(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給ラインに接続されるガス器具を判定するガス器具判定装置において、
複数種類のガス器具について、燃焼制御に伴って発生する一連のガス流量パターンを分割した部分流量パターンを、制御ステップ毎に分類した流量パターンテーブルと、
複数種類のガス器具とそれに対応する前記部分流量パターンの組合せとを対応付けた新規器具テーブルと、
前記ガス供給ラインで検出されたガス流量パターンとマッチングする部分流量パターンを、前記流量パターンテーブルから抽出し、当該抽出された部分流量パターンの組合せとマッチングするガス器具を、前記新規器具テーブルから抽出する新規器具判定手段と、
前記新規器具判定手段が特定のガス器具を抽出した時に登録され、当該特定ガス器具に対する部分流量パターンと検出ガス流量とを制御ステップ毎に有する登録器具テーブルと、
前記ガス供給ラインで検出されたガス流量パターンとマッチングする部分流量パターンを、前記流量パターンテーブルから抽出し、抽出された部分流量パターンの組合せ及び各制御ステップのガス流量とマッチングするガス器具を、前記登録器具テーブルから抽出する登録器具判定手段と
を有することを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項２】
ガス供給ラインに接続されるガス器具を判定するガス器具判定装置において、
複数種類のガス器具について、燃焼制御に伴って発生する一連のガス流量パターンを分割した部分流量パターンを、制御ステップ毎に有する新規器具テーブルと、
前記ガス供給ラインで検出されたガス流量パターンとマッチングする部分流量パターンを、前記新規器具テーブルから抽出し、当該抽出された部分流量パターンの組合せとマッチングするガス器具を、前記新規器具テーブルから抽出する新規器具判定手段と
前記新規器具判定手段が特定のガス器具を抽出した時に登録され、当該特定ガス器具に対する部分流量パターンと検出ガス流量とを制御ステップ毎に有する登録器具テーブルと、
前記ガス供給ラインで検出されたガス流量パターンとマッチングする部分流量パターンを、前記新規器具テーブルから抽出し、抽出された部分流量パターンの組合せ及び各制御ステップのガス流量とマッチングするガス器具を、前記登録器具テーブルから抽出する登録器具判定手段と
を有することを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記新規器具テーブルは、前記部分流量パターンを制御ステップ毎に分類した流量パターンテーブルを含むことを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記流量パターンテーブル及び前記登録器具テーブルにおける複数の制御ステップは、点火時と、その後の初期過渡期と、さらにその後の安定期とを少なくとも有することを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項５】
請求項２において、
前記新規器具テーブル及び前記登録器具テーブルにおける複数の制御ステップは、点火時と、その後の初期過渡期と、さらにその後の安定期とを少なくとも有することを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記新規器具判定手段及び前記登録器具判定手段は、点火から所定時間経過時までに検出されたガス流量パターンを、前記点火時の制御ステップにおけるガス流量パターンとすることを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項７】
請求項４又は５において、
前記新規器具判定手段及び前記登録器具判定手段は、前記点火時の終了後、検出されたガス流量が安定するまでに検出されたガス流量パターンを、前記初期過渡期の制御ステップにおけるガス流量パターンとすることを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項８】
請求項４又は５において、
前記新規器具判定手段及び前記登録器具判定手段は、検出されたガス流量が安定した時に検出されるガス流量パターンを、前記安定期の制御ステップにおけるガス流量パターンとすることを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記新規器具判定手段及び前記登録器具判定手段は、所定のサンプリングタイミングで検出されたガス流量であって、所定の一定期間において検出された前記ガス流量の最大値と最小値の差が第１の基準値以上あり、連続して検出されたガス流量の差が第２の基準値以下であるとき、前記安定期における比例制御に対するガス流量パターンと判断することを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項１０】
請求項８において、
前記新規器具判定手段及び前記登録器具判定手段は、所定のサンプリングタイミングで検出されたガス流量であって、所定の一定期間において検出された前記ガス流量の最大値と最小値の差が第１の基準値以下のとき、前記安定期におけるガス流量一定制御に対するガス流量パターンと判断することを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項１１】
請求項８において、
前記新規器具判定手段及び前記登録器具判定手段は、所定のサンプリングタイミングで検出されたガス流量が、増加と減少を交互に繰り返し、且つその増加・減少の変化量が一定であるとき、前記安定期におけるステップ制御に対するガス流量パターンと判断することを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項１２】
請求項１又は２において、
前記新規器具テーブルは、制御ステップ毎に前記部分流量パターンに加えて流量レンジを有し、
前記新規器具判定手段は、更に、検出したガス流量パターンの流量が、前記流量レンジ内に該当するか否かを判断することを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項１３】
請求項１又は２において、
新規器具判定手段が特定のガス器具を複数回抽出した時に、前記登録器具テーブルに当該ガス器具が登録されることを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項１４】
請求項１又は２において、
前記登録器具テーブルの検出ガス流量は、前記新規器具判定手段が検出した複数回の検出ガス流量に基づいて求められる値であることを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項１５】
請求項１又は２において、
ガス流量が検出されると、最初に前記登録器具判定手段が判定し、そこで判定できない場合に、前記新規器具判定手段が判定することを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかにおいて、
さらに、前記登録器具判定手段が判定したガス器具について、所定の制限時間を越えてガス流量が検出された時、ガス遮断又は警報出力を含む保安運転を行う運転監視手段を有することを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記制限時間は、ガス器具毎に設定されていることを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項１８】
請求項１６又は１７において、
前記運転監視手段は、検出されたガス流量に変動が生じても、前記制限時間の監視を継続することを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれかにおいて、
さらに、前記ガス供給ライン内に設置されるガス流量検知手段を有し、前記新規器具判定手段及び前記登録器具判定手段は、前記ガス流量検出手段からガス流量値を供給されることを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１８のいずれかに記載されたガス器具判定装置と、
前記ガス供給ライン内に設置されるガス流量検知手段と、
前記ガス流量検知手段が検知したガス流量を積算するガス流量積算手段とを有することを特徴とするガスメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各家庭へのガス供給ライン中に設置され、ガス流量計を有するガスメータなどに利用されるガス器具判定装置に関し、家庭内で使用されるガス器具を判定することができるガス器具判定装置に関する。本発明のガス器具判定装置によれば、使用中のガス器具を特定することにより、ガス器具に対応したより高度な保安機能やサービスを提供することが可能になる。
【０００２】
【従来の技術】
各家庭へのガス供給ラインの入り口に、ガス流量計を内蔵したガスメータが取り付けられる。ガスメータは、ガス供給ラインを通過するガス流量を計測し、計測されたガス流量は定期的な請求ガス料金の算出に利用される。かかるガスメータは、ガス流量の計測という基本的な機能に加えて、異常状態発生時にガス供給を遮断するという保安機能を有する。この保安機能によれば、地震の検出やガス漏れ又は器具の消し忘れなどの異常な使用状態の検出に応答して、ガスメータのガス流路内に設けられた遮断弁によりガスを遮断する。
【０００３】
図１は、上記保安機能の一つである安全継続使用時間オーバ時の遮断に利用される安全継続使用時間設定値を示す図である。この機能は、ガス流量の発生が検出されてから、そのガス流量が継続して使用される場合に、継続時間があまり長くなる時は、ガス漏れなどの何らかの異常な使用状態が発生したとみなして、ガスを遮断する機能である。図１に示されるとおり、ガス流量が大きい大型の湯沸かし器は、せいぜい３０分程度しか継続して使用されず、一方で、ガス流量が小さいストーブは、長時間継続して使用されるであろうとの前提で、ガス流量が大きい時の安全継続使用時間を短く、ガス流量が小さい時の安全継続使用時間を長く設定している。
【０００４】
そして、ガスメータは、ガス流量が発生したり変化した時点で、何らかのガス器具の使用が開始されたと判断して、その流量が継続する時間を計測し、図１に示す安全継続使用時間を超えてその流量が継続する場合に、保安上の理由からガス遮断を行っている。従って、使用中のガス器具を特定することなく、使用ガス流量に基づいて、安全継続使用時間オーバ遮断を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１に示されるとおり、少ないガス流量レンジに、比較的長時間使用されるストーブと、比較的短時間しか使用されないコンロや小型湯沸かし器など異なるガス器具が存在する。従来のガスメータでは、使用中のガス器具を特定することができないので、長時間使用のストーブに合わせて安全継続使用時間を長く設定している。それに伴い、コンロや小型湯沸かし器に対しては、安全継続使用時間が必ずしも最適とはいえない面がなくもなかった。従って、ガスメータが使用中のガス器具を判別することができれば、それに適した保安機能を提供することができるので好都合である。
【０００６】
従来、ガスメータが検出するガス流量から、使用中のガス器具を判定することが種々提案されている。例えば、特開平３−２３６５１３号公報には、ガスメータの流量変化認識手段からの情報を季節情報などと複合化して、ファジー推論によりガス器具の種類を判別することが提案されている。しかしながら、その判別ロジックは極めて曖昧であり、非現実的である。従って、従来のガス器具判定方法では、高い精度で使用中のガス器具を判定することができず、判定結果に依存して最適な保安機能やその他のサービスを提供することに利用することはできなかった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、高い精度で使用中のガス器具を判定することができるガス器具判定装置及びそれを有するガスメータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のガス器具判定装置の構成は、ガス供給ラインに接続されるガス器具を判定するガス器具判定装置において、複数種類のガス器具について、燃焼制御に伴って発生する一連のガス流量パターンを分割した部分流量パターンを、制御ステップ毎に分類した流量パターンテーブルと、複数種類のガス器具とそれに対応する前記部分流量パターンの組合せとを対応付けた新規器具テーブルと、ガス供給ラインで検出されたガス流量パターンとマッチングする部分流量パターンを、前記流量パターンテーブルから抽出し、当該抽出された部分流量パターンの組合せとマッチングするガス器具を、前記新規器具テーブルから抽出する新規器具判定手段と、前記新規器具判定手段が特定のガス器具を抽出した時に登録され、当該特定ガス器具に対する部分流量パターンと検出ガス流量とを制御ステップ毎に有する登録器具テーブルと、ガス供給ラインで検出されたガス流量パターンとマッチングする部分流量パターンを、前記流量パターンテーブルから抽出し、抽出された部分流量パターンの組合せ及び各制御ステップのガス流量とマッチングするガス器具を、前記登録器具テーブルから抽出する登録器具判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成では、ガス器具が使用された時のガス流量の変化から使用中のガス器具を判定するために、複雑な一連のガス流量の変化を燃焼制御ステップ毎に分割した部分流量パターンという概念を導入する。使用可能性がある複数種類のガス器具について、部分流量パターンを制御ステップ毎に分類して流量パターンテーブルに登録しておく。更に、複数種類のガス器具に対応する部分流量パターンの組合せを新規器具テーブルに登録しておく。そして、ガス流量計が検出したガス流量パターンとマッチングする部分流量パターンを流量パターンテーブルから抽出し、更に、抽出された部分流量パターンの組合せとマッチングするガス器具を新規器具テーブルから抽出する。
【００１０】
即ち、本発明では、ガス器具の燃焼制御に伴う複雑な一連のガス流量パターンを、制御ステップ毎に分割した部分流量パターンに単純化し、検出されたガス流量パターンとのマッチングを容易にし、ガス器具の判定を可能にする。なお、流量パターンテーブルと新規器具テーブルとは、ガス器具に対応して部分流量パターンが対応付けられた一つのテーブルで実現されても良い。
【００１１】
また、各顧客宅で実際に使用されたガス器具についての実測値（検出流量）に基づいて、各顧客が利用するガス器具についての部分流量パターンの組み合わせと検出流量を登録した登録器具テーブルも作成され、各顧客が利用するガス器具についてカスタマイズされたテーブルに基づいてガス器具判定が行われるので、より高精度な判定が可能となる。
【００１２】
上記の発明におけるより好ましい実施例では、部分流量パターンは、ガス流量パターンの時間に対する流量波形の特徴データを有する。特徴データは、例えば、ある流量に達するまでの時間や、ある時間における流量の範囲や、変化する流量の範囲や比など、ガス器具それぞれの流量パターンの特徴を抽出した判断基準指標である。従って、器具判定手段は、ガス流量計が検出したガス流量パターンから上記特徴データを抽出（演算）し、あらかじめ登録している流量パターンテーブルの部分流量パターンの特徴データと一致するか否かの判定を行う。
【００１３】
上記の発明のおけるより好ましい実施例では、複数の制御ステップは、点火時と、その後の初期過渡期と、それに続いて流量が安定する安定期とを少なくとも有する。ガス器具には、点火時の流量パターンが異なるものもあれば、同じものもある。従って、点火時の流量パターンだけでガス器具を判定することはできない。点火時に続く初期過渡期の流量パターンや、安定期の流量パターンも同じである。従って、少なくともこれらの３つの制御ステップでの部分流量パターンから、ガス器具を判定することが、判定精度の向上に寄与することができる。
【００１４】
また、点火時は、ガス流量が発生してから所定時間（例えば１０秒間）までの期間であり、その後の初期過渡期は、点火時の後にガス流量がほぼ一定になる安定期に至るまでの期間である。従って、ガス流量の変化を監視することで、点火時、初期過渡期、安定期を区別することができ、それら期間で分割した分割流量パターンのマッチングをとることが可能になる。
【００１５】
上記の発明におけるより好ましい実施例では、新規器具テーブルは、制御ステップ毎に部分流量パターンに加えて流量レンジを有し、器具判定手段は、更に、検出したガス流量パターンの流量が、前記流量レンジ内に該当するか否かも判断する。比較的単純な燃焼制御を行う、例えば小型湯沸器とストーブとは、部品流量パターンの組合せは一致するかもしれないが、ある制御ステップでの流量レンジが異なる。従って、検出された流量がいずれの流量レンジ内にあるかにより、それらのガス器具を区別することができる。
【００１６】
更に、別の好ましい実施例では、新規器具テーブルには、新たなガス器具を追加可能である。ガスメータが設置された後に、新規なガス器具が開発され普及することが予想される。ガスメータの使用期間（法定有効期間）は例えば１０年であり、そのような長い期間の間には、設置時に存在しなかった新規なガス器具が普及することが予想される。従って、器具テーブルに新たなガス器具が追加可能であることが好ましい。同様に、流量パターンテーブルにも新たな部分流量パターンを追加できることが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明の好ましい実施例では、新規器具判定手段が特定のガス器具を複数回抽出した時に、登録器具テーブルに当該ガス器具が登録される。新規登録テーブルに基づいた器具判定では、ガス流量計のサンプリングタイミングのずれなどに伴い、誤判定の可能性があるので、複数回の抽出により登録器具テーブルに登録する。
【００１８】
登録器具テーブルに登録される検出ガス流量は、新規器具判定手段が検出した複数回の検出ガス流量に基づいて求められる値である。登録されること検出ガス流量は、各部分流量パターンに特徴的な流量であって、複数回の検出の平均値などで求められる固定値、最大値・最小値などのレンジなどで登録される。
【００１９】
そして、登録器具判定手段が判定したガス器具について、所定の制限時間を越えてガス流量が検出された時、ガス遮断・警報の保安機能が実行される。好ましくは、ガス器具毎に制限時間が設定される。登録器具テーブルによる器具判定は精度が高く、そのガス器具毎に設定された制限時間できめ細かい保安機能が実現される。更に好ましくは、監視中に、検出されたガス流量に変動が生じても、制限時間の監視は継続される。
【００２０】
また、登録器具テーブルによる器具判定がより精度が高いことから、ガス流量が検出されると、最初に登録器具判定手段が判定し、そこで判定できない場合に、新規器具判定手段が判定することが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
【００２２】
図２は、本実施の形態例におけるガスメータの概略構成図である。ガス供給管１２、１４の途中にガスメータ１０が設置され、下流側のガス供給管１４は、顧客宅１６内に設置されている１台のまたは複数のガス器具１８Ａ、Ｂ、Ｃに接続される。ガス器具は、例えば、給湯器、ファンヒータ、テーブルコンロなどである。
【００２３】
ガスメータ１０は、ガス流路内に設けられたガス流量検知手段２０と、ガス遮断弁２２と、ガス圧力センサ３４と、ガス流量計からの流量信号を受信して積算ガス量を計量し、更に使用中のガス器具を判定してそれに対応した保安機能を行うガスメータ制御ユニット２４とを有する。ガスメータ制御ユニット２４は、例えば制御プログラムがインストールされたマイクロコンピュータで実現される。それに伴い、電池２６がガスメータ制御ユニット２４に接続されている。
【００２４】
更に、ガスメータ１０には、計量された積算ガス量が表示されるガス量表示部２８と、地震の発生を検出する感震器３０と、積算ガス量を遠隔のセンタに通知したり、保安機能に対応して監視センタからのガス遮断弁の制御を受けるための通信ユニット３２などを有する。それ以外にも、種々のセンサやアクチュエータが設けられる。
【００２５】
本実施の形態例におけるガス流量検出手段２０は、従来のガスメータで広く使用されていた一定の体積のガスが流れたときにパルス信号を出力する膜式流量計ではなく、２秒以下の間隔で瞬間的なガス流量を検出することができる流量計である。例えば、ガス流路に沿って双方向に超音波を送出し、それぞれの伝播時間からガス流速を検出し、ガス配管の断面積との関係から瞬間ガス流量信号を出力する超音波流量計が好ましい。それ以外には、ガス流にカルマン渦を発生させその振動周波数から流速を検出するフルイディックメータや、膜式流量計であってもパルス信号の間隔が従来よりも狭く２秒以下の間隔でパルス信号が出力されるものでも良い。或いは、熱線からの温度分布がガス流量に応じて変化したのを検出する熱線式流量計であってもよい。
【００２６】
上記のような、比較的短い間隔で瞬間的なガス流量を検出することができるガス流量計を使用することにより、時間に対するガス流量の波形をより正確に検出することができ、流量パターンを基準にしたガス器具の判定を可能にする。
【００２７】
図３は、本実施の形態例のガスメータの動作を説明する模式図である。図３において、ガスメータは、通常判定モード、新規登録モード、運転監視モードの３つの動作モードを有する。ガスメータは、通常判定モード又は新規登録モードにより、使用されているガス器具を判定し、運転監視モードにより、その特定したガス器具に適した保安機能（ガス遮断、警報出力など）を実現する。上記３つの動作モードを実行するために、ガスメータは、流量パターンテーブル、新規器具テーブル、登録器具テーブルを有する。
【００２８】
流量パターンテーブル５０は、燃焼制御に伴って発生する一連のガス流量パターンを分割した部分流量パターンを、制御ステップ毎に分類して格納する。従って、可能性のあるできるだけ多くのまたは全てのガス器具の部分流量パターンが、あらかじめ分析され、それらの部分流量パターンが、制御ステップ毎に分類され、流量パターンテーブル５０内に格納されている。
【００２９】
新規器具テーブル５２は、好ましくは顧客が利用し得るすべてのガス器具とそれに対応する部分流量パターンの組合せとを対応付けて格納する。従って、各顧客宅のガスメータは、同一の新規器具テーブル５２を有する。
【００３０】
これに対して、登録器具テーブル５４は、各顧客毎に利用されているガス器具とそれに対応する部分流量パターンの組み合わせとを対応付けて格納する。この登録器具テーブル５４は、後に詳述するように、所定の処理（新規登録モード）により、顧客宅で利用されているガス器具を新規器具テーブル５２の中から抽出し、その抽出したガス器具とそれに対応する部分流量パターンの組み合わせを登録器具テーブル５４に登録することにより作成される。従って、登録器具テーブル５４は、ガスメータ毎（顧客毎）によって異なるテーブルとなる。
【００３１】
ガスメータは、ガス流量を検出すると、通常判定モードにより、登録器具テーブルに基づいてガス器具判定を行い、登録器具テーブルに登録されている器具と一致する器具を抽出すると、その器具に対応する運転監視モードに移行する。一致する器具を抽出できない場合は、新規登録モードに移行し、新規器具テーブルに基づいてガス器具判定を行い、一致する器具を抽出すると、運転監視モードに移行する。
【００３２】
以下、上記各動作を実現するためのガスメータ制御ユニットについて説明しつつ、各動作モード、各テーブルについてさらに詳しく説明する。
【００３３】
図４は、本実施の形態例におけるガスメータ制御ユニットの構成図である。ガスメータ制御ユニット２４は、マイクロコンピュータにより実現されるので、その構成は、制御プログラムが格納されたＲＯＭと、一時的にデータを記憶するＲＡＭと、制御プログラムを実行するＡＬＵとからなる。但し、図４には、制御プログラムの各モジュールと、ＲＯＭやＲＡＭに記憶されたデータ構成が示される。
【００３４】
ガス流量計から例えば２秒以下の毎に出力されるガス流量信号S20は、瞬間的なガス流量の情報を有し、メモリ４２内に時刻に対応して逐一記憶される。また、ガス流量積算モジュール４０は、ガス流量信号S20のガス流量を積算して、ガス量表示部への表示信号S28を出力する。従って、ガス流量積算モジュール４０は、ガスメータの基本的な機能を実現する。
【００３５】
本実施の形態例のガスメータは、顧客宅内のガス管に接続されるガス器具を使用中のガス流量の変化から判定することができる。ガス器具判定モジュール４３は、かかるガス器具判定機能を有する。ガス器具判定モジュール４３は、検出したガス流量パターン（時間に対する流量波形）から各制御ステップを判定する制御ステップ判定モジュール４４と、制御ステップ毎に分割されたガス流量波形から部分流量パターンを抽出する部分流量パターン抽出モジュール４６と、その部分流量パターンを手がかりに、流量パターンテーブル５０と新規器具テーブル５２又は登録器具テーブル５４とから一致するガス器具を抽出するマッチングモジュール４８とを有する。
【００３６】
本実施の形態例のガスメータは、通常のガス器具判定処理（通常判定モード）では、登録器具テーブル５４に基づいて、ガス器具を判定し、登録器具テーブル５４からガス器具を抽出できない場合、新規登録モードにより、新規器具テーブル５２を参照してガス器具を判定し、それを登録器具テーブル５４に登録する。
【００３７】
制御ステップ判定モジュール４４は、メモリ４２に一定時間毎に記憶されたガス流量の波形を解析し、ガス器具の燃焼制御ステップの変化を判定する。即ち、本実施の形態例では、ガス器具の燃焼制御に伴って発生する一連のガス流量パターンを分割した部分流量パターンの単位で、検出ガス流量パターンをあらかじめ登録された部分流量パターンとマッチングをとる。従って、検出されるガス流量パターンが、現在どの制御ステップに対応しているかを判別する必要がある。そのため、制御ステップ判定モジュール４４は、メモリ４２に記憶された時間に対するガス流量波形のどこからどこまでが、燃焼制御のどの制御ステップに対応するかを判定する。
【００３８】
部分流量パターン抽出モジュール４６は、検出ガス流量パターンを、制御ステップ判定モジュールにより判別された制御ステップ毎に分割し、その分割された部分流量パターンの特徴データを抽出する。部分流量パターンの特徴データは、パターンマッチングに使用される指標であり、後に詳述されるとおり、流量波形を時間と流量で特徴付けたものである。従って、部分流量パターン抽出モジュール４６は、記録されたガス流量波形から、特徴データを抽出する。この特徴データは、マッチングモジュール４８により、部分流量パターンとのマッチングに利用される。
【００３９】
マッチングモジュール４８は、流量パターンテーブル５０内を検索し、検出ガス流量から抽出された部分流量パターンにマッチングする流量パターンテーブル５０内の部分流量パターンを抽出する。即ち、前述した部分流量パターンの特徴データを指標にして、あらかじめ登録されている部分流量パターンのうち一致するものを、各制御ステップ毎に抽出する。更に、マッチングモジュール４８は、登録器具テーブル５４を参照して、流量パターンテーブルから抽出された部分流量パターンの組合せとマッチングするガス器具を抽出する。
【００４０】
その場合、より好ましくは、検出ガス流量が、登録器具テーブル５４の各ガス器具毎の流量値に該当するか否かの判定も行われる。部分流量パターンの組合せだけでは、複数のガス器具が一致する場合があり、それら複数のガス器具から使用中のガス器具を特定するために、ガス流量値も利用されることが好ましい。
【００４１】
以上のように、ガス器具判定モジュール４３がガス器具を特定することができると、運転監視モジュール５６が、運転監視モードを実行し、その特定されたガス器具に最適な保安制御を実行することができる。最も典型的な保安制御は、特定されたガス器具による安全継続使用時間（制限時間）オーバ遮断機能である。つまり、運転監視モジュール５６は、特定されたガス器具が、ガス器具毎に設定された安全継続使用時間をオーバして使用継続されているかを監視し、オーバする時に、遮断信号S22を出力してガス遮断弁を遮断したり、警報を出力したりする。従って、従来のようにガス流量に依存した安全継続使用時間の設定ではなく、ガス器具毎に最適に設定された安全継続使用時間に基づいて運転監視を行うことができる。
【００４２】
一方、マッチングモジュール４８が、登録器具テーブル５４からガス器具が抽出できない場合がある。例えば、登録器具テーブル５４に何も登録されていない初期状態時、又は、登録器具テーブル５４に顧客が利用しているガス器具が登録された後に、顧客が新たなガス器具を追加購入したりする場合である。このような場合、マッチングモジュール４８は、新規器具テーブル５２からその新たなガス器具を特定し、その特定したガス器具とその部分流量パターンの組み合わせを登録器具テーブル５４に登録する処理（新規登録モード（後述））を実行する。
【００４３】
以下、ガス流量パターン、部分流量パターン、流量パターンテーブル、新規器具テーブル、登録器具テーブルについて、具体的を説明する。
【００４４】
図５は、複数のガス器具におけるガス流量パターン例を示す図である。図５には、（１）大型湯沸かし器である給湯器の給湯側バーナー（以下、給湯器（給湯））、（２）小型湯沸かし器、（３）給湯器の風呂追い焚きバーナー（以下、給湯器（風呂追焚）、（４）ファンヒータ、（５）ガスストーブ、（６）テーブルコンロの燃焼制御に伴って発生する一連のガス流量波形が示される。全てのガス流量波形において、横軸が時間、縦軸がガス流量であり、制御ステップとして点火時Ａ、初期過渡期Ｂ、安定期Ｃがそれぞれ示されている。
【００４５】
図６、７、８は、点火時、初期過渡時、安定期における部分流量パターン例を示す図である。図５に示した各ガス機器のガス流量パターンを説明すると共に、図６、７、８に示したそれらの部分流量パターンの例を説明する。
【００４６】
図５（１）の給湯器（給湯）のガス流量パターンは、点火時Ａは、点火に最適なガス流量に制御して緩点火が行われ、所定期間緩点火のガス流量を維持した後、最大ガス流量Qmax（または任意のガス流量）にしてフィードフォワード及びフィードバック制御に入る。やがて、ガス流量が収束しながらガス流量が一定の安定期Ｃになる。点火時Ａと安定期Ｃとの間の初期過渡期Ｂでは、給湯器のフィードフォワード制御及びフィードバック制御に応じて、ガス流量の変化の仕方は異なるが、この例では、最大インプット量Qmax（または任意のガス流量）から上下に振幅しながら安定期の一定流量に収束していく第１のパターンである。それ以外には、最大インプット量Qmax（または任意のガス流量）から徐々に減少して安定期の一定流量に収束する第２のパターンや、最大インプット量Qmaxとは異なる任意のガス流量から徐々に増加して安定期の一定流量に収束する第３のパターンなどがある。
【００４７】
図６の点火時の部分流量パターンには、上記緩点火のパターンA-1が示される。即ち、緩点火パターンA-1では、点火時に最大ガス流量Ｑmaxの７〜９割にあたる点火用ガス流量Ｑ１の状態が所定時間ｔだけ継続し、その後、最大ガス流量Ｑmax（または任意のガス流量Ｑ２）に変更される。即ち、水温が低い場合などは、最大インプットにすることで急速に加熱され、短時間で設定温度の出湯ができるように制御される。また、水温が低くない場合は、制御された任意のガス流量に制御される。
【００４８】
従って、緩点火パターンA-1の特徴データは、一旦緩点火ガス流量Ｑ１が継続する所定時間ｔが、0.5秒以上から１０秒までの範囲内（0.5sec≦ｔ≦１０sec）で、その緩点火用ガス流量Ｑ１が、最大ガス流量Ｑmaxの７〜９割の範囲内（Ｑ１＝Ｋ（ｎ／３）Ｑmax、0.7≦Ｋ≦0.9）になることである。但し、緩点火されるバーナーの数ｎに応じて、その最大ガス流量Ｑmaxは異なる。バーナーが３面ある場合であって、緩点火時に３面全てが点火する場合（ｎ＝３）はＱ１＝ＫＱmaxと、２面のみが点火する場合（ｎ＝２）はＱ１＝Ｋ（２／３）Ｑmaxと、１面のみが点火する場合（ｎ＝１）はＱ１＝Ｋ（１／３）Ｑmaxの何れかである。また、バーナーが２面の場合は、Ｑ１＝ＫＱmaxまたはＱ１＝Ｋ（１／２）Ｑmaxである。バーナーが１面の場合はＱ１＝ＫＱmaxである。更に、最大インプット量Ｑmaxは、給湯器の能力（１６号、２０号、２４号、３２号など）に依存して異なる。
【００４９】
また、図７の初期過渡期の部分流量パターンには、上記した最大ガス流量Ｑmax（または任意のガス流量）から上下にハンチングしながら一定流量Ｑ３に収束する第１のパターンB-1と、最大ガス流量Ｑmax（または任意のガス流量）から徐々に減少しながら一定流量Ｑ３に収束する第２のパターンB-2と、任意のガス流量Ｑ２から徐々に上昇しながら一定流量Ｑ３に収束する第３のパターンB-3とが示されている。
【００５０】
更に、図８の安定期の部分流量パターンには、上記の一定ガス流量に維持されるパターンC-1が示される。この安定期では、給湯に使われる水量が一定である限り、ほぼ一定のガス流量Ｑ３が維持されるが、フィードフォワード及びフィードバック制御が維持されるので、僅かにガス流量Ｑ３の上下に変動する流量パターンになる。
【００５１】
図５に戻り、（２）排気筒を利用したＣＦ式風呂釜や、排気筒を必要としないバランス型のＢＦ式風呂釜の流量パターンでは、点火時Ａは、パイロット点火のパターンとなり、その後初期過渡期を経ることなく、一定流量の安定期Ｃに移る。点火時Ａにおいて、最初にパイロットが点火され、パイロットバーナー用にごく少量のガス流量が発生する。この少量のガス流量が継続する時間は約３秒以上であり、その後、ガス流量がバーナ数の面数に対応したガス流量になり、バーナーが着火する。ＣＦ式風呂釜やＢＦ式風呂釜は、安定期Ｃでは、比例弁を利用した制御ではなく、バーナーの面切り替えによってその出力が制御される。従って、安定期Ｃでは、ガス流量は一定であるがバーナー面の切替により段階的に切り替えられる。図５（２）の例では、２面バーナーの例である。また、安定期Ｃの後でバーナーが消された後では、パイロット用口火のみのガス流量が消費される。更に、別のＣＦ式風呂釜やＢＦ式風呂釜において、点火時Ａにダイレクト着火される場合もある。その場合は、点火時に直接最大ガス流量Ｑ２に立ち上がってしまう。
【００５２】
ＣＦ式風呂釜やＢＦ式風呂釜の他に、小型湯沸かし器においても、図５（２）のような流量パターンが発生する。
【００５３】
図６の点火時の部分流量パターンには、口火パターンA-2が示される。この口火パターンA-2では、最初の数秒間（約３秒以上）、パイロット用の少ないガス流量Ｑ１（６０Kcal/h≦Ｑ１≦４００Kcal/h）に維持され、その後最大ガス流量Ｑmax（または任意のガス流量Ｑ２）に増やされる。口火用バーナーのガス流量Ｑ１は、緩点火時のガス流量Ｑ１よりも遙かに少ない流量である。また、図６には、固定流量着火パターンA-3も示されていて、これは、短時間（約１秒間）の間に最大ガス流量Ｑmax（または任意のガス流量Ｑ２）に立ち上がる流量パターンである。更に、図８の安定期の部分流量パターンには、一定パターンC-2が示される。バーナーの面切り替え制御はあるが、それ以外では一定流量Ｑ３に維持されるので、安定期の部分流量パターンは、一定パターンC-2に該当する。
【００５４】
図５の（３）給湯器（風呂追焚）は、浴槽内のお湯を小型のバーナーで加熱循環する追い焚きバーナーが燃焼した時のガス流量パターンである。給湯器（給湯）と同様に、点火時Ａでは緩点火用のガス流量パターンが発生し、その後追い炊きバーナの最大ガス流量Ｑmaxに維持される。従って、この場合は、点火時Ａでは緩点火パターンA-1となり、初期過渡期を経ずに、安定期Ｃでは一定パターンC-2になる。但し、最大ガス流量Ｑmaxは、（１）給湯器（給湯）の場合に比較するとかなり小さくなる。追い焚き運転では、通常、浴槽温度が設定温度に達すると、運転停止になり自動的にガス流量がなくなる。
【００５５】
図５（４）のファンヒータは、点火時Ａでは緩点火パターンである。その後、ガス流量は最大インプット量Qmaxでまたはそれ以上の流量で急速に暖房能力を上昇させ、部屋の温度を上昇させる。その後、部屋の温度が上昇するにつれて、ステップ式の比例制御により段階的にガス流量が減少し、一定流量Ｑ３に達する。安定期Ｃでは、通常、部屋の温度に対してインプットガス量が決定されるステップ式の比例制御が行われ、一定流量Ｑ３を中心として一定のガス流量だけ上下する。
【００５６】
従って、このファンヒータの場合は、点火時Ａは緩点火パターンA-1であり、初期化過渡期Ｂはステップ減少パターンB-4に該当し、安定期Ｃはステップ制御パターンC-3に該当する。
【００５７】
別のファンヒータの使用状況によっては、図５（４）に示されるとおり、緩点火パターンA-1から初期過渡期を経ずにＱmaxで一定となる一定制御パターンの安定期パターンC-2になる場合もある。例えば、ファインヒータが気温の低い部屋で使用される場合などである。このように、点火した後最大インプット量Ｑmaxの状態が長時間継続する場合でも、安定期パターンC-2とのマッチングを検出し、その時の流量レンジで給湯器（風呂追い炊き）と区別することができる。また、最大インプット量Qmaxは、ファンヒータの能力に応じて異なり、６〜８畳用、８〜１４畳用、大部屋用では、その最大インプット量Qmaxは段階的に大きくなる。
【００５８】
図８の安定期の部分流量パターンには、上記のステップ制御パターンC-3が示されている。ステップ制御パターンC-3では、一定流量Ｑ３から、部屋の温度の変化などに追従してステップ状にガス流量が上下に制御されている。ステップ式の比例弁が利用されているので、ガス流量の変化ΔＱｉは、比例弁のステップ幅ΔＱになり（ΔＱｉ＝±ΔＱ）、且つ安定期なので、増加の次は必ず減少し、減少の次は必ず増加する（ΔQi×ΔQi+1＜０）。
【００５９】
図５（５）のストーブは、点火時Ａにおいて、最大ガス流量Ｑmaxにパイロット用ガス流量を加えたガス流量Ｑ２で点火し、一定時間そのガス流量が維持される。やがて、パイロットバーナー用のガス流量ΔＱだけ減少し、安定期Ｃになる。このパイロットバーナーは、点火時において一定時間燃焼するのみであり、点火時に燃焼側のバーナーが点火せずに立ち消えしてガスがそのまま流出するのを防止する立ち消え安全機能として設けられている。従って、安定期Ｃにおいてこのパイロットバーナーは燃焼しない。また、安定期Ｃでは、ガス流量は一定に維持され、大小２段階のガス流量の制御が行われるものも、その場合は、それぞれの段階内でガス流量は一定に維持される。
【００６０】
別のストーブの点火時のガス流量パターンとして、固定流量着火パターンになる場合がある。この場合は、パイロットバーナーとともに着火し、その後パイロットバーナは消えないので、パイロットバーナーに対応するガス流量の減少ΔＱは存在せずに、点火時に最大ガス流量になるのみである。
【００６１】
図６の点火時パターンには、上記の立ち消え安全用口火パターンA-4と、固定流量着火パターンA-3とが示される。固定流量着火パターンA-3では、前述のとおり短時間（約１秒以内）で最大ガス流量Ｑmax（または任意のガス流量Ｑ２）に立ち上がるのに対して、立ち消え安全装置用口火パターンA-4では、あるガス流量Ｑ２に立ち上がってからその状態が数秒間（２秒≦ｔ≦５秒）維持され、やがて点火パイロット分のガス流量Qp（100Kcal/h≦Qp≦400Kcal/h）だけ段階的に減少する。
【００６２】
図５の（６）テーブルコンロでは、点火時Ａでは、ダイレクト着火の流量パターン（固定流量着火パターンA-3）であり、その後の初期過渡期Ｂでは、ガス流量が大きく変動し、やがて安定期Ｃに至る。但し、安定期においても、調理によっては手動による流量調整が行われることもある。更に、別のテーブルコンロでは、点火時Ａにおいて、立ち消え安全装置用口火パターンA-4になるものも存在している。
【００６３】
図７の初期過渡期の部分流量パターンには、コンロ過渡期パターンB-5が示されている。手動によるインプット調節であるので、点火時の最大ガス流量Ｑmax（または任意のガス流量Ｑ２）から、数秒間（0.5sec≦ｔ≦３sec）で不規則に上下してから、一定流量Ｑ３に至る。一定流量Ｑ３は、点火時の流量よりもΔＱだけ低くなっている。従って、ΔＱ＜０である。
【００６４】
以上のように、複数のガス器具の燃焼制御に伴うガス流量パターンを調べてみると、点火時Ａにおいて、緩点火パターンA-1、口火パターンA-2、固定流量着火パターンA-3、立ち消え安全装置用口火パターンA-4の４つパターンに分類することができる。従って、流量パターンテーブルの点火時の部分流量パターンは、図６に示されるとおり、４種類の部分流量パターンが登録される。
【００６５】
それぞれの流量パターンの特徴データ例は、図６に示されるとおりであり、緩点火パターンA-1では、緩点火ガス流量Ｑ１の時間ｔが0.5sec≦ｔ≦10secで、緩点火ガス流量Ｑ１がＱ１＝K(n/k)Qmax（ｋはバーナー面の数、0.7≦Ｋ≦0.9）である。口火パターンA-2では、口火ガス流量Ｑ１が60Kcal/h≦Ｑ１≦400Kcal/h）でその時間ｔが３sec≦ｔである。固定流量着火パターンA-3では、ガス流量の立ち上がり時間ｔがｔ≦１secである。そして、立ち消え安全装置用口火パターンA-4では、立ち上がりガス流量の時間ｔが2sec≦ｔ≦5secであり、低下ガス流量Qpが100Kcal/h≦Qp≦400Kcal/hである。
【００６６】
更に、初期過渡期Ｂにおいて、ハンチングパターンB-1、単調減少パターンB-2、単調増加パターンB-3、ステップ減少パターンB-4、コンロ過渡期パターンB-5の５種類の部分流量パターンに分類することができる。従って、図７に示されるとおり、流量パターンテーブルの初期過渡期の部分流量パターンは、上記５種類が登録される。
【００６７】
それぞれの流量パターンの特徴データ例は、図７に示されるとおりであり、ハンチングパターンB-1では、上下の変化量ΔQiの絶対値が順次減少し（｜ΔQi｜＞｜ΔQi+1｜）、その増減が繰り返される（ΔQi×ΔQi+1＜０）。また、単純減少パターンB-2では、一定時間ｔ間隔での変化量が徐々に小さくなり（ΔQi＞ΔQi+1）、その変化量ΔQiは常に負である（ΔQi＜０）。単純増加パターンB-3では、一定時間ｔ間隔での変化量が徐々に小さくなり（ΔQi＞ΔQi+1）、その変化量ΔQiは常に正である（ΔQi＞０）。ステップ減少パターンB-4では、ガス流量の変化ΔQiが固有のステップ流量ΔＱの整数倍（ΔQi＝ＮΔQ）で、変化量ΔQiが常に負である（ΔQi＜０）。尚、ステップ流量ΔＱは、安定期Ｃでのガス流量変化量から求めることができる。そして、コンロ過渡期パターンB-5では、短い時間ｔ（0.5sec≦ｔ≦3sec）に任意の流量ΔＱだけ減少する（ΔＱ＜０）。
【００６８】
そして、安定期Ｃにおいては、比例制御パターンC-1、一定パターンC-2、ステップ制御パターンC-3の３種類の部分流量パターンに分類することができる。それに伴い、図７に示されるとおり安定期の部分流量パターンは、上記３種類が登録される。
【００６９】
それぞれの流量パターンの特徴データ例は、図８に示されるとおりである。比例制御パターンC-1では、ある一定時間（例えばＸ＝10sec）において、ガス流量の変化量（｜Qi−Qi-1｜）が、その間の平均流量Qaveの数％（Ｍ＝0.03）程度以内に抑えられ、且つ、ある一定時間内の最大と最小流量の差（Qmax−Qmin）が100Kcal/h（＝Ｌ）程度以上である。つまり、比例制御ではガス流量の変化はある程度大きくなる。一定パターンC-2では、比例制御パターンよりガス流量の変化量が小さく、一定時間（例えばＸ＝10sec）における最大と最小流量の差（Qmax−Qmin）が100Kcal/h（＝Ｌ）程度以内である。ステップ制御パターンC-3では、ガス流量の変化量ΔQiがステップ幅±ΔＱであり、増加と減少が交互に繰り返される（ΔQi×ΔQi+1＜０）。
【００７０】
図９は、本実施の形態例における新規器具テーブルの例を示す図表である。新規ガス器具テーブル５２は、好ましくはあらゆるガス器具それぞれについての、部分流量パターンの組み合わせと、各部分流量パターンに対応する流量レンジ、さらには、継続して使用可能な制限時間とを含む。
【００７１】
例えば、この図表において、給湯器（給湯）の部分流量パターンの組合せは、点火時Ａは緩点火パターンA-1、初期過渡期ＢはハンチングパターンB-1、単純減少パターンB-2、単純増加パターンB-3のいずれか、安定期Ｃは比例制御パターンC-1である。そして、各パターンでの流量レンジが示されている。
【００７２】
給湯器（給湯）の点火時の流量レンジは、緩点火ガス流量Ｑ１のレンジを示す。また、初期過渡期の流量レンジは、ハンチング、単調減少、単調増加いずれも、実際に検出されるガス流量のレンジである。また、安定期の流量レンジも検出されるガス流量のレンジである。上記の用途の違いにより、この安定期でのガス流量レンジが異なってくる。このように、新規器具テーブル５２で設定される流量レンジは、各ガス器具が取り得る比較的広いレンジとなる。
【００７３】
更に、ＢＦ式風呂釜、ＣＦ式風呂釜、小型湯沸かし器の部分流量パターンの組合せは、点火時Ａは口火パターンA-2、固定流量着火パターンA-3のいずれか、初期過渡期Ｂには存在せず、安定期Ｃは一定パターンC-2である。点火時の流量レンジは、固定流量着火パターンでの流量レンジを示す。口火パターンの場合は、図６のA-2に示したとおり、口火用ガス流量Ｑ１の流量レンジは、特徴データに含まれているので、器具テーブルには示す必要はない。なお、固定流量着火の場合は、点火時と安定期とで流量レンジは同じになる。
【００７４】
給湯器（風呂追焚）の部分流量パターンの組合せは、図示されるとおり、点火時Ａは緩点火パターンA-1、初期過渡期Ｂにはなく、安定期Ｃは一定パターンC-2である。点火時の流量レンジは、緩点火ガス流量のレンジである。
【００７５】
また、ファンヒータの部分流量パターンの組合せは、点火時Ａは緩点火パターンA-1、初期過渡期Ｂはステップ減少パターンB-4、安定期Ｃはステップ制御パターンC-3である。また、点火時の流量レンジは、緩点火ガス流量のレンジであり、初期過渡期及び安定期の流量レンジは、検出されるガス流量のレンジである。尚、前述のとおり、ファンヒータの使用状況によっては、初期過渡期が存在しない場合もある。
【００７６】
次に、ストーブの部分流量パターンの組合せは、点火時Ａはダイレクト着火パターンA-3または立ち消え安全装置用口火パターンA-4で、初期過渡期Ｂはなく、安定期Ｃは一定パターンC-2である。点火時の流量レンジは、着火時のガス流量のレンジである。
【００７７】
更に、テーブルコンロの部分流量パターンの組合せは、点火時Ａはダイレクト着火パターンA-3または立ち消え安全装置用口火パターンA-4で、初期過渡期Ｂはコンロ過渡期パターンB-5で、安定期Ｃは一定パターンC-2である。点火時と初期過渡期のガス流量レンジは同程度の範囲になっており、安定期の流量レンジは、更に広くなっている。
【００７８】
このように、器具テーブルにおいて、各ガス器具に対応する部分流量パターンの組合せが登録されている。従って、部分流量パターンの組合せから、ガス器具を判定することができる。但し、一部の複数のガス器具において、同じ部分流量パターンの組合せを有する場合がある。例えば、小型湯沸かし器とストーブは、点火時Ａで固定流量着火パターンA-3、初期過渡期がなくて、安定期Ｃで一定パターンC-2と同じ組合せになる。この場合であっても、ストーブよりも小型湯沸かし器のガス流量レンジが高くなっているので、ガス流量を比較することにより、両ガス器具を区別することはできる。
【００７９】
図１０は、本実施の形態例における登録ガス器具テーブルの例を示す図表である。登録ガス器具テーブル５４は、各顧客が利用するガス器具それぞれについての、部分流量パターンの組み合わせと、各部分流量パターンにおける特徴的な流量と、制限時間とを少なくとも含む。
【００８０】
登録器具テーブル５４に登録される器具は、後述する新規登録モードにより特定された器具であって、各器具について登録される部分流量パターンにおける特徴的な流量も、新規登録モードにおいて、実際に検出される流量が登録される。すなわち、新規器具テーブルに登録されている比較的広い流量レンジではなく、その器具固有の流量（又は流量レンジ）が登録されるので、より精度よく器具を判定することができるようになる。
【００８１】
図１０において、例えばストーブの部分流量パターンの組合せは、点火時Ａは立ち消え安全装置用口火パターンA-4で、初期過渡期Ｂはなく、安定期Ｃは一定パターンC-2である。このとき、立ち消え安全装置用口火パターンA-4に特徴的な流量は、着火時の流量Ｑ２とそこからの低下流量（パイロット流量）Ｑｐであり、２つの固定流量が登録される。
【００８２】
登録流量が固定流量である場合は、登録器具テーブルを利用して器具を判定する通常判定時において、各固定流量に対応する検出される各流量が各固定流量とほぼ一致するかどうかが判定される。例えば、検出される流量が、対応する固定流量の±３％以内であれば流量一致と判定する。
【００８３】
ストーブは、初期過渡期はないので、部分流量パターン及び流量ともにブランクである。安定期における一定パターンC-2に特徴的な流量は、一定流量Ｑ３であり、例えば、ストーブが２面切換燃焼の場合、２つの固定流量を有する。
【００８４】
また、ファンヒータの部分流量パターンの組み合わせは、点火時Ａは緩点火パターンA-1、初期過渡期Ｂはステップ減少パターンB-4、安定期Ｃはステップ制御パターンC-3である。このとき、点火時Ａにおける緩点火パターンA-1に特徴的な流量は、着火時の流量Ｑ１であり、これが固定流量として登録される。
【００８５】
安定期Ｃにおけるステップ制御パターンC-3に特徴的な流量は、検出された各ステップごとの流量であり、各ステップごとの複数の流量が固定流量となり、登録された固定流量のうちの少なくとも１つと一致すればよい。初期過渡期におけるステップ減少パターンB-4における特徴的な流量は、上記安定期における各ステップ流量のうちの最大ステップ流量と最小ステップ流量が流量レンジとして登録される。
【００８６】
登録流量が流量レンジである場合は、登録器具テーブルを利用して器具を判定する通常判定時において、検出される流量が流量レンジ内であるかどうかが判定され、流量レンジ内であれば流量一致と判定する。
【００８７】
さらに、給湯器（給湯）の部分流量パターンの組み合わせは、点火時Ａは緩点火パターンA-1、初期過渡期ＢはハンチングパターンB-1、安定期Ｃは比例制御パターンC-1である。このとき、点火時Ａにおける緩点火パターンA-1に特徴的な流量は、上記ファンヒータと同様に、着火時の流量Ｑ１であり、これが固定流量として登録される。
【００８８】
初期過渡期におけるハンチングパターンB-1における特徴的な流量は、初期過渡期において検出される流量のうちの最大流量と最小流量が流量レンジとして登録される。安定期Ｃにおける比例制御パターンC-1に特徴的な流量も安定期において検出される流量のうちの最大流量と最小流量が流量レンジとして登録される。
【００８９】
このように、登録器具テーブル５４には、各器具の部分流量パターンの組み合わせに加えて、各部分流量パターンにおける特徴的な流量として、実際に検出されるその器具固有の流量が固定流量又は流量レンジとして登録され、各制御ステップにおける部分流量パターンとその器具固有の流量とにより、器具判定を行うので、誤判定の可能性が極めて小さく、精度の高い器具判定が可能となる。
【００９０】
さらに、登録流量を、季節ごとにそれぞれ登録することで、よりきめ細かい判定が可能となり、複数の器具が抽出される可能性が減少することが期待できる。具体的には、季節毎の登録流量は、次のようにして求めることができる。▲１▼当初登録時の季節を記憶しておき、登録流量を、現在の季節に対する所定の係数を考慮して補正する。又は各季節毎に補正した登録流量を登録器具テーブルに登録しておく。▲２▼当初登録時の季節から他の季節に移った所定時期に、その器具の登録流量を検出して追加登録する。▲３▼上記▲１▼と▲２▼の両方を適用し、とりあえず、他の季節の登録流量を実際に検出できない間は、▲１▼を利用し、他の季節が来たら▲２▼の処理により登録流量を上書き登録する。また、季節（例えば、月又は暦）のほかに、外気温なども補正の因子となりうる。
【００９１】
図１１及び１２は、本実施の形態例におけるガス器具判定モジュール４３における判定フローチャート図である。具体的には、図１１は、登録器具テーブルに基づいてガス器具を判定する通常判定モードについてのフローチャート、図１２は、登録器具テーブルからガス器具を抽出できない場合に、新規登録テーブル５２を参照してガス器具を判定する新規登録モードについてのフローチャートである。このフローチャートには、図４で示したガス器具判定モジュール４３を構成する各モジュール４４、４６、４８の機能も含まれている。また、ここでは前提として、複数のガス器具が同時に使用される場合は除外している。各ガス器具がそれぞれ単独で使用される場合に限定して、判定方法が示されている。
【００９２】
図１１において、ガス流量が検出されると（S100）、使用開始時間としてその時の時刻をメモリ４２に記録し、さらに、ガス流量検出手段２０からのガス流量信号S20を逐次メモリ４２に記録する（S102）。例えば、２秒以下の間隔で検出される瞬間ガス流量が、メモリ４２に記録される。これにより、時間に対するガス流量の波形が特定可能になる。
【００９３】
一定のサンプリング間隔で検出される瞬時ガス流量を監視して、点火時の燃焼制御の終了が、制御ステップ判定モジュール４４により検出される。具体的には、ガス流量が検出されてから所定時間（例えば１０秒間）経過時に点火時が終了したものと判断することができる。或いは別の方法として、点火後にガス流量がピーク値になった時点で点火時が終了したものと判断しても良いすることも可能である。
【００９４】
点火時の燃焼制御の終了が検出されると、検出された点火時のガス流量波形から、特徴データが生成される。そして、その特徴データと一致する部分流量パターンが、図６に例示したような流量パターンテーブル５０から抽出される（S104）。
【００９５】
部分流量パターンと一致するか否かのマッチング処理は、種々の方法が考えられる。一例としては、検出したガス流量波形の特徴データを抽出し、登録された部分流量パターンの特徴データと一致するか否かをチェックする方法がある。図６に示した例では、緩点火パターンA-1では、最初に緩点火用のガス流量Ｑ１が検出され、その状態が時間ｔ継続する。その後、あるガス流量Ｑ２またはＱmaxに変化する。そこで、前述したとおり、緩点火ガス流量Ｑ１が最大ガス流量Qmaxの0.7〜0.9の範囲であり、時間ｔが0.5〜10秒の範囲にあるのが緩点火パターンA-1の特徴データとすることができる。従って、検出されたガス流量波形から、特徴データとして緩点火ガス流量Q1と時間ｔとが求められ、その値が流量パターンテーブルの特徴データの範囲に該当するか否かのチェックを行うことで、マッチング処理が行われる。
【００９６】
口火パターンA-2では、最初の口火用ガス流量Ｑ１は、絶対値が非常に小さく、例えば、口火用ガス流量Ｑ１が60〜400Kcal/hの範囲であり、口火用ガス流量Ｑ１に維持される時間ｔが3.0秒以上の範囲であるのが、その特徴データである。従って、検出されるガス流量波形から、特徴データとして最初の流量Ｑ１とそれが維持される時間ｔとを求め、その値が流量パターンテーブルの特徴データの範囲に該当するか否かのチェックを行うことで、マッチング処理が行われる。
【００９７】
また、ダイレクト着火パターンA-3では、ピーク流量Ｑ２に立ち上がる時間ｔが1.0秒以下と短く、更に、立ち消え安全装置用口火パターンA-4では、ピーク流量Ｑ２に立ち上がってから時間ｔの後に僅かに流量Ｑｐの低下があり、その時間ｔは2.0〜5.0秒の範囲であり、低下流量Ｑｐは100〜400Kcal/hである。従って、これらの特徴データｔ、Qpを検出ガス流量波形から求めて、流量パターンテーブルの特徴データに該当するか否かにより、マッチングが行われる。
【００９８】
図１１に戻り、部分流量パターンが抽出されると、その部分流量パターンと検出された流量とを有する器具を登録器具テーブルの中から検索する(S106)。一致する器具が抽出されないと、後述する新規登録モードに移行する。一致する器具が抽出された場合、その一致する器具の数が判定され(S108)、それが一つである場合、現在使用中の器具はその抽出された器具に特定される。複数である場合、さらに、次の制御ステップでの流量パターンに基づいた器具判定が行われる。
【００９９】
点火時を過ぎると、検出される流量の変化が一定になったか否か、つまりガス流量が安定したか否かが検出される（S110）。安定したことが検出されると、安定期になったことが判明し、点火時流量から安定期の間が初期過渡期として判別される。
【０１００】
そこで、初期過渡期の検出部分流量パターンの特徴データを求め、流量パターンテーブル５０の初期過渡期に分類された部分流量パターンと比較し、部分流量パターンを抽出する(S112)。比較方法は、点火時と同様に、特徴データが該当するか否かにより行われる。
【０１０１】
そこで、図７を参照して、初期過渡期の部分流量パターンの特徴データを説明すると、ハンチングパターンB-1の場合は、各ピーク流量間の流量差ΔQiを求め、その絶対値が徐々に減少し、且つ流量差ΔＱiの符号が交互に変化することが特徴データである。従って、検出された一連のガス流量値から、各ピーク流量値を検出しそれらの流量差ΔQi、ΔQi+1を求めることで、特徴データを生成することができる。
【０１０２】
単純減少パターンB-2の場合は、検出ガス流量の一定時間ｔ毎の変化流量ΔＱiを求めると、その変化流量ΔＱiの絶対値は、徐々に小さくなり、且つその変化流量ΔＱiの符号は全て負になる。同様に、単純増加パターンB-3の場合は、変化流量ΔＱiの絶対値は徐々に小さくなり、且つその符号が全て正になる。ステップ減少パターンB-4の場合は、流量変化ΔＱiが、ある単位流量ΔＱの整数倍で、且つ流量変化ΔＱiの符号が全て負である。コンロ過渡期パターンB-5では、時間ｔ内に流量変化ΔＱが発生し、その時間は0.5〜3.0秒の範囲で、変化ΔＱの符号が負である。
【０１０３】
初期過渡期の部分流量パターンについて、上記の特徴データと比較できるように、検出ガス流量からそれら特徴データを算出し、どのパターンと一致するか否かが行われる。
【０１０４】
再度図１１に戻り、初期過渡期における部分流量パターンが抽出されると、点火時と同様に、その部分流量パターンと検出された流量を有する器具を登録器具テーブルの中から検索する(S114)。一致する器具が抽出されないと、後述する新規登録モードに移行する。一致する器具が抽出された場合、その一致する器具の数が判定され(S116)、それが一つである場合、現在使用中の器具はその抽出された器具に特定される。複数である場合、さらに、次の制御ステップ（すなわち安定期）での流量パターンに基づいた器具判定が行われる。
【０１０５】
次に、安定期の部分流量パターンの特徴データが求められ、流量パターンテーブル５０から安定期の部分流量パターンの抽出が行われる（S118）。図８の安定期の部分流量パターンに示されるとおり、比例制御パターンC-1の場合は、一定時間Ｘ秒間の複数の検出流量Qiから、平均値Ｑaveと最大値Ｑmax、最小値Qminを更新しながら、隣接する検出流量差（｜Qi−Qi-1｜）が平均値Qaveの数％（例３％）以内で、最大値と最小値の差がある流量（Ｌ＝100Kcal/h)以上になるのが特徴データである。
【０１０６】
一定パターンC-2の場合は、同様にして求められた最大値と最小値の差がある流量（Ｌ＝100Kcal/h）以下になることが特徴データである。更に、ステップ制御パターンC-3の場合は、ステップ幅ΔＱiが一定のステップ幅でその符号が交互に変化するのが特徴である。
【０１０７】
こうして、安定期における部分流量パターンが抽出されると、点火時と同様に、その部分流量パターンと検出される流量を有する器具を登録器具テーブルの中から検索する(S120)。一致する器具が抽出されないと、後述する新規登録モードに移行する。一致する器具が抽出された場合、現在使用中の器具はその抽出された器具に特定される。各制御ステップ、すなわち点火時、初期過渡期、安定期それぞれの部分流量パターンと、各流量パターンに対応する特徴的な流量との組み合わせは一通りなので、ステップＳ１２０において、一致する器具が抽出される場合は、一つの器具に特定される。
【０１０８】
使用中の器具が特定されると、その使用開始時刻を、当該器具に対応する登録器具テーブルの開始時刻記録領域に、ステップＳ１０２で記憶された開始時刻を書き込み、そのガス器具に適した運転監視モードに移行する（S122）。具体例として、使用時間が、ガス器具毎に設定された制限時間（安全継続使用時間）を超えたか否かが監視される。超えた場合は、警報が出力されたり、ガス遮断弁が遮断される。また、監視中にガス流量が変化した場合であっても、制限時間の監視は継続される。従来のガスメータでは、ガス流量が変化した場合、継続使用が終了したと判断してしまう。しかしながら、本実施の形態例では、高精度に器具を特定することができ、また、その器具の流量パターンを把握しているので、例えば比例制御パターンのように、ガス流量に変動があっても、継続使用と判断することができる。
【０１０９】
このように本実施の形態例では、各顧客宅で使用している器具についての部分流量パターンの組み合わせと器具固有の流量を登録した登録器具テーブルを作成し、それを利用して器具判定が行われる。従って、あらゆる種類を網羅する膨大の数のガス器具についての流量パターンの組み合わせと、比較的広い流量レンジが設定された新規器具テーブルを利用して器具判定を行う場合より、さらに精度の高い器具判定が可能となる。
【０１１０】
次に、図１２の新規登録モードについて説明する。図１１の通常判定モードにおいて、抽出された点火時（Ａ）、初期過渡期（Ｂ）、安定期（Ｃ）それぞれの部分流量パターンのいずれかから、登録器具テーブルに登録されている器具を特定できない場合、新規登録モードが実行される。
【０１１１】
図１１において、新規登録モードに移行した段階に応じて、必要な処理によって、取得されていない各制御ステップの部分流量パターンを抽出する(S200、S202、S204)。
【０１１２】
そして、点火時、初期過渡期、安定期それぞれの部分流量パターンが取得されると、その部分流量パターンの組み合わせと一致するガス器具を、新規器具テーブル５２から抽出する(S206)。新規器具テーブル５２には、現在世の中で利用されている器具ほとんどすべてが登録されているので、新規器具テーブル５２を検索することで、部分流量パターンの組み合わせと一致するガス器具が抽出される可能性は極めて高い。但し、新規器具テーブルに登録されていない、新しい制御方式を持つ器具が使用された場合など、一致する器具を抽出できない可能性がある。その場合は、従来のように流量に依存した安全継続使用時間に基づいた運転監視が行われる(S21８)。
【０１１３】
新規器具テーブルから抽出された器具は、所定の一時記憶メモリに、各部分流量パターン及び、各部分流量パターンにおける特徴的な流量（登録器具テーブルに登録される流量）を記憶する(S208)。
【０１１４】
このようにして、新規器具テーブルから器具が特定されると、一旦、その器具は一時記憶メモリに記憶され、さらに、その器具についての特定回数を＋１加算する(S210)。そして、新規器具テーブル５２から器具が特定されるごとに、同じ器具の特定回数を判定する(S212)。特定回数が所定回数（Ｎは、例えば５〜１０程度）に達すると、その器具を登録器具テーブル５４に登録する(S214)。登録器具テーブル５４には、器具名、各制御ステップ毎の部分流量パターン、各部分流量パターンにおける特徴的な流量（固定流量又は流量レンジ）、制限時間であり、登録される流量は、新規器具テーブル５２に登録されている流量レンジの値ではなく、実際に検出された流量のうちの各部分流量パターンにおける特徴的な流量（好ましくは、複数回における各特徴的な流量の平均値）である。
【０１１５】
新規器具テーブル５２には、登録器具テーブルと比較して非常に多くの器具が登録されているので、一回の器具の特定では、間違った器具を判定する可能性がある。さらに具体的には、流量計のサンプリングタイミングのずれなどにより、部分流量パターンの誤認識、ひいては間違った器具の判定の可能性があるので、複数回の器具の特定により初めて登録器具テーブル５４に登録することとしたものである。
【０１１６】
特定された器具が登録器具テーブルに登録されると、ガス器具毎に登録された制限時間による運転監視モードが実行される(S216)。
【０１１７】
図１３は、運転監視モードのフローチャートである。運転監視モジュール５６は、登録器具テーブル５４からガス器具が特定されると（又は登録器具テーブルにガス器具が登録されると）、その器具に対して設定されている制限時間Ｔと運転開始時刻を取得し(S300)、ガス流量Ｑが検出される間(S302)、開始時刻から制限時間Ｔを経過しているかどうかを判定し(S304)、経過した場合、遮断や警報などの保安動作を実行する(S306)。制限時間Ｔ経過前に、ガス流量が検出されなくなると、器具の使用が停止したものとして、監視動作を終了する。
【０１１８】
なお、図１２のステップＳ２１２において、その器具についての特定回数が所定回数未満の場合は、器具を完全に特定できないので、従来のように流量に依存した安全継続使用時間に基づいた運転監視が行われる(S21８)。
【０１１９】
流量パターンテーブルや新規器具テーブルに登録されていない新規なガス器具が使用されて、ガス器具の特定ができなくなることが予想される。従って、本実施の形態例では、ガスメータ内の流量パターンテーブルや器具テーブルに新たな部分流量パターンやガス器具を追加できるようにしておくことが好ましい。その追加は、例えば通信回線を利用してそれらのデータを遠隔のセンタから送信し、ガスメータ制御ユニット内の各テーブルに記録することで可能である。
【０１２０】
図１４は、別の実施の形態例におけるガス器具判定装置の概略構成図である。図２では、ガス器具判定機能を持つガスメータ制御ユニットが設けられたガスメータの構成を示したが、図１４のガス器具判定装置100は、ガス流量を積算するガスメータの機能はなく、ガス器具判定機能を持つガス器具判定制御ユニット124を有し、ガス流量検出手段２０から検出されるガス流量に基づいて、前述と同じ方法でガス器具を判定する。そして、必要に応じてガス遮断弁２２が遮断される。ガス器具判定制御ユニット124は、例えばマイクロコンピュータにより実現される。図１４のそれ以外の構成は、図２のガスメータと同じであり、同じ引用番号が付されている。
【０１２１】
図１５は、図１４のガス器具判定装置に内蔵されるガス器具判定制御ユニット124の構成図である。ガス器具判定装置100は、ガス流量を積算して表示する機能が省略されているので、ガス器具判定制御ユニット124においても、図４の構成からガス流量積算モジュール40が省略されている。それ以外の構成は、図４と同じである。
【０１２２】
図１４に示したガス器具判定装置は、ガスメータとは別にガス供給ラインに取り付けられ、使用中のガス器具の判定を行うことができる。そして、判定したガス器具に対して、必要な運転監視などを行うことができる。
【０１２３】
尚、図２のガスメータのガスメータ制御ユニットや、図１４のガス器具判定制御ユニット単体でも、ガス流量検出手段から検出ガス流量を供給されることで、本発明のガス器具判定装置を構成する。
【０１２４】
以上説明したガス器具のガス流量パターンや部分流量パターンは、あくまでも一例であり、本発明はそれに限定されるわけではない。上記実施の形態では、制御ステップを、点火時、初期過渡期、安定期に分けたが、それ以外の分割にすることもできる。更に、検出した流量パターンと流量パターンテーブルの部分流量パターンとのマッチングの指標に利用した特徴データも一例であり、それ以外の特徴データでもよい。更に、他のマッチング技術を利用してもよい。例えば、音声認識などに利用されるパターンマッチング技術（例えば時間軸を移動させてマッチングをとる動的計画法など）を利用して、ガス流量波形そのもののマッチングをとってもよい。
【０１２５】
上記の実施の形態例では、燃焼制御に伴って発生する一連のガス流量パターンを、制御ステップ毎に部分流量パターンに分割し、各制御ステップ毎に流量パターンのマッチングをとっている。従って、より単純化された部分流量パターンのマッチングであるので、検出が容易になり、検出精度及び検出確率を上げることができる。そして、複数の制御ステップで一致する部分流量パターンの組合せから、ガス器具を判定しているので、検出が容易になる。
【０１２６】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、検出されるガス流量の変化から、使用中のガス器具を容易に判定することができる。従って、判別されたガス器具に最適な運転監視を行うことができる。
【０１２７】
また、各顧客毎にカスタマイズされた登録器具テーブルが作成され、それに基づいてガス器具判定が行われるので、より高精度な判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の安全継続使用時間オーバ時の遮断に利用される安全継続使用時間（制限時間）設定値を示す図である。
【図２】本実施の形態例におけるガスメータの概略構成図である。
【図３】本実施の形態例のガスメータの動作を説明する模式図である。
【図４】本実施の形態例におけるガスメータ制御ユニットの構成図である。
【図５】複数のガス器具におけるガス流量パターン例を示す図である。
【図６】流量パターンテーブルの点火時における部分流量パターン例を示す図である。
【図７】流量パターンテーブルの初期過渡時における部分流量パターン例を示す図である。
【図８】流量パターンテーブルの安定期における部分流量パターン例を示す図である。
【図９】本実施の形態例における新規器具テーブルの例を示す図表である。
【図１０】本実施の形態例における登録器具テーブルの例を示す図表である。
【図１１】本実施の形態例におけるガス器具判定モジュールにおける判定フローチャート（通常判定モード）図である。
【図１２】本実施の形態例におけるガス器具判定モジュールにおける判定フローチャート（新規登録モード）図である。
【図１３】運転監視モードのフローチャートである。
【図１４】本実施の形態例におけるガス器具判定装置の概略構成図である。
【図１５】図１４のガス器具判定装置に内蔵されるガス器具判定制御ユニット124の構成図である。
【符号の説明】
１０      ガスメータ
１８      ガス器具
２０      ガス流量検知手段
４３      ガス器具判定モジュール（新規器具判定手段、登録器具判定手段）
５０      流量パターンテーブル
５２      新規器具テーブル
５４      登録器具テーブル
５６      運転監視モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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