(57)【要約】【課題】  布量感知及び偏芯感知の確度を高めて最適の脱水を実施できる洗濯機の脱水制御方法を提供する。【解決手段】  洗濯機の脱水制御方法は、布量を感知する布量感知段階の後に偏芯及び布量を感知する偏芯/布量感知段階を実施する。前記布量感知段階で感知された布量と偏芯/布量感知段階で感知された布量とを利用して最終布量を選定して本脱水に入るために、時間の経過に伴う脱水などの変動事項による誤差を最小限に抑えられ、且つ、全体的布量感知回数が増加して布量感知の確度が向上する利点がある。【選択図】      図４
2005052659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯槽内の布量を感知する布量感知段階と、
前記布量感知段階以降に偏芯及び布量を感知する偏芯/布量感知段階と、
前記布量感知段階で感知された布量と、前記偏芯/布量感知段階で感知された布量を利用して最終布量を選定する最終布量選定段階と、
前記最終布量選定段階で選定された布量に基づいて本脱水を実施する本脱水段階とを含むことを特徴とする洗濯機の脱水制御方法。
【請求項２】
前記偏芯/布量感知段階は、
洗濯槽を回転させるモーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達するようにモーターを起動した後に加速制御する加速工程と、
前記モーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達すると設定時間の間モーターを定速制御する定速工程と、
前記加速工程と定速工程のパルス幅変調デューティ値を測定するデューティ値測定工程と、
前記定速工程のＲＰＭ変動量を測定するＲＰＭ測定工程と、
前記ＲＰＭ測定工程で測定されたＲＰＭ変動量で偏芯指標を選定する偏芯指標選定工程と、
前記デューティ値測定工程で測定されたデューティ値と前記偏芯指標選定工程で選定された偏芯指標で布量を選定して前記偏芯/布量感知段階の感知布量とする感知布量選定工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の洗濯機の脱水制御方法。
【請求項３】
前記偏芯/布量感知段階は、
前記感知布量選定工程で選定された布量を基準として前記本脱水段階に入るか否かを決定するためのパス偏芯指標を選定するパス偏芯指標選定工程と、
前記偏芯指標選定工程で選定された偏芯指標と、前記パス偏芯指標選定工程で選定されたパス偏芯指標とを比較する比較工程とをさらに含み、
前記比較工程の結果、偏芯指標がパス偏芯指標以下であるか、偏芯指標とパス偏芯指標との差の絶対値が設定値以下なら、前記偏芯/布量感知段階を終了する工程と、
偏芯指標がパス偏芯指標より大きいか、偏芯指標とパス偏芯指標との差の絶対値が設定値を超えると、モーターをオフにした後、前記偏芯/布量感知段階を繰り返し行う工程とをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の洗濯機の脱水制御方法。
【請求項４】
前記偏芯/布量感知段階は、
洗濯槽を回転させるモーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達するようにモーターを起動した後に加速制御する加速工程と、
前記モーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達すると設定時間の間モーターを定速制御する定速工程と、
前記加速工程と定速工程のパルス幅変調デューティ値を測定して布量を選定する布量選定工程と、
前記定速工程のＲＰＭ変動量を測定して偏芯指標を選定する偏芯指標選定工程と、
前記布量選定工程で選定した布量と前記偏芯指標選定工程で選定した偏芯指標で新しい布量及び偏芯指標を設定回数にわたって逐次計算する逐次計算工程と、
前記布量選定工程で選定された布量と逐次計算工程で計算された布量により布量を選定して前記偏芯/布量感知段階の感知布量とする感知布量選定工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の洗濯機の脱水制御方法。
【請求項５】
前記偏芯/布量感知段階は、
前記感知布量選定工程で選定した布量を基準として前記本脱水段階に入るか否かを決定するためのパス偏芯指標を選定するパス偏芯指標選定工程と、
前記逐次計算工程で逐次計算される偏芯指標のうち最終偏芯指標と前記パス偏芯指標選定工程で選定されたパス偏芯指標とを比較する比較工程とをさらに含み、
前記比較工程の結果、前記偏芯指標と前記パス偏芯指標との差の絶対値が設定値以下なら、前記偏芯/布量感知段階を終了する工程と、
前記最終偏芯指標と前記パス偏芯指標との差の絶対値が設定値を超えると、モーターをオフにした以降に前記偏芯/布量感知段階を繰り返し行う工程と含むことを特徴とする請求項４に記載の洗濯機の脱水制御方法。
【請求項６】
前記偏芯/布量感知段階は、
洗濯槽を回転させるモーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達するように前記モーターを起動した後に加速する加速工程と、
前記加速段階によりモーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達すると、前記モーターを設定時間の間定速制御する定速制御工程と、
前記定速制御段階の後にモーターをオフにする減速工程と、
前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持された区間でのモーター角速度及び時間とパルス幅変調デューティ値を測定し、前記定速制御段階においてＲＰＭが変動される区間でのＲＰＭ変動量及びパルス幅変調デューディ値を測定する測定工程と、
前記測定段階で測定されたモーター角速度と時間とパルス幅変調デューティ値と洗濯槽及び布の回転に対する運動方程式を利用して布量を選定して前記偏芯/布量感知段階の感知布量とする感知布量選定工程と、
前記感知布量選定工程で選定された布量と前記測定段階で測定されたＲＰＭ変動量を利用して偏芯指標を選定する偏芯指標選定工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の洗濯機の脱水制御方法。
【請求項７】
前記偏芯/布量感知段階は、
前記偏芯指標選定工程で選定された偏芯指標と、既設定されたパス偏芯指標とを比較する比較工程をさらに含み、
前記比較工程の結果、偏芯指標がパス偏芯指標以下であるか、偏芯指標とパス偏芯指標との差の絶対値が設定値以下なら、前記偏芯/布量感知段階を終了する工程と、
偏芯指標がパス偏芯指標より大きいか、偏芯指標とパス偏芯指標との差の絶対値が設定値を超えると、モーターをオフにした以降に前記偏芯/布量感知段階を繰り返し行う工程とをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の洗濯機の脱水制御方法。
【請求項８】
脱水したい布が収容された洗濯槽を回転させるモーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達するように前記モーターを起動した後に加速する加速段階と、
前記加速段階によりモーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達すると、前記モーターを設定時間の間定速制御する定速制御段階と、
前記定速制御段階の後にモーターをオフにする減速段階と、
前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持された区間でのモーター角速度及び時間とパルス幅変調デューティ値を測定し、前記定速制御段階においてＲＰＭが変動される区間でのＲＰＭ変動量及びパルス幅変調デューディ値を測定する測定段階と、
前記測定段階で測定されたモーター角速度と時間とパルス幅変調デューティ値と前記洗濯槽及び布の回転に対する運動方程式を利用して布量を選定する布量選定段階と、
前記布量選定段階で選定された布量と前記測定段階で測定されたＲＰＭ変動量を利用して偏芯指標を選定する偏芯指標選定段階とを含むことを特徴とする洗濯機の脱水制御方法。
【請求項９】
前記布量選定段階は、下記の式１により布量を選定することを特徴とする請求項８に記載の洗濯機の脱水制御方法。
【数１】
2005052659.tif 000014
(式中、
ＩL
は布の慣性モーメントであり、
ＰＷＭ(i)
は前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持される区間でのパルス幅変調デューティ値であり、
ＰＷＭ’
は前記定速制御段階においてＲＰＭが変動する区間でのパルス幅変調デューディ値であり、
Δt
は前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持された区間の時間であり、
ｗ’
は前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持される区間でのモーター角速度であり、
Ｉdrum
は洗濯槽の慣性モーメントであり、
ｋ1
は比例定数である。)
【請求項１０】
前記偏芯指標選定段階は、下記の式２により偏芯指標を選定することを特徴とする請求項９に記載の洗濯機の脱水制御方法。
【数２】
2005052659.tif 000015
(式中、UB指標は偏芯指標であり、
ＩL
は布の慣性モーメントであり、
rpmripple
は前記定速制御段階においてＲＰＭが変動される区間でのＲＰＭ変動量であり、
ｋ2
は実験により決定される比例定数である。)
【請求項１１】
前記洗濯機の脱水制御方法は、
前記偏芯指標選定段階で選定された偏芯指標と、既設定されたパス偏芯指標とを比較する比較段階と、
前記比較段階の結果、選定された偏芯指標がパス偏芯指標以下であるか、偏芯指標とパス偏芯指標との差の絶対値が設定値以下なら、前記布量感知段階で感知された布量と、前記偏芯/布量感知段階で感知された布量を利用して最終布量を選定し、前記最終布量選定段階で選定された布量に基づいて本脱水を実施する本脱水段階と、
偏芯指標がパス偏芯指標より大きいか、偏芯指標とパス偏芯指標との差の絶対値が設定値超えると、前記モーターをオフにした後に前記加速段階に復帰する段階とを含むことを特徴とする請求項８に記載の洗濯機の脱水制御方法。
【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、布量感知及び偏芯感知の確度を高めて最適の脱水を実施できる洗濯機の脱水制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、洗濯機は、洗剤と洗濯水の作用を利用して布についている汚れを除去する機器であって、近来は、布の量を感知して洗濯水位、洗濯時間、洗剤量、洗い及びすすぎ水流などを決定した上で洗い、すすぎ、脱水、乾燥などを行うのが一般的である。
【０００３】
図１は、一般の洗濯機の内部構成の一例を示す図である。
一般の洗濯機は、図１に示すように、ケーシング２と、該ケーシング２の内部に取り付けられて洗濯水(ｗ)が貯留される貯水槽１０と、前記貯水槽１０の内部に回転自在に配設されて布(ｍ)が収容される洗濯槽２０と、該洗濯槽２０を支持するとともに、回転駆動するモーター３０と、を含めて構成される。
【０００４】
前記ケーシング２は、一面に布出入口２ａが形成され、該布出入口２ａを開閉するためのドア４が取り付けられる。
前記ドア４は、ケーシング２に回動自在に連結されたドアフレーム５と、該ドアフレーム５に装着されたドアガラス６とから構成される。
前記洗濯槽２０には、布(ｍ)を出入する布出入口２１が一面に形成され、洗濯水(ｗ)を流出入できるように水穴２２が形成される。
【０００５】
前記モーター３０は、前記貯水槽１０を貫通して貯水槽１０に軸受け３４にて支持され、その先端が前記洗濯槽２０に連結された回転軸３２、および、そのアール・ピー・エム(以下、ＲＰＭと称する)または回転角度を測定するホールセンサーを備える。
【０００６】
また、前記洗濯機は、外部から給水される洗濯水を前記貯水槽１０内に供給する給水装置をさらに含むが、該給水装置は、外部ホース４１に連結されて外部ホース４１を通して供給される洗濯水を断続する給水弁４２と、洗濯機内部に給水された洗濯水をあらかじめ収容しておいた洗剤と混合した後に排出させる給水通路、洗剤格納空間、及び排出口が形成された洗剤函４３と、を含む。
【０００７】
また、前記洗濯機は、前記貯水槽１０内部の洗濯水(ｗ)を外部に排水する排水装置をさらに含み、該排水装置は、貯水槽１０の洗濯水(ｗ)を排水する排水ホース(bellows tube)４５と、排水する洗濯水をポンピング(または、断続)する排水ポンプ(または、排水弁)４６と、を含む。
【０００８】
そして、前記洗濯機は、使用者の操作、または感知された布量によって前記モーター３０と給水弁４２と排水ポンプ４６を制御する制御部４９をさらに含む。
【０００９】
次に、上記の構成を有する従来技術に係る洗濯機の動作について説明する。
まず、前記洗濯槽２０の内部に布(ｍ)を投入した後、前記ドア４を閉じ、洗濯機を作動させると、前記制御部４９は投入された布(ｗ)の量を感知し、感知された布量によって洗濯水位、洗濯時間、洗剤量、洗濯水流などを設定する。
【００１０】
前記制御部４９は、感知された布量によって前記給水弁４２を設定された時間の間オンにして洗濯機内部の所定水位まで洗濯水を給水し、給水された洗濯水は貯水槽１０内に貯留される。その後、前記制御部４９はモーター３０を設定された時間の間設定されたＲＰＭで駆動して前記洗濯槽２０を回転させ、それにより前記洗濯槽２０内に収容された布(ｍ)の汚れは洗濯水(ｗ)の作用により落ちるようになる。このような洗い工程が終了した後、前記貯水槽１０内の汚れた洗濯水は前記排水装置を通じて洗濯機の外部に排水される。
【００１１】
一方、前記洗濯機では、布(ｍ)に残された泡を洗い落とすためのすすぎ工程が数回行われるが、洗い工程と同様に感知された布量によって前記給水弁４２とモーター３０を制御する。そして、泡の含まれた汚れた洗濯水は前記排水装置１２を通して前記洗濯機の外部に排水される。
【００１２】
このような数回のすすぎ工程を完了した後に前記洗濯機は布(ｍ)の水気を遠心脱水させる脱水工程を行う。
【００１３】
この脱水工程は、最適脱水時間または最適脱水ＲＰＭを決定するために脱水布量を感知する布量感知と、本脱水への進入または布解きを決定するために槽内の洗濯物の偏りを検出する偏芯感知と、前記布量感知または偏芯感知の後に前記モーターを高速に制御する本脱水が行われる。
【００１４】
図２は、従来の技術に係る洗濯機の脱水制御方法を示す順序図であり、図３は、従来の技術に係る洗濯機の脱水工程においてモーターＲＰＭの経時変化を示すグラフである。
図２及び図３に示すように、洗い工程またはすすぎ工程が終了するか、単独で脱水が選択されると、洗濯機では、２回の布量感知(ａ区間)と１回以上の偏芯感知(ｂ区間)と本脱水(ｄ区間)が行われる。
【００１５】
前記布量感知(ａ区間)では、第１設定ＲＰＭ(rpm1)に達するようにモーターを起動して加速し、モーターのＲＰＭが第１設定ＲＰＭ(rpm1)に達すると、モーターを第１設定ＲＰＭ(rpm1)に定速保持させ、前記モーターの定速保持時間が設定時間を経過すると、モーターをオフにし、モーター起動時から定速保持終了時までのパルス幅変調(ＰＷＭ)デューティ(duty)値と、モーターがオフになった後に余力で回転された余力回転角度を測定して布量を感知する(Ｓ１、Ｓ２)。
【００１６】
その後、洗濯機は２回の布量感知(ａ区間)で感知された布量の平均により最終布量を選定する(Ｓ３)。
【００１７】
一方、前記偏芯感知(ｂ区間)では、前記第１設定ＲＰＭ(rpm1)よりは大きい第２設定ＲＰＭ(rpm2)に達するようにモーターを加速し、モーターのＲＰＭが第２設定ＲＰＭ(rpm2)に達すると、モーターを第２設定ＲＰＭ(rpm2)に定速保持し、前記モーターの定速保持時間が設定時間を経過すると、モーターをオフにし、定速保持時のＲＰＭ変動量(rpm ripple)を測定して偏芯を感知する(Ｓ４)。
【００１８】
前記洗濯機は、前記偏芯感知(ｂ区間)で感知された偏芯が設定値以上と判断されたら、偏芯の解消のために布解き(ｃ区間)を実施した後、再び偏芯感知(ｂ´区間)を行う(Ｓ５、Ｓ６)。
【００１９】
前記洗濯機は、前記布解き(ｃ区間)以降に感知された偏芯が設定値未満なら前記最終布量に基づくＲＰＭ(rpm3、rpm3>rpm2)、そして前記最終布量に基づく設定時間の間前記モーター３０を本脱水駆動させて布を高速遠心脱水させる(Ｓ７)。
【００２０】
しかし、従来の技術に係る洗濯機の脱水制御方法では、脱水負荷を感知するための布量感知(ａ区間)が全体脱水工程のうち初期にのみ行われるため、時間の経過につれて脱水などの変動事項により実際の布量と感知布量との間に違いが生じて最適の脱水ができなく、計算された布量は偏芯により過大評価された値であって実際の布量と異なっており、布量感知(ａ区間)の回数が２回であるがために布量感知において誤差が大きくなるという問題点があった。
【００２１】
また、上記のような偏芯感知は、ＲＰＭ変動量が偏芯の他に布量によっても影響を受けるが、より確実な偏芯感知のためにはＲＰＭ変動量と布量を基準として実質的な偏芯を感知する必要がある。
【００２２】
また、偏芯解消のための布解き(ｃ区間)や２回の布量感知(ａ区間)の後に再び偏芯感知(ｂ区間)を行う場合、布解き(ｃ区間)時または偏芯感知(ｂ区間)時の脱水効果により布量が一部減少するようになるが、上記のようにＲＰＭ変動量のみによって偏芯を測定すると、ＲＰＭ変動量(rpm ripple)が実際より大きくなって、本脱水への進入に失敗する可能性が高くなってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、実際の脱水負荷に最大限近く布量を感知でき、最適の脱水を実施できる洗濯機の脱水制御方法を提供することにある。
【００２４】
本発明の他の目的は、布量を考慮して偏芯を感知することによって偏芯感知の確度を高める洗濯機の脱水制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記の目的を達成するための本発明に係る洗濯機の脱水制御方法は、洗濯槽内の布量を感知する布量感知段階と、前記布量感知段階以降に偏芯及び布量を感知する偏芯/布量感知段階と、前記布量感知段階で感知された布量と、前記偏芯/布量感知段階で感知された布量を利用して最終布量を選定する最終布量選定段階と、前記最終布量選定段階で選定された布量に基づいて本脱水を実施する本脱水段階とを含むことを特徴とする。
【００２６】
好適形態において、前記偏芯/布量感知段階は、洗濯槽を回転させるモーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達するようにモーターを起動した後に加速制御する加速工程と、前記モーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達すると設定時間の間モーターを定速制御する定速工程と、前記加速工程と定速工程のパルス幅変調デューティ値を測定するデューティ値測定工程と、前記定速工程のＲＰＭ変動量を測定するＲＰＭ測定工程と、前記ＲＰＭ測定工程で測定されたＲＰＭ変動量で偏芯指標を選定する偏芯指標選定工程と、前記デューティ値測定工程で測定されたデューティ値と前記偏芯指標選定工程で選定された偏芯指標で布量を選定して前記偏芯/布量感知段階の感知布量とする感知布量選定工程とを含む。
【００２７】
好適形態において、前記偏芯/布量感知段階は、前記感知布量選定工程で選定された布量を基準として前記本脱水段階に入るか否かを決定するためのパス偏芯指標を選定するパス偏芯指標選定工程と、前記偏芯指標選定工程で選定された偏芯指標と、前記パス偏芯指標選定工程で選定されたパス偏芯指標とを比較する比較工程とをさらに含み、前記比較工程の結果、偏芯指標がパス偏芯指標以下であるか、偏芯指標とパス偏芯指標との差の絶対値が設定値以下なら、前記偏芯/布量感知段階を終了する工程と、偏芯指標がパス偏芯指標より大きいか、偏芯指標とパス偏芯指標との差の絶対値が設定値を超えると、モーターをオフにした後、前記偏芯/布量感知段階を繰り返し行う工程とをさらに含む。
【００２８】
更に、選択的形態において、前記偏芯/布量感知段階は、洗濯槽を回転させるモーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達するようにモーターを起動した後に加速制御する加速工程と、前記モーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達すると設定時間の間モーターを定速制御する定速工程と、前記加速工程と定速工程のパルス幅変調デューティ値を測定して布量を選定する布量選定工程と、前記定速工程のＲＰＭ変動量を測定して偏芯指標を選定する偏芯指標選定工程と、前記布量選定工程で選定した布量と前記偏芯指標選定工程で選定した偏芯指標で新しい布量及び偏芯指標を設定回数にわたって逐次計算する逐次計算工程と、前記布量選定工程で選定された布量と逐次計算工程で計算された布量により布量を選定して前記偏芯/布量感知段階の感知布量とする感知布量選定工程とを含む。
【００２９】
更に、他の好適形態において、前記偏芯/布量感知段階は、前記感知布量選定工程で選定した布量を基準として前記本脱水段階に入るか否かを決定するためのパス偏芯指標を選定するパス偏芯指標選定工程と、前記逐次計算工程で逐次計算される偏芯指標のうち最終偏芯指標と前記パス偏芯指標選定工程で選定されたパス偏芯指標とを比較する比較工程とをさらに含み、前記比較工程の結果、前記偏芯指標と前記パス偏芯指標との差の絶対値が設定値以下なら、前記偏芯/布量感知段階を終了する工程と、前記最終偏芯指標と前記パス偏芯指標との差の絶対値が設定値を超えると、モーターをオフにした以降に前記偏芯/布量感知段階を繰り返し行う工程と含む。
【００３０】
更に、他の好適形態において、前記偏芯/布量感知段階は、洗濯槽を回転させるモーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達するように前記モーターを起動した後に加速する加速工程と、前記加速段階によりモーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達すると、前記モーターを設定時間の間定速制御する定速制御工程と、前記定速制御段階の後にモーターをオフにする減速工程と、前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持された区間でのモーター角速度及び時間とパルス幅変調デューティ値を測定し、前記定速制御段階においてＲＰＭが変動される区間でのＲＰＭ変動量及びパルス幅変調デューディ値を測定する測定工程と、前記測定段階で測定されたモーター角速度と時間とパルス幅変調デューティ値と洗濯槽及び布の回転に対する運動方程式を利用して布量を選定して前記偏芯/布量感知段階の感知布量とする感知布量選定工程と、前記感知布量選定工程で選定された布量と前記測定段階で測定されたＲＰＭ変動量を利用して偏芯指標を選定する偏芯指標選定工程とを含む。
【００３１】
更に、他の好適形態において、前記偏芯/布量感知段階は、前記偏芯指標選定工程で選定された偏芯指標と、既設定されたパス偏芯指標とを比較する比較工程をさらに含み、前記比較工程の結果、偏芯指標がパス偏芯指標以下であるか、偏芯指標とパス偏芯指標との差の絶対値が設定値以下なら、前記偏芯/布量感知段階を終了する工程と、偏芯指標がパス偏芯指標より大きいか、偏芯指標とパス偏芯指標との差の絶対値が設定値を超えると、モーターをオフにした以降に前記偏芯/布量感知段階を繰り返し行う工程とをさらに含む。
【００３２】
更に、上記目的を達成するための、もう一つの本発明による洗濯機の脱水制御方法は、脱水したい布が収容された洗濯槽を回転させるモーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達するように前記モーターを起動した後に加速する加速段階と、前記加速段階によりモーターのＲＰＭが設定ＲＰＭに達すると、前記モーターを設定時間の間定速制御する定速制御段階と、前記定速制御段階の後にモーターをオフにする減速段階と、前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持された区間でのモーター角速度及び時間とパルス幅変調デューティ値を測定し、前記定速制御段階においてＲＰＭが変動される区間でのＲＰＭ変動量及びパルス幅変調デューディ値を測定する測定段階と、前記測定段階で測定されたモーター角速度と時間とパルス幅変調デューティ値と前記洗濯槽及び布の回転に対する運動方程式を利用して布量を選定する布量選定段階と、前記布量選定段階で選定された布量と前記測定段階で測定されたＲＰＭ変動量を利用して偏芯指標を選定する偏芯指標選定段階とを含むことを特徴とする。
【００３３】
好適形態において、前記布量選定段階は、下記の式１により布量を選定することを特徴とする。
【００３４】
【数１】
2005052659.tif 000003
【００３５】
(式中、ＩL は布の慣性モーメントであり、ＰＷＭ(i)は前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持される区間でのパルス幅変調デューティ値であり、ＰＷＭ’は前記定速制御段階においてＲＰＭが変動する区間でのパルス幅変調デューディ値であり、Δt は前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持された区間の時間であり、ｗ’は前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持される区間でのモーター角速度であり、Ｉdrumは洗濯槽の慣性モーメントであり、ｋ1 は比例定数である。)
【００３６】
他の好適形態において、前記偏芯指標選定段階は、下記の式２により偏芯指標を選定することを特徴とする。
【００３７】
【数２】
2005052659.tif 000004
【００３８】
(式中、UB指標は偏芯指標であり、ＩL は布の慣性モーメントであり、rpmrippleは前記定速制御段階においてＲＰＭが変動される区間でのＲＰＭ変動量であり、ｋ2 は実験により決定される比例定数である。)
【００３９】
他の好適形態において、前記洗濯機の脱水制御方法は、前記偏芯指標選定段階で選定された偏芯指標と、既設定されたパス偏芯指標とを比較する比較段階と、前記比較段階の結果、選定された偏芯指標がパス偏芯指標以下であるか、偏芯指標とパス偏芯指標との差の絶対値が設定値以下なら、前記布量感知段階で感知された布量と、前記偏芯/布量感知段階で感知された布量を利用して最終布量を選定し、前記最終布量選定段階で選定された布量に基づいて本脱水を実施する本脱水段階と、偏芯指標がパス偏芯指標より大きいか、偏芯指標とパス偏芯指標との差の絶対値が設定値超えると、前記モーターをオフにした後に前記加速段階に復帰する段階とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４０】
以上の如く、本発明に係る洗濯機の脱水制御方法は、布量を感知する布量感知段階の後に偏芯及び布量を感知する偏芯/布量感知段階が実施され、前記布量感知段階で感知された布量と偏芯/布量感知段階で感知された布量とを利用して最終布量を選定して本脱水を実施するので、時間の経過に伴う脱水などの変動事項による布量感知誤差が最小限に抑えられ、且つ、全体的布量感知回数が増加されて布量感知の確度が向上するという利点がある。
【００４１】
また、前記偏芯/布量感知段階は、偏芯指標を考慮して布量を感知するので実際の布量に最大限近く布量を感知でき、結果として最適の脱水を実施できるという利点がある。
また、本発明に係る洗濯機の脱水制御方法は、布量を考慮して偏芯を感知するため布量変化による偏芯が感知でき、偏芯感知の確度が高い利点がある。
また、本発明に係る洗濯機の脱水制御方法は、モーターの加速、定速、減速といった１回のプロセスで偏芯のほかに布量も同時に感知できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、添付図面を参照しつつ本発明に係る洗濯機の脱水制御方法の実施の形態を詳細に説明する。
図４は、本発明の一実施形態に係る洗濯機の脱水制御方法を示す順序図であり、図５は、図４に示した本発明の一実施例に係る洗濯機の脱水工程時のモーターＲＰＭの経時変化を示すグラフである。
【００４３】
本実施形態に係る洗濯機の脱水制御方法は、図４及び図５に示すように、まず、布量だけを感知する布量感知段階(ａ区間)を設定回数行う(Ｓ１０１、Ｓ１０２)。
ここで、前記設定回数は、布量感知の確度と脱水工程全体時間などを考慮して２回に設定することが好ましい。
【００４４】
各布量感知段階(ａ区間)は、布を収容している洗濯槽を回転させるモーターのＲＰＭ(rpm)が第１設定ＲＰＭ(rpm1)に達するようにモーターを起動した後に加速し、モーターのＲＰＭが第１設定ＲＰＭ(rpm1)に達すると第１設定ＲＰＭ(rpm1)を保持し、モーターの定速保持が設定時間を経過するとモーターをオフにし、定速保持終了時までのパルス幅変調(ＰＷＭ)デューティ(duty)値と、モーターオフ以降の余力回転角度を測定して布量(Ａ、Ｂ)を感知する。
【００４５】
すなわち、前記布量感知段階は、測定されたパルス幅変調(ＰＷＭ)デューティ(duty)値に比例定数を乗じた数値と、余力回転角度に比例定数を乗じた数値との和を感知布量(Ａ、Ｂ)とする。
【００４６】
前記布量感知段階(ａ区間)の以降に偏芯及び布量(Ｃ)を感知する偏芯/布量感知段階(ｂ区間)を実施する(Ｓ１０３)。
ここで、前記偏芯/布量感知段階(ｂ区間)は、モーターのＲＰＭ(rpm)が第２設定ＲＰＭ(rpm3、rpm3>rpm2)に達するようにモーターを加速した後に、設定時間の間定速制御しながら偏芯及び布量(Ｃ)を感知する。
【００４７】
前記偏芯/布量感知段階(ｂ区間)で感知された偏芯が大きすぎるなら、前記偏芯/布量感知段階(ｂ´区間)を繰り返す。
前記偏芯/布量感知段階(ｂ区間またはｂ´区間)で感知された偏芯が大きすぎないと、前記布量感知段階(ａ区間)で感知された布量(Ａ、Ｂ)と前記偏芯/布量感知段階(ｂ区間またはｂ、ｂ´区間)で感知された布量(ＣまたはＣ、Ｃ´)を利用して最終布量(Ｄ)を選定する最終布量選定段階を実施する(Ｓ１０４)。
【００４８】
このような最終布量(Ｄ)の選定は、前記布量感知段階(ａ区間)で感知された布量(Ａ、Ｂ)と、前記偏芯/布量感知段階(ｂ区間またはｂ、ｂ´区間)で感知された布量(ＣまたはＣ、Ｃ´)との平均(例えば、
【００４９】
【数３】
2005052659.tif 000005
【００５０】
あるいは
【００５１】
【数４】
2005052659.tif 000006
【００５２】
)を利用してもよく、前記布量感知段階(ａ区間)で感知された布量(Ａ、Ｂ)と偏芯/布量感知段階(ｂ区間またはｂ、ｂ´区間)で感知された布量(ＣまたはＣ、Ｃ´)のうち一部の重要度を変えて別途の演算法(例えば、
Ｄ＝0.2×Ａ＋0.2×Ｂ＋0.6×Ｃ
あるいは
Ｄ＝0.2×Ａ＋0.2×Ｂ＋0.3×Ｃ＋0.3×Ｃ’
)にて最終布量(Ｄ)を選定してもいい。
【００５３】
一方、前記洗濯機の脱水制御方法は、上記のように選定された最終布量(Ｄ)に応じた脱水ＲＰＭ(rpm3、rpm3>rpm2)または脱水時間で前記モーターを本脱水駆動(ｄ区間)させて布を高速遠心脱水させる(Ｓ１０５)。
【００５４】
図６は、本発明に係る洗濯機の脱水工程のうち、偏芯/布量感知段階の一例を示す順序図である。
前記偏芯/布量感知段階の一例は、図５及び図６に示すように、第１工程においてモーターのＲＰＭ(rpm)が第２設定ＲＰＭ(rpm2)に達するようにモーターを加速制御する(Ｓ１１１)。
【００５５】
その後、第２工程において、モーターのＲＰＭ(rpm)が第２設定ＲＰＭ(rpm2)に達すると、モーターを設定時間の間定速制御する(Ｓ１１２、Ｓ１１３)。
そして、第３工程において、加速制御時と定速制御時におけるパルス幅変調(ＰＷＭ)デューティ(duty)値を測定し、前記定速制御時のＲＰＭ変動量(rpm ripple)を測定する(Ｓ１１４)。
【００５６】
そして、第４工程において、前記第３工程で測定されたＲＰＭ変動量(rpm ripple)で偏芯(ＵＢ)指標を選定する(Ｓ１１５)。
ここで、前記偏芯(ＵＢ)指標の選定は、ＲＰＭ変動量(rpm ripple)値を偏芯指標(ＵＢ指標)として選定してもよく、前記加速工程(Ｓ１１１)と定速工程(Ｓ１１２、Ｓ１１３)の運動方程式により選定してもよく、既設定されたテーブルにより選定してもいい。
【００５７】
その後、第５工程において、前記第３工程(Ｓ１１４)で測定したパルス幅変調(ＰＷＭ)デューティ(duty)値と、前記第４工程(Ｓ１１５)で選定した偏芯(ＵＢ)指標とを下記の式１に代入して布量を算出し、算出した布量を前記偏芯/布量感知段階(ｂ区間)の感知布量(Ｃ)とする。(Ｓ１１６)
【００５８】
【数５】
2005052659.tif 000007
【００５９】
ここで
ｉ
は
ＰＷＭ duty値
の比例定数であって、実験から決定される値であり、
ｊ
はＵＢ指標の比例定数であって実験から決定される値である。
すなわち、前記偏芯/布量感知段階の感知布量(Ｃ)は偏芯を考慮して感知した布量である。
【００６０】
一方、前記偏芯/布量感知段階(Ｓ１０３)は、第６工程において、前記第５工程で算出した布量(Ｃ)に基づいて前記本脱水段階を行うか否か決定するためのパス偏芯指標を選定する(Ｓ１１７)。
ここで、前記パス偏芯(ＵＢ)指標の選定は、前記偏芯(ＵＢ)指標の選定と同様に、既設定されたテーブルを利用してもよく、別途の数学式を利用してもいい。
【００６１】
また、第７工程において、前記第４工程で選定された偏芯(ＵＢ)指標と、前記第６工程で選定されたパス偏芯(ＵＢ)指標とを比較する(Ｓ１１８)。
そして、第８工程において、第７工程の比較結果、偏芯(ＵＢ)指標がパス偏芯(ＵＢ)指標より小さいか、偏芯(ＵＢ)指標とパス偏芯(ＵＢ)指標との差の絶対値が設定値以下なら、前記偏芯/布量感知段階を終了する(Ｓ１１９)。
【００６２】
一方、第９工程において、前記第７工程の比較結果、偏芯(ＵＢ)指標がパス偏芯(ＵＢ)指標より大きいか、偏芯(ＵＢ)指標とパス偏芯(ＵＢ)指標との差の絶対値が設定値を超えると、モーターを設定時間の間オフにする(Ｓ１２０)。
そして、前記偏芯/布量感知段階(Ｓ１０３)は、前記第９工程でモーターがオフになった以降に前記モーターのＲＰＭが０に達すると、布量(Ｃ´)について前記偏芯/布量感知段階(Ｓ１０３)を繰り返し行う。
【００６３】
図７は、本発明に係る洗濯機の脱水工程のうち偏芯/布量感知段階の他の例を示す順序図である。
前記偏芯/布量感知段階の他の例は、図５及び図７に示すように、第１工程において、モーターのＲＰＭ(rpm)が第２設定ＲＰＭ(rpm2)に達するようにモーターを加速制御する(Ｓ１３１)。
【００６４】
その後、第２工程において、モーターのＲＰＭ(rpm)が第２設定ＲＰＭ(rpm2)に達すると、モーターを設定時間の間定速制御する(Ｓ１３２、Ｓ１３３)。
そして、第３工程において、前記第１工程と第２工程のパルス幅変調デューティ値を測定して布量(布量1)を選定する(Ｓ１３４)。
ここで、前記布量(布量1)は、パルス幅変調(ＰＷＭ)デューティ(duty)値に比例する値であって、パルス幅変調(ＰＷＭ)デューティ(duty)値に比例定数を乗じた値を布量(布量1)として選定してもよく、この他にも、前記加速工程(Ｓ１３１)と定速工程(Ｓ１３２、Ｓ１３３)の運動方程式により選定してもよく、既設定されたテーブルを利用してもいい。
【００６５】
また、第４工程が前記第２工程のＲＰＭ変動量(rpm ripple)を測定して偏芯指標(ＵＢ指標1)を選定する(Ｓ１３５)。
ここで、前記偏芯指標(ＵＢ指標1)は、ＲＰＭ変動量(rpm ripple)値を偏芯指標(ＵＢ指標1)として選定してもよく、前記布量(布量1)選定と同様に、前記加速工程(Ｓ１３１)と定速工程(Ｓ１３２、Ｓ１３３)の運動方程式により選定してもよく、既設定されたテーブルにより選定してもいい。
【００６６】
そして、第５工程において、前記第３工程で選定された布量(布量1)及び前記第４工程で選定された偏芯指標(ＵＢ指標1)を用いて新規の布量(布量K+1)及び新規の偏芯指標(ＵＢ指標 K+1)を設定回数(例えば、３回)にわたって逐次計算する(Ｓ１３６、Ｓ１３７、Ｓ１３８)。
つまり、第５工程において、前記第３工程で選定した布量(布量1)と前記第４工程で選定した偏芯指標(ＵＢ指標1)で新しい布量(布量2)を選定するとともに、新しい布量(布量2)に基づいて新しい偏芯指標(ＵＢ指標2)を選定する(Ｓ１３６、Ｓ１３７)。
ここで、前記第３工程で選定した布量(布量1)と前記第４工程で選定した偏芯指標(ＵＢ指標1)を下記の式２に代入して新しい布量(布量2)を選定する。
【００６７】
【数６】
2005052659.tif 000008
【００６８】
ここで、
ｌ
は偏芯(ＵＢ)指標の比例定数であって、実験から決定される値である。
そして、上記の式２により選定された新しい布量(布量2)は、前記加速工程(Ｓ１３１)と定速工程(Ｓ１３２、Ｓ１３３)の運動方程式または既設定されたテーブルにより新しい偏芯指標(ＵＢ指標2)を選定する上で使用される。
前記逐次計算の設定回数は脱水工程初期の布量(Ａ、Ｂ)のみを感知する布量感知段階(Ｓ１０１、Ｓ１０２)の回数以上と設定することが好ましい。
【００６９】
これは、少なくとも布量のみを感知する布量感知段階(Ｓ１０１、Ｓ１０２)の回数より多い個数の布量データ(例えば、布量1、布量2、布量3)を確保して前記偏芯/布量感知段階(Ｓ１０３)の感知布量(Ｃ)の誤差を最小化するためである。
そして、第６工程が前記第３工程で選定された布量(布量1)と前記第５工程で逐次計算された布量(布量2、布量3)は、下記の式３で示される演算法を利用して前記偏芯/布量感知段階(Ｓ１０３)の感知布量(Ｃ)として選定したり、最後に計算した布量(布量3)を前記偏芯/布量感知段階(Ｓ１０３)の感知布量(Ｃ)として選定する(Ｓ１３９)。
【００７０】
【数７】
2005052659.tif 000009
【００７１】
一方、第７工程においては、前記第６工程で選定された感知布量(Ｃ)を基準として前記本脱水段階に入るか否かを決定するためのパス偏芯(ＵＢ)指標を選定する(Ｓ１４０)。
ここで、前記パス偏芯(ＵＢ)指標は、前記感知布量(Ｃ)を基準として既設定されたテーブルを利用して選定してもよく、前記加速工程(Ｓ１３１)と定速工程(Ｓ１３２、Ｓ１３３)の運動方程式により選定してもよく、別途の数学式を利用して選定してもいい。
【００７２】
一方、第８工程では、前記第５工程で逐次計算された偏芯(ＵＢ)指標と前記第７工程で選定されたパス偏芯(ＵＢ)指標とを比較する(Ｓ１４１)。
そして、第９工程では、前記第５工程で逐次計算された偏芯(ＵＢ)指標と前記第７工程で選定されたパス偏芯指標との差の絶対値が設定値以下だと、前記偏芯/布量感知段階(Ｓ１０３)を終了する(Ｓ１４２)。
【００７３】
一方、第１０工程では、前記第５工程で逐次計算された偏芯(ＵＢ)指標と前記第７工程で選定されたパス偏芯(ＵＢ)指標との差の絶対値が設定値を超えると、モーターを設定時間の間オフにする(Ｓ１４３)。
そして、前記偏芯/布量感知段階(Ｓ１０３)は、前記第１０工程によりモーターがオフになった以降にモーターのＲＰＭが０になると、前記偏芯/布量感知段階(Ｓ１０３)を繰り返し行う。
【００７４】
図８は、本発明の他の実施例に係る洗濯機の脱水工程時のモーターＲＰＭの経時変化を示すグラフであり、図９は、図８の本発明の実施例に係る洗濯機の脱水工程のうち偏芯/布量感知段階を示す順序図である。
前記偏芯/布量感知段階のさらに他の例は、図８及び図９に示すように、第１工程において、モーターを第２設定ＲＰＭ(rpm2)に達するまで加速させる(Ｓ１５１)。
【００７５】
その後、第２工程において、モーターのＲＰＭ(rpm)が第２設定ＲＰＭ(rpm2)に達すると、パルス幅変調デューティ値を一定に入力してモーターを定速制御する(Ｓ１５２)。
そして、第３工程においてモーターを設定時間の間定速保持させた後にモーターをオフにし、モーターは余力回転しながら減速する(Ｓ１５３)。
【００７６】
そして、第４工程において、前記加速段階と前記定速制御段階のうちＲＰＭが一定に保持される区間におけるモーター角速度及び時間とパルス幅変調デューティ値を測定し、前記定速制御段階においてＲＰＭが変動する区間でのＲＰＭ変動量及びパルス幅変調デューディ値を測定する(Ｓ１５４)。
【００７７】
そして、第５工程において、測定されたモーターの角速度と時間とパルス幅変調デューティ値と洗濯槽及び布の回転に対する運動方程式を利用して布量を選定する(Ｓ１５５)。
すなわち、洗濯槽及び布の回転に対する運動方程式は下記の式４で示され、この運動方程式を積分すれば下記の式６のようになり、これを
ＩL
で示すと下記の式６のようになる。
【００７８】
【数８】
2005052659.tif 000010
【００７９】
【数９】
2005052659.tif 000011
【００８０】
【数１０】
2005052659.tif 000012
【００８１】
ここで、
ＩL
は布の慣性モーメントであり、
ＰＷＭ(i)
は前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持される区間でのパルス幅変調デューティ値であり、
ＰＷＭ’
は前記定速制御段階においてＲＰＭが変動される区間でのパルス幅変調デューディ値であり、
Δt
は前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持された区間の時間であり、
ｗ’
は前記加速段階と前記定速制御段階においてＲＰＭが一定に保持される区間でのモーター角速度でり、
Ｉdrum
は実験により決定される洗濯槽の慣性モーメントであり、
ｋ1
は実験により決定される比例定数である。
【００８２】
そして、第６工程では、第５工程で判定された布量と第４工程で測定されたＲＰＭ変動量を利用して偏芯を選定する(Ｓ１５６)。
上記の偏芯の判定は、下記の式２による。
【００８３】
【数１１】
2005052659.tif 000013
【００８４】
ここで、
ＵＢ指標
は偏芯指標であり、
ＩL
は布の慣性モーメントであり、
rpm ripple
は前記定速制御段階においてＲＰＭが変動される区間でのＲＰＭ変動量であり、
ｋ2
は実験により決定される比例定数である。
【００８５】
第７工程では、上記のように選定された偏芯(ＵＢ)指標を既設定されたパス偏芯指標と比較する(Ｓ１５７)。
第８工程では上記の比較結果、選定された偏芯(ＵＢ)指標が既設定されたパス偏芯指標より小さいと、前記偏芯/布量感知段階を終了する(Ｓ１５８)。
一方、第９工程では上記の比較結果、判定された偏芯(ＵＢ)指標が既設定されたパス偏芯指標より大きいと、モーターをオフにする(Ｓ１５９)。
そして、前記偏芯/布量感知段階(Ｓ１０３)は、第９工程によりモーターがオフになった以降に前記モーターのＲＰＭが０になると、前記偏芯/布量感知段階(Ｓ１０３)を繰り返し行う。
もちろん、本発明に係る洗濯機の脱水制御方法は、上記の実施形態に限定されず、前記モーターのＲＰＭが０になった後、別途の布解きを１回あるいはそれ以上実施し、前記偏芯/布量感知段階(Ｓ１０３)を繰り返し行ってもいい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】一般の洗濯機の一例を示す内部構成図。
【図２】従来の技術に係る洗濯機の脱水制御方法を示す順序図。
【図３】従来の技術に係る洗濯機の脱水工程におけるモーターＲＰＭの経時変化を示すグラフ。
【図４】本発明の一実施例に係る洗濯機の脱水制御方法を示す順序図。
【図５】本発明に係る洗濯機の脱水工程におけるモーターＲＰＭの経時変化を示すグラフ。
【図６】本発明に係る洗濯機の脱水工程のうち、偏芯/布量感知段階の一例を示す順序図。
【図７】本発明に係る洗濯機の脱水工程のうち、偏芯/布量感知段階の他の例を示す順序図。
【図８】本発明の他の実施例に係る洗濯機の脱水工程におけるモーターＲＰＭの経時変化を示すグラフ。
【図９】図８の本発明の実施例に係る洗濯機の脱水工程のうち、偏芯/布量感知段階を示す順序図。
【符号の説明】
【００８７】
２    ケーシング
２ａ    布出入口
４    ドア
５    ドアフレーム
６    ドアガラス
１０    貯水槽
２０    洗濯槽
２１    布出入口
２２    水穴
３０    モーター
３２    回転軸
３４    軸受け
４２    給水弁
４３    洗剤函
４５    排水ホース
４６    排水ポンプ
４９    制御部
【図１】
2005052659.tif 000016
【図２】
2005052659.tif 000017
【図３】
2005052659.tif 000018
【図４】
2005052659.tif 000019
【図５】
2005052659.tif 000020
【図６】
2005052659.tif 000021
【図７】
2005052659.tif 000022
【図８】
2005052659.tif 000023
【図９】
2005052659.tif 000024