(57)【要約】      （修正有）【課題】脱水機の負荷を閾値以内とする方法。【解決手段】回転可能に支持されたバスケット（２５）内の負荷の一部の測定結果を決定する方法及び装置が提供され、方法は、ａ）乾燥負荷の測定結果を決定するステップと、ｂ）実質的には回転可能に支持されたバスケット（２５）の遠心力により除去される液体を、負荷から徐々に除去するために、回転可能に支持されたバスケット（２５）を回転させるステップと、ｃ）乾燥負荷の測定結果以上となる湿潤負荷の測定結果を決定するステップと、ｄ）残留液体の測定結果を決定するために、乾燥負荷の測定結果を湿潤負荷の測定結果と比較するステップと、ｅ）残留液体の測定結果が、湿潤負荷の測定結果の約０パーセント乃至約５０パーセントである所定の閾値パーセント内になるまで、ｃ）及びｄ）を繰り返すステップと、を備える。【選択図】図１
2009115793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの開口部を定める、回転可能に支持されたバスケット（２５）内の負荷の一部の測定結果を決定する方法であって、
ａ）第一の時点において、乾燥負荷の測定結果を決定するステップと、
ｂ）前記第一の時点後の時点において、実質的には回転可能に支持された前記バスケット（２５）の遠心力により除去され且つ前記回転可能に支持されたバスケット（２５）の少なくとも一つの開口部を介して、回転可能に支持された前記バスケット（２５）から退出する液体を、前記負荷から徐々に除去するために、回転可能に支持された前記バスケット（２５）を回転させるステップと、
ｃ）第二の時点において、前記乾燥負荷の測定結果以上となる湿潤負荷の測定結果を決定するステップと、
ｄ）残留液体の測定結果を決定するために、前記乾燥負荷の測定結果を前記湿潤負荷の測定結果と比較するステップと、
ｅ）前記残留液体の測定結果が、前記湿潤負荷の測定結果の約０パーセント乃至約５０パーセントである所定の閾値パーセント内になるまで、ｃ）及びｄ）を繰り返すステップと、を備える方法。
【請求項２】
ｅ）前記所定の閾値パーセントは、負荷タイプに基づいてユーザが動的に設定し得る、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記湿潤負荷の測定及び乾燥負荷の測定は、前記第一の時点と前記第二の時点とに行われ、
ａ）回転可能に支持された前記バスケット（２５）を安定回転速度まで加速するステップと、
ｂ）回転可能に支持された前記バスケット（２５）が前記安定回転速度に達するまでの時間を測定するステップと、
ｃ）回転可能に支持された前記バスケット（２５）が前記安定回転速度に達するまでの測定時間に実質的に等しい入力を含む負荷サイズの式を提供するステップと、
ｄ）前記負荷サイズの式を使用して負荷サイズを決定するステップと、を含む、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記湿潤負荷の測定及び乾燥負荷の測定は、回転可能に支持された前記バスケット（２５）と適切に作用可能に接続された機械式測定デバイス（１３）を使用して行われる、請求項１乃至３のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５】
洗濯機であって、
内部に負荷を有すると共に、液体を収容し且つ前記液体を取り除くように構成されたタブ（２２）と、
前記液体を前記タブ（２２）内に含む状態及び含まない状態で、前記負荷の測定結果を決定するために使用される負荷測定式を実行するように構成された制御回路（１４）と、を備え、
前記液体を含まない乾燥負荷の測定結果と、前記液体を含む湿潤負荷の測定結果とは、それぞれ第一及び第二の時点に取得され、残留液体の測定結果を決定するのに使用され、前記湿潤負荷の測定は、その後、前記タブ（２２）から液体が除去される際に反復され、追加の残留液体の測定は、前記反復された湿潤負荷の測定に基づいて、前記残留液体の測定結果が実質的に前記湿潤負荷の測定結果の約０パーセント乃至約５０パーセントの所定範囲内になるまで実行される、洗濯機。
【請求項６】
前記タブ（２２）は、回転可能であり、前記制御回路（１４）は、更に、前記残留液体の測定結果が前記所定範囲内になるまで、前記タブ（２２）の前記回転を制御するように構成される、請求項５記載のデバイス。
【請求項７】
コンピュータプログラム製品であって、回路遮断器により読み取り可能であると共に、少なくとも一つの開口部を定める回転可能に支持されたバスケット（２５）内の負荷の一部の測定結果を決定する方法を実行するために前記回路遮断器により実行可能な命令のプログラムを明白に実現するプログラム記憶デバイスを備え、前記方法は、
ａ）第一の時点において、乾燥負荷の測定結果を決定するステップと、
ｂ）前記第一の時点後の時点において、実質的には回転可能に支持された前記バスケット（２５）の遠心力により除去され且つ前記回転可能に支持されたバスケット（２５）の少なくとも一つの開口部を介して、回転可能に支持された前記バスケット（２５）から退出する液体を、前記負荷から徐々に除去するために、回転可能に支持された前記バスケット（２５）を回転させるステップと、
ｃ）第二の時点において、前記乾燥負荷の測定結果以上である湿潤負荷の測定結果を決定するステップと、
ｄ）残留液体の測定結果を決定するために、前記乾燥負荷の測定結果を前記湿潤負荷の測定結果と比較するステップと、
ｅ）前記残留液体の測定結果が、前記湿潤負荷の測定結果の約０パーセント乃至約５０パーセントである所定の閾値パーセント内になるまで、ｃ）及びｄ）を繰り返すステップと、を含む、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、容器に支持された負荷の態様を測定することに関する。特に、本開示は、回転加速されるタブ又はバスケット内の負荷のサイズを測定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直軸洗濯機は、トップローディング型洗濯機として知られ、米国の洗濯機消費市場全体の大部分に相当する。水平軸洗濯機は、洗濯機消費市場の全体において、米国市場では小さな区分、海外ではより大きな区分に相当する。
【０００３】
殆どの垂直軸洗濯機は、遠心力を使用し、洗濯物タブ（「タブ」）又はバスケットとも呼ばれるウオッシュロードタブを回転させて、洗濯物から水及び／又は洗剤を除去するための脱水サイクルを含む。通常の脱水サイクル中、一般には誘導モータである洗濯機のモータは、比較的高い（複数の）速度でタブを回転させる。
【０００４】
従来、洗濯機において使用される誘導モータは、単相誘導モータ又はＰＳＣ誘導モータであった。最近では、三相誘導モータも、一部の市販の洗濯機で使用されている。家庭用洗濯機の三相モータには、通常、標準の単相ＡＣ家庭用電力が供給される。三相誘導モータ式洗濯機の一部として、モータに関連する回路は、単相ＡＣ家庭用電力を三相電力に変換し、三相電力は単相電力に比べて、モータ始動時に良好であると共に、より効率的に作用する。
【０００５】
誘導モータの損失を無視した簡単な説明は次の通りである。誘導モータは、回転磁界を有するステータ内部に短絡巻線を備えたロータを有する。回転磁界からの磁束は、ロータ内に電流の流れを誘導する。電流の流れの周波数は、ステータ磁界の回転速度とロータの回転速度との差に等しい。ステータ磁界及びロータ磁界の速度の差、又は周波数は、スリップとして知られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ロータ電流によりロータ磁界が生じ、ロータ磁界は、スリップ周波数でロータと相対的に回転し、同じスリップ周波数でステータ磁界と相対的に回転している。ロータ磁界とステータとの間の相互作用は、ロータにおいてトルクを発生させる。
【０００７】
洗濯機の洗濯サイクルは、注水と、排水及び脱水と、攪拌と、脱水とのような様々なモードを有する。負荷検知は、洗濯サイクルの様々な部分の前後及び最中に行われる場合がある。洗濯のため衣類洗濯機に入れた衣類の荷重は、洗濯サイクルで使用するべき水及び洗剤の適切な量を決定する上で重要なパラメータである。大きな衣類負荷には、小さな負荷より多くの水量が必要となる。優れた衣類選択能力と、水及びエネルギの有意な節約とは、一定の衣類負荷に対して適切な量の水を洗濯機タブに注水した時に達成できる。水又は洗剤は、多すぎると無駄になり、何れかが少なすぎると、一般に、洗濯の有効性に悪影響を与え、水中で衣類が自由に移動できなくなる結果、モータに対する負荷が高くなり、エネルギ消費量を増加させる場合もある。更に、負荷の大きさは、最大回転速度と、負荷の不均衡の度合いとを決定するのに役立つ場合がある。例えば、０．５ｌｂの不均衡を有する１ｌｂの負荷は、０．５ｌｂの不均衡を有する１０ｌｂの負荷より深刻となり得る。
【０００８】
洗濯サイクルにおいて使用される水及び洗剤の量を知ることは、効率的に稼働する洗濯機を提供するのに役立つ可能性がある。脱水サイクルは、ユーザが選択した負荷サイズ等の非常に一般的な情報に基づいて、所定の時間量に渡って実行される。負荷サイズは全般的に選択され、実際の負荷サイズに基づいていないため、洗濯機の脱水サイクルは、水又は洗剤と混合された水等の液体を洗濯物から抽出するのに必要な時間より長く（又は短く）実行される場合があり、必要なものより多くのエネルギを消費し、洗濯物の摩耗を増加させ、抽出の実行時間を延ばし、効率を低下させる恐れがある。
【０００９】
洗濯機自体が利用する、洗濯機に入れた衣類の負荷を推定する手法又は方法は、不適切な注水又は不適切な洗剤量と、妥当な液体抽出に対して不適切となる脱水時間とにつながる恐れのある、機械操作者による推量が排除されるという点において望ましいものである。負荷サイズを知ることで、最大速度を制限して洗濯機の損傷を防止すると共に、実行される攪拌量を制限して洗濯物の摩耗を防止することも可能になる。従来技術の手法には、タブのバネに取り付けた変位センサと、筐体からのタブの相対変位を検知する磁石及びコイルピックアップと、超音波振動子とが含まれる。検知ハードウェアを使用する従来技術の洗濯機は、専用検知ハードウェアが必要であることからコストが高い。
【００１０】
したがって、従来技術の洗濯機の上記その他の一つ以上の悪影響を克服、軽減、及び／又は緩和する洗濯機に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
洗濯機内の負荷をモータにより測定することを含む洗濯機を提供する。一実施形態において、本発明の方法例は、測定の方法を提供し、方法は、更に、少なくとも一つの開口部を定める、回転可能に支持されたバスケット内の負荷の一部の測定結果を決定する方法として説明される。方法は、ａ）第一の時点において、乾燥負荷の測定結果を決定するステップと、ｂ）第一の時点後の時点において、実質的には回転可能に支持されたバスケットの遠心力により除去され且つ回転可能に支持されたバスケットの少なくとも一つの開口部を介して、回転可能に支持されたバスケットから退出する液体を、負荷から徐々に除去するために、回転可能に支持されたバスケットを回転させるステップと、ｃ）第二の時点において、乾燥負荷の測定結果以上となる湿潤負荷の測定結果を決定するステップと、ｄ）残留液体の測定結果を決定するために、乾燥負荷の測定結果を湿潤負荷の測定結果と比較するステップと、ｅ）残留液体の測定結果が、湿潤負荷の測定結果の約０パーセント乃至約５０パーセントである所定の閾値パーセント内になるまで、ｃ）及びｄ）を繰り返すステップと、を備える。
【００１２】
別の実施形態において、本発明の装置の例は、内部に負荷を有すると共に、液体を収容し且つ液体を取り除くように構成されたタブと、液体を前記タブ（２２）内に含む状態及び含まない状態で、負荷の測定結果を決定するために使用される負荷測定式を実行するように構成された制御回路とを備える洗濯機を含み、液体を含まない乾燥負荷の測定結果と、液体を含む湿潤負荷の測定結果とは、それぞれ第一及び第二の時点に取得され、残留液体の測定結果を決定するのに使用され、湿潤負荷の測定は、その後、タブから液体が除去される際に反復され、追加の残留液体の測定は、反復された湿潤負荷の測定に基づいて、残留液体の測定結果が実質的に湿潤負荷の測定結果の約０パーセント乃至約５０パーセントの所定範囲内になるまで実行される。
【００１３】
本発明の別の実施形態例は、回路遮断器により読み取り可能であると共に、少なくとも一つの開口部を定める回転可能に支持されたバスケット内の負荷の一部の測定結果を決定する方法を実行するために回路遮断器により実行可能な命令のプログラムを明白に実現するプログラム記憶デバイスを備えた、コンピュータプログラム製品を含み、方法は、ａ）第一の時点において、乾燥負荷の測定結果を決定するステップと、ｂ）第一の時点後の時点において、実質的には回転可能に支持されたバスケットの遠心力により除去され且つ回転可能に支持されたバスケットの少なくとも一つの開口部を介して、回転可能に支持されたバスケットから退出する液体を、負荷から徐々に除去するために、回転可能に支持されたバスケットを回転させるステップと、ｃ）第二の時点において、乾燥負荷の測定結果以上となる湿潤負荷の測定結果を決定するステップと、ｄ）残留液体の測定結果を決定するために、乾燥負荷の測定結果を湿潤負荷の測定結果と比較するステップと、ｅ）残留液体の測定結果が、湿潤負荷の測定結果の約０パーセント乃至約５０パーセントである所定の閾値パーセント内になるまで、ｃ）及びｄ）を繰り返すステップと、を備える。
【００１４】
上述した簡単な説明では、以下の詳細な説明を良く理解し且つ本技術に対する本発明の貢献を良く理解し得るように、本発明の重要性の高い特徴を概して述べている。したがって、当然ながら、以下説明すると共に、添付特許請求の範囲の対象となる本発明の付加的な特徴が存在する。
【００１５】
この点について、本発明の幾つかの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その応用において、以下の説明に記載又は図面に図示された構造の詳細及び構成要素の配置には限定されないと理解される。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な形で実現及び実施可能である。更に、本明細書において採用した語法呼び用語は、説明を目的とするものであり、限定と見做すべきではないことを理解されたい。
【００１６】
そのため、当業者は、本発明の幾つかの目的を実施する他の構造、方法、及びシステムを設計する基準として、開示が基づく概念を容易に利用し得ることを理解するであろう。したがって、特許請求の範囲は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、こうした等価構造を含むものと見做すことが重要である。
【００１７】
更に、上述した要約の目的は、特許庁及び一般の人々、特に、特許又は法律用語又は語法に精通していない本技術の科学者、技術者、及び実行者が本願の技術開示の性質及び本質を大まかな調査により素早く判断できるようにすることである。したがって、要約は、特許請求の範囲のみにより定められる本発明又は本願を定義するものではなく、本発明の範囲をいかなる形においても限定するものではない。
【００１８】
更に、背景及び詳細な説明の両方で使用された上記段落表題の目的は、特許庁及び一般の人々、特に、特許又は法律用語又は語法に精通していない本技術の科学者、技術者、及び実行者が本願の技術開示の性質及び本質を大まかな調査により素早く判断できるようにすることである。したがって、段落表題は、特許請求の範囲のみにより定められる本発明又は本願を定義するものではなく、本発明の範囲をいかなる形においても限定するものではない。
【００１９】
本開示の上記その他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明、図面、及び添付特許請求の範囲により当業者に評価及び理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図面、特に図１を参照すると、本発明の実施形態例による洗濯機を図示し、参照符号１０により全般的に示している。簡潔にするため、本開示を理解するのに必要な洗濯機１０の態様と、洗濯機１０の動作を理解するのに役立つ態様とを本明細書において説明する。本明細書で説明した洗濯機１０は、図１に示したように垂直軸洗濯機１０にすること、或いは図２及び３に示したように水平軸洗濯機１０にすることができる。当業者は、何れかの構成を使用して、本明細書で説明した本発明の実施形態例を実現可能である。水平及び垂直軸洗濯機の図示において同様の参照符号を使用している。
【００２１】
洗濯機１０は、モータ１２とモータ制御部１４とを含む。モータ１２は、三相交流（ＡＣ）誘導モータであり、一部の実施形態では、一体化されたモータ制御部１４を含む。一体化されたモータ制御を、ここでは、統合制御及びモータ（ＩＣＭ）又は制御回路と呼ぶ。モータ制御部１４は、本発明の実施形態例用にカスタマイズされた回路を含む。或いは、モータから独立して供給されたモータ制御回路を、当業者の判断に応じて使用することができる。図示の目的から、独立制御回路１４は、統合モータ制御回路１４と同じブロック図構成であるため、別個に図示されていない。図４に示したように、洗濯機１０には、単相ＡＣ電力入力４８等の入力電力が提供される。
【００２２】
洗濯機１０は、固定タブ２２と、バスケット又は稼働タブ（「タブ」）２５と、攪拌器２６と、モータ１２と、モータ制御部１４とを公知の形で支持する外部ハウジング又はキャビネット２０を含む。攪拌器及びバスケット駆動軸３０、３２が更に図示される。バスケット２５は、洗濯するべき衣類等の物品（図示無し）を保持するように構成される。回路１４は、負荷サイズ（負荷は図示無し）の決定が生じる形で、回路１４がモータを制御するように構成される。制御回路は、カウンタＣと、負荷サイズデータ及び当業者の判断に応じた、他の適切なデータの格納用メモリ５６とを含む。
【００２３】
脱水サイクル中、バスケット２５及び攪拌器２６は、モータ１２により、駆動ベルト２９に結合されたモータ駆動軸を介して駆動され、軸線２８を中心に高速回転するように構成される。これにより、物品中の液体は、脱水サイクルが与えた遠心力により除去され、開口部（図示無し）を介してバスケットから退出可能となる。しかしながら、洗濯サイクル中、攪拌器２６は、バスケット内の衣類を攪拌するように、モータ１２に駆動され軸線２８を中心に往復して回転するように構成される。例えば、攪拌器２６は、攪拌機駆動軸３０に固定され、バスケット２５は、バスケット駆動軸３２に固定される。モータ１２は、トランスミッション３４によりモードシフタ１６に結合される。図１の垂直洗濯機構造において、トランスミッション３４は、モータ１２によりモータ軸３６に与えられた回転運動を、モードシフタ１６に対して、駆動ベルト２９を介して伝達するように構成される。図２の水平洗濯機構造において、直接ベルト駆動は、モータ１２によりモータ軸３６に与えられた回転運動を、タブ２５に対して、駆動ベルト２９を介して伝達するように構成される。図３は、図２の断面図の線２−２に沿った本発明の洗濯機の例の側面図を示す。
【００２４】
脱水サイクル中、バスケット２５及び攪拌器２６は、モータ１２により駆動され、軸線２８を中心に高速回転するように構成される。これにより、物品中の液体は、脱水サイクルが与えた遠心力により除去され、開口部（図示無し）を介してバスケットから退出可能となる。脱水サイクル中、バスケット２５は、物品からの慣性負荷とバスケット２５自体の慣性負荷とを含む慣性負荷を有する。脱水サイクル中、物品又は衣類は、第一の速度又は張り付け速度で、バスケット２５の壁に押し付けられる。張り付けとは、衣類をバスケットの壁又は構造体に押し付ける脱水サイクルの遠心力を示す。第一の速度又は張り付け速度から回転バスケットの第二の速度又は最大速度までの期間中、衣類は遠心力により位置決めされた状態を維持する。張り付け速度及び最大速度は、当業者が判断できる。
【００２５】
負荷検出及び液体測定
本発明の電子制御回路の例は、Ｃ、Ｃ＋＋、又はアセンブリ言語といったプログラミング言語を使用してプログラム可能なマイクロプロセッサ６１（図４参照）等の構成要素を含む。或いは、マイクロプロセッサは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）にすることができる。制御回路において使用されるマイクロプロセッサの種類は、当業者が判断できる。
【００２６】
本発明の例に図示された別の構成要素は、米国において１１０Ｖ、６０Ｈｚの従来の家庭用電圧等の単相入力電力を、ＤＣ電圧に変換するためのＡＣ−ＤＣ変換器コンポーネント６２である。更に、パワーステージ６４（インバータ）を適切に駆動して、通常はパルス幅変調（ＰＷＭ）により、ＤＣ電圧を三相ＡＣに変換するマイクロプロセッサ６１が存在する。パワーステージ内の構成要素の選択は、当業者が判断できる。例えば、パワーステージは、ＩＧＢＴ（図示無し）とゲートドライバ（図示無し）とを備えることができる。インバータ６４の一例の出力は、位相Ｕ、Ｖ、及びＷにより表される三相電圧である。当業者にはＵ、Ｖ、及びＷの位相名は馴染み深いが、他者には、一般的且つ同様の位相Ａ、位相Ｂ、及び位相Ｃの命名法（図示無し）が馴染み深いかもしれない。位相Ｕ、Ｖ、及びＷは、図４に示している。インバータ６４の出力電圧は、本明細書で説明した本発明の実施形態におけるモータの一例である三相誘導モータ１２の入力電圧５７となる。
【００２７】
閉ループ手法。閉ループモータ制御回路構成では、モータ速度とＤＣバス（別名バルク）電圧５５とを含む利用可能なフィードバックを使用する。制御回路１４は、モータ１２に対する電圧５７の出力周波数及び振幅を調整し、所望の速度レベルを達成及び維持する。本発明の閉ループモータ制御回路構成の例は、洗濯機１０の負荷サイズ決定を提供するために使用される。本発明の閉ループモータ制御回路の例を図４に示す。
【００２８】
図４において、本発明の閉ループモータ制御回路１４の例は、モータ１２に対するインバータ６４出力電圧５７の周波数及び振幅（モータ入力電圧５７の周波数及び振幅とも呼ばれる）を調整することで、洗濯機１０の負荷検出を実行する。制御回路は、インバータに対して信号を出力し、信号により、インバータは、モータ１２に対する電圧の周波数及び振幅を調整する。制御回路は、インバータ出力を調整する上で重要である。本発明の実施形態例において、駆動システムは、統合制御１４及びモータ１２（ＩＣＭ）である。しかしながら、本発明の別の実施形態例では、モータと独立制御回路とを、当業者の判断に応じてＩＣＭの代わりに使用し得る。当業者には、モータを駆動するために他のパラメータ（例えば、電流又はトルク）を使用可能であることは理解されよう。
【００２９】
物品又は衣類（図示無し）のドラムへの張り付きは、本発明の実施形態例の計算及び／又は測定の必要条件である。張り付きが重要となるのは、負荷がドラム内において、ドラムに対して実質的に動きを止めるためである。これにより、機械速度の安定化が可能となり、負荷は、本発明の実施形態例において実行される計算及び／又は測定に備えた状態となる。
【００３０】
モータに対する入力電圧Ｖｉｎｐｕｔ−ｍｏｔｏｒの振幅の減少により、トルクの減少が生じ、したがって、目標速度Ｓｍｏｔｏｒに達するのに要する時間Δｔは増加する。モータに対する入力電圧Ｖｉｎｐｕｔ−ｍｏｔｏｒの振幅を更に減少させると、目標速度Ｓｍｏｔｏｒに達するために更に大きな時間の増加Δｔが生じる。したがって、モータに対する入力電圧の振幅を減少させることで、大きな時間差Ｖｉｎｐｕｔ−ｍｏｔｏｒから、負荷サイズをより正確に決定できる。モータに対する入力電圧Ｖｉｎｐｕｔ−ｍｏｔｏｒの振幅の減少により、負荷サイズの決定の精度は、モータが引き続き負荷を所望の速度まで駆動可能な大きさまでの振幅の減少の範囲内で向上する。これは、モータに対する入力電圧Ｖｉｎｐｕｔ−ｍｏｔｏｒの下限又は最小所定値となる。少なくとも最小所定値のモータに対する入力電圧Ｖｉｎｐｕｔ−ｍｏｔｏｒにより提供される、負荷を所望の速度まで駆動するのに十分なトルクは、モータが第二のモータ速度に達する時間ｔ２を求めるのに必要となる。所定値未満のモータに対する入力電圧Ｖｉｎｐｕｔ−ｍｏｔｏｒでは、十分なトルクが無いためモータは加速されず、そのため、負荷サイズを求めるために使用される式では、モータが第二のモータ速度に達する時間である変数ｔ２が失われる。したがって、十分なトルクが無い場合には第二のモータ速度には達しないため、こうした状況下で負荷サイズを求めることは不可能である。モータに対する入力電圧Ｖｉｎｐｕｔ−ｍｏｔｏｒには、制御部への過電流を防止する別の限界、上限、又は最大所定値が存在することに留意されたい。
【００３１】
図８は、負荷サイズ対時間のグラフと、本発明の実施形態の洗濯機の例における直線／負荷サイズを求める式と実質的に適合する線Ｌとを示す。負荷サイズは、時間をＸ軸にプロットし、負荷サイズをＹ軸にプロットした図８のグラフの線Ｌに対応する直線を求める式、ｙ＝ｍ×ｘ＋ｂを使用して計算できる。直線を求める式は、次のように洗濯機１０の例の様々な値を表す。ｙは負荷サイズ、ｍは線の傾斜、ｂは直線のｙ切片である。ここで実行される負荷サイズの計算において直線を求める式を使用する際には、二種類のｙ値の例が計算に関連することに留意されたい。第一のｙ値は、ｙｋｎｏｗｎであり、特定の洗濯機１０に関連する定数ｍ及びｂを決定するために使用される。第二は、ｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄであり、定数ｍ及びｂについて以前に解いたものと、本発明の方法例の実行中に決定された時間とを使用して、本発明の方法において負荷サイズを決定するのに使用される。両方のｙ値、ｙｋｎｏｗｎ及びｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄは、以下において更に説明する。
【００３２】
付加サイズの計算で直線を求める式において、ｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄ、傾斜ｍ、及びｙ切片ｂは、例えば、経験的データと、洗濯機１０に対する公知の負荷サイズ（公知）又はｙｋｎｏｗｎとの使用により、当業者が決定可能な定数である。ｍ及びｂが定数であり、負荷サイズと、所望の速度に達する時間とがわかっていると仮定すると、図８のグラフの線Ｌを定義する次の式が生じる。
【００３３】
ｙｋｎｏｗｎ＝ｍ×ｘ＋ｂ                                          （４）
負荷サイズｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄについて解くために、時間ｘ（Δｔとしても表現される）が決定されると共に、直線式から求められる分解能係数ｙ／ｘ＝Δｙ／Δｔが決定され、分解能係数は、図８のグラフで確認できるように線Ｌの傾斜ｍ及び経験的データを更に表し、ｙknown／Δｔ又は負荷サイズ（公知）／Δｔとしても表現できる。
【００３４】
分解能係数は、表Ａからの経験的データを使用して次のように表現できる。
【００３５】
分解能係数＝ｙ／ｘ＝ｙknown／Δｔ＝負荷サイズ（公知）／Δｔ    （５）
ここで、Δｔ＝ｔ２−ｔ１であり、ｔ１及びｔ２は、図５Ａ及び５Ｂの方法例におけるＳｍｏｔｏｒ１及びＳｍｏｔｏｒ２にそれぞれ対応する。
【００３６】
洗濯機１０の例に対する表Ａの経験的データは、本明細書の計算例において使用される重量及び時間測定値を提供する。
【００３７】
【表１】
2009115793.tif 000003
直線式Ｌを使用して、ｍについて解くことで、直線の傾斜は、分解能係数：負荷サイズ（公知）／Δｔと共に、洗濯機１０に対する特定の計算負荷サイズｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄの式に対する値を提供する。この式は、洗濯機１０のモータ構成に特有のものであること留意されたい。例えば、洗濯機１０の例に対する経験的データは、表Ａの重量及び時間測定値を提供する。別の洗濯機に対する別の計算負荷サイズｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄの式は、当業者が策定可能である。
【００３８】
傾斜ｍについて解くために経験データを使用すると、次のようになる。
ｍ＝Δｙ／Δｘ＝Δweight／Δｔ
＝（19.136-）／（1392-621）
＝0.02484                                    （６）
次に、Δｘ、ｙ、及びｍを使用して、ｂ（数学的にはｙ切片とも呼ばれる）について解く。
【００３９】
ｂ＝ｙｋｎｏｗｎ−（ｍ×Δｘ）＝１９．１３６ｌｂｓ−（０．０２４８４ｌｂｓ／ｍｓ×１３９２ｍｓ）＝−１５．４４ｌｂｓ                              （７）
計算された式（５）の分解能係数と、公知の時間Δｔ＝ｔ２−ｔ１を使用することで、負荷サイズは次のように決定できる。
【００４０】
負荷サイズ（計算）＝ｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄ＝Δｔ×（分解能係数）＋ｂ    （８）
上記について解いた、洗濯機１０の例のために計算された負荷サイズ式に対する式は次の通りである。
【００４１】
負荷サイズ（計算）＝０．０２４８４ｌｂｓ／ｍｓ×Δｔ（ｍｓ）−１５．４４ｌｂｓ    （９）
洗濯機１０に対して決定された負荷サイズの式と、通常は本発明の方法例の実行により求められ、ミリ秒（ｍｓ）単位で測定される時間値Δｔとにより、負荷サイズ（計算）又はｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄは、本発明の方法例と、方法を使用して決定される球面データとにより計算できる。
【００４２】
負荷定数は、洗濯機１０に対する分解能係数及びｙ切片を含み、負荷定数は、ＩＣＭにおける所定の値か、或いは洗濯機１０の制御回路から提供される。負荷定数である分解能係数及びｙ切片は、同じデータセットから計算され、両方とも、データセットの変更により変化する。分解能係数が低下すると、負荷検出アルゴリズムにおいて測定可能な分解能が増加することに留意されたい。負荷定数は、可変負荷サイズを含む、この可変測定洗濯機にとって重要な負荷サイズを決定するために、洗濯機１０のサイクル中に使用され、適切に洗濯するための水、攪拌、洗剤、或いは他の設定又は入力の量を決定する目的で、洗濯機モデル、繊維タイプ、ユーザが選択した負荷サイズ等の洗濯機の設定に、負荷の測定結果を合わせることができるようにする。こうした洗濯機の設定は、当業者が判断し得る。
【００４３】
安定したモータ速度は本発明の方法にとって重要であることに留意されたい。モータ速度Ｓｍｏｔｏｒは、電力周波数又はモータに対する電圧の周波数ｆｉｎｐｕｔと、洗濯機１０のモータのモータ極数との関数として計算できる。以下の式は、周波数と、モータ速度との間の関係、したがって、モータにより駆動される洗濯機タブ２５の速度との間の関係を、モデル化するのに使用される。
【００４４】
Ｓmotor＝120*ｆｉｎｐｕｔ／モータ極数（モータ速度の式）      （１０）
第一のモータ速度Ｓｍｏｔｏｒ１から第二のモータ速度Ｓｍｏｔｏｒ２へ移行するためには、モータに対する電圧の周波数ｆｉｎｐｕｔを調整する。入力電圧信号の振幅も、所望のモータトルクを提供可能な範囲で調整し得る。
【００４５】
以下の例において、Ｙは、電圧の振幅を表すのに使用され、Ｙは、例えば、図６のＹ軸に対応する。更に、電力周波数又はモータ入力電圧の周波数の例は、ｆにより表される。本発明の制御体系例では、電力周波数ｆの振幅に等しい機械的周波数（測定速度ｗ）に対する時間の増分を得るために、増分により高電流が生じないように注意しながら、洗濯機誘導モータ１２に対する入力（電力周波数）５８の電力周波数ｆ（及び任意に振幅Ｙ）を実質的に瞬時に調整する。振幅Ｙの電圧調整は、高電流を防止するために必要である場合、或いは分解能を高めるために望ましい場合がある。モータ入力電圧５８の振幅又は周波数調整が過大であると、過熱によりゲートドライバ又はＩＧＢＴ又はモータに損傷を与える恐れのある高電流が発生する可能性がある。本発明の方法例では、所定の負荷サイズの式と、測定した時間増分とから負荷サイズを求めるために、測定時間の増分を決定する。制御回路１４は、負荷が張り付き状態となる初期期間中、フィードバック信号を処理している。制御回路は、時間が測定される期間中は、フィードバック信号を処理していない。開ループモードでの制御回路１４の操作は、例えば、フィードバックループを物理的に切り替えて開くこと、或いは統合モータ制御（ＩＣＭ）の制御回路１４の比例積分（ＰＩ）制御６３を無効にすることで、当業者が実行できる。フィードバック制御ループの他の適切な開閉方法も、当業者が決定し得る。
【００４６】
誘導モータ１２の速度は、統合制御部１４の速度センサ６５を使用して決定される。モータ１２は、速度センサを介して、統合制御回路１４に接続される。フィードバック５２は、例えばホールセンサ（図示無し）にすることが可能な速度センサ６５から、統合制御部１４が取得する。プロセッサ６１の統合制御部１４に対するロータ速度のフィードバック５２は、処理後、三相マイクロプロセッサ出力５３を介して出力され、インバータ６４へ提供され、インバータ６４の電圧に適用され、電圧は出力用に適切に調整されるため、モータ入力電圧が調整され、これにより、負荷をタブ壁２４に広げるために低加速率で実行される張り付けの閉ループ動作中、モータ速度及びトルクが調整される。
【００４７】
ここで本発明の方法例を示す図５Ａ及び５Ｂのフローチャートに戻ると、動作５００において、方法が開始される。次に動作５０１において、増分カウンタＣが初期化される。次に動作５０２において、モータ１２は、閉ループ制御回路１４を使用して、初期モータ速度Ｓｍｏｔｏｒ０が負荷を張り付けるのに十分となるまで駆動される。負荷は速度Ｓｐｌａｓｔｅｒｅｄにおいて張り付き状態となると仮定されるため、Ｓｐｌａｓｔｅｒｅｄに達した場合、衣類は張り付き状態になると想定されることに留意されたい。閉ループは、モータ１２が低速で加速し、低速の遠心力により、タブ２５内において物品又は衣類（図示無し）が全体として均一に広がるように使用される。これは、衣類がタブ２５の壁２４に張り付くまで継続される。動作５０４において、想定張り付け速度Ｓｐｌａｓｔｅｒｅｄに達したかについて問い合わせが行われる。５０４の問い合わせに対する回答がＮＯである場合、想定張り付け速度Ｓｐｌａｓｔｅｒｅｄに達し、５０４の問い合わせに対する回答がＹＥＳとなるまで、問い合わせを繰り返す。速度が想定張り付け速度Ｓｐｌａｓｔｅｒｅｄに近づく際の時間増分中、モータ速度は、ｔ０乃至ｔ１でＸ軸に沿って、図７Ａのグラフに示したように、ほぼ増加して安定化する。図７Ａは、正の周波数跳躍がｔ１で発生する場合の洗濯機モータに対する入力電圧の周波数及び振幅を表す、速度対時間のグラフである。図７Ｂは、負の周波数跳躍がｔ１で発生する場合の洗濯機モータに対する入力電圧の周波数及び振幅を表す、速度対時間のグラフである。次に動作５０６では、フィードバック制御回路を開ループ構成で動作させる。
【００４８】
動作５０８において、制御回路は、第一の所定入力電圧をモータに提供する動作を行い、モータに対する第一の所定入力電圧は、第一の所定電力周波数Ｘ１と、第一の所定振幅Ｙ１とを有する。所定の振幅及び周波数の表現において、演算子Ｘ及びＹを使用して、周波数（及び振幅）をそれぞれ特定することに留意されたい。この表現において、Ｘ及びＹは、図６の電圧グラフ（電圧対時間）等の入力電圧信号の例を示すグラフにおけるＸ軸及びＹ軸に対応する。第一の所定周波数Ｘ１及び振幅Ｙ１は、負荷線（負荷サイズ対時間）のグラフが実質的に緩やかな傾斜を有する明確な線となるように選択される。次に、動作５１０において、安定モータ速度が生じたかについて問い合わせが行われる。５１０の問い合わせに対する回答がＮＯである場合、モータ速度が安定し、５１０の問い合わせに対する回答がＹＥＳとなるまで、問い合わせを繰り返す。動作５１２では、動作５１０でのモータの安定化後、フィードバック制御回路は、開ループ構成のまま動作することに留意されたい。
【００４９】
動作５１２に続いて、動作５１４において、制御回路は、第二の所定入力電圧をモータに提供する動作を行い、モータに対する第二の所定入力電圧は、第二の所定電力周波数Ｘ２と、第二の所定振幅Ｙ２とを有する。ここでも、所定の振幅及び周波数の表現において、演算子Ｘ及びＹを使用して、周波数（及び振幅）をそれぞれ特定することに留意されたい。この表現において、Ｘ及びＹは、図６の電圧グラフ（電圧対時間）等の入力電圧信号の例を示すグラフにおけるＸ軸及びＹ軸に対応する。第二の所定周波数Ｘ２及び振幅Ｙ２は、負荷線（負荷サイズ対時間）のグラフが実質的に緩やかな傾斜を有する明確な線となるように選択される。タイマ５１（図４に図示）は、動作５１６に示したように、実質的に第二の所定入力電圧の印加時に始動させる。次に動作５１８において、安定モータ速度が生じたかについて問い合わせが行われる。５１８の問い合わせに対する回答がＮＯである場合、モータ速度が安定し、５１８の問い合わせに対する回答がＹＥＳとなるまで、問い合わせを繰り返す。次に動作５２０において、タイマ５１を停止し、時間Δｔ＝ｔ２−ｔ１を決定し、タイマ５１を使用して求められた時間値ｔ２及びｔ１がｔ１のタイマ５１始動時間及びｔ２のタイマ５１停止時間にそれぞれ対応するものとして時間Δｔを決定する。続いて動作５２２では、経過時間測定値の合計を計算すると共に、次の式を使用して平均経過時間測定値を計算する。
【００５０】
【数１】
2009115793.tif 000004
ここでＣは、動作５０１において１に初期化され、動作５３４において増分される増分カウンタである。
【００５１】
次に、動作５２４において、動作５０２乃至５２２を反復するべきかについて問い合わせが行われる。５２４の問い合わせに対する回答がＮＯである場合、動作５２６が動作５２４に続き、動作５２２での平均時間の決定に基づいて、負荷サイズが計算される。動作５２２の負荷の計算では、特定の洗濯機の例に対する負荷サイズの式が使用され、例えば式（９）が使用されて、その場合は、負荷サイズ（計算）＝０．０２４８４ｌｂｓ／ｍｓ×Δｔ（ｍｓ）−１５．４４ｌｂｓとなる。負荷サイズの式は、事前に決定され、制御回路１４の一部となる。タイマ５１からの経過時間を使用して決定されたΔｔの値により、負荷サイズの式を用いて負荷サイズを求める。動作５２６の後、方法は動作５３０において終了する。
【００５２】
当業者は、例えば、水平軸洗濯機用の統合モータ制御システム等の電気システムが環境の変化に敏感となる場合があることを理解するであろう。こうした環境の変化は、制御回路に電気的ノイズ及び／又は非効率性を持ち込む。本発明の別の実施形態例では、ノイズ要素及び非効率性の補正を実行し、負荷サイズの計算に付加的な精度を提供する。例えば、ＤＣバス電圧、温度、及び負荷の不均衡は、洗濯機１０の制御回路１４に電気的ノイズ及び／又は非効率性を持ち込む可能性がある。図５Ａ及び５Ｂの動作５２８において破線で示した、本発明の方法例の別の実施形態では、電気的ノイズ及び／又は他の電気的非効率性に対する補正が実行される。動作５２８の後、動作５２６が続き、例えば、上記の式（８）等の負荷サイズの式を使用して、負荷サイズが計算される。
【００５３】
非効率性は、実質的に洗濯機１０のサイクル中に変化し得るＤＣバス５５の電圧により持ち込まれる可能性がある。ＤＣバス５５の電圧変化は、モータ１２の巻線に提供されるピークエネルギに影響を与え、負荷サイズの計算に誤差を持ち込む。ＤＣバス５５の電圧は、例えば、ＤＣバス５５に結合された変圧器を使用して求められ、マイクロプロセッサ６１のアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器６６へ入力される。
【００５４】
別の変数又はノイズの例は、モータ１２の温度であり、負荷サイズの計算に誤差を持ち込む場合がある。例えば、アルミニウム巻線により作成されたモータでは、モータ巻線の温度が増加するにつれ抵抗が大きくなる。室温より高い温度で動作するアルミニウム巻線のモータは、室温で動作するアルミニウム巻線のモータに比べ、効率が大きく低下する。インバータ６４は、インバータ６４近くの熱を示す温度センサを含むため、モータ１２の巻線温度の近似値を表すのに使用し得る。温度センサ（図示無し）は、モータ巻線温度を表す温度をマイクロプロセッサ６１に提供する。当業者は、温度に関するノイズ及び／又は非効率性の補正において、どの変数を使用するかを決定できる。本例では、モータ巻線の温度及び／又はインバータ６４に近接する熱を使用できる。こうした例は、補正の限定を意味するものではなく、当業者は、他の変数も決定可能である。
【００５５】
更に別の変数又はノイズの例は、不均衡（ＯＯＢ）であり、ＯＯＢ又は不均衡によるエネルギは、洗濯機において、負荷サイズの計算に誤りを発生させる恐れがある（複数の）衝撃又は振動に転換される。洗濯機のバスケット又はタブ２５内の負荷の不均衡を判定するために、様々な計算を実行し得る。こうした計算は、このような不均衡条件による不適切な影響を負荷サイズ計算が受けていないことを保証する基準を提供する。
【００５６】
まとめると、ノイズパラメータを補正するために、正規化計算では、平均経過時間測定結果、即ち、回転するドラム又は動いているタブ２５が状態を変化させるのに要する時間を使用し、上記の実施形態例において説明した補正計算例を適用して、負荷サイズ計算に対するノイズ変数の影響を低減する。結果として、上記の式（８）を使用した負荷サイズ計算等、負荷サイズの計算において使用可能な補正済み経過時間測定結果が生じる。電気的ノイズ及び／又は非効率性といった幾つかのノイズ要素の例を説明の目的で使用したが、意図的な実験及び回帰手法を使用して、当業者の判断に応じて、他の要素も使用し得ることに留意されたい。
【００５７】
図５Ａ及び５Ｂのフローチャート及び動作５２４の問い合わせに戻ると、動作５２４の問い合わせに対する回答がＹＥＳである場合、方法は継続し、動作５３２において、制御回路を閉ループ構成で動作させ、動作５３４において、増分カウンタＣを一つ増分させる。その後、動作５０２乃至５２２を上述したように反復する。
【００５８】
本発明の実施形態例において、モータ１２入力電圧（周波数及び振幅）は、モータ１２の速度Ｓｍｏｔｏｒ及びトルクＴが同じように調整されるように調整される。本発明の実施形態は、次のように実施される。誘導モータ１２の速度Ｓｍｏｔｏｒを、所定の時間に、即ち、ｔ１、ｔ２、或いは所定の時間間隔、即ちｔ２−ｔ１において測定する。様々な間隔で、負荷の張り付き後、時間ｔを測定し、モータ制御回路１４と、制御回路に設けられた特定の負荷サイズの式とを使用して、負荷サイズを計算する。負荷サイズ計算の精度は、方法を複数回行い（即ち、図５Ａ及び５Ｂのフローチャートの複数回の反復）、計算負荷サイズの平均を求めることで向上する。更に、Δｔに対応する分解能は、時間差Δｔを大きくすることで増加する。
【００５９】
分解能の例は、上記の式（５）による次の二つの分解能係数の計算において確認される。
分解能係数＝ｙ／ｘ＝Δｙknown／Δｔ＝負荷サイズ（公知）／Δｔ    （１３）
２０ｌｂの負荷について、ｔ２＝７５０ｍｓ、ｔ１＝５００ｍｓ、最小測定可能増分が１ｍｓである場合、第一の分解能係数は次の通りである。
【００６０】
分解能係数（１）＝２０／（７５０−５００）＝０．０８ｌｂｓ／ｍｓ        （１４）
しかしながら、より大きな時間差が得られる場合、分解能を増加させることができる。２０ｌｂの負荷について、ｔ２＝１５００ｍｓ、ｔ１＝７５０ｍｓである場合、第二の分解能係数は次の通りである。
【００６１】
分解能係数（２）＝２０／（１５００−７５０）＝０．０２７ｌｂｓ／ｍｓ      （１５）
分解能係数（２）では、分解能係数（１）の三倍の分解能により負荷を表現できる。分解能を向上させることで、精度は向上しない点に留意されたい。分解能の向上により、計算の結果として小数位は増えるが、精度は向上しない。分解能を向上させることで、同じ入力により表現可能な負荷値の数が増加する。例えば、０．０８ｌｂｓ／ｍｓでは、０及び０．０８ｌｂｓを表現できる。しかしながら、０．０２７ｌｂｓ／ｍｓでは、０、０．０２７、０．０５４、及び０．０８１ｌｂｓを表現できる。本例の数字は、説明を目的としており、負荷の値又は入力を特定の数字又は特定の数字の範囲に限定するものではない。値は、当業者が決定し得る。
【００６２】
上記の計算から、本発明の実施形態は、安定速度に達するまでの時間を定量化し、精度を改善するために負荷サイズを複数回計算することで、専用の重量センサの使用を回避することが分かる。精度により、測定の正確性は向上するが、測定を表現する分解能は向上しない点に留意されたい。負荷サイズの複数回の計算は、図５Ａ及び５Ｂのフローチャートに図示されており、動作５２４の問い合わせに対する回答がＹＥＳである場合、動作５０２乃至５２２が再度実行される。図５Ａ及び５Ｂの方法の複数回の実施により決定された計算負荷サイズは、より正確な計算負荷サイズを求めるために、合計して平均化可能である。本発明の実施形態例に対する経験的データでは、動作５０２乃至５２２について図５Ａ及び５Ｂの方法を三回実施することで、適切な精度が生じるという結論に至った。三回の実施は、例えば、図５Ａ及び５Ｂのフローチャートにおいて、動作５０１での増分カウンタＣの使用と、反復の問い合わせ５２４とにより実行可能であり、或いは、別の実施形態も当業者が決定し得る。本発明の別の実施形態では、更なる精度（方法ステップの四回以上の実施）と、図５Ａ及び５Ｂの方法の付加的な実施とを求めてもよい。本発明の他の実施形態における精度は、当業者が判断できる。したがって、本明細書で述べた三回の実施は本発明を限定するものではなく、当業者の決定に従い他の実施回数が適切となる。
【００６３】
図５Ｃは、本発明の別の方法例を示している。図５Ｃの方法は、５５０で開始され、５５１において、負荷が張り付くと仮定される速度に達し、５２２において、モータが所定の速度（負荷が張り付くと想定される速度）に達した後、速度を安定させることが可能となり、５５３において、モータ入力電圧の瞬間的な周波数跳躍が生じるように電圧を調整する（閉ループモードの性質により、瞬間的周波数跳躍が妨げられるため、瞬間的周波数跳躍は開ループモードで生じることに留意されたい）。動作５５４では、瞬間的周波数跳躍から目標速度に達するまでの経過時間を測定する。次に５５５において、測定された経過時間を使用して負荷サイズを計算する。５５６において、方法を反復するかを問い合わせる。問い合わせに対する回答がＮＯである場合、５５７において方法は終了する。問い合わせ５５６に対する回答がＹＥＳである場合は、方法を５５１から反復する。
【００６４】
図９は、本発明の実施形態例における経時的な負荷の変化を表す理論上の負荷サイズのプロットを含む、負荷サイズ対時間のグラフの例を示す。図９は、回転中の液体、即ち、水の喪失による負荷サイズの変化を決定することで、所望の水量が衣類から抽出されるまで、脱水サイクル速度及び／又は時間を動的に調整し得ることを示している点に留意されたい。本明細書では液体の抽出を水の抽出として一般に説明したが、しかしながら、水は例として使用されており、本発明を限定するものではないことに留意されたい。
【００６５】
本発明は、インバータ６４及びモータ１２のプログラミングを含め、上記の図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃの方法において説明した負荷検出方法を使用することで、脱水サイクル中、洗濯機の負荷等の負荷から抽出される水の量を推定する方法を提供する。負荷検出プロセスは、例えば、速度、トルク、電流、及び力率等の一般的なモータフィードバックデータを使用する様々な形で実行し得る。負荷サイズは、更に、センサを使用することにより検出し得る。或いは、負荷サイズは、当業者の判断に応じて、重量を測定する機械式測定デバイス、即ち、洗濯機に取り付けた少なくとも一つの歪みゲージを使用して測定し得る。別の実施形態において、洗濯機には、洗濯機の衝撃吸収材（図示無し）に後から取り付けたスケール等、適切な測定デバイス１３（図３に図示）を配置可能であり、当業者は、どの種類の機械式デバイスを洗濯機での測定に使用可能かを判断できる。
【００６６】
本発明において負荷サイズを測定する主要な方法では、図４の機能ブロック図と図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃのフローチャートに関して上述した速度フィードバックを使用する。図９は、本発明の実施形態例において、負荷サイズが決定される点と、負荷の水量を決定可能な点とを示す。抽出水量を検出するために、最初に、図９のｔ１において、洗濯サイクルの開始時に、乾燥負荷サイズＳ１＝乾燥負荷サイズを計算する。次に、洗濯サイクル（例えば、攪拌段階を含むことが可能）の後、例えば、脱水サイクルの前である図９のｔ２において、湿潤負荷サイズＳ２＝湿潤負荷サイズを計算する。
【００６７】
最後に、図９に示した脱水サイクル中に、現在の負荷Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５のサイズを、（ｔ３、ｔ４、ｔ５において）断続的に計算し、乾燥Ｓ１及び湿潤Ｓ２負荷サイズ（それぞれｔ１及びｔ２において計算済み）と比較し、抽出された水の量を決定する。所望又は所定の量の水が抽出された時には、脱水サイクルは完了したと判断し、洗濯機を停止し得る。
【００６８】
脱水サイクルは、通常、ユーザが選択した負荷サイズ（即ち、小、中、大）等の一般的な情報に基づいて、所定の時間量に渡って実行される。本発明の実施形態例は、少なくとも一つの時点ｔ３、ｔ４、ｔ５において、抽出された水の量を検出することで、洗濯機の動的な調整を提供する。脱水中の水の喪失による負荷サイズの変化（即ち、Ｓ２−（Ｓ３又はＳ４又はＳ５）を決定することで、脱水サイクルの速度及び／又は時間を、所望の量の水が衣類から抽出されるまで、動的に調整し得る。
【００６９】
図１０は、本発明の実施形態例を示すフローチャートである。１００において、方法が開始される。１０２において、乾燥負荷サイズＳ１が測定される。乾燥負荷サイズＳ１は、洗濯開始の最初、水又は液体を追加する前に決定される。次に、準備記号１０４は、洗濯サイクルを表す。１０６において、脱水が実行される。破線１０５は、動的脱水サイクルが実行されることを示している点に留意されたい。脱水サイクルの長さは、負荷に残留する液体の量が負荷全体の５０％未満になった時、或いは、所定の閾値パーセントを下回った時を検出することで低減し得る。閾値は、重負荷又は軽負荷、様々な繊維タイプの負荷、即ち、テリー織、綿、又は混合繊維の負荷といった、負荷の種類に基づいて調整し得る。１０８において、湿潤負荷サイズＳｎが測定される。１１０において、残留水のパーセント（（Ｓｎ−Ｓ１）／Ｓｎ）が決定される。これにより、負荷サイズの残留水である部分が、湿潤負荷サイズのパーセントとして決定される。このパーセントを得るために、水の負荷サイズを総湿潤負荷サイズにより除算する。液体負荷サイズ及び残留液体パーセントは、次のような式を使用して計算される。
【００７０】
液体負荷サイズ＝湿潤負荷サイズ−乾燥負荷サイズ                （１６）
残留液体パーセント＝液体負荷サイズ／湿潤負荷サイズ            （１７）
図１０に戻ると、次に１１２において、残留水パーセントが、所定の閾値パーセントを下回ったかについて問い合わせる。問い合わせに対する回答がＮＯである場合、方法は、上述した１０８乃至１１２へ戻る。問い合わせに対する回答がＹＥＳである場合、方法は、１１４へ進み、脱水は停止される。次に１１６において、方法は終了する。
【００７１】
本発明の利点は、本明細書において提示した実施形態例の利点を含み、１）抽出された水の量に基づいて、脱水サイクルの速度及び継続期間を動的に調整し得ること、２）特別なセンサを使用しても、使用しなくてもよいため、柔軟性がもたらされること、３）図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃにおいて説明した方法で決定されたデータの再使用、４）抽出中の測定により、水の抽出の有効性が増加すること、５）洗濯機サイクルの時間が減少すること、７）水の抽出時間が短縮された場合に、電力消費量を低減できること、８）水の抽出時間が短縮された時に、負荷の摩耗が低減されること（即ち、短い脱水時間及び／又は低い脱水速度による衣類の摩耗の減少）、及び９）水抽出機能の利点による市場性の増加が含まれる。
【００７２】
本発明の実施形態例は、ファームウェアと関連するハードウェアとを使用して、負荷サイズの変化を判定する方法を実現する。本発明は、本明細書において、洗濯機の例において実現されており、当業者は、回転する負荷を有する他の装置において本発明を実現できることを認識するであろう。本明細書ではモータ速度を使用して負荷サイズを決定したが、当業者は、本発明を使用して、洗濯機モータ１２又は駆動部の様々な電気的特性の何れかを介した負荷の測定により、水の抽出を判定することが可能である。本発明の実施形態例は、洗濯機のインバータ６４又はモータ１２内の少なくとも一つのソフトウェアコンポーネントとして実現される。
【００７３】
上述した達成事項に加えて、本発明の実施形態例は、タブ速度を様々な速度に到達させ、速度の増分間の時間を測定できるように、制御回路又は統合モータ制御からの出力電圧の調整による負荷検出を達成する。
【００７４】
上述した達成事項に加えて、本発明の実施形態例は、実質的に瞬時の周波数跳躍を行った後、時間測定及び速度フィードバックによる負荷検出を達成する。本明細書で述べた実質的に瞬時の（複数の）周波数跳躍は、第一の入力電圧から第二の入力電圧への周波数変化が実質的に瞬時の負又は正の周波数変化となる周波数の変化である。速度フィードバックの使用を、閉ループモードに関して広範に説明したが、開ループモードであっても速度フィードバックが使用されることに留意されたい。開ループモード速度フィードバックは、速度が安定する時期を判断するのに使用され、ここで説明した本発明の実施形態における速度制御に対して、速度フィードバックは使用されない。しかしながら、ＰＩコントローラは無効化されるため、マイクロプロセッサ６１は、モータ１２に対する電圧入力５８を自動的に調整しない。開ループモードにおいて、電圧振幅及び周波数は、手動制御される。閉ループモードにおいて、電圧振幅及び周波数は、速度誤差を入力としてＰＩコントローラを使用して、自動的に制御される。測定は、制御回路が開ループモードで動作中に、実質的な瞬時の周波数跳躍において本発明の方法例により実行できる。
【００７５】
本発明の実施形態の利点は、様々な従来技術の構成要素を必要としないため、コストが削減されることを含む。更に、本発明の方法例は、乾燥負荷又は湿潤負荷に対して実行できる。本発明の実施形態例において専用のセンサは使用されず、時間及び速度が測定及び／又は計算されるため、単位当たりの材料費が削減される。本発明の方法例は、開及び閉ループモード間を移行することで負荷の検出を達成する。方法は、更に、洗濯機の設定（例えば、繊維タイプ、ユーザが選択した負荷サイズ等）に合わせて負荷を測定できるように「オンザフライ」で、或いは洗濯機の動作中に、定数の調整を達成する。トルクを低下させることで分解能を高め、方法の一部を複数回繰り返すことで精度を高める。特定の洗濯機向けのキャリブレーション機能は、洗濯機制御回路に格納された方法の一部にすることができるため、一部の実施形態では、キャリブレーションが「内蔵」される。本発明は、当業者の判断に応じて、水平軸及び垂直軸洗濯機の両方で実行できる。
【００７６】
本発明の上述した実施形態は、ＡＣ誘導モータであるモータプラットフォーム例を使用する。本発明の別の実施形態では、ＡＣ誘導モータ以外の異なるモータプラットフォームを使用し得る。当業者は、本発明に適切なモータプラットフォームを判断できる。制御回路１４は、市販の統合モータ及び制御の回路以外の回路にすることができる点に留意されたい。
【００７７】
ここで説明した本発明の例は、圧力スイッチ又は圧力トランスデューサ等の構成要素（例えば、タブが静止した時にタブに結合される圧力スイッチ）と、負荷サイズを決定するための関連回路とを除去すること、及び／又は、周波数及び振幅が変化する電気入力において洗濯機の一貫した動作を提供する適応回路を使用することにより、負荷の検出を達成する。
【００７８】
「第一」、「第二」、「第三」、「上部」、「下部」動の用語は、本明細書において様々な要素の修飾に使用される場合があることに留意されたい。こうした修飾語句は、特に記述がない限り、修飾された要素の空間的、連続的、又は階層的な順序を意味するものではない。
【００７９】
ここに記載した説明は、最良の形態を含め、例を使用して本発明を開示すると共に、当業者による本発明の作成及び使用を可能にする。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲により定義され、当業者が想到する他の例を含み得る。こうした他の例は、特許請求の範囲の文字通りの用語と相違ない構造要素を有する場合、或いは特許請求の範囲の文字通りの用語との差異が実質的なものではない構造要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施形態例による垂直軸洗濯機の断面図である。
【図２】本発明の水平軸洗濯機の例の様々な要素の断面図である。
【図３】図２の断面図の線２−２に沿った、本発明の洗濯機の例の側面図である。
【図４】本発明の洗濯機の実施形態例の機能ブロック図である。
【図５Ａ】本発明の方法例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の方法例を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の別の方法例を示す図である。
【図６】洗濯機モータに対する入力電圧の周波数と振幅を表す、電圧対時間のグラフである。
【図７Ａ】正の周波数跳躍がｔ１で発生する場合の洗濯機モータに対する入力電圧の周波数及び振幅を表す、速度対時間のグラフである。
【図７Ｂ】負の周波数跳躍がｔ１で発生する場合の洗濯機モータに対する入力電圧の周波数及び振幅を表す、速度対時間のグラフである。
【図８】負荷サイズ対時間のグラフと、グラフにプロットされ、直線を求める式と実質的に適合すると共に、本発明の実施形態の洗濯機の例における負荷サイズを求める式を表す線Ｌとを示す図である。
【図９】本発明の実施形態の洗濯機の例における経時的な負荷の変化を表す理論上の負荷サイズプロットを含む、負荷サイズ対時間のグラフの例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態例を示すフローチャートである。
【図１】
2009115793.tif 000005
【図２】
2009115793.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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