JP2005168866A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】 布量検知時間を短縮すること。
【解決手段】 洗濯機は、洗濯槽を回転させるためのモータ１０と、モータ１０を制御する電圧ＰＷＭインバータ９と、洗濯槽の回転角度を検出する角度検出部１２と、洗濯槽の角速度を検出する角速度検出部１３と、洗濯槽の角速度を変化させて洗濯槽を所定の角度回転させるのに所要する時間と布量との関係を記憶しておくＲＯＭ６と、洗濯槽の角速度を変化させて洗濯槽が所定の角度だけ回転する時間を計時して、第１の布量を検知する第１の布量検知部１６と、洗濯槽が所定の角速度を超えて回転した状態から洗濯槽の慣性モーメントを検出して、第２の布量を検知する第２の布量検知部１７とを備え、第１の布量検知部１６は所定の布量以下で精度を有し、洗濯槽が第２の布量検知部１７で検知することができる状態になる前に、第１の布量を検知する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、洗濯機に関し、特に洗濯槽内の布量を検出する機能を備えた洗濯機に関する。

従来の洗濯機の布量検知手段として、特開２００３−２１０８８８公報（特許文献１）には、洗濯布を収容しモータにより回転駆動される洗濯槽の慣性モーメントを求め、求めた慣性モーメントに基づき前記布の量を検知する洗濯機の布量検知方法において、前記洗濯槽を第１トルクにより加速し、前記洗濯槽の第１回転速度以上の回転速度Ｒを検出し、前記洗濯槽の前記第１回転速度より高い第２回転速度以上の回転速度ｒを検出するとともに、前記回転速度Ｒから回転速度ｒまでの所要時間を計時し、前記第１トルク、回転速度Ｒ、回転速度ｒおよび所要時間に基づき前記慣性モーメントを求めることを特徴とする洗濯機の布量検知方法が記載されている。
特開２００３−２１０８８８号公報

しかしながら、特開２００３−２１０８８８号公報では、洗濯槽内の布量に関わらず布量検知工程は同じ処理で行なわれるため、常に一定以上の検出処理時間が必要である。また、回転速度Ｒから回転速度ｒまでの所要時間を計時する必要があるため、少なくとも洗濯槽を回転速度ｒまで回転させなければ布量を検知できない。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、この発明の目的の１つは、布量検知時間を短縮可能な洗濯機を提供することである。

上記目的を達成するために本発明のある局面に従うと、洗濯機は、洗濯槽を回転させるための駆動手段と、駆動手段を制御する駆動制御手段と、洗濯槽の回転角度を検出する角度検出手段と、洗濯槽の角速度を検出する角速度検出手段と、洗濯槽の角速度を変化させて洗濯槽を所定の角度回転させるのに所要する時間と布量との関係を記憶しておく記憶手段と、洗濯槽の角速度を変化させて洗濯槽が所定の角度だけ回転する時間を計時して、計時された時間と記憶された時間と布量との関係に基づいて洗濯槽内の第１の布量を検知する第１の布量検知手段と、洗濯槽が所定の角速度を超えて回転した状態から洗濯槽の慣性モーメントを検出して、検出した慣性モーメントから洗濯槽内の第２の布量を検知する第２の布量検知手段とを備え、第１の布量検知手段は所定の布量以下で精度を有し、洗濯槽が第２の布量検知手段で検知することができる状態になる前に、第１の布量を検知する。

この発明に従えば、洗濯機は、第１の布量検知手段が所定の布量以下で検出精度を有し、洗濯槽が第２の布量検知手段で検知することができる状態になる前に、第１の布量を検知する。このため、洗濯槽内の布量が所定の布量以下の場合には、第１の布量検知手段で布量を検知することができる。その場合には第２の布量検知手段で布量を検知する必要がなくなるので、布量を検知する時間を短縮することが可能な洗濯機を提供することができる。

好ましくは、第１の布量検知手段で検知した第１の布量が所定の布量以下の場合に、第２の布量検知手段を能動化することなく第１の布量に基づいて駆動手段を制御する制御手段をさらに備える。

この発明に従えば、第１の布量が所定の布量以下の場合、第２の布量検知手段を能動化せず、布量を決定する。これにより、第２の布量検知にかかる時間が不要となる。

好ましくは、制御手段は、第１の布量検知手段で検知した第１の布量が所定の布量を超える場合に第２の布量検知手段を能動化し、第２の布量検知手段により検出された第２の布量に基づいて駆動手段を制御する。

この発明に従えば、第１の布量が所定の布量を超えた場合、第２の布量検知手段により検出された第２の布量で駆動手段が制御される。洗濯槽内の布量が所定の布量を超えた場合であっても正確に布量を検出できるので、洗濯槽内の布量に応じて駆動手段を制御することができる。

好ましくは、洗濯槽の回転軸は、床面に対して実質的に水平、または洗濯槽の開口部が上方に向くように傾斜した方向である。

好ましくは、駆動制御手段は、ベクトル制御を用いて駆動手段を駆動させる。

この発明に従えば、駆動手段はベクトル制御される。これにより、駆動手段を安定したトルクで駆動することができる。

好ましくは、第１の布量検知手段は、洗濯槽が停止状態から所定の角度だけ回転する時間を計時する。

洗濯槽が停止している状態では、洗濯槽内の布は重力により洗濯槽の底部に偏る。この状態では洗濯槽内の布の重力が洗濯槽にすべてかかるため、洗濯槽が停止状態から所定の角度だけ回転する時間を計時することにより、布量を正確に検出することができる。

好ましくは、所定の角度は２７０度以下である。

好ましくは、第２の布量検知手段は、第１のトルクで洗濯槽を回転させたときの角速度の変化から第１の角加速度を求め、第２のトルクで洗濯槽を回転させたときの角速度の変化から第２の角加速度を求め、第１のトルクと、第１の角加速度と、第２のトルクと、第２の角加速度とから算出される洗濯槽の慣性モーメントに基づき、第２の布量を検知する。

この発明に従えば、第１のトルクで洗濯槽を回転させたときの角速度の変化から第１の角加速度を求め、第２のトルクで洗濯槽を回転させたときの角速度の変化から第２の角加速度を求め、これらの結果から洗濯槽の慣性モーメントを算出し、布量を検知する。トルクと角加速度の２つの組合わせから慣性モーメントを算出するため、布量を正確に算出することができる。

この発明の別の局面に従うと、洗濯機は、洗濯槽を回転させるための駆動手段と、駆動手段を制御する駆動制御手段と、洗濯槽の回転角度を検出する角度検出手段と、洗濯槽の角速度を検出する角速度検出手段と、洗濯槽の角速度を変化させて洗濯槽を所定の角度回転させるのに所要する時間と布量との関係を記憶しておく記憶手段と、洗濯槽の角速度を変化させて洗濯槽が所定の角度だけ回転する時間を計時して、計時された時間と記憶された時間と布量との関係に基づいて洗濯槽内の第１の布量を検知する第１の布量検知手段と、駆動制御手段を制御して駆動手段に所定のトルクを与えて洗濯槽を所定の角速度で回転させたときの洗濯槽の角速度の変動を検出し、検出された角速度の変動に基づいて洗濯槽内の布の偏在を検知する偏在検知手段とを備え、第１の布量検知手段は、偏在検知手段による検知前であって、かつ洗濯槽が所定の角速度に達する前の段階で検知する。

この発明に従えば、偏在検知手段による検知前であって、かつ洗濯槽が所定の角速度に達する前の段階で、第１の布量検知手段が布量を検知する。このため、偏在を検知する前の準備段階で布量が検知できるので、布量検知のために特別の時間を設ける必要がない。

好ましくは、洗濯槽の慣性モーメントを検出して、検出した慣性モーメントから洗濯槽内の第２の布量を検知する第２の布量検知手段と、第１の布量検知手段で検知した第１の布量が所定の布量を超え、かつ、偏在検知手段により偏在が検知されないことを条件に、第２の布量検知手段を能動化し、駆動制御手段を制御して第２の布量検知手段により検出された第２の布量に基づいて駆動手段を制御させる制御手段とをさらに備える。

この発明に従えば、第１の布量が所定の布量を超え、かつ偏在が検知されない場合、第２の布量を検知し、第２の布量に基づいて駆動手段を制御させる。この結果、洗濯槽内の布量が第１の布量検知手段の布量を検知する精度を超える場合であっても、第２の検知手段で布量を検知するので、正確な布量に基づいた駆動制御が可能となる。また、洗濯槽内の布量が所定の布量以下の場合は、第２の布量検知手段を能動化させないため、洗濯槽内の布量を検知するための時間を短縮できる。さらに、第２の布量検知手段が能動化されるためには、偏在検知手段により偏在が検知されないことが条件とされるので、第２の布量検知手段による検知精度を高めることができる。

好ましくは、駆動制御手段は、偏在検知手段により偏在が検知された場合には、洗濯槽の角速度が第２の所定の角速度を下回るように制御する。

この発明に従えば、偏在検知手段により偏在が検知された場合には、洗濯槽の角速度が第２の所定の角速度を下回る。この結果、洗濯槽内の布にかかる遠心力を小さくすることで、布が偏在している状態を解消することができる。

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、図中同一符号は同一または相当する部材を示し、重複する説明は繰り返さない。

図１は本実施の形態における洗濯機の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。図１を参照して、駆動制御装置１００は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）１と、マイコン１により制御される電圧ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）インバータ９と、電圧ＰＷＭインバータ９で駆動されるモータ１０と、モータ１０の回転部分に設けられたホールを検出するためのホールセンサ１１と、モータの駆動電流を測定しマイコン１に測定結果を入力する電流検知部１４，１５と、角度検出部１２と、角速度検出部１３とを含む。

角度検出部１２は、ホールセンサ１１と接続され、それの出力に基づいてモータ１０の回転角度を検出する。角度検出部１２は、その出力がマイコン１に接続され、検出した回転角度をマイコン１に出力する。

角速度検出部１３は、ホールセンサ１１と接続され、それの出力に基づいてモータ１０の角速度を検出する。角速度検出部１３は、その出力がマイコン１に接続され、検出した角速度をマイコン１に出力する。

マイコン１は、電流検知部１４，１５からモータの駆動電流が入力される。マイコン１は、モータ１０の駆動電流と、モータ１０の回転角度と、モータ１０の角速度とに基づいて、電圧ＰＷＭインバータ９に３種類の電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を出力する。電圧ＰＷＭインバータ９は、マイコン１から入力された電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に従ってモータ１０を駆動するための電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗをモータ１０に出力する。この電圧ＰＷＭインバータ９を用いたモータ１０の制御は、一般的にベクトル制御と呼ばれる。ベクトル制御については従来周知の技術であるのでここでは説明を繰り返さない。ベクトル制御により、モータ１０を安定したトルクで駆動することができる。

マイコン１は、マイコン１の全体を制御するための中央演算装置（ＣＰＵ）５と、プログラムおよびデータを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）６と、一時的に測定データを保存しておくＲＡＭ（Random Access Memory）７と、時間を測定するタイマ８と、モータ１０をベクトル制御するためのベクトル制御部２と、洗濯槽内の布量を検知するための第１の布量検知部１６と、第２の布量検知部１７とを含む。

ベクトル制御部２は、モータ１０を一定のトルクで駆動するように制御するトルク制御部３と、モータ１０を一定の角速度で回転させるように制御する角速度制御部４とを含む。

ＣＰＵ５は、ＲＯＭ６に記憶されたプログラムを実行する。

本実施の形態の洗濯機は、円柱形上の洗濯槽の回転軸が床面に対して水平方向となるドラム式洗濯乾燥機である。モータ１０の回転軸は、洗濯槽の回転軸と滑ることなく直接的または間接的に接続される。このため、角度検出部１２による検出されるモータ１０の回転角度から洗濯槽の回転角度が検出される。

第１の布量検知部１６は、モータ１０を一定のトルクで駆動して洗濯槽が所定の角度回転するのに要する時間から洗濯槽内の布量を検出する。

第２の布量検知部１７は、洗濯槽が所定の角速度を超えて回転した状態から洗濯槽の慣性モーメントを検出し、検出した慣性モーメントから洗濯槽内の布量を検知する。

第１の布量検知部１６による制御について、より具体的に説明する。第１の布量検知部１６は、次の工程を実行する。

（１） モータ１０が停止した状態から、モータ１０に定トルクを与えて洗濯槽を回転させる。モータ１０が停止した状態では、洗濯槽内の布は重力によってすべて洗濯槽の底に溜まっている。

（２） 洗濯槽の回転角が３６度から２１６度までの所要時間をタイマ８により測定する。この所要時間をＲＡＭ７に保存する。この動作によって洗濯槽内の布は洗濯槽の上部まで持ち上げられる。なお、洗濯槽が停止状態から３６度回転するまでの時間は、洗濯槽が動き出すまでの静止摩擦が大きいことから除外している。

（３） ＲＯＭ６に記憶された第１の布量テーブルを読出し、タイマにより測定された所要時間に対応する布量を抽出し、抽出した布量を第１の布量とする。

ＲＯＭ６に記憶される第１の布量テーブルは、モータ１０が停止した状態からモータ１０に定トルクを与えて洗濯槽を回転させて、洗濯槽の回転角が３６度から２１６度となるまでの所要時間と洗濯槽内の布量との関係を記憶する。ＲＯＭ６に記憶される第１の布量テーブルは、予め実験することにより計測して求めた関係である。

図２は、布量テーブルの一例を示す図である。図２を参照して、所定の布量（ここでは４kg）以下の布量では、洗濯槽の回転角が３６度から２１６度までの所要時間と布量との関係が線形的になっている。このため、所定の布量（ここでは４kg）以下であれば、所要時間から洗濯槽内の布量を、高精度で検出することができる。一方、布量が所定の布量（４kg）より多い場合、所要時間と布量とが線形的に決まらない。このため所要時間から洗濯槽内の布量を、高精度で検出することができない。

なお、ここでの布量は、布が乾燥した状態における重量である。また、所定の布量とは洗濯槽内の布の容積が洗濯槽の容積の半分を占めるときの布量である。洗濯槽内の布量が所定の布量を超える場合に、検出精度が低下するのは、重力によってすべて洗濯槽の底に溜まっている状態から洗濯槽を９０度回転させた時点でもまだ洗濯槽下部に布が存在し、布が全て上方に持ち上げられていない状態にあるため、回転に要する慣性モーメントが容積の半分以下の場合とは異なるためと考えられる。

なお、ここでは、洗濯槽が３６度から２１６度まで回転する所要時間（すなわち、洗濯槽が１８０度回転する所要時間）を計時するようにしたが、洗濯槽が第１の角度（本実施形態においては３６度が相当する）から第２の角度（本実施形態においては２１６度が相当する）まで回転する所要時間を計時すればよい。第１の角度は第２の角度より小さい角度であればよいが、好ましくは０度（本実施例では、洗濯槽の回転開始時点を０度としているが、これに限定はしない）である。第２の角度は２７０度以下の角度であればよいが、好ましくは２１６度である。もちろん、第１の角度と第２の角度の組合せは本実施例に限定するものではなく、例えば、０度（第１の角度）から１８０度（第２の角度）まで洗濯槽が回転する所要時間を計時しても、３６度（第１の角度）から２７０度（第２の角度）まで洗濯槽が回転する所要時間を計時しても構わない。本実施の形態においては、ホールセンサ１１で検出するホールを１０個としているため、ホールセンサ１１では、モータ１０の回転角度を３６度単位で計測することができる。ホールの数を増やすことで、計測単位が異なってくる。たとえば、３６０個のホールであれば１度単位でモータ１０の回転角を計測することができる。したがって、回転角度に代えて検出されたホールの数としても同様である。本実施の形態においては、ホールの１個目が検出されてから６個目が検出されるまでの所要時間が計時される。

第２の布量検知部１７による制御について、より具体的に説明する。まず、第２の布量検知部１７による布量検知の基本原理を説明する。

洗濯機の回転系トルク運動方程式は、下記のように仮定できる。

Ｔｇｅｎ−Ｔｆｒｉ＝J×dω/dt
但し、Ｔｇｅｎは発生トルク、Ｊは機械系慣性モーメント（洗濯槽と布の負荷を含む）、Ｔｆｒｉは洗濯軸回転摩擦トルク、dω/dtは角速度ωの微分（角加速度）である。

ベクトル制御部２のトルク制御部３は、電流検知部１４，１５および角度検出部１２からの入力値に基づいて、トルク寄与電流成分Ｉｑを算出する。トルク制御部３は、トルク寄与電流成分Ｉｑが一定となるように制御することにより、次式に従って、発生トルクＴｇｅｎを一定に保つことができる。

Ｔｇｅｎ＝ｐｏｌｅ×φ_ｆａ×Ｉｑ
ここで、ｐｏｌｅはモータのロータ極数、φ_ｆａは３相巻線鎖交磁束数最大値である。

加速時の発生トルクをＴｇｅｎ(＋)、減速時の制動トルクをＴｇｅｎ(−)に制御し、それぞれの測定角加速度をdω(＋)/ｄｔ、dω(−)/ｄｔとすると次のようになる。

Ｔｇｅｎ(＋)−Ｔｆｒｉ＝J×dω(＋)/ｄｔ
Ｔｇｅｎ(−)−Ｔｆｒｉ＝J×dω(−)/ｄｔ
加減速時の摩擦トルクＴｆｒｉはほとんど変化しないとすれば、慣性モーメントＪは次式（１）により算出される。

J＝（Ｔｇｅｎ(＋)−Ｔｇｅｎ(−)）／（dω(＋)／ｄｔ−dω(−)／ｄｔ） （１）
これにより、温度による摩擦トルクＴｆｒｉのばらつきの影響を受けないで正確な慣性モーメントを算出できる。

次いで、具体例を示して、第２の布量検知部１７による制御を説明する。まず、所定のトルクで加速する。所定の角速度（仮に１０ｒａｄ/秒とする）を超えたことを検出した時点での実際の角速度をＲＡＭ７内に記憶させ（仮に１１ｒａｄ/秒であったとする）、同時にマイコン１のタイマ８を始動させる。そして、角速度が１８ｒａｄ/秒を超えたことを検知した時点での実際の角速度を同じくＲＡＭ７内に記憶させ（仮に１８．５ｒａｄ/秒とする）、その時点でのタイマ８の経過時間から加速時の角加速度が算出できる。今仮に経過時間が２秒であれば、下式により角加速度が算出できる。

dω(＋)／ｄｔ＝（１８．５−１１．０）／２＝３．７５
同じく減速時においては、１８ｒａｄ/秒よりも角速度が落ちたことを検出した時点での実際の角速度をＲＡＭ７内に記憶させ（仮に１７．５ｒａｄ/秒とする）、同時にマイコン１のタイマ８をリセット、始動させる。そして、１０ｒａｄ/秒よりも角速度が落ちたことを検知した時点での実際の角速度を同じくＲＡＭ７内に記憶させ（仮に８．５ｒａｄ/秒とする）、その時点でのタイマ８の経過時間から減速時の角加速度が算出できる。今仮に経過時間が３秒であれば、下式により角加速度が算出できる。

dω(−)／ｄｔ＝（８．５−１７．５）／３＝−３．００
以上の結果を、（１）式に代入して慣性モーメントＪを算出する。今回の場合を当てはめると次のようになる。

Ｊ＝（３−（−１．５））／（３．７５−（３．００））＝０．６６７
第２の布量検知部１７は、ＲＯＭ６に記憶された第２の布量テーブルを読出し、求めた慣性モーメントＪに対応する布量を抽出し、抽出した布量を第２の布量とする。ＲＯＭ６に記憶される第２の布量テーブルは、洗濯槽の慣性モーメントと洗濯槽内の布量との関係を定義する。ＲＯＭ６に記憶される第２の布量テーブルは、予め実験することにより計測して求めた関係を記憶する。図３は、慣性モーメントと布量との関係を示す第２の布量テーブルの一例を示す図である。

図４は、本実施の形態における洗濯機で実行される布量検知処理の流れを示すフローチャートである。以下説明のため、第１の布量検知部１６による第１の布量を検知する動作を第１の布量検知という。また、第２の布量検知部１７による第２の布量を検知する動作を第２の布量検知という。図４を参照して、ステップＳ１では、モータ１０が停止し、洗濯槽が動いていないことを検知してから、第１の布量検知を実施する。モータ停止中には、洗濯槽内の布は重力によってすべて槽の底に溜まる。ここで、モータ１０にトルク制御部３を用いて定トルクを与えて回転させ、洗濯槽の回転角度が３６度から２１６度までの所要時間をタイマ８により測定し、この所要時間をＲＡＭ７に記憶する。

ステップＳ２では、ＲＯＭ６内に準備した第１の布量テーブルとＲＡＭ７に記憶された所要時間との関係に基づき第１の布量が決定される。この第１の布量は、ＲＡＭ７に一時的に記憶される。

ステップＳ３では、モータ１０の回転数を上げていき、布を洗濯槽に張り付かせる。張り付かせた布に偏在がある場合、回転数を上昇させると異常振動を引き起こす。このため、ステップＳ４では、洗濯槽内の布の偏在を検知するために、洗濯槽の角速度の変動を検出する。ステップＳ３では所定のトルクを与えて洗濯槽を加速するが、そのトルクで安定して回転することが予測される角速度の変動を検出する。この角速度は、洗濯槽の慣性モーメントとモータ１０が発生するトルクとにより定まる。

ステップＳ５では、ステップＳ４で検出した角速度の変動幅から偏在の有無を検出する。偏在の大きさは洗濯槽内の布量に依存するため、洗濯槽内の布量と偏在を検知するための角速度の変動幅との関係を定義したしきい値テーブルをＲＯＭ６に予め記憶しておく。洗濯槽内の布量は、第１の布量検知部１６で検出した第１の布量を用いる。したがって、ステップＳ４では、検出した角速度と、第１の布量に対応してしきい値テーブルに定義されたしきい値とを比較して、偏在の有無を検出する。角速度の変動がしきい値より大きい場合は、偏在が在るものと判定し、ステップＳ５Ａに進む。ステップＳ５Ａではモータ１０の角速度を落としステップＳ３へ戻る。布の貼り付け動作から繰り返し再度布の偏在検知を行なうことで異常振動を防止するためである。

ステップＳ５において、角速度の変動がしきい値以下の場合は、偏在が無いものと判定し、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、第２の布量検知を行なうか否かを判断する。図２を用いて説明したように、第１布量検知部１６で検出した第１の布量は、洗濯槽内の布量が所定の布量（ここでは４kg）を超えると検出精度が低い。このため、第１の布量が所定の布量より大きい場合、第２の布量検知により正確な布量を求めるためステップＳ７へ進む。第１の布量が所定の布量以下である場合、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０に進む場合には、ステップＳ７からＳ９は実行しない。すなわち、第２の布量検知は行なわない。

ステップＳ１０では、ステップＳ２で検出した第１の布量を洗濯槽内の布量と決定し、布量検知を終了する。この場合、布量検知にかかる時間は、最短で偏在検知を一度実行した時間である。偏在検知を行なうために、所定のトルクを与えて洗濯槽を加速する間に、第１の布量検知が終了しているためである。

ステップＳ７では、第２の布量検知を行なう。第２の布量検知では、洗濯槽に一定の加速トルク（第１のトルク）を印加するようにモータ１０を制御して、モータ１０の第１の角加速度を求める。次いで、洗濯槽に一定の制動トルク（第２のトルク）を印加するようにモータ１０を制御して、モータ１０の第２の角加速度を求める。第１，第２のトルクおよび第１，第２の角加速度を、前述した（１）式に代入して、洗濯槽の慣性モーメントＪを求める。

ステップＳ８では、求めた慣性モーメントＪの値からＲＯＭ６に記憶されている第２の布量テーブルから第２の布量を抽出することにより、第２の布量を検出する。

ステップＳ９では、第２の布量検知部１７で検出した第２の布量を洗濯槽内の布量とし、布量検知を終了する。この後、確定した布量を用いて以後の洗濯機の動作を実施する。例えば、本実施の形態における洗濯機では、脱水前の布量検知が完了した直後の速度から加速をはじめて脱水動作を実施する。この脱水動作は第１の布量検知部１６で検出した第１の布量、または第２の布量検知部１７で検出した第２の布量に基づいて制御がなされる。

図５は、図４に示した布量検知処理が実行される場合の洗濯槽の角速度の時間的な変化を示す図である。図５を参照して、実線は洗濯槽内の布量が所定の布量以下の場合の、洗濯槽の角速度と時間との関係を示す。また、点線は洗濯槽内の布量が所定の布量を超える場合の、洗濯槽の角速度と時間との関係を示す。

図中に実線で示す洗濯槽内の布量が所定の布量よりも少ない場合、第１の布量検知、偏在検知の順に洗濯槽が回転制御される。このとき、第２の布量検知は行なわれないので、第２の布量検知を行なうのに必要な時間が短縮される。第１の布量検知は、偏在検知が行なわれる前の段階、すなわち、洗濯槽が停止した状態から所定の角加速度に達する前の段階で行なわれる。このため、偏在検知を行なう準備段階で第１の布量検知が行なわれるため、偏在検知を行なう場合には特別に第１の布量検知を行なうだけの時間を必要としない。また、偏在検知を行なわない場合には、第１の布量検知は、布量を検知した後に実行される処理、たとえば脱水処理を行なうために洗濯槽の回転を加速させる段階で第１の布量検知が実行されることになるので、第１の布量検知のために特別な時間を必要としない。

図中に点線で示す洗濯槽内の布量が所定の布量よりも多い場合、第１の布量検知、偏在検知、第２の布量検知の順に洗濯槽が回転制御される。このとき、第１の布量検知は、偏在検知が行なわれる前の段階、すなわち、洗濯槽が停止した状態から所定の角加速度に達する前の段階で行なわれる。このため、偏在検知を行なう準備段階で第１の布量検知が行なわれるため、偏在検知を行なう場合には特別に第１の布量検知を行なうだけの時間を必要としない。また、第２の布量検知を行なう場合は、洗濯槽が所定の角速度で回転している必要があるが、第２の布量検知が偏在検知の後に行なわれるので、第２の検知を行なうのに洗濯槽を所定の角速度まで回転させる期間を省略することができる。偏在検知を省略する場合は、第１の検知後に第２の検知が行なわれるので、第２の検知を行なうのに洗濯槽を所定の角速度まで回転させる間に、第１の検知を行なうことができるので、第１の検知を行なうために特別な時間を必要としない。

なお、図では洗濯槽内の布量が所定の布量よりも少ない場合と多い場合とで、第１の検知に要する時間、偏在検知に要する時間を同じにしているが、実際には布量によってそれぞれの時間が異なってくる。第１の布量検知および偏在検知に要する時間は、布量が多いほど長時間を要する。

なお、第１の布量検知および偏在検知に要する時間は、使用する洗濯槽内の布量により異なってくる。

なお、本実施の形態における洗濯機においては、第１の布量検知の後に偏在検知を実行するようにしたが、偏在検知は必ずしも実行する必要はない。

以上説明したように、本実施の形態における洗濯機は、第１の布量検知部１６が所定の布量以下で精度を有し、第２の布量検知部１７で検知することができる状態になる前に、第１の布量を検知する。このため、洗濯槽内の布量が所定の布量以下の場合には、第２の布量検知部１７で布量を検知する必要がなくなるので、布量を検知する時間を短縮することができる。

また、偏在検知手段による検知前であって、かつ洗濯槽が所定の角速度に達する前の段階で、第１の布量検知部１６が第１の布量を検知するため、第１の布量検知部１６が布量を検知するために特別の時間を設ける必要がない。

また、ベクトル制御部２は、偏在検知により偏在が検知された場合には、洗濯槽の角速度が所定の角速度を下回るように制御するので、洗濯槽内の布にかかる遠心力を小さくすることにより布が偏在している状態を解消することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態における洗濯機の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。 布量テーブルの一例を示す図である。 慣性モーメントと布量との関係を示す第２の布量テーブルの一例を示す図である。 本実施の形態における洗濯機で実行される布量検知処理の流れを示すフローチャートである。 布量検知処理が実行される場合の洗濯槽の角速度の時間的な変化を示す図である。

符号の説明

１ マイコン、２ ベクトル制御部、３ トルク制御部、４ 角速度制御部、５ ＣＰＵ、６ ＲＯＭ、７ ＲＡＭ、８ タイマ、９ 電圧ＰＷＭインバータ、１０ モータ、１１ ホールセンサ、１２ 角度検出部、１３ 角速度検出部、１４，１５ 電流検知部、１６ 第１の布量検知部、１７ 第２の布量検知部、１００ 駆動制御装置。

Claims (11)

1. 洗濯槽を回転させるための駆動手段と、
   前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、
   前記洗濯槽の回転角度を検出する角度検出手段と、
   前記洗濯槽の角速度を検出する角速度検出手段と、
   前記洗濯槽の角速度を変化させて前記洗濯槽を所定の角度回転させるのに所要する時間と布量との関係を記憶しておく記憶手段と、
   前記洗濯槽の角速度を変化させて前記洗濯槽が前記所定の角度だけ回転する時間を計時して、前記計時された時間と前記記憶された時間と布量との関係に基づいて前記洗濯槽内の第1の布量を検知する第１の布量検知手段と、
   前記洗濯槽が所定の角速度を超えて回転した状態から前記洗濯槽の慣性モーメントを検出して、前記検出した慣性モーメントから前記洗濯槽内の第２の布量を検知する第２の布量検知手段とを備え、
   前記第１の布量検知手段は所定の布量以下で精度を有し、前記洗濯槽が前記第２の布量検知手段で検知することができる状態になる前に、前記第１の布量を検知する、洗濯機。
2. 前記第１の布量検知手段で検知した前記第１の布量が前記所定の布量以下の場合に、前記第２の布量検知手段を能動化することなく前記第１の布量に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段をさらに備えた、請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記制御手段は、前記第１の布量検知手段で検知した前記第１の布量が前記所定の布量を超える場合に前記第２の布量検知手段を能動化し、前記第２の布量検知手段により検出された前記第２の布量に基づいて前記駆動手段を制御する、請求項２に記載の洗濯機。
4. 前記洗濯槽の回転軸は、床面に対して実質的に水平、または前記洗濯槽の開口部が上方に向くように傾斜した方向である請求項１に記載の洗濯機。
5. 前記駆動制御手段は、ベクトル制御を用いて前記駆動手段を駆動させる、請求項１に記載の洗濯機。
6. 前記第１の布量検知手段は、前記洗濯槽が停止状態から前記所定の角度だけ回転する時間を計時する、請求項１に記載の洗濯機。
7. 前記所定の角度は、２７０度以下である、請求項１に記載の洗濯機。
8. 前記第２の布量検知手段は、第１のトルクで前記洗濯槽を回転させたときの角速度の変化から第１の角加速度を求め、第２のトルクで前記洗濯槽を回転させたときの角速度の変化から第２の角加速度を求め、
   前記第１のトルクと、前記第１の角加速度と、前記第２のトルクと、前記第２の角加速度とから算出される前記洗濯槽の慣性モーメントに基づき、前記第２の布量を検知する、請求項１に記載の洗濯機。
9. 洗濯槽を回転させるための駆動手段と、
   前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、
   前記洗濯槽の回転角度を検出する角度検出手段と、
   前記洗濯槽の角速度を検出する角速度検出手段と、
   前記洗濯槽の角速度を変化させて前記洗濯槽を所定の角度回転させるのに所要する時間と布量との関係を記憶しておく記憶手段と、
   前記洗濯槽の角速度を変化させて前記洗濯槽が前記所定の角度だけ回転する時間を計時して、前記計時された時間と前記記憶された時間と布量との関係に基づいて前記洗濯槽内の第１の布量を検知する第１の布量検知手段と、
   前記駆動制御手段を制御して前記駆動手段に所定のトルクを与えて前記洗濯槽を所定の角速度で回転させたときの前記洗濯槽の角速度の変動を検出し、検出された角速度の変動に基づいて前記洗濯槽内の布の偏在を検知する偏在検知手段とを備え、
   前記第１の布量検知手段は、前記偏在検知手段による検知前であって、かつ前記洗濯槽が前記所定の角速度に達する前の段階で検知する、洗濯機。
10. 前記洗濯槽の慣性モーメントを検出して、検出した前記慣性モーメントから前記洗濯槽内の第２の布量を検知する第２の布量検知手段と、
    前記第１の布量検知手段で検知した前記第１の布量が所定の布量を超え、かつ、前記偏在検知手段により偏在が検知されないことを条件に、前記第２の布量検知手段を能動化し、前記駆動制御手段を制御して前記第２の布量検知手段により検出された前記第２の布量に基づいて前記駆動手段を制御させる制御手段とをさらに備えた、請求項９に記載の洗濯機。
11. 前記駆動制御手段は、前記偏在検知手段により前記偏在が検知された場合には、前記洗濯槽の角速度が第２の所定の角速度を下回るように制御する、請求項９に記載の洗濯機。

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