TWI274092B - Washing machine - Google Patents

Description

1274092 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關檢測用以進行洗滌、清洗及脫水運轉而 產生旋轉驅動力之馬達 （motor)內之電流，並根據該電 流對馬達施以向量（vector )控制之洗衣機。 【先前技術】 作爲用以探測放入洗衣機旋轉槽內之洗濯物重量的技 術’已往有如日本特許文獻1，2中所記載般的；於馬達 上設置旋轉察覺器（sensor )，而在供輸一定電力的情 況下檢測旋轉速度從第一道旋轉速度提高到第二道旋轉速 度所需之時間並探測出與該經檢測之時間相因應之洗濯物 的重量者。 [曰本特許文獻1]:日本特開2002-126390 [曰本特許文獻2]:日本特開200 1 - 1 78992 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 可是該等已往技術存有下述之問題： 第1、爲能使馬達有一定的輸入電力起見，以維持馬 達電壓於一定値之方式加以控制，但雖在使電壓成爲一定 的條件下，倘於馬達之負載遇有變動時其輸出亦會不同之 故，無法進行正確的探測。 第2、前述之檢測事項等於對馬達之加速程度進行檢 -6- 1274092 (2) 測者，所以需要相當於前述提高速度時間的較長探測期間 。更且因有第1的理由，致使探測結果之偏差分布具有增 大的傾向，導致不得不進行複數次重新試行探測動作之情 況產生，往往因探測而花費長時間之情形存在。 本發明是鑑於前述情形所作，其目的在於提供能夠更 快速正確地進行洗濯物之重量探測的洗衣機者。 〔用以解決課題之手段〕 爲達成前述目的，申請專利範圍第1項之洗衣機，其 特徵在於：具備有爲了進行洗滌、清洗及脫水運轉而產生旋 轉驅動力之馬達，及，用以檢測流經該馬達之電流的電流 檢測手段，及，根據利用該電流檢測手段檢測之電流對前述 馬達施以向量控制的方式，使該馬達產生之轉矩至少可分 別成爲最適於進行洗滌運轉及脫水運轉的方式加以控制之轉 矩控制手段，及，根據利用前述電流檢測手段檢測之電流對 前述馬達之旋轉速度進行控制之速度控制手段，及，根據 前述馬達之旋轉速度正在變化之期間的轉矩電流大小辨別 在旋轉槽內之洗濯物重量的重量辨別手段。 就是在馬達之旋轉速度爲一定的狀態下，雖處於旋轉 槽內之洗濯物量不同的情況，馬達之輸出轉矩（torque ) 之變化不多，惟在馬達之旋轉速度正在變化的狀態下，其 輸出轉矩會隨著洗濯物之量而大幅地變化。進而，對馬達 進行向控制之情況中獲得之q ( quadrature:正交）軸電流 ’爲與馬達之輸出矩成比例的電流，就是轉矩電流。因此藉 1274092 (3) 由重量辨別手段進行如前所述般之辨別即能將槽內洗濯物 之重量更正確地加以辨別。又，由於只需參看在特定期間之 q軸電流値即可，故可在較已往爲短的時間內進行探測。 ’ 在這時候，如於申請專利範圍第2項記載，將重量辨別 手段，以經據馬達正進行加速之期間的轉矩電流大小對洗 濯物之重量實施辨別的方式構成即可。就是在洗衣機之運 轉控制方面是以專司有關加速之控制爲主，所以能夠在其加 速期間易於辨別洗濯物的重量。 φ 又，如於申請專利範圍第3、4項所記載，配備用以探 測以馬達爲中心之旋轉機構部附近之環境溫度的溫度檢測手 段，並將重量辨別手段作成根據藉由前述溫度檢測手段探測 之溫度對洗濯物重量之辨別結果加以校正之構成亦可。就 是於旋轉機構部中由於當作潤滑劑使用之油之粘性會因環境 _ 溫度而變化等故，使機械摩擦力變動。因此若根據藉由溫度 檢測手段所探測之溫度校正辨別結果時，就能夠提高探測精 度。 φ 進而如申請專利範圍第5項之記載，配備不平衡檢測手 段並根據轉矩電流來探測在旋轉槽內之洗濯物的不平衡（

Unbalance )狀態，而使重量辨別手段具有根據藉由前述不 平衡檢測手段探測之不平衡狀態對洗濯物重量之辨別結果 進行校正的構成亦可。例如，由於藉旋轉槽內之洗濯物的 分布來確定的不平衡之狀態爲顯著的情況時馬達就不容易 旋轉之故，估計在那種狀況（case )中將產生所探測的洗 濯物之重量會較實際情形增多。因此在那種情況下，將探 -8- 1274092 (4) 測結果校正到較小的方面。即更能提高探測精度。 【實施方式】 玆佐以參考圖面就本發明之一實施例說明如下。第8圖 是筒 （drum )式洗濯物的側面縱截剖視圖。機箱 （ cabinet ) 1是由鋼板組合而呈長方形箱狀，在該機箱1之前 板形成圓形之開口部2。又，於機箱1之前板處以能夠轉動 方式裝設圓形之內扉3，使開口部2據內扉3之轉動操作而 開關。 在機箱1上，裝設有門扉閉鎖機構 （door lock mechanism )4(參閱第9圖）。該門扉閉鎖機構4是以電磁 螺管 （electromagnetic solenoid ;未圖示）爲驅動源，當 欲緊閉門扉3時將電磁螺管予以激磁，由於電磁螺管之柱塞 (plunger )往閉鎖（lock )狀態移動而把門扉3閉鎖成爲 鎖緊狀態。 機箱1內，收容著盛水槽5。該盛水槽5呈其後面被封 閉之圓筒狀，且有複數之減震器（absorber ) 6所屬之桿7 與盛水槽5連結。該等複數之減震器6的缸筒8被固定於機 箱1之底板，而複數之減震器6復將盛水槽5以其軸心線呈 水平的橫臥狀態彈性支撐。 盛水槽5上形成有呈圓形之開口部9，而開口部9之 周緣部與前方之開口部2之周緣部彼此之間介設伸縮囊( bellows ) 10。該伸縮囊1〇呈圓筒狀’而開口部2與開口 部9彼此之間是藉由介設於中間之伸縮囊1 0依封閉狀連 -9- (5) 1274092 結。 盛水槽5之最底部固定著圓筒狀之排水口 1 1，排水 口 1 1之上端部通入盛水槽5內，而排水口 1 1之下端部則 與機箱1之外部連通。在該排水口 1 1內固裝電磁式之排 水閥1 2，排水口 1 1即按照排水閥1 2之狀態變換作開閉 動作。 機箱1內配設洗濯馬達1 3。該洗濯馬達1 3是以外轉 子型 （outer rotor type )之三相直流無電刷馬達 （triphase DC brushless motor ) 所構成 。在 盛水槽 5 之後面 固裝著圓筒狀之托架 （bracket ) 14，而在托架14之外 周部固定著定子鐵心 （stator core ) 15。該定子鐵心15 具有36根齒 （teeth)，而在36根齒中特定之12根齒 上捲裝U相線圏 （U-phase coil ) 15u，另12根齒上捲 裝V相線圈 （V-phase coil ) 15v，而剩下的12根齒上捲 裝W相線圈 （W-phasecoil)15w(參閱第9圖）。 托架14之內周面裝設兩個軸承16，而在兩軸承16 之內周面裝設旋轉軸1 7。該旋轉軸1 7爲具有與盛水槽5 同一軸心者，旋轉軸1 7之前端部插入盛水槽5之內部。 又，在旋轉軸17之後端部固定著轉子鐵心（rotor core ) 1 8。該轉子鐵心1 8呈其後面爲密封之圓筒狀，且在轉子 鐵心18之內周面固定著24個轉子磁體 （rotor magnet ) 19 〇 洗濯馬達1 3之旋轉軸1 7上位於盛水槽5內之處固 定著筒（旋轉槽）2 1。該筒2 1具有後面密封之圓筒狀構 -10- 1274092 (6) 造，並且呈與盛水槽5同軸之水平狀態。遍及該筒2 1之 周板全域形成有複數之脫水孔2 2，而在筒2 1前面又形成 有圓形之開口部23。該開口 2部3爲面對盛水槽5之開 口部9的後方而設者，於筒21內當門扉3呈開放狀態時 即可從盛水槽5之開口部9經過開口部2 3投入洗濯物 （ 未圖示）。 面對筒2 1之背面部，且位於馬達1 3之旋轉軸1 7附 近側處之盛水槽 5內面，配備有由例如熱阻體 （ thermister )等構成之溫度察覺器 （sensor )(溫度檢 測手段）90。該溫度察覺器90是爲了對以馬達1 3爲中心 之旋轉機構部附近之環境溫度進行檢測之目的而配置者 。溫度察覺器90之察覺信號則如第9圖所示，作成可對 控制電路3 7輸出之方式。 機箱1內之上端部固定著電磁式的供水閥24 (參閱 第9圖）。該供水閥24屬於具有輸入口 （ port )、供 水用輸出口、除濕用輸出口者，供水閥24之輸入口是經 供水軟管 （feed hose;未圖示）爲介連接到自來水龍頭 。該供水閥24之供水用輸出口接通到盛水槽5內，當排 水閥1 2在閉鎖狀態下開放供水用輸出口時，自來水即從 自來水龍頭經過供水閥24將自來水注入盛水槽5內而貯 存於盛水槽5。 機箱1內配設著水位察覺器25 (參閱第9圖）。該 水位察覺器25是由圓筒狀之線圈及可朝軸方向滑動 （ slide )自如地插入線圈內周部的導電性之極 （pole ) -11 - 1274092 (7) 所構成，且作成隨盛水槽5內之水位變化而滑動之極， 因對線圈1之軸方向的搭疊量（lap )之改變而輸出與 極及線圈兩者的搭疊量相因應之頻率的水位信號者。 在機箱1內部頂板靠後端部位置處固定風扇機殼 （ fan casing ) 26。該風扇機殻26屬於前面具有排風口而 底面具有吸氣口之蝸形殼，而以旋轉自如的方式在風扇 機殻26內裝設葉輪（皆未圖示）。又，在機箱1之頂板 固定著風扇馬達27 (參閱第9圖）。該風扇馬達27是屬 電容器感應馬達 （capacitor induction motor ) 者’風扇 馬達27之旋轉軸是以帶傳動機構（未圖示）爲介連結於 風扇 （fan )之旋轉軸。 盛水槽5後面固定著縱長的除濕導管28。該除濕導 管（duct ) 28下端部通往盛水槽5內，而除濕導管28 上端部又連接於風扇機殼2 6之吸氣□，每當風扇之旋轉 時，在盛水槽5內之空氣會通過除濕導管28被吸入風扇 機殼26內。 機殼1之頂板，位於風扇機殼26前方處固定著加熱 器機殼（case ) 29，而加熱器外殼29之後板則連接到中 間導管3 0之前端部。該中間導管3 0後端部連接到風扇 機殼26之排氣口，使吸入風扇機殼26內之空氣通過中 間導管30流入加熱器機殼29內。在該加熱器機殼29內 裝有加熱器 （heater ) 91 (參閱第9圖）’而流入加熱描1 機殼29內之空氣即由於利用加熱器91之加熱而成爲暖 風。 -12- 1274092 (8) 加熱器機殼29之前板處連接暖風導管3i之一端部 。該暖風導管31之他端部貫穿伸縮囊1〇而與盛水槽$ 內相通’將在加熱器機殼29內產生之暖風經過暖風導管 3 1朝盛水槽5內及筒2 1內排放。又，在供水閥24之除 濕用輸出口處連接著除濕軟管（未圖示）之一端部，而 該除濕軟管之他端部通於除濕導管2 8內之上端部，自來 水即由於除濕用輸出口之開放而注入除濕導管2 8內。 機箱1之前板固定著控制屏（control panel ) 32， 而在控制屏32前面裝設門鎖開關（door lock switch ) 3 3 (參閱第9圖）及操作開關34 (參閱第9圖）。又於控 制屏32後面裝設電路箱 （box ) 35，並收容電路基板36 於電路箱3 5內。 電路基板3 6上載置控制電路（電流檢測手段、轉矩 控制手段、速度控制手段、重量辨別手段、溫度檢測手 段、不平衡檢測手段）3 7。該控制電路3 7是以微型電腦 (micro-computer )爲主體構成，控制電路37之輸入端 點依照電氣方式接在旋轉察覺器20、水位察覺器25、門 鎖開關33、操作開關 （operation switch ) 34上’而控 制電路3 7之輸出端點則經由介設之驅動電路3 8以電氣 方式與門鎖機構4、排水閥1 2、供水閥24、風扇馬達2 7 、加熱器91相連接。還有，當控制電路3 7檢測門鎖開 關3 3之操作時，就會驅動門鎖機構4將門扉3鎖緊呈閉 鎖狀態。 控制電路3 7之內部ROM (唯讀記憶體）裡記錄著產 -13- 1274092 (9) 生PWN (脈衝寬度調變）信號用的控制程 3 7隨著據控制程式處理從旋轉察覺器20 Hu及Hv而產生正弦波狀之通電信號Du、 等通電信號Du至Dw是對PWN電路39輸 定U相線圈1 5 u至1 5 w之驅動定時及施加 ，W相線圈1 5 w之通電信號Dw是按照旋 Hv計算W相之旋轉信號Hw，然後根據計 者。 PWN電路39具有三角波產生器及比較 )是當作控制電路3 7之一部分所構成者。 角波產生器是用以產生特定頻率之三角波1 後者之比較器則根據將三角波信號與通電信 予以比較的結果產生驅動信號 （PWN信號） 者。 在電路基板36上載置具有下述構成之霄 馬達驅動電路4 1。在商用交流電源42之一 ，以電抗器43爲介連接於整流電路44之 點。而整流電路44之他方的輸入端點則與 源42之他方的輸出端點相連，且於整流電 出端點間，連接電容器45及電容器46的 等電容器45及電容器46之共同接點被連 電源4 2之一方的輸出端點，正側之整流輸 之電容器45而負側之整流輸出充電於下方；; 整流電路44之兩輸出端點間連接著定1 式，控制電路 來之旋轉信號 Dv、Dw。該 出，而用以確 電壓者。還有 轉信號Hu及 算結果來設定 器（皆未圖示 屬於前者之三 隱號，而屬於 號 Du至 Dw Vup 至 V wn I源電路4 0及 方的輸出端點 一方的輸入端 該商用交流電 路44之兩輸 串聯電路。該 接到商用交流 出充電於上方 之電容器46。 載壓電路4 7。 -14- (10) 1274092 定電壓電路4 7是以開關調節器作主體所構成，是用以降 低由電容器45及電容器46所產生高壓直流電源之電壓 ，並且產生用以驅動控制電路3 7等之低壓直流電源Vcc 〇 整流電路4 4之兩輸出端點間連接著反相電路4 8。該 反相電路48是將1GBT (絕緣柵雙極型晶體管）48 up至1 IGBT48Wn三相橋接而成，而洗濯馬達13之U相線圈 1 5 u至W相線圈1 5 W則連接在反相電路4 8之U相輸出 端點至W相輸出端點。還有，符號49表示在IGBT48up IGBT4 8 Wn之集極端點及射極點間被連接之自由轉輪二極 管。 栅端點IGBT48up至IGBT48Wn連接於IGBT驅動電 路50。該IGBT驅動電路50是以光耦合器爲主體構成， 並根據從PWN電路39送來的驅動信號Vup至 Vwn產生 IGBT48up至IGBT48Wn之柵驅動信號。 又，下臂側之IGBT48un至48wn之射極，分別以電 流檢測用分路電阻（電流檢測手段）5 1 u至5 1 w爲介而接 地。又，兩者之共同接點則以電壓位準變換。放大電路 52爲介連接於控制電路37內部之a/D變換電路（電流檢 測手段）5 3。還有，分路電阻5 1之電阻値爲0.1 Ω程度者 〇 電壓位準變換•放大電路52是包含運算放大器等而構 成’於將分路電阻51之端點電壓予以放大之同時，作成能 使放大信號之輸出範圍納入正側（例如從〇至+5V)爲條件 -15- (11) 1274092 賦與偏壓。進而控制電路37具有依據藉由分路電阻51u至 5 lw檢測之馬達13的相電流以無察覺器方式對輸出轉矩進 行向量控制之同時，尙能對旋轉速度進行PI控制之構造（ 詳情參閱日本特願2002-27691)。 玆就向量控制及PI控制之內容大致敘述如下。再者， (α、/3 )表示將相對於三相無刷馬達13之各相的電氣角 120度間隔之三相（UVW)座標系予以直交變換後之直交座 標系’而（d、q )表示隨馬達1 3之轉子的旋轉而旋轉的 2次磁通之座標系。 PI控制部依據馬達13之目標速度指令ω ref與馬達13 之檢測速度ω間之差重量進行pi控制，並產生q軸電流指 令値I qref與d軸電流指令値I dref予以輸出。於洗滌或清 洗運轉時之d軸電流指令値I dref被設定爲> 0〃 ，而於脫 水運轉時，爲欲進行較弱磁場控制之故將d軸電流指令値I dref設定於特定値。 電流PI控制部是依據d軸電流指令値I dref 、q軸電 流指令値I qref，與從α沒/dq變換部所輸出q軸電流値Iq 、d電流値iD之減算結果進行PI控制，並產生q軸電壓指 令値Vq及d軸電壓指令値Vd予以輸出。對dq/a /3變換部 ，藉估計子提供有經檢測之馬達1 3中的2次磁通之旋轉位 相角（轉子位置角）0，並依據該旋轉位相角0將電壓指 令値Vd、Vq變換爲電壓指令値Va、V/3。 a /3 /UVW變換部，將電壓指令値να、V/3變換成三 相的電壓指令値Vii、Vv、Vw而予以輸出。對PWM形成部 •16- (12) 1274092 則提供轉換後之電壓指令値Vu、Vv、Vw和利用初始模式 (pattern)輸出部所輸出之起動用電壓指令値中之任何一方 〇 利用分路電阻5 1檢測之相電流，復藉A/D變換部53作 A/D變換。UVW/ α /3變換部，將三相之電流數據Iu、Iv、 Iw變換爲直交座標系之2軸電流數據I α、I /3。a /3 /dq變 換部，於向量控制時倘從估計量獲得馬達13之轉子位置角 0後，將2軸電流數據I α、I /3變換成在旋轉座標系（d、 q)上之d軸電流値Id、Q軸電流値Iq。然後如前所述地將 d軸電流値Id、q軸電流値Iq對估計子等輸出。估計子隨之 依據d軸電流値Id、Q軸電流値IQ推斷轉子位置角0及旋 轉速度ω並對各部輸出。 繼之，就本實施例之作用加以說明如次。第1圖表示爲 達成探測投入筒2 1內的洗濯物之量之目的而由控制電路37 進行之控制內容的流程圖，第2 (a)圖是處於該情況時的馬 達13之驅動模式，第2 (b)圖表示馬達13的輸出轉矩的變 化狀態之一例。 控制電路37，於開始（步驟（step) S1)馬達π之驅 動控制時，首先，利用直流激磁進行轉子的定位（步驟S2) 。然後，如前所述般的藉由初始模式輸出部所輸出的起動用 電壓指令進行強制轉流動作，而起動馬達13 (步驟S3)。 進而在後續的步驟S4中待馬達13之旋轉速度達到3〇rpm以 前，仍在步驟S3中繼續強制轉流動作。在繼續強制轉流動 作之時段並不開始重量探測處理。 -17- (13) 1274092 當馬達13之旋轉速度到達30rpm時（步驟S4，「YES 」），控制電路37就將控制方式改換到向量控制側。進而 ，利用速度PI控制，按使馬達1 3之旋轉速度以約3秒鐘即 達目標旋轉數（例如，設在200i:pm)的方式加速（步驟S5 ，參閱第2 (a)圖）。 此時雖然馬達13的輸出轉矩會如第2 (b)圖所示以與 旋轉數之上昇成比例般地上昇，惟相對應於筒2 1內之洗濯 物的重量，其轉矩之上昇態樣不同。而且，該輸出轉矩成 爲略與在向量控制中可得之q軸電流値Iq成比例者。 因此，控制電路37於約3秒鐘之加速期間裡按每隔一 定的時間抽取（Sampling ) q軸電流値Iq並繼續進行積分 (累計）（步驟S6)。就是說，在筒21之旋轉速度進行變 化的狀態中馬達1 3之輸出轉矩會隨著作爲負載的洗濯物重 量而變化，是以對在該期間之q軸電流之値（相當於輸出轉 矩）進行積分時即能推斷洗濯物之重量。 又控制電路37繼續積分q軸電流値Iq之同時，亦就q 軸電流之變動分進行積分（步驟S7)。這是由於參照q軸 電流之變動狀態時能夠瞭解洗濯物在筒21內之分布的偏移 程度、即不平衡狀態，所以可對洗濯物之重量的推斷結果 進行與該不平衡狀態相因應的校正。就是由於不平衡狀態顯 著的時候馬達1 3即不易旋轉之故，可推斷在那種狀況中所 測之洗濯物重量帶有朝較多的方式顯示之趨勢。因此那樣 的情形下須朝著使探測結果更小的方向校正。 還有就依據q軸電流之變動狀態探測在筒21內之洗濯 -18- (14) 1274092 物的不平衡狀態之方式來說，已在日本特願2002-2 12788中 有詳細的揭示。在此處則應用其方式。就是將在步驟S 6中 抽樣的q軸電流値按照需要予以間抽並對各抽樣（Sample) 値予以平方計算者視爲q軸電流之變動分，而在步驟S 7中 將該計算結果予以積分。 在隨後之步驟S8，判斷馬達1 3之旋轉數是否已達作爲 目標旋轉數之200rpm，倘若未達，則返回（「NO」）步驟 S5，而已達時即參照（「YES」）溫度察覺器9〇輸出之察 覺器信號，而檢測旋轉機構部附近之溫度T (步驟S9)。就 是因受溫度T之影響，注入軸承等旋轉機構部的潤滑油會 改變其粘性而使機械摩擦力變化的原故，馬達1 3之負載狀 態亦會隨其作若干變化，致需進行如後述之校正。 進而控制電路37經計算而推斷洗濯物之重量。設在步 驟S6積分之Q軸電流値爲QI;在步驟S7積分之Q軸電流 的變動値爲Qchl時，依據洗濯物之不平衡狀態及旋轉機構 部附近之溫度T (□)校正過的積分値Qc將依如下公式予以 計算。

Qc = QIx{Kl/ (Qchl + K2) }xT/K3 …(1) 但ΚΙ、Κ2、Κ3爲定數。 而按照校正積分値Qc，洗濯物之重量就如第3圖所示 般地推斷。 爾後，控制電路37將馬達1 3予以減速而停止並結束處 -19- (15) 1274092 理（步驟S11)。 此處，第4圖表示就洗濯物之不平衡狀態小的時候（a) 、及大的時候（b)，藉由（1)式進行校正之具體數値例 。但設定數Kl = 1.0、K2 = 0.8，而藉溫度t之校正予以除外。 例如，洗濯物之重量（負載重量）爲3kg的時候，於不平 衡：小、時之Q軸電流積分値QI爲7.5AS;不平衡：大、時之 Q軸電流積分値QI爲9.5AS，顯然以較大値被檢測。但與 其相因應的Q軸電流之變動分積分値Qchl也是成爲前者是 0.2AS、後者爲0.5AS的情況，表示藉由（1)式之計算結果 的校正積分値Qc成爲前者是7.5AS、後者是7.307AS，表示 是以使其成爲同程度之値的方式予以校正。 又在第5圖表示取橫軸爲負載重量、縱軸爲Q軸電流 積分値，並將不平衡：大的時候之校正前，及、不平衡：分別 爲大、小的時候之校正後的値作成圖表者。還有於第4圖之 例，則在不平衡：小的時候使校正前，校正後之値一致的情 形。如此，可知雖然不平衡有大小的情況時也會加以校正而 兩者大致相等。 又、第6圖表示洗衣機之全部過程的流程。即當使用 者將衣物類等洗濯物投入筒2 1內，再選擇適當的洗濯程序 予以起動時，首先會進行如前所述之重量探測。然後按照 由控制電路37探測出來的重量，在未圖示之顯示部顯示所 需要的洗潔劑量（參閱第7圖），當使用者按所顯示之量投 入清潔劑時，即進行時間顯示直到完成剩下的過程。 然後進行供水、洗滌、排水、擰扭之洗淨過程，繼之反 -20- (16) 1274092 覆進行兩次供水、清洗攪拌、排水之模式的清洗過程。爾後 經過脫水處理、乾燥過程而結束全部過程。 如前所述，依照本實施例時，控制電路37是作成以向 量控制方式控制洗衣機馬達1 3之輸出轉矩的同時，對馬達 13之旋轉速度予以PI控制，並依據馬達13之旋轉速度進 行變化之期間中的轉矩電流大小辨別在旋轉槽內之洗濯物 重量者。就是當馬達1 3之旋轉速度在變化的狀態中，輸出 轉矩會按照筒21內之洗濯物量作大幅度的變化。而由於進 行馬達1 3之向量控制之時候所得q軸電流，是與馬達之輸 出轉矩成比例之電流，即轉矩電流之故，能夠更正確地辨別 在筒21內之洗濯物的重量。又由於僅須參照特定期間內的 q軸電流即可，故能以較傳統方式爲短的時間內完成探測。 在此情況中，由於按照馬達1 3正在加速之期間的轉矩 電流大小來辨別洗濯物之重量，所以能夠於洗衣機之運轉 控制中佔大部分時間之加速期間容易地辨別洗濯物之重量 〇 又，由於控制電路37依據藉溫度察覺器90探測之溫度 對洗濯物重量之辨別結果進行校正之故，能夠藉著考量因 溫度而變化之旋轉機構部之機械摩擦力後進行之校正而提高 探測的精度。 更且，由於控制電路37是藉著q軸電流之變動狀態， 依據筒2 1內之洗濯物不平衡狀態進行洗濯物重量辨別結果 的校正，故可考慮按照不平衡狀態而異之馬達1 3的負載量 ，能夠更提高探測之精度。 -21 - (17) 1274092 本發明並未限定於前述且記載於圖面之實施例者，亦可 作如下之變形或擴充。 不只限於馬達之旋轉在加速的期間，亦可在減速的期 間中進行同樣的探測。 按照不平衡狀態或旋轉機構部附近之溫度進行的校正， 可因應需要而進行。 如日本特開2001 -178992所示，於重量探測動作之開始 時被判斷洗濯物之不平衡明顯大的情況（例如馬達1 3之旋 轉數到達lOOrpm的時點，Q軸電流之變動値超出所設定的 上限之情況）時，爲了防止產生大的振動之目的，停止探 測動作並判定爲最大容量亦屬可行。 不僅限定於筒式洗衣機，對洗衣運轉時將攪拌葉予以 旋轉之豎型全自動洗衣機，也同樣地能夠適用。 〔發明之效果〕 按照本發明之洗衣機時，轉矩控制手段藉著依據在用 以產生進行洗滌、清洗及脫水運轉之旋轉驅動力之馬達 中流過之電流對馬達進行向量控制，以使該馬達之產生 轉矩至少對洗滌運轉及脫水運轉別成爲最適當之方式加 以控制；而重量辨別手段則作成：依據用以產生進行洗滌 、清洗及脫水運轉之旋轉驅動力之馬達的旋轉速度在變 化之期間內的轉矩電流大小來辨別旋轉槽內之洗濯物重 量者。所以能將槽內之洗濯物的重量更正確地辨別。又 ’由於僅須參照在特定期間內q軸電流之値即可之故， -22- (18) 1274092 能在比傳統者爲短的時間內完成探測。 【圖式簡單說明】 第1圖是屬本發明之一實施例，表示洗衣機之控制電 路爲了探測投入筒內之洗濯物量所進行之控制內容的流 程圖。 第2圖之 （a)表示在實施第1圖所示流程圖之情況中 洗衣機馬達之驅動模式，而（b)爲表示洗衣機馬達輸出轉 矩變化狀態一例之圖。 第3圖表示按照校正積分値QC進行探測洗濯物重量用 之表格。 第4圖表示就洗濯物之不平衡狀態小的時候（a)與大 的時候（b)，藉由（1)式進行校正的具體數値例。 第5圖表示負載重量取橫軸，q軸電流積分値取縱軸， 將不平衡：大的情況之校正前，及、不平衡：分別爲大、小之 情況的經校正後之値作成圖表者。 第6圖表示洗衣機全部過程之流程圖。 第7圖表示爲能按照控制電路所探測之重量顯示所需 清潔劑量所用之應對表格。 第8圖表示筒式洗衣機構成之側面縱斷剖視圖。 第9圖表示洗衣機電氣的構成。 〔圖號說明〕 13:洗衣機馬達 -23- (19) 1274092 21:筒（旋轉槽） 37:控制電路（電流檢測手段、轉矩控制手段、.速度控制手 段、重量辨別手段、溫度檢測手段、不平衡檢測手段） 51U至51W:分路電阻（電流檢測手段） 53:A/D變換部（電流檢測手段） 90:溫度察覺器（溫度檢測手段）

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Claims (1)

1274092 (1) 拾、申請專利範圍 1 · 一種洗衣機，其特徵在於： 具備有： 爲了進行洗滌、清洗及脫水運轉而產生旋轉驅動力之 三相DC無電刷式馬達； 用以檢測流經該馬達之電流的電流檢測手段； 根據該電流檢測手段所檢測之電流，對前述馬達施以 向量控制，控制使該馬達產生之轉矩至少可分別形成最適 於進行洗滌運轉與脫水運轉的轉矩控制手段； 根據前述電流檢測手段所檢測之電流，來控制前述馬 達之旋轉速度之速度控制手段； 以及根據前述馬達之旋轉速度變化期間的轉矩電流大 小，來辨別在旋轉槽內之洗濯物重量的重量辨別手段。 2.如申請專利範圍第1項之洗衣機，其中 重量辨別手段，是根據馬達加速期間的轉矩電流的大 小，來辨別洗濯物之重量。 3 ·如申請專利範圍第丨項之洗衣機，其中 具備有：用來檢測以馬達爲中心之旋轉機構部附近之 環境溫度的溫度檢測手段， 重量辨別手段，則根據前述溫度檢測手段所檢測之溫 度對洗濯物重量之辨別結果加以校正。 4·如申請專利範圍第2項之洗衣機，其中 具備有：用來檢測以馬達爲中心之旋轉機構部附近之 環境溫度的溫度檢測手段， -25- 1274092 (2) 重量辨別手段，則根據前述溫度檢測手段所檢測之溫度 對洗濯物重量之辨別結果加以校正。 5·如申請專利範圍第1至4項中之任何一項的洗衣機 ，其中 具備有不平衡檢測手段，根據轉矩電流來檢測在旋轉槽 內之洗濯物的不平衡狀態， 重量辨別手段，則根據前述不平衡檢測手段所檢測之不 平衡狀態，來校正洗濯物重量之辨別結果。

-26- 1274092 第92106833號專利申請案 中文圖革移年頁民國95年3月2日呈

私8 1274092 陸、（一） (二） 、本案指定代表圖為：第1圖 、本代表圖之元件代表符號簡單說明：無 柒、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式·