JP2003181187A - 洗濯機のインバータ装置及び洗濯乾燥機のインバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗濯機または洗濯乾燥機に使用されるモータ
の駆動制御にベクトル制御を導入した場合でも、弱界磁
運転を行う場合の出力電圧をより高めることができるイ
ンバータ装置を提供する。 【解決手段】 洗い，濯ぎ運転と脱水運転の低速回転領
域においてはモータ１４を全界磁で運転し、脱水運転の
高速回転領域においてはモータ１４を弱界磁で運転する
ように制御して、全界磁運転を行う場合はモータ１４の
出力トルクをベクトル制御し、弱界磁運転を行う場合は
モータ１４を電圧・位相制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗い，濯ぎ及び脱
水の各行程を連続して行う全自動洗濯機について、洗
い，濯ぎ及び脱水の各運転を行うための回転駆動力を与
えるモータを駆動制御する洗濯機のインバータ装置，及
び洗い，濯ぎ，脱水及び乾燥の各行程を連続して行う全
自動洗濯乾燥機について、洗い，濯ぎ，脱水及び乾燥の
各運転を行うための回転駆動力を与えるモータを駆動制
御する洗濯乾燥機のインバータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、全自動洗濯機においては、洗い，
濯ぎ運転や脱水運転を行う場合に撹拌翼（パルセータ）
或いは回転槽を回転させるモータにはブラシレスＤＣモ
ータを使用し、そのブラシレスＤＣモータをインバータ
回路によって駆動する方式が広く採用されている。そし
て、モータの駆動条件に応じてトルクを制御する場合
は、モータの印加電圧を増減させるようにしている。し
かし、モータの回転速度は出力トルクに比例するが、印
加電圧によって制御される出力トルクは電圧に比例しな
いため、目標速度指令とモータの検出速度とに差が生じ
やすく制御が不安定になりがちであるという問題があ
る。

【０００３】そこで、本発明の発明者は、洗濯機等に使
用されるモータをより高い精度で駆動制御するためにベ
クトル制御を適用して、ｑ(quadrature)軸電流によって
出力トルクを制御する技術を特願２００１−１７１１８
５で提案した。即ち、ブラシレスＤＣモータの出力トル
クは、ベクトル制御によって得られるｑ(quadrature)軸
電流に比例することから、モータのトルク制御、ひいて
は回転速度制御を高精度で行うことが可能となる。

【０００４】ところで、洗濯機、または洗濯乾燥機に使
用されるモータは、洗い運転では低速で回転されるが、
脱水運転では高速で回転されるように駆動制御される。
高速回転時には、モータの巻線に発生する誘起電圧が高
くなるため、それに伴なってより高い駆動電圧を供給す
る必要がある。しかし、一般にモータをインバータ装置
で駆動制御する場合には供給可能な駆動電圧に限界があ
ることから、モータに発生する誘起電圧を抑制しつつ回
転数を高めるために、高速回転時には弱界磁運転を行う
ことが行われている。

【０００５】そして、特願２００１−１７１１８５で提
案したベクトル制御技術では、与えられた速度指令値
と、検出されたモータの電流値とに応じて演算が行わ
れ、その結果としてインバータ回路に与える駆動電圧、
即ち、ＰＷＭ信号のデューティが決定される。即ち、ベ
クトル制御の演算結果が出なければ、実際の駆動電圧が
どのくらいのレベルになるかは分からない。

【０００６】従って、ベクトル制御を行いながら弱界磁
運転を行うことを想定すると、ＰＷＭデューティが９０
％（即ち、駆動電圧の９０％）を超えると判断すると、
ｄ(direct)軸電流を（＝０）の全界磁状態からマイナス
方向の値に設定するように切り換えを行うようにしてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】即ち、弱界磁運転を行
う場合は、インバータ回路の出力電圧を１００％近くに
設定することができなくなる。そのため、電圧が低くな
る分だけ界磁を余計に弱めなければならずモータの効率
が低下すると共に、電源電流も増加せざるを得ず、イン
バータ回路やモータが大型化してしまうという問題があ
った。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、洗濯機または洗濯乾燥機に使用され
るモータの駆動制御にベクトル制御を導入した場合で
も、弱界磁運転を行う場合の出力電圧をより高めること
ができるインバータ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の洗濯機のインバータ装置は、洗い，
濯ぎ及び脱水の各行程を連続して行う全自動洗濯機につ
いて、洗い，濯ぎ及び脱水の各運転を行うための回転駆
動力を与えるモータを駆動制御するものにおいて、洗
い，濯ぎ運転と脱水運転の低速回転領域においては前記
モータを全界磁で運転し、脱水運転の高速回転領域にお
いては前記モータを弱界磁で運転するように制御すると
共に、前記全界磁運転を行う場合は前記モータの出力ト
ルクをベクトル制御し、前記弱界磁運転を行う場合は前
記モータを電圧・位相制御する制御手段を備えたことを
特徴とする。

【００１０】また、請求項２記載の洗濯乾燥機のインバ
ータ装置は、洗い，濯ぎ，脱水及び乾燥の各行程を連続
して行う全自動洗濯乾燥機について、洗い，濯ぎ，脱水
及び乾燥の各運転を行うための回転駆動力を与えるモー
タを駆動制御するものにおいて、洗い，濯ぎ，乾燥の各
運転と脱水運転の低速回転領域においては前記モータを
全界磁で運転し、脱水運転の高速回転領域においては前
記モータを弱界磁で運転するように制御すると共に、前
記全界磁運転を行う場合は前記モータの出力トルクをベ
クトル制御し、前記弱界磁運転を行う場合は前記モータ
を電圧・位相制御する制御手段を備えたことを特徴とす
る。

【００１１】即ち、弱界磁運転を行う必要がある脱水運
転の高速回転領域では、制御手段はベクトル制御を行う
ことなく電圧・位相制御に切り換えるので、インバータ
回路の出力電圧は、指令値として与えられる電圧を超え
ることはない。従って、脱水運転の高速回転領域におい
てモータに供給する電圧をより高く設定した上で、弱界
磁運転を行うことができるようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を縦軸形の全自動洗
濯機に適用した第１の実施例につき、図１ないし図１０
を参照して説明する。まず、図２は、全自動洗濯機１の
全体構成を示す縦断面図である。すなわち、全体として
矩形状をなす外箱２内には、水受槽３が、４組（１組の
み図示）の防振機構４を介して弾性支持されている。こ
の場合、防振機構４は、上端が外箱２内において上方に
係止された吊り棒４ａと、その吊り棒４ａの他端側に取
り付けられた振動減衰用のダンパー４ｂとを含んで構成
されている。これらの防振機構４を介して水受槽３が弾
性支持されることにより、洗濯運転時に発生する振動が
外箱２に極力伝達されないようにしている。

【００１３】上記水受槽３内には、洗濯槽兼脱水槽用の
回転槽５が配設されており、この回転槽５の内底部に
は、撹拌体（パルセータ）６が配設されている。上記回
転槽５は、槽本体５ａと、この槽本体５ａの内側に設け
られた内筒５ｂと、これらの上端部に設けられたバラン
スリング５ｃとから構成されている。そして、この回転
槽５が回転されると、内部の水を回転遠心力により揚水
して槽本体５ａの上部の脱水孔５ｄから水受槽３内に放
出するようになっている。

【００１４】また、回転槽５の底部には、通水口７が形
成されており、この通水口７は、排水通路７ａを通して
排水口８に連通されている。そして、排水口８には、排
水弁９を備えた排水路１０が接続されている。従って、
排水弁９を閉塞した状態で回転槽５内に給水すると、回
転槽５内に水が貯溜され、排水弁９を開放すると、回転
槽５内の水は排水通路７ａ、排水口８および排水路１０
を通じて排出されるようになっている。

【００１５】水受槽３の底部には、補助排水口８ａが形
成されており、この補助排水口８ａは、図示しない連結
ホースを介し前記排水弁９をバイパスして前記排水路１
０に接続され、前記回転槽５が回転したときに、その上
部から水受槽３内に放出された水を排出するようになっ
ている。

【００１６】また、前記水受槽３の外底部には、機構部
ハウジング１１が取付けられており、この機構部ハウジ
ング１１には、中空の槽軸１２が回転自在に設けられ、
この槽軸１２には、回転槽５が連結されている。また、
槽軸１２の内部には、撹拌軸１３が回転自在に設けられ
ており、この撹拌軸１３の上端部には、撹拌体６が連結
されている。そして、撹拌軸１３の下端部は、アウタロ
ータ形のブラシレスモータ１４のロータ１４ａに連結さ
れている。このブラシレスモータ１４は、洗い時には、
撹拌体６を直接正逆回転駆動するようになっている。

【００１７】また、ブラシレスモータ１４は、脱水時に
は、図示しないクラッチにより槽軸２と撹拌軸１３とが
連結された状態で、回転槽５および撹拌体６を一方向に
直接回転駆動するようになっている。従って、本実施例
では、ブラシレスモータ１４の回転速度は、洗い時には
撹拌体６のそれと同一になり、脱水時には回転槽５およ
び撹拌体６のそれと同一になる、いわゆる、ダイレクト
ドライブ方式が採用されている。

【００１８】図１は、モータ１４の駆動制御系を示す機
能ブロック図である。尚、図１において、（α，β）
は、三相ブラシレスモータ１４の各相に対応する電機角
１２０度間隔の三相（ＵＶＷ）座標系を直交変換した直
交座標径を示し、（ｄ，ｑ）は、ブラシレスモータ１４
のロータ１４ａの回転に伴って回転している２次磁束の
座標系を示すものである。

【００１９】速度指令出力部１５は、目標速度指令ωre
f を、減算器１６に被減算値として出力する。また、減
算器１６には、エスティメータ(Estimator) １７によっ
て検出されたブラシレスモータ１４の検出速度ωが、切
替えスイッチ５０の可動接点５０ｃ，固定接点５０ａを
介して減算値として与えられるようになっている。そし
て、減算器１６の減算結果は、速度ＰＩ(Proportional-
Integral) 制御部１８に与えられている。

【００２０】速度ＰＩ制御部１８は、目標速度指令ωre
f と検出速度ωとの差分量に基づいてＰＩ（比例積分）
制御を行い、ｑ軸電流指令値Ｉqrefとｄ(direct)軸電流
指令値Ｉdrefとを生成して減算器１９，２０に被減算値
として夫々出力する。尚、ベクトル制御を行なう場合、
ｄ軸電流指令値Ｉdrefは“０”に設定され全界磁制御に
よってモータ１４を駆動する。減算器１９，２０には、
αβ／ｄｑ変換部２１より出力されるｑ軸電流値Ｉｑ，
ｄ軸電流値Ｉｄが減算値として夫々与えられており、減
算結果は、電流ＰＩ制御部２２ｑ，２２ｄに夫々与えら
れている。尚、速度ＰＩ制御部１８における制御周期は
１ｍ秒に設定されている。

【００２１】電流ＰＩ制御部２２ｑ，２２ｄは、ｑ軸電
流指令値Ｉqrefとｄ軸電流指令値Ｉdrefとの差分量に基
づいてＰＩ制御を行い、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ及びｄ軸電
圧指令値Ｖｄを生成してｄｑ／αβ変換部２３に出力す
る。ｄｑ／αβ変換部２３には、エスティメータ１７に
よって検出されたブラシレスモータ１４における２次磁
束の回転位相角（ロータ位置角）θが与えられており、
その回転位相角θに基づいて電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを電
圧指令値Ｖα，Ｖβに変換するようになっている。

【００２２】ｄｑ／αβ変換部２３が出力する電圧指令
値Ｖα，Ｖβは、αβ／ＵＶＷ変換部２４に与えられて
いる。αβ／ＵＶＷ変換部２４は、電圧指令値Ｖα，Ｖ
βを三相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換して出力
する。電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、切替えスイッチ
２５ｕ，２５ｖ，２５ｗの一方の固定接点２５ｕａ，２
５ｖａ，２５ｗａに与えられており、他方の固定接点２
５ｕｂ，２５ｖｂ，２５ｗｂには、電圧・位相制御部２
６によって出力される電圧指令値Ｖus，Ｖvs，Ｖwsが与
えられている。そして、切替えスイッチ２５ｕ，２５
ｖ，２５ｗの可動接点２５ｕｃ，２５ｖｃ，２５ｗｃ
は、ＰＷＭ形成部２７の入力端子に接続されている。

【００２３】ＰＷＭ形成部２７は、電圧指令値Ｖus，Ｖ
vs，Ｖwsに基づいて１６ｋＨｚの搬送波（三角波）を変
調した各相のＰＷＭ信号Ｖup(+,-) ，Ｖvp(+,-) ，Ｖwp
(+,-) をインバータ回路２８に出力するようになってい
る。ＰＷＭ信号Ｖup〜Ｖwpは、例えばモータ１４の各相
巻線１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ（図２参照）に正弦波状の
電流が通電されるように正弦波に基づいた電圧振幅に対
応するパルス幅の信号として出力される。

【００２４】インバータ回路２８は、６個のＩＧＢＴ２
９（ａ〜ｆ）を三相ブリッジ接続して構成されている
（図１では、一相分のみを示す）。これらの内、下アー
ム側のＩＧＢＴ２９ｃ，２９ｄのエミッタは、シャント
抵抗３０（ｕ，ｖ）を介してグランドに接続されている
と共に、図示しない増幅・バイアス回路を介してＡ／Ｄ
変換部３２に接続されている。増幅・バイアス回路はオ
ペアンプなどを含んで構成されるもので、シャント抵抗
３０の端子電圧を増幅すると共にその増幅信号の出力範
囲が正側に収まるように（例えば、０〜＋５Ｖ）バイア
スを与えるようになっている。

【００２５】Ａ／Ｄ変換部３２は、ＩＧＢＴ２９ｃ，２
９ｄのエミッタに現れる電圧信号をＡ／Ｄ変換した電流
データＩｕ，ＩｖをＵＶＷ／αβ変換部３３に出力す
る。ＵＶＷ／αβ変換部３３は、電流データＩｕ，Ｉｖ
からＷ相の電流データＩｗを推定し、三相の電流データ
Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを（１）式に従って直交座標系の２軸
電流データＩα，Ｉβに変換する。

【数１】 そして、２軸電流データＩα，Ｉβをαβ／ｄｑ変換部
２１に出力する。

【００２６】αβ／ｄｑ変換部２１は、ベクトル制御時
にはエスティメータ１７よりモータ１４のロータ位置角
θを得ることで、（２）式に従って２軸電流データＩ
α，Ｉβを回転座標系（ｄ，ｑ）上のｄ軸電流値Ｉｄ，
ｑ軸電流値Ｉｑに変換する。

【００２７】

【数２】 そして、ｄ軸電流値Ｉｄ，ｑ軸電流値Ｉｑを前述したよ
うにエスティメータ１７及び減算器１９，２０に出力す
るようになっている。

【００２８】エスティメータ１７は、ｄ軸電流値Ｉｄ，
ｑ軸電流値Ｉｑに基づいてロータ１４ａの位置角θ及び
回転速度ωを推定し、各部に出力する。ここで、モータ
１４は、起動時には電圧・位相制御部２６の内部に配置
される初期パターン出力部３１によって直流励磁が行わ
れてロータ１４ａの回転位置が初期化された後、起動パ
ターンが印加され強制転流が行われる。この起動パター
ンの印加による強制転流時においては、位置角θは推定
するまでもなく明らかである。そして、αβ／ｄｑ変換
部２１は、ベクトル制御が開始される直前において初期
パターン出力部３１より得られる位置角θinitを初期値
として、電流値Ｉｄ，Ｉｑを演算して出力する。

【００２９】ベクトル制御の開始以降は、エスティメー
タ１７が起動されてロータ１４ａの位置角θ及び回転速
度ωが推定される。この場合、エスティメータ１７がα
β／ｄｑ変換部２１に出力するロータ位置角θn とする
と、エスティメータ１７は、電流値Ｉｄ，Ｉｑに基づい
てベクトル演算により推定したロータ位置角θn-1 とそ
の一周期前に推定したロータ位置角θn-2 との相関に基
づいてロータ位置角θn を推定するようになっている。

【００３０】ここで、電圧・位相制御部２６は、速度Ｐ
Ｉ制御部３４とＵＶＷ変換部３５とで構成されている。
速度ＰＩ制御部３４には、速度指令出力部１５より出力
される速度指令ωref と、エスティメータ１７が出力す
る推定速度ωとの減算結果が減算器５１を介して与えら
れている。そして、その減算結果に基づいて電圧指令(D
UTY)及び位相指令(PHASE) を生成しＵＶＷ変換部３５に
出力する。また、速度ＰＩ制御部３４には、後述する弱
め界磁制御を行うためエスティメータ１７が出力する位
相角θが与えられている。尚、推定速度ωは、切替えス
イッチ５０の可動接点５０ｃ，固定接点５０ｂを介して
減算器５１に与えられるようになっている。

【００３１】ＵＶＷ変換部３５は、速度ＰＩ制御部３４
が出力する指令値をＵ，Ｖ，Ｗの三相の電圧指令値に変
換して切替えスイッチ２５に出力するようになってい
る。即ち、電圧・位相制御部２６は、洗濯機において従
来一般に行われてきた電圧・位相制御方式と同様の制御
を行う構成である。尚、前述した初期パターン出力部３
１はＵＶＷ変換部３５の内部に配置されている。

【００３２】切替えスイッチ２５及び５０の切替えは、
切替え制御部５２によって行われるようになっている。
切替え制御部５２は、ＰＷＭ形成部２７より与えられる
ＰＭＷ信号のデューティ情報に基づいて切替えスイッチ
２５及び５０の切替えを制御する。また、切替え制御部
５２は、後述するように脱水運転の高速回転領域におい
て弱め界磁制御を行うための指令を電圧・位相制御部２
６に出力するようになっている。

【００３３】尚、以上の構成において、インバータ回路
２８を除く構成は、マイクロコンピュータ（制御手段）
３６のソフトウエアによって実現されている機能をブロ
ック化したものである。そして、ベクトル制御における
電流制御周期は、ＰＷＭ搬送波周波数の逆数である６
２．５μ秒に設定されている。

【００３４】次に、本実施例の作用について図３乃至図
１３をも参照して説明する。図３は、主にマイコン３６
による概略的な制御内容を示すフローチャートである。
マイコン３６は、例えば洗い運転を開始させる場合に前
述した起動処理を行う（ステップＳ１）。即ち、切替え
スイッチ２５ｕ〜２５ｗの可動接点２５ｕｃ〜２５ｗｃ
を切替え制御部５２により電圧・位相制御部２６側（固
定接点２５ｕｂ〜２５ｗｂ側）に切り換えると共に、切
替えスイッチ５０の可動接点５０ｃを固定接点５０ｂ側
に切り換える。そして、初期パターン出力部３１により
直流励磁を行わせ、ロータ１４ａの回転位置を初期化さ
せてから電圧指令値Ｖus〜Ｖwsをインバータ回路２８に
与えてモータ１４を強制転流させる（ステップＳ２）。
すると、モータ１４は回転を開始し、回転速度は徐々に
上昇して行く。

【００３５】それから、マイコン３６は、例えば、初期
パターン出力部によって与えられる検知信号によりモー
タ１４の回転数が２０ｒｐｍに達したと判断すると（ス
テップＳ３，「ＹＥＳ」）、切替えスイッチ２５ｕ〜２
５ｗの可動接点２５ｕｃ〜２５ｗｃを固定接点２５ｕａ
〜２５ｗａに接続するように切り替えると共に、切替え
スイッチ５０の可動接点５０ｃを固定接点５０ａ側に切
り換える。そして、目標速度指令ωref の出力を開始し
電圧・位相制御（ＰＩ制御）を行う（ステップＳ４）。
即ち、回転速度が比較的低い領域では、ベクトル制御を
高精度で行うことが困難となるからである。

【００３６】続いて、マイコン３６は、エスティメータ
１７より与えられる回転速度ωを参照してモータ１４の
回転数が６０ｒｐｍに達したと判断すると（ステップＳ
５，「ＹＥＳ」）、ベクトル制御（及び速度ＰＩ制御）
を開始させる（ステップＳ６）。その後は、運転停止の
指示があるまで運転を継続する（ステップＳ７）。その
間、洗いまたは濯ぎ運転を行う場合は、モータ１４を最
大回転数が１５０ｒｐｍに達するように正逆転させる。

【００３７】以下、ステップＳ６以降におけるベクトル
制御（及び速度ＰＩ制御）について処理の流れを説明す
る。ＰＷＭ形成部２７は、内部のアップダウンカウンタ
（図示せず）のカウンタ出力によって１６ｋＨｚのＰＷ
Ｍ搬送波を生成しており、そのカウンタ値が“０”，即
ち三角波の谷に達した時点で変換タイミング信号をＡ／
Ｄ変換部３２に出力するようになっている（図５参
照）。

【００３８】図５に示すように、ＰＷＭ形成部２７は、
αβ／ＵＶＷ変換部２４が出力する電圧指令値Ｖｕ〜Ｖ
ｗとＰＷＭ搬送波とのレベルを比較して、後者のレベル
が前者を上回っている期間に上アーム側のＩＧＢＴ２９
ａ〜２９ｃがオンするようにＰＷＭ信号Ｖup(+) 〜Ｖwp
(+) を出力する。そして、下アーム側のＩＧＢＴ２９ｄ
〜２９ｆは、上アーム側のＩＧＢＴ２９ａ〜２９ｃがオ
フしている期間にデッドタイムを挟んでオンされるよう
になっている。

【００３９】また、図６には、モータ１４の相電流の反
転ＩMINVとシャント抵抗３０に流れる電流ＩSR及び相電
圧との関係を示す波形図である。即ち、電流ＩSRが流れ
る期間は、下アーム側のＩＧＢＴ２９がオンして相電圧
が０Ｖを示す場合である。従って、三角波の谷は、下ア
ーム側のＩＧＢＴ２９ｄ〜２９ｆがオンしている期間の
中間位相を示すことになる。つまり、Ａ／Ｄ変換部３２
が、ＰＷＭ形成部２７内部のカウンタ値“０”の時点で
Ａ／Ｄ変換を行うようにすれば、インバータ回路２８の
下アーム側に流れる相電流を確実にサンプリングするこ
とができる。

【００４０】Ａ／Ｄ変換部３２によりＡ／Ｄ変換された
２相の電流値は、推定された残り１相の電流値と共にＵ
ＶＷ／αβ変換部３３，αβ／ｄｑ変換部２１を介すこ
とで２軸電流データＩα，Ｉβ，→Ｉｄ，Ｉｑに変換さ
れ、エスティメータ１７及び減算器１９，２０に出力さ
れ、エスティメータ１７によって位置角θ及び回転速度
ωが推定される。尚、電流Ｉｑは、モータ１４の２次磁
束の方向に対して垂直となる方向に流れる電流であり、
トルクの発生に寄与する電流成分である。一方、電流Ｉ
ｄは、２次磁束の方向に対して平行となる方向に流れる
電流であり、トルクの発生には寄与しない電流成分であ
る。

【００４１】そして、速度ＰＩ制御部１８は、速度指令
値出力部１５より与えられる目標速度指令ωref と検出
速度ωとの差分量に基づいてｑ軸，ｄ軸電流指令値Ｉqr
ef，Ｉdrefを出力し、電流ＰＩ制御部２２ｑ，２２ｄ
は、指令値Ｉqref，Ｉdrefと検出された電流値Ｉｑ，Ｉ
ｄとの差分に基づいて電圧指令値Ｖｑ，Ｖｄを出力す
る。電圧指令値Ｖｑ，Ｖｄは、ｄｑ／αβ変換部２３，
αβ／ＵＶＷ変換部２１を介して電圧指令値Ｖｕ，Ｖ
ｖ，Ｖｗに変換されてＰＷＭ形成部２７に出力され、Ｐ
ＷＭ形成部２７がインバータ回路２８にＰＷＭ信号Ｖup
〜Ｖwpを出力する。すると、モータ１４の各相巻線に通
電が行われる。

【００４２】図７（ａ）は、洗いまたは濯ぎ運転時にお
ける撹拌翼６（モータ１４）の回転数制御パターンを示
すものである。回転数は０ｒｐｍから１５０ｒｐｍまで
０．３秒間で上昇させるとその状態を０．５秒間維持
し、続いて１５０ｒｐｍから０ｒｐｍまで０．３秒間で
下降させる。それから、０．７秒間の停止期間を経て回
転方向を反転させる。このパターンを繰り返し行う。

【００４３】そして、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す
回転数制御パターンに応じて速度ＰＩ制御部１８が出力
するｑ軸電流指令値Ｉｑref の出力パターンを示す。
尚、前述したように、この場合、ｄ軸電流指令値Ｉｄre
f は“０”に設定され、モータ１４は全界磁状態で駆動
される。

【００４４】次に、図４は、脱水運転時におけるモータ
１４の制御内容を示すフローチャートである。図４にお
けるステップＡ１の起動処理は、図３に示すステップＳ
１〜Ｓ５に相当するものである。そして、図３のステッ
プＳ５において「ＹＥＳ」と判断される状態になると、
切替え制御部５２は、切替えスイッチ５０及び２５をベ
クトル制御側（即ち、固定接点５０ａ，２５ａ側）に切
り換える（ステップＡ２）。

【００４５】ここで、図８には、脱水運転時における図
７相当図を示す。図８（ａ）に示すように、脱水時は、
回転数を０ｒｐｍから９００ｒｐｍまで９０秒間で上昇
させるとその状態を４分間維持し、続いて９００ｒｐｍ
から０ｒｐｍまで１５秒間で下降させる。

【００４６】従って、図４では、ステップＡ２でベクト
ル制御に移行すると、回転数９００ｒｐｍに向かって目
標回転数を次第に上昇させる（ステップＡ３，Ａ４）。
この初期段階では、図８（ｂ）に示すように、洗いまた
は濯ぎ運転時と同様に、ｑ軸電流指令値Ｉｑref を与え
ることでモータ１４のトルクを上昇させるが、ｄ軸電流
指令値Ｉｄref は“０”に設定され、モータ１４はやは
り全界磁状態で駆動される。

【００４７】続いて、切替え制御部５２は、ＰＷＭ形成
部２７より与えられるＰＭＷ信号のデューティ情報を参
照し、ベクトル制御から電圧・位相制御に切替えを行う
べきタイミングであるか否かを判断する（ステップＡ
５）。ここでの切替えのタイミングは、ＰＭＷ信号のデ
ューティが９０％を超えたか否かによって行う。そし
て、デューティが９０％を超えない場合は（「ＮＯ」）
ステップＡ２に戻り、９０％を超える場合は（「ＹＥ
Ｓ」）切替えスイッチ５０，２５を電圧・位相制御側
（固定接点５０ｂ，２５ｂ側）に切り換えて（ステップ
Ａ６）、速度ＰＩ制御部３４により電圧・位相制御（Ｐ
Ｉ制御）を行う。ＰＭＷ信号のデューティが９０％に達
するのは、図８の例では、モータ１４の回転数が４００
ｒｐｍ程度に達した場合となる。

【００４８】またこの時、切替え制御部５２は、速度Ｐ
Ｉ制御部３４にも切り換え制御信号を出力して弱め界磁
制御を行わせることで、モータ１４の目標回転数（速度
指令値ωref ）を更に上昇させる（ステップＡ７）。弱
め界磁制御は進み角通電によって行う。

【００４９】即ち、図９に示すように、（ｂ）がエステ
ィメータ１７により推定された６０度毎の位相Ｐ０〜Ｐ
５に対してモータ１４の効率が最大となる通電タイミン
グ（全界磁）である場合に、（ｃ）に示すように位相指
令PHASE によって通電タイミングを進み位相側にシフト
することで、モータ１４に対する印加電圧を速度ＰＩ制
御部３４が出力する電圧指令(DUTY)に基づくレベルに維
持したまま界磁を弱める。尚、（ａ）はモータ１４が回
転する場合のステータ巻線とロータマグネットとの位置
関係（位相Ｐ０〜Ｐ５）を示す。そして、速度指令値ω
ref が上昇するのに応じて通電進み角が大きくなるよう
に設定し、モータ１４に発生する誘起電圧を抑制する。

【００５０】ステップＡ７に続くステップＡ８では、切
替え制御部５２は、モータ１４の回転数が９００ｒｐｍ
に到達したか否かを判断し、到達していなければ（「Ｎ
Ｏ」）ステップＡ７に戻る。９００ｒｐｍに到達した場
合は（「ＹＥＳ」）そのまま定められた所定時間（この
場合、４分間）脱水運転を行う（ステップＡ９）。その
後、モータ１４に対する通電を停止して、ロータの回転
を停止させるために図示しないブレーキ機構を動作さ
せ、回転槽５を停止させると（ステップＡ１０）処理を
終了する。

【００５１】ここで、図１０は、脱水運転の最高回転数
９００ｒｐｍで駆動した場合におけるモータ１４の印加
電圧（Ｖ）と入力電力（Ｗ）との関係を示すものであ
る。図中の点Ａは、モータ１４をベクトル制御すると同
時に弱め界磁制御を行った場合であり、印加電圧は約２
００Ｖ，入力電力は約２０８Ｗである。これに対して、
点Ｂはモータ１４を電圧・位相制御すると同時に弱め界
磁制御を行った場合であり、印加電圧は約２２０Ｖに上
昇し、入力電力は約１８５Ｗまで低下している。即ち、
高速回転領域において電圧・位相制御に切り替えたこと
により、モータ１４に対する印加電圧をより高めること
が可能となり、その結果、入力電力を１０％程度低下さ
せることができたことを示している。

【００５２】以上のように本実施例によれば、洗い，濯
ぎ運転と脱水運転の低速回転領域においてはモータ１４
を全界磁で運転し、脱水運転の高速回転領域においては
モータ１４を弱界磁で運転するように制御して、全界磁
運転を行う場合はモータ１４の出力トルクをベクトル制
御し、弱界磁運転を行う場合はモータ１４を電圧・位相
制御するようにした。従って、脱水運転を行う場合の高
速回転領域においてモータ１４に供給する電圧をより高
く設定した上で弱界磁運転を行うことが可能となり、消
費電力を低下させて効率を高めることができる。

【００５３】図１１乃至図１６は本発明を全自動洗濯乾
燥機に適用した場合の第２実施例を示すものであり、第
１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略
し、以下異なる部分についてのみ説明する。

【００５４】図１１は、ドラム式洗濯乾燥機の縦断側面
を示すものである。ドラム式洗濯乾燥機全体の外殻を成
す外箱６１の前面部には、中央部にドア６２が設けら
れ、上部に、操作パネル６３及び図示しない洗剤投入用
ケースが設けられている。ドア６２は、外箱６１の前面
部の中央部に形成した洗濯物出入口６５を開閉するもの
で、外箱６１の前面部裏側の上部（操作パネル６３の裏
側）には操作回路ユニット６６が設けられ、下部には制
御回路ユニット６７が設けられている。

【００５５】外箱６１の内部には水槽６８が配設されて
いる。この水槽６８は円筒状を成すものであり、その軸
方向が前後（図１１中、左右）となる横軸状で、且つ、
前上がりの傾斜状に配設され、左右一対（図１１では一
方のみを示す）の弾性支持装置６９によって支持されて
いる。

【００５６】水槽６８の内部には、ドラム（脱水槽）７
０を水槽６８と同軸状に配設している。このドラム７０
は、洗濯、脱水及び乾燥に共用の槽として機能するもの
であり、胴部のほぼ全域に小孔７１を多数有している
（図１１では一部のみ図示）。また、胴部の内周側に
は、ドラム７０が回転した時に内部の洗濯物を掻き上げ
るためのバッフル７２を複数有している（図１１では１
つのみ図示）。

【００５７】水槽６８及びドラム７０は、いずれも前面
部に洗濯物出し入れ用の開口部７３，７４を有してお
り、そのうちの水槽６８の開口部７３を、ベロー７５に
よって前記外箱６１の洗濯物出入口６５に水密に連ね、
ドラム７０の開口部７４を水槽６８の開口部７３に臨ま
せることにより、ドラム７０の内部に洗濯物出入口６５
が通じるようにしている。

【００５８】水槽６８の背面部には、ドラム７０を回転
駆動する駆動装置としてモータ７６が配設されている。
このモータ７６は、モータ１４と同様に、アウターロー
タ形のＤＣブラシレスモータであり、そのステータ７６
ａは水槽６８の背面部に取付けられ、ロータ７６ｂの中
心部に配置された回転軸７６ｃが水槽６８内に挿通され
て、その前端部にドラム７０の背部の中心部が取付けら
れている。

【００５９】水槽６８の下面部には水溜器７７が取付け
られており、この水溜器７７の内部に洗濯水加熱用のヒ
ータ７８が配設され、水溜器７７の後部には排水弁７９
を介して排水ホース８０が接続されている。この場合、
排水弁７９は電磁石やモータ等の駆動力で開放される電
動式のものである。

【００６０】一方、水槽６８の上方においては、送風機
８１が後方側に配設され、加熱器８２が前方側に配設さ
れている。このうち、送風機８１は、ケーシング８３の
内部に送風羽根８４を設け、この送風羽根８４を回転駆
動するモータ８５（図１２参照）をケーシング８３の外
部に設けて成るものであり、それらの間は図示しないベ
ルト伝動機構により連結されている。一方、加熱器８２
は、ケース８７の内部に温風生成用ヒータ８８を設けて
成るもので、ケース８７の入口部が送風機８１のケーシ
ング８３の出口部に連通している。

【００６１】更に、水槽６８上の前部にはダクト８９が
配設されている。このダクト８９は、一端部が上記加熱
器８２のケース８７の出口部に連通しており、他端部が
水槽６８内に臨んでいる。

【００６２】水槽６８の背面部には又、熱交換器９０が
配設されている。この熱交換器９０は、上部から水が注
ぎ入れられることによって、内部を下方から通る空気の
水分を水により熱交換して冷却し凝縮させて除湿する水
冷式であり、全体に中空状を成している。又、この熱交
換器９０は、ドラム７０の回転中心たる前記モータ７６
の回転軸７６ｃに対して同心円状に湾曲する形状を成し
ており、モータ７６を避けて配設されている。

【００６３】そして、熱交換器９０は、下部に連通口で
ある水出口兼用の空気入口９１を有しており、その空気
入口９１を水槽６８の内下部に連通させている。又、熱
交換器９０は、上部をダクト９２により前記送風機８１
のケーシング８３に連通しており、以上の熱交換器９
０、ダクト９２、送風機８１、並びに前記加熱器８２、
及びダクト８９によって乾燥ユニット９３が構成されて
いる。

【００６４】熱交換器９０には、内部の上方に注水管９
４を横架して設けている。この注水管９４は、熱交換器
９０内の下方部を臨む下面部に例えば横一列状に多数の
噴水口（図示せず）を有しており、一端部を熱交換器９
０外に位置させている。そして、その注水管９４の一端
部には注水チューブ９５の一端部が接続され、該注水チ
ューブ９５の他端部は、前記外箱６１内の最上部に配設
された給水弁９６に接続されている。

【００６５】外箱６１内の最上部には、水位センサ９７
が配設されている（図１２参照）。この水位センサ９７
は、水槽６８の底部に取付けた図示しないエアトラップ
からエアチューブを介して水槽６８内の水位を空気圧に
より検知するようになっている。ここで、水槽６８内は
前記小孔７１を介してドラム７０内と連通しており、水
槽６８内に貯水すれば、小孔７１を通じてドラム７０内
にも貯水される。従って、水位センサ９７及び図示しな
いエアトラップとエアチューブは、ドラム７０内の水位
をも検知する。

【００６６】更に、外箱６１内の最上部には、給水ポン
プ９９が配設されている。この給水ポンプ９９は、風呂
水など水道水以外の水を図示しない吸水ホースを介し吸
入して吐出するもので、その吐出先である外箱６１内最
上部の前方には注水ケース１００が配設されている。

【００６７】注水ケース１００は、上記給水ポンプ９９
から吐出される水道水以外の水を接続ホース１０１を介
して受容すると共に、図示しない水道の蛇口から給水弁
１０２（図１２参照）を通じて供給される水道水を接続
ホース１０３を介して受容するようになっている。そし
て、注水ケース１００の内部には前記洗剤投入用ケース
が収容されており、注水ケース１００の前底部は給水管
９４を介して前記水槽６８内に連通するようになってい
る。

【００６８】この構成で、給水弁９２により接続ホース
９３を通じて注水ケース１００内に供給された水道水
は、洗剤投入用ケース内を経て給水管９４を通じ水槽６
８内に、ひいてはドラム７０の前記小孔７１を通じてド
ラム７０内に供給されるようになっている。従って、こ
のとき、洗剤投入用ケース内に洗剤を投入すれば、その
洗剤は水と共にドラム７０内に投入される。一方、給水
ポンプ９９により接続ホース１０１を通じて注水ケース
１００内に供給された水道水以外の水は、直接（洗剤投
入用ケースを経ずに）給水管９４を通じ水槽６８内（ド
ラム７０内）に供給されるようになっている。なお、給
水弁１０２と前記給水弁９６も、前記排水弁７９と同様
の電動式のものである。

【００６９】一方、図１２はマイコン（制御手段）１０
５及びその周辺よりなる電気的構成を示している。この
マイコン１０５は、前記制御回路ユニット６７に含ま
れ、ドラム式洗濯乾燥機の運転全般を制御するようにな
っている。このマイコン１０５には、前記操作パネル６
３の各種スイッチから成る操作入力部１０６から各種操
作信号が入力されるようになっている。操作入力部１０
６は前記操作回路ユニット６６に含まれており、操作パ
ネル６３に対する使用者の操作に応じた各種操作信号を
出力するようになっている。

【００７０】このほか、マイコン１０５には、水位セン
サ９７から水位検知信号が入力されると共に、水槽６８
内の洗濯水の汚れを検知するように設けた汚れセンサ１
０７から汚れ検知信号が入力される。また、ドラム７０
内の気温を検知するための気温センサ（例えば、サーミ
スタ）１０８から気温検知信号が入力されると共に、水
槽６８内の水温を検知するための水温センサ１１２から
水温検知信号が入力されるようになっている。

【００７１】そして、マイコン１０５は、Ａ／Ｄ変換部
３２に与えられる電流検出信号並びに予め記憶された制
御プログラムに基づいて、前記モータ７６を駆動するイ
ンバータ回路１０９に駆動制御信号を与えるようになっ
ている。尚、マイコン１０５がインバータ回路１０９を
介してモータ７６を駆動制御する構成については、第１
実施例における図１に示すものと全く同様である。

【００７２】また、マイコン１０５は、操作パネル６３
の各種表示部から成る表示ユニット１１０、洗濯水を加
熱するための温水用ヒータ７８、排水弁７９、送風機８
１の送風用モータ８５、乾燥用ヒータ８８、給水ポンプ
９９、給水弁９６，１０２を駆動するための駆動回路１
１１に駆動制御信号を与えるようになっている。

【００７３】次に、本実施例の作用について図１３乃至
図１６をも参照して説明する。図１３は、洗濯乾燥機の
一連の行程を示すものである。先ず、ユーザがドラム７
０に投入した洗濯物の量を推定するため布量検知が行わ
れ、その結果、投入すべき洗剤の量が表示ユニット６０
に表示される。ユーザは、その表示を見て洗剤投入ケー
ス内に洗剤を投入する。同時に、水槽６８内に洗濯物の
量に応じた水位までの給水が行われ、給水が完了する
と、モータ７６によってドラム７０が正反転駆動され、
洗い行程が実施される。この時、ユーザによって「煮洗
い」が選択された場合はヒータ７８に通電が行われる。

【００７４】洗い行程の最後に「排水」，「脱水」が行
われると続いて濯ぎ行程に移行し、「給水」が行われた
後一回目の「濯ぎ１」が開始される。「濯ぎ１」の後
は、「排水」，「脱水」，「排水」，「濯ぎ」のセット
を２回繰り返し、計３回の濯ぎを行う。それから、脱水
行程に移行して「排水」，「脱水」が行われると、乾燥
行程に移行し、ドラム７０が回転されると共にヒータ８
８が通電され、モータ８５が回転されることでドラム７
０内に熱風が循環される。

【００７５】図１４乃至図１６は、洗いまたは濯ぎ時，
脱水時，乾燥時におけるドラム７０（モータ７６）の回
転数制御パターンを示すものである。図１４に示す洗い
または濯ぎ時は、回転数を０ｒｐｍから５０ｒｐｍまで
１秒間で上昇させるとその状態を３秒間維持し、続いて
５０ｒｐｍから０ｒｐｍまで１秒間で下降させる。それ
から、３秒間の停止期間を経て回転方向を反転させる。
このパターンを繰り返し行う。この場合、第１実施例と
同様に、モータ７６の出力トルクはｑ軸電流指令値Ｉｑ
ref によりベクトル制御すると共に回転速度については
ＰＩ制御し、ｄ軸電流指令値Ｉｄref ＝０として全界磁
制御する。

【００７６】図１５に示す脱水時は、回転数を０ｒｐｍ
から１０００ｒｐｍまで３分間で上昇させるとその状態
を７分間維持し、続いて１０００ｒｐｍから０ｒｐｍま
で１分間で下降させる。この場合も、第１実施例と同様
に図４に示すフローチャートに従って制御することで、
ＰＷＭ信号のデューティが９０％を超えると（例えば回
転数５００ｒｐｍ）、ベクトル制御から電圧・位相制御
に切替えを行うと共に、図９に示したように進み角通電
により弱め界磁制御を行うようにする。

【００７７】図１６示す乾燥時は、回転数を６０ｒｐｍ
まで上昇させるとその状態を維持し、続いて６０ｒｐｍ
から０ｒｐｍまで下降させる。この期間を１分間とす
る。それから、僅かな停止期間を経て回転方向を反転さ
せる。このパターンを繰り返し行う。この場合は、洗い
または濯ぎ運転と同様にトルクをベクトル制御すると共
に速度をＰＩ制御し、全界磁制御する。

【００７８】以上のように第２実施例によれば、洗い，
濯ぎ，脱水運転と脱水運転の低速回転領域においてはモ
ータ７６を全界磁で運転し、脱水運転の高速回転領域に
おいてはモータ７６を弱界磁で運転するように制御し
て、全界磁運転を行う場合はモータ７６の出力トルクを
ベクトル制御し、弱界磁運転を行う場合はモータ７６を
電圧・位相制御するようにした。従って、洗濯乾燥機に
おいても、第１実施例と同様の効果が得られる。

【００７９】図１７乃至図２０は本発明を縦型の洗濯乾
燥機に適用した場合の第３実施例を示すものである。図
１７は洗濯乾燥機全体の構成を一部展開して示す縦断側
面図である。外郭を形成する本体１２１の上面中央部に
は、洗濯物の出し入れ口を開閉する蓋１２２を備え、そ
の前方には詳細は後述する各種の選択スイッチを有する
操作パネル１２３が配設されるとともに、その内方には
洗濯および乾燥運転の全般を制御すべくマイクロコンピ
ュータを主体とする回路構成からなる制御装置（制御手
段）１２４が設けられている。

【００８０】この本体１２１の内部には、上面を開口し
た貯水可能な有底筒状の水槽１２５が、複数の弾性支持
装置１２６（１個のみ図示）を介して設けられており、
その最低部位の排水口１２５ａには排水弁１２７が連通
接続され、更に排水ホース１２８を経て機外に導出され
ている。尚、上記水槽１２５は合成樹脂製であり、例え
ばポリプロピレンを基材にガラス繊維を１５wt％以上加
えた複合材料にて成形し、該水槽１２５を乾燥室として
使用できるように耐熱補強が施されている。

【００８１】そして、この水槽１２５の内部には、洗濯
物を収容し洗濯槽と脱水槽を兼用した回転槽１２９が回
転可能に配設されている。この回転槽１２９は、金属製
若しくは金属を主体とする堅固な構成からなり、水槽１
２５と略同様の上面を開口し、底部を含む全周壁に多数
の透孔１２９ａを有する縦形円筒状をなすとともに、内
底部の中心には撹拌体１３０を回転可能に設け、上端部
にはバランスリング１２９ｂを固着している。

【００８２】回転槽１２９および撹拌体１３０は、水槽
１２５の外底部に装着された駆動モータ１３１により回
転駆動されるように、図示しないクラッチ機構を介して
洗い運転では撹拌体１３０のみが駆動され、脱水運転や
乾燥運転時には撹拌体１３０と回転槽１２５とが共に回
転駆動される。但し、乾燥運転時では脱水運転に比して
回転槽１２５は低速回転に制御される。モータ１３１
は、第１または第２実施例と同様にアウタロータ型のブ
ラシレスモータで構成されている。

【００８３】そして、本体１２１の奥方隅部で且つ上記
構成の水槽１２５の側方において、下端部から上端部に
かけて取り巻くように、水槽１２５内に温風を循環供給
する温風循環路１３２が形成されている。即ち、この温
風循環路１３２は、一端の下端部が水槽１２５の下部の
排水口１２５ａ近傍に開口連通し、また他端たる上端部
が水槽１２５の上面開口を臨む位置に開口した各ダクト
１３３ａ，１３３ｂと、その途中位置に設けられた除湿
ユニット１３４を介して形成され、以って、回転槽１３
０を内蔵する水槽１２５と、その外測にあって、ダクト
１３３および除湿ユニット１３４を介して連通した通路
が形成される。

【００８４】更に、この除湿ユニット１３４の下流側に
送風機１３５および乾燥用ヒータ１３６を順次配設して
なる所謂温風発生装置が設けられている。そして、水槽
１２５を介してダクト１３３、除湿ユニット１３４およ
び温風発生装置により温風循環路１３２が形成されてい
る。

【００８５】除湿ユニット１３４を構成する区域には、
内外面が蛇腹状に形成された熱交換部１３７が設けられ
ている。冷却ファン装置１３８は、熱交換部１３７の周
側に冷風としての外気を供給するもので、その冷風を下
方向へ案内する風路を形成する短筒状の風洞１３９が、
熱交換部１３７の上方部位を包囲するように設けられて
いる。そして、冷却ファン装置１３８が駆動されること
で取り込まれた外気は、冷風として風洞１３９に案内さ
れる。すると、その冷風が熱交換部１３７の外側面を下
方に流れることで、熱交換部１３７の内部を図示矢視方
向の上方に流れる空気（排気温風）は冷やされ、凝縮さ
れた水分が滴下することで空気中から湿気が取り除かれ
る。以上の機構が空冷式除湿器１４０を構成している。

【００８６】風洞１３９は、熱交換部１３７の上方部位
を覆うように短円筒状をなすと共に下方が開放された形
状をなしており、水槽１２５の上方部位に隣接して配設
されている。風洞１３９を流れる冷風の一部は水槽１２
５の外周壁面に沿って流下し、該水槽１２５の下半部を
冷却する。これにより、水槽１２５を介して内部の排気
温風との間で一部熱交換が行なわれ、水分の冷却凝縮に
よる除湿作用が促進される。

【００８７】熱交換部１３７の上部内方には、冷却水を
注入するための給水手段が設けられている。この給水手
段は、水道等の給水源に接続された給水切替弁１４１
と、この給水切替弁１４１から少なくとも２分岐され、
一方は熱交換部１３７の上部内方に連通し少水量の冷却
水としての水を流す通水路１４２と、他方では水槽１２
５内に臨み洗濯水として多量の水を供給するための通水
路１４３とから構成されている。従って、斯かる通水路
１４２からは冷却水として少量の水が熱交換部１３７内
に供給され、その水が熱交換部１３７内を上方に移動中
の空気に接触して冷却するため、空気中の水分が凝縮さ
れて除湿される。

【００８８】斯様にして、熱交換部１３７内に冷却用に
適量の水を供給する給水手段を設けることで、所謂水冷
式除湿器１４４が構成されている。そして、除湿ユニッ
ト１３４は、これら空冷式および水冷式の二つの除湿手
段を具備する構成である。特に、本実施例における熱交
換部１３７は、蛇腹状に形成されることで熱交換面積を
大きくして効率の良い熱交換が可能である。また、該熱
交換部１３７の内方下部には撹拌用リブ１４５が突設さ
れている。この撹拌用リブ１４５によって、ここを流れ
る空気に乱流を派生させて冷却水とのむらのない接触を
促し、また冷却水自体も飛散することとになり更に水と
空気との接触が良好となるようにしている。

【００８９】従って、除湿ユニット１３４を経て除湿さ
れた乾いた空気は、この下流側に配設された温風を発生
させる送風機１３５とヒータ１３６により効率良く温風
化され、ダクト１３３ｂを経て水槽１２５に供給され
る。尚、除湿ユニット１３４や温風循環路１３２は、詳
細な取付構造は略すが弾性支持された水槽１２５側に連
結固定されている。また、外気を取り込む冷却ファン装
置１３８も、本体１２１の外方に臨む位置にやはり弾性
的に取付支持されている。また、洗濯乾燥機の電気的構
成は、基本的に第２実施例と同様である。

【００９０】図１８乃至図２０は、洗いまたは濯ぎ時，
脱水時，乾燥時におけるモータ１３１の回転数制御パタ
ーンを示すものである。図１８に示す洗いまたは濯ぎ時
は、回転数を０ｒｐｍから１５０ｒｐｍまで０．３秒間
で上昇させるとその状態を０．５秒間維持し、続いて１
５０ｒｐｍから０ｒｐｍまで０．５秒間で下降させる。
それから、０．７秒間の停止期間を経て回転方向を反転
させる。このパターンを繰り返し行う。この場合も、第
１実施例と同様に、モータ７６の出力トルクはｑ軸電流
指令値Ｉｑref によりベクトル制御すると共に回転速度
についてはＰＩ制御し、ｄ軸電流指令値Ｉｄref ＝０と
して全界磁制御する。

【００９１】図１９に示す脱水時は、回転数を０ｒｐｍ
から９００ｒｐｍまで３分間で上昇させるとその状態を
７分間維持し、続いて９００ｒｐｍから０ｒｐｍまで１
分間で下降させる。この場合も、第１実施例と同様に図
４に示すフローチャートに従って制御することで、ＰＷ
Ｍ信号のデューティが９０％を超えると（回転数４００
ｒｐｍ）、ベクトル制御から電圧・位相制御に切替えを
行うと共に、弱め界磁制御を行うようにする。

【００９２】図２０示す乾燥時は、回転数を５０ｒｐｍ
まで上昇させるとその状態を維持し、続いて５０ｒｐｍ
から０ｒｐｍまで下降させる。この期間を１０分間とす
る。それから、１分間の停止期間を経て回転方向を反転
させる。また、その停止期間には、撹拌体１３０を１０
０ｒｐｍで交互に正反転させる。このパターンを繰り返
し行う。この場合は、洗いまたは濯ぎ運転と同様にトル
クをベクトル制御すると共に速度をＰＩ制御し、全界磁
制御する。

【００９３】即ち、これらの動作は、機構的な相違によ
って具体数値例が第２実施例とは異なるが、洗濯乾燥機
としての基本的な動作は略同一である。以上のように第
３実施例によれば、本発明を縦型の洗濯乾燥機に適用し
た場合でも、第１または第２実施例と同様の効果が得ら
れる。

【００９４】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。回転数や電流値などは一例であり、
個別の設計に応じて適宜変更して実施すれば良い。ま
た、脱水運転の高速回転領域においてベクトル制御から
電圧・位相制御に切り替えるタイミングも、ＰＭＷ信号
のデューティ９０％を基準とするものに限らず、個別の
設計に応じて最適となる基準を適宜設定すれば良い。

【００９５】

【発明の効果】本発明の洗濯機によれば、制御手段は、
洗い，濯ぎ運転と脱水運転の低速回転領域においてはモ
ータを全界磁で運転し、脱水運転の高速回転領域におい
てはモータを弱界磁で運転するように制御すると共に、
全界磁運転を行う場合は前記モータの出力トルクをベク
トル制御し、弱界磁運転を行う場合はモータを電圧・位
相制御するようにした。また、本発明の洗濯乾燥機によ
れば、制御手段は、洗い，濯ぎ，乾燥の各運転と脱水運
転の低速回転領域においてはモータを全界磁で運転し、
脱水運転の高速回転領域においてはモータを弱界磁で運
転するように制御すると共に、全界磁運転を行う場合は
モータの出力トルクをベクトル制御し、弱界磁運転を行
う場合はモータを電圧・位相制御するようにした。従っ
て、脱水運転の高速回転領域においてモータに供給する
電圧をより高く設定した上で、弱界磁運転を行うことが
できるようになり、消費電力を低減してモータの効率を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を洗濯機に適用した場合の第１実施例で
あり、マイクロコンピュータを中心とする制御系の構成
を示す機能ブロック図

【図２】洗濯機の縦断面図

【図３】マイクロコンピュータによるモータ駆動制御の
初期における制御内容を示すフローチャート

【図４】脱水運転時における図３相当図

【図５】ＰＷＭ搬送波と上アーム側，下アーム側のゲー
ト信号の波形を示す図

【図６】モータの相電流の反転ＩMINVとシャント抵抗に
流れる電流ＩSR及び相電圧との関係を示す波形図

【図７】（ａ）は、洗いまたは濯ぎ運転時における撹拌
翼（モータ）の回転数制御パターンを示す図、（ｂ）は
（ａ）に示す回転数制御パターンに応じて速度ＰＩ制御
部が出力するｑ軸電流指令値Ｉｑref の出力パターンを
示す図

【図８】脱水運転時における図７相当図

【図９】進み角通電による弱め界磁制御を説明するもの
で、（ａ）はモータが回転数場合のステータ巻線とロー
タマグネットとの位置関係、（ｂ）は全界磁制御、
（ｃ）は弱め界磁制御を示す図

【図１０】脱水運転の最高回転数で駆動した場合におけ
るモータの印加電圧（Ｖ）と入力電力（Ｗ）との関係を
示す図

【図１１】本発明を全自動洗濯乾燥機に適用した場合の
第２実施例であり、ドラム式洗濯乾燥機の縦断側面図

【図１２】マイクロコンピュータ及びその周辺よりなる
電気的構成を示す機能ブロック図

【図１３】洗濯乾燥機の一連の行程を示す図

【図１４】洗いまたは濯ぎ運転時におけるモータの回転
数制御パターンを示す図

【図１５】脱水運転時における図１４相当図

【図１６】乾燥運転時における図１４相当図

【図１７】本発明を縦型洗濯乾燥機に適用した場合の第
３実施例を示す図２相当図

【図１８】図１４相当図

【図１９】図１５相当図

【図２０】図１６相当図

【符号の説明】

１４はモータ、３６はマイクロコンピュータ（制御手
段）、７６はモータ、１０５はマイクロコンピュータ
（制御手段）、１２４は制御装置（制御手段）、１３１
はモータを示す。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B155 AA01 AA06 AA16 BB15 BB18 CA02 CA16 CB07 HB10 LA03 LC15 MA01 MA05 MA06 MA08 5H560 AA10 BB04 BB12 DA14 DC01 DC07 DC12 EB01 HA04 XA04 XA06 XA12 XA13 5H576 AA12 DD02 DD05 EE01 EE11 EE19 GG02 GG06 HB01 LL12 LL14 LL17 LL23 LL34 LL39 LL41

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗い，濯ぎ及び脱水の各行程を連続して
   行う全自動洗濯機について、洗い，濯ぎ及び脱水の各運
   転を行うための回転駆動力を与えるモータを駆動制御す
   るインバータ装置において、 洗い，濯ぎ運転と脱水運転の低速回転領域においては前
   記モータを全界磁で運転し、脱水運転の高速回転領域に
   おいては前記モータを弱界磁で運転するように制御する
   と共に、前記全界磁運転を行う場合は前記モータの出力
   トルクをベクトル制御し、前記弱界磁運転を行う場合は
   前記モータを電圧・位相制御する制御手段を備えたこと
   を特徴とする洗濯機のインバータ装置。
2. 【請求項２】 洗い，濯ぎ，脱水及び乾燥の各行程を連
   続して行う全自動洗濯乾燥機について、洗い，濯ぎ，脱
   水及び乾燥の各運転を行うための回転駆動力を与えるモ
   ータを駆動制御するインバータ装置において、 洗い，濯ぎ，乾燥の各運転と脱水運転の低速回転領域に
   おいては前記モータを全界磁で運転し、脱水運転の高速
   回転領域においては前記モータを弱界磁で運転するよう
   に制御すると共に、前記全界磁運転を行う場合は前記モ
   ータの出力トルクをベクトル制御し、前記弱界磁運転を
   行う場合は前記モータを電圧・位相制御する制御手段を
   備えたことを特徴とする洗濯乾燥機のインバータ装置。