(57)【要約】【課題】ドラム内部の洗濯物の状態を判断して、ドラム（モータ）の回転速度を制御し、洗濯機の洗浄能力を高めること。【解決手段】ドラム１を所定の回転速度で駆動させるタンブリング制御部１１と、ドラム１を短い時間間隔で急速に反転させるクイック反転制御部を備える。周波数成分計算部１０は、受け筒の振動に対して所定の周波数範囲の振動成分を計算し、振動成分の大きさにしたがって、タンブリング制御部１１における回転速度と、クイック反転制御部１２の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを制御する。これにより、洗濯物の挙動に応じたドラム回転を実現でき、結果的に洗浄能力を向上できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収容して回転するドラムと、前記ドラムを収容し、かつ筐体から弾性支持機構により支持された受け筒と、前記ドラムを回転させるモータと、前記モータを制御して前記ドラムを所定時間、所定の回転速度で駆動させるタンブリング制御部と、前記モータを制御して前記ドラムの回転方向を所定の時間間隔で反転させるクイック反転制御部と、前記受け筒の振動を検出する振動検出部と、前記振動検出部で検出した振動に対して周波数成分を計算し、前記周波数成分の大きさにしたがって、前記タンブリング制御部における回転速度、前記クイック反転制御部の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを制御する周波数成分計算部とを備えた洗濯機。
【請求項２】
前記周波数成分計算部は、前記ドラムが所定時間、所定の速度で回転しているタンブリング時に、前記振動検出部から検出した振動に対して周波数成分を計算し、前記周波数成分の大きさにしたがって、前記タンブリング制御部における回転速度、前記クイック反転制御部の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを制御する請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
前記ドラム中に洗濯物を攪拌する少なくとも１つ以上のバッフルを備え、前記ドラムの回転速度をＶ［ｒｐｍ］、前記バッフルの数をｎとしたとき、前記周波数成分計算部は、前記振動検出部で検出した信号に対してフーリエ変換処理を行い、（Ａ）Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］を含む所定の周波数範囲における振動成分、または（Ｂ）Ｖ／６０［Ｈｚ］〜Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］の周波数範囲における振動成分の少なくともどちらか一方を計算し、その大きさに応じて、前記タンブリング制御部における回転速度、前記クイック反転制御部の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを制御する周波数成分計算部を備えた請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項４】
前記周波数成分計算部は、洗濯工程の開始時に、前記タンブリング制御部および前記クイック反転制御部を制御して、前記ドラムのタンブリング時の回転速度、クイック反転時の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを順に変化させ、それぞれの制御状態において、前記振動検出部で検出した信号に対してフーリエ変換処理を行い、（Ａ）Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］を含む所定の周波数範囲における振動成分、または（Ｂ）Ｖ／６０［Ｈｚ］〜Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］の周波数範囲における振動成分の少なくともどちらか一方を計算して、その合計が最大となる制御状態を選択して、その後の制御を行う請求項３記載の洗濯機。
【請求項５】
前記周波数成分計算部は、前記タンブリング制御部における回転速度に比例させて、クイック反転制御部の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを決める請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項６】
前記受け筒の振動を検出するステップと、前記振動検出部で検出した振動に対して周波数成分を計算するステップと、前記周波数成分の大きさにしたがって、前記タンブリング制御部における回転速度、前記クイック反転制御部の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを制御するステップとを備えたドラム回転速度制御方法。
【請求項７】
請求項１〜５に記載の洗濯機の少なくとも一部をコンピュータに実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭で使用するドラム式の洗濯機もしくは洗濯乾燥機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗濯時において、ドラムの挙動やドラム内での洗濯物の挙動を計測・推定し、ドラムの回転速度を変化させることが行われている。例えば、特許文献１では、ドラムの受け筒に加速度センサーを取り付け、図１１に示すように、加速度センサー出力の変化量とモータのトルク電流成分の変化量から衣類の挙動を推定して、ドラムを回転させるモータの速度を変化させる制御手段を備えている。
【特許文献１】特開２００６−３４６２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記した従来の構成ではドラムの回転速度だけを制御しており、洗浄中にドラムを急速反転させるようなクイック反転制御を、加速度センサーの検出結果に応じて制御できず、洗浄能力が低いという課題があった。クイック反転制御は、洗濯物のからみを取るなどの効果があり、この反転動作を洗濯物の挙動に応じて制御することで洗浄能力を向上させることができる。
【０００４】
また、従来の構成では、下記の（１）（２）の理由により、洗濯物の挙動を精度良く把握することができず、ドラムの回転速度を適切に制御できなかった。
【０００５】
（１）受け筒には様々な種類の振動が加わっており、加速度センサーの単純な出力変化では、洗濯物の挙動を精度良く把握できない。
【０００６】
例えば、受け筒には、衣類の動きによる振動だけでなく、ドラム内の水や泡の動きによる振動や、モータや筐体の振動が加わる。また、洗濯物の量・重さ・布質などによっても振動は異なるため、加速度センサーからの出力値の単純な変化だけでは、洗濯物の挙動を精度良く判定できない。
【０００７】
（２）モータのトルク成分を示す電流値についても同様であり、例えば、洗濯時に水量が多く、衣類が化繊である場合は、ドラム内で衣類が浮いてしまう場合があり、この場合、衣類の挙動とモータトルクには相関は見られ無い。つまり、モータのトルク成分では、洗濯物の挙動を精度良く判定できない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明では、受け筒の振動そのものの値ではなく、受け筒の振動から所定の周波数範囲の振動成分を抽出して、その振動成分の大きさに応じて、タンブリング時のドラムの回転速度およびクイック反転時の反転時間間隔等を制御する。
【０００９】
具体的には、受け筒の振動を検出する振動検出部と、検出した振動に対して周波数成分を計算し、その大きさにしたがって、タンブリングにおける回転速度、クイック反転の反転時間間隔、回転速度、トルクの少なくともひとつを制御する周波数成分計算部を備える。
【００１０】
この構成により、ドラム内部の洗濯物の状態を判断して、ドラム（モータ）の回転速度を制御でき、洗濯機の洗浄能力を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の洗濯機、ドラム回転速度制御方法およびプログラムを用いることにより、洗濯機の洗浄能力を向上させることができる。
【００１２】
具体的には、受け筒の振動から所定の周波数範囲の振動成分を抽出して、それらの振動成分の大きさに応じてドラムのタンブリング時における回転速度や、クイック反転時の反転時間間隔等を制御する。これにより、洗濯物を後述のゴロゴロ状態やたたき洗い状態に維持できるとともに、洗濯物の挙動に応じて適切なクイック反転を行うことができる。また、洗浄能力向上により、洗濯時間が短くなるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、洗濯物を収容して回転するドラムと、前記ドラムを収容し、かつ筐体から弾性支持機構により支持された受け筒と、前記ドラムを回転させるモータと、前記モータを制御してドラムを所定時間、所定の回転速度で駆動させるタンブリング制御部と、ドラムの回転方向を所定の時間間隔で反転させるクイック反転制御部と、受け筒の振動を検出する振動検出部と、振動検出部で検出した振動に対して周波数成分を計算し、周波数成分の大きさにしたがって、タンブリング制御部における回転速度、クイック反転制御部の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを制御する周波数成分計算部を備えた洗濯機である。
【００１４】
この構成により、受け筒振動の周波数成分から洗濯物の動きを把握し、それにしたがってタンブリング制御およびクイック反転制御を変えることができる。これにより、洗濯機の洗浄能力を高めることができる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、周波数成分計算部は、ドラムが所定時間、所定の速度で回転しているタンブリング時に、振動検出部から検出した振動に対して周波数成分を計算し、周波数成分の大きさにしたがって、タンブリング制御部における回転速度、クイック反転制御部の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを制御する。タンブリング時における振動を検出することにより、安定した制御が実現できる。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明もしくは第２の発明において、ドラム中に洗濯物を攪拌する少なくとも１つ以上のバッフルを備え、ドラムの回転速度をＶ［ｒｐｍ］、バッフルの数をｎとしたとき、周波数成分計算部は、振動検出部で検出した信号に対してフーリエ変換処理を行い、（Ａ）Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］を含む所定の周波数範囲における振動成分、または（Ｂ）Ｖ／６０［Ｈｚ］〜Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］の周波数範囲における振動成分の少なくともどちらか一方を計算し、その大きさに応じて、タンブリング制御部における回転速度、クイック反転制御部の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを制御する周波数成分計算部を備える。
【００１７】
振動検出部から出力したデータから、上述した（Ａ）（Ｂ）の振動成分をフーリエ変換処理により抽出することにより、洗濯物の動きを正確に把握できる。
【００１８】
第４の発明は、第３の発明において、周波数成分計算部は、洗濯工程の開始時に、タンブリング制御部およびクイック反転制御部を制御して、ドラムのタンブリング時の回転速度、クイック反転時の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを順に変化させ、それぞれの制御状態において、振動検出部で検出した信号に対してフーリエ変換処理を行い、（Ａ）Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］を含む所定の周波数範囲における振動成分、または
（Ｂ）Ｖ／６０［Ｈｚ］〜Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］の周波数範囲における振動成分の少なくともどちらか一方を計算して、その合計が最大となる制御状態を選択して、その後の制御を行う洗濯機である。
【００１９】
これにより、洗濯工程の最初で、洗濯物の動きが最適になるようなタンブリング制御やクイック反転制御を決定することができ、これにより、洗濯機の洗浄能力を向上させることができる。
【００２０】
第５の発明は、第１〜第４いずれか１つの発明において、周波数成分計算部は、タンブリング制御部における回転速度に比例させて、クイック反転制御部の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを決める。これにより、クイック反転時において受け筒の振動を検出せず、クイック反転制御の各パラメータ（反転時間間隔、反転速度、トルクなど）を容易に決定できる。
【００２１】
第６の発明は、受け筒の振動を検出するステップと、振動検出部で検出した振動に対して周波数成分を計算するステップと、周波数成分の大きさにしたがってタンブリング制御部における回転速度、クイック反転制御部の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを制御するステップを備えたドラム回転速度制御方法である。
【００２２】
受け筒の振動データから、特定の周波数成分を取り出すことにより、ドラム内における洗濯物の動きを把握することができる。この周波数成分にしたがって、タンブリング制御時のドラムの回転速度やクイック反転制御時の反転時間間隔等を制御することにより、洗濯機の洗浄能力を向上させることができる。
【００２３】
第７の発明は、第１〜５の発明に記載の洗濯機の機能の少なくとも一部をコンピュータに実現させるためのプログラムである。プログラムであるので電気・情報機器、コンピュータ等のハードリソースを協働させて用いて本発明の機能の一部あるいは全部を容易に実現することができる。また、記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の構成図を示すものである。図中に記載した本発明の主要な構成を順に説明する。
【００２６】
（１）衣類などの洗濯物を収容し回転する洗濯槽としてのドラム１は、モータ２と図のように結合しており、回転して洗濯物を洗浄する。ドラム１の内部に、洗濯物を攪拌するためのバッフル７を備える（本実施の形態では、ドラム内部に３つのバッフルがあるものとする）。
【００２７】
（２）ドラム１を回転させるためのモータ２は、ブラシレスモータ等で構成する。回転速度は可変であり、洗濯工程では正転・反転を繰り返す。なお、モータ２はブラシレスモータで無く、他の構成でも良い。
【００２８】
（３）ドラム１と水を収容する受け筒３は、図１に示すように、ばね４ａやダンパー４ｂなどの弾性支持機構４を介して筐体５に固定する。
【００２９】
（４）受け筒３の振動を検出する振動検出部６は、加速度センサーから構成されており
、本実施の形態では、例としてドラムの正面に対して左右方向の振動（加速度）を検出するものとする。なお、加速度センサーとしては、半導体加速度センサー、圧電型加速度センサー、静電容量型加速度センサーなどのいずれでも良く、さらに多軸（２軸もしくは３軸）方向の加速度センサーでも良い。実際の受け筒３の振動は、必ずしも左右一方向に限定できないので、３軸の加速度センサーを用いて、３軸の加速度成分を加算して合計したものを利用するのが良い。
【００３０】
（５）周波数成分計算部１０は、振動検出部６で検出した振動（加速度データ）から、所定の周波数範囲の振動成分を計算して求める。周波数成分計算部１０はマイコンで構成されており、振動検出部６で得た信号に対して離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）もしくは高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、所定の周波数のおける振動成分の大きさ（フーリエ振幅スペクトラム、パワースペクトラムなど）を計算する。具体的には、ドラム１（モータ２）の回転速度をＶ［ｒｐｍ］、バッフル数をｎとしたとき、振動検出部６から得たデータから、（Ａ）Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］を含む所定の周波数範囲における振動成分、および（Ｂ）Ｖ／６０［Ｈｚ］〜Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］の周波数範囲における振動成分の少なくともひとつを計算する。周波数成分計算部１０は、この振動成分に応じてモータ２の回転を制御する。
【００３１】
（６）タンブリング制御部１１は、モータ２を制御してドラム１を所定時間、所定速度で繰り返し駆動させる。具体的なタンブリング制御部１１の動作例を図２に示す。図２は４１ｒｐｍの回転速度でドラム１を駆動している例である。この例のタンブリング制御では、ドラム１を１０秒間回転させた後、２秒休止し、その次は逆方向に同じ手順で回転させることを繰り返す。この例では、回転速度は４１ｒｐｍで固定されているが、本発明では、周波数成分計算部１０での計算結果に応じてモータ２を制御し、ドラム１の回転速度を可変にする。
【００３２】
（７）クイック反転制御部１２は、モータ２を制御してドラム１の回転方向を短い時間間隔で急速に反転させる。具体的なクイック反転動作の例を図３に示す。この例では、５３ｒｐｍという早い速度で１秒毎に急速にドラムを反転させている。洗濯物を急速に動かすことにより、タンブリング制御時に発生した布の絡みを解消することができる。この図では、反転時間間隔１秒、速度５３ｒｐｍでドラムを反転させているが、本発明では、周波数成分計算部１０での計算結果に応じてモータ２を制御し、ドラム１の反転時間間隔、反転速度を可変にする（また、反転時のモータトルクを変化させても良い）。
【００３３】
（８）モータ駆動部１３はモータ２の制御回路であり、タンブリング制御部１１およびクイック反転制御部１２の出力に応じてモータ２を駆動させる。
【００３４】
以上のように構成された洗濯機について、以下、その動作・作用を、図４〜図１０を用いて説明する。
【００３５】
図４〜図６は、本発明の動作原理を示した図である。図４〜図６中の（ａ）は、ドラム１中における洗濯物の状態を示した例である。ドラム１内に丸く記載しているのが洗濯物であり、ドラムの内側に三角形で示しているのがバッフル７である。バッフル７は、洗濯物をひっかけて持ち上げたり、攪拌したりする役割を持つ。本実施の形態では、図に示すように、ドラム１内部に３つのバッフル７を備えている（バッフル数ｎ＝３）。
【００３６】
図４（ａ）は、ドラム１の回転速度が低い場合（図４の例では４１ｒｐｍ）である。回転速度が低いために、洗濯物に大きな遠心力が働かず、洗濯物がドラム１の下部で、その場でゴロゴロ回転している状態を示している。この場合はドラム１の回転速度が低いため
、洗濯物がバッフル７で持ち上げられる量はわずかであり、あまり攪拌されないが、布同士の摩擦は大きくなる。本明細書では、この状態を「ゴロゴロ状態」と呼ぶ。
【００３７】
図６（ａ）は、ドラム１の回転速度が高い場合（図６の例では４９ｒｐｍ）である。回転速度が大きいため、大きな遠心力が洗濯物に働き、洗濯物がドラム１の内側に貼りついている状態を示している。洗濯物は貼りついているため、ドラム１と一緒に回転する。本明細書では、この状態を「貼りつき状態」と呼ぶ。
【００３８】
図５（ａ）は、図４（ａ）と図６（ａ）の中間の回転速度（図５の例では４５ｒｐｍ）である。洗濯物の挙動も中間的であり、洗濯物はバッフル７によって上部へ持ち上げられるが、遠心力が十分に強くないため、途中でドラム１の内側からはがれ、重力によってドラム１の下部に落ちる（速度があるので、たたきつけられる）。本明細書では、この状態を「たたき洗い状態」と呼ぶ。
【００３９】
図４（ａ）、図５（ａ）、図６（ａ）の場合で洗浄能力を比較すると、一般には図５（ａ）のたたき洗い状態が最も良く、図６（ａ）の貼りつき状態が最も悪いとされている。貼りつき状態では、洗濯物がドラム壁面から全く動かないため、バッフルによる攪拌効果が極めて小さく、布同士の摩擦も小さい、この場合は極めて洗浄能力が低下する。したがって、洗濯工程では、図６（ａ）の貼りつき状態をなるべく避け、洗濯物を図５（ａ）のたたき洗い状態図もしくは４（ａ）のゴロゴロ状態にすることが望ましいと言える。
【００４０】
図４（ａ）、図５（ａ）、図６（ａ）それぞれの状態において、振動検出部６で得た振動データ（本実施の形態では、ドラム１に対して左右方向の加速度データ）に対してフーリエ変換処理を行い、周波数分析を行った結果を図４（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）にそれぞれ示す。図の横軸は周波数（単位はＨｚ）であり、縦軸はフーリエ振幅スペクトラム（単位はＧ・ｓｅｃ）である。図には、それぞれに回転振動成分と、バッフル振動成分を示している。これらは、ドラム１の回転速度をＶ［ｒｐｍ］、バッフル数をｎ＝３とすると、以下のように表される。
【００４１】
（１）回転振動成分（ドラム１の回転により直接的に引き起こされる振動成分）＝Ｖ／６０［Ｈｚ］における振動成分（フーリエ振幅スペクトラムの大きさ）
（２）バッフル振動成分（バッフルが洗濯物にあたることによって起こされる振動成分）＝Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］＝Ｖ／６０×３［Ｈｚ］における振動成分（フーリエ振幅スペクトラムの大きさ）
回転振動成分は、図６（ｂ）の貼りつき状態でかなり大きくなり、逆に図４（ｂ）ゴロゴロ状態で小さくなっている。
【００４２】
図６（ｂ）の貼りつき状態では、洗濯物はドラム１の内側に貼り付いて、ドラム１と一緒に回転しているため、洗濯物はドラム１の偏心荷重となる。このため、ドラム１の回転毎に規則的に振動が発生し、結果的に、回転速度に対応する周波数での振動成分が大きくなる。図４（ｂ）のゴロゴロ状態では、洗濯物はドラム１と一緒に回転してないため、このような回転振動成分が小さくなっている。
【００４３】
バッフル振動成分は、逆に、図６（ｂ）の貼りつき状態ではかなり小さいが、図４（ｂ）のゴロゴロ状態ではかなり大きくなっている。これは、図６（ｂ）のような貼りつき状態では、洗濯物がドラム１壁面に貼りつき、バッフルによる攪拌効果が薄れるためである。この傾向は布種や布量が変わっても変わらず、洗濯物が貼りつき状態であれば、バッフル振動成分は小さくなる。一方、図４（ｂ）の状態では、ドラム１の下部で、洗濯物は必ずバッフル７と接触し、その影響で洗濯物がその場で回転する。したがって、バッフル７が洗濯物にあたるたびに振動が発生し、バッフル振動成分は大きくなる。
【００４４】
なお、図５（ｂ）のたたき洗い状態は、図４（ｂ）と図６（ｂ）の中間的な位置づけであり、回転振動成分、バッフル振動成分も同様に中間的な値となり、さらに、Ｖ／６０［Ｈｚ］〜Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］の間の成分も大きくなっている。
【００４５】
洗浄能力を高めるためには、図５のたたき洗い状態もしくは図４のゴロゴロ状態にする必要があり、回転振動成分、バッフル振動成分のいずれか一方が大きくなるのでは無く、バランスをとる必要がある。また、回転速度Ｖ［ｒｐｍ］は、洗濯物の挙動やモータの性能バラツキなどで必ずしも一定でなく、ある程度の範囲を考える必要がある。
【００４６】
本発明では、次の２つの周波数成分を計算する。（Ａ）Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］を含む所定の周波数範囲における振動成分、および（Ｂ）Ｖ／６０［Ｈｚ］〜Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］の周波数範囲における振動成分。（Ａ）は、バッフル振動成分である。モータ２（ドラム１）の回転速度は、洗濯物の負荷などにより必ずしも一定にならず多少のバラツキを持つ。例えば、回転速度Ｖに対して、プラスマイナスｄ［ｒｐｍ］だけばらつくとすると、それに対応して発生する振動のスペクトルもばらつき、（Ｖ−ｄ）／６０×ｎ［Ｈｚ］〜（Ｖ＋ｄ）／６０×ｎ［Ｈｚ］の範囲となる。この範囲における振動成分を合算することにより、バッフル振動成分を正確に求めることができる（なお、所定範囲において、振動成分を合算するとしたが、平均でも良いし、範囲内での最大値でも良い）。（Ｂ）は、たたき洗いの場合に高くなる周波数領域の振動である。図５（ｂ）に示したように、たたき洗い状態の場合、Ｖ／６０［Ｈｚ］〜Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］の範囲の振動成分が高くなる。この範囲の振動成分を合算する（（Ａ）と同様に、周波数範囲内の振動成分の平均でも良いし、範囲内の最大値でも良い）。
【００４７】
本発明では、受け筒３に取り付けた振動検出部６の信号を、周波数成分計算部１０によりフーリエ変換処理をすることで、この（Ａ）（Ｂ）２つの周波数成分を求め、これらの一方もしくは合計を大きくするように、ドラム１の回転を制御する。これにより洗濯機の洗浄能力を高くできる。
【００４８】
図７は、上述した動作原理にしたがって、ドラム１のタンブリング時の回転速度と、クイック反転時の時間間隔を制御する場合の各部の動作を示したフローチャートである。以下、ステップ毎に順に説明する。なお、このフローチャートは洗濯工程の動作手順を示しており、この工程の前に、布量判定、洗剤投入、注水などの工程は終了しているものとする。
【００４９】
（ステップＡ１）洗濯工程の開始後、タンブリング制御部１１は、タンブリング時の回転速度候補としてＶｉ（ｉ＝０，．．．，Ｍ）を設定し、クイック反転制御部１２では、クイック反転時の反転時間間隔候補Ｔｉ（ｉ＝０，．．．，Ｍ）を設定する。本実施の形態では、例として、Ｍ＝３で、Ｖ０＝４１ｒｐｍ，Ｖ１＝４５ｒｐｍ，Ｖ２＝４９ｒｐｍ，Ｖ３＝５３ｒｐｍ，Ｔ０＝０．６ｓｅｃ，Ｔ１＝０．９ｓｅｃ，Ｔ２＝１．２ｓｅｃ，Ｔ３＝１．５ｓｅｃと設定する。なお、Ｖｉ，Ｔｉは前の工程で検出した布量に応じて変更しても良いし、固定の値でも良い。なお、本実施の形態ではクイック反転時の回転速度は５３ｒｐｍで固定とする。
【００５０】
（ステップＡ２）本実施の形態では、洗濯工程の開始時に、タンブリング制御部１１およびクイック反転制御部１２によりドラム１の制御状態を順に変化させて、それぞれの状態における受け筒３の振動を計測し、前記した所定の周波数範囲の振動成分が大きくなる制御を選択する。ステップＡ２ではこの制御状態の番号であるｉを初期化してゼロにする。
【００５１】
（ステップＡ３）ｉ番目の制御状態として、タンブリング制御部１１が速度Ｖｉでドラム１を所定時間だけ回転させ、クイック反転制御部１２が時間間隔Ｔｉでドラム１のクイック反転を行う。なお、本実施の形態では、ここで行うタンブリングの回数やクイック反転の回数は、固定の値とする（例えば、タンブリング１回、クイック反転２回など）また、ドラム１は正転／逆転を交互に繰り返すものとし、ドラムの回転は前回と逆方向に回すとする。
【００５２】
（ステップＡ４）周波数成分計算部１０は、ステップＡ３でのドラム１の制御中に振動検出部６で検出した加速度データ（振動データ）を、時系列データとして取得し、フーリエ変換処理を行う。そして、（Ａ）Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］を含む所定の周波数範囲における振動成分、および（Ｂ）Ｖ／６０［Ｈｚ］〜Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］の周波数範囲における振動成分を計算し、（Ａ）と（Ｂ）の合算値を求める。本実施の形態では、モータ２の速度バラツキをプラスマイナス５ｒｐｍとし、（Ａ）の振動成分を求めるときの所定周波数範囲としては、（Ｖ−５）／６０×ｎ［Ｈｚ］〜（Ｖ＋５）／６０×ｎ［Ｈｚ］とした。タンブリング時の信号から計算した振動成分（Ａ）（Ｂ）の合算値をＦｉとし、クイック反転時の信号から計算した振動成分（Ａ）（Ｂ）の合算値をＦｉ’とする。
【００５３】
なお、ドラム１の回転速度Ｖは、周波数成分計算部１０がタンブリング制御部１１やクイック反転制御部１２から取得する。また、本実施の形態では、振動検出部６は受け筒３の一方向（左右方向）の振動を検出するとしたが、振動検出部６が３軸の加速度センサーであった場合は、周波数成分計算部１０は３軸の加速度信号（左右、上下、前後）を加算し、加算結果に対してフーリエ変換処理を行う。３軸の成分を合計することにより、振動をより正確に把握することができる。なお、フーリエ変換処理は、周波数成分計算部１０を構成するマイコンの中でソフトウェア的に離散フーリエ変換処理（ＤＦＴ）や高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）を行い、フーリエ振幅スペクトラムやパワースペクトラムを計算させてもよいし、また、ＤＳＰなどの専用の計算ハードウェアを用いて計算させても良い。
【００５４】
（ステップＡ５）制御状態を表す番号ｉと状態の最大値Ｍを比較する。ｉがＭと等しいなら、全ての制御状態において振動値の計測が終了したと判断し、ステップＡ７へ進み、そうでなければ、ステップＡ６へ進む。
【００５５】
（ステップＡ６）制御状態を表す番号ｉに１を加えてステップＡ３に戻る。ステップＡ３〜Ａ６を繰り返すことにより、制御状態ｉ＝０，．．．，Ｍにおいて、それぞれの振動成分を計算する。
【００５６】
（ステップＡ７）ステップＡ６までで、すべての制御状態ｉ＝０，．．．，Ｍにおいて振動成分Ｆｉ，Ｆｉ’が求まっているので、周波数成分計算部１０は、Ｆｉ（ｉ＝１，．．．，Ｍ）の値を比較してＦｉが最も大きくなるＶｉを求め、Ｆｉ’（ｉ＝１，．．．，Ｍ）の値を比較してＦｉ’が最も大きくなるＴｉを求める。
【００５７】
（ステップＡ８）周波数成分計算部１０は、ステップＡ７で求めたＶｉとＴｉの結果をそれぞれ、タンブリング制御部１１およびクイック反転制御部１２に出力する。その後の洗濯工程では、タンブリング制御部１１は速度Ｖｉでドラム１を回転させ、クイック反転制御部１２は反転時間間隔Ｔｉでクイック反転を行い、洗濯工程を継続する。
【００５８】
以上のステップＡ１〜Ａ８の動作によるドラム１の回転速度の変化例を図８に示す。図８は、洗濯工程の開始直後に、タンブリング時の回転速度をＶ０，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３、クイック反転時の時間間隔をＴ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と変えながら、所定の周波数範囲の振動成分Ｆｉ，Ｆｉ’を計算し、Ｆｉ，Ｆｉ’が最大となるようなＶｉ，Ｔｉを選択して、
その後の選択を行う過程を示している。この制御方法により、洗濯物の状態は、図５のようなたたき洗い状態もしくは図４のようなゴロゴロ状態になり、洗浄能力を高くできる。また、これにより洗濯時間を短くできる効果も生まれる。なお図８において、図２と図３のように、タンブリング時、クイック反転時のいずれも、ドラム１は正転と反転を繰り返すものとする。
【００５９】
なお、図７の動作手順では、クイック反転の反転時間間隔だけを変化させるようにしたが、同様の手順で回転速度やトルクなどを変更しても良い。また、図７に示す動作は、洗濯工程の最初に行うとしたが、洗濯工程の途中で行っても良い。洗濯工程の途中（例えば、洗濯物が完全に吸水した時点）で、回転速度を決めるほうが、洗浄性能の向上に対して、より効率的な場合もある。
【００６０】
図９に、ドラム１（モータ２）の回転速度を制御する別の動作手順を示す。これは図７の動作手順を簡略化したものである。
【００６１】
一般にドラム１を急速に動かすクイック反転は、受け筒３の振動も激しくなり、振動検出部６は洗濯物の振動だけでなく、弾性支持機構４（ばね、ダンパー）や筐体５が発する固有振動の影響が大きく検出されるようになる。これは、クイック反転の強さや、弾性支持機構の構成や特性にも依存するが、振動検出部６の検出結果が洗濯物の動きと相関の小さいものとなる場合が多い。図９の動作手順は、このような場合においても、最適なドラム駆動をさせるための手順である。具体的には、タンブリング時のみ受け筒３の振動を検出し、タンブリング時の振動成分（つまり、タンブリング時の選択回転速度）に応じて、クイック反転の反転時間間隔や回転速度、トルクを制御する。以下に図９の動作手順の詳細をステップ毎に順に説明する。
【００６２】
（ステップＢ１）洗濯工程の開始後、タンブリング制御部１１は、タンブリング時の回転速度候補としてＶｉ（ｉ＝０，．．．，Ｍ）を設定する。本実施の形態では、例としてＶ０＝４１ｒｐｍ，Ｖ１＝４５ｒｐｍ，Ｖ２＝４９ｒｐｍ，Ｖ３＝５３ｒｐｍと設定する。なお、Ｖｉは前の工程で検出した布量に応じて変更しても良いし、固定の値でも良い。
【００６３】
（ステップＢ２）制御状態の番号であるｉを初期化してゼロにする。
【００６４】
（ステップＢ３）ｉ番目の制御状態として、タンブリング制御部１１が速度Ｖｉでドラム１を所定時間だけ回転させる。なお、前回の回転とは逆方向に回転させる。
【００６５】
（ステップＢ４）周波数成分計算部１０は、ステップＢ３でのドラム１の回転中に振動検出部６で検出した加速度データ（振動データ）を、時系列データとして取得し、フーリエ変換処理を行う。そして、（Ａ）Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］を含む所定の周波数範囲における振動成分、および（Ｂ）Ｖ／６０［Ｈｚ］〜Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］の周波数範囲における振動成分を計算し、（Ａ）と（Ｂ）の合算値Ｆｉを求める。計算方法などはステップＡ４と同様である。
【００６６】
（ステップＢ５）制御状態を表す番号ｉと状態の最大値Ｍを比較する。ｉがＭと等しいなら、全ての制御状態において振動値の計測が終了したと判断し、ステップＢ７へ進み、そうでなければ、ステップＢ６へ進む。
【００６７】
（ステップＢ６）制御状態を表す番号ｉに１を加えてステップＢ３に戻る。ステップＢ３〜Ｂ６を繰り返すことにより、制御状態ｉ＝０，．．．，Ｍにおいて、それぞれの振動成分を計算できる。
【００６８】
（ステップＢ７）ステップＡ６までで、すべての制御状態ｉ＝０，．．．，Ｍにおいて振動成分Ｆｉが求まっているので、周波数成分計算部１０は、Ｆｉ（ｉ＝１，．．．，Ｍ）の値を比較してＦｉが最も大きくなるＶｉを求める。
【００６９】
（ステップＢ８）周波数成分計算部１０は、ステップＢ７で求めたＶｉに応じて、クイック反転の時間間隔Ｔを決める。
【００７０】
タンブリング時の回転速度として、ステップＢ７で高い回転速度が選択された場合、高速にドラム１を回転させても洗濯物が貼りつかず、たたき洗い状態かゴロゴロ状態になっていると想定できる。このような場合、高い強度のクイック反転を行っても、クイック反転時に洗濯物がドラム１に貼りつかないことが予想される。また、逆に、タンブリング時の回転速度として低い回転速度が選ばれた場合は、高速にドラム１を回転させると貼りつきが発生するということであり、クイック反転時でも強度を高くすれば、貼りつきが発生する。つまり、一般的に、タンブリング時に最適な回転速度と、クイック反転時に最適な強度とは、概ね比例関係にあると言える。本実施の形態ではこの特徴を利用して、ステップＢ７で求めた回転速度Ｖｉから比例計算した値をクイック反転の時間間隔Ｔとする。具体的には、例えば、Ｔ＝（Ｖｉ−４１）／４＊０．３＋０．６の数式で計算する。この数式を利用すれば、Ｖｉ＝４１ｒｐｍのときＴ＝０．６ｓｅｃ、Ｖｉ＝４５ｒｐｍのときＴ＝０．９ｓｅｃ、Ｖｉ＝４９ｒｐｍのときＴ＝１．２ｓｅｃ、Ｖｉ＝５３ｒｐｍのときＴ＝１．５ｓｅｃになる。
【００７１】
（ステップＢ９）周波数成分計算部１０は、ステップＢ７で求めたＶｉと、ステップＢ８で求めたＴをそれぞれ、タンブリング制御部１１およびクイック反転制御部１２に出力する。その後の洗濯工程では、タンブリング制御部１１は速度Ｖｉでドラム１を回転させ、クイック反転制御部１２は反転時間間隔Ｔでクイック反転を行い、洗濯工程を継続する。
【００７２】
以上のステップＢ１〜Ｂ９の動作によるドラム１の回転速度の変化例を図１０に示す。図１０は、洗濯工程の開始直後に、タンブリング時の回転速度をＶ０，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３と変えながら、所定の周波数範囲の振動成分Ｆｉを計算し、Ｆｉが最大となるようなＶｉを選択して、その後の選択を行う過程を示している。クイック反転の時間間隔ＴはＶｉに応じて決定する。この制御方法により、洗濯物の状態は、図５のようなたたき洗い状態もしくは図４のようなゴロゴロ状態になり、洗浄能力を高くできる。また、これにより洗濯時間を短くできる効果も生まれる。なお図１０において、図２と図３のように、タンブリング時、クイック反転時のいずれも、ドラム１は正転と反転を繰り返すものとする。
【００７３】
なお、上記した説明では、クイック反転の時間間隔Ｔを、ステップＢ７で求めた速度Ｖｉから比例計算により決めるとしたが、クイック反転時の回転速度やトルク値なども同様の計算で求めるようにしても良い。また、クイック反転の時間間隔、回転速度、トルクなどを、タンブリング制御時の振動値Ｆｉ（ｉ＝１，．．．，Ｍ）から決めてもよい。
【００７４】
以上説明してきたように、図７、図９の動作手順のいずれかを用い、受け筒３の振動データに対してフーリエ変換処理を適用して所定の周波数範囲の振動成分を計算し、その値が大きくなるように、タンブリング時の回転速度や、クイック反転時の反転時間間隔、回転速度、トルクを変えることにより、ドラム１内部で洗濯物をたたき洗い状態もしくはゴロゴロ状態にできる。これにより、より洗浄能力を高めることができ、結果的に洗濯時間を短縮できる。
【００７５】
なお、上述した実施の形態では、周波数成分計算部１０において、（Ａ）Ｖ／６０×ｎ［Ｈｚ］を含む所定の周波数範囲における振動成分、および（Ｂ）Ｖ／６０［Ｈｚ］〜Ｖ
／６０×ｎ［Ｈｚ］の周波数範囲における振動成分を計算し、（Ａ）と（Ｂ）の合算値を求めるとしたが、どちらか一方でも良い。（Ａ）だけの場合は、洗濯物を図４のようなゴロゴロ状態にでき、（Ｂ）の場合は、洗濯物を図５のようなたたき洗い状態にできる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上のように、本発明にかかる洗濯機、ドラム回転速度制御方法およびプログラムは、受け筒振動の周波数成分からタンブリング制御時のドラム回転速度やクイック反転制御時の反転時間間隔、反転速度、トルクの少なくともひとつを制御でき、それにより洗濯機の洗浄能力を向上させることができる。これは、家庭用の洗濯機だけでなく、洗濯乾燥機や業務用の洗濯機などに広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態１の洗濯機の構成図
【図２】同洗濯機のタンブリング制御の説明図
【図３】同洗濯機のクイック反転制御の説明図
【図４】（ａ）同洗濯機の動作原理を示すゴロゴロ状態の説明図（ｂ）同周波数特性を示すグラフ
【図５】（ａ）同洗濯機の動作原理を示すたたき洗い状態の説明図（ｂ）同周波数特性を示すグラフ
【図６】（ａ）同洗濯機の動作原理を示す貼りつき状態の説明図（ｂ）同周波数特性を示すグラフ
【図７】同洗濯機の動作を示すフローチャート
【図８】同洗濯機の回転速度変化の説明図
【図９】同洗濯機の動作を示す他の例のフローチャート
【図１０】同洗濯機の回転速度変化の他の例の説明図
【図１１】従来の洗濯機の構成を示す図
【符号の説明】
【００７８】
１  ドラム
２  モータ
３  受け筒
４ａ  ばね（弾性支持機構）
４ｂ  ダンパー（弾性支持機構）
５  筺体
６  振動検出部
７  バッフル
１０  周波数成分計算部
１１  タンブリング制御部
１２  クイック反転制御部
１３  モータ駆動部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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