(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯兼脱水槽に回転自在に配設した撹拌翼と、前記撹拌翼を駆動するモータと、前記モータに電力を供給するスイッチング素子をスイッチング制御し前記モータの駆動を制御する制御手段と、前記モータまたは前記撹拌翼が１回転する間にＮ回（Ｎは自然数）パルス信号を発生するパルス発生手段と、前記スイッチング素子の入力電流値を検知する電流検知手段とを備え、前記制御手段は、前記モータを起動した後、前記パルス発生手段より出力するパルス信号の周期より前記モータまたは前記撹拌翼の回転数または回転周期を検知して、前記モータまたは前記撹拌翼の回転数が所定回転数になるように前記スイッチング素子をスイッチング制御し、前記モータの起動後、所定時間経過した時点で前記モータをオフして休止するようにし、前記モータまたは前記撹拌翼の回転数が所定回転数になるように前記スイッチング素子をスイッチング制御したときのスイッチング制御量と、前記電流検知手段により検知した前記スイッチング素子の入力電流値との２つの値から、前記洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物の量を判定するようにし、前記スイッチング制御量と前記入力電流値とにより判定された洗濯物の量が所定値以下の場合、前記モータをオフした後の前記パルス発生手段から出力されるパルス数により更に細かく判定するよう構成した洗濯機。
【請求項２】
制御手段は、洗濯兼脱水槽内に所定水位まで給水した後、洗濯物の量を判定するよう構成した請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
モータをオフした一定時間後に、スイッチング素子をスイッチング制御し、前記モータに電気的制動を掛けるようにした請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項４】
洗いまたはすすぎ行程において洗濯物の量を検知し、検知した洗濯物の量に応じてモータまたは撹拌翼の動作時間および休止時間を制御することで洗濯兼脱水槽内の水流の強弱を変化させるようにした請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項５】
電流検知手段により検知したスイッチング素子の入力電流値が所定値以上の場合に、洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物の量を検知する動作を中止し、洗濯物の量を最大であると判定するようにした請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項６】
モータ駆動時の設定回転数を複数個もち、洗濯物の量を検知するモータの駆動および休止を異なった設定回転数で複数回行うようにした請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項７】
洗濯物の量を検知するデータを補正する手段を有し、前記データの補正を所定の係数との乗算により行うようにした請求項１または２に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータで撹拌翼、洗濯兼脱水槽を回転駆動する洗濯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の洗濯機は、図１６および図１７に示すように構成していた。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図１６に示すように、水槽１は、洗濯兼脱水槽２を内包し、洗濯兼脱水槽２の底部に撹拌翼３を回転自在に設けている。減速機構４は、モータ５からの駆動力を減速して洗濯時には撹拌翼３に伝達し、脱水時には洗濯兼脱水槽２に伝達する。このときの脱水と洗濯の切換えは排水弁６を駆動することにより行われ、排水弁６を駆動すると、洗濯水の排水が行われるとともに減速機構４のクラッチが切り換わり脱水運転が行われる。洗濯槽蓋７は、中央部に蝶番を持った折り畳み構造とし、外枠８の上面開口部を覆っている。
【０００４】
水位検知手段９は水槽１の下部にある接続部１０の水圧を電気的な周波数に変換することにより、水位を検知している。パルス発生手段１１は、インダクションモータで構成したモータ５に取り付けており、モータ５の回転数に応じたパルスを出力し、そのパルスを制御装置１２に入力するように構成している。制御装置１２は、モータ５、排水弁６などの動作を制御し、洗濯、すすぎ、脱水などの一連の行程を逐次制御する。
【０００５】
制御装置１２は、図１７に示すように構成しており、制御手段１３は、マイクロコンピュータで構成し、パルス発生手段１１の出力パルスにより、布量、布質を判定するとともに、パワースイッチング手段１４を介して、モータ５、排水弁６、給水弁１５などを制御する。操作手段１６は、キースイッチで構成し、操作パネル１７内に配設している。表示手段１８は発光ダイオードで構成し、表示動作を行う。なお、１９は交流電源、２０はモータ５の進相コンデンサである。
【０００６】
上記構成において動作を説明すると、洗濯兼脱水槽２内に洗濯物を投入し運転を開始すると、撹拌翼３を複数回オン、オフ駆動し、オフ時の惰性回転時に、パルス発生手段１１が出力するパルス信号を制御手段１３に入力して、このパルス信号より洗濯兼脱水槽２内の洗濯物の量（布量）を検知し、以降の洗い、すすぎ、脱水の運転において、布量に応じた運転シーケンスを制御手段１３により実行する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成では、撹拌翼３を複数回オン、オフ駆動するときのオフ直前の回転数が、電源電圧、電源周波数、気温の違い、モータ５自体の特性の違い等により異なり、同じ布量を洗濯兼脱水槽２に入れたときでも、オフ時にパルス発生手段１１が出力するパルス数に違いが生じて、布量の検知精度を低下させるという問題を有していた。
【０００８】
また、近年、より細かく布量を検知して、布量に合わせた給水量、洗い時間、すすぎ時間、脱水時間等を実現し、節水、省時間等の実現が求められており、従来の構成では、電源電圧、電源周波数、気温の違い、モータ自体の特性の違い等により、細かい布量の検知が困難であるという問題を有していた。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、洗濯兼脱水槽内に投入した洗濯物の量を短時間の内に、かつ、電源電圧の変動、電源周波数の違い、モータ自体の特性の違いに関係なく精度よく検知することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、洗濯兼脱水槽に回転自在に配設した撹拌翼をモータにより駆動し、モータに電力を供給するスイッチング素子を制御手段によりスイッチング制御してモータの駆動を制御し、モータまたは撹拌翼が１回転する間にパルス発生手段よりＮ回（Ｎは自然数）パルス信号を発生させ、制御手段は、モータを起動した後、パルス発生手段より出力するパルス信号の周期よりモータまたは撹拌翼の回転数または回転周期を検知して、モータまたは撹拌翼の回転数が所定回転数になるようにスイッチング素子をスイッチング制御し、モータの起動後、所定時間経過した時点でモータをオフして休止するようにし、前記モータまたは前記撹拌翼の回転数が所定回転数になるように前記スイッチング素子をスイッチング制御したときのスイッチング制御量と、電流検知手段により検知したスイッチング素子の入力電流値との２つの値から、洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物の量を判定するようにし、スイッチング制御量と入力電流値とにより判定された洗濯物の量が所定値以下の場合、モータをオフした後のパルス発生手段から出力されるパルス数により更に細かく判定するようにしたものである。
【００１１】
これにより、洗濯兼脱水槽内に投入した洗濯物の量を短時間の内に、かつ、電源電圧の変動、電源周波数の違い、モータ自体の特性の違いに関係なく精度よく検知することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、洗濯兼脱水槽に回転自在に配設した撹拌翼と、前記撹拌翼を駆動するモータと、前記モータに電力を供給するスイッチング素子をスイッチング制御し前記モータの駆動を制御する制御手段と、前記モータまたは前記撹拌翼が１回転する間にＮ回（Ｎは自然数）パルス信号を発生するパルス発生手段と、前記スイッチング素子の入力電流値を検知する電流検知手段とを備え、前記制御手段は、前記モータを起動した後、前記パルス発生手段より出力するパルス信号の周期より前記モータまたは前記撹拌翼の回転数または回転周期を検知して、前記モータまたは前記撹拌翼の回転数が所定回転数になるように前記スイッチング素子をスイッチング制御し、前記モータの起動後、所定時間経過した時点で前記モータをオフして休止するようにし、前記モータまたは前記撹拌翼の回転数が所定回転数になるように前記スイッチング素子をスイッチング制御したときのスイッチング制御量と、前記電流検知手段により検知した前記スイッチング素子の入力電流値との２つの値から、前記洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物の量を判定するようにし、前記スイッチング制御量と前記入力電流値とにより判定された洗濯物の量が所定値以下の場合、前記モータをオフした後の前記パルス発生手段から出力されるパルス数により更に細かく判定するよう構成したものであり、洗濯兼脱水槽内に投入した洗濯物の量を短時間の内に、かつ、電源電圧の変動、電源周波数の違い、モータ自体の特性の違いに関係なく精度よく検知することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、制御手段は、洗濯兼脱水槽内に所定水位まで給水した後、洗濯物の量を判定するよう構成したものであり、所定水位まで給水することで、洗濯兼脱水槽内での洗濯物の偏りによる検知精度の低下を防止することができ、より容易に洗濯兼脱水槽内の洗濯物の量を検知することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の発明において、モータをオフした一定時間後に、スイッチング素子をスイッチング制御し、前記モータに電気的制動を掛けるようにしたものであり、洗濯物の量が少ないときにモータ駆動時に発生する動作音を防止することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の発明において、洗いまたはすすぎ行程において洗濯物の量を検知し、検知した洗濯物の量に応じてモータまたは撹拌翼の動作時間および休止時間を制御することで洗濯兼脱水槽内の水流の強弱を変化させるようにしたものであり、洗濯物の量が少ないときには弱い水流で、また、洗濯物の量が多いときには強い水流で撹拌を行うことで、布傷みや泡の発生を防止し、衣類の量に応じた最適な水流で撹拌することができ、洗濯物の量に関係なく、常にほぼ一定の洗い性能、すすぎ性能を得ることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の発明において、電流検知手段により検知したスイッチング素子の入力電流値が所定値以上の場合に、洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物の量を検知する動作を中止し、洗濯物の量を最大であると判定するようにしたものであり、洗濯物の量が極度に多いときなど、洗濯物の量を検知する動作を最後まで行う必要がないため、布傷みを防止することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の発明において、モータ駆動時の設定回転数を複数個もち、洗濯物の量を検知するモータの駆動および休止を異なった設定回転数で複数回行うようにしたものであり、さらに精度よく洗濯物の量を検知することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の発明において、洗濯物の量を検知するデータを補正する手段を有し、前記データの補正を所定の係数との乗算により行うようにしたものであり、洗濯物の量を検知するデータを所定の係数との乗算により補正することで、洗濯物の量とデータの変化量が一定の比例関係にない場合などに、均一にデータの補正を行うことができ、補正した結果の洗濯物の量の分布の偏りを防止することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
（実施例１）
図１および図２に示すように、モータ２１は、直流ブラシレスモータで構成しており、３相巻線２２を有するステータと、リング状の２ｎ極（ｎは自然数）の永久磁石を配設しているロータ（いずれも図示せず）とで構成している。３相巻線２２は、第１の巻線２２ａ、第２の巻線２２ｂおよび第３の巻線２２ｃで構成している。
【００２１】
インバータ２３は、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆導通ダイオードの並列回路からなるスイッチング素子で構成しており、第１のスイッチング素子２３ａと第２のスイッチング素子２３ｂの直列回路と、第３のスイッチング素子２３ｃと第４のスイッチング素子２３ｄの直列回路と、第５のスイッチング素子２３ｅと第６のスイッチング素子２３ｆの直列回路で構成し、各スイッチング素子の直列回路を並列接続している。
【００２２】
ここで、スイッチング素子の直列回路の両端は入力端子で、直流電源を接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子の接続点は、それぞれ出力端子で、３相巻線２２の３つの端子、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子のオン・オフの組合せにより、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、開放の３状態にする。
【００２３】
スイッチング素子のオン・オフは、制御手段２４と、第１のホールＩＣ２５ａ、第２のホールＩＣ２５ｂ、第３のホールＩＣ２５ｃからなるパルス発生手段２５により制御されている。第１のホールＩＣ２５ａ、第２のホールＩＣ２５ｂ、第３のホールＩＣ２５ｃは、電気角で１２０度の間隔でロータが有する永久磁石に対向するように、ステータに配設している。
【００２４】
図３に示すように、ロータが１回転（モータの１回転とも対応する）する間に、第１のホールＩＣ２５ａ、第２のホールＩＣ２５ｂ、第３のホールＩＣ２５ｃは、それぞれ図に示したようなタイミングで、ハイ−ローの信号を１パルス出力する。制御手段２４は、図に示した矢印のタイミング（３つのホールＩＣのいずれかが、ハイからロー、ローからハイに信号を変えたとき）を検知する。以下、パルス発生手段２５からパルス信号の出力が行われたとは、このタイミングのことをいうことにする。
【００２５】
パルス発生手段２５は、ホールＩＣ等の磁界の状態を検知する素子からなるものとし、ロータが有する永久磁石のＮ極面と対向しているときは、ハイ信号を出力し、Ｓ極面と対向しているときは、ロー信号を出力するものとする（逆でもよい）。また、図３には、モータ２１を回転させるためのインバータ２３の各スイッチング素子のオン−オフタイミングの一例を示している。
【００２６】
インバータ２３の各スイッチング素子は、パルス発生手段２５の信号を基に、オン−オフの状況を変えていくことで、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、開放の３状態にし、第１の巻線２２ａ、第２の巻線２２ｂおよび第３の巻線２２ｃに電流を流して磁界を作り、ロータを回転させる。
【００２７】
制御手段２４は、マイクロコンピュータで構成し、撹拌翼３の回転の向きごとに第１のホールＩＣ２５ａ、第２のホールＩＣ２５ｂ、第３のホールＩＣ２５ｃの出力信号に対応したスイッチング素子のオン、オフを行い、モータ２１を制御している。電流検知手段２６は、本実施例では抵抗を使用するものとし、抵抗の両端電圧でインバータ２３の入力電流値を検知する。
【００２８】
商用電源１９は、ダイオードブリッジ２７、チョークコイル２８、平滑用コンデンサ２９からなる直流電源変換装置を介してインバータ２３に接続している。ただし、これは一例であり、モータ２１の構成、インバータ２３の構成等はこれに限定しない。
【００２９】
上記構成において図４および図５を参照しながら動作を説明する。インバータ２３を用いて制御手段２４の制御命令により、モータ２１の回転数を制御する一例として、下記に示す方法がある。モータ２１を左右どちらの方向に回転させるかは、パルス発生手段２５からのパルス信号を基に、スイッチング素子のオン−オンのパターンを変えることにより実現できる。
【００３０】
回転数制御方法は、モータ２１のその時点の回転数速度を検知するために、パルス発生手段２５が出力する信号を制御手段２４に入力し、このパルス信号の周期により、回転数速度を求める。この計測した回転数速度と、目標とする回転数（設定回転数）を比較し、設定回転数より速いときはインバータ２３のスイッチング素子の通電比を小さくし、モータ２１に流すインバータ電流を少なくして回転速度を低下させる。また、設定回転数より遅いときは、インバータ２３のスイッチング素子の通電比を大きくすることにより、モータ２１に流すインバータ電流を多くして回転速度を早めるフィードバック制御を行う。
【００３１】
この制御方法において、制御の応答速度をよくするために、現在の回転数速度と設定回転数との差（偏差量）のみで、インバータ２３のスイッチング素子の通電比を操作する量を決めることにより、前回測定した時点からの、回転数の速度変化を考慮に入れ、現在の回転数速度と設定回転数との差（偏差量）と回転数の速度変化量によるスイッチング素子の通電比を操作する量を決めるファジー制御が有効である。
【００３２】
このファジー制御のルールテーブルの構成は、設定回転数速度より遅く、かつ速度が減少しているときは、通電比を多くし、速度を速くするよう制御し、設定回転数速度より速く、かつ、速度が増加しているときは、通電比を少なくし、速度を遅くするような制御を行うようにしてあり、このファジー制御のルールテーブルにより、制御の応答速度が決まる。
【００３３】
このような制御方法を用いた実施例を図５を用いて説明する。まず、洗濯兼脱水槽２に洗濯物を入れ、操作手段１６の電源スイッチ（図示せず）を入れ、次にスタートスイッチ（図示せず）を押すと、ステップ４１において洗濯運転をスタートする。ステップ４２で制御手段２４に内蔵したタイマーをスタートし、ステップ４３でフィードバックの回転数制御中に何回、パルス発生手段２５からのパルス出力が行われたかをカウントするパルス入力ＣＴをクリアする。
【００３４】
ステップ４４でモータ２１をオンする。このとき、撹拌翼２の設定回転数をＮ１（１２０ｒ／ｍｉｎ）とし、以降のフィードバックの回転制御時は、この回転数を目標に制御する。ステップ４５では、モータ２１を起動（回転を始める）させるための制御を行う。制御方法としては、モータ２１をオンしてから、時間とともに徐々にインバータ２３のスイッチング素子の導通比を大きくし、モータ２１のトルクを増加させていくことにより、洗濯兼脱水槽２内の布量に関係せずに、回転をスタートさせる制御である。
【００３５】
モータ２１の起動後はステップ４６に進み、以降ステップ４６からステップ５４において、上記したフィードバックの回転数制御を行う。ステップ４６では、フィードバックの回転数制御を行う時間ｔ１が経過したかを判断し、時間ｔ１を経過した時点で、ステップ５５で回転数制御を止めてモータ２１をオフする。時間ｔ１を経過する以前は、ステップ４６からステップ５４の処理を繰り返して行う。
【００３６】
ステップ４７ではパルス発生手段２５からのパルス出力が行われたかを検知し、検知した場合はその時点の撹拌翼３（モータ２１）の回転数の周期を検知し、この回転数周期を基にインバータ２３のスイッチング素子の導通比の操作量を決定し、新たに導通比をセットし、次にパルス発生手段２５からのパルス出力が行われたかを検知するまでこの導通比でモータ２１を制御する。ステップ４８でパルスＣＴに１を加算して、パルス数をカウントする。
【００３７】
ステップ４９では、電流検知手段２６の両端電圧より、インバータ２３の入力電流値を検知し、この値を記憶（記憶手段は記していないが、制御手段２４内の内蔵の記憶手段による）しておく。ステップ５０では、前回パルス発生手段２５が出力してから、今回の出力までに要した時間（計時方法は記さないが、制御手段２４内の内蔵タイマーで計時する）から現時点の撹拌翼３（モータ２１）の回転数の周期Ｔ１ｎを求める。また、この周期を記憶（記憶手段は記していないが、制御手段２４内の内蔵の記憶手段による）しておく。
【００３８】
ステップ５１では、ステップ５０で求めた撹拌翼３（モータ２１）の回転数の周期Ｔ１ｎと、前回パルス発生手段２５からのパルス出力により、計算し、記憶しておいた回転数の周期Ｔ１ｎ−１により、回転周期がどの程度変化したかを（Ｔｎ−Ｔｎ−１）の計算式で計算し、回転周期変化量△Ｔを求める。ステップ５２では、現在の回転周期Ｔ１ｎと、設定回転数Ｎ１に対応する設定回転数周期Ｔｓの差（偏差）を（Ｔｓ−Ｔｎ−１）の計算式で計算し、偏差Ｔｅを求める。
【００３９】
そして、ステップ５３で回転数周期変化量△Ｔと偏差Ｔｓで決まるインバータ２３のスイッチング素子の導通比の操作量△Ｐａをファジー制御のルールテーブルに基づき決定する。そして、ステップ５４で今までの導通比Ｐａｎ−１に操作量△Ｐａを加算（減算）し、新しい導通比Ｐａｎ（Ｐａｎ−１＋△Ｐａ）を決定する。この導通比で、つぎにパルス発生手段２５からのパルス出力があるまで、モータ２１を制御する。
【００４０】
ステップ５４では、この時の新しい導通比Ｐａｎ＋１を記憶（記憶手段は記していないが、制御手段２４内の内蔵の記憶手段による）しておく。この処理を時間ｔ１が経過するまで行い、時間ｔ１が経過した時点で終了し、ステップ５５に進み、モータ２１の動作を停止させる。
【００４１】
このステップ４４からステップ５５までの動作を撹拌翼２の回転方向を左右交互に各２回行い、その後ステップ５６に進み、布量を検知する。そして、ステップ５６でフィードバックの回転数制御中に、何回パルス発生手段２５からのパルス出力が有ったかをカウントしておいたパルス入力ＣＴの値ｎと、記憶しておいたそれぞれｎ個からなるインバータ２３の入力電流値（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、……Ｉｎ）およびスイッチング素子の導通比（Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３、……Ｐａｎ）から、平均入力電流値Ｉａｖｅと、平均導通比Ｐａａｖｅを計算し、更に平均入力電流値Ｉａｖｅと、平均導通比Ｐａａｖｅの関数  Ｚ＝Ｉａｖｅ−Ｋ・Ｐａａｖｅ（Ｋは定数）を計算し、このＺの値により、布量を検知する。
【００４２】
ここで、インバータ２３の入力電流と布量との関係を図６に示す。布量が多い程、撹拌翼３にかかる力（摩擦力等）が大きくなり、モータ２１のトルクが増加する。そのため、インバータ２３の入力電流も増加する。
【００４３】
つぎに、スイッチング素子の導通比と布量との関係を図７に示す。布量が多い程、トルクが増加し、電流を多く流す必要があるため、導通比は大きくなる。また、導通比は電源電圧の大小によっても変化する。同じ布量では電源電圧が低い方がより電流を多く流す必要があるため、導通比は大きくなる。すなわち、導通比と電流値の２つの値から布量を検知することにより、電源電圧の影響を軽減することができる。
【００４４】
図８に入力電流値と、導通比と、布量との関係を示す。このように入力電流値のみならず、導通比をも用いることにより、電源電圧等の影響を受けず、精度よく布量を検知することができる。
【００４５】
なお、本実施例では、スタートスイッチを押して、図５のステップ４１にて洗濯運転をスタートした後、洗濯兼脱水槽２内に給水していないが、所定水位まで給水してもよく、この場合は、洗濯兼脱水槽２内での洗濯物の偏りによる検知精度の低下を防止でき、洗濯物の量を精度よく検知することができる。
【００４６】
（実施例２）
図１に示す制御手段は、パルス発生手段２５の発するパルス信号の周期により、モータ２１または撹拌翼３を目標回転数Ｎ１の左右反転制御を行い、撹拌翼３の回転数または回転周期を検知して、モータ２１または撹拌翼３の回転数が所定回転数になるようにインバータ２３のスイッチング素子をスイッチング制御したときのスイッチング制御量と、電流検知手段２６により検知したスイッチング素子の入力電流値と、その後モータ２１を休止し、休止後のパルス発生手段２５が発するパルス信号との３つの値から、洗濯兼脱水槽２に投入された洗濯物の量を検知するようにしている。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００４７】
上記構成において図９を参照しながら動作を説明する。ステップ６１で洗濯運転をスタートし、ステップ６２で制御手段２４に内蔵したタイマーをスタートする。ステップ６３でフィードバックの回転数制御中に何回、パルス発生手段２５からのパルス出力が行われたかをカウントするパルス入力ＣＴおよび、モータ２１のオフ時にカウントするパルス入力ＣＴ’をクリアする。
【００４８】
ステップ６４でモータ２１をオンし、撹拌翼３を動作させる。このとき、制御手段２４は、撹拌翼３の回転数を回転数Ｎ１（１２０ｒ／ｍｉｎ）、右回転方向に設定し、パルス発生手段２５によるパルス出力を基に、設定回転数Ｎ１、右方向回転になるようモータ２１を制御し、撹拌翼３を動作させる。
【００４９】
ステップ６５でモータ２１の起動後、以降ステップ６６からステップ７４において、上記したフィードバックの回転数制御を行う。ステップ６６では、フィードバックの回転数制御を行う時間ｔ１が経過したかを判断し、時間ｔ１を経過した時点で、ステップ７５で回転数制御を中止しモータ２１をオフし、ステップ７６に進み、モータ２１のオフ後に何回、パルス発生手段２５からのパルス出力が行われたかをステップ７８で時間ｔ２が経過するまでカウントする。
【００５０】
このステップ６４からステップ７８までの動作を撹拌翼２の回転方向を左右交互に各２回行い、その後ステップ７９に進み、布量を検知する。
【００５１】
ここで、モータオフ時のパルス数と布量との関係（パルス数に対してその布量であり得る頻度を示す相関図で、正規分布を用いる）を図１０に示す。布量が多ければ多いほど、撹拌翼３と布との摩擦抵抗が大きくなり、モータ２１をオフしてから、撹拌翼３が止まるまでの時間が短くなり、パルス発生手段２５から発生するパルス数も少なくなる。
【００５２】
そこで、上記実施例１のように平均入力電流値Ｉａｖｅと、平均導通比Ｐａａｖｅの関数Ｚ＝Ｉａｖｅ−Ｋ・Ｐａａｖｅ（Ｋは定数）の値、およびモータ２１のオフ時のパルス数により布量を検知することにより、布量の検知精度を更に向上することができる。（表１）に布量検知方法の一例を示す。
【００５３】
【表１】
0004016487.tif 000002
【００５４】
約３ｋｇから６ｋｇ以上と布量が多い場合は、平均電流値Ｉａｖｅと、平均導通比Ｐａａｖｅの関数Ｚの値が大きいため、Ｚの値から直接布量を判定し、Ｚの値が小さい場合には、約３ｋｇ以下と判定し、更にパルス数により細かく布量を判定するようにしている。
【００５５】
なお、本実施例では、平均電流値Ｉａｖｅと、平均導通比Ｐａａｖｅの関数  Ｚの値により、一旦布量を判定し、判定結果の一部分を再度モータ２１のオフ時のパルス数により布量を判定するよう構成しているが、上記３つのデータの計算方法および組み合わせ等はこれに限定しない。
【００５６】
また、本実施例では、スタートスイッチを押して、図９のステップ６１にて洗濯運転をスタートした後、洗濯兼脱水槽２内に給水していないが、所定水位まで給水してもよく、この場合は、洗濯兼脱水槽２内での洗濯物の偏りによる検知精度の低下を防止でき、洗濯物の量を精度よく検知することができる。
【００５７】
（実施例３）
図１に示す制御手段２４は、洗濯兼脱水槽２内に所定水位まで給水し、パルス発生手段２５の発するパルス信号の周期により、モータ２１または撹拌翼３の回転数または回転周期を検知して、モータ２１または撹拌翼３の回転数が所定回転数になるようにインバータ２３の各スイッチング素子をスイッチング制御したときの入力電流値により、洗濯兼脱水槽２に投入した洗濯物の量を検知するようにしている。他の構成は上記実施例と同じである。
【００５８】
上記構成において動作を説明すると、洗濯兼脱水槽２内に所定水位まで給水した状態では、撹拌翼３にかかる抵抗は、洗濯物と水との合計になるが、洗濯物が水中でほぼ均一に分布することになり、水なしの状態で検知精度に影響を与えていた洗濯物の偏りを防止することができ、洗濯物の量の多少に応じて、インバータ２３の入力電流値が変化するため、（表２）に示すように、電流値により洗濯兼脱水槽２内の洗濯物の量を判定することができる。
【００５９】
【表２】
0004016487.tif 000003
【００６０】
（実施例４）
図１に示す制御手段２４は、パルス発生手段２５の発するパルス信号の周期により、モータ２１または撹拌翼３の回転数または回転周期を検知して、モータ２１または撹拌翼３の回転数が所定回転数になるようにインバータ２３の各スイッチング素子をスイッチング制御し、モータ２１を休止した一定時間後に各スイッチング素子をスイッチング制御し、モータ２１に電気的制動を掛けるように構成している。
【００６１】
上記構成において図１１のタイムチャートを参照しながら動作を説明すると、図１の制御手段２４は、運転を開始すると右方向、回転数Ｎ１で時間ｔ１１までモータ２１または撹拌翼３の回転数を制御し、時間ｔ１１からｔ１２までモータ２１を休止し、時間ｔ１２からｔ１３の間、インバータ２３の各スイッチング素子をスイッチング制御し、モータ２１に電気的制動を掛ける。その後、時間ｔ１３からｔ１４まで休止し、左方向、回転数Ｎ１で同様の動作を行い、上記実施例１〜実施例３のいずれかの方法により布量を判定する。
【００６２】
電気的制動の制御方法としては、第１のスイッチング素子２３ａ、第３のスイッチング素子２３ｃ、第５のスイッチング素子２３ｅをパルス発生手段２５で検知したタイミングにより、通常の回転制御を行う場合とは反対方向に約８５％の通電比率で順次オン−オフすることにより、３相巻線２２で発生する誘導起電力を利用し、回転方向と逆の方向にトルクを発生させることができる。
【００６３】
なお、モータ２１の電気的制動の方法は、上記以外にも種々の方法があり、上記方法に限定するものではない。
【００６４】
（実施例５）
図１に示す制御手段２４は、洗いまたはすすぎ行程において洗濯物の量を検知し、検知した洗濯物の量に応じてモータ２１または撹拌翼３の動作時間および休止時間を制御することで洗濯兼脱水槽２内の水流の強弱を変化させるようにしている。
【００６５】
上記構成において図１２を参照しながら動作を説明する。制御手段２４はステップ８０で洗いまたはすすぎ行程を開始すると、ステップ８１で所定水位まで給水し、ステップ８２で上記実施例１〜実施例３のいずれかの方法により、洗濯兼脱水槽２に投入した洗濯物の量を検知し、ステップ８３において検知した洗濯物の量に応じて以降の洗いまたはすすぎ行程における撹拌翼３の動作時間および休止時間（オン／オフ時限）を（表３）に示すように、変化させることで水流の強弱を変化させる。
【００６６】
【表３】
0004016487.tif 000004
【００６７】
したがって、洗濯物の量が少ないときには弱い水流で、また、洗濯物の量が多いときには強い水流で撹拌を行うことで、布傷みや泡の発生を防止し、衣類の量に応じた最適な水流で撹拌することができ、洗濯物の量に関係なく、常にほぼ一定の洗い性能、すすぎ性能を得ることができる。
【００６８】
（実施例６）
図１に示す制御手段２４は、パルス発生手段２５の発するパルス信号の周期により、モータ２１または撹拌翼３の回転数または回転周期を検知して、モータ２１または撹拌翼３の回転数が所定回転数になるようにインバータ２３の各スイッチング素子をスイッチング制御したときの入力電流値が所定値を超えた場合に、布量検知の動作を中止し、布量を最大と判定するよう構成している。
【００６９】
上記構成において図１３を参照しながら動作を説明すると、制御手段２４はステップ９１で洗濯運転をスタートし、ステップ９２でタイマーをスタートする。ステップ９３でパルス入力のカウンタをクリアし、ステップ９４からステップ９６でモータ２１の回転数制御、停止等を繰り返し行い、布量検知動作を行う。
【００７０】
ステップ９５でインバータ２３の入力電流値が設定値ＩＬ以上の場合、ステップ９８で布量検知動作を中止し、ステップ９９で布量を最大と判定する。ステップ９５でインバータ２３の入力電流値が設定値ＩＬ以下の場合には、布量検知動作を最後まで継続し、ステップ９７で所定の判定方法により布量判定を行う。
【００７１】
したがって、洗濯物の量が極度に多いときなど、洗濯物の量を検知する動作を最後まで行う必要がないため、布傷みを防止することができる。
【００７２】
（実施例７）
図１に示す制御手段２４は、パルス発生手段２５の発するパルス信号の周期により、モータ２１または撹拌翼３を目標回転数Ｎ１の左右反転制御を行い、撹拌翼３の回転数または回転周期を検知して、モータ２１または撹拌翼３の回転数が所定回転数になるようにインバータ２３のスイッチング素子をスイッチング制御したときのスイッチング制御量および電流検知手段２６により検知したスイッチング素子の入力電流値と、その後モータ２１を休止し、休止後のパルス発生手段２５が発するパルス信号の３つの値から、洗濯兼脱水槽２に投入された洗濯物の量を検知するようにしている。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００７３】
上記構成において図１４および図１５を参照しながら動作を説明すると、制御手段２４はステップ１０１で洗濯運転をスタートし、ステップ１０２でタイマーをスタートする。ステップ１０３でフィードバックの回転数制御中に何回、パルス発生手段２５からのパルス出力が行われたかをカウントするパルス入力ＣＴ１、ＣＴ２およびモータ２１のオフ時にカウントするパルス入力ＣＴ１’、ＣＴ２’をクリアする。
【００７４】
ステップ１０４でモータ２１をオンし、撹拌翼３を動作させる。このとき、制御手段２４は、撹拌翼３の回転数を回転数Ｎ１（１２０ｒ／ｍｉｎ）、右回転方向に設定し、パルス発生手段２５によるパルス出力を基に、設定回転数Ｎ１、右方向回転になるようモータ２１を制御し、撹拌翼３を動作させる。
【００７５】
ステップ１０５でモータ２１を起動した後、ステップ１０６において、フィードバックの回転数制御を時間ｔ２１まで行い、インバータ２３の入力電流値測定および導通比制御量の計算を行う。ステップ１０７では、モータ２１をオフし、モータ２１のオフ後に何回、パルス発生手段２５からのパルス出力が行われたかを時間ｔ２２までカウントする。
【００７６】
つぎにステップ１０８でモータ２１をオンし、撹拌翼３を動作させる。このとき、制御手段２４は、撹拌翼３の回転数を回転数Ｎ２（１５０ｒ／ｍｉｎ）、左回転方向に設定し、パルス発生手段２５によるパルス出力を基に、設定回転数Ｎ１、右方向回転になるようモータ２１を制御し、撹拌翼３を動作させる。
【００７７】
ステップ１０９でモータ２１を起動した後、ステップ１１０において、フィードバックの回転数制御を時間ｔ２３まで行い、インバータ２３の入力電流値測定および導通比制御量の計算を行う。ステップ１１１では、モータ２１をオフし、モータ２１のオフ後に何回、パルス発生手段２５からのパルス出力が行われたかを時間ｔ２４までカウントする。
【００７８】
その後ステップ１１２に進み、それぞれ異なった設定回転数でモータ２１または撹拌翼３を回転数制御した際のデータを用いて上記第１から第３の実施例の方法により布量を検知する。
【００７９】
（実施例８）
図１に示す制御手段２４は、洗濯物の量を検知するデータを補正する手段（図示せず）を有し、操作手段１６および表示手段１８を用いて、補正するデータの操作量を設定でき、またこの値を記憶（記憶手段は記していないが、制御手段２４内の内蔵の記憶手段による）しておくよう構成している。データの補正は、データと補正係数との乗算により行う。具体的には補正ランクを設定することにより、補正係数を変更する。（表４）に補正ランクと補正係数との対応の一例を示している。
【００８０】
【表４】
0004016487.tif 000005
【００８１】
通常の補正なしの場合には、補正ランクは５で設定されており、補正係数は１．０であるから、データの補正は行われない。例えば、補正ランク３に設定すると、補正係数は０．９であるから、データの値を０．９倍にすることができる。
【００８２】
したがって、洗濯物の量を検知するデータを所定の係数との乗算により補正することで、洗濯物の量とデータの変化量が一定の比例関係にない場合などに、均一にデータの補正を行うことができ、補正した結果の洗濯物の量の分布の偏りを防止することができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、洗濯兼脱水槽に回転自在に配設した撹拌翼と、前記撹拌翼を駆動するモータと、前記モータに電力を供給するスイッチング素子をスイッチング制御し前記モータの駆動を制御する制御手段と、前記モータまたは前記撹拌翼が１回転する間にＮ回（Ｎは自然数）パルス信号を発生するパルス発生手段と、前記スイッチング素子の入力電流値を検知する電流検知手段とを備え、前記制御手段は、前記モータを起動した後、前記パルス発生手段より出力するパルス信号の周期より前記モータまたは前記撹拌翼の回転数または回転周期を検知して、前記モータまたは前記撹拌翼の回転数が所定回転数になるように前記スイッチング素子をスイッチング制御し、前記モータの起動後、所定時間経過した時点で前記モータをオフして休止するようにし、前記モータまたは前記撹拌翼の回転数が所定回転数になるように前記スイッチング素子をスイッチング制御したときのスイッチング制御量と、前記電流検知手段により検知した前記スイッチング素子の入力電流値との２つの値から、前記洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物の量を判定するようにし、前記スイッチング制御量と前記入力電流値とにより判定された洗濯物の量が所定値以下の場合、前記モータをオフした後の前記パルス発生手段から出力されるパルス数により更に細かく判定するよう構成したから、洗濯兼脱水槽内に投入した洗濯物の量を短時間の内に、かつ、電源電圧の変動、電源周波数の違い、モータ自体の特性の違いに関係なく精度よく検知することができる。
【００８４】
また、請求項２に記載の発明によれば、制御手段は、洗濯兼脱水槽内に所定水位まで給水した後、洗濯物の量を判定するよう構成したから、所定水位まで給水することで、洗濯兼脱水槽内での洗濯物の偏りによる検知精度の低下を防止することができ、より容易に洗濯兼脱水槽内の洗濯物の量を検知することができる。
【００８５】
また、請求項３に記載の発明によれば、モータをオフした一定時間後に、スイッチング素子をスイッチング制御し、前記モータに電気的制動を掛けるようにしたから、洗濯物の量が少ないときにモータ駆動時に発生する動作音を防止することができる。
【００８６】
また、請求項４に記載の発明によれば、洗いまたはすすぎ行程において洗濯物の量を検知し、検知した洗濯物の量に応じてモータまたは撹拌翼の動作時間および休止時間を制御することで洗濯兼脱水槽内の水流の強弱を変化させるようにしたから、洗濯物の量が少ないときには弱い水流で、また、洗濯物の量が多いときには強い水流で撹拌を行うことで、布傷みや泡の発生を防止し、衣類の量に応じた最適な水流で撹拌することができ、洗濯物の量に関係なく、常にほぼ一定の洗い性能、すすぎ性能を得ることができる。
【００８７】
また、請求項５に記載の発明によれば、電流検知手段により検知したスイッチング素子の入力電流値が所定値以上の場合に、洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物の量を検知する動作を中止し、洗濯物の量を最大であると判定するようにしたから、洗濯物の量が極度に多いときなど、洗濯物の量を検知する動作を最後まで行う必要がないため、布傷みを防止することができる。
【００８８】
また、請求項６に記載の発明によれば、モータ駆動時の設定回転数を複数個もち、洗濯物の量を検知するモータの駆動および休止を異なった設定回転数で複数回行うようにしたから、さらに精度よく洗濯物の量を検知することができる。
【００８９】
また、請求項７に記載の発明によれば、洗濯物の量を検知するデータを補正する手段を有し、前記データの補正を所定の係数との乗算により行うようにしたから、洗濯物の量を検知するデータを所定の係数との乗算により補正することで、洗濯物の量とデータの変化量が一定の比例関係にない場合などに、均一にデータの補正を行うことができ、補正した結果の洗濯物の量の分布の偏りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１〜第８の実施例の洗濯機の一部ブロック化した回路図
【図２】  同洗濯機の縦断面図
【図３】  同洗濯機のインバータ制御時の動作タイミングチャ−ト
【図４】  本発明の第１の実施例の洗濯機の撹拌翼回転時のタイミングチャ−ト
【図５】  同洗濯機の要部動作フロ−チャ−ト
【図６】  同洗濯機のインバータ入力電流と布量との相関特性図
【図７】  同洗濯機のスイッチング素子の導通比と布量との相関特性図
【図８】  同洗濯機の入力電流値と、導通比と、布量との相関特性図
【図９】  本発明の第２の実施例の洗濯機の要部動作フロ−チャ−ト
【図１０】  同洗濯機のモータオフ時のパルス数と布量との相関図
【図１１】  本発明の第４の実施例の洗濯機の撹拌翼回転時のタイミングチャ−ト
【図１２】  本発明の第５の実施例の洗濯機の要部動作フロ−チャ−ト
【図１３】  本発明の第６の実施例の洗濯機の要部動作フロ−チャ−ト
【図１４】  本発明の第７の実施例の洗濯機の撹拌翼回転時のタイミングチャ−ト
【図１５】  同洗濯機の要部動作フロ−チャ−ト
【図１６】  従来の洗濯機の縦断面図
【図１７】  同洗濯機のブロック回路図
【符号の説明】
２  洗濯兼脱水槽
３  撹拌翼
２１  モータ
２３ａ〜２３ｆ  スイッチング素子
２４  制御手段
２５  パルス発生手段
２６  電流検知手段
【図１】
0004016487.tif 000006
【図２】
0004016487.tif 000007
【図３】
0004016487.tif 000008
【図４】
0004016487.tif 000009
【図５】
0004016487.tif 000010
【図６】
0004016487.tif 000011
【図７】
0004016487.tif 000012
【図８】
0004016487.tif 000013
【図９】
0004016487.tif 000014
【図１０】
0004016487.tif 000015
【図１１】
0004016487.tif 000016
【図１２】
0004016487.tif 000017
【図１３】
0004016487.tif 000018
【図１４】
0004016487.tif 000019
【図１５】
0004016487.tif 000020
【図１６】
0004016487.tif 000021
【図１７】
0004016487.tif 000022