(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平又は傾斜回転軸周りに回転可能に支持されたドラムと、前記ドラムを回転駆動する電動機と、前記電動機を制御する制御機構とを具備したドラム式洗濯機において、
前記制御機構が、
電動機のトルクを一定に制御しているトルク一定制御状態からドラムが１回転する期間だけパルス状トルクを付加するトルク付加ステップをｋ回（ただし、ｋは２以上の整数）行うとともに、各トルク付加ステップを行う時点におけるドラムの回転角度が３６０°を互いに均等にｋ等分したものにするトルク制御部と、
前記電動機の回転加速度を測定する回転数測定部と、
前記各トルク付加ステップにおける回転加速度の平均値と前記各トルク付加ステップで指令されたトルクに基づいて前記各トルク付加ステップの慣性を算出する慣性算出部と、
前記各トルク付加ステップでの慣性の平均値に基づいてドラム内に収容されている洗濯物の重量を算出する重量算出部と、を具備したものであることを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項２】
水平又は傾斜回転軸周りに回転可能に支持されたドラムと、前記ドラムを回転駆動する電動機と、前記電動機を制御する制御機構とを具備したドラム式洗濯機において、
前記制御機構が、
電動機のトルクを一定に制御しているトルク一定制御状態からドラムが１回転する期間だけパルス状トルクを付加するトルク付加ステップを２回行うとともに、前記２回のトルク付加ステップのうちの後のトルク付加ステップを、最初のトルク付加ステップを基準としてドラムがｎ＋０．５回転した後（ただし、ｎは１以上の整数）に行うトルク制御部と、
前記電動機の回転加速度を測定する回転数測定部と、
前記各トルク付加ステップにおける回転加速度の平均値と前記各トルク付加ステップで指令されたトルクに基づいて前記各トルク付加ステップの慣性を算出する慣性算出部と、
前記各トルク付加ステップでの慣性の平均値に基づいてドラム内に収容されている洗濯物の重量を算出する重量算出部と、を具備したものであることを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項３】
前記制御機構が、速度一定制御とトルク一定制御とを交互に繰り返すものであって、
前記トルク一定制御状態におけるモータのトルクは、そのトルク一定制御が行われる直前にドラムが１回転する期間にかけられていたトルクを平均したものである請求項１又は２記載のドラム式洗濯機。
【請求項４】
水平又は傾斜回転軸周りに回転可能に支持されたドラムと、前記ドラムを回転駆動する電動機と、前記電動機を制御する制御機構とを具備したドラム式洗濯機に適用されるものであって、
前記制御機構に、
電動機のトルクを一定に制御しているトルク一定制御状態からドラムが１回転する期間だけパルス状トルクを付加するトルク付加ステップをｋ回（ただし、ｋは２以上の整数）行うとともに、各トルク付加ステップを行う時点におけるドラムの回転角度が３６０°を互いに均等にｋ等分したものにするトルク制御部と、
前記電動機の回転加速度を測定する回転数測定部と、
前記各トルク付加ステップにおける回転加速度の平均値と前記各トルク付加ステップで指令されたトルクに基づいて前記各トルク付加ステップの慣性を算出する慣性算出部と、
前記各トルク付加ステップでの慣性の平均値に基づいてドラム内に収容されている洗濯物の重量を算出する重量算出部と、
としての機能を発揮させることを特徴とするドラム式洗濯機用制御プログラム。
【請求項５】
水平又は傾斜回転軸周りに回転可能に支持されたドラムと、前記ドラムを回転駆動する電動機と、前記電動機を制御する制御機構とを具備したドラム式洗濯機に適用されるものであって、
前記制御機構に、
電動機のトルクを一定に制御しているトルク一定制御状態からドラムが１回転する期間だけパルス状トルクを付加するトルク付加ステップを２回行うとともに、前記２回のトルク付加ステップのうちの後のトルク付加ステップを、最初のトルク付加ステップを基準としてドラムがｎ＋０．５回転した後（ただし、ｎは１以上の整数）に行うトルク制御部と、
前記電動機の回転加速度を測定する回転数測定部と、
前記各トルク付加ステップにおける回転加速度の平均値と前記各トルク付加ステップで指令されたトルクに基づいて前記各トルク付加ステップの慣性を算出する慣性算出部と、
前記各トルク付加ステップでの慣性の平均値を算出するとともに該平均値に基づいてドラム内に収容されている洗濯物の重量を算出する重量算出部と、
としての機能を発揮させることを特徴とするドラム式洗濯機用制御プログラム。
【請求項６】
前記制御機構が、速度一定制御とトルク一定制御とを交互に繰り返すものであって、
前記トルク一定制御状態におけるモータのトルクは、そのトルク一定制御が行われる直前にドラムが１回転する期間にかけられていたトルクを平均したものである請求項４又は５記載のドラム式洗濯機用制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラムに収容された洗濯物の重量（以下、布量ともいう）を算出することのできるドラム式洗濯機及びその布量算出に係るプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
洗濯の各工程の水量やドラムの回転速度などを最適に設定するためには、洗濯物の布量を精度よく算出することが重要であり、従来は、モータ電圧やドラム回転加速度を用いて、運動方程式を解くことでドラム内の慣性を算出し、そこから洗濯物の重量を算出するようにしている（特許文献１）。
【０００３】
ところで、この算出方法に用いられるモータ電圧やドラム回転速度は、風損、機械損、布の接触摩擦による影響、電源電圧変動や負荷変動による影響、軸受け摩擦などによる洗濯機ごとの機体差による影響、ドラムに張り付いた洗濯物のアンバランスによる誤差を含んでいるため、精度よく洗濯物の布量を算出することは難しい。また、通常、低コストでドラムの回転速度を測定するには、ホールＩＣのパルス計測を行うが、パルスのばらつきによって判定誤差が生じてしまう。
【０００４】
そこで、これらの誤差要因を取り除き、精度よく洗濯物の布量を算出するために、多数回の測定を繰り返すことが行われているが、結果として長時間の測定が必要となったり、共振等による問題が生じたりする。
【特許文献１】特許３６４１５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明者は、これらの問題のいくつかを解決する発明を特願２００６−２２４１１７にて特許出願している。
【０００６】
この発明における洗濯物重量の算出方法は、前記測定誤差のうちで、特に低回転において支配的であるのが、布量のアンバランスであることに着目してなされたものであって、ドラムが１回転する間の平均回転加速度を用いて、運動方程式より慣性を算出することで、図１に示されるような布のアンバランスによって生じる回転速度へのアンバランストルクの影響をキャンセルするとともに、共振を惹起することなく短時間での布量測定を可能ならしめるものである。
【０００７】
詳しく説明すると、布が偏ってドラムに張り付くことによる回転方向のアンバランストルクを考慮した、回転ドラムに関する回転の運動方程式は次の式（１）にて表される。
【０００８】
【数１】
0005042808.tif 000002
【０００９】
ここで、Ｔ；トルク、Ｍ；アンバランス、ｇ；重力加速度、ｔ；時間、Ｊ；慣性、Ｄ；粘性係数、ω；回転速度であり、機械損については省略している。
【００１０】
式（１）の両辺にｄｔをかけて、１回転分で積分を行うと、式（２）のようになる
【００１１】
【数２】
0005042808.tif 000003
【００１２】
ここで、Δｔ；１回転の時間、ω１；初速度、ω２；終速度、Δω；１回転の速度変化（＝ω２−ω１）
【００１３】
式（２）よりアンバランスＭの存在はちょうど１回転で積分することでキャンセルされるので、この算出方法では布のアンバランスによるトルクへの影響は排除できることが分かる。
【００１４】
次に式（２）を慣性Ｊについて解き、トルクを定常運転トルクτと加速トルクΔτに分けて、つまりＴ＝τ＋Δτとして表すと、式（３）のようになる。
【００１５】
【数３】
0005042808.tif 000004
【００１６】
ここで、τ＋Δτはトルク操作量、Δｔ、Δω、ω１はその加速による変化を計測した量であり、粘性係数Ｄを一定として慣性Ｊを計算することができる。
【００１７】
先の発明はΔｔ、Δωをきわめて正確に計測できることを特長としているが、式（３）に含まれる初速度ω１は図２、３に示すように、加速開始直前にアンバランスＭの影響を受けて、変動してしまうため、単純に複数回の測定を行い、平均をとっても洗濯物重量の算出精度があがりにくい原因となる。
【００１８】
洗濯物重量の算出精度を上げるためには、測定ごとの初速度ω１を常に一定にし、その初速度ω１を一定にするために、モータに印加する電圧Ｖ１（トルクＴに相当）も一定に制御する必要がある。
【００１９】
しかしながら、実使用において、初速度ω１、電圧Ｖ１を加速直前ごとに同じ値にするためには布のアンバランスＭの位置を特定する必要があり、演算をしても多分に誤差を含むなどの問題がある。
【００２０】
そこで、本発明は、上記のような問題を鑑みて、前発明の特長を生かしつつ、計測を開始したときの速度によって影響されること無く、極めて短時間で正確に洗濯物の重量を算出することができるドラム式洗濯機を提供することをその主たる所期課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
すなわち、本発明に係るドラム式洗濯機は、水平又は傾斜回転軸周りに回転可能に支持されたドラムと、前記ドラムを回転駆動する電動機と、前記電動機を制御する制御機構とを具備したドラム式洗濯機において、
前記制御機構が、電動機のトルクを一定に制御しているトルク一定制御状態からドラムが１回転する期間だけパルス状トルクを付加するトルク付加ステップをｋ回（ただし、ｋは２以上の整数）行うとともに、各トルク付加ステップを行う時点におけるドラムの回転角度が３６０°を互いに均等にｋ等分したものにするトルク制御部と、各トルク付加ステップにおける電動機の回転加速度の平均値を算出するとともに該平均値に基づいてドラム内に収容されている洗濯物の重量を算出する重量算出部と、を具備したものであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係るドラム式洗濯機用制御プログラムは、水平又は傾斜回転軸周りに回転可能に支持されたドラムと、前記ドラムを回転駆動する電動機と、前記電動機を制御する制御機構とを具備したドラム式洗濯機に適用されるものであって、前記制御機構に、電動機のトルクを一定に制御しているトルク一定制御状態からドラムが１回転する期間だけパルス状トルクを付加するトルク付加ステップをｋ回（ただし、ｋは２以上の整数）行うとともに、各トルク付加ステップを行う時点におけるドラムの回転角度が３６０°を互いに均等にｋ等分したものにするトルク制御部と、各トルク付加ステップにおける電動機の回転加速度の平均値を算出するとともに該平均値に基づいてドラム内に収容されている洗濯物の重量を算出する重量算出部と、としての機能を発揮させることを特徴とする。
【００２３】
このようなものであれば、計測を開始したときのドラムの回転速度の影響をキャンセルし、精度よくドラム内に収容された洗濯物の重量を算出することができる。しかも、ドラムを数回転（例えば、１０回転未満）させるだけの短い測定時間で、洗濯物の重量を算出することができるので、ドラムの共振などの影響を受けることがないようにすることができる。
【００２４】
また、本発明の最も好ましい具体的な態様としては、ドラム式洗濯機は、水平又は傾斜回転軸周りに回転可能に支持されたドラムと、前記ドラムを回転駆動する電動機と、前記電動機を制御する制御機構とを具備したドラム式洗濯機において、前記制御機構が、電動機のトルクを一定に制御しているトルク一定制御状態からドラムが１回転する期間だけパルス状トルクを付加するトルク付加ステップを少なくとも２回行うとともに、前記２回のトルク付加ステップのうちの後のトルク付加ステップを、最初のトルク付加ステップを基準としてドラムがｎ＋０．５回転した後（ただし、ｎは１以上の整数）に行うトルク制御部と、各トルク付加ステップにおける電動機の回転加速度の平均値を算出するとともに該平均値に基づいてドラム内に収容されている洗濯物の重量を算出する重量算出部と、を具備したものが挙げられる。
【００２５】
また、そのドラム式洗濯機用制御プログラムは、水平又は傾斜回転軸周りに回転可能に支持されたドラムと、前記ドラムを回転駆動する電動機と、前記電動機を制御する制御機構とを具備したドラム式洗濯機に適用されるものであって、前記制御機構に、電動機のトルクを一定に制御しているトルク一定制御状態からドラムが１回転する期間だけパルス状トルクを付加するトルク付加ステップを少なくとも２回行うとともに、前記２回のトルク付加ステップのうちの後のトルク付加ステップを、最初のトルク付加ステップを基準としてドラムがｎ＋０．５回転した後（ただし、ｎは１以上の整数）に行うトルク制御部と、各トルク付加ステップにおける電動機の回転加速度の平均値を算出するとともに該平均値に基づいてドラム内に収容されている洗濯物の重量を算出する重量算出部と、としての機能を発揮させるものが望ましい。
【００２６】
このようなものであれば、後のトルク付加ステップを最初のトルク付加ステップを基準としてドラムがｎ＋０．５回転した後に行うことで、計測を開始したときのドラムの回転速度の影響をキャンセルし、精度よくドラム内に収容された洗濯物の重量を算出することができる。
【００２７】
しかも、最低２回という少ない計測回数で、ごく短時間の計測しか行わなくてもよいうえ、例えば、ドラムの共振などの外乱の影響を受けることもほとんどない。
【００２８】
また、先の発明と同様に、１回転する期間を１単位とした算出手法であるので、ドラム内の洗濯物のアンバランスによる電動機のトルク変動の影響をキャンセルすることもできる。
【００２９】
そして、このように洗濯物の重量を精度よく短時間で算出することができるので、例えば、含水量による布質の判定や、布量に応じたきめ細かい洗濯制御が可能になり、注水水量の間接的な検出などに好適に用いることができるようになる。
【００３０】
また、回転角度の検出が１回転や、０．５回転など大きな分解能でしか必要が無いため、例えば、安価なホールＩＣなどを用いても十分に高い精度で洗濯物の重量を算出することができる。
【００３１】
さらに、平均演算など演算量の小さい計算しか行っていないため、簡単に洗濯機に実装することができる。
【００３２】
制御機構が、速度一定制御とトルク一定制御とを交互に繰り返すものであって、前記トルク一定制御状態における電動機のトルクが、そのトルク一定制御が行われる直前にドラムが１回転する期間にかけられていたトルクを平均したものであれば、最初のトルク付加ステップと後のトルク付加ステップとにおいて、加速前の定常トルクのばらつきに起因する誤差要因をなくし、洗濯物の重量の算出精度をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００３３】
このように本発明によれば、ドラム内の洗濯物の偏りによるアンバランスや計測開始時の速度の影響をキャンセルし、極めて短時間で正確に洗濯物の重量を算出することができる。注水量や脱水工程でのアンバランス補正などにおける精度良い制御ができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００３５】
図４は、本実施形態に係るドラム式洗濯機１００の概略内部構造を示した縦断面図である。同図中、符号１は中空のボディであり、このボディ１の使用端側（以下、前側とも言う）には、洗濯物を投入するための投入口１１と、前記投入口１１を閉じるための開閉可能な蓋１２とが設けてある。また、ボディ１の内部には、水槽２が配設されており、当該水槽２のさらに内部にはドラム３が設けられている。
【００３６】
水槽２は、後端面が底板２１によって閉塞され、前端面に開口部２２が設けられた概略円筒状をなすものであり、その中心軸Ｃを水平又は水平から傾斜させ、前側が後側よりも若干高くなる姿勢で、ダンパＤや弾性体Ｓによって揺動可能に支持されている。また、前記開口部２２は、可撓性を有した筒状体２３を介してボディ１の投入口１１に接続されている。
【００３７】
ドラム３は、水槽２よりも一回り小さい円筒状をなすもので、水槽２と同様、その後端面が底板３１によって閉塞され、その前端面には開口部３２が設けられている。このドラム３には、厚み方向に貫通する多数の孔３３が設けられていて、この孔３３を介して水槽２からドラム３内に水が浸入自在に構成されている。また、このドラム内周面の複数箇所（３箇所）には、洗濯物を引っ掛けて持ち上げるための突条形状をなすリフタ３４が設けられている。
【００３８】
前記水槽２における底板２１の外側には、例えばドラム３を回転駆動するための電動機４が取り付けられており、前記電動機４の回転軸４１が軸受４２を介して当該底板２１を貫通し、ドラム３の底板３２に固定されている。
【００３９】
符号５は、洗濯水を供給する給水機構５である。この給水機構５は、外部の水道管に接続された給水管５１と、前記給水管５１の途中に設けられた電磁開閉弁５２とから構成されている。この給水管５１の先端噴射口５１ａは、前記ドラム３の開口部３２に臨ませて配置されており、この噴射口５１ａからドラム３内部の洗濯物に直接水を掛けることができるように構成されている。
【００４０】
符号６は、水槽２及びドラム３内の洗濯水を外部に排出するための排水機構である。この排水機構６は、水槽２の最下部、すなわち水槽２の後端下部に接続された排水管６１と、前記排水管６１の途中に設けられた電磁開閉弁６２とから構成されている。
【００４１】
これらの構成に加えて、この洗濯機１００は、前記各電磁開閉弁５２、６２や電動機であるモータ４等を制御して、ドラム内の洗濯物の重量を算出し、洗い工程や脱水工程を自動で行う制御機構７（図４には図示していない）を、ボディ１の内部に備えている。
【００４２】
この制御機構７は、少なくとも、ハードウェア構成としては、ＣＰＵ、メモリ、各種ドライバ回路などを具備したものであり、前記メモリに記憶させたプログラムに従って、前記ＣＰＵや周辺機器が協動することで種々の機能を発揮する。
【００４３】
しかして、この実施形態においては、図５の機能ブロック図に示すように、この制御機構７が、少なくとも回転数測定部７１と、トルク制御部７２と、慣性算出部７３と、重量算出部７４等としての機能を発揮するようにプログラムを構成している。
【００４４】
それら各部を説明すると、回転数測定部７１は、例えば、モータ４のロータ位置を検出してパルス信号を出力するホールＩＣなどの回転角度センサ４３を利用して、モータ４の回転数及び回転加速度を測定するものである。より具体的には、前記回転角度センサから出力されるパルス間の時間を計測することにより、モータ４の回転数や回転加速度を算出する。
【００４５】
トルク制御部７２は、モータに印加する電圧を制御することで、布重量を算出するために必要な、ドラムの速度一定制御や加減速を行う。本実施形態では、洗濯物の重量算出において、速度一定制御状態からドラムが１回転する期間だけパルス状トルクを付加するトルク付加ステップを２回行う。この１回転する期間は、前記回転数測定部７１が出力する回転数から判断される。
【００４６】
慣性算出部７３は、回転数制御部からドラムが１回転する間の平均回転加速度を取得し、トルク制御部７２からはトルク付加ステップ中にモータに指令されたトルクを取得し、ドラム内の洗濯物の慣性を回転の運動方程式から算出する。
【００４７】
重量算出部７４は、前記慣性算出部７３が算出した、各トルク付加ステップの慣性Ｊの計算結果を平均し、洗濯物の重量を算出する。
【００４８】
次に、前記制御装置７の各部による洗濯物重量の算出方法とそのためのモータの制御について、図２、３を参照しながら以下に詳述する。
【００４９】
最初に、前記トルク制御部７２は、速度一定制御によって、モータを一定速度で回転させる。このときのモータ回転速度を定常速度ωａｖｅとする。
【００５０】
そして、トルク制御部７２は、速度一定制御を一定時間行った後、モータの制御をトルク一定制御に切り替える。このとき、モータに指令する定常トルクτは、速度一定制御からトルク一定制御に切り替わる直前のドラム１回転分の期間において、モータに指令していたトルクの平均値とする。
【００５１】
次に、第１のトルク付加ステップとして、トルク制御部７２は、トルク一定制御に切り替わって、一定時間経過した後に、ドラムが１回転する期間の間だけ定常トルクτに加速トルクΔτを付加する。
【００５２】
前記慣性算出部７３は、平均加速度と指令したトルクから、第１のトルク付加ステップでの慣性量Ｊ１を算出し、重量算出部７４に格納する。
【００５３】
そして、前記トルク制御部７２は、前記回転数測定部７１からドラムが１回転したことを伝達されると、モータの制御を速度一定制御に切り替え、モータの回転速度が定常速度ωａｖｅに戻るように制御する。
【００５４】
モータの回転速度が定常速度ωａｖｅに戻った後に、トルク制御部７２は、再び、モータの制御をトルク一定制御に切り替える。このときの、トルクも制御を切り替える直前のモータが１回転する間に指令していたトルクの平均値を定常トルクτとしている。
【００５５】
そして、第１のトルク付加ステップの開始時点からｎ＋０．５回転したことを回転数測定部７１が検知すると、第１のトルク付加ステップと同様に、加速トルクΔτが定常トルクτに加えられ、第２のトルク付加ステップが実行される。
【００５６】
第２のトルク付加ステップでの平均加速度と指令したトルクから、前記慣性算出部７３は第２のトルク付加ステップでの慣性を算出し、重量算出部７４に格納する。
【００５７】
最後に、重量算出部７４が、格納されている第１と第２のトルク付加ステップでの慣性計測値を平均することで、加速タイミングによる誤差をキャンセルした平均慣性量＜Ｊ＞を算出し、洗濯物の重量を算出する。
【００５８】
次に、第１のトルク付加ステップでの慣性量Ｊ１と、第１のトルク付加ステップの開始時からｎ＋０．５回転してから開始される第２のトルク付加ステップでの慣性量Ｊ２を平均することによって、ドラムの加速タイミングによる誤差がキャンセルできることを説明する。
【００５９】
以下の説明では簡単のため、第１と第２のトルク付加ステップでの測定値である一回転の速度変化Δωと１回転に要する時間Δｔは第１と第２のトルク付加ステップでそれぞれ等しい値として取り扱う。
【００６０】
洗濯物がドラム内で偏ることによって生じるアンバランス重量Ｍの存在により、回転体はＭｇｓｉｎθのアンバランストルクを受けて、その結果、加速タイミングでの回転速度ω１も変動する。これは以下のように表すことができる。
【００６１】
【数４】
0005042808.tif 000005
【００６２】
ここで、ωａｖｅは速度一定制御中の回転平均速度、θｓ１は第１のトルク付加ステップで加速を開始したときのモータの回転角度である。
【００６３】
式（４）と発明が解決しようとする課題の中で述べた、慣性を求める式（３）より、加速開始速度のばらつきによる、慣性の誤差Ｊｅｌは以下のように表せる。
【００６４】
【数５】
0005042808.tif 000006
【００６５】
第２のトルク付加ステップは、第１のトルク付加ステップが開始されてからｎ＋０．５回転した後に開始されるので、第２のトルク付加ステップ開始時のドラムの回転角度θｓ２は以下のような関係がある。
【００６６】
【数６】
0005042808.tif 000007
【００６７】
式（６）から、第２のトルク付加ステップにおける加速開始速度のばらつきによる、慣性の誤差Ｊｅ２は以下のように表せる。
【００６８】
【数７】
0005042808.tif 000008
【００６９】
よって、重量算出部７４が慣性量の平均値を取ると、これらの誤差は式（５）と式（６）より以下のようキャンセルされる。
【００７０】
【数８】
0005042808.tif 000009
【００７１】
したがって、加速開始時のドラムの回転角度θｓ１とθｓ２が式（６）の関係を満たしさえすれば、つまりθｓ１とθｓ２の相対角度がｎ＋０．５回転分の差があることを検出できれば、それぞれの回転角度を正確に検出することができなくても、加速開始速度のばらつきによる誤差をキャンセルできることが分かる。
【００７２】
また、定常トルクτを、速度一定制御中で、トルク一定制御に切り替わる直前のドラム１回転の期間にかけられていたトルクを平均したものとしているので、第１のトルク付加ステップでの定常トルクτ及び定常速度ωａｖｅと、第２のトルク付加ステップでのそれらは等しくなる。
【００７３】
そして、第１のトルク付加ステップでの慣性量Ｊと第２のトルク付加ステップでの慣性量Ｊの平均値は、一定回転速度状態ではτ＝Ｄωａｖｅが成り立つことと、上述したように加速開始時のモータの回転角度がばらつくことによる誤差がキャンセルされることから、一回転の速度変化Δω、加速トルクΔτ、一回転にかかる時間Δｔのみを用いて式（３）から以下のように表すことができる。
【００７４】
【数９】
0005042808.tif 000010
【００７５】
従って、ドラムが１回転している間の計測であるために正確な値が分かる加速トルクΔτ、一回転の速度変化Δω、一回転にかかる時間Δｔのみが残るので、平均慣性＜Ｊ＞も精度よく算出され、洗濯物の重量も精度よく算出できることが分かる。
【００７６】
また、式（９）からは、粘性係数Ｄの影響を小さくする、つまり、一回転にかかる時間Δｔを短くすれば、さらに正確に算出を行えることもわかる。
【００７７】
このように、本発明に係るドラム式洗濯機及びドラム式洗濯機用制御プログラムによれば、ドラム内の洗濯物の偏りによるアンバランスや計測開始時の回転速度の影響をキャンセルして、精度よく短時間で洗濯物の重量を算出することができる。
【００７８】
また、２回の計測を行うだけで、従来の方法よりも精度よく洗濯物の重量を算出することができるので、計測時間を短くすることができる。
【００７９】
そして、２回という少ない計測回数で、ごく短時間の測定を行うことができるので、例えば、計測中にドラムが共振することで外乱が入ることを防ぐことができ、極めて高い精度で洗濯物の重量を算出することができる。
【００８０】
高い精度で洗濯物の重量を算出することができるので、例えば、算出された洗濯物の重量をもとにして、アンバランスの検出を行うことができる。これは、脱水を行うときに騒音の原因となる洗濯物の偏りを検出して、ほぐし運動を行うことで、低騒音化を図ることができる。
【００８１】
さらに、ドラム内の洗濯物の偏りによるアンバランスの位置を正確に求める必要が無く、一回転や０．５回転といった低い分解能の検出器で十分な角度を検出できればよいので、ホールＩＣなどの安価な検出器のパルスを、従来からある安価なマイコンで計数するだけで、洗濯物の重量を算出することができる。
【００８２】
そして、平均演算などの演算量が小さい計算しか行っていないため、簡単に洗濯機に実装することができる。
【００８３】
トルク付加ステップごとの定常トルクを速度一定制御中で、トルク一定制御に切り替わる直前のドラム１回転の期間にかけられていたトルクを平均したものとしているので、式（９）に示されるように、最終的な計算結果である平均慣性＜Ｊ＞の結果には、定常トルクτの項は存在せず、定常トルクτが誤差要因にならない。そして、精度よく計測できる加速トルクΔτ、一回転の速度変化Δω、一回転にかかる時間Δｔのみが計算結果に影響するので、より算出精度を向上させることができる。
【００８４】
なお、本発明は前記図示例や実施形態に限られない。
【００８５】
例えば、前記トルク制御部がｋ回（例えば３以上１０未満）のトルク付加ステップを行うとともに、各トルク付加ステップを行う時点におけるドラムの回転角度が３６０°を互いに均等にｋ等分したものにしても構わない。すなわち、最初のトルク付加ステップを基準として、ｉ番目のトルク付加ステップは、ｎ＋ｍ／ｋ回転した後で行われるようにしたものであればよい。ここでｎは１以上の整数であり、各ｉ番目のトルク付加ステップで同じ値であってもよく、ｍは１以上ｋ−１以下の整数であり、各ｉ番目のトルク付加ステップで相異なるものであればよい。
【００８６】
トルク付加ステップを２回又は３回の倍数だけ行うものであってもよい。
より具体的には、トルク付加ステップを３回行うものであって、最初のトルク付加ステップを基準として、２回目と３回目のトルク付加ステップを行う時点でのドラムの回転角度が１２０°、２４０°となるようにしたものであっても構わない。このようなものであっても、３回の計測を平均することによって計測を開始したときのドラムの回転速度の影響を常にキャンセルすることができ、精度よくドラム内に収容された洗濯物の重量を算出することができる。
【００８７】
また、最初のトルク付加ステップを基準として、２回目のトルク付加ステップのドラムの回転角度を２４０°とし、３回目のトルク付加ステップのドラムの回転角度を１２０°とするように構成しても構わない。
【００８８】
本実施形態では、２回のトルク付加ステップを速度一定制御を挟んで連続して行っているが、例えば、ドラムがｎ＋０．５回転するまでの間に別の測定をいれてもよい。
【００８９】
具体的には、４回トルク付加ステップを行うものであるとすると、第３のトルク付加ステップは、第１のトルク付加ステップのｎ＋０．５回転後に行われ、第４のトルク付加ステップは第２のトルク付加ステップのｎ＋０．５回転後に行うようにしてもよい。
【００９０】
こうすれば、２組のトルク付加ステップで別々に洗濯物の重量を算出することができる。
【００９１】
また、トルク付加ステップ間において、ドラムがｎ回転するのを待機しているが、トルク付加ステップ間ごとにｎが変化するものであっても構わない。
【００９２】
その他、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】洗濯物のアンバランスによる速度変化を示す概略図。
【図２】本発明の一実施形態に係る洗濯物の重量算出のための速度及びトルク制御を示す概略図。
【図３】同実施形態における洗濯物の重量算出のための速度及びトルク制御を示す別の概略図。
【図４】同実施形態における洗濯機の内部構造を示す概略縦断面図。
【図５】同実施形態における洗い工程での制御機構の機能ブロック図。
【符号の説明】
【００９４】
１００・・・洗濯機
４  ・・・電動機（モータ）
７  ・・・制御機構
７２・・・トルク制御部
７４・・・重量算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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