特許 6604164 燃焼機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6604164

(24)【登録日】2019年10月25日

(45)【発行日】2019年11月13日

(54)【発明の名称】燃焼機器

(51)【国際特許分類】

   F23N 5/24 20060101AFI20191031BHJP

   F23K 5/00 20060101ALI20191031BHJP

   F16K 31/06 20060101ALI20191031BHJP

【ＦＩ】

   F23N5/24 101Z

   F23K5/00 304

   F23K5/00 301D

   F16K31/06 310F

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-231468(P2015-231468)

(22)【出願日】2015年11月27日

(65)【公開番号】特開2017-96595(P2017-96595A)

(43)【公開日】2017年6月1日

【審査請求日】2018年10月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004709

【氏名又は名称】株式会社ノーリツ

(74)【代理人】

【識別番号】100104444

【弁理士】

【氏名又は名称】上羽 秀敏

(74)【代理人】

【識別番号】100107593

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100107445

【弁理士】

【氏名又は名称】小根田 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】110002088

【氏名又は名称】特許業務法人プロイスＩＰパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】柴▲崎▼ 亮佑

(72)【発明者】

【氏名】安福 洋伸

(72)【発明者】

【氏名】岩谷 佳則

(72)【発明者】

【氏名】藤井 孝平

【審査官】 吉澤 伸幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５８−１９０６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２７０８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１７５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４３０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−１２５８５７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｎ ５／２４

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

Ｆ２３Ｋ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料供給路を開閉する電磁弁と、該電磁弁の開動作制御中に電磁弁オン信号を出力する制御部と、前記電磁弁オン信号が出力されているとき前記電磁弁を電源に導通させるとともに前記電磁弁オン信号が出力されていないとき前記電磁弁を電源から遮断するよう動作するスイッチング回路とを備える燃焼機器において、
前記電磁弁が電源に導通している状態から電源から遮断された状態に遷移したときに前記電磁弁に印加される駆動電圧を少なくとも一時的に保持する駆動電圧保持回路をさらに備え、
前記制御部は、前記電磁弁の開動作制御中に前記電磁弁オン信号をパルス状に出力させたときの前記スイッチング回路の出力状態に基づいて前記スイッチング回路の故障診断を行う故障診断機能を有するとともに、前記故障診断を行わない場合には前記電磁弁の開動作制御中は定常的に前記電磁弁オン信号を出力することを特徴とする燃焼機器。

【請求項2】

燃料供給路を開閉する電磁弁と、該電磁弁の閉動作制御中に電磁弁オフ信号を出力する制御部と、前記電磁弁オフ信号が出力されていないとき前記電磁弁を電源に導通させるとともに前記電磁弁オフ信号が出力されているとき前記電磁弁を電源から遮断するよう動作するスイッチング回路とを備える燃焼機器において、
前記電磁弁が電源に導通している状態から電源から遮断された状態に遷移したときに前記電磁弁に印加される駆動電圧を少なくとも一時的に保持する駆動電圧保持回路をさらに備え、
前記制御部は、前記電磁弁の開動作制御中に前記電磁弁オフ信号をパルス状に出力させたときの前記スイッチング回路の出力状態に基づいて前記スイッチング回路の故障診断を行う故障診断機能を有するとともに、前記故障診断を行わない場合には前記電磁弁の開動作制御中は定常的に前記電磁弁オフ信号を出力しないことを特徴とする燃焼機器。

【請求項3】

燃料供給路を開閉する電磁弁と、該電磁弁と電源との間に直列に設けられた第１及び第２のスイッチング回路と、前記電磁弁の閉動作制御中に前記第１のスイッチング回路に対して電磁弁オフ信号を出力するとともに前記電磁弁の開動作制御中に前記第２のスイッチング回路に対して電磁弁オン信号を出力する制御部を備え、前記第１のスイッチング回路は、前記電磁弁オフ信号が出力されていないとき前記電磁弁を電源に導通させるとともに前記電磁弁オフ信号が出力されているとき前記電磁弁を電源から遮断するよう動作し、前記第２のスイッチング回路は、前記電磁弁オン信号が出力されているとき前記電磁弁を電源に導通させるとともに前記電磁弁オン信号が出力されていないとき前記電磁弁を電源から遮断するよう動作する燃焼機器において、
前記電磁弁が電源に導通している状態から電源から遮断された状態に遷移したときに前記電磁弁に印加される駆動電圧を少なくとも一時的に保持する駆動電圧保持回路をさらに備え、
前記制御部は、前記電磁弁の開動作制御中に前記電磁弁オン信号を定常的に出力し且つ前記電磁弁オフ信号をパルス状に出力させたときの前記第１及び第２のスイッチング回路の出力状態に基づいて前記第１のスイッチング回路の故障診断を行う第１の故障診断機能と、前記電磁弁の開動作制御中に前記電磁弁オン信号をパルス状に出力させ且つ前記電磁弁オフ信号を定常的に出力しないときの前記第１及び第２のスイッチング回路の出力状態に基づいて前記第２のスイッチング回路の故障診断を行う第２の故障診断機能とを有するとともに、前記第１及び第２の故障診断機能によるいずれの故障診断をも行わない場合には前記電磁弁の開動作制御中は定常的に前記電磁弁オフ信号を出力せず且つ定常的に前記電磁弁オン信号を出力することを特徴とする燃焼機器。

【請求項4】

請求項１，２又は３に記載の燃焼機器において、前記制御部は、前記電磁弁に印加される駆動電圧を監視するとともに、当該電圧が所定の閾値未満となったときは前記故障診断を行わないよう構成されていることを特徴とする燃焼機器。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれかに記載の燃焼機器において、前記制御部は、前記故障診断を行った後、所定時間経過するまでは次回の故障診断を行わないように構成されていることを特徴とする燃焼機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁安全弁や元ガス電磁弁などの電磁弁を備えるガスコンロやガス瞬間湯沸器などの燃焼機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ガスコンロやガス瞬間湯沸器などの燃焼機器においては、燃料ガスをガスバーナなどの燃焼部に供給するための燃料供給路の途中に設けた電磁安全弁や元ガス電磁弁などの電磁弁の駆動回路の故障診断機能が具備されている。

【0003】

例えば下記の特許文献１には、半導体スイッチ、ダイオード、及び電磁弁を順に直列接続して作動用電源に接続するとともに、電磁弁と並列にコンデンサを接続し、燃焼制御中は半導体スイッチをパルス信号によって間欠的にオン／オフさせることによってコンデンサを電磁弁の必要駆動電圧以上に充電して電磁弁を駆動させる一方、半導体スイッチとダイオードとの接続点のレベル変化とパルス信号の波形との対応関係によって、燃焼中に前記半導体スイッチの故障を判別する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平８−２７０８２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来技術の構成によれば、電磁弁の駆動中は常時パルス信号による半導体スイッチのオン／オフ切替が行われるようになっており、オン／オフ切替のための電力消費が比較的大きくなり、特に電池式ガスコンロなどにおいては電池寿命に影響を及ぼす。さらに、電磁弁の駆動電圧も常に脈動波形となって電磁弁動作の安定性にとって好ましくなく、その一方、駆動電圧の振幅が小さくなるよう設計すると故障判定が難しくなるという問題がある。

【0006】

そこで、本発明は、燃焼中に電磁弁駆動用のスイッチング回路の故障診断を行う燃焼機器において、故障診断を行わない場合には低消費電力で安定的に電磁弁を開動作させることができるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。

【0008】

すなわち、本発明は、燃料供給路を開閉する電磁弁と、該電磁弁の開動作制御中に電磁弁オン信号を出力する制御部と、前記電磁弁オン信号が出力されているとき前記電磁弁を電源に導通させるとともに前記電磁弁オン信号が出力されていないとき前記電磁弁を電源から遮断するよう動作するスイッチング回路（第２のスイッチング回路）とを備える燃焼機器において、前記電磁弁が電源に導通している状態から電源から遮断された状態に遷移したときに前記電磁弁に印加される駆動電圧を少なくとも一時的に保持する駆動電圧保持回路をさらに備え、前記制御部は、前記電磁弁の開動作制御中に前記電磁弁オン信号をパルス状に出力させたときの前記スイッチング回路の出力状態に基づいて前記スイッチング回路の故障診断を行う故障診断機能を有するとともに、前記故障診断を行わない場合には前記電磁弁の開動作制御中は定常的に前記電磁弁オン信号を出力することを特徴とするものである（請求項１）。

【0009】

かかる本発明の燃焼機器によれば、微分回路に入力されるウォッチドッグパルスを電磁弁駆動用のスイッチング回路の故障診断に用いるのではなく、電磁弁オン信号を故障診断時にパルス状に出力させて、スイッチング回路の出力がパルス信号となるか否かによって故障診断を行うことができ、かかる故障診断の基準が明確となるため容易かつ正確に故障判定を行うことができる。一方、電磁弁に印加される駆動電圧は、駆動電圧保持回路によって保持されるため、スイッチング回路の出力が一時的にパルス信号となっても電磁弁を開動作状態で安定的に保持させることができる。また、故障診断を行わない場合には電磁弁オン信号を定常的に出力することによってスイッチング回数がむやみに増加してしまうことを回避でき、消費電力の低減や電池寿命の長期化を図ることができる。

【0010】

また、本発明は、燃料供給路を開閉する電磁弁と、該電磁弁の閉動作制御中に電磁弁オフ信号を出力する制御部と、前記電磁弁オフ信号が出力されていないとき前記電磁弁を電源に導通させるとともに前記電磁弁オフ信号が出力されているとき前記電磁弁を電源から遮断するよう動作するスイッチング回路（第１のスイッチング回路）とを備える燃焼機器において、前記電磁弁が電源に導通している状態から電源から遮断された状態に遷移したときに前記電磁弁に印加される駆動電圧を少なくとも一時的に保持する駆動電圧保持回路をさらに備え、前記制御部は、前記電磁弁の開動作制御中に前記電磁弁オフ信号をパルス状に出力させたときの前記スイッチング回路の出力状態に基づいて前記スイッチング回路の故障診断を行う故障診断機能を有するとともに、前記故障診断を行わない場合には前記電磁弁の開動作制御中は定常的に前記電磁弁オフ信号を出力しないことを特徴とするものである（請求項２）。

【0011】

かかる本発明の燃焼機器によれば、微分回路に入力されるウォッチドッグパルスを電磁弁駆動用のスイッチング回路の故障診断に用いるのではなく、電磁弁オフ信号を故障診断時にパルス状に出力させて、スイッチング回路の出力がパルス信号となるか否かによって故障診断を行うことができ、かかる故障診断の基準が明確となるため容易かつ正確に故障判定を行うことができる。一方、電磁弁に印加される駆動電圧は、駆動電圧保持回路によって保持されるため、スイッチング回路の出力が一時的にパルス信号となっても電磁弁を開動作状態で安定的に保持させることができる。また、故障診断を行わない場合には電磁弁オン信号を定常的に出力することによってスイッチング回数がむやみに増加してしまうことを回避でき、消費電力の低減や電池寿命の長期化を図ることができる。

【0012】

また、本発明は、燃料供給路を開閉する電磁弁と、該電磁弁と電源との間に直列に設けられた第１及び第２のスイッチング回路と、前記電磁弁の閉動作制御中に前記第１のスイッチング回路に対して電磁弁オフ信号を出力するとともに前記電磁弁の開動作制御中に前記第２のスイッチング回路に対して電磁弁オン信号を出力する制御部を備え、前記第１のスイッチング回路は、前記電磁弁オフ信号が出力されていないとき前記電磁弁を電源に導通させるとともに前記電磁弁オフ信号が出力されているとき前記電磁弁を電源から遮断するよう動作し、前記第２のスイッチング回路は、前記電磁弁オン信号が出力されているとき前記電磁弁を電源に導通させるとともに前記電磁弁オン信号が出力されていないとき前記電磁弁を電源から遮断するよう動作する燃焼機器において、前記電磁弁が電源に導通している状態から電源から遮断された状態に遷移したときに前記電磁弁に印加される駆動電圧を少なくとも一時的に保持する駆動電圧保持回路をさらに備え、前記制御部は、前記電磁弁の開動作制御中に前記電磁弁オン信号を定常的に出力し且つ前記電磁弁オフ信号をパルス状に出力させたときの前記第１及び第２のスイッチング回路の出力状態に基づいて前記第１のスイッチング回路の故障診断を行う第１の故障診断機能と、前記電磁弁の開動作制御中に前記電磁弁オン信号をパルス状に出力させ且つ前記電磁弁オフ信号を定常的に出力しないときの前記第１及び第２のスイッチング回路の出力状態に基づいて前記第２のスイッチング回路の故障診断を行う第２の故障診断機能とを有するとともに、前記第１及び第２の故障診断機能によるいずれの故障診断をも行わない場合には前記電磁弁の開動作制御中は定常的に前記電磁弁オフ信号を出力せず且つ定常的に前記電磁弁オン信号を出力することを特徴とするものである（請求項３）。

【0013】

かかる本発明の燃焼機器によれば、微分回路に入力されるウォッチドッグパルスを電磁弁駆動用のスイッチング回路の故障診断に用いるのではなく、電磁弁オン信号及び電磁弁オフ信号のいずれかを故障診断時にパルス状に出力させて、第１及び第２のスイッチング回路の出力がパルス信号となるか否かによって、第１又は第２のスイッチング回路の故障診断を行うことができ、かかる故障診断の基準が明確となるため容易かつ正確に故障判定を行うことができる。一方、電磁弁に印加される駆動電圧は、駆動電圧保持回路によって保持されるため、スイッチング回路の出力が一時的にパルス信号となっても電磁弁を開動作状態で安定的に保持させることができる。また、故障診断を行わない場合には電磁弁オン信号を定常的に出力することによってスイッチング回数がむやみに増加してしまうことを回避でき、消費電力の低減や電池寿命の長期化を図ることができる。

【0014】

上記本発明の燃焼機器において、前記制御部は、前記電磁弁に印加される駆動電圧を監視するとともに、当該電圧が所定の閾値未満となったときは前記故障診断を行わないよう構成されているものとすることができる（請求項４）。これによれば、電源として電池を用いている場合の電池電圧の低下時など、何らかの原因によって電磁弁駆動電圧が十分に上昇しない場合に、上記故障診断を行うことによって電磁弁が意図せず閉動作してしまうことを回避できる。

【0015】

また、前記制御部は、前記故障診断を行った後、所定時間経過するまでは次回の故障診断を行わないように構成されているものとすることができる（請求項５）。これによれば、故障診断中のスイッチング回路のパルス駆動によって駆動電圧保持回路が保持する駆動電圧が低下しても、所定時間の経過によって駆動電圧保持回路が保持する電圧を復帰させることができる。第１及び第２の故障診断機能を有する場合には、いずれかの故障診断機能による故障診断が行われた後は、所定時間経過するまではいずれの故障診断機能による故障診断をも行わないようにする。

【0016】

なお、上記本発明の燃焼機器において、上記故障診断は適時に行われるものであってよく、電磁弁開動作制御中は所定時間毎に周期的に行ってもよいし、所定条件を満たしたときに行われるものであってもよい。また、第１及び第２の故障診断機能による故障診断は、交互に行われることが好ましいが、第１及び第２の故障診断機能のいずれかによる故障診断回数を比較的多くするなど、適宜のものとすることができる。

【0017】

また、故障診断時に電磁弁オン信号若しくは電磁弁オフ信号をパルス状に出力した際、スイッチング回路の出力波形がパルス波形となるよう回路構成しておくことが好ましく、これによれば、スイッチング回路の出力状態に基づく故障診断を容易かつ正確に行えるようになる。また、駆動電圧保持回路として積分回路を用いることによって、スイッチング回路の出力波形がパルス波形であっても電磁弁に印加される電圧を安定させることができる。

【0018】

また、電磁弁オフ信号によってオフ動作する第１のスイッチング回路は、制御部が出力するウォッチドッグパルスによってオン動作するが、電磁弁オフ信号の出力によってウォッチドッグパルスが出力されていても強制的にオフ動作するよう構成できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る燃焼機器における電磁弁の駆動回路の概略回路図である。

【図2】同燃焼機器の電磁弁開動作制御中のタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0021】

図１は、本発明の一実施形態に係る燃焼機器における電磁弁Ｌの駆動回路の概略構成を示しており、該燃焼機器は、ガスバーナなどの燃焼部への燃料供給路を開閉する電磁弁Ｌと、該電磁弁Ｌの開閉動作を制御する制御部としてのマイクロコンピュータ１と、該マイクロコンピュータ１からの制御指令に応じて電磁弁Ｌに駆動電圧を出力する駆動回路２とを備えている。

【0022】

マイクロコンピュータ１は、パルス波形のウォッチドッグ信号を出力制御可能なウォッチドッグ信号出力端子と、強制オフ指令（電磁弁オフ信号）を出力制御可能な強制オフ出力端子と、電磁弁オン指令（電磁弁オン信号）を出力制御可能な電磁弁オン出力端子と、電磁弁Ｌに対して駆動電圧が出力されているか否かを確認するための電磁弁チェック入力端子と、電磁弁Ｌに印加されている電圧を確認するための電磁弁駆動電圧監視入力端子とを備えている。

【0023】

駆動回路２は、電磁弁Ｌを電源Ｖ（例えば電池）に導通させるべくオン動作可能であるとともにオフ動作時に電磁弁Ｌを電源から遮断する第１及び第２のスイッチング回路Ｓ１，Ｓ２を備えており、これら第１及び第２のスイッチング回路Ｓ１，Ｓ２は電源Ｖと電磁弁Ｌとの間で直列に接続され、両スイッチング回路Ｓ１，Ｓ２がオン動作した場合にのみ電磁弁Ｌが電源Ｖに導通されて電源電圧に基づく駆動電圧が電磁弁Ｌに供給され、いずれかのスイッチング回路Ｓ１，Ｓ２がオフ動作しているときは電磁弁Ｌが電源Ｖから遮断されて電磁弁Ｌに駆動電圧が出力されないように構成されている。

【0024】

第１のスイッチング回路Ｓ１は、２つの半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２により主構成されており、一方のスイッチング素子Ｑ１は電源Ｖから電磁弁Ｌへの電源供給路の途中に設けられたｐｎｐ型トランジスタにより構成されている。このスイッチング素子Ｑ１のエミッタが電源Ｖ側に接続され、コレクタが電磁弁Ｌ側に接続されている。スイッチング素子Ｑ１のエミッタとベースとは抵抗Ｒ１を介して接続されている。

【0025】

別のスイッチング素子Ｑ２は、そのコレクタがベース抵抗Ｒ２を介してスイッチング素子Ｑ１のベースに接続されたｎｐｎ型トランジスタにより構成されている。このスイッチング素子Ｑ２のエミッタ（接地端子）はグラウンドに接地されており、スイッチング素子Ｑ２のベースが、第１のスイッチング回路Ｓ１の制御端子３となる。

【0026】

この制御端子３には、スイッチング素子Ｑ２をオン動作させるための制御電圧を保持可能な平滑コンデンサＣ１がベース抵抗Ｒ３を介して接続されており、該平滑コンデンサＣ１の負側端子はグラウンドに接地されている。平滑コンデンサＣ１とマイクロコンピュータ１のウォッチドッグ信号出力端子とは、ＲＣ直列微分回路４を介して接続されており、これによりウォッチドッグ信号出力端子からパルス波形のウォッチドッグ信号が出力されているときに微分回路４を介して平滑コンデンサＣ１にパルス状に電流供給を行うことにより平滑コンデンサＣ１が上記制御電圧以上に充電され、スイッチング素子Ｑ２及びＱ１が順次オン動作するようになっている。一方、ウォッチドッグ信号出力端子からパルス信号ではない直流信号（Ｈｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号）が出力されているときは、微分回路４を構成するカップリングコンデンサＣ２によってウォッチドッグ信号出力端子から平滑コンデンサＣ１への電流供給が遮断され、平滑コンデンサＣ１の放電によってスイッチング素子Ｑ２及びＱ１が順次オフ動作するようになっている。

【0027】

なお、微分回路４の出力部とグラウンドとの間には負電圧をカットするダイオードＤ１が設けられ、微分回路４の出力部と平滑コンデンサＣ１の間には逆流防止ダイオードＤ２が設けられている。

【0028】

さらに、制御端子３は、マイクロコンピュータ１の強制オフ出力端子に接続されている。この強制オフ出力端子はオープンコレクタ出力端子によって構成され、強制オフ出力端子から強制オフ指令としてＬｏｗ信号出力がなされると平滑コンデンサＣ１の正極側端子を接地させる放電回路が構成されている。これにより、電磁弁Ｌを緊急閉制御する場合などにおいて、マイクロコンピュータ１が強制オフ指令を出力することによって平滑コンデンサＣ１が急速放電され、瞬時にスイッチング回路１をオフ動作させることが可能になっている。一方、電磁弁Ｌを開動作させる場合には、強制オフ出力端子をオープン出力として強制オフ指令を出力しない状態とすることで、ウォッチドッグ信号によってスイッチング回路１をオン動作させることが可能になっている。なお、マイクロコンピュータ１の外部に設けたトランジスタを用いて上記放電回路を構成し、該放電回路に対してマイクロコンピュータ１からＨｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号の強制オフ指令（電磁弁オフ信号）を出力させることも可能である。

【0029】

また、平滑コンデンサＣ１と、微分回路４のカップリングコンデンサＣ２とは、同程度の容量とされ、これらコンデンサＣ１，Ｃ２に電荷が蓄積されていない状態でウォッチドッグ信号出力端子から微分回路４に直流信号を出力されると、これらコンデンサＣ１，Ｃ２間の電荷の移動によって両コンデンサＣ１，Ｃ２がほぼ同電位まで充電されるようになっており、このとき、平滑コンデンサＣ１は、スイッチング素子Ｑ２をオン動作させるに十分な電圧まで一時的に充電されるようになっている。直流信号の出力が継続されている間、微分回路４のカップリングコンデンサＣ２は満充電された状態が維持されるが、カップリングコンデンサＣ２が満充電されて以降は両コンデンサＣ１，Ｃ２間の電荷の移動が無くなるために、平滑コンデンサＣ１に蓄積された電荷が主としてスイッチング素子Ｑ２のベース−エミッタ間抵抗成分を介して徐々に放電していき、数秒程度で平滑コンデンサＣ１の両端電圧がスイッチング素子Ｑ２をオフ動作させる程度まで降下する。

【0030】

上記第２のスイッチング回路Ｓ２は、一つの半導体スイッチング素子Ｑ３により主構成されている。このスイッチング素子Ｑ３は、ｐｎｐ型トランジスタにより構成され、電源Ｖと電磁弁Ｌとの間で上記スイッチング素子Ｑ１と直列に接続されている。すなわち、スイッチング素子Ｑ３のエミッタがスイッチング素子Ｑ１のコレクタに接続され、スイッチング素子Ｑ３のコレクタが電磁弁Ｌ側に接続されている。スイッチング素子Ｑ３のエミッタとベースとは抵抗Ｒ４を介して接続され、スイッチング素子Ｑ３のベースはベース抵抗Ｒ５を介してマイクロコンピュータ１の電磁弁オン出力端子に接続されている。電磁弁オン出力端子は、図示例ではオープンコレクタ出力端子により構成され、オープン出力時（電磁弁オン信号未出力時）はスイッチング素子Ｑ３がオフ動作し、電磁弁Ｌを開動作させるときに電磁弁オン信号としてＬｏｗ信号出力を行うことによってスイッチング素子Ｑ３がオン動作する。

【0031】

上記スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３がすべてオン動作すると、電磁弁Ｌがスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を介して電源Ｖに導通されて、スイッチング素子Ｑ３のコレクタ出力から電磁弁Ｌの駆動電圧として電源電圧が出力される。而して、スイッチング素子Ｑ３のコレクタ出力が、本実施形態の駆動回路２の出力となる。なお、スイッチング素子Ｑ３のスイッチングによる逆起電力をカットするために、スイッチング素子Ｑ３のコレクタ出力には負電圧カット用のダイオードＤ３が接続されている。

【0032】

また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３が正常動作しているか否かを確認するために、駆動回路２の出力部には、出力電圧確認回路５が設けられている。図示例の確認回路５は、エミッタ接地されたｐｎｐ型トランジスタからなる半導体スイッチング素子Ｑ４によって主構成され、該スイッチング素子Ｑ４のベースがベース抵抗Ｒ６を介して駆動回路２の出力部（スイッチング素子Ｑ３のコレクタ出力）に接続され、スイッチング素子Ｑ４のベースとエミッタとは抵抗Ｒ７を介して接続されている。スイッチング素子Ｑ４のコレクタは負荷抵抗Ｒ８を介して電源Ｖに接続され、負荷抵抗Ｒ８とスイッチング素子Ｑ４との接続点６がマイクロコンピュータ１の電磁弁チェック入力端子に接続されている。電磁弁Ｌに向けて駆動回路２から出力される電圧が電磁弁Ｌを開動作させる（電磁弁Ｌが保持弁などの場合には開状態で保持させる）に十分な電圧である場合は、該出力電圧によってスイッチング素子Ｑ４がオン動作して接続点６を接地させ、電磁弁チェック入力端子にＬｏｗ信号が入力される。一方、出力電圧が不十分である場合には、スイッチング素子Ｑ４がオフ動作して接続点６がプルアップされ、Ｈｉｇｈ信号が電磁弁チェック入力端子に入力されるようになっている。そして、マイクロコンピュータ１は、電磁弁Ｌを開動作させるためにウォッチドッグ信号としてパルス信号をウォッチドッグ信号出力端子から出力するとともに電磁弁オン出力端子から電磁弁オン指令信号としてＬｏｗ信号出力を行っているにもかかわらず、電磁弁チェック入力端子からＨｉｇｈ信号が入力されているときは、何らかの故障乃至不具合が生じたものと判定してウォッチドッグ信号並びに電磁弁オン指令信号の出力を停止し、所定のエラー処理を行うよう構成されている。

【0033】

なお、スイッチング素子Ｑ３のコレクタ出力を直接、若しくは、分圧回路によって分圧された電圧をマイクロコンピュータ１のＡ／Ｄ入力ポートに入力させることにより、電磁弁Ｌに出力される駆動電圧を監視させることもできる。

【0034】

また、本実施形態においては、駆動回路２と電磁弁Ｌとの間に駆動電圧保持回路８が設けられている。この駆動電圧保持回路８は、第１及び第２のスイッチング回路Ｓ１，Ｓ２がいずれもオン動作することにより電磁弁Ｌが電源Ｖに導通している状態から、第１及び第２のスイッチング回路Ｓ１，Ｓ２のいずれかがオフ動作することにより電源Ｖから遮断された状態に遷移したときに、電磁弁Ｌに印加される駆動電圧を少なくとも一時的に保持するものであり、本実施形態ではＲＣ積分回路によって構成されており、積分回路を構成するコンデンサの正極側端子が電磁弁Ｌに接続され、その負極側端子は接地されている。この積分回路を構成するコンデンサの容量は適宜設計できるが、電源Ｖから遮断された後の数十ミリ秒程度で放電して電磁弁Ｌが閉動作するよう構成することが好ましい。

【0035】

駆動電圧保持回路８のコンデンサの正極側端子は、マイクロコンピュータ１の電磁弁駆動電圧監視入力端子に接続されている。該監視入力端子は、Ａ／Ｄ入力端子によって構成することができ、マイクロコンピュータ１によって電磁弁Ｌに印加されている駆動電圧をリアルタイムで監視させることができる。なお、電磁弁駆動電圧の監視を、上記出力電圧確認回路５と同様の回路によって駆動電圧が所定の閾値未満であるか否かに基づいて行うことも可能である。

【0036】

本実施形態では、マイクロコンピュータ１は、図２に示すように、燃焼制御のための電磁弁Ｌの開動作制御中、ウォッチドック信号出力端子からウォッチドックパルス（ＷＤパルス）を出力し、強制オフ出力をオープン出力（電磁弁オフ信号を出力しない状態）とし、電磁弁オン出力端子から電磁弁オン信号を第２のスイッチング回路Ｓ１に対して出力する。これにより、駆動回路２の第１及び第２のスイッチング回路Ｓ１，Ｓ２がともにオン動作して、電磁弁Ｌが電源Ｖに導通されて、駆動回路２からの出力電圧が瞬時に立ち上がるとともに、駆動電圧保持回路８のコンデンサが数ミリ秒〜数十ミリ秒程度で電磁弁Ｌの最低駆動電圧以上まで充電されて電磁弁Ｌが開動作する。

【0037】

また、本実施形態のマイクロコンピュータ１は、電磁弁Ｌの開動作制御中に第１のスイッチング回路Ｓ１の故障診断を行う第１の故障診断機能と、電磁弁Ｌの開動作制御中に第２のスイッチング回路Ｓ２の故障診断を行う第２の故障診断機能とを有している。

【0038】

第１の故障診断機能は、図２に示すように、第２のスイッチング回路Ｓ２に対して電磁弁オン信号を定常的に出力しつつ、第１のスイッチング回路Ｓ１に対して強制オフ指令（電磁弁オフ信号）をパルス状に出力させたときの駆動回路２の出力（第１及び第２のスイッチング回路の出力）の状態に基づいて第１のスイッチング回路Ｓ１の故障診断を行うものであり、本実施形態では、電磁弁チェック入力端子の入力信号が、強制オフ指令のパルス出力に対応するパルス信号になっているか否かによって故障判定を行うように構成している。このように電磁弁チェック入力端子を用いて故障判定を行えるように、駆動回路２の出力信号に現れるパルス波形の最小電圧値が、出力電圧確認回路５のスイッチング素子Ｑ４のオン／オフ動作の出力電圧チェック閾値よりも小さくなるよう回路定数を設計している。

【0039】

また、第２の故障診断機能は、第２のスイッチング回路Ｓ２に対して電磁弁オン信号をパルス状に出力させるとともに、第１のスイッチング回路Ｓ１に対して電磁弁オフ信号を定常的に出力しないときの駆動回路２の出力状態に基づいて第２のスイッチング回路Ｓ２の故障診断を行うものである。かかる第２の故障診断機能における故障判定も、第１の故障診断機能と同様、電磁弁チェック入力端子の入力信号が、強制オフ指令のパルス出力に対応するパルス信号になっているか否かによって故障判定を行うように構成している。

【0040】

上記第１及び第２の故障診断機能による故障診断は、同時に行うことはできず、所定のインターバル期間をあけて順次行うことが好ましい。このインターバル期間は適宜設計できるが、駆動電圧保持回路８が保持する駆動電圧が十分に上昇するに必要な所定時間、例えば数十ミリ秒程度の所定時間を経過するまでは次回の故障診断を行わないようにする。

【0041】

また、マイクロコンピュータ１は、電磁弁駆動電圧監視入力端子から入力される駆動電圧が、電磁弁Ｌを開動作状態で保持するに必要な駆動電圧監視閾値未満になると、上記第１及び第２の故障診断機能による故障診断をいずれも行わないよう制御構成されており、駆動電圧が上記閾値以上に復帰した後、故障診断を実施するようにしている。

【0042】

なお、マイクロコンピュータ１は、上記故障診断によって第１及び第２のスイッチング回路Ｓ１，Ｓ２の少なくともいずれかのショート故障を検出すると、即座に燃焼動作の停止制御を行うように構成することもできるし、ユーザーによる燃焼終了操作の後、故障に応じた適切な終了処理によって迅速に燃焼動作を停止させた上でエラー報知等を行うよう構成することもできる。

【0043】

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、マイクロコンピュータ１はワンチップ上にすべての機能を実装したマイクロプロセッサによって構成することもできるし、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏ処理部などの複数パーツを基板上に実装することによって構成することもできる。

【0044】

また、燃焼機器は、電磁弁を複数備えるものであってよく、この場合、各電磁弁毎に上記第２のスイッチング回路Ｓ２並びにマイクロコンピュータ１の電磁弁オン出力端子をそれぞれ設けて、複数の第２のスイッチング回路Ｓ２を第１のスイッチング回路Ｓ１の出力側に並列に接続することによって、ウォッチドッグ信号による安全回路として機能する第１のスイッチング回路Ｓ１を共用しつつ、各電磁弁毎に個別に開閉動作制御を行うことができる。複数の電磁弁は、例えば、複数の燃焼部毎にそれぞれ設けられた複数の電磁安全弁であってもよいし、電磁安全弁と元ガス電磁弁などの異なる種類の電磁弁であってもよいし、また、一つの元ガス電磁弁に内蔵された吸着弁と保持弁などであってもよい。

【0045】

また、駆動電圧保持回路は、例えばボタン電池などを保持用電源として用いて、該保持用電源からの電圧供給によって駆動電圧を保持するよう構成することもできる。この場合、電磁弁Ｌの閉動作時には保持用電源からの電源供給がなされないよう、適宜スイッチング回路を設けてマイクロコンピュータ１によってスイッチング制御を行うことができる。

【符号の説明】

【0046】

１ 制御部（マイクロコンピュータ）
２ 駆動回路
８ 駆動電圧保持回路
Ｌ 電磁弁
Ｖ 電源（電池）
Ｓ１ 第１のスイッチング回路
Ｓ２ 第２のスイッチング回路

【図1】

【図2】