JPH0754735B2 - Rug electric heater - Google Patents

Rug electric heater

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JPH0754735B2
JPH0754735B2 JP1006535A JP653589A JPH0754735B2 JP H0754735 B2 JPH0754735 B2 JP H0754735B2 JP 1006535 A JP1006535 A JP 1006535A JP 653589 A JP653589 A JP 653589A JP H0754735 B2 JPH0754735 B2 JP H0754735B2
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JP
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heater
rug
heating
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piezoelectric
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晴光 宮川
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、電気カーペットや電気座布団のような敷物
状電気暖房機に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rug-like electric heater such as an electric carpet or an electric cushion.

(ロ)従来の技術 従来、この種の電気カーペットや電気座布団において
は、圧電センサ(圧電フィルム)を配設し、圧電センサ
の出力を増幅してその出力の変化から暖房機の上に人が
存在するか否かを判定し、ヒータの通電を制御するよう
にしている。
(B) Conventional technology Conventionally, in this type of electric carpet or electric cushion, a piezoelectric sensor (piezoelectric film) is arranged, the output of the piezoelectric sensor is amplified, and a person is placed on the heater from the change in the output. Whether or not the heater is present is determined, and the energization of the heater is controlled.

(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、圧電センサを配設した従来の暖房機にお
いて、ヒータの電源電圧の大きな変動やヒータに重畳さ
れる外部からの雑音が圧電センサによって検出され、そ
の雑音のレベルが大きい場合には、暖房機の上に人体が
存在しないにもかかわらず、ヒータを通電するという誤
動作が見られた。
(C) Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional heating device provided with the piezoelectric sensor, the piezoelectric sensor detects a large fluctuation in the power supply voltage of the heater and external noise superimposed on the heater. When the level was high, there was a malfunction in which the heater was energized even though there was no human body above the heater.

この考案はこのような事情を考慮してなされたもので、
電源やその他から強力な雑音が圧電センサの出力に重畳
されても、誤動作することのない敷物状電気暖房機を提
供するものである。
This invention was made in consideration of such circumstances,
(EN) A rug-like electric heater that does not malfunction even when strong noise from a power source or the like is superimposed on the output of a piezoelectric sensor.

(ニ)課題を解決するための手段 この発明は、敷物にヒータを分布して埋設した敷物状電
気暖房機において、 敷物の暖房面を複数に分割して各暖房面にそれぞれ帯状
圧電センサを配設し、各圧電センサの出力信号を受けて
ヒータの通電を制御する制御手段と、各圧電センサの出
力信号の位相を比較する比較手段と、各圧電センサの出
力信号の位相差が所定値以下のときには制御手段に対し
てそれらの出力信号によるヒータへの通電を禁止する禁
止手段を備えたことを特徴とする敷物状電気暖房機であ
る。
(D) Means for Solving the Problem The present invention relates to a rug-shaped electric heater in which heaters are distributed and embedded in a rug, and a heating surface of the rug is divided into a plurality of areas, and a strip-shaped piezoelectric sensor is arranged on each heating surface. Control means for controlling the energization of the heater by receiving the output signal of each piezoelectric sensor, comparing means for comparing the phase of the output signal of each piezoelectric sensor, and the phase difference of the output signal of each piezoelectric sensor is less than a predetermined value. In this case, the rug-like electric heater is provided with a prohibiting means for prohibiting the energization of the heater by the output signals to the control means.

第1図は上記構成を示すブロック図であり、101は敷物
に分布して埋設されたヒータ、102aおよび102bは敷物の
暖房面を複数に分割して各暖房面にそれぞれ配設された
帯状圧電センサ、103は圧電センサ102aおよび102bの出
力信号を受けてヒータ101の通電を制御する制御手段、1
04は圧電センサ102aおよび102bの各出力信号の位相を比
較する比較手段、105は圧電センサ102aおよび102bの各
出力信号の位相差が所定値以下のときにそれらの出力信
号によるヒータ101への通電制御を制御手段103に禁止さ
せる禁止手段である。
FIG. 1 is a block diagram showing the above-mentioned structure, 101 is a heater distributed and embedded in a rug, and 102a and 102b are strip-shaped piezoelectric elements arranged on each heating face by dividing the heating face of the rug into a plurality of parts. A sensor 103 is a control means for controlling the energization of the heater 101 by receiving the output signals of the piezoelectric sensors 102a and 102b.
04 is a comparison means for comparing the phases of the output signals of the piezoelectric sensors 102a and 102b, and 105 is the energization of the heater 101 by the output signals of the piezoelectric sensors 102a and 102b when the phase difference between the output signals is less than a predetermined value. It is a prohibition means for prohibiting the control by the control means 103.

(ホ)作用 第1図において、ヒータ101からの電源や外部ノイズは
ほぼ同位相の信号として圧電センサ102aおよび102bから
出力されるので、その時には比較手段104の出力を受け
て禁止手段105が作動し、圧電センサ102aおよび102bの
出力信号によって制御手段103がヒータ101への通電制御
を行うことを禁止する。従って、雑音によるヒータ通電
の誤動作が防止される。
(E) Action In FIG. 1, the power source and the external noise from the heater 101 are output from the piezoelectric sensors 102a and 102b as substantially in-phase signals. At that time, therefore, the inhibiting unit 105 operates by receiving the output of the comparing unit 104. However, the control unit 103 prohibits the energization control of the heater 101 by the output signals of the piezoelectric sensors 102a and 102b. Therefore, malfunction of the heater energization due to noise is prevented.

(ヘ)実施例 以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述す
る。これによって、この発明が限定されるものではな
い。
(F) Embodiment Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. This does not limit the present invention.

第2図はこの発明の一実施例の斜視図であり、CPは電気
ヒータ用発熱線(この図には示されない)が分布して埋
設されたカーペット、AおよびBはカーペットCPの暖房
面を2分割した暖房面、Sa,Sbはそれぞれ暖房面Aおよ
び暖房面Bを加熱する発熱線と共に配設された圧電セン
サである。
FIG. 2 is a perspective view of an embodiment of the present invention, where CP is a carpet in which heating wires for an electric heater (not shown in the figure) are distributed and embedded, and A and B are heating surfaces of the carpet CP. The divided heating surfaces Sa and Sb are piezoelectric sensors arranged together with heating wires for heating the heating surface A and the heating surface B, respectively.

第3図は、この発明の一実施例に適用する圧電センサの
断面図であり、1は厚さ0.03mmのポリフッ化ビニリデン
からなる圧電樹脂、2は圧電樹脂1の両側に蒸着された
アルミ電極、4は圧電フィルム1をラミネートするポリ
エステルフィルムであり、3はその間に挿入された接着
剤層である。このように構成された圧電センサの寸法は
厚さ0.1mm、幅10mmである。
FIG. 3 is a sectional view of a piezoelectric sensor applied to an embodiment of the present invention, in which 1 is a piezoelectric resin made of polyvinylidene fluoride having a thickness of 0.03 mm, and 2 is an aluminum electrode deposited on both sides of the piezoelectric resin 1. Reference numeral 4 is a polyester film for laminating the piezoelectric film 1, and reference numeral 3 is an adhesive layer inserted therebetween. The piezoelectric sensor thus constructed has dimensions of 0.1 mm in thickness and 10 mm in width.

第4図は第3図に示す圧電センサの上面図であり、その
一端に端子ブロック6が設けられ、電極2からのそれぞ
れの引き出し線7が固定されている。
FIG. 4 is a top view of the piezoelectric sensor shown in FIG. 3, in which a terminal block 6 is provided at one end thereof, and lead lines 7 from the electrodes 2 are fixed.

第5図は第2図に示す実施例の回路構成図である。人が
動くことにより圧電センサS1,S2に発生する電圧は、イ
ンピーダンス変換回路1a,1bおよびフィルタ回路2a,2bで
波形整形され、人の動きに対応する電圧(数Hz成分)と
して出力する。フィルタ回路2a,2bの出力は抵抗3a,4aお
よび3b,4bによりそれぞれ分圧され信号Va,Vbとしてマイ
クロコンピュータ(以下マイコンという)MCに入力され
る。マイコンMCの検知入力Va,Vbは通常、人の動きのな
いときは約2.5V一定であるが、人が動けば、圧電フィル
ムの伸びと戻りにより変化して第6図のような電圧波形
となる。この電圧波形において約3.3V以上になることと
約1.6V以下になることの両状態が約1.5秒以内に発生す
れば、マイコンMCは電気カーペット上に人が居ると判定
して、ヒータ制御回路HCに出力し、その時点から20分間
のみ、対応する発熱線Ha又はHbが通電される。そして、
信号Vaによる判定時刻と信号Vbによる判定時刻との差が
0.2秒以下であれば、いずれの発熱線も通電されない。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of the embodiment shown in FIG. The voltage generated in the piezoelectric sensors S1 and S2 by the movement of the person is waveform-shaped by the impedance conversion circuits 1a and 1b and the filter circuits 2a and 2b, and output as a voltage (several Hz component) corresponding to the movement of the person. The outputs of the filter circuits 2a and 2b are divided by resistors 3a and 4a and 3b and 4b, respectively, and are input to a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) MC as signals Va and Vb. The detection inputs Va and Vb of the microcomputer MC are normally about 2.5V when there is no movement of the person, but when a person moves, they change due to the expansion and return of the piezoelectric film, resulting in the voltage waveform as shown in Fig. 6. Become. In this voltage waveform, if both conditions of about 3.3 V or more and about 1.6 V or less occur within about 1.5 seconds, the microcomputer MC determines that there is a person on the electric carpet, and the heater control circuit Output to HC, and corresponding heating wire Ha or Hb is energized for 20 minutes from that time. And
The difference between the judgment time by the signal Va and the judgment time by the signal Vb
If it is 0.2 seconds or less, neither heating wire is energized.

第7図はマイコンMCの動作を示すフローチャートであ
り、第8図および第9図は第7図のサブルーチンを示す
フローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the microcomputer MC, and FIGS. 8 and 9 are flowcharts showing the subroutine of FIG.

なお、Iaは信号Vaが3.3Vより大になった時から0.1秒ご
とに1づつカウントアップするカウンタ、 Jaは信号Vaが1.6Vより小になった時から0.1秒ごとに1
づつカウントアップするカウンタ、 Ibは信号Vbが3.3Vより大になった時から0.1秒ごとに1
づつカウントアップするカウンタ、 Jbは信号Vbが1.6Vより小になった時から0.1秒ごとに1
づつカウントアップするカウンタ、 TaはカウンタIaおよびJaのカウント数がいずれも1以上
のとき0.1秒ごとに1づつカウントアップするカウン
タ、 TbはカウンタIbおよびJbのカウント数がいずれも1以上
のとき0.1秒ごとに1づつカウントアップするカウンタ
である。
In addition, Ia is a counter that counts up by 1 every 0.1 seconds after the signal Va becomes larger than 3.3V, Ja is 1 every 0.1 seconds after the signal Va becomes smaller than 1.6V.
The counter that counts up one by one, Ib is 1 every 0.1 seconds after the signal Vb becomes larger than 3.3V.
The counter that counts up one by one, Jb is 1 every 0.1 seconds after the signal Vb becomes less than 1.6V.
A counter that increments by one, Ta is a counter that increments by 1 every 0.1 seconds when the counts of counters Ia and Ja are both 1 or more, and Tb is 0.1 when the counts of counters Ib and Jb are both 1 or greater. It is a counter that counts up by 1 every second.

第7図のステップ201において、全カウンタがリセット
されると、マイコンMCは検知入力を約0.1秒毎に検出す
る(ステップ202)。
When all counters are reset in step 201 of FIG. 7, the microcomputer MC detects a detection input about every 0.1 seconds (step 202).

まず、ステップ203、つまり第8図に示すサブルーチン
において、検出電圧Vaが約3.3V以上か約1.6V以下である
ことが検知されると、その時点から今度は逆の電圧(前
回に約3.3V以上を検知したならば1.6V以下、前回に1.6V
以下を検知したならば3.3V以上)になるかどうかが約0.
1秒間ごとに最高15回までくり返し判定され、その間に
逆の電圧が検知されると、電気カーペットCP上に人が居
ると判定される。上記逆の電圧を検出中(最高15回)に
逆の電圧を検知できなければ、電気カーペット上に人が
居ないと判定される。
First, in step 203, that is, in the subroutine shown in FIG. 8, when it is detected that the detected voltage Va is about 3.3 V or more or about 1.6 V or less, from that time point, the reverse voltage (about 3.3 V last time) is detected. 1.6V or less if detected above, 1.6V last time
If the following is detected, it is about 0.
It is repeatedly determined up to 15 times per second, and if a reverse voltage is detected during that time, it is determined that there is a person on the electric carpet CP. If the reverse voltage cannot be detected while detecting the reverse voltage (up to 15 times), it is determined that there is no person on the electric carpet.

次に、ステップ204、つまり第9図に示すサブルーチン
において、同様に検出電圧Vbにより、電気カーペットCP
上の人体の有無が判定される。そして、人体が暖房面A
に存在し、暖房面Bに存在しないと判定された場合には
(ステップ205,206)、その判定時点から20分間だけ発
熱Haが通電される。また、人体が暖房面Aに存在せず、
暖房面Bのみに存在すると判定された場合には(ステッ
プ205,208)、発熱線Hbがその判定時点から20分間だけ
通電される。また、人体が暖房面AおよびBに存在する
ことが0.2秒以下の時間内に判定されると(ステップ20
5,206)、ルーチンはステップ202へ戻り、発熱線Ha,Hb
は共に通電されない。また、暖房面A,Bのいずれにも人
体が存在しないと判定された場合も(ステップ210)、
発熱線Ha,Hbはいずれも通電されない。ところで圧電セ
ンサSa,Sbは、人や動物の動きのみならず、電源電圧の
大きな変動や、放射電波等の雑音によっても電圧を誘起
する場合がある。
Next, in step 204, that is, in the subroutine shown in FIG. 9, similarly, the electric carpet CP is detected by the detected voltage Vb.
The presence or absence of the upper body is determined. And the human body is on the heating surface A
If it is determined that the heat is present on the heating surface B and is not present on the heating surface B (steps 205 and 206), the heat generation Ha is energized for 20 minutes from the determination time. In addition, the human body does not exist on the heating surface A,
When it is determined that the heating line B exists only on the heating surface B (steps 205 and 208), the heating wire Hb is energized for 20 minutes from the determination point. If it is determined that the human body exists on the heating surfaces A and B within the time of 0.2 seconds or less (step 20).
5,206), the routine returns to step 202 and the heating lines Ha, Hb
Are not energized together. Also, when it is determined that there is no human body on any of the heating surfaces A and B (step 210),
The heating lines Ha and Hb are not energized. By the way, the piezoelectric sensors Sa and Sb may induce a voltage not only by the movement of a person or an animal but also by a large fluctuation of the power supply voltage or noise such as radiated radio waves.

この場合には、圧電センサSa,Sbに同時に電圧が誘起さ
れる。従って、これらの信号は一定時間内(0.2秒以
内)にマイコンMCに入力されるので、上記のようにそれ
らの信号が判別されて、発熱線Ha,Hbを通電させること
がない。つまり雑音(ノイズ)による電気カーペットの
誤動作が防止される。
In this case, a voltage is simultaneously induced in the piezoelectric sensors Sa and Sb. Therefore, since these signals are input to the microcomputer MC within a fixed time (within 0.2 seconds), the signals are not discriminated as described above and the heating wires Ha and Hb are not energized. That is, malfunction of the electric carpet due to noise is prevented.

(ト)発明の効果 この発明によれば、雑音によって誤動作を生ずることな
く暖房機の上に人体が存在するか否かが精度よく検出さ
れるので、ヒータへの安全で効率のよい通電が行われ
る。
(G) Effect of the Invention According to the present invention, it is possible to accurately detect whether or not a human body is present on the heater without causing a malfunction due to noise, so that safe and efficient energization of the heater is performed. Be seen.

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

第1図はこの発明の構成を示すブロック図、第2図はこ
の発明の一実施例を適用した電気カーペットの斜視図、
第3図は第1図の実施例に使用される圧電センサの断面
図、第4図は第3図の上面図、第5図は第1図に示す実
施例の制御部の電気回路図、第6図は第5図の信号波形
の関係を示すタイムチャート、第7図〜第9図は第5図
に示す電気回路の要部の動作を示すフローチャートであ
る。 A,B……暖房面、CP……電気カーペット、Ha,Hb……発熱
線、Sa,Sb……圧電センサ、MC……マイクロコンピュー
タ、HC……ヒータ制御回路。
1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an electric carpet to which an embodiment of the present invention is applied,
3 is a sectional view of the piezoelectric sensor used in the embodiment of FIG. 1, FIG. 4 is a top view of FIG. 3, and FIG. 5 is an electric circuit diagram of a control unit of the embodiment shown in FIG. FIG. 6 is a time chart showing the relationship of the signal waveforms of FIG. 5, and FIGS. 7 to 9 are flowcharts showing the operation of the main parts of the electric circuit shown in FIG. A, B ... Heating surface, CP ... Electric carpet, Ha, Hb ... Heating line, Sa, Sb ... Piezoelectric sensor, MC ... Microcomputer, HC ... Heater control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】敷物にヒータを分布して埋設した敷物状電
気暖房機において、 敷物の暖房面を複数に分割して各暖房面にそれぞれ帯状
圧電センサを配設し、各圧電センサの出力信号を受けて
ヒータの通電を制御する制御手段と、各圧電センサの出
力信号の位相を比較する比較手段と、各圧電センサの出
力信号の位相差が所定値以下のときには制御手段に対し
てそれらの出力信号によるヒータへの通電を禁止する禁
止手段を備えたことを特徴とする敷物状電気暖房機。
1. In a rug-shaped electric heater in which heaters are distributed and embedded in a rug, a heating surface of the rug is divided into a plurality of zones, and strip-shaped piezoelectric sensors are provided on each heating surface, and output signals of the respective piezoelectric sensors are provided. In response to this, control means for controlling the energization of the heater, comparison means for comparing the phases of the output signals of the respective piezoelectric sensors, and those for the control means when the phase difference between the output signals of the respective piezoelectric sensors is below a predetermined value. A rug-like electric heater comprising a prohibition unit that prohibits energization of a heater by an output signal.
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