JP2009125190A

JP2009125190A - 便座装置

Info

Publication number: JP2009125190A
Application number: JP2007301502A
Authority: JP
Inventors: Hideki Yamakawa; 秀樹山川; Yuji Yamamoto; 融士山本; Takao Asada; 隆生浅田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】便座温度の急峻な温度上昇を行う温度制御において、最適なフィードバック制御を行うことを目的とする。
【解決手段】便座を加熱する便座ヒータと、電圧検知手段と、電流検知手段と、ヒータ抵抗とヒータ温度との相関関係を記憶する記憶手段と、便座ヒータへの通電量を制御する制御手段とを備え、電圧検知手段が検知した電圧と電流検知手段が検知した電流により算出される抵抗と記憶手段に記憶された相関関係から算出されるヒータ温度に従って便座ヒータへの通電量を制御することにより、瞬間加熱式の暖房便座においても、ヒータ温度の検知データに基づいて便座ヒータの通電を制御するフィードバック制御を行うことが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は便座装置の便座の温度制御に関するものである。

従来、この種の暖房便座は、便座の中に設けられた便座ヒータを使って便座温度を急峻に上昇させるために、便座の中に設けられたたとえばサーミスターのような温度センサーを使って便座ヒータへの通電前の便座温度を検知し、便座温度が目標温度に達するまでの便座ヒータへの通電時間を算出していた（例えば、特許文献１参照）。

図３は、そのブロック図である。たとえば焦電センサーを使って構成された人体検知手段６が人体を検知するまでは便座ヒータ２には通電されず、制御手段４は便座１の温度をたとえばサーミスターを使って構成された便座温度検知手段３で検知している。人体検知手段６が人体を検知すると制御手段４は便座ヒータ２に通電開始する前の便座温度から目標温度に達するまでの時間を予め制御手段４に設けられた計算式より算出して、その時間だけたとえば商用電源を入り切りするような加熱用電源５を制御して便座ヒータ２に通電を行い便座温度を目標温度にする制御を行う。
特開２００２−１８６５７０号公報

しかしながら、前記従来の構成の場合、一般に便座ヒータ２の電源として商用電源を使用した場合、絶縁性の問題などで便座温度検知手段３の熱応答性が悪くなるために便座の初期温度から便座ヒータ２への通電時間を算出する予測制御となり、最適な温度制御が難しいという課題があった。

また、フィードバック制御ではなく予測制御であるため、便座ヒータ２の経年変化などによる特性変化に対応するのが難しいという課題があった。

前記従来の課題を解決するため、本発明の便座装置は、便座を加熱する便座ヒータと、電圧検知手段と、電流検知手段と、ヒータ抵抗とヒータ温度との相関関係を記憶する記憶手段と、便座ヒータへの通電量を制御する制御手段とを備え、電圧検知手段が検知した電圧と電流検知手段が検知した電流により算出される抵抗と記憶手段に記憶された相関関係から算出されるヒータ温度に従って便座ヒータへの通電量を制御するものである。

これにより、瞬間加熱式の暖房便座においても、ヒータ温度の検知データに基づいて便座ヒータの通電を制御するフィードバック制御を行うことが可能となる。

本発明の便座装置は、急峻な温度上昇を行う瞬間加熱式の便座装置の温度制御においてもフィードバック制御を行うことで最適な温度制御を行うことができる。

第１の発明は、便座を加熱する便座ヒータと、前記便座ヒータに印加される電圧を検知する電圧検知手段と、前記便座ヒータに流れる電流を検知する電流検知手段と、前記便座ヒータのヒータ抵抗とヒータ温度との相関関係を記憶する記憶手段と、前記便座ヒータへの通電量を制御する制御手段とを備え、前記電圧検知手段が検知した電圧と前記電流検知
手段が検知した電流により算出される抵抗と前記記憶手段に記憶された相関関係から算出される前記ヒータ温度に従って前記便座ヒータへの通電量を制御することにより、通電状態や通電時間に時々刻々変化するヒータ温度を瞬時に検知することが可能となり、特に短時間に昇温させる瞬間加熱式の暖房便座においても、ヒータ温度の検知データに基づいて便座ヒータの通電を制御するフィードバック制御を行うことが可能となる。

第２の発明は、便座を加熱する便座ヒータと、前記便座ヒータに流れる電流を検知する電流検知手段と、前記便座ヒータのヒータ抵抗とヒータ温度との相関関係を記憶する記憶手段と、前記便座ヒータを加熱するための加熱用電源と、前記電流検知手段により電流を検知するときに前記便座ヒータに通電する固有電圧の検知用電源と、前記便座ヒータに通電する電源を前記加熱用電源または前記検知用電源に切り換える切換え手段と、前記便座ヒータへの通電量を制御する制御手段を備え、前記切換え手段を切り換えて前記検知用電源より便座ヒータに通電した前記検知用電源の固有電圧と前記電流検知手段が検知した電流により算出される前記ヒータ抵抗と前記記憶手段に記憶された相関関係から算出される前記ヒータ温度に従って前記便座ヒータへの加熱用電源からの通電量を制御することにより、商用交流電源の場合は電圧検知および電流検知には、一定期間の平均値を測定することが必要であるため測定期間が必要であるが、便座ヒータのヒータ温度を検知する検知電源を決めた固有電圧の検知用電源を使用することで瞬時に測定することが可能となり、検知機能の応答性を向上することができる。

第３の発明は、特に第２の暖房便座において、前記便座ヒータに印加される電圧を検知する電圧検知手段を備え、前記切換え手段を前記検知用電源に切り換えて、前記電圧検知手段が検知した電圧と前記電流検知手段が検知した電流と前記相関記憶手段に記憶された相関関係から算出される前記ヒータ温度に従って前記ヒータへの通電量を制御するヒータ制御手段とにより、便検知用電源から座ヒータに印加される電圧と電流をリアルタイムで検知することができるので、検知精度の向上を図ることができる。

第４の発明は、特に第２または第３の発明の暖房便座において、便座の温度を検知する便座温度検知手段を備え、前記便座ヒータへの通電を予め決めておいた時間行わなかった場合に、前記便座温度検知手段が検知した温度と前記電圧検知手段が検知した電圧と前記電流検知手段が検知した電流により、前記便座ヒータのヒータ抵抗とヒータ温度との相関関係を補正することにより、便座ヒータの経年変化などによる特性変化により実際のヒータ温度や便座に与える温度特性の変化に対応して補正することが可能となり、長期間に亘り快適で安全性の高い便座装置を提供することができる。

第５の発明は、特に第２または第３の発明の暖房便座において、便座の温度を検知する便座温度検知手段を備え、前記便座温度検知手段が検知した温度が予め決めておいた温度になった場合に、前記便座温度検知手段が検知した温度と前記電圧検知手段が検知した電圧と前記電流検知手段が検知した電流により、前記便座ヒータのヒータ抵抗とヒータ温度との相関関係を補正することにより、を特徴とする請求項２または３記載の便座装置。
便座ヒータの経年変化などによる特性変化により実際のヒータ温度や便座に与える温度特性の変化に対応する補正を短時間に行うことが可能となり、快適で安全性の高い便座装置を提供することができる。

第６の発明は、特に第２または第３の発明の暖房便座において、便座の温度を検知する便座温度検知手段を備え、前記便座温度検知手段が検知する温度が予め決めておいた温度勾配になった場合に前記便座温度検知手段が検知した温度と前記電圧検知手段が検知した電圧と前記電流検知手段が検知した電流により前記便座ヒータのヒータ抵抗とヒータ温度との相関関係を補正することにより、便座ヒータの経年変化などによる特性変化により実際の便座ヒータや便座の昇温特性の変化に対応する補正が短時間に行うことが可能となり
、快適で安全性の高い便座装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における便座装置を上から見たブロック図を示している。

図１において、便座ヒータ１２は便座１１の加熱を行う。加熱用電源１８は便座ヒータ１２に便座加熱を行うための電力を供給する。電圧検知手段１６は便座ヒータ１２に印加される電圧の電圧検知を行う。電流検知手段１７は便座ヒータ２に流れる電流の検知を行う。記憶手段１５は便座ヒータ２のヒータ抵抗とヒータ温度の関係を記憶している。人体検知手段１３は便座１１に近づいてくる人体の検知を行う。制御手段１４は電圧検知手段１６が検知した電圧と電流検知手段１７が検知した電流から便座ヒータ１２のヒータ抵抗を算出し、記憶手段１５が記憶しているヒータ抵抗とヒータ温度の相関関係に基づいて加熱用電源１８を制御して便座ヒータ１２によって便座加熱を行うための電力を調整する。

以上のように構成された便座装置について、以下にその動作、作用を説明する。

便座１１の使用者が便座１に近づいて人体検知手段１３が人体を検知すると、人体検知手段１３は人体を検知したという情報を制御手段１４に伝達する。人体検知情報を受けた制御手段１４は、便座１１を暖めるために加熱用電源１８を制御して便座ヒータ１２に便座加熱を行うための電力の供給を開始する。電圧検知手段１６は便座ヒータ１２に印加される電圧の電圧検知を行って検知した電圧情報を制御手段１４に伝達する。また、電流検知手段１７は便座ヒータ１２に流れる電流の検知を行って検知した電流情報を制御手段４に伝達する。

電圧検知手段１６からの電圧情報と電流検知手段７からの電流情報を受けた制御手段１４は便座ヒータ１２のヒータ抵抗を算出し、算出したヒータ抵抗から記憶手段１５が記憶している相関関係に基づいて便座ヒータ１２のヒータ温度を算出し、算出された便座ヒータ１２のヒータ温度に応じて加熱用電源１８を制御して便座ヒータ１２によって便座加熱を行うための電力を調整して便座温度を目標温度にする制御を行う。

このとき、たとえば便座ヒータ１２が断線故障したとすると便座ヒータ１２に電流が流れなくなるので、制御手段１４は電流検知手段１７からの電流情報によって便座ヒータ１２の断線を判断して便座ヒータ１２への電力供給を停止させる。

また、たとえば便座ヒータ１２が短絡故障して異常な電流が流れると、制御手段１４は電流検知手段１７からの電流情報によって便座ヒータ１２の短絡を判断して便座ヒータ１２への電力供給を停止させる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における便座装置を上から見たブロック図を示している。

図２において、便座ヒータ１２は便座１１の加熱を行う。加熱用電源１８は商用の交流１００Ｖの電源で、便座ヒータ１２に便座加熱を行うための電力を供給する。検知用電源１９は、便座１１を加熱させることができない程度の直流源で、本実施の形態においては制御手段１４と整合性の高い５Ｖを採用している。切換え手段２０は便座ヒータ１２の電
源を、加熱用電源１８または検知用電源１９への切り換えを行う。電圧検知手段１６は便座ヒータ１２に印加される電圧の電圧検知を行う。電流検知手段１７は便座ヒータ１２に流れる電流の検知を行う。記憶手段１５は便座ヒータ１２の抵抗と温度の関係を記憶している。人体検知手段１３は便座１１に近づいてくる人体の検知を行う。便座温度検知手段２１は、たとえばサーミスターで構成されていて便座１１の温度を検知する。制御手段１４は電圧検知手段１６が検知した電圧と電流検知手段１７が検知した電流から算出したヒータ抵抗と記憶手段１５が記憶している相関関係に基づいて加熱用電源１８を制御して便座ヒータ１２によって便座加熱を行うための電力を調整する。

なお、検知用電源１９としては本実施の形態においてはＤＣ５Ｖを採用したが、これに限るもではなく、制御手段１４を構成する部品の仕様と整合性の高い例えばＤＣ１２Ｖ等の他の電圧を採用してもよい。

便座１１の使用者が便座１１に近づいて人体検知手段１３が人を検知すると、体検知手段１３は人体を検知したという情報を制御手段１４に伝達する。人体検知情報を受けた制御手段１４は、便座１１を暖めるために加熱用電源１８を制御して便座ヒータ１２に便座加熱を行うための電力の供給を開始する。

また、制御手段１４は、たとえば商用電源周波数に同期するなど予め決めておいた周期で切換え手段２０を制御して便座ヒータ１２の電源を加熱用電源１８と検知用電源１９へ切り換える。

電圧検知手段１６は切換え手段２０によって便座ヒータ１２の電源が検知用電源１９になっているときに便座ヒータ１２に印加される電圧の電圧検知を行って検知した電圧情報を制御手段１４に伝達する。電流検知手段１７は切換え手段２０によって便座ヒータ１２の電源が検知用電源１９になっているときに便座ヒータ１２に流れる電流の検知を行って検知した電流情報を制御手段１４に伝達する。

上記電圧検知と電流検知は、検知用電源１９の直流電源を使用して検知を行うことにより、実施の形態１で行った交流電源を使用した場合より短時間に安定した検知データを得ることができる。

電圧検知手段１６からの電圧情報と電流検知手段１７からの電流情報を受けた制御手段４は便座ヒータ１２のヒータ抵抗を算出し、算出したヒータ抵抗から記憶手段１５が記憶している相関関係に基づいて便座ヒータ１２の温度を算出し、算出された便座ヒータ１２の温度に応じて加熱用電源８を制御して便座ヒータ１２によって便座加熱を行うための電力を調整して便座温度を目標温度にする制御を行う。

このときたとえば便座ヒータ１２が断線故障したとすると便座ヒータ１２に電流が流れなくなるので、制御手段１４は電流検知手段１７からの電流情報によって便座ヒータ１２の断線を判断して便座ヒータ１２への電力供給を停止させる。

また、便座１２の加熱が行われない時間が、例えば便座１１が十分に便座１１の周囲温度になじむ温度になる時間など予めきめておいた時間が経過すると、制御手段１４は切換
え手段２０を制御して便座ヒータ１２の電源を検知用電源１９へ切り換えて便座ヒータ１２に検知電源１９の電力を供給し、電圧検知手段１６からの電圧情報と電流検知手段１７からの電流情報より便座ヒータ１２のヒータ抵抗を算出し、便座温度検知手段１３が検知した便座温度と算出した抵抗値に基づいて、記憶手段１５に記憶されている便座ヒータ１２のヒータ抵抗と温度の関係を更新することにより、便座ヒータの経年変化などによる特性変化により実際のヒータ温度や便座に与える温度特性の変化に対応して補正することが可能となり、長期間に亘り快適で安全性の高い便座装置を提供することができる。

なお、記憶手段１５に記憶されている便座ヒータ１２のヒータ抵抗と温度の関係の更新条件は、便座１２の加熱が行われない時間だけではなく、たとえば便座温度検知手段３が検知した温度が予め決めておいた温度になったときでもいいし、例えば便座温度検知手段３が検知した温度の温度勾配が予め決めておいた値になったときでもいい。

また、便座ヒータ１２の印加電圧は、検知用電源１９の電圧が予め分かっている場合は、電圧検知手段１６を使用せずに検知用電源１９の電圧としてもよい。

以上のように、本発明にかかる便座装置は、急峻な温度上昇を行う温度制御においてもフィードバック制御を行うことできるので、短時間に昇温する他の暖房器具等にも適用できる。

本発明の実施の形態１における便座装置のブロック図本発明の実施の形態２における便座装置のブロック図従来の便座装置のブロック図

符号の説明

１１便座
１２便座ヒータ
１４制御手段
１５記憶手段
１６電圧検知手段
１７電流検知手段
１８加熱用電源
１９検知用電源
２０切換え手段
２１便座温度検知手段

Claims

便座を加熱する便座ヒータと、前記便座ヒータに印加される電圧を検知する電圧検知手段と、前記便座ヒータに流れる電流を検知する電流検知手段と、前記便座ヒータのヒータ抵抗とヒータ温度との相関関係を記憶する記憶手段と、前記便座ヒータへの通電量を制御する制御手段とを備え、前記電圧検知手段が検知した電圧と前記電流検知手段が検知した電流により算出される抵抗と前記記憶手段に記憶された相関関係から算出される前記ヒータ温度に従って前記便座ヒータへの通電量を制御する便座装置。
便座を加熱する便座ヒータと、前記便座ヒータに流れる電流を検知する電流検知手段と、前記便座ヒータのヒータ抵抗とヒータ温度との相関関係を記憶する記憶手段と、前記便座ヒータを加熱するための加熱用電源と、前記電流検知手段により電流を検知するときに前記便座ヒータに通電する固有電圧の検知用電源と、前記便座ヒータに通電する電源を前記加熱用電源または前記検知用電源に切り換える切換え手段と、前記便座ヒータへの通電量を制御する制御手段を備え、前記切換え手段を切り換えて前記検知用電源より便座ヒータに通電した前記検知用電源の固有電圧と前記電流検知手段が検知した電流により算出される前記ヒータ抵抗と前記記憶手段に記憶された相関関係から算出される前記ヒータ温度に従って前記便座ヒータへの加熱用電源からの通電量を制御する便座装置。
前記便座ヒータに印加される電圧を検知する電圧検知手段を備え、前記切換え手段を前記検知用電源に切り換えて、前記電圧検知手段が検知した電圧と前記電流検知手段が検知した電流と前記相関記憶手段に記憶された相関関係から算出される前記ヒータ温度に従って前記ヒータへの通電量を制御するヒータ制御手段とにより構成される請求項２記載の便座装置。
便座の温度を検知する便座温度検知手段を備え、前記便座ヒータへの通電を予め決めておいた時間行わなかった場合に、前記便座温度検知手段が検知した温度と前記電圧検知手段が検知した電圧と前記電流検知手段が検知した電流により、前記便座ヒータのヒータ抵抗とヒータ温度との相関関係を補正することを特徴とする請求項２または３記載の便座装置。
便座の温度を検知する便座温度検知手段を備え、前記便座温度検知手段が検知した温度が予め決めておいた温度になった場合に、前記便座温度検知手段が検知した温度と前記電圧検知手段が検知した電圧と前記電流検知手段が検知した電流により、前記便座ヒータのヒータ抵抗とヒータ温度との相関関係を補正することを特徴とする請求項２または３記載の便座装置。
便座の温度を検知する便座温度検知手段を備え、前記便座温度検知手段が検知する温度が予め決めておいた温度勾配になった場合に前記便座温度検知手段が検知した温度と前記電圧検知手段が検知した電圧と前記電流検知手段が検知した電流により前記便座ヒータのヒータ抵抗とヒータ温度との相関関係を補正することを特徴とする請求項２または３記載の便座装置。