JPH02229980A - 湯水混合制御装置 - 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 本発明は湯と水とを混合し、シャワー、洗面にあるいは
浴槽への湯張りに使用する適温湯をつくる湯水混合制御
装置に関するものである。

従来の技術 従来のこの種の湯水混合制ｊ！Ｉ装置は例えば特開昭６
１−１１６１８５号公報に示される様に第７図の構成に
なっていた．まず第７図より従来の構成を説明する． 第７図で水側配管１と湯側配管２の途中に水側弁３と湯
側弁４とが設けられ、水側駆動部５（例えばモーター等
）及び憑側駆動部６とで弁閲度を調節する。水側配管ｌ
と湯側配管２とは合流し混合配管７をなし、その途中に
湯温検出手段８や流量検出手段９が設けられている。更
に下流に切換弁１０が取り付けられカランｌ１やシャワ
ー１２に流路を切りかえ出湯する。制１ｎ部１３は温度
検出千段８や流量検出手段９の信号を人力し温度設定値
、流量設定値になるように水側弁３、湯側弁４、切換弁
１０に調節信号を出力する．次に従来の構成の動作を第
８図のフローチャートを用いて説明する。

給湯開始時切換弁１０をカランｔｉもしくはシャワー１
２側に切りかえる。流量検出千段９で混合流量を検出し
制御部１３に入力する。制御部で流量設定値と比較する
．もし（出湯量一設定流Ｉｔ）　＜−（許容誤差）なら
ば１設定流量一出湯！ｔｌに比例した速度で湯側弁４の
開度を増加する方向に調節する。また、（出湯量一設定
流量）〉＋（許容誤差）ならば１設定流量一出湯ｔ１に
比例した速度で湯側弁３の開度を減少する方向に［ｆｆ
する。以上の制御動作を行ない１出湯量一設定流量ｌの
値が（許容誤差）の範囲内に入ったならば設定流量に出
湯量が達したと判定し湯側弁４の開度を固定する。

発明が解決しようとする課題 しかしこのような湯水混合制御装置では流量設定値を変
更した時速く設定値に到達させようとすると、１設定流
量一出湯量１で求まった偏差に対し比例ゲインを太き《
せねばならない．しかし高水圧地域では設定流量近傍で
リンチングしやすくなる．逆に比例ゲインを小さくする
と流量設定に達する迄に長い時間がかかり、利用者にと
っては所望の流量になかなか達せず非常に使い勝手が悪
い。本発明はかかる点に鑑みてなされたもので素速くか
つリンチングせずに設定流量に調節できる湯水混合制御
装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために湯水量の混合比率
をｖ４節する混合手段と、混合流量の出湯、停止及び調
節する流量調節手段、混合流量を検出する流量検出手段
と、混合流量を設定する流量設定手段と、流量偏差を求
める偏差演算手段と、流量偏差と流量調節手段の付勢量
との関係を制御規則として記憶する制′４ｎ規則記憶手
段と、流量偏差と制御規則とから推論し前記流量調節手
段の付勢量を求める制御推論手段と、前記流量設定値と
比較される値を設定する流量設定比較値設定手段と、流
量設定値が流量設定比較値以下に下げられた否かを判定
する判定手段と、前記判定手段の出力値で前記制御准論
手段で求めた付勢量の振幅を縮めて出力する付勢振幅演
算手段とからなる。

又別の構成として混合比率を調節する混合手段と、混合
流量を調節する流量調節手段と、混合流量を設定、検出
する流量設定手段、流量検出手段と、流量偏差を求める
偏差演算手段と、流量偏差と前記流量調節手段の付勢量
との関係を制御規則として記憶する制ｊ１規則記憶手段
と、制ｊｎ規則と流量偏差とから推論し前記流量調節手
段の付勢量を求める制御准論手段と、流量偏差値と比較
される値を設定する偏差値設定手段と、求めた流量偏差
の符号が反転し前記比較値を越えたか否かを判定する判
定手段と、前記判定手段の出力信号で前記制御推論手段
の付勢量を縮める付勢振幅演算手段とからなる． 作用 本発明の湯水混合制ＩＪ装置は上記構成により、出湯量
を絞って混合湯を使用したい場合流量偏差と制御規則と
から推論し流量調節弁の付勢量（この場合パルスのデュ
ーティで与える）の振幅値を更に縮めて出力することに
より設定流量近傍でリンチングすることなく素速く整定
させることができる． 又、低水圧地域では低流量設定値の場合リンチングしや
すかったが次第に高水圧地域になる程比較的大きな流量
設定値でもリンチングしやすくなるが、出湯量が設定値
を越え偏差の符号が反転しかつ求めた偏差がある偏差設
定値より大きくなるとその時点より流量設定値にかかわ
らず制御推論手段で求めた付勢量の振幅を縮め出力する
ことにより一度設定値をわずかな量だけ越えても直ちに
設定値に整定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用いて説明する。

第１図は本発明の湯水混合制御装置のシステム図である
。第７図と同相当物には同一番号を付している。１４は
混合手段で湯水量の混合比率を調節する。混合手段１４
は水量、湯量を調節する水側弁、湯側弁が一軸上に配置
され１つの駆動手段（例えばモーター）で相対的に混合
比率が調整される場合及び各々独立して混合比率が調節
される場合も含む。１５は流量調節手段で混合流量を出
湯もしくは停止あるいは流量調節する手段である。１６
は操作手段でカランｌ１もしくはシャワーｌ２に給湯開
始指示、もし《は出湯停止指示、あるいは湯温設定、ｉ
！！！設定などを行なう。制御部ｌ３に関し第２図に本
発明の一実施例を示す。ｌ７は流量設定手段で流量値を
設定する。１８は偏差演算手段で流量検出千段９と流量
設定手段１７とが接続され流量偏差を求める．１９は制
御規則記憶手段で流量偏差に対する流量調節手段１５の
付勢量との関係を制御規則として記憶している。２０は
制御推論手段で偏差演算手段ｌ８と制御規則記憶手段１
９とが接続され流量羽節手段ｌ５の付勢量を求める（こ
の場合パルスのデューティ比率で出力される）。２１は
流量設定比較値設定手段で流量設定手段２ｌの設定値と
比較される値が設定される。２２は判定手段で流量設定
手段１７と流量設定比較埴設定手段２ｌの出力部が接続
され、流量設定値が比較値以下に下げられたか否かを判
定しその結果より係数を決定する（ここで係数は設定流
量に対し非線型に変化する）。２３は付勢振幅演算手段
で判定手段で求めた係数を制御推論手段２０で求めた付
勢量（この場合パルスデエーティの振幅値に対して）に
掛け小さくし流量−調節手段１５に対し出力する。

次のこの一実施例の作用について説明する。第４図にそ
の動作フローチャート、第６図にタイミング図を示す． まず操作手段ｌ６でカラン１１（もしくはシャワー１２
）より出湯指示を行ない任意の流量設定を流量設定千段
Ｉ７を介して行なう．そして流量検出手段９で検出した
流量と流量設定値とからｍ．ｉｔ＠差を求め、制御規則
とで制御准論手段２０で付勢量を求める．一方流量設定
値が流量比較値以上だった場合、判定手段で係数はＲ＝
１となり前述の付勢量がそのまま流ＩｊｊｌＶＪ手段１
５に出力される。流量調節手段１５の弁開度が大きくな
ると、流量調節手段１５の配設されている流路の上流、
下流間の差圧が小さくなり弁感度が小さくなり係数は大
きくなる．次に利用者が出湯量を絞って使おうとして流
量設定値を例えば最低値迄下げたとする。この時流Ｗｔ
調節手段１５の付勢量は次のようになる，新流量設定値
と現在の出湯量から流量偏差が求められ、次に制御規則
とで准諭し付勢量（パルスのデューティ比率）が求まる
。一方、新流量設定値が流量設定値より小さかった場合
判定手段で新しい係数が求まる．新しい係数が前述の付
勢扉に掛けた後流量設定手段ｌ５に出力される。

こうすると流量調節手段１５は流量を減少させる場合弁
感度は上がるが小さな付勢量で駆動されるのでリンチン
グすることなく素速く新しい流量設定値に調節される。

次に湯水混合制御装置の他の実施例について説明する。

第３図に他の実施例を示す。第１図、第２図と同相当物
には同一番号を付している。２４は、偏差値設定手段で
偏差演算手段１８の出力値と比較される値が設定される
。２５は判定手段で偏差演算手段１８と偏差値設定千段
２４との出力部が接続され、求めた偏差信号が設定値と
比較され係数を設定する。

次にこの実施例の動作について説明する。第５図はその
動作を示すフローチャートである。

まず利用者が出湯開始の指示を行ない流量設定を行なう
．次に流量偏差が求められ制御規則とから推論され付勢
Ｉ（パルスのデエーティ比率）が求まる。一方求めた流
量偏差が偏差設定値を越えていない場合、係数はＲ−１
となり前述求めたＩナ勢量そのままの値で流量調節手段
１５が駆動される．又利用者が流量設定値を下げ流量を
絞って使用しようとする．この場合も同様に制御推論手
段２０で付勢量が求められ、更に偏差設定値と比較され
新しい係数を求める。もしここで係数が例えばＲ＝１の
ままで求められた付勢量で流量調節手段１５が付勢され
たとする。ところが高水圧地域であったために、設定流
量値を越え絞りすぎたとする。

この時、流量偏差が偏差設定値を越えたならば直ちに新
しい小さな係数が選択され新しい付勢量を求め出力され
る．今度は流量調節千段ｌ５はスローに流量設定値迄修
正する。

第６図にタイミング図を示す。当初（Ａ）のように大き
なデニーティ比率で付勢していたのが、設定値に近づく
につれ（Ｂ）のような小さなデューティ比率を付勢され
る。ところが（Ｂ）のデエーティ比率で付勢していた時
、設定値より絞りすぎたとする。この場合直ちに新係数
により（Ｃ）のようなパルスレベルでかつデューティと
なり素速く設定流量値に戻す． 発明の効果 以上のように本発明は混合手段でつくられた混合湯を流
量調節手段により流量調節する際、求めた流量偏差より
ます付勢量を求め次に流量設定値がある所定値以下に下
げられたか否かを判定し下げられていた場合判定手段で
小さい係数が選択され前記付勢量を縮小しその出力値で
前記流量調節手段を付勢することにより、例え小さな流
量設定値に変更されても素速く所望の設定流量に到達さ
せることが出来、リンチングしたり又仲々設定流量に達
せず利用者をいらいらさせたりせずに使い勝手を向上さ
せている。

さらに本発明は、混合手段でつくられた混合湯を流量ｗ
ｉｎする時、制御推論手段で求めた比較的小さい付勢量
で、即ち小さいデューティ比率のパルスで流量調節手段
を付勢して、流量設定値をある設定値だけオーバーもし
くはアンダーシュートした場合直ちに判定手段で最適な
係数が選択され付勢量が縮められ新しい付勢量で流量調
節手段が付勢されることにより、高水圧地域で混合湯を
所望の流量に絞っても素速くかつ利用者をいらいらさせ
ることなく整定させ使い勝手を向上させている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の湯水混合制御装置のシステ
ム図、第２図は同装置の制ｊ１一部のブロック図、第３
図は同装置の他の実施例の制御部のブロック図、第４図
は第１図の装置の動作を示すフローチャート図、第５図
は第３図の装置の動作を示すフローチャート図、第６図
は同装置の出力波形を示す図、第７図は従来の湯水混合
制御装置のシステム図、第８図は同装置の動作を示すフ
ローチャート図である。 ９・・・・・・流量検出手段、Ｉ４・・・・・・混合手
段、Ｌ５・・・・・・流量調節手段、１７・・・・・・
流量設定手段、ｌ８・・・・・・偏差演算手段、１９・
・・・・・制御規則記憶手段、２０・・・・・・制御准
論手段、２１・・・・・・流量設定比較値設定手段、２
２・・・・・・判定手段、２３・・・・・・付勢振幅演
算手段、２４・・・・・・偏差値設定手段、２５・・・
・・・判定手段。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名ｑ−一一流
量檜山手ｆ之 ｌ４・−５毘合子役 ／Ｓ　−−−　５Ｌ　ｆＬ　ｔＸ　ｎ　子Ｒ第 図 第 ■ 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）湯と水の混合比率を調節する混合手段と、前記混
   合手段でつくった混合湯の給湯開始又は停止更に流量調
   節を行なう流量調節手段と、混合湯の流量を検出する流
   量検出手段と、混合湯の流量を設定する流量設定手段と
   、前記流量設定手段と前記流量検出手段とから流量偏差
   を求める偏差演算手段と、流量偏差と前記流量調節手段
   の付勢量との関係を制御規則として記憶する制御規則記
   憶手段と、求めた流量偏差と制御規則とで推論し前記流
   量調節手段の付勢量を求める制御推論手段と、前記流量
   設定手段の出力信号と比較される値を設定する流量設定
   比較値設定手段と、前記流量設定手段と前記流量設定比
   較値設定手段との出力信号を比較し流量設定が比較値以
   下に下げられた否かを判定する判定手段と、前記制御推
   論手段で求めた付勢量を前記判定手段で求めた信号で付
   勢量振幅を求め前記流量調節手段に出力する付勢振幅演
   算手段とからなる湯水混合制御装置。
2. （２）湯と水の混合比率を調節する混合手段と、前記混
   合手段でつくった混合湯の給湯開始又は停止更に流量調
   節を行なう流量調節手段と、混合流量を検出する流量検
   出手段と、混合流量を設定する流量設定手段と、前記流
   量検出手段と前記流量設定手段とから流量偏差を求める
   偏差演算手段と、流量偏差と前記流量調節手段の付勢量
   との関係を制御規則として記憶する制御規則記憶手段と
   、求めた流量偏差と制御規則とから推論し前記流量調節
   手段の付勢量を求める制御推論手段と、前記偏差演算手
   段の出力信号と比較される値を設定する偏差値設定手段
   と、前記偏差演算手段と前記偏差値設定手段との出力信
   号を比較し偏差符号が反転し設定値を越えたか否かを判
   定する判定手段と、前記制御推論手段で求めた付勢量を
   前記判定手段の結果で縮めて前記流量調節手段に出力す
   る湯水混合制御装置。