(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
常用電源周波数の半周期毎に洗濯機モータの実際の速度を検出する実際速度の検出段階と、
前記検出された実際の速度と指令速度を比べて速度エラーを検出する速度エラーの検出手段と、
前記検出された速度エラーを利用して速度の状態を判断する速度状態の判断段階と、
前記判断された速度の状態によって比例積分の補償値を算出する比例積分補償値の算出段階と、
前記算出された比例積分の補償値を角度値に換算する角度値換算段階と、
前記換算された角度値を利用して洗濯機モータの速度を制御する洗濯機モータの速度制御段階と、及び
洗濯物の量によって洗濯機モータの指令速度を決定し、洗濯機モータを駆動させる洗濯機モータの指令速度の決定及び駆動段階を含み、
前記洗濯機モータの指令速度の決定及び駆動段階は、洗濯物の量を感知するため所定の短い時間の間に洗濯機モータを初期駆動させる段階と、
前記洗濯機モータの初期駆動段階の遂行時、前記洗濯機モータに流れる電流量を検出する段階と、
前記検出された電流量を洗濯機モータの速度−トルク特性曲線に対比して１００％負荷時に対する電流量の比で洗濯物の量を判別し負荷量を判別する段階と、
前記判別された負荷量によるパターンを適用して洗濯機モータの位相角を決める段階と、
前記決められた位相角を利用して洗濯機モータの指令速度を決定する段階と、
洗濯物の量の変化を検出する洗濯物量の変化検出段階と、
前記洗濯物量の変化検出段階の遂行の結果、洗濯物の量が変化した場合には前記洗濯機モータの速度決定段階を繰り返して行う洗濯物量の変化遂行段階と、及び、
前記洗濯物量の変化検出段階の遂行の結果、洗濯物の量が変化していない場合には前記洗濯機モータの指令速度で洗濯機モータを駆動させる洗濯機モータの駆動段階と、
によって行われることを特徴とする洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項２】
前記実際速度の検出段階は、前記常用電源周波数の半周期に対応して発生するインタラプトの入力を受けるインタラプト入力段階と、
前記インタラプトの入力時に、洗濯機モータの回転に対応する矩形パルスの下降エッジを検出する下降エッジ検出段階と、
前記検出された下降エッジから次の下降エッジまでの時間を検出して前記矩形パルスの一周期を検出する矩形パルス周期検出段階と、及び
前記検出された矩形パルスの周期を利用して洗濯機モータの実際の速度に換算する実際速度の検出段階と、
によって行われることを特徴とする請求項１記載の洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項３】
前記インタラプトは、８．３ｍｓ毎に周期的に発生することを特徴とする請求項２記載の洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項４】
前記速度エラー検出段階は、前記検出された実際の速度と指令速度の差を速度エラーとすることを特徴とする請求項１記載の洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項５】
前記速度状態の判断段階は、前記速度エラーが設定された許容値より大きい場合には加速状態と判断し、前記速度エラーが許容値より小さい場合には速度不足の状態と判断し、前記速度エラーが許容値の以内である場合には正常状態と判断することを特徴とする請求項４記載の洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項６】
前記比例積分補償値の算出段階は、前記速度状態の判断段階が行われた結果、速度不足の状態である場合、速度不足の比例積分補償値を算出する速度不足比例積分補償値の算出段階と、及び
前記速度状態の判断段階が行われた結果、加速状態である場合、加速比例積分の補償値を算出する加速比例積分補償値の算出段階と、
によって行われることを特徴とする請求項１記載の洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項７】
前記速度不足の比例積分補償値の算出段階は、比例利得定数と前記速度エラーをかけて比例補償値を算出する段階と、
積分利得定数、ループタイム、及び速度エラーをかけた後、初期積分値と足して積分補償値を算出する段階と、及び
前記算出された比例補償値と積分補償値とを足して比例積分補償値を算出する段階と、
によって行われることを特徴とする請求項６記載の洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項８】
前記加速比例積分補償値の算出段階は、比例利得定数と前記速度エラーをかけて比例補償値を算出する段階と、
積分利得定数、ループタイム、及び速度エラーをかけた後、初期積分値と足して積分補償値を算出する段階と、及び
前記算出された比例補償値と積分補償値とを足して比例積分補償値を算出する段階と、
によって行われることを特徴とする請求項６記載の洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項９】
前記角度値の換算段階は、前記速度不足の比例積分補償値の算出段階の遂行後、前記算出された速度不足の比例積分補償値を角度値に換算する速度不足角度値の算出段階と、及び
前記加速比例積分補償値の算出段階の遂行後、前記算出された加速比例積分補償値を角度値に換算する加速角度値の算出段階と、
によって行われることを特徴とする請求項６記載の洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項１０】
前記速度不足角度値の算出段階は、前記指令速度とπ／１８０をかけて指令速度を第１角度値に換算する段階と、
前記速度不足の比例積分補償値とπ／１８０をかけて第２角度値に換算する段階と、及び、
前記第１角度値から第２角度値を減算して速度不足角度値を決める段階と、
によって行われることを特徴とする請求項９記載の洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項１１】
前記加速角度値の算出段階は、前記指令速度とπ／１８０をかけて指令速度を第１角度値に換算する段階と、
前記加速比例積分の補償値とπ／１８０をかけて第２角度値に換算する手段と、及び
前記第１角度値と第２角度値を足して加速角度値を決める段階と、
によって行われることを特徴とする請求項９記載の洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項１２】
前記速度不足の角度値が０より小さかったりπより大きかった場合には、速度の状態が正常状態であると判断することを特徴とする請求項１０記載の洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項１３】
前記加速角度値が０より小さかったりπより大きかった場合には、速度の状態が正常であると判断することを特徴とする請求項１１記載の洗濯機モータの速度制御方法。
【請求項１４】
洗濯機モータの回転数を感知する速度感知手段と、
前記速度感知手段から出力される洗濯機モータの回転数によって洗濯機モータの回転速度、回転方向、及び停止を制御する指令信号を出力するマイコンと、
前記マイコンから出力される洗濯機モータの回転速度を制御する指令信号をアナログ信号に交換するＤ／Ａ交換手段と、
交流電圧のゼロクロシングポイントに同期して三角パルスを発生する三角波発生手段と、
前記Ｄ／Ａ変換手段と三角波発生手段から出力される信号を比べてトリガパルスを発生する比較手段と、及び
前記マイコンから出力される洗濯機モータの回転方向及び停止を制御する指令信号と前記比較手段から出力される信号を利用して、洗濯機モータを駆動させるための交流電源を前記洗濯機モータへ供給するモータ駆動手段と、
から構成されることを特徴とする請求項１記載の洗濯機モータの速度制御方法を実施するための洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項１５】
前記洗濯機モータに印加される交流電圧のゼロクロシングポイントに同期される同期信号を発生して、前記三角波発生手段へ出力する同期回路手段をさらに含んでなることを特徴とする請求項１４記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項１６】
前記同期回路手段は、入力される交流電圧を整流する整流手段と、
前記整流手段から出力される整流された電圧をクランピングするクランピング手段と、
前記クランピング手段から出力される信号を交流電源と制御信号に分離し、分離された制御信号を反転するホトカプラと、
前記ホトカプラから出力される信号を反転するＮＯＴゲートと、
前記ＮＯＴゲートから出力される信号を遅延させる遅延手段と、及び
前記ＮＯＴゲートと遅延手段から出力される信号を否定論理積するＮＡＮＤゲートと、
から構成されることを特徴とする請求項１５記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項１７】
前記三角波発生手段は、充放電を行って三角波を発生させるコンデンサと、
前記同期回路手段から出力される同期信号に基づいて前記コンデンサを放電させる放電手段と、及び
電源電圧によって前記コンデンサを充電する充電手段と、
から構成されることを特徴とする請求項１５記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項１８】
前記モータ駆動手段は、前記洗濯機モータの交流電圧を位相制御する位相制御器と、及び
前記マイコンから出力される洗濯機モータの回転方向及び停止を制御する指令信号と前記比較手段から出力されるトリガパルスを利用して、前記位相制御器を駆動及び制御する位相制御器の駆動器と
から構成されることを特徴とする請求項１４記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項１９】
前記位相制御器の駆動器は、前記比較手段から出力されるトリガパルスと前記マイコンから出力される逆回転指令信号を理論積して、前記位相制御器の逆回転信号として出力する第１ＡＮＤゲートと、
前記比較手段から出力されるトリガパルスと前記マイコンから出力される正回転指令信号を論理積して、前記位相制御器の正回転信号として出力する第２ＡＮＤゲートと、
前記マイコンから出力される逆回転指令信号と正回転信号を論理積する第３ＡＮＤゲートと、及び
前記第３ＡＮＤゲートと前記マイコンから出力される停止指令信号を否定論理和して、前記第１及び第２ＡＮＤゲートの動作を制御する許可信号として出力するＮＯＲゲートと、
から構成されることを特徴とする請求項１８記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項２０】
前記位相制御器は、前記逆回転信号を交流電源と制御信号に分離して伝達する第１ホトカプラと、
前記正回転信号を交流電源と制御信号に分離して伝達する第２ホトカプラと、
前記第１ホトカプラから出力される信号に基づいて前記洗濯機モータに交流電源を印加する第１トライアックと、及び
前記第２ホトカプラから出力される信号に基づいて前記洗濯機モータに交流電源を印加する第２トライアックと、
から構成されることを特徴とする請求項１９記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項２１】
前記モータ駆動手段から前記洗濯機モータへ供給される交流電源とマイコンから出力される前記洗濯機モータの回転方向を制御する指令信号を利用して位相角を検出し、前記三角波発生手段の検出された位相角に応じて三角パルスが発生できるように前記三角波発生手段へ出力する位相角検出手段をさらに含んでなることを特徴とする請求項１４記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項２２】
前記位相角検出手段は、前記マイコンから出力される正回転指令信号に基づいて前記モータ駆動手段から出力される交流電源の位相角を検出する第１位相角検出器と、
前記マイコンから出力される逆回転指令信号に基づいて前記モータ駆動手段から出力される交流電源の位相角を検出する第２位相角検出器と、及び、
前記第１及び第２位相角検出器から出力される信号を論理和して前記三角波発生手段へ出力するＯＲゲートと、
から構成されることを特徴とする請求項２１記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項２３】
前記第１位相角検出器は、前記モータ駆動手段から洗濯機モータへ供給される交流電源を整流する整流器と、
前記整流器から出力される整流された電源によって導通されるホトカプラと、及び
前記ホトカプラから出力される信号と前記マイコンから出力される正回転指令信号を論理積して、前記ＯＲゲートへ出力するＡＮＤゲートと、
から構成されることを特徴とする請求項２２記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項２４】
前記第２位相検出器は、前記モータ駆動手段から洗濯機モータへ供給される交流電源を整流する整流器と、
前記整流器から出力される整流される電源によって導通されるホトカプラと、及び
前記ホトカプラから出力される信号と前記マイコンから出力される正回転指令信号を論理積して、前記ＯＲゲートへ出力するＡＮＤゲートと、
から構成されることを特徴とする請求項２２記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項２５】
前記整流器は、ブリッジダイオードで構成されることを特徴とする
請求項２３記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項２６】
前記整流器は、ブリッジダイオードで構成されることを特徴とする
請求項２４記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項２７】
前記速度感知手段から出力される前記洗濯機モータの回転数と前記Ｄ／Ａ変換手段から出力される信号を比例積分して得た速度誤差信号を前記比較手段へ出力する比例積分手段をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１４記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項２８】
前記速度感知手段は、ホールセンサで構成されることを特徴とする
請求項２７記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項２９】
前記比例積分手段は、前記速度感知手段から出力される前記洗濯機モータの回転数を電圧に変換する周波数／電圧変換器と、及び
前記周波数／電圧変換器から出力される信号と前記Ｄ／Ａ変換手段から出力される信号を比例積分して、速度誤差信号を出力する比例積分器と、
から構成されることを特徴とする請求項２８記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項３０】
洗濯機モータに流れる電流量を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段から出力される電流量によって洗濯機モータの速度トルク特性曲線から洗濯量を検出して、前記洗濯機モータの駆動速度を決定し、前記洗濯機モータの動作を制御するマイコンと、及び
前記マイコンの制御によって前記洗濯機モータの動作を制御するスイッチング手段と、
から構成されることを特徴とする請求項１記載の洗濯機モータの速度制御方法を実施するための洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項３１】
前記マイコンは、負荷量とマイコンから発生する洗濯機モータの駆動速度に対するデータを蓄えることを特徴とする請求項３０記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項３２】
前記スイッチング手段は、前記マイコンから出力される信号に基づいてオン／オフとなり、前記洗濯機モータの動作を制御する第１及び第２トライアックで構成されることを特徴とする請求項３０記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項３３】
前記電流検出手段は、前記洗濯機モータの交流電源の入力端に接続され、前記洗濯機モータへ流入される電流量を感知するトランスフォーマで構成されることを特徴とする請求項３０記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項３４】
洗濯機モータの速度を検出する速度検出手段と、
前記洗濯機モータに流れる電流量を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段から出力される電流を直流に整流する整流手段と、
前記速度検出手段から出力される信号と前記整流手段から出力される直流電流を利用して洗濯機モータの速度を制御するマイコンと、及び
前記マイコンの制御によって前記洗濯機モータの入力電源を制御する入力電源制御手段と、
から構成されることを特徴とする請求項１記載の洗濯機モータの速度制御方法を実施するための洗濯機モータの速度制御装置。
【請求項３５】
前記整流手段は、前記電流検出手段から出力される信号を其々反転及び非反転の入力とする第１増幅手段と、及び
前記第１増幅手段から出力される信号を反転入力とする第２増幅手段と、
から構成されることを特徴とする請求項３４記載の洗濯機モータの速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、洗濯機モータの速度制御方法及びその装置に係り、特に洗濯機モータを位相制御して、洗濯機モータの回転数及び回転方法を変化させるための洗濯機モータの速度制御方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の洗濯機モータの速度制御装置を、松下のＬｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  ＴＹＰＥ（Ｇ−Ｓｅｒｉｅｓ）モータのカタログで示される図１を参照して説明すると、下記のようである。
従来の洗濯機モータの速度制御装置は、図１に示されるように、洗濯機モータ７の回転数を検索して出力するタコゼネレータ６と、タコゼネレータ６から出力される信号を整流及び平滑して直流電源を出力する整流回路部１と、回転速度を設定する可変抵抗８と、整流回路部１の出力信号と可変抵抗８によって可変された信号とを比べる第１比較部３と、三角パルスの信号を発生する三角波発生部２と、三角波発生部２から出力される三角パルスと第１比較部３から出力される信号とを比較する第２比較部４と、第２比較部４から出力される信号をトリガして洗濯機モータ７の駆動を制御するトリガ部５と、トリガ部５から出力される制御信号に基づいて洗濯機モータ７の駆動電源をオン／オフとするトライアック９とから構成される。
【０００３】
このように構成される従来の洗濯機モータの速度制御装置の動作を説明すると、下記のようである。
タコゼネレータ６から出力されるタコ信号は、洗濯機モータ７の回転数に比例する正弦波電圧として出力されるが、この正弦波電圧は、整流回路部１で整流されて直流電圧に変換される。整流回路部１から出力される直流電圧は、第１比較部３で回転速度を設定する可変抵抗８による電圧と比較された後、三角波発生部２から発生された三角パルスと第２比較部４で比較される。第２比較部４から出力される信号は、トリガ部５を通じてトライアック９のゲートをトリガして、交流電源の位相を制御する。これにより、洗濯機モータ７の入力電源が可変して洗濯機モータ７の速度を制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の洗濯機モータの速度制御装置は、洗濯機モータを正回転及び逆回転させることができなく、正回転及び逆回転に回転方法を制御するためには、洗濯機モータ７の捲線を交替するスイッチを外部に連結して洗濯機モータ７を停止した後、スイッチを切り換えて洗濯機モータ７の回転方向を変更しなければならならず、また、洗濯機モータ７の回転数を検出するタコゼネレータ６から出力される正弦波信号が整流回路部１で直流電圧の信号に変換されるために、精密度が落ちて洗濯機モータ７の回転数の変動が激しくなるので、制御が複雑で不安全であるという問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、洗濯機モータに印加される入力電圧の位相を制御し、洗濯機モータの回転方向と回転数を制御して、洗濯機の水流が自由に調整できるようにするための洗濯機モータの速度制御方法及びその装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための洗濯機モータの速度制御方法は、常用電源周波数の半周期毎に洗濯機モータの実際の速度を検出する実際速度の検出段階と、前記検出された実際の速度と指令速度を比べて速度エラーを検出する速度エラー検出段階と、前記検出された速度エラーを利用して速度の状態を判断する速度状態の判断段階と、前記判断された速度の状態によって比例積分の補償値を算出する比例積分補償値の算出段階と、前記算出された比例積分の補償値を角度値に換算する角度値換算段階と、及び前記換算された角度値を利用して洗濯機モータの速度を制御する洗濯機モータの速度制御段階と、洗濯物の量によって洗濯機モータの指令速度を決定し、洗濯機モータを駆動させる洗濯機モータの指令速度の決定及び駆動段階を含み、前記洗濯機モータの指令速度の決定及び駆動段階は、洗濯物の量を感知するため所定の短い時間の間に洗濯機モータを初期駆動させる段階と、前記洗濯機モータの初期駆動段階の遂行時、前記洗濯機モータに流れる電流量を検出する段階と、前記検出された電流量を洗濯機モータの速度−トルク特性曲線に対比して１００％負荷時に対する電流量の比で洗濯物の量を判別し負荷量を判別する段階と、前記判別された負荷量によるパターンを適用して洗濯機モータの位相角を決める段階と、前記決められた位相角を利用して洗濯機モータの指令速度を決定する段階と、洗濯物の量の変化を検出する洗濯物量の変化検出段階と、前記洗濯物量の変化検出段階の遂行の結果、洗濯物の量が変化した場合には前記洗濯機モータの速度決定段階を繰り返して行う洗濯物量の変化遂行段階と、及び、前記洗濯物量の変化検出段階の遂行の結果、洗濯物の量が変化していない場合には前記洗濯機モータの指令速度で洗濯機モータを駆動させる洗濯機モータの駆動段階とによって行われることを特徴とする。
【０００７】
なお、上記目的を達成するための洗濯機モータの速度制御装置の実施例１は、洗濯機モータの回転数を感知する速度感知手段と、前記速度感知手段から出力される洗濯機モータの回転数によって洗濯機モータの回転速度、回転方向、及び停止を制御する指令信号を出力するマイコンと、前記マイコンから出力される洗濯機モータの回転速度を制御する指令信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、交流電圧のゼロクロシングポイントに同期して三角パルスを発生させる三角波発生手段と、前記Ｄ／Ａ変換手段と三角波発生手段から出力される信号を比較してトリガパルスを発生させる比較手段と、及び前記マイコンから出力される洗濯機モータの回転方向及び停止を制御する指令信号と前記比較手段から出力される信号とを利用して、洗濯機モータを駆動するための交流電源を前記洗濯機モータに供給するモータ駆動手段と、から構成されることを特徴とする。
【０００８】
また、上記目的を達成するための洗濯機モータの速度制御装置の別の実施例は、洗濯機モータに流れる電流量を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段から出力される電流量によって洗濯機モータの速度−トルク特性曲線から洗濯量を検出して、前記洗濯機モータの駆動速度を決定し前記洗濯機モータの動作を制御するマイコンと、及び前記マイコンの制御によって前記洗濯機モータの動作を制御するスイッチング手段と、から構成されることを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するための洗濯機モータの速度制御装置の別の実施例は、洗濯機モータの速度を検出する速度検出手段と、前記洗濯機モータに流れる電流量を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段から出力される電流を直流に整流する電波整流手段と、前記速度検出手段から出力される信号と前記電波整流手段から出力される直流電流を利用して洗濯機モータの速度を制御するマイコンと、及び前記マイコンの制御によって前記洗濯機モータの入力電源を制御する入力電源の制御手段と、から構成されることを特徴とする。
【００１０】
【実  施  例】
本発明による洗濯機モータの速度制御方法を添付図面を参照して説明すると、下記のようである。
本発明による洗濯機モータの速度制御方法が適用されるハードウェアは、図２に示されるように、単相モータでなされる洗濯機モータ１３の回転周波数を検出し、これを矩形パルスに変換して出力するホールセンサ１７と、常用電源周波数の周期を検出し半周期毎にインタラプト信号を発生するインタラプト発生部１１と、インタラプト発生部１１とホールセンサ１７から出力される信号を利用して指令速度との誤差である速度エラーを算出し、これにより誤差補償値を出力して洗濯機モータ１３の速度を制御するマイコン１０と、二つのトライアック１５，１６で構成され、マイコン１０の制御によって洗濯機モータ１３の速度を制御するトライアック回路部１２と、及び洗濯機モータ１３へ入力される交番磁界を回転磁界に変換するためのコンデンサ１４とから構成される。
【００１１】
このように構成された洗濯機モータの速度制御方法が適用されるハードウェアの動作を説明すると、下記のようである。
マイコン１０から出力された指令速度によってトライアック１５がターンオンされると、洗濯機モータ１３のメインコイル（Ｍ）に電流が流れ、コンデンサ１４による電流が洗濯機モータ１３のサブコイル（Ｓ）に流れることにより、洗濯機モータ１３内の交番磁界が回転磁界に変換して洗濯機モータ１３が回転することになる。洗濯機モータ１３が回転すると、ホールセンサ１７で洗濯機モータ１３の回転数を検出して矩形パルスとしてマイコンへ出力する。
【００１２】
なお、洗濯機モータ１３に電源が供給される瞬間からインタラプト発生部１１で常用電源周波数（ＡＣ：６０Ｈｚ）の周期（１６．６ｍｓ）を検出し、検出された常用電源周波数の半周期（８．３ｍｓ）毎にインタラプト信号を発生させる。インタラプト信号が発生する度にマイコン１０では、ホールセンサ１７から出力される矩形パルスの下降エッジを検出し、最初下降エッジから次の下降エッジまでの時間、即ち周期を計算して洗濯機モータ１３の実際の速度を算出する。このような過程を繰り返して洗濯機モータの実際速度Ｗｒｍ＊  を検出する。検出された洗濯機モータ１３の実際速度Ｗｒｍ＊  を利用して指令速度との誤差である速度エラーを検出して、洗濯機モータ１３の速度を制御することになる。
【００１３】
このように構成されるハードウェアに適用される本発明による洗濯機モータの速度制御方法を図３，４及び図５を参照して詳細に説明すると、下記のようである。
【００１４】
まず、洗濯物の量によって洗濯機モータの指令速度を決定し、洗濯機モータを駆動する洗濯機モータの指令速度の決定及び駆動段階を行う。洗濯機モータの指令速度の決定及び駆動段階は、洗濯物の量によって洗濯機モータの指令速度を決定する洗濯機モータの指令速度の決定段階１００，１１０，１２０，１３０，１４０と、洗濯物量の変化を検出する洗濯物量の変化検出段階１５０と、洗濯物量の変化検出段階の遂行の結果、洗濯物の量が変化した場合には、洗濯機モータの速度決定段階を繰り返し行い、洗濯物量に応じる洗濯機モータの指令速度をさらに決定するようにするための洗濯物量の変化遂行段階と、及び洗濯物量変化検出段階１５０の遂行の結果、洗濯物の量が変化していない場合には、洗濯機モータの指令速度で洗濯機モータを駆動する洗濯機モータの駆動段階とによって行われる。
【００１５】
ここで、洗濯機モータの指令速度の決定段階は、洗濯物の量を感知するための所定の短い時間の間に洗濯機モータを初期駆動し１００、洗濯機モータの初期駆動段階の遂行時、前記洗濯機モータに流れる電流量を検出した後１１０、検出された電流量を洗濯機モータの速度−トルク特性曲線に対比して１００％負荷時に対する電流量の比で洗濯物の量を判別して負荷量を判別する１２０。判別された負荷量による位相角パターンを適用して洗濯機モータの位相角を決定し１３０、決定された位相角を利用して洗濯機モータの指令速度を決定する１４０。
【００１６】
洗濯機モータの指令速度の決定及び駆動段階を行った後、常用電源周波数の半周期毎に洗濯機モータの実際速度を検出する実際速度の検出段階１７０を行うが、図４を参照して説明すると、下記のようである。
【００１７】
実際速度の検出段階１７０は、常用電源周波数の半周期に対応して発生するインタラプトの入力を受けるインタラプト入力段階１７１と、インタラプトの入力時に洗濯機モータの回転に対応する矩形パルスの下降エッジを検出する下降エッジ検出段階１７２と、検出された下降エッジから次の下降エッジまでの時間を検出して、矩形パルスの一周期を検出する矩形パルスの周期検出段階１７３と、及び検出された矩形パルスの周期を利用して洗濯機モータの実際速度に換算する実際速度の検出段階１７４とによって行われる。ここで、常用電源周波数（ＡＣ；６０Ｈｚ）の周期は、１６．６ｍｓなので、インタラプトは８．３ｍｓごとに周期的に発生することになる。
【００１８】
実際速度の検出段階１７０の遂行後、検出された実際の速度と指令速度を比較して、速度エラーを検出する速度エラー検出段階１８０を行うが、実際の速度と指令速度の差を速度エラーとする。速度エラーの検出段階１８０の遂行後、検出された速度エラーを利用して速度の状態を判断する速度状態の判断段階１９０を行うが、速度エラーが設定された許容値より大きい場合には加速状態と判断し、速度エラーが許容値より小さい場合には速度不足の状態と判断し、速度エラーが許容値以内である場合には正常状態と判断する。
【００１９】
速度状態の判断段階１９０の遂行後、判断された速度状態によって比例積分補償値を算出する比例積分補償値の算出段階２００を行う。比例積分補償値の算出段階は、図５に示されるように、速度状態の判断段階の遂行の結果、速度不足状態である場合、速度不足比例積分補償値の算出段階２０１，２０２，２０３と、速度状態の判断段階の遂行の結果、加速状態である場合、加速比例積分補償値を算出する加速比例積分補償値の算出段階２０４，２０５，２０６によって行われるが、細部的に説明すると、下記のようである。
【００２０】
まず、速度不足比例積分補償値の算出段階は、比例利得定数Ｋｐと検出された速度エラーＷｅをかけて比例補償値Ｗｐを算出し２０１、積分利得定数Ｋｉ、ループタイムＴ、及び速度エラーＷｅをかけた後、初期積分値Ｗｉと足して積分補償値Ｗｉを算出し２０２、算出された比例補償値Ｗｐと積分補償値Ｗｉを足して比例積分補償値Ｗｐｉを算出する２０３ことでなされる。
【００２１】
なお、加速比例積分補償値の算出段階は、速度不足比例積分補償値の算出段階と同じように行われる。即ち、比例利得定数Ｋｐと前記速度エラーＷｅをかけて比例補償値Ｗｐを算出し２０４、積分利得定数Ｋｉ、ループタイムＴ、及び速度エラーＷｅをかけた後、初期積分値Ｗｉと足して積分補償値Ｗｉを算出し２０５、算出された比例補償値Ｗｐと積分補償値Ｗｉを足して比例積分補償値Ｗｐｉを算出する２０６ことによりなされる。ここで、初期積分値Ｗｉは‘０’で、この後から累積される値となる。
【００２２】
比例積分補償値の算出段階の遂行後、算出された比例積分補償値を角度値に換算する角度値換算段階２１０を行う。角度値換算段階２１０は、図５に示すように、速度不足比例積分補償値の算出段階２０１，２０２，２０３の遂行後、算出された速度不足比例積分補償値を角度値に換算する速度不足角度値の算出段階２１１，２１２，２１３と加速比例積分補償値の算出段階２０４，２０５，２０６の遂行後、算出された加速比例積分補償値を角度値に換算する加速角度値の算出段階２１４，２１５，２１６によって行われるが、細部的に説明すると次のようである。
【００２３】
まず、速度不足角度値の算出段階は、指令速度Ｗｒｍ＊  とπ／１８０をかけて指令速度Ｗｒｍ＊  を第１角度値αに換算し２１１、速度不足比例積分補償値Ｗｐｉとπ／１８０をかけて第２角度値△Ｗに換算した後２１２、第１角度値から第２角度値△Ｗを減算して速度不足角度値α′を決定する２１３ことでなされる。
【００２４】
なお、加速角度値の算出段階は、指令速度Ｗｒｍ＊  とπ／１８０をかけて指令速度Ｗｒｍ＊  を第１角度値αに換算し２１４、加速比例積分補償値Ｗｐｉとπ／１８０をかけて第２角度値△Ｗに換算した後２１５、第１角度値αと第２角度値△Ｗを足して加速角値α″を決定する２１６ことでなされる。
【００２５】
この際、速度不足角度値α′が０より小さかったりπより大きい場合と、加速角度値α″が０より小さかったりπより大きい場合には、速度状態が正常状態であると判断して、以下で説明する、洗濯完了したかどうかを判断する段階２３０に進む。
【００２６】
角度値の換算段階２１０の後には、換算された角度値を利用して洗濯機モータの速度を制御する洗濯機モータの速度制御段階２２０を行う。即ち、洗濯機モータは、角度値が‘０’であるところでターンオンされ、１８００ｒｐｍを回転した後、角度値がπであるところで停止するので、角度値を利用して洗濯機モータの速度を制御することができる。洗濯機モータの速度制御段階２２０の後には、洗濯の完了可否を判断する段階２３０に進み、洗濯が完了しなかったら洗濯物の量の変化を検出する洗濯物量の変化検出段階１５０に進んで繰り返し行い、洗濯が完了したら終了する。
【００２７】
本発明による洗濯機モータの制御装置の構成及び動作を添付図面を参照して説明すると、次のようである。
洗濯機モータ制御装置の実施例１には、図６に示されるように、マイコン３００、Ｄ／Ａ変換部３１０、比較部３２０、モータ駆動部３３０、速度感知部３５０、三角波発生部３６０、及び同期回路部３７０から構成される。
【００２８】
速度感知部３５０は、洗濯機モータ３４０の回転数を感知してマイコンに出力し、マイコン３００は速度感知部３５０から出力される洗濯機モータ３４０の回転数によって洗濯機モータ３４０の回転速度、回転方向、及び停止を制御する指令信号を出力する。Ｄ／Ａ変換部３１０は、マイコン３００から出力される洗濯機モータ３４０の回転速度を制御する指令信号をアナログ信号に変換し、三角波発生部３６０は、交流電圧のゼロクロシングポイントに同期して三角パルスを発生させる。比較部３２０は、Ｄ／Ａ変換部３１０と三角波発生３６０部から出力される信号を比べてトリガパルスを発生させ、モータ駆動部３３０はマイコン３００から出力される洗濯機モータ３４０の回転速度及び停止を制御する指令信号と比較部３２０から出力される信号を利用して洗濯機モータ３４０を駆動するための交流電源を洗濯機モータ３４０に供給する。同期回路部３７０は、洗濯機モータ３４０に印加される交流電圧のゼロクロシングポイントに同期される同期信号を発生して三角波発生部３６０に出力する。
【００２９】
本発明による洗濯機モータの速度制御装置を構成する構成要素の細部構成は下記のようである。
モータ駆動部３３０は、図７に示すように、洗濯機モータ３４０の交流電圧を位相制御する位相制御器３３２、及びマイコン３００から出力される洗濯機モータ３４０の回転方向及び停止を制御する指令信号と比較部３２０から出力されるトリガパルスを利用して、位相制御器３３２を駆動及び制御する位相制御器の駆動器３３１で構成される。
【００３０】
位相制御器の駆動器３３１は、図８に示すように、比較部３２０から出力されるトリガパルスとマイコン３００から出力される逆回転指令信号を論理積して、位相制御器３３２の逆回転信号として出力する第１ＡＮＤゲート３３１１と、比較部３２０から出力されるトリガパルスとマイコン３００から出力される正回転指令信号を論理積して前記位相制御器３３２の正回転信号として出力する第２ＡＮＤゲート３３１２と、マイコン３００から出力される逆回転指令信号と正回転指令信号を論理積する第３ＡＮＤゲート３３１３の、及び第３ＡＮＤゲート３３１３とマイコン３００から出力される停止指令信号を否定論理積して第１及び第２ＡＮＤゲート３３１１，３３１２の動作を制御する許可信号として出力するＮＯＲゲート３３１４とから構成される。
【００３１】
位相制御器３３２は、図９に示すように、逆回転信号を交流電源と制御信号に分離して伝達する第１ホトカプラ３３２１と、正回転信号を交流電源と制御信号に分離して伝達する第２ホトカプラ３３２２と、第１ホトカプラ３３２１から出力される信号に基づいて前記洗濯機モータ３４０に交流電源を印加する第１トライアック３３２３と、第１トライアック３３２３の両端に直列連結された抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１と、第２ホトカプラ３３２２から出力される信号に基づいて前記洗濯機モータ３４０に交流電源を印加する第２トライアック３３２４と、及び第２トライアック３３２４の両端に直列連結された抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２とから構成される。
【００３２】
同期回路部３７０は、図１０に示すように、ブリッジダイオードで構成され、入力される交流電圧を整流する整流部３７１と、整流部３７１の一端に抵抗Ｒ３，Ｒ４を直列連結し抵抗Ｒ３，Ｒ４にカソードを連結し整流部３７１の他端にアノードを連結したツェナーダイオードＺＤ１で構成され、整流部３７１から出力される整流された電圧をクランピングするクランピング部３７２と、クランピング部３７１から出力される信号を交流電源と制御信号に分離し、分離された制御信号を反転するホトカプラ３７３と、ホトカプラ３７３から出力される信号を反転するＮＯＴゲート３７４と、ＮＯＴゲート３７４の出力端に直列連結された抵抗Ｒ５，Ｒ６と接地に連結されたコンデンサＣ３で構成され、ＮＯＴゲート３７４から出力される信号を遅延させる遅延部３７５と、及びＮＯＴゲート３７４と遅延部３７５から出力される信号を否定論理積するＮＡＮＤゲート３７６とから構成される。
【００３３】
三角波発生部３６０は、図１１に示すように、充放電を行って三角パルスを発生するコンデンサ３６３と、コンデンサ３６３にコレクタが連結されたトランジスタＱ１から構成され、同期回路部３７０から出力される同期信号に基づいてコンデンサ３６３を放電させる放電部３６１と、及び比較部３２０に入力端にカソードの連結されたダイオードＤ１とダイオードＤ１のカソードと、出力端にダイオードＤ１のアノードが連結されたダイオードＤ１とダイオード電源Ｖｃｃに入力端が連結され、出力端にダイオードＤ１のアノードが連結された差動増幅器ＩＣＩで構成され、電源電圧Ｖｃｃによってコンデンサ３６２を充電させる充電部３６２とから構成される。
【００３４】
このように構成された洗濯機モータの速度制御装置の実施例１の動作を、図１２及び図１３を参照して説明すると下記のようである。
洗濯機モータ３４０に印加される交流電源の波形が図１２（ａ）のような場合、同期回路部３７０の整流部３７１及びクランピング部３７２を通じて整流及びクランピングされた信号波形は図１２（ｂ）のようであり、ホトカプラ３７３を通じて反転した信号波形は図１２（ｃ）のようであり、遅延部３７５とＮＡＮＤゲート３７６を通じて出力される交流電圧のゼロクロシングポイントに同期された信号波形は図１２（ｄ）のようである。同期回路部３７０から出力される信号（図１２（ｄ））は三角波発生部３６０を通じて図１２（ｅ）のような三角パルスを発生する。
【００３５】
一方、速度感知部３５０で洗濯機モータ３４０の速度が感知された後、マイコン３００に入力されることにより、マイコン３００で制御する洗濯機モータ３４０の回転数及び回転方向を指令し、マイコン３００から出力される指令信号のうち洗濯機モータ３４０の回転数を制御する指令信号は、Ｄ／Ａ変換部３１０でデジタル信号に変換して比較部３２０の（−）入力端子に入力される。三角波発生部３６０から出力される三角パルス（図１２（ｅ））とＤ／Ａ変換部３１０から出力される信号は、比較部３２０で比較され、図１３（ａ）のようなトリガパルスとして出力される。比較部３２０から出力されるトリガパルス（図１３（ａ））は図１３（ｂ），（ｃ），（ｄ）のように、マイコン３００から出力される停止指令信号、正回転指令信号、逆回転指令信号と共に、位相制御器の駆動部３３１で処理され、位相制御器３３２を制御する信号を出力することになる。
【００３６】
すなわち、比較部３２０から出力されるトリガパルス（図１３（ａ））とマイコン３００からＤ／Ａ変換部３１０を通じて出力される正回転指令信号（図１３（ｃ））が同時にハイレベル（Ｈｉｇｈ  Ｌｅｖｅｌ）である場合にのみ図１３（ｅ）のように正回転信号を位相制御器３３２に出力し、比較部３２０から出力されるトリガパルス（図１３（ａ））とマイコン３００からＤ／Ａ変換部３１０を通じて出力される逆回転指令信号（図１３（ｄ））が同時にハイレベル（Ｈｉｇｈ  Ｌｅｖｅｌ）である場合にのみ図１３（ｆ）のように逆回転信号を位相制御器３３２に出力し、マイコン３００からＤ／Ａ変換部３１０を通じて出力される停止指令信号（図１３（ｂ））が入力されたり正回転指令信号と逆回転指令信号が同時に入力される場合には、図３ＡＮＤゲート３３１３とＮＯＲゲート３３１４によって正回転信号と逆回転信号が出力されない。
【００３７】
このように位相制御器の駆動器３３１で逆回転信号または正回転信号が出力されると、位相制御器３３２の第１ホトカプラ３３２１または第２ホトカプラ３３２２によって第１トライアック３３２１または第２トライアック３３２２が導通され、洗濯機モータ３４０を逆回転または正回転してマイコン３００から出力される指令信号の大きさに応じて可変することにより、水流を自由に調節することができる。
【００３８】
本発明による洗濯機モータの速度制御装置の別の実施例は、図１４に示すように、マイコン４００、Ｄ／Ａ変換部４１０、、比例積分部４７０、比較部４２０、三角波発生部４６０、位相角検出部４８０、モータ駆動部４３０、及び速度感知部４５０から構成される。
【００３９】
位相角検出部４８０は、モータ駆動部４３０から洗濯機モータ４４０に供給される交流電源とマイコン４００から出力される洗濯機モータ４４０の回転方向を制御する指令信号を利用して位相角を検出し、三角波発生部４６０が検出された位相角に応じて三角パルスを発生し得るように三角波発生部４６０に出力する。
【００４０】
比例積分部４７０は、速度感知部４５０から出力される洗濯機モータ４４０の回転数を電圧に変換する周波数／電圧変換器４７２、及び周波数／電圧変換器４７２から出力される信号とＤ／Ａ変換部４１０から出力される信号を積分して速度誤差信号を出力する比例積分器４７１で構成され、速度感知部４５０から出力される洗濯機モータ４４０の回転数とＤ／Ａ変換部４１０から出力される信号を比例積分し、これにより計算された速度誤差信号を比較部４２０に出力する。
【００４１】
比較部４２０は、比例積分部４７０と三角発生部４６０から出力される信号を比較してトリガパルスを出力し、三角波発生部４６０は位相角検出部４８０から出力される位相角に応じて三角パルスを発生する。
【００４２】
マイコン４００、Ｄ／Ａ変換部４１０、モータ駆動部４３０、及び速度感知部４５０は、本発明による洗濯機モータの速度制御装置の実施例１を構成する構成要素と同じ機能を行う。ここで、速度感知部４５０は、主にホールセンサでなされ、洗濯機モータ４４０の回転数及び回転方法を感知してマイコン４００で洗濯機モータ４００の速度を制御し得るように出力する。
【００４３】
位相角検出部４８０は、図１５に示すように、マイコン４００から出力される正回転指令信号に基づいてモータ駆動部４３０から出力される交流電源の位相角を検出する第１位相検出器４８１と、マイコン４００から出力される回転指令信号に基づいてモータ駆動部４３０から出力される交流電源の位相角を検出する第２位相角検出器４８２と、及び第１及び第２位相角検出器４８１，４８２から出力される信号を論理和して三角波発生部４６０へ出力するＯＲゲート４８３とから構成される。
【００４４】
第１位相角検出器４８１は、ブリッジダイオードで構成され、モータ駆動部４３０から洗濯機モータ３４０に供給される交流電源を整流する整流器４８１１と、整流器４８１１から出力される整流された電源によって導通されるホトカブラ４８１２と、及びホトカプラ４８１２から出力される信号とマイコン４００から出力される正回転指令信号を論理積してＯＲゲート４８３に出力するＡＮＤゲート４８１３とから構成される。
【００４５】
第２位相角検出器４８２は、ブリッジダイオードで構成され、モータ駆動部４３０から洗濯機モータ３４０へ供給される交流電源を整流する整流器４８２１と、整流器４８２１から出力される整流された電源によって導通されるホトカプラ４８２２と、及びホトカプラ４８２２から出力される信号とマイコン４００から出力される正回転指令信号を論理積してＯＲゲート４８３へ出力するＡＮＤゲート４８２３とから構成される。
【００４６】
このように構成される本発明による洗濯機モータの速度制御装置の動作を説明すると、次のようである。
マイコン４００から出力される洗濯機モータ４４０の速度を制御する指令信号は、Ｄ／Ａ変換部４１０でデイジタル信号に変換して比例積分器４７１に入力される。また、速度感知部４５０で洗濯機モータ４４０の速度を感知して周波数信号として出力し、速度感知部４５０から出力された周波数信号は周波数／電圧変換部４７２で電圧に変換して比例積分器４７１へ出力される。周波数／電圧変換部４７２から出力される信号とＤ／Ａ変換部４１０から出力される信号は、比例積分器４７１で比例定数と積分定数によって比例積分されて誤差に該当するエラー信号として出力される。
【００４７】
また、位相角検出部４８０でモータ駆動部４３０から洗濯機モータ４４０に供給される交流電源とマイコン４００から出力される洗濯機モータ４４０の回転方向を制御する指令信号を利用して位相角を検出し、三角波発生部４６０で位相検出部４８０から出力される位相角を利用して三角パルスを発生する。比例積分器４７１から出力されるエラー信号は、比較部４２０に入力されて三角波発生部４６０から発生された三角パルスと比べられた後、モータ駆動部４３０に出力され、モータ駆動部４３０では比較部４２０から出力される信号に基づいて正回転及び逆回転を通じて洗濯機モータ４４０を駆動させる。
【００４８】
即ち、比較部４２０から出力される信号は、マイコン４００の指令速度信号と洗濯機モータ４４０の実際速度との誤差から洗濯機モータ４４０の供給電源の位相角に対応する三角パルスとの比較の結果として出力される電源供給のタイミングを制御する信号となり、モータ駆動部４３０が洗濯機モータ４４０に電源を供給して位相出力を制御するようにすることで、洗濯機モータ４４０を希望する速度で駆動させることになる。
【００４９】
このように駆動される洗濯機モータ４４０の速度は、速度感知部４５０で回転速度に比例する周波数信号として出力されてマイコン４００にフィードバックされる。マイコン４００は、フィードバックされた洗濯機モータ４４０の速度に該当する周波数信号を設定された指令速度と比べて、その差に該当する速度指令信号をＤ／Ａ変換部４１０に出力し、上記のような過程を通じて設定された指令速度で洗濯機モータ４４０が動作するようにする。
【００５０】
なお、速度感知部４５０から出力される周波数は、周波数／電圧変換部４７２で周波数に対応する電圧に変換して、比例積分器４７１から誤差に該当する新しいエラー信号を出力するようにする。なお、位相角検出部４８０でモータ駆動部４３０から洗濯機モータ４４０に供給される交流電源とマイコン４００から出力される洗濯機モータ４４０の回転方向を制御する指令信号とを利用して位相角を検出し、三角波発生部４６０が検出された位相角に応じて三角パルスを発生し得るように三角波発生部４６０に出力する。
【００５１】
比例積分器４７１から出力される新しいエラー信号は、三角波発生部４６０から出力される三角パルスと比較部４２０を通じて比べられてモータ駆動部４３０が洗濯機モータ４５０を制御し得るようにする。
【００５２】
本発明による洗濯機モータの速度制御装置の別の実施例は、図１６及び図１７に示すように、マイコン５００、電流検出部５１０、及びスイッチング部５３０から構成され、洗濯機モータの速度−トルクの特性曲線で洗濯量の感知による負荷量を判断し、負荷量とマイコンから発生する洗濯機モータの駆動速度に対するデータを参照して洗濯機モータの速度を推定することにより、容易に洗濯機モータの速度を制御することができる。
【００５３】
電流検出部５１０は、洗濯機モータ５２０の交流電源入力端に接続され、洗濯機モータ５２０に流入される電流量を感知するトランスフォーマＣＴで構成され、洗濯機モータ５２０に流れる電流量を検出する。マイコン５００は、電流検出部５１０から出力される電流量によって洗濯機モータ５２０の速度−トルク特性曲線から洗濯量を検出して、洗濯機モータ５２０の駆動速度を決定し、洗濯機モータ５２０の動作を制御するもので、負荷量とマイコン５００から発生する洗濯機モータ５２０の駆動速度に対するデータを蓄えている。スイッチング部５３０は、図１７に示すように、マイコン５００から出力される信号に基づいてオン／オフとなり、洗濯機モータ５２０の動作を制御する図１及び第２トライアック５３１，５３２で構成され、マイコン５００の制御によって前記洗濯機モータ５２０の動作を制御する。
【００５４】
このように構成される本発明による洗濯機モータの速度制御装置の動作を図１８を参照して説明すると、下記のようである。
まず、洗濯機は、製品出荷時にその最大容量が決められるもので、最大容量及び各使用状態の負荷量による電流値を計算すると、洗濯機モータの現在の速度を検出し得るようになる。言い換えれば、製品出荷時、各容量による洗濯機モータの速度−トルク特性曲線は、図１８に示すように、最外郭曲線を描いたら、最外郭曲線が洗濯機モータ５２０に最大電圧を印加した時の曲線を示すものとなり、これにより速度−トルク特性曲線上で洗濯機の負荷による１０％から１００％の負荷線が求められるので、これに相応する電流値が求められる。従って、洗濯機の初期動作時には、負荷を感知して、その負荷に対する負荷曲線によって位相角、即ち、洗濯機モータの速度が決められることになる。
【００５５】
即ち、洗濯物の量による負荷が最大負荷の１０％であれば、速度−トルクの特性曲線の１０％負荷曲線をついて行くことになり、この１０％が負荷曲線に対する速度、即ち電流値を検出し電流感知部５１０で印加される電流値と比較することにより、現在洗濯機モータ５２０の速度を検出して洗濯機モータ５２０の速度を制御し得るようになる。
【００５６】
言い換えれば、マイコン５００を利用して洗濯物の量を感知し、感知された洗濯物の量に対する負荷を検出して、洗濯機モータ５２０の速度を決めることになる。なお、上の過程において洗濯機モータ５２０の速度が決まれば、電流検出部５１０を構成するトランスフォーマＣＴを使用して洗濯機モータ５２０に流入される電流値を検出し、この時検出された電流値をマイコン５００のＡ／Ｄ変換入力端子に印加して、比例積分制御によって誤差を補正した後、すでに入力されたデータと比較することで、洗濯機モータ５２０の現在速度を検出することになる。
【００５７】
即ち、洗濯物の量によって決められた洗濯機モータ５２０の速度と現在洗濯機モータ５２０の速度を比較してスイッチング部５３０の第１及び第２トライアック５３１，５３２を制御することにより、洗濯機モータ５２０の速度を検出するための別の負荷装置がなくても洗濯機モータ５２０の速度を制御し得るようになる。
【００５８】
本発明による洗濯機モータの速度制御装置の別の実施例は、図１９に示すように、マイコン６００、電波整流部６１０、入力電源制御部６２０、速度検出部、及び電流検出部６５０から構成され、位相制御によって洗濯機モータの速度を変化させる場合に発生する入力電源の変動による洗濯機モータの速度変動を補正して、一定速度を保つようにする。
【００５９】
速度検出部６３０は、洗濯機モータ６４０の速度を検出し、電流検出部６５０は洗濯機モータ６４０に流れる電流量を検出する。整流部６１０は、図２０に示すように、電流検出部６１０から出力される信号を各々反転及び非反転入力とする第１増幅部６１１、及び第１増幅部６１１から出力される信号を反転入力とする第２増幅部６１２で構成され、電流検出部６５０から出力される電流を直流に整流する。第１増幅部６１１は、電流検出部６５０から出力される一つの信号を抵抗Ｒ２１を通じて（−）入力端子とし、一端が接地された抵抗Ｒ２０と連結された抵抗Ｒ１９を通じて電流検出部６５０から出力される別の信号を（＋）入力端子の入力とする差動増幅器Ｕ１と、差動増幅器Ｕ１の出力端にカソードが連結され、抵抗Ｒ２２を通じて差動増幅器Ｕ１の（−）入力端子にアノードが連結されたダイオードＤ３と、ダイオードＤ３のアノードに連結された抵抗Ｒ２４と、抵抗Ｒ２４と抵抗Ｒ２１に連結された抵抗Ｒ２３と、及び差動増幅器Ｕ１の出力端にアノードが連結され、差動増幅器Ｕ１の（−）入力端子にカソードが連結されたダイオードＤ２とから構成される。第２増幅器６１２は、接地に一端が連結された抵抗Ｒ２６と、抵抗Ｒ２６の他端に（＋）入力端子が連結され第１増幅部６１１の抵抗Ｒ２４に（−）入力端子が連結された差動増幅器Ｕ２と、及び差動増幅器Ｕ２の出力端と差動増幅器Ｕ２の（−）入力端子に並列連結された抵抗Ｒ２５とコンデンサＣ８とから構成される。マイコン６００は、速度検出部６３０から出力される信号と整流部から出力される直流電流を利用して洗濯機モータ６４０の速度を制御し、入力電源制御部６２０は、マイコン６００の制御によって洗濯機モータ６４０の入力電源を制御する。
【００６０】
このように構成される洗濯機モータの速度制御装置の別の実施例の動作を図２１、図２２、図２３を参照して説明すると、次のようである。
電流検出部６５０の両端に流れる電流が図２１（ａ）のような場合、電流検出部６５０で電圧に変換して出力される波形は、図２１（ｂ）のようであり、この信号整流部６１０で整流して直流電圧に変換する。この時電流検出部６５０から出力される信号が（−）である場合にはダイオードＤ２が動作し、（＋）である場合にはダイオードＤ３が動作して、整流部６１０から出力される電流波形は、図２１（ｃ）のように平滑化されて表示される。
【００６１】
本発明による洗濯機モータの速度制御装置は、負荷が図２２に示されるような負荷曲線をもって、洗濯機モータ６４０の入力電源がＶ３からＶ２に変わった時、速度もＮ２からＮ３に変わり、このような電圧変動により発生される速度の変動は、洗濯機モータ６４０の特性曲線で電流Ｉ２〜電流Ｉ３に変動する特性を利用したものであり、整流部６１０を通じてマイコン６００から検出された電流変動分によって位相角θを計算することで一定の速度を保つことになり、これにより洗濯機モータ６４０は、図２３（ａ），（ｂ）に示されるような電圧波形と電流波形を得ることになる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、洗濯機モータに印加される入力電圧の位相を制御して洗濯機モータの回転方向と回転数を制御することで、洗濯機の水流を自由に調整することができ、洗濯機のみではなく冷蔵庫またはエアコンにも適用して家電製品のモータの精密な速度制御による品質及び信頼性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の洗濯機モータの速度制御装置の構成図である。
【図２】本発明による洗濯機モータの速度制御方法が適用されるハードウェアの構成図である。
【図３】本発明による洗濯機モータの速度制御方法のフローチャートである。
【図４】図３の洗濯機モータの実際速度の検出段階の細部フローチャートである。
【図５】図３の比例積分補償値の算出段階及び角度値の算出段階の細部フローチャートである。
【図６】本発明による洗濯機モータの速度制御装置の実際例１を示す構成図である。
【図７】図６のモータ駆動部の細部構成図である。
【図８】図７の位相制御器の駆動器の細部構成図である。
【図９】図７の位相制御器の細部構成図である。
【図１０】図６の同期回路部の細部構成図である。
【図１１】図６の三角波発生部の細部構成図である。
【図１２】（ａ）図６の各部分の信号波形図である。
（ｂ）図６の各部分の信号波形図である。
（ｃ）図６の各部分の信号波形図である。
（ｄ）図６の各部分の信号波形図である。
（ｅ）図６の各部分の信号波形図である。
【図１３】（ａ）図６の各部分の信号波形図である。
（ｂ）図６の各部分の信号波形図である。
（ｃ）図６の各部分の信号波形図である。
（ｄ）図６の各部分の信号波形図である。
（ｅ）図６の各部分の信号波形図である。
（ｆ）図６の各部分の信号波形図である。
【図１４】本発明による洗濯機モータの速度制御装置の別の実施例を示す構成図である。
【図１５】図１４の位相角検出部の細部構成図である。
【図１６】本発明による洗濯機モータの速度制御装置の別の実施例を示す構成図である。
【図１７】図１６の詳細回路図である。
【図１８】図１６による洗濯機モータの速度−トルクの特性図である。
【図１９】本発明による洗濯機モータの速度制御装置の別の実施例を示す構成図である。
【図２０】図１９の電波整流部の信号構成図である。
【図２１】（ａ）図２０の各部分の信号波形図である。
（ｂ）図２０の各部分の信号波形図である。
（ｃ）図２０の各部分の信号波形図である。
【図２２】図１９による洗濯機モータの速度−トルク特性図である。
【図２３】（ａ）図１９の洗濯機モータの電圧及び電流波形図である。
（ｂ）図１９の洗濯機モータの電圧及び電流波形図である。
【符号の説明】
１…整流回路部、２，３６０，４６０…三角波発生部、３，４…比較部、５…トリガ部、６…タコゼネレータ、７，１３，３４０，４４０，５２０，６４０…洗濯機モータ、８…可変抵抗、９，１５，１６，３３２３，３３２４，５３１，５３２…トライアック、１０，３００，４００，５００，６００…マイコン、１１…インタラプト発生部、１２…トライアック回路部、１７…ホールセンサ、３１０，４１０…Ｄ／Ａ変換部、３２０，４２０…比較部、３３０，４３０…モータ駆動部、３５０，４５０，６３０…速度感知部、３７０…同期回路部、３３１…位相制御器の駆動器、３３２…位相制御器、３３１１，３３１２，３３１３，４８１３，４８２３…ＡＮＤゲート、３３１４…ＮＯＲゲート、３３２１，３３２２，３７３，４８１２，４８２２…ホトカプラ、３７１…整流部、３７２…クランプ部、３７４…ＮＯＴゲート、３７５…遅延部、３７６…ＮＡＮＤゲート、３６１…放電部、３６２…充電部、４７０…比例積分部、４７１…比例積分器、４７２…周波数／電圧変換部、４８０…位相角検出部、４８１，４８２…位相角検出部、４８１１，４８２１…整流器、ＺＤ，ＺＤ１乃至ＺＤ３…ツェナーダイオード、４８３…ＯＲゲート、５１０…電流検出部、５３０…スイッチング部、６１０…電波整流部、６２０…入力電源制御部、６５０…電流検出部、６１１，６１２…増幅部、Ｒ，Ｒ１乃至Ｒ２６…抵抗、Ｄ，Ｄ１乃至Ｄ３…ダイオード、１４，３６３，Ｃ，Ｃ１乃至Ｃ８…コンデンサ、Ｑ１…トランジスタ、ＩＣ１，Ｕ１，Ｕ２…増幅器、ＣＴ…トランスフォーマ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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