JP3011686B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗濯機モータを目
標回転数にて駆動させるようにした洗濯機に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えば脱水兼用洗濯機
においては、洗濯槽と脱水槽とを兼用する回転槽内に撹
拌体を備え、洗濯機モータにより、洗濯運転時には前記
撹拌体を正逆回転させ、脱水運転時には前記回転槽を回
転させるように構成されている。かかる洗濯機にあっ
て、近年、洗濯機モータをブラシレスモータとし、イン
バータ駆動回路により目標の回転数で回転させるように
したものが考えられている。

【０００３】即ち、マイクロコンピュータからなる制御
装置は、使用者のスイッチ入力などに基づいて予め記憶
されているプログラムに従って各負荷機器を制御するも
のであるが、前記洗濯機モータを目標回転数で駆動させ
るべく、目標回転数を指令する回転数指令部と、この回
転数指令部からの指令に基づいて洗濯機モータへの印加
電圧値を前記インバータ駆動回路に与える電圧指令部と
を備えて構成されている。一方、前記洗濯機モータの回
転数を検出する回転数検出部を設け、この検出に基づい
ていわゆるフィードバック制御を行うようになってい
る。

【０００４】上述の洗濯機モータの回転数のフィードバ
ック制御は、回転数検出部の検出値とそのときの目標回
転数とを比較し、検出回転数が目標回転数よりも小さい
ときには印加電圧を一定値だけ増加し、大きいときには
印加電圧を一定値だけ減少させるようにして行われる。
ところが、回転槽内の洗濯物の位置やあるいは洗濯運転
途中に洗濯物が取出されたり投入されたりすることによ
り急激に洗濯機モータの回転数が変化することがあり、
このようなとき、従来のフィードバック制御では、目標
回転数に至るまでに時間がかかってしまうという問題点
がある。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、洗濯機モータを目標の回転数で駆動す
るようにしたものであって、目標回転数に至る制御を迅
速に行うことができる洗濯機を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の洗濯機は、洗濯
機モータと、この洗濯機モータに対する印加電圧を電圧
値指令に応じて変更することが可能なモータ駆動制御手
段と、洗濯機モータの回転数を検出する回転数検出手段
と、洗濯機モータに対する目標回転数についての指令を
出力する回転数指令手段と、この回転数指令手段による
目標回転数に基づいて洗濯機モータに印加する電圧値を
モータ駆動制御手段に与える電圧指令手段と、回転数検
出手段が検出した洗濯機モータの回転数と回転数指令手
段による目標回転数とを比較しそれらの差の大小に応じ
て電圧指令手段の電圧値指令をその差が大きいほどより
大きく増減させるように変更する電圧値指令変更手段と
を具備した構成に特徴を有する。

【０００７】これによれば、回転数指令手段からの指令
に基づき、電圧指令手段はモータ駆動制御手段に洗濯機
モータに印加する電圧値指令を与え、もって洗濯機モー
タは目標回転数にて回転するようになる。そして、洗濯
機モータの回転数を目標回転数とするための制御は、電
圧値指令変更手段により、回転数検出手段が検出した洗
濯機モータの回転数と回転数指令手段による目標回転数
とを比較しそれらの差に応じて電圧指令手段の電圧値指
令を変更するようにして行われる。

【０００８】この場合、電圧値指令変更手段により、検
出回転数と目標回転数との差が大きいときには、その差
が小さいときよりも印加電圧をより大きく増加あるいは
減少することができるから、急激に洗濯機モータの回転
数が変化することがあっても、短時間で洗濯機モータを
目標回転数に至らせることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。図２は本実施例に係
る洗濯機の電気的構成を概略的に示している。詳しく図
示はしないが、洗濯機の外箱内には、洗濯物が収容され
る回転槽が設けられていると共に、その回転槽内に給水
を行う給水弁１及び回転槽内からの排水を行う排水弁２
が設けられている。

【００１０】そして、前記回転槽内には、洗濯水流生成
のための撹拌体が設けられ、洗濯時には洗濯機モータ３
によりこの撹拌体の正逆回転が繰返され、また、脱水時
には該洗濯機モータ３により回転槽及び撹拌体が一体的
に回転されるようになっている。また、外箱の上部に
は、使用者が所望の洗濯コースを選択するための選択ス
イッチやスタートスイッチなどの各種スイッチ４が設け
られていると共に、時間やコースなどを使用者に表示す
るための表示部５が設けられている。

【００１１】６はマイクロコンピュータからなる制御装
置であり、これには、前記各種スイッチ４や前記回転槽
内の水位を検出する水位センサ７などからの信号が入力
され、これら入力に基づき、予め記憶されているプログ
ラムに従って、前記給水弁１及び排水弁２や表示部５な
どを制御し、さらに後述するようにモータ駆動制御手段
たるモータ駆動制御回路８を介して洗濯機モータ３を制
御し、以て洗濯運転の各行程を実行するようになってい
る。

【００１２】ここで、前記洗濯機モータ３への給電回路
について述べるに、交流電源９には、ダイオードブリッ
ジ及び平滑コンデンサを有して構成された直流電源回路
１０が接続されており、その直流出力が前記モータ駆動
制御回路８の一部を構成する駆動回路１１に与えられる
ようになっている。図３に示すように、前記洗濯機モー
タ３は、例えばブラシレスモータからなり、Ｕ，Ｖ，Ｗ
の３相のコイル３ａ，３ｂ，３ｃを備えている。

【００１３】そして、前記駆動回路１１は、例えばトラ
ンジスタからなる６個のスイッチング素子１１ａ〜１１
ｆを備えて構成され、各相コイル３ａ，３ｂ，３ｃに、
図４に示すように、電気角で１２０°づつずれた通電パ
ターンによる電圧Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗを印加する構成とな
っている。この場合、洗濯機モータ３に対する印加電圧
（実効電圧）は、最大電圧Ｅに対するＰＷＭ制御によっ
て決定されるもので、そのデューティー比に比例する。
この洗濯機モータ３に対する通電タイミング及びＰＷＭ
制御は、前記駆動回路１１と共にモータ駆動制御回路８
を構成する制御回路１２によりなされるようになってい
る。

【００１４】この制御回路１２は、前記制御装置６から
の電圧値指令に基づいてＰＷＭ制御のデューティー比を
指定すると共に、前記洗濯機モータ３の回転位置を検出
する例えばホールＩＣからなる位置検出素子１３（具体
的には図３に示すように１３ａ〜１３ｃからなる３個の
素子）からの検出信号に基づいて通電タイミングを指定
するようになっている。

【００１５】これにて、モータ駆動制御回路８は、洗濯
機モータ３に対する印加電圧を電圧値指令に応じて変更
することが可能とされている。また、前記制御装置６
は、制御回路１２に対し、洗濯機モータ３の運転・停止
信号、及び正転・反転信号も出力するようになってい
る。さらに、前記位置検出素子１３からの検出信号は前
記制御装置６にも入力されるようになっており、該位置
検出素子１３は制御装置６と共に洗濯機モータ３の回転
数を検出する回転数検出手段を構成するようになってい
る。

【００１６】尚、上述のようなスイッチング素子１１ａ
〜１１ｆからなる駆動回路１１にあっては、洗濯機モー
タ３の正逆転の切替わり時に、トランジスタのオフの遅
延に起因していわゆるオールオンが起こり、短絡電流が
流れて素子破壊が発生したり、また、大電流が流れる虞
がある。本実施例では、これに対処するため、後述する
ように、反転時などにおいて洗濯機モータ３が所定の回
転数になるまで、洗濯機モータ３に通電を禁止する制御
を行うようになっている。

【００１７】さて、制御装置６は、上述のように予め記
憶されているプログラムに従って各機構を制御して洗濯
運転を自動的に実行させるものであるが、そのソフトウ
エア構成によって、上述の回転数検出手段を構成すると
共に、本発明にいう回転数指令手段、電圧指令手段、及
び電圧値指令変更手段として機能するようになってい
る。

【００１８】ここで、回転数指令手段は、洗濯機モータ
３に対する目標回転数についての指令を出力するように
なっている。ここで、目標回転数は、前記選択スイッチ
により選択された洗濯のコースによって異なり、制御装
置６のメモリには、各コースにおいての目標回転数が予
め設定されて記憶されている。そして、洗濯行程におい
て、洗濯機モータ３は正逆回転されるが、その各立上が
り時においては、図５に示すように、回転数をＮ１から
Ｎ２，Ｎ３と順次高くして目標回転数（Ｎ４）に至るよ
うにしている。

【００１９】そして、電圧指令手段は、前記回転数指令
手段の出力した目標回転数と前記回転数検出手段の検出
したそのときの実際の回転数とに基づいて、洗濯機モー
タ３に印加する電圧値を決定し、前記モータ駆動制御回
路８の制御回路１２に出力するようになっている。

【００２０】このとき、詳しくは後述するように、電圧
値指令変更手段は、前記回転数検出手段が検出した洗濯
機モータ３の回転数と回転数指令手段による目標回転数
とを比較しそれらの差に応じて前記電圧指令手段の電圧
値指令を変更するようになっている。この場合、検出回
転数と目標回転数との差が大きいとき例えば１０r.p.m
以上のときには、その差が１０r.p.m に満たないときよ
りも洗濯機モータ３への印加電圧がより大きく増加ある
いは減少されるように構成されている。

【００２１】次に、上記構成の作用について、図１及び
図６も参照して述べる。洗濯運転が開始されると、制御
装置６は上述のように所定のプログラムに従ってモータ
駆動制御回路８を介して洗濯機モータ３の正逆回転を繰
返させ、これにて撹拌体が正逆回転されて洗濯運転が実
行される。

【００２２】この洗濯運転は、例えば「標準」のコース
の場合、洗濯機モータ３を、１．３秒正回転、０．７秒
休止、１．３秒逆回転、０．７秒休止というサイクルで
駆動することにより行われるものであるが、制御装置６
は、モータ駆動制御回路８に駆動・停止の動作指令及び
正回転・逆回転の指令を与えると共に、電圧指令手段に
より決定された電圧値指令が与えられる。また、この洗
濯機モータ３の正転・逆転の各立上がり時においては、
図５に示すように、回転数をＮ１からＮ２，Ｎ３と順次
高くして目標回転数（Ｎ４）に至るようになっている。

【００２３】そして、このとき、図６のフローチャート
に示すように、洗濯機モータ３の動作スタート時（ａ）
及び反転時（ｂ）には、夫々回転数検出手段が検出した
洗濯機モータ３の回転数が例えば２００r.p.m （撹拌体
の回転数で２０r.p.m ）以下とならなければ、次の通電
を行わないようになっている。即ち、洗濯機モータ３の
動作スタート時には、図６（ａ）に示すように、回転数
検出手段が検出した洗濯機モータ３の回転数が２００r.
p.m 以下であることを条件（ステップＳ１）に動作が開
始（ステップＳ２）される。

【００２４】また、洗濯機モータ３の反転時には、図６
（ｂ）に示すように、正逆転の間における０．７秒間の
休止時間が経過しても（ステップＳ３）、洗濯機モータ
３の回転数が２００r.p.m を上回っているとき（ステッ
プＳ４でＮｏ）には洗濯機モータ３へは通電されず、洗
濯機モータ３の回転数が２００r.p.m 以下となった（ス
テップＳ４でＹｅｓ）後洗濯機モータ３への通電（ステ
ップＳ５）が行われる。これにて、駆動回路１１のスイ
ッチング素子１１ａ〜１１ｆの短絡を防止でき、また、
起動のための電流も小さく抑えることができるのであ
る。

【００２５】さて、本実施例では、制御装置６は、図１
のフローチャートに示すように、電圧値指令を出力する
ようになっている。即ち、洗濯機モータ３を運転すると
きには（ステップＳ１１でＹｅｓ）、まず、前記回転数
指令手段による目標回転数に基づいて電圧指令手段によ
り電圧値指令がモータ駆動制御回路８に与えられ（ステ
ップＳ１２）、洗濯機モータ３が駆動される。そして、
回転数検出手段により洗濯機モータ３の回転数が検出さ
れ（ステップＳ１３）、次のステップＳ１４にて、その
検出回転数と前記目標回転数とが比較される。ここで、
検出回転数と目標回転数との差がないときには（Ｎ
ｏ）、洗濯機モータ３が目標回転数にて回転駆動されて
いるものであるから、そのままの電圧値指令が保たれ
る。

【００２６】そして、検出回転数と目標回転数とに差が
あるときには（ステップＳ１４にてＹｅｓ）、次にその
回転数差の大小が判断され（ステップＳ１５）、その差
が小さいときこの場合１０r.p.m に満たないときには
（Ｎｏ）、ステップＳ１６にて、電圧値指令の出力を例
えば１bit だけ増減させる。ここで、検出回転数が目標
回転数よりも小さいときには洗濯機モータ３への印加電
圧を増加させ、大きいときには減少させるようにするこ
とは言うまでもない。

【００２７】一方、検出回転数と目標回転数との差が大
きいときこの場合１０r.p.m 以上のときには（ステップ
Ｓ１５にてＹｅｓ）、ステップＳ１７にて、電圧値指令
の出力をより大きく例えば５bit 増減させる。そして、
このような電圧値指令の変更を行った後、再び洗濯機モ
ータ３の回転数を検出し、この検出回転数と前記目標回
転数とを比較することが繰返されて、洗濯機モータ３の
回転数制御が行われるのである。尚、以上のような制御
は、洗濯機モータ３の正転時及び逆転時において夫々同
様に行われるようになっている。

【００２８】これにより、検出回転数と目標回転数との
差が大きいときには、その差が小さいときよりも洗濯機
モータ３への印加電圧がより大きく増加あるいは減少さ
れ、もって短時間にて洗濯機モータ３を目標回転数に至
らせることができるようになるのである。

【００２９】このように本実施例によれば、洗濯機モー
タ３を目標回転数にて駆動させることができるものであ
って、従来のフィードバック制御のように印加電圧を一
定値だけ増減させるものと異なり、回転槽内の洗濯物の
位置などにより急激に洗濯機モータ３の回転数が変化す
ることがあっても、迅速に追従することができ、短時間
で洗濯機モータを目標回転数に至らせることができると
いう優れた効果を奏するものである。

【００３０】尚、上記実施例では、回転数差に応じて２
段階（１０r.p.m 以上及び未満）にて電圧値指令を変更
するようにしたが、３段階以上にて変更するように構成
しても良いなど、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適
宜変更して実施することができるものである。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の洗濯機によれば、洗濯機モータを目標の回転数で駆動
するようにしたものであって、回転数検出手段が検出し
た洗濯機モータの回転数と回転数指令手段による目標回
転数とを比較しそれらの差の大小に応じて電圧指令手段
の電圧値指令をその差が大きいほどより大きく増減させ
るように変更する電圧値指令変更手段を設けたので、目
標回転数に至る制御を迅速に行うことができるという優
れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、電圧値指令変
更のフローチャート

【図２】全体の電気的構成を示すブロック図

【図３】要部の電気的構成を示す図

【図４】モータ駆動制御回路の出力波形を示す図

【図５】洗濯機モータの回転数変化を示す図

【図６】起動時（ａ）及び正逆回転時（ｂ）における洗
濯機モータへの通断電制御を夫々示すフローチャート

【符号の説明】

図面中、３は洗濯機モータ、４は各種スイッチ、６は制
御装置（回転数検出手段、回転数指令手段、電圧指令手
段、電圧値指令変更手段）、８はモータ駆動制御回路
（モータ駆動制御手段）、１１は駆動回路、１２は制御
回路、１３は位置検出素子を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 嘉幸 名古屋市西区葭原町４丁目21番地 東芝 オーディオ・ビデオエンジニアリング株 式会社 名古屋事業所内 (56)参考文献 特開 平１−97497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−277998（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−158998（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−29686（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06F 33/00 - 33/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗濯機モータと、この洗濯機モータに対
   する印加電圧を電圧値指令に応じて変更することが可能
   なモータ駆動制御手段と、前記洗濯機モータの回転数を
   検出する回転数検出手段と、前記洗濯機モータに対する
   目標回転数についての指令を出力する回転数指令手段
   と、この回転数指令手段による目標回転数に基づいて前
   記洗濯機モータに印加する電圧値を前記モータ駆動制御
   手段に与える電圧指令手段と、前記回転数検出手段が検
   出した洗濯機モータの回転数と回転数指令手段による目
   標回転数とを比較しそれらの差の大小に応じて前記電圧
   指令手段の電圧値指令を前記差が大きいほどより大きく
   増減させるように変更する電圧値指令変更手段とを具備
   してなる洗濯機。