JPH07140258A - 便座用着座検出装置 - Google Patents

便座用着座検出装置

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JPH07140258A
JPH07140258A JP29015293A JP29015293A JPH07140258A JP H07140258 A JPH07140258 A JP H07140258A JP 29015293 A JP29015293 A JP 29015293A JP 29015293 A JP29015293 A JP 29015293A JP H07140258 A JPH07140258 A JP H07140258A
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seated
toilet seat
voltage
set value
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JP29015293A
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Shinji Kawai
合 伸 治 川
Mitsugi Nonomura
貢 野々村
Yuji Yamaguchi
口 裕 二 山
Seiji Tanaka
中 成 司 田
Ken Takamata
股 憲 鷹
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Inax Corp
Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
Inax Corp
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/962Capacitive touch switches
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    • H03K2217/9401Calibration techniques
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  • Bidet-Like Cleaning Device And Other Flush Toilet Accessories (AREA)
  • Toilet Supplies (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静電容量変化を利用して人の便座への着座を
検出する検出装置で、人、温度、湿度の変化等による静
電容量変化に起因する誤検出を低減する。 【構成】 静電容量に対応する判定回路入力電圧の所定
時間にわたる変化の有無を検出し、有りのときには非着
座検出用の設定値2と着座検出用の設定値3とを変化し
た入力電圧に基づき演算し更新する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この出願の発明は、便座上への人
体の着座を検出する便座用着座検出装置の改良に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】近年、便座に着座したまま人体局部の洗
浄或いは温風乾燥等を行い、用便を衛生的に、かつ、快
適に処理する局部洗浄便座装置が普及の一途にある。
【0003】この局部洗浄便座装置で、便座に人が着座
しているか否かを検出する便座用着座検出装置として、
便座への人体の接近、或いは、接触による電極間静電容
量の変化を検出するものがあり、例えば特開平4−25
8423号公報に記載されている。
【0004】この特開平4−258423号公報記載の
ものでは、便座の内部に配設された一方の電極としての
導体と同じく便座内に配設された他方の電極としての他
の導体との間の静電容量を静電容量−電圧変換回路によ
り電圧に変換し(他方の電極として、他の導体の替わり
に大地を使用するものもある)、この電圧を予め設定し
た判定基準値と比較して人体着座を判定する判定回路を
設けており、判定基準値は電源投入時に設定されるされ
るところの所定幅を持った固定値である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来装置においては、判定基準値が固定であることか
ら、誤検出が発生する問題がある。つまり、2つの導体
間の静電容量は、人体の大きさ、温度、湿度などに影響
され、着座、非着座の状態が同じであっても値が相違す
るので、人体の大きさ,温度,湿度などの影響が重なっ
て静電容量変化量が大きい場合には、対応しきれず、誤
検出が発生する。
【0006】そこで、この出願の発明は、人体の大き
さ、温度、湿度などの影響による静電容量の変化に対応
でき、従って誤検出の発生を大幅に低減できる便座用着
座検出装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この出願の発明は、便座の内部に配設された導体と
大地との間の静電容量又は便座内に配設された他の導体
との間の静電容量を静電容量−電圧変換回路により電圧
に変換し、この電圧を予め設定した判定基準値と比較し
て人体着座を判定する判定回路を備えた便座用着座検出
装置において、前記判定回路は、前記判定基準値とし
て、初期状態を設定するための設定値1と、非着座状態
検出用の設定値2と、着座状態検出用の設定値3を有し
ており、電源投入に応じて前記静電容量−電圧変換回路
からの入力電圧に基づき前記設定値2及び設定値3を演
算し設定するとともに前記入力電圧を前記設定値1と比
較しその結果に応じて着座又は非着座と判定し、その
後、前記判定結果が着座のときには前記入力電圧を前記
設定値2と比較することを非着座と判定するまで繰り返
し、また前記判定結果が非着座のときには所定時間にわ
たる前記入力電圧の変化の有無を検出して、検出結果が
有りのときには前記入力電圧を前記設定値3と比較する
ことを着座が検出するまで繰り返し、また検出結果が無
しのときには変化した入力電圧に基づき前記設定値2及
び前記設定値3をそれぞれ演算し更新するものとした。
【0008】
【作用】上記の構成によれば、非着座検出用の設定値2
及び着座検出用の設定値3は判定回路への入力電圧の変
化に対応して演算され更新されるので、温度、湿度、設
置場所などの環境変化による静電容量変化に起因する誤
検出が大幅に低減するものである。
【0009】
【実施例】以下、この出願の発明の第1実施例を図1〜
図5に基づいて説明する。
【0010】図1において、符号3は、図2に示す便座
1の例えば内部空洞上壁面に設けられた電気ヒータに併
設されて電気ヒータの発熱を便座上壁の全体に効果的に
分散させるための熱伝動用アルミニウム箔や銅箔にて成
形される導体である。この導体3は、フェライトビーズ
又はリング(ワンターンコイル型)による外来電波吸収
体4を介して結合トランス5の二次コイル5bに接続さ
れている。結合トランス5の一次コイル5aには、C−
MOS・ICとセラミック発振子とで構成される発振回
路6が発する高周波信号が供給されるようになってお
り、この高周波信号の周波数は、ここでは便座1に人が
着座していない状態(以下、非着座状態という)での導
体3の対大地間静電容量C2と二次コイル5bとによる
共振特性(図3の実線カーブ)の中心周波数fo にほぼ
一致した値に選ばれている。また、一次コイル5aと並
設されたコンデンサ7は、非着座状態での導体3の対大
地間静電容量C2の共振条件と一致した容量が設定され
ている。
【0011】上記一次コイル5aの両端に発生する信号
は、一次コイル5aと直列に接続された検出用の直列コ
イル8の両端に現出するようになっている。この直列コ
イル8で検出される信号は、ダイオードによる包絡検波
と、平滑作用を行う検波・平滑回路9に入力される。こ
の検波・平滑回路9の出力は、更に、演算増幅器等にて
構成される直流の増幅回路10を介してA/D変換器1
1に入力されるようになっている。A/D変換器11の
出力が入力されるマイクロコンピュータ12は、A/D
変換器11と一緒になってこの出願の発明の判定回路を
構成するIC素子であり、便座1へ人が着座したことを
検出したとき、例えば洗浄ノズル機構、温風乾燥機構等
を使用可能な状態とするようになっている。
【0012】なお、発振回路6は、セラミック発振素子
X、コンデンサC4〜C6、論理インバータINV1,
INV2及び抵抗R1で構成され、検波・平滑回路9
は、ダイオードD1、抵抗R2及びコンデンサC7で構
成され、増幅回路10は、演算増幅器AMP、抵抗R3
〜R5で構成されている。
【0013】ここに、発振回路6の抵抗R1は、出力レ
ベル(一般に、集積回路の電源電圧5Vの増幅レベル)
を、増幅回路10の増幅率との関係により低減するもの
である。増幅回路10の増幅率は、抵抗R5とR4との
比で決まる。
【0014】また、検波・平滑回路9の電源電圧を供給
するための直流電圧ラインVccと接地点との間に、電
圧抑制素子としてのダイオード13〜15を直列接続
し、ダイオード13と15との接続点Pに現れる電圧
を、ダイオードD1のアノードに印加している。ダイオ
ード13〜15は、商用交流電源ラインに出現するスパ
イク状のノイズが直流電圧ラインVccに重畳した場合
に、このノイズを除去している。
【0015】以上の構成において、図2に示すように、
便座1に人2が着座しない状態における導体3の対大地
間静電容量はC2で表されるが、便座1に人2が着座す
ると、人体−大地間静電容量C1及び人体−導体間静電
容量C3がC2に加わる。これによる静電容量の変化
は、非着座状態の約2倍にも達する。導体3の対大地間
静電容量は、二次コイル5bと共振回路を構成している
ので、上記共振回路の特性は、非着座状態では、図3の
実線カーブとなり、着座状態では図3の点線カーブに変
化する。この点線カーブの中心周波数fa は、実線カー
ブの中心周波数よりも低い。従って、発振回路6の高周
波信号は、検波・平滑回路9の入力部(接続点P)にお
いて、非着座状態では、高レベルe1 となり、着座状態
では、低レベルe0 となる。この信号レベルの変化は、
直列コイル8により検出され、検波・平滑回路9は、上
記直列コイル8の両端信号を包絡検波して、非着座状態
で高レベルの電圧を、着座状態で低レベルの電圧を出力
する。この検波・平滑回路9の出力電圧は、A/D変換
器11によりデジタル信号に変換され、マイクロコンピ
ュータ12により、便座1への人体の着座を判別するこ
とができる。
【0016】マイクロコンピュータ12のソフトウェア
ーを図4のフローチャートと図5により説明する。図4
において、電源が投入されると、ステップS1にて、A
/D変換器11の入力電圧(図5のV0 )を読み込み、
この入力電圧に基づき非着座状態検出用の設定値2(図
5のV2 )と着座状態検出用の設定値3(図5のV3
を演算し設定する。この設定値2は、入力電圧から所定
値(図5のΔV1 )だけ差し引いた値であり、また、設
定値3は、入力電圧から所定値ΔV1 とヒステリシス値
(図5のΔV2 )を差し引いた値である。この所定値Δ
1 ,ヒステリシス値ΔV2 の選定に当たっては、人体
の大きさの変化による静電容量変化、用便後の汚物水洗
の際の水流による静電容量変化などが考慮される。次い
で、ステップS2において、入力電圧が初期状態設定用
の予め設定された固定の設定値1(図5のVS で、設定
値3よりも低い)以下であるか否かをチェックし、その
結果がY(イエス)のときはステップS3で着座状態と
判定し、またN(ノー)のときはステップS4で非着座
状態と判定する。
【0017】この後、ステップS5で再び入力電圧を読
み込み、ステップS6で着座状態であるか否かをチェッ
クする。そのチェック結果がYのときはステップS7で
入力電圧が設定値2以上であるか否かをチェックし、そ
のチェック結果がNのときはステップS5へ戻り、また
YのときはステップS8で非着座と判定し、ステップS
5へ戻る。また、ステップS6でのチェック結果がNの
ときは、ステップS9で所定時間にわたる入力電圧の変
化の有無をチェックし、そのチェック結果がYのとき
は、ステップ10にて変化した入力電圧(図5のV01
に基づき設定値2(図5のV02)および設定値3(図5
のV03)を演算して更新し、ステップS5へ戻る。また
ステップS9でのチェック結果がNのときは、ステップ
S11で入力電圧が設定値3以下であるか否かをチェッ
クする。ステップS11でのチェック結果がNのときは
ステップS5へ戻り、YのときはステップS12で着座
と判定した後、ステップS5へ戻る。
【0018】ステップS9における所定時間は、人や環
境の変化以外の原因による短時間の電圧変化を拾わなく
するためのものであり、人の着座・離脱時の急激な電圧
変化の所要時間よりは大きい。
【0019】図5は、便座1への人の着座、離脱による
A/D変換器の入力電圧の変化を示すものであり、実線
は温度等の環境変化により静電容量が変化する前の状態
を、また破線は温度等の環境変化により静電容量が変化
した後の状態を示す。図5において時刻t1は便座に人
が着座した時刻を、又時刻t2は人が便座から離脱した
時刻を示す。この図5に示されるように、着座状態、非
着座状態での入力電圧V0 は温度、湿度等の環境変化に
よる静電容量変化によってV01へと変化するが、その変
化に対応して設定値V2 ,V3 もV02,V03へと変更さ
れるため、便座に座る人の大きさや温度、湿度等の変化
による静電容量変化に起因する後検出は大幅に低減され
る。
【0020】尚、判定回路の入力電圧は増幅回路10の
出力を電圧変化反転回路を介してA/D変換器11へ入
力することにより、着座により高くなるようにすること
もでき、その場合はVS ,V2 ,V3 はV0 よりも高く
設定される。
【0021】
【発明の効果】この出願の発明は、人の大きさや温度、
湿度等の変化による静電容量変化による判定回路への入
力電圧に対応して着座状態,非着座状態を判別する基準
値を更新するようにしたので、誤検出を大幅に低減さ
せ、検出装置の信頼性を向上することでできるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す回路図である。
【図2】第1実施例の検出原理を説明するための説明図
である。
【図3】第1実施例の検出原理を説明するための共振特
性を示す特性図である。
【図4】第1実施例のマイクロコンピュータのソフトウ
ェアーを示すフローチャートである。
【図5】第1実施例において、非着座−着座−非着座と
変化した時の判定回路の入力電圧の変化を示す図であ
る。
【符号の説明】
1・・・便座 3・・・導体 4・・・外来電波吸収体 5・・・結合トランス 6・・・発振回路 8・・・コイル 9・・・検波・平滑回路 10・・・増幅回路 11・・・A/D変換器 12・・・マイクロコンピュータ(A/D変換器とで判
定回路を構成)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山 口 裕 二 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 田 中 成 司 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 鷹 股 憲 愛知県常滑市鯉江本町5丁目1番地 株式 会社イナックス内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 便座の内部に配設された導体と大地との
    間の静電容量又は便座内に配設された他の導体との間の
    静電容量を静電容量−電圧変換回路により電圧に変換
    し、この電圧を入力されて予め設定した判定基準値と比
    較して人体着座を判定する判定回路を備えた便座用着座
    検出装置において、 前記判定回路は、前記判定基準値として、初期状態を設
    定するための設定値1と、非着座状態検出用の設定値2
    と、着座状態検出用の設定値3を有しており、電源投入
    に応じて前記静電容量−電圧変換回路からの入力電圧に
    基づき前記設定値2及び設定値3を演算し設定するとと
    もに前記入力電圧を前記設定値1と比較しその結果に応
    じて着座又は非着座と判定し、その後、前記判定結果が
    着座のときには前記入力電圧を前記設定値2と比較する
    ことを非着座と判定するまで繰り返し、また前記判定結
    果が非着座のときには所定時間にわたる前記入力電圧の
    変化の有無を検出して、検出結果が有りのときには前記
    入力電圧を前記設定値3と比較することを着座が検出す
    るまで繰り返し、また検出結果が無しのときには変化し
    た入力電圧に基づき前記設定値2及び前記設定値3をそ
    れぞれ演算し更新するものであることを特徴とする便座
    用着座検出装置。
JP29015293A 1993-11-19 1993-11-19 便座用着座検出装置 Pending JPH07140258A (ja)

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