JP2020033831A - 衛生洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度センサの異常を検知することができる技術を提供すること。【解決手段】本開示の一態様に係る衛生洗浄装置は、ヒータと、ノズルと、温度センサと、制御部とを備える。ヒータは、水を加熱する。ノズルは、ヒータによって加熱された水を吐出する。温度センサは、ヒータよりも下流側かつノズルよりも上流側に配置され、ヒータによって加熱された水の温度を測定する。制御部は、ヒータによって加熱された水を冷却する冷却工程における予め決められた区間において温度センサの出力値が変化するときの出力値の勾配に基づいて温度センサの異常を判定する。【選択図】図２

Description

本開示は、衛生洗浄装置に関する。

従来、人体の局部に温水を吐出する衛生洗浄装置が知られている。この種の衛生洗浄装置は、水を加熱するヒータと、ヒータによって加熱された水の温度を測定するための温度センサとを備える。

たとえば、特許文献１には、ヒータよりも上流側に設けられた入水サーミスタと、熱交換器よりも下流側に設けられた温水サーミスタと、温水サーミスタの下流側に設けられたリミッタサーミスタとを備えた衛生洗浄装置が開示されている。入水サーミスタおよび温水サーミスタは、熱交換器のフィードバック制御に用いられ、リミッタサーミスタは、熱交換器から流出した水の温度が人体にとって安全な温度であることを確認するために用いられる。

特開２０１５−２２７７７３号公報

しかしながら、上述した従来技術には、たとえば衛生洗浄装置の長期使用（たとえば、５〜１０年）により、温度センサが経年劣化するおそれがある。温度センサが経年劣化すると、人体に吐出する水の温度を適切に制御することが困難となるおそれがある。

本開示は、温度センサの異常を検知することができる技術を提供する。

本開示の一態様に係る衛生洗浄装置は、水を加熱するヒータと、前記ヒータによって加熱された水を吐出するノズルと、前記ヒータよりも下流側かつ前記ノズルよりも上流側に配置され、前記ヒータによって加熱された水の温度を測定する温度センサと、前記ヒータによって加熱された水を冷却する冷却工程における予め決められた区間において前記温度センサの出力値が変化するときの前記出力値の勾配に基づいて前記温度センサの異常を判定する制御部とを備える。

本開示の一態様に係る衛生洗浄装置によれば、「冷却時の温度変化は時間に比例しない」というニュートンの冷却法則に従った現象を利用することで、温度センサの異常、たとえば、経年劣化等による温度ドリフトの発生を検知することができる。

また、前記制御部は、前記冷却工程において、前記温度センサの出力値が第１出力値から第２出力値に変化するまでの所要時間を計測し、前記第１出力値および前記第２出力値の組合せに対して予め関連付けられた前記所要時間の正常値と、計測された前記所要時間との差が閾値を超えた場合に、前記温度センサの異常を判定する。

温度センサが正常である場合と、温度ドリフトが生じている場合とでは、温度センサの出力値がある値から別の値に変化するときの出力値の勾配に差が生じることとなる。このため、冷却工程において温度センサの出力値が第１出力値から第２出力値に変化するまでの所要時間を監視することで、温度センサの異常を判定することができる。

また、前記制御部は、前記ヒータを制御することにより、水を加熱する加熱工程と前記冷却工程とを繰り返しながら水の温度を設定温度に到達させる温度制御処理を行うものであって、前記温度制御処理において、前記温度センサの出力値の単位時間における平均値を算出し、且つ、前記温度センサの出力値の前記単位時間あたりの上下変化回数を計測し、算出された前記平均値に対して予め関連付けられた前記上下変化回数の正常値と、計測された前記上下変化回数との差が閾値を超えた場合に、前記温度センサの異常を判定する。

温度センサが正常である場合と、温度ドリフトが生じている場合とでは、温度センサの出力値がある値から別の値に変化するときの出力値の勾配に差が生じる。この結果、温度センサが正常である場合と、温度ドリフトが生じている場合とで、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化回数に差が生じることとなる。このため、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化回数を監視することで、温度センサの異常を判定することができる。

また、前記制御部は、前記ヒータを制御することにより、水を加熱する加熱工程と前記冷却工程とを繰り返しながら水の温度を設定温度に到達させる温度制御処理を行うものであって、前記温度制御処理において、前記温度センサの出力値の単位時間における平均値を算出し、且つ、前記温度センサの出力値の前記単位時間あたりの上下変化面積を算出し、算出された前記平均値に対して予め関連付けられた前記上下変化面積の正常値と、算出された前記上下変化面積との差が閾値を超えた場合に、前記温度センサの異常を判定する。

温度センサが正常である場合と、温度ドリフトが生じている場合とで、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化面積に差が生じることとなる。このため、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化面積を監視することで、温度センサの異常を判定することができる。

また、前記制御部は、前記ヒータを制御することにより、水を加熱する加熱工程と前記冷却工程とを繰り返しながら水の温度を設定温度に到達させる温度制御処理を行うものであって、前記加熱工程において前記ヒータへの通電を行うことによって水を加熱した後、前記冷却工程において前記ヒータへの通電を行いつつ通電量を低下させることによって水を冷却する第１制御処理と、前記加熱工程において前記ヒータへの通電を行うことによって水を加熱した後、前記冷却工程において前記ヒータへの通電を停止することによって水を冷却する第２制御処理とを前記温度制御処理において実行し、前記第２制御処理の前記冷却工程において前記温度センサの異常を判定する。

水が自然冷却される冷却工程において温度センサの異常判定を行うことにより、ヒータによる温度制御が行われることによって温度センサの温度変化がニュートンの冷却法則から外れてしまうことを防止することができる。

また、前記制御部は、前記ヒータによって加熱された水を前記ノズルから人体の局部へ向けて吐出させる局部洗浄処理を開始する前に、前記ヒータによって加熱された水を前記ノズルの表面に供給することによって前記ノズルを洗浄するノズル洗浄処理を実行するものであって、前記ノズル洗浄処理の実行中に前記温度センサの異常を判定する。

これにより、仮に温度センサに異常が発生していた場合に、たとえば設定温度を超える温度の水が人体に吐出されることを未然に防ぐことができる。

本開示によれば、温度センサの異常を検知することができる。

図１は、第１実施形態に係る衛生洗浄装置を備えたトイレ装置を模式的に示す斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る衛生洗浄装置の構成の一例を示す図である。 図３は、温度ドリフトの説明図である。 図４は、ニュートンの冷却法則の説明図である。 図５は、温度制御処理の説明図である。 図６は、第１実施形態に係る冷却情報の一例を示す図である。 図７は、第１実施形態に係る異常判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図８は、第２実施形態に係る冷却情報の一例を示す図である。 図９は、第２実施形態に係る異常判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１０は、単位時間あたりの上下変化面積の説明図である。 図１１は、第３実施形態に係る冷却情報の一例を示す図である。 図１２は、第３実施形態に係る異常判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１３は、変形例に係る衛生洗浄装置の構成の一例を示す図である。

以下に、本開示に係る衛生洗浄装置を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示に係る衛生洗浄装置が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る衛生洗浄装置を備えたトイレ装置を模式的に示す斜視図である。なお、図１には、説明を分かり易くするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする３次元の直交座標系を図示している。また、本明細書において、「水」なる表現は、必ずしも冷水の意味ではなく、温水を含む意味で使用される場合がある。

図１に示すように、トイレ装置１は、洋式大便器（以下「便器」と記載する）１０と、衛生洗浄装置２０とを備え、トイレ室ＴＲ内に設置される。便器１０は、貯水タンク１１に貯留された水で洗浄を行うロータンク式であるが、これに限定されるものではなく、たとえばフラッシュバルブ式であってもよい。また、図１に示す例では、床置き式の便器１０を示したが、これに限られず、壁掛け式などであってもよい。

衛生洗浄装置２０は、便器１０の上部に設けられる。衛生洗浄装置２０は、本体部２１と、便蓋２２と、図示しない便座とを備える。便蓋２２および便座はともに、開閉可能なように本体部２１に取り付けられる。本体部２１は、ケース２３を備える。ケース２３は、ノズルなどを収納する。

図２は、第１実施形態に係る衛生洗浄装置の構成の一例を示す図である。衛生洗浄装置２０は、給水路３０と、バルブユニット４０と、熱交換器５０と、電解槽ユニット６０と、バキュームブレーカ７０と、切替弁８０と、ノズル９０とを備える。また、衛生洗浄装置２０は、入水サーミスタ１０１と、温水サーミスタ１０２と、リミッタサーミスタ１０３とを備える。また、衛生洗浄装置２０は、制御部２００と、記憶部２５０とを備える。

これら給水路３０、バルブユニット４０、熱交換器５０、電解槽ユニット６０、バキュームブレーカ７０、切替弁８０、ノズル９０、入水サーミスタ１０１、温水サーミスタ１０２、リミッタサーミスタ１０３、制御部２００および記憶部２５０は、衛生洗浄装置２０のケース２３内に収容される。

給水路３０は、給水源の一例である水道管Ａとノズル９０とを接続し、水道管Ａからの水をノズル９０へ供給する。

給水路３０には、上流側（すなわち水道管Ａ側）から順に、バルブユニット４０、入水サーミスタ１０１、熱交換器５０、温水サーミスタ１０２、電解槽ユニット６０、バキュームブレーカ７０、リミッタサーミスタ１０３および切替弁８０が設けられる。

バルブユニット４０は、制御部２００からの制御信号に応じて給水路３０を開閉する。熱交換器５０は、たとえば、瞬間式熱交換器である。熱交換器５０は、発熱体を備え、給水路３０を流れる水をその流速を保ったまま、設定温度に加熱する。

電解槽ユニット６０は、その内部に陽極板および陰極板を有し、制御部２００からの制御信号に応じて駆動して内部を流れる水を電気分解することによって次亜塩素酸を含む水を機能水として生成する。

バキュームブレーカ７０は、給水路３０に負圧が生じた場合に、逆流する水を図示しない大気開放経路へ流すことで、ノズル９０から熱交換器５０等への水の逆流を防止する。

切替弁８０は、制御部２００からの制御信号に応じて駆動し、給水路３０を流れる水の流出先を切り替える。たとえば、給水路３０を流れる水は、切替弁８０によって、その流出先をノズル９０が備える複数の吐出口のいずれかに切り替えられる。また、給水路３０を流れる機能水は、切替弁８０によって、その流出先をノズル洗浄用流路８５に切り替えられる。ノズル洗浄用流路８５を流れる機能水は、ノズル９０の表面に供給される。これにより、ノズル９０が洗浄される。

ノズル９０は、給水路３０を流れる水を便座に着座した使用者の局部に向けて吐出する。ノズル９０は、ケース２３（図１参照）に対して進退可能に構成される。具体的には、ノズル９０には、図示しないモータなどの駆動源が接続されており、ノズル９０は、かかる駆動源により、便器１０のボウル内へ進出した位置と、ケース２３内に後退して格納される位置との間で進退させられる。ノズル９０は、進出した位置で水を使用者の局部へ吐出させて局部を洗浄する。

入水サーミスタ１０１、温水サーミスタ１０２およびリミッタサーミスタ１０３は、給水路３０を流れる水の温度を測定する温度センサである。

入水サーミスタ１０１は、バルブユニット４０よりも下流側かつ熱交換器５０よりも上流側に配置されており、熱交換器５０に流入する前の水、言い換えれば、熱交換器５０によって加熱される前の水の温度を測定する。温水サーミスタ１０２は、熱交換器５０よりも下流側かつ電解槽ユニット６０よりも上流側に配置されており、熱交換器５０から流出した水、言い換えれば、熱交換器５０によって加熱された水の温度を測定する。

リミッタサーミスタ１０３は、温水サーミスタ１０２のさらに下流側に配置される。具体的には、リミッタサーミスタ１０３は、バキュームブレーカ７０よりも下流側かつ切替弁８０よりも上流側に配置され、ノズル９０から吐出される水の温度が人体にとって安全な温度であることを確認するために用いられる。

入水サーミスタ１０１、温水サーミスタ１０２およびリミッタサーミスタ１０３の出力値は、制御部２００に入力される。入水サーミスタ１０１、温水サーミスタ１０２およびリミッタサーミスタ１０３の出力値は、たとえば、０〜２５５のデジタル値（以下、「ＡＤ値」と記載する）で表現される。制御部２００は、入水サーミスタ１０１等から入力されるＡＤ値を記憶部２５０に予め記憶されている変換テーブルを用いて温度に変換する。

制御部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等によって、記憶部２５０に記憶されているプログラムがＲＡＭを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部２００は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現され得る。かかる制御部２００は、入力される各種の信号に基づいてバルブユニット４０、熱交換器５０、電解槽ユニット６０、切替弁８０等の制御を行う。記憶部２５０は、たとえばＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子等によって実現される。記憶部２５０は、後述する冷却情報を記憶する。

制御部２００は、入水サーミスタ１０１および温水サーミスタ１０２の出力値に基づき、熱交換器５０から流出する水の温度が設定温度に対して所定範囲内となるように熱交換器５０をフィードバック制御する。具体的には、制御部２００は、熱交換器５０を制御することにより、水を加熱する加熱工程と水を冷却する冷却工程とを繰り返しながら水の温度を設定温度に到達させる温度制御処理を行う。

また、制御部２００は、リミッタサーミスタ１０３の出力値が閾値以上である場合に、熱交換器５０から流出した水の温度が人体にとって安全な温度を超えていると判定する。この場合、制御部２００は、上述した温度制御処理を中止することで、水を加熱しないようにする。また、これに限らず、制御部２００は、リミッタサーミスタ１０３の出力値が閾値以上である場合に、バルブユニット４０を制御して水の吐出を強制停止してもよい。

入水サーミスタ１０１、温水サーミスタ１０２およびリミッタサーミスタ１０３は、たとえば衛生洗浄装置２０の長期使用によって経年劣化することで、温度ドリフトと呼ばれる現象が生じることがある。この点について、図３を参照して説明する。図３は、温度ドリフトの説明図である。

上述したように、制御部２００は、入水サーミスタ１０１等の温度センサから入力されるＡＤ値を予め記憶された変換テーブルを用いて温度に変換することで、給水路３０の各地点における水の温度を認識している。たとえば、図３に例示するように、ある時間「ｔ０」において温度センサ（たとえばリミッタサーミスタ１０３）から入力されたＡＤ値が「８０」であった場合、制御部２００は、記憶部２５０に記憶された変換テーブルに従って、リミッタサーミスタ１０３が配置される場所における水の温度が「４５℃」であると認識する。

ところが、リミッタサーミスタ１０３に温度ドリフトが発生すると、リミッタサーミスタ１０３は、実際の水温がたとえば５０℃であるにも関わらず、ＡＤ値「８０」を制御部２００に出力するようになる。この場合、制御部２００は、実際の水温が５０℃であるにも関わらず、リミッタサーミスタ１０３が配置される場所における水の温度を「４５℃」であると誤認識する。この結果、設定温度である４５℃よりも高い５０℃の水がノズル９０から人体に吐出されることとなる。なお、ここでは、リミッタサーミスタ１０３のＡＤ値が高温側にシフトする場合の温度ドリフトについて説明したが、リミッタサーミスタ１０３のＡＤ値は、温度ドリフトによって低温側にシフトする場合もある。

このように、温度ドリフトとは、温度センサから出力されるＡＤ値に予め対応付けられた温度と実際の温度とが乖離する現象、具体的には、全体的に上昇方向または下降方向へシフトする現象であり、温度ドリフトが生じることで、人体に吐出する水の温度を適切に制御することが困難となるおそれがある。

そこで、第１実施形態に係る衛生洗浄装置２０では、ニュートンの冷却法則を利用して、温度センサの異常を検知することとした。ニュートンの冷却法則とは、液体中に置かれた固体が液体によって冷却される様子を表した法則である。

図４は、ニュートンの冷却法則の説明図である。図４に示すグラフの縦軸は、温度センサの温度を示しており、横軸は、時間（分）を示している。図４に示すように、ニュートンの冷却法則は、液体中に置かれた固体（ここでは、温度センサ）の冷却時の温度変化は時間に比例しないことを示している。

第１実施形態に係る衛生洗浄装置２０では、この「冷却時の温度変化は時間に比例しない」現象を利用し、温度センサの温度が下がる工程において、ＡＤ値がある値（前ＡＤ値）から別の値（後ＡＤ値）に変化するまでに要する時間を監視することによって温度センサの異常を判定することとした。以下、かかる異常判定処理の内容について具体的に説明する。

まず、制御部２００が行う温度制御処理の内容について図５を参照して説明する。図５は、温度制御処理の説明図である。

図５に示すように、制御部２００は、熱交換器５０を制御することにより、水を加熱する加熱工程と水を冷却する冷却工程とを繰り返しながら水の温度を設定温度ＴＨｃに到達させる温度制御処理を行う。

具体的には、制御部２００は、まず、加熱工程および冷却工程を繰り返すことで水の温度を設定温度ＴＨｃに近付ける第１制御処理を行った後、加熱工程および冷却工程を繰り返すことで水の温度を設定温度ＴＨｃを中心とする設定温度範囲Ｒ内で安定させる第２制御処理を行う。

第１制御処理は、加熱工程および冷却工程の両方において熱交換器５０による温度制御を行う処理である。すなわち、第１制御処理において、制御部２００は、熱交換器５０への通電を行うことによって水を加熱した後、熱交換器５０への通電を行いつつ通電量を低下させることによって水を冷却する。

これに対し、第２制御処理は、加熱工程および冷却工程のうち、加熱工程においてのみ熱交換器５０による温度制御を行う処理である。すなわち、第２制御処理において、制御部２００は、熱交換器５０への通電を行うことによって水を加熱した後、熱交換器５０への通電を停止することによって水を自然冷却する。

温度センサの異常判定処理は、水が自然冷却される工程、たとえば、上述した第１制御処理および第２制御処理のうち第２制御処理の冷却工程において行われる。このように、水が自然冷却される冷却工程において異常判定処理を行うことで、熱交換器５０による温度制御が行われることによって温度センサの温度変化がニュートンの冷却法則から外れてしまうことを防止することができる。なお、温度センサの異常判定処理を行う冷却工程は第２制御処理に限らない。例えば、使用者がノズルからの水の吐出を停止した後、水が自然冷却される工程において行われてもよい。

また、温度センサの異常判定処理は、温度制御処理が開始された後、熱交換器５０によって加熱された水がノズル９０から吐出される前に行われる。

具体的には、制御部２００は、図示しない操作部への操作等によってノズル９０から人体の局部への吐水（局部洗浄処理）が指示された場合に、バルブユニット４０を開放し、上述した温度制御処理を開始する。また、制御部２００は、温度制御処理を開始した後、局部洗浄処理を開始する前に、給水路３０を流通する水をノズル洗浄用流路８５からノズル９０の表面に供給するノズル洗浄処理を行う。その後、制御部２００は、切替弁８０を制御して水の流出先をノズル９０に切り替えることによって、ノズル９０から人体の局部に向けて水を吐出する局部洗浄処理を行う。

制御部２００は、ノズル洗浄処理中に、温度センサの異常判定処理を行う。このように、温度制御処理を開始した後、局部洗浄処理が開始される前に異常判定処理を行うことで、温度センサに異常が発生していた場合に、たとえば設定温度を超える温度の水が人体に吐出されることを未然に防ぐことができる。

制御部２００は、記憶部２５０に記憶された冷却情報に基づいて温度センサの異常判定処理を行う。ここで、冷却情報の内容について図６を参照して説明する。図６は、第１実施形態に係る冷却情報の一例を示す図である。

図６に示すように、冷却情報は、「前ＡＤ値」と「後ＡＤ値」と「所要時間」とを関連付けた情報である。「前ＡＤ値」は、冷却工程において異常判定処理の対象となるＡＤ値の区間の始点を示し、「後ＡＤ値」は、同区間の終点を示す。また、「所要時間」は、温度センサから出力されるＡＤ値が「前ＡＤ値」から「後ＡＤ値」に変化するまでの所要時間を示す。

たとえば、図６に示す冷却情報には、前ＡＤ値「８０」、後ＡＤ値「７５」および所要時間「０．２５」が関連付けられている。これは、温度センサが正常である場合、冷却工程において温度センサから入力されるＡＤ値が「８０」から「７５」に変化するまでの所要時間が、「０．２５」秒であることを示している。

つづいて、異常判定処理の手順について図７を参照して説明する。図７は、第１実施形態に係る異常判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。なお、上述したように、図７に示す異常判定処理は、温度制御処理の第２制御処理における冷却工程時、かつ、局部洗浄処理の開始前に実行される。また、ここでは、リミッタサーミスタ１０３の異常判定処理を行う場合を例に挙げて説明するが、温水サーミスタ１０２に対して同様の異常判定処理が実行されてもよい。

図７に示すように、制御部２００は、まず、冷却情報を参照し、リミッタサーミスタ１０３から入力されるＡＤ値が前ＡＤ値に達したか否かを判定し（ステップＳ１０１）、前ＡＤ値に達したと判定した場合に（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、所要時間の計測を開始する（ステップＳ１０２）。制御部２００は、リミッタサーミスタ１０３から入力されるＡＤ値が前ＡＤ値に達するまで、ステップＳ１０１の処理を繰り返す（ステップＳ１０１，Ｎｏ）。

つづいて、制御部２００は、冷却情報を参照し、リミッタサーミスタ１０３から入力されるＡＤ値が後ＡＤ値に達したか否かを判定し（ステップＳ１０３）、後ＡＤ値に達したと判定した場合に（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、所要時間の計測を終了する（ステップＳ１０４）。

つづいて、制御部２００は、計測された所要時間が正常範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。具体的には、制御部２００は、「前ＡＤ値」および「後ＡＤ値」の組合せに対応する「所要時間」を冷却情報から取得し、計測された所要時間と、冷却情報から取得した「所要時間」との差が閾値以内であるか否かを判定する。

たとえば、前ＡＤ値が「８０」であり、後ＡＤ値が「７５」である場合、制御部２００は、冷却情報から所要時間「０．２５」秒を取得する。そして、制御部２００は、計測された所要時間と、冷却情報から取得した所要時間「０．２５」秒との差が、閾値内（たとえば、０．０２秒以内）であるか否かを判定する。

ステップＳ１０５において、計測された所要時間が正常範囲内であると判定した場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、制御部２００は、リミッタサーミスタ１０３が正常であると判定し（ステップＳ１０６）、異常判定処理を終了する。なお、制御部２００は、処理をステップＳ１０１に戻し、前ＡＤ値「７５」から後ＡＤ値「７０」を判定区間とする異常判定処理を引き続き行ってもよい。

一方、ステップＳ１０５において、計測された所要時間が正常範囲を超えている場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、制御部２００は、リミッタサーミスタ１０３が異常であると判定し（ステップＳ１０７）、異常対応処理を行ったうえで（ステップＳ１０８）、処理を終了する。

たとえば、制御部２００は、異常対応処理として、衛生洗浄装置２０の本体部２１あるいは図示しない操作部に設けられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）インジケータを点灯させることにより、リミッタサーミスタ１０３に異常が生じたことを使用者に報知してもよい。また、制御部２００は、異常対応処理として、熱交換器５０による温度制御処理を禁止することで、設定温度を超える温度の水が人体に吐出されないようにしてもよい。

このように、第１実施形態に係る衛生洗浄装置２０では、冷却工程における予め決められた区間において温度センサの出力値が変化するときの出力値の勾配に基づいて温度センサの異常を判定することとした。具体的には、第１実施形態に係る衛生洗浄装置２０では、冷却工程において、温度センサの出力値が「前ＡＤ値」から「後ＡＤ値」に変化するまでの所要時間を監視することによって、温度センサの異常を判定することとした。

このように、第１実施形態に係る衛生洗浄装置２０によれば、ニュートンの冷却法則を利用することで、温度センサの異常、具体的には、経年劣化等によって温度センサに温度ドリフトが発生したことを検知することができる。

また、第１実施形態に係る衛生洗浄装置２０では、第２制御処理における冷却工程、すなわち、水が自然冷却される工程において温度センサの異常判定処理を行うこととした。これにより、熱交換器５０による温度制御が行われることによって温度センサの温度変化がニュートンの冷却法則から外れてしまうことを防止することができる。

また、第１実施形態に係る衛生洗浄装置２０では、温度制御処理の開始後、局部洗浄処理前に実行されるノズル洗浄処理において温度センサの異常判定処理を行うこととした。これにより、温度センサに異常が発生していた場合に、たとえば設定温度を超える温度の水が人体に吐出されることを未然に防ぐことができる。

なお、特許第２７６９６７０号公報には、温度センサの出力値に基づいてヒータの故障を判定する技術が開示されている。しかしながら、特許第２７６９６７０号公報には、温度センサ自体の異常を判定することは記載されていない。また、特許第２７６９６７０号公報には、ニュートンの冷却法則を利用して、冷却工程における予め決められた区間において温度センサの出力値が変化するときの出力値の勾配に基づいて温度センサの異常を判定することも記載されていない。

（第２実施形態）
上述した第１実施形態では、温度制御処理における１つの冷却工程に着目して温度センサの異常判定処理を行うこととしたが、衛生洗浄装置２０は、温度制御処理における複数の冷却工程を考慮して異常判定を行ってもよい。

図８は、第２実施形態に係る冷却情報の一例を示す図である。図８に示すように、第２実施形態に係る冷却情報は、「中心ＡＤ値」と「単位時間あたりの上下変化回数」とを関連付けた情報である。「中心ＡＤ値」は、温度センサの出力値の単位時間における平均値を示す。また、「単位時間あたりの上下変化回数」とは、加熱工程および冷却工程の一方から他方へ転じる回数、言い換えれば、温度センサの出力値が単位時間において上昇から下降（または下降から上昇）に転じる回数を示す。

たとえば、図８に示す冷却情報には、中心ＡＤ値「８０」に対して、単位時間あたりの上下変化回数「１０」が関連付けられている。これは、温度センサが正常である場合、温度センサの出力値の単位時間における平均値が「８０」であるときの温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化回数が「１０」回であることを示している。

つづいて、第２実施形態に係る異常判定処理の手順について図９を参照して説明する。図９は、第２実施形態に係る異常判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。

図９に示すように、制御部２００は、中心ＡＤ値を算出し（ステップＳ２０１）、つづいて、中心ＡＤ値を算出した単位時間あたりの温度センサの出力値の上下変化回数を計測する（ステップＳ２０２）。

つづいて、制御部２００は、計測された上下変化回数が正常範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。具体的には、制御部２００は、ステップＳ２０１において算出した「中心ＡＤ値」に対応する「単位時間あたりの上下変化回数」を冷却情報から取得し、計測された上下変化回数と、冷却情報から取得した上下変化回数との差が閾値以内であるか否かを判定する。

ステップＳ２０３において、計測された上下変化回数が正常範囲内であると判定した場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、すなわち、計測された上下変化回数と、冷却情報から取得した上下変化回数との差が閾値以内である場合、制御部２００は、温度センサが正常であると判定し（ステップＳ２０４）、異常判定処理を終了する。なお、制御部２００は、処理をステップＳ２０１に戻し、異常判定処理を引き続き行ってもよい。

一方、ステップＳ２０３において、計測された上下変化回数が正常範囲を超えている場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、制御部２００は、温度センサが異常であると判定し（ステップＳ２０５）、異常対応処理を行ったうえで（ステップＳ２０６）、処理を終了する。

このように、第２実施形態に係る衛生洗浄装置２０では、温度制御処理において、温度センサの出力値の単位時間における平均値である中心ＡＤ値を算出し、且つ、温度センサの出力値の上記単位時間あたりの上下変化回数を計測し、算出された中心ＡＤ値に対して予め関連付けられた上下変化回数の正常値と、計測された上下変化回数との差が閾値を超えた場合に、温度センサの異常を判定することとした。

上述したように、温度センサが正常である場合と、温度ドリフトが生じている場合とでは、温度センサから入力されるＡＤ値がある値から別の値に変化するときのＡＤ値の勾配に差が生じる。この結果、温度センサが正常である場合と、温度ドリフトが生じている場合とで、温度センサから入力されるＡＤ値の単位時間あたりの上下変化回数に差が生じることとなる。具体的には、図３に示すように全体的に上方にシフトする温度ドリフトが生じた場合、ＡＤ値の勾配は、正常時と比べて急峻になるため、単位時間あたりの上下変化回数は、正常時と比べて多くなる。

したがって、第２実施形態に係る衛生洗浄装置２０によれば、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化回数を計測することによって、温度センサの異常を判定することができる。

（第３実施形態）
衛生洗浄装置２０は、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化面積を算出することによって温度センサの異常を判定することも可能である。

図１０は、単位時間あたりの上下変化面積の説明図である。図１０に示すように、単位時間あたりの上下変化面積とは、横軸に時間をとり、縦軸にＡＤ値をとったグラフにおいて、冷却工程から加熱工程に転じる点Ｐ１、加熱工程から冷却工程に転じるＰ２、冷却工程から再び加熱工程に転じるＰ３の３点で囲まれる三角形Ｍの面積の単位時間あたりの総和である。

図１１は、第３実施形態に係る冷却情報の一例を示す図である。図１１に示すように、第３実施形態に係る冷却情報は、「中心ＡＤ値」と「単位時間あたりの上下変化面積」とを関連付けた情報である。

たとえば、図１１に示す冷却情報には、中心ＡＤ値「８０」に対して、単位時間あたりの上下変化面積「１００」が関連付けられている。これは、温度センサが正常である場合、温度センサの出力値の単位時間における平均値が「８０」であるときの温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化面積が「１００」であることを示している。

つづいて、第３実施形態に係る異常判定処理の手順について図１２を参照して説明する。図１２は、第３実施形態に係る異常判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。

図１２に示すように、制御部２００は、中心ＡＤ値を算出し（ステップＳ３０１）、つづいて、中心ＡＤ値を算出した単位時間あたりの温度センサの出力値の上下変化面積を算出する（ステップＳ３０２）。

つづいて、制御部２００は、算出された上下変化面積が正常範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。具体的には、制御部２００は、ステップＳ３０１において算出した「中心ＡＤ値」に対応する「単位時間あたりの上下変化面積」を冷却情報から取得し、算出された上下変化面積と、冷却情報から取得した上下変化面積との差が閾値以内であるか否かを判定する。

ステップＳ３０３において、算出された上下変化面積が正常範囲内であると判定した場合（ステップＳ３０３，Ｙｅｓ）、すなわち、算出された上下変化面積と、冷却情報から取得した上下変化面積との差が閾値以内である場合、制御部２００は、温度センサが正常であると判定し（ステップＳ３０４）、異常判定処理を終了する。なお、制御部２００は、処理をステップＳ３０１に戻し、異常判定処理を引き続き行ってもよい。

一方、ステップＳ３０３において、算出された上下変化面積が正常範囲を超えている場合（ステップＳ３０３，Ｎｏ）、制御部２００は、温度センサが異常であると判定し（ステップＳ３０５）、異常対応処理を行ったうえで（ステップＳ３０６）、処理を終了する。

このように、第３実施形態に係る衛生洗浄装置２０では、温度制御処理において、温度センサの出力値の単位時間における平均値である中心ＡＤ値を算出し、且つ、温度センサの出力値の上記単位時間あたりの上下変化面積を算出し、算出された中心ＡＤ値に対して予め関連付けられた上下変化面積の正常値と、算出された上下変化面積との差が閾値を超えた場合に、温度センサの異常を判定することとした。

したがって、第３実施形態に係る衛生洗浄装置２０によれば、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化面積を算出することによって、温度センサの異常を判定することができる。

（変形例）
上述してきた各実施形態では、貯湯タンクを有しない所謂瞬間式の衛生洗浄装置を例に挙げて説明したが、これに限定されず、貯湯タンクを有する所謂貯湯式の衛生洗浄装置であってもよい。ここで、貯湯式の衛生洗浄装置の構成例について図１３を参照して説明する。図１３は、変形例に係る衛生洗浄装置の構成の一例を示す図である。

図１３に示すように、変形例に係る衛生洗浄装置２０Ａは、熱交換器５０（図２参照）に代えて、給水路３０を流れる水を貯留する貯湯タンク５５を備える。貯湯タンク５５は、入水サーミスタ１０１よりも下流側かつ電解槽ユニット６０よりも上流側に配置される。貯湯タンク５５の内部には、ヒータ５６と、温水サーミスタ１０２とが配置される。ヒータ５６は、制御部２００の制御に従って貯湯タンク５５に貯留された水を加熱する。

衛生洗浄装置２０Ａの制御部２００は、上述した熱交換器５０に対する温度制御処理と同様の処理をヒータ５６に対して行う。たとえば、貯湯式の衛生洗浄装置２０Ａでは、たとえば夜間等において水の設定温度を下げる節電処理が行われる場合がある。制御部２００は、かかる節電処理によって貯湯タンク５５内の水の温度が低下する冷却工程において温度センサの異常判定処理を行ってもよい。

上述してきたように、実施形態に係る衛生洗浄装置２０，２０Ａは、水を加熱するヒータ（一例として、熱交換器５０、ヒータ５６）と、ヒータによって加熱された水を吐出するノズル９０と、ヒータよりも下流側かつノズル９０よりも上流側に配置され、ヒータによって加熱された水の温度を測定する温度センサ（一例として、温水サーミスタ１０２、リミッタサーミスタ１０３）と、ヒータによって加熱された水を冷却する冷却工程における予め決められた区間において温度センサの出力値が変化するときの出力値の勾配に基づいて温度センサの異常を判定する制御部２００とを備える。

実施形態に係る衛生洗浄装置２０，２０Ａによれば、「冷却時の温度変化は時間に比例しない」というニュートンの冷却法則に従った現象を利用することで、温度センサの異常、たとえば、経年劣化等による温度ドリフトの発生を検知することができる。

また、制御部２００は、冷却工程において、温度センサの出力値が第１出力値（一例として、前ＡＤ値）から第２出力値（一例として、後ＡＤ値）に変化するまでの所要時間を計測し、第１出力値および第２出力値の組合せに対して予め関連付けられた所要時間の正常値と、計測された所要時間との差が閾値を超えた場合に、温度センサの異常を判定する。

温度センサが正常である場合と、温度ドリフトが生じている場合とでは、温度センサの出力値がある値から別の値に変化するときの出力値の勾配に差が生じることとなる。このため、冷却工程において温度センサの出力値が第１出力値から第２出力値に変化するまでの所要時間を監視することで、温度センサの異常を判定することができる。

また、制御部２００は、ヒータを制御することにより、水を加熱する加熱工程と冷却工程とを繰り返しながら水の温度を設定温度に到達させる温度制御処理を行うものであって、温度制御処理において、温度センサの出力値の単位時間における平均値を算出し、且つ、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化回数を計測し、算出された平均値に対して予め関連付けられた上下変化回数の正常値と、計測された上下変化回数との差が閾値を超えた場合に、温度センサの異常を判定する。

温度センサが正常である場合と、温度ドリフトが生じている場合とでは、温度センサの出力値がある値から別の値に変化するときの出力値の勾配に差が生じる。この結果、温度センサが正常である場合と、温度ドリフトが生じている場合とで、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化回数に差が生じることとなる。このため、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化回数を監視することで、温度センサの異常を判定することができる。

また、制御部２００は、ヒータを制御することにより、水を加熱する加熱工程と冷却工程とを繰り返しながら水の温度を設定温度に到達させる温度制御処理を行うものであって、温度制御処理において、温度センサの出力値の単位時間における平均値を算出し、且つ、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化面積を算出し、算出された平均値に対して予め関連付けられた上下変化面積の正常値と、算出された上下変化面積との差が閾値を超えた場合に、温度センサの異常を判定する。

温度センサが正常である場合と、温度ドリフトが生じている場合とで、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化面積に差が生じることとなる。このため、温度センサの出力値の単位時間あたりの上下変化面積を監視することで、温度センサの異常を判定することができる。

また、制御部２００は、ヒータを制御することにより、水を加熱する加熱工程と冷却工程とを繰り返しながら水の温度を設定温度に到達させる温度制御処理を行うものであって、加熱工程においてヒータへの通電を行うことによって水を加熱した後、冷却工程においてヒータへの通電を行いつつ通電量を低下させることによって水を冷却する第１制御処理と、加熱工程においてヒータへの通電を行うことによって水を加熱した後、冷却工程においてヒータへの通電を停止することによって水を冷却する第２制御処理とを温度制御処理において実行し、第２制御処理の冷却工程において温度センサの異常を判定する。

水が自然冷却される冷却工程において温度センサの異常判定を行うことにより、ヒータによる温度制御が行われることによって温度センサの温度変化がニュートンの冷却法則から外れてしまうことを防止することができる。

また、制御部２００は、ヒータによって加熱された水をノズルから人体の局部へ向けて吐出させる局部洗浄処理を開始する前に、ヒータによって加熱された水をノズルの表面に供給することによってノズルを洗浄するノズル洗浄処理を実行するものであって、ノズル洗浄処理の実行中に温度センサの異常を判定する。

これにより、仮に温度センサに異常が発生していた場合に、たとえば設定温度を超える温度の水が人体に吐出されることを未然に防ぐことができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ａ 水道管
ＴＲ トイレ室
１ トイレ装置
１０ 便器
２０ 衛生洗浄装置
３０ 給水路
４０ バルブユニット
５０ 熱交換器
６０ 電解槽ユニット
７０ バキュームブレーカ
８０ 切替弁
８５ ノズル洗浄用流路
９０ ノズル
１０１ 入水サーミスタ
１０２ 温水サーミスタ
１０３ リミッタサーミスタ
２００ 制御部
２５０ 記憶部

Claims (6)

1. 水を加熱するヒータと、
   前記ヒータによって加熱された水を吐出するノズルと、
   前記ヒータよりも下流側かつ前記ノズルよりも上流側に配置され、前記ヒータによって加熱された水の温度を測定する温度センサと、
   前記ヒータによって加熱された水を冷却する冷却工程における予め決められた区間において前記温度センサの出力値が変化するときの前記出力値の勾配に基づいて前記温度センサの異常を判定する制御部と
   を備える、衛生洗浄装置。
2. 前記制御部は、
   前記冷却工程において、前記温度センサの出力値が第１出力値から第２出力値に変化するまでの所要時間を計測し、前記第１出力値および前記第２出力値の組合せに対して予め関連付けられた前記所要時間の正常値と、計測された前記所要時間との差が閾値を超えた場合に、前記温度センサの異常を判定する、請求項１に記載の衛生洗浄装置。
3. 前記制御部は、
   前記ヒータを制御することにより、水を加熱する加熱工程と前記冷却工程とを繰り返しながら水の温度を設定温度に到達させる温度制御処理を行うものであって、
   前記温度制御処理において、前記温度センサの出力値の単位時間における平均値を算出し、且つ、前記温度センサの出力値の前記単位時間あたりの上下変化回数を計測し、算出された前記平均値に対して予め関連付けられた前記上下変化回数の正常値と、計測された前記上下変化回数との差が閾値を超えた場合に、前記温度センサの異常を判定する、請求項１に記載の衛生洗浄装置。
4. 前記制御部は、
   前記ヒータを制御することにより、水を加熱する加熱工程と前記冷却工程とを繰り返しながら水の温度を設定温度に到達させる温度制御処理を行うものであって、
   前記温度制御処理において、前記温度センサの出力値の単位時間における平均値を算出し、且つ、前記温度センサの出力値の前記単位時間あたりの上下変化面積を算出し、算出された前記平均値に対して予め関連付けられた前記上下変化面積の正常値と、算出された前記上下変化面積との差が閾値を超えた場合に、前記温度センサの異常を判定する、請求項１に記載の衛生洗浄装置。
5. 前記制御部は、
   前記ヒータを制御することにより、水を加熱する加熱工程と前記冷却工程とを繰り返しながら水の温度を設定温度に到達させる温度制御処理を行うものであって、
   前記加熱工程において前記ヒータへの通電を行うことによって水を加熱した後、前記冷却工程において前記ヒータへの通電を行いつつ通電量を低下させることによって水を冷却する第１制御処理と、前記加熱工程において前記ヒータへの通電を行うことによって水を加熱した後、前記冷却工程において前記ヒータへの通電を停止することによって水を冷却する第２制御処理とを前記温度制御処理において実行し、
   前記第２制御処理の前記冷却工程において前記温度センサの異常を判定する、請求項１または２に記載の衛生洗浄装置。
6. 前記制御部は、
   前記ヒータによって加熱された水を前記ノズルから人体の局部へ向けて吐出させる局部洗浄処理を開始する前に、前記ヒータによって加熱された水を前記ノズルの表面に供給することによって前記ノズルを洗浄するノズル洗浄処理を実行するものであって、
   前記ノズル洗浄処理の実行中に前記温度センサの異常を判定する、請求項１〜５のいずれか一つに記載の衛生洗浄装置。

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