(57)【要約】  本発明は、洗濯物処理装置（１１０）で洗濯物の処理を制御する方法であって、洗濯物処理装置（１１０）は、水平軸の回りを回転するようにサポートに回転可能に装着されたドラム（１１２，３１２，５１２）を備えている。この方法は、洗濯物が処理されるとき、ドラム（１１２，３１２，５１２）と洗濯物（１１４，３１４，５１４）との間の相互作用に関係し、ドラム（１１２，３１２，５１２）の回転によって生じた変化を示す信号を記録するステップ（２１２）と、信号と所定の処理結果に基づいて、ドラム（１１２，３１２，５１２）の目標回転速度を決定するステップ（２１４）と、目標回転速度に対してドラムの回転速度を調節するステップ（２１６）と、を有している。さらに、本発明は、上記方法を実施することができる洗濯物処理装置に関する。図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物処理装置（１１０，２１０，５１０）で洗濯物の処理を制御する方法であって、
洗濯物処理装置（１１０，２１０，５１０）は、洗濯物（１１４，３１４，５１４）を収容し、水平軸の回りを回転するようにサポートに回転可能に装着されたドラム（１１２，３１２，５１２）と、ドラム（１１２，３１２，５１２）を回転するために配設されたモータ（３３６，５３６）と、ドラム（１１２，３１２，５１２）の回転速度を制御するためのコントローラ（３４０，５４０）と、を備え、
洗濯物の処理を制御する方法は、ドラム（１１２，３１２，５１２）が洗濯物（１１４，３１４，５１４）を含むとき、モータ（３３６，５３６）によってドラム（１１２，３１２，５１２）の回転を始めるステップ（２１０）を有する方法において、
洗濯物が処理されるとき、ドラム（１１２，３１２，５１２）と洗濯物（１１４，３１４，５１４）との間の相互作用に関係し、ドラム（１１２，３１２，５１２）の回転によって生じた変化を示す信号を記録するステップ（２１２）と、
信号と所定の処理結果に基づいて、ドラム（１１２，３１２，５１２）の目標回転速度を決定するステップ（２１４）と、
目標回転速度に対してドラムの回転速度を調節するステップ（２１６）と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
目標回転速度は、洗濯物（１１４，３１４，５１４）上の機械的作用の所定のレベルに基づいて選択される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
目標回転速度は、洗濯物（１１４，３１４，５１４）落下高さの最大値に対応する回転速度の７５％から１２０％の回転速度範囲内にある、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
洗濯物処理装置は、ドレイン弁（３４４）を備え、
方法は、ドレイン弁（３４４）が閉じて、ドラム（１１２，３１２，５１２）が一定レベルの洗浄液で満たされているときに実施する、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の装置。
【請求項５】
信号は、少なくとも以下の一つ、すなわち、ドラム（１１２，３１２，５１２）の内側の洗濯物（１１４，３１４，５１４）の移動、ドラム（１１２，３１２，５１２）及び洗濯物（１１４，３１４，５１４）の静的不釣り合い質量に関係している、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
洗濯物処理処理装置はタンブル乾燥機（５１０）である、ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
ドラム（１１２，３１２，５１２）の目標回転速度は、少なくとも以下の一つ、すなわち、洗濯物（１１４，３１４，５１４）がドラム（１１２，３１２，５１２）の内面に当たるときに、ドラム（１１２，３１２，５１２）又はドラム（１１２，３１２，５１２）に接続した構造（３２０，３２４）の位置、速度又は衝撃加速度、又はドラム（１１２）を支持する構造（３１８）上でドラム（１１２）によって生じた力、又は上昇トルク、又はドラム（１１２，３１２，５１２）の重さ、又はカメラからの信号、又は圧力センサ、又はマイクロフォンに基づいて決定する、ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の装置。
【請求項８】
洗濯物処理装置であって、
洗濯物（１１４，３１４，５１４）を収容し、水平軸の回りを回転するようにサポートに回転可能に装着されたドラム（１１２，３１２，５１２）と、
ドラム（１１２，３１２，５１２）を回転するために配設されたモータ（３３６，５３６）と、
ドラム（１１２，３１２，５１２）の回転速度を制御するためのコントローラ（３４０，５４０）と、を備えた洗濯物処理装置において、
洗濯物が処理されるとき、ドラム（１１２，３１２，５１２）と洗濯物（１１４，３１４，５１４）との間の相互作用に関係し、ドラム（１１２，３１２，５１２）の回転によって生じた変化を示す信号を記録するために配設され、構成された手段（３４６）と、
信号と所定の処理結果に基づいて、ドラム（１１２，３１２，５１２）の目標回転速度を決定するために配設され、構成された手段（３４０，５４０）と、
を備えことを特徴とする洗濯物処理装置。
【請求項９】
装置（１１０，２１０，５１０）が、洗濯物（１１４，３１４，５１４）上の機械的作用の所定のレベルに基づいて目標回転速度を選択するために構成され、配設されている、ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
装置（１１０，２１０，５１０）が、洗濯物（１１４，３１４，５１４）落下高さの最大値に対応する回転速度の７５％から１２０％の回転速度範囲内にある目標回転速度を選択するために構成され、配設されている、ことを特徴とする請求項８〜９に記載の装置。
【請求項１１】
ドレイン弁（３４４）をさらに備え、装置（１１０，２１０，５１０）が、ドレイン弁（３４４）が閉じて、ドラム（１１２，３１２，５１２）が一定レベルの洗浄液で満たされているときに、目標回転速度にドラム（１１２，３１２）の回転速度を調節するように構成され、配置されている、ことを特徴とする請求項８〜１０の何れか１項に記載の装置。
【請求項１２】
信号が少なくとも以下の一つ、すなわち、ドラム（１１２，３１２，５１２）の内側の洗濯物（１１４，３１４，５１４）の移動、ドラム（１１２，３１２，５１２）及び洗濯物（１１４，３１４，５１４）の静的不釣り合い質量に関係している、ことを特徴とする請求項８〜１１の何れか１項に記載の装置。
【請求項１３】
信号を記録する手段は、少なくとも以下の一つ、すなわち、洗濯物（１１４，３１４，５１４）がドラム（１１２，３１２，５１２）の内面に当たるときに、ドラム（１１２，３１２，５１２）又はドラム（１１２，３１２，５１２）に接続した構造（３２０，３２４）の位置、速度又は衝撃加速度、又はドラム（１１２）を支持する構造（３１８）上でドラム（１１２）によって生じた力、又は上昇トルク、又はドラム（１１２，３１２，５１２）の重さ、又はカメラからの信号、又はマイクロフォンからの信号を測定するために配設され、構成されている、ことを特徴とする請求項８〜１２の何れか１項に記載の装置。
【請求項１４】
洗濯物処理装置が、少なくとも以下の一つ、すなわち、洗濯機（３１０）、又はタンブル乾燥機（５１０）、又は洗濯機及びタンブル乾燥機の組み合わせである、ことを特徴とする請求項８〜１３の何れか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯物を処理する装置であって、洗濯物を収容し、略水平軸の回り回転するサポート上に回転可能に装着されるドラムと、ドラムを回転させるモータと、ドラムの回転速度を制御するコントローラと、を備える洗濯物を処理する装置で洗濯物を処理する方法に関する。
本発明は、さらに、この方法を実施するための洗濯物処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗濯物の処理は洗濯物上で行われる作用であり、洗濯物の性質を変える、例えば、汚れた物を湿らせ、汚れを分解して除去し、洗濯物からの水及び／又は洗剤を除去し、洗濯物のコンパクト性や皺のレベル（度合い）を変える。ある種の洗濯物処理装置、例えば、洗濯機、タンブル乾燥機、洗濯乾燥機は、回転ドラムで洗濯を行うことによって作動する。ドラムは、使用者により選択される特別のプログラムによって回転する。一般に、洗濯プログラムに従う洗濯機は、浸漬すること、洗うこと、濯ぐこと、脱水すること、分離し／開放すること、を含む複数の機能を実施し、個々の機能は洗浄液、洗剤の濃度及びタイプ、洗浄液温度、ドラムの回転速度などに関するプロセスパラメータを有している。洗浄液は、例えば、液体又は超臨界相の水又は炭酸ガスとすることができる。通常、タンブル乾燥機は簡素なプログラムに従い、単にドラムを回転し、間欠的に回転方向を変える。
【０００３】
社会には環境問題に対する認識が非常に高まっているため、洗浄液、洗剤、エネルギー消費量に関して、より効率的な洗濯物処理装置の要求がある。しかしながら、洗濯機内の洗浄液の量を減らすこと、又は洗濯機やタンブル乾燥機の動作時間を短くすることは、適切に綺麗にされず又は乾燥されない洗濯物をもたらすことになる。このため、より効率的な洗濯物処理装置及び方法に関して、より強い要求がある。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、より効率的な洗濯物処理方法及び改善された性質を有する洗濯物処理装置を提供することを目的とする。また、上述した目的及び他の目的として、洗濯物処理装置であって、洗濯物を収容すると共に、略水平軸の回りを回転するようにサポートに回転可能に装着されるドラムと、ドラムを回転するために配置されたモータと、ドラムの回転速度を制御するためのコントローラとを備えた洗濯物処理装置で洗濯物を処理する方法を提供する。この方法は、ドラムが洗濯物を含むとき、モーターでドラムの回転を始めること、洗濯物が処理される間に、ドラムと洗濯物との間の相互作用に関係し、ドラムの回転によって生じた変化を表示する信号を記憶すること、を含む。以下において、このような信号は、洗濯物−ドラム間の相互作用信号として言及する。さらに、この方法は、その信号と所望される処理結果に基づいてドラムの目標回転速度を決定すること、目標回転速度にドラムの回転速度を調整することを含む。
【０００５】
この方法を使用することで、より効率的な洗濯物を処理する最適なドラム速度を得ることができる。
【０００６】
一実施形態において、目標回転速度は、洗濯物上での所望される機械的作用のレベルに基づいて洗濯される。この方法を使用することで、洗濯物が所望のレベルの機械的作用を受けるドラムの回転速度を見つけることが可能となる。機械的作用のレベルを所望のレベルに設定することができることにより、洗濯物処理プログラムで洗濯物上の機械的作用を最適化することが可能となる。これは、より効率的な洗濯物処理を可能にする。
【０００７】
一実施形態において、目標回転速度は、洗濯物上で最大の許容される機械的作用を生じる速度以下に保持される。この方法を使用することにより、やわらかな布地の洗濯物プログラムで、洗濯物と機械の特定された最大の許容範囲に維持されながら、洗濯物上での機械的作用を最小にすることができる。言い換えると、これは、短い時間でより綺麗な洗濯を行うことができ、従来の方法よりエネルギー消費を少なくすることができる。
【０００８】
洗濯物処理プログラム実施中の機械的作用の合計が最大の機械的作用に達すると、すぐに、洗濯物処理プログラムが中断することを可能にする。
【０００９】
一実施形態において、目標回転速度は、洗濯物がドラム内で落下（drop through）しないように決定される。ある種の洗濯物処理プログラムでは、非常に低い機械的作用を洗濯物に与えることが望まれている。例えば、ウールプログラムでは、特に、このことが望まれている。洗濯物がドラム内で落下しないように保つことは、洗濯物が受ける機械的作用のレベルを制限する。
【００１０】
一実施形態において、目標回転速度は、洗濯物がドラム内で落下するように選択される。これは、洗濯物上において非常に強い機械的作用を与える。
【００１１】
一実施形態において、目標回転速度は、洗濯物が落下高さの(drop height)の最大に対応する回転速度の７５％から１２０％の回転速度範囲にあるように選択される。ドラムの回転速度がこの範囲内にあるようにすることで、洗濯物上のでの機械的作用が最大に近づくことを確実にする。好ましくは、目標回転速度は洗濯物の落下高さが最小になる回転速度である。洗濯機の場合、この回転速度は洗濯物とドラムとの間で最も強い衝撃を生じ、クリーニング効率を高める。タンブル乾燥機の場合、この回転速度は洗濯物が大気中に存在する時間を最小にし、乾燥時間を減らす。
【００１２】
結果的に、タンブル乾燥機の場合、乾燥処理がより早くなり、洗濯機の場合、洗濯処理が従来の機械より効率的に行われる。
【００１３】
一実施形態において、洗濯物処理装置はさらにドレイン弁を備え、方法はドレイン弁が閉じている間に実施され、ドラムは洗浄液の一つのレベルを含む。
【００１４】
一実施形態において、洗濯物処理装置はタンブラ乾燥機である。
本発明は、分離／解放サイクルで洗濯物がドラムから十分に分離するときを検出するために使用されることができる。したがって、目標回転速度はゼロに近づき、分離／解放は十分になることが見つけ出される。
【００１５】
一実施形態において、信号は、静的な不釣り合い質量ｍに関係する。静的な不釣り合い質量ｍが閾値より小さいとき、全ての洗濯物はドラムから分離して広がると見なすことが合理的である。
【００１６】
一実施形態において、信号はドラムの内側にある洗濯物の移動に関係する。検出によって、すなわち、ドラムの内側に移動する洗濯物の量が増加しないとき、全ての洗濯物はドラムから分離して解放すると見なすことが合理的である。
【００１７】
一実施形態において、ドラムの回転速度は、位置、速度、ドラム又はドラムに接続した構造の衝撃加速度に基づいて決定される。この実施形態は、特に、装置、例えば加速時計に適用でき、良好な信号強度を提供する。
【００１８】
一実施形態において、ドラムの回転速度は、上昇トルク（elevation torque）に基づいて決定される。
【００１９】
一実施形態において、ドラムの目標回転速度は、少なくとも以下の一つ、すなわち、ドラムの重さ、マイクロフォンからの信号、ドラム内での洗浄液の圧力を検出する圧力センサーからの信号、カメラからの信号に基づいて決定される。
【００２０】
もちろん、目標回転速度は、上述したことの組合せに基づいて、決定することもできる。同様に、異なる実施形態の特徴を、総合的な処理効率を改良するように組み合わせることも可能である。
【００２１】
本発明の一態様によれば、洗濯物を収容し、ほぼ水平な軸の回りを回転するようにサポートに回転可能に装着されたドラムと、ドラムを回転するモータと、ドラムの回転速度を制御するコントローラと、洗濯物が処理されている間に、ドラムと洗濯物との間の相互作用に関係し、ドラムの回転によって生じた振動を表示する信号を記録するために配置され構成された手段と、信号及び所定の処理結果に基づいてドラムの目標回転速度を決定するために配置され構成された手段と、を備えた洗濯物処理装置が提供される。
【００２２】
一実施形態において、洗濯物処理装置は、洗濯物上での機械的作用の所望のレベルに基づいて目標回転速度を選択するために構成され配置されている。
【００２３】
一実施形態において、洗濯物処理装置は、洗濯物上での機械的作用の所望の最大レベルに基づいて目標回転速度を選択するために構成され配置されている。
【００２４】
一実施形態において、目標回転速度は、洗濯物がドラムの中で落下しないように、決定する。
【００２５】
一実施形態において、洗濯物処理装置は、洗濯物の落下高さに対応する回転速度の７５％から１２０％の回転速度範囲内で目標回転速度を選択するために、構成され配置されている。
【００２６】
一実施形態において、洗濯物処理装置は、ドレイン弁を備えており、ドレイン弁が閉じると共にドラムが所定の洗浄液を含んでいる間に、目標回転速度に対してドラムの速度を調節するために構成され配置されている。
【００２７】
一実施形態において、信号は、以下の少なくとも一つ、すなわち、ドラムの内側の洗濯物の移動、ドラムと洗濯物の静的不釣り合い質量に関係する。
【００２８】
一実施形態において、洗濯物処理装置は、洗濯物上での機械的作用の所望の最大レベルに基づいて目標回転速度を選択するために構成され配置されている。
【００２９】
一実施形態において、信号を記録するための手段は、上昇トルクを測定するために配置され構成されている。
【００３０】
一実施形態において、信号を記録するための手段は、ドラムの角度位置を測定するための手段と、モータによるトルクを測定するための手段を備える。好ましくは、トルクを測定する手段は、モータに与える電流を測定するために配置され構成された電流センサを備える。
【００３１】
一実施形態において、信号を記録するための手段は、洗濯物とドラムの内面との間の衝撃を測定するために配置され構成されている。
【００３２】
一実施形態において、信号を記録するための手段は、位置センサである。位置センサは、例えば、光干渉法、ホール効果センサ、電位差計、又は他の電気的、光学的、機械的な手段に基づいたものとすることができる。
【００３３】
一実施形態において、信号を記録するための手段は、速度センサである。速度センサは、例えば、ドラム又はドラムに接続した構造物から反射した電磁波又は音波のドップラー変化に基づいたものとすることができる。
【００３４】
一実施形態において、信号を記録するための手段は加速度計である。
【００３５】
一実施形態において、信号を記録するための手段はロードセルである。好ましくは、ロードセルは、歪みゲージ又はピエゾ電気素子を備える。
【００３６】
一実施形態において、信号を記録するための手段はマイクロフォンである。一実施形態において、信号を記録するための手段は洗浄液の圧力を測定する圧力センサである。一実施形態において、信号を記録するための手段はカメラである。一実施形態において、信号を記録するための手段はドラムの重さを量るための手段である。
【００３７】
さらに、他の実施形態での記録手段は、上述した検知手段の組み合わせとすることも可能である。
【００３８】
一実施形態において、洗濯物処理装置は洗濯機である。他の実施形態において、洗濯物処理装置はタンブル乾燥機である。他の実施形態において、洗濯物処理装置は洗濯機とタンブル乾燥機の組み合わせである。
【００３９】
より効率的な本発明の洗濯物処理装置によれば、洗濯物の処理時間を短くし、洗濯物処理温度を低くし、及び／又は洗浄液及び／又は洗剤を減らすことができる。これらの効果は、エネルギ消費、処理コスト、環境に対する影響力を小さくすることに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ドラム内の洗濯物の動作の異なるシナリオをそれぞれ示し、洗濯物処理装置の正面図の一組である。それぞれの装置に隣接するグラフは、洗濯物−ドラム間の相互作用信号を示す。
【図２Ａ】洗濯物処理装置を制御する方法の一実施形態を示す流れ図である。
【図２Ｂ】洗濯物とドラム間の相互作用に関係した信号の一般的形状の例を示すグラフである。
【図３Ａ】洗濯機を示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す洗濯機を制御する制御システムのブロック図である。
【図４Ａ】洗濯機を制御する方法の一実施形態を示す流れ図である。
【図４Ｂ】図４Ａにおける方法の洗濯サイクルステップを示す流れ図である。
【図５】タンブル乾燥機の図である。
【図６】タンブル乾燥機を制御する方法の一実施形態を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、３つの異なる場合において、洗濯物１１４を含むドラム１１２を有する洗濯物処理装置１１０を示す。ドラムは、モータによって回転するように配置されている。ドラム１１２の回転速度によって、図１に示すように、３つの異なるシナリオを生じ得る。洗濯物処理装置１１０（単に、図示する目的のために）に対応するグラフは、装置１１０に設けられた加速度計による時間の関数としての信号Ｓを示す。
【００４２】
回転速度に依存して、洗濯物１１４は、以下のような状態となる。
Ａ．洗濯物１１４は、ドラム１１２の内面でひっくり返る、すなわち、遠心力はドラム１１２の中心線１１６の上に洗濯物１１４を持ち上げるのに十分に強くない。
Ｂ．洗濯物１１４は、ドラム１１２の内面を離れ、ドラム１１２内で、洗浄液／洗剤のの中へ自由落下し、ドラム１１２の底に当たる、すなわち、遠心力はドラム１１２の中心線１１６の上に洗濯物１１４を持ち上げるのに十分に強いが、重力より弱い。
Ｃ．洗濯物１１４は、ドラム１１２の内面に貼り付いて回転を止める、すなわち、遠心力は重力よりも強い。
【００４３】
シナリオＢにおいて、ドラム１１２内の洗濯物１１４の軌道は、ドラム１１２の回転速度に依存する。このため、Ｂの状態を制限する回転速度の範囲内でドラム１１２の回転速度を変えることによって、洗濯物１１４が受ける機械的作用を変えることができる。
【００４４】
図２Ａは、図１の洗濯物処理装置に適した洗濯物処理方法の一例を示す。
【００４５】
ステップ２１０において、ドラム１１２は洗濯物１１４を詰め込まれており、ドラム１１２の回転がモータによって始まる。
【００４６】
ステップ２１２において、洗濯物が処理されている間に、ドラム１１２と洗濯物１１４との間の相互作用に関係し、ドラム１１２の回転によって生じた振動を示す信号が、記録される。
【００４７】
ステップ２１４において、ドラム１１２の目標回転速度が信号と所望の処理結果に基づいて決定される。
【００４８】
ステップ２１６において、ドラム１１２の回転速度が目標回転速度に対して調整される。
【００４９】
図１及び図２に関して、洗濯物処理装置及び上述した方法は、多くの異なる実施形態に変更可能である。例えば、洗濯物処理装置１１０は、洗濯機、タンブル乾燥機、洗濯機とタンブル乾燥機の組み合わせとすることができる。
【００５０】
図２Ｂは、ドラム１１２の回転によって生じた振動を表示し、洗濯物１１４とドラム１１２との間の相互作用に関係した信号の一般的形態の例を示す。この特別の例は、洗濯物とドラムとの間の相互作用信号を得るために加速度計を使用したときの形態を示し、図１に関して上述したシナリオＡ〜Ｃに対応するドラム速度区間が、図２において実線の曲線に関係して示されている。実線の曲線は、洗濯物の落下高さの最大値に対応する局部的な最大値を特徴付けている。静的な不釣り合い質量、すなわち、不釣り合いな洗濯物負荷は、２５２によって示されるように、より高速で再び上昇する信号レベルを生じる。軸に沿う曲線の位置とピークの位置は、破線の曲線によって示されているように、例えば、ドラム内の洗濯物のタイプ及び量、ドラム内の洗浄液の量、洗濯物の浸漬のレベルに依存して変化するが、基本的な形態は同じである。ドラムの位置や、ドラムに作用する力を測定するほとんどのセンサは、この基本的な形態を有する信号をもたらす。
【００５１】
図２Ｂに示されているもの以外の他の信号挙動は、洗濯物処理装置や、洗濯物処理条件や、計測手段の種類に依存し、添付された特許請求の範囲内にある。
【００５２】
図３Ａは、洗濯物処理装置、より特別には、繊維３１４を水と洗剤を使用して洗うために適用される洗濯機３１０の他の典型的な実施形態を示す。図中の洗濯機３１０は、フレーム３１８を有し、円柱状のアウタードラム３２０は、弾力性を有するように、スプリング３２２とショックアブソーバ３２４に装着されている。アウタードラム３２０の内側には、孔の開いた円柱状のインナードラム３１２が、回転可能に配置され、アウタードラム３２０の背面にサポートで連結されている。インナードラム３１２を回転するために配置されたドラム軸は、水密性の回転ジョイントを介してアウタードラム３２０の背壁を貫通する。
【００５３】
洗濯物は、アウタードラムとインナードラム３２０，３１２の正面にある開口によって洗濯機３１０のインナードラム３１２の中へ詰め込まれる。アウタードラム３２０は、水密にアウタードラム３２０を密閉するドア３３４を備えている。したがって、アウタードラム３２０は水密部品を規定するものとなり、その内側に、ドラム軸上のプーリーを介してアウタードラム３２０の外側から回転可能なインナードラム３１２がある。ブラシレス電気モータ３３６は、ドライブベルトを介してドラム軸に接続し、モータ３３６はコントローラ３４０によって制御されている。
【００５４】
給水に接続したサプライ弁３４２は、アウタードラム３２０及び孔の開いたインナードラム３１２を、洗い又は注ぎ処理の初期において適切なレベルまで水で満たすために配設される。洗い又は注ぎ処理の最後において、ドラム３２０，３１２はドレイン弁３４４によって排水する。両方のバルブは、コントローラに接続して作動する。
【００５５】
洗濯物３１４が洗浄液又はインナードラム３１２の底に当たるとき、アウタードラム３２０の衝撃加速度を測定するために配設された加速度計３４６は、アウタードラム３２０の外面に取り付けられる。加速時計３４６は、例として、３軸のＭＥＭＳ型（Microelectromechanical System）容量性加速度計とすることができる。これは、洗濯物３１４が洗浄液又はインナードラム３１２の底に当たるとき、アウタードラム３２０が受ける衝撃加速度に対応する信号を送るのに配設される。衝撃加速度信号は、図４Ａ〜Ｂを参照して以下で説明する。
【００５６】
図示された加速時計３４６の位置は単に一例であるが、実際に、加速時計３４６はアウタードラムの面や、アウタードラムがサスペンションに接続する部分などの機械のスプリング支持された部分に取り付けられる。
【００５７】
図３Ｂは、より詳細にコントロールシステムを示す。コントローラ３４０は、プロセッサ３４７、洗濯物−ドラム間の相互作用信号と処理中に必要な変数のための記憶位置を有するワーキングメモリー３５２を備える。さらにコントローラ３４０は、ユーザ入力ボタンとプログラムセレクター３４９を備える入力パネル３４８に接続している。入力パネル３４８を介して、ユーザは洗濯プログラムメモリー３５０に記憶された所定の洗濯プログラムの一つを選択して開始することができる。さらに、コントローラは、モータ３３６に対して駆動電流を制御し、モータ３３６からの速度を示すフィードバック信号を受けるために配設されている。
【００５８】
コントローラ３４０は、サプライ弁３４２及びドレイン弁３４４に接続すると共に、加速時計３４６に対して加速度計の信号を選別するために信号処理装置３５４に接続している。
【００５９】
図４Ａ〜Ｂは、本発明の一態様を実施する洗濯処理方法の一例を示す。この例に示す方法は、例えば、図３Ａ〜Ｂに示す洗濯機３１０で実施することができる。この実施例において、洗濯物を綺麗にする所定の処理結果を得る。これは、洗濯プログラムによって与えられた制限内で洗濯物上での機械的作用を最大にすることによって、特に、対応する制限内で加速度計３４６からの信号の値を最大にすることによって、達成される。
【００６０】
先ず、機械３１０のインナードラム３１２は、ドア３３４を介して一組みの洗濯物が詰め込まれている。洗濯物の量は、インナードラム３１２を完全には満たさずに、洗濯物３１４の上の空間を残すか、又は洗濯物の浸漬中に上部の空間が無いように、インナードラム３１２が完全に満たすかのどちらかである。ドア３３４が閉じると、洗濯プログラムはプログラムセレクタ３４９を回すことによって選択され、機械３１０はスタートボタンを押すことによって動作する。
【００６１】
図４Ａには、流れ図の開始点４１０が示されている。全てのステップは連続して実施され、コントローラ３４０によって制御される。
【００６２】
ステップ４１２において、サプライ弁３４２が開き、ドラム３１２，３４０に洗剤を噴出するための洗剤室を介して水が流れる。
【００６３】
ステップ４１４において、インナードラム３１２の回転は、選択されたプログラムによって決定するスピードで開始する。
【００６４】
ステップ４１６において、インナードラム３１２が回転し、水と洗剤とがドラム３１２，３２０の中へ入り、洗濯物が完全に浸かり、水／洗剤混合物が選択されたプログラムによって決まるレベルに達する。そして、サプライ弁３４２が閉じる。
【００６５】
ステップ４１８において、本発明の一態様の例として実施される洗いサイクルは、図４Ｂの流れ図にしたがって行われる。
【００６６】
ステップ４２０において、ドラム３１２，３２０は、ドレイン弁３４４を開き、洗濯物３１４から洗浄液を取るために選択されたプログラムによって決まるより低い回転速度までインナードラム３１２を加速することによって排水する。
【００６７】
ステップ４２２において、濯ぎサイクルは、インナードラム３１２を減速し、ドレイン弁３４４を閉じることによって始まり、サプライ弁３４２を介して、選択されたプログラムによって決まる濯ぎレベルまで水を満たす。
【００６８】
ステップ４２４において、濯ぎはインナードラム３１２の回転速度で、選択されたプログラムによって決まる時間の間、実施する。
【００６９】
ステップ４２６において、ドラム３１２，３２０は、ドレイン弁３４４を開き、洗濯物３１４からほんどの水を取るために選択されたプログラムによって決まるより低い回転速度までインナードラム３１２を加速することによって排水する。
【００７０】
濯ぎステップ４２２〜４２６は、選択された選択プログラムに基づいて、３〜４度繰り返す。
【００７１】
脱水サイクル４２８において、インナードラム３１２は、水の所定量を除くために、選択された洗濯プログラムによって決まるより高い回転速度まで加速する。洗濯物３１４は、選択された洗濯プログラムによって決まる時間の間、回転する。
【００７２】
回転後、洗濯物は遠心力によって圧縮され、インナードラム３１２の内面に溜まる。
【００７３】
分離及び解放サイクル４２９において、インナードラム３１２は、減速し、選択された洗濯プログラムで決まる時間の間、ゆっくり回転する。分離速度は、一般的に、分当たり数回転である。
【００７４】
分離及び解放サイクルの間、洗濯物が回転するドラムの最も高い点を通るとき、洗濯物は重力によってインナードラム３１２の内面から分離する。洗濯物がドラムの内側を動くことによって、洗濯物が解放し、衣類の分離、乾燥が容易となる。
【００７５】
最後に、ステップ４３０において、インナードラム３１２が止まり、ドア３３４が開くとすぐに、綺麗な洗濯物３１４がドラム３１２から取り出される。
【００７６】
図４Ｂを参照して、ステップ４１８の洗いサイクルは詳細に説明する。
【００７７】
ステップ４５０において、工場プリセットを使用して不揮発性の洗濯プログラムメモリー３５０に初期値をセットする。すなわち、時計回り方向及び半時計回り方向の洗い速度 wash speed cw, wash speed ccw は、５０と−５０ｒｐｍのデフォルト値をそれぞれセットする。それぞれの回転方向の洗い速度 delta cw, delta ccw は２ｒｐｍにセットする。最大と最小の洗い速度 max speed, min speed はそれぞれ３０と７５ｒｐｍにセットする。これらの開示している値は単に一例であり、特別の洗濯プログラムによって決まる。
【００７８】
ステップ４５２において、インナードラム３１２は時計回り方向回転速度 wash speed cw に達するまで加速する。
【００７９】
ステップ４５４において、インナードラム３１２は、ステップ４５２で到達した速度を１０秒間保持し、加速時計３４６からの信号をミリ秒毎に記録し、メモリー３５２のP1-P10000に記憶する。
【００８０】
ステップ４５６において、第１の時計回り方向の洗濯物−ドラム間の相互作用信号の値を表すimpulse cw 1の値を、impulse cw 1=max(P1...P1000)として計算し、メモリー３５２に記憶する。
【００８１】
ステップ４５８において、インナードラム３１２が止まり、半時計回り方向でwash speed ccwまで加速する。
【００８２】
ステップ４６０において、ステップ４５８で到達した速度を１０秒間保持し、加速時計３４６からの信号をミリ秒毎に記録し、メモリー３５２のP1-P10000に記憶する。
【００８３】
ステップ４６２において、第１の半時計回り方向の洗濯物−ドラム間の相互作用信号の値を表すimpulse ccw 1の値を、impulse cw 1=max(P1...P1000)として計算し、メモリー３５２に記憶する。
【００８４】
ステップ４６６において、新しい時計回り方向の速度を試す。したがって、インナードラム３１２は止まり、minの回転速度に達するまで（max(wash speed cw+delta cw, min speed), max speed）、時計回り方向に加速する。
【００８５】
ステップ４６８において、インナードラム３１２はステップ４６６で到達した速度を１０秒間保持し、加速時計３４６からの信号をミリ秒毎に記録し、メモリー３５２のP1-P10000に記憶する。
【００８６】
ステップ４７０において、第２の時計回り方向の洗濯物−ドラム間の相互作用信号の値を表すimpulse cw 2の値を、impulse cw 2=max(P1...P1000)として計算し、メモリー３５２に記憶する。
【００８７】
ステップ３７２において、新しい半時計回り方向の速度を試す。したがって、インナードラム３１２は妨害され、minの回転速度に達するまで（max(wash speed ccw+delta ccw, min speed), max speed）、半時計回り方向に加速する。
【００８８】
ステップ４７４において、ドラムはステップ４７２で到達した速度を１０秒間保持し、加速時計３４６からの信号をミリ秒毎に記録し、メモリー３５２のP1-P10000に記憶する。
【００８９】
ステップ４７６において、第２の半時計回り方向の洗濯物−ドラム間の相互作用信号の値を表すimpulse ccw 2の値を、impulse ccw 2=max(P1...P1000)として計算し、メモリー３５２に記憶する。
【００９０】
ステップ４７８において、wash speed cwとwash speed ccw の新しい改善した値を、次のように計算する。
もし、impulse cw 1>impulse cw 2のとき、
delta cwを-delta cwにセットする。
もし、impulse ccw 1>impulse ccw 2のとき、
delta ccwを-delta ccwにセットする。
wash speed cwをmax(min(wash speed cw+delta cw, max speed), min speed)にセットする。
wash speed ccwをmax(min(wash speed ccw+delta ccw, max speed), min speed)にセットする。
impulse cw 1をimpulse cw 2の値にセットする。
impulse ccw 1をimpulse ccw 2の値にセットする。
【００９１】
ステップ４６６〜４７８は、洗濯プログラムに決まる回数だけ繰り返す、すなわち、一般的な洗いにおいて約５０回繰り返す。
【００９２】
ステップ４５６，４６２，４７０，４７６における洗濯物−ドラム間の相互作用の大きさを表す値を計算するために、多くの方法がある。例えば、上述したように加速度のピーク値を見つける代わりに、ドラム３１２の全回転に亘って、又は特定の時間間隔で加速度を合計することは、洗濯物３１４上での平均的な機械的作用の大きさをもたらす。加速時計３４６からの信号のピーク値が、全回転に亘って合計された信号を最大にする速度とは異なるインナードラム３１２の速度に達するということは、容易に認識することができる。これは、洗濯物３１４の異なる部分が、ドラム３１２の内側で異なる軌跡をたどるためである。インナードラム３１２の内側での洗濯物の最大落下高さを見つける異なる方法は、特許請求の範囲内に含まれている。同様に、この実施例において、加速時計が使用されるときでさえ、洗濯物−ドラム間の相互作用信号を測定する他の異なる方法も特許請求の範囲に含まれる。
【００９３】
図３〜４に関する上記実施形態において、洗濯物−ドラム間の相互作用信号は、加速時計から得られる。このような信号を得る方法はたくさんある。図５〜６に関する詳細な以下の実施形態において、信号はドラムを回転するときのモータからのトルクを測定することによって得られる。
【００９４】
参照によって本明細書に組み込まれＥＰ１６０９９０１は、回転するドラムの内側で洗濯物の一様な配置を得ることができる洗濯機を開示する。目的は振動を減少すること、機械的な故障の危険性を減らすことである。ＥＰ１６０９９０１は、静的な不釣り合い質量ｍと上昇トルクＴELEVATIONを使用する方法によって、ドラムをバランスさせることを記載する。本発明者は、ｍとＴELEVATIONの使用が本発明に使用されたとき非常に大きな効果をもたらすことを見つけ出した。
【００９５】
ＴELEVATIONは、ドラムの内面に保持されていない洗濯物を上げるのに必要なトルクとして規定される。洗濯物は、ドラムによって持ち上げるドラムトルクに影響するが、洗濯物はドラムの内面に保持されないため、洗濯物が下方へ自由落下するときの異符号の対応する影響を生じない（図１のシナリオＡ参照）。
【００９６】
ＥＰ１６０９９０１の開示によると、ＴELEVATIONとｍはモータトルクＴmotorとドラムの各速度ωを測定することと、段落３１〜４０に記載されている数式を使用することによって計算することができる。
【００９７】
【数１】
2011514824.tif 000003
【００９８】
ここで、
ＪTOTALは、回転質量は洗濯物負荷、ドラム軸及びモータ軸に関して、ドラム、電気モータを備える回転質量のトータル慣性であり、
ωはドラム角速度、
ｄω／ｄｔはドラム角加速度、
ｍはドラムと洗濯物の静的不釣り合い質量、
ｇは重力加速度、
Ｒはドラム半径、
−ｍｇＲ×ｃｏｓ（ωｔ）は静的不釣り合い質量ｍによる抵抗モーメント、
Ｔmotorは電気モータによって提供され、ドラム軸上で測定されたトルク、
ＴFRICTIONはドラム軸上で測定された摩擦トルクである。
数式は、近似式であり、ドラムの回転の釣り合いを表している。
【００９９】
実際に、ＴFRICTIONの大きさはドラム内での洗濯物の軌跡の長さの指標を与える。ＴFRICTIONの増加は洗濯物の落下高さの増加に対応し、したがって、洗濯物上での機械的作用に対応する。
【０１００】
もし、ドラムの回転方向の切り替えの時間Ｔで合計されるなら、
【０１０１】
【数２】
2011514824.tif 000004
【０１０２】
さらに、もし、ドラムが一定の平均速度を保つならば、すなわち、ドラムが特定角度を通過する毎に、ドラム速度が同じであるならば、
【０１０３】
【数３】
2011514824.tif 000005
【０１０４】
又は書き換えると、
【０１０５】
【数４】
2011514824.tif 000006
【０１０６】
これは、ドラムの回転方向の切れ換えの合計数に亘って、平均モータトルクＴMOTORが上昇トルクＴELEVATIONの平均値の非常に良い推定値を与えることを意味する。ＴFRICTIONの影響は、無視され、又は当業者によって知られている方法で測定され、又は推定される。
【０１０７】
上昇トルクＴELEVATIONの使用例の詳細な記載は、図５〜６に関して以下で与えられる。
【０１０８】
図５は、一組みの洗濯物５１４を有するドラム５１２を備えたタンブル乾燥機５１０を示す。ドラムは、モータ５３６の角度位置を測定するためのホール効果センサを備えるブラシレスモータ５３６によって回転するように配置される。モータ５３６を含むタンブル乾燥機５１０は、コントローラ５４０で制御される。コントローラ５４０は、メモリ５５２と、電気モータ５３６に流れる電流にを測定するために配設された電流センサ５９０に接続している。さらに、コントローラ５４０は、電流センサ５９０からの信号に基づいて、当業者によって知られている方法で、モータ５３６のトルクを計算するために配設されている。
【０１０９】
図６は、乾燥効率を最大にするために、図５のタンブル乾燥機で実施する洗濯物処理方法を示す。所望される処理結果は洗濯物を乾燥することであり、処理時間ができるだけ早くなるように、洗濯物５１４がドラム５１２の内側の空気を落下することに費やされる時間が最大になるように実施する。
【０１１０】
先ず、タンブル乾燥機のドラム５１２には一組の洗濯物５１４が詰め込まれる。乾燥プログラムが選択され、タンブル乾燥機５１０がスタートする。
【０１１１】
ステップ６１０において、初期値を工場プリセットを使用して設定する。
タンブル速度tumbling speedをデフォルト値６０ｒｐｍに設定する。タンブル速度変化ステップdeltaを１ｒｐｍに設定する。最大と最小のタンブル速度max speedとmin speedを３０と７５ｒｐｍにそれぞれ設定する。この開示における値は一例であり、これらの値は、特定の乾燥プログラムによって決定する。
【０１１２】
ステップ６１２において、ドラム５１２は回転速度がタンブル速度tumbling speedになるまで加速する。
【０１１３】
ステップ６１４において、モータ５３６のホール効果センサからの角度によって指示されるように、ドラム５１２が、完全な回転（complete speed）のためにステップ６１２で到達した速度に保持され、そして、ミリ秒の間、ＴMOTORのｎ値、Ｔnがメモリ５５２の位置Ｐnに記憶される。ｎはｎ＝１から始まる順次サンプル数である。
【０１１４】
ステップ６１６において、第１の洗濯物−ドラム間の相互作用信号を表す第１の時間平均ＴELEVATION avg 1を、以下の式で計算し、メモリ５５２に記憶する。
【０１１５】
【数５】
2011514824.tif 000007
【０１１６】
ステップ６１８において、新しい速度を試す。したがって、ドラム５１２の回転速度はminになる（max(tumbling speed+delta, min speed), max speed）。
【０１１７】
ステップ６２０において、モータ５３６のホール効果センサからの角度によって指示されるように、ドラム５１２が完全な回転（complete speed）のためにステップ６１８で到達した速度に保持され、そして、ミリ秒の間、ＴMOTORのｎ値、Ｔnがメモリ５５２の位置Ｐnに記憶される。ｎはｎ＝１から始まる順次サンプル数である。
【０１１８】
ステップ６２２において、第１の洗濯物−ドラム間の相互作用信号を表す時間平均ＴELEVATION avg 2を、以下の式で計算し、メモリ５５２に記憶する。
【０１１９】
【数６】
2011514824.tif 000008
【０１２０】
ステップ６２４において、tumbling speedとdeltaの新しく変更した値を以下のように計算する。
もし、ＴELEVATION avg 1>ＴELEVATION avg 2のとき、
deltaを-deltaにセットする。
tumbling speedをmax(min(tumbling speed+delta, max speed), min speed）に
セットする。
ＴELEVATION avg 1をＴELEVATION avg 2の値にセットする。
【０１２１】
ステップ６１８から６２４までを、乾燥プログラムの実施中に何度も繰り返す。
【０１２２】
乾燥プロセスの初期、又は乾燥プログラムの実施中に間欠的に、速度調節手段を実施することができる。ＴELEVATION avg 1の初期値は、ステップ６１０で工場プリセットに設定したり、ステップ６１２〜６１６に記載した方法以外の方法、例えば、推定方法を使用して設定したりすることができる。ステップ６１０〜６２４に記載された方法は、洗濯機や組み合わされた洗濯機／タンブル乾燥機で実施することができる。
【０１２３】
洗濯物−ドラム間の相互作用信号は、ドラム内での洗濯物の軌道長さについて、又は、衝撃が落下高さに比較して大きいとき、洗濯物がドラムの底又は洗浄液の面に当たるときの衝撃についての情報を伝える測定されたパラメータとすることができる。洗濯物−ドラム間の相互作用信号は、例えば、洗濯物の衝撃時のドラムの位置、速度、加速度を測定するセンサ、洗濯物の衝撃時にドラム又は洗濯液から生じた音波又は圧力波を検出するマイクロフォン、又は圧力センサ、又はドラム内を落下する洗濯物が重さに影響を受けないとき、ドラムの重さを測定するセンサからの信号に基づいている。さらに、ドラムを支持する構造体に作用する力を測定するロードセルなどの力検出手段することもできる。ドラムの慣性モーメントは、洗濯物がドラムの内面に貼り付いているか、又はドラムの内面から自由に落下するどうかに依存するため、例えば、時間又はドラムの角度の関数として、ドラムを駆動するために必要なトルクについての情報を含む信号など、モータからの信号に基づくこともできる。洗濯物−ドラム間の相互作用信号を検出する他の方法があり、すなわち、ドラムの回転に応じて、洗濯物とドラム間の相互作用について、又は洗濯物と洗浄液間の相互作用についての情報を含む信号は、洗濯物−ドラム間の相互作用信号とされる。
【０１２４】
本発明は、洗濯物の落下高さ又は洗濯物上での機械的作用を最大にすることに制限されない。すなわち、洗濯物落下高さ又は機械的作用が重要となる他の適用方法も考えることができる。例として、ウール衣料やいわゆるデリケートな繊維は、洗い及びタンブル乾燥中に洗濯物上で生じる強い機械的作用によって傷つきやすい。従来の洗濯物処理装置は、洗濯物上で生じる機械的作用のレベルが分からないため、安全の範囲内で、機械的作用の最大許容されるレベルよりかなり低目の機械的作用を生じるドラムの回転速度を選択する。結果的に、デリケートな繊維プログラムは、洗いのみの機械的作用部分で必要とされるエネルギーが、より多く、長く消費されることになる。傷付き易さは、ウール又はデリケートな繊維の推定された最大許容レベルをはるかに下回る洗濯物上での機械的作用のレベルを選択することによって、許容される。洗濯物上での機械的作用のレベルは、洗濯物処理装置のウール又はデリケートな繊維プログラムによって制御されるドラムの回転速度に関係する。
【０１２５】
本発明によれば、不確実性による大凡の安全な範囲を不要とし、機械的作用の目標レベルを得るために、ドラムの速度を調整することを可能にする。洗濯物処理プログラムの実施中における機械的作用の総和が、機械的作用の最大の総和になり、洗濯物処理プログラムがより早く中断されるようになる。
【０１２６】
本発明は、洗濯物上での機械的作用を制御することに制限されない。また、洗濯物とドラム間の相互作用を表す信号がドラムの速度を制御するために使用されることにおいて、他の適用を考えるこもできる。例として、洗濯機で洗濯物を回転するとき、洗濯物はインナードラムの内面で圧縮され、内面に貼り付く。コンパクトな洗濯物は、使用者がドラムから取り除くことを難しくする。一晩中ドラムの中に洗濯物を残すこと、例えば、寝る前に洗濯を行うときは、時間が経過する洗濯物が堅くなるため、洗濯物を取り除くことをなおさら難しくする、
【０１２７】
したがって、洗濯機は、ドラムがゆっくり回転している間に、脱水サイクルが終了した後、洗濯物を分離し解放するサイクルを実施する。このようにして、洗濯物がドラムの内面の最上部にぶら下がり、洗濯物は重力によってドラムから分離する。分離後、洗濯物がドラムの内側を転がることによって広がる。しかしながら、洗濯物の部分がコンパクトであり、洗濯物プログラムが終わった後にドラムに貼り付いているという問題が、ときどき生じることがある。脱水が終わった後に、洗濯物を分離し解放する行程を延ばすことは、エネルギー消費を増加させ、全ての洗濯物が分離工程において完全に早く分離したときでも、使用者が洗濯物プログラムが終わるまでより長く待たなければならなくなる。
【０１２８】
本発明によれば、全ての洗濯物が分離しているときを検出し、それによって、洗濯物の最後の部分が分離した後、一定の時間で全ての洗濯物が分離されたと仮定する。
【０１２９】
本発明は、上述した特定の本実施形態に制限されるものではない。すなわち、当業者による多くの変更及び修正を可能にする。これらの変更などの全ては特許請求の範囲内にある。
【図１】
2011514824.tif 000009
【図２Ａ】
2011514824.tif 000010
【図２Ｂ】
2011514824.tif 000011
【図３Ａ】
2011514824.tif 000012
【図３Ｂ】
2011514824.tif 000013
【図４Ａ】
2011514824.tif 000014
【図４Ｂ】
2011514824.tif 000015
【図５】
2011514824.tif 000016
【図６】
2011514824.tif 000017
【国際調査報告】
2011514824.tif 000018
2011514824.tif 000019
2011514824.tif 000020