JP4803610B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、ドラム式洗濯機に関し、特に、連続操作制御を行うドラム式洗濯機に関する。

従来の洗濯機においては、容量検知はモータの回転検知センサなどを利用して行われている。モータの回転検知センサなどを利用する場合、容量検知は、マイコンがドラム回転（モータ回転）の停止信号を出してからドラムが停止するまでの時間に基づいて算出される。

特許文献１は、外箱内に配設された水槽と、水槽内で水平軸を中心に回転可能に支持された多数の小孔を有するドラムと、ヒータとを備えたドラム式洗濯乾燥機を開示する。ドラム式洗濯乾燥機は、洗濯から乾燥までを同一のドラムで行う。ドラム式洗濯乾燥機は、回転速度検知センサと、第１検知部と、第２検知部と、制御部とを含む。回転速度検知センサは、モータの回転速度を検知する。第１検知部は、洗濯物が投入されているドラムをモータが起動するために要した周波数と電圧とを検知する。第２検知部は、ドラム回転数を洗濯物が張り付く臨界回転数以上まで上昇させ、ドラム回転数が安定したのちにモータに制動を行った時点からドラムが停止するまでの時間を検知する。制御部は、求めた値を基準に洗濯物の容量検知を行い、かつ、モータを駆動制御する。洗濯物の容量は、回転検知センサを利用して、ドラム回転（モータ回転）の停止信号が出されてからドラムが実際に停止するまでの時間を測定し、その時間から慣性力を導出することにより、検知される。
特開平１１−３３２８３号公報

しかし、特許文献１に開示された発明では、検知誤差が大きくなるという問題点がある。マイコンがドラム回転（モータ回転）の停止信号を出してからドラムが停止するまでの時間が、布の貼り付き状態によって変動するためである。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、洗濯物の容量についての誤差を小さくできるドラム式洗濯機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、ドラム式洗濯機は、物の質量を特定可能である。ドラム式洗濯機は、水槽と、水槽に回転可能に収容されたドラムと、駆動手段と、回転検出手段と、水槽を支持するサスペンションと、振動検出手段と、制御手段とを含む。駆動手段は、ドラムに接続され、回転させるようにドラムを駆動する。回転検出手段は、ドラムが回転しているか否かを検出する。振動検出手段は、ドラムの回転軸に対して交差する方向の水槽の振動を検出する。制御手段は、駆動手段を制御する。制御手段は、時間測定手段と、記憶手段と、処理手段とを含む。記憶手段は、ドラムの回転速度を示す情報とドラムが回転する期間の長さを示す情報とを記憶し、振動情報を時間測定手段が測定した時間に対応付けて記憶する。振動情報は、振動検出手段が検出した振動を示す。処理手段は、情報を処理する。処理手段は、回転制御手段と、記憶制御手段と、周波数特定手段と、質量特定手段とを含む。回転制御手段は、ドラムの回転速度を示す情報とドラムが回転する期間の長さを示す情報とに従ってドラムが回転するように、駆動手段を制御する。記憶制御手段は、回転制御手段の制御が終了した後、ドラムが回転していないことを回転検出手段が検出すると、時間測定手段が測定した時間に対応付けて振動情報を記憶するように記憶手段を制御する。周波数特定手段は、振動情報に対する周波数解析によりドラムの共振周波数を特定し、共振周波数データを生成する。共振周波数データは、共振周波数を示す。質量特定手段は、共振周波数データに基づいてドラムに収容された物の質量を特定する。

また、上述の振動検出手段は、加速度検出手段を含むことが望ましい。加速度検出手段は、ドラムの回転軸に対して交差する方向の水槽の加速度を検出する。併せて、記憶手段は、ドラムの回転速度を示す情報とドラムが回転する期間の長さを示す情報と振動情報とに加え、複数の種類の質量データを、周波数に対応付けて記憶するための手段を含むことが望ましい。併せて、振動情報は、加速度検出手段が検出した加速度を示し、かつ、ドラムが回転していないことを回転検出手段が検出した時を始期とする時間に対応付けられる。併せて、質量特定手段は、質量算出手段を含むことが望ましい。質量算出手段は、共振周波数データに基づいて特定した数値以上の周波数に対応する質量データと、共振周波数データに基づいて特定した数値以下の周波数に対応する質量データと、共振周波数データに基づいて特定した数値とに基づいて、ドラムに収容された物の質量を補間法により算出する。

もしくは、上述の質量算出手段は、回転制御手段が駆動手段を複数回制御し、回転制御手段の制御によるドラムの回転が終了するたびに記憶手段が振動情報を記憶し、かつ、周波数特定手段が複数の共振周波数データを生成すると、複数の共振周波数データを用いて共振周波数の平均値を算出するための平均値算出手段と、共振周波数の平均値以上の周波数に対応付けられた質量データと、共振周波数の平均値以下の周波数に対応付けられた質量データと、共振周波数の平均値とに基づいて、ドラムに収容された物の質量を補間法により算出するための手段とを含むことが望ましい。

もしくは、上述の質量算出手段は、共振周波数以上の周波数に対応付けられた質量データと、共振周波数以下の周波数に対応付けられた質量データと、共振周波数とに基づいて、ドラムに収容された物の質量を補間法により算出するための手段を含むことが望ましい。

また、上述の質量特定手段は、回転制御手段が駆動手段を複数回制御し、回転制御手段の制御によるドラムの回転が終了するたびに記憶手段が振動情報を記憶し、かつ、周波数特定手段が複数の共振周波数データを生成すると、複数の共振周波数データを用いて共振周波数の平均値を算出するための平均値算出手段と、共振周波数の平均値に基づいてドラムに収容された物の質量を特定するための手段とを含むことが望ましい。

また、上述のドラム式洗濯機は、表示手段をさらに含むことが望ましい。併せて、処理手段は、表示制御手段をさらに含むことが望ましい。表示制御手段は、質量特定手段が特定した物の質量が閾値を越えているとき、物の質量が閾値を越えていることを示す情報を表示するように表示手段を制御する。

本発明に係るドラム式洗濯機は、洗濯物の容量についての誤差を小さくできる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

<第１の実施の形態>
以下、本発明の第１の実施の形態にかかるドラム式洗濯機について説明する。

図１は、本実施の形態に係るドラム式洗濯機の外観を示す斜視図である。図１に示すように、ドラム式洗濯機は、外箱１の正面に洗濯物を出し入れするためのドア１０が設けられており、外箱１の正面上部には、ドラム式洗濯機の洗濯動作に関連する情報を表示したりユーザが指令を入力したりする表示・操作部１１が設けられている。

図２は、本実施の形態に係るドラム式洗濯機の内部を示す第１の断面図である。図３は、本実施の形態に係るドラム式洗濯機の内部を示す第２の断面図である。図２および図３を参照して、本実施の形態に係るドラム式洗濯機の構造や動作を説明する。

外箱１の前面には、洗濯物の出し入れをするためのドア１０が配置されている。外箱１内には前面に向かって水槽開口部６０と底とを有する筒状の水槽２が配置されている。さらに、水槽２の内部には、軸部を中心に回転できるように底を有する筒状の回転ドラム３が支持されている。また、水槽２の背面には、モータを内蔵し、その軸部を回転駆動する駆動機構４が配置されている。

水槽２は、洗濯物の出し入れ時の見通しを良くするために、所定の角度θだけ奥側が下方になるように傾斜して配されている。

サスペンション６は、水槽２の下方から水槽２を支持している。このサスペンション６による振動体の支持位置は、振動体全体としての重心の付近となっている。サスペンション６は、振動体を支持するとともにその振動を減衰させる役割を担っている。本実施の形態の場合、水槽２は外箱１に対して上からバネで吊り下げられてはいないが、そのように吊り下げ支持してもよい。ちなみに、「振動体」は、水槽２と、回転ドラム３と、駆動機構４との総称である。

洗い、すすぎ、脱水および乾燥の各工程は、回転ドラム３を駆動機構４で回転駆動することにより実行される。この時、回転ドラム３内に洗濯物のアンバランスがあると遠心力がかかり、サスペンション６は伸縮し、振動体が変位する。振動体が変位する度にサスペンション６は振動体を所定位置に復帰させようとし、振動体は変位と復帰とを繰り返すので、結果的に振動する。

水槽開口部６０の周辺には、ゴムなどからなるドアパッキン１５が設けられている。ドア１０が閉じられた時には、突出部７０がドアパッキン１５の内周縁に密着する。これにより、突出部７０とドアパッキン１５との隙間は塞がれる。隙間が塞がれることにより、水槽２から外部への洗濯中の水漏れが防止される。

回転ドラム３は、ドア１０側にドラム開口部６６を有する。回転ドラム３のドラム開口部６６を取り囲む部分には流体バランサ６２が設けられている。流体バランサ６２の内部には塩水などの流体が封入されている。以下、この流体を「封入流体」という。回転ドラム３の回転時には、洗濯物および洗濯液の偏りによる回転ドラム３全体の重心移動を、封入流体が移動することによって打消すようになっている。また、回転ドラム３の周壁には多数の小孔６４が設けられ、回転ドラム３の内周面上にはバッフル６８が設けられている。小孔６４は、洗濯水を供給したり排出させたりする。バッフル６８は、回転ドラム３の回転に伴って回転ドラム３内の洗濯物を持ち上げる。タンブリングが繰返されると、洗濯物は叩き作用を受ける。洗濯物が叩き作用を受けることで、その洗濯物が洗われたりすすがれたりする。なお、「タンブリング」とは、バッフル６８に持ち上げられた洗濯物が自重により落下する動作を意味する。

ドア１０は、回転ドラム３の内側に向く突出部７０を有している。突出部７０を有しているのは、洗濯物が回転ドラム３の前面の水槽開口部６０からはみ出すことをなるべく防ぐためである。突出部７０は、ガラスで形成されている。強度、傷のつきにくさ、熱衝撃性、回転ドラム３内が見えることなどの要件を満たすためである。突出部７０の周縁部はドア１０に固定されている。また、ドア１０にはドア１０の開閉を検知するセンサを有したドアスイッチ（図示せず）が取り付けられている。

外箱１内の後方上部には水道管（図示せず）に接続された洗濯用給水弁３８が設けられ、洗濯用給水弁３８を開くと、接続ホース（図示せず）から水槽２内に給水されるようになっている。これにより、水道水が洗剤ケース（図示せず）内の洗剤を溶かし、生成された洗剤液が給水口４１より回転ドラム３内に供給される。

外箱１内の後方上部には、すすぎ用給水弁４４と、柔軟仕上剤収納箱（図示せず）およびこれに接続されたすすぎ給水経路（図示せず）とが別途設けられている。すすぎ用給水弁４４が開かれると、すすぎ給水経路から水槽２内へと柔軟仕上剤とともに水が注ぎ込まれる。

外箱１の底部で水槽２の外側には、洗濯液や除湿器４２により凝縮された水分を機外に排出するための排水弁４０および排水ホース２０が設けられている。水槽２の下部と排水弁４０を接続する排水ダクト１８の途中には、外箱１の前面下部から取り外しが可能な糸屑フィルタ（図示せず）が設けられており、洗濯液の水位は糸屑フィルタの上部に設けられたエアートラップ（図示せず）内の圧力変化として水位センサ１０７により測定される。エアートラップと水位センサ１０７との間には導圧パイプ（図示せず）が接続されている。水位センサ１０７は、その導圧パイプを介してエアートラップ（図示せず）内の圧力変化を測定する。

また、排水ダクト１８の途中には、循環ポンプ３９が接続されている。循環ポンプ３９は、排水ダクト１８に蓄えられた水を循環ホース４６に供給する。循環ホース４６に供給された水は、シャワーノズル４７によって回転ドラム３の内部に注水される。

また、外箱１の内部で水槽２の下部の位置に、洗濯物を乾燥するために送風ファン５１とヒータ５４とが設けられている。送風ファン５１は、ファンモータ５０により駆動される。

送風ファン５１は、回転ドラム３内の空気を小孔６４から除湿器４２内に吸引する。吸引された空気は、送風ファン５１、ヒータ５４、および送風ダクト５６を順に通って吹出し口７２から回転ドラム３内に戻される。こうして循環する空気は、ヒータ５４に熱せられて熱風と化し、この熱風が回転ドラム３内に供給されることになるから、回転ドラム３内の洗濯物はその熱風により徐々に乾燥させられる。

また、表示・操作部１１の奥側には制御回路５が配置されている。制御回路５は、ドラム式洗濯機の洗濯動作を制御する。

図４は本実施の形態にかかるドラム式洗濯機の内部正面図である。図５は図２に示すドラム式洗濯機の内部平面図である。図６は加速度センサ１０４のパッケージの平面図である。図４〜６を参照して、加速度センサ１０４について説明する。本実施の形態の場合、加速度センサ１０４は、３軸加速度センサである。水槽２の複数の方向の振動成分（本実施の形態においては、互いに異なる方向を向く複数のベクトルで振動方向を表した場合のベクトルの大きさそれぞれを「振動成分」と称する。それらのベクトルの大きさは、振動の大きさに直接的または間接的に対応することとする。本実施の形態の場合、それらのベクトルの大きさは、直接的には加速度に対応することとする。）を検知するための素子として、加速度センサ１０４は水槽２の上部背面側（回転ドラム３が設けられる内側とは反対側）に取り付けられている。加速度センサ１０４は、互いに直交する３方向について、加速度の大きさに比例した電気信号を出力する。本実施の形態の場合、基準電圧２．５Ｖに対し加速度１Ｇ当たり±０．２Ｖの電圧信号を出力するものとして説明するが、これに限定するものではない。この出力値を用いて水槽２の挙動を監視することができる。

加速度センサ１０４は、図５に示すように、水槽２の加速度を互いに直交するＸ方向の成分およびＹ方向の成分として検出することができる。本実施の形態の場合、加速度センサ１０４は、回転ドラム３の回転軸に平行な方向に図６に示すＹ方向を一致させるように取り付けられる。この場合、図６に示すＸ方向は水槽２の左右方向（ドラム式洗濯機の一方の側面から他方の側面へ向かう方向であって図５における左右方向を意味する）となり、加速度センサ１０４は水槽２の左右方向とこれに直行する方向である前後方向の加速度を検知することができる。加速度センサ１０４が加速度を検出できる３軸は、Ｘ方向およびＹ方向に加えて、両方向に対して直交するＺ方向を含む。

図７は本実施の形態に係る制御回路５の制御ブロック図である。制御回路５は、マイクロコンピュータ２２と、電源回路３１と、リセット回路３２と、入力キー回路３３と、状態検知回路３４と、表示装置駆動回路３５と、ブザー駆動回路３６と、負荷駆動回路３７とを含む。

マイクロコンピュータ２２は、複数のＩ／Ｏ（Input／Output）ポート２７を介して、入力キー回路３３、状態検知回路３４、表示装置駆動回路３５、ブザー駆動回路３６および負荷駆動回路３７に接続されている。マイクロコンピュータ２２は、入力キー回路３３や状態検知回路３４から入力される入力信号に基づいて演算を行って、表示装置駆動回路３５、ブザー駆動回路３６、および負荷駆動回路３７に信号を出力する。

電源回路３１は、マイクロコンピュータ２２の電源端子ＶｄｄおよびＶｓｓに定電圧を供給する。これにより、マイクロコンピュータ２２は動作する。リセット回路３２は、マイクロコンピュータ２２のＲＥＳＥＴ端子に信号を入力する。これにより、マイクロコンピュータ２２はリセットする。入力キー回路３３は、表示・操作部１１に接続され、ユーザが表示・操作部１１を操作するとその操作に応じた信号を生成する。状態検知回路３４は、回転ドラム３の回転を検知する回転検知センサ１０５（回転検知センサ１０５としては、ホールセンサまたはタコジェネレータが一般的である）、水位センサ１０７、並びに加速度センサ１０４に接続されている。状態検知回路３４は、これらが出力した信号を、マイクロコンピュータ２２が利用可能な信号に変換する。表示装置駆動回路３５は、表示装置１０２に接続されており、表示装置１０２を駆動する。ブザー駆動回路３６は、ブザー１０３に接続されており、キー入力完了時、運転終了時および異常時にブザー１０３を鳴動させる。これにより、それらの情報はユーザに伝えられる。負荷駆動回路３７は、駆動機構４、洗濯用給水弁３８、および排水弁４０に接続されており、これらを駆動制御する。

マイクロコンピュータ２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２４と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２５と、タイマ２６と、複数のＩ／Ｏポート２７と、システムバス２８とから構成されている。

ＣＰＵ２３は、制御部２９と演算部３０から構成されている。制御部２９は、ＲＯＭ２５に記憶されている命令を取り出すとともにその命令を実行する。演算部３０は、命令の実行段階で制御部２９から与えられる制御信号に基づいて、Ｉ／Ｏポート２７に接続された各回路やＲＡＭ２４から入力されるデータに対して二進加算、論理演算、増減、比較などの演算を行う。ＲＡＭ２４は、ＣＰＵ２３が演算に用いるデータを一時的に記憶する。ＲＯＭ２５は、各種機器を動作させる方法の情報、各種判断のために設定された条件、各種情報を処理するためのルールなどを予め記憶する。ＲＯＭ２５が記憶するデータの一種に、容量テーブルがある。容量テーブルとは、回転ドラム３の内部の洗濯物の質量についてのデータテーブルである。容量テーブルは、回転ドラム３の内部の洗濯物の質量を示す質量データを含む。質量データは、図６に示すＸ方向の振動体の振動の共振周波数に対応付けられている。タイマ２６は、ＣＰＵ２３によって設定されたある時点（基準時点）からの経過時間を測定し、その経過時間を示す情報を信号として出力する。Ｉ／Ｏポート２７は、入力キー回路３３その他の回路との間で信号を仲介する。システムバス２８は、マイクロコンピュータ２２を構成する各回路の間に信号を伝達させる。

図８は、本実施の形態に係る制御回路５の機能ブロック図である。図８を参照して、本実施の形態に係る制御回路５は、情報記憶部２００と、洗い工程制御部２０２と、すすぎ工程制御部２０４と、脱水工程制御部２０６と、乾燥工程制御部２０８とを含む。

情報記憶部２００は、回転ドラム３の回転速度を示す情報と、回転ドラム３が回転する期間の長さを示す情報と、後述する回転チャートと、上述した容量テーブルと、エラーフラグの値とを記憶する。エラーフラグは、回転ドラム３の中の洗濯物の質量が閾値を越えていることを示す。本実施の形態の場合、情報記憶部２００は、ＲＡＭ２４とＲＯＭ２５とにより実現される。

洗い工程制御部２０２は、後述する洗い工程を実施するように、駆動機構４と、洗濯用給水弁３８と、排水弁４０とを制御する。

洗い工程制御部２０２は、回転制御部２３０と、記憶制御部２３２と、周波数特定部２３４と、質量特定部２３６と、変動制御部２３８とを含む。

回転制御部２３０は、回転ドラム３の回転速度を示す情報（本実施の形態の場合、この情報が示す速度は５００ｒｐｍである。しかしながら、これより高い速度で回転ドラム３を回転させても低い速度で回転させてもよいことは言うまでもない。）と回転ドラム３が回転する期間の長さを示す情報（回転速度を示す情報と同様に、この情報が示す期間の長さは、ドラム式洗濯機の設計者が任意に設定できる。）とに従って回転ドラム３が回転するように、駆動機構４を制御する。本実施の形態の場合、回転制御部２３０は、ＣＰＵ２３により実現される。

記憶制御部２３２は、回転制御部２３０による制御が終了した後、回転ドラム３の回転が停止したことを回転検知センサ１０５が検知すると、加速度センサ１０４が検知した、図５および図６におけるＸ方向の振動の加速度（本実施の形態においては、この加速度を示す情報を「振動情報」と称する。）を時系列に従って記憶するように情報記憶部２００を制御する。本実施の形態の場合、記憶制御部２３２は、ＣＰＵ２３とタイマ２６とによって実現される。記憶制御部２３２として動作するＣＰＵ２３は、Ｘ方向の振動の加速度をタイマ２６が測定した経過時間（本実施の形態の場合、この経過時間の始期は、回転ドラム３の回転が停止したことを回転検知センサ１０５が検知した時である。しかしながら、その他の時が始期であってもよいことは言うまでもない。）に対応付けて記憶するように、情報記憶部２００として動作するＲＡＭ２４を制御することとなる。

周波数特定部２３４は、記憶制御部２３２の制御に従って情報記憶部２００が記憶した加速度に対し周波数解析を行い、振動体ひいては回転ドラム３の共振周波数を特定する。周波数特定部２３４は、回転ドラム３の共振周波数を特定すると、その共振周波数を示す共振周波数データを生成する。本実施の形態の場合、周波数特定部２３４は、ＣＰＵ２３により実現される。

質量特定部２３６は、周波数特定部２３４が生成した共振周波数データに基づいて回転ドラム３に収容された洗濯物の質量を特定する。本実施の形態の場合、質量特定部２３６は、補間法により洗濯物の質量を特定する。その具体的な手順については後述する。本実施の形態の場合、質量特定部２３６は、ＣＰＵ２３により実現される。

変動制御部２３８は、質量特定部２３６が選択した洗濯物の容量に基づき、洗い工程における運転条件を選択し、その条件に従って駆動機構４などを制御する。本実施の形態の場合、変動制御部２３８は、ＣＰＵ２３により実現される。また、変動制御部２３８は、質量特定部２３６が特定した洗濯物の質量が閾値を越えているとき、質量特定部２３６が特定した洗濯物の質量が閾値を越えていることを示す情報（エラー表示）を表示するように表示装置駆動回路３５を介して表示装置１０２を制御する。

すすぎ工程制御部２０４は、後述するすすぎ工程を実施するように、駆動機構４と、洗濯用給水弁３８と、循環ポンプ３９と、排水弁４０と、すすぎ用給水弁４４とを制御する。本実施の形態の場合、すすぎ工程制御部２０４は、ＣＰＵ２３とＲＡＭ２４とＲＯＭ２５とにより実現される。

すすぎ工程制御部２０４は、シャワーすすぎ制御部２２０と、ためすすぎ・注水すすぎ制御部２２２とを含む。

シャワーすすぎ制御部２２０は、シャワーすすぎ動作を実施するように、駆動機構４と、洗濯用給水弁３８と、循環ポンプ３９と、排水弁４０と、すすぎ用給水弁４４とを制御する。ためすすぎ・注水すすぎ制御部２２２は、ためすすぎ動作あるいは注水すすぎ動作を実施するように、駆動機構４と、洗濯用給水弁３８と、排水弁４０と、すすぎ用給水弁４４とを制御する。

脱水工程制御部２０６は、後述する脱水工程を実施するように、駆動機構４と、洗濯用給水弁３８と、排水弁４０とを制御する。本実施の形態の場合、脱水工程制御部２０６は、ＣＰＵ２３とＲＡＭ２４とＲＯＭ２５とにより実現される。

乾燥工程制御部２０８は、後述する乾燥工程を実施するように、駆動機構４と、ファンモータ５０と、ヒータ５４と、給水装置（図示せず）とを制御する。本実施の形態の場合、乾燥工程制御部２０８は、ＣＰＵ２３とＲＡＭ２４とＲＯＭ２５とにより実現される。

図９は、本実施の形態に係るドラム式洗濯機が実施する運転の運転チャートを示す概念図である。図９においてハッチングが付されている欄は、その欄に対応する部材などが動作していることを示す。たとえば、その欄に弁が対応している場合、ハッチングが付されていることは、弁が開いていることを示し、ハッチングが付されていないことは、弁が閉じていることを示す。その欄に機構が対応している場合、ハッチングが付されていることは、その機構が稼動していることを示し、ハッチングが付されていないことは、その機構が稼動していないことを示す。その欄に洗いチャートその他の回転チャートが対応している場合、ハッチングが付されていることは、その回転チャートを参照して制御が行われていることを示し、ハッチングが付されていないことは、その回転チャートを参照した制御が行われていないことを示す。図９を参照して、本実施の形態に係るドラム式洗濯機が実施する運転を説明する。本実施の形態に係るドラム式洗濯機は、表示・操作部１１への入力により設定された条件に従って、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程、あるいは乾燥工程の少なくとも１つを実行する。これらの各工程は、１つ以上の動作を含む。

また、図１０は、本実施の形態に係るドラム式洗濯機が実施する洗濯処理の制御の手順を示すフローチャートである。図９および図１０を参照して、本実施の形態に係るドラム式洗濯機で実行されるプログラムは、洗濯に関し、以下のような制御を実行する。

ステップＳ１００にて、ドラム式洗濯機は、洗い工程を実施する。この処理は、図１１により示される。

ステップＳ１０２にて、シャワーすすぎ制御部２２０は、情報記憶部２００に記憶されたエラーフラグの値が「０」か否かを判断する。エラーフラグの値が「０」と判断した場合（ステップＳ１０２にてＹＥＳ）、処理はステップＳ１０４へと移される。もしそうでないと（ステップＳ１０２にてＮＯ）、処理はステップＳ１１０へと移される。

ステップＳ１０４にて、ドラム式洗濯機は、すすぎ工程を実施する。すすぎ工程とは、いったん排水動作が実施された後、すすぎ脱水動作と攪拌すすぎ動作とを交互に複数回繰り返す工程である。

本実施の形態における排水動作は、排水弁４０を作動させることにより、排水ダクト１８および排水ホース２０を介して外箱１の外部に洗濯液を排出させる動作を意味する。

すすぎ脱水動作は、排水弁４０が開かれた状態で駆動機構４が制御回路５の制御に従って回転ドラム３を回転させる動作である。回転ドラム３の回転速度はすすぎ脱水動作用の回転チャート（図９における「脱水チャート（１）」）に基づいて制御される。この回転チャートは、回転ドラム３の回転を途中で休止させたり、回転ドラム３の回転速度を変えたりするように設定されている。このような回転は洗剤を多く含んだ洗濯液の脱水に適している。

すすぎ脱水動作により、洗濯物に含まれていた洗濯液は、回転ドラム３の回転により生じた遠心力で小孔６４を通じて水槽２の内壁へと放出される。水槽２の内壁を伝って水槽２内の下部に流下した洗濯液は排水ダクト１８および排水弁４０を介して外部に排水される。

本実施の形態における攪拌すすぎ動作は、次の手順に従って給水と回転ドラム３の回転とを行う動作を意味する。第１に、負荷駆動回路３７が排水弁４０を閉じ、洗濯用給水弁３８を開く。洗濯用給水弁３８が開くことに伴って水槽２内の水位が所定水位に達すると負荷駆動回路３７は洗濯用給水弁３８を閉じる。第２に、駆動機構４が制御回路５の制御に従って回転ドラム３を回転させる。回転ドラム３の回転速度は攪拌すすぎ動作用の回転チャートに基づいて制御される。攪拌すすぎ動作は、上述したすすぎ脱水動作により中間脱水が完了すると実施される。

なお、本実施の形態の場合、攪拌すすぎ動作の一種として、シャワーすすぎ動作が実施されることがある。本実施の形態におけるシャワーすすぎ動作は、制御回路５が、次の２種類の制御を行う動作である。第１の制御は、回転ドラム３を中速回転（本実施の形態の場合、毎分３００回転）させながら、洗濯用給水弁３８を開く制御である。これにより、接続ホース（図示せず）と給水口４１とを通して水槽２の下部および排水ダクト１８に水が貯まる。第２の制御は、水槽２の下部および排水ダクト１８に水が貯まった後、循環ポンプ３９を駆動させて、循環ホース４６を介してシャワーノズル４７より回転ドラム３の中に水を注水し水流を起こす制御である。これらの制御が実施されると、水道水は遠心力により洗濯物を透過するので、洗濯物に残留していた洗剤を効率良く除去することができる。洗濯物に残留していた洗剤を効率良く除去することができるので、すすぎ性能を確保しつつ運転時間の短縮と節水とを実現できる。

また、攪拌すすぎ動作中に、制御回路５は、すすぎ用給水弁４４を開いてもよい。すすぎ用給水弁４４が開かれると、柔軟仕上剤収納箱（図示せず）およびこれに連通するすすぎ給水経路（図示せず）から水槽２内へ柔軟仕上剤とともに水が注ぎ込まれる。

ステップＳ１０６にて、ドラム式洗濯機は、脱水工程を実施する。脱水工程が開始されると、制御回路５によって、洗濯用給水弁３８が閉じられ、排水弁４０が開放される。これにより、水槽２内の洗濯液が外部に排出される排水動作が行われる。

排水動作が終了すると、駆動機構４が制御回路５の制御に従って回転ドラム３を回転させ始める。回転ドラム３の回転速度は仕上げ脱水動作用の回転チャートに基づいて制御される。仕上げ脱水動作用の回転チャート（図９における「脱水チャート（２）」）に基づいて回転ドラム３の回転速度が制御されると、回転ドラム３の回転により生じた遠心力で小孔６４を通じて水槽２の内壁へと放出される。水槽２の内壁を伝って水槽２内の下部に流下した洗濯液は排水ダクト１８および排水弁４０を介して外部に排水される。

なお、脱水工程では回転ドラム３の回転速度が低速から高速まで広い範囲に渡って変動するので、回転ドラム３内の洗濯物の配置が脱水工程の最中にアンバランスになったか否かを、この脱水工程の低速回転での運転状態を利用して判定することが好ましい。洗濯物が内壁に張り付く程度の低速回転（臨界速度）で回転ドラム３を回転させながら、回転ドラム３の偏芯荷重の大きさである偏芯量を検知するアンバランス検知を行い、偏芯量が判定値以下ならば回転ドラム３の回転をそのまま高速回転に移行させることができる。偏芯量が判定値を上回ったならば、回転ドラム３の回転を停止し、脱水工程を最初から再度やり直した上でアンバランス検知を再度行う。

偏芯量は、駆動機構４のモータ（図示せず）に入力される交流電力の位相と回転検知センサ１０５が出力したパルス信号の位相とに基づいて検知される。これらの位相差は偏芯量に対応している。これらの位相差が偏芯量に対応している（位相差が大きいほど洗濯物はアンバランスに回転ドラム３に張り付いている）ので、ＣＰＵ２３は、これらの位相差に基づいて偏芯量を算出できる。

回転ドラム３の回転が高速回転に移行した場合、回転ドラム３の高速回転時の遠心力により回転ドラム３の周壁内面に洗濯物が押し付けられると、洗濯物に含まれた洗濯液やすすぎ水は回転ドラム３の小孔６４から排出される。洗濯液やすすぎ水は、回転ドラム３の小孔６４から外方に飛ばされ、水槽２の内面を伝ってその下部に導かれ機外に排出される。

なお、脱水中に加速度センサ１０４が異常振動を検知した場合も、偏芯量が判定値を上回った場合と同様に回転を停止し、脱水工程を最初から再度やり直した上でアンバランス検知を再度行っても良い。

ステップＳ１０８にて、ドラム式洗濯機は、乾燥工程を実施する。乾燥工程が開始されると、駆動機構４が制御回路５の制御に従って回転ドラム３を回転させ始める。回転ドラム３の回転速度は乾燥工程用の回転チャートに基づいて制御される。

回転ドラム３が回転している間、ファンモータ５０により送風ファン５１が駆動される。さらに、給水装置（図示せず）によって除湿器４２内に注水される。これらの動作により、回転ドラム３内の空気は、送風ファン５１、ヒータ５４、および送風ダクト５６を順に通って吹出し口７２から回転ドラム３内に戻される。こうして循環する空気は、ヒータ５４に熱せられて熱風と化し、この熱風が回転ドラム３内に供給されることになるから、回転ドラム３内の洗濯物はその熱風により徐々に乾燥させられる。

さらに、この乾燥中、洗濯物から蒸発した水分は、回転ドラム３内から出る空気に含まれるが、この湿った空気は、除湿器４２内を通るときに、この除湿器４２内に注ぎ入れられた水で冷却されることにより凝縮される。その結果、この空気は除湿され、湿度の低い空気となる。こうして、除湿された空気は上記経路に沿って再び、送風ファン５１およびヒータ５４に至る。この動作を繰り返すことにより、乾燥工程が実行される。

回転ドラム３内の湿度や温度は、湿度センサまたは温度センサ（いずれも図示せず）によって検知される。これらの値が所定値になると乾燥工程は終了する。この乾燥工程において除湿により凝縮された水分は、除湿器４２を下降して排水ダクト１８、排水弁４０および排水ホース２０を介して外部に排出される。

ステップＳ１１０にて、シャワーすすぎ制御部２２０は、情報記憶部２００に記憶されたエラーフラグの値を「０」に変更する。

図１１を参照して、洗い工程制御部２０２で実行されるプログラムは、洗い工程に関し、以下のような制御を実行する。

ステップＳ１２０にて、水槽開口部６０から回転ドラム３内に洗濯物が投入され、ドア１０が閉じられると、図２に示すようにドア１０の周縁にドアパッキン１５の内周縁が密着する。そして、洗剤ケース（図示せず）にユーザが洗剤を入れ、かつユーザが表示・操作部１１を操作すると、制御回路５からの指令により洗い工程が開始される。洗い工程が開始される際、制御回路５が制御するロック機構（図示せず）によって、ドア１０がロックされる。その後、洗い工程制御部２０２は、回転ドラム３に投入されている洗濯物の容量を検知する。この容量を検知するための処理は、図１２により示される。

ステップＳ１２２にて、変動制御部２３８は、情報記憶部２００に記憶されたエラーフラグの値が「１」か否かを判断する。エラーフラグの値が「１」と判断した場合には（ステップＳ１２２にてＹＥＳ）、処理は終了する。もしそうでないと（ステップＳ１２２にてＮＯ）、処理はステップＳ１２４へと移される。

ステップＳ１２４にて、変動制御部２３８は、質量特定部２３６が出力した洗濯物の容量を示す値に基づき、洗い工程における運転条件を選択する。洗い工程における運転条件は、運転チャートに従って選択される。

ステップＳ１２６にて、変動制御部２３８は、排水弁４０が閉じた状態で洗濯用給水弁３８を開く。洗濯用給水弁３８が開くことによって水道水は接続ホース（図示せず）から洗剤ケース（図示せず）を経由して洗剤とともに水槽２および回転ドラム３の内部に流れ込む。水槽２内の水位が所定水位に達したことは、水位センサ１０７が検知する。水槽２内の水位が所定水位に達すると、変動制御部２３８により制御された負荷駆動回路３７が洗濯用給水弁３８を閉じる。

ステップＳ１２８にて、変動制御部２３８は、駆動機構４が回転ドラム３を回転させ始めるように、駆動機構４を制御する。回転ドラム３の回転速度はＲＯＭ２５が記憶した回転チャートに基づいて制御される。これにより、所定時間だけ洗い動作が行われる。

回転チャートは、回転速度、反転時間、反転周期などといった、駆動機構４による回転ドラム３の回転の推移を示す情報である。回転チャートは、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程および乾燥工程といった種別、および洗濯物の種類に対応付けられて情報記憶部２００として動作するＲＯＭ２５に記憶されている。これらの回転チャートは、使用者によって選択されたり自動的に選択されたりする。

図１２を参照して、洗い工程制御部２０２で実行されるプログラムは、容量検知に関し、以下のような制御を実行する。

ステップＳ１４０にて、回転制御部２３０は、回転速度を示す情報と期間の長さを示す情報とに従って回転ドラム３が回転するように駆動機構４を制御する。

ステップＳ１４２にて、回転制御部２３０による駆動機構４の制御が終了した後、回転検知センサ１０５は、回転ドラム３が実際に停止したことを検知する。回転ドラム３が実際に停止したことを示す信号は、状態検知回路３４とＩ／Ｏポート２７とを経て、ＣＰＵ２３に入力される。回転ドラム３が実際に停止したことを示す信号が入力されると、記憶制御部２３２として動作するＣＰＵ２３は、上述した基準時点をリセットする。これにより、若干の誤差はあるものの、タイマ２６は、回転ドラム３が実際に停止した時を始期とする時間を測定することとなる。

ステップＳ１４４にて、記憶制御部２３２として動作するＣＰＵ２３は、加速度センサ１０４が状態検知回路３４とＩ／Ｏポート２７とを介して入力した振動情報をタイマ２６が測定した経過時間に対応付けて記憶するように、情報記憶部２００として動作するＲＡＭ２４を制御する。

ステップＳ１４６にて、周波数特定部２３４として動作するＣＰＵ２３は、情報記憶部２００が記憶した振動情報に対し周波数解析を行い、振動体ひいては回転ドラム３の共振周波数を特定する。

周波数解析とは、振動を示す各種のデータ（本実施の形態であれば振動情報）からフーリエ変換によりある値（本実施の形態の場合、これを「パワー」と称する）を算出し、パワーと周波数との関係を特定する処理のことである。パワーが極値となる周波数は、振動体の共振周波数とみなすことができる。次の式は、フーリエ変換のために用いられる式の一種である。

ただし、上述した式において、ｔは回転ドラム３が実際に停止した時点からの経過時間を示す。ｆ（ｔ）は経過時間ｔにおける加速度を示す。ωは振動体の角周波数を示す。Ｆ（ω）はパワーを示す。ｊは虚数単位（ｊの二乗が「−１」）を示す。ｅは自然対数を示す。

本実施の形態の場合、周波数特定部２３４は、実際に上述した式を用いてパワーを算出するのではなく、それと同等の処理（より具体的には、高速フーリエ変換）を行うことによりパワーを算出する。なお、加速度を示すデータに対して高速フーリエ変換を行うための具体的な処理は周知なのでここではその詳細な説明は行わない。

パワーと周波数との関係が特定されると、周波数特定部２３４は、その関係に基づいて振動体の共振周波数を検出する。具体的に説明すると、周波数特定部２３４は、パワーが最大値となる周波数を振動体の共振周波数とみなす。

ステップＳ１４８にて、質量特定部２３６は、回転ドラム３に収容された洗濯物の質量を特定する。本実施の形態において、質量特定部２３６は、回転ドラム３に収容された洗濯物の質量を補間法により算出する。より具体的には、本実施の形態の場合、質量特定部２３６は、次の手順に従って洗濯物の質量を特定する。第１の手順は、容量テーブルが含む質量データのうち次に述べる２種類の質量データを質量特定部２３６が選択する手順である。第１の種類の質量データは、周波数特定部２３４が特定した共振周波数以上であって周波数特定部２３４が特定した共振周波数に最も近い周波数に対応付けられた質量データである。第２の種類の質量データは、周波数特定部２３４が特定した共振周波数以下の周波数であって周波数特定部２３４が特定した共振周波数に最も近い周波数に対応付けられた質量データである。第２の手順は、式（１）に従って質量特定部２３６が洗濯物の質量を算出する手順である。

Ｗｘ＝（Ｗａ−Ｗｂ）×（ｆｘ−ｆａ）／（ｆａ−ｆｂ）＋Ｗａ・・・（１）
ただし、Ｗｘは回転ドラム３に収容された洗濯物の質量を示す。Ｗａは容量テーブルが含む質量データのうち周波数特定部２３４が特定した共振周波数以上であって周波数特定部２３４が特定した共振周波数に最も近い周波数に対応付けられた質量データが示す質量である。Ｗｂは容量テーブルが含む質量データのうち周波数特定部２３４が特定した共振周波数以下であって周波数特定部２３４が特定した共振周波数に最も近い周波数に対応付けられた質量データが示す質量である。ｆｘは周波数特定部２３４が特定した共振周波数である。ｆａは容量テーブルが含む質量データに対応付けられた周波数のうち周波数特定部２３４が特定した共振周波数以上であって周波数特定部２３４が特定した共振周波数に最も近い周波数である。ｆｂは容量テーブルが含む質量データに対応付けられた周波数のうち周波数特定部２３４が特定した共振周波数以下であって周波数特定部２３４が特定した共振周波数に最も近い周波数である。

ステップＳ１５０にて、変動制御部２３８は、自らが特定した洗濯物の質量（特定容量）が定格容量（予め定められた質量すなわち閾値）を越えるか否かを判断する。特定容量が定格容量を越えると判断した場合（ステップＳ１５０にてＹＥＳ）、処理はステップＳ１５２へと移される。もしそうでないと（ステップＳ１５０にてＮＯ）、処理は終了する。

ステップＳ１５２にて、変動制御部２３８は、情報記憶部２００に記憶されたエラーフラグの値を「１」にする。併せて、変動制御部２３８は、エラー表示を表示するように表示装置駆動回路３５を介して表示装置１０２を制御する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、ドラム式洗濯機の動作について説明する。

洗い工程が開始されると、ドア１０がロックされる（ステップＳ１２０）。ドア１０がロックされると、回転制御部２３０は、回転速度を示す情報と期間の長さを示す情報とに従って回転ドラム３が回転するように駆動機構４を制御する（ステップＳ１４０）。

回転制御部２３０による駆動機構４の制御が終了した後、回転検知センサ１０５は、回転ドラム３が実際に停止したことを検知する（ステップＳ１４２）。回転ドラム３が実際に停止したことを示す信号が記憶制御部２３２に入力されると、情報記憶部２００は振動情報を記憶する（ステップＳ１４４）。図１３は、この時記憶された振動情報が示す加速度をグラフとして示す図である。

振動情報が記憶されると、周波数特定部２３４として動作するＣＰＵ２３は、情報記憶部２００が記憶した振動情報に対し周波数解析を行い、振動体ひいては回転ドラム３の共振周波数を特定する（ステップＳ１４６）。図１４は、この周波数解析により得られた周波数とパワーとの関係をグラフとして示す図である。パワーが図１４に示すようにピークを描くとき、そのピークに対応する周波数を振動体の共振周波数とみなすことができる。

振動体の共振周波数が特定されると、質量特定部２３６は、回転ドラム３に収容された洗濯物の質量を特定する（ステップＳ１４８）。

洗濯物の質量が特定されると、変動制御部２３８は、特定容量が定格容量を越えるか否かを判断する（ステップＳ１５０）。図１５は、本実施の形態にかかるドラム式洗濯機において、工程別の運転時間を洗濯物の質量に対応付けて示す図である。これらのデータは運転チャートなどとして情報記憶部２００に記憶されている。これらのデータにより、変動制御部２３８は、洗濯物の質量が定格容量を越えるか否かを判断することができる。

この場合、洗濯物の質量が定格容量を越えないとすると（ステップＳ１５０にてＮＯ）、変動制御部２３８は、情報記憶部２００に記憶されたエラーフラグの値が「１」か否かを判断する（ステップＳ１２２）。この場合、エラーフラグの値が「１」でないとすると（ステップＳ１２２にてＮＯ）、変動制御部２３８は、質量特定部２３６が出力した洗濯物の容量を示す値に基づき、洗い工程における運転条件を選択する（ステップＳ１２４）。

運転条件が選択されると、変動制御部２３８は、水槽２および回転ドラム３の内部に給水する（ステップＳ１２６）。

給水が終了すると、変動制御部２３８は、所定時間だけ洗い動作を行う（ステップＳ１２８）。

洗い動作が終了すると、シャワーすすぎ制御部２２０は、情報記憶部２００に記憶されたエラーフラグの値が「０」か否かを判断する（ステップＳ１０２）。この場合、エラーフラグの値が「０」なので（ステップＳ１０２にてＹＥＳ）、ドラム式洗濯機は、すすぎ工程を実施する（ステップＳ１０４）。すすぎ工程が終了すると、ドラム式洗濯機は、脱水工程を実施する（ステップＳ１０６）。脱水工程が終了すると、ドラム式洗濯機は、乾燥工程を実施する（ステップＳ１０８）。

以上のようにして、本実施の形態に係るドラム式洗濯機は、回転ドラム３の回転が停止した後の振動体の振動に基づいて回転ドラム３の中の洗濯物の質量を検出する。

従来の技術では、マイコンがドラム回転（モータ回転）の停止信号を出してから回転ドラムが停止するまでの時間を測定し、その時間から慣性力の大きさを算出し、その結果に基づいて導出することにより行っていた。回転ドラムが停止したことは、モータの回転検知センサを利用して検出していた。しかしながら、マイコンがドラム回転（モータ回転）の停止信号を出してからドラムが停止するまでの時間は、布の貼り付き状態によって変動するため、検知誤差が大きい。実際よりも低容量に検知してしまうと、洗濯時間が短くなるため、汚れが落ちないままに運転が終了してしまう。実際よりも低容量に検知してしまうと、乾燥が完了するまでに予め想定された時間よりも長くかかったり、生乾きのまま運転が終了したりする。この場合、ユーザーが投入した洗濯物についての容量オーバーとの警告が適切に実施されないこともある。逆に、実際よりも高容量に検知してしまうと、運転時間が必要以上に長くなり、電気代や水道代が高くなる。

これに対し、本実施の形態に係るドラム式洗濯機は、次に述べる４つの手順を経て洗濯物の質量を検知する。第１の手順は、運転開始の最初の工程として回転ドラム（回転駆動）を回転させた後に、回転ドラムの回転（回転駆動）を停止させる手順である。第２の手順は、回転ドラム（回転駆動）停止直後に、外箱に対して左右方向の交流振動波形を振動検知センサによって検知する手順である。第３の手順は、検知された交流波形振動を周波数解析することにより外箱に対して左右方向の共振周波数を導出する手順である。第４の手順は、共振周波数に基づいて、補間法により洗濯物の質量を特定する手順である。これら４つの手順を経て洗濯物の質量を検知するので、本実施の形態に係るドラム式洗濯機における検知誤差は小さい。検知誤差が小さいので、上述したような問題は生じなくなる。

なお、本実施の形態の第１の変形例において、質量特定部２３６は、補間法以外の方法により洗濯物の質量を特定してもよい。補間法以外の方法の例としては、予め既知であるばね定数、減衰定数、および振動体の質量と共振周波数との関係を示す式（この式自体は周知なのでここではその詳細について説明しない）を基に振動体の質量と洗濯物の質量との和をまず算出し、その和から振動体の質量を減算することで洗濯物の質量を算出する方法がある。

また、本実施の形態の第２の変形例において、質量特定部２３６は、ステップＳ１４８にて、次の式（２）に従って洗濯物の質量を算出してもよい。
Ｗｘ＝（Ｗａ−Ｗｂ）×（ｆｘ−ｆｂ）／（ｆａ−ｆｂ）＋Ｗｂ・・・（２）

また、本実施の形態の第３の変形例において、加速度センサ１０４に代え、他の方法で振動を検出するセンサが用いられてもよい。

<第２の実施の形態>
以下、本発明の第２の実施の形態にかかるドラム式洗濯機について説明する。

図１６は、本実施の形態に係る制御回路５の機能ブロック図である。図１６を参照して、本実施の形態に係る洗い工程制御部２０２は、数値演算部２４０をさらに含む。数値演算部２４０は、ＣＰＵ２３により実現される。

数値演算部２４０は、周波数特定部２３４が特定した振動体の共振周波数を用いて演算を行う。本実施の形態の場合、数値演算部２４０は、共振周波数の相加平均を算出するが、相乗平均を算出してもよいし、その他の値を算出してもよい。

数値演算部２４０は、一時処理部２５０と、平均値算出部２５２とを含む。
一時処理部２５０は、周波数特定部２３４が検出した振動体の共振周波数を記憶するように情報記憶部２００を制御する。これに応じて、情報記憶部２００は、周波数特定部２３４が検出した振動体の共振周波数を記憶する。

平均値算出部２５２は、情報記憶部２００が記憶した振動体の共振周波数の相加平均を算出する。上述したように、相乗平均を算出してもよいし、その他の値を算出してもよい。

なお、その他のハードウェア構成については前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

図１７を参照して、洗い工程制御部２０２で実行されるプログラムは、容量検知に関し、以下のような制御を実行する。なお、図１７に示すフローチャートの中で、前述の図１２に示した処理は同じステップ番号を付してある。それらの処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

ステップＳ１６０にて、一時処理部２５０は、周波数特定部２３４が検出した振動体の共振周波数を記憶するように情報記憶部２００を制御する。

ステップＳ１６２にて、一時処理部２５０は、振動体の共振周波数の検出とその記憶とのループ処理を終了するか否かを判断する。本実施の形態の場合、このループ処理を行う回数は予め定められていることとする。一時処理部２５０は、ループ処理を繰返した回数がその予め定められた回数に達したとき、ループ処理を終了すると判断する。ループ処理を終了すると判断した場合には（ステップＳ１６２にてＹＥＳ）、処理はステップＳ１６４へと移される。もしそうでないと（ステップＳ１６２にてＮＯ）、処理はステップＳ１４０へと移される。

ステップＳ１６４にて、平均値算出部２５２は、情報記憶部２００が記憶した振動体の共振周波数の相加平均を算出する。

ステップＳ１６６にて、質量特定部２３６は、平均値算出部２５２が算出した相加平均に対応する洗濯物の質量を特定する。特定のための具体的な手順は、周波数特定部２３４が特定した共振周波数に代えて平均値算出部２５２が算出した相加平均を用いることを除けば、第１の実施の形態と同様である。

なお、その他の処理フローについては前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、ドラム式洗濯機の動作について説明する。

ステップＳ１２０の処理を経て、回転制御部２３０は、回転速度を示す情報と期間の長さを示す情報とに従って回転ドラム３が回転するように駆動機構４を制御する（ステップＳ１４０）。

回転制御部２３０による駆動機構４の制御が終了した後、回転検知センサ１０５は、回転ドラム３が実際に停止したことを検知する（ステップＳ１４２）。回転ドラム３が実際に停止したことを示す信号が記憶制御部２３２に入力されると、情報記憶部２００は振動情報を記憶する（ステップＳ１４４）。

振動情報が記憶されると、周波数特定部２３４として動作するＣＰＵ２３は、情報記憶部２００が記憶した振動情報に対し周波数解析を行い、振動体ひいては回転ドラム３の共振周波数を特定する（ステップＳ１４６）。

共振周波数が特定されると、一時処理部２５０は、周波数特定部２３４が特定した振動体の共振周波数を記憶するように情報記憶部２００を制御する（ステップＳ１６０）。共振周波数が記憶されると、一時処理部２５０は、振動体の共振周波数の検出とその記憶とのループ処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ１６２）。この場合、ループ処理を終了しないと判断したとすると（ステップＳ１６２にてＮＯ）、再度ステップＳ１４０〜ステップＳ１６０の処理が実施される。

図１８は、ステップＳ１４０〜ステップＳ１６０の処理が繰返されることにより、複数回測定された加速度それぞれから共振周波数が検出されることを示す概念図である。本実施の形態においては、ステップＳ１４０〜ステップＳ１６０の処理が３度繰返されたときループ処理を終了するとする。

その後、ループ処理を終了するとすると（ステップＳ１６２にてＮＯ）、平均値算出部２５２は、情報記憶部２００が記憶した振動体の共振周波数の相加平均を算出する（ステップＳ１６４）。相加平均が算出されると、質量特定部２３６は、平均値算出部２５２が算出した相加平均に対応する洗濯物の質量を補間法により特定する（ステップＳ１６６）。

洗濯物の質量が特定されると、ステップＳ１５０以降の処理が実施される。
以上のようにして、本実施の形態に係るドラム式洗濯機は、加速度を複数回測定したことにより得られた共振周波数を基に洗濯物の質量を選択する。そのように洗濯物の質量が選択されるので、精度よく洗濯物の質量を選択できる。その上、第１の実施の形態と同様の理由により、検知誤差を小さくできる。

なお、本実施の形態の第１の変形例において、質量特定部２３６は、補間法以外の方法により洗濯物の質量を特定してもよい。補間法以外の方法の例としては、予め既知であるばね定数、減衰定数、および振動体の質量と共振周波数との関係を示す式（この式自体は周知なのでここではその詳細について説明しない）を基に振動体の質量と洗濯物の質量との和をまず算出し、その和から振動体の質量を減算することで洗濯物の質量を算出する方法がある。

また、本実施の形態の第２の変形例において、質量特定部２３６は、ステップＳ１４８にて、次の式（２）に従って洗濯物の質量を算出してもよい。
Ｗｘ＝（Ｗａ−Ｗｂ）×（ｆｘ−ｆｂ）／（ｆａ−ｆｂ）＋Ｗｂ・・・（２）

また、本実施の形態の第３の変形例において、加速度センサ１０４に代え、他の方法で振動を検出するセンサが用いられてもよい。

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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の第１の形態に係るドラム式洗濯機の外観を示す斜視図である。 本実施の第１の形態に係るドラム式洗濯機の内部を示す第１の断面図である。 本実施の第１の形態に係るドラム式洗濯機の内部を示す第２の断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るドラム式洗濯機の内部正面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るドラム式洗濯機の内部平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る加速度センサのパッケージの平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る制御回路の制御ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る制御回路の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るドラム式洗濯機が実施する運転の運転チャートを示す概念図である。 本発明の第１の実施の形態に係る洗濯処理の制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る洗い工程処理の制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る容量検知処理の制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る加速度の測定結果を示す概念図である。 本発明の第１の実施の形態に係る周波数解析により得られた周波数とパワーとの関係をグラフとして示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る工程別の運転時間を洗濯物の質量に対応付けて示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る制御回路の機能ブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る容量検知処理の制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る共振周波数の検出処理の概念図である。

符号の説明

１ 外箱、２ 水槽、３ 回転ドラム、４ 駆動機構、５ 制御回路、６ サスペンション、１０ ドア、１１ 表示・操作部、１５ ドアパッキン、１８ 排水ダクト、２０ 排水ホース、２２ マイクロコンピュータ、２３ ＣＰＵ、２４ ＲＡＭ、２５ ＲＯＭ、２６ タイマ、２７ Ｉ／Ｏポート、２８ システムバス、２９ 制御部、３０ 演算部、３１ 電源回路、３２ リセット回路、３３ 入力キー回路、３４ 状態検知回路、３５ 表示装置駆動回路、３６ ブザー駆動回路、３７ 負荷駆動回路、３８ 洗濯用給水弁、３９ 循環ポンプ、４０ 排水弁、４１ 給水口、４２ 除湿器、４４ すすぎ用給水弁、４６ 循環ホース、４７ シャワーノズル、５０ ファンモータ、５１ 送風ファン、５４ ヒータ、５６ 送風ダクト、７２ 吹出し口、６０ 水槽開口部、６２ 流体バランサ、６４ 小孔、６６ ドラム開口部、６８ バッフル、７０ 突出部、１０２ 表示装置、１０３ ブザー、１０４ 加速度センサ、１０５ 回転検知センサ、１０７ 水位センサ、２００ 情報記憶部、２０２ 洗い工程制御部、２０４ すすぎ工程制御部、２０６ 脱水工程制御部、２０８ 乾燥工程制御部、２２０ シャワーすすぎ制御部、２２２ ためすすぎ・注水すすぎ制御部、２３０ 回転制御部、２３２ 記憶制御部、２３４ 周波数特定部、２３６ 質量特定部、２３８ 変動制御部、２４０ 数値演算部、２５０ 一時処理部、２５２ 平均値算出部。

Claims (6)

1. 物の質量を特定可能なドラム式洗濯機であって、
   水槽と、
   前記水槽に回転可能に収容されたドラムと、
   前記ドラムに接続され、回転させるように前記ドラムを駆動する駆動手段と、
   前記ドラムが回転しているか否かを検出するための回転検出手段と、
   前記水槽を支持するサスペンションと、
   前記ドラムの回転軸に対して交差する方向の前記水槽の振動を検出するための振動検出手段と、
   前記駆動手段を制御するための制御手段とを含み、
   前記制御手段は、
   時間測定手段と、
   前記ドラムの回転速度を示す情報と前記ドラムが回転する期間の長さを示す情報とを記憶し、前記振動検出手段が検出した前記振動を示す振動情報を前記時間測定手段が測定した時間に対応付けて記憶するための記憶手段と、
   情報を処理するための処理手段とを含み、
   前記処理手段は、
   前記ドラムの回転速度を示す情報と前記ドラムが回転する期間の長さを示す情報とに従って前記ドラムが回転するように、前記駆動手段を制御するための回転制御手段と、
   前記回転制御手段の制御が終了した後、前記ドラムが回転していないことを前記回転検出手段が検出すると、前記時間測定手段が測定した時間に対応付けて前記振動情報を記憶するように前記記憶手段を制御するための記憶制御手段と、
   前記振動情報に対する周波数解析により前記ドラムの共振周波数を特定し、前記共振周波数を示す共振周波数データを生成するための周波数特定手段と、
   前記共振周波数データに基づいて前記ドラムに収容された前記物の質量を特定するための質量特定手段とを含む、ドラム式洗濯機。
2. 前記振動検出手段は、前記ドラムの回転軸に対して交差する方向の前記水槽の加速度を検出するための加速度検出手段を含み、
   前記記憶手段は、前記ドラムの回転速度を示す情報と前記ドラムが回転する期間の長さを示す情報と前記振動情報とに加え、複数の種類の質量データを、周波数に対応付けて記憶するための手段を含み、
   前記振動情報は、前記加速度検出手段が検出した前記加速度を示し、かつ、前記ドラムが回転していないことを前記回転検出手段が検出した時を始期とする前記時間に対応付けられ、
   前記質量特定手段は、前記共振周波数データに基づいて特定した数値以上の前記周波数に対応する前記質量データと、前記共振周波数データに基づいて特定した数値以下の前記周波数に対応する前記質量データと、前記共振周波数データに基づいて特定した数値とに基づいて、前記ドラムに収容された前記物の質量を補間法により算出するための質量算出手段を含む、請求項１に記載のドラム式洗濯機。
3. 前記質量算出手段は、
   前記回転制御手段が前記駆動手段を複数回制御し、前記回転制御手段の制御による前記ドラムの回転が終了するたびに前記記憶手段が前記振動情報を記憶し、かつ、前記周波数特定手段が複数の前記共振周波数データを生成すると、前記複数の共振周波数データを用いて前記共振周波数の平均値を算出するための平均値算出手段と、
   前記共振周波数の平均値以上の前記周波数に対応付けられた前記質量データと、前記共振周波数の平均値以下の前記周波数に対応付けられた前記質量データと、前記共振周波数の平均値とに基づいて、前記ドラムに収容された前記物の質量を補間法により算出するための手段とを含む、請求項２に記載のドラム式洗濯機。
4. 前記質量算出手段は、前記共振周波数以上の前記周波数に対応付けられた前記質量データと、前記共振周波数以下の前記周波数に対応付けられた前記質量データと、前記共振周波数とに基づいて、前記ドラムに収容された前記物の質量を補間法により算出するための手段を含む、請求項２に記載のドラム式洗濯機。
5. 前記質量特定手段は、
   前記回転制御手段が前記駆動手段を複数回制御し、前記回転制御手段の制御による前記ドラムの回転が終了するたびに前記記憶手段が前記振動情報を記憶し、かつ、前記周波数特定手段が複数の前記共振周波数データを生成すると、前記複数の共振周波数データを用いて前記共振周波数の平均値を算出するための平均値算出手段と、
   前記共振周波数の平均値に基づいて前記ドラムに収容された前記物の質量を特定するための手段とを含む、請求項１に記載のドラム式洗濯機。
6. 前記ドラム式洗濯機は、表示手段をさらに含み、
   前記処理手段は、前記質量特定手段が特定した前記物の質量が閾値を越えているとき、前記物の質量が閾値を越えていることを示す情報を表示するように前記表示手段を制御するための表示制御手段をさらに含む、請求項１に記載のドラム式洗濯機。

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