JP2574246B2 - 湯水混合制御装置 - Google Patents
湯水混合制御装置Info
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- JP2574246B2 JP2574246B2 JP61156645A JP15664586A JP2574246B2 JP 2574246 B2 JP2574246 B2 JP 2574246B2 JP 61156645 A JP61156645 A JP 61156645A JP 15664586 A JP15664586 A JP 15664586A JP 2574246 B2 JP2574246 B2 JP 2574246B2
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- control
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高温湯と水とを混合し、シャワー、洗面等に
使用する適温湯をつくる湯水混合制御装置に関する。
使用する適温湯をつくる湯水混合制御装置に関する。
従来の技術 従来、ワックスサーモを利用した機械式の自動温調混
合栓はあったが、電子制御式の湯水混合制御装置はなか
った。
合栓はあったが、電子制御式の湯水混合制御装置はなか
った。
発明が解決しようとする問題点 ワックスサーモ式の自動温調混合栓は、出湯中温度設
定値を変更すると所望の温度の湯を供給できず、特にシ
ャワー使用時設定温度を変えたのに湯がぬるい、あるい
は熱いままである等の使い勝手が非常に悪いものであっ
た。
定値を変更すると所望の温度の湯を供給できず、特にシ
ャワー使用時設定温度を変えたのに湯がぬるい、あるい
は熱いままである等の使い勝手が非常に悪いものであっ
た。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、設定温度
を変更しても湯がぬるい、あるいは熱いというようなこ
とのない利用者に不快感を与えない使い勝手の良い湯水
混合制御装置を提供することを目的とする。
を変更しても湯がぬるい、あるいは熱いというようなこ
とのない利用者に不快感を与えない使い勝手の良い湯水
混合制御装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の湯水混合制御装
置は、水量を調節する水側弁と、湯量を調節する湯側弁
と、前記水側弁及び湯側弁を付勢する駆動手段と、前記
水側弁及び湯側弁が取り付けられた水供給配管及び湯供
給配管が合流し混合部の湯温を検出する湯温検出手段
と、混合部の湯温を設定する湯温設定手段と、前記湯温
設定手段と前記湯温検出手段との出力信号より温度偏差
を求める偏差演算手段と、前記温度偏差と前記駆動手段
へ出力する付勢量との関係を制御規則としこの制御規則
の条件部を記憶する条件部記憶手段及び制御規則の出力
部を記憶する出力部記憶手段からなり温度偏差が零近傍
で制御規則を疎結合とした制御規則記憶手段と、求めた
温度偏差を基に前記制御規則記憶手段の制御規則を参照
する適合度演算手段、求めた適合度で前記出力部記憶手
段の制御規則に掛け属する度合い程度に縮小する重み付
け演算手段及び重み付けされた制御規則より前記駆動手
段の付勢量を求める重心演算手段とからなる制御推論手
段とで構成したものである。
置は、水量を調節する水側弁と、湯量を調節する湯側弁
と、前記水側弁及び湯側弁を付勢する駆動手段と、前記
水側弁及び湯側弁が取り付けられた水供給配管及び湯供
給配管が合流し混合部の湯温を検出する湯温検出手段
と、混合部の湯温を設定する湯温設定手段と、前記湯温
設定手段と前記湯温検出手段との出力信号より温度偏差
を求める偏差演算手段と、前記温度偏差と前記駆動手段
へ出力する付勢量との関係を制御規則としこの制御規則
の条件部を記憶する条件部記憶手段及び制御規則の出力
部を記憶する出力部記憶手段からなり温度偏差が零近傍
で制御規則を疎結合とした制御規則記憶手段と、求めた
温度偏差を基に前記制御規則記憶手段の制御規則を参照
する適合度演算手段、求めた適合度で前記出力部記憶手
段の制御規則に掛け属する度合い程度に縮小する重み付
け演算手段及び重み付けされた制御規則より前記駆動手
段の付勢量を求める重心演算手段とからなる制御推論手
段とで構成したものである。
作用 水側弁と湯側弁が取り付けられた水側配管及び湯側配
管が合流した混合部の湯温を検出し、混合部の湯温を設
定した湯温設定値とから温度偏差を求める。そしてこの
温度偏差を基に制御規則を参照し推論処理を行ない水側
弁及び湯側弁を駆動する駆動手段付勢量を演算し出力す
る。また、疎結合の領域では温度偏差は人間が感じない
程度の微小のもの又は無視できるほど小さいものであ
り、設定温度変更を行った時、この温度偏差になる迄駆
動手段を付勢し続ける。
管が合流した混合部の湯温を検出し、混合部の湯温を設
定した湯温設定値とから温度偏差を求める。そしてこの
温度偏差を基に制御規則を参照し推論処理を行ない水側
弁及び湯側弁を駆動する駆動手段付勢量を演算し出力す
る。また、疎結合の領域では温度偏差は人間が感じない
程度の微小のもの又は無視できるほど小さいものであ
り、設定温度変更を行った時、この温度偏差になる迄駆
動手段を付勢し続ける。
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一実施例であ
る。まず本発明の構成について説明する。
る。まず本発明の構成について説明する。
１は水側配管で、２は湯側配管で熱源からの高温水を
供給する。３は水側弁で水側配管の途中にあり、４は湯
側弁で湯側配管の途中にあり、水側配管１と湯側配管２
は更に下流で合流して湯水混合し１本の配管を通って混
合出口５（カランなど）より出ていく。６は第１の駆動
手段（例えばステッピングモータ等）で、７の回転直線
運動変換部を介し水側弁３を駆動し水量を調節する。８
は第２の駆動手段（例えばステッピングモーター等）で
９の回転直線運動変換部を介し湯側弁４を駆動し湯量を
調節する。10は湯温検出手段で混合部の湯温を検出し制
御装置11に入力する。12は流量検出手段で混合部へ流入
る湯量、水量のトータル量を検出し制御装置11へ入力す
る。13は湯温設定手段で混合部の湯温を設定する。
供給する。３は水側弁で水側配管の途中にあり、４は湯
側弁で湯側配管の途中にあり、水側配管１と湯側配管２
は更に下流で合流して湯水混合し１本の配管を通って混
合出口５（カランなど）より出ていく。６は第１の駆動
手段（例えばステッピングモータ等）で、７の回転直線
運動変換部を介し水側弁３を駆動し水量を調節する。８
は第２の駆動手段（例えばステッピングモーター等）で
９の回転直線運動変換部を介し湯側弁４を駆動し湯量を
調節する。10は湯温検出手段で混合部の湯温を検出し制
御装置11に入力する。12は流量検出手段で混合部へ流入
る湯量、水量のトータル量を検出し制御装置11へ入力す
る。13は湯温設定手段で混合部の湯温を設定する。
第２図は制御装置11の一実施例である。14は偏差演算
手段で、湯温検出手段10の出力信号と湯温設定手段13の
出力信号とから温度偏差Enを演算する。15は制御規則記
憶手段で、温度偏差Enと第１及び第２の駆動手段6,8へ
の付勢量との関係を制御変数を用いて記述した制御規則
を記憶している。ここで制御規則の例として「もし、温
度偏差Enが正で大きいならば（条件部），第１の駆動手
段の付勢量は負で大きくかつ第２の駆動手段の付勢量は
正で大きくせよ（出力部）」等のif〜then〜の形式で記
述される。ここで、「正で大きい」あるいは「負で大き
い」という制御変数は第３図に示すメンバーシップ関数
で定義される。一例として指数関数の場合を示す。
手段で、湯温検出手段10の出力信号と湯温設定手段13の
出力信号とから温度偏差Enを演算する。15は制御規則記
憶手段で、温度偏差Enと第１及び第２の駆動手段6,8へ
の付勢量との関係を制御変数を用いて記述した制御規則
を記憶している。ここで制御規則の例として「もし、温
度偏差Enが正で大きいならば（条件部），第１の駆動手
段の付勢量は負で大きくかつ第２の駆動手段の付勢量は
正で大きくせよ（出力部）」等のif〜then〜の形式で記
述される。ここで、「正で大きい」あるいは「負で大き
い」という制御変数は第３図に示すメンバーシップ関数
で定義される。一例として指数関数の場合を示す。
ここで制御規則記憶手段15は制御規則の条件部を記憶
する条件部記録手段15aと、制御規則の出力部を記憶す
る出力部記憶手段15bとからなる。特に制御規則は温度
偏差が零近傍、あるいは付勢量が零近傍においては疎結
合として他の制御規則の影響を排除する。即ち、第３図
において、疎結合とは、温度偏差が零近傍では「小」と
いう関数にしか属する度合いがなく、「負で大」「負で
中」「正で中」「正で大」に属する度合いは「零」とな
る状態である。これに対し、疎結合の領域以外の任意の
温度偏差には必ず２つの隣同士の関数に各々の属する度
合いを有し、例えば第３図の温度偏差en0では「正で
大」に属する度合いは「W1」、「正で中」に属する度合
いは「W2」となる。
する条件部記録手段15aと、制御規則の出力部を記憶す
る出力部記憶手段15bとからなる。特に制御規則は温度
偏差が零近傍、あるいは付勢量が零近傍においては疎結
合として他の制御規則の影響を排除する。即ち、第３図
において、疎結合とは、温度偏差が零近傍では「小」と
いう関数にしか属する度合いがなく、「負で大」「負で
中」「正で中」「正で大」に属する度合いは「零」とな
る状態である。これに対し、疎結合の領域以外の任意の
温度偏差には必ず２つの隣同士の関数に各々の属する度
合いを有し、例えば第３図の温度偏差en0では「正で
大」に属する度合いは「W1」、「正で中」に属する度合
いは「W2」となる。
次に16は制御推論手段で温度偏差Enと制御規則記憶手
段15の制御規則とから推論を行ない第１及び第２の駆動
手段６、８の付勢量を決定し出力する。ここで制御推論
手段16は偏差演算手段14と条件部記憶手段15aとから温
度偏差Enの制御規則の条件部への適合度を求める適合度
演算手段16aと、求めた適合度と出力部記憶手段16bの出
力信号とで制御規則の出力部に重み付けを行う重み付け
演算手段16bと、重み付け演算手段16bから重み付けされ
た制御規則の出力部から第１及び第２の駆動手段6,8の
付勢量を重心演算で求める重心演算手段16cとからな
る。
段15の制御規則とから推論を行ない第１及び第２の駆動
手段６、８の付勢量を決定し出力する。ここで制御推論
手段16は偏差演算手段14と条件部記憶手段15aとから温
度偏差Enの制御規則の条件部への適合度を求める適合度
演算手段16aと、求めた適合度と出力部記憶手段16bの出
力信号とで制御規則の出力部に重み付けを行う重み付け
演算手段16bと、重み付け演算手段16bから重み付けされ
た制御規則の出力部から第１及び第２の駆動手段6,8の
付勢量を重心演算で求める重心演算手段16cとからな
る。
次に本発明の構成の動作を説明する。
混合出口５よりある設定温度の湯を出湯中、利用者が
湯温設定手段13を操作し設定温度を変更したとする。第
２図より偏差演算手段14は湯温検出手段10が検出した湯
温Toと湯温設定手段13の設定温度Tsとから温度偏差En
（En＝Ts−To）を求める。第４図のフローチャートで示
すとP1,P2,P3の動作になる。ここで求めた温度偏差Enを
en0とする。次に適合度演算手段16aで温度偏差En＝en0
をもとに条件部記憶手段15aの制御規則の条件部に入力
し適合度を求める。例えば、第３図の横軸上のen0に垂
線をたて各関数との交点が適合度ｗになる。今、第１表
のようになったと仮定する。
湯温設定手段13を操作し設定温度を変更したとする。第
２図より偏差演算手段14は湯温検出手段10が検出した湯
温Toと湯温設定手段13の設定温度Tsとから温度偏差En
（En＝Ts−To）を求める。第４図のフローチャートで示
すとP1,P2,P3の動作になる。ここで求めた温度偏差Enを
en0とする。次に適合度演算手段16aで温度偏差En＝en0
をもとに条件部記憶手段15aの制御規則の条件部に入力
し適合度を求める。例えば、第３図の横軸上のen0に垂
線をたて各関数との交点が適合度ｗになる。今、第１表
のようになったと仮定する。
第４図のフローチャートで示すとP5になる。
次に求めた適合度ｗを重み付け演算手段16bで出力部
記憶手段15bの制御規則の出力部に重み付け演算を行
う。その結果を第２表に示す。
記憶手段15bの制御規則の出力部に重み付け演算を行
う。その結果を第２表に示す。
また第４図のフローチャートで示すとP6になる。
なお、P6の動作は、求めた適合度ｗを制御規則記憶手
段15の出力部のメンバーシップ関数Hi（ｘ）に掛ける。
即ち、条件部の制御規則に属する度合いの程度に出力部
の関数を縮小（即ち重み付け）する。
段15の出力部のメンバーシップ関数Hi（ｘ）に掛ける。
即ち、条件部の制御規則に属する度合いの程度に出力部
の関数を縮小（即ち重み付け）する。
これを式で示すとCi（ｘ）＝ｗ・Hi（ｘ）となる。
次に重心演算手段16cは重み付けされた制御規則の出
力部の関数を合成しその重心を求める。これが、入力さ
れた温度偏差En0に対する第１及び第２の駆動手段6,8の
付勢量FW,FHである。続いて求めた付勢量を出力する
が、これを第４図のフローチャートのP7,P8に示す。な
お、P7の動作は、第２表のように重み付けしたメンバー
シップ関数の結果を図で示すと第５図のようになる。即
ち、第５図より駆動手段の付勢量を決定する。付勢量は
第５図の斜線部分の関数の重心値である。よって、付勢
量はWi＝ΣCi/Σxiで求められる。この結果を第５図に
示す。また設定温度近傍に達すると、制御規則が疎結合
となっているので（第３図参照）、他の制御規則の影響
を受けず、第１及び第２の駆動手段6,8の付勢量を零に
設定する。
力部の関数を合成しその重心を求める。これが、入力さ
れた温度偏差En0に対する第１及び第２の駆動手段6,8の
付勢量FW,FHである。続いて求めた付勢量を出力する
が、これを第４図のフローチャートのP7,P8に示す。な
お、P7の動作は、第２表のように重み付けしたメンバー
シップ関数の結果を図で示すと第５図のようになる。即
ち、第５図より駆動手段の付勢量を決定する。付勢量は
第５図の斜線部分の関数の重心値である。よって、付勢
量はWi＝ΣCi/Σxiで求められる。この結果を第５図に
示す。また設定温度近傍に達すると、制御規則が疎結合
となっているので（第３図参照）、他の制御規則の影響
を受けず、第１及び第２の駆動手段6,8の付勢量を零に
設定する。
このように定期的に湯温Toを検出すると前述の演算を
繰り返し水側弁３、湯側弁４を調節する。そして、第４
図のフローチャートのP4の部分で、人間が判別できない
程微小な温度偏差になれば、第１及び第２の駆動手段6,
8を停止する。よって利用者が湯温を任意の値にかえて
も設定値近傍の湯が得られ、常に快適に使用することが
できる。
繰り返し水側弁３、湯側弁４を調節する。そして、第４
図のフローチャートのP4の部分で、人間が判別できない
程微小な温度偏差になれば、第１及び第２の駆動手段6,
8を停止する。よって利用者が湯温を任意の値にかえて
も設定値近傍の湯が得られ、常に快適に使用することが
できる。
発明の効果 以上のように本発明の湯水混合制御装置によれば、入
力信号の温度偏差と出力の駆動手段付勢量との関係を制
御規則として記憶した制御記憶手段と、定期的にサンプ
リング入力した湯温より温度偏差を求め前記制御規則記
憶手段とで推論を行ない水側弁及び湯側弁を駆動する駆
動手段付勢量を求め出力する制御推論手段とで構成する
ことにより利用者が任意に設定湯温を変更しても、また
元圧変動あるいは使用流量の変動等の負荷変動が生じて
も、温度偏差の大きさに対応して連続的に駆動手段の付
勢量を変化させているので、温度偏差が大きいときは速
く、また温度偏差が小さいときはゆっくりと駆動手段を
付勢し、常に所望の湯恩になるように調節することがで
きる。また疎結合の領域では温度偏差は人間が判別でき
ない程又は無視出来る程の微小なものであり、したがっ
て利用者にとって最適温度の湯を供給でき、更に安全性
が高く非常に使い勝手が良くなるという効果が得られ
る。
力信号の温度偏差と出力の駆動手段付勢量との関係を制
御規則として記憶した制御記憶手段と、定期的にサンプ
リング入力した湯温より温度偏差を求め前記制御規則記
憶手段とで推論を行ない水側弁及び湯側弁を駆動する駆
動手段付勢量を求め出力する制御推論手段とで構成する
ことにより利用者が任意に設定湯温を変更しても、また
元圧変動あるいは使用流量の変動等の負荷変動が生じて
も、温度偏差の大きさに対応して連続的に駆動手段の付
勢量を変化させているので、温度偏差が大きいときは速
く、また温度偏差が小さいときはゆっくりと駆動手段を
付勢し、常に所望の湯恩になるように調節することがで
きる。また疎結合の領域では温度偏差は人間が判別でき
ない程又は無視出来る程の微小なものであり、したがっ
て利用者にとって最適温度の湯を供給でき、更に安全性
が高く非常に使い勝手が良くなるという効果が得られ
る。
第１図は本発明の一実施例の湯水混合制御装置の断面
図、第２図は同装置のブロック図、第３図は同装置の制
御規則記憶手段に用いるメンバーシップ関数を示す図、
第４図は同装置のフローチャート、第５図A,Bは同装置
の重心演算手段の演算結果を示す図である。 ３……水側弁、４……湯側弁、６……第１の駆動手段、
８……第２の駆動手段、10……湯温検出手段、13……湯
温設定手段、14……偏差演算手段、15……制御規則記憶
手段（15a……条件部記憶手段、15b……出力部記憶手
段）、16……制御推論手段（16a……適合度演算手段、1
6b……重み付け演算手段、16c……重心演算手段）。
図、第２図は同装置のブロック図、第３図は同装置の制
御規則記憶手段に用いるメンバーシップ関数を示す図、
第４図は同装置のフローチャート、第５図A,Bは同装置
の重心演算手段の演算結果を示す図である。 ３……水側弁、４……湯側弁、６……第１の駆動手段、
８……第２の駆動手段、10……湯温検出手段、13……湯
温設定手段、14……偏差演算手段、15……制御規則記憶
手段（15a……条件部記憶手段、15b……出力部記憶手
段）、16……制御推論手段（16a……適合度演算手段、1
6b……重み付け演算手段、16c……重心演算手段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−59211（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−204002（ＪＰ，Ａ) 富士時報、58［４］（1985）菅野、伊 藤、柳下、鬼塚、Ｐ．307−314 計測と制御、22［１］（1983）菅野、 高木、Ｐ．84−86
Claims (1)
- 【請求項１】水量を調節する水側弁と、湯量を調節する
湯側弁と、前記水側弁及び湯側弁を付勢する駆動手段
と、前記水側弁及び湯側弁が取り付けられた水供給配管
及び湯供給配管が合流し混合部の湯温を検出する湯温検
出手段と、混合部の湯温を設定する湯温設定手段と、前
記湯温設定手段と前記湯温検出手段との出力信号より温
度偏差を求める偏差演算手段と、前記温度偏差と前記駆
動手段へ出力する付勢量との関係を制御規則としこの制
御規則の条件部を記憶する条件部記憶手段及び制御規則
の出力部を記憶する出力部記憶手段からなり温度偏差が
零近傍で制御規則を疎結合とした制御規則記憶手段と、
求めた温度偏差を基に前記制御規則記憶手段の制御規則
を参照する適合度演算手段、求めた適合度で前記出力部
記憶手段の制御規則に掛け属する度合い程度に縮小する
重み付け演算手段及び重み付けされた制御規則より前記
駆動手段の付勢量を求める重心演算手段とからなる制御
推論手段とで構成された湯水混合制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61156645A JP2574246B2 (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | 湯水混合制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61156645A JP2574246B2 (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | 湯水混合制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6314208A JPS6314208A (ja) | 1988-01-21 |
| JP2574246B2 true JP2574246B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=15632187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61156645A Expired - Lifetime JP2574246B2 (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | 湯水混合制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2574246B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3030765C2 (de) * | 1980-08-14 | 1985-09-26 | Friedrich Grohe Armaturenfabrik Gmbh & Co, 5870 Hemer | Elektronisch geregeltes Mischventil |
| JPS60204002A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-15 | Fuji Electric Co Ltd | ファジィ調節装置の模擬ファジィ推定演算装置 |
-
1986
- 1986-07-03 JP JP61156645A patent/JP2574246B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 富士時報、５８［４］（１９８５）菅野、伊藤、柳下、鬼塚、Ｐ．３０７−３１４ |
| 計測と制御、２２［１］（１９８３）菅野、高木、Ｐ．８４−８６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6314208A (ja) | 1988-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |