JP5287418B2 - Washing machine - Google Patents

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Description

本発明は、ドラムに投入された洗濯物の量である布量を検知するための布量センサを有する洗濯機に関する。   The present invention relates to a washing machine having a cloth amount sensor for detecting a cloth amount that is the amount of laundry put in a drum.

ドラム式洗濯機の構造の一例を図9に示す。洗濯機本体1内には、防振構造を有するサスペンション構造(図示せず)によって水槽2が宙吊り状態に支持されている。前記水槽2内には、有底円筒形に形成されたドラム3が、その軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させて回転自在に支持されている。水槽2の正面側にはドラム3の開口端に通じる衣類出入口4が形成され、洗濯機本体1の正面側の上向き傾斜面に設けられた開口部を開閉可能に閉じる扉5を開閉することにより、衣類出入口4を介してドラム3内に対して洗濯物を出し入れすることができる。   An example of the structure of the drum type washing machine is shown in FIG. In the washing machine main body 1, a water tank 2 is supported in a suspended state by a suspension structure (not shown) having a vibration isolation structure. In the water tank 2, a drum 3 formed in a bottomed cylindrical shape is rotatably supported with its axial direction inclined downward from the front side to the back side. On the front side of the aquarium 2 is formed a clothing doorway 4 leading to the opening end of the drum 3, and by opening and closing the door 5 that closes the opening provided in the upward inclined surface on the front side of the washing machine body 1 so as to be openable and closable. The laundry can be taken in and out of the drum 3 through the clothing entrance 4.

ドラム3には、その周面に水槽2内に通じる多数の透孔6が形成され、内周面の複数位置に衣類攪拌用の攪拌突起(図示せず)が設けられている。このドラム3は、水槽2の背面側に取り付けられたモータ7によって正転及び逆転方向に回転駆動される。また、水槽2には、注水管路8及び排水管路9が配管接続され、図示しない注水弁及び排水弁の制御によって水槽2内への注水及び排水がなされる。   The drum 3 has a large number of through holes 6 communicating with the water tank 2 on its peripheral surface, and is provided with stirring protrusions (not shown) for stirring clothes at a plurality of positions on the inner peripheral surface. The drum 3 is rotationally driven in the forward and reverse directions by a motor 7 attached to the back side of the water tank 2. In addition, a water injection pipe 8 and a drain pipe 9 are connected to the water tank 2 to perform water injection and drainage into the water tank 2 by controlling a water injection valve and a water discharge valve (not shown).

扉5を開きドラム3内に洗濯物及び洗剤を投入して、洗濯機本体1の例えば前面上部に設けられた操作パネル10での操作により運転を開始させると、水槽2内には注水管路8から所定量の注水がなされ、モータ7によりドラム3が回転駆動されて洗濯工程が開始される。ドラム3の回転により、ドラム3内に収容された洗濯物はドラム3の内周壁に設けられた攪拌突起によって回転方向に持ち上げられ、持ち上げられた適当な高さ位置から落下する攪拌動作が繰り返されるので、洗濯物には叩き洗いの作用が及んで洗濯がなされる。所要の洗濯時間の後、汚れた洗濯液は排水管路9から排出され、ドラム3を高速回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた洗濯液を脱水し、その後、水槽2内に注水管路8から注水してすすぎ工程が実施される。このすすぎ工程においてもドラム3内に収容された洗濯物はドラム3の回転により攪拌突起により持ち上げられて落下する攪拌動作が繰り返されてすすぎ洗いが実施される。   When the door 5 is opened, laundry and detergent are put into the drum 3, and the operation is started by an operation on the operation panel 10 provided on the front surface of the washing machine body 1, for example, a water injection conduit is provided in the water tank 2. A predetermined amount of water is injected from 8 and the drum 3 is rotationally driven by the motor 7 to start the washing process. By the rotation of the drum 3, the laundry stored in the drum 3 is lifted in the rotation direction by the stirring protrusion provided on the inner peripheral wall of the drum 3, and the stirring operation of dropping from the lifted appropriate height position is repeated. Therefore, the laundry has the effect of tapping and washing. After the required washing time, the dirty washing liquid is discharged from the drain pipe 9 and the washing liquid contained in the laundry is dehydrated by a dehydrating operation of rotating the drum 3 at a high speed. The rinsing process is performed by pouring water from 8. Also in this rinsing step, the laundry housed in the drum 3 is repeatedly washed with a stirring operation in which the laundry is lifted and dropped by the stirring protrusions by the rotation of the drum 3 to perform rinsing.

また、モータ7の背面には、その回転状態を検知するために、モータの回転子(ロータ)の位置を検出する位置検出素子等で構成された回転検知部14が設けられている。   In addition, on the back surface of the motor 7, a rotation detection unit 14 including a position detection element that detects the position of the rotor (rotor) of the motor is provided in order to detect the rotation state.

また、このドラム式洗濯機には、ドラム3内に収容した洗濯物を乾燥する機能が設けられ、循環送風経路11により、水槽2内の空気を排気して除湿し、加熱して乾燥させた空気を再び水槽2内に送風ファン12にて送風するものである。   The drum-type washing machine has a function of drying laundry stored in the drum 3, and the air in the water tank 2 is exhausted and dehumidified by the circulation air passage 11 to be dried by heating. Air is blown again into the water tank 2 by the blower fan 12.

以上のような構成のドラム式洗濯機においては、ドラム3に投入された衣類等洗濯物の布量を検出し、布量に応じて洗濯時間等を自動的に決定する機能が付加されているのが一般的である(例えば、特許文献1参照)。布量を検出する方法の一例について、図9および、図10を参照して、以下に説明する。   In the drum-type washing machine having the above-described configuration, a function of detecting the amount of clothes such as clothes put in the drum 3 and automatically determining the washing time according to the amount of cloth is added. Is generally (see, for example, Patent Document 1). An example of a method for detecting the amount of cloth will be described below with reference to FIGS. 9 and 10.

布量の検出は、ドラム3を回転駆動するためのモータ7を制御する機能を有する制御回路(図示せず)により行われる。   The cloth amount is detected by a control circuit (not shown) having a function of controlling the motor 7 for driving the drum 3 to rotate.

洗濯を開始すると、まず、制御回路は、モータ7を始動し、回転検知部14からは検知出力が入力される。回転検知部14の検出周波数は、モータ7の回転により比例して直線的に変化する。即ち、制御回路は、回転検知部14からの入力周波数が小さいときは、位相制御の手段によりモータ7の電源電圧の平均電圧を大きくし、また、周波数が大きくなると平均電圧を小さくする。   When washing is started, first, the control circuit starts the motor 7 and a detection output is input from the rotation detection unit 14. The detection frequency of the rotation detector 14 changes linearly in proportion to the rotation of the motor 7. That is, the control circuit increases the average voltage of the power supply voltage of the motor 7 by means of phase control when the input frequency from the rotation detector 14 is small, and decreases the average voltage when the frequency increases.

布量検知工程では、回転制御を行ないながら、制御回路内部で徐々にモータ7に印加する平均電圧を上昇させて高速回転に移行し、衣類がドラム3の内壁に遠心力により均一に貼り付くようにする。その状態で、所定時間回転を持続した後、モータ7の通電を停止する。それにより、ドラム3の惰性回転が、逆にモータ7を回転させる状態になる。このとき回転検知部14は、図10の図に示すように、ドラム3の惰性回転力が摩擦トルクによりしだいに低下して停止する様子を分回転数に変換して出力する。   In the cloth amount detection process, while performing rotation control, the average voltage applied to the motor 7 is gradually increased inside the control circuit to shift to high speed rotation so that the clothes are uniformly attached to the inner wall of the drum 3 by centrifugal force. To. In this state, the rotation of the motor 7 is stopped after continuing the rotation for a predetermined time. Thereby, the inertial rotation of the drum 3 is in a state where the motor 7 is rotated. At this time, as shown in the diagram of FIG. 10, the rotation detection unit 14 converts the inertial rotational force of the drum 3 to gradually decrease due to the friction torque and stops it, and outputs it after converting it to a minute rotational speed.

図10における横軸は時間、縦軸は駆動電動機(モータ)の分回転数を示すもので、通電停止E点からドラム3の停止までの時間は、布量が多いときは長く、布量が少ないときは短い。この停止に要する時間の違いが布量に比例することを利用して布量を検知するものである。   In FIG. 10, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the number of rotations of the drive motor (motor). The time from the energization stop point E to the stop of the drum 3 is long when the amount of cloth is large, and the amount of cloth is When there are few, it is short. The cloth amount is detected by utilizing the fact that the difference in time required for the stop is proportional to the cloth amount.

ここで布の重量をm、ドラム3の内周に分布する布の平均半径をr、ドラム3やモータ7の慣性モーメントをJdとすると、布を含めた回転系の慣性モーメントJは式(1)で求められる。   Here, when the weight of the cloth is m, the average radius of the cloth distributed on the inner periphery of the drum 3 is r, and the inertia moment of the drum 3 or the motor 7 is Jd, the inertia moment J of the rotating system including the cloth is expressed by the equation (1 ).

J=Jd+mr (1)
また、モータ7の発生トルクをT、ドラムや回転軸などが有する摩擦トルクをTb、ドラム3の角加速度をαとおくと、これらの関係は式(2)で表される。
J = Jd + mr 2 (1)
Further, assuming that the generated torque of the motor 7 is T, the friction torque of the drum and the rotating shaft is Tb, and the angular acceleration of the drum 3 is α, these relationships are expressed by Expression (2).

T=Jα+Tb (2)
角加速度αは角速度ωと時間tの関数として式(3)で表されるから、式(4)のように、布の平均半径rが一定であれば、布の重量mに応じて、回転数すなわち角速度ωが変化する。
T = Jα + Tb (2)
Since the angular acceleration α is expressed by the equation (3) as a function of the angular velocity ω and the time t, as shown in the equation (4), if the average radius r of the cloth is constant, the rotation depends on the weight m of the cloth. The number or angular velocity ω changes.

α=dω/dt (3)
dω/dt=(T−Tb)/(Jd+mr) (4)
上式(4)から、dω/dtつまり回転数の変化は、布量mに反比例することがわかる。
α = dω / dt (3)
dω / dt = (T−Tb) / (Jd + mr 2 ) (4)
From the above equation (4), it can be seen that dω / dt, that is, the change in the rotational speed, is inversely proportional to the cloth amount m.

つまり、モータ7の通電を停止ししてドラム3を惰性回転させ、ドラム3が停止するまでのある時間区間における回転数の変化を測定することによって、布量を知ることができる。   That is, the cloth amount can be known by stopping the energization of the motor 7 to inertially rotate the drum 3 and measuring the change in the rotational speed in a certain time interval until the drum 3 stops.

また、洗濯物の偏在による偏心荷重が突然に生じた場合に、その偏心荷重を即座に検出できるドラム式洗濯機が提供されている(例えば、特許文献2参照)。洗濯物の偏在荷重
を検出する方法について、以下に説明する。
In addition, a drum-type washing machine is provided that can immediately detect an eccentric load when an eccentric load due to the uneven distribution of laundry occurs suddenly (see, for example, Patent Document 2). A method for detecting the uneven load of the laundry will be described below.

ドラムの回転速度を上昇させる途中で偏心荷重が、突然に生じた場合、ドラムの回転に伴って、その偏心荷重が最下位置から最上位置に移動するまでの間に、ドラムの回転速度は大きく減少する。このことに着目して、ドラムの回転速度が一定幅以上減少した場合に、ドラムに偏心荷重が生じていると判断して、ドラムの回転を停止させる。   If an eccentric load suddenly occurs while increasing the rotation speed of the drum, the rotation speed of the drum increases as the eccentric load moves from the lowest position to the highest position as the drum rotates. Decrease. Focusing on this, when the drum rotation speed decreases by a certain width or more, it is determined that an eccentric load is generated on the drum, and the drum rotation is stopped.

具体的には、ドラムの回転速度が検出されると、そのドラム回転速度と制御回路中のRAMに記憶保持されている最大値MAXとの大小が比較される。そして、ドラム回転速度が最大値MAX以上であれば、そのドラム回転速度が新たな最大値MAXとしてRAMに書き込まれる。ドラム回転速度が最大値MAXよりも小さければ、つづいて、そのドラム回転速度と最大値MAXとの差が所定幅以上か、すなわち最大値MAXに対するドラムの回転速度の減少幅が所定値以上かどうかが判断され、その判断が肯定された場合に、ドラムに偏心荷重が生じていると判断される。ドラムに偏心荷重が生じていると判断されると、ドラムの回転が停止される。その結果、偏心荷重に起因する大きな振動および騒音の発生を防止することができる。
特開平5−168786号公報 特開2005−177091号公報
Specifically, when the rotational speed of the drum is detected, the magnitude of the drum rotational speed and the maximum value MAX stored in the RAM in the control circuit are compared. If the drum rotation speed is equal to or higher than the maximum value MAX, the drum rotation speed is written in the RAM as a new maximum value MAX. If the drum rotation speed is smaller than the maximum value MAX, then whether or not the difference between the drum rotation speed and the maximum value MAX is greater than or equal to a predetermined width, that is, whether or not the decrease in the drum rotation speed with respect to the maximum value MAX is greater than or equal to a predetermined value. Is determined, and it is determined that an eccentric load is generated in the drum. When it is determined that an eccentric load is generated on the drum, the rotation of the drum is stopped. As a result, it is possible to prevent the generation of large vibration and noise due to the eccentric load.
JP-A-5-168786 JP 2005-177091 A

上記従来の布量検知方法を用いる場合には、ドラムの惰性回転力が摩擦トルクによりしだいに低下して、ドラムが停止するまでの時間と布量の比例関係を、予め実験により求めておき、その求めた測定値を、同一機種の全ての洗濯機に適用することになる。   When using the above conventional cloth amount detection method, the inertial rotational force of the drum gradually decreases due to the friction torque, and the proportional relationship between the time until the drum stops and the cloth amount is obtained in advance by experiments, The obtained measurement value is applied to all washing machines of the same model.

しかしながら、式(4)から判るように、ドラム回転軸の摩擦トルクTbのバラツキの影響により、ドラムが停止するまでの時間と布量の比例関係は一定ではなく、個々の洗濯機によって相違する数値を有する。そのため、上記従来の布量検知方法にはバラツキがあり検知精度には限界があるという課題があった。   However, as can be seen from Equation (4), the proportional relationship between the time until the drum stops and the amount of cloth is not constant due to the variation in the friction torque Tb of the drum rotation shaft, and the numerical value varies depending on each washing machine. Have For this reason, there is a problem that the conventional cloth amount detection method has variations and the detection accuracy is limited.

また、従来の布量検知方法においては、衣類の状態に係らずドラムの回転を一旦上昇させてしまうので、ドラム3内に収容された洗濯物が偏り(アンバランス分布)の影響で、洗濯槽が大きく振動し、洗濯槽が洗濯機本体に衝突して異常音を発するなど、検出精度を大きく損ねることがあった。   Further, in the conventional cloth amount detection method, the rotation of the drum is temporarily raised regardless of the state of the clothes, so that the laundry stored in the drum 3 is affected by the bias (unbalance distribution), and the washing tub. Vibrates greatly, and the washing tub collides with the washing machine main body and makes an abnormal sound.

さらに、従来の偏心荷重検出方法においては、布量検知におけるドラムの回転速度の減速停止の動作が考慮されておらず、ドラムが減速停止する場合に、誤って偏心荷重を検知してドラムの回転を停止させ、布量検知の検出精度を大きく損ねることがあった。   Furthermore, in the conventional eccentric load detection method, the operation of decelerating and stopping the rotation speed of the drum in the cloth amount detection is not taken into account, and when the drum is decelerated and stopped, the eccentric load is erroneously detected to rotate the drum. , And the detection accuracy of the cloth amount detection is greatly impaired.

従って本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ドラムに投入された洗濯物すなわち布量を、ドラム回転軸の摩擦トルクのバラツキを抑制して、簡単な構成で精度よく検知可能な布量検知手段を有する洗濯機、かつ洗濯物の偏り等の影響を排除し安定した布量検知手段を有する洗濯機を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention solves the above-described conventional problems, and can detect the amount of laundry put into the drum, that is, the amount of cloth, with a simple configuration and with high accuracy, while suppressing variations in the friction torque of the drum rotation shaft. It is an object of the present invention to provide a washing machine having a quantity detection means and a washing machine having a stable cloth quantity detection means that eliminates the influence of unevenness of the laundry.

前記従来の課題を解決するため、本発明の洗濯機は、水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有し、洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に弾性的に支持された水槽と、前記回転中心軸に取り付けて前記水槽の外側に配設したプーリと、前記プーリ及びベルトを介して前記ドラムを駆動するモータと、前記モータの回転数を検知する回転数検知装置と、前記回転数検知装置の検知出力に基づき前記モータの回転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記モータに指令回転数を与え、前記モータの回転数に応じた電圧を印加することにより前記モータに一定の加速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を加速して、所定の回転数N1からN2まで回転数が上昇する間の加速時角加速度α1を測定する第1の検知工程と、第1の検知工程の後に、前記モータに減速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を減速して、所定の回転数N3からN4まで回転数が低下する間の減速時角加速度α2を計測する第2の検知工程を有し、前記加速時角加速度α1と前記減速時角加速度α2に基づき、布量を検知するとともに、前記第1の検知工程中に、前記ドラムの1回転中に前記ドラムの回転数を複数回測定し、前記ドラムの回転数が減少し、回転数減少の加速度が所定値以上である場合は、収容された洗濯物に偏りがあると判断し、前記ドラムの回転駆動を停止することを特徴とするものである。
In order to solve the above-described conventional problems, a washing machine of the present invention includes a drum having a rotation center axis in a horizontal direction or an inclination direction and accommodating a laundry and rotating, and the drum being rotatably included. A water tank elastically supported in the washing machine body, a pulley attached to the rotation center shaft and disposed outside the water tank, a motor for driving the drum via the pulley and the belt, A rotation number detection device that detects the rotation number; and a control unit that controls rotation of the motor based on a detection output of the rotation number detection device, wherein the control unit gives a command rotation number to the motor, and the motor The acceleration of the drum is accelerated by generating a constant acceleration torque in the motor by applying a voltage according to the rotation speed of the motor, and the rotation speed is increased from the predetermined rotation speed N1 to N2. Kakuka After the first detection step of measuring the degree α1, and after the first detection step, the rotation of the drum is decelerated by generating a deceleration torque in the motor, and the rotation speed is increased from a predetermined rotation speed N3 to N4. A second detecting step of measuring the angular acceleration α2 during deceleration while decreasing, and detecting the amount of cloth based on the angular acceleration α1 during acceleration and the angular acceleration α2 during deceleration, and the first detecting step During the rotation of the drum, the number of rotations of the drum is measured a plurality of times. When the number of rotations of the drum decreases and the acceleration of the decrease in the number of rotations is equal to or greater than a predetermined value , It is determined that there is a bias, and the rotational driving of the drum is stopped.

これによって、ドラムの回転の上昇および降下の速度の双方を用いて布量を測定するため、ドラム回転軸の摩擦トルクのバラツキが相殺され、そのバラツキの影響を抑制することが可能であり、簡単な構成で精度よく布量を検知することができるとともに、洗濯物の前記ドラム内における分布が不均一となって、前記ドラムの振動が所定の値よりも大きくなった場合であっても、安全に前記ドラムを停止することができる。   As a result, since the amount of cloth is measured using both the speed of rising and lowering of the drum rotation, the friction torque variation of the drum rotation shaft is offset, and the influence of the variation can be suppressed. With this structure, the amount of cloth can be detected with high accuracy, and even if the distribution of the laundry in the drum becomes uneven and the vibration of the drum becomes larger than a predetermined value, it is safe. The drum can be stopped.

また、本発明の洗濯機は、前記第1の検知工程において、前記ドラムの回転の加速開始後、所定の時間が経過しても回転数が所定の回転数以下の場合は、収容された洗濯物に偏りがあると判断し、前記ドラムの回転駆動を停止することを特徴とするものである。   In the washing machine of the present invention, in the first detection step, if the rotation speed is equal to or lower than the predetermined rotation speed even after a predetermined time has elapsed after the start of rotation acceleration of the drum, It is determined that the object is biased, and the rotational driving of the drum is stopped.

これによって、洗濯物の前記ドラム内における分布が不均一となって、洗濯槽が大きく振動し、洗濯槽が洗濯機本体に衝突して異常音を発するのを事前に防ぎ、安全に前記ドラムを停止することができる。   As a result, the distribution of the laundry in the drum becomes non-uniform, the washing tub vibrates greatly, prevents the washing tub from colliding with the washing machine body and making an abnormal sound in advance, Can be stopped.

本発明の洗濯機は、ドラム回転軸の摩擦トルクの個々の機器のバラツキの影響を抑制して、簡単な構成で精度よく検知可能な布量検知手段を得る事ができ、また、洗濯物の偏り等の影響を排除し安定した布量検知手段を得ることができる。   The washing machine of the present invention can suppress the influence of the variation in the friction torque of the drum rotation shaft of each device, and can obtain a cloth amount detection means that can be accurately detected with a simple configuration. A stable cloth amount detecting means can be obtained by eliminating the influence of bias and the like.

第1の発明は、水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有し、洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に弾性的に支持された水槽と、前記回転中心軸に取り付けて前記水槽の外側に配設したプーリと、前記プーリ及びベルトを介して前記ドラムを駆動するモータと、前記モータの回転数を検知する回転数検知装置と、前記回転数検知装置の検知出力に基づき前記モータの回転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記モータに指令回転数を与え、前記モータの回転数に応じた電圧を印加することにより前記モータに一定の加速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を加速して、所定の回転数N1からN2まで回転数が上昇する間の加速時角加速度α1を測定する第1の検知工程と、第1の検知工程の後に、前記モータに減速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を減速して、所定の回転数N3からN4まで回転数が低下する間の減速時角加速度α2を計測する第2の検知工程を有し、前記加速時角加速度α1と前記減速時角加速度α2に基づき、布量を検知するとともに、前記第1の検知工程中に、前記ドラムの1回転中に前記ドラムの回転数を複数回測定し、前記ドラムの回転数が減少し、回転数減少の加速度が所定値以上である場合は、収容された洗濯物に偏りがあると判断し、前記ドラムの回転駆動を停止するとしたことにより、ドラムの回転の上昇および降下の速度の双方を用いて布量を測定するため、ドラム回転軸の摩擦トルクのバラツキが相殺され、そのバラツキの影響を抑制することが可能であり、簡単な構成で精度よく布量を検知することができるとともに、洗濯物の前記ドラム内における分布が不均一となって、前記ドラムの振動が所定の値よりも大きくなった場合であっても、安全に前記ドラムを停止することができる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a drum having a central axis of rotation in a horizontal direction or an inclination direction, accommodating a laundry and performing a rotational movement, and rotatably enclosing the drum in a washing machine body. A water tank, a pulley attached to the rotation center shaft and disposed outside the water tank, a motor for driving the drum via the pulley and a belt, and a rotation speed detection device for detecting the rotation speed of the motor; A control unit that controls the rotation of the motor based on the detection output of the rotation number detection device, the control unit giving a command rotation number to the motor and applying a voltage according to the rotation number of the motor Thus, by generating a constant acceleration torque in the motor, the rotation of the drum is accelerated, and the angular acceleration α1 during acceleration is measured while the rotation speed increases from a predetermined rotation speed N1 to N2. Process and After the first detection step, the rotation of the drum is decelerated by generating a deceleration torque in the motor, and the angular acceleration α2 during deceleration is measured while the number of revolutions decreases from a predetermined number of revolutions N3 to N4. A second detection step that detects the amount of cloth based on the acceleration angular acceleration α1 and the deceleration angular acceleration α2, and the drum during one rotation of the drum during the first detection step; If the rotational speed of the drum is reduced and the rotational speed of the drum decreases and the acceleration of the rotational speed reduction is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the stored laundry is biased, and the drum is driven to rotate. Since the amount of cloth is measured by using both the rising and falling speeds of the drum rotation, the variation in the friction torque of the drum rotation shaft can be offset and the influence of the variation can be suppressed. And easy Even if the amount of cloth can be accurately detected with a single configuration, the distribution of laundry in the drum becomes non-uniform, and the vibration of the drum is greater than a predetermined value, The drum can be safely stopped.

第2の発明は、特に第1の発明の制御部を、第1の検知工程において、前記ドラムの回転の加速開始後、所定の時間が経過しても回転数が所定の回転数以下の場合は、収容された洗濯物に偏りがあると判断し、前記ドラムの回転駆動を停止するように制御したことにより、洗濯物の前記ドラム内における分布が不均一となって、洗濯槽が大きく振動し、洗濯槽が洗濯機本体に衝突して異常音を発するのを事前に防ぎ、安全に前記ドラムを停止することができる。   In a second aspect of the invention, in particular, in the first detection step, the controller of the first aspect of the invention is the case where the rotational speed is equal to or lower than the predetermined rotational speed even after a predetermined time has elapsed after the start of rotation acceleration of the drum. Determines that the contained laundry is biased and controls to stop the rotation of the drum, so that the distribution of the laundry in the drum becomes uneven and the washing tub vibrates greatly. Thus, it is possible to prevent the washing tub from colliding with the washing machine main body and generating an abnormal sound in advance, and to safely stop the drum.

第3の発明は、特に第1または第2の発明の制御部を、収容された洗濯物に偏りが判断し、前記ドラムの回転駆動を停止した場合に、布量の検知としては、所定の判定値に設定するように制御したことにより、収容された洗濯物に偏りが生じ、前記ドラムの回転駆動が停止した場合でも、布量を設定することができ、次工程に移ることができる。   In the third aspect of the invention, in particular, when the control unit of the first or second aspect of the invention determines that the stored laundry is biased and stops the rotational driving of the drum, the cloth amount is detected as a predetermined amount. By controlling to set the determination value, even when the stored laundry is biased and the rotation of the drum is stopped, the amount of cloth can be set, and the process can proceed to the next step.

第4の発明は、特に第1〜3の発明の制御部を、前記モータに所定の直流電圧を印加することによって、少なくとも、第2の検知工程においては、減速トルクが所定の範囲で推移するように制御したことによって、前記減速トルクの変動による影響を複雑に考慮する必要なく、精度良く布量を検知することが可能となる。   According to a fourth aspect of the present invention, in particular, by applying a predetermined DC voltage to the motor, the control unit according to the first to third aspects causes the deceleration torque to change within a predetermined range at least in the second detection step. By controlling in this way, it becomes possible to accurately detect the amount of cloth without the need to consider the influence of fluctuations in the deceleration torque in a complicated manner.

第5の発明は、特に第1〜4の発明において、第1の検知工程および第2の検知工程は、共振回転数以下で実施することで、共振によるドラムの振動の影響を受けずに布量を検知することとなり、精度良く布量を検知することが可能となる。   In the fifth invention, particularly in the first to fourth inventions, the first detection step and the second detection step are performed at a resonance rotational speed or less, so that the cloth is not affected by the vibration of the drum due to the resonance. Since the amount is detected, the amount of cloth can be detected with high accuracy.

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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるドラム式洗濯機の概略構造を示すものである。また、図2は、同ドラム式洗濯機の動作を制御する制御装置の概略構成を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a schematic structure of a drum-type washing machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a schematic configuration of a control device that controls the operation of the drum type washing machine.

図1において、モータ7の回転は、ベルト15を介してドラム3の回転軸に固定されたプーリ16に伝達される。洗濯機としての基本的な動作は従来例と同様である。   In FIG. 1, the rotation of the motor 7 is transmitted via a belt 15 to a pulley 16 fixed to the rotation shaft of the drum 3. The basic operation as a washing machine is the same as the conventional example.

図2に示す制御装置においては、商用電源20の交流電力を整流器21より整流し、チョークコイル22及び平滑コンデンサ23からなる平滑回路により平滑化された直流電力を駆動電力として、インバータ回路24によりモータ7を回転駆動する。また、入力設定部25から入力される運転指示、及び各検知手段(図示せず)により検知される運転状態の監視情報に基づいてモータ7の回転を制御し、負荷駆動部26により給水弁27、排水弁28、送風ファン12、ヒータ29の動作を制御する。   In the control device shown in FIG. 2, the AC power of the commercial power supply 20 is rectified by the rectifier 21 and the inverter circuit 24 uses the DC power smoothed by the smoothing circuit including the choke coil 22 and the smoothing capacitor 23 as the driving power. 7 is driven to rotate. Further, the rotation of the motor 7 is controlled based on the driving instruction input from the input setting unit 25 and the monitoring information of the driving state detected by each detecting means (not shown), and the water supply valve 27 is controlled by the load driving unit 26. The operation of the drain valve 28, the blower fan 12, and the heater 29 is controlled.

モータ7は、3相巻線7a、7b、7cを有するステータと、3相巻線8a、8b、8cを有するロータとを備え、モータ回転数検出手段30を設けた3相誘導モータとして構成され、スイッチング素子24a〜24fにより構成されたPWM制御インバータ回路24により回転制御される。モータ回転数検出手段30が検出する速度信号は、マイコンにより構成された制御部31に入力される。この速度信号に基づいて、駆動回路32によりスイッチング素子24a〜24fのオン/オフ状態をPWM制御することにより、ステータの3相巻線7a、7b、7cに対する通電を制御してロータを所要回転数で回転させる
The motor 7 includes a stator having three-phase windings 7a, 7b, and 7c and a rotor having three-phase windings 8a, 8b, and 8c, and is configured as a three-phase induction motor provided with a motor rotation speed detecting means 30. The rotation is controlled by the PWM control inverter circuit 24 configured by the switching elements 24a to 24f. The speed signal detected by the motor rotation speed detection means 30 is input to the control unit 31 constituted by a microcomputer. Based on this speed signal, the drive circuit 32 performs PWM control of the on / off states of the switching elements 24a to 24f, thereby controlling the energization of the three-phase windings 7a, 7b, and 7c of the stator, and rotating the rotor to the required rotational speed. Rotate with

制御部31は、モータ回転数検出手段30の検出出力が入力されるドラム回転速度検知部33を有する。前記ドラム回転速度検知部33は、モータ回転数検知手段30から出力される速度信号と、モータ7の軸とプーリ16の半径の比に基づき、ドラム3の回転数を算出する。ドラム回転速度検知部33の検知出力は布量検知部34に供給され、検出された回転数に基づき、以下に説明するように布量が検知される。   The control unit 31 includes a drum rotation speed detection unit 33 to which the detection output of the motor rotation number detection unit 30 is input. The drum rotation speed detector 33 calculates the rotation speed of the drum 3 based on the speed signal output from the motor rotation speed detector 30 and the ratio of the shaft of the motor 7 and the radius of the pulley 16. The detection output of the drum rotation speed detection unit 33 is supplied to the cloth amount detection unit 34, and the cloth amount is detected as described below based on the detected number of rotations.

本実施の形態における布量検知方法の特徴について、以下図3を参照して説明する。   The characteristics of the cloth amount detection method in the present embodiment will be described below with reference to FIG.

図3は、布量検知の動作を示す図であり、ドラム3の回転数上昇に要する時間、および回転数降下に要する時間との関係を示すもので、横軸は布量検知開始からの経過時間、縦軸は回転数である。   FIG. 3 is a diagram showing the operation of detecting the amount of cloth, and shows the relationship between the time required for increasing the rotation speed of the drum 3 and the time required for decreasing the rotation speed. Time and the vertical axis represent the number of rotations.

布量検知を開始すると、所定の時間経過あるいは所定の回転数N1に到達の後に、モータ7によって加速トルクT1を発生させ、時間t1の間にΔN1だけ回転数を上昇させ所定の回転数N2に到達する時間t1を検知する第1の検知工程が行われる。この第1の検知工程が終了した後に、ドラム3の回転数を加速から減速に転じさせた上で、惰性回転したモータ7によって減速トルクT2を発生させ、時間t2の間に所定の回転数N3からΔN2だけ回転数を降下させ、所定の回転数N4に至る第2の検知工程が行われる。   When the cloth amount detection is started, the acceleration torque T1 is generated by the motor 7 after the elapse of a predetermined time or when the predetermined rotation speed N1 is reached, and the rotation speed is increased by ΔN1 during the time t1 to reach the predetermined rotation speed N2. A first detection process for detecting the arrival time t1 is performed. After the end of the first detection step, the rotation speed of the drum 3 is changed from acceleration to deceleration, and then a deceleration torque T2 is generated by the motor 7 that has rotated by inertia, and a predetermined rotation speed N3 is generated during the time t2. The second detection step is performed in which the rotational speed is decreased by ΔN2 to reach a predetermined rotational speed N4.

ここで、第1の検知工程の動作状態について考察する。   Here, the operation state of the first detection process will be considered.

式(3)から、第1の検知工程における角加速度α1は式(5)で表される。   From equation (3), the angular acceleration α1 in the first detection step is represented by equation (5).

α1=ΔN1/t1 (5)
また、式(1)および(2)より、式(6)が成立する。
α1 = ΔN1 / t1 (5)
Moreover, Formula (6) is materialized from Formula (1) and (2).

T1=α1(Jd+mr)+Tb (6)
同様に、第2の検知工程について考察すると、第2の検知工程における角加速度をα2と置いた場合に、式(7)、式(8)となる。
T1 = α1 (Jd + mr 2 ) + Tb (6)
Similarly, considering the second detection step, Equation (7) and Equation (8) are obtained when the angular acceleration in the second detection step is α2.

α2=ΔN2/t2 (7)
T2=α2(Jd+mr)+Tb (8)
式(6)および式(8)から、摩擦トルクTbの成分を消去すると、式(9)となる。
α2 = ΔN2 / t2 (7)
T2 = α2 (Jd + mr 2 ) + Tb (8)
If the component of the friction torque Tb is eliminated from the equations (6) and (8), the equation (9) is obtained.

α1−α2=(T1―T2)/(Jd+mr)(9)
図4は、布量と加速度差の関係を示す図であり、横軸は布量、縦軸は加速度差を示す図であり、上記式(9)を判りやすく示すものである。
α1-α2 = (T1-T2) / (Jd + mr 2 ) (9)
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of cloth and the acceleration difference, the horizontal axis is the cloth amount, and the vertical axis is the acceleration difference. The above equation (9) is easily understood.

式(9)は、布のドラム内周における平均半径r、加速トルクT1、減速トルクT2がある一定の値である場合に、図4に示すように、布の重量mに応じて(α1−α2)が変化することを示している。   When the average radius r, acceleration torque T1, and deceleration torque T2 in the drum inner circumference of the cloth are constant values, the equation (9) is expressed in accordance with the weight m of the cloth as shown in FIG. It shows that α2) changes.

ここで、α1とα2は式(5)および式(7)に示すとおり、ドラム3の回転数と時間の関係を測定することによって容易に得ることが可能である。したがって、布の重量mと角加速度の変化(α1−α2)の関係のみ把握し、図2の制御部の布量検知部34に演算用テーブルとして保存しておけば、摩擦トルクTbの変化に関係無く、容易に精度良く、布量を検知することができることが分かる。   Here, α1 and α2 can be easily obtained by measuring the relationship between the number of rotations of the drum 3 and time as shown in the equations (5) and (7). Therefore, if only the relationship between the weight m of the cloth and the change in the angular acceleration (α1−α2) is grasped and stored as a calculation table in the cloth amount detection unit 34 of the control unit in FIG. It can be seen that the amount of cloth can be detected easily and accurately regardless of the relationship.

また、ここで、洗濯物に偏りが生じている場合における布量検知の動作を図5に示す。前記布量検知中において、第1の検知工程であるドラム3の回転数を上昇させる際に、回転数の上昇に伴う回転数の変化に応じて、ドラム3の回転駆動を停止させる制御をしている。図5に示すとおり、洗濯物に偏りが生じている場合、ドラム3の回転数は一様に上昇するのではなく、上下動を繰り返しながら上昇して行く。これは、ドラム3内に収容された洗濯物のバランスの影響で、洗濯槽が振動することに起因する。振動が大きくなり過ぎると、洗濯槽が洗濯機本体に衝突して異常音を発することになる。   Here, FIG. 5 shows the operation of detecting the amount of cloth when the laundry is biased. During the cloth amount detection, when increasing the rotation speed of the drum 3 that is the first detection step, the rotation control of the drum 3 is stopped according to the change in the rotation speed accompanying the increase in the rotation speed. ing. As shown in FIG. 5, when the laundry is biased, the rotation speed of the drum 3 does not increase uniformly, but increases while repeating vertical movement. This is because the laundry tub vibrates due to the balance of the laundry accommodated in the drum 3. If the vibration becomes too large, the washing tub collides with the washing machine body and generates an abnormal sound.

ここでは、そのような事態の発生を回避するための制御を行う。すなわち、ドラム3の回転を加速している途中で、ドラム3の回転数が減少し、その回転数減少の加速度が所定値以上である場合は、ドラム3の回転駆動を停止するように制御する。ドラム3の回転数の検知タイミングは、例えば1回転中に8回すなわちドラム3の回転角が45度毎に、回転数を測定し、回転数の減少の加速度を求める。回転数の測定は、上記測定回数に限らず、1回転中において、速度ムラが測定できる回数であれば問題ない。   Here, control for avoiding such a situation is performed. In other words, when the rotation speed of the drum 3 is being accelerated and the rotation speed of the drum 3 decreases and the acceleration of the decrease in the rotation speed is equal to or greater than a predetermined value, the rotation control of the drum 3 is controlled to stop. . As for the detection timing of the rotation number of the drum 3, for example, the rotation number is measured eight times during one rotation, that is, every 45 degrees of rotation angle of the drum 3, and the acceleration of decrease in the rotation number is obtained. The measurement of the number of revolutions is not limited to the number of measurements described above, and there is no problem as long as the speed unevenness can be measured during one revolution.

図5に示すように、布量検知中の第1の検知工程中において、a2の時点で、回転数が減少していることがわかる。さらにa3の時点で、回転数が減少しており、その場合における回転数の減少の加速度を算出し、その値が所定値以上であれば、ドラム3の回転駆動を停止させる。所定値は、振動の許容範囲を考慮して、実験に基づいて設定し、制御部31にテーブルとして備えておく。   As shown in FIG. 5, during the first detection step during the cloth amount detection, it can be seen that the rotational speed is decreased at the time point a2. Further, at the time point a3, the rotational speed has decreased, and the acceleration of the rotational speed decrease in that case is calculated. If the value is greater than or equal to a predetermined value, the rotational driving of the drum 3 is stopped. The predetermined value is set based on an experiment in consideration of the allowable range of vibration, and is provided in the control unit 31 as a table.

図6は、布量検知方法を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing the cloth amount detection method.

図6において、布量検知がスタートすると(ステップS1)、制御部31は、モータ7を駆動して、所定の回転数N1から、所定の電圧と所定の指令回転数を与えることによりドラム3の回転数を上昇させて、回転数がΔN1だけ上昇した所定の回転数N2に到達させるように制御する(ステップS2)。ここで、ドラムの回転数nを検出し(ステップS3)、この検出した回転数nが前回検出したドラム回転数n−1と比較して上昇しているかどうかを判定する(ステップS4)。上昇している場合は、ドラム3が回転数N2に到達した時点で(ステップS5)、回転数がΔN1上昇するのに要した所要時間t1を算出する(ステップS6)。   In FIG. 6, when the cloth amount detection starts (step S <b> 1), the control unit 31 drives the motor 7 to give a predetermined voltage and a predetermined command rotational speed from the predetermined rotational speed N <b> 1. Control is performed to increase the rotational speed so that the rotational speed reaches a predetermined rotational speed N2 increased by ΔN1 (step S2). Here, the rotational speed n of the drum is detected (step S3), and it is determined whether or not the detected rotational speed n is higher than the previously detected drum rotational speed n-1 (step S4). If it has increased, when the drum 3 reaches the rotational speed N2 (step S5), the time t1 required for the rotational speed to increase by ΔN1 is calculated (step S6).

一方、検出した回転数nが前回検出したドラム回転数n−1と比較して減少している場合は、続けてステップS2と同様に、回転数がΔN1だけ上昇した所定の回転数N2に到達させるように制御する(ステップS13)。次に、ドラム回転数n+1を検出して(ステップS14)、回転数nと比較して上昇しているかどうかを判定する(ステップS15)。上昇している場合は、ステップS5に進み、ドラム3が回転数N2に到達しているかを判定する。以下、上記の判定を繰り返す。また、ドラム回転数n+1が回転数nと比較して、減少している場合は、ドラム回転数n+1とnの差である回転数Δnだけ減少するのに要した所要時間t3を算出し(ステップS16)、ドラム回転数減少の加速度であるα3を算出し(ステップS17)、α3が所定値以上であるかどうかを判定する(ステップS18)。α3が所定値以上であると判定すると、収容された洗濯物に偏りがあると判断し、ドラムの回転駆動を停止する(ステップS19)。布量検知途中でドラム回転駆動が停止した場合は、布量検知としては所定の判定とする(ステップS20)。これは、偏心荷重に起因する大きな振動および騒音の発生が最も起こりやすい洗濯物の布量(例えば、定格容量の半量)とすることで、洗濯物に偏りが生じ、布量検知中に回転駆動が停止した場合でも、布量を設定し、次工程に進むことが可能となる。また、ステップS18でα3が所定値より小さいと判定された場合は、ステップS13に戻り、上記の判定を繰り返す。   On the other hand, when the detected rotational speed n is decreased as compared with the previously detected drum rotational speed n-1, the rotational speed reaches a predetermined rotational speed N2 increased by ΔN1 in the same manner as in step S2. Control is performed (step S13). Next, the drum rotation speed n + 1 is detected (step S14), and it is determined whether the rotation speed is increased compared with the rotation speed n (step S15). If it has increased, the process proceeds to step S5 to determine whether the drum 3 has reached the rotational speed N2. Hereinafter, the above determination is repeated. If the drum rotational speed n + 1 is decreased as compared with the rotational speed n, the time t3 required to decrease the rotational speed Δn, which is the difference between the drum rotational speeds n + 1 and n, is calculated (step S3). S16), α3, which is an acceleration for decreasing the drum rotation speed, is calculated (step S17), and it is determined whether α3 is equal to or greater than a predetermined value (step S18). If it is determined that α3 is equal to or greater than the predetermined value, it is determined that the stored laundry is biased, and the rotational driving of the drum is stopped (step S19). When the drum rotation driving is stopped during the cloth amount detection, a predetermined determination is made as the cloth amount detection (step S20). This is because the amount of laundry that is most likely to generate large vibrations and noise due to the eccentric load (for example, half of the rated capacity) is biased in the laundry, and the fabric is rotated during cloth amount detection. Even when is stopped, it is possible to set the amount of cloth and proceed to the next process. If it is determined in step S18 that α3 is smaller than the predetermined value, the process returns to step S13 and the above determination is repeated.

次にモータ7の回転数の降下を開始させる(ステップS7)。減速トルクT2を与え、回転数を減少させ(ステップS8)、ドラム3が所定の回転数N3からΔN2だけ回転数が減少した所定の回転数N4に到達した時点で(ステップS9)、回転数がΔN2だけ降下するのに要した所要時間t2を算出する(ステップS10)。   Next, a decrease in the rotational speed of the motor 7 is started (step S7). A deceleration torque T2 is applied to reduce the rotational speed (step S8), and when the drum 3 reaches a predetermined rotational speed N4 from which the rotational speed has decreased by ΔN2 from the predetermined rotational speed N3 (step S9), the rotational speed is increased. The required time t2 required to descend by ΔN2 is calculated (step S10).

次にΔN1、t1、ΔN2、t2から式(5)および式(7)に基づいて第1の検知工程の角加速度α1及び第2の検知工程の角加速度α2を算出し、両角加速度の差α1−α2を求め(ステップS11)、予め測定しておいた判定値と布量の関係から、式(9)に基づいて布量を求める(ステップS12)。   Next, the angular acceleration α1 of the first detection step and the angular acceleration α2 of the second detection step are calculated from ΔN1, t1, ΔN2, and t2 based on the equations (5) and (7), and the difference α1 between the two angular accelerations is calculated. -Α2 is obtained (step S11), and the cloth amount is obtained from the relationship between the determination value measured in advance and the cloth amount based on the equation (9) (step S12).

なお、式(9)を用いて精度良く布量検知を行うためには、モータ7の加速トルクT1と減速トルクT2のバラツキが少なくなるように制御することが望ましい。   In order to accurately detect the amount of cloth using Expression (9), it is desirable to perform control so that variations in the acceleration torque T1 and the deceleration torque T2 of the motor 7 are reduced.

誘導モータにおける出力トルク特性は図7に示すとおりであり、指令周波数と実際の回転数の差(すべり)に応じて加速トルクT1は変化する。   The output torque characteristics of the induction motor are as shown in FIG. 7, and the acceleration torque T1 changes according to the difference (slip) between the command frequency and the actual rotational speed.

この場合、少なくとも第1の検知区間内では加速トルクT1が一定となるよう、モータ7の回転数に応じて印加電圧を制御することにより、検知工程内での出力トルクを一定にすることができるため、精度の高い検知結果を得ることができる。   In this case, the output torque in the detection process can be made constant by controlling the applied voltage in accordance with the rotation speed of the motor 7 so that the acceleration torque T1 is constant at least in the first detection section. Therefore, a highly accurate detection result can be obtained.

また、洗濯槽の振動は、洗濯槽を含む振動系が固有に持つ共振周波数において最も大きくなる。洗濯物のバランスが悪い事に起因する振動も、この共振周波数において最も大きくなるため、設計時にこの共振周波数を把握しておき、第1の検知工程及び第2の検知工程を共振周波数以下で実施することにより、振動が大きくなることを避けることができる。   Further, the vibration of the washing tub is greatest at the resonance frequency inherent to the vibration system including the washing tub. The vibration caused by the poor balance of the laundry is also the largest at this resonance frequency. Therefore, the resonance frequency is grasped at the time of design, and the first detection step and the second detection step are performed below the resonance frequency. By doing so, it is possible to avoid an increase in vibration.

以上のように構成された洗濯機の布量検知では、ドラムの回転の上昇(第1の検知)および降下の速度(第2の検知)の双方の角加速度を用いて布量を測定するため、ドラム回転軸の摩擦トルクのバラツキが相殺され、そのバラツキの影響を抑制することになり、精度の高い検知が可能となる。   In the cloth amount detection of the washing machine configured as described above, the cloth amount is measured using the angular accelerations of both the drum rotation rise (first detection) and the descent speed (second detection). Therefore, the variation in the friction torque of the drum rotation shaft is canceled out, and the influence of the variation is suppressed, so that highly accurate detection is possible.

また、布量検知中のドラム回転数上昇時のドラム回転数の減少を検知することにより、洗濯物のバランスが悪いことに起因して、洗濯槽が大きく振動し洗濯機本体に衝突するような事態を回避し、あらかじめ決められた布量と判定して次工程へ進むことが可能となる。   Also, by detecting the decrease in the drum rotation speed when the drum rotation speed is increased during the cloth amount detection, the laundry tub vibrates greatly and collides with the washing machine body due to the poor balance of the laundry. It is possible to avoid the situation, determine the cloth amount determined in advance, and proceed to the next process.

(実施の形態2)
図8は、本発明の第2の実施の形態の洗濯機の制御方法を示す図である。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a diagram illustrating a control method of the washing machine according to the second embodiment of this invention.

本実施の形態2における洗濯機の構成、制御装置の構成、布量検知方法は、基本的には、実施の形態1に記載のものと同様である。本実施の形態における相違点は、布量を検知するためにドラム3の回転数を上昇させる際に、時間による制限を設け、所定の時間を経過してもドラム3回転数が所定値以下の場合、ドラム3の回転駆動を停止させる制御を設けた点である。   The configuration of the washing machine, the configuration of the control device, and the cloth amount detection method in the second embodiment are basically the same as those described in the first embodiment. The difference in the present embodiment is that when the number of rotations of the drum 3 is increased in order to detect the amount of cloth, a time limit is provided, and the number of rotations of the drum 3 is not more than a predetermined value even after a predetermined time has elapsed. In this case, a control for stopping the rotational drive of the drum 3 is provided.

図8は、ドラム3の回転数が時間とともに上昇する様子を示す。横軸は、モータ7を駆動して、所定の電圧を印加し、所定の指令回転数を与えてドラム3の回転数を上昇させたときの経過時間、縦軸はドラム3の回転数である。   FIG. 8 shows how the rotational speed of the drum 3 increases with time. The horizontal axis represents the elapsed time when the motor 7 is driven, a predetermined voltage is applied, a predetermined command rotational speed is given, and the rotational speed of the drum 3 is increased, and the vertical axis is the rotational speed of the drum 3. .

例えば水に濡れた衣類などがドラム3に投入され、洗濯物に偏りが生じた場合、モータ
7の出力トルクが不足して、第1の検知工程開始後、所定の時間t4が経過した場合のドラム3の回転数N6が所定値N5より小さくなる。すなわち、第1の検知工程開始後、所定の時間t4が経過しても、ドラム3の回転数N6が所定値N5より小さい場合は、ドラム3に投入された洗濯物に偏りが生じたと判断することができる。所定値N5は、洗濯機の定格容量において、第1の検知工程開始後、所定の時間t4が経過した後のドラムの回転数を予め実験で測定しておき、洗濯物に偏りがない場合において誤って回転が停止することないような値であればよい。
For example, when clothes wet with water are put into the drum 3 and the laundry is biased, the output torque of the motor 7 is insufficient, and a predetermined time t4 has elapsed after the start of the first detection process. The rotational speed N6 of the drum 3 becomes smaller than a predetermined value N5. That is, if the rotation speed N6 of the drum 3 is smaller than the predetermined value N5 even after the predetermined time t4 has elapsed after the start of the first detection process, it is determined that the laundry put in the drum 3 is biased. be able to. The predetermined value N5 is a value obtained when the number of revolutions of the drum after a predetermined time t4 has elapsed after the first detection step has been measured in an experiment in the rated capacity of the washing machine, and the laundry is not biased. Any value that does not stop rotation by mistake may be used.

この場合は、ドラム3の回転開始から、あらかじめ定めた第1の所定の時間t4が経過しても回転数がN5以上でないと、ドラム3の回転駆動を停止し、次工程へと進む。この場合の布量の判定値としては、偏心荷重に起因する大きな振動および騒音の発生が最も起こりやすい洗濯物の布量(例えば、定格容量の半量)とすることで、洗濯物に偏りが生じ、布量検知中に回転駆動が停止した場合でも、布量を設定し、次工程に進むことが可能となる。   In this case, if the rotation speed is not N5 or more after the predetermined first predetermined time t4 has elapsed from the start of rotation of the drum 3, the rotation driving of the drum 3 is stopped and the process proceeds to the next step. In this case, the determination value of the amount of cloth is set to the amount of clothes of the laundry that is most likely to generate large vibrations and noises due to the eccentric load (for example, half of the rated capacity). Even when the rotational drive is stopped during the cloth amount detection, it is possible to set the cloth amount and proceed to the next process.

以上のように、本実施の形態2では、ドラムの布量検知開始すなわち第1の検知工程開始から第1の所定の時間が経過した場合のドラムの回転数が所定値より小さい場合は、ドラムの回転を停止するよう制御することにより、洗濯物に偏りが生じた場合においても布量検知工程を完了し、次工程に進むことが可能となる。   As described above, in the second embodiment, when the drum rotation speed is less than the predetermined value when the first predetermined time has elapsed from the start of the drum cloth amount detection, that is, the first detection process starts, By controlling to stop the rotation of the cloth, even when the laundry is biased, the cloth amount detection process can be completed and the process can proceed to the next process.

本発明によれば、ドラムに投入された布量を、簡単な構成で精度よく検知して、適切な洗濯時間の設定や洗剤量の表示及び、適切な時間設定の脱水工程を行うことが可能であり、家庭用、業務用の洗濯機に有用である。   According to the present invention, it is possible to accurately detect the amount of cloth put into the drum with a simple configuration, and to perform appropriate washing time setting, detergent amount display, and appropriate time setting dehydration process. It is useful for home and commercial washing machines.

本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機の概略構成を示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of the drum type washing machine in Embodiment 1 of this invention. 同ドラム式洗濯機の制御装置を示す回路図Circuit diagram showing the control device of the drum type washing machine 同ドラム式洗濯機に用いられる布量検知の動作を示す図The figure which shows the operation | movement of the cloth amount detection used for the drum type washing machine 同布量検知の布量と加速度差を示す図The figure which shows the cloth amount and acceleration difference of the cloth amount detection 同ドラム式洗濯機に用いられる布量検知の動作を示す図The figure which shows the operation | movement of the cloth amount detection used for the drum type washing machine 同布量検知方法を示すフローチャートFlow chart showing the cloth amount detection method 同誘導モータの出力トルク特性図Output torque characteristics of the induction motor 本発明の実施の形態2におけるドラム式洗濯機の制御方法を示す図The figure which shows the control method of the drum type washing machine in Embodiment 2 of this invention. 従来例のドラム式洗濯機の概略構成を示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of the drum type washing machine of a prior art example 従来例のドラム式洗濯機の布量検知方法を示す図The figure which shows the cloth amount detection method of the drum type washing machine of a prior art example

1 洗濯機本体
2 水槽
3 ドラム
7 モータ
15 ベルト
16 プーリ
20 商用電源
30 モータ回転数検出手段
31 制御部
32 駆動回路
33 ドラム回転数検知部
34 布量検知部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Washing machine main body 2 Water tank 3 Drum 7 Motor 15 Belt 16 Pulley 20 Commercial power supply 30 Motor rotation speed detection means 31 Control part 32 Drive circuit 33 Drum rotation speed detection part 34 Cloth amount detection part

Claims (5)

水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有し、洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に弾性的に支持された水槽と、前記回転中心軸に取り付けて前記水槽の外側に配設したプーリと、前記プーリ及びベルトを介して前記ドラムを駆動するモータと、前記モータの回転数を検知する回転数検知装置と、前記回転数検知装置の検知出力に基づき前記モータの回転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記モータに指令回転数を与え、前記モータの回転数に応じた電圧を印加することにより前記モータに一定の加速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を加速して、所定の回転数N1からN2まで回転数が上昇する間の加速時角加速度α1を測定する第1の検知工程と、第1の検知工程の後に、前記モータに減速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を減速して、所定の回転数N3からN4まで回転数が低下する間の減速時角加速度α2を計測する第2の検知工程を有し、前記加速時角加速度α1と前記減速時角加速度α2に基づき、布量を検知するとともに、前記第1の検知工程中に、前記ドラムの1回転中に前記ドラムの回転数を複数回測定し、前記ドラムの回転数が減少し、回転数減少の加速度が所定値以上である場合は、収容された洗濯物に偏りがあると判断し、前記ドラムの回転駆動を停止することを特徴とする洗濯機。 A drum having a central axis of rotation in a horizontal direction or an inclined direction and accommodating a laundry to perform a rotational movement; a water tub rotatably enclosing the drum and elastically supported in a washing machine body; and the rotation A pulley attached to a central shaft and disposed outside the water tank, a motor for driving the drum via the pulley and belt, a rotation speed detection device for detecting the rotation speed of the motor, and the rotation speed detection device A control unit that controls the rotation of the motor based on the detection output of the motor, and the control unit gives a command rotation number to the motor and applies a voltage according to the rotation number of the motor to apply a constant to the motor. A first detecting step of accelerating the rotation of the drum by generating the acceleration torque and measuring the acceleration angular acceleration α1 while the rotation speed increases from a predetermined rotation speed N1 to N2, Detector After that, a second detection step of measuring the deceleration angular acceleration α2 while reducing the rotation speed of the drum by generating a deceleration torque in the motor and reducing the rotation speed from a predetermined rotation speed N3 to N4. And detecting a cloth amount based on the acceleration angular acceleration α1 and the deceleration angular acceleration α2, and a plurality of rotation speeds of the drum during one rotation of the drum during the first detection step. If the rotational speed of the drum decreases and the acceleration of the rotational speed decrease is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the stored laundry is biased and the rotational driving of the drum is stopped. Features a washing machine. 制御部は、前記第1の検知工程において、前記ドラムの回転の加速開始後、所定の時間が経過しても回転数が所定の回転数以下の場合は、収容された洗濯物に偏りがあると判断し、前記ドラムの回転駆動を停止することを特徴とする請求項1に記載の洗濯機。 In the first detection step, when the rotation speed is equal to or lower than the predetermined rotation speed even after a predetermined time has elapsed after the start of acceleration of rotation of the drum, the stored laundry is biased. The washing machine according to claim 1, wherein the rotation driving of the drum is stopped. 制御部は、収容された洗濯物に偏りがあると判断し、前記ドラムの回転駆動を停止した場合に、布量の検知としては、所定の判定値に設定することを特徴とする請求項1または2に記載の洗濯機。 The control unit determines that the stored laundry is biased, and sets the predetermined determination value as the detection of the amount of cloth when rotation of the drum is stopped. Or the washing machine of 2. 制御部は、前記モータに所定の直流電圧を印加することによって、少なくとも、第2の検知工程においては、減速トルクが所定の範囲で推移するように制御した請求項1〜3のいずれか1項に記載の洗濯機。 The control unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit controls the deceleration torque to change within a predetermined range by applying a predetermined DC voltage to the motor, at least in the second detection step. The washing machine as described in. 第1の検知工程および第2の検知工程は、共振周波数以下で実施することを特徴とする請
求項1〜4のいずれか1項に記載の洗濯機。
The washing machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the first detection step and the second detection step are performed at a resonance frequency or lower.
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