(57)【要約】【課題】浴槽の循環金具の位置と異なる高さに設けられた水位センサーで浴槽内の水位を検出する際に、前記浴槽の設置場所の高低によって、水位センサーで検出される出力電圧の相違を補正した。【解決手段】浴槽の循環金具の位置と異なる高さに設けられた水位センサーで、基準水位から浴槽内の水位を検出するものである。前記水位センサーは、圧力と出力電圧との関係である出力カーブの傾きが浴槽の配置位置が変わっても、設置場所の高低による幅を広く測定できるように変える。前記出力カーブは、前記浴槽の配置位置の高低による幅を広く測定できるようになっているが、水位の精度が悪くなっている。そこで、前記出力カーブのゲインを上昇させて、水位センサーの精度を上げた後、前記水位センサーの出力カーブのレベルを下げて、マイクロコンピュータの監視可能な電圧範囲内にして、基準水位からの精度を向上させている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽の循環金具の位置と同じまたは異なる高さに設けられた水位センサーで浴槽内の水位を検出する自動ふろ装置における水位調整方法において、
浴槽の設置位置の高さ方向の幅を広くするために、水位センサーの圧力と出力電圧との関係における傾きを変えるように補正し、
前記水位センサーが浴槽の循環金具の位置と異なる高さに設けられている場合、前記補正された水位センサーの圧力と出力電圧との関係におけるゲインを上昇させて、水位センサーの精度を上げた後、前記水位センサーの圧力と出力電圧との関係のレベルを下げて、基準水位からの精度を向上させることを特徴とする自動ふろ装置における水位調整方法。
【請求項２】
浴槽の循環金具の位置と同じまたは異なる高さに設けられた水位センサーで浴槽内の水位を検出する自動ふろ装置における水位調整装置において、
基準水位を決めるためのマイクロコンピュータ調整出力を出力するとともに、浴槽の設置位置の高さ方向の幅を広くするために、水位センサーの圧力と出力電圧との関係における傾きを変える水位センサー出力補正回路と、
前記水位センサーが浴槽の循環金具の位置と異なる高さに設けられている場合、前記補正された水位センサーの圧力と出力電圧との関係におけるゲインを上昇させて、水位センサーの精度を上げた後、前記水位センサーの圧力と出力電圧との関係のレベルを下げて、基準水位からの精度を向上させるゲインの切り替えが可能なゲイン切替回路と、
を少なくとも備えていることを特徴とする自動ふろ装置における水位調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯器および／または水道から浴槽内に取り入れる湯または水の水位を所望通り正確に行うことができる自動ふろ装置における水位調整方法および水位調整装置に関するものである。特に、浴槽の循環金具の位置と異なる高さに設けられた水位センサーで浴槽内の水位を検出する際に、前記浴槽の設置場所の高低によって、水位センサーで検出される出力電圧の相違を補正した自動ふろ装置における水位調整方法および水位調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は電気温水器を用いた全自動ふろ装置の従来例を説明するための概念図である。図８において、システムは、メインフロコントローラ８１、フロコントローラ８１′と、浴槽８２と、温水器８３と、給湯部８４とから構成されている。温水器８３には、前記浴槽８２に設けられた循環金具８２１の位置と同じ位置に水位センサー８３８が設けられている。
【０００３】
前記温水器８３の給湯タンク８３１の内部には、タンクの上部から下部に向けて、熱交換器８３１１と、上ヒーター８３１２と、下ヒーター８３１３と、安全弁付き排水栓８３１４とが設けられている。前記給湯タンク８３１から浴槽８２への配管の途中には、前記ふろミキシングバルブ８３２と、センサー付き湯はり弁８３３と、ふろサーミスタ８３４と、三方弁８３５と、フロースイッチ８３６と、循環ポンプ８３７、水位センサー８３８と、循環サーミスタ８３９とが設けられている。
【０００４】
前記給湯タンク８３１から給湯部８４への配管の途中には、給湯ミキシングバルブ８４１と、給湯フロセンサー８４２と、給湯サーミスタ８４３とが設けられている。
【０００５】
フロコントローラ８１′のふろ自動スイッチを押すと、三方弁８３５は、「循環」側に切り替えられてセンサー付湯はり弁８３３を開き、湯はりが開始する。次に、ふろミキシングバルブ８３２は、ふろサーミスタ８３４の検出温度が「湯はり設定温度」になるようにお湯と水を混合する。
【０００６】
センサー付湯はり弁８３３は、湯はりの途中に、弁が閉じられ、三方弁８３５を「全閉」側に切り替えて、水位センサー８３８の出力電圧を読む。水位が湯はり設定水位に達した場合は、湯はりを停止する。三方弁８３５は、「循環」側に切り替えられて循環ポンプ８３７が作動する。循環サーミスタ８３９は、浴槽８２内の温度を確認する。
【０００７】
浴槽８２の湯はりが完了した場合には、前記三方弁８３５を「熱交換器」側に切り替えて追い焚きをする。浴槽８２の湯温が「湯はり設定温度」に達した場合には、自動的に保温運転に移行する。前記保温運転中に、三方弁８３５は、常に、「全閉」側にあって、浴槽８２の水位を測定する。浴槽８２の水位が下がると、自動的にたし湯を行い、ふろ水位を設定値に保つ。
【０００８】
また、前記保温運転中には、設定した時間毎に、三方弁８３５を「循環」側に切り替えて、循環ポンプ８３７が作動し、循環サーミスタ８３９により、浴槽８２内の温度をチェックする。浴槽８２内の湯温がふろ設定温度より低い場合には、三方弁８３５を「熱交換」側に切り替え、浴槽８２内のお湯が熱交換器８３１１を通過させて、設定温度まで追い焚きをする。
【０００９】
給湯部８４の栓を開くと、給湯フロセンサー８４２は、水の流れを検出する。給湯ミキシングバルブ８４１は、給湯サーミスタ８４３が設定温度になるようにお湯と水を混合する。
【００１０】
他の従来例として、特開平９−１８４６５７号公報に記載されている風呂落とし込み給湯装置は、給湯用熱交換缶体と、前記給湯用熱交換缶体から浴槽に湯水を落とし込む経路である給湯路と、浴槽の水位に応じて出力値が変化する風呂水位センサと、前記風呂水位センサからの出力値を基に浴槽水位を演算し、落とし込み制御を行う制御部と、運転指示を行う操作部とを備え、前記制御部は、記憶部を有し、かつ、大気開放時の風呂水位センサからの出力値を基に演算した水位データ、または前記水位データと標準値との差を記憶部に記憶させている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−１８４６５７号公報
【００１２】
他の従来例として、特開平１０−２４６５０７号公報に記載されている浴槽の水位制御システムは、給湯手段を浴槽と配管で接続するとともに、浴槽内の水位を配管に作用する水圧により検出する水位検出手段を備えて、浴槽に開口された配管の開口部位置を基準水位に設定し、浴槽の水位が前記基準水位を超えている場合、前記配管に空気を除去できる程度の給水の後、水位検出を行って、基準水位を基準にした設定水位まで給水するというものである。
【００１３】
【特許文献２】
特開平１０−２４６５０７号公報
【００１４】
他の従来例として、特開２０００−１４６６７２号公報に記載された水位センサー装置において、配管の漏れを検出するための高い圧力を検出し得る圧力センサーは、補正回路を介して浴槽の水位を検出する水位センサーに変換することができる。前記公報の発明は、前記構成によって、浴槽の水位を検出できると同時に配管の漏れも検出できるというものである。
【００１５】
【特許文献３】
特開２０００−１４６６７２号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
浴槽の循環金具の位置と同じ高さに設けられた水位センサーで浴槽内の水位を検出する自動ふろ装置は、前記水位センサーが設けられている配管内の空気を除去した後、前記配管内に水が入る状態にして、前記水位センサーが浴槽内の水位を水圧として検出している。また、基準水位は、前記浴槽の循環金具の位置としている。
【００１７】
このような基準水位は、浴槽８２における循環金具８２１の位置が水位センサー８３８を設けた位置と同じ高さであれば、特に問題がない。しかし、浴槽８２は、家の構造上、水位センサー８３８の位置と循環金具８２１の高さが異なる場合、あるいは、極端な場合、二階に設けられることも考えられる。このような場合、前記水位センサー８３８にかかる圧力は、水位センサーの位置と循環金具の位置により、大きく異なる。
【００１８】
前記浴槽８２の位置による水位センサー８３８の圧力を補正する補正回路が考えられている。たとえば、水位センサー８３８は、圧電変換器であり、出力として取り出された電圧の変化を少なくするように補正して、浴槽８２内の水位を幅広く検出できるようにしている。しかし、前記補正回路は、検出精度が落ちるという問題点あった。
【００１９】
以上の課題を解決するために、本発明は、浴槽の設置位置の高さが変わっても、水位センサーによって幅広く検出できるようにするとともに、正確な水位を検出することができる自動ふろ装置における水位調整方法および水位調整装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
（第１発明）
第１発明の自動ふろ装置における水位調整方法は、浴槽の循環金具の位置と同じまたは異なる高さに設けられた水位センサーで浴槽内の水位を検出するものであり、浴槽の設置位置の高さ方向の幅を広くするために、水位センサーの圧力と出力電圧との関係における傾きを変えるように補正し、前記水位センサーが浴槽の循環金具の位置と異なる高さに設けられている場合、前記補正された水位センサーの圧力と出力電圧との関係におけるゲインを上昇させて、水位センサーの精度を上げた後、前記水位センサーの圧力と出力電圧との関係のレベルを下げて、基準水位からの精度を向上させることを特徴とする。
【００２１】
（第２発明）
第２発明の自動ふろ装置における水位調整装置は、浴槽の循環金具の位置と同じまたは異なる高さに設けられた水位センサーで浴槽内の水位を検出するものであり、基準水位を決めるためのマイクロコンピュータ調整出力を出力するとともに、浴槽の設置位置の高さ方向の幅を広くするために、水位センサーの圧力と出力電圧との関係における傾きを変える水位センサー出力補正回路と、前記水位センサーが浴槽の循環金具の位置と異なる高さに設けられている場合、前記補正された水位センサーの圧力と出力電圧との関係におけるゲインを上昇させて、水位センサーの精度を上げた後、前記水位センサーの圧力と出力電圧との関係のレベルを下げて、基準水位からの精度を向上させるゲインの切替が可能なゲイン切替回路とを少なくとも備えていることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１発明）
第１発明の自動ふろ装置における水位調整方法は、浴槽の循環金具の位置と同じまたは異なる高さに設けられた水位センサーに、空気が抜けた状態で水が入った位置を基準水位として、浴槽内の水位を検出するものである。前記水位センサーは、圧力と出力電圧との関係、すなわち、出力カーブの傾きが浴槽の配置位置が変わっても、設置場所の高低による幅を広く測定できるように変える。水位センサーが浴槽の循環金具の位置と同じ高さに設けられた場合、前記水位センサーの特性に合う範囲に補正するだけでよい。
【００２３】
しかし、水位センサーが浴槽の循環金具の位置と異なる高さに設けられた場合、前記補正された出力カーブは、前記浴槽の配置位置の高低による幅を広く測定できるようになっているが、水位の測定精度が悪くなっている。そこで、第１発明は、前記補正出力カーブのゲインを上昇させて、水位センサーの精度を上げる。しかし、水位センサーの精度を上げると、マイクロコンピュータの監視可能な電圧範囲の上限を越えてしまう。前記不都合を除去するために、前記水位センサーの補正出力カーブのレベルを下げて、マイクロコンピュータの監視可能な電圧範囲内にして、基準水位からの測定精度を向上させている。
【００２４】
（第２発明）
第２発明の自動ふろ装置における水位調整装置は、浴槽の循環金具の位置と同じまたは異なる高さに設けられた水位センサーに、空気が抜けた状態で水が入った位置を基準水位として、浴槽内の水位を検出するもので、浴槽の位置が前記水位センサーの位置と異なっても、精度良く水位を調整することができる。
【００２５】
水位センサー出力補正回路は、マイクロコンピュータの監視可能な電圧範囲と水位センサーの特性とを合わすために、マイクロコンピュータからの調整出力電圧を出力するとともに、水位センサーの圧力と出力電圧との関係を表す出力カーブを全体的に下方へスライドさせることにより、水位の変化を細かく見ることができるように補正する。次に、ゲイン切替回路は、必要により、たとえば、水位センサーが浴槽の循環金具の位置と異なる高さに設けられている場合、ゲインの切り替えを行った後、前記水位センサー出力補正回路からの出力カーブのゲインを上昇させる。
【００２６】
水位センサーのゲインを上げた後、マイクロコンピュータの監視可能電圧範囲に入るように、前記水位センサーの圧力と出力電圧との関係を表す出力カーブのレベルを下げる。第２発明は、前記水位センサー出力補正回路およびゲイン切替回路によって、浴槽内の水位を基準水位から精度良く測ることができる。
【００２７】
【実施例】図１は本発明の実施例を説明するための概略ブロック構成図である。本発明の自動ふろ装置における水位調整装置は、浴槽の循環金具の位置と同じ高さまたは異なる高さに設けられた水位センサーに、空気が抜けた状態で水が入った位置を基準水位として、浴槽内の水位を検出している。図１において、前記水位調整装置は、マイクロコンピュータ１１と、水位センサー１２と、水位センサー出力補正回路１３と、ゲイン切替回路１４とから構成されている。
【００２８】
前記マイクロコンピュータ１１は、水位センサー１２により、精度の高い水位を演算する際のプログラム等が格納されているＲＯＭ１１１と、必要によりデータの書込等ができるＲＡＭ１１２と、検出された水位センサー１２の電圧を基にして水位を演算する演算手段（ＣＰＵ）１１３と、調整出力の端子、ゲイン切替出力端子、ＡＤ入力端子を有し、図１のごとく接続されている。
【００２９】
図２は本発明の実施例を説明するためのフローチャートである。図３は本発明の実施例を説明するための回路図であり、水位センサーの電圧をマイクロコンピュータのＡＤ入力端子へ入力させるまでの補正回路である。まず、湯はり開始のための図示されていないボタンが押される（ステップ２１１）。
【００３０】
マイクロコンピュータ１１の演算手段（ＣＰＵ）１１３は、水位センサー１２の出力電圧と基準水位との関係がＲＡＭ１１２に設定されているか否かを調べる（ステップ２１２）。前記演算手段１１３は、水位センサー１２の出力電圧と基準水位との関係が前記ＲＡＭ１１２に設定されていないと判断した場合、前記マイクロコンピュータ１１の調整出力電圧を１Ｖ（ステップ２１３）として水位センサー出力補正回路３１の端子３１１に加える（ステップ２１４）。
【００３１】
前記１Ｖの調整出力電圧は、前記水位センサー出力補正回路３１およびゲイン切替回路３２を通り、出力端子３３から出力する。前記出力電圧は、マイクロコンピュータ１１のＡＤ入力端子から入力される（ステップ２１５）。この時、前記ゲイン切替回路３２のゲインは「１」である。次に、演算手段１１３は、循環金具の上まで浴槽に水を張った場合の水位センサー１２の出力電圧を基にして基準水位を確認（ステップ２１６）し、これをＲＡＭ１１２に記憶する。
【００３２】
前記演算手段１１３は、水位センサー１２の出力電圧と基準水位との関係が前記ＲＡＭ１１２に設定されていると判断した場合、マイクロコンピュータ１１からゲイン切替信号を端子３２１に送る（ステップ２１７）。次に、水位センサー１２の圧力と出力電圧との関係から基準水位に相当する調整出力電圧を設定する（ステップ２１８）。前記水位センサー１２の圧力と出力電圧との関係は、水位センサー出力補正回路３１によって補正される（ステップ２１９）。
【００３３】
前記水位センサー出力補正回路３１によって補正された圧力と出力電圧との関係は、ゲイン切替回路３２によって、たとえば、ゲインを３倍にする（ステップ２２０）。その後、前記出力電圧は、マイクロコンピュータ１１のＡＤ入力端子に入力される（ステップ２２１）。前記マイクロコンピュータ１１は、前記補正されたマイクロコンピュータＡＤ入力によって設定された設定水位になるか否かを調べる（ステップ２２２）。マイクロコンピュータ１１は、設定水位になるまで、湯はりを続け、設定水位になった場合に、湯はりを終了する（ステップ２２３）。
【００３４】
図４は水位センサーの圧力と出力電圧との関係を表した図である。図５は本発明の実施例を説明するもので、水位センサーの圧力と出力補正回路出力電圧との関係を表した図である。図６は本発明の実施例を説明するもので、水位センサーの圧力とゲイン切替回路出力電圧との関係を表した図である。図７は本発明の実施例を説明するもので、水位センサーの圧力と補正された回路出力電圧との関係を表した図である。
【００３５】
図４において、水位センサー１２は、圧力が「０」パスカル（水位０ｍ）の時、出力電圧が「２．０Ｖ」となり、圧力が−１９．６ｋパスカル（水位−２ｍ）の時、出力電圧が「１．０Ｖ」になり、圧力が４９．０ｋパスカル（水位５ｍ）の時、出力電圧が「４．５Ｖ」になる。前記図４に示す値は、水位センサー１２が本来持っている特性であり、出力電圧範囲が「１．０Ｖ」ないし「４．５Ｖ」の範囲しか使用できず、「１．０Ｖ」以下の範囲が使用できない。
【００３６】
そこで、水位センサー１２の圧力と出力電圧との関係において、前記水位センサー出力補正回路１３によって、マイクロコンピュータ１１の調整出力を「０Ｖないし５Ｖ」の任意電圧が印加され、その電圧分だけ水位センサー出力電圧カーブ全体を下方にスライドさせて、図５に示す出力カーブとする。すなわち、図３に示す水位センサー出力補正回路３１における抵抗群、オペアンプは、図５に示すように、水位センサー１２における出力カーブの傾きを変えている。
【００３７】
この時、マイクロコンピュータ１１の調整出力電圧は、「１．０Ｖ」に固定されている。図５に示す水位センサー１２の圧力と回路出力電圧との関係は、水位センサー１２の出力を直接見るよりも水位の変化を細かく見ることができる。図５に示す関係は、循環金具の位置と水位センサー１２の位置が同じ場合であり、この出力カーブ上で基準水位を探す。この基準水位は、ＲＡＭ１１２に記憶される。
【００３８】
図６において、細線で示す圧力と回路出力電圧との関係は、ゲイン１倍の時であり、この関係で、基準水位を探す。基準水位は、圧力が９．８ｋパスカル（水位１ｍ）の時、出力電圧が「１．９５Ｖ」である。基準水位が確認された時点で、マイクロコンピュータ１１のゲイン切替信号により、たとえば、ゲインを３倍にすると、図６の太線で示すようになる。
【００３９】
図６に示すように、ゲインを３倍とすることは、水位の変化をより細かく、精度良く見ることができる。しかし、図６において、圧力が９．８ｋパスカル（水位１ｍ）を基準水位とした場合、ゲインを３倍にすると、マイクロコンピュータ１１の監視可能電圧範囲の上限５Ｖを越えてしまい、マイクロコンピュータ１１によって確認することができない。
【００４０】
そこで、図６において、３倍ゲインで基準水位電圧がＡＤ１００（８ビットで１００／２５６  略中心が１．９５Ｖ  分解能を表す）になるように、水位センサーの出力補正回路３１に任意のマイクロコンピュータ調整出力をマイクロコンピュータ１１から出力し、水位センサー出力補正回路３１の端子３１１に印加してカーブ全体のレベルを下げる。前記処理を行うことにより、基準水位（１ｍ）から、上方１．６ｍの範囲の水位を精度良く検出することが可能となる。
【００４１】
基準水位電圧が１００ＡＤになるようにカーブ全体のレベルを下げた場合においても、マイクロコンピュータ１１の監視可能電圧範囲の上限が５Ｖのため、水位変化検知可能な上限が２．６ｍとなるが、基準水位（循環金具の位置）から上方１．６ｍの変化を検知でき、通常一般の家庭の浴槽であれば、何ら問題なく使用できる。
【００４２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。たとえば、図１に示すブロック構成図および図３に示すオペアンプや抵抗群は、周知または公知の技術により任意に設計変更を行うことができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、水位センサーが浴槽の循環金具の位置と異なる高さに設けられた場合であっても、水位センサーの出力を補正回路によって補正した後、ゲインを上げ、基準レベルをマイクロコンピュータのＡ／Ｄ変換器の略中心になるように調整したため、自動ふろ装置における水位調整において、水位の設定幅を大きく、かつ、水位のバラツキの無い精度の高い水位調整制御が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を説明するための概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の実施例を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施例を説明するための回路図であり、水位センサーの電圧をマイクロコンピュータのＡＤ入力端子へ入力させるまでの補正回路である。
【図４】水位センサーの圧力と出力電圧との関係を表した図である。
【図５】本発明の実施例を説明するもので、水位センサーの圧力と出力補正回路出力電圧との関係を表した図である。
【図６】本発明の実施例を説明するもので、水位センサーの圧力とゲイン切替回路出力電圧との関係を表した図である。
【図７】本発明の実施例を説明するもので、水位センサーの圧力と補正された回路出力電圧との関係を表した図である。
【図８】電気温水器を用いた全自動ふろ装置の従来例を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１１・・・マイクロコンピュータ
１２・・・水位センサー
１３、３１・・・水位センサー出力補正回路
１４、３２・・・ゲイン切替回路
１１１・・・ＲＯＭ
１１２・・・ＲＡＭ
１１３・・・演算手段
【図１】
2004286534.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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