JPH04122384A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、洗濯布量、槽内の液の汚れ度合を検出して、
洗濯またはすすぎ運転を自動的に行うようにした洗濯機
の制御装置に関する。

従来の技術 近年、洗濯機は洗濯布量に応じて水量および洗濯時間な
どを自動的に設定する方式のものが主流となってきてい
る。

従来、この種の洗濯機の制御装置は特開昭６１１　’７
２５９３号公報に示されているように、洗濯物が「ひど
い汚れ」か「標準」か「かるい汚れ」かを使用者に選択
してもらい、その結果と洗濯物の量に応じて当初の洗剤
投入量を決め、その後の洗濯行程中に汚れセンサにより
洗濯物の汚れ落ちが不足と判定されれば、「ひどい汚れ
」か「標準」か「かるい汚れ」かの使用者の選択結果に
基づいて追加投入量あるいは洗い時間などを決めていた
。

発明が解決しようとする課題 このような従来の洗濯機の制御装置では、使用者が洗濯
物を見て汚れの程度を自分で判断してキー人力しなけれ
ばならないので、この一連の作業が煩わしいという問題
があり、また、はとんど汚れていない洗濯物の中に、油
や泥、果汁などで汚れた部分汚れの大きい洗濯物があっ
た場合、ｒひどい汚れ」を選択する使用者もいる。この
とき投入される洗剤量は多めであり、汚れセンサにより
汚れ落ちが不足と判定されればさらに洗剤は追加投入さ
れ、洗剤の浪費につながりさらに汚れた家庭排水を増加
させ、河川や海水の汚れを増大させるという問題があっ
た。

本発明は上記従来の問題を解決するもので、洗濯物の汚
れ度合を検出して自動で洗濯を行うようにし、しかも初
期洗剤投入量を減らして洗濯物の汚れ度合に応じた最適
な洗剤量と撹拌力で洗濯し使用洗剤量、使用水量、布傷
み、使用電力量、洗濯時間、汚れた家庭排水などを減少
させることができる洗濯機の制御装置を提供することを
目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、槽内に洗剤を投入
する洗剤投入装置と、洗濯布量を検出する布量センサと
、前記槽内の液の透過度より汚れを検出する光センサと
、前記各センサの出力信号に基づいて洗濯行程を制御す
る制御手段を備え、洗濯布量と、洗濯液の汚れ度合に応
じて洗い時間、すすぎ時間および前記洗剤投入装置によ
り最適な洗剤量などを制御する制卸装置より構成された
ものである。

作用 上記した構成において、光センサが洗濯物の汚れ度合を
検知し、布量センサが洗濯布量を検出し、これらの信号
を制御手段に入力して洗剤投入量および洗い時間を最適
に制御することとなる。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１図および第２図を
参照しながら説明する。

図示のように外枠１内に水受は槽２．洗濯兼脱水槽３を
設け、この底部に洗いまたはすすぎ時には撹拌翼４を、
脱水時には洗濯兼脱水槽３を回転させるように洗濯兼脱
水モータ５の動力を切換えるための動力切換機構６を取
りつけている。７は水位に対応した圧力を発生させるた
めの空気だまりであり、エアーホース９は空気だまり７
内で発生した圧力を水位センサ８へ伝え、排水弁１０は
水受は槽２内の液を外部へ排出するようになっている。

給水弁１２は水道水を水受は槽２内へ供給し、第１の給
水径路１１Ａと第２の給水径路１１Ｂに分岐している。

洗剤投入装置１４は予め貯蔵された洗剤を洗い時に洗濯
兼脱水槽３の中に入れるものであり光センサ１３は水受
は槽２内の液の濁り度合を検出するものであり、第２の
給水径路１１Ｂにより給水の度に洗浄され汚れが付着し
に（くなっている。

水位センサは８は水受は槽２内の水位を検知して電気信
号を発生し、制御手段１６は洗濯兼脱水モータ５や排水
弁１０．給水弁１２．洗剤投入装置１４などを逐次制御
するものである。表示回路１７は洗い、すすぎ、脱水な
どの行程を動作させるか、また水位などを設定し、その
設定された内容や洗濯の進行状況などを使用者に知らせ
るものである。

布量センサ１８は洗濯物の量を検知するものでコンデン
サー２５の端子間の電圧出力により行っている。１９は
洗濯兼脱水モータ５などの負荷を駆動するためのスイッ
チング回路、信号制御回路２０は水位センサ８や光セン
サ１３．布量センサ１８の各種状態入力や操作表示部１
７からの入力信号に基づいて各種負荷を駆動するために
スイッチング回路１９などを制御する。

第３図は光センサ１３の出力を制御する回路図を示した
もので、光センサ１３は発光素子１３ａと受光素子１３
ｂからなり、光センサ駆動回路２２により制御される。

２０′は光センサ出力電圧Ｖ　ｏｕｔをＡ／Ｄ変換して
入力し、パルス幅制御（ＰＷＭ制御）とスイッチング制
御により光センサ駆動回路２２を制御し汚れを検出する
マイクロコンピュータ（以下マイコンと称する〉である
。

２１は交流電源１５が遮断されても光センサ出力調整デ
ータ、ＰＷＭ制御データなどを記憶しておくための記憶
手段である。以下簡単に回路動作を説明すると、マイコ
ン２０’はＰＷＭ値を変えることによりＤ／Ａ変換回路
２２０の出力電圧すなわちトランジスタ２２１のヘース
電位を変えて発光素子１３ａの電流ＩＦを変え発光出力
を変える。また、ＳＷ端子よりトランジスタ２２５をＯ
Ｎ・ＯＦＦして受光素子１３ｂのエミッタ抵抗値を切換
えて感度を調整するようにしている。

ここで光センサ１３の出力電圧Ｖｏの洗濯中の変化の例
を示すと第４図および第５図のようになる。第４図は脂
汚れの光センサ出力電圧変化を示し、第５図は泥汚れの
光センサ出力電圧変化を示す。洗い開始時刻をＴＯａし
、Ｔ１は電圧の時間変化（ΔＶ／ΔＴ）がある設定値ｋ
になるまでの汚れ落ち時間とすると、脂汚れは汚れ落ち
時間Ｔ１が長くなり、泥汚れは汚れ落ち時間Ｔ１が短（
なりかつ透過度（Ｖｌ／Ｖｓ・・・・・・ｖｌはＴ１で
のセンサ電圧）が低下するので、汚れの種類が判別でき
る。

上記構成による全自動洗濯機において、本発明の実施例
について第６図、第７図、第８図および第９図を用いて
説明する。

第６図、第７図は、透過度と汚れ落ち時間と布量により
洗剤量あるいは洗い時間をファジィ制御する場合の実施
例を示す。第６図はファジィ制御の基本構成であり、第
７図は布量センサにより判定された各水位にて汚れの量
（透過度）と汚れ落ち時間（センサ電圧の時間的変化が
所定に達する時間）により汚れの大小をファジィ推論し
、洗剤量、洗い時間、撹拌力などをファジィ制御する実
施例である。

第８図は洗剤量と洗浄度の関係を泥汚れ、皮脂汚れにつ
いて示したもので、泥汚れでは洗剤量を変化させても洗
浄度はあまり変化しないが、皮脂汚れは洗剤量により変
化が大きい。特に、洗剤量を減らすと洗浄度が太き（低
下する。また、洗剤量を極端に増加させても、洗浄度は
高くならず不経済になる。

第９図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は前件部となる
透過度、汚れ落ち時間、布量の三角型メンバーシップ関
数の一実施例である。第９図（ｄ）はファジィ制御の後
件部となる洗剤投入量の三角型メンバーシップ関数の一
実施例である。

推論ルールは、たとえば「布量が少な（かつ透過度が大
きくかつ汚れ落ち時間が短ければ洗い時間と洗剤投入量
を非常に少なくする」「布量が中かつ透過度が中かつ汚
れ落ち時間が中ならば洗い時間を中くらいにし洗剤投入
量を中にする」「透過度が小さくかつ汚れ落ち時間が中
ならば洗い時間を中にし洗剤投入量を少なめにする」「
布量が中かつ透過度が中かつ汚れ落ち時間が長ければ洗
い時間を長くし洗剤投入量を多（する」「透過度が中か
つ汚れ落ち時間が短ければ洗い時間を中にし洗剤投入量
を少なくする」などより構成する。

以上のような推論ルールよりファジィ推論演算を行い洗
剤投入量、洗い時間をファジィ制御する。

また透過度と汚れ落ち時間より洗剤投入量のファジィ推
論結果を各水位に応じてテーブルとしてマイコン内部に
記憶することもできる。その−例を第１１図に示す。こ
のようにマイコンのメモリー内にファジィ制御テーブル
を記憶させテーブルルックアップ機能によりファジィ制
御する方法が最も実現しよい。もちろんメンバーシップ
関数よりファジィ推論演算を実効すればより細かな制御
が可能となるが、演算時間が長くなる欠点がある。

第１０図は洗濯行程の給水開始から洗い終了までのマイ
コン２０′の制御内容を示すフローチャートである。以
下本発明の一実施例を第１０図のフローチャートを基に
説明する。まずステップ１０１で記憶手段２１より光セ
ンサを駆動するためのＰＷＭ値、Ｖｓ値、ＳＷ値を転送
し、以後光センサの制御に使う。これらの値は前回の洗
濯のすすぎ１回目の給水中に決められた値であり、これ
を簡単に説明すると、まず給水弁１２をＯＮして給水を
開始した後、排水弁１０を所定時間（たとえば５秒）だ
けＯＮする。これは、直前の中間脱水で発生した泡を排
出するためである。次に所定最低水位かどうかを判定し
、続いて光センサ１３の出力電圧Ｖｏｕｔか基準値Ｖｓ
になるようにＰＷＭ値、ＳＷ値を調整する。これが光セ
ンサの発光出力制御または感度調整である。そしてこれ
の値を記憶手段２１へ転送しておくわけである。さて、
ステップ１０２で給水弁１２をＯＮして給水を開始した
後、ステップ１０３で、水位センサ８により極少水位に
達したかどうかを判定し、ステップ１０４で給水弁をＯ
ＦＦする。ステップ１０５で布量検知回路１８により洗
濯物の量を検知して、以後洗濯物の量に適した水位や水
流などに制御する。ステップ１０６で布量に応した最低
洗剤量（標準洗剤量の５〜６割）を投入するため洗剤投
入装置１４を制御する。ステップ１０７で給水弁１２を
ＯＮして給水を再開した後、その後、ステップ１０８で
、水位センサ８によりステップ１０５の布量判定で決め
られた設定の８割水位に達したかどうかを判定し、達し
ていればステップ１０９で給水弁１２をＯＦＦした後、
ステップ１１０より洗い撹拌を開始する。これを第４図
で示すと、洗い開始は時間Ｔｏであり、洗いの進行とと
もに洗濯物の汚れが洗濯液中に溶けて濁っていき、光セ
ンサ１３の出力電圧ｖｏが低下する。ステップ１１１で
は、光センサの出力電圧より透過度を検出する。光セン
サの出力電圧値Ｖｏと基準値Ｖｓの比（Ｖ　ｏ　／　Ｖ
　ｓ　）を透過度とする。Ｖｏが低いほど透過度が小さ
く汚れが大きいと判定する。ステップ１１２は透過度の
時間的変化（第４図のセンサ電圧Ｖｏの傾きｋ）の検知
フラグを検出し、ステップ１１３にて透過度の時間的変
化（Δｖ７・・ΔＴ）が所定値以下かどうかを判定し、
Ｙならばステップ１１４にて透過度（あるいはセンサ電
圧Ｖｌ）、汚れ落ち時間ＴＩ（透過度の時間的変化が所
定値以下になった洗い時間）に応じて追加洗剤投入量、
洗い時間、水流などを設定する。ステップ１１５にて傾
きフラグを立て、ステップ１１６にて判定された洗剤を
追加投入し、ステップ１１７にて給水弁をＯＮする。ス
テップ１１８は設定水位かの判定で、Ｙならばステップ
１１９で給水弁をオフする。ステップ１２１は洗い終了
判定で、ファジィ推論した洗い時間に達したかどうか判
断する。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、光セ
ンサにより洗濯液の汚れ度合（汚れの量に対応する透過
度と汚れの種類に対応する汚れ落ち時間を検出し、制御
手段によって洗い時間、すすぎ時間あるいは洗濯水量、
洗剤量を制御できるので、洗濯物の量と汚れ度合に応じ
た最適な洗濯を自動で行うことができ、使用者が洗濯物
の汚れ度合や水温などを判断していちいちキー操作しな
くてよいという効果がある。

また初期洗剤投入量を水位に対する標準量の５〜６割投
入し汚れが大きい場合には洗剤を追加投入することによ
り洗浄力を高めることができる。

特に、普段の汚れの少ない洗濯物は少ない洗剤量で洗濯
されるので、経済的でかつ使用水量を減らすことができ
、汚れた家庭排水を減らすことにより河川や海水の汚れ
などの環境汚染を減らすことができる。

また、洗濯物の汚れが大きいと判定して洗剤を追加投入
するときは、洗濯物の汚れ度合に応じた適切な量の洗剤
しか投入しないので、洗剤を節約できるという効果があ
る。

また、ファジィ制御により次元の異なる多入力、多出力
を制御でき、かつベテラン主婦の経験やこつを取り入れ
ることができ、「皮脂汚れは少し洗剤量を増やし泥汚れ
は洗剤量はそのままで洗い時間を増やす」「布量が少な
く汚れが少ないので洗剤量を少しにするｊなどの微妙な
制御が可能となる特長がある。

さらに、水温が高い場合には洗浄度が高いので汚れ落ち
時間が短くなり結果として洗剤投入量を減らすので、水
温センサがなくても洗剤量を減らし経済的である。水温
が低い場合には汚れ落ち時間が長（なり洗剤量を増やし
洗浄度を高（する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全自動洗濯機の制御装置のブロック図
、第２図は同全自動洗濯機の断面図、第３図は同全自動
洗濯機の制御装置の光センサの制御回路図、第４図は同
全自動洗濯機の洗濯行程の光センサの脂汚れにおける出
力電圧変化を示す図、第５図は同全自動洗濯機の洗濯行
程の光センサの泥汚れにおける出力電圧変化を示す図、
第６図および第７図は同全自動洗濯機のファジィ制御の
機能ブロック図、第８図は同全自動洗濯機の洗剤量と洗
浄度の関係を泥汚れと脂汚れの場合について示す図、第
９図は同全自動洗濯機のファジィ制御のメンバーシップ
関数を示す図、第１０図は同全自動洗濯機による制御の
フローチャート、第１１図は同マイコンの記憶している
制御テーブルを示す図である。 １３・・・・・・光センサ、１４・・・・・・洗剤投入
装置、１６・・・・・・制御手段、１８・・・・・・布
量センサ。 代理人の氏名　弁理士小蝦治明　ほか２名菓 図 嬉 図 第 図 詩 間 （分り 聞 （分〕 第 図 第 図 ５を 列 第 図 （α〕 那ｉ （ｂン ５元列　！ 穆工梗べ 第１１ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 槽内に洗剤を投入する洗剤投入装置と、洗濯物量を検出
   する布量センサと、前記槽内の液の透過度を検出する光
   センサと、洗濯行程を制御する制御手段を備え、前記制
   御手段は前記光センサより検出される透過度と汚れ落ち
   時間および布量センサの出力信号に応じて洗剤量、洗い
   時間および水流などを制御するようにしてなる洗濯機の
   制御装置。