JP3756008B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は回転ドラムを有するドラム式洗濯機に関し、特に洗濯物の量を検出することのできるドラム式洗濯機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のドラム式洗濯機は図16、図17に示すように構成されている。図16は側面断面図であり、図17は正面図である。ドラム式洗濯機1には水槽2が懸架部材13で吊り下げられ、前面を開閉扉9によって密閉可能になっている。水槽2内には回転ドラム3が支軸10により回転自在に保持されている。回転ドラム3の内面にはバッフル3aが突設され、洗濯物を引っ掛けて回転させるようになっている。
【0003】
支軸10にはプーリー6が取り付けられ、ベルト7によりモータ4の回転が伝達されるようになっている。水槽2の外面にはバランスウェイト8が設置され、回転ドラムの高速回転時の振動を防止するようになっている。また、水槽2内に水を供給する給水口11及び排水を行う排水口12が設けられている。
【0004】
このようなドラム式洗濯機1は、回転ドラム3内に洗濯物が入れられ、開閉扉9が閉じられると給水口11より給水されてモータ4の駆動により回転ドラム3が回転する。洗濯物は水槽2の下部で浸水し、バッフル3aに引っ掛かって上方に運ばれて落下する。この時の衝撃により洗浄力が向上し、良好に洗濯が行われるようになっている。
【0005】
回転ドラム3の回転数は、洗濯物の量に最適な回転数より大きすぎる場合は回転ドラム3の内面に洗濯物が張り付いて落下しなくなり、小さすぎる場合はバッフル3aに洗濯物が引っ掛かりにくくなる。その結果、洗浄力の低下が生じる。このため、モータ4の負荷トルクにより洗濯物の量を検知する布量検出手段が設けられ、最適な回転ドラム3の回転数に制御されるようになっている。
【0006】
この制御方法は、特開平7−39676号公報や特開平8−107990号公報に開示されている。特開平7−39676号公報に開示された方法は、回転ドラム3の中で洗濯物がバッフル3aに引っ掛かって持ち上げられる洗濯物の量が多い程モータ4の負荷トルクが大きくなり、落下する時は洗濯物の量に無関係に最も小さくなる。従って、負荷トルクの最大値と最小値との差により洗濯物の量を検出するものである。
【0007】
また、特開平8−107990号公報に開示された方法は、所定回転数時のモータ4の負荷トルク等と、その後モータの電力を遮断した慣性力による回転ドラムの回転数の変移とから、ベルト駆動される回転ドラム内の全質量による慣性モーメントを求め、予め記憶された慣性モーメントのデータと比較して洗濯物の量を検出するものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平7−39676号公報に開示された方法によると、洗濯物の種類によって吸水量が異なることから、洗濯物の量が多い場合でも負荷トルクが小さくなって正確に洗濯物の量の検出ができなくなる問題があった。更に、洗濯物の量が定格容量まで多くなると洗濯物は吸水して回転ドラム3内に広がり、隙間がなくなって移動量が小さくなる。
【0009】
このため、図18に示すように、モータ4の負荷トルクの最大値と最小値の差が定格容量付近で減少傾向にあり、正確に洗濯物の量の検出ができなくなる問題があった。尚、同図において、縦軸はモータ4の負荷トルクの最大値と最小値の差を示し、横軸は洗濯物の量を示している。
【0010】
また、特開平8−107990号公報に開示された方法によると、慣性モーメントの演算に対してベルトとプーリーとの摩擦係数等を考慮する必要があり、製造初期の摩擦係数等の値がそのまま使用される。このため、長期間の使用に対して部品のなじみ等により摩擦係数等が変化し、正確に洗濯物の量の検出ができなくなる問題があった。
【0011】
本発明は、正確に洗濯物の量を検出することのできるドラム式洗濯機を提供することを目的とする。
【0012】
【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は、回転可能に支持される回転ドラムと、前記回転ドラムに直結される直流ブラシレスモータと、前記直流ブラシレスモータを駆動する駆動信号を制御する電圧制御部と、前記駆動信号を前記直流ブラシレスモータの駆動電圧に変換するインバータ回路と、前記直流ブラシレスモータのロータの回転位置を検出する回転位置検出手段とを備え、デューティー比が一定で変調率が可変される前記駆動電圧により駆動される前記直流ブラシレスモータが第1の回転数から第2の回転数に到達するまでの時間によって洗濯物の量を検出する第1の布量検出手段を設けるとともに、前記回転位置検出手段の検知結果に基づいて前記駆動電圧を補正したことを特徴としている。
【0013】
この構成によると、電圧制御部から駆動信号がインバータ回路に送られ、インバータ回路からデューティー比が一定で変調率が可変される駆動電圧が直流ブラシレスモータに出力されて直流ブラシレスモータが駆動される。そして、第1の回転数から第2の回転数に到達するまでの時間により洗濯物の量が検出され、その量に応じた洗濯が行われる。
【0015】
また、電圧制御部から駆動信号がインバータ回路に送られ、インバータ回路からデューティー比が一定で変調率が可変される駆動電圧が直流ブラシレスモータに出力されて直流ブラシレスモータが駆動される。この時、ロータの回転位置に応じた駆動電圧が正確に得られるように回転位置検出手段によって駆動電圧が補正されている。そして、第1の回転数から第2の回転数に到達するまでの時間により洗濯物の量が検出され、その量に応じた洗濯が行われる。
【0016】
また本発明は、上記構成のドラム式洗濯機において、前記回転ドラムに取り付けられる環状の容器内に流体が封入された流体バランサを設け、第1の回転数を前記流体が安定して環状に分布する回転数以上にしたことを特徴としている。
【0017】
この構成によると、電圧制御部から駆動信号がインバータ回路に送られ、インバータ回路から駆動電圧が直流ブラシレスモータに出力されて直流ブラシレスモータが駆動される。そして、流体バランサ内の流体が環状に安定した後の第1の回転数に直流ブラシレスモータが到達すると、インバータ回路からデューティー比が一定で変調率が可変される駆動電圧が直流ブラシレスモータに出力されて直流ブラシレスモータが駆動される。そして、第1の回転数から第2の回転数に到達するまでの時間により洗濯物の量が検出され、その量に応じた洗濯が行われる。
【0020】
また本発明は、上記構成のドラム式洗濯機において、前記直流ブラシレスモータが起動から第1の回転数に到達するまでの駆動電圧のデューティー比及び変調率を可変したことを特徴としている。
【0021】
この構成によると、電圧制御部から駆動信号がインバータ回路に送られ、インバータ回路からデューティー比及び変調率を可変した駆動電圧が直流ブラシレスモータに出力されて直流ブラシレスモータが駆動される。そして、第1の回転数に直流ブラシレスモータが到達すると、インバータ回路からデューティー比が一定で変調率が可変される駆動電圧が直流ブラシレスモータに出力されて直流ブラシレスモータが駆動される。そして、第1の回転数から第2の回転数に到達するまでの時間により洗濯物の量が検出され、その量に応じた洗濯が行われる。
【0022】
また本発明は、上記構成のドラム式洗濯機において、前記直流ブラシレスモータに供給される電力を遮断し、慣性により回転する前記直流ブラシレスモータが第2の回転数から第1の回転数に減速するまでの時間によって洗濯物の量を検出する第2の布量検出手段を備えたことを特徴としている。
【0023】
この構成によると、電圧制御部から駆動信号がインバータ回路に送られ、インバータ回路からデューティー比が一定で変調率が可変される駆動電圧が直流ブラシレスモータに出力されて直流ブラシレスモータが駆動される。そして、第1の回転数から第2の回転数に到達するまでの時間から第1の布量検出手段により洗濯物の量が検出される。次に、直流ブラシレスモータの電力が遮断されて慣性により回転する回転ドラムが減速し、第2の回転数から第1の回転数に到達するまでの時間から第2の布量検出手段により洗濯物の量が検出される。そして、第1、第2の布量検出手段の一方または両方の検出結果から洗濯物の量が決定され、その量に応じた洗濯が行われる。
【0024】
また本発明は、上記構成のドラム式洗濯機において、前記直流ブラシレスモータの慣性回転により生じる起電力によって前記直流ブラシレスモータを制動する制動手段を設けたことを特徴としている。
【0025】
この構成によると、電圧制御部から駆動信号がインバータ回路に送られ、インバータ回路からデューティー比が一定で変調率が可変される駆動電圧が直流ブラシレスモータに出力されて直流ブラシレスモータが駆動される。そして、第1の回転数から第2の回転数に到達するまでの時間から第1の布量検出手段により洗濯物の量が検出される。次に、直流ブラシレスモータの電力が遮断されて慣性により回転する回転ドラムが制動手段により強制的に減速され、第2の回転数から第1の回転数に到達するまでの時間から第2の布量検出手段により洗濯物の量が検出される。そして、第1、第2の布量検出手段の一方または両方の検出結果から最終的に正確な洗濯物の量が決定され、その量に応じた洗濯が行われる。
【0026】
また本発明は、上記構成のドラム式洗濯機において、第1の布量検出手段の検出結果に応じて前記制動手段の制動率を可変したことを特徴としている。
【0027】
この構成によると、電圧制御部から駆動信号がインバータ回路に送られ、インバータ回路からデューティー比が一定で変調率が可変される駆動電圧が直流ブラシレスモータに出力されて直流ブラシレスモータが駆動される。そして、第1の回転数から第2の回転数に到達するまでの時間から第1の布量検出手段により洗濯物の量が検出される。次に、直流ブラシレスモータの電力が遮断されて慣性により回転する回転ドラムが制動手段により強制的に減速される。この時、第1の布量検出手段の検知結果から制動の度合いが可変され、第2の回転数から第1の回転数に到達するまでの時間から第2の布量検出手段により最終的に正確な洗濯物の量が検出される。そして、その量に応じた洗濯が行われる。
【0028】
また本発明は、上記構成のドラム式洗濯機において、前記回転位置検出手段の検出結果から所定時間間隔毎の前記直流ブラシレスモータの回転数を求め、検出された洗濯物の量を該回転数のばらつきに基づいて補正したことを特徴としている。
【0029】
この構成によると、回転位置検出手段から検出される各時間におけるロータの位置から直流ブラシレスモータの回転数が求められる。所定時間間隔における該回転数のばらつきから洗濯物の偏重による慣性モーメント増加を判断し、第1の布量検出手段または第2の布量検出手段により検出された洗濯物の量が補正される。
【0030】
また本発明は、回転可能に支持される回転ドラムと、前記回転ドラムに直結される直流ブラシレスモータと、前記直流ブラシレスモータを駆動する駆動信号を制御する電圧制御部と、前記駆動信号を前記直流ブラシレスモータの駆動電圧に変換するインバータ回路とを備え、前記直流ブラシレスモータに供給される電力を遮断し、慣性により回転する前記直流ブラシレスモータが第2の回転数から第1の回転数に減速するまでの時間によって洗濯物の量を検出する布量検出手段を設けるとともに、前記直流ブラシレスモータの慣性による回転から生じる起電力によって前記直流ブラシレスモータを制動する制動手段を設けたことを特徴としている。
【0032】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図を参照して説明する。説明の便宜上従来例の図16、図17と同一の部材については同一の符号を付している。図1、図2は一実施形態のドラム式洗濯機を示す側面断面図及び正面図である。ドラム式洗濯機1は水槽2が懸架部材13で吊り下げられ、前面を開閉扉9によって密閉可能になっている。
【0033】
水槽2内には回転ドラム3が3相20極の直流ブラシレスモータ55のモータ軸55dに直結され、回転自在に保持されている。回転ドラム3の内面にはバッフル3aが突設され、洗濯物を引っ掛けて回転させるようになっており、回転ドラム3の前面側には流体バランサ5が取り付けられている。また、水槽2内に水を供給する給水口11及び排水を行う排水口12が設けられている。
【0034】
流体バランサ5はリング状の容器内に比重の大きい塩水等の流体5aを封入している。図3(a)に示すように、回転ドラム3の回転停止中は流体5aが下方に溜まった状態になり、回転ドラム3が回転すると図3(b)に示すように、流体5aが遠心力により環状に分布するようになっている。回転ドラム3が回転すると洗濯物により重心が偏位するが、流体5aは慣性により該偏位方向と反対方向に偏量して重心移動を打ち消すように作用する。これにより、回転ドラム3の高速回転時の振動を防止できるようになっている。
【0035】
このようなドラム式洗濯機1は、回転ドラム3内に洗濯物が入れられ、開閉扉9が閉じられると給水口11より給水されて直流ブラシレスモータ55の駆動により回転ドラム3が回転する。洗濯物は水槽2の下部で浸水し、バッフル3aに引っ掛かって上方に運ばれて落下する。この時の衝撃により洗浄力が向上し、良好に洗濯されるようになっている。そして、洗濯工程が終了すると、回転ドラム3が回転しながら乾燥ヒータ(不図示)が駆動され、洗濯物の乾燥が行われるようになっている。
【0036】
図4はドラム式洗濯機の制御を行う制御部のブロック図である。主制御部21は、ドラム式洗濯機1の操作を行う操作部23、操作部23による入力表示やドラム式洗濯機1の運転状態を表示する表示部24、洗濯作業終了等の警報を報知するブザー25、開閉扉9の開閉状態を検知するドアスイッチ26、水槽2内の水位を検知する水位センサ27、洗濯物の乾燥状態を検知する乾燥センサ28、及び水槽2内の水温を検知する水温センサ29と信号を送受信する。
【0037】
副制御部22は、直流ブラシレスモータ55、吸水弁11、排水弁12及び乾燥ヒータ30の駆動制御を行うとともに、ホールセンサ59による直流ブラシレスモータ55のロータ55e(図1参照)の位置信号を受信する。そして、主制御部21は、直流ブラシレスモータ55の回転に必要な制御データの送信信号S1を同期用クロックとともに副制御部22に送信する。副制御部22は、制御データを読み取った後、該クロックに同期して返信信号S2を返信する。
【0038】
副制御部22を図5の回路図を参照して説明する。商用電源51はダイオードブリッジからなる整流回路52によって全波整流されて直流電圧に変換される。該直流電圧は平滑コンデンサ53a、53bで平滑化されて安定直流電源としてインバータ回路54に供給される。インバータ回路54は6個のスイッチング素子(トランジスタ54a〜54f)を3相全波ブリッジ構成にしている。
【0039】
平滑コンデンサ53aの正側と平滑コンデンサ53bの負側との間に、トランジスタ54a、54d、トランジスタ54b、54e、トランジスタ54c、54f、ダイオード56a、56d、ダイオード56b、56e、ダイオード56c、56fが夫々直列に接続されて3相交流に変換する。そして、上アーム用のトランジスタ54a、54b、54cと下アーム用のトランジスタ54d、54e、54fとの接続点から、夫々直流ブラシレスモータ55の励磁巻線55a、55b、55cのU相、V相、W相に接続されている。
【0040】
トランジスタ54a〜54fのベースにはドライブ回路57が接続されており、マイコン58(電圧制御部)からの駆動信号によりドライブ回路57を介してトランジスタ54a〜54fを駆動する。駆動信号は例えば図6(a)、(b)に示すPWMの信号がトランジスタ54a、54dに夫々送信される。そして、直流ブラシレスモータ55のU相に図6(c)に示す電圧が出力される。
【0041】
直流ブラシレスモータ55のV相及びW相には同様の駆動電圧が夫々120゜及び240゜位相が遅れるように出力される。その結果、励磁巻線55aには図6(d)に示す正弦波の電流が発生する。尚、図6において、縦軸は振幅を表し、横軸は時間を表している。これにより直流ブラシレスモータ55が回転することになる。
【0042】
駆動信号は図7に示すような三角波のキャリア信号を用いた比較器を用いて発生させている。同図において、縦軸は振幅を表し、横軸は時間を表している。周波数fの信号の時刻tにおける位相角θは、θ=2πftで表される。キャリア信号の周期をTc、キャリア周期Tc毎の直流ブラシレスモータ55の位相角の更新量をΔθ(ロータ55aの回転角)とすると、Δθ=2πfTcラジアンとなり、Δθだけ位相を進めた位置に対応する駆動信号をキャリア周期Tc毎に供給する必要がある。駆動信号の1周期(2πラジアン)を16ビット(65536)に分割すると、Δθラジアンは位相更新量α=2πfTc・(65536/2π)=65536fTcカウントになる。
【0043】
例えば、キャリア信号の周期が63.5μsecで、直流ブラシレスモータ55の回転数を60Hzとすると、位相更新量α=249カウントとなる。キャリア信号の周期Tcは、タイマ及びパルス幅p(図6(a)参照)の分解能で決められる。そして、キャリア信号の周期Tc毎に位相更新量αを加算した累計値Nを求めて、現在の位相を検知し、予め記憶された各位相に対応するデータを参照してキャリア信号の周期Tc毎のパルス幅pが得られる。V相及びW相についてはU相に対して夫々120゜、240゜遅れた位相角からデータを参照して対応するパルス幅pを得ることができる。
【0044】
直流ブラシレスモータ55が加速回転して回転数fが増加する際には、それに応じて位相更新量αを可変する必要がある。このため、ロータ55aの回転位置を検知するホールセンサ59(回転角検知手段)がU相、V相、W相に対応して120゜間隔で3箇所に設けられ、直流ブラシレスモータ55の所定期間の回転数を検知するためタイマが設けられている。
【0045】
3つのホールセンサ59からはU相、V相、W相夫々の位相角によって図8の(a)、(b)、(c)に示す位置信号Hu、Hv、Hwが検出される。横軸は位相角である。位置信号Hu、Hv、Hwの立ち上がり及び立ち下がり83a〜83fを検知することによって位相が60゜間隔の6つの区間D0〜D5を判別することができる。
【0046】
例えば位置信号Hwの立ち上がり83cを検知したときに、位置信号Hvの立ち下がり83bからの時間をタイマにより検出してタイマをリセットするとともに、累計値Nがその時の回転位置に対応する累計値Nに補正される。そして、記憶されたデータを参照して位相角が0゜に対応するパルス幅がW相に与えられる。U相、V相についてはW相に対して夫々120゜、240゜遅れた位相角からデータを参照して、対応するパルス幅を得ることができる。
【0047】
そして、立ち下がり83bから立ち上がり83cまでの時間から回転数fを得て位相更新量αを求める。そして、キャリア周期Tc毎に位相更新量αを累計値Nに加算して、累計値Nからキャリア周期Tc毎の回転位置を検知してその位置に応じた各パルス幅を得てロータを回転させるようになっている。
【0048】
このようにすることで、加速、減速の場合や、洗濯物のアンバランスによって流体バランサが振動を解消できずに回転速度が一定しない場合等においても位相角が60゜間隔で累計値Nを補正して、回転位置に対応する駆動信号を正確に得ることができるようになっている。尚、例えば位置信号Huの立ち上がり83aの時に、U相の駆動電圧の位相角を0゜より遅延または進行させた位置に設定してもよく、最適な位相角に設定することで直流ブラシレスモータ55に流れる電流を少なくして省電力化及び発熱量の抑制を図ることができる。
【0049】
また、起動時には累計値N及び位相更新量αが未定であるが、まず、ホールセンサ59により区間D0〜D5のいづれの状態かを検知する。例えば区間D1であれば、上記累計値Nを平均的にU相の位相角を90゜(60゜と120゜の間)に対応する値にし、位相更新量αに実験的に求めた値を代入して駆動信号を出力する。そして、位置信号Hwの立ち上がり83cを検知した時に、累計値Nを正確な値に補正することによって正常に起動可能となる。
【0050】
図9は洗濯物の量を検知する際の直流ブラシレスモータ55の回転制御方法を示す図である。縦軸は直流ブラシレスモータ55の回転数、横軸は時間を示している。直流ブラシレスモータ55は起動されると、第1の回転数N1まで駆動電圧(図6(c)参照)によりデューティー比及びパルス幅を回転位置によって可変して駆動される。
【0051】
第1の回転数N1は流体バランサ5の流体5aが環状に安定して配される安定回転数よりも大きくしており、洗濯物による偏重を解消した状態にしている。流体5aは回転ドラム3の回転数(直流ブラシレスモータ55の回転数に等しい)が3Hz(180rpm)でほぼ環状に安定して配されるので第1の回転数は3Hz以上であることが望ましい。
【0052】
更に時間t0だけ第1の回転数N1で回転ドラム3を回転させて流体バランサ5の流体5aを安定させ、その後、駆動電圧のデューティー比を固定し、パルス幅p(変調率)を可変して回転数を所定の第2の回転数まで上昇させる。流体バランサ5を使用しない際は第1の回転数N1を0Hzとして起動時から駆動電圧のデューティー比を固定してもよい。
【0053】
この時、駆動電圧のデューティー比を固定しているので、直流ブラシレスモータ55の出力が一定になる。このため、変調率を可変して回転数を上昇させると、回転ドラム3の慣性モーメントが大きいと緩やかに加速し、回転ドラム3の慣性モーメントが小さいと急峻に加速する。
【0054】
従って、回転ドラム3内の洗濯物の量が小容量、中容量、大容量で第2の回転数N2に到達するまでの履歴はE1、E2、E3に示すようになり、到達までの時間はA1、A2、A3になる。これにより、図10に示すように予め記憶された所定時間t1より到達時間Anが小さいと小容量、次に所定時間t2より到達時間Anが小さいと中容量、次に所定時間t3より到達時間Anが小さいと大容量と順に判別して洗濯物の量を検出することができる(第1の布量検出手段)。尚、所定時間t3を定格容量に対応する時間に設定しておき、到達時間Anが所定時間t3以上の場合に警報等を報知するようにしてもよい。
【0055】
次に、第2の回転数N2で直流ブラシレスモータ55を時間taだけ、一定回転させて安定させた後、直流ブラシレスモータ55を短絡制動により電気制動して減速させる。直流ブラシレスモータ55への電力供給を遮断すると、回転ドラム3は慣性により回転するが、励磁巻線55a、55b、55c間に図11に示すように起電力Wu、Wv、Wwが生じる。
【0056】
この時に下アーム用のトランジスタ54d〜54f(図5参照)をONすると、各励磁巻線55a、55b、55cが短絡され、励磁巻線55a、55b、55cの抵抗により電力が消費される。これにより直流ブラシレスモータ55の回転エネルギーが消費され、直流ブラシレスモータ55は制動されて図9のF1〜F3のように減速される。トランジスタ54d〜54fをOFFにすると直流ブラシレスモータ55は制動されないため、トランジスタ54d〜54fをONにする時間比率(以下「制動率」という。)を可変することによって、制動する能力が異なる。
【0057】
例えば、図12に示すように、上記第1の布量検出手段で検出された洗濯物の量から、小容量の場合は制動率を20%にしても早く減速する。中容量の場合は制動率を50%にし、大容量の場合は制動率を80%にして早く減速させるようにすることができる。尚、電気制動の方法は発電制動、直流制動等でもよい。
【0058】
制動率を容量により可変して制動すると、直流ブラシレスモータ55の第2の回転数N2から第1の回転数N1までの減速時間B1、B2、B3を小容量、中容量、大容量で略同一にすることができる。そして、図13に示すように予め記憶された所定時間t4より減速時間B1、B2、B3(図中、「Bi」で表す)が小さいと各容量の小段階、次に所定時間t5より減速時間B1、B2、B3が小さいと中段階、次に所定時間t6より減速時間B1、B2、B3が小さいと大段階と順に判別する。
【0059】
これにより、第1の布量検出手段で検出された洗濯物の各容量に対して更に細かく段階を設けることができ(第2の布量検出手段)、図14に示すように9段階に洗濯物の量を判別することが可能になる。尚、電気制動を行わず、自然に減速する時間により洗濯物の量を検出してもよい。また、一定の制動率で減速して第2の布量検出手段による検出結果のみにより洗濯物の量を決定してもよい。
【0060】
また、洗濯物のアンバランスによって流体バランサが振動を解消できずに回転速度が一定しない場合等において、回転ドラム3の慣性モーメントが大きくなって第1の回転数N1から第2の回転数N2への到達時間An及び、第2の回転数N2から第1の回転数N1への減速時間B1、B2、B3が正確に測定できない場合がある。
【0061】
このような場合に、前述のホールセンサ59によるロータ55aの回転位置の検出により、例えば前述の図8において、立ち上がり83aから立ち下がり83dまでの時間Tu1、立ち下がり83dから次の立ち上がり83a’までの時間Tu2、立ち上がり83a’から立ち下がり83d’までの時間Tu3を比較する。
【0062】
そして、図15に示すように、時間Tu1、Tu2、Tu3の最大値と最小値との差ΔTuを演算し、予め記憶された所定時間T1より差ΔTuが小さいと補正値を0、次に所定時間T2より差ΔTuが小さいと補正値を1、次に所定時間T3より差ΔTuが小さいと補正値を2と順に判別する。この補正値分を前述の図14の9個の各段階から段階を下げることで、洗濯物の偏重による誤差を補正し、より正確に洗濯物の量を検出可能になる。
【0063】
【発明の効果】
本発明によると、駆動電圧のデューティー比を固定し、パルス幅を可変して直流ブラシレスモータを第1の回転数から第2の回転数まで駆動することによって、慣性モーメントの差により簡単に洗濯物の量を検出することができる。しかも、直流ブラシレスモータを回転ドラムに直結しているので、長期間使用によるベルトとプーリーとの摩擦変化やベルトの張力変化等がなく、正確に慣性モーメントを把握して洗濯物の量を検出することができる。
【0064】
また、直流ブラシレスモータの加速、減速の場合や、洗濯物のアンバランスによって直流ブラシレスモータの回転速度が一定しない場合等においてロータの回転位置を補正し、該回転位置に対応する駆動信号を正確に得ることができる。
【0065】
また本発明によると、流体バランサによって洗濯物による偏重が解消された状態にした後、回転ドラムの慣性モーメントによって洗濯物の量を検出するので、正確な検出を行うことができる。
【0066】
また本発明によると、直流ブラシレスモータが起動から第1の回転数に到達するまでの時間を短縮することができ、洗濯物の量の検出を迅速に行うことができる。
【0067】
また本発明によると、直流ブラシレスモータへの電力供給を遮断して回転ドラムの慣性による回転が第2の回転数から第1の回転数に減速する時間によって、慣性モーメントの差により簡単に洗濯物の量を検出することができる。
【0068】
また本発明によると、直流ブラシレスモータが第2の回転数から第1の回転数に減速するまでの時間を短縮することができ、洗濯物の量の検出を迅速に行うことができる。
【0069】
また本発明によると、第1の布量検出手段で検出された洗濯物の各容量に対して更に細かく段階を設けることができより正確に洗濯物の量を検出することができる。
【0070】
また本発明によると、直流ブラシレスモータの回転数のばらつきから、洗濯物の偏重による慣性モーメント増加を判断して、第1の布量検出手段または第2の布量検出手段により検出された洗濯物の量の誤差が補正されるので、より正確に洗濯物の量を検出可能になる。
【0071】
また本発明によると、直流ブラシレスモータの駆動電力遮断して第2の回転数から第1の回転数まで減速することによって、慣性モーメントの差により簡単に洗濯物の量を検出することができる。しかも、直流ブラシレスモータを回転ドラムに直結しているので、長期間使用によるベルトとプーリーとの摩擦変化やベルトの張力変化等がなく、正確に慣性モーメントを把握して洗濯物の量を検出することができる。
【0072】
また、直流ブラシレスモータが第2の回転数から第1の回転数に減速するまでの時間を短縮することができ、洗濯物の量の検出を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の側面断面図である。
【図2】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の正面図である。
【図3】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の流体バランサの動作を説明する図である。
【図4】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機のブロック図である。
【図5】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の副制御部の回路図である。
【図6】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の直流ブラシレスモータの駆動における信号波形を示す図である。
【図7】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の直流ブラシレスモータの比較器の信号波形を示す図である。
【図8】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機のホールセンサによる位置信号を示す図である。
【図9】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の直流ブラシレスモータの回転制御方法を示す図である。
【図10】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の第1の布量検出手段の判別方法を示す図である。
【図11】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の直流ブラシレスモータの起電力を示す図である。
【図12】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の電気制動方法を示す図である。
【図13】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の第2の布量検出手段の判別方法を示す図である。
【図14】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の洗濯物の量を判別する方法を示す図である。
【図15】 本発明の実施形態のドラム式洗濯機の直流ブラシレスモータの回転位置の補正方法を示す図である。
【図16】 従来のドラム式洗濯機の側面断面図である。
【図17】 従来のドラム式洗濯機の正面図である。
【図18】 従来のドラム式洗濯機のモータの負荷トルクの推移を示す図である。
【符号の説明】
1 ドラム式洗濯機
2 水槽
3 回転ドラム
5 流体バランサ
11 給水弁
12 排水弁
21 主制御部
22 副制御部
52 整流回路
54 インバータ回路
55 直流ブラシレスモータ
59 ホールセンサ
Claims (8)
- 回転可能に支持される回転ドラムと、前記回転ドラムに直結される直流ブラシレスモータと、前記直流ブラシレスモータを駆動する駆動信号を制御する電圧制御部と、前記駆動信号を前記直流ブラシレスモータの駆動電圧に変換するインバータ回路と、前記直流ブラシレスモータのロータの回転位置を検出する回転位置検出手段とを備え、デューティー比が一定で変調率が可変される前記駆動電圧により駆動される前記直流ブラシレスモータが第1の回転数から第2の回転数に到達するまでの時間によって洗濯物の量を検出する第1の布量検出手段を設けるとともに、前記回転位置検出手段の検知結果に基づいて前記駆動電圧を補正したことを特徴とするドラム式洗濯機。
- 前記回転ドラムに取り付けられる環状の容器内に流体が封入された流体バランサを設け、第1の回転数を前記流体が安定して環状に分布する回転数以上にしたことを特徴とする請求項1に記載のドラム式洗濯機。
- 前記直流ブラシレスモータの起動から第1の回転数に到達するまでの駆動電圧のデューティー比及び変調率を可変したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のドラム式洗濯機。
- 前記直流ブラシレスモータに供給される電力を遮断し、慣性により回転する前記直流ブラシレスモータが第2の回転数から第1の回転数に減速するまでの時間によって洗濯物の量を検出する第2の布量検出手段を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のドラム式洗濯機。
- 前記直流ブラシレスモータの慣性による回転から生じる起電力によって前記直流ブラシレスモータを制動する制動手段を設けたことを特徴とする請求項4に記載のドラム式洗濯機。
- 第1の布量検出手段の検出結果に応じて前記制動手段の制動率を可変したことを特徴とする請求項5に記載のドラム式洗濯機。
- 前記回転位置検出手段の検出結果から所定時間間隔毎の前記直流ブラシレスモータの回転数を求め、検出された洗濯物の量を該回転数のばらつきに基づいて補正したことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のドラム式洗濯機。
- 回転可能に支持される回転ドラムと、前記回転ドラムに直結される直流ブラシレスモータと、前記直流ブラシレスモータを駆動する駆動信号を制御する電圧制御部と、前記駆動信号を前記直流ブラシレスモータの駆動電圧に変換するインバータ回路とを備え、前記直流ブラシレスモータに供給される電力を遮断し、慣性により回転する前記直流ブラシレスモータが第2の回転数から第1の回転数に減速するまでの時間によって洗濯物の量を検出する布量検出手段を設けるとともに、前記直流ブラシレスモータの慣性による回転から生じる起電力によって前記直流ブラシレスモータを制動する制動手段を設けたことを特徴とするドラム式洗濯機。
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