JP2006334203A - 電気機器用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常時に所定の負荷を停止させる信頼性の高い電気機器用制御装置を提供する。
【解決手段】圧縮機２６等の負荷を制御する第１の制御回路２５と、第１の制御回路２５を制御する第２の制御回路２８と、第１、第２の制御回路２５、２８間のデータをやり取りする第１通信回路３２とを備え、第２の制御回路２８は、前記負荷への電源供給を入り切りすると共に異常が発生した場合に前記負荷への電源供給を遮断する第１電源リレー３３を備えたもので、前記負荷を停止する場合、通常第１通信回路３２を介して、第２の制御回路２８により負荷を停止するが、第１通信回路３２が故障した場合、第２の制御回路２８が第１電源リレー３３を制御して前記負荷への電源供給を遮断して、前記負荷を停止させることができるもので、信頼性の高い電気機器用制御装置を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯乾燥機や衣類乾燥機等に使用される電気機器用制御装置に関するものである。

従来の、電気機器用制御装置を搭載した機器として、電気ヒータや、ヒートポンプ装置を熱源にして衣類を乾燥させる洗濯乾燥機がある（例えば、特許文献１参照）。図７は、前記特許文献１に記載された洗濯乾燥機の側断面図である。

図７において、洗濯乾燥機１は、ケーシング２をもち、同ケーシング２の中央に衣類６を出し入れするためのドア１２が取付けられており、内部には、回転ドラム３が回転自在に収納されている。同回転ドラム３の所定の部位には衣類６を、回転ドラム３の回転とともに持ち上げ落下させるためのビータ５と、洗濯水７および乾燥のための乾燥用空気９が出入りするパンチング孔４が開口してある。回転ドラム３のシャフト１１は、図示されない駆動用モータによって回転駆動される。

また、ケーシング２内の回転ドラム３の背面は、空気入口２４および空気出口２３を有する隔壁２２によって仕切られ、乾燥用空気９が通るダクト１０、１３が形成されている。前記隔壁２２の前面下部は洗濯槽１４を構成し、同洗濯槽１４の部分に回転ドラム３の下部が臨んでいる。

前記各ダクト１０、１３には、圧縮機１９、コンデンサ（凝縮器）１８、循環ファン１７、膨脹弁２０、エバポレータ（蒸発器）１５等からなる、いわゆるヒートポンプサイクルが形成されている。また、コンデンサ１８の一部はケーシング２の外背面に延長され、放熱器１６を形成している。２１は、コンデンサ１８で発生した凝縮水などを排水するためのドレン排水用配管で、８は、洗濯槽１内の洗濯水を排水するための洗濯排水用配管である。

次に、上記構成からなる洗濯乾燥機の各工程と作用について説明する。

洗浄、すすぎ工程は、ドア１２をあけて衣類６および適量の洗剤を投入し、ドア１２を閉め、以下の工程を実行する。

給水弁（図示せず）から洗濯槽１４に、水位Ａの位置まで規定量の水７が供給される。回転ドラム３がプログラムされた回転数で連続または間欠的に回転し、洗浄が行なわれる。この間、衣類６はビータ５によって持ち上げられ落下する。洗浄終了後は、洗濯槽１４の洗濯排水用配管８から洗濯乾燥機１外に排水される。続いて、すすぎ工程が同様の工程で実行される。すすぎ水も洗濯排水として洗濯排水用配管８から機外に排水される。

脱水工程は、回転ドラム３がプログラムされた回転数で回転し、衣類６中の水分を脱水する。脱水された水は、洗濯排水として洗濯排水用配管８から洗濯乾燥機１外に排水される。

乾燥工程では、圧縮機１９、循環ファン１７および回転ドラム３が運転されて乾燥用空気９がダクト１０、１３および回転ドラム３の内部を循環する。衣類６から蒸発した水蒸気は、乾燥用空気９と共に、空気出口２３、ダクト１０を通ってエバポレータ１５に接触し、冷却されて凝縮水（結露水）となって除湿される。除湿された乾燥用空気９は、循環ファン１７によってコンデンサ１８に送られ、ここで加熱されて熱風となってダクト１３、空気入口２４を経て回転ドラム３内に流入し、再び衣類６から水分を蒸発させる。除湿された結露水はドレン排水用配管２１から洗濯乾燥機１外に排水される。この間、回転ドラム３は、洗浄工程と同様にあらかじめ設定された回転数で連続又は間欠的に回転する。
特開平１−３２８９３号公報

しかしながら、前記特許文献１には、回転ドラム３の制御と、循環ファン１７や圧縮機１９の制御に関して、また、給水や排水の制御、使用者が洗浄／すすぎ／脱水／乾燥など洗濯乾燥機の各コースの選択、スタート、一時停止などの操作と、現在行っている工程や、残り時間などの表示を行うための操作／表示部（マンマシンインターフェースなどとも呼ばれる）の制御に関して、例えば１個のマイクロコンピュータで、各種手段の制御を行うのか、などの具体構成は、示されていない。

従来、この種の洗濯乾燥機では、乾燥時の加熱手段として電気ヒータを使用するものが一般的で、電気ヒータそのものの制御は、圧縮機１９の場合と比較して容易であるが、それでも、一般に使用される現状のマイクロコンピュータの能力では、洗浄、すすぎ、脱水という一連の洗濯機能に加えて、電気ヒータと送風ファンによる乾燥機能までを一つのマイクロコンピュータで処理するには、処理速度やＲＯＭ容量やＲＡＭ容量の点からも困難な面が多く、複数のマイクロコンピュータで役割を分担して制御する構成を採用するものもある。特に、圧縮機１９を有する洗濯乾燥機において、インバータ駆動の圧縮能力可変の制御を行う場合などは、より速い処理と大容量のＲＯＭやＲＡＭが必要で、複数のマイクロコンピュータを使用することが益々必要と考えられている。

洗濯機能を実現する回転ドラム３や、給水や排水等の負荷を制御をする洗濯制御回路、乾燥機能を実現する循環ファン１７用のモータや圧縮機１９等の負荷を制御する乾燥制御回路、操作／表示制御回路など複数の制御回路に、それぞれ個別のマイクロコンピュータを有して互いに連携して洗濯乾燥機を動作させる構成を考えた場合、互いに連携してより確実に洗濯乾燥機を動作もしくは停止させ、制御回路において異常が発生した場合に、異常によって所望の動作をしないといった不具合が発生しない手段を構築することが課題となっている。

本発明は、上記課題を解決するもので、複数の制御回路が連携して、異常発生時に、所定の負荷を停止させる信頼性の高い電気機器用制御装置を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気機器用制御装置は、負荷を制御する第１の制御回路と、前記第１の制御回路を制御する第２の制御回路と、前記第１、第２の制御回路間のデータをやり取りする通信回路とを備え、前記第２の制御回路は、前記負荷への電源供給を入り切りすると共に異常が発生した場合に前記負荷への電源供給を遮断する開閉手段を備えたもので、第１の制御回路が制御する負荷を停止したい場合には、通常は、通信回路を介して、第２の制御回路により負荷停止の命令によって負荷を停止するが、通信回路に故障が発生した場合に、前記第２の制御回路が開閉手段を制御して、第１の制御回路が制御する負荷への電源供給を遮断して、所定の負荷を停止させることが可能となり、複数の制御回路が連携して、異常発生時に、所定の負荷を停止させる信頼性の高い電気機器用制御装置を提供することができる。

本発明の電気機器用制御装置は、複数の制御回路が連携して、異常発生時に、所定の負荷を停止させる信頼性の高い電気機器用制御装置を提供することができる。

第１の発明は、負荷を制御する第１の制御回路と、前記第１の制御回路を制御する第２の制御回路と、前記第１、第２の制御回路間のデータをやり取りする通信回路とを備え、前記第２の制御回路は、前記負荷への電源供給を入り切りすると共に異常が発生した場合に前記負荷への電源供給を遮断する開閉手段を備えたもので、第１の制御回路が制御する負荷を停止したい場合には、通常は、通信回路を介して、第２の制御回路により負荷停止の命令によって負荷を停止するが、通信回路に故障が発生した場合に、前記第２の制御回路が開閉手段を制御して、第１の制御回路が制御する負荷への電源供給を遮断して、所定の負荷を停止させることが可能となり、複数の制御回路が連携して、異常発生時に、所定の負荷を停止させる信頼性の高い電気機器用制御装置を提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の第２の制御回路は、通信異常が発生した場合に、開閉手段を動作させて、負荷への電源供給を遮断するようにしたもので、通信回路の故障等により通信異常が発生した場合に、前記第２の制御回路が開閉手段を制御して、通信相手の第１の制御回路が制御する負荷への電源供給を遮断して、所定の負荷を停止させることが可能となり、複数の制御回路が連携して、異常発生時に、所定の負荷を停止させる信頼性の高い電気機器用制御装置を提供することができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の第１の制御回路は、通信異常が発生した場合に、負荷の駆動を停止するもので、第２の制御回路の故障等の原因で通信異常が発生し、第２の制御回路が開閉手段を制御するか否かに関わらず、第１の制御回路自らが負荷を停止することにより、複数の制御回路が連携して、異常発生時に、所定の負荷を停止させる信頼性の高い電気機器用制御装置を提供することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の第１の制御回路が負荷を制御できないような異常が発生した場合に、第２の制御回路によって開閉手段を動作させて前記負荷への電源供給を遮断するようにしたもので、例えば、第１の制御回路の一部が故障して所定の負荷が制御できない場合に、第１の制御回路より、通信回路を介して負荷制御不能の異常発生を第２の制御回路に伝え、第２の制御回路が開閉手段を制御して負荷への電源供給を遮断することで、本来自らが制御しなければならない所定の負荷を停止させることができ、複数の制御回路が連携して、異常発生時に、所定の負荷を停止させる信頼性の高い電気機器用制御装置を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態における電気機器用制御装置について、電気機器の一つである洗濯乾燥機に搭載した場合を例に説明する。

図１は、本実施の形態における電気機器用制御装置を搭載した洗濯乾燥機の構成を示すブロック図である。図２は、同電気機器用制御装置の異常発生時の動作を示すフローチャートを示す。

図１において、本実施の形態における電気機器用制御装置（以下「制御装置」と言う）は、第１の制御回路２５と、第１の制御回路２５を制御する第２の制御回路２８と、第１、第２の制御回路２５、２８間でデータをやり取りする第１通信回路３２から構成されている。

第１の制御回路２５は、第１マイクロコンピュータ３４を有し、圧縮機２６と、循環ファンモータ２７を負荷として制御する乾燥制御回路の機能を果たし、第２の制御回路２８は、第２マイクロコンピュータ３５を有し、第１の制御回路２５を制御すると共に、回転ドラム（図示せず）を駆動する洗濯モータ２９と、洗濯槽（図示せず）に水を供給する際に開閉する給水弁３０と、洗濯槽から洗濯水を排水する際に動作させる排水弁３１等の負荷を制御する洗濯制御回路の機能を果たすものである。

第１通信回路３２を介して、第１の制御回路２５の第１マイクロコンピュータ３４と第２の制御回路２８の第２マイクロコンピュータ３５との間でデータをやり取りする。第２の制御回路２８は、第１の制御回路２５の負荷（圧縮機２６、循環ファンモータ２７など）への電源供給を入り切りして、異常が発生した場合には、負荷への電源供給を遮断する開閉手段として第１電源リレー３３を有する。

操作／表示制御回路３６は、使用者が洗浄／すすぎ／脱水／乾燥など洗濯乾燥機の各コースの選択、スタート、一時停止などの操作回路３７と、現在行っている工程や、残り時間などの表示を行う表示回路３８を第３マイクロコンピュータ３９の入出力で制御する。

以上のように構成された電気機器用制御装置の動作、作用を説明する。

洗濯乾燥機に搭載された制御装置への電源供給は、最初に、電源入スイッチ４０を操作することにより行われる。電源入スイッチ４０は、押している間内部の接点４０ａが閉となり、抵抗４１を介してＡＣ１００の商用電源４２から電源が供給される。この間に、倍電圧整流回路４３が徐々に充電され、ＤＣ安定化電源回路４４が作動してＤＣ電源を供給し、第２マイクロコンピュータ３５が動作を開始する。第２マイクロコンピュータ３５は駆動回路４５を介して第２電源リレー４６を作動させて電源入スイッチ４０と抵抗４１に並列に接続された接点４６ａを閉にする。この状態では、電源入スイッチ４０の接点が開になっても第２電源リレー４６の接点４６ａが閉状態を維持するため、引き続き商用電源４２が制御装置に供給される。

一方、第２マイクロコンピュータ３５は、駆動回路４７を介して、開閉手段である第１電源リレー３３を作動させて接点３３ａを閉にすると、ＡＣ１００の商用電源４２から電源が第１の制御回路２５に供給される。この間に、倍電圧整流回路４８が徐々に充電され、ＤＣ安定化電源回路４９が作動してＤＣ電源を供給し、第１マイクロコンピュータ３４が動作を開始する。倍電圧整流回路４８は、圧縮機駆動回路５０やモータ駆動回路５１を介して、圧縮機２６や循環ファンモータ２７に駆動用電源も供給しており、第１電源リレー３３の接点３３ａの開閉が負荷への電源供給を入り切りすることになる。

図示しない洗濯槽内の衣類を乾燥させる乾燥運転を行う場合は、使用者が操作／表示制御回路３６の操作回路３７を操作する。すると、第３マイクロコンピュータ３９と第２通信回路５２を介して、第２の制御回路２８の第２マイクロコンピュータ３５がこの操作を認識する。第２マイクロコンピュータ３５は、モータ駆動回路５３を介して制御対象である洗濯モータ２９を、回転ドラム（図示せず）を所定の回転方向に、所定の回転数で回転するように制御する。

乾燥したい衣類を、回転ドラムで撹拌する一方で、乾燥用空気を循環させ、加熱と除湿を行うため、第２マイクロコンピュータ３５は、第１通信回路３２を介して、第１の制御回路２５の第１マイクロコンピュータ３４に、循環ファンモータ２７と圧縮機２６を所定の回転数で駆動するように指示する。

このようにして、洗濯モータ２９と、圧縮機２６と、循環ファンモータ２７が駆動され、乾燥運転が実施される。

次に、図２を用いて本実施の形態における電気機器用制御装置の異常発生時の動作を説明する。

例えば、衣類の乾燥が進み、終了する場合には、第２の制御回路２８が洗濯モータ２９を停止して回転ドラムを止める。回転ドラムが止まっているため乾燥し終えた衣類を取り出し易いが、このとき、圧縮機２６や循環ファンモータ２７が動作したままでは電力がムダになるため、第２の制御回路２８は、第１通信回路３２を介して第１の制御回路２５に、圧縮機２６と循環ファンモータ２７を停止するように指示をする。しかしながら、もし第１通信回路３２が故障した場合、あるいは、外来ノイズによって、通信信号が乱れたり、第１マイクロコンピュータ３４の動作が不安定になるなど、通信異常などの異常が発生した場合には、図２のようなステップによって圧縮機２６あるいは循環ファンモータ２７を停止する。

すなわち、ステップＳ１において、第２の制御回路２８の第２マイクロコンピュータ３５は、通信異常など異常が発生したかどうかを判断する。異常が発生していない場合は、次の処理に進み、異常が発生したと判断した場合には、ステップＳ２に進み、開閉手段である第１電源リレー３３の接点３３ａを開にする。

以上のように、本実施の形態によれば、通信異常などの異常が発生した場合に、第１電源リレー３３の接点３３ａを開にすることによって、倍電圧整流回路４８以降の回路への電源供給が停止して、負荷である圧縮機２６や循環ファンモータ２７を駆動する電源が遮断され、また、第１マイクロコンピュータ３４や圧縮機駆動回路５０やモータ駆動回路５１などをはじめとする第１の制御回路２５のほぼ全ての回路の動作用電源が切れるため、負荷が停止することになり、複数の制御回路が連携して、異常発生時に、所定の負荷を停止させる信頼性の高い電気機器用制御装置を提供することができるものである。

なお、上記実施の形態では、循環ファンモータ２７を、第１の制御回路２５が制御する負荷の一つとしているが、第２の制御回路２８が制御する負荷とする組合せでも良く、負荷の数や種類を特に限定するものではない。

また、本実施の形態では、圧縮機駆動回路５０、モータ駆動回路５１、５３は、ＤＣモータを駆動するインバータ回路を想定しているが、ＡＣ電源の入り切りで駆動と停止ができるくまとりモータやコンデンサランの誘導モータなどでも同様であり、その場合は、駆動回路としてリレーやトライアックなどのスイッチング素子などが想定されるものであり、本発明は、駆動回路の方式を特に限定するものではない。

さらに、複数の制御回路が、お互いに通信相手の制御回路の負荷への電源供給を入り切りする開閉手段を有する場合や、第２の制御回路が、第１の制御回路の負荷への電源供給を入り切りする開閉手段を有すると共に第３の制御回路の負荷への電源供給を入り切りする開閉手段をも有する場合なども同様であり、制御回路や開閉手段の組合せや数を限定するものではない。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における電気機器用制御装置を搭載した洗濯乾燥機の構成を示すブロック図である。なお、上記第１の実施の形態における洗濯乾燥機と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態は、第２マイクロコンピュータ３５で駆動される追加の開閉手段として第３電源リレー５４を設け、その接点５４ａを、倍電圧整流回路４８の整流後の電源と、圧縮機駆動回路５０やモータ駆動回路５１との間に位置させ、第１の制御回路２５の負荷である圧縮機２６や循環ファンモータ２７への電源供給を入り切りするようにしたもので、異常発生時に接点５４ａを開にすることによって、圧縮機２６や循環ファンモータ２７を停止することができ、複数の制御回路が連携して、異常発生時に、所定の負荷を停止させる信頼性の高い電気機器用制御装置を提供することができるものである。

（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における電気機器用制御装置の異常発生時の動作を示すフローチャートである。なお、上記実施の形態における電気機器用制御装置と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態は、通信異常など何らかの異常が発生した場合に、図４のようなステップによって圧縮機２６あるいは循環ファンモータ２７を停止するようにしたものである。

すなわち、ステップＳ１１において、第１の制御回路２５の第１マイクロコンピュータ３４は、通信異常が発生したかどうかを判断する。異常が発生していないと判断した場合は、次の処理に進み、異常が発生したと判断した場合に、ステップＳ１２に進み、圧縮機駆動回路５０の駆動を停止し、ステップＳ１３でモータ駆動回路５１を停止する。

以上のように、本実施の形態によれば、通信異常が発生した場合に、第１の制御回路２５の第１マイクロコンピュータ３４が圧縮機駆動回路５０の駆動を停止することによって負荷である圧縮機２６への電源供給を遮断し、圧縮機２６が停止する。また、モータ駆動回路５１の駆動を停止することによって、負荷である循環ファンモータ２７への電源供給を遮断し循環ファンモータ２７が停止する。

以上のように、本実施の形態によれば、複数の制御回路が連携して、異常発生時に、所定の負荷を停止させる信頼性の高い電気機器用制御装置を提供することができるものである。

（実施の形態４）
図５は、本発明の第４の実施の形態における電気機器用制御装置を搭載した洗濯乾燥機の構成を示すブロック図である。なお、上記実施の形態における洗濯乾燥機と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態は、図５に示すように、カレントトランス５６によって負荷の一つである圧縮機２６のモータ電流を検知する電流検知回路５５を設け、第１マイクロコンピュータ３４において、圧縮機駆動回路５０の動作停止中に、前記モータ電流が流れていることを検知したときに、異常と判断するようにしたものである。

図６は、本実施の形態における制御装置の異常発生時の動作を示すフローチャートで、ある。

圧縮機駆動回路５０の回路構成素子が破損した場合など、第１の制御回路２５が負荷を停止できないという異常が発生した場合には、図６のようなステップによって圧縮機２６を停止する。

図６（ａ）は、第１の制御回路２５における異常処理を示すもので、ステップＳ２１において、第１マイクロコンピュータ３４は、電流検知回路５５による検知結果に基づき、負荷制御ができない異常が発生したかどうかを判断する。異常が発生していないと判断した場合は、次の処理に進み、異常が発生した場合にはステップＳ２２に進み、第１通信回路３２を介して第２の制御回路２８に負荷制御が不可能な状態である旨の情報を送信する。

図６（ｂ）は、第２の制御回路２８における異常処理を示すもので、ステップＳ２３で第１の制御回路２５から負荷制御異常の通信があったかどうかを判定する。負荷制御異常の通信がないと判断した場合は、次の処理に進み、負荷制御異常の通信があると判断した場合は、ステップＳ２４に進み、第２の制御回路２８が、開閉手段である第１電源リレー３３の接点３３ａを開にする。

以上のように、本実施の形態によれば、負荷を停止することができない異常が発生した場合に、第２の制御回路２８の第２マイクロコンピュータ３５が第１電源リレー３３の接点３３ａを開にすることによって、倍電圧整流回路４８以降の回路への電源供給が停止され、負荷である圧縮機２６や循環ファンモータ２７を駆動する電源がなくなり、また、第１マイクロコンピュータ３４や圧縮機駆動回路５０やモータ駆動回路５１などをはじめとする第１の制御回路２５のほぼ全ての回路の動作用電源が切れるため、負荷が停止し、複数の制御回路が連携して、異常発生時に、所定の負荷を停止させる信頼性の高い電気機器用制御装置を提供することができるものである。

なお、本実施の形態では、圧縮機２６の駆動状態を検知するための電流検知回路５５をカレントトランス５６で形成したが、カレントトランス５６に限定するものではなく、また、負荷の一つとして循環ファンモータ２７を例にしたが、それに限定されるものではない。

以上のように、本発明にかかる電気機器用制御装置は、複数の制御回路が連携して、異常発生時に、所定の負荷を停止させる信頼性の高いもので、洗濯乾燥機や衣類乾燥機にとどまらず、複数の負荷を制御する機能を有する各種電気機器に適用できるものである。

本発明の第１の実施の形態における電気機器用制御装置を搭載した洗濯乾燥機の構成を示すブロック図 同電気機器用制御装置の異常発生時の動作を示すフローチャート 本発明の第２の実施の形態における電気機器用制御装置を搭載した洗濯乾燥機の構成を示すブロック図 本発明の第３の実施の形態における電気機器用制御装置の異常発生時の動作を示すフローチャート 本発明の第４の実施の形態における電気機器用制御装置を搭載した洗濯乾燥機の構成を示すブロック図 （ａ）同電気機器用制御装置の第１の制御回路における異常発生時の動作を示すフローチャート（ｂ）同電気機器用制御装置の第２の制御回路における異常発生時の動作を示すフローチャート 従来の電気機器用制御装置を搭載した洗濯乾燥機の側断面図

符号の説明

２５ 第１の制御回路
２６ 圧縮機（負荷）
２７ 循環ファンモータ（負荷）
２８ 第２の制御回路
３２ 第１通信回路（通信回路）
３３ 第１電源リレー（開閉手段）
５４ 第３電源リレー（開閉手段）

Claims (4)

1. 負荷を制御する第１の制御回路と、前記第１の制御回路を制御する第２の制御回路と、前記第１、第２の制御回路間のデータをやり取りする通信回路とを備え、前記第２の制御回路は、前記負荷への電源供給を入り切りすると共に異常が発生した場合に前記負荷への電源供給を遮断する開閉手段を備えた電気機器用制御装置。
2. 第２の制御回路は、通信異常が発生した場合に、開閉手段を動作させて、負荷への電源供給を遮断するようにした請求項１に記載の電気機器用制御装置。
3. 第１の制御回路は、通信異常が発生した場合に、負荷の駆動を停止する請求項１又は２に記載の電気機器用制御装置。
4. 第１の制御回路が負荷を制御できないような異常が発生した場合に、第２の制御回路によって開閉手段を動作させて前記負荷への電源供給を遮断するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気機器用制御装置。