JP2849484B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

ドラム式洗濯機

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JP2849484B2
JP2849484B2 JP3020716A JP2071691A JP2849484B2 JP 2849484 B2 JP2849484 B2 JP 2849484B2 JP 3020716 A JP3020716 A JP 3020716A JP 2071691 A JP2071691 A JP 2071691A JP 2849484 B2 JP2849484 B2 JP 2849484B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直流モータを備えたド
ラム式洗濯機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、縦軸周りの回転の洗濯機では、起
動トルクおよび回転中の負荷変動もそれほど大きくな
く、回転数制御もモータのON/OFFの時間比で行つ
ていた。例えば、1.5秒ON/0.5秒OFFの時間
比で行つていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、横軸周
りの回転のドラム式洗濯機では、回転ドラムにより洗濯
物を所定の水位よりも上方へ持上げてから落下させる方
式のため、水を含んだ洗濯物が縦回転し、水面を出れば
急激に重負荷がモータにかかる。したがつて、洗濯物の
布量・水量により、運転中の負荷変動が大きく布負荷量
により必要トルクも変わる。
【0004】こういつた変動の大きな負荷の回転数制御
を行う場合、一般的なフイードバツク制御では回転数が
安定するのに数秒かかり、洗濯の洗いモードでは5〜1
0秒間隔で回転方向を反転させるため運転始動時に上記
フイードバツク制御を行うのは不適当であり、良い制御
手段がなかつた。
【0005】本発明は、洗濯物の布負荷量に関係なく安
定した直流モータ回転数制御を行うことができるととも
に、直流モータのうなりおよび回転ドラムの振動を抑
え、静音化が図れるドラム式洗濯機の提供を目的として
いる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、水を含んだ洗濯物を所定の水位よりも上方へ持上
げてから落下させる横軸回りの回転ドラム1を回転駆動
する直流モータ2と、該直流モータ2の回転数を制御す
るため直流モータ2の印加電圧を変化させる電力変換回
路10と、該電力変換回路10にドライブ回路9を介し
てチヨツパのデユーテイを制御する信号を出力して前記
直流モータ2の回転数を目標回転数に制御する制御回路
(マイコン)7とを備えたドラム式洗濯機において、前
記直流モータ2の回転数を検出する回転数検出手段19
と、前記回転ドラム1にて水を含んだ洗濯物を所定の水
位よりも上方に持上げてから落下させる動作の始動時
に、前記制御回路7にてチヨツパのデユーテイを一定値
まで上げた後、前記直流モータ2の回転数が安定するま
での一定時間の間前記チヨツパのデユーテイを前記一定
値に固定するデユーテイ固定手段20と、前記一定時間
経過時の前記直流モータ2の安定した回転数と前記目標
回転数とを比較する比較手段21と、該比較手段21に
よる比較結果に基づいて、前記チヨツパのデユーテイを
フイードバツク制御するフイードバツク制御手段22と
が設けられたものである。
【0007】
【作用】上記課題解決手段において、回転ドラムにて水
を含んだ洗濯物を所定の水位よりも上方に持上げてから
落下させる動作の始動時に、制御回路にてチヨツパのデ
ユーテイを一定値まで上げた後、デユーテイ固定手段に
て直流モータの回転数が安定するまでの一定時間T=T
2−T1(0<T<5sec)の間前記チヨツパデユ
ーテイを前記一定値に固定し、前記一定時間経過時(T
2)の前記直流モータの安定したモータ回転数Nと目標
回転数N1とを比較手段にて比較し、フイードバツク制
御手段にてその結果に基づいて前記チヨツパのデユーテ
イをフイードバツク制御する。
【0008】そうすると、その後は図4,5の如く、目
標回転数N1でハンチングしながらモータが回転するこ
とになる。
【0009】そのため、水を含んだ洗濯物を所定の水位
よりも上方に持上げてから落下させる横軸回りの回転ド
ラムを備えたドラム式洗濯機において、洗濯物の布負荷
量に関係なく安定した回転数制御を行うことができる。
しかも、回転ドラムにて水を含んだ洗濯物を所定の水位
よりも上方に持上げてから落下させる動作の始動時の前
記直流モータの回転数が安定していない時期にフイード
バツク制御を行わないので、前記直流モータの回転数が
安定する前の前記直流モータの回転数が低い時期にフイ
ードバツク制御されて前記直流モータの印加電圧が増加
されることを確実に防止することができる。これによ
り、水を含んだ洗濯物を所定の水位よりも持ち上げる際
の負荷量よって感性力の少ない回転ドラムを回転駆動す
る前記直流モータがうなることを確実に防止することが
できる。また、前記直流モータの増加された回転数によ
って前記回転ドラムが大きく振動することを確実に防止
でき、前記回転ドラム自身の振動の増加および前記回転
ドラムの振動によって前記直流モータのうなりを大きく
増幅することを確実に防止することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明に係るドラム式洗濯機と直流ブ
ラシレスモータの制御を図面に基づいて説明する。
【0011】図1は本発明に係るドラム式洗濯機に使用
される直流ブラシレスモータの制御回路ブロツク図、図
2はドラム式洗濯機の構成図、図3はマイコンからのP
−Tr6相出力とPWM出力およびベースドライブ信号
のタイミングチヤート、図4は時間T2でモータ回転数
>目標回転数のとき、チヨツパのデユーテイと時間、モ
ータ回転数と時間の関係を示す図、図5は時間T2でモ
ータ回転数<目標回転数のときチヨツパのデユーテイと
時間、モータ回転数と時間の関係を示す図である。
【0012】本発明は横軸周りの回転のトルク変動の大
きいドラム式洗濯機のモータ制御において特に有効であ
り、このドラム式洗濯機は、図2の如く、洗濯物を入れ
る回転ドラム1と直流ブラシレスモータ2が減速用プー
リー3a3bにてベルト4でつながつている。
【0013】ここで、直流モータ2を使用するのは、主
に始動時に大きなトルクを得やすくするためである。ま
た、ブラシレスモータを使用するのは、整流子とブラシ
の接触摩耗によるモータの耐久性が低下するのを防止す
るためである。
【0014】次に、この直流モータ2の制御部を図1に
基づいて説明する。この直流モータ制御部では、交流電
源5を整流平滑回路6にて直流に平滑し、また制御回路
としてマイコン7のP−Tr6相出力8をドライブ回路
9を介して、電力変換回路10としてのパワートランジ
スタ回路(P−Tr)をスイツチングすることにより、
モータ2に電圧を印加している。その印加電圧を可変す
るため、図1の如く、P−Tr6相出力8の上アームと
マイコン7のPWM出力11の論理和をOR回路12で
とり、P−Tr10のベースドライブ出力を制御し、チ
ヨツパのデユーテイを可変している。
【0015】また、直流モータ2の回転数制御として
は、フオトインタラプタ等を使用して直流モータ2の回
転数を回転数センサ15より、マイコン7の回転数入力
端子にパルス入力する。また、ホール素子等を使用した
位置センサ16a,16b,16cより、位置検出回路
17を介してモータ2のロータ位置をマイコン7のロー
タ位置検出手段17aに入力し、その入力信号パターン
に応じた出力をP−Tr6相出力端子8より出力し、モ
ータを励磁するとともに、上記チヨツパのデユーテイを
可変することによりモータ印加電圧を可変し回転数制御
を行っている。
【0016】図3は、マイコン7から出力されるP−T
r6相出力8とPWM出力11、およびドライブ回路9
を介した後のベースドライブ信号のタイミングチヤート
を示す。
【0017】このような直流モータ2の制御を行うドラ
ム式洗濯機において、前記直流モータ2の回転数を検出
する回転数検出手段19と、前記チヨツパのデユーテイ
をある一定時間T固定するデユーテイ固定手段20と、
その時間経過時のモータ回転数Nと目標回転数N1を比
較する比較手段21と、該比較手段21による比較結果
に基づいて、その後チヨツパのデユーテイをフイードバ
ツク制御するフイードバツク制御手段22とを備えてい
る。
【0018】前記回転数検出手段19は、回転数センサ
15と、この信号を入力して演算するマイコン7内のC
PUを含む概念である。
【0019】デユーテイ固定手段20、比較手段21、
およびフイードバツク制御手段22は、マイコン7内の
データRAM、プログラムROM、CUP等から構成さ
れる。
【0020】ここで、デユーテイを固定するある一定時
間Tとは、図4,5の如くT=T2ーT1(0<T<5s
ec)である。この時間はマイコン7内の計時手段23
により計数される。
【0021】また、目標回転数N1は、汚れ具合、水流
状態等により決定されるもので、各種センサからの信号
に基づいてマイコン7内の目標回転数決定手段24によ
り決定される。なお、目標回転数は使用者が操作パネル
上で設定できるようにしてもよい。
【0022】上記構成において、直流モータ2を起動
し、マイコン7のPWM出力11およびP−Tr6相出
力8の論理和をとり、一定速度、一定の割合でチヨツパ
のデユーテイを増加させ、一定時間T1経過後にモータ
2の回転数制御を次のように行う。
【0023】何故ならば、一般に、直流ブラシレスモー
タの場合、チヨツパのデユーテイとモータトルク、モー
タトルクと回転数は比例の関係にあるが、本発明にある
ようにドラムが縦回転の本方式では、負荷変動があまり
にも大きく、特に起動時は慣性力もなく、このようなと
き、フイードバツク制御を行つても安定した回転数制御
は実現できないからである。
【0024】そこで、図4,図5に示すとおり起動時よ
りチヨツパのデユーテイをある一定値D1まで上げ(T
1)、その後回転数が比較的安定するまで(T2)、デ
ユーテイ固定手段20によりチヨツパのデユーテイを一
定値D1に固定し、そのT2経過時に、比較手段21に
りモータ回転数Nと目標回転数N1を比較し、これよ
り、フイードバツク制御手段22によりチヨツパのデユ
ーテイをフイードバツク制御することにより安定した回
転数制御が可能となる。
【0025】つまり、図4では時間T1にてチヨツパの
デユーテイが一定値D1に達したが,モータ回転数Nは
起動から上昇中であり安定していない。そして、時間T
2になるとモータ回転数Nは安定したが、布負荷が小さ
いため目標回転数N1を上回つている。そこで、時間T
2よりチヨツパのデユーテイを下げ、目標回転数N1に
フイードバツク制御をかけ、回転数の安定化を図る。
【0026】次の図5では、逆に布負荷が大きいため、
時間T2にてモータ回転数Nが目標回転数N1を下回つ
ている。そこで、時間T2よりチヨツパのデユーテイを
上げ、目標回転数N1にフイードバツク制御をかけ回転
数の安定化を図る。
【0027】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【0028】例えば、上記実施例では、回転数検出手段
19は、回転数センサ15からの信号により回転数を検
出していたが、これに代わり、ロータ位置を検出する3
個の位置センサ16a,16b,16cを用いて、その
入力信号から回転数を検出するよう構成してもよい。
【0029】また、本発明による直流モータの制御は、
ブラシレス式のものに限らず、ブラシを用いた直流モー
タの制御にも適用できることは勿論である。
【0030】さらに、電力変換回路10は、パワートラ
ンジスタ以外の電力変換素子であつてもよい。
【0031】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明の
ドラム式洗濯機によれば、直流モータの回転数を検出す
る回転数検出手段と、回転ドラムにて水を含んだ洗濯物
を所定の水位よりも上方に持上げてから落下させる動作
の始動時に、制御回路にてチヨツパのデユーテイを一定
値まで上げた後、前記直流モータの回転数が安定するま
での一定時間の間前記チヨツパのデユーテイを前記一定
値に固定するデユーテイ固定手段と、前記一定時間経過
の前記直流モータの安定した回転数と前記目標回転数
とを比較する比較手段と、該比較手段による比較結果に
基づいて、前記チヨツパのデユーテイをフイードバツク
制御するフイードバツク制御手段とが設けられた構成な
ので、直流モータの回転数を目標回転数に制御するため
チヨツパのデユーテイをフイードバツク制御する際に、
回転ドラムにて水を含んだ洗濯物を所定の水位よりも上
方に持上げてから落下させる動作の始動後の前記直流モ
ータの安定した回転数と目標回転数とを比較してフイー
ドバツク制御することができ、適確なフイードバツク制
御を行うことができる。したがって、水を含んだ洗濯物
を所定の水位よりも上方に持上げてから落下させる横軸
回りの回転ドラムを備えたドラム式洗濯機において、
濯物の布負荷量にかかわらず安定した回転数制御が可能
となる。しかも、回転ドラムにて水を含んだ洗濯物を所
定の水位よりも上方に持上げてから落下させる動作の始
動時の前記直流モータの回転数が安定していない時期に
フイードバツク制御を行わないので、前記直流モータの
回転数が安定する前の前記直流モータの回転数が低い時
期にフイードバツク制御されて前記直流モータの印加電
圧が増加されることを確実に防止することができる。こ
れにより、水を含んだ洗濯物を所定の水位よりも持ち上
げる際の負荷量よって感性力の少ない回転ドラムを回転
駆動する前記直流モータがうなることを確実に防止する
ことができる。また、前記直流モータの増加された回転
数によって前記回転ドラムが大きく振動することを確実
に防止でき、前記回転ドラム自身の振動の増加および前
記回転ドラムの振動によって前記直流モータのうなりを
大きく増幅することを確実に防止することができる。し
たがって、前記直流モータのうなりおよび回転ドラム
振動を抑え、静音化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係るドラム式洗濯機に使用され
る直流ブラシレスモータの回転数制御回路のブロツク図
である。
【図2】図2はドラム式洗濯機の構成図である。
【図3】図3はマイコンからのP−Tr6相出力とPW
M出力およびベースドライブ信号のタイミングチヤート
図である。
【図4】図4は時間T2で回転数>目標回転数のとき、
チヨツパのデユーテイと時間、モータ回転数と時間の関
係を示す図である。
【図5】図5は時間T2で回転数<目標回転数のときチ
ヨツパのデユーテイと時間、モータ回転数と時間の関係
を示す図である。
【符号の説明】
1 回転ドラム 2 直流モータ 7 制御回路(マイコン) 8 相出力 9 ドライブ回路 10 電力変換回路 11 PWM出力 15 回転数センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D06F 33/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水を含んだ洗濯物を所定の水位よりも上
    方へ持上げてから落下させる横軸回りの回転ドラムを
    駆動する直流モータと、 該直流モータの回転数を制御するため直流モータの印加
    電圧を変化させる電力変換回路と、 該電力変換回路にドライブ回路を介してチヨツパのデユ
    ーテイを制御する信号を出力して前記直流モータの回転
    数を目標回転数に制御する制御回路とを備えたドラム式
    洗濯機において、 前記直流モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転ドラムにて水を含んだ洗濯物を所定の水位より
    も上方に持上げてから落下させる動作の始動時に、 前記
    制御回路にてチヨツパのデユーテイを一定値まで上げた
    後、前記直流モータの回転数が安定するまでの一定時間
    の間前記チヨツパのデユーテイを前記一定値に固定する
    デユーテイ固定手段と、 前記一定時間経過時の前記直流モータの安定した回転数
    と前記目標回転数とを比較する比較手段と、 該比較手段による比較結果に基づいて、前記チヨツパの
    デユーテイをフイードバツク制御するフイードバツク制
    御手段とが設けられたことを特徴とするドラム式洗濯
    機。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2682164B2 (ja) * 1989-09-18 1997-11-26 松下電器産業株式会社 ブラシレスモータの起動方法及び起動装置
JPH03235695A (ja) * 1990-02-07 1991-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd ブラシレスモータの起動方法及び起動装置
JP2722750B2 (ja) * 1990-02-14 1998-03-09 松下電器産業株式会社 ブラシレスモータの駆動装置

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