JPH03136694A - 家庭電気機械の負荷不平衝の検出及び補正方法、洗濯機及びその制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は家庭電気機械の電子式制御システム、−層詳細
には、洗濯機の負荷不平衡を検出しかつ補正し、また、
もし不平衡が補正され（ｑないならば、洗濯機サイクル
を中断するための制御システムに係る。

従来の技術 洗濯機の負荷不平衡は過大な機械的及び電気的ストレス
を惹起する。従って、不平衡負荷条件が存在する時を検
出し、またそれを補正し１ηるごとか重要である。機械
的もしくはソリッドステートのセンサ（ロードセルなど
）を使用する負荷平衡の検出はコストが高く、またシス
テムの信頼性を減する。負荷平衡は直接的に洗濯機の電
動ｆｉ／ドラム速度を検出することによっても検出され
得るが、これはコストの高い回転Ｍ１重電機を必要とす
る。加え°ζ、たいζいの検出技術は電動機もしくはシ
ステムのその伯の部分への特別な電気導線を必要とし、
このことはシステムの信頼性及びコスト−有効性の双方
を減する。

発明が解決しようとする課題 本発明のいくつかの課題及び特徴のなかで第一は、電動
機により駆動されるドラム形式の洗濯機の負荷の不平衡
を検出するための改良されたシステム及び方法を提供す
ることである。

本発明の他の課題は、スピンサイクルが開始される以前
に不平衡状況を補正するべく試みるこのようなシステム
及び方法を提供することである。

本発明の別の課題は、スピンサイクルの間に不平衡を検
出し、また補償のためにスピンサイクルのパラメータを
補正するこのようなシステム及び方法を提供することで
ある。

本発明の第四の課題は、不平衡が検出されないとき、又
は検出された不平衡が補正されたときにのみ洗？ｇ、機
のスピンサイクルに入り、またさもなければ洗濯機の作
動を終了させるこのようなシステム及び方法を提供する
ことである。

本発明の第五の課題は、負荷不平衡の詣示としてスピン
サイクルの間に電動機周波数を検出するこのようなシス
テム及び方法を提供することである。

本発明の第六の課題は、検出されたなんらかの負荷不平
衡の関数としてスピンサイクルの長さを設定するこのよ
うなシステム及び方法を提供することである。

本発明の第七の課題は、過大な負荷不平衡が検出される
ときにスピンサイクルを終了させるこのようなシステム
及び方法を提供することである。

本発明の第への課題は、洗濯機のコス１−及び複雑さを
増さないように洗濯機内の既存の構成要素を利用して実
行されるこのようなシステム及び方法を１１供すること
である。

他の課題は及び特徴は以下の説明のなかで一部は自ずか
ら明らかとなり、また一部は指摘されよう。

課題を解決するための手段 要約すると、本発明の方法は、少なくとも、負荷が軸線
に関して配分される負荷配分部分と、負荷が比較的高い
速度で回転軸線の回りに回転するポスト配分部分とに分
割されている作動サイクルを存する洗濯機のような家庭
電気機械の負荷不平衡の検出及び補正を指向している。

　ｆｔ荷は直流インバータドライブにより付勢される誘
導電動機により駆動される。本方法は、作動サイクルの
負荷配分部分の予め定められた点に於いて、負荷を予め
定められた周波数で駆動するべく電動機を予め定められ
た周波数で付勢する過程を含んでいる。

電動機が予め定められた周波数で付勢されている間にイ
ンバータドライブを通じて直流中のリップルが検査され
、また予め定められた参照値と比較される。作動サイク
ルのボスト配分部分は前記リップルが予め定められた参
照値以下に低下するときにのみ開始される。

本発明の洗濯機は負荷不平衡を検出しかつ補正しＩＵる
。洗濯機は配分サイクル及びスピンサイクルを含んでい
る作動サイクルを有する。洗濯機は、回転軸線を有し、
洗濯されるべき物品が入れられるドラムを有する。’ｔ
Ａ　Ｌｌ電動機が、ドラムをその回転軸線の回りに駆動
するべくドラムに結合されており、また電動機を付勢す
るための直流インバタドライブが設けられている。制御
回路がインバータドライブを介して電動機を制御する。

−層詳細には、制御回路は、洗濯されるべき物品がドラ
ムの回りに配分される配分サイクルと、水が洗濯される
べき物品から除去されるスピンサイクルとを含んでいる
作動ザ・ｆクルを通じて洗濯機を運転するべく電ＦＩＪ
機を制御する。制御回路は、ドラムを予め定められた周
波数で駆動するべく電動機を予め定められた周波数で付
勢するため作動サイクル中の予め定められた点への洗濯
機の到達に応答する。制御回路は、電動機が予め定めら
れた周波数で付勢されるときにインパークドライブを通
じて直流電流中のリップルを検査し、かつリップルを予
め定められた参照値と比較する。制御回路は、リップル
が予め定められた参照値以下に低下するときにのみスピ
ンサイクルを開始するべくリップルと予め定められた参
照値との比較に応答する。

本発明の洗ｌび機に対°Ｊ−る制御システムは、負荷不
平衡を）支出しかつ補正し得る。洗濯機自体は配分サイ
クル及びスピンサイクルを含んでいる作動クイクルを有
する。また洗濯機は、回転軸線を有し、洗ｌヒされるべ
き物品が入れられるドラムと、ドラＪ・をその回転軸線
の回りに駆動するべくドラムに結合されている誘導電動
機と、電ｇｉＪＪ機を付勢するための直流インバータド
ライブとを含んでいる。制御システＪ・は、ドラムを予
め定められた周波数で駆動するべく電動機を予め定めら
れた周波数で付勢するため作動サイクル中の予め定めら
れた点への洗６１機の到達に応答する。制御システムは
、電動機が予め定められた周波数で付勢される時にイン
バータドライブを通じて直流電流中のリップルを検査し
、かつリップルを予め定められた参照値と比較する。制
御システムは、リップルが予め定められた参照値以下に
低下するときにのみスピンサイクルを開始するべくリッ
プルと予め定められた参照値との比較に応答する。

実施例 本発明は特定の洗濯機の形式又は特定の洗濯機構造に限
定されないが、本発明をトップロード洗濯機１０　（第
１図）を例として説明する。洗濯機１０はキャビネット
１６を有する垂直軸攪伴機形式の洗濯機である。ヒンジ
結合されたＭ１８が通常の仕方で洗濯機の内部へのアク
セスのために洗濯機の頂に設りられている。

制御パネル又は制御コンソール２０が制御ＩＯの爪の奥
の部分に配置されている。コンソール２０には、ユーザ
ーにより選択可能なタイマー２２及び温度選択器２４を
含む種々の制御手段が配置されている。制（「１］スイ
ツヂのような他の制御手段が設けられていてよい。コン
ソール２０がユーザーにより選択され得る複数のパフォ
ーマンス機能又はオプションへのユーザーのアクセスを
可能にすることは理解されよう。制御は押ボタンスイソ
ヂ、ｔｆｆ　Ｍパン１′又は伯のユーザーにより操作可
能なスイッチにより実行され得る。

流体を入れたタブ２６が洗濯機ｌＯのなかに置かれてい
る。孔明きバスケット又は１ラム２８が垂直軸線の回り
に回転可能にタブ２６のなかに取り（＝Ｊけられている
。誘導電動機３２が洗濯機の作動サイクル中にその必要
な運動を通じてドラム２８を駆動するべ（ドラム２８に
結合されている。

作動サイクルが、洗濯されるべき布がタブのなかで配分
される配分サイクルと、配分サイクルに続いて水がドラ
ムのなかの布から除去されるスピンサイクルとを含んで
いることは理解されよう。種々のドライブ配置が電動機
３２と共に利用され得ることは当業者により理解されよ
う、電動機３２は洗濯機の作動を直接的に制御するべく
洗濯機の攪住機又はスピンバスケットに取り（＝Ｊ番］
られていてもよい。当業ｆｔにより理解されるように、
ここに説明される洗濯機は例示に過ぎない。実際には洗
濯機１０は種々の商業的に入手可能な家庭電気機械のい
ずれかを含んでいてよい。

電動機３２は好ましくは種々の商業的に入手可能な誘導
電動機のいずれかである。例えば、電動Ｉａ３２４！５
００Ｗ（７）電力定格で単相００〜５００ＩＩ　ｚに対
して設計された単相交流誘導電動機であってよい。

本発明の駆動システムは電動ｔａ３２の機能を含む洗濯
機ｌＯの機能を制御する。家庭電気機械のニーデーは家
庭電気機械の種々のパフォーマンスのなかからオプショ
ンを選択し、また家庭電気機械は１ｌｔＪ’（されたオ
プションに従っ゛Ｃ作動するべく駆動システムにより制
ｆｆｆｌｌされる。ユーザーがパフォーマンスのなかか
らオプションを選択する選択手段は制御コンソール２０
を含んでいる。前記のように、コンソール２０はユーザ
ーが家庭電気機械に実行させたいパフォーマンスオプシ
ョンを選択するスイッチ２４及び２５のような複数個の
スイッチを含んでいる。

駆動システムは、本実施例ではコントローラ又は制御回
路１０４である第一の制御手段を含んでいる。制御回路
が、本開示から当業者に明らかなように、！１Ｓ１ｔｆ
ｌｋ的デバイス及び集積デバイスの双方を含んでいてよ
いことは理解されよう。制御回路はユーザーにより選択
されたスイッチ設定又はオプションに応答する。制御回
路は扉位置センサ、タブ２８のなかの水位のセンサ、タ
ブのなかの水温のセンサのような種々のセンサ（図示せ
ず）からの入力を通じて家庭電気機械の作動状況をモニ
タする。これらの種々のユーザー及びセンサ入力に応答
して、制御回路１０４は洗濯機の作動を制御するべ（ア
クチュエータ、バルブ、ポンプ及びヒーターのような種
々の洗濯ｔａ構成要素の作動を制御する。選択されたオ
プションが実行されることを制御回路が保証するのは、
この制御！１１能を通じ°Ｃである。

誘導電動機３２に対する電力は電力手段１０６を介して
供給される。第１図中に示されているように、手段１０
６は２３０■電力源に接続されζいるＡＣ−ＤＣコンバ
ーク１０８とＤＣ−ＡＣインバータ１１０とを含んでい
る。コンバーク及びインバータの双方は通雷の構造のも
のである。

インバータ１１０は従来からよく知られている構造の６
段階インパークである。インバータは、制ｊｍ１回路に
電圧及び電流清報を供給する電流検出抵抗Ｒ１（第１Ａ
図参照）を含んでいる。逆に、制御回路１０４は制御信
号をコンバーク及びインバータに供給する。

洗濯機サイクルの間、電動機３２は種々の速度で運転さ
れる。加えて、電動機は多数回の始動及び停止を必要と
され、電動機加速及び減速のレートは変動する。電動機
３２に対するドライブはインバータ１１０の出力により
与えられる。

本発明の方法は、洗濯機作動中に負荷不平衡を検出しか
つ不平衡を補正するのに、これらの既存の構成要素を利
用する。負荷配分サイクル（第２図参照）中の予め定め
られた点で、ｉ′ラムは正規運転速度にもたらされる。

この速度はインバータの周波数により制御される。この
段階の間、コントローラ１０２がこのインバータ周波数
を一定に維持する。“ランプ−”１ツブ゛周期の間、ド
ラムＤのなかへロー１′された４ｊ物品はドラムのなか
で配分される。いったんドラムが“速度を出して”回転
していると、負荷が不平衡をチエツクされる。

本発明に於りる不平衡はインパークにより供給されるバ
ス電流ＩＤＣをモニタすることにより検出される。第１
八図中に示されているように、インバータ内の電流検出
抵抗Ｒ１及びコンパレータＣＭＩはコンパレータＣＯＭ
Ｐに代表的な信号を供給し、コンパレータｅＯＭＰがこ
の入力を、電流が平衡しているときの電流Ｉ　ＢＡＬを
表ず値と比較する。

バス電流ＩＤＣは第３図にグラフで示されている。そこ
に示されているように、負荷不平衡はバス電流上のリッ
プルΔＩＤＣとして現れる。１！Ｊ、（ｉｉｊ不平徨ｊ
が大きいほど、リップルの大きさが大きい。

コンパレータＣＯＭＰの出力はコントローラの他の部分
・＼の入力である。もしバス電流中にリップルかわずか
しか検出されず、又は全（検出されず、負Ｇｊが本質的
に平衡していることが示されれば、゛継続“信号が発せ
られ、従って洗濯機゛はその作動サイクルを維持し、ま
た次いでスピンサイクルに入り得る。もし有意なリップ
ルが検出され、負荷が不平！ｊであることが示されれば
、制御論理が負荷を再配分するべく試みる。コントロー
ラはこれを、第２図中に示されているように、負荷配分
サイクルを再び開始するごとにより果たす。他の時間間
隔の後に、負荷が再配分されて今は平衡し′Ｃいるか否
かをチエツクするため、バス電流が再び検出される。

システムはこのブリセスを負荷を再配分する試みのなか
で３回まで繰り返す、もし３回の試みの終わりに、イン
パーク電流中のリップルがまだ、ΔＩ８＾Ｌと同一であ
ってもよいし同一でなくてもよい参照ΔＩＮＡＸとの比
較により、負荷が不平衡であることを示・Ｕぽ、洗濯機
の作動９−・イクル、８°■ｍには、続くスピンサイク
ルは中断される。

他方に於いて、もしこれらの配分サイクルのいずれかの
終了時にリップルが参照値以下に低下すれば、洗濯機は
第２図中に示されているようにスピンサイクルに移行す
る。

第４図を参照すると、いったんスピンサイクルが開始さ
れると、スピンサイクルの長さは残留する負荷不平衡の
大きさに基づい゛ζ決定される。この口約で、インバー
タにより電動機に与えられる信号の周波数がスピンサイ
クルの間に少なくとも一回ヂニックされる。この周波数
は標準・インバータから容易に１７られ、再び追加的な
構成要素を必要としない。周波数を表す信号ＦＡＣＴは
、負荷が平衡しているときに電動機が作動する周波数Ｆ
を表１周波数参照値と比較される。コントローラは、電
動機の電流及び電力限界が到達されるならば、電動機周
波数を自動的に減するように設計されているので、電動
機は、負荷が本質的に平衡しているときにのみ、その仕
様又は正規作動周波数に到達する。

第２図中に示されているように、また本発明の方法に従
って、もし実際の電動機周波数ＦＡＣＴが予め定められ
た正規平衡周波数ＦＢＡＬに等しく、又はそれを超過す
るならば、スピンサイクルはその予め設定された標準時
間にわたり進行する。

しかし、もし周波数信号が正規値よりも小さいが、その
（ある望ましくないが受容可能な負荷不平衡を示す）予
め定められた百分率ＸＦｎＡＬよりも大きいならば、制
御論理は減ぜられたスピンレートを補傷するべくスピン
サイクルの長さを調節Ｊる。

最後の場合に、もし電動機周波数が正規周波数の子め定
められた百分率よりも小さく、有意な負荷不平衡を示せ
ば、スピンサイクルは中断され、また洗濯機は停止され
る。

本発明の方法が、洗濯機を過度に複雑化しないように、
またコストを増さないように、洗濯機内の既存の装置を
利用して実行されることは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の洗濯機；ｔｉ制御システムのブロック
図である。 第１Δ図は第１図のシステム中の電流検出回路の概略回
路図である。 第２図は配分り・イクルの間の洗濯機の作動を表すフロ
ーチャー１・である。 第３図は負荷不平衡を検出するーｆンバータドラ・Ｃブ
内のバス電流を表すグラフである。 第４図はスピンサイクル中の洗〆？ｌ￥機の作υＪのフ
ローチャートである。 １０・・・ｌ先メ７■瓜、Ｉ６・・・−トヤビネソト、
１８・・・盃、２０・・・制御コンソール、２２・・・
タイマー、２４・・・温度選択器、２５・・・制御ス・
（ツチ、２６・・・タブ、２８・・・ドラム、３２・・
・電動機、１０２・・・制御手段、１０６・・・電力手
段、１０８・・・ΔＣ−ＤＣコンバタ、１１０・・・Ｄ
Ｃ−ＡＣインバータ、ＣＭＩ、ＣＯＭＰ・・・コンパレ
ータ、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも、負荷が軸線に関して配分される負荷
   配分部分と、負荷が比較的高い速度で回転軸線の回りに
   回転するポスト配分部分とに分割されている作動サイク
   ルを有し、前記負荷が直流インバータドライブにより付
   勢される誘導電動機により駆動される洗濯機のような家
   庭電気機械の負荷不平衡の検出及び補正方法に於いて、 作動サイクルの負荷配分部分の予め定められた点に於い
   て、負荷を予め定められた定格速度で駆動するべく電動
   機を予め定められた周波数で付勢する過程と、 電動機が予め定められた周波数で付勢されている間にイ
   ンバータドライブを通じて直流中のリップルを検査し、
   また前記リップルを予め定められた参照値と比較する過
   程と、 前記リップルが予め定められた参照値以下に低下すると
   きにのみ作動サイクルのポスト配分部分を開始する過程
   とを含んでいることを特徴とする家庭電気機械の負荷不
   平衡の検出及び補正方法。
2. （２）配分サイクル及びスピンサイクルを含んでいる作
   動サイクルを有し、負荷不平衡の検出及び補正が可能で
   ある洗濯機に於いて、 回転軸線を有し、洗濯されるべき物品が入れられるドラ
   ムと、 ドラムをその回転軸線の回りに駆動するべくドラムに結
   合されている誘導電動機と、 電動機を付勢するための直流インバータドライブと、 インバータドライブを介して電動機を制御するための制
   御手段とを含んでおり、前記制御手段が、洗濯されるべ
   き物品がドラムの回りに配分される配分サイクルと、水
   が洗濯されるべき物品から除去されるスピンサイクルと
   を含んでいる作動サイクルを通じて洗濯機を運転するべ
   く電動機を制御し、 前記制御手段が、ドラムを予め定められた定格速度で駆
   動するべく電動機を予め定められた周波数で付勢するた
   め作動サイクル中の予め定められた点への洗濯機の到達
   に応答する手段を含んでおり、 前記制御手段がさらに、電動機が予め定められた周波数
   で付勢されるときにインバータドライブを通じて直流電
   流中のリップルを検査し、かつ前記リップルを予め定め
   られた参照値と比較するための手段を含んでおり、 前記制御手段が、前記リップルが予め定められた参照値
   以下に低下するときにのみスピンサイクルを開始するべ
   く前記リップルと予め定められた参照値との比較に応答
   することを特徴とする洗濯機。
3. （３）配分サイクル及びスピンサイクルを含んでいる作
   動サイクルを有しており、回転軸線を有し、洗濯される
   べき物品が入れられるドラムと、ドラムをその回転軸線
   の回りに駆動するべくドラムに結合されている誘導電動
   機と、電動機を付勢するための直流インバータドライブ
   とを含んでおり、負荷不平衡の検出及び補正が可能であ
   る洗濯機の制御システムに於いて、 ドラムを予め定められた定格速度で駆動するべく電動機
   を予め定められた周波数で付勢するため作動サイクル中
   の予め定められた点への洗濯機の到達に応答する手段と
   、 電動機が予め定められた周波数で付勢されるときにイン
   バータドライブを通じて直流電流中のリップルを検査し
   、かつ前記リップルを予め定められた参照値と比較する
   ための手段とを含んでおり、前記リップルが予め定めら
   れた参照値以下に低下するときにのみスピンサイクルを
   開始するべく前記リップルと予め定められた参照値との
   比較に応答することを特徴とする洗濯機の制御システム
   。