JPS6214320B2

JPS6214320B2 -

Info

Publication number: JPS6214320B2
Application number: JP55086662A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yokoyama; Koichi Nozaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-06-27
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1987-04-01
Also published as: JPS5711690A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、全自動洗たく機の制御方法に係り、
たとえば電子制御全自動洗たく機における消費電
力低減ならびに、その生産性の向上を目途とした
全自動洗たく機の制御方法に関するものである。

従来、既存の電子制御全自動洗たく機における
コントローラ、すなわち電子基板で消費される電
力は、3VA〜5VA程度であり、多くは、進行表示
用、警告用のLED（発光ダイオード）によるも
のと、駆動系である、給水弁、排水弁、モーター
正転・逆転用のトライアツクにおけるゲート回路
などに係るものと、その他はMPU（指示制御
部）のクロツクおよびMPU内部動作のためのも
の（20〜30mA、約10V電源）の総和であつて、
そのうち、上記駆動系のものの消費電流は、その
60％程度を占めるものである。

全自動洗たく機における2.5〜2.8Kg洗いの製品
での、モーターの消費電流は、突入、ロツク時で
６〜7A、定常で3A程度であり、通常、モーター
用として、８〜10Aクラスのトライアツク（双方
向性サイリスタ）が用いられる。

これらのクラスのゲート点弧電流は、65〜
80mA程度が一般的である。

また、排水弁用としては、定常状態での電流が
モーターに比べ低く、1A程度であるため、3A程
度のトライアツクが用いられ、このクラスのゲー
ト点弧電流は、80mA程度が一般的である。

上述した駆動系負荷がタイムサイクル中、最も
ゲート点弧電流を消費するのは、脱水中であり、
このとき、排水弁用トライアツクと、正転用トラ
イアツクが点弧されている。

この２つのトライアツクで130mAの電流が消
費され、このため、その消費電力の最大値を満足
しうるようにトランスの容量の設定が行なわれる
ものである。

このため、当該トランスのコアサイズを小さく
したい場合には、トランスは、上記に述べた脱水
中の130mAのために、その容量を大きくしなけ
ればならないし、電源用のコンデンサは、負荷変
動率が高いため、無負荷時のトランス１次側電源
が、負荷時に比べ、２〜３割増すために耐圧の高
いものを使用しなければならないなどの配慮が必
要となつてくるものである。

本発明は、上述したところに鑑み、さきのゲー
ト電流を節電すべく、ゲートのダイナミツク点弧
を行なつて消費電力の大幅低減を図るようにし、
さらには、このゲート信号のダイナミツク化を図
り消費電力を下げることによる省電力化と、トラ
ンス容量の縮小化と電源用リプルコンデンサの耐
圧を下げられるという、省エネルギー化と低コス
ト化とが図られる全自動洗たく機の制御方法の提
供を、その目的とするものである。

本発明の特徴は、洗い、すすぎ、脱水を予め決
められた手順に従い順次進行するようにし、かつ
ブザーを備えるようにした全自動洗たく機におい
て、そのモーターなどの複数個の負荷の入、切を
制御する素子としてトライアツクを用い、このト
ライアツクのゲート信号を上記ブザー用発振器に
係るパルスで、かつONとOFFとのパルス幅の比
率が１対１のパルスを用いるようにし、同時に駆
動される２個の負荷のトライアツクのゲート信号
を、一方がONのときに他方をOFFとして、同時
にONしないようにゲート信号を反転させるよう
にした全自動洗たく機の制御方法にある。

次に、本発明に係る実施例を説明する前に、理
解し易いように上述した従来例に係るものを、ま
ず説明する。

ここで、第１図は、全自動洗たく機用の電子制
御回路の基本的なブロツク図、第２図は、その従
来例に係るトライアツクゲート回路図である。

図で、１はトランス、２は整流回路、３は平滑
回路、４は定電圧回路で、５はMPU（既述のご
とく、指定制御部）、６は発振器（クロツク）、７
はLED（発光ダイオード）、８は入力スツチ、９
はセンサー入力であつて、１０はドライバー、１
１はトライアツクであり、１２は負荷を示すもの
である。

また、１３はモーターＭコイル（主コイル）、
１４はモーターＡコイル（補助コイル）、１５は
排水弁コイル、１６は給水弁コイルである。

すなわち、第１図は、全自動洗たく機の制御基
板のブロツク図に係るものを示したもので、トラ
ンス１を介して降圧された交流電圧が整流回路２
（一般にダイオードブリツヂである。）により全波
整流され、平滑回路３で平滑化されて、定電圧回
路４により定電圧に安定化されるものである。

この定電圧がMPU５の電源として供給され
る。

一方、MPU５には、発振器６から一定周波数
のクロツクが供給されて、MPU５のプログラム
を進行させるものである。

また、LED７は、当該洗たく機の進行状況を
知らせるもので、入力に応じて点灯し、進行に応
じて点灯が変化していくものであり、さらに入力
スイツチ８は、ユーザーが、「標準」サイクルで
あるとか、「節約」サイクルであるとか、あるい
は、洗たくの「洗い」、「すすぎ」、「脱水」のコー
スを設定するところのスイツチ群である。

そして、センサー入力９は、脱水中の蓋の開閉
を知らせる信号と、脱水初期の洗たく物の片寄り
を知らせるアンバランス信号、さらに、給水終
了、排水終了を知らせる圧力スイツチ信号とから
なつている。

また、ドライバー１０は、トライアツク１１を
点弧させ、洗たく機の負荷である、正転・逆転の
ためのモーター、給水弁、排水弁などを駆動させ
るものであり、このトライアツク１１のドライバ
ー１０は、MPU５のプログラムと、かつセンサ
ー入力９の信号状態に従いON、OFFされるもの
である。

しかして、第２図は、この駆動系のトライアツ
ク１１とドライバー１０と、MPU５の回路例を
示したものである。

すなわち、ドライバー１０を、NPNトランジ
スタで構成し、そのベース・エミツタ間に数ＫΩ
のバイアス抵抗を接続し、ベースの抵抗（数Ｋ
Ω）をMPU５の出力レベルＨ（0V）、同レベルＬ
（−10V）の２つの状態にすることで、上記の
NPNトランジスタをスイツチングさせ、トライ
アツク１１のゲートの電位をT₁にたいし負電位
にし、トライアツク１１をON状態にさせ、さき
の各負荷１２に相当する、モーターＭコイル１
３、モーターＡコイル１４、排水弁コイル１５お
よび給水弁コイル１６などに100Vを印加せしめ
る構成となつているものである。

そして、このような構成に係る従来例のものに
おいては、さきに述べたような不都合点を有する
ものである。

次に、本発明に係る実施例を第３，４図により
説明する。

まず、第３図は、本発明の一実施例に係るもの
のトライアツクゲート回路図である。

図で、第２図と同一符号のものは同等構成を示
し、１０Ａはドライバー、１７はマスク用トラン
ジスター、１８はインバーターの構成による発振
器であり、Vssは電源である。

すなわち、第３図は、さきの第２図のドライバ
ーに係るもののスイツチングを短時間に行ない、
トライアツク１１のゲートをダイナミツク点弧す
る例を示している。

図示のドライバー１０Ａは、第２図と同様に、
NPNトランジスターと、そのバイアス抵抗、ベ
ース抵抗があり、そのNPNトランジスターのエ
ミツタ側と、電源Vssの−10V間に、さらにマス
ク用トランジスター１７に係るNPNトランジス
タを挿入したものである。

そして、このNPNトランジスターを、図示の
ごとく正転用モーターと給水弁用モーターのコモ
ンに１個挿入し、他の１個を逆転用モーターと排
水弁用モーターのコモンに挿入しておくものであ
る。

このコモンに挿入された２個のNPNトランジ
スター、すなわち２個のマスク用トランジスター
１７のベースには、インバーターの構成による発
振器１８のＨレベル、Ｌレベルの互いに逆転した
信号出力端子が接続されているので、トライアツ
ク１１は、同時に、点弧信号（パルス）を受け
ず、時間的に、それは相前後している。

このときの点弧信号は、トライアツク１１のタ
ーンオン時間を越えたパルス幅を設定できるよう
に発振周波数を決定しておけば確実に点弧できる
が、逆に発振周波数が遅いと、交流のゼロクロス
点より位相のずれた点で点弧されるため、位相制
御を施した場合と同等に平均電圧が下がつたり、
トライアツク１１からノイズを発生して不具合を
生ずるので、最低1KHz程度にしておくものであ
る。

しかして、第４図は、本発明の他の実施例に係
るもののトライアツクゲート回路図である。

図で、第１図ないし第３図と同一符号のものは
同等部分を示し、１０Ｂは、ドライバーに係る点
弧用のトランジスター、１１Ｂはトライアツク、
１７Ｂはマスク用トランジスターである。

すなわち、本実施例に係るものは、第３図に示
したものとは異なり、マスク用トランジスター１
７Ｂをコモンに挿入せずにPNNトランジスター
を使用し、点弧用のトランジスター１０Ｂのベー
スに挿入し、ダイナミツク点弧を行なうようにし
たものである。

以上の構成で、ダイナミツク点弧を行なうもの
であるが、一般に、ダイナミツク点弧でなくて
も、PUT（プログラマブル・ユニジヤンクシヨ
ントランジスター）を用いて、一発パルスでトラ
イアツク１１Ｂのゲートを点弧することもできる
わけであるが、PUTを用いた場合のコストから
比べると、発振器はMPU５のクロツク用インバ
ーターと兼用するとすれば、トランジスターが２
個増加するだけであるため、本実施例の方が有利
なものである。

また、MPU５からのデユーテイコントロール
をする場合は、点弧用のトランジスター１０Ｂで
点弧の制御をする方式が有利であるため、トラン
ジスターを主体とした点弧方式の改良の方向で検
討したものに係るものである。

以上により、第５図は、ダイナミツク点弧を実
施した場合と、それをしない場合との、基板の消
費電流を、洗たく行程の順に従つて示したもので
あり、これを要するに、洗たく行程における電子
制御回路の消費電流比較図である。

図のイの実線は、ダイナミツク点弧なしの場
合、ロの破線は、ダイナミツク点弧適用の場合を
示すものである。

図に記載した消費電流値から判るように、３〜
４割の節電となり顕著な効果を所期することがで
きるものである。

しかして、本発明に係る上述の各実施例に係る
ものにつき、さらに詳述すると、次のとおりであ
る。

一般に、トライアツクのゲートを点弧する方法
に係るものとして、省電力型の方式としては、既
述のごとくPUTを用いて点弧するものがある
が、その部品点数、コストの増大などを考えると
好ましくないものである。

特に、マイコンで制御する方式の場合、外付け
部品の低減が主眼におかれているため、適当な方
式でない一方、マイコン制御の場合、プログラム
容量に限度があり、全自動洗たく機としては、４
ビツト、1Kあるいは2Kのマイコンが用いられて
おり、このメモリーは、当該洗たく機のシーケン
スに用いられ、モーター、給水弁、排水弁などに
は、レベル信号で出力されている。

そのため、負荷用トライアツクのゲート信号
は、半サイクル毎に１パルスで点弧されるのでな
く、負荷の動作している間、常時、点弧電流が流
されている。

この電流値は、既述のように基板総電流の60％
を占めるために、基板の電流容量を低減させるに
は、この点弧電流を小さくすることが重要となる
ものである。

その方法としては、ゼロクロス検知をし、当該
クロス信号をマイコンに送つて、マイコン側では
点弧信号を１パルス出力すればよいが、この方式
では、ゼロクロス検知用に外付け回路が必要であ
り、さきに述べた内容と矛盾するので好ましくな
い。

そこで、本発明においては、マイコンに必ず必
要なクロツク回路（マイコンの内部クロツクもあ
るが、温度にたいする誤差が大きいため余り用い
られない。）と、キー入力確認用のブザー用発振
器を用い設計し、インバータの反転出力の端子２
個所より出力されるONとOFFとのパルス幅の比
率が１対１のパルスによりトランジスタを駆動
し、トライアツク点弧用のドライバーのベースあ
るいはエミツタ側をON、OFFさせるものであ
る。

この方式であると、たとえば、正転モーター
と、排水弁に係るものとを交互に点弧する信号
が、トランジスタ２個と数本の抵抗との低価格構
成で実現でき、しかも省電力化を図れるメリツト
が生ずる。

特に、ブザー用発振器は、通常、1KHz〜
5KHz程度の周波数で駆動されるため、トライア
ツク点弧に必要なパルス幅100μsecは、十分確保
できて好都合なものである。

また、上記２個の発振器は、Ｃ―MOSインバ
ーター用IC1個に、一般に６個のインバーターが
内蔵されているので、IC1個で２回路、すなわち
ブザー用の発振器に係る回路とクロツク回路を構
成でき、しかも、このインバーターを用いた発振
器では、正パルス、負パルスが同時に取り出せる
ので最適なものである。

以上に述べたところをも総合して、本発明によ
るときは、ゲート電流の節電を志向し、ゲートの
ダイナミツク点弧を行なつて消費電力の大幅低減
を図るようにし、さらには、このゲート信号のダ
イナミツク化を図り消費電力を下げることによる
省電力化と、トランス容量の縮小化と電源用リプ
ルコンデンサの耐圧を下げられるという、省エネ
ルギー化と低コスト化とが図られる全自動洗たく
機制御方法を提供することができるものであつ
て、時代の要請に応じた効果を所期できる、すぐ
れた発明ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、全自動洗たく機用の電子制御回路の
基本的なブロツク図、第２図は、その従来例に係
るトライアツクゲート回路図、第３図は、本発明
の一実施例に係るもののトライアツクゲート回路
図、第４図は、本発明の他の実施例に係るものの
トライアツクゲート回路図、第５図は、洗たく行
程における電子制御回路の消費電流比較図であ
る。１……トランス、２……整流回路、３……平滑
回路、４……定電圧回路、５……MPU、６……
発振器、７……LED、８……入力スイツチ、１
０Ａ……ドライバー、１０Ｂ……点弧用のトラン
ジスター、１１，１１Ｂ……トライアツク、１
７，１７Ｂ……マスク用トランジスター、１８…
…発振器。

Claims

【特許請求の範囲】

１洗い、すすぎ、脱水を予め決められた手順に
従い順次進行するようにし、かつブザーを備える
ようにした全自動洗たく機において、そのモータ
ーなどの複数個の負荷の入、切を制御する素子と
してトライアツクを用い、このトライアツクのゲ
ート信号を上記ブザー用発振器に係るパルスで、
かつONとOFFとのパルス幅の比率が１対１のパ
ルスを用いるようにし、同時に駆動される２個の
負荷のトライアツクのゲート信号を、一方がON
のときに他方をOFFとして、同時にONしないよ
うにゲート信号を反転させるようにしたことを特
徴とする全自動洗たく機の制御方法。