(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の液体を加熱する加熱手段と、設定した動作パターンに基づき、前記加熱手段の加熱動作の制御を行う制御手段と、設定した学習方法に基づき、使用者による使用状況又は使用環境を学習し、その学習の結果に応じて前記動作パターンを変更する学習手段とを備え、前記学習方法を時間経過又は使用状況に応じて変更可能とした電気湯沸かし器。
【請求項２】
学習手段は、複数の学習方法を記憶し、時間経過又は使用状況に応じて前記複数の学習方法の１つを選択する請求項１に記載の電気湯沸かし器。
【請求項３】
学習手段は、使用初期において初期学習用の学習方法を選択する請求項１又は２に記載の電気湯沸かし器。
【請求項４】
制御手段は、液体の温度を設定された温度に保温をする保温制御を備え、学習手段は、その学習方法による学習の結果、前記液体の保温温度を低下させる動作パターンの変更を行う請求項３に記載の電気湯沸かし器。
【請求項５】
学習手段は、１日を複数の時間帯に分割し使用されなかった時間帯である非使用時間帯を測定する非使用時間帯判別手段を備え、学習手段の学習方法は、前記非使用時間帯判別手段の判別結果に応じて液体の保温温度を変更する請求項３又は４に記載の電気湯沸かし器。
【請求項６】
学習手段の学習方法は、非使用時間帯判別手段により非使用時間帯と判別された時間帯が所定時間以上継続すると判断した時間帯において、液体の保温温度をそれ以外の時間帯の保温温度より低下させる請求項５に記載の電気湯沸かし器。
【請求項７】
学習手段の学習方法は、非使用時間帯判別手段により非使用時間帯と判別された時間帯がもっとも長く継続すると判断した時間帯において、液体の保温温度をそれ以外の時間帯の保温温度より低下させる請求項５に記載の電気湯沸かし器。
【請求項８】
学習手段は、学習により変更した動作パターンを消去する動作パターン消去手段を設けた請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用者の使用状況を学習し、学習した結果に基づき、お湯の保温温度制御を自動的に行う電気湯沸かし器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電気湯沸かし器において、使用者があらかじめ曜日、時刻に対する所望温度を設定し、その設定値の通りに保温温度を制御するものや、ボタンを押すことで保温ヒータなどをオフし所定時間後にオンするものや、所定時間だけ保温温度を低く保ち保温に要する電力を少なくするものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の技術では、使用者があらかじめ曜日、時刻に対する所望温度を設定する必要があったり、またボタン操作が必要であったり、わずらわしいという課題がある。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、学習により、使用者の手をわずらわすことなくそれぞれの使用者の使用状況に応じて自動的にお湯の保温温度を調節することができる電気湯沸かし器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の電気湯沸かし器は、容器内の液体を加熱する加熱手段と、設定した動作パターンに基づき、前記加熱手段の加熱動作の制御を行う制御手段と、設定した学習方法に基づき、使用者による使用状況又は使用環境を学習し、その学習の結果に応じて前記動作パターンを変更する学習手段とを備え、前記学習方法を時間経過又は使用状況に応じて変更できるようにしたものである。
【０００６】
これにより、学習初期段階ならびに使用者の使用状況が変化した時にもそれぞれの状況にあった学習方法を自動的に設定し、設定された学習方法により学習を行い、学習によって得られる動作パターンを用いて加熱制御を行うことにより、使用者の手をわずらわせることなく使用者の使用状況に応じてお湯の保温温度を調節することができ、使用者に合わせた省エネを実現することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、容器内の液体を加熱する加熱手段と、設定した動作パターンに基づき、前記加熱手段の加熱動作の制御を行う制御手段と、設定した学習方法に基づき、使用者による使用状況又は使用環境を学習し、その学習の結果に応じて前記動作パターンを変更する学習手段とを備え、前記学習方法を時間経過又は使用状況に応じて変更可能としたものであり、使用者の使用状況に応じて学習方法を変更し、変更された学習方法によって得られた動作パターンを用いて加熱制御を行うことにより、手間なく使用者に合わせた省エネ制御を実現することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、学習手段を、複数の学習方法を記憶し、時間経過又は使用状況に応じて前記複数の学習方法の１つを選択できるよう構成することにより、時間経過又は使用状況に応じた学習方法で学習することができ、使用者に合わせた省エネを実現することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、学習手段を、使用初期において初期学習用の学習方法を選択するよう構成することにより、使用データが少ない使用初期においても精度よく学習できる学習方法を選択するので、最初から手間なく使用者に合わせた省エネ制御を実現することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、制御手段に、液体の温度を設定された温度に保温をする保温制御を加え、学習手段は、その学習方法による学習の結果、前記液体の温度を低下させる動作パターンの変更を行うことで、使用者が使用しないと予想できる時間帯の保温温度を低く保つことができ、使用者に合った省エネ制御を実現することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、学習手段に、１日を複数の時間帯に分割し使用されなかった時間帯である非使用時間帯を測定する非使用時間帯判別手段を加え、学習手段の学習方法が、前記非使用時間帯判別手段の判別結果に応じて液体の保温温度を変更することで、使用者の使用状態に応じた省エネを実現することができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、学習手段の学習方法が、非使用時間帯判別手段により非使用時間帯と判別された時間帯が所定時間以上継続すると判断した時間帯において、液体の保温温度をそれ以外の時間帯の保温温度より低下させることで、使用者が使用しないと予想できる時間帯の保温温度を低く保つことができ、使用者に合った省エネを実現することができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、学習手段の学習方法が、非使用時間帯判別手段により非使用時間帯と判別された時間帯がもっとも長く継続すると判断した時間帯において、液体の保温温度をそれ以外の時間帯の保温温度より低下させることで、使用者が使用しないと予想できる時間帯の保温温度を低く保つことができ、使用者に合った省エネを実現することができる。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、学習手段に、学習により変更した動作パターンを消去する動作パターン消去手段を設けることで、使用者が変わった場合など動作パターンを消去することで、はじめから学習を行うことができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示すように、本体１内に上面開口の水を収容する容器２があり、容器２の上部にはこれを覆う蓋３が配置されている。
【００１７】
また、容器２の下方には水を加熱する加熱手段４と、容器２内の水温を検知する温度センサ５が配置されている、温度センサ５は容器２内の液体温度が所定温度（ここでは９０℃とする）以下を検知すると、制御手段（詳細は後述）に信号を送って加熱手段４を駆動して湯沸かしを行い、沸騰を検知すると同様にして加熱手段４を停止させて湯沸かしを終了させる。以後は保温温度を維持するように制御される。加熱手段４は、容器２内の水を沸騰させる大きな出力をもつもの、例えば１０００Ｗの主ヒ−タ−と、容器２内の水を保温する比較的小さな出力をもつもの、例えば７５Ｗの補助ヒ−タ−とで構成されている。
【００１８】
容器２内のお湯は、容器２の下方に接続された電源ポンプ７によって吐出口６より出湯される。電源ポンプ７はモータ８により駆動・停止されるものである。このモータ８の駆動制御は、操作部１０で行うものであり、これは本体１上部に配置されていて使用者が容易に操作できるようになっている。
【００１９】
前記操作部１０は、図１（ｂ）にその構成を示しており、モータ８を駆動させてお湯を出湯させる出湯スイッチ１１と、出湯動作を許可するための出湯ロック解除スイッチ１２を有する。前記出湯スイッチ１１をオンすると、オンされている間だけ前記モータ８を駆動させる。ただし、出湯スイッチ１１単独でオンされている時に簡単に出湯すると危険であるために前記出湯ロック解除スイッチ１０を有し、このスイッチをオンさせて、ロック解除状態になっている間のみ、出湯スイッチ１１の入力を受け付けるようにしている。ロック解除状態は、約１０秒間、出湯スイッチ１１がオンされなければ禁止状態となり、再び出湯ロック解除スイッチ１０がオンしないと、出湯スイッチ１１を有効としないように構成している。
【００２０】
操作部１０には、出湯操作の他にも保温状態のお湯を再度沸き上がらせるための再沸騰スイッチ１３や、保温温度を設定するための保温温度設定選択スイッチ１４や、湯温と保温温度設定を表示する（図１では湯温９８℃、９８保温設定の状態を表示）表示素子１５や、学習データを消去するための消去スイッチ２６も装備されている。
【００２１】
また、計時手段１６、学習手段１７、制御手段２４は、本体１に内蔵されたマイコンのプログラムによって実施している。これらの関連について以下説明する。
【００２２】
計時手段１６は、動作パターンの１周期（動作パターン周期）および使用実績を記憶する１周期（記憶周期）を計時する基本時間（ｔ２  本実施例では２４時間とする）と、前記基本時間を分割して、動作パターンによって設定温度が切り替わる最小時間幅を設定する基本単位時間（ｔ１  本実施例では２時間とする）と、前記動作パターンを設定する学習期間（ｔ３  本実施例では２４時間とする）を計時するものであり、商用電源供給手段９が印加されたときを基点に各計時を開始する。
【００２３】
学習手段１７は、記憶手段１８、選択手段２２および動作パターン消去手段２５を有するものであり、記憶手段１８が使用者の使用動作を前記基本単位時間毎に使用実績２１として記憶し、その記憶が、前記学習期間だけ蓄積されると、非使用時間帯判別手段２７によって使用されていない時間帯を判定し、その内容から動作パターン２３を決定する。さらに使用実績２１に応じて次の学習期間の設定を行う。なお、本実施例では使用実績として記憶するものを操作部１０に搭載した出湯スイッチ１１による出湯動作の有無として記載する。非使用時間帯判別手段２７は、１日を複数の時間帯に分割し使用されなかった時間帯である非使用時間帯を測定するものである。
【００２４】
また、学習手段１７は、計時手段１６が計時している時間と、記憶されている使用実績２１とから、選択手段２２にて学習方法２０を変更させるように構成する。この変更された学習方法２０に応じて、前記動作パターン２３も更新されていく。
【００２５】
さらに、選択手段２２によって学習方法２０は、前記基本単位時間、前記基本時間や前記学習期間を変更すると共に、前記非使用時間帯判別手段２７で使用する判別回数と判別時間帯数を変更することも含むよう構成してある。
【００２６】
制御手段２４は、決定された前記動作パターン２３と、温度センサ５の検出温度と、計時手段１６の計時時間に応じて加熱手段４を制御し、液体の温度を設定された温度に保温をする。
【００２７】
消去スイッチ２６も操作部１０に搭載されていて、このスイッチ２６がオンされると、前記使用実績２１並びに前記動作パターン２３を消去し、前記計時手段１６もクリアするように構成している。
【００２８】
次に、本実施例の学習手段１７の動作について、図２のフローチャートを用いて詳しく説明する。Ｓ１では商用電源供給手段９を介して商用電源が供給されると、前記使用実績２１及び前記動作パターン２３を初期化する。さらには前記基本単位時間ｔ１、基本時間ｔ２、学習期間ｔ３を構成する前記計時手段１６の値もクリアする。
【００２９】
次に、Ｓ２では計時手段１６が前記学習期間ｔ３を計時する毎に、その学習期間に応じて、以後の動作パターンの更新、次の学習期間の設定、並びに非使用時間帯判別手段２７の設定を行う。但し、使用開始時は、使用実績２１に記憶されているデータがなく、使用実績２１に応じた学習方法２０の選定ができないため、学習方法２０のうち初期学習用に設定された学習方法を選択する。この初期学習用の学習方法は、基本単位時間ｔ１を２時間、基本時間ｔ２を１日間、学習期間ｔ３を２日間とする。
【００３０】
Ｓ３〜Ｓ６では、前記基本単位時間ｔ１が経過するまでの１つの基本単位時間帯での動作及び使用実績の記憶を行っている。
【００３１】
まず、Ｓ３においては、使用者が出湯動作を行ったか否かを判断し、出湯動作があれば該当する時間帯に使用実績２１を記憶する。
【００３２】
次に、Ｓ４では現在設定されている動作パターン２３に従い、該当する時間帯に設定された温度になるよう加熱手段４を自動制御する。但し、使用開始時は動作パターン２３が初期化されているため、前記初期学習用の学習期間ｔ３が経過するまではすべての時間帯を使用時間帯とみなして加熱手段４を制御する。
【００３３】
Ｓ５では前記基本単位時間ｔ１が経過したかどうかを判断する。経過していなければＳ６でｔ１をカウントアップしＳ３から処理を繰り返す。前記基本単位時間ｔ１が経過していれば、Ｓ７でｔ１を０にして次の基本単位時間の計時を行う。
【００３４】
Ｓ８では前記基本時間ｔ２が経過したかどうかを判断する。経過していなければＳ９でｔ２をカウントアップし、Ｓ３から次の基本単位時間の動作、及び使用実績の記憶を行う。前記基本時間ｔ２以上経過していればＳ１０でｔ２を０にして次の基本時間の計時を行う。
【００３５】
Ｓ１１では前記学習期間ｔ３が経過したかどうかを判断する。ここで、前記初期学習用の学習を行っている場合は、基本時間のみでは１日分の実績のみでしか判断できず、学習結果の精度がよくないために、学習期間ｔ３を長く（２日間）してその間はＳ２で動作パターンの変更は行わない配慮をしている。初期学習が終了すると、学習期間ｔ３は変化し（本実施例では１日）、基本時間ｔ２毎に動作パターン２３を変化させることも可能としている。
【００３６】
このようにして、学習期間ｔ３を経過すると、Ｓ１３でｔ３を０にしてステップＳ２に戻り、今までの学習期間ｔ３に応じて、次の基本時間の動作パターン２３を設定すると共に、次の学習期間の設定を行うことができる。
【００３７】
次に、図３を用いて本実施例の以下の条件を選択した学習方法による動作パターンの決定とそれに基づく保温温度自動制御について詳しく説明する。学習の条件は、基本単位時間ｔ１は２時間、基本時間ｔ２は１日、学習期間ｔ３は７日間、使用時間帯と非使用時間帯の判定回数は２回とする。
【００３８】
図３（ａ）は選択した学習方法で学習を開始してから初期学習期間である２日後の使用実績の例であり、２時間の間にあった出湯動作の回数を２時間毎に使用実績に記憶する。前記フローチャートに則ると、初期学習の終了したこの時点（４８時間後）にこのデータより４８〜７２時間後までの動作パターンが設定され、また、次の学習方法として学習期間が２４時間として設定される。そして、基本時間（４８〜７２時間後の２４時間）が経過するまでは、４８時間までで設定された動作パターンになるよう制御手段２４は温度制御を行う。
【００３９】
このように、学習期間を更新しながら７日間が終了した時点で学習方法は、使用実績の７日間の積算結果を用いて８日目の動作パターンを更新していく、この時の積算結果を図３（ｂ）、設定された動作パターンを図３（ｃ）に記載する。
【００４０】
図３（ｃ）は使用実績の積算が図３（ｂ）で且つ判定回数が２回のとき作成される動作パターンであり、１として記憶しているところが使用、０として記憶しているところが非使用時間帯となる。
【００４１】
図３（ｄ）は図３（ｃ）の動作パターン２３に従い制御手段２４で加熱手段４を制御した結果である。▲１▼は動作パターン２３が低温保温時間帯から高温保温時間帯に変化するときであり、加熱手段４を制御し、お湯の温度を使用者が所望する前記高温保温温度まで高める。▲２▼は動作パターン２３が高温保温時間帯から低温保温時間帯へ変化するときであり、加熱手段４を制御し、お湯の温度を使用者が所望する前記低温保温温度まで低める。▲３▼は動作パターン２３が高温保温時間帯であり、加熱手段４を制御し、お湯の温度を使用者が所望する前記高温保温温度を維持させる。▲４▼は動作パターン２３が低温保温時間帯であり、加熱手段４を制御し、お湯の温度を使用者が所望する前記低温保温温度を維持させる。
【００４２】
次に、図４を用いて本実施例の非使用時間帯判別手段２７の判別方法を詳しく説明する。図４（ａ）は基本単位時間ｔ１が１時間、基本時間ｔ２が１日、学習期間ｔ３が７日での使用実績の例である。ここで、判別回数は、前記したように使用時間帯と非使用時間帯を判別する時の閾値として使用する。さらに、判別時間帯数を設定することで、判別回数未満の基本単位時間帯が判別時間帯数以上連続で続いたところのみを非使用時間帯と設定するものである。
【００４３】
図４（ｂ）はその一例で、非使用時間帯判別手段２７の判別回数を１回とし、判別時間帯数を１とした時に作成される動作パターン２３である。出湯回数が１以下の時間帯は低温保温時間帯となっている。
【００４４】
次に、図４（ｃ）は非使用時間帯判別手段２７の判別回数を１回とし、判別時間帯数２とした時に作成される動作パターン２３である。この場合は、出湯回数１回以下が２時間以上続いたところのみが非使用時間帯と設定されるために、図４（ｂ）で非使用時間帯であった６の時間帯も使用時間帯と設定することができる。これにより、短時間の間でもヒータオフ、ヒータオンの繰り返しを減らすことができ、省エネ効果をあげることができる。
【００４５】
また、図４（ｄ）は非使用時間帯判別手段２７の判別回数を２回とし、判別時間帯数をＭＡＸとしたときに作成される動作パターン２３である。この場合は、出湯動作が２回以下である時間帯が基本時間１日の中で最も長く連続して続いた時間帯を非使用時間帯とし、他の時間帯を使用時間帯としたものである。これは、使用初期において使用実績の蓄積が少なく、この時期に図４（ｂ）で説明した方法で作成し保温温度制御を行うときに、非使用時間帯の方が多くなる傾向があり、低温で保温する時間帯が多く、省エネという面では効果が大きいが、高温で保温したお湯を必要とする場合には、前記再沸騰を行わなければならず、かえって省エネ効果が減ったり、ヒータをオンオフする音が気になる等の問題発生を軽減することができる。
【００４６】
次に、本実施例の選択手段２２について詳しく説明する。選択手段２２が動作し学習方法を変更する条件として、使用開始からの時間経過、基本時間中の総出湯回数がある。
【００４７】
まず、前記選択手段２２は、ある学習方法を選択してから設定された学習期間が経過したときに新たな学習方法を選択する。新たな学習方法は、基本単位時間、学習期間、判別回数、判別時間帯数を変更する。基本単位時間はより細かい制御を行うために短くなるように、学習期間は安定した動作を行うためにより長くなるように、判別回数は基本単位時間と基本時間の関係から求め、判別時間帯数はより細かい制御を行うために短くなるようにそれぞれ変更する。これにより、使用者の使用状況に適した保温温度の自動制御を行うことができるようになる。
【００４８】
また、前記選択手段２２は、学習期間が経過していない場合でも、基本時間中の総出湯回数が判別回数と基本時間から求められる閾値よりもある一定以上多いか少ない場合は、学習方法を変更する。このとき新たに変更される学習方法には総出湯回数が閾値より多かった場合は、基本単位時間が短いものを選択し、総出湯回数が閾値より少なかった場合は基本単位時間が長いものを選択する。
【００４９】
また、前記選択手段２２は、学習期間が経過していない場合でも、基本時間中、再沸騰回数により新たな学習方法を選択する。再沸騰回数が多い場合に、前記判別時間帯数の多い学習方法を選択する。これにより、非使用時間帯と設定される時間帯を少なくして、使用者が再沸騰操作をしなくても済むような動作パターンを設定することができる。
【００５０】
次に、本実施例の動作パターン消去手段２５について説明する。操作部１０中の消去スイッチ２６を押すことで、記憶手段１８中の使用実績２１、動作パターン２３を初期化することができる。また、商用電源供給手段９から電源が供給されなくなり、補助電源からも電源供給がなくなったとき、記憶手段１８中の使用実績２１、動作パターン２３を初期化することができる。これにより、使用者が違う人に替わる、遠隔地への引越しなどで気候変化を伴った使用地域の変化といった使用状況が短時間で大きく変化する時には、使用者が消去スイッチ２６を押すことで始めから学習をやり直すことができ、使用者に合った省エネ自動運転を行うことができる。
【００５１】
以上のように、使用実績２１と学習方法２０を変化させることで、使用実態に応じた制御パターンを確立することができる。
【００５２】
また、本実施例では学習期間経過後に動作パターンの変更を行っていたが、これを基本時間経過後にも可能とすることで、同じ学習方法で学習を行っている間でも基本時間ごとに動作パターンの変更を行うことができる。これにより、使用者の使用状況に応じた学習方法が設定されたとき、学習方法の変更を伴わず基本時間毎に動作パターンを変更することができる。
【００５３】
また、本実施例では出湯動作だけを使用実績として記憶するとしたが、再沸騰動作並びにヒータがオンした時間帯などを使用実績として記憶することで、より的確に使用者の使用状況に応じた学習を行うことができる。
【００５４】
また、本実施例では制御手段２４が非使用時間帯と判別された時間帯の保温温度を低温に保つとしたが、非使用時間帯と判別された時間帯でヒータを完全にオフすることで、より高い省エネ効果を得ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電気湯沸かし器によれば、使用者の使用実態を学習し、学習デ−タに基づきお湯の保温温度自動動作を行い、時間経過や使用状況の変化に応じて学習方法を変更することで、使用者の手を煩わせることなく、使用者の使用状況に応じた省エネ自動運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施例における電気湯沸かし器を示す構成図
（ｂ）同電気湯沸かし器の操作部を示す平面図
【図２】同電気湯沸かし器における学習手段のフローチャート
【図３】（ａ）〜（ｄ）同電気湯沸かし器における学習方法並びに保温温度自動制御を示す図
【図４】（ａ）〜（ｄ）同電気湯沸かし器における非使用時間帯判別手段の判別方法を示す図
【符号の説明】
４  加熱手段
１６  計時手段
１７  学習手段
１８  記憶手段
２０  学習方法
２１  使用実績
２２  選択手段
２３  動作パターン
２４  制御手段
２５  動作パターン消去手段
２７  非使用時間帯判別手段
【図１】
0003614148.tif 000002
【図２】
0003614148.tif 000003
【図３】
0003614148.tif 000004
【図４】
0003614148.tif 000005