(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼装置であって、
燃料燃焼によって熱量を発生するように構成された燃焼機構と、
駆動電流に応じて変化する作動量に応じて燃料供給量を制御するように構成された制御機器と、
共通の接地電圧を供給するための第１および第２の接地配線と、
前記制御機器の前記作動量を制御するためのマイクロコンピュータと、
前記マイクロコンピュータからの制御指令電圧に応じて前記制御機器の前記駆動電流を調整するための駆動回路とを備え、
前記マイクロコンピュータは、前記第１の接地配線により接地され、
前記駆動回路は、前記第２の接地配線により接地され、
前記第１および第２の接地配線は、平滑コンデンサと接続されたノードを経由して電気的に接続され、
前記駆動回路は、前記制御指令電圧と前記第２の接地配線との電圧差に従って前記駆動電流を制御するように構成され、
前記マイクロコンピュータは、前記第１および第２の接地配線の電圧差に依存して変化する電圧の入力を受けるとともに、当該入力電圧に基づいて前記制御指令電圧を補正するように構成され、
前記燃焼装置は、
前記第１および第２の接地配線の電圧差を増幅した電圧を出力するように構成された電圧検出回路をさらに備え、
前記マイクロコンピュータは、前記電圧検出回路の出力電圧を前記入力電圧として、前記第１および第２の接地配線の電圧差に応じて前記制御指令電圧を補正する、燃焼装置。
【請求項２】
燃焼装置であって、
燃料燃焼によって熱量を発生するように構成された燃焼機構と、
駆動電流に応じて変化する作動量に応じて燃料供給量を制御するように構成された制御機器と、
共通の接地電圧を供給するための第１および第２の接地配線と、
前記制御機器の前記作動量を制御するためのマイクロコンピュータと、
前記マイクロコンピュータからの制御指令電圧に応じて前記制御機器の前記駆動電流を調整するための駆動回路とを備え、
前記マイクロコンピュータは、前記第１の接地配線により接地され、
前記駆動回路は、前記第２の接地配線により接地され、
前記第１および第２の接地配線は、平滑コンデンサと接続されたノードを経由して電気的に接続され、
前記駆動回路は、前記制御指令電圧と前記第２の接地配線との電圧差に従って前記駆動電流を制御するように構成され、
前記マイクロコンピュータは、前記第１および第２の接地配線の電圧差に依存して変化する電圧の入力を受けるとともに、当該入力電圧に基づいて前記制御指令電圧を補正するように構成され、
前記駆動回路は、前記駆動電流が通過する抵抗素子を有し、
前記燃焼装置は、
前記抵抗素子における電圧降下量を検出するための電圧検出回路をさらに備え、
前記マイクロコンピュータは、前記電圧検出回路の出力電圧を前記入力電圧として、前記制御指令電圧に対応した前記電圧降下量の基準値と、前記電圧検出回路によって検出された前記電圧降下量との電圧差に応じて前記制御指令電圧を補正する、燃焼装置。
【請求項３】
前記制御機器は、前記駆動電流に応じて開度が変化する比例弁を含む、請求項１又は２に記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は燃焼装置に関し、より特定的には、燃料供給を調整するための機器の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料燃焼による燃焼熱を発生させる燃焼装置では、燃料供給量を指令どおりに制御することが、燃焼状態を良好に維持する上で重要である。代表的には、燃料供給量は、駆動電流に応じて開度が調整される調整弁（比例弁）によって制御される。
【０００３】
特許第３６４６３６７号公報（特許文献１）には、調整弁の駆動電流を必要熱量に応じた開度に調整する際に、本来流れるべき駆動電流の基準値と、実際の駆動電流の検出値との電流差が大きいときに、異常を判定して燃焼を停止する制御が記載されている。
【０００４】
また、特開平１１−１１８１４１号公報（特許文献２）には、比例弁の温度変化による燃料供給圧力の変動を抑制するために、二次圧力の検出値に応じて、比例弁の駆動電流を調整する制御が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６４６３６７号公報
【特許文献２】特開平１１−１１８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２にも記載されるように、燃料供給を調整するための機器の代表例である調整弁（比例弁）は、マイクロコンピュータによって構成される制御装置からの出力によって制御される。調整弁（比例弁）の開度は、駆動電流によって制御されるため、マイクロコンピュータからの指令に対して駆動電流に誤差が生じると、燃料供給量の変動によって燃焼状態が悪化することが懸念される。
【０００７】
この発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、マイクロコンピュータからの指令に応じて正確に制御することによって、燃焼装置の燃焼状態を良好に維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面では、燃焼装置は、燃焼機構と、制御機器と、共通の接地電圧を供給するための第１および第２の接地配線と、駆動回路とを備える。燃焼機構は、燃料燃焼によって熱量を発生するように構成される。制御機器は、駆動電流に応じて変化する作動量に応じて燃料供給量を制御するように構成される。第１および第２の接地配線は、平滑コンデンサと接続されたノードを経由して電気的に接続される。マイクロコンピュータは、制御機器の作動量を制御するように構成される。駆動回路は、マイクロコンピュータからの制御指令電圧に応じて制御機器の駆動電流を調整する。マイクロコンピュータは、第１の接地配線によって接地され、駆動回路は、第２の接地配線によって接地される。駆動回路は、制御指令電圧と第２の接地配線との電圧差に従って駆動電流を制御するように構成される。マイクロコンピュータは、第１および第２の接地配線の電圧差に依存して変化する電圧の入力を受けるとともに、当該入力電圧に基づいて制御指令電圧を補正する。
【０００９】
上記燃焼装置によれば、駆動回路の接地電圧（第２の接地配線）が変動しても、第１および第２の接地配線の間の電圧差に依存して変化する電圧に基づいて、マイクロコンピュータから駆動回路への制御指令電圧を補正することができる。したがって、接地電圧変動の影響による駆動電流の変動を防止することにより、燃焼装置における燃料供給量を、マイクロコンピュータからの指令に応じて正確に制御することができる。この結果、燃焼装置の燃焼状態を良好に維持できる。
【００１０】
好ましくは、燃焼装置は、電圧検出回路をさらに備える。電圧検出回路は、第１および第２の接地配線の電圧差を増幅した電圧を出力するように構成される。マイクロコンピュータは、電圧検出回路の出力電圧を入力電圧として、第１および第２の接地配線の電圧差に応じて制御指令電圧を補正する。
【００１１】
このようにすると、第１および第２の接地配線の電圧差を増幅した電圧をマイクロコンピュータへ入力することによって、第２の接地配線の電圧変動による第１および第２の接地配線の電圧差を検出することができる。したがって、第１および第２の接地配線の間の電圧差に応じて、マイクロコンピュータから駆動回路への制御指令電圧を補正することができる
また好ましくは、燃焼装置は、電圧検出回路をさらに備える。駆動回路は、駆動電流が通過する抵抗素子を有する。電圧検出回路は、抵抗素子における電圧降下量を検出するように構成される。マイクロコンピュータは、電圧検出回路の出力電圧を入力電圧として、制御指令電圧に対応した電圧降下量の基準値と、電圧検出回路によって検出された電圧降下量との電圧差に応じて制御指令電圧を補正する。
【００１２】
このようにすると、駆動回路中の駆動電流が通過する抵抗素子の電圧降下量をマイクロコンピュータへ入力することによって、第２の接地配線の電圧変動による第１および第２の接地配線の電圧差を検出することができる。したがって、第１および第２の接地配線の間の電圧差に応じて、マイクロコンピュータから駆動回路への制御指令電圧を補正することができる。
【００１３】
好ましくは、制御機器は、駆動電流に応じて開度が変化する比例弁を含む。
このようにすると、燃焼機構に対する燃料供給量を制御するための比例弁の開度を、接地電圧の変動の影響を排除して、マイクロコンピュータからの指令に応じて正確に制御することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、燃料供給を調整するための機器を、マイクロコンピュータからの指令に応じて正確に制御することによって、燃焼装置の燃焼状態を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に従う燃焼装置が適用された給湯装置の概略構成図である。
【図２】本実施の形態に係る燃焼装置が適用された給湯装置の電源構成を説明するためのブロック図である。
【図３】図１に示されたガス比例弁の開度を制御するための構成を説明する回路図である。
【図４】図３に示された駆動回路による駆動電流の変動を説明するための概念図である。
【図５】実施の形態１に従うガス比例弁の開度制御を説明するためのブロック図である。
【図６】実施の形態１に従うガス比例弁の開度制御を説明するフローチャートである。
【図７】実施の形態２に従うガス比例弁の開度制御を説明するためのブロック図である。
【図８】実施の形態２に従うガス比例弁の開度制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。
【００１７】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態に従う燃焼装置が適用された給湯装置の概略構成図である。
【００１８】
図１を参照して、給湯装置１０は、入水管２０と、出湯管３０と、熱交換器４０と、燃焼バーナ５０と、マイクロコンピュータ１００とを備える。さらに、給湯装置１０は、燃焼バーナ５０に対して燃料ガスを供給するための、ガス供給管５５、ガス電磁弁６０およびガス比例弁７０を有する。
【００１９】
入水管２０には、水道水等の非加熱水が給水される。熱交換器４０は、燃焼バーナ５０による燃料ガスの燃焼熱により入水管２０からの非加熱水を熱交換によって加熱する。熱交換器４０による加熱水は、出湯管３０から出湯される。
【００２０】
燃焼バーナ５０へのガス供給管５５には、ガス電磁弁６０およびガス比例弁７０が介挿される。燃焼バーナ５０から出力された燃料ガスは、図示しない燃焼ファンによって導入された燃焼用空気と混合されて、図示しない点火装置によって着火される。混合気が着火されることにより、燃料ガスが燃焼された火炎が生ずる。燃焼バーナ５０からの火炎によって生じる燃焼熱は、熱交換器４０に与えられる。
【００２１】
ガス電磁弁６０は、マイクロコンピュータ１００からの制御指令に応じて開閉される。ガス電磁弁６０は、燃焼バーナ５０への燃料ガスの供給をオンオフする機能を有する。ガス比例弁７０の開度は、マイクロコンピュータ１００からの制御指令に従って制御される。
【００２２】
ガス供給管５５から燃焼バーナ５０への燃料ガスの供給圧力（以下、単に「ガス圧」とも称する）は、ガス比例弁７０の開度に応じて制御される。したがって、燃焼バーナ５０からの燃料ガス供給量（厳密には、単位時間当たりの供給量、すなわち、流量）は、ガス比例弁７０によって制御される。
【００２３】
図１に示した構成において、燃焼バーナ５０、ガス供給管５５、ガス電磁弁６０およびガス比例弁７０、ならびにマイクロコンピュータ１００によって、本実施の形態に従う燃焼装置が構成される。すなわち、燃焼バーナ５０は「燃焼機構」の一実施例に対応し、ガス比例弁７０は「制御機器」の一実施例に対応し、ガス比例弁７０の開度は「制御機器」の「作動量」に対応する。ガス比例弁７０の開度を制御するための構成については後程詳細に説明する。
【００２４】
図２は、本実施の形態に係る燃焼装置が適用された給湯装置の電源構成を説明するためのブロック図である。
【００２５】
図２を参照して、給湯装置１０は、ダイオードブリッジ１２０と、平滑コンデンサ１３０と、トランジスタ１４０と、トランス１５０と、ダイオード１６０と、平滑コンデンサ１７０と、電源配線２００，２１０と、接地配線２０５，２１５とを有する。
【００２６】
ダイオードブリッジ１２０は、コンセント等を経由して電気的に接続された外部電源１１０からの交流電圧を整流して、電源配線２００および接地配線２０５の間に出力する。平滑コンデンサ１３０は、ダイオードブリッジ１２０によって整流された電圧を平滑する。この結果、平滑コンデンサ１３０は、外部電源１１０からの交流電圧振幅相当の直流電圧（たとえば１４０Ｖ程度）を保持する。
【００２７】
トランジスタ１４０は、周期的にオンオフされて、平滑コンデンサ１３０に保持された直流電圧を、パルス状の交流電圧に変換する。トランジスタ１４０によって変換された交流電圧は、トランス１５０の一次側巻線１５２に印加される。
【００２８】
トランス１５０の二次側巻線１５５には、一次側巻線１５２および二次側巻線１５５の巻数比に従って振幅が変換された、一次側巻線１５２と同一周波数の交流電圧が出力される。トランジスタ１４０によってスイッチングされた交流電圧を、トランス１５０に伝達することにより、トランス１５０を小型化することができる。
【００２９】
二次側巻線１５５に出力された交流電圧は、ダイオード１６０および平滑コンデンサ１７０によって、電源配線２１０および接地配線２１５の間の直流電圧Ｖｓに変換される。以下では、直流電圧Ｖｓを「電源電圧Ｖｓ」とも称する。平滑コンデンサ１７０は、電源配線２１０および接地配線２１５の間に電気的に接続される。平滑コンデンサ１７０は、ノードＮａにおいて、接地配線２１５と接続される。トランス１５０を設けることにより、トランス一次側における接地電圧ＧＮＤ＃と、トランス１５０の二次側における接地電圧ＧＮＤとの間で、電気的な絶縁を確保することができる。
【００３０】
トランジスタ１４０のオンオフ制御により、一次側巻線１５２に入力される交流電圧の実効値を調整することによって、電源電圧Ｖｓを制御することができる。電源電圧Ｖｓは、たとえば１５Ｖ程度に制御される。
【００３１】
電源配線２１０および接地配線２１５の間には、電源電圧Ｖｓの供給を受けて作動する機器群が接続される。たとえば、ガス電磁弁６０、ガス比例弁７０、およびその他の負荷９０が、電源配線２１０および接地配線２１５の間に接続される。
【００３２】
給湯装置１０は、さらに、電圧レギュレータ１８０と、平滑コンデンサ１９０と、電源配線２２０と、接地配線２２５とを有する。
【００３３】
電圧レギュレータ１８０は、電源配線２１０および接地配線２１５と接続されて、直流電圧Ｖｓを直流電圧Ｖｃに変換する。電圧レギュレータ１８０の出力ノードは、電源配線２２０と接続される。平滑コンデンサ１９０は、電源配線２２０および接地配線２１５，２２５の間に電気的に接続される。以下では、直流電圧Ｖｃを「電源電圧Ｖｃ」とも称する。電源電圧Ｖｃは、たとえば５Ｖ程度に制御される。
【００３４】
図１に示されたマイクロコンピュータ１００は、電源配線２２０および接地配線２２５と接続されて、電源電圧Ｖｃの供給を受けて動作する。ここで、接地配線２１５および２２５は、平滑コンデンサ１９０と電気的に接続されたノードＮｂを経由して、電気的に接続されている。すなわち、電源配線２１５および２２５は、トランス二次側の接地電圧ＧＮＤを供給するために配置されている。
【００３５】
接地配線２１５において、ガス電磁弁６０、ガス比例弁７０および負荷９０の動作時には、これらの機器の消費電流が流れ込むことによって、電圧レベルが本来の接地電圧ＧＮＤから上昇することが懸念される。これに対して、接地配線２２５は、消費電流の大きい機器群が接続されていないため、電圧レベルの変動が接地配線２１５よりも小さい。
【００３６】
なお、接地配線２１５における電圧レベルの変動は、平滑コンデンサ１９０が接続されたノードＮｂを経由することにより、接地配線２２５には直接伝達されない。以下では、接地配線２１５の電圧をＧＮＤ２と表記する一方で、接地配線２１５の電圧をＧＮＤ１と表記する。すなわち、接地配線２１５と接続されたガス比例弁７０の接地電圧ＧＮＤ２と、接地配線２２５と接続されたマイクロコンピュータ１００の接地電圧ＧＮＤ１とは区別して表記される。通常時は、ＧＮＤ１＝ＧＮＤ２であるが、上述のような接地電圧変動が生じると、ＧＮＤ２＞ＧＮＤ１となる。
【００３７】
図３は、ガス比例弁の開度を制御するための構成を説明するための回路図である。
図３を参照して、駆動回路３００は、マイクロコンピュータ１００からの制御指令電圧Ｖｓｖに応じて、ガス比例弁７０の駆動電流Ｉｄを制御する。ガス比例弁７０の開度は、駆動電流Ｉｄに応じて変化する。
【００３８】
駆動回路３００は、オペアンプ３１０と、駆動トランジスタ３２０と、キャパシタＣ１と、抵抗素子Ｒ０〜Ｒ３とを有する。以下では、抵抗素子Ｒ０〜Ｒ３の電気抵抗値についてもＲ０〜Ｒ３で表記することとする。
【００３９】
駆動トランジスタ３２０は、電源配線２１０および接地配線２１５の間に、ガス比例弁７０および抵抗素子Ｒ０と直列に接続される。抵抗素子Ｒ０は、ノードＮｄおよび接地配線２１５の間に電気的に接続される。ノードＮｄは、駆動トランジスタ３２０および抵抗素子Ｒ０の接続ノードに相当する。図３の構成例では、駆動トランジスタ３２０は、ｎｐｎトランジスタによって構成される。オペアンプ３１０は、電源配線２１０および接地配線２１５と接続されて、電源電圧Ｖｓの供給を受けて動作する。
【００４０】
オペアンプ３１０の非反転入力端子（＋端子）には、抵抗素子Ｒ３を経由して、制御指令電圧Ｖｓｖが入力される。一方で、オペアンプ３１０の反転入力端子（−端子）は、抵抗素子Ｒ２を経由して、ノードＮｄと接続される。キャパシタＣ１は、オペアンプ３１０の非反転入力端子（＋端子）および反転入力端子（−端子）の間に接続される。オペアンプ３１０の出力端子は、抵抗素子Ｒ１を経由して、駆動トランジスタ３２０の制御電極（ベース）と電気的に接続される。
【００４１】
オペアンプ３１０によるフィードバックによって、駆動トランジスタ３２０による供給電流、すなわち、ガス比例弁７０の駆動電流Ｉｄは、ノードＮｄの電圧が制御指令電圧Ｖｓｖと等しくなるように制御される。この結果、駆動回路３００による駆動電流Ｉｄは、下記（１）式に従って制御される。
【００４２】
Ｉｄ＝（Ｖｓｖ−ＧＮＤ２）／Ｒ０            …（１）
このように、駆動回路３００は、制御指令電圧Ｖｓｖに応じて、厳密には、制御指令電圧Ｖｓｖおよび接地電圧ＧＮＤ２の電圧差に従って駆動電流Ｉｄを制御するように構成される。
【００４３】
マイクロコンピュータ１００は、燃焼バーナ５０での必要発生熱量に応じてガス比例弁７０の開度指令値を算出するとともに、当該開度指令値に対応した駆動電流Ｉｄを生じさせるための制御指令電圧Ｖｓｖを出力する。たとえば、ガス比例弁７０の開度（指令値）と、駆動電流Ｉｄとの対応関係を、マップまたは演算式によって予め定めておけば、当該マップまたは演算式を都度参照することによって、式（１）に従って燃焼制御のための制御指令電圧Ｖｓｖを算出することができる。
【００４４】
図３に示されるように、マイクロコンピュータ１００が接地配線２２５によって接地される一方で、駆動回路３００は接地配線２１５によって接地される。すなわち、接地配線２２５は「第１の接地配線」に対応し、接地配線２１５は「第２の接地配線」に対応する。
【００４５】
図２で説明したように、マイクロコンピュータ１００の接地電圧ＧＮＤ１（接地配線２２５）が安定的である一方で、駆動回路３００の接地電圧ＧＮＤ２（接地配線２１５）は、機器群の消費電流の流入により上昇する可能性がある。これにより、駆動電流Ｉｄが変動することが懸念される。
【００４６】
図４には、接地電圧の上昇に伴う駆動電流の変動を説明するための概念図が示される。
図４を参照して、正常時には、ＧＮＤ１＝ＧＮＤ２である。このとき、式（１）に示されるように、駆動電流Ｉｄは、電圧差ΔＶ１（ΔＶ１＝Ｖｓｖ−ＧＮＤ１）に比例する。逆に言えば、マイクロコンピュータ１００は、当該電圧差ΔＶ１を基準にして、制御指令電圧Ｖｓｖを生成する。
【００４７】
ここで、駆動回路３００の接地電圧ＧＮＤ２が、ΔＶｇｎｄ上昇した場合には、駆動電流Ｉｄは、電圧差ΔＶ２（ΔＶ２＝ΔＶ１−ΔＶｇｎｄ）に比例するようになる。この結果、同一の制御指令電圧Ｖｓｖに対して駆動電流Ｉｄが変動する。具体的には、ΔＶｇｎｄ／Ｒ０だけ、駆動電流Ｉｄが減少する。このような駆動電流Ｉｄの変動により、マイクロコンピュータ１００からの指令に対して、燃焼バーナ５０からの供給ガス量に誤差が生じる。この影響により、燃焼バーナ５０からの供給ガス量と燃焼用空気との空燃比が所望値から変化することによって、燃焼状態が悪化することが懸念される。
【００４８】
したがって、実施の形態１では、駆動回路３００の接地電圧に変動に対する駆動電流の変動を抑制するように、ガス比例弁７０の開度を制御する。
【００４９】
図５は、本実施の形態に従う燃焼装置における、ガス比例弁７０の開度（差動量）を制御するための構成を示すブロック図である。
【００５０】
図５を参照して、本実施の形態に従う燃焼装置には、電圧検出回路３５０がさらに設けられる。
【００５１】
電圧検出回路３５０は、オペアンプ３６０と、抵抗素子Ｒ４，Ｒ５を有する。抵抗素子Ｒ４，Ｒ５の電気抵抗値についてもＲ４，Ｒ５で表記することとする。オペアンプ３６０は、電源配線２１０および接地配線２１５と接続されて、電源電圧Ｖｓの供給を受けて動作する。
【００５２】
オペアンプ３６０の反転入力端子（−端子）は、接地配線２１５と接続される。すなわち、反転入力端子（−端子）には、接地電圧ＧＮＤ２が入力される。オペアンプ３６０の非反転入力端子（＋端子）は、抵抗素子Ｒ４を経由して、接地配線２２５（ＧＮＤ１）と電気的に接続される。さらに、抵抗素子Ｒ５は、オペアンプ３６０の非反転入力端子（＋端子）と出力端子との間に接続される。
【００５３】
これにより、オペアンプ３６０および抵抗素子Ｒ４，Ｒ５によって、反転増幅器が構成される。したがって、電圧検出回路３５０は、電圧差（ＧＮＤ２−ＧＮＤ１）を抵抗比（Ｒ５／Ｒ４）に従って増幅した、検出電圧Ｖｄｇを出力する。検出電圧Ｖｄｇは、ＧＮＤ１＝ＧＮＤ２のとき（正常時）にはＶｄｇ＝０である一方で、ＧＮＤ２の上昇に応じてＶｄｇ＞０となる。すなわち、検出電圧Ｖｄｇは、ＧＮＤ２の変動量ΔＶｇｎｄ（以下、ＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄとも称する）に比例した電圧となる。
【００５４】
マイクロコンピュータ１００は、ノード１０１，１０５と、Ａ／Ｄ変換器１０２と、ＣＰＵ１０４と、Ｄ／Ａ変換器１０６とを含む。
【００５５】
Ａ／Ｄ変換器１０２は、ノード１０１に入力されたアナログ電圧を所定ビット数のデジタルデータに変換するように構成される。Ｄ／Ａ変換器１０６は、ＣＰＵ１０４から出力されたデジタルデータをアナログ電圧に変換するように構成される。
【００５６】
電圧検出回路３５０からの検出電圧Ｖｄｇは、マイクロコンピュータ１００のノード１０１に伝達される。Ａ／Ｄ変換器１０２は、検出電圧ＶｄｇをデジタルデータＤＶｄｇに変換して、ＣＰＵ１０４に出力する。
【００５７】
ＣＰＵ１０４は、デジタルデータＤＶｄｇを用いた制御演算によって、ガス比例弁７０の開度指令値を示すデジタルデータＤＶｓｖを出力する。Ｄ／Ａ変換器１０６は、ＣＰＵ１０４からのデジタルデータＤＶｓｖをアナログ電圧である、制御指令電圧Ｖｓｖに変換する。制御指令電圧Ｖｓｖは、ノード１０５から駆動回路３００（図２）へ入力される。
【００５８】
図６は、実施の形態１に従うガス比例弁の開度制御演算処理を説明するフローチャートである。図６に示されたフローチャートに従う制御処理は、制御周期毎（たとえば、１００ｍｓ毎）に、マイクロコンピュータ１００によって繰り返し実行される。
【００５９】
図６を参照して、マイクロコンピュータ１００は、ステップＳ１００により、燃焼バーナ５０での燃焼制御により、ガス比例弁７０の開度指令値を算出する。さらに、算出された開度指令値に対応させて、上述したマップまたは演算式に従って駆動電流Ｉｄが算出される。
【００６０】
たとえば、給湯装置１０からの出湯温度が設定湯温に制御されるように、温度情報および流量情報に基づいて燃焼バーナ５０に対する要求発生熱量が算出される。さらに、算出された要求発生熱量に従って、燃焼バーナ５０からの燃料ガス供給量が決定される。ガス比例弁７０の開度指令値は、算出された燃料ガス供給量に対応して算出することができる。
【００６１】
マイクロコンピュータ１００は、ステップＳ１１０により、ステップＳ１００で算出された駆動電流Ｉｄを制御指令電圧Ｖｓｖに換算する。たとえば、式（１）に従って、Ｖｓｖ＝Ｒ０・Ｉｄとして算出することができる。
【００６２】
さらに、マイクロコンピュータ１００は、ステップＳ１２０により、Ａ／Ｄ変換器１０２からのデジタルデータＤＶｄｇに基づいて、ＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄに依存して変化する検出電圧Ｖｄｇを読み込む。
【００６３】
マイクロコンピュータ１００は、ステップＳ１３０により、ステップＳ１２０で読み込まれた検出電圧Ｖｄｇに応じて、ステップＳ１１０で算出された制御指令電圧Ｖｓｖに対する補正量ΔＶｓｖを算出する。
【００６４】
図４から理解されるように、ＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄに従って制御指令電圧Ｖｓｖを補正することにより、ＧＮＤ１＝ＧＮＤ２のときと同じ駆動電流Ｉｄを確保することができる。したがって、補正量ΔＶｓｖは、検出電圧Ｖｄｇから逆算されるＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄを補償するように定めることができる。なお、駆動回路３００の接地電圧ＧＮＤ２が変動していないとき（ＧＮＤ２＝ＧＮＤ１）には、ΔＶｓｖ＝０とされる。
【００６５】
マイクロコンピュータ１００は、ステップＳ１４０により、燃焼制御から求められた制御指令電圧（Ｓ１１０）と、ステップＳ１３０で算出された補正量ΔＶｓｖとの和に従って、マイクロコンピュータ１００からの制御指令電圧Ｖｓｖを算出する。
【００６６】
再び図５を参照して、ＣＰＵ１０４は、図６のステップＳ１４０で算出された制御指令電圧Ｖｓｖに従ってデジタルデータＤＶｓｖをＤ／Ａ変換器１０６へ出力する。Ｄ／Ａ変換器１０６は、ＣＰＵ１０４からのデジタルデータＤＶｓｖをアナログ電圧に変換して、ノード１０５から出力する。これにより、図３に示された駆動回路３００に対して、制御指令電圧Ｖｓｖが入力される。
【００６７】
このように本実施の形態１に従う燃焼装置によれば、ガス比例弁７０の駆動回路３００の接地電圧が変動しても、ＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄ（ΔＶｇｎｄ＝ＧＮＤ２−ＧＮＤ１）に依存して変化する検出電圧Ｖｄｇに基づいて、マイクロコンピュータ１００から駆動回路３００への制御指令電圧Ｖｓｖを補正することができる。したがって、接地電圧変動の影響によるガス比例弁７０の駆動電流Ｉｄの変動を防止することにより、燃焼装置における燃料供給を制御するガス比例弁７０を、マイクロコンピュータ１００からの指令に応じて正確に制御することができる。
【００６８】
［実施の形態２］
実施の形態１では、ＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄ（ΔＶｇｎｄ＝ＧＮＤ２−ＧＮＤ１）に依存して変化する電圧として、電圧検出回路３５０からの検出電圧Ｖｄｇをマイクロコンピュータ１００に入力する例を説明した。実施の形態２では、ＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄの検知の変形例を説明する。
【００６９】
図７は、実施の形態２に従うガス比例弁の開度制御するためのブロック図である。
図７を参照して、ガス比例弁７０の駆動回路３００は、実施の形態１（図３）と同様に構成されている。すなわち、ガス比例弁７０の駆動電流Ｉｄは、マイクロコンピュータ１００からの制御指令電圧Ｖｓｖに応じて、駆動トランジスタ３２０によって制御される。
【００７０】
実施の形態２に従う燃焼装置では、図５に示された電圧検出回路３５０に代えて、電圧検出回路４００が設けられる。
【００７１】
電圧検出回路４００は、オペアンプ４１０と、抵抗素子Ｒａ，Ｒｂとを有する。抵抗素子Ｒａ，Ｒｂの電気抵抗値としても、Ｒａ，Ｒｂで表記するものとする。オペアンプ４１０は、電源配線２２０および接地配線２２５と接続されて、電源電圧Ｖｃの供給を受けて動作する。したがって、オペアンプ４１０は、マイクロコンピュータ１００の近傍に配置されることが好ましい。
【００７２】
オペアンプ４１０の反転入力端子（−端子）は、配線２４０および抵抗素子Ｒａを経由して、駆動回路３００のノードＮｄと電気的に接続される。一方で、オペアンプ４１０の非反転入力端子（＋端子）は、配線２１６を経由して、接地配線２１５と電気的に接続される。抵抗素子Ｒｂは、オペアンプ４１０の反転入力端子（−端子）および出力端子の間に電気的に接続される。
【００７３】
これにより、オペアンプ４１０および抵抗素子Ｒａ，Ｒｂによって、反転増幅器が構成される。したがって、電圧検出回路４００は、抵抗素子Ｒ０での電圧降下量ΔＶ０（ΔＶ０＝Ｉｄ・Ｒ０）を抵抗比（Ｒｂ／Ｒａ）に従って増幅した、検出電圧Ｖ０を出力する。電圧検出回路４００からの検出電圧Ｖ０は、マイクロコンピュータ１００のノード１０１に入力される。したがって、マイクロコンピュータ１００は、Ａ／Ｄ変換器１０２（図５）からのデジタルデータによって、検出電圧Ｖ０を取得することができる。
【００７４】
ここで、図４に示されたように、ＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄが生じると、同一の制御指令電圧Ｖｓｖに対して、電圧降下量ΔＶ０が変化する。したがって、検出電圧Ｖ０についても、ＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄに依存して変化することが理解される。なお、配線２１６，２４０は、ノードＮｄおよび接地配線２１５の電圧をオペアンプ４１０に伝達する必要がある。このため、特に、配線２１６に対しては、電流を消費するような機器群を接続しないことが好ましい。
【００７５】
図８は、実施の形態２に従うガス比例弁の開度制御演算処理を説明するフローチャートである。図８に示されたフローチャートに従う制御処理についても、制御周期毎（たとえば、１００ｍｓ毎）に、マイクロコンピュータ１００によって繰り返し実行される。
【００７６】
図８を参照して、マイクロコンピュータ１００は、図６と同様のステップＳ１００により、ガス比例弁７０の開度指令値を算出するとともに、算出された開度指令値に対応させて駆動電流Ｉｄをさらに算出する。
【００７７】
マイクロコンピュータ１００は、図６と同様のステップＳ１１０により、ステップＳ１１０で算出された駆動電流Ｉｄを制御指令電圧Ｖｓｖに換算する。
【００７８】
さらに、マイクロコンピュータ１００は、ステップＳ１２５により、Ａ／Ｄ変換器１０２からのデジタルデータに基づいて、ＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄに依存して変化する検出電圧Ｖ０を読み込む。
【００７９】
ＣＰＵ１３０は、ステップＳ１３５により、検出電圧Ｖ０の基準値Ｖ０＊と、読み込まれた検出電圧Ｖ０との電圧差（Ｖ０＊−Ｖ０）に応じて、ステップＳ１１０で算出された制御指令電圧Ｖｓｖに対する補正量ΔＶｓｖを算出する。ここで、基準値Ｖ０＊は、ＧＮＤ１＝ＧＮＤ２のときにおける検出電圧Ｖ０の値であり、本来の駆動電流Ｉｄを示す制御指令電圧Ｖｓｖから算出することができる。したがって、ＧＮＤ１＝ＧＮＤ２（ΔＶｇｎｄ＝０）のときには、Ｖ０＊＝Ｖ０となる。一方で、ＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄが生じると、（Ｖ０＊−Ｖ０）は、ΔＶｇｎｄに比例して増加する。
【００８０】
このため、ステップＳ１３５では、駆動回路３００の接地電圧ＧＮＤ２が変動していないとき（ＧＮＤ２＝ＧＮＤ１）には、ΔＶｓｖ＝０とされる。これに対して、ＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄが生じたときには、電圧差（Ｖ０＊−Ｖ０）に応じて制御指令電圧Ｖｓｖを補正することにより、ＧＮＤ１＝ＧＮＤ２のときと同じ駆動電流Ｉｄを確保することができる。
【００８１】
マイクロコンピュータ１００は、図６と同様のステップＳ１４０により、燃焼制御から求められた制御指令電圧（Ｓ１１０）と、ステップＳ１３５で算出された補正量ΔＶｓｖとの和に従って、マイクロコンピュータ１００からの制御指令電圧Ｖｓｖを算出する。駆動回路３００は、ステップＳ１４０で算出された制御指令電圧Ｖｓｖに従って、ガス比例弁７０の駆動電流Ｉｄを制御する。
【００８２】
これにより、実施の形態２に従う燃焼装置では、ガス比例弁７０の駆動回路３００の接地電圧が変動しても、ＧＮＤ電圧差ΔＶｇｎｄに依存して変化する検出電圧Ｖ０に基づいて、マイクロコンピュータ１００から駆動回路３００への制御指令電圧Ｖｓｖを補正することができる。この結果、実施の形態１と同様に、接地電圧変動の影響によってガス比例弁７０の駆動電流Ｉｄが変動することを防止できるので、燃焼装置における燃料供給を制御するガス比例弁７０を、マイクロコンピュータ１００からの指令に応じて正確に制御することができる。
【００８３】
なお、本実施の形態では、燃焼機構での燃料としてガスを例示したが、駆動電流に応じて作動量が変化する機器によって燃料供給量が制御されるものであれば、任意の燃料を用いる燃焼装置に対して、本発明の適用が可能である。
【００８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８５】
１０  給湯装置、２０  入水管、３０  出湯管、４０  熱交換器、５０  燃焼バーナ、５５  ガス供給管、６０  ガス電磁弁、７０  ガス比例弁、９０  負荷、１００  マイクロコンピュータ、１０１，１０５  入出力ノード（マイクロコンピュータ）、１０２，１０６  変換器、１１０  外部電源、１２０  ダイオードブリッジ、１３０，１７０，１９０  平滑コンデンサ、１４０  トランジスタ、１５０  トランス、１５２  一次側巻線、１５５  二次側巻線、１６０  ダイオード、１８０  電圧レギュレータ、２００，２１０，２２０  電源配線、２０５，２１５，２２５  接地配線、２１６，２４０  配線、３００  駆動回路、３１０，３６０，４１０  オペアンプ、３２０  駆動トランジスタ、３５０，４００  電圧検出回路、Ｃ１  キャパシタ、ＤＶｄｇ，ＤＶｓｖ  デジタルデータ、Ｎａ，Ｎｂ，Ｎｄ  ノード、ＧＮＤ  接地電圧（トランス二次側）、ＧＮＤ１  接地電圧（マイクロコンピュータ）、ＧＮＤ２  接地電圧（駆動回路）、ＧＮＤ♯  接地電圧（トランス一次側）、Ｉｄ  駆動電流（ガス比例弁）、Ｒ０〜Ｒ５，Ｒａ，Ｒｂ  抵抗素子、Ｖ０，Ｖｄｇ  検出電圧、Ｖ０＊  基準値（検出電圧Ｖ０）、Ｖｃ，Ｖｓ  電源電圧、Ｖｓｖ  制御指令電圧。
【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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