JPH11303181A - トイレ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 瞬間的に洗浄水を沸きあげることができるト
イレ装置において、洗浄水を沸き上げる際、安定制御時
用に最適化されたフィードバック制御量では、出湯開始
時の出湯温度と設定温度が十分差のある時でも熱交換器
２での制御量が出力可能制御量に対して余裕のある状態
になってしまい、温度上昇の傾きが小さくなって出湯開
始時間が余分にかかってしまう。 【解決手段】 出湯開始してから目標温度に到達するま
でのある一定時間だけは出力可能でかつ最大の制御量で
洗浄水を沸きあげる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、用便後の人体局部
の洗浄を洗浄水で行うトイレ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来例の技術による、トイレ装置（ブロ
ック図）を図１６に示す。図１６において洗浄手段１は
人体局部に洗浄水を放出する。熱交換器２は洗浄に用い
る洗浄水を所定の温度に瞬間的に沸きあげることができ
る。入水温度検出手段３は熱交換器２の１次側に配設さ
れ、熱交換器２によって沸きあげる前の入水温度を検出
する。出湯温度検出手段４は熱交換器２の２次側に配設
され、熱交換器２によって沸きあげた後の出湯温度を検
出する。洗浄流量設定手段５は例えばボリュームで構成
されており、ボリュームを回すことによって使用者が好
みの洗浄流量を設定できるようになっている。洗浄流量
設定手段５の外観図を図１７に示す。図１７において流
量の設定はつまみ６を設定範囲７に合わせて行うように
なっている。洗浄流量調節手段８は洗浄手段１での洗浄
流量を洗浄流量設定手段５で設定された流量になるよう
に調節する。洗浄流量検出手段９は洗浄手段１での洗浄
流量を検出する。出湯温度設定手段１０は例えばボリュ
ームで構成されており、ボリュームを回すことによって
使用者が好みの出湯温度を設定できるようになってい
る。出湯温度設定手段１０の外観図を図１８に示す。図
１８において出湯温度の設定はつまみ１１を設定範囲１
２に合わせて行うようになっている。熱交換器制御手段
Ｂ１３は出湯温度設定手段１０で設定された温度と出湯
温度検出手段４で検出された温度が同じになるように熱
交換器２を制御する。この時、一般的に行われる制御方
法がフィードフォワード制御方法とフィードバック制御
方法である。フィードフォワード制御量演算部Ａ１４
は、出湯温度設定手段１０で設定された設定温度（Ｔ
_set ）と入水温度検出手段３で検出された入水温度（Ｔ
_in）と洗浄流量検出手段で検出された検出流量（Ｑ_n ）
を用いて演算を行う。フィードフォワード制御量演算部
Ａ１４での演算式は （式１） Ｅ_ff＝Ａ_l ×Ｑ_n ×（Ｔ_set −Ｔ_in） Ｅ_ff ：フィードフォワード制御量 Ａ_l ：比例係数（フィードフォワード制御用） Ｑ_n ：検出流量 Ｔ_set ：設定温度 Ｔ_in ：入水温度 であらわされる。一方フィードバック制御量演算部１５
は、出湯温度設定手段１０で設定された設定温度（Ｔ
_set ）と出湯温度検出手段４で検出された出湯温度（Ｔ
_out ）を用いて演算を行う。フィードバック制御量演算
部１５での演算は一般的に比例制御と微分制御と積分制
御によって行うが、これらはいづれも設定温度
（Ｔ_set ）と出湯温度（Ｔ_out ）の偏差量の関数とな
る。フィードバック制御量演算部１５での演算式は （式２） Ｅ_fb＝比例項＋微分項＋積分項 ＝ Ａ_dt×（Ｔ_set −Ｔ_out ） …比例項 ＋Ａ_diff×ｄ（Ｔ_set −Ｔ_out ）／ｄｔ …微分項 ＋Ａ_sum ×∫（Ｔ_set −Ｔ_out ）ｄｔ …積分項 ＝ｆ（Ｔ_set −Ｔ_out ） Ｅ_fb ：フィードバック制御量 Ａ_dt ：比例係数（比例制御用） Ａ_diff ：比例係数（微分制御用） Ａ_sum ：比例係数（積分制御用） ｆ（ｘ）：ｘについての関数 Ｔ_set ：設定温度 Ｔ_out ：出湯温度 であらわされる。熱交換器制御手段Ｂ１３はフィードフ
ォワード制御量演算部Ａ１４で求められたフィードフォ
ワード制御量（Ｅ_ff）とフィードバック制御量演算部１
５で求められたフィードバック制御量（Ｅ_fb）との総和
を用いて出湯温度が設定温度と等しくなるよう熱交換器
２を制御する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では出湯開始時の沸き上げ時間が能力以上にかかって
しまうことになる。従来例での出湯開始時の出湯温度と
設定温度、及び熱交換器制御手段Ｂ１３からの制御量の
状況を図１９に示す。出湯開始時の出湯温度と設定温度
が十分差のある時でも、熱交換器制御手段Ｂ１３での制
御量が出力可能制御量に対して余裕のある状態になって
しまい、温度上昇の傾きが小さくなって出湯開始時間が
余分にかかってしまう。また、この傾きを大きくするた
めにフィードバック制御での各比例係数（比例制御用，
微分制御用，積分制御用）を大きくすると出湯温度の安
定性が悪くなってハンチングの原因になったり、さらに
はオーバーシュートが大きくなることを意味している。
即ち、沸き上げ時間を短縮するためにフィードバック制
御での各比例係数を大きくすれば人体局部に洗浄水が放
出された時、単に熱く感じるのみならずやけどの危険も
生じることとなる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、出湯開始してから目標温度に到達するまで
のある一定時間だけは出力可能でかつ最大の制御量で熱
交換器を制御しようとするものである。

【０００５】上記発明によれば、出湯開始時の出湯温度
と設定温度とが十分差のある時に能力最大の制御量で熱
交換器を制御することによって沸き上げ時の温度上昇の
傾きを大きくすることができ、またフィードバック制御
の各比例係数も最適値を用いることができるため、短時
間で洗浄水を沸き上げ、しかも少ないオーバーシュート
で使用者の設定した設定温度で洗浄水を制御することが
でき、設定温度より熱いという不快感及びやけどの危険
性を防ぐことができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、人体局部を所定の洗浄
流量にて洗浄するための洗浄手段と、洗浄に用いる洗浄
水を所定の温度に沸かして供給する熱交換器と、前記熱
交換器の上流側に位置し、入水温度を検出する入水温度
検出手段と、前記熱交換器の下流側に位置し、出湯温度
を検出する出湯温度検出手段と、使用者が好みの洗浄流
量を設定する洗浄流量設定手段と、前記洗浄流量設定手
段からの信号を受けて前記洗浄手段での洗浄流量を調節
する洗浄流量調節手段と、前記洗浄手段での洗浄流量を
検出する洗浄流量検出手段と、使用者が好みの出湯温度
を設定する出湯温度設定手段と、前記出湯温度設定手段
と前記入水温度検出手段と前記洗浄流量検出手段からの
信号を受けてフィードフォワード制御量を演算するフィ
ードフォワード制御量演算部Ａと、前記出湯温度設定手
段と前記出湯温度検出手段からの信号を受けてフィード
バック制御量を演算するフィードバック制御量演算部
と、前記フィードフォワード制御量演算部Ａと前記フィ
ードバック制御量演算部からの信号を受けて前記熱交換
器への制御量を決定する熱交換器制御手段Ａと、前記洗
浄流量設定手段が出湯開始を指示してから計時を開始
し、一定時間経過後に計時を終了するタイマ部とからな
り、前記熱交換器制御手段Ａは前記タイマ部が計時して
いる間は出力可能でかつ最大の制御量で前記熱交換器を
制御することを特徴とするものである。

【０００７】そして、出湯開始時の出湯温度と設定温度
とが十分差のある時に能力最大の制御量で熱交換器を制
御することによって沸き上げ時の温度上昇の傾きを大き
くすることができ、またフィードバック制御の各比例係
数も最適値を用いることができるため、短時間で洗浄水
を沸き上げ、しかも少ないオーバーシュートで使用者の
設定した設定温度で洗浄水を制御することができ、設定
温度より熱いという不快感及びやけどの危険性を防ぐこ
とができる。

【０００８】また、タイマ部は計時を終了する時間が前
記入水温度検出手段からの信号と前記出湯温度設定手段
からの信号との偏差量となることを特徴とするものであ
る。

【０００９】そして、タイマ部でのしきい値が入水温度
と設定温度の差に応じて設定されるので、能力最大の制
御量で熱交換器を制御する時間を入水温度が低いときに
は長く、高いときには短く設定でき、またフィードバッ
ク制御の各比例係数も最適値を用いることができるた
め、短時間で洗浄水を沸き上げ、しかも少ないオーバー
シュートで使用者の設定した設定温度で洗浄水を制御す
ることができ、設定温度より熱いという不快感及びやけ
どの危険性を防ぐことができる。

【００１０】また、人体局部を所定の洗浄流量にて洗浄
するための洗浄手段と、洗浄に用いる洗浄水を所定の温
度に沸かして供給する熱交換器と、前記熱交換器の上流
側に位置し、入水温度を検出する入水温度検出手段と、
前記熱交換器の下流側に位置し、出湯温度を検出する出
湯温度検出手段と、使用者が好みの洗浄流量を設定する
洗浄流量設定手段と、前記洗浄流量設定手段からの信号
を受けて前記洗浄手段での洗浄流量を調節する洗浄流量
調節手段と、前記洗浄手段での洗浄流量を検出する洗浄
流量検出手段と、使用者が好みの出湯温度を設定する出
湯温度設定手段と、前記出湯温度設定手段と前記入水温
度検出手段と前記洗浄流量検出手段からの信号を受けて
フィードフォワード制御量を演算するフィードフォワー
ド制御量演算部Ｂと、前記出湯温度設定手段と前記出湯
温度検出手段からの信号を受けてフィードバック制御量
を演算するフィードバック制御量演算部と、前記フィー
ドフォワード制御量演算部Ｂと前記フィードバック制御
量演算部からの信号を受けて前記熱交換器への制御量を
決定する熱交換器制御手段Ｂと、前記洗浄流量設定手段
が出湯開始を指示してから計時を開始し、一定時間経過
後に計時を終了するタイマ部とからなり、前記フィード
フォワード制御量演算部Ｂは前記タイマ部が計時してい
る間は先程求めたフィードフォワード制御量に１以上の
ある係数をかけた値をフィードフォワード制御量とする
ことを特徴とするものである。

【００１１】そして、出湯開始時の出湯温度と設定温度
とが十分差のある時にフィードフォワード制御量を大き
くするように、フィードフォワード制御用比例係数に１
以上のある係数をかけることによって沸き上げ時の温度
上昇の傾きを大きくすることができ、またフィードバッ
ク制御の各比例係数も最適値を用いることができるた
め、短時間で洗浄水を沸き上げ、しかも少ないオーバー
シュートで使用者の設定した設定温度で洗浄水を制御す
ることができ、設定温度より熱いという不快感及びやけ
どの危険性を防ぐことができる。

【００１２】また、タイマ部は計時を終了する時間が前
記入水温度検出手段からの信号と前記出湯温度設定手段
からの信号との偏差量となることを特徴とするものであ
る。

【００１３】そして、タイマ部でのしきい値が入水温度
と設定温度の差に応じて設定されるので、フィードフォ
ワード制御用比例係数に１以上のある係数をかける時間
を入水温度が低いときには長く、高いときには短く設定
でき、またフィードバック制御の各比例係数も最適値を
用いることができるため、短時間で洗浄水を沸き上げ、
しかも少ないオーバーシュートで使用者の設定した設定
温度で洗浄水を制御することができ、設定温度より熱い
という不快感及びやけどの危険性を防ぐことができる。

【００１４】また、人体局部を所定の洗浄流量にて洗浄
するための洗浄手段と、洗浄に用いる洗浄水を所定の温
度に沸かして供給する熱交換器と、前記熱交換器の上流
側に位置し、入水温度を検出する入水温度検出手段と、
前記熱交換器の下流側に位置し、出湯温度を検出する出
湯温度検出手段と、使用者が好みの洗浄流量を設定する
洗浄流量設定手段と、前記洗浄流量設定手段からの信号
を受けて前記洗浄手段での洗浄流量を調節する洗浄流量
調節手段と、前記洗浄手段での洗浄流量を検出する洗浄
流量検出手段と、使用者が好みの出湯温度を設定する出
湯温度設定手段と、前記出湯温度設定手段と前記入水温
度検出手段と前記洗浄流量検出手段からの信号を受けて
フィードフォワード制御量を演算するフィードフォワー
ド制御量演算部Ｃと、前記出湯温度設定手段と前記出湯
温度検出手段からの信号を受けてフィードバック制御量
を演算するフィードバック制御量演算部と、前記フィー
ドフォワード制御量演算部Ｃと前記フィードバック制御
量演算部からの信号を受けて前記熱交換器への制御量を
決定する熱交換器制御手段Ｂと、前記洗浄流量設定手段
が出湯開始を指示してから計時を開始し、一定時間経過
後に計時を終了するタイマ部とからなり、前記フィード
フォワード制御量演算部Ｃは前記タイマ部が計時してい
る間は先程求めたフィードフォワード制御量に前記出湯
温度検出手段からの信号と前記出湯温度設定手段からの
信号との偏差量の関数となるある係数をかけた値をフィ
ードフォワード制御量とすることを特徴とするものであ
る。

【００１５】そして、出湯開始時の出湯温度と設定温度
とが十分差のある時にフィードフォワード制御量を大き
くするように、フィードフォワード制御用比例係数に出
湯温度と設定温度との偏差量の関数となるある係数をか
けることによって沸き上げ時の温度上昇の傾きを大きく
することができ、またフィードバック制御の各比例係数
も最適値を用いることができるため、短時間で洗浄水を
沸き上げ、しかも少ないオーバーシュートで使用者の設
定した設定温度で洗浄水を制御することができ、設定温
度より熱いという不快感及びやけどの危険性を防ぐこと
ができる。

【００１６】また、タイマ部は計時を終了する時間が前
記入水温度検出手段からの信号と前記出湯温度設定手段
からの信号との偏差量となることを特徴とするものであ
る。

【００１７】そして、タイマ部でのしきい値が入水温度
と設定温度の差に応じて設定されるので、フィードフォ
ワード制御用比例係数に出湯温度と設定温度との偏差量
の関数となるある係数をかける時間を入水温度が低いと
きには長く、高いときには短く設定でき、またフィード
バック制御の各比例係数も最適値を用いることができる
ため、短時間で洗浄水を沸き上げ、しかも少ないオーバ
ーシュートで使用者の設定した設定温度で洗浄水を制御
することができ、設定温度より熱いという不快感及びや
けどの危険性を防ぐことができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の技術を用いたトイレ装置の第
１の実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明のト
イレ装置の第１の実施例を示すブロック図で従来例の図
１６と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略
している。図１においてタイマ部１６は洗浄流量設定手
段５が出湯開始を指示してから計時を開始し、一定時間
経過後に計時を終了する。熱交換器制御手段Ａ１７はタ
イマ部１６が計時している間は能力最大の制御量で熱交
換器を制御する。

【００１９】本発明の第１の実施例について、図２を用
いて説明する。図２は時間的経緯を表したタイミングチ
ャートである。図２において出湯開始と同時にタイマ部
１６が計時を開始する。タイマ部１６が計時を行ってい
る間はフィードフォワード制御量とフィードバック制御
量の如何に拘わらず能力最大の制御量で熱交換器を制御
する。その結果、出湯開始時の温度上昇の傾きが大きく
なり、短時間で設定温度に到達し、かつフィードバック
制御の各比例係数も最適値を用いることができるため出
湯温度の安定性のいいトイレ装置を実現することができ
る。

【００２０】以下、本発明の技術を用いたトイレ装置の
第２の実施例を図面を用いて説明する。図３は本発明の
トイレ装置の第２の実施例を示すブロック図で従来例の
図１６と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省
略している。図３においてタイマ部１６は洗浄流量設定
手段５が出湯開始を指示してから計時を開始し、入水温
度と設定温度との偏差量の関数となる時間経過後に計時
を終了する。熱交換器制御手段Ａ１７はタイマ部１６が
計時している間は能力最大の制御量で熱交換器を制御す
る。

【００２１】本発明の第２の実施例について、図４と図
５を用いて説明する。図４と図５は時間的経緯を表した
タイミングチャートである。図４と図５において出湯開
始と同時にタイマ部１６が計時を開始する。タイマ部１
６が計時を行っている間はフィードフォワード制御量と
フィードバック制御量の如何に拘わらず能力最大の制御
量で熱交換器を制御する。ここでは例として、入水温度
と設定温度との偏差量とタイマ部１６でのしきい値が比
例関係にあるものとする。タイマ部１６で計時するしき
い値は （式３） Ｔ_lim ＝Ａ_t ×（Ｔ_set −Ｔ_in） Ｔ_lim ：タイマ部１６で計時するしきい値 Ａ_t ：比例係数 Ｔ_set ：設定温度（℃） Ｔ_in ：入水温度（℃） であらわされる。図４における設定温度と入水温度との
偏差量が図５における設定温度と入水温度との偏差量の
２倍になっており、比例関係にあるタイマ部１６のしき
い値も２倍となっている。つまり、入水温度が低いほど
能力最大の制御量で熱交換器を制御する時間が長くな
り、出湯開始から短時間でかつ最適な時間で設定温度に
到達し、かつフィードバック制御の各比例係数も最適値
を用いることができるため出湯温度の安定性のいいトイ
レ装置を実現することができる。

【００２２】以下、本発明の技術を用いたトイレ装置の
第３の実施例を図面を用いて説明する。図６は本発明の
トイレ装置の第３の実施例を示すブロック図で従来例の
図１６と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省
略している。図６においてタイマ部１６は洗浄流量設定
手段５が出湯開始を指示してから計時を開始し、一定時
間経過後に計時を終了する。フィードフォワード制御量
演算部Ｂ１８はタイマ部１６が計時している間は通常求
めるフィードフォワード制御量に１以上のある係数をか
けた値をフィードフォワード制御量とする。

【００２３】本発明の第３の実施例について、図７を用
いて説明する。図７は時間的経緯を表したタイミングチ
ャートである。図７において出湯開始と同時にタイマ部
１６が計時を開始する。タイマ部１６が計時を行ってい
る間はフィードフォワード制御量演算部Ｂ１８で演算さ
れるフィードフォワード制御量が通常の演算値に１以上
のある係数をかけた大きな値になっており、フィードフ
ォワード制御量とフィードバック制御量との総和である
総制御量も大きくなる。その結果、出湯開始時の温度上
昇の傾きが大きくなり、短時間で設定温度に到達し、か
つフィードバック制御の各比例係数も最適値を用いるこ
とができるため出湯温度の安定性のいいトイレ装置を実
現することができる。

【００２４】以下、本発明の技術を用いたトイレ装置の
第４の実施例を図面を用いて説明する。図８は本発明の
トイレ装置の第２の実施例を示すブロック図で従来例の
図１６と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省
略している。図８においてタイマ部１６は洗浄流量設定
手段５が出湯開始を指示してから計時を開始し、入水温
度と設定温度との偏差量の関数となる時間経過後に計時
を終了する。フィードフォワード制御量演算部Ｂ１８は
タイマ部１６が計時している間は通常求めるフィードフ
ォワード制御量に１以上のある係数をかけた値をフィー
ドフォワード制御量とする。

【００２５】本発明の第４の実施例について、図９と図
１０を用いて説明する。図９と図１０は時間的経緯を表
したタイミングチャートである。図９と図１０において
出湯開始と同時にタイマ部１６が計時を開始する。タイ
マ部１６が計時を行っている間はフィードフォワード制
御量演算部Ｂ１８で演算されるフィードフォワード制御
量が通常の演算値に１以上のある係数をかけた大きな値
になっており、フィードフォワード制御量とフィードバ
ック制御量との総和である総制御量も大きくなる。ここ
では例として、入水温度と設定温度との偏差量とタイマ
部１６でのしきい値が比例関係にあるものとする。タイ
マ部１６で計時するしきい値は （式４） Ｔ_lim ＝Ａ_t ×（Ｔ_set −Ｔ_in） Ｔ_lim ：タイマ部１６で計時するしきい値 Ａ_t ：比例係数 Ｔ_set ：設定温度（℃） Ｔ_in ：入水温度（℃） であらわされる。図９における設定温度と入水温度との
偏差量が図１０における設定温度と入水温度との偏差量
の２倍になっており、比例関係にあるタイマ部１６のし
きい値も２倍となっている。つまり、入水温度が低いほ
どフィードフォワード制御量とフィードバック制御量と
の総和である総制御量が大きくなる時間が長くなり、出
湯開始から短時間でかつ最適な時間で設定温度に到達
し、かつフィードバック制御の各比例係数も最適値を用
いることができるため出湯温度の安定性のいいトイレ装
置を実現することができる。

【００２６】本発明の技術を用いたトイレ装置の第５の
実施例を図面を用いて説明する。図１１は本発明のトイ
レ装置の第５の実施例を示すブロック図で従来例の図１
６と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し
ている。図１１においてタイマ部１６は洗浄流量設定手
段５が出湯開始を指示してから計時を開始し、一定時間
経過後に計時を終了する。フィードフォワード制御量演
算部Ｃ１９はタイマ部１６が計時している間は通常求め
るフィードフォワード制御量に出湯温度検出手段４から
の信号と出湯温度設定手段１０からの信号との偏差量の
関数となるある係数をかけた値をフィードフォワード制
御量とする。

【００２７】本発明の第５の実施例について、図１２を
用いて説明する。図１２は時間的経緯を表したタイミン
グチャートである。図１２において出湯開始と同時にタ
イマ部１６が計時を開始する。タイマ部１６が計時を行
っている間はフィードフォワード制御量演算部Ｃ１９で
演算されるフィードフォワード制御量が通常の演算値に
設定温度と出湯温度との偏差量の関数となるある係数を
かけた値になっている。ここでは例として、設定温度と
出湯温度が等しい時にその係数が１となり、設定温度と
出湯温度の偏差量が２０ｄｅｇである時に係数が２にな
り、それ以外は比例関係になるような関数であるとす
る。タイマ部１６が計時している間のフィードフォワー
ド制御量演算部Ｃ１９での演算式は （式５） Ｅ_ff＝Ａ_l ×Ｑ_n ×（Ｔ_set −Ｔ_in）×（１／２０×
（Ｔ_set −Ｔ_out ）＋１） Ｅ_ff ：フィードフォワード制御量 Ａ_l ：比例係数（フィードフォワード制御用） Ｑ_n ：検出流量 Ｔ_set ：設定温度（℃） Ｔ_in ：入水温度（℃） Ｔ_out ：出湯温度（℃） であらわされる。よって、出湯温度が設定温度より低い
時はフィードフォワード制御量が大きくなっており、フ
ィードフォワード制御量とフィードバック制御量との総
和である総制御量も大きくなる。また出湯温度が設定温
度に近くなるにつれ、フィードフォワード制御量が小さ
くなるためオーバシュートも抑えることができる。その
結果、出湯開始時の温度上昇の傾きが大きくなり、しか
もオーバシュートすることなく短時間で設定温度に到達
し、かつフィードバック制御の各比例係数も最適値を用
いることができるため出湯温度の安定性のいいトイレ装
置を実現することができる。

【００２８】以下、本発明の技術を用いたトイレ装置の
第６の実施例を図面を用いて説明する。図１３は本発明
のトイレ装置の第６の実施例を示すブロック図で従来例
の図１６と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を
省略している。図１３においてタイマ部１６は洗浄流量
設定手段５が出湯開始を指示してから計時を開始し、入
水温度と設定温度との偏差量の関数となる時間経過後に
計時を終了する。フィードフォワード制御量演算部Ｃ１
９はタイマ部１６が計時している間は通常求めるフィー
ドフォワード制御量に１以上のある係数をかけた値をフ
ィードフォワード制御量とする。

【００２９】本発明の第６の実施例について、図１４と
図１５を用いて説明する。図１４と図１５は時間的経緯
を表したタイミングチャートである。図１４と図１５に
おいて出湯開始と同時にタイマ部１６が計時を開始す
る。タイマ部１６が計時を行っている間はフィードフォ
ワード制御量演算部Ｃ１９で演算されるフィードフォワ
ード制御量が通常の演算値に設定温度と出湯温度との偏
差量の関数となるある係数をかけた値になっている。こ
こでは例として、設定温度と出湯温度が等しい時にその
係数が１となり、設定温度と出湯温度の偏差量が２０ｄ
ｅｇである時に係数が２になり、それ以外は比例関係に
なるような関数であるとする。タイマ部１６が計時して
いる間のフィードフォワード制御量演算部Ｃ１９での演
算式は （式６） Ｅ_ff＝Ａ_l ×Ｑ_n ×（Ｔ_set −Ｔ_in）×（１／２０×
（Ｔ_set −Ｔ_out ）＋１） Ｅ_ff ：フィードフォワード制御量 Ａ_l ：比例係数（フィードフォワード制御用） Ｑ_n ：検出流量 Ｔ_set ：設定温度（℃） Ｔ_in ：入水温度（℃） Ｔ_out ：出湯温度（℃） であらわされる。よって、出湯温度が設定温度より低い
時はフィードフォワード制御量が大きくなっており、フ
ィードフォワード制御量とフィードバック制御量との総
和である総制御量も大きくなる。ここでは例として、入
水温度と設定温度との偏差量とタイマ部１６でのしきい
値が比例関係にあるものとする。タイマ部１６で計時す
るしきい値は （式７） Ｔ_lim ＝Ａ_t ×（Ｔ_set −Ｔ_in） Ｔ_lim ：タイマ部１６で計時するしきい値 Ａ_t ：比例係数 Ｔ_set ：設定温度（℃） Ｔ_in ：入水温度（℃） であらわされる。図１４における設定温度と入水温度と
の偏差量が図１５における設定温度と入水温度との偏差
量の２倍になっており、比例関係にあるタイマ部１６の
しきい値も２倍となっている。つまり、入水温度が低い
ほどフィードフォワード制御量とフィードバック制御量
との総和である総制御量が大きくなる時間が長くなり、
出湯開始から短時間でかつ最適な時間で設定温度に到達
し、かつフィードバック制御の各比例係数も最適値を用
いることができるため出湯温度の安定性のいいトイレ装
置を実現することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の実施例のト
イレ装置によれば、出湯開始してから目標温度に到達す
るまでのある一定時間、つまり出湯温度と設定温度とが
十分差のある時に能力最大の制御量で熱交換器を制御す
ることによって沸き上げ時の温度上昇の傾きを大きくす
ることができ、またフィードバック制御の各比例係数も
最適値を用いることができるため、短時間で洗浄水を沸
き上げ、しかも少ないオーバーシュートで使用者の設定
した設定温度で洗浄水を制御することができ、設定温度
より熱いという不快感及びやけどの危険性を防ぐことが
できる。

【００３１】また第２の実施例によれば、入水温度が低
いほど能力最大の制御量で熱交換器を制御する時間が長
くなり、出湯開始から短時間でかつ最適な時間で設定温
度に到達し、かつフィードバック制御の各比例係数も最
適値を用いることができるため、短時間で洗浄水を沸き
上げ、しかも少ないオーバーシュートで使用者の設定し
た設定温度で洗浄水を制御することができ、設定温度よ
り熱いという不快感及びやけどの危険性を防ぐことがで
きる。

【００３２】また第３の実施例によれば、出湯開始して
から目標温度に到達するまでのある一定時間、つまり出
湯温度と設定温度とが十分差のある時にフィードフォワ
ード制御量を通常の制御量に１以上のある係数をかけて
大きくすることによって沸き上げ時の温度上昇の傾きを
大きくすることができ、またフィードバック制御の各比
例係数も最適値を用いることができるため、短時間で洗
浄水を沸き上げ、しかも少ないオーバーシュートで使用
者の設定した設定温度で洗浄水を制御することができ、
設定温度より熱いという不快感及びやけどの危険性を防
ぐことができる。

【００３３】また第４の実施例によれば、出湯開始して
から目標温度に到達するまでのある一定時間、つまり出
湯温度と設定温度とが十分差のある時にフィードフォワ
ード制御量を通常の制御量に１以上のある係数をかけて
大きくすることによって沸き上げ時の温度上昇の傾きを
大きくすることができ、また入水温度が低いほどフィー
ドフォワード制御量とフィードバック制御量との総和で
ある総制御量が大きくなる時間が長くなり、出湯開始か
ら短時間でかつ最適な時間で設定温度に到達し、かつフ
ィードバック制御の各比例係数も最適値を用いることが
できるため、短時間で洗浄水を沸き上げ、しかも少ない
オーバーシュートで使用者の設定した設定温度で洗浄水
を制御することができ、設定温度より熱いという不快感
及びやけどの危険性を防ぐことができる。

【００３４】また第５の実施例によれば、出湯開始して
から目標温度に到達するまでのある一定時間、つまり出
湯温度と設定温度とが十分差のある時にフィードフォワ
ード制御量を通常の制御量に設定温度と出湯温度との偏
差量の関数となるある係数をかけて大きくすることによ
って沸き上げ時の温度上昇の傾きを大きくすることがで
き、またフィードバック制御の各比例係数も最適値を用
いることができるため、短時間で洗浄水を沸き上げ、し
かも少ないオーバーシュートで使用者の設定した設定温
度で洗浄水を制御することができ、設定温度より熱いと
いう不快感及びやけどの危険性を防ぐことができる。

【００３５】また第６の実施例によれば、出湯開始して
から目標温度に到達するまでのある一定時間、つまり出
湯温度と設定温度とが十分差のある時にフィードフォワ
ード制御量を通常の制御量に設定温度と出湯温度との偏
差量の関数となるある係数をかけて大きくすることによ
って沸き上げ時の温度上昇の傾きを大きくすることがで
き、また入水温度が低いほどフィードフォワード制御量
とフィードバック制御量との総和である総制御量が大き
くなる時間が長くなり、出湯開始から短時間でかつ最適
な時間で設定温度に到達し、かつフィードバック制御の
各比例係数も最適値を用いることができるため出湯温度
の安定性のいいトイレ装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のトイレ装置を示すブロック
図

【図２】同装置の制御方法を示すタイミングチャート

【図３】本発明の実施例２のトイレ装置を示すブロック
図

【図４】同装置の制御方法を示す第１のタイミングチャ
ート

【図５】同装置の制御方法を示す第２のタイミングチャ
ート

【図６】本発明の実施例３のトイレ装置を示すブロック
図

【図７】同装置の制御方法を示すタイミングチャート

【図８】本発明の実施例４のトイレ装置を示すブロック
図

【図９】同装置の制御方法を示す第１のタイミングチャ
ート

【図１０】同装置の制御方法を示す第２のタイミングチ
ャート

【図１１】本発明の実施例３のトイレ装置を示すブロッ
ク図

【図１２】同装置の制御方法を示すタイミングチャート

【図１３】本発明の実施例４のトイレ装置を示すブロッ
ク図

【図１４】同装置の制御方法を示す第１のタイミングチ
ャート

【図１５】同装置の制御方法を示す第２のタイミングチ
ャート

【図１６】従来のトイレ装置を示すブロック図

【図１７】同装置の洗浄流量設定手段の上面図

【図１８】同装置の出湯温度設定手段の上面図

【図１９】同装置の制御方法を示すタイミングチャート

【符号の説明】

１ 洗浄手段 ２ 熱交換器 ３ 入水温度検出手段 ４ 出湯温度検出手段 ５ 洗浄流量設定手段 ８ 洗浄流量調節手段 ９ 洗浄流量検出手段 １０ 出湯温度設定手段 １３ 熱交換器制御手段Ｂ １４ フィードフォワード制御量演算部Ａ １５ フィードバック制御量演算部 １６ タイマ部 １７ 熱交換器制御手段Ａ １８ フィードフォワード制御量演算部Ｂ １９ フィードフォワード制御量演算部Ｃ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人体局部を所定の洗浄流量にて洗浄する
   ための洗浄手段と、洗浄に用いる洗浄水を所定の温度に
   沸かして供給する熱交換器と、前記熱交換器の上流側に
   位置し、入水温度を検出する入水温度検出手段と、前記
   熱交換器の下流側に位置し、出湯温度を検出する出湯温
   度検出手段と、使用者が好みの洗浄流量を設定する洗浄
   流量設定手段と、前記洗浄流量設定手段からの信号を受
   けて前記洗浄手段での洗浄流量を調節する洗浄流量調節
   手段と、前記洗浄手段での洗浄流量を検出する洗浄流量
   検出手段と、使用者が好みの出湯温度を設定する出湯温
   度設定手段と、前記出湯温度設定手段と前記入水温度検
   出手段と前記洗浄流量検出手段からの信号を受けてフィ
   ードフォワード制御量を演算するフィードフォワード制
   御量演算部Ａと、前記出湯温度設定手段と前記出湯温度
   検出手段からの信号を受けてフィードバック制御量を演
   算するフィードバック制御量演算部と、前記フィードフ
   ォワード制御量演算部Ａと前記フィードバック制御量演
   算部からの信号を受けて前記熱交換器への制御量を決定
   する熱交換器制御手段Ａと、前記洗浄流量設定手段が出
   湯開始を指示してから計時を開始し、一定時間経過後に
   計時を終了するタイマ部とからなり、前記熱交換器制御
   手段Ａは前記タイマ部が計時している間は出力可能でか
   つ最大の制御量で前記熱交換器を制御することを特徴と
   するトイレ装置。
2. 【請求項２】 タイマ部は計時を終了する時間が入水温
   度検出手段からの信号と出湯温度設定手段からの信号と
   の偏差量の関数となる請求項１記載のトイレ装置。
3. 【請求項３】 人体局部を所定の洗浄流量にて洗浄する
   ための洗浄手段と、洗浄に用いる洗浄水を所定の温度に
   沸かして供給する熱交換器と、前記熱交換器の上流側に
   位置し、入水温度を検出する入水温度検出手段と、前記
   熱交換器の下流側に位置し、出湯温度を検出する出湯温
   度検出手段と、使用者が好みの洗浄流量を設定する洗浄
   流量設定手段と、前記洗浄流量設定手段からの信号を受
   けて前記洗浄手段での洗浄流量を調節する洗浄流量調節
   手段と、前記洗浄手段での洗浄流量を検出する洗浄流量
   検出手段と、使用者が好みの出湯温度を設定する出湯温
   度設定手段と、前記出湯温度設定手段と前記入水温度検
   出手段と前記洗浄流量検出手段からの信号を受けてフィ
   ードフォワード制御量を演算するフィードフォワード制
   御量演算部Ｂと、前記出湯温度設定手段と前記出湯温度
   検出手段からの信号を受けてフィードバック制御量を演
   算するフィードバック制御量演算部と、前記フィードフ
   ォワード制御量演算部Ｂと前記フィードバック制御量演
   算部からの信号を受けて前記熱交換器への制御量を決定
   する熱交換器制御手段Ｂと、前記洗浄流量設定手段が出
   湯開始を指示してから計時を開始し、一定時間経過後に
   計時を終了するタイマ部とからなり、前記フィードフォ
   ワード制御量演算部Ｂは前記タイマ部が計時している間
   は前記フィードフォワード制御量に１以上のある係数を
   かけた値をフィードフォワード制御量とすることを特徴
   とするトイレ装置。
4. 【請求項４】 タイマ部は計時を終了する時間が入水温
   度検出手段からの信号と出湯温度設定手段からの信号と
   の偏差量の関数となる請求項３記載のトイレ装置。
5. 【請求項５】 人体局部を所定の洗浄流量にて洗浄する
   ための洗浄手段と、洗浄に用いる洗浄水を所定の温度に
   沸かして供給する熱交換器と、前記熱交換器の上流側に
   位置し、入水温度を検出する入水温度検出手段と、前記
   熱交換器の下流側に位置し、出湯温度を検出する出湯温
   度検出手段と、使用者が好みの洗浄流量を設定する洗浄
   流量設定手段と、前記洗浄流量設定手段からの信号を受
   けて前記洗浄手段での洗浄流量を調節する洗浄流量調節
   手段と、前記洗浄手段での洗浄流量を検出する洗浄流量
   検出手段と、使用者が好みの出湯温度を設定する出湯温
   度設定手段と、前記出湯温度設定手段と前記入水温度検
   出手段と前記洗浄流量検出手段からの信号を受けてフィ
   ードフォワード制御量を演算するフィードフォワード制
   御量演算部Ｃと、前記出湯温度設定手段と前記出湯温度
   検出手段からの信号を受けてフィードバック制御量を演
   算するフィードバック制御量演算部と、前記フィードフ
   ォワード制御量演算部Ｃと前記フィードバック制御量演
   算部からの信号を受けて前記熱交換器への制御量を決定
   する熱交換器制御手段Ｃと、前記洗浄流量設定手段が出
   湯開始を指示してから計時を開始し、一定時間経過後に
   計時を終了するタイマ部とからなり、前記フィードフォ
   ワード制御量演算部Ｃは前記タイマ部が計時している間
   は前記フィードフォワード制御量に前記出湯温度検出手
   段からの信号と前記出湯温度設定手段からの信号との偏
   差量の関数となるある係数をかけた値をフィードフォワ
   ード制御量とすることを特徴とするトイレ装置。
6. 【請求項６】 タイマ部は計時を終了する時間が前記入
   水温度検出手段からの信号と前記出湯温度設定手段から
   の信号との偏差量の関数となる請求項５記載のトイレ装
   置。