JPS6314208A - 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、シャワー、洗面等に使
用する適温湯をつくる湯水混合制御装置に関する。

従来の技術 従来、ワックスサーモを利用した機械式の自動温調混合
栓はあったが、電子ＩＩＪ　ｉｌ１式の湯水混合制御装
置はなかった。

発明が解決しようとする問題点 ワックスサーモ式の自動温調混合栓は、出湯中温度設定
道を変更すると定常偏差を生じ設定温度の湯を供給でき
ず、特にシャワー使用時設定温度を変えたのに湯がぬる
い、あるいは熱いままである等の使い勝手が非常に悪い
ものであった。

本発明はかかる点に濫みてなされたもので、設定温度を
変更しても定常偏差を生じることのない利用者に不快感
を与えない使い勝手の良い湯水混合制御装置を提供する
ことを目的とする。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明の湯水混合制御装置
は、湯量及び水量を調節する湯側弁と水側弁と、前記水
側弁及び湯側弁を駆動する第１及び第２の駆動手段と、
前記水側弁及び湯側弁が取り付けられた水供給配管、湯
供給配管が合流し混合部をなし混合部の湯温を検出する
湯温検出手段と、混合部の湯温を設定する湯温設定手段
と、前記湯温検出手段と前記湯温設定手段とから温度偏
差を求める偏差演算手段と、温度偏差と前記憶１及び第
２の駆動手段へ出力する操作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、検出した温度偏差信号
をもとに前記制御規則記憶手段の制御規則を参照し推論
処理を行ない前記第１及び第２の駆動手段の付勢量を決
定する制御推論手段とからなる。

作　　用 水側弁と湯側弁が取り付けられた水側配管、及び湯側配
管が合流した混合部の湯温を検出し、混合部の湯温を設
定した湯温設定値とから温度偏差を求める。温度偏差信
号をもとにＩＪＨ規則を参照し推論処理を行ない水側弁
及び湯側弁を駆動する第１及び第２の駆動手段の付勢量
を演算し出力する。このことにより設定温度変更を行な
った時温度偏差をなくす４第１及び第２の駆動手段を付
勢し続ける。従って定常偏差を生じることなく設定温度
の湯を供給できる。

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図は本発明の湯水混合制御装置の一実施例である。

まず本発明の構成について説明する。

１は水側配管で、２は湯側配管で熱源からの高温水を供
給する。３は水側弁で水側配管の途中にあり、４は湯側
弁で湯側配管の途中にあり、水側配管１と湯側配管２は
更に下流で合流し湯水混合し１本の配管となり混合出口
５（カランなど）より出ていく。６は第１の駆動手段（
例えばステッピングモーター等）で、７の回転直線運動
変換部を介し水側弁３を駆動し水量を調節する。８は第
２の駆動手段（例えばステッピングモーター等）で９の
回転直線運動変換部を介し湯側弁４を駆動し湯量を調節
する。１ｏは湯温検出手段で混合部の湯温を検出し制御
装置１１に入力する。１２は流量検出手段で混合部へ流
入する湯量、水量のトータル量を検出し制御装置１１へ
入力する。１３は湯温設定手段で混合部の湯温を設定す
る。

第２図は制御装置１１の一実施例である。１４は偏差演
算手段で、湯温検出手段１０の出力信号と湯温設定手段
１３の出力信号とから温度偏差Ｅｎを演算する。１５は
制御規則記憶手段で、温度偏差Ｅｎと第１及び第２の駆
動手段６，８への操作量との関係を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、温度偏差Ｆｎが正で大きいならば、（条件
部）第１の駆動手段の付勢量は負で大きくせよ、かつ第
２の駆動手段の付勢量は正で大きくせよ（出力部）」等
の１Ｆ＝ｔｈｅｎ−形式で記述される。ここで、「正で
大きい」あるいは「負で大きい」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。１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１５は制御規則の条件部を記憶
する条件部記憶手段１５ａと、制御規則の出力部を記憶
する出力部記憶手段１５ｂとからなる。

次に１６は制御推論手段で温度偏差Ｅｎと制御規則記憶
手段１５の制御規則とから推論を行ない第１及び第２の
駆動手段６，８の付勢量を決定し出力する。ここで制御
推論手段１６は偏差演算手段１４と条件部記憶手段１５
ａとから温度偏差Ｅｎの制御規則の条件部への適合度を
求める適合度演算手段１６ａと、求めた適合度と出力部
記憶手段１６ｂの出力信号とで制御規則の出力部に重み
付けを行なう重み付け演算手段１６ｂと、重み付け演算
手段１６ｂから重み付けされた制御規則の出力部から第
１及び第２の駆動手段６，８の付勢量を重心演算で求め
る重心演算手段１６Ｃとからなる。

次に本発明の構成の動作を説明する。

混合出口５よりある設定温度の湯を出湯中、利用者が湯
温設定手段１３を操作し設定温度を変更したとする。第
２図より偏差演算手段１４は湯温検出手段１０が検出し
た湯温Ｔｏと湯温設定手段１３の設定温度Ｔｓとから温
度偏差Ｔｎ（Ｔｎ＝Ｔｓ−Ｔｏ）を求める。第４図のフ
ローチャートで示すとＰｌ、　　Ｐ２　、　　Ｐ３　　
の動作になる。ここで求めた温度偏差Ｅｎをｅｎφ　と
する。次に適合度演算手段１６ａで温度偏差Ｅｎ　＝　
ｅｎφをもとに条件部記憶手段１５ａの制御規則の条件
部に入力し適合度を求める。例えば、第１表の横軸上の
ｌ工に垂線をたて各関数との交点が適合度Ｗになる。

今、第１表のようになったと仮定する。

第１表 第４図のフローチャートで示すとＰｓになる。

次に求めた適合度Ｗを重み付け演算手段１６ｂで出力部
記憶手段１５ｂの制御規則の出力部に重み付け演算を行
なう。その結果を第２表に示す。

第４図のフローチャートのＰ６になる。

（秩下余シ） 第２表 次に重心演算手段１６Ｃ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。

これが、入力された温度偏差／ｎφに対する第１及び第
２の駆動手段６，８の付勢量Ｆｗ、ＦＨになる。求めだ
付勢量を出力する。第３図のフローチャートのＰ７　　
、　Ｐｓである。結果を第５図に示す。

このように定期的に湯温Ｔｏを検出したら前述の演算を
繰り返し水側弁３、湯側弁４を調節する。

そして第４図のフローチャートでＰ４の部分で、温度偏
差Ｅｎがφになれば第１及び第２の駆動手段６．８を停
止する。よって利用者かの温を任意の値にかえても設定
値通りの湯が得らｎ１常に快適に使用することができる
。

発明の効果 以上のように本発明の湯水混合制御装置によれば、入力
信号の温度偏差と出力の第１及び第２の駆動手段の付勢
量との関係を制御規則として記憶した制御記憶手段と、
定期的にサンプリング入力した湯温より温度偏差を求め
前記制御規則記憶手段とで推論を行ない水側弁及び湯側
弁を駆動する第１及び第２の駆動手段の付勢量を求め出
力する制御推論手段とで構成することにより、利用者が
任意に設定湯温を変更しても、又元圧変動あるいは使用
流量の変動等の負荷変動が生じても常に設定の湯温にな
るように調節し、定常偏差などのない、かつ利用者にと
って最適温度の湯を供給でき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御装置の断面図
、第２図は同装置のブロック図、第Ｓ図は同装置の制御
規ｆｕｌｌ記に手段に用いるメンバーシツブ関数を示す
図、第４図は同装置のフローチャ３　　水側弁、４・・
・７Ｅ３（ｉｌｌ１升、６　、・第１の駆動手段、８　
・　第２の駆動手段、１ｏ−・・・・湯温検出手段、１
３・　湯温設定手段、１４・・偏差演算手段、１ｓ−４
ｉ＋Ｊｍ硯則記憶手段、（１５ａ・条件部記憶手段、１
５ｂ・・・出力部記憶手段）、１６・・・・制御推論手
段（１６ａ・・・・・・適合度演算手段、１６ｂ　　−
重み付け演算手段、１６ｃ・・重心演算手段）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名３−
　水　側　丼　　　　８−　オ？の駆動手段４−　湯　
引　升　　　　１０−　　湯温７検出手段第　１　図　
　　６−　第１の駆ｉ？１４段　１３−Ａ温設定−＋段
ｅＪ　　　　　　　　　　　　Ｏ（’）第３図 ｇ　　　　　　　　　　ｅｎａ 温度備差Ｅｎ 第１及び７ｒ２の駆動手段の仲努量Ｆｔｖ、　Ｆｕ第４
図 第　５　口 重ノヒニ雀Ｉ−０ 第１の駆初手段乙の付勢量Ｆ「

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）水量を調節する水側弁と、湯量を調節する湯側弁
   と、前記水側弁及び湯側弁を付勢する第１及び第２の駆
   動手段と、前記水側弁及び湯側弁が取り付けられた水供
   給配管及び湯供給配管が合流し混合部をなし混合部の湯
   温を検出する湯温検出手段と、混合部の湯温を設定する
   湯温設定手段と、前記湯温設定手段と前記湯温検出手段
   との出力信号より温度偏差を求める偏差演算手段と、温
   度偏差信号と前記第１及び第２の駆動手段へ出力する操
   作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、演算し求めた温度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推論処理を行ない前記第１
   及び第２の駆動手段の付勢量を決定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
   合制御装置。
3. （３）制御推論手段は偏差演算手段で求めた温度偏差と
   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
   出力信号より前記第１及び第２の駆動手段の付勢量を求
   める重心演算手段とからなる特許請求の範囲第１項記載
   の湯水混合制御装置。