暖房便座装置
【課題】実際に暖房便座装置の設置された環境を考慮して、トイレルームへ入室しようとするユーザの動きを確実に検知し、暖房便座装置の待機温度をできる限り低く維持し、便座の消費電力を低減させることと、ユーザの着座時点における便座の温度を快適な温度まで確実に昇温させることとの両立を図り、あるいは、それらのバランスをとることができる暖房便座装置を提供する。
【解決手段】暖房便座装置は、トイレルーム内に設置された便座と、便座を加熱する加熱部と、ユーザが入退室するトイレルームの出入り口に設置された扉と、電波によりトイレルームの外側にいるユーザが扉を開けたことを検知し、該ユーザがトイレルームへ入室したことを検知するセンサ部と、加熱部およびセンサ部を制御する制御部とを備え、制御部は、少なくともセンサ部によりユーザが扉を開けたことを検知してから該ユーザがトイレルームへ入室したことを検知するまでのアプローチ時間に基づいて便座の待機温度を設定する。
【解決手段】暖房便座装置は、トイレルーム内に設置された便座と、便座を加熱する加熱部と、ユーザが入退室するトイレルームの出入り口に設置された扉と、電波によりトイレルームの外側にいるユーザが扉を開けたことを検知し、該ユーザがトイレルームへ入室したことを検知するセンサ部と、加熱部およびセンサ部を制御する制御部とを備え、制御部は、少なくともセンサ部によりユーザが扉を開けたことを検知してから該ユーザがトイレルームへ入室したことを検知するまでのアプローチ時間に基づいて便座の待機温度を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、便座装置に係わり、例えば、便座を加熱する暖房便座装置に関する。
【背景技術】
【0002】
暖房便座装置は、便座内に内蔵された発熱線に常時電圧を印加することにより熱を発生させ、その熱によって設定された所望の温度に便座を常に暖めておくものである。それにより、暖房便座装置は、ユーザが便座に着座する際に便座の冷たさによって不快を感じることを防止し、ユーザは快適に便座に着座することができる。
【0003】
このような暖房便座装置では、便器を使用しない時の消費電力は極力低下させる一方で、便器使用時には快適な温度の便座に着座できるように便座温度を制御することが望まれている。そこで従来、便器を使用しない時の消費電力を抑えるために便座の待機温度を低く保った状態で焦電型赤外線センサを用いてトイレルームへ入室するユーザを検知し、ユーザの検知があった場合は、待機温度から目標とする着座温度まで便座の温度を昇温する即暖型の暖房便座装置が知られている(特許文献1)。このような即暖型の暖房便座装置は、ユーザが便器を使用するときに便座を急速加熱するものであり、便器を使用しないときの待機温度を下げることができるので消費電力の低減に有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第4068648号
【特許文献2】特開2009−165684号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、従来の即暖型の暖房便座装置は、トイレルームへ入室した後のユーザを検知して待機温度から目標の着座温度まで昇温させるものである。通常、入室から着座までの時間は6秒程度であり、ユーザが軽装の場合はトイレルームに入室してから便座に着座するまでの時間は4秒程度である。つまり、待機温度から着座温度まで昇温させる時間には限界があった。そのため、従来の即暖型の暖房便座装置は、着座する時点において便座を快適な温度まで昇温できないおそれがあった。あるいは、短い時間でもユーザが着座する時点において便座を確実に快適な温度まで昇温するために、省エネ性を犠牲にして待機温度を高目に設定していた。
【0006】
また、着座時点において便座を快適な温度まで昇温させつつ、消費電力を低減させるためには、ヒーターの昇温能力を高くし、短時間で便座を加熱することが考えられる。しかし、ヒーターの昇温能力を高くすることは、安全性の問題を生じさせる。さらに、ヒーターの昇温能力が高い場合、小便時など便座の昇温が必要でないにもかかわらず昇温させてしまったときに消費電力の無駄が大きくなってしまうという課題も生じる。
【0007】
従って、ヒーターの昇温能力を低く維持しながら消費電力を低減させるためには、低い待機温度からでも確実に快適な温度まで昇温できるように昇温時間を長くすることが望ましい。このように昇温時間を長くするために、ユーザがトイレルームへ入室する前に即暖による昇温制御を開始すべく、電灯スイッチを用いた方式が考えられる(特許文献2)。しかし、トイレルームの電灯スイッチは、トイレルーム内が明るい場合等、トイレルームへ入室するユーザが必ず使用するものではない。電灯スイッチの入/切をトリガーとして便座温度を制御したとき、電灯スイッチを使用せずにトイレルームへ入室したユーザに対し便座を快適な温度まで昇温させることができず、ユーザが便座に着座したとき冷たく感じ不快となる。
【0008】
また、赤外線センサをトイレルームから遠く離れた位置に設置することによって、昇温時間を長くすることが考えられる。しかし、指向性が狭く、空間における伝搬損失(減衰)が比較的大きい赤外線センサでユーザがトイレルームへ入室する有無を判定しようとすると、トイレルーム外側の廊下などに複数の赤外線センサを設置し、かつ、その各赤外線センサと暖房便座装置の暖房制御をリンクさせる必要がある。便座の即暖制御のためだけにこのような手法を用いることは、現実的ではない。
【0009】
また、赤外線センサを設置することによって、トイレルームからユーザまでの距離を把握できたとしても、ユーザがその位置からトイレルームへ入室するまでの時間は、その位置からトイレルームまでの住居形態や、ユーザの歩行速度等に依存する。すなわち、センサがユーザを検知してからトイレルームへ入室するまでの時間は単に位置情報から一義的にきまるものではない。
【0010】
このため、単に位置情報に基づいて即暖を開始させる従来の即暖型の暖房便座装置では、着座する時点において便座を快適な温度まで昇温できないおそれがあった。
【0011】
このように、従来の即暖型の暖房便座装置では、ユーザの着座時点において便座を快適な温度まで昇温させることと、便座の待機温度を可及的に低下させて消費電力を低減させることとを両立させることは困難であった。
【0012】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、トイレルームへ入室しようとするユーザの動きを確実に検知し、暖房便座装置の待機温度をできる限り低く維持し、便座の消費電力を低減させながら、ユーザの着座時点における便座の温度を快適な温度まで確実に昇温させることができる暖房便座装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の第1態様としての暖房便座装置は、トイレルーム内に設置された便座と、前記便座を加熱する加熱部と、ユーザが入退室する前記トイレルームの出入り口に設置された扉と、電波により前記トイレルームの外側にいるユーザが前記扉を開けたことを検知し、該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するセンサ部と、前記加熱部および前記センサ部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、少なくとも前記センサ部によりユーザが前記扉を開けたことを検知してから該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するまでのアプローチ時間に基づいて前記便座の待機温度を設定することを特徴とする。
【0014】
暖房便座装置の消費電力を減らすための手段として便座が未使用時の待機温度を低く設定することが効果的である。また、過度な冷熱サイクルによる便座の破損防止および感電等の安全性を考慮すると、比較的少ない加熱電力にて加熱部(例えば、チュービングヒータや面状ヒータ)を制御することが好ましい。センサ部にてトイレルームを使用するユーザを検知してから該ユーザが便座に着座するまでの時間が長いほど、便座の待機温度をより低く設定すること、加熱部をより少ない加熱電力にて制御することが可能となる。一方、トイレルームの壁や扉は比誘電率が比較的小さい木材や樹脂から構成されている。このため、壁や扉を比較的透過しやすい電波ビーム(例えば、マイクロ波からミリ波の周波数帯を利用)を送受信し検知領域内の移動体を検知する電波センサを、センサ部として用いることにより、トイレルーム内だけでなくトイレルーム外側の電波センサの検知領域に進入したユーザを検知することができるため、トイレルームを使用するユーザを検知してから該ユーザが便座に着座するまでの時間が、従来の暖房便座装置よりも長くとれる。
【0015】
しかしながら、暖房便座装置を使用するユーザ(年齢や体格、習慣や癖等)、暖房便座装置が設置されるトイレルームの構造(トイレルーム内の広さや扉の位置、壁や扉の材質等)、さらにはトイレルームが配置される住居や建物の構造(扉に隣接する空間の広さ、トイレルーム周辺の水回り設備設置状況等)の相違により、トイレルーム外側の検知領域に進入したユーザを検知してから該ユーザが便座に着座するまでの時間は変化する。また、トイレルーム外側の検知領域に進入したユーザの動きが様々であるトイレルーム(例えば、居間に併設されたトイレルーム、トイレルームが連立して複数配置されたトイレ空間)内に暖房便座装置が設置された場合、センサ部にて検知領域に進入したユーザを検知したとき制御部は該ユーザがトイレルームへ入室するか否かを判断することは困難であり、便座の待機温度や加熱部の加熱電力を効率良く制御できない場合が生じる。
【0016】
電波センサは、トイレルームを使用するユーザの動きだけでなく、暖房便座装置に備えている便座や便蓋が回動する動き、トイレルームの出入り口に設置された扉が開閉する動き等、電波センサの検知領域内にて移動する物体を検知できる。
【0017】
トイレルームの出入り口に設置される扉の材質は、比誘電率の比較的小さい木材や軽金属材(鋼板)等、様々である。また、ユーザと扉の大きさ(電波を受信する有効表面積)を比較すると扉の方が大きく、且つ凹凸の多いユーザに対し扉は平面状である。このため、トイレルーム外側の電波センサの検知領域に進入し扉付近まで接近したユーザからの反射波(反射電力)とユーザが扉を開けたときに生じる扉からの反射波の大きさを比較すると、後者の方が大きい。透過率が比較的高い木材で扉が構成されている場合でも、ユーザが扉を開けた際、電波センサから放射された電波の進行(偏波)方向に対し扉表面における電波の入射角が大きくなると、扉表面で電波の反射率が増加する。このため、ユーザが扉を開けたときに生じる扉からの反射波は、扉付近まで接近したユーザからの反射波よりも大きくなる。扉の材質が軽金属材になると扉からの反射波は、ユーザからの反射波よりもさらに大きくなる。
【0018】
トイレルーム外側の電波センサの検知領域に進入し扉付近まで接近したユーザからの反射波を電波センサにて受信し測定した値(振幅電圧値)をα、ユーザが扉を開けたときに生じる扉からの反射波を電波センサにて受信し測定した値をβとすると、電波センサによりユーザが扉を開けたことを検知するために必要な閾値は測定値αよりも大きく、測定値βよりも小さい値となる。暖房便座装置の設置環境に応じて該閾値を設定すれば、電波センサによりトイレルーム外側の検知領域に進入したユーザがトイレルームの扉を開けたことを検知できる。
【0019】
このように、電波センサによりトイレルーム外側の検知領域に進入したユーザがトイレルームの出入り口に設置された扉を開けたときに生じる扉の動きを検知することにより、制御部は間接的に該ユーザがトイレルームへ入室すること確実に判断できる。従って、トイレルーム外側の検知領域に進入しただけのユーザとトイレルームを使用するユーザを判別して便座温度を効率良く制御することが可能となる。
【0020】
また、複数のユーザ(子供や大人、老人)が利用するトイレルームおいて、トイレルーム外側の検知領域に進入したユーザからの反射波(反射電力)に基づいて便座温度を制御しようとすると、電波センサにて受信し測定した値(振幅電圧値)はトイレルームに接近するユ―ザの体格や進行方向、トイレルームの構造や壁、扉の材質等でばらつくため、制御部は制御方法が複雑化し検知判断する応答性に影響を与える。一方、トイレルーム外側の電波センサの検知領域に進入したユーザが扉を開けたときに生じる扉からの反射波(反射電力)に基づいて便座温度を制御する場合、一旦トイレルーム内に暖房便座装置が設置されると、ユーザが代わっても扉を開けた時ときに生じる扉からの反射波(反射波が大きくなるタイミングおよび反射電力))は殆どばらつかない。本発明の暖房便座装置は、電波センサによりトイレルーム外側の検知領域に進入したユーザがトイレルームの扉を開けたことを検知するため、制御部は制御方法がシンプルで応答性に優れる。
【0021】
さらに、トイレルーム外側の検知領域に進入したユーザがトイレルームの扉を開けてからトイレルームへ入室するまでの時間は、暖房便座装置が設置されるトイレルームの構造(トイレルームに設置される扉の位置、扉の開く方向等)、ユーザがトイレルームへ接近する進行方向やトイレルームへ入室する移動速度、ユーザの習慣(合理的な行動パターン)等により変化する。本発明の暖房便座装置は、センサ部によりトイレルーム外側の検知領域に進入したユーザが扉を開けたことを検知してから該ユーザがトイレルームへ入室したことを検知するまでのアプローチ時間に基づいて待機温度を設定している。すなわち、アプローチ時間が便座を快適な温度に昇温するのに必要な昇温時間の一部として待機温度を決定している。このため、消費電力を考慮して待機温度を下げてもユーザが便座に着座するとき確実に便座の温度を快適な温度まで昇温させることが可能となるだけでなく、安全性を考慮して便座を加熱する加熱部(チュービングヒータ、面状ヒータ等)の加熱電力(昇温能力)を可能な限り低く設定することもできる。このように、本発明の暖房便座装置は、実際の設置環境(トイレルームを使用するユーザ、トイレルームの構造、トイレルームが配置される住居や建物の構造、トイレルームで生じる自然現象等に付随する相違)に合わせて待機温度を設定することができる。
【0022】
本発明の暖房便座装置は、設置環境が変化しても便座温度を効率良く制御し、ユーザの着座時点における便座温度を適切な温度(快適または便座に着座したときユーザが冷たいと感じない温度)まで昇温させること(第1の目的)と、暖房便座装置の待機温度を低下させ消費電力を低減させること(第2の目的)を両立させることができる。
【0023】
本発明の第2態様としての暖房便座装置は、前記第1態様に係る暖房便座装置において、前記制御部は、前記センサ部によりユーザが前記扉を開けたことを検知してから該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するまでの時間を実測し、該実測時間に基づいて前記アプローチ時間を決定することを特徴とする。
【0024】
トイレルームの正面(便座に着座したユーザと対向する方向側)に扉が設置されている場合と側面(便座に着座したユーザと対向しない方向側)に扉が設置されている場合では、トイレルーム外側のユーザが扉を開けたときに生じる扉からの反射波が大きくなるタイミングが異なる。これは、電波センサからみた扉が開くときの移動経路(位置)と、電波センサから放射される電波の進行(偏波)方向に対し扉表面における電波の入射角が関係する。トイレルームの正面に扉が設置されている場合、扉が開き始めるのとほぼ同時に扉からの反射波が大きくなり、扉に接近するユーザからの反射波よりも大きくなる。そして、扉が開くにつれ扉からの反射波は小さくなる。一方、トイレルームの側面に扉が設置されている場合、扉が開き始めた時点での扉からの反射波は小さいがある程度扉が開くと大きくなり、扉に接近するユーザからの反射波よりも大きくなる。このため、ユーザが扉を開けてからトイレルームへ入室するまでのアプローチ時間について、トイレルームの正面に扉が設置されている場合と側面に設置されている場合で比較したとき、実際にユーザがとる行動パターン(移動経路、移動時間)は同じあっても電波センサにより扉が開いたことを検知するタイミングは異なり、トイレルームの側面に扉が設置されている場合のアプローチ時間は、トイレルームの正面に扉が設置されている場合よりも短くなる。
【0025】
アプローチ時間は、ユーザが扉を開けてからトイレルームへ入室するときのユーザ(子供や大人、老人)の移動速度によっても変化する。また、ユーザがトイレルームへ接近する進行方向に対しトイレルームに設置された扉の開く方向によってもアプローチ時間は変化する。ユーザがトイレルームへ接近し扉を開けてからトイレルームへ入室する行動パターンをみると、例えば、トイレルームの正面に右回転方向に開く扉が設置されている場合、ユーザが左側方からトイレルームへ接近し入室するときユーザの体の向き(進行方向)は大きく変わらない。一方、ユーザが右側方からトイレルームへ接近し入室するとき、ユーザは開く扉を回避しつつ、体の向きを少なくとも90度回転させてトイレルームへ入室する。このため、ユーザが左側方からトイレルームへ接近し入室する場合と右側方からトイレルームへ接近し入室する場合で移動距離(移動経路)を比較すると前者の方が短く、アプローチ時間は短くなる。このように、ユーザがトイレルームへ接近する進行方向に対し扉の開く方向によってユーザの移動距離が変わるためアプローチ時間は変化する。
【0026】
本発明の暖房便座装置は、アプローチ時間の実測値に基づいて待機温度を決定しているため、実際の暖房便座装置の設置環境に適合した待機温度を設定することができる。このため、暖房便座装置の設置環境が変化してもユーザが便座に着座するとき確実に便座の温度を快適な温度まで昇温させつつ、設置環境を考慮して待機温度をできるだけ低減させることができる。
【0027】
その結果、実際の暖房便座装置の設置環境に適合するように上記第1および第2の目的のバランスをとりつつ、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0028】
本発明の第3態様としての暖房便座装置は、前記第2態様に係る暖房便座装置において、前記制御部は、前記電波の反射波の測定値が所定の閾値を超えた時点からユーザが前記トイレルームへ入室するまでの時間を計測することによって前記実測時間を取得することを特徴とする。
【0029】
本発明の暖房便座装置は、実際の設置環境においてトイレルーム外側の電波センサの検知領域に進入したユーザがトイレルームの扉を開けたときに生じる扉からの反射波(電波)の測定値が所定の閾値を超えた時点からアプローチ時間の計測を開始する。トイレルーム外側の検知領域に進入し扉付近まで接近したユーザからの反射波を電波センサにて受信し測定した値(振幅電圧値)をα、ユーザが扉を開けたときに生じる扉からの反射波を電波センサにて受信し測定した値をβとすると、電波センサによりユーザが扉を開けたことを検知するために必要な閾値は測定値αよりも大きく、測定値βよりも小さい値となる。また、住居形態によりトイレルームの大きさや扉の設置位置が異なるため、電波センサから扉までの距離に応じて反射波の大きさが変化する。ここでいう所定の閾値とは、暖房便座装置がトイレルーム内に設置されたときの設置環境に応じて変動する値であり、測定値αよりも大きく、測定値βよりも小さい値である。
【0030】
このように、実際の暖房便座装置の設置環境において閾値を設定すれば、ユーザがトイレルームの扉を開けたときに生じる扉からの反射波を電波センサにより受信し測定した値が所定の閾値を超えたとき、制御部はユーザがトイレルームの扉を開けたこと、該ユーザがトイレルームへ入室することを判断できる。本発明の暖房便座装置は、実際の暖房便座装置の設置環境に適合した閾値を用いて実測時間を実測し、該実測時間に基づいてアプローチ時間を決定するため、実際の暖房便座装置の設置環境に適合した待機温度を設定できる。また、電波の反射波の測定値が前記所定の閾値を超えた時点から便座の加熱を開始することができるため、暖房便座装置の設置環境が変化してもユーザが便座に着座するとき確実に便座の温度を快適な温度まで昇温させつつ、設置環境を考慮して待機温度をできるだけ低減させることができる。
【0031】
その結果、実際の暖房便座装置の設置環境に適合するように上記第1および第2の目的のバランスをとりつつ、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0032】
本発明の第4態様としての暖房便座装置は、前記第2態様に係る暖房便座装置において、前記実測時間を格納する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記実測時間を複数回取得し、前記記憶部に格納された複数の前記実測時間に基づいて前記アプローチ時間を決定することを特徴とする。
【0033】
本発明の暖房便座装置は、記憶部に格納された複数の実測時間に基づいてアプローチ時間を決定するため、暖房便座装置が実際に使用される設置環境に対し適合の度合いが高く、より効率良く便座温度を制御できる。また、複数の実測時間を用いることによって、突発的あるいは例外的な状況のみに基づいてアプローチ時間が決定されることを防止できる。
【0034】
本発明の第5態様としての暖房便座装置は、前記第4態様に係る暖房便座装置において、前記制御部は、複数の前記実測時間のうち時間の短い所定数の実測時間に基づいて前記アプローチ時間を決定することを特徴とする。
【0035】
本発明の暖房便座装置は、複数の実測時間のうち時間の短い所定数の実測時間を用いてアプローチ時間を決定するため、制御部は扉を開けてからトイレルームへ入室するまでの移動時間が短い(移動速度が速い)ユーザに適合するように待機温度を設定することができる。これにより、暖房便座装置は、殆どのユーザの着座時には確実に便座温度を目標温度以上に昇温させることができる。また、複数の前記実測時間のうち時間の短い所定数の実測時間を平均した値をアプローチ時間として決定することにより、突発的あるいは例外的な状況のみに基づいてアプローチ時間が決定されることを防止できる。
【0036】
本発明の暖房便座装置は、複数の実測時間のうち時間の短い所定数の実測時間に基づいてアプローチ時間を決定し、暖房便座装置が実際に使用される設置環境に適合した待機温度を設定することができるため、殆どのユーザの着座時には確実に便座温度を快適な温度まで昇温させつつ、設置環境を考慮して待機温度をできるだけ低減させることができる。
【0037】
その結果、実際の暖房便座装置の設置環境に適合するように上記第1および第2の目的のバランスをとりつつ、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0038】
本発明の第6態様としての暖房便座装置は、前記第2態様に係る暖房便座装置において、前記アプローチ時間を格納する記憶部をさらに備え、前記アプローチ時間の決定後、前記制御部は、前記センサ部によりユーザが前記扉を開けたことを検知してから該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するまでの更新用実測時間を測定し、該更新用実測時間に基づいて前記記憶部に格納された前記アプローチ時間を更新することを特徴とする。
【0039】
本発明の暖房便座装置は、センサ部によりユーザが扉を開けたことを検知してから該ユーザがトイレルームへ入室したことを検知するまでの実測時間に基づいてアプローチ時間を決定し、該アプローチ時間を記憶部に格納する。また、該アプローチ時間の決定後、設置環境の変化に対応するため実測時間と同様の検知方法にて更新用実測時間を測定する。そして、設置環境が変化したとき更新用実測時間に基づいて記憶部に格納されたアプローチ時間を更新する。例えば、ユーザの歩行速度が遅くなったとき、住宅のリフォームでトイレルームの構造が変化したとき等、本発明の暖房便座装置は、設置環境の変化に適合したアプローチ時間を用いて便座温度を制御することができるので、第1の目的と第2の目的とのバランスを取り直すことができる。
【0040】
本発明の第7態様としての暖房便座装置は、前記第3態様に係る暖房便座装置において、暖房便座装置が設置される環境の変化に対応する複数の前記閾値を格納した記憶部をさらに備え、前記制御部は、該記憶部に格納された複数の前記閾値から実際に暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報に対応した前記閾値を選択し、選択された該閾値により前記実測時間を計測することを特徴とする。
【0041】
ここでいう環境情報とは、ユーザの移動状態に関連する情報、扉の設置状態に関連する情報、ユーザの個体差に関連する情報、トイレルームの構造に関連する情報を指す。ユーザの移動状態に関連する情報とは、主にユーザがトイレルームへ接近するときの進行方向やトイレルームへ入室する移動速度、移動経路である。扉の設置状態に関連する情報とは、主にトイレルームに設置される扉の位置、扉の開く方向、トイレルームに通じる通路と扉の位置関係である。ユーザの個体差に関連する情報とは、主に性別、身長や胴幅等の外見上判断できる要素、習慣や癖等の外見上判断できない要素である。トイレルームの構造に関連する情報とは、主にトイレルームの広さ、壁や扉の材質である。
【0042】
ユーザの体格やトイレルームへ接近するときのユーザの進行方向、トイレルームの広さ、壁や扉の材質の相違によって電波センサにて受信する反射波の大きさが変化する。
【0043】
本発明の暖房便座装置は、実際に暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報に対応した閾値を選択するため、トイレルーム外側の検知領域に進入したユーザがトイレルームに入室するか否かを精度良く判別できる。さらに、選択された閾値を用いて実際の設置環境に対応したアプローチ時間を決定し、このアプローチ時間に基づいて設置環境に適合した待機温度を設定することができる。
【0044】
その結果、その結果、第1の目的を達成させつつ、実際の設置環境において消費電力を低減するように待機温度を最適化することができる。
【0045】
本発明の第8態様としての暖房便座装置は、前記第1態様に係る暖房便座装置において、暖房便座装置が設置される環境の変化に対応する複数の前記アプローチ時間を格納した記憶部をさらに備え、前記制御部は、該記憶部に格納された複数の前記アプローチ時間から実際に暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報に対応した前記アプローチ時間を選択し、選択された該アプローチ時間に基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする。
【0046】
ユーザがトイレルームへ入室する移動速度の変化でアプローチ時間は変化する。また、ユーザがトイレルームへ接近するときの進行方向と扉の開く方向の関係によりユーザの移動距離(移動経路)が変化しアプローチ時間は変化する。また、トイレルームに設置される扉の位置によって電波センサにより扉が開いたことを検知するタイミングが変化しアプローチ時間は変化する。
【0047】
本発明の暖房便座装置は、記憶部に格納された設置環境の変化に対応する複数のアプローチ時間から、実際の設置環境に関する環境情報に対応したアプローチ時間を選択する。このため、制御部は設置環境の変化に対応する待機温度を容易に設定でき、ユーザの着座時には確実に便座温度を快適な温度まで昇温させることができる。
【0048】
その結果、暖房便座装置の実際の設置環境に適合するように上記第1および第2の目的のバランスをとりつつ、消費電力を低減させることができる。
【0049】
本発明の第9態様としての暖房便座装置は、前記第1態様に係る暖房便座装置において、暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報と該環境情報に対応する前記アプローチ時間との組合せを含む複数のアプローチ時間選択情報を格納する記憶部をさらに備え、前記制御部は、該記憶部に格納された複数の前記アプローチ時間選択情報から実際に暖房便座装置が設置される環境に応じて選択された前記アプローチ時間選択情報に基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする。
【0050】
本発明の暖房便座装置は、ユーザの好みまたは施行業者の判断に基づいて実際に暖房便座装置が設置される環境に応じたアプローチ時間選択情報が選択され、暖房便座装置の設置環境に適合した待機温度を設定することができる。
【0051】
その結果、ユーザの好みや施行業者の判断を加味しつつ、第1の目的を達成させ、暖房便座装置の設置環境において消費電力を低減させるように待機温度を最適化することができる。
【0052】
本発明の第10態様としての暖房便座装置は、前記第1態様に係る暖房便座装置において、前記制御部は、前記アプローチ時間が長いほど前記待機温度を低温側に設定することを特徴とする。
【0053】
トイレルーム外側の検知領域に進入したユーザが扉を開けてからトイレルームへ入室するまでのアプローチ時間が長くなると、電波センサによりユーザが扉を開けたことを検知した時点からユーザが便座に着座する時点までのトータル時間、すなわち便座を待機温度から快適な温度まで上昇させるために要する時間を長くとれる。このため、加熱部の加熱電力は同じままで便座の待機温度を低く設定することができるので、消費電力を低減させることができる。
【0054】
本発明の第11態様としての暖房便座装置は、前記第1態様に係る暖房便座装置において、前記トイレルーム内の室温を計測する温度計測手段をさらに備え、前記制御部は、前記アプローチ時間と前記温度計測手段により計測された温度結果に基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする。
【0055】
暖房便座装置が設置されるトイレルーム内の温度変化によりユーザの着座時に便座の温度が快適な温度まで昇温されない場合、第1の目的が達成できない。例えば、季節の変化等によってトイレルーム内の室温が低下した場合、待機温度が常に一定では、室温の低下に伴う昇温速度の低下により、ユーザの着座時に便座の温度が快適な温度まで昇温されず、ユーザに不快にさせる場合がある。一方、暖房便座装置が設置されるトイレルーム内の温度変化により待機温度が必要以上に高く、無駄な消費電力が大きくなる場合、第2の目的が達成されない。例えば、季節の変化等によってトイレルーム内の室温が上昇した場合、待機温度が常に一定では、本来、より待機温度を低く設定し、消費電力を小さくすることが可能であるにも関わらず、待機温度を必要以上に高く設定した状態となり、無駄な消費電力が大きくなる場合がある。
【0056】
本発明の暖房便座装置は、アプローチ時間とトイレルーム内の温度に基づいて待機温度を設定するため、季節の変化等により生じるトイレルーム内の温度変化にも適合し、第1の目的と第2の目的とのバランスを取りつつ、効率良く便座温度を制御することができる。
【0057】
本発明の第12態様としての暖房便座装置は、前記第1態様に係る暖房便座装置において、ユーザの着座時における前記便座の目標温度を選択するために用いられる目標温度テーブルを格納した記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記目標温度テーブルからユーザにより選択された目標温度と、前記アプローチ時間と、前記センサ部によりユーザがトイレルームへ入室したことを検知してから前記便座に着座するまでの着座時間とに基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする。
【0058】
本発明の暖房便座装置は、ユーザが目標温度を設定した場合でも、ユーザの着座時に便座温度をその目標温度へ昇温させ、かつ、設置環境に適合した待機温度を設定することができる。その結果、第1の目的と第2の目的とのバランスを維持しつつ、消費電力を低減させ、さらに、ユーザの好みを加味した適応テーブルを作成することができる。
【発明の効果】
【0059】
本発明による暖房便座装置は、実際に暖房便座装置の設置された環境を考慮して、トイレルームへ入室しようとするユーザの動きを確実に検知し、暖房便座装置の待機温度をできる限り低く維持し、便座の消費電力を低減させながら、ユーザの着座時点における便座の温度を快適な温度まで確実に昇温させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】本発明に係る第1の実施形態に従った暖房便座装置、トイレルーム、並びに、センサ部の検知領域DR1、DR2を示す図。
【図2】第1の実施形態による暖房便座装置の構成を示すブロック図。
【図3】センサ部によって検知された電波または赤外線の電圧波形を示す図。
【図4】基準テーブルの制御データテーブルの一例を示す図。
【図5】トータル時間Ttotalと便座の温度との関係を示すグラフ。
【図6】基準テーブルの作成に用いられる標準的なトイレルームの概念図。
【図7】適応テーブルの待機温度TEMPstbを自動設定するために用いられる制御データテーブル、および、目標温度TEMPtrgを選択するために用いられる目標温度テーブルを示す図。
【図8】適応テーブルを自動作成する手順を示すフロー図。
【図9】適応テーブルを示す図。
【図10】適応テーブルの更新の手順を示すフロー図。
【図11】複数の適応テーブルを設定する暖房便座装置の動作を示すフロー図。
【図12】本発明に係る第2の実施形態に従った暖房便座装置、トイレルームの構造およびユーザの進入方向を示す概念図、および、暖房便座装置の環境情報(I)〜(V)と閾値との対応関係を示す閾値選択テーブル。
【図13】本発明に係る第3の実施形態に従った暖房便座装置の環境情報(I)〜(V)と閾値および推定値との対応関係を示すアプローチ時間選択テーブル。
【図14】第3の実施形態に従った適応テーブルの設定手順を示すフロー図。
【図15】適応テーブルを補正するために用いられる第1の補正テーブルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【0061】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【0062】
(第1の実施形態)
図1(A)および図1(B)は、本発明に係る第1の実施形態に従った暖房便座装置100、トイレルーム105、並びに、センサ部150の検知領域DR1、DR2を示す図である。暖房便座装置100は、トイレルーム105内に設置されており、暖房便座装置100と、便器120とを備えている。暖房便座装置100は、遠隔操作装置(リモートコントローラ)130と、便座140と、センサ部150と、制御部210とを備えている。便座140は、加熱部としてのヒーターを内蔵している。便座140は、ヒーターに電圧を印加し電流を流すことによって加熱される。センサ部150は、電波センサ160と、焦電センサ170と、着座センサ180とを含む。トイレルーム105は、壁106および扉107で囲まれた空間であり、ユーザは扉107からトイレルーム105へ入室する。
【0063】
電波センサ160は、例えば、マイクロ波の周波数帯域を利用した移動体検知センサである。電波センサ160は、トイレルーム105内を移動するユーザの移動状態だけでなく、トイレルーム105の外にいるユーザがトイレルーム105の出入り口に設置された扉107を開けた際に生じる扉107の開閉する動きを検知し、トイレルーム105の外にいるユーザがトイレルーム105内に入室しようとする動きをを間接的に検知できる。また、ユーザが扉107を開けてからトイレルーム105内に入室する移動状態やユーザが便座140に着座したこと等、電波センサ160の第1検知領域DR1内に進入したユーザの動き(移動状態)を検知することができる。
【0064】
マイクロ波とは電波の周波数による分類の一つである。一般的には波長100マイクロメートル〜1メートル、周波数300メガヘルツ〜3テラヘルツの電波(電磁波)を指す。この範囲の電波には、デシメートル波(UHF)、センチメートル波(SHF)、ミリメートル波(EHF)、サブミリ波が含まれる。尚、電波センサ160は、トイレルーム105に設置された扉107の開閉する動き、トイレルーム105内へ入室するユーザの動きを検知することができればよく、利用可能な周波数帯域はマイクロ波帯に限定されない。
【0065】
焦電センサ170は、例えば、焦電型赤外線センサであり、ユーザがトイレルーム105内に入室したことを検知する。焦電型赤外線センサは、周囲環境の温度と、検知したい物体の温度との差を検知して、その空間(第2検知領域DR2)に物体が存在するか否かを判断する。尚、本実施例ではトイレルーム105内に入室したユーザの人体を検知するために焦電センサ170を暖房便座装置100に設置したが、焦電型赤外線センサに限定されない。
【0066】
着座センサ180は、例えば、反射型赤外線センサであり、人体から反射された赤外線を検出した場合に便座140上にユーザが着座していることを検知する。尚、着座センサ180も、便座140上にユーザが着座していることを検知することができればよく、反射型赤外線センサに限定されない。
【0067】
電波センサ160および焦電センサ170は、暖房便座装置100および/または便器120や遠隔操作装置130に取り付けてもよく、あるいは、暖房便座装置100および遠隔操作装置130とは別にトイレルーム105内の壁面、天井または床面に取り付けてもよい。
【0068】
第1検知領域DR1は、電波センサ160が人体等の移動体を検知することができる範囲を示し、トイレルーム105の内側から外側へ向かい広がっている。第2検知領域は、焦電センサ170が人体を検出することができる範囲を示し、扉107が閉じた状態においてはトイレルーム105の内側に制限される。
【0069】
図2は、第1の実施形態による暖房便座装置100の構成を示すブロック図である。暖房便座装置100は、遠隔操作装置130と、センサ部150と、便座140と、洗浄部200と、制御部210とを備えている。
【0070】
遠隔操作装置130は、機能設定部132と、機能操作部134と、表示部136とを備えている。機能設定部132は、便座140の温度設定、洗浄装置200の水温設定等の各種設定事項をユーザが入力/選択する手段である。機能操作部134は、機能設定部132で設定された設定事項に基づいて便座140および洗浄部200をユーザが操作する手段である。表示部136は、ユーザが機能設定部132または機能操作部134を用いて入力/選択した事項を表示する手段である。機能設定部132および機能操作部134は、例えば、ボタン、切替えスイッチを含み、ユーザは、ボタンを押し、あるいは、切替えスイッチを切替えることによって暖房便座装置100の設定および操作を行う。表示部136は、例えば、液晶表示装置でよい。
【0071】
センサ部150は、上述の通り電波センサ160と、焦電センサ170と、着座センサ180とを備えている。電波センサ160は、送信アンテナ162と、発振回路164と、受信アンテナ166と、検波回路168とを備えている。本実施形態では、発振回路164は、所定の周波数の電波(マイクロ波)を生成し、送信アンテナ162からその電波を送信する。受信アンテナ166は、送信アンテナ162から送信された電波の反射波を受信する。検波回路168は、受信アンテナ166において受信された反射波から電圧値(振幅電圧)、周波数の差分を抽出し、検知信号として制御部210へ送る。発振回路164に周波数可変回路を備えれば、扉や人体からの反射波の位相状態を抽出し移動速度だけでなく電波センサ160から扉や人体までの距離を認識できる。また、検波回路168を複数備えれば、複数の検知信号の位相差から電波センサ160に対し扉や人体が接近または離遠しているのかを容易に判別できる。
【0072】
トイレルーム105内とトイレルーム105外に別々に人体検知センサ(例えば、赤外線センサや焦電センサ、電波センサ等)を設置して後述するアプローチ時間T1を決定する場合、トイレルーム105内に設置された人体検知センサとトイレルーム105外に設置された人体検知センサで通信や同期を取る必要が生じ制御が複雑となる。また、ユーザの好みや生活環境に応じてトイレルーム105外に設置される人体検知センサの位置により検知精度がバラつきアプローチ時間T1に影響を与える。トイレルーム105内に設置された暖房便座装置100や遠隔操作装置130に、ユーザが入退室するトイレルーム105の出入り口に設置された扉107が開くことを検出する電波センサ160を備えることにより、ユーザがトイレルーム105外の第1検知領域DR1内に進入し扉107を開けてからトイレルーム105内へ入室するまでの移動情報を連続的に検出できるため、通信や同期を取る必要がなく制御が簡素となる。また、トイレルーム105が設置される住宅環境に応じて最適なアプローチ時間T1を決定できる。
【0073】
また、特定の少数ユーザがトイレルーム105に隣接された廊下を通りトイレルーム105へ入室する住宅環境であれば、廊下を通行するユーザの移動速度や移動方向、ユーザが廊下を通行する時間帯、ユーザのトイレ使用状況等に応じて、予め設定されたトイレルーム105外の第1検知領域DR1内に進入したユーザを電波センサ160で検知したとき、ユーザがトイレルーム105内に入室するか否かを推定できる。そして、その推定結果に基づいて便座温度を制御すれば、待機温度をできる限り低く維持し、便座の消費電力を低減させながら、ユーザの着座時点における便座の温度を快適な温度まで確実に昇温させることができる。
【0074】
一方、近年の住宅市場では、トイレルーム105がリビング(居間)等の広い空間に廊下を介さず併設された住宅も供給されるようになった。そのため、ユーザの滞在時間や使用状況が様々である空間にトイレルーム105が併設された場合、トイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入したユーザを電波センサ160で検知したとき、ユーザがトイレルーム105内に入室するか否かを推定することは困難である。
【0075】
その際、トイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入したユーザがトイレルーム105の出入り口に設置された扉107を開ける動作に伴い生じる扉107の開く動きを電波センサ160で検知することにより、トイレルーム105内への入室意図があるユーザを間接的に検知し、ユーザがトイレルーム105内に入室することを確実に判断できる。そうすれば、暖房便座装置100が設置される住宅環境に関わらず、待機温度をできる限り低く維持し、便座の消費電力を低減させながら、ユーザの着座時点における便座の温度を快適な温度まで確実に昇温させることができる。
【0076】
焦電センサ170は、検知領域を設定するレンズと人体から放射された赤外線を受信する受光素子を備え、着座センサ180は、赤外線を発光する発光素子と発光素子から送信された赤外線の反射波を受信する受光素子を備え、ともに受光素子にて受信した結果を制御部210へ送る。
【0077】
便座140は、加熱部としてのヒーター142と、温度検知部(サーミスタ)144とを備えている。ヒーター142は、制御部210の制御を受けて便座140を加熱する。温度検知部144は、便座140の温度を検知し、その温度情報を制御部210へフィードバックする。
【0078】
洗浄部200は、ヒーター202と、温度検知部(サーミスタ)204と、ノズル駆動部206とを備えている。ヒーター202は、制御部210の制御を受けて、洗浄部200内のタンクに蓄えられた洗浄水を加熱する。温度検知部204は、洗浄水の温度を検知し、その温度情報を制御部210へフィードバックする。ノズル駆動部206は、ノズルを駆動させ、洗浄水を吐出するように構成されている。
【0079】
制御部210は、演算処理部(CPU)212と、記憶部214と、タイマ216と、カウンタ218とを備え、遠隔操作装置130、センサ部150、便座140および洗浄部200を制御するように構成されている。
【0080】
図3は、センサ部150によって検知された電波または赤外線の電圧波形を示す図である。電波センサ160によって検出された電圧波形がW1、焦電センサ170によって検出された電圧波形がW2、並びに、着座センサ180によって検出された電圧波形がW3で示されている。これらの電圧波形W1〜W3は、センサ部150によって受信された受信波を、制御部210に含まれる周波数帯域フィルタを用いてフィルタリングすることによって得られた所望の周波数帯域の波形である。制御部210は、電圧波形W1〜W3の振幅電圧の変化によって、電波センサ160が扉107の開動(トイレルーム105を使用するためにトイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入したユーザが扉107を開ける動きを検知したこと(扉開検知)、焦電センサ170がユーザの入室を検知したこと(入室検知)、並びに、着座センサ180がユーザの着座を検知したこと(着座検知)を判断することができる。制御部210は、電波センサ160が扉107の開く動きを検知(反射波の測定値が所定の閾値を超える)した時点から便座140の加熱を開始する。
【0081】
ユーザがトイレルーム105に接近し、電波センサ160の第1検知領域DR1に進入すると、電波センサ160によって検出されるマイクロ波の電圧振幅が大きくなる。その後、マイクロ波の電圧振幅が所定の閾値±Vth(例えば、上限閾値電圧+Vthおよび/または下限閾値電圧−Vth)を超えると、制御部210は、電波センサ160が扉107の開く動きを検知したものと判断する。閾値は、扉の開く動きを検知するために用いられるパラメータであり、例えば、扉が開く際に生じる反射波の信号レベル(振幅電圧)を基準として設けられた上限閾値電圧および下限閾値電圧、あるいは、所定のS/N比により表現され得る。
【0082】
電波センサ160により扉の開く動きを検知した時点(以下、扉開時点)をt0とする。扉開時点t0は、扉が開く際に生じる反射波の信号レベルの上限と下限との閾値幅を小さくすること、反射波の信号レベルが閾値を単位(所定)時間に超える回数を小さくすることによって(即ち、判定S/N比を小さくすることによって)、より早めることができる。しかしながら、判定S/N比を小さくすることによって、第1検知領域DR1に進入しただけのユーザを検知し易くなるため、電波センサ160は、実際にトイレルーム105に入室しないユーザの人体を検知する頻度が多くなる可能性がある。従って、閾値は、扉107が開く際に生じる反射波と、トイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入したユーザの反射波のバランスを考慮して設定される。
【0083】
従って、扉107付近におけるユーザからの反射波(反射電力)のS/N比をα、扉からの反射波のS/N比をβとすると、扉107が開く動きを検知するための閾値のS/N比は、α<閾値<βとなるよう設定すれば良い。そうすれば、第1検知領域DR1に進入するユーザに対し、ユーザが扉107を開けるまではユーザの体の大きさや歩く向きに関係なく、電波センサにてユーザを検知しない。そして、子供や大人、成人と老人等、人体からの反射波がばらついてもユーザが扉107を開けるタイミングにて間接的に人体を検知できる。従って、複数のユーザが利用するトイレルーム105でも電波センサにてユーザを検知する位置はトイレルーム105外の扉107付近となり、その時点(扉開時点t0)でユーザがトイレルーム105内に入室することを精度良く検知できる。
【0084】
また、ユーザがトイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入しトイレルーム105の扉107を開けると、反射波から得られる信号は、電圧値だけでなく周波数も変化する。従って、電波センサ160は、ドップラ効果を利用し、マイクロ波の送信波と受信波との周波数差を検知することによって、ユーザがトイレルーム105の扉107を開ける移動速度を検知することができる。扉107が開く際に生じる周波数差から算出される扉107の移動速度は、人体の移動速度に対して比較的遅い傾向にある。従って、扉107が開く際に生じる反射波の信号レベル(振幅電圧)が小さい(S/N比が大きくとれない)場合、扉107の移動速度を検知判断基準として制御部210に付加することにより、扉107の開く動きを確実に検知することができる。
【0085】
図3の閾値電圧±Vthは、所定のS/N比(Signal−to−Noise ratio)で決定される。例えば、閾値を決定する所定のS/N比(以下、判定S/N比ともいう)が3であるとすると、閾値電圧は、ノイズ(暗雑音)の電圧振幅の3倍の振幅を有する電圧の上限および下限となる。また、扉107が開く際に生じる反射波の信号レベルが閾値を単位(所定)時間に所定回数超えた場合に、制御部210は、電波センサ160にて扉107の開く動きを検知したものと判断すれば、突発的なノイズに対し誤検知を防止できる。例えば、判定S/N比が3であり、かつ、所定回数が5回であるとすると、ノイズの振幅に対して3倍以上の振幅を有する反射波が単位時間に5回以上検知された場合に、制御部210は、電波センサ160が扉107の開く動きを検知したものと判断する。この場合、カウンタ218は、上限閾値および下限閾値の両方または一方を超える反射波のピーク値およびボトム値をカウントする。尚、上記の単位時間や所定回数は、予め記憶部214に格納しておけばよい。
【0086】
尚、後述するように、閾値は、予め決定されていてもよく、演算部210によって演算で自動に決定されてもよく、あるいは、ユーザや施工業者によって手動で決定されてもよい。閾値は、決定後、記憶部214に格納される。
【0087】
ユーザは、第1検知領域DR1に進入後、トイレルーム105の扉107を開けて、トイレルーム105内に入室する。ユーザが第2検知領域DR2に進入すると、焦電センサ170は、ユーザの人体を検出する。赤外線の信号レベルが所定の閾値電圧(初期電圧値に対する変化量)を超えた場合に、制御部210は、焦電センサ170がユーザのトイレルーム105内への入室を検知したものと判断する。焦電センサ170がユーザのトイレルーム105内への入室を検知した時点を入室時点t1とする。
【0088】
本実施形態では、扉開時点t0から入室時点t1までの時間をアプローチ時間T1と規定する。即ち、アプローチ時間T1は、扉107が開く際に生じる反射波の測定値が閾値を超えた時点(t0)からユーザがトイレルーム105内に入室する時点(t1)までの時間である。さらに換言すると、アプローチ時間T1は、ユーザがトイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入し扉107を開けた時点(t0)から、ユーザが第2検知領域DR2に進入した時点(t1)までの時間である。
【0089】
その後、ユーザが便座140に着座すると、着座センサ180がユーザの人体を検出する。赤外線の信号レベルが所定の閾値電圧を超えた場合に、制御部210は、着座センサ180がユーザが便座140に着座したことを検知したものと判断すればよい。このように、着座センサ180がユーザの着座を検知した時点を着座時点t2とする。
【0090】
本実施形態では、入室時点t1から着座時点t2までの時間を着座時間T2と規定する。即ち、着座時間T2は、ユーザがトイレルーム105内に入室して第2検知領域DR2に進入した時点(t1)から、ユーザが便座140に着座する時点(t2)までの時間である。
【0091】
電波センサ160にてトイレルーム105外のユーザが扉107を開けたことを検知した扉開時点(t0)から着座センサ180にてユーザが便座140に着座したことを検知した着座時点(t2)までのトータル時間をTtotalと規定する。トータル時間Ttotalを長くすることによって、便座140の待機温度が低くても、制御部210は、ユーザの着座時t2に便座140を適温(目標温度)まで昇温させることができる。便座140の待機温度を低くすることができれば、暖房便座装置100の消費電力を低減させることができる。待機温度とは、暖房便座装置100が利用されていない待機時における便座140の温度である。
【0092】
電波センサ160は電圧値の時系列変化、さらにはマイクロ波の周波数(位相)変化によって、ユーザがトイレルーム105内へ入室したことや便座140に着座したことを検知できる。従って、焦電センサ170や着座センサ180を省略してもよい。即ち、人体検知、入室検知、および、着座検知は電波センサ160のみにより実行可能である。この場合、焦電センサ170および着座センサ180が不要となるので、コストが低減されるとともに暖房便座装置100のコンパクト化が図れる。
【0093】
ところで、ユーザが扉107を開けてからトイレルーム105内に入室するまでの時間は、実際に暖房便座装置100を設置する住宅環境によって変化する。ユーザが通行する廊下や空間に対しトイレルーム105の出入り口に設置される扉107の位置や材質、開閉構造等は様々であり、トイレルーム105外のユーザが扉107を開けたことを検知してからユーザが便座140に着座したことを検知するまでの実際の時間(トータル時間Ttotal)はばらつく。さらに、トータル時間Ttotalは、ユーザの歩行速度、着衣の状態によっても変化する。このため、トータル時間Ttotalの設定あるいは便座140の待機温度の設定には或る程度の推測が必要となる。
【0094】
本実施形態による暖房便座装置100は、トータル時間Ttotalの実測値に基づいて、暖房便座装置100の設置環境に適合した待機温度を自動で設定する。これにより、上記のように或る程度推測が必要となるものの、暖房便座装置100は、ユーザの着座時点における便座140を適切な温度まで昇温させること(第1の目的)と、暖房便座装置100の待機温度を低下させ消費電力を低減させること(第2の目的)の両立を図ることができる。
【0095】
実際には、暖房便座装置100の設置環境によって、必ずしも第1および第2の目的を完全に両立させることができない場合がある。しかし、本実施形態は、アプローチ時間T1あるいはトータル時間Ttotalの実測値に基づいて実際の暖房便座装置100の設置環境にできるだけ適合した待機温度を設定する。これにより、本実施形態は、第1および第2の目的のバランスをとりつつ、無駄な消費電力を低減させるように待機温度を設定することができる。以下、その詳細について説明する。
【0096】
[基準テーブル]
まず、トータル時間Ttotalあるいは便座140の待機温度の基準テーブルについて説明する。
【0097】
図4は、基準テーブルの制御データテーブルの一例を示す図である。基準テーブルは、暖房便座装置100のトイレルーム設置直後に暖房便座装置100の加熱機能を利用することができるように製造メーカーによって出荷前に設定され、記憶部214に予め格納されたテーブルである。例えば、基準テーブルでは、目標温度TEMPtrgが29℃、待機温度TEMPstbが26℃、トータル時間Ttotal内に昇温する温度ΔTEMP(ΔTEMP=TEMPtrg−TEMPstb)が3℃、トータル時間Ttotalが6秒、並びに、判定S/N比が3に設定されている。尚、当初、いずれのユーザが使用したとしても、ユーザの着座時に便座140の温度が目標温度TEMPtrgに達しているように、基準テーブルでは、待機温度TEMPstbは高めに設定されている。
【0098】
上述の通り、電波センサ160がトイレルーム105の出入り口に設置された扉107の開く動きにより、トイレルーム105外のユーザを間接的に検知してから着座センサ180がユーザの着座を検知するまでの実測時間(トータル時間Ttotalの実測値)は、暖房便座装置100が実際に設置されている環境によって変化する。例えば、この環境は、トイレルーム105自体の構造、トイレルーム105の周辺の構造、ユーザ自身の特徴、暖房便座装置100の使用状況等である。より具体的には、この環境は、トイレルーム105の扉107の位置、ユーザがトイレルーム105へ接近するときの進行方向、ユーザの移動経路、歩行速度、トイレルーム105の構造、トイレルーム105に通じる通路(廊下)の延伸方向、トイレルーム105における扉107の開閉状態、トイレルーム105の壁の材質または扉107の材質、ユーザの年齢(老若男女)、ユーザの着衣の多さ(季節)等である。
【0099】
実際にユーザがトイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入し、扉107を開けてから入室するまでの実測時間(アプローチ時間T1の実測値)は、例えば、トイレルーム105の扉107の位置、ユーザがトイレルーム105へ接近するときの進行方向、ユーザの移動経路、歩行速度、トイレルーム105の構造、トイレルーム105に通じる通路(廊下)の延伸方向、トイレルーム105における扉107の有無、トイレルーム105の壁の材質または扉107の材質等によって変化する。実際にユーザがトイレルーム105に入室してから便座140に着座するまでの実測時間(着座時間T2の実測値)は、例えば、ユーザの年齢(老若男女)、歩行速度、ユーザの着衣の多さ(季節)等によって変化する。
【0100】
従って、図4に示す基準テーブルは、必ずしも暖房便座装置100が設置された環境に適合しているとは限らない。このため基準テーブルは、暖房便座装置100のトイレルーム105設置後にその環境に適合するように、図7(A)に示す制御データテーブルおよび図7(B)に示す目標温度テーブルに基づいて作成された適応テーブルによって更新されることが好ましい。この場合、暖房便座装置100の設置後に適応テーブルが作成されるので、基準テーブルは必ずしも設定されていなくともよい。
【0101】
図5は、トータル時間Ttotalと便座140の温度との関係を示すグラフである。便座140の待機温度をTEMPstb、ユーザが着座したときに快適と感じる目標温度をTEMPtrg、ユーザによって設定される設定温度をTEMPsetとする。設定温度TEMPsetは、ユーザが便座140に着座している期間に所望する便座140の温度である。便座140の温度は、短時間(例えば、6秒)にて目標温度を超えるよう大電力にて加熱された後、設定温度TEMPsetに維持される。一方、目標温度TEMPtrgは、着座時にユーザに不快感を与えないための便座140の温度であり、便座140を構成する材質や形状およびその厚みにより異なる。一般に設定温度TEMPsetよりも低い温度でよい。
【0102】
扉開検知時点t0まで制御部210は、便座140の温度を待機温度TEMPstbに維持している。扉開検知時点t0において、制御部210はヒーター142によって便座140の温度を待機温度TEMPstbから加熱し始める。そして、着座時点t2において、便座140の温度が目標温度TEMPtrgに達していることが必要となる。尚、図5に示す便座140の温度変化T140の傾きは、ヒーター142から便座140への熱伝達特性およびヒーター142への印加電圧とその通電時間によって決定される。
【0103】
図5の破線で示すようにトータル時間Ttotalの実測値が短くなった場合、便座140の加熱開始時が遅くなるので、ユーザの着座時に便座140の温度を目標温度TEMPtrgまで昇温するためには、待機温度TEMPstbを矢印のように上昇させなければならない。基準テーブルの設定のように、様々なユーザが暖房便座装置100を利用した場合であっても、着座時点t2において便座140を確実に目標温度TEMPtrgまで昇温するために、基準テーブルの待機温度TEMPstbの設定は統計的に決定される。例えば、図6のような標準的なトイレルーム105を設定し、複数のユーザに暖房便座装置100を使用してもらう。このとき、便座装置100は、扉開検知時点t0から着座時点t2までの時間を実測する。この実測値のうち最小値を基準テーブルのトータル時間Ttotalとし、該トータル時間Ttotalに基づいて基準テーブルの待機温度TEMPstbを設定すればよい。設定後の基準テーブルは、記憶部214に格納する。基準テーブルでは、扉開検知時点t0から着座時点t2までの実測時間のうち最小値をトータル時間Ttotalとして設定しているので、いずれのユーザが暖房便座装置100を利用しても、制御部210は、着座時点t2において便座140を確実に目標温度TEMPtrgまで昇温させることができる。
【0104】
代替的に、トータル時間Ttotalの実測値のヒストグラムから最も頻度の多い測定値をトータル時間Ttotalとして設定し、該トータル時間Ttotalに基づいて待機温度TEMPstbを設定してもよい。ユーザがトイレルーム105へ駆け込んだ場合のように、扉開検知時点t0から着座時点t2までの実測値が非常に短時間である場合がある。頻度の多い時間をトータル時間Ttotalとして設定することによって、このような例外的な状況を排除して、基準テーブルの待機温度TEMPstbを設定することができる。
【0105】
[適応テーブルの自動設定]
次に、適応テーブルの自動設定について説明する。図4に示す基準テーブルは、上述の通り、暖房便座装置100が設置される環境に適合していない場合がある。また、基準テーブルが記憶部214に格納されていない場合もある。このような場合、暖房便座装置100が設置される環境に適合した適応テーブルを自動または手動で設定する必要がある。適応テーブルは、暖房便座装置100の設置環境に適合するように設定された待機温度TEMPstbおよびトータル時間Ttotal(アプローチ時間T1、着座時間T2)の情報を少なくとも含み、その他、目標温度TEMPtrg、閾値(判定S/N比)等の情報をも含んでいてよい。
【0106】
図7(A)は、適応テーブルの待機温度TEMPstbを自動設定するために用いられる制御データテーブルを示す図である。本実施形態では、制御部210は、暖房便座装置100の設置後に実際に測定されたトータル時間Ttotalの実測値に基づいて、暖房便座装置100の設置環境に適合した待機温度TEMPstbを制御データテーブルから選択する。ここで、目標温度TEMPtrgおよび判定S/N比は、基準テーブルのそれらと同じ値に固定されているものとする。例えば、TEMPtrgは29℃、S/N比は3に固定されている。基準テーブルが無い場合には、目標温度TEMPtrgおよび判定S/N比は、ユーザまたは施工業者が遠隔操作装置130の機能設定部132を操作して設定する。
【0107】
例えば、トータル時間Ttotalの実測値が5.5秒であった場合、制御部210は、制御データテーブルに基づいて待機温度TEMPstbを26℃に決定する。尚、図7(A)に示すように、トータル時間Ttotalが長いほど、便座140を昇温する時間が長くなるので、トータル時間Ttotalが長いほど、昇温温度ΔTEMPは大きくなり、かつ、待機温度TEMPstbを低くできる。
【0108】
図7(A)に示す制御データテーブルでは、制御部210は、トータル時間Ttotalに基づいて待機温度TEMPstbを決定する。代替的に、着座時間T2を所定時間に固定し、アプローチ時間T1の実測値(実測時間)に基づいて待機温度TEMPstbを決定してもよい。即ち、制御部210は、ユーザが扉107を開けたことを検知してから入室検知までの実測時間をアプローチ時間T1として決定し、該アプローチ時間T1に基づいて待機温度TEMPstbを設定してもよい。この場合、図7(A)の制御データテーブルは、トータル時間Ttotalと待機温度TEMPstbとの対応関係に代えて、アプローチ時間T1と待機温度TEMPstbとの対応関係を示すテーブルとすればよい。
【0109】
図7(B)は、目標温度TEMPtrgを選択するために用いられる目標温度テーブルを示す図である。図7(A)では、目標温度TEMPtrgを所定値に固定しているが、図7(A)の制御データテーブルに図7(B)の目標温度テーブルを付加することによって、目標温度TEMPtrgを可変にすることができる。
【0110】
目標温度TEMPtrg(例えば、29℃)を変更する場合、制御部210は、変更後の目標温度TEMPtrgから昇温温度ΔTEMPを引き算した値を、待機温度TEMPstbとして設定する。例えば、トータル時間Ttotalの実測値が6秒であった場合、図7(A)の制御データテーブルによって待機温度TEMPstbは26℃に決定される。このときの目標温度TEMPtrgは29℃であるので、昇温温度ΔTEMPは3℃である。目標温度TEMPtrgを29℃から27℃へ変更する場合には、制御部210は、待機温度TEMPstbとして24℃(24℃=27℃−3℃)を選択する。尚、制御部210は、目標温度テーブルを用いて待機温度TEMPstbを選択してもよく、目標温度TEMPtrgが変更されるごとに、TEMPtrg−ΔTEMPを演算してもよい。
【0111】
図7(A)および図7(B)には示していないが、便座140の設定温度TEMPsetがユーザによって変更されたときに、制御部210は、目標温度TEMPtrgおよび/または待機温度TEMPstbも設定温度TEMPsetと同様に変更してもよい。さらに、通常、目標温度TEMPtrg、待機温度TEMPstbおよび設定温度TEMPsetのうち、ユーザが設定する温度は、設定温度TEMPsetのみであるが、目標温度TEMPtrgおよび/または待機温度TEMPstbもユーザが設定してもよい。この場合、ユーザは、機能設定部132を用いて、目標温度TEMPtrgおよび/または待機温度TEMPstbを設定すればよい。ユーザが目標温度TEMPtrgを設定した場合、制御部210は、目標温度テーブルからユーザにより選択された目標温度TEMPtrgに基づいて適応テーブルの待機温度TEMPstbを変更する。即ち、制御部210は、アプローチ時間T1に基づいて適応テーブルを作成し、目標温度テーブルからユーザにより選択された目標温度TEMPtrgに基づいて適応テーブルの待機温度TEMPstbを変更する。
【0112】
このように、ユーザが目標温度を設定可能にした場合であっても、暖房便座装置100は、ユーザの着座時に便座の温度を目標温度TEMPtrgへ昇温させ、かつ、設置環境に適合した待機温度TEMPstbを設定することができる。
【0113】
これにより、制御部210は、ユーザの好みに応じた目標温度に対応した待機温度TEMPstbに設定することができる。また、適応テーブルは、暖房便座装置100の設置環境に適合している。従って、暖房便座装置100は、上記第1の目的と第2の目的とのバランスを維持しつつ、さらに、ユーザの好みを加味した適応テーブルを作成することができる。
【0114】
図8は、適応テーブルを自動作成する手順を示すフロー図である。まず、既に適応テーブルが記憶部214に格納されているか否かを確認する(S100)。例えば、基準テーブルが無い場合、ユーザまたは施工業者が目標温度TEMPtrg、判定S/N比等を設定し、その設定に基づいて適応テーブルが作成される。このように、適応テーブルが既に作成されており、記憶部214に格納されている場合(S100のYES)には、その適応テーブルを用いて暖房便座装置100の即暖制御を実行する(S120)。
【0115】
適応テーブルが記憶部214に格納されていない場合(S100のNO)、制御部210は、基準テーブルを記憶部214から読み出し(S100)、基準テーブルを用いて即暖制御を開始する(S120)。
【0116】
そして、ユーザがトイレルーム105に接近、第1検知領域DR1内に進入し、扉107を開けたことを電波センサ160が検知するまで、暖房便座装置100は待機状態となる(S130のNO)。待機状態において、制御部210は、便座140の温度を待機温度TEMPstbに維持する。
【0117】
ユーザがトイレルーム105に接近し扉107を開け、マイクロ波の反射波の測定値が閾値を超える(S130のYES)と、制御部210は、電波センサ160にて扉107が開いたことを検知したものと判断する。これと同時に、暖房便座装置100は便座140の昇温動作を開始し、タイマ216は計時を開始する(S140)。
【0118】
次に、ユーザがトイレルーム105へ入室し、焦電センサ170がユーザの人体を検知すると(S150のYES)、記憶部214は、その時点におけるタイマ216の時間に基づいてアプローチ時間T1を記憶する(S160)。このとき、電波センサ160の扉開検知時点t0から焦電センサ170の入室検知時点t1までの時間(t1−t0)がアプローチ時間T1となる。即ち、この段階で、アプローチ時間T1の実測値が得られる。
【0119】
尚、扉107が常時、開いた状態で使用される環境、例えば駅や公共機関に暖房便座装置100が設置されたトイレルーム105では、ユーザによる扉107を開ける動作が行われないため、ユーザが扉107を開ける動きを検知することはできない。その場合、記憶部214は扉開検知時点t0から入室検知時点t1までのアプローチ時間T1を0秒として記憶してよい。また、扉107が常時開いているトイレルーム105では、焦電センサにてトイレルーム105外のユーザを検知する場合があり、焦電センサにて検知されたユーザは必ずしもトイレルーム105内へ入室しない場合がある(S150のNO)。このような場合には、便座140の昇温動作を停止する必要がある。従って、入室検知時点t1の後、タイマ216の時間が第1の制限時間を超えた場合に、制御部210は、ユーザがトイレルーム105内に入室しないと判断する。制御部210にてユーザがトイレルーム105に入室しないと判断した場合、タイマ216は計時を終了し、その時間をリセットする(S155)。また、暖房便座装置100は、昇温動作を中止し、ステップS130の待機状態に戻る。第1の制限時間は、基準テーブルのアプローチ時間T1よりも長く、且つユーザが入室してから便座140に着座するまでの時間(後述する着座時間T2に相当)よりも短い時間に設定され、記憶部214に予め格納されている。
【0120】
ユーザの入室後、着座センサ180がユーザの着座を検知すると(S170のYES)、記憶部214は、その時点におけるタイマ216の時間に基づいて着座時間T2を記憶する(S180)。このとき、焦電センサ170の入室検知時点t1から着座センサ180の着座検知時点t2までの時間(t2−t1)が着座時間T2となる。即ち、この段階で、着座時間T2の実測値およびトータル時間Ttotalの実測値(T1+T2)が得られる。尚、アプローチ時間T1が0秒である場合、記憶部214は、入室検知時点t1から着座検知時点t2までの着座時間T2自体をトータル時間Ttotalとして記憶してもよい。
【0121】
一方、焦電センサ170がユーザの入室を検知した後、男性小便時のようにユーザが便座140に着座しない場合がある(S170のNO)。このような場合には、やはり便座140の昇温動作を停止する必要がある。従って、入室検知時点t1の後、タイマ216の時間が第2の制限時間を超えた場合に、制御部210は、ユーザが暖房便座装置100の便座140に着座して利用しないものと判断する。その場合、制御部210において、タイマ216は計時を終了し、その時間をリセットする(S155)。また、便座装置100は、ステップS130の待機状態に戻る。第2の制限時間は、基準テーブルのトータル時間Ttotalよりも充分に長い時間に設定され、記憶部214に予め格納されている。第2の制御時間は、第1の制限時間よりも長いことが好ましい。
【0122】
トイレルーム105内に入室したユーザが暖房便座装置100の便座140に着座して利用しない判断がなされた場合、ステップS160において得られたアプローチ時間T1の実測値は、記憶部214から消去してよい。しかし、このアプローチ時間T1の実測値は、記憶部214に格納したままでもよい。この場合、アプローチ時間T1の実測値は、ステップS200において適応テーブルのアプローチ時間T1を算出する際に用いてもよい。
【0123】
ステップS180において、タイマ216は、計時を終了し、その時間をリセットする。その後、カウンタ218が記憶回数を1だけ増加させる(S190)。記憶回数は、ステップS180において着座時間T2を記憶部214に記憶した回数である。
【0124】
記憶回数が所定回数(例えば、10回)をまだ超えていない場合(S195のNO)、暖房便座装置100は、待機状態(S130)に戻り、さらに、アプローチ時間T1、着座時間T2およびトータル時間Ttotalの各実測値の測定を継続する。即ち、暖房便座装置100は、ステップS130〜S195を繰り返し実行する。
【0125】
記憶回数が所定回数を超えた場合(S195のYES)、制御部210は、記憶部214に格納されたアプローチ時間T1および着座時間T2の各実測値を演算して、適応テーブルのアプローチ時間T1、着座時間T2およびトータル時間Ttotalを決定する(S200)。例えば、制御部210は、記憶部214に格納された10個のアプローチ時間T1の実測値を単純に平均し、その平均値を適応テーブルのアプローチ時間T1としてもよい。あるいは、制御部210は、記憶部214に格納された10個のアプローチ時間T1の実測値のうち最大値および最小値を除いた実測値を平均し、その平均値を適応テーブルのアプローチ時間T1としてもよい。さらに、制御部210は、記憶部214に格納された10個のアプローチ時間T1の実測値のうち、値の小さい方から5個の実測値を平均し、その平均値を適応テーブルのアプローチ時間T1としてもよい。適応テーブルの着座時間T2についても、アプローチ時間T1と同様に演算することによって得られる。また、トータル時間Ttotalの実測値が記憶部214に格納されている場合、適応テーブルのトータル時間Ttotalについても、制御部210は、アプローチ時間T1と同様に演算してよい。尚、適応テーブルに用いられるアプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalの算出方法は、上記演算に限定されない。
【0126】
ステップS200において適応テーブルのアプローチ時間T1および着座時間T2のみが算出され、適応テーブルのトータル時間Ttotalが算出されていない場合には、演算部210は、適応テーブルのアプローチ時間T1および着座時間T2を足し算し(S210)、その結果を適応テーブルのトータル時間Ttotalとすればよい。ステップS200において算出されたアプローチ時間T1、着座時間T2およびトータル時間Ttotalは、適応テーブルの一部として記憶部214に記憶される(S220)。
【0127】
また、制御部210は、図7(A)に示す制御データテーブルを参照し、適応テーブルのトータル時間Ttotalを用いて待機温度TEMPstbを決定する(S230)。例えば、適応テーブルのトータル時間Ttotalが8.5秒であった場合、制御部210は、待機温度TEMPstbを23℃に決定する。この例では、待機温度TEMPstbは、図4の基準テーブルの26℃から適応テーブルの23℃へ3℃低下させることができる。このとき決定された待機温度TEMPstbも、適応テーブルの一部として記憶部214に記憶される。このように、本実施形態は、暖房便座装置100の設置された環境に適合した待機温度TEMPstbを含む適応テーブルを自動で作成することができる(S240)。
【0128】
このように、図9に示す適応テーブルが完成する。本実施形態では、目標温度TEMPtrgおよび判定S/N比は、予め固定されている。また、昇温温度ΔTEMPは、目標温度TEMPtrgと待機温度TEMPstbとの温度差であるので、制御部210は、待機温度TEMPstbが決定された時点で目標温度TEMPtrgから待機温度TEMPstbを引き算することによって簡単に昇温温度ΔTEMPを算出することができる。
【0129】
適応テーブルの作成後、暖房便座装置100は、その適応テーブルを用いて即暖(便座140を素早く加熱する)制御を実行する。
【0130】
このように、本実施形態は、適応テーブルのアプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalをそれらの実測値から演算し、さらに、それらの演算結果に基づいて制御テータテーブルから待機温度TEMPstbを決定する。これにより、本実施形態は、暖房便座装置100の設置環境に適合した適応テーブルを作成することができる。適応テーブルに従って即暖制御を行うことによって、暖房便座装置100は、暖房便座装置100の設置環境を考慮して、ユーザの着座時に便座140の温度を目標温度TEMPtrgに昇温可能にしつつ、可及的に低い待機温度TEMPstbを設定することができる。即ち、本実施形態による暖房便座装置100は、暖房便座装置100の設置環境を考慮に入れて、ユーザの暖房便座装置100の使用時における快適性と、暖房便座装置100の消費電力の低減とのバランス(第1および第2の目的のバランス)をとるように適応テーブルを作成することができる。
【0131】
また、本実施形態は、適応テーブルを自動で作成するので、ユーザおよび施工業者は、適応テーブルの設定を行う必要も無く、かつ、基準テーブルおよび適応テーブルを意識する必要もない。
【0132】
さらに、ステップS200において、本実施形態は、アプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalのそれぞれについて複数の実測値に基づいて適応テーブルを作成するので、暖房便座装置100の設置環境に対する適応テーブルの精度(環境に対する適合の度合い)が高い。例えば、制御部210は、ユーザがトイレルーム105へ駆け込んで入室した場合のような例外的な状況のみに基づいて適応テーブルを作成するわけではない。つまり、複数の実測値を演算することによって適応テーブルが作成されているので、適応テーブルは、暖房便座装置100の設置環境に、より適合し得る。これは、第1および第2の目的のバランスの改善に繋がる。
【0133】
また、ステップS200において、アプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalのそれぞれにおいて、制御部210は、複数の実測値のうち最大値および最小値を除くことによって、上記のような例外的な状況を排除することができる。この場合も、第1および第2の目的のバランスの改善に繋がる。
【0134】
さらに、ステップS200において、アプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalのそれぞれにおいて、制御部210は、複数の実測値のうち値の小さい複数の実測値を用いることによって、移動速度の速い、薄着のユーザに適合するように適応テーブルを作成することができる。よって、制御部210は、ほとんどのユーザの着座時に便座140の温度を確実に目標温度TEMPtrg以上に昇温させることができる。例えば、移動速度の遅い(実際のアプローチ時間T1の長い)高齢者に適合するように適応テーブルを作成した場合、高齢者よりも移動速度の速い若年者が暖房便座装置100を使用するときに、便座140の温度が目標温度TEMPtrgまで達しないことが生じ得る。このような状況を回避するために、本実施形態の制御部210は、移動速度の速い(実際のアプローチ時間T1の短い)若年者に適合するように適合テーブルを作成する。これにより、若年者および高齢者のいずれが暖房便座装置100を使用しても、便座140の温度は、目標温度TEMPtrgまで確実に達し得る。
【0135】
[適応テーブルの更新]
適応テーブルは、図8を参照して説明したように、暖房便座装置100の設置環境に適合するように作成されている。従って、一旦作成された適応テーブルは、そのまま継続的に即暖制御に用いられてもよい。しかし、暖房便座装置100の設置された環境の変化によって、適応テーブルが実際の環境に適合しなくなる場合がある。例えば、ユーザ数の変化、ユーザの年齢の変化、歩行速度の変化、季節の変化(ユーザの着衣の変化)、リフォームによるトイレルーム105の構造の変化等により、扉開検知時点t0から着座時点t2までの実際のトータル時間Ttotalが変化する場合がある。
【0136】
例えば、季節の変化等によって、トイレルーム105の室温が低下した場合、アプローチ時間T1が常に一定では、ユーザの着座時に便座の温度が目標温度TEMPtrgまで昇温されず、ユーザに不快にさせる場合がある。一方、季節の変化等によってトイレルーム105の室温が上昇した場合、アプローチ時間T1が常に一定では、待機温度TEMPstbが必要以上に高く、無駄な消費電力が増大する場合がある。
【0137】
このように設置環境の変化によって、ユーザの着座時t2に便座140の温度が目標温度TEMPtrgまで達しない可能性がある。あるいは、待機温度TEMPstbが必要以上に高く、暖房便座装置100が待機時に無駄な電力を消費している可能性がある。即ち、一旦設定された上記第1および第2の目的のバランスが、暖房便座装置100の設置環境の変化によって崩れてしまう場合がある。そこで、再度、上記第1および第2の目的のバランスを取るために、適応テーブルを更新することが考えられる。
【0138】
図10は、適応テーブルの更新の手順を示すフロー図である。まず、図8において適応テーブルが作成された後、さらに図8のステップS120〜S180を実行する。これにより、アプローチ時間T1の実測値(更新用実測時間)および着座時間T2の実測値をさらに測定する。アプローチ時間T1および着座時間T2の各実測値は、記憶部214に格納する。ここで、新しく測定されたアプローチ時間および着座時間の各実測値を、それぞれT1NおよびT2Nとする。
【0139】
次に、制御部210は、更新用実測時間としてのアプローチ時間T1Nを適応テーブルのアプローチ時間T1と比較する(S300)。例えば、アプローチ時間T1Nが、適応テーブルのアプローチ時間T1に対して所定の割合の範囲(例えば、±30%)内にあるか否かを判定する。これは、ユーザがトイレルーム105へ駆け込んだ場合にように例外的な状況で得られたアプローチ時間T1Nを排除するためである。尚、このような例外的なアプローチ時間T1Nを排除する方法は、この具体例に限定されない。
【0140】
アプローチ時間T1Nが、適応テーブルのアプローチ時間T1に対して所定の割合の範囲(例えば、±30%)内にある場合(S300のYES)、制御部210は、アプローチ時間T1Nと適応テーブルのアプローチ時間T1との平均値を、新しいアプローチ時間T1として適応テーブルへ登録する(S310)。尚、新しいアプローチ時間T1は、アプローチ時間T1Nと元の適応テーブルのアプローチ時間T1との平均値に限定されず、他の演算により得られた値でもよい。例えば、アプローチ時間T1の実測回数に基づいて元のアプローチ時間T1とアプローチ時間T1Nとに重み付けをして平均してもよい。具体的には、元のアプローチ時間T1がn個の実測時間の平均値である場合、アプローチ時間T1Nは1回の実測値であるので、制御部210は、(T1×n+T1N×1)×(n+1)を演算した結果を新しいアプローチ時間T1としてよい。即ち、制御部210は、元のアプローチ時間T1の重み付けをnとし、実測されたアプローチ時間T1Nの重み付けを1として、平均値を演算する。このとき、カウンタ218は、アプローチ時間t1の測定回数をカウントし、nをn+1とする。次の新しいアプローチ時間T1を算出する際には、制御部210は、その時点での適応テーブルのアプローチ時間T1の重み付けを(n+1)とし、次に実測されたアプローチ時間T1Nの重み付けを1とすればよい。カウンタ218の測定回数は、必要に応じて手動または自動でリセットしてよい。
【0141】
一方、アプローチ時間T1Nが、適応テーブルのアプローチ時間T1に対して所定の割合の範囲(例えば、±30%)内にない場合(S300のNO)、制御部210は、適応テーブルのアプローチ時間T1を更新しない。
【0142】
次に、制御部210は、新しく測定された着座時間T2Nを適応テーブルの着座時間T2と比較する(S320)。例えば、着座時間T2Nが、適応テーブルの着座時間T2に対して所定の割合の範囲(例えば、±30%)内にあるか否かを判定する。これも、上述のように例外的な状況で得られた着座時間T2Nを排除するためである。尚、このような例外的な着座時間T2Nを排除する方法も、この具体例に限定されない。
【0143】
着座時間T2Nが、適応テーブルの着座時間T2に対して所定の割合の範囲(例えば、±30%)内にある場合(S320のYES)、制御部210は、着座時間T2Nと適応テーブルの着座時間T2との平均値を、新しい着座時間T2として適応テーブルへ登録する(S330)。尚、新しい着座時間T2は、着座時間T2Nと元の適応テーブルの着座時間T2との平均値に限定されず、他の演算により得られた値でもよい。例えば、着座時間T2もアプローチ時間T1と同様に、着座時間T2の実測回数に基づいて元の着座時間T2と着座時間T2Nとに重み付けをして平均してもよい。
【0144】
一方、着座時間T2Nが、適応テーブルの着座時間T2に対して所定の割合の範囲(例えば、±30%)内にない場合(S320のNO)、制御部210は、適応テーブルの着座時間T2を更新しない。
【0145】
その後、制御部210は、図8のステップS210〜S230を実行し、更新されたアプローチ時間T1および更新された着座時間T2に基づいて適応テーブルの待機温度TEMPstbを更新する。
【0146】
適応テーブルの更新後、アプローチ時間T1Nおよび着座時間T2Nの各実測値は不要となるので、記憶部214から消去される(S340)。その後、暖房便座装置100は、更新された適応テーブルを用いて即暖制御を実行する。
【0147】
本実施形態は、アプローチ時間T1Nおよび着座時間T2Nの測定を継続して実行し、それらの実測値に基づいて適応テーブルを更新する。これにより、本実施形態は、暖房便座装置100の設置環境の変化に応じて、適応テーブルを更新することができる。その結果、環境が変化して第1の目的と第2の目的とのバランスが崩れたとしても、暖房便座装置100は、適応テーブルを更新することによって第1の目的と第2の目的とのバランスを回復することができる。即ち、環境が変化したとしても、適応テーブルの待機温度TEMPstbを適切に更新することによって、暖房便座装置100は、ユーザの着座時に便座140を目標温度TEMPtrgまで昇温し、尚且つ、暖房便座装置100の無駄な消費電力を省くことができる。
【0148】
例えば、季節の移り変わりにより、気温等の環境が変化すると、適切な待機温度TEMPstbも変化する。このような場合であっても、アプローチ時間T1Nの実測値に基づいて適応テーブルを更新することによって、待機温度TEMPstbも適切に設定し直すことができる。
【0149】
このように、設置環境の変化によって、第1の目的が達成されず、ユーザに不快な思いをさせ、あるいは、第2の目的が達成されず、消費電力が増大してしまう場合がある。本実施形態では、設置環境の変化後に更新用実測時間を測定し、更新用実測時間に基づいてアプローチ時間T1を更新する。
【0150】
これにより、暖房便座装置100は、設置環境の変化に適合したアプローチ時間T1を用いることができるので、第1の目的と第2の目的とのバランスを取り直すことができる。
【0151】
[複数の適応テーブルからの選択]
図8のステップS220では、ステップS200、S210において決定されたアプローチ時間T1、着座時間T2、トータル時間Ttotalは、予め固定された判定S/N比とともに1つの適応テーブルとして記憶部214に格納される。しかし、記憶部214は、暖房便座装置100の設置環境に対応した複数の適応テーブルを格納してもよい。
【0152】
図11は、複数の適応テーブルを設定する暖房便座装置100の動作を示すフロー図である。例えば、適応テーブルが作成される時間帯に基づいて、制御部210は、判定S/N比の異なる複数の適応テーブルを設定する。この場合、図2に示すタイマ216は、日時を計る時計機能を有する。また、記憶部214は、複数の時間帯に対応した複数の判定S/N比を格納している。例えば、1日の時間帯のうち、午前8時から午後10時までを第1の時間帯とし、午後10時から午前8時までを第2の時間帯とする。そして、記憶部214は、第1の時間帯に対応する第1の判定S/N比と、第2の時間帯に対応する第2の判定S/N比とを予め格納する。
【0153】
ステップS200、S210においてアプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalが決定されたとき、制御部210は、その決定時刻が第1の時間帯および第2の時間帯のいずれに含まれるかを判断する(S500)。
【0154】
アプローチ時間T1等の決定時刻が第1の時間帯に含まれる場合(S500のYES)、制御部210は、決定されたアプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalを、第1の判定S/N比に組み合わせて第1の適応テーブルとして記憶部214に格納する(S510)。その後、暖房便座装置100は、第1の適応テーブルを用いて即暖制御を行う。
【0155】
一方、アプローチ時間T1等の決定時刻が第2の時間帯に含まれる場合(S500のNO)、制御部210は、決定されたアプローチ時間T1、着座時間T2およびトータル時間Ttotalを、第2の判定S/N比に組み合わせて第2の適応テーブルとして記憶部214に格納する(S520)。その後、暖房便座装置100は、第2の適応テーブルを用いて即暖制御を行う。
【0156】
例えば、第1の時間帯はユーザの活動時間帯であるので、第1の判定S/N比は高めに設定されている。ユーザの活動時に、第1の判定S/N比が低めに設定されていると、第1検知領域DR1を通過するユーザからの反射波と扉107が開く際に生じる反射波との判別が困難となり、電波センサにて誤検知(ユーザが扉107の前に接近しただけで扉107が開いたと判断)する可能性が生じる。従って、誤検知する可能性を抑制するために、第1の判定S/N比は高目に設定される。第1の判定S/N比が高いと、適応テーブルのアプローチ時間T1は短く設定される。従って、制御部210は、ユーザの着座時に目標温度TEMPtrgまで便座140の温度を昇温させるために待機温度TEMPstbを高目に設定する必要がある。しかし、一方で、誤検知する可能性を抑制することができる。従って、本実施形態によれば、待機温度TEMPstbを高目にすることによる消費電力の増加と、誤検知する可能性の低減による消費電力の低減とを相殺することによって、全体としての暖房便座装置100の消費電力を低く抑えることが可能である。
【0157】
逆に、第2の時間帯はユーザの睡眠時間帯であるので、第2の判定S/N比は第1の判定S/N比よりも低く設定されている。ユーザは、睡眠時間帯において、第1検知領域DR1を通過することが比較的少ない。従って、誤検知する可能性が低いと推測できるので、第2の判定S/N比は低めに設定してよい。第2の判定S/N比が低いと、電波センサ160にてより早く扉107が開いたことを検知できるので、適応テーブルのアプローチ時間T1は長く設定される。従って、制御部210は、待機温度TEMPstbを低く設定することができる。これにより暖房便座装置100の消費電力を低減させることができる。
【0158】
第1または第2の適応テーブルの作成後、時間帯が第1の時間帯から第2の時間帯、あるいは、第2の時間帯から第1の時間帯へ変わった場合、制御部210は、再度、図8に示すフローを実行し、まだ作成されていない他方の適応テーブルを作成する。これにより、第1および第2の適応テーブルの両方が作成される。
【0159】
その後、制御部210は、タイマ214の時刻に基づいて、その時刻が第1の時間帯に含まれている場合には、第1の適応テーブルを選択して第1の適応テーブルを用いて即暖制御を実行し、その時刻が第2の時間帯に含まれている場合には、第2の適応テーブルを選択して第2の適応テーブルを用いて即暖制御を実行する。これにより、暖房便座装置100は、時間帯によって異なる複数の適応テーブルを用いて即暖制御を行うことができる。
【0160】
このように、本実施形態による暖房便座装置100は、実際の設置環境の変化に対応した複数の適応テーブルを作成し、複数の適応テーブルから環境に対応した適応テーブルを選択する。これにより、暖房便座装置100の設置環境の変化に対応するように待機温度TEMPstbを決定し、第1の目的を達成しつつ全体としての消費電力を低減させることができる。
【0161】
尚、本実施形態は、2つの異なる適応テーブルを用いているが、3つ以上の異なる適応テーブルを用いてもよい。これにより、暖房便座装置100は、環境の変化にさらに適合した適応テーブルを用いて即暖制御をすることができる。
【0162】
また、目標温度TEMPtrgについても複数の適応テーブルごとに変化させてもよい。この場合、季節ごとに目標温度TEMPtrgを変化させることが考えられる。例えば、制御部210は、タイマ216の時計が6月から9月において目標温度TEMPtrgを比較的低く設定し、10月〜5月において目標温度TEMPtrgを比較的高く設定する。目標温度TEMPtrgを比較的低く設定すれば、その分待機温度TEMPstbも低く設定することができる。従って、制御部210は、暖房便座装置100の設置環境の変化に応じて暖房便座装置100の消費電力を低減させることができる。
【0163】
以上のように本実施形態は、電波センサ160を用いトイレルーム105の出入り口に設置された扉107の開く動きを検知することによって、トイレルーム105内だけでなくトイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入し、トイレルーム105内に入室しようとするユーザを間接的に早く検知することができる。このため、待機温度TEMPstbから目標温度TEMPtrgまで昇温させる時間を長く取ることが可能となる。
【0164】
また、センサ部150にて扉107が開くことを検知してからユーザの入室検知までのアプローチ時間T1に基づいて待機温度TEMPstbを設定している。すなわち、アプローチ時間T1が便座を目標温度TEMPtrgに昇温するのに必要な昇温時間の一部として待機温度TEMPstbを決定している。このため、待機温度TEMPstbを下げても確実に着座時に快適な温度に昇温させることが可能となるだけでなく、可能な限りヒーター142の昇温能力を低く設定することもできる。これにより、暖房便座装置100は、安全性を高め、かつ、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0165】
さらに、電波センサ160を用いて、トイレルーム105内からトイレルーム105の外側の人体を検知する場合、家の通路形態や、トイレルーム105の壁材の影響により、トイレルーム105の外側の検知範囲DR1が変わってしまう場合がある。しかし、本実施形態は、電波センサによりトイレルーム105の外側の第1検知範囲DR1に進入したユーザが扉107を開けることを検知し、扉開検知時点t0からトイレルームに入室する入室検知時点t1までの実測されたアプローチ時間T1をもとに待機温度TEMPstbを決定している。このため、家の通路形態や、トイレルーム105の壁材など、暖房便座装置100の設置環境が変わっても、暖房便座装置100は、設置環境に合わせた待機温度TEMPstbを設定することができる。よって、暖房便座装置100は、ユーザの着座時に便座140の温度を目標温度TEMPtrgまで昇温させることができる。
【0166】
その結果、上記のように或る程度推測が必要となるものの、ユーザの着座時点における便座を適切な温度まで昇温させること(第1の目的)と、待機温度TEMPstbを低下させ消費電力を低減させること(第2の目的)とを両立させつつ、実際の暖房便座装置100の設置環境にできるだけ適合した待機温度を設定することができる。
【0167】
制御部210は、電波の反射波の測定値が所定の閾値を超えた時点からアプローチ時間T1の計測を開始する。閾値(例えば、判定S/N比)によって扉が開いたことを検知するタイミングが変わるので、アプローチ時間T1を或る程度制御することが可能となる。
その結果、暖房便座装置100は、実際の設置環境に適合するように上記第1および第2の目的のバランスをとりつつ、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0168】
本実施形態では、複数の実測時間に基づいてアプローチ時間T1を決定するので、暖房便座装置100の設置環境に対する適応テーブルの精度(環境に対する適合の度合い)が高い。また、複数の実測時間を用いることによって、突発的あるいは例外的な状況のみに基づいてアプローチ時間T1が決定されることを防止できる。
【0169】
本実施形態は、複数の実測時間のうち値の小さい複数の実測時間を用いてアプローチ時間T1を決定する。これによって、制御部210は、移動速度の速い、薄着のユーザに適合するように待機温度TEMPstbを設定することができる。これにより、暖房便座装置100は、ほとんどのユーザの着座時に便座の温度を確実に目標温度TEMPstb以上に昇温させることができる。この場合も、待機温度TEMPstbは、アプローチ時間T1の実測値をもとに決定されているので、暖房便座装置100は、設置環境に合わせた待機温度TEMPstbを設定することができる。これにより、本実施形態は、ユーザの着座時に目標温度TEMPtrgまで昇温させつつ、設置環境を考慮して待機温度TEMPstbをできるだけ低減させることができる。
【0170】
その結果、暖房便座装置100の実際の設置環境に適合するように上記第1および第2の目的のバランスをとりつつ、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0171】
また、判定S/N比の異なる複数の適応テーブルを暖房便座装置100の設置環境に応じて選択することによって、本実施形態は、複数のアプローチ時間T1から設定環境に対応したアプローチ時間T1を選択し、該選択されたアプローチ時間T1に基づいて待機温度TEMPstbを設定する。
【0172】
これにより、実際の設置環境の変化(時間帯の変化や季節の変化等)に対応した複数の待機温度TEMPstbを設定することができる。暖房便座装置100は、設置環境の変化に対応するように待機温度TEMPstbを選択し、ユーザの着座時に目標温度TEMPtrgまで昇温させることができる。
【0173】
(第2の実施形態)
図12(A)は、本発明に係る第2の実施形態に従った暖房便座装置100、トイレルーム105の構造およびユーザの進入方向を示す概念図である。第2の実施形態による暖房便座装置100の構成は第1の実施形態のそれと同様でよい。第2の実施形態では、ユーザまたは施工業者が、トイレルーム105の扉107の位置、ユーザの進入方向等の環境情報に基づいて閾値を選択する。暖房便座装置100は、選択された閾値を用いて図8に示すフローを実行し、適応テーブルを自動作成する。即ち、閾値についてはユーザまたは業者が手作業で選択し、適応テーブルについては、制御部210が基準テーブルを用いて自動作成する。
【0174】
第2の実施形態では、環境情報として代表的にトイレルーム105の扉107の位置およびユーザの進入方向について考慮している。しかし、環境情報は、上述した暖房便座装置100の設置環境のいずれを考慮に含めてよい。より多くの環境を考慮することによって、より精度の高い適応テーブルが作成され得るからである。
【0175】
第2の実施形態において、扉107は、トイレルーム105の正面(暖房便座装置100の前方の面)または側面(暖房便座装置100の側方の面)のいずれかに設けられている。扉107がトイレルーム105の正面に設けられている場合に、ユーザの進入方向は、トイレルーム105の前方(正面に対してほぼ垂直方向)から接近する場合(環境情報(I))と、トイレルーム105の左側方(正面に対してほぼ平行方向)から接近する場合(環境情報(II))と、に分けることができる。尚、図1(B)に示すように、第1検知領域DR1が暖房便座装置100に関して左右対称に広がっている限りにおいて、閾値は、ユーザがトイレルーム105の右側方から進入する場合と左側方から進入する場合とにおいて同じでよい。
【0176】
扉107がトイレルーム105の側面に設けられている場合に、ユーザの進入方向は、トイレルーム105の側面に対してほぼ平行方向にトイレルーム105の前方から接近する場合(環境情報(III))と、トイレルーム105の側方(側面に対してほぼ垂直方向)から接近する場合(環境情報(IV))と、トイレルーム105の側面に対してほぼ平行方向にトイレルーム105の後方から接近する場合(環境情報(V))と、に分けることができる。図12(A)において、破線の矢印は、扉107の開閉方向を示す。
【0177】
トイレルーム105の出入り口に設置される扉107の位置がトイレルーム105の正面に設けられている場合と側面に設けられている場合では、ユーザが扉107を開けたときの反射波の変化(振幅電圧や周波数)および反射波の変化推移が異なる。これは、電波センサ160からみた扉107の移動距離(位置)、電波の進行(偏波)方向に対し扉面における電波の入射角が関係する。トイレルーム105の正面に扉107が設けられている場合、扉107が開き始めるのとほぼ同時に反射波から得られる振幅電圧が増加しユーザの反射波から得られる振幅電圧よりも高くなる。さらに扉107が開くにつれ反射波から得られる振幅電圧は減少するとともに、電波センサ160からみた扉107の移動距離が短くなるため反射波から得られる周波数が低下する。一方、トイレルーム105の側面に扉107が設けられている場合、扉107の開き始めは反射波から得られる振幅電圧は低くいが、ある程度扉107が開くと反射波から得られる振幅電圧は増加しユーザの反射波から得られる振幅電圧より高くなる。
【0178】
このため、トイレルーム105の正面に扉107が設けられている場合とトイレルーム105の側面に扉107が設けられている場合で、ユーザが扉107を開けてからトイレルーム105に入室するまでのアプローチ時間T1を比較したとき、電波センサにて扉107の開動が検知されるタイミングが異なり、トイレルーム105の正面に扉が設けられている方がアプローチ時間T1は長くなる。
【0179】
また、アプローチ時間T1はユーザがトイレルーム105に接近する方向と扉107の開閉方向により変化する。例えば、トイレルーム105の正面に扉107が設けられている場合、ユーザが扉107を開けてからトイレルーム105内に入室する行動パターンをみると、ユーザがトイレルーム105の右側方から接近しトイレルーム内に入室するとき、ユーザの体の向き(歩く方向)は大きく変わらない。一方、ユーザがトイレルーム105の左側方から接近しトイレルーム内に入室するとき、ユーザは体の向き(歩く方向)を少なくとも90度回転する。従って、ユーザがトイレルーム105の右側方から接近する場合とトイレルーム105の左側方から接近する場合の移動経路から移動距離を比較すると、ユーザがトイレルーム105の右側方から接近する場合の方が移動距離は短い。このように、ユーザがトイレルームに接近する方向と扉の開閉方向によりユーザの移動距離が変わるためアプローチ時間T1は変化し、ユーザがトイレルーム105の右側方から接近する場合、トイレルーム105の前方から接近する場合、トイレルーム105の左側方から接近する場合、の順にアプローチ時間T1は長くなる。
【0180】
トイレルーム105に設置された扉107が開く際に生じる反射波から得られる振幅電圧は、扉107の設置位置や開閉方向、扉の材質等により異なる。図12(B)は、暖房便座装置100の環境情報(I)〜(V)と閾値との対応関係を示す閾値選択テーブルである。閾値選択テーブルは、様々な環境に適合する閾値と、便座140が実際に設置される予め想定された環境情報とを対応させた複数の組合せからなるテーブルであり、予め記憶部214に格納されている。第2の実施形態では、制御部210は、暖房便座装置100が実際に設置される環境に応じて閾値を閾値選択テーブルから選択し、その選択された閾値を図4に示す基準テーブルに適用する。そして、制御部210は、その基準テーブルを用いて、図8を参照して説明したようにアプローチ時間T1またはトータル時間Ttotalを決定し、適応テーブルを自動作成する。その手順については、第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。基準テーブルが既に或る程度実際の環境に適合しているので、図8に示す適応テーブルの作成前であっても、ユーザは比較的快適に暖房便座装置100を使用することができる。
【0181】
尚、[適応テーブルの自動設定]、[適応テーブルの更新]、および、[複数の適応テーブルからの選択]は、第2の実施形態に組み合わせてもよい。これにより、第2の実施形態は、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0182】
第2の実施形態では、閾値(判定S/N比)を暖房便座装置100の設置環境に応じて選択することによって、実際の暖房便座装置100の設置環境において消費電力を低減するように便座140の待機温度を決定し、ユーザの着座時に便座140を目標温度TEMPtrgまで昇温させ、尚且つ、消費電力の無駄をできるだけ小さくすることができる。
【0183】
また、上述のようにユーザが活動している時間帯あるいは在宅時間帯と、ユーザが活動していない時間帯あるいは外出時間帯とで閾値(判定S/N比)を選択する。そうすれば、アプローチ時間T1を長くとり待機温度TEMPstbを低く設定することができ、消費電力を低減させることができる。
【0184】
その結果、暖房便座装置100は、上記第1の目的を達成させつつ、実際の設置環境の変化や使用環境に対して消費電力を低減するように待機温度TEMPstbを決定することができる。
【0185】
(第3の実施形態)
図13は、本発明に係る第3の実施形態に従った暖房便座装置100の環境情報(I)〜(V)と閾値および推定値との対応関係を示すアプローチ時間選択テーブルである。第3の実施形態では、ユーザまたは施工業者が、トイレルーム105の扉107の位置、ユーザの進入方向等の環境情報に基づいて閾値だけでなく、アプローチ時間T1および/またはトータル時間Ttotalをも選択する。基準テーブルおよび適応テーブルは、ユーザまたは業者の手作業により選択されるので、第3の実施形態による暖房便座装置100は、第1の実施形態による暖房便座装置100と異なり、適応テーブルを自動作成しない。尚、図13では、着座時間T2は所定の時間(例えば、5秒)に固定されている。従って、アプローチ時間T1の選択は、トータル時間Ttotalの選択と実質的に同じであると考えてよい。
【0186】
第3の実施形態による暖房便座装置100の構成は、第1の実施形態のそれと同様でよい。また、環境情報(I)〜(V)は、便宜的に、第2の実施形態の環境情報(I)〜(V)に対応している。各環境情報(I)〜(V)は、図12(A)を参照して説明した通りである。さらに、閾値としての判定S/N比は、図12(B)を参照して説明したとおりである。アプローチ時間選択テーブルは、さらに、各環境情報(I)〜(V)とアプローチ時間T1の推定値とを対応させた複数の組合せ、各環境情報(I)〜(V)と着座時間T2の推定値とを対応させた複数の組合せ、各環境情報(I)〜(V)とトータル時間Ttotalの推定値とを対応させた複数の組合せ、および、各環境情報(I)〜(V)と待機温度TEMPstbの推定値とを対応させた複数の組合せを含み、予め記憶部214に格納されている。
【0187】
これにより、ユーザまたは施工業者が、遠隔操作装置300の機能設定部132を用いて環境情報(I)〜(V)のいずれかを選択することによって、閾値を含む基準テーブルだけでなく、アプローチ時間T1、トータル時間Ttotalおよび待機温度TEMPstbを含む適応テーブルも設定される。
【0188】
第3の実施形態では、第2の実施形態と同様に、環境情報として代表的にトイレルーム105の扉107の位置およびユーザの進入方向について考慮している。しかし、環境情報は、上述した暖房便座装置100の設置環境のいずれかを考慮に含めてよい。より多くの環境を考慮することによって、より精度の高い適応テーブルが作成され得るからである。例えば、扉107の開閉の形態、扉107の材質、ユーザの年齢、ユーザの老若男女、ユーザの在宅時間帯あるいは不在時間帯、ユーザの睡眠時間帯等の環境情報と、閾値、アプローチ時間T1、トータル時間Ttotal、待機温度TEMPstbとを対応させた複数の組合せをアプローチ時間選択テーブルに追加する。これにより、さらに、暖房便座装置100の設置環境に適した適応テーブルを得ることができる。
【0189】
環境情報と閾値等との具体的な関係を説明する。例えば、暖房便座装置100の正面方向に扉107が設けられており、かつ、ユーザが暖房便座装置100の正面方向から接近する場合、電波センサ160は、ユーザの動きに対し扉107の開く動きを比較的検出しやすい。一方、暖房便座装置100の側面方向に扉107が設けられており、かつ、ユーザが暖房便座装置100の正面方向から接近する場合、電波センサ160は、ユーザの動きに対し扉107の開く動きを比較的検出し難い。従って、環境情報に対する閾値を比較すると、前者よりも後者の判定S/N比を小さくし、および/または、待機温度TEMPstbを高く設定する必要がある。
【0190】
後者の場合、判定S/N比を小さくすることで、扉の開く動きをできるだけ早く検知し、トータル時間Ttotalを長くしようとしている。しかし、暖房便座装置100の設置環境によって、トータル時間Ttotalは、比較的短い。一方、待機温度TEMPstbを高く設定しているので、暖房便座装置100の消費電力が増加するものの、制御部210は、短いトータル時間Ttotalで便座140の温度を目標温度TEMPtrgまで昇温させることができる。この場合、暖房便座装置100の消費電力の増加は、ユーザの快適性を確保するために必要なものである。つまり、環境情報(V)における適応テーブルは、ユーザの着座時点における便座の温度を適切な温度まで昇温させること(第1の目的)と、待機温度TEMPstbの低減(第2の目的)とのバランスを、実際の暖房便座装置100の設置環境に適合させた結果として得られたものである。
【0191】
扉107の材質が、樹脂等の電波透過性の良い材料である場合、電波センサ160は、扉107の開く動きに対しユーザの動きを比較的検出し易い。一方、扉107の材質が、金属等の電波透過性の悪い材料である場合、電波センサ160は、扉107の開く動きに対しユーザの動きを比較的検出し難い。従って、従って、環境情報に対する閾値を比較すると、後者よりも前者の判定S/N比を小さくし、および/または、待機温度TEMPstbを高く設定する必要がある。しかし、この場合の適応テーブルも、ユーザの着座時点における便座を適切な温度まで昇温させること(第1の目的)と、待機温度TEMPstbの低減(第2の目的)とのバランスを、実際の暖房便座装置100の設置環境に適合させた結果として得られたものである。
【0192】
また、ユーザの睡眠時間帯においては、暖房便座装置100を利用する頻度が少なく、かつ、ユーザが暖房便座装置100の使用という目的以外の目的でトイレルーム105に接近することも少ない。従って、ユーザの睡眠時間帯においては、他の時間帯と比較して、判定S/N比を小さくし、尚且つ、待機温度TEMPstbを低く設定することができる。
【0193】
その他の環境情報についても、閾値、アプローチ時間T1、待機温度TEMPstbとの間に或る傾向が推測できる。これらの傾向を予めアプローチ時間選択テーブルに登録しておくことによって、暖房便座装置100は、第1の目的を達成しつつ消費電力を低減させるように待機温度を決定するように、適応テーブルを設定することができる。
【0194】
図14は、第3の実施形態に従った適応テーブルの設定手順を示すフロー図である。環境情報がまだ選択されていない場合(S400のNO)、暖房便座装置100は、記憶部214に予め格納されている基準テーブルを用いて即暖制御を実行する(S410)。この場合、制御部210は、基準テーブルを記憶部214から読み出し、基準テーブルを用いて即暖制御を開始する。基準テーブルについては、第1の実施形態において説明したとおりである。
【0195】
暖房便座装置100が設置されている環境に基づいて環境情報が選択された場合(S400のYES)、制御部210は、選択された環境情報に対応する閾適、アプローチ時間T1、着座時間T2、トータル時間Ttotalおよび待機温度TEMPstbをアプローチ時間選択テーブルから得る(S420)。次に、制御部210は、アプローチ時間選択テーブルから得た閾値、アプローチ時間T1、着座時間T2、トータル時間Ttotalおよび待機温度TEMPstbから適応テーブルを作成する(S430)。例えば、ユーザまたは業者が図13に示すアプローチ時間選択テーブルから環境情報(III)を選択した場合、適応テーブルは、判定S/N比として1.3、アプローチ時間T1として2秒、着座時間T2として5秒、トータル時間Ttotalとして7秒、待機温度TEMPstbとして25℃との情報を含む。尚、ここで、目標温度TEMPtrgは、29℃に予め固定されている。そして、記憶部214は、作成された適応テーブルを記憶し(S440)、制御部210は、適応テーブルを用いて即暖制御を開始する(S450)。
【0196】
第3の実施形態は、ユーザまたは施行業者が、実際の設置環境に基づいてアプローチ時間選択テーブルからアプローチ時間T1および待機温度TEMPstbを選択することができる。これにより、ユーザの好みまたは施行業者の判断に基づいて暖房便座装置100の設置環境に適合した待機温度TEMPstbを設定することができる。その結果、暖房便座装置100は、ユーザの好みや施行業者の判断を加味し、第1の目的を達成しつつ、設置環境において消費電力を低減させるように待機温度を決定することができる。
【0197】
ユーザがトイレルーム105へ接近するときの進行方向によって、電波センサ160による人体検知の移動情報が変化し、アプローチ時間T1が変化する。従って、上記進行方向に基づいてアプローチ時間T1および待機温度TEMPstbを設定することによって、暖房便座装置100は、簡素な判定方法にてより早く扉が開く動きを検知し、第1の目的を達成させつつ、実際の設置環境において消費電力を低減するように待機温度を決定することができる。
【0198】
また、家の通路形態やトイレルームの壁材等によって、アプローチ時間T1も変化する。従って、暖房便座装置100の設置環境に基づいてアプローチ時間T1および待機温度TEMPstbを設定することによって、暖房便座装置100は、第1の目的を達成させつつ、実際の設置環境において消費電力を低減するように待機温度を決定することができる。
【0199】
また、ユーザの移動速度の変化によってアプローチ時間T1が変化する。トイレルーム105における扉107の位置の相違、トイレルーム105に通じる通路の延伸方向の相違、トイレルーム105の壁の材質または扉の材質の相違によって電波センサ160による扉の開く動きを検知する容易さが変化する。
【0200】
従って、これらの環境情報を入力し、閾値(判定S/N比)、アプローチ時間T1および待機温度TEMPstbを設定することによって、暖房便座装置100は、第1の目的を達成させつつ、実際の設置環境において消費電力を低減するように待機温度を決定することができる。
【0201】
尚、図13のアプローチ時間選択テーブルは、環境情報に関連付けられた待機温度TEMPstbを含む。しかし、待機温度TEMPstbは、選択され環境情報に対応するアプローチ時間T1を演算することによって算出してもよい。例えば、記憶部214は、待機温度TEMPstbをアプローチ時間T1に逆比例させた演算式を格納し、演算処理部212が、選択されたアプローチ時間T1をこの演算式に当てはめて待機温度TEMPstbを算出してもよい。
【0202】
(第4の実施形態)
図15は、適応テーブルを補正するために用いられる第1の補正テーブルを示す図である。暖房便座装置100の構成は、第1の実施形態の暖房便座装置100の構成と同様でよい。暖房便座装置100は、アプローチ時間T1の実測値に基づいて待機温度TEMPstbを決定する。それにより、図9に示す適応テーブルは、実際の暖房便座装置100の設置環境を考慮して、ユーザの着座時点において便座の温度を目標温度TEMPtrgまで昇温させること(第1の目的)と、待機温度TEMPstbを低下させ消費電力を低減させること(第2の目的)のバランスをとるように作成されている。従って、一旦作成された適応テーブルは、そのまま継続的に即暖制御に用いられてもよい。
【0203】
しかしながら、実際には、暖房便座装置100の設置環境が変化したにもかかわらず、適応テーブルの設定が変化しないと、待機温度TEMPstbが必要以上に高い設定になってしまうおそれがある。逆に、適応テーブルのアプローチ時間T1の設定が実際のアプローチ時間よりも長すぎて、ユーザの着座時に便座の温度が目標温度TEMPtrgまで達しない場合が頻繁に生じるおそれもある。このような問題は、適応テーブルが暖房便座装置100の設置環境に適合しなくなったために生じる。
【0204】
そこで、第4の実施形態による暖房便座装置100は、暖房便座装置100の設置環境の変化に応じて適応テーブルを補正することによって、第1の目的を達成しつつ、変化した設置環境においても消費電力を低減させるように待機温度を再設定する。これにより、暖房便座装置100は、ユーザの着座時における便座の温度を目標温度TEMPtrgまで昇温しつつ(第1の目的)、消費電力を低減させるように待機温度とのバランスを取り、消費電力をできるだけ低く抑えることができる。尚、ここでは、目標温度TEMPtrgは、所定値に固定されているものとして説明する。しかし、勿論、図7(B)に示すような目標温度テーブルを用いて目標温度TEMPtrgを変更することは可能である。以下、適応テーブルを補正対象の制御情報として説明するが、適応テーブルに代えて基準テーブルを補正対象の制御情報としてもよい。
【0205】
暖房便座装置100の設置環境の変化は、例えば、1日の時間帯(昼、夜)の変化、ユーザの年齢や着衣等の変化によるトータル時間Ttotal(またはアプローチ時間T1)の実測値の変化、便蓋の開閉の相違、扉107の開閉の相違、待機温度TEMPstbの手動による設定変化、トイレルーム105の室温変化等である。以下、具体例をより詳細に説明する。
【0206】
[夜間補正]
ユーザは、通常、1日ごとあるいは1週間ごとのように或る周期で生活している。例えば、1日のうちの昼の時間帯においては、ユーザが活動している。適応テーブルは、通常、昼間の時間帯に適合するように作成されている。昼間は、ユーザが活動する時間帯であると推測されるので、制御部210は、閾値(判定S/N比)を比較的高く設定しておくことで、暖房便座装置100の誤った昇温動作の頻度を低下させることができる。一方、閾値を高くすると、アプローチ時間T1の実測値が短くなるので、制御部210は、ユーザの着座時に便座140の温度を目標温度TEPMtrgまで昇温させるために、待機温度TEMPstbを比較的高めに設定する。このように待機温度TEMPstbが高めである場合、消費電力は増大する。
【0207】
これに対し、夜間(特に、睡眠時間帯)は、ユーザが活発には活動しない時間帯であると推測される。ユーザが活発に活動しないので、制御部210は、閾値を比較的低く設定することができ、アプローチ時間T1の実測値を長くすることができる。アプローチ時間T1の実測値が長いと、制御部210は、待機温度TEMPstbを低く設定することができる。
【0208】
そこで、図15に示すように、タイマ216の時計が夜間の時間帯(例えば、夜10時〜朝8時)である場合には、制御部210は、昼間の時間帯(例えば、朝7時〜夜10時)に適合した適応テーブルの判定S/N比を所定の比率(例えば、10%)だけ低下させ、かつ、待機温度TEMPstbを所定値(例えば、1.5℃)だけ低下させる。このような適応テーブルの補正を行うことにより、暖房便座装置100は、夜間の時間帯においては、夜間の時間帯に適合した適応テーブルを用いて即暖制御を行う。
【0209】
このように、第4の実施形態による暖房便座装置100は、ユーザの生活リズムに合わせて判定S/N比および待機温度TEMPstbを補正する。暖房便座装置100は、例えば、昼の時間帯では判定S/N比を高く補正して確実に扉107が開くことを検知して、尚且つ、第1の目的を達成させるために待機温度TEMPstbを上昇させる。一方、夜の時間帯では判定S/N比を低く補正してより早く扉107が開くことを検知することによってアプローチ時間T1を長くし、尚且つ、第1の目的を損ねないように待機温度TEMPstbを可及的に低減させる。これにより、暖房便座装置100は、消費電力を低減させることができる。
【0210】
このように、第4の実施形態による暖房便座装置100は、ユーザの生活リズムに合わせて判定S/N比および待機温度TEMPstbを補正することによって、時間帯により設置使用環境が変化しても、消費電力をできるだけ低く抑えるように、待機温度TEMPstbを決定できるため、第1の目的と第2の目的との両立を図ることができる。
【0211】
この具体例では、制御部210は、昼間の時間帯を基準として作成された適応テーブルを補正することによって、夜間の時間帯に適合した適応テーブルを設定している。逆に、制御部210は、夜間の時間帯を基準として適応テーブルを作成し、その適合テーブルを補正することによって、昼間の時間帯に適合した適応テーブルを設定してもよい。この場合、制御部210は、判定S/N比を所定割合(例えば、10%)だけ高くし、かつ、待機温度TEMPstbを所定値(例えば、1.5℃)だけ高めればよい。
【0212】
[トータル時間Ttotalに基づく補正]
適応テーブルは、図8を参照して説明したようにトータル時間Ttotal(アプローチ時間T1および着座時間T2)の実測値に基づいて作成されている。しかし、暖房便座装置100の設置環境の変化によって、実際の扉開検知時点t0から着座時点t2までの時間が適応テーブルのトータル時間Ttotalから大きくずれる場合がある。
【0213】
トータル時間Ttotal(アプローチ時間T1、あるいは、着座時間T2)の実測値が既存の適応テーブルのトータル時間Ttotal(アプローチ時間T1、あるいは、着座時間T2)よりも大きい場合には、暖房便座装置100は、第1の目的を達成できるが、待機温度TEMPstbをさらに低下させ得る。
【0214】
例えば、制御部210は、トータル時間Ttotalの実測値から適応テーブルのトータル時間Ttotalを引き算する。制御部210は、その引き算の結果値が所定時間(例えば、0.5秒)以上である場合に待機温度TEMPstbを所定温度(例えば、1℃)だけ低下させる。即ち、トータル時間Ttotalの実測値が適応テーブルのトータル時間Ttotalよりも所定時間以上に長い場合、制御部210は、待機温度TEMPstbを所定温度だけ低下させても第1の目的を達成できると判断する。これにより、暖房便座装置100は、第1の目的を達成しつつ、待機温度TEMPstbを低減し(第2の目的)、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0215】
上記例は、トータル時間Ttotalだけでなく、アプローチ時間T1、あるいは、着座時間T2にも当てはめることができる。
【0216】
[省エネスイッチに基づく補正]
図2に示す機能設定部132は、ノーマルモードまたは省エネモードを設定することができるように構成されている。あるいは、遠隔操作装置300は、ノーマルモードまたは省エネモードを設定できる省エネスイッチ138をさらに備えていてもよい。ノーマルモードは、暖房便座装置100が既存の適応テーブルに基づいて即暖制御するモードである。ノーマルモードでは、ユーザの着座時に便座140の温度を目標温度TEMPtrg以上に昇温させるようにしつつも、待機温度TEMPstbをできるだけ低く設定しているため、第1の目的と第2の目的とのバランスは維持されている。
【0217】
しかし、ユーザは、第1の目的よりも消費電力の低減を優先したいと所望する場合がある。このような場合、ユーザは、省エネスイッチ138を切り替えて、省エネモードを選択する。省エネモードは、ユーザの希望により消費電力の低減を優先するモードである。
【0218】
ユーザが省エネモードを選択した場合、制御部210は、図15に示すように、適応テーブルの判定S/N比を所定の割合(例えば、15%)だけ低減させ、かつ、適応テーブルの待機温度TEMPstbを所定値(例えば、2℃)だけ低下させる。適応テーブルの待機温度TEMPstbを低下させることによって、消費電力を削減することができる。また、判定S/N比を低減させることによって、実際のトータル時間Ttotalを長くし、ユーザの着座時の便座140の温度をできるだけ目標温度TEMPtrgに接近させることができる。
【0219】
電波センサを有さない従来の暖房便座装置は、ユーザの希望に応じて待機温度を低下させることはできた。しかし、従来の暖房便座装置は、消費電力の低減を優先しつつも、第1の目的を達成するような調節をすることは不可能であった。
【0220】
本実施形態による暖房便座装置100は、省エネモードにおいてユーザの好みを加味して、消費電力の低減を優先しつつも、第1の目的と第2の目的とのバランスをできるだけ維持できるように判定S/N比を低減させることができる。
【0221】
現実的には、判定S/N比を低減させても、暖房便座装置100の設置環境によっては、実際のトータル時間Ttotalがさほど長くならない場合がある。このような場合、ユーザの着座時の便座140の温度は、判定S/N比の低減によって、目標温度TEMPtrgに接近するが、目標温度TEMPtrgに達しない可能性がある。しかし、ユーザが不在になるときや就寝するとき等のように暖房便座装置100の利用頻度が少ないときには、ユーザが省エネモードを所望し得る。従って、実際には第1の目的が達成されない場合が生じ得るが、本実施形態による暖房便座装置100は、ユーザの希望に応じた上で、さらに、第1の目的と第2の目的とのバランスをできるだけ維持しようと動作する点で従来品より優れる。
【0222】
また、暖房便座装置100の利用頻度が少ないときには、省エネモードにおいて、暖房便座装置100は、第1の目的を達成しつつ、消費電力の低減を優先して待機温度を低減させることができる。
【0223】
[便蓋の開閉に基づく補正]
図2に示すように、暖房便座装置100は、便座140をカバーしあるいは便座140を開放する便蓋146と、便蓋146の開状態または閉状態を検出する便蓋開閉センサ148とをさらに備えている。便蓋146が開いているときには、電波センサ160の第1検知範囲DR1が比較的広くなり、トイレルーム105外のユーザからの反射波、扉107が開いた際に生じる反射波が比較的大きくなる。一方、便蓋146が閉じている場合、第1検知範囲DR1は比較的狭くなり、トイレルーム105外のユーザからの反射波、扉107が開いた際に生じる反射波が比較的小さくなる。便蓋146は使用状況において必ずしも閉じているとは限らない。従って、便蓋146が開いているときと閉じているときとにおいて、制御部210は、適応テーブルの閾値(判定S/N比)を変更することが好ましい。
【0224】
便蓋146の開状態は、便蓋146が便座140をカバーしていない状態である。便蓋146の閉状態は、便蓋146が便座140をカバーしている状態である。便蓋開閉センサ148は、便蓋146の開状態の位置および閉状態の位置によって電気的にオン/オフするスイッチでよい。
【0225】
本実施形態では、便蓋開閉センサ148が便蓋146の開/閉状態を検出し、便蓋146の開/閉状態の違いによって、制御部210が適応テーブルの閾値を補正する。このように便蓋の開/閉状態に基づいて適応テーブルの閾値を補正することによって、第1の目的と第2の目的とのバランスをとることができる。
【0226】
[扉107の開閉状態に基づく補正]
トイレルーム105の扉107が開いている場合、ユーザは扉107を開ける必要が無いため、電波センサ160では扉107の開く動きを検知できない。また、ユーザがトイレルーム105内へ入室するとき、扉107を開ける動作が無い分、トータル時間Ttotalは短くなる。
【0227】
トータル時間Ttotalが短い場合、便座140を昇温する時間を充分にとれず、上記第1の目的が達成されない可能性がある。従って、扉107が開いているときと閉じているときとにおいて、制御部210は、適応テーブルを補正することが好ましい。
【0228】
通常、適応テーブルの待機温度TEMPstbは、扉107が閉状態であることを前提に設定されている。扉107が開状態で使用されトータル時間が短い場合、暖房便座装置100は、待機温度TEMPstbを高めに補正する。これにより、扉107が開状態で使用されても、第1の目的および第2の目的の両立を図ることができる。
【0229】
本実施形態では、扉107の開/閉状態の違いによって、制御部210が適応テーブルを補正する。これにより、扉107が開状態であっても、閉状態であっても、第1の目的と第2の目的とのバランスをとることができる。
【0230】
また、ユーザは、待機温度以外の暖房便座装置100の設置環境に関する任意の情報をマニュアルで設定してよい。ユーザは、機能設定部132等を用いて設置環境に関する情報を設定する。制御部210は、ユーザによる設置環境に応じて、可能な限り第1の目的を達成しつつ消費電力を低減するように、適応テーブルの閾値および/または待機温度TEMPstbを補正することができる。
【0231】
[室温に基づいた補正]
暖房便座装置100の設置環境の変化によってトイレルーム105内の室温が変化する場合がある。例えば、季節の変化によって室温は変化する。室温が低下した場合、実際の便座の昇温速度待機温度TEMPstbは低下すると推測される。逆に、室温が上昇した場合、実際の便座の昇温速度待機温度TEMPstbは、上昇すると推測される。
【0232】
この場合、制御部210は、基準室温(例えば、23℃)と実際の室温との差に応じて待機温度TEMPstbを補正することが好ましい。基準室温と実際の室温との差を検知するために、暖房便座装置100は、トイレルーム105内の室温を計る温度計400をさらに備えている。また、記憶部214は、適応テーブルを作成する際に基準となる基準室温を予め格納する。
【0233】
制御部210は、実際の室温が基準室温よりも低い場合、適応テーブルの待機温度TEMPstbを所定値だけ上昇させる。例えば、実際の室温が基準室温よりも1℃だけ低下するごとに、制御部210は、適応テーブルの待機温度TEMPstbを0.5℃だけ上昇させる。これにより、暖房便座装置100は、ユーザの着座時に便座140の温度を、目標温度TEMPtrgまで昇温させることができる。
【0234】
このように、室温が変化する場合であっても、本実施形態による暖房便座装置100は、第1の目的を達成しつつ消費電力を低減させるよう待機温度を決定することができる。
【0235】
[ユーザの移動速度に基づく補正]
電波センサ160は、上述の通りユーザの移動(歩行)速度を検知することができる。そこで、制御部210は、トイレルーム105内に入室したユーザの移動速度に基づいてヒーター142の昇温特性を補正してもよい。例えば、制御部210は、ユーザの移動速度を基準速度と比較する。ユーザの移動速度が基準速度に対して所定値(例えば、0.5km/h)だけ速い場合に、制御部210は、その場でヒーター142の温度特性を所定の割合(例えば、10%)だけ上昇させる。ヒーター142の温度特性は、ユーザの移動速度と比例してよい。尚、基準速度は、予め設定されて記憶部214に格納されている。
【0236】
この補正では、制御部210は、ユーザの移動速度に応じてその場でヒーター142の昇温特性を補正している。従って、トータル時間Ttotalおよび待機温度TEMPstbを変える必要がない。これにより、暖房便座装置100は、ユーザの移動速度が速い場合(アプローチ時間T1が短い)であっても、待機温度TEMPstbを変えることなく、第1の目的を達成することができる。待機温度TEMPstbを変更しないので、消費電力は増大しない。従って、暖房便座装置100は、第1の目的を達成しつつ消費電力を低減させるよう待機温度を決定することができる。
【0237】
尚、昇温特性の補正は、判定S/N比の補正および/または待機温度TEMPstbの補正の代わりに、あるいは、これらの補正とともに行ってもよい。例えば、昇温特性の上昇は、便座140の温度を短時間で昇温させることができる。これは、判定S/N比の低減(アプローチ時間T1の増大)あるいは待機温度TEMPstbの低下に繋がる。従って、上記補正の実施形態において、制御部210は、判定S/N比あるいは待機温度TEMPstbの代わりに、あるいは、これらの補正とともに昇温特性を補正してもよい。
【0238】
昇温特性は、ヒーター142の昇温能力であり、便座140の昇温速度である。ヒーター142の昇温能力は、単位時間当たりの消費電力量(例えば、ワット時(Wh))で表わされる。便座140の昇温速度は、単位時間当たりの上昇温度(例えば、℃/sec)で表わされる。便座140の昇温速度は、図5のT140の傾きである。昇温特性は、ヒーター142の昇温能力または便座140の昇温速度のいずれでモニタしてもよい。
【0239】
[ノイズ振幅に基づく補正]
図3に示す電波センサ160のノイズの振幅が大きいと、トイレルーム105外のユーザが第1検知領域DR1に進入したこと、扉107が開いたことを検知しずらくなる。従って、この補正では、制御部210は、電波センサ160のノイズ(暗雑音、設置環境における他機器からの信号)の振幅に基づいて判定S/N比の幅を補正する。ノイズの振幅は、人体を検知していない期間における電波の反射波の電圧振幅である。図3に示すt0以前におけるW1の振幅はノイズと考えられる。
【0240】
例えば、制御部210は、単位時間におけるノイズの振幅の平均を判定S/N比から得られる閾値電圧(±Vth)の幅と比較する。ノイズの振幅が閾値電圧の幅2×Vthの2分の1以上であった場合に、制御部210は、適応テーブルの判定S/N比を所定割合(例えば、10%)だけ増大させる。
【0241】
これにより、暖房便座装置100は、確実に扉107が開いたことを検知できる。判定S/N比を増大させた場合、アプローチ時間T1の実測値が短くなると推測される。従って、判定S/N比の増大とともに、制御部210は、待機温度TEMPstbを上昇させることが好ましい。これにより、暖房便座装置100は、第1の目的を達成させつつ、消費電力を低減させるよう待機温度を決定することができる。
【0242】
上述のように、制御部210は、待機温度TEMPstbの補正の代わりに、昇温特性を補正してもよい。これにより、暖房便座装置100は、待機温度TEMPstbを補正せずに、第1の目的を達成することができる。待機温度TEMPstbを補正する必要が無いので、暖房便座装置100は、第1の目的を達成させつつ、消費電力を低減させるよう待機温度を決定することができる。
【0243】
また、暖房便座装置100は、その設置環境の変化に応じて適応テーブルを補正する。例えば、実際の待機温度が設定された待機温度TEMPstbより低い場合には、制御部は、第1の目的を達成するために、待機温度TEMPstbの設定を上げるように補正する。逆に、実際の待機温度が設定された待機温度TEMPstbより高い場合には、制御部は、第2の目的を達成するために、待機温度TEMPstbの設定を下げるように補正する。このように、暖房便座装置は、設置環境の変化に応じて適応テーブルを補正することによって、消費電力をできるだけ低く抑えながら、その設置環境のもとで第1の目的と第2の目的との両立を図ることができる。
【0244】
このように、本実施形態による暖房便座装置100は、設置環境が変化したとしても、その環境において消費電力を可及的に低減させるように、待機温度TEMPstbを決定し、ユーザの着座時における便座の温度を目標温度まで確実に昇温させることができる。
【符号の説明】
【0245】
100…暖房便座装置
105…トイレルーム
107…扉
120…便器
130…遠隔操作装置(リモコン)
140…便座
142…加熱部(ヒーター)
144…温度検知部
150…センサ部
160…電波センサ
170…焦電センサ
180…着座センサ
200…洗浄部
210…制御部
212…演算処理部
214…記憶部
216…タイマ
218…カウンタ
【技術分野】
【0001】
本発明は、便座装置に係わり、例えば、便座を加熱する暖房便座装置に関する。
【背景技術】
【0002】
暖房便座装置は、便座内に内蔵された発熱線に常時電圧を印加することにより熱を発生させ、その熱によって設定された所望の温度に便座を常に暖めておくものである。それにより、暖房便座装置は、ユーザが便座に着座する際に便座の冷たさによって不快を感じることを防止し、ユーザは快適に便座に着座することができる。
【0003】
このような暖房便座装置では、便器を使用しない時の消費電力は極力低下させる一方で、便器使用時には快適な温度の便座に着座できるように便座温度を制御することが望まれている。そこで従来、便器を使用しない時の消費電力を抑えるために便座の待機温度を低く保った状態で焦電型赤外線センサを用いてトイレルームへ入室するユーザを検知し、ユーザの検知があった場合は、待機温度から目標とする着座温度まで便座の温度を昇温する即暖型の暖房便座装置が知られている(特許文献1)。このような即暖型の暖房便座装置は、ユーザが便器を使用するときに便座を急速加熱するものであり、便器を使用しないときの待機温度を下げることができるので消費電力の低減に有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第4068648号
【特許文献2】特開2009−165684号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、従来の即暖型の暖房便座装置は、トイレルームへ入室した後のユーザを検知して待機温度から目標の着座温度まで昇温させるものである。通常、入室から着座までの時間は6秒程度であり、ユーザが軽装の場合はトイレルームに入室してから便座に着座するまでの時間は4秒程度である。つまり、待機温度から着座温度まで昇温させる時間には限界があった。そのため、従来の即暖型の暖房便座装置は、着座する時点において便座を快適な温度まで昇温できないおそれがあった。あるいは、短い時間でもユーザが着座する時点において便座を確実に快適な温度まで昇温するために、省エネ性を犠牲にして待機温度を高目に設定していた。
【0006】
また、着座時点において便座を快適な温度まで昇温させつつ、消費電力を低減させるためには、ヒーターの昇温能力を高くし、短時間で便座を加熱することが考えられる。しかし、ヒーターの昇温能力を高くすることは、安全性の問題を生じさせる。さらに、ヒーターの昇温能力が高い場合、小便時など便座の昇温が必要でないにもかかわらず昇温させてしまったときに消費電力の無駄が大きくなってしまうという課題も生じる。
【0007】
従って、ヒーターの昇温能力を低く維持しながら消費電力を低減させるためには、低い待機温度からでも確実に快適な温度まで昇温できるように昇温時間を長くすることが望ましい。このように昇温時間を長くするために、ユーザがトイレルームへ入室する前に即暖による昇温制御を開始すべく、電灯スイッチを用いた方式が考えられる(特許文献2)。しかし、トイレルームの電灯スイッチは、トイレルーム内が明るい場合等、トイレルームへ入室するユーザが必ず使用するものではない。電灯スイッチの入/切をトリガーとして便座温度を制御したとき、電灯スイッチを使用せずにトイレルームへ入室したユーザに対し便座を快適な温度まで昇温させることができず、ユーザが便座に着座したとき冷たく感じ不快となる。
【0008】
また、赤外線センサをトイレルームから遠く離れた位置に設置することによって、昇温時間を長くすることが考えられる。しかし、指向性が狭く、空間における伝搬損失(減衰)が比較的大きい赤外線センサでユーザがトイレルームへ入室する有無を判定しようとすると、トイレルーム外側の廊下などに複数の赤外線センサを設置し、かつ、その各赤外線センサと暖房便座装置の暖房制御をリンクさせる必要がある。便座の即暖制御のためだけにこのような手法を用いることは、現実的ではない。
【0009】
また、赤外線センサを設置することによって、トイレルームからユーザまでの距離を把握できたとしても、ユーザがその位置からトイレルームへ入室するまでの時間は、その位置からトイレルームまでの住居形態や、ユーザの歩行速度等に依存する。すなわち、センサがユーザを検知してからトイレルームへ入室するまでの時間は単に位置情報から一義的にきまるものではない。
【0010】
このため、単に位置情報に基づいて即暖を開始させる従来の即暖型の暖房便座装置では、着座する時点において便座を快適な温度まで昇温できないおそれがあった。
【0011】
このように、従来の即暖型の暖房便座装置では、ユーザの着座時点において便座を快適な温度まで昇温させることと、便座の待機温度を可及的に低下させて消費電力を低減させることとを両立させることは困難であった。
【0012】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、トイレルームへ入室しようとするユーザの動きを確実に検知し、暖房便座装置の待機温度をできる限り低く維持し、便座の消費電力を低減させながら、ユーザの着座時点における便座の温度を快適な温度まで確実に昇温させることができる暖房便座装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の第1態様としての暖房便座装置は、トイレルーム内に設置された便座と、前記便座を加熱する加熱部と、ユーザが入退室する前記トイレルームの出入り口に設置された扉と、電波により前記トイレルームの外側にいるユーザが前記扉を開けたことを検知し、該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するセンサ部と、前記加熱部および前記センサ部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、少なくとも前記センサ部によりユーザが前記扉を開けたことを検知してから該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するまでのアプローチ時間に基づいて前記便座の待機温度を設定することを特徴とする。
【0014】
暖房便座装置の消費電力を減らすための手段として便座が未使用時の待機温度を低く設定することが効果的である。また、過度な冷熱サイクルによる便座の破損防止および感電等の安全性を考慮すると、比較的少ない加熱電力にて加熱部(例えば、チュービングヒータや面状ヒータ)を制御することが好ましい。センサ部にてトイレルームを使用するユーザを検知してから該ユーザが便座に着座するまでの時間が長いほど、便座の待機温度をより低く設定すること、加熱部をより少ない加熱電力にて制御することが可能となる。一方、トイレルームの壁や扉は比誘電率が比較的小さい木材や樹脂から構成されている。このため、壁や扉を比較的透過しやすい電波ビーム(例えば、マイクロ波からミリ波の周波数帯を利用)を送受信し検知領域内の移動体を検知する電波センサを、センサ部として用いることにより、トイレルーム内だけでなくトイレルーム外側の電波センサの検知領域に進入したユーザを検知することができるため、トイレルームを使用するユーザを検知してから該ユーザが便座に着座するまでの時間が、従来の暖房便座装置よりも長くとれる。
【0015】
しかしながら、暖房便座装置を使用するユーザ(年齢や体格、習慣や癖等)、暖房便座装置が設置されるトイレルームの構造(トイレルーム内の広さや扉の位置、壁や扉の材質等)、さらにはトイレルームが配置される住居や建物の構造(扉に隣接する空間の広さ、トイレルーム周辺の水回り設備設置状況等)の相違により、トイレルーム外側の検知領域に進入したユーザを検知してから該ユーザが便座に着座するまでの時間は変化する。また、トイレルーム外側の検知領域に進入したユーザの動きが様々であるトイレルーム(例えば、居間に併設されたトイレルーム、トイレルームが連立して複数配置されたトイレ空間)内に暖房便座装置が設置された場合、センサ部にて検知領域に進入したユーザを検知したとき制御部は該ユーザがトイレルームへ入室するか否かを判断することは困難であり、便座の待機温度や加熱部の加熱電力を効率良く制御できない場合が生じる。
【0016】
電波センサは、トイレルームを使用するユーザの動きだけでなく、暖房便座装置に備えている便座や便蓋が回動する動き、トイレルームの出入り口に設置された扉が開閉する動き等、電波センサの検知領域内にて移動する物体を検知できる。
【0017】
トイレルームの出入り口に設置される扉の材質は、比誘電率の比較的小さい木材や軽金属材(鋼板)等、様々である。また、ユーザと扉の大きさ(電波を受信する有効表面積)を比較すると扉の方が大きく、且つ凹凸の多いユーザに対し扉は平面状である。このため、トイレルーム外側の電波センサの検知領域に進入し扉付近まで接近したユーザからの反射波(反射電力)とユーザが扉を開けたときに生じる扉からの反射波の大きさを比較すると、後者の方が大きい。透過率が比較的高い木材で扉が構成されている場合でも、ユーザが扉を開けた際、電波センサから放射された電波の進行(偏波)方向に対し扉表面における電波の入射角が大きくなると、扉表面で電波の反射率が増加する。このため、ユーザが扉を開けたときに生じる扉からの反射波は、扉付近まで接近したユーザからの反射波よりも大きくなる。扉の材質が軽金属材になると扉からの反射波は、ユーザからの反射波よりもさらに大きくなる。
【0018】
トイレルーム外側の電波センサの検知領域に進入し扉付近まで接近したユーザからの反射波を電波センサにて受信し測定した値(振幅電圧値)をα、ユーザが扉を開けたときに生じる扉からの反射波を電波センサにて受信し測定した値をβとすると、電波センサによりユーザが扉を開けたことを検知するために必要な閾値は測定値αよりも大きく、測定値βよりも小さい値となる。暖房便座装置の設置環境に応じて該閾値を設定すれば、電波センサによりトイレルーム外側の検知領域に進入したユーザがトイレルームの扉を開けたことを検知できる。
【0019】
このように、電波センサによりトイレルーム外側の検知領域に進入したユーザがトイレルームの出入り口に設置された扉を開けたときに生じる扉の動きを検知することにより、制御部は間接的に該ユーザがトイレルームへ入室すること確実に判断できる。従って、トイレルーム外側の検知領域に進入しただけのユーザとトイレルームを使用するユーザを判別して便座温度を効率良く制御することが可能となる。
【0020】
また、複数のユーザ(子供や大人、老人)が利用するトイレルームおいて、トイレルーム外側の検知領域に進入したユーザからの反射波(反射電力)に基づいて便座温度を制御しようとすると、電波センサにて受信し測定した値(振幅電圧値)はトイレルームに接近するユ―ザの体格や進行方向、トイレルームの構造や壁、扉の材質等でばらつくため、制御部は制御方法が複雑化し検知判断する応答性に影響を与える。一方、トイレルーム外側の電波センサの検知領域に進入したユーザが扉を開けたときに生じる扉からの反射波(反射電力)に基づいて便座温度を制御する場合、一旦トイレルーム内に暖房便座装置が設置されると、ユーザが代わっても扉を開けた時ときに生じる扉からの反射波(反射波が大きくなるタイミングおよび反射電力))は殆どばらつかない。本発明の暖房便座装置は、電波センサによりトイレルーム外側の検知領域に進入したユーザがトイレルームの扉を開けたことを検知するため、制御部は制御方法がシンプルで応答性に優れる。
【0021】
さらに、トイレルーム外側の検知領域に進入したユーザがトイレルームの扉を開けてからトイレルームへ入室するまでの時間は、暖房便座装置が設置されるトイレルームの構造(トイレルームに設置される扉の位置、扉の開く方向等)、ユーザがトイレルームへ接近する進行方向やトイレルームへ入室する移動速度、ユーザの習慣(合理的な行動パターン)等により変化する。本発明の暖房便座装置は、センサ部によりトイレルーム外側の検知領域に進入したユーザが扉を開けたことを検知してから該ユーザがトイレルームへ入室したことを検知するまでのアプローチ時間に基づいて待機温度を設定している。すなわち、アプローチ時間が便座を快適な温度に昇温するのに必要な昇温時間の一部として待機温度を決定している。このため、消費電力を考慮して待機温度を下げてもユーザが便座に着座するとき確実に便座の温度を快適な温度まで昇温させることが可能となるだけでなく、安全性を考慮して便座を加熱する加熱部(チュービングヒータ、面状ヒータ等)の加熱電力(昇温能力)を可能な限り低く設定することもできる。このように、本発明の暖房便座装置は、実際の設置環境(トイレルームを使用するユーザ、トイレルームの構造、トイレルームが配置される住居や建物の構造、トイレルームで生じる自然現象等に付随する相違)に合わせて待機温度を設定することができる。
【0022】
本発明の暖房便座装置は、設置環境が変化しても便座温度を効率良く制御し、ユーザの着座時点における便座温度を適切な温度(快適または便座に着座したときユーザが冷たいと感じない温度)まで昇温させること(第1の目的)と、暖房便座装置の待機温度を低下させ消費電力を低減させること(第2の目的)を両立させることができる。
【0023】
本発明の第2態様としての暖房便座装置は、前記第1態様に係る暖房便座装置において、前記制御部は、前記センサ部によりユーザが前記扉を開けたことを検知してから該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するまでの時間を実測し、該実測時間に基づいて前記アプローチ時間を決定することを特徴とする。
【0024】
トイレルームの正面(便座に着座したユーザと対向する方向側)に扉が設置されている場合と側面(便座に着座したユーザと対向しない方向側)に扉が設置されている場合では、トイレルーム外側のユーザが扉を開けたときに生じる扉からの反射波が大きくなるタイミングが異なる。これは、電波センサからみた扉が開くときの移動経路(位置)と、電波センサから放射される電波の進行(偏波)方向に対し扉表面における電波の入射角が関係する。トイレルームの正面に扉が設置されている場合、扉が開き始めるのとほぼ同時に扉からの反射波が大きくなり、扉に接近するユーザからの反射波よりも大きくなる。そして、扉が開くにつれ扉からの反射波は小さくなる。一方、トイレルームの側面に扉が設置されている場合、扉が開き始めた時点での扉からの反射波は小さいがある程度扉が開くと大きくなり、扉に接近するユーザからの反射波よりも大きくなる。このため、ユーザが扉を開けてからトイレルームへ入室するまでのアプローチ時間について、トイレルームの正面に扉が設置されている場合と側面に設置されている場合で比較したとき、実際にユーザがとる行動パターン(移動経路、移動時間)は同じあっても電波センサにより扉が開いたことを検知するタイミングは異なり、トイレルームの側面に扉が設置されている場合のアプローチ時間は、トイレルームの正面に扉が設置されている場合よりも短くなる。
【0025】
アプローチ時間は、ユーザが扉を開けてからトイレルームへ入室するときのユーザ(子供や大人、老人)の移動速度によっても変化する。また、ユーザがトイレルームへ接近する進行方向に対しトイレルームに設置された扉の開く方向によってもアプローチ時間は変化する。ユーザがトイレルームへ接近し扉を開けてからトイレルームへ入室する行動パターンをみると、例えば、トイレルームの正面に右回転方向に開く扉が設置されている場合、ユーザが左側方からトイレルームへ接近し入室するときユーザの体の向き(進行方向)は大きく変わらない。一方、ユーザが右側方からトイレルームへ接近し入室するとき、ユーザは開く扉を回避しつつ、体の向きを少なくとも90度回転させてトイレルームへ入室する。このため、ユーザが左側方からトイレルームへ接近し入室する場合と右側方からトイレルームへ接近し入室する場合で移動距離(移動経路)を比較すると前者の方が短く、アプローチ時間は短くなる。このように、ユーザがトイレルームへ接近する進行方向に対し扉の開く方向によってユーザの移動距離が変わるためアプローチ時間は変化する。
【0026】
本発明の暖房便座装置は、アプローチ時間の実測値に基づいて待機温度を決定しているため、実際の暖房便座装置の設置環境に適合した待機温度を設定することができる。このため、暖房便座装置の設置環境が変化してもユーザが便座に着座するとき確実に便座の温度を快適な温度まで昇温させつつ、設置環境を考慮して待機温度をできるだけ低減させることができる。
【0027】
その結果、実際の暖房便座装置の設置環境に適合するように上記第1および第2の目的のバランスをとりつつ、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0028】
本発明の第3態様としての暖房便座装置は、前記第2態様に係る暖房便座装置において、前記制御部は、前記電波の反射波の測定値が所定の閾値を超えた時点からユーザが前記トイレルームへ入室するまでの時間を計測することによって前記実測時間を取得することを特徴とする。
【0029】
本発明の暖房便座装置は、実際の設置環境においてトイレルーム外側の電波センサの検知領域に進入したユーザがトイレルームの扉を開けたときに生じる扉からの反射波(電波)の測定値が所定の閾値を超えた時点からアプローチ時間の計測を開始する。トイレルーム外側の検知領域に進入し扉付近まで接近したユーザからの反射波を電波センサにて受信し測定した値(振幅電圧値)をα、ユーザが扉を開けたときに生じる扉からの反射波を電波センサにて受信し測定した値をβとすると、電波センサによりユーザが扉を開けたことを検知するために必要な閾値は測定値αよりも大きく、測定値βよりも小さい値となる。また、住居形態によりトイレルームの大きさや扉の設置位置が異なるため、電波センサから扉までの距離に応じて反射波の大きさが変化する。ここでいう所定の閾値とは、暖房便座装置がトイレルーム内に設置されたときの設置環境に応じて変動する値であり、測定値αよりも大きく、測定値βよりも小さい値である。
【0030】
このように、実際の暖房便座装置の設置環境において閾値を設定すれば、ユーザがトイレルームの扉を開けたときに生じる扉からの反射波を電波センサにより受信し測定した値が所定の閾値を超えたとき、制御部はユーザがトイレルームの扉を開けたこと、該ユーザがトイレルームへ入室することを判断できる。本発明の暖房便座装置は、実際の暖房便座装置の設置環境に適合した閾値を用いて実測時間を実測し、該実測時間に基づいてアプローチ時間を決定するため、実際の暖房便座装置の設置環境に適合した待機温度を設定できる。また、電波の反射波の測定値が前記所定の閾値を超えた時点から便座の加熱を開始することができるため、暖房便座装置の設置環境が変化してもユーザが便座に着座するとき確実に便座の温度を快適な温度まで昇温させつつ、設置環境を考慮して待機温度をできるだけ低減させることができる。
【0031】
その結果、実際の暖房便座装置の設置環境に適合するように上記第1および第2の目的のバランスをとりつつ、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0032】
本発明の第4態様としての暖房便座装置は、前記第2態様に係る暖房便座装置において、前記実測時間を格納する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記実測時間を複数回取得し、前記記憶部に格納された複数の前記実測時間に基づいて前記アプローチ時間を決定することを特徴とする。
【0033】
本発明の暖房便座装置は、記憶部に格納された複数の実測時間に基づいてアプローチ時間を決定するため、暖房便座装置が実際に使用される設置環境に対し適合の度合いが高く、より効率良く便座温度を制御できる。また、複数の実測時間を用いることによって、突発的あるいは例外的な状況のみに基づいてアプローチ時間が決定されることを防止できる。
【0034】
本発明の第5態様としての暖房便座装置は、前記第4態様に係る暖房便座装置において、前記制御部は、複数の前記実測時間のうち時間の短い所定数の実測時間に基づいて前記アプローチ時間を決定することを特徴とする。
【0035】
本発明の暖房便座装置は、複数の実測時間のうち時間の短い所定数の実測時間を用いてアプローチ時間を決定するため、制御部は扉を開けてからトイレルームへ入室するまでの移動時間が短い(移動速度が速い)ユーザに適合するように待機温度を設定することができる。これにより、暖房便座装置は、殆どのユーザの着座時には確実に便座温度を目標温度以上に昇温させることができる。また、複数の前記実測時間のうち時間の短い所定数の実測時間を平均した値をアプローチ時間として決定することにより、突発的あるいは例外的な状況のみに基づいてアプローチ時間が決定されることを防止できる。
【0036】
本発明の暖房便座装置は、複数の実測時間のうち時間の短い所定数の実測時間に基づいてアプローチ時間を決定し、暖房便座装置が実際に使用される設置環境に適合した待機温度を設定することができるため、殆どのユーザの着座時には確実に便座温度を快適な温度まで昇温させつつ、設置環境を考慮して待機温度をできるだけ低減させることができる。
【0037】
その結果、実際の暖房便座装置の設置環境に適合するように上記第1および第2の目的のバランスをとりつつ、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0038】
本発明の第6態様としての暖房便座装置は、前記第2態様に係る暖房便座装置において、前記アプローチ時間を格納する記憶部をさらに備え、前記アプローチ時間の決定後、前記制御部は、前記センサ部によりユーザが前記扉を開けたことを検知してから該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するまでの更新用実測時間を測定し、該更新用実測時間に基づいて前記記憶部に格納された前記アプローチ時間を更新することを特徴とする。
【0039】
本発明の暖房便座装置は、センサ部によりユーザが扉を開けたことを検知してから該ユーザがトイレルームへ入室したことを検知するまでの実測時間に基づいてアプローチ時間を決定し、該アプローチ時間を記憶部に格納する。また、該アプローチ時間の決定後、設置環境の変化に対応するため実測時間と同様の検知方法にて更新用実測時間を測定する。そして、設置環境が変化したとき更新用実測時間に基づいて記憶部に格納されたアプローチ時間を更新する。例えば、ユーザの歩行速度が遅くなったとき、住宅のリフォームでトイレルームの構造が変化したとき等、本発明の暖房便座装置は、設置環境の変化に適合したアプローチ時間を用いて便座温度を制御することができるので、第1の目的と第2の目的とのバランスを取り直すことができる。
【0040】
本発明の第7態様としての暖房便座装置は、前記第3態様に係る暖房便座装置において、暖房便座装置が設置される環境の変化に対応する複数の前記閾値を格納した記憶部をさらに備え、前記制御部は、該記憶部に格納された複数の前記閾値から実際に暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報に対応した前記閾値を選択し、選択された該閾値により前記実測時間を計測することを特徴とする。
【0041】
ここでいう環境情報とは、ユーザの移動状態に関連する情報、扉の設置状態に関連する情報、ユーザの個体差に関連する情報、トイレルームの構造に関連する情報を指す。ユーザの移動状態に関連する情報とは、主にユーザがトイレルームへ接近するときの進行方向やトイレルームへ入室する移動速度、移動経路である。扉の設置状態に関連する情報とは、主にトイレルームに設置される扉の位置、扉の開く方向、トイレルームに通じる通路と扉の位置関係である。ユーザの個体差に関連する情報とは、主に性別、身長や胴幅等の外見上判断できる要素、習慣や癖等の外見上判断できない要素である。トイレルームの構造に関連する情報とは、主にトイレルームの広さ、壁や扉の材質である。
【0042】
ユーザの体格やトイレルームへ接近するときのユーザの進行方向、トイレルームの広さ、壁や扉の材質の相違によって電波センサにて受信する反射波の大きさが変化する。
【0043】
本発明の暖房便座装置は、実際に暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報に対応した閾値を選択するため、トイレルーム外側の検知領域に進入したユーザがトイレルームに入室するか否かを精度良く判別できる。さらに、選択された閾値を用いて実際の設置環境に対応したアプローチ時間を決定し、このアプローチ時間に基づいて設置環境に適合した待機温度を設定することができる。
【0044】
その結果、その結果、第1の目的を達成させつつ、実際の設置環境において消費電力を低減するように待機温度を最適化することができる。
【0045】
本発明の第8態様としての暖房便座装置は、前記第1態様に係る暖房便座装置において、暖房便座装置が設置される環境の変化に対応する複数の前記アプローチ時間を格納した記憶部をさらに備え、前記制御部は、該記憶部に格納された複数の前記アプローチ時間から実際に暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報に対応した前記アプローチ時間を選択し、選択された該アプローチ時間に基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする。
【0046】
ユーザがトイレルームへ入室する移動速度の変化でアプローチ時間は変化する。また、ユーザがトイレルームへ接近するときの進行方向と扉の開く方向の関係によりユーザの移動距離(移動経路)が変化しアプローチ時間は変化する。また、トイレルームに設置される扉の位置によって電波センサにより扉が開いたことを検知するタイミングが変化しアプローチ時間は変化する。
【0047】
本発明の暖房便座装置は、記憶部に格納された設置環境の変化に対応する複数のアプローチ時間から、実際の設置環境に関する環境情報に対応したアプローチ時間を選択する。このため、制御部は設置環境の変化に対応する待機温度を容易に設定でき、ユーザの着座時には確実に便座温度を快適な温度まで昇温させることができる。
【0048】
その結果、暖房便座装置の実際の設置環境に適合するように上記第1および第2の目的のバランスをとりつつ、消費電力を低減させることができる。
【0049】
本発明の第9態様としての暖房便座装置は、前記第1態様に係る暖房便座装置において、暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報と該環境情報に対応する前記アプローチ時間との組合せを含む複数のアプローチ時間選択情報を格納する記憶部をさらに備え、前記制御部は、該記憶部に格納された複数の前記アプローチ時間選択情報から実際に暖房便座装置が設置される環境に応じて選択された前記アプローチ時間選択情報に基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする。
【0050】
本発明の暖房便座装置は、ユーザの好みまたは施行業者の判断に基づいて実際に暖房便座装置が設置される環境に応じたアプローチ時間選択情報が選択され、暖房便座装置の設置環境に適合した待機温度を設定することができる。
【0051】
その結果、ユーザの好みや施行業者の判断を加味しつつ、第1の目的を達成させ、暖房便座装置の設置環境において消費電力を低減させるように待機温度を最適化することができる。
【0052】
本発明の第10態様としての暖房便座装置は、前記第1態様に係る暖房便座装置において、前記制御部は、前記アプローチ時間が長いほど前記待機温度を低温側に設定することを特徴とする。
【0053】
トイレルーム外側の検知領域に進入したユーザが扉を開けてからトイレルームへ入室するまでのアプローチ時間が長くなると、電波センサによりユーザが扉を開けたことを検知した時点からユーザが便座に着座する時点までのトータル時間、すなわち便座を待機温度から快適な温度まで上昇させるために要する時間を長くとれる。このため、加熱部の加熱電力は同じままで便座の待機温度を低く設定することができるので、消費電力を低減させることができる。
【0054】
本発明の第11態様としての暖房便座装置は、前記第1態様に係る暖房便座装置において、前記トイレルーム内の室温を計測する温度計測手段をさらに備え、前記制御部は、前記アプローチ時間と前記温度計測手段により計測された温度結果に基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする。
【0055】
暖房便座装置が設置されるトイレルーム内の温度変化によりユーザの着座時に便座の温度が快適な温度まで昇温されない場合、第1の目的が達成できない。例えば、季節の変化等によってトイレルーム内の室温が低下した場合、待機温度が常に一定では、室温の低下に伴う昇温速度の低下により、ユーザの着座時に便座の温度が快適な温度まで昇温されず、ユーザに不快にさせる場合がある。一方、暖房便座装置が設置されるトイレルーム内の温度変化により待機温度が必要以上に高く、無駄な消費電力が大きくなる場合、第2の目的が達成されない。例えば、季節の変化等によってトイレルーム内の室温が上昇した場合、待機温度が常に一定では、本来、より待機温度を低く設定し、消費電力を小さくすることが可能であるにも関わらず、待機温度を必要以上に高く設定した状態となり、無駄な消費電力が大きくなる場合がある。
【0056】
本発明の暖房便座装置は、アプローチ時間とトイレルーム内の温度に基づいて待機温度を設定するため、季節の変化等により生じるトイレルーム内の温度変化にも適合し、第1の目的と第2の目的とのバランスを取りつつ、効率良く便座温度を制御することができる。
【0057】
本発明の第12態様としての暖房便座装置は、前記第1態様に係る暖房便座装置において、ユーザの着座時における前記便座の目標温度を選択するために用いられる目標温度テーブルを格納した記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記目標温度テーブルからユーザにより選択された目標温度と、前記アプローチ時間と、前記センサ部によりユーザがトイレルームへ入室したことを検知してから前記便座に着座するまでの着座時間とに基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする。
【0058】
本発明の暖房便座装置は、ユーザが目標温度を設定した場合でも、ユーザの着座時に便座温度をその目標温度へ昇温させ、かつ、設置環境に適合した待機温度を設定することができる。その結果、第1の目的と第2の目的とのバランスを維持しつつ、消費電力を低減させ、さらに、ユーザの好みを加味した適応テーブルを作成することができる。
【発明の効果】
【0059】
本発明による暖房便座装置は、実際に暖房便座装置の設置された環境を考慮して、トイレルームへ入室しようとするユーザの動きを確実に検知し、暖房便座装置の待機温度をできる限り低く維持し、便座の消費電力を低減させながら、ユーザの着座時点における便座の温度を快適な温度まで確実に昇温させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】本発明に係る第1の実施形態に従った暖房便座装置、トイレルーム、並びに、センサ部の検知領域DR1、DR2を示す図。
【図2】第1の実施形態による暖房便座装置の構成を示すブロック図。
【図3】センサ部によって検知された電波または赤外線の電圧波形を示す図。
【図4】基準テーブルの制御データテーブルの一例を示す図。
【図5】トータル時間Ttotalと便座の温度との関係を示すグラフ。
【図6】基準テーブルの作成に用いられる標準的なトイレルームの概念図。
【図7】適応テーブルの待機温度TEMPstbを自動設定するために用いられる制御データテーブル、および、目標温度TEMPtrgを選択するために用いられる目標温度テーブルを示す図。
【図8】適応テーブルを自動作成する手順を示すフロー図。
【図9】適応テーブルを示す図。
【図10】適応テーブルの更新の手順を示すフロー図。
【図11】複数の適応テーブルを設定する暖房便座装置の動作を示すフロー図。
【図12】本発明に係る第2の実施形態に従った暖房便座装置、トイレルームの構造およびユーザの進入方向を示す概念図、および、暖房便座装置の環境情報(I)〜(V)と閾値との対応関係を示す閾値選択テーブル。
【図13】本発明に係る第3の実施形態に従った暖房便座装置の環境情報(I)〜(V)と閾値および推定値との対応関係を示すアプローチ時間選択テーブル。
【図14】第3の実施形態に従った適応テーブルの設定手順を示すフロー図。
【図15】適応テーブルを補正するために用いられる第1の補正テーブルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【0061】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【0062】
(第1の実施形態)
図1(A)および図1(B)は、本発明に係る第1の実施形態に従った暖房便座装置100、トイレルーム105、並びに、センサ部150の検知領域DR1、DR2を示す図である。暖房便座装置100は、トイレルーム105内に設置されており、暖房便座装置100と、便器120とを備えている。暖房便座装置100は、遠隔操作装置(リモートコントローラ)130と、便座140と、センサ部150と、制御部210とを備えている。便座140は、加熱部としてのヒーターを内蔵している。便座140は、ヒーターに電圧を印加し電流を流すことによって加熱される。センサ部150は、電波センサ160と、焦電センサ170と、着座センサ180とを含む。トイレルーム105は、壁106および扉107で囲まれた空間であり、ユーザは扉107からトイレルーム105へ入室する。
【0063】
電波センサ160は、例えば、マイクロ波の周波数帯域を利用した移動体検知センサである。電波センサ160は、トイレルーム105内を移動するユーザの移動状態だけでなく、トイレルーム105の外にいるユーザがトイレルーム105の出入り口に設置された扉107を開けた際に生じる扉107の開閉する動きを検知し、トイレルーム105の外にいるユーザがトイレルーム105内に入室しようとする動きをを間接的に検知できる。また、ユーザが扉107を開けてからトイレルーム105内に入室する移動状態やユーザが便座140に着座したこと等、電波センサ160の第1検知領域DR1内に進入したユーザの動き(移動状態)を検知することができる。
【0064】
マイクロ波とは電波の周波数による分類の一つである。一般的には波長100マイクロメートル〜1メートル、周波数300メガヘルツ〜3テラヘルツの電波(電磁波)を指す。この範囲の電波には、デシメートル波(UHF)、センチメートル波(SHF)、ミリメートル波(EHF)、サブミリ波が含まれる。尚、電波センサ160は、トイレルーム105に設置された扉107の開閉する動き、トイレルーム105内へ入室するユーザの動きを検知することができればよく、利用可能な周波数帯域はマイクロ波帯に限定されない。
【0065】
焦電センサ170は、例えば、焦電型赤外線センサであり、ユーザがトイレルーム105内に入室したことを検知する。焦電型赤外線センサは、周囲環境の温度と、検知したい物体の温度との差を検知して、その空間(第2検知領域DR2)に物体が存在するか否かを判断する。尚、本実施例ではトイレルーム105内に入室したユーザの人体を検知するために焦電センサ170を暖房便座装置100に設置したが、焦電型赤外線センサに限定されない。
【0066】
着座センサ180は、例えば、反射型赤外線センサであり、人体から反射された赤外線を検出した場合に便座140上にユーザが着座していることを検知する。尚、着座センサ180も、便座140上にユーザが着座していることを検知することができればよく、反射型赤外線センサに限定されない。
【0067】
電波センサ160および焦電センサ170は、暖房便座装置100および/または便器120や遠隔操作装置130に取り付けてもよく、あるいは、暖房便座装置100および遠隔操作装置130とは別にトイレルーム105内の壁面、天井または床面に取り付けてもよい。
【0068】
第1検知領域DR1は、電波センサ160が人体等の移動体を検知することができる範囲を示し、トイレルーム105の内側から外側へ向かい広がっている。第2検知領域は、焦電センサ170が人体を検出することができる範囲を示し、扉107が閉じた状態においてはトイレルーム105の内側に制限される。
【0069】
図2は、第1の実施形態による暖房便座装置100の構成を示すブロック図である。暖房便座装置100は、遠隔操作装置130と、センサ部150と、便座140と、洗浄部200と、制御部210とを備えている。
【0070】
遠隔操作装置130は、機能設定部132と、機能操作部134と、表示部136とを備えている。機能設定部132は、便座140の温度設定、洗浄装置200の水温設定等の各種設定事項をユーザが入力/選択する手段である。機能操作部134は、機能設定部132で設定された設定事項に基づいて便座140および洗浄部200をユーザが操作する手段である。表示部136は、ユーザが機能設定部132または機能操作部134を用いて入力/選択した事項を表示する手段である。機能設定部132および機能操作部134は、例えば、ボタン、切替えスイッチを含み、ユーザは、ボタンを押し、あるいは、切替えスイッチを切替えることによって暖房便座装置100の設定および操作を行う。表示部136は、例えば、液晶表示装置でよい。
【0071】
センサ部150は、上述の通り電波センサ160と、焦電センサ170と、着座センサ180とを備えている。電波センサ160は、送信アンテナ162と、発振回路164と、受信アンテナ166と、検波回路168とを備えている。本実施形態では、発振回路164は、所定の周波数の電波(マイクロ波)を生成し、送信アンテナ162からその電波を送信する。受信アンテナ166は、送信アンテナ162から送信された電波の反射波を受信する。検波回路168は、受信アンテナ166において受信された反射波から電圧値(振幅電圧)、周波数の差分を抽出し、検知信号として制御部210へ送る。発振回路164に周波数可変回路を備えれば、扉や人体からの反射波の位相状態を抽出し移動速度だけでなく電波センサ160から扉や人体までの距離を認識できる。また、検波回路168を複数備えれば、複数の検知信号の位相差から電波センサ160に対し扉や人体が接近または離遠しているのかを容易に判別できる。
【0072】
トイレルーム105内とトイレルーム105外に別々に人体検知センサ(例えば、赤外線センサや焦電センサ、電波センサ等)を設置して後述するアプローチ時間T1を決定する場合、トイレルーム105内に設置された人体検知センサとトイレルーム105外に設置された人体検知センサで通信や同期を取る必要が生じ制御が複雑となる。また、ユーザの好みや生活環境に応じてトイレルーム105外に設置される人体検知センサの位置により検知精度がバラつきアプローチ時間T1に影響を与える。トイレルーム105内に設置された暖房便座装置100や遠隔操作装置130に、ユーザが入退室するトイレルーム105の出入り口に設置された扉107が開くことを検出する電波センサ160を備えることにより、ユーザがトイレルーム105外の第1検知領域DR1内に進入し扉107を開けてからトイレルーム105内へ入室するまでの移動情報を連続的に検出できるため、通信や同期を取る必要がなく制御が簡素となる。また、トイレルーム105が設置される住宅環境に応じて最適なアプローチ時間T1を決定できる。
【0073】
また、特定の少数ユーザがトイレルーム105に隣接された廊下を通りトイレルーム105へ入室する住宅環境であれば、廊下を通行するユーザの移動速度や移動方向、ユーザが廊下を通行する時間帯、ユーザのトイレ使用状況等に応じて、予め設定されたトイレルーム105外の第1検知領域DR1内に進入したユーザを電波センサ160で検知したとき、ユーザがトイレルーム105内に入室するか否かを推定できる。そして、その推定結果に基づいて便座温度を制御すれば、待機温度をできる限り低く維持し、便座の消費電力を低減させながら、ユーザの着座時点における便座の温度を快適な温度まで確実に昇温させることができる。
【0074】
一方、近年の住宅市場では、トイレルーム105がリビング(居間)等の広い空間に廊下を介さず併設された住宅も供給されるようになった。そのため、ユーザの滞在時間や使用状況が様々である空間にトイレルーム105が併設された場合、トイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入したユーザを電波センサ160で検知したとき、ユーザがトイレルーム105内に入室するか否かを推定することは困難である。
【0075】
その際、トイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入したユーザがトイレルーム105の出入り口に設置された扉107を開ける動作に伴い生じる扉107の開く動きを電波センサ160で検知することにより、トイレルーム105内への入室意図があるユーザを間接的に検知し、ユーザがトイレルーム105内に入室することを確実に判断できる。そうすれば、暖房便座装置100が設置される住宅環境に関わらず、待機温度をできる限り低く維持し、便座の消費電力を低減させながら、ユーザの着座時点における便座の温度を快適な温度まで確実に昇温させることができる。
【0076】
焦電センサ170は、検知領域を設定するレンズと人体から放射された赤外線を受信する受光素子を備え、着座センサ180は、赤外線を発光する発光素子と発光素子から送信された赤外線の反射波を受信する受光素子を備え、ともに受光素子にて受信した結果を制御部210へ送る。
【0077】
便座140は、加熱部としてのヒーター142と、温度検知部(サーミスタ)144とを備えている。ヒーター142は、制御部210の制御を受けて便座140を加熱する。温度検知部144は、便座140の温度を検知し、その温度情報を制御部210へフィードバックする。
【0078】
洗浄部200は、ヒーター202と、温度検知部(サーミスタ)204と、ノズル駆動部206とを備えている。ヒーター202は、制御部210の制御を受けて、洗浄部200内のタンクに蓄えられた洗浄水を加熱する。温度検知部204は、洗浄水の温度を検知し、その温度情報を制御部210へフィードバックする。ノズル駆動部206は、ノズルを駆動させ、洗浄水を吐出するように構成されている。
【0079】
制御部210は、演算処理部(CPU)212と、記憶部214と、タイマ216と、カウンタ218とを備え、遠隔操作装置130、センサ部150、便座140および洗浄部200を制御するように構成されている。
【0080】
図3は、センサ部150によって検知された電波または赤外線の電圧波形を示す図である。電波センサ160によって検出された電圧波形がW1、焦電センサ170によって検出された電圧波形がW2、並びに、着座センサ180によって検出された電圧波形がW3で示されている。これらの電圧波形W1〜W3は、センサ部150によって受信された受信波を、制御部210に含まれる周波数帯域フィルタを用いてフィルタリングすることによって得られた所望の周波数帯域の波形である。制御部210は、電圧波形W1〜W3の振幅電圧の変化によって、電波センサ160が扉107の開動(トイレルーム105を使用するためにトイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入したユーザが扉107を開ける動きを検知したこと(扉開検知)、焦電センサ170がユーザの入室を検知したこと(入室検知)、並びに、着座センサ180がユーザの着座を検知したこと(着座検知)を判断することができる。制御部210は、電波センサ160が扉107の開く動きを検知(反射波の測定値が所定の閾値を超える)した時点から便座140の加熱を開始する。
【0081】
ユーザがトイレルーム105に接近し、電波センサ160の第1検知領域DR1に進入すると、電波センサ160によって検出されるマイクロ波の電圧振幅が大きくなる。その後、マイクロ波の電圧振幅が所定の閾値±Vth(例えば、上限閾値電圧+Vthおよび/または下限閾値電圧−Vth)を超えると、制御部210は、電波センサ160が扉107の開く動きを検知したものと判断する。閾値は、扉の開く動きを検知するために用いられるパラメータであり、例えば、扉が開く際に生じる反射波の信号レベル(振幅電圧)を基準として設けられた上限閾値電圧および下限閾値電圧、あるいは、所定のS/N比により表現され得る。
【0082】
電波センサ160により扉の開く動きを検知した時点(以下、扉開時点)をt0とする。扉開時点t0は、扉が開く際に生じる反射波の信号レベルの上限と下限との閾値幅を小さくすること、反射波の信号レベルが閾値を単位(所定)時間に超える回数を小さくすることによって(即ち、判定S/N比を小さくすることによって)、より早めることができる。しかしながら、判定S/N比を小さくすることによって、第1検知領域DR1に進入しただけのユーザを検知し易くなるため、電波センサ160は、実際にトイレルーム105に入室しないユーザの人体を検知する頻度が多くなる可能性がある。従って、閾値は、扉107が開く際に生じる反射波と、トイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入したユーザの反射波のバランスを考慮して設定される。
【0083】
従って、扉107付近におけるユーザからの反射波(反射電力)のS/N比をα、扉からの反射波のS/N比をβとすると、扉107が開く動きを検知するための閾値のS/N比は、α<閾値<βとなるよう設定すれば良い。そうすれば、第1検知領域DR1に進入するユーザに対し、ユーザが扉107を開けるまではユーザの体の大きさや歩く向きに関係なく、電波センサにてユーザを検知しない。そして、子供や大人、成人と老人等、人体からの反射波がばらついてもユーザが扉107を開けるタイミングにて間接的に人体を検知できる。従って、複数のユーザが利用するトイレルーム105でも電波センサにてユーザを検知する位置はトイレルーム105外の扉107付近となり、その時点(扉開時点t0)でユーザがトイレルーム105内に入室することを精度良く検知できる。
【0084】
また、ユーザがトイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入しトイレルーム105の扉107を開けると、反射波から得られる信号は、電圧値だけでなく周波数も変化する。従って、電波センサ160は、ドップラ効果を利用し、マイクロ波の送信波と受信波との周波数差を検知することによって、ユーザがトイレルーム105の扉107を開ける移動速度を検知することができる。扉107が開く際に生じる周波数差から算出される扉107の移動速度は、人体の移動速度に対して比較的遅い傾向にある。従って、扉107が開く際に生じる反射波の信号レベル(振幅電圧)が小さい(S/N比が大きくとれない)場合、扉107の移動速度を検知判断基準として制御部210に付加することにより、扉107の開く動きを確実に検知することができる。
【0085】
図3の閾値電圧±Vthは、所定のS/N比(Signal−to−Noise ratio)で決定される。例えば、閾値を決定する所定のS/N比(以下、判定S/N比ともいう)が3であるとすると、閾値電圧は、ノイズ(暗雑音)の電圧振幅の3倍の振幅を有する電圧の上限および下限となる。また、扉107が開く際に生じる反射波の信号レベルが閾値を単位(所定)時間に所定回数超えた場合に、制御部210は、電波センサ160にて扉107の開く動きを検知したものと判断すれば、突発的なノイズに対し誤検知を防止できる。例えば、判定S/N比が3であり、かつ、所定回数が5回であるとすると、ノイズの振幅に対して3倍以上の振幅を有する反射波が単位時間に5回以上検知された場合に、制御部210は、電波センサ160が扉107の開く動きを検知したものと判断する。この場合、カウンタ218は、上限閾値および下限閾値の両方または一方を超える反射波のピーク値およびボトム値をカウントする。尚、上記の単位時間や所定回数は、予め記憶部214に格納しておけばよい。
【0086】
尚、後述するように、閾値は、予め決定されていてもよく、演算部210によって演算で自動に決定されてもよく、あるいは、ユーザや施工業者によって手動で決定されてもよい。閾値は、決定後、記憶部214に格納される。
【0087】
ユーザは、第1検知領域DR1に進入後、トイレルーム105の扉107を開けて、トイレルーム105内に入室する。ユーザが第2検知領域DR2に進入すると、焦電センサ170は、ユーザの人体を検出する。赤外線の信号レベルが所定の閾値電圧(初期電圧値に対する変化量)を超えた場合に、制御部210は、焦電センサ170がユーザのトイレルーム105内への入室を検知したものと判断する。焦電センサ170がユーザのトイレルーム105内への入室を検知した時点を入室時点t1とする。
【0088】
本実施形態では、扉開時点t0から入室時点t1までの時間をアプローチ時間T1と規定する。即ち、アプローチ時間T1は、扉107が開く際に生じる反射波の測定値が閾値を超えた時点(t0)からユーザがトイレルーム105内に入室する時点(t1)までの時間である。さらに換言すると、アプローチ時間T1は、ユーザがトイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入し扉107を開けた時点(t0)から、ユーザが第2検知領域DR2に進入した時点(t1)までの時間である。
【0089】
その後、ユーザが便座140に着座すると、着座センサ180がユーザの人体を検出する。赤外線の信号レベルが所定の閾値電圧を超えた場合に、制御部210は、着座センサ180がユーザが便座140に着座したことを検知したものと判断すればよい。このように、着座センサ180がユーザの着座を検知した時点を着座時点t2とする。
【0090】
本実施形態では、入室時点t1から着座時点t2までの時間を着座時間T2と規定する。即ち、着座時間T2は、ユーザがトイレルーム105内に入室して第2検知領域DR2に進入した時点(t1)から、ユーザが便座140に着座する時点(t2)までの時間である。
【0091】
電波センサ160にてトイレルーム105外のユーザが扉107を開けたことを検知した扉開時点(t0)から着座センサ180にてユーザが便座140に着座したことを検知した着座時点(t2)までのトータル時間をTtotalと規定する。トータル時間Ttotalを長くすることによって、便座140の待機温度が低くても、制御部210は、ユーザの着座時t2に便座140を適温(目標温度)まで昇温させることができる。便座140の待機温度を低くすることができれば、暖房便座装置100の消費電力を低減させることができる。待機温度とは、暖房便座装置100が利用されていない待機時における便座140の温度である。
【0092】
電波センサ160は電圧値の時系列変化、さらにはマイクロ波の周波数(位相)変化によって、ユーザがトイレルーム105内へ入室したことや便座140に着座したことを検知できる。従って、焦電センサ170や着座センサ180を省略してもよい。即ち、人体検知、入室検知、および、着座検知は電波センサ160のみにより実行可能である。この場合、焦電センサ170および着座センサ180が不要となるので、コストが低減されるとともに暖房便座装置100のコンパクト化が図れる。
【0093】
ところで、ユーザが扉107を開けてからトイレルーム105内に入室するまでの時間は、実際に暖房便座装置100を設置する住宅環境によって変化する。ユーザが通行する廊下や空間に対しトイレルーム105の出入り口に設置される扉107の位置や材質、開閉構造等は様々であり、トイレルーム105外のユーザが扉107を開けたことを検知してからユーザが便座140に着座したことを検知するまでの実際の時間(トータル時間Ttotal)はばらつく。さらに、トータル時間Ttotalは、ユーザの歩行速度、着衣の状態によっても変化する。このため、トータル時間Ttotalの設定あるいは便座140の待機温度の設定には或る程度の推測が必要となる。
【0094】
本実施形態による暖房便座装置100は、トータル時間Ttotalの実測値に基づいて、暖房便座装置100の設置環境に適合した待機温度を自動で設定する。これにより、上記のように或る程度推測が必要となるものの、暖房便座装置100は、ユーザの着座時点における便座140を適切な温度まで昇温させること(第1の目的)と、暖房便座装置100の待機温度を低下させ消費電力を低減させること(第2の目的)の両立を図ることができる。
【0095】
実際には、暖房便座装置100の設置環境によって、必ずしも第1および第2の目的を完全に両立させることができない場合がある。しかし、本実施形態は、アプローチ時間T1あるいはトータル時間Ttotalの実測値に基づいて実際の暖房便座装置100の設置環境にできるだけ適合した待機温度を設定する。これにより、本実施形態は、第1および第2の目的のバランスをとりつつ、無駄な消費電力を低減させるように待機温度を設定することができる。以下、その詳細について説明する。
【0096】
[基準テーブル]
まず、トータル時間Ttotalあるいは便座140の待機温度の基準テーブルについて説明する。
【0097】
図4は、基準テーブルの制御データテーブルの一例を示す図である。基準テーブルは、暖房便座装置100のトイレルーム設置直後に暖房便座装置100の加熱機能を利用することができるように製造メーカーによって出荷前に設定され、記憶部214に予め格納されたテーブルである。例えば、基準テーブルでは、目標温度TEMPtrgが29℃、待機温度TEMPstbが26℃、トータル時間Ttotal内に昇温する温度ΔTEMP(ΔTEMP=TEMPtrg−TEMPstb)が3℃、トータル時間Ttotalが6秒、並びに、判定S/N比が3に設定されている。尚、当初、いずれのユーザが使用したとしても、ユーザの着座時に便座140の温度が目標温度TEMPtrgに達しているように、基準テーブルでは、待機温度TEMPstbは高めに設定されている。
【0098】
上述の通り、電波センサ160がトイレルーム105の出入り口に設置された扉107の開く動きにより、トイレルーム105外のユーザを間接的に検知してから着座センサ180がユーザの着座を検知するまでの実測時間(トータル時間Ttotalの実測値)は、暖房便座装置100が実際に設置されている環境によって変化する。例えば、この環境は、トイレルーム105自体の構造、トイレルーム105の周辺の構造、ユーザ自身の特徴、暖房便座装置100の使用状況等である。より具体的には、この環境は、トイレルーム105の扉107の位置、ユーザがトイレルーム105へ接近するときの進行方向、ユーザの移動経路、歩行速度、トイレルーム105の構造、トイレルーム105に通じる通路(廊下)の延伸方向、トイレルーム105における扉107の開閉状態、トイレルーム105の壁の材質または扉107の材質、ユーザの年齢(老若男女)、ユーザの着衣の多さ(季節)等である。
【0099】
実際にユーザがトイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入し、扉107を開けてから入室するまでの実測時間(アプローチ時間T1の実測値)は、例えば、トイレルーム105の扉107の位置、ユーザがトイレルーム105へ接近するときの進行方向、ユーザの移動経路、歩行速度、トイレルーム105の構造、トイレルーム105に通じる通路(廊下)の延伸方向、トイレルーム105における扉107の有無、トイレルーム105の壁の材質または扉107の材質等によって変化する。実際にユーザがトイレルーム105に入室してから便座140に着座するまでの実測時間(着座時間T2の実測値)は、例えば、ユーザの年齢(老若男女)、歩行速度、ユーザの着衣の多さ(季節)等によって変化する。
【0100】
従って、図4に示す基準テーブルは、必ずしも暖房便座装置100が設置された環境に適合しているとは限らない。このため基準テーブルは、暖房便座装置100のトイレルーム105設置後にその環境に適合するように、図7(A)に示す制御データテーブルおよび図7(B)に示す目標温度テーブルに基づいて作成された適応テーブルによって更新されることが好ましい。この場合、暖房便座装置100の設置後に適応テーブルが作成されるので、基準テーブルは必ずしも設定されていなくともよい。
【0101】
図5は、トータル時間Ttotalと便座140の温度との関係を示すグラフである。便座140の待機温度をTEMPstb、ユーザが着座したときに快適と感じる目標温度をTEMPtrg、ユーザによって設定される設定温度をTEMPsetとする。設定温度TEMPsetは、ユーザが便座140に着座している期間に所望する便座140の温度である。便座140の温度は、短時間(例えば、6秒)にて目標温度を超えるよう大電力にて加熱された後、設定温度TEMPsetに維持される。一方、目標温度TEMPtrgは、着座時にユーザに不快感を与えないための便座140の温度であり、便座140を構成する材質や形状およびその厚みにより異なる。一般に設定温度TEMPsetよりも低い温度でよい。
【0102】
扉開検知時点t0まで制御部210は、便座140の温度を待機温度TEMPstbに維持している。扉開検知時点t0において、制御部210はヒーター142によって便座140の温度を待機温度TEMPstbから加熱し始める。そして、着座時点t2において、便座140の温度が目標温度TEMPtrgに達していることが必要となる。尚、図5に示す便座140の温度変化T140の傾きは、ヒーター142から便座140への熱伝達特性およびヒーター142への印加電圧とその通電時間によって決定される。
【0103】
図5の破線で示すようにトータル時間Ttotalの実測値が短くなった場合、便座140の加熱開始時が遅くなるので、ユーザの着座時に便座140の温度を目標温度TEMPtrgまで昇温するためには、待機温度TEMPstbを矢印のように上昇させなければならない。基準テーブルの設定のように、様々なユーザが暖房便座装置100を利用した場合であっても、着座時点t2において便座140を確実に目標温度TEMPtrgまで昇温するために、基準テーブルの待機温度TEMPstbの設定は統計的に決定される。例えば、図6のような標準的なトイレルーム105を設定し、複数のユーザに暖房便座装置100を使用してもらう。このとき、便座装置100は、扉開検知時点t0から着座時点t2までの時間を実測する。この実測値のうち最小値を基準テーブルのトータル時間Ttotalとし、該トータル時間Ttotalに基づいて基準テーブルの待機温度TEMPstbを設定すればよい。設定後の基準テーブルは、記憶部214に格納する。基準テーブルでは、扉開検知時点t0から着座時点t2までの実測時間のうち最小値をトータル時間Ttotalとして設定しているので、いずれのユーザが暖房便座装置100を利用しても、制御部210は、着座時点t2において便座140を確実に目標温度TEMPtrgまで昇温させることができる。
【0104】
代替的に、トータル時間Ttotalの実測値のヒストグラムから最も頻度の多い測定値をトータル時間Ttotalとして設定し、該トータル時間Ttotalに基づいて待機温度TEMPstbを設定してもよい。ユーザがトイレルーム105へ駆け込んだ場合のように、扉開検知時点t0から着座時点t2までの実測値が非常に短時間である場合がある。頻度の多い時間をトータル時間Ttotalとして設定することによって、このような例外的な状況を排除して、基準テーブルの待機温度TEMPstbを設定することができる。
【0105】
[適応テーブルの自動設定]
次に、適応テーブルの自動設定について説明する。図4に示す基準テーブルは、上述の通り、暖房便座装置100が設置される環境に適合していない場合がある。また、基準テーブルが記憶部214に格納されていない場合もある。このような場合、暖房便座装置100が設置される環境に適合した適応テーブルを自動または手動で設定する必要がある。適応テーブルは、暖房便座装置100の設置環境に適合するように設定された待機温度TEMPstbおよびトータル時間Ttotal(アプローチ時間T1、着座時間T2)の情報を少なくとも含み、その他、目標温度TEMPtrg、閾値(判定S/N比)等の情報をも含んでいてよい。
【0106】
図7(A)は、適応テーブルの待機温度TEMPstbを自動設定するために用いられる制御データテーブルを示す図である。本実施形態では、制御部210は、暖房便座装置100の設置後に実際に測定されたトータル時間Ttotalの実測値に基づいて、暖房便座装置100の設置環境に適合した待機温度TEMPstbを制御データテーブルから選択する。ここで、目標温度TEMPtrgおよび判定S/N比は、基準テーブルのそれらと同じ値に固定されているものとする。例えば、TEMPtrgは29℃、S/N比は3に固定されている。基準テーブルが無い場合には、目標温度TEMPtrgおよび判定S/N比は、ユーザまたは施工業者が遠隔操作装置130の機能設定部132を操作して設定する。
【0107】
例えば、トータル時間Ttotalの実測値が5.5秒であった場合、制御部210は、制御データテーブルに基づいて待機温度TEMPstbを26℃に決定する。尚、図7(A)に示すように、トータル時間Ttotalが長いほど、便座140を昇温する時間が長くなるので、トータル時間Ttotalが長いほど、昇温温度ΔTEMPは大きくなり、かつ、待機温度TEMPstbを低くできる。
【0108】
図7(A)に示す制御データテーブルでは、制御部210は、トータル時間Ttotalに基づいて待機温度TEMPstbを決定する。代替的に、着座時間T2を所定時間に固定し、アプローチ時間T1の実測値(実測時間)に基づいて待機温度TEMPstbを決定してもよい。即ち、制御部210は、ユーザが扉107を開けたことを検知してから入室検知までの実測時間をアプローチ時間T1として決定し、該アプローチ時間T1に基づいて待機温度TEMPstbを設定してもよい。この場合、図7(A)の制御データテーブルは、トータル時間Ttotalと待機温度TEMPstbとの対応関係に代えて、アプローチ時間T1と待機温度TEMPstbとの対応関係を示すテーブルとすればよい。
【0109】
図7(B)は、目標温度TEMPtrgを選択するために用いられる目標温度テーブルを示す図である。図7(A)では、目標温度TEMPtrgを所定値に固定しているが、図7(A)の制御データテーブルに図7(B)の目標温度テーブルを付加することによって、目標温度TEMPtrgを可変にすることができる。
【0110】
目標温度TEMPtrg(例えば、29℃)を変更する場合、制御部210は、変更後の目標温度TEMPtrgから昇温温度ΔTEMPを引き算した値を、待機温度TEMPstbとして設定する。例えば、トータル時間Ttotalの実測値が6秒であった場合、図7(A)の制御データテーブルによって待機温度TEMPstbは26℃に決定される。このときの目標温度TEMPtrgは29℃であるので、昇温温度ΔTEMPは3℃である。目標温度TEMPtrgを29℃から27℃へ変更する場合には、制御部210は、待機温度TEMPstbとして24℃(24℃=27℃−3℃)を選択する。尚、制御部210は、目標温度テーブルを用いて待機温度TEMPstbを選択してもよく、目標温度TEMPtrgが変更されるごとに、TEMPtrg−ΔTEMPを演算してもよい。
【0111】
図7(A)および図7(B)には示していないが、便座140の設定温度TEMPsetがユーザによって変更されたときに、制御部210は、目標温度TEMPtrgおよび/または待機温度TEMPstbも設定温度TEMPsetと同様に変更してもよい。さらに、通常、目標温度TEMPtrg、待機温度TEMPstbおよび設定温度TEMPsetのうち、ユーザが設定する温度は、設定温度TEMPsetのみであるが、目標温度TEMPtrgおよび/または待機温度TEMPstbもユーザが設定してもよい。この場合、ユーザは、機能設定部132を用いて、目標温度TEMPtrgおよび/または待機温度TEMPstbを設定すればよい。ユーザが目標温度TEMPtrgを設定した場合、制御部210は、目標温度テーブルからユーザにより選択された目標温度TEMPtrgに基づいて適応テーブルの待機温度TEMPstbを変更する。即ち、制御部210は、アプローチ時間T1に基づいて適応テーブルを作成し、目標温度テーブルからユーザにより選択された目標温度TEMPtrgに基づいて適応テーブルの待機温度TEMPstbを変更する。
【0112】
このように、ユーザが目標温度を設定可能にした場合であっても、暖房便座装置100は、ユーザの着座時に便座の温度を目標温度TEMPtrgへ昇温させ、かつ、設置環境に適合した待機温度TEMPstbを設定することができる。
【0113】
これにより、制御部210は、ユーザの好みに応じた目標温度に対応した待機温度TEMPstbに設定することができる。また、適応テーブルは、暖房便座装置100の設置環境に適合している。従って、暖房便座装置100は、上記第1の目的と第2の目的とのバランスを維持しつつ、さらに、ユーザの好みを加味した適応テーブルを作成することができる。
【0114】
図8は、適応テーブルを自動作成する手順を示すフロー図である。まず、既に適応テーブルが記憶部214に格納されているか否かを確認する(S100)。例えば、基準テーブルが無い場合、ユーザまたは施工業者が目標温度TEMPtrg、判定S/N比等を設定し、その設定に基づいて適応テーブルが作成される。このように、適応テーブルが既に作成されており、記憶部214に格納されている場合(S100のYES)には、その適応テーブルを用いて暖房便座装置100の即暖制御を実行する(S120)。
【0115】
適応テーブルが記憶部214に格納されていない場合(S100のNO)、制御部210は、基準テーブルを記憶部214から読み出し(S100)、基準テーブルを用いて即暖制御を開始する(S120)。
【0116】
そして、ユーザがトイレルーム105に接近、第1検知領域DR1内に進入し、扉107を開けたことを電波センサ160が検知するまで、暖房便座装置100は待機状態となる(S130のNO)。待機状態において、制御部210は、便座140の温度を待機温度TEMPstbに維持する。
【0117】
ユーザがトイレルーム105に接近し扉107を開け、マイクロ波の反射波の測定値が閾値を超える(S130のYES)と、制御部210は、電波センサ160にて扉107が開いたことを検知したものと判断する。これと同時に、暖房便座装置100は便座140の昇温動作を開始し、タイマ216は計時を開始する(S140)。
【0118】
次に、ユーザがトイレルーム105へ入室し、焦電センサ170がユーザの人体を検知すると(S150のYES)、記憶部214は、その時点におけるタイマ216の時間に基づいてアプローチ時間T1を記憶する(S160)。このとき、電波センサ160の扉開検知時点t0から焦電センサ170の入室検知時点t1までの時間(t1−t0)がアプローチ時間T1となる。即ち、この段階で、アプローチ時間T1の実測値が得られる。
【0119】
尚、扉107が常時、開いた状態で使用される環境、例えば駅や公共機関に暖房便座装置100が設置されたトイレルーム105では、ユーザによる扉107を開ける動作が行われないため、ユーザが扉107を開ける動きを検知することはできない。その場合、記憶部214は扉開検知時点t0から入室検知時点t1までのアプローチ時間T1を0秒として記憶してよい。また、扉107が常時開いているトイレルーム105では、焦電センサにてトイレルーム105外のユーザを検知する場合があり、焦電センサにて検知されたユーザは必ずしもトイレルーム105内へ入室しない場合がある(S150のNO)。このような場合には、便座140の昇温動作を停止する必要がある。従って、入室検知時点t1の後、タイマ216の時間が第1の制限時間を超えた場合に、制御部210は、ユーザがトイレルーム105内に入室しないと判断する。制御部210にてユーザがトイレルーム105に入室しないと判断した場合、タイマ216は計時を終了し、その時間をリセットする(S155)。また、暖房便座装置100は、昇温動作を中止し、ステップS130の待機状態に戻る。第1の制限時間は、基準テーブルのアプローチ時間T1よりも長く、且つユーザが入室してから便座140に着座するまでの時間(後述する着座時間T2に相当)よりも短い時間に設定され、記憶部214に予め格納されている。
【0120】
ユーザの入室後、着座センサ180がユーザの着座を検知すると(S170のYES)、記憶部214は、その時点におけるタイマ216の時間に基づいて着座時間T2を記憶する(S180)。このとき、焦電センサ170の入室検知時点t1から着座センサ180の着座検知時点t2までの時間(t2−t1)が着座時間T2となる。即ち、この段階で、着座時間T2の実測値およびトータル時間Ttotalの実測値(T1+T2)が得られる。尚、アプローチ時間T1が0秒である場合、記憶部214は、入室検知時点t1から着座検知時点t2までの着座時間T2自体をトータル時間Ttotalとして記憶してもよい。
【0121】
一方、焦電センサ170がユーザの入室を検知した後、男性小便時のようにユーザが便座140に着座しない場合がある(S170のNO)。このような場合には、やはり便座140の昇温動作を停止する必要がある。従って、入室検知時点t1の後、タイマ216の時間が第2の制限時間を超えた場合に、制御部210は、ユーザが暖房便座装置100の便座140に着座して利用しないものと判断する。その場合、制御部210において、タイマ216は計時を終了し、その時間をリセットする(S155)。また、便座装置100は、ステップS130の待機状態に戻る。第2の制限時間は、基準テーブルのトータル時間Ttotalよりも充分に長い時間に設定され、記憶部214に予め格納されている。第2の制御時間は、第1の制限時間よりも長いことが好ましい。
【0122】
トイレルーム105内に入室したユーザが暖房便座装置100の便座140に着座して利用しない判断がなされた場合、ステップS160において得られたアプローチ時間T1の実測値は、記憶部214から消去してよい。しかし、このアプローチ時間T1の実測値は、記憶部214に格納したままでもよい。この場合、アプローチ時間T1の実測値は、ステップS200において適応テーブルのアプローチ時間T1を算出する際に用いてもよい。
【0123】
ステップS180において、タイマ216は、計時を終了し、その時間をリセットする。その後、カウンタ218が記憶回数を1だけ増加させる(S190)。記憶回数は、ステップS180において着座時間T2を記憶部214に記憶した回数である。
【0124】
記憶回数が所定回数(例えば、10回)をまだ超えていない場合(S195のNO)、暖房便座装置100は、待機状態(S130)に戻り、さらに、アプローチ時間T1、着座時間T2およびトータル時間Ttotalの各実測値の測定を継続する。即ち、暖房便座装置100は、ステップS130〜S195を繰り返し実行する。
【0125】
記憶回数が所定回数を超えた場合(S195のYES)、制御部210は、記憶部214に格納されたアプローチ時間T1および着座時間T2の各実測値を演算して、適応テーブルのアプローチ時間T1、着座時間T2およびトータル時間Ttotalを決定する(S200)。例えば、制御部210は、記憶部214に格納された10個のアプローチ時間T1の実測値を単純に平均し、その平均値を適応テーブルのアプローチ時間T1としてもよい。あるいは、制御部210は、記憶部214に格納された10個のアプローチ時間T1の実測値のうち最大値および最小値を除いた実測値を平均し、その平均値を適応テーブルのアプローチ時間T1としてもよい。さらに、制御部210は、記憶部214に格納された10個のアプローチ時間T1の実測値のうち、値の小さい方から5個の実測値を平均し、その平均値を適応テーブルのアプローチ時間T1としてもよい。適応テーブルの着座時間T2についても、アプローチ時間T1と同様に演算することによって得られる。また、トータル時間Ttotalの実測値が記憶部214に格納されている場合、適応テーブルのトータル時間Ttotalについても、制御部210は、アプローチ時間T1と同様に演算してよい。尚、適応テーブルに用いられるアプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalの算出方法は、上記演算に限定されない。
【0126】
ステップS200において適応テーブルのアプローチ時間T1および着座時間T2のみが算出され、適応テーブルのトータル時間Ttotalが算出されていない場合には、演算部210は、適応テーブルのアプローチ時間T1および着座時間T2を足し算し(S210)、その結果を適応テーブルのトータル時間Ttotalとすればよい。ステップS200において算出されたアプローチ時間T1、着座時間T2およびトータル時間Ttotalは、適応テーブルの一部として記憶部214に記憶される(S220)。
【0127】
また、制御部210は、図7(A)に示す制御データテーブルを参照し、適応テーブルのトータル時間Ttotalを用いて待機温度TEMPstbを決定する(S230)。例えば、適応テーブルのトータル時間Ttotalが8.5秒であった場合、制御部210は、待機温度TEMPstbを23℃に決定する。この例では、待機温度TEMPstbは、図4の基準テーブルの26℃から適応テーブルの23℃へ3℃低下させることができる。このとき決定された待機温度TEMPstbも、適応テーブルの一部として記憶部214に記憶される。このように、本実施形態は、暖房便座装置100の設置された環境に適合した待機温度TEMPstbを含む適応テーブルを自動で作成することができる(S240)。
【0128】
このように、図9に示す適応テーブルが完成する。本実施形態では、目標温度TEMPtrgおよび判定S/N比は、予め固定されている。また、昇温温度ΔTEMPは、目標温度TEMPtrgと待機温度TEMPstbとの温度差であるので、制御部210は、待機温度TEMPstbが決定された時点で目標温度TEMPtrgから待機温度TEMPstbを引き算することによって簡単に昇温温度ΔTEMPを算出することができる。
【0129】
適応テーブルの作成後、暖房便座装置100は、その適応テーブルを用いて即暖(便座140を素早く加熱する)制御を実行する。
【0130】
このように、本実施形態は、適応テーブルのアプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalをそれらの実測値から演算し、さらに、それらの演算結果に基づいて制御テータテーブルから待機温度TEMPstbを決定する。これにより、本実施形態は、暖房便座装置100の設置環境に適合した適応テーブルを作成することができる。適応テーブルに従って即暖制御を行うことによって、暖房便座装置100は、暖房便座装置100の設置環境を考慮して、ユーザの着座時に便座140の温度を目標温度TEMPtrgに昇温可能にしつつ、可及的に低い待機温度TEMPstbを設定することができる。即ち、本実施形態による暖房便座装置100は、暖房便座装置100の設置環境を考慮に入れて、ユーザの暖房便座装置100の使用時における快適性と、暖房便座装置100の消費電力の低減とのバランス(第1および第2の目的のバランス)をとるように適応テーブルを作成することができる。
【0131】
また、本実施形態は、適応テーブルを自動で作成するので、ユーザおよび施工業者は、適応テーブルの設定を行う必要も無く、かつ、基準テーブルおよび適応テーブルを意識する必要もない。
【0132】
さらに、ステップS200において、本実施形態は、アプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalのそれぞれについて複数の実測値に基づいて適応テーブルを作成するので、暖房便座装置100の設置環境に対する適応テーブルの精度(環境に対する適合の度合い)が高い。例えば、制御部210は、ユーザがトイレルーム105へ駆け込んで入室した場合のような例外的な状況のみに基づいて適応テーブルを作成するわけではない。つまり、複数の実測値を演算することによって適応テーブルが作成されているので、適応テーブルは、暖房便座装置100の設置環境に、より適合し得る。これは、第1および第2の目的のバランスの改善に繋がる。
【0133】
また、ステップS200において、アプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalのそれぞれにおいて、制御部210は、複数の実測値のうち最大値および最小値を除くことによって、上記のような例外的な状況を排除することができる。この場合も、第1および第2の目的のバランスの改善に繋がる。
【0134】
さらに、ステップS200において、アプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalのそれぞれにおいて、制御部210は、複数の実測値のうち値の小さい複数の実測値を用いることによって、移動速度の速い、薄着のユーザに適合するように適応テーブルを作成することができる。よって、制御部210は、ほとんどのユーザの着座時に便座140の温度を確実に目標温度TEMPtrg以上に昇温させることができる。例えば、移動速度の遅い(実際のアプローチ時間T1の長い)高齢者に適合するように適応テーブルを作成した場合、高齢者よりも移動速度の速い若年者が暖房便座装置100を使用するときに、便座140の温度が目標温度TEMPtrgまで達しないことが生じ得る。このような状況を回避するために、本実施形態の制御部210は、移動速度の速い(実際のアプローチ時間T1の短い)若年者に適合するように適合テーブルを作成する。これにより、若年者および高齢者のいずれが暖房便座装置100を使用しても、便座140の温度は、目標温度TEMPtrgまで確実に達し得る。
【0135】
[適応テーブルの更新]
適応テーブルは、図8を参照して説明したように、暖房便座装置100の設置環境に適合するように作成されている。従って、一旦作成された適応テーブルは、そのまま継続的に即暖制御に用いられてもよい。しかし、暖房便座装置100の設置された環境の変化によって、適応テーブルが実際の環境に適合しなくなる場合がある。例えば、ユーザ数の変化、ユーザの年齢の変化、歩行速度の変化、季節の変化(ユーザの着衣の変化)、リフォームによるトイレルーム105の構造の変化等により、扉開検知時点t0から着座時点t2までの実際のトータル時間Ttotalが変化する場合がある。
【0136】
例えば、季節の変化等によって、トイレルーム105の室温が低下した場合、アプローチ時間T1が常に一定では、ユーザの着座時に便座の温度が目標温度TEMPtrgまで昇温されず、ユーザに不快にさせる場合がある。一方、季節の変化等によってトイレルーム105の室温が上昇した場合、アプローチ時間T1が常に一定では、待機温度TEMPstbが必要以上に高く、無駄な消費電力が増大する場合がある。
【0137】
このように設置環境の変化によって、ユーザの着座時t2に便座140の温度が目標温度TEMPtrgまで達しない可能性がある。あるいは、待機温度TEMPstbが必要以上に高く、暖房便座装置100が待機時に無駄な電力を消費している可能性がある。即ち、一旦設定された上記第1および第2の目的のバランスが、暖房便座装置100の設置環境の変化によって崩れてしまう場合がある。そこで、再度、上記第1および第2の目的のバランスを取るために、適応テーブルを更新することが考えられる。
【0138】
図10は、適応テーブルの更新の手順を示すフロー図である。まず、図8において適応テーブルが作成された後、さらに図8のステップS120〜S180を実行する。これにより、アプローチ時間T1の実測値(更新用実測時間)および着座時間T2の実測値をさらに測定する。アプローチ時間T1および着座時間T2の各実測値は、記憶部214に格納する。ここで、新しく測定されたアプローチ時間および着座時間の各実測値を、それぞれT1NおよびT2Nとする。
【0139】
次に、制御部210は、更新用実測時間としてのアプローチ時間T1Nを適応テーブルのアプローチ時間T1と比較する(S300)。例えば、アプローチ時間T1Nが、適応テーブルのアプローチ時間T1に対して所定の割合の範囲(例えば、±30%)内にあるか否かを判定する。これは、ユーザがトイレルーム105へ駆け込んだ場合にように例外的な状況で得られたアプローチ時間T1Nを排除するためである。尚、このような例外的なアプローチ時間T1Nを排除する方法は、この具体例に限定されない。
【0140】
アプローチ時間T1Nが、適応テーブルのアプローチ時間T1に対して所定の割合の範囲(例えば、±30%)内にある場合(S300のYES)、制御部210は、アプローチ時間T1Nと適応テーブルのアプローチ時間T1との平均値を、新しいアプローチ時間T1として適応テーブルへ登録する(S310)。尚、新しいアプローチ時間T1は、アプローチ時間T1Nと元の適応テーブルのアプローチ時間T1との平均値に限定されず、他の演算により得られた値でもよい。例えば、アプローチ時間T1の実測回数に基づいて元のアプローチ時間T1とアプローチ時間T1Nとに重み付けをして平均してもよい。具体的には、元のアプローチ時間T1がn個の実測時間の平均値である場合、アプローチ時間T1Nは1回の実測値であるので、制御部210は、(T1×n+T1N×1)×(n+1)を演算した結果を新しいアプローチ時間T1としてよい。即ち、制御部210は、元のアプローチ時間T1の重み付けをnとし、実測されたアプローチ時間T1Nの重み付けを1として、平均値を演算する。このとき、カウンタ218は、アプローチ時間t1の測定回数をカウントし、nをn+1とする。次の新しいアプローチ時間T1を算出する際には、制御部210は、その時点での適応テーブルのアプローチ時間T1の重み付けを(n+1)とし、次に実測されたアプローチ時間T1Nの重み付けを1とすればよい。カウンタ218の測定回数は、必要に応じて手動または自動でリセットしてよい。
【0141】
一方、アプローチ時間T1Nが、適応テーブルのアプローチ時間T1に対して所定の割合の範囲(例えば、±30%)内にない場合(S300のNO)、制御部210は、適応テーブルのアプローチ時間T1を更新しない。
【0142】
次に、制御部210は、新しく測定された着座時間T2Nを適応テーブルの着座時間T2と比較する(S320)。例えば、着座時間T2Nが、適応テーブルの着座時間T2に対して所定の割合の範囲(例えば、±30%)内にあるか否かを判定する。これも、上述のように例外的な状況で得られた着座時間T2Nを排除するためである。尚、このような例外的な着座時間T2Nを排除する方法も、この具体例に限定されない。
【0143】
着座時間T2Nが、適応テーブルの着座時間T2に対して所定の割合の範囲(例えば、±30%)内にある場合(S320のYES)、制御部210は、着座時間T2Nと適応テーブルの着座時間T2との平均値を、新しい着座時間T2として適応テーブルへ登録する(S330)。尚、新しい着座時間T2は、着座時間T2Nと元の適応テーブルの着座時間T2との平均値に限定されず、他の演算により得られた値でもよい。例えば、着座時間T2もアプローチ時間T1と同様に、着座時間T2の実測回数に基づいて元の着座時間T2と着座時間T2Nとに重み付けをして平均してもよい。
【0144】
一方、着座時間T2Nが、適応テーブルの着座時間T2に対して所定の割合の範囲(例えば、±30%)内にない場合(S320のNO)、制御部210は、適応テーブルの着座時間T2を更新しない。
【0145】
その後、制御部210は、図8のステップS210〜S230を実行し、更新されたアプローチ時間T1および更新された着座時間T2に基づいて適応テーブルの待機温度TEMPstbを更新する。
【0146】
適応テーブルの更新後、アプローチ時間T1Nおよび着座時間T2Nの各実測値は不要となるので、記憶部214から消去される(S340)。その後、暖房便座装置100は、更新された適応テーブルを用いて即暖制御を実行する。
【0147】
本実施形態は、アプローチ時間T1Nおよび着座時間T2Nの測定を継続して実行し、それらの実測値に基づいて適応テーブルを更新する。これにより、本実施形態は、暖房便座装置100の設置環境の変化に応じて、適応テーブルを更新することができる。その結果、環境が変化して第1の目的と第2の目的とのバランスが崩れたとしても、暖房便座装置100は、適応テーブルを更新することによって第1の目的と第2の目的とのバランスを回復することができる。即ち、環境が変化したとしても、適応テーブルの待機温度TEMPstbを適切に更新することによって、暖房便座装置100は、ユーザの着座時に便座140を目標温度TEMPtrgまで昇温し、尚且つ、暖房便座装置100の無駄な消費電力を省くことができる。
【0148】
例えば、季節の移り変わりにより、気温等の環境が変化すると、適切な待機温度TEMPstbも変化する。このような場合であっても、アプローチ時間T1Nの実測値に基づいて適応テーブルを更新することによって、待機温度TEMPstbも適切に設定し直すことができる。
【0149】
このように、設置環境の変化によって、第1の目的が達成されず、ユーザに不快な思いをさせ、あるいは、第2の目的が達成されず、消費電力が増大してしまう場合がある。本実施形態では、設置環境の変化後に更新用実測時間を測定し、更新用実測時間に基づいてアプローチ時間T1を更新する。
【0150】
これにより、暖房便座装置100は、設置環境の変化に適合したアプローチ時間T1を用いることができるので、第1の目的と第2の目的とのバランスを取り直すことができる。
【0151】
[複数の適応テーブルからの選択]
図8のステップS220では、ステップS200、S210において決定されたアプローチ時間T1、着座時間T2、トータル時間Ttotalは、予め固定された判定S/N比とともに1つの適応テーブルとして記憶部214に格納される。しかし、記憶部214は、暖房便座装置100の設置環境に対応した複数の適応テーブルを格納してもよい。
【0152】
図11は、複数の適応テーブルを設定する暖房便座装置100の動作を示すフロー図である。例えば、適応テーブルが作成される時間帯に基づいて、制御部210は、判定S/N比の異なる複数の適応テーブルを設定する。この場合、図2に示すタイマ216は、日時を計る時計機能を有する。また、記憶部214は、複数の時間帯に対応した複数の判定S/N比を格納している。例えば、1日の時間帯のうち、午前8時から午後10時までを第1の時間帯とし、午後10時から午前8時までを第2の時間帯とする。そして、記憶部214は、第1の時間帯に対応する第1の判定S/N比と、第2の時間帯に対応する第2の判定S/N比とを予め格納する。
【0153】
ステップS200、S210においてアプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalが決定されたとき、制御部210は、その決定時刻が第1の時間帯および第2の時間帯のいずれに含まれるかを判断する(S500)。
【0154】
アプローチ時間T1等の決定時刻が第1の時間帯に含まれる場合(S500のYES)、制御部210は、決定されたアプローチ時間T1、着座時間T2および/またはトータル時間Ttotalを、第1の判定S/N比に組み合わせて第1の適応テーブルとして記憶部214に格納する(S510)。その後、暖房便座装置100は、第1の適応テーブルを用いて即暖制御を行う。
【0155】
一方、アプローチ時間T1等の決定時刻が第2の時間帯に含まれる場合(S500のNO)、制御部210は、決定されたアプローチ時間T1、着座時間T2およびトータル時間Ttotalを、第2の判定S/N比に組み合わせて第2の適応テーブルとして記憶部214に格納する(S520)。その後、暖房便座装置100は、第2の適応テーブルを用いて即暖制御を行う。
【0156】
例えば、第1の時間帯はユーザの活動時間帯であるので、第1の判定S/N比は高めに設定されている。ユーザの活動時に、第1の判定S/N比が低めに設定されていると、第1検知領域DR1を通過するユーザからの反射波と扉107が開く際に生じる反射波との判別が困難となり、電波センサにて誤検知(ユーザが扉107の前に接近しただけで扉107が開いたと判断)する可能性が生じる。従って、誤検知する可能性を抑制するために、第1の判定S/N比は高目に設定される。第1の判定S/N比が高いと、適応テーブルのアプローチ時間T1は短く設定される。従って、制御部210は、ユーザの着座時に目標温度TEMPtrgまで便座140の温度を昇温させるために待機温度TEMPstbを高目に設定する必要がある。しかし、一方で、誤検知する可能性を抑制することができる。従って、本実施形態によれば、待機温度TEMPstbを高目にすることによる消費電力の増加と、誤検知する可能性の低減による消費電力の低減とを相殺することによって、全体としての暖房便座装置100の消費電力を低く抑えることが可能である。
【0157】
逆に、第2の時間帯はユーザの睡眠時間帯であるので、第2の判定S/N比は第1の判定S/N比よりも低く設定されている。ユーザは、睡眠時間帯において、第1検知領域DR1を通過することが比較的少ない。従って、誤検知する可能性が低いと推測できるので、第2の判定S/N比は低めに設定してよい。第2の判定S/N比が低いと、電波センサ160にてより早く扉107が開いたことを検知できるので、適応テーブルのアプローチ時間T1は長く設定される。従って、制御部210は、待機温度TEMPstbを低く設定することができる。これにより暖房便座装置100の消費電力を低減させることができる。
【0158】
第1または第2の適応テーブルの作成後、時間帯が第1の時間帯から第2の時間帯、あるいは、第2の時間帯から第1の時間帯へ変わった場合、制御部210は、再度、図8に示すフローを実行し、まだ作成されていない他方の適応テーブルを作成する。これにより、第1および第2の適応テーブルの両方が作成される。
【0159】
その後、制御部210は、タイマ214の時刻に基づいて、その時刻が第1の時間帯に含まれている場合には、第1の適応テーブルを選択して第1の適応テーブルを用いて即暖制御を実行し、その時刻が第2の時間帯に含まれている場合には、第2の適応テーブルを選択して第2の適応テーブルを用いて即暖制御を実行する。これにより、暖房便座装置100は、時間帯によって異なる複数の適応テーブルを用いて即暖制御を行うことができる。
【0160】
このように、本実施形態による暖房便座装置100は、実際の設置環境の変化に対応した複数の適応テーブルを作成し、複数の適応テーブルから環境に対応した適応テーブルを選択する。これにより、暖房便座装置100の設置環境の変化に対応するように待機温度TEMPstbを決定し、第1の目的を達成しつつ全体としての消費電力を低減させることができる。
【0161】
尚、本実施形態は、2つの異なる適応テーブルを用いているが、3つ以上の異なる適応テーブルを用いてもよい。これにより、暖房便座装置100は、環境の変化にさらに適合した適応テーブルを用いて即暖制御をすることができる。
【0162】
また、目標温度TEMPtrgについても複数の適応テーブルごとに変化させてもよい。この場合、季節ごとに目標温度TEMPtrgを変化させることが考えられる。例えば、制御部210は、タイマ216の時計が6月から9月において目標温度TEMPtrgを比較的低く設定し、10月〜5月において目標温度TEMPtrgを比較的高く設定する。目標温度TEMPtrgを比較的低く設定すれば、その分待機温度TEMPstbも低く設定することができる。従って、制御部210は、暖房便座装置100の設置環境の変化に応じて暖房便座装置100の消費電力を低減させることができる。
【0163】
以上のように本実施形態は、電波センサ160を用いトイレルーム105の出入り口に設置された扉107の開く動きを検知することによって、トイレルーム105内だけでなくトイレルーム105外の第1検知領域DR1に進入し、トイレルーム105内に入室しようとするユーザを間接的に早く検知することができる。このため、待機温度TEMPstbから目標温度TEMPtrgまで昇温させる時間を長く取ることが可能となる。
【0164】
また、センサ部150にて扉107が開くことを検知してからユーザの入室検知までのアプローチ時間T1に基づいて待機温度TEMPstbを設定している。すなわち、アプローチ時間T1が便座を目標温度TEMPtrgに昇温するのに必要な昇温時間の一部として待機温度TEMPstbを決定している。このため、待機温度TEMPstbを下げても確実に着座時に快適な温度に昇温させることが可能となるだけでなく、可能な限りヒーター142の昇温能力を低く設定することもできる。これにより、暖房便座装置100は、安全性を高め、かつ、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0165】
さらに、電波センサ160を用いて、トイレルーム105内からトイレルーム105の外側の人体を検知する場合、家の通路形態や、トイレルーム105の壁材の影響により、トイレルーム105の外側の検知範囲DR1が変わってしまう場合がある。しかし、本実施形態は、電波センサによりトイレルーム105の外側の第1検知範囲DR1に進入したユーザが扉107を開けることを検知し、扉開検知時点t0からトイレルームに入室する入室検知時点t1までの実測されたアプローチ時間T1をもとに待機温度TEMPstbを決定している。このため、家の通路形態や、トイレルーム105の壁材など、暖房便座装置100の設置環境が変わっても、暖房便座装置100は、設置環境に合わせた待機温度TEMPstbを設定することができる。よって、暖房便座装置100は、ユーザの着座時に便座140の温度を目標温度TEMPtrgまで昇温させることができる。
【0166】
その結果、上記のように或る程度推測が必要となるものの、ユーザの着座時点における便座を適切な温度まで昇温させること(第1の目的)と、待機温度TEMPstbを低下させ消費電力を低減させること(第2の目的)とを両立させつつ、実際の暖房便座装置100の設置環境にできるだけ適合した待機温度を設定することができる。
【0167】
制御部210は、電波の反射波の測定値が所定の閾値を超えた時点からアプローチ時間T1の計測を開始する。閾値(例えば、判定S/N比)によって扉が開いたことを検知するタイミングが変わるので、アプローチ時間T1を或る程度制御することが可能となる。
その結果、暖房便座装置100は、実際の設置環境に適合するように上記第1および第2の目的のバランスをとりつつ、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0168】
本実施形態では、複数の実測時間に基づいてアプローチ時間T1を決定するので、暖房便座装置100の設置環境に対する適応テーブルの精度(環境に対する適合の度合い)が高い。また、複数の実測時間を用いることによって、突発的あるいは例外的な状況のみに基づいてアプローチ時間T1が決定されることを防止できる。
【0169】
本実施形態は、複数の実測時間のうち値の小さい複数の実測時間を用いてアプローチ時間T1を決定する。これによって、制御部210は、移動速度の速い、薄着のユーザに適合するように待機温度TEMPstbを設定することができる。これにより、暖房便座装置100は、ほとんどのユーザの着座時に便座の温度を確実に目標温度TEMPstb以上に昇温させることができる。この場合も、待機温度TEMPstbは、アプローチ時間T1の実測値をもとに決定されているので、暖房便座装置100は、設置環境に合わせた待機温度TEMPstbを設定することができる。これにより、本実施形態は、ユーザの着座時に目標温度TEMPtrgまで昇温させつつ、設置環境を考慮して待機温度TEMPstbをできるだけ低減させることができる。
【0170】
その結果、暖房便座装置100の実際の設置環境に適合するように上記第1および第2の目的のバランスをとりつつ、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0171】
また、判定S/N比の異なる複数の適応テーブルを暖房便座装置100の設置環境に応じて選択することによって、本実施形態は、複数のアプローチ時間T1から設定環境に対応したアプローチ時間T1を選択し、該選択されたアプローチ時間T1に基づいて待機温度TEMPstbを設定する。
【0172】
これにより、実際の設置環境の変化(時間帯の変化や季節の変化等)に対応した複数の待機温度TEMPstbを設定することができる。暖房便座装置100は、設置環境の変化に対応するように待機温度TEMPstbを選択し、ユーザの着座時に目標温度TEMPtrgまで昇温させることができる。
【0173】
(第2の実施形態)
図12(A)は、本発明に係る第2の実施形態に従った暖房便座装置100、トイレルーム105の構造およびユーザの進入方向を示す概念図である。第2の実施形態による暖房便座装置100の構成は第1の実施形態のそれと同様でよい。第2の実施形態では、ユーザまたは施工業者が、トイレルーム105の扉107の位置、ユーザの進入方向等の環境情報に基づいて閾値を選択する。暖房便座装置100は、選択された閾値を用いて図8に示すフローを実行し、適応テーブルを自動作成する。即ち、閾値についてはユーザまたは業者が手作業で選択し、適応テーブルについては、制御部210が基準テーブルを用いて自動作成する。
【0174】
第2の実施形態では、環境情報として代表的にトイレルーム105の扉107の位置およびユーザの進入方向について考慮している。しかし、環境情報は、上述した暖房便座装置100の設置環境のいずれを考慮に含めてよい。より多くの環境を考慮することによって、より精度の高い適応テーブルが作成され得るからである。
【0175】
第2の実施形態において、扉107は、トイレルーム105の正面(暖房便座装置100の前方の面)または側面(暖房便座装置100の側方の面)のいずれかに設けられている。扉107がトイレルーム105の正面に設けられている場合に、ユーザの進入方向は、トイレルーム105の前方(正面に対してほぼ垂直方向)から接近する場合(環境情報(I))と、トイレルーム105の左側方(正面に対してほぼ平行方向)から接近する場合(環境情報(II))と、に分けることができる。尚、図1(B)に示すように、第1検知領域DR1が暖房便座装置100に関して左右対称に広がっている限りにおいて、閾値は、ユーザがトイレルーム105の右側方から進入する場合と左側方から進入する場合とにおいて同じでよい。
【0176】
扉107がトイレルーム105の側面に設けられている場合に、ユーザの進入方向は、トイレルーム105の側面に対してほぼ平行方向にトイレルーム105の前方から接近する場合(環境情報(III))と、トイレルーム105の側方(側面に対してほぼ垂直方向)から接近する場合(環境情報(IV))と、トイレルーム105の側面に対してほぼ平行方向にトイレルーム105の後方から接近する場合(環境情報(V))と、に分けることができる。図12(A)において、破線の矢印は、扉107の開閉方向を示す。
【0177】
トイレルーム105の出入り口に設置される扉107の位置がトイレルーム105の正面に設けられている場合と側面に設けられている場合では、ユーザが扉107を開けたときの反射波の変化(振幅電圧や周波数)および反射波の変化推移が異なる。これは、電波センサ160からみた扉107の移動距離(位置)、電波の進行(偏波)方向に対し扉面における電波の入射角が関係する。トイレルーム105の正面に扉107が設けられている場合、扉107が開き始めるのとほぼ同時に反射波から得られる振幅電圧が増加しユーザの反射波から得られる振幅電圧よりも高くなる。さらに扉107が開くにつれ反射波から得られる振幅電圧は減少するとともに、電波センサ160からみた扉107の移動距離が短くなるため反射波から得られる周波数が低下する。一方、トイレルーム105の側面に扉107が設けられている場合、扉107の開き始めは反射波から得られる振幅電圧は低くいが、ある程度扉107が開くと反射波から得られる振幅電圧は増加しユーザの反射波から得られる振幅電圧より高くなる。
【0178】
このため、トイレルーム105の正面に扉107が設けられている場合とトイレルーム105の側面に扉107が設けられている場合で、ユーザが扉107を開けてからトイレルーム105に入室するまでのアプローチ時間T1を比較したとき、電波センサにて扉107の開動が検知されるタイミングが異なり、トイレルーム105の正面に扉が設けられている方がアプローチ時間T1は長くなる。
【0179】
また、アプローチ時間T1はユーザがトイレルーム105に接近する方向と扉107の開閉方向により変化する。例えば、トイレルーム105の正面に扉107が設けられている場合、ユーザが扉107を開けてからトイレルーム105内に入室する行動パターンをみると、ユーザがトイレルーム105の右側方から接近しトイレルーム内に入室するとき、ユーザの体の向き(歩く方向)は大きく変わらない。一方、ユーザがトイレルーム105の左側方から接近しトイレルーム内に入室するとき、ユーザは体の向き(歩く方向)を少なくとも90度回転する。従って、ユーザがトイレルーム105の右側方から接近する場合とトイレルーム105の左側方から接近する場合の移動経路から移動距離を比較すると、ユーザがトイレルーム105の右側方から接近する場合の方が移動距離は短い。このように、ユーザがトイレルームに接近する方向と扉の開閉方向によりユーザの移動距離が変わるためアプローチ時間T1は変化し、ユーザがトイレルーム105の右側方から接近する場合、トイレルーム105の前方から接近する場合、トイレルーム105の左側方から接近する場合、の順にアプローチ時間T1は長くなる。
【0180】
トイレルーム105に設置された扉107が開く際に生じる反射波から得られる振幅電圧は、扉107の設置位置や開閉方向、扉の材質等により異なる。図12(B)は、暖房便座装置100の環境情報(I)〜(V)と閾値との対応関係を示す閾値選択テーブルである。閾値選択テーブルは、様々な環境に適合する閾値と、便座140が実際に設置される予め想定された環境情報とを対応させた複数の組合せからなるテーブルであり、予め記憶部214に格納されている。第2の実施形態では、制御部210は、暖房便座装置100が実際に設置される環境に応じて閾値を閾値選択テーブルから選択し、その選択された閾値を図4に示す基準テーブルに適用する。そして、制御部210は、その基準テーブルを用いて、図8を参照して説明したようにアプローチ時間T1またはトータル時間Ttotalを決定し、適応テーブルを自動作成する。その手順については、第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。基準テーブルが既に或る程度実際の環境に適合しているので、図8に示す適応テーブルの作成前であっても、ユーザは比較的快適に暖房便座装置100を使用することができる。
【0181】
尚、[適応テーブルの自動設定]、[適応テーブルの更新]、および、[複数の適応テーブルからの選択]は、第2の実施形態に組み合わせてもよい。これにより、第2の実施形態は、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0182】
第2の実施形態では、閾値(判定S/N比)を暖房便座装置100の設置環境に応じて選択することによって、実際の暖房便座装置100の設置環境において消費電力を低減するように便座140の待機温度を決定し、ユーザの着座時に便座140を目標温度TEMPtrgまで昇温させ、尚且つ、消費電力の無駄をできるだけ小さくすることができる。
【0183】
また、上述のようにユーザが活動している時間帯あるいは在宅時間帯と、ユーザが活動していない時間帯あるいは外出時間帯とで閾値(判定S/N比)を選択する。そうすれば、アプローチ時間T1を長くとり待機温度TEMPstbを低く設定することができ、消費電力を低減させることができる。
【0184】
その結果、暖房便座装置100は、上記第1の目的を達成させつつ、実際の設置環境の変化や使用環境に対して消費電力を低減するように待機温度TEMPstbを決定することができる。
【0185】
(第3の実施形態)
図13は、本発明に係る第3の実施形態に従った暖房便座装置100の環境情報(I)〜(V)と閾値および推定値との対応関係を示すアプローチ時間選択テーブルである。第3の実施形態では、ユーザまたは施工業者が、トイレルーム105の扉107の位置、ユーザの進入方向等の環境情報に基づいて閾値だけでなく、アプローチ時間T1および/またはトータル時間Ttotalをも選択する。基準テーブルおよび適応テーブルは、ユーザまたは業者の手作業により選択されるので、第3の実施形態による暖房便座装置100は、第1の実施形態による暖房便座装置100と異なり、適応テーブルを自動作成しない。尚、図13では、着座時間T2は所定の時間(例えば、5秒)に固定されている。従って、アプローチ時間T1の選択は、トータル時間Ttotalの選択と実質的に同じであると考えてよい。
【0186】
第3の実施形態による暖房便座装置100の構成は、第1の実施形態のそれと同様でよい。また、環境情報(I)〜(V)は、便宜的に、第2の実施形態の環境情報(I)〜(V)に対応している。各環境情報(I)〜(V)は、図12(A)を参照して説明した通りである。さらに、閾値としての判定S/N比は、図12(B)を参照して説明したとおりである。アプローチ時間選択テーブルは、さらに、各環境情報(I)〜(V)とアプローチ時間T1の推定値とを対応させた複数の組合せ、各環境情報(I)〜(V)と着座時間T2の推定値とを対応させた複数の組合せ、各環境情報(I)〜(V)とトータル時間Ttotalの推定値とを対応させた複数の組合せ、および、各環境情報(I)〜(V)と待機温度TEMPstbの推定値とを対応させた複数の組合せを含み、予め記憶部214に格納されている。
【0187】
これにより、ユーザまたは施工業者が、遠隔操作装置300の機能設定部132を用いて環境情報(I)〜(V)のいずれかを選択することによって、閾値を含む基準テーブルだけでなく、アプローチ時間T1、トータル時間Ttotalおよび待機温度TEMPstbを含む適応テーブルも設定される。
【0188】
第3の実施形態では、第2の実施形態と同様に、環境情報として代表的にトイレルーム105の扉107の位置およびユーザの進入方向について考慮している。しかし、環境情報は、上述した暖房便座装置100の設置環境のいずれかを考慮に含めてよい。より多くの環境を考慮することによって、より精度の高い適応テーブルが作成され得るからである。例えば、扉107の開閉の形態、扉107の材質、ユーザの年齢、ユーザの老若男女、ユーザの在宅時間帯あるいは不在時間帯、ユーザの睡眠時間帯等の環境情報と、閾値、アプローチ時間T1、トータル時間Ttotal、待機温度TEMPstbとを対応させた複数の組合せをアプローチ時間選択テーブルに追加する。これにより、さらに、暖房便座装置100の設置環境に適した適応テーブルを得ることができる。
【0189】
環境情報と閾値等との具体的な関係を説明する。例えば、暖房便座装置100の正面方向に扉107が設けられており、かつ、ユーザが暖房便座装置100の正面方向から接近する場合、電波センサ160は、ユーザの動きに対し扉107の開く動きを比較的検出しやすい。一方、暖房便座装置100の側面方向に扉107が設けられており、かつ、ユーザが暖房便座装置100の正面方向から接近する場合、電波センサ160は、ユーザの動きに対し扉107の開く動きを比較的検出し難い。従って、環境情報に対する閾値を比較すると、前者よりも後者の判定S/N比を小さくし、および/または、待機温度TEMPstbを高く設定する必要がある。
【0190】
後者の場合、判定S/N比を小さくすることで、扉の開く動きをできるだけ早く検知し、トータル時間Ttotalを長くしようとしている。しかし、暖房便座装置100の設置環境によって、トータル時間Ttotalは、比較的短い。一方、待機温度TEMPstbを高く設定しているので、暖房便座装置100の消費電力が増加するものの、制御部210は、短いトータル時間Ttotalで便座140の温度を目標温度TEMPtrgまで昇温させることができる。この場合、暖房便座装置100の消費電力の増加は、ユーザの快適性を確保するために必要なものである。つまり、環境情報(V)における適応テーブルは、ユーザの着座時点における便座の温度を適切な温度まで昇温させること(第1の目的)と、待機温度TEMPstbの低減(第2の目的)とのバランスを、実際の暖房便座装置100の設置環境に適合させた結果として得られたものである。
【0191】
扉107の材質が、樹脂等の電波透過性の良い材料である場合、電波センサ160は、扉107の開く動きに対しユーザの動きを比較的検出し易い。一方、扉107の材質が、金属等の電波透過性の悪い材料である場合、電波センサ160は、扉107の開く動きに対しユーザの動きを比較的検出し難い。従って、従って、環境情報に対する閾値を比較すると、後者よりも前者の判定S/N比を小さくし、および/または、待機温度TEMPstbを高く設定する必要がある。しかし、この場合の適応テーブルも、ユーザの着座時点における便座を適切な温度まで昇温させること(第1の目的)と、待機温度TEMPstbの低減(第2の目的)とのバランスを、実際の暖房便座装置100の設置環境に適合させた結果として得られたものである。
【0192】
また、ユーザの睡眠時間帯においては、暖房便座装置100を利用する頻度が少なく、かつ、ユーザが暖房便座装置100の使用という目的以外の目的でトイレルーム105に接近することも少ない。従って、ユーザの睡眠時間帯においては、他の時間帯と比較して、判定S/N比を小さくし、尚且つ、待機温度TEMPstbを低く設定することができる。
【0193】
その他の環境情報についても、閾値、アプローチ時間T1、待機温度TEMPstbとの間に或る傾向が推測できる。これらの傾向を予めアプローチ時間選択テーブルに登録しておくことによって、暖房便座装置100は、第1の目的を達成しつつ消費電力を低減させるように待機温度を決定するように、適応テーブルを設定することができる。
【0194】
図14は、第3の実施形態に従った適応テーブルの設定手順を示すフロー図である。環境情報がまだ選択されていない場合(S400のNO)、暖房便座装置100は、記憶部214に予め格納されている基準テーブルを用いて即暖制御を実行する(S410)。この場合、制御部210は、基準テーブルを記憶部214から読み出し、基準テーブルを用いて即暖制御を開始する。基準テーブルについては、第1の実施形態において説明したとおりである。
【0195】
暖房便座装置100が設置されている環境に基づいて環境情報が選択された場合(S400のYES)、制御部210は、選択された環境情報に対応する閾適、アプローチ時間T1、着座時間T2、トータル時間Ttotalおよび待機温度TEMPstbをアプローチ時間選択テーブルから得る(S420)。次に、制御部210は、アプローチ時間選択テーブルから得た閾値、アプローチ時間T1、着座時間T2、トータル時間Ttotalおよび待機温度TEMPstbから適応テーブルを作成する(S430)。例えば、ユーザまたは業者が図13に示すアプローチ時間選択テーブルから環境情報(III)を選択した場合、適応テーブルは、判定S/N比として1.3、アプローチ時間T1として2秒、着座時間T2として5秒、トータル時間Ttotalとして7秒、待機温度TEMPstbとして25℃との情報を含む。尚、ここで、目標温度TEMPtrgは、29℃に予め固定されている。そして、記憶部214は、作成された適応テーブルを記憶し(S440)、制御部210は、適応テーブルを用いて即暖制御を開始する(S450)。
【0196】
第3の実施形態は、ユーザまたは施行業者が、実際の設置環境に基づいてアプローチ時間選択テーブルからアプローチ時間T1および待機温度TEMPstbを選択することができる。これにより、ユーザの好みまたは施行業者の判断に基づいて暖房便座装置100の設置環境に適合した待機温度TEMPstbを設定することができる。その結果、暖房便座装置100は、ユーザの好みや施行業者の判断を加味し、第1の目的を達成しつつ、設置環境において消費電力を低減させるように待機温度を決定することができる。
【0197】
ユーザがトイレルーム105へ接近するときの進行方向によって、電波センサ160による人体検知の移動情報が変化し、アプローチ時間T1が変化する。従って、上記進行方向に基づいてアプローチ時間T1および待機温度TEMPstbを設定することによって、暖房便座装置100は、簡素な判定方法にてより早く扉が開く動きを検知し、第1の目的を達成させつつ、実際の設置環境において消費電力を低減するように待機温度を決定することができる。
【0198】
また、家の通路形態やトイレルームの壁材等によって、アプローチ時間T1も変化する。従って、暖房便座装置100の設置環境に基づいてアプローチ時間T1および待機温度TEMPstbを設定することによって、暖房便座装置100は、第1の目的を達成させつつ、実際の設置環境において消費電力を低減するように待機温度を決定することができる。
【0199】
また、ユーザの移動速度の変化によってアプローチ時間T1が変化する。トイレルーム105における扉107の位置の相違、トイレルーム105に通じる通路の延伸方向の相違、トイレルーム105の壁の材質または扉の材質の相違によって電波センサ160による扉の開く動きを検知する容易さが変化する。
【0200】
従って、これらの環境情報を入力し、閾値(判定S/N比)、アプローチ時間T1および待機温度TEMPstbを設定することによって、暖房便座装置100は、第1の目的を達成させつつ、実際の設置環境において消費電力を低減するように待機温度を決定することができる。
【0201】
尚、図13のアプローチ時間選択テーブルは、環境情報に関連付けられた待機温度TEMPstbを含む。しかし、待機温度TEMPstbは、選択され環境情報に対応するアプローチ時間T1を演算することによって算出してもよい。例えば、記憶部214は、待機温度TEMPstbをアプローチ時間T1に逆比例させた演算式を格納し、演算処理部212が、選択されたアプローチ時間T1をこの演算式に当てはめて待機温度TEMPstbを算出してもよい。
【0202】
(第4の実施形態)
図15は、適応テーブルを補正するために用いられる第1の補正テーブルを示す図である。暖房便座装置100の構成は、第1の実施形態の暖房便座装置100の構成と同様でよい。暖房便座装置100は、アプローチ時間T1の実測値に基づいて待機温度TEMPstbを決定する。それにより、図9に示す適応テーブルは、実際の暖房便座装置100の設置環境を考慮して、ユーザの着座時点において便座の温度を目標温度TEMPtrgまで昇温させること(第1の目的)と、待機温度TEMPstbを低下させ消費電力を低減させること(第2の目的)のバランスをとるように作成されている。従って、一旦作成された適応テーブルは、そのまま継続的に即暖制御に用いられてもよい。
【0203】
しかしながら、実際には、暖房便座装置100の設置環境が変化したにもかかわらず、適応テーブルの設定が変化しないと、待機温度TEMPstbが必要以上に高い設定になってしまうおそれがある。逆に、適応テーブルのアプローチ時間T1の設定が実際のアプローチ時間よりも長すぎて、ユーザの着座時に便座の温度が目標温度TEMPtrgまで達しない場合が頻繁に生じるおそれもある。このような問題は、適応テーブルが暖房便座装置100の設置環境に適合しなくなったために生じる。
【0204】
そこで、第4の実施形態による暖房便座装置100は、暖房便座装置100の設置環境の変化に応じて適応テーブルを補正することによって、第1の目的を達成しつつ、変化した設置環境においても消費電力を低減させるように待機温度を再設定する。これにより、暖房便座装置100は、ユーザの着座時における便座の温度を目標温度TEMPtrgまで昇温しつつ(第1の目的)、消費電力を低減させるように待機温度とのバランスを取り、消費電力をできるだけ低く抑えることができる。尚、ここでは、目標温度TEMPtrgは、所定値に固定されているものとして説明する。しかし、勿論、図7(B)に示すような目標温度テーブルを用いて目標温度TEMPtrgを変更することは可能である。以下、適応テーブルを補正対象の制御情報として説明するが、適応テーブルに代えて基準テーブルを補正対象の制御情報としてもよい。
【0205】
暖房便座装置100の設置環境の変化は、例えば、1日の時間帯(昼、夜)の変化、ユーザの年齢や着衣等の変化によるトータル時間Ttotal(またはアプローチ時間T1)の実測値の変化、便蓋の開閉の相違、扉107の開閉の相違、待機温度TEMPstbの手動による設定変化、トイレルーム105の室温変化等である。以下、具体例をより詳細に説明する。
【0206】
[夜間補正]
ユーザは、通常、1日ごとあるいは1週間ごとのように或る周期で生活している。例えば、1日のうちの昼の時間帯においては、ユーザが活動している。適応テーブルは、通常、昼間の時間帯に適合するように作成されている。昼間は、ユーザが活動する時間帯であると推測されるので、制御部210は、閾値(判定S/N比)を比較的高く設定しておくことで、暖房便座装置100の誤った昇温動作の頻度を低下させることができる。一方、閾値を高くすると、アプローチ時間T1の実測値が短くなるので、制御部210は、ユーザの着座時に便座140の温度を目標温度TEPMtrgまで昇温させるために、待機温度TEMPstbを比較的高めに設定する。このように待機温度TEMPstbが高めである場合、消費電力は増大する。
【0207】
これに対し、夜間(特に、睡眠時間帯)は、ユーザが活発には活動しない時間帯であると推測される。ユーザが活発に活動しないので、制御部210は、閾値を比較的低く設定することができ、アプローチ時間T1の実測値を長くすることができる。アプローチ時間T1の実測値が長いと、制御部210は、待機温度TEMPstbを低く設定することができる。
【0208】
そこで、図15に示すように、タイマ216の時計が夜間の時間帯(例えば、夜10時〜朝8時)である場合には、制御部210は、昼間の時間帯(例えば、朝7時〜夜10時)に適合した適応テーブルの判定S/N比を所定の比率(例えば、10%)だけ低下させ、かつ、待機温度TEMPstbを所定値(例えば、1.5℃)だけ低下させる。このような適応テーブルの補正を行うことにより、暖房便座装置100は、夜間の時間帯においては、夜間の時間帯に適合した適応テーブルを用いて即暖制御を行う。
【0209】
このように、第4の実施形態による暖房便座装置100は、ユーザの生活リズムに合わせて判定S/N比および待機温度TEMPstbを補正する。暖房便座装置100は、例えば、昼の時間帯では判定S/N比を高く補正して確実に扉107が開くことを検知して、尚且つ、第1の目的を達成させるために待機温度TEMPstbを上昇させる。一方、夜の時間帯では判定S/N比を低く補正してより早く扉107が開くことを検知することによってアプローチ時間T1を長くし、尚且つ、第1の目的を損ねないように待機温度TEMPstbを可及的に低減させる。これにより、暖房便座装置100は、消費電力を低減させることができる。
【0210】
このように、第4の実施形態による暖房便座装置100は、ユーザの生活リズムに合わせて判定S/N比および待機温度TEMPstbを補正することによって、時間帯により設置使用環境が変化しても、消費電力をできるだけ低く抑えるように、待機温度TEMPstbを決定できるため、第1の目的と第2の目的との両立を図ることができる。
【0211】
この具体例では、制御部210は、昼間の時間帯を基準として作成された適応テーブルを補正することによって、夜間の時間帯に適合した適応テーブルを設定している。逆に、制御部210は、夜間の時間帯を基準として適応テーブルを作成し、その適合テーブルを補正することによって、昼間の時間帯に適合した適応テーブルを設定してもよい。この場合、制御部210は、判定S/N比を所定割合(例えば、10%)だけ高くし、かつ、待機温度TEMPstbを所定値(例えば、1.5℃)だけ高めればよい。
【0212】
[トータル時間Ttotalに基づく補正]
適応テーブルは、図8を参照して説明したようにトータル時間Ttotal(アプローチ時間T1および着座時間T2)の実測値に基づいて作成されている。しかし、暖房便座装置100の設置環境の変化によって、実際の扉開検知時点t0から着座時点t2までの時間が適応テーブルのトータル時間Ttotalから大きくずれる場合がある。
【0213】
トータル時間Ttotal(アプローチ時間T1、あるいは、着座時間T2)の実測値が既存の適応テーブルのトータル時間Ttotal(アプローチ時間T1、あるいは、着座時間T2)よりも大きい場合には、暖房便座装置100は、第1の目的を達成できるが、待機温度TEMPstbをさらに低下させ得る。
【0214】
例えば、制御部210は、トータル時間Ttotalの実測値から適応テーブルのトータル時間Ttotalを引き算する。制御部210は、その引き算の結果値が所定時間(例えば、0.5秒)以上である場合に待機温度TEMPstbを所定温度(例えば、1℃)だけ低下させる。即ち、トータル時間Ttotalの実測値が適応テーブルのトータル時間Ttotalよりも所定時間以上に長い場合、制御部210は、待機温度TEMPstbを所定温度だけ低下させても第1の目的を達成できると判断する。これにより、暖房便座装置100は、第1の目的を達成しつつ、待機温度TEMPstbを低減し(第2の目的)、無駄な消費電力を低減させることができる。
【0215】
上記例は、トータル時間Ttotalだけでなく、アプローチ時間T1、あるいは、着座時間T2にも当てはめることができる。
【0216】
[省エネスイッチに基づく補正]
図2に示す機能設定部132は、ノーマルモードまたは省エネモードを設定することができるように構成されている。あるいは、遠隔操作装置300は、ノーマルモードまたは省エネモードを設定できる省エネスイッチ138をさらに備えていてもよい。ノーマルモードは、暖房便座装置100が既存の適応テーブルに基づいて即暖制御するモードである。ノーマルモードでは、ユーザの着座時に便座140の温度を目標温度TEMPtrg以上に昇温させるようにしつつも、待機温度TEMPstbをできるだけ低く設定しているため、第1の目的と第2の目的とのバランスは維持されている。
【0217】
しかし、ユーザは、第1の目的よりも消費電力の低減を優先したいと所望する場合がある。このような場合、ユーザは、省エネスイッチ138を切り替えて、省エネモードを選択する。省エネモードは、ユーザの希望により消費電力の低減を優先するモードである。
【0218】
ユーザが省エネモードを選択した場合、制御部210は、図15に示すように、適応テーブルの判定S/N比を所定の割合(例えば、15%)だけ低減させ、かつ、適応テーブルの待機温度TEMPstbを所定値(例えば、2℃)だけ低下させる。適応テーブルの待機温度TEMPstbを低下させることによって、消費電力を削減することができる。また、判定S/N比を低減させることによって、実際のトータル時間Ttotalを長くし、ユーザの着座時の便座140の温度をできるだけ目標温度TEMPtrgに接近させることができる。
【0219】
電波センサを有さない従来の暖房便座装置は、ユーザの希望に応じて待機温度を低下させることはできた。しかし、従来の暖房便座装置は、消費電力の低減を優先しつつも、第1の目的を達成するような調節をすることは不可能であった。
【0220】
本実施形態による暖房便座装置100は、省エネモードにおいてユーザの好みを加味して、消費電力の低減を優先しつつも、第1の目的と第2の目的とのバランスをできるだけ維持できるように判定S/N比を低減させることができる。
【0221】
現実的には、判定S/N比を低減させても、暖房便座装置100の設置環境によっては、実際のトータル時間Ttotalがさほど長くならない場合がある。このような場合、ユーザの着座時の便座140の温度は、判定S/N比の低減によって、目標温度TEMPtrgに接近するが、目標温度TEMPtrgに達しない可能性がある。しかし、ユーザが不在になるときや就寝するとき等のように暖房便座装置100の利用頻度が少ないときには、ユーザが省エネモードを所望し得る。従って、実際には第1の目的が達成されない場合が生じ得るが、本実施形態による暖房便座装置100は、ユーザの希望に応じた上で、さらに、第1の目的と第2の目的とのバランスをできるだけ維持しようと動作する点で従来品より優れる。
【0222】
また、暖房便座装置100の利用頻度が少ないときには、省エネモードにおいて、暖房便座装置100は、第1の目的を達成しつつ、消費電力の低減を優先して待機温度を低減させることができる。
【0223】
[便蓋の開閉に基づく補正]
図2に示すように、暖房便座装置100は、便座140をカバーしあるいは便座140を開放する便蓋146と、便蓋146の開状態または閉状態を検出する便蓋開閉センサ148とをさらに備えている。便蓋146が開いているときには、電波センサ160の第1検知範囲DR1が比較的広くなり、トイレルーム105外のユーザからの反射波、扉107が開いた際に生じる反射波が比較的大きくなる。一方、便蓋146が閉じている場合、第1検知範囲DR1は比較的狭くなり、トイレルーム105外のユーザからの反射波、扉107が開いた際に生じる反射波が比較的小さくなる。便蓋146は使用状況において必ずしも閉じているとは限らない。従って、便蓋146が開いているときと閉じているときとにおいて、制御部210は、適応テーブルの閾値(判定S/N比)を変更することが好ましい。
【0224】
便蓋146の開状態は、便蓋146が便座140をカバーしていない状態である。便蓋146の閉状態は、便蓋146が便座140をカバーしている状態である。便蓋開閉センサ148は、便蓋146の開状態の位置および閉状態の位置によって電気的にオン/オフするスイッチでよい。
【0225】
本実施形態では、便蓋開閉センサ148が便蓋146の開/閉状態を検出し、便蓋146の開/閉状態の違いによって、制御部210が適応テーブルの閾値を補正する。このように便蓋の開/閉状態に基づいて適応テーブルの閾値を補正することによって、第1の目的と第2の目的とのバランスをとることができる。
【0226】
[扉107の開閉状態に基づく補正]
トイレルーム105の扉107が開いている場合、ユーザは扉107を開ける必要が無いため、電波センサ160では扉107の開く動きを検知できない。また、ユーザがトイレルーム105内へ入室するとき、扉107を開ける動作が無い分、トータル時間Ttotalは短くなる。
【0227】
トータル時間Ttotalが短い場合、便座140を昇温する時間を充分にとれず、上記第1の目的が達成されない可能性がある。従って、扉107が開いているときと閉じているときとにおいて、制御部210は、適応テーブルを補正することが好ましい。
【0228】
通常、適応テーブルの待機温度TEMPstbは、扉107が閉状態であることを前提に設定されている。扉107が開状態で使用されトータル時間が短い場合、暖房便座装置100は、待機温度TEMPstbを高めに補正する。これにより、扉107が開状態で使用されても、第1の目的および第2の目的の両立を図ることができる。
【0229】
本実施形態では、扉107の開/閉状態の違いによって、制御部210が適応テーブルを補正する。これにより、扉107が開状態であっても、閉状態であっても、第1の目的と第2の目的とのバランスをとることができる。
【0230】
また、ユーザは、待機温度以外の暖房便座装置100の設置環境に関する任意の情報をマニュアルで設定してよい。ユーザは、機能設定部132等を用いて設置環境に関する情報を設定する。制御部210は、ユーザによる設置環境に応じて、可能な限り第1の目的を達成しつつ消費電力を低減するように、適応テーブルの閾値および/または待機温度TEMPstbを補正することができる。
【0231】
[室温に基づいた補正]
暖房便座装置100の設置環境の変化によってトイレルーム105内の室温が変化する場合がある。例えば、季節の変化によって室温は変化する。室温が低下した場合、実際の便座の昇温速度待機温度TEMPstbは低下すると推測される。逆に、室温が上昇した場合、実際の便座の昇温速度待機温度TEMPstbは、上昇すると推測される。
【0232】
この場合、制御部210は、基準室温(例えば、23℃)と実際の室温との差に応じて待機温度TEMPstbを補正することが好ましい。基準室温と実際の室温との差を検知するために、暖房便座装置100は、トイレルーム105内の室温を計る温度計400をさらに備えている。また、記憶部214は、適応テーブルを作成する際に基準となる基準室温を予め格納する。
【0233】
制御部210は、実際の室温が基準室温よりも低い場合、適応テーブルの待機温度TEMPstbを所定値だけ上昇させる。例えば、実際の室温が基準室温よりも1℃だけ低下するごとに、制御部210は、適応テーブルの待機温度TEMPstbを0.5℃だけ上昇させる。これにより、暖房便座装置100は、ユーザの着座時に便座140の温度を、目標温度TEMPtrgまで昇温させることができる。
【0234】
このように、室温が変化する場合であっても、本実施形態による暖房便座装置100は、第1の目的を達成しつつ消費電力を低減させるよう待機温度を決定することができる。
【0235】
[ユーザの移動速度に基づく補正]
電波センサ160は、上述の通りユーザの移動(歩行)速度を検知することができる。そこで、制御部210は、トイレルーム105内に入室したユーザの移動速度に基づいてヒーター142の昇温特性を補正してもよい。例えば、制御部210は、ユーザの移動速度を基準速度と比較する。ユーザの移動速度が基準速度に対して所定値(例えば、0.5km/h)だけ速い場合に、制御部210は、その場でヒーター142の温度特性を所定の割合(例えば、10%)だけ上昇させる。ヒーター142の温度特性は、ユーザの移動速度と比例してよい。尚、基準速度は、予め設定されて記憶部214に格納されている。
【0236】
この補正では、制御部210は、ユーザの移動速度に応じてその場でヒーター142の昇温特性を補正している。従って、トータル時間Ttotalおよび待機温度TEMPstbを変える必要がない。これにより、暖房便座装置100は、ユーザの移動速度が速い場合(アプローチ時間T1が短い)であっても、待機温度TEMPstbを変えることなく、第1の目的を達成することができる。待機温度TEMPstbを変更しないので、消費電力は増大しない。従って、暖房便座装置100は、第1の目的を達成しつつ消費電力を低減させるよう待機温度を決定することができる。
【0237】
尚、昇温特性の補正は、判定S/N比の補正および/または待機温度TEMPstbの補正の代わりに、あるいは、これらの補正とともに行ってもよい。例えば、昇温特性の上昇は、便座140の温度を短時間で昇温させることができる。これは、判定S/N比の低減(アプローチ時間T1の増大)あるいは待機温度TEMPstbの低下に繋がる。従って、上記補正の実施形態において、制御部210は、判定S/N比あるいは待機温度TEMPstbの代わりに、あるいは、これらの補正とともに昇温特性を補正してもよい。
【0238】
昇温特性は、ヒーター142の昇温能力であり、便座140の昇温速度である。ヒーター142の昇温能力は、単位時間当たりの消費電力量(例えば、ワット時(Wh))で表わされる。便座140の昇温速度は、単位時間当たりの上昇温度(例えば、℃/sec)で表わされる。便座140の昇温速度は、図5のT140の傾きである。昇温特性は、ヒーター142の昇温能力または便座140の昇温速度のいずれでモニタしてもよい。
【0239】
[ノイズ振幅に基づく補正]
図3に示す電波センサ160のノイズの振幅が大きいと、トイレルーム105外のユーザが第1検知領域DR1に進入したこと、扉107が開いたことを検知しずらくなる。従って、この補正では、制御部210は、電波センサ160のノイズ(暗雑音、設置環境における他機器からの信号)の振幅に基づいて判定S/N比の幅を補正する。ノイズの振幅は、人体を検知していない期間における電波の反射波の電圧振幅である。図3に示すt0以前におけるW1の振幅はノイズと考えられる。
【0240】
例えば、制御部210は、単位時間におけるノイズの振幅の平均を判定S/N比から得られる閾値電圧(±Vth)の幅と比較する。ノイズの振幅が閾値電圧の幅2×Vthの2分の1以上であった場合に、制御部210は、適応テーブルの判定S/N比を所定割合(例えば、10%)だけ増大させる。
【0241】
これにより、暖房便座装置100は、確実に扉107が開いたことを検知できる。判定S/N比を増大させた場合、アプローチ時間T1の実測値が短くなると推測される。従って、判定S/N比の増大とともに、制御部210は、待機温度TEMPstbを上昇させることが好ましい。これにより、暖房便座装置100は、第1の目的を達成させつつ、消費電力を低減させるよう待機温度を決定することができる。
【0242】
上述のように、制御部210は、待機温度TEMPstbの補正の代わりに、昇温特性を補正してもよい。これにより、暖房便座装置100は、待機温度TEMPstbを補正せずに、第1の目的を達成することができる。待機温度TEMPstbを補正する必要が無いので、暖房便座装置100は、第1の目的を達成させつつ、消費電力を低減させるよう待機温度を決定することができる。
【0243】
また、暖房便座装置100は、その設置環境の変化に応じて適応テーブルを補正する。例えば、実際の待機温度が設定された待機温度TEMPstbより低い場合には、制御部は、第1の目的を達成するために、待機温度TEMPstbの設定を上げるように補正する。逆に、実際の待機温度が設定された待機温度TEMPstbより高い場合には、制御部は、第2の目的を達成するために、待機温度TEMPstbの設定を下げるように補正する。このように、暖房便座装置は、設置環境の変化に応じて適応テーブルを補正することによって、消費電力をできるだけ低く抑えながら、その設置環境のもとで第1の目的と第2の目的との両立を図ることができる。
【0244】
このように、本実施形態による暖房便座装置100は、設置環境が変化したとしても、その環境において消費電力を可及的に低減させるように、待機温度TEMPstbを決定し、ユーザの着座時における便座の温度を目標温度まで確実に昇温させることができる。
【符号の説明】
【0245】
100…暖房便座装置
105…トイレルーム
107…扉
120…便器
130…遠隔操作装置(リモコン)
140…便座
142…加熱部(ヒーター)
144…温度検知部
150…センサ部
160…電波センサ
170…焦電センサ
180…着座センサ
200…洗浄部
210…制御部
212…演算処理部
214…記憶部
216…タイマ
218…カウンタ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トイレルーム内に設置された便座と、
前記便座を加熱する加熱部と、
ユーザが入退室する前記トイレルームの出入り口に設置された扉と、
電波により前記トイレルームの外側にいるユーザが前記扉を開けたことを検知し、該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するセンサ部と、
前記加熱部および前記センサ部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、少なくとも前記センサ部によりユーザが前記扉を開けたことを検知してから該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するまでのアプローチ時間に基づいて前記便座の待機温度を設定することを特徴とする暖房便座装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記センサ部によりユーザが前記扉を開けたことを検知してから該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するまでの時間を実測し、該実測時間に基づいて前記アプローチ時間を決定することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記電波の反射波の測定値が所定の閾値を超えた時点からユーザが前記トイレルームへ入室するまでの時間を計測することによって前記実測時間を取得することを特徴とする請求項2に記載の暖房便座装置。
【請求項4】
前記実測時間を格納する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記実測時間を複数回取得し、前記記憶部に格納された複数の前記実測時間に基づいて前記アプローチ時間を決定することを特徴とする請求項2に記載の暖房便座装置。
【請求項5】
前記制御部は、複数の前記実測時間のうち時間の短い所定数の実測時間に基づいて前記アプローチ時間を決定することを特徴とする請求項4に記載の暖房便座装置。
【請求項6】
前記アプローチ時間を格納する記憶部をさらに備え、
前記アプローチ時間の決定後、前記制御部は、前記センサ部によりユーザが前記扉を開けたことを検知してから該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するまでの更新用実測時間を測定し、該更新用実測時間に基づいて前記記憶部に格納された前記アプローチ時間を更新することを特徴とする請求項2に記載の暖房便座装置。
【請求項7】
暖房便座装置が設置される環境の変化に対応する複数の前記閾値を格納した記憶部をさらに備え、
前記制御部は、該記憶部に格納された複数の前記閾値から実際に暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報に対応した前記閾値を選択し、選択された該閾値により前記実測時間を計測することを特徴とする請求項3に記載の暖房便座装置。
【請求項8】
暖房便座装置が設置される環境の変化に対応する複数の前記アプローチ時間を格納した記憶部をさらに備え、
前記制御部は、該記憶部に格納された複数の前記アプローチ時間から実際に暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報に対応した前記アプローチ時間を選択し、選択された該アプローチ時間に基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
【請求項9】
暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報と該環境情報に対応する前記アプローチ時間との組合せを含む複数のアプローチ時間選択情報を格納する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、該記憶部に格納された複数の前記アプローチ時間選択情報から実際に暖房便座装置が設置される環境に応じて選択された前記アプローチ時間選択情報に基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
【請求項10】
前記制御部は、前記アプローチ時間が長いほど前記待機温度を低温側に設定することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
【請求項11】
前記トイレルーム内の室温を計測する温度計測手段をさらに備え、
前記制御部は、前記アプローチ時間と前記温度計測手段により計測された温度結果に基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
【請求項12】
ユーザの着座時における前記便座の目標温度を選択するために用いられる目標温度テーブルを格納した記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記目標温度テーブルからユーザにより選択された目標温度と、前記アプローチ時間と、前記センサ部によりユーザがトイレルームへ入室したことを検知してから前記便座に着座するまでの着座時間とに基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
【請求項1】
トイレルーム内に設置された便座と、
前記便座を加熱する加熱部と、
ユーザが入退室する前記トイレルームの出入り口に設置された扉と、
電波により前記トイレルームの外側にいるユーザが前記扉を開けたことを検知し、該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するセンサ部と、
前記加熱部および前記センサ部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、少なくとも前記センサ部によりユーザが前記扉を開けたことを検知してから該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するまでのアプローチ時間に基づいて前記便座の待機温度を設定することを特徴とする暖房便座装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記センサ部によりユーザが前記扉を開けたことを検知してから該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するまでの時間を実測し、該実測時間に基づいて前記アプローチ時間を決定することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記電波の反射波の測定値が所定の閾値を超えた時点からユーザが前記トイレルームへ入室するまでの時間を計測することによって前記実測時間を取得することを特徴とする請求項2に記載の暖房便座装置。
【請求項4】
前記実測時間を格納する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記実測時間を複数回取得し、前記記憶部に格納された複数の前記実測時間に基づいて前記アプローチ時間を決定することを特徴とする請求項2に記載の暖房便座装置。
【請求項5】
前記制御部は、複数の前記実測時間のうち時間の短い所定数の実測時間に基づいて前記アプローチ時間を決定することを特徴とする請求項4に記載の暖房便座装置。
【請求項6】
前記アプローチ時間を格納する記憶部をさらに備え、
前記アプローチ時間の決定後、前記制御部は、前記センサ部によりユーザが前記扉を開けたことを検知してから該ユーザが前記トイレルームへ入室したことを検知するまでの更新用実測時間を測定し、該更新用実測時間に基づいて前記記憶部に格納された前記アプローチ時間を更新することを特徴とする請求項2に記載の暖房便座装置。
【請求項7】
暖房便座装置が設置される環境の変化に対応する複数の前記閾値を格納した記憶部をさらに備え、
前記制御部は、該記憶部に格納された複数の前記閾値から実際に暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報に対応した前記閾値を選択し、選択された該閾値により前記実測時間を計測することを特徴とする請求項3に記載の暖房便座装置。
【請求項8】
暖房便座装置が設置される環境の変化に対応する複数の前記アプローチ時間を格納した記憶部をさらに備え、
前記制御部は、該記憶部に格納された複数の前記アプローチ時間から実際に暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報に対応した前記アプローチ時間を選択し、選択された該アプローチ時間に基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
【請求項9】
暖房便座装置が設置される環境に関する環境情報と該環境情報に対応する前記アプローチ時間との組合せを含む複数のアプローチ時間選択情報を格納する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、該記憶部に格納された複数の前記アプローチ時間選択情報から実際に暖房便座装置が設置される環境に応じて選択された前記アプローチ時間選択情報に基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
【請求項10】
前記制御部は、前記アプローチ時間が長いほど前記待機温度を低温側に設定することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
【請求項11】
前記トイレルーム内の室温を計測する温度計測手段をさらに備え、
前記制御部は、前記アプローチ時間と前記温度計測手段により計測された温度結果に基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
【請求項12】
ユーザの着座時における前記便座の目標温度を選択するために用いられる目標温度テーブルを格納した記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記目標温度テーブルからユーザにより選択された目標温度と、前記アプローチ時間と、前記センサ部によりユーザがトイレルームへ入室したことを検知してから前記便座に着座するまでの着座時間とに基づいて前記待機温度を設定することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
【図1】
【図2】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図3】
【図2】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図3】
【公開番号】特開2012−205843(P2012−205843A)
【公開日】平成24年10月25日(2012.10.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−75597(P2011−75597)
【出願日】平成23年3月30日(2011.3.30)
【出願人】(000010087)TOTO株式会社 (3,889)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年10月25日(2012.10.25)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年3月30日(2011.3.30)
【出願人】(000010087)TOTO株式会社 (3,889)
【Fターム(参考)】
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