(57)【要約】【課題】  運転中のモータ抵抗値からモータ温度を推定し、モータの温度上昇を抑制することで、洗濯運転を停止せずに最後まで行うことができる洗濯機を提供する。【解決手段】  洗濯槽と、前記洗濯槽を回すためのモータと、前記モータを制御するためのモータ制御手段と、前記モータに流れた電流を検出する電流検出手段と、前記モータの材質・巻線数から求められるモータの抵抗値と前記モータ制御手段から生成される電流指令値と前記電流検出値に基づいて、前記モータの抵抗値を演算するモータ抵抗演算部と、前記モータの抵抗値に基づいて前記モータの温度推定値を演算するモータ温度推定部とを備え、前記モータの温度推定値が既定値を超えた場合、前記モータの目標回転数を低くする、または出力時間を短くすることを特徴とする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯槽と、
前記洗濯槽を回すためのモータと、
前記モータを制御するためのモータ制御手段と、
前記モータに流れた電流を検出する電流検出手段と、
前記モータの材質・巻線数から求められるモータの抵抗値と、前記モータ制御手段から生成される電流指令値と、前記電流検出値に基づいて、前記モータの抵抗値を演算するモータ抵抗演算部と、
前記モータの抵抗値に基づいて前記モータの温度推定値を演算するモータ温度推定部と、を備え、
前記モータの温度推定値が既定値を超えた場合、前記モータの目標回転数を低くする、または出力時間を短くすることを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
前記温度推定部は、温度推定演算を洗濯運転中の任意のタイミングで実施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】
前記モータの温度推定値が既定値を超えた場合、前記洗濯槽内の水を排水することを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開平９−２５３３８０号公報（特許文献１）には「モータ８の温度検知センサ３６により、洗濯工程中常時モータ８のコイル温度を検知し、中央処理回路３２で洗濯工程を制御する。」と記載されている。また、特開２０１０−１４８３２２号公報（特許文献２）には、「モータ制御装置１００は、モータ７を制御対象とし、直流電圧を交流電圧に変換する周波数変換部６と、当該周波数変換部６が有するスイッチング素子をＰＷＭ制御によって制御するＰＷＭ制御部５と、ＰＷＭ制御によりモータ７が有するステータ及びロータの一方に備えられるコイルに印加する電圧指令値と、当該電圧指令値に対応する電圧をコイルに印加した際に流れるコイル電流とに基づいて、コイルの抵抗値を演算するコイル抵抗演算部１０と、コイルの抵抗値に基づいて、コイルの温度推定値を演算するコイル温度推定部１１と、を備える。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２５３３８０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４８３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、洗濯容量の増加に伴い、高い洗浄力を確保するためにはモータの出力を大きくする必要がある。しかし、モータの出力を大きくし、長時間出力し続けると、モータが発熱しモータの破損や発火につながる恐れがある。そのため、モータの温度過昇防止としてモータの温度が高くなった場合は、洗濯運転を一時停止し、モータの温度が低くなると運転を再開する。
【０００５】
特許文献１では、温度検知手段を用いてモータの温度を検知し、モータの温度が高くなった場合は洗濯運転を一時停止し、モータの温度が低くなると運転を再開する制御を開示しているが、上記制御では運転時間が長くなり、温度検知手段を用いることでコストアップの要因にもなる。
【０００６】
特許文献２では、モータの温度検知手段を使わずにモータの温度を推定し、モータの温度過昇防止のため出力トルクを下げる制御を開示しているが、洗濯機のモータの出力トルクを下げると、洗濯槽が回転しない可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、洗濯運転時間を延ばすことなく、モータの温度上昇を抑制し、洗濯運転を停止せずに洗濯を行う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】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明に係る洗濯機は、洗濯槽と、前記洗濯槽を回すためのモータと、前記モータを制御するためのモータ制御手段と、前記モータに流れた電流を検出する電流検出手段と、前記モータの材質・巻線数から求められるモータの抵抗値と前記モータ制御手段から生成される電流指令値と前記電流検出値に基づいて、前記モータの抵抗値を演算するモータ抵抗演算部と、前記モータの抵抗値に基づいて前記モータの温度推定値を演算するモータ温度推定部とを備え、前記モータの温度推定値が既定値を超えた場合、前記モータの目標回転数を低くする、または出力時間を短くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、洗濯運転時間を延ばすことなく、モータの温度上昇を抑制し、洗濯運転を停止せずに最後まで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態であるドラム式洗濯機の構成を示す外観図。
【図２】本発明の一実施例における制御システムのブロック図。
【図３】本発明の一実施例におけるモータ制御手段のブロック図。
【図４】本発明の一実施例におけるモータの温度推定の演算内容を示すブロック図。
【図５】本発明の一実施例における制御内容を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態のドラム式洗濯機を図１〜５を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態のドラム式洗濯機１００の外観図である。
【００１３】
ドラム式洗濯機１００は、前面パネルが開口した筐体１０１と、四隅にゴム製の脚を有する筐体ベース１０２とを備え、筐体１０１の開口部にはドア１０３が開閉可能なように取り付けられている。筐体１０１は、洗濯物を入れる回転可能なドラム１０４と、ドラム１０４を包括する外槽１０５を備えている。外槽１０５にはその下部から筐体１０１の底面へのびるサスペンション１０６が取り付けられており、弾性的に外槽１０５を支持している。ドラム１０４は、回転軸１０７を中心として回転する。
【００１４】
図２は、本実施形態のドラム式洗濯機１００の制御システムのブロック図である。
【００１５】
行程制御手段２０１は、洗濯、脱水などの行程実施状態に応じて回転数指令情報２０２を出力する。モータ制御手段２０３は、モータ２０７の回転数が回転数指令情報２０２に収束するように、ＰＷＭ制御信号２０４を出力する。
【００１６】
なお、行程制御手段２０１とモータ制御手段２０３は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）により構成され、ＲＯＭ（図示せず）に内蔵されたプログラムが実行されることにより機能が実現されるようになっている。
【００１７】
インバータ２０６は、複数のトランジスタを備え、ＰＷＭ制御信号２０４を基に直流電源２０５を三相交流電力に変換し、三相交流電力をモータ２０７に供給する。
【００１８】
モータ２０７は、三相の永久磁石同期電動機であり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルを巻回したステータと、このステータ内で回転可能に保持されているロータとを備え、ロータの外周表面に貼付されている複数の永久磁石とステータが発生する回転磁界との相互作用により、ロータが回転する。ロータとドラム１０４は回転軸１０７で直結されており、ロータの回転と同期してドラム１０４が回転する。
【００１９】
ロータ回転位置センサ２０９は、３つのホールＩＣがモータ２０７のロータに近接配置されており、モータ２０７のロータ回転位置（電気角）に応じて、３種類の位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗを出力する。ホールＩＣは、内部にホール素子、及びシュミット回路が内蔵されており、正弦波状に変化する磁界を所定の閾値でデジタル出力する。
【００２０】
次に、モータ制御手段２０３の処理内容について説明する。
【００２１】
図３は、モータ制御手段２０３に内蔵されたプログラムの機能ブロック図である。
【００２２】
モータ制御手段２０３は、ロータ位置センサの位置信号からモータの回転数情報３０２を作成する回転数検出手段と、回転数情報３０２が回転数指令情報２０２に収束するようにＰＷＭ制御信号２０４を出力するモータ回転数制御手段３０３を備える。
【００２３】
次に、モータ抵抗値によるモータの温度推定の処理の内容について説明する。
【００２４】
図４はモータの温度推定の演算内容を示すブロック図である。
【００２５】
温度推定演算は、マイクロコンピュータ４０１内部のモータ制御手段２０３よりＰＷＭ制御信号２０４による電流指令値Ｉをインバータ２０６を介してモータ２０７に流し、モータ２０７に実際に流れた電流Ｉ’を電流検出手段４０５からマイクロコンピュータ４０１にフィードバックする。マイクロコンピュータ４０１内部の抵抗演算部４０３は、電流指令値Ｉと電流検出値Ｉ’とモータの温度ｔ０が例えば２０℃のときのモータの抵抗値４０２のＲから抵抗演算値Ｒ’を（１）式から算出する。
【００２６】
【数１】
2017029491.tif 000003
【００２７】
マイクロコンピュータ内部の温度推定部４０４は、抵抗演算部４０３から算出された抵抗演算値Ｒ’を基にモータ２０７の温度ｔを（２）式から推定する。
【００２８】
【数２】
2017029491.tif 000004
αはｔ０℃におけるモータの材質による温度係数である。
【００２９】
次に、モータの温度上昇を抑制する行程制御の処理内容について説明する。
【００３０】
図５は行程制御内容を示すフローチャートである。
【００３１】
まず、電源投入後、運転開始(５０１)すると、モータに一定の電流を流し、運転開始時のモータ温度推定(５０２)を行う。モータ温度が高温閾値以下であれば(５０３)、通常の水流パターンのままとし、高温閾値以上であれば、目標回転数及び／又は出力時間を下げた水流パターンに置換(５０４)し、洗い行程(５０５)を行う。
【００３２】
洗い行程終了後、すすぎ行程実施前のモータ温度推定(５０６)を行い、モータが高温閾値以下であれば(５０７)、通常の水流パターンのままとし、高温閾値以上であれば、目標回転数及び／又は出力時間を下げた水流パターンに置換(５０８)し、すすぎ行程(５０９)を行う。
【００３３】
すすぎ行程終了後や脱水行程終了後は、すすぎ行程実施前と同様に行程実施前のモータ温度推定(５１０、５１４)を行い、モータが高温閾値以下であれば(５１１、５１５)、通常の水流パターンのままとし、高温閾値以上であれば、目標回転数及び／又は出力時間を下げた水流パターンに置換(５１２、５１６)し、次の行程(５１３、５１７)を行う。
【００３４】
水流パターンの置換は、強水流（例えば５秒ＯＦＦ−３０秒ＯＮ）から弱水流（例えば１０秒ＯＦＦ−１０秒ＯＮ）にすることで、モータの出力時間を短くする。
【００３５】
上記実施例は、各行程の開始前に温度推定を実施する例を示したが、温度推定は上記のタイミングによらず、任意のタイミングで行うことも可能である。
【００３６】
以上により、洗濯運転中のモータの抵抗値からモータの温度を推定し、洗濯運転時間を延ばすことなく、モータの温度上昇を抑制し、洗濯運転を停止せずに最後まで行うことが実現できる。
【００３７】
このように、従来は強水流を出力し続け、モータの温度が高くなったときに運転を一時停止する(全体の運転時間が延びる)のに対し、実施例では、モータの温度が高くなる前に、強水流から弱水流に置換して、一時停止せずに(全体の運転時間を延ばさずに)運転することができる。
【００３８】
上記実施例は、ドラム式洗濯機を例に説明したが、縦型式洗濯機に関しても同様に適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１００  ドラム式洗濯機
１０１  筐体
１０２  筐体ベース
１０３  ドア
１０４  ドラム
１０５  外槽
１０６  サスペンション
１０７  回転軸
２０１  行程制御手段
２０２  回転数指令情報
２０３  モータ制御手段
２０４  ＰＷＭ制御信号
２０５  直流電源
２０６  インバータ
２０７  モータ
２０８  マグネット磁界
２０９  ロータ回転位置センサ
２１０  位置信号
３０１  回転数算出手段
３０２  回転数情報
３０３  モータ回転数制御手段
４０１：マイクロコンピュータ
４０２：モータの抵抗値
４０３：抵抗演算部
４０４：温度推定部
４０５：電流検出手段
Ｉ：電流指令値
Ｉ’：電流検出値
Ｒ：モータの抵抗値
Ｒ’：抵抗演算値
ｔ0：モータの抵抗値Ｒを測定したときのモータ温度
ｔ：運転中のモータ温度
α：温度係数
【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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