JP2013034651A - Drum-type washer - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、ドラム式洗濯機に関する。 The present embodiment relates to a drum type washing machine.
例えばドラム式洗濯機において、外箱内に配設された水槽を、当該外箱と水槽との間で複数のサスペンションにより弾性的に支持することで、ドラムの回転に伴う水槽の振動を低減するようになっている。 For example, in a drum-type washing machine, a water tank disposed in an outer box is elastically supported by a plurality of suspensions between the outer box and the water tank, thereby reducing vibration of the water tank accompanying the rotation of the drum. It is like that.
この種のサスペンションとしては、近年、減衰力が可変のダンパを用いる考えがあり、ダンパ内に機能性流体として磁気粘性流体が充填される(例えば、特許文献1参照)。具体的には、例えばシリンダ内に、ロッドを往復動可能に設けると共に、そのロッド先端のピストンに、磁場を発生させるためのコイルを配設している。ストン外周とシリンダ内周との間に磁気粘性流体が移動する隙間が形成されている。そして、水槽が上下方向に振動すると、ピストンとシリンダが相対的に振動し、磁気粘性流体の粘性による抵抗で減衰力が与えられ、水槽の振動が減衰される。
ここで、コイルへ通電すると、磁場が発生して磁気粘性流体に磁界が与えられ、磁気粘性流体の粘度が高くなる。これにより、ピストンとシリンダとの間の抵抗が増大して、ピストンが相対的に移動し難くなるため、減衰力が大きくなる。
In recent years, there is a concept of using a damper having a variable damping force as this type of suspension, and the damper is filled with a magnetorheological fluid as a functional fluid (see, for example, Patent Document 1). Specifically, for example, a rod is provided in a cylinder so as to be able to reciprocate, and a coil for generating a magnetic field is disposed on a piston at the tip of the rod. A gap through which the magnetorheological fluid moves is formed between the outer periphery of the stone and the inner periphery of the cylinder. And if a water tank vibrates up and down, a piston and a cylinder will vibrate relatively, damping force will be given with resistance by the viscosity of a magnetorheological fluid, and vibration of a water tank will be attenuated.
Here, when the coil is energized, a magnetic field is generated to apply the magnetic field to the magnetorheological fluid, and the viscosity of the magnetorheological fluid increases. As a result, the resistance between the piston and the cylinder increases and the piston becomes relatively difficult to move, so that the damping force increases.
しかしながら、従来のドラム式洗濯機におけるダンパの減衰力の制御は、必ずしも水槽の振動の態様に対応しておらず、ダンパによる振動や騒音の抑制効果は充分なものではなかった。
また、ドラム内で洗濯物が偏るアンバランス状態が生じると、ドラムの回転に伴い水槽が振れ回るように振動する。このアンバランス状態ないしアンバランスの位相(位置)の検知は、モータのベクトル制御の際の電流検出信号や、水槽の振動を検出する振動センサからの検出信号等に基づき行われる。ところが、脱水時にあっては、それらの信号振幅が小さくなるドラムの回転速度領域が存在するため、アンバランス状態の正確な検知が困難となっていた。
However, the control of the damping force of the damper in the conventional drum type washing machine does not necessarily correspond to the vibration mode of the water tank, and the effect of suppressing vibration and noise by the damper has not been sufficient.
Further, when an unbalanced state occurs in which the laundry is biased in the drum, the water tank vibrates so as to swing around as the drum rotates. The detection of the unbalanced state or the phase (position) of the unbalance is performed based on a current detection signal at the time of motor vector control, a detection signal from a vibration sensor that detects vibration of the water tank, or the like. However, at the time of dehydration, there is a drum rotation speed region in which the signal amplitude becomes small, and it is difficult to accurately detect the unbalanced state.
そこで、ダンパを有する構成にあって、ドラム内の洗濯物のアンバランス状態に係る検知を正確に行うことができ、振動や騒音をより効果的に抑制することができるドラム式洗濯機を提供する。 Therefore, there is provided a drum type washing machine that has a damper, can accurately detect the unbalanced state of the laundry in the drum, and can more effectively suppress vibration and noise. .
本実施形態のドラム式洗濯機は、外箱と、前記外箱内に設けられた水槽と、前記水槽内に回転可能に設けられたドラムと、前記ドラムを回転させるモータと、前記外箱と前記水槽との間に設けられ、前記水槽の振動を減衰させるダンパと、前記ドラムの回転時に、当該ドラム内における洗濯物のアンバランスの位相を検出するアンバランス検出手段と、前記モータのロータの機械角を検出するための機械角検出手段とを備える。ドラム式洗濯機の制御手段は、前記ドラムが所定回転速度で回転している状態で、前記機械角検出手段により検出される機械角を前記アンバランス検出手段により検出されるアンバランスの位相に同期させる補正処理を行い、前記ドラムの所定回転速度以外の回転速度におけるアンバランスの位相を、前記補正処理後の機械角に基づき推定して、前記ダンパの減衰力を可変制御する。 The drum-type washing machine of the present embodiment includes an outer box, a water tank provided in the outer box, a drum rotatably provided in the water tank, a motor for rotating the drum, and the outer box. A damper that is provided between the water tank and damps vibrations of the water tank; an unbalance detection means that detects a phase of unbalance of the laundry in the drum when the drum rotates; and a rotor of the motor Mechanical angle detection means for detecting the mechanical angle. The control unit of the drum type washing machine synchronizes the mechanical angle detected by the mechanical angle detection unit with the unbalanced phase detected by the unbalance detection unit while the drum is rotating at a predetermined rotational speed. Correction processing is performed, an unbalanced phase at a rotational speed other than a predetermined rotational speed of the drum is estimated based on the mechanical angle after the correction processing, and the damping force of the damper is variably controlled.
<第1実施形態>
以下、第1実施形態について、図1から図9を参照して説明する。図2は、ドラム式洗濯機(以下、単に洗濯機という)の全体構造を示している。同図に示すように、外箱1は洗濯機の外殻を形成する箱状をなし、その前面側(同図の右側)の中央部には、洗濯物出入口2が形成されると共に、当該出入口2を開閉する扉3が設けられている。また、外箱1の前面部の上部には操作パネル4が設けられており、その裏側に運転制御用の制御装置5が設けられている。
<First Embodiment>
The first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 9. FIG. 2 shows the overall structure of a drum-type washing machine (hereinafter simply referred to as a washing machine). As shown in the figure, the outer box 1 has a box shape that forms the outer shell of the washing machine, and a
外箱1の内部には、軸線が前後方向を指向する横軸円筒状の水槽6が配設されている。水槽6は、複数(例えば左右一対)のサスペンション(図2では符号7bで一方のみ示す)によって、外箱1の底板1a上に前上がりの傾斜状態で弾性支持されている。尚、本実施形態のサスペンション7a,7bの具体的構成については後述する。
水槽6の後端側中心部には、例えばブラシレスDCモータからなるモータ8が配設されている。モータ8は、アウターロータ形のもので、そのロータ8a中心部に取付けた図示しない回転軸を、軸受ブラケット9を介して水槽6の内部に挿通し、ドラム10の後端側中央部に連結している。
Inside the outer box 1, a horizontal-axis
A
前記ドラム10は、水槽6内部に配設されており、洗濯物を収容する洗濯槽として機能する。ドラム10は、軸線が前後方向を指向する横軸円筒状をなし、モータ8の回転軸に連結されて水槽6と同軸状の前上がりの傾斜状態に支持されている。こうして、ドラム10は、モータ8を駆動手段としてダイレクトに駆動される。ドラム10の周側部(胴部)には、通水及び通風を可能とする多数の小孔11が全域にわたって形成されている。水槽6は、略無孔状をなして貯水可能に構成されている。ドラム10及び水槽6は、夫々の前面部に開口部12及び13を有している。水槽6の開口部13と前記洗濯物出入口2との間に、環状のベローズ14が装着されている。これにより、洗濯物出入口2は、ベローズ14、水槽6の開口部13、及びドラム10の開口部12を介して、ドラム10の内部に連ねられている。尚、水槽6の最低部位には、排水弁15aを介して排水管15が接続されている。
The
前記洗濯機には、水槽6の背面側から上方及び前方にわたって、乾燥手段として乾燥ユニット16が配設されている。乾燥ユニット16は、送風装置18と、加熱装置19と、図示しない除湿手段等を備えた循環ダクト17とから構成される。乾燥ユニット16は、水槽6内から排出された空気中の水分を除湿し、次いで加熱して、水槽6内に戻す循環を行わせることで、ドラム10内の洗濯物を乾燥させるようになっている。
In the washing machine, a
水槽6の上部の前部と後部には、それぞれ振動センサ20a,20b(図2、図4参照)が配設されている。この振動センサ20a,20bは何れも例えば加速度センサからなり、前記ドラム10が回転するときにアンバランスがあると、そのドラム10の振動に起因する水槽6の振動を検知するようになっている。詳しくは後述するように、振動センサ20a,20bと制御装置5は、ドラム10のアンバランスの位相を検出すると共に、水槽6の振動を検出する手段として構成されている。
前記サスペンション7a,7bの構成について、図3を参照しながら説明する。
サスペンション7a,7bは、水槽6の振動を減衰させるためのダンパ21を備えている。ダンパ21は、磁性体からなるシリンダ22内に、夫々中空状をなす上ヨーク23、ボビン24、下ヨーク25等を備えている。上ヨーク23、ボビン24、下ヨーク25の中空部には、磁性体からなるロッド26が軸方向(図3では上下方向)に移動可能に挿入配置されている。
The configuration of the
The
前記ロッド26は、その上部がシリンダ22から突出している。ロッド26の外周部は、上ヨーク23と下ヨーク25との間において、シール部材27、28によりシールされている。上ヨーク23、ボビン24及び下ヨーク25は、夫々の内径寸法がロッド26の外径寸法より若干大きく形成されている。これにより、上ヨーク23、ボビン24、下ヨーク25の内面とロッド26外面との間に、上下端部が前記シール部材27、28により密閉された空間部が形成され、この空間部に磁気粘性流体29が充填されている。磁気粘性流体29は、例えば、オイルの中に鉄、カルボニル鉄などの強磁性粒子を分散させたもので、磁力が印加されると強磁性粒子が鎖状のクラスタを形成することで粘度が上昇するものである。
The upper portion of the
ボビン24には、コイル30が巻装されている。コイル30から引き出されたリード線30aは、シリンダ22に被着したブッシュ22aを介して外部に導出されている。このリード線30aは、駆動回路を介して制御装置5に接続され、コイル30の通断電制御を可能としている。ここで、コイル30が通電されると、シリンダ22内に磁場が形成され、磁気粘性流体29の粘性が上昇する。この粘性の変化によりダンパ21の減衰力が変更可能とされている。
A
前記シリンダ22外に突出したロッド26の上部には、ばね押さえ31とシリンダ22上端との間に位置して圧縮コイルばね32が装着されている。また、シリンダ22下端部には、取付部33が設けられている。
このように構成されたサスペンション7a,7bは、その取付部33が前記底板1aの取付板34(図2参照)に弾性座板35等を介してナット36により取付け固定されている。ロッド26の上端部は、水槽6の取付板6aに、弾性座板37等を介してナット38により取付け固定されている。これにより、サスペンション7a,7bは、何れも略上下方向に延びる形態で水槽6を下から弾性的に支持している。
A
In the
図4は、電気的構成を示すブロック図である。制御装置5は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、ドラム10内の洗濯物の洗濯、脱水、乾燥を行う洗濯行程〜乾燥行程を含む洗濯機の動作全般を制御する制御手段である。制御装置5は、記憶手段として、例えばROM51a、RAM51b及びEEPROM51cを有する。ROM51aには、洗濯機における洗濯運転等の運転全般を制御する制御プログラムや各種データが記憶されている。
FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration. The
制御装置5には、前記操作パネル4が有する各種の操作スイッチから成る操作部52からの各種操作信号、モータ8の回転位置を検出するための位置センサ53u,53v,53wからの検出信号、水槽6の振動を検出するように設けた振動センサ20a,20bからの検出信号、モータ8に流れる電流を検出するように設けた電流センサ54からの検出信号等が入力される。制御装置5は、位置センサ53u,53v,53wの検出値に基づき回転速度やロータ位置を算出する。また、制御装置5は、振動センサ20a,20bの検出値に基づき振幅(振動値)を算出し、或は電流センサ54から電流検知信号に基づき後述のq軸電流を算出する。
The
制御装置5はモータ8をベクトル制御する。ベクトル制御では、電機子巻線に流れる電流を、界磁である永久磁石の磁束方向と、それに直交する方向とに分離してそれらを独立に調整し、磁束と発生トルクとを制御する。電流制御には、モータ8のロータ8aと共に回転する座標系、いわゆるd−q座標系で表わした電流値が用いられるが、d軸はロータに取り付けた永久磁石の作る磁束方向であり、q軸はd軸に直交する方向である。巻線に流れる電流のq軸成分であるq軸電流は回転トルクを発生させる成分であり(トルク成分電流)、同d軸成分であるd軸電流は磁束を作る成分である(励磁または磁化成分電流)。従って、ドラム10内の洗濯物の偏りによる偏荷重(つまりアンバランス状態)が生じ、その回転トルクが大きくなるとq軸電流も大きくなる。よって、q軸電流の大きさに基づいてモータ8のトルク変動の大きさを検知することができる。
The
ここで、図1(a)は、洗濯物Wがドラム10内に偏在したアンバランス位置を0度として、正面視にてドラム10が例えば時計回り方向に100rpmで回転する際のトルク変動を示している。同図に曲線Iで示すトルク(q軸電流)は、洗濯物Wに作用する重力との関係上、ドラム10内周面に張り付いた洗濯物Wが最上位置になる0度(360度)で最大となり、洗濯物Wが最下位置になる180度で最小となる。また、トルクは、同図に示すようにドラム10の1回転毎に周期的な曲線を描くように変動することから、ドラム10内における洗濯物Wの偏りに基づくアンバランスの位相を検出することができる。この場合、制御装置5は、q軸電流の所定値として例えばdi/dtが正から負に移行する、曲線Iで上に凸となる変曲点(最大値)を監視する。これにより検知された変曲点は、洗濯物Wが最上位置になる0度の位置(位相)にあり、当該変曲点の時間間隔から回転周期が演算される。こうして電流センサ54と制御装置5は、アンバランスの位相を検出するアンバランス検出手段、及びドラム10の回転周期を検出する回転周期検出手段として構成されている。
Here, FIG. 1A shows the torque fluctuation when the
そして、制御装置5は、上記した入力信号や検出信号、並びに予めROM51aやEEPROM56cに記憶された制御プログラム及びデータに基づいて、設定内容などを表示する表示部55、前記水槽6内に給水するように設けられた給水弁56、前記モータ8、前記排水弁15a、前記送風装置18の送風羽根18a(図1参照)を駆動するモータ18b(同図参照)、加熱装置19のヒータ19a(同図参照)、及びコイル30を駆動する駆動回路57に駆動制御信号を与えるようになっている。
Then, the
さて、洗濯機では、ドラム10の回転速度上昇行程において電流センサ54を用いたアンバランスの位相の検出が困難となる場合がある。例えば図5は、電流センサ54を用いて得られたq軸電流の振幅(大きさ)を、モータ8の回転速度(回転数)との関係で概略的に示している。同図の左側の領域は、上記した100rpmを含む比較的低速の領域で、q軸電流の振幅が大きく、アンバランスの位相を正確に検出することができる。しかしながら、同図の破線で区分けした領域Z2(例えば200rpm前後の速度領域)では、q軸電流の振幅が小さいため、回転するドラム10における洗濯物Wの偏在位置の把握が困難となるのである。
Now, in the washing machine, it may be difficult to detect an unbalanced phase using the
そこで、本実施形態の制御装置5は、位置センサ53u,53v,53wを用いて検出した機械角を利用して、アンバランスの位相を領域Z2でも正確に検知するように構成されている。詳細には、3個の位置センサ53u,53v,53wは、何れもホールICによって構成され、モータ8に対して夫々電気角で60度相当の間隔となるように配置されている。従って、位置センサ53u,53v,53wより出力される信号は位相が電気角で60度ずつ異なる。制御装置5は、これらの信号出力パターンが変化する時間間隔を計測することで、モータ8の回転速度を演算する。そして、回転速度を積分してモータ位置(電気角)を算出することで、機械角を算出する。この場合、電気角は、「極対数×機械角」で示されることから、三相48極構成のモータ8の場合、電気角360度が、機械角で(360/24=)15度に対応する。また、電気角60度は更にその1/6である機械角2.5度に対応するため、その値を累積して機械角を得ることができる。こうして、位置センサ53u,53v,53w及び制御装置5は、機械角検出手段として構成される。尚、機械角検出手段は、位置センサ53u,53v,53wに代えて、ロータ8a位置を機械角或は電気角で検出が可能な他の手段を用いて構成してもよい。
Therefore, the
図1(b)は当該機械角θについて、0度から360度つまりロータ8aの1回転分ずつ右肩上がりの直線で示されている。同図は、ロータ8aが所定回転速度(例えば図1(a)に対応する100rpm)で回転する周期的な機械角θの変化を示しているが、符号Gで示す時点で、機械角θをゼロクリアしている。即ち、制御装置5は、機械角θがアンバランス検出手段により検出される位相に同期するように、基準となる0度のロータ位置をタイミングを図って設定する補正処理を実行する。この場合、以下の作用説明で述べるように、制御装置5は、前記変曲点の時間間隔と、モータ8の回転速度を制御する指令信号(指令値の周期)とに基づいて、前記機械角θを同期させるタイミングを算出する。これにより、制御装置5は、ドラム10の100rpm以外の回転速度における、実際のアンバランスの位相(当該ドラム10内での洗濯物Wのアンバランス位置)を、前記補正処理後の機械角θから正確に把握するようになっている。
FIG. 1B shows the mechanical angle θ as a straight line that rises from 0 degrees to 360 degrees, that is, ascending to the right by one rotation of the
次に、上記構成の作用を図6〜図9も参照しながら説明する。
先ず、使用者が、洗濯機の操作部52の電源スイッチ(図示せず)をオン操作し、洗濯運転の設定操作をすると、制御装置5は、例えば前記洗濯行程〜乾燥工程の順に洗濯運転を実行する。尚、本実施形態の洗濯運転とは、前記洗濯行程〜乾燥行程のうち何れかの行程を含む運転を総称するものであり、各種の洗濯運転を包含する。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS.
First, when the user turns on a power switch (not shown) of the
サスペンション7a、7bのコイル30への通電制御は、洗濯運転中に水槽6の振動が大きくなる期間に対応して設定される。以下では、脱水行程における加速時であって、例えばドラム10の回転開始から定常回転速度に達するまで、つまりモータ8の回転速度上昇工程を例に説明する。
The energization control to the
脱水行程では、モータ8の回転速度を段階的に上昇させて、洗濯物に残留する水を遠心力により振り切り排出する。ここで、制御装置5は、当該脱水行程が開始されると、ドラム10が1回転する間にサスペンション7a、7bの減衰力を変化させ、その可変制御をアンバランスの位相に対応させて周期的に繰り返す制御を実行する。具体的には例えば、正面視にてドラム10が時計回り方向に回転する際(図1参照)、制御装置5は、電流センサ54からの検出信号に基づいて、アンバランスの位相が0度〜90度及び180度〜270度の範囲で左側のサスペンション7aのコイル30へ通電し、90度〜180度及び270度〜360度の範囲で右側のサスペンション7bのコイル30へ通電する。こうして、ドラム10の1/4回転毎に、コイル30への通電が左右のサスペンション7a、7bで互い違いに切り替わるように、通電と断電を繰り返すオン・オフ制御を行う。この場合、前述したようにコイル30への通電により磁場が発生すると、磁気粘性流体29の粘度が急速に高まり、ロッド26に対する抵抗を増大させる。
In the dehydration process, the rotational speed of the
このため、当該制御を周期的に繰り返すことで、サスペンション7a、7bでは、各ダンパ21の減衰力が90度毎に交互に高まり、水槽6の振動振幅を速やかに減衰する。特に、回転速度上昇工程において水槽6が左右方向を主体に振動する共振が発生した場合、左右のダンパ21で周期的な制御を実行することで、当該水槽6の左右方向の振動を効果的に抑制することができる。
For this reason, by periodically repeating the control, in the
この点、図6中、符号Z1で示す領域の右側には、電流センサ54を用いたアンバランスの位相の検知が困難となる前述した速度領域Z2が存する。そこで、制御装置5は以下の処理を実行することで、回転速度上昇時の全行程にわたってアンバランスの位相を正確に把握するようになっている。
In this regard, on the right side of the region indicated by reference numeral Z1 in FIG. 6, the speed region Z2 described above in which it is difficult to detect an unbalanced phase using the
即ち、制御装置5は、モータ8を起動させてドラム10の回転を開始させ、ドラム10を、予め設定された所定回転速度(例えば100rpm)まで立ち上げた後、この回転速度を所定時間、維持する。当該速度領域Z1では、洗濯物Wがドラム10内周面に張り付いた状態にある。この回転速度維持期間(第1速度維持期間)において、制御装置5は、電流センサ54からの検出信号に基づき、洗濯物Wがドラム10内で最上位置になる0度の位相について、q軸電流の変曲点(図1(a)の曲線Iで上に凸となる最大値)を監視することで検知する。例えば、図7に示すように、この計測を開始してから1回目の変曲点を検知した所要時間Aが1秒で、2回目の変曲点を検知した所要時間Bが1.5秒であるとする。この場合、q軸電流に基づく検知周期R(=B−A)は0.5秒であるが、制御装置5による前記100rpmでの指令値の周期Tは0.6秒である。
That is, the
制御装置5は、これら検知周期Rと指令値の周期Tとの平均値S(=(R+T)/2)を演算することで、3回目の変曲点の予想所要時間を、トリガ時刻G(=A+T+S)として算出する算出処理を実行する。ここで、トリガ時刻Gは上記の例で2.15秒であり、制御装置5は、前記の計測開始から2.15秒経過時に、図1に示すように機械角θをゼロクリアする。こうして、機械角θについて、モータ8のトルク変動が最大となるタイミングで0度に設定する補正処理が行われ、トリガ時刻G以降、アンバランスの位相に同期するようになる。これにより、制御装置5は、ドラム10の周方向における洗濯物Wの位置と対応するように設定された機械角θに基づいて、上述した各ダンパ21の減衰力を可変制御する。
The
この後、ドラム10の回転速度を100rpmから上昇させる過程において、アンバランスの位相の検出が困難となる速度領域Z2でも、補正処理後の機械角θに基づき各ダンパ21の制御が実行される。このため、アンバランスの位相に適確にあわせてダンパ21の減衰力を可変させることができる。従って、速度領域Z2において、サスペンション7a、7bによる振動や騒音の抑制効果が減殺されることはなく、脱水乗り切り性能を良くすることができる。
Thereafter, in the process of increasing the rotational speed of the
もっとも、ドラム10の回転速度上昇行程において、遠心力で洗濯物Wから水が徐々に放出され、ドラム10の周方向における洗濯物Wの位置が、当初張り付いていた位置からずれる事態も想定される。この場合、図8(b)に示す補正処理後の機械角θと、図8(a)に示す実際のアンバランスの位相との間にずれが生じることとなる。
However, in the process of increasing the rotational speed of the
そこで、図6に示すように、第1速度維持期間の他に当該第1速度領域Z1より高い第2速度領域Z3に第2速度維持期間を設けている。そして、第2速度維持期間において、制御装置5は、第1速度維持期間と同様に機械角θを同期させるタイミングを算出する算出処理を行い、算出したトリガ時刻Gに機械角θをゼロクリアする(図9参照)。こうして、ドラム10の回転速度上昇行程で、洗濯物Wが張り付く位置にずれが生じたとしても、機械角θの補正処理を複数回実行することで、その都度、機械角θを実際のアンバランスの位相に同期させるように是正することができる。
Therefore, as shown in FIG. 6, in addition to the first speed maintaining period, the second speed maintaining period is provided in the second speed region Z3 higher than the first speed region Z1. Then, in the second speed maintaining period, the
よって、ドラム10の回転速度を第2速度から上昇させる場合も、アンバランスの位相に適確にあわせたダンパ21の可変制御を行うことができる。尚、図6中、破線で示す比較的高速の領域Z4では、両サスペンション7a、7bのコイル30への通電が行われず、定常回転速度まで上昇させるようになっている。
Therefore, even when the rotational speed of the
以上説明したように、制御装置5は、ドラム10が所定回転速度で回転している状態で、前記機械角検出手段により検出される機械角θを前記アンバランス検出手段により検出されるアンバランスの位相に同期させる補正処理を行い、ドラム10の所定回転速度以外の回転速度におけるアンバランスの位相を、前記補正処理後の機械角θに基づき推定して、ダンパ21の減衰力を可変制御する。
As described above, the
これによれば、補正処理によって、アンバランス検出手段により検出されるアンバランスの位相に機械角θを同期させることができる。従って、アンバランス検出手段により検出されるアンバランスの位相の検出が困難となる回転速度領域でも、実際のアンバランスの位相を補正処理後の機械角θに基づき正確に把握することができる。また、アンバランスの位相は、ドラム10内の洗濯物Wの重量に起因してドラム10の1回転毎に周期的に変動することから、その周期に応じてダンパ21の減衰力を可変させることができ、水槽6の振動を効果的に抑制することができる。
Accordingly, the mechanical angle θ can be synchronized with the unbalanced phase detected by the unbalance detecting means by the correction process. Therefore, even in the rotational speed region where it is difficult to detect the unbalanced phase detected by the unbalance detecting means, the actual unbalanced phase can be accurately grasped based on the mechanical angle θ after the correction process. Further, since the unbalanced phase periodically varies every rotation of the
尚、一般的なサスペンションでは、水槽を支持するためにシャフトが上下方向となるように配置されることから、水槽の上下方向の振動に対しては、ダンパ本来の振動低減効果を期待できるが、それ以外の振動(左右方向の振動)に対する振動低減効果は充分ではなかった。この点、本実施形態の如く、水槽6をその正面(軸方向)から見て、左右一対のサスペンション7a,7bを備えた構成にあって、その左右のダンパ21で周期的な制御を実行することで、当該水槽6の左右方向の振動をも効果的に抑制することができる。
In addition, in a general suspension, since the shaft is arranged in the vertical direction to support the water tank, the vibration reduction effect inherent to the damper can be expected for the vibration in the vertical direction of the water tank, The vibration reduction effect with respect to other vibrations (lateral vibrations) was not sufficient. In this regard, as in the present embodiment, when the
前記補正処理は、アンバランス検出手段により検出される位相とモータ8の回転速度を制御する指令信号とに基づいて、前記機械角θを同期させるタイミングを算出する算出処理を含む。
これによれば、アンバランス検出手段により検出されるアンバランスの位相だけでなく、モータ8の回転速度を制御する指令信号に基づき算出処理を行うことができ、機械角θを同期させるタイミングの正確性を担保し或は補完することができる。
The correction process includes a calculation process for calculating a timing for synchronizing the mechanical angle θ based on a phase detected by the unbalance detection unit and a command signal for controlling the rotation speed of the
According to this, calculation processing can be performed based on the command signal for controlling the rotational speed of the
制御装置5は、脱水時における回転速度上昇行程において、前記所定回転速度(第1速度)と、当該所定回転速度と異なる回転速度(第2速度)とで前記補正処理を実行する。
これによれば、回転速度上昇行程において、遠心力で洗濯物Wから水が放出される等して、洗濯物Wが張り付く位置にずれが生じたとしても、機械角θの補正処理を複数回実行することで、その都度、機械角θを実際のアンバランスの位相に同期させるように是正することができる。
The
According to this, in the process of increasing the rotational speed, even if the position where the laundry W sticks due to water being discharged from the laundry W due to centrifugal force, the mechanical angle θ correction process is performed a plurality of times. By executing, the mechanical angle θ can be corrected to synchronize with the actual unbalanced phase each time.
<その他の実施形態>
図10及び図11は、夫々第2及び第3実施形態を示すものであり、既述の部分と同一部分には同一符号を付す等して説明を省略し、以下異なる点につき説明する。
<Other embodiments>
FIGS. 10 and 11 show the second and third embodiments, respectively, and the same parts as those already described are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and different points will be described below.
第2実施形態では、電流センサ54からの検出信号に基づき、周期Rを複数回計測する。即ち、図10に示すように、計測を開始してから1回目の変曲点を検知した所要時間Aが1秒で、2回目の変曲点を検知した所要時間Bが1.5秒で、3回目の変曲点を検知した所要時間Cが2.2秒であるとする。この場合、所要時間A,Bから求められる検知周期R1(=B−A)は0.5秒であるが、所要時間B,Cから求められる検知周期R2(=C−B)は0.7秒である。そこで、制御装置5は、前記100rpmでの指令値の周期T(=0.6秒)を含めて、これら検知周期R1,R2との平均値S(=(R1+R2+T)/3)を演算する。また、算出処理では、4回目の変曲点の予想所要時間を、指令値の周期Tと検知周期R1,R2とに基づき、トリガ時刻G(=A+2T+S)として算出する。ここで、トリガ時刻Gは上記の例で2.8秒であり、制御装置5は、前記の計測開始から2.8秒経過時に、機械角θを0度に設定する補正処理を行う。
In the second embodiment, the period R is measured a plurality of times based on the detection signal from the
上記構成では、電流センサ54からの検出信号に基づき複数の周期R1,R2を求めると共に、これらの周期R1,R2と指令値の周期Tとが平均化される。従って、検知周期R1,R2に検出誤差が含まれていても、当該平均化により誤差を少なくすることができ、機械角θを0度に設定するタイミングをより正確に計ることができる。
In the above configuration, a plurality of cycles R1, R2 are obtained based on the detection signal from the
図11に示す第3実施形態では、指令値の周期Tに対応した閾値H1、H2により、検知周期の値Rが適切な範囲にあるか否かが判断される。
即ち、前記ROM51aには、アンバランス検出手段により検出される位相の周期性を判定するための閾値H1、H2が予め記憶されている。閾値H1及びH2は、前記第1速度における周期T、つまり100rpmにおける0.6秒の下限値(例えば0.3秒)及び上限値(例えば0.9秒)として設定されている。尚、図示は省略するが、前記第2速度を含む各回転速度に対応する周期Tの夫々の閾値をテーブルとして予め記憶手段に記憶させるようにしてもよい。
In the third embodiment shown in FIG. 11, whether or not the value R of the detection period is within an appropriate range is determined based on the threshold values H1 and H2 corresponding to the period T of the command value.
That is, the
そして、図11に示すように、計測を開始してから1回目の変曲点を検知した所要時間Aが1秒で、2回目の変曲点を検知した所要時間Bが1.2秒であるとする。この場合、制御装置5は、所要時間A,Bから求めた検知周期R(0.2秒)が、下限閾値H1〜上限閾値H2の範囲内にあるか否かを判断する。ここで、制御装置5は、検知周期Rが0.2秒のとき、下限閾値H1である0.3秒に満たないことから、各ダンパ21のコイル30への通電制御を中止する。一方、検知周期Rが、下限閾値H1〜上限閾値H2の範囲内にある場合には、各ダンパ21への通電制御が継続される。
Then, as shown in FIG. 11, the required time A for detecting the first inflection point after the start of measurement is 1 second, and the required time B for detecting the second inflection point is 1.2 seconds. Suppose there is. In this case, the
上記した補正処理において、制御装置5は、アンバランス検出手段により検出される位相が、前記指令信号に応じた周期性を有するか否かを判断し、前記指令信号に応じた周期性がない場合には、ダンパ21に係る可変制御を中止する。このようにアンバランス検出手段の検出誤差等に起因してアンバランスの位相を特定できない場合、ダンパ21による制御が、実際のアンバランスの位相に対応して行われない事態を未然に回避することができる。
In the correction processing described above, the
前記アンバランス検出手段は、電流センサ54や制御装置5に限定するものではなく、振動センサ20a,20bを用いて構成してもよい。この場合、本願出願人が出願した特願2011−096046号に開示するように、振動センサ20a,20bによるアンバランスの位相の検出が困難となる場合がある。即ち、ドラム10の回転速度が100rpmにおいて、振動センサ20a,20bの出力は、図1の曲線Iと同じ周期で変化するが、前述したq軸電流よりも、その変化が小さく緩やかな曲線を描く。一方、200rpmにおける振動センサ20a,20bの出力は、曲線Iよりも位相が180度遅れるが、その出力の変化が顕在するため、180度遅れた位相を検出することができる。従って、機械角θについて、当該回転速度において振動センサ20a,20bにより検出される位相から180度ずれた、実際のアンバランスの位相に同期させる補正処理を行うことができる。
The unbalance detection means is not limited to the
尚、本実施形態の「同期させる」とは、アンバランスの位相と機械角θとを時間的に連関させることを称するものである。従って、機械角θを、図1に示す曲線Iで上に凸となる変曲点と同期させた上記の例に代えて、曲線Iで下に凸となる変曲点と同期させる等、適宜変更してもよい。また、ダンパ21の「可変制御」は、前述のオン・オフ制御に限定するものではなく、アンバランスの位相に応じて実行される周期的な制御であればよい。
Note that “synchronize” in the present embodiment refers to temporally associating an unbalanced phase with a mechanical angle θ. Therefore, in place of the above-described example in which the mechanical angle θ is synchronized with the inflection point that is convex upward on the curve I shown in FIG. It may be changed. Further, the “variable control” of the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略,置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
図面中、1は外箱、5は制御手段(アンバランス検出手段、機械角検出手段)、6は水槽、7a,7bはサスペンション、10はドラム、21はダンパ、20a,20bはアンバランス検出手段、53u,53v,53wは機械角検出手段、54はアンバランス検出手段を示す。 In the drawings, 1 is an outer box, 5 is a control means (unbalance detection means, mechanical angle detection means), 6 is a water tank, 7a and 7b are suspensions, 10 is a drum, 21 is a damper, and 20a and 20b are unbalance detection means. 53u, 53v and 53w are mechanical angle detecting means, and 54 is an unbalance detecting means.
Claims (4)
前記外箱内に設けられた水槽と、
前記水槽内に回転可能に設けられたドラムと、
前記ドラムを回転させるモータと、
前記外箱と前記水槽との間に設けられ、前記水槽の振動を減衰させるダンパと、
前記ドラムの回転時に、当該ドラム内における洗濯物のアンバランスの位相を検出するアンバランス検出手段と、
前記モータのロータの機械角を検出するための機械角検出手段と、
前記ドラムが所定回転速度で回転している状態で、前記機械角検出手段により検出される機械角を前記アンバランス検出手段により検出されるアンバランスの位相に同期させる補正処理を行い、前記ドラムの所定回転速度以外の回転速度におけるアンバランスの位相を、前記補正処理後の機械角に基づき推定して、前記ダンパの減衰力を可変制御する制御手段とを備えることを特徴とするドラム式洗濯機。 An outer box,
A water tank provided in the outer box;
A drum rotatably provided in the water tank;
A motor for rotating the drum;
A damper that is provided between the outer box and the water tank and attenuates the vibration of the water tank;
Unbalance detection means for detecting the phase of the unbalance of the laundry in the drum when the drum rotates;
Mechanical angle detection means for detecting the mechanical angle of the rotor of the motor;
In a state where the drum is rotating at a predetermined rotational speed, a correction process is performed to synchronize the mechanical angle detected by the mechanical angle detection unit with the unbalanced phase detected by the unbalance detection unit, and A drum type washing machine comprising: control means for variably controlling the damping force of the damper by estimating an unbalanced phase at a rotational speed other than a predetermined rotational speed based on the mechanical angle after the correction process. .
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