JPH11173668A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給湯設定温度の湯を設定総流量でもって給湯
する。 【解決手段】 給湯設定温度の湯を給湯するためのバイ
パス流量Ｑbpと湯側の流量Ｑyuの目標流量比を求める。
また、流量センサＦＳ１，ＦＳ２のセンサ出力を利用し
てバイパス流量Ｑbpと湯側の流量Ｑyuの流量比を検出
し、該検出した流量比を上記求めた目標流量比に比較す
る。また、流量センサＦＳ２により給湯の総流量Ｑを検
出し、該検出総流量を設定総流量に比較する。上記流量
比と総流量の各比較結果と、流量比と総流量の各比較結
果の組み合わせに応じて予め与えられている弁開度制御
ルールとに基づいて、検出流量比が目標流量比に一致す
る方向に、かつ、検出総流量が設定総流量に一致する方
向に第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開
度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湯を作り出して給
湯する給湯器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２には給湯器のシステム構成の一例
がモデル図により示されている。この給湯器は、同図の
実線に示すように、バーナ１と給湯熱交換器２を有し、
給湯熱交換器２の入側には水供給源から給湯熱交換器２
に水を導くための給水通路３が連通接続され、また、給
湯熱交換器２の出側には給湯通路４の一端側が接続さ
れ、この給湯通路４の他端側は台所やシャワー等の給湯
場所に導かれている。上記給水通路３には該通路３の水
温を検出する入水サーミスタ５と、通水流量を検出する
水量センサ６とが設けられ、給湯通路４には該通路４か
ら給湯される湯水温を検出する出湯サーミスタ７が設け
られている。

【０００３】上記バーナ１には燃料ガスを導くためのガ
ス供給通路８が連通接続されており、このガス供給通路
８には該通路の開閉を行う電磁弁１０，１１と、弁開度
でもってバーナ１への供給ガス量を制御する比例弁１２
とが介設されている。

【０００４】この給湯器には給湯運転を制御する制御装
置１３が設けられ、この制御装置１３には給湯設定温度
を設定するための給湯温度設定手段等が設けられたリモ
コン１４が信号接続されている。上記制御装置１３は次
のように給湯運転を制御する。例えば、台所やシャワー
等に導かれた給湯通路４の先端側に設けられた給湯栓
（図示せず）が開栓され、給水通路３の通水が水量セン
サ６により検出されると、電磁弁１０，１１を開弁して
ガス供給通路８からバーナ１に燃料ガスを供給してバー
ナ燃焼を開始させ、給湯される湯温がリモコン１４に設
定されている給湯設定温度となるようにバーナ１の燃焼
熱量を比例弁１２の弁開度を制御することによって（つ
まり、バーナ１への供給燃料ガス量を制御することによ
って）制御し、上記バーナ燃焼火炎の熱によって給湯熱
交換器２の通水が加熱されて給湯熱交換器２により湯が
作られ、該湯は給湯通路４を通って所望の給湯場所に供
給される。そして、給湯栓が閉栓されて給水通路３の通
水停止を水量センサ６が検出すると、電磁弁１１を閉弁
してバーナ１の燃焼を停止し、給湯運転を終了する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、給湯運転を
停止した直後には、給湯熱交換器２の保有熱量が給湯熱
交換器２に滞留している湯水に加えられて給湯熱交換器
２内の滞留湯水が加熱され給湯設定温度の湯を給湯する
ための湯温よりも高温になる後沸き現象が発生し、この
ように、給湯熱交換器２内の滞留湯水に後沸きが生じて
いる状態から給湯が開始されると、上記高温に加熱され
た湯が給湯して湯の利用者に高温による不快感を与えた
り、火傷を負わせる等の危険があるという問題が生じ
る。

【０００６】上記給湯熱交換器２内の滞留湯水に後沸き
が発生している状態から給湯が開始されるという再出湯
時の高温給湯の問題を回避するために、次に示すような
再出湯時高温給湯防止手段が考えられる。例えば、図１
２の点線に示すように、給水通路３と給湯通路４間を給
湯熱交換器２を迂回して連通接続するバイパス通路１５
を設け、バイパス通路１５には該通路１５の開閉を行う
電磁弁により形成されたバイパス弁１６を介設し、ま
た、給湯熱交換器２の出側には湯温を検出する熱交出側
サーミスタ１７を設けておき、熱交出側サーミスタ１７
により検出される湯温が予め定めた温度以上で給湯熱交
換器２内の滞留湯水に後沸きが発生していると判断でき
る状態から給湯が開始されたときには、上記バイパス弁
１６を開弁して、給湯熱交換器２から流れ出た高温湯に
バイパス通路１５から水をミキシングして湯温を下げ、
上記再出湯時の高温給湯の問題発生を防止することが考
えられる。

【０００７】しかしながら、バイパス通路１５から流れ
出る水の単位時間当たりの流量は、給湯熱交換器２から
流れ出る湯温の高低に拘らずほぼ一定であることから、
給湯設定温度の湯を給湯するための給湯熱交換器の出側
湯温に対する給湯熱交換器２から流れ出る湯温の上昇分
（以下、オーバーシュートの大きさと記す）が小さいと
きには、給湯熱交換器２から流れ出た湯にミキシングす
る水量が過剰となり、給湯設定温度よりもかなり低めの
アンダーシュートの湯が給湯されてしまったり、反対
に、上記オーバーシュートの大きさが大きいときには、
給湯熱交換器２から流れ出た湯にミキシングする水量が
不足して、給湯設定温度よりも高めの湯が給湯されてし
まい、給湯開始時に給湯設定温度の湯を安定供給するこ
とができないという問題が発生する。

【０００８】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、再出湯時にも、給湯設
定温度の湯を予め定めた設定総流量でもって安定給湯す
ることが可能な給湯器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は次のような構成をもって前記課題を解決
する手段としている。すなわち、第１の発明は、給水通
路から供給された水を加熱して湯を作り出し該湯を給湯
通路に送出する給湯熱交換器と、上記給水通路と給湯通
路間を上記給湯熱交換器を迂回して連通接続するバイパ
ス通路と、該バイパス通路から流れ出た水が合流する湯
側の流量を弁開度でもって制御する第１の流量制御手段
と、上記バイパス通路を流れる水の流量を弁開度でもっ
て制御する第２の流量制御手段と、上記バイパス通路の
通水流量と湯側の流量との総流量を検出する総流量検出
手段とを有し、バイパス通路から流れ出る水と湯側の湯
とのミキシング後の湯温が予め定められた給湯設定温度
になるためのバイパス通路の通水流量と湯側の流量との
目標流量比を検出する目標流量比検出部と、バイパス通
路の通水流量と湯側の流量との流量比を検出する流量比
検出部とを備えた給湯器であって、上記流量比検出部に
より検出された流量比を上記目標流量比検出部により検
出された目標流量比に比較する流量比比較部と；上記総
流量検出手段により検出された総流量を予め定められた
設定総流量に比較する総流量比較部と；上記流量比と総
流量の各比較結果の組み合わせに応じて予め与えられて
いる弁開度制御ルールと、上記流量比比較部と総流量比
較部の各比較結果とに基づいて上記第１と第２の各流量
制御手段の弁開度を制御して上記検出流量比が目標流量
比に一致する方向に制御し併せて検出総流量が設定総流
量に一致する方向に制御して給湯設定温度の湯を設定総
流量でもって給湯するための流量比・総流量制御部と；
が設けられている構成をもって前記課題を解決する手段
としている。

【００１０】第２の発明は、上記第１の発明の構成を備
え、弁開度制御ルールは、上記検出総流量が設定総流量
にほぼ等しく検出流量比が目標流量比よりも大きい場合
に上記第１の流量制御手段の弁開度を予め定めた第１上
限変化量を越えない範囲で開方向に小さく制御し、第２
の流量制御手段の弁開度を予め定めた第２上限変化量を
越えない範囲で閉方向に小さく制御する第１のルール
と、検出総流量が設定総流量にほぼ等しく検出流量比が
目標流量比よりも小さい場合に第１の流量制御手段の弁
開度を小さく閉方向に、第２の流量制御手段の弁開度を
小さく開方向にそれぞれ制御する第２のルールと、検出
総流量が設定総流量よりも多くて検出流量比が目標流量
比にほぼ等しい場合に第１の流量制御手段の弁開度を小
さく閉方向に、第２の流量制御手段の弁開度を小さく閉
方向にそれぞれ制御する第３のルールと、検出総流量が
設定総流量よりも少なくて検出流量比が目標流量比にほ
ぼ等しい場合に第１の流量制御手段の弁開度を小さく開
方向に、第２の流量制御手段の弁開度を小さく開方向に
それぞれ制御する第４のルールと、検出総流量が設定総
流量よりも少なくて検出流量比が目標流量比よりも大き
い場合に第１の流量制御手段の弁開度を予め定めた第１
下限変化量以上に開方向に大きく制御し、第２の流量制
御手段の弁開度を閉方向に小さく制御する第５のルール
と、検出総流量が設定総流量よりも少なくて検出流量比
が目標流量比よりも小さい場合に第１の流量制御手段の
弁開度を小さく閉方向に、第２の流量制御手段の弁開度
を予め定めた第２下限変化量以上に開方向に大きく制御
する第６のルールと、検出総流量が設定総流量よりも多
くて検出流量比が目標流量比よりも大きい場合に第１の
流量制御手段の弁開度を小さく開方向に、第２の流量制
御手段の弁開度を大きく閉方向にそれぞれ制御する第７
のルールと、検出総流量が設定総流量よりも多くて検出
流量比が目標流量比よりも小さい場合に第１の流量制御
手段の弁開度を大きく閉方向に、第２の流量制御手段の
弁開度を小さく開方向にそれぞれ制御する第８のルール
と、検出総流量が設定の総流量にほぼ等しく検出流量比
が目標流量比にほぼ等しい場合には第１と第２の各流量
制御手段の弁開度を変化させない第９のルールとから成
る構成をもって前記課題を解決する手段としている。

【００１１】第３の発明は、上記第１又は第２の発明の
構成に加えて、目標流量比に対する検出流量比の偏差
と、設定総流量に対する検出総流量の偏差とを求める偏
差検出部が設けられ、上記流量比と総流量の各偏差の組
み合わせを前件部とし、その偏差の組み合わせに応じた
第１と第２の各流量制御手段の弁開度制御形態を後件部
とした弁開度制御ルールと、上記偏差検出部により求め
られた流量比の偏差と総流量の偏差とに基づいたファジ
ィ論理演算により、流量比・総流量制御部は、第１と第
２の各流量制御手段の弁開度の操作量を求め、この求め
た操作量に応じて第１と第２の各流量制御手段の弁開度
を制御する構成をもって前記課題を解決する手段として
いる。

【００１２】第４の発明は、上記第３の発明の構成を備
え、弁開度制御ルールの前件部は、目標流量比に対する
検出流量比の偏差の大小に応じた複数のメンバーシップ
関数と、設定総流量に対する検出総流量の偏差の大小に
応じた複数のメンバーシップ関数とから成り、弁開度制
御ルールの後件部は、第１の流量制御手段の弁開度操作
量の大小に応じた複数のメンバーシップ関数と、第２の
流量制御手段の弁開度操作量の大小に応じた複数のメン
バーシップ関数とから成り、偏差検出部により求められ
た流量比と総流量の各偏差に基づき、上記前件部のメン
バーシップ関数からファジィ変数グレードを検出するグ
レード検出部と、検出されたファジィ変数グレードに基
づいて前記弁開度制御ルールに合致した第１の流量制御
手段に対応した上記後件部のメンバーシップ関数の有効
面積の和集合と第２の流量制御手段に対応した後件部の
メンバーシップ関数の有効面積の和集合とをそれぞれ検
出する和集合検出部と、これら検出された第１と第２の
各流量制御手段に対応した有効面積の和集合の重心をそ
れぞれ算出し、該求めた重心に基づき第１と第２の各流
量制御手段の弁開度の操作量をそれぞれ検出する弁開度
操作量検出部とが設けられている構成をもって前記課題
を解決する手段としている。

【００１３】上記構成の発明において、湯側の流量を制
御する第１の流量制御手段と、バイパス通路の通水流量
を制御する第２の流量制御手段とを設けたので、バイパ
ス通路から流れ出た水と湯側の湯とがミキシングした後
の湯温が給湯設定温度となるようにバイパス通路の通水
流量と湯側の流量との流量比を、上記第１と第２の各流
量制御手段の弁開度制御により、精度良く制御すること
ができ、再出湯時であっても給湯設定温度の湯を安定供
給することが可能となる。

【００１４】その上、この発明では、上記流量比制御に
併せて総流量制御を上記第１と第２の各流量制御手段の
弁開度制御により行う構成を備えていることから、つま
り、流量比比較部により比較された流量比の比較結果
と、総流量比較部により比較された総流量の比較結果
と、流量比と総流量の各比較結果の組み合わせに応じて
予め与えられた弁開度制御ルールとに基づいて、検出流
量比が目標流量比に一致する方向に、かつ、検出総流量
が設定総流量に一致する方向に第１と第２の各流量制御
手段の弁開度を制御する構成を備えていることから、給
湯設定温度の湯を設定総流量でもって給湯することが可
能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る実施形態
例を図面に基づき説明する。

【００１６】この実施形態例の給湯器は図３に示すよう
なシステム構成を有している。図３に示すように、給湯
熱交換器２が設けられ、該給湯熱交換器２の入側には水
供給源から水を給湯熱交換器２に供給するための給水通
路３が接続され、給湯熱交換器２の出側には給湯熱交換
器２により作られた湯を所望の給湯場所に導くための給
湯通路４が接続されている。上記給水通路３と給湯通路
４間を給湯熱交換器２を迂回して連通接続する常時バイ
パス通路１８が設けられ、また、この常時バイパス通路
１８との接続部Ｘよりも上流側の給水通路３と、常時バ
イパス通路１８との接続部Ｙよりも下流側の給湯通路４
とを連通接続するバイパス通路１５が設けられている。

【００１７】上記常時バイパス通路１８との接続部Ｙと
バイパス通路１５との接続部Ｚとの間の給湯通路４には
上記バイパス通路１５から流れ出た水に合流する湯側の
流量Ｑyuを弁開度でもって制御する第１の流量制御手段
ＧＭ１が介設され、また、上記バイパス通路１５には該
通路１５を流れる水のバイパス流量Ｑbpを弁開度でもっ
て制御する第２の流量制御手段ＧＭ２が介設されてい
る。上記第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２は
ギアモータ等の駆動源が備えられており、その駆動源に
よって上記弁開度を連続的に又は段階的に可変制御可能
な構成となっている。

【００１８】上記給水通路３には通水温度を検出する入
水サーミスタ５が設けられ、また、バイパス通路１５と
の接続部Ｚよりも下流側の給湯通路４には湯側の湯温と
バイパス通路１５から流れ出た水とがミキシングした後
の湯温を検出する出湯サーミスタ７が設けられ、さら
に、給湯熱交換器２の出側の湯温を検出する熱交出側サ
ーミスタ１７が設けられている。

【００１９】さらに、上記バイパス通路１５との接続部
Ｗと常時バイパス通路１８との接続部Ｘとの間の給水通
路３には該通路３部分の通水流量を上記湯側の流量Ｑyu
として検出する第１の流量センサＦＳ１が設けられ、ま
た、バイパス通路１５との接続部Ｚよりも下流側の給湯
通路４には給湯される給湯流量（出湯流量）Ｑを検出す
る総流量検出手段としての第２の流量センサＦＳ２が設
けられている。

【００２０】さらにまた、給湯熱交換器２を燃焼加熱す
るバーナ（図示せず）が設けられており、該バーナには
燃料ガスをバーナに供給するガス供給通路（図示せず）
が接続されている。

【００２１】この給湯器には給湯運転を制御する制御装
置１３が設けられ、この制御装置１３にはリモコン１４
が信号接続されている。

【００２２】この実施形態例では、給湯設定温度の湯を
予め定められた設定総流量（例えば、１６リットル／mi
n ）でもって給湯できるように上記第１と第２の各流量
制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度を制御する特有な制御
構成を備えたことを特徴としており、図１にはこの実施
形態例において特徴的な制御構成がブロック図により示
されている。この実施形態例に示す制御装置１３は、湯
側温度検出部２０と、湯側流量検出部２１と、バイパス
流量検出部２２と、目標流量比検出部２３と、流量比比
較部２４と、流量比検出部２５と、総流量検出部２６
と、偏差検出部２７と、流量比・総流量制御部２８と、
総流量比較部３０と、データ格納部３５とを有して構成
されている。

【００２３】上記湯側温度検出部２０は第１の流量制御
手段ＧＭ１を通る湯側の湯温を検出する制御構成を有す
る。上記湯側の湯温を検出する図３の点線に示すような
サーミスタ４０を設け、該サーミスタ４０により検出さ
れる湯温を湯側の湯温として検出してもよいが、この実
施形態例では、部品点数の増加を抑制するために、上記
サーミスタ４０を設けずに演算により湯側の湯温を検出
する構成を有する。

【００２４】湯側温度検出部２０は、入水サーミスタ５
により検出された入水温度Ｔinと、熱交出側サーミスタ
１７により検出される湯温Ｔout とを取り込み、これら
検出温度Ｔout ，Ｔinを利用して次式（１）の演算によ
り湯側の湯温Ｔyuを求める。

【００２５】 Ｔyu＝Ｔout ×ｍ＋Ｔin×ｎ・・・・・（１）

【００２６】上記式（１）に示すｍは、給水通路３を通
って来る給水が常時バイパス通路１８との接続部Ｘの位
置で給湯熱交換器２側に流れる水量の分配率であり、ｎ
は上記接続部Ｘの位置で常時バイパス通路１８側に流れ
る水量の分配率であり、上記分配率は予め定まることか
ら、定数として予め与えられる。例えば、給湯熱交換器
２側の分配率が７０％で、常時バイパス通路１８側の分
配率が３０％であるときには、ｍの値として０．７が、
ｎの値として０．３がそれぞれ予め与えられる。

【００２７】湯側温度検出部２０は、上記の如く、入水
サーミスタ５により検出された入水温度Ｔinと、熱交出
側サーミスタ１７により検出された給湯熱交換器出側湯
温Ｔout とに基づき、上記式（１）の演算により湯側の
湯温Ｔyuを求め、この求めた湯温Ｔyuの情報を目標流量
比検出部２３に出力する。

【００２８】目標流量比検出部２３には上記湯側温度検
出部２０から出力された湯側の湯温Ｔyuと、リモコン１
４に設定されている給湯設定温度Ｔspと、入水サーミス
タ５により検出された入水温度Ｔinとの各温度情報が時
々刻々と加えられ、それら温度情報に基づいて下式
（２）の演算により、給湯設定温度Ｔspの湯を給湯する
ための湯側の流量とバイパス通路１５の流量との目標流
量比Ｒsp（Ｒsp＝Ｑbp／Ｑyu）を求める。

【００２９】 Ｑbp／Ｑyu＝（Ｔyu−Ｔsp）／（Ｔsp−Ｔin）・・・・（２）

【００３０】なお、給湯熱交換器２内の後沸きにより、
リモコン１４に設定されている給湯設定温度Ｔspよりも
高温の湯側の湯温Ｔyuをもつ湯側の流量Ｑyuの熱量が給
湯設定温度Ｔspに低下するための放出熱量はバイパス通
路１５を通る流量Ｑbpの水が入水温度Ｔinから給湯設定
温度Ｔspに上昇するのに要する吸熱熱量に等しく、この
熱平衡バランスの関係から上式（２）が導かれる。

【００３１】目標流量比検出部２３は、上記の如く求め
られた目標流量比Ｒspの情報を後述する流量比比較部２
４と偏差検出部２７に出力する。

【００３２】湯側流量検出部２１は第１の流量制御手段
ＧＭ１を通る湯側の流量Ｑyuを検出するものであり、こ
の実施形態例では、第１の流量センサＦＳ１のセンサ出
力を湯側の流量Ｑyuとして検出し、検出した湯側の流量
Ｑyuの情報を流量比検出部２５に出力する。

【００３３】バイパス流量検出部２２はバイパス通路１
５を流れるバイパス流量Ｑbpを検出するものである。こ
の実施形態例では、図３に示すように、バイパス流量Ｑ
bpを検出する流量センサをバイパス通路１５に設けてい
ないので、バイパス流量検出部２２は、第１と第２の各
流量センサＦＳ１，ＦＳ２のセンサ出力を取り込んで、
第２の流量センサＦＳ２により検出された総流量Ｑから
第１の流量センサＦＳ１により検出された湯側の流量Ｑ
yuを差し引くことによって、つまり、次式（３）の演算
によりバイパス流量Ｑbpを求める。

【００３４】Ｑbp＝Ｑ−Ｑyu・・・・・（３）

【００３５】バイパス流量検出部２２は上記求めたバイ
パス流量Ｑbpの情報を流量比検出部２５に加える。流量
比検出部２５は上記湯側流量検出部２１から加えられた
湯側の流量Ｑyuと、バイパス流量検出部２２から加えら
れたバイパス流量Ｑbpとに基づいて、湯側の流量Ｑyuと
バイパス流量Ｑbpの流量比Ｒdeを次式（４）の演算によ
り検出し、その検出流量比Ｒdeの情報を流量比比較部２
４と偏差検出部２７に出力する。

【００３６】Ｒde＝Ｑbp／Ｑyu・・・・・（４）

【００３７】流量比比較部２４は、上記目標流量比検出
部２３から受け取った目標流量比Ｒspを、流量比検出部
２５から受け取った検出流量比Ｒdeに比較し、検出流量
比Ｒdeが目標流量比Ｒspよりも大きいか否か、又は、検
出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspよりも小さいか否か、又
は、検出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspを含む予め定めた
許容幅内に入っており検出流量比Ｒdeは目標流量比Ｒsp
にほぼ等しいか否かを判断し、その比較結果を流量比・
総流量制御部２８に出力する。

【００３８】偏差検出部２７は、上記目標流量比検出部
２３から加えられた目標流量比Ｒspから、流量比検出部
２５から加えられた検出流量比Ｒdeを差し引いて、目標
流量比Ｒspに対する検出流量比Ｒdeの偏差ΔＲを求め、
その偏差ΔＲの情報を流量比・総流量制御部２８に加え
る。

【００３９】総流量検出部２６は給湯される給湯流量
（出湯流量）Ｑを検出するものであり、この実施形態例
では、第２の流量センサＦＳ２のセンサ出力を総流量Ｑ
として検出し、その検出した総流量Ｑの情報を偏差検出
部２７と総流量比較部３０に加える。

【００４０】データ格納部３５には予め定められた設定
総流量Ｑsp（例えば、１６リットル／min ）が与えられ
ており、総流量比較部３０は上記総流量検出部２６から
加えられた検出総流量Ｑを上記設定総流量Ｑspに比較
し、検出総流量Ｑが設定総流量Ｑspよりも多いか否か、
又は、検出総流量Ｑが設定総流量Ｑspよりも少ないか否
か、又は、検出総流量Ｑが設定総流量Ｑspを含む予め定
めた許容幅内に入っており検出総流量Ｑが設定総流量Ｑ
spにほぼ等しいか否かを判断し、その比較結果を流量比
・総流量制御部２８に加える。

【００４１】偏差検出部２７は、上記データ格納部３５
に格納されている設定総流量Ｑspから、上記総流量検出
部２６により検出された総流量Ｑを差し引いて、設定総
流量Ｑspに対する検出総流量Ｑの偏差ΔＱを求め、この
偏差ΔＱの情報を流量比・総流量制御部２８に加える。

【００４２】流量比・総流量制御部２８は上記流量比比
較部２４による流量比の比較結果と、総流量比較部３０
による総流量の比較結果と、偏差検出部２７により検出
された流量比の偏差ΔＲと総流量の偏差ΔＱとに基づい
て、第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開
度を制御し検出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspに一致する
方向に流量比を制御し併せて検出総流量Ｑが設定総流量
Ｑspに一致する方向に総流量を制御する制御構成を有し
ている。この実施形態例では、流量比・総流量制御部２
８は、ファジィ論理演算を用いて上記第１と第２の各流
量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度を制御する。

【００４３】流量比・総流量制御部２８は、図２に示す
ように、グレード検出部３１と、和集合検出部３２と、
ミキシング制御部３３と、弁開度操作量検出部３４とを
有して構成されている。

【００４４】データ格納部３５には、目標流量比Ｒspと
検出流量比Ｒdeの比較結果と、設定総流量Ｑspと検出総
流量Ｑの比較結果に基づいて第１と第２の各流量制御手
段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度を制御するための次に示すよ
うな弁開度制御ルールが予め定め与えられている。この
実施形態例では、弁開度制御ルールは第１〜第９のルー
ルから成っている。

【００４５】１） 検出総流量Ｑが設定総流量Ｑspにほ
ぼ等しく検出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspよりも大きい
場合に上記第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度を予め定
めた第１上限変化量（例えば、図４の（ｃ）に示す弁開
度変化量ΔＷj1）を越えない範囲で開方向に小さく制御
し、第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開度を予め定めた第
２上限変化量（例えば、図４の（ｄ）に示す弁開度変化
量ΔＷj2）を越えない範囲で閉方向に小さく制御する。

【００４６】２） 検出総流量Ｑが設定総流量Ｑspにほ
ぼ等しく検出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspよりも小さい
場合には第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度を小さく閉
方向に、第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開度を小さく開
方向にそれぞれ制御する。

【００４７】３） 検出総流量Ｑが設定総流量Ｑspより
も多くて検出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspにほぼ等しい
場合に第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度を小さく閉方
向に、第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開度を小さく閉方
向にそれぞれ制御する。

【００４８】４） 検出総流量Ｑが設定総流量Ｑspより
も少なくて検出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspにほぼ等し
い場合に第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度を小さく開
方向に、第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開度を小さく開
方向にそれぞれ制御する。

【００４９】５） 検出総流量Ｑが設定総流量Ｑspより
も少なくて検出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspよりも大き
い場合に第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度を予め定め
た第１下限変化量（例えば、図４の（ｃ）に示す弁開度
変化量ΔＷk1）以上に開方向に大きく制御し、第２の流
量制御手段ＧＭ２の弁開度を閉方向に小さく制御する。

【００５０】６） 検出総流量Ｑが設定総流量Ｑspより
も少なくて検出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspよりも小さ
い場合に第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度を小さく閉
方向に、第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開度を予め定め
た第２下限変化量（例えば、図４の（ｄ）に示す弁開度
変化量ΔＷk2）以上に開方向に大きく制御する。

【００５１】７） 検出総流量Ｑが設定総流量Ｑspより
も多くて検出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspよりも大きい
場合に第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度を小さく開方
向に、第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開度を大きく閉方
向にそれぞれ制御する。

【００５２】８） 検出総流量Ｑが設定総流量Ｑspより
も多くて検出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspよりも小さい
場合に第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度を大きく閉方
向に、第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開度を小さく開方
向にそれぞれ制御する。

【００５３】９） 検出総流量Ｑが設定の総流量Ｑspに
ほぼ等しく検出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspにほぼ等し
い場合には第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２
の弁開度を変化させない。

【００５４】以上の第１〜第９のルールを記号化して記
すと、以下のように表すことができる。ただし、以下に
示すΔＱは設定総流量Ｑspに対する検出総流量Ｑの偏差
を表し、ΔＲは目標流量比Ｒspに対する検出流量比Ｒde
の偏差を表し、Ｖ１は第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開
度を変動させるためにギアモータ等の駆動源を操作する
操作量（つまり、ここでは駆動源への供給電圧）を表
し、Ｖ２は第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開度を変動さ
せるための操作量を表し、ＮＢは閉方向に大きく弁開度
を変化させることを、ＮＳは閉方向に小さく弁開度を変
化させることを、ＺＯは弁開度を変化させないことを、
ＰＳは開方向に小さく弁開度を変化させることを、ＰＢ
は開方向に大きく変化させることをそれぞれ表してい
る。

【００５５】１） ＩＦ ΔＱ＝ＺＯ＆ΔＲ＝ＮＢ Ｔ
ＨＥＮ Ｖ１＝ＰＳ，Ｖ２＝ＮＳ

【００５６】２） ＩＦ ΔＱ＝ＺＯ＆ΔＲ＝ＰＢ Ｔ
ＨＥＮ Ｖ１＝ＮＳ，Ｖ２＝ＰＳ

【００５７】３） ＩＦ ΔＱ＝ＮＢ＆ΔＲ＝ＺＯ Ｔ
ＨＥＮ Ｖ１＝ＮＳ，Ｖ２＝ＮＳ

【００５８】４） ＩＦ ΔＱ＝ＰＢ＆ΔＲ＝ＺＯ Ｔ
ＨＥＮ Ｖ１＝ＰＳ，Ｖ２＝ＰＳ

【００５９】５） ＩＦ ΔＱ＝ＰＢ＆ΔＲ＝ＮＢ Ｔ
ＨＥＮ Ｖ１＝ＰＢ，Ｖ２＝ＮＳ

【００６０】６） ＩＦ ΔＱ＝ＰＢ＆ΔＲ＝ＰＢ Ｔ
ＨＥＮ Ｖ１＝ＮＳ，Ｖ２＝ＰＢ

【００６１】７） ＩＦ ΔＱ＝ＮＢ＆ΔＲ＝ＮＢ Ｔ
ＨＥＮ Ｖ１＝ＰＳ，Ｖ２＝ＮＢ

【００６２】８） ＩＦ ΔＱ＝ＮＢ＆ΔＲ＝ＰＢ Ｔ
ＨＥＮ Ｖ１＝ＮＢ，Ｖ２＝ＰＳ

【００６３】９） ＩＦ ΔＱ＝ＺＯ＆ΔＲ＝ＺＯ Ｔ
ＨＥＮ Ｖ１＝ＺＯ，Ｖ２＝ＺＯ

【００６４】上記弁開度制御ルールにおける第１〜第９
のルールは、具体的には、流量比の偏差ΔＲと総流量の
偏差ΔＱに基づいて第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度
を変化させるため操作量（制御量）Ｖ１を求めるための
下記の表１に示すようなファジィテーブルと、流量比の
偏差ΔＲと総流量の偏差ΔＱに基づいて第２の流量制御
手段ＧＭ２の弁開度を変化させるため操作量（制御量）
Ｖ２を求めるための下記の表２に示すようなファジィテ
ーブルとにまとめられてデータ格納部３５に記憶されて
いる。

【００６５】

【表１】

【００６６】

【表２】

【００６７】また、データ格納部３５にはファジィ論理
演算に使用する図４の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
に示されるようなメンバーシップ関数が格納されてい
る。図４の（ａ）には設定総流量Ｑspに対する検出総流
量Ｑの偏差ΔＱの大小に応じたネガティブビックＮＢと
ゼロＺＯとポジティブビックＰＢの各前件部のメンバー
シップ関数が示され、同図の（ｂ）には目標流量比Ｒsp
に対する検出流量比Ｒdeの偏差ΔＲの大小に応じたネガ
ティブビックＮＢとゼロＺＯとポジティブビックＰＢの
各前件部のメンバーシップ関数が示され、同図の（ｃ）
には第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度の操作量Ｖ１の
大小に応じたネガティブビックＮＢとネガティブスモー
ルＮＳとゼロＺＯとポジティブスモールＰＳとポジティ
ブビックＰＢの各後件部のメンバーシップ関数が示さ
れ、同図の（ｄ）には第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開
度の操作量Ｖ２の大小に応じたネガティブビックＮＢと
ネガティブスモールＮＳとゼロＺＯとポジティブスモー
ルＰＳとポジティブビックＰＢの各後件部のメンバーシ
ップ関数が示されている。

【００６８】グレード検出部３１には、前記流量比比較
部２４による流量比の比較結果と、総流量比較部３０に
よる総流量の比較結果と、偏差検出部２７により検出さ
れた流量比の偏差ΔＲと、総流量の偏差ΔＱとの情報が
加えられ、これら情報と、前記データ格納部３５に記憶
されている弁開度制御ルールと前記前件部のメンバーシ
ップ関数とに基づいて、グレード検出部３１は前記弁開
度制御ルールの前件部に合致するファジィ変数グレード
を上記前件部のメンバーシップ関数から検出し、そのグ
レードの情報は和集合検出部３２に出力され、該和集合
検出部３２は、上記グレードに基づいて、前記弁開度制
御ルールに合致した第１の流量制御手段ＧＭ１に対応し
た後件部のメンバーシップ関数の有効面積の和集合を求
め、また、第２の流量制御手段ＧＭ２に対応した後件部
のメンバーシップ関数の有効面積の和集合を求める。

【００６９】具体的には、例えば、検出総流量Ｑが設定
総流量Ｑspよりも少なく、その偏差ΔＱが図５の（ａ）
に示すΔＱnaであるときには、図５の（ａ）に示す総流
量の偏差ΔＱに対応した前件部のメンバーシップ関数に
基づいて、上記総流量の偏差ΔＱnaに対応するＺＯのグ
レードは０．７５であり、ＮＢのグレードは０．２５で
ある。また、検出流量比Ｒdeが目標流量比Ｒspよりも大
きく、その偏差ΔＲが図５の（ｂ）に示すΔＲpaである
ときには、図５の（ｂ）に示す総流量の偏差ΔＱに対応
した前件部のメンバーシップ関数に基づいて、流量比の
偏差ΔＲpaに対応するＺＯのグレードは０．２５であ
り、ＰＢのグレードは０．７５である。

【００７０】上記総流量の偏差ΔＱnaに対応するグレー
ドと流量比の偏差ΔＲpaに対応するグレードとに基づい
て、弁開度制御ルールにおける第１〜第９の各ルールの
前件部に対応するファジィ変数グレードを上記各ルール
毎に次のように検出する。

【００７１】前記弁開度制御ルールにおける第１のルー
ルの前件部は、「ＩＦ ΔＱ＝ＺＯ＆ΔＲ＝ＮＢ」であ
り、総流量の偏差ΔＱnaに対応したＺＯのグレードは
０．７５であるが、流量比の偏差ΔＲpaに該当するＮＢ
のグレードはなく、この第１のルールは無視される。

【００７２】前記第２のルールの前件部は、「ＩＦ Δ
Ｑ＝ＺＯ＆ΔＲ＝ＰＢ」であり、総流量の偏差ΔＱnaに
対応したＺＯのグレードは０．７５であり、流量比の偏
差ΔＲpaに対応したＰＢのグレードは０．７５であるこ
とから、上記総流量の偏差ΔＱnaに対応したＺＯのグレ
ード０．７５と、流量比の偏差ΔＲpaに対応したＰＢの
グレード０．７５とのうち、ミニマム演算により小さい
方を、第２のルールに対応したファジィ変数グレードと
して検出するが、この場合、上記総流量の偏差ΔＱnaの
グレードと流量比の偏差ΔＲpaのグレードは等しいこと
から、グレード０．７５が第２のルールに対応したファ
ジィ変数グレードとしてグレード検出部３１により検出
される。

【００７３】前記第２のルールの後件部は、「Ｖ１＝Ｎ
Ｓ，Ｖ２＝ＰＳ」であることから、図５の（ｃ）に示す
第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度の操作量Ｖ１に対応
したＮＳのメンバーシップ関数を上記検出されたグレー
ド０．７５の位置で頭切りし、図５の（ｃ）に示す領域
ＡＢ０Ｃの面積が有効面積として求められ、また、図５
の（ｄ）に示す第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開度の操
作量Ｖ２に対応したＰＳのメンバーシップ関数を上記検
出されたグレード０．７５の位置で頭切りし、図５の
（ｄ）に示す領域ａｂｃ０の面積が有効面積として求め
られる。

【００７４】また、第３のルールの前件部は、「ＩＦ
ΔＱ＝ＮＢ＆ΔＲ＝ＺＯ」であり、総流量の偏差ΔＱna
に対応したＮＢのグレードは図６の（ａ）に示すグレー
ド０．２５であり、流量比の偏差ΔＲpaに対応したＺＯ
のグレードは図６の（ｂ）に示すグレード０．２５であ
ることから、前述したように、ミニマム演算によりグレ
ード０．２５が第３のルールのグレードとして検出され
る。

【００７５】第３のルールの後件部は「Ｖ１＝ＮＳ，Ｖ
２＝ＮＳ」であることから、上記検出されたグレード
０．２５に基づいて、第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開
度の操作量Ｖ１に対応したＮＳのメンバーシップ関数の
頭切りが行われて図６の（ｃ）に示すような領域ＤＥ０
Ｃの面積が有効面積として検出され、また、第２の流量
制御手段ＧＭ２の弁開度の操作量Ｖ２に対応したＮＳの
メンバーシップ関数の頭切りが行われて図６の（ｄ）に
示すような領域ｄｅ０ｆの面積が有効面積として検出さ
れる。

【００７６】さらに、上記第４と第５と第６と第７の各
ルールは、上記第１のルールと同様に、総流量の偏差Δ
Ｑna又は流量比の偏差ΔＲpaに該当するグレードがな
く、無視される。

【００７７】第８のルールの前件部は、「ＩＦ ΔＱ＝
ＮＢ＆ΔＲ＝ＰＢ」であり、総流量の偏差ΔＱnaに対応
したＮＢのグレードは図７の（ａ）に示すグレード０．
２５であり、流量比の偏差ΔＲpaに対応したＰＢのグレ
ードは図７の（ｂ）に示すグレード０．７５であること
から、前述したように、ミニマム演算によりグレード
０．２５が第８のルールのグレードとして検出され、該
グレード０．２５に基づき、第８のルールの後件部に該
当した第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度の操作量Ｖ１
に対応するＮＢのメンバーシップ関数の頭切りが行われ
て図７の（ｃ）に示すような領域ＦＧＨＩの面積が有効
面積として検出され、また、第２の流量制御手段ＧＭ２
の弁開度の操作量Ｖ２に対応するＰＳのメンバーシップ
関数の頭切りが行われて図７の（ｄ）に示すような領域
ｇｈｃ０の面積が有効面積として検出される。

【００７８】第９のルールについても、前記同様にし
て、前件部のルールに従ってグレード０．２５が検出さ
れ、該検出されたグレードに基づいて、図８の（ｃ）に
示すような領域ＪＫＬＨの面積が第１の流量制御手段Ｇ
Ｍ１の弁開度操作量Ｖ１に対応したＺＯのメンバーシッ
プ関数の有効面積として検出され、図８の（ｄ）に示す
ような領域ｉｊｋｌの面積が第２の流量制御手段ＧＭ２
の弁開度操作量Ｖ２に対応したＺＯのメンバーシップ関
数の有効面積として検出される。

【００７９】そして、上記の如く第１〜第９の各ルール
毎に検出された第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，Ｇ
Ｍ２の操作量Ｖ１，Ｖ２にそれぞれ対応するメンバーシ
ップ関数の有効面積の和集合を和集合検出部３２により
求める。つまり、第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度操
作量Ｖ１については、図９の（ｃ）に示すような領域Ａ
ＢＥＫＬＩＦＤの面積を第１の流量制御手段ＧＭ１の弁
開度操作量Ｖ１に対応する有効面積の和集合として求
め、図９の（ｄ）に示す領域ａｂｃｆｄｇの面積を第２
の流量制御手段ＧＭ２の弁開度操作量Ｖ２に対応する有
効面積の和集合として求める。

【００８０】和集合検出部３２は上記の如く第１と第２
の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の操作量Ｖ１，Ｖ２に
対応したメンバーシップ関数の有効面積の和集合を検出
したの後に、該有効面積の和集合の情報を弁開度操作量
検出部３４に出力する。

【００８１】弁開度操作量検出部３４には和集合検出部
３２から加えられた有効面積の和集合に基づいて該有効
面積の和集合の重心を求めるための解放データが予め与
えられており、弁開度操作量検出部３４は、上記受け取
った有効面積の和集合の情報と上記解放データとに基づ
き、第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度操作量Ｖ１に対
応した上記有効面積の和集合の図９の（ｃ）に示す重心
Ｓv1を、また、第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開度操作
量Ｖ２に対応した上記有効面積の和集合の図９の（ｄ）
に示す重心Ｓv2をそれぞれ求める。なお、上記有効面積
の和集合の重心を求めるための解放手法には様々な手法
があり、ここでは、それら手法のうちの何れの手法を用
いてもよく、ここでは、その手法および上記解放データ
の説明は省略する。

【００８２】弁開度操作量検出部３４は、上記求めた重
心に基づいて第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開度操作量
ΔＶ１と、第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開度操作量Δ
Ｖ２とを検出し、上記求めた弁開度操作量ΔＶ１，ΔＶ
２の情報をミキシング制御部３３に出力する。ミキシン
グ制御部３３は弁開度操作量検出部３４により求められ
た操作量ΔＶ１，ΔＶ２の電圧を第１と第２の各流量制
御手段ＧＭ１，ＧＭ２の駆動源に供給し、第１と第２の
各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度を変動させる。

【００８３】この実施形態例によれば、バイパス通路１
５を設け、該バイパス通路１５の通水流量を弁開度でも
って制御する第１の流量制御手段ＧＭ１と、バイパス通
路１５から流れ出た水が合流する湯側の流量Ｑyuを弁開
度でもって制御する第２の流量制御手段ＧＭ２とを設け
たので、上記第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ
２の弁開度を可変制御することによって、湯側の流量Ｑ
yuとバイパス流量Ｑbpの流量比を可変制御することがで
き、かつ、湯側の流量Ｑyuとバイパス流量Ｑbpの総流量
Ｑを制御することが可能となる。

【００８４】この実施形態例では、給湯設定温度の湯を
給湯するための湯側の流量Ｑyuとバイパス流量Ｑbpの目
標流量比Ｒspを求める一方で、バイパス流量Ｑbpと湯側
の流量Ｑyuの流量比Ｒdeを検出し、該検出流量比Ｒdeを
目標流量比Ｒspに比較した比較結果と、検出した総流量
Ｑを設定総流量Ｑspに比較した比較結果と、総流量と流
量比の各比較結果の組み合わせに応じて定められた弁開
度制御ルールとに基づいて、第１と第２の各流量制御手
段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度を制御するので、上記流量比
と総流量を共に考慮して上記第１と第２の各流量制御手
段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度の制御を行うことができ、通
常の給湯運転中にはもちろんのこと、給湯熱交換器２内
に後沸きが発生している状態から給湯が開始される再出
湯時にも、給湯設定温度の湯を設定総流量でもって精度
良く安定供給することが可能である。

【００８５】例えば、給湯設定温度の湯を給湯すること
ができるように流量比のみを考慮して第１と第２の各流
量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度を制御した場合に
は、例えば、再出湯時に、流量比制御を行わない場合の
図１１の（ｂ）の点線に示す給湯湯温変動に比べて、図
１１の（ｂ）の実線に示すように、出湯開始後、直ち
に、給湯設定温度の湯を給湯することができるようにな
るが、給水通路３に流れ込む水圧が予め想定された通常
の水圧よりも高い地域では、図１１の（ａ）に示す出湯
開始後の出湯流量の時間的変化に示すように、出湯開始
直後、設定流量（設定総流量）よりも多めの流量で給湯
され、反対に、水供給源の水圧が通常の水圧よりも低い
地域では、出湯開始直後、設定流量よりも少なめの流量
で給湯される虞がある。

【００８６】これに対して、この実施形態例では、前記
の如く、流量比と総流量を共に考慮して第１と第２の各
流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度制御が行われるの
で、図１０の（ａ），（ｂ）に示すように、再出湯時
に、給湯開始後、瞬時に、給湯設定温度の湯を給湯する
ことが可能となるだけでなく、出湯流量が高低に変動す
ることなく設定流量でもって給湯することができるとい
う優れた効果を得ることができる。

【００８７】特に、この実施形態例では、上記第１と第
２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度操作量Ｖ
１，Ｖ２をファジィ論理演算により求めているので、検
出流量比を目標流量比に一致させ、かつ、総流量を設定
総流量に一致させることが容易となり、より一層精度良
く、給湯設定温度の湯を設定総流量でもって給湯するこ
とができるようになる。

【００８８】なお、この発明は上記実施形態例に限定さ
れるものではなく、様々な実施の形態と採り得る。例え
ば、上記実施形態例では、上記第１と第２の各流量制御
手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度制御は給湯が行われている
間、継続的に行われたが、再出湯時のみ行うようにして
もよい。

【００８９】また、上記実施形態例では、図３に示すよ
うなシステム構成をもつ給湯器を例にして説明したが、
図３以外の給湯器にも本発明は適用することができる。
例えば、図３では、総流量（出湯流量）Ｑを検出する第
２の流量センサＦＳ２はバイパス通路１５との接続部Ｚ
よりも下流側の給湯通路４に設けられていたが、バイパ
ス通路１５との接続部Ｗよりも上流側の給水通路３に設
けてもよい。

【００９０】さらに、バイパス通路１５には流量センサ
が設けられていなかったが、バイパス流量Ｑbpを検出す
るバイパス流量センサをバイパス通路１５に設けてもよ
い。このようにバイパス流量センサを設ける場合には、
第１の流量センサＦＳ１と第２の流量センサＦＳ２のう
ちのどちらか一方を省略してもよい。バイパス流量セン
サを設け、第１の流量センサＦＳ１を省略する場合に
は、バイパス流量検出部２２は上記バイパス流量センサ
のセンサ出力をバイパス流量Ｑbpとして検出し、湯側流
量検出部２１は第２の流量センサＦＳ２により検出され
る総流量Ｑから上記バイパス流量センサにより検出され
るバイパス流量Ｑbpを差し引いて湯側の流量Ｑyuを求め
る。

【００９１】また、バイパス流量Ｑbpを検出するバイパ
ス流量センサを設け、第２の流量センサＦＳ２を省略す
る場合には、前記バイパス流量検出部２２は上記バイパ
ス流量センサのセンサ出力をバイパス流量Ｑbpとして検
出し、総流量検出部２６は、第１の流量センサＦＳ１に
より検出された湯側の流量Ｑyuと、上記バイパス流量セ
ンサにより検出されたバイパス流量Ｑbpとを合わせた流
量を総流量Ｑとして検出する。

【００９２】さらに、第１の流量センサＦＳ１や上記バ
イパス流量センサを設けずに総流量Ｑを検出する第２の
流量センサＦＳ２のみを設けるようにしてもよく、この
場合には、湯側温度検出部２０により検出される湯側の
温度Ｔyuと、入水サーミスタ５により検出される入水温
度Ｔinと、出湯サーミスタ７により検出される給湯温度
Ｔmix と、第２の流量センサＦＳ２により検出される総
流量Ｑとに基づいて、次に示す式（５）の演算により、
バイパス流量検出部２２はバイパス流量Ｑbpを求め、湯
側流量検出部２１は上記求められたバイパス流量Ｑbpを
第２の流量センサＦＳ２により検出された総流量Ｑから
差し引いて湯側の流量Ｑyuを求める。

【００９３】 Ｑbp＝（Ｔyu−Ｔin）×Ｑ／（Ｔmix −Ｔin）・・・・（５）

【００９４】さらに、上記図３に示す給湯器の例では総
流量Ｑを検出する第２の流量センサＦＳ２が設けられて
いたが、湯側の湯温Ｔyuと、入水温度Ｔinと、湯側の湯
とバイパス通路１５の水とがミキシングした後の湯温Ｔ
mixと、バイパス通路１５の流量Ｑbpとを検出すること
ができる場合には、上記第２の流量センサＦＳ２を省略
してもよい。この場合には、例えば、次式（６）によっ
て総流量Ｑを演算により求めることができる。

【００９５】 Ｑ＝（Ｔmix−Ｔin）×Ｑbp／（Ｔyu−Ｔin）・・・・・（６）

【００９６】さらに、上記図３に示す給湯器では常時バ
イパス通路１８が１本設けられていたが、この常時バイ
パス通路１８は省略してもよいし、また、２本以上常時
バイパス通路１８を設けてもよい。

【００９７】さらに、図３に示す給湯器のシステム構成
に風呂機能を備えた給湯器、例えば、図３に示すバイパ
ス通路１５との接続部Ｚよりも下流側の給湯通路４と浴
槽を連通接続する湯張り通路が設けられ、給湯熱交換器
２により作られた湯を上記湯張り通路を介して落とし込
む風呂の湯張り機能を備えた給湯器や、浴槽水を循環さ
せ浴槽水の追い焚きを行うための追い焚き循環通路と、
給湯熱交換器２により作られた湯を上記追い焚き循環通
路を介して浴槽に落とし込む湯張り通路とを備えた風呂
の追い焚き機能と湯張り機能を備えた給湯器等にも、こ
の発明は適用することが可能である。

【００９８】さらに、上記実施形態例では、弁開度制御
ルールに示した開方向と閉方向の第１上限変化量は等し
かったが、開方向の第１上限変化量と閉方向の第１上限
変化量とを異なる値に設定してもよい。第２上限変化量
と第１下限変化量と第２下限変化量についても同様に、
開方向と閉方向とで異なる値を取るようにしてもよい。

【００９９】さらに、上記実施形態例では、流量比・総
流量制御部２８はファジィ論理演算を用いて、第１と第
２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度を制御した
が、ファジィ論理演算を用いずに第１と第２の各流量制
御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度を制御してもよい。例え
ば、前記したような第１〜第９の弁開度制御ルールを予
め定め与えておき、かつ、流量比の偏差ΔＲと総流量の
偏差ΔＱの組み合せによって第１と第２の各流量制御手
段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度操作量（変化量）を求めるた
めの弁開度操作量検出データを予め定め与えておき、流
量比・総流量制御部２８は、流量比比較部２４と総流量
比較部３０の各比較結果と弁開度制御ルールとに基づい
て第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度
の可変方向を求め、上記流量比と総流量の各偏差と上記
弁開度操作量検出データとに基づいて、第１と第２の各
流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度の変化量を求め
て、第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開
度を制御するようにしてもよい。

【０１００】さらに、この発明における弁開度制御ルー
ルは、検出流量比が目標流量比に一致する方向に、か
つ、検出総流量が設定総流量に一致する方向に第１と第
２の各流量制御手段の弁開度を制御するために流量比と
総流量の各比較結果の組み合わせに応じて定められたも
のであればよく、上記実施形態例に示した弁開度制御ル
ールに限定されるものではない。さらに、上記実施形態
例では、ファジィ論理演算に用いられるメンバーシップ
関数は三角形状であったが、釣り鐘状のメンバーシップ
関数を与えてもよい。

【０１０１】さらに、上記実施形態例では、流量比・総
流量制御部２８のグレード検出部３１は、流量比の偏差
ΔＲのグレードと総流量の偏差ΔＱのグレードのうちの
小さい方を選択するミニマム演算によりファジィ変数グ
レードを選択検出していたが、例えば、上記流量比の偏
差ΔＲのグレードと総流量の偏差ΔＱのグレードのうち
の大きい方を選択するマキシマム演算によりファジィ変
数グレードを選択検出してもよいし、上記流量比の偏差
ΔＲのグレードと総流量の偏差ΔＱのグレードとの平均
を求めて該平均値をファジィ変数グレードを選択検出し
てもよく、このように、上記ミニマム演算以外の手法に
より、流量比の偏差ΔＲのグレードと総流量の偏差ΔＱ
のグレードに基づいてファジィ変数グレードを検出して
もよい。

【０１０２】さらに、上記実施形態例では、流量比・総
流量制御部２８の和集合検出部３２は、例えば、弁開度
制御ルールに合致する第１の流量制御手段ＧＭ１の弁開
度操作量Ｖ１に対応するメンバーシップ関数の有効面積
の和集合として、図９の（ｃ）に示すような領域ＡＢＥ
ＫＬＩＦＤの面積を求めていたが、例えば、図５の
（ｃ）に示す領域ＡＢ０Ｃと図６の（ｃ）に示す領域Ｄ
Ｅ０Ｃと図７の（ｃ）に示す領域ＦＧＨＩと図８の
（ｃ）に示す領域ＪＫＬＨの面積を合計した面積をメン
バーシップ関数の有効面積の和集合として求めてもよ
い。第２の流量制御手段ＧＭ２の弁開度操作量Ｖ２に対
応するメンバーシップ関数の有効面積の和集合について
も同様である。

【０１０３】

【発明の効果】この発明によれば、給水通路と給湯通路
間を給湯熱交換器を迂回して連通接続するバイパス通路
を設け、該バイパス通路から流れ出る湯側の流量を弁開
度でもって制御する第１の流量制御手段と、バイパス通
路の通水流量を弁開度でもって制御する第２の流量制御
手段とを設けたので、上記第１と第２の各流量制御手段
の弁開度を制御することによって、湯側の流量とバイパ
ス通路のバイパス流量との流量比、および、湯側の流量
と上記バイパス流量の総流量とを共に制御することが可
能となる。

【０１０４】この発明では、さらに、給湯設定温度の湯
を給湯するための湯側の流量とバイパス流量の目標流量
比を求め、上記流量比を検出し該検出した流量比を上記
目標流量比に比較し、また、検出した総流量を設定総流
量に比較し、これら流量比と総流量の比較結果と、流量
比と総流量の各比較結果の組み合わせに応じて予め与え
られている弁開度制御ルールとに基づいて、第１と第２
の各流量制御手段の弁開度を制御して検出流量比が目標
流量比に一致する方向に制御し併せて検出総流量が設定
総流量に一致する方向に制御する流量比・総流量制御部
を備えた構成としたので、再出湯時においても、精度良
く給湯設定温度の湯を設定総流量でもって給湯すること
ができるという画期的な効果を得ることができる。

【０１０５】特に、ファジィ論理演算によって上記第１
と第２の各流量制御手段の弁開度操作量を検出して該検
出操作量に応じて上記第１と第２の各流量制御手段の弁
開度を制御する構成にあっては、より一層、精度良く給
湯設定温度の湯を設定総流量でもって給湯することがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この実施形態例において特徴的な制御構成を示
すブロック図である。

【図２】ファジィ論理演算を用いて第１と第２の各流量
制御手段の弁開度操作量を求める流量比・総流量制御部
の制御構成例を示すブロック図である。

【図３】この実施形態例に示す給湯器のシステム構成を
示すモデル図である。

【図４】この実施形態例に示すファジィ論理演算に用い
るメンバーシップ関数を示すグラフである。

【図５】この実施形態例に示すファジィ論理演算により
第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の弁開度操
作量を求める手法を示すための説明図である。

【図６】引き続き、この実施形態例に示すファジィ論理
演算により第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２
の弁開度操作量を求める手法を示すための説明図であ
る。

【図７】さらに、この実施形態例に示すファジィ論理演
算により第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の
弁開度操作量を求める手法を示すための説明図である。

【図８】さらに、この実施形態例に示すファジィ論理演
算により第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ２の
弁開度操作量を求める手法を示すための説明図である。

【図９】さらにまた、この実施形態例に示すファジィ論
理演算により第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ
２の弁開度操作量を求める手法を示すための説明図であ
る。

【図１０】流量比と総流量を共に考慮した本実施形態例
に示した手法により第１と第２の各流量制御手段ＧＭ
１，ＧＭ２の弁開度を制御したときの出湯流量と給湯温
度の各特性データを示すグラフである。

【図１１】流量比と総流量のうちの流量比のみを考慮し
た手法により第１と第２の各流量制御手段ＧＭ１，ＧＭ
２の弁開度を制御したときの出湯流量と給湯温度の各特
性データを示すグラフである。

【図１２】従来の給湯器のシステム構成を示すモデル図
である。

【符号の説明】

２ 給湯熱交換器 ３ 給水通路 ４ 給湯通路 １５ バイパス通路 ２３ 目標流量比検出部 ２４ 流量比比較部 ２５ 流量比検出部 ２６ 総流量検出部 ２７ 偏差検出部 ２８ 流量比・総流量制御部 ３０ 総流量比較部 ３１ グレード検出部 ３２ 和集合検出部 ３４ 弁開度操作量検出部 ＧＭ１ 第１の流量制御手段 ＧＭ２ 第２の流量制御手段 ＦＳ２ 第２の流量センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水通路から供給された水を加熱して湯
   を作り出し該湯を給湯通路に送出する給湯熱交換器と、
   上記給水通路と給湯通路間を上記給湯熱交換器を迂回し
   て連通接続するバイパス通路と、該バイパス通路から流
   れ出た水が合流する湯側の流量を弁開度でもって制御す
   る第１の流量制御手段と、上記バイパス通路を流れる水
   の流量を弁開度でもって制御する第２の流量制御手段
   と、上記バイパス通路の通水流量と湯側の流量との総流
   量を検出する総流量検出手段とを有し、バイパス通路か
   ら流れ出る水と湯側の湯とのミキシング後の湯温が予め
   定められた給湯設定温度になるためのバイパス通路の通
   水流量と湯側の流量との目標流量比を検出する目標流量
   比検出部と、バイパス通路の通水流量と湯側の流量との
   流量比を検出する流量比検出部とを備えた給湯器であっ
   て、上記流量比検出部により検出された流量比を上記目
   標流量比検出部により検出された目標流量比に比較する
   流量比比較部と；上記総流量検出手段により検出された
   総流量を予め定められた設定総流量に比較する総流量比
   較部と；上記流量比と総流量の各比較結果の組み合わせ
   に応じて予め与えられている弁開度制御ルールと、上記
   流量比比較部と総流量比較部の各比較結果とに基づいて
   上記第１と第２の各流量制御手段の弁開度を制御して上
   記検出流量比が目標流量比に一致する方向に制御し併せ
   て検出総流量が設定総流量に一致する方向に制御して給
   湯設定温度の湯を設定総流量でもって給湯するための流
   量比・総流量制御部と；が設けられていることを特徴と
   した給湯器。
2. 【請求項２】 弁開度制御ルールは、上記検出総流量が
   設定総流量にほぼ等しく検出流量比が目標流量比よりも
   大きい場合に上記第１の流量制御手段の弁開度を予め定
   めた第１上限変化量を越えない範囲で開方向に小さく制
   御し、第２の流量制御手段の弁開度を予め定めた第２上
   限変化量を越えない範囲で閉方向に小さく制御する第１
   のルールと、検出総流量が設定総流量にほぼ等しく検出
   流量比が目標流量比よりも小さい場合に第１の流量制御
   手段の弁開度を小さく閉方向に、第２の流量制御手段の
   弁開度を小さく開方向にそれぞれ制御する第２のルール
   と、検出総流量が設定総流量よりも多くて検出流量比が
   目標流量比にほぼ等しい場合に第１の流量制御手段の弁
   開度を小さく閉方向に、第２の流量制御手段の弁開度を
   小さく閉方向にそれぞれ制御する第３のルールと、検出
   総流量が設定総流量よりも少なくて検出流量比が目標流
   量比にほぼ等しい場合に第１の流量制御手段の弁開度を
   小さく開方向に、第２の流量制御手段の弁開度を小さく
   開方向にそれぞれ制御する第４のルールと、検出総流量
   が設定総流量よりも少なくて検出流量比が目標流量比よ
   りも大きい場合に第１の流量制御手段の弁開度を予め定
   めた第１下限変化量以上に開方向に大きく制御し、第２
   の流量制御手段の弁開度を閉方向に小さく制御する第５
   のルールと、検出総流量が設定総流量よりも少なくて検
   出流量比が目標流量比よりも小さい場合に第１の流量制
   御手段の弁開度を小さく閉方向に、第２の流量制御手段
   の弁開度を予め定めた第２下限変化量以上に開方向に大
   きく制御する第６のルールと、検出総流量が設定総流量
   よりも多くて検出流量比が目標流量比よりも大きい場合
   に第１の流量制御手段の弁開度を小さく開方向に、第２
   の流量制御手段の弁開度を大きく閉方向にそれぞれ制御
   する第７のルールと、検出総流量が設定総流量よりも多
   くて検出流量比が目標流量比よりも小さい場合に第１の
   流量制御手段の弁開度を大きく閉方向に、第２の流量制
   御手段の弁開度を小さく開方向にそれぞれ制御する第８
   のルールと、検出総流量が設定の総流量にほぼ等しく検
   出流量比が目標流量比にほぼ等しい場合には第１と第２
   の各流量制御手段の弁開度を変化させない第９のルール
   とから成ることを特徴とする請求項１記載の給湯器。
3. 【請求項３】 目標流量比に対する検出流量比の偏差
   と、設定総流量に対する検出総流量の偏差とを求める偏
   差検出部が設けられ、上記流量比と総流量の各偏差の組
   み合わせを前件部とし、その偏差の組み合わせに応じた
   第１と第２の各流量制御手段の弁開度制御形態を後件部
   とした弁開度制御ルールと、上記偏差検出部により求め
   られた流量比の偏差と総流量の偏差とに基づいたファジ
   ィ論理演算により、流量比・総流量制御部は、第１と第
   ２の各流量制御手段の弁開度の操作量を求め、この求め
   た操作量に応じて第１と第２の各流量制御手段の弁開度
   を制御する構成としたことを特徴とする請求項１又は請
   求項２記載の給湯器。
4. 【請求項４】 弁開度制御ルールの前件部は、目標流量
   比に対する検出流量比の偏差の大小に応じた複数のメン
   バーシップ関数と、設定総流量に対する検出総流量の偏
   差の大小に応じた複数のメンバーシップ関数とから成
   り、弁開度制御ルールの後件部は、第１の流量制御手段
   の弁開度操作量の大小に応じた複数のメンバーシップ関
   数と、第２の流量制御手段の弁開度操作量の大小に応じ
   た複数のメンバーシップ関数とから成り、偏差検出部に
   より求められた流量比と総流量の各偏差に基づき、上記
   前件部のメンバーシップ関数からファジィ変数グレード
   を検出するグレード検出部と、検出されたファジィ変数
   グレードに基づいて前記弁開度制御ルールに合致した第
   １の流量制御手段に対応した上記後件部のメンバーシッ
   プ関数の有効面積の和集合と第２の流量制御手段に対応
   した後件部のメンバーシップ関数の有効面積の和集合と
   をそれぞれ検出する和集合検出部と、これら検出された
   第１と第２の各流量制御手段に対応した有効面積の和集
   合の重心をそれぞれ算出し、該求めた重心に基づき第１
   と第２の各流量制御手段の弁開度の操作量をそれぞれ検
   出する弁開度操作量検出部とが設けられていることを特
   徴とした請求項３記載の給湯器。