(57)【要約】【課題】従来よりも高精度の異常振動検知を行い、異常振動や異常振動誤検知の発生を防止することができる洗濯機を提供することを目的とする。【解決手段】洗濯兼脱水槽４を内包した水槽３と、洗濯兼脱水槽４を回転駆動するモータ９と、洗濯兼脱水槽４の回転数を検知する回転数検知手段１２と、前記モータ９の変調度を検知する変調度検知手段１１と、回転数検知手段１２の検知回転数および変調度検知手段１１の検知変調度に基づいてモータ９の回転駆動を制御する制御手段１０とを備え、制御手段は、無負荷脱水状態においてモータ変調度の最大変調度を検出し、検出した最大変調度に応じて、脱水工程時におけるモータ出力最大変調度を補正する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯兼脱水槽を内包した水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記洗濯兼脱水槽の回転数を検知する回転数検知手段と、前記モータの変調度を検知する変調度検知手段と、前記回転数検知手段の検知回転数および前記変調度検知手段の検知変調度に基づいて前記モータの回転駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、無負荷脱水状態においてモータ変調度の最大変調度を検出し、検出した最大変調度に応じて、脱水工程時におけるモータ出力最大変調度を補正する洗濯機。
【請求項２】
制御手段は、補正した最大変調度を所定時間継続して超える場合に、異常振動状態と判断する請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
制御手段は、無負荷脱水状態で、第１の所定回転数到達時に検出したモータ変調度を閾値として、第２の所定回転数到達時に検出したモータ変調度と比較し、比較結果に基づいて最大変調度を検出する請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項４】
モータを制御するインバータ回路を設け、インバータ回路の電圧の値を検出し、制御手段は、検出したインバータ回路の電圧に応じてモータ最大変調度を判定する閾値を設定する請求項１から３のいずれかに記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱水工程における、洗濯物の偏りによる異常振動状態を安定して検知することが可能な洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下に従来の洗濯機の構成について、図８を参照して説明する。
【０００３】
洗濯機本体１は、防振装置を有するサスペンション機構２により水槽３を内部に支持している。洗濯兼脱水槽４は、側壁に脱水孔５と上部内周に流体バランサ６を有し、中央底部にパルセータ７を配設しており、減速機構８を介しモータ９を制御手段１０により通電制御することにより前記洗濯兼脱水槽４とパルセータ７を選択的に駆動している。
【０００４】
以上のように構成された洗濯機について、その脱水工程の動作を以下に説明する。
【０００５】
従来、洗濯機において、制御手段１０は、脱水工程を行う際、洗濯兼脱水槽４の回転数を、予め設定された複数の設定回転数ごとに目標値とする制御を行うとともに、各段階の設定回転数に到達するごとに、電流検知手段３５の検知電流値を、各設定回転数に対して予め設定された電流上限値と比較することで、異常振動時の高い出力電流値を検知し、高い出力電流値を検知した際には、脱水工程を停止することで異常振動を防止することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１７００８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来の異常振動検知方法では、モータ電流値が検知回路を通して検出されるため、電子回路部品のばらつきやモータ単品での巻線抵抗の違いによるモータ出力電流値への影響度を考慮できていない。
【０００８】
これにより、異常振動の検知精度が低く、異常振動や異常振動誤検知が発生するという問題を有していた。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、従来よりも高精度の異常振動検知を行い、異常振動や異常振動誤検知の発生を防止することができ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】
【００１０】
上記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯兼脱水槽を内包した水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記洗濯兼脱水槽の回転数を検知する回転数検知手段と、前記モータの変調度を検知する変調度検知手段と、前記回転数検知手段の検知回転数および前記変調度検知手段の検知変調度に基づいて前記モータの回転駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、無負荷脱水状態においてモータ変調度の最大変調度を検出し、検出した最大変調度に応じて、脱水工程時におけるモータ出力最大変調度を補正するものである。
【００１１】
これにより、無負荷脱水状態において、モータ変調度の最大値を検出し、モータそれぞれの変調度の違いに応じて最大変調度の補正値を設定し、設定した補正値に基づいて脱水工程時に最大変調度を補正するので、高精度に異常振動を検知することが可能となり、異常振動や異常振動誤検知の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高精度に異常振動を検知することが可能となり、異常振動や異常振動誤検知の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１の洗濯機の側断面図
【図２】同洗濯機の制御ブロック図
【図３】同洗濯機のモータ変調度診断機能のフローチャート
【図４】同洗濯機のインバータ制御時のフローチャート
【図５】同洗濯機の脱水工程時における異常振動状態と通常振動状態を示すグラフ
【図６】同洗濯機のモータ変調度の時間経過による変化を示すグラフ
【図７】同洗濯機の最大変調度を補正した状態と補正なしの状態の変調度の比較を示すグラフ
【図８】従来の洗濯機を示す側断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、洗濯兼脱水槽を内包した水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記洗濯兼脱水槽の回転数を検知する回転数検知手段と、前記モータの変調度を検知する変調度検知手段と、前記回転数検知手段の検知回転数および前記変調度検知手段の検知変調度に基づいて前記モータの回転駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、無負荷脱水状態においてモータ変調度の最大変調度を検出し、検出した最大変調度に応じて、脱水工程時におけるモータ出力最大変調度を補正するものである。
【００１５】
これにより、洗濯機の脱水時に発生する異常振動に対して、モータ変調度を用いてモータの高トルク状態を検知することで洗濯機の異常振動を防止する。さらに、モータ単品の部品ばらつきによる変調度の差異による異常振動検知精度の悪化を抑制する。モータ単品の変調度の差に応じて、それぞれのモータ変調度に適した脱水工程時のモータ最大変調度の補正を行う。異常振動検知の検知手段にモータ自体の変調度を利用することで、電子回路部品によって影響を受ける電流値を用いる必要がなく、脱水工程時における異常振動状態の検知精度を向上させることができる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、制御手段は、補正した最大変調度を所定時間継続して超える場合に、異常振動状態と判断することにより、脱水工程時における異常振動状態の検知精度を向上させることができる。
【００１７】
第３の発明は、第１または第２の発明において、制御手段は、無負荷脱水状態において、第１の所定回転数到達時に検出したモータ変調度を閾値として、第２の所定回転数到達時に検出したモータ変調度と比較し、比較結果に基づいて最大変調度を検出することにより、モータ変調度最大値を適切な閾値で判定することができる。
【００１８】
第４の発明は、上記第１から第３のいずれかの発明において、モータを制御するインバータ回路の電圧の値を検出し、検出したインバータ回路の電圧に応じて合わせてモータ最大変調度を判定する閾値を設定することにより、インバータ回路上の電圧の値により変化するモータ変調度最大値を適切な閾値に設定することができる。
【００１９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の概略構成図である。図２は、本実施の形態における洗濯機の回路図である。なお、本実施の形態における洗濯機の概略構成について、従来と同一部品は同一符号を付して説明を省略する。
【００２１】
図１および図２に示すとおり、インバータ回路１４により駆動されるモータ９のロータの位置を検出する位置検出手段１５ａ、１５ｂ、１５ｃからのデータに基づき、インバータ回路１４を制御するために駆動回路１６に制御信号を出力し、変調度検知手段１１によってその制御信号を検知するとともに、モータ９の回転数を回転数検知手段１２にて検知し、所定回転数に制御する回転制御手段１７を有する。
【００２２】
制御手段１０は、変調度検知手段１１と回転数検知手段１２からの出力を入力し、モータ９の回転、ならびに洗濯、すすぎ、脱水の各工程（給水、排水等）を制御する。
【００２３】
次に、本実施の形態における制御回路について、図２を参照して説明する。
【００２４】
制御手段１０は、運転が開始されると、変調度検知手段１１、回転数検知手段１２等からのデータを入力して負荷駆動手段１８を介して、排水弁１９、給水弁２０を駆動し、インバータ回路１４を介してモータ９の動作を制御し、洗濯、すすぎ、脱水の各運転を行う。
【００２５】
制御手段１０は、モータ９の回転数を検出する回転数検知手段１２からの情報に基づいて、回転数制御手段１７によりインバータ回路１４を制御し、モータ９を回転制御する。
【００２６】
モータ９は、直流ブラシレスモータで、図示していないが、３相巻線を有するステータと、リング上に２極の永久磁石を配設しているロータから構成され、ステータは３相巻線を構成する第１の巻線９ａ、第２の巻線９ｂ、第３の巻線９ｃをスロットが設けられた鉄心に巻き付けることで構成されている。
【００２７】
インバータ回路１４は、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆導通ダイオードの並列回路からなるスイッチング素子で構成している。第１のスイッチング素子１４ａと第２のスイッチング素子１４ｂの直列回路と、第３のスイッチング素子１４ｃと第４のスイッチング素子１４ｄの直列回路と、第５のスイッチング素子１４ｅと第６のスイッチング素子１４ｆの直列回路で構成し、各スイッチング素子の直列回路は並列接続している。
【００２８】
ここで、スイッチング素子の直列回路の両端は、入力端子であり、直流電源を接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子の接続点に、それぞれ出力端子を接続している。出力端子は、３相巻線のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子をオン・オフの組合せにより、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子をそれぞれ正電圧、零電圧、解放の３状態にする。
【００２９】
スイッチング素子のオン・オフは、ホールＩＣからなる３つの位置検出手段１５ａ、１５ｂ、１５ｃからの情報に基づいて回転制御手段１７により制御される。位置検出手段１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、電気角で１２０度の間隔でロータが有する永久磁石に対向するように、ステータに配設されているものとする。
【００３０】
また、スイッチング素子１４ａ、１４ｃ、１４ｅは、それぞれパルス幅変調（ＰＷＭ）制御され、例えば、繰り返し周波数１０ｋＨｚでハイ、ローの通電比を制御することで、
ロータの回転数を制御するように構成しており、回転制御手段１７は、３つの位置検出手段１５ａ、１５ｂ、１５ｃのいずれかの信号の状態が変わる度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して、設定回転数になるようにスイッチング素子１４ａ、１４ｃ、１４ｅをＰＷＭ制御する。これらの信号は、駆動回路１６を通じて変調度検知手段１１で検知される。
【００３１】
電圧検知手段１３は、インバータ回路１４の一方の入力端子に接続した抵抗からなり、インバータ回路１４の入力電流値を検知して電圧信号に変換し、その電圧信号を制御手段１０に入力している。
【００３２】
商用電源２１は、ダイオードブリッジ２２ａ、チョークコイル２２ｂ、平滑用コンデンサ２２ｃからなる直流電源変換装置を介して、インバータ回路１４に接続している。
【００３３】
次に、上記構成における動作を、図３および図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３４】
図３は、本実施の形態における変調度診断機能により脱水時の変調度最大値を検出する工程を示すフローチャートである。
【００３５】
この工程は、無負荷脱水状態により行われる。ステップ２３において、脱水時のモータ９の第１の所定回転数である回転数Ａ到達時にインバータ回路１４の電圧を検出し、ステップ２４において、検出した電源電圧を基に脱水工程の最大変調度を判定する閾値Ｈ０を設定する。ステップ２５において、モータ９の第２の所定回転数である回転数Ｂ到達時の変調度最大値Ｈを検出し、ステップ２６において、変調度最大値Ｈと閾値Ｈ０とを比較する。
【００３６】
ステップ２６において、検出した変調度最大値Ｈが閾値Ｈ０より小さければ、ステップ２７において、通常運転脱水工程時の最大変調度をＸ１に設定するとともに、異常振動検知閾値をＹ１に設定する。ステップ２６において、検出した変調度最大値Ｈが閾値Ｈ０より大きければ、ステップ２８において、通常運転脱水工程時の最大変調度をＸ２に設定するとともに、異常振動検知閾値をＹ２に設定する。モータ９の変調度は、インバータ回路１４上の電圧により変動するため、ステップ２５においてモータ９の変調度を検出する直前のステップ２３におけるモータ９の回転数Ａ到達時におけるインバータ回路１４上の電圧を検知している。
【００３７】
図４は、脱水工程におけるフローチャートを示すものである。洗濯、すすぎ、脱水の各工程のなかで、制御手段１０は、脱水工程に入ると、脱水回転数が定常回転数に到達すると、異常振動検知を開始する。
【００３８】
ここで、脱水時における最大変調度は、図３に示すフローチャートで説明した本実施の形態の変調度診断機能にて設定した変調度最大値を適用する。
【００３９】
従来の洗濯機は、脱水工程時において最大変調度が補正されず、一定であるため、変調度が比較的高いモータの場合、脱水時の洗濯兼脱水槽４の回転数が上昇すると、容易に最大変調度に到達する。最大変調度に到達すると、洗濯兼脱水槽４の回転数を上昇させるために、モータ９の電流値を増加する。このような状態では、洗濯兼脱水槽４が安定した振動状態であっても、モータ９の電流値が高くなるために異常振動と判定し、異常振動検知の誤検知を発生させる場合がある。
【００４０】
本実施の形態では、変調度診断機能を有するため、脱水工程時においてモータ９の変調
度に合わせた最大変調度とすることができ、安定した振動を維持でき、変調度が最大変調度に到達することがなく、異常振動検知の誤検知発生を防止する。
【００４１】
図３のフローチャートにおいて、通常運転脱水工程時の最大変調度Ｘと異常振動検知閾値Ｙの設定後、図４のフローチャートにおけるステップ２９において、モータ９を駆動させ、ステップ３０において、変調度検知手段１１によって脱水工程時のモータ変調度Ｙの検出を開始し、ステップ３１において、モータ９の回転数を目標値まで上昇させる。この場合のモータ９の回転数の目標値は、洗濯兼脱水槽４の回転数が安定回転数に達する回転数である。
【００４２】
ステップ３２において、洗濯兼脱水槽４の回転が安定回転数に達したか否か判断し、安定回転数に達していれば、ステップ３３に移行する。ステップ３３において、変調度検知手段１１によって検知する変調度Ｙと図３のフローチャートにおいて設定した異常振動判定閾値Ｙ１、またはＹ２とを比較する。一定時間であるΔＴ秒間、Ｙ＜Ｙ１、またはＹ２が成立しない場合には、異常振動と判定し、ステップ３６へ移行してモータ駆動を停止する。一定時間ΔＴ秒間Ｙ＜Ｙ１、Ｙ２が成立する場合には、ステップ３４およびステップ３５を実行し、脱水工程を終了する。
【００４３】
本実施の形態では、変調度診断機能による最大変調度を設定するための閾値Ｈ０を設定し、設定した閾値Ｈ０と検出した変調度最大値Ｈとを比較することにより、最大変調度Ｘ１、Ｘ２を設定しているので、高精度の異常振動検知を行うことができ、異常振動や異常振動誤検知の発生を防止することを可能としている。
【００４４】
図５は、モータ９の駆動開始からの経過時間ｔを横軸とし、洗濯兼脱水槽４の回転数を縦軸として、変調度検知手段１１により検知されるインバータ回路１４のモータ変調度を示す。
【００４５】
図５に異常振動の発生していない脱水工程のモータ変調度をグラフａに示し、異常振動の発生している脱水工程のモータ変調度をグラフｂに示す。図５に示すように、異常振動の発生していない脱水工程と異常振動の発生する脱水工程では、変調度の値が異なる。
【００４６】
グラフａとグラフｂを比較すると、異常振動の発生している脱水工程は、異常振動の発生していない脱水工程と比べて、脱水回転数が安定回転数に到達した後も高い変調度の値を出力し続ける。本来、洗濯兼脱水槽４の回転数を上昇させるために変調度は増加する。つまり、洗濯兼脱水槽４の回転数が一定であれば、変調度の値は減少し、一定の値となる。しかし、異常振動の発生している脱水工程時には、安定回転数に到達以降も洗濯兼脱水槽４の回転数を上昇させるために、異常振動が発生していない脱水工程時と比べて、高い変調度が必要となる。
【００４７】
異常振動と変調度との間には上述の関係があり、脱水工程時に洗濯兼脱水槽４の安定回転数に到達後、検出した変調度がΔＴ秒間以上、異常振動閾値Ｙ１、またはＹ２を超える場合には、異常振動状態と判定し、モータ駆動を停止する。
【００４８】
図６に、本実施の形態における変調度診断機能による無負荷脱水状態でのモータ変調度の検出方法を示す。変調度が高いモータは、脱水工程時に洗濯兼脱水槽４の回転数を上昇させる際に通常の変調度のモータに比較し、高い変調度で推移する。図６において、グラフｃは通常の変調度のモータ変調度が変化する状態を示し、グラフｄは変調度の高いモータの変調度が変化する状態を示す。
【００４９】
グラフｃとグラフｄを比較すると、変調度が高いモータを示すグラフｄは、通常の変調
度のモータを示すグラフｃに比較して、変調度最大値が高くなる。つまり、通常のモータ変調度では、異常振動と判定しない振動でも、変調度が高いモータでは、最大変調度に容易に到達するため、異常振動と誤検知されやすくなる。
【００５０】
そこで、図６に示すように、本実施の形態における変調度診断機能にて無負荷脱水状態で変調度最大値Ｈを検出する工程においては、最大変調度判定の閾値Ｈ０以上の変調度となるモータは、脱水工程時の最大変調度Ｘを増加するよう補正する。モータ変調度は、インバータ回路１４上の電圧により値が変動するため、最大変調度判定の閾値Ｈ０は、インバータ回路１４上の電圧を検出した後に決定される。なお、本実施の形態における変調度診断機能により変調度最大値Ｈを検出する工程は、１度行うと自動的に制御手段１０に記録され、それ以降は通常運転時における脱水工程は、補正された最大変調度Ｘを基に脱水運転を行うことができる。
【００５１】
図７は、通常振動状態の脱水工程時において、本実施の形態の変調度診断機能によって、変調度の高いモータに対して最大変調度を補正した場合の変調度の変化を示すグラフｅと、最大変調度補正を行なっていない場合の変調度の変化を示すグラフｆを示している。最大変調度を補正することにより、脱水工程が通常振動状態の場合に、変調度最大値に到達するのを抑制でき、異常振動検知の誤検知の発生を抑制できる。
【００５２】
なお、本実施の形態は、縦型洗濯機を例にとり説明したが、ドラム式洗濯機に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、モータの変調度を利用し、モータ変調度のばらつきも補正することで高精度の異常振動検知が可能となるので、異常振動の発生や異常振動誤検知を低減できる洗濯機として家庭用のみならず、業務用にも広く適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
３  水槽
４  洗濯兼脱水槽
９  モータ
１０  制御手段
１１  変調度検知手段
１２  回転数検知手段
１３  電圧検知手段
【図１】
2015208437.tif 000003
【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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