JP2021194359A - 洗濯機 - Google Patents
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Abstract
Description
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について図1〜図10を参照して説明する。
図1に示すように、洗濯機100は、その外郭を構成する外箱101の内部に、上面が開放した有底円筒状の水槽102が弾性吊持機構103によって弾性的に支持されている。水槽102の内部には、上面が開放した有底円筒状の回転槽104が回転可能に設けられている。回転槽104は、その内部に洗濯物となる衣類を出し入れ可能に収容されるものである。
図2は、モータ113の駆動制御系を示す機能ブロック図である。この場合、制御ユニット117は、PWM制御方式インバータであるインバータ回路1を備えている。なお、PWMは、Pulse Width Modulationの略称である。インバータ回路1は、半導体スイッチング素子である6個のIGBT2a〜2fを三相ブリッジ接続して構成されており、各IGBT2a〜2fのコレクタ−エミッタ間には、フライホイールダイオード3a〜3fが接続されている。インバータ回路1の各相出力端子は、モータ113の各モータ巻線113u、113v、113wにそれぞれ接続されている。本実施形態では、モータ113として、例えばアウタロータ型の三相ブラシレスDCモータを採用している。
モータ113の具体的な構成としては、例えば図3および図4に示すような構成を採用することができる。図3に示すように、モータ113は、ステータ31と、その外周に配置されるロータ32と、を備えている。ステータ31は、ステータコアおよびステータ巻線をモールド樹脂により一体化した構成となっている。ロータ32は、フレーム、ロータコアおよび複数の磁石をモールド樹脂により一体化した構成となっている。
モータ113をベクトル制御する機能を有する制御回路7の具体的な構成としては、例えば図5に示すような構成を採用することができる。図5において、(α,β)は、三相ブラシレスDCモータであるモータ113の各相に対応する電機角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すものである。また、(d,q)は、モータ113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ものである。
[1]停止検知制御に関する具体的な処理内容
制御回路7は、脱水運転時、より具体的には最終の脱水運転時、図7に示すような内容の処理を行う。まず、ステップS201において脱水運転が開始されると、ステップS202に進み、蓋ロックが実行される。蓋ロックが実行されると、蓋115を開けることができない状態となる。
制御回路7は、洗い運転時、すすぎ運転時または脱水運転時、図8に示すような内容の第1具体処理および図9に示すような内容の第2具体処理のうちいずれかを行う。図8に示すように、第1具体処理では、まず、ステップS301において回転槽104を回転させるためにモータ113の回転が開始される。脱調などのモータ113の回転に関する異常が発生すると、モータ113の回転数、つまり回転速度が本来あるべき値である目標速度よりも減少することから、1回転中にロータ32の磁石33が位置センサ9を横切る回数も減少してセンサ信号に変化がなくなる状態が正常時よりも長い時間となる。
制御回路7は、洗濯運転などを開始する際、図10に示すような内容の処理を行い、回転槽104に投入された衣類の量を判定する。この場合、図10に示す一連の処理が前述した重量検知制御に対応する。まず、ステップS401においてセンサ信号の検知が開始され、これ以降、センサ信号のパルスの数が計測される。
本実施形態の洗濯機100において、回転槽104を回転駆動するモータ113の駆動を制御する制御回路7は、モータ113に流れる電流を検出してベクトル制御するようになっている、つまり本実施形態ではセンサレス駆動の構成が採用されている。ただし、本実施形態では、モータ113のロータ32の回転位置を検出してセンサ信号を出力する1つの位置センサ9が設けられている。1つの位置センサ9では、磁極位置の誤差が大きくなるため、トルクの発生や回転駆動には使用できないが、各種の検知制御であれば十分に用いることが可能となる。
以下、第2実施形態について図11〜図18を参照して説明する。
第2実施形態では、制御回路7による制御の内容が第1実施形態と異なっている。なお、洗濯機100の構成は、第1実施形態と共通するため、図1〜図5などの第1実施形態に係る図面も参照して説明する。
以下、第2実施形態に対してアンバランス検知制御の内容に変更が加えられた第3実施形態について図19を参照して説明する。
本実施形態の制御回路7は、アンバランス検知制御では、取得したモータ113の回転数に加え、検出されるモータ113に流れる電流にも基づいて、アンバランスを検知するようになっている。そのため、本実施形態では、第2実施形態に対し、デジタルフィルタ処理の内容が異なっている。図19に示すように、本実施形態のデジタルフィルタ処理には、第2実施形態のデジタルフィルタ処理に含まれる各処理に加え、第1処理の前に実行される乗算処理が加えられている。
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
本発明は、縦軸型の洗濯機100に限らず、例えばドラム式洗濯機など、洗濯機全般に適用することができる。
位置センサ9としては、ホールICなどの磁気センサに限らずともよく、モータ113のロータ32の回転位置を検出してセンサ信号を出力する構成の各種センサを採用することができる。
Claims (9)
- 衣類が収容される回転槽と、
前記回転槽を回転駆動するブラシレスDCモータであるモータと、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出される電流に基づいて前記モータをベクトル制御する制御部と、
前記モータのロータの回転位置を検出してセンサ信号を出力する1つの位置センサと、
を備え、
前記制御部は、前記センサ信号に基づいて所定の検知制御を実行する洗濯機。 - 前記制御部は、前記所定の検知制御として、前記モータの回転に関する異常を検知する異常検知制御およびブレーキによる前記モータの停止を検知する停止検知制御の一方または双方を実行する請求項1に記載の洗濯機。
- 前記制御部は、
前記異常検知制御では、前記モータを回転させるように制御する回転制御中における前記センサ信号が所定の判定時間以上変化しない場合に前記モータの回転に関連する異常が発生したことを検知する請求項2に記載の洗濯機。 - 前記制御部は、
前記モータの回転速度が所望の目標速度に追従するように前記モータを制御するようになっており、
前記異常検知制御では、前記モータを回転させるように制御する回転制御中における前記センサ信号に基づいて算出される前記モータの回転速度と前記目標速度との差が所定の閾値速度以上である場合に前記モータの回転に関連する異常が発生したことを検知する請求項2または3に記載の洗濯機。 - さらに、前記回転槽の内部に回転可能に設けられるパルセータを備え、
前記制御部は、
前記所定の検知制御として、前記回転槽に衣類が投入された後、前記パルセータを回転させたときにおける前記センサ信号に基づいて前記回転槽の回転数を算出し、その算出した回転数に基づいて前記衣類の量を判定する重量検知制御を実行する請求項1から4のいずれか一項に記載の洗濯機。 - 前記制御部は、
前記所定の検知制御として、前記衣類を脱水する脱水行程において前記回転槽を回転させる際に、前記センサ信号に基づいて前記モータの回転数を取得し、その取得した回転数の変動に基づいて前記回転槽内における前記衣類の偏りによるアンバランスを検知するアンバランス検知制御を実行する請求項1から5のいずれか一項に記載の洗濯機。 - 前記モータは、複数の磁石が設けられたロータと、前記位置センサが設けられたステータと、を備え、
前記位置センサは、前記磁気センサである請求項6に記載の洗濯機。 - 前記制御部は、
前記アンバランス検知制御では、取得した前記モータの回転数に加え、前記電流検出部により検出される電流にも基づいて、前記アンバランスを検知する請求項6または7に記載の洗濯機。 - 前記制御部は、
前記アンバランス検知制御では、取得した前記モータの回転数に対してデジタルフィルタ処理を行うことにより前記モータの1回転中の変動に相当する周波数成分の信号を抽出し、その抽出した周波数成分の信号に基づいて前記アンバランスを検知する請求項6から8のいずれか一項に記載の洗濯機。
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