JPH0755280B2 - アイロンの温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、アイロンのベース温度を所定の温度に制御し
得る温度制御装置に関する。

（ロ） 従来の技術 従来のアイロンにおける温度制御としては、ベース付近
の温度センサの信号を基に、設定温度との上でON−OFF
制御を行う方法があったが、斯かる方法であるとベース
表面と温度センサーとの間の熱遅れ等によりオーバーシ
ュート等が発生し、布地をいためたり、設定温度のずれ
によるアイロンがけが不十分であったりする問題があっ
た。

従来のアイロンにおける温度制御は第７図に示す構成に
なっており、ベース（50）付近に取付けた温度センサー
（１）による信号と温度設定スイッチ（2a）により制御
される温度設定回路（２）による信号との間の偏差の値
により制御回路（３）は下式（１）によりリレー等で成
る電力制御素子（４）をON−OFFし、ヒータ（５）への
電力を制御していた。

また、温度センサー（１）は第６図に示すが如くベース
（50）表面の上部に取り付けられるために、ベース（5
0）とセンサー（１）の取付部との温度偏差、ヒーター
（５）からの熱遅れによる応答性の違い等により、正確
にベース表面の温度の検知は困難であり、表面温度の応
答は第８図の（ａ）の如くオーバーシュートし、設定温
度とのずれが発生していた。

そして、各設定温度は、それに対応する布の材質に最適
な温度で設定されており、ベース温度が設定温度よりオ
ーバーシュートする場合（Ａ地点）では布地をいためた
り、設定温度より低い場合（Ｂ地点）においては、アイ
ロンがけが不十分であったりする問題が、発生してい
た。

また、電力制御素子（４）としてトライアックを利用し
て、前記（１）式の偏差（Ｅ）の値に比例して、ヒータ
ー（５）への電力をアナログ的に変化させる場合におい
ては、上記のON−OFF制御と比較して、第８図（ａ）に
おける設定温度のずれはかなり小さくおさえられるもの
の、第９図に示す、ベース表面温度と温度センサーとが
熱遅れにより、立上り時のオーバーシュートを防止する
ことは困難であり、完全に防止したい場合、ヒーター
（５）への電力を低くとれば、ベース表面温度と温度セ
ンサー（１）との熱遅れが小さくなりオーバーシュート
は防止できるもののウォームアップタイムが長くなって
しまうという欠点があった。

また、アイロンへの電源電圧の変動があった場合の影響
を防止することは不可能であった。

（ハ） 発明が解決しようとする課題 本発明は、極めて温度制御精度の高いアイロン温度制御
装置を提供することを目的としている。

（ニ） 課題を解決するための手段 本発明のアイロンの温度制御装置は、アイロンのベース
を加熱する加熱手段と、前記ベースの加熱温度を検出す
る温度検出手段と、前記ベースの加熱温度を設定する温
度設定手段と、該温度設定手段による温度設定値と前記
温度検出手段による検出値との偏差、及びこの偏差の時
間的変化率に基づいて前記加熱手段への供給電力を決定
する演算手段と、この演算手段の決定に従って前記加熱
手段への電力供給を制御する電力制御手段とを備え、前
記演算手段は、前記温度設定値へ温度を立ち上げると
き、前記偏差が小さく、前記偏差の時間的変化率が大き
いほど、供給電力を小さくするものである。

（ホ）作用 温度設定手段による温度設定値と温度検出手段による検
出値との偏差だけでなく、更に、この偏差の時間的変化
率に基づいて加熱手段への供給電力を決定している。

即ち、温度設定値に向けて温度を立ち上げるとき、偏差
が小さくなるにしたがって供給電力を小さくする。

更に、偏差の時間的変化率が大きいとき、即ち、温度上
昇勾配が大きいために温度検出手段が追従できず、熱遅
れが大きくなるときには、供給電力を大きく低下させ、
熱遅れを解消した状態で温度設定値に到達させる。一
方、偏差の時間的変化率が小さいとき、即ち、温度上昇
勾配が小さいために熱遅れが小さいときには必要以上に
供給電力を低下させず、ウォームアップタイムが長くな
らないようにする。

（ヘ） 実 施 例 まず、第１図の本発明における、ブロック制御回路図を
説明する。

温度検出手段（１）よりの信号ｙと温度設定手段（２）
よりの信号ｍとにより信号処理手段（６）は、下記の
（２）式に基づき偏差ｅ、及びこの偏差ｅの時間的変化
率を表す偏差の差分Δｅを決定する。

得られたｅ、Δｅより演算手段であるファジイ推論演算
部（７）は、メンバーシップ関数のメモリ装置部（８）
より第２図の例に示されるｅ、Δｅのメンバーシップ関
数値を決定するとともに上記メモリ装置部（８）より第
３図の例に示される制御ルールに基き、出力値をファジ
イ推論する。このファジイ推論とは、言語的に記述され
た制御ルールに従って出力を決定する推論方法であり、
人間の経験や勘に基づく知識をルールに反映させること
により要求に見合った制御系を設計することができる。
また、制御系の特性変化に対して強いという利点があ
る。上記制御ルールは、「IF〜（前件部）THEN〜（後件
部）」の形式で表現され、前件部はファジイ変数を含む
推論命題であり、後件部はファジイ数でなく第４図に示
すような実数値で書き表している。本実施例においては
各設定温度毎に第３図のように７個の制御ルールに基づ
き推論し、確定方式としてMAX−MIN論理積、実数値を用
いて、出力（加熱手段への供給電力）をファジイ推論す
る。得られた推論結果Ｃは電力制御手段（10）によりC/
100のデューティ比により時計部（９）のクロックと同
期して電力制御素子４を周期制御することにより加熱手
段（５）の電力を制御する。

上記の制御ルールは、アイロンの特性、設定温度に基づ
き決定されるために、アイロンの制御系の熱遅れ、温度
検出手段（１）の熱遅れ等の種々の条件を考慮し決定で
きる。

本実施例の制御ルール（第３図）に基づき説明すると、
ルール１においては温度偏差ｅが大きい場合、偏差の差
分Δｅに大小に関わらず加熱手段（５）は大きくする
（100％出力）ことによりフォームアップタイムが長く
かからない様に制御する。……（第４図のPB） ルール２、ルール３では、温度偏差ｅが中くらいまでな
った時、偏差の差分Δｅの大きさにより制御方法を変え
る。ルール３のようにΔｅが負の方向に大きい場合（NB
で示す）は、ベース（50）の温度が急激に上昇してお
り、温度検出手段（１）の熱遅れが大きいと考えられる
ので出力は非常に小さく（ZR1で示す）して、加熱手段
（５）の電力をセーブし、温度検出手段（１）の熱遅れ
がなくなりベース（50）面の実際の温度と同程度になる
まで出力を小さくする。……（第４図のZR1） そして、ルール２のようにΔｅが０の場合（ZRで示す）
は、ベース（50）面温度の上昇は少ないので、温度セン
サーの熱遅れも０に近いので、出力を中くらいにして
（PMで示す）すみやかに設定温度まで加熱させる。……
（第４図のPM） ルール４、ルール５では、温度偏差ｅが小さくなった時
にΔｅの大きさにより制御方法を変える。ルール４のよ
うにΔｅが負で中くらいの場合（NMで示す）は、ベース
の温度が上昇中であるので出力を小さくして、ヒーター
５の予熱を利用してベース温度を上昇させて、オーバー
シュートを防止する（ルール４）。……（第４図のZR
1） そして、ルール５のようにΔｅが正で小さい場合（PSで
示す）は、ベース面温度が下降しているので、出力を小
さくして、オーバーシュートが発生しない程度にヒータ
ーを加熱する。……（第４図のPS） ルール６では、温度偏差ｅが０となった時にΔｅの大き
さに関係なく現状のベース面温度を維持できるだけの電
力を加熱手段（５）供給する。……（第４図のZR2） ルール７では、設定温度をオーバーシュートしているの
で電力をOFFとする。……（第４図のＮ） 以上説明したとおり、アイロンのベースの温度制御を、
温度検出手段からの信号と、温度設定手段からの信号と
の偏差、偏差の差分値を入力とし、アイロンの制御系固
有の特性を制御ルールにおり込んだファジイ推論の実行
に基づき、加熱手段の供給電力を制御することにより、
第５図に示す様に立上り時のオーバーシュートを防止で
き、かつ設定温度のずれを小さくできる。またアイロン
への電源電圧が変化した場合においても、Δｅの値を考
慮するのでその影響を最小限におさえ込むことができ
る。また装置化の面においても信号処理手段（６）、フ
ァジイ推論演算部（７）、ルール、メンバーシップ関数
のメモリ装置部（８）、時計部（９）、電力制御手段
（10）をワンチップマイコンで代用可能であるので装置
を大型化することなく実現が可能となる。

（ト） 発明の効果 本発明のアイロンの温度制御装置の構成によれば、温度
設定値に向けて温度を立ち上げる際、温度設定値の検出
値との偏差が小さくなるにしたがって供給電力を小さく
するとともに、偏差の時間的変化率が大きく、熱遅れが
大きくなるときには、供給電力を大きく低下させて熱遅
れを解消し、偏差の時間的変化率が小さく、熱遅れが小
さいときには必要以上に供給電力を低下させず、ウォー
ムアップタイムを長くしないようにしているので、オー
バーシュートが解消されるとともに、温度設定値への素
早い立ち上がりが確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明に係る実施例を示し、第１図
は温度制御ブロック図、第２図（ａ）及び（ｂ）はファ
ジイ変数の定義の例を示す説明図、第３図はファジイ変
数を組み合わせた例を示す説明図、第４図は制御出力の
メンバーシップ関数を示す説明図、第５図（ａ）はベー
ス温度の特性図、第５図（ｂ）は電力供給の特性図、第
６図乃至第９図は従来に係る実施例を示し、第６図はア
イロン本体の概略断面図、第７図は温度制御ブロック
図、第８図（ａ）はベース温度の特性図、第８図（ｂ）
は電力供給の特性図、第９図はベース温度と温度センサ
ーの特性図である。 （50）……ベース、（５）……加熱手段、（１）……温
度検出手段、（２）……温度設定手段、（６）……信号
処置手段、（５）……電力制御手段、（７）……ファジ
イ推論演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アイロンのベースを加熱する加熱手段と、
   前記ベースの加熱温度を検出する温度検出手段と、前記
   ベースの加熱温度を設定する温度設定手段と、該温度設
   定手段による温度設定値と前記温度検出手段による検出
   値との偏差、及びこの偏差の時間的変化率に基づいて、
   前記加熱手段への供給電力を決定する演算手段と、この
   演算手段の決定に従って前記加熱手段への電力供給を制
   御する電力制御手段とを備え、前記演算手段は、前記温
   度設定値へ温度を立ち上げるとき、前記偏差が小さく、
   前記偏差の時間的変化率が大きいほど、供給電力を小さ
   くすることを特徴とするアイロンの温度制御装置。