JP4087828B2 - 洗濯機及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、脱水行程時にアンバランスを感知しうる洗濯機及びその制御方法に関する。

従来の洗濯機では、洗濯物(または、布)を脱水するためにモータを駆動する過程において回転槽のアンバランスを感知し、回転槽のアンバランスが感知されると回転槽に連結されたモータの停止と駆動を繰り返し、回転槽のアンバランスが感知されないと、モータ速度を、設定された脱水速度に上昇させた。

このとき、前記回転槽のアンバランス感知は、回転槽の回転によって回転槽内の洗濯物が回転槽の内周面に触れつつ巻き付けられた状態でなされる。

しかしながら、従来の洗濯機では、洗濯物の重さを考慮せずに一定の速度でモータを駆動して布を巻き付けるため、巻き付けられた布の状態が不均一となる。このため、少量の洗濯物を巻き付けるときに、モータの駆動と停止を数回繰り返さなければアンバランスが完全に解消できなく、また、大量の洗濯物を巻き付けるときにはアンバランスが著しく減少するが、回転槽が共振点を通過する際に、たとえ殆ど検出できないほどのアンバランスが発生しても、異常振動と騒音が生じる、という問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みて、脱水行程のときに洗濯物の重さに基づいてモータの速度を制御して布の巻き付けを均一にすることによって、布巻き付け時間(laundry wrapping time)を短縮し、回転槽の共振点通過に際して異常振動を防止できるようにした洗濯機及びその制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成すべく、本発明による洗濯機は、回転槽と；この回転槽を回転させるためのモータと；脱水のために前記回転槽に投入された洗濯物を巻き付ける場合に、前記洗濯物の重さに基づいて前記モータの速度を制御するコントローラと；を含むことを特徴とする。

前記コントローラは、前記回転槽のアンバランス感知のために、あらかじめ設定された速度に前記モータ速度を上昇させるときに前記モータ速度の勾配を変化させる。
前記洗濯機は、前記洗濯物の重さに基づいて設定する第１速度モードに対する情報とこの第１速度モードに関する情報に基づいて設定する第２速度モードに対する情報とを格納する格納部をさらに含む。ここで、前記コントローラは、前記格納部から提供された情報に基づいて前記モータを制御する。
前記コントローラは、前記第１速度モードを適用する。
前記コントローラは、前記回転槽のアンバランスが解消される時まで前記第１速度モードと第２速度モードを交互に適用する。
前記洗濯機は、前記モータの速度を感知するための速度センサーをさらに含み、前記コントローラは、前記速度センサーにより感知されたモータ速度に基づいて前記洗濯物の重さを感知する。
前記第２速度モードは、第１及び第２区間に分けられ、第１区間に適用するモータ速度の勾配と第２区間に適用するモータ速度の勾配は、洗濯物の重さに基づいて同一または異なって設定される。
前記コントローラは、前記洗濯物の重さが大きいほど前記モータ速度の勾配を大きく設定する。

本発明による洗濯機の制御方法は、回転槽を回転させて洗濯物を脱水するための洗濯機の制御方法であって、前記洗濯物の重さを感知する段階と；前記回転槽のアンバランスを感知するために前記回転槽に連結されたモータを駆動させる際に、前記感知された洗濯物の重さに基づいて前記モータの速度を制御する段階と；を含むことを特徴とする。

前記モータの速度制御は、前記洗濯物の重さに基づいて設定する第１速度モード、または、この第１速度モードに関する情報に基づいて設定する第２速度モードで遂行される。
前記モータの速度制御には、前記第１速度モードが適用される。
前記モータの速度制御には、前記第１速度モードと前記第２速度モードが交互に適用される。
前記第２速度モードは、第１及び第２区間に分けられ、第１区間に適用されるモータ速度の勾配と第２区間に適用されるモータ速度の勾配は、洗濯物の重さに基づいて同一または異なって設定される。

本発明によれば、布巻き付けのときに、洗濯物の重さに基づいてモータ速度の勾配を異ならせることによって、回転槽内で洗濯物が均一に巻き付けられた状態でアンバランスを感知することができ、これにより、アンバランスが発生する頻度数が著しく抑えられるために本脱水に入るまでにかかる時間を大幅に縮めることができ、かつ、回転槽の共振点通過時の異常振動の発生を防止できる、という効果が得られる。

以下、本発明の望ましい実施形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には可能な限り同一の参照符号及び番号を共通使用するものとする。

本発明の一実施形態に従う洗濯機は、図１に示すように、本体１の内部に設置される円筒形ドラム３と、このドラム３の内部に回転可能に設置され、複数のリフター４が取り付けられた回転槽２と、ベルト８を介して回転槽２を回転駆動させるモータ７と、を備え、本体１の前面に形成された入口５を開閉するためのドア６がヒンジ結合される。

また、図２に示すように、図１に示した洗濯機は、洗濯機の全般的な動作を制御するコントローラ１０を有する。コントローラ１０は、洗い行程とすすぎ行程を終えた後に脱水行程を遂行するが、この脱水行程を開始するにあたって洗濯物の偏りに起因するアンバランスを感知する過程を遂行する。

モータ駆動部１２は、コントローラ１０の出力側に連結されてコントローラの制御に応じてモータ７を駆動する。モータ７は、時計回り方向または反時計回り方向に駆動可能であるとともに、回転速度を変化することができるが、このようなモータの動作は、コントローラ１０により制御される。速度センサー１４は、モータ７の速度を感知し、この速度感知信号をコントローラ１０に提供する。コントローラ１０は、当該速度感知信号に基づいてモータ７の速度を認識する。速度センサー１４は、ホールセンサー(Hall sensor)からなり得る。このモータ速度は、回転槽２の回転速度に対応する。

速度モード格納部１６は、布を巻き付けるにあたって洗濯物の重さに基づいてモータ速度を設定するための速度モードに関する情報を提供するためのものであり、図４のテーブルに示すように、洗濯物の重さに対応する複数の速度モードに関する情報を格納する。

脱水行程を開始するにあたって、コントローラ１０は洗濯物の重さを感知する。重さ感知が終わると、コントローラ１０は、速度モード格納部１６から、感知された洗濯物の重さに対応する速度モードに関する情報を受けて、モータ速度を制御する。これについて、図３を参照して詳細に説明すると、下記の通りである。

コントローラ１０は、モータ駆動部１２を制御して、モータを時計回り方向と反時計回り方向に交互に第１速度(ａ)で一定時間駆動させることによって回転槽に投入された洗濯物をかき混ぜる布反転(tumbling)を遂行する。

布反転が終わると、コントローラ１０は、速度モード格納部１６から受信した第１速度モードに関する情報に基づいてモータ速度を上昇させて、一次的に布巻き付けを遂行する。第１速度モードにおいては、洗濯物の重さに基づいてモータ速度を異なって設定する。すなわち、第１速度モードにおいてモータ７の速度勾配は、洗濯物の重さが増加するにつれて大きくなる。例えば、図４に示すように、洗濯物の重さが大量(HIGH)である場合に、モータの速度勾配は、図５の第１速度線(Ｓ１)のように大きく、洗濯物の重さが最小(LITTLE)である場合には、モータの速度勾配が、図５の第３速度線(Ｓ３)のように小さく、洗濯物の重さが少量(LOW)及び中間(MIDDLE)である場合には、モータの速度勾配が図５の第２速度線(Ｓ２)のように設定される。

モータ速度がアンバランス感知速度(ｂ)に到達すると、コントローラ１０は速度センサー１４により感知されたモータ速度の変化によって回転槽のアンバランスを感知する(Ｓ４)。すなわち、モータ速度がアンバランス感知速度(ｂ)に設定された状態で発生するモータ速度の変化に基づいて回転槽２のアンバランスを感知する。このとき、コントローラ１０は、アンバランス感知速度(ｂ)で駆動されるモータ７の速度変動量(例えば、最高速度と最低速度との差)が基準変動量を超過した場合にアンバランスが生じたものを認識する。

第１速度モードで１次的に布巻き付けをし、回転槽のアンバランスが感知されなかった場合に(Ｓ６)、コントローラ１０は、モータ速度を脱水速度(ｄ)に到達させ、洗濯物に含まれている水分を除去する本脱水行程に入る。このときに、モータ速度は、回転槽の共振点帯域を経ることになるが、洗濯物の重さに基づいて布巻き付けを遂行したので、異常振動と騒音の発生は、著しく抑えられる。

一方、１次布巻き付けを遂行し、回転槽のアンバランスが感知された場合には(Ｓ５)、回転槽２内における洗濯物の偏りが未だ完全に解消されなかったので、コントローラ１０はモータ７を停止した後に、再び布反転を遂行し２次布巻き付けを遂行する。この２次布巻き付けのときには、１次布巻き付けで適用した第１速度モードとは違う第２速度モードを適用する。すなわち、第１速度モードは、モータ速度を第１速度(ａ)からアンバランス感知速度(ｂ)に上昇させるときに、洗濯物の重さに基づいて設定された速度勾配を保持するのに対し、第２速度モードは、モータ速度を第１速度(ａ)からアンバランス感知速度(ｂ)に上昇させるときに、その区間を複数のサブ区間に分け、複数のサブ区間におけるモータの速度勾配を、洗濯物の重さに基づいて第１速度モードと同一または異なって設定する。

このように第１速度モードと第２速度モードを異なって設定する理由は、洗濯物の重さを感知するときに測定誤差があり得るためであり、このような重さ測定の誤差に鑑みて、２次布巻き付けでは１次布巻き付けで適用された第１速度モードと違う第２速度モードを適用するのである。図６に示すように、感知された洗濯物の重さが少量(LITTLE)である場合に、１次布巻き付けでは第１速度モードの情報、すなわち速度線(Ｓ２１)によってモータ速度を制御する。続いて、速度曲線(Ｓ４１)において回転槽のアンバランスを感知した結果、アンバランスが感知されると(Ｓ５１)、再び布反転をし、引き続き２次布巻き付けをするが、２次布巻き付けでは第２速度モードの情報、すなわち速度線(Ｓ２２)によってモータ速度を制御して布巻き付けを行う。すなわち、速度線(Ｓ２２)の第１区間(ａ〜ｃ)では、第１速度モードと違う速度勾配でモータを制御し、第２区間(ｃ〜ｂ)では第１速度モードと同じ速度勾配でモータを制御する。

第２速度モードで２次布巻き付けをし、回転槽のアンバランスが感知されないと、コントローラ１０は、モータ速度を脱水速度(ｄ)に到達させた後に、洗濯物に含まれている水分を除去する本脱水を遂行する(Ｓ６１)。このとき、モータ速度は、回転槽の共振点帯域を経ることになるが、洗濯物の重さに基づく布巻き付けを遂行したため、異常振動及び騒音の発生は顕著に抑えられる。

一方、第２速度モードで２次布巻き付けをした状態で、回転槽のアンバランスが発生すると(Ｓ５１)、回転槽内での洗濯物の偏りが未だ完全に解消されなかったと認識し、コントローラ１０は、モータを停止した後に、再び布反転と布巻き付けを遂行するが、このときには、１次布巻き付けで適用した第１速度モードを適用する。

本発明では、回転槽のアンバランスが解消されるまで布巻き付けを遂行するときに、第１速度モードと第２速度モードを交互に適用する。

上記のような構成を持つ本発明に従う洗濯機の制御方法について、添付図面を参照しつつ説明する。

図７Ａ及び図７Ｂを参照すれば、コントローラ１０は、脱水行程の初期に、モータ駆動部１２を制御してモータを駆動し(ステップＳ１０１)、速度センサー１４により感知されたモータ速度が、重さ感知速度(約１０５ｒｐｍ)に到達するまでにかかる時間をカウントし、カウントした所要時間に基づいて洗濯物の重さを感知する(ステップＳ１０３)。

洗濯物の重さを感知すると、コントローラ１０は、モータを時計回り方向と反時計回り方向に交互に第１速度(ａ)で一定時間駆動して布反転を遂行し(ステップＳ１０５)、布反転が終わると、コントローラ１０は、感知された洗濯物の重さに対応する第１速度モードに関する情報を速度モード格納部１６から検索し(ステップＳ１０７)、検索された第１速度モードに関する情報に基づいてモータを駆動する(ステップ１０９)。ここで、第１速度モードは、洗濯物の重さによってモータ速度を異なって設定するものであって、洗濯物の重さが大きいほどモータ速度の勾配を大きく設定する。

コントローラ１０は、速度センサー１４により感知されたモータ速度がアンバランス感知速度(ｂ)に到達したかチェックし、到達した場合にはそのモータ速度の変化量と基準変化量とを比較して、回転槽のアンバランスをチェックする(ステップＳ１１１)。

ステップＳ１１１でのチェック結果、回転槽のアンバランスが感知されたか判断し(ステップＳ１１３)、アンバランスが感知されなかった場合には、ステップＳ１２９に進んでモータ速度を脱水目標速度(ｄ)に上昇させ、この脱水目標速度を一定時間保ちながら洗濯物を脱水する。

ステップＳ１１３での判断結果、回転槽のアンバランスが感知された場合には、コントローラ１０はモータを停止し(ステップＳ１１５)、モータを時計回り方向と反時計回り方向に交互に第１速度(ａ)で一定時間駆動して布反転を再び遂行し(ステップＳ１１７)、布反転が終わると、コントローラ１０は、感知された洗濯物の重さに対応する第２速度モードに関する情報を速度モード格納部１６から検索し(ステップＳ１１９)、検索された第２速度モードに関する情報に基づいてモータを駆動する(ステップＳ１２１)。ここで、第２速度モードは、モータ速度を第１速度(ａ)からアンバランス感知速度(ｂ)に上昇させるときに、その区間を複数のサブ区間に分け、複数のサブ区間でのモータ速度の勾配を、洗濯物の重さに基づいて第１速度モードと同一または異なって設定する。

第２速度モードによって２次布巻き付けを遂行した場合に、コントローラ１０は、速度センサーを通じて感知されたモータ速度がアンバランス感知速度(ｂ)に到達したかチェックし、到達した場合には、そのモータ速度の変化量と基準変化量とを比較して、回転槽のアンバランスを再びチェックする(ステップＳ１２３)。

ステップＳ１２３でのチェック結果、回転槽のアンバランスが感知されたか判断し(ステップＳ１２５)、アンバランスが感知されなかった場合には、ステップＳ１２９に進行して本脱水を遂行する。

ステップＳ１２５の判断結果、アンバランスが感知された場合には、コントローラ１０は、モータを停止し(ステップＳ１２７)、前述した１次布巻き付けと２次布巻き付けを遂行するためにステップＳ１０５に戻る。

本発明の一実施形態に従う洗濯機の断面図である。 図１に示した洗濯機の回路構成を示すブロック図である。 図１に示した洗濯機において脱水行程のときにモータ速度を制御する動作を示すグラフである。 図１に示した洗濯機に適用された速度モードテーブルである。 図１に示した洗濯機において洗濯物の重さに基づいて設定されるモータ速度を示すグラフである。 図１に示した洗濯機において洗濯物の重さが少量である場合のモータ速度を表すグラフである。 図１に示した洗濯機を制御する方法を示すフローチャートである。 図１に示した洗濯機を制御する方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 本体
２ 回転槽
３ ドラム
７ モータ

Claims (27)

1. 回転槽と；
   この回転槽を回転させるためのモータと；
   洗濯物の重さに基づいて設定する複数の速度モードを格納して、該複数の速度モードに対応する速度勾配に対する情報を格納する格納部と；
   脱水のために前記回転槽に投入された洗濯物を巻き付ける場合に、前記格納部から前記洗濯物の重さに基づいて速度モードを検索して、検索された速度モードに対する速度勾配に前記モータの速度を制御するコントローラと；
   を含むことを特徴とする洗濯機。
2. 前記コントローラは、前記回転槽のアンバランス感知前に、あらかじめ設定された速度まで前記速度モードに対する速度勾配に前記モータの速度を制御して前記モータ速度を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記複数の速度モードは、前記洗濯物の重さに基づいて設定する第１速度モードと、第１速度モードに関する情報に基づいて設定する第２速度モードとを含み、
   前記第１及び第２速度モードはそれぞれ、モータ速度を変化させるための一つ以上の速度勾配に対する情報を含み、この情報は、相異なる前記モードそれぞれの速度勾配のうち少なくとも一つに関することを特徴とする請求項２に記載の洗濯機。
4. 前記コントローラは、前記第１速度モードを優先的に適用することを特徴とする請求項３に記載の洗濯機。
5. 前記コントローラは、前記回転槽のアンバランスが解消される時まで前記第１速度モードと第２速度モードを交互に適用することを特徴とする請求項３に記載の洗濯機。
6. 前記モータの速度を感知するための速度センサーをさらに含み、前記コントローラは、前記速度センサーにより感知されたモータ速度に基づいて前記洗濯物の重さを感知することを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
7. 前記第２速度モードは、第１及び第２区間に分けられ、第１区間に適用するモータ速度の勾配と第２区間に適用するモータ速度の勾配は、洗濯物の重さに基づいて同一または異なって設定されることを特徴とする請求項３に記載の洗濯機。
8. 前記コントローラは、前記洗濯物の重さが大きいほど前記モータ速度の勾配を大きく設定することを特徴とする請求項２に記載の洗濯機。
9. 回転槽を回転させて洗濯物を脱水するための洗濯機の制御方法であって、
   前記洗濯物の重さを感知する段階と；
   前記回転槽のアンバランスを感知する前に前記回転槽に連結されたモータを駆動させる際に、前記感知された洗濯物の重さに対応する速度モードを検索して、検索された速度モードに対する速度勾配にあらかじめ設定された速度まで前記モータの速度を制御する段階と；
   を含むことを特徴とする洗濯機の制御方法。
10. 前記モータの速度制御は、前記洗濯物の重さに基づいて設定する第１速度モード、または、この第１速度モードに関する情報に基づいて設定する第２速度モードで行われ、前記第１及び第２速度モードはそれぞれ、モータ速度を変化させるための一つ以上の速度勾配に対する情報を含み、この情報は、相異なる前記モードそれぞれの速度勾配のうち少なくとも一つに関するものであることを特徴とする請求項９に記載の洗濯機。
11. 前記モータの速度制御には、前記第１速度モードが優先的に適用されることを特徴とする請求項１０に記載の洗濯機の制御方法。
12. 前記モータの速度制御には、前記第１速度モードと前記第２速度モードが交互に適用されることを特徴とする請求項１０に記載の洗濯機の制御方法。
13. 前記第２速度モードは、第１及び第２区間に分けられ、第１区間に適用されるモータ速度の勾配と第２区間に適用されるモータ速度の勾配は、洗濯物の重さに基づいて同一または異なって設定されることを特徴とする請求項１０に記載の洗濯機の制御方法。
14. モータにより回転されてその内部に洗濯物を巻き付ける回転体と；
    前記洗濯物の重さに基づいて設定する複数の速度モードを格納して、前記複数の速度モードに対応する速度勾配に対する情報を格納するメモリと；
    前記回転体のアンバランス感知前に、前記メモリからこの回転体内の洗濯物の重さに対応する速度モードを検索して、検索された速度モードに対する速度勾配にあらかじめ設定された速度まで上昇するように回転体の回転速度を制御するコントローラと；
    を含むことを特徴とする洗濯機。
15. 前記コントローラは、前記回転体のアンバランス感知の前に、あらかじめ設定された速度に前記モータ速度を上昇させるときに前記モータの一つ以上の速度勾配を変化させることを特徴とする請求項１４に記載の洗濯機。
16. 前記複数の速度モードの第１速度モードは洗濯物の重さに基づいて設定され、この第１モードに後続する一つ以上の後続速度モードはすぐ前の速度モードに基づいて設定され、この複数の速度モードはそれぞれ、モータの速度を変化させるための一つ以上の速度勾配に対する情報を含み、この情報は、相異なる前記モードそれぞれの速度勾配のうち少なくとも一つに関することを特徴とする請求項１４に記載の洗濯機。
17. 前記コントローラは、前記回転体のアンバランスが解消される時まで、前記第１速度モードによって回転体の速度を制御するか、複数の速度モードを順次に適用して複数の速度モードによって回転体の速度を制御することを特徴とする請求項１６に記載の洗濯機。
18. 前記モータ速度によって洗濯物の重さを間接的に感知する速度センサーをさらに含み、コントローラは、この速度センサーの感知結果に基づいて洗濯物の重さを決定することを特徴とする請求項１４に記載の洗濯機。
19. 前記一つ以上の後続速度モードは、異なる速度領域の複数のサブモードに分けられ、洗濯物の重さによって同一または異なるモータ速度勾配がそれぞれ適用されることを特徴とする請求項１６に記載の洗濯機。
20. 前記モータ速度は、洗濯物の重さに基づいて布巻き付けが遂行されるように制御され、回転体の共振点帯域を経るときに発生する異常振動及び騒音の発生を抑えることを特徴とする請求項１４に記載の洗濯機。
21. 回転体内の洗濯物を、この回転体に連結されたモータの駆動により脱水するための洗濯機の制御方法であって、
    前記回転体内の洗濯物を回転させて巻き付ける段階と、
    前記洗濯物の重さを感知する段階と、
    前記回転体のアンバランスを感知前に、前記洗濯物の重さに対応する速度モードを検索して、検索された速度モードに対する速度勾配にあらかじめ設定された速度まで上昇するように回転体の速度を制御する段階と、を含むことを特徴とする洗濯機の制御方法。
22. 前記モータ速度の制御は、洗濯物の重さに基づいて布巻き付けが遂行されるようにし、回転体の共振点帯域を経るときに発生する異常振動及び騒音の発生を抑えることを特徴とする請求項２１に記載の洗濯機の制御方法。
23. 前記回転体のアンバランスを感知する前に、あらかじめ設定された速度まで前記モータ速度を上昇させることを特徴とする請求項２１に記載の洗濯機の制御方法。
24. 複数の速度モードに対する情報を格納する段階と、
    前記洗濯物の感知された重さに基づいて複数の速度モードの第１速度モードを設定する段階と、
    前記複数の速度モードの一つ以上の後続速度モードをすぐ前の速度モードに基づいて設定する段階と、
    前記メモリから提供された情報に基づいて前記モータを制御する段階と、をさらに含み、
    前記複数の速度モードはそれぞれ、モータの速度を変化させるための一つ以上の速度勾配に対する情報を含み、この情報は、相異なる前記モードそれぞれの速度勾配のうち少なくとも一つに関するものであることを特徴とする請求項２１に記載の洗濯機の制御方法。
25. 前記回転体のアンバランスが解消される時まで、前記第１速度モードによって回転体の速度を制御するか、複数の速度モードを順次に適用して複数の速度モードによって回転体の速度を制御することを特徴とする請求項２１に記載の洗濯機の制御方法。
26. 前記モータ速度を感知し、あらかじめ設定されたモータ速度に達する時までかかった時間に基づいて洗濯物の重さを決定することを特徴とする請求項２１に記載の洗濯機の制御方法。
27. 前記回転体のアンバランスは、前記回転体の速度変動量が基準変動量より小さいときに解消されることを特徴とする請求項２５に記載の洗濯機の制御方法。

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