(57)【要約】【課題】精度よく布量を検知する布量検知手段を有する洗濯機を提供する。【解決手段】ドラム３の加速時角加速度α１を一定とする所定の加速区間においてドラム３が少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の加速時電流値Ｉｑ１’と、ドラム３の減速時角加速度α２を一定とする所定の減速区間においてドラム３が少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の減速時電流値Ｉｑ２’との差に基づき、布量を検知する布量検知手段を設けることで衣類等の偏り状態による電流値の上下変動を相殺し、第１の検知工程までの間に、ドラム３の低速回転区間を設けて流体バランサ１５のアンバランス状態をほぐすことで布量検知工程の起動をスムーズに立ち上げることができるので、布量判定値のバラツキが抑制され、精度よく布量を検知することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを内包し洗濯機本体内に弾性的に支持された水槽と、前記水槽内に位置し前記ドラムに設けた流体バランサと、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータに通電される電流を検知する電流検知手段と、前記モータの回転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記モータに加速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を加速して、所定の加速区間において、前記ドラムの加速時角加速度α１を一定とするようにモータトルクを制御し前記モータに通電される加速時電流値Ｉｑ１を検知する第１の検知工程と、前記第１の検知工程の後に、前記モータに減速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を減速して、所定の減速区間において、前記ドラムの減速時角加速度α２を一定とするようにモータトルクを制御し前記モータに通電される減速時電流値Ｉｑ２を検知する第２の検知工程とを有し、前記加速時電流値Ｉｑ１と前記減速時電流値Ｉｑ２に基づき、布量を検知する布量検知手段を有する洗濯機。
【請求項２】
前記布量検知手段は、前記所定の加速区間において前記ドラムが少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の加速時電流値Ｉｑ１’と、前記所定の減速区間において前記ドラムが少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の減速時電流値Ｉｑ２’との差に基づき、布量を検知することを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
【請求項３】
前記制御部は、前記モータを起動してから前記第１の検知工程までの間において、前記流体バランサのアンバランス状態をほぐす前記ドラムの低速回転区間を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項４】
前記電流検知手段は、前記ドラムの無負荷状態の加速時電流値Ｉｑ１’と減速時電流値Ｉｑ２’の差に基づき、布量の判定結果を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項５】
前記モータの巻き線温度を検出する温度検出手段を備え、前記布量検知手段は、巻き線温度に基づいて布量の判定結果を補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラムに投入された洗濯物の量である布量を検知するための布量センサを有する洗濯機および洗濯乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドラム式洗濯機の構造の一例を図１に示す。この洗濯機本体１内には、防振構造を有するサスペンション構造（図示せず）によって水槽２が宙吊り状態に支持されている。水槽２内には、有底円筒形に形成されたドラム３が、その軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させて支持されている。
【０００３】
水槽２の手前側には複数の貯留室を有するドーナツ状の流体バランサ１５が設けられており、ドラム３と直結されている。水槽２の正面側にはドラム３の開口端に通じる衣類出入口４が形成され、洗濯機本体１の正面側の上向き傾斜面に設けられた開口部を開閉可能に閉じる扉５を開閉することにより、衣類出入口４を介してドラム３内に対して洗濯物を出し入れすることができる。
【０００４】
ドラム３には、その周面に水槽２内に通じる多数の透孔６が形成され、内周面の複数位置に衣類撹拌用の攪拌突起（図示せず）が設けられている。このドラム３は、水槽２の背面側に取り付けられたモータ７によって正転及び逆転方向に回転駆動される。
【０００５】
また、水槽２には、注水管路８及び排水管路９が配管接続され、注水弁及び排水弁（図示せず）の制御によって水槽２内への注水及び排水がなされる。
【０００６】
扉５を開きドラム３内に洗濯物及び洗剤を投入して、洗濯機本体１の前面上部に設けられた操作パネル１０での操作により運転を開始させると、水槽２内には注水管路８から所定量の注水がなされ、モータ７によりドラム３が回転駆動されて洗濯工程が開始される。
【０００７】
ドラム３の回転により、ドラム３内に収容された洗濯物はドラム３の内周壁に設けられた攪拌突起によって回転方向に持ち上げられ、持ち上げられた適当な高さ位置から落下する攪拌動作が繰り返されるので、洗濯物には叩き洗いの作用が及んで洗濯がなされる。
【０００８】
所要の洗濯時間の後、汚れた洗濯液は排水管路９から排出され、ドラム３を高速回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた洗濯液を脱水し、その後、水槽２内に注水管路８から注水してすすぎ工程が実施される。
【０００９】
このすすぎ工程においてもドラム３内に収容された洗濯物はドラム３の回転により攪拌突起により持ち上げられて落下する攪拌動作が繰り返されてすすぎ洗いが実施される。
【００１０】
また、モータ７の内部には、その回転状態を検知するために、モータの回転子（ロータ）の位置を検出する位置検出素子等で構成された回転検知部１４が設けられている。
【００１１】
また、このドラム式洗濯機には、ドラム３内に収容した洗濯物を乾燥する機能が設けられ、循環送風経路１１により、水槽２内の空気を排気して除湿し、加熱して乾燥させた空気を再び水槽２内に送風ファン１２にて送風するものである。
【００１２】
以上のような構成のドラム式洗濯機においては、ドラム３に投入された衣類等洗濯物の布量を検出し、布量に応じて洗濯時間等を決定している。特許文献１に開示された布量を
検出する方式の一例について、図７を参照して、以下に説明する。
【００１３】
布量の検出は、ドラム３を回転駆動するためのモータ７を制御する機能を有する制御回路（図示せず）により行われる。
【００１４】
洗濯を開始すると、まず、制御回路は、モータ７を始動し、回転検知部１４からは検知出力が入力される。制御回路は、高性能可変速制御方式であるベクトル制御を利用する。
【００１５】
布量検知工程では、制御回路にてトルク寄与電流成分Ｉｑを制御することによりモータ７に対して一定の角加速度α１で加速させ、所定の加速区間中にモータ７に通電される加速時電流値Ｉｑ１を検知する。
【００１６】
その後、制御回路はモータ７に対して一定の角加速度α２で減速させ、所定の減速区間中にモータ７に通電される減速時電流値Ｉｑ２を検知する。通電された加速時電流値および減速時電流値は、布量が多いときは大きく、布量が少ないときは小さい。このモータ７に通電された電流量が布量に比例することを利用して布量を検知する。
【００１７】
ここで布の重量をｍ、ドラム３の内周に分布する布の平均半径をｒ、ドラム３やモータ７の慣性モーメントをＪｄとすると、布を含めた回転系の慣性モーメントＪは式（１）で求められる。
【００１８】
Ｊ＝Ｊｄ＋ｍｒ２                                （１）
また、ドラム３の加速時の回転系のトルク運動方程式は、ドラムや回転軸などを有する摩擦トルクをＴｂ、布を含めた回転系の慣性モーメントをＪとすると、式（２）のように表される。
【００１９】
Ｔ１−Ｔｂ＝Ｊ×α１                          （２）
同様に、ドラム３の減速時の回転系のトルク運動方程式は式（３）のように表される。
【００２０】
Ｔ２−Ｔｂ＝Ｊ×α２                          （３）
式（１）〜式（３）から、摩擦トルクＴｂの成分を消去すると、式（４）が得られる。
【００２１】
Ｔ１−Ｔ２＝（α１−α２）・（Ｊｄ＋ｍｒ２）            （４）
式（４）より、布のドラム内周における平均半径ｒ、加速時角加速度α１、減速時角加速度α２が一定の値である場合、加速トルクＴ１と減速トルクＴ２の差は、摩擦トルクＴｂには依存せず、布の重量ｍに比例することがわかる。
【００２２】
また、Ｔ１とＴ２は、Ｉｑ１とＩｑ２から求められるため、モータ７を所定の角加速度α１で加速したときの電流値Ｉｑ１を測定し、その後、モータ７を所定の角加速度α２で減速してときの電流値Ｉｑ２を測定し、その差を求めることによって、摩擦トルクＴｂの値に関係なく布量を検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００８−２６４３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
上記従来の布量検知方式を用いる場合には、所定の加速区間および減速区間の電流値を測定し、布量を検知する。しかしながら、衣類等の偏り状態により、所定区間内の電流値
が上下に変動し、布量判定値のバラツキが大きくなるため、布量の検知精度が低くなるという課題があった。
【００２５】
また、従来の布量検知方式において、流体バランサの状態によらずドラムの回転を上昇させてしまうので、ドラム３に直結する流体バランサの偏り（アンバランス分布）影響で、洗濯槽が大きく振動し、安定してドラムを立ち上げることができないという課題があった。
【００２６】
従って本発明は、上記従来の課題を解決するもので、布量判定値のバラツキを抑制するとともに、布量検知工程において流体バランサの偏り状態を低減し、安定した布量検知手段を有する洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記従来の課題を解決するため、本発明の洗濯機は、洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを内包し洗濯機本体内に弾性的に支持された水槽と、前記水槽内に位置し前記ドラムに設けた流体バランサと、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータに通電される電流を検知する電流検知手段と、前記モータの回転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記モータに加速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を加速して、所定の加速区間において、前記ドラムの加速時角加速度α１を一定とするようにモータトルクを制御し前記モータに通電される加速時電流値Ｉｑ１を検知する第１の検知工程と、前記第１の検知工程の後に、前記モータに減速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を減速して、所定の減速区間において、前記ドラムの減速時角加速度α２を一定とするようにモータトルクを制御し前記モータに通電される減速時電流値Ｉｑ２を検知する第２の検知工程とを有し、前記加速時電流値Ｉｑ１と前記減速時電流値Ｉｑ２に基づき、布量を検知する布量検知手段を有するものである。
【００２８】
これによって、簡単な構成で精度よく布量を検知することができる。
【００２９】
また、前記布量検知手段は、前記所定の加速区間において前記ドラムが少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の加速時電流値Ｉｑ１’と、前記所定の減速区間において前記ドラムが少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の減速時電流値Ｉｑ２’との差に基づき、布量を検知するものである。
【００３０】
これによって、衣類等の偏り状態による電流値の上下変動を相殺し、布量判定値のバラツキを抑制することができるため、簡単な構成で精度よく布量を検知することができる。
【００３１】
また、前記制御部は、前記モータを起動してから前記第１の検知工程までの間において、前記流体バランサのアンバランス状態をほぐす前記ドラムの低速回転区間を設けるものである。
【００３２】
これによって、流体バランサの偏り状態をほぐし、布量検知工程の起動をスムーズに立ち上げることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の洗濯機は、布量検知工程の起動をスムーズにし、衣類等の偏り状態による布量判定値のバラツキを抑制することができるため、精度よく布量を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来例および本発明の実施の形態における洗濯機の概略構成を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態における洗濯機の制御装置の概略構成を示す回路図
【図３】同、洗濯機に用いられる布量検知の動作を示す図
【図４】同、布量検知におけるベクトル制御を示すブロック図
【図５】同、布量検知の布量と電流値の関係を示す図
【図６】同、洗濯機に用いられる布量検知の動作を示すフローチャート
【図７】従来の洗濯機に用いられる布量検知の動作を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３５】
第１の発明は、洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを内包し洗濯機本体内に弾性的に支持された水槽と、前記水槽内に位置し前記ドラムに設けた流体バランサと、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータに通電される電流を検知する電流検知手段と、前記モータの回転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記モータに加速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を加速して、所定の加速区間において、前記ドラムの加速時角加速度α１を一定とするようにモータトルクを制御し前記モータに通電される加速時電流値Ｉｑ１を検知する第１の検知工程と、前記第１の検知工程の後に、前記モータに減速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を減速して、所定の減速区間において、前記ドラムの減速時角加速度α２を一定とするようにモータトルクを制御し前記モータに通電される減速時電流値Ｉｑ２を検知する第２の検知工程とを有し、前記加速時電流値Ｉｑ１と前記減速時電流値Ｉｑ２に基づき、布量を検知する布量検知手段を有することにより、簡単な構成で精度よく布量を検知することができる。
【００３６】
第２の発明は、特に、第１の発明の布量検知手段は、前記所定の加速区間において前記ドラムが少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の加速時電流値Ｉｑ１’と、前記所定の減速区間において前記ドラムが少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の減速時電流値Ｉｑ２’との差に基づき、布量を検知することにより、ドラムが少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の電流値を布量判定値として用いることで、衣類等の偏り状態による電流値の上下変動を相殺し、布量判定値のバラツキを抑制することができるため、簡単な構成で精度よく布量を検知することができる。
【００３７】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の制御部は、前記モータを起動してから前記第１の検知工程までの間において、前記流体バランサのアンバランス状態をほぐす前記ドラムの低速回転区間を設けることにより、布量検知工程においてドラムの急な立上げ動作を避け、流体バランサの偏り状態をほぐし、布量検知工程の起動をスムーズに立ち上げることができ、精度よく布量を検知することができる。
【００３８】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の電流検知手段は、前記ドラムの無負荷状態の加速時電流値Ｉｑ１’と減速時電流値Ｉｑ２’の差に基づき、布量の判定結果を補正することにより、モータ固有の誘起電圧を補正し、布量の検知精度を向上することができる。
【００３９】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、前記モータの巻き線温度を検出する温度検出手段を備え、前記布量検知手段は、巻き線温度に基づいて布量の判定結果を補正することにより、外部温度よる鎖交磁束ψａ変動を補正し、布量の検知精度を向上することができる。
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００４１】
（実施の形態１）
図１に示すドラム式洗濯機において、モータ７の回転は、ベルト１６を介してドラム３の回転軸１７に固定されたプーリに伝達される。
【００４２】
水槽２の手前側にはドラムと直結するドーナツ状の流体バランサ１５が設けられている。流体バランサは比重の大きな液体（例えば塩化カルシウム）が入った複数の貯留室を有し、径方向に複数に分離されると共に、仕切り板に連通孔を設けられており、洗濯物の偏りを検出すると共に、検出した洗濯物の偏りと反対側の貯留室へ注入する。
【００４３】
これにより、洗濯槽の中の洗濯物の偏心荷重が洗濯槽の上方にある場合は、流体を偏心荷重の反対側に移動させ、偏りを補正し洗濯槽の振動騒音を低減させる。
【００４４】
洗濯機としての基本的な動作は従来例と同様である。
【００４５】
図２は、本実施の形態における洗濯機の制御装置の概略構成を示す回路図である。図２に示す制御装置においては、商用電源２０の交流電力を整流器２１より整流し、チョークコイル２２及び平滑コンデンサ２３からなる平滑回路により平滑化された直流電力を駆動電力として、インバータ回路２４によりモータ７を回転駆動する。
【００４６】
また、入力設定部２５から入力される運転指示、及び各検知手段により検知される運転状態の監視情報に基づいてモータ７の回転を制御し、負荷駆動部２６により給水弁２７、排水弁２８、送風ファン１２、ヒートポンプ２９の動作を制御する。
【００４７】
モータ７は、三相巻線７ａ、７ｂ、７ｃを有するステータと、２極の永久磁石を有するロータとを備え、３つの位置検出素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃを設けたＤＣブラシレスモータとして構成され、スイッチング素子２４ａ〜２４ｆにより構成されたＰＷＭ制御によるインバータ回路２４により回転制御される。
【００４８】
位置検出素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃが検出するロータ位置検出信号は、マイコンにより構成された制御部３１に入力される。このロータ位置検出信号に基づいて、駆動回路３２によりスイッチング素子２４ａ〜２４ｆのオン／オフ状態をＰＷＭ制御することにより、ステータの三相巻線７ａ、７ｂ、７ｃに対する通電を制御してロータを所要回転数で回転させる。
【００４９】
制御部３１は、３つの位置検出素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃの検出出力が入力される回転数検知部３３を有する。回転数検知部３３は、３つの位置検出素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃのいずれかの信号の状態が変わるたびにその周期を検出し、その周期よりロータの回転数を算出する。回転数検知部３３の検知出力は布量検知部３４に供給され、検出された回転数に基づき、以下に説明するように布量が検知される。
【００５０】
なお、回転数検知部３３の検知出力はドラム３の回転数に対応するので、以下の説明においてドラム３の回転数は、回転数検知部３３の検知出力により得られるものである。
【００５１】
本実施の形態における布量検知方式の特徴について、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態における洗濯機に用いられる布量検知の動作を示しており、横軸は布量検知開始からの経過時間、縦軸は回転数である。
【００５２】
衣類がドラム３に投入され、図示しない入力手段により洗濯運転の開始指示が入力されると、制御部３１は初めに低速回転工程を行い、続いて布量検知工程を行う。低速回転工程においては、モータ７に加速トルクを発生させることでドラム３を静止状態から起動して所定の回転数Ｎ１（例えば４０ｒｐｍ）まで加速する。次に低回転工程に引き続き布量検知行程を行う。
【００５３】
このように、ドラムの低速回転工程を行うことで、布量検知工程においてドラムの急な立上げ動作を避け、流体バランサの偏り状態をほぐし、布量検知工程の起動をスムーズに立ち上げることができ、精度よく布量を検知することができる。
【００５４】
布量検知行程は第１の検知工程と第２の検知工程からなり、布量検知を開始すると、所定の時間経過あるいは回転数到達後に、モータ７によって所定の加速度α１でドラム３の回転が加速するようベクトル制御し、回転数Ｎ１からＮ２まで加速させる第１の検知工程が行われる。
【００５５】
なお、回転数Ｎ１およびＮ２はオーバーシュート等を考慮し、洗濯機本体の共振回転数付近を避けることにより、水槽２の振動を低減することができる。この時、電流検知手段により、モータ７に通電される電流を検知し、第１の検知区間においてドラムが少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の電流値Ｉｑ１’の平均値または積算値を算出する。
【００５６】
このように、ドラム３が１回転（３６０度回転）する間の電流値Ｉｑ１’の平均値または積算値を用いることで、衣類等の偏り状態による電流値の上下変動を相殺することができる。従って、ドラムが少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の電流値を布量判定値として用いることで、衣類等の偏り状態による電流値の上下変動を相殺し、布量判定値のバラツキを抑制することができる。
【００５７】
また、ドラム１回転の整数倍の回転区間の電流値を布量判定値として用いることで、ドラムの１回転毎におけるバラツキも抑制することができる。このように、ドラムが少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の電流値を布量判定値として用いることで、簡単な構成で精度よく布量を検知することができる。
【００５８】
この第１の検知工程が終了した後に、ドラム３の回転数を減速に転じさせた上で、モータ７によって所定の加速度α２でドラム３の回転が減速するようベクトル制御し、回転数Ｎ３からＮ４まで減速させる第２の検知工程が行われる。
【００５９】
なお、回転数Ｎ３およびＮ４は回転数Ｎ１とＮ２同様、洗濯機本体の共振回転数付近を避けることにより、水槽２の振動を低減することができる。この時、電流検知手段により、モータ７に通電される電流を検知し、減速区間においてドラムが少なくとも一回転分以上の整数倍回転区間の電流値Ｉｑ２’の平均値または積算値を算出し、算出された電流値Ｉｑ１’とＩｑ２’の差に基づき、布量を検知する。
【００６０】
ここで、モータの角加速度を一定に制御するため、高性能可変速制御方式であるベクトル制御を利用する。
【００６１】
図４は、布量検知におけるベクトル制御を示すブロック図である。
【００６２】
図４の制御ブロックにおいて、モータ７に通電される電流のうち、すくなくとも２相の電流と、ホールＩＣなどによって得られるモータの回転位置信号を検知する。これらの信号を用いて、モータ７の電流を、トルク成分であるＩｑと磁束成分であるＩｄという直交する２つの電流に換算する。
【００６３】
その後、換算されたＩｑおよびＩｄと、指令されているＩｑ＊およびＩｄ＊を比較したうえで、適切な制御ゲインＰ、Ｉなどを用いることによって、モータ７のＩｑ、Ｉｄを制御することができる。
【００６４】
モータ７のトルクＴは式（５）で表されることから、ＩｑとＩｄを制御すれば、モータ
７のトルクＴを制御可能である。
【００６５】
Ｔ＝Ｐ（ψａ・Ｉｑ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）ＩｑＩｄ）          （５）
なお、Ｐはモータ７の極対数、ψａは磁石による鎖交磁束、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、Ｌｑはｑ軸インダクタンスを示す。特に、式（５）におけるψａ・Ｉｑはマグネットトルクを表しており、モータが発生するトルクの主成分である。
【００６６】
したがって、モータ７のトルクはＩｑによって主体的に制御することが可能である。また、Ｉｄがゼロではない場合、回転状態によってＬｄやＬｑが変化すると、トルクＴの変動、あるいは布量の計算を行う時にトルクＴを演算する場合に誤差を生じやすくなる。
【００６７】
つまり、ＩｑとＩｄを一定に制御してもトルクＴが一定にならない場合が存在することから、Ｉｄをゼロとし、Ｉｑを一定に制御してモータ７のトルクを一定に制御することによって、布量の計算誤差を小さくすることが可能である。
【００６８】
Ｔ＝Ｐ・ψａ・Ｉｑ                                  （６）
式（４）および式（６）より、モータトルク電流値と布量の関係は式（７）のように表すことができる。
【００６９】
Ｐ・ψａ・（Ｉｑ１−Ｉｑ２）＝（α１−α２）・（Ｊｄ＋ｍｒ２）  （７）
布のドラム内周における平均半径ｒが一定値である場合、布量すなわち布の重量ｍに応じて電流値が変化することを示している。したがって、布の重量と電流値の変化の関係のみ把握し、図２の布量検知部３４に演算用テーブルとして保存しておくことで、容易に精度良く布量を検知することができる。
【００７０】
図５は、布量検知の布量と電流値の関係を示す図であり、横軸は布量、縦軸は電流値の差を示した図であり、上式（７）を分かりやすく示すものである。
【００７１】
ところで、鎖交磁束ψａの大きさは、モータ７固有のものであり、製品の量産レベルで変動し、モータ電流値に影響を及ぼす。また、ロータの磁石は温度特性を持ち、外部温度により変動するため、式（７）の電流値に基づいて検知される布量の精度に影響を与える。
【００７２】
そこで、本実施の形態のドラム式洗濯機では、モータ固有の誘起電圧および外部温度よる鎖交磁束ψａ変動を補正することで、布量の検知精度を向上する。
【００７３】
モータ誘起電圧の補正工程においては、製品組み立て時または製品設置時のドラム内の無負荷状態を利用して、モータ固有の誘起電圧の大きさを検知し、その誘起電圧の大きさに応じて補正が行われる。
【００７４】
具体的には、洗濯物が投入されていない状態において、ドラム内の無負荷状態時の布量検知工程を行い、加速時電流値Ｉｑ１’及び減速時電流値Ｉｑ２’の差を検知する。
【００７５】
次に、同状態においてモータ誘起電圧センター品を用いて求めた加速時電流値Ｉｑ１’及び減速時電流値Ｉｑ２’の基準値に基づきモータ固有の誘起電圧の大きさであるモータ誘起電圧補正係数を求める。
【００７６】
最後に、通常布量検知工程において得られる加速時電流値Ｉｑ１’及び減速時電流値Ｉｑ２’に対してモータ誘起電圧補正係数を割ることで、モータ固有の誘起電圧による布量判定値のばらつきを基準に戻し、布量の検知精度の低減を抑える。
【００７７】
温度補正工程においては、布量検知動作の開始直前に、図２に示されるロータの磁石に隣接する三相巻線７ａ、７ｂ、７ｃの温度を検知して、実質的にロータの磁石の温度を検知し、それに応じた温度補正が行われる。
【００７８】
具体的には、布量検知動作の開始前に、モータ巻線に所定の温度検知用電圧が印加されるように制御し、そのとき電流検知部が検知する電流値を用いて、電流値と温度検知用電圧とからモータ巻線の基準抵抗値を算出し、モータ巻線の温度を検知する。
【００７９】
次に、モータ巻線温度（ロータの磁石温度）とロータの鎖交磁束ψａの対応関係に基づき、ロータの鎖交磁束ψａの変化率である温度補正係数を演算する。この温度補正係数を加速時電流値Ｉｑ１’及び、減速時電流値Ｉｑ２’の差に掛け合わせることにより、温度変化による布量判定値のバラツキを抑制する。
【００８０】
三相巻線７ａ、７ｂ、７ｃの温度を検知するために、温度特性補正部３５は駆動回路３２を制御して、例えば、スイッチング素子２４ａ、２４ｄをオンとし、他のスイッチング素子はオフとして、三相巻線７ａ、７ｂに所定の温度検知用電圧を印加する。
【００８１】
インバータ回路２４に供給される電圧を２８０Ｖとすると、スイッチング素子２４ｄをデューティ比１０％でオンさせれば、モータ７のＵ−Ｖ間に温度検知用電圧として約２８Ｖが印加される。温度検知用電圧の印加により三相巻線７ａ、７ｂを流れる電流が、電流検知部により検知される。電流を流すのはＵ−Ｖ間に限らず、Ｕ−Ｗ間、あるいはＷ−Ｕ間に電圧を印加して電流検知を行っても良い。
【００８２】
図６は、本実施の形態における洗濯機に用いられる布量検知の動作を示すフローチャートである。
【００８３】
図６において、布量検知がスタートすると（ステップＳ１）、まず所定の電圧をモータ巻線に印加してモータ温度の検知し、温度補正係数を算出する（ステップＳ２）。
【００８４】
次に、制御部３１は、所定の時間だけ、モータ７をゆっくり回転させ、ドラム３の低速回転工程を行う（ステップＳ３）。
【００８５】
所定の時間が過ぎたと判断すれば（ステップＳ４）、所定の一定加速度α１によりドラム３の回転数を上昇させ、回転数Ｎ１からＮ２に到達させるように制御する（ステップＳ５）。
【００８６】
ドラム３が回転数Ｎ２に到達したと判断すれば（ステップＳ６）、ドラム３が一回転する間の電流値Ｉｑ１’を算出し（ステップＳ７）、第１の検知工程を終える。
【００８７】
第２の検知工程では、所定の一定加速度α２にてモータ７の回転数の降下を開始させる（ステップＳ８）。
【００８８】
ドラム３が所定の回転数Ｎ３からＮ４に到達したと判断すれば（ステップＳ９）、ドラム３が一回転する間の電流値Ｉｑ２’を算出（ステップＳ１０）する。
【００８９】
次にモータ電流値の差Ｉｑ１−Ｉｑ２に基づき、モータ誘起電圧補正（ステップＳ１１）、および温度補正（ステップＳ１２）を行う。
【００９０】
最後に、予め測定しておいた判定値Ｓと布量の関係から布量を求め（ステップＳ１３）
、布量検知を終了する（ステップＳ１４）。
【００９１】
以上のように構成された洗濯機の布量検知では、ドラムの起動をスムーズにし、かつ衣類等の偏り状態による布量判定値のバラツキを抑制するため、精度の高い布量検知が可能となる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、モータ７の回転は、ベルト１６を介してドラム３の回転軸１７に固定されたプーリに伝達されるものとしているが、モータ７をドラム３の回転軸１７に直接接続して駆動する構成としても同様の効果が得られる。
【００９３】
本実施の形態においては、ドラム式洗濯機について例示して説明を行ったが、本発明における洗濯機は、乾燥機能を有する洗濯乾燥機や、縦型の洗濯機においても、当然、適用できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明によれば、ドラムに投入された布量を、簡単な構成で精度よく検知して、適切な洗濯時間の設定や洗剤量の表示及び、適切な時間設定の脱水工程や乾燥工程を行うことが可能であり、家庭用、業務用の洗濯機および洗濯乾燥機に有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１  洗濯機本体
２  水槽
３  ドラム
７  モータ
１５  流体バランサ
３１  制御部
３４  布量検知部（布量検知手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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