JP2721136B2 - 洗濯機の布負荷量検出方法 - Google Patents

洗濯機の布負荷量検出方法

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    • D06F2105/58Indications or alarms to the control system or to the user

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は洗濯機に関するもの
で、特に布負荷量の検出の誤り及び使用者による水位選
択の誤りを防止するようにした洗濯機の布負荷量検出方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1に示すように、通常の洗濯機は全体
システムを制御するマイクロコンピューター(図示せ
ず)の制御によって負荷駆動部(図面に示さない)から
の動作電圧により駆動することで動力が生じる洗濯モー
ター(1)と、上記洗濯モーター(1)から生じた動力
をプーリー(2)、V−ベルト(3)及びクラッチプー
リー(4)を介して伝達されるクラッチ(5)と、上記
クラッチ(5)から動力が伝達されて洗濯槽(6)内の
洗濯水を渦流させる洗濯翼(7)とから構成される。図
面の中符号8は洗濯水を示すものである。
【0003】図2に示すように、従来、洗濯機の布負荷
量検出回路は全体の動作を制御するマイクロコンピュー
ター(9)と、上記マイクロコンピューター(9)から
出力された制御信号によって動作し、洗濯モーター
(1)の駆動を制御するアレイ抵抗(R3〜R6)(R
9〜R10)と双方向性3端子サイリスタ(TRAIA
C)(TA1、TA2)とコンデンサー(C1〜C4)
及び抵抗(R7)とからなる負荷駆動部(10)と、上
記洗濯モーター(1)に印加される動作電圧の遮断時に
その洗濯モーター(1)の回転慣性力により生じる残留
電圧によって洗濯槽(6)内の布負荷量を検出して上記
マイクロコンピューター(9)に入力するダイオード
(D1、D2)とフォートカプラ(PC)とトランジス
ター(01、02)及び抵抗(R16〜R19)からな
る布負荷量検出部(11)から構成されている。
【0004】図3は洗濯機の水位表示図であって、水位
表示が高水位、中高水位、中水位、中低水位、低水位、
小水位、最小水位の7段階、又は、高水位、中水位、低
水位、小水位、最小水位の5段階に細分化されている。
次に従来の洗濯機の動作を図1〜図6に基づいて詳細に
説明する。先ず、使用者が布負荷量を検出してから洗濯
過程が進行されるように洗濯ボタンを押すとマイクロコ
ンピューター(9)は入力部の信号を読み取り初期動作
を行う。即ち、上記マイクロコンピューター(9)は負
荷駆動部(10)を介して冷水及び温水弁(図示せず)
を開いて洗濯槽(6)へ所要量の水位まで給水する。
【0005】上記洗濯槽(6)内に所要量の水位にまで
給水されると、マイクロコンピューター(9)は洗濯槽
(6)内の布負荷量を検出するために一定時間の間ポー
ト(P54、P55)を介してハイ信号を交互に出力す
る。即ち上記ポート(P54)から一定時間の間出力さ
れるハイ信号は負荷駆動部(10)のアレイ抵抗(R
4、R6、R10)及びスイッチング素子(01)を介
してトライアック(TA1)のゲートにトリガ信号とし
て印加され、トライアックをターンオンさせることにな
り、更に、一定時間の間ポート(P55)から出力され
るハイ信号は負荷駆動部(10)のアレイ抵抗(R3、
R5、R9)及びスイッチング素子(03)を介してト
ライアック(TA2)のゲートにトリガ信号として印加
されトライアック(TA2)をターンオンさせることに
なる。これによって入力交流電源(AC)が上記ターン
オンされたトライアック(TA1、TA2)を介して洗
濯モーター(1)に供給されるこによって洗濯モーター
(1)が駆動し、洗濯翼(7)を時計方向、又は、反時
計方向へ回転させる。
【0006】このように洗濯モーター(1)が駆動する
ことになれば、洗濯モーター(1)からは、一定時間の
間電圧が生じて布負荷量検出部(11)に印加され、布
負荷量検出部(11)は上記洗濯モーター(1)におい
て生じた電圧を波形整形化してマイクロコンピューター
(9)に入力することになる。この後、上記マイクロコ
ンピューター(9)が一定時間の間出力ポート(P5
4、P55)を介してロー信号を出力することにより負
荷駆動部(10)のトライアック(TA1、TA2)を
全てオフさせて洗濯モーター(1)に印加してある駆動
電源(AC)を遮断する。
【0007】この際、上記洗濯モーター(1)は交流電
源(AC)が遮断されても回転の慣性力により直ちに止
まらないで速度が減少されながら止まる。即ち、上記洗
濯槽(6)内に布負荷量(洗濯物量)が多いと、洗濯翼
(7)と洗濯物との間の摩擦力が激しくなるので、洗濯
モーター(1)の回転は速く止まることになり、逆に洗
濯物が少ないと、上記の場合とは反対に摩擦が小さくな
って、洗濯モーター(1)の回転が徐々に減少すること
になるので、そのの洗濯モーター(1)においては、一
定時間の間図6の(a)に示すように残留電圧が存在す
ることになる。(T2期間) このような原理に基づき、上記洗濯モーター(1)の回
転慣性力によって生じる残留電圧を布負荷検出部(1
1)から検出し、これを波形整形化してからマイクロコ
ンピューター(9)に入力する。
【0008】即ち、一定時間の間、残留回転によって生
じる残留電圧は布負荷量検出部(11)の抵抗(R1、
R2)及びダイオード(D1)により半波整流されてか
らフォートカブラ(PC)の発光素子及び受光素子によ
って図6の(b)のような波形となって出力され、その
出力波形はトランジスター(02)を介して反転された
ことで、図6の(c)のような波形となってマイクロコ
ンピューター(9)に入力される。
【0009】これにより上記マイクロコンピューター
(9)は布負荷量検出部(11)からの波形が入力され
ると、その波形の数をカウントし、その数によって布負
荷量の多少を判断して洗濯水位を決める。例えば、波形
(T2期間)の数が最小範囲に属すれば、洗濯槽内の水
位を高水位に設定し、洗濯期間も長く取る。又、逆に波
形(T2期間)の数が最大範囲に属すれば、洗濯槽内の
水位を最小水位に設定し、洗濯期間もそれに対応して短
く取る。
【0010】図4は、使用者が所望のボタンを押すこと
によって洗濯槽内の水位を設定する過程までのフローチ
ャートを示すものである。尚、前述の如く洗濯槽内の水
位及び洗濯期間の設定が完了すれば、次の洗濯過程に進
むが、マイクロコンピューター(9)は設定された水位
によって洗濯翼(7)の回転を制御するようになる。即
ち、図5の(a)〜(g)に示すように設定された水位
による洗濯翼(7)の駆動パタンに従い、洗濯翼(7)
を回転させる。例えば、水位が高い程、実動率(洗濯翼
のオン比率)が大きくなり、これと反対に水位が低い
程、実動率も小さくなる。
【0011】例えば、高水位の場合の実動率を示すと、
【0012】
【数1】
【0013】図5における実動率(A〜G)の関係は水
位に比例するので、A>B>C>D>E>F>Gにな
る。このような過程から洗濯が進められた後、次の過程
のすすぎが行われる。即ち、すすぎが一回である場合、
排水→間歇脱水→脱水→休止→給水→すすぎの段階を順
次行いすすぎが完了され、すすぎが二回以上である場合
は、前記段階を繰り返すことによってすすぎが完了され
る。上記において、すすぎの水位は上記洗濯時に所要の
水位と同じ水位である。
【0014】この後、脱水過程が進められるが、これは
排水→間歇脱水→脱水→休止の段階を順次行うことによ
って脱水過程が完了されることになり、これで全ての洗
濯過程は終了される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の洗濯機では布負荷量の検出を1回だけ実施す
ることで水位を決定し、決定された水位で洗濯を行うこ
とになるが、洗濯物量に比べて水位が高い場合、洗濯は
無理なく行われるが洗濯物の絡み付きが大きくなり、逆
に洗濯物量に比べて水位が低い場合は絡み付きは少なく
なるが洗濯をよくできないばかりでなく洗濯物の損傷が
酷くなって洗濯の性能が低下するという問題点があっ
た。
【0016】本発明の目的とするところは、乾いた布負
荷量と濡れた布負荷量とによって洗濯水位を正確に選択
できる洗濯機の布負荷量検出方法を提供することにあ
る。
【0017】
【発明を解決するための手段】
【0018】本発明の目的を達成するための方法は、乾
いた布の状態において布負荷量を検出して1次水位を決
定する1次水位決定過程と、上記決定された1次水位が
中低水位以上である場合は、低水位まで給水した後布負
荷量を検出してから2次水位を決定する2次水位決定過
程と、上記1次水位と2次水位とを比較してその水位の
差によって実際の水位を設定し、その実際水位だけ給水
してから洗濯を進める第1実際水位設定過程と、上記決
定された1次水位が低水位以下である場合は小水位まで
給水した後布負荷量を検出して3次水位を決定する3次
水位決定過程と、上記1次水位と3次水位を比較して1
次水位が大きいか又はその水位の差が1段階以内である
場合は、1次水位を実際水位に設定してから給水した
後、洗濯を進める第2実際水位設定過程と、上記1次水
位と、3次水位との水位の差が2段階以上である場合に
は3次水位決定を取り消して2次水位決定過程に進行さ
せる過程からなるのである。
【0019】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳しく説明すると次
の通りである。図7は本発明による洗濯機の布負荷量検
出部の構成図であって、布負荷量検出部(30)は、洗
濯モーター(20)のモーター軸(21)に連結された
マグネット(31)と、上記マグネット(31)の磁極
変化を検出する定電圧スイッチング部(32)と、上記
定電圧スイッチング部(32)と結線されて上記定電圧
スイッチング部(32)の出力信号を波形整形化してマ
イクロコンピューター(未図示)に印加する波形整形部
(34)とで構成されている。
【0020】図8は、本発明に適用される布負荷量検出
部の部分断面図であって、モーター軸(21)の所定位
置にマグネット(31)が設けられて、そのマグネット
(31)と対向して所定の間隔を置いて定電圧スイッチ
ング部(32)が設けてあり、定電圧スイッチング部
(32)を囲むようにケース(35)が設けられてい
る。
【0021】図9は波形整形部の詳細な回路図で、その
波形整形部(34)は定電圧スイッチング部(32)と
結線されて上記定電圧スイッチング部(32)の出力信
号を波形整形化して出力するコンデンサ(C1)(C
2)と、抵抗(R10〜R13)と、ダイオード(D
1)及びスイッチング素子(06)とで構成されてい
て、布負荷量検出部(30)の出力パルスをカウントし
て布の量を判別し、その結果によって洗濯機の全体の動
作を制御するマイクロコンピューター(40)に連結さ
れている。
【0022】図10は定電圧スイッチング部の回路図で
あって、定電圧スイッチング部(32)はマグネット
(31)の磁極変化によって出力電圧が変化するホール
センサー(32a)と、上記ホールセンサー(32a)
の出力電圧と基準電圧(Vref)とを比較する比較器
(32b)と、駆動電圧(Vcc)を定電圧として出力
する定電圧器(32c)と上記比較器(32b)の出力
によって、上記定電圧器(32c)の定電圧をスイッチ
ングして出力するスイッチング素子(32d)とで構成
されている。図面の中符号32eは電流源を示すもので
ある。
【0023】次に図7乃至図14を参照して本発明の作
用、効果を詳細に説明する。先ず、洗濯槽内に洗濯水が
投入された状態で使用者によって洗濯ボタンが押されれ
ば、マイクロコンピューター(40)は布が乾いた状態
での布負荷量の検出を実施する。即ち、マイクロコンピ
ューター(40)が洗濯モーターを図12に図示するよ
うに駆動させて洗濯翼を所定回数だけ時計方向又は反時
計方向に回転させる。
【0024】即ち、洗濯モーター(20)に駆動電源を
印加して洗濯翼を時計方向に回転させ、所定の回数だけ
洗濯翼が回転すれば布負荷量の検出のために上記洗濯モ
ーター(20)に供給される駆動電源を遮断して布負荷
量を検出してから、更に、駆動電源を印加して洗濯翼を
反時計方向に回転させ、所定の回数だけ洗濯翼が回転さ
れると、更に、布負荷の検出のために上記洗濯モーター
(20)に供給される駆動電源を遮断させて布負荷量を
検出する。
【0025】洗濯モーター(20)の駆動電圧を遮断さ
せると洗濯モーター(20)は直ぐ停止しないで慣性力
により回転し続ける。この場合、洗濯量が多い場合は洗
濯物と洗濯翼間の摩擦が大きくて回転が少なくなり、逆
に、洗濯量の少ない場合はその回転が多くなる。このよ
うに洗濯モーター(20)をオフさせた状態において布
負荷量検出部(30)が洗濯翼の残留回転を検出して布
負荷量を検出することになるが、これをもう少し詳しく
説明すれば次の通りである。
【0026】先ず、洗濯翼を時計方向に駆動させた状態
で駆動電圧を遮断すると、上述のように洗濯モーター
(20)は直ぐに停止しないで回転が続けられる。この
時、上記洗濯モーター(20)のモーター軸(21)の
所定位置に固着されたマグネット(31)も上記洗濯モ
ーター(20)と同じく回転をする。上記マグネット
(31)は図11に示すように3組の磁極で構成されて
いて、定電圧スイッチング部(32)はそのマグネット
(31)の磁極変化を電気的の信号に変換させる。
【0027】即ち、図10に示すようにマグネット(3
1)の磁極変化によってホールセンサー(32a)の出
力電圧が変化し、比較器(32b)はホールセンサー
(32a)によって変化した電圧と、基準電圧(Vre
f)とを比較してその結果の信号を出力することになる
が、本発明ではマグネット(31)のN極がホールセン
サー(32a)に向う場合はホールセンサー(32a)
の出力電圧が基準電圧(Vref)よりも高く、S極が
ホールセンサー(32a)に向う場合は基準電圧(Vr
ef)がホールセンサー(32a)の出力電圧よりも高
くなるものとする。よって、比較器(32b)の出力は
マグネット(31)のN極は極がホールセンサー(32
a)に向う場合はハイ信号を、又S極がホールセンサー
(32)に向う場合はロー信号を出力させることにな
る。上記比較器(32b)の出力によってスイッチング
素子(32b)はオフを繰り返し、定電圧器(32c)
により一定電圧になった定電圧をスイッチングして出力
することになる。上記スイッチング素子(32d)によ
りスイッチングされて出力される定電圧を波形整形部
(34)は波形整形化してマイクロコンピューター(4
0)のポート(P60)にパルス信号として入力させる
ことになる。これによってマイクロコンピューター(4
0)はそのパルスの数をカウントすることによって布負
荷量を判定する。次いで洗濯翼を反時計方向に駆動させ
ることによって上述のような動作を行うことになる。
【0028】言い替えれば、マイクロコンピューター
(40)は、洗濯モーター(20)を時計方向にオン・
オフを2回繰り返してから図12に示すように駆動電源
をオフさせて(T1区間)洗濯翼の残留パルスをカウン
トすることになり、そのカウントが完了すれば次の図1
2に示すように洗濯モーター(20)を反時計方向にオ
ン・オフを2回繰り返してから駆動電源をオフさせて
(T2区間)上述のように洗濯翼の残留パルスをカウン
トする。
【0029】この後、マイクロコンピューター(40)
は上記オフ区間(T1+T2)内においてカウントした
パルスの数により布負荷量を判定し(S2)、その判定
された布負荷量に対応する1次水位(W1)を決定する
と共に洗剤の使用量を示す(S3)。この際、マイクロ
コンピューター(40)は図13に示す洗剤量表示部及
び水位表示部を介して水位の表示はしないで内部メモリ
において決定した1次水位(W1)を貯蔵したままの状
態で洗剤使用量を表示する。
【0030】この後、当該洗剤量が投入された状態にお
いてマイクロコンピューター(40)は上記決められた
1次水位によって2次水位が決定されるがこれは次の通
りである。上記決定された1次水位が中低水位以上の場
合は低水位まで給水をしてから(S5〜S6)上記の如
き布負荷量検出方法によって布負荷量を検出して2次水
位(W2)の決定を行う(S7〜S9)。
【0031】その後、決定された1次水位(W1)と2
次水位(W2)とを比較して水位の差を算出する。即
ち、1次水位(W1)から2次水位(W2)を減算(W
1−W2)した値が水位の差値となり、その水位の差が
1段階であれば(例えばW1=高中水位、W2=中水位
の場合)実際水位を1次水位(W1)と決定し(S1
1)、図13に示す水位表示及び洗剤量表示部は上記決
定された実際水位を表示する(S12)。この後、上記
決定された実際水位(W1)に対応する給水を行ってか
ら(S13)洗濯を進行させるのである(S13)。
【0032】上記において水位の差が1段であると言う
のは、1次水位の決定時に濡れたままの洗濯物による誤
差の少ない場合を言うのである。一般的に布の乾いてい
る状態においての布負荷量の検出は給水後の布負荷量の
検出よりも正確であるが布が乾いた場合での布負荷量の
検出は洗濯物の中、濡れている布が混ざっている場合、
検出の誤差が生じて実際の洗濯物量に比べて、検出され
る水位が高く設定されるようになる。又、給水後に布負
荷量を検出する方式は給水後、布負荷量を検出すること
になるので濡れたままの洗濯物による誤差は減少される
ものの給水の時間がかかるので布負荷量の時間も長くな
る。
【0033】上記水位の差(W1−W2)が2段階以上
の場合には1次水位決定時に濡れたままの洗濯物による
誤差が生じた場合であるので(実際の水位を低水位の給
水をしてから検出された2次水位(W2)に決定す
る。)この後図13に示す水位表示部及び洗剤量表示部
にその決定された実際水位(W2)を表示し、その実際
水位に対応する水位の給水を行ってから洗濯を進めるよ
うにする(S12〜S15)。
【0034】一方、前述の段階(S4)において検出さ
れた1次水位(W1)が低水位以下の場合は小水位にま
で給水をしてから(S17〜S18)、上記のような布
負荷量検出方法によって布負荷量を検出し、3次水位
(W3)を決定する(S19〜S21)。この後、1次
水位(W1)と3次水位との大小を判別し(S22)、
1次水位(W1)が大きい場合、上記1次水位(W1)
を実際水位と決定して(S23)図13に示した水位表
示及び洗剤量表示部にその決定された1次水位(W1)
を表示すると共に1次水位(W1)に対応する給水をし
てから洗濯を進行させるのである(S12〜S15)。
【0035】尚、上記大小判別段階(S22)におい
て、1次水位(W1)が3次水位(W3)よりも大きく
ない場合はその水位の差(W3−W1)を検出し、その
誤差が1段階以内であれば上記1次水位(W1)を実際
水と決定する(S23〜S24)。次いで図13に示す
水位表示及び洗剤量表示部にその決定された1次水位
(W1)を表示すると共に1次水位(W1)に対応する
給水をしてから洗濯を進行させるのである(S12〜S
15)。
【0036】更に、上記段階(S24)において水位の
差が2段階以上であれば3次水位(W3)を取り消して
(S25)、前述した段階(S5〜S16)に戻って洗
濯を進行させる。給水後布負荷量を検出する方式におい
て、給水量が少ない場合(小水位の時)に洗濯物量が多
いと(中水位以上の洗濯物)、布負荷量検出の誤差が大
きくなる。従って、水位の差(W3−W1)が大きい場
合には“低水位”まで給水して布負荷量の検出をするこ
とになる。例えば、低水位以下の洗濯物量の場合には小
水位まで給水をしてから布負荷量を検出する方がより正
確であり中低水位以上の洗濯物量の場合には低水位まで
給水をしてから布負荷量を検出するのがより一層正確で
あるので好ましい。
【0037】
【発明の効果】以上の説明のように本発明は乾いた状態
で布負荷を検出した後、更に、給水の後に布負荷量を再
検出することで布負荷量の検出により正確を期すること
が出来る効果が得られるので、正確な布負荷量検出をす
ることによって、洗濯物の絡み合いも顕著に減少させる
ことの出来る効果がある。又、使用者が水位を誤って設
定した場合においては上記のような方式で布負荷量を再
検出し誤った選択の水位を補償できるので全体的な性能
を向上させることが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一般的な洗濯機の構造図。
【図2】 従来の洗濯機の布負荷量検出回路図。
【図3】 (a)(b)は従来の洗濯機の水位表示図
で、(a)は7段階水位表示図であり、(b)は5段階
水位表示図である。
【図4】 従来の洗濯機の水位決定過程においてのフロ
ーチャート。
【図5】 (a)〜(g)は従来の洗濯機の洗濯翼の駆
動波形図。
【図6】 (a)〜(c)は図2の各部の入,出力の波
形図で、(a)はモーターの残留電圧の波形図であり、
(b)は布負荷量検出部内のフォートカプラの出力波形
図であり、(c)はマイクロコンピューターに入力され
る布負荷量検出波形図である。
【図7】 本発明の洗濯機の布負荷量検出部の構成図で
ある。
【図8】 本発明の洗濯機の布負荷量検出部の部分断面
図。
【図9】 波形整形部の詳細な回路図。
【図10】 定電圧のスイッチング部の回路図。
【図11】 図7のマグネットの詳細な構成図。
【図12】 図7の洗濯モーターの駆動波形図。
【図13】 本発明に用いられる洗濯機の洗剤及び水位
表示図。
【図14】 本発明の洗濯機の布負荷量の検出過程のフ
ローチャート。
【符号の説明】
20 洗濯モーター 30 布負荷量検出部 31 マグネット 32 定電圧スイッチング部 32a ホールセンサー 32b 比較器 32c 定電圧器 32d スイッチング素子 34 波形整形部 40 マイクロコンピューター

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 布が乾いた状態において布負荷量を検出
    して1次水位を決定する1次水位の決定過程と、 上記決定された1次水位が中低水位以上である場合、低
    水位にまで給水してから布負荷量を検出して2次水位を
    決定する2次水位の決定過程と、 上記1次水位と、2次水位とを比較してその水位の差に
    よって実際水位を設定し、給水をした後、洗濯を進行さ
    せる第1実際水位の設定過程と、 上記決定された1次水位が低水位以下である場合、小水
    位にまで給水してから布負荷量を検出し、3次水位を決
    定する3次水位の決定過程と、 上記1次水位と、3次水位を比較して1次水位が大きい
    か、又は、1次水位と3次水位との水位の差が1段階以
    内である場合、1次水位を実際水位に設定して給水をし
    た後、洗濯を進行させる第2実際水位設定過程と、 上記1次水位と、3次水位との水位の差が2段階以上で
    ある場合、3次水位決定を取り消して上記2次水位決定
    過程に戻って進行させる過程からなることを特徴とする
    洗濯機の布負荷量検出方法。
  2. 【請求項2】 上記2次水位の決定過程は、上記1次水
    位が中低水位以上である場合、低水位にまで給水する段
    階(S5〜S6)と、 上記低水位までの給水をした後、洗濯モーターを時計方
    向、又は、反時計方向に所定の回数だけ回転させた後、
    低水位状態の布負荷量を検出する段階(S7〜S8)
    と、 上記検出した布負荷量によって2次水位を決定する段階
    (S9)からなる請求項1記載の洗濯機の布負荷量検出
    方法。
  3. 【請求項3】 上記第1実際水位の設定過程は、上記1
    次水位と、2次水位とを比較して水位を算出する段階
    (S10)と、 上記水位が1段階以下である場合、上記1次水位を実際
    水位に設定する段階(S11)と、 上記水位の差が2段階以上である場合、上記2次水位を
    実際水位に設定する段階(S16)と、 上記設定した実際水位を表示してその実際水位に対応す
    る給水を行い、給水が完了されれば洗濯を進行させる段
    階(S12〜S15)とでなる請求項1記載の洗濯機の
    布負荷量検出方法。
  4. 【請求項4】 上記3次水位の決定過程は、上記1次水
    位が低水位以下である場合、小水位にまで給水を行う段
    階(S17〜S18)と、 上記小水位までの給水が完了すれば洗濯モーターを時計
    方向又は、反時計方向に所定の回数だけ回転させた後、
    小水位状態の布負荷量を検出する段階(S19〜S2
    0)と、 上記検出した布負荷量によって3次水位を決定する段階
    (S21)とでなる請求項1記載の洗濯機の布負荷量検
    出方法。
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