JPH01118035A - 湯水混合装置 - Google Patents

湯水混合装置

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JPH01118035A
JPH01118035A JP27718487A JP27718487A JPH01118035A JP H01118035 A JPH01118035 A JP H01118035A JP 27718487 A JP27718487 A JP 27718487A JP 27718487 A JP27718487 A JP 27718487A JP H01118035 A JPH01118035 A JP H01118035A
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修 筒井
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久人 原賀
Hirobumi Takeuchi
博文 竹内
Shingo Tanaka
田中 真吾
Shinji Shibata
信次 柴田
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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】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、混合湯水の温度を制御する湯水混合装置にお
いて、応答性を向上し、適温の混合湯水を、常時迅速に
得ることができる湯水混合装置に関する。
(ロ)従来の技術 従来の湯水混合装置の混合温度一定コントロールは、第
9図に示すように、湯水混合バルブlの後に温度センサ
2を設け、この温度センサ2による検出温度と設定温度
との差、即ち、温度偏差に基づいて、フィードバック信
号を制御器3に取り入れ、湯水混合バルブlのモータ駆
動を、例えば、PID制御により実施し、温度一定コン
トロールを行っている。
そして、かかるPID制御において、湯水混合バルブの
開閉速度Vは、以下の式で表されることになる。なお、
積分項を省略している。
V= Kp ((Ts−Tnew)−(Tnew−To
ld)/Δt・Kd)式中、 v8湯水混合パルプの駆動モータ速度(” /5ec)
Kp:比例ゲイン(” /sec/ ’C)Ts:設定
温度(℃) Tnew:現在出湯温度(1) Δt: 微分項サンプリング周期(sec)Told:
 Δを以前の出湯温度(”C)Kd: 微分ゲイン(’
 /see/ ’c)かかる式において、Kp (Ts
−Tnew)は、温度偏差Ts−Tnewに基づいて比
例制御を行うものであり、Kp ・(Tnew−Tol
d) /Δt−Kdは、比例制御のような入力信号の現
在値ばかりでなく、その時間的変化も考慮して出力信号
のオーバーシュートを少なくしようとする微分制御を示
す。
なお、第10図において、4は制御器3を操作するため
の操作盤、5は湯水混合バルブ1の下流側に配設し、吐
出金具流路6とシャワー流路7に選択的に混合湯水を供
給する流量調節・止水・切換バルブである。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかし、かかる従来の湯水混合装置においては、PID
制御の微分制御における温度分解能は、8ビツトのマイ
コンを使用した場合、0.5℃とかなり粗く、従って、
微分制御を行っても応答性を未だ十分に改善することが
できず、オーバーシュートやアンダーシュートを効果的
に防止することができず、そのため、収束までに要する
時間も効果的に短縮することができなかった。
なお、10ビツトのマイコンを使用すれば、温度分解能
は、0.1℃とかなり細かくなり、応答性を改善するこ
とができるが、特殊仕様となり、また分解能が高いA/
 Dコンバーターを必要とするので、全体の装置が極め
て高価なものになる。
本発明は、上記問題点を解決することができる湯水混合
制御装置を提供することを目的とする。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は、給湯管からの湯量を調節する給湯バルブ並び
に給水管からの水量を調節する給水バルブを駆動手段に
より連続的に駆動し、所望温度の温水を混合湯水流路に
おいて得るようにした湯水混合バルブと、設定温度と湯
水混合流路内の混合湯水の測定温度との温度偏差に基づ
き、前記湯水混合バルブの開閉速度を演算する制御器と
を備えた湯水混合制御装置において、温度分解能を、使
用温度域では密にするとともに、同使用温度域外の温度
域では粗としたことを特徴とする湯水混合装置に係るも
のである。
(ホ)作用及び効果 上記した構成により、本発明は、以下の効果を奏する。
即ち、温度分解能を全温度域にわたって密とせず、使用
温度域のみ密にするとともに、同使用温度域外では粗と
したので、8ビツトのマイコンを用いても、使用温度域
ではきめこまかな微分制御を行うことができ、装置コス
トを上げることなく、制御機能を高めることができる。
(へ)実施例 以下、添付図に示す実施例に基づいて、本発明を具体的
に説明する。
第1図に、本発明に係る湯水混合装置Aの概念的全体構
成を示しており、図中、10.11は給湯管と給水管で
あり、両管10.11には、それぞれ給湯バルブ12と
給水バルブ13とが設けられている。
そして、両管10,11間には、モータ等のバルブ駆動
装置14が介設されており、同バルブ駆動装置14によ
って給湯パルプ12と給水バルブ13を駆動・開閉して
、下流側に位置する混合湯水流路15に混合湯水を流す
ことができるとともに、バルブ開閉度を変えることによ
って湯と水の混合比を変え、温度調節を行うことができ
る。
なお、上記構成において、給湯バルブ12と給水バルブ
13及びバルブ駆動装置14とによって、湯水混合バル
ブBが形成されることになる。
また、混合湯水流路15の下流側は、それぞれ吐出金具
流路16とシャワー流路17とに分岐しており、分岐部
には、切換バルブ兼用の流量調整バルブ18゜19が設
けられており、両流N調整バルブ18.19は、モータ
等のバルブ駆動装置20によって駆動され、混合湯水の
シャワーもしくは吐出金具への選択・流iHI整・止水
を行うことができる。
即ち、流N調節バルブ18.19及びバルブ駆動装置2
0によって、流量調整・上水・切換バルブCが形成され
ることになる。
さらに、第1図において、21は混合湯水流路15に設
けた温度センサであり、混合湯水流路15内を流れる混
合湯水の温度を検出し、その検出出力に基づいて、後述
する如く、制御器23は適当な操作出力を発生して温度
調節パルプBを駆動し、同駆動によって、混合湯水の温
度調節を図ることができる。
また、22は混合湯水流路15内を流れる混合湯水の流
量を検出し、その検出出力に基づいて、制御器23に適
当な操作出力を発生して湯水混合バルブBを駆動し、同
駆動によって、混合湯水の温度調節を図ることができる
ものである。
また、制御器23は、その内部に、PID制御で制御さ
れる湯水混合バルブ開閉速度制御手段と、同湯水混合パ
ルプ開閉速度制御手段からの制御信号によって、駆動手
段である湯水混合バルブ2を駆動するための駆動回路と
を具備している。
さらに、本実施例において、第1図に示すように、制御
器23と温度センサ21との間には、後述するように、
内部に引き算掛は算回路R及び比較選択回路30を具備
する分解能制御手段24がバイパス回路として介設され
ている。
そして、かかる分解能制御手段24は、第2図に示す如
く、全温度域を0℃〜100℃とすると、35°Cから
45℃の使用温度域Xにおいては温度分解能を密(例え
ば、0.1℃)にしており、一方、その両側の位置する
他の温度域Y、Zでは、温度分解能を粗(例えば、0.
7℃)にしている。
これによって、微分制御において、使用温度域Xにおい
ては、温度分解能を高めて微分制御を行ることができる
なお、使用温度域Xは、必ずしも、本実施例のように、
例えば、35℃〜45℃と一定範囲に固定する必要はな
く、設定温度をパラメータとして設定する・こともでき
る。
次に、温度分解能制御手段24を形成する引き算掛は算
回路R及び比較選択回路30の構成を、第3図に示す。
図示するように、温度検出センサ21からの温度センサ
データDは、引き算掛は算回路Rからなる温度分解能制
御手段24及び比較選択回路30を介して制御器23に
送られることになる。
また、第4図に、混合湯水回路15内を流れる混合湯水
の温度と、温度センサデータDとの関係を示す。
図中、横軸は混合湯水の温度であり、縦軸はかかる混合
湯水の温度に対応する温度データ出力を示す。
そして、横軸におけるt、−t2は使用温度域であり、
t。は最低温度(例えば、0℃)であり、t maxは
最高温度(例えば100℃)であり、tは測定温度であ
る。
つぎに、第5図及び第6図を参照して、上記温度分解能
制御手段24による制御動作を説明する。
まず、第5図に示すように、温度センサ21によって温
度センサデータDを得る(50)。
ついで、同温度センサデータDを引き算回路で処理して
、使用温度域Xの下限温度データD1を引き、D−DI
→D3とする(51)。
そして、同引き算回路で得た温度センサデータD3を温
度データDo と比較して、最低温度データD。より小
さい場合は(52)、D3−’D(1とみなしく53)
 、一方、温度データD3が、温度データDoより大き
い場合は、D3を以下のように掛は算回路で処理する。
即ち、D3 xα→D4として温度データD4を得る(
54)、なお、α−(Dmax−Do)/(D2− D
+)とする。
その後、温度データD4を、最高温度データDIIIa
χと比較しく55)、温度データD4が大きい場合はD
4−=Dmaxとみなす(56)。
一方、温度データD4が小さい場合は、そのままD4と
して次に出力し、(D o + D 4+ D max
)→D5とみなしく57)、比較選択回路30に送る(
58)。
そして、第3図及び第6図に示すように、温度比較選択
回路30に入った温度センサデータDと、温度データD
5を以下のように処理する。
即ち、温度データD5・Do若しくはD5・Dmaxが
ある場合は(59)、D−DBとみなすとともに選択符
号C−Oとして(60)、制御器23に送る(61)。
一方、温度データD5・D+1若しくはDs=Dmax
でない場合は(5日)、Ds−Dsとみなすとともに選
択符号C−1として(62)、制御器23に送る(61
)。
このように、上記引き算掛は算回路Rと比較選択回路3
0を用いることによって、使用温度域における分解能を
密にすることができる。
ついで、上記構成を有する湯水混合装置Aによる混合湯
水の温度制御を、第7図を参照して説明する。
まず、操作盤25上の開始・停止ボタンaを押して、制
御器23.操作盤25及び湯水混合バルブB及び各種セ
ンサ等を作動可能状態にする(101)。
操作盤25上の温度設定ボタンbを押して、設定温度T
sを、所望の温度に設定する(102)。
温度センサ21によって混合湯水の温度Tmを測定する
(103)。
後述するPID制御を行うべく、比例ゲインKp及び微
分ゲインKdを設定する(104) 。
測定温度Tmと設定温度Tsとの温度偏差ΔTと、比例
ゲインKp及び微分ゲインKdに基づき、PID制御を
行う(105)。
この際、微分制御を上述した如く、分解能制御手段24
を用いて行うことができるので、使用温度域Xにおいて
は温度分解能を高めて微分制御を行うことができ、比例
制御を有効に補完して、オーバーシュートやアンダーシ
ュートを効果的に防止することができるとともに、収束
時間を可及的に短縮することができる。
また、PID制御における微分制御の温度分解能を全温
度域にわたって密とせず、使用温度域のみ密にするとと
もに、同使用温度域外では粗としたので、8ビツトのマ
イコンを用いても、使用温度域ではきめこまかな微分制
御を行うことができ、装置コストを上げることな(、温
度制御を行うことができる。
また、給水・給湯圧力の変動等外乱があった場合、温度
設定値が変更された場合にも、同様の制御により混合湯
温か設定値に収束される。
その後、出湯を停止して(106)終了する(107)
とともに、出湯を停止しない場合は、さらに、上記動作
を繰り返す。
なお、上記実施例において、分解能制御手段24は、上
記引き算掛は算回路としたが、これに何ら限定されるも
のではなく、例えば、第8図に示すようなトランジスタ
40を組み込んだ回路において、同トランジスタ40の
特性曲線C(第9図)を利用したものが考えられる。な
お、第8図において、41は増幅器である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る湯水混合装置の概念的構成説明図
、第2図は分解能制御手段による分解能制御状態の説明
図、第3図は分解能制御手段の一具体例の構成説明図、
第4図は同分解能制御手段に用いる混合湯水の温度と、
温度センサデータとの関係を示すグラフ、第5図及び第
6図は同分解能制御手段による制御動作のフローチャー
ト、第7図は本発明に係る湯水混合制御装置における温
度制御動作のためのフローチャート、第8図は分解能制
御手段の他の実施例の構成説明図、第9図は同分解能制
御手段に用いるトランジスタの特性曲線を示す線図、第
10図は従来の湯水混合装置の概念的構成説明図である
。 図中、 B:湯水混合バルブ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、給湯管からの湯量を調節する給湯バルブ並びに給水
    管からの水量を調節する給水バルブを駆動手段により連
    続的に駆動し、所望温度の温水を混合湯水流路において
    得るようにした湯水混合バルブと、設定温度と湯水混合
    流路内の混合湯水の測定温度との温度偏差に基づき、前
    記湯水混合バルブの開閉速度を演算する制御器とを備え
    た湯水混合制御装置において、 温度分解能を、使用温度域では密にするとともに、同使
    用温度域外の温度域では粗としたことを特徴とする湯水
    混合装置。
JP27718487A 1987-10-30 1987-10-30 湯水混合装置 Expired - Lifetime JP2633589B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007060383A1 (de) * 2007-12-14 2009-06-18 Volkswagen Ag Vorderwagenstruktur eines Kraftfahrzeugs

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007060383A1 (de) * 2007-12-14 2009-06-18 Volkswagen Ag Vorderwagenstruktur eines Kraftfahrzeugs

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