JPH05199947A - Toilet device - Google Patents

Toilet device

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Publication number
JPH05199947A
JPH05199947A JP1177092A JP1177092A JPH05199947A JP H05199947 A JPH05199947 A JP H05199947A JP 1177092 A JP1177092 A JP 1177092A JP 1177092 A JP1177092 A JP 1177092A JP H05199947 A JPH05199947 A JP H05199947A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
surface temperature
physical quantity
toilet seat
seat body
Prior art date
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Pending
Application number
JP1177092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Ishizaki
祥浩 石嵜
Kazunari Nishii
一成 西井
Takuo Shimada
拓生 嶋田
Kison Naka
基孫 中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP1177092A priority Critical patent/JPH05199947A/en
Publication of JPH05199947A publication Critical patent/JPH05199947A/en
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Abstract

PURPOSE:To execute comfortable heating by inputting a temperature of a lavatory seat, a physical quantity for exerting influence on the temperature of the lavatory seat and a surface temperature estimated from the physical quantity, to a control means, and controlling electric conduction to a heating element of the lavatory seat. CONSTITUTION:A temperature is detected 5 by a temperature detecting body 3 of a lavatory seat main body 1 and inputted to a control means 7. Also, a physical quantity for exerting influence on the temperature of the lavatory seat main body 1, for instance, the physical quantity of a time counting means 10, a seated state detecting means l2, a temperature setting means 6 and a room temperature detecting means 9, etc., is derived by a measuring means 8 and inputted to the control means 7. On the other hand, an output of a physical quantity measuring means 8 is inputted to a surface temperature estimating means 13, and an estimated value of a surface temperature obtained by modeling and learning a neural network, and inputted to the controller 7. The controller 7 calculates these input values, and controls turn-on/turn-off of electric conduction to a heating element of the lavatory seat 1. In such a manner, comfortable heating is executed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、便座本体の表面温度に
基づき発熱体を制御するトイレ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a toilet device for controlling a heating element based on the surface temperature of a toilet seat body.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のトイレ装置は図8に示す
ように構成されていた。以下、その構成について説明す
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of toilet device has been constructed as shown in FIG. The configuration will be described below.

【0003】図に示すように、便座本体1は内部に発熱
体2と温度検知体3とが配置されている。通電制御手段
4は発熱体2への通電を制御するものでリレーなどで構
成されている。温度検知手段5は発熱体2の温度を温度
検知体3を介して検出する。温度設定手段6は設定温度
を決定するものである。制御手段7は温度検知手段5と
温度設定手段6の出力に基づき通電制御手段4を制御し
ている。
As shown in the figure, the toilet seat body 1 has a heating element 2 and a temperature detecting element 3 arranged therein. The energization control means 4 controls energization to the heating element 2 and is composed of a relay or the like. The temperature detecting means 5 detects the temperature of the heating element 2 via the temperature detecting element 3. The temperature setting means 6 determines a set temperature. The control means 7 controls the energization control means 4 based on the outputs of the temperature detection means 5 and the temperature setting means 6.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のトイ
レ装置では、便座本体1の表面温度を検出して発熱体2
を制御していないために、便座本体1が使用される環境
によって実際の表面温度はかなり変動するという課題を
有していた。例えば、室温の差によって運転時の実際の
表面温度は異なる。その様子を図9に示している。ま
た、図10のように使用者が窓を開けて温度の低い外気
が室内に取り入れられた場合には表面温度は急激に低下
するが、温度検知体3は便座本体1の内部にあるため表
面温度の低下の検知に時間がかかる。さらに、使用者の
着座時には、便座本体と人体との間の熱の移動により便
座表面温度は非着座時とは異なった変化をする。つま
り、実際の表面温度は便座本体1が使用される環境(室
温、着座状態など)によって、温度設定手段6で設定し
た温度とかなりの差が生じていた。便座本体1の表面温
度を検出するセンサを表面に設ければ、この課題を解決
することはできるが、商品として表現するのは困難であ
った。
In such a conventional toilet device, the heating element 2 is detected by detecting the surface temperature of the toilet seat body 1.
However, there is a problem in that the actual surface temperature fluctuates considerably depending on the environment in which the toilet seat body 1 is used. For example, the actual surface temperature during operation differs depending on the difference in room temperature. This is shown in FIG. Further, as shown in FIG. 10, when the user opens the window and the outside air having a low temperature is taken into the room, the surface temperature drops sharply, but since the temperature detector 3 is inside the toilet seat body 1, the surface temperature is low. It takes time to detect a decrease in temperature. Furthermore, when the user is seated, the surface temperature of the toilet seat changes differently from that when the user is not seated due to heat transfer between the toilet seat body and the human body. In other words, the actual surface temperature differs considerably from the temperature set by the temperature setting means 6 depending on the environment in which the toilet seat body 1 is used (room temperature, seated state, etc.). This problem can be solved by providing a sensor for detecting the surface temperature of the toilet seat body 1 on the surface, but it was difficult to express it as a product.

【0005】本発明は上記課題を解決するもので、便座
本体の表面温度を現実に計測・検出できる物理量でもっ
て実時間で推定することにより、いかなる環境下に使用
されても快適な暖房を得ることを第1の目的としてい
る。第2の目的は、多次元情報処理手法により、便座本
体の表面温度を容易に推定することにある。
The present invention solves the above-mentioned problems. By estimating the surface temperature of the toilet seat body in real time with a physical quantity that can be actually measured and detected, comfortable heating can be obtained regardless of the environment used. That is the first purpose. The second purpose is to easily estimate the surface temperature of the toilet seat body by a multidimensional information processing method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記第1の目的
を達成するために、発熱体と温度検知体を配設した便座
本体と、前記発熱体の温度を前記温度検知体を介して検
出する温度検知手段と、前記発熱体への通電を制御する
通電制御手段と、前記便座本体の発熱に影響をおよぼす
物理量を計測・設定する物理量計測手段と、前記温度検
知手段、前記物理量計測手段の出力に基づき前記便座本
体の表面温度を推定する表面温度推定手段と、前記表面
温度推定手段の出力に基づき前記通電制御手段を制御す
る制御手段とからなることを第1の課題解決手段として
いる。
In order to achieve the first object, the present invention provides a toilet seat body having a heating element and a temperature detecting element, and the temperature of the heating element via the temperature detecting element. Temperature detecting means for detecting, energization controlling means for controlling energization to the heating element, physical quantity measuring means for measuring and setting a physical quantity affecting heat generation of the toilet seat body, the temperature detecting means, the physical quantity measuring means The first problem-solving means is composed of a surface temperature estimating means for estimating the surface temperature of the toilet seat body based on the output of the above, and a control means for controlling the energization controlling means based on the output of the surface temperature estimating means. ..

【0007】また、第2の目的を達成するために、上記
第1の課題解決手段の表面温度推定手段は、複数の神経
素子より構成される神経回路網をモデルとした手法によ
り得られ、便座本体の表面温度を推定する複数の固定さ
れた結合重み係数を内部に持つ神経回路網模式手段を有
すること、または、複数の神経素子より構成される層が
多数組み合わされて構築される階層型の神経回路網模式
手段を有することを第2の課題解決手段としている。
Further, in order to achieve the second object, the surface temperature estimating means of the first problem solving means is obtained by a method of modeling a neural network composed of a plurality of neural elements as a toilet seat. Having a neural network schematic means internally having a plurality of fixed coupling weight coefficients for estimating the surface temperature of the body, or of a hierarchical type constructed by combining a number of layers composed of a plurality of neural elements Having the neural network model means is the second means for solving the problem.

【0008】[0008]

【作用】本発明は上記第1の課題解決手段により、温度
検知手段からの温度検知体の温度情報、物理量計測手段
からの物理量計測情報を表面温度推定手段に入力するこ
とにより、表面温度推定手段は、便座本体の表面温度を
時々刻々推定する。その表面温度情報を用いて制御手段
は通電制御手段を介して発熱体を制御し、快適な暖房を
得ることができる。
According to the first aspect of the present invention, the surface temperature estimating means is provided by inputting the temperature information of the temperature detecting body from the temperature detecting means and the physical quantity measuring information from the physical quantity measuring means to the surface temperature estimating means. Estimates the surface temperature of the toilet seat body from moment to moment. Using the surface temperature information, the control means can control the heating element via the energization control means to obtain comfortable heating.

【0009】また、第2の課題解決手段により、表面温
度推定手段を構成する神経回路網模式手段は、使用され
る環境下で既に学習された結合重み係数を備えており、
時々刻々の環境における便座本体の表面温度を推定でき
る。
According to the second problem solving means, the neural network schematic means constituting the surface temperature estimating means is provided with the connection weight coefficient already learned under the environment in which it is used,
It is possible to estimate the surface temperature of the toilet seat body in an environment that changes moment by moment.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1から図2を参
照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは
同一符号を付して説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The same components as those in the conventional example are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0011】図に示すように、物理量計測手段8は弁座
本体1の発熱に影響をおよぼす物理量を計測・設定する
ものである。室温検知手段9はサーミスタとその周辺回
路で構成している。計時手段10は電源投入時よりの時
間をカウントする。通電率検出手段11は発熱体2への
通電率を検出する。着座検知手段12は、便座に使用者
が着座しているかどうかを検出するもので、マイクロス
イッチで構成している。物理量計測手段8は、温度設定
手段6、室温検知手段9、計時手段10、通電率検出手
段11、着座検知手段12より構成している。表面温度
推定手段13は温度検知手段5、温度設定手段6、室温
検知手段9、計時手段10、通電率検出手段11、着座
検知手段12の出力に基づき便座本体1の表面温度を推
定するものであり、制御手段7は表面温度推定手段13
の出力に基づき通電制御手段4を制御する。便座本体1
に発熱体2と温度検知体3とをそれぞれ配置している。
As shown in the figure, the physical quantity measuring means 8 measures and sets the physical quantity that affects the heat generation of the valve seat body 1. The room temperature detecting means 9 is composed of a thermistor and its peripheral circuit. The timekeeping means 10 counts the time since the power was turned on. The duty ratio detecting means 11 detects the duty ratio to the heating element 2. The seating detection means 12 detects whether or not the user is seated on the toilet seat, and is composed of a micro switch. The physical quantity measuring means 8 includes a temperature setting means 6, a room temperature detecting means 9, a time measuring means 10, a duty ratio detecting means 11, and a seating detecting means 12. The surface temperature estimating means 13 estimates the surface temperature of the toilet seat body 1 based on the outputs of the temperature detecting means 5, the temperature setting means 6, the room temperature detecting means 9, the time measuring means 10, the duty factor detecting means 11, and the seating detecting means 12. Yes, the control means 7 is the surface temperature estimation means 13
The energization control means 4 is controlled based on the output of. Toilet seat body 1
The heat generating element 2 and the temperature detecting element 3 are respectively arranged in the.

【0012】表面温度推定手段13を構成する手段は、
従来の制御手法に用いられている解決的な方法が適用で
きないため、多次元情報処理手法として最適な神経回路
網をモデルとした方法で構成している。神経回路網をモ
デルとした手法においては、複数の結合重み係数を固定
されたテーブルとして用いる方法と、学習機能を残し環
境と使用者に適応できるようにする方法とがある。本実
施例は、神経回路網をモデルとした手法によって得ら
れ、便座本体1の表面温度を推定する複数の固定された
結合重み係数を内部にもつ神経回路網模式手段を有する
表面温度推定手段13を設けている。
The means constituting the surface temperature estimating means 13 is
Since the resolving method used in the conventional control method cannot be applied, the method is constructed by a model of an optimal neural network as a multidimensional information processing method. Methods using a neural network as a model include a method of using a plurality of connection weight coefficients as a fixed table and a method of leaving a learning function so that it can be adapted to the environment and the user. The present embodiment is obtained by a method using a neural network as a model, and the surface temperature estimating means 13 has a neural network model means having therein a plurality of fixed coupling weight coefficients for estimating the surface temperature of the toilet seat body 1. Is provided.

【0013】便座本体1の表面の発熱に影響をおよぼす
物理量としては、発熱体の温度、室温、設定温度、電源
投入時よりの経過時間、通電率、着座状態などがある。
便座本体1において発熱体2の熱は、水平方向と表面方
向(上方向)と裏面方向(下方向)に伝達されていく
が、周囲の環境(室温など)により、発熱体2の熱の伝
わり方は異なる。したがって、便座本体1の表面温度
は、周囲の環境により大きく変動することになる。
The physical quantities that affect the heat generation on the surface of the toilet seat body 1 include the temperature of the heating element, room temperature, set temperature, the time elapsed after the power is turned on, the energization rate, and the sitting state.
In the toilet seat body 1, the heat of the heating element 2 is transferred in the horizontal direction, the front surface direction (upward), and the back surface direction (downward), but the heat of the heating element 2 is transferred depending on the surrounding environment (room temperature, etc.). One is different. Therefore, the surface temperature of the toilet seat body 1 varies greatly depending on the surrounding environment.

【0014】便座本体1の表面温度を推定する神経回路
網における結合重み係数は、トイレ装置が使用されるさ
まざまな環境において、発熱体2を制御した場合、便座
本体1の表面温度がどのように変化するかというデータ
を収集し、環境データと制御データと表面温度データと
の相関を神経回路網模式手段に学習させることによって
得ることができる。用いるべき神経回路網模式手段とし
ては、文献1(D.E.ラメルハート他2名著、甘利俊
一監訳「PDPモデル」1989年)、文献2(中野馨
他7名著「ニューロコンピュータの基礎」(株)コロナ
社刊、P102、1990年)、特公昭63−5510
6号公報などに示されたものがある。以下、文献1に記
載された最もよく知られた学習アルゴリズムとして誤差
逆伝搬法を用いた多層パーセプトロンを例にとり、具体
的な神経回路網模式手段の構成および動作について説明
する。
The coupling weight coefficient in the neural network for estimating the surface temperature of the toilet seat body 1 is determined by how the surface temperature of the toilet seat body 1 is controlled when the heating element 2 is controlled in various environments where the toilet device is used. It can be obtained by collecting data on whether or not it changes, and making the neural network schematic means learn the correlation between environmental data, control data, and surface temperature data. As a neural network schematic means to be used, reference 1 (DE Ramelhart et al., 2 authors, Shunichi Amari supervised "PDP model" 1989), reference 2 (Kaoru Nakano, 7 authors, "Basics of Neurocomputer") Published by Corona, P102, 1990), Japanese Patent Publication No. 63-5510
There is one disclosed in Japanese Patent No. 6 or the like. Hereinafter, the configuration and operation of a concrete neural network schematic means will be described by taking a multilayer perceptron using an error backpropagation method as the most well-known learning algorithm described in Document 1 as an example.

【0015】図3は、神経回路網模式手段の構成単位と
なる神経素子の概念図である。図3において、21〜2
Nは神経のシナプス結合を模擬する疑似シナプス結合変
換器であり、2aは疑似シナプス結合変換器21〜2N
からの出力を加算する加算器であり、2bは設定された
非線形関数、たとえば、しきい値をhとするシグモイド
関数、 f(y,h)=1/(1+exp(−y+h)) (式1) によって加算器2aの出力を非線形変換する非線形変換
器である。なお、図面が煩雑になるので省略したが、修
正手段からの修正信号を受ける入力線が疑似シナプス結
合変換器21〜2Nと非線形変換器2bにつながってい
る。また、疑似シナプス結合変換器21〜2Nが神経回
路網模式手段の結合重み係数となる。この神経素子に
は、信号処理モードと学習モードの2つの種類の動作モ
ードがある。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a neural element which is a constituent unit of the neural network model means. In FIG. 3, 21 to 2
N is a pseudo synapse coupling converter simulating synaptic coupling of nerves, and 2a is pseudo synapse coupling converters 21 to 2N.
2b is a set nonlinear function, for example, a sigmoid function whose threshold is h, f (y, h) = 1 / (1 + exp (-y + h)) (Equation 1 ) Is a non-linear converter for non-linearly converting the output of the adder 2a. Although omitted because the drawing is complicated, an input line for receiving a correction signal from the correction means is connected to the pseudo synapse coupling converters 21 to 2N and the non-linear converter 2b. Further, the pseudo synapse coupling converters 21 to 2N serve as coupling weight coefficients of the neural network schematic unit. This neural element has two types of operation modes, a signal processing mode and a learning mode.

【0016】以下、図3に基づいて神経素子のそれぞれ
のモードの動作について説明する。まず、信号処理モー
ドの動作の説明をする。神経素子はN個の入力X1〜X
nを受けて1つの出力を出す。i番目の入力信号Xi
は、四角で示されたi番目の疑似シナプス結合変換器2
iにおいてWi・Xiに変換される。疑似シナプス結合
変換器21〜2Nで変換されたN個の信号W1・X1〜
Wn・Xnは加算器2aに入り、加算結果yが非線形変
換器2bに送られ、最終出力f(y,h)となる。つぎ
に、学習モードの動作について説明する。学習モードで
は、疑似シナプス結合変換器21〜2Nと非線形変換器
2bの変換パラメータW1〜Wnとhを、修正手段から
の変換パラメータの修正量ΔW1〜ΔWnとΔhを表す
修正信号を受けて、 Wi+ΔWi ; i=1,2,…… ,N h+Δh (式2) と修正する。
The operation of each mode of the neural element will be described below with reference to FIG. First, the operation of the signal processing mode will be described. Neural elements are N inputs X1 to X
It receives n and outputs one output. i-th input signal Xi
Is the i-th pseudo-synaptic coupling converter 2 shown by a square
i is converted to Wi · Xi. N signals W1 · X1 converted by the pseudo synapse coupling converters 21 to 2N
Wn · Xn enters the adder 2a, the addition result y is sent to the nonlinear converter 2b, and becomes the final output f (y, h). Next, the operation of the learning mode will be described. In the learning mode, the conversion parameters W1 to Wn and h of the pseudo synapse coupling converters 21 to 2N and the non-linear converter 2b are received by a correction signal representing the correction parameter correction amounts ΔW1 to ΔWn and Δh from the correction means, and Wi + ΔWi ; I = 1, 2, ..., N h + Δh (formula 2) is corrected.

【0017】図4は上記神経素子を4つ並列につないで
構成した信号変換手段の概念図である。なお、以下の説
明は、この信号変換手段を構成する神経素子の個数を4
個に限定するものではない。図4において、211〜2
44は疑似シナプス結合変換器であり、201〜204
は、図3で説明した加算器2aと非線形変換器2bをま
とめた加算非線形変換器である。図4において、図3と
同様に図面が煩雑になるので省略したが、修正手段から
の修正信号を受ける入力線が疑似シナプス結合変換器2
11〜244と加算非線形変換器201〜204につな
がっている。疑似シナプス結合変換器211〜244も
結合重み係数となる。この信号変換手段の動作について
は、図3で説明した神経素子の動作が並列してなされる
ものである。
FIG. 4 is a conceptual diagram of a signal converting means constituted by connecting four neural elements in parallel. In the following description, the number of neural elements that make up this signal conversion means is 4
It is not limited to individual items. In FIG. 4, 211-2
44 is a pseudo synapse coupling converter, and
Is an addition nonlinear converter in which the adder 2a and the nonlinear converter 2b described in FIG. 3 are combined. 4, the illustration is omitted because it is complicated as in FIG. 3, but the input line for receiving the correction signal from the correction means is the pseudo synapse coupling converter 2.
11 to 244 and the addition nonlinear converters 201 to 204. The pseudo synapse coupling converters 211 to 244 also serve as coupling weight coefficients. Regarding the operation of this signal conversion means, the operation of the neural element described in FIG. 3 is performed in parallel.

【0018】図5は、学習アルゴリズムとして誤差逆伝
搬法を採用した場合の信号処理手段の構成を示したブロ
ック図で、31は上述の信号変換手段である。ただし、
ここではN個の入力を受ける神経素子がM個並列に並べ
られたものである。32は学習モードにおける信号変換
手段31の修正量を算出する修正手段である。以下、図
5に基づいて信号処理手段の学習を行う場合の動作につ
いて説明する。信号変換手段31はN個の入力S
in(X)を受け、M個の出力Sout (X)を出力する。
修正手段32は、入力信号Sin(X)と出力信号Sout
(X)とを受け、誤差計算手段または後段の信号変換手
段からのM個の誤差信号δj (X)の入力があるまで待
機する。誤差信号δj (X)が入力され修正量を ΔWij=δj (X)・Sjout(X)・(1−Sjout(X))・Sjin (X) (i=1〜N,j=1〜M) (式3) と計算し、修正信号を信号変換手段31に送る。信号変
換手段31は、内部の神経素子の変換パラメータを上で
説明した学習モードにしたがって修正する。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the signal processing means when the error back propagation method is adopted as the learning algorithm, and 31 is the above-mentioned signal conversion means. However,
Here, M neural elements for receiving N inputs are arranged in parallel. Reference numeral 32 is a correction means for calculating the correction amount of the signal conversion means 31 in the learning mode. Hereinafter, the operation when learning the signal processing means will be described with reference to FIG. The signal converting means 31 has N inputs S
Upon receiving in (X), it outputs M outputs S out (X).
The correction means 32 includes an input signal S in (X) and an output signal S out.
After receiving (X), the process waits until M error signals δ j (X) are input from the error calculating means or the signal converting means in the subsequent stage. The error signal δ j (X) is input and the correction amount is set to ΔW ij = δ j (X) · S jout (X) · (1-S jout (X)) · S jin (X) (i = 1 to N, j = 1 to M) (Equation 3) is calculated, and the correction signal is sent to the signal conversion means 31. The signal conversion means 31 modifies the conversion parameters of the internal neural elements according to the learning mode described above.

【0019】図6は、神経回路網模式手段を用いた多層
パーセプトロンの構成を示すブロック図であり、31
X、31Y、31ZはそれぞれK個、L個、M個の神経
素子からなる信号変換手段であり、32X、32Y、3
2Zは修正手段であり、33は誤差計算手段である。以
上のように構成された多層パーセプトロンについて、図
6を参照しながらその動作を説明する。信号処理手段3
4Xにおいて、信号変換手段31Xは、入力S
iin (X)(i=1〜N)を受け、出力Sjout(X)
(j=1〜K)を出力する。修正手段32Xは、信号S
iin (X)と信号Sjout(X)を受け、誤差信号δ
j (X)(j=1〜K)が入力されるまで待機する。以
下同様の処理が、信号処理手段34Y、34Zにおいて
行われ、信号変換手段31Zより最終出力Shout(Z)
(h=1〜M)が出力される。最終出力Shout(Z)
は、誤差計算手段33にも送られる。誤差計算手段33
においては、2乗誤差の評価関数COST(式4)に基
づいて理想的な出力T(T1,……,TM )との誤差が
計算され、誤差信号δh (Z)が修正手段32Zに送ら
れる。
FIG. 6 is a block diagram showing the structure of a multilayer perceptron using a neural network model.
X, 31Y, and 31Z are signal conversion means composed of K, L, and M neural elements, respectively, and are 32X, 32Y, and 3X.
2Z is a correction means, and 33 is an error calculation means. The operation of the multi-layer perceptron configured as described above will be described with reference to FIG. Signal processing means 3
In 4X, the signal conversion means 31X receives the input S
Receives iin (X) (i = 1 to N) and outputs S jout (X)
(J = 1 to K) is output. The correction means 32X uses the signal S
The error signal δ is received by receiving iin (X) and the signal S jout (X).
Wait until j (X) (j = 1 to K) is input. The same processing is performed in the signal processing means 34Y and 34Z, and the final output Shout (Z) from the signal converting means 31Z.
(H = 1 to M) is output. Final output Shout (Z)
Is also sent to the error calculation means 33. Error calculation means 33
, The error from the ideal output T (T1, ..., TM) is calculated based on the squared error evaluation function COST (Equation 4), and the error signal δ h (Z) is sent to the correction means 32Z. Be done.

【0020】[0020]

【数1】 [Equation 1]

【0021】ただし、ηは多層パーセプトロンの学習速
度を定めるパラメータである。つぎに、評価関数を2乗
誤差とした場合には誤差信号は、 δh(Z)=−η・(Shout(Z)−Th ) (式5) となる。修正手段32Zは、上で説明した手続きにした
がって、信号変換手段31Zの変換パラメータの修正量
ΔW(Z)を計算し、修正手段32Yに送る誤差信号を
(式6)に基づき計算し、修正信号ΔW(Z)を信号変
換手段31Zに送り、誤差信号δ(Y)を修正手段32
Yに送る。信号変換手段31Zは、修正信号ΔW(Z)
に基づいて内部のパラメータを修正する。なお、誤差信
号δ(Y)は(式6)で与えられる。
However, η is a parameter that determines the learning speed of the multilayer perceptron. Next, when the evaluation function is a square error, the error signal is δh (Z) = − η · (S hout (Z) −T h ) (Equation 5). The correction unit 32Z calculates the correction amount ΔW (Z) of the conversion parameter of the signal conversion unit 31Z according to the procedure described above, calculates the error signal to be sent to the correction unit 32Y based on (Equation 6), and the correction signal ΔW (Z) is sent to the signal converting means 31Z, and the error signal δ (Y) is corrected by the correcting means 32.
Send to Y. The signal conversion means 31Z uses the correction signal ΔW (Z).
Modify internal parameters based on. The error signal δ (Y) is given by (Equation 6).

【0022】[0022]

【数2】 [Equation 2]

【0023】ここで、Wij(Z)は信号変換手段31Z
の疑似シナプス結合変換器の変換パラメータである。以
下、同様の処理が信号処理手段34X、34Yにおいて
行われる。学習と呼ばれる以上の手続きを繰り返し行う
ことにより、多層パーセプトロンは入力が与えられると
理想出力Tをよく近似する出力を出すようになる。な
お、上記の説明においては、3段の多層パーセプトロン
を用いたが、これは何段であってもよい。また、文献1
にある信号変換手段のなかの非線形変換手段の変換パラ
メータhの修正法についてと慣性項として知られる学習
高速化の方法については、説明の簡略化のため省略した
が、この省略は以下に述べる本発明を拘束するものでは
ない。
[0023] Here, W ij (Z) signal converting means 31Z
Is a conversion parameter of the pseudo synapse coupling converter of. Hereinafter, similar processing is performed in the signal processing means 34X and 34Y. By repeating the above procedure called learning, the multi-layer perceptron produces an output that closely approximates the ideal output T when given an input. In the above description, the three-stage multi-layer perceptron is used, but this may be any number of stages. In addition, reference 1
The modification method of the conversion parameter h of the non-linear conversion means in the signal conversion means and the method of accelerating learning known as the inertia term are omitted for simplification of the description, but this omission is described below. It does not bind the invention.

【0024】こうして、神経回路網模式手段は環境デー
タ(室温、設定温度、着座状態など)と制御データと表
面温度データとの関係を学習し、簡単なルールで記述す
ることが容易でない制御の仕方を自然な形で表現するこ
とができる。本実施例は、こうして得られた情報を組み
込んで、表面温度推定手段13を構成するものである。
具体的には、十分学習を終えた後の多層パーセプトロン
の信号変換手段31X、31Y、31Zのみを神経回路
網模式手段として用いて、表面温度推定手段13を構成
する。つまり、神経回路網模式手段へは温度検知手段5
の温度情報と、便座表面の発熱に影響をおよぼし実際計
測できる物理情報として温度設定手段6より得られる設
定温度情報、室温検知手段9の室温情報、計時手段10
より得られる電源投入時からの経過時間情報、通電率検
出手段11より得られる現時点での通電率情報、着座検
知手段12より得られる着座状態情報の6情報と、理想
出力として便座本体1の表面温度情報を入力し学習さ
せ、神経回路網模式手段の中の信号変換手段31X、3
1Y、31Zを確立し、それらを神経回路網模式手段と
して表面温度推定手段13に組み込んでいる。
In this way, the neural network model means learns the relationship between environmental data (room temperature, set temperature, sitting state, etc.), control data, and surface temperature data, and a control method that is not easy to describe by simple rules. Can be expressed in a natural way. In this embodiment, the surface temperature estimating means 13 is configured by incorporating the information thus obtained.
Specifically, the surface temperature estimation means 13 is configured by using only the signal conversion means 31X, 31Y, 31Z of the multilayer perceptron after sufficiently learning as a neural network schematic means. That is, the temperature detecting means 5 is connected to the neural network model means.
Temperature information, set temperature information obtained from the temperature setting means 6 as physical information that affects heat generation on the surface of the toilet seat and can be actually measured, room temperature information of the room temperature detecting means 9, and time measuring means 10
6 information of the elapsed time information after power-on obtained from the power-on, the current duty ratio information obtained from the duty ratio detecting means 11, and the seating state information obtained from the seating detecting means 12, and the surface of the toilet seat body 1 as an ideal output. Temperature information is input and learned, and signal conversion means 31X, 3 in the neural network model means
1Y and 31Z are established, and they are incorporated in the surface temperature estimation means 13 as a neural network schematic means.

【0025】つぎに、図1に示した回路ブロック図に基
づき動作を説明する。まず、温度設定手段6により設定
温度を設定し電源が投入される。温度設定情報は制御手
段7を介して表面温度推定手段13に入力される。制御
手段7は計時手段10に計時開始の信号を出力するとと
もに、通電制御手段4に発熱体2を発熱させるように通
電オン(リレーオン)の信号を出力する。通電率検出手
段11は、制御手段7より通電制御手段4の状態(リレ
ーのオン・オフ状態)と、計時手段10から計時信号が
入力されており、時々刻々発熱体2への通電率が演算さ
れ、その情報を表面温度推定手段13に出力している。
計時手段10の計時情報は制御手段7を介して表面温度
推定手段13に入力されている。そして発熱体2の温度
情報は温度検知体3を介して温度検知手段5より時々刻
々制御手段7に入力され、制御手段7は現時点の温度情
報を表面温度推定手段13に出力している。また着座検
知手段12は着座状態情報を制御手段7を介して表面温
度推定手段13に出力ししている。そして温度設定手段
6の設定温度情報もまた制御手段7を介して表面温度推
定手段13に入力されている。また室温検知手段9から
の室温情報は、AD変換され制御手段7と表面温度推定
手段13に入力されている。表面温度推定手段13は、
これらの入力された信号・情報をもとに便座本体1の表
面温度を時々刻々推定し、その情報を制御手段7に出力
している。制御手段7は、この推定表面温度情報に基づ
き設定温度を維持するように通電制御手段4を制御(オ
ン・オフ制御)する。
Next, the operation will be described based on the circuit block diagram shown in FIG. First, the temperature setting means 6 sets the set temperature and the power is turned on. The temperature setting information is input to the surface temperature estimation means 13 via the control means 7. The control means 7 outputs a signal to start timing to the timing means 10 and outputs an energization on (relay on) signal to the energization control means 4 to cause the heating element 2 to generate heat. The energization rate detection means 11 receives the state of the energization control means 4 (ON / OFF state of the relay) from the control means 7 and the timing signal from the timing means 10, and calculates the energization rate to the heating element 2 every moment. Then, the information is output to the surface temperature estimating means 13.
The timing information of the timing means 10 is input to the surface temperature estimation means 13 via the control means 7. The temperature information of the heating element 2 is input to the control means 7 from the temperature detection means 5 via the temperature detection body 3 every moment, and the control means 7 outputs the current temperature information to the surface temperature estimation means 13. The seating detection means 12 also outputs seating state information to the surface temperature estimation means 13 via the control means 7. The set temperature information of the temperature setting means 6 is also input to the surface temperature estimating means 13 via the control means 7. Further, the room temperature information from the room temperature detecting means 9 is AD-converted and input to the control means 7 and the surface temperature estimating means 13. The surface temperature estimation means 13 is
Based on these input signals and information, the surface temperature of the toilet seat body 1 is estimated every moment, and the information is output to the control means 7. The control means 7 controls the energization control means 4 (on / off control) so as to maintain the set temperature based on the estimated surface temperature information.

【0026】また、図7は通電率の算出の方法を説明す
るための図であり、通電制御手段4のリレー状態を示し
ている。本実施例において、時刻tp での通電率は、時
刻t p 以前のリレーがオンの期間をtpon ,オフの期間
をtpoffとすると(式8)で算出した。
Further, FIG. 7 illustrates a method of calculating a duty ratio.
It is a figure for, and shows the relay state of the energization control means 4.
ing. In this embodiment, time tpThe duty factor at
Tick t pThe previous relay is on for tpon, Off period
TpoffThen, it was calculated by (Equation 8).

【0027】 tpon /(tpon +tpoff) (式
8) なお、本実施例では、通電率を(式8)のようにデュー
ティ比でもって決めたが、この方法にとらわれることは
なく、電源投入時からの累積通電率であってもよい。ま
た、制御手段7、計時手段10、通電率検出手段11、
表面温度推定手段13は、すべて1ビットマイクロコン
ピュータで構成したが、これらは1つのマイクロコンピ
ュータで構成することはもちろん可能である。また、表
面温度推定手段13には、温度検知手段5の温度情報
と、便座表面の発熱に影響をおよぼし実際計測できる物
理情報として温度設定手段6の設定温度情報、室温検知
手段9の室温情報、計時手段10より得られる電源投入
時からの経過時間情報、通電率検出手段11より得られ
る現時点での通電率情報、着座検知手段12の着座状態
情報の6情報を入力しているが、この限定は本発明を拘
束するものではなく物理量計測手段8の構成次第で表面
温度の推定精度をさらに向上させることができる。
T pon / (t pon + t poff ) (Equation 8) In the present embodiment, the duty ratio is determined by the duty ratio as in (Equation 8), but the method is not limited to this method and the power supply is not limited. It may be the cumulative energization rate from the time of input. Further, the control means 7, the timing means 10, the duty ratio detection means 11,
The surface temperature estimating means 13 are all composed of 1-bit microcomputers, but it is of course possible to form them by one microcomputer. Further, the surface temperature estimation means 13 has temperature information of the temperature detection means 5, and set temperature information of the temperature setting means 6 and room temperature information of the room temperature detection means 9 as physical information that affects the heat generation of the toilet seat surface and can be actually measured. Six pieces of information, namely, elapsed time information from when the power is turned on, which is obtained from the time counting means 10, current duty ratio information obtained from the duty ratio detecting means 11, and seating state information of the seating detecting means 12, are input, but this limitation is not provided. Does not restrict the present invention, and the estimation accuracy of the surface temperature can be further improved depending on the configuration of the physical quantity measuring means 8.

【0028】以上のように本実施例によれば、使用され
る環境下で既に学習された複数の固定された結合重み係
数を有する神経回路網模式手段を組み込んだ表面温度推
定手段を備えた構成としているので、トイレ装置が使用
される環境下において、人間にフィットした最適な暖房
が実現できる。
As described above, according to the present embodiment, the surface temperature estimating means incorporating the neural network schematic means having a plurality of fixed coupling weight coefficients already learned under the environment of use is provided. Therefore, in the environment where the toilet device is used, optimal heating that fits a human can be realized.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、便座本体の発熱体の温度を検知する温度検知
手段と、前記発熱体への通電を制御する通電制御手段
と、前記便座本体の発熱に影響をおよぼす物理量を計測
・設定する物理量計測手段と、前記温度検知手段、前記
物理量計測手段の出力に基づき前記便座本体の表面温度
を推定する表面温度推定手段と、前記表面温度推定手段
の出力に基づき前記通電制御手段を制御する制御手段と
からなる、室温の変化や使用者の着座といった環境の変
化による便座表面温度の変化に対応した最適な暖房が実
現できる。
As is apparent from the above embodiments, according to the present invention, temperature detecting means for detecting the temperature of the heating element of the toilet seat body, energization control means for controlling the energization of the heating element, and A physical quantity measuring means for measuring and setting a physical quantity that affects the heat generation of the toilet seat body; a temperature detecting means; a surface temperature estimating means for estimating the surface temperature of the toilet seat body based on the output of the physical quantity measuring means; and the surface temperature. It is possible to realize optimal heating corresponding to a change in toilet seat surface temperature due to a change in environment such as a change in room temperature or a user's seat, which is composed of control means for controlling the energization control means based on the output of the estimation means.

【0030】また、表面温度推定手段は、複数の神経素
子より構成される神経回路網をモデル化し学習によって
得られ、便座本体の表面温度を推定する複数の固定され
た結合重み係数を内部に持つ神経回路網模式手段を有
し、または、複数の神経素子より構成される層が多数組
み合わされて構築される階層型の神経回路網模式手段を
有するから、便座表面温度を精度良く推定でき、人間に
フィットした最適な暖房が実現できる。
The surface temperature estimating means has a plurality of fixed connection weighting coefficients for estimating the surface temperature of the toilet seat body, which are obtained by modeling and learning a neural network composed of a plurality of neural elements. Since it has a neural network schematic means or a hierarchical neural network schematic means constructed by combining a number of layers composed of a plurality of neural elements, it is possible to accurately estimate the toilet seat surface temperature, Optimal heating that fits in can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のトイレ装置の回路ブロック
FIG. 1 is a circuit block diagram of a toilet device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同トイレ装置の便座本体の一部切欠した断面図FIG. 2 is a partially cutaway sectional view of a toilet seat body of the toilet device.

【図3】同トイレ装置に用いた神経回路網模式手段の構
成単位となる神経素子の概念図
FIG. 3 is a conceptual diagram of a neural element which is a constituent unit of the neural network schematic means used in the toilet device.

【図4】同トイレ装置に用いた神経素子で構成した信号
変換手段の概念図
FIG. 4 is a conceptual diagram of a signal conversion unit composed of neural elements used in the toilet device.

【図5】同トイレ装置に用いた学習アルゴリズムとして
誤差逆伝搬法を採用した信号処理手段のブロック図
FIG. 5 is a block diagram of a signal processing unit that employs an error backpropagation method as a learning algorithm used in the toilet device.

【図6】同トイレ装置に用いた神経回路網模式手段を用
いた多層パーセプトロンの構成を示すブロック図
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a multilayer perceptron using a neural network schematic means used in the toilet device.

【図7】同トイレ装置の通電率の算出方法を説明する図FIG. 7 is a diagram for explaining a method of calculating a duty ratio of the toilet device.

【図8】従来のトイレ装置の構成図FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional toilet device.

【図9】同トイレ装置の室温の違いによる便座表面温度
変化特性図
FIG. 9: Characteristic diagram of toilet seat surface temperature change due to difference in room temperature of the toilet device

【図10】同トイレ装置の室温変化時の便座表面温度と
便座内部温度の変化特性図
FIG. 10 is a change characteristic diagram of the toilet seat surface temperature and the toilet seat internal temperature when the toilet device changes in room temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 便座本体 2 発熱体 3 温度検知体 4 通電制御手段 5 温度検知手段 7 制御手段 8 物理量計測手段 13 表面温度推定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toilet seat main body 2 Heating element 3 Temperature detection body 4 Energization control means 5 Temperature detection means 7 Control means 8 Physical quantity measurement means 13 Surface temperature estimation means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中 基孫 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番1 号 松下技研株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nakason Son 10-1 Higashisanda, Tama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Matsushita Giken Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】発熱体と温度検知体を配設した便座本体
と、前記発熱体の温度を前記温度検知体を介して検出す
る温度検知手段と、前記発熱体への通電を制御する通電
制御手段と、前記便座本体の発熱に影響をおよぼす物理
量を計測・設定する物理量計測手段と、前記温度検知手
段、前記物理量計測手段の出力に基づき前記便座本体の
表面温度を推定する表面温度推定手段と、前記表面温度
推定手段の出力に基づき前記通電制御手段を制御する制
御手段とからなるトイレ装置。
1. A toilet seat body provided with a heating element and a temperature detecting element, temperature detecting means for detecting the temperature of the heating element via the temperature detecting element, and energization control for controlling energization to the heating element. Means, a physical quantity measuring means for measuring and setting a physical quantity that influences heat generation of the toilet seat body, a temperature detecting means, and a surface temperature estimating means for estimating the surface temperature of the toilet seat body based on the output of the physical quantity measuring means. A toilet device comprising: a control unit that controls the energization control unit based on an output of the surface temperature estimation unit.
【請求項2】表面温度推定手段は、複数の神経素子より
構成される神経回路網をモデル化し学習によって得ら
れ、便座本体の表面温度を推定する複数の固定された結
合重み係数を内部に持つ神経回路網模式手段を有する請
求項1記載のトイレ装置。
2. The surface temperature estimating means has a plurality of fixed connection weighting factors for estimating the surface temperature of the toilet seat body, which are obtained by learning by modeling a neural network composed of a plurality of neural elements. The toilet device according to claim 1, further comprising a neural network schematic unit.
【請求項3】表面温度推定手段は、複数の神経素子より
構成される層が多数組み合わされて構築される階層型の
神経回路網模式手段を有する請求項1記載のトイレ装
置。
3. The toilet device according to claim 1, wherein the surface temperature estimating means has a hierarchical neural network schematic means constructed by combining a number of layers each composed of a plurality of neural elements.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007135656A (en) * 2005-11-15 2007-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Toilet seat device
CN115309207A (en) * 2022-08-17 2022-11-08 浙江大学 Temperature control method of intelligent closestool

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