JPH09510662A - 洗浄機器の動作サイクルを調整するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 洗浄機器の動作サイクルを調整するためのシステムおよび方法が提供される。本発明では、決定システムを有する制御器が濁度センサおよび温度センサから濁度および温度の測定値を受け、これらの測定値を使用して、機器の動作サイクルを被洗浄物品の汚れのレベル、汚れ除去速度および洗浄用の水の温度に合わせて調整する。好ましい形式では、決定システムは、液体温度センサおよび液体濁度センサからの入力値を受けたとき発動されるファジイ規則ベースを含むファジイ・システムである。決定システムはファジイ規則ベース内の規則を入力値に適合させて、信頼値を出力する。決定システムはこの信頼値を使用して、動作サイクルを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】 洗浄機器の動作サイクルを調整するためのシステムおよび方法 関連出願 本出願は、本出願人に譲渡され、本出願と同じ日に出願されたスミス（Ｓｍｉ ｔｈ）他による米国特許出願［出願人代理人整理番号９Ｄ−ＤＷ−１８７００］ 、発明の名称「濁度検知機構を有する皿洗い機」に関連している。 発明の背景 本発明は一般に、物品を洗浄する機器に関するものであり、更に詳しくは濁度 測定値および温度測定値を使用して、被洗浄物品の汚れのレベル、汚れ除去速度 、および洗浄用の水の温度に応じて洗浄機器の洗浄サイクルを調整する決定シス テムを有する機器に関するものである。 皿洗い機または衣類洗濯機のような機器でエネルギ消費量を減らすのは重要な 問題である。その１つの理由は、供給する水を加熱するために大量のエネルギが 必要になるからである。たとえば皿洗い機は、２つの別個の源からのエネルギを 使用する。１つの源は、皿洗い機に熱水を供給する熱水ヒータによって消費され る水加熱エネルギ（ＷＨＥ）である。第２の源は、皿洗い機内に囲まれている皿 洗い機ポンプおよび抵抗加熱素子を動作させるために使用される電気エネルギで ある。抵抗加熱素子は洗浄の間の水温を上昇させ、皿がきれいになった後に皿を 乾燥させる。 米国エネルギ省は製造業者に、電動機および加熱素子の消費エネルギをキロワ ット時メータで測定し、水量を流量計およびタイマで測定することを要求してい る。１サイクル当たりの総エネルギ消費量は、次式で定義される。 Ｅ＝ＷＨＥ＋Ｍ （１） ここで、ＷＨＥは、皿洗い機に熱水を供給するために熱水ヒータによって使用さ れる水加熱エネルギである。Ｍは、電動機および加熱素子によって消費される機 械的エネルギであり、キロワット時メータで測定される。供給する１２０Ｆ（華 氏）の熱水は一定の体積比熱（Ｃｖ）で５０Ｆの低温源から供給されるものとす る。 Ｃｖ＝０．００２４０キロワット時／（ガロン・Ｆ） （２） 代表的な皿洗い機の「標準」サイクルは、１サイクル全体で体積（Ｖ）の水を使 用する。 Ｖ＝９ガロン （３） 水加熱エネルギ（ＷＨＥ）の式は、Ｔ２を熱水の温度とし、Ｔ１を低温源からの 水の温度として、次の通りである。 ＷＨＥ＝ＶＣｖ（Ｔ２−Ｔ１） （４） したがって、１サイクルの水加熱エネルギ（ＷＨＥ）は次のようになる。 ９ガロン×０．００２４キロワット時／（ガロン・Ｆ）×７０Ｆ ＝１．５１２キロワット時 （５） １サイクル当たりの平均機械的エネルギ消費量は約０．６５キロワット時に達す る。式１から、「標準」サイクルでの平均総エネルギ消費量は２．１６キロワッ ト時である。したがって、水消費を減らすことにより水加熱エネルギを小さくす ることは、皿洗い機の総エネルギ消費に大きな影響を及ぼす。 効率を向上する従来の試みでは、皿洗い機に入れる皿の準備または状態が無視 されてきた。たとえば、従来の皿洗い機を使用する人は、皿洗い機が皿からすべ ての汚れを完全に除去し得るのか確実でないとき、皿を洗う前に皿をゆすぐ場合 がある。人が１０ガロンの熱水を使用して皿をゆすいだ後で「効率の良い」９ガ ロンのサイクルを動作させる場合、使用者が皿を予めゆすいだか否かに関係なく 、この同じ９ガロンのサイクルは動作する。適応（ａｄａｐｔｉｖｅ）皿洗い機 では、予めゆすがなくても９ガロン以下でひどい汚れに応動する。しかし、適応 皿洗い機を使用する人が皿をきれいにしてから皿洗い機に入れた場合、適応皿洗 い機は予めゆすがれた皿を検出して、６ガロンの修正サイクルを使用し、これに より総水消費量を１６ガロンに減らす。これに反して、従来の皿洗い機は使用者 の習慣に合わせて洗浄サイクルを効率よく調整するものではない。したがって、 水の使用量と洗浄時間が充分に最適化されていない。 発明の概要 したがって本発明の主要な目的は、水の使用量、洗浄時間およびエネルギ消費 を最適化する適応制御システムを有する洗浄機器を提供することである。 本発明のもう１つの目的は、濁度測定値および温度測定値を使用して、被洗浄 物品の汚れのレベル、汚れ除去速度および洗浄用の水の温度に合わせて洗浄機器 の動作サイクルを調整する制御システムを有する洗浄機器を提供することである 。 したがって本発明により提供される、汚れた物品を洗浄するための洗浄機器は 、汚れた物品を受け入れるための容器、液体を容器に分配する循環ポンプ、液体 の温度を検知する温度センサ、液体の濁度を検知する濁度センサ、ならびに温度 センサおよび濁度センサに応動して液体の温度および液体の濁度の関数として動 作サイクルを調整する制御器を含む。 以下に本発明をシステムおよび使用方法に関して好ましい実施例を参照して説 明を行うが、本発明がこの実施例に限定されないことは理解されよう。請求の範 囲に記載されている本発明の趣旨および範囲に含まれるすべての代案、変形およ び同等物を包含するものである。 図面の簡単な説明 図１は、本発明を用いる皿洗い機の概略図である。 図２は、図１の皿洗い機で使用される濁度センサの横断面図である。 図３は、濁度センサの中に配置された発光ダイオードの光パワーに温度が及ぼ す影響を示すグラフである。 図４は、濁度測定値に温度が及ぼす影響を示す性能曲線である。 図５Ａ乃至５Ｂは、それぞれ「標準洗浄」動作サイクルおよび「ポットこすり 洗浄」動作サイクルに対して使用されるパラメータを示す図表である。 図６は、図１の皿洗い機で使用される制御回路の概略回路図である。 図７は、図６のマイクロプロセッサで具体化される制御器のブロック図である 。 図８は、図７の制御器で使されるファジイ集合の変数および値の線図である。 図９は、図７の制御器で使用される規則を示す図表である。 図１０は、図７の制御器に対する制御面である。 図１１は、ファジイ規則の評価および脱ファジイ化（ｄｅｆｕｚｚｉｆｉｃａ ｔｉｏｎ）の例を示す線図である。 図１２は、図７の制御器の最上位レベルのフローチャートである。 図１３は、「注水」ルーチンのフローチャートである。 図１４は、濁度校正ルーチンを記述するフローチャートである。 図１５は、洗浄機の１サイクルの循環段階の主要な動作を示すフローチャート である。 図１６は、「予備洗い」ルーチンのフローチャートである。 図１７は、ヒータ制御ルーチンを記述するフローチャートである。 図１８は、「追加注水」ルーチンのフローチャートである。 図１９は、「主洗い」ルーチンのフローチャートである。 図２０は、「後すすぎ」ルーチンのフローチャートである。 図２１は、「最終すすぎ」ルーチンのフローチャートである。 図２２は、「排水」ルーチンのフローチャートである。 発明の詳細な説明 図１は本発明にしたがって物品を清浄または洗浄するための機器１０の概略図 である。本発明の実施例では、機器は皿洗い機であるものとして説明するが、こ の機器は洗濯機であってもよい。機器１０は、洗浄中の物品を収容するための容 器１２を含む。清浄水が弁２１、導管１４、注水じょうご１６および開口部１８ を介して容器に送られる。水はポンプ２０により分配され再循環される。詳しく 述べると、水溜２２の水が、ポンプ２０により再循環ホース２４を介して分配さ れる。濁度センサ２６および温度センサ２８が再循環ホース２４の中に取り付け られていて、再循環ホースの中の水の濁度および温度を測定する。図１では濁度 センサ２６は再循環ホース２４に取り付けられるものとして示されているが、こ のセンサはこの位置に制限されるものではなく、容器またはポンプのような他の 位置に配置することもできる。 濁度センサ２６および温度センサ２８の更に詳細な図が図２の断面図に示され ている。濁度センサはハウジング５１を含む。ハウジング５１の一端には流体流 チャネル５３が設けられている。この流体流チャネル５３は再循環ホース２４に 結合されており、これにより再循環ホース２４を通って液体が流れ得る。石英管 ５５がハウジング５１の内側に配置されて、Ｏ−リング５７によりハウジング５ １に結合されており、この石英管５５に液体が流体流チャネル５３を通って流入 する。石英管５５の頂部より上にプリント回路板６１が配置されており、プリン ト回路板６１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）６５、抵抗６３、サーミスタのよう な温度センサ２８、およびこれらの素子から伸びる複数のコネクタ５９を有する 。石英管５５の底部には、種々の電気構成要素を有する他の１つのプリント回路 板６１が配置されている。詳しく述べると、底部のプリント回路板６１は、光− 周波数変換器６９、および複数のコネクタ７１を含む。プリント回路板６１上の 電子回路は円筒形のスペーサ７３により石英管５５に対してハウジング５１の中 に位置決めされる。流体流チャネル５３を通って石英管５５に液体が流入すると き、ＬＥＤ６５が放出する電磁放射が図２に点線で示す光軸に沿って液体を通過 する。液体を通過する光の強度は汚れの量に逆比例する。高レベルの汚れがある 場合には、液体を通過する光の量は少なくなり、他方、汚れのレベルが低い場合 には、比較的多量の光が通過する。光−周波数変換器６９は、受けた放射強度を 周波数表示に変換して、制御器３０に送る。この濁度センサの詳細は、ここに引 用する前掲の米国特許出願［出願人代理人整理番号９Ｄ−ＤＷ−１８７００］に 説明されている。 制御器３０が、濁度の値と共に、温度センサ２８から出力される温度値を受け る。図３はＬＥＤ６５の光パワーと液体の温度との間の関係を示すグラフである 。このグラフによれば、温度が上昇するにつれて、ＬＥＤ６５の光パワーすなわ ち明るさが低下する。液体の温度が濁度センサ２６の測定する濁度値に及ぼす影 響は、図４の性能曲線に示されている。詳しく述べると、図４に示されているよ うに、温度が上昇するにつれて、濁度値は減少するように見える。性能曲線で濁 度値が減少して見えるのは、温度が上昇するにつれてＬＥＤ６５の光パワーすな わち明るさが低下するからである（図３参照）。光の明るさが低下すると、濁度 測定値は低下し、真の濁度値を正確に反映しない。したがって濁度センサ２６が 測定する濁度値は、温度に生じる変化を考慮して補償すべきである。 説明している実施例では、温度センサ２８によって測定された温度値に応じて 、濁度センサ２６によって測定された濁度値に加算または減算すべきオフセット 値を決定することにより、温度補償が行われる。機器１０の動作温度範囲内にあ る温度基準値を選択することにより、オフセツト値が得られる。説明している実 施 例では、機器１０の動作範囲は７５°Ｆと１６５°Ｆとの間にあり、温度基準値 は１２０°Ｆである。１２０°Ｆが温度基準値であるので、基準温度で生じる濁 度を反映するように濁度測定値を補償するのが好ましい。温度基準値（すなわち 、１２０°Ｆ）に対する濁度値の線形化は、線形方程式を使用することにより行 われる。線形方程式を使用することにより、動作温度範囲の可能な温度値のすべ てに対するオフセット値を求めて、濁度測定値の補償に使用することができる。 温度測定値が１２０°Ｆより高い場合には、濁度値は補償されるレベルより低い ので、対応する濁度値をオフセット値だけ大きくすることにより、それらの値を 大きくする必要がある（図４参照）。温度測定値が１２０°Ｆより低い場合には 、濁度値は補償されたレベルより高いので、対応する濁度値をオフセット値だけ 減らすことにより、それらの値を小さくする必要がある（図４参照）。しかし、 温度測定値が１２０°Ｆに等しい場合には、対応する濁度値にオフセットを加え る必要はない。説明している実施例では、制御器３０の中に配置された読出し専 用メモリ（ＲＯＭ）または電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲ ＯＭ）のようなメモリにオフセット値が記憶される。したがって制御器３０は濁 度センサ２６からの濁度値および温度センサ２８からの温度値を受けると、オフ セット値の探索テーブルで温度測定値を探す。次に制御器は温度測定値に対応す るオフセット値を読み出し、それに応じて濁度値を調整する。 再び図１を参照して説明すると、温度センサ２８および濁度センサ２６からの 測定値は制御器３０に送られる。制御器３０は測定値を使用することにより、洗 浄すべき物品の汚れレベル、汚れ除去速度、および容器の中を循環する水の温度 の関数として機器１０の動作サイクルを調整する。次に制御器は種々のリレーお よびソレノイドと連絡することにより、適当な制御動作を行う。容器１２の頂部 ３４から回転可能に支持された第１のスプレーアーム３２、容器の底部から回転 可能に支持された第２のスプレーアーム４０、および第２のスプレーアーム４０ に接続されたノズル３１が、洗浄の際、容器内に皿および他の食器等を支持する 上側および下側のラック３６に水を分配するように使用される。第１のスプレー アーム３２は上側ラック３６の頂部に水を分配する。第２のスプレーアーム４０ は下側ラック３６の底部に水を分配する。ノズル３１は第２のスプレーアームか ら上方に伸び、上側ラックの底部および下側ラックの頂部に水を分配する。水溜 ２２の水は、容器１２の中に支持された加熱素子３８により加熱される。機器が 循環モードで動作しているとき、水溜２２からの水は第１のスプレーアーム３２ 、第２のスプレーアーム４０およびノズル３１により分配される。機器が排水モ ードで動作しているとき、ポンプ２０により水は水溜２２から排出されて、放水 口４２を介して容器の外へ放出される。 本発明では、皿洗い機に適応制御システム３０が設けられており、適応制御シ ステム３０は皿洗い機の中を循環する水の濁度および温度を監視し、そして濁度 、温度、および濁度の変化速度で表される汚れ除去速度の関数として、以後「動 作サイクル」と呼ぶ動作シーケンスを変更する。動作サイクルは負荷の汚れレベ ルに適合するように変更され、これにより、水およびエネルギの使用量が最小に する。 皿洗い機では、完全な動作シーケンスすなわち１つの完全な動作サイクルは、 ウェット部分とドライ部分で構成される。ウェット部分は一連の動作すなわち一 連のサブサイクルで構成される。これらのサブサイクルを以後「作業サイクル」 と呼ぶ。各サブサイクルすなわち各「作業サイクル」は、注水動作、循環動作、 および排水動作を含む。完全な動作サイクルのウェット部分を構成する１組の「 作業サイクル」は、１つ以上の「予備洗い作業サイクル」、「主洗い作業サイク ル」、１つ以上の「すすぎ作業サイクル」、および「最終すすぎ作業サイクル」 を含む。使用者が選択可能な動作サイクルのオプション、たとえば「標準洗浄」 動作サイクルおよび「ポットこすり洗浄」動作サイクルの各々は、所定の最小数 および最大数の「予備洗い作業サイクル」および「すすぎ作業サイクル」を有す る。「標準洗浄」動作サイクルは、最小４つ、最大６つの「作業サイクル」を含 む。汚れのひどい負荷に対する延長サイクルである「ポットこすり洗浄」動作サ イクルは、最小５つ、最大８つの「作業サイクル」を含む。しかし、制御システ ム３０によって実際に実行される「作業サイクル」の数は、皿の汚れレベルに応 じて変わる。更に詳しく述べると、制御システム３０は、検知された濁度、検知 された温度、および濁度の変化速度で示される汚れ除去速度の関数として、「予 備洗い作業サイクル」および「すすぎ作業サイクル」の数を変えることにより、 皿の汚れ負荷に動作サイクルを適応させる。 「予備洗い作業サイクル」、「主洗い作業サイクル」、「すすぎ作業サイクル 」、および「最終すすぎ作業サイクル」は、注水時間、循環時間および最高水温 のようなパラメータに関して互いに異なる。更に、「主洗い作業サイクル」は洗 剤投入動作を含み、「最終すすぎ作業サイクル」はリンス剤投入動作を含む。種 々の「作業サイクル」に対する特定のパラメータが、「標準洗浄」動作サイクル については図５Ａの表に、「ポットこすり洗浄」動作サイクルについては図５Ｂ の表に示されている。注水時間、循環時間、最高温度を示すこれらの表の情報は ＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭのようなメモリの中の探索テーブルに記憶され、各「 作業サイクル」を実行するときに制御器により使用される。 図５Ａおよび５Ｂの表には、それらのパラメータをリストした「主洗い変更子 」部も含まれている。温度センサおよび濁度センサの入力の結果として、１つ以 上の「予備洗い作業サイクル」または「すすぎ作業サイクル」がスキップすなわ ち省略される場合、主洗い作業サイクルに対するパラメータが変更される。たと えば、図５Ａの表について説明すると、いずれの「作業サイクル」もスキップさ れない場合には、「標準洗浄」動作サイクルは全部で６つの「作業サイクル」、 すなわち２つの「予備洗い作業サイクル」、１つの「主洗い作業サイクル」、２ つの「すすぎ作業サイクル」、および１つの「最終すすぎ作業サイクル」を有す る。いずれの「作業サイクル」もスキップされない場合、「主洗い作業パラメー タ」は「主洗い作業サイクル」に対して図５Ａの表にリストされた「最初のパラ メータ」である。しかし、汚れ負荷に応じて、適応制御器は「作業サイクル」を ２つまで省略し、「作業サイクル」の総数を６つから５つまたは４つに減らす。 ２つの「作業サイクル」が省略される場合、「最初の洗い作業パラメータ」の代 わりに、「作業サイクル数」が４に対してリストされた「主洗い変更子」が用い られる。同様に、１つの「作業サイクル」が省略される場合、「最初の主洗い作 業パラメータ」の代わりに、「作業サイクル数」が５に対する「主洗い変更子」 が用いられる。「標準洗浄」動作サイクルと同様に、「ポットこすり洗浄」動作 サイクルに対する制御は、最初の洗浄パラメータに従って、「主洗い作業サイク ル」に進むように決定されるまで４つの「予備洗い作業サイクル」を行う。作業 サイ クル番号が５になる前に「主洗い作業サイクル」に進むように決定されたときは 、最初のパラメータを変更パラメータに替えるように制御される。「主洗い作業 サイクル」に進むように決定されたときに最初の「予備洗い作業サイクル」時間 が変更「作業サイクル」時間より短い場合には、その差に等しい時間の間だけ皿 洗い機に水を追加するように制御される。 変更子に置き換える効果は、循環期間の継続時間を短くすること、および使用 する水の最高水温をより低くすることである。水温は、食物汚れがどれだけ早く 有効に洗い落とされるかについての重要な因子である。洗浄性能を最適にするた めには、「主洗い作業サイクル」の終わりまでに水を図５Ａおよび５Ｂの表にリ ストされた最高温度にすることが望ましい。汚れ負荷が軽度であれば、比較的低 い最高温度で充分に洗浄することができる。したがって、「作業サイクル」をス キップするほど汚れ負荷が軽度であることをセンサの測定値が表しているときに は、より低い最高温度を用いることもでき、この場合にはエネルギ消費が更に低 減する。最終温度と洗浄性能との間のこの関係を考慮して、「主洗い作業サイク ル」に対する循環時間の継続時間を決める際および加熱素子の付勢を制御する際 に、最高温度値が使用される。最大循環時間を計算するための方法についての以 後の説明から明らかなように、最高温度が低いと循環周期の継続時間が更に短く なる傾向がある。 「主洗い作業サイクル」の場合、「主洗い作業サイクル」の継続時間は水温の 関数として最小値と最大値との間で変えられる。最小循環時間は図５Ａおよび５ Ｂの表にリストされた「循環時間」である。最大循環時間はリストにある「循環 時間」に「延長時間」を加えたものである。皿洗い機の加熱素子３８には、経験 的に定められた定数Ｋが関連している。定数Ｋは水温の上昇速度を「度／分」単 位で表したものである。制御器３０は指定された最高温度と前の注水動作の終わ りに得られた検知温度との間の温度差△Ｔを計算する。最高温度に達するために 必要な時間は、△Ｔを定数Ｋで割ることにより計算される。この時間値が最小の 指定された循環時間より大きく、かつ最大の循環時間より小さい場合には、この 計算された時間は「循環時間」として使用される。 制御器３０は、以後更に詳しく説明するようにセンサのデータを処理すること により、負荷の汚れレベルを推定する。所望の程度の汚れ除去が達成されたこと をこのデータが示していれば、選択された動作サイクルに対する洗浄制御プログ ラムが調整されて、１つ以上の後続の「作業サイクル」が省略される。前に述べ たように、１つ以上の作業サイクルを省略するという決定の結果、「主洗い作業 サイクル」の継続時間が調整される。 次に図６乃至１１を参照して、制御器について更に詳しく説明する。図６は、 皿洗い機の動作サイクルを制御するために使用される電子回路のブロック図であ る。図６で、マイクロプロセッサ４４は濁度センサ２６から入力を受ける。濁度 センサ２６は、水の濁度に逆比例する５０乃至１５０ｋＨｚの周波数出力を供給 する。清浄水の測定値は通常４０ｋＨｚ近辺になるが、非常に汚い水は５ｋＨｚ 近辺になる。マイクロプロセッサ４４は、水温を検知する温度センサ２８からの 入力も受ける。温度センサ２８は５０ＫのＮＴＣサーミスタであることが好まし く、このサーミスタは濁度センサ２６と一体化され、濁度センサの温度補償を行 うために使用される。マイクロプロセッサ４４は、洗剤帰還装置、排水帰還装置 、ドア・ラッチ、過注水帰還装置および能動通気口帰還装置のような図６に示さ れていない他の装置からのステータス情報も受ける。洗剤帰還装置は低電圧スイ ッチであり、スイッチがホーム位置にあるときスイッチが論理的アースに閉じら れると、洗剤帰還信号を供給する。排水帰還装置は低電圧スイッチであり、ゲー ト弁が排水位置にあるときスイッチが論理的アースに閉じられると、排水帰還信 号を供給する。ドア・ラッチは、皿洗い機へのドアがラッチされたとき６０Ｈｚ の信号を供給する。過注水帰還装置は、過注水状態が存在する（すなわち、皿洗 い機の水位が所定の限界を超えた）場合にマイクロプロセッサ４４に通知する。 能動通気口帰還装置は、能動通気口がホーム位置にあるときマイクロプロセッサ ４４に通知する。 濁度センサ２６、温度センサ２８、洗剤帰還装置、排水帰還装置、ドア・ラッ チ装置、過注水帰還装置および能動通気口帰還装置から受信したステータス情報 をマイクロプロセッサ４４は処理して、ポンプ２０、水弁２１、加熱素子３８、 排水ソレノイド２３、排水ポンプ２５、洗剤トリップ電動機２７および能動通気 口電動機２９のような構成要素を制御する。排水ソレノイド２３はポンプ２０の 弁を動作させ、約５秒間付勢されることにより、水圧が最低レベルに下降するま で排水することができる。排水ポンプ２５は排水システムの中に配置された補助 ポンプであり、選択された排水に対して皿洗い機の水溜を完全にからにする。洗 剤トリップ電動機２７は「主洗い作業サイクル」の間は洗剤を供給し、「最終す すぎ作業サイクル」の間はリンス剤を供給する。能動通気口２９はウェット部分 の間は閉じられ、ドライ部分の間は開かれる。マイクロプロセッサ４４からの制 御出力は、電力モジュール４５を介してポンプ２０、水弁２１、加熱素子３８、 排水ソレノイド２３、排水ポンプ２５、洗剤トリップ電動機２７および能動通気 口２９に伝えられる。電力モジュール４５は、１２０Ｖの交流を低電圧の交流に 降圧するための変圧器、ならびに交流を直流に変換するための整流器およびフィ ルタを含んでいると共に、主ポンプ電動機２０、水注水ソレノイド２１、排水ポ ンプ電動機２５、排水ソレノイド２３、ヒータ３８、能動通気口電動機２９およ び洗剤トリップ電動機２７に対する電力をスイッチングするためのリレーを含ん でいる。 表示装置４７は使用者に対して視覚による帰還を与える。表示装置は真空管蛍 光表示装置であることが好ましく、サイクル選択、サイクル・ステータス、エネ ルギ監視バー、オプション選択および遅延開始時間を表示する。表示装置は、皿 洗い機が「標準洗浄」動作サイクルまたは「ポットこすり洗浄」動作サイクルに なっているかを使用者に知らせる。また、表示装置４７は使用者に皿洗い機が洗 浄、乾燥、清浄化またはすすぎを行っているかを知らせ、他の動作情報を知らせ る。キーパッド４９により、使用者は所望の動作サイクル、たとえば「標準洗浄 」動作サイクルまたは「ポットこすり洗浄」動作サイクルを選択することができ る。 上記のように、機器１０の動作サイクルは制御器３０により制御される。制御 器３０を図７に更に詳しく示してある。制御器にはマイクロプロセッサ４４が含 まれており、マイクロプロセッサ４４は、センサ入力データを処理することによ り、選択された動作サイクルを負荷に適合させるように１つ以上の「作業サイク ル」をスキップすべきか否か決定する決定システム４６を含んでいる。決定シス テム４６はファジイ論理システムであるのが好ましいが、線形システムまたは非 線形システムも本発明の範囲内にある。ファジイ論理システムは、インタプリタ ５０とともに使用される一組のファジイ規則で構成される規則ベース（ｒｕｌｅ ｂａｓｅ）４８を含んでいる。インタプリタは、量子化段５２、推論エンジン または段５４、および脱ファジイ化（ｄｅｆｕｚｚｉｆｉｃａｔｉｏｎ）段５６ を含んでいる。ファジイ論理システムでは、量子化段は濁度センサ２６および温 度センサ２８からの入力、ならびにマイクロプロセッサによって計算された濁度 導関数を受ける。濁度導関数は前の作業サイクルから現在のサイクルへの濁度の 変化（すなわち、前の濁度−現在の濁度）である。量子化段はこれらの入力を取 り入れ、それらをディメンジョンにおいて規則ベース内の規則と適合させる。推 論段は、ファジイ規則ベース内の各規則を、濁度センサおよび温度センサからの 入力値ならびに計算された濁度導関数に適合させる。また、推論段は、部分的適 合を持つことが見出された規則を集合して、信頼値（ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ ｖ ａｌｕｅ）を発生する。脱ファジイ化段は、最大ドット重心（ｍａｘｉｍｕｍ ｄｏｔ ｃｅｎｔｒｏｉｄ）法を使用して、信頼値を１つの数に要約する。この 数は次にマイクロプロセッサによって使用されて、所定の閾値と比較される。以 下に更に詳しく説明するように、信頼値が所定の閾値より大きい場合には、制御 器は「作業サイクル」をスキップするか、または開始する。熟練した当業者には 明らかなように、ファジイ論理システムの具体化には多数の設計上の選択があり 、本発明は上記の具体化例に制限されない。 決定システム４６における変数は、温度、濁度、濁度の導関数および信頼値で ある。詳しく述べると、温度、濁度および濁度の導関数の測定値は、信頼値を決 定するために使用される。変数に対するファジイ集合およびそれらのそれぞれの メンバシップ値が図８に示されている。詳しく述べると、濁度変数は非常に低い （ＶＬ）、低い（ＬＯＷ）、中位（ＭＥＤ）および高い（ＨＩＧＨ）に分けられ た集合を持つ。濁度の導関数（ｄ「濁度」）変数は負（ＮＥＧ）、零（ＺＥＲＯ ）および正（ＰＯＳ）に分けられた集合を持つ。温度変数は低い（ＬＯＷ）、中 位（ＭＥＤ）および高い（ＨＩＧＨ）に分けられた集合を持つ。信頼変数（ＣＶ ）は信頼値に対して非常に低い（ＶＬ）、低い（ＬＯＷ）、中位（ＭＥＤ）、高 い（ＨＩＧＨ）および非常に高い（ＶＨ）に分けられた集合を持つ。各ファジイ 集合は、変数の所与の値に対してメンバシップの程度すなわち信用度を反映する 対 応するメンバシップ関数を有することに留意されたい。このメンバシップ関数は 、反映される値が［０，１］の範囲にある限り、任意の形式であってもよい。た とえば好ましい実施例では、濁度変数が０乃至２１の範囲の値である場合には、 これは高（ＨＩＧＨ）のファジイ集合に１００％当てはまる。濁度変数の値が２ ２乃至４２であれば、この値は高および中位のファジイ集合に或る程度のメンバ シップを有する。濁度変数の値が４３乃至６２であれば、この値は中位および低 のファジイ集合に或る程度のメンバシップを有する。濁度変数の値が６３乃至８ １であれば、この値は低および非常に低のファジイ集合に或る程度のメンバシッ プを有する。濁度変数が８２乃至１００までの範囲の値である場合には、これは 非常に低のファジイ集合に１００％当てはまる。他の変数（すなわち、ｄ「濁度 」、温度およびＣＶ）はそれぞれのファジイ集合の値の間に同様のオーバラップ 領域を有する。濁度に対するファジイ集合の値と同様に、ｄ「濁度」、温度およ びＣＶに対するファジイ集合の値は、［０，１００］の範囲の値を反映する同様 のメンバシップ関数を有する。 ファジイ集合は濁度、ｄ「濁度」、温度に対する入力変数値をＣＶに対する出 力変数値に関連づける。この関連づけは、規則ベース４８に記憶されたファジイ 規則によって行われる。ファジイ規則は、１つ以上の前件（ａｎｔｅｃｅｄｅｎ ｔ）と、１つ以上の帰結（ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅ）より成る結論とを有する。 たとえば、１つの規則は次のようになり得る。 （濁度がＶＬであり）かつ（ｄ「濁度」がＮＥＧである）場合、 ＣＶはＶＨである。 この例では、前件は「（濁度がＶＬであり）かつ（ｄ濁度がＮＥＧである）場 合」である。前件が満足されれば、ＣＶに対する結論はＶＨである。これらの規 則の集りはファジイ・システムを構成する。ファジイ・システムは入力を取り入 れ、どの規則が発動されるかに応じて出力を生じる。ファジイ・システムでは、 ある規則の前提が非零の信用レベルを評価する場合には、その規則が発動する。 規則が発動すると、それはファジイ・システムの出力に寄与する。ファジイ・シ ステムの規則は異なる程度に発動する。ファジイ規則は、イエスかノーかの応答 ではなくて、各規則の前提の中の信用の程度に応じて、「灰色の度合い」の応答 を生じる。更に、与えられた入力群に対して１つより多い規則が発動することが あるので、ファジイ・システムの出力は数個の規則の組合わされた結果となるこ とがある。 説明している実施例で使用される規則は次の通りである。 規則１：（濁度がＶＬであり）かつ（ｄ「濁度」がＮＥＧである）場合には、 ＣＶ＝ＶＨ 規則２：（濁度がＶＬであり）かつ（ｄ「濁度」がＺＥＲＯである）場合には 、ＣＶ＝ＶＨ 規則３：（濁度がＶＬであり）かつ（ｄ「濁度」がＰＯＳである）場合には、 ＣＶ＝ＨＩＧＨ 規則４：（濁度がＬＯＷであり）かつ（ｄ「濁度」がＮＥＧである）場合には 、ＣＶ＝ＨＩＧＨ 規則５：（濁度がＬＯＷであり）かつ（ｄ「濁度」がＺＥＲＯである）場合に は、ＣＶ＝ＭＥＤ 規則６：（濁度がＬＯＷであり）かつ（ｄ「濁度」がＰＯＳである）場合には 、ＣＶ＝ＬＯＷ 規則７：（濁度がＭＥＤであり）かつ（ｄ「濁度」がＮＥＧである）場合には 、ＣＶ＝ＬＯＷ 規則８：（濁度がＭＥＤであり）かつ（ｄ「濁度」がＺＥＲＯである）場合に は、ＣＶ＝ＶＬ 規則９：（濁度がＭＥＤであり）かつ（ｄ「濁度」がＰＯＳである）場合には 、ＣＶ＝ＶＬ 規則１０：（濁度がＨＩＧＨであり）かつ（ｄ「濁度」がＮＥＧである）場合 には、ＣＶ＝ＶＬ 規則１１：（濁度がＨＩＧＨであり）かつ（ｄ「濁度」がＺＥＲＯである）場 合には、ＣＶ＝ＶＬ 規則１２：（濁度がＨＩＧＨであり）かつ（ｄ「濁度」がＰＯＳである）場合 には、ＣＶ＝ＶＬ 規則１３： 重み＝１．５０ 温度がＬＯＷである場合には、ＣＶ＝ＶＬ 規則１４： 重み＝０．２５ 温度がＭＥＤであ場合には、ＣＶ＝ＭＥＤ 規則１５： 重み＝０．２５ 温度がＨＩＧＨである場合には、ＣＶ＝ＨＩＧＨ これらのファジイ規則、およびそれらの入力変数と出力変数との間の関係が、 図９の規則表に表形式で示されている。詳しく述べると、規則表は、温度、濁度 、および濁度の導関数の変数の特定の入力値に対して出力変数の信頼値がどうな るかを示している。たとえば、濁度の導関数が零で、かつ濁度が中位である場合 には、信頼値は非常に低くなる。濁度の導関数が正で、かつ濁度が非常に低い場 合には、信頼値は中位になる。一般に、軽度の汚れレベルでは必要な洗浄動作サ イクルは短くなるが、重度の汚れレベルでは必要な洗浄動作サイクルは長くなる 。更に規則表に示されているように、温度が低い場合には、信頼値は非常に低く なる。温度が中位である場合には、信頼値は中位になる。温度が高い場合には、 信頼値は高くなる。説明している実施例では、温度規則は各々、濁度および濁度 の導関数に対する規則に影響を及ぼす関連する規則重みを持っている。規則１乃 至１２に関連する規則重みは１．０である。規則１３乃至１５に関連する規則重 みは上記した通りであり、また図９にも示されている。したがって、高温では洗 浄動作サイクルを短縮する可能性が大きくなるが、低温では洗浄動作サイクルを 長くする可能性が大きくなる。これらの規則ならびにそれらの入力変数と出力変 数との関連が図１０の制御面に更に詳しく示されている。図１０の制御面は、濁 度の導関数が特定の値、特に零の一定値である場合の、信頼値ＣＶと温度変数お よび濁度変数との関係を図示したものである。 ファジイ規則が発動するとき、それは規則の前提の中の各前件の信用レベルに 応じて或る特定の程度まで発動する。これらの前件は、メンバシップ関数を使用 して評価されて、信用レベルを生じる。これらの信用レベルは次に、ファジイ演 算子を使用して組み合わされて、最終出力アクティベーション・レベルを生じる 。最終的に、この出力アクティベーション・レベルを使用して、ファジイ出力集 合 がスケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ）されるか又はクリップされる。出力をクリッ プすることは最大−最小推論と呼ばれ、出力をスケーリングすることは最大−ド ット推論と呼ばれる。ある規則に対するアクティベーション・レベルが高くなる ほど、その規則はすべての規則の組み合わせ出力に対して、より多く寄与する。 すべてのファジイ出力集合が演算されると、それらは加算されるか又は結合され て、組合わせファジイ出力集合を作成する。前に述べたように最大−ドット／重 心推論は、説明している実施例で使用される好ましい脱ファジイ化手法である。 最大−ドット／重心推論の脱ファジイ化手法は次の式を使用して、出力変数ＣＶ に対する最終値を演算する。 ここで、α_iは規則の適用可能性、Ｍ_iはメンバシップ関数のモーメント、Ｗ_iは 規則ｉに割り当てられる重み、そしてＡ_iはメンバシップ関数の面積である。評 価および脱ファジイ化を遂行するために、最大−最小、最大値平均、高さ法のよ うな他の周知の脱ファジイ化法を使用することもできる。 説明している実施例がどのようにファジイ規則を評価するかの一例が図１１に 示されている。この例では、濁度の入力値は８０であり、ｄ「濁度」は０であり 、そして温度は１１０である。与えられた入力変数値の場合、ある程度まで発動 する３つの規則がある。それぞれの入力に対する３つの規則の適用可能性の程度 が「規則適用可能性」と記した柱状の範囲内に、温度計型のアイコンで示されて いる。図１１では、規則２の適用可能性は０．９であり、規則５の適用可能性は ０．１であり、規則１４の適用可能性は１．０である。各規則の出力（すなわち ＣＶ）は図１１の右側の欄にスケーリングされた分布として示されている。各規 則についての出力は上記の最大−ドット／重心推論／脱ファジイ化法を使用する ことにより得られる。３つの規則はある程度まで発動するので、それらのそれぞ れの出力分布を一緒に加算することにより、１つの出力分布が形成される。この 出力分布は、図１１の最も右側の欄に示されている。重心または平均を求めるこ とによ り、単一のＣＶ出力値が得られる。この例では、ＣＶについての出力値は７４で ある。次にファジイ・システムはＣＶ出力値を使用して、これを閾値と比較する 。ＣＶおよび閾値についての値が何であるかに応じて、ファジイ・システムは機 器の「作業サイクル」を開始するか、スキップするか、または変更し、機器の動 作サイクルの継続時間を調整する。 制御器の動作は図１２乃至２２に更に詳しく示されている。皿洗い機の使用の 準備ができると、使用者はドアを閉めて、キーパッド４９を介して所望の動作サ イクルを入力する。説明している実施例では、２つの動作サイクル、すなわち「 標準洗浄」動作サイクルおよび「ポットこすり洗浄」動作サイクルだけを詳しく 説明する。しかし、多数の機能を有する皿洗い機では、使用者は「陶磁器クリス タルガラスサイクル」、「すすぎおよび保持サイクル」のような付加的な動作サ イクルを選択することができる。所望の動作サイクルを選択した後、使用者はオ プションとしてキーパッド４９を使用して、後の時間まで機械の開始を遅らせた り、中断無しに動作サイクルを続けられるようにキーパッドをロックしたり、選 択された動作サイクルをクリアしたり、他の動作サイクルを選択したり、エネル ギを節約するために「エネルギ節約乾燥」サイクルを選択することができる。更 に、使用者が所望の動作サイクルを選択したくない場合には、デフォルト（工場 設定）動作サイクルが選択される。所望の動作サイクルが選択されると、制御器 ３０は選択された動作サイクルを使用して皿洗い機を始動する。次いで、表示装 置が動作サイクル全体を通じてステータス情報を使用者に与える。 次に、図１２乃至２２に示されたフローチャートを参照して、始動された後の 制御器３０による皿洗い機１０の動作を説明する。図１２は動作サイクルを表す 最上位レベルのフローチャートである。ブロック５８で使用者または遅延タイマ により動作サイクルが開始された後、制御器はランダム・アクセス・メモリ（Ｒ ＡＭ）に記憶された変数（すなわち、濁度、濁度の導関数、温度、およびＣＶ） に値を割り当てて機器１０の状態をチェックすることにより、ファジイ・システ ムを初期設定する。また、ブロック６０で作業番号計数値が１にセツトされ、ブ ロック６２ですすぎスキップ・フラグが「偽（ｆａｌｓｅ）」にセツトされる。 この時点で、機器は洗浄動作を開始する用意ができる。 前に述べたように動作サイクルは一連の「作業サイクル」を含んでいる。この 一連の「作業サイクル」は、１つ以上の「予備洗い作業サイクル」、「主洗い作 業サイクル」、および「最終すすぎ作業サイクル」を含む１つ以上の「すすぎ作 業サイクル」を有する。図１２に示されるように、各作業サイクルは主として４ つの動作、すなわちブロック６４での洗浄パラメータを読み出す動作、ブロック ６６での機器に注水する動作、ブロック６８での水を循環させる動作、およびブ ロック７０での機器から排水する動作を含む。洗浄パラメータ読み出しステップ で、表５Ａおよび５Ｂに示されたデータの入れてある探索テーブルから作業サイ クルに対する変数が検索される。注水動作の間、継続時間が約８０秒の時限注水 により、洗浄のための清浄水が機器に注入される。注水に続いて、洗浄システム のポンプ動作により水が循環される。循環期間の継続時間は制御器により決めら れる。循環期間に続いて、制御器は、被洗浄物品から除去された微粒子、および その「作業サイクル」中に加えられた洗剤またはリンス剤とともに水を排出する 。ブロック７２で、遂行される「作業サイクル」の数が制御器に記憶された最大 作業値により決められる。適切な数の「作業サイクル」が遂行された後、ブロッ ク７４で動作サイクルが終了する。 図１３は、図１２に示された注水動作を表すフローチャートである。この動作 の際、機器に供給される清浄水の量を制御する注水動作の継続時間が注水タイマ により決められ、濁度センサが校正され、清浄水基準値（ＣＷ）が設定される。 注水動作の初めに、制御器は、ブロック７５で注水タイマを初期設定し、ブロ ック７６で注水ソレノイド２１を付勢して清浄水を機器に入れる。注水タイマが 終了するまで、水弁はオンのままになっている。特に、図１３に示すように、制 御器はブロック１２３でタイマのステータスをチェックする。タイマがタイムア ウトすると、ブロック１２５で注水ソレノイド２１がオフにされて、注水動作が 終了する。 説明している実施例では、最初の注水動作の間に濁度センサが自己校正する。 これにより、乱流、食物微粒子および気泡の影響により変えられないような清浄 水の濁度の測定が可能になる。この校正により、濁度センサの構成要素の変動お よび老化が補償されるとともに、清浄水の濁度の変動が補償される。校正動作の 目的は、濁度センサのパルスを計数する時間の最適長さを決めることである。適 当な時間の長さが決められない場合には、濁度センサ２６の計数が少な過ぎたり 、多過ぎたりして、洗浄の間の測定値に誤りが生じる。説明している実施例では 濁度校正動作により、最適な時間長すなわち測定期間が調整されるので、濁度セ ンサ２６は清浄水に対して３２５１２個と４９１５２個の間のパルスを出力する 。たとえば、測定期間が１秒で、制御器３０が濁度センサ２６から生じる６００ ００個のパルスを計数する場合、制御器は６００００個のパルスが４９１５２個 の計数限界を超えると判定して、測定は２００ミリ秒減らして０．８秒にする。 これにより、同じ清浄水に対して、計数値は４８０００となる。４８０００は限 界内にあるので、校正ルーチンは測定期間に対してそれ以上の調整を行わない。 再び図１３に示された注水ルーチンを参照して説明する。最初の注水動作すな わち作業サイクル番号１に対する注水動作の際、注水時間の最初の３０秒が経過 した後、ブロック７７および７８での判定により、図１４の校正ルーチンがブロ ック１０９で呼び出される。 次に、図１４のフローチャートで、濁度校正動作を説明する。上記のように校 正動作は、清浄水に対するパルスを出力する濁度センサ２６の最適測定期間を決 める。ブロック８１で、校正タイマは、前の校正の間に設定された測定期間を表 す校正「タイマ値」にセットされる。説明している実施例では、校正「タイマ値 」は０．４秒乃至３．０秒の範囲にある。初期値は、制御システムの電源投入時 に１．０秒に設定するのが好ましい。これは説明されていないルーチンであるが 、電源遮断の後に電力が回復したときだけ実行される。その後、初期「タイマ値 」は前の動作サイクルの間に決められた値となる。また、パルスカウンタがブロ ック８３で初期設定され、零に設定される。初期設定の後、ブロック８５で校正 タイマが始動され、パルスカウンタは濁度センサ２６から生じる出力パルス数の 計数を開始する。ブロック８７で校正タイマが終了して零とならない限り、パル スカウンタは濁度センサ２６から生じる出力パルス数の計数を維持する。ブロッ ク８７で校正タイマが終了して零となれば、ブロック８９でパルスカウンタから パルス計数値が取り出される。ブロック９１でパルス計数値が３２５１２より小 さい場合には、ブロック９３で校正タイマ値が０．２だけ大きくされる。次に、 新 しい校正「タイマ値」はブロック９５で比較されて、３．０より大きいか否か判 定される。新しい校正「タイマ値」が３．０より大きい場合には、ブロック９７ で「低信号故障」フラグがセットされる。「低信号故障」は、濁度センサが故障 モードにあることを表示する。通常、「低信号故障」は、ＬＥＤの故障、受信器 の故障、低電力のような電気的障害、もしくは光路の遮断または光窓の劣化よう な機械的問題によって生じる。「低信号故障」フラグがセットされると、校正動 作が停止し、制御器がデフォルト動作サイクルを起動する。新しい校正「タイマ 値」が３．０より小さければ、校正動作はブロック８３に戻り、最初からやり直 す。ブロック９１でパルス計数値が３２５１２より大きい場合には、ブロック９ ９でパルス計数値が４９１５２より大きいか調べられる。ブロック９９でパルス 計数値が４９１５２より大きい場合には、ブロック１０１で校正「タイマ値」が ０．２だけ小さくされる。次に、ブロック１０３で新しい校正「タイマ値」が０ ．４より小さいか判定するために比較される。新しい校正「タイマ値」が０．４ より小さい場合には、ブロック１０５で「高信号故障」フラグがセットされる。 通常、「高信号故障」は、ＬＥＤの発光強度が一層高い場合、濁度センサ２６へ の電力の増大のような電気的障害、もしくは間欠的接続のような機械的問題によ って生じる。「高信号故障」フラグがセットされると、校正動作が停止し、制御 器がデフォルト動作サイクルを起動する。新しい校正「タイマ値」が０．４より 大きければ、校正動作はブロック８３に戻り、最初からやり直す。ブロック９９ でパルス計数値が４９１５２より小さい場合には、ブロック１０７で測定期間を 表すこの校正「タイマ値」が退避され、プログラムは図１３の注水ルーチンに戻 る。 濁度センサ２６が校正されて、その測定期間が調整され退避された後、濁度セ ンサは濁度測定を行う用意ができる。以下の説明では、濁度測定について説明す る。このような測定の各々は、実際には４つの相次ぐ濁度センサの読み出し値で 構成される。この４つの相次ぐ濁度センサの読み出し値は平均されることにより 、データが平滑化される。したがって、各測定値は４つのセンサ読み出し値の平 均を表す。 再び、図１３の注水ルーチンを参照して説明する。センサの校正の完了に続い て、ブロック１１１から始まって「清浄水」基準値（ＣＷ）が決められる。濁度 の測定値はブロック１１３で「健全値」としてメモリに記憶される。 次にブロック１１７で「健全値」が「平均清浄水値」と比較される。この平均 清浄水値はＣＷａｖｇと表される。これは、先行する８個の動作サイクルの間に 決められた先行する８個の清浄水値の丸め平均である。 現在の動作サイクルに対する清浄水基準値ＣＷは、ブロック１１７、１１９お よび１２１によって決められて、「健全値」およびＣＷａｖｇのうち大きい方と なる。 この「清浄水」値は次に濁度を決めるために使用される。詳しく述べると、濁 度は次式のように定義される。 濁度＝（現在の濁度測定値）／（清浄水値） （９） 次に、上記の比に１００を乗算することにより、濁度は正規化される。清浄水 は一般的には濁度値が１００であり、他方、非常に濁った水の値は５乃至２０で ある。 再び図１２を参照して説明する。注水動作の後に、循環動作が続く。図１５に 循環動作が更に詳しく示されている。各「作業サイクル」に対する循環動作は、 それが「予備洗い作業サイクル」、「主洗い作業サイクル」、「すすぎ作業サイ クル」、「最終すすぎ作業サイクル」のいずれであるかによって左右される。図 １５のルーチンはどの作業サイクルを実行中であるかを判定して、次の循環ルー チンすなわち「予備洗い」、「主洗い」、「すすぎ」および「最終すすぎ」の内 の適切な１つに分岐する。これらのルーチンは各々、対応する「作業サイクル」 の特定の段階を制御する。「予備洗い」ルーチンは、「主洗い作業サイクル」の 前に生じる１つ以上の循環動作の際に呼び出される。「主洗い」は「主洗い作業 サイクル」を表し、洗剤の投入を含む。「主洗い作業サイクル」に続いて、数個 の「すすぎ作業サイクル」があり得る。この「すすぎ作業サイクル」は洗剤およ び懸濁微粒子を除去する役目を果たす。「最終すすぎ作業サイクル」は洗浄動作 サイクルの最終循環動作を含み、これはリンス剤の投入を含む。循環動作の際、 ブロック８８で作業番号計数値が「主洗い作業サイクル」を表す番号より小さい と判定された場合、ブロック９０で「予備洗い」動作が作動される。「予備洗い 」動作についての更に詳しい説明は後で行う。作業番号計数値が「主洗い作業サ イ クル」を表す番号より大きい場合には、さらにブロック９２で作業番号計数値が 「主洗い作業」番号に等しいか判定される。作業番号が「主洗い作業」番号に等 しい場合には、ブロック９４で「主洗い」が行われる。「主洗い」動作の更に詳 しい説明は後に行う。作業番号が「主洗い作業」番号に等しくない場合には、ブ ロック９６で作業番号が最大作業番号より小さいか判定される。作業番号が最大 作業番号より小さい場合には、ブロック９８で「すすぎ」が行われる。「すすぎ 」動作の更に詳しい説明は後で行う。作業番号が最大作業番号以上である場合に は、ブロック１００で「最終すすぎ」が行われる。「最終すすぎ」動作の更に詳 しい説明は後で行う。 図１６は「予備洗い」ルーチンの詳細なフローチャートである。このルーチン は「主洗い」ルーチン、「すすぎ」ルーチおよび「最終すすぎ」ルーチンより複 雑である。このルーチンは汚れレベルに合うように動作サイクルを調整する。こ のルーチンでは、決定システム４６が、「主洗い作業サイクル」を実行する時点 および／または「主洗い作業サイクル」後に「すすぎ作業サイクル」をスキップ するかを決定する。このルーチンでは、循環タイマおよび決定システムの状態ま たはステータスと水温の組み合わせにより、「予備洗い作業サイクル」の継続時 間および数が指定される。「予備洗い」ルーチンの初めに、ブロック１０２で循 環タイマがセットされる。これにより、図５Ａ乃至５Ｂの洗浄パラメータ探索テ ーブルから得られる予め決められた時間の間、水が循環される。循環タイマは、 「注水」ルーチンの完了後に始動される。通常、循環タイマは約２分乃至約３１ 分間動作する。 ブロック１０４で循環タイマがまだオンであると判定された場合、ブロック１ ０６で制御器は循環動作段階の間、水温を調節する。ヒータ制御による調節を表 すフローチャートが図１７に示されている。詳しく述べると、ブロック１２７で 実際の水温が温度センサ２８により測定され、ブロック１２９で最高温度設定値 と比較される。ブロック１２７で実際の温度が最高温度設定値より低いと判定さ れた場合には、ブロック１３１で実際の温度が最高温度設定値から２度引いたも のと比較される。実際の温度が最高温度設定値から２度引いたものより低ければ 、ブロック１３３でヒータ素子３８がターンオンされる。しかし、実際の温度が 最 高温度設定値から２度引いたものより高ければ、ヒータ制御サブルーチンは完了 する。ブロック１２９で実際の温度が最高温度設定値より高いと判定された場合 は、ブロック１３５でヒータ素子３８がターンオフされ、ヒータ制御サブルーチ ンは完了する。 再び図１６を参照して説明する。循環時間が経過した後、制御器が１０８で濁 度センサの読み出しを行い、前に述べたように値を正規化する。濁度値を正規化 した後、制御器３０はブロック１１０で濁度の導関数を演算する。濁度の導関数 （ｄ「濁度」）は、マイクロプロセッサにより演算され、次式のように定義され る。 ｄ「濁度」＝（前の濁度）−（現在の濁度） （１０） 第１の循環注水では、比較のための前の値が無いので、ｄ「濁度」の値は零とな る。濁度値を読み出してｄ「濁度」の演算を行う他に、制御器３０はブロック１ １２で温度センサの読出しを行う。 濁度センサの読出しを行い、濁度の導関数が演算され、温度センサの読出しが 行われた後、ブロック１１４で決定システムが呼び出される。そこで決定システ ムは、これらの３つの値を入力として受け入れる。決定システムはこれらの入力 を使用して、「すすぎ作業サイクル」をスキップすべきか、あるいは「予備洗い 作業サイクル」をスキップすべきか決定し、「主洗い作業サイクル」を実行する 。上記のように、決定システムはブロック１１５でファジイ論理を使用して、与 えられた入力値に対する出力値ＣＶを演算する。次にブロック１１６で、演算さ れたＣＶ値は所定の閾値と比較される。説明している実施例では、所定の閾値は ５０である。ＣＶ値が所定の閾値より大きくない場合には、検知された状態は動 作サイクルを変える必要はないので、決定システムはブロック１１８ですすぎス キップ・フラグをリセットし、ブロック１２０で作業カウンタを歩進させ、「予 備洗い」ルーチンを完了し（すなわち、図１５の「循環」ルーチンを完了し）、 図１２に示されたような「排水」動作を開始させる。他方、ＣＶ値が所定の閾値 以上である場合には、検知された状態は動作サイクルを変える価値があるので、 決定システムはブロック１２２で「主洗い作業サイクル」を作動すべきか、ある いは「予備洗い作業サイクル」を続行すべきか決定する。詳しく述べると、ブロ ッ ク１２２で作業番号が１に等しいと判定された場合には、「主洗い作業サイクル 」は作動されず、「予備洗い作業サイクル」が続行される。「予備洗い作業サイ クル」が続行される場合には、ブロック１２４ですすぎスキップ・フラグがセッ トされて「すすぎ作業サイクル」をスキップするための段階が設定され、ブロッ ク１２０で作業番号が歩進され、「予備洗い」ルーチンが完了し（すなわち、図 １５の「循環」ルーチンが完了し）、図１２に示されているような「排水」動作 が開始される。判定ブロック１２２により、制御器３０が第１の「予備洗い作業 サイクル」から「主洗いサイクル」に切り替わることが防止される。 しかし、ブロック１２２で作業番号が１に等しくないと判定された場合には、 ブロック１２６乃至１４２によって表される一連の動作により「予備洗い作業サ イクル」が「主洗いサイクル」に切り替わる。詳しく述べると、決定システムは ブロック１２６で、「主洗い作業サイクル」に対する洗浄パラメータを読み出す 。洗浄パラメータは、図５Ａ乃至５Ｂの表中の主洗い変更子部分に見出される。 このステップで、付加的な注水時間が決められ、循環時間が調整され、そして最 高温度および延長時間が主洗い変更子部分の中の値に変更される。これらのステ ップおよび適用可能な値は、「予備洗い作業サイクル」または「すすぎ作業サイ クル」をスキップするか否かによって決定される。たとえば、皿洗い機１０が「 標準」動作サイクルで動作していて、制御器３０が「予備洗い作業サイクル」を スキップすると決定した場合には、第２の「予備洗い作業サイクル」（すなわち 、作業番号２または「予備洗い２」）の際、「主洗い作業サイクル」が作動され 、洗浄パラメータが変更される。したがって、第２の「予備洗い作業サイクル」 に対する注水時間（すなわち、８０秒）、循環時間（すなわち、５分）、最高温 度（すなわち、１２０°）および延長時間（すなわち、０）が主洗い変更子パラ メータまで伸びるので、注水時間が９０秒に変わり、循環時間が１５分に変わり 、最高温度が１３０°に変わり、延長時間が１５分に変わる。１０秒の注水時間 の変更（すなわち、Δ「注水時間」）が後で「迫加注水」ルーチンで使用され、 １０分の循環時間の変更（すなわち、デルタ「循環時間」）がステップ１３２で 使用され、変更された最高温度および延長時間が「主洗い」ルーチンで使用され る。また、制御器３０が「予備洗い作業サイクル」および「すすぎ作業サイクル 」を スキップすると決定した場合には、第１の「予備洗い作業サイクル」（すなわち 、作業番号１または「予備洗い１」）の後に「主洗い作業サイクル」が実行され 、洗浄パラメータが変更される。したがって、「予備洗い１」に対する注水時間 （すなわち、８０秒）、循環時間（すなわち、５分）、最高温度（すなわち、１ ２０°）および延長時間（すなわち、０）が主洗い変更子パラメータまで増大さ れて、注水時間が９０秒に変わり、循環時間が１２分に変わり、最高温度が１２ ５°に変わり、延長時間が１５分に変わる。 ブロック１２６で読み出し洗浄パラメータを読み出した後に「予備洗い作業サ イクル」から「主洗い作業サイクル」に切り替えるとき、ブロック１２８で追加 注水動作が遂行される。「追加注水」ルーチンは図１８に更に詳しく説明されて いる。「追加注水」ルーチンの主要な機能は、付加的な清浄水を追加することで ある。図１８に示す「追加注水」ルーチンでは、ブロック１４４でΔ「注水時間 」が決められる。Δ「注水時間」は、変更後の注水時間から最初の注水時間を引 いた時間に等しい。上記のように、変更後の注水時間と最初の注水時間の両方が 図５Ａ乃至５Ｂの表から得られる。次にブロック１４５で、Δ「注水時間」が零 より大きいか調べられる。Δ「注水時間」が零より小さい場合には、追加の水は 何ら注入されず、「追加注水」ルーチンは完了する。しかし、Δ「注水時間」が 零より大きい場合には、ブロック１４６で「追加注水」タイマがセットされ、ブ ロック１４７で水弁２１がターンオンされる。ブロック１４８で「追加注水」タ イマが終了した場合には、ブロック１４９で水弁２１がターンオフされ、「追加 注水」ルーチンは完了する。 再び図１６を参照して説明する。「追加注水」ルーチンが完了すると、決定シ ステムは１３０で洗剤を投入する。洗剤の投入は、「追加注水」ルーチンの前、 「追加注水」ルーチンの間または「追加注水」ルーチンの後に行うことができる 。洗剤投入の後に、前に述べたようにブロック１３２で循環タイマが調節され、 その継続時間は水温の関数として最小値と最大値との間で変えられる。制御器は 水温を調節し、指定された時間の間、循環動作を続行させる。ブロック１３４で 循環タイマがまだオンになっている限り、図１７のフローチャートに示されたよ うにして制御器はブロック１３６で水温を調節する。循環タイマが停止した後、 ブ ロック１３８ですすぎスキップ・フラグが調べられる。すすぎスキップ・フラグ がセットされていれば、ブロック１４０で作業番号が、主洗い作業番号に２を加 えた値に等しくなるように歩進され、すなわち１つの「予備洗い作業サイクル」 および１つの「すすぎ作業サイクル」をスキップするための計数値に調整され、 そして「予備洗い」ルーチンが完了する。しかし、すすぎスキップ・フラグがセ ットされていない場合には、ブロック１４２で作業サイクル番号が、主洗い作業 番号に１を加えた値に等しくなるように歩進され、すなわち１つの「予備洗い作 業サイクル」をスキップするための計数値に調整され、そして「予備洗い」ルー チンが完了し（すなわち、図１５の「循環」ルーチンが完了し）、図１２に示さ れるように「排水」ルーチンが開始される。 制御器により、図５Ａ乃至５Ｂに示されている表に従って、予め定められた数 の「予備洗い作業サイクル」が可能となる。たとえば「標準洗浄」動作サイクル では、「予備洗い作業サイクル」の予め定められた最大数は２であり、「主洗い 作業サイクル」の作業番号は３である。再び図１５を参照して説明すると、予め 定められた数の「予備洗い作業サイクル」が完了した場合、ブロック８８で作業 番号計数値は「主洗い作業」番号以上となる。次にブロック９２で、作業番号計 数値が「主洗い作業」番号に等しいか調べられる。作業番号が「主洗い作業」番 号（すなわち、３）に等しい場合には、ブロック９４で「主洗い」ルーチンが遂 行されることにより「主洗い作業サイクル」が実行される。図１９に示されるよ うに、「主洗い」ルーチンのために制御器が実行するステップのシーケンスは次 の通りである。まず循環タイマがブロック１５２で前に説明したようにセットさ れ、その継続時間は水温の関数として最小値と最大値との間で変えられる。次に 、ブロック１５４で洗剤が投入される。ブロック１５６で循環時間が経過するま で、循環動作が続行される。循環動作の間、制御器はブロック１５８で、図１７ のフローチャートに示されているように水温を調節する。「主洗い」ルーチンが 完了すると、制御器はブロック１６０で作業番号計数値を歩進させる。 再び図１５を参照して説明すると、作業番号が「主洗い作業」番号に等しくな い場合には、ブロック９６で作業番号が最大作業番号より小さいか調べられる。 作業番号が最大作業番号より小さい場合には、ブロック９８で「すすぎ」ルーチ ンが遂行される。制御器３０は、図２０に示されるような「すすぎ作業サイクル 」を１回以上行う。「すすぎ」ルーチンは、「主洗い」ルーチンと同様であるが 、制御器３０が洗剤を投入せず、また水温制御のためヒータを使用しない点が異 なる。詳しく述べると、ブロック１６２ですすぎタイマがセットされ、ブロック １６４ですすぎタイマが終了するまで「すすぎ」ルーチンが続行される。すすぎ 動作の継続時間が制御されるだけでなく、「最終すすぎ作業サイクル」の前の最 後のすすぎ動作の終わりに濁度測定が行われる。この濁度測定値は、前の測定さ れた「健全値」と、図２１を参照して以下に説明する「最終すすぎ」動作の終わ りに行われる濁度測定の値と共に使用されて、以下に説明するように丸め平均清 浄水値ＣＷａｖｇが更新される。 「最終すすぎ作業サイクル」の前の最後のすすぎ動作は、「最大作業番号」か ら１を引いた値に等しい「作業番号」で表される。ブロック１６５で「作業番号 」が「最大作業番号」から１を引いた値に等しいと判定された場合、ブロック１ ６６で濁度の測定が行われ、その測定値はブロック１６７で変数ＴＦ１として退 避される。「すすぎ」ルーチンが完了すると、制御器はブロック１６８で作業番 号を歩進させる。 再び図１５を参照して説明すると、ブロック９６で作業番号が最大作業番号以 上であると、制御器３０は図２１のフローチャートに示されるような「最終すす ぎ」ルーチンに進む。「最終すすぎ」ルーチンのステップのシーケンスは、制御 器３０が洗剤でなくリンス剤を投与する点を除けば「主洗い」ルーチンと同じで ある。詳しく述べると、ブロック１７２ですすぎタイマがセットされ、ブロック １７４でリンス剤が投与される。ブロック１７６ですすぎタイマが終了するまで 、「最終すすぎ」ルーチンが続行される。「最終すすぎ」ルーチンの循環動作部 分の間、制御器３０はブロック１７７で、図１７のフローチャートに示されてい る方法に従って水温を調節する。すすぎタイマがタイムアウトすると、ブロック １７８で最終の濁度測定が行われ、その測定値は変数ＴＦ２としてメモリに退避 される。この値は、図１２のシステム停止ステップに関して以下に説明するよう にＣＷａｖｇ値の更新に使用される。「最終すすぎ」動作が完了すると、制御器 ３０は１８０で作業番号計数値を歩進させる。 機械の動作サイクルの中の各循環動作に続いて排水動作が行われる。排水動作 は、洗浄パラメータの中で何が指定されたかに応じて、完全ポンプ排出または部 分的ポンプ排出とすることができる。説明している実施例で実行される「排水」 ルーチンが図２２に詳しく示されている。詳しく述べると、ブロック１８２で排 水タイマが、ポンプ２０によって水溜２２を完全に空にできるようにセットされ る。排水タイマがセットされた後、ブロック１８４で排水ソレノイドが付勢され て排水口が開かれる。ブロック１８６で排水タイマが終了するまで、「排水」ル ーチンは続行される。排水タイマがオンになっている間、どれだけ多くの水が排 水されつつあるか監視するため、ブロック１８８で排水帰還装置からの読出しが 行われる。ブロック１９０で排水帰還装置の値が所定の量に等しいと判定された 場合、ブロック１９２で排水は停止される。排水帰還装置の値が所定の量に等し くない場合は、ブロック１８６で再び排水タイマが調べられる。排水タイマが終 了していなければ、ステップ１８８および１９０が繰り返される。しかし、排水 タイマが終了した場合には、ブロック１９２で排水は停止される。「最終すすぎ 作業サイクル」に対する排水が停止されて、動作サイクルのウェット部分が完了 すると、今完了した動作サイクルの間に得られた３つの清浄水濁度測定値すなわ ち「健全値」、ＴＦ１およびＴＦ２を比較することにより、図１２のブロック７ ４で丸め平均清浄水値ＣＷａｖｇが更新される。次に、これらの３つの値の中で 最大のものを変数ＣＷｎｅｗとして次式で使用することにより、次の動作サイク ルに対するＣＷａｖｇ値が計算される。 ＣＷａｖｇ＝（ＣＷａｖｇ×７＋ＣＷｎｅｗ）／８ 次に動作サイクルのドライ部分が受動空気乾燥または加熱乾燥動作として従来 通りのやり方で実行されて、システムは停止する。 したがって、上記の目標、利点および目的を完全に満たすように機器の動作サ イクルを調整するためのシステムおよび方法が本発明により提供されたことは明 らかである。実施例により本発明を説明してきたが、当業者には本発明の範囲を 逸脱することなく種々の変更および変形を加え得ることが理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミラー，グレゴリー・オーエン アメリカ合衆国、40242、ケンタッキー州、 ルイスビル、トレンサム・レーン、9109番 (72)発明者 シュナイダー，デイビッド・アンソニー アメリカ合衆国、40220、ケンタッキー州、 ルイスビル、ウッドウォード・ドライブ、 2812番 (72)発明者 バダミ，ビベク・バヌゴパル アメリカ合衆国、12309、ニューヨーク州、 スケネクタデイ、ハンティングドン・ドラ イブ、731番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．汚れた物品を洗浄するための洗浄機器に於いて、 汚れた物品を受け入れるための容器、 上記容器に液体を分配するための循環ポンプ、 液体の温度を検知して、その温度を表す信号を供給するための温度センサ、 液体の濁度を検知し、その濁度を表す信号を供給するための濁度センサ、およ び 上記温度センサおよび濁度センサに応動して、液体の温度および液体の濁度の 関数として上記機器の動作サイクルを調整する制御器 を含んでいる洗浄機器。 ２．上記制御器が、上記温度センサおよび濁度センサからの入力値を受けたと きに発動されるファジイ規則ベースを有する決定システムを含み、上記決定シス テムは上記ファジイ規則ベース内の規則を上記入力値に適合させて、信頼値を出 力し、上記制御器が上記信頼値の関数として上記動作サイクルを調整する作用を 有する請求項１記載の洗浄機器。 ３．上記動作サイクルが更に、液体の濁度の変化速度の関数として調整される 請求項２記載の洗浄機器。 ４．上記入力値が温度、濁度および濁度の導関数を表す請求項３記載の洗浄機 器。 ５．上記動作サイクルが、少なくとも１つの予備洗い作業サイクル、主洗い作 業サイクル、すすぎ作業サイクルおよび最終すすぎ作業サイクルを有している請 求項３記載の洗浄機器。 ６．上記決定システムが上記予備洗い作業サイクルをスキップすべきか否か決 定する請求項５記載の洗浄機器。 ７．上記決定システムが上記すすぎ作業サイクルをスキップすべきか否か決定 する請求項５記載の洗浄機器。 ８．上記制御器が上記作業サイクルの内の少なくとも１つの作業サイクルの継 続時間を液体の温度の関数として変える請求項５記載の洗浄機器。 ９．上記動作サイクルが更に、液体の濁度の変化速度の関数として調整される 請求項１記載の洗浄機器。 １０．上記動作サイクルが、少なくとも１つの予備洗い作業サイクル、主洗い 作業サイクル、すすぎ作業サイクルおよび最終すすぎ作業サイクルを有している 請求項９記載の洗浄機器。 １１．上記制御器が上記予備洗い作業サイクルをスキップすべきか否か決定す る請求項１０記載の洗浄機器。 １２．上記制御器が上記すすぎ作業サイクルをスキップすべきか否か決定する 請求項１０記載の洗浄機器。 １３．上記制御器が上記すすぎ作業サイクルをスキップすべきか否か決定する 請求項１１記載の洗浄機器。 １４．上記制御器が上記作業サイクルの内の少なくとも１つの作業サイクルの 継続時間を液体の温度の関数として変える請求項１０記載の洗浄機器。 １５．上記動作サイクルが複数の作業サイクルを有し、上記制御器が１つ以上 の作業サイクルをスキップすることにより液体の温度および濁度の関数として上 記動作サイクルを調整する作用を有する請求項１記載の洗浄機器。 １６．上記動作サイクルが複数の作業サイクルを含み、上記制御器が１つ以上 の作業サイクルをスキップすることにより液体の温度、濁度および濁度の変化速 度の関数として上記動作サイクルを調整する作用を有する請求項９記載の洗浄機 器。 １７．上記複数の作業サイクルの各々が注水動作、循環動作および排水動作を 含み、上記制御器が上記複数の作業サイクルの内の少なくとも１つの作業サイク ルの間の循環動作の終わりに上記濁度センサから第１の入力を受けるように動作 し、上記制御器が上記第１の入力の関数として後続の１つ以上の作業サイクルを スキップすべきか否か決定する請求項１５記載の洗浄機器。 １８．上記制御器が、上記複数の作業サイクルの内の最初の作業サイクルに対 する注水動作の間に上記濁度センサから基準入力を受けて、上記基準入力を使用 することにより清浄水基準値を設定するように動作する請求項１６記載の洗浄機 器。 １９．上記制御器が上記第１の入力から導かれる値と上記清浄水基準値との比 の関数として後続の１つ以上の作業サイクルをスキップすべきか否か決定する請 求項１８記載の洗浄機器。 ２０．汚れた物品を洗浄するための洗浄機器に於いて、 汚れた物品と該物品を洗浄するための液体を受け入れるための容器、 物品を洗浄するための洗浄機構、 液体の温度を検知し、それを表す信号を供給するための温度センサ、 液体の濁度を検知し、それを表す信号を供給するための濁度センサ、および 上記温度センサおよび濁度センサに応動し、液体の温度、濁度および濁度の変 化速度の関数として機器の動作サイクルを調整する制御器であって、これにより 上記動作サイクルが液体温度、物品の汚れレベルおよび物品からの汚れ除去速度 の関数として調整されるようにした制御器 を含んでいる洗浄機器。 ２１．上記制御器が、上記温度センサおよび濁度センサからの入力値を受けた ときに発動されるファジイ規則ベースを有する決定システムを含み、上記決定シ ステムは上記ファジイ規則ベース内の規則を上記入力値に適合させて、信頼値を 出力し、上記制御器が上記信頼値の関数として動作サイクルを調整するように動 作する請求項２０記載の洗浄機器。 ２２．上記入力値が温度、濁度および濁度の導関数を表す請求項２１記載の洗 浄機器。 ２３．皿洗い機に於いて、 複数の物品を受け入れるための容器、 上記容器に液体を分配するための循環ポンプ、 液体の温度を検知し、それを表す信号を供給するための温度センサ、 液体の濁度を検知し、それを表す信号を供給するための濁度センサ、および 上記温度センサおよび濁度センサに応動し、液体の温度、液体の濁度および液 体の濁度の変化速度に応じて当該皿洗い機の動作サイクルを調整する制御器であ って、これにより動作サイクルが液体温度、物品の汚れレベルおよび物品からの 汚れ除去速度の関数として調整されるようにした制御器 を含んでいる皿洗い機。 ２４．上記制御器が、上記温度センサおよび濁度センサからの入力値を受けた ときに発動されるファジイ規則ベースを有する決定システムを含み、上記決定シ ステムは上記ファジイ規則ベース内の規則を上記入力値に適合させて、信頼値を 出力し、上記制御器が上記信頼値の関数として上記動作サイクルを調整するよう に動作する請求項２３記載の皿洗い機。 ２５．汚れた物品を洗浄するための洗浄方法に於いて、 汚れた物品を受け入れるための容器を設けるステップ、 上記容器に液体を送るステップ、 液体の温度および液体の濁度を検知するステップ、および 液体温度センサおよび液体濁度センサからの入力値を受けたときに発動される ファジイ規則ベースを有する決定システムを用いて、液体温度および液体濁度に 応じて洗浄サイクルを調整するステップであって、上記決定システムにより上記 ファジイ規則ベース内の規則を上記入力値に適合させて、信頼値を出力し、制御 器により上記信頼値の関数として動作サイクルを調整するように作用する洗浄サ イクル調整ステップ を含んでいる洗浄方法。 ２６．上記入力値が温度、濁度および濁度の導関数を表す請求項２５記載の洗 浄方法。 ２７．上記動作サイクルが、少なくとも１つの予備洗い作業サイクル、主洗い 作業サイクル、すすぎ作業サイクルおよび最終すすぎ作業サイクルを有している 請求項２５記載の洗浄方法。 ２８．上記決定システムにより上記予備洗い作業サイクルをスキップすべきか 否か決定する請求項２７記載の洗浄方法。 ２９．上記決定システムにより上記すすぎ作業サイクルをスキップすべきか否 か決定する請求項２７記載の洗浄方法。 ３０．上記作業サイクルの内の少なくとも１つの作業サイクルの継続時間を液 体温度の関数として変えるステップを含んでいる請求項２７記載の洗浄方法。