JPH0486410A - 空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空燃比制御装置に関する。

（従来の技術およびその課題） 例えば、風呂釜の燃焼室内での空燃比制御装置としては
、例えば該燃焼室にかかる負荷、つまり、湯量、湯温な
どに応じて燃料調整手段であるガスｉｉ調整弁を調整し
て燃料供給量を増減するとともに、空気量調整手段であ
る送風ファンを駆動して空気送風量を増減させ、これに
よって空燃比が一定に保たれるように制御するものがあ
る。

第２図はこのような空燃比制御装置の従来例の概略化ブ
ロック図である。この空燃比制御装置２は、燃焼室４を
一定の空燃比で制御するように、該燃焼室４に対して、
ガス量調整手段であるガス量調整弁６から燃料であるガ
ス８の供給量を増減すると共に、直流モータ１０で駆動
される空気量調整手段である送風ファン１２でもって該
空気１４の送風量を増減しようとするものである。

この上うな空燃比制御装置２は、マイクロコンピュータ
からなる中央制御回路１６と、空気量制御回路１８と、
ガス量制御回路２０とを有したしのである。中央制御回
路１６は、燃焼室４に設けられた図示しない酸素センサ
から酸素濃度を検出入力するとともに、直流モータｌＯ
の図示しない回転数検出手段からそれの現在回転数を検
出入力し、ガス量と酸素濃度とから一定の空燃比に保つ
ための空気送風量、つまり目標回転数を設定し、かつ設
定した目標回転数と現在回転数とを比較し、その比較に
応して該直流モータ１０を回転制御するものであって、
そのために空気量制御回路１８に対して該比較に対応し
た空気量調整信号を出力するものであり、かつ、燃焼室
４内のガス量を空燃比に応じて制御するためにガス量制
御回路２０にはそれに対応したガス量調整信号を、それ
ぞれ出力するようになっている。

そして、空気量制御回路１８は、直流モータ駆動電源２
２と、前記直流モータ１０とを有している。直流モータ
駆動電源２２は、中央制御回路１６からの空気量調整信
号の入力に対応して直流モータ１０に直流電圧を印加し
て該直流モータＩＯを回転駆動するようになっている。

ガス量制御回路２０は、ガス量調整信号の入力に応答し
て、ガス量調整弁６の開度を調整するようになっている
。

空燃比を決定するガス量と空気量とのうち、空気量でも
っての該空燃比の制御動作を第３図を参照して説明する
。第３図は横軸に時間をとったもので、同図の（ａ）は
、カス量調整弁６の駆動信号の波形、（ｂ）は直流モー
タ電源の波形、および（Ｃ）は直流モータの回転数をそ
れぞれ示している。

いま、風呂の湯温を下げるなどのためガス量調整弁６の
開度をＨＯからＨｌ（＜ＨＱ）に小さくして燃焼室４内
のガス量を減少させる場合には、空燃比を一定に保ちな
がら、そのガス量の減少を行う必要がある。そのため、
燃焼室４内の空気量も、ガス量の減少に見合って減少さ
せる必要がある。

そこで、時刻ｔｏにおいて直流モータ１０の現在回転数
がｒＯであるのを、回転数（目標回転数）ｒｌ（＜ｒｏ
）にまで減らして空気送風量を減少させるため、中央制
御回路１６は、直流モータ１０の現在回転数ｒｏを入力
するとともに、目標回転数ｒｌと現在回転数ｒＯとの差
に対応して直流モータ駆動電源２２に空気量調整信号を
出力する。

これによって、直流モータ駆動電源２２は、それに対応
して■０からＶｌ（＜ＶＯ）に低下した直流電圧を直流
モータｌＯに印加して該直流モータ１０の回転数を目標
回転数ｒ１にまで減少させる。

こうして、直流モータｌＯの回転数が目標回転数ｒ１に
までなって空気送風量が調整されて燃焼室４内の空燃比
が一定に制御される。

ところが、直流モータｌＯはよく知られた動作特性から
いって、回転数が上がる場合とは異なって、下がる場合
には、それに対する直流電圧の印加タイミングとなる時
刻ｔｏからただちに、回転数ｒｌに立ち下がるのではな
く、それよりもかなり遅れた時刻ｔ２で回転数ｒｌに立
ち下がる。

このように、直流モータ１０の回転数が目標回転数にま
で立ち下がるのに時間がかかる一方で、ガス量調整弁６
の開度を調整してのガス量減少の応答速度はよいため、
時刻１０とｔ２との間の過渡期では、燃焼室４内のガス
量は減少しているのに、空気量が元の状態のままである
から、その過渡期ではガス量に対する空気量の割合が多
くなり、結果として空燃比が崩れていることになる。

このように空燃比が崩れることは、極端な場合には、ガ
スの炎が空気で吹き飛ばされて立ち消えになったりする
などの不具合がある。

このような不具合を解消するために、従来、ガス量調整
弁６の開度をＨＯからＨｌにするタイミングをΔを遅ら
せて時刻ｔ　１にして、ガスｔＨ整弁６の開度を調整し
てガス量を減少させるタイミングと、空気量を減少させ
るタイミングとができる限り一致するようにしていたが
、このタイミングの設定は実験作業の繰り返しによって
行うとともに、それを中央制御回路１６における燃焼制
御ンーケンスのソフトに組み込むなどをする必要がある
。このような実験作業の繰り返しとかソフトへの組み込
みは、それだけ、製造工程に手数がかかり、そのコスト
アップを来すという不具合があるものであった。

したがって、本発明においては、上述の実験作業とかソ
フトの組み込みなどが不要で、すなわち、製造に手数が
かからず、そのうえコストダウンすることを可能にする
一方で、空燃比を一定に制御しつつ、ガス量の減少に合
わせて、直流モータの回転数を応答性よく立ち下げて燃
焼室への空気量を減少させることができるようにするこ
とを目的としている。

（課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明の空燃比制御
装置においては、燃焼室内に燃料と共に、直流モータで
駆動される空気量調整手段で該空気を送風するものであ
って、中央制御回路、および空気量制御回路を有し、中
央制御回路は、所定の空燃比に対応して空気量制御回路
に空気ｆｆｉ調整信号を出力するとともに、直流モータ
への印加電圧を調整してそれの回転数を立ち下がらせて
燃焼室内の空気量を減少させるときに発電制動信号を出
力するものであり、空気量制御回路は、直流モータ駆動
電源、直流モータ、および発電制動回路を有し、直流モ
ータ駆動電源は、空気量調整信号の入力に対応して直流
モータに電圧を印加して該直流モータを回転駆動するも
のであるとともに、該直流モータは、空気量調整手段を
駆動するものであり、　発電制動回路は、発電制動信号
の入力に応答して直流モータを発電制動するものである
ことを特徴としている。

（作用） 上記構成によれば、直流モータの回転数を立ち下がらせ
て燃焼室内の空気量を減少させるときには中央制御回路
から発電制動回路に発電制動信号を出力し、発電制動回
路によって直流モータを発電制動することから、燃焼室
の負荷に対応させてガス量を減少させるときに、該ガス
量の減少にあわせて、かつ燃焼室の空燃比を一定に制御
しつつ、直流モータの回転数を立ち下げて空気送風量を
減少させることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図は本発明の実施例に係る空燃比制御装置のブロッ
ク図であり、第２図と対応する部分には同一の符号を付
している。第１図において、従来例に係る第２図と同一
の符号に係る部分についてのここでの詳しい説明は省略
する。

本実施例では、直流モータ１０に発電制動回路２４を設
けたことに特徴を有している。発電制動回路２４は、直
流モータ１０に並列に抵抗２６と、トランジスタ２８の
コレクタ・エミッタとを直列に挿入接続して構成されて
いる。トランジスタ２８は、中央制御回路１６から発電
制動信号が与えられるようになっている。

動作を第３図を参照して説明すると、時刻ｔ。

で直流モータ１０の現在回転数ｒＯから目標回転数ｒｌ
にして空気送風量を減少させるとき、中央制御回路１６
は、直流モータ１０の現在回転数ｒＯを入力するととも
に、目標回転数ｒ＋と現在回転数ｒＯとの差に対応して
直流モータ駆動電源２２に空気ｉｌ調整信号を出力する
と同時に、発電制動回路２４のトランジスタ２８のベー
スにハイレベルの発電制動信号を出力する。

これによって、直流モータ駆動電源２２は、それに対応
して直流電圧を■０からＶｌにして直流モータ１０に印
加して該直流モータ１０の回転数を目標回転数ｒ１方向
に減少させる。

この場合、発電制動回路２４のトランジスタ２８は発電
制動信号の入力によってオンしているから、直流モータ
１０の回転エネルギは、抵抗２６で消費されるから、直
流モータ１０の回転数は時刻ｔ２’で目標回転数ｒ１に
まで制動されて急速に低下することとなる。

一方、ガス量調整弁６の開度は時刻ｔｏでただちに中央
制御回路１６でもって制御されてＨＯからＨｌにまでな
ってガス量が減少しているが、ガス量が減少する時刻ｔ
Ｏと空気量か減少する時刻ｔ　２’　との間は、時間差
はあるものの、その時間差は僅かであるために、燃焼室
４内の空燃比は従来例よりも大幅にタイミングよく一定
に制御された状態となる。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
燃焼に応じてガス量を減少方向に調整するときにはその
ガス量の減少タイミングを遅らせる必要がないから、そ
の減少タイミンクの設定のための実験作業とか中央制御
回路へのその減少タイミングに関するソフトの組み込み
などが不要となり、結果として、製造に手数がかからず
、そのうえコストダウンすることが可能になる。また、
ガス量を減少させるときには、そのガス量の減少に合わ
せて、直流モータの回転数を応答性よく立ち下げること
ができるから、燃焼室における空燃比の制御を容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例に係る空燃比制御装置のブロッ
ク図、第２図は従来例に係る空燃比制御装置のブロック
図、第３図は実施例と従来例それぞれの動作説明に供す
るもので、（ａ）はガス量調整弁の開度に関する波形図
、（ｂ）は直流モータへの印加電圧の波形図、（Ｃ）は
直流モータの回転数の変化を示す図である。 ４・・燃焼室、６・・・ガス量調整弁、ｌＯ・直流モー
タ、１２・・送風ファン（空気量調整手段）、１６・中
央制御回路、１８・・・空気量制御回路、２０・カス量
制御回路、２２・直流モータ駆動電源、２４　発電制動
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室（４）内に燃料と共に、直流モータ（１０
   ）で駆動される空気量調整手段（１２）で該空気を送風
   する空燃比制御装置であって、 中央制御回路（１６）、および空気量制御回路（１８）
   を有し、 中央制御回路（１６）は、所定の空燃比に対応して空気
   量制御回路（１８）に空気量調整信号を出力するととも
   に、直流モータ（１０）への印加電圧を調整してそれの
   回転数を立ち下がらせて燃焼室（４）内の空気量を減少
   させるときに発電制動信号を出力するものであり、 空気量制御回路（１８）は、直流モータ駆動電源（２２
   ）、直流モータ（１０）、および発電制動回路（２４）
   を有し、 直流モータ駆動電源（２２）は、空気量調整信号の入力
   に対応して直流モータ（１０）に電圧を印加して該直流
   モータ（１０）を回転駆動するものであるとともに、該
   直流モータ（１０）は、空気量調整手段（１２）を駆動
   するものであり、発電制動回路（２４）は、発電制動信
   号の入力に応答して直流モータ（１０）を発電制動する
   ものである ことを特徴とする空燃比制御装置。