ抵抗７を非接続状態としたとき、及び、接続状態としたときの各状態についてのデジタル変換データを取得・記憶させるように構成されている。つまり、本実施形態では、異常検出用のデータの取得・記憶は、給湯装置の通常の制御において、制御用のデータを取得する際に併せて行われる。
【００５８】
そして、本実施形態では、上述したすべてのサーミスタ等について内部プルアップ抵抗７の接続／非接続の各状態のデータを取得・記憶するのではなく、図３に示すように、プルアップしないデジタル変換データについてはすべてのサーミスタ等について制御用データ記憶部１２ａに記憶させるように構成されるが、プルアップされたデジタル変換データについては、線路断線試験を行うサーミスタについてのみ記憶するように構成されている。すなわち、本実施形態では、出湯温度やふろ温度のようにユーザが温度設定可能な温水の温度検出に使用されるサーミスタについてのみ線路断線試験を行うように構成されており、したがって、出湯サーミスタおよび風呂サーミスタについてのみプルアップしたデータを異常検出用データ記憶部１２ｂに記憶させるようにしている。
【００５９】
また、このプルアップされたデジタル変換データを記憶させる番地は、プルアップをしないデジタル変換データの番地と相違するように設定される。たとえば、風呂サーミスタを例にとれば、プルアップしていないデータは制御用データ記憶部１２ａの８番地に記憶されるが、プルアップされたデータは異常検出用データ記憶部１２ｂの２番地に記憶されている。このように、プルアップしたデータとプルアップしなかったデータとで異なる番地を用いるのは、プルアップをしないデータを使用する通常の制御において誤ってプルアップされたデータが使用されないようにするためである。
【００６０】
このようにして、線路断線試験を行う風呂サーミスタと出湯サーミスタについては、内部プルアップ抵抗７を非接続とした状態と接続した状態の双方のデジタル変換データがＲＡＭ１２に記憶されるので、制御部はこれらのデータに基づいてアナログ信号入力回路の異常検出を行う。
【００６１】
すなわち、制御部は、この線路断線試験に先立ち、まず、内部プルアップ抵抗７を非接続状態としたときのデジタル変換データ（制御用のデータ）を用いて、サーミスタ１にオープン／ショート故障がないかを判断する。
【００６２】
具体的には、制御用データ記憶部１２ａに記憶されたデータが、サーミスタ１のオープン故障判定用に設定された所定のしきい値Ｘ未満で、かつ、ショート故障判定用に設定された所定のしきい値Ｙ以上の範囲内にあるかを判断する。すなわち、サーミスタ１がオープン故障していれば、制御用データ記憶部１２ａにはサーミスタ１の電源２の電源電圧に近い電圧に応じたデータが記憶されているので、このデータがしきい値Ｘを超えて電源電圧に近い値を示せばオープン故障と判定できる。また、サーミスタ１がショート故障していれば、制御用データ記憶部１２ａには短絡電位（０Ｖ）に近い電圧に応じたデータが記憶されるので、このデータがしきい値Ｙを超えて短絡電位に近ければショート故障と判定できる。
【００６３】
したがって、制御部は、この判断の結果、制御用データ記憶部１２ａに記憶されたデータが、サーミスタ１のオープン故障判定用のしきい値Ｘ以上であれば、当該データに対応するサーミスタはオープン故障と判定する。また、制御用データ記憶部１２ａに記憶されたデータが、ショート故障判定用のしきい値Ｙ未満であれば、当該データに対応するサーミスタはショート故障であると判定する。
【００６４】
なお、この判断の結果、サーミスタ１がオープン／ショート故障のいずれかに該当すると判定した場合、制御部は、当該サーミスタ１に対する線路断線試験を行わずに、後述する報知手段による報知や所定の安全動作を実行する。
【００６５】
これに対して、上記オープン／ショートのいずれの故障もないと判断した場合には、制御部は、当該サーミスタ１に対する線路断線試験を行う。
【００６６】
具体的には、異常検出用データ記憶部１２ｂに記憶されたデータが、線路断線試験用として設定された所定のしきい値Ｚ以上であるかを判断する。すなわち、線路に断線があると、異常検出用データ記憶部１２ｂには、内部プルアップ抵抗７の電源電圧Ｖｃｃに近い電圧に応じたデータが記憶されることになるので、このデータがしきい値Ｚを超えてこの電源電圧Ｖｃｃに近い値を示せば線路に断線があると判定できる。なお、このしきい値Ｚには、内部プルアップ抵抗の電源電圧Ｖｃｃをデジタル変換データに換算した値を超えない範囲でその換算値に近い値が設定される。このしきい値Ｚについては、上記サーミスタのオープン故障判定のしきい値Ｘとの関係では、しきい値Ｘ≦しきい値Ｚの関係が成立する。したがって、このしきい値Ｚとして、たとえば、上記サーミスタのオープン故障のしきい値Ｘと同じ値を用いることもできる。
【００６７】
そして、制御部は、この判断の結果、異常検出用データ記憶部１２ｂに記憶されたデータが、線路断線試験用のしきい値Ｚ以上であれば、当該データに対応するサーミスタの線路は断線していると判定する。
【００６８】
しかして、このように制御部がアナログ信号入力回路に異常（オープン／ショート故障又は線路の断線）を検出したときは、該制御部は、所定の報知手段を通じて所定の報知を行うように構成される。すなわち、制御装置４が給湯装置に用いられている場合には、当該給湯装置が備えている報知手段（たとえば、リモコンの音声出力手段や警告メッセージなどの表示手段）を用いて、検出した異常の内容（どのサーミスタについてのどのような異常（具体的には、オープン故障、ショート故障、線路の断線のいずれであるか）を特定した警告表示や警告音声出力、アラーム音出力などを行うように構成される。また、さらにこのような報知と合わせて、所定の安全動作（たとえば、燃焼停止などの動作）を行うように設定される。
【００６９】
このように、本発明の制御装置４によれば、制御レジスタの設定によって内部プルアップ抵抗７の接続／非接続の制御が行えるＡ／Ｄ入力ポート５を備えたマイコンであれば、制御部のソフトウェアの設定（または書き換え）のみによって、Ａ／Ｄ入力ポート５に接続されるアナログ信号入力回路の線路の断線を検出することができる。しかも、本発明の制御装置は、既設のマイコンに対して出力ポートの使用数の増加や、マイコン以外の部品、配線を新たに設けることなく適用できるので、プリント基板を変更することなく既に用いられているマイコンに代えて本発明の制御装置４を使用することができ、簡単かつ安価に、しかも、従来のサーミスタのオープン／ショート故障の判定やその異常報知等に影響を与えることなく、アナログ信号入力回路の線路断線検出機能およびその報知機能等を付加することができる。
【００７０】
なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなく発明の範囲内で種々の設計変更が可能である。
【００７１】
たとえば、上述した実施形態では、本発明をサーミスタの温度検出回路に適用した場合を示したが、本発明は制御装置にアナログ信号を入力するアナログ入力回路であれば温度検出回路以外の他の回路にも適用可能である。
【００７２】
また、上述した実施形態では、ユーザが温度設定可能な温水の温度検出に使用されるサーミスタについてのみ線路断線試験を行うようにした場合を示したが、線路断線試験を行うサーミスタは適宜選択可能であり、ユーザが温度設定できない温度を検出するサーミスタに対しても線路断線試験を行うように構成することも可能である。なお、その場合、線路断線試験の対象となるサーミスタ等について、プルアップしたデジタル変換データを取得・記憶するように構成するのはもちろんである。
【００７３】
また、上述した実施形態では、サーミスタのオープン／ショート故障の判定に続いて線路断線試験を行う場合を示したが、オープン／ショート故障の判定と線路断線試験を独立した試験としていずれか一方のみを実施することも勿論可能である。たとえば、上述した実施形態における低温サーミスタなどのように、異常検出用のデータを取得しないサーミスタについては従来どおりオープン／ショート故障のみが行われる。
【符号の説明】
【００７４】
１              サーミスタ
２              サーミスタの電源
３              サーミスタと分圧用の抵抗の接続点
４              マイコン（制御装置）
５              Ａ／Ｄ入力ポート
６              入力端子
７              内部プルアップ抵抗
１０            ＣＰＵ（制御部）
１２ａ          制御用データ記憶部
１２ｂ          異常検出用データ記憶部
１３            入出力ポート
１５            Ａ／Ｄコンバータ
２０            バス
【図１】
2010230477.tif 000003
【図２】
2010230477.tif 000004
【図３】
2010230477.tif 000005
【図４】
2010230477.tif 000006
【図５】
2010230477.tif 000007