JP2001129293A

JP2001129293A - 洗濯機の制御装置

Info

Publication number: JP2001129293A
Application number: JP31762399A
Authority: JP
Inventors: Mitsusachi Kiuchi; 光幸木内; Hisashi Hagiwara; 久萩原; Yutaka Inoue; 豊井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2001-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】ポンプを駆動するポンプモータをインバータ
回路により駆動させる洗濯機の制御装置において、洗濯
モータを駆動する周波数と、ポンプモータを駆動する周
波数とをほぼ同じにして、１つの制御回路により洗濯モ
ータとポンプモータを回転制御し、インバータ回路と制
御回路の小型化と低価格化を実現する。【解決手段】交流電源１に接続した整流回路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、撹拌翼または洗濯槽を駆動す
る洗濯モータ５と、洗濯槽に給水するポンプを駆動する
ポンプモータ１１を駆動し、このインバータ回路４を制
御手段１３により制御する。ポンプモータ１１は、極数
を洗濯モータ５の極数よりも少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプを駆動する
ポンプモータをインバータ回路により駆動させる洗濯機
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、風呂水などを
吸水して洗濯槽内に給水するポンプを内蔵し、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槽内に給水するポ
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９−２８
５６８７号公報に示すように構成していた。すなわち、
交流電力を整流回路により直流電力に変換し、直流電源
を共用した２つ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と、洗濯槽に給水するポン
プを駆動するポンプモータをそれぞれ駆動する構成とし
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
来の構成では、ポンプモータを駆動するインバータ制御
装置は、洗濯モータを駆動するインバータ制御装置と別
系統に分けられているので、インバータ回路とその制御
回路、あるいは回転検知手段等をそれぞれ別に設けてお
り、価格が高くなる欠点があった。

【０００５】一方、風呂水を吸水して洗濯槽に給水する
ポンプの回転数は、ポンプの性能面から８０００r/min
程度が最適であり、このポンプを駆動するポンプモータ
はポンプと直結しているため、その回転数は８０００r/
minであることが望まれる。また、洗濯モータは撹拌翼
または洗濯槽を駆動することから、洗濯モータの回転数
は１０００r/min程度が最適である。

【０００６】このため、ポンプモータを駆動するインバ
ータ制御装置の周波数と、洗濯モータを駆動するインバ
ータ制御装置の周波数とを異ならせることが必須要件に
なり、ポンプモータおよび洗濯モータのインバータ回路
とその制御回路を共通にすることが困難であった。

【０００７】本発明は上記従来課題を解決するもので、
洗濯モータを駆動する周波数と、ポンプモータを駆動す
る周波数とをほぼ同じにして、１つの制御回路により洗
濯モータとポンプモータを回転制御し、インバータ回路
と制御回路の小型化と低価格化を実現することを目的と
している。

【０００８】

【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、交流電源に接続し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
タと、洗濯槽に給水するポンプを駆動するポンプモータ
を駆動し、このインバータ回路を制御手段により制御す
るよう構成し、ポンプモータは、極数を洗濯モータの極
数よりも少なくしたものである。

【０００９】これにより、洗濯モータを駆動する周波数
と、ポンプモータを駆動する周波数とをほぼ同じにして
も、それぞれ所定の回転数を得ることができ、１つの制
御回路により洗濯モータとポンプモータを回転制御する
ことができ、インバータ回路と制御回路の小型化と低価
格化を実現することができる。

【００１０】

【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した整流回路と、
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、前記インバータ回
路により駆動され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を制御する制御
手段とを備え、前記ポンプモータは、極数を前記洗濯モ
ータの極数よりも少なくしたものであり、洗濯モータを
駆動する周波数と、ポンプモータを駆動する周波数とを
ほぼ同じにしても、それぞれ所定の回転数を得ることが
でき、１つの制御回路により洗濯モータとポンプモータ
を回転制御することができ、インバータ回路と制御回路
の小型化と低価格化を実現することができる。また、ポ
ンプモータの回転数を洗濯モータ回転数よりも高くする
ことが容易となり、交流電源の周波数に関わらずポンプ
モータの回転数を高くして給水量を多くすることがで
き、長寿命、小型化、静騒音化が可能となり、安価で信
頼性の高い洗濯機の制御装置を実現できる。

【００１１】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、洗濯モータとポンプモータを駆動
するインバータ回路の制御手段は、少なくとも１つのマ
イクロコンピュータとその周辺回路より構成したもので
あり、インバータ回路の制御手段の部品点数を減らし、
簡単な構成とすることにより小型化でき、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３に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、ポンプモータは、極数を４極以下
にしたものであり、低いインバータ回路の出力周波数で
ポンプモータの回転数を高くすることができ、処理速度
の遅いマイクロコンピュータで洗濯モータとポンプモー
タの回転制御をすることができる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、ポンプモータは、回転子位置検出
手段を有する４極以下の無刷子直流モータより構成し、
前記回転子位置検出手段は、ポンプモータの端子に発生
する逆起電力により位置信号を検出するようにしたもの
であり、いわゆるセンサレス駆動によりポンプモータの
構造を簡単にして低価格の洗濯機の制御装置を実現でき
る。

【００１４】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、インバータ回路は、洗濯モータを
駆動する第１のインバータ回路と、ポンプモータを駆動
する第２のインバータ回路よりなり、前記第１のインバ
ータ回路と前記第２のインバータ回路を制御する制御手
段は、１つのマイクロコンピュータとその周辺回路より
構成したものであり、１つの制御手段により洗濯モータ
とポンプモータを制御することにより回路構成を簡単に
することができ、小型で信頼性の高い安価な洗濯機の制
御装置を実現できる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１６】（実施例１）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、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、全波整流
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
列接続したコンデンサ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。

【００１７】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。パワートランジスタをＰＷＭ制御
することによりモータ電流を制御し、回転数を制御す
る。

【００１８】洗濯モータ５は８極以上の３相無刷子直流
モータにより構成し、回転子を構成する永久磁石と固定
子との相対位置を第１の位置検出手段５ａにより検出す
る。通常、第１の位置検出手段５ａはホールＩＣ等の磁
気センサーより構成される。インバータ回路４の負電圧
端子と整流回路３の負電圧端子間に電流検出手段６を接
続する。

【００１９】ラインフィルター２の出力交流電圧端子間
には、給水弁７、排水弁８、クラッチ９を接続し、スイ
ッチング手段１０により制御する。給水弁７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８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９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１０は、複数の双方向性サイリス
タで構成している。

【００２０】ポンプモータ１１は、風呂水を吸水し洗濯
槽に給水するポンプを駆動するもので、ポンプは給水弁
７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１１は４極の３相無刷子直流モータ
である。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１２を接続し、通常はインバータ回路４に接
続した洗濯モータ５を回転駆動するが、風呂水を洗濯槽
に給水する場合には、負荷切換手段１２を切り換えてポ
ンプモータ１１をインバータ回路４に接続する。

【００２１】制御手段１３は、インバータ回路４、スイ
ッチング手段１０、負荷切換手段１２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１３ａとそ
の周辺回路により構成している。インバータ駆動回路１
３ｂ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、サイリスタ駆動回路１３ｃは、スイ
ッチング手段１０を構成する双方向性サイリスタを駆動
し、リレー駆動回路１３ｄは、負荷切換手段１２を構成
するリレーの制御コイルを駆動する。

【００２２】第２の位置検出手段１３ｅは、ポンプモー
タ１１の端子電圧に発生する逆起電力を検出して、ポン
プモータ１１の回転子と固定子の相対位置を検出する。
電流検出回路１３ｆは、無誘導の微少抵抗よりなる電流
検出手段６の端子電圧降下を検出してインバータ回路電
流を検出するもので、通常インバータ回路電流のピーク
値を検出してマイクロコンピュータ１３ａのＡ／Ｄ変換
入力端子、あるいは、インバータ停止入力端子に加え
る。

【００２３】インバータ回路４は、図２に示すように、
パワートランジスタをパワーＭＯＳＦＥＴで構成し、直
流電源の＋端子側に接続したパワーＭＯＳＦＥＴ４１
ａ、４１ｂ、４１ｃと高速ダイオード４２ａ、４２ｂ、
４２ｃを上アーム側パワーデバイス４０ａと呼び、直流
電源の−端子側に接続されたパワーＭＯＳＦＥＴ４１
ｄ、４１ｅ、４１ｆと高速ダイオード４２ｄ、４２ｅ、
４２ｆを下アーム側パワーデバイス４０ｂと呼ぶ。

【００２４】パワーＭＯＳＦＥＴはＰＷＭ制御のスイッ
チング周波数を高くすることができ、サージ電流に強
く、高速ダイオードを内蔵できる特徴がある。パワーＭ
ＯＳＦＥＴの替わりに絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ（略してＩＧＢＴ）を使用してもよい。制御手段１３
の共通グラウンドを、下アーム側パワーデバイス４０ｂ
の−側端子に接続するとインバータ駆動回路１３ｂを簡
単にすることができ、価格も安くすることができる。も
ちろん、整流回路３の−端子、すなわち、コンデンサ３
１ｂの−端子側に接続してもよい。

【００２５】負荷切換手段１２は、常閉接点と常開接点
および共通端子よりなる２組の接点（２ｃ接点）のリレ
ーで構成し、Ｕ相、Ｖ相にリレーを接続して常閉接点側
に洗濯モータ５を接続し、常開接点側にポンプモータ１
１を接続する。Ｗ相は共通接続しても動作上は問題な
く、２ｃ接点リレー１個で構成できるので部品点数を減
らし、価格を安くすることができる。洗濯モータ５の第
１の位置検出手段５ａの出力信号ｈ1、ｈ2、ｈ3は、マ
イクロコンピュータ１３ａの第１の位置信号入力端子Ｈ
1、Ｈ2、Ｈ3に接続している。

【００２６】第２の位置検出手段１３ｅはポンプモータ
１１の回転子位置を検出するもので、ポンプモータ１１
の端子電圧を検知し、仮想中性点（直流電源電圧の１／
２）からのゼロクロス点を検知して、位相を９０度ずら
すことによりホールＩＣと同じ位置信号波形を得ること
ができる。

【００２７】Ｖ相端子を例にとると、Ｖ相端子側に接続
した抵抗１３０ａと抵抗１３１ａを直列接続し、Ｗ相端
子側に接続した抵抗１３０ｂと抵抗１３１ｂ、Ｕ相端子
側に接続した抵抗１３０ｃと抵抗１３１ｃと結線して仮
想中性点を作る。仮想中性点からの抵抗１３１ａに発生
する電圧を、コンデンサ１３２ａにより平滑して位相を
ずらし、コンデンサ１３３ａと抵抗１３４ａにより交流
成分のみ取り出してコンパレータ１３５ａの＋入力端子
に接続する。コンパレータ１３５ａの−入力端子は仮想
中性点に接続される。

【００２８】仮想中性点とグラウンド間にはツェナーダ
イオード１３６を接続し、電位を安定化させる。コンパ
レータ１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃの出力信号は、マ
イクロコンピュータ１３ａの第２の位置信号入力端子φ
１、φ２、φ３に加えられる。負荷切換手段１２により
ポンプモータ１１側に接続された場合には、マイクロコ
ンピュータ１３ａは第２の位置信号入力端子φ１、φ
２、φ３の信号に応じてインバータ回路４を制御する。
第２の位置信号入力端子φ１、φ２、φ３の信号変化が
なく、第１の位置信号入力端子Ｈ1、Ｈ2、Ｈ3に信号変
化があれば、負荷切換手段１２の故障と判断できる。

【００２９】図３は、第２の位置検出手段１３ｅの入力
信号と出力電圧の関係を示すタイムチャートで、ポンプ
モータ１１の端子電圧波形（Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ）と第２
の位置検出手段１３ｅの出力信号波形（φ１、φ２、φ
３）の関係を示している。

【００３０】ポンプモータ１１の端子電圧波形は、イン
バータ回路４がＰＷＭ制御されるとチョッピング波形と
なるが、上アーム側パワーデバイス４０ａ、あるいは下
アーム側パワーデバイス４０ｂをＰＷＭ制御する、いわ
ゆる片側ＰＷＭ制御しても積分回路（抵抗１３０ａ、コ
ンデンサ１３２ａ）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度位相を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。

【００３１】図２に示すセンサーレス位置検出回路は、
いわゆるアナログ方式でＲＣ積分回路により９０度位相
をずらす方式であるが、マイクロコンピュータ内蔵のデ
ィジタルタイマーにより位置検出信号を求めるディジタ
ル方式でも効果は同じである。ディジタル方式は、通常
モータ端子電圧の１／２から３０度位相をずらすもの
で、回転周期から位相を演算する。

【００３２】洗濯モータ５は、図４に示すように構成し
ており、固定子５０は、Ｕ極５０ａ、Ｖ極５０ｂ、Ｗ極
５０ｃの３極の４倍、すなわち、１２の突極を有し、そ
れぞれにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線（図示せず）を巻き、
各相４つの巻線を直列に接続してスター結線接続する。
固定子極数を３で徐した値（ｐ＝４）の２倍が、回転子
５１の永久磁石５２の極数Ｐ（Ｐ＝２×ｐ）で、この場
合８極となり、無刷子直流モータは永久磁石の数を極数
と呼ぶ。

【００３３】永久磁石５２は、固定子側をＮ極またはＳ
極に着磁させたものを交互に回転子に配設する。磁石５
２ａ表面がＮ極とすると、磁石５２ｂはＳ極、磁石５２
ｃはＮ極となる。磁気センサー５３ａ、５３ｂ、５３ｃ
は永久磁石５２の位置検出手段である。

【００３４】１秒間の回転数ｎ（ｒ／ｓｅｃ）は、駆動
周波数ｆをｐで徐した値（ｆ／ｐ）なので、回転子極数
Ｐと駆動周波数ｆとの関係は、ｎ＝２ｆ／Ｐとなる。１
分間の回転数Ｎ（r/min）との関係は、Ｎ＝１２０ｆ／
Ｐとなるので、Ｎ＝１０００r/min、Ｐ＝８とすると駆
動周波数ｆは、約６７Ｈｚとなる。

【００３５】ポンプモータ１１は、図５に示すように構
成している。洗濯モータ５は、固定子の内側に回転子を
配設したインナーロータであるが、ポンプモータ１１
は、固定子１１０の外側に回転子１１１を配設するアウ
ターロータで、４極の永久磁石１１２ａ、１１２ｂ、１
１２ｃ、１１２ｄを有している。１１３は外郭である。

【００３６】ポンプモータ１１の回転数は、騒音と吐出
量を考慮して５０００〜１００００r/minに設定され、
８０００r/minに設定するとインバータ駆動周波数は、
４極で約２６７Ｈｚとなり、洗濯モータ５の約４倍の周
波数となる。もし、ポンプモータ１１を８極で構成する
と、巻線数が増えるだけではなく駆動周波数は約５３７
Ｈｚとなり、インバータ回路４のスイッチング損失の増
加、マイクロコンピュータ１３ａの処理速度、モータ損
失の増加等多くの課題があり、ポンプモータ制御専用マ
イクロコンピュータが必要となり、価格が高くなる。

【００３７】ポンプモータ１１の極数を減らすことによ
り、インバータ回路４の駆動周波数を低くでき、処理速
度の遅いマイクロコンピュータの使用が可能となり、モ
ータ巻線数を減らしてモータ巻線工程を簡単にでき、永
久磁石の価格も下げることができる。

【００３８】上記構成においてポンプモータ１１駆動時
の動作を図６を参照しながら説明する。ステップ２００
にてプログラムを開始し、ステップ２０１にて各種初期
設定を行う。ポンプモータ１１を駆動する場合には、リ
レー１２をオンする。ステップ２０２にて、給水弁７を
駆動してポンプモータ１１に所定期間呼び水動作を行う
呼び水サブルーチンを実行する。

【００３９】つぎに、ステップ２０３にて、ポンプモー
タ１１の所定の巻線に電流を流して回転子を位置決め
し、ステップ２０４で固定子に強制的に回転磁界を発生
させる強制転流駆動を行い、同期モータ駆動サブルーチ
ンを実行する。このとき、回転磁界の回転周波数と駆動
電流を徐々に上昇させて同期回転から脱調しないように
する。

【００４０】ポンプモータ１１の極数を増加させるほ
ど、同期駆動時の脱調がしにくくなり、滑らかな回転数
の立ち上げが可能となるので、極数は４極が最適と考え
られる。極数を２極にすると、固定子による物理的回転
磁界変化角度が１２０度となり、回転子回転角度が大き
いので、同期駆動の場合にはどうしても回転が停止し易
くなる。すなわち、センサレス駆動の場合、モータ停止
時の位置検出がほとんど不可能なので、回転始動時には
同期駆動となり２極の場合には不利となるので、４極が
優れている。

【００４１】ステップ２０５にて、インバータ回路電流
が過電流検知レベル以上かどうか判断し、過電流検知レ
ベル以上ならばステップ２０６に進んでインバータ回路
４の運転を停止して異常判定し、リレー１２をオフして
異常フラグを立てるなどの異常処理を行い、ステップ２
０７に進んで給水弁７からの給水に切り換え、洗濯運転
を続行する。異常フラグにより運転終了時に異常報知し
て、異常内容を不揮発性メモリに記憶させ、洗濯運転は
続行させる。異常内容は特別な操作により、運転終了後
でも表示可能とすることができる。

【００４２】ステップ２０５にて過電流検知しない場合
には、ステップ２０８に進んで回転子位置信号を入力
し、ステップ２０９で同期モータ駆動時間が所定時間経
過したかどうか判定し、所定時間経過すればステップ２
１０に進んでポンプモータ１１の回転数Ｎが所定の同期
回転数Ｎs0以上に達したかどうか判定する。通常、この
回転数Ｎs0はポンプモータ１１の定常回転数の１／１０
程度に設定し、８００〜１０００r/minに設定する。

【００４３】所定の同期回転数Ｎs0に達しなければステ
ップ２１１に進んで異常カウンタＫをインクリメント
し、異常カウンタＫが所定値に達したか判定し、Ｙなら
ばステップ２０６に進み、所定値に達していなければス
テップ２１２の再起動シーケンスを実行する。再起動シ
ーケンス２１２は、ステップ２０３のロータ位置決め通
電からステップ２１０の回転数判定までのシーケンスを
再実行し、再度異常判定するとモータ異常フラグを立
て、ステップ２０６に進んで異常処理を行う。

【００４４】ステップ２１０で正常回転数と判断すれ
ば、ステップ２１３に進み、第２の位置検出手段１３ｅ
からの位置信号により回転磁界を発生させる位置検出駆
動サブルーチンを実行する。このとき、ステップ２１４
にて過電流検出したならばステップ２１１にて異常カウ
ンタＫをインクリメントし、異常カウンタ判定する。

【００４５】ステップ２１４で正常ならばステップ２１
５にて位置検出駆動時間が所定時間経過したかどうか判
定し、Ｙならばステップ２１６に進んでポンプモータ１
１の回転数Ｎが所定の回転数Ｎs1以上に達したかどうか
判定し、所定の回転数Ｎs1に達していなければステップ
２１１に進む。ステップ２１６で正常ならば、ステップ
２１７に進んで洗濯槽水位が設定水位に達したかどうか
判定し、設定水位に達すればステップ２１８に進んでポ
ンプモータ１１の駆動を停止し、ステップ２１９に進ん
でリレー１２をオフさせる。

【００４６】（実施例２）つぎに、本発明の実施例２を
図７を参照しながら説明する。なお、上記実施例１と同
じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。

【００４７】図７に示すように、第１のインバータ回路
４ａは、整流回路３の出力の倍電圧直流電圧を加え、こ
の第１のインバータ回路４ａの出力端子に洗濯モータ５
を接続し、制御手段１３’により回転制御するよう構成
している。第１のインバータ回路４ａの−端子とコンデ
ンサ３１ｂの−端子間に第１の電流検知手段６ａを接続
している。

【００４８】制御手段１３’のグラウンドは第１のイン
バータ回路４ａの−端子に接続し、第１のインバータ回
路４ａのパワースイッチング半導体の下アームの電位と
ほとんど同じ電位にする。倍電圧整流回路のコンデンサ
３１ｂと並列に第２の電流検出手段６ｂを介して第２の
インバータ回路４ｂを接続し、その出力端子にポンプモ
ータ１１を接続してインバータ駆動する。

【００４９】第２のインバータ回路４ｂの−端子は、第
１のインバータ回路４ａの−端子と共通接続し、制御手
段１３’のグラウンドと共通接続する。第２のインバー
タ回路４ｂの入力直流電圧は倍電圧整流回路の中間電圧
とすることにより、第２のインバータ回路４ｂのパワー
スイッチング半導体の耐電圧を下げることができ、その
駆動回路も簡単にできる特徴がある。

【００５０】制御手段１３’は、１つのマイクロコンピ
ュータ１３ａ’とその周辺回路より構成し、図１に示す
実施例１に、第２のインバータ駆動回路１３ｂ’と第２
の電流検出回路１３ｆ’を追加している。第１のインバ
ータ駆動回路１３ｂはブートストラップ方式とインバー
タ駆動用高耐圧集積回路の採用により回路構成を簡単に
することができ、第２のインバータ駆動回路１３ｂ’
は、第２のインバータ回路４ｂの上アーム側パワーデバ
イスをダーリントントランジスタで構成して、下アーム
側パワーデバイスをパワーＭＯＳＦＥＴで構成して片側
ＰＷＭ制御することにより第２のインバータ駆動回路１
３ｂ’を簡単にすることができる。

【００５１】第２の電流検出手段６ｂは、第２のインバ
ータ回路４ｂの破壊防止とポンプモータ１１の回転子永
久磁石１１２の減磁を防止するもので、１Ω程度のシャ
ント抵抗と、シャント抵抗と並列接続したフォトカプラ
ーで構成され、約１Ａ電流が流れるとフォトカプラーの
出力トランジスタがオンし、その出力信号ｖlbは第２の
電流検出手段１３ｆ’に加えられ、第２のインバータ回
路４ｂの駆動を停止する。

【００５２】洗濯モータ５とポンプモータ１１を同時に
駆動した場合、マイクロコンピュータ１３ａ’に入力さ
れる洗濯モータ５の位置信号（Ｈ1、Ｈ2、Ｈ3）は第１
のインバータ回路４ａの駆動周波数ｆaの３倍となり、
ポンプモータ１１の位置信号（φ1、φ2、φ3）も第２
のインバータ回路４ｂの駆動周波数ｆbの３倍となるの
で、合計すると、１秒間に３（ｆa＋ｆb）の信号が入力
され、ポンプモータ１１の極数が増加すると、高速処理
可能な高価格のマイクロコンピュータが必要となる。

【００５３】よって、ポンプモータ１１の極数を減らす
ことによりマイクロコンピュータ１３ａ’の処理回数を
減らすことができ、さらに、ポンプモータ１１駆動時の
洗濯モータ５の回転数を下げるか、あるいは、洗濯モー
タ５の回転を停止させることによりマイクロコンピュー
タ１３ａ’の処理回数を減らすことができ、低価格のマ
イクロコンピュータによりポンプモータ１１のインバー
タ駆動が可能となる。

【００５４】

【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した整
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、前記イ
ンバータ回路により駆動され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を制
御する制御手段とを備え、前記ポンプモータは、極数を
前記洗濯モータの極数よりも少なくしたから、洗濯モー
タを駆動する周波数と、ポンプモータを駆動する周波数
とをほぼ同じにしても、それぞれ所定の回転数を得るこ
とができ、ポンプモータの回転数を高くしてインバータ
回路の駆動周波数を減らすことができ、さらに、ポンプ
モータの巻線数を減らすことができ、処理速度の遅いイ
ンバータ回路とマイクロコンピュータの使用が可能とな
り、小型、低価格で信頼性の高い洗濯機の制御装置を実
現できる。また、ポンプモータの回転数を洗濯モータ回
転数よりも高くすることが容易となり、交流電源の周波
数に関わらずポンプモータの回転数を高くして給水量を
多くすることができ、長寿命、小型化、静騒音化が可能
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。

【００５５】また、請求項２に記載の発明によれば、洗
濯モータとポンプモータを駆動するインバータ回路の制
御手段は、少なくとも１つのマイクロコンピュータとそ
の周辺回路より構成したから、制御手段の回路構成を簡
単にすることができ、部品点数を減らして制御手段を小
型化でき、低価格で信頼性の高い洗濯機の制御装置を実
現できる。

【００５６】また、請求項３に記載の発明によれば、ポ
ンプモータは、極数を４極以下にしたから、ポンプモー
タ固定子巻線と回転子の磁石数を減らすことにより部品
点数を減らすことができ、さらにインバータ駆動周波数
を減らしてマイクロコンピュータの処理速度を減らすこ
とにより、低価格のマイクロコンピュータによる回転制
御をすることができ、ポンプモータの回転数を高くして
ポンプ吐出量を増加させることが可能な洗濯機の制御装
置を実現できる。

【００５７】また、請求項４に記載の発明によれば、ポ
ンプモータは、回転子位置検出手段を有する４極以下の
無刷子直流モータより構成し、前記回転子位置検出手段
は、ポンプモータの端子に発生する逆起電力により位置
信号を検出するようにしたから、ポンプモータの固定子
巻線と回転子の磁石数を減らし、ホールＩＣ等の位置検
出手段をモータ内部に設ける必要がなく、部品点数を減
らすことができ、さらに、制御手段とポンプモータの配
線リード線を減らすことができ、低価格で信頼性の高い
洗濯機の制御装置を実現できる。

【００５８】また、請求項５に記載の発明によれば、イ
ンバータ回路は、洗濯モータを駆動する第１のインバー
タ回路と、ポンプモータを駆動する第２のインバータ回
路よりなり、前記第１のインバータ回路と前記第２のイ
ンバータ回路を制御する制御手段は、１つのマイクロコ
ンピュータとその周辺回路より構成したから、インバー
タ制御回路の部品点数を減らすことができ、回路構成を
簡単にして実装基板の小型化が可能となり、さらに、洗
濯モータとポンプモータを同時に駆動可能な小型、低価
格の洗濯機の制御装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の洗濯機の制御装置のブ
ロック回路図

【図２】同洗濯機の制御装置の要部回路図

【図３】同洗濯機の制御装置の第２の位置検出手段の動
作タイムチャート

【図４】同洗濯機の制御装置の洗濯モータの要部構成図

【図５】同洗濯機の制御装置のポンプモータの要部構成
図

【図６】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

【図７】本発明の第２の実施例の洗濯機の制御装置のブ
ロック回路図

【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１１ポンプモータ１３制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上豊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 AA17 BA03 BA18 BB05 BB15 BB18 BB19 CB42 HB06 HB09 HC06 HC07 KA36 KB07 KB11 KB12 LA12 LB17 LC12 LC15 LC28 MA02 MA05 MA06 MA09 5H572 AA20 BB03 BB10 CC05 DD09 EE04 HA08 HA09 HA10 HA14 HB09 HC08 HC09 HC10 JJ03 JJ11 JJ18 LL22 LL32 LL33 MM02 PP01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源と、前記交流電源に接続した整
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、前記イ
ンバータ回路により駆動され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を制
御する制御手段とを備え、前記ポンプモータは、極数を
前記洗濯モータの極数よりも少なくした洗濯機の制御装
置。
【請求項２】洗濯モータとポンプモータを駆動するイ
ンバータ回路の制御手段は、少なくとも１つのマイクロ
コンピュータとその周辺回路より構成した請求項１記載
の洗濯機の制御装置。
【請求項３】ポンプモータは、極数を４極以下にした
請求項１記載の洗濯機の制御装置。
【請求項４】ポンプモータは、回転子位置検出手段を
有する４極以下の無刷子直流モータより構成し、前記回
転子位置検出手段は、ポンプモータの端子に発生する逆
起電力により位置信号を検出するようにした請求項１記
載の洗濯機の制御装置。
【請求項５】インバータ回路は、洗濯モータを駆動す
る第１のインバータ回路と、ポンプモータを駆動する第
２のインバータ回路よりなり、前記第１のインバータ回
路と前記第２のインバータ回路を制御する制御手段は、
１つのマイクロコンピュータとその周辺回路より構成し
た請求項１記載の洗濯機の制御装置。