JP2004113286A

JP2004113286A - 洗濯機

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Publication number: JP2004113286A
Application number: JP2002277325A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Hosoito; 細糸　強志; Yoji Okazaki; 岡崎　洋二
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-24
Also published as: US20060021392A1; KR20050046805A; WO2004029350A1; KR100739902B1; TWI274092B; CN100422424C; EP1561851A4; US8196440B2; EP1561851A1; TW200404934A; JP3962668B2; EP1561851A8; CN1685101A

Abstract

【課題】洗濯物の重量検知をより速く正確に行うことができる洗濯機を提供する。
【解決手段】洗濯機の制御回路は、洗濯機モータをベクトル制御すると共に、モータの回転速度が変化している期間におけるトルク電流の大きさに基づいて回転槽内の洗濯物の重量を判別する（ステップＳ３〜Ｓ１０）。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗い，濯ぎ及び脱水運転を行うための回転駆動力を発生させるモータに流れる電流を検出し、その電流に基づいてモータをベクトル制御する洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、洗濯機の回転槽内に投入された洗濯物の重量を検知する技術としては、例えば、特許文献１，２に記載されているように、モータに回転センサを設け、一定電力を供給した場合に回転速度が第１の回転速度から第２の回転速度に達するまでの立上がり時間を検出し、その検出した時間に応じて洗濯物の重量を検知するものがあった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２６３９０
【０００４】
【特許文献２】
特開２００１−１７８９９２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術には以下のような問題があった。第１に、モータに対する入力電力を一定とするためにモータ電圧を一定に維持するように制御しているが、モータは電圧が一定となる条件下であっても負荷が変動すると出力も異なるため、正確な検知ができなかった。
【０００６】
第２に、上記の検出はモータの加速度合いを検出することに等しく、前記立上がり時間に相当する比較的長い検知期間が必要であった。更に、第１の理由によって検知結果のばらつきが大きくなる傾向にあり、検知動作を再試行して複数回行なわざるを得ない場合も発生し、検知により長い時間を要することもあった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、洗濯物の重量検知をより速く正確に行うことができる洗濯機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の洗濯機は、洗い，濯ぎ及び脱水運転を行うための回転駆動力を発生させるモータと、
このモータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記モータをベクトル制御することで、当該モータの発生トルクが少なくとも洗い運転と脱水運転との夫々について最適となるように制御するトルク制御手段と、
前記電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記モータの回転速度を制御する速度制御手段と、
前記モータの回転速度が変化している期間におけるトルク電流の大きさに基づいて回転槽内の洗濯物の分量を判別する分量判別手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
即ち、モータの回転速度が一定の状態では、回転槽内の洗濯物の量が異なった場合でもモータの出力トルクの変化は少ないが、モータの回転速度が変化している状態では、出力トルクは洗濯物の量に応じて大きく変化する。そして、モータをベクトル制御する場合に得られるｑ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）軸電流は、モータの出力トルクに比例した電流、即ちトルク電流である。従って、分量判別手段が上記のように判別を行なうことで槽内の洗濯物の分量をより正確に判別することができる。また、単に所定期間におけるｑ軸電流の値を参照すれば良いだけであるから、従来よりも短時間で検知を行なうことができる。
【００１０】
この場合、請求項２に記載したように、分量判別手段を、モータが加速している期間におけるトルク電流の大きさに基づいて洗濯物の分量を判別するように構成すると良い。即ち、洗濯機の運転制御においては専ら加速に関する制御が主であるから、その加速期間に洗濯物の分量を容易に判別することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載したように、モータを中心とする回転機構部近傍の雰囲気温度を検知する温度検知手段を備え、
分量判別手段を、前記温度検知手段によって検知された温度に基づいて洗濯物分量の判別結果を補正するように構成しても良い。即ち、回転機構部においては、潤滑剤として使用されている油の粘性が雰囲気温度で変化することなどにより機械摩擦力が変動する。従って、温度検知手段によって検知された温度に基づいて判別結果を補正すれば、検知精度を向上させることができる。
【００１２】
更に、請求項４に記載したように、トルク電流に基づいて回転槽内における洗濯物のアンバランス状態を検知するアンバランス検知手段を備え、
分量判別手段を、前記アンバランス検知手段によって検知されたアンバランス状態に基づいて洗濯物分量の判別結果を補正するように構成しても良い。例えば、回転槽内における洗濯物の分布で定まるアンバランスの状態が著しい場合はモータが回転し難くなるため、そのようなケースで検知される洗濯物の分量は多めになることが想定される。従って、そのような場合は、検知結果がより小さくなるように補正を行なえば、検知精度を更に向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図８は、ドラム式洗濯機の縦断側面図である。キャビネット１は鋼板を矩形箱状に組合わせてなるものであり、そのキャビネット１の前板には円形状の開口部２が形成されている。また、キャビネット１の前板には円形状の扉３が回動可能に装着されており、開口部２は扉３の回動操作に基づいて開閉される。
【００１４】
キャビネット１にはドアロック機構４（図９参照）が装着されている。このドアロック機構４は電磁ソレノイド（図示せず）を駆動源とするものであり、扉３の閉鎖時に電磁ソレノイドが励磁されると、電磁ソレノイドのプランジャがロック状態に移動することに基づいて扉３を閉鎖状態にロックする。
【００１５】
キャビネット１内には、水受槽５が収納されている。この水受槽５は後面が閉塞された円筒状をなすものであり、水受槽５には複数のアブソーバ６のロッド７が連結されている。これら複数のアブソーバ６のシリンダ８はキャビネット１の底板に固定されており、複数のアブソーバ６は水受槽５を軸心線が水平な横向き状態に弾性支持している。
【００１６】
水受槽５には円形状の開口部９が形成されており、開口部９の周縁部と前方の開口部２の周縁部との間にはベロー１０が介在している。このベロー１０は円筒状をなすものであり、開口部２と開口部９との間はベロー１０を介して水密に連結されている。
【００１７】
水受槽５の最底部には円筒状の排水口１１が固定されており、排水口１１の上端部は水受槽５内に通じ、排水口１１の下端部はキャビネット１の外部に通じている。この排水口１１内には電磁式の排水弁１２が装着されており、排水口１１は排水弁１２の状態が切換わることに基づいて開閉される。
【００１８】
キャビネット１内には洗濯モータ１３が配設されている。この洗濯モータ１３はアウタロータ形の三相ＤＣブラシレスモータからなるものである。水受槽５の後面には円筒状のブラケット１４が固定されており、ブラケット１４の外周部にはステータコア１５が固定されている。このステータコア１５は３６本のティースを有するものであり、３６本のティースのうち所定の１２本のティースにはＵ相コイル１５ｕが巻装され、別の１２本のティースにはＶ相コイル１５ｖが巻装され、残りの１２本のティースにはＷ相コイル１５ｗが巻装されている（図９参照）。
【００１９】
ブラケット１４の内周面には、２個の軸受１６が装着されており、両軸受１６の内周面には回転軸１７が装着されている。この回転軸１７は水受槽５と同一の軸心を有するものであり、回転軸１７の前端部は水受槽５の内部に挿入されている。また、回転軸１７の後端部にはロータコア１８が固定されている。このロータコア１８は後面が閉塞された円筒状をなすものであり、ロータコア１８の内周面には２４個のロータマグネット１９が固定されている。
【００２０】
洗濯モータ１３の回転軸１７には、水受槽５内に位置してドラム（回転槽）２１が固定されている。このドラム２１は後面が閉塞された円筒状をなすものであり、水受槽５と同軸な水平状態にされている。このドラム２１の周板には全域に渡って複数の脱水孔２２が形成され、ドラム２１の前面には円形状の開口部２３が形成されている。この開口部２３は水受槽５の開口部９の後方に対向するものであり、ドラム２１内には扉３の開放状態で水受槽５の開口部９から開口部２３を通して洗濯物（図示せず）が投入される。
【００２１】
ドラム２１の背面部に対向し、且つモータ１３の回転軸１７の近傍側に位置する水受槽５の内面には、例えばサーミスタなどからなる温度センサ（温度検知手段）９０が配置されている。この温度センサ９０は、モータ１３を中心とする回転機構部近傍の雰囲気温度を検出するために配置されているものである。温度センサ９０のセンサ信号は、図９に示すように制御回路３７に出力されるようになっている。
【００２２】
キャビネット１内の上端部には電磁式の給水弁２４（図９参照）が固定されている。この給水弁２４は入力ポート，給水用出力ポート，除湿用出力ポートを有するものであり、給水弁２４の入力ポートは水道の蛇口に給水ホース（図示せず）を介して接続されている。この給水弁２４の給水用出力ポートは水受槽５内に通じており、排水弁１２の閉鎖状態で給水用出力ポートが開放されると、水道の蛇口から給水弁２４を通して水受槽５内に水道水が注入され、水受槽５内に水道水が貯溜される。
【００２３】
キャビネット１内には水位センサ２５（図９参照）が配設されている。この水位センサ２５は円筒状をなすコイルの内周部に導電性のポールを軸方向へスライド可能に挿入し、水受槽５内の水位に応じてポールをスライドさせることに基づいてポールのコイルに対する軸方向のラップ量を変化させるものであり、両者のラップ量に応じた周波数の水位信号を出力する。
【００２４】
キャビネット１の天井板には、後端部に位置してファンケーシング２６が固定されている。このファンケーシング２６は前面に吐気口を有し下面に吸気口を有する渦巻き形のものであり、ファンケーシング２６内にはファン（いずれも図示せず）が回転可能に収納されている。また、キャビネット１の天井板にはファンモータ２７（図９参照）が固定されている。このファンモータ２７はコンデンサ誘導モータからなるものであり、ファンモータ２７の回転軸はベルト伝達機構（図示せず）を介してファンの回転軸に連結されている。
【００２５】
水受槽５の後面には、縦長な除湿ダクト２８が固定されている。この除湿ダクト２８の下端部は水受槽５内に通じ、除湿ダクト２８の上端部はファンケーシング２６の吸気口に接続されており、ファンの回転時には水受槽５内の空気が除湿ダクト２８を通してファンケーシング２６内に吸引される。
【００２６】
キャビネット１の天井板にはファンケーシング２６の前方に位置してヒータケース２９が固定されており、ヒータケース２９の後板には中継ダクト３０の前端部が接続されている。この中継ダクト３０の後端部はファンケーシング２６の吐気口に接続されており、ファンケーシング２６内に吸引された空気は中継ダクト３０を通してヒータケース２９内に流入する。このヒータケース２９内にはヒータ９１（図９参照）が収納されており、ヒータケース２９内に流入した空気はヒータ９１により加熱されることに基づいて温風化される。
【００２７】
ヒータケース２９の前板には、温風ダクト３１の一端部が接続されている。この温風ダクト３１の他端部はベロー１０を貫通して水受槽５内に通じており、ヒータケース２９内で生成される温風は温風ダクト３１を通して水受槽５内およびドラム２１内に放出される。また、給水弁２４の除湿用出力ポートには除湿ホース（図示せず）の一端部が接続されている。この除湿ホースの他端部は除湿ダクト２８内の上端部に通じており、除湿ダクト２８内には除湿用出力ポートの開放に基づいて水道水が注入される。
【００２８】
キャビネット１の前板には操作パネル３２が固定されており、操作パネル３２の前面にはドアロックスイッチ３３（図９参照）および運転スイッチ３４（図９参照）が装着されている。また、操作パネル３２の後面には回路ボックス３５が装着されており、回路ボックス３５内には回路基板３６が収納されている。
【００２９】
回路基板３６には制御回路（電流検出手段，トルク制御手段，速度制御手段，分量判別手段，温度検知手段，アンバランス検知手段）３７が搭載されている。この制御回路３７はマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、制御回路３７の入力端子には回転センサ２０，水位センサ２５，ドアロックスッチ３３，運転スイッチ３４が電気的に接続され、制御回路３７の出力端子には駆動回路３８を介してドアロック機構４，排水弁１２，給水弁２４，ファンモータ２７，ヒータ９１が電気的に接続されている。尚、制御回路３７はドアロックスイッチ３３の操作を検出すると、ドアロック機構４を駆動して扉３を閉鎖状態にロックする。
【００３０】
制御回路３７の内部ＲＯＭにはＰＷＭ信号生成用の制御プログラムが記録されており、制御回路３７は回転センサ２０からの回転信号ＨｕおよびＨｖを制御プログラムに基づいて処理することに伴い正弦波状の通電信号Ｄｕ，Ｄｖ，Ｄｗを生成する。これら通電信号Ｄｕ〜ＤｗはＵ相コイル１５ｕ〜１５ｗの駆動タイミングおよび印加電圧を確定するものであり、ＰＷＭ回路３９に出力される。尚、Ｗ相コイル１５ｗの通電信号Ｄｗは回転信号ＨｕおよびＨｖに基づいてＷ相の回転信号Ｈｗを演算し、演算結果に基づいて設定される。
【００３１】
ＰＷＭ回路３９は制御回路３７の一部として構成されたものであり、三角波発生器および比較器（いずれも図示せず）を有している。前者の三角波発生器は所定周波数の三角波信号を生成するものであり、後者の比較器は三角波信号を通電信号Ｄｕ〜Ｄｗと比較することに基づいて駆動信号（ＰＷＭ信号）Ｖｕｐ〜Ｖｗｎを生成する。
【００３２】
回路基板３６には下記構成の電源回路４０およびモータ駆動回路４１が搭載されている。商用交流電源４２の一方の出力端子にはリアクトル４３を介して整流回路４４の一方の入力端子が接続されている。この商用交流電源４２の他方の出力端子には整流回路４４の他方の入力端子が接続されており、整流回路４４の両出力端子間にはコンデンサ４５およびコンデンサ４６の直列回路が接続されている。これらコンデンサ４５およびコンデンサ４６の共通接続点は商用交流電源４２の一方の出力端子に接続されており、上方のコンデンサ４５には正側の整流出力が充電され、下方のコンデンサ４６には負側の整流出力が充電される。
【００３３】
整流回路４４の両出力端子間には定電圧回路４７が接続されている。この定電圧回路４７はスイッチングレギュレータを主体に構成されたものであり、コンデンサ４５およびコンデンサ４６が生成する高圧直流電源を降圧し、制御回路３７等を駆動するための低圧直流電源Ｖｃｃを生成する。
【００３４】
整流回路４４の両出力端子間にはインバータ回路４８が接続されている。このインバータ回路４８はＩＧＢＴ４８ｕｐ〜ＩＧＢＴ４８ｗｎを三相ブリッジ接続してなるものであり、洗濯モータ１３のＵ相コイル１５ｕ〜Ｗ相コイル１５ｗはインバータ回路４８のＵ相出力端子〜Ｗ相出力端子に接続されている。尚、符号４９はＩＧＢＴ４８ｕｐ〜ＩＧＢＴ４８ｗｎのコレクタ端子およびエミッタ端子間に接続されたフリーホイールダイオードを示すものである。
【００３５】
ＩＧＢＴ４８ｕｐのゲート端子〜ＩＧＢＴ４８ｗｎのゲート端子はＩＧＢＴドライブ回路５０に接続されている。このＩＧＢＴドライブ回路５０はフォトカプラを主体に構成されたものであり、ＰＷＭ回路３９からの駆動信号Ｖｕｐ〜Ｖｗｎに基づいてＩＧＢＴ４８ｕｐ〜ＩＧＢＴ４８ｗｎのゲートドライブ信号を生成する。
【００３６】
また、下アーム側のＩＧＢＴ４８ｕｎ〜４８ｗｎのエミッタは、夫々電流検出用のシャント抵抗（電流検出手段）５１ｕ〜５１ｗを介してグランドに接続されている。また、両者の共通接続点は、電圧レベルシフト・増幅回路５２を介して制御回路３７内部のＡ／Ｄ変換回路（電流検出手段）５３に接続されている。尚、シャント抵抗５１の抵抗値は０．１Ω程度である。
【００３７】
電圧レベルシフト・増幅回路５２はオペアンプなどを含んで構成されており、シャント抵抗５１の端子電圧を増幅すると共にその増幅信号の出力範囲が正側に収まるように（例えば、０〜＋５Ｖ）バイアスを与えるようになっている。そして、制御回路３７は、シャント抵抗５１ｕ〜５１ｗにより検出されるモータ１３の相電流に基づいて出力トルクをセンサレス方式でベクトル制御すると共に、回転速度をＰＩ制御するように構成されている（詳細については、特願２００２−２７６９１を参照）。
【００３８】
ベクトル制御及びＰＩ制御の概略を以下に述べる。尚、（α，β）は三相ブラシレスモータ１３の各相に対応する電気角１２０度間隔の三相（ＵＶＷ）座標系を直交変換した直交座標系を示し、（ｄ，ｑ）はモータ１３のロータの回転に伴って回転している２次磁束の座標系を示す。
【００３９】
ＰＩ制御部は、モータ１３の目標速度指令ωｒｅｆ　とモータ１３の検出速度ωとの差分量に基づいてＰＩ制御を行い、ｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆとｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆとを生成出力する。洗いまたは濯ぎ運転時におけるｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆは“０”に設定され、脱水運転時には、弱め界磁制御を行うためｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆは所定値に設定される。
【００４０】
電流ＰＩ制御部は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ，ｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆと、αβ／ｄｑ変換部より出力されるｑ軸電流値Ｉｑ，ｄ軸電流値Ｉｄとの減算結果に基づいてＰＩ制御を行い、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ及びｄ軸電圧指令値Ｖｄを生成出力する。ｄｑ／αβ変換部には、エスティメータによって検出されたモータ１３における２次磁束の回転位相角（ロータ位置角）θが与えられており、その回転位相角θに基づいて電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを電圧指令値Ｖα，Ｖβに変換する。
【００４１】
αβ／ＵＶＷ変換部は、電圧指令値Ｖα，Ｖβを三相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換して出力する。ＰＷＭ形成部には、電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、初期パターン出力部によって出力される起動用の電圧指令値の何れか一方が切替えられて与えられる。
【００４２】
シャント抵抗５１によって検出された相電流はＡ／Ｄ変換部５３によりＡ／Ｄ変換される。ＵＶＷ／αβ変換部は、三相の電流データＩｕ，Ｉｖ，Ｉｗを直交座標系の２軸電流データＩα，Ｉβに変換する。αβ／ｄｑ変換部は、ベクトル制御時にはエスティメータよりモータ１３のロータ位置角θを得ると、２軸電流データＩα，Ｉβを回転座標系（ｄ，ｑ）上のｄ軸電流値Ｉｄ，ｑ軸電流値Ｉｑに変換する。そして、ｄ軸電流値Ｉｄ，ｑ軸電流値Ｉｑを前述したようにエスティメータ等に出力する。エスティメータは、ｄ軸電流値Ｉｄ，ｑ軸電流値Ｉｑに基づいてロータ位置角θ及び回転速度ωを推定し、各部に出力する。
【００４３】
次に、本実施例の作用について説明する。図１は、制御回路３７がドラム２１内に投入された洗濯物の量を検知するために行う制御内容を示すフローチャートであり、図２（ａ）はその場合におけるモータ１３の駆動パターン，図２（ｂ）はモータ１３の出力トルクの変化状態の一例を示すものである。
【００４４】
制御回路３７は、モータ１３の駆動制御を開始すると（ステップＳ１）、先ず、直流励磁によりロータの位置決めを行なう（ステップＳ２）。それから、上述したように初期パターン出力部によって出力される起動用の電圧指令により強制転流動作が行なわれ、モータ１３は起動される（ステップＳ３）。そして、続くステップＳ４においてモータ１３の回転速度が３０ｒｐｍに達するまでステップＳ３において強制転流動作を継続する。強制転流動作の継続中は、重量検知処理を開始しない。
【００４５】
モータ１３の回転速度が３０ｒｐｍに達すると（ステップＳ４，「ＹＥＳ」）、制御回路３７は、制御をベクトル制御側に切替える。そして、速度ＰＩ制御により、モータ１３の回転速度が約３秒間で目標回転数（例えば、２００ｒｐｍとする）に達するように加速させる（ステップＳ５，図２（ａ）参照）。
【００４６】
この時、モータ１３の出力トルクは図２（ｂ）に示すように回転数の上昇に比例するようにして上昇するが、ドラム２１内の洗濯物の重量に応じてトルクの上昇態様は異なる。そして、この出力トルクは、ベクトル制御において得られるｑ軸電流値Ｉｑに略比例したものとなっている。
【００４７】
そこで、制御回路３７は、約３秒間の加速期間においてｑ軸電流値Ｉｑを一定時間毎にサンプリングして積分（積算）し続ける（ステップＳ６）。即ち、ドラム２１の回転速度が変化している状態におけるモータ１３の出力トルクは、負荷たる洗濯物の重量に応じて変化するので、その期間におけるｑ軸電流の値（出力トルクに相当する）を積分すれば、洗濯物の重量を推定することが可能である。
【００４８】
また、制御回路３７は、ｑ軸電流値Ｉｑを積分し続けると共に、ｑ軸電流の変動分についても積分を行なう（ステップＳ７）。これは、ｑ軸電流の変動状態を参照すると、ドラム２１内における洗濯物の分布の偏り度合い、即ちアンバランス状態が判るので、そのアンバランス状態に応じて洗濯物の分量の推定結果を補正するためである。即ち、アンバランス状態が著しい場合はモータ１３が回転し難くなるため、そのようなケースで検知される洗濯物の分量は多めになることが推定される。従って、そのような場合は、検知結果がより小さくなるように補正を行なう。
【００４９】
尚、ｑ軸電流の変動状態に基づいてドラム２１内における洗濯物のアンバランス状態を検知する方式については、特願２００２−２１２７８８において詳細に開示されている。ここでは、その方式を応用している。即ち、ステップＳ６においてサンプリングしたｑ軸電流値を必要に応じて間引きして各サンプル値を２乗演算したものをｑ軸電流の変動分とみなし、ステップＳ７では、その演算結果を積分する。
【００５０】
続くステップＳ８においては、モータ１３の回転数が目標回転数たる２００ｒｐｍに達したか否かを判断し、達していなければ（「ＮＯ」）ステップＳ５に戻り、達していれば（「ＹＥＳ」）温度センサ９０が出力するセンサ信号を参照し、回転機構部近傍の温度Ｔを検出する（ステップＳ９）。即ち、温度Ｔによって、軸受けなどの回転機構部に注入されている潤滑油の粘性が変化することなどにより機械摩擦力が変化するため、それに応じてモータ１３の負荷状態も若干変化することから、後述のように補正を行なう。
【００５１】
それから、制御回路３７は、洗濯物の重量を演算して推定する。ステップＳ６で積分したｑ軸電流値をＱＩ，ステップＳ７で積分したｑ軸電流の変動値をＱｃｈＩ，とすると、洗濯物のアンバランス状態及び回転機構部近傍の温度Ｔ（℃）によって補正された積分値Ｑｃは、以下のように演算される。
Ｑｃ＝ＱＩ×｛ｋ１／（ＱｃｈＩ＋ｋ２）｝×Ｔ／ｋ３　　　・・・（１）
但し、ｋ１，ｋ２，ｋ３は定数である。
【００５２】
そして、補正積分値Ｑｃに応じて、洗濯物の重量は図３に示すように推定される。
その後、制御回路３７は、モータ１３を減速させて停止させると処理を終了する（ステップＳ１１）。
【００５３】
ここで、図４は、洗濯物のアンバランス状態が小さい場合（ａ）と大きい場合（ｂ）とについて、（１）式により補正が行なわれる具体数値例を示す。但し、定数ｋ１＝１．０，ｋ２＝０，８とし、温度Ｔによる補正は除外している。例えば、洗濯物の重量（負荷重量）が３ｋｇである場合、アンバランス：小，におけるＱ軸電流積分値ＱＩは７．５Ａ・Ｓ，アンバランス：大，におけるＱ軸電流積分値ＱＩは９．５Ａ・Ｓとより大きな値で検出される。しかし、それに応じて、Ｑ軸電流の変動分積分値ＱｃｈＩも前者が０．２Ａ・Ｓ，後者が０．５Ａ・Ｓとなるので、（１）式による演算結果である補正積分値Ｑｃは、前者が７．５Ａ・Ｓ，後者が７．３０７・・・Ａ・Ｓとなり、同程度の値となるように補正されている。
【００５４】
また、図５には、横軸に負荷重量，縦軸にＱ軸電流積分値をとり、アンバランス：大の場合の補正前と、アンバランス：大，小夫々の場合の補正後の値とをグラフにして示すものである。尚、図４の例では、アンバランス：小の場合は補正前，補正後の値が一致するようになっている。このように、アンバランスに大小がある場合でも、両者が略等しくなるように補正されていることが判る。
【００５５】
また、図６は、洗濯機の全行程の流れを示すものである。即ち、ユーザがドラム２１内に衣類などの洗濯物を投入し、適当な洗濯コースを選択してスタートさせると、先ず、上述した重量検知が行なわれる。そして、制御回路３７が検知した重量に応じて必要となる洗剤量を図示しない表示部に表示させ（図７参照）、ユーザがその表示に基づく量の洗剤を投入すると、残りの行程が完了するまでの時間表示が行われる。
【００５６】
それから、給水，洗い，排水，しぼり，の洗い行程が行なわれ、続いて、給水、すすぎ撹拌，排水，のパターンを２回繰り返すすぎ行程が行なわれる。その後、脱水行程，乾燥行程を経て全行程が終了する。
【００５７】
以上のように本実施例によれば、制御回路３７は、洗濯機モータ１３の出力トルクをベクトル制御すると共にモータ１３の回転速度をＰＩ制御し、モータ１３の回転速度が変化している期間におけるトルク電流の大きさに基づいて回転槽内の洗濯物の重量を判別するようにした。即ち、モータ１３の回転速度が変化している状態では、出力トルクはドラム２１内の洗濯物の量に応じて大きく変化する。そして、モータ１３をベクトル制御する場合に得られるｑ軸電流は、モータの出力トルクに比例した電流、即ちトルク電流であるから、ドラム２１内の洗濯物の重量をより正確に判別することができる。また、単に所定期間におけるｑ軸電流の値を参照すれば良いだけであるから、従来よりも短時間で検知を行なうことができる。
【００５８】
この場合、モータ１３が加速している期間におけるトルク電流の大きさに基づいて洗濯物の分量を判別するので、洗濯機の運転制御において主に行われる加速の期間に洗濯物の重量を容易に判別することができる。
【００５９】
また、制御回路３７は、温度センサ９０によって検知された温度に基づいて洗濯物分量の判別結果を補正するので、温度によって変化する回転機構部の機械摩擦力を考慮した補正を行なうことで、検知精度を向上させることができる。
【００６０】
更に、制御回路３７は、ｑ軸電流の変動状態により、ドラム２１内の洗濯物のアンバランス状態に基づいて洗濯物の重量の判別結果を補正するので、アンバランス状態に応じて異なるモータ１３の負荷量をも考慮して、検知精度を更に向上させることができる。
【００６１】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
モータの回転が加速している期間に限ることなく、減速している期間について同様の検知を行っても良い。
アンバランス状態や回転機構部近傍の温度に応じて行なう補正は、必要に応じて行なえば良い。
特開２００１−１７８９９２に示されているように、重量検知動作の開始時に洗濯物のアンバランスが著しく大きいと判断された場合（例えば、モータ１３の回転数が１００ｒｐｍに達した時点でｑ軸電流の変動値が設定された上限を超えた場合）は、大きな振動が発生するのを防止するため検知動作を停止して最大容量であると判定しても良い。
ドラム式洗濯機に限ることなく、洗濯運転時には撹拌翼を回転させる縦型の全自動洗濯機についても同様に適用することが可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の洗濯機によれば、トルク制御手段は、洗い，濯ぎ及び脱水運転を行うための回転駆動力を発生させるモータに流れる電流に基づいてモータをベクトル制御することで、当該モータの発生トルクが少なくとも洗い運転と脱水運転との夫々について最適となるように制御し、分量判別手段は、洗い，濯ぎ及び脱水運転を行うための回転駆動力を発生させるモータの回転速度が変化している期間におけるトルク電流の大きさに基づいて回転槽内の洗濯物の分量を判別するようにした。従って、槽内の洗濯物の分量をより正確に判別することができる。また、単に所定期間におけるｑ軸電流の値を参照すれば良いだけであるから、従来よりも短時間で検知を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であり、洗濯機の制御回路がドラム内に投入された洗濯物の量を検知するために行う制御内容を示すフローチャート
【図２】（ａ）は、図１に示すフローチャートが実行される場合における洗濯機モータの駆動パターン，（ｂ）は洗濯機モータの出力トルクの変化状態の一例を示す図
【図３】補正積分値Ｑｃに応じて、洗濯物の重量を検知するためのテーブルを示す図
【図４】洗濯物のアンバランス状態が小さい場合（ａ）と大きい場合（ｂ）とについて、（１）式により補正が行なわれる具体数値例を示す図
【図５】横軸に負荷重量，縦軸にｑ軸電流積分値をとり、アンバランス：大の場合の補正前と、アンバランス：大，小夫々の場合の補正後の値とをグラフにして示す図
【図６】洗濯機の全行程の流れを示す図
【図７】制御回路が検知した重量に応じて必要となる洗剤量を表示させるための対応テーブルを示す図
【図８】ドラム式洗濯機の構成を示す縦断側面図
【図９】洗濯機の電気的構成を示す図
【符号の説明】
１３は洗濯機モータ、２１はドラム（回転槽）、３７は制御回路（電流検出手段，トルク制御手段，速度制御手段，分量判別手段、温度検知手段，アンバランス検知手段）、５１ｕ〜５１ｗはシャント抵抗（電流検出手段）、５３はＡ／Ｄ変換部（電流検出手段）、９０は温度センサ（温度検知手段）を示す。

Claims

洗い，濯ぎ及び脱水運転を行うための回転駆動力を発生させるモータと、
このモータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記モータをベクトル制御することで、当該モータの発生トルクが少なくとも洗い運転と脱水運転との夫々について最適となるように制御するトルク制御手段と、
前記電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記モータの回転速度を制御する速度制御手段と、
前記モータの回転速度が変化している期間におけるトルク電流の大きさに基づいて回転槽内の洗濯物の分量を判別する分量判別手段とを備えることを特徴とする洗濯機。
分量判別手段は、モータが加速している期間におけるトルク電流の大きさに基づいて洗濯物の分量を判別することを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
モータを中心とする回転機構部近傍の雰囲気温度を検知する温度検知手段を備え、
分量判別手段は、前記温度検知手段によって検知された温度に基づいて洗濯物分量の判別結果を補正することを特徴とする請求項１または２記載の洗濯機。
トルク電流に基づいて回転槽内における洗濯物のアンバランス状態を検知するアンバランス検知手段を備え、
分量判別手段は、前記アンバランス検知手段によって検知されたアンバランス状態に基づいて洗濯物分量の判別結果を補正することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の洗濯機。