JP4760747B2 - 給水制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、給水制御装置に関わり、特に給水及び止水を制御するラッチ式電磁弁を有する給水制御装置において、ラッチ式電磁弁への通電時間を最適化する技術に関する。

ラッチ式電磁弁は、小さな電力で動作できる電磁弁であり、従来から、小便器、手洗い器等の管路の開閉弁として組み込まれ、人体を検出する装置と組み合わせて、自動的に給水、止水する自動給水装置などの給水制御装置に利用されている。

このラッチ式電磁弁は、プランジャー、コイル及び永久磁石を有するラッチングソレノイドと、プランジャーに連動する弁部とから構成される。ラッチングソレノイドは、コイルへの通電によりプランジャーを移動し、プランジャーをその移動後の位置に永久磁石により保持する。そのため、ラッチ式電磁弁（ラッチングソレノイドのコイル）への通電は、プランジャーの移動に必要な時間だけ行なえばよく、プランジャーの移動が終了した後にすぐにラッチ式電磁弁への通電を停止することができれば、小さな電力でこのラッチ式電磁弁を動作させることができる。

このようにラッチ式電磁弁への通電を最小限にすることによって、小さな電力で給水及び止水を行なえるため、ラッチ式電磁弁の駆動電力源である通電用電源の小容量化を図ることが出来き、その結果として給水制御装置の小型化、低価格化を図ることが出来る。

例えば、特許文献１には、ラッチ式電磁弁への通電を最小限にする方法として、ラッチ式電磁弁への通電波形の高周波成分を検出し、波形の変曲点を求めることで、プランジャー移動の完了を判定して通電を停止する方法や、ラッチ式電磁弁への通電時間が設定時間に達すると、プランジャー移動が完了したと判定して通電を停止する方法が記載されている。

ラッチ式電磁弁への通電波形の高周波成分を検出する方式では、電流−電圧変換回路が必要となることから、給水制御装置の小型化、低価格化を図る観点から、ラッチ式電磁弁への通電時間を設定時間で行う方法が望ましい。

ところで、ラッチ式電磁弁を駆動するためには、大電流をラッチ式電磁弁に供給する必要がある。例えば、ラッチ式電磁弁への通電開始からプランジャーの移動が完了するまでの数十ｍｓの間にアンペア単位の電流が必要となるラッチ式電磁弁がある。

しかし、通電用電源の電力供給能力が低いと、ラッチ式電磁弁への通電時間の経過に伴い、通電用電源の電圧レベルが降下してしまい、ラッチ式電磁弁を十分に駆動させることができない事態が生じる。

そこで、従来の回路では、通電用電源の出力に大容量のコンデンサ（以下、「電磁弁駆動用コンデンサ」とする。）を接続し、この電磁弁駆動用コンデンサにチャージした電荷によって、ラッチ式電磁弁への瞬間的な電流供給を補完して、通電用電源の電圧レベルの低下を抑制している。
特開平１０−１６００３１号公報

上述のように、ラッチ式電磁弁への通電方法として、給水制御装置の小型化、低価格化を図る観点から、ラッチ式電磁弁への通電時間を設定時間で行う方法を採用することが望ましいが、部品のばらつき（特に電磁弁駆動用コンデンサのばらつき、経時劣化）を考慮してマージンを加えた通電時間とする必要があり、実際にラッチ式電磁弁を駆動させるために必要のない余分な通電を行ってしまうことになる。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、ラッチ式電磁弁へ設定時間で通電して、給水及び止水を制御する給水制御装置において、消費電力を低減することができる給水制御装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、給水及び止水を制御するラッチ式電磁弁と、前記ラッチ式電磁弁への通電を行う通電手段と、前記通電手段による前記ラッチ式電磁弁への通電時間を制御する制御手段とを備えた給水制御装置において、前記通電手段への電力を供給するコンデンサと、前記コンデンサの電圧を測定する電圧測定手段と、前記コンデンサへ充電電流を供給する充電手段とを備え、前記制御手段は、前記通電手段による前記ラッチ式電磁弁への通電が終了してから、前記コンデンサが前記充電手段によって充電されて前記電圧測定手段の出力が所定電圧になる回復時間を計測し、この回復時間に応じて前記通電時間を設定するものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記充電手段は、電源と、この電源と前記コンデンサとの間に接続された抵抗とを備えることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記充電手段は、電源と、この電源と前記コンデンサとの間に接続された定電流回路とを備えることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記制御手段は、前記電圧測定手段の出力が特定の電圧になるまで前記通電手段による前記ラッチ式電磁弁への通電を行わせ、その後、前記コンデンサが前記充電手段によって充電されて前記電圧測定手段の出力が所定電圧になる回復時間を計測し、この回復時間に応じて前記通電時間を設定するものである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記制御手段は、前記回復時間の測定を前記ラッチ式電磁弁の駆動回数が所定数となる毎に実行することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記制御手段は、前記通電時間の設定のための前記ラッチ式電磁弁の駆動を、当該給水制御装置の起動時に行うことを特徴とする。

本発明は、ラッチ式電磁弁への通電電流を供給するコンデンサと、このコンデンサの電圧を測定する電圧測定手段と、コンデンサへ充電電流を供給する充電手段とを備えており、通電手段による通電によってラッチ式電磁弁の駆動後、このラッチ式電磁弁への通電停止よりコンデンサが充電手段によって充電され電圧測定手段の出力が所定電圧になる回復時間を計測し、この回復時間（言い換えれば、コンデンサの容量）に応じた通電時間を設定するので、ラッチ式電磁弁への余分な通電を抑えることができ、給水制御装置における消費電力を低減することができる。

本実施形態の給水制御装置は、給水及び止水を制御するラッチ式電磁弁と、このラッチ式電磁弁への通電を行う通電手段と、この通電手段によるラッチ式電磁弁への通電時間を制御する制御手段と、通電手段への電力を供給するコンデンサと、このコンデンサの電圧を測定する電圧測定手段と、前記コンデンサへ充電電流を供給する充電手段とを備えている。

ここで、ラッチ式電磁弁は、プランジャー、コイル及び永久磁石を有するラッチングソレノイドと、プランジャーに連動する弁部とから構成される。ラッチングソレノイドは、コイルへの通電によりプランジャーを移動し、いったん移動させたプランジャーはその移動後の位置に永久磁石により保持される。

また、充電手段は、電源と、この電源とコンデンサとの間に接続された抵抗とから構成される。コンデンサへの充電は、抵抗を介して電源から行われる。この抵抗によってコンデンサへの充電電流を制限することができ、電力供給能力が高い電源を用いることなくコンデンサへの充電を行うことができることになる。従って、電源として電池を用いるものにおいては、電池の高寿命化に貢献できる。なお、充電手段において、電流制限手段として上記抵抗に代えて、定電流回路を設けるようにしてもよく、抵抗と同様に上述した効果を得ることができる。

ここで、制御手段は、通電手段によるラッチ式電磁弁への通電が終了してから、コンデンサが充電手段によって充電され電圧測定手段の出力が所定電圧になる回復時間を計測し、この回復時間に応じて通電時間を設定するようにしている。

このようにすることで、コンデンサの容量を推定し、このように推定した容量に応じた通電時間を設定することができ、従って、ラッチ式電磁弁への余分な通電を抑えることができ、給水制御装置における消費電力を低減することができる。

すなわち、ラッチ式電磁弁の駆動により電圧が低下したコンデンサの充電による電圧回復状態を検出することによってコンデンサの容量を検出し、この容量が大きいときにはラッチ式電磁弁へのコンデンサによる供給電力が大きいことから設定する通電時間を短くし、容量が小さいときにはラッチ式電磁弁へのコンデンサによる供給電力が小さいことから設定する通電時間を長くすることによって、給水制御装置における消費電力を低減する。

なお、充電手段に含まれる電流制限手段が抵抗の場合には、コンデンサの容量と抵抗の抵抗値とからなる時定数に応じた電圧特性でコンデンサの電圧が回復することから、制御手段は、コンデンサの電圧の回復推移によって時定数を検出してコンデンサの容量を検出することができる。また、充電手段に含まれる電流制限手段が定電流回路の場合には、コンデンサへの充電電流値が一定であることから、制御手段は、所定時間の充電によるコンデンサの電圧を検出することによってコンデンサの容量を検出することができる。

また、制御手段は、電圧測定手段の出力が特定の電圧になるまで通電手段によるラッチ式電磁弁へ通電を行い、その後、ラッチ式電磁弁への通電停止よりコンデンサが充電手段によって充電されて電圧測定手段の出力が所定電圧になる回復時間を計測し、その回復時間に応じて通電時間を設定する。

このように、電圧測定手段の出力が特定の電圧になるまで通電手段によるラッチ式電磁弁へ通電を行うことで、制御手段はコンデンサの容量の算出を容易に行うことができるようになる。例えば、充電手段に含まれる電流制限手段が抵抗の場合に、コンデンサの電圧が特定電圧から所定電圧になるまでの回復時間と通電時間との関係テーブルを用意しておくことにより、回復時間を検出することで容易に通電時間を決定することができる。

また、制御手段は、この回復時間の測定をラッチ式電磁弁の駆動回数が所定数となる毎に実行する。すなわち、給水制御装置においては、利用者の給水操作や制御手段による自動給水によって装置本来の目的である給水制御が行われるが、この給水制御を利用してラッチ式電磁弁の通電時間の設定動作を行うことにより、通電時間の設定に伴う消費電力の増加を抑えるようにしている。なお、この「所定数」とは、環境温度の変化によるコンデンサの容量の変化に対応することができるような数に設定することが望ましい。

また、制御手段は、この通電時間の設定のためのラッチ式電磁弁の駆動を、当該給水制御装置の起動時に行うようにしている。このようにすることで、コンデンサの個体差による容量のばらつきへの対応を迅速に行うことができる。

以下、本発明の実施形態における給水制御装置Ａについて図面を参照しながらさらに詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の給水制御装置Ａの全体構成を示す図である。

本発明の実施形態における給水制御装置Ａは、小便器や手洗い器などのように、吐水口である蛇口への給水及び止水を制御する装置である。

図１に示すように、本実施形態における給水制御装置Ａは、自動水栓機能付き洗面装置であり、洗面器１と、この洗面器１のボウル面１ａ内に吐水する水栓２と、給水路３の中途部に設けられ、洗面器１のボウル面１ａへの吐水及びその止水を行うラッチ式電磁弁４と、洗面器１のボウル面１ａ内に吐水した水を排水する排水路５と、水栓２から吐水される水がボウル面１ａに向かう経路に対して赤外線を投光し、その反射波を受光して出力する光電センサ７と、この光電センサ７の出力信号に基づいて人体を検出し、この人体検出の結果に応じてラッチ式電磁弁４を制御し、洗面器１のボウル面１ａ内への吐水及びその吐水の停止を制御する給水制御部８とを有している。

ラッチ式電磁弁４は、プランジャー、コイル及び永久磁石を有するラッチングソレノイドと、プランジャーに連動する弁部とから構成される。ラッチングソレノイドは、コイルへの通電によりプランジャーを移動し、いったん移動させたプランジャーをその移動後の位置に永久磁石により保持する。そして、このプランジャーの移動に連動して弁部の開閉、すなわち流路下流への給水又止水が行なわれる。

ここで、本実施形態における給水制御装置Ａは、給水制御部８によってラッチ式電磁弁（ラッチングソレノイドのコイル）への通電時間を適切に設定し、給水制御装置Ａにおける消費電力の低減を実現するものであり、以下、給水制御部８の構成について図２を参照して具体的に説明する。図２は本発明の実施の形態にかかる給水制御部８の具体的構成を示す図である。

図２に示すように、給水制御部８はラッチ式電磁弁４への通電を行う通電回路１０（通電手段の一例に相当）と、この通電回路１０への電力を供給する電磁弁駆動用コンデンサであるコンデンサＣ１と、コンデンサＣ１へ充電電流を供給する充電部２０（充電手段の一例に相当）と、通電回路１０によるラッチ式電磁弁４への通電時間を制御する制御部３０とを備えている。

通電回路１０は、コンデンサＣ１及び充電部２０に接続され、これらを通電用電源として動作し、制御部３０による制御信号（Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２）に基づいて、ラッチ式電磁弁４への通電を制御する。この通電回路１０は、２つのＮＰＮトランジスタ１１、１２と、２つのＰＮＰトランジスタ１３，１４にてＨブリッジ回路になっており、ラッチ式電磁弁４へ双方向に通電できるようになっている。制御信号Ｖｏｕｔ１の電圧レベルがＨｉｇｈレベルのときはＮＰＮトランジスタ１１とＰＮＰトランジスタ１４が動作してラッチ式電磁弁４が開状態となり、Ｖｏｕｔ２の電圧レベルがＨｉｇｈレベルのときはＮＰＮトランジスタ１２とＮＰトランジスタ１３が動作してラッチ式電磁弁４が閉状態になる。

充電部２０は、電圧Ｖbatである電池ＢＡＴを有する電池部２１と、電圧Ｖbatを昇圧電圧Ｖｄへと昇圧する昇圧回路２２と、この昇圧回路２２の出力とコンデンサＣ１との間に配置された抵抗Ｒ１とから構成される。この抵抗Ｒ１は、コンデンサＣ１への充電電流を制限するものであり、コンデンサＣ１の電荷を０にしたとき（つまり、コンデンサＣ１の電圧を接地電位ＧＮＤにしたとき）でも、抵抗Ｒ１に流れる電流が昇圧回路２２の電流供給能力を超えないような抵抗値に設定される。この昇圧回路２２は、昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータであり、昇圧ＩＣにより出力電圧がＶｄとなるようなディーティ比でトランジスタＱ１をＯＮ／ＯＦＦさせて、コイルＬ１の短絡及び開放を繰り返し、このコイルＬ１に生じた電圧をダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２で平滑することによって、出力電圧Ｖｄを得るものである。なお、電池部２１と昇圧回路２２とにより電源が構成される。

制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータなどを内蔵したマイクロコンピュータから構成されており、上述した昇圧回路２２から供給される電力によって動作する。この制御部３０は、通電回路１０によるラッチ式電磁弁４への通電時間を制御する制御手段としての機能、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１を内部のＡ／Ｄコンバータを介して測定する電圧測定手段としての機能、光電センサ７の出力信号に基づいて人体を検出する人体検出手段としての機能などを有している。

制御部３０が制御手段として機能するとき、ラッチ式電磁弁４への通電を内部のＲＡＭに記憶された設定時間だけ行うものであるが、環境温度の変化やその個体差によってコンデンサＣ１の容量が所定範囲でばらつくことになり、従来回路のようにこの設定時間を固定してしまうと、ラッチ式電磁弁４への余分な通電が発生して、給水制御装置Ａにおける消費電力を十分に低減することができない。

図３には、コンデンサＣ１がその個体差によって所定範囲ばらつくときのその最大値品（容量ｍａｘ品）と最小値品（容量ｍｉｎ品）のそれぞれについて、ラッチ式電磁弁４への通電時の電圧変化が示されている。

ここで、従来回路のように予め設定された通電時間でラッチ式電磁弁４への通電を行う場合（すなわち、通電時間が固定である場合）には、コンデンサＣ１の容量が最小値であるときでも、ラッチ式電磁弁４を動作させることができるような通電時間（図３に示すｔａ）を設定する必要がある。一方で、このように通電時間を固定してしまうと、コンデンサＣ１の容量が最大値であるときに、ラッチ式電磁弁４を動作させるために必要のない余分な電力（図３に示すΔＷ）を消費してしまうことになり、給水制御装置Ａにおける消費電力を十分に低減することができない。

そこで、本実施形態における給水制御装置Ａの制御部３０は、コンデンサＣ１の容量に応じた通電時間を設定し、このように設定した通電時間に基づいてラッチ式電磁弁４を動作させるようにしている。例えば、コンデンサＣ１の容量が最小値であるときに通電時間ｔａでラッチ式電磁弁４への通電を行い、コンデンサＣ１の容量が最大値であるときに通電時間ｔｂでラッチ式電磁弁４への通電を行うようにしている（図３参照）。

すなわち、制御部３０は、コンデンサＣ１の容量に応じた通電時間を設定するために、通電回路１０によるラッチ式電磁弁４への通電が終了してから、コンデンサＣ１が充電部２０によって充電されてコンデンサＣ１の電圧Ｖ１が所定電圧になる回復時間を計測する。そして、この回復時間に応じて通電時間を設定する。

コンデンサＣ１の電圧Ｖ１は、ラッチ式電磁弁４への通電及びその通電前後で図４のような電圧波形となる。すなわち、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１は、ラッチ式電磁弁４への通電が開始されるまでは昇圧回路２２の電圧Ｖｄと同電圧となり、時間ｔ０でラッチ式電磁弁４へ通電が開始されるとコンデンサＣ１の放電により電圧が降下していき、その後時間ｔ２でラッチ式電磁弁４への通電が終了すると、充電部２０によるコンデンサＣ１の充電により電圧が上昇し、この充電が終了したときに昇圧回路２２の電圧Ｖｄと同電圧となる。

ここで、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１の充電電圧波形（ｔ２〜ｔ４）は、以下の式（１）で表すことができる。
Ｖ１（ｔ）＝Ｖｄ｛１−ｅｘｐ［−（ｔ−ｔ１）／（Ｃ１×Ｒ１）］｝・・・（１）
なお、時間ｔ１はコンデンサの電圧Ｖ１がゼロになる仮想点の時間である。つまり、コンデンサの電圧Ｖ１が０Ｖであり、時間ｔ１から充電が開始されたと仮定したときに、上記式（１）が成立する。

ここで、Ｒ１は定数（例えば、３３Ω）であり、Ｖｄは一定（例えば、３．３Ｖ）であることから、時間ｔ２のときの電圧Ｖａと、時間ｔ３のときの電圧Ｖｂを検出することによって、コンデンサＣ１の容量を求めることができる。

すなわち、以下の式（２）及び式（３）からコンデンサＣ１の容量を求めることができる。
Ｖａ＝Ｖｄ｛１−ｅｘｐ［−（ｔ２−ｔ１）／（Ｃ１×Ｒ１）］｝・・・（２）
Ｖｂ＝Ｖｄ｛１−ｅｘｐ［−（ｔ３−ｔ１）／（Ｃ１×Ｒ１）］｝・・・（３）

このように、制御部３０は、通電回路１０によるラッチ式電磁弁４への通電が終了（時間ｔ２）してから、その終了時の電圧Ｖａを検出し、さらにコンデンサＣ１が充電部２０によって充電されてコンデンサＣ１の電圧Ｖ１が所定電圧Ｖｂになる回復時間（ｔ３−ｔ２）を計測し、この電圧Ｖａと回復時間に基づいてコンデンサＣ１の容量を推測し、このように推測したコンデンサＣ１の容量に応じた通電時間を設定することができる。

ところで、上記式（２）及び式（３）に基づいて、コンデンサＣ１の容量を求める場合、ラッチ式電磁弁４への通電時間を一定にしたとしても、コンデンサＣ１の容量に応じて電圧Ｖａや回復時間（ｔ３−ｔ２）が異なることなどから、その処理が複雑となってしまう。

そこで、本実施形態の給水制御装置Ａでは、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１が特定電圧（例えば、Ｖａ＝Ｖｄ×１／２）になるまで通電回路１０によってラッチ式電磁弁４への通電を行わせ、その後、コンデンサＣ１が充電部２０によって充電されてコンデンサＣ１の電圧Ｖ１が所定電圧（例えば、Ｖｂ＝Ｖｄ×３／４）になるまでの回復時間を計測し、この回復時間に応じて通電時間を設定するように制御部３０による処理を行わせるようにしている。このようにすることで、回復時間だけでコンデンサＣ１の容量を検出することができるため、その検出が容易になる。つまり、電圧Ｖａが一定の特定電圧となり、仮想点の時間ｔ０も考慮する必要がなくなることから、変動するパラメータが回復時間だけとなり、コンデンサＣ１の容量の検出が簡易なものとなり、精度も向上する。

特に、回復時間とコンデンサＣ１の容量との関係をテーブル化して制御部３０のＲＯＭ等に予め記憶しておくようにすれば、コンデンサＣ１の容量の検出処理の負荷を低減し、しかも、迅速にその検出処理を行うことができる。また、演算プログラムが不要となることから、開発コストを低減することができる。

また、回復時間とコンデンサＣ１の容量との関係をテーブル化するのではなく、回復時間と設定すべき通電時間との関係をテーブル化するようにしてもよい。このようにすることで、コンデンサＣ１の容量に基づいた通電時間を算出するステップを省略することができ、処理負荷を低減することができる。

また、電圧Ｖａ及びＶｂは、Ｃ１×Ｒ１（時定数）の約数や倍数に基づいた値とすることによって、コンデンサＣ１の容量の検出をさらに容易に行うことができる。例えば、Ｖａ＝０．６３Ｖｄ（ｔ＝Ｃ１×Ｒ１）とし、Ｖｂ＝０．９５Ｖｄ（ｔ＝３×[Ｃ１×Ｒ１]）とする。

なお、上述においては、昇圧回路２２からコンデンサＣ１への充電を抵抗Ｒ１によって制限して行うものであったが、昇圧回路２２とコンデンサＣ１との間に定電流回路（定電流値Ｉｘ）を設け、昇圧回路２２からコンデンサＣ１への充電をこの定電流回路を介して定電流値Ｉｘで行うようにしてもよい。このようにすることで、次の式（４）でコンデンサＣ１の容量を容易に検出することができる。
Ｃ＝Ｑ／Ｖ＝（Ｉｘ×ｔ）／（Ｖｂ−Ｖａ）・・・（４）
ここで、ｔは回復時間である。

以上のように構成された給水制御装置Ａにおいてその動作を図面を参照して具体的に説明する。図５〜図８は本実施形態における給水制御装置Ａのフローチャートであり、給水制御部８における制御部３０の処理動作である。

図５に示すように、制御部３０は、最初に通電時間設定処理を行う（ステップＳ１１）。この「通電時間設定処理」は、初期動作において通電時間を適切に設定するための処理であり、後述する図６のステップＳ２１〜Ｓ２７の処理である。

次に、制御部３０は、光電センサ７の出力信号に基づいて、人体を検出している状態であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。この処理において、人体を検出している状態であると判定すると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御部３０は、水栓２からボウル面１ａ内への吐水が行われている状態（以下、「給水中」と呼ぶ。）であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。このとき、給水中ではないと判定すると（ステップＳ１３：Ｎｏ）、制御部３０は、給水制御処理を行う（ステップＳ１４）。この「給水制御処理」は、図７におけるステップＳ３０〜Ｓ３９の処理であり、後で詳説する。

また、ステップＳ１２において、人体を検出していない状態であると判定すると（ステップＳ１２：Ｎｏ）、制御部３０は、給水中であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。このとき、給水中であると判定すると（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、制御部３０は止水制御処理を行う（ステップＳ１６）。この「止水制御処理」は、図８におけるステップＳ４０，Ｓ４１の処理であり、後で詳説する。

ステップＳ１４,Ｓ１６の処理が終了したとき、ステップＳ１３において給水中であると判定したとき（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、或いはステップＳ１５において給水中ではないと判定したとき（ステップＳ１５：Ｎｏ）、制御部３０は、タイマーをカウントして１秒待ち（ステップＳ１７）、その後ステップＳ１８の処理に移行する。このステップＳ１８においては、給水制御装置Ａの電源ＯＦＦの状態（例えば、電池ＢＡＴの電圧が所定電圧以下に低下した状態）となっているか否かを判定する。この処理において、電源ＯＦＦの状態ではないと判定すると（ステップＳ１８：Ｎｏ）、制御部３０は、処理をステップＳ１２に移行する。一方、電源ＯＦＦの状態であると判定すると（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、制御部３０は処理を終了する。

次に、上述のステップＳ１１の「通電時間設定処理」について、図６を参照して具体的に説明する。図６は給水制御装置Ａにおける通電時間設定処理のフローチャートである。

この通電時間設定処理において、制御部３０は、まず通電信号の出力を開始する（ステップＳ２１）。すなわち、通電信号（Ｖｏｕｔ１）の電圧レベルをＨｉｇｈレベルにして、通電回路１０をラッチ式電磁弁４への通電状態にする。

その後、制御部３０は電圧測定手段として機能し、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１がＶａ（＝Ｖｄ×１／２）となったか否かを判定する（ステップＳ２２）。このコンデンサＣ１の電圧Ｖ１の検出は、Ｖｄｅｔ端子の電圧を検出することによって行われる。

この処理において、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１がＶａとなったと判定すると（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、制御部３０は、通電信号の出力を停止する（ステップＳ２３）。すなわち、通電信号（Ｖｏｕｔ１）の電圧レベルをＬｏｗレベルにして、通電回路１０をラッチ式電磁弁４への非通電状態にする。さらに、制御部３０は、内部の回復時間計測カウンタ（図示せず）の計時を開始する。

次に、制御部３０は電圧測定手段として機能し、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１がＶｂ（＝Ｖｄ×３／４）となったか否かを判定する（ステップＳ２４）。すなわち、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１が充電部２０からの充電電流の供給により電圧が上昇してＶｂとなったか否かを判定する。

この処理において、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１がＶｂとなったと判定すると（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、制御部３０は、回復時間計測カウンタの計時を停止し、そのカウンタ値に応じた通電時間を内部のＲＯＭに記憶したテーブルを用いて選択し、このように選択した通電時間を内部のＲＡＭに記憶する（ステップＳ２５）。このときの回復時間計測カウンタのカウンタ値が上述した回復時間となる。

その後、制御部３０は、ステップＳ２５で設定した通電時間に応じた時間だけ通電信号を出力する（ステップＳ２６）。このように通電信号を出力するのは、ステップＳ２１〜Ｓ２３までの間に出力された通電信号によってラッチ式電磁弁４が開弁状態となっているため、これを閉弁する必要があるからである。

ステップＳ２６の処理が終了すると、制御部３０は、カウンタＴｃを０に設定して（ステップＳ２７）、通電時間設定処理を終了する。

このように制御部３０は、給水制御装置Ａの起動時に適切な通電時間を設定するようにしており、これにより使用開始時から消費電力を低減させることができる。

次に、上述のステップＳ１４の「給水制御処理」について、図７を参照して具体的に説明する。図７は給水制御装置Ａにおける給水制御処理のフローチャートである。

この給水制御処理において、制御部３０は、まずカウンタＴｃが１０以上となっているか否かを判定する（ステップＳ３０）。

この処理において、カウンタＴｃが１０以上ではないと判定すると（ステップＳ３０：Ｎｏ）、制御部３０は、内部のＲＡＭから通電時間を取り出し（ステップＳ３１）、この通電時間だけ通電信号を出力する（ステップＳ３２）。すなわち、この通電時間に応じた時間だけ、通電信号（Ｖｏｕｔ１）の電圧レベルをＨｉｇｈレベルにして、通電回路１０をラッチ式電磁弁４への通電状態にする。

通電信号の出力が終了すると、制御部３０は、カウンタＴｃに１を足して（ステップＳ３３）、この給水制御処理を終了する。

一方、ステップＳ３０において、カウンタＴｃが１０以上となっていると判定すると（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、制御部３０は、通電時間の再設定処理を行い（ステップＳ３４〜Ｓ３８）、その後カウンタＴｃを０に設定して（ステップＳ３９）、給水制御処理を終了する。なお、このステップＳ３４〜Ｓ３８の処理は、図６におけるステップＳ２１〜Ｓ２５の処理と同様の処理であるためここではその説明を省略している。

このように、制御部３０は、通電時間の再設定の処理をラッチ式電磁弁４の駆動回数が所定数となる毎に実行するようにしており、これにより環境温度変化に適切に対応することができる。

次に、上述のステップＳ１６の「止水制御処理」について、図８を参照して具体的に説明する。図８は給水制御装置Ａにおける止水制御処理のフローチャートである。

この止水制御処理において、制御部３０は、内部のＲＡＭから通電時間を取り出し（ステップＳ４０）、この通電時間に応じた時間だけ通電信号を出力する（ステップＳ４１）。すなわち、この通電時間に応じた時間だけ通電信号（Ｖｏｕｔ２）の電圧レベルをＨｉｇｈレベルにして、通電回路１０をラッチ式電磁弁４への通電状態にする。その後、通電信号の出力が終了すると、制御部３０は、この止水制御処理を終了する。

以上のように、本実施形態における給水制御装置Ａは、コンデンサＣ１の容量に応じた通電時間を設定することができ、従って、ラッチ式電磁弁４への余分な通電を抑えることができ、給水制御装置Ａにおける消費電力を低減することができる。

以上、本発明の実施の形態のうちのいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

例えば、上述の実施形態においては、ラッチ式電磁弁４への通電後の回復時間に基づいてラッチ式電磁弁４への通電時間を設定するようにする方法を採用していたが、このような方法ではなく、コンデンサＣ１の両端を短絡するスイッチを設け、このスイッチのＯＮ及びＯＦＦによる回復時間に基づいてラッチ式電磁弁４への通電時間を設定するようにしてもよい。

すなわち、コンデンサＣ１の両端を短絡するスイッチを設けて、このスイッチによりコンデンサＣ１を短絡し、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１を０Ｖとした後、電圧Ｖ１がＶｄになるまでの回復時間を計測する。そして、制御部３０は、上記式（１）のｔ１＝０とし、計測した回復時間をｔとすることでＣ１のコンデンサ容量を検出することができる。

この場合、制御部３０は、通電回路１０によるラッチ式電磁弁４への通電が終了してから、上記スイッチをＯＮにしてコンデンサＣ１を短絡し、その後このスイッチをＯＦＦにしてコンデンサＣ１を非短絡状態にしてからコンデンサＣ１の電圧Ｖ１が回復するまでの時間を検出するようにすることが好ましい。このようにすることで、ラッチ式電磁弁４への通電によりコンデンサＣ１の電圧Ｖ１が低下したところでコンデンサＣ１の完全放電を行うことができ、回復時間の測定に伴う無駄な電力消費をできるだけ抑えることができる。

なお、このようにスイッチを設けて、コンデンサＣ１を短絡させる測定方法では、必ずしもコンデンサＣ１の電圧Ｖ１が電圧Ｖｄまで回復したときの時間が必要というわけではなく、例えば、電圧Ｖ１がＶｄ／２となるまでの回復時間から式（１）に基づいて、コンデンサＣ１の容量を求めることができる。

本発明の実施形態の給水制御装置の全体構成を示す図である。 図１の給水制御部の具体的構成を示す図である。 給水制御部におけるコンデンサの放電電圧波形を示す図である。 給水制御部におけるコンデンサの放電及び充電時の電圧波形を示す図である。 図１の給水制御部のメイン処理を示すフローチャートである。 図１の給水制御部の通電時間設定処理を示すフローチャートである。 図１の給水制御部の給水制御処理を示すフローチャートである。 図１の給水制御部の止水制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

Ａ 給水制御装置
１ 洗面器
２ 水栓
３ 給水路
４ ラッチ式電磁弁
５ 排水路
７ 光電センサ
８ 給水制御部
１０ 通電回路
２０ 充電部
３０ 制御部
Ｃ１ コンデンサ
Ｒ１ 抵抗

Claims (6)

1. 給水及び止水を制御するラッチ式電磁弁と、前記ラッチ式電磁弁への通電を行う通電手段と、前記通電手段による前記ラッチ式電磁弁への通電時間を制御する制御手段と、を備えた給水制御装置において、
   前記通電手段への電力を供給するコンデンサと、前記コンデンサの電圧を測定する電圧測定手段と、前記コンデンサへ充電電流を供給する充電手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記通電手段による前記ラッチ式電磁弁への通電が終了してから、前記コンデンサが前記充電手段によって充電されて前記電圧測定手段の出力が所定電圧になる回復時間を計測し、この回復時間に応じて前記通電時間を設定することを特徴とする給水制御装置。
2. 前記充電手段は、電源と、この電源と前記コンデンサとの間に接続された抵抗とを備えることを特徴とする請求項１に記載の給水制御装置。
3. 前記充電手段は、電源と、この電源と前記コンデンサとの間に接続された定電流回路とを備えることを特徴とする請求項１に記載の給水制御装置。
4. 前記制御手段は、
   前記電圧測定手段の出力が特定の電圧になるまで前記通電手段による前記ラッチ式電磁弁への通電を行わせ、その後、前記コンデンサが前記充電手段によって充電されて前記電圧測定手段の出力が所定電圧になる回復時間を計測し、この回復時間に応じて前記通電時間を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の給水制御装置。
5. 前記制御手段は、
   前記回復時間の測定を前記ラッチ式電磁弁の駆動回数が所定数となる毎に実行する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の給水制御装置。
6. 前記制御手段は、
   前記通電時間の設定のための前記ラッチ式電磁弁の駆動を、当該給水制御装置の起動時に行う
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の給水制御装置。

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