JP3861967B2 - 洗濯機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
洗濯機のモータは誘導モータが主流であったが、モータ電磁音の静音化と省エネルギー化を図るために、ＤＣブラシレスモータが用いられるようになってきている。ＤＣブラシレスモータでは、ロータ位置にタイミングを合わせて正弦波状電圧をモータに供給する必要がある。
【０００３】
このため、洗い攪拌などのモータ回転数が低いときはロータ位置を検出してモータに供給する正弦波状電圧を制御するフィードバック制御（同期運転）を行う。一方、脱水などのモータ回転数が高いときはロータ位置を検出してフィードバック制御していては、ロータ位置検出手段の取り付け誤差などによりモータに供給する正弦波状電圧の制御タイミングがずれてしまうため、予め設定された所定の周波数の正弦波状電圧を前記モータに供給しオープンループ駆動（非同期運転）するのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータ負荷が大きな場合や商用電源電圧が低い場合などは、モータトルクが不足気味になり、ロータ位置がモータに供給する正弦波状電圧に対して遅れ気味になり、最悪の場合は脱調現象を起こして停止してしまっていた。
【０００５】
また、脱水回転途中でフィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える際に、モータに供給する正弦波状電圧の周波数が急激に変化することにより脱調してしまうことがあった。
【０００６】
ロータ位置とモータに供給する正弦波状電圧との位相ずれ量を減少させ未然に脱調現象を防止する従来技術としては、モータに供給する正弦波状電圧のＰＷＭデューティを大きくして、すなわち、モータに供給する正弦波状電圧の振幅を大きくしてロータ位置の遅れを挽回する洗濯機の制御装置がある。
【０００７】
しかし、このような制御装置ではモータ出力トルクを変化させるので、モータの回転数にムラが生じる。また、モータに供給する正弦波状電圧の周波数の変化に応じてロータ位置とモータに供給する正弦波状電圧との位相ずれ量が変化する際の追随速度は一定ではなく衣類の量によって変動するので、非常に複雑なフィードバック制御が必要となる。また、大きな出力トルクが出せるモータを必要とするため、コストがかかってしまう。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑み、モータ負荷が大きくなっても脱調現象が起こらない洗濯機の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、略水平な軸を中心に回転する横型のドラムを備えたドラム式洗濯機での脱水時における衣類の片寄りなどによってモータ負荷が周期的に変動しても脱調現象が起こらない洗濯機の制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、フィールドバック制御からオープンループ制御に切り換えても脱調現象が起こらず、且つ、円滑な切り換えを行うことができる洗濯機の制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る洗濯機の制御装置においては、洗濯用回転体を駆動させるＤＣブラシレスモータと、該モータの回転駆動を制御するインバータ制御手段と、前記モータのロータ位置を検出し前記モータのロータ位置に応じて前記モータ一回転当たり複数回状態が変化する位置信号を出力する位置検出手段と、を備え、前記洗濯用回転体を回転させて衣類を遠心脱水する脱水工程中に所定の設定周波数の正弦波状電圧を前記モータに供給しオープンループ駆動させたときに生ずる前記正弦波状電圧の位相と前記位置信号の位相との位相ずれ量を検出するとともに、前記位置信号の状態が変化する毎に前記位相ずれ量を調整するのではなく、前記位相ずれ量が予め設定された位相ずれ量閾値を越えた場合に前記位相ずれ量を少なくする方向に予め設定されたずらし量だけ前記正弦波状電圧の波形をずらすような構成としている。
【００１２】
また、上記構成に加え、前記インバータ制御手段は前記位相ずれ量の変動に応じて前記ずらし量を可変するような構成としてもよい。
【００１３】
また、上記構成に加え、前記インバータ制御手段は、商用ＡＣ電源から供給されるＡＣ電圧と該ＡＣ電圧を整流手段によって整流したＤＣ電圧との少なくとも一方を検出する電圧検出手段を備えるとともに、前記電圧検出手段によって検出された電圧が低いほど、前記位相ずれ量閾値を小さめにしたり、前記ずらし量を大きめしたりするような構成にしてもよい。
【００１４】
また、上記構成に加え、前記位相ずれ量を複数回連続して検出し、その検出された位相ずれ量の平均値をもって前記位相ずれ量閾値と比較するような構成にしてもよい。
【００１５】
また、上記構成に加え、前記位相ずれ量閾値は、前記モータの回転数に応じて複数設定されているような構成にしてもよい。
【００１６】
また、上記構成に加え、前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えたときは、前記正弦波状電圧の設定周波数を更新しないような構成としてもよい。さらに、前記正弦波状電圧の設定周波数を更新しない状態で、予め設定された所定の期間連続して前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えないときは、前記正弦波状電圧の設定周波数を更新可能とするような構成にしてもよい。
【００１７】
また、上記構成に加え、前記電圧検出手段から検出される電圧が予め設定された電圧閾値を越えたときは、前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えなくても前記位相ずれ量に応じた前記正弦波状電圧の波形をずらすような構成にしてもよい。
【００１８】
また、本発明に係る洗濯機の制御装置においては、洗濯用回転体を駆動させるＤＣブラシレスモータと、該モータの回転駆動を制御するインバータ制御手段と、前記モータのロータ位置を検出する位置検出手段と、を備え、前記洗濯用回転体を回転させて衣類を遠心脱水する脱水工程中において、最初前記位置検出手段からの位置信号に同期した正弦波状電圧を前記モータに供給するフィードバック駆動し、その後所定の設定周波数の正弦波状電圧を前記モータに供給するオープンループ駆動するようになっており、前記フィードバック駆動から前記オープンループ駆動に切り換える直前の回転数が前記オープンループ駆動の設定回転数より大きい場合は、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相が前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相に対して進むように、前記フィードバック駆動から前記オープンループ駆動に切り換える直前の回転数が前記オープンループ駆動の設定回転数より小さい場合は、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相が前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相に対して遅れるように、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相を設定する構成としている。
【００１９】
また、上記構成に加え、前記インバータ制御手段は、商用ＡＣ電源から供給されるＡＣ電圧と該ＡＣ電圧を整流手段によって整流したＤＣ電圧との少なくとも一方を検出する電圧検出手段を備えるとともに、前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相と前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相との差が、前記フィードバック駆動の終了時点での前記モータの回転数または前記電圧検出手段によって検出された電圧に応じて複数設定されるような構成にしてもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面を参照に説明する。尚、本実施形態では、略水平な軸を中心に回転する横型のドラムを備えたドラム式洗濯機に本発明を適用するが、略垂直な軸を中心に回転する縦型の脱水槽を備えた洗濯機にも本発明が適用できる。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態におけるドラム式洗濯機の外観斜視図である。洗濯機の外壁を形成する本体外装部１は前面が開閉扉３で開閉できるようになっている。本体外装部１の前面上部には操作キーや表示部を備えた操作パネル１１が設けられている。
【００２２】
図２にドラム式洗濯機の側面断面図を示す。本体外装部１内には前面に開口部４ａを有する有底筒状の水槽４が配される。水槽４は図６〜図７に示すように、本体外装部１内に引張りバネから成る第１懸架装置７ａ及び第２懸架装置７ｂで弾力的に支持されている。
【００２３】
本体外装部１の内壁には水槽４の前方上部にアングル２９ａが取り付けられ、本体外装部１の背壁には上部にアングル２９ｂが取り付けられている。水槽４の前面及び背面にはアングル３０ａ、３０ｂが固着されている。そして、アングル２９ａとアングル３０ａに第１懸架装置７ａを掛着して、水槽４の前部は第１懸架装置７ａにより左右の２箇所を懸架されている。
【００２４】
同様に、アングル２９ｂとアングル３０ｂに第２懸架装置７ｂを掛着して、水槽４の後部は第２懸架装置７ｂにより左右の２箇所を懸架されている。また、第１、第２懸架装置７ａ、７ｂは、鉛直方向に対してそれぞれ角度θ１、θ２だけ左右対称に傾斜して取り付けられている。これにより、水槽４を左右方向の摺動に対して求心させることができる。尚、アングル３０ａ、３０ｂは水槽４と一体成形してもよい。
【００２５】
また、水槽４はダンパー８ａ、８ｂから成る減衰装置により本体外装部１の底部に支持されている。水槽４の前方には左右の２箇所にダンパー８ａが取付られ、水槽４の後方には左右の２箇所にダンパー８ｂが取付られている。これにより水槽４の揺動を減衰するようになっている。
【００２６】
本体外装部１の背壁には、フェルトやゴム等から成る緩衝材２８が固着されている。これにより、水槽４が前後方向に摺動した際に、水槽４と本体外装部１の背壁との衝突による騒音の発生を防止している。
【００２７】
水槽４内にはドラム５が配設されている。ドラム５は軸部５eに固定されており、モータケース９ａを介して水槽４と一体化されるベアリング６に軸部５eが支持されて、回転自在になっている。軸部５eにはロータ９ｂが固着され、モータケース９ａ内にはステータ９ｃが固定されている。これらにより、ドラム５を駆動するモータ９が構成されている。モータ９の回転駆動は後述する制御装置２によって制御されている。尚、本実施形態ではモータ９として３相２０極ＤＣブラシレスモータを使用している。
【００２８】
モータ９のロータ９ｂは図１１に示すような構造であり、図１２に示すステータ９ｃの内部に同心軸状に回転可能に保持されている。ロータコア７１は積層された鋼板で構成されている。ロータコア７１の突極７１Ａの間には、永久磁石７２が配設されている。隣り合う永久磁石７２のＮ極７２ＮとＳ極７２Ｓの配置を逆にすることで、ロータコアの突極部分７１ＡはＮ極７１ＮとＳ極７１Ｓの交互になる。このような構成にすることで、ロータコアに永久磁石を円周状に貼り付け周設する構成よりも高い磁力を得ることができる。
【００２９】
モータ９は２０極で、ロータコアの突極部分７１ＡはＮ極とＳ極がそれぞれ１０個ずつであるが、極数については本発明を限定するものではない。また、ロータの構成も本発明を限定するものではなく、例えばロータに永久磁石を円周状に貼り付け周設する構成にしてもよい。
【００３０】
モータカバー９ａ内に設けられたステータ９ｃを図１２に示す。ステータ９ｃは２４極であり、ステータコア７３はロータコア７１と同様に積層された鋼板で構成される。ステータコア７３には、巻線７４が集中巻方式で巻設されている。集中巻方式は本発明を限定するものではなく、例えば重ね巻方式で巻線をステータコアに巻設してもよい。また、ロータ９ｂとステータ９ｃの間には、ホールセンサ（図示せず）がモータカバー９ａに固着して設けられており、ロータコアの突極７１ＡのＮ極とＳ極を検出する。
【００３１】
尚、本実施形態は、ドラム５とモータ９が直接固定されたダイレクトドライブ方式であるが、ベルトとプーリでモータ回転トルクをドラム５に伝えるベルトドライブ方式でもよい。
【００３２】
ドラム５の周壁全体には小孔５ａが設けられている。小孔５ａは洗濯時に水槽４とドラム５との間を洗濯水が流出入できるようにしている。ドラム５の内壁面にはバッフル５ｂが突出して設けられ、ドラム５の回転により洗濯物を引っかけて持ち上げ、洗濯液中に落下させることにより洗浄が行われるようになっている。
【００３３】
ドラム５の前面の開口部５ｃの外周縁には液体バランサ５ｄが設けられている。液体バランサ５ｄには塩水等の液体が封入されており、ドラム５の回転時に該流体が移動して洗濯物及び洗濯液の片寄りによる重心移動をうち消すようになっている。尚、液体バランサ５ｄはドラム５の内周縁に設けてもよい。
【００３４】
ドラム５の回転軸心ｙ−ｙは、水平軸に対して角度θだけドラム５の奥が下がるように傾斜されている。これにより、使用者がドラム式洗濯機の前面側に立って洗濯物を出し入れする際に、ドラム５の奥まで見通しが良くなり、洗濯物の出し入れが容易になる。
【００３５】
洗濯物投入口１ａと水槽４の開口部４ａの周縁にはゴムや樹脂等の弾性体からなるパッキン１０が通路を形成するように取り付けられている。パッキン１０は開閉扉３を閉じたときに内周縁１０ａが開閉扉３の周縁に密着する構造となっている。これにより、洗濯動作中の防水を行なうようになっている。また、パッキン１０は蛇腹などにより水槽４の揺動に応じて撓みを生じて追従するようになっている。
【００３６】
本体外装部１内の上部には水道管に接続された給水パイプ１２が配設されている。給水パイプ１２の途中に設けた給水弁１３を開放すると、洗剤ケース１４を介してパッキン１０に取り付けられた給水ノズル１５から水槽４内に水道水が給水されるようになっている。
【００３７】
水槽４の底面より導出された排水ダクト１６は、管路途中に糸屑フィルタ１７ａを内設した接続ケース１７及び排水ポンプ１８を備えており、水槽４からの洗濯液を本体外装部１の外部に排水する構造となっている。糸屑フィルタ１７ａは、例えば、樹脂を格子状に形成したり、あるいは、目の細かい繊維を袋状に形成して構成され、洗濯液中の糸屑等を集積するもので、接続ケース１７内に着脱自在に装着され、本体外装部１の前面下部から取り外すことができる。
【００３８】
接続ケース１７の上部にはエアートラップ２２から動圧パイプ２１を介して水位センサ２３が設けられている。水位センサ２３は、エアートラップ２２内の圧力変化に応じて磁性体をコイル内で移動させる。その結果生じるコイルのインダクタンス変化を発振周波数の変化として検出し、水槽４内の水位を検知するようになっている。
【００３９】
また、ドラム式洗濯機は図３に示す側面断面図のような構造でもよい。尚、図２と同一の部品には同一の符号を付してある。接続ケース１７の出口側には排水ダクト１６ｂから分岐する循環ダクト１９が設けられている。循環ダクト１９は水槽４の開口部４ａに臨むようにパッキン１０に接続されており、管路途中に循環ポンプ２０を備えている。
【００４０】
従って、排水ポンプ１８を停止して循環ポンプ２０を駆動させると、水槽４、排水ダクト１６ａ、接続ケース１７、排水ダクト１６ｂ、循環ポンプ２０及び循環ダクト１９を通って水槽４に至る循環経路が形成される。この循環経路を通して水槽４内の洗濯液を循環させることで、洗濯液内の洗剤を充分溶解させるとともに、糸屑フィルタ１７ａによって糸屑等を除去する。これにより、洗濯物に対する糸屑の再付着を防止することができる。
【００４１】
さらに、ドラム式洗濯機は図４に示す側面断面図のような構造でもよい。尚、図２と同一の部品には同一の符号を付してある。水槽４の上方には洗濯物を乾燥させるための送風ファン２５とヒータ２６から構成された乾燥ユニット２４が設けられている。乾燥ユニット２４は水槽４の開口部４ａに臨む吹き出し口４ｂと下部に設けられた循環口４ｃとを連結する冷却ダクト２７の経路途中に配されている。また、冷却ダクト２７内には冷却装置（図示せず）が備えられている。
【００４２】
上記のような構成において、ドラム式洗濯機の動作を制御する制御装置２が操作パネル１１の裏面に配されている。制御装置２について図８を参照して説明する。
【００４３】
制御装置２は主制御部５０と副制御部５１とで構成されている。主制御部５０は洗い、すすぎ、脱水等の各工程の動作の内容や、工程の実行順序（すなわち処理コース）等のプログラムを記憶しており、このプログラムに従って給水弁１３の開閉と排水ポンプ１８を制御するとともに、副制御部５１を介してモータ９を制御する。
【００４４】
主制御部５０は、洗濯の予約等の信号を操作パネル１１から入力し、動作の経過等を表示するための信号を操作パネル１１に出力する。また、主制御部５０は、洗濯終了時等にブザー５２を鳴らす。さらに、主制御部５０は、水槽４内の水位を表す信号を水位センサ２３から入力する。
【００４５】
また、主制御部５０はモータ９の回転を制御するために必要な信号Ｓ１を同期用クロックＣＬＫとともに、副制御部５１に送信する。信号Ｓ１を受けた副制御部５１は信号Ｓ１を読み取った後、クロックＣＬＫに同期して信号Ｓ２を主制御部５０に送信する。
【００４６】
次に、図９を用いて副制御部５１の構成を説明する。商用電源５３から出力される交流電圧はリアクトル５４を介して整流回路５５に供給され、整流回路５５で脈流状の直流に変換される。整流回路５５には、ダイオードブリッジが使用されている。
【００４７】
整流回路５５で整流された直流は平滑用のコンデンサ５６a、５６ｂで平滑される。コンデンサ５６aの＋端子は整流回路５５の＋側の端子に接続されている。コンデンサ５６aの−端子とコンデンサ５６ｂの＋端子は商用電源５３の−側の出力端子に接続されている。コンデンサ５６ｂの−端子は整流回路５３の−側の出力端子に接続されている。コンデンサ５６a、５６ｂで平滑された直流電圧がインバータ回路５７に供給される。インバータ回路５７は直流を三相交流に変換する。
【００４８】
インバータ回路５７はスイッチング手段として６個のＮＰＮ型トランジスタ５８a〜５８ｃ、５９a〜５９ｃを三相全波ブリッジ構成にしたものである。そして、６個のトランジスタ５８a〜５８ｃ、５９a〜５９ｃにはそれぞれ並列にダイオード６０a〜６０ｃ、６１a〜６１ｃが接続されている。トランジスタ５８a〜５８ｃとトランジスタ５９a〜５９ｃの各接続点a、ｂ、ｃがモータ９の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のステータコイルＬu、Ｌｖ、Ｌｗに接続されている。また、トランジスタ５８a〜５８ｃ、５９a〜５９ｃのベースはドライブ回路６２に接続されている。
【００４９】
モータ９はロータ９ｂの回転位置を検出するホールセンサ６３a、６３ｂ、６３ｃを有している。各ホールセンサ６３a、６３ｂ、６３ｃより出力されるロータ位置信号Ｈu、Ｈｖ、Ｈｗはマイクロコンピュータ６４に入力される。
【００５０】
マイクロコンピュータ６４は駆動信号Ｐ１〜Ｐ６をドライブ回路６２に出力する。ドライブ回路６２は駆動信号Ｐ１、Ｐ２を数〜数十ｋＨｚでＰＷＭチョッピングするとともに増幅してそれぞれトランジスタ５８a、５９aのベースに供給し、駆動信号Ｐ３、Ｐ４を数〜数十ｋＨｚでＰＷＭチョッピングするとともに増幅してそれぞれトランジスタ５８ｂ、５９ｂのベースに供給し、駆動信号Ｐ５、Ｐ６を数〜数十ｋＨｚでＰＷＭチョッピングするとともに増幅してそれぞれトランジスタ５８ｃ、５９ｃのベースに供給する。
【００５１】
ロータ位置信号Ｈu、Ｈｖ、ＨｗとステータコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに供給される正弦波状電圧Ｅu、Ｅｖ、Ｅｗとの位相が一致するように、マイクロコンピュータ６４が駆動信号Ｐ１〜Ｐ６をドライブ回路６２に出力してモータ９を回転制御することを同期運転という。
【００５２】
一方、正弦波状電圧Ｅu、Ｅｖ、Ｅｗが任意の設定周波数になるように、マイクロコンピュータ６４が駆動信号Ｐ１〜Ｐ６をドライブ回路６２に出力してオープンループ駆動でモータ９を回転制御することを非同期運転という。
【００５３】
６５は抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続ノードの電圧を入力してインバータ回路５７の入力電圧を検出するインバータ入力電圧検出手段であり、その検出出力はマイクロコンピュータ６４へ送られる。
【００５４】
主制御部５０は図５に示す運転チャートをプログラムとして記憶しており、そのプログラムに従って洗濯動作を実行するようになっている。
【００５５】
洗濯物投入口１ａより洗濯物を投入して開閉扉３を閉じると、開閉扉３の周縁にパッキン１０の内周縁１０ａが密着して水槽４が封止される。そして、洗剤ケース１４に洗剤を入れ、操作パネル１１を操作すると主制御部５０から信号Ｓ１が副制御部５１に送られる。副制御部５１は信号Ｓ１に基づき、モータ９を７０ｒｐｍで所定の時間非同期運転させる。このときロータ位置信号Ｈu、Ｈｖ、Ｈｗの信号位相とステータ９ｃに与えられる正弦波状電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗとの間にはずれが生じる（以下、このずれを位相ずれ量という）。
【００５６】
図１３の（ａ）にＵ相に印加される正弦波状電圧Ｅｕの波形を、（ｂ）〜（ｄ）にロータ位置信号Ｈｕを、それぞれ示す。（ｂ）に示すロータ位置信号Ｈｕ’は同期運転を行ったときの信号波形であり、ロータ位置信号Ｈｕ’のパルスエッジは、正弦波状電圧Ｅｕのゼロクロスと一致している。（ｃ）に示すロータ位置信号Ｈｕ’’はオープンループ駆動して非同期運転を行っている状態で負荷トルクが大きくなったときの信号波形であり、同期運転のときに比べてロータ９ｂがステータ９ｃの巻線７４に印加する電圧位相に対して遅れ気味に回転するため、ロータ位置信号Ｈｕ’’と正弦波状電圧Ｅｕとに位相ずれ量δ１が生じる。尚、本実施形態においてはＵ相を使って位相ずれ量を検知したが、他の相や複数の相を使ってもよい。また、図１３においては電気角１周期分のみを示したが、本実施形態で用いたモータは２０極であるので、Ｎ極とＳ極を一対として、ロータ１回転で１０周期の正弦波状電圧Ｅｕとなる。
【００５７】
ドラム内の衣類が片寄った状態の場合は、ドラム回転中に片寄った衣類を持ち上げる時と片寄った衣類が下ろされる時とで負荷トルクの差が生じるので、ドラム１回転中の１０周期の正弦波状電圧Ｅｕに対するロータ位置信号Ｈｕ’’の位相ずれ量δ１は大きくなったり小さくなったりする。衣類の片寄り量が大きいほど位相ずれ量δ１の最大値と最小値の差が大きくなるなど、位相ずれ量δ１の変化に基づき衣類の片寄り量を検知することができる。尚、位相ずれ量δ１は遅れだけでなく、片寄っている衣類が下りてくる場合は衣類の重量でドラムがモータ駆動回転数以上になり、（ｄ）に示すように正弦波状電圧Ｅｕより進み方向に位相ずれ量δ１が生じる場合もある。また、衣類の量が多い場合は回転負荷トルクが大きいため、位相ずれ量δ１の平均値が衣類の少ないときに比べて正弦波状電圧Ｅｕに対して遅れ気味に推移することを検知すれば、衣類の量を検出できる。
【００５８】
モータ１回転における位相ずれ量の平均値は、図１０に示すようにドラム内に設置した重りが重くなるほど大きくなる。尚、図１０はモータ９の回転数が８０ｒｐｍ、モータ９に供給する正弦波状電圧のＰＷＭデューティが１２０のときの特性を示している。従って、ドラム５に投入された衣類の量が多く重ければ重いほど、位相ずれ量δ１の平均値は大きくなる。これにより位相ずれ量からドラム内に投入された衣類の量を検出することができる。
【００５９】
衣類の量を検出する際のモータ９の回転数やモータ９に供給する正弦波状電圧のＰＷＭデューティは、本実施形態で用いた値に限定されることなくドラム５の直径や形状に応じて適した値を設定するとよい。
【００６０】
衣類の量が検出されると、主制御部５０はこの衣類の量に基づき、洗い、すすぎ、脱水及び乾燥工程におけるドラム５の回転速度、反転時間や反転周期を予め記憶されている回転チャートから決定し、さらには、乾燥運転の完了までの運転時間を予測する。これにより、衣類の量に応じた最適な洗濯動作を行なうことができる。洗濯動作を図５を参照して以下に説明する。
【００６１】
まず、洗濯チャートに従って、「洗い工程」を開始する。「洗い工程」の給水動作では、開閉扉３がロックされるとともに給水弁１３が開成する。給水弁１３の開成に基づいて水道水は洗剤ケース１４を経由して給水ノズル１５から洗剤とともに水槽４とドラム５内に流れ込む。そして、水槽４内の水位は、位相ずれ量によって検出された衣類の量に応じて所定水位に決定されている。この所定の水位に達すると、水位センサ２３が検知して検知信号を主制御部５０に出力する。主制御部５０は給水弁１３を閉じ、洗いチャートに基づいて副制御部５１に信号Ｓ１を送る。副制御部５１は信号Ｓ１に基づきドラム５を回転駆動させるモータ９を制御して所定時間だけ”洗い動作”が行われる。この所定時間も位相ずれ量によって検出された衣類の量に基づいて決定される。
【００６２】
そして、「洗い工程」が終了すると、”すすぎ脱水動作”と”攪拌すすぎ動作”を交互に複数回繰り返して成る「すすぎ工程」に移行する。「すすぎ工程」では、まず排水ポンプ１８が作動して、洗濯液を排水ダクト１６、接続ケース１７を介して本体外装部１の外部に排水する排水動作が行われる。排水動作が終了すると、制御装置２はモータ９を第１脱水チャートに基づき駆動させる。これにより、ドラム５が回転して”すすぎ脱水動作”が行われる。洗濯物の洗濯液は脱水回転による遠心力でドラム５の全周壁に設けられた小孔５ａを通じて水槽４の内壁へ突出される。その内壁を伝って水槽４内の下部に流下した洗濯液は排水ダクト１６を介して外部に排水される。
【００６３】
ドラム５内の衣類の片寄り量が大きいと、”すすぎ脱水動作”での高速回転運転において異常振動が起こり最悪の場合には洗濯機が転倒する。このため、高速回転運転に移行する前に低回転にて段階的に回転数を上げて運転することで脱水を行い、衣類の片寄り量が十分に小さくなるように、衣類をドラム５内周面に均等に貼り付けた後、高速回転運転を行うようにしている。
【００６４】
”すすぎ脱水動作”でドラム５内の衣類を均等に貼り付けるようにドラム回転数を徐々に上昇させていくが、衣類の片寄り量が多い場合は図１３（ｃ）の位相ずれ量δ１が大きくなり、極端な場合は脱調現象を起こすことになる。
【００６５】
また、衣類を均等に貼り付ける低速回転を終了し高速回転運転に移行しても、振動の共振周波数に対応したドラムの回転数においてドラム５の振動が大きくなり負荷トルクが増大して位相ずれ量δ１が大きくなったり、高速脱水回転でも律動現象により数〜数十秒単位の比較的大きな負荷トルク変動が起こり位相ずれ量δ１が大きくなる場合があり、極端な場合は脱調現象を起こすことになる。
【００６６】
このような脱調現象を未然に防止するために、マイクロコンピュータ６４は図１５のフローチャートに基づき、図１４に示すタイミングチャートのようにモータ９に供給する正弦波状電圧の位相をずらす。図１４の（ａ）、（ｃ）はＵ相に印加される正弦波状電圧Ｅｕの波形を、図１４の（ｂ）、（ｄ）はロータ位置信号Ｈｕをそれぞれ示している。
【００６７】
まず、正弦波状電圧Ｅｕが図１４（ａ）であり、ロータ位置信号Ｈｕが図１４（ｂ）の場合について説明する。尚、本来であれば、Ｔ１〜Ｔ３の全区間において正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしの判定を行うが、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしの効果を説明するために、区間Ｔ２のみ正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしの判定を行うこととする。
【００６８】
区間Ｔ１は正弦波状電圧の波形ずらしの判定を行っていない区間である。このとき、正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロス時点（ｔ０）に対して、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジ時点（ｔ１）は９０°遅れているので、位相ずれ量δ１は９０°になる。
【００６９】
区間Ｔ２は正弦波状電圧の波形ずらしの判定を行っている区間である。正弦波状電圧の波形ずらしは図１５のフローチャートに基づき行われる。まず、ステップ＃１０において、位相ずれ量閾値δthと立ち上がりゼロクロスから位相ずれ量閾値δth分位相が遅れた位置での正弦波状電圧Ｅｕの振幅Ａthとを設定する。本実施形態では、位相ずれ量閾値δthを３０°に設定している。
【００７０】
次のステップ＃２０では、正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロスの位置にあるか否かを判定する。正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロスの位置にあれば（ステップ＃２０のＹ）、立ち上がりゼロクロスからの位相量θを零としたのち測定を開始する（ステップ＃３０）。図１４（ａ）（ｂ）においては、ｔ２時点でステップ＃２０のＹとなるので、ｔ２時点から立ち上がりゼロクロスからの位相量θの測定を開始する。
【００７１】
次のステップ＃４０では、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れたか否かを判定する。ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れれば（ステップ＃４０のＹ）、正弦波状電圧Ｅｕとロータ位置信号Ｈｕとの位相ずれ量δ１は位相ずれ量閾値δthより小さい。この場合、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしを行わずにステップ＃１０に移行し、次の周期での正弦波状電圧Ｅｕとロータ位置信号Ｈｕとの位相ずれを測定する。
【００７２】
一方、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れなければ（ステップ＃４０のＮ）、立ち上がりゼロクロスからの位相量θが位相ずれ量閾値δth以下であるか否かを判定する（ステップ＃５０）。立ち上がりゼロクロスからの位相量θが位相ずれ量閾値δth以下であれば（ステップ＃５０のＹ）、ステップ＃４０に移行する。立ち上がりゼロクロスからの位相量θが位相ずれ量閾値δth以下でなければ（ステップ＃５０のＮ）、正弦波状電圧Ｅｕとロータ位置信号Ｈｕとの位相ずれ量δ１が位相ずれ量閾値δthを越えることになる。図１４（ａ）（ｂ）においては、ｔ３時点でステップ＃５０のＮとなるので、ｔ３時点で正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしを行うことが確定する。
【００７３】
次のステップ＃６０では、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れるか否かを判定する。
【００７４】
ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れれば（ステップ＃６０のＹ）、正弦波状電圧Ｅｕの出力値を立ち上がりゼロクロスから位相ずれ量閾値δth分位相が遅れた位置での振幅Ａthまでずらす（ステップ＃７０）。これにより、正弦波状電圧Ｅｕは位相ずれ量δ１と位相ずれ閾値δthの差だけ位相遅れ方向に平行移動した波形となる。すなわち、位相ずれ量δ１の変動に応じて正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらし量が可変する。
【００７５】
尚、正弦波状電圧Ｅｖ、Ｅｗは、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらし後も波形ずらし前と同様に正弦波状電圧Ｅｕに対してそれぞれ２４０°、１２０°遅れの波形とすることで、正弦波状電圧Ｅｕと同様に波形がずれる。
【００７６】
その後、ステップ＃１０に移行し、次の周期での位相ずれ測定を行う。図１４（ａ）（ｂ）においては、ｔ４時点でロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れているので、ｔ４時点で正弦波状電圧Ｅｕの振幅をＡthに変更している。これにより、ｔ４時点で正弦波状電圧Ｅｕの波形は６０°位相遅れ方向にずれたことになる。
【００７７】
区間Ｔ３は正弦波状電圧の波形ずらしの判定を行っていない区間である。このとき、正弦波状電圧Ｅｕの立ち上がりゼロクロス時点（ｔ５）に対して、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジ時点（ｔ６）は３０°遅れているので、位相ずれ量δ１は３０°になる。
【００７８】
尚、正弦波状電圧Ｅｖ、Ｅｗは、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらし後も波形ずらし前と同様に正弦波状電圧Ｅｕに対してそれぞれ２４０°、１２０°遅れの波形とすることで、正弦波状電圧Ｅｕと同様に波形がずれる。
【００７９】
区間Ｔ２において、図１５のフローチャートのような動作を行うことで、位相ずれ量δ１は区間Ｔ１のときの９０°から区間Ｔ３のときの３０°に縮小され、脱調現象を未然に防止することができる。
【００８０】
さらに、図１５のフローチャートのような動作では、正弦波状電圧の周波数自体は変更されていないので、モータ９の回転数を変化させずに脱調現象を未然に防止することができる。従って、モータ９の回転数により決まる脱水性能への影響はなく、安定した脱水性能を得ることができる。
【００８１】
また、位相ずれ量閾値は、衣類の量や脱水回転中のモータ９の回転数に応じて可変するように設定することで、正弦波状電圧の波形を滑らかにずらすことができ、脱水中の断続音や回転変動を小さくすることができる。また、モータ９は、オープンループ駆動時において、効率の良い位相ずれ角度が回転数に応じて変化する特性を持っているので、位相ずれ角度を効率の高いところに補正することで、省エネルギー化を図ることもできる。尚、本実施形態ではＵ相を基準としたが、Ｖ相やＷ相を、または複数の相を使用してもよい。
【００８２】
次に、正弦波状電圧Ｅｕが図１４（ｃ）であり、ロータ位置信号Ｈｕが図１４（ｄ）の場合について説明する。尚、本来であれば、Ｔ１〜Ｔ３の全区間において正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしの判定を行うが、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしの効果を説明するために、区間Ｔ２のみ正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしの判定を行うこととする。
【００８３】
区間Ｔ１は正弦波状電圧の波形ずらしの判定を行っていない区間である。このとき、正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロス時点（ｔ１０）に対して、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジ時点（ｔ１１）は９０°遅れているので、位相ずれ量δ１は図１４の（ａ）（ｂ）のときと同様に９０°になる。
【００８４】
区間Ｔ２は正弦波状電圧の波形ずらしの判定を行っている区間である。正弦波状電圧の波形ずらしは図１９のフローチャートに基づき行われる。まず、ステップ＃３１０において、位相ずれ量閾値δthと立ち上がりゼロクロスから位相ずれ量閾値δth分位相が遅れた位置での正弦波状電圧Ｅｕの振幅Ａthとを設定する。本実施形態では、位相ずれ量閾値δthを３０°に設定している。
【００８５】
次のステップ＃３２０では、正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロスの位置にあるか否かを判定する。正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロスの位置にあれば（ステップ＃３２０のＹ）、立ち上がりゼロクロスからの位相量θを零としたのち測定を開始する（ステップ＃３３０）。図１４（ｃ）（ｄ）においては、ｔ１２時点でステップ＃３２０のＹとなるので、ｔ１２時点から立ち上がりゼロクロスからの位相量θの測定を開始する。
【００８６】
次のステップ＃３４０では、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れたか否かを判定する。ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れれば（ステップ＃３４０のＹ）、正弦波状電圧Ｅｕの立ち上がりゼロクロスとロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジとが一致しており、位相ずれ量δ１は零になる。この場合、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしを行わずにステップ＃３１０に移行し、次の周期での正弦波状電圧Ｅｕとロータ位置信号Ｈｕとの位相ずれを測定する。
【００８７】
一方、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れなければ（ステップ＃３４０のＮ）、正弦波状電圧Ｅｕの振幅を零にする（ステップ＃３５０）。
【００８８】
次のステップ＃３６０では、再びロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れたか否かを判定する。ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れてなければ（ステップ＃３６０のＮ）、ステップ＃３５０に移行しＥｕの振幅を零のまま維持する。
【００８９】
一方、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れれば（ステップ＃３６０のＹ）、ステップ＃３７０に移行し立ち上がりゼロクロスからの位相量θが位相ずれ量閾値δth以下であるか否かを判定する。
【００９０】
立ち上がりゼロクロスからの位相量θが位相ずれ量閾値δth以下であれば（ステップ＃３７０のＹ）、ステップ＃３９０に移行し、マイクロコンピュータ６４に記憶されている正弦波状電圧Ｅｕの波形に基づいて、正弦波状電圧Ｅｕの振幅を現時点の位相量θの振幅に変更する。その後、ステップ＃３１０に移行し、次の周期での位相ずれ測定を行う。
【００９１】
一方、立ち上がりゼロクロスからの位相量θが位相ずれ量閾値δth以下でなければ（ステップ＃３７０のＮ）、正弦波状電圧Ｅｕとロータ位置信号Ｈｕとの位相ずれ量δ１が位相ずれ量閾値δthを越えることになる。図１４（ｃ）（ｄ）においては、ｔ１４時点でステップ＃３７０のＮとなるので、ｔ１４時点で正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしを行うことが確定する。
【００９２】
次のステップ＃４００では、正弦波状電圧Ｅｕの出力値を立ち上がりゼロクロスから位相ずれ量閾値δth分位相が遅れた位置での振幅Ａthまでずらす。これにより、正弦波状電圧Ｅｕは位相ずれ量δ１と位相ずれ閾値δthの差だけ位相遅れ方向に平行移動した波形となる。
【００９３】
尚、正弦波状電圧Ｅｖ、Ｅｗは、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらし後も波形ずらし前と同様に正弦波状電圧Ｅｕに対してそれぞれ２４０°、１２０°遅れの波形とすることで、正弦波状電圧Ｅｕと同様に波形がずれる。
【００９４】
その後、ステップ＃３１０に移行し、次の周期での位相ずれ測定を行う。図１４（ｃ）（ｄ）においては、ｔ１４時点で正弦波状電圧Ｅｕの振幅をＡthに変更している。これにより、ｔ１４時点で正弦波状電圧Ｅｕの波形は６０°位相遅れ方向にずれたことになる。
【００９５】
区間Ｔ３は正弦波状電圧の波形ずらしの判定を行っていない区間である。このとき、正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロス時点（ｔ１５）に対して、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジ時点（ｔ１６）は３０°遅れているので、位相ずれ量δ１は３０°になる。
【００９６】
区間Ｔ２において、前述した図１９のフローチャートのような動作を行うことで、位相ずれ量δ１は区間Ｔ１のときの９０°から区間Ｔ３のときの３０°に縮小され、脱調現象を未然に防止することができる。
【００９７】
また、図１９のフローチャートの動作は図１５のフローチャートの動作に比べて制御が容易であるが、ｔ１２〜ｔ１４間で正弦波状電圧Ｅｕが零になり、モータ９に供給する正弦波状電圧が滑らかに変化しない。このため、図１５のフローチャートの動作に比べて騒音が大きくなる。
【００９８】
商用電源５３から供給されるＡＣ電圧が高い場合はインバータ回路５７に供給されるＤＣ電圧も高くなる。この場合、モータ９へ供給する正弦波状電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗも大きくなりモータトルクは増加し、位相ずれ量δ１が大きくても脱調現象を生じにくくなるので、位相ずれ量閾値δthは大きめに設定してもよい。
【００９９】
一方、商用電源５３から供給されるＡＣ電圧が低い場合はインバータ回路５７に供給されるＤＣ電圧も低くなる。この場合、モータ９へ供給する正弦波状電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗも小さくなりモータトルクは減少し、位相ずれ量δ１が小さくても脱調現象が生じ易くなるので、位相ずれ量閾値δthは小さめに設定した方がよい。
【０１００】
従って、インバータ入力電圧検出手段６５の電圧検出信号に応じて、位相ずれ量閾値δthを調整することで、より適切な制御が実現できる。また、インバータ入力電圧検出手段６５の電圧検出信号によって正弦波状電圧の波形の平行移動ずらし量を補正してもよい。尚、商用電源５３から出力されるＡＣ電圧を検出する電圧検出手段を設けて、インバータ回路５７に供給されるＤＣ電圧ではなく、商用電源５３から供給されるＡＣ電圧に基づいて位相ずれ量閾値δthや正弦波状電圧の波形の平行移動ずらし量を調整してもよい。
【０１０１】
上述した正弦波状電圧Ｅｕの波形の平行移動ずらしは、ロータ位置信号の立ち上がりパルスエッジが現れる毎に検出する位相ずれ量δ１に基づいて行っているが、１回のみのロータ位置信号の立ち上がりパルスエッジの検出では外来ノイズがロータ位置信号に重畳された場合にロータ位置信号の立ち上がりパルスエッジを誤検知して制御してしまう虞がある。このため、複数回の位相ずれ量δ１の平均値に応じて正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを行えば、安定した制御性能が得られる。この場合のマイクロコンピュータ６４の動作について、図１８のフローチャートを参照して説明する。
【０１０２】
まず、ステップ＃１１０において、位相ずれ量閾値δthと立ち上がりゼロクロスから位相ずれ量閾値δth分位相が遅れた位置での正弦波状電圧Ｅｕの振幅Ａthとを設定する。
【０１０３】
次のステップ＃１２０では、測定回数ｎを１とし、ステップ＃１３０に移行する。ステップ＃１３０では、正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロスの位置にあるか否かを判定する。正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロスの位置にあれば（ステップ＃１３０のＹ）、立ち上がりゼロクロスからの位相量θを零としたのち、測定を開始する（ステップ＃１４０）。
【０１０４】
次のステップ＃１５０では、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れたか否かを判定する。ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れれば（ステップ＃１５０のＹ）、そのときの立ち上がりゼロクロスからの位相量θを位相ずれ量δ１nとして記憶する（ステップ＃１６０）。
【０１０５】
次のステップ＃１７０では、測定回数ｎが予め設定されている平均値測定のための測定回数Ｋに達したか否かを判定する。測定回数ｎが平均値測定のための測定回数Ｋに達していなければ（ステップ＃１７０のＮ）、ステップ＃１８０に移行し測定回数ｎに１を足したものを新たな測定回数ｎとして記憶したのち、ステップ＃１３０に移行し測定を続ける。
【０１０６】
一方、測定回数ｎが平均値測定のための測定回数Ｋに達していれば（ステップ＃１７０のＹ）、記憶しているδ１1、δ１2、…、δ１Kから、位相ずれ量δ１の平均値を算出する（ステップ＃１９０）。
【０１０７】
次のステップ＃２００では、位相ずれ量δ１の平均値が位相ずれ量閾値δth以下であるか否かを判定する。位相ずれ量δ１の平均値が位相ずれ量閾値δth以下であれば（ステップ＃２００のＹ）、正弦波状電圧Ｅｕの波形の平行移動ずらしは行わずにステップ＃１１０に移行する。
【０１０８】
一方、位相ずれ量δ１の平均値が位相ずれ量閾値δth以下でなければ（ステップ＃２００のＮ）、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れるか否かを判定する（ステップ＃２１０）。
【０１０９】
ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れれば（ステップ＃２１０のＹ）、正弦波状電圧Ｅｕの出力値を立ち上がりゼロクロスから位相ずれ量閾値δth分位相が遅れた位置での振幅Ａthまでずらす（ステップ＃２２０）。これにより、正弦波状電圧Ｅｕは位相ずれ量δ１の平均値と位相ずれ閾値δthの差だけ位相遅れ方向に平行移動した波形となる。その後、ステップ＃１１０に移行し、次の位相ずれ測定を行う。
【０１１０】
尚、正弦波状電圧Ｅｖ、Ｅｗは、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらし後も波形ずらし前と同様に正弦波状電圧Ｅｕに対してそれぞれ２４０°、１２０°遅れの波形とすることで、正弦波状電圧Ｅｕと同様に波形がずれる。
【０１１１】
上述した正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを行っても、高速脱水回転運転の加速時などにおいては、商用電源５３から供給される電圧が極端に低かったり、負荷トルクが連続して大きかったりすると、位相ずれ量δ１が位相ずれ量閾値δthを連続して越える場合がある。
【０１１２】
このように位相ずれ量δ１が位相ずれ量閾値δthを連続して越える場合は、高速脱水回転運転での加速を一時停止することで、すなわち、主制御部５０から送られる信号Ｓ１に基づく運転を止め、そのままの設定周波数の正弦波状電圧をモータ９に供給し続けることで、加速に必要とするトルクが不要になり、徐々に位相ずれ量δ１が小さくなる。
【０１１３】
これにより、正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを毎周期連続して行うことによる実際の回転数低下を防止することができる。なぜならば、モータ９に供給する正弦波状電圧の設定周波数自体が固定であっても、毎周期連続して平行移動ずらしを行うと実際の周期は短くなってしまうため、設定周波数での回転数より減速するからである。
【０１１４】
このように、主制御部５０から送られる信号Ｓ１に基づく運転を一時的に止めて高速脱水回転の加速を一時停止した後、所定の期間連続して位相ずれ量δ１が位相ずれ量閾値δth以下になれば、再度主制御部５０から送られる信号Ｓ１に基づく運転を行い正弦波状電圧の設定周波数を更新して加速を開始する。これにより、無駄なトルクを必要とせず、省エネルギー化を図ることができる。また、無駄なトルクを必要としないので、大きなトルクが出力できるモータを用いなくてもよくなりモータの小型化も図れる。
【０１１５】
これまでの説明はロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して遅れる場合、すなわち、負荷トルクがモータトルクよりも大きい場合についてであったが、高速脱水時に最高回転数まで上昇して回転している時には、振動系による律動現象により、ロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して遅れ方向や進み方向に前後して揺れる場合がある。
【０１１６】
ロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して遅れる場合は、前述したようにモータ９に供給する正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを行うことで対応できる。ロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して進む場合についても、モータ９に供給する正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを行うことで位相ずれは補正できる。
【０１１７】
しかし、ロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して進む場合では、モータ９のステータ巻線に逆起電圧が発生し、コンデンサ５６ａ、５６ｂに回生電流が流れ込み、インバータ入力電圧検出手段６５で検出されるＤＣ電圧が上昇して、最悪の場合はそのＤＣ電圧がトランジスタ５８ａ〜５８ｃ、５９ａ〜５９ｃやダイオード６０ａ〜６０ｃ、６１ａ〜６１ｃの耐圧を越えて、トランジスタ５８ａ〜５８ｃ、５９ａ〜５９ｃやダイオード６０ａ〜６０ｃ、６１ａ〜６１ｃが破壊に至ることがある。
【０１１８】
このため、脱水運転中にロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して進む場合は、位相ずれ量δ１が位相ずれ閾値δthを越えたときに行う正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしに加えて、インバータ入力電圧検出手段６５によって検出されるＤＣ電圧が予め設定された電圧閾値を越えた場合は位相すれ角度量δ１が位相ずれ量閾値δthより小さくても、正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを即座に行うことで、トランジスタ５８ａ〜５８ｃ、５９ａ〜５９ｃやダイオード６０ａ〜６０ｃ、６１ａ〜６１ｃの損傷や破壊を未然に防止することができる。
【０１１９】
本実施形態の洗濯機の制御装置は、図９のように倍電圧整流回路を備えているので、通常はインバータ回路５７に入力されるＤＣ電圧は２８０[V]以下である。しかし、高速脱水回転運転中にロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して進んで逆起電圧が発生すれば、インバータ回路５７に入力されるＤＣ電圧は５００[V]付近まで即座に上昇してしまう。
【０１２０】
この場合、図１８のフローチャートの動作のように位相ずれ量δ１の平均値に基づいて平行移動ずらしを行っていては瞬時に制御対応できないため、インバータ入力電圧検出手段６５で検出されるＤＣ電圧がトランジスタ５８ａ〜５８ｃ、５９ａ〜５９ｃやダイオード６０ａ〜６０ｃ、６１ａ〜６１ｃの定格電圧（６００[V]）の８０％程度（４８０[V]）になれば、即座に平行移動ずらしを行うようにする。
【０１２１】
この高速脱水運転時の律動現象は、振動防止機構などによって定まる固有の回転数において生じるものであるため、モータ９の回転数を変更すれば、律動を少しは抑制できるが、モータ９の回転数を下げれば脱水性能が低下し、また、モータ９の回転数を上げれば騒音や振動が増加するなどの不具合が生じる。一方、インバータ回路５７に入力されるＤＣ電圧に応じて正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを行う本実施形態においては、モータ９の回転数が変化しないので、このような不具合が起こらない。
【０１２２】
尚、オープンループ駆動する場合にモータ９に供給する正弦波状電圧のＰＷＭデューティは、各回転数に対して予め設定しておく。ＰＷＭデューティを大きめに設定した場合、位相ずれ量δ１は小さくなるが、消費電力は大きくなる。このことを考慮して、ドラム５の定格容量や形状およびモータ９の出力特性に応じて、ＰＷＭデューティを最適な値に設定すればよい。
【０１２３】
”すすぎ脱水動作”では、モータ９の回転数を低回転から段階的に上げて、衣類をドラム５内周面に均等に貼り付ける。回転始動時では濡れた衣類がドラム５の下部に固まっているため、大きな起動トルクが必要になる。従って、確実な起動を行うために、図１６のように、フィードバック駆動（同期運転）でモータ９を起動回転（ｔ1時点）させて、回転数が上昇してドラム５の回転慣性が高くなった時点（ｔ2時点）でオープンループ駆動（非同期運転）に切り換えて、最高回転数まで（ｔ3時点）回転上昇させ、その後高速脱水終了まで（ｔ4時点）オープンループ駆動するのが一般的駆動方法である。
【０１２４】
フィードバック駆動では、モータ９の回転数を目標回転数に維持するためにモータ９へ供給する正弦波状電圧のＰＷＭデューティを変化させているので、ＰＷＭデューティは不定である。
【０１２５】
一方、オープンループ駆動では、ＰＷＭデューティは設定回転数毎に割り当てられて固定されており、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時点（ｔ2時点）ではオープンループ駆動の設定回転数はフィードバック駆動での目標回転数と一致している。
【０１２６】
このため、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える直前のモータ回転数が目標回転数に近い場合は、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時点（ｔ2時点）においてＰＷＭデューティはほとんど変化しない。
【０１２７】
一方、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える直前のモータ回転数が目標回転数から離れている場合は、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時点（ｔ2時点）においてＰＷＭデューティが急激に変化する。しかし、ＰＷＭデューティが急激に変化してもモータ９の回転数はドラム５や衣類の回転慣性力があるため、急に変化しない。
【０１２８】
オープンループ駆動に切り換える直前のフィードバック駆動でのロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相より進んでいた場合は、モータ９の回転数がフィードバック駆動での目標回転数より大きくなっている。
【０１２９】
この場合は、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時点（ｔ2時点）において、モータ９の回転数は急に変わらないがオープンループ駆動の設定回転数はフィードバック駆動での目標回転数と同じであるため、モータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対してロータ９ｂの位相が進んでしまう。このため脱調現象を起こしやすい。
【０１３０】
また、オープンループ駆動に切り換える切り換える直前のフィードバック駆動でのロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相より遅れていた場合は、モータ９の回転数がフィードバック駆動での目標回転数より小さくなっている。
【０１３１】
この場合は、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時点（ｔ2時点）において、モータ９の回転数は急に変わらないが、オープンループ駆動の設定回転数はフィードバック駆動での目標回転数と同じであるため、正弦波状電圧の位相に対してロータ９ｂの位相が遅れてしまう。このため、脱調現象を起こしやすい。
【０１３２】
また、ロータ９ｂの位相が正弦波状電圧の位相に対して進んだ場合は、ステータ９ｃの界磁によって、ロータ９ｂに対して遅れ方向の力が発生する。このため、次の周期では反作用によりロータ９ｂが遅れ方向に引き戻される。この結果、ロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して進み方向と遅れ方向に前後する。このような振動現象とオープンループ駆動時のドラム５内の衣類の片寄りによるロータ９ｂの位相ずれが重なると、更に脱調現象が生じやすくなる。
【０１３３】
そこで、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時点（ｔ2時点）においてオープンループ駆動の正弦波状電圧の位相をずらすことで、脱調現象が生じないようにする。
【０１３４】
例えば、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える直前の回転数がオープンループ駆動の設定回転数より大きい場合は、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時のオープンループ駆動の正弦波状電圧の位相を進める。また、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える直前の回転数がオープンループ駆動の設定回転数より小さい場合は、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時のオープンループ駆動の正弦波状電圧の位相を遅らせる。これにより、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換え後の正弦波状電圧とロータ位置信号との位相ずれ量を小さくすることができ、上述した振動現象が抑制できる。
【０１３５】
図１７にフィードバック駆動からオープンループ駆動切り換える直前の回転数がオープンループ駆動時の設定回転数より大きい場合のタイミングチャートを示す。
【０１３６】
（ａ）はモータ９に印加される正弦波状電圧の１周期毎のＰＷＭデューティ平均値を、（ｂ）はロータ位置信号Ｈｕを、（ｃ）はフィードバック駆動からオープンループ駆動切り換えに位相ずらしを行わない場合の正弦波状電圧Ｅｕを、（ｄ）はフィードバック駆動からオープンループ駆動切り換えに位相ずらしを行う場合の正弦波状電圧Ｅｕ’を、それぞれ示している。また、ｔ10〜ｔ30の区間はフィードバック駆動を行っており、ｔ30〜ｔ40の区間はオープンループ駆動を行っている。したがって、ｔ30がフィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換わる時点である。
【０１３７】
まず、（ｃ）のフィードバック駆動からオープンループ駆動切り換えに位相ずらしを行わない場合の正弦波状電圧Ｅｕに関して説明する。
【０１３８】
ｔ10〜ｔ20の区間のＰＷＭデューティはｔ10以前に対して低くなっているが、これはｔ10以前のロータ９ｂの回転数がフィードバック駆動の目標回転数より大きかったためＰＷＭデューティが少し低めに設定されたためである。
【０１３９】
ＰＷＭデューティが低くなったため、ｔ10〜ｔ20の区間における正弦波状電圧Ｅｕの周期Ｔ１は、目標回転数に対応する周期（Ｔ0）よりも長くなる。そして、ｔ10〜ｔ20の区間ではロータ９ｂの回転数が目標回転数より小さかったため、次のｔ20〜ｔ30の区間ではＰＷＭデューティが高めに変更される。ＰＷＭデューティが高くなったため、ｔ20〜ｔ30の区間における正弦波状電圧Ｅｕの周期Ｔ２は、目標回転数に対応する周期（Ｔ0）よりも短くなる。また、ＰＷＭデューティに高くなったことに従って、正弦波状電圧Ｅｕの波高値がｔ10〜ｔ20の区間により高くなっている。このように、実際のロータ９ｂの回転数と目標回転数の差に応じて、次の周期でのＰＷＭデューティを決定することでフィードバック駆動を行っている。
【０１４０】
ｔ10〜ｔ30の区間はフィードバック駆動であるため、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジとモータ９に供給する正弦波状電圧Ｅｕの立ち上がりゼロクロスとは同期している。
【０１４１】
ｔ30時点でフィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換わる際、上述したように通常オープンループ駆動の設定回転数は、フィードバック駆動の目標回転数と等しく設定している。また、オープンループ駆動時（ｔ30〜ｔ40）のＰＷＭデューティは高めに設定されている。これにより、安定した回転数を維持するのに十分なモータトルクを確保できる。
【０１４２】
ここで、フィードバック駆動からオープンループ駆動切り換え後のオープンループ駆動時（ｔ30〜ｔ40）では、設定回転数に対応する周波数（Ｔ0）の正弦波状電圧Ｅｕをモータ９に供給するが、ドラム５や衣類の回転慣性力があるのでロータ９ｂの回転数はすぐには変化せず、ロータ位置信号Ｈｕの周期はフィードバック駆動からオープンループ駆動切り換え直前のフィードバック駆動時の周期Ｔ２とほぼ同じままになる。このため、次の周期では、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジは正弦波状電圧Ｅｕの立ち上がりゼロクロスに対して位相がθ１だけ進んでしまう。この位相ずれθ１が大きいと脱調現象を起こすことになる。
【０１４３】
そこで、（ｄ）に示すような正弦波状電圧Ｅｕ’をモータ９に供給するとよい。正弦波状電圧Ｅｕ’は、フィードバック駆動からオープンループ駆動へ切り換え時点（ｔ30）で、正弦波状電圧の位相をθ２だけ進めたものである。これにより、次の周期ではロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが正弦波状電圧の立ち上がりゼロクロスに対してθ３だけ位相が進むことになり、（ｃ）に示す正弦波状電圧Ｅｕでの位相ずれθ１よりも位相進みが小さくなり脱調現象が起こりにくくなる。また、オープンループ駆動切り換え後の正弦波状電圧Ｅｕ’の周期は、当初の設定周波数に対応する周期Ｔ0と同じであるため、フィードバック駆動からオープンループ駆動へ切り換えたのちにモータ９の回転数が低下することもない。
【０１４４】
尚、本実施形態ではフィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える直前のフィードバック駆動での回転数が目標回転数より大きい場合について説明したが、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える直前のフィードバック駆動でのモータ９の回転数が目標回転数より小さい場合はオープンループ駆動時に位相を遅らせることで脱調を起こりにくくすることができる。
【０１４５】
また、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換えるときの回転数が高めの場合やドラム５に投入されている衣類の量が多い場合は、ロータ９ｂの回転慣性力が高いので大きめに位相をずらし、インバータ回路５７に供給するＤＣ電圧が低い場合はオープンループ駆動時でのロータ９ｂの追随が遅いため大きめに位相をずらすなど、位相ずらし量を複数段階設定することで、より精度高く脱調現象を防止することができる。
【０１４６】
また、このような制御により、固定ＰＷＭデューティでのオープンループ駆動時にドラム５内の衣類の片寄りによってモータに供給する正弦波状電圧の位相に対するロータ９ｂの位相ずれが大きくなるような小出力トルクのモータでも、位相ずれが抑制されるので脱調しにくくなる。これにより、小出力トルクのモータを用いることができ、大型モータを使わないで済むので、低コスト化も図れる。
【０１４７】
”すすぎ脱水動作”が終了すると、給水動作が行われる。すなわち、排水ポンプ１８が停止して、給水弁１３が再度開かれる。給水弁１３の開成に伴って水槽４内の水位が所定水位になると給水弁１３が閉じられる。制御装置２はモータ９をすすぎチャートに基づき駆動させる。これにより、ドラム５が回転して”攪拌すすぎ動作”が実行される。
【０１４８】
この”攪拌すすぎ動作”中に、柔軟仕上剤収納箱（図示せず）及びこれに連通するすすぎ給水経路を別途設け、このすすぎ給水経路から柔軟仕上剤とともに給水するようにしてもよい。また、「洗い工程」における”洗い動作”あるいは「すすぎ工程」における”攪拌すすぎ動作”中に循環ポンプ２０を駆動させて水槽４内の洗濯液を循環させてもよい。
【０１４９】
以上の”すすぎ脱水動作”と”攪拌すすぎ動作”とを数回繰り返して「すすぎ工程」が終了すると、主制御部５０内に記録されているプログラムが「脱水工程」に切り替わる。「脱水工程」ではまず、給水弁１３を閉じるとともに排水ポンプ１８を作動させて洗濯液を外部に排水する”排水動作”が行われる。
【０１５０】
そして、制御装置２はモータ９を第２脱水チャートに基づき駆動させる。これにより、ドラム５が回転して”仕上げ脱水動作”が行われる。”仕上げ脱水動作”では、脱水回転による遠心力によって、ドラム５の全周壁に設けた小孔５ａを通じて洗濯液を水槽４の内壁へ突出させる。突出した洗濯液は水槽４の内壁を下部に流下し、排水ダクト１６を介して外部に排水される。この”仕上げ脱水動作”は前述した”すすぎ脱水動作”の実施形態と同様の実施形態で行われる。ただし、この２つの動作では回転数や運転時間等の設定は異なっている。
【０１５１】
「脱水工程」が終了すると、制御回路２は、モータ９を乾燥チャートに基づき制御することによりドラム５を回転させるともに、送風ファン２５及びヒータ２６を駆動させて「乾燥工程」を実行する。ドラム５内の空気はドラム５の小孔５ａ、水槽４の循環口４ｃ、冷却ダクト２７を経て送風ファン２５、ヒータ２６を通り、吸出し口４ｂよりドラム５内へ循環する。
【０１５２】
ドラム５内の洗濯物の水分を吸収した空気は、送風ファン２５により冷却ダクト２７内に吸引される。吸引された空気は冷却ダクト２７を通過中に冷却ダクト２７に設けた冷却器（図示せず）で冷却されることにより降温される。その結果、冷却ダクト２７内の空気は水分の結露により除湿され、湿度の低い空気となってヒータ２６に至る。
【０１５３】
ヒータ２６で加熱された空気は温風となって吹き出し口４ｂより水槽４内に吹き込まれ、再び洗濯物と接触して洗濯物の水分を吸収する。再度循環口４ａから冷却ダクト２７内に吸引されて同様に冷却器で冷却され除湿される。この動作を繰り返すことにより、「乾燥工程」が実行される。
【０１５４】
そして、位相ずれ量δ１の平均値から検出された衣類の量に基づき決められた所定時間が経過すると「乾燥工程」を終了する。この「乾燥工程」において除湿により凝縮された水分は、冷却ダクト２７内を下降して循環内４ｃから排水ダクト１６を介して外部に排水される。尚、乾燥終了検知は、水槽の吹き出し口４ｂや循環口４ｃなどの温度変化や湿度変化によって行ってもよく、その場合位相ずれ量から検出された衣類の量は、乾燥運転前の運転時間予測して操作パネル１１に表示すること等に使用することができる。
【０１５５】
以上のように、操作パネル１１からの入力と、衣類の量と、衣類の片寄り量に基づいて、制御装置２が設定された条件に従って、「洗い工程」、「すすぎ工程」、「脱水工程」、「乾燥工程」を連続あるいは単独で実行する。
【０１５６】
なお、本実施形態ではドラム式インバータ洗濯機に本発明を適用したが、パルセータレス構造のダイレクトドライブ式インバータ洗濯機やモータがパルセータを回転させる構造のインバータ洗濯機など他の構造の洗濯機に本発明を適用してもよい。
【０１５７】
【発明の効果】
本発明によると、脱水工程中のオープンループ駆動時に、位置検知手段から出力される位置信号の状態が変化する毎にモータに供給する正弦波状電圧の位相と前記位置信号の位相との位相ずれ量を調整するのではなく、前記位相ずれ量が位相ずれ閾値を越えた場合に、前記位相ずれ量を少なくする方向に前記正弦波状電圧の波形をずらすので、前記モータの回転数を変化させることなく脱調を未然に防止できる。これにより、安定した脱水性能を得ることができる。更に従来技術のような複雑な制御を必要とせず、大きな出力トルクを持つモータを用いなくても脱調を未然に防止することができる。これにより低コスト化を図ることができる。
【０１５８】
また、本発明によると、前記位相ずれ量の変動に応じて前記正弦波状電圧の波形のずらし量を可変するので、負荷トルク状態や前記モータの設定回転数が変化し前記位相ずれ量が大きくなっても脱調を未然に防止することができる。また、前記位相ずれ量が小さい場合に、前記正弦波状電圧の波形をずらし過ぎて逆方向に位相ずれが生じる不具合をなくすことができる。
【０１５９】
また、本発明によると、商用電源電圧が低いほど前記位相ずれ閾値を小さくするので、商用電源電圧が低下してモータ出力トルクが低下する場合は早めに前記正弦波状電圧の波形ずらしが行われる。これにより、モータ出力トルクの低下によって前記位相ずれ量が著しく増大する前に、前記正弦波状電圧の波形ずらしが行われ前記位相ずれ量を減少させることができ、未然に脱調を防止することができる。
【０１６０】
また、本発明によると、商用電源電圧が低いほど前記正弦波状電圧の波形ずらし量を大きめにするので、商用電源電圧の低下に伴うモータ出力トルクの低下によって前記位相ずれ量が著しく増大しても前記位相ずれ量を減少させることができ、未然に脱調を防止することができる。
【０１６１】
また、本発明によると、前記位相ずれ量を複数回連続して検出し、その検出された位相ずれ量の平均値をもって前記位相ずれ量閾値と比較するので、外部ノイズがロータ位置信号に重畳した場合でもロータ位置の誤検知を防止でき、正確な位相ずれ量を得ることができる。
【０１６２】
また、本発明によると、前記位相ずれ量閾値は前記モータの回転数に応じて複数設定されているので、前記正弦波状電圧の波形を滑らかにずらすことができる。これにより、脱水工程中の断続音や回転変動を小さくすることができる。また、前記モータは、オープンループ駆動時において、効率の良い位相ずれ角度が回転数に応じて変化する特性を持っているので、位相ずれ角度を効率の高いところに補正することで、省エネルギー化を図ることもできる。
【０１６３】
また、本発明によると、前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えたときは、前記正弦波状電圧の設定周波数を更新しないので、位相ずれ量の大きい状態が連続した場合は前記モータの加速を一時保留する。これにより、小出力トルクのモータでも脱調を未然に防止することが可能となり、低コスト化を図ることができる。
【０１６４】
また、本発明によると、所定の期間連続して前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えないときは、前記正弦波状電圧の設定周波数を更新可能とするので、位相ずれ量が小さく安定した後にしかモータ加速を再開しない。これにより、負荷トルクが変動しても確実な加速を行うことができる。更に、小出力トルクのモータの使用が可能となるので低コスト化を図ることができる。
【０１６５】
また、本発明によると、電圧検出手段から検出された電圧が閾値を越えたときは前記正弦波状電圧の波形をずらすので、ロータ位相が進んだ場合の逆起電圧によるインバータ制御手段の電圧上昇を抑えることができる。これにより、インバータ制御手段を構成する素子の耐圧劣化や破壊を防止できるとともに、耐圧の低い素子が使用可能となり低コスト化を図ることができる。
【０１６６】
また、本発明によると、脱水工程中において、最初位置検出手段からの位置信号に同期した正弦波状電圧をモータに供給するフィードバック駆動し、その後所定の設定周波数の正弦波状電圧を前記モータに供給するオープンループ駆動するようになっており、前記フィードバック駆動から前記オープンループ駆動に切り換える直前の回転数が前記オープンループ駆動の設定回転数より大きい場合は、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相が前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相に対して進むように、前記フィードバック駆動から前記オープンループ駆動に切り換える直前の回転数が前記オープンループ駆動の設定回転数より小さい場合は、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相が前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相に対して遅れるように、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相を設定するので、駆動方法を切り換えた際に前記モータに供給する正弦波状電圧の位相と前記位置信号の位相との位相ずれ量が増大することを防ぐことができる。これにより、脱調を未然に防止することができ、小出力トルクのモータの使用が可能となるので低コスト化を図ることができる。
【０１６７】
また、本発明によると、フィードバック駆動からオープンループ駆動から切り換える際に、前記モータの回転数や前記インバータ制御手段の電圧に応じて前記正弦波状電圧の位相のずらし量やずらし方向を複数設定されているので、前記モータの回転数や前記インバータ制御手段の電圧が脱調を起こしやい状態の場合でも脱調を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態における洗濯機を示す斜視図である。
【図２】 本発明の実施形態における洗濯機を示す側面断面図である。
【図３】 本発明の実施形態における洗濯機を示す他の切断面の側面断面図である。
【図４】 本発明の実施形態における洗濯機を示す更に他の切断面の側面断面図である。
【図５】 本発明の実施形態における洗濯機の洗濯動作を示すチャート図である。
【図６】 本発明の実施形態における洗濯機の懸架状態を示す正面図である。
【図７】 本発明の実施形態における洗濯機の懸架状態を示す背面図である。
【図８】 本発明の実施形態における洗濯機の制御装置の回路ブロック図である。
【図９】 本発明の実施形態における洗濯機の副制御部の回路ブロック図である。
【図１０】 ドラム内に貼り付けた重りに対する位相ずれ角度量の平均値の特性を示す図である。
【図１１】 本発明の実施形態における洗濯機に設けられているモータのロータの構成を示す図である。
【図１２】 本発明の実施形態における洗濯機に設けられているモータのステータの構成を示す図である。
【図１３】 本発明の実施形態における洗濯機に設けられているモータに印加する電圧波形とモータから出力される位置信号を示す図である。
【図１４】 本発明の実施形態における洗濯機に設けられているモータに印加する電圧波形とモータから出力される位置信号を示す図である。
【図１５】 本発明の実施形態における洗濯機のモータに印加する電圧波形のずらし動作を示すフローチャート図である。
【図１６】 脱水運転時のモータ回転数を示す図である。
【図１７】 フィードバック駆動からオープンループ駆動に移行するときの洗濯機に設けられているモータに印加する電圧波形とモータから出力される位置信号を示す図である。
【図１８】 本発明の実施形態における洗濯機のモータに印加する電圧波形の他のずらし動作を示すフローチャート図である。
【図１９】 本発明の実施形態における洗濯機のモータに印加する電圧は帰依の更に他のずらし動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 本体外装部
２ 制御装置
３ 開閉扉
４ 水槽
４ａ 開口部
４ｂ 吹き出し口
４ｃ 循環口
５ ドラム
５ａ 小孔
５ｃ 開口部
５ｄ 液体バランサ
５ｅ 軸部
６ ベアリング
７ａ 第１懸架装置
７ｂ 第２懸架装置
８ａ、８ｂ ダンパー
９ モータ
９ａ モータケース
９ｂ ロータ
９ｃ ステータ
１０ パッキン
１０ａ 内周縁
１１ 操作パネル
１２ 給水パイプ
１３ 給水弁
１４ 洗剤ケース
１５ 給水ノズル
１６ 排水ダクト
１７ 接続ケース
１７ａ 糸屑フィルタ
１８ 排水ポンプ
１９ 循環ダクト
２０ 循環ポンプ
２１ 動圧パイプ
２２ エアートラップ
２３ 水位センサ
２４ 乾燥ユニット
２５ 送風ファン
２６ ヒータ
２７ 冷却ダクト
２８ 緩衝材
２９ａ、２９ｂ アングル
３０ａ、３０ｂ アングル
５０ 主制御部
５１ 副制御部
５２ ブザー
５３ 商用電源
５４ リアクトル
５５ 整流回路
５６ａ、５６ｂ コンデンサ
５７ インバータ回路
５８ａ〜５９ｃ トランジスタ
５９ａ〜５９ｃ トランジスタ
６０ａ〜６０ｃ ダイオード
６１ａ〜６１ｃ ダイオード
６２ ドライブ回路
６３ａ〜６３ｃ ホールセンサ
６４ マイクロコンピュータ
６５ インバータ入力電圧検出手段
７１ ロータコア
７１Ａ ロータコアの突極部分
７１Ｎ Ｎ極であるロータコアの突極部分
７１Ｓ Ｓ極であるロータコアの突極部分
７２ 永久磁石
７２Ｎ 永久磁石のＮ極部
７２Ｓ 永久磁石のＳ極部
７３ ステータコア
７４ 巻線
Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ ロータ位置信号
Ｐ１〜Ｐ６ 駆動信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
洗濯機のモータは誘導モータが主流であったが、モータ電磁音の静音化と省エネルギー化を図るために、ＤＣブラシレスモータが用いられるようになってきている。ＤＣブラシレスモータでは、ロータ位置にタイミングを合わせて正弦波状電圧をモータに供給する必要がある。
【０００３】
このため、洗い攪拌などのモータ回転数が低いときはロータ位置を検出してモータに供給する正弦波状電圧を制御するフィードバック制御（同期運転）を行う。一方、脱水などのモータ回転数が高いときはロータ位置を検出してフィードバック制御していては、ロータ位置検出手段の取り付け誤差などによりモータに供給する正弦波状電圧の制御タイミングがずれてしまうため、予め設定された所定の周波数の正弦波状電圧を前記モータに供給しオープンループ駆動（非同期運転）するのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータ負荷が大きな場合や商用電源電圧が低い場合などは、モータトルクが不足気味になり、ロータ位置がモータに供給する正弦波状電圧に対して遅れ気味になり、最悪の場合は脱調現象を起こして停止してしまっていた。
【０００５】
また、脱水回転途中でフィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える際に、モータに供給する正弦波状電圧の周波数が急激に変化することにより脱調してしまうことがあった。
【０００６】
ロータ位置とモータに供給する正弦波状電圧との位相ずれ量を減少させ未然に脱調現象を防止する従来技術としては、モータに供給する正弦波状電圧のＰＷＭデューティを大きくして、すなわち、モータに供給する正弦波状電圧の振幅を大きくしてロータ位置の遅れを挽回する洗濯機の制御装置がある。
【０００７】
しかし、このような制御装置ではモータ出力トルクを変化させるので、モータの回転数にムラが生じる。また、モータに供給する正弦波状電圧の周波数の変化に応じてロータ位置とモータに供給する正弦波状電圧との位相ずれ量が変化する際の追随速度は一定ではなく衣類の量によって変動するので、非常に複雑なフィードバック制御が必要となる。また、大きな出力トルクが出せるモータを必要とするため、コストがかかってしまう。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑み、モータ負荷が大きくなっても脱調現象が起こらない洗濯機の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、略水平な軸を中心に回転する横型のドラムを備えたドラム式洗濯機での脱水時における衣類の片寄りなどによってモータ負荷が周期的に変動しても脱調現象が起こらない洗濯機の制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、フィールドバック制御からオープンループ制御に切り換えても脱調現象が起こらず、且つ、円滑な切り換えを行うことができる洗濯機の制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る洗濯機の制御装置においては、洗濯用回転体を駆動させるＤＣブラシレスモータと、該モータの回転駆動を制御するインバータ制御手段と、前記モータのロータ位置を検出し前記モータのロータ位置に応じて前記モータ一回転当たり複数回状態が変化する位置信号を出力する位置検出手段と、を備え、前記洗濯用回転体を回転させて衣類を遠心脱水する脱水工程中に所定の設定周波数の正弦波状電圧を前記モータに供給しオープンループ駆動させたときに生ずる前記正弦波状電圧の位相と前記位置信号の位相との位相ずれ量を検出するとともに、前記位置信号の状態が変化する毎に前記位相ずれ量を調整するのではなく、前記位相ずれ量が予め設定された位相ずれ量閾値を越えた場合に前記位相ずれ量を少なくする方向に予め設定されたずらし量だけ前記正弦波状電圧の波形をずらすような構成としている。
【００１２】
また、上記構成に加え、前記インバータ制御手段は前記位相ずれ量の変動に応じて前記ずらし量を可変するような構成としてもよい。
【００１３】
また、上記構成に加え、前記インバータ制御手段は、商用ＡＣ電源から供給されるＡＣ電圧と該ＡＣ電圧を整流手段によって整流したＤＣ電圧との少なくとも一方を検出する電圧検出手段を備えるとともに、前記電圧検出手段によって検出された電圧が低いほど、前記位相ずれ量閾値を小さめにしたり、前記ずらし量を大きめしたりするような構成にしてもよい。
【００１４】
また、上記構成に加え、前記位相ずれ量を複数回連続して検出し、その検出された位相ずれ量の平均値をもって前記位相ずれ量閾値と比較するような構成にしてもよい。
【００１５】
また、上記構成に加え、前記位相ずれ量閾値は、前記モータの回転数に応じて複数設定されているような構成にしてもよい。
【００１６】
また、上記構成に加え、前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えたときは、前記正弦波状電圧の設定周波数を更新しないような構成としてもよい。さらに、前記正弦波状電圧の設定周波数を更新しない状態で、予め設定された所定の期間連続して前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えないときは、前記正弦波状電圧の設定周波数を更新可能とするような構成にしてもよい。
【００１７】
また、上記構成に加え、前記電圧検出手段から検出される電圧が予め設定された電圧閾値を越えたときは、前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えなくても前記位相ずれ量に応じた前記正弦波状電圧の波形をずらすような構成にしてもよい。
【００１８】
また、本発明に係る洗濯機の制御装置においては、洗濯用回転体を駆動させるＤＣブラシレスモータと、該モータの回転駆動を制御するインバータ制御手段と、前記モータのロータ位置を検出する位置検出手段と、を備え、前記洗濯用回転体を回転させて衣類を遠心脱水する脱水工程中において、最初前記位置検出手段からの位置信号に同期した正弦波状電圧を前記モータに供給するフィードバック駆動し、その後所定の設定周波数の正弦波状電圧を前記モータに供給するオープンループ駆動するようになっており、前記フィードバック駆動から前記オープンループ駆動に切り換える直前の回転数が前記オープンループ駆動の設定回転数より大きい場合は、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相が前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相に対して進むように、前記フィードバック駆動から前記オープンループ駆動に切り換える直前の回転数が前記オープンループ駆動の設定回転数より小さい場合は、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相が前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相に対して遅れるように、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相を設定する構成としている。
【００１９】
また、上記構成に加え、前記インバータ制御手段は、商用ＡＣ電源から供給されるＡＣ電圧と該ＡＣ電圧を整流手段によって整流したＤＣ電圧との少なくとも一方を検出する電圧検出手段を備えるとともに、前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相と前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相との差が、前記フィードバック駆動の終了時点での前記モータの回転数または前記電圧検出手段によって検出された電圧に応じて複数設定されるような構成にしてもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面を参照に説明する。尚、本実施形態では、略水平な軸を中心に回転する横型のドラムを備えたドラム式洗濯機に本発明を適用するが、略垂直な軸を中心に回転する縦型の脱水槽を備えた洗濯機にも本発明が適用できる。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態におけるドラム式洗濯機の外観斜視図である。洗濯機の外壁を形成する本体外装部１は前面が開閉扉３で開閉できるようになっている。本体外装部１の前面上部には操作キーや表示部を備えた操作パネル１１が設けられている。
【００２２】
図２にドラム式洗濯機の側面断面図を示す。本体外装部１内には前面に開口部４ａを有する有底筒状の水槽４が配される。水槽４は図６〜図７に示すように、本体外装部１内に引張りバネから成る第１懸架装置７ａ及び第２懸架装置７ｂで弾力的に支持されている。
【００２３】
本体外装部１の内壁には水槽４の前方上部にアングル２９ａが取り付けられ、本体外装部１の背壁には上部にアングル２９ｂが取り付けられている。水槽４の前面及び背面にはアングル３０ａ、３０ｂが固着されている。そして、アングル２９ａとアングル３０ａに第１懸架装置７ａを掛着して、水槽４の前部は第１懸架装置７ａにより左右の２箇所を懸架されている。
【００２４】
同様に、アングル２９ｂとアングル３０ｂに第２懸架装置７ｂを掛着して、水槽４の後部は第２懸架装置７ｂにより左右の２箇所を懸架されている。また、第１、第２懸架装置７ａ、７ｂは、鉛直方向に対してそれぞれ角度θ１、θ２だけ左右対称に傾斜して取り付けられている。これにより、水槽４を左右方向の摺動に対して求心させることができる。尚、アングル３０ａ、３０ｂは水槽４と一体成形してもよい。
【００２５】
また、水槽４はダンパー８ａ、８ｂから成る減衰装置により本体外装部１の底部に支持されている。水槽４の前方には左右の２箇所にダンパー８ａが取付られ、水槽４の後方には左右の２箇所にダンパー８ｂが取付られている。これにより水槽４の揺動を減衰するようになっている。
【００２６】
本体外装部１の背壁には、フェルトやゴム等から成る緩衝材２８が固着されている。これにより、水槽４が前後方向に摺動した際に、水槽４と本体外装部１の背壁との衝突による騒音の発生を防止している。
【００２７】
水槽４内にはドラム５が配設されている。ドラム５は軸部５eに固定されており、モータケース９ａを介して水槽４と一体化されるベアリング６に軸部５eが支持されて、回転自在になっている。軸部５eにはロータ９ｂが固着され、モータケース９ａ内にはステータ９ｃが固定されている。これらにより、ドラム５を駆動するモータ９が構成されている。モータ９の回転駆動は後述する制御装置２によって制御されている。尚、本実施形態ではモータ９として３相２０極ＤＣブラシレスモータを使用している。
【００２８】
モータ９のロータ９ｂは図１１に示すような構造であり、図１２に示すステータ９ｃの内部に同心軸状に回転可能に保持されている。ロータコア７１は積層された鋼板で構成されている。ロータコア７１の突極７１Ａの間には、永久磁石７２が配設されている。隣り合う永久磁石７２のＮ極７２ＮとＳ極７２Ｓの配置を逆にすることで、ロータコアの突極部分７１ＡはＮ極７１ＮとＳ極７１Ｓの交互になる。このような構成にすることで、ロータコアに永久磁石を円周状に貼り付け周設する構成よりも高い磁力を得ることができる。
【００２９】
モータ９は２０極で、ロータコアの突極部分７１ＡはＮ極とＳ極がそれぞれ１０個ずつであるが、極数については本発明を限定するものではない。また、ロータの構成も本発明を限定するものではなく、例えばロータに永久磁石を円周状に貼り付け周設する構成にしてもよい。
【００３０】
モータカバー９ａ内に設けられたステータ９ｃを図１２に示す。ステータ９ｃは２４極であり、ステータコア７３はロータコア７１と同様に積層された鋼板で構成される。ステータコア７３には、巻線７４が集中巻方式で巻設されている。集中巻方式は本発明を限定するものではなく、例えば重ね巻方式で巻線をステータコアに巻設してもよい。また、ロータ９ｂとステータ９ｃの間には、ホールセンサ（図示せず）がモータカバー９ａに固着して設けられており、ロータコアの突極７１ＡのＮ極とＳ極を検出する。
【００３１】
尚、本実施形態は、ドラム５とモータ９が直接固定されたダイレクトドライブ方式であるが、ベルトとプーリでモータ回転トルクをドラム５に伝えるベルトドライブ方式でもよい。
【００３２】
ドラム５の周壁全体には小孔５ａが設けられている。小孔５ａは洗濯時に水槽４とドラム５との間を洗濯水が流出入できるようにしている。ドラム５の内壁面にはバッフル５ｂが突出して設けられ、ドラム５の回転により洗濯物を引っかけて持ち上げ、洗濯液中に落下させることにより洗浄が行われるようになっている。
【００３３】
ドラム５の前面の開口部５ｃの外周縁には液体バランサ５ｄが設けられている。液体バランサ５ｄには塩水等の液体が封入されており、ドラム５の回転時に該流体が移動して洗濯物及び洗濯液の片寄りによる重心移動をうち消すようになっている。尚、液体バランサ５ｄはドラム５の内周縁に設けてもよい。
【００３４】
ドラム５の回転軸心ｙ−ｙは、水平軸に対して角度θだけドラム５の奥が下がるように傾斜されている。これにより、使用者がドラム式洗濯機の前面側に立って洗濯物を出し入れする際に、ドラム５の奥まで見通しが良くなり、洗濯物の出し入れが容易になる。
【００３５】
洗濯物投入口１ａと水槽４の開口部４ａの周縁にはゴムや樹脂等の弾性体からなるパッキン１０が通路を形成するように取り付けられている。パッキン１０は開閉扉３を閉じたときに内周縁１０ａが開閉扉３の周縁に密着する構造となっている。これにより、洗濯動作中の防水を行なうようになっている。また、パッキン１０は蛇腹などにより水槽４の揺動に応じて撓みを生じて追従するようになっている。
【００３６】
本体外装部１内の上部には水道管に接続された給水パイプ１２が配設されている。給水パイプ１２の途中に設けた給水弁１３を開放すると、洗剤ケース１４を介してパッキン１０に取り付けられた給水ノズル１５から水槽４内に水道水が給水されるようになっている。
【００３７】
水槽４の底面より導出された排水ダクト１６は、管路途中に糸屑フィルタ１７ａを内設した接続ケース１７及び排水ポンプ１８を備えており、水槽４からの洗濯液を本体外装部１の外部に排水する構造となっている。糸屑フィルタ１７ａは、例えば、樹脂を格子状に形成したり、あるいは、目の細かい繊維を袋状に形成して構成され、洗濯液中の糸屑等を集積するもので、接続ケース１７内に着脱自在に装着され、本体外装部１の前面下部から取り外すことができる。
【００３８】
接続ケース１７の上部にはエアートラップ２２から動圧パイプ２１を介して水位センサ２３が設けられている。水位センサ２３は、エアートラップ２２内の圧力変化に応じて磁性体をコイル内で移動させる。その結果生じるコイルのインダクタンス変化を発振周波数の変化として検出し、水槽４内の水位を検知するようになっている。
【００３９】
また、ドラム式洗濯機は図３に示す側面断面図のような構造でもよい。尚、図２と同一の部品には同一の符号を付してある。接続ケース１７の出口側には排水ダクト１６ｂから分岐する循環ダクト１９が設けられている。循環ダクト１９は水槽４の開口部４ａに臨むようにパッキン１０に接続されており、管路途中に循環ポンプ２０を備えている。
【００４０】
従って、排水ポンプ１８を停止して循環ポンプ２０を駆動させると、水槽４、排水ダクト１６ａ、接続ケース１７、排水ダクト１６ｂ、循環ポンプ２０及び循環ダクト１９を通って水槽４に至る循環経路が形成される。この循環経路を通して水槽４内の洗濯液を循環させることで、洗濯液内の洗剤を充分溶解させるとともに、糸屑フィルタ１７ａによって糸屑等を除去する。これにより、洗濯物に対する糸屑の再付着を防止することができる。
【００４１】
さらに、ドラム式洗濯機は図４に示す側面断面図のような構造でもよい。尚、図２と同一の部品には同一の符号を付してある。水槽４の上方には洗濯物を乾燥させるための送風ファン２５とヒータ２６から構成された乾燥ユニット２４が設けられている。乾燥ユニット２４は水槽４の開口部４ａに臨む吹き出し口４ｂと下部に設けられた循環口４ｃとを連結する冷却ダクト２７の経路途中に配されている。また、冷却ダクト２７内には冷却装置（図示せず）が備えられている。
【００４２】
上記のような構成において、ドラム式洗濯機の動作を制御する制御装置２が操作パネル１１の裏面に配されている。制御装置２について図８を参照して説明する。
【００４３】
制御装置２は主制御部５０と副制御部５１とで構成されている。主制御部５０は洗い、すすぎ、脱水等の各工程の動作の内容や、工程の実行順序（すなわち処理コース）等のプログラムを記憶しており、このプログラムに従って給水弁１３の開閉と排水ポンプ１８を制御するとともに、副制御部５１を介してモータ９を制御する。
【００４４】
主制御部５０は、洗濯の予約等の信号を操作パネル１１から入力し、動作の経過等を表示するための信号を操作パネル１１に出力する。また、主制御部５０は、洗濯終了時等にブザー５２を鳴らす。さらに、主制御部５０は、水槽４内の水位を表す信号を水位センサ２３から入力する。
【００４５】
また、主制御部５０はモータ９の回転を制御するために必要な信号Ｓ１を同期用クロックＣＬＫとともに、副制御部５１に送信する。信号Ｓ１を受けた副制御部５１は信号Ｓ１を読み取った後、クロックＣＬＫに同期して信号Ｓ２を主制御部５０に送信する。
【００４６】
次に、図９を用いて副制御部５１の構成を説明する。商用電源５３から出力される交流電圧はリアクトル５４を介して整流回路５５に供給され、整流回路５５で脈流状の直流に変換される。整流回路５５には、ダイオードブリッジが使用されている。
【００４７】
整流回路５５で整流された直流は平滑用のコンデンサ５６a、５６ｂで平滑される。コンデンサ５６aの＋端子は整流回路５５の＋側の端子に接続されている。コンデンサ５６aの−端子とコンデンサ５６ｂの＋端子は商用電源５３の−側の出力端子に接続されている。コンデンサ５６ｂの−端子は整流回路５３の−側の出力端子に接続されている。コンデンサ５６a、５６ｂで平滑された直流電圧がインバータ回路５７に供給される。インバータ回路５７は直流を三相交流に変換する。
【００４８】
インバータ回路５７はスイッチング手段として６個のＮＰＮ型トランジスタ５８a〜５８ｃ、５９a〜５９ｃを三相全波ブリッジ構成にしたものである。そして、６個のトランジスタ５８a〜５８ｃ、５９a〜５９ｃにはそれぞれ並列にダイオード６０a〜６０ｃ、６１a〜６１ｃが接続されている。トランジスタ５８a〜５８ｃとトランジスタ５９a〜５９ｃの各接続点a、ｂ、ｃがモータ９の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のステータコイルＬu、Ｌｖ、Ｌｗに接続されている。また、トランジスタ５８a〜５８ｃ、５９a〜５９ｃのベースはドライブ回路６２に接続されている。
【００４９】
モータ９はロータ９ｂの回転位置を検出するホールセンサ６３a、６３ｂ、６３ｃを有している。各ホールセンサ６３a、６３ｂ、６３ｃより出力されるロータ位置信号Ｈu、Ｈｖ、Ｈｗはマイクロコンピュータ６４に入力される。
【００５０】
マイクロコンピュータ６４は駆動信号Ｐ１〜Ｐ６をドライブ回路６２に出力する。ドライブ回路６２は駆動信号Ｐ１、Ｐ２を数〜数十ｋＨｚでＰＷＭチョッピングするとともに増幅してそれぞれトランジスタ５８a、５９aのベースに供給し、駆動信号Ｐ３、Ｐ４を数〜数十ｋＨｚでＰＷＭチョッピングするとともに増幅してそれぞれトランジスタ５８ｂ、５９ｂのベースに供給し、駆動信号Ｐ５、Ｐ６を数〜数十ｋＨｚでＰＷＭチョッピングするとともに増幅してそれぞれトランジスタ５８ｃ、５９ｃのベースに供給する。
【００５１】
ロータ位置信号Ｈu、Ｈｖ、ＨｗとステータコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに供給される正弦波状電圧Ｅu、Ｅｖ、Ｅｗとの位相が一致するように、マイクロコンピュータ６４が駆動信号Ｐ１〜Ｐ６をドライブ回路６２に出力してモータ９を回転制御することを同期運転という。
【００５２】
一方、正弦波状電圧Ｅu、Ｅｖ、Ｅｗが任意の設定周波数になるように、マイクロコンピュータ６４が駆動信号Ｐ１〜Ｐ６をドライブ回路６２に出力してオープンループ駆動でモータ９を回転制御することを非同期運転という。
【００５３】
６５は抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続ノードの電圧を入力してインバータ回路５７の入力電圧を検出するインバータ入力電圧検出手段であり、その検出出力はマイクロコンピュータ６４へ送られる。
【００５４】
主制御部５０は図５に示す運転チャートをプログラムとして記憶しており、そのプログラムに従って洗濯動作を実行するようになっている。
【００５５】
洗濯物投入口１ａより洗濯物を投入して開閉扉３を閉じると、開閉扉３の周縁にパッキン１０の内周縁１０ａが密着して水槽４が封止される。そして、洗剤ケース１４に洗剤を入れ、操作パネル１１を操作すると主制御部５０から信号Ｓ１が副制御部５１に送られる。副制御部５１は信号Ｓ１に基づき、モータ９を７０ｒｐｍで所定の時間非同期運転させる。このときロータ位置信号Ｈu、Ｈｖ、Ｈｗの信号位相とステータ９ｃに与えられる正弦波状電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗとの間にはずれが生じる（以下、このずれを位相ずれ量という）。
【００５６】
図１３の（ａ）にＵ相に印加される正弦波状電圧Ｅｕの波形を、（ｂ）〜（ｄ）にロータ位置信号Ｈｕを、それぞれ示す。（ｂ）に示すロータ位置信号Ｈｕ’は同期運転を行ったときの信号波形であり、ロータ位置信号Ｈｕ’のパルスエッジは、正弦波状電圧Ｅｕのゼロクロスと一致している。（ｃ）に示すロータ位置信号Ｈｕ’’はオープンループ駆動して非同期運転を行っている状態で負荷トルクが大きくなったときの信号波形であり、同期運転のときに比べてロータ９ｂがステータ９ｃの巻線７４に印加する電圧位相に対して遅れ気味に回転するため、ロータ位置信号Ｈｕ’’と正弦波状電圧Ｅｕとに位相ずれ量δ１が生じる。尚、本実施形態においてはＵ相を使って位相ずれ量を検知したが、他の相や複数の相を使ってもよい。また、図１３においては電気角１周期分のみを示したが、本実施形態で用いたモータは２０極であるので、Ｎ極とＳ極を一対として、ロータ１回転で１０周期の正弦波状電圧Ｅｕとなる。
【００５７】
ドラム内の衣類が片寄った状態の場合は、ドラム回転中に片寄った衣類を持ち上げる時と片寄った衣類が下ろされる時とで負荷トルクの差が生じるので、ドラム１回転中の１０周期の正弦波状電圧Ｅｕに対するロータ位置信号Ｈｕ’’の位相ずれ量δ１は大きくなったり小さくなったりする。衣類の片寄り量が大きいほど位相ずれ量δ１の最大値と最小値の差が大きくなるなど、位相ずれ量δ１の変化に基づき衣類の片寄り量を検知することができる。尚、位相ずれ量δ１は遅れだけでなく、片寄っている衣類が下りてくる場合は衣類の重量でドラムがモータ駆動回転数以上になり、（ｄ）に示すように正弦波状電圧Ｅｕより進み方向に位相ずれ量δ１が生じる場合もある。また、衣類の量が多い場合は回転負荷トルクが大きいため、位相ずれ量δ１の平均値が衣類の少ないときに比べて正弦波状電圧Ｅｕに対して遅れ気味に推移することを検知すれば、衣類の量を検出できる。
【００５８】
モータ１回転における位相ずれ量の平均値は、図１０に示すようにドラム内に設置した重りが重くなるほど大きくなる。尚、図１０はモータ９の回転数が８０ｒｐｍ、モータ９に供給する正弦波状電圧のＰＷＭデューティが１２０のときの特性を示している。従って、ドラム５に投入された衣類の量が多く重ければ重いほど、位相ずれ量δ１の平均値は大きくなる。これにより位相ずれ量からドラム内に投入された衣類の量を検出することができる。
【００５９】
衣類の量を検出する際のモータ９の回転数やモータ９に供給する正弦波状電圧のＰＷＭデューティは、本実施形態で用いた値に限定されることなくドラム５の直径や形状に応じて適した値を設定するとよい。
【００６０】
衣類の量が検出されると、主制御部５０はこの衣類の量に基づき、洗い、すすぎ、脱水及び乾燥工程におけるドラム５の回転速度、反転時間や反転周期を予め記憶されている回転チャートから決定し、さらには、乾燥運転の完了までの運転時間を予測する。これにより、衣類の量に応じた最適な洗濯動作を行なうことができる。洗濯動作を図５を参照して以下に説明する。
【００６１】
まず、洗濯チャートに従って、「洗い工程」を開始する。「洗い工程」の給水動作では、開閉扉３がロックされるとともに給水弁１３が開成する。給水弁１３の開成に基づいて水道水は洗剤ケース１４を経由して給水ノズル１５から洗剤とともに水槽４とドラム５内に流れ込む。そして、水槽４内の水位は、位相ずれ量によって検出された衣類の量に応じて所定水位に決定されている。この所定の水位に達すると、水位センサ２３が検知して検知信号を主制御部５０に出力する。主制御部５０は給水弁１３を閉じ、洗いチャートに基づいて副制御部５１に信号Ｓ１を送る。副制御部５１は信号Ｓ１に基づきドラム５を回転駆動させるモータ９を制御して所定時間だけ”洗い動作”が行われる。この所定時間も位相ずれ量によって検出された衣類の量に基づいて決定される。
【００６２】
そして、「洗い工程」が終了すると、”すすぎ脱水動作”と”攪拌すすぎ動作”を交互に複数回繰り返して成る「すすぎ工程」に移行する。「すすぎ工程」では、まず排水ポンプ１８が作動して、洗濯液を排水ダクト１６、接続ケース１７を介して本体外装部１の外部に排水する排水動作が行われる。排水動作が終了すると、制御装置２はモータ９を第１脱水チャートに基づき駆動させる。これにより、ドラム５が回転して”すすぎ脱水動作”が行われる。洗濯物の洗濯液は脱水回転による遠心力でドラム５の全周壁に設けられた小孔５ａを通じて水槽４の内壁へ突出される。その内壁を伝って水槽４内の下部に流下した洗濯液は排水ダクト１６を介して外部に排水される。
【００６３】
ドラム５内の衣類の片寄り量が大きいと、”すすぎ脱水動作”での高速回転運転において異常振動が起こり最悪の場合には洗濯機が転倒する。このため、高速回転運転に移行する前に低回転にて段階的に回転数を上げて運転することで脱水を行い、衣類の片寄り量が十分に小さくなるように、衣類をドラム５内周面に均等に貼り付けた後、高速回転運転を行うようにしている。
【００６４】
”すすぎ脱水動作”でドラム５内の衣類を均等に貼り付けるようにドラム回転数を徐々に上昇させていくが、衣類の片寄り量が多い場合は図１３（ｃ）の位相ずれ量δ１が大きくなり、極端な場合は脱調現象を起こすことになる。
【００６５】
また、衣類を均等に貼り付ける低速回転を終了し高速回転運転に移行しても、振動の共振周波数に対応したドラムの回転数においてドラム５の振動が大きくなり負荷トルクが増大して位相ずれ量δ１が大きくなったり、高速脱水回転でも律動現象により数〜数十秒単位の比較的大きな負荷トルク変動が起こり位相ずれ量δ１が大きくなる場合があり、極端な場合は脱調現象を起こすことになる。
【００６６】
このような脱調現象を未然に防止するために、マイクロコンピュータ６４は図１５のフローチャートに基づき、図１４に示すタイミングチャートのようにモータ９に供給する正弦波状電圧の位相をずらす。図１４の（ａ）、（ｃ）はＵ相に印加される正弦波状電圧Ｅｕの波形を、図１４の（ｂ）、（ｄ）はロータ位置信号Ｈｕをそれぞれ示している。
【００６７】
まず、正弦波状電圧Ｅｕが図１４（ａ）であり、ロータ位置信号Ｈｕが図１４（ｂ）の場合について説明する。尚、本来であれば、Ｔ１〜Ｔ３の全区間において正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしの判定を行うが、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしの効果を説明するために、区間Ｔ２のみ正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしの判定を行うこととする。
【００６８】
区間Ｔ１は正弦波状電圧の波形ずらしの判定を行っていない区間である。このとき、正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロス時点（ｔ０）に対して、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジ時点（ｔ１）は９０°遅れているので、位相ずれ量δ１は９０°になる。
【００６９】
区間Ｔ２は正弦波状電圧の波形ずらしの判定を行っている区間である。正弦波状電圧の波形ずらしは図１５のフローチャートに基づき行われる。まず、ステップ＃１０において、位相ずれ量閾値δthと立ち上がりゼロクロスから位相ずれ量閾値δth分位相が遅れた位置での正弦波状電圧Ｅｕの振幅Ａthとを設定する。本実施形態では、位相ずれ量閾値δthを３０°に設定している。
【００７０】
次のステップ＃２０では、正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロスの位置にあるか否かを判定する。正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロスの位置にあれば（ステップ＃２０のＹ）、立ち上がりゼロクロスからの位相量θを零としたのち測定を開始する（ステップ＃３０）。図１４（ａ）（ｂ）においては、ｔ２時点でステップ＃２０のＹとなるので、ｔ２時点から立ち上がりゼロクロスからの位相量θの測定を開始する。
【００７１】
次のステップ＃４０では、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れたか否かを判定する。ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れれば（ステップ＃４０のＹ）、正弦波状電圧Ｅｕとロータ位置信号Ｈｕとの位相ずれ量δ１は位相ずれ量閾値δthより小さい。この場合、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしを行わずにステップ＃１０に移行し、次の周期での正弦波状電圧Ｅｕとロータ位置信号Ｈｕとの位相ずれを測定する。
【００７２】
一方、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れなければ（ステップ＃４０のＮ）、立ち上がりゼロクロスからの位相量θが位相ずれ量閾値δth以下であるか否かを判定する（ステップ＃５０）。立ち上がりゼロクロスからの位相量θが位相ずれ量閾値δth以下であれば（ステップ＃５０のＹ）、ステップ＃４０に移行する。立ち上がりゼロクロスからの位相量θが位相ずれ量閾値δth以下でなければ（ステップ＃５０のＮ）、正弦波状電圧Ｅｕとロータ位置信号Ｈｕとの位相ずれ量δ１が位相ずれ量閾値δthを越えることになる。図１４（ａ）（ｂ）においては、ｔ３時点でステップ＃５０のＮとなるので、ｔ３時点で正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしを行うことが確定する。
【００７３】
次のステップ＃６０では、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れるか否かを判定する。
【００７４】
ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れれば（ステップ＃６０のＹ）、正弦波状電圧Ｅｕの出力値を立ち上がりゼロクロスから位相ずれ量閾値δth分位相が遅れた位置での振幅Ａthまでずらす（ステップ＃７０）。これにより、正弦波状電圧Ｅｕは位相ずれ量δ１と位相ずれ閾値δthの差だけ位相遅れ方向に平行移動した波形となる。すなわち、位相ずれ量δ１の変動に応じて正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらし量が可変する。
【００７５】
尚、正弦波状電圧Ｅｖ、Ｅｗは、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらし後も波形ずらし前と同様に正弦波状電圧Ｅｕに対してそれぞれ２４０°、１２０°遅れの波形とすることで、正弦波状電圧Ｅｕと同様に波形がずれる。
【００７６】
その後、ステップ＃１０に移行し、次の周期での位相ずれ測定を行う。図１４（ａ）（ｂ）においては、ｔ４時点でロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れているので、ｔ４時点で正弦波状電圧Ｅｕの振幅をＡthに変更している。これにより、ｔ４時点で正弦波状電圧Ｅｕの波形は６０°位相遅れ方向にずれたことになる。
【００７７】
区間Ｔ３は正弦波状電圧の波形ずらしの判定を行っていない区間である。このとき、正弦波状電圧Ｅｕの立ち上がりゼロクロス時点（ｔ５）に対して、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジ時点（ｔ６）は３０°遅れているので、位相ずれ量δ１は３０°になる。
【００７８】
尚、正弦波状電圧Ｅｖ、Ｅｗは、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらし後も波形ずらし前と同様に正弦波状電圧Ｅｕに対してそれぞれ２４０°、１２０°遅れの波形とすることで、正弦波状電圧Ｅｕと同様に波形がずれる。
【００７９】
区間Ｔ２において、図１５のフローチャートのような動作を行うことで、位相ずれ量δ１は区間Ｔ１のときの９０°から区間Ｔ３のときの３０°に縮小され、脱調現象を未然に防止することができる。
【００８０】
さらに、図１５のフローチャートのような動作では、正弦波状電圧の周波数自体は変更されていないので、モータ９の回転数を変化させずに脱調現象を未然に防止することができる。従って、モータ９の回転数により決まる脱水性能への影響はなく、安定した脱水性能を得ることができる。
【００８１】
また、位相ずれ量閾値は、衣類の量や脱水回転中のモータ９の回転数に応じて可変するように設定することで、正弦波状電圧の波形を滑らかにずらすことができ、脱水中の断続音や回転変動を小さくすることができる。また、モータ９は、オープンループ駆動時において、効率の良い位相ずれ角度が回転数に応じて変化する特性を持っているので、位相ずれ角度を効率の高いところに補正することで、省エネルギー化を図ることもできる。尚、本実施形態ではＵ相を基準としたが、Ｖ相やＷ相を、または複数の相を使用してもよい。
【００８２】
次に、正弦波状電圧Ｅｕが図１４（ｃ）であり、ロータ位置信号Ｈｕが図１４（ｄ）の場合について説明する。尚、本来であれば、Ｔ１〜Ｔ３の全区間において正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしの判定を行うが、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしの効果を説明するために、区間Ｔ２のみ正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしの判定を行うこととする。
【００８３】
区間Ｔ１は正弦波状電圧の波形ずらしの判定を行っていない区間である。このとき、正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロス時点（ｔ１０）に対して、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジ時点（ｔ１１）は９０°遅れているので、位相ずれ量δ１は図１４の（ａ）（ｂ）のときと同様に９０°になる。
【００８４】
区間Ｔ２は正弦波状電圧の波形ずらしの判定を行っている区間である。正弦波状電圧の波形ずらしは図１９のフローチャートに基づき行われる。まず、ステップ＃３１０において、位相ずれ量閾値δthと立ち上がりゼロクロスから位相ずれ量閾値δth分位相が遅れた位置での正弦波状電圧Ｅｕの振幅Ａthとを設定する。本実施形態では、位相ずれ量閾値δthを３０°に設定している。
【００８５】
次のステップ＃３２０では、正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロスの位置にあるか否かを判定する。正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロスの位置にあれば（ステップ＃３２０のＹ）、立ち上がりゼロクロスからの位相量θを零としたのち測定を開始する（ステップ＃３３０）。図１４（ｃ）（ｄ）においては、ｔ１２時点でステップ＃３２０のＹとなるので、ｔ１２時点から立ち上がりゼロクロスからの位相量θの測定を開始する。
【００８６】
次のステップ＃３４０では、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れたか否かを判定する。ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れれば（ステップ＃３４０のＹ）、正弦波状電圧Ｅｕの立ち上がりゼロクロスとロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジとが一致しており、位相ずれ量δ１は零になる。この場合、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしを行わずにステップ＃３１０に移行し、次の周期での正弦波状電圧Ｅｕとロータ位置信号Ｈｕとの位相ずれを測定する。
【００８７】
一方、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れなければ（ステップ＃３４０のＮ）、正弦波状電圧Ｅｕの振幅を零にする（ステップ＃３５０）。
【００８８】
次のステップ＃３６０では、再びロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れたか否かを判定する。ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れてなければ（ステップ＃３６０のＮ）、ステップ＃３５０に移行しＥｕの振幅を零のまま維持する。
【００８９】
一方、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れれば（ステップ＃３６０のＹ）、ステップ＃３７０に移行し立ち上がりゼロクロスからの位相量θが位相ずれ量閾値δth以下であるか否かを判定する。
【００９０】
立ち上がりゼロクロスからの位相量θが位相ずれ量閾値δth以下であれば（ステップ＃３７０のＹ）、ステップ＃３９０に移行し、マイクロコンピュータ６４に記憶されている正弦波状電圧Ｅｕの波形に基づいて、正弦波状電圧Ｅｕの振幅を現時点の位相量θの振幅に変更する。その後、ステップ＃３１０に移行し、次の周期での位相ずれ測定を行う。
【００９１】
一方、立ち上がりゼロクロスからの位相量θが位相ずれ量閾値δth以下でなければ（ステップ＃３７０のＮ）、正弦波状電圧Ｅｕとロータ位置信号Ｈｕとの位相ずれ量δ１が位相ずれ量閾値δthを越えることになる。図１４（ｃ）（ｄ）においては、ｔ１４時点でステップ＃３７０のＮとなるので、ｔ１４時点で正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらしを行うことが確定する。
【００９２】
次のステップ＃４００では、正弦波状電圧Ｅｕの出力値を立ち上がりゼロクロスから位相ずれ量閾値δth分位相が遅れた位置での振幅Ａthまでずらす。これにより、正弦波状電圧Ｅｕは位相ずれ量δ１と位相ずれ閾値δthの差だけ位相遅れ方向に平行移動した波形となる。
【００９３】
尚、正弦波状電圧Ｅｖ、Ｅｗは、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらし後も波形ずらし前と同様に正弦波状電圧Ｅｕに対してそれぞれ２４０°、１２０°遅れの波形とすることで、正弦波状電圧Ｅｕと同様に波形がずれる。
【００９４】
その後、ステップ＃３１０に移行し、次の周期での位相ずれ測定を行う。図１４（ｃ）（ｄ）においては、ｔ１４時点で正弦波状電圧Ｅｕの振幅をＡthに変更している。これにより、ｔ１４時点で正弦波状電圧Ｅｕの波形は６０°位相遅れ方向にずれたことになる。
【００９５】
区間Ｔ３は正弦波状電圧の波形ずらしの判定を行っていない区間である。このとき、正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロス時点（ｔ１５）に対して、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジ時点（ｔ１６）は３０°遅れているので、位相ずれ量δ１は３０°になる。
【００９６】
区間Ｔ２において、前述した図１９のフローチャートのような動作を行うことで、位相ずれ量δ１は区間Ｔ１のときの９０°から区間Ｔ３のときの３０°に縮小され、脱調現象を未然に防止することができる。
【００９７】
また、図１９のフローチャートの動作は図１５のフローチャートの動作に比べて制御が容易であるが、ｔ１２〜ｔ１４間で正弦波状電圧Ｅｕが零になり、モータ９に供給する正弦波状電圧が滑らかに変化しない。このため、図１５のフローチャートの動作に比べて騒音が大きくなる。
【００９８】
商用電源５３から供給されるＡＣ電圧が高い場合はインバータ回路５７に供給されるＤＣ電圧も高くなる。この場合、モータ９へ供給する正弦波状電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗも大きくなりモータトルクは増加し、位相ずれ量δ１が大きくても脱調現象を生じにくくなるので、位相ずれ量閾値δthは大きめに設定してもよい。
【００９９】
一方、商用電源５３から供給されるＡＣ電圧が低い場合はインバータ回路５７に供給されるＤＣ電圧も低くなる。この場合、モータ９へ供給する正弦波状電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗも小さくなりモータトルクは減少し、位相ずれ量δ１が小さくても脱調現象が生じ易くなるので、位相ずれ量閾値δthは小さめに設定した方がよい。
【０１００】
従って、インバータ入力電圧検出手段６５の電圧検出信号に応じて、位相ずれ量閾値δthを調整することで、より適切な制御が実現できる。また、インバータ入力電圧検出手段６５の電圧検出信号によって正弦波状電圧の波形の平行移動ずらし量を補正してもよい。尚、商用電源５３から出力されるＡＣ電圧を検出する電圧検出手段を設けて、インバータ回路５７に供給されるＤＣ電圧ではなく、商用電源５３から供給されるＡＣ電圧に基づいて位相ずれ量閾値δthや正弦波状電圧の波形の平行移動ずらし量を調整してもよい。
【０１０１】
上述した正弦波状電圧Ｅｕの波形の平行移動ずらしは、ロータ位置信号の立ち上がりパルスエッジが現れる毎に検出する位相ずれ量δ１に基づいて行っているが、１回のみのロータ位置信号の立ち上がりパルスエッジの検出では外来ノイズがロータ位置信号に重畳された場合にロータ位置信号の立ち上がりパルスエッジを誤検知して制御してしまう虞がある。このため、複数回の位相ずれ量δ１の平均値に応じて正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを行えば、安定した制御性能が得られる。この場合のマイクロコンピュータ６４の動作について、図１８のフローチャートを参照して説明する。
【０１０２】
まず、ステップ＃１１０において、位相ずれ量閾値δthと立ち上がりゼロクロスから位相ずれ量閾値δth分位相が遅れた位置での正弦波状電圧Ｅｕの振幅Ａthとを設定する。
【０１０３】
次のステップ＃１２０では、測定回数ｎを１とし、ステップ＃１３０に移行する。ステップ＃１３０では、正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロスの位置にあるか否かを判定する。正弦波状電圧Ｅｕが立ち上がりゼロクロスの位置にあれば（ステップ＃１３０のＹ）、立ち上がりゼロクロスからの位相量θを零としたのち、測定を開始する（ステップ＃１４０）。
【０１０４】
次のステップ＃１５０では、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れたか否かを判定する。ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れれば（ステップ＃１５０のＹ）、そのときの立ち上がりゼロクロスからの位相量θを位相ずれ量δ１nとして記憶する（ステップ＃１６０）。
【０１０５】
次のステップ＃１７０では、測定回数ｎが予め設定されている平均値測定のための測定回数Ｋに達したか否かを判定する。測定回数ｎが平均値測定のための測定回数Ｋに達していなければ（ステップ＃１７０のＮ）、ステップ＃１８０に移行し測定回数ｎに１を足したものを新たな測定回数ｎとして記憶したのち、ステップ＃１３０に移行し測定を続ける。
【０１０６】
一方、測定回数ｎが平均値測定のための測定回数Ｋに達していれば（ステップ＃１７０のＹ）、記憶しているδ１1、δ１2、…、δ１Kから、位相ずれ量δ１の平均値を算出する（ステップ＃１９０）。
【０１０７】
次のステップ＃２００では、位相ずれ量δ１の平均値が位相ずれ量閾値δth以下であるか否かを判定する。位相ずれ量δ１の平均値が位相ずれ量閾値δth以下であれば（ステップ＃２００のＹ）、正弦波状電圧Ｅｕの波形の平行移動ずらしは行わずにステップ＃１１０に移行する。
【０１０８】
一方、位相ずれ量δ１の平均値が位相ずれ量閾値δth以下でなければ（ステップ＃２００のＮ）、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れるか否かを判定する（ステップ＃２１０）。
【０１０９】
ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが現れれば（ステップ＃２１０のＹ）、正弦波状電圧Ｅｕの出力値を立ち上がりゼロクロスから位相ずれ量閾値δth分位相が遅れた位置での振幅Ａthまでずらす（ステップ＃２２０）。これにより、正弦波状電圧Ｅｕは位相ずれ量δ１の平均値と位相ずれ閾値δthの差だけ位相遅れ方向に平行移動した波形となる。その後、ステップ＃１１０に移行し、次の位相ずれ測定を行う。
【０１１０】
尚、正弦波状電圧Ｅｖ、Ｅｗは、正弦波状電圧Ｅｕの波形ずらし後も波形ずらし前と同様に正弦波状電圧Ｅｕに対してそれぞれ２４０°、１２０°遅れの波形とすることで、正弦波状電圧Ｅｕと同様に波形がずれる。
【０１１１】
上述した正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを行っても、高速脱水回転運転の加速時などにおいては、商用電源５３から供給される電圧が極端に低かったり、負荷トルクが連続して大きかったりすると、位相ずれ量δ１が位相ずれ量閾値δthを連続して越える場合がある。
【０１１２】
このように位相ずれ量δ１が位相ずれ量閾値δthを連続して越える場合は、高速脱水回転運転での加速を一時停止することで、すなわち、主制御部５０から送られる信号Ｓ１に基づく運転を止め、そのままの設定周波数の正弦波状電圧をモータ９に供給し続けることで、加速に必要とするトルクが不要になり、徐々に位相ずれ量δ１が小さくなる。
【０１１３】
これにより、正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを毎周期連続して行うことによる実際の回転数低下を防止することができる。なぜならば、モータ９に供給する正弦波状電圧の設定周波数自体が固定であっても、毎周期連続して平行移動ずらしを行うと実際の周期は短くなってしまうため、設定周波数での回転数より減速するからである。
【０１１４】
このように、主制御部５０から送られる信号Ｓ１に基づく運転を一時的に止めて高速脱水回転の加速を一時停止した後、所定の期間連続して位相ずれ量δ１が位相ずれ量閾値δth以下になれば、再度主制御部５０から送られる信号Ｓ１に基づく運転を行い正弦波状電圧の設定周波数を更新して加速を開始する。これにより、無駄なトルクを必要とせず、省エネルギー化を図ることができる。また、無駄なトルクを必要としないので、大きなトルクが出力できるモータを用いなくてもよくなりモータの小型化も図れる。
【０１１５】
これまでの説明はロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して遅れる場合、すなわち、負荷トルクがモータトルクよりも大きい場合についてであったが、高速脱水時に最高回転数まで上昇して回転している時には、振動系による律動現象により、ロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して遅れ方向や進み方向に前後して揺れる場合がある。
【０１１６】
ロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して遅れる場合は、前述したようにモータ９に供給する正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを行うことで対応できる。ロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して進む場合についても、モータ９に供給する正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを行うことで位相ずれは補正できる。
【０１１７】
しかし、ロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して進む場合では、モータ９のステータ巻線に逆起電圧が発生し、コンデンサ５６ａ、５６ｂに回生電流が流れ込み、インバータ入力電圧検出手段６５で検出されるＤＣ電圧が上昇して、最悪の場合はそのＤＣ電圧がトランジスタ５８ａ〜５８ｃ、５９ａ〜５９ｃやダイオード６０ａ〜６０ｃ、６１ａ〜６１ｃの耐圧を越えて、トランジスタ５８ａ〜５８ｃ、５９ａ〜５９ｃやダイオード６０ａ〜６０ｃ、６１ａ〜６１ｃが破壊に至ることがある。
【０１１８】
このため、脱水運転中にロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して進む場合は、位相ずれ量δ１が位相ずれ閾値δthを越えたときに行う正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしに加えて、インバータ入力電圧検出手段６５によって検出されるＤＣ電圧が予め設定された電圧閾値を越えた場合は位相すれ角度量δ１が位相ずれ量閾値δthより小さくても、正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを即座に行うことで、トランジスタ５８ａ〜５８ｃ、５９ａ〜５９ｃやダイオード６０ａ〜６０ｃ、６１ａ〜６１ｃの損傷や破壊を未然に防止することができる。
【０１１９】
本実施形態の洗濯機の制御装置は、図９のように倍電圧整流回路を備えているので、通常はインバータ回路５７に入力されるＤＣ電圧は２８０[V]以下である。しかし、高速脱水回転運転中にロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して進んで逆起電圧が発生すれば、インバータ回路５７に入力されるＤＣ電圧は５００[V]付近まで即座に上昇してしまう。
【０１２０】
この場合、図１８のフローチャートの動作のように位相ずれ量δ１の平均値に基づいて平行移動ずらしを行っていては瞬時に制御対応できないため、インバータ入力電圧検出手段６５で検出されるＤＣ電圧がトランジスタ５８ａ〜５８ｃ、５９ａ〜５９ｃやダイオード６０ａ〜６０ｃ、６１ａ〜６１ｃの定格電圧（６００[V]）の８０％程度（４８０[V]）になれば、即座に平行移動ずらしを行うようにする。
【０１２１】
この高速脱水運転時の律動現象は、振動防止機構などによって定まる固有の回転数において生じるものであるため、モータ９の回転数を変更すれば、律動を少しは抑制できるが、モータ９の回転数を下げれば脱水性能が低下し、また、モータ９の回転数を上げれば騒音や振動が増加するなどの不具合が生じる。一方、インバータ回路５７に入力されるＤＣ電圧に応じて正弦波状電圧の波形の平行移動ずらしを行う本実施形態においては、モータ９の回転数が変化しないので、このような不具合が起こらない。
【０１２２】
尚、オープンループ駆動する場合にモータ９に供給する正弦波状電圧のＰＷＭデューティは、各回転数に対して予め設定しておく。ＰＷＭデューティを大きめに設定した場合、位相ずれ量δ１は小さくなるが、消費電力は大きくなる。このことを考慮して、ドラム５の定格容量や形状およびモータ９の出力特性に応じて、ＰＷＭデューティを最適な値に設定すればよい。
【０１２３】
”すすぎ脱水動作”では、モータ９の回転数を低回転から段階的に上げて、衣類をドラム５内周面に均等に貼り付ける。回転始動時では濡れた衣類がドラム５の下部に固まっているため、大きな起動トルクが必要になる。従って、確実な起動を行うために、図１６のように、フィードバック駆動（同期運転）でモータ９を起動回転（ｔ1時点）させて、回転数が上昇してドラム５の回転慣性が高くなった時点（ｔ2時点）でオープンループ駆動（非同期運転）に切り換えて、最高回転数まで（ｔ3時点）回転上昇させ、その後高速脱水終了まで（ｔ4時点）オープンループ駆動するのが一般的駆動方法である。
【０１２４】
フィードバック駆動では、モータ９の回転数を目標回転数に維持するためにモータ９へ供給する正弦波状電圧のＰＷＭデューティを変化させているので、ＰＷＭデューティは不定である。
【０１２５】
一方、オープンループ駆動では、ＰＷＭデューティは設定回転数毎に割り当てられて固定されており、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時点（ｔ2時点）ではオープンループ駆動の設定回転数はフィードバック駆動での目標回転数と一致している。
【０１２６】
このため、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える直前のモータ回転数が目標回転数に近い場合は、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時点（ｔ2時点）においてＰＷＭデューティはほとんど変化しない。
【０１２７】
一方、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える直前のモータ回転数が目標回転数から離れている場合は、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時点（ｔ2時点）においてＰＷＭデューティが急激に変化する。しかし、ＰＷＭデューティが急激に変化してもモータ９の回転数はドラム５や衣類の回転慣性力があるため、急に変化しない。
【０１２８】
オープンループ駆動に切り換える直前のフィードバック駆動でのロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相より進んでいた場合は、モータ９の回転数がフィードバック駆動での目標回転数より大きくなっている。
【０１２９】
この場合は、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時点（ｔ2時点）において、モータ９の回転数は急に変わらないがオープンループ駆動の設定回転数はフィードバック駆動での目標回転数と同じであるため、モータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対してロータ９ｂの位相が進んでしまう。このため脱調現象を起こしやすい。
【０１３０】
また、オープンループ駆動に切り換える切り換える直前のフィードバック駆動でのロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相より遅れていた場合は、モータ９の回転数がフィードバック駆動での目標回転数より小さくなっている。
【０１３１】
この場合は、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時点（ｔ2時点）において、モータ９の回転数は急に変わらないが、オープンループ駆動の設定回転数はフィードバック駆動での目標回転数と同じであるため、正弦波状電圧の位相に対してロータ９ｂの位相が遅れてしまう。このため、脱調現象を起こしやすい。
【０１３２】
また、ロータ９ｂの位相が正弦波状電圧の位相に対して進んだ場合は、ステータ９ｃの界磁によって、ロータ９ｂに対して遅れ方向の力が発生する。このため、次の周期では反作用によりロータ９ｂが遅れ方向に引き戻される。この結果、ロータ９ｂの位相がモータ９に供給する正弦波状電圧の位相に対して進み方向と遅れ方向に前後する。このような振動現象とオープンループ駆動時のドラム５内の衣類の片寄りによるロータ９ｂの位相ずれが重なると、更に脱調現象が生じやすくなる。
【０１３３】
そこで、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時点（ｔ2時点）においてオープンループ駆動の正弦波状電圧の位相をずらすことで、脱調現象が生じないようにする。
【０１３４】
例えば、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える直前の回転数がオープンループ駆動の設定回転数より大きい場合は、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時のオープンループ駆動の正弦波状電圧の位相を進める。また、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える直前の回転数がオープンループ駆動の設定回転数より小さい場合は、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える時のオープンループ駆動の正弦波状電圧の位相を遅らせる。これにより、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換え後の正弦波状電圧とロータ位置信号との位相ずれ量を小さくすることができ、上述した振動現象が抑制できる。
【０１３５】
図１７にフィードバック駆動からオープンループ駆動切り換える直前の回転数がオープンループ駆動時の設定回転数より大きい場合のタイミングチャートを示す。
【０１３６】
（ａ）はモータ９に印加される正弦波状電圧の１周期毎のＰＷＭデューティ平均値を、（ｂ）はロータ位置信号Ｈｕを、（ｃ）はフィードバック駆動からオープンループ駆動切り換えに位相ずらしを行わない場合の正弦波状電圧Ｅｕを、（ｄ）はフィードバック駆動からオープンループ駆動切り換えに位相ずらしを行う場合の正弦波状電圧Ｅｕ’を、それぞれ示している。また、ｔ10〜ｔ30の区間はフィードバック駆動を行っており、ｔ30〜ｔ40の区間はオープンループ駆動を行っている。したがって、ｔ30がフィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換わる時点である。
【０１３７】
まず、（ｃ）のフィードバック駆動からオープンループ駆動切り換えに位相ずらしを行わない場合の正弦波状電圧Ｅｕに関して説明する。
【０１３８】
ｔ10〜ｔ20の区間のＰＷＭデューティはｔ10以前に対して低くなっているが、これはｔ10以前のロータ９ｂの回転数がフィードバック駆動の目標回転数より大きかったためＰＷＭデューティが少し低めに設定されたためである。
【０１３９】
ＰＷＭデューティが低くなったため、ｔ10〜ｔ20の区間における正弦波状電圧Ｅｕの周期Ｔ１は、目標回転数に対応する周期（Ｔ0）よりも長くなる。そして、ｔ10〜ｔ20の区間ではロータ９ｂの回転数が目標回転数より小さかったため、次のｔ20〜ｔ30の区間ではＰＷＭデューティが高めに変更される。ＰＷＭデューティが高くなったため、ｔ20〜ｔ30の区間における正弦波状電圧Ｅｕの周期Ｔ２は、目標回転数に対応する周期（Ｔ0）よりも短くなる。また、ＰＷＭデューティに高くなったことに従って、正弦波状電圧Ｅｕの波高値がｔ10〜ｔ20の区間により高くなっている。このように、実際のロータ９ｂの回転数と目標回転数の差に応じて、次の周期でのＰＷＭデューティを決定することでフィードバック駆動を行っている。
【０１４０】
ｔ10〜ｔ30の区間はフィードバック駆動であるため、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジとモータ９に供給する正弦波状電圧Ｅｕの立ち上がりゼロクロスとは同期している。
【０１４１】
ｔ30時点でフィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換わる際、上述したように通常オープンループ駆動の設定回転数は、フィードバック駆動の目標回転数と等しく設定している。また、オープンループ駆動時（ｔ30〜ｔ40）のＰＷＭデューティは高めに設定されている。これにより、安定した回転数を維持するのに十分なモータトルクを確保できる。
【０１４２】
ここで、フィードバック駆動からオープンループ駆動切り換え後のオープンループ駆動時（ｔ30〜ｔ40）では、設定回転数に対応する周波数（Ｔ0）の正弦波状電圧Ｅｕをモータ９に供給するが、ドラム５や衣類の回転慣性力があるのでロータ９ｂの回転数はすぐには変化せず、ロータ位置信号Ｈｕの周期はフィードバック駆動からオープンループ駆動切り換え直前のフィードバック駆動時の周期Ｔ２とほぼ同じままになる。このため、次の周期では、ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジは正弦波状電圧Ｅｕの立ち上がりゼロクロスに対して位相がθ１だけ進んでしまう。この位相ずれθ１が大きいと脱調現象を起こすことになる。
【０１４３】
そこで、（ｄ）に示すような正弦波状電圧Ｅｕ’をモータ９に供給するとよい。正弦波状電圧Ｅｕ’は、フィードバック駆動からオープンループ駆動へ切り換え時点（ｔ30）で、正弦波状電圧の位相をθ２だけ進めたものである。これにより、次の周期ではロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりパルスエッジが正弦波状電圧の立ち上がりゼロクロスに対してθ３だけ位相が進むことになり、（ｃ）に示す正弦波状電圧Ｅｕでの位相ずれθ１よりも位相進みが小さくなり脱調現象が起こりにくくなる。また、オープンループ駆動切り換え後の正弦波状電圧Ｅｕ’の周期は、当初の設定周波数に対応する周期Ｔ0と同じであるため、フィードバック駆動からオープンループ駆動へ切り換えたのちにモータ９の回転数が低下することもない。
【０１４４】
尚、本実施形態ではフィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える直前のフィードバック駆動での回転数が目標回転数より大きい場合について説明したが、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換える直前のフィードバック駆動でのモータ９の回転数が目標回転数より小さい場合はオープンループ駆動時に位相を遅らせることで脱調を起こりにくくすることができる。
【０１４５】
また、フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り換えるときの回転数が高めの場合やドラム５に投入されている衣類の量が多い場合は、ロータ９ｂの回転慣性力が高いので大きめに位相をずらし、インバータ回路５７に供給するＤＣ電圧が低い場合はオープンループ駆動時でのロータ９ｂの追随が遅いため大きめに位相をずらすなど、位相ずらし量を複数段階設定することで、より精度高く脱調現象を防止することができる。
【０１４６】
また、このような制御により、固定ＰＷＭデューティでのオープンループ駆動時にドラム５内の衣類の片寄りによってモータに供給する正弦波状電圧の位相に対するロータ９ｂの位相ずれが大きくなるような小出力トルクのモータでも、位相ずれが抑制されるので脱調しにくくなる。これにより、小出力トルクのモータを用いることができ、大型モータを使わないで済むので、低コスト化も図れる。
【０１４７】
”すすぎ脱水動作”が終了すると、給水動作が行われる。すなわち、排水ポンプ１８が停止して、給水弁１３が再度開かれる。給水弁１３の開成に伴って水槽４内の水位が所定水位になると給水弁１３が閉じられる。制御装置２はモータ９をすすぎチャートに基づき駆動させる。これにより、ドラム５が回転して”攪拌すすぎ動作”が実行される。
【０１４８】
この”攪拌すすぎ動作”中に、柔軟仕上剤収納箱（図示せず）及びこれに連通するすすぎ給水経路を別途設け、このすすぎ給水経路から柔軟仕上剤とともに給水するようにしてもよい。また、「洗い工程」における”洗い動作”あるいは「すすぎ工程」における”攪拌すすぎ動作”中に循環ポンプ２０を駆動させて水槽４内の洗濯液を循環させてもよい。
【０１４９】
以上の”すすぎ脱水動作”と”攪拌すすぎ動作”とを数回繰り返して「すすぎ工程」が終了すると、主制御部５０内に記録されているプログラムが「脱水工程」に切り替わる。「脱水工程」ではまず、給水弁１３を閉じるとともに排水ポンプ１８を作動させて洗濯液を外部に排水する”排水動作”が行われる。
【０１５０】
そして、制御装置２はモータ９を第２脱水チャートに基づき駆動させる。これにより、ドラム５が回転して”仕上げ脱水動作”が行われる。”仕上げ脱水動作”では、脱水回転による遠心力によって、ドラム５の全周壁に設けた小孔５ａを通じて洗濯液を水槽４の内壁へ突出させる。突出した洗濯液は水槽４の内壁を下部に流下し、排水ダクト１６を介して外部に排水される。この”仕上げ脱水動作”は前述した”すすぎ脱水動作”の実施形態と同様の実施形態で行われる。ただし、この２つの動作では回転数や運転時間等の設定は異なっている。
【０１５１】
「脱水工程」が終了すると、制御回路２は、モータ９を乾燥チャートに基づき制御することによりドラム５を回転させるともに、送風ファン２５及びヒータ２６を駆動させて「乾燥工程」を実行する。ドラム５内の空気はドラム５の小孔５ａ、水槽４の循環口４ｃ、冷却ダクト２７を経て送風ファン２５、ヒータ２６を通り、吸出し口４ｂよりドラム５内へ循環する。
【０１５２】
ドラム５内の洗濯物の水分を吸収した空気は、送風ファン２５により冷却ダクト２７内に吸引される。吸引された空気は冷却ダクト２７を通過中に冷却ダクト２７に設けた冷却器（図示せず）で冷却されることにより降温される。その結果、冷却ダクト２７内の空気は水分の結露により除湿され、湿度の低い空気となってヒータ２６に至る。
【０１５３】
ヒータ２６で加熱された空気は温風となって吹き出し口４ｂより水槽４内に吹き込まれ、再び洗濯物と接触して洗濯物の水分を吸収する。再度循環口４ａから冷却ダクト２７内に吸引されて同様に冷却器で冷却され除湿される。この動作を繰り返すことにより、「乾燥工程」が実行される。
【０１５４】
そして、位相ずれ量δ１の平均値から検出された衣類の量に基づき決められた所定時間が経過すると「乾燥工程」を終了する。この「乾燥工程」において除湿により凝縮された水分は、冷却ダクト２７内を下降して循環内４ｃから排水ダクト１６を介して外部に排水される。尚、乾燥終了検知は、水槽の吹き出し口４ｂや循環口４ｃなどの温度変化や湿度変化によって行ってもよく、その場合位相ずれ量から検出された衣類の量は、乾燥運転前の運転時間予測して操作パネル１１に表示すること等に使用することができる。
【０１５５】
以上のように、操作パネル１１からの入力と、衣類の量と、衣類の片寄り量に基づいて、制御装置２が設定された条件に従って、「洗い工程」、「すすぎ工程」、「脱水工程」、「乾燥工程」を連続あるいは単独で実行する。
【０１５６】
なお、本実施形態ではドラム式インバータ洗濯機に本発明を適用したが、パルセータレス構造のダイレクトドライブ式インバータ洗濯機やモータがパルセータを回転させる構造のインバータ洗濯機など他の構造の洗濯機に本発明を適用してもよい。
【０１５７】
【発明の効果】
本発明によると、脱水工程中のオープンループ駆動時に、位置検知手段から出力される位置信号の状態が変化する毎にモータに供給する正弦波状電圧の位相と前記位置信号の位相との位相ずれ量を調整するのではなく、前記位相ずれ量が位相ずれ閾値を越えた場合に、前記位相ずれ量を少なくする方向に前記正弦波状電圧の波形をずらすので、前記モータの回転数を変化させることなく脱調を未然に防止できる。これにより、安定した脱水性能を得ることができる。更に従来技術のような複雑な制御を必要とせず、大きな出力トルクを持つモータを用いなくても脱調を未然に防止することができる。これにより低コスト化を図ることができる。
【０１５８】
また、本発明によると、前記位相ずれ量の変動に応じて前記正弦波状電圧の波形のずらし量を可変するので、負荷トルク状態や前記モータの設定回転数が変化し前記位相ずれ量が大きくなっても脱調を未然に防止することができる。また、前記位相ずれ量が小さい場合に、前記正弦波状電圧の波形をずらし過ぎて逆方向に位相ずれが生じる不具合をなくすことができる。
【０１５９】
また、本発明によると、商用電源電圧が低いほど前記位相ずれ閾値を小さくするので、商用電源電圧が低下してモータ出力トルクが低下する場合は早めに前記正弦波状電圧の波形ずらしが行われる。これにより、モータ出力トルクの低下によって前記位相ずれ量が著しく増大する前に、前記正弦波状電圧の波形ずらしが行われ前記位相ずれ量を減少させることができ、未然に脱調を防止することができる。
【０１６０】
また、本発明によると、商用電源電圧が低いほど前記正弦波状電圧の波形ずらし量を大きめにするので、商用電源電圧の低下に伴うモータ出力トルクの低下によって前記位相ずれ量が著しく増大しても前記位相ずれ量を減少させることができ、未然に脱調を防止することができる。
【０１６１】
また、本発明によると、前記位相ずれ量を複数回連続して検出し、その検出された位相ずれ量の平均値をもって前記位相ずれ量閾値と比較するので、外部ノイズがロータ位置信号に重畳した場合でもロータ位置の誤検知を防止でき、正確な位相ずれ量を得ることができる。
【０１６２】
また、本発明によると、前記位相ずれ量閾値は前記モータの回転数に応じて複数設定されているので、前記正弦波状電圧の波形を滑らかにずらすことができる。これにより、脱水工程中の断続音や回転変動を小さくすることができる。また、前記モータは、オープンループ駆動時において、効率の良い位相ずれ角度が回転数に応じて変化する特性を持っているので、位相ずれ角度を効率の高いところに補正することで、省エネルギー化を図ることもできる。
【０１６３】
また、本発明によると、前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えたときは、前記正弦波状電圧の設定周波数を更新しないので、位相ずれ量の大きい状態が連続した場合は前記モータの加速を一時保留する。これにより、小出力トルクのモータでも脱調を未然に防止することが可能となり、低コスト化を図ることができる。
【０１６４】
また、本発明によると、所定の期間連続して前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えないときは、前記正弦波状電圧の設定周波数を更新可能とするので、位相ずれ量が小さく安定した後にしかモータ加速を再開しない。これにより、負荷トルクが変動しても確実な加速を行うことができる。更に、小出力トルクのモータの使用が可能となるので低コスト化を図ることができる。
【０１６５】
また、本発明によると、電圧検出手段から検出された電圧が閾値を越えたときは前記正弦波状電圧の波形をずらすので、ロータ位相が進んだ場合の逆起電圧によるインバータ制御手段の電圧上昇を抑えることができる。これにより、インバータ制御手段を構成する素子の耐圧劣化や破壊を防止できるとともに、耐圧の低い素子が使用可能となり低コスト化を図ることができる。
【０１６６】
また、本発明によると、脱水工程中において、最初位置検出手段からの位置信号に同期した正弦波状電圧をモータに供給するフィードバック駆動し、その後所定の設定周波数の正弦波状電圧を前記モータに供給するオープンループ駆動するようになっており、前記フィードバック駆動から前記オープンループ駆動に切り換える直前の回転数が前記オープンループ駆動の設定回転数より大きい場合は、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相が前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相に対して進むように、前記フィードバック駆動から前記オープンループ駆動に切り換える直前の回転数が前記オープンループ駆動の設定回転数より小さい場合は、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相が前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相に対して遅れるように、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相を設定するので、駆動方法を切り換えた際に前記モータに供給する正弦波状電圧の位相と前記位置信号の位相との位相ずれ量が増大することを防ぐことができる。これにより、脱調を未然に防止することができ、小出力トルクのモータの使用が可能となるので低コスト化を図ることができる。
【０１６７】
また、本発明によると、フィードバック駆動からオープンループ駆動から切り換える際に、前記モータの回転数や前記インバータ制御手段の電圧に応じて前記正弦波状電圧の位相のずらし量やずらし方向を複数設定されているので、前記モータの回転数や前記インバータ制御手段の電圧が脱調を起こしやい状態の場合でも脱調を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態における洗濯機を示す斜視図である。
【図２】 本発明の実施形態における洗濯機を示す側面断面図である。
【図３】 本発明の実施形態における洗濯機を示す他の切断面の側面断面図である。
【図４】 本発明の実施形態における洗濯機を示す更に他の切断面の側面断面図である。
【図５】 本発明の実施形態における洗濯機の洗濯動作を示すチャート図である。
【図６】 本発明の実施形態における洗濯機の懸架状態を示す正面図である。
【図７】 本発明の実施形態における洗濯機の懸架状態を示す背面図である。
【図８】 本発明の実施形態における洗濯機の制御装置の回路ブロック図である。
【図９】 本発明の実施形態における洗濯機の副制御部の回路ブロック図である。
【図１０】 ドラム内に貼り付けた重りに対する位相ずれ角度量の平均値の特性を示す図である。
【図１１】 本発明の実施形態における洗濯機に設けられているモータのロータの構成を示す図である。
【図１２】 本発明の実施形態における洗濯機に設けられているモータのステータの構成を示す図である。
【図１３】 本発明の実施形態における洗濯機に設けられているモータに印加する電圧波形とモータから出力される位置信号を示す図である。
【図１４】 本発明の実施形態における洗濯機に設けられているモータに印加する電圧波形とモータから出力される位置信号を示す図である。
【図１５】 本発明の実施形態における洗濯機のモータに印加する電圧波形のずらし動作を示すフローチャート図である。
【図１６】 脱水運転時のモータ回転数を示す図である。
【図１７】 フィードバック駆動からオープンループ駆動に移行するときの洗濯機に設けられているモータに印加する電圧波形とモータから出力される位置信号を示す図である。
【図１８】 本発明の実施形態における洗濯機のモータに印加する電圧波形の他のずらし動作を示すフローチャート図である。
【図１９】 本発明の実施形態における洗濯機のモータに印加する電圧は帰依の更に他のずらし動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 本体外装部
２ 制御装置
３ 開閉扉
４ 水槽
４ａ 開口部
４ｂ 吹き出し口
４ｃ 循環口
５ ドラム
５ａ 小孔
５ｃ 開口部
５ｄ 液体バランサ
５ｅ 軸部
６ ベアリング
７ａ 第１懸架装置
７ｂ 第２懸架装置
８ａ、８ｂ ダンパー
９ モータ
９ａ モータケース
９ｂ ロータ
９ｃ ステータ
１０ パッキン
１０ａ 内周縁
１１ 操作パネル
１２ 給水パイプ
１３ 給水弁
１４ 洗剤ケース
１５ 給水ノズル
１６ 排水ダクト
１７ 接続ケース
１７ａ 糸屑フィルタ
１８ 排水ポンプ
１９ 循環ダクト
２０ 循環ポンプ
２１ 動圧パイプ
２２ エアートラップ
２３ 水位センサ
２４ 乾燥ユニット
２５ 送風ファン
２６ ヒータ
２７ 冷却ダクト
２８ 緩衝材
２９ａ、２９ｂ アングル
３０ａ、３０ｂ アングル
５０ 主制御部
５１ 副制御部
５２ ブザー
５３ 商用電源
５４ リアクトル
５５ 整流回路
５６ａ、５６ｂ コンデンサ
５７ インバータ回路
５８ａ〜５９ｃ トランジスタ
５９ａ〜５９ｃ トランジスタ
６０ａ〜６０ｃ ダイオード
６１ａ〜６１ｃ ダイオード
６２ ドライブ回路
６３ａ〜６３ｃ ホールセンサ
６４ マイクロコンピュータ
６５ インバータ入力電圧検出手段
７１ ロータコア
７１Ａ ロータコアの突極部分
７１Ｎ Ｎ極であるロータコアの突極部分
７１Ｓ Ｓ極であるロータコアの突極部分
７２ 永久磁石
７２Ｎ 永久磁石のＮ極部
７２Ｓ 永久磁石のＳ極部
７３ ステータコア
７４ 巻線
Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ ロータ位置信号
Ｐ１〜Ｐ６ 駆動信号
Claims (11)
- 洗濯用回転体を駆動させるＤＣブラシレスモータと、該モータの回転駆動を制御するインバータ制御手段と、前記モータのロータ位置を検出し前記モータのロータ位置に応じて前記モータ一回転当たり複数回状態が変化する位置信号を出力する位置検出手段と、を備えた洗濯機の制御装置において、
前記洗濯用回転体を回転させて衣類を遠心脱水する脱水工程中に所定の設定周波数の正弦波状電圧を前記モータに供給しオープンループ駆動させたときに生ずる前記正弦波状電圧の位相と前記位置信号の位相との位相ずれ量を検出するとともに、
前記位置信号の状態が変化する毎に前記位相ずれ量を調整するのではなく、前記位相ずれ量が予め設定された位相ずれ量閾値を越えた場合に前記位相ずれ量を少なくする方向に予め設定されたずらし量だけ前記正弦波状電圧の波形をずらすことを特徴とする洗濯機の制御装置。 - 前記インバータ制御手段は、前記位相ずれ量の変動に応じて前記ずらし量を可変することを特徴とする請求項１に記載の洗濯機の制御装置。
- 前記インバータ制御手段は、
商用ＡＣ電源から供給されるＡＣ電圧と該ＡＣ電圧を整流手段によって整流したＤＣ電圧との少なくとも一方を検出する電圧検出手段を備えるとともに、
前記電圧検出手段によって検出された電圧が低いほど、前記位相ずれ量閾値を小さめにすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗濯機の制御装置。 - 前記インバータ制御手段は、
商用ＡＣ電源から供給されるＡＣ電圧と該ＡＣ電圧を整流手段によって整流したＤＣ電圧との少なくとも一方を検出する電圧検出手段を備えるとともに、
前記電圧検出手段によって検出された電圧が低いほど、前記ずらし量を大きめにすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の洗濯機の制御装置。 - 前記位相ずれ量を複数回連続して検出し、その検出された位相ずれ量の平均値をもって前記位相ずれ量閾値と比較することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の洗濯機の制御装置。
- 前記位相ずれ量閾値は、前記モータの回転数に応じて複数設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の洗濯機の制御装置。
- 前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えたときは、前記正弦波状電圧の設定周波数を更新しないことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の洗濯機の制御装置。
- 前記正弦波状電圧の設定周波数を更新しない状態で、予め設定された所定の期間連続して前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えないときは、前記正弦波状電圧の設定周波数を更新可能とすることを特徴とする請求項７に記載の洗濯機の制御装置。
- 前記インバータ制御手段は、
商用ＡＣ電源から供給されるＡＣ電圧と該ＡＣ電圧を整流手段によって整流したＤＣ電圧との少なくとも一方を検出する電圧検出手段を備えるとともに、
前記電圧検出手段から検出される電圧が予め設定された電圧閾値を越えたときは、前記位相ずれ量が前記位相ずれ量閾値を越えなくても前記位相ずれ量に応じた前記正弦波状電圧の波形をずらすことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の洗濯機の制御装置。 - 洗濯用回転体を駆動させるＤＣブラシレスモータと、該モータの回転駆動を制御するインバータ制御手段と、前記モータのロータ位置を検出する位置検出手段と、を備えた洗濯機の制御装置において、
前記洗濯用回転体を回転させて衣類を遠心脱水する脱水工程中において、最初前記位置検出手段からの位置信号に同期した正弦波状電圧を前記モータに供給するフィードバック駆動し、その後所定の設定周波数の正弦波状電圧を前記モータに供給するオープンループ駆動するようになっており、
前記フィードバック駆動から前記オープンループ駆動に切り換える直前の回転数が前記オープンループ駆動の設定回転数より大きい場合は、前記オープンループ駆動の開始時点 での前記正弦波状電圧の位相が前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相に対して進むように、
前記フィードバック駆動から前記オープンループ駆動に切り換える直前の回転数が前記オープンループ駆動の設定回転数より小さい場合は、前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相が前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相に対して遅れるように、
前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相を設定することを特徴とする洗濯機の制御装置。 - 前記インバータ制御手段は、商用ＡＣ電源から供給されるＡＣ電圧と該ＡＣ電圧を整流手段によって整流したＤＣ電圧との少なくとも一方を検出する電圧検出手段を備えるとともに、
前記フィードバック駆動の終了時点での前記正弦波状電圧の位相と前記オープンループ駆動の開始時点での前記正弦波状電圧の位相との差が、前記フィードバック駆動の終了時点での前記モータの回転数または前記電圧検出手段によって検出された電圧に応じて複数設定されることを特徴とする請求項１０に記載の洗濯機の制御装置。
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