JPH0919592A - 直接駆動方式の振動バスケット洗濯機の洗濯制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの急激な回転力の変化を減少させて、
洗濯時における振動衝撃を防止可能な直接駆動方式の振
動バスケット洗濯機の洗濯制御方法を提供する。 【解決手段】 洗濯機の正・逆駆動時におけるモータＭ
１の正方向と逆方向とが変換される期間において、発生
する振動衝撃を減少させべく、急激な回転力の変化が発
生する時点、即ち、モータＭ１の正方向の回転と逆方向
の回転とが変換される時点における急激な駆動電流の上
昇を抑制するために、ＰＷＭ変調方式に従って駆動電流
増加状態を適切に制御する。具体的には、インバータ部
７の駆動に際し、上側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ
５と下側スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６とを同時に
ＰＷＭ変調することにより、モータの正方向の回転と逆
方向の回転とが変換される時点における急激な駆動電流
の上昇を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は直接駆動方式の振動
バスケット洗濯機の洗濯制御方法に係り、特に、直接駆
動（Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｒｉｖｅ）方式の振動バスケット
（Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ Ｂａｓｃｋｅｔ）洗濯機に
おいて、駆動モータの回転力を洗濯槽の回転方向に応じ
て適切に制御して洗濯時に発生する外部浴槽の振動を防
止することができるようにする直接駆動方式の振動バス
ケット洗濯機の洗濯制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、直接駆動方式の振動バスケット
洗濯機の構成を示す説明図である。直接駆動方式の振動
バスケット洗濯機は、洗濯機を保護する外部ケースであ
る洗濯機ケース１と、洗濯機ケース１の内側に配設され
る外部浴槽２と、外部浴槽２を先端部のダンパスプリン
グ３ａによって洗濯機ケース１に掛止するダンパ３と、
外部浴槽２の内側に配設された洗濯槽である内部浴槽４
と、内部浴槽４の底面に一体的に形成された回転板（Ｐ
ｕｌｓａｔｏｒ）１３に回転力を伝達するブラシレスＤ
Ｃモータ（以下、モータという。）Ｍ１と、モータＭ１
の駆動を制御する制御部５とから構成されている。ここ
で、モータＭ１はステータ１４とロータ１５とから構成
されており、ステータ１４は制御部５により制御され
る。

【０００３】図４は、制御部５のブロック図である。制
御部５は、図４に示されるように、外部交流電源を直流
電源に変換するコンバータ部６と、コンバータ部６の直
流電源をモータＭ１に印加するインバータ部７と、モー
タＭ１のロータ１５の位置変化を検出するロータ位置検
出部８と、コンバータ部６とインバータ部７との間の過
電流感知抵抗Ｒｓの両端に接続されて過電流から上記各
部を保護する過電流保護部９と、インバータ部７のスイ
ッチング素子であるトランジスタＱ１−Ｑ６を駆動する
ゲート駆動部１０と、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ
Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号とゲート信号とをロータ
１５の位置に応じて適切に出力し、モータＭ１を制御す
るマイクロコンピュータ１１と、マイクロコンピュータ
１１からの各種制御信号を変調及び増幅する変調及びバ
ッファ部１２とから構成されている。

【０００４】図５は、従来の直接駆動方式の振動バスケ
ット洗濯機における洗濯行程時の外部浴槽及びダンパの
捻り状態を示す平面図である。

【０００５】上述したように構成された従来の洗濯機
は、洗濯を行う際、制御部５の制御に応じてモータＭ１
を駆動するとロータ１５が回転するが、この時、ステー
タ１４は反作用によってロータ１５と反対方向に力を受
ける。この力は、ステータ１４が外部浴槽２の下段部に
固定されているので、外部浴槽２及びダンパ３に伝達さ
れ、図５（ａ）に示されるように、内部浴槽４の回転方
向（ロータ回転方向）と反対方向に、ダンパ３により支
持された外部浴槽２が押される現像が発生する。

【０００６】一方、図５（ａ）に示される状態から、モ
ータＭ１を反対方向に駆動すると、図５（ｂ）に示され
る状態に変化するが、この時、ダンパ３の変位量ｄ１と
変位時間ｔ１に応じて外部浴槽２に振動衝撃が発生す
る。また、振動衝撃は、洗濯機ケース１にも伝達され
る。ここで、振動衝撃は、変位量（ｄ１）／変位時間
（ｔ１）に比例して現れる。

【０００７】図６は、従来の直接駆動方式の振動バスケ
ット洗濯機における洗濯行程のフローチャートである。
以下、上述した一連の動作の関係を図６のフローチャー
トを参照しながら説明する。

【０００８】まず、マイクロコンピュータ１１では、ロ
ータ位置検出部８の検出信号に応じて変調及びバッファ
部１２とゲート駆動部１０とを介してゲート駆動信号を
発生させる。図７は、従来の直接駆動方式の振動バスケ
ット洗濯機の動作タイミング図である。ゲート駆動信号
は、図７に示されるように、インバータ部７の上側スイ
ッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５に印加される上側ゲート
駆動信号Ｐ１と、下側スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ
６に印加される下側ゲート駆動信号Ｐ４とが発生する。
各ゲート駆動信号が発生する組合せは、この他にもあり
得るが、ここではＰ１及びＰ４の場合を例にとって説明
したものである。

【０００９】次いで、モータＭ１の回転に従ってＰＷＭ
デューティサイクルを増加させると、モータＭ１に印加
される電圧（ＰＷＭデューティサイクル×ＶDC）が上昇
するので、モータＭ１の速度が上昇する（Ｓ１０）。

【００１０】この際、最終目標値Ｄ0 のデューティサイ
クルは毎分回転数（ＲＰＭ）によって異なることにな
る。図８及び図９は、直接駆動方式の振動バスケット洗
濯機の洗濯行程時におけるＰＷＭデューティサイクル、
駆動電流波形、毎分回転数（ＲＰＭ）の関係を示すグラ
フである。ＰＷＭデューティサイクルを一定の傾きＳ２
で増加させた後、最終目標値Ｄ0 になると、その状態を
維持する（Ｓ１１）。

【００１１】ここで、以上の動作の際のＰＷＭデューテ
ィサイクル、毎分回転数（ＲＰＭ）、駆動電流波形は、
図８に示されたようになる。ロータ１５の位置検出信号
からモータＭ１の回転量をチェックし、一定の回転速度
で回転していると判断されると、ＰＷＭデューティサイ
クルを一定の傾きＳ２’で減少させた後、一定時間ｔof
f の間だけモータＭ１の動作をオフにする（Ｓ１２−Ｓ
１４）。

【００１２】オフ時間ｔoff の経過後、モータＭ１を反
対方向に駆動するが、ＰＷＭデューティサイクルを０か
ら目標値Ｄ0 まで一定の傾きＳ２で増加させて、ＰＷＭ
デューティサイクルが目標値Ｄ0 となった状態を維持す
る。モータＭ１が一定の回転速度で回転されると、ＰＷ
ＭデューティサイクルをＳ２’の傾きで減少させた後、
一定の時間ｔoff の間だけモータＭ１の動作をオフにす
る方法で洗濯時の正・逆回転に応じた駆動を制御する
（Ｓ１５−Ｓ１９）。

【００１３】ＰＷＭデューティサイクルの目標値Ｄ0 は
目標毎分回転数（ＲＰＭ）によって決定され、ＰＷＭデ
ューティサイクルの増加の傾きＳ２及び減少の傾きＳ
２’は実験的に決定される。モータＭ１の回転方向は、
ロータ位置検出部８で検出されたロータの位置検出信号
によって識別される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように構成されて動作する従来の洗濯機は、モータの
正・逆回転時において、モータの正方向駆動と毎分回転
数（ＲＰＭ）にかかわらず、ＰＷＭデューティサイクル
を一定の傾きＳ２で増加させなければならない。また、
インバータ部７の上側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ
５に印加されるゲート駆動信号Ｐ１は、マイクロコンピ
ュータ１１から出力された信号（ＰＷＭ0）によって変
調された信号である。一方、下側スイッチング素子Ｑ
２，Ｑ４，Ｑ６に印加されるゲート駆動信号Ｐ４は、マ
イクロコンピュータ１１から出力された信号（ＰＷＭ0
）によっては変調されない信号であるので、モータＭ
１の回転方向が正方向から逆方向に変換される期間、即
ち、図８の期間ｔ１の間に、モータＭ１を駆動する駆動
電流が急激に上昇する。一方、実際の洗濯時にモータを
停止させても、内部浴槽はそれ自体の慣性が大きいので
回転速度が徐々に減少し、そのため、再び内部浴槽を反
対方向に駆動させると駆動電流が急激に上昇する。従っ
て、駆動電流の急激な上昇は、正・逆いずれの回転時に
も常に発生する問題点である。

【００１５】そして、モータの回転力は、通常、供給電
流に比例するので、急激な駆動電流の変化は急激な回転
力の変化をもたらす。これは、図５における変位時間ｔ
１が短くなり、反対に変位量ｄ１は大きくなるので、外
部浴槽の振動がもっと大きくなることを意味する。この
振動量は逆回転の始めの時点の毎分回転数（ＲＰＭ）に
比例し、このような振動はダンパ３及び外部浴槽２、洗
濯機ケース１等に疲労を重ねるので、洗濯機の寿命に直
接的に影響を及ぼし、洗濯機の寿命を短縮させる問題点
がある。

【００１６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、インバータ部の上・下側スイッチング
素子に印加されるゲート駆動信号を同時にＰＷＭ変調
し、モータの急激な回転力の変化を減少させて、洗濯時
における振動衝撃を防止することができる直接駆動方式
の振動バスケット洗濯機の洗濯制御方法を提供すること
にある。

【００１７】また、本発明の他の目的は、各ゲート駆動
信号のＰＷＭ変調によってモータの正方向の回転と逆方
向の回転とが変換される時点における急激な駆動電流の
上昇を抑制し、モータの正・逆駆動時における機械的な
振動衝撃を防止して洗濯機の寿命を向上させることがで
きる直接駆動方式の振動バスケット洗濯機の洗濯制御方
法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る直接駆動方
式の振動バスケット洗濯機の洗濯制御方法によれば、モ
ータの正・逆駆動時におけるモータの正方向の回転と逆
方向の回転とが一致するかどうかを識別する第１のステ
ップと、第１のステップにおいてモータの正方向の回転
と逆方向の回転とが一致しない場合に、モータを駆動す
る駆動電流の急激な上昇を抑制するために、モータを制
御する制御部を構成するインバータ部の上・下側スイッ
チング素子に印加される上・下側ゲート駆動信号を全部
ＰＷＭ変調する第２のステップと、モータの初期毎分回
転数を感知して、モータの正・逆駆動時における第１及
び第２ＰＷＭデューティサイクルを決定する第３のステ
ップと、モータが駆動を開始してから正方向の回転速度
と逆方向の回転速度とが同一になるときまで、ＰＷＭデ
ューティサイクルを第１ＰＷＭデューティサイクルから
傾きＳ１で上昇させる第４のステップと、モータの正方
向の回転速度と逆方向の回転速度とが同一になると、上
・下側ゲート駆動信号のうち一方のゲート駆動信号のみ
がＰＷＭ変調されるようにＰＷＭデューティサイクルを
第２ＰＷＭデューティサイクルから傾きＳ２で目標値ま
で上昇させてその状態を維持する第５のステップと、モ
ータの回転速度を感知して所定の速度になると、ＰＷＭ
デューティサイクルを傾きＳ２’で０まで減少させる第
６のステップと、モータを所定の時間の間だけ停止させ
る第７のステップと、モータの駆動方向を再び識別する
第８のステップとを備えたことを特徴とし、この構成に
より、インバータ部の上・下側スイッチング素子に印加
されるゲート駆動信号を同時にＰＷＭ変調するので、モ
ータの急激な回転力の変化を抑制して洗濯時における振
動衝撃を防止することができる。従って、洗濯機の正・
逆駆動時に発生する急激な駆動電流の上昇による機構的
な振動衝撃を適切に制御することにより、洗濯機の寿命
を延長させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る直接駆動方式
の振動バスケット洗濯機の洗濯制御方法の好ましい実施
の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００２０】図１は、本発明に係る直接駆動方式の振動
バスケット洗濯機の洗濯制御方法による洗濯行程を実施
するためのフローチャート、図２は、本発明を実施する
ためのＰＷＭ変調方式による駆動電流増加状態を示す波
形図である。

【００２１】本発明に係る直接駆動方式の振動バスケッ
ト洗濯機の洗濯制御方法の実施は、図３に示された洗濯
機によって行われる。洗濯機の正・逆駆動時におけるモ
ータの正方向と逆方向とが変換される期間において、発
生する振動衝撃を減少させるためにはモータの急激な回
転力の変化（駆動電流の増加又は減少）を回避すべきで
ある。従って、急激な回転力の変化が発生する時点、即
ち、モータの正方向の回転と逆方向の回転とが変換され
る時点における急激な駆動電流の上昇を抑制するために
は、図２に示されたＰＷＭ変調方式に従って駆動電流増
加状態を適切に制御すると良い。

【００２２】具体的には、インバータ部７の駆動に際
し、上側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５と下側スイ
ッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６とを同時にＰＷＭ変調す
ることにより、モータの正方向の回転と逆方向の回転と
が変換される時点における急激な駆動電流の上昇を抑制
することができる。以下、その過程を図１のフローチャ
ートを参照しながら説明する。

【００２３】まず、モータＭ１の駆動前にモータの逆方
向の回転Ｍｒと正方向の回転Ｍｃとが一致するかどうか
を識別し、回転が一致する場合は、従来の一側ＰＷＭ変
調方式に従ってモータＭ１を駆動させる（Ｓ２０−Ｓ２
２）。

【００２４】一方、回転が一致しない場合は、図４にお
けるマイクロコンピュータ１１から出力された“Ｈｉｇ
ｈ”のパルス制御信号Ｐｃ’が変調及びバッファ部１２
に印加されると、変調及びバッファ部１２はゲート駆動
部１０から出力されるゲート駆動信号が常にＰＷＭ変調
される状態において、その際のモータの毎分回転数（Ｒ
ＰＭ）を感知して初期の第１及び第２デューティサイク
ルＤｒ１及びＤｒ２をそれぞれ決定する（Ｓ２０−Ｓ２
３）。この際、モータ駆動時における逆方向毎分回転数
（ＲＰＭ）によるデューティサイクルＤｒ１，Ｄｒ２の
比較テーブルは下記の表１の通りである。

【００２５】

【表１】 ここで、毎分回転数（ＲＰＭ）は、…＞Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ
３＞…であり、第１デューティサイクルは、…＜Ｄｒ１
（１）＜Ｄｒ１（２）＜Ｄｒ１（３）＜…であり、第２
デューティサイクルは、…＜Ｄｒ２（１）＜Ｄｒ２
（２）＜Ｄｒ２（３）＜…である。第１デューティサイ
クルＤｒ１は、洗濯機の寿命に影響を及ぼさない状態
（振動衝撃の適切な水準）となるように決定し、第２デ
ューティサイクルＤｒ２は、駆動電流の上昇が連続する
時点となるように決定する。

【００２６】ＰＷＭデューティサイクルを第１デューテ
ィサイクルＤｒ１としてモータが正方向の回転Ｍｃを開
始し、ＰＷＭデューティサイクルを傾きＳ１で増加させ
て駆動電流の上昇の傾きに適切に生じさせた後、回転方
向が変わってＭｒ＝Ｍｃになると、ＰＷＭデューティサ
イクルを第２デューティサイクルＤｒ２とする。これに
応じて、マイクロコンピュータ１１では、パルス制御信
号Ｐｃ’を“Ｌｏｗ”に出力して（図７参照）、ＰＷＭ
デューティサイクルを再び傾きＳ２で目標デューティサ
イクルＤ0 まで増加させた後、その状態を維持する（Ｓ
２４−Ｓ２７）。ここで、マイクロコンピュータ１１の
パルス制御信号Ｐｃ’に応ずるスイッチング素子のゲー
ト駆動信号は、図７に示されたＱ４’と同様である。

【００２７】モータＭ１の回転速度が一定の速度に達す
ると、ＰＷＭデューティサイクルを傾きＳ２’で０まで
減少させ、０に達すると一定の時間Ｌoff の間だけモー
タＭ１を停止させた後、モータＭ１の正方向の回転Ｍｃ
を逆方向の回転Ｍｒに転換して上述した動作を繰り返さ
せる（Ｓ２８−Ｓ３３）。

【００２８】一方、上記のような動作制御時、ＰＷＭデ
ューティサイクルと駆動電流波形及び毎分回転数（ＲＰ
Ｍ）との関係は、図９に示されたように、従来の技術に
おいて問題点とされていた正方向の回転Ｍｃと逆方向の
回転Ｍｒとが異なる期間における駆動電流の上昇の傾き
を上記制御動作に従って適切に制御し、ダンパ３におけ
る変位量（ｄ１）／変位時間（ｔ１）を減少させること
により、結果的に外部浴槽２及び洗濯機ケース１に加わ
る振動衝撃は減少される。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る直接
駆動方式の振動バスケット洗濯機の洗濯制御方法によれ
ば、インバータ部の上・下側スイッチング素子に印加さ
れるゲート駆動信号を同時にＰＷＭ変調するので、モー
タの急激な回転力の変化を抑制して洗濯時における振動
衝撃を防止することができる。

【００３０】従って、本発明に係る直接駆動方式の振動
バスケット洗濯機の洗濯制御方法によれば、洗濯機の正
・逆駆動時に発生する急激な駆動電流の上昇による機構
的な振動衝撃を適切に制御することにより、洗濯機の寿
命を延長させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る直接駆動方式の振動バスケット洗
濯機の洗濯制御方法による洗濯行程を実施するためのフ
ローチャート。

【図２】本発明を実施するためのＰＷＭ変調方式による
駆動電流増加状態を示す波形図。

【図３】直接駆動方式の振動バスケット洗濯機の構成を
示す説明図。

【図４】制御部５のブロック図。

【図５】従来の直接駆動方式の振動バスケット洗濯機に
おける洗濯行程時の外部浴槽及びダンパの捻り状態を示
す平面図。

【図６】従来の直接駆動方式の振動バスケット洗濯機に
おける洗濯行程のフローチャート。

【図７】従来の直接駆動方式の振動バスケット洗濯機の
動作タイミング図。

【図８】直接駆動方式の振動バスケット洗濯機の洗濯行
程時におけるＰＷＭデューティサイクル、駆動電流波
形、毎分回転数（ＲＰＭ）の関係を示すグラフ。

【図９】直接駆動方式の振動バスケット洗濯機の洗濯行
程時におけるＰＷＭデューティサイクル、駆動電流波
形、毎分回転数（ＲＰＭ）の関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 洗濯機ケース ２ 外部浴槽（Ｏｕｔｅｒ Ｔｕｂ） ３ ダンパ ３ａ ダンパスプリング ４ 内部浴槽（Ｉｎｎｅｒ Ｔｕｂ） ５ 制御部 ６ コンバータ部 ７ インバータ部 ８ ロータ位置検出部 ９ 過電流保護部 １０ ゲート駆動部 １１ マイクロコンピュータ １２ 変調及びバッファ部 １３ 回転板（Ｐｕｌｓａｔｏｒ） １４ ステータ １５ ロータ Ｍ１ モータ（ブラシレスＤＣモータ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータの正・逆駆動時におけるモータの正
   方向の回転と逆方向の回転とが一致するかどうかを識別
   する第１のステップと、 前記第１のステップにおいて前記モータの正方向の回転
   と逆方向の回転とが一致しない場合に、前記モータを駆
   動する駆動電流の急激な上昇を抑制するために、前記モ
   ータを制御する制御部を構成するインバータ部の上・下
   側スイッチング素子に印加される上・下側ゲート駆動信
   号を全部ＰＷＭ変調する第２のステップと、 前記モータの初期毎分回転数を感知して、前記モータの
   正・逆駆動時における第１及び第２ＰＷＭデューティサ
   イクルを決定する第３のステップと、 前記モータが駆動を開始してから正方向の回転速度と逆
   方向の回転速度とが同一になるときまで、ＰＷＭデュー
   ティサイクルを前記第１ＰＷＭデューティサイクルから
   傾きＳ１で上昇させる第４のステップと、 前記モータの正方向の回転速度と逆方向の回転速度とが
   同一になると、前記上・下側ゲート駆動信号のうち一方
   のゲート駆動信号のみがＰＷＭ変調されるように前記Ｐ
   ＷＭデューティサイクルを第２ＰＷＭデューティサイク
   ルから傾きＳ２で目標値まで上昇させてその状態を維持
   する第５のステップと、 前記モータの回転速度を感知して所定の速度になると、
   前記ＰＷＭデューティサイクルを傾きＳ２’で０まで減
   少させる第６のステップと、 前記モータを所定の時間の間だけ停止させる第７のステ
   ップと、 前記モータの駆動方向を再び識別する第８のステップ
   と、を備えたことを特徴とする直接駆動方式の振動バス
   ケット洗濯機の洗濯制御方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の直接駆動方式の振動バス
   ケット洗濯機の洗濯制御方法において、前記第１ＰＷＭ
   デューティサイクルは、振動衝撃が洗濯機の寿命に影響
   を及ぼさない水準で決定し、前記第２ＰＷＭデューティ
   サイクルは、前記駆動電流の上昇が連続する時点になる
   ように決定することを特徴とする直接駆動方式の振動バ
   スケット洗濯機の洗濯制御方法。