CN108396507A - 洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种洗衣机，其能够抑制电机温度的过度上升并且得到较高的清洗性能。洗衣机具备：电机(14)；电机温度测定部，测定电机(14)的温度；以及控制部(54)，通过驱动控制电机(14)来对洗涤水和洗涤物一起进行搅拌从而执行洗涤运行；控制部(54)具备：推定部，根据电机温度测定部间隔开时间多次测定的电机(14)的温度，推定出到达温度(Te)；以及水流设定部，根据推定部推定的到达温度(Te)，改变由电机(14)的旋转生成的水流。

Description

洗衣机

本申请以日本国特许申请第2017-21667号(申请日：2017年2月8日)为基础，并享受该申请的优先权利益。本申请通过参照该申请，包含该申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及洗衣机。

背景技术

洗衣机通过电机对旋转槽和搅拌体进行旋转驱动来对收容在旋转槽内的洗涤物和洗涤水一起进行搅拌，从而执行洗涤运行。该电机通过设置于转子的冷却用风扇来冷却电机。但是，在低速旋转的洗涤运行中，设置于转子的冷却用风扇也低速旋转，因此难以冷却电机，电机温度容易上升。因此，当洗涤运行长时间持续或者在超出预想的洗涤物被投入到旋转槽内的状态下执行洗涤运行时，电机温度有可能过度上升而损坏电机。

因此，虽然当在洗涤运行中供给到电机的电流超过规定阈值时，通过停止电机来抑制电机的温度上升，但是在这种情况下洗涤运行会被中断导致清洗性能严重下降。

另外，在日本特开平11-137884号中提出了以下方案：即，测定电机的线圈的温度，基于该测定温度切换旋转槽的旋转速度，从而抑制电机的温度上升。然而，在日本特开平11-137884号中，由于通过将测定温度与预先确定的设定温度进行比较来控制旋转槽的旋转速度的切换，因此难以根据温度变化率进行适当的温度控制。也就是说，在温度变化急剧的情况下，旋转速度的切换有可能延迟从而导致温度过度上升，在温度变化缓慢的情况下，旋转速度的切换变快，有可能不必要地降低旋转速度从而导致清洗性能下降。

发明内容

发明所要解决的技术问题

因此，本发明的目的在于提供一种洗衣机，其能够抑制电机温度的过度上升并且得到较高的清洗性能。

用于解决技术问题的方案

本实施方式的洗衣机具备：电机；电机温度测定部，测定所述电机的温度；以及控制部，通过驱动控制所述电机来对洗涤水和洗涤物一起进行搅拌从而执行洗涤运行；所述控制部具备：推定部，根据所述电机温度测定部间隔开时间多次测定的所述电机的温度，推定所述电机在洗涤运行的执行过程中到达的到达温度；以及水流设定部，根据所述推定部推定的所述到达温度，改变由所述电机的旋转生成的水流。

根据上述结构的洗衣机，能够抑制电机温度的过度上升并且得到较高的清洗性能。

附图说明

图1是示出设置于第一实施方式所涉及的洗衣机的电机的电气结构的框图。

图2是第一实施方式所涉及的洗衣机的纵剖侧视图。

图3是示出洗涤运行的控制内容的流程图。

图4是示出可在洗涤运行中设定的水流的一例的图。

具体实施方式

下面，参照图1至图4，对本发明的一个实施方式进行说明。

本实施方式的洗衣机为如图2所示那样作为旋转槽具备以向前上方倾斜的倾斜状态配置的滚筒的滚筒式洗衣机。此外，在本实施方式中，虽然作为洗衣机以滚筒式的洗衣机为示例进行说明，但是也可以为具备纵轴型的旋转槽的洗衣机。

该洗衣机在构成外壳的外箱1的前表面部的中央部设置有门2，在上部设置有操作面板3。门2开闭在外箱1的前表面部中央部形成的洗涤物投取口4。

在外箱1的内部配设有呈圆筒状的水槽5。该水槽5配设成以其轴方向为前后方向(图2中为左右方向)的横轴状并且向前上方倾斜的倾斜状，通过弹性支承装置6弹性地支承。呈圆筒状的旋转槽(滚筒)7与水槽5同轴状地配设在水槽5的内部。该滚筒7除了洗涤外，还作为脱水以及烘干共用的槽发挥其功能，在主体部的几乎全部区域形成有大量的小孔8，在主体部的内周部设置有多个挡板9。

水槽5以及滚筒7分别在前表面部具有洗涤物投取用的开口部10、11，水槽5的开口部10通过波纹管12水密地连接到所述洗涤物投取口4，滚筒7的开口部11面向该水槽5的开口部10。

水槽5构成为，能够经由供水阀20从设置于水槽5的上部的供水口21自机外供给自来水等的水，并将水槽5内的水从设置于水槽5的底部的排水口22经由排水阀23排出到机外。

在水槽5的背面部配设有旋转驱动滚筒7的电机14。电机14为外转子型的直流无刷电机，其定子15安装在轴承壳16的外周部，所述轴承壳16安装在水槽5的背部中央部。转子17以从外侧覆盖定子15的方式配置，安装在中心部的旋转轴18通过轴承19可旋转地支承于所述轴承壳16。从轴承壳16突出的旋转轴18的前端部连接到滚筒7的背部的中央部。即，构成为当电机14的转子17旋转时，滚筒7也与转子17一体地旋转。

设置在外箱1的前表面上部的操作面板3具备各种操作按钮和显示部，所述各种操作按钮包括启动开关和进程选择键，所述显示部进行设定的进程内容和洗衣机的运行状况等必要的显示。

在操作面板3的背面设置有控制装置30。控制装置30具备控制部54，所述控制部54包括微型计算机以及存储器，根据操作面板3的操作开关的操作控制供水阀20、电机14以及排水阀23，执行洗涤、漂洗以及脱水的洗涤运行。

图1是示出控制装置30的结构的框图。此外，在图1中，α、β表示对与构成电机14的三相无刷的各相相对应的、间隔120度电机角的三相(UVW)坐标系进行正交转换而得到的正交坐标系，d、q表示随着无刷电机14的转子17的旋转而旋转的次级磁通的坐标系。

向图1所示的减法器33赋予目标速度指令ωref以作为被减数，以及由估计器(Estimator)34检测的电机14的旋转速度即检测速度ω以作为减数。目标速度指令ωref由控制洗衣机的整体运行的控制部54输出。然后，减法器33的减法计算结果被发送到速度PI控制部(速度控制单元)35。

速度PI控制部35基于目标速度指令ωref与检测速度ω之间的差分量进行PI控制，生成q轴电流指令值Iqref与d轴电流指令值Idref。减法器36、37将在速度PI控制部35中生成的指令值Iqref、Idref与αβ/dq转换部38输出的q轴电流值Iq、d轴电流值Id之间的减法计算结果输出到电流PI控制部39q、39d。q轴电流值Iq以及d轴电流值Id也被赋予到控制部54。

电流PI控制部39q、39d基于q轴电流指令值Iqref与d轴电流指令值Idref之间的差分量进行PI控制，生成q轴电压指令值Vq以及d轴电压指令值Vd并输出。dq/αβ转换部40基于由估计器34检测的电机14中的次级磁通的旋转相位角(转子位置角)θ，将电压指令值Vd、Vq转换成电压指令值Vα、Vβ。

αβ/UVW转换部41将电压指令值Vα、Vβ转换成三相的电压指令值Vu、Vv、Vw并输出。切换开关42u、42v、42w在电压指令值Vu、Vv、Vw与由初期模式输出部43输出的启动用的电压指令值Vus、Vvs、Vws之间进行切换并输出。

PWM形成部44向电源模块50输出基于电压指令值Vus、Vvs、Vws调制了16kHz载波的各相PWM信号Vup(+、－)、Vvp(+、－)、Vwp(+、－)。

电源模块50具备逆变器电路45与驱动电路51，从PWM形成部44输出的PWM信号经由驱动电路51输入到逆变器电路45。构成电源模块50的逆变器电路45通过三相桥接6个IGBT46构成，下桥臂侧U、V相的IGBT46的发射极分别经由电流检测用的分流电阻(电流检测单元)47(u、v)接地。另外，两者的共同连接点经由未图示的放大·偏压电路连接到A/D转换部49。另外，在逆变器电路45上施加有对100V的交流电源进行了倍电压全波整流的约280V的直流电压。放大·偏压电路对分流电阻47的端子电压进行放大，并以使其放大信号的输出范围处于正侧的方式施加偏压。

A/D转换部49输出对放大·偏压电路的输出信号进行A/D转换而得到的电流数据Iu、Iv。UVW/αβ转换部52根据电流数据Iu、Iv推定W相的电流数据Iw，并将三相的电流数据Iu、Iv、Iw转换成正交坐标系的双轴电流数据Iα、Iβ。

αβ/dq转换部38在矢量控制时从估计器34得到电机14的转子位置角θ，将双轴电流数据Iα、Iβ转换成d轴电流值Id、q轴电流值Iq，并每间隔规定时间(例如每间隔128μ秒)输出转换结果。估计器34基于d轴电流值Id、q轴电流值Iq推定转子17的位置角θ以及旋转速度ω，并输出到减法器33以及控制部54。

控制部54控制供水阀20、排水阀23、电机14等的动作。另外，控制部54也发挥作为电机温度测定部、推定部、水流设定部的功能，所述电机温度测定部测定电机14的温度(以下也称为电机温度)，所述推定部根据测定出的电机14的温度推定在洗涤运行的执行时间内到达的电机14的温度(以下也称为到达温度)，所述水流设定部基于推定的到达温度设定并改变洗涤运行中的水流。

此外，在以上的构造中，除了电源模块50之外的构造主要通过DSP(DigitalSignal Processor：数字信号处理器)53的软件来实现。

接下来，对本实施方式的洗衣机的洗涤运行进行说明。图3是示出投入到滚筒7内的洗涤物的洗涤运行时的控制内容的流程图，通过设置于控制装置30的控制部54来执行。

当使用者通过设置于操作面板3的操作按钮设定了洗涤进程并指示运行开始时，洗衣机按照被设定的洗涤进程开始洗涤运行。

当开始洗涤运行时，控制部54在步骤S1中驱动电机14，使滚筒7旋转并检测被收容的洗涤物的重量，进入步骤S2。

在步骤S2中，控制部54基于在步骤S1中检测的衣物的重量，设定水位和洗涤时间等的洗涤条件，进入步骤S3。

在步骤S3中，控制部54将排水阀23设定为关闭状态并且开放供水阀20，向水槽5内供给洗涤水，直至达到在步骤S2中设定的水位为止。

当向水槽5内供给洗涤水的供水结束时，进入步骤S4，控制部54通过驱动电机14，以低速向正反两方向交替地旋转滚筒7，在滚筒7内对洗涤水和洗涤物一起进行搅拌从而执行洗涤运行(洗涤行程)，直至经过在步骤S2中设定的洗涤时间为止。

控制部54在开始洗涤运行后执行初期温度测定，在该初期温度测定中每间隔规定时间多次测定电机温度(步骤S5)。例如，在初期温度测定中，控制部54在开始洗涤运行后立即测定电机温度，之后每经过30秒钟测定电机温度2次，在初期温度测定中共测定电机温度3次。

作为控制部54测定电机温度的方法，例如能够基于由αβ/dq转换部38输出的d轴电流值Id来测定电机14的定子15的线圈温度，或者在定子15的线圈等电机14的规定位置设置温度传感器来测定电机14的温度，或者通过温度传感器测定设置于控制装置30的电源模块50的温度，并将该测定温度作为电机温度。

然后，当初期温度测定结束时，进入步骤S6，控制部54基于在初期温度测定中测定的电机温度，推定电机14在洗涤运行过程中到达的到达温度。

作为到达温度的推定方法的一例，在将从洗涤运行开始起的经过时间设为X、将测定出的电机温度设为T的情况下，假设用以下数学式(1)的推定函数表示相对于经过时间X的电机温度T，根据在步骤S5的初期温度测定中得到的经过时间X与电机温度T的数据组，使用多维最小二乘法求出以下数学式(1)的系数(a、b)，得到推定电机温度T的推定函数。

T＝a·ln(X)+b数学式(1)

然后，控制部54将在步骤S2中设定的洗涤时间代入所得到的推定电机温度T的推定函数，基于推定函数计算出电机14在洗涤运行的执行过程中到达的到达温度Te(步骤S6)。

在步骤S7中，控制部54基于在步骤S6中计算出的到达温度Te改变洗涤运行中的水流的设定。具体而言，在本实施方式中，控制部54以如下方式设定水流条件：使洗涤运行中的水流的强度随着在步骤S6中计算出的到达温度Te的升高而减弱。

举例而言，在控制部54中与到达温度Te相对应地存储有如图4所示的多种水流条件，选择与在步骤S6中计算出的到达温度Te相对应的水流条件，并按照选择出的条件控制电机14的旋转，从而以强度随着到达温度Te的升高而阶段性地减弱的方式设定水流条件。

在图4的情况下，在步骤S6中计算出的到达温度Te小于80℃时，控制部54将使滚筒7旋转的ON时间设定为5秒钟，将在使滚筒7的旋转方向反转时使滚筒7暂时停止的OFF时间设定为0秒钟。另外，控制部54在到达温度Te大于等于80℃且小于100℃时，将ON时间以及OFF时间设定为5秒钟以及1秒钟；在到达温度Te大于等于100℃且小于120℃时，将ON时间以及OFF时间设定为5秒钟以及3秒钟；在到达温度Te大于等于120℃时，将ON时间以及OFF时间设定为5秒钟以及5秒钟。此外，滚筒7的最大转速在任何到达温度Te下均设定为50rpm。

此外，水流条件的改变除了如上所述那样改变OFF时间的方式以外，例如也可以通过如下方式进行改变：即，通过减小最大转速来减弱水流的强度，或者通过缩短ON时间来减弱水流的强度，或者通过组合以上方式来减弱水流的强度。

在步骤S8中，控制部54判断是否经过了在步骤S2中设定的洗涤时间，如果已经过则结束洗涤运行，如果未经过洗涤时间则进入步骤S9。

在步骤S9中，控制部54判断从上次测定电机温度起是否经过了规定时间(以下也称为测定时间)，当经过了测定时间时进入步骤S10，测定电机温度。此外，测定时间例如能够设定为30秒钟。

控制部54在步骤10中结束了电机温度的测定后进入步骤S11，根据对开始洗涤运行之后得到的经过时间X与电机温度T的数据组加上在步骤S11中得到的数据所得的数据组，使用多维最小二乘法求出上述数学式(1)的系数(a、b)，并更新推定电机温度T的推定函数。然后，控制部54基于更新的函数再次计算电机14在步骤S2中设定的洗涤时间内到达的到达温度Te，并更新到达温度Te(步骤S11)。

然后，控制部54在更新到达温度Te后，返回步骤S7，基于更新的到达温度Te改变洗涤运行中的水流的设定。

之后，直至经过在步骤S2中设定的洗涤时间为止，控制部54反复以下操作：即，每经过测定时间(步骤S9)测定电机温度(步骤S10)，并将每次测定得到的数据与洗涤运行开始之后取得的、经过时间X和电机温度T的数据组相加，基于相加所得的数据组更新推定电机温度T的推定函数与到达温度Te(步骤S11)，并根据更新的到达温度Te改变水流的设定(步骤S7)。

然后，当经过了在步骤2中设定的洗涤时间时(步骤S8的判断结果为“是”)，控制部54结束洗涤运行，进入脱水运行。

在本实施方式的洗衣机中，对电机14的旋转进行控制，从而根据间隔开时间多次测定的电机温度推定到达温度Te，并根据推定的到达温度Te改变水流，因此能够进行与电机温度的变化相应的适当的旋转控制，能够抑制电机14的温度过度上升并防止电机14损坏，而不会由于过度抑制电机14的动作造成清洗性能不必要地降低。

另外，在本实施方式中，在控制部54根据基于初期温度推定出的到达温度Te改变电机14的旋转控制之后，每经过测定时间就测定电机温度，并结合目前为止测定的电机温度再次计算出到达温度Te并更新到达温度Te，因此能够进一步进行与电机温度的变化相应的适当的旋转控制。

(变更例1)

在上述实施方式中，虽然作为推定电机温度的推定函数使用了1种函数，但是也可以使用多种函数来推定到达温度Te。

例如，能够根据初期温度测定中在洗涤运行开始后立即测定的电机温度，从多种推定函数中选择1个函数，使用选择出的推定函数来计算到达温度Te。另外，也可以根据使用者使用操作面板3的操作按钮设定的洗涤进程来改变推定电机温度的函数，计算出到达温度Te。

在连续使洗衣机运行等情况下电机温度已经较高，但是在这种情况下，通过根据在洗涤运行开始后立即测定的电机温度来改变函数，能够高精度地推定电机温度，能够进行与电机温度的变化相应的适当的旋转控制。

另外，即使因洗涤运行的进程而存在洗涤物容易缠绕、负荷变大、电机温度容易上升的进程、以及对电机14施加的负荷小、电机温度难以上升的进程，通过根据洗涤进程来改变推定函数，也能够高精度地推定电机温度，能够进行与电机温度的变化相应的适当的旋转控制。

(变更例2)

在上述实施方式中，无论电机温度测定部测定的电机温度如何，控制部54都计算出到达温度Te，但是，例如当电机温度测定部测定的电机温度大于等于规定温度时，控制部54也可以使电机14停止从而停止洗涤运行，而不进行到达温度Te的计算与更新。在这种情况下，能够紧急停止电机14的旋转从而防止电机14损坏。

(其他实施方式)

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是这些实施方式是作为例子提出的，并非旨在限定发明的保护范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施，在不偏离发明宗旨的范围内，可以进行各种省略、替换、改变。这些实施方式或其变形包含在发明的保护范围或宗旨中，并且，包含在权利要求书所记载的发明和其等同的保护范围内。

Claims (8)

1.一种洗衣机，具备：

电机；

电机温度测定部，测定所述电机的温度；以及

控制部，通过驱动控制所述电机来对洗涤水和洗涤物一起进行搅拌从而执行洗涤运行；其特征在于，

所述控制部具备：推定部，根据所述电机温度测定部间隔开时间多次测定的所述电机的温度，推定所述电机在洗涤运行的执行过程中到达的到达温度；以及水流设定部，根据所述推定部推定的所述到达温度，改变由所述电机的旋转生成的水流。

2.根据权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，

所述电机温度测定部根据所述电机的线圈温度测定所述电机的温度。

3.根据权利要求2所述的洗衣机，其特征在于，

所述电机温度测定部基于流经所述电机的电流值测定所述电机的温度。

4.根据权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，

所述电机温度测定部根据所述电机的电源模块的温度测定所述电机的温度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的洗衣机，其特征在于，

所述推定部在推定出所述到达温度后，基于所述电机温度测定部测定的所述电机的温度更新所述到达温度，

所述水流设定部基于所述推定部更新的所述到达温度改变水流。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的洗衣机，其特征在于，

洗涤运行开始后，所述推定部根据所述电机温度测定部最初测定的所述电机的温度，改变用于推定所述到达温度的推定函数。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的洗衣机，其特征在于，

所述推定部根据所执行的洗涤进程，改变用于推定所述到达温度的推定函数。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的洗衣机，其特征在于，

当所述电机温度测定部测定的所述电机的温度大于等于规定温度时，所述控制部停止洗涤运行。