JPH05115665A

JPH05115665A - 洗濯機の脱水運転制御方法

Info

Publication number: JPH05115665A
Application number: JP3279645A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Urabe; 浩文浦辺; Masayuki Tokuchi; 政幸渡久地; Kazuhiko Yamagami; 和彦山上; Masami Yorita; 昌美頼田; Tatsuo Inada; 達夫稲田; Toyozo Kato; 豊蔵加藤
Original assignee: Nihon Kentetsu Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Nihon Kentetsu Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-10-25
Filing date: 1991-10-25
Publication date: 1993-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】ＤＣブラシレスモーターを使用する洗濯機
で、脱水運転中に電源電圧などが変化しモーターへの印
加電圧が変わっても設定した回転数に簡単な回路構成で
効率よく早く達することができる。【構成】攪拌翼や洗濯兼脱水槽を回転させるモーター
にＤＣブラシレスモーター８を使用する攪拌式洗濯機に
おいて、前記ＤＣブラシレスモーター８に通電し脱水運
転を開始した後、使用者が設定した回転数に対応する通
電率に達したところで、実際の回転数と設定した回転数
との差を算出し、この差の値の正、負と大、小とにより
差の値に見合う上昇率または下降率による通電率でさら
に通電し、実際の回転数を設定回転数に近づける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は攪拌式洗濯機の脱水運転
制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５、図６は攪拌式の全自動一槽式洗濯
機の一例を示すもので、外箱１内に防振バネ２を備えた
吊棒３等による防振手段を介して水受槽４を吊支する。
この該水受槽４の内部に、側壁に脱水孔７を設けた洗濯
兼脱水槽６と、攪拌翼５とを回転自在に配設した。前記
水受槽４の下方には、ローターに永久磁石を配設したＵ
相、Ｖ相、Ｗ相をもつ３相のＤＣブラシレスモーター８
を配設し、ローター軸を前記攪拌翼５の回転軸及び洗濯
兼脱水槽６の脱水軸に連結する。

【０００３】水受槽４の底部に開口する排水管９に排水
バルブ１０を介して排水ホース１１を連結するととも
に、循環ポンプ１２を介して循環ホース１３を連結し、
この循環ホース１３を外箱１内で立上げ、先端を洗濯兼
脱水槽６の上方に開口する。図中１４は、この循環ホー
ス１３の開口端の下方に配設したリントフィルター、１
５は電源コード、１６はアース線を示す。

【０００４】外箱１の上面には上面パネル１７と蓋４１
を設け、上面パネル１７に図７に示した操作パネル１８
と図８に示した表示部１９とを設ける。操作パネル１８
は操作スイッチ類として洗い時間、すすぎ回数、脱水時
間をそれぞれ設定する洗いスイッチ１８ａ、すすぎスイ
ッチ１８ｂ、脱水スイッチ１８ｃ、つけおき洗いを設定
するつけおきスイッチ１８ｄ、予約運転を設定する予約
スイッチ１８ｅ、予約運転の開始時刻などを設定する時
分スイッチ１８ｆ、「高」から「少」までの６段階の水
位を設定する水位設定スイッチ１８ｇ、標準洗い、大物
洗いなど６つのコースを設定するコース設定スイッチ１
８ｈを備え、また、設定した水位を表示するための発光
ダイオード（ＬＥＤ）ランプなどによる６つの表示ラン
プ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆを
それぞれの水位に対応して設け、選択したコースを表示
するための同じくＬＥＤランプなどによる６つの表示ラ
ンプ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ
をそれぞれのコースに対応して設けた。

【０００５】表示部１９には、水流及び脱水の強弱の程
度を設定する水流強弱スイッチ２２、脱水の強弱スイッ
チ２３、スタート／一時停止スイッチ２４、切スイッチ
２５を設けるとともに、つけおき時間や予約運転の開始
時刻、洗い時間、すすぎ回数、脱水時間などを表示する
ためのＬＥＤランプによる数字表示部２６、ＤＣブラシ
レスモーター８の駆動内容として水流や脱水の強さを表
示するモニター部２７を設ける。

【０００６】また、前記ＤＣブラシレスモーター８に、
該モーター８への通電位置を検出するため、モーター８
の永久磁石の磁石位置を検出するためのローター位置検
出器（エンコーダ）２８を取付ける。このエンコーダ２
８は図９〜図１１に示すように、モーター８のローター
軸と同期して回転し通電位置を検出するためのスリット
２９を設けた反射板３０と、該反射板３０のスリット２
９を検出するためのセンサーを前記反射板３０に対向す
る取付板３２に配設するもので、この取付板３２はモー
ター枠８ａに取付けたエンコーダケース２８ａ内にボス
立てにより固定される。

【０００７】そして、前記スリット２９はローターに取
付けてある永久磁石のＮ極、Ｓ極のいずれか一方に対応
する３０度分の円弧状に形成し、磁極位置検出用として
相互に３０度分の幅を存して合計６個設けた。また、前
記反射板３０の外周に周方向に速度検出用のスリットと
して均等面分割したスリット３３ａと非スリット３３ｂ
を交互に形成した。

【０００８】取付板３２に設けるセンサーは、前記スリ
ット２９と同じ半径の同一円周上に５０度の等間隔で３
個のセンサー３１ａ，３１ｂ，３１ｃを配設するものと
し、さらに取付板３２の外周近くに前記スリット３３ａ
の検出用のセンサー３１ｄを配設する。

【０００９】前記センサー３１ａ〜３１ｄは図１２に示
すように発光部としての発光ダイオードと受光部として
のホトトランジスタとからなり、該ホトトランジスタの
通電検出回路３４ａ〜３４ｂを、ツェナーダイオードと
これによりベース駆動でオンオフするトランジスタで構
成した反射形センサーである。

【００１０】次に脱水運転の動作について説明する。コ
ース設定スイッチ１８ｈを押して希望のコース、例えば
「標準洗い」を選択した場合、この「標準洗い」のコー
スに適している予め設定された脱水時間、脱水の強さで
脱水運転が行われる。また、洗濯内容をマニュアルで設
定した場合は、脱水スイッチ１８ｃにより設定した脱水
時間、脱水の強弱スイッチ２３により設定した脱水の強
さで脱水運転が行われる。

【００１１】脱水運転はモーター８に通電して洗濯兼脱
水槽６を一方向に回転させて行うものであるが、脱水の
強さは洗濯兼脱水槽６の回転数、すなわちモーター８の
回転数により決定される。ところで、ＤＣブラシレスモ
ーター８は、これに印加する電圧に比例して回転数が決
定されるものであり、希望する脱水の強さ、すなわちモ
ーター８の回転数を得るためには、モーター８に印加す
る電圧すなわち通電率を変える必要があり、この通電率
を変えて制御することで希望する脱水の強さ、回転数を
得ていた。

【００１２】そして、回転数が設定した希望の値に達し
ているか否かは、ローター位置検出器（エンコーダ）２
８からの出力により検出しており、モーター８が回転す
ると、センサー３１ｄではスリット３３ａと非スリット
３３ｂとが１０度毎に交互に位置することから、反射状
態と非反射状態とが交互に表われ、センサー３１ｄでは
それぞれ反射状態で内部回路のホトトランジスタがオン
し、非反射状態でオフする。このオン，オフ信号が通電
検出回路３４ｄの入力端子に入力し、ここでのオン，オ
フ信号が基準電圧と比較され、センサー３１ｄによる矩
形波の出力信号が制御装置に入力され、ここで回転数が
演算される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このようにモーターへ
の通電率を制御することで希望の設定した回転数を得、
設定した回転数に達したか否かをエンコーダからの検出
信号に基いて制御装置で演算するものであるが、脱水運
転時に他の電気機器を使用するなどして電源電圧が変動
したり、洗濯物量が設定した回転数に適切なものでなか
ったりすると、特にＤＣブラシレスモーターの場合は、
回転数に対応する通電率として実験的に得られた通電率
で電圧を印加しても、実際の印加電圧は低下しているた
め設定した回転数が得られないことがある。

【００１４】そこで、設定した回転数を得るため、エン
コーダからの検出信号をもとにきめ細かく回転数を検出
して逐次通電率を変える方法が考えられるが、脱水運転
時のモーター、洗濯兼脱水槽の最高回転数は１０００ｒ
／ｍにも達し、このような高速回転の脱水起動や停止時
の加・減速をエンコーダからの検出信号をもとに精度よ
く正確に検出するにはローター位置や回転数検出のため
のセンサーの精度を高める必要があり、高価なものにな
ってしまう。

【００１５】また、加・減速している際の回転数は、通
電率の方が回転数よりも先行するので、加・減速状態で
は通電率に対応する回転数をとらえにくく、この回転数
を精度よくとらえるには回転数検出の分解能を上げ、さ
らに制御装置への素早いフィードバックも必要となるた
め、制御装置の動作速度も高速化しなければならず、高
価になり、また他の制御へ影響が生じるおそれもある。

【００１６】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、モーターの回転数を検出するための回路の精度を特
にアップすることなく、設定した回転数に短時間で容易
に到達することのできる洗濯機の脱水運転制御方法を提
供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、攪拌翼や洗濯兼脱水槽を回転させるモーター
にＤＣブラシレスモーターを使用する攪拌式洗濯機にお
いて、前記ＤＣブラシレスモーターに通電し脱水運転を
開始した後、使用者が設定した回転数に対応する通電率
に達したところで、実際の回転数と設定した回転数との
差を算出し、この差の値の正、負と大、小とにより差の
値に見合う上昇率または下降率による通電率でさらに通
電し実際の回転数を設定回転数に近づけることを要旨と
するものである。

【００１８】

【作用】本発明によれば、脱水運転時には、まず所定の
通電率でＤＣブラシレスモーターに電圧を印加し、通電
率が、使用者が設定した回転数に対応するものとして実
験的に得られている値になったところでこの通電率で一
定時間回転し、この間の回転数を検出する。検出された
回転数は設定回転数と比較され、その差の正負と大小に
応じてこれに見合う上昇率、下降率の通電率でさらに通
電し、設定回転数に近づける。すなわち差が大きい程、
大きい上昇率または下降率で早く設定回路数に近づくよ
うにする。

【００１９】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明方法の動作を示すフローチャー
ト、図２は本発明方法が実施される洗濯機の制御ブロッ
ク図で、本発明の脱水運転制御方法が実施される洗濯機
の構成については、図５〜図１２について既に説明した
従来例と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略す
る。

【００２０】まず、本発明の運転制御のブロック図につ
いて説明すると、マイクロコンピュータなどを用いる制
御装置３５の入力ポートにスイッチ１８ａ〜１８ｈなど
のキー入力回路４２やセンサー３１ａ〜３１ｄがその出
力をを導入するように接続され、制御装置３５の出力ポ
ートに表示ランプ２０ａ〜２０ｆ，２１ａ〜２１ｆ、数
字表示部２６、モニター部２７などの表示回路４３や駆
動回路３６が接続され、この駆動回路３６に給水弁３
６、排水弁１０が接続される。

【００２１】図中４５はＡＣ１００Ｖ電源を示し、この
ＡＣ１００Ｖ電源４５に変圧器および整流器を介して電
源回路４０が接続され、この電源回路４０に制御装置３
５が接続される。さらに、ＡＣ１００Ｖ電源４５にスイ
ッチングＤＣ電源４４を介してＤＣブラシレスモーター
８の駆動回路３９が接続される。この駆動回路３９は制
御装置３５から出力を受け、モーター８の駆動内容が決
定されるものである。

【００２２】次に脱水運転の制御方法を図１のフローチ
ャートについて説明する。脱水運転に移行すると、図３
に示すような出力が制御装置３５からＤＣブラシレスモ
ーター８の駆動回路３９に出力され、スイッチングＤＣ
電源４４からＤＣブラシレスモーター８に電圧が印加さ
れてＤＣブラシレスモーター８が回転する（ステップ
イ）。この時の通電率は脱水起動が可能なものとして実
験的に求めて予め設定してある通電率、例えば５０％で
運転を開始し、その後通電率をアップする。

【００２３】そして、使用者が洗濯開始時に予め設定し
た定格電圧における回転数に対応するものとして予め実
験的に求め設定されている通電率に達したところで（ス
テップロ）、（図４のａ点）、この設定通電率で所定時
時間、例えば１５秒間通電する（ステップハ）（図４の
ｂの水平部分）。

【００２４】１５秒間が経過したところで、エンコーダ
２８からの出力にもとづいてモーター８の回転数を検出
する。ここで、使用者が設定した回転数に対応する設定
通電率で通電する時間を１５秒間とし、１５秒が経過し
てから回転数を検出するようにしたのは、ＤＣブラシレ
スモーター８では、特に加速状態では回転数よりも通電
率の方が先行するため、通電率を一定にして回転数を安
定させるためである。

【００２５】そして、設定通電率で検出したモーター８
の計測回転数と該設定通電率に対応するものとして予め
設定されている設定回転数とを比較し（ステップニ）、
その差の値Δｔが負（マイナス）、すなわち計測回転数
の方が設定回転数よりも低く設定回転数に未だ達してい
ない場合は（ステップホ）、この差の値Δｔを所定値Δ
ｔ₁とさらに比較し（ステップヘ）、ΔｔがΔｔ₁と等
しいかこれよりも大きく、その差が大きければ、短時間
で早く設定回転数に達するよう通電率をΔｔ₂にアップ
する（ステップト）。

【００２６】これに対してΔｔがΔｔ₁よりも小さくそ
の差が小さければ、前記通電率Δｔ₂とは異なる通電率
Δｔ₃で徐々にゆるやかに設定回転数に近づける（ステ
ップチ）。

【００２７】一方、計測回転数と設定回転数との差の値
Δｔが正（プラス）、すなわち計測回転数が設定回転数
を既に上回っているときは（ステップホ）、この差の値
Δｔを所定値Δｔ₄とさらに比較し（ステップリ）、Δ
ｔがΔｔ₄と等しいかこれよりも大きく、その差が大き
ければ通電率をΔｔ₂にダウンして短時間で早く設定回
転数に落ちるよう制御する（ステップヌ）。

【００２８】これに対してΔｔがΔｔ₄よりも小さく、
その差が小さければ前記通電率Δｔ ₂とは異なる通電率
Δｔ₃で徐々にゆるやかに設定回転数に近づける（ステ
ップル）。

【００２９】このようにして、設定通電率に達したなら
ば、設定通電率における計測回転数と設定回転数とを比
較し、その差の値の正負、大小に応じた通電率でさらに
通電して計測回転数を設定回転数に近づける。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明の洗濯機の脱水
運転制御方法は、脱水運転中に電源電圧の変動などが生
じて、モーターへの印加電圧が変化しても、設定した回
転数に効率よく短時間で到達でき、脱水運転の性能をア
ップできる。しかも、そのために回路構成を複雑にした
り、エンコーダ、制御装置などの精度を特に高める必要
もなく、簡単で安価な回路構成ですむものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の洗濯機の脱水運転制御方法の動作を示
すフローチャートである。

【図２】本発明の洗濯機の脱水運転制御方法の制御ブロ
ック図である。

【図３】制御装置からモーターへの出力波形図である。

【図４】本発明方法による通電率の変化を示すグラフで
ある。

【図５】洗濯機の斜視図である。

【図６】洗濯機の縦断側面図である。

【図７】洗濯機の操作パネルの平面図である。

【図８】洗濯機の表示部の平面図である。

【図９】エンコーダの取付板の斜視図である。

【図１０】エンコーダの一部切欠いた正面図である。

【図１１】エンコーダの反射板の平面図である。

【図１２】センサーの構成回路図である。

【符号の説明】

１…外箱２…防振バネ３…吊棒４…水受槽５…攪拌翼６…洗濯兼脱水槽７…脱水孔８…ＤＣブラシレスモーター８ａ…モーター枠９…排水管１０…排水バルブ１１…排水ホース１２…循環ポンプ１３…循環ホース１４…リントフィルター１５…電源コード１６…アース線１７…上面パネル１８…操作パネル１８ａ…洗いスイッチ１８ｂ…すすぎスイッチ１８ｃ…脱水スイッチ１８ｄ…つけおきスイッチ１８ｅ…予約スイッチ１８ｆ…時分スイッチ１８ｇ…水位設定スイッチ１８ｈ…コース設定スイッチ１９…表示部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ…表
示ランプ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ…表
示ランプ２２…水流強弱スイッチ２３…脱水強弱スイッチ２４…スタート／一時停止スイッチ２５…切スイッチ２６…数字表示部２７…モニター部２８…エンコーダ２８ａ…エンコーダケース２９…スリット３０…反射板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…センサー３２…取付板３３ａ…スリット３３ｂ…非スリット３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ…通電検出回路３５…制御装置３６…駆動回路３７…給水弁３８…トルクモーター３９…駆動回路４０…電源回路４１…蓋４２…キー入力回路４３…表示回路４４…スイッチングＤＣ電源４５…ＡＣ１００Ｖ電源

フロントページの続き (72)発明者山上和彦千葉県船橋市山手１丁目１番１号日本建鐵株式会社船橋製作所内 (72)発明者頼田昌美千葉県船橋市山手１丁目１番１号日本建鐵株式会社船橋製作所内 (72)発明者稲田達夫千葉県船橋市山手１丁目１番１号日本建鐵株式会社船橋製作所内 (72)発明者加藤豊蔵千葉県船橋市山手１丁目１番１号日本建鐵株式会社船橋製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】攪拌翼や洗濯兼脱水槽を回転させるモー
ターにＤＣブラシレスモーターを使用する攪拌式洗濯機
において、前記ＤＣブラシレスモーターに通電し脱水運
転を開始した後、使用者が設定した回転数に対応する通
電率に達したところで、実際の回転数と設定した回転数
との差を算出し、この差の値の正、負と大、小とにより
差の値に見合う上昇率または下降率による通電率でさら
に通電し実際の回転数を設定回転数に近づけることを特
徴とする洗濯機の脱水運転制御方法。