JPH0496679A

JPH0496679A - 燃焼制御装置

Info

Publication number: JPH0496679A
Application number: JP2211272A
Authority: JP
Inventors: Takanori Fukuda; 福田　孝規
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1990-08-08
Publication date: 1992-03-30

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、給湯器等において用いられる燃焼制御装置に
関する。

（従来の技術）第５図はこの発明か対象とする燃焼制御装置を備える給
湯器の基本構成を示す。

図において、符号１は熱交換器であり、熱交換器ｌには
循環パイプ２か蛇行配備され、その循環バイブ２の入水
側には水量検出器３が設けられ、出湯側には出湯温度を
検出するサーミスタ４が設けられている。熱交換器ｌ内
の下部には一対の燃焼部としてのガスバーナ５．５が設
けられており、このガスバーナ５．５には外部からガス
供給路６が接続されている。５ａ　、５ａはガスバーナ
点火器である。ガス供給路６には外部側から主弁７、燃
焼量制御弁８、補助弁９，９が設けられ、ガス供給路６
は燃焼量制御弁８の後段で分岐して補助弁９，９それぞ
れに至る。この給湯器では、補助弁９．９を適宜選択開
閉使用することにより、ガスバーナ５，５を１個もしく
は２個、給湯量に対応して選択使用できるように構成さ
れてＬする。ＪＯはガスバーナ５．５部分に燃焼用空気
を供給するファンモータである。

１２は給湯器の運転制御部であり、操作指令かあった際
に主弁７、補助弁９，９及び点火器５ａ５ａを適宜作動
させる作動信号を与え、まに、水量検出器３、サーミス
タ４、ファン回転数検出器４０からの信号に基づいて、
燃焼量制御弁８及びファンモータ１０に作動制御信号を
与えるように設けられている。

そして、上記のような給湯器の燃焼制御は例えばＰＩＤ
（比例積分微分）制御により行われ、そのＰＩＤ制御に
よる操作出力（燃焼量）に応じたファンモータ１０の回
転数を目標としてさらにＰＩＤ制御を行ってファンモー
タ１０の作動制御を行っていた。

（発明か解決しようとする課題）しかしながら上記のようにファンモータ制御をＰＩＤ制
御で行う場合、応答性、整定性ともに満足されていない
のか現状である。

また、ＰＩＤ制御の場合、計算式等が多くなってプログ
ラムが増大し、プログラム入力等に手間かかかる問題点
かあった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされ几ものであ
って、応答性、整定性に優れるファンモータ制御が可能
な燃焼制御装置を提供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ｆこめに、本発明では燃焼制
御装置を、熱交換器と、前記熱交換器の燃焼部に燃焼用
空気を供給するファンモータと、前記ファンモータの回
転数を検出する回転数検出手段と、設定回転数と前記回
転数検出手段から得られる検出回転数との偏差を算出す
る偏差算出手段と、前記偏差算出手段から得られる偏差
を人力としファンモータの回転数をファジィ推論して出
力するファジィ推論手段と、前記ファジィ推論手段から
得られる回転数に基づいて前記ファンモータを作動させ
るファンモータ制御手段とからなる構成とした。

（作用）上記構成によれば、設定回転数と検出回転数との偏差に
基づいてファンモータの回転数かファジィ推論され、そ
の回転数によりファンモータか作動される。

（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
。

本発明の燃焼制御装置の基本構成は第５図に示す従来の
ものと同様であり、その説明については省略する。

本発明においては、運転制御部１２においてファンモー
タの制御に際して回転数をファジィ推論する構成に特徴
を有するもので、その構成について第１図の制御系統図
を参照して説明する。この実施例においては燃焼量の制
御もファジィ推論により行う構成としている。なお、運
転制御部１２は実際にはＣＰＵ、ＲＯＭＳＲＡＭ等から
なるマイクロコンピュータにより構成されるもので、そ
の動作はソフトウェア処理により行われ、運転制御部１
２はファンモータ制御手段としても機能する。

図において符号２２は温度偏差算出部であり、設定温度
と出湯温度を検出するサーミスタ４から与えられる検出
温度ｔとの温度偏差ｔｅを算出する。３０は温度偏差算
出部２２から与えられる温度偏差に基づいて燃焼量制御
弁８の操作量をフマノイ推論する第１ファジィ推論制御
量出力部であり、この第１ファジィ推論制御量出力部３
０から出力される操作量Ｕａは電流変換回路３１て操作
量出力としての電流値に変換される。そしてその操作量
出力は一方では燃焼量制御弁８に与えられ、他方では目
標回転数算出部３２に与えられる。

燃焼量制御弁８は与えられる操作量出力により開閉作動
され、これにより所定量のガスが燃焼部５．５に与えら
れて熱交換器ｌでの燃焼が行われる。

目標回転数算出部３２では、上記燃焼部５．５の燃焼状
態に対応する目標回転数（設定回転数）ｍｐの算出が行
われる。目標回転数は、燃焼量が「犬」となると多くの
燃焼空気を特徴とする特許「大−とされ、燃焼量か一小
ユ・となると燃焼空気をあまり必要とせず、しかち燃焼
炎を吹き消すことのないように「小−とされる。

４２は偏差算出手段としての回転数偏差算出部であり、
目標回転数と回転数検出手段としての回転数検出器４０
から与えられるファンモータ１０における検出回転数ｐ
との回転数偏差ｐｅを算出する。４３は回転数偏差変化
量算出部４５てあり、前回において回転数偏差算出部４
２から与えられた回転数偏差と新たに与えられた回転数
偏差との変化量ｐｅｈを算出する。４４はファンイ推論
手段としての第２ファジィ推論制御量出力部であり、回
転数偏差算出部４２から与えられる回転数偏差と回転数
偏差変化量算出部４５から与えられる変化量とを入力と
してファンモータ１０の回転数Ｕｂをファジィ推論する
。４６は電圧変換回路であり、第２ファジィ推論制御量
出力部４４から与えられる回転数制御量信号を電圧信号
に変換し、その電圧信号をファンモータ１０に与えるよ
うに設すられる。

運転制御部１２の制御動作を第２図のフローチャートを
参照して説明する。

まず、水量検出器３からの水量データとサーミスタ４か
らの検出温度データとか与えられると（ステップ１）、
検出温度と設定温度との偏差を算出する（ステップ２）
。そして、その偏差により燃焼に関するファジィ推論制
御量を出力しくステップ３）、その制御量を操作量とし
ての電流値に変換しくステップ４）、その電流値信号を
燃焼量制御弁８に出力する（ステップ５）。

次に、上記燃焼部５．５の燃焼状態に対応する目標回転
数の算出を行い（ステップ６）、この目標回転数とファ
ンモータ１０の実際の回転数である検出回転数との回転
数偏差を算出する（ステップ７）。そして、さらに前回
の回転数偏差と新たに与えられた回転数偏差との変化量
（差）を算出しくステップ８）、回転数偏差と変化量と
を入力としてファンモータ１０の回転数をファジィ推論
する（ステップ９）。その後ファジィ推論によって得ら
れる回転数制御量信号を電圧信号に変換しくステップ１
０）、その電圧信号をファンモータ１０に与え（ステッ
プＩＩ）、ステップ１に戻る。

上記のステップ１からステップＩＩの動作か繰り返し行
われることにより、一方では水量と出湯温度との変化に
対応する燃焼制御が行われ、他方ではその燃焼量変化に
対応するファンモータの回転数制御がなされる。

次に本発明の特徴とする第２ファジィ推論制御量出力部
４４のファジィ推論動作について説明を行う。

第３図はファジィルール例を示し、前件部変数の１つと
しての回転数偏差ｅにはＮＬからＰＬの５つのラベルが
設定され、それら各ラベルは第４図（Ａ）に示すような
メンバシップ関数を有している。もう１つの前件部変数
としての偏差変化量はＮＬからＰＬの５つのラベルが設
定され、それら各ラベルは第４図（Ｂ）に示すようなメ
ンパンツブ関数を有している。

後件部変数としての回転数はＮＬからＰＬの５つのラベ
ルが設定され、それら各ラベルは第４図（Ｃ）に示すよ
うなメンバノツプ関数値を有している。

そして、例えば回転数偏差とその変化量とか与えられる
と、対応するルールにおいて各ラベル毎の前件部適合度
か算出され、各ルール毎に最も小さい値か前件部適合度
として選択される（　Ｍ　Ｉ　Ｎ演算）。

次に上記各ルールにおける前件部適合度それぞれか対応
するそれぞれの後件部変数ラベルのメンバシップ関数値
に乗算され、それら乗算値の全てが加算されたものが前
件部適合度の合計値で除算される（ＭＡＸ演算）ことに
より制御量が算出される。

（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
、設定回転数と検出回転数との偏差に基づいてファンモ
ータの回転数かファジィ推論され、その回転数によりフ
ァンモータが作動されるので、多大なプログラムを用い
ることなく、応答性、整定性に優れるファンモータ制御
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例に係り、第１図は
本発明の実施例に係る制御系統図、第２図は動作説明に
供するフローチャート、第３図はファジィ推論に用いる
ルール図、第４図（Ａ）　（Ｂ）（Ｃ）の各図はファジ
ィ推論に用いるメンバーンツブ関数を示す図である。第５図は燃焼制御装置を備える給湯器の基本構成を示す
構成図である。 ■・・・熱交換器、５・・・ガスバーナ（燃焼部）、１０ファンモータ、１２・・・運転制御部（ファンモータ制御手段）、４０
・・・回転数検出器（回転数検出手段）、４２・・回転
数偏差算出部（偏差算出手段）、４４・・・第２ファジ
ィ推論制御量出力部（ファジィ推論手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱交換器（１）と、前記熱交換器（１）の燃焼部（５）に燃焼用空気を供給
するファンモータ（１０）と、前記ファンモータ（１０）の回転数を検出する回転数検
出手段（４０）と、設定回転数と前記回転数検出手段（４０）から得られる
検出回転数との偏差を算出する偏差算出手段（４２）と
、前記偏差算出手段（４２）から得られる偏差を入力とし
ファンモータの回転数をファジィ推論して出力するファ
ジィ推論手段（４４）と、前記ファジィ推論手段（４４）から得られる回転数に基
づいて前記ファンモータ（１０）を作動させるファンモ
ータ制御手段（１２）と、からなる燃焼制御装置。