JPH01193531A - 湯水混合制御装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は高温湯と水とを混合し、適温溝をつくる湯水混
合制制装置に関する。

従来の技術 従来の湯水混合制制装置は例えば特開昭８１−１１６１
８５号公報に開示される様に第６図のような構成になっ
ていた。第６図で水側配管１と湯側配管２の途中に水側
弁３と湯側弁４とが取りっけられ、水側駆動部５（例え
ばモーター等）及び湯側駆動部６とで弁開度を調節する
。水側配管１と湯側配管２とは合流し混合配管γとなり
、途中に湯温検出手段８（例えばサーミスタ等）と流量
検出手段９とが設けである。混合配管７の下流に切換弁
１０が取り付けられカラン１１もしくはジャワ側２に切
りかえる。湯温検出手段８や流量検出手段９は制御部１
３に入力し、設定温度及び設定流量になる様に水側弁３
や湯側弁４を調節する。

次に上記構成の動作を説明する。

まず給湯開始時切換弁１０がカラン側１１もしくはジャ
ワ側１２に開く。そして出湯し始めると混合配管７中の
湯温検出手段８及び流量検出手段９より湯温及び出湯量
を検出し制御部１３に入力する。制御部１３は設定温度
と湯温を、又設定流量と出湯量とを比較判定し水側弁３
及び湯側弁４の弁開度を調節する。ここで設定流量に対
する出湯量の比較判定結果が１出湯量−設定流量１〉（
許容誤差）で表わされる場合、制御部１３よシ１設定流
量−出湯量ｌの値に比例した速度で湯側弁４の開度が調
節される。その結果出湯量が増大する。又流量検出手段
９で検出し制御部１３にフィードバックし、Ｉ設定流量
−出湯量１の絶対値が許容誤差内に収まるように開度調
節が行なわれる。

発明が解決しようとする課題 しかしながらこの様な湯水混合制制装置では設定流量に
速く副筋しようとすると１設定流量−出湯量１に比例し
た速度を大きくせねばならない。

しかしこれでは設定流量をゆきすぎて−・ンチング状態
になりやすい。逆に設定流量に調節しようとすると速度
を下げねばならない。そうすると流量調節に時間がかか
り、利用者にとっては流量がかわっていない様に見え、
かつ流量変化が遅いため使い勝手が悪い。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたもので素速く設定
流量に調節でき、使い勝手の向上した湯水混合制制装置
を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明の湯水混合制制装置は、上記課題を解決するため
に、湯水の混合比率を調節する混合手段と、混合湯の流
量を調節する流量調節手段と、混合湯の流量を検出する
流量検出手段と、混合湯の流量を設定する流量設定手段
と、流量検出手段と流量設定手段とから流量偏差を求め
る流量偏差演算手段と、流量偏差と流量調節手段へ出力
する付勢量との関係を制御規則として記憶する制御規則
記憶手段と、流量偏差信号をもとに制御規則記憶手段の
制御規則を参照して流量調節手段の付勢量を演算し、流
量調節手段に信号を出力する制御推論手段とからなるも
のである。

作用 上記構成により、混合手段でつくられた湯の流量を好み
に応じ調節する場合、混合流量を流量検出手段で検出し
流量設定手段の設定値とから流量偏差演算手段で流量偏
差を求める。求めた流量偏差をもとに制御規則記憶手段
の制御規則を参照し推論処理を行ない、流量調節手段の
付勢量を演算して出力する。設定流量変更を行なった場
合、又負荷変動により流量偏差が生じても流量偏差がな
くなるまで流量調節手段を常時、演算で求める最適な付
勢量で駆動し続けることにより定常偏差を生じることな
く利用者が好みの流量に設定した値にすばやくハンチン
グなどさせることなく調節する。

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図で第６図に示すものと同じ構成要素には同一番号
を付し、その説明を省略する。混合手段１４は水量及び
湯量を調節する水側弁及び湯側弁を一軸上に固定し、一
つの駆動手段（例えばモーター等）で、あるいは各々の
弁を２つの駆動手段を用いて調節する。１６は流量設定
手段で混合配管γ中の出湯量を設定する。第２図は第１
図に示す制御部１３の制御ブロック図である。１６は流
量偏差演算手段で流量検出手段９と流量設定手段１５と
の出力信号より流量偏差を求める。１７は制御規則記憶
手段で、流量偏差と流量調節手段への付勢量との関係を
あいまいな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、流量偏差
が正で大きいならば（条件部）、流量調節手段は開方向
で正で大きく開けよ（出力部）」等の形成で記憶される
。ここで「正で大きい」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。−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１７は制御規則の条件部を記憶
する条件部記憶手段１了＆と、制御規則の出力部を記憶
する出力部記憶手段１７ｂとからなる。

次に１８は制御推論手段で、流量偏差と制御規則記憶手
段１７の制御規則とから推論を行ない流量調節手段１０
の付勢量を決定し出力する。ここで制御推論手段１８は
流量偏差演算手段１６で求めた流量偏差が条件部記憶手
段１７＆の制御規則の条件部に適合する程度を求める適
合度演算手段１８１Ｌと、求めた適合度で出力部記憶手
段１７ｂの出力部に重み付けを行なう重み付け演算手段
１８ｂと、重み付けされた制御規則の出力部から流量調
節手段１０の付勢量を重心演算で求める重心演算手段１
８０とからなる。

次に本発明の構成の動作を説明する。混合手段１４でつ
くられた湯を混合配管７を介しカラン１１、あるいはシ
ャワー１２からある流量値で出湯中、利用者が流量設定
手段１５を操作し流量設定値を変更した場合を考える。

流量偏差演算手段１６は流量検出手段９が検出した混合
湯の出湯量Ｑ０と一流量設定手段１５の流量設定値Ｑｓ
とから流量偏差（’Ｅ＝Ｑｓ　　Ｑｏ）を求める。第４
図のフローチャートのｐｌｌ　　ｐ２・　ｐｂの動作に
なる。この時求めた流量偏差Ｅを０１とする。次に適合
度演算手段１８＆で流量偏差Ｈ＝ｅ、をもとに条件部記
憶手段１７１Ｌにある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０１　に垂線を立て
各メンバーシップ関数との交点を求めるとそれが適合度
Ｗになる（第４図のｐｓ　　）。今第１表の様になった
とする。

第１表 次に求めた適合度を重み付け演算手段１８ｂで出力部記
憶手段１了すにある制御規則の出力部に重み付け演算を
行なう（第４図のｐｂ　　）。

この結果を第２表に示す。

第２表 次に重心演算手段１８０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。

この値が求めた流量偏差に対する流量調節手段１０の付
勢量になる。このようにして求めた付勢量で流量調節手
段１ｏを駆動する。この動作は第４図のフローチャート
のｐ７１　　ｐ８に相当し、その結果を第６図に示す。

このようにサンプリング周期ごとに出湯量Ｑｏを検出し
前述の演算を繰り返し滓量調節手段１０で流量調節を行
なう。そして流量偏差が許容値以内に入ったならば流量
調節手段１０を停止する（第４図のフローチャートのＰ
４１　　ｐ９）。

よって利用者が任意の流量設定値にかえてもすばやく所
望の流量が得られ使い勝手がよい。

発明の効果 以上のように本発明の湯水混合制制装置によれば、入力
信号の流量偏差と出力の流量調節手段の付勢量との関係
を制御規則として記憶した制御記憶手段と、サンプリン
グ周期ごとに流量検出手段で求めた出湯量と流量設定手
段の設定値とから流量偏差を求める流量偏差演算手段と
、求めた流量偏差と前記制御規則記憶手段とから推論を
行ない流量調節手段の付勢量を求めて出力する制御推論
手段とからなり、利用者が任意に流量設定値を変更して
も設定値通りの出湯量が得られ、元圧が高い場合絞りす
ぎたり、逆に開けすぎて湯がとびちることなく非常に使
い勝手のすぐれた効果を得ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の湯水混合制制装置のシステ
ム図、第２図は同装置の制御部の制御ブロック図、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図は同装置の動作を示すフローチャ
ート図、第６図は同装置の重心演算手段の演算結果を示
す図、第６図は従来の湯水混合制制装置のシステム図で
ある。 ９・・・・・・流量検出手段、１０・・・・・・流量調
節手段、１４・・・・・・混合手段、１６・・・・・・
流量設定手段、１６・・・・・・流量偏差演算手段、１
７・・・・・・制御規則記憶手段（１７＆・・・・・・
条件部記憶手段、１７ｂ・・・・・・出力部記憶手段）
、１８・・・・・・制御推論手段（１８＆・・・・・・
適合度演算手段、１８ｂ・・・・・・重み付け演算手段
、１８Ｃ・・・・・・重心演算手段）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第３図 シＬ１ヒタ部り１１シろし１＋Ｊ５＋ｔｉ計８刃へ術や
鍛の４丁＄ｉヒ第４図 第５図 第　６　図 手続補正書 昭和６３年　９月１９日 １事件の表示　　　　　　　　　　−゛昭和６３年特許
願第１８０１３　　号 ２発明の名称 湯水混合制制装置 ３補正をする者 事件との関係　　　　　　特　　　許　　　出　　　願
　　大佐　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地名
　称　（５８２）松下電器産業株式会社代表者　　　　
谷　　井　　昭　　雄 ４代理人　〒５７１ 住　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内 ６、補正の内容 （１）明細書第１ｏ頁第６行の「を駆動する。」の後に
下記の文を挿入します。 「ここで求めた付勢量は流量調節手段１ｏに例えば直流
モーターなどを角いればモーターに印加する印加電圧で
あったり、又はＰＷＭ制御する場合のデユーティ比率で
あったり、あるいはその両方を組合せたものであったシ
する。一方ステッと°ングモーターなどを用いれば印加
するパルス周波数であったりする。」

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）高温湯と水との混合比率を調節する混合手段と、
   前記混合手段で作った混合湯の流量を調節する流量調節
   手段と、混合湯の流量を検出する流量検出手段と、混合
   湯の流量を設定する流量設定手段と、前記流量検出手段
   と流量設定手段とから流量偏差を求める流量偏差演算手
   段と、前記流量偏差演算手段の流量偏差信号と前記流量
   調節手段への付勢量との関係を制御規則として記憶する
   制御規則記憶手段と、前記流量偏差演算手段より求めた
   流量偏差信号をもとに前記制御規則記憶手段の制御規則
   を参照して前記流量調節手段の付勢量を演算し、前記流
   量調節手段に信号を出力する制御推論手段とからなる湯
   水混合制御装置。
2. （２）制御規則記憶手段は制御規則の条件部を記憶する
   条件部記憶手段と、制御規則の出力部を記憶する出力部
   記憶手段とからなる特許請求の範囲第１項記載の湯水混
   合制制装置。
3. （３）制御推論手段は流量偏差演算手段で求めた流量偏
   差と条件部記憶手段とから制御規則の条件部の適合度を
   求める適合度演算手段と、前記適合度演算手段で求めた
   適合度と出力部記憶手段とから制御規則の出力部の重み
   付けを行なう重み付け演算手段と、前記重み付け演算手
   段の出力信号より前記流量調節手段への付勢量を求める
   重心演算手段とからなる特許請求の範囲第２項記載の湯
   水混合制御装置。