JP3643778B2 - Washing machine weight detection method - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯の途中でも、洗濯槽内部の洗濯物の重量を検知することのできる洗濯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、全自動洗濯機では、洗濯(注水)を開始する前に、洗濯物を入れた状態で洗濯槽の全重量Ｄ１を測定し、洗濯槽の重量Ｄを差し引くことにより、投入された洗濯物の重量Ｃ１を算出して、洗濯物の重量に対応した注水量で洗い、すすぎ等を行なっていた。
【０００３】
従って、注水を開始した後に、洗濯物を追加投入したり、一部を取り出しても、その追加分又は取出分に応じて注水量は調整されない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、注水開始後に洗濯物を追加投入した場合には、注水量に対して洗濯物が多くなり、十分な洗いやすすぎを行なえない不都合があった。
逆に、注水開始後に洗濯物の一部を取り出した場合には、注水量に対して洗濯物が少なくなるから、洗濯物に対して余分な注水が行なわれたことになり、水が無駄なだけでなく、洗濯にかかる時間が長くなってしまう不都合があった。
【０００５】
また、従来の洗濯機では、前述のとおり、洗濯物投入前後の洗濯槽の重量差分(Ｄ１−Ｄ)のみに基づいて洗濯物の重量を決定しているため、濡れた洗濯物を投入した場合には、洗濯物に含まれる水も洗濯物の重量として測定されていた。その結果、余分な注水が行なわれ、注水開始後に洗濯物の一部を取り出した場合と同様、水が無駄であり、また、洗濯にかかる時間が長くなってしまう不都合があった。
【０００６】
本発明の目的は、洗濯中に洗濯物の量が変わった場合でも、洗濯物の量の増減に応じた適切な水量で洗い、すすぎを行なうことのできる洗濯機を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の洗濯機の洗濯物重量検知方法は、洗濯物が投入され、パルセータによって撹拌される内槽と該内槽を回転自由に支持する外槽からなる洗濯槽が洗濯機筐体内に収容された洗濯機の洗濯物の重量を検知する方法であって、
洗濯物が投入された洗濯槽の静荷重Ｄ１を測定し、投入された洗濯物の静荷重Ｃ１を検出するステップと、
洗濯槽内に注水を行なうステップと、
内槽及び／又はパルセータを回転させつつ、洗濯物及び水を含む洗濯槽の動荷重Ｄ２と、該動荷重Ｄ２の時系列的な変化波形を検出するステップと、
得られた動荷重Ｄ２の変化波形から高周波成分を抽出して二次振動波形を獲得し、洗濯物及び水を含む洗濯槽の動荷重Ｄ２と二次振動波形に基づいて、洗濯槽内に存する洗濯物の動荷重Ｃ２を決定するステップと、
を有する。
【０００８】
洗濯物の動荷重Ｃ２は、洗濯物及び水を含む洗濯槽の動荷重Ｄ２と、二次振動波形の振幅に基づいて決定することができ、洗濯物及び水を含む洗濯槽の動荷重Ｄ２と、二次振動波形の振幅が所定の閾値を越えた合計時間に基づいて決定することが望ましい。
【０００９】
また、本発明の洗濯機の制御方法は、洗濯物が投入され、パルセータによって撹拌される内槽と該内槽を回転自由に支持する外槽からなる洗濯槽が洗濯機筐体内に収容された洗濯機の制御方法であって、
洗濯物が投入された洗濯槽の静荷重Ｄ１を測定し、投入された洗濯物の静荷重Ｃ１を検出するステップと、
洗濯槽内に注水を行なうステップと、
内槽及び／又はパルセータを回転させつつ、洗濯物及び水を含む洗濯槽の動荷重Ｄ２と、該動荷重Ｄ２の時系列的な変化波形を検出するステップと、
得られた動荷重Ｄ２の変化波形から高周波成分を抽出して二次振動波形を獲得し、洗濯物及び水を含む洗濯槽の動荷重Ｄ２と二次振動波形に基づいて、洗濯槽内に存する洗濯物の動荷重Ｃ２を決定するステップと、
決定された洗濯物の動荷重Ｃ２と、注水前に測定された洗濯物の静荷重Ｃ１とを比較し、その差分に応じて洗濯槽内の水量を調節するステップと、
を有する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
発明者らは、水と布との比重や物性等の違いから、洗濯槽(20)内の水と洗濯物の総重量が同じであっても、内槽(22)及び／又はパルセータ(撹拌翼)(60)の回転に伴う洗濯槽(20)の重量の時系列的な変化に違いが生ずることを、以下の試験により見出した。
【００１１】
試験は、洗濯槽(20)に投入する洗濯物と水の合計重量を４１ｋｇ(通常の洗濯機の高水位に相当する)とし、洗濯物(密度１.５ｇ／ｃｍ³の綿布)の重量を０ｇ〜２０１６ｇまで変えて、駆動手段であるモータ(62)によりパルセータ(60)を正逆回転させることにより実施した。モータ(62)は、最初の５秒間停止させた後、１０秒間逆回転、続いて１０秒間正回転、その後５秒間停止させるよう制御した。
【００１２】
その間、洗濯槽(20)に生ずる動荷重Ｄ２の変化を荷重検出器(70)で測定した。荷重検出器(70)は、ロードセル(共和電業製ＬＭ−２０Ａ)を用い、サンプリング周波数を１ｋＨｚとした。ロードセルの出力を以下では電圧表示しているが、０.２Ｖを１ｋｇｆ(９.８Ｎ)として換算することができる。
得られた結果を図３乃至図７に示している。図を参照すると、洗濯物の重量比率が高くなるにつれて、モータ(62)の回転が逆転から正転に変わった部分(経過時間１５秒〜２０秒の部分)での二次振動(波形の高周波成分)が小さくなっていることがわかる。
二次振動の変化を詳しく調べるために、得られたロードセルの出力のうち、モータ(62)の回転を逆転から正転に切り換えた直後の部分(経過時間１５〜２５秒)の出力を、３０Ｈｚのハイパスフィルタを通して観察した。その結果、図８乃至図１２に示すように、洗濯物の重量の比率が低い程、二次振動振幅は大きく、また、収束に時間がかかることがわかった。逆に、洗濯物の重量の比率が高いほど、二次振動振幅は小さく、また、収束も早いことがわかった。
【００１３】
このように、洗濯物の重量比率が高くなるにつれて、二次振動が小さくなるのは、水中では洗濯物は、水に比べて回転及び回転方向の反転に伴って生ずる微小振動を抑える働きをするためと考えられる。
【００１４】
これら結果に基づいて、二次振動振幅が０.０５Ｖ以上となった合計時間(積算時間)と、投入した洗濯物の重量Ｃ１との関係をグラフ化したところ、図１３に示すように、洗濯物の重量が増加するにつれて、積算時間が減少するグラフが得られた。
同様に、洗濯物と水の合計重量を３２ｋｇ(通常の洗濯機の低水位に相当する)として、上記と同様にモータ(62)を回転させた実験においても、投入した洗濯物の重量を変えることにより、図１４に示すように、単調減少のグラフが得られた。
【００１５】
すなわち、モータ(62)の回転を反転させた後の洗濯槽(20)に生ずる荷重変化の二次振動を検出することにより、投入された洗濯物の重量を算出できることを見出した。
【００１６】
得られた結果を、洗濯機(10)のマイコン(80)(後述する)に記憶しておき、洗濯中に洗濯物の重量を適宜測定して、測定された洗濯物重量に対して水量を調節することにより、注水後に洗濯物を追加投入したり取出しても、追加分、取出し分に合わせて最適な水量で洗濯できる洗濯機(10)を提供できる。
【００１７】
【実施例１】
図１は、洗濯機(10)の側面断面図である。図１に示すように、洗濯機(10)は、外周を包囲する筐体(12)の内部に、洗い、すすぎ、脱水が行なわれる洗濯槽(20)を収容して構成される。
洗濯槽(20)は、洗濯物が投入される内槽(22)と、該内槽(22)の外周を覆う外槽(24)から構成される。
外槽(24)は、筐体(12)の上部四隅に取り付けられた吊棒(30)(30)(図１中では２本のみが示されている)によって、筐体(12)の中央に吊下支持されている。外槽(24)の底部には、排水手段となる排水バルブ(42)を具えた排水管(40)が接続されており、排水管(40)を介して洗濯槽(20)中の水を外部に排出する。
外槽(24)の内部には、内槽(22)が回転自由に収容される。内槽(22)は、周壁に多数の脱水孔(図示せず)が開設された有底筒状体であり、内槽(22)の中央底面には、洗濯物を撹拌するパルセータ(60)が配備されている。パルセータ(60)及び内槽(22)は、外槽(24)の下面に取り付けられた駆動手段としてのモータ(62)と、減速機(64)及びクラッチ(66)を介して接続され、クラッチ(66)の切り換えによって、洗いやすすぎの際にはパルセータ(60)のみを回転させ、脱水の際には、パルセータ(60)と内槽(22)の両方を一体に回転させる。
【００１８】
上記吊棒(30)(30)は、下端が外槽(24)の下部から外側に向けて突設された下部受座(26)(26)を貫通し、吊棒(30)(30)の先端の抜止め(32)(32)と下部受座(26)(26)との間には、防振のための圧縮コイルバネ(34)(34)が嵌装されている。
また、吊棒(30)(30)の上端は、筐体(12)の上部から内側に向けて突設された上部受座(14)(14)を貫通しており、先端には上部受座(14)からの脱落を防止するための抜止め(36)(36)が取り付けられている。
【００１９】
吊棒(30)のうち、１本の吊棒(30)には、上部受座(14)と抜止め(36)との間に、洗濯槽(20)に作用する重量を検出する荷重検出器(70)が配備されている。
荷重検出器(70)として、上述のロードセルの他に、磁歪素子を用いた力センサを用いることもできる。
【００２０】
内槽(22)の上部には、内槽(22)内へ注水を行なう注水手段が配備される。注水手段は、図１に示すように、注水管(50)と注水バルブ(52)から構成され、注水管(50)は水道の蛇口に接続される。
【００２１】
上記洗濯機(10)の電気系統について図２を用いて説明する。
洗濯機の全ての制御及び演算等はマイクロコンピュータ(以下「マイコン」という)(80)を主体とする制御手段(８)によって行なわれる。制御手段(８)は洗濯機(10)の適所に配備され、マイコン(80)には、ＣＰＵ、メモリ、演算回路、ハイパスフィルタ等(何れも図示せず)が含まれており、メモリには、本発明の洗濯プログラムや、通常の洗濯プログラム、その他各制御に必要なプログラム等が記憶されている。さらに、メモリには、上述のように洗濯槽(20)の動荷重Ｄ２に対する二次振動振幅の閾値との関係を示すメモリテーブルや、洗濯物の重量Ｃ１に対して最適な注水量を記憶したメモリテーブル、その他以下に示すメモリテーブル等を具える。
【００２２】
マイコン(80)には、図２に示すように操作部(81)、表示部(82)、バルブ制御回路(83)、センサ回路(84)、モータ駆動回路(85)、クラッチ制御回路(86)が電気的に接続されている。
【００２３】
使用者が洗濯機(10)に対して行なう操作命令は、すべて操作部(81)を介して入力され、操作結果や洗濯の進行状況、残り時間、適切な洗剤投入量等は表示部(82)に表示される。
【００２４】
センサ回路(84)は、ロードセル等の荷重検出器(70)に電気的に接続され、荷重検出器(70)にて検出された荷重値をマイコン(80)に送信する。マイコン(80)は、ハイパスフィルタにて、洗濯槽(20)の重量の時系列的な変化の高周波成分(二次振動)を取り出し、テーブルに記憶された閾値を越えた時間の総和をカウントする。
【００２５】
バルブ制御回路(83)は、上述の注水バルブ(52)及び排水バルブ(42)の開閉を制御する回路であって、マイコン(80)のメモリテーブルに基づいて、注水時には注水バルブ(52)を開放し、必要量だけ水道水を洗濯槽(20)に注入する。また、排水時には、排水バルブ(42)を開放して、洗濯槽(20)から排水を行なう。
【００２６】
モータ駆動回路(85)は、モータ(62)に電気的に接続され、マイコン(80)からの命令に応じて、モータ(62)の正転、逆転、停止を制御する。
【００２７】
クラッチ制御回路(86)は、クラッチ(66)に電気的に接続され、マイコン(80)からの命令に応じてクラッチ(66)を切り換えを制御し、モータ(62)の回転をパルセータ(60)のみ、又は、パルセータ(60)と内槽(22)に伝達する。
【００２８】
上記構成の洗濯機(10)の動作を図１５のフローチャートに沿って説明する。
使用者が乾燥した洗濯物(濡れた洗濯物については実施例２に示す)を投入し(ステップ１)、操作部(81)から洗濯開始の命令を入力すると、まず、荷重検出器(70)を用いて投入された洗濯物の静荷重Ｃ１を測定する(ステップ２)。静荷重Ｃ１の測定は、内槽(22)及びパルセータ(60)が回転していない状態で実施することが望ましい。
荷重検出器(70)としてロードセルを用いる場合、荷重検出器(70)からの出力は電圧で表わされるため、マイコン(80)にて、荷重検出器(70)の出力電圧に応じた重量を換算し、得られた重量Ｄ１から洗濯槽(20)の重量Ｄを差し引くことによって、投入された洗濯物の乾燥状態の静荷重Ｃ１が算出される。
【００２９】
次に、ステップ２で算出された洗濯物の荷重Ｃ１に応じて、マイコン(80)がメモリテーブルを利用して注水量を決定し(ステップ３)、バルブ制御回路(83)に注水バルブ(52)の開放を命令し、注水が行なわれる(ステップ４)。
所定量の注水が完了すると、注水バルブ(52)を閉止し、洗い工程が実行される(ステップ５)。洗い工程では、クラッチ(66)がパルセータ(60)のみを回転するように切り換えられ、その状態で、モータ(62)を正逆回転させ、パルセータ(60)の回転方向が逆転から正転に反転する際の動荷重Ｄ２の変化を荷重検出器(70)を用いて、所定のサンプリング周波数で時系列的に読み出し(図３乃至図７参照)、センサ回路(84)を介してマイコン(80)に送信する。
【００３０】
マイコン(80)は、得られた時系列的な重量Ｄ２の変化波形(動荷重波形)から、図８乃至図１２に示したように、ハイパスフィルタにて高周波成分(二次振動波形)を抽出し、二次振動波形が所定の閾値を越えた時間(実施例では０.０５Ｖ)の合計を算出し、その合計時間から洗濯物が占める重量の割合αを導き出す。なお、二次振動波形が閾値を越えた合計時間と割合αとの関係は、予めマイコン(80)のメモリテーブルに記憶させておく。
得られた洗濯物の重量割合αを、洗濯槽(10)内の水と洗濯物の動荷重(Ｄ２−Ｄ)と乗算(α×(Ｄ２−Ｄ))すると、洗濯物の動荷重Ｃ２が算出される(ステップ６)。
【００３１】
洗濯物の動荷重Ｃ２を算出した後、洗い工程で洗濯物の追加又は取り出しがあったかどうかを判別する。
具体的には、算出された洗濯物の動荷重Ｃ２と最初に測定された洗濯物の静荷重Ｃ１とを比較する。
動荷重Ｃ２が、静荷重Ｃ１よりも大きい場合には、注水後に洗濯物の追加投入があったものと判断し(ステップ７のＹｅｓ)、再度メモリテーブルに記憶された動荷重Ｃ２に応じた注水量(ステップ３)となるように、注水バルブ(52)を開放して注水を行なう(ステップ４)。
逆に、動荷重Ｃ２が静荷重Ｃ１以下である場合には、すすぎ工程に移行する(ステップ７のＮｏ、ステップ８)。なお、動荷重Ｃ２が静荷重Ｃ１よりも小さい場合には、ステップ４に戻り、注水に変えて、排水バルブ(42)を開放して、不要分だけ排水を行なうようにしてもよい。
【００３２】
すすぎ工程、脱水工程以降については説明を省略するが、すすぎ工程についても、洗濯物の動荷重を測定して、同様に水量調節することが望ましい。
【００３３】
【実施例２】
図１６は、本発明の他の実施例を示すフローチャートである。実施例１では、乾燥した洗濯物が投入された場合について説明したが、実施例２では、濡れた状態の洗濯物が投入された場合について説明する。
実施例１と共通する部分については適宜フローチャート図１５のステップ番号を引用し、説明を省略する。
洗濯槽(20)に濡れた洗濯物が投入されると(ステップ１０)、ステップ２と同様に洗濯物の荷重Ｃ１を測定する(ステップ１１)。ここで、荷重Ｃ１は、濡れた洗濯物の荷重であるため、乾燥状態の洗濯物の荷重よりも重く測定される。
【００３４】
次に、ステップ３と同様に、算出された洗濯物の荷重Ｃ１に応じた注水量をマイコン(80)がメモリテーブルから決定し(ステップ１２)、バルブ制御回路(83)に注水バルブ(52)の開放を命令し、注水を行なう(ステップ１３)。
所定量の注水が完了すると、バルブ(52)を閉止し、ステップ６と同様に洗濯物の動荷重を検知する(ステップ１４)。このステップにより、乾燥状態の洗濯物の動荷重Ｃ１’が算出され、重量Ｃ１’に応じた注水量がメモリテーブルによって決定される(ステップ１５)。
乾燥状態の洗濯物の重量Ｃ１’は、ステップ１１で測定された重量Ｃ１よりも軽いため(Ｃ１’＜Ｃ１)、不要な水が排水される(ステップ１６)。なお、ステップ１３における注水の後に洗濯物を追加し、Ｃ１’＞Ｃ１となったときには、注水が行なわれる。
【００３５】
注水完了後、実施例１と同様に洗い工程が実行される(ステップ１７)。洗い工程における動荷重の検出については、ステップ６と同様である。
ステップ１８にて得られた洗濯物の動荷重Ｃ２が、動荷重Ｃ１’よりも大きい場合には、注水後に洗濯物の追加投入があったものと判断して(ステップ１９のYes)、再度メモリテーブルに記憶された動荷重Ｃ２に応じた注水量となるように、注水バルブ(52)を開放し、注水を行なう。
逆に、動荷重Ｃ２が動荷重Ｃ１’以下である場合には、すすぎ工程に入る(ステップ１９のNo、ステップ２０)。なお、動荷重Ｃ２が動荷重Ｃ１’よりも小さい場合には、ステップ１２に戻り、注水に変えて、不要分だけ排水を行なうようにしてもよい。
【００３６】
実施例２についても、すすぎ工程、脱水工程以降については説明を省略するが、すすぎ工程についても、洗濯物の動荷重を測定して、同様に水量調節することが望ましい。
【００３７】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【００３８】
例えば、上記実施例では、洗い工程前に洗濯物の重量測定を行なったが、注水された状態であれば、洗い工程やすすぎ工程等で重量測定しても構わない。また、洗濯機(10)の構成は、上記実施例に限定されるものではない。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の洗濯機によれば、注水後に洗濯槽中の洗濯物の重量を測定できるから、洗濯開始後に洗濯物を追加投入したり取り出しを行なっても、その追加分又は取出分に応じて注水量を調整することができる。従って、洗濯物の重量に合わせた水量で洗いやすすぎを行なうことができ、洗い残しやすすぎ残しもなく、洗浄力の向上や、洗濯にかかる時間の最適化、水の節約を達成できる。
さらに、濡れた状態の洗濯物を投入しても、注水後の洗濯槽中の洗濯物の重量に基づいて洗濯を行なうことができるから、従来のように余分な注水が行なわれるようなこともない。
また、洗濯物と注水量の合計重量を荷重検出器で測定できるから、注水量を測定するための水量センサ等を別途設ける必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗濯機の断面図である。
【図２】本発明の洗濯機の電気系を示すブロック図である。
【図３】洗濯槽に水のみを入れて回転させたときの荷重検出器の電圧変化と経過時間との関係を示すグラフである。
【図４】洗濯槽に水と洗濯物を入れて回転させたときの荷重検出器の電圧変化と経過時間との関係を示すグラフである。
【図５】洗濯槽に水と洗濯物を入れて回転させたときの荷重検出器の電圧変化と経過時間との関係を示すグラフである。
【図６】洗濯槽に水と洗濯物を入れて回転させたときの荷重検出器の電圧変化と経過時間との関係を示すグラフである。
【図７】洗濯槽に水と洗濯物を入れて回転させたときの荷重検出器の電圧変化と経過時間との関係を示すグラフである。
【図８】図３の二次振動振幅を示すグラフ(抜粋)である。
【図９】図４の二次振動振幅を示すグラフ(抜粋)である。
【図１０】図５の二次振動振幅を示すグラフ(抜粋)である。
【図１１】図６の二次振動振幅を示すグラフ(抜粋)である。
【図１２】図７の二次振動振幅を示すグラフ(抜粋)である。
【図１３】洗濯物の重量と閾値振幅以上の合計時間との関係を示すグラフである。
【図１４】洗濯物の重量と閾値振幅以上の合計時間との関係を示すグラフである。
【図１５】実施例１のフローチャート図である。
【図１６】実施例２のフローチャート図である。
【符号の説明】
(10) 洗濯機
(20) 洗濯槽
(22) 内槽
(24) 外槽
(30) 吊棒
(70) 荷重検出器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a washing machine capable of detecting the weight of laundry inside a washing tub even during washing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a fully automatic washing machine, before the start of washing (water injection), the total weight D1 of the washing tub is measured in the state where the laundry is put, and the weight D of the washing tub is subtracted to put the laundry loaded. The weight C1 was calculated, washed with a water injection amount corresponding to the weight of the laundry, and rinsed.
[0003]
Therefore, even if the laundry is additionally input or a part is taken out after the water injection is started, the amount of water injection is not adjusted according to the added amount or the extracted amount.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
For this reason, when additional laundry is added after the start of water injection, there is an inconvenience that the amount of laundry increases relative to the amount of water injection, and sufficient washing is not easy.
On the other hand, when a part of the laundry is taken out after the start of water injection, the laundry is reduced with respect to the amount of water injected. In addition, there was an inconvenience that the time required for washing becomes longer.
[0005]
Further, in the conventional washing machine, as described above, since the weight of the laundry is determined based only on the weight difference (D1-D) of the washing tub before and after the laundry is thrown in, when the wet laundry is thrown in In addition, water contained in the laundry was also measured as the weight of the laundry. As a result, excessive water injection is performed, and the water is wasted as well as the case where a part of the laundry is taken out after the start of water injection.
[0006]
An object of the present invention is to provide a washing machine capable of washing and rinsing with an appropriate amount of water according to the increase or decrease of the amount of laundry even when the amount of laundry changes during washing.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a laundry weight detection method for a washing machine according to the present invention is a laundry tub comprising an inner tub into which laundry is charged and stirred by a pulsator, and an outer tub that rotatably supports the inner tub. Is a method of detecting the weight of the laundry of the washing machine housed in the washing machine casing,
Measuring the static load D1 of the laundry tub into which the laundry has been loaded, and detecting the static load C1 of the loaded laundry;
Pouring water into the washing tub;
Detecting a dynamic load D2 of a laundry tub containing laundry and water while rotating the inner tub and / or pulsator, and a time-series change waveform of the dynamic load D2.
A high-frequency component is extracted from the obtained change waveform of the dynamic load D2 to obtain a secondary vibration waveform, which is present in the laundry tub based on the dynamic load D2 and the secondary vibration waveform of the laundry tub including laundry and water. Determining a laundry load C2;
Have
[0008]
The dynamic load C2 of the laundry can be determined based on the dynamic load D2 of the laundry tub including the laundry and water and the amplitude of the secondary vibration waveform, and the dynamic load D2 of the laundry tub including the laundry and water, It is desirable to determine based on the total time that the amplitude of the secondary vibration waveform exceeds a predetermined threshold.
[0009]
In the washing machine control method of the present invention, a washing tub comprising an inner tub that is loaded with laundry and stirred by a pulsator and an outer tub that rotatably supports the inner tub is housed in the washing machine casing. A method for controlling a washing machine,
Measuring the static load D1 of the laundry tub into which the laundry has been loaded, and detecting the static load C1 of the loaded laundry;
Pouring water into the washing tub;
Detecting a dynamic load D2 of a laundry tub containing laundry and water while rotating the inner tub and / or pulsator, and a time-series change waveform of the dynamic load D2.
A high-frequency component is extracted from the obtained change waveform of the dynamic load D2 to obtain a secondary vibration waveform, which is present in the laundry tub based on the dynamic load D2 and the secondary vibration waveform of the laundry tub including laundry and water. Determining a laundry load C2;
Comparing the determined dynamic load C2 of the laundry with the static load C1 of the laundry measured before pouring, and adjusting the amount of water in the washing tub according to the difference;
Have
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The inventors, even if the total weight of water and laundry in the washing tub (20) is the same due to the difference in specific gravity and physical properties between water and cloth, the inner tub (22) and / or pulsator (stirring) It was found by the following test that a difference occurred in the time-series change in the weight of the washing tub (20) accompanying the rotation of the wing (60).
[0011]
In the test, the total weight of the laundry and water put into the washing tub (20) is 41 kg (corresponding to the high water level of a normal washing machine), and the weight of the laundry (cotton cloth with a density of 1.5 g / cm ³ ) is measured. It changed from 0g-2016g, and it implemented by rotating a pulsator (60) forward / reversely with the motor (62) which is a drive means. The motor (62) was controlled to stop for the first 5 seconds, reversely rotate for 10 seconds, then forwardly rotate for 10 seconds, and then stopped for 5 seconds.
[0012]
Meanwhile, the change of the dynamic load D2 generated in the washing tub (20) was measured by the load detector (70). The load detector (70) was a load cell (LM-20A manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd.), and the sampling frequency was 1 kHz. Although the output of the load cell is displayed as a voltage below, 0.2V can be converted to 1 kgf (9.8 N).
The obtained results are shown in FIGS. Referring to the figure, as the weight ratio of the laundry increases, the secondary vibration (the high frequency of the waveform) at the portion where the rotation of the motor (62) changes from the reverse rotation to the normal rotation (the portion where the elapsed time is 15 to 20 seconds). It can be seen that the component is small.
In order to examine the change in secondary vibration in detail, the output of the load cell obtained immediately after switching the rotation of the motor (62) from reverse rotation to normal rotation (elapsed time 15 to 25 seconds) is 30 Hz. Observed through a high-pass filter. As a result, as shown in FIGS. 8 to 12, it was found that the lower the ratio of the weight of the laundry, the larger the secondary vibration amplitude and the longer it takes to converge. In contrast, it was found that the higher the ratio of the weight of the laundry, the smaller the secondary vibration amplitude and the faster the convergence.
[0013]
As described above, the secondary vibration becomes smaller as the weight ratio of the laundry becomes higher. In the water, the laundry functions to suppress minute vibrations caused by rotation and reversal of the rotation direction compared to water. This is probably because of this.
[0014]
Based on these results, the relationship between the total time (integrated time) in which the secondary vibration amplitude was 0.05 V or more and the weight C1 of the loaded laundry was graphed. As shown in FIG. A graph was obtained in which the integration time decreased as the weight of the object increased.
Similarly, in the experiment in which the total weight of the laundry and water is 32 kg (corresponding to the low water level of a normal washing machine) and the motor (62) is rotated in the same manner as described above, the weight of the loaded laundry is changed. As a result, a monotonically decreasing graph was obtained as shown in FIG.
[0015]
That is, it was found that the weight of the loaded laundry can be calculated by detecting the secondary vibration of the load change generated in the washing tub (20) after reversing the rotation of the motor (62).
[0016]
The obtained result is stored in the microcomputer (80) (described later) of the washing machine (10), and the weight of the laundry is appropriately measured during the washing, and the amount of water is measured with respect to the measured laundry weight. By adjusting, it is possible to provide a washing machine (10) that can perform washing with an optimal amount of water in accordance with the added amount and the taken-out amount even if the laundry is additionally charged or taken out after water injection.
[0017]
[Example 1]
FIG. 1 is a side sectional view of the washing machine (10). As shown in FIG. 1, the washing machine (10) is configured such that a washing tub (20) in which washing, rinsing, and dehydration are performed is accommodated in a housing (12) that surrounds the outer periphery.
The washing tub (20) includes an inner tub (22) into which laundry is put and an outer tub (24) that covers the outer periphery of the inner tub (22).
The outer tub (24) is formed at the center of the casing (12) by suspension rods (30) and (30) (only two are shown in FIG. 1) attached to the upper four corners of the casing (12). It is supported by suspension. A drain pipe (40) having a drain valve (42) serving as a drain means is connected to the bottom of the outer tub (24), and water in the washing tub (20) is drained through the drain pipe (40). Discharge to the outside.
The inner tank (22) is rotatably accommodated inside the outer tank (24). The inner tub (22) is a bottomed cylindrical body in which a number of dewatering holes (not shown) are opened in the peripheral wall, and a pulsator (60) for stirring laundry on the central bottom surface of the inner tub (22) Is deployed. The pulsator (60) and the inner tank (22) are connected via a motor (62) as a driving means attached to the lower surface of the outer tank (24), a speed reducer (64), and a clutch (66). By switching (66), only the pulsator (60) is rotated for easy washing, and both the pulsator (60) and the inner tank (22) are rotated together for dehydration.
[0018]
The suspension rod (30) (30) passes through a lower seat (26) (26) whose lower end protrudes outward from the lower portion of the outer tub (24), and the suspension rod (30) (30) Compression coil springs (34) and (34) for vibration isolation are fitted between the stoppers (32) and (32) of the front end of each of the two and the lower seats (26) and (26).
The upper ends of the suspension rods (30) and (30) pass through upper receiving seats (14) and (14) that project inward from the upper portion of the housing (12), and the upper ends are received at the tip. A retaining member (36) (36) for preventing the seat (14) from falling off is attached.
[0019]
Among the suspension rods (30), one suspension rod (30) has a load detection that detects the weight acting on the washing tub (20) between the upper seat (14) and the retaining member (36). A vessel (70) is in place.
As the load detector (70), a force sensor using a magnetostrictive element can be used in addition to the load cell described above.
[0020]
Water injection means for injecting water into the inner tank (22) is disposed on the upper part of the inner tank (22). As shown in FIG. 1, the water injection means includes a water injection pipe (50) and a water injection valve (52), and the water injection pipe (50) is connected to a faucet of the water supply.
[0021]
The electrical system of the washing machine (10) will be described with reference to FIG.
All the control and calculation of the washing machine are performed by a control means (8) mainly composed of a microcomputer (hereinafter referred to as "microcomputer") (80). The control means (8) is arranged at a suitable place in the washing machine (10), and the microcomputer (80) includes a CPU, a memory, an arithmetic circuit, a high-pass filter, etc. (all not shown). The washing program of the present invention, a normal washing program, and other programs necessary for each control are stored. Further, as described above, the memory stores the memory table indicating the relationship between the threshold value of the secondary vibration amplitude with respect to the dynamic load D2 of the washing tub (20), and the optimal water injection amount for the laundry weight C1. It includes a memory table and other memory tables shown below.
[0022]
As shown in FIG. 2, the microcomputer (80) includes an operation unit (81), a display unit (82), a valve control circuit (83), a sensor circuit (84), a motor drive circuit (85), a clutch control circuit (86 ) Is electrically connected.
[0023]
All operation commands that the user performs to the washing machine (10) are input via the operation unit (81), and the operation result, the progress of washing, the remaining time, the appropriate amount of detergent to be introduced, etc. are displayed on the display unit (82 ) Is displayed.
[0024]
The sensor circuit (84) is electrically connected to a load detector (70) such as a load cell, and transmits the load value detected by the load detector (70) to the microcomputer (80). The microcomputer (80) takes out the high frequency component (secondary vibration) of the time-series change in the weight of the washing tub (20) with a high-pass filter, and counts the total time exceeding the threshold stored in the table. .
[0025]
The valve control circuit (83) is a circuit for controlling the opening and closing of the water injection valve (52) and the drain valve (42) described above. Based on the memory table of the microcomputer (80), the water injection valve (52) is turned on during water injection. Open and pour the required amount of tap water into the washing tub (20). Further, when draining, the drain valve (42) is opened to drain from the washing tub (20).
[0026]
The motor drive circuit (85) is electrically connected to the motor (62), and controls normal rotation, reverse rotation, and stop of the motor (62) in accordance with a command from the microcomputer (80).
[0027]
The clutch control circuit (86) is electrically connected to the clutch (66), controls the switching of the clutch (66) according to a command from the microcomputer (80), and controls the rotation of the motor (62) to the pulsator (60). Only, or transmitted to the pulsator (60) and the inner tank (22).
[0028]
The operation of the washing machine (10) having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.
When a user inputs dry laundry (wet laundry is shown in Example 2) (step 1) and inputs a washing start command from the operation unit (81), first, the load detector (70) The static load C1 of the laundry put in using is measured (step 2). The measurement of the static load C1 is preferably performed in a state where the inner tank (22) and the pulsator (60) are not rotating.
When a load cell is used as the load detector (70), the output from the load detector (70) is expressed in voltage, so the microcomputer (80) converts the weight according to the output voltage of the load detector (70). Then, by subtracting the weight D of the washing tub (20) from the obtained weight D1, the static load C1 in the dry state of the loaded laundry is calculated.
[0029]
Next, in accordance with the load C1 of the laundry calculated in step 2, the microcomputer (80) determines the amount of water injection using the memory table (step 3), and supplies the water injection valve (52 to the valve control circuit (83). ) Is released and water is injected (step 4).
When the predetermined amount of water injection is completed, the water injection valve (52) is closed and the washing process is executed (step 5). In the washing process, the clutch (66) is switched to rotate only the pulsator (60), and in that state, the motor (62) is rotated forward and reverse, and the rotation direction of the pulsator (60) is reversed from reverse rotation to forward rotation. The change of the dynamic load D2 at the time of reading is read out in time series at a predetermined sampling frequency using the load detector (70) (see FIGS. 3 to 7), and the microcomputer (80) is passed through the sensor circuit (84). Send to.
[0030]
The microcomputer (80) extracts a high frequency component (secondary vibration waveform) from the obtained time series weight D2 change waveform (dynamic load waveform) with a high pass filter as shown in FIGS. Then, the total of the time when the secondary vibration waveform exceeds the predetermined threshold (0.05 V in the embodiment) is calculated, and the weight ratio α occupied by the laundry is derived from the total time. The relationship between the total time when the secondary vibration waveform exceeds the threshold and the ratio α is stored in advance in the memory table of the microcomputer (80).
When the weight ratio α of the obtained laundry is multiplied by the water in the washing tub (10) and the dynamic load (D2-D) of the laundry (α × (D2-D)), the dynamic load C2 of the laundry is Calculated (step 6).
[0031]
After calculating the dynamic load C2 of the laundry, it is determined whether or not the laundry has been added or removed in the washing step.
Specifically, the calculated dynamic load C2 of the laundry is compared with the first measured static load C1 of the laundry.
When the dynamic load C2 is larger than the static load C1, it is determined that the laundry has been additionally charged after water injection (Yes in Step 7), and the injection corresponding to the dynamic load C2 stored in the memory table is performed again. Water injection is performed by opening the water injection valve (52) so that the amount of water (step 3) is reached (step 4).
On the contrary, when the dynamic load C2 is equal to or less than the static load C1, the process proceeds to the rinsing process (No in Step 7 and Step 8). In addition, when the dynamic load C2 is smaller than the static load C1, it returns to step 4, and it changes to water injection, and you may make it open | release drain valve (42) and to drain only an unnecessary part.
[0032]
Although explanations after the rinsing step and the dehydrating step are omitted, it is desirable to adjust the amount of water in the rinsing step as well by measuring the dynamic load of the laundry.
[0033]
[Example 2]
FIG. 16 is a flowchart showing another embodiment of the present invention. In Example 1, although the case where the dry laundry was thrown in was demonstrated, in Example 2, the case where the wet laundry is thrown in is demonstrated.
For the parts common to the first embodiment, the step numbers in the flowchart in FIG.
When wet laundry is put into the washing tub (20) (step 10), the load C1 of the laundry is measured as in step 2 (step 11). Here, since the load C1 is the load of the wet laundry, it is measured heavier than the load of the dry laundry.
[0034]
Next, as in step 3, the microcomputer (80) determines the amount of water injection according to the calculated laundry load C1 from the memory table (step 12), and the valve control circuit (83) receives the water injection valve (52). Is commanded and water is injected (step 13).
When the predetermined amount of water injection is completed, the valve (52) is closed, and the dynamic load of the laundry is detected as in step 6 (step 14). By this step, the dynamic load C1 ′ of the dry laundry is calculated, and the amount of water injected according to the weight C1 ′ is determined by the memory table (step 15).
Since the weight C1 ′ of the laundry in the dry state is lighter than the weight C1 measured in Step 11 (C1 ′ <C1), unnecessary water is drained (Step 16). In addition, when the laundry is added after the water injection in step 13 and C1 ′> C1, the water injection is performed.
[0035]
After the water injection is completed, the washing process is executed in the same manner as in Example 1 (Step 17). The detection of the dynamic load in the washing process is the same as in Step 6.
If the dynamic load C2 of the laundry obtained in step 18 is larger than the dynamic load C1 ′, it is determined that the laundry has been additionally charged after water injection (Yes in step 19), and the memory is stored again. Water injection is performed by opening the water injection valve (52) so that the amount of water injection corresponds to the dynamic load C2 stored in the table.
On the contrary, when the dynamic load C2 is equal to or less than the dynamic load C1 ′, the rinsing process is started (No in Step 19, Step 20). If the dynamic load C2 is smaller than the dynamic load C1 ′, the process may return to step 12 and be replaced with water injection to drain the unnecessary amount.
[0036]
In Example 2, the description of the rinsing step and the dehydrating step is omitted, but it is desirable that the amount of water is similarly adjusted by measuring the dynamic load of the laundry in the rinsing step.
[0037]
The above description of the embodiments is for explaining the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope thereof. Moreover, each part structure of this invention is not restricted to the said Example, A various deformation | transformation is possible within the technical scope as described in a claim.
[0038]
For example, in the above embodiment, the weight of the laundry is measured before the washing step. However, the weight may be measured in the washing step, the rinsing step, or the like as long as the water is poured. Further, the configuration of the washing machine (10) is not limited to the above embodiment.
[0039]
【The invention's effect】
According to the washing machine of the present invention, it is possible to measure the weight of the laundry in the washing tub after pouring water, so even if additional laundry is taken in or taken out after the start of washing, depending on the added amount or taken out amount. The amount of water can be adjusted. Therefore, it is possible to perform easy washing with an amount of water corresponding to the weight of the laundry, and it is possible to achieve an improvement in cleaning power, optimization of the time required for washing, and water saving without leaving too much or no washing.
Furthermore, even if the wet laundry is thrown in, washing can be performed based on the weight of the laundry in the washing tub after pouring, so that extra water pouring is performed as in the past. Absent.
In addition, since the total weight of the laundry and the water injection amount can be measured with the load detector, there is no need to separately provide a water amount sensor or the like for measuring the water injection amount.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a washing machine of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical system of the washing machine of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the voltage change of the load detector and the elapsed time when only water is put in the washing tub and rotated.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the voltage change of the load detector and the elapsed time when water and laundry are put in a washing tub and rotated.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the voltage change of the load detector and the elapsed time when water and laundry are put in a washing tub and rotated.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the voltage change of the load detector and the elapsed time when water and laundry are put in a washing tub and rotated.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the voltage change of the load detector and the elapsed time when water and laundry are put in the washing tub and rotated.
FIG. 8 is a graph (extract) showing the secondary vibration amplitude of FIG. 3;
FIG. 9 is a graph (extract) showing the secondary vibration amplitude of FIG. 4;
10 is a graph (extract) showing the secondary vibration amplitude of FIG. 5. FIG.
11 is a graph (extract) showing the secondary vibration amplitude of FIG. 6;
12 is a graph (extract) showing the secondary vibration amplitude of FIG. 7; FIG.
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the weight of the laundry and the total time exceeding the threshold amplitude.
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the weight of laundry and the total time exceeding the threshold amplitude.
15 is a flowchart of Example 1. FIG.
FIG. 16 is a flowchart of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
(10) Washing machine
(20) Washing tub
(22) Inner tank
(24) Outer tank
(30) Hanging rod
(70) Load detector

Claims (4)

洗濯物が投入され、パルセータによって撹拌される内槽と該内槽を回転自由に支持する外槽からなる洗濯槽が洗濯機筐体内に収容された洗濯機の洗濯物の重量を検知する方法であって、
洗濯物が投入された洗濯槽の静荷重Ｄ１を測定し、投入された洗濯物の静荷重Ｃ１を検出するステップと、
洗濯槽内に注水を行なうステップと、
内槽及び／又はパルセータを回転させつつ、洗濯物及び水を含む洗濯槽の動荷重Ｄ２と、該動荷重Ｄ２の時系列的な変化波形を検出するステップと、
得られた動荷重Ｄ２の変化波形から高周波成分を抽出して二次振動波形を獲得し、洗濯物及び水を含む洗濯槽の動荷重Ｄ２と二次振動波形に基づいて、洗濯槽内に存する洗濯物の動荷重Ｃ２を決定するステップと、
を有することを特徴とする洗濯機の洗濯物重量検知方法。A method for detecting the weight of laundry in a washing machine in which a laundry tub is composed of an inner tub that is loaded with laundry and stirred by a pulsator and an outer tub that rotatably supports the inner tub. There,
Measuring the static load D1 of the laundry tub into which the laundry has been loaded, and detecting the static load C1 of the loaded laundry;
Pouring water into the washing tub;
Detecting a dynamic load D2 of a laundry tub containing laundry and water while rotating the inner tub and / or pulsator, and a time-series change waveform of the dynamic load D2.
A high-frequency component is extracted from the obtained change waveform of the dynamic load D2 to obtain a secondary vibration waveform, which is present in the laundry tub based on the dynamic load D2 and the secondary vibration waveform of the laundry tub including laundry and water. Determining a laundry load C2;
A laundry weight detection method for a washing machine, comprising: 洗濯物の動荷重Ｃ２は、洗濯物及び水を含む洗濯槽の動荷重Ｄ２と、二次振動波形の振幅に基づいて決定される請求項１に記載の洗濯機の洗濯物重量検知方法。The laundry load detection method according to claim 1, wherein the laundry dynamic load C2 is determined based on a dynamic load D2 of a laundry tub including laundry and water and an amplitude of a secondary vibration waveform. 洗濯物の動荷重Ｃ２は、洗濯物及び水を含む洗濯槽の動荷重Ｄ２と、二次振動波形の振幅が所定の閾値を越えた合計時間に基づいて決定される請求項２に記載の洗濯機の洗濯物重量検知方法。The laundry dynamic load C2 is determined based on a dynamic load D2 of a laundry tub including laundry and water and a total time when the amplitude of the secondary vibration waveform exceeds a predetermined threshold. The laundry weight detection method. 洗濯物が投入され、パルセータによって撹拌される内槽と該内槽を回転自由に支持する外槽からなる洗濯槽が洗濯機筐体内に収容された洗濯機の制御方法であって、
洗濯物が投入された洗濯槽の静荷重Ｄ１を測定し、投入された洗濯物の静荷重Ｃ１を検出するステップと、
洗濯槽内に注水を行なうステップと、
内槽及び／又はパルセータを回転させつつ、洗濯物及び水を含む洗濯槽の動荷重Ｄ２と、該動荷重Ｄ２の時系列的な変化波形を検出するステップと、
得られた動荷重Ｄ２の変化波形から高周波成分を抽出して二次振動波形を獲得し、洗濯物及び水を含む洗濯槽の動荷重Ｄ２と二次振動波形に基づいて、洗濯槽内に存する洗濯物の動荷重Ｃ２を決定するステップと、
決定された洗濯物の動荷重Ｃ２と、注水前に測定された洗濯物の静荷重Ｃ１とを比較し、その差分に応じて洗濯槽内の水量を調節するステップと、
を有することを特徴とする洗濯機の制御方法。A method for controlling a washing machine in which a washing tub comprising an inner tub that is loaded with laundry and stirred by a pulsator and an outer tub that rotatably supports the inner tub is housed in a washing machine housing,
Measuring the static load D1 of the laundry tub into which the laundry has been loaded, and detecting the static load C1 of the loaded laundry;
Pouring water into the washing tub;
Detecting a dynamic load D2 of a laundry tub containing laundry and water while rotating the inner tub and / or pulsator, and a time-series change waveform of the dynamic load D2.
A high-frequency component is extracted from the obtained change waveform of the dynamic load D2 to obtain a secondary vibration waveform, which is present in the laundry tub based on the dynamic load D2 and the secondary vibration waveform of the laundry tub including laundry and water. Determining a laundry load C2;
Comparing the determined dynamic load C2 of the laundry with the static load C1 of the laundry measured before pouring, and adjusting the amount of water in the washing tub according to the difference;
A method for controlling a washing machine, comprising:

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