JP2873118B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

ドラム式洗濯機

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JP2873118B2
JP2873118B2 JP3273729A JP27372991A JP2873118B2 JP 2873118 B2 JP2873118 B2 JP 2873118B2 JP 3273729 A JP3273729 A JP 3273729A JP 27372991 A JP27372991 A JP 27372991A JP 2873118 B2 JP2873118 B2 JP 2873118B2
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  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)
  • Detail Structures Of Washing Machines And Dryers (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直流モータを備えたド
ラム式洗濯機において、ドラムを定位置に停止させるた
めの制御機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、洗濯から乾燥まで同一ドラムで一
括して行える洗濯機はほとんどなく、一部海外製品で存
在するが、その駆動に直流モータを用い回転数をマイコ
ンを用いた電子回路で制御するものはなかつた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ここで横軸周りの回転
で洗濯乾燥を一体としたドラム式洗濯機では、洗濯・乾
燥物の取り出しを行うのにドラム開閉口を洗濯機上面で
停止させる必要がある。
【0004】そのためには、直流モータとドラムはプー
リー等の減速機で連結されている関係上、モータのロー
タ位置とドラム開閉口の位置は無関係となるので、セン
サ等を用いてドラム開閉口の位置を検知しドライブ信号
をOFFして、ドラム開閉口を洗濯機上面の定位置で停
止させねばならない。
【0005】しかしながら、洗濯・乾燥物の布負荷量に
より回転トルクも違い、通常のドライブ信号をOFFし
停止させる場合、停止前の回転数や負荷により慣性力が
異なり、ドラムを定位置で停止させる適当な方法がなか
つた。
【0006】本発明は、上記に鑑み、直流モータをイン
バータ制御することによりドラムを所定の位置で停止さ
せることができるドラム式洗濯機の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図1の如く、回転ドラム2を駆動する直流ブラシ
レスモータ3と、該直流ブラシレスモータ3の回転を制
御するため直流ブラシレスモータ3の印加電圧を変化さ
せる電力変換回路16と、該電力変換回路16にドライ
ブ回路15を介してチヨツパのデユーテイを制御する信
号を出力する制御回路13と、前記ドラム2の位置を検
出するドラム位置検出器9とを備えた洗濯から乾燥まで
一括して行えるドラム式洗濯機において、前記ドラム2
の定位置停止指令を受けたときにチヨツパのデユーテイ
を徐々に下げてモータ3の回転数を低下させる低速運転
手段30と、所定のドラム回転数になるとチヨツパのデ
ユーテイを固定するデユーテイ固定手段31と、このと
きのドラム2の回転周期を測定する回転周期測定手段3
2と、前記デユーテイ固定手段31により固定されたデ
ユーテイ値と前記回転周期測定手段32からの測定値に
基づいてチヨツパのデユーテイ減速比を決めるデユーテ
イ減速比決定手段33と、デユーテイが零になり、ドラ
ム位置検出器9からのドラム位置信号が入力されたとき
にチヨツパのデユーテイを印加し、前記ドライブ回路1
5からのドライブ信号を一定時間固定してドラム2にブ
レーキ動作をかけるドラム制動手段34とが設けられた
ものである。
【0008】
【作用】上記課題解決手段において、回転ドラム2の定
位置停止指令を受けたとき、低速運転手段30によりチ
ヨツパのデユーテイを徐々に下げモータ回転数を落と
し、ドラム回転数が十分低速になつたところでデユーテ
イ固定手段31によりチヨツパのデユーテイを固定し、
回転周期測定手段32によりドラム2の1回転の時間を
測定する。
【0009】そして、次の1回転で定位置停止が行われ
るように、固定されたチヨツパのデユーテイとドラム1
回転の時間の関数からデユーテイ減速比決定手段33に
より、チヨツパのデユーテイのデユーテイ減速比を決め
る。
【0010】目標停止位置直前にチヨツパのデユーテイ
が零となり、慣性力にて目標停止位置まで回転したと
き、ドラム制動手段34によりある一定のデユーテイ比
のチヨツパを印加し、ドライブ信号を一定時間固定し、
一種のブレーキ動作をかけてドラム2を定位置に停止さ
せる。
【0011】
【実施例】まず、本発明に係るドラム式洗濯機と直流ブ
ラシレスモータの制御を図面に基づいて説明する。図1
は本発明の実施例を示すドラム式洗濯機のドラム停止の
ための制御回路の機能ブロツク図、図2はドラム式洗濯
機に使用される直流ブラシレスモータの制御回路ブロッ
ク図、図3はドラム式洗濯機の構成図、図4はマイコン
からのP−Tr6相出力とPWM出力およびベースドラ
イブ信号のタイミングチャートである。
【0012】本発明は横軸周りのトルク変動の大きいモ
ータにおいて特に有効であり、このドラム式洗濯機は、
図3の如く、洗濯機本体1に洗濯物を入れる回転ドラム
2が回転自在に内装され、該ドラム2と直流ブラシレス
モータ3が減速用プーリー4a,4bにてベルト5でつ
ながつている。
【0013】また、この回転ドラム2は、シヤフト6、
軸受7を介してドラム外槽8に取り付けられ、回転ドラ
ム2のドラム位置は、プーリー4aに取り付けられた磁
石9aを位置検出センサ9bにて検出され、該磁石9a
と位置検出センサ9bとによりドラム位置検出器9が構
成される。
【0014】なお、回転ドラム2の外周面には、洗濯物
を出し入れするためのドラム開閉口2aが形成されてお
り、蓋により開閉される。また、外槽8の上面には、開
口が形成され、開閉蓋8aにより開閉される。
【0015】そして、前記ドラム位置検出器9は、ドラ
ム開閉口2aが外槽8の開閉蓋8aに対向する位置にき
たときにドラム位置信号を出力する。
【0016】ここで、直流モータ3を使用するのは、主
に始動時に大きなトルクを得やすくするためである。ま
た、ブラシレスモータを使用するのは、整流子とブラシ
の接触摩耗によるモータの耐久性が低下するのを防止す
るためである。
【0017】次に、この直流モータ3の制御部を図2に
基づいて説明する。この直流モータ制御部では、交流電
源11を整流平滑回路12にて直流に平滑し、また制御
回路としてマイコン13のP−Tr6相出力14をドラ
イブ回路15を介して、電力変換回路16としてのパワ
ートランジスタ回路(P−Tr)をスイッチングするこ
とによりモータ3に直流電圧を印加している。
【0018】その印加電圧を可変するため、P−Tr6
相出力14の上アームとマイコン13のPWM出力17
の論理和をOR回路18でとり、P−Tr16のベース
ドライブ出力を制御し、チヨツパのデユーテイを可変し
ている。
【0019】また、モータ3の回転数制御としては、フ
オトインタラプタ等を使用して直流モータ3の回転数を
回転数センサ19により、マイコン13の回転数入力端
子にパルス入力する。
【0020】ホール素子等を使用した位置センサ20
a,20b,20cにより、位置検出回路21を介して
直流モータ3のロータ位置をマイコン13のロータ位置
検出手段21aに入力し、その入力信号パターンに応じ
た出力をP−Tr6相出力端子14より出力し、モータ
を励磁するとともに、上記チヨツパのデユーテイを可変
することによりモータ印加電圧を可変し回転数制御を行
つている。
【0021】図4に、この回転数制御を行なうときのマ
イコン13から出力されるP−Tr6相出力14とPW
M出力17、およびドライブ回路15を介した後のベー
スドライブ信号のタイミングチヤートを示す。
【0022】このような直流モータ3の制御を行うドラ
ム式洗濯機において、前記直流モータ3の回転数を検出
する回転数検出手段22と、前記チヨツパのデユーテイ
を制御するデユーテイ制御手段23と、モータ回転数N
と目標回転数N1を比較する比較手段24と、該比較手
段24による比較結果に基づいて、その後チヨツパのデ
ユーテイをフイードバツク制御するフイードバツク制御
手段25とを備えている。
【0023】前記回転数検出手段22は、回転数センサ
19と、この信号を入力して演算するマイコン13内の
CPUを含む概念である。デユーテイ制御手段23、比
較手段24、およびフイードバツク制御手段25は、マ
イコン13内のデータRAM、プログラムROM、CP
U等から構成される。
【0024】このような構成により、直流モータ3を起
動し、マイコン13のPWM出力17およびP−Tr6
相の出力14の論理和をとり、一定速度、一定の割合で
チヨツパのデユーテイを増加させ、一定時間経過後にモ
ータ3の回転数制御を行う。
【0025】何故ならば、一般に、直流ブラシレスモー
タの場合、チヨツパのデユーテイとモータトルク、モー
タトルクと回転数は比例の関係にあるが、ドラムが縦回
転の本方式では、負荷変動があまりにも大きく、特に起
動時は慣性力もなく、このようなとき、フイードバツク
制御を行つても安定した回転数制御は実現できないから
である。
【0026】そこで、起動時よりチヨツパのデユーテイ
をある一定の値まで上げ、その後回転数が比較的安定す
るまで、デユーテイ制御手段23によりチヨツパのデユ
ーテイを一定値に固定し、一定時間経過時に、比較手段
24によりのモータ回転数Nと目標回転数N1を比較
し、これより、フイードバツク制御手段25によりチヨ
ツパのデユーテイをフイードバツク制御することにより
安定した回転数制御が可能となる。
【0027】いま、ドラム位置信号とドラム開閉口2a
が洗濯機上面に位置することとは同期しているのだが、
モータ制御マイコン13が定位置停止指令を受けた後、
ドラム位置検出器9よりドラム位置信号が入ると同時に
ドライブ信号をOFFしても、回転ドラム2は慣性力に
て洗濯機上面の目標停止位置で停止せず行き過ぎる。
【0028】そこで、定位置停止指令を受けたときにド
ラム2を定位置で停止させるため、本実施例のドラム式
洗濯機の制御回路13には、図1の如く、前記ドラム2
の定位置停止指令を受けたときにチヨツパのデユーテイ
を徐々に下げてモータ3の回転数を低下させる低速運転
手段30と、所定のドラム回転数になるとチヨツパのデ
ユーテイを固定するデユーテイ固定手段31と、このと
きのドラム2の回転周期を測定する回転周期測定手段3
2と、前記デユーテイ固定手段31により固定されたデ
ユーテイ値と前記回転周期測定手段32からの測定値に
基づいてチヨツパのデユーテイ減速比を決めるデユーテ
イ減速比決定手段33と、該デユーテイ減速比決定手段
33により決められた減速比でデユーテイが減少して零
になり、ドラム位置検出器9からのドラム位置信号が入
力されたときにチヨツパのデユーテイを印加し、前記ド
ライブ回路15からのドライブ信号を一定時間固定して
ドラム2にブレーキ動作をかけるドラム制動手段34
と、ドラム2が定位置に停止したのを確認してドライブ
信号をオフする駆動停止手段35とが設けられている。
【0029】前記デユーテイ減速比決定手段34では、
デユーテイの固定値Dとドラム2が1回転するのに要す
る時間Tとの関数に基づいて、図6に示すような減速比
が決められている。
【0030】上記構成において、マイコン13が定位置
停止指令を受けたとき、低速運転手段30によりチヨツ
パのデユーテイを徐々に下げ、モータ回転数が十分低速
になつたところ(例えばドラム回転数が20rpm以下
になり、最初のドラム位置信号が入つたところ)で、デ
ユーテイ固定手段31により図5に示すようにチヨツパ
のデユーテイを固定する。そして、回転周期測定手段3
2によりドラム2が1回転する時間Tsecを測定す
る。
【0031】そして、次の1回転で定位置停止が行われ
るようにデユーテイ減速比決定手段33により、このと
きのデユーテイ固定値Dとドラム2の1回転の時間Tの
関数よりチヨツパのデユーテイ減速比を決める。関数よ
り求めた減速比の値は図6に示すとおりである。
【0032】これは、一般に負荷が大きいときは慣性力
によるドラム回転が小さいため、減速比が大きくなり、
逆に、負荷が小さいときは回転によるドラム回転が大き
いため、減速比が大きくなる。
【0033】このように決めた減速比でチヨツパのデユ
ーテイを減少することにより、ドラム回転数を徐々に下
げながらドラム開閉口2aを洗濯機上面の目標停止位置
直前まで回転させ、チヨツパのデユーテイが0となつた
後、慣性力にてドラム2を回転させて目標停止位置まで
持つてくる。
【0034】目標停止位置まで回転したとき、ドラム位
置検出器9からのドラム位置信号が入力されると、ドラ
ム制動手段34によりある一定のチヨツパのデユーテイ
(例えば前記固定値D)を印加し、前記ドライブ信号を
一定時間(例えば300ms)固定し、回転磁界を作ら
ないようする。そのようにして、一種のブレーキ動作を
かけ、ドラム2を停止させる。
【0035】そして、駆動停止手段35によりドラム2
が完全に停止したのを確認して、ドライブ信号をOFF
すると、ドライブ開閉口2aが洗濯機上面で定位置停止
する。
【0036】このように、チヨツパのデユーテイを十分
下げたところでドライブ信号を一定時間固定することに
より、モータ駆動用パワートランジスタに大電流が流れ
ることなく、ドライブ開閉口を洗濯機上面に定位置停止
させることが可能となる。
【0037】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【0038】例えば、上記実施例では回転数検出手段2
2は回転数センサ19からの信号により回転数を検出し
ていたが、これに代わりロータ位置を検出する3個の位
置センサ20a,20b,20cを用いて、その入力信
号から回転数を検出するよう構成してもよい。
【0039】また、本発明による直流モータの制御はブ
ラシレス式のものに限らずブラシを用いた直流モータの
制御にも適用できることは勿論である。さらに、電力変
換回路16は、パワートランジスタ以外の電力変換素子
であつてもよい。
【0040】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、ドラム式洗濯機を直流ブラシレスモータで回転
数制御して回転ドラムを停止させるとき、チヨツパのデ
ユーテイを徐々に下げて、ドラムの回転数を低下させて
から制動をかけるので、ドラム位置信号が出力された瞬
間にドラムを停止させることができる。
【0041】そのため、 1)ドラム開閉口が、洗濯機上面で定位置停止できる。
【0042】2)定位置停止するにあたり、ブレーキを
かけるときドラムの回転数を十分下げてから行うので、
電力変換回路のパワートランジスタに過大な電流が流れ
ない。
【0043】等の優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施例を示すドラム式洗濯機の
ドラム停止のための制御回路の機能ブロツク図である。
【図2】図2は直流ブラシレスモータの回転数制御回路
のブロツク図である。
【図3】図3はドラム式洗濯機の機構図である。
【図4】図4はマイコンからのP−Tr6相出力とPW
M出力およびベースドライブ信号のタイミングチヤート
図である。
【図5】図5はドラム回転数が20rpm以下になつて
からのドラム位置信号、ドラム回転数、チヨツパのデユ
ーテイのタイミングチヤートである。
【図6】図6はチヨツパのデユーテイとドラムの1回転
の時間から決定されたチヨツパのデユーテイ減速比を示
す図である。
【符号の説明】
2 回転ドラム 3 直流モータ 9 ドラム位置検出器 13 制御回路 15 ドライブ回路 16 電力変換回路 30 低速運転手段 31 デユーテイ固定手段 32 回転周期測定手段 33 デユーテイ減速比決定手段 34 ドラム制動手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転ドラムを駆動する直流ブラシレス
    ータと、 該直流ブラシレスモータの回転を制御するため直流ブラ
    シレスモータの印加電圧を変化させる電力変換回路と、 該電力変換回路にドライブ回路を介してチヨツパのデユ
    ーテイを制御する信号を出力する制御回路と、 前記ドラムの位置を検出するドラム位置検出器とを備え
    た洗濯から乾燥まで一括して行えるドラム式洗濯機にお
    いて、 前記ドラムの定位置停止指令を受けたときにチヨツパの
    デユーテイを徐々に下げてモータの回転数を低下させる
    低速運転手段と、 所定のドラム回転数になるとチヨツパのデユーテイを固
    定するデユーテイ固定手段と、 このときのドラムの回転周期を測定する回転周期測定手
    段と、 前記デユーテイ固定手段により固定されたデユーテイ値
    と前記回転周期測定手段からの測定値に基づいてチヨツ
    パのデユーテイ減速比を決めるデユーテイ減速比決定手
    段と、 デユーテイが零になり、ドラム位置検出器からのドラム
    位置信号が入力されたときにチヨツパのデユーテイを印
    加し、前記ドライブ回路からのドライブ信号を一定時間
    固定してドラムにブレーキ動作をかけるドラム制動手段
    とが設けられたことを特徴とするドラム式洗濯機。
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