(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体制御基板を備えた燃焼器本体と、該燃焼器本体の排気部に設けられ、センサ用基板を備えたＣＯセンサとから構成され、燃焼器の運転時に排出される排気ガス中のＣＯ濃度をＣＯセンサのセンサ素子の抵抗値変化として検出し、その検出値をデジタル信号に変えて上記センサ用基板のマイコンから本体制御基板のマイコンへ送信することで、該検出値に応じて燃焼器の運転状態を制御するようにすると共に、前記本体制御基板側からセンサ用基板のマイコンに至る電源ラインにスイッチ手段を設け、前記本体制御基板のマイコンからのＣＯセンサ用電源のオン・オフ信号により前記スイッチ手段をオン・オフ動作させることで前記センサ用基板のマイコンへの通電をオン・オフできるようにしたＣＯセンサ付き燃焼器であって、
上記センサ用基板側からの通信を監視すると共に、通信エラーがあった場合には更にその通信エラーの発生が一定時間を経過して繰り返されたか否かを判断し、前記一定時間を経過して通信エラーの発生が繰り返された場合には通信エラーがあったと判定すると共に、その一定時間中における通信エラーを１回と勘定して総通信エラー回数を演算し、総通信エラー回数が一定回数未満の場合は前記スイッチ手段により前記ＣＯセンサの電源を一旦オフとする共に一定時間経過後に電源をオンに復帰させて通信エラーを通信可能な状態に復帰できるように構成し、前記総通信エラー回数が一定回数以上となる場合には前記スイッチ手段により前記ＣＯセンサの電源をオフさせた上で安全動作させるように構成したことを特徴とするＣＯセンサ付き燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＯセンサの通信エラーを速やかに正常な状態に復帰させることができるＣＯセンサ付き燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一酸化炭素中毒の原因となるガス給湯器等のガス燃焼器での不完全燃焼を防止するため、ガス燃焼器の排気部にＣＯセンサを取り付け、該ＣＯセンサによって燃焼器の運転時に排出される排気ガス中のＣＯ濃度が常に検知されている。
このようなＣＯセンサ付きのガス給湯器等のＣＯセンサ付き燃焼器では、ＣＯセンサで検知した排気ガス中のＣＯ濃度の検出値に応じて燃焼用空気量を変化させ、これによって燃焼状態を改善したり、ＣＯ濃度が一定レベル以上になると、燃焼を停止したりできるようになっている。
【０００３】
上述したように、ＣＯセンサはガス燃焼器の排気部に取り付けられているが、そのセンサ素子は燃焼器本体を制御する本体制御基板とは別個に設けられたＣＯセンサ用基板に接続された構成となっている。
また、上記ＣＯセンサ用基板は、ＣＯセンサ用のマイコンと周辺回路をユニット化したものであり、ＣＯセンサ素子の抵抗値変化（検出値）を最終的にデジタル信号に変えて、ＣＯセンサ用基板のマイコンから本体制御基板のマイコンへ送信し、該検出値に応じて燃焼器本体での燃焼用空気量を変化させ、これにより燃焼状態を改善させる。
【０００４】
これは実際には、ＣＯセンサ素子の抵抗値変化からＣＯ濃度のデータを作成するためのノウハウ（種々の補正処理）があるため、該センサ素子と共に、このマイコンを含むセンサ用基板もセンサのメーカーから購入しているためであるが、センサ関連の回路を含めて全てを本体制御基板に組み込むよりは、機種毎の設計の手間や回路部品の共用の点で有利である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようにＣＯセンサ用基板のマイコンと本体制御基板のマイコンとの間を通信するようになっているため、ノイズ等種々の要因でＣＯセンサ用基板のマイコンがいわゆる「暴走」したような場合には、例え燃焼器本体側の本体制御基板が正常であっても通信エラーが発生し、給湯器等のＣＯセンサ付きガス燃焼器の使用に支障をきたすという不具合があった。
【０００６】
このように、ＣＯセンサ用基板側のマイコンがいわゆる「暴走」したような場合には、従来は本体制御基板側のマイコンの「暴走」を検知した場合と同様、安全動作させることで対処していた。即ち、ガス燃焼器での燃焼を停止し、機器の電源コンセントを抜き差し（リセット）しなければ再使用できないようになっていた。なお上記安全動作状態では、両基板のマイコンには電源（５ボルト）が供給されたままであり、ショート等による故障によって回路が焼損するおそれもあった。
本発明は上記不具合に鑑みて発明されたものであって、例えＣＯセンサ用基板側のマイコンが「暴走」し、ＣＯセンサ側と燃焼器本体側との間で通信エラーが発生した場合であっても、燃焼器本体側からの制御によって上記ＣＯセンサを通信可能な正常な状態に復帰させ、速やかに使用できる状態に戻せるのみならず、安全動作させた際にもショート等による故障によって回路が焼損するおそれのないＣＯセンサ付き燃焼器を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明のＣＯセンサ付き燃焼器は、本体制御基板を備えた燃焼器本体と、該燃焼器本体の排気部に設けられ、センサ用基板を備えたＣＯセンサとから構成され、燃焼器の運転時に排出される排気ガス中のＣＯ濃度をＣＯセンサのセンサ素子の抵抗値変化として検出し、その検出値をデジタル信号に変えて上記センサ用基板のマイコンから本体制御基板のマイコンへ送信することで、該検出値に応じて燃焼器の運転状態を制御するようにすると共に、前記本体制御基板側からセンサ用基板のマイコンに至る電源ラインにスイッチ手段を設け、前記本体制御基板のマイコンからのＣＯセンサ用電源のオン・オフ信号により前記スイッチ手段をオン・オフ動作させることで前記センサ用基板のマイコンへの通電をオン・オフできるようにしたＣＯセンサ付き燃焼器であって、
上記センサ用基板側からの通信を監視すると共に、通信エラーがあった場合には更にその通信エラーの発生が一定時間を経過して繰り返されたか否かを判断し、前記一定時間を経過して通信エラーの発生が繰り返された場合には通信エラーがあったと判定すると共に、その一定時間中における通信エラーを１回と勘定して総通信エラー回数を演算し、総通信エラー回数が一定回数未満の場合は前記スイッチ手段により前記ＣＯセンサの電源を一旦オフとする共に一定時間経過後に電源をオンに復帰させて通信エラーを通信可能な状態に復帰できるように構成し、前記総通信エラー回数が一定回数以上となる場合には前記スイッチ手段により前記ＣＯセンサの電源をオフさせた上で安全動作させるように構成したことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるＣＯセンサ付きガス燃焼器について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態例によるＣＯセンサ付きガス燃焼器の制御関係を示すブロック構成図、図２は図１に示したスイッチ手段として用いたトランジスタの拡大構成図、図３は図１にかかるＣＯセンサ付き燃焼器の運転中に通信エラーが発生した場合の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【０００９】
まず、本発明の実施の形態例にかかるＣＯセンサ付きガス燃焼器の制御関係の構成を図１を参照しながら説明する。なお、このＣＯセンサ付きガス燃焼器は、熱交換器、入水管路、出湯管路、ガス管路及びファン等、その他、燃焼器として必要な基本構成のすべて備えているものとし、その基本構成についての説明は省略する。
本体制御基板１はガス燃焼器本体でのガスの燃焼状態を制御するものであって、上記基本構成を備えたガス燃焼器本体の所定部位に搭載されており、該本体制御基板１は制御基板用マイコン２を備えている。
一方、ＣＯセンサ用基板３にはセンサ用マイコン４を備える共に、ガス燃焼器の運転中に排出される排気ガス中のＣＯ濃度を検出するためのＣＯセンサ素子５を備えている。前記ＣＯセンサ素子５は、その先端が図示しないガス燃焼器本体の排気部内に臨むように設けられている。
【００１０】
このような本体制御基板１とＣＯセンサ用基板３との間では、制御基板用マイコン２からセンサ用マイコン４側へ一定間隔毎に通信要求が送信され（通信用同期クロックパルス信号６）、該通信要求を受けてセンサ用マイコン４では、ＣＯセンサ素子５で検出した排気部内のＣＯ濃度の検出データ、即ちＣＯセンサ素子５の抵抗値変化（ＣＯ濃度の検出値）、がデジタル信号に変換されて制御基板用マイコン２へ送信されるようになっている（ＣＯ濃度データ送信７）。
【００１１】
また、上記本体制御基板１からＣＯセンサ用基板３のセンサ用マイコン４に至る電源ライン８における本体制御基板１にはスイッチ手段９が設けられており、上記本体制御基板１のマイコン２からのＣＯセンサ用電源のオン・オフ信号１０により上記スイッチ手段９がオン・オフ動作されるようになっている。
また上記において、このＣＯ濃度データ送信７の際、ＣＯ濃度データに続いてチェックサム（誤り検知用データ）も送信している。例えばＣＯ濃度データ（デジタルデータ）が「１１０１００」の場合、その反転データ（００１０１１）というチェックサムも付けて送信し、制御基板用マイコン２で両データを照合して通信エラーがないか確認している。
【００１２】
なお、上記スイッチ手段９は図２で示すように、具体的にはトランジスタ部品１２が使用されるが、必ずしもこれに限定されず、これと同等の機能を有するものであれば、他のものを用いても差し支えない。
【００１３】
次に、上記構成にかかるＣＯセンサ付きガス燃焼器の運転時における制御動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
ＣＯセンサ付きガス燃焼器の運転動作中において、本体制御基板１のマイコン２はＣＯセンサ用基板３のセンサ用マイコン４からの通信に通信エラーがあったか否かを監視する（ステップＳ１）。通信エラーがあった場合（ステップＳ１でイエス）、その通信エラーからＡ時間経過したか否かについて判断する（ステップＳ２）。即ち、通信エラーからＡ時間経過する間に一定回数以上の通信エラーが検知されても、通信エラーは１回とされる。Ａ時間経過していれば（ステップＳ２でイエス）、これまでの通信エラー回数ｎに１を加える（ステップＳ３）。次に、総通信エラー回数（ｎ＋１）がＸ回未満であるか否かについて判断し（ステップＳ４）、Ｘ回未満の場合（ステップＳ４でイエス）には、ＣＯセンサの電源をオフする（ステップＳ５）。このＣＯセンサの電源をオフした後、電源オフしてからＢ時間経過したか否かについて判断する（ステップＳ６）。なお、ステップＳ６でＢ時間経過したか否かを判断する理由は、ＣＯセンサ用基板３のセンサ用マイコン４が瞬時停電に対応している場合、一定時間内の電源遮断では遮断前の状態を維持することが可能で、リセットできないからである。そして、ステップＳ６にて「イエス」であれば、ＣＯセンサの電源をオンする（ステップＳ７）。このステップＳ１ないしステップＳ７の動作を数回繰り返すことで、その間に通信エラーが解消して通信可能な正常な状態に復帰すると、そのままガス燃焼器を運転動作させて使用可能な状態となる。
【００１４】
ここで上記ステップＳ１にて「ノー」の場合には、通信エラーがないものと判断して通信エラー回数＝０とし、リセットした上でスタートに戻る。また、ステップＳ２にて「ノー」の場合にも、通信エラーが確認できないものとしてスタートに戻る。
【００１５】
一方、ステップＳ４にて「ノー」の場合には、通信エラー回数がＸ回以上となっているので、ＣＯセンサの電源をオフし（ステップＳ９）、安全動作としてガス燃焼器の運転動作を停止する（ステップＳ１０）。
なお、Ａ、Ｂ及びＸは何れも実験により求めた定数であって、例えばＡ＝２〜３秒、Ｂ＝２〜３秒、Ｘ＝３〜４回とする。
【００１６】
しかして、上記のように構成したので、従来のＣＯセンサ付きガス燃焼器においては、ＣＯセンサ内のマイコンが「暴走」して通信エラーとなると、器具のコンセントを抜かないと正常な状態に復帰できなかったが、燃焼器本体側のマイコンからの制御によりＣＯセンサの電源をオン・オフすることで速やかに通信可能な正常な状態に復帰させることができ、通常通り、ＣＯセンサ付きガス燃焼器を運転動作させることができ、安全な状態での使用が可能となる。
また上記制御を行っても通信が通信可能な正常に復帰できない場合には、ＣＯセンサ内がショート等による故障を起こしているおそれがあり、そのままＣＯセンサの電源を入れ続けると回路が焼損する可能性があるが、この場合にはＣＯセンサの電源をオフにして安全動作させるようになっているので、上記回路焼損等のトラブルの発生を未然に回避できる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成され、請求項１に記載のＣＯセンサ付き燃焼器によれば、本体制御基板を備えた燃焼器本体と、該燃焼器本体の排気部に設けられ、センサ用基板を備えたＣＯセンサとから構成され、燃焼器の運転時に排出される排気ガス中のＣＯ濃度をＣＯセンサのセンサ素子の抵抗値変化として検出し、その検出値をデジタル信号に変えて上記センサ用基板のマイコンから本体制御基板のマイコンへ送信することで、該検出値に応じて燃焼器の運転状態を制御するようにすると共に、前記本体制御基板側からセンサ用基板のマイコンに至る電源ラインにスイッチ手段を設け、前記本体制御基板のマイコンからのＣＯセンサ用電源のオン・オフ信号により前記スイッチ手段をオン・オフ動作させることで前記センサ用基板のマイコンへの通電をオン・オフできるようにしたＣＯセンサ付き燃焼器であって、
上記センサ用基板側からの通信を監視すると共に、通信エラーがあった場合には更にその通信エラーの発生が一定時間を経過して繰り返されたか否かを判断し、前記一定時間を経過して通信エラーの発生が繰り返された場合には通信エラーがあったと判定すると共に、その一定時間中における通信エラーを１回と勘定して総通信エラー回数を演算し、総通信エラー回数が一定回数未満の場合は前記スイッチ手段により前記ＣＯセンサの電源を一旦オフとする共に一定時間経過後に電源をオンに復帰させて通信エラーを通信可能な状態に復帰できるように構成し、前記総通信エラー回数が一定回数以上となる場合には前記スイッチ手段により前記ＣＯセンサの電源をオフさせた上で安全動作させるように構成したので、
例えＣＯセンサ用基板側のマイコンが「暴走」し、ＣＯセンサ側と燃焼器本体側との間で通信エラーが発生した場合であっても、燃焼器本体側からの制御によって上記ＣＯセンサを通信可能な正常な状態に復帰させ、速やかに使用できる状態に戻せるのみならず、安全動作させた際にもショート等による故障によって回路が焼損するおそれのないＣＯセンサ付き燃焼器を提供することができる。
また通信エラーがＣＯセンサ内のショート等による故障に起因していても、ＣＯセンサの電源をオフにしてあるので、回路が焼損するおそれを未然に回避することができ、以降の安全な対処索を的確に講じることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例によるＣＯセンサ付きガス燃焼器の制御関係を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示したスイッチ手段として用いたトランジスタの拡大構成図である。
【図３】本発明の実施の形態例によるＣＯセンサ付きガス燃焼器の運転中に通信エラーが発生した場合の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１  本体制御基板
２  制御基板用マイコン
３  ＣＯセンサ用基板
４  センサ用マイコン
５  ＣＯセンサ素子
６  通信用同期クロックパルス信号
７  ＣＯ濃度データ送信
８  電源ライン
９  スイッチ手段
１０  ＣＯセンサ用電源のオン・オフ信号
１２  トランジスタ部品
【図１】
0003711746.tif 000002
【図２】
0003711746.tif 000003
【図３】
0003711746.tif 000004