JP7218853B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

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    • D06F33/30Control of washing machines characterised by the purpose or target of the control 

Description

本発明は、例えば、洗い工程、すすぎ工程及び脱水工程を行うドラム式洗濯機に関する。
ドラム式洗濯機の脱水工程においては、まず、モータによりドラムを低速回転させることにより遠心力により洗濯物をドラムの内側壁に均一に張りつけるバランス取り工程を行い、その後、ドラムを高速回転させて脱水工程を行うのが一般的である。
ところが、低速回転でバランス取り工程を行う場合に、洗濯物の張り付き方が偏ることによってドラムにアンバランスが生じると、振動や騒音が発生する。また洗濯物の偏りが大きければ、回転時のドラムの偏心が大きくなり、回転に大きなトルクが必要となるので脱水運転を開始することができない。
特許文献1には、洗い工程の後、バランス取り工程が開始すると同時に誘導モータの電流値から電流最大値と電流最小値とを求めて検出差電流値を演算し、予め設定した過振動電流設定値と比較して、それを越える場合に過振動警告として出力することが記載されている。したがって、高速回転状態となる脱水工程に入る前に誘導モータを停止するなどの処置を取ることができる。
特開平6-170080号公報
ドラムが内部に配置された外槽の前端部には、洗濯物を出し入れするための開口が形成されている。その開口には、洗濯物を出し入れする際に使用者が開けるための開閉扉が開閉自在に装着されている。開閉扉には、外槽に圧接されて、開口を塞ぐためのシールパッキンが備えられている。
したがって、脱水工程において、外槽の前端部が振動した場合、その振動がドラム式洗濯機本体に直接的に伝達される。これに対し、外槽の後端部は、洗濯機本体から離れた状態であることから、外槽の後端部が振動した場合、その振動が洗濯機本体に直接的に伝達されることはない。そのため、洗濯機本体の振動や騒音を防止するには、外槽の前端部は可能な限り振動しないようにする必要があるのに対し、外槽の後端部は多少振動したとしても、その振動によって洗濯機本体の振動や騒音はあまり発生しない。
ここで、ドラム内における洗濯物の偏り方によって、脱水工程において、外槽の前端部が振動しやすい状態であるか、外槽の後端部が振動しやすい状態であるかが変化する。
しかしながら、特許文献1では、誘導モータの電流値に基づいて過振動警告が出力されるが、その際、ドラム内での洗濯物の偏り方は考慮されずに、同一の過振動電流設定値が使用される。したがって、脱水工程において、例えば偏芯荷重位置がドラムの後寄りにある場合のように、ドラムの回転数を上昇させたときに洗濯機本体の振動や騒音があまり発生しない位置に偏心荷重位置がある場合であっても、誘導モータが停止されることになるので、ドラム式洗濯機の運転効率が悪いという問題がある。
本発明は、運転効率を向上できるドラム式洗濯機を提供することを目的としている。
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような手段を講じたものである。
すなわち、本発明のドラム式洗濯機は、水平方向又は傾斜方向に延びる軸線周りに回転可能に構成された有底筒状のドラムと、前記ドラムの底部から突出した駆動軸を介して前記ドラムを回転駆動するモータと、前記ドラムの前端部の加速度を検出する加速度センサと、脱水工程において、前記ドラムが所定回転数で回転しているときに、前記ドラムの回転数を上昇させたときにドラム式洗濯機の振動や騒音が発生しない程度のアンバランス量の上限値である、モータ出力についての第1閾値を更新する更新手段と、脱水工程において、前記ドラムの回転数を上昇させるか否かを判定する判定手段とを備え、前記更新手段は、前記ドラムが前記所定回転数で回転しているときの前記モータの出力が更新前の第1閾値以上であり、且つ、前記ドラムが前記所定回転数で回転しているときの前記加速度センサの出力が前記ドラムの回転数を上昇させたときにドラム式洗濯機の振動や騒音が発生しない程度の前記ドラムの前端部の振動の上限値である第2閾値より小さい場合、前記更新前の第1閾値をそれよりも大きい更新後の第1閾値に更新し、前記ドラムが前記所定回転数で回転しているときの前記モータの出力が更新前の第1閾値以上であり、且つ、前記ドラムが前記所定回転数で回転しているときの前記加速度センサの出力が前記第2閾値以上である場合、前記更新前の第1閾値をそれと同一の大きさの更新後の第1閾値に更新し、前記判定手段は、前記ドラムが前記所定回転数で回転しているときの前記モータの出力が前記更新後の第1閾値より小さい場合に、前記ドラムの回転数を上昇させると判定することを特徴とする。
本発明のドラム式洗濯機において、前記更新手段は、前記モータの出力が前記第1閾値以上であり且つ前記加速度センサの出力が前記第2閾値より小さい場合、前記第1閾値の値が増加するように、前記第1閾値を更新することを特徴とする。
本発明のドラム式洗濯機において、前記判定手段は、前記モータの出力が前記第1閾値以上であって、前記ドラムの回転数を上昇させないと判定した後、前記更新手段により前記第1閾値の値が増加するように更新されて、前記モータの出力が更新後の第1閾値より小さい場合には、前記ドラムの回転数を上昇させると判定することを特徴とする。
本発明のドラム式洗濯機において、前記更新手段は、前記モータの出力が前記第1閾値以上であり且つ前記加速度センサの出力が前記第2閾値以上である場合、前記第1閾値の値を増加させずに、前記第1閾値を更新することを特徴とする。
本発明のドラム式洗濯機において、前記判定手段により前記ドラムの回転数が第1回転数であるときの前記モータの出力が前記第1閾値より小さいと判定されて、前記ドラムの回転数が第1回転数より大きい第2回転数に上昇するように制御された場合において、前記更新手段は、前記ドラムの回転数が第2回転数であるときの前記加速度センサの出力に基づいて前記第1閾値を更新することを特徴とする。
本発明のドラム式洗濯機において、前記判定手段は、前記ドラムの回転数を上昇させると判定した後、前記更新手段により前記第1閾値が減少するように更新されて、前記モータの出力が更新後の第1閾値以上になった場合、前記ドラムの回転数を上昇させないと判定することを特徴とする。
本発明のドラム式洗濯機において、前記更新手段は、前記ドラムの回転数が上昇する際に前記加速度センサの出力が変化しない場合、前記第1閾値の値を増加させずに、前記第1閾値を更新することを特徴とする。
本発明のドラム式洗濯機では、脱水工程において、ドラムの回転数を上昇させるか否かを判断するためのモータの出力についての第1閾値が、加速度センサの出力に応じて変化する。加速度センサの出力が第2閾値以上であるときは、ドラムの前端部の振動が大きいことから、ドラムの回転数を上昇させると、ドラムの振動が洗濯機本体に直接的に伝達され、ドラム式洗濯機に振動や騒音が発生しやすい。これに対し、加速度センサの出力が第2閾値より小さいときは、ドラムの前端部の振動が小さいことから、ドラムの回転数を上昇させたときに、ドラムが多少振動したとしても、そのドラムの振動が洗濯機本体に直接的に伝達せず、ドラム式洗濯機に振動や騒音があまり発生しない。
したがって、本発明のドラム式洗濯機では、加速度センサの出力が第2閾値より小さいときの第1閾値を、加速度センサの出力が第2閾値以上であるときの第1閾値より大きくすることにより、ドラム式洗濯機に振動や騒音があまり発生しない場合に脱水工程が中断される可能性を低くしている。これにより、ドラムの回転数を上昇させたときに、ドラムが多少振動したとしても、ドラム式洗濯機に振動や騒音があまり発生しない場合には、脱水工程が継続されることから、ドラム式洗濯機の運転効率を向上することができる。
本発明のドラム式洗濯機では、ドラムの振動が洗濯機本体に直接的に伝達されない状況である場合に、第1閾値の値を大きくし、再度判定を行うことにより、脱水工程が中断される可能性を低くしている。これにより、ドラム式洗濯機の運転効率を向上することができる。
本発明のドラム式洗濯機では、モータの出力が第1閾値以上であって、ドラムの回転数を上昇させないと判定した後、偏心荷重位置が後端側だと判断すると、第1閾値の値が増加するように更新し、モータの出力が更新後の第1閾値より小さい場合には、ドラムの回転数を上昇させて、脱水工程を継続できる。これにより、ドラム式洗濯機の運転効率を向上することができる。
本発明のドラム式洗濯機では、ドラムの振動が洗濯機本体に直接的に伝達し、ドラム式洗濯機に振動や騒音が発生する場合に、第1閾値を増加させないことにより、脱水工程が確実に中断されるようにしている。
本発明のドラム式洗濯機では、ドラムの回転数が上昇した後、より明確に出力されるようになった加速度センサの出力に基づいて第1閾値を更新できる。したがって、第1閾値がより適正な値に更新される。
本発明のドラム式洗濯機では、モータの出力が第1閾値より小さいことから、ドラムの回転数を上昇させた後、偏心荷重位置が前端側だと判断すると、第1閾値が減少するように更新し、モータの出力が更新後の第1閾値以上の場合には、ドラムの回転数を上昇させないで、脱水工程を中断できる。これにより、ドラム式洗濯機に振動や騒音が発生するのを防止できる。
本発明のドラム式洗濯機では、ドラムの回転数が上昇する際に、加速度センサの出力が変化しない場合、加速度センサが故障している可能性が高いことから、加速度センサの出力に基づいて第1閾値を変化させないことにより、ドラム式洗濯機が適正に制御されなくなるのを防止する。
本発明の第1実施形態に係るドラム式洗濯機1の模式的な断面図である。 ドラム式洗濯機1の制御ブロック図である。 モータ出力の計算方法を示す図である。 モータ10の電流の波形を示したグラフである。 加速度出力の計算方法を示す図である。 図1のドラム式洗濯機1において、加速度センサ12が故障しているかを判定するときの動作を示すフローチャートである。 図1のドラム式洗濯機1の脱水工程の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係るドラム式洗濯機100の脱水工程の動作を示すフローチャートである。 本発明の第3実施形態に係るドラム式洗濯機200の脱水工程の動作を示すフローチャートである。 モータ出力の計算方法の変形例を示す図である。
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係るドラム式洗濯機1の模式的な断面図である。
本実施形態のドラム式洗濯機1は、例えばコインランドリーや家庭にて好適に使用され得るものであり、洗濯機本体1aと、略水平に延出してなる軸線S1を有したドラム2及び外槽3からなる洗濯槽1bと、駆動装置20と、制御部50とを備えたものである。
図1に示す洗濯機本体1aは、略直方体形状である。洗濯機本体1aの前面10aには、ドラム2に対して洗濯物を出し入れするための開口11が形成されるとともに、この開口11を開閉可能な図示しない開閉蓋が取り付けられる。本実施形態のドラム式洗濯機1は、洗濯槽1bが略水平方向に取り付けられたドラム式全自動洗濯機と称されるものである。
外槽3は、洗濯機本体1aの内部に配置された有底筒状の部材であり、内部に洗濯水を貯留可能である。図1に示すように、外槽3の外周面3aの前端部には、例えば左右方向、上下方向及び前後方向の三方向の加速度を検知可能な加速度センサ12が取り付けられる。なお本実施形態では、加速度センサ12が、左右方向、上下方向及び前後方向の加速度を検知し得る三軸のセンサとなっている。また、外槽3には外部へ洗濯水を排出可能な排出路3bが接続されている。この排出路3bには、開閉可能に設けられた排出バルブ3cが設けられている。
ドラム2は、外槽3内において外槽3と同軸に配置されるとともに、回転自在に支持される有底筒状の部材である。ドラム2は、内部に洗濯物を収容可能で、その壁面に多数の通水孔を有する。
駆動装置20は、図1に示すように、モータ10によりプーリー15及びベルト15aを回転させ、ドラム2の底部2cに向けて延出する駆動軸17を回転させて、ドラム2にトルクを与え、ドラム2を回転させる。
図2は、本実施形態のドラム式洗濯機1の制御ブロック図である。ドラム式洗濯機1の制御部50は、図2に示すように、例えば、マイクロコンピュータなどで構成されており、CPUと、ドラム式洗濯機1の動作を制御するプログラムが格納されたROMと、上記プログラムを実行する際に用いられるデータ等が一時的に記憶されるRAMとを備えている。ドラム式洗濯機1の運転動作は、この制御部50によって制御される。制御部50には、モータ10と、加速度センサ12とが接続されている。
制御部50は、モータ出力計算部51と、加速度出力計算部52と、モータ出力判定部53と、加速度出力判定部54と、閾値更新部55と、脱水加速判定部56と、故障判定部57と、モータ制御部58とを有している。
モータ出力計算部51は、脱水が起動されたときの低速領域において、モータ出力としてドラム2の1回転期間内の電流変化量を計算する。モータ出力としてドラム2の1回転期間内の電流変化量を計算する方法について、図3及び図4に基づいて説明する。
<ステップS1、S2>
ステップS1において、制御部50は、モータ10の電流値を継続して取得する。ステップS2において、制御部50は、ローパスフィルタにより電流値のノイズ処理を行う。図4は、モータ10の電流の波形を示したグラフである。モータ10の電流の波形は、極大値(max)と極小値(min)を有し、周期的に変化する波形である。
<ステップS3>
ステップS3において、制御部50は、モータ10の電流の極大値(max)と極小値(min)との差に基づいて、ドラム2の1回転期間内の電流変化量を計算する。
ドラム2の1回転期間内の電流変化量は、ドラム回転時の負荷トルクの変動量に対応する。したがって、ドラム2の1回転期間内の電流変化量に基づいて、ドラム2内の洗濯物の偏りであるアンバランス量を検知できる。
加速度出力計算部52は、脱水が起動されたときの低速領域において、加速度出力としてドラム2の1回転期間内の加速度変化量を計算する。加速度出力としてドラム2の1回転期間内の加速度変化量を計算する方法は、モータ出力としてドラム2の1回転期間内の電流変化量を計算する方法と同様であり、図4のモータ10の電流の波形に代えて、加速度センサ12の出力が使用されるだけである。加速度出力としてドラム2の1回転期間内の加速度変化量を計算する方法について、図5に基づいて説明する。図5は、加速度出力の計算方法を示す図である。
<ステップS101、S102>
ステップS101において、制御部50は、加速度センサ12からの加速度信号を継続して取得する。ステップS102において、制御部50は、ローパスフィルタにより加速度信号のノイズ処理を行う。図4を加速度センサ12の出力を示したグラフであると考えると、加速度センサ12からの加速度信号の波形は、極大値(max)と極小値(min)を有し、周期的に変化する波形である。
<ステップS103>
ステップS103において、制御部50は、加速度センサ12からの加速度信号の極大値(max)と極小値(min)との差に基づいて、ドラム2の1回転期間内の加速度変化量を計算する。加速度センサ12からの加速度信号は、3軸方向の加速度を含むことから、加速度センサ12の出力は、左右方向、上下方向及び前後方向の加速度を反映した出力である。
モータ出力判定部53は、モータ出力計算部51で計算されたモータ出力が、第1閾値以上であるか否かを判定する。第1閾値は、脱水工程において、ドラム2の回転数を上昇させるか否かを判定するための閾値である。モータ出力計算部51で計算されたモータ出力が第1閾値以上である場合、ドラム2内の洗濯物の偏りであるアンバランス量が大きいことになり、ドラム2の回転数を上昇させると、ドラム式洗濯機1に振動や騒音が発生する。これに対し、モータ出力計算部52で計算されたモータ出力が第1閾値より小さい場合、ドラム2内の洗濯物の偏りであるアンバランス量が小さいことになり、ドラム2の回転数を上昇させても、ドラム式洗濯機1に振動や騒音が発生しない。
本実施形態において、第1閾値は、ドラム2の回転数を上昇させたときに、ドラム式洗濯機1の振動や騒音が発生しない程度のアンバランス量の上限値である。第1閾値は経験的に算出することができ、ドラム2の回転数に応じて変化する閾値である。
加速度出力判定部54は、加速度出力計算部52で計算された加速度出力が、第2閾値以上であるか否かを判定する。第2閾値は、脱水工程において、ドラム2の回転数を上昇させたときに、ドラム式洗濯機1に振動や騒音が発生するか否かを判定するための閾値である。加速度出力が第2閾値以上である場合、ドラム2の前端部の振動が大きいことになり、加速度出力計算部54で計算された加速度出力が第2閾値より小さい場合と比べて、ドラム2の回転数を上昇させたときに、ドラム式洗濯機1に振動や騒音が発生しやすい。
本実施形態において、第2閾値は、ドラム2の回転数を上昇させたときに、ドラム式洗濯機1の振動や騒音が発生しない程度のドラム2の前端部の振動の上限値である。第2閾値は、モータ出力計算部51で計算されたモータ出力の関数である。
閾値更新部55は、モータ出力判定部53での判定に使用されるモータ出力についての第1閾値を更新する。第1閾値は、ドラム2の回転数を上昇させて脱水を加速するか否かを判定するために使用される。本実施形態では、閾値更新部55は、加速度出力判定部54での判定に基づいて、第1閾値を更新する。
具体的には、閾値更新部55は、ドラム2が所定回転数で回転しているときの第1閾値は、加速度センサ12の出力が第2閾値より小さいときの方が、加速度センサ12の出力が第2閾値以上であるときより大きくなるように、第1閾値を更新する。即ち、閾値更新部55は、ドラム2の回転数が同一である場合、加速度センサ12の出力が第2閾値より小さいときの第1閾値が、加速度センサ12の出力が第2閾値以上であるときの第1閾値より大きくなるように、第1閾値を更新する。
本実施形態のドラム式洗濯機1において、閾値更新部55は、モータ出力が第1閾値以上であって、加速度出力が第2閾値より小さい場合、第1閾値が増加するように、第1閾値を更新する。
これに対し、閾値更新部55は、モータ出力が第1閾値以上であって、加速度出力が第2閾値以上である場合、第1閾値が変化しないように、第1閾値を更新する。
脱水加速判定部56は、モータ出力計算部51で計算されたモータ出力が、第1閾値以上であるか否かを判定する。脱水加速判定部56は、モータ出力計算部51で計算されたモータ出力に基づいて、モータの回転数を上昇させて、脱水を加速するか否かを判定する。
具体的には、脱水加速判定部56は、モータ出力計算部51で計算されたモータ出力が第1閾値以上である場合、アンバランス量が大きいことから、ドラム2の回転数を上昇させて脱水を加速しないと判定する。
これに対し、脱水加速判定部56は、モータ出力計算部51で計算されたモータ出力が第1閾値より小さい場合、アンバランス量が小さいことから、ドラム2の回転数を上昇させて脱水を加速すると判定する。
本実施形態のドラム式洗濯機1は、水平方向に延びる軸線周りに回転可能に構成された有底筒状のドラム2と、ドラム2の底部から突出した駆動軸を介してドラム2を回転駆動するモータ10と、ドラム2の前端部の加速度を検出する加速度センサ12と、脱水工程において、ドラム2の回転数を上昇させるか否かを判定するためのモータ10の出力についての第1閾値を更新する閾値更新部55と、脱水工程において、モータ10の出力が第1閾値より小さい場合に、ドラム2の回転数を上昇させると判定する脱水加速判定部56とを備え、加速度センサ12の出力が第2閾値より小さいときの第1閾値は、加速度センサ12の出力が第2閾値以上であるときの第1閾値より大きい。
これにより、本実施形態のドラム式洗濯機1では、脱水工程において、ドラム2の回転数を上昇させるか否かを判断するためのモータ10の出力についての第1閾値が、加速度センサ12の出力に応じて変化する。加速度センサ12の出力が第2閾値以上であるときは、ドラム2の前端部の振動が大きいことから、ドラム2の回転数を上昇させると、ドラム2の振動が洗濯機本体1aに直接的に伝達され、ドラム式洗濯機1に振動や騒音が発生しやすい。これに対し、加速度センサ12の出力が第2閾値より小さいときは、ドラム2の前端部の振動が小さいことから、ドラム2の回転数を上昇させたときに、ドラム2が多少振動したとしても、そのドラム2の振動が洗濯機本体1aに直接的に伝達せず、ドラム式洗濯機1に振動や騒音があまり発生しない。
したがって、本実施形態のドラム式洗濯機1では、加速度センサ12の出力が第2閾値より小さいときの第1閾値を、加速度センサ12の出力が第2閾値以上であるときの第1閾値より大きくすることにより、ドラム式洗濯機1に振動や騒音があまり発生しない場合に脱水工程が中断される可能性を低くしている。これにより、ドラム式洗濯機1に振動や騒音があまり発生しない場合には、脱水工程が継続されることから、ドラム式洗濯機1の運転効率を向上することができる。
故障判定部57は、加速度センサ12からの加速度信号に基づいた加速度出力に基づいて、加速度センサ12が故障しているか否かを判定する。本実施形態では、故障検知部57は、ドラム2の回転数が上昇する際に、加速度センサ12の加速度出力が変化しない場合、加速度センサ12が故障していると判定する。加速度センサ12の加速度出力が変化しない場合には、加速度センサ12の加速度出力が0である場合や、加速度センサ12の加速度出力の変化量が所定量以下の場合を含む。
モータ制御部58は、モータ電流を変化させることによりドラム2の回転数を制御する。具体的には、モータ制御部58は、脱水加速判定部56により脱水を加速すると判定された場合、モータ電流を増加させる。これに対し、モータ制御部37は、脱水工程において、脱水加速判定部56により脱水を加速しないと判定された場合、モータ電流を変化させない。
次に、ドラム式洗濯機1において、加速度センサ12が故障しているか否かを判定するときの動作について、図6に基づいて説明する。図6は、加速度センサ12が故障しているかを判定するときの動作を示すフローチャートである。
<ステップS201>
ステップS201において、ドラム式洗濯機1の運転が開始されると、制御部50は、加速度センサ12からの加速度信号に基づいた加速度出力が0であるか否かを繰り返し判断する。加速度センサ12の出力が0でない場合、ステップS202に進む。
<ステップS202>
ステップS202において、制御部50は、ドラム2の回転数が上昇する際に、加速度センサ12からの加速度信号に基づいた加速度出力の変化量が、所定量以下であるか否かを判定する。所定量は、ドラム2の回転数の上昇にともなって、加速度センサ12からの加速度信号に基づいた加速度出力が適正に増加しているか否かを判定するものである。加速度出力の変化量が所定量以下でない場合、ステップS203に進む。
<ステップS203>
ステップS203において、制御部50は、加速度センサ12は故障してないと判定し、モータ出力及び加速度出力の両方を併用して、ドラム式洗濯機1の運転を継続する。
<ステップS204>
ステップS201において加速度センサ12の加速度出力が0である場合、及び、ステップS202において加速度出力の変化量が所定量以下である場合、ステップS204に進んで、制御部50は、加速度センサ12は故障していると判定し、加速度出力は使用しないで、モータ出力のみを使用して、ドラム式洗濯機1の運転を継続する。
このように、本実施形態のドラム式洗濯機1では、加速度センサ12が故障している場合、モータ出力のみを使用して、ドラム式洗濯機1の運転が継続される。したがって、この場合、モータ出力及び加速度出力の両方に基づいて、モータ出力についての第1閾値を更新することはできない。即ち、本実施形態のドラム式洗濯機1において、閾値更新部55は、ドラム2の回転数が上昇する際に加速度センサ12の加速度出力が変化しない場合、第1閾値を更新する。
ドラム2の回転数が上昇する際に、加速度センサ12の出力が変化しない場合、加速度センサ12が故障している可能性が高い。したがって、本実施形態のドラム式洗濯機1では、この場合、加速度センサ12の出力に基づいて第1閾値を変化させないことにより、ドラム式洗濯機1が適正に制御されなくなるのを防止する。
次に、ドラム式洗濯機1の脱水工程の動作について、図7に基づいて説明する。図7は、ドラム式洗濯機1の脱水工程の動作を示すフローチャートである。
<ステップS301、S302>
ステップS301において、脱水工程が開始されると、制御部50は、モータ10を制御して、ドラム2を回転駆動する。ステップS302において、制御部50は、ドラム2の回転数が100rpmに達したか否かを繰り返し判断する。ドラム2の回転数が100rpmに達した場合、ステップS303に進む。
<ステップS303>
ステップS303において、制御部50は、モータ10を制御して、100rpmの回転数でドラム2を定速で回転させる。
<ステップS304>
ステップS304において、制御部50は、加速度センサ12からの加速度信号に基づいて、加速度センサ12の出力として、ドラム2の1回転期間内の加速度変化量を計算する。
<ステップS305>
ステップS305において、制御部50は、モータ10の電流値に基づいて、モータ出力として、ドラム2の1回転期間内の電流変化量を計算する。
<ステップS306>
ステップS306において、制御部50は、ステップS305で計算したモータ出力が、第1閾値以上であるか否かを判定する。モータ出力が第1閾値以上である場合、ステップS307に進む。モータ出力が第1閾値より小さい場合、ステップS315に進む。
<ステップS307>
ステップS307において、制御部50は、ステップS304で計算した加速度出力が、第2閾値以上であるか否かを判定する。加速度出力が第2閾値より小さい場合、ステップS308に進む。加速度出力が第2閾値以上である場合、ステップS311に進む。
<ステップS308、S309、S310>
ステップS308では、加速度出力が第2閾値より小さいことから、制御部50は、偏芯荷重位置がドラム2の後寄りにあると判断して、ステップS309に進む。ステップS309において、制御部50は、第1閾値の値がS306で用いた第1閾値(A)の値よりも大きい値に増加するように、第1閾値(A)を、1.2倍した値(1.2A)を計算し、ステップS310に進む。ステップS310において、制御部50は、第1閾値の値をS309で計算した値に更新し、ステップS314に進む。
本実施形態のドラム式洗濯機1において、制御部50は、モータ出力が第1閾値以上であるときに、加速度出力が第2閾値より小さい場合、第1閾値の値が増加するように、第1閾値を更新し、再度加速度出力の値が第1閾値以上であるか否かを判定する。
このように、本実施形態のドラム式洗濯機1では、ドラム2の振動が洗濯機本体1aに直接的に伝達されない状況である場合に、第1閾値の値を大きくし、再度判定をおこなうことにより、脱水工程が中断される可能性を低くしている。これにより、ドラム式洗濯機1の運転効率を向上することができる。
<ステップS311、S312、S313>
ステップS311では、加速度出力が第2閾値以上であることから、制御部50は、偏芯荷重位置がドラム2の前寄りにあると判断して、ステップS312に進む。ステップS312では、制御部50は、第1閾値が同一の値になるように、第1閾値の値が変化しないように、S306で用いた第1閾値(A)を、1倍した値(A)を計算し、ステップS313に進む。ステップS313では、制御部50は、ステップS312で計算された値に、第1閾値を更新し、ステップS314に進む。
本実施形態のドラム式洗濯機1では、閾値更新部55は、モータ10の出力が第1閾値以上であり且つ加速度センサ12の出力が第2閾値以上である場合、第1閾値の値を増加させずに、第1閾値を更新する。
モータ10の出力が第1閾値以上であり且つ加速度センサ12の出力が第2閾値以上である場合、ドラム2の後端部の振動が大きいと共に、ドラム2の前端部の振動が大きい。このことから、ドラム2の回転数を上昇させると、ドラム2の振動が洗濯機本体1aに直接的に伝達し、ドラム式洗濯機1に振動や騒音が発生する。したがって、本実施形態のドラム式洗濯機1では、第1閾値を増加させないことにより、脱水工程が中断される可能性を低くしないようにしている。
<ステップS314、S315、S316>
ステップS314において、制御部50は、モータ出力が、ステップS310またはS313で更新した第1閾値以上であるか否かを判定する。制御部50は、モータ出力が第1閾値より小さい場合、ステップS315に進み、ドラム2の回転数を上昇させて、脱水を加速し、ステップS317に進む。制御部50は、モータ出力が第1閾値以上である場合、ステップS316に進み、ドラム2の回転を停止して、脱水を停止する。
<ステップS317>
ステップS317では、制御部50は、ドラム2の回転数が予め定められる目標回転数に達したか否かを判断する。制御部50は、目標回転数に達していれば、ドラム2の回転数を予め定める時間維持した後、脱水工程を終了する。制御部50は、目標回転数に達していない場合、ステップS315に進む。
本実施形態のドラム式洗濯機1において、制御部50は、モータの出力が第1閾値以上であって、ドラム2の回転数を上昇させないと判定した後、第1閾値の値を増加するように更新し、モータ10の出力が更新後の第1閾値より小さい場合には、ドラム2の回転数を上昇させると判定する。
これにより、本実施形態のドラム式洗濯機1では、モータ10の出力が第1閾値であって、ドラム2の回転数を上昇させないと判定した後、偏心荷重位置が後端側だと判断した場合、第1閾値が増加するように更新し、ドラム2の回転数を上昇させて、脱水工程を継続できる。これにより、ドラム式洗濯機1の運転効率を向上することができる。
以上説明したように、本実施形態のドラム式洗濯機1では、脱水工程において、モータ出力が第1閾値以上であったとしても、即座に脱水を停止しないで、ドラム2の前端部の振動が大きいか小さいかを判定する。ドラム2の前端部の振動が小さい場合、第1閾値が増加するように更新されて、モータ出力を更新後の第1閾値と比較し、モータ出力が更新後の第1閾値以上であるときは、脱水を停止する。ドラム2の前端部の振動が大きい場合、第1閾値が変化しないように更新され、モータ出力を更新後の第1閾値と比較し、モータ出力が更新後の第1閾値以上であるときは、脱水を停止する。
したがって、従来のドラム式洗濯機では、ドラム2内で洗濯物がどのように偏っているかにかかわらず、第1閾値が同一であって、脱水工程において、モータ出力が第1閾値以上である場合、即座に脱水が停止されるのに対し、本実施形態のドラム式洗濯機1では、脱水工程において、モータ出力が第1閾値以上であったとしても、ドラム2の前端部の振動が小さい場合、第1閾値が増加するように更新されることにより、モータ出力が更新後の第1閾値より小さいときには、脱水が継続される。よって、振動や騒音に影響がない範囲で、脱水運転を継続することができるので、ドラム式洗濯機1の運転効率を向上することができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態のドラム式洗濯機100が、第1実施形態のドラム式洗濯機1と主に異なる点は、第1実施形態では、モータ出力及び加速度出力が計算される際のドラム2の回転数が同一であるのに対し、本実施形態では、第1閾値を決定するためにモータ出力及び加速度出力が計算される際のドラム2の回転数が異なる点である。本実施形態のドラム式洗濯機100の構成において、第1実施形態のドラム式洗濯機1と同様の構成については説明を省略する。
本実施形態のドラム式洗濯機100の脱水工程の動作について、図8に基づいて説明する。図8は、本発明の第2実施形態に係るドラム式洗濯機100の脱水工程の動作を示すフローチャートである。
<ステップS401、S402>
ステップS401において、脱水工程が開始されると、制御部50は、モータ10を制御して、ドラム2を回転駆動する。ステップS402において、制御部50は、ドラム2の回転数が100rpmに達したか否かを繰り返し判断する。ドラム2の回転数が100rpmに達した場合、ステップS403に進む。
<ステップS403>
ステップS403において、制御部50は、モータ10を制御して、100rpmの回転数でドラム2を定速で回転させる。
<ステップS404>
ステップS404において、制御部50は、100rpmの回転数でドラム2が定速回転した状態において、モータ10の電流値に基づいて、モータ出力として、ドラム2の1回転期間内の電流変化量を計算する。
<ステップS405、S406、S407>
ステップS405において、制御部50は、ステップS404で計算したモータ出力が、第1閾値以上であるか否かを判定する。モータ出力が第1閾値以上である場合、ステップS407に進んで、制御部50は、ドラム2の回転を停止して、脱水を停止する。モータ出力が第1閾値より小さい場合、ステップS406に進んで、制御部50は、ドラム2の回転数を上昇させて、脱水を加速する。
<ステップS408>
ステップS406で脱水が加速された後、ステップS408において、制御部50は、ドラム2の回転数が200rpmに達したか否かを繰り返し判断する。ドラム2の回転数が200rpmに達した場合、ステップS409に進む。
<ステップS409>
ステップS409において、制御部50は、モータ10を制御して、200rpmの回転数でドラム2を定速で回転させる。
<ステップS410>
ステップS410において、制御部50は、加速度センサ12からの加速度信号に基づいて、加速度センサ12の出力として、ドラム2の1回転期間内の加速度変化量を計算する。
<ステップS411>
ステップS411において、制御部50は、ステップS410で計算した加速度出力が、第2閾値以上であるか否かを判定する。加速度出力が第2閾値より小さい場合、ステップS412に進む。加速度出力が第2閾値以上である場合、ステップS415に進む。
<ステップS412、S413、S414>
ステップS412は、加速度出力が第2閾値より小さいことから、制御部50は、偏芯荷重位置がドラム2の後寄りにあると判断して、ステップS413に進む。ステップS413において、制御部50は、第1閾値の値がステップS405で用いた第1閾値(A)よりも大きい値に増加するように、第1閾値(A)を、1.2倍した値(1.2A)を計算する。その後、ステップS414に進む。ステップS414において、制御部50は、ステップS413で計算された値に、第1閾値を更新する。
このように、本実施形態のドラム式洗濯機100では、ドラムの振動が洗濯機本体1aに直接的に伝達されない状況である場合に、第1閾値の値を大きくし、再度判定を行うことにより、脱水工程が中断される可能性を低くしている。これにより、ドラム式洗濯機100の運転効率を向上することができる。
<ステップS415、S416、S417>
ステップS415では、加速度出力が第2閾値以上であることから、制御部50は、偏芯荷重位置がドラム2の前寄りにあると判断して、ステップS416に進む。ステップS416において、制御部50は、第1閾値の値が変化しないように、ステップS405で用いた第1閾値(A)を、1倍した値(A)を計算する。その後、ステップS417に進む。ステップS417において、制御部50は、第1閾値をステップS416で計算された値に更新する。
加速度出力が第2閾値以上である場合、ドラム2の後端部の振動が大きいと共に、ドラム2の前端部の振動が大きい。このことから、ドラム2の回転数を上昇させると、ドラム2の振動が洗濯機本体1aに直接的に伝達し、ドラム式洗濯機100に振動や騒音が発生する。したがって、本実施形態のドラム式洗濯機100では、第1閾値を増加させないことにより、脱水工程が確実に中断されるようにしている。
<ステップS418>
ステップS418において、制御部50は、200rpmの回転数でドラム2が定速回転した状態において、モータ10の電流値に基づいて、モータ出力として、ドラム2の1回転期間内の電流変化量を計算する。
<ステップS419、S420、S421>
ステップS419において、制御部50は、ステップS418で計算されたモータ出力が、ステップS414、S417で更新した第1閾値以上であるか否かを判定する。ステップS418で計算されたモータ出力が第1閾値より小さい場合、ステップS420に進んで、制御部50は、ドラム2の回転数を上昇させて、脱水を加速し、ステップS422に進む。ステップS418で計算されたモータ出力が第1閾値以上である場合、ステップS421に進んで、制御部50は、ドラム2の回転を停止して、脱水を停止する。
<ステップS422>
ステップS422では、制御部50は、ドラム2の回転数が予め定められる目標回転数に達したか否かを判断する。制御部50は、目標回転数に達していれば、ドラム2の回転数を予め定める時間維持した後、脱水工程を終了する。制御部50は、目標回転数に達していない場合、ステップS420に進む
本実施形態のドラム式洗濯機100では、脱水加速判定部56によりドラム2の回転数が第1回転数であるときのモータ10の出力が第1閾値より小さいと判定され、ドラム2の回転数が第1回転数より大きい第2回転数に上昇するように制御された場合に、閾値更新部55は、ドラム2の回転数が第2回転数であるときの加速度センサ12の加速度出力に基づいて第1閾値を更新する。
これにより、本実施形態のドラム式洗濯機100では、モータ10の出力が第1閾値より小さいことからドラム2の回転数を上昇させたときに、加速度センサ12の出力に基づいて第1閾値を更新する。モータ10の出力は、ドラム2の回転数が低い方が明確に出力されるのに対し、加速度センサ12の出力は、ドラム2の回転数の上昇に伴い、より明確に出力されるようになる。したがって、加速度センサ12の出力に基づいて、ドラム2の前端部の振動がより明確に検知されることから、第1閾値をより適正な値に更新することができる。
以上説明したように、本実施形態のドラム式洗濯機100では、脱水工程において、モータ出力が第1閾値より小さい場合に、ドラム2の回転数を上昇させて、脱水を加速させたとしても、その後、ドラム2の回転数が上昇したことにより、モータ出力が第1閾値以上になったときは、脱水が停止される。このとき、ドラム2の前端部の振動が小さい場合、第1閾値が増加するように更新される。したがって、従来のドラム式洗濯機では、第1閾値がドラム2内で洗濯物がどのように偏っているかにかかわらず同一であって、脱水工程において、モータ出力が第1閾値以上である場合、脱水が停止されるのに対し、本実施形態のドラム式洗濯機100では、脱水工程において、第1閾値が加速度出力に基づいて更新される。よって、本実施形態のドラム式洗濯機100は、第1閾値がドラム2内で洗濯物がどのように偏っているかにかかわらず同一である場合と比べて、ドラム式洗濯機100の運転効率を向上することができる。
ここで、モータ10の出力は、ドラム2の回転数が低い方が明確に出力されるのに対し、加速度センサ12の出力は、ドラム2の回転数の上昇に伴い、より明確に出力されるという特性がある。したがって、本実施形態のドラム式洗濯機100では、モータ10の出力は明確に出力されるようにドラム2の回転数が低いときに計算し、加速度センサ12の出力は、より明確に出力されるようにドラム2の回転数が高いときに計算される。よって、加速度センサ12の出力に基づいて、ドラム2の前端部の振動がより明確に検知されることから、第1閾値をより適正な値に更新されるようになる。
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態のドラム式洗濯機200が、第1実施形態のドラム式洗濯機1と主に異なる点は、第1実施形態では、モータ出力及び加速度出力が計算される際のドラム2の回転数が同一であるのに対し、本実施形態では、第1閾値を決定するためにモータ出力及び加速度出力が計算される際のドラム2の回転数が異なる点と、加速度出力に基づいた第1閾値の更新方法である。本実施形態のドラム式洗濯機200の構成において、第1実施形態のドラム式洗濯機1(及び第2実施形態のドラム式洗濯機100)と同様の構成については説明を省略する。
本実施形態のドラム式洗濯機200の脱水工程の動作について、図9に基づいて説明する。図9は、本発明の第3実施形態に係るドラム式洗濯機200の脱水工程の動作を示すフローチャートである。図9のステップS501~S512、S515、S519~S521は、図8のステップS401~S412、S415、S420~S422と同一であり、図9のステップS513、S514、S516、S517、S518が、図8のステップS413、S414、S416、S417、S419と異なり、図9には、図8のステップS418の処理がない点で異なる。
<ステップS511>
ステップS511において、制御部50は、ステップS510で計算した加速度出力が、第2閾値以上であるか否かを判定する。加速度出力が第2閾値より小さい場合、ステップS512に進む。加速度出力が第2閾値以上である場合、ステップS515に進む。
<ステップS512、S513、S514>
ステップS512では、加速度出力が第2閾値より小さいことから、制御部50は、偏芯荷重位置がドラム2の後寄りにあると判断して、ステップS513に進む。ステップS513において、制御部50は、第1閾値の値が変化しないように、ステップS505の第1閾値(A)を、1倍した値(A)を計算し、ステップS514に進む。ステップS514において、制御部50は、第1閾値をステップS513で計算された値に更新する。
<ステップS515、S516、S517>
ステップS515では、加速度出力が第2閾値以上であることから、制御部50は、偏芯荷重位置がドラム2の前寄りにあると判断して、ステップS516に進む。ステップS516において、制御部50は、第1閾値の値が減少するように、ステップS505の第1閾値(A)を、0.8倍した値(0.8A)を計算する。その後、ステップS517に進む。ステップS517において、制御部50は、第1閾値をステップS516で計算された値に更新する。
<ステップS518、S519、S520>
ステップS518において、ステップS504で計算されたモータ出力が、ステップS514、S517で更新した第1閾値以上であるか否かを判定する。ステップS504で計算されたモータ出力が第1閾値より小さい場合、ステップS519に進んで、制御部50は、ドラム2の回転数を上昇させて、脱水を加速し、ステップS521に進む。ステップS504で計算されたモータ出力が第1閾値以上である場合、ステップS520に進んで、制御部50は、ドラム2の回転を停止して、脱水を停止する。
<ステップS521>
ステップS521では、制御部50は、ドラム2の回転数が予め定められる目標回転数に達したか否かを判断する。制御部50は、目標回転数に達していれば、ドラム2の回転数を予め定める時間維持した後、脱水工程を終了する。制御部50は、目標回転数に達していない場合、ステップS519に進む。
本実施形態のドラム式洗濯機200では、脱水加速判定部56によりドラム2の回転数が第1回転数であるときのモータ10の出力が第1閾値より小さいと判定されて、ドラム2の回転数が第1回転数より大きい第2回転数に上昇するように制御された場合において、閾値更新部55は、ドラム2の回転数が第2回転数であるときの加速度センサ12の出力に基づいて第1閾値を更新する。
加速度センサ12の出力は、ドラム2の回転数の上昇に伴い、より明確に出力されるようになる。したがって、本実施形態のドラム式洗濯機200では、ドラム2の回転数が上昇した後、加速度センサ12の出力に基づいて、第1閾値がより適正な値に更新される。
本実施形態のドラム式洗濯機200では、制御部50は、ドラム2の回転数を上昇させると判定した後、第1閾値を減少するように更新し、モータ10の出力が更新後の第1閾値以上である場合、ドラム2の回転数を上昇させないと判定する。
これにより、本実施形態のドラム式洗濯機200では、モータ10の出力が第1閾値より小さいことから、ドラム2の回転数を上昇させた後、偏心荷重位置が前端側だと判断すると、第1閾値が減少するように更新し、ドラム2の回転数を上昇させないで、脱水工程を中断できる。これにより、ドラム式洗濯機200に振動や騒音が発生するのを防止できる。
なお、第2実施形態(図8)では、ステップS419において、200rpmの回転数でドラム2が定速回転した状態のモータ出力が第1閾値以上であるか否かを判定するのに対し、本実施形態(図9)では、ステップS518において、100rpmの回転数でドラム2が定速回転した状態のモータ出力が第1閾値以上であるか否かを判定する。
以上説明したように、本実施形態のドラム式洗濯機200では、脱水工程において、モータ出力が第1閾値より小さい場合に、ドラム2の回転数を上昇させて、脱水を加速させたとしても、その後、加速度センサ12の出力に基づいて、第1閾値をより適正な値に更新し、モータ出力が第1閾値以上になったときは、脱水を停止する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は上述した実施形態のみに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、モータ出力計算部51がモータ出力としてドラム2の1回転期間内の電流変化量を計算するが、モータ出力計算部51は、モータ10の状態(例えば負荷トルク)を示したモータ出力を計算するものであってよい。したがって、モータ出力計算部がドラム2の1回転期間内の速度変化量(回転速度変化量)を計算してよい。
モータ出力としてドラム2の1回転期間内の速度変化量を計算する方法について、図10に基づいて説明する。図10は、モータ出力の計算方法の変形例を示す図である。ドラム2の1回転期間内の速度変化量の計算方法は、ドラム2の1回転期間内の電流変化量の計算方法と同様である。
<ステップS601、S602>
ステップS601において、制御部50は、モータ10の速度(回転速度)を取得する。ステップS602において、ローパスフィルタによりノイズ処理を行う。モータ10の速度の波形は、極大値(max)と極小値(min)を有し、周期的に変化する波形である。
<ステップS603>
ステップS603において、制御部50は、モータ10の速度の極大値(max)と極小値(min)との差に基づいて、ドラム2の1回転期間内の速度変化量を計算する。
上記実施形態では、ドラム2が水平方向に延びる軸線周りに回転可能に構成されているが、ドラム2が傾斜方向(鉛直方向に対して傾斜する方向)に延びる軸線周りに回転可能に構成されてよい。
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
1、100、200 ドラム式洗濯機
2 ドラム
10 モータ
12 加速度センサ
17 駆動軸
55 閾値更新部(更新手段)
56 脱水加速判定部(判定手段)

Claims (7)

  1. 水平方向又は傾斜方向に延びる軸線周りに回転可能に構成された有底筒状のドラムと、
    前記ドラムの底部から突出した駆動軸を介して前記ドラムを回転駆動するモータと、
    前記ドラムの前端部の加速度を検出する加速度センサと、
    脱水工程において、前記ドラムが所定回転数で回転しているときに、前記ドラムの回転数を上昇させたときにドラム式洗濯機の振動や騒音が発生しない程度のアンバランス量の上限値である、モータ出力についての第1閾値を更新する更新手段と、
    脱水工程において、前記ドラムの回転数を上昇させるか否かを判定する判定手段とを備え、
    前記更新手段は、
    前記ドラムが前記所定回転数で回転しているときの前記モータの出力が更新前の第1閾値以上であり、且つ、前記ドラムが前記所定回転数で回転しているときの前記加速度センサの出力が前記ドラムの回転数を上昇させたときにドラム式洗濯機の振動や騒音が発生しない程度の前記ドラムの前端部の振動の上限値である第2閾値より小さい場合、前記更新前の第1閾値をそれよりも大きい更新後の第1閾値に更新し、
    前記ドラムが前記所定回転数で回転しているときの前記モータの出力が更新前の第1閾値以上であり、且つ、前記ドラムが前記所定回転数で回転しているときの前記加速度センサの出力が前記第2閾値以上である場合、前記更新前の第1閾値をそれと同一の大きさの更新後の第1閾値に更新し、
    前記判定手段は、前記ドラムが前記所定回転数で回転しているときの前記モータの出力が前記更新後の第1閾値より小さい場合に、前記ドラムの回転数を上昇させると判定することを特徴とするドラム式洗濯機。
  2. 前記更新手段は、前記モータの出力が前記第1閾値以上であり且つ前記加速度センサの出力が前記第2閾値より小さい場合、前記第1閾値の値が増加するように、前記第1閾値を更新することを特徴とする請求項1に記載のドラム式洗濯機。
  3. 前記判定手段は、前記モータの出力が前記第1閾値以上であって、前記ドラムの回転数を上昇させないと判定した後、前記更新手段により前記第1閾値が増加するように更新されて、前記モータの出力が更新後の第1閾値より小さい場合、前記ドラムの回転数を上昇させると判定することを特徴とする請求項2に記載のドラム式洗濯機。
  4. 前記更新手段は、前記モータの出力が前記第1閾値以上であり且つ前記加速度センサの出力が前記第2閾値以上である場合、前記第1閾値の値を増加させずに、前記第1閾値を更新することを特徴とする請求項1または2に記載のドラム式洗濯機。
  5. 前記判定手段により前記ドラムの回転数が第1回転数であるときの前記モータの出力が前記第1閾値より小さいと判定されて、前記ドラムの回転数が第1回転数より大きい第2回転数に上昇するように制御された場合において、
    前記更新手段は、前記ドラムの回転数が第2回転数であるときの前記加速度センサの出力に基づいて前記第1閾値を更新することを特徴とする請求項1~4の何れかに記載のドラム式洗濯機。
  6. 前記判定手段は、前記ドラムの回転数を上昇させると判定した後、前記更新手段により前記第1閾値が減少するように更新されて、前記モータの出力が更新後の第1閾値以上である場合、前記ドラムの回転数を上昇させないと判定することを特徴とする請求項5に記載のドラム式洗濯機。
  7. 前記更新手段は、前記ドラムの回転数が上昇する際に前記加速度センサの出力が変化しない場合、前記第1閾値の値を増加させずに、前記第1閾値を更新することを特徴とする請求項1~6の何れかに記載のドラム式洗濯機。
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