(57)【要約】【課題】  洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物の布量を正確に検出する。【解決手段】  洗濯物が投入された洗濯兼脱水槽２と撹拌翼４を洗濯駆動部６によって一体的に回転駆動し、所定時間駆動運転した時の到達回転速度を検出し、駆動運転を停止して惰性回転状態としたときの惰性回転速度の減衰特性を検出し、到達回転速度と減衰特性に基づいて洗濯兼脱水槽内の洗濯物の布量を検出する。【選択図】  図１
2006346324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外槽と、前記外槽内に回転自在に設置される洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽内の底部に回転自在に配置される撹拌翼と、前記撹拌翼と前記洗濯兼脱水槽を回転駆動する動力源としてのモータと、前記モータの駆動力を減速して前記撹拌翼に伝達する減速歯車機構と、前記モータの駆動力を前記減速歯車機構を介して前記撹拌翼のみに伝達する第１の動力伝達系とそのまま前記洗濯兼脱水槽と前記撹拌翼に伝達する第２の動力伝達系を選択的に形成する切り替えクラッチ機構と、前記洗濯駆動モータおよび切り替えクラッチ機構を制御する制御装置を備えた洗濯機において、
前記制御装置は、洗濯物が入れられた前記洗濯兼脱水槽と前記撹拌翼を前記第２の動力伝達系を介して回転駆動するように前記モータと切り替えクラッチ機構を制御し、かつ、前記モータを所定時間駆動運転した時点で到達する前記モータの回転速度と、その後に駆動運転を停止して所定時間経過後の前記モータの減速回転速度を検出し、検出した到達回転速度と減衰回転速度の関係に基づいて洗濯物の布量を検出するように構成したことを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
請求項１において、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段は、磁極位置検出素子から出力するパルス信号に基づいて回転速度を検出することを特徴とする洗濯機。
【請求項３】
請求項１において、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段は、前記モータへの通電相のうち少なくとも２相の相電流を検出し、その位相差に基づいて回転速度を検出することを特徴とする洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯機に関し、特に、洗濯物の布量検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気洗濯機は、外枠内に吊下支持される外槽と、前記外槽内に回転自在に設置される洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽内の底部に回転自在に設置される回転翼と、前記撹拌翼と前記洗濯兼脱水槽を回転駆動する回転駆動装置と、制御装置を備え、前記回転駆動装置は、前記洗濯兼脱水槽および前記撹拌翼の駆動回転軸を中心にして垂直方向に直列に配列した減速歯車機構と切り替えクラッチ機構と洗濯駆動モータを備える。
【０００３】
洗濯は、洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物の布量に応じて、洗濯水量や洗剤量や撹拌時間を制御するために、前記制御装置は、洗濯兼脱水槽に洗濯物が投入された状態で前記撹拌翼を所定の回転速度まで回転駆動するように前記洗濯駆動モータを駆動運転し、その後、駆動運転を停止したときの惰性回転速度の減衰特性を検出することにより洗濯物の布量を検出するように構成されている。
【０００４】
この布量検出方法は、洗濯物の布量の多少によって慣性モーメントが変化し、減衰特性が変化する（慣性モーメント大なら遅く、慣性モーメント小なら早く止まる）ことを利用して、所定時間経過後の惰性回転速度を検出することにより、慣性モーメント（布量）を推定するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２３０４７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１３４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような布量検出における惰性速度の減衰特性は、慣性モーメントだけではなく、負荷トルクによっても変化する。負荷トルクは、投入された洗濯物と洗濯兼脱水槽間に生じる摩擦で大きく変化し、また、モータ軸摩擦などの経時変化でも変化することから、バラツキが大きい。
【０００７】
このために、投入された洗濯物の布量が多くて慣性モーメントが大きい場合でも、負荷トルクが大きければ早く止まってしまうために、投入された洗濯物の布量を正確に検出することは難しい。
【０００８】
本発明の目的は、洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物と洗濯兼脱水槽間に生じる摩擦の大きさやモータ軸摩擦などの変化の影響を軽減して正確に布量を検出することができる洗濯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、外槽と、前記外槽内に回転自在に設置される洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽内の底部に回転自在に配置される撹拌翼と、前記撹拌翼と前記洗濯兼脱水槽を回転駆動する動力源としてのモータと、前記モータの駆動力を減速して前記撹拌翼に伝達する減速歯車機構と、前記モータの駆動力を前記減速歯車機構を介して前記撹拌翼のみに伝達する第１の動力伝達系とそのまま前記洗濯兼脱水槽と前記撹拌翼に伝達する第２の動力伝達系を選択的に形成する切り替えクラッチ機構と、前記洗濯駆動モータおよび切り替えクラッチ機構を制御する制御装置を備えた洗濯機において、
前記制御装置は、洗濯物が入れられた前記洗濯兼脱水槽と前記撹拌翼を前記第２の動力伝達系を介して回転駆動するように前記モータと切り替えクラッチ機構を制御し、かつ、前記モータを所定時間駆動運転した時点で到達する前記モータの回転速度と、その後に駆動運転を停止して所定時間経過後の前記モータの減速回転速度を検出し、検出した到達回転速度と減衰回転速度の関係に基づいて洗濯物の布量を検出するように構成したことを特徴とする。
【００１０】
そして、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段は、磁極位置検出素子から出力するパルス信号に基づいて回転速度を検出することを特徴とする。
【００１１】
また、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段は、前記モータへの通電相のうち少なくとも２相の相電流を検出し、その位相差に基づいて回転速度を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、洗濯物と洗濯兼脱水槽間に生じる摩擦の大きさやモータ軸摩擦などの変化の影響を軽減して正確に布量を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物と洗濯兼脱水槽間に生じる摩擦の大きさやモータ軸摩擦などの変化の影響を軽減して正確に布量を検出するために、洗濯物の布量を検出するときには、洗濯物が投入された洗濯兼脱水槽を撹拌翼と共に回転駆動し、駆動運転時の到達回転速度と駆動運転を停止した惰性回転時の回転速度の減衰特性に基づいて布量を推定（検出）するように構成する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例１の全自動洗濯機の基本構成の概略を示す縦断側面図である。
【００１５】
１は、内部機構を内包する枠体である。２は、洗濯兼脱水槽であり、その上縁部に流体バランサー３を備え、底部の内側には回転自在に撹拌翼４を備える。５は、前記洗濯兼脱水槽２を回転自在に内包する外槽であり、底部の外側には洗濯駆動部６を鋼鈑製の取り付けベース７によって取り付け、外枠１の上端四隅から防振支持装置８によって懸垂支持される。洗濯駆動部６の内部構成については後述する。
【００１６】
衣類投入開口９ａを設けた上面カバー９は、枠体１の上部開口を覆うように該開口端縁に嵌め込み、フロントパネル１０およびバックパネル１１とに共に取り付けねじによって枠体１に取り付ける。
【００１７】
上面カバー９とフロントパネル１０の間に形成されるフロントパネルボックス１２には、電源スイッチ１３と入力スイッチ群１４と表示素子群１５と外槽５内の水位に応じた水位信号を発生する水位センサー１６とコントロールユニット１７を内蔵する。これらは制御装置を構成する。
【００１８】
上面カバー９とバックパック１１の間に形成されるバックパックボックス１８には、入水側を受水口１９に接続し、出水側を注入口２０に接続する給水電磁弁２１を内蔵する。注入口２０は、洗濯兼脱水槽２の開口に向けて放水するように形成する。
【００１９】
上面カバー９に形成した衣類投入開口９ａは、蓋２２によって開閉自在に覆うようにする。
【００２０】
外槽５の底部に形成した排水口５ａは、排水電磁弁２３を介して排水ホース２４に接続し、エアートラップ５ｂは、エアーチューブ２５を介して前記水位センサー１６に接続する。
【００２１】
枠体１の下端部には、四隅に脚２６を取り付けた合成樹脂製のベース２７を装着する。
【００２２】
図２は、この全自動洗濯機の具体的な構成を示す縦断側面図であり、その一部は展開して図示している。この全自動洗濯機は、基本的には、図１に示した全自動洗濯機と同一の構成であるので、図１に示した全自動洗濯機の構成部分に相応する構成部品に同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
【００２３】
図３は、前記洗濯駆動部６の内部構成を示す縦断側面図である。この洗濯駆動部６は、洗濯兼脱水槽２及び撹拌翼４の駆動回転軸を軸心にして垂直方向に減速歯車機構と噛み合いクラッチ機構とモータを同軸上に配列した構成である。
【００２４】
減速歯車機構は、結合フランジを合わせて取り付けねじ３１によって取り付けベース７に取り付けた２つ割りの減速機構外ケース３２ａ，３２ｂの内側にボールベアリング３３ａ，３３ｂによって内外２重構造の駆動回転軸系３４を支持する。この駆動回転軸系３４は、中空の外側回転軸系とその中空内に配置した内側回転軸系を備える。
【００２５】
外側回転軸系は、モータの回転を直に洗濯兼脱水槽２に伝達して該洗濯兼脱水槽２を駆動する回転軸系であり、外ケース３２ａの外側に伸びて外槽５を貫通した先端部に洗濯兼脱水槽２を結合する外側出力軸部３５ａと、外ケース３２ｂの外側に伸びた筒部に噛み合いクラッチ機構に係合するセレーション３５ｂを形成し、内側端にフランジ３５ｃを形成した外側入力軸部３５ｄと、その中間に位置して遊星歯車減速機構を収容する歯車ケース部３５ｅを備える。歯車ケース部３５ｅの内周には遊星歯車減速機構の一部を構成する環状歯車３５ｆを固着する。
【００２６】
前記外側回転軸系の内側に設ける内側回転軸系は、モータの回転を減速して撹拌翼４に伝達して該撹拌翼４を駆動する回転軸系であり、前記外側出力軸部３５ａ内にシール３７とメタル軸受３８ａ，３８ｂとグリップ止め輪（プッシュナット）３９によって水密および抜け止め状態に設けられ、外側出力軸部３５ａの先端から洗濯兼脱水槽２内に突出して撹拌翼４が取り付けられる外端部分に取り付けねじ３６ａが形成され、内端から歯車ケース部３５ｅ内に突出して遊星歯車減速機構と結合する内端部分にセレーション３６ｂが形成された内側出力軸部３６ｃと、外側入力軸部３５ｄの内側にボールベアリング４０ａ，４０ｂによって支持され、この外側入力軸部３５ｄの外端から片持ち状態に伸び出た外端部分にモータ回転子嵌着部３６ｄと止めねじ３６ｅが形成され、歯車ケース部３５ｅ内に伸びた内端部分に太陽歯車３６ｆが形成された内側入力軸部３６ｇと、歯車ケース部３５ｅ内において前記内側出力部３６ｃのセレーション３６ｂに嵌合したキャリア３６ｈに軸支されて前記歯車３５ｆ，３６ｆに噛み合って回動して前記キャリア３６ｈに減速した回転力を伝達する遊星歯車３６ｉを備える。
【００２７】
ボールベアリング４０ａ，４０ｂは、モータの回転子軸となる内側入力軸部３６ｇを高精度に支持するために、外側入力軸部３５ｄ内に外輪圧入状態に取り付ける。内側入力軸部３６ｇは、後述するように、誘導電動機の回転子を片持ち状態に支持するようになるので、この内側入力軸部３６ｇを支持する軸受は、損失が少なく且つ径方向の大きな荷重を支えるのには好適な転がり軸受の代表的なボールベアリング４０ａ，４０ｂを使用したが、ローラベアリングに置き換えることもできる。
【００２８】
モータは、外ケース３２ｂの下端面に絶縁部材４１を介在させて取り付けねじ４２によって絶縁状態に取り付けたモータハウジング４３を下向きに開口させ、開口端から固定子４４を嵌入して複数個の切り越し突起４３ａと折り曲げ爪４３ｂによって挟持するように固定した構成である。具体的には、固定子４４は、コンデンサ分相型の可逆回転型誘導電動機を構成するように、固定子鉄心４４ａに６極構成の固定子巻線４４ｂを巻装し、固定子鉄心４４ａの外周面をモータハウジング４３に嵌入して固定し、その後に、このモータハウジング４３を外ケース３２ｂの下端面に取り付ける。この固定子４４に組する回転子４５は、内側入力軸部３６ｇに形成した回転子嵌着部３６ｄに嵌着し、止めねじ３６ｅに螺着した止めナット４６によって固定する。
【００２９】
回転子４５は、図４，図５をも参照して説明すると、先ず、回転子鉄心４５ａとして外側鉄心４５ａ１と内側鉄心４５ａ２を積層し、外側鉄心４５ａ１に対してはアルミニウムダイカスト４５ｂにより、龍型２次導体４５ｂ１と冷却羽根４５ｂ２を一体的に成形する。外側鉄心４５ａ１と内側鉄心４５ａ２の間の間隙に絶縁樹脂を注入して両者を結合する絶縁樹脂層４５ｃ１を形成すると共に下側の端面に伸ばして回転検出センサー用の回転磁石受け部を形成し、この回転磁石受け部に永久磁石４５ｄを嵌着する。また、この絶縁樹脂層４５ｃ１は、回転子鉄心の上側の端面に伸ばして該端面に後述する噛み合いクラッチ機構の摺動子を噛み合い／解除自在に係合させる噛み合い凹凸部４５ｃ３を形成する。
【００３０】
このようにして構成した回転子４５は、内側入力軸部３６ｇに形成したモータ回転子嵌着部３６ｄに嵌着し、止めナット４６を締め付けてモータ回転子嵌着部３６ｄに固着する。
【００３１】
噛み合いクラッチ機構４７は、外側回転軸系における外側入力軸部３５ｄをモータの回転子４５に噛み合い係合によって結合して外側回転軸系に回転子４５の回転力を伝達して回転させ、または噛み合い係合を解いて外側回転軸系における外側入力軸部３５ｄを回り止めするように係止する。
【００３２】
この噛み合いクラッチ機構４７は、モータの軸方向の全体寸法を小さくするために、環状の電磁コイル４７ａを内包する環状の電磁鉄心４７ｂを前記取り付けねじ４２によってモータハウジング４３の内側に共締めして取り付け、固定子巻線４４ｂのエンドコイルによって囲まれた内側空間に外側入力軸部３５ｄを取り巻くように設置する。外側入力軸部３５ｄに形成したセレーション３５ｂに軸方向に摺動可能に係合させた絶縁樹脂製の摺動子４７ｃは、コイルばね４７ｄによって前記回転子４５の噛み合い凹凸部４５ｃ3に係合するように押し下げ、前記電磁コイル４７ａの電磁力によってコイルばね４７ｄの押し下げ力に逆らって摺動子４７ｃを引き上げることにより噛み合いを解除して電磁鉄心４７ｂに吸着して回り止める。
【００３３】
摺動子４７ｃは、前記電磁鉄心４７ｂによって吸着する鉄製の吸着子４７ｅを一体的に樹脂成形して設け、前記噛み合い凹凸部４５ｃ３に嵌入して噛み合わせる噛み合い突起４７ｆを成形樹脂により一体化に形成する。
【００３４】
摺動子４７ｃの吸着子４７ｅを電磁鉄心４７ｂに吸着したときに該摺動子４７ｃを係止して回り止めするために、図６に詳しく示すように、電磁鉄心４７ｂの吸着面には複数本の放射状の係止溝４７ｂ１を形成し、吸着子４７ｅには前記係止溝４７ｂ１に嵌入する複数本の放射状の係止突条４７ｅ１を形成する。係止溝４７ｂ１は、係止突条４７ｅ１を係止する側壁面が奥方向に１〜２度の傾斜で広がるように形成し、係止突条４７ｅ１は、係止溝４７ｂ１の側壁面に当接する側面が先端方向に１〜２度の傾斜で広がるように形成することにより、噛み合い係合させたときに抜け止め方向の分力が発生するようにする。
【００３５】
モータハウジング４３の下端は、カバー４８を嵌着して覆う。そして、このカバー４８に回転検出センサーの回転検出素子（感磁素子）４９を取り付け、この回転検出素子４９を前記回転子４５の永久磁石４５ｄの回転軌道に対向させて設置する。
【００３６】
このように構成した洗濯駆動部６は、取り付けベース７を取り付けねじ５０によって外槽５の底部に取り付けると共に前記取り付けねじ５０によって洗濯駆動部６と一緒に取り付けた外カバー５１によって覆うようにする。
【００３７】
図７は、このような全自動洗濯機の電気的構成を示すブロック図である。
【００３８】
コントロールユニット１７は、マイクロコンピュータ１７ａを中心にして構成し、電源回路１７ｂと、電源リレー１７ｃと、給水電磁弁２１と排水電磁弁２３と噛み合いクラッチ機構４７における電磁コイル４７ａとモータの固定子巻線４４ｂへの給電を制御する半導体スイッチング素子群１７ｄ１〜１７ｄ５や補助電源回路（図示省略）等を内蔵した負荷駆動回路１７ｄを備える。
【００３９】
前記電源回路１７ｂは、制御回路用の低圧直流電圧を生成する。前記負荷駆動回路１７ｄは、モータの固定子巻線４４ｂへの給電制御に関しては、可逆回転制御用の２つの半導体交流スイッチング素子（ＦＬＳ）１７ｄ１，１７ｄ２を使用する。ＦＬＳ１７ｄ１は、正回転給電制御用の半導体交流スイッチング素子、ＦＬＳ１７ｄ２は逆回転給電制御用の半導体交流スイッチング素子である。
【００４０】
前記マイクロコンピュータ１７ａは、予め組み込まれた制御処理プログラムに従って、電源スイッチ１３，入力スイッチ群１４，水位センサー１６および回転検出素子４９からの出力信号を取り込み、表示素子群１５と電源リレー１７ｃと負荷駆動回路１７ｄを制御する。
【００４１】
マイクロコンピュータ１７ａは、電源スイッチ１３が投入されると、電源リレー１７ｃをオンして待機状態となる。そして、入力スイッチ群１４から洗濯開始を指示されると、入力スイッチ群１４によって設定された洗濯脱水モードを確認し、設定された洗濯脱水モードの洗濯脱水工程に入る。
【００４２】
洗濯脱水工程の始めには、洗濯兼脱水槽２内に投入された布量の検知を行い、それに適した洗剤の量を表示素子群１５により表示し、電磁給水弁２１を開いて外槽５内に布量に適した水位まで給水する。その水位検出は、水位センサー１６から出力される水位検出信号を監視して行う。
【００４３】
図８は、布量を検知するためにマイクロコンピュータ１７ａが実行する制御処理のフローチャートを示している。
【００４４】
ステップ１
マイクロコンピュータ１７ａは、洗濯駆動部６における噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａの駆動電流を遮断して摺動子４７ｃをばね４７ｄによって押し下げてモータの回転子４５に連結状態にし、その後、所定の指令値によりモータを駆動運転するように負荷駆動回路１７ｄを制御する。
【００４５】
ステップ２
洗濯兼脱水槽２の回転を加速するようにモータの駆動運転を所定時間にわたって継続させる。
【００４６】
ステップ３
所定時間を経過した時点でモータの回転子４５（洗濯兼脱水槽２）が到達した到達回転速度を回転検出素子４９からの出力信号に基づいて検出する。
【００４７】
ステップ４
モータの駆動運転を停止してモータの回転子４５（洗濯兼脱水槽２）が惰性回転状態とするように負荷駆動回路１７ｄを制御する。
【００４８】
ステップ５
惰性回転状態が所定時間経過するのを監視する。
【００４９】
ステップ６
所定の時間経過後の惰性回転速度を検出する。この回転速度検出は、検出素子４９からの出力信号に基づいて行う。
【００５０】
ステップ７
到達回転速度と惰性回転速度の差分演算によって減衰率または減衰量を算出する。この減衰率または減衰量の算出は、駆動停止後の惰性回転中における少なくとも２点以上の回転速度を検出し、その差分演算によって行うように変形することもできる。
【００５１】
ステップ８
モータ駆動運転時の到達回転速度とモータ駆動停止時の惰性回転速度の減衰率に基づいて布量検出データテーブルを参照して洗濯物の布量の推定（検出）を行う。
【００５２】
図９は、布量検出データテーブルの例であり、洗濯物の布量を「少」，「中」，「多」の３段階に分別して検出する例である。布量の基準値は、この全自動洗濯機の定格洗濯容量であり、到達回転速度の分別基準値Ａ％と減速率の分別基準値Ｂ％は、モータ駆動運転時に印加する電圧，印加時間，モータ出力，洗濯兼脱水槽２と洗濯駆動部６の回転系の機械的特性などに基づいて設定した無負荷（洗濯物を入れない）運転時における値に対する比率である。
【００５３】
そして、到達回転速度が基準値Ａ％以上のときには、減衰率が基準値Ｂ％以上であれば、洗濯物の布量は「少」と推定し、減衰率が基準値Ｂ％未満であれば、洗濯物の布量は「中」と推定する。また、到達回転速度が基準値Ａ％未満のときには、減衰率が基準値Ｂ％以上であれば、洗濯物の布量は「中」と推定し、減衰率が基準値Ｂ％未満であれば、洗濯物の布量は「多」と推定する。
【００５４】
このようにして到達回転速度と減衰率に基づいて布量検出データテーブルを参照して洗濯物の布量を推定（検出）することによって洗濯物の布量を正確に検出することができる理由を説明する。
【００５５】
洗濯物の状態などによる摩擦の影響および負荷トルクの影響を低減するために、噛み合いクラッチ機構４７を噛み合い状態として洗濯兼脱水槽２と撹拌翼４を一緒に回転させる。
【００５６】
モータの電圧方程式を（１）式に示し、また、モータトルクの方程式を（２）式に示し、またモータ運動方程式を（３）式に示す。
【００５７】
Ｉ＝（Ｖ−Ｋｅ×Ｎ）／Ｒ      …（数１）
ＴＭ＝ＫＴ×Ｉ                  …（数２）
ｄω／ｄｔ＝（ＴＭ−ＴＬ）／Ｊ  …（数３）
（Ｉ：電流指令値、Ｖ：電圧指令値、Ｋｅ：誘起電圧定数、
Ｎ：回転速度指令値、Ｒ：モータインピーダンス、ＴＭ：モータトルク、
ＫＴ：トルク定数、ω：回転速度、ＴＬ：負荷トルク、Ｊ：慣性モーメント）
ここで、モータを駆動運転して加速したときの回転速度と慣性モーメントＪ・負荷トルクＴＬの関係について述べる。このとき、モータトルクＴＭは、（数１）式と（数２）式により、各指令値とモータ定数から求めることができるために既知とする。（数３）式によれば、回転速度の変化率は、モータトルクと負荷トルクの差分（ＴＭ−ＴＬ）に比例し、慣性モーメントＪに反比例する。このため、モータの加速領域では、負荷トルクＴＬが大きい場合には、モータトルクと負荷トルクの差分（ＴＭ−ＴＬ）は小さくなり、加速率が小さくなるために所定時間内に到達する回転速度は低くなる。また、慣性モーメントＪが大きい場合も（数３）式より所定時間内に到達する回転速度が低くなることが分かる。このように、モータの加速領域においては、慣性モーメントＪ・負荷トルクＴＬに反比例し、所定時間内に到達する回転速度は低くなる。
【００５８】
次に、モータの駆動運転を停止して惰性回転状態としたときの回転速度と慣性モーメントＪ・負荷トルクＴＬの関係について述べる。このとき、モータトルクＴＭは０である。このときのモータの回転速度の減速率は、（数３）式によれば、負荷トルクＴＬが大きい場合は減速率は大きく、負荷トルクＴＬが小さいときは減速率は小さくなるが、逆に慣性モーメントＪが大きい場合には回転速度の減速率は小さくなる。このように、モータの惰性回転領域においては、モータ回転速度の減速率と慣性モーメントＪ間の関係と減速率と負荷トルクＴＬ間の関係は逆の特性となる。
【００５９】
このことから、負荷トルクＴＬが大きい場合には、加速領域では到達する回転速度が低くなり、惰性回転領域では減速率が大きくなることが分かる。また、慣性モーメントＪが大きい場合には、加速領域で到達する回転速度は低くなり、惰性回転領域での減速率は小さくなることが分かる。
【００６０】
図１０，図１１は、慣性モーメントＪと負荷トルクＴＬの大小による到達速度と減衰特性の変化を例示している。
【００６１】
図１０に示すように、慣性モーメントＪが大きい場合と負荷トルクＴＬが大きい場合において、到達回転速度が目標回転速度ω０よりも低い速度ω１であったとしても、所定時間経過後の回転速度はそれぞれの場合で異なるために、慣性モーメントＪの推定が可能である。
【００６２】
また、図１１に示すように、慣性モーメントＪが大きい場合と負荷トルクＴＬが小さい場合では、どちらの場合も惰性回転時の回転速度の減少は遅くなるが、到達速度が異なるために判別することが可能である。逆に慣性モーメントＪが小さい場合についても同様に慣性モーメントＪを推定することができる。
以上のように、到達回転速度の大小と減衰特性の大小を併せて考慮することにより、どちらの影響によるのか判別することが可能である。
【００６３】
このように、撹拌翼４と洗濯兼脱水槽２を連結状態にして回転駆動させ、モータによる駆動運転時の到達回転速度と駆動運転停止後の惰性回転時の回転速度の減衰特性を検出し、それらを総合して判定することにより、慣性モーメントＪと負荷トルクＴＬによる回転速度の変動への影響を分離することができ、より正確に慣性モーメントＪの大きさを検出することができる。布量は慣性モーメントＪに比例するために、この慣性モーメントＪに基づいて、洗濯兼脱水槽２に投入された布量を推定することができる。
【００６４】
以上のようなことから、モータを駆動運転して加速した時の到達回転速度と、駆動運転を停止して惰性回転状態とした時の惰性回転速度の減衰特性を検出し、それらを総合して判定することにより、慣性モーメントＪと負荷トルクＴＬによる回転速度の変動への影響を分離することができ、正確に慣性モーメントＪを知ることができるために、正確に布量の検出を行うことができる。
【００６５】
図９に示した布量検出データテーブルは、このような布量推定原理に基づいて布量を検出するために作成したものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施例１の全自動洗濯機の基本構成の概略を示す縦断側面図である。
【図２】実施例１の全自動洗濯機の具体的な構成を示す縦断側面図であり、その一部は展開して図示している。
【図３】実施例１の全自動洗濯機における洗濯駆動部の内部構成を示す縦断側面図である。
【図４】図３に示した洗濯駆動部における内部を拡大して示す縦断側面図であり、撹拌翼駆動状態を示している。
【図５】図３に示した洗濯駆動部における内部を拡大して示す縦断側面図であり、洗濯兼脱水槽駆動状態を示している。
【図６】図３に示した洗濯駆動部における電磁鉄心と吸着子の嵌合部の縦断側面図である。
【図７】実施例１の全自動洗濯機における電気的構成を示すブロック図である。
【図８】実施例１の制御装置におけるマイクロコンピュータが布量を検知するために実行する制御処理のフローチャートである。
【図９】実施例１の制御装置におけるマイクロコンピュータが布量を検知するために参照する布量検出データテーブルである。
【図１０】実施例１の全自動洗濯機における慣性モーメントＪと負荷トルクＴＬの大小による到達速度と減衰特性の変化を示す特性図であり、慣性モーメントＪと負荷トルクＴLが共に大きい状態を示している。
【図１１】実施例１の全自動洗濯機における慣性モーメントＪと負荷トルクＴＬの大小による到達速度と減衰特性の変化を示す特性図であり、慣性モーメントＪが大きく、負荷トルクＴＬが小さい状態を示している。
【符号の説明】
【００６７】
２…洗濯兼脱水槽、４…撹拌翼、５…外槽、６…洗濯駆動部、１７…コントロールユニット、１７ａ…マイクロコンピュータ、４９…回転検出素子。
【図１】
2006346324.tif 000003
【図２】
2006346324.tif 000004
【図３】
2006346324.tif 000005
【図４】
2006346324.tif 000006
【図５】
2006346324.tif 000007
【図６】
2006346324.tif 000008
【図７】
2006346324.tif 000009
【図８】
2006346324.tif 000010
【図９】
2006346324.tif 000011
【図１０】
2006346324.tif 000012
【図１１】
2006346324.tif 000013