JP2001058096A - 洗濯機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータ回路により洗濯モータとポンプモ
ータを駆動させる洗濯機の制御装置において、交流電源
の周波数に関係なく給水性能を一定にし、ポンプモータ
を駆動するインバータ回路とその制御手段を洗濯モータ
を駆動するインバータ回路とその制御手段と共用化し、
小型、低価格、静騒音を実現する。 【解決手段】 交流電源１に接続された整流回路３の直
流電力をインバータ回路４により交流電力に変換し、こ
のインバータ回路４により攪拌翼または洗濯槽を駆動す
る洗濯モータ５を駆動し、給水弁６、排水弁７の開閉を
スイッチング手段９により制御し、インバータ回路４の
出力を切り換える負荷切換手段１１により、洗濯槽に給
水するポンプモータ１０への通電を切り換えて、制御手
段１２によりインバータ回路４を制御して、ポンプモー
タ１０を駆動するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ回路に
より洗濯モータとポンプモータを駆動させる洗濯機の制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、家庭用の洗濯機は、ポンプを内蔵
し、給水弁より呼び水をポンプ内に注水してからポンプ
を駆動する、いわゆる自吸水ポンプで風呂水を洗濯機内
に給水するポンプ内蔵洗濯機が提案されている。

【０００３】従来、この種の洗濯機は、特開平８ー６６
５８８号公報に示すように構成していた。すなわち、ポ
ンプモータを交流モータで構成し、交流電圧をポンプモ
ータに加える構成としていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のポンプモータは、交流モータで構成されていたので
回転数が交流電源の周波数に依存する課題があり、５０
Ｈｚ地域で使用される場合には、回転数が上昇せず、給
水能力が低下する欠点があった。

【０００５】本発明は上記従来課題を解決するもので、
交流電源の周波数に関係なく給水性能を一定にし、ポン
プモータを駆動するインバータ回路とその制御手段を洗
濯モータを駆動するインバータ回路とその制御手段と共
用化し、小型、低価格、静騒音の洗濯機の制御装置を実
現することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、交流電源に接続された整流回路の直流電力
をインバータ回路により交流電力に変換し、このインバ
ータ回路により撹拌翼または洗濯槽を駆動する洗濯モー
タを駆動し、給水弁、排水弁の開閉をスイッチング手段
により制御し、インバータ回路の出力を切り換える負荷
切換手段により、洗濯槽に給水するポンプモータへの通
電を切り換えて、制御手段によりインバータ回路を制御
して、ポンプモータを駆動するように構成したものであ
る。

【０００７】これにより、交流電源の周波数に関係なく
給水性能を一定にできるとともに、ポンプモータを駆動
するインバータ回路とその制御手段を洗濯モータを駆動
するインバータ回路とその制御手段と共用化することが
でき、小型、低価格、静騒音の洗濯機の制御装置を実現
することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、交流電源と、前記交流電源に接続された整流回路
と、前記整流回路の直流電力を交流電力に変換するイン
バータ回路と、前記インバータ回路により駆動され撹拌
翼または洗濯槽を駆動する洗濯モータと、前記洗濯槽に
給水する給水弁と、前記洗濯槽の洗濯液を排水する排水
弁と、前記給水弁および前記排水弁の開閉を制御するス
イッチング手段と、前記洗濯槽に給水するポンプを駆動
するポンプモータと、前記インバータ回路の出力を前記
洗濯モータまたは前記ポンプモータに切り換える負荷切
換手段と、前記インバータ回路と前記スイッチング手段
および前記負荷切換手段を制御する制御手段とを備え、
前記負荷切換手段により前記インバータ回路をポンプモ
ータに接続し、前記インバータ回路を制御してポンプモ
ータを駆動するようにしたものであり、ポンプモータを
インバータ駆動することにより、交流電源の周波数に関
係なく給水性能を一定にできるとともに、ポンプモータ
を駆動するインバータ回路とその制御手段を洗濯モータ
を駆動するインバータ回路とその制御手段と共用化する
ことができ、小型、低価格、静騒音の洗濯機の制御装置
を実現することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、インバータ回路は、３相フルブリ
ッジインバータ回路で構成し、３相出力の少なくとも２
相出力に負荷切換手段を接続し、前記インバータ回路と
前記洗濯モータまたは前記ポンプモータとの接続を前記
負荷切換手段により切り換えるようにしたものであり、
構成が簡単で、安価な負荷切換手段により３相ポンプモ
ータ駆動が可能となり、安価で、信頼性の高い洗濯機の
制御装置を実現できる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、洗濯モータとポンプモータは、そ
れぞれ直流ブラシレスモータと回転子の位置を検出する
位置検出手段とで構成し、制御手段は、前記位置検出手
段の信号を選択的に切り換える位置信号切換回路を備
え、前記洗濯モータと前記ポンプモータに応じて負荷切
換手段と位置検出手段の信号をそれぞれ切り換えるよう
にしたものであり、洗濯モータとポンプモータとで、１
つのインバータ回路を共用化するだけでなく、マイクロ
コンピュータの入力信号となる位置検出信号も共用して
インバータ回路を制御できるので、制御手段のプログラ
ムが簡単となり、安価で信頼性の高い洗濯機の制御装置
を実現できる。

【００１１】請求項４に記載の発明は、上記請求項３に
記載の発明において、ポンプモータの位置検出手段は、
モータ逆起電力より回転子位置を検出するようにしたも
のであり、ポンプモータへの接続リード線を減らし、ポ
ンプモータの構成を簡単にでき、安価で信頼性の高い洗
濯機の制御装置を実現できる。

【００１２】請求項５に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、制御手段は、インバータ回路の過
電流を検知する過電流検知手段と、過電流検知レベル設
定手段とを備え、洗濯モータ、ポンプモータの駆動時に
応じて、前記過電流検知手段の設定値を変更するように
したものであり、ポンプモータ駆動時の過電流検知設定
値を小さくすることにより、モータ容量の小さいポンプ
モータの異常温度上昇を防ぐだけではなく、モータロッ
ク検知精度を向上させて、直流ブラシレスモータの永久
磁石回転子の減磁を防止することができ、安価で信頼性
の高い洗濯機の制御装置を実現できる。

【００１３】請求項６に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、制御手段は、前記インバータ回路
のパワースイッチング半導体をＰＷＭ制御することによ
り回転数制御し、ポンプモータ駆動時には前記パワース
イッチング半導体の片側アームのみＰＷＭ制御するよう
にしたものであり、ＰＷＭ制御により回転数制御するこ
とにより、部品を増加せずに回転数制御でき、モータの
逆起電力から回転子位置検出を行うセンサレス位置検出
手段の回路構成を簡単にでき、部品点数が少なく、安価
で信頼性の高い洗濯機の制御装置を実現できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００１５】図１に示すように、交流電源１は、ライン
フィルター２を介して整流回路３に交流電力を加えてお
り、整流回路３により直流電力に変換する。整流回路３
は倍電圧整流回路を構成し、交流電源１が正電圧のと
き、ダイオード３０によりコンデンサ３１ａを充電し、
交流電源１が負電圧のとき、コンデンサ３１ｂを充電
し、直列接続されたコンデンサ３１ａ、３１ｂの両端に
は倍電圧直流電圧が発生し、インバータ回路４に倍電圧
直流電圧を加える。

【００１６】インバータ回路４は、６個のパワースイッ
チング半導体と逆並列ダイオードよりなる３相フルブリ
ッジインバータ回路により構成し、通常、パワートラン
ジスタと逆並列ダイオード、およびその駆動回路と保護
回路を内蔵したインテリジェントパワーモジュール（以
下、ＩＰＭという）で構成している。インバータ回路４
の出力端子には洗濯モータ５を接続し、撹拌翼あるいは
洗濯槽（いずれも図示せず）を回転駆動する。

【００１７】洗濯モータ５は直流ブラシレスモータによ
り構成し、回転子を構成する永久磁石と固定子との相対
位置（回転子位置）を第１の位置検出手段５ａにより検
出する。第１の位置検出手段５ａはホールＩＣにより構
成している。インバータ回路４の負電圧端子と整流回路
３の負電圧端子間に過電流検知抵抗４ａを接続する。

【００１８】ラインフィルター２の出力交流電圧端子間
には、給水弁６、排水弁７、クラッチ８を接続し、スイ
ッチング手段９により制御する。給水弁６は水道水を洗
濯槽に給水する電磁弁により構成し、排水弁７は洗濯槽
内の洗濯水を排水するギヤードモータにより構成してい
る。クラッチ８は、撹拌翼あるいは洗濯槽の回転駆動を
切り換えるもので、ギヤードモータにより構成してい
る。スイッチング手段９は、双方向性サイリスタなどの
ソリッドステートリレーで構成している。

【００１９】ポンプモータ１０は、風呂水などを吸水し
て洗濯槽に給水するポンプを駆動するもので、ポンプは
給水弁６より呼び水を注水してから吸水する自吸水ポン
プで構成し、ポンプモータ１０は３相直流ブラシレスモ
ータで構成している。

【００２０】インバータ回路４と洗濯モータ５の間に
は、負荷切換手段１１を接続し、通常はインバータ回路
４に接続された洗濯モータ５を回転駆動するが、洗濯槽
に給水する場合には、負荷切換手段１１を切り換えてポ
ンプモータ１０をインバータ回路４に接続する。第２の
位置検出手段１０ａは、ポンプモータ１０の回転子を構
成する永久磁石と固定子との相対位置（回転子位置）を
回転子位置を検出するものである。

【００２１】制御手段１２は、インバータ回路４、スイ
ッチング手段９、負荷切換手段１１を制御して洗濯運転
を制御するもので、マイクロコンピュータ１２ａとその
周辺回路より構成している。インバータ駆動回路１２ｂ
は、インバータ回路４のパワースイッチング半導体を駆
動するもので、スイッチング手段駆動回路１２ｃは、ス
イッチング手段９を構成する双方向性サイリスタを駆動
し、負荷切換手段駆動回路１２ｄは、負荷切換手段１１
を構成するリレーの制御コイルを駆動する。

【００２２】位置信号切換回路１２ｅは、洗濯モータ
５、またはポンプモータ１０を回転制御する場合に、回
転子位置検出信号を切り換えるものである。洗濯モータ
５を回転制御する場合には、第１の位置検出手段５ａの
位置信号を選択し、ポンプモータ１０を回転駆動する場
合には、第２の位置検出手段１０ａの位置信号を選択し
てインバータ回路４を制御する。

【００２３】過電流検知手段１２ｆは、過電流検知抵抗
４ａの端子電圧降下を検出して過電流を検出するもの
で、過電流検知レベル設定手段１２ｇにより過電流検知
手段１２ｆの過電流設定値をマイクロコンピュータ１２
ａにより変更することができる。

【００２４】インバータ回路４は、図２に示すように、
３相フルブリッジインバータ回路で構成し、インバータ
回路４のパワースイッチング半導体は、パワーＭＯＳＦ
ＥＴにより構成し、整流回路３の正電圧側にドレイン端
子を共通接続したパワースイッチング半導体４０ａを上
アームと呼び、負電圧側にソース端子を共通接続したパ
ワースイッチング半導体４０ｂを下アームと呼ぶ。パワ
ーＭＯＳＦＥＴは、逆並列に寄生ダイオードができるの
で、寄生ダイオードを高速ダイオードにすることによ
り、部品点数を増やさずにインバータ回路を構成するこ
とができる特徴がある。

【００２５】インバータ回路４を３相フルブリッジイン
バータ回路で構成した場合は、負荷切換手段１１は、３
相出力の少なくとも２相出力に接続したリレー１１’で
構成してもよく、この場合は、インバータ回路４の出力
端子Ｕ、Ｖに共通端子と常閉、常開接点を２組有するリ
レー１１’を接続する。それぞれの常閉接点端子には洗
濯モータ５のＵ相、Ｖ相端子を接続し、常開接点端子に
はポンプモータ１０のＵ相、Ｖ相端子を接続する。イン
バータ回路４の出力端子Ｗには、直接、洗濯モータ５お
よびポンプモータ１０のＷ相端子を共通接続する。リレ
ー１１’は、通称２ｃ接点リレー１個で構成できるの
で、負荷切換手段１１の部品点数を減らし、安価に構成
できる。１ｃ接点リレー２個で構成しても特に問題はな
い。

【００２６】第２の位置検出手段１０ａは、ポンプモー
タ１０のＵ、Ｖ、Ｗ各端子の逆起電力を検出して回転子
位置検出を行うもので、いわゆる、センサレス方式の位
置検出手段を構成している。

【００２７】１相（ここではＶ相）を例にとって説明す
ると、ポンプモータ１０のＶ相端子に抵抗１１０ａ、１
１１ａを直列接続し、抵抗１１１ａと並列にコンデンサ
１１２ａを接続する。コンデンサ１１２ａの電圧は、Ｖ
相端子電圧の位相を約９０度遅らしたもので、コンデン
サ１１３ａは直流成分をカットし、抵抗１１４ａの両端
に交流成分のみ取り出し、コンパレータ１１５ａの出力
端子に位置信号を取り出す。

【００２８】抵抗１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの負電
圧端子側は共通接続して仮想中性点としてツェナーダイ
オード１１６のカソード端子に接続し、ツェナーダイオ
ード１１６のアノード端子はインバータ回路４のグラウ
ンド端子Ｇに接続する。

【００２９】ポンプモータ１０の端子電圧波形（Ｖｕ、
Ｖｖ、Ｖｗ）と第２の位置検出手段１０ａの出力信号波
形（φ１、φ２、φ３）の関係は、図３に示すようにな
り、ポンプモータ１０の端子電圧波形は、ＰＷＭ制御さ
れるとチョッピング波形となるが、片側ＰＷＭしても積
分回路により高周波ノイズを除去すれば、基本的には同
じ台形波形となり、モータ端子電圧の１／２から９０度
位相ずらすことによりホールＩＣと同じ回転子位置信号
を検出することができる。

【００３０】位置信号切換回路１２ｅは、駆動モータに
応じて、洗濯モータ５の第１の位置検出手段５ａ、また
はポンプモータ１０の第２の位置検出手段１０ａの信号
を選択するもので、アンドゲート１２０ａ、１２０ｂ、
１２０ｃの入力端子に、第１の位置検出手段５ａの出力
信号ｈ１、ｈ２、ｈ３を加え、アンドゲート１２１ａ、
１２１ｂ、１２１ｃの入力端子に、第２の位置検出手段
１０ａの信号φ１、φ２、φ３を加える。

【００３１】アンドゲート１２１ａ、１２１ｂ、１２１
ｃの他方の入力端子には、選択信号Ｓを加え、アンドゲ
ート１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃの他方の入力端子に
は選択信号Ｓの反転信号を加える。アンドゲート１２０
ａ、１２１ａの出力信号は、オアゲート１２３ａに加え
る。同様に、アンドゲート１２０ｂ、１２１ｂの出力信
号は、オアゲート１２３ｂに加え、アンドゲート１２０
ｃ、１２１ｃの出力信号は、オアゲート１２３ｃに加
え、アンドオアゲートを構成し、出力信号をマイクロコ
ンピュータ１２ａの入力端子Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３に加え
る。

【００３２】選択信号Ｓをハイにすると、第２の位置検
出手段１０ａの信号φ１、φ２、φ３がマイクロコンピ
ュータ１２ａに加えられ、選択信号Ｓをローにすると第
１のモータ位置検出手段５ａの信号ｈ１、ｈ２、ｈ３が
マイクロコンピュータ１２ａに加えられる。

【００３３】マイクロコンピュータ１２ａは、ポンプモ
ータ１０を回転駆動させる場合には、リレー１１’を駆
動して常開接点を閉じ、選択信号Ｓをハイにして第２の
位置検出手段１０ａの信号φ１、φ２、φ３を選択す
る。マイクロコンピュータ１２ａの入力端子数が十分あ
れば、アンドオアゲートは必要なく直接信号φ１、φ
２、φ３をマイクロコンピュータ１２ａに加え、ソフト
ウェアで入力信号を選択することができる。

【００３４】つぎに、過電流検知手段１２ｆは、図４に
示すように構成し、過電流検知抵抗４ａの端子電圧ＶＬ
を検出し、端子電圧ＶＬが所定値以上になるとインバー
タ回路４の出力を停止させる。過電流検知レベル設定手
段１２ｇは過電流検知手段１２ｆの電流設定値を変更す
るものである。

【００３５】過電流検知抵抗４ａの端子電圧ＶＬは、抵
抗１２４ａとコンデンサ１２４ｂよりなるＲＣ積分回路
を介してインバータスイッチングノイズを除去し、抵抗
１２５と抵抗１２６の直列接続体にＲＣ積分回路を接続
する。直列接続体の一方の端子は、信号回路の電源電圧
Ｖｃｃに接続する。抵抗１２５と抵抗１２６の接続点と
グラウンド間にコンデンサ１２７を接続しノイズを除去
し、ノイズ除去した信号ｖｌをコンパレータ１２８の＋
入力端子に加える。

【００３６】過電流検知抵抗４ａに電流が流れないとき
には、コンパレータ１２８の＋入力端子電圧は２Ｖ程度
に設定し、電流が流れると＋入力端子電圧は低下し、コ
ンパレータ１２８の−入力端子電圧よりも低くなると、
コンパレータ１２８の出力電圧は反転する。

【００３７】過電流検知レベル設定手段１２ｇは、コン
パレータ１２８の−入力端子電圧を制御することによ
り、過電流検知レベルを設定変更でき、抵抗１２９ａと
抵抗１２９ｂにより電源電圧Ｖｃｃを分圧し、分圧した
信号をコンパレータ１２８の−入力端子電圧に接続す
る。トランジスタ１３０のコレクタ・エミッタ端子を抵
抗１２９ｂと並列接続し、トランジスタ１３０のベース
端子に接続されたインバータ１３１とベース抵抗１３２
によりトランジスタ１３０のオンオフを制御し、コンパ
レータ１２８の−入力端子設定電圧ｖｓを制御する。

【００３８】洗濯モータ５を回転駆動する場合には、マ
イクロコンピュータ１２ａの信号Ｓはローなので、イン
バータ１３１の出力電圧はハイとなり、トランジスタ１
３０はオン状態で設定電圧ｖｓは零となる。よって、過
電流検知抵抗４ａの端子電圧ＶＬが少なくとも−２Ｖ以
上にならないと、コンパレータ１２８の出力は反転しな
い。例えば、過電流検知抵抗４ａを０.２Ωとすれば、
電流が１０Ａ以上流れると過電流を検出する。

【００３９】ポンプモータ１０を回転駆動する場合に
は、マイクロコンピュータ１２ａの信号Ｓをハイとし、
トランジスタ１３０はオフ状態となり、設定電圧ｖｓは
約１．５Ｖに設定される。過電流検知抵抗４ａの端子電
圧Ｌが約−０．５Ｖ低下すると過電流検知動作する。す
なわち、約０．２５Ａ流れると過電流検知するので、洗
濯モータ５に比較して小さなポンプモータ１０のロック
時の発熱を押さえることができ、回転子永久磁石の減磁
も防止することができる。

【００４０】つぎに、インバータ駆動回路１２ｂは、図
５に示すように、上アーム、あるいは下アームのＰＷＭ
制御を切り換えることのできるＰＷＭ制御切換回路によ
り構成している。

【００４１】図５において、信号ｕ、ｖ、ｗは上アーム
側トランジスタを駆動するマイクロコンピュータ１２ａ
の出力信号で、信号ｘ、ｙ、ｚは下アーム側トランジス
タの駆動信号である。信号ｐは上アームでＰＷＭ制御す
るか下アームでＰＷＭ制御するかのアーム切換信号で、
信号ｐをハイにすると上アームＰＷＭ、ローにすると下
アームＰＷＭとなる。信号ＰＷＭはトランジスタの一定
周期でのオンオフデューティを制御するＰＷＭ信号であ
る。

【００４２】アンドゲート１３３ａ、１３３ｂ、１３３
ｃは上アームのＰＷＭ制御用ゲートで、アンドゲート１
３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃは下アームのＰＷＭ制御用
ゲートである。信号ＰＷＭは、インバータ１３５により
反転されてナンドゲート１３６ａ、１３６ｂのそれぞれ
の入力端子に加えられ、ナンドゲート１３６ｂの他方の
入力端子にはアーム切換信号ｐが加えられ、ナンドゲー
ト１３６ａの他方の入力端子にはインバータ１３７によ
りアーム切換信号ｐの反転信号が加えられる。

【００４３】ナンドゲート１３６ａの出力信号は、アン
ドゲート１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃの他方の入力端
子に加えられ、ナンドゲート１３６ｂの出力信号は、ア
ンドゲート１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃの他方の入力
端子に加えられる。

【００４４】アーム切換信号ｐをハイにすると、アンド
ゲート１３６ｂの出力信号は信号ＰＷＭが出力され、ア
ンドゲート１３６ａの出力信号はハイとなり、アンドゲ
ート１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃの出力信号Ｕｐ、Ｖ
ｐ、ＷｐがＰＷＭ制御され、上アームＰＷＭ制御を実現
できる。

【００４５】ポンプモータ１０を回転駆動する場合に
は、アーム切換信号ｐをハイに設定してから、インバー
タ回路４を駆動する。後述する上アームと下アームの交
互ＰＷＭでは、モータ端子電圧波形が非対称となり、モ
ータ逆起電力の検出が非常に困難となるが、片側ＰＷＭ
にすると、モータ逆起電力の検出が容易となり、第２の
位置検出手段１０ａの回路構成を簡単にでき、低価格で
信頼性を向上することができる。

【００４６】図６は、ポンプモータ１０を回転駆動させ
る場合の上アームＰＷＭ制御のタイムチャートであり、
マイクロコンピュータ１２ａに入力される位置検出信号
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３と、アーム切換信号ｐと、マイクロコ
ンピュータ１２ａの出力信号ｕ、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚ
と、ＰＷＭ制御切換回路１２ｂ’の出力信号、すなわ
ち、上アームトランジスタ駆動信号Ｕｐ、Ｖｐ、Ｗｐ、
下アームトランジスタ駆動信号Ｕｎ、Ｖｎ、Ｗｎの波形
を示している。アーム切換信号ｐをハイにすると、１２
０度通電される上アームトランジスタ駆動信号Ｕｐ、Ｖ
ｐ、ＷｐがＰＷＭ制御される。

【００４７】図７は、洗濯モータ５を回転制御する場合
の上下アーム交互ＰＷＭの波形例を示している。アーム
切換信号ｐは、回転子位置検出信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の
イクスクルーシブオア信号にすると、６０度毎にハイ、
ローに変化し、上アームと下アームが交互にＰＷＭ制御
される。１２０度通電の前半６０度をＰＷＭ制御し、後
半６０度はＰＷＭ制御をやめると、パワースイッチング
トランジスタがオフしたときのモータ蓄積エネルギー
は、整流回路３には流れず、逆並列ダイオードとモータ
コイルのみに流れるので、モータ電流波形の高調波成分
が減少し、騒音が減る特徴がある。

【００４８】上記構成においてポンプモータ１０を回転
駆動する場合の動作について、図８を参照しながら説明
する。

【００４９】ステップ２００よりプログラムが開始し、
ステップ２０１で各種初期設定を行い、つぎにステップ
２０２でリレー１１’をオンさせて、インバータ回路４
の出力をポンプモータ１０に加える。ステップ２０３で
は、マイクロコンピュータ１２ａの選択信号Ｓのビット
を１（ハイ）にし、位置信号切換回路１２ｅにより第２
の位置検出手段１０ａの信号を選択する。

【００５０】つぎに、ステップ２０４に進み、過電流検
知手段１２ｆの過電流検知レベル設定値を小さくなるよ
うに変更し、ステップ２０５に進んでＰＷＭ制御を上ア
ームＰＷＭに設定する。前述したように、上アームＰＷ
Ｍ、あるいは下アームＰＷＭの片側ＰＷＭにすると、抵
抗とコンデンサの積分回路によりＰＷＭのスイッチング
ノイズをフィルターするだけでモータ逆起電力の検出が
容易になる。

【００５１】つぎに、ステップ２０６よりモータ制御ル
ーチンとなり、ステップ２０６では運転時間ｔをカウン
トし、ステップ２０７でブートストラップのために下ア
ームトランジスタを同時に断続通電する。

【００５２】ブートストラップとは、上アーム側トラン
ジスタ（ＩＧＢＴ、あるいはＭＯＳＦＥＴ）のゲート駆
動電源を簡単に作る方法で、直流電源より充電用ダイオ
ードを介して電解コンデンサの＋端子に接続し、電解コ
ンデンサの−端子はＩＧＢＴのエミッタ端子、又はＭＯ
ＳＦＥＴのソース端子に接続する。下アーム側のトラン
ジスタあるいは逆並列ダイオードが導通すると、直流電
源より充電用ダイオードを介して電解コンデンサが充電
されるので、電解コンデンサに蓄積された電源エネルギ
ーをＭＯＳ系トランジスタのゲート端子駆動に用いる。

【００５３】ステップ２０８は、ポンプモータ１０の回
転子位置決めのために、モータコイルにパルス電流を流
し、回転子磁石の位置決めをするもので、例えば、上ア
ームＵ相トランジスタと、下アームＶ相トランジスタを
通電して回転子磁石の位置と極性を決めてから、つぎの
コイル通電パターンを行う。

【００５４】その後、ステップ２０９に進んで同期モー
タ駆動、あるいは強制転流駆動と呼ばれる回転磁界を発
生させてモータを回転させる同期モータ駆動サブルーチ
ンを実行する。このとき、回転数を急に高くすると、回
転子の慣性、あるいは負荷トルクのために回転子は回ら
ないので、同期回転数とＰＷＭデューティを徐々に大き
くする。

【００５５】つぎに、ステップ２１０に進んで回転子位
置検出信号を入力し、つぎに、ステップ２１１に進んで
モータ回転数Ｎが所定回転数Ｎｓ０以上に達したかどう
か判定し、所定回転数Ｎｓ０以上ならばステップ２１２
に進んで、回転数位置検出信号に応じてモータコイル通
電を切り換える位置検出駆動サブルーチンを実行する。
つぎに、ステップ２１３に進んでモータ回転数Ｎが設定
回転数Ｎｓ１以上に達したかどうか判定し、設定回転数
Ｎｓ１以上ならば、モータ回転起動は正常と判断してモ
ータ位置検出駆動を継続し、ステップ１２４に進んでサ
ブルーチンリターンする。

【００５６】ステップ２１３にて、モータ回転数Ｎが設
定回転数Ｎｓ１に達しない場合にはステップ２１５に進
み、運転時間ｔが所定時間ｔｓ１以上経過するとステッ
プ２１６に進んで異常判定し、モータ駆動を停止させ、
再起動シーケンス、あるいは異常報知などの異常処理行
程を行う。ステップ２１５で運転時間ｔが所定時間ｔｓ
１以上経過するまで、ステップ２１２のモータ位置検出
駆動を実行する。

【００５７】ポンプモータ１０の運転終了制御は、洗濯
行程制御のメインルーチン（図示せず）で行い、洗濯槽
の水位が所定値に達するとポンプモータ１０の運転を終
了させる。勿論、ポンプモータ１０運転サブルーチン内
で、洗濯槽水位が所定値に達したかどうか判定してポン
プモータ１０の運転を停止させ、サブルーチンをリター
ンさせてもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に記載の
発明によれば、交流電源と、前記交流電源に接続された
整流回路と、前記整流回路の直流電力を交流電力に変換
するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動
され撹拌翼または洗濯槽を駆動する洗濯モータと、前記
洗濯槽に給水する給水弁と、前記洗濯槽の洗濯液を排水
する排水弁と、前記給水弁および前記排水弁の開閉を制
御するスイッチング手段と、前記洗濯槽に給水するポン
プを駆動するポンプモータと、前記インバータ回路の出
力を前記洗濯モータまたは前記ポンプモータに切り換え
る負荷切換手段と、前記インバータ回路と前記スイッチ
ング手段および前記負荷切換手段を制御する制御手段と
を備え、前記負荷切換手段により前記インバータ回路を
ポンプモータに接続し、前記インバータ回路を制御して
ポンプモータを駆動するようにしたから、ポンプモータ
をインバータ回路により駆動できるので、交流電源の周
波数に関係なく給水性能を一定にできるとともに、ポン
プモータを駆動するインバータ回路とその制御手段を洗
濯モータを駆動するインバータ回路とその制御手段と共
用化することができ、小型、低価格、静騒音の洗濯機の
制御装置を実現することができる。

【００５９】また、請求項２に記載の発明によれば、イ
ンバータ回路は、３相フルブリッジインバータ回路で構
成し、３相出力の少なくとも２相出力に負荷切換手段を
接続し、前記インバータ回路と前記洗濯モータまたは前
記ポンプモータとの接続を前記負荷切換手段により切り
換えるようにしたから、構成が簡単で、安価な負荷切換
手段により３相ポンプモータ駆動が可能となり、安価
で、信頼性の高い洗濯機の制御装置を実現できる。

【００６０】また、請求項３に記載の発明によれば、洗
濯モータとポンプモータは、それぞれ直流ブラシレスモ
ータと回転子の位置を検出する位置検出手段とで構成
し、制御手段は、前記位置検出手段の信号を選択的に切
り換える位置信号切換回路を備え、前記洗濯モータと前
記ポンプモータに応じて負荷切換手段と位置検出手段の
信号をそれぞれ切り換えるようにしたから、洗濯モータ
とポンプモータとで、１つのインバータ回路を共用化す
るだけではなく、マイクロコンピュータの入力信号とな
る位置検出信号も共用してインバータ回路を制御できる
ので、モータ回転制御の基本プログラムを共用化でき、
マイクロコンピュータのプログラムステップ数を減ら
し、メモリ容量を小さくできて、安価で信頼性の高い洗
濯機の制御装置を実現できる。

【００６１】また、請求項４に記載の発明によれば、ポ
ンプモータの位置検出手段は、モータ逆起電力より回転
子位置を検出するようにしたから、ポンプモータ内にホ
ールＩＣなどの位置センサを設ける必要がないセンサレ
ス方式の位置検出手段で構成できて、ポンプモータの構
成を簡単にでき、安価で信頼性の高いポンプモータを実
現でき、制御手段とポンプモータ間を接続する位置セン
サ用のリード線を省略することができ、安価で信頼性の
高い洗濯機の制御装置を実現できる。

【００６２】また、請求項５に記載の発明によれば、制
御手段は、インバータ回路の過電流を検知する過電流検
知手段と、過電流検知レベル設定手段とを備え、洗濯モ
ータ、ポンプモータの駆動時に応じて、前記過電流検知
手段の設定値を変更するようにしたから、小容量のポン
プモータ駆動時に大電流が流れてポンプモータが発熱し
たり、あるいは、ポンプモータの回転子永久磁石の減磁
を防止でき、さらに、過電流検知手段を共用化し、過電
流検知レベル設定値を変更するだけでよいので、検知回
路の簡略化、部品点数の削減により安価で信頼性が高い
洗濯機の制御装置を実現することができる。

【００６３】また、請求項６に記載の発明によれば、制
御手段は、前記インバータ回路のパワースイッチング半
導体をＰＷＭ制御することにより回転数制御し、ポンプ
モータ駆動時には前記パワースイッチング半導体の片側
アームのみＰＷＭ制御するようにしたから、洗濯モータ
とポンプモータのＰＷＭ制御による回転数制御の基本プ
ログラムを共用化できるので、マイクロコンピュータの
プログラムステップ数を削減してプログラム容量を小さ
くでき、さらに、モータ逆起電力の検知が容易となるの
でポンプモータの回転子位置検出手段をセンサレス方式
に構成でき、低価格で信頼性の高い洗濯機の制御装置を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の洗濯機の制御装置のブロッ
ク図

【図２】同洗濯機の制御装置の要部具体回路図

【図３】同洗濯機の制御装置のモータの端子電圧と回転
子位置信号のタイムチャート

【図４】同洗濯機の制御装置に使用する過電流検知手段
の回路図

【図５】同洗濯機の制御装置に使用するＰＷＭ制御切換
回路の回路図

【図６】同洗濯機の制御装置のポンプモータの上アーム
ＰＷＭ制御のタイムチャート

【図７】同洗濯機の制御装置の洗濯モータの上下アーム
交互ＰＷＭ制御のタイムチャート

【図８】同洗濯機の制御装置のポンプモータ制御プログ
ラムのフローチャート

【符号の説明】

１ 交流電源 ３ 整流回路 ４ インバータ回路 ５ 洗濯モータ ６ 給水弁 ７ 排水弁 ９ スイッチング手段 １０ ポンプモータ １１ 負荷切換手段 １２ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 兼武 政司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松尾 繁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 萩原 久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3B155 AA10 CB42 HC05 HC07 KA36 LA12 LC12 LC15 MA06 MA07 MA08 MA09

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源と、前記交流電源に接続された
   整流回路と、前記整流回路の直流電力を交流電力に変換
   するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動
   され撹拌翼または洗濯槽を駆動する洗濯モータと、前記
   洗濯槽に給水する給水弁と、前記洗濯槽の洗濯液を排水
   する排水弁と、前記給水弁および前記排水弁の開閉を制
   御するスイッチング手段と、前記洗濯槽に給水するポン
   プを駆動するポンプモータと、前記インバータ回路の出
   力を前記洗濯モータまたは前記ポンプモータに切り換え
   る負荷切換手段と、前記インバータ回路と前記スイッチ
   ング手段および前記負荷切換手段を制御する制御手段と
   を備え、前記負荷切換手段により前記インバータ回路を
   ポンプモータに接続し、前記インバータ回路を制御して
   ポンプモータを駆動するようにした洗濯機の制御装置。
2. 【請求項２】 インバータ回路は、３相フルブリッジイ
   ンバータ回路で構成し、３相出力の少なくとも２相出力
   に負荷切換手段を接続し、前記インバータ回路と前記洗
   濯モータまたは前記ポンプモータとの接続を前記負荷切
   換手段により切り換えるようにした請求項１記載の洗濯
   機の制御装置。
3. 【請求項３】 洗濯モータとポンプモータは、それぞれ
   直流ブラシレスモータと回転子の位置を検出する位置検
   出手段とで構成し、制御手段は、前記位置検出手段の信
   号を選択的に切り換える位置信号切換回路を備え、前記
   洗濯モータと前記ポンプモータに応じて負荷切換手段と
   位置検出手段の信号をそれぞれ切り換えるようにした請
   求項１記載の洗濯機の制御装置。
4. 【請求項４】 ポンプモータの位置検出手段は、モータ
   逆起電力より回転子位置を検出するようにした請求項３
   記載の洗濯機の制御装置。
5. 【請求項５】 制御手段は、インバータ回路の過電流を
   検知する過電流検知手段と、過電流検知レベル設定手段
   とを備え、洗濯モータ、ポンプモータの駆動時に応じ
   て、前記過電流検知手段の設定値を変更するようにした
   請求項１記載の洗濯機の制御装置。
6. 【請求項６】 制御手段は、前記インバータ回路のパワ
   ースイッチング半導体をＰＷＭ制御することにより回転
   数制御し、ポンプモータ駆動時には前記パワースイッチ
   ング半導体の片側アームのみＰＷＭ制御するようにした
   請求項１記載の洗濯機の制御装置。