JP3641581B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドラム内に収容された洗濯物の重量を検知する手段を備えたドラム式洗濯機に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ドラム式洗濯機は、周知のように、外箱内に水槽を設けると共に、この水槽内に、横軸形のドラムを回転可能に配設し、このドラムをモータにより回転させる構成となっている。
この種のドラム式洗濯機において、ドラム内に収容された洗濯物の重量を検知する重量検知方法としては、洗濯物の重量に応じて変位する水槽の変位量を検知する変位量検知手段を設け、この変位量検知手段の検知した変位量に基づき重量を判定する方法や、モータまたはドラムの回転速度を検知する回転速度検知手段を設け、モータまたはドラムを所定の回転速度まで立ち上げた際、または所定の回転速度から立下げた際の回転速度の変化を検出し、この回転速度の変化に基づき重量を判定する方法が考えられている。
【０００３】
しかしながら、水槽の変位量を検知する変位量検知手段を用いるものでは、コストが高いという欠点がある。また、回転速度の変化を検出する方法においては、高い回転速度まで回転させて検知しようとすると、検知に時間かかり、逆に、低い回転速度で検知しようとすると、ドラム内における洗濯物のバランス状態の影響の度合いが高く、検知精度が悪くなってしまうという不具合がある。
【０００４】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、洗濯物の重量検知を、低コストで、しかも精度良く行うことができるドラム式洗濯機を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、洗濯物を収容するドラムと、このドラムを回転駆動する可変速形のモータと、前記ドラムまたはモータの回転速度を検知する回転速度検知手段と、前記モータに所定の一定電力を供給した状態で前記ドラムまたはモータが第１の所定回転速度から第２の所定回転速度まで加速する際の立上がり時間を検知する立上がり時間検知手段と、前記モータをフリーラン状態とした状態で前記ドラムまたはモータが第３の所定回転速度から第４の所定回転速度まで減速する際の立下がり時間を検知する立下がり時間検知手段と、前記立上がり時間検知手段と立下がり時間検知手段の検知結果に基づいて前記ドラム内の洗濯物の重量を検知する重量検知手段と、前記立上がり時間と前記立下がり時間との比に基づいて前記ドラム内の洗濯物のバランス状態を検知するバランス検知手段とを備え、前記重量検知手段は、検知結果を、前記バランス検知手段の検知結果に応じて補正する機能を有することを特徴とする。
【０００６】
立上がり時間検知手段による立上がり時間をＴ１、立下がり時間検知手段による立下がり時間をＴ２とすると、これらＴ１及びＴ２は共に洗濯物の重量に比例したものであるため、重量を検知する場合、これらＴ１、Ｔ２の双方の情報を加味して判断することが好ましい。
【０００７】
上記した手段によれば、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２との両方の情報に基づいてドラム内の洗濯物の重量を検知するようにしているので、水槽の変位量を検知するものに比べて低コストであり、しかも、立上がり時間または立下がり時間の一方のみの情報に基づいて洗濯物の重量を検知する場合に比べて、検知精度を高くできる。しかも、重量検知手段は、検知結果を、バランス検知手段の検知結果に応じて補正する機能を有しているから、バランス状態による誤差を加味して補正することで、検知精度を一層高くすることができる。また、立上がり時間と立下がり時間を検知する回転速度を低くしても、高い精度が得られるため、検知時間を短くすることが可能となる。
【０００９】
さらに、前記バランス検知手段は、前記立上がり時間と前記立下がり時間との比に基づいてバランス状態を判定することを特徴としている。
立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２は共に洗濯物の重量に比例するものであるため、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２との比（Ｔ２／Ｔ１）は、洗濯物のバランス状態が悪くなければ、所定の値を示すようになる。しかしながら、バランス状態が崩れた状態で立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２とを測定すると、立上がり時間Ｔ１は長く、立下がり時間Ｔ２は短くなるため、Ｔ２／Ｔ１は所定の値よりも小さくなる。従って、Ｔ２／Ｔ１の比を求めることにより、測定した際のバランス状態を容易に検知することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、前記立上がり時間を検知する前に、ドラムまたはモータの回転変動を検知する回転変動検知手段を備え、前記重量検知手段は、検知結果を、前記回転変動検知手段による検知結果と前記バランス検知手段の検知結果とに基づいて補正することを特徴としている。
立上がり時間を検知する前に、回転変動検知手段によりドラムまたはモータの回転変動を検知し、この回転変動検知手段による検知結果と、前記バランス検知手段の検知結果とに基づいて補正することにより、一層精度の高い重量検知を行うことができるようになる。
【００１１】
請求項３の発明は、前記立上がり時間を検知する前に、ドラムまたはモータの回転変動を検知する回転変動検知手段を備え、前記回転変動検知手段の検知結果に応じて前記立上がり時間を検知するための回転速度を可変することを特徴としている。
立上がり時間を検知する際に洗濯物のバランス状態が悪い状態で、立上がり時間を検知するために予め設定された回転速度まで上昇させると、異常振動が発生するおそれがある。そこで、請求項３の発明では、回転変動検知手段による検知結果により回転変動が大きいと判定された場合には洗濯物のバランス状態が悪い場合であり、このような場合には、立上がり時間を検知するための回転速度を低く設定することで、異常振動が発生することを防止できる。
【００１２】
請求項４の発明は、前記立上がり時間を検知する前に、ドラムまたはモータの回転変動を検知する回転変動検知手段と、この回転変動検知手段の検知結果に応じて前記立上がり時間検知手段による立上がり時間のみに基づいて重量を検知する補助重量検知手段とを備えたことを特徴としている。
立上がり時間を検知する前において、回転変動検知手段による検知結果により回転変動が大きいと判定された場合には洗濯物のバランス状態が悪い場合であり、このような場合には、補助重量検知手段により、立上がり時間検知手段による立上がり時間のみに基づいて重量を検知することで、洗濯物のバランス状態が崩れた状態であっても、補助的に洗濯物の重量検知を行うことができる。
【００１３】
請求項４の発明は、前記立上がり時間を検知する前に、ドラムの一回転中における回転変動を検知する回転変動検知手段を備え、前記立上がり時間を検知する際に、前記回転変動検知手段の検知結果に基づきドラムを一定の回転状態から加速させるようにしたことを特徴としている。
立上がり時間を検知するに当たり、ドラムを一定の回転状態から加速させることにより、回転状態のばらつきによる立上がり時間のばらつきを防止することが可能となり、立上がり時間を一層精度良く検知することが可能になる。
【００１４】
請求項６の発明は、前記立上がり時間を検知する際の第２の所定回転速度を、共振回転速度以下としたことを特徴としている。これによれば、立上がり時間を検知する際の振動を抑制できる。
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記立下がり時間を検知する際の第３の所定回転速度を、共振回転速度より高くしたことを特徴としている。立下がり時間を検知するには、ドラムの回転速度をある程度まで上げることで、洗濯物のドラムへのへばり付きを強めることができ、一層精度の高い測定が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１ないし図７を参照して説明する。まず、図３において、ドラム式洗濯機の外箱１は全体として矩形箱状をなしていて、その前面の中央部に洗濯物出入口２が設けられている。この洗濯物出入口２は、扉３により開閉されるようになっている。外箱１の内部には、軸方向が前後方向に指向する円筒状をなす水槽４が、サスペンション５により下方から弾性的に支持された状態で設けられている。
【００１６】
上記水槽４は胴部６と後板部７と前板部８とを有して構成され、それらは例えば金属板により形成されている。前板部８には、円形の開口部８ａが形成されている。この開口部８ａと前記洗濯物出入口２とは、筒状をなす弾性材、例えばゴム製の接続部材９により連通するように接続されている。
【００１７】
上記水槽４の内部には、洗濯物が収容されるドラム１０が回転自在に設けられている。このドラム１０は、胴部１１と後面部材１２と、前板部１３とを接合して構成されている。胴部１１の周壁部には多数の孔部１１ａが形成され、前板部１３には円形の開口部１３ａが形成されている。また、後面部材１２は、複数の通気口を有するフレーム部材１２ａに多孔状の板部材１２ｂを取着して構成されている。
【００１８】
また、ドラム１０の後面部材１２の中心部分には、ドラム軸１４が後方に突出するように取り付けられており、当該ドラム軸１４は、前記水槽４の後板部７を貫通して取り付けられた鋳造成形品からなる軸受ハウジング１５に軸受１６を介して回転自在に支承されている。これにより、ドラム１０が回転自在に設けられている。
【００１９】
上記ドラム１０は、アウタロータ形の直流ブラシレスモータからなるモータ１７によりダイレクトに回転駆動されるようになっている。すなわち、モータ１７の回転軸を構成する前記ドラム軸１４の後端部には、永久磁石１８ａを備えたロータ１８が一体回転し得るように取り付けられ、前記軸受ハウジング１５に、ステータコア及びコイルを備えたステータ１９が、ロータ１８の内方に位置するように設けられている。従って、ロータ１８が回転されると、ドラム軸１４を介してドラム１０がダイレクトに回転駆動される。
【００２０】
上記水槽４の底部には、排水弁モータ２０（図５参照）によって開閉される排水弁２１及び排水ホース２２が設けられており、排水弁２１が開放状態にされると、水槽４内の水が排水ホース２２を通じて外部に排出される。また、外箱１の上部には、水槽４内に給水する給水弁２３（図５参照）が設けられている。
【００２１】
外箱１の前面上部には、前面部に図４に示すような操作パネル２４を備えた電子ユニット２５が設けられている。操作パネル２４には、操作スイッチ２６及び表示部２７が設けられている。この場合、操作スイッチ２６としては、スタートボタン２６ａ、洗濯条件を設定するための洗濯条件設定ボタン２６ｂ、洗い行程、すすぎ行程、脱水行程及び乾燥行程を個別に設定するための行程別設定ボタン２６ｃがあり、また、表示部２７としては、使用洗剤量及び洗濯時間などの洗濯情報を表示する表示パネル部２７ａ、設定された洗濯条件などを表示する洗濯条件表示部２７ｂ、洗い行程時の使用水量を表示する水量表示部２７ｃがある。
【００２２】
次に、図５を参照して電気的構成について説明する。直流電源回路部２９は、整流回路３０及び平滑コンデンサ３１ａ，３１ｂからなる倍電圧回路と定電圧回路３２とから構成される。整流回路３０の入力端子には、リアクトル３３を直列に介して交流電源３４が接続される。整流回路３０の出力端子には２本の直流電源線３５ａ，３５ｂが接続され、これらの間には平滑コンデンサ３１ａ，３１ｂが直列に接続されている。これら平滑コンデンサ３１ａ，３１ｂの共通接続点が、整流回路３０の入力端子の一方に接続されている。定電圧回路３２は、整流回路３０の出力端子間に接続され、後述する制御回路３６などの制御用の各回路に所定の直流電圧を生成して与える。
【００２３】
２本の直流電源線３５ａ，３５ｂ間には、インバータ主回路３７が接続されている。インバータ主回路３７は、三相ブリッジ接続された６個のＩＧＢＴ３８ａ〜３８ｆと、それぞれに並列に接続されたフリーホイールダイオード３９とから構成される。インバータ主回路３７の３つの出力端子４０ａ〜４０ｃは、前記モータ１７のステータ１９における三相のコイル４１ａ〜４１ｃの各端子に接続されている。
【００２４】
ＩＧＢＴ３８ａ〜３８ｆの各ゲートは、フォトカプラを介して駆動信号を与える駆動回路４２に接続されている。駆動回路４２は、前記制御回路３６が有するＰＷＭ回路３６ａに接続され、そのＰＷＭ回路３６ａからＰＷＭ信号が与えられる。制御回路３６は、マイクロコンピュータを主体として構成されるもので、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えている。上記モータ１７には、ロータ１８の回転位置を検出するための位置検出素子として、それぞれホールＩＣからなる回転センサ４３ａ，４３ｂが設けられていて、これら回転センサ４３ａ，４３ｂの検出信号が制御回路３６に出力されるように接続されている。この場合、これら回転センサ４３ａ，４３ｂと制御回路３６とにより、後述する回転速度検出手段と、立上がり時間検知手段と、立下がり時間検知手段が構成され、また、制御回路３６により、後述する重量検知手段とバランス検知手段が構成される。
【００２５】
また、上記直流電源線３５ａ，３５ｂ間には、線間電圧をモニタする分圧回路４４が接続されている。分圧回路４４は、２個の抵抗４４ａ，４４ｂを直列に接続した構成で、それらの共通接続点が出力端子として制御回路３６に接続されている。制御回路３６には、このほかに、前述の操作スイッチ２６、表示部２７、排水弁モータ２０、給水弁２３が接続されていると共に、温風生成用のヒータ４５、停電検出回路４６、水位センサ４７、蓋スイッチ４８などが接続されている。
【００２６】
次に、本実施例の作用について、図１、図２、図６及び図７も参照して説明する。使用者が、洗濯物をドラム１０内に収容し、扉３を閉じた状態で、操作パネル２４において、洗濯条件設定ボタン２６ｂにより例えば標準コースを設定し、この状態でスタートボタン２６ａを押圧操作すると、制御回路３６は、図１のフローチャートに従って洗濯運転を実行する。
【００２７】
制御回路３６は、まずモータ１７を起動して（ステップＡ１）、ドラム１０を回転させ、モータ１７の回転速度が、ドラム１０内の洗濯物が、遠心力によりドラム１０の周壁に張り付く程度の回転速度、例えば１００ｒｐｍとなるまで立ち上げるようにモータ１７をフィードバック制御する（ステップＡ２）。この場合、モータ１７の回転速度とドラム１０の回転速度は同じであり、モータ１７の回転速度は、回転センサ４３ａ，４３ｂの検出信号に基づき制御回路３６において検知する。このステップＡ２における制御は、フィードバック制御によりモータ１７へ供給する電力を調整し（オンデューティー比を変化させ）、目標回転速度（１００ｒｐｍ）となるように制御する。
【００２８】
次に、モータ１７への供給電力が所定の一定電力となるように、オンデューティー比を一定値（後述の立上がり時間を検知する回転速度までアップさせ得る値）に固定し、モータ１７を加速する（ステップＡ３）。そして、モータ１７の回転速度が、第１の所定回転速度である例えば１１０ｒｐｍを越えたか否かを判定し（ステップＡ４）、越えたと判定した場合には、立上がり時間のカウントを開始する（ステップＡ５）。
【００２９】
次に、モータ１７の回転速度が、第２の所定回転速度である例えば２３０ｒｐｍを越えたか否かを判定し（ステップＡ６）、越えたと判定した場合には、そこで立上がり時間のカウントを終了し、立上がり時間Ｔ１（図６参照）を記憶する（ステップＡ７）。ここで、この第２の所定回転速度（２３０ｒｐｍ）は、製品の共振回転速度である例えば２５０ｒｐｍより低く設定している。また、上記立上がり時間Ｔ１は、ドラム１０内の洗濯物の重量が大きい場合には長くなり、逆に少ない場合には短くなるものである。
【００３０】
次に、モータ１７の制御をフィードバック制御に切り替えて、モータ１７の回転速度が、上記共振回転速度である２５０ｒｐｍより高い例えば３００ｒｐｍとなるまで立ち上げるようにフィードバック制御する（ステップＡ８）。モータ１７の回転速度が３００ｒｐｍに達したら、モータ１７への通電を断ち、モータ１７をフリーラン状態（空走状態）とし（ステップＡ９）、この後、立下がり時間を検知する。
【００３１】
まず、モータ１７の回転速度が、第３の所定回転速度である例えば２９０ｒｐｍ以下に低下したか否かを判定し（ステップＡ１０）、低下したと判定した場合には、立下がり時間のカウントを開始する（ステップＡ１１）。そして、モータ１７の回転速度が、第４の所定回転速度である例えば２００ｒｐｍ以下に低下したか否かを判定し（ステップＡ１２）、低下したと判定した場合には、そこで立下がり時間のカウントを終了し、立下がり時間Ｔ２（図６参照）を記憶する（ステップＡ１３）。この立下がり時間Ｔ２は、ドラム１０内の洗濯物の重量が大きい場合には長くなり、逆に少ない場合には短くなるものである。
次に、モータ１７を停止させ（ステップＡ１４）、重量検知を行う（ステップＡ１５）。この重量検知は、図２の重量検知ルーチンにて行う。
【００３２】
まず、ステップＢ１において、上記ステップＡ７にて検知した立上がり時間Ｔ１と、ステップＡ１３にて検知した立下がり時間Ｔ２とを用い、次の（１）式にて判定する。
Ｓ＝Ｔ１×Ｔ２ …（１）
ここで、重量検知は、上記立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２の両方を加味して判断することが好ましい。これは、ドラム１０内の洗濯物のバランス状態は必ずしも一定ではなく、同じ重量の洗濯物であっても、バランス状態の違いによって立上がり時間Ｔ１及び立下がり時間Ｔ２がばらつくからである。バランス状態が崩れた場合、立上がり時間Ｔ１は長くなり、立下がり時間Ｔ２は逆に短くなる。つまり、Ｔ１，Ｔ２の関係が相反する動きを示すため、上記（１）式で示したように、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２の両方を加味して判断することが好ましい。
【００３３】
次に、ドラム１０内の洗濯物のバランス状態を検知するために、Ｔ２／Ｔ１（立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２の比）を演算する（ステップＢ２）。ここで、Ｔ１，Ｔ２とも洗濯物の重量に比例するものであるため、バランス状態が悪くなければ、ある所定の値を示すものである。しかしながら、バランス状態が崩れた状態でＴ１，Ｔ２を測定すると、前述したように、立上がり時間Ｔ１は長くなり、立下がり時間Ｔ２は逆に短くなるため、Ｔ２／Ｔ１は、所定の値よりも小さい値となる。つまり、このＴ２／Ｔ１を演算することにより、測定した時の洗濯物のバランス状態を検知することができることになる。また、バランス状態が所定の状態よりも崩れた時は、上記（１）式においても補正しきれなくなり、この結果、（１）式だけでは重量検知の検知結果の精度が悪くなってしまう。
【００３４】
そこで、本実施例においては、上記Ｔ２／Ｔ１の値が所定値、例えば２．３５よりも小さいか否かを判断し（ステップＢ３）、所定値よりも小さいと判断された場合（バランス状態が悪いと判断された場合）に、ステップＢ１で算出したＳの値を補正する（ステップＢ４）。補正方法としては、Ｔ２／Ｔ１がある所定の値Ｋ（＝２．３５）に対して崩れた分だけ補正するため、次の（２）式によって補正する。
Ｓ´＝Ｓ×Ｋ／（Ｔ１／Ｔ２） （２）
【００３５】
この後、この補正したＳ´または補正なしの場合はＳがどの範囲にあるかによって重量を判定する（ステップＢ５〜Ｂ１１）。Ｓ（またはＳ´）が、Ａ（例えば９．０）以下であると判定された場合には、布量（洗濯物量）は極小で、０〜１ｋｇであると判定し、Ａよりは大きく、かつＢ（例えば１１．０）以下であると判定された場合には、布量（洗濯物量）は小で、１〜２ｋｇであると判定し、Ｂよりは大きく、かつＣ（例えば１３．０）以下であると判定された場合には、布量（洗濯物量）は中で、２〜４ｋｇであると判定し、そして、Ｃより大きいと判定された場合には、布量（洗濯物量）は大で、４ｋｇ以上であると判定する。
【００３６】
この重量検知のルーチンが終了したら、メインルーチン（図１）へ戻り、ステップＡ１６において、洗剤量を表示する。この場合、制御回路３６は、図７に示すように、上記重量検知ルーチンで検知した検知結果と、洗剤量表示のデータとを備えていて、このデータに基づき検知結果に対応した洗剤量を、表示パネル２７ａに表示する。図４には、「０．８」（カップ）が表示された例が示されている。使用者は、この表示パネル２７ａの表示を見て、その表示された量の洗剤を図示しない洗剤投入ケースに投入する。なお、これ以降は、設定されたコースに従って洗濯運転が実行されることになる。
【００３７】
上記した第１実施例によれば、次のような効果を得ることができる。まず、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２との両方の情報に基づいてドラム１０内の洗濯物の重量を検知するようにしているので、水槽の変位量を検知するものに比べて低コストであり、しかも、立上がり時間または立下がり時間の一方のみの情報に基づいて洗濯物の重量を検知する場合に比べて、検知精度を高くできる。しかも、検知結果（Ｓ）を、バランス状態の検知結果（ステップＢ３）に応じて補正する機能を有しているから、バランス状態による誤差を加味して補正することで、検知精度を一層高くすることができる。また、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２を検知する回転速度を低くしても、高い精度が得られるため、検知時間を短くすることが可能となる。
【００３８】
また、検知した重量に応じた使用洗剤量を表示パネル部２７ａに表示することで、使用者にとって使用する洗剤量が分かりやすくなる。
洗濯物のバランス状態を、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２との比（Ｔ２／Ｔ１）によって判断するようにしているので、そのバランス状態を容易に検知することができる。
【００３９】
立上がり時間Ｔ１を検知する際の第２の所定回転速度を、共振回転速度（約２５０ｒｐｍ）以下の２３０ｒｐｍとしたことにより、立上がり時間Ｔ１を検知する際のドラム１０の振動を抑制できる。
また、立下がり時間Ｔ２を検知する際の第３の所定回転速度を、共振回転速度（約２５０ｒｐｍ）より高い２９０ｒｐｍとしており、立下がり時間Ｔ２を検知するには、ドラム１０の回転速度をある程度まで上げることで、洗濯物のドラムへのへばり付きを強めることができ、一層精度の高い測定が可能となる。この場合、立下がり時間を検知するために３００ｒｐｍまで立ち上げるのに、共振回転速度を一気に通過させることで、振動の発生も抑制できる。
【００４０】
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例について、図８ないし図１１を参照して説明する。この第２実施例は、次の点が第１実施例とは異なっている。まず、図８において、ステップＡ２でモータ１７の回転速度を１００ｒｐｍまで立ち上げた後、モータ１７ひいてはドラム１０の回転変動の検知を行う（ステップＡ２０）。この回転変動検知は、例えば次のようにして行う。
【００４１】
モータ１７の回転速度を１００ｒｐｍまで立ち上げた後、その１００ｒｐｍの制御時の平均デューティ値にて、モータ１７への供給電力を固定する。この後、ドラム１０の一回転中における、例えば１２分割した各位置での回転速度に対応するカウント値（Ｔ0 〜Ｔ11）を検出する（図１０参照）。そして、１回転の平均回転速度に対応するカウント値平均値を求め、このカウント値平均値と各位置でのカウント値との差の絶対値を求めることにより、一回転中における変動度合い（回転むら）を検出することができる。この実施例においては、回転センサ４３ａ，４３ｂと制御回路３６は、回転変動検出手段も構成している。
【００４２】
この後、回転速度が、例えば平均回転速度となる位置（図１１のＴ6 の位置参照）を基準として、ドラム１０がその基準状態になったか否か（所定ポイント（基準位置）となったか否か）を判断し（ステップＡ２１）、所定ポイントとなった時点で、モータ１７への供給電力を、固定値から、加速させるデューティ値に変更し、モータ１７を加速する（ステップＡ３）。この後、第１実施例と同様に、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２とを検知する（ステップＡ４〜Ａ１３）。そして、ステップＡ１４において、モータ１７を停止した後、重量検知を行う（ステップＡ２２）。この重量検知は、図９の重量検知ルーチンにて行う。
【００４３】
この重量検知ルーチンにおいては、まず、第１実施例と同様に、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２とからＳを求め（ステップＢ１）、この後、ドラム１０内の洗濯物のバランス状態を検知するために、Ｔ２／Ｔ１（立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２の比）を演算する（ステップＢ２）。次に、Ｔ２／Ｔ１の値が所定値、例えば２．３５よりも小さいか否かを判断し（ステップＢ３）、所定値よりも小さいと判断された場合（バランス状態が悪いと判断された場合）に、ステップＢ１５において、上記ステップＡ２０において検知された回転変動の検知結果は良であったか否かを判断する。
【００４４】
良であったと判断された場合には、ステップＢ１６へ移行し、ここで上記Ｓを補正する。この場合の補正は、上記ステップＢ４と同様、下記の（２）式で補正する。
Ｓ´＝Ｓ×Ｋ／（Ｔ１／Ｔ２） （２）
ステップＢ１５において、良でなかった（悪い）と判断された場合には、ステップＢ１７へ移行し、ここでＳを補正する。この場合の補正は、上記Ｓを次の（３）式で補正する。
Ｓ´＝Ｓ×（Ｔ２／Ｔ１）／Ｋ （３）
ここで、ステップＢ１５〜Ｂ１７を実行するのは、モータ１７の回転速度が１００ｒｐｍの時、つまり立上がり時間検知前でのバランス状態が良い場合（回転変動度合いが小さい場合）であるにもかかわらず、Ｔ２／Ｔ１の比が小さくなることがあり、これは、立ち上げたことにより洗濯物のバランス状態が崩れた結果、立下がり時間Ｔ２が短くなったことによるものであり、また、モータ１７の回転速度が１００ｒｐｍの時すでにバランス状態が悪い場合（回転変動度合いが大きい場合）は、そこからの立ち上げ、つまり立上がり時間Ｔ１が長くなることにより、Ｔ２／Ｔ１の比が小さくなっているものであると考えられる。従って、モータ１７の回転速度が１００ｒｐｍの時の回転変動の状態（バランス状態）によって反対方向に補正する必要が生じているのである。
この後、第１実施例と同様に、Ｓ（補正した場合Ｓ´）がどの範囲にあるかによって重量を判定する（ステップＢ５〜Ｂ１１）。
【００４５】
このような第２実施例によれば、立上がり時間Ｔ１を検知する前に、モータ１７の回転変動を検知し、この回転変動の検知結果と、Ｔ２／Ｔ１の比（バランス検知の検知結果）とに基づいて補正することにより、一層精度の高い重量検知を行うことができるようになる。
また、立上がり時間Ｔ１を検知する際に、モータ１７を、これがある一定の回転状態（図１１のＴ6 ）にある状態から加速させるようにしていることにより、回転状態のばらつきによる立上がり時間Ｔ１のばらつきを防止することが可能となり、立上がり時間Ｔ１を一層精度良く検知することが可能になる。
【００４６】
（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例について、図１２ないし図１４を参照して説明する。この第３実施例では、図１２において、ステップＡ２でモータ１７の回転速度を１００ｒｐｍまで立ち上げた後、モータ１７ひいてはドラム１０の回転変動の検知を行う（ステップＡ２０）。この回転変動検知は、第２実施例の場合と同様に行う。この場合、回転変動の検知を行うのは、これ以降に行われる立上がり時間を検知する際に、モータ１７の回転速度を、例えば２３０ｒｐｍまで立ち上げることが可能か否かを判断するために行う。この回転変動の検知において、変動度合いが所定の度合いよりも大きい場合（バランス状態が所定のバランス状態よりも悪い場合）、上記２３０ｒｐｍまで立ち上げる際に異常な振動を引き起こすおそれがある。
【００４７】
そこで、この実施例においては、ステップＡ２５において、回転変動の検知結果が悪いか否か（モータ１７の回転速度を２３０ｒｐｍまで立ち上げることが適当でないか否か）を判断する。このステップＡ２５において、モータ１７の回転速度を２３０ｒｐｍまで立ち上げても問題がないと判断された場合は、「ＮＯ」に従って、図１のステップＡ３または図８のステップＡ３へ移行する。
【００４８】
ステップＡ２５において、モータ１７の回転速度を２３０ｒｐｍまで立ち上げることが適当でないと判断された場合は、「ＹＥＳ」に従ってステップＡ２６へ移行し、モータ１７への供給電力（デューティ値）を所定の値に固定し、モータ１７を加速させる。そして、モータ１７の回転速度が、第１の所定回転速度である例えば１１０ｒｐｍを越えたか否かを判定し（ステップＡ２７）、越えたと判定した場合には、立上がり時間のカウントを開始する（ステップＡ２８）。
【００４９】
次に、モータ１７の回転速度が、通常の第２の所定回転速度である例えば２３０ｒｐｍよりも低く、かつ洗濯物のバランス状態が悪い場合でも異常振動が発生しない程度の回転速度、例えば１７０ｒｐｍを越えたか否かを判定し（ステップＡ２９）、越えたと判定した場合には、そこで立上がり時間のカウントを終了し、立上がり時間Ｔ１を記憶する（ステップＡ３０）。この場合、１７０ｒｐｍが、立上がり時間を検知する際の第２の所定回転速度となる。
この後、モータ１７を停止させ（ステップＡ３１）、重量検知を行う（ステップＡ３２）。この重量検知は、図１３の重量検知ルーチンにて行う。
【００５０】
まず、図１４に示すように、上記ステップＡ２０において検知した回転変動の検知結果により１００ｒｐｍでの変動状態（バランス状態）を判定し（ステップＢ２０）、これに応じた補正係数ｋを立上がり時間Ｔ１に掛けることで、立上がり時間Ｔ１を補正する（ステップＢ２１）。この場合、回転変動の変動度合いが大きいほど、立上がり時間Ｔ１は長くなるため、変動度合いが大きい場合には、掛ける補正係数ｋを小さくしている。なお、図１４において、回転変動の検知結果の値は、マイクロコンピュータが処理する際の１６進数で示されている。例えば、１６進数で示された「３００Ｈ」は、１０進数では「７６８」となる。この回転変動の値が大きいほど、回転変動状態が大きい（バランス状態が悪い）ことになる。
【００５１】
次に、補正した立上がり時間Ｔ１´と、予め設定された設定値Ｄ，Ｅ，Ｆとを比較し、Ｔ１´がどの範囲にあるかによって重量を判定する（ステップＢ２２〜Ｂ２８）。なお、Ｄ，Ｅ，Ｆは、例えば次の値とする。Ｄ＝１．９秒、Ｅ＝２．１秒、Ｆ＝２．４秒。この場合、制御回路３６は、補助重量検知手段も構成している。このようにして重量を判定したら、メインルーチンのステップＡ１６（図１または図８参照）へ戻り、重量に応じて洗剤量を表示する。
【００５２】
このような第３実施例おいては、立上がり時間を検知する前に、回転変動の変動度合いを検知し、その検知結果により回転変動が大きいと判定された場合には洗濯物のバランス状態が悪い場合であり、このような場合には、立上がり時間Ｔ１を検知するための第２の所定回転速度を低く設定（１７０ｒｐｍ）することで、ドラム１０及びモータ１７に異常振動が発生することを防止できる。
【００５３】
また、立上がり時間を検知する前において、回転変動の変動度合いを検知し、その検知結果により回転変動が大きいと判定された場合には洗濯物のバランス状態が悪い場合であり、このような場合には、立上がり時間Ｔ１のみに基づいて重量を検知することで、洗濯物のバランス状態が崩れた状態であっても、補助的に洗濯物の重量検知を行うことができる。
【００５４】
なお、上記した第３実施例において、立上がり時間Ｔ１を検知した後（ステップＡ３０）、モータ１７への通電を断ち、モータ１７をフリーラン状態とし、モータ１７の回転速度が、例えば１６０ｒｐｍから１００ｒｐｍへ立ち下がるのにかかる立下がり時間Ｔ２を検知し、この立下がり時間Ｔ２と上記立上がり時間Ｔ１とを用いて重量を検知することも可能である。
【００５５】
本発明は、上記した各実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
回転速度は、モータ１７の回転速度を検知することに代えて、ドラム１０の回転速度を検知する構成とすることもできる。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、立上がり時間と立下がり時間との両方の情報に基づいてドラム内の洗濯物の重量を検知するようにしているので、水槽の変位量を検知するものに比べて低コストであり、しかも、立上がり時間または立下がり時間の一方のみの情報に基づいて洗濯物の重量を検知する場合に比べて、検知精度を高くできる。しかも、重量検知手段は、検知結果を、バランス検知手段の検知結果に応じて補正する機能を有しているから、バランス状態による誤差を加味して補正することで、検知精度を一層高くすることができる。また、立上がり時間と立下がり時間を検知する回転速度を低くしても、高い精度が得られるため、検知時間を短くすることが可能となる。さらに、バランス検知手段は立上がり時間と立下がり時間との比に基づいてバランス状態を検知するので、バランス状態を容易に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すもので、洗濯物の重量を検知して洗剤量を表示するまでの動作プログラムのフローチャート
【図２】重量検知ルーチンのフローチャート
【図３】ドラム式洗濯機の縦断側面図
【図４】表示パネルの正面図
【図５】電気的構成を示す図
【図６】洗濯物の重量を検知する際のモータの回転速度と時間との関係を示す図
【図７】重量の検知結果と、表示する洗剤量との関係を示す図
【図８】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図９】図２相当図
【図１０】回転速度の変動状態を検知するための説明図
【図１１】モータ（ドラム）の回転速度の変動の様子を示す図
【図１２】本発明の第３実施例を示すもので、洗濯物の重量を検知するまでの動作プログラムのフローチャート
【図１３】図２相当図
【図１４】回転変動状態と補正係数との関係を示す図
【符号の説明】
図面中、３は水槽、１０はドラム、１７はモータ、２７ａは表示パネル部、３６は制御回路（回転速度検出手段、立上がり時間検知手段、立下がり時間検知手段、重量検知手段、バランス検知手段、回転変動検出手段、補助重量検知手段）、４３ａ，４３ｂは回転センサ（回転速度検出手段、立上がり時間検知手段、立下がり時間検知手段、回転変動検出手段）を示す。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドラム内に収容された洗濯物の重量を検知する手段を備えたドラム式洗濯機に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ドラム式洗濯機は、周知のように、外箱内に水槽を設けると共に、この水槽内に、横軸形のドラムを回転可能に配設し、このドラムをモータにより回転させる構成となっている。
この種のドラム式洗濯機において、ドラム内に収容された洗濯物の重量を検知する重量検知方法としては、洗濯物の重量に応じて変位する水槽の変位量を検知する変位量検知手段を設け、この変位量検知手段の検知した変位量に基づき重量を判定する方法や、モータまたはドラムの回転速度を検知する回転速度検知手段を設け、モータまたはドラムを所定の回転速度まで立ち上げた際、または所定の回転速度から立下げた際の回転速度の変化を検出し、この回転速度の変化に基づき重量を判定する方法が考えられている。
【０００３】
しかしながら、水槽の変位量を検知する変位量検知手段を用いるものでは、コストが高いという欠点がある。また、回転速度の変化を検出する方法においては、高い回転速度まで回転させて検知しようとすると、検知に時間かかり、逆に、低い回転速度で検知しようとすると、ドラム内における洗濯物のバランス状態の影響の度合いが高く、検知精度が悪くなってしまうという不具合がある。
【０００４】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、洗濯物の重量検知を、低コストで、しかも精度良く行うことができるドラム式洗濯機を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、洗濯物を収容するドラムと、このドラムを回転駆動する可変速形のモータと、前記ドラムまたはモータの回転速度を検知する回転速度検知手段と、前記モータに所定の一定電力を供給した状態で前記ドラムまたはモータが第１の所定回転速度から第２の所定回転速度まで加速する際の立上がり時間を検知する立上がり時間検知手段と、前記モータをフリーラン状態とした状態で前記ドラムまたはモータが第３の所定回転速度から第４の所定回転速度まで減速する際の立下がり時間を検知する立下がり時間検知手段と、前記立上がり時間検知手段と立下がり時間検知手段の検知結果に基づいて前記ドラム内の洗濯物の重量を検知する重量検知手段と、前記立上がり時間と前記立下がり時間との比に基づいて前記ドラム内の洗濯物のバランス状態を検知するバランス検知手段とを備え、前記重量検知手段は、検知結果を、前記バランス検知手段の検知結果に応じて補正する機能を有することを特徴とする。
【０００６】
立上がり時間検知手段による立上がり時間をＴ１、立下がり時間検知手段による立下がり時間をＴ２とすると、これらＴ１及びＴ２は共に洗濯物の重量に比例したものであるため、重量を検知する場合、これらＴ１、Ｔ２の双方の情報を加味して判断することが好ましい。
【０００７】
上記した手段によれば、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２との両方の情報に基づいてドラム内の洗濯物の重量を検知するようにしているので、水槽の変位量を検知するものに比べて低コストであり、しかも、立上がり時間または立下がり時間の一方のみの情報に基づいて洗濯物の重量を検知する場合に比べて、検知精度を高くできる。しかも、重量検知手段は、検知結果を、バランス検知手段の検知結果に応じて補正する機能を有しているから、バランス状態による誤差を加味して補正することで、検知精度を一層高くすることができる。また、立上がり時間と立下がり時間を検知する回転速度を低くしても、高い精度が得られるため、検知時間を短くすることが可能となる。
【０００９】
さらに、前記バランス検知手段は、前記立上がり時間と前記立下がり時間との比に基づいてバランス状態を判定することを特徴としている。
立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２は共に洗濯物の重量に比例するものであるため、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２との比（Ｔ２／Ｔ１）は、洗濯物のバランス状態が悪くなければ、所定の値を示すようになる。しかしながら、バランス状態が崩れた状態で立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２とを測定すると、立上がり時間Ｔ１は長く、立下がり時間Ｔ２は短くなるため、Ｔ２／Ｔ１は所定の値よりも小さくなる。従って、Ｔ２／Ｔ１の比を求めることにより、測定した際のバランス状態を容易に検知することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、前記立上がり時間を検知する前に、ドラムまたはモータの回転変動を検知する回転変動検知手段を備え、前記重量検知手段は、検知結果を、前記回転変動検知手段による検知結果と前記バランス検知手段の検知結果とに基づいて補正することを特徴としている。
立上がり時間を検知する前に、回転変動検知手段によりドラムまたはモータの回転変動を検知し、この回転変動検知手段による検知結果と、前記バランス検知手段の検知結果とに基づいて補正することにより、一層精度の高い重量検知を行うことができるようになる。
【００１１】
請求項３の発明は、前記立上がり時間を検知する前に、ドラムまたはモータの回転変動を検知する回転変動検知手段を備え、前記回転変動検知手段の検知結果に応じて前記立上がり時間を検知するための回転速度を可変することを特徴としている。
立上がり時間を検知する際に洗濯物のバランス状態が悪い状態で、立上がり時間を検知するために予め設定された回転速度まで上昇させると、異常振動が発生するおそれがある。そこで、請求項３の発明では、回転変動検知手段による検知結果により回転変動が大きいと判定された場合には洗濯物のバランス状態が悪い場合であり、このような場合には、立上がり時間を検知するための回転速度を低く設定することで、異常振動が発生することを防止できる。
【００１２】
請求項４の発明は、前記立上がり時間を検知する前に、ドラムまたはモータの回転変動を検知する回転変動検知手段と、この回転変動検知手段の検知結果に応じて前記立上がり時間検知手段による立上がり時間のみに基づいて重量を検知する補助重量検知手段とを備えたことを特徴としている。
立上がり時間を検知する前において、回転変動検知手段による検知結果により回転変動が大きいと判定された場合には洗濯物のバランス状態が悪い場合であり、このような場合には、補助重量検知手段により、立上がり時間検知手段による立上がり時間のみに基づいて重量を検知することで、洗濯物のバランス状態が崩れた状態であっても、補助的に洗濯物の重量検知を行うことができる。
【００１３】
請求項４の発明は、前記立上がり時間を検知する前に、ドラムの一回転中における回転変動を検知する回転変動検知手段を備え、前記立上がり時間を検知する際に、前記回転変動検知手段の検知結果に基づきドラムを一定の回転状態から加速させるようにしたことを特徴としている。
立上がり時間を検知するに当たり、ドラムを一定の回転状態から加速させることにより、回転状態のばらつきによる立上がり時間のばらつきを防止することが可能となり、立上がり時間を一層精度良く検知することが可能になる。
【００１４】
請求項６の発明は、前記立上がり時間を検知する際の第２の所定回転速度を、共振回転速度以下としたことを特徴としている。これによれば、立上がり時間を検知する際の振動を抑制できる。
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記立下がり時間を検知する際の第３の所定回転速度を、共振回転速度より高くしたことを特徴としている。立下がり時間を検知するには、ドラムの回転速度をある程度まで上げることで、洗濯物のドラムへのへばり付きを強めることができ、一層精度の高い測定が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１ないし図７を参照して説明する。まず、図３において、ドラム式洗濯機の外箱１は全体として矩形箱状をなしていて、その前面の中央部に洗濯物出入口２が設けられている。この洗濯物出入口２は、扉３により開閉されるようになっている。外箱１の内部には、軸方向が前後方向に指向する円筒状をなす水槽４が、サスペンション５により下方から弾性的に支持された状態で設けられている。
【００１６】
上記水槽４は胴部６と後板部７と前板部８とを有して構成され、それらは例えば金属板により形成されている。前板部８には、円形の開口部８ａが形成されている。この開口部８ａと前記洗濯物出入口２とは、筒状をなす弾性材、例えばゴム製の接続部材９により連通するように接続されている。
【００１７】
上記水槽４の内部には、洗濯物が収容されるドラム１０が回転自在に設けられている。このドラム１０は、胴部１１と後面部材１２と、前板部１３とを接合して構成されている。胴部１１の周壁部には多数の孔部１１ａが形成され、前板部１３には円形の開口部１３ａが形成されている。また、後面部材１２は、複数の通気口を有するフレーム部材１２ａに多孔状の板部材１２ｂを取着して構成されている。
【００１８】
また、ドラム１０の後面部材１２の中心部分には、ドラム軸１４が後方に突出するように取り付けられており、当該ドラム軸１４は、前記水槽４の後板部７を貫通して取り付けられた鋳造成形品からなる軸受ハウジング１５に軸受１６を介して回転自在に支承されている。これにより、ドラム１０が回転自在に設けられている。
【００１９】
上記ドラム１０は、アウタロータ形の直流ブラシレスモータからなるモータ１７によりダイレクトに回転駆動されるようになっている。すなわち、モータ１７の回転軸を構成する前記ドラム軸１４の後端部には、永久磁石１８ａを備えたロータ１８が一体回転し得るように取り付けられ、前記軸受ハウジング１５に、ステータコア及びコイルを備えたステータ１９が、ロータ１８の内方に位置するように設けられている。従って、ロータ１８が回転されると、ドラム軸１４を介してドラム１０がダイレクトに回転駆動される。
【００２０】
上記水槽４の底部には、排水弁モータ２０（図５参照）によって開閉される排水弁２１及び排水ホース２２が設けられており、排水弁２１が開放状態にされると、水槽４内の水が排水ホース２２を通じて外部に排出される。また、外箱１の上部には、水槽４内に給水する給水弁２３（図５参照）が設けられている。
【００２１】
外箱１の前面上部には、前面部に図４に示すような操作パネル２４を備えた電子ユニット２５が設けられている。操作パネル２４には、操作スイッチ２６及び表示部２７が設けられている。この場合、操作スイッチ２６としては、スタートボタン２６ａ、洗濯条件を設定するための洗濯条件設定ボタン２６ｂ、洗い行程、すすぎ行程、脱水行程及び乾燥行程を個別に設定するための行程別設定ボタン２６ｃがあり、また、表示部２７としては、使用洗剤量及び洗濯時間などの洗濯情報を表示する表示パネル部２７ａ、設定された洗濯条件などを表示する洗濯条件表示部２７ｂ、洗い行程時の使用水量を表示する水量表示部２７ｃがある。
【００２２】
次に、図５を参照して電気的構成について説明する。直流電源回路部２９は、整流回路３０及び平滑コンデンサ３１ａ，３１ｂからなる倍電圧回路と定電圧回路３２とから構成される。整流回路３０の入力端子には、リアクトル３３を直列に介して交流電源３４が接続される。整流回路３０の出力端子には２本の直流電源線３５ａ，３５ｂが接続され、これらの間には平滑コンデンサ３１ａ，３１ｂが直列に接続されている。これら平滑コンデンサ３１ａ，３１ｂの共通接続点が、整流回路３０の入力端子の一方に接続されている。定電圧回路３２は、整流回路３０の出力端子間に接続され、後述する制御回路３６などの制御用の各回路に所定の直流電圧を生成して与える。
【００２３】
２本の直流電源線３５ａ，３５ｂ間には、インバータ主回路３７が接続されている。インバータ主回路３７は、三相ブリッジ接続された６個のＩＧＢＴ３８ａ〜３８ｆと、それぞれに並列に接続されたフリーホイールダイオード３９とから構成される。インバータ主回路３７の３つの出力端子４０ａ〜４０ｃは、前記モータ１７のステータ１９における三相のコイル４１ａ〜４１ｃの各端子に接続されている。
【００２４】
ＩＧＢＴ３８ａ〜３８ｆの各ゲートは、フォトカプラを介して駆動信号を与える駆動回路４２に接続されている。駆動回路４２は、前記制御回路３６が有するＰＷＭ回路３６ａに接続され、そのＰＷＭ回路３６ａからＰＷＭ信号が与えられる。制御回路３６は、マイクロコンピュータを主体として構成されるもので、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えている。上記モータ１７には、ロータ１８の回転位置を検出するための位置検出素子として、それぞれホールＩＣからなる回転センサ４３ａ，４３ｂが設けられていて、これら回転センサ４３ａ，４３ｂの検出信号が制御回路３６に出力されるように接続されている。この場合、これら回転センサ４３ａ，４３ｂと制御回路３６とにより、後述する回転速度検出手段と、立上がり時間検知手段と、立下がり時間検知手段が構成され、また、制御回路３６により、後述する重量検知手段とバランス検知手段が構成される。
【００２５】
また、上記直流電源線３５ａ，３５ｂ間には、線間電圧をモニタする分圧回路４４が接続されている。分圧回路４４は、２個の抵抗４４ａ，４４ｂを直列に接続した構成で、それらの共通接続点が出力端子として制御回路３６に接続されている。制御回路３６には、このほかに、前述の操作スイッチ２６、表示部２７、排水弁モータ２０、給水弁２３が接続されていると共に、温風生成用のヒータ４５、停電検出回路４６、水位センサ４７、蓋スイッチ４８などが接続されている。
【００２６】
次に、本実施例の作用について、図１、図２、図６及び図７も参照して説明する。使用者が、洗濯物をドラム１０内に収容し、扉３を閉じた状態で、操作パネル２４において、洗濯条件設定ボタン２６ｂにより例えば標準コースを設定し、この状態でスタートボタン２６ａを押圧操作すると、制御回路３６は、図１のフローチャートに従って洗濯運転を実行する。
【００２７】
制御回路３６は、まずモータ１７を起動して（ステップＡ１）、ドラム１０を回転させ、モータ１７の回転速度が、ドラム１０内の洗濯物が、遠心力によりドラム１０の周壁に張り付く程度の回転速度、例えば１００ｒｐｍとなるまで立ち上げるようにモータ１７をフィードバック制御する（ステップＡ２）。この場合、モータ１７の回転速度とドラム１０の回転速度は同じであり、モータ１７の回転速度は、回転センサ４３ａ，４３ｂの検出信号に基づき制御回路３６において検知する。このステップＡ２における制御は、フィードバック制御によりモータ１７へ供給する電力を調整し（オンデューティー比を変化させ）、目標回転速度（１００ｒｐｍ）となるように制御する。
【００２８】
次に、モータ１７への供給電力が所定の一定電力となるように、オンデューティー比を一定値（後述の立上がり時間を検知する回転速度までアップさせ得る値）に固定し、モータ１７を加速する（ステップＡ３）。そして、モータ１７の回転速度が、第１の所定回転速度である例えば１１０ｒｐｍを越えたか否かを判定し（ステップＡ４）、越えたと判定した場合には、立上がり時間のカウントを開始する（ステップＡ５）。
【００２９】
次に、モータ１７の回転速度が、第２の所定回転速度である例えば２３０ｒｐｍを越えたか否かを判定し（ステップＡ６）、越えたと判定した場合には、そこで立上がり時間のカウントを終了し、立上がり時間Ｔ１（図６参照）を記憶する（ステップＡ７）。ここで、この第２の所定回転速度（２３０ｒｐｍ）は、製品の共振回転速度である例えば２５０ｒｐｍより低く設定している。また、上記立上がり時間Ｔ１は、ドラム１０内の洗濯物の重量が大きい場合には長くなり、逆に少ない場合には短くなるものである。
【００３０】
次に、モータ１７の制御をフィードバック制御に切り替えて、モータ１７の回転速度が、上記共振回転速度である２５０ｒｐｍより高い例えば３００ｒｐｍとなるまで立ち上げるようにフィードバック制御する（ステップＡ８）。モータ１７の回転速度が３００ｒｐｍに達したら、モータ１７への通電を断ち、モータ１７をフリーラン状態（空走状態）とし（ステップＡ９）、この後、立下がり時間を検知する。
【００３１】
まず、モータ１７の回転速度が、第３の所定回転速度である例えば２９０ｒｐｍ以下に低下したか否かを判定し（ステップＡ１０）、低下したと判定した場合には、立下がり時間のカウントを開始する（ステップＡ１１）。そして、モータ１７の回転速度が、第４の所定回転速度である例えば２００ｒｐｍ以下に低下したか否かを判定し（ステップＡ１２）、低下したと判定した場合には、そこで立下がり時間のカウントを終了し、立下がり時間Ｔ２（図６参照）を記憶する（ステップＡ１３）。この立下がり時間Ｔ２は、ドラム１０内の洗濯物の重量が大きい場合には長くなり、逆に少ない場合には短くなるものである。
次に、モータ１７を停止させ（ステップＡ１４）、重量検知を行う（ステップＡ１５）。この重量検知は、図２の重量検知ルーチンにて行う。
【００３２】
まず、ステップＢ１において、上記ステップＡ７にて検知した立上がり時間Ｔ１と、ステップＡ１３にて検知した立下がり時間Ｔ２とを用い、次の（１）式にて判定する。
Ｓ＝Ｔ１×Ｔ２ …（１）
ここで、重量検知は、上記立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２の両方を加味して判断することが好ましい。これは、ドラム１０内の洗濯物のバランス状態は必ずしも一定ではなく、同じ重量の洗濯物であっても、バランス状態の違いによって立上がり時間Ｔ１及び立下がり時間Ｔ２がばらつくからである。バランス状態が崩れた場合、立上がり時間Ｔ１は長くなり、立下がり時間Ｔ２は逆に短くなる。つまり、Ｔ１，Ｔ２の関係が相反する動きを示すため、上記（１）式で示したように、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２の両方を加味して判断することが好ましい。
【００３３】
次に、ドラム１０内の洗濯物のバランス状態を検知するために、Ｔ２／Ｔ１（立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２の比）を演算する（ステップＢ２）。ここで、Ｔ１，Ｔ２とも洗濯物の重量に比例するものであるため、バランス状態が悪くなければ、ある所定の値を示すものである。しかしながら、バランス状態が崩れた状態でＴ１，Ｔ２を測定すると、前述したように、立上がり時間Ｔ１は長くなり、立下がり時間Ｔ２は逆に短くなるため、Ｔ２／Ｔ１は、所定の値よりも小さい値となる。つまり、このＴ２／Ｔ１を演算することにより、測定した時の洗濯物のバランス状態を検知することができることになる。また、バランス状態が所定の状態よりも崩れた時は、上記（１）式においても補正しきれなくなり、この結果、（１）式だけでは重量検知の検知結果の精度が悪くなってしまう。
【００３４】
そこで、本実施例においては、上記Ｔ２／Ｔ１の値が所定値、例えば２．３５よりも小さいか否かを判断し（ステップＢ３）、所定値よりも小さいと判断された場合（バランス状態が悪いと判断された場合）に、ステップＢ１で算出したＳの値を補正する（ステップＢ４）。補正方法としては、Ｔ２／Ｔ１がある所定の値Ｋ（＝２．３５）に対して崩れた分だけ補正するため、次の（２）式によって補正する。
Ｓ´＝Ｓ×Ｋ／（Ｔ１／Ｔ２） （２）
【００３５】
この後、この補正したＳ´または補正なしの場合はＳがどの範囲にあるかによって重量を判定する（ステップＢ５〜Ｂ１１）。Ｓ（またはＳ´）が、Ａ（例えば９．０）以下であると判定された場合には、布量（洗濯物量）は極小で、０〜１ｋｇであると判定し、Ａよりは大きく、かつＢ（例えば１１．０）以下であると判定された場合には、布量（洗濯物量）は小で、１〜２ｋｇであると判定し、Ｂよりは大きく、かつＣ（例えば１３．０）以下であると判定された場合には、布量（洗濯物量）は中で、２〜４ｋｇであると判定し、そして、Ｃより大きいと判定された場合には、布量（洗濯物量）は大で、４ｋｇ以上であると判定する。
【００３６】
この重量検知のルーチンが終了したら、メインルーチン（図１）へ戻り、ステップＡ１６において、洗剤量を表示する。この場合、制御回路３６は、図７に示すように、上記重量検知ルーチンで検知した検知結果と、洗剤量表示のデータとを備えていて、このデータに基づき検知結果に対応した洗剤量を、表示パネル２７ａに表示する。図４には、「０．８」（カップ）が表示された例が示されている。使用者は、この表示パネル２７ａの表示を見て、その表示された量の洗剤を図示しない洗剤投入ケースに投入する。なお、これ以降は、設定されたコースに従って洗濯運転が実行されることになる。
【００３７】
上記した第１実施例によれば、次のような効果を得ることができる。まず、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２との両方の情報に基づいてドラム１０内の洗濯物の重量を検知するようにしているので、水槽の変位量を検知するものに比べて低コストであり、しかも、立上がり時間または立下がり時間の一方のみの情報に基づいて洗濯物の重量を検知する場合に比べて、検知精度を高くできる。しかも、検知結果（Ｓ）を、バランス状態の検知結果（ステップＢ３）に応じて補正する機能を有しているから、バランス状態による誤差を加味して補正することで、検知精度を一層高くすることができる。また、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２を検知する回転速度を低くしても、高い精度が得られるため、検知時間を短くすることが可能となる。
【００３８】
また、検知した重量に応じた使用洗剤量を表示パネル部２７ａに表示することで、使用者にとって使用する洗剤量が分かりやすくなる。
洗濯物のバランス状態を、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２との比（Ｔ２／Ｔ１）によって判断するようにしているので、そのバランス状態を容易に検知することができる。
【００３９】
立上がり時間Ｔ１を検知する際の第２の所定回転速度を、共振回転速度（約２５０ｒｐｍ）以下の２３０ｒｐｍとしたことにより、立上がり時間Ｔ１を検知する際のドラム１０の振動を抑制できる。
また、立下がり時間Ｔ２を検知する際の第３の所定回転速度を、共振回転速度（約２５０ｒｐｍ）より高い２９０ｒｐｍとしており、立下がり時間Ｔ２を検知するには、ドラム１０の回転速度をある程度まで上げることで、洗濯物のドラムへのへばり付きを強めることができ、一層精度の高い測定が可能となる。この場合、立下がり時間を検知するために３００ｒｐｍまで立ち上げるのに、共振回転速度を一気に通過させることで、振動の発生も抑制できる。
【００４０】
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例について、図８ないし図１１を参照して説明する。この第２実施例は、次の点が第１実施例とは異なっている。まず、図８において、ステップＡ２でモータ１７の回転速度を１００ｒｐｍまで立ち上げた後、モータ１７ひいてはドラム１０の回転変動の検知を行う（ステップＡ２０）。この回転変動検知は、例えば次のようにして行う。
【００４１】
モータ１７の回転速度を１００ｒｐｍまで立ち上げた後、その１００ｒｐｍの制御時の平均デューティ値にて、モータ１７への供給電力を固定する。この後、ドラム１０の一回転中における、例えば１２分割した各位置での回転速度に対応するカウント値（Ｔ0 〜Ｔ11）を検出する（図１０参照）。そして、１回転の平均回転速度に対応するカウント値平均値を求め、このカウント値平均値と各位置でのカウント値との差の絶対値を求めることにより、一回転中における変動度合い（回転むら）を検出することができる。この実施例においては、回転センサ４３ａ，４３ｂと制御回路３６は、回転変動検出手段も構成している。
【００４２】
この後、回転速度が、例えば平均回転速度となる位置（図１１のＴ6 の位置参照）を基準として、ドラム１０がその基準状態になったか否か（所定ポイント（基準位置）となったか否か）を判断し（ステップＡ２１）、所定ポイントとなった時点で、モータ１７への供給電力を、固定値から、加速させるデューティ値に変更し、モータ１７を加速する（ステップＡ３）。この後、第１実施例と同様に、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２とを検知する（ステップＡ４〜Ａ１３）。そして、ステップＡ１４において、モータ１７を停止した後、重量検知を行う（ステップＡ２２）。この重量検知は、図９の重量検知ルーチンにて行う。
【００４３】
この重量検知ルーチンにおいては、まず、第１実施例と同様に、立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２とからＳを求め（ステップＢ１）、この後、ドラム１０内の洗濯物のバランス状態を検知するために、Ｔ２／Ｔ１（立上がり時間Ｔ１と立下がり時間Ｔ２の比）を演算する（ステップＢ２）。次に、Ｔ２／Ｔ１の値が所定値、例えば２．３５よりも小さいか否かを判断し（ステップＢ３）、所定値よりも小さいと判断された場合（バランス状態が悪いと判断された場合）に、ステップＢ１５において、上記ステップＡ２０において検知された回転変動の検知結果は良であったか否かを判断する。
【００４４】
良であったと判断された場合には、ステップＢ１６へ移行し、ここで上記Ｓを補正する。この場合の補正は、上記ステップＢ４と同様、下記の（２）式で補正する。
Ｓ´＝Ｓ×Ｋ／（Ｔ１／Ｔ２） （２）
ステップＢ１５において、良でなかった（悪い）と判断された場合には、ステップＢ１７へ移行し、ここでＳを補正する。この場合の補正は、上記Ｓを次の（３）式で補正する。
Ｓ´＝Ｓ×（Ｔ２／Ｔ１）／Ｋ （３）
ここで、ステップＢ１５〜Ｂ１７を実行するのは、モータ１７の回転速度が１００ｒｐｍの時、つまり立上がり時間検知前でのバランス状態が良い場合（回転変動度合いが小さい場合）であるにもかかわらず、Ｔ２／Ｔ１の比が小さくなることがあり、これは、立ち上げたことにより洗濯物のバランス状態が崩れた結果、立下がり時間Ｔ２が短くなったことによるものであり、また、モータ１７の回転速度が１００ｒｐｍの時すでにバランス状態が悪い場合（回転変動度合いが大きい場合）は、そこからの立ち上げ、つまり立上がり時間Ｔ１が長くなることにより、Ｔ２／Ｔ１の比が小さくなっているものであると考えられる。従って、モータ１７の回転速度が１００ｒｐｍの時の回転変動の状態（バランス状態）によって反対方向に補正する必要が生じているのである。
この後、第１実施例と同様に、Ｓ（補正した場合Ｓ´）がどの範囲にあるかによって重量を判定する（ステップＢ５〜Ｂ１１）。
【００４５】
このような第２実施例によれば、立上がり時間Ｔ１を検知する前に、モータ１７の回転変動を検知し、この回転変動の検知結果と、Ｔ２／Ｔ１の比（バランス検知の検知結果）とに基づいて補正することにより、一層精度の高い重量検知を行うことができるようになる。
また、立上がり時間Ｔ１を検知する際に、モータ１７を、これがある一定の回転状態（図１１のＴ6 ）にある状態から加速させるようにしていることにより、回転状態のばらつきによる立上がり時間Ｔ１のばらつきを防止することが可能となり、立上がり時間Ｔ１を一層精度良く検知することが可能になる。
【００４６】
（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例について、図１２ないし図１４を参照して説明する。この第３実施例では、図１２において、ステップＡ２でモータ１７の回転速度を１００ｒｐｍまで立ち上げた後、モータ１７ひいてはドラム１０の回転変動の検知を行う（ステップＡ２０）。この回転変動検知は、第２実施例の場合と同様に行う。この場合、回転変動の検知を行うのは、これ以降に行われる立上がり時間を検知する際に、モータ１７の回転速度を、例えば２３０ｒｐｍまで立ち上げることが可能か否かを判断するために行う。この回転変動の検知において、変動度合いが所定の度合いよりも大きい場合（バランス状態が所定のバランス状態よりも悪い場合）、上記２３０ｒｐｍまで立ち上げる際に異常な振動を引き起こすおそれがある。
【００４７】
そこで、この実施例においては、ステップＡ２５において、回転変動の検知結果が悪いか否か（モータ１７の回転速度を２３０ｒｐｍまで立ち上げることが適当でないか否か）を判断する。このステップＡ２５において、モータ１７の回転速度を２３０ｒｐｍまで立ち上げても問題がないと判断された場合は、「ＮＯ」に従って、図１のステップＡ３または図８のステップＡ３へ移行する。
【００４８】
ステップＡ２５において、モータ１７の回転速度を２３０ｒｐｍまで立ち上げることが適当でないと判断された場合は、「ＹＥＳ」に従ってステップＡ２６へ移行し、モータ１７への供給電力（デューティ値）を所定の値に固定し、モータ１７を加速させる。そして、モータ１７の回転速度が、第１の所定回転速度である例えば１１０ｒｐｍを越えたか否かを判定し（ステップＡ２７）、越えたと判定した場合には、立上がり時間のカウントを開始する（ステップＡ２８）。
【００４９】
次に、モータ１７の回転速度が、通常の第２の所定回転速度である例えば２３０ｒｐｍよりも低く、かつ洗濯物のバランス状態が悪い場合でも異常振動が発生しない程度の回転速度、例えば１７０ｒｐｍを越えたか否かを判定し（ステップＡ２９）、越えたと判定した場合には、そこで立上がり時間のカウントを終了し、立上がり時間Ｔ１を記憶する（ステップＡ３０）。この場合、１７０ｒｐｍが、立上がり時間を検知する際の第２の所定回転速度となる。
この後、モータ１７を停止させ（ステップＡ３１）、重量検知を行う（ステップＡ３２）。この重量検知は、図１３の重量検知ルーチンにて行う。
【００５０】
まず、図１４に示すように、上記ステップＡ２０において検知した回転変動の検知結果により１００ｒｐｍでの変動状態（バランス状態）を判定し（ステップＢ２０）、これに応じた補正係数ｋを立上がり時間Ｔ１に掛けることで、立上がり時間Ｔ１を補正する（ステップＢ２１）。この場合、回転変動の変動度合いが大きいほど、立上がり時間Ｔ１は長くなるため、変動度合いが大きい場合には、掛ける補正係数ｋを小さくしている。なお、図１４において、回転変動の検知結果の値は、マイクロコンピュータが処理する際の１６進数で示されている。例えば、１６進数で示された「３００Ｈ」は、１０進数では「７６８」となる。この回転変動の値が大きいほど、回転変動状態が大きい（バランス状態が悪い）ことになる。
【００５１】
次に、補正した立上がり時間Ｔ１´と、予め設定された設定値Ｄ，Ｅ，Ｆとを比較し、Ｔ１´がどの範囲にあるかによって重量を判定する（ステップＢ２２〜Ｂ２８）。なお、Ｄ，Ｅ，Ｆは、例えば次の値とする。Ｄ＝１．９秒、Ｅ＝２．１秒、Ｆ＝２．４秒。この場合、制御回路３６は、補助重量検知手段も構成している。このようにして重量を判定したら、メインルーチンのステップＡ１６（図１または図８参照）へ戻り、重量に応じて洗剤量を表示する。
【００５２】
このような第３実施例おいては、立上がり時間を検知する前に、回転変動の変動度合いを検知し、その検知結果により回転変動が大きいと判定された場合には洗濯物のバランス状態が悪い場合であり、このような場合には、立上がり時間Ｔ１を検知するための第２の所定回転速度を低く設定（１７０ｒｐｍ）することで、ドラム１０及びモータ１７に異常振動が発生することを防止できる。
【００５３】
また、立上がり時間を検知する前において、回転変動の変動度合いを検知し、その検知結果により回転変動が大きいと判定された場合には洗濯物のバランス状態が悪い場合であり、このような場合には、立上がり時間Ｔ１のみに基づいて重量を検知することで、洗濯物のバランス状態が崩れた状態であっても、補助的に洗濯物の重量検知を行うことができる。
【００５４】
なお、上記した第３実施例において、立上がり時間Ｔ１を検知した後（ステップＡ３０）、モータ１７への通電を断ち、モータ１７をフリーラン状態とし、モータ１７の回転速度が、例えば１６０ｒｐｍから１００ｒｐｍへ立ち下がるのにかかる立下がり時間Ｔ２を検知し、この立下がり時間Ｔ２と上記立上がり時間Ｔ１とを用いて重量を検知することも可能である。
【００５５】
本発明は、上記した各実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
回転速度は、モータ１７の回転速度を検知することに代えて、ドラム１０の回転速度を検知する構成とすることもできる。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、立上がり時間と立下がり時間との両方の情報に基づいてドラム内の洗濯物の重量を検知するようにしているので、水槽の変位量を検知するものに比べて低コストであり、しかも、立上がり時間または立下がり時間の一方のみの情報に基づいて洗濯物の重量を検知する場合に比べて、検知精度を高くできる。しかも、重量検知手段は、検知結果を、バランス検知手段の検知結果に応じて補正する機能を有しているから、バランス状態による誤差を加味して補正することで、検知精度を一層高くすることができる。また、立上がり時間と立下がり時間を検知する回転速度を低くしても、高い精度が得られるため、検知時間を短くすることが可能となる。さらに、バランス検知手段は立上がり時間と立下がり時間との比に基づいてバランス状態を検知するので、バランス状態を容易に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すもので、洗濯物の重量を検知して洗剤量を表示するまでの動作プログラムのフローチャート
【図２】重量検知ルーチンのフローチャート
【図３】ドラム式洗濯機の縦断側面図
【図４】表示パネルの正面図
【図５】電気的構成を示す図
【図６】洗濯物の重量を検知する際のモータの回転速度と時間との関係を示す図
【図７】重量の検知結果と、表示する洗剤量との関係を示す図
【図８】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図９】図２相当図
【図１０】回転速度の変動状態を検知するための説明図
【図１１】モータ（ドラム）の回転速度の変動の様子を示す図
【図１２】本発明の第３実施例を示すもので、洗濯物の重量を検知するまでの動作プログラムのフローチャート
【図１３】図２相当図
【図１４】回転変動状態と補正係数との関係を示す図
【符号の説明】
図面中、３は水槽、１０はドラム、１７はモータ、２７ａは表示パネル部、３６は制御回路（回転速度検出手段、立上がり時間検知手段、立下がり時間検知手段、重量検知手段、バランス検知手段、回転変動検出手段、補助重量検知手段）、４３ａ，４３ｂは回転センサ（回転速度検出手段、立上がり時間検知手段、立下がり時間検知手段、回転変動検出手段）を示す。
Claims (7)
- 洗濯物を収容するドラムと、
このドラムを回転駆動する可変速形のモータと、
前記ドラムまたはモータの回転速度を検知する回転速度検知手段と、
前記モータに所定の一定電力を供給した状態で前記ドラムまたはモータが第１の所定回転速度から第２の所定回転速度まで加速する際の立上がり時間を検知する立上がり時間検知手段と、
前記モータをフリーラン状態とした状態で前記ドラムまたはモータが第３の所定回転速度から第４の所定回転速度まで減速する際の立下がり時間を検知する立下がり時間検知手段と、
前記立上がり時間検知手段と立下がり時間検知手段の検知結果に基づいて前記ドラム内の洗濯物の重量を検知する重量検知手段と、
前記立上がり時間と前記立下がり時間との比に基づいて前記ドラム内の洗濯物のバランス状態を検知するバランス検知手段とを備え、
前記重量検知手段は、検知結果を、前記バランス検知手段の検知結果に応じて補正する機能を有することを特徴とするドラム式洗濯機。 - 前記立上がり時間を検知する前に、ドラムまたはモータの回転変動を検知する回転変動検知手段を備え、
前記重量検知手段は、検知結果を、前記回転変動検知手段による検知結果と前記バランス検知手段の検知結果とに基づいて補正することを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。 - 前記立上がり時間を検知する前に、ドラムまたはモータの回転変動を検知する回転変動検知手段を備え、
前記回転変動検知手段の検知結果に応じて前記立上がり時間を検知するための回転速度を可変することを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。 - 前記立上がり時間を検知する前に、ドラムまたはモータの回転変動を検知する回転変動検知手段と、
この回転変動検知手段の検知結果に応じて前記立上がり時間検知手段による立上がり時間のみに基づいて重量を検知する補助重量検知手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。 - 前記立上がり時間を検知する前に、ドラムの一回転中における回転変動を検知する回転変動検知手段を備え、
前記立上がり時間を検知する際に、前記回転変動検知手段の検知結果に基づきドラムを一定の回転状態から加速させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。 - 前記立上がり時間を検知する際の第２の所定回転速度を、共振回転速度以下としたことを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
- 前記立下がり時間を検知する際の第３の所定回転速度を、共振回転速度より高くしたことを特徴とする請求項６記載のドラム式洗濯機。
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