給湯装置
【課題】水位センサの通電ドリフトに起因する誤差を適切に解消し、浴槽の水位を正確に判断することが可能な給湯装置を提供する。
【解決手段】浴槽４に基準供給量Ｑ０の湯水が供給された際に、水位センサＳａにより計測されるセンサ計測水位Ｌｄと所定の基準水位Ｌ０とに基づいて、浴槽４の水位Ｌａが判断される、給湯装置Ａであって、Ｌａ＝Ｌｄ＋Ｌｃの式に基づいて水位Ｌａが求められ、ただし、Ｌｃは、通電ドリフト補正用の値であって、センサ計測水位Ｌｄに関連する数値と補正係数Ｋとを用いて求められ（Ｌｃ≧０、Ｌｃ＜０のときはＬｃ＝０）、Ｌｃを求める際には、センサ計測水位Ｌｄに基づき浴槽水位の推定暫定値Ｌｅが予め求められ、補正係数Ｋとして、Ｌ０≧Ｌｅのときは第１の補正係数Ｋ１が、Ｌ０＜Ｌｅのときは第２の補正係数Ｋ２が用いられ、Ｋ１＞Ｋ２の関係にある。
【解決手段】浴槽４に基準供給量Ｑ０の湯水が供給された際に、水位センサＳａにより計測されるセンサ計測水位Ｌｄと所定の基準水位Ｌ０とに基づいて、浴槽４の水位Ｌａが判断される、給湯装置Ａであって、Ｌａ＝Ｌｄ＋Ｌｃの式に基づいて水位Ｌａが求められ、ただし、Ｌｃは、通電ドリフト補正用の値であって、センサ計測水位Ｌｄに関連する数値と補正係数Ｋとを用いて求められ（Ｌｃ≧０、Ｌｃ＜０のときはＬｃ＝０）、Ｌｃを求める際には、センサ計測水位Ｌｄに基づき浴槽水位の推定暫定値Ｌｅが予め求められ、補正係数Ｋとして、Ｌ０≧Ｌｅのときは第１の補正係数Ｋ１が、Ｌ０＜Ｌｅのときは第２の補正係数Ｋ２が用いられ、Ｋ１＞Ｋ２の関係にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽への湯張り機能を備えた給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯装置としては、浴槽に湯を張る場合に、湯水量を指定するのではなく、浴槽の水位(目標水位)を指定して湯張りを行なうように構成されたものがある。このような給湯装置において、浴槽の水位が所望の目標水位となるように制御する手法としては、次のような手法がよく用いられている。
まず、給湯装置の試運転時においては、浴槽に所定の湯量ずつ（たとえば１０Ｌずつ）湯張り動作を繰り返し行ない、その湯張り動作の都度、給湯装置の循環ポンプを駆動させて、給湯装置と浴槽とを接続する循環配管内に湯水が循環するか否かを、循環配管内に備えた水流スイッチのオン／オフ状態によって判断する。水流スイッチがオンした時点、またはその後にさらに少量（たとえば１０Ｌ）の追加湯張りを行なった時点において、水位センサによって検出される水位を基準水位とする。試運転では、その基準水位になる迄の湯水供給量を、基準供給量として所定の記憶手段に記憶させる。前記試運転後に通常の湯張り運転を行なう際には、まず浴槽に前記基準供給量だけ湯水を供給し、その際の水位を水位センサを利用して検出する。この検出値に基づき、目標水位までの追加の湯水供給量を決定し、この湯水供給量だけ、さらに浴槽に湯水供給を行なう。
【０００３】
しかしながら、前記した従来技術においては、次に述べるように改善すべき余地があった。
【０００４】
すなわち、給湯装置で使用される水位センサは、たとえば半導体式圧力センサなどを利用したものであり、使用時には通電がなされ、湯水からの圧力を受けるとその圧力に応じた電気信号を出力する構成が一般的である。このような構成の水位センサの多くは、通電時間の経過に伴って出力値が変化する現象（以下、「通電ドリフト」という）を生じる。水位センサにおける通電ドリフトは、たとえば図２に示すような特性を示し、測定対象の水位に変化がなくても、水位センサへの通電時間が経過するにしたがって水位センサの出力値は変化する。また、水位センサへの継続した通電時間が一定時間を超えると、出力値は一定の値に収束する。水位センサの通電ドリフトでは、通電時間の経過に伴って出力値は徐々に低下するのが一般的である。このような通電ドリフトが生じたのでは、浴槽に基準供給量だけ湯水を供給した際に水位センサを利用して検出される水位は、実際の水位よりも低めとなる。したがって、このような低めの水位に基づいて、目標水位までの追加の湯水供給量を決定したのでは、湯張り完了後における実際の浴槽水位は目標水位よりも高くなる不具合を生じる。
【０００５】
前記した不具合を解消する手段としては、水位センサによる計測水位が通電ドリフトに起因して実際の水位よりも低めとなる誤差を解消するための補正を行なうことが考えられる。しかしながら、そのような補正を単に一律に行なうだけでは、次のような不具合を生じてしまう。
すなわち、浴槽への湯張り開始時において、浴槽に基準供給量だけ湯水を供給した際に、水位センサによる計測水位が基準水位を超える場合がある。このような事態は、たとえば浴槽への湯張り開始時に浴槽に少量の残水が存在するといったことに起因して発生し、水位センサの通電ドリフトに起因するものではない。このため、そのような場合にまで通電ドリフトに対処するための補正を画一的に行なったのでは、実情に則しないこととなってしまう。
【０００６】
従来においては、水位センサの出力値の誤差の影響を少なくしつつ、浴槽への湯張りを行なうための手段として、特許文献１，２に記載された手段がある。ところが、このような手段では、次に述べるように、前記した不具合を適切に解消することは困難である。
【０００７】
特許文献１に記載された手段では、浴槽への湯張り動作が実行される都度、浴槽に基準供給量の湯水が供給された時点における水位センサの出力値（基準値）を順次更新するようにしている。しかしながら、このような手段では、水位センサの通電ドリフトに対応してきめ細かな補正を行なうことは難しい。また、前記の基準値が高くなる方向に更新された場合には、これに伴って目標水位に対応する水位センサの出力値も高くなる結果、湯張り完了後の水位が目標水位よりもかなり高くなる虞も生じてしまう。
【０００８】
一方、特許文献２に記載された手段では、浴槽の湯水を排水する際に得られる水位センサからの出力値を利用して、湯張り制御グラフの基準点となる水圧を補正するようにしている。また、湯水温度の変化に起因して水位センサからの出力値に誤差が発生することを解消するための補正も行なうように構成されている。このような手段によれば、浴槽に湯水を供給する際の動圧や、温度条件の変化に起因する水位センサの検出誤差を少なくすることは可能であるものの、やはり通電ドリフトに起因する誤差を適切に解消することは難しい。なお、通電ドリフトに起因する水位検出の誤差は、温度変化に起因する水位検出の誤差と比較して相当に大きいのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３，３０５，８６１号公報
【特許文献２】特許第３，１６２，５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、水位センサの通電ドリフトに起因する誤差を適切に解消し、浴槽の水位を正確に判断することが可能な給湯装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１２】
本発明により提供される給湯装置は、浴槽への湯張り動作の試運転が行なわれる際には、前記浴槽の水位が所定の水位以上となるように前記浴槽への湯水供給がなされ、この湯水供給量が基準供給量Ｑ０として記憶されるとともに、この基準供給量Ｑ０に相当する湯水供給がなされた時点において、水位センサを利用して検出される浴槽の水位が基準水位Ｌ０として記憶されるように構成され、前記試運転後の湯張り運転時においては、前記浴槽に前記基準供給量Ｑ０だけ湯水が供給されたときに、前記水位センサを利用して計測されるセンサ計測水位Ｌｄに基づいて、前記浴槽の水位Ｌａが判断されるように構成されている、給湯装置であって、
Ｌａ＝Ｌｄ＋Ｌｃ
の式に基づいて、前記浴槽の水位Ｌａが求められる。
ただし、Ｌｃは、通電ドリフト補正用の値であって、前記センサ計測水位Ｌｄに関連する数値と、補正係数Ｋとを用いて求められ（ただし、Ｌｃ≧０であり、Ｌｃ＜０のときには、Ｌｃ＝０とする）、
前記通電ドリフト補正用の値Ｌｃを求めるときには、前記センサ計測水位Ｌｄに基づき前記浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅが予め求められ、
前記補正係数Ｋとしては、Ｌ０≧Ｌｅの場合には、第１の補正係数Ｋ１が用いられる一
方、Ｌ０＜Ｌｅの場合には、第２の補正係数Ｋ２が用いられ、これら第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２は、Ｋ１＞Ｋ２の関係とされていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によれば、センサ計測水位Ｌｄを補正して浴槽の実際の水位Ｌａを判断する場合に、Ｌ０≧Ｌｅの場合には、補正係数Ｋとして大きめの第１の補正係数Ｋ１が用いられ、その補正幅が大きくなる。Ｌ０＜Ｌｅの場合には、補正係数Ｋとして第２の補正係数Ｋ２が用いられ、その補正幅は小さくなる。Ｌ０≧Ｌｅとなる現象は、水位センサの通電ドリフトが主要因であると考えられ、Ｌ０＜Ｌｅとなる現象は、たとえば浴槽への残水があった場合など、通電ドリフトとは別の要因であると考えられる。このため、本発明によれば、水位センサの通電ドリフトを要因とする誤差については、前記補正処理によって適切に無くし、または少なくすることができる。その一方、水位センサの通電ドリフトとは別の事項を要因として、浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅが基準水位Ｌ０を上回った際には、通電ドリフトの場合ほど大きな幅で補正がなされないこととなるために、実際の浴槽の水位の値として、実情に則した値とすることができる。このようなことから、浴槽の水位Ｌａを正確な値とし、この水位Ｌａに基づいて所望の目標水位またはこれに近い水位での浴槽への湯張り動作を適切に行なうことが可能となる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、前記浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅは、
Ｌｅ＝Ｌｄ＋Ｌｃ’
の式（ただし、Ｌｃ’は、前回の通電ドリフト補正用の値）に基づいて求められるように構成されている。
【００１５】
このような構成によれば、浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅとして、たとえばセンサ計測水位Ｌｄの値をそのまま用いた場合よりも、その推定暫定値Ｌｅを実際の浴槽の水位に近い値とすることが可能となる。したがって、Ｌ０≧ＬｅまたはＬ０＜Ｌｅの条件にしたがって第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２のいずれかを選択する場合に、その選択を適正なものとする上で好ましい。
ただし、本発明において、浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅとしては、前記構成とは異なり、たとえばＬｅ＝Ｌｄとすることもできる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、前記通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、
Ｌｃ＝Ｌｃ’＋Ｋ｛Ｌ０−（Ｌｄ＋Ｌｃ’）｝
の式に基づいて求められるように構成されている。
【００１７】
このような構成によれば、いわゆる積分方式で通電ドリフト補正用の値Ｌｃが求められている。水位センサの通電ドリフトに起因する計測水位の誤差は、時間の経過とともに拡大し、かつ一定の大きさで収束する傾向を示すため、積分方式を適合させ易く、補正用の値Ｌｃを求めるための数式を簡易にしつつ、浴槽の水位Ｌａを適正なものとすることができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、前記補正係数Ｋは、前記水位センサへの通電時間が長くなるほど、その数値は小さくなり、かつ前記通電時間が所定以上になった以降は一定値である。
【００１９】
このような構成によれば、補正係数Ｋを用いて算出される通電ドリフト補正用の値Ｌｃを、水位センサの通電ドリフトに起因する計測水位の誤差の変化に的確に対応させた値とすることができる。
【００２０】
本発明において、好ましくは、前記通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、
Ｌｃ＝Ｋ（｜Ｌ０−Ｌｄ｜）
の式に基づいて求められ、前記補正係数Ｋは、前記水位センサへの通電時間が長くなるほど、その数値は大きくなり、かつ前記通電時間が所定以上になった以降は一定値である。
【００２１】
前記したような構成によっても、浴槽の水位Ｌａとして、水位センサの通電ドリフトに起因する誤差が適切に減じられた正確な値を得ることが可能である。
【００２２】
本発明において、好ましくは、前記浴槽の水位Ｌａを求めるときには、試運転時において前記浴槽に供給された湯水の温度または目標給湯温度と、今回の湯張り動作時において前記浴槽に供給された湯水の温度または目標給湯温度とに基づき、前記水位センサについての温度補償用の補正がさらに行なわれるように構成されている。
【００２３】
このような構成によれば、温度補償用の補正がさらに行なわれるために、浴槽の水位をより正確に判断することが可能である。
【００２４】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る給湯装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】水位センサの通電ドリフトの特性の一例を示す説明図である。
【図３】補正係数Ｋの具体例を示す説明図である。
【図４】図１に示す給湯装置において試運転が行なわれる場合の制御部の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す給湯装置において試運転後の浴槽への湯張りが行なわれる場合の制御部の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２７】
図１に示す給湯装置Ａは、給湯装置本体部１、この給湯装置本体部１と浴槽４とを繋ぐ配管部３５ａ，３５ｂ、およびリモコンＲを具備している。
【００２８】
給湯装置本体部１は、カラン６への給湯機能、浴槽４への自動湯張り機能、および風呂追い焚き機能を備えており、その基本的な構成自体は、従来既知のものと同様である。すなわち、この給湯装置本体部１は、ガスバーナ１０ａ，１０ｂ、ファン１１、熱交換器１２ａ，１２ｂ、および制御部２を備えている。この給湯装置本体部１において、入水口３０ａに供給された水は配管部３０を通過して熱交換器１２ａに供給されて加熱され、この加熱により生成された湯が配管部３１，３２を通過してカラン６に供給される。配管部３１には、配管部３４が分岐接続されており、この配管部３４に設けられている開閉弁Ｖ１を開状態とした際には、配管部３４，３５ａを介して浴槽４に湯水を供給することが可能である。
【００２９】
浴槽４には、湯水循環路３５が接続されている。この湯水循環路３５は、浴槽４に取り付けられた循環アダプタ３５ｄ、配管部３５ａ，３５ｂ、および熱交換器１２ｂと配管部３５ａ，３５ｂとを繋ぐ内部配管部３５ｃを具備している。この湯水循環路３５に設けられている循環ポンプＰ１を駆動させることにより、浴槽４の湯水を汲み上げて熱交換器１２ｂに供給し、かつこの湯水を加熱させてから浴槽４に戻す風呂追い焚き動作が可能である。湯水循環路３５には、水位センサＳａ、水流センサＳｂ、温度センサＳｃが取り付けられている。
【００３０】
水位センサＳａは、たとえば半導体式圧力センサである。浴槽４の水位計測は、浴槽４の水位が循環アダプタ３５ｄよりも高い状態の際に可能であり、湯水循環路３５内に浴槽４の湯水を汲み上げて充満させてから、循環ポンプＰ１を停止させた状態において、湯水循環路３５の圧力を検出することにより可能である。水位センサＳａは、図２を参照して先に説明したのと同様な通電ドリフト現象を生じる。なお、水位センサＳａへの通電は、たとえば給湯装置Ａへの電源投入がなされている期間中は継続して行なわれるように構成されている。ただし、これに限定されるものではない。
【００３１】
リモコンＲは、通信線Ｌを介して制御部２との間でデータ通信が可能であり、表示部５０や複数の操作スイッチ５１ａ，５１ｂを有している。このリモコンＲでは、浴槽４への自動湯張り動作の条件として、湯張り温度に加え、目標水位Ｌｔを設定することが可能である。目標水位Ｌｔの設定は、たとえば表示部５０に浴槽４の水位を示す画像が表示された状態において、水位アップまたはダウンを指示可能な操作スイッチ５１ａを操作して行なうことが可能である。
【００３２】
制御部２は、マイクロコンピュータを用いて構成されており、予め記憶された制御プログラムや各種のデータ、およびリモコンＲのスイッチ操作などに対応して給湯装置本体部１の各部の動作制御や種々のデータ処理を実行する。この制御部２は、浴槽４への湯張り（自動湯張り）動作を行なう場合に、浴槽４の水位を所望の目標水位Ｌｔに正確に設定することができるように、試運転時および試運転後の湯張り動作時には、所定の制御を実行するように構成されている。その詳細については後述する。
【００３３】
次に、前記した給湯装置Ａの作用について説明する。併せて、制御部２の動作処理手順の一例について、図４および図５のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３４】
この給湯装置Ａの試運転が行なわれる際には、制御部２が所定のデータを取得して記憶する学習が行なわれる。試運転時の基本的な動作制御自体は、従来技術と同様とすることができる。すなわち、まず浴槽４には湯水を所定量ずつ（たとえば１０Ｌずつ）繰り返して供給する（Ｓ１）。このような湯水供給が行なわれる都度、制御部２は、循環ポンプＰ１を駆動させて、水流センサＳｂによって水流が検出されるか否かを判断する（Ｓ２）。浴槽４の水位が循環アダプタ３５ｄよりも高い水位となって、湯水循環路３５に湯水が循環すると、水流が検出される（Ｓ２：ＹＥＳ）。制御部２は、このような水流が検出されると、その後にさらに所定量（たとえば１０Ｌ）の湯水を浴槽４に供給し（Ｓ３）、その供給を終えた時点での湯水供給量（総量）を、基準供給量Ｑ０として記憶し、またその際に水位センサＳａを利用して計測される浴槽の水位を基準水位Ｌ０として記憶する（Ｓ４）。また、湯水温度も記憶する。なお、前記したステップＳ３は、省略することが可能である。
【００３５】
その後は、追加の湯水供給がなされ、制御部２は、水位センサＳａを利用した水位検出を行なうことにより、浴槽４の面積や、所定の目標水位Ｌｔまでの湯水量などを学習し、そのデータを記憶する（Ｓ５）。前記した試運転は、給湯装置Ａの設置後において行なわれる他、給湯装置Ａの電源がオフにされた後に再起動されたような場合にも行なわせることが可能である。もちろん、特定のスイッチ操作によって実行させるように構成することもできる。試運転が完了したか否かは、それ用のフラグを利用するなどして制御部２が判断可能である。湯張り動作を開始する際に、制御部２が試運転を完了していないと判断した場合には、前記した試運転のモードの湯張りがなされ、試運転が完了していると判断した場合には、通常のモードの湯張りがなされることとなる。
【００３６】
前記した試運転後において、浴槽４への湯張りを行なう旨のスイッチ操作があると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部２は、試運転後の湯張り動作の回数（運転回数）をカウントして
記憶し（Ｓ１２）、湯張り動作を実行させる。湯張り動作の回数をカウントするのは、水位センサＳａへの通電時間の長さを湯張り回数で判断し、通電時間の判断の簡素化を図っているからである。湯張り回数が多くなるほど、水位センサＳａへの通電時間が長くなっているものと判断することが可能である。また、湯張り動作は、一般的には、２４時間に１回程度の頻度で実行されるために、水位センサＳａへの通電時間を湯張り回数で判断したとしても、余り大きな誤差はない。もちろん、本発明においては、水位センサＳａへの通電時間をそのまま計測するように構成してもよい。この場合、通電時間の計測は、時分の単位でなくてもよく、たとえば日数単位でもよい。
【００３７】
湯張り動作の実行に際しては、まず浴槽４に所定量以上の湯水が存在するか否かを確認する（Ｓ１３）。この確認動作は、たとえば浴槽４に１０Ｌ程度の湯水を供給してから循環ポンプＰ１を駆動し、水流センサＳｂによって水流が検出されるか否かにより行なうことが可能である。水流が検出されれば、浴槽４に湯水が存在すると判断される。この場合の動作制御は、本発明に余り関連するものではないが、たとえば浴槽４の水位が目標水位Ｌｔに達しており、かつ湯水温度が低めであれば追い焚き動作を実行し、また目標水位Ｌｔに達していない場合には、目標水位Ｌｔまでの必要湯水量を浴槽４に供給するといった制御がなされる（Ｓ１３：ＮＯ，Ｓ２０）。
【００３８】
前記とは異なり、浴槽４に所定量以上の湯水が存在しないと判断された場合には、制御部２は、試運転時に記憶した基準供給量Ｑ０の湯水を浴槽４に供給し、その時点におけるセンサ計測水位Ｌｄを検出する（Ｓ１３：ＹＥＳ，Ｓ１４）。また、制御部２は、温度センサＳｃを利用して湯水温度も検出する（Ｓ１５）。
【００３９】
その後、制御部２は、センサ計測水位Ｌｄを補正し、水位センサＳａの通電ドリフトに起因する誤差を無くし、または少なくした浴槽４の水位Ｌａを判断する。この場合、次のような式１〜式３を利用し、浴槽４の水位Ｌａが算出される（Ｓ１６）。
Ｌａ＝Ｌｄ＋Ｌｃ …式１
Ｌｃ＝Ｌｃ’＋Ｋ｛Ｌ０−（Ｌｄ＋Ｌｃ’）｝ …式２
Ｌｅ＝Ｌｄ＋Ｌｃ’ …式３
【００４０】
式１および式２において、Ｌｃは、通電ドリフト補正用の値であって、Ｌｃ≧０である。式２において、通電ドリフト補正用の値Ｌｃが、Ｌｃ＜０となった場合には、Ｌｃ＝０が採用される。また、通電ドリフト補正用の値Ｌｃとしては、一定の値（たとえば、１５０mm）を最大値Ｌｃmaxとして設定しておき、Ｌｃ＞Ｌｃmaxとなった場合には、Ｌｃ＝Ｌｃmaxを採用することもできる。
式２において、Ｌｃ’は、前回の浴槽への湯張り動作時に求められた通電ドリフト補正用の値（前回の通電ドリフト補正用の値Ｌｃ）である。したがって、試運転後に初めて湯張りを行なう際には、Ｌｃ’＝０である。
式２において、Ｋは、補正係数であるが、これについては後述する。
式３において、Ｌｅは、浴槽４に基準供給量Ｑ０の湯水が供給された際における浴槽の水位の推定暫定値である。
【００４１】
式２における補正係数Ｋとしては、第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２があり、これらは、後述するように、Ｋ１＞Ｋ２の関係にある。基準水位Ｌ０と浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅとの高さがどのような関係であるかに応じて、第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２のうち、いずれか一方が選択される。より具体的には、第１の補正係数Ｋ１は、Ｌ０≧Ｌｅの場合に用いられ、第２の補正係数Ｋ２は、Ｌ０＜Ｌｅの場合に用いられる。
【００４２】
第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２としては、たとえば図３に示すような値が採用される。
同図に示す第１の補正係数Ｋ１は、試運転後における浴槽への湯張り回数が多くなるに連れて、その値は、「１」「２／３」「１／２」「１／５」といったふうに小さくなる。ただし、１１回目以降においては、「１／５」に固定されている。
第２の補正係数Ｋ２は、第１の補正係数Ｋ１と同様に、試運転後における浴槽への湯張り回数が多くなるに連れてその値は減少し、最終的には一定値に固定される。ただし、この第２の補正係数Ｋ２は、第１の補正係数Ｋ１が「１」の場合には「１／２」、第１の補正係数Ｋ１が「２／３」の場合には「１／４」といったふうに、常に、第１の補正係数Ｋ１よりも小さい値となるように設定されている。
【００４３】
前記したような処理によれば、浴槽４の水位Ｌａは、前記した式１に基づき、センサ計測水位Ｌｄに通電ドリフト補正用の値Ｌｃが加えられて算出される。したがって、水位センサＳａの通電ドリフトに起因して水位センサＳａによるセンサ計測水位Ｌｄが本来の水位よりも低めとなる現象を生じても、前記した補正により、浴槽４の水位Ｌａについての誤差、すなわち通電ドリフトに起因する誤差を無くし、または少なくすることができる。
【００４４】
通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、式２に基づいて求められるが、Ｌ０≧Ｌｅの場合には、補正係数Ｋとして、大きめの第１の補正係数Ｋ１が用いられるために、この場合の補正幅は比較的大きなものとすることができる。これに対し、Ｌ０＜Ｌｅの場合には、補正係数Ｋとして小さめの第２の補正係数Ｋ２が用いられるために、この場合の補正幅は比較的小さくなる。Ｌ０≧Ｌｅとなる現象は、水位センサの通電ドリフトが主要因であると考えられるが、Ｌ０＜Ｌｅとなる現象は、たとえば浴槽への残水があったことに起因するなど、通電ドリフトに起因するものではなく、比較的特殊な事情に原因するものである。このため、このような場合には、センサ計測水位Ｌｄを補正する際には慎重を期すべきである処、前記した処理では、補正幅が比較的小さくされるために、そのような事情に合致することとなる。
【００４５】
前記した式２は、前回の通電ドリフト補正用の値Ｌｃ’が、今回の補正にも利用された積分方式とされている。また、補正係数Ｋ（第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２）は、図３に示したように、浴槽への湯張り回数が多くなるにしたがって順次小さくなり、最終的には一定の値に固定されている。このようなことから、前記の式２に基づいて得られる通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、図２に示した水位センサＳａの通電ドリフトの特性に合致した適正なものとなる。また、浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅについては、式３に基づいて求められており、センサ計測水位Ｌｄに前回の通電ドリフト補正用の値Ｌｃ’を加えて補正したものとしているために、センサ計測水位Ｌｄをそのまま推定暫定値Ｌｅとして用いる場合と比較すると、推定暫定値Ｌｅを実際の浴槽の水位に近い値とすることが可能となる。したがって、Ｌ０≧ＬｅまたはＬ０＜Ｌｅの条件にしたがって第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２のいずれかを選択する場合に、その選択を適正なものとする上でより好ましいものとなる。ただし、推定暫定値Ｌｅを、Ｌｅ＝Ｌｄとしてもかまわないことは先に述べたとおりである。
【００４６】
制御部２は、前記のようにして浴槽４の水位Ｌａを算出した後には、この水位Ｌａに対し、水位センサＳａの温度補償用の補正をさらに行なう（Ｓ１７）。この補正は、試運転時の湯水温度と今回の湯張り動作時の湯水温度に基づいて行なわれる。より具体的には、制御部２は、水位センサＳａについての温度と出力値との相関関係についてのデータを記憶しており、このデータと前記した２種類の湯水温度とを照合することにより、温度補償用の補正値αを求める。この補正値αは、正、負、ゼロのいずれにもなり得る。補正値αを求めるのに利用される湯水温度は、温度センサＳｃを利用して検出される実際の湯水温度に代えて、リモコンＲで設定される目標給湯温度とすることもできる。このような温度補償用の補正がなされる場合、浴槽の水位Ｌａ’は、Ｌａ’＝Ｌａ＋αで求めればよい。通電ドリフト補正に加えて、温度補償用の補正がさらに行なわれれば、浴槽の水位として
、より適正な値を得ることが可能である。
【００４７】
制御部２は、前記のようにして浴槽の水位Ｌａ’を算出した後には、この水位Ｌａ’に基づき、目標水位Ｌｔまでの追加の湯水供給量Ｑ１を算出し、かつこの算出した量だけ浴槽４に追加の湯水供給を実行させる（Ｓ１８，Ｓ１９）。本実施形態では、既述したように、浴槽の水位Ｌａ’として適正な値が得られるために、浴槽４への湯張りを目標水位Ｌｔとなるように的確に行なうことが可能である。
【００４８】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る給湯装置の各部の具体的な構成は、本発明が意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
【００４９】
本発明においては、Ｌａ＝Ｌｄ＋Ｌｃ の式１に基づいて、浴槽４の水位を求める場合に、通電ドリフト補正用の値Ｌｃを、次の式４に基づいて求めることもできる。
Ｌｃ＝Ｋ（｜Ｌ０−Ｌｄ｜） …式４
ここで、補正係数Ｋとしては、Ｌ０≧Ｌｅの場合には第１の補正係数Ｋ１が用いられる一方、Ｌ０＜Ｌｅの場合には第２の補正係数Ｋ２が用いられ、Ｋ１＞Ｋ２である点は、上述した実施形態の場合と同様である。また、通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、一定の値（たとえば１５０mm）を最大値Ｌｃmaxとして設定しておき、Ｌｃ＞Ｌｃmaxとなった場合には、Ｌｃ＝Ｌｃmaxを採用することが可能な点も、上述した実施形態と同様である。なお、式４においては、前述した式２の場合とは異なり、前回の湯張り時の通電ドリフト補正用の値Ｌｃ’が用いられておらず、積分方式ではない。このため、第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２については、水位センサへの通電時間が長くなるに連れてその値を徐々に大きくしていき、所定時間に達した時点で一定の値に固定されるものとされる。
【００５０】
本発明では、補正係数Ｋ（第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２）の具体的な値は問わない。ただし、Ｋ１＞Ｋ２の関係は維持する必要がある。水位センサの温度補償用の補正は、行われることが好ましいものの、行なわれない構成とすることもできる。また、浴槽の水位を求める場合に、温度補償用の補正とは異なる種類の補正を、さらに追加で行なってもかまわない。
【００５１】
本発明でいう「試運転」は、給湯装置の設置直後の運転動作のみを指称するものでないことは既述したとおりであり、運転の具体的な時期は問わない。基準供給量Ｑ０や基準水位Ｌ０などのデータを取得して記憶するための処理を伴う運転であれば、本発明でいう試運転に該当する。
【００５２】
本発明に係る給湯装置は、ガス給湯装置などのいわゆる瞬間式のものに代えて、たとえば貯湯タンクを備えた貯湯式の給湯装置とすることもできることは言う迄もない。
【符号の説明】
【００５３】
Ａ 給湯装置
Ｓａ 水位センサ
Ｓｃ 温度センサ
Ｌ０ 基準水位
Ｌｃ 補正用の値
Ｌａ 浴槽の水位（基準供給量の湯水が浴槽に供給されたときの）
Ｌｄ センサ計測水位
Ｌｅ 浴槽の水位の推定暫定値
Ｌｔ 目標水位
Ｋ 補正係数
Ｋ１，Ｋ２ 第１および第２の補正係数（補正係数Ｋとしての）
Ｑ０ 基準供給量
Ｑ１ 追加の湯水供給量
２ 制御部
４ 浴槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽への湯張り機能を備えた給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯装置としては、浴槽に湯を張る場合に、湯水量を指定するのではなく、浴槽の水位(目標水位)を指定して湯張りを行なうように構成されたものがある。このような給湯装置において、浴槽の水位が所望の目標水位となるように制御する手法としては、次のような手法がよく用いられている。
まず、給湯装置の試運転時においては、浴槽に所定の湯量ずつ（たとえば１０Ｌずつ）湯張り動作を繰り返し行ない、その湯張り動作の都度、給湯装置の循環ポンプを駆動させて、給湯装置と浴槽とを接続する循環配管内に湯水が循環するか否かを、循環配管内に備えた水流スイッチのオン／オフ状態によって判断する。水流スイッチがオンした時点、またはその後にさらに少量（たとえば１０Ｌ）の追加湯張りを行なった時点において、水位センサによって検出される水位を基準水位とする。試運転では、その基準水位になる迄の湯水供給量を、基準供給量として所定の記憶手段に記憶させる。前記試運転後に通常の湯張り運転を行なう際には、まず浴槽に前記基準供給量だけ湯水を供給し、その際の水位を水位センサを利用して検出する。この検出値に基づき、目標水位までの追加の湯水供給量を決定し、この湯水供給量だけ、さらに浴槽に湯水供給を行なう。
【０００３】
しかしながら、前記した従来技術においては、次に述べるように改善すべき余地があった。
【０００４】
すなわち、給湯装置で使用される水位センサは、たとえば半導体式圧力センサなどを利用したものであり、使用時には通電がなされ、湯水からの圧力を受けるとその圧力に応じた電気信号を出力する構成が一般的である。このような構成の水位センサの多くは、通電時間の経過に伴って出力値が変化する現象（以下、「通電ドリフト」という）を生じる。水位センサにおける通電ドリフトは、たとえば図２に示すような特性を示し、測定対象の水位に変化がなくても、水位センサへの通電時間が経過するにしたがって水位センサの出力値は変化する。また、水位センサへの継続した通電時間が一定時間を超えると、出力値は一定の値に収束する。水位センサの通電ドリフトでは、通電時間の経過に伴って出力値は徐々に低下するのが一般的である。このような通電ドリフトが生じたのでは、浴槽に基準供給量だけ湯水を供給した際に水位センサを利用して検出される水位は、実際の水位よりも低めとなる。したがって、このような低めの水位に基づいて、目標水位までの追加の湯水供給量を決定したのでは、湯張り完了後における実際の浴槽水位は目標水位よりも高くなる不具合を生じる。
【０００５】
前記した不具合を解消する手段としては、水位センサによる計測水位が通電ドリフトに起因して実際の水位よりも低めとなる誤差を解消するための補正を行なうことが考えられる。しかしながら、そのような補正を単に一律に行なうだけでは、次のような不具合を生じてしまう。
すなわち、浴槽への湯張り開始時において、浴槽に基準供給量だけ湯水を供給した際に、水位センサによる計測水位が基準水位を超える場合がある。このような事態は、たとえば浴槽への湯張り開始時に浴槽に少量の残水が存在するといったことに起因して発生し、水位センサの通電ドリフトに起因するものではない。このため、そのような場合にまで通電ドリフトに対処するための補正を画一的に行なったのでは、実情に則しないこととなってしまう。
【０００６】
従来においては、水位センサの出力値の誤差の影響を少なくしつつ、浴槽への湯張りを行なうための手段として、特許文献１，２に記載された手段がある。ところが、このような手段では、次に述べるように、前記した不具合を適切に解消することは困難である。
【０００７】
特許文献１に記載された手段では、浴槽への湯張り動作が実行される都度、浴槽に基準供給量の湯水が供給された時点における水位センサの出力値（基準値）を順次更新するようにしている。しかしながら、このような手段では、水位センサの通電ドリフトに対応してきめ細かな補正を行なうことは難しい。また、前記の基準値が高くなる方向に更新された場合には、これに伴って目標水位に対応する水位センサの出力値も高くなる結果、湯張り完了後の水位が目標水位よりもかなり高くなる虞も生じてしまう。
【０００８】
一方、特許文献２に記載された手段では、浴槽の湯水を排水する際に得られる水位センサからの出力値を利用して、湯張り制御グラフの基準点となる水圧を補正するようにしている。また、湯水温度の変化に起因して水位センサからの出力値に誤差が発生することを解消するための補正も行なうように構成されている。このような手段によれば、浴槽に湯水を供給する際の動圧や、温度条件の変化に起因する水位センサの検出誤差を少なくすることは可能であるものの、やはり通電ドリフトに起因する誤差を適切に解消することは難しい。なお、通電ドリフトに起因する水位検出の誤差は、温度変化に起因する水位検出の誤差と比較して相当に大きいのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３，３０５，８６１号公報
【特許文献２】特許第３，１６２，５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、水位センサの通電ドリフトに起因する誤差を適切に解消し、浴槽の水位を正確に判断することが可能な給湯装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１２】
本発明により提供される給湯装置は、浴槽への湯張り動作の試運転が行なわれる際には、前記浴槽の水位が所定の水位以上となるように前記浴槽への湯水供給がなされ、この湯水供給量が基準供給量Ｑ０として記憶されるとともに、この基準供給量Ｑ０に相当する湯水供給がなされた時点において、水位センサを利用して検出される浴槽の水位が基準水位Ｌ０として記憶されるように構成され、前記試運転後の湯張り運転時においては、前記浴槽に前記基準供給量Ｑ０だけ湯水が供給されたときに、前記水位センサを利用して計測されるセンサ計測水位Ｌｄに基づいて、前記浴槽の水位Ｌａが判断されるように構成されている、給湯装置であって、
Ｌａ＝Ｌｄ＋Ｌｃ
の式に基づいて、前記浴槽の水位Ｌａが求められる。
ただし、Ｌｃは、通電ドリフト補正用の値であって、前記センサ計測水位Ｌｄに関連する数値と、補正係数Ｋとを用いて求められ（ただし、Ｌｃ≧０であり、Ｌｃ＜０のときには、Ｌｃ＝０とする）、
前記通電ドリフト補正用の値Ｌｃを求めるときには、前記センサ計測水位Ｌｄに基づき前記浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅが予め求められ、
前記補正係数Ｋとしては、Ｌ０≧Ｌｅの場合には、第１の補正係数Ｋ１が用いられる一
方、Ｌ０＜Ｌｅの場合には、第２の補正係数Ｋ２が用いられ、これら第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２は、Ｋ１＞Ｋ２の関係とされていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によれば、センサ計測水位Ｌｄを補正して浴槽の実際の水位Ｌａを判断する場合に、Ｌ０≧Ｌｅの場合には、補正係数Ｋとして大きめの第１の補正係数Ｋ１が用いられ、その補正幅が大きくなる。Ｌ０＜Ｌｅの場合には、補正係数Ｋとして第２の補正係数Ｋ２が用いられ、その補正幅は小さくなる。Ｌ０≧Ｌｅとなる現象は、水位センサの通電ドリフトが主要因であると考えられ、Ｌ０＜Ｌｅとなる現象は、たとえば浴槽への残水があった場合など、通電ドリフトとは別の要因であると考えられる。このため、本発明によれば、水位センサの通電ドリフトを要因とする誤差については、前記補正処理によって適切に無くし、または少なくすることができる。その一方、水位センサの通電ドリフトとは別の事項を要因として、浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅが基準水位Ｌ０を上回った際には、通電ドリフトの場合ほど大きな幅で補正がなされないこととなるために、実際の浴槽の水位の値として、実情に則した値とすることができる。このようなことから、浴槽の水位Ｌａを正確な値とし、この水位Ｌａに基づいて所望の目標水位またはこれに近い水位での浴槽への湯張り動作を適切に行なうことが可能となる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、前記浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅは、
Ｌｅ＝Ｌｄ＋Ｌｃ’
の式（ただし、Ｌｃ’は、前回の通電ドリフト補正用の値）に基づいて求められるように構成されている。
【００１５】
このような構成によれば、浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅとして、たとえばセンサ計測水位Ｌｄの値をそのまま用いた場合よりも、その推定暫定値Ｌｅを実際の浴槽の水位に近い値とすることが可能となる。したがって、Ｌ０≧ＬｅまたはＬ０＜Ｌｅの条件にしたがって第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２のいずれかを選択する場合に、その選択を適正なものとする上で好ましい。
ただし、本発明において、浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅとしては、前記構成とは異なり、たとえばＬｅ＝Ｌｄとすることもできる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、前記通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、
Ｌｃ＝Ｌｃ’＋Ｋ｛Ｌ０−（Ｌｄ＋Ｌｃ’）｝
の式に基づいて求められるように構成されている。
【００１７】
このような構成によれば、いわゆる積分方式で通電ドリフト補正用の値Ｌｃが求められている。水位センサの通電ドリフトに起因する計測水位の誤差は、時間の経過とともに拡大し、かつ一定の大きさで収束する傾向を示すため、積分方式を適合させ易く、補正用の値Ｌｃを求めるための数式を簡易にしつつ、浴槽の水位Ｌａを適正なものとすることができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、前記補正係数Ｋは、前記水位センサへの通電時間が長くなるほど、その数値は小さくなり、かつ前記通電時間が所定以上になった以降は一定値である。
【００１９】
このような構成によれば、補正係数Ｋを用いて算出される通電ドリフト補正用の値Ｌｃを、水位センサの通電ドリフトに起因する計測水位の誤差の変化に的確に対応させた値とすることができる。
【００２０】
本発明において、好ましくは、前記通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、
Ｌｃ＝Ｋ（｜Ｌ０−Ｌｄ｜）
の式に基づいて求められ、前記補正係数Ｋは、前記水位センサへの通電時間が長くなるほど、その数値は大きくなり、かつ前記通電時間が所定以上になった以降は一定値である。
【００２１】
前記したような構成によっても、浴槽の水位Ｌａとして、水位センサの通電ドリフトに起因する誤差が適切に減じられた正確な値を得ることが可能である。
【００２２】
本発明において、好ましくは、前記浴槽の水位Ｌａを求めるときには、試運転時において前記浴槽に供給された湯水の温度または目標給湯温度と、今回の湯張り動作時において前記浴槽に供給された湯水の温度または目標給湯温度とに基づき、前記水位センサについての温度補償用の補正がさらに行なわれるように構成されている。
【００２３】
このような構成によれば、温度補償用の補正がさらに行なわれるために、浴槽の水位をより正確に判断することが可能である。
【００２４】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る給湯装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】水位センサの通電ドリフトの特性の一例を示す説明図である。
【図３】補正係数Ｋの具体例を示す説明図である。
【図４】図１に示す給湯装置において試運転が行なわれる場合の制御部の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す給湯装置において試運転後の浴槽への湯張りが行なわれる場合の制御部の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２７】
図１に示す給湯装置Ａは、給湯装置本体部１、この給湯装置本体部１と浴槽４とを繋ぐ配管部３５ａ，３５ｂ、およびリモコンＲを具備している。
【００２８】
給湯装置本体部１は、カラン６への給湯機能、浴槽４への自動湯張り機能、および風呂追い焚き機能を備えており、その基本的な構成自体は、従来既知のものと同様である。すなわち、この給湯装置本体部１は、ガスバーナ１０ａ，１０ｂ、ファン１１、熱交換器１２ａ，１２ｂ、および制御部２を備えている。この給湯装置本体部１において、入水口３０ａに供給された水は配管部３０を通過して熱交換器１２ａに供給されて加熱され、この加熱により生成された湯が配管部３１，３２を通過してカラン６に供給される。配管部３１には、配管部３４が分岐接続されており、この配管部３４に設けられている開閉弁Ｖ１を開状態とした際には、配管部３４，３５ａを介して浴槽４に湯水を供給することが可能である。
【００２９】
浴槽４には、湯水循環路３５が接続されている。この湯水循環路３５は、浴槽４に取り付けられた循環アダプタ３５ｄ、配管部３５ａ，３５ｂ、および熱交換器１２ｂと配管部３５ａ，３５ｂとを繋ぐ内部配管部３５ｃを具備している。この湯水循環路３５に設けられている循環ポンプＰ１を駆動させることにより、浴槽４の湯水を汲み上げて熱交換器１２ｂに供給し、かつこの湯水を加熱させてから浴槽４に戻す風呂追い焚き動作が可能である。湯水循環路３５には、水位センサＳａ、水流センサＳｂ、温度センサＳｃが取り付けられている。
【００３０】
水位センサＳａは、たとえば半導体式圧力センサである。浴槽４の水位計測は、浴槽４の水位が循環アダプタ３５ｄよりも高い状態の際に可能であり、湯水循環路３５内に浴槽４の湯水を汲み上げて充満させてから、循環ポンプＰ１を停止させた状態において、湯水循環路３５の圧力を検出することにより可能である。水位センサＳａは、図２を参照して先に説明したのと同様な通電ドリフト現象を生じる。なお、水位センサＳａへの通電は、たとえば給湯装置Ａへの電源投入がなされている期間中は継続して行なわれるように構成されている。ただし、これに限定されるものではない。
【００３１】
リモコンＲは、通信線Ｌを介して制御部２との間でデータ通信が可能であり、表示部５０や複数の操作スイッチ５１ａ，５１ｂを有している。このリモコンＲでは、浴槽４への自動湯張り動作の条件として、湯張り温度に加え、目標水位Ｌｔを設定することが可能である。目標水位Ｌｔの設定は、たとえば表示部５０に浴槽４の水位を示す画像が表示された状態において、水位アップまたはダウンを指示可能な操作スイッチ５１ａを操作して行なうことが可能である。
【００３２】
制御部２は、マイクロコンピュータを用いて構成されており、予め記憶された制御プログラムや各種のデータ、およびリモコンＲのスイッチ操作などに対応して給湯装置本体部１の各部の動作制御や種々のデータ処理を実行する。この制御部２は、浴槽４への湯張り（自動湯張り）動作を行なう場合に、浴槽４の水位を所望の目標水位Ｌｔに正確に設定することができるように、試運転時および試運転後の湯張り動作時には、所定の制御を実行するように構成されている。その詳細については後述する。
【００３３】
次に、前記した給湯装置Ａの作用について説明する。併せて、制御部２の動作処理手順の一例について、図４および図５のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３４】
この給湯装置Ａの試運転が行なわれる際には、制御部２が所定のデータを取得して記憶する学習が行なわれる。試運転時の基本的な動作制御自体は、従来技術と同様とすることができる。すなわち、まず浴槽４には湯水を所定量ずつ（たとえば１０Ｌずつ）繰り返して供給する（Ｓ１）。このような湯水供給が行なわれる都度、制御部２は、循環ポンプＰ１を駆動させて、水流センサＳｂによって水流が検出されるか否かを判断する（Ｓ２）。浴槽４の水位が循環アダプタ３５ｄよりも高い水位となって、湯水循環路３５に湯水が循環すると、水流が検出される（Ｓ２：ＹＥＳ）。制御部２は、このような水流が検出されると、その後にさらに所定量（たとえば１０Ｌ）の湯水を浴槽４に供給し（Ｓ３）、その供給を終えた時点での湯水供給量（総量）を、基準供給量Ｑ０として記憶し、またその際に水位センサＳａを利用して計測される浴槽の水位を基準水位Ｌ０として記憶する（Ｓ４）。また、湯水温度も記憶する。なお、前記したステップＳ３は、省略することが可能である。
【００３５】
その後は、追加の湯水供給がなされ、制御部２は、水位センサＳａを利用した水位検出を行なうことにより、浴槽４の面積や、所定の目標水位Ｌｔまでの湯水量などを学習し、そのデータを記憶する（Ｓ５）。前記した試運転は、給湯装置Ａの設置後において行なわれる他、給湯装置Ａの電源がオフにされた後に再起動されたような場合にも行なわせることが可能である。もちろん、特定のスイッチ操作によって実行させるように構成することもできる。試運転が完了したか否かは、それ用のフラグを利用するなどして制御部２が判断可能である。湯張り動作を開始する際に、制御部２が試運転を完了していないと判断した場合には、前記した試運転のモードの湯張りがなされ、試運転が完了していると判断した場合には、通常のモードの湯張りがなされることとなる。
【００３６】
前記した試運転後において、浴槽４への湯張りを行なう旨のスイッチ操作があると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部２は、試運転後の湯張り動作の回数（運転回数）をカウントして
記憶し（Ｓ１２）、湯張り動作を実行させる。湯張り動作の回数をカウントするのは、水位センサＳａへの通電時間の長さを湯張り回数で判断し、通電時間の判断の簡素化を図っているからである。湯張り回数が多くなるほど、水位センサＳａへの通電時間が長くなっているものと判断することが可能である。また、湯張り動作は、一般的には、２４時間に１回程度の頻度で実行されるために、水位センサＳａへの通電時間を湯張り回数で判断したとしても、余り大きな誤差はない。もちろん、本発明においては、水位センサＳａへの通電時間をそのまま計測するように構成してもよい。この場合、通電時間の計測は、時分の単位でなくてもよく、たとえば日数単位でもよい。
【００３７】
湯張り動作の実行に際しては、まず浴槽４に所定量以上の湯水が存在するか否かを確認する（Ｓ１３）。この確認動作は、たとえば浴槽４に１０Ｌ程度の湯水を供給してから循環ポンプＰ１を駆動し、水流センサＳｂによって水流が検出されるか否かにより行なうことが可能である。水流が検出されれば、浴槽４に湯水が存在すると判断される。この場合の動作制御は、本発明に余り関連するものではないが、たとえば浴槽４の水位が目標水位Ｌｔに達しており、かつ湯水温度が低めであれば追い焚き動作を実行し、また目標水位Ｌｔに達していない場合には、目標水位Ｌｔまでの必要湯水量を浴槽４に供給するといった制御がなされる（Ｓ１３：ＮＯ，Ｓ２０）。
【００３８】
前記とは異なり、浴槽４に所定量以上の湯水が存在しないと判断された場合には、制御部２は、試運転時に記憶した基準供給量Ｑ０の湯水を浴槽４に供給し、その時点におけるセンサ計測水位Ｌｄを検出する（Ｓ１３：ＹＥＳ，Ｓ１４）。また、制御部２は、温度センサＳｃを利用して湯水温度も検出する（Ｓ１５）。
【００３９】
その後、制御部２は、センサ計測水位Ｌｄを補正し、水位センサＳａの通電ドリフトに起因する誤差を無くし、または少なくした浴槽４の水位Ｌａを判断する。この場合、次のような式１〜式３を利用し、浴槽４の水位Ｌａが算出される（Ｓ１６）。
Ｌａ＝Ｌｄ＋Ｌｃ …式１
Ｌｃ＝Ｌｃ’＋Ｋ｛Ｌ０−（Ｌｄ＋Ｌｃ’）｝ …式２
Ｌｅ＝Ｌｄ＋Ｌｃ’ …式３
【００４０】
式１および式２において、Ｌｃは、通電ドリフト補正用の値であって、Ｌｃ≧０である。式２において、通電ドリフト補正用の値Ｌｃが、Ｌｃ＜０となった場合には、Ｌｃ＝０が採用される。また、通電ドリフト補正用の値Ｌｃとしては、一定の値（たとえば、１５０mm）を最大値Ｌｃmaxとして設定しておき、Ｌｃ＞Ｌｃmaxとなった場合には、Ｌｃ＝Ｌｃmaxを採用することもできる。
式２において、Ｌｃ’は、前回の浴槽への湯張り動作時に求められた通電ドリフト補正用の値（前回の通電ドリフト補正用の値Ｌｃ）である。したがって、試運転後に初めて湯張りを行なう際には、Ｌｃ’＝０である。
式２において、Ｋは、補正係数であるが、これについては後述する。
式３において、Ｌｅは、浴槽４に基準供給量Ｑ０の湯水が供給された際における浴槽の水位の推定暫定値である。
【００４１】
式２における補正係数Ｋとしては、第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２があり、これらは、後述するように、Ｋ１＞Ｋ２の関係にある。基準水位Ｌ０と浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅとの高さがどのような関係であるかに応じて、第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２のうち、いずれか一方が選択される。より具体的には、第１の補正係数Ｋ１は、Ｌ０≧Ｌｅの場合に用いられ、第２の補正係数Ｋ２は、Ｌ０＜Ｌｅの場合に用いられる。
【００４２】
第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２としては、たとえば図３に示すような値が採用される。
同図に示す第１の補正係数Ｋ１は、試運転後における浴槽への湯張り回数が多くなるに連れて、その値は、「１」「２／３」「１／２」「１／５」といったふうに小さくなる。ただし、１１回目以降においては、「１／５」に固定されている。
第２の補正係数Ｋ２は、第１の補正係数Ｋ１と同様に、試運転後における浴槽への湯張り回数が多くなるに連れてその値は減少し、最終的には一定値に固定される。ただし、この第２の補正係数Ｋ２は、第１の補正係数Ｋ１が「１」の場合には「１／２」、第１の補正係数Ｋ１が「２／３」の場合には「１／４」といったふうに、常に、第１の補正係数Ｋ１よりも小さい値となるように設定されている。
【００４３】
前記したような処理によれば、浴槽４の水位Ｌａは、前記した式１に基づき、センサ計測水位Ｌｄに通電ドリフト補正用の値Ｌｃが加えられて算出される。したがって、水位センサＳａの通電ドリフトに起因して水位センサＳａによるセンサ計測水位Ｌｄが本来の水位よりも低めとなる現象を生じても、前記した補正により、浴槽４の水位Ｌａについての誤差、すなわち通電ドリフトに起因する誤差を無くし、または少なくすることができる。
【００４４】
通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、式２に基づいて求められるが、Ｌ０≧Ｌｅの場合には、補正係数Ｋとして、大きめの第１の補正係数Ｋ１が用いられるために、この場合の補正幅は比較的大きなものとすることができる。これに対し、Ｌ０＜Ｌｅの場合には、補正係数Ｋとして小さめの第２の補正係数Ｋ２が用いられるために、この場合の補正幅は比較的小さくなる。Ｌ０≧Ｌｅとなる現象は、水位センサの通電ドリフトが主要因であると考えられるが、Ｌ０＜Ｌｅとなる現象は、たとえば浴槽への残水があったことに起因するなど、通電ドリフトに起因するものではなく、比較的特殊な事情に原因するものである。このため、このような場合には、センサ計測水位Ｌｄを補正する際には慎重を期すべきである処、前記した処理では、補正幅が比較的小さくされるために、そのような事情に合致することとなる。
【００４５】
前記した式２は、前回の通電ドリフト補正用の値Ｌｃ’が、今回の補正にも利用された積分方式とされている。また、補正係数Ｋ（第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２）は、図３に示したように、浴槽への湯張り回数が多くなるにしたがって順次小さくなり、最終的には一定の値に固定されている。このようなことから、前記の式２に基づいて得られる通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、図２に示した水位センサＳａの通電ドリフトの特性に合致した適正なものとなる。また、浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅについては、式３に基づいて求められており、センサ計測水位Ｌｄに前回の通電ドリフト補正用の値Ｌｃ’を加えて補正したものとしているために、センサ計測水位Ｌｄをそのまま推定暫定値Ｌｅとして用いる場合と比較すると、推定暫定値Ｌｅを実際の浴槽の水位に近い値とすることが可能となる。したがって、Ｌ０≧ＬｅまたはＬ０＜Ｌｅの条件にしたがって第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２のいずれかを選択する場合に、その選択を適正なものとする上でより好ましいものとなる。ただし、推定暫定値Ｌｅを、Ｌｅ＝Ｌｄとしてもかまわないことは先に述べたとおりである。
【００４６】
制御部２は、前記のようにして浴槽４の水位Ｌａを算出した後には、この水位Ｌａに対し、水位センサＳａの温度補償用の補正をさらに行なう（Ｓ１７）。この補正は、試運転時の湯水温度と今回の湯張り動作時の湯水温度に基づいて行なわれる。より具体的には、制御部２は、水位センサＳａについての温度と出力値との相関関係についてのデータを記憶しており、このデータと前記した２種類の湯水温度とを照合することにより、温度補償用の補正値αを求める。この補正値αは、正、負、ゼロのいずれにもなり得る。補正値αを求めるのに利用される湯水温度は、温度センサＳｃを利用して検出される実際の湯水温度に代えて、リモコンＲで設定される目標給湯温度とすることもできる。このような温度補償用の補正がなされる場合、浴槽の水位Ｌａ’は、Ｌａ’＝Ｌａ＋αで求めればよい。通電ドリフト補正に加えて、温度補償用の補正がさらに行なわれれば、浴槽の水位として
、より適正な値を得ることが可能である。
【００４７】
制御部２は、前記のようにして浴槽の水位Ｌａ’を算出した後には、この水位Ｌａ’に基づき、目標水位Ｌｔまでの追加の湯水供給量Ｑ１を算出し、かつこの算出した量だけ浴槽４に追加の湯水供給を実行させる（Ｓ１８，Ｓ１９）。本実施形態では、既述したように、浴槽の水位Ｌａ’として適正な値が得られるために、浴槽４への湯張りを目標水位Ｌｔとなるように的確に行なうことが可能である。
【００４８】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る給湯装置の各部の具体的な構成は、本発明が意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
【００４９】
本発明においては、Ｌａ＝Ｌｄ＋Ｌｃ の式１に基づいて、浴槽４の水位を求める場合に、通電ドリフト補正用の値Ｌｃを、次の式４に基づいて求めることもできる。
Ｌｃ＝Ｋ（｜Ｌ０−Ｌｄ｜） …式４
ここで、補正係数Ｋとしては、Ｌ０≧Ｌｅの場合には第１の補正係数Ｋ１が用いられる一方、Ｌ０＜Ｌｅの場合には第２の補正係数Ｋ２が用いられ、Ｋ１＞Ｋ２である点は、上述した実施形態の場合と同様である。また、通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、一定の値（たとえば１５０mm）を最大値Ｌｃmaxとして設定しておき、Ｌｃ＞Ｌｃmaxとなった場合には、Ｌｃ＝Ｌｃmaxを採用することが可能な点も、上述した実施形態と同様である。なお、式４においては、前述した式２の場合とは異なり、前回の湯張り時の通電ドリフト補正用の値Ｌｃ’が用いられておらず、積分方式ではない。このため、第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２については、水位センサへの通電時間が長くなるに連れてその値を徐々に大きくしていき、所定時間に達した時点で一定の値に固定されるものとされる。
【００５０】
本発明では、補正係数Ｋ（第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２）の具体的な値は問わない。ただし、Ｋ１＞Ｋ２の関係は維持する必要がある。水位センサの温度補償用の補正は、行われることが好ましいものの、行なわれない構成とすることもできる。また、浴槽の水位を求める場合に、温度補償用の補正とは異なる種類の補正を、さらに追加で行なってもかまわない。
【００５１】
本発明でいう「試運転」は、給湯装置の設置直後の運転動作のみを指称するものでないことは既述したとおりであり、運転の具体的な時期は問わない。基準供給量Ｑ０や基準水位Ｌ０などのデータを取得して記憶するための処理を伴う運転であれば、本発明でいう試運転に該当する。
【００５２】
本発明に係る給湯装置は、ガス給湯装置などのいわゆる瞬間式のものに代えて、たとえば貯湯タンクを備えた貯湯式の給湯装置とすることもできることは言う迄もない。
【符号の説明】
【００５３】
Ａ 給湯装置
Ｓａ 水位センサ
Ｓｃ 温度センサ
Ｌ０ 基準水位
Ｌｃ 補正用の値
Ｌａ 浴槽の水位（基準供給量の湯水が浴槽に供給されたときの）
Ｌｄ センサ計測水位
Ｌｅ 浴槽の水位の推定暫定値
Ｌｔ 目標水位
Ｋ 補正係数
Ｋ１，Ｋ２ 第１および第２の補正係数（補正係数Ｋとしての）
Ｑ０ 基準供給量
Ｑ１ 追加の湯水供給量
２ 制御部
４ 浴槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽への湯張り動作の試運転が行なわれる際には、前記浴槽の水位が所定の水位以上となるように前記浴槽への湯水供給がなされ、この湯水供給量が基準供給量Ｑ０として記憶されるとともに、この基準供給量Ｑ０に相当する湯水供給がなされた時点において、水位センサを利用して検出される浴槽の水位が基準水位Ｌ０として記憶されるように構成され、
前記試運転後の湯張り運転時においては、前記浴槽に前記基準供給量Ｑ０だけ湯水が供給されたときに、前記水位センサを利用して計測されるセンサ計測水位Ｌｄに基づいて、前記浴槽の水位Ｌａが判断されるように構成されている、給湯装置であって、
Ｌａ＝Ｌｄ＋Ｌｃ
の式に基づいて、前記浴槽の水位Ｌａが求められ、
ただし、Ｌｃは、通電ドリフト補正用の値であって、前記センサ計測水位Ｌｄに関連する数値と、補正係数Ｋとを用いて求められ（ただし、Ｌｃ≧０であり、Ｌｃ＜０のときには、Ｌｃ＝０とする）、
前記通電ドリフト補正用の値Ｌｃを求めるときには、前記センサ計測水位Ｌｄに基づき前記浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅが予め求められ、
前記補正係数Ｋとしては、Ｌ０≧Ｌｅの場合には、第１の補正係数Ｋ１が用いられる一方、Ｌ０＜Ｌｅの場合には、第２の補正係数Ｋ２が用いられ、これら第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２は、Ｋ１＞Ｋ２の関係とされていることを特徴とする、給湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の給湯装置であって、
前記浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅは、
Ｌｅ＝Ｌｄ＋Ｌｃ’
の式（ただし、Ｌｃ’は、前回の通電ドリフト補正用の値）に基づいて求められるように構成されている、給湯装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の給湯装置であって、
前記通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、
Ｌｃ＝Ｌｃ’＋Ｋ｛Ｌ０−（Ｌｄ＋Ｌｃ’）｝
の式に基づいて求められるように構成されている、給湯装置。
【請求項４】
請求項３に記載の給湯装置であって、
前記補正係数Ｋは、前記水位センサへの通電時間が長くなるほど、その数値は小さくなり、かつ前記通電時間が所定以上になった以降は一定値である、給湯装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の給湯装置であって、
前記通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、
Ｌｃ＝Ｋ（｜Ｌ０−Ｌｄ｜）
の式に基づいて求められ、前記補正係数Ｋは、前記水位センサへの通電時間が長くなるほど、その数値は大きくなり、かつ前記通電時間が所定以上になった以降は一定値である、給湯装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の給湯装置であって、
前記浴槽の水位Ｌａを求めるときには、試運転時において前記浴槽に供給された湯水の温度または目標給湯温度と、今回の湯張り動作時において前記浴槽に供給された湯水の温度または目標給湯温度とに基づき、前記水位センサについての温度補償用の補正がさらに行なわれるように構成されている、給湯装置。
【請求項１】
浴槽への湯張り動作の試運転が行なわれる際には、前記浴槽の水位が所定の水位以上となるように前記浴槽への湯水供給がなされ、この湯水供給量が基準供給量Ｑ０として記憶されるとともに、この基準供給量Ｑ０に相当する湯水供給がなされた時点において、水位センサを利用して検出される浴槽の水位が基準水位Ｌ０として記憶されるように構成され、
前記試運転後の湯張り運転時においては、前記浴槽に前記基準供給量Ｑ０だけ湯水が供給されたときに、前記水位センサを利用して計測されるセンサ計測水位Ｌｄに基づいて、前記浴槽の水位Ｌａが判断されるように構成されている、給湯装置であって、
Ｌａ＝Ｌｄ＋Ｌｃ
の式に基づいて、前記浴槽の水位Ｌａが求められ、
ただし、Ｌｃは、通電ドリフト補正用の値であって、前記センサ計測水位Ｌｄに関連する数値と、補正係数Ｋとを用いて求められ（ただし、Ｌｃ≧０であり、Ｌｃ＜０のときには、Ｌｃ＝０とする）、
前記通電ドリフト補正用の値Ｌｃを求めるときには、前記センサ計測水位Ｌｄに基づき前記浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅが予め求められ、
前記補正係数Ｋとしては、Ｌ０≧Ｌｅの場合には、第１の補正係数Ｋ１が用いられる一方、Ｌ０＜Ｌｅの場合には、第２の補正係数Ｋ２が用いられ、これら第１および第２の補正係数Ｋ１，Ｋ２は、Ｋ１＞Ｋ２の関係とされていることを特徴とする、給湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の給湯装置であって、
前記浴槽の水位の推定暫定値Ｌｅは、
Ｌｅ＝Ｌｄ＋Ｌｃ’
の式（ただし、Ｌｃ’は、前回の通電ドリフト補正用の値）に基づいて求められるように構成されている、給湯装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の給湯装置であって、
前記通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、
Ｌｃ＝Ｌｃ’＋Ｋ｛Ｌ０−（Ｌｄ＋Ｌｃ’）｝
の式に基づいて求められるように構成されている、給湯装置。
【請求項４】
請求項３に記載の給湯装置であって、
前記補正係数Ｋは、前記水位センサへの通電時間が長くなるほど、その数値は小さくなり、かつ前記通電時間が所定以上になった以降は一定値である、給湯装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の給湯装置であって、
前記通電ドリフト補正用の値Ｌｃは、
Ｌｃ＝Ｋ（｜Ｌ０−Ｌｄ｜）
の式に基づいて求められ、前記補正係数Ｋは、前記水位センサへの通電時間が長くなるほど、その数値は大きくなり、かつ前記通電時間が所定以上になった以降は一定値である、給湯装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の給湯装置であって、
前記浴槽の水位Ｌａを求めるときには、試運転時において前記浴槽に供給された湯水の温度または目標給湯温度と、今回の湯張り動作時において前記浴槽に供給された湯水の温度または目標給湯温度とに基づき、前記水位センサについての温度補償用の補正がさらに行なわれるように構成されている、給湯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２１１７３４（Ｐ２０１２−２１１７３４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７７９１５（Ｐ２０１１−７７９１５）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
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