JPS6029196A - 洗濯機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、洗濯１代の給水量、水流の強さ、洗Ｌ′？１
’。

１１、ν間等を自動的に制御する制御装置に関する。

〈従来技術〉 従来の洗濯（ぺにおいては、洗濯しようとする人は、洗
濯物を水槽に入れ、その洗ｒｉｒ？９Ｉの量の目安から
給水Ｖ１］１、水流の強さ、洗濯時間等を感や経験に依
−〇て決疋し−ζいたので・、給水量や洗濯１１．１ｌ
−１ｌｌが多過ぎる香の無駄があ−〕た。

〈［１的〉 そこで、本発明は洗濯物の量を白りＪＩＪりに泪量し、
給水量、水流の強さ等を自動的にコン１０−ルし感や経
ｊす：による洗濯の無駄や失敗を無＜Ｌｌ！ｉる効率の
よい洗濯様の制御装置１の提供を１−１的として（・る
。

〈実施例〉 以下、本発明の一天施例を図面に基づし・て説明する。

まず第−実施例を説明すると、制御装置は、モータのＯ
Ｎ、ＯＦ　Ｆをｉｉす御するモータ制御手段と、モータ
ＯＦＦ時にモータ巻線に生じる逆起電力を検知する検知
手段と、その逆起電力からモータに加わるｊ１荷の大き
さを判断し、給水量、水’ｔ’Ａｔの強さ等を制御する
水制御手段を具備してなっている。

そして、７ｆＳ］図（ｎ）は本発明にて制御しようと［
る洗擢眠モータの回りｔ数Ｎと時間１との関係を示う一
グラフで゛あ１）、１ヌ１【こおいて、１０時ｔこモー
タをＯＮし、１１時にモータをＯＦ「すると回転数は、
例えは（１１７）のようなカーフを描く。この時Ｉ０−
１１を一疋としてモータの負荷を変えると、負荷の太と
いときは（イへ小さい時は（ハ）のようにカーブは変化
する。第１図（ＩＪ）は１１時における回転数を縦軸に
、負荷量を（（へ軸にして描いたグラフである。このグ
ラフの如く、モータをＯＮした巨）時よりある所定の時
間後の同＋１１７故を検知すればｊ１荷砒を検知できる
。しカル、回転数を検知［る手段としては、従来、タコ
ノエネレータ等か′用いられているか高価であるため本
発明ではモータ回転時１・時に巻線に生しる逆起電力を
検知する検知り段を設けている。

次にこの検知手段について説明する。第２図はその検知
手段とモータ制御手段の構成図である。

し１において１．２は、モータの８線、３はランニング
コンデンサ、４，５はモータの回転方向別の駆動部で、
コントローラ１０の出力を経て、モータ制御′ト段であ
る駆動回路１１により動作する。

前記駆動回路１１は一対のリレーがらなり、その各接点
か前記駆動部４，５である。なお、この駆動回路１１に
トライアックのゲート回路を設定し、駆動部４，５をト
ライアックがら構成することも可能である。そして駆動
部４，５はモータＯＦ　Ｆ時はともにＯＦＦであり、モ
ータ回転時はその回；１を方向に」：りいづれか−力か
（−）Ｎする。抵抗６と互に逆並列に接線した一対のグ
イ副−ド７にはモータＯＮ時に電圧も加わるが、これら
は、モータＯＦＦ時の巻線の信号を検知する働きをおこ
なう。

即ちモータＯＮ時に図中ａ　Ｈ間にはＡ　Ｃ］　ＯＩ）
＼°か印加されるか、モータがＯＦＦすると、モータの
ロータの’Ｉｌ′ｉ性回転による巻線１−・の起電力か
加わる。その様子を第；３図（、）にＡＣ電圧の包絡線
で図示している。１０時がモータＯＮ、Ｌ］ｌ＋。１か
モータＯＦ　Ｆのタイミングであり、ロータの４ｊ′１
性回転の滅裂とともに電圧の低下していることか解る。

なおこの滅製時のＨ−６間の電圧は数十ｍＶであるので
、増１＋器８にてＪＩＹ川Ｊ用る必要かあり、こｈを設
定しているが、モータＯＮ時にＡ　Ｃｌ　ｆ月）＼゛の
印加があり、増中器８には不適当で゛あるので、ダイオ
ード・”７でクリップしている。

ｂ−、間の電圧包絡線の様子を第３図（１〕）に示しで
ある。増ＩＩ欅凌８でこれを増１１ルた後、波形シ゛姦
形回路１月こ導き、サインカーブをコントローラ１０で
処理しやすい矩形波に変換する。この波形整形回路９は
シュミット回路等公知のものである。

ｃ−Ｂ開の電圧の包絡線を第３図（ｃ）に示す。また［
図（ｄ）、（ｅ）は同（ｃ）における１２時、１３時（
；Ｉ近の波形の詳細であり、時間とともにロータの４間
性回転の周期Ｔｘが長くなり、回転数減衰か捕えられて
いる様子が解る。第４図にモータの負荷の大小、第５図
に［２時におけるｃ−３間波形の様子を描いている。第
５図（ａ）、同（１１）、同（に）の順に周期１’　Ｘ
は小から大に変化し、かつ負荷か小から大に変化する。

従ってＬ２時における第２図のＣ部波形の周期を測定す
ることにより負荷の大小が１′す定できる。ここでし２
時のタイミングであるか、本例で゛は１．１　＋１冒こ
なるべく近い点を選んである。

次に前記水制御手段を第６図のブロック図と第７ｔ＞１
の動１１ミを示すフローチャートにより順を追って説明
する。コン１０−ラ１０はマイクロコンピュータで１１
′４成され、第６図にその構成と外部回路関連を示して
いる。図中、１０１はＣＩ’Ｕ、１０２はプログラム、
固定データ用ＲＯＭ、１０３は一時記憶メモリ用ＲＡ　
Ｍ、１０４はタイマー、１（）５は１１０部（インプッ
ト部及びアラ１プフ１部）であり、外部からの信号、外
部への信号は全てここを経る。

さてモータを０ＮＬ（例えば駆動部５０　Ｎ　）、一定
時間通電後にモータをＯＦＦする。第７図のステップト
ステツプ２で、この一定時間は例えは５秒で゛あるか、
モータの強さや、パルセータ等の慣性により最適値を選
ぶ。なお、この一定時間は第１図（ａ）で［１→Ｌ２の
期間である。次に第２図のｄｆ！の波形を観測し、その
パルスの電圧力弓、レベルからＩ−ルベルに変わる立ち
」二〇を捕える。ステップ３である。この立ち」ニリを
捕えると、タイマーをクリアーし、タイマーをスター）
・する。次に、その後のパルスの立ち上りを観測する。

ステップ５である。これを捕えてタイマーをストップす
る。従ってタイマーのデータはＣ部の波形の周期′１゛
Ｘに相当する。なおタイマーの基本クロックはマイクロ
コンピュータΦシステムクロックを分周したものか充当
されるか、図で゛は省略している。

ステップ°７ではこのデータをＲＡ　Ｍ　１　Ｆ、ｌ　
３に収納する。ステップ８ではこの値により給水水位、
洗濯）１．１間、すすき時間、脱水１１、ν間、水流の
強弱を算出する。算出のためのび見方法は一般的なマイ
クロコンピュータの手法によるものでタイマーのデータ
、即ち１２時におけるモータの回転数Ｎと給水水位、洗
）ｉ″、時間、すすぎ時間、脱水時間、水流の強弱の関
係の例を次表に示す。

表 給水水位、洗）ｖ１時間、すすぎ時間、脱水時間、水流
の強弱の算出された値は・ＲＡＭ］　０３に収納され、
自動的に給水、洗濯、すすぎ、ルト水、脱水を定められ
たシーケンスに従って天性するプログラム中において参
照して天性する。

このシーケンスの７０グラム及びその天性における外部
回路の動作は既に種々のマイクロコンピュータ応用の洗
濯椴と同様であるので詳細は略すか、その一部の給水量
コントロールにつき説明する。いま１．＜　ＡへＩ　］
　＋３３−Ｌ、の給水量のデータか中水位であるとする
。コントローラ１０は給水のシーケンスに入ると、モー
タ、環１水弁をＯＦ「し、給水弁をＯＮする。第６図の
水位計１２は、例えば水位の上ケ１とともに７０−トが
」ニガし、該水位になれば低木１ケ、中水位、高水位の
順に信号かｌ−ルベルになるものである。図中では水位
の信号端子を各々Ｌ、ｈｉ、ｌ−１で示している。そし
て水位計１２の信号Ｍかｌ−ルベルとなれば給水をスト
ップすべくコントローラ１０は給水弁をＯＦＦする。な
お水位計の詳細については種々公知であり本発明におい
でもその種類を問わないので説明を略す。

−に記のように木５ｃ明では洗ｉｒｚ物の量をモータの
負荷として捕え、最適の給水量、洗濯時間、すすぎ時間
、脱水１１、冒１肌水流の強弱を算出し、コントロール
するため無駄のない合理的な洗ｉｒｚがｉ′ｉ丁能とな
る。

なおモータ負荷を検知する状態については種々の状態で
可能で゛あり、本発明はその如何においても有効である
。即ち、水槽にその低水位まで一瓜水を入れ、洗ｉｉ′
ν運転をＬＯ〜Ｌ１の間たけ行なって検知することも可
能で゛あるし、また水を入れないで脱水運転な巨）〜ｔ
１の開だけ行なって検知し、その後通常の運転シーケン
スに移行することも可能である。これらの違いは単に前
記表の横軸である回転数の数値か変化するだけて゛ある
。

また以北において、負荷の大きさを検知する検知手段と
して、１．　ｆ）　＝　ｔ　１の間たけモータＯＮＬ、
その直後のモータ回転数を捕える（１１１成を示したが
、本発明においては検知手段を次の第８し［の第二冥施
例の如く構成することも可能である。即ち、モータのロ
ータの慣性回転においては回りｔ数の低下とともに逆起
電力の電圧の変化も生じる。従って周期を捕えるかわり
に、電圧を捕えて回転数を予想し、ひいては負荷を検知
できる。第８図に第２図のブロック図と相違する部分で
ある波形整形部５〕に代る部分を示す。その説明を次に
記すと、増１＋器８の出力（交流）を半波整流積分回路
２（）１に通し直流に変換する。この直流電圧をアナロ
グデノタル変換部２０２に通し、そのデータをフン）ロ
ーラ１０で読み取る。この変換部２０２は公知のもので
よい。ただしデータの読み取りのタイミングＬ２につい
てはし１時直後はＯＮ一時のＡ　Ｃ１ｆ、１０＼“によ
る電圧が半波整流積分回路２０１に残っているため、［
１時よりある一定の時間後に読み取ることが必要である
。この時間１１〜Ｌ２はモータの特性や半波凡°１（流
積分回路２（）１に残っているため、［１時よりある一
定の時間後に読みとることか必要である。この時間し１
〜１．２はモータの特性や半波整流積分回路２（）１の
回路定数により適切に選択する。

また本発明の検知手段は、第３図（ｅ）ｌこおいて逆起
電力の電圧パルス波形の立ち」二〇から立ち上りまでの
周期ＴＸを測定する第一タイマーと、この同期ＴＸがあ
る値Ｔａ以上になるのが、モータＯＦＦ時のし１時から
とのぐらい時開゛１”ａ後かを測定する第二タイマーと
を設けて構成することも可能であることか、第３，４図
より解る。この本発明の第三実施例をそのフローチャー
トである第９図により説明すると、モータを一定時間Ｏ
Ｎした後ＯＦ　ＦＬ、第二タイマーをスタートし、パル
スの）′Ｌち」−りを観ｉ１１！Ｉ　Ｌ、第一タイマー
をスタートし、パルスの第二の立ち」す）を観測し、第
一タイマーをストップしてそのデ゛−夕を周期′ｌ゛×
とし、これを設定値゛「ａと比較してＴｘ＞Ｔａであれ
ば、第二タイマーをストップし、そのデータｉ’　ａに
基いてデータ処理を行い、給水水位、洗濯時間、すすぎ
時間、脱水時間、水流の強弱を設定する。

次に、本発明の第四実施例を説明する。衣類１こは水を
よく含むものとそうで゛ないものかあり、衣類ＩＩ身の
重さだけからでは、洗濯に要する時間と脱水に要する時
間を一率的に決定すると、不都合が生じる。そこで゛既
述第一、第二、第三実施例の検知手段により洗濯物か水
を含まない状態と、洗濯物が水を含んだ状態で別々にモ
ータ負荷の大きさを検知するように構成して、この不都
合を解消したのが、第１（）図の概略フローチャートに
示す第四実施例である。この例において、運転のスター
トボタンが押されると、給水前の洗）に物が水を含まな
い状態で第一、第二または第三実施例の検知手段により
モータ負荷を検知し、脱水以外のパラメータを算出して
所定の運転を行なう。そして排水後で脱水前の洗）Ｗ物
か水を含んだ状態で再度、そ−タ負荷を検知し脱水時間
を算出する。これにより衣類自身の重さは軽いが水を含
みやすい衣類の脱水が不充分となる欠点かなくなり、又
逆に無駄な脱水運転をすることもなくなる。

〈効果〉 以−にの説明から明らかな通り、本発明は、モータのＯ
Ｎ、ＯＦＦを制御するモータ制御手段と、モータＯＦＦ
時にモータ巻線に生しる逆起電力を検知する検知手段と
、その逆起電力からモータに加わる負荷の大きさを判断
し、給水量、水流の強さ等を制御する水制御手段を具備
したものである。

したがって、本発明によると、洗濯物の量を自動的に計
呈し、給水量、水流の強さ等を自動的にフントロールし
感や経験による洗濯の無駄や失敗を無くシ摺る安価で効
率のよい洗ＨＨ＋Ｈ（、＞％の制御装置を提供できるぼ
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の第一実施例を示４−もの
で、第１し１（ａ）は洗濯機モータの回転数Ｎと時間１
．との関係を示すグラフ、第１図１）は同図（ａ）の１
１時における回転数を縦軸にまた負荷量を横輔にして描
いたグラフ、第２図はモータＯｒＦ時に巻線に生しる逆
起電力を検知する検知手段とモータ制御手段の構成図、
第３図（、）〜（（・）は動作説明用グラフ、第４図は
モータの負荷の大小を描いたグラフ、第５図（、）〜（
ｅ）はし２時における第２図の（ニー８間波形の様子を
措いたグラフ、第６図はコントローラ部のブロック図、
第７図は７０−チャートであり、Ｉｔ　８図は本発明の
第二莫施例の要部のブロック図、第９図は同第三天施例
の７０−チャート、第１（１図は同第四天施例の１１λ
略フローチヤートである。 １．２：モータの巻線、３：ランニングコンデンサ、４
　、５　：モータの回転方向別の駆動部、６：抵抗、７
：ダイオード、８：増中器、５〕：波形整形回路、１０
：フントローラ、１１：モータ制御手段て゛ある駆動回
路。 出　願　ｌ（シャープ株式会社 代理人　中村恒久 第２図 第７図 第８０ 第１Ｑ口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータのＯＮ、Ｏｈｒ　＋ｒを制御するモータ制御手段
   と、モータＯＦＦ時にモータ巻線に生しる逆起電力を検
   知する検知手段と、その逆起電力からモータに加わる負
   荷の大きさを判断し、給水量、水流の強さ等を制御する
   水制御手段を具１＋ｉｉｉ　ｌ−たことを１．１徴とす
   る洗沼成の制御装置。