JPH11492A - 洗濯機 - Google Patents

洗濯機

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Publication number
JPH11492A
JPH11492A JP9155290A JP15529097A JPH11492A JP H11492 A JPH11492 A JP H11492A JP 9155290 A JP9155290 A JP 9155290A JP 15529097 A JP15529097 A JP 15529097A JP H11492 A JPH11492 A JP H11492A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drum
amount
washing machine
laundry
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9155290A
Other languages
English (en)
Inventor
Masashi Sadohara
正志 佐土原
Kazunori Akimoto
和則 秋元
Kazuhiro Nonaka
和浩 野中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP9155290A priority Critical patent/JPH11492A/ja
Publication of JPH11492A publication Critical patent/JPH11492A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Landscapes

  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで高精度に洗濯物の重量検出を行い
得る洗濯機を提供することを目的とする。 【解決手段】 交流電源電圧101を整流・平滑した直
流電圧に基づくインバータ制御によりモータ105の回
転制御を行って洗濯ドラムを駆動する洗濯機において、
一定速度で回転中のドラムを急減速させた時のインバー
タへの回生電力量を、その時の平滑コンデンサ103の
端子間の直流電圧の変化量として検出する主回路直流電
圧検出回路108と、該検出回路108の検出結果であ
る直流電圧変化量に基づいてドラムイナーシャを検出
し、該イナーシャに基づきドラム内の洗濯物量を検出す
る洗濯物量検出部109と、該検出部109で検出した
洗濯物量に基づきドラム内の水量を調節する水量調節部
110とを備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は洗濯機に係り、特
に、低コストで高精度に洗濯機ドラム内の洗濯物の重量
検出を行い得る洗濯機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の洗濯機においては、洗濯物の量を
検出して洗濯ドラムの水量を決定する方法として、次の
ような方法が採られていた。例えば、特開平4−150
895号公報や特公平5−46236号公報等では、洗
濯物を入れた状態でドラムを回転させ、その時のモータ
電流またはインバータのDC母線の電流平均値を求め、
その大小により洗濯物の量を推定する手法が開示されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の洗濯機における洗濯物量の推定方法にあっては、洗
濯機のドラムには元々大きな重量があって洗濯物の有無
によって余り差が出ないことや、一定回転時にはイナー
シャの差、すなわち洗濯物の量の差のみでは原理的に消
費電力の差、すなわちモータ電流の差とはならないこと
から、洗濯物の量を精度良く検出することが難しいとい
う問題点があった。
【0004】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、低コストで高精度に洗濯物の重量検
出を行い得る洗濯機を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項1に係る洗濯機は、交流電源電圧を
整流・平滑した直流電圧に基づくインバータ制御により
モータの回転制御を行ってドラム(洗濯槽)を駆動する
洗濯機において、一定速度で回転中の前記ドラムを急減
速させた時のインバータへの回生電力量、または、その
時の前記直流電圧の変化量を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段の検出結果に基づいてドラムイナーシ
ャを検出する第2検出手段とを備えるものである。
【0006】また、請求項2に係る洗濯機は、請求項1
に記載の洗濯機において、前記第1検出手段におけるド
ラムの急減速時間は、前記ドラムを無負荷で急減速させ
た時に、前記モータおよび前記ドラムを含む回転体の損
失と、該回転体のイナーシャによる回生電力とが等しい
か、或いは後者が前者を上回るように設定されるもので
ある。
【0007】また、請求項3に係る洗濯機は、請求項1
または2に記載の洗濯機において、前記第2検出手段
は、検出したドラムイナーシャに基づいて、前記ドラム
内の洗濯物量を検出するものである。
【0008】さらに、請求項4に係る洗濯機は、請求項
1、2または3に記載の洗濯機において、前記第2検出
手段の検出結果に基づいて、前記ドラム内の水量を調節
する水量調節手段を備えたものである。
【0009】本発明の洗濯機は、洗濯物の量の変化に伴
って回転体(ドラム)のイナーシャが増減することを利
用して、イナーシャの変化量を検出することにより洗濯
物の量を検出することとしたものである。イナーシャ量
はモータの加速または減速時に電力の差として検出でき
るが、短時間であるため、効率良く検出する手法とし
て、減速時の回生電力の差を利用する。この回生電力は
インバータへ電力が回生される状態として発生するもの
であり、負の出力電力を監視することが必要となるが、
その監視手法としてインバータへの平滑した直流電圧の
変化量の検出を行う。
【0010】すなわち、本発明の請求項1に係る洗濯機
では、第1検出手段により、一定速度で回転中のドラム
を急減速させた時のインバータへの回生電力量、また
は、その時のインバータの直流電圧の変化量を検出し、
第2検出手段では、第1検出手段の検出結果に基づいて
ドラムイナーシャを検出するようにしている。回生時に
は、平滑した直流電圧を生成する手段としての平滑コン
デンサが充電され、直流電圧が上昇するが、この直流電
圧の変化量は、イナーシャ、すなわち洗濯物の量によっ
て変動するので、この直流電圧の差により洗濯物の量を
判別することが可能となる。
【0011】また、ドラムは大きなイナーシャを持って
いるため、洗濯物がない状態でも回生電力が発生する。
このような無負荷時の回生電力が存在しても高精度な検
出を可能とするためには、洗濯物なしで減速した時に直
流電圧がわずかに上昇したレベルとなる減速時間に調整
すればよい。
【0012】すなわち、請求項2に係る洗濯機では、第
1検出手段におけるドラムの急減速時間は、ドラムを無
負荷で急減速させた時に、モータおよびドラムを含む回
転体の損失と、該回転体のイナーシャによる回生電力と
が等しいか、或いは後者が前者を上回るように設定され
るようにしている。つまり、減速条件は、回転体(モー
タおよびドラム)の回生電力と該回転体の減速時の損失
がほぼ均衡した状態であり、洗濯物が存在する時にこの
減速条件で減速すると、直流電圧の変化分は洗濯物の増
減量にほぼ比例し、高精度に洗濯物の重量検出を行うこ
とができる。
【0013】また、請求項3に係る洗濯機では、第2検
出手段は、検出したドラムイナーシャに基づいて、ドラ
ム内の洗濯物量を検出し、さらに、請求項4に係る洗濯
機では、水量調節手段は、第2検出手段の検出結果に基
づいてドラム内の水量を調節する。これにより、洗濯機
のドラム内の洗濯物の量を、ドラム重量のより少ない影
響下で検出できるようになり、低コストで高精度に洗濯
物の重量検出を行い得る洗濯機を実現できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の洗濯機の実施の形
態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0015】図1は本発明の一実施形態に係る洗濯機に
おけるモータ制御系の回路構成図である。同図におい
て、本実施形態の洗濯機のモータ制御系は、商用電源1
01の交流電源電圧を整流する電源整流ダイオードブリ
ッジ102と、整流出力を平滑する平滑コンデンサ10
3と、モータ105の速度または位置制御を行うPWM
(Pulse Width Modulation;パルス幅変調)制御部10
7およびベースドライブ回路106と、PWM制御部1
07およびベースドライブ回路106の制御に基づきス
イッチング素子PT1〜PT6のスイッチングを行って
直流−交流電圧変換を行うインバータ104と、インバ
ータ104の出力により駆動されるモータ105とを備
えている。
【0016】また、本実施形態の洗濯機のモータ制御系
には、一定速度で回転中のドラムを急減速させた時のイ
ンバータへの回生電力量を、その時の平滑コンデンサ1
03の端子間の直流電圧の変化量として検出する主回路
直流電圧検出回路(第1検出手段)108と、主回路直
流電圧検出回路108の検出結果である直流電圧変化量
に基づいてドラムイナーシャを検出し、該ドラムイナー
シャに基づきドラム内の洗濯物量を検出する洗濯物量検
出部(第2検出手段)109と、洗濯物量検出部109
で検出した洗濯物量に基づきドラム内の水量を調節する
水量調節部110と、をも備えている。
【0017】本実施形態の洗濯機では、洗濯物の量の変
化に伴って回転体(ドラム)のイナーシャが増減するこ
とを利用して、イナーシャの変化量を検出することによ
り洗濯物の量を検出することとしたものであり、減速時
の回生電力の差を利用してイナーシャの変化量を検出す
る。この回生電力は、モータ105からインバータ10
4へ電力が回生される状態として発生するが、この負の
出力電力を監視する手段として、主回路直流電圧検出回
路108により平滑コンデンサ103の端子間直流電圧
の変化量の検出を行う。つまり、回生時には、平滑コン
デンサ103が充電され、その端子間直流電圧が上昇す
るが、この直流電圧の変化量は、イナーシャ量、すなわ
ち洗濯物の量によって変動するので、この直流電圧の差
により洗濯物の量を判別することが可能となる。
【0018】また、ドラムは大きなイナーシャを持って
いるため、洗濯物がない状態でも回生電力が発生する。
このような無負荷時の回生電力が存在しても高精度な検
出を可能とするためには、洗濯物なしで減速した時に直
流電圧がわずかに上昇したレベルとなる減速時間に調整
すればよい。すなわち、主回路直流電圧検出回路108
において直流電圧変化量を検出する際のドラムの急減速
時間は、ドラムを無負荷で急減速させた時に、モータお
よびドラムを含む回転体の損失と、該回転体のイナーシ
ャによる回生電力とが等しいか、或いは後者が前者を上
回るように設定する。
【0019】図2には、本実施形態の洗濯機における洗
濯物量検出の原理を説明するドラム回転数N(図2
(a))と平滑コンデンサ103の端子間電圧VDC
(図2(b))のタイムチャートを示す。
【0020】図2(a)に示すドラム回転数Nのタイム
チャートにおいて、モータ105が、時間t1まで一定
回転数N1による運転を行い、時間t1から減速して時
間t2で停止状態に至ったとする。
【0021】この場合、平滑コンデンサ103の端子間
電圧VDCは、図2(b)に示すように、時間t1まで
の運転中にはV1、時間t2の停止状態ではV2の電圧
となる。また、モータ105(ドラム)を一定回転数N
1で回転させ、平滑コンデンサ103の端子間電圧VD
Cが安定した後に、時間t1から所定の減速スピードで
減速させたとする。
【0022】この時、減速中の平滑コンデンサ103の
端子間電圧VDCは、図2(b)に示すように、洗濯物
の重量W0,W1,W2について、それぞれ特性A,特
性B,特性Cを持つ。ここで、W0(特性A)は洗濯物
がない状態であり、W1,W2はW0<W1<W2の関
係をもって、洗濯物がある状態を示す。
【0023】減速条件は、回転体(モータおよびドラ
ム)の回生電力と該回転体の減速時の損失がほぼ均衡し
た状態であり、減速がほぼ終了しつつある時点で、平滑
コンデンサ103の端子間電圧VDCがわずかに電圧V
2を越えるように、減速時間が設定されている。
【0024】この場合、洗濯物の重量W1,W2がイナ
ーシャの量として反映され、それぞれ電圧ΔV1,ΔV
2の電圧差として現れる。これら変化量ΔV1,ΔV2
を主回路直流電圧検出回路108において認識・判定
し、洗濯物量検出部109では、洗濯物の量として相関
を取る。つまり、洗濯物が存在する時に、上記減速条件
で減速すると、平滑コンデンサ103の端子間電圧VD
Cの変化分は洗濯物の増減量にほぼ比例し、高精度に洗
濯物の重量検出を行うことができ、さらに、水量調節部
110では、洗濯物量検出部109の検出結果に基づい
てドラム内の水量を調節することができる。
【0025】以上説明したように、本実施形態の洗濯機
では、洗濯物の量の変化に伴って回転体(ドラム)イナ
ーシャが増減することを利用し、イナーシャの変化量
(平滑コンデンサ103の端子間電圧VDCの変化量)
を検出することにより洗濯物の量を検出するので、より
少ないハードウェアの付加で、ドラム重量の影響を受け
ることなく洗濯物の量が検出できるようになり、低コス
トで高精度に洗濯物の重量検出を行い得る洗濯機を実現
できる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の洗濯機に
よれば、洗濯物の量の変化に伴って回転体(ドラム)の
イナーシャが増減することを利用し、イナーシャの変化
量を検出することにより洗濯物の量を検出することとし
たので、低コストで高精度に洗濯物の重量検出を行い得
る洗濯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る洗濯機におけるモー
タ制御系の回路構成図である。
【図2】本発明の洗濯機における洗濯物量検出の原理を
説明するタイムチャートで、(a)はドラム回転数のタ
イムチャート、(b)は平滑コンデンサの端子間電圧の
タイムチャートである。
【符号の説明】
101:商用電源 102:電源整流ダイオードブリッジ 103:平滑コンデンサ 104:インバータ PT1〜PT6:スイッチング素子 105:モータ 106:ベースドライブ回路 107:PWM制御部 108:主回路直流電圧検出回路(第1検出手段) 109:洗濯物量検出部(第2検出手段) 110:水量調節部(水量調節手段) N,N1:ドラム回転数 VDC,V1,V2:平滑コンデンサの端子間電圧 W0,W1,W2:洗濯物の重量

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源電圧を整流・平滑した直流電圧
    に基づくインバータ制御によりモータの回転制御を行っ
    て洗濯機ドラムを駆動する洗濯機において、 一定速度で回転中の前記ドラムを急減速させた時のイン
    バータへの回生電力量を、または、その時の前記直流電
    圧の変化量を、検出する第1検出手段と、 前記第1検出手段の検出結果に基づいてドラムイナーシ
    ャを検出する第2検出手段と、 を有することを特徴とする洗濯機。
  2. 【請求項2】 前記洗濯機において、 前記第1検出手段におけるドラムの急減速時間は、前記
    ドラムを無負荷で急減速させた時に、前記モータおよび
    前記ドラムを含む回転体の損失と、該回転体のイナーシ
    ャによる回生電力とが等しいか、或いは後者が前者を上
    回るように設定されることを特徴とする請求項1記載の
    洗濯機。
  3. 【請求項3】 前記洗濯機において、 前記第2検出手段は、検出したドラムイナーシャに基づ
    いて、前記ドラム内の洗濯物量を検出することを特徴と
    する請求項1または2記載の洗濯機。
  4. 【請求項4】 前記洗濯機において、 前記第2検出手段の検出結果に基づいて前記ドラム内の
    水量を調節する水量調節手段を有することを特徴とする
    請求項1〜3のいずれか1項記載の洗濯機。
JP9155290A 1997-06-12 1997-06-12 洗濯機 Pending JPH11492A (ja)

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