JP5650927B2 - 洗濯機 - Google Patents
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Description
脱水に際し回転軸周りの洗濯物の片寄りに起因する前記洗濯脱水槽のアンバランスを検知するために、前記モータの回転速度が設定した目標高速脱水回転速度に向けて上昇制御するとき、
脱水運転初期に生じる横揺れは、振動により前記外槽が振動検知レバーに接触しスイッチが作動することにより、前記洗濯脱水槽の回転を停止する制御方式とし、次いで生じる縦揺れについては、前記モータの回転数を利用して縦揺れ前兆検知(これを第1検知とする)をし、前記モータ制御のPWM信号のデューティ比を利用した縦揺れ前兆検知(これを第2検知とする)をする。
更に、前記目標高速脱水回転速度に近づくに連れて生じる横揺れは、モータの高速回転状態でモータ制御のPWM信号のデューティ比をそのときの条件に補正した補正デューティ比の変化を見て、高速回転状態に入る前に得た基準デューティ比により切り替えた閾値と、補正デューティ比とを比較して、異常検知を判定する横揺れ前兆検知(これを第3検知という)を行なう。
このように、脱水運転初期から目標高速脱水回転速度に至る過程において、洗濯脱水槽に入れた洗濯物(負荷ともいう)の偏りによって生じる異常振動の前兆を事前にキャッチすることにより、迅速且つ精度よく異常振動を防止して、洗濯機が異常振動によって故障しないように早期に停止するなどの対処ができるようにする技術である。
脱水に際し回転軸周りの洗濯物の片寄りに起因する前記洗濯脱水槽のアンバランスを検知するために、前記モータの回転速度が設定した目標高速脱水回転速度に向けて上昇制御するとき、
前記モータを所定の低速下位目標回転速度から所定の低速上位目標回転速度まで一定加速するように前記目標高速脱水回転速度よりも低い領域に設定された第1の一定加速領域において、
前記低速上位目標回転速度に達する寸前の前記PWM信号のデューティ比を基準デューティ比d0とする基準値設定手段と、
前記基準値設定手段による基準デューティ比d0の設定後に前記低速上位目標回転速度のもとで前記PWM信号のデューティ比を逐次取得し、この取得したデューティ比と基準デューティ比減少関数(基準デューティ比が時間の経過と共に減少する値として定めた設定値)との差を算出する第2差算出手段と、
前記第2差算出手段による差と所定の閾値との比較により前記洗濯脱水槽のアンバランスの有無を判定する第2アンバランス判定手段とを備えた第2検知手段を備え、
前記第2検知手段で前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
前記制御手段は、前記第1検知手段及び第2検知手段のいずれかで前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御することを特徴とする。
前記第1差算出手段による値と所定の閾値との比較により、前記洗濯脱水槽のアンバランスの有無を判定する第1アンバランス判定手段とを備えた第1検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第1検知手段及び第2検知手段のいずれかで前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御することを特徴とする。
前記制御手段は、前記第1検知手段及び第2検知手段のいずれかで前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御することを特徴とする。
前記第1検知手段は、予め定める判定時間において前記モータの回転速度を前記低速上位目標回転速度へ上昇するときの所定間隔で検知した回転速度の上昇値(差)の複数の積算値を算出する第1差算出手段と、
前記モータの回転数の差の複数値の積算値を算出する手段と、前記積算値と所定の閾値との比較により前記洗濯脱水槽のアンバランスの有無を判定する第1アンバランス判定手段を備え、
前記制御手段は、前記第1検知手段及び第2検知手段のいずれかで前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御することを特徴とする。
脱水に際し回転軸周りの洗濯物の片寄りに起因する前記洗濯脱水槽のアンバランスを検知するために、前記モータの回転速度が設定した目標高速脱水回転速度に向けて上昇制御するとき、
振動の影響を受け難い予め定める中速回転速度に達したときから予め定める時間間隔で前記インバータ回路に供給するPWM信号のデューティ比を取得し、取得した各デューティ比を、取得した時点の電源電圧相当のデューティ比にそれぞれ補正して補正デューティ比とし、補正デューティ比を最新から複数個遡って選択し、選択した複数の補正デューティ比の平均値をα値とし、
前記中速回転速度よりも高速な予め定める第1高速回転領域に達したときから予め定める時間間隔で前記モータの回転速度と前記インバータ回路に供給するPWM信号のデューティ比を取得し、取得した各デューティ比を、取得した時点の電源電圧相当のデューティ比にそれぞれ補正して補正デューティ比dnnとし、
モータの回転速度と前記α値に対応して決定される値とによって閾値を決定し、
補正デューティ比dnnを最新から複数個遡って選択し、選択した複数の補正デューティ比dnnの積算値を演算し、
前記積算値が閾値以上または超えたとき前記モータを停止制御するか、前記積算値が閾値以上または超えたときの回転速度により、脱水工程を続けるための回転速度の変更をする第3検知手段を備え、
前記第3検知手段で前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
電源電圧のバラツキは、基準のα値自体がデューティ比であるため積算値もバラツキが生じること、また、洗濯脱水槽6の洗濯物の量(負荷量)や洗濯機自体の個体差(モータ12のオイルシールのバラツキ等)によって、検知誤差が生じるが、本発明では、α値によって閾値を変えることによって対応し、補正デューティ比を採用することにより、モータ12に掛かる負荷(洗濯脱水槽6及びその中の洗濯物の量、更には洗濯機自体の個体差であるモータ12の軸受けのオイルシール部の抵抗等)が影響しても補正デューティ比は、それを取得する時点の電源電圧に応じて補正した補正デューティ比としているため、検知のバラツキに影響しない効果が得られる。
脱水に際し回転軸周りの洗濯物の片寄りに起因する前記洗濯脱水槽のアンバランスを検知するために、前記モータの回転速度が設定した高速脱水回転速度に至る過程において、洗濯脱水槽に入れた洗濯物(負荷ともいう)の偏りによって生じる異常振動の前兆を事前にキャッチすることにより、迅速且つ精度よく異常振動を防止して、洗濯機が異常振動によって故障しないように早期に停止するなどの対処ができるようにする技術である。
以下、本発明の実施例を記載する。
第1検知動作は、モータ12が所定の低速下位目標回転速度である120rpmに維持された安定状態から実行される。第1検知動作は、目標高速脱水回転速度(実施例では800rpmとする)よりも十分低い低速領域であり、且つ洗濯機SWの共振点(実施例では200rpm)を挟んだ低速下位回転速度(実施例では120rpm)から所定の低速上位中位目標回転速度(実施例では240rpm)までの第1の一定加速領域において、モータ12の回転速度を所定の低速上位目標回転速度240rpmへ上昇させる指令値と、実際の回転速度の上昇値とのずれを算出する第1差算出手段と、この第1差算出手段によるずれと所定の閾値との比較により、洗濯脱水槽6のアンバランスの有無を判定する第1アンバランス判定手段である第1検知手段を備える。
上記の第1検知動作が終了し(図7のステップS40)、図9の第2検知のフローチャートへ移行する(図9のステップS40)。上記のように、第1検知動作を行うための3.6秒の判定時間では、モータ12の回転速度が120rpmから240rpmへ一定加速され、図8の実線のように回転速度の上昇が直線的に速い状態である。この場合、インバータ回路70に指示するPWMデューティ比によって、モータ12の回転速度を120rpmから240rpmへ加速するが、240rpmに達した時点で、インバータ回路70に指示するPWMデューティ比は、240rpmの定速回転を維持するためのPWMデューティ比よりも大きくなってしまい、PWMデューティ比を変更しても回転速度は直ちに240rpmへ落ち着かず、図8に示すように、若干オーバーシュートが生じる。モータ12の回転速度を120rpmから240rpmへ加速し始めてから3.6秒後の時点で、基準デューティ比d0を取得する(図9のステップS41)。上記の3.6秒の判定時間が終了する時点は、オーバーシュートする寸前の時点としており、これによって、3.6秒の判定時間中、バラツキのない安定した異常検知が行なえるものとなる。
しかし、洗濯脱水槽6の負荷量が小さい場合は、低速上位目標回転速度240rpmに達してからの慣性力が小さいこと、及び低速上位目標回転速度240rpmに向けての加速に大きなパワーが必要ないため、デューティ比の減少が小さく現れる。従って、基準デューティ比減少関数を洗濯脱水槽6の負荷量によって変化させるか、または縦振動が起こり難い少量負荷時には、補正した最高デューティ比と負荷量を示す水位検出データで検出して、誤検知を防止すればよい。
更に、負荷(洗濯脱水槽6の洗濯物)が毛布のように多量の水を含んだために異常振動検知となった可能性があるときは、状況に応じて即脱水工程の再立ち上げ(再始動)を行なうことにより、毛布のように多量の水を含んだための異常振動検知であったか否かの再判定が可能となる。
第1検知動作及び第2検知動作は、モータ12の目標高速脱水回転速度(実施例では800rpm)よりもかなり低い低速回転領域での異常振動検知である。異常検知をこの第1検知動作及び第2検知動作にて終了してもよいが、更に正確な異常検知を行なうために、本発明では、以下に説明する第3検知動作を設けている。
以下、具体的に説明する。
このように、α値を基準デューティ比とすることにより、検知のバラツキを抑制している。即ち、電源電圧検出回路76によって検出する電源電圧のバラツキは、α値自体が基準デューティ比であるため、積算値もバラツクことと、モータ12に掛かる負荷量(洗濯脱水槽6及びその中の洗濯物、更にはモータ12の軸受けのオイルシール部の抵抗等)の違いに対しては、α値によって閾値を変えることによって抑制している。
2…洗濯物投入口
3…上蓋
4…外槽
5…吊棒
6…洗濯脱水槽
7…通水孔
8…槽軸
9…パルセータ
10…翼軸
11…駆動機構
12…モータ
121…ステータ
122…ロータ
123…ステータ固定台
124…磁石
125…ホール素子
13…クラッチ機構
14…減速機構
15…バンドブレーキ機構
16…トルクモータ
17…注水口部
18…給水口
19…給水管
20…給水バルブ
21…排水口
22…排水管
23…排水バルブ
29…振動検知レバー
30…操作パネル
301…電源キー
302…スタートキー
303…コース選択キー
304…手動コース設定キー
305…水量設定キー
306…風呂水利用設定キー
307…予約設定キー
308…コース表示器群
309…設定内容表示器群
310…水量表示器群
311…数値表示器
31…回路ユニット
40…主制御部
41…負荷駆動部
43…操作部
44…表示部
45…サーミスタ
46…水位センサ
47…振動検知スイッチ
48…風呂水ポンプ
49…ブザー
50…モータ取付台
51…上部軸受ケース
52…下部軸受ケース
53…上部ベアリング
54…オイルシール
55…上部歯車ケース
56…下部歯車ケース
57…歯車機構
58…駆動軸
59…下部ベアリング
60…クラッチホイール
61…クラッチスプリング
62…ツメ車
63…ツメ部
64…クラッチレバー
65…クラッチ軸
66…コイルスプリング
67…ブレーキバンド
68…ブレーキレバー
70…インバータ回路
71…交流直流変換回路
72…スイッチング回路
73…駆動部
74…モータ制御部
75…回転検出器
76…電源電圧検出回路
77…電流検出回路
Claims (9)
- 外槽内に回転軸を中心に回転自在に設けられた洗濯脱水槽と、前記洗濯脱水槽を回転駆動するためのモータ、周期的にスイッチングすることで前記モータを駆動するスイッチング素子を含むインバータ回路、及び前記モータの回転速度を検知する速度検知手段と、前記速度検知手段により検知された回転速度とモータ電流に基づいて前記インバータ回路に供給するPWM信号のデューティ比を決める駆動制御手段と、を具備し、前記洗濯脱水槽を高速で回転させることで前記洗濯脱水槽内の洗濯物の脱水を行う洗濯機において、
脱水に際し回転軸周りの洗濯物の片寄りに起因する前記洗濯脱水槽のアンバランスを検知するために、前記モータの回転速度が設定した目標高速脱水回転速度に向けて上昇制御するとき、
前記モータを所定の低速下位目標回転速度から所定の低速上位目標回転速度まで一定加速するように前記目標高速脱水回転速度よりも低い領域に設定された第1の一定加速領域において、
前記低速上位目標回転速度に達する寸前の前記PWM信号のデューティ比を基準デューティ比d0とする基準値設定手段と、
前記基準値設定手段による基準デューティ比d0の設定後に前記低速上位目標回転速度のもとで前記PWM信号のデューティ比を逐次取得し、この取得したデューティ比と基準デューティ比減少関数(基準デューティ比が時間の経過と共に減少する値として定めた設定値)との差を算出する第2差算出手段と、
前記第2差算出手段による差と所定の閾値との比較により前記洗濯脱水槽のアンバランスの有無を判定する第2アンバランス判定手段とを備えた第2検知手段を備え、
前記第2検知手段で前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御する制御手段を備えたことを特徴とする洗濯機。 - 請求項1において、
前記モータの回転速度を前記低速上位目標回転速度へ上昇するときの所定時間ごとの回転速度の差による値と、所定の閾値との比較により、前記洗濯脱水槽のアンバランスの有無を判定する第1検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第1検知手段及び第2検知手段のいずれかで前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御することを特徴とする洗濯機。 - 請求項1において、
前記モータの回転速度を前記低速上位目標回転速度へ上昇させる指令値と実際の回転速度の上昇値とのずれを算出する第1差算出手段と、
前記第1差算出手段による値と所定の閾値との比較により、前記洗濯脱水槽のアンバランスの有無を判定する第1アンバランス判定手段とを備えた第1検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第1検知手段及び第2検知手段のいずれかで前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御することを特徴とする洗濯機。 - 請求項1において、
前記モータの回転速度を前記低速上位目標回転速度へ上昇させる指令値に対する加速度の変化を算出する第1算出手段と、前記第1差算出手段による算出値と所定の閾値との比較により、前記洗濯脱水槽のアンバランスの有無を判定する第1アンバランス判定手段とを備えた第1検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第1検知手段及び第2検知手段のいずれかで前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御することを特徴とする洗濯機。 - 請求項1において、
前記洗濯脱水槽の縦揺れを検知する第1検知手段をさらに備え、
前記第1検知手段は、予め定める判定時間において前記モータの回転速度を前記低速上位目標回転速度へ上昇するときの所定間隔で検知した回転速度の上昇値(差)の複数の積算値を算出する第1差算出手段と、
前記モータの回転数の差の複数値の積算値を算出する手段と、前記積算値と所定の閾値との比較により前記洗濯脱水槽のアンバランスの有無を判定する第1アンバランス判定手段を備え、
前記制御手段は、前記第1検知手段及び第2検知手段のいずれかで前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御することを特徴とする洗濯機。 - 洗濯機の動作モードを選択する操作部を備え、前記操作部において毛布コースが選択されている場合、前記第1検知手段及び第2検知手段のいずれかで前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記制御手段によるモータ停止制御状態が連続して所定回数に達したか否かの連続状態判定手段を備え、前記連続状態判定手段による判定が、連続して所定回数に達した判定でないときは再度前記第1検知手段から検知動作を再開し、連続して所定回数に達した判定にて前記洗濯脱水槽へ所定の注水をしアンバランス解消のためのすすぎ工程を行うことを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の洗濯機。
- 外槽内に回転軸を中心に回転自在に設けられた洗濯脱水槽と、前記洗濯脱水槽を回転駆動するためのモータ、周期的にスイッチングすることで前記モータを駆動するスイッチング素子を含むインバータ回路、及び前記モータの回転速度を検知する速度検知手段と、前記速度検知手段により検知された回転速度とモータ電流に基づいて前記インバータ回路に供給するPWM信号のデューティ比を決める駆動制御手段と、を具備し、前記洗濯脱水槽を高速で回転させることで前記洗濯脱水槽内の洗濯物の脱水を行う洗濯機において、
脱水に際し回転軸周りの洗濯物の片寄りに起因する前記洗濯脱水槽のアンバランスを検知するために、前記モータの回転速度が設定した目標高速脱水回転速度に向けて上昇制御するとき、
振動の影響を受け難い予め定める中速回転速度に達したときから予め定める時間間隔で前記インバータ回路に供給するPWM信号のデューティ比を取得し、取得した各デューティ比を、取得した時点の電源電圧相当のデューティ比にそれぞれ補正して補正デューティ比とし、補正デューティ比を最新から複数個遡って選択し、選択した複数の補正デューティ比の平均値をα値とし、
前記中速回転速度よりも高速な予め定める第1高速回転領域に達したときから予め定める時間間隔で前記モータの回転速度と前記インバータ回路に供給するPWM信号のデューティ比を取得し、取得した各デューティ比を、取得した時点の電源電圧相当のデューティ比にそれぞれ補正して補正デューティ比dnnとし、
モータの回転速度と前記α値に対応して決定される値とによって閾値を決定し、
補正デューティ比dnnを最新から複数個遡って選択し、選択した複数の補正デューティ比dnnの積算値を演算し、
前記積算値が閾値以上または超えたとき前記モータを停止制御するか、前記積算値が閾値以上または超えたときの回転速度により、脱水工程を続けるための回転速度の変更をする第3検知手段を備え、
前記第3検知手段で前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御する制御手段を備えたことを特徴とする洗濯機。 - 請求項7記載の第3検知手段を備え、
前記第1検知手段、第2検知手段、及び第3検知手段のいずれかで前記洗濯脱水槽のアンバランスが検知されたとき、前記モータを停止制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の洗濯機。 - モータの停止制御判定手段を備え、前記第3検知手段によるアンバランス検知にて前記モータが停止となったとき、前記モータの停止制御判定手段にて、前記第3検知手段によるアンバランス検知が所定の複数回に満たない場合は前記洗濯脱水槽へ注水せず脱水工程を再開し、前記第3検知手段によるアンバランス検知が所定の複数回連続したとき前記洗濯脱水槽へ注水しアンバランスすすぎを行った後、前記脱水工程を実行することを特徴とする請求項7または8に記載の洗濯機。
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