(57)【要約】【課題】回転数検出手段の故障などイレギュラーな状況や、センサレス方式によってモータを制御する場合でも、ベルト切れやベルト外れを高精度で検出できるドラム式洗濯機を実現する。【解決手段】ブレーキ制御する直前にモータ５が発生する誘起電圧の値と、ブレーキ制御を開始してから電流検出手段１０８の出力値が略ゼロに達するまでの時間との関係によって、具体例としては、モータ５駆動中は常時、電流検出手段１０８の出力値から誘起電圧値を算出し、モータ５の目標回転数に対して所定値以上回転数が高くなったときにモータ５のブレーキ制御を開始すると共に、ブレーキ動作開始直前の誘起電圧値に対して、ブレーキ動作開始から電流検出手段１０８の出力値が略ゼロに達するまでの時間ｔ１が記憶している時間よりも短くかつ、その差分が所定値以上の場合に、ベルト７が切れているもしくは外れていると判定する。【選択図】図７
2018134262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒形に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを正面側から背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして内包する水槽と、前記回転ドラムの回転軸に固設したドラムプーリーと、前記水槽の外底部に固着したモータと、前記モータの回転を前記ドラムプーリーに伝達するベルトと、前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モータを所定の目標回転数を参照して制御して駆動制御およびブレーキ制御を行って洗い、すすぎ、脱水等の各工程を実行する制御手段とを有し、前記モータの駆動中は常時前記電流検出手段の出力値から誘起電圧値を算出し、各工程における前記モータの目標回転数に対して所定値以上回転数が高くなったときに前記モータのブレーキ制御を開始すると共に、前記モータをブレーキ制御する直前に前記モータが発生する誘起電圧の値と、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間との関係によって、前記ベルトが切れているまたは前記ベルトが前記ドラムプーリーから外れていると判定することを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項２】
前記モータをブレーキ制御する直前に前記モータが発生する誘起電圧の値と、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間との関係を判定テーブルとして記憶させた記憶手段を有し、ブレーキ動作を行う際に、ブレーキ動作開始直前の誘起電圧値に対して、ブレーキ動作開始から前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間が、前記判定テーブルに記憶している時間よりも短く且つその差分が所定値以上の場合に、前記ベルトが切れているまたは前記ベルトが前記ドラムプーリーから外れていると判定することを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
【請求項３】
前記回転ドラム内に投入された衣類の量を検出する布量検出手段を有し、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間を、前記モータが発生する誘起電圧値と前記布量検出手段の出力値をパラメータとする関係式として記憶する請求項２に記載のドラム式洗濯機。
【請求項４】
前記回転ドラム内に投入された衣類の量を検出する布量検出手段を有し、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間と、前記モータが発生する誘起電圧値と、前記布量検出手段の出力値との関係を３次元テーブルとして記憶する請求項２に記載のドラム式洗濯機。
【請求項５】
最終脱水工程において、前記回転ドラムが所定の回転数で高速回転するときの前記モータが発生する誘起電圧値と、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間とを測定し且つ、その測定結果に応じて前記記憶値を補正して上書きするかまたは、補正係数を記憶することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
【請求項６】
少なくとも、無負荷すなわち前記回転ドラム内が空の状態において、前記回転ドラムが所定の回転数で高速回転するときの前記モータが発生する誘起電圧値と、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間とを、生産工場で測定し且つ、その測定結果に応じて請求項２〜４に記載の前記記憶値を補正して上書きするかまたは、補正係数を記憶することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
【請求項７】
前記モータが発生する誘起電圧値と、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間と、前記布量検出手段の出力値とを、洗濯運転毎に測定し且つ、前記測定結果の複数回の平均値に応じて前記記憶値を補正して上書きするかまたは、補正係数を記憶することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のドラム式
洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転ドラムを回転駆動することにより回転ドラム内に収容した洗濯物を洗濯するドラム式洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のドラム式洗濯機は、モータの回転はベルトを介してドラムプーリーに伝えられ、回転ドラムを正転、または反転に回転駆動される構成であった。このため、前記ベルトが切れたり外れたりした場合、回転ドラムが回転駆動されず、衣類等の洗濯物の洗濯できない状況となっていた。また、乾燥機能を有する同種の洗濯機においては、ベルトが切れたり外れたりした場合、回転ドラム内の一部の衣類に集中的に熱風が当たるため、衣類の変色や、衣類のいたみの原因になることがあった。
【０００３】
上記課題を解決する手段として、例えば同様の構成を有する衣類乾燥機においては、特許文献１のように、モータの回転数が目標の回転数に比べて異常に高い回転数であることを検知し、所定時間経過後に目標回転数に戻った場合には、ベルト切れと判定して異常報知を行う構成が開示されている。その後、目標回転数に戻らない場合は、モータ制御異常と判定して異常報知を行う。
【０００４】
しかしながら、上記構成によれば、回転ドラムは異常な回転数で所定時間回転する。このため、回転ドラムを高速回転する洗濯機の脱水動作で同様の検知方法を行うと、回転ドラムやモータの回転音が騒音となり、使用者が不安を感じたり、場合によってはモータや制御回路を故障させてしまうといった課題を有していた。
【０００５】
また、回転ドラムが高速回転する洗濯機においては、安全のために、回転ドラムの回転数が所定回転数以下になるまではドアをロックして開かないようにしているものが一般的である。ベルトが切れたり外れたりした場合、ブレーキ動作後にモータはすぐ停止するが、回転ドラムは長時間惰性で回転し続けるので、モータ停止＝回転ドラム停止とはならず、そのためベルト切れや外れに関しては高い検知精度が要求される。
【０００６】
これらの課題を解決するために、例えば特許文献２のように、回転数検知手段によってモータの回転数を検出し、ブレーキ動作したときに回転数が所定値以下になるまでの時間が所定時間より短いときに、前記ベルトが切れているまたは前記ベルトが前記ドラムプーリーから外れていると判定し、その場合にはドアのロック解除を遅くするものも考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１１４２９４号公報
【特許文献２】特開２０１２−９０８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記従来のドラム式洗濯機や衣類乾燥機は、回転数検知手段によってモータ回転数が正しく検知できている前提で成り立つものであり、回転数検知手段が故障している場合においては、誤検知してしまう可能性があるという課題を有していた。
【０００９】
直流ブラシレスモータにおいては、各相のモータ巻線に対して所定の転流動作のタイミ
ングで各相のモータ巻線へ順次に駆動電流を切り換え供給するために、モータ巻線と回転子との相対的な位置情報すなわち、磁極位置情報が必要になるため、従来この種のドラム式洗濯機には、ホール素子を用いたホールＩＣよりなるロータ位置検出手段が搭載されており、モータの回転に伴って切り替わるロータ位置情報から、モータの回転数を容易に検出することが可能であった。
【００１０】
一方、前述のようなホール素子には、温度依存性があることや、部品コストの削減などの目的から、モータ制御方式としてはセンサレスすなわち、ロータ位置検出手段を搭載する代わりに、モータに流れる電流値からロータ位置を推定する制御も多く提案されており、家庭用洗濯機においても、センサレス化の検討が進みつつある。
【００１１】
センサレス制御においてはノイズなどの影響でロータ位置を誤検知し、それをきっかけとして回転数を誤検知し続けてしまう場合があるため、その対策として異常回転を検知した場合に脱調（制御不能状態）と判断してブレーキをかけるなどの処置を行う。したがって、高速回転中にベルトが外れたときの異常回転と、前述した脱調による異常回転とを見分けることは困難であり且つ、脱調時には回転数を正しく検出できないことから、この場合にも安全のために、ドアのロック解除を遅くするなどの安全対応が必要となる。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、回転数検出手段に依存することなく、即ち回転数検出手段の故障などイレギュラーな状況や、センサレス位置推定方式によってモータを制御する場合など回転数検出手段を搭載していない場合においても、ベルト切れもしくはベルト外れを高精度で検出するドラム式洗濯機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記従来の課題を解決するために本発明は、有底円筒形に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを正面側から背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして内包する水槽と、前記回転ドラムの回転軸に固設したドラムプーリーと、前記水槽の外底部に固着したモータと、前記モータの回転を前記ドラムプーリーに伝達するベルトと、前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、洗い、すすぎ、脱水等の各工程を実行する制御手段と、を有し、前記モータの駆動中は常時前記電流検出手段の出力値から誘起電圧値を算出し、各工程における前記モータの目標回転数に対して所定値以上回転数が高くなったときに前記モータのブレーキ制御を開始すると共に、前記モータをブレーキ制御する直前に前記モータが発生する誘起電圧の値と、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間との関係によって、前記ベルトが切れているまたは前記ベルトが前記ドラムプーリーから外れていると判定するようにした。
【００１４】
これにより、モータ回転中にベルトが外れたり切れたりした場合には、モータ回転数が上昇するため、その異常回転を検出してブレーキ制御を行う従来通りの動作を踏襲した上で更に、モータが発生する誘起電圧の値は、モータの回転数と依存関係にあること、センサレス位置推定制御において、脱調しているときに誘起電圧の値を正しく検出することは困難だが、モータに流れる電流値は正しく検出できること、モータの回転が停止すると、モータに流れる電流値は略ゼロになることに着目し、ブレーキ制御する直前のモータが発生する誘起電圧の値とブレーキ開始からモータ電流値が略ゼロになるまでの時間との関係によって前述の判定を行うことで、回転数検出手段に依存することなく、即ち回転数検出手段の故障などイレギュラーな状況や、センサレス位置推定方式によってモータを制御する場合など回転数検出手段を搭載していない場合においても、ベルト切れもしくはベルト外れを高精度で検出することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、回転数検出手段に依存することなく、即ち回転数検出手段の故障などイレギュラーな状況や、センサレス位置推定方式によってモータを制御する場合など回転数検出手段を搭載していない場合においても、ベルト切れもしくはベルト外れを高精度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の縦断面図
【図２】同ドラム式洗濯機の内部の要部構造を示す背面図
【図３】同ドラム式洗濯機の回路ブロック図
【図４】同ドラム式洗濯機の運転開始から終了までのモータ制御の流れを表すフローチャート
【図５】同ドラム式洗濯機のブレーキ終了判定時のモータ制御の流れを表すフローチャート
【図６】同ドラム式洗濯機のベルト外れ判定時の補正値更新処理のモータ制御の流れを表すフローチャート
【図７】同ドラム式洗濯機の生産ラインにおけるベルト外れ判定時の補正値更新処理のモータ制御の流れを表すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の発明は、有底円筒形に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを正面側から背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして内包する水槽と、前記回転ドラムの回転軸に固設したドラムプーリーと、前記水槽の外底部に固着したモータと、前記モータの回転を前記ドラムプーリーに伝達するベルトと、前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モータを所定の目標回転数を参照して制御して駆動制御およびブレーキ制御を行って洗い、すすぎ、脱水等の各工程を実行する制御手段とを有し、前記モータの駆動中は常時前記電流検出手段の出力値から誘起電圧値を算出し、各工程における前記モータの目標回転数に対して所定値以上回転数が高くなったときに前記モータのブレーキ制御を開始すると共に、前記モータをブレーキ制御する直前に前記モータが発生する誘起電圧の値と、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間との関係によって、前記ベルトが切れているまたは前記ベルトが前記ドラムプーリーから外れていると判定するようにした。
【００１８】
これにより、回転数検出手段を搭載することなく、ベルト切れもしくはベルト外れを高精度で検出することができる。
【００１９】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記モータをブレーキ制御する直前に前記モータが発生する誘起電圧の値と、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間との関係を判定テーブルとして記憶させた記憶手段を有し、ブレーキ動作を行う際に、ブレーキ動作開始直前の誘起電圧値に対して、ブレーキ動作開始から前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間が、前記判定テーブルに記憶している時間よりも短く且つその差分が所定値以上の場合に、前記ベルトが切れているまたは前記ベルトが前記ドラムプーリーから外れていると判定することにより、回転数検出手段に依存することなく、効率的にベルト切れもしくはベルト外れを高精度で検出することができる。
【００２０】
第３の発明は、上記第２の発明において、前記回転ドラム内に投入された衣類の量を検出する布量検出手段を有し、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間を、前記モータが発生する誘起電圧値と前記布量検出手段の出力値をパラメータとする関係式として記憶することにより、ブレーキ開始からモータ回転が停止するまでの時間は、回転ドラム内に投入された衣類の量によって変わるため、あらか
じめ衣類の量と時間の関係をも関係づけて記憶することで、より高精度でベルト切れもしくはベルト外れの検出を行うことができる。
【００２１】
第４の発明は、上記第２の発明において、前記回転ドラム内に投入された衣類の量を検出する布量検出手段を有し、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間と、前記モータが発生する誘起電圧値と、前記布量検出手段の出力値との関係を３次元テーブルとして記憶することにより、より高精度にベルト切れもしくはベルト外れを高精度で検出することができる。
【００２２】
第５の発明は、上記第２〜第４のいずれか１つの発明において、最終脱水工程において、前記回転ドラムが所定の回転数で高速回転するときの前記モータが発生する誘起電圧値と、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間とを測定し且つ、その測定結果に応じて前記記憶値を補正して上書きするかまたは、補正係数を記憶することにより、ドラム式洗濯機の個体ばらつきや経年変化にも対応させた精度の高いベルト切れ検出もしくはベルト外れ検出を行うことができる。
【００２３】
第６の発明は、上記第２〜第４のいずれか１つの発明において、少なくとも、無負荷すなわち前記回転ドラム内が空の状態において、前記回転ドラムが所定の回転数で高速回転するときの前記モータが発生する誘起電圧値と、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間とを、生産工場で測定し且つ、その測定結果に応じて前記記憶値を補正して上書きするかまたは、補正係数を記憶することにより、ブレーキ開始からモータ回転が停止するまでの時間は、ドラム式洗濯機個体によってバラツキがあるが、これら個体バラツキを生産工程で個体毎に測定・記憶することで、より高精度でベルト切れもしくはベルト外れの検出を行うことができる状態で使用者に提供することができる。
【００２４】
第７の発明は、上記第２〜第４のいずれか１つの発明において、前記モータが発生する誘起電圧値と、ブレーキ制御を開始してから前記電流検出手段の出力値が略ゼロに達するまでの時間と、前記布量検出手段の出力値とを、洗濯運転毎に測定し且つ、前記測定結果の複数回の平均値に応じて前記記憶値を補正して上書きするかまたは、補正係数を記憶することにより、ブレーキ開始からモータ回転が停止するまでの時間は、例えばベルトの張力変化や、回転軸のグリスの性能劣化など、ドラム式洗濯機個体の経年変化によって変わるが、洗濯運転毎にこれらの関係を測定・補正していくことで、ドラム式洗濯機個体の経年変化によらず、ベルト切れもしくはベルト外れの検出を高精度で行うことができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。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。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の縦断面図である。回転ドラム１は、有底円筒形に形成し外周部に多数の通水孔２を側壁に設け、水受け槽３（水槽）内に回転自在に配設されている。回転ドラム１の回転中心に傾斜方向に設けた回転軸４の一端を固定し、回転軸４の他端にドラムプーリー６を固定している。回転軸４は、ドラム式洗濯機の正面側から底部となる背面側に向けて回転軸４の方向が水平方向から下向き傾斜となっている。なお、回転軸４の方向は水平方向であってもよい。
【００２７】
水受け槽３の背面側外底部に取り付けたモータ５は、ベルト７によりドラムプーリー６と連結し、モータ５により回転ドラム１が正転、または反転できるように構成され回転駆動される。また、回転ドラム１の内壁面には、数個の突起体８を設けられている。突起体８により洗濯物が回転時に引っ掛けられ適度な高さから落とされることにより、叩き洗いの効果で洗濯物を洗浄することができる。
【００２８】
水受け槽３は、洗濯機本体９の天板によりばね体１０で揺動可能に吊り下げられている。水受け槽３は、回転ドラム１の正面側の開口部を蓋体１１（蓋）により、開閉自在に覆われる。蓋ロック装置１２は、蓋体１１を閉状態にロックするもので、回転ドラム１が回転中は蓋体１１が開かないようにロックする。蓋ロック装置１２により、回転ドラム１内の洗濯物への手指等の巻き込みを防止する。
【００２９】
水受け槽３の下部に排水ホース１３の一端が接続され、排水ホース１３の他端には排水弁１４が設けられている。排水弁１４が開放されることにより、水受け槽３内の洗濯水が排水される。給水弁１５は、水受け槽３内に水を給水するための電磁弁である。
【００３０】
制御装置１６は、モータ５、排水弁１４、給水弁１５などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水などの一連の工程を逐次制御するマイクロコンピュータからなる制御手段１７等で構成している。
【００３１】
制御装置１６は、モータ５、排水弁１４、給水弁１５などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水などの一連の工程を逐次制御するマイクロコンピュータからなる制御手段１７等で構成している。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の内部の要部構造を示す背面図である。モータ５とドラムプーリー６にベルト７が懸架され、モータ５を駆動させることにより、回転ドラム１を回転できるよう構成されている。
【００３３】
図３は、前記制御装置１６の回路ブロック図である。
【００３４】
商用電源１０１は、ラインフィルター１０２を介して整流回路１０３に入力され、直流電力に変換される。整流回路１０３は、次に示すように倍電圧整流回路を構成している。整流回路１０３に入力される交流電圧は、全波整流ダイオード１０３ａによって、入力電圧が正電圧のときはコンデンサ１０３ｂに、負電圧のときはコンデンサ１０３ｃに充電される。それによって、直列接続されたコンデンサ１０３ｂ、１０３ｃの両端には倍電圧直流電圧が発生し、インバータ回路１０５及び蓋ロック装置１２に倍電圧直流電圧が入力される。
【００３５】
インバータ回路１０５は、６個のパワースイッチング半導体と逆並列ダイオードよりなる３相フルブリッジインバータ回路で構成され、その駆動回路と保護回路を内蔵したインテリジェントパワーモジュール（以下、ＩＰＭという）として一体構成されている。インバータ回路１０５の出力端子にモータ５を接続し、回転ドラム１を駆動する。モータ５は電気的突極性を有する直流ブラシレスモータである。インバータ回路１０５の負電圧端子と整流回路１０３の負電圧端子間にインバータ回路１０５を介してモータ５に流れる電流を検出する電流検出手段１０８、いわゆるシャント抵抗を接続している。
【００３６】
ラインフィルター１０２の出力端子間には、排水弁１４、給水弁１５を接続し、双方向性サイリスタなどのソリッドステートリレー、またはメカニカルリレーで構成されたスイッチング手段１１２により制御する。操作パネル１８に配された電源スイッチ１１３を押すことにより、制御装置１６に電力が供給される。開閉器であるリレー１１５は、電源スイッチ１１３が離された後でも電力を保持するために設けられており、リレー駆動回路１１４を介して、制御手段１７によって、その開閉を制御する。
【００３７】
上記の構成において、制御装置１６は、電源オンの状態で、前記操作パネル１８に配された運転スイッチ（図示せず）を押すことにより、制御手段１７が前記蓋ロック装置１２
を駆動して、蓋体１１を閉状態でロックした後、運転を開始する。
【００３８】
運転開始後、制御装置１６は、スイッチング手段１１２を制御して排水弁１４、給水弁１５などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の工程を制御し（制御動作についての詳細な説明は省略する）、各行程に応じたモータ５の制御（駆動制御およびブレーキ制御）を行う。洗い行程においては、回転ドラム１を左右に回転させ、衣類に機械力を加えて、衣類の汚れを落とす。脱水行程においては、回転ドラム１を高速回転させ、洗濯に使った洗濯水を衣類から絞るように動作させる。一連の運転が終了した後、回転ドラム１の回転が十分に低下したことを確認した上で、蓋体１１のロックを解除し、前記リレー１１５をオフし、全ての動作を完了する。
【００３９】
また、運転中の停電時及び、前記操作パネル１８に配された切スイッチ（図示せず）または一時停止スイッチ（図示せず）押下時は、モータ５をブレーキ・停止させると共に、回転ドラム１の回転が十分に低下したことを確認した上で、蓋体１１のロックを解除する。停電時及び前記切スイッチによる停止の際は、前記ロック解除後に、前記リレー１１５をオフし、全ての動作を完了する。
【００４０】
以降、モータ５制御の詳細について図４〜図７を用いて説明する。
【００４１】
図４は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の運転開始から終了までの制御の流れを表すフローチャートである。
【００４２】
ステップ１で運転スイッチが押されると、蓋ロックして運転を開始する。以降、モータ５は各工程に応じて駆動制御およびブレーキ制御される。ステップ３、４ではそれぞれ、一時停止スイッチや運転停止（切）スイッチが押されたか判定する。各スイッチが押下された場合、押されたスイッチに応じた処理を行い、モータ５をブレーキ制御する。ブレーキ制御とは、インバータ回路１０５のＩＰＭ下アームを全短絡することにより、モータ５の回転エネルギーを、モータ内で熱消費させることである。尚、一時停止スイッチは運転中のみ受け付けるようにしている。
【００４３】
ステップ５では、ブレーキ制御中かどうかを判定する。ブレーキ中であればブレーキ終了判定（詳細については後述する）を行い、ブレーキ中でなければ、ブレーキタイマ（ｔ１）をリセットしてステップ６へ進む。
【００４４】
ステップ６では、モータ５が駆動するタイミングかどうか判定する。モータ５が駆動するタイミングの場合は、ステップ７へ進み、モータ５を駆動する。モータ５を駆動させない場合は、ステップ１０へ進み、回転ドラム１の回転数が１０ｒ／ｍｉｎ以上であれば、ブレーキ制御を行う。
【００４５】
ステップ７では、モータ５が発生する誘起電圧を測定し、測定した誘起電圧に基づいて、モータ５の回転子の位置推定及び、モータ５の回転数推定を行う。尚、回転ドラム１の回転数は、ステップ７で推定したモータ５の回転数と、モータ５と回転ドラム１のプーリー比とから算出する。
【００４６】
誘起電圧の算出は、下記の基本式に基づいて行う。
【００４７】
【数１】
2018134262.tif 000003
【００４８】
制御手段１７は、電流検出手段１０８によって検出されるモータ５の三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）電流値を入力として、ｕｖｗ→ｄｑ（γδ）電流変換を行い、上式のｉγ，ｉδを求める。Ｖγ，Ｖδは制御手段１７からのγ，δ軸（推定ｄ，ｑ軸）の指令電圧である。また、Ｒａ，Ｌｄ，Ｌｑは固定値として扱う。回転子の位置推定にはＥγを用い、後述するブレーキ終了判定におけるベルト外れ検知にはＥδを用いる。本実施の形態で用いているセンサレス位置推定方式は、ｄｑ軸とγδ軸（推定ｄｑ軸）の誤差がゼロになる方向、即ち、上式におけるＥγがゼロになる方向に、回転子の推定位相θと推定角速度ωをフィードバック制御する方式である。
【００４９】
ステップ８では、回転ドラム１が目標回転数で回転するように回転数フィードバック制御を行う。即ち、推定回転数が目標回転数未満なら、モータ５への通電量を増加させ、推定回転数が目標回転数以上なら、モータ５への通電量を減少させる。尚、図４では、目標回転数を８００ｒ／ｍｉｎと設定しているが、この数値は一例であり、洗い、すすぎ、脱水などの工程進行状態によって異なる。
【００５０】
また、洗い工程の最初に布量判定用の制御が行われ、後述する布量検出手段によって回転ドラム１内に投入された衣類の量を検出する（図示せず）。布量判定は、回転ドラム１停止状態から、２００ｒ／ｍｉｎまでを所定の加速度で加速させたときのｉｑ（ｑ軸電流値）から、下記の判定テーブル（表１）に基づいて行われる。
【００５１】
【表１】
2018134262.tif 000004
【００５２】
この制御によって、回転ドラム１内に投入されている衣類の量が検出される。
【００５３】
ステップ９では、異常回転の判定を行う。回転ドラム１の推定回転数が１０００ｒ／ｍｉｎ以上高くなった時には、何らかの異常が発生していると判断して、ブレーキ処理を行う。なお、本実施の形態では、異常回転の閾値を１０００ｒ／ｍｉｎに設定したが、目標回転数よりも高ければ、他の回転数でもよい。
【００５４】
図５は、ドラム式洗濯機のブレーキ終了判定時のモータ制御の流れを表すフローチャートである。
【００５５】
図５を用いて、ブレーキ終了判定について説明する。
【００５６】
ブレーキ終了判定では、ステップ１１でモータ５に流れる３相電流値（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）全てが０．１Ａ未満になったかどうかを判定する。いずれか１相でも０．１Ａ以上であれば、まだモータ５が回転中と判断して、ブレーキ制御を継続し、同時にブレーキタイマ（ｔ１）をカウントアップする。３相全てが０．１Ａ未満となれば、モータ５が停止したか又は、モータ５との接続線が断線するなどの異常が発生していると判断し、ブレーキ制御を終了した後、ステップ１２で断線検知の処理を行う。本実施の形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相それぞれに、所定の電流を流すようにＩＰＭを制御し、その時のＩｕ，Ｉｖ，Ｉｗが相応の値になるかどうかによって断線の検知を行うようにしている。
【００５７】
ステップ１２でモータ５との接続線が断線と判断した場合、運転を終了して、断線の異常表示を行う。この場合は、回転ドラム１が停止していない可能性があるため、すぐには蓋ロックの解除を行わず、ロック解除タイマ（ｔ２）をカウントアップし、５分後に蓋ロックの解除を行う（ステップ１３）。本実施の形態では、ロック解除タイマを５分で設定しているが、本発明はこれに限られない。布量最大負荷で回転ドラム１が高速回転で且つ、ベルト７が外れているという条件下で、回転ドラム１が惰性回転を開始してから停止する間の時間に設定してあれば、例えば６分でも７分でもよい。
【００５８】
ステップ１２で断線ではないと判断した場合には、ステップ１４に進み、ベルト７の外れ検知を行う。なお、ベルト７が切れた場合もベルト７の外れと同じ現象となるので、以下においてはベルト７の外れ検知について説明する。ベルト７の外れ検知は下記のように行う。
【００５９】
制御手段１７は、不揮発性の記憶手段１１６を有しており、誘起電圧と布量とブレーキ開始からＩｕ，Ｉｖ，Ｉｗが０．１Ａに達するまでの時間（ｔ）との関係を、表２に示す形で判定テーブルとしてあらかじめ記憶している。
【００６０】
【表２】
2018134262.tif 000005
【００６１】
ブレーキ開始直前に測定した誘起電圧値即ち、ステップ７で測定した誘起電圧値とブレーキ制御中に測定した時間ｔ１と、布量判定の結果を、表２と照らし合わせ、表２のｔ（秒）に対してｔ１が短く且つその差分が所定値以上の場合、例えばｔ（秒）の半分未満の場合にベルト７が切れているまたは外れていると判断する。
【００６２】
誘起電圧値や布量が、表２で規定している値の中間値である場合には、比例計算によって算出したｔ（秒）とｔ１の比較によってベルト外れを判定する。例えば、測定した誘起電圧値が３５０Ｖ，布量が５ｋｇであった場合、表２の誘起電圧３００Ｖで布量３ｋｇ，６ｋｇのｔ（秒），誘起電圧４００Ｖで布量３ｋｇ，６ｋｇのｔ（秒）から、まずは下式によって、誘起電圧３００Ｖおよび４００Ｖで布量５ｋｇのときのｔ（秒）を計算する。
【００６３】
・３００Ｖ，５ｋｇのときのｔ（秒）
＝７．０＋（１０．０―７．０）×（５．０−３．０）÷（６．０−３．０）
＝９．０
・４００Ｖ，５ｋｇのときのｔ（秒）
＝１１．０＋（１４．０−１１．０）×（５．０−３．０）÷（６．０−３．０）
＝１３．０
次に、上記で求めた３００Ｖ，４００Ｖで５ｋｇのときのｔ（秒）から、３５０Ｖで５ｋｇの時のｔ（秒）を、下式のように計算する。
【００６４】
・３５０Ｖ，５ｋｇのときのｔ（秒）
＝９．０＋（１３．０−９．０）×（３５０−３００）÷（４００−３００）
＝１１．０
尚、本実施の形態においては、表２のｔ（秒）に対してさらに補正処理を行うが、補正処理については後述することとし、ここでは簡単のため補正係数「１」（＝補正なし）として説明した。
【００６５】
ステップ１２でベルト７が外れていると判断した場合、直ちに運転を終了して異常表示を行う。この場合も断線検知時と同様、すぐには蓋ロックの解除を行わず、５分後に蓋ロ
ックの解除を行うようにしている。
【００６６】
ベルト７が外れていないと判断した場合、運転終了もしくは一時停止によるブレーキであれば、直ちに蓋ロックを解除する。運転終了もしくは一時停止でなければ、補正値更新処理（詳細については後述する）を行い、次の操作まで待機する。
【００６７】
図６は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機のベルト外れ判定時の補正値更新処理のモータ制御の流れを表すフローチャートである。
【００６８】
図６を用いて、ベルト外れ判定時の補正値更新処理について説明する。
【００６９】
補正値更新処理は、脱水工程の最後でのみ行われる。図６におけるステップ１０１で、最終脱水工程かどうかの判定を行う。最終脱水工程であれば、ステップ１０２へ進む。最終脱水工程でなければ、補正値更新処理を終了する。最終脱水工程かどうかの判定は、一連の工程を逐次制御するマイクロコンピュータからなる制御手段１７からの情報に基づいて行われる。
【００７０】
ステップ１０２は、今回の誘起電圧値などの測定結果が標準的ではない即ち、何らかのイレギュラーによって正しく測定できていない場合に、その値で補正値を更新させないようにするステップである。まず、前述したベルト外れ検知処理で算出したｔ（秒）と、今回測定したｔ１とから、今回の暫定補正係数Ｋｔｎを下式に基づいて求める。
Ｋｔｎ＝ｔ１÷ｔ
【００７１】
このＫｔｎと、現在の補正係数Ｋｔ（初期値は１．０）と差が±０．１以上であれば、異常値と判断して、以降の処理を行わずに補正値更新処理を終了する。
【００７２】
差が±０．１未満であれば、Ｋｔｎを今回の補正係数として記憶する。
【００７３】
補正係数Ｋｔは、複数回の平均値、本実施の形態では５０回分の補正係数Ｋｔｎの平均値で更新する。ステップ１０３で、Ｋｔｎが５０個以上記憶されているかどうかを判定し、５０個以上記憶していれば、最新５０個分のＫｔｎの平均値で、補正係数Ｋｔを更新する。
【００７４】
上記方法により更新された補正係数Ｋｔは、前述したベルト外れ検知処理で算出したｔ（秒）に乗算して用いる。例えば、前述したベルト外れ検知処理ではｔ＝１１．０（秒）と算出したが、更にこの値に補正係数Ｋｔを乗算し、ｔ＝１１．０×Ｋｔとして、ベルト外れの判定を行う。
【００７５】
図７は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の生産ラインにおけるベルト外れ判定時の補正値更新処理のモータ制御の流れを表すフローチャートである。
【００７６】
図６では、洗濯運転中の補正係数更新処理について説明した。図７では、出荷前に工場の生産ラインで行う補正係数の更新処理について説明する。
【００７７】
生産ラインでは、製品の品質確認のため、運転中の消費電力などの性能測定を全数実施するのが一般的である。本実施の形態では、脱水性能測定の検査工程で、同時に補正係数更新処理を行うようにした。
【００７８】
ステップ２０１で、生産ライン上のドラム式洗濯機は、検査機からのスタート信号を受信すると、検査用の特殊モードで動作するようになっている。８００ｒ／ｍｉｎを目標回
転数として、回転ドラム１を駆動させると同時に、図４と同様の誘起電圧測定を行う（ステップ２０２）。検査機が、脱水性能の測定を完了すると、停止信号が入力される。この検査機からの停止信号を受信すると、ドラム式洗濯機はブレーキ制御を行い、図５と同様にブレーキタイマ（ｔ１）のカウントアップと、ブレーキ終了判定を行う。図５のステップ１２以降の異常判定は行わない。最後にステップ２０３で今回の補正係数ＫｔｎでＫｔを更新して記憶する。
【００７９】
なお、生産工場での補正係数更新処理は、ドラム式洗濯機の個体ばらつきを補正することを目的とするものであるので、複数回の平均値で行わなくてもよい。
【００８０】
以上のように、本実施の形態によれば、前記モータ５駆動中は、常時、電流検出手段１０８の出力値から誘起電圧値を算出し、目標回転数に対して所定値以上回転数が高くなったときにモータ５のブレーキを開始すると共に、モータ５をブレーキ制御する直前に前記モータ５が発生する誘起電圧の値と、ブレーキ制御を開始してから電流検出手段１０８の出力値が略ゼロに達するまでの時間との関係によってベルト７が切れているまたはベルト７がドラムプーリー６から外れていると判定する。
【００８１】
より具体的にはモータ５をブレーキ制御する直前にモータ５が発生する誘起電圧の値と、ブレーキ制御を開始してから電流検出手段１０８の出力値が略ゼロに達するまでの時間との関係を記憶し、モータ５駆動中は常時、電流検出手段１０８の出力値から誘起電圧値を算出し、目標回転数に対して所定値以上回転数が高くなったときにモータ５のブレーキを開始すると共に、ブレーキ動作を行う際に、ブレーキ動作開始直前の誘起電圧値に対して、ブレーキ動作開始から電流検出手段１０８の出力値が略ゼロに達するまでの時間が、記憶している時間よりも短く且つその差分が所定値以上の場合に、ベルト７が切れているまたはベルト７がドラムプーリー６から外れていると判定するので、モータ５の回転中にベルト７が外れたり切れたりした場合の、モータ５の回転数の異常回転上昇を検出してブレーキ制御を行う従来通りの動作を踏襲した上で、更に、従来のように回転数検出手段に依存することなく、即ち回転数検出手段の故障などイレギュラーな状況や、センサレス位置推定方式によってモータ５を制御する場合など回転数検出手段を搭載していない場合においても、ベルト切れもしくはベルト外れを高精度で検出することができる。
【００８２】
また、ブレーキ制御を開始してから電流検出手段１０８の出力値が略ゼロに達するまでの時間と、モータ５が発生する誘起電圧値と布量との関係を３次元テーブルとして記憶し、ベルト外れ，ベルト切れの判定基準として用いるので、精度の高い判定が可能である。
【００８３】
尚、本実施の形態においては、３次元テーブルを用いたが、テーブルの代わりにこれらの関係を関係式として記憶しておくことも可能で、その場合も同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００８４】
更に、工場の生産ラインによる補正や運転中の補正値更新により、個体ばらつきや経年変化によらず、精度の高い判定が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、本発明に係るドラム式洗濯機は、ベルトを介して回転ドラムを高速駆動する家庭用ドラム式洗濯機に対して効果を発揮するものであるが、本発明の技術は、同様に構成された縦型洗濯機や衣類乾燥機、生産設備などにも使用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１  回転ドラム
２  通水孔
３  水受け槽（水槽）
４  回転軸
５  モータ
６  ドラムプーリー
７  ベルト
８  突起体
９  洗濯機本体
１０  ばね体
１１  蓋体
１２  蓋ロック装置
１３  排水ホース
１４  排水弁
１５  給水弁
１６  制御装置
１７  制御手段
１８  操作パネル
１０１  商用電源
１０２  ラインフィルター
１０３  整流回路
１０３ａ  全波整流ダイオード
１０３ｂ  コンデンサ
１０３ｃ  コンデンサ
１０５  インバータ回路
１０８  電流検出手段
１１２  スイッチング手段
１１３  電源スイッチ
１１４  リレー駆動回路
１１５  リレー（開閉器）
１１６  記憶手段
【図１】
2018134262.tif 000006
【図２】
2018134262.tif 000007
【図３】
2018134262.tif 000008
【図４】
2018134262.tif 000009
【図５】
2018134262.tif 000010
【図６】
2018134262.tif 000011
【図７】
2018134262.tif 000012