JP3071623B2

JP3071623B2 - 洗濯機の脱水運転制御装置

Info

Publication number: JP3071623B2
Application number: JP5284848A
Authority: JP
Inventors: 義治赤阪
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 2000-07-31
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: JPH07136378A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脱水機能を備えた洗濯
機における脱水運転制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来洗濯機の脱水運転制御装置は、脱水
槽を回転させるモ−タやプ−リに、磁石と検知コイル等
を組み合わせた脱水槽の回転検知装置を設け、この回転
検知装置の検知結果により脱水槽の回転数を制御するも
のがあった。しかしながら、このようなものであれば回
転検知装置を別途設ける必要があり、部品点数を増加す
るばかりでなく、取付の手間がかかるという不都合を生
じていた。そして、このような不都合をなくすために、
特開平１−２３６０９２号公報に示されたものや、さら
に正確な脱水槽の回転制御を行う特願平５−１４４１５
５号、特願平５−１４４７５３号がある。

【０００３】特願平５−１４４１５５号では、脱水槽を
回転駆動するコンデンサモータと、このコンデンサモー
タのコンデンサに発生するコンデンサ電圧を検知するコ
ンデンサ電圧検知手段と、電源電圧を検知する電源電圧
検知手段と、運転制御手段とを具備しており、前記運転
制御手段の指令に基づき、電源電圧検知手段により検知
された脱水運転直前の電源電圧値に基づき所定の演算式
を用いて間引き運転開始設定値を算出するとともに、前
記コンデンサ電圧検知手段により検知された脱水運転起
動後のコンデンサ電圧が該間引き運転開始設定値になっ
た時点で、前記コンデンサモータの入力電源交流波形を
間引きするようにしている。

【０００４】即ち、コンデンサ電圧検知手段に検知され
たコンデンサモータのコンデンサに発生するコンデンサ
電圧が間引き運転開始設定値になれば、モータへの入力
電源の交流波形を間引きする。このように電源の波形成
分を一部間引いて運転することにより、モータのトルク
が小さくなるため、モータを停止させることなく、脱水
槽回転数の上昇を効果的に抑制することが可能になる。

【０００５】また、間引き運転開始時点では、コンデン
サ電圧が間引き運転開始設定値を超過しており、その
後、間引き運転中に脱水槽回転数が降下した場合は、間
引き運転終了設定値になった時点で間引き運転が自動的
に中止され、通常運転に復帰するようにし、逆に間引き
運転中にも拘らず、なおも脱水槽回転数が上昇する場合
は、上限設定値までコンデンサ電圧が上昇した時点で、
モータへの通電が一定時間停止されるようにしている。
このようにして脱水槽の回転数を設定回転数に保持する
ようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
例では、脱水運転中に電源電圧が変動した場合、電圧設
定値も変化し、従ってそれに対するコンデンサモ−タの
回転数も変化してしまうという問題があった。また、洗
濯物がアンバランスになり、脱水時の振動が大きくなっ
た時には、コンデンサ電圧の波形が乱れるため制御が不
安定になる問題があった。

【０００７】また、コンデンサモ−タへの通電を制御す
るトライアックが故障短絡した場合は、コンデンサモ−
タへ連続通電となり脱水槽の回転が上昇しすぎたり、電
源電圧及びコンデンサ電圧検知回路が故障した場合は、
正しい制御ができない等の問題があった。

【０００８】本発明は、かかる点に鑑み、脱水運転中に
電源電圧が変動したり、コンデンサ電圧の波形が乱れて
も安定した脱水槽の回転制御ができ、さらにコンデンサ
モ−タへの通電を制御するトライアックが故障短絡して
も連続通電とならず、電源電圧及びコンデンサ電圧検知
回路が故障しても、正しい制御ができる洗濯機の脱水運
転制御装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、コンデンサモータの入力電源交流波形を
間引きして、脱水槽の回転を制御する洗濯機の脱水運転
制御装置において、電源電圧の検知は脱水運転中も常に
行い、最新の電源電圧に基づいて設定値Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_C
を更新して間引き運転制御を行うようにしている。

【００１０】

【作用】上記構成によると、コンデンサモータの入力電
源交流波形を間引きして、脱水槽の回転を制御する洗濯
機の脱水運転制御において、電源電圧の検知は脱水運転
中も常に行い、最新の電源電圧に基づいて設定値Ｖ_A、
Ｖ_B、Ｖ_C を更新して間引き運転制御を行うので、電源
電圧が変化しても精度良く制御を行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を一槽式全自動洗濯機の脱水運
転制御装置に適用した実施例について、図面に基づいて
説明する。図１は本実施例に係る全自動洗濯機の機械的
構成の概略を示している。この図に示された洗濯機で
は、洗濯機本体の外殻を構成する外槽１内に水槽２を配
設し、さらに該水槽２内に洗濯兼脱水槽３を配設してい
る。水槽２は外槽１の上方四隅部から垂設された防振機
構４を介して外槽１に支持されており、その上端開口部
には給水弁５を備えた給水管６の出口が臨み、また、底
部から排水弁７を備えた排水管８が引き出されている。

【００１２】また、洗濯兼脱水槽３は水槽２より更に下
方に設けられた駆動力伝達機構９の動力伝達端に底部を
支持されており、その内底部には洗濯物を撹拌するため
のパルセータ１０が臨んでいる。駆動力伝達機構９は洗
濯時にはコンデンサモータ１１の回転駆動力をパルセー
タ１０に伝達し、脱水時には該モータ１１の駆動力を洗
濯兼脱水槽３に切換えて伝達するもので、ベルト−プー
リ動力伝達機構、クラッチ機構等を適宜に組み合わせて
構成されている。

【００１３】また、外槽１の上端開口部近傍には上面板
１２が設けられており、該上面板１２に、制御回路１３
や、前記モータ１１の起動トルクを生成するコンデンサ
１４等が内装されている。

【００１４】図２は制御系の構成を示している。図２に
示すように、前記制御回路１３は、外槽開口部を開閉す
る図外の蓋体を閉鎖することによりＯＮする蓋体開閉検
出スイッチ１５、洗濯物が洗濯兼脱水槽３内で重量偏位
した状態で投入されていることを検出するアンバランス
検出スイッチ１６、水槽２内の水位を検出する水位セン
サ１７からの情報に基づいて、前記給水弁５、排水モー
タ１８、コンデンサ１４、コンデンサモータ１１等の動
作を制御するものである。１９は電源を取るための差込
プラグである。

【００１５】図３は前記制御回路１３を中心とする電気
的構成を概略的に示している。この図に示すように、制
御回路１３はマイクロコンピュータ２０を中心として、
商用交流電源２１の電源電圧を検出する電源電圧検知回
路２２、コンデンサ電圧検知回路２３、モータ１１への
入力電源の交流波形の部分的な間引きを行う波形間引き
回路２４、洗濯兼脱水槽３内の洗濯物の量を検出する洗
濯物量検知回路２５等を備えている。

【００１６】また、波形間引き回路２４は商用電源２１
の交流波形のゼロクロスを検知するゼロクロス検知回路
２６、コンデンサモータ１１への通電を制御するトライ
アック２７、及びマイクロコンピュータ２０の指令に基
づいてトライアック２７をＯＮ、ＯＦＦするゲート駆動
回路２８を具備している。

【００１７】次に、上記構成の洗濯機における脱水運転
時における動作制御について説明する。脱水運転が行わ
れるときは、駆動力伝達機構９の出力端が洗濯兼脱水槽
３に切換えられ、これによってモータ１１の回転駆動力
が洗濯兼脱水槽３に伝達される状態となる。この状態か
ら、モータ１１が通電されることにより、洗濯兼脱水槽
３が回転駆動されて、脱水運転が行われる。

【００１８】但し、脱水運転初期においては、洗濯物が
水を多量に含んでいるため、即座にモータ１１へ連続通
電して行う通常の高速脱水を行うと、水切り音や振動が
大きくなるという不都合が生じる。このため、運転初期
には所定時間、モータ１１へ断続的に通電することによ
り低速脱水運転を行う。この低速脱水運転制御は制御回
路１３の指令に従って行われる。

【００１９】本実施例では、制御回路１３のマイクロコ
ンピュータ２０において、電源電圧検知回路２２により
検知された脱水運転直前の電源電圧値に基づき、コンデ
ンサ電圧と脱水槽の回転数の相関関係から間引き運転開
始設定値Ｖ_Aを算出するとともに、コンデンサ電圧検知
回路２３により検知された脱水運転起動後のコンデンサ
電圧Ｃが間引き運転開始設定値Ｖ_Aになった時点で、モ
ータ１１の入力電源交流波形を間引きするようにしてい
る。

【００２０】図４は電源電圧の交流波形を示し、図５は
その交流波形を1/2 間引きした波形を示している。ここ
で、モ−タ１１への入力電源の交流波形の間引き運転に
ついて説明すると、コンデンサ電圧検知回路２３により
コンデンサ電圧が脱水運転直前の電源電圧から演算式に
より算出される間引き運転開始設定値Ｖ_A になったこと
を検出した時点で、モータ１１への入力電源の交流波形
の間引きを行う。

【００２１】例えばモ−タ１１への入力電源の交流波形
を1/2 間引きする場合、ゼロクロス検知回路２６により
交流波形のゼロクロスを検知したとき、ゲート駆動回路
２８によりトライアック２７をＯＮして、モータ１１へ
の通電を行う。次に、再びゼロクロス検知回路２６によ
り交流波形のゼロクロスを検知すると、トライアック２
７をＯＦＦし、モータ１１への通電を止める。このよう
にして、ゼロクロス検知の２回に１回の割合でトライア
ック２７をＯＦＦすることにより、交流波形を1/2 間引
きすることができる。

【００２２】図６は通常運転と間引き運転におけるコン
デンサ電圧と洗濯兼脱水槽３の回転数との関係を示して
いる。なお、上記と同様に1/3間引きや、1/4間引きを行
う場合にも、それぞれゼロクロス検知の３回に１回、あ
るいは４回に１回の割合でトライアック２７をＯＦＦす
ることによりモ−タ１１への入力電源の交流波形を所望
分だけ、間引きすることができる。

【００２３】図７は間引き運転時における制御回路１３
の制御シーケンスを示している。ステップ＃１０で、モ
ータ１１の通電を連続してＯＮにすることにより、通常
の高速脱水運転に移行した後、ステップ＃２０でコンデ
ンサ電圧検知回路２３によって常時コンデンサ電圧Ｃを
検出し、ステップ＃３０でコンデンサ電圧検知回路２３
により検出されたコンデンサ電圧Ｃが間引き運転開始設
定値Ｖ_A を越えたと判断されると、ステップ＃４０で波
形間引き回路２４により、モータ１１への入力電源の交
流波形の部分的な間引きが開始される。

【００２４】なお、前述の低速脱水運転中に、コンデン
サ電圧検知回路２３が間引き運転開始設定値Ｖ_A を検出
したときは、所定時間を経過していなくても、モータ１
１への断続通電を停止し、交流波形の間引き運転を行
う。このような間引き運転を行うと、モータ１１のトル
クが低下し、これに連れて洗濯兼脱水槽３の回転数も低
下していく。但し、この回転数の低下はモータ通電ＯＦ
Ｆしたときのような急激な低下でなく、緩やかな下がり
方となる。

【００２５】間引き運転中のコンデンサ電圧Ｃとモータ
１１の回転数、洗濯兼脱水槽３の回転数も相関関係が存
在している。この相関関係を用いて直前の電源電圧から
間引き運転終了設定値Ｖ_Bが算出される。そこで、ステ
ップ＃５０で間引き運転中にコンデンサ電圧Ｃを読み込
んだ上で、ステップ＃６０でコンデンサ電圧Ｃが前記間
引き運転終了設定値Ｖ_Bよりも低くなったときは、ステ
ップ＃７０で間引き運転を終了し、通常運転に戻る。

【００２６】また、ステップ＃６０でコンデンサ電圧Ｃ
が商用電源２１の変動等によって、洗濯兼脱水槽３の回
転数が間引き運転中にもかかわらず上昇し続ける場合が
ある。このような場合に対応するために、本実施例で
は、間引き運転時におけるコンデンサ電圧Ｃがその直前
の電源電圧から上記相関関係を用いて算出された上限設
定値Ｖ_Cを設定している。

【００２７】従って、ステップ＃８０で、回転数が上昇
してコンデンサ電圧Ｃが上限設定値Ｖ_C を越えると、ス
テップ＃９０において、モータ１１への通電を一定時間
だけＯＦＦすることにより、洗濯兼脱水槽３の回転数を
下げる。そして、ステップ＃１００で一定時間その状態
で待機した後、再びモータ１１への通電をＯＮして回転
数を上げ、設定値Ｖ_A を検知するようになる。このよう
なプロセスを繰り返し実行することにより、洗濯兼脱水
槽３の回転数をほぼ一定に保つことができる。

【００２８】本実施例は、上記の制御手段で脱水槽の回
転を制御するのであるが、さらに、電源電圧が変動した
場合やコンデンサ電圧に乱れが生じた場合、また、トラ
イアックや電源電圧検知回路、コンデンサ電圧検知回路
が故障した場合の動作を以下に説明する。

【００２９】図８に９０Ｖ、１００Ｖ、１１０Ｖの回転
数とコンデンサ電圧の関係を示す。電源電圧が１００Ｖ
で間引き運転開始設定値Ｖ_A を８００ｒｐｍの時の値と
する。ここで電源電圧が１００Ｖから９０Ｖに降下する
と、９０ＶでのこのＶ_A の回転数は、約８４０ｒｐｍと
上昇し、１００Ｖから１１０Ｖに上昇すると、１１０Ｖ
でのこのＶ_A の値は、約７５０ｒｐｍと降下する。

【００３０】このように脱水運転中に電源電圧が変化す
ると、設定値Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_C がそのままだと回転数が変
化し、所望の脱水回転が得られない。一般家庭では、エ
アコンや衣類乾燥機など大電力の機器が動作や停止する
と、電源電圧が変化する。従って本実施例では、電源電
圧の検知を脱水運転直前だけでなく、常に検知を行い、
電源電圧が変化すれば、設定値Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_C をその値
に基づいて更新するようにしている。図３のマイクロコ
ンピュ−タ２０は、電源電圧検知回路２２の出力を常に
監視し、変化があれば、その変化に応じてＶ_A、Ｖ_B、Ｖ
_C を演算し設定し直す。このようにして、本実施例では
一定の回転数が得られる。即ち、電源電圧が１００Ｖか
ら１１０Ｖに上昇すると、設定値Ｖ_A 、Ｖ_B、Ｖ_Cも上昇
し、逆に電源電圧が１００Ｖから９０Ｖに降下すると、
設定値Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_C も降下するので、モ−タの回転数
を一定に保つことができるのである。

【００３１】また、洗濯物が少し片寄りややアンバラン
スな状態で脱水を行うと、間引き運転開始設定値Ｖ_A で
間引き運転を開始した直後のコンデンサ電圧の波形は通
常より乱れる。図９に示すように間引き運転開始直後の
第１波イのコンデンサ電圧の波形は、それ以後のもの
ロ、ハ、ニよりｗだけ高く、このコンデンサ電圧を検知
すると、間引き開始後すぐに上限設定値Ｖ_C を検知し
て、モ−タが一定時間停止してしまう。

【００３２】そこで電源電圧及びコンデンサ電圧は複数
の波形の検知した値の平均値とすると、このような波形
の乱れたものでも平均化されるため間引き開始後すぐに
モ−タが一定時間停止することもなく安定した制御が得
られる。

【００３３】また、回路内のトライアック２７が故障短
絡した場合は、脱水中モ−タが連続運転されるため、回
転数が上昇し過ぎて危険になる。この場合、脱水を開始
しコンデンサ電圧が上昇し、間引き運転開始設定値Ｖ_A
になってもモ−タへは、トライアックが短絡しているた
め、連続運転されているので上限設定値Ｖ_C を検知しモ
−タは一定時間停止するはずである。

【００３４】モ−タが停止していると、コンデンサ電圧
は電源電圧とほぼ等しい値になるが、連続通電されてい
るため、電源電圧より大きな値となる。従って、モ−タ
が停止している間もコンデンサ電圧を検知していればト
ライアックが故障短絡していることは検知できる。よっ
て、すぐに運転を停止し使用者に異常を知らせることが
できる。

【００３５】また、回路内の電源電圧検知回路２２及び
コンデンサ電圧検知回路２３が故障すると、検知された
電圧が正しい値でないため適正な制御ができない。これ
には、電源電圧及びコンデンサ電圧の値を商用電源の変
動範囲内で設定しておき、それを外れれば検知回路の故
障と判断できる。故障と判断した場合には、運転を停止
するか、脱水以外の洗濯などの制御は通常にできるた
め、断続運転を行い、使用者に異常を知らせる。

【００３６】以上のように電源電圧及びコンデンサ電圧
を常に検知し、間引き運転することにより、電源電圧の
変動やコンデンサ電圧の乱れ等が生じても、精度良く脱
水槽の一定回転数を保持できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ンデンサモータの入力電源交流波形を間引きして、脱水
槽の回転を制御する洗濯機の脱水運転制御装置におい
て、電源電圧の検知は脱水運転中も常に行い、最新の電
源電圧に基づいて設定値Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_C を更新して間引
き運転制御を行うので、脱水運転中に電源電圧が変動し
ても、精度良く脱水槽の回転制御が行える。

【００３８】また、請求項２では、電源電圧及びコンデ
ンサ電圧は、複数回の検知の平均値とするので、コンデ
ンサ電圧の波形が乱れても安定した脱水槽の回転制御が
できる。

【００３９】また、請求項３では、間引き運転中にコン
デンサ電圧が上限設定値Ｖ_Cになり、コンデンサモ−タ
への通電を一定時間停止させている間にコンデンサ電圧
が電源電圧より大きな値となった場合は、運転を停止す
るので、コンデンサモ−タへの通電を制御するトライア
ックが故障短絡しても連続通電とならない。

【００４０】また、請求項４では、電源電圧及びコンデ
ンサ電圧の検知された値が、あらかじめ設定された範囲
外の時は、運転を停止するか又はコンデンサモ−タを断
続運転するので、電源電圧及びコンデンサ電圧検知回路
が故障しても、正しい制御ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における機械的構成を示す概
略縦断正面図。

【図２】その制御系の構成を示すブロック図。

【図３】その電気的構成を概略的に示す回路図。

【図４】電源電圧を示す波形図。

【図５】 1/2 間引き時におけるコンデンサモータへの
入力電源電圧を示す波形図。

【図６】コンデンサ電圧と脱水槽回転数との関係を示
す特性線図。

【図７】間引き運転時における制御回路の制御シーケ
ンスを示すフローチャート。

【図８】電源電圧が変化した場合のコンデンサ電圧と
脱水槽回転数との関係を示す特性線図。

【図９】間引き運転時直後のコンデンサ電圧の波形を
示す図。

【符号の説明】

１外槽２水槽３洗濯兼脱水槽４防振機構５給水弁６給水管７排水弁８排水管９駆動力伝達機構１０パルセータ１１コンデンサモータ１２上面板１３制御回路１４コンデンサ１５蓋体開閉検出スイッチ１６アンバランス検出スイッチ１７水位センサ１８排水モ−タ１９差込みプラグ２０マイクロコンピュ−タ２１商用交流電源２２電源電圧検知回路２３コンデンサ電圧検知回路２４波形間引き回路２５洗濯物量検知回路２６ゼロクロス検知回路２７トライアック２８ゲ−ト駆動回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】脱水槽を回転駆動するコンデンサモータ
と、前記コンデンサモータのコンデンサに発生するコンデン
サ電圧を検知するコンデンサ電圧検知手段と、電源電圧を検知する電源電圧検知手段と、前記電源電圧検知手段により検知された脱水運転直前の
電源電圧値に基づき、コンデンサ電圧と脱水槽の回転数
の相関関係から間引き運転開始設定値Ｖ_Aを算出すると
ともに、前記コンデンサ電圧検知手段により検知された
脱水運転起動後のコンデンサ電圧が、該間引き運転開始
設定値Ｖ_Aになった時点で、前記コンデンサモータの入
力電源交流波形を間引き運転する制御手段と、間引き運転時においてコンデンサ電圧が、その直前の電
源電圧から上記相関関係を用いて導き出される間引き運
転終了設定値Ｖ_Bになった時点で、間引き運転を中止し
連続運転を行う制御手段と、コンデンサ電圧が、その直前の電源電圧から上記相関関
係を用いて導き出される上限設定値Ｖ_Cになった時点
で、コンデンサモータへの通電を一定時間だけ停止させ
る制御手段とを有する洗濯機の脱水運転制御装置におい
て、電源電圧の検知は脱水運転中も常に行い、最新の電源電
圧に基づいて設定値Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_Cを更新して間引き運
転制御を行うことを特徴とする洗濯機の脱水運転制御装
置。
【請求項２】電源電圧及びコンデンサ電圧は、複数回
の検知の平均値とする請求項１に記載の洗濯機の脱水運
転制御装置。
【請求項３】間引き運転中にコンデンサ電圧が上限設
定値Ｖ_Cになり、コンデンサモータへの通電を一定時間
停止させている間にコンデンサ電圧が電源電圧より大き
な値となった場合は、運転を停止する請求項１に記載の
洗濯機の脱水運転制御装置。
【請求項４】電源電圧及びコンデンサ電圧の検知され
た値が、あらかじめ設定された範囲外のときは、運転を
停止するか又はコンデンサモータを断続運転する請求項
１記載の洗濯機の脱水運転制御装置。