(57)【要約】【課題】負荷制御側のコントローラと、スイッチなど表示操作側のコントローラから構成した家電機器で、負荷制御側のコントローラに無線通信手段を接続すると無線処理の発生により負荷制御のタイミングが変動する。【解決手段】商用電源のゼロクロスパルスを基準とした位相タイミングにより負荷アクチュエータの通電制御を行う負荷制御手段１４と主制御手段１３を備えた第１のコントローラと、入出力デバイスからの信号の処理を行う表示操作手段５と主制御手段４を備えた第２のコントローラの構成で、無線通信手段６を第２のコントローラの主制御手段４と接続することで、負荷制御手段１４の通電制御タイミングに影響を与えないように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコントローラにより制御を行う家電機器において、
外部の通信端末と無線通信を行う無線通信手段と、
商用電源のゼロクロスパルスを基準とした位相タイミングにより負荷アクチュエータの通電制御を行う負荷制御手段と主制御手段を備えた第１のコントローラと、
入出力デバイスからの信号の処理を行う表示操作手段と主制御手段を備えた第２のコントローラとを備え、
前記第２のコントローラは前記無線通信手段を備え、前記無線通信手段は前記主制御手段と有線で直接接続されていることを特徴とする家電機器。
【請求項２】
請求項１記載の家電機器は洗濯機であって、
前記第１のコントローラの負荷制御手段が少なくともモータ回路の制御を行い、
前記第２のコントローラの表示操作手段がスイッチパネルの制御を行うように構成した洗濯機。
【請求項３】
請求項１記載の家電機器は給湯機器であって、
前記第１のコントローラの主制御手段が給湯運転に関する制御手段を構成し、
前記第２のコントローラがリモコンの制御手段を構成するようにした給湯機器。
【請求項４】
請求項１記載の家電機器は空気調和機であって、
前記第１のコントローラが少なくとも室外機の制御手段を構成し、
前記第２のコントローラが室内機の制御手段を構成するようにした空気調和機。
【請求項５】
請求項１記載の家電機器はＩＨ調理器であって、
前記第１のコントローラの負荷制御手段が少なくともインバータ回路の制御を行い、
前記第２のコントローラの表示操作手段が前面スイッチパネルの制御を行うように構成したＩＨ調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家電機器に無線通信手段を備えてリモート制御や消費電力の見える化といった用途を行う際に、モータなどの負荷制御のタイミングずれや、通信エラーによる通信品質低下などの影響を最小限に抑えることのできる無線通信手段の実装構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、家電機器では、制御部を複数のコントローラ基板から構成するようにするのが一般化している。この構成により、処理を各コントローラ基板に分散させて制御ソフトウェアの構造を簡便化することにより開発を効率化したり、ＬＥＤの配置などの表示部品のレイアウトがモデルごとに替わったりしても、制御部全体を再設計せずに済むようにしている。
【０００３】
こうした家電機器の一例としては、洗濯機の制御部分を２つのコントローラ基板から構成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１では、モータや電磁弁のリレー制御などの商用電源を印加するような負荷の大きいデバイス側を制御する負荷側コントローラと、ＬＥＤやスイッチ入力などの比較的低電圧の直流電源を用いて制御する表示操作側のコントローラに分けて構成している。
【０００５】
以上の構成により、モデルチェンジによりスイッチや表示部分のデザインが変わり、ＬＥＤの配置などがモデル毎に替わっても、制御内容に変更の少ない負荷側コントローラは共用化し、表示操作側コントローラのみ設計変更することで済むといった設計・製造上のメリットを実現している。
【０００６】
近年、環境配慮型の省エネ家電機器などが普及しつつあり、こうした家電機器では、家電機器側にも無線通信手段を備える構成のネット家電機器システムが商品化されるようになってきている。
【０００７】
また、近年商品化などが行われつるあるネット家電機器システムでは、外部のパソコンやテレビ，省エネコントローラ装置に対して、家電機器が自機器の消費電力など送信して表示する「見える化」機能や、省エネコントローラから家電機器が省エネ運転になるようリモート制御する「デマコン制御」機能を備えた構成となっている。
【０００８】
通常、家電機器においては、ＬＥＤやスイッチなどの表示操作デバイスに比べて、モータなどの負荷アクチュエータの方が圧倒的に消費電力の大きい。このため、消費電力を「見える化」したり、「デマコン制御」などの省エネ制御をしたりといったエネルギー関連分野の無線通信機能の応用では、負荷アクチュエータを直接制御する負荷制御手段を備えた負荷側コントローラに無線通信手段を設けるのが一般的となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２４１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、負荷側コントローラに無線通信手段を備える構成は、負荷側のモータな
どのアクチュエータの制御タイミングのズレを発生させる原因となるため、制御プログラムの複雑化する要因となることが懸念される。
【００１１】
なぜならば、無線通信手段は、一般的に一定レベルの同期信号を備えた電波を受信するとコントローラに対して割り込みを発生させ、受信したデータをＲＡＭや家電機器側のコントローラに転送する処理を行う必要がある。
【００１２】
一方、家電機器のモータなどのアクチュエータは、一般に商用電源の電源周波数の位相が０、１８０度となるゼロクロス・タイミングから一定時間の通電を行うことにより印加電力が正確に一定になるように制御を行っている。
【００１３】
このため、無線通信手段の割り込み処理を優先させることにより、その分ゼロクロス・タイミングでの通電処理がズレ、ひいては印加電力がバラツキ、洗濯や調理などの仕上がりに大きく影響するといった課題が発生することになる。
【００１４】
逆に、ゼロクロス・タイミングでの負荷制御を、無線通信手段の割り込み処理に優先した場合には、無線通信手段で受信したデータがＲＡＭなどに転送できず、データが一部欠落したりするなどの通信エラーが起こりうる課題が発生することになる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記従来の課題を解決するために、複数のコントローラにより制御を行う家電機器において、商用電源のゼロクロスパルスを基準とした位相タイミングにより負荷アクチュエータの通電制御を行う負荷制御手段と主制御手段を備えた第１のコントローラと、入出力デバイスからの信号の処理を行う表示操作手段と主制御手段を備えた第２のコントローラから構成され、無線通信手段は前記第２のコントローラの主制御手段と通信するように構成としている。
【００１６】
これにより、負荷アクチュエータの通電制御を行う家電機器に、無線通信手段を備える場合にも、任意のタイミングで無線通信手段の処理が行われた場合でも、負荷アクチュエータの通電制御を安定したタイミングで行うことができる。結果、負荷アクチュエータへの印加電力が安定し、洗濯や調理のなどの仕上がりに影響なく無線通信手段を備えることができるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、本発明の無線通信手段を備えた家電機器は，通信エラーや印加電力のバラツキをなくして、無線通信手段を備えることができるため、省エネ機能やリモート制御機能を備えたネット家電機器として広く利用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における無線通信手段を備えた家電機器の制御ブロック図の一例を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における従来の家電機器でゼロクロス・タイミングを基準にして通電制御を行う場合の一例を示すグラフ図
【図３】本発明の実施の形態１における無線通信手段を負荷側コントロータに接続することにより通電制御タイミングがばらつく場合の一例を示すグラフ図
【図４】本発明の実施の形態１における従来の家電機器の表操作側コントローラの回路の一例を示す回路図
【図５】本発明の実施の形態１における表示操作制御を行うスキャン回路の一例を示すグラフ図
【図６】本発明の実施の形態１における無線通信手段を表示側コントローラに接続することにより表示操作制御タイミングがばらつく場合の一例を示すグラフ図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第１の発明は、複数のコントローラにより制御を行う家電機器において、商用電源のゼロクロスパルスを基準とした位相タイミングにより負荷アクチュエータの通電制御を行う負荷制御手段と主制御手段を備えた第１のコントローラと、入出力デバイスからの信号の処理を行う表示操作手段と主制御手段を備えた第２のコントローラから構成され、無線通信手段は前記第２のコントローラの主制御手段と有線で直接接続されているものである。
【００２０】
これにより、無線通信手段を設ける場合でも、負荷側の第１のコントローラの負荷アクチュエータの通電制御のばらつき無く安定した制御の行える制御機能を備えた家電機器を提供できる。
【００２１】
第２の発明は、特に第１の発明における家電機器を洗濯機とするものであって、第１のコントローラの負荷制御手段が少なくともモータ回路の制御を行い、第２のコントローラの表示操作手段がスイッチパネルの制御を行うように構成したものである。
【００２２】
これにより、洗濯機に無線通信手段を設けた場合でも、モータなどの負荷への印加電力が変わり洗濯や脱水の仕上がり具合がばらつくことのない、安定した品質の洗濯機を提供できる。
【００２３】
第３の発明は、特に第１の発明における家電機器を給湯機器とするものであって、第１のコントローラの主制御手段が給湯運転に関する制御手段を構成し、第２のコントローラがリモコンの制御手段を構成するようにしたものである。
【００２４】
これにより、ヒートポンプ給湯器や貯湯タンクと連動した燃料電池ユニットなどにおいても、湯の沸きあがり、お湯張りのタイミングなどが早まったり遅れたりといったばらつきのない、安定した品質の給湯器が提供できる。
【００２５】
第４の発明は、特に第１の発明における家電機器を空気調和機とするものであって、第１のコントローラが少なくとも室外機の制御手段を構成し、第２のコントローラが室内機の制御手段を構成するようにしたものである。
【００２６】
これにより、空気調和器に無線通信手段を設けた場合でも、コンプレッサの制御の不安定さにより、運転状態の変更が遅れを生じたり、冷房の効き具合がばらつくといったことの無い、安定した品質の空気調和器を提供できる。
【００２７】
第５の発明は、特に第１の発明における家電機器をＩＨ調理器とするものであって、第１のコントローラの負荷制御手段が少なくとも過熱コイルのインバータ回路の制御を行い、第２のコントローラの表示操作手段がＩＨ機器の前面スイッチパネルの制御を行うように構成しているものである。
【００２８】
これにより、ＩＨ調理器に無線通信手段を設けた場合でも、加熱出力のばらつきで調理の仕上がりが変わるといった不具合の無い、安定した品質のＩＨ調理器を提供できる。
【００２９】
また、本発明のさらに他の態様は、上記家電機器、又は上記無線通信手段を備えた家電機器の機能をコンピュータに実装させるためのプログラムである。上記により、プログラムなので、送風制御装置の風向の変更や配布などが簡単にできるようになっている。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の本実施の形態１における無線通信手段を備えた家電機器の一例を示すブロック図である。
【００３１】
本実施の形態１においては、家電機器の一例として洗濯乾燥機１を例に挙げて説明する。図１は破線で囲む洗濯乾燥機１のブロック図であり、制御手段は２つのコントローラ基板から構成している。それぞれのコントローラの有線通信手段を兼ねた主制御手段４、１３を備えて、主制御手段４、１３によりコントローラ間の有線通信を行う構成としている。
【００３２】
２つのコントローラの内、第２のコントローラ３（以下、表示側コントローラ３と表記）は、ＬＥＤ７〜９、スイッチ（以下、ＳＷ）１０〜１２などを制御する表示操作手段５、無線通信手段６から構成する。無線通信手段６と主制御手段４は、有線により接続する。この場合の有線としては、主制御手段４と無線通信手段６を同一の基板に構成し、基板上の配線により接続する構成でも構わない。
【００３３】
また、第１のコントローラ２（以下、負荷側コントローラ２と表記）は、商用電源からの電源を、モータ１７や電磁弁１８などに配すると共に、マイコンなどが動作するのに必要な低電圧の直流電源に変換する電源手段１６を備える。更に、主制御部は、モータ１７や電磁弁１８などの負荷に所定時間通電して動作させる負荷制御手段１４、１５を備える。
【００３４】
図２および図３は、図１の主制御手段１３および負荷制御手段１４により、モータ１７に一定電力を印加してモータ１７を制御する場合のグラフ図の一例である。図２は通常の通電タイミングにずれのない場合の制御例を示すグラフ図の一例である。一方、図３は無線通信手段を負荷側コントローラの主制御手段１３に接続したとする場合に、課題として予測される通電タイミングのずれが発生した場合の一例を示すグラフ図である。
【００３５】
図２、図３のグラフ図では、縦軸に電圧、横軸に時間経過を示しており、グラフ図の曲線は商用電源（交流電源）の電圧波形を示している。従って、図２に示すように、負荷制御手段１４などにより、トライアックやサイリスタといったスイッチ素子でモータ１７などに一定時間通電すると、図２の薄い網掛け部分の面積の大小に応じた電力がモータ１７などに印加される。図２では電流波形は図示しないが、実際には電圧波形と一定の位相差を持った電流が負荷を流れ、図２の薄網点部分の面積と、電流波形での通電期間の面積との積に相当する電力が印加される。
【００３６】
このため、図２に示すように、一定の通電期間△ｔだけ通電するにしても、電圧波形のどの位相の時点で通電開始するかにより印加電力が変わってしまうことになる。例えば、本発明の実施の形態１での洗濯乾燥機の場合には、モータへの印加電力がばらつくと、衣類への攪拌力や脱水力などが設計通りに制御できず、衣類などを傷めたり脱水力や洗浄不足といった不具合が発生することにもつながりかねない。
【００３７】
従って、一般的な家電機器では、図２に示すように、電圧波形の位相が０、１８０度になる時点（以下、ゼロクロス・タイミング）など所定の位相時点を検出して通電開始することにより、印加電力がばらつかないようする制御を行っている。
【００３８】
一方、無線通信手段は、一般的に一定レベルの同期信号を備えた電波を受信するとコントローラに対して割り込みを発生させ、受信したデータをＲＡＭや家電機器側のコントローラに転送する処理を行う必要がある。
【００３９】
従って、負荷側コントローラ２の主制御手段１３に無線通信手段６を接続する場合には
、一例として以下の課題が発生する。
【００４０】
例えば、無線通信手段６の転送を要求する割り込み信号は、任意のタイミングで発生するため、無線通信手段６の割り込み処理を、負荷側の通電開始処理より優先させる場合には、図３に示すように、主制御手段４が無線通信手段６の割り込み信号を処理するに掛かる時間、例えば図３の△ｔ１、△ｔ２分だけモータなどへの通電処理が遅延し、同じ通電時間△ｔだけ通電しても、（図２と図３の薄網掛け部分の面積が異なることに示されるよう）印加電力がばらついてしまう。
【００４１】
従って、本発明の実施の形態１では、無線通信手段６を表示側コントローラ３の主制御手段４に接続する構成とすることにより、無線通信手段６の処理により、負荷への印加電力がばらつく課題を解決するものである。ひいては、洗濯乾燥機の洗浄性能や、調理の仕上がりなど、安定した性能の家電機器を提供できるものである。
【００４２】
次に、図４〜６により、表示側コントローラ３に無線通信手段６を接続する構成では、無線通信手段６の処理を優先して行うことが可能なことを示す一例を説明する。
【００４３】
図４は、表示側コントローラ３のマイコンがＬＥＤやスイッチ（以下、ＳＷ）を制御するように構成した一例を示す。一般的な家電機器では、家電機器では、マイコンで必要なポート数（信号数）を節約する目的でスキャン回路で構成され、マイコンからは図４のトランジスタ１（以下、Ｔｒ１）、トランジスタ２（以下、Ｔｒ２）、トランジスタ３（以下、Ｔｒ３）を順次通電する時分割信号（以下、スキャン信号）を出力する。例えば、Ｔｒ１が通電されている期間は、ＬＥＤ１の消点灯の出力信号がマイコンのポート１に接続され、ＳＷ１の押下の入力信号のみがポート２に接続される。Ｔｒ２、Ｔｒ３の通電中もそれぞれ同様である。これにより、ＬＥＤ３個、ＳＷ３個の構成で６ポートが必要になるのに対して、スキャン信号の出力ポートｓｏ１、ｓｏ２、ｓｏ３の３ポートとＬｏ４、Ｓｉ５の合計５ポートで済むことになる。図４では、説明の簡略化のために、ＬＥＤ３個、ＳＷ３個の場合であるが、ＬＥＤやＳＷが多くなればなるほど、ポート数の低減効果は大きくなる。
【００４４】
図５、図６は、Ｓｏ１〜３のスキャン信号の一例を示したものであり、図５は、無線通信手段６を接続しない場合のグラフ図の一例、図６は無線通信手段６を主制御手段４に接続する場合のグラフ図の一例である。図５、６では、縦軸にポートＳｏ１〜３の電圧信号状態（Ｔｒ１〜３のＯＦＦレベルかＯＮレベル）を示し、横軸に時間経過を示している。
【００４５】
図３と同様に、無線通信手段６を主制御手段４に有線にて接続して、無線通信手段６の割り込み信号処理を優先した場合には、この割り込み処理分、例えば図６の△ｔ３で示す時間だけＳｏ２信号でのＴｒ２の通電が間延びし、Ｓｏ３信号でのＴｒ３の通電時間が短くなる。つまり、ＬＥＤ２、３が共に点灯しているケースでは、△ｔ３時間分ＬＥＤ２が長く点灯し、△ｔ３時間分ＬＥＤ３の点灯が短くなる。
【００４６】
しかし、一般的には、スキャン信号のＯＮ時間は、通常数ミリ秒であるのに対して、人間の視覚的な感度は残像効果などにより１００ミリ秒程度以上に点灯時間の差が発生した場合に認識できる感度であるため、数十マイクロ秒数〜数ミリ秒のＬＥＤの点消灯の変化は検出できないことが知られている。
【００４７】
このように負荷側の処理タイミングが厳密な一方、表示側の処理タイミングのズレに対しては許容度合いが大きいことを利用して、無線通信手段６を表示側コントローラ側に接続することで、従来の家電機器に無線通信手段を設けることが出来うるものである。
【００４８】
また、通常は表示側コントローラは、負荷側コントローラよりもモータなどの負荷自体からは物理的に離れて設置されるため、負荷のスイッチングノイズなどの影響が低減できる面でも無線通信手段の配置としても効果が生じると考えられる。
【００４９】
なお、以上の説明は、洗濯乾燥機もしくは洗濯機として説明したが、ＩＨ調理器では各コンロを制御するコントローラを負荷側とし、機器手前側の総合スイッチを制御するコントローラを表示操作側とすれば同様の効果を提供できる。また、エアコンの場合には、室内機を表示操作側、室外機を負荷側とすれば同様である。
【００５０】
さらに、各コントローラが同一機器内にある場合以外の構成でも適用が可能である。例えば、ヒートポンプ給湯器などでは、ヒートポンプ機器や貯湯タンクのコントローラを負荷側、風呂や台所のリモコンを表示操作側とすれば、同様の効果を提供できうるものである。
【００５１】
上記した実施の形態１における構成は、必要に応じて適宜組み合わせて使用することができるものであり、実施の形態そのものの構成に限られるものではない。
【００５２】
また、図３、図６のグラフ図に示した信号を制御するシーケンスは、コンピュータプログラム又はそれを記録した記録媒体により実現されても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明にかかる家電機器は、通信エラーや印加電力のバラツキをなくして、無線通信手段を備えることができるため、省エネ機能やリモート制御機能を備えたネット家電機器に広く利用することができるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１  洗濯乾燥機（家電装置）
２  第１のコントローラ（負荷側コントローラ）
３  第２のコントローラ（表示側コントローラ）
４、１３  主制御手段
５  表示操作手段
１４、１５  負荷制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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