JPH03280995A

JPH03280995A - 衣類量検出装置

Info

Publication number: JPH03280995A
Application number: JP2081218A
Authority: JP
Inventors: Koji Murakami; 浩二村上; Yukinobu Takahashi; 幸伸高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、主に衣類など布地についた汚れ（泥、油、汗
、調味料、血液等）を、洗剤と水或いは湯とを用いて洗
浄し清潔に保つために、一般家庭等において広く利用さ
れている洗濯機に使用される衣類量検出装置に関する。

（従来の技術）現在、一般家庭において広く使用されている洗濯機は、
全自動洗濯機と２槽式洗濯機との２種類に大きく分けら
れる。これら、何れの洗濯機にしても、その行程は、洗
いとすすぎと脱水との′う行程があり、各行程の間に適
宜給水と排水とが？−ｉわれる。２槽式洗濯機は、洗い
とすすぎとを行う洗濯槽と脱水を行う脱水槽との２槽が
隣接し、てＶ。

置され、一体の外箱に収納されている。従って１、脱水
を行う際には、使用者が自らの手で洗濯物を洗濯槽から
脱水槽に移す必要がある。一方、全自動洗濯機は、見か
け上１つの槽で全行程を行うもので、ＩＣを搭載してお
り、使用者の好みによりスタートスイッチを押すたけの
全自動で洗濯を実行できるようになっている。

ところで、近年は家庭生活が多様化する中で主に洗濯す
る時間が限られている等の理由で、全自動洗濯機の普及
率が高まっている。こうした傾向に対応して、人間の手
を要さずに適切な洗濯が行えるように、全自動洗濯機の
改良（特にＩＣ，センサ等）がなされつつあるが、洗濯
する衣類の量を検出する衣類量検出はほとんど全ての全
自動洗濯機で行われており、検出された衣類の容量に応
じて、給水する水位を段階的に設定したり、各行程の時
間或いは組合わせを変えたりすることが行われている。

そして、衣類量に応じた適切な効率のよい洗濯を行うた
めには、精度のよい衣類量検出を行える装置が求められ
ている。

（発明が解決しようとする課題）従来の衣類量検出装置では、パルセータの回転数或いは
パルセータを駆動するモータの電流を測定することによ
り衣類量を検出することが行われている。しかし、衣類
の負荷とモータの関係で成り立つ１つの情報を単独で取
出しこの１つの情報に基づいて衣類量を検出していたた
め、精度の良い衣類量検出を確実に行うことが難しかっ
た。

このため、設定水量或いは洗濯の各行程に過不足が生じ
易く、正しい衣類量に応じた適切な効率の良い洗濯を行
うことが難しいという不具合があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、精度の良い衣類量検出を確実に実現し、ひ
いては正しい衣類量に応じた適切な効率の良い洗濯を行
うことのできる衣類量検出装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は上記課題を解決するために、洗濯機で洗濯する
衣類の量を検出する衣類量検出装置であって、パルセー
タを駆動するモータの電流の位相変化を検出する位相検
出手段と、前記モータの電流の平均値を検出する電流値
検出手段と、前記位相検出手段及び電流値検出手段の両
出力から洗濯槽内の衣類量を判断する判断手段とを有す
ることを要旨とする。

（作用）モータの負荷、即ち洗濯槽内の衣類量が小なるほど電源
電圧に対するモータ電流の位相遅れは大になる。一方、
モータの負荷、即ち洗濯槽内の衣類量が大なるほどモー
タ電流の平均値は大になる。位相検出手段からの位相遅
れデータと電流値検出手段からの電流値データが判断手
段に人力され、まず位相遅れと電流値の大小が比較判別
される。そして電流値の大なる範囲、即ち衣類量の大な
る範囲について、この電流値に応じて衣類量が検出され
る。また、位相遅れの大なる範囲、即ち衣類量の小なる
範囲については、この位相遅れに応じて衣類量が検出さ
れる。このように、衣類量の大、小回れの範囲において
も、電流値又は位相遅れによる大なる値に基づいてその
衣類量が精度良く検出される。

（実施例）以下、第１図ないし第６図を用いて本発明の詳細な説明
する。

まず、第２図を用いて、この実施例に係る衣類量検出装
置が適用される全自動洗濯機の一例について、その構造
を簡単に説明する。同図において、１は洗濯機本体（外
箱）であり、洗濯機本体１内には、洗濯する衣類を入れ
る洗濯槽を兼ねた脱水槽３が水槽カバー（水受け）２内
に回転可能に設置されている。脱水槽３の底部には、衣
類及び水を攪拌するためのパルセータ６が設けられてい
る。

パルセータ６は、モータ４の回転速度がギヤボックス５
内のギヤで減速されて回転されるようになっている。ま
た、洗濯機本体１内の上部には、この衣類量検出装置及
びモータ４の制御回路等が内蔵された電子回路ユニット
７が設置されている。

第３図及び第４図は、上記のモータ４に流れる電流Ｉ　
（モータ電流）と商用電源電圧Ｖとの関係を示している
。第３因はモータ４の負荷、即ち洗濯する衣類の量が大
の場合であり、第４図はモータの負荷、即ち洗濯する衣
類の量が小の場合である。モータ電流Ｉと電源電圧Ｖと
の関係を位相差φと電流値Ｉとの２つの要素でみてみる
と、位相差φは負荷が大きいほどモータ電流■の位相遅
れが少なくなり、電流値Ｉは負荷が小さいほど少なくな
ることが分る。一般に洗濯機用モータとしては、単相誘
導電動機、特にコンデンサモータが使われている。この
モータの出力と電圧、電流、力率、効率の関係は次式で
表わすことができる。

ＰＯ−Ｖ−１ｒ）　　−ＣＯ８＜６　　　　　　　　　
−（＋＞ここに、ＰＯ：出力（Ｗ）Ｖ：電圧（Ｖ）に電流（Ａ） η：効率Ｃｏｇφ：力率力率ｃｏｓφのφは、電圧Ｖに対する電流Ｉの位相遅れ
を示している。即ち、モータの出力ＰＯを決定する要素
として、電流値Ｉと力率（位相遅れφ）があることが分
る。

この実施例の衣類量検出装置は、上述のモータ電流の位
相変化とモータ電流の平均値を用いて洗濯する衣類の量
を検出するようにしたものである。

第１図は、本発明の実施例に係る衣類量検出装置の要部
回路図であり、バイポーラ回路とＭＯＳ回路を１チツプ
化したマイコン内蔵型Ｉ　Ｃ１，０内に、衣類量検出装
置の主要部が構成されている。

まず、パルセータ６を駆動するモータ４の電流の位相変
化を検出する位相検出手段が、パルス発生器１１、排他
的論理回路１２、基準電圧源１３、電圧比較回路１４及
びカレントトランス１５で構成されている。

カレントトランス１５からはモータ４に流れる電流に応
じた電圧が出力される。この電圧とモータ電流との位相
は一致しており、絶対値は比例関係にある。即ち、カレ
ントトランス１５からはモータ電流に関するその電流値
と位相の２つの情報を取出すことが可能である。パルス
発生器１１では商用電源電圧入力端子１６から入力した
商用電源電圧を抵抗分圧した電圧信号を入力として、商
用電源電圧と同期した方形波が生成される。基準電圧源
１３からは電圧比較回路１４の比較基準電圧とカレント
トランス１５の一方の端子電圧を固定するための電圧が
出力される。電圧比較回路１４ではモータ電流に応じて
出力されるカレントトランス１５の出力電圧と前記基準
電圧を比較することによりモータ電流と逆位相の方形波
が生成される。そして最終的に排他的論理回路１２で上
記の商用電源電圧と同期した方形波とモータ電流の逆位
相の方形波の排他的論理和がとられ、ＩＣ１０に外付け
された抵抗とコンデンサからなる平均化回路で平均化さ
れる。モータ４の負荷が大きいほど、即ち洗濯する衣類
の量が大なるほど位相遅れが小さく、排他的論理和出力
が“１°である期間が短かくなり、平均化された出力Ｖ
φの電位が小さくなる。

また、モータ電流の平均値を検出する電流値検出手段が
、カレントトランス１５、基準電圧源１３及び整流回路
１７で構成されている。この構成例では、半波整流回路
が用いられている。上で述べた°ように、カレントトラ
ンス１５からはモータ４に流れる電流に応じた電圧が出
力される。整流回路１７における電圧比較回路とダイオ
ードと外付けの平滑回路とを組合わせて、カレントトラ
ンス１５の出力を半波整流することにより、モータ電流
の平均値に対応した電圧Ｖｌを取出すことが可能となる
。整流回路を全波整流回路としても上記と同様の作用・
効果が得られる。

上述のように、モータ電流の位相遅れφは、位相検出手
段により電圧に変換されて位相検出電圧■φとして検出
され、またモータ電流Ｉは電流値検出手段により平均化
された電圧に変換されて電流検出電圧Ｖｔとして検出さ
れる。

１８ａ、１８ｂはアナログスイッチ、１９はスイッチセ
レクタ、２１はＡ／Ｄコンバータ、２０は判断手段とし
てのマイコンであり、マイコン２０のＡ／Ｄセレクト出
力によりスイッチセレクタ１９を介してアナログスイッ
チ１８ｇ、１８ｂが選択的にオンとなり、位相検出電圧
Ｖφ及び電流検出電圧Ｖｌは、Ａ／Ｄコンバータ２１で
ディジタル値に変換されてマイコン２０に読込まれるよ
うになっている。

次に、第６図のフローチャートを用いて、マイコン２０
による位相検出電圧Ｖφ及び電流検出電圧ＶＩから洗濯
槽内の衣類量を判断する判断作用を説明する。

マイコン２０内には、位相検出電圧■φに対する比較用
の基準電圧ＶＡＳＶＢＳＶＣ（ＶＡ　＞ＶＢ＞ＶＣ）と
、電流検出電圧ＶＴに対する比較用の基準電圧ＶＥ　、
　ＶＦ　、、ＶＧ　　（ＶＧ　＞ＶＦ　＞ＶＥ）とが設
定されている。

まず、位相検出電圧■φ及び電流検出電圧ｖｌがＡ／Ｄ
コンバータ２１てそれぞれディジタル値に変換されて読
込まれる（ステ・ツブ３１．３２）。

第５図に示すように、モータ電流■と位相遅れφは、そ
の大、小関係が衣類量に対して互０に逆特性であるため
、位相検出電圧Ｖφと電流検出電圧Ｖｌとはクロスする
点Ｋが存在する。そこで、ステップ３３により■φと■
Ｉとの大、小関係が比較される。この比較結果、Ｖφ≧
ＶＩであれば、位相検出電圧Ｖφが前述の基準電圧ＶＡ
ＳＶＢ、ＶＣと順次比較される。

そして、Ｖφ≧ＶＡであれば衣類量はＡｋｇと判断され
る（ステップ３４．３５）。ＶφがＶＡとＶＢの間の値
であれば衣類量はＢｋｇと判断さレル（ステップ３６．
３７）、Ｖ＜６がＶＢとｖｃの間の値であれば衣類量は
Ｃ，ｋｇと判断される（ステップ３８．３９）。またＶ
φ≦ＶＣであれば衣類量はＤｋｇと判断される（ステッ
プ４０）。

一方、ステップ３３の比較結果がＶφ≦ＶＩであれば、
電流検出電圧Ｖｌが前述の基準電圧ＶＧ、ＶＦ　、ＶＥ
と順次比較される。

そして、Ｖｌ≧ＶＧであれば衣類量はＨｋｇと判断され
る（ステップ４１．４２）。ＶｌがＶＧとＶＦの間の値
であれば衣類量はＧｋｇと判断される（ステップ４３．
４４）。ＶＴがＶＥとＶＥの間の値であれば衣類量はＦ
ｋｇと判断される（ステップ４５．４６）。またＶＩ≦
ＶＥであれば衣類量はＥｋｇと判断される（ステップ４
７）。

上述のようにして判断された各衣類量はＡ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ
＜Ｅ＜Ｆ＜Ｇ＜Ｈの関係にある。そして衣類量は、その人（ＥからＨの範
囲）、小（ＡからＤの範囲）何れの範囲においても電流
検出電圧ＶＩ又は位相検出電圧■φの大なる方の値に基
づいて判断が行われるので、衣類量（Ａ−Ｈ）が精度良
く検出される。

なお、位相検出電圧Ｖφ及び電流検出電圧ＶｌをＡ／Ｄ
コンバータ２１を介してマイコン２０に読込む際、Ａ／
Ｄコンバータの入力電圧範囲の下限を第５図のに点近傍
の電圧値に設定すれば、Ｋ点以下の電圧を読む必要がな
くなって、ビット当りの電圧が小さくなり、読取り精度
が向上すｅｏ［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、パルセータを駆
動するモータの電流の位相変化を検出する位相検出手段
と、モータの電流の平均値を検出する電流値検出手段と
、上記位相検出手段及び電流値検出手段の両出力から洗
濯槽内の衣類量を判断する判断手段とを具備させたため
、精度の良い衣類量検出を確実に行うことができ、ひい
ては正しい衣類量に応じた適切な効率の良い洗濯を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明に係る衣類量検出装置の実
施例を示すもので、第１図は回路構成を示すブロック図
、第２図は洗濯機の要部構造を示す縦断面図、第３図は
衣類量が大の場合のモータ電流と商用電源電圧の関係を
示す波形図、第４図は衣類量が小の場合のモータ電流と
商用電源電圧の関係を示す波形図、第５図は衣類量とモ
ータ電流及び位相遅れとの関係を示す特性図、第６図は
判断手段による判断作用を説明マるためのフローチャー
トである。３：洗濯槽を兼ねた脱水槽、４：モータ、　　　６：パルセータ、７：衣類量検出装置等が内蔵された電子回路ユニット、１０：衣類量検出装置の主要部が搭載されたマイコン内
蔵型ＩＣ１１１：パルス発生器、１２：排他的論理回路、　　１３：基準電圧源、１４：
パルス発生器、排他的論理回路、基準電圧源及びカレン
トトランスとともに付札検出手段を構成する電圧比較回
路。１５：カレントトランス、１７：基準電圧源及びカレントトランスとともに電流値
検出手段を構成する整流回路、２０：マイコン（判断手
段）。

Claims

【特許請求の範囲】洗濯機で洗濯する衣類の量を検出する衣類量検出装置で
あって、パルセータを駆動するモータの電流の位相変化を検出す
る位相検出手段と、前記モータの電流の平均値を検出す
る電流値検出手段と、前記位相検出手段及び電流値検出
手段の両出力から洗濯槽内の衣類量を判断する判断手段
とを有することを特徴とする衣類量検出装置。