JP2005204968A - Drum type washing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗濯物を収容するための回転槽の回転軸が、概ね水平方向を指向するように配置される構成のドラム式洗濯機に関する。 The present invention relates to a drum-type washing machine having a configuration in which a rotating shaft of a rotating tub for storing laundry is arranged so as to be oriented substantially in the horizontal direction.
ドラム式洗濯機においては、図１６に示すように、角速度ωで回転するドラムＤ内において回転中心より距離Ｒｉに位置する洗濯物には、重力ｇと、角速度ω及び距離Ｒｉに応じた遠心力Ｆとが作用する。図１７（ａ）に示すように、洗濯物Ｃが他の洗濯物の分布との関係上偏りが生じた状態（アンバランス状態）でドラムＤの内周壁に張り付いている場合、Ｒｉω2＞ｇの状態から回転数を徐々に低下させて行くと、中心からの距離が短いため上記不等号の向きが他の洗濯物より先に逆転し、その時点で洗濯物Ｃは内周壁より剥がれて落下することでアンバランスは解消されるようになる（図１７（ｂ）参照）。 In the drum type washing machine, as shown in FIG. 16, in the drum D rotating at the angular velocity ω, the laundry positioned at the distance Ri from the center of rotation has the gravity g and the centrifugal force corresponding to the angular velocity ω and the distance Ri. F acts. As shown in FIG. 17A, when the laundry C is stuck to the inner peripheral wall of the drum D in an unbalanced state due to the distribution of other laundry (unbalanced state), Riω 2 > When the rotational speed is gradually decreased from the state of g, the direction of the inequality sign is reversed earlier than other laundry because the distance from the center is short, and at that point the laundry C is peeled off from the inner peripheral wall and dropped. By doing so, the imbalance is resolved (see FIG. 17B).
従来、ドラム式洗濯機において脱水運転を行う場合、ドラム内の洗濯物がアンバランス状態のまま脱水回転されることを防止するためバランス調整運転を行うものが存在する。例えば、特許文献１においては、ドラムを内蔵する水槽外部の上方に加速度センサを配置して水槽の振動状態を検出し、その振動レベルがしきい値以下となる状態が所定の期間連続した場合にドラム内における洗濯物の分布バランスが良好な状態にある（即ち、アンバランスが最小となった）と判断してドラムの回転数を上昇させ、脱水運転を行う技術が開示されている。
しかしながら、実際の使用状態を考慮すると、実現可能な最小アンバランス量は、洗濯物の量や各洗濯物の布質などにおいて異なるはずである。従って、特許文献１に開示されている技術のように、振動レベルがしきい値以下となる状態を判断する方式を採用した場合は、そのような使用状態のばらつきに加え、洗濯機の組立工程において発生するアンバランスも考慮してしきい値を高めに設定せざるを得なくなる。その結果、アンバランスを十分に解消した状態での脱水運転ができないという問題があった。
However, in consideration of actual use conditions, the minimum unbalance amount that can be realized should be different in the amount of laundry and the quality of each laundry. Therefore, in the case where a method for determining a state in which the vibration level is equal to or lower than the threshold value as in the technique disclosed in
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、脱水運転時における洗濯物アンバランス状態を、実際の使用状態に応じて最適に解消することができるドラム式洗濯機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a drum type washing machine that can optimally eliminate the laundry unbalanced state during the dehydration operation according to the actual use state. There is.
本発明のドラム式洗濯機は、回転軸が概ね水平方向を指向するように配置され、洗濯物を収容するための回転槽と、
この回転槽を回転させるためのモータと、
このモータの駆動を制御する制御手段と、
脱水運転を開始した場合に発生する前記モータの回転変動レベルを示す変動値を算出して出力する変動値出力手段とを備え、
前記制御手段は、前記変動値が略最小を示したと判断すると、前記モータの回転速度をそれまでの加速度よりも大きな加速度によって上昇させることを特徴とする。
The drum type washing machine of the present invention is arranged so that the rotation axis is oriented substantially in the horizontal direction, and a rotating tub for storing laundry,
A motor for rotating the rotating tank;
Control means for controlling the driving of the motor;
Fluctuation value output means for calculating and outputting a fluctuation value indicating a rotation fluctuation level of the motor generated when dehydration operation is started,
When the control means determines that the variation value is substantially the minimum, the control means increases the rotational speed of the motor by an acceleration larger than the previous acceleration.
即ち、脱水運転を開始した場合に発生するモータの回転変動のレベルは、回転槽の内部に収容された洗濯物分布のアンバランス状態を反映している。従って、回転変動レベルが大きいということは、洗濯物が回転槽内部で偏在しておりアンバランス状態が大きいことを示している。そして、回転変動値が略最小を示す場合はアンバランス状態が極力解消された状態にあると推定できるので、その時点からモータの回転速度をそれまでの加速度よりも大きな加速度で上昇させるようにすれば、洗濯物の分布がバランスした状態、即ち、回転槽の内周壁面に洗濯物が略均一に張り付いている状態が固定されて、脱水運転が行われるようになる。 That is, the level of rotation fluctuation of the motor that occurs when the dehydrating operation is started reflects the unbalanced state of the laundry distribution accommodated in the rotating tub. Therefore, a large rotation fluctuation level indicates that the laundry is unevenly distributed inside the rotating tub and the unbalanced state is large. If the rotational fluctuation value shows a substantially minimum value, it can be estimated that the unbalanced state has been eliminated as much as possible, so that the rotational speed of the motor is increased at a higher acceleration than the previous acceleration from that point. For example, the state in which the distribution of the laundry is balanced, that is, the state in which the laundry is substantially uniformly attached to the inner peripheral wall surface of the rotating tub is fixed, and the dehydration operation is performed.
本発明のドラム式洗濯機によれば、回転槽内部に収容された洗濯物分布のアンバランスを、実際に運転状態に応じて解消することができるので、脱水運転時における騒音や振動の発生を一層抑制することが可能となる。 According to the drum type washing machine of the present invention, it is possible to eliminate the imbalance of the laundry distribution accommodated in the rotary tub according to the actual operation state, so that noise and vibration are not generated during the dehydration operation. Further suppression is possible.
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１乃至図１０を参照して説明する。まず、ドラム式洗濯機の全体構成を示す図１０において、ドラム式洗濯機の外殻をなす外箱１の前面部には、中央部に扉２が設けられ、上部に、多数のスイッチや表示部（何れも図示せず）を備えた操作パネル３が設けられている。扉２は、外箱１の前面部中央部に形成された洗濯物出入れ口４を開閉するものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, in FIG. 10 showing the entire configuration of the drum type washing machine, a
外箱１の内部には、円筒状をなす水槽５が配設されている。この水槽５は、その軸方向が前後方向（図１０では左右方向）となる横軸状で且つ前上がりの傾斜状に配設され、弾性支持装置６により弾性的に支持されている。水槽５の内部には、円筒状をなすドラム（回転槽）７が水槽５と同軸状に配設されている。このドラム７は、洗濯の他、脱水及び乾燥に共用の槽として機能するもので、胴部のほぼ全域に小孔８が多数形成され（図１０に一部のみ図示）、胴部の内周部にはバッフル９が複数設けられている（図１０に一つのみ図示）。
A
水槽５及びドラム７は、夫々前面部に洗濯物出入れ用の開口部１０，１１を有し、水槽５の開口部１０は前記洗濯物出入れ口４にベロー１２により水密に連ねられ、ドラム７の開口部１１はその水槽５の開口部１０に臨んでいる。ドラム７の開口部１１の周囲部にはバランスリング１３が設けられている。
上記水槽５の背面部には、ドラム７を回転駆動するモータ１４が配設されている。モータ１４はアウタロータ形のＤＣブラシレスモータであり、そのステータ１５が、水槽５の背部中央部に取り付けられた軸受ハウジング１６の外周部に取り付けられている。ロータ１７は、ステータ１５を外側から覆うように配置され、中心部に取り付けられた回転軸１８が上記軸受ハウジング１６に軸受１９を介して回転可能に支承されている。軸受ハウジング１６から突出した回転軸１８の前端部はドラム７の背部の中央部に連結されている。即ち、モータ１４のロータ１７が回転すると、ロータ１７と一体にドラム７も回転する構成となっている。
The
A
水槽５の下面部には水溜部２０が設けられており、この水溜部２０の内部に洗濯水加熱用のヒータ２１が配設され、水溜部２０の後部に、排水弁２２を介して排水ホース２３が接続されている。
水槽５の上部には温風生成装置２４が設けられ、背部には熱交換器２５が設けられている。温風生成装置２４は、ケース２６内に配設された温風用ヒータ２７，ケーシング２８内に配設されたファン２９，ファン２９をベルト伝動機構３０を介して回転駆動するファンモータ３１で構成され、ケース２６とケーシング２８とは連通されている。ケース２６の前部にはダクト３２が接続され、ダクト３２の先端部は、水槽５内の前部に突出してドラム７の開口部１２に臨んでいる。
A
A
ここで、温風用ヒータ２７とファン２９とにより温風が生成され、その温風はダクト３２を通してドラム７内に供給される。ドラム７内に供給された温風はドラム７内の洗濯物を加熱する共に水分を奪い、熱交換器２５側へ排出される。熱交換器２５は、上部が上記ケーシング２８内と連通し、下部が水槽５内と連通しており、水が上部から注ぎ入れられて流下することで、内部を通る空気中の水蒸気を冷却し凝縮させて除湿する水冷式である。この熱交換器２５を通った空気は再び温風生成装置２４に戻され、温風化されて循環する。
Here, warm air is generated by the
図９は、ドラム式洗濯機の制御系の構成を示す機能ブロック図である。尚、この構成は、例えば特願２００２−２１２７８８に記載されているものと同様であるから、以下では概略的に説明する。目標速度指令ωref は、洗濯機１１の運転全般を制御する制御用のマイコン５４より出力され、減算器３３は、その目標速度指令ωref と、エスティメータ(Estimator) ３４により検出されたモータ１４の回転速度ωとの減算結果を出力する。
FIG. 9 is a functional block diagram showing the configuration of the control system of the drum type washing machine. This configuration is the same as that described in, for example, Japanese Patent Application No. 2002-212788, and will be described briefly below. The target speed command ωref is output from the
速度ＰＩ制御部３５は、目標速度指令ωref と検出速度ωとの差分量に基づいてＰＩ制御を行い、ｑ軸電流指令値Ｉqrefとｄ軸電流指令値Ｉdrefとを生成する。減算器３６，３７は、前記指令値Ｉqref，Ｉdrefとαβ／ｄｑ変換部３８より出力されるｑ軸電流値Ｉｑ，ｄ軸電流値Ｉｄとの減算結果を電流ＰＩ制御部３９ｑ，３９ｄに出力する。ｑ軸電流値Ｉｑはマイコン５４にも与えられる。
The speed
電流ＰＩ制御部３９ｑ，３９ｄ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を生成して出力する。ｄｑ／αβ変換部４０は、エスティメータ３４により検出されたモータ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。
The current
αβ／ＵＶＷ変換部４１は、電圧指令値Ｖα，Ｖβを三相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換して出力する。切換えスイッチ４２ｕ，４２ｖ，４２ｗは、電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、初期パターン出力部４３により出力される起動用の電圧指令値Ｖus，Ｖvs，Ｖwsとを切り換えて出力する。
ＰＷＭ形成部４４は、電圧指令値Ｖus，Ｖvs，Ｖwsに基づき１６ｋＨｚの搬送波を変調した各相ＰＷＭ信号Ｖup(+,-) ，Ｖvp(+,-) ，Ｖwp(+,-) をインバータ回路４５に出力する。インバータ回路４５は６個のＩＧＢＴ４６を三相ブリッジ接続して構成され、下アーム側Ｕ，Ｖ相のＩＧＢＴ４６のエミッタは、夫々電流検出用のシャント抵抗４７（ｕ，ｖ）を介してグランドに接続されている。また、両者の共通接続点は、図示しない増幅・バイアス回路を介してＡ／Ｄ変換部４９に接続されている。また、インバータ回路４５には、１００Ｖの交流電源を倍電圧全波整流した約２８０Ｖの直流電圧が印加される。増幅・バイアス回路はシャント抵抗４７の端子電圧を増幅し、その増幅信号の出力範囲が正側に収まるようにバイアスを与える。
The αβ /
The
Ａ／Ｄ変換部４９は、増幅・バイアス回路の出力信号をＡ／Ｄ変換した電流データＩｕ，Ｉｖを出力する。ＵＶＷ／αβ変換部５２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を直交座標系の２軸電流データＩα，Ｉβに変換する。
αβ／ｄｑ変換部３８は、ベクトル制御時にはエスティメータ３４よりモータ１４のロータ位置角θを得て２軸電流データＩα，Ｉβをｄ軸電流値Ｉｄ，ｑ軸電流値Ｉｑに変換し、例えば１２８μ秒毎に出力する。エスティメータ３４は、電圧指令値Ｖｄ及びＶｑ，ｄ軸電流値Ｉｄ，ｑ軸電流値Ｉｑに基づいてロータ１７の位置角θ及び回転速度ωを推定し、各部に出力する。尚、以上の構成においてインバータ回路４５を除く構成は、主にＤＳＰ（Digital Signal Processor）５３のソフトウエアで実現されている機能である。
The A /
The αβ /
次に、本実施例の作用について図１乃至図８をも参照して説明する。図１は、脱水運転開始時において行うアンバランス解消判定処理を中心に示すフローチャートであり、制御用マイコン（制御手段，変動値出力手段）５４により実行される。制御用マイコン５４は、「洗い」や「濯ぎ」などの前工程（ステップＳ１）を実施すると、モータ１４の回転数をゼロから漸次上昇させるか、又は回転数を一旦上昇させてから漸次下降させ、回転数４０ｒｐｍ〜８０ｒｐｍの範囲内でアンバランス補正を行う（ステップＳ２）。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a flowchart mainly showing an unbalance elimination determination process performed at the start of the dehydration operation, and is executed by the control microcomputer (control means, fluctuation value output means) 54. When the pre-process (step S1) such as “washing” and “rinsing” is performed, the
ここで、回転数範囲の上限８０ｒｐｍは、回転数が漸次上昇する過程において遠心力の作用により洗濯物がドラム７内周面の最上点においても張り付き始める速度である。また、回転数範囲の下限４０ｒｐｍは、回転数が漸次下降する過程においてドラム７内周面の最上点から洗濯物が落し始めると推定される回転速度である。即ち、上記回転数の範囲は、ドラム７内の洗濯物に作用する重力と遠心力とが釣り合う回転数の付近に対応する。
Here, the upper limit of 80 rpm of the rotational speed range is a speed at which the laundry starts to stick to the uppermost point of the inner peripheral surface of the
このアンバランス補正運転はモータ１４をベクトル制御することによって行われる。その回転制御はαβ／ｄｑ変換部３８によるｑ軸電流値の出力が１２８μ秒間隔でなされるため、ドラム７の１回転のうち１２８μ秒毎に回転速度制御がなされる。これにより、ドラム７の１回転中での回転変動が少なくなるように制御される。
即ち、ドラム式洗濯機においてドラム７を比較的低速で回転させる場合は、重力の作用により洗濯物がドラムの内周面から下方に落下するため位置が大きく変化し易い。従って、単にドラム７を比較的低速で回転させることだけでも洗濯物の分布バランスをある程度調整することができる。尚、その作用の詳細については、例えば特願２００２−２１２７８８に記述されている。続いて、制御用マイコン５４は、ｑ軸電流Ｉｑを１２８μ秒毎に読み込み（ステップＳ３）。次のステップＳ４においては、ｑ軸電流変動値Ｈの検出処理を行う（ステップＳ４）。
This unbalance correction operation is performed by vector control of the
That is, when the
ここで、ステップＳ４におけるｑ軸電流変動値Ｈの検出処理について図２を参照して説明する。まず、検出されたｑ軸電流値を、デジタル演算によりローパスフィルタリングして高周波成分をカットすると共に、所定間引き率で検出数を間引する（ステップＳ２１）。次に、ハイパスフィルタリングにより変動分を抽出すると（ステップＳ２２）その結果を二乗演算し（ステップＳ２３）、さらにローパスフィルタリングにより二乗演算結果の高周波成分を除去する（ステップＳ２４）。すると、図５（ｂ）に示すようなデータが得られるので、これをｑ軸電流の変動値Ｈとする。尚、変動値Ｈのデータは、制御用マイコン５４内部のメモリに書き込まれて記憶される。
Here, the detection process of the q-axis current fluctuation value H in step S4 will be described with reference to FIG. First, the detected q-axis current value is low-pass filtered by digital calculation to cut high-frequency components, and the number of detections is thinned at a predetermined thinning rate (step S21). Next, when the variation is extracted by high-pass filtering (step S22), the result is squared (step S23), and the high-frequency component of the squared result is removed by low-pass filtering (step S24). Then, since data as shown in FIG. 5B is obtained, this is set as a fluctuation value H of the q-axis current. The data of the fluctuation value H is written and stored in a memory inside the
再び、図１を参照する。ステップＳ５においては、変動値Ｈが予め定められたしきい値Ｈｋより小であるか否かを判断する。即ち、ｑ軸電流の変動値Ｈはモータ１４の負荷トルク変動を反映している。従って、変動値Ｈが大であるということはドラム７の回転変動が大きく、ドラム７内における洗濯物分布のアンバランス状態が大きいことを示している。そして、ステップＳ５において、変動値Ｈがしきい値（判定値）Ｈｋ以上であれば(「ＮＯ」)ステップＳ２に戻る。
Reference is again made to FIG. In step S5, it is determined whether or not the fluctuation value H is smaller than a predetermined threshold value Hk. That is, the fluctuation value H of the q-axis current reflects the load torque fluctuation of the
以上のように、ステップＳ２〜Ｓ５のループを回っている間において、変動値Ｈがしきい値Ｈｋを下回ると（ステップＳ５，「ＹＥＳ」）、制御用マイコン５４は、変動値Ｈの傾き（時間変化率）Ｋを演算する（ステップＳ６）。ここでの傾きＫを求める演算は、変動値Ｈが算出される毎に行なわれるので、実質的には、今回の値Ｈ（ｎ）から前回の値Ｈ（ｎ−１）を減じることで行われる。
As described above, when the fluctuation value H falls below the threshold value Hk while going through the loop of steps S2 to S5 (step S5, "YES"), the
続くステップＳ７において、制御用マイコン５４は、傾きＫがゼロ近傍の所定値Δｋより小さく、且つ、その傾きＫの符号が負であるか否かを判断する。これら２つの条件が同時に成立しなければ（「ＮＯ」）ステップＳ２に戻る。そして、これら２つの条件が共に成立すれば（「ＹＥＳ」）、制御用マイコン５４は、モータ１４を最大トルクで急加速させ、ドラム７を脱水運転時における設定最高回転数（例えば、９００ｒｐｍ）まで上昇させる（ステップＳ８）。その後は、一般的に行われている脱水運転と同様に、その最高回転数を所定時間維持して脱水動作を継続し、所定時間が経過するとモータの回転数を減速させてドラム７の回転を停止させる。
In subsequent step S7, the
ここで、図３は、ステップＳ２におけるアンバランス補正回転が漸次上昇で行なわれる場合の回転数の変化パターンを示し、図４は、同補正回転が漸次下降で行なわれる場合の回転数の変化パターンを示す。尚、これらのパターン中に破線で示すものは、各図において夫々ステップＳ２の運転を継続中に回転数範囲が上限８０ｒｐｍを超えるか、下限４０ｒｐｍを下回った場合に、アンバランス補正失敗と判断してドラム７の回転を一旦停止させる場合である（その後、アンバランス補正を再実行する）。尚、この処理部分については、図１に反映させていない。
Here, FIG. 3 shows a change pattern of the rotational speed when the unbalance correction rotation in step S2 is performed gradually, and FIG. 4 shows a change pattern of the rotational speed when the correction rotation is performed gradually. Indicates. In addition, what is indicated by a broken line in these patterns is determined to be an unbalance correction failure when the rotation speed range exceeds the upper limit of 80 rpm or falls below the lower limit of 40 rpm while continuing the operation of step S2 in each figure. In this case, the rotation of the
また、図１に示す処理において、ステップＳ５〜Ｓ７のように判断を行う理由について図５乃至図７を参照して説明する。図５は、脱水行程においてバランス制御を行った場合の一例であり、（ａ）ドラムの振動変位と、（ｂ）その振動変位に基づく変動値Ｈの変化と、（ｃ）ドラムの回転数の変化を示すものである。尚、ドラムの回転数を急上昇させるタイミングについては、必ずしも本実施例の実施結果を示すものではない。 In the process shown in FIG. 1, the reason for making the determination as in steps S5 to S7 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is an example in the case of performing balance control in the dehydration process. (A) drum vibration displacement, (b) change in fluctuation value H based on the vibration displacement, and (c) drum rotation speed. It shows a change. Note that the timing at which the number of revolutions of the drum is rapidly increased does not necessarily indicate the result of the present embodiment.
ドラムの振動変位に応じて変動値Ｈは緩やかな曲線を描き、振動変位が小さくなるのに応じて変動値Ｈも減少している。従って、変動値Ｈが最小を示す時点でドラム内における洗濯物分布のアンバランスも最小になるはずである。そこで、本実施例では、図６に示すように、変動値Ｈが所定のしきい値よりも小さくなった場合で（ステップＳ５，「ＹＥＳ」）、且つ、その状態で変動値Ｈが減少から増加に転じようとする時点を、負の傾きＫの値Ｔが最初にΔｋよりも小さくなったことを以って捉え（ステップＳ７，「ＹＥＳ」）、変動値Ｈが略最小を示したものと判断するようにしている。即ち、傾きＫ＝０、の検出は実際には困難だからである。
また、以上のようにして変動値Ｈを略最小と判断した場合でも、図７に示すように、実際にはそれ以降に更に小さい値が出現する可能性は否定できないが、より小さい値が出現しなかった場合にはその時点までの制御に要した時間が無駄になってしまう。従って、制御効率という点も考慮して、以上の判断手法を採用したものである。
The fluctuation value H draws a gentle curve according to the vibration displacement of the drum, and the fluctuation value H also decreases as the vibration displacement decreases. Accordingly, the unbalance of the laundry distribution in the drum should be minimized when the variation value H is minimized. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6, when the fluctuation value H becomes smaller than a predetermined threshold value (step S5, “YES”), and the fluctuation value H decreases in that state. The point of time when the increase is about to be increased is grasped by the fact that the value T of the negative slope K first becomes smaller than Δk (step S7, “YES”), and the fluctuation value H shows a substantially minimum value. I am trying to judge. That is, it is actually difficult to detect the inclination K = 0.
Further, even when the variation value H is determined to be substantially minimum as described above, as shown in FIG. 7, the possibility that a smaller value will actually appear after that cannot be denied, but a smaller value appears. If not, the time required for control up to that point is wasted. Therefore, the above determination method is adopted in consideration of the control efficiency.
図８は、ステップＳ５におけるしきい値のみを用いてアンバランス解消を判定する場合と、本実施例のように、それに加えてステップＳ７の最小値判定（最小値探査）を行った場合とで、水槽５の振動振幅の違いを比較したものである。この図から明らかなように、変動値Ｈの最小値判定を行うことで、振動振幅は１ｍｍ以上、１／２近くまで減少している。
FIG. 8 shows a case where unbalance cancellation is determined using only the threshold value in step S5, and a case where the minimum value determination (minimum value search) in step S7 is performed in addition to this, as in this embodiment. The difference of the vibration amplitude of the
以上のように本実施例によれば、制御用マイコン５４は、脱水運転を開始した場合に発生するモータ１４の回転変動レベルを示す変動値Ｈを、ベクトル制御により得られるｑ軸電流に基づいて算出し、その変動値Ｈが略最小を示したと判断すると、モータ１４の回転速度を最大トルクで上昇させるようにした。
即ち、ドラム７の回転数は、内部における洗濯物分布のアンバランスが極力解消された状態にあると推定された時点で、脱水運転において設定された最大回転数まで急上昇されることで、ドラム７の内周壁面に洗濯物が略均一に張り付いている状態がそのまま固定されて脱水運転が行われるようになる。従って、ドラム７の内部に収容された洗濯物分布のアンバランスを実際の運転状態に応じて極力解消することができ、脱水運転時における騒音や振動の発生を一層抑制することが可能となる。
As described above, according to this embodiment, the
In other words, the rotation speed of the
そして、制御用マイコン５４は、変動値Ｈが所定のしきい値を下回った状態において略最小になったと判断するとモータ１４の回転数を最大トルクで上昇させるので、ドラム７の回転変動が比較的高い領域において変動値Ｈの上下変化を繰り返すようなケースにおいて略最小と判定してしまうことを回避できる。また、制御用マイコン５４は、変動値Ｈの傾きＫの値とその符号とに基づいて、変動値Ｈが最初に略最小を示したと判断した時点でモータ１４の回転数を最大トルクで上昇させるので、略最小となる時点の判断を妥当に行うことができる。
When the
加えて、制御用マイコン５４は、モータ１４の回転数を連続的に上昇又は下降させた場合に、ドラム７内に収容されている洗濯物に作用する重力と遠心力とが釣り合う回転数付近（４０ｒｐｍ〜８０ｒｐｍ）で変動値Ｈが略最小を示すか否かを判断するようにした。従って、アンバランスが解消される蓋然性が高い回転数範囲で判断を行うことで、制御用マイコン５４がその判断に要する処理能力を低減することができる。
In addition, when the rotational speed of the
（第２実施例）
図１１乃至図１５は本発明の第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。図１１に示す制御系のブロック図において、制御用マイコン５４に代わる制御用マイコン（制御手段，変動値出力手段）５５は、ベクトル制御によって得られるｄ軸電流も参照して制御を行うように構成されている。
(Second embodiment)
11 to 15 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and only different parts will be described below. In the block diagram of the control system shown in FIG. 11, a control microcomputer (control means, variable value output means) 55 instead of the
図１２に示すフローチャートにおいて、制御用マイコン５５は、ステップＳ４において変動値Ｈを検出すると、αβ／ｄｑ変換部３８によって出力されるｄ軸電流値を読み込む（ステップＳ１１）。すると、そのｄ軸電流値に基づいて、モータ１４のステータ温度を推定すると（ステップＳ１２）、そのステータ温度から更にロータ温度を推定する（ステップＳ１３）。そして、推定したロータ温度によって変動値Ｈの補正を行なうと（ステップＳ１４）ステップＳ５に移行する。
In the flowchart shown in FIG. 12, when the
ここで、ロータ温度によって変動値Ｈの補正を行なう理由について説明する。図１３に示すように、モータ温度（ここでは、ステータの温度）が高くなるにつれて、変動値Ｈの値（補正前）は高くなる傾向を示している。このメカニズムは、以下のように推定される。ブラシレスモータ１４を構成するロータに使用されているマグネットは、温度が上昇すると出力磁束が僅かながら（コンマ数％程度）低下することが知られている。マグネットの出力磁束が低下すると、その分だけモータ１４の出力トルクが低下することになり、そのトルクの低下を補うため、閉ループ制御においてステータコイルに対する通電電流量が増加することが理由であると考えられる。
Here, the reason why the variation value H is corrected by the rotor temperature will be described. As shown in FIG. 13, as the motor temperature (here, the temperature of the stator) increases, the value of the fluctuation value H (before correction) tends to increase. This mechanism is presumed as follows. As for the magnet used for the rotor which constitutes
従って、補正を行うにはロータの温度を直接検出できれば理想的であるが、回転しているロータの温度を測定するのは困難であるため、ロータに近接した位置にあるステータの温度を検出する。図１４に示すように、ステータの温度とロータの温度との間には相関性があるため、ステータの温度に基づいてロータの温度を推定することが可能である。
また、ステータの温度は温度センサなどを用いて直接検出することもできるが、ベクトル制御におけるｄ軸電流は励磁電流成分であるから、ステータコイルに通電される電流量に略等しい。そして、ステータコイルに通電される電流量が分れば、コイルが有する抵抗分に応じてどの程度の発熱が生じるかが事前に予測できる。図１５は、縦軸にｄ軸電流値をとり、横軸にステータ温度をとったものであり、両者は略反比例の関係にある。
Therefore, it is ideal if the temperature of the rotor can be directly detected for correction. However, since it is difficult to measure the temperature of the rotating rotor, the temperature of the stator at a position close to the rotor is detected. . As shown in FIG. 14, since there is a correlation between the stator temperature and the rotor temperature, the rotor temperature can be estimated based on the stator temperature.
The temperature of the stator can also be detected directly using a temperature sensor or the like, but the d-axis current in vector control is an exciting current component, and is therefore substantially equal to the amount of current that is passed through the stator coil. If the amount of current supplied to the stator coil is known, it can be predicted in advance how much heat is generated according to the resistance of the coil. In FIG. 15, the vertical axis represents the d-axis current value and the horizontal axis represents the stator temperature, and both are in an inversely proportional relationship.
そこで、制御用マイコン５５は、所定の電圧を出力した場合のｄ軸電流値を得ると、その電流値から図１５のデータテーブルに基づいてステータ温度を推定し、更に図１４のデータテーブルに基づいてロータ温度を推定する。そして、ステップＳ１４では、次式によって変動値Ｈの補正を行なう。
Ｈｃ＝Ｈ／（ΔＢ（Ｔ−２０）＋１）
ここで、Ｈｃは補正された変動値、ΔＢはロータマグネットの温度係数、Ｔは温度（℃）である。即ち、温度２０℃を基準「１」とする比率によって補正を行う。以上のように補正を行うことで、図１３に示すように、補正後の変動値Ｈｃは温度の上昇に伴って上昇することはなく、略フラットな値を示す。従って、ステップＳ５，Ｓ６で用いる変動値Ｈは、実際には補正後の変動値Ｈｃである。
Therefore, when the
Hc = H / (ΔB (T−20) +1)
Here, Hc is the corrected fluctuation value, ΔB is the temperature coefficient of the rotor magnet, and T is the temperature (° C.). In other words, the correction is performed at a ratio with the temperature of 20 ° C. as the reference “1”. By performing the correction as described above, as shown in FIG. 13, the corrected fluctuation value Hc does not increase with an increase in temperature, and shows a substantially flat value. Therefore, the fluctuation value H used in steps S5 and S6 is actually the fluctuation value Hc after correction.
以上のように第２実施例によれば、制御用マイコン５５は、変動値Ｈをロータの温度に基づいて補正するので、モータ１４の動作環境温度が変化する場合でも正確な変動値を得ることができ、アンバランス補正をより高精度に行うことができる。そして、制御用マイコン５５は、モータ１４のステータコイルの温度を検出し、そのコイル温度からロータの温度を推定するので、回転しているロータの温度を直接検出せずとも、当該温度を妥当に推定することができる。
As described above, according to the second embodiment, the
更に、制御用マイコン５５は、ベクトル制御において得られるｄ軸電流に基づいてロータの温度を推定し、ｑ軸電流に基づいて変動値Ｈを算出するので、温度センサや振動センサなどを用いずとも、ドラム７の回転変動状態を検出し、且つ、変動値Ｈの温度補正を行なうことができる。
Further, the
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、以下のような変形又は拡張が可能である。
図３，図４に示した２つのアンバランス補正運転パターンは、何れか一方のみを行っても良いし、何れか一方を実施してもアンバランスが解消されなかった場合には、次に他方の運転パターンを実行するようにしても良い。
アンバランス解消判定は、必ずしも４０ｒｐｍ〜８０ｒｐｍの回転数範囲で行うものに限らず、それ以外の範囲にわたって行うようにしても良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
Only one of the two unbalance correction operation patterns shown in FIGS. 3 and 4 may be performed. If the unbalance is not resolved even if any one of the unbalance correction operation patterns is performed, the other The driving pattern may be executed.
The unbalance cancellation determination is not necessarily performed in the rotation speed range of 40 rpm to 80 rpm, and may be performed over other ranges.
例えば、別途洗濯物の重量判定処理を行なうことで、投入される洗濯物の量が比較的少ないことが予め分っているような場合には、ステップＳ５を削除してステップＳ７のみでアンバランス解消判定を行っても良い。即ち、洗濯物の量が比較的少ない場合には、洗濯物がドラム７の内周面に均一に張り付き易く、一度略均一となったバランス状態が途中で崩れる可能性が小さく、判定値Ｈは単純に減少する傾向を示すことが想定されるからである。
For example, if it is known in advance that the amount of laundry to be input is relatively small by performing a separate laundry weight determination process, step S5 is deleted and only unbalanced at step S7. You may perform cancellation determination. That is, when the amount of laundry is relatively small, the laundry is likely to stick uniformly to the inner peripheral surface of the
アンバランス解消を判定した時点でモータ１４を加速させる場合は、必ずしも最大トルク（即ち、最大加速度）で行う必要はなく、少なくとも。アンバランス補正運転中における加速度よりも大きな加速度を与えるようにすれば良い。
変動値の検出は振動センサを用いて行っても良いし、ステータ温度の検出は温度センサを用いて行なっても良い。
When accelerating the
The variation value may be detected using a vibration sensor, and the stator temperature may be detected using a temperature sensor.
また、赤外線センサなどを利用して、ロータの温度を直接検出しても良い。
モータの駆動制御はベクトル制御を行うものに限らず、例えばＰＩ（比例積分）制御を行うものでも良い。
Further, the temperature of the rotor may be directly detected using an infrared sensor or the like.
The motor drive control is not limited to vector control, but may be PI (proportional integration) control, for example.
図面中、７はドラム（回転槽）、１４はモータ、５４，５５は制御用マイコン（制御手段，変動値出力手段）を示す。
In the drawings, 7 is a drum (rotating tank), 14 is a motor, and 54 and 55 are control microcomputers (control means, fluctuation value output means).
Claims (7)
この回転槽を回転させるためのモータと、
このモータの駆動を制御する制御手段と、
脱水運転を開始した場合に発生する前記モータの回転変動レベルを示す変動値を算出して出力する変動値出力手段とを備え、
前記制御手段は、前記変動値が略最小を示したと判断すると、前記モータの回転速度をそれまでの加速度よりも大きな加速度によって上昇させることを特徴とするドラム式洗濯機。 A rotating tub for accommodating laundry, the rotating shaft being arranged so as to be oriented substantially in the horizontal direction;
A motor for rotating the rotating tank;
Control means for controlling the driving of the motor;
Fluctuation value output means for calculating and outputting a fluctuation value indicating a rotation fluctuation level of the motor generated when dehydration operation is started,
When the control means determines that the variation value is substantially minimum, the control means increases the rotational speed of the motor by an acceleration larger than the acceleration so far.
変動値出力手段は、ベクトル制御において得られるｄ軸電流に基づいてロータの温度を推定し、ｑ軸電流に基づいて変動値を算出することを特徴とする請求項５又は６記載のドラム式洗濯機。
The control means is configured to vector control the motor,
7. The drum type laundry according to claim 5, wherein the fluctuation value output means estimates the rotor temperature based on the d-axis current obtained in vector control and calculates the fluctuation value based on the q-axis current. Machine.
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