JPH07255993A

JPH07255993A - 洗濯機の制御方法及び制御装置

Info

Publication number: JPH07255993A
Application number: JP6053644A
Authority: JP
Inventors: Soichi Sano; 壮一佐野; Hisamitsu Gomita; 寿光五味田; Shunichi Ishikawa; 俊一石川; Masao Watanabe; 雅生渡辺
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-24
Filing date: 1994-03-24
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】電源電圧の周波数の違いに影響されない静粛
な脱水工程を得る。【構成】全自動洗濯コースの脱水工程において、駆動
用コンデンサーモータモータ８の分相コンデンサー２８
の電圧波形の時間幅を測定することにより回転速度を検
出して該コンデンサーモータ８への給電を制御する。起
動初期には両駆動コイル２１，２２への給電を断続し、
所定の脱水回転速度範囲では分相コンデンサー２９を介
在させた電流を電圧波形単位で断続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は洗濯機の制御方法及び制
御装置に係り、特に脱水回転速度制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】全自動洗濯機における脱水工程での脱水
回転速度は、電源電圧の周波数や負荷量（脱水する衣類
の量）に左右される。電源周波数の違いによる脱水回転
速度の変化は、駆動系における回転伝達ベルトプーリを
直径の異なるものに付け変えることによって修正してい
る。負荷量による変化の修正や衣類の種類によって異な
る最適脱水回転速度への制御は、駆動モータへの給電制
御によって行うことができる。

【０００３】駆動モータへの給電制御は、インバータモ
ータを使用した洗濯機では周波数制御によって行い、商
用電源電圧が供給されるコンデンサーモータを使用した
洗濯機では位相制御や間歇給電制御によって行うことが
できる。インバータ制御方式の装置は高価となる欠点が
あり、位相制御方式の装置は電源電圧波形を途中で断続
するので電気ノイズを発生する欠点がある。間歇給電制
御方式の装置は、このような欠点をもたない利点があ
る。

【０００４】このような洗濯機の制御方法及び装置は、
特開昭６４−６２１９３号公報，特開平２−６３４９９
号公報及び特開平４−３６１７９１号公報等に開示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら駆動モー
タへの給電を全面的に断続する制御は、駆動トルクの脈
動が大きくなって脱水騒音発生の原因となる。また、電
源電圧周波数が異なることによる回転速度上昇特性の変
化を揃えることへの配慮及び好ましい脱水回転速度検出
手段の提案に欠けている。

【０００６】本発明の１つの目的は、電源電圧周波数の
違いによる影響が少ない静粛な脱水工程制御を実現する
ことにある。

【０００７】また、他の目的は、この脱水工程制御のた
めに好都合な脱水回転速度の検出制御を実現することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、コンデンサー
モータを駆動源として脱水槽を回転させて衣類を脱水す
る洗濯機の制御方法において、脱水回転速度が予め定め
た所定範囲に到達するまではモータへの通電と断電を繰
り返しながら断電中にコンデンサーの電圧波形に基づい
て回転速度を検出し、所定範囲に到達後はコンデンサー
回路を断続制御して脱水回転速度を所定範囲内に維持す
ることを特徴とし、あるいは、脱水回転速度が予め定め
た所定範囲に到達するまではモータへの通電と断電を繰
り返しながら断電中にコンデンサーの電圧波形に基づい
て回転速度を検出し、所定範囲に到達後は脱水回転速度
を該所定範囲に維持するようにコンデンサー回路を断続
制御し、所定範囲以上の異常速度値が検出されたときに
は運転を停止することを特徴とする。

【０００９】また、コンデンサーモータを駆動源として
脱水槽を回転させて衣類を脱水する洗濯機の制御装置に
おいて、モータへの通電と断電を繰り返す間歇給電制御
手段と、断電中のコンデンサー電圧波形に基づいて回転
速度を検出する回転速度検出手段と、コンデンサー回路
を断続して脱水回転速度を所定範囲内に維持する定回転
速度制御手段を設けたことを特徴とし、あるいは、モー
タへの通電と断電を繰り返す間歇給電制御手段と、断電
中のコンデンサー電圧波形に基づいて回転速度を検出す
る回転速度検出手段と、コンデンサー回路を断続して脱
水回転速度を所定範囲内に維持する定回転速度制御手段
と、所定範囲以上の異常速度値が検出されたときには運
転を停止する異常運転停止手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】脱水工程初期にコンデンサーモータへの給電を
断続制御することにより電源周波数の影響の少ない速度
上昇特性が得られ、所定の脱水回転速度範囲に到達後は
コンデンサー回路を断続する制御によって脱水回転速度
を所定の脱水回転速度範囲内に制御するので駆動トルク
の脈動が少ない。

【００１１】また、コンデンサーの電圧波形の時間幅は
脱水回転速度に関連しているので、この時間幅を測定す
ることにより脱水回転速度を検出できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明になる全自動洗濯機の縦断側面図で
あり、鋼板製の外枠１内には吊り棒２及びコイルバネや
弾性ゴム体を有する防振装置３により合成樹脂製の外槽
４が吊架されている。吊り棒２及び防振装置３は４ヵ所
に設けられている。洗い及びすすぎのための水を溜める
前記外槽４内には、合成樹脂製の洗い兼脱水槽（以下脱
水槽）５が設けてある。

【００１３】脱水槽５には多数の脱水穴５ａが設けら
れ、また、中央底部には衣類を動かして洗う撹拌翼６が
設けてある。洗い工程及びすすぎ工程は、脱水槽５を静
止させた状態で撹拌翼６を２回転程度の一定の周期で正
回転及び逆回転させることにより衣類を揺り動かして行
い、脱水工程は脱水槽５と撹拌翼６を一緒に回転させて
行う。脱水槽５及び撹拌翼６の回転は、駆動装置７によ
り行なわれる。

【００１４】駆動装置７は、駆動用コンデンサーモータ
８と、このモータ８の回転を脱水槽５と撹拌翼６に伝達
するためのプーリ９ａ，９ｂやベルト９ｃを備えた伝達
手段９と、洗い工程及びすすぎ工程では脱水槽５を静止
させた状態で撹拌拌翼６を回転させ、脱水工程では脱水
槽５と撹拌翼６を回転させるように動力伝達を切り替え
るクラッチ装置１０と、その切り替え操作を行なうソレ
ノイド１１とを備える。この駆動装置７は、前記外槽４
の底面に鋼板製の支持板１２を用いて固定してある。ま
た、この外槽４には槽内の水の圧力（水位）を水位セン
サー１３に伝達するｐｓチューブ１４を接続する導入口
４ａが設けてあり、更に、槽内の水を排水弁１５を介し
て排水パイプ１６に接続する排水口４ｂが設けられてい
る。

【００１５】外枠１の上部には、衣類（洗濯物）を出し
入れする投入口１７ａとコントローラ等の電気部品を収
納する操作箱１７ｂとを形成した合成樹脂製のトップカ
バー１７が設けてあり、投入口１７ａは合成樹脂製の蓋
１８で覆われる。

【００１６】図２は、この全自動洗濯機が実行する全自
動洗濯コースの工程を示すブロック図であり、給水工
程，洗い工程，排水工程，脱水工程，給水工程，すすぎ
工程，排水工程，脱水工程，給水工程，すすぎ工程，排
水工程及び最終脱水工程から成っている。

【００１７】図３は、駆動用コンデンサーモータ８とそ
の制御装置の電気回路図である。コンデンサーモータ８
は、Ｖ結線された駆動コイル２１，２２が２方向性半導
体スイッチング素子であるトライアック２３，２４及び
電源リレーコイル２５ａにより開閉される電源リレー接
点２５ｂを介して商用電源端子２６ａ，２６ｂに接続さ
れ、分相コンデンサー２８はトライアック２９を介して
駆動コイル２１，２２の外端に接続されている。

【００１８】２方向性フォトカプラ３１は商用電源給電
回路に接続されて該全自動洗濯機が接続されている商用
電源の電圧波形周期に同期した矩形パルス電圧を発生す
る。この矩形パルス電圧は、商用電源電圧のゼロクロス
タイミングでゼロレベルとなる電源電圧ゼロクロス信号
となる。図４に示すように、２つの電源電圧ゼロクロス
信号の発生周期が商用電源電圧の１サイクルに相当し、
その発生周期の時間幅ｔは、５０Ｈｚ商用電源では２０
ｍｓｅｃであり、６０Ｈｚ商用電源では１６．７ｍｓｅ
ｃである。１方向性のフォトカプラ３２は分相コンデン
サ２８に印加される電圧の印加電圧波形周期に同期した
矩形パルス電圧を発生する。この矩形パルス電圧は、正
方向電圧領域でハイレベル，負方向電圧領域でローレベ
ルの回転速度検出信号となる。すなわち、コンデンサー
モータ８は、トライアック２３，２９を導通させて駆動
コイル２１を主駆動コイルとして通電（運転）するごと
に回転中にトライアック２３を断電して惰性回転状態に
すると駆動コイル２１，２２に電圧が誘起され、この電
圧が分相コンデンサー２８に印加される。この誘導電圧
の電圧波形周期はコンデンサーモータ８の惰性回転速度
に比例し、従って、この電圧波形を矩形に整形して得た
前記回転速度検出信号は、その時間幅Ｔを測定すること
によって回転速度を知ることができる。２極モーターが
同期速度で回転しているときの時間幅Ｔは、５０Ｈｚ商
用電源では２０ｍｓｅｃであり、６０Ｈｚ商用電源では
１６．７ｍｓｅｃである。また、この回転速度検出信号
の矩形波の変化タイミングは分相コンデンサー２８に印
加される誘導電圧のゼロクロス（ゼロボルト）付近であ
る。

【００１９】ＣＰＵを中心にして構成されるマイクロコ
ンピュータ３３は、予め設定された制御プログラムに従
って前記フォトカプラ３１からの電源電圧ゼロクロス信
号とフォトカプラ３２からの回転速度検出信号を入出力
回路３４を介して入力し、前記トライアック２３，２
４，２９をオン・オフする制御信号及び電源リレー接点
２５ｂを開閉する制御信号を前記入出力回路３４を介し
てこれらのトライアック２３，２４，２９のゲート回路
及び電源リレーコイル２５ａに与える。また、マイクロ
コンピュータ３３は、前記ソレノイド１１や排水弁１５
に供給する駆動信号や水位センサー１３からの検出信号
等も入出力するが、図示は省略する。

【００２０】以上の構成において、マイクロコンピュー
タ３３は、電源リレーコイル２５ａを付勢して電源リレ
ー接点２５ｂを閉合すると共にトライアック２９をオン
に維持した状態でトライアック２３，２４を選択的にオ
ンさせることにより、駆動用コンデンサーモータ８を正
方向運転及び逆方向運転を繰り返して回転翼６を正回転
及び逆回転させる洗い工程及びすすぎ工程の制御を実行
する。

【００２１】そして、脱水工程においては、マイクロコ
ンピュータ３３は、脱水槽５を電源電圧の周波数に左右
されずに正方向に所定の脱水回転速度で回転するように
コンデンサーモータ８を運転する制御を実行する。この
実施例における所定の脱水回転速度は、５０Ｈｚの商用
電源で運転するときに速度制御しないで得られる回転速
度に設定してある。

【００２２】この脱水回転速度制御のために、マイクロ
コンピュータ３３は、洗濯運転開始時にフォトカプラ３
１から得られる電源電圧ゼロクロス信号の時間幅ｔを測
定して該全自動洗濯機が接続された商用電源の周波数を
確認する。時間幅ｔが２０ｍｓｅｃであれば５０Ｈｚの
商用電源であり、１６．７ｍｓｅｃであれば６０Ｈｚの
商用電源である。そして、６０Ｈｚの商用電源に接続さ
れている場合には、次の脱水回転速度制御を実行する。

【００２３】図５は、６０Ｈｚの商用電源で運転する場
合の脱水回転速度制御特性を示している。この制御特性
は、５０Ｈｚの商用電源で運転する場合の脱水回転速度
特性に近似した特性が得られるように設定される。間歇
制御ルーチンでは、所定の回転速度上昇（加速度）特性
が得られるようにトライアック２３をオン・オフしてコ
ンデンサーモータ８への通電と断電を数秒間隔で所定回
数繰り返す。断電期間中にフォトカプラ３２から出力さ
れる回転速度検出信号の時間幅Ｔを測定して脱水回転速
度を検出する。図６は、時間幅Ｔと脱水回転速度の関係
を示している。検出される脱水回転速度が所定範囲の回
転速度に到達していれば、通電と断電の繰り返しを終了
して回転速度検出ルーチンに移行する。

【００２４】回転速度検出ルーチンでは、コンデンサー
モータ８に数秒間の通電を行った後に断電して回転速度
検出信号の時間幅Ｔを測定して回転速度を検出する制御
を繰り返す。そして、設定された所定の脱水回転速度に
到達すれば定回転速度制御ルーチンに移行する。回転速
度検出ルーチンにおいて、設定された所定の脱水回転速
度に所定時間内に到達しないときには、異常とみなして
電源リレー接点２５ｂを開放して運転を停止する。

【００２５】定回転速度制御ルーチンは、図７に示すよ
うに、処理１０１において脱水回転速度を検出し、所定
の目標値（この実施例では８００ｒ／ｍｉｎ）以上に到
達しているかどうかを確認し、目標値以上であれば処理
１０２に移って２つの電源電圧ゼロクロス信号の発生周
期ｔを１回としてトライアック２９のオンを２回、オフ
を６０回としてコンデンサーモータ８の分相コンデンサ
ー２８を介在させた駆動コイル２２への通電時間を短く
した通電と断電を繰り返す制御パターンを設定し、目標
値以下であれば処理１０３に移ってトライアック８のオ
ンを２回、オフを３０回としてコンデンサーモータ８の
分相コンデンサー２８を介在させた駆動コイル２２への
通電時間を長くした通電と断電を繰り返す制御パターン
を設定を行う。そして処理１０４において速度検出カウ
ンタＮを（Ｎ＝１）とする。

【００２６】処理１０５ではこの設定された制御パター
ンに従って駆動コイル２２への通電と断電を１０秒間に
わたって繰り返し、処理１０６に移ってトライアック２
３をオフし、処理１０７に移って回転速度検出のために
回転速度検出信号の時間幅Ｔを測定する。処理１０８で
は測定された時間幅Ｔが６０Ｈｚ商用電源の電源電圧波
形の時間幅（１６．７ｍｓｅｃ）に近似した値（同等）
かどうかを確認し、近似していればトライアック２３が
短絡状態で故障しているものと見做して処理１０９に移
り、電源リレー接点２５ｂを開放するように電源リレー
コイル２５ａを制御する。

【００２７】処理１１０では前記回転速度検出のための
時間幅Ｔを測定できたかどうかを確認し、測定できてい
なければ処理１１１に移って速度検出カウンタＮが（Ｎ
＝３）かどうかを確認し、（Ｎ＝３）の場合には故障と
見做して処理１１２に移って電源リレー接点２５ｂを開
放するように電源リレーコイル２５ａを制御する。（Ｎ
＝３）でなければ処理１１３で速度検出カウンタＮを
（＋１）して処理１０５に戻る。

【００２８】回転速度検出のための時間幅測定処理１０
７で時間幅Ｔが測定できていれば処理１１４に移って速
度検出カウンタＮを（Ｎ＝１）とする。

【００２９】処理１１５では測定された時間幅Ｔから脱
水回転速度が所定範囲の上限値（この実施例では８４０
ｒ／ｍｉｎ）以上かどうかを確認し、以上であれば処理
１１６に移って制御パターンを修正する。この修正で
は、トライアック２９のオフ回数を１０回増加させてコ
ンデンサーモータ８の分相コンデンサー２８を介して駆
動コイル２２に流す電流の通電時間を短縮した制御パタ
ーンにする。

【００３０】処理１１７では測定された時間幅Ｔから脱
水回転速度が所定範囲の下限値（この実施例では７６０
ｒ／ｍｉｎ）以下かどうかを確認し、以下であれば処理
１１８に移って制御パターンを修正する。この修正で
は、トライアック２９のオフ回数を１０回減らしてコン
デンサーモータ８の分相コンデンサー２８を介して駆動
コイル２２に流す電流の通電時間を増長した制御パター
ンにする。

【００３１】次に処理１１９において脱水終了時間かど
うかを確認し、脱水終了時間になるまでこの定回転速度
制御を繰り返す。

【００３２】なお、駆動コイル２２に通電するために前
記トライアック２９をオンするタイミングは、回転速度
検出信号（電源電圧ゼロクロス信号）の波形を参照して
分相コンデンサー２８に加わる電圧がゼロボルト付近と
して該分相コンデンサー２８への突入電流を抑える。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、脱水工程初期にコンデンサー
モータへの給電を断続制御することにより電源周波数の
影響の少ない速度上昇特性が得られ、所定の脱水回転速
度範囲に到達後はコンデンサー回路を断続する制御によ
って脱水回転速度を所定の脱水回転速度範囲内に制御す
ることによって駆動トルクの脈動が少ない静粛な脱水工
程が得られる。

【００３４】また、コンデンサーモータのコンデンサー
の電圧波形の時間幅は脱水回転速度に関連しているの
で、この時間幅を測定することにより脱水回転速度と制
御系の故障を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる全自動洗濯機の縦断側面図であ
る。

【図２】本発明になる全自動洗濯機の全自動洗濯コース
の工程ブロック図である。

【図３】本発明になる全自動洗濯機のコンデンサーモー
タと制御装置の電気回路図である。

【図４】電源電圧波形とゼロクロス信号波形である。

【図５】本発明になる全自動洗濯機における制御装置に
よる最終脱水回転速度制御特性図である。

【図６】回転速度検出信号の時間幅と脱水回転速度の関
係を示す特性図である。

【図７】本発明になる全自動洗濯機の制御装置による回
転速度制御ルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

８コンデンサーモータ２１，２２駆動コイル２３，２４，２９トライアック２８分相コンデンサー３１，３２フォトカプラ３３マイクロコンピュータ３４入出力回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺雅生茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所リビング機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンデンサーモータを駆動源として脱水
槽を回転させて衣類を脱水する洗濯機の制御方法におい
て、脱水回転速度が予め定めた所定範囲に到達するまではモ
ータへの通電と断電を繰り返しながら断電中にコンデン
サーの電圧波形に基づいて回転速度を検出し、所定範囲
に到達後はコンデンサー回路を断続制御して脱水回転速
度を所定範囲内に維持することを特徴とする洗濯機の制
御方法。
【請求項２】請求項１において、回転速度の検出は、
前記コンデンサーの電圧波形の時間幅に基づいて行うこ
とを特徴とする洗濯機の制御方法。
【請求項３】請求項１または請求項２において、所定
時間を経過するまでの間に回転速度を検出することがで
きないときには運転を停止することを特徴とする洗濯機
の制御方法。
【請求項４】請求項１において、前記コンデンサー回
路の制御は印加電圧のゼロボルト付近で行うことを特徴
とする洗濯機の制御方法。
【請求項５】コンデンサーモータを駆動源として脱水
槽を回転させて衣類を脱水する洗濯機の制御方法におい
て、脱水回転速度が予め定めた所定範囲に到達するまではモ
ータへの通電と断電を繰り返しながら断電中にコンデン
サーの電圧波形に基づいて回転速度を検出し、所定範囲
に到達後は脱水回転速度を該所定範囲内に維持するよう
にコンデンサー回路を断続制御し、所定範囲以上の異常
速度値が検出されたときには運転を停止することを特徴
とする洗濯機の制御方法。
【請求項６】請求項５において、前記異常速度値は電
源周波数に応じて設定することを特徴とする洗濯機の制
御方法。
【請求項７】請求項５または請求項６において、所定
時間を経過するまでの間に回転速度を検出することがで
きないときには運転を停止することを特徴とする洗濯機
の制御方法。
【請求項８】請求項１ないし請求項７のいずれか１項
において、前記モータへの通電及び断電は電圧波形を単
位として制御することを特徴とする洗濯機の制御方法。
【請求項９】請求項１ないし請求項７のいずれか１項
において、回転速度検出時にコンデンサーの電圧波形の
時間幅が電源電圧の時間幅と同等のときには運転を停止
することを特徴とする洗濯機の制御方法。
【請求項１０】コンデンサーモータを駆動源として脱
水槽を回転させて衣類を脱水する洗濯機の制御装置にお
いて、モータへの通電と断電を繰り返す間歇給電制御手段と、
断電中のコンデンサー電圧波形に基づいて回転速度を検
出する回転速度検出手段と、コンデンサー回路を断続し
て脱水回転速度を所定範囲内に維持する定回転速度制御
手段を設けたことを特徴とする洗濯機の制御装置。
【請求項１１】請求項１０において、前記回転速度検
出手段は、前記コンデンサーの電圧波形の時間幅に基づ
いて回転速度検出を行うことを特徴とする洗濯機の制御
装置。
【請求項１２】請求項１０または請求項１１におい
て、所定時間を経過するまでの間に回転速度を検出する
ことができないときには運転を停止する運転停止手段を
設けたことを特徴とする洗濯機の制御装置。
【請求項１３】コンデンサーモータを駆動源として脱
水槽を回転させて衣類を脱水する洗濯機の制御装置にお
いて、モータへの通電と断電を繰り返す間歇給電制御手段と、
断電中のコンデンサー電圧波形に基づいて回転速度を検
出する回転速度検出手段と、コンデンサー回路を断続し
て脱水回転速度を所定範囲内に維持する定回転速度制御
手段と、所定範囲以上の異常速度値が検出されたときに
は運転を停止する異常運転停止手段を設けたことを特徴
とする洗濯機の制御装置。
【請求項１４】請求項１３において、前記異常運転停
止手段は、前記異常速度値を電源電圧周波数に応じて設
定することを特徴とする洗濯機の制御装置。