JP3646102B2 - 洗濯機 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータのブレーキ制御に改良を加えた洗濯機に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
洗濯機に使用されるモータとして、最近インバータ駆動方式で駆動されるブラシレスモータを用いたものがある。この洗濯機におけるモータ駆動制御装置の概略的な回路構成を図19に示している。
交流電源101には直流電源回路102が接続されている。この直流電源回路102は、リアクトル102a、全波整流回路102b、平滑コンデンサ102c、102cを有して構成されている。そしてこの直流電源回路102の出力側には、定電圧回路103、放電回路104及びインバータ主回路105が接続されている。上記放電回路104は放電抵抗104a及びスイッチング素子104bから構成されている。上記スイッチング素子104bの制御端子は、例えばフォトカプラからなる駆動回路106に接続されている。
【0003】
上記インバータ主回路105は、例えばIGBTからなるスイッチング素子Sa〜Sfを三相ブリッジ接続し、且つ各スイッチング素子Sa〜Sfに並列にダイオードDa〜Dfを接続して構成されている。各スイッチング素子Sa〜Sfの制御端子はマイクロコンピュータを含んで構成される駆動制御回路107に接続されている。
【0004】
そして、インバータ主回路105の出力側にはブラシレスモータ108の三相巻線108a、108b、108cが接続されている。このモータ108は図示しないが洗い運転時には撹拌体をダイレクトに回転駆動するものであり、脱水時には図示しないクラッチにより撹拌体と回転槽とを一体的に連結することによりその双方を一体的に且つダイレクトに回転駆動するようになっている。
上記ブラシレスモータ108には回転位置を検出するためのホールIC109が設けられている。また、放電回路104とインバータ主回路105との間には電圧検出回路110が設けられており、その検出電圧は上記駆動制御回路107に与えられるようになっている。
【0005】
上述の構成において、駆動制御回路107は、洗濯運転の制御全般とモータ駆動制御とを行なうものであり、特に、脱水運転時において、ブレーキ必要時には、モータ108に予め定められた一定のブレーキ用通電パターンで通電制御する。つまり、モータ108の誘起電圧に対して遅れ位相の電圧をモータ108の巻線108a〜108cに印加する。これにより誘起電圧に対して逆位相の巻線電流が発生し、制動力が生じて回生制動の状態となる。回生電力はインバータ主回路105の各ダイオードDa〜Dfを介して直流電源回路102のコンデンサ102c、102cを充電して直流電圧を上昇させる。
【0006】
この場合、駆動制御回路107は、常時、電圧検出回路110からの電圧検出結果を読み込んでおり、これに基いて前記回生電力が過大となったか否かを判断しており、回生電力が大きくなったことが判断されると、放電回路104のスイッチング素子104bをオンして回生電力を放電抵抗104aにより消費するようにしている。これにより、過大な回生電力によって直流電源回路102の電気部品が破損することのないようにしている。
【0007】
ところで、最近においては、モータ駆動制御装置の小形化及び低コスト化が要望されており、特に放電回路104の放電抵抗104aの大きさが比較的大きく、これが小形化を阻害する要因となっていた。また洗濯機においては、放電回路104の配置スペースに苦慮すると共に、洗濯容量アップが阻害される要因となっていた。
【0008】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータ駆動制御装置の小形化を図り得ると共にコストの低廉化に寄与できるようにする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、外槽の内部に回転可能に設けられた回転槽と、
この回転槽の内部に回転可能に設けられた撹拌体と、
この撹拌体または前記回転槽の少なくとも一方をダイレクトドライブ方式で回転駆動するところの複数相の巻線を有するブラシレスモータと、
このブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御装置とを備え、
このモータ駆動制御装置は、
複数相の巻線を有するブラシレスモータの位置を検出する回転位置検出手段と、
この回転位置検出手段からの位置検出信号と、予め設定された電圧指令と位相指令とに基いて通電信号を形成する通電信号形成手段と、
直流電源を形成する直流電源形成手段と、
この直流電源形成手段により形成された直流電源に接続され、前記通電信号形成手段により形成された通電信号に基いて前記複数相の巻線に通電する通電手段と、
前記直流電源形成手段の電圧を検出する電圧検出手段と、
この電圧検出手段による電圧検出結果に基いて回生ブレーキ用の通電信号の位相指令または電圧指令を調整する回生ブレーキ制御手段と
を備えて構成される。
【0010】
上記構成において、モータ駆動制御装置における回生ブレーキ制御手段は、ブラシレスモータにブレーキをかける必要が発生したときには、回生ブレーキ用の通電信号に基いてこのブラシレスモータの巻線を通電制御する。この場合、誘起電圧に対して逆位相の巻線電流が発生し、制動力が生じて回生制動の状態となる。ここで、回生電力が過大となってしまうと、直流電源側の電気部品が破損するおそれがある。しかし、上記構成では、電圧検出手段により回生電力が過大となったか否かを判定することが可能であり、そして、電圧検出手段による電圧検出結果に基いて回生ブレーキ用の通電信号の位相指令または電圧指令を調整するから、回生電力を調整することが可能となり、もって、直流電源側の電気部品の破損を防止しつつモータにブレーキをかけることが可能となる。従って、従来の放電回路が不要で、モータ駆動制御装置の小形化及びコストの低廉化が図れる。この結果、放電回路特に放電抵抗の配置スペースに苦慮することがなく、洗濯機全体の小形化及びコストの低廉化が図れ、また全体の大きさを変えなければ洗濯容量アップが図れるようになる。
【0011】
請求項2の発明は、外槽の内部に回転可能に設けられた回転槽と、
この回転槽の内部に回転可能に設けられた撹拌体と、
この撹拌体または前記回転槽の少なくとも一方をダイレクトドライブ方式で回転駆動するところの複数相の巻線を有するブラシレスモータと、
このブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御装置とを備え、
このモータ駆動制御装置は、
複数相の巻線を有するブラシレスモータの位置を検出する回転位置検出手段と、
この回転位置検出手段からの位置検出信号と、予め設定された電圧指令と位相指令とに基いて通電信号を形成する通電信号形成手段と、
直流電源を形成する直流電源形成手段と、
この直流電源形成手段により形成された直流電源に接続され、前記通電信号形成手段により形成された通電信号に基いて前記複数相の巻線に通電する通電手段と、
前記直流電源形成手段の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ブラシレスモータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
この回転速度検出手段による回転速度検出結果に基いて電圧指令を決定し、前記電圧検出手段による電圧検出結果に基いて回生ブレーキ用の通電信号の位相指令を調整する回生ブレーキ制御手段と
を備えて構成されているところに特徴を有する。
【0012】
この構成においては、回転速度検出結果に基いて通電信号の電圧指令を決定することと、電圧検出結果に基いて位相指令を決定することの両方を行なうようにしたから、適正なブレーキ力が得られると共に回生電力も適正に調整できるようになる。
【0013】
請求項3の発明は、回生ブレーキ制御手段が、電圧検出手段による電圧検出結果と予め設定された基準電圧とを比較し、電圧検出手段による電圧検出結果が該基準電圧より大きいときには位相指令を遅らせ、小さいときには位相指令を進ませるようになっているところに特徴を有する。
この構成においては、電圧検出結果が該基準電圧より大きいときには位相指令を遅らせ、小さいときには位相指令を進ませるから、回生電力を常一定に保つことが可能となり、直流電源側の電気部品の破損防止に一層有効である。
【0014】
請求項4の発明は、回生ブレーキ制御手段が、電圧検出手段による電圧検出結果と予め設定された基準電圧とを比較し、その比較結果と、電圧検出手段による電圧検出結果の増減の傾向とにより位相指令を調整するようになっているところに特徴を有する。
【0015】
電圧検出結果が増加する方向にあるときには、回生電力が増加することが予測され、また電圧検出結果が減少する方向にあるときには、回生電力が減少することが予測される。しかるに上記構成においては、電圧検出手段による電圧検出結果の増減の傾向により位相指令を調整するから、回生電力を調整することが可能となる。
【0016】
請求項5の発明は、回生ブレーキ制御手段が、電圧検出手段による電圧検出結果と予め設定された基準電圧とを比較し、電圧検出手段による電圧検出結果が該基準電圧より大きく且つ増加傾向のときには位相指令を遅らせ、電圧検出手段による電圧検出結果が該基準電圧より小さく且つ減少傾向のときには位相指令を進ませるようになっているところに特徴を有する。
【0017】
電圧検出手段による電圧検出結果が該基準電圧より大きく且つ増加傾向のときには、回生電力が大きく且つこれからも増加することが予測され、また、電圧検出結果が該基準電圧小さく且つ減少傾向のときには、回生電力が小さく且つこれからも減少することが予測される。しかるに上記構成においては、電圧検出手段による電圧検出結果と予め設定された基準電圧とを比較し、電圧検出手段による電圧検出結果が該基準電圧より大きく且つ増加傾向のときには位相指令を遅らせ、電圧検出手段による電圧検出結果が該基準電圧より小さく且つ減少傾向のときには位相指令を進ませるから、回生電力を常に一定に保つことが可能となる。
【0021】
請求項の発明は、回生ブレーキ制御手段が、複数のブレーキパターンを有し、ブレーキ開始時の回転速度に基いてブレーキパターンを選択するようになっているところに特徴を有する。
洗濯機において、脱水運転時に回転槽の回転を停止させるにはブレーキが必要となる。この脱水運転時の回転槽の回転速度は洗濯物の量や種類によってまちまちであり、つまり、ブレーキ開始時の回転速度はまちまちである。ここで、ブレーキパターン(例えばブレーキ力)が画一であると、回転停止までの時間つまり制動所要時間がまちまちとなる。あるいは、布傷みが発生したり振動が発生したりする。
しかるに上記構成においては、回生ブレーキ制御手段が、複数のブレーキパターンを有し、ブレーキ開始時の回転速度に基いてブレーキパターンを選択するようになっているから、ブレーキ開始時の回転速度に合わせて制動所要時間を調整したり、あるいは、布傷みや振動の発生を抑止することが可能となる。
【0022】
請求項の発明は、回生ブレーキ制御手段が、複数のブレーキパターンを有し、ブレーキ開始要因に基いてブレーキパターンを選択するようになっているところに特徴を有する。
【0023】
脱水運転時において、ブレーキの必要要因が種々異なるものである。例えば、脱水運転が脱水設定時間満了に伴って終了した場合には、ブレーキの緊急性は少なく、脱水運転中に蓋が開けられた場合には緊急性が高い。あるいは、脱水運転を一時停止するような場合には、緊急性としてはその中間程度である。ここで、ブレーキパターン(例えばブレーキ力)が一定あると、ブレーキの緊急度が高いにもかかわらず制動所要時間が長かったり、ブレーキの緊急度が低いにもかかわらず、強いブレーキ力をかけてしまうことがある。
しかるに上記構成においては、回生ブレーキ制御手段が、複数のブレーキパターンを有し、ブレーキ開始要因に基いてブレーキパターンを選択するようになっているから、ブレーキの緊急度等に応じたブレーキ制御が可能となる。
【0024】
請求項の発明は、ブラシレスモータの回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、
回転速度検出結果が予め設定された所定回転速度以下のときには回生ブレーキから短絡ブレーキに切換えるようになっているところに特徴を有する。
回生ブレーキにおいては、モータの回転速度が低くなってくると回生電力が小さくなると共にそのブレーキ効果が小さくなる。しかして、上記構成においては、回転速度検出結果が予め設定された所定回転速度以下となったときには回生ブレーキから短絡ブレーキに切換えるようになっているから、所定回転速度を回生電力判定用の回転速度に設定しておくことにより、回生電力が得られなくなったときに回生ブレーキから短絡ブレーキに良好に切換えることができてブレーキ効果を継続できて、モータを確実に止めることができ、もって洗濯運転を確実に停止できるようになる。
【0025】
請求項の発明は、電圧検出結果が予め設定された所定電圧以下となったときには回生ブレーキから短絡ブレーキに切換えるようになっているところに特徴を有する。
この構成においては、所定電圧を回生電力判定用の電圧に設定しておくことにより、回生電力が得られなくなったときに回生ブレーキから短絡ブレーキに良好に切換えることができてブレーキ効果を継続できて、モータを確実に止めることができ、もって洗濯運転を確実に停止できるようになる。
【0026】
請求項10の発明の洗濯機は、外槽の内部に回転可能に設けられた回転槽と、
この回転槽の内部に回転可能に設けられた撹拌体と、
この撹拌体または前記回転槽の少なくとも一方をダイレクトドライブ方式で回転駆動するところの複数相の巻線を有するブラシレスモータと、
複数相の巻線を有するブラシレスモータのロータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
回生電力検出手段と、
回生電力検出手段による回生電力検出結果に応じて前記ブラシレスモータのロータの回転位置に対する前記巻線の電流の位相を調整する回生ブレーキ制御手段と
を備えて構成される。
【0027】
この構成においては、回生電力検出手段による回生電力検出結果に応じてロータの回転位置に対する巻線の電流の位相を調整するから、回生電力が過大とならないようにしつつブレーキをかけることが可能となり、もって、放電回路を要さず、この結果、放電回路特に放電抵抗の配置スペースに苦慮することがなく、全体の小形化及びコストの低廉化が図れ、また全体の大きさを変えなければ洗濯容量アップが図れるようになる。
【0028】
請求項11の発明の洗濯機は、外槽の内部に回転可能に設けられた回転槽と、
この回転槽の内部に回転可能に設けられた撹拌体と、
この撹拌体または前記回転槽の少なくとも一方をダイレクトドライブ方式で回転駆動するところの複数相の巻線を有するブラシレスモータと、
回生電力検出手段と、
複数相の巻線を有するブラシレスモータのロータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記ブラシレスモータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回生電力検出手段による回生電力検出結果及び回転速度検出手段による回転速度検出結果に基いて、複数相の巻線の電流の大きさと、前記ブラシレスモータのロータの回転位置に対する前記巻線の電流の位相を調整する回生ブレーキ制御手段と
を備えて構成される。
【0029】
この構成においては、回生電力検出手段による回生電力検出結果及び回転速度検出手段による回転速度検出結果に基いて、複数相の巻線の電流の大きさと、ロータの回転位置に対する巻線の電流の位相を調整するから、回生電力が過大とならないように制御すること及び適正なブレーキ力を得ることが可能となり、もって、放電回路を要さずに適正にブレーキをかけることができるようになる。また、上述同様に、放電回路特に放電抵抗の配置スペースに苦慮することがなく、全体の小形化及びコストの低廉化が図れ、また全体の大きさを変えなければ洗濯容量アップが図れるようになる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施例につき、図1ないし図15を参照しながら説明する。
まず、全自動洗濯機の全体構成を示す図2において、外箱1内には、脱水される水を受ける外槽である水受槽2が弾性吊持機構3を介して弾性支持されている。この水受槽2の内部には、洗い槽及び脱水バスケットを兼用する回転槽4が回転可能に配設されている。この回転槽4の内底部には、撹拌体5が回転可能に配設されている。
【0031】
上記回転槽4は、ほぼ円筒状をなす槽本体4aと、この槽本体4aの内側に通水用空隙を形成するために設けられた内筒4bと、槽本体4aの上端部に設けられたバランスリング4cとから構成されている。この回転槽4が回転駆動されると、内部の水は遠心力により槽本体4aの内周面に沿って上昇して槽本体4aの上部に形成された脱水孔部(図示しない)を通って水受槽2内へ放出される構成となっている。
【0032】
また、水受槽2の底部の図2中右端部には、排水口6が形成され、この排水口6には排水弁7が設けられていると共に、排水ホース8が接続されている。上記排水弁7は、後述する排水弁駆動手段としての排水弁モータ9(図1参照)により開閉駆動される弁であり、いわゆるモータ式排水弁である。上記排水弁モータ9は、例えばギアドモータから構成されている。更に、水受槽2の底部の図2中左端部には、補助排水口6aが形成されており、この補助排水口6aは図示しない連結ホースを介して排水ホース8に接続されている。上記補助排水口6aは、回転槽4が脱水回転されたときに、その上部から脱水されて水受槽2内へ放出された水を排水するためのものである。
【0033】
また、図3にも示すように、水受槽2の外底部には、機構部ベース10が取付けられている。この機構部ベース10の中央部には、軸支持筒部11が上下方向に延びるように形成されている。この軸支持筒部11の内部には、中空状の槽軸12が軸受13、13を介して回転自在に挿通支持されている。この槽軸12の内部には、撹拌軸14が軸受15、15を介して回転自在に挿通支持されている。この撹拌軸14の上下端部は、槽軸12から突出している。
【0034】
更に、機構部ベース10の軸支持筒部11の上端部は、水受槽2の底部中心部に形成された貫通口2a内にシール16を介して嵌合されている。このシール16により軸支持筒部11の上端部と水受槽2の貫通口2aとの間が水密にシールされている。更に、シール16は槽軸12の外周面と軸支持筒部11の上端部との間にも設けられており、両者間が水密にシールされている。また、槽軸12の上端部には、フランジ部12aが一体に形成されている。このフランジ部12aには、回転槽4が槽受け板17を介して連結固定されている。これにより、槽軸12に回転槽4が一体回転するように取付けられている。また、撹拌軸14の上端部には、図2にも示すように、撹拌体5が嵌合されてねじ止め固定されており、もって撹拌軸14に撹拌体5が一体回転するように取付けられている。
【0035】
尚、水受槽2の内底部における中心部と排水口6との間の部分には、図2にも示すように、排水カバー18が装着されている。この排水カバー18により、回転槽4の底部に設けられた貫通孔4dから排水口6まで連通する排水通路19が形成されている。この構成の場合、排水弁7を閉鎖した状態で回転槽4内へ給水すると、回転槽4内と上記排水通路19内に水が貯留されるようになる。そして、排水弁7を開放すると、回転槽4内の水が貫通孔4d、排水通路19、排水口6、排水弁7、排水ホース8を通って排水されるように構成されている。
【0036】
さて、水受槽2の外底部の機構部ベース10には、例えばアウタロータ形のブラシレスモータ20が設けられている。具体的には、図3に示すように、機構部ベース10に、ブラシレスモータ20のステータ21が撹拌軸14と同心状態になるように固定されている。上記ステータ21は、積層鉄心22と、巻線23とを有して構成されている。上記巻線23は、図1に示すように、3相の巻線23u、23v、23wから構成されている。
【0037】
一方、ブラシレスモータ20のロータ24は、撹拌軸14の下端部にこれと一体回転するように取付けられている。上記ロータ24は、ロータハウジング25と、ロータヨーク26と、ロータマグネット27とから構成されている。ロータハウジング25の中心部にはボス部25aが形成されていて、このボス部25aに、撹拌軸14の下端部が嵌合固定されている。従って、撹拌体5はモータ20によりダイレクトドライブされる構成となっている。
【0038】
一方、機構部ハウジング10の外周部には、ロータ24のロータマグネット27の回転位置を検出する回転位置検知手段として、巻線の相数に対応して3個のホールIC28u、28v、28w(この図では28uのみを示し、図1には28u、28v、28wを示している)が取付けられている。上記ホールIC28uないし28wは、図7に示すように、各相の誘起電圧に対して電気角30度遅れの関係の位置検出信号Hu、Hv、Hwを出力するようになっている。
【0039】
さて、槽軸12の下端部には、クラッチ29が設けられている。このクラッチ29は、脱水運転時にロータ24、撹拌軸14及び槽軸12が一体回転するように連継する態様と、洗い運転時に槽軸12がロータ24及び撹拌軸14と連継解除する態様とを切換える機能を有している。以下、このクラッチ29について具体的に説明する。まず、図3に示すように、クラッチ29は、切換レバー30と、この切換レバー30の内部に配設されたホルダ31とから構成されている。ホルダ31は、槽軸12の下端部にこれと一体回転するように取り付けられている。切換レバー30は、枢支凸部30a部分を回動支点としてホルダ31に上下方向に回動動作するように構成されている。
【0040】
また、切換レバー30とホルダ31との間には、図示しないがトグル用のばねが設けられていて、このばねのばね力により切換レバー30が、上方の回動位置に動作した状態(図3参照)に保持されるように、または、下方の回動位置に動作した状態(図4参照)に保持されるように構成されている。
【0041】
図3の状態では、切換レバー30の先端上部の係合凸部30bが、静止部位である機構部ベース10に形成された係止部32に係止されており、これにてクラッチ29は撹拌軸14のみにロータ24の回転を伝達(もともと連結状態にある)する洗い用クラッチ態様となる。なお、槽軸12は固定状態となっている。
【0042】
図4の状態では、切換レバー30の先端下部の係合凸部30cが、ロータハウジング25に形成された複数の係止部33のうちのいずれかの間に係止されており、これにて、クラッチ29は、撹拌軸14と槽軸12の双方にロータ24の回転を伝達する脱水用クラッチ態様となる。この態様の場合、撹拌軸14及び撹拌体5は、ブラシレスモータ20によりダイレクトに回転駆動される。
【0043】
また、機構部ベース10の図3中右端部には、制御レバー34が回動可能に軸支されている。この場合、制御レバー34は、排水弁7を駆動する排水弁モータ9により回動されるようになっており、図3の状態から排水弁モータ9が通電されて制御レバー34が回動されると、制御レバー34の先端の下向きの傾斜面34aにより切換レバー30を下方へ押圧して、図4に示す状態とする。この図4の状態は、脱水運転に対応しており、排水弁7が開放されている。
【0044】
この図4の状態で、排水弁モータ9が断電されると、ばね35のばね力により制御レバー34が戻り回動され、制御レバー34の上向きの傾斜面34bにより上記切換レバー33を上方へ押圧して、図3に示す状態とする。この図3の状態は、洗い運転に対応しており、排水弁7が閉塞されている。
【0045】
次に、上記全自動洗濯機の電気的構成について図1を参照して説明する。この図1において、交流電源36の両端子は、一方にリアクトル37を介して全波整流回路38の入力端子に接続されている。全波整流回路38の出力端子間には、平滑コンデンサ39a、39bが接続されており、この平滑コンデンサ39a、39bと全波整流回路38とから直流電源形成手段たる直流電源回路40が構成されている。
【0046】
この直流電源回路40の出力端子から直流母線41a、41bが導出されており、これら直流母線41a、41b間には電子回路電源形成手段たる定電圧回路42、インバータ主回路43が接続されている。また、インバータ主回路43は、3相ブリッジ接続された例えばIGBTからなるスイッチング素子44a〜44fと、これらスイッチング素子44a〜44fにそれぞれ並列接続されたフリーホイールダイオード45a〜45fとから構成されている。そして、上記インバータ主回路43の出力端子46u、46v、46wは、ブラシレスモータ20の3相の巻線23u、23v、23wに接続されている。また、インバータ主回路43の各スイッチング素子44a〜44fの制御端子(ゲート)は、例えばフォトカプラからなる駆動回路47に接続されている。この駆動回路47はPWM回路48からの信号により制御されて上記各スイッチング素子44a〜44fをオンオフ制御するようになっている。これらインバータ主回路43、駆動回路47及びPWM回路48から通電手段49が構成されている。
【0047】
前記直流電源回路40の出力側である直流母線41a、41b間には電圧検出手段であり且つ回生電力検出手段としての分圧回路50が接続されており、これは直流電源回路40の出力側の直流電圧を検出するものである。その電圧検出結果は後述のマイクロコンピュータ51のA/D変換機能を有する入力端子に与えられるようになっている。
【0048】
上記PWM回路48は、内部に所定周波数の三角波形信号を発生する手段を備えており、次に述べるマイクロコンピュータ51から与えられる通電信号Du、Dv、Dwと上記三角波形とを比較し、その比較結果を駆動信号Vup、Vun、Vvp、Vvn、Vwp、Vwnとして駆動回路47に出力するようになっている。なお、駆動信号Vup、Vunを図7(f)に示している。
【0049】
一方、ブラシレスモータ20のホールIC28u、28v、28wから出力された位置検出信号Hu、Hv、Hwは、上記マイクロコンピュータ51へ与えられるように構成されている。このマイクロコンピュータ51は、ブラシレスモータ20を通電制御する機能並びに全自動洗濯機の運転全般を制御する機能を有しており、そのための制御プログラム及びこのプログラムの実行に必要なデータ (後述する通電波形データ等を含む)を内部に設けられたROM51aに記憶している。また、マイクロコンピュータ51の内部には、作業領域としてRAM51bが設けられている。この場合、マイクロコンピュータ51は、通電信号形成手段及び回生ブレーキ制御手段並びに回転速度検出手段としての各機能を備える構成となっている。
【0050】
また、マイクロコンピュータ51は、例えば8ビットの通電信号である出力波形データDu、Dv、Dwを形成し、これら出力波形データDu、Dv、Dwを上述したPWM回路48に与えるように構成されている。更に、マイクロコンピュータ51は、出力の許可・停止のための信号Doを上記PWM回路48に与えるように構成されている。
そして、上述の通電手段49と、マイクロコンピュータ51と直流電源回路40とからモータ駆動制御装置52が構成されている。さらに、マイクロコンピュータ51は、前記排水弁7を開閉駆動する排水弁モータ9並びに回転槽4内へ給水する給水弁53を通電制御するように構成されている。
【0051】
また、マイクロコンピュータ51は、交流電源36の電圧に基づいて停電を検知する停電検出回路54からの停電検出信号、回転槽4内の水位を検知する水位センサ55からの水位検知信号、外箱1の上部に設けられた蓋56(図2参照)の開閉状態を検知する蓋スイッチ57からの開閉検知信号、図示しない操作パネルに設けられた各種の操作スイッチ58からのスイッチ信号を受けるように構成されている。
【0052】
次に、上記構成の作用(具体的には、洗い運転及び脱水運転時の制御動作)について図5ないし図8を参照して説明する。ここで、図5のフローチャートは、洗い運転及び脱水運転のメイン処理の制御内容を示している。
まず、洗い運転の動作について説明する。交流電源36に接続されると、最初に図5のステップM10の初期設定処理が実行される。ここでは、マイクロコンピュータ51はRAM51bの初期化や出力端子の初期出力等を行なう。続いて、各種の操作スイッチ60のなかの1つのスイッチである電源スイッチがオンされるの待ち(ステップM20で判断)、電源スイッチがオンされると、洗い運転指令が出ているか否かを判断する(ステップM50)。この場合、各種の操作スイッチ71の操作結果に基づいて洗い運転指令が出ているか否かを判断する。今、洗い運転指令が出ているとすると、ステップM50にて「YES」へ進み、排水弁モータ9をオフする信号を出力する(ステップM60)。これにより、排水弁モータ9がオフされ、排水弁7が閉塞されると共に、クラッチ29の切換レバー30が上方へ回動動作されて槽軸12及び回転槽4が静止部位である機構部ベース10に係止された状態(図3参照)となる。
【0053】
続いて、ステップM70へ進み、複数の洗い運転コースの中から1つのコースが選択設定される。この場合、各種の操作スイッチ57の操作結果に基づいて1つのコースが選択設定される。そして、ステップM80へ進み、回転槽4内へ給水する処理を実行する。ここでは、給水弁55を通電駆動して開放して回転槽4内へ給水を開始し、回転槽4内の水位が上記選択されたコースに対応する水位に達したことを水位センサ55により検知すると、給水弁55を断電停止して閉塞するように構成されている。
【0054】
そして、ステップM90、M100、M110の各処理を順に実行することにより、ブラシレスモータ20に対する運転パターン(運転指令)を決定する。この場合、ROM51a内には複数の洗い運転パターンが予め記憶されており、これら複数の洗い運転パターンの中から上記選択されたコースに対応する洗い運転パターンを選択して読み出すことにより、洗い運転用の運転パターン(洗い運転パターン)を決定している。上記洗い運転パターンの一例を図6に示す。
【0055】
この図6に示すように、洗い運転パターンは、例えば3ビットのデータからなる駆動指令と、例えば8ビットのデータからなる電圧指令Vcと、例えば9ビットのデータからなる位相指令Pcとから構成されている。上記駆動指令は、ブラシレスモータ20の駆動/停止、正転/逆転、回転/位置決めを表わすデータであり、具体的には、例えば第1ビットが「1」のとき駆動を示し、第1ビットが「0」のとき停止を示し、第2ビットが「1」のとき正転を示し、第2ビットが「0」のとき逆転を示している。第3ビットが「1」のとき回転を示し、第3ビットが「0」のとき位置決めを示している。
【0056】
また、上記電圧指令Vcは、インバータ主回路43の出力電圧を示し、ブラシレスモータ20への印加電圧をデューティー比にて表わすデータである。上記位相指令Pcは、ブラシレスモータ20のロータ位相(誘起電圧)に対するインバータ主回路43の出力電圧の位相(deg)を表わすデータであり、「−180〜179度」として示されている。
【0057】
そして、この図6に示す洗い運転パターンは、1.5秒間の「正転駆動」、0.5秒間の「停止」、1.5秒間の「逆転駆動」、0.5秒間の「停止」から構成された1サイクル4秒間の運転パターンであり、洗い運転中は、この1サイクル4秒間の運転パターンを繰り返し実行するように構成されている。ここで、上記1サイクル4秒の運転パターンは、例えば20ms(ミリ秒)でサンプリングされた上記3つの指令データから構成されている。即ち、上記3つの指令データを1組のデータとすると、上記1サイクル4秒の運転パターンは200組のデータから構成されており、これら200組のデータが図6の洗い運転パターンとしてROM51aに記憶されている。
【0058】
さて、ステップM90、ステップM100、ステップM110において、ROM51aから上記洗い運転パターンを読み出すに当たっては、20ms毎に上記1組のデータ、即ち、3つの指令データを順次読み出すように構成されている。そして、この読み出した3つの指令データをそれぞれモータ駆動指令、電圧指令Vc、位相指令Pcとし、これにてモータ駆動指令、電圧指令Vc、位相指令Pcを決定する構成となっている(ステップM90、ステップM100、ステップM110)。
【0059】
そして、マイクロコンピュータ51は、各ホールIC28u、28v、28wから与えられるセンサ位置検出信号Hu、Hv、Hwと、上記電圧指令Vc、位相指令Pcとに基いて図7(e)に示すように通電信号Du、Dv、Dwを出力する。この通電信号Du、Dv、Dwには、誘起電圧に対するインバータ出力回路43の出力電圧の位相成分(スイッチングタイミング成分)、及び出力電圧成分(PWM幅成分)が含まれている。また、この場合正弦波成分(モータ巻線電流を正弦波とするための成分)も含まれている。
【0060】
この通電信号Du、Dv、Dwに応じて駆動回路47から図7(f)で示す制御信号Vup、Vun(U相のみを示す)駆動信号が出力されてスイッチング素子44a〜44fがオンオフされが出力されて、これにより、同図(g)で示すようにインバータ主回路43の出力電圧(この場合U相電圧)が誘起電圧に対して設定された位相指令Pcとなり且つ設定された電圧指令Vcとなるように制御される。この結果、同図(h)に示すような位相及び電流振幅の巻線電流(U相)が流れるようになり、所定のモータ出力が得られる。なお、同図(c)には誘起電圧の電気角を示し、同図(d)にはこれを基準として位相指令Pcずれたところのインバータ主回路43の出力電圧の電気角を示している。
【0061】
しかして、洗い運転終了か否かを判断し(ステップM120)、洗い運転終了でない場合は、ステップM120にて「NO」へ進み、ステップM90へ戻って上記3つの指令データを決定する処理を繰り返し行うようになっている。一方、洗い運転終了の場合は、ステップM120にて「YES」へ進み、モータ停止指令を出して(出力の許可・停止のための信号Doをロウレベルとする)、ブラシレスモータ20を停止させることにより洗い運転を終了する(ステップM121)。そして、この後は、ステップM20へ戻るように構成されている。尚、洗い運転終了か否かの判断は、上記選択されたコースに対応して設定された洗い運転時間が経過したか否かを判断することにより行なわれるようになっている。
【0062】
以上のマイクロコンピュータ60の動作に伴う作用を、図7を参照して説明する。今、ブラシレスモータ20のロータ27の位置を誘起電圧で示すと同図のように、各相の誘起電圧の0度位置から30度遅れた位置でホールIC28u、28v、28wの位置検出信号Hu、Hv、Hwがロウレベルからハイレベルに変化する。
【0063】
マイクロコンピュータ51は、ブラシレスモータ20のロータ位置に対応して電気角Peを決定し(同図(c))、位相指令Pcに従って電圧位相Pv(同図(d))決定し、この電圧位相Pv及び電圧指令Vcにより、三相のほぼ正弦波状の通電信号Du、Dv、Dwが形成される(同図(e))。これら通電信号Du、Dv、Dwは、通電手段49のPWM回路48に与えられ、各スイッチング素子44a〜44fの駆動信号(同図(f)参照、但しU相のみ図示)に変換されて駆動回路47を介してこれら各スイッチング素子44a〜44fがオンオフ制御される。このとき例えばU相の出力電圧は、同図(g)のようになり、そしてU相巻線23uについての電流は同図(h)のようにほぼ正弦波状になる。V相、W相の巻線23v、23wの電流についても同様にほぼ正弦波状になる。
【0064】
このようなマイクロコンピュータ60の動作により、各相巻線26u、26v、26wに各相に応じた位相で出力電圧が与えられることになるが、図6に示したように、位相指令Pcが−90度である位置決めモードの間はロータ27が位置決めされ、位相指令Pcが増加し電圧指令Vcも増加する正回転モードの間はロータ27が正回転し、そして、再度、位置決めモードを経て、逆回転モードとなり、ロータ27が逆回転するようになる。
【0065】
次にマイクロコンピュータ51による脱水運転時の制御について述べる。この脱水運転制御は図5のメインプログラムのステップM130の脱水運転指令があったか否かの判断において「YES」となった時に開始される。ステップM140では、排水弁モータ9を通電駆動する。これにより、排水弁7が開放されて回転槽4内の水が排水されるようになり、回転槽4内の水位を検知する水位センサ73からの検知信号に基づいて回転槽4内の排水が完了するまで排水運転が続けられる(ステップM150)。
【0066】
また、上記排水弁モータ9の通電駆動により、クラッチ29の切換レバー30が下方へ回動動作して切換レバー30の係合凸部30cがロータハウンジング25の上面の複数の係止部33間に係合する(図4参照)。これにより、槽軸12とロータ24(及び撹拌軸14)とが一体回転するように連継した態様となる。この態様の場合、槽軸12、回転槽4、撹拌軸14及び撹拌体5は、ブラシレスモータ20によりダイレクトに回転駆動される。
【0067】
この後、回転槽4内の排水が完了すると、ステップM160へ進み、複数の脱水運転コースの中からこれから実行する1つの脱水運転コースが選択設定される。続いて、ステップM170、M180、M190の各処理を順に実行することにより、ブラシレスモータ20に対する運転パターン(運転指令)を決定する。この場合、ROM51a内には複数の脱水運転パターンが予め記憶されており、これら複数の脱水運転パターンの中から上記ステップM160にて選択されたコースに対応する脱水運転パターンを選択して読み出すことにより、脱水運転用の運転パターン(脱水運転パターン)を決定している。
【0068】
この脱水運転パターンの一例を図8に示す。この図8の脱水運転パターンによると、図6の洗い運転パターンと同様に、3ビットの駆動指令と、8ビットの電圧指令Vcと、9ビットの位相指令Pcを有してなり、この場合、位置決めモード、正回転モードとからなる。この場合、駆動指令、電圧指令Vc、位相指令Pcの時間的変化パターンは洗い運転パターンの場合と異なるが、マイクロコンピュータ51の制御動作は、洗い運転の場合と同様であり、このときの電圧指令Vc成分、位相指令Pc成分を含んだ通電信号Du、Dv、DwをPWM回路48に出力し、PWM回路48により駆動信号Vup、Vun、Vvp、Vvn、Vwp、Vwnを形成して出力し、インバータ主回路43に図7(g)に示す(U相のみ)電圧を出力させる。
【0069】
なお、図5のメイン処理において、脱水運転時間が脱水運転コースに応じて設定された設定時間に達すると、ステップM200にて脱水運転の終了が判定されてステップM230にてブレーキ処理を実行する。このブレーキ処理は、図9に示すように実行される。
【0070】
すなわち、マイクロコンピュータ51は、ステップS200において、ホールIC28u、28v、28wからのセンサ位置信号Hu、Hv、Hwに基いて回転速度を検出し、ステップS210にて、この回転速度に基いて電圧指令Vcを決定し、そしてステップS220に基いて位相指令Pcを決定する。つまり、ブレーキ開始回転速度に応じて、電圧指令Vc及び位相指令Pcを初期設定するするものであり、これは、ブレーキ開始回転速度に応じてブレーキパターンが選択されることを意味する。
【0071】
この電圧指令Vc及び位相指令Pcの決定は、図10及び図11に示す回生ブレーキ用のデータテーブルに基いてなされる。すなわち、マイクロコンピュータ51はそのROM51aに図10及び図11に示すデータテーブルを記憶している。つまり、図14においては、回転速度Nと電圧指令Vc(この場合電圧値で示している)との関係が示されており、また、図15においては、回転速度Nと位相指令Pcとの関係が示されている。
【0072】
上記位相指令Pcは、モータ20の巻線23u、23v、23wに発生する誘起電圧に対するインバータ主回路43の各相の出力電圧の位相を示しており、これにより、各相に流れる電流位相が誘起電圧に対して遅れ位相とするようにしている。つまり、最終的にはロータ24の回転位置に対して電流位相が調整されるところとなる。この位相指令Pcと上記電圧指令Vcと前記各相の位置検出信号Hu、Hv、Hwに基いて、前述した通電信号Du、Dv、Dwが形成される。この通電信号Du、Dv、Dwに基いて、スイッチング素子44a〜44fがオンオフ制御される。このとき、上述したように各相に流れる電流位相が誘起電圧に対して遅れ位相となるから、直流電源回路40側へモータエネルギーが回生され、いわゆる回生ブレーキ作用が発生する。このときの回生電力はコンデンサ41a、41bに蓄えられることになる。
【0073】
そして、ステップS230〜ステップS270の処理が、ステップS240で「NO」であれば、繰り返し実行されるが、この繰り返し周期はほぼ50msec である。ステップS230では、再度、回転速度を検出し、ステップS240では、回転速度検出結果が予め設定された基準回転速度(これは回生ブレーキが維持できないような回転速度であるか否かを判定するために設定されている)より低いか否かを判断する。ステップS240において回転速度検出結果が予め設定された基準回転速度よりも高いことが判断されると、ステップS250に移行して、回転速度検出結果に応じ、前述の図10のデータテーブルから電圧指令Vcを決定する。そして、次のステップS260では、分圧回路50から与えられる電圧検出結果を読み込み、そして、ステップS270で位相指令Pcを下記の方法で決定する。
【0074】
すなわち、マイクロコンピュータ51は、今回の電圧検出結果をDC0とし、基準電圧をDCRとすると、
DC0<DCRのとき 位相指令Pc=Pc+1 …(1)
DC0>DCRのとき 位相指令Pc=Pc−1 …(2)
とするようになっている。
【0075】
以上のステップS230〜ステップS270の処理が周期的に実行されるときにおいて、ブレーキ作用について図12ないし図15を参照して述べる。図12にはブラシレスモータ20の1相分の等価回路を示しており、通電手段49のインバータ主回路43の出力は交流電源として表し、ブラシレスモータ20はインダクタンスLと巻線抵抗Rと誘起電圧としての交流電源として表している。この場合、モータトルクは誘起電圧と巻線電流の積に比例し、モータの発熱は巻線抵抗と巻線電流の2乗との積となり、モータ駆動制御装置52が供給する電力はインバータ主回路43の出力電圧と巻線電流の積となる。
【0076】
今、ブレーキ運転中での回転速度が例えば600r.p.mのときのインバータ主回路43の出力電圧と誘起電圧と巻線電流との関係を図13に示している。図13のインバータ主回路43の出力電圧は図10のデータテーブルに従って相電圧振幅が90V、その誘起電圧に対する位相は図11のデータテーブルに従って−150degとなっている。このとき、巻線電流はインダクタンスと巻線抵抗と誘起電圧により決定されて、図13に示すように−250degとなっている。
【0077】
モータトルクは、図13に示した誘起電圧と巻線電流との積によるが、これらの位相差が90deg以上であるからマイナスのトルク、つまりブレーキトルクとなる。また、供給電力は、インバータ主回路43の出力電圧と巻線電流との積であるが、この位相差も90deg以上であるから、マイナス電力、つまり電力回生状態となっている。
【0078】
位相指令Pcと回生電力との関係を図14を参照して説明する。この図14には、回転速度600r.p.m、電圧指令Vcが70Vの条件で位相指令Pcを変化させた場合の、回生電力、モータ発熱量、巻線電流、ブレーキトルクを示している。この図14から理解できるように、位相指令Pcをプラス方向へ変化させると、巻線電流位相もプラスに変化して回生電力が増加し、位相指令Pcをマイナス方向へ変化させると、巻線電流位相もマイナスに変化して回生電力が減少する。
【0079】
また図15において位相指令Vcとブレーキトルクとの関係について述べる。同図においては、回転速度を600r.p.m、位相指令Pcを−150degとした条件で電圧指令Vcを変化したときの回生電力、モータ発熱量、巻線電流、ブレーキトルクの関係を示している。電圧指令Vcが増加すると巻線電流が増加しブレーキトルクが増加し、電圧指令Vcが減少すると巻線電流が減少しブレーキトルクが減少することが判る。
【0080】
図9のステップS270において、電圧検出結果DC0が基準値DCRより低いということは回生電力が基準値よりも低くてブレーキ作用低いということであり、この場合、位相指令Pcが増加される方向で決定されるから回生電力が増加し、ブレーキ力が増加し、この結果直流電源回路40側の直流電圧も上昇してゆく。また、電圧検出結果DC0が基準値DCRより高いということは回生電力が基準値よりも高くて直流電源回路40側の電気部品(コンデンサ41a、41b等)に悪影響を及ぼすおそれがある。この場合、位相指令Pcが減少される方向で決定されるから回生電力が減少し、この結果直流電源回路40側の直流電圧も減少してゆく。このようにして、回生電力が一定となるように制御される。この場合、回生電力が一定に持続されることから、例えば、停電により交流電源36からの電力供給が停止した場合も、電子回路電源用の定電圧回路42の動作が維持されるから、マイクロコンピュータ51の動作が継続されることになる。
【0081】
上述したようにして回生ブレーキにより制動がかけられると、ブラシレスモータモータ20の回転速度が低下してゆき、回生ブレーキ作用が低下してゆく。そして、ステップS240において回転速度検出結果が予め設定された基準回転速度よりも低いことが判断されると、ステップS280に移行して短絡ブレーキに切換える。この短絡ブレーキは、インバータ主回路43のスイッチング素子44a〜44fのうち上側3つのスイッチング素子44a、44c、44eを同時にオフ制御し、且つ下側3つのスイッチング素子44b、44d、44fを同時にオン制御してモータ20の巻線23u、23v、23wを全て短絡状態とすることによりブレーキをかけるものである。
【0082】
このような本実施例によれば、ブラシレスモータ20にブレーキをかけるときには、ブラシレスモータ20に回生電力が発生するように通電制御する。ここで、回生電力が過大となってしまうと、直流電源側の電気部品が破損するおそれがあるが、しかし、本実施例によれば、ステップS260に示したように、分圧回路50からの電圧検出結果により回生電力が過大となったか否かを判定することができ、そして、ステップS270に示したように、その電圧検出結果に基いて通電信号の位相指令Pcを調整するから、回生電力を調整することができる。もって、直流電源側の電気部品の破損を防止しつつモータ20にブレーキをかけることが可能となる。従って、従来の放電回路が不要で、モータ駆動制御装置の小形化及びコストの低廉化が図れる。
【0083】
特に、図9のステップS230ないしステップS270から理解できるように、回転速度検出結果に基いて通電信号の電圧指令Vcを決定することと、上述したように電圧検出結果に基いて位相指令Pcを決定することの両方を行なうようにしたから、より適正なブレーキ力が得られると共に回生電力もより適正に調整できる。
【0084】
また、具体的には、電圧検出結果DC0と予め設定された基準電圧DCRとを比較し、電圧検出結果DC0が該基準電圧DCRより大きいときには位相指令Pcを遅らせ、小さいときには位相指令Pcを進ませるように制御するから、回生電力を常に一定に保つことができ、直流電源側の電気部品の破損防止に一層有効である。
【0085】
また、本実施例では、ステップS200ないしステップS220から理解できるようにブレーキ開始時の回転速度に基いてブレーキパターンの要素である電圧指令Vc及び位相指令Pcを決定するようにしたから、ブレーキパターン(例えばブレーキ力)が画一である場合とは異なり、ブレーキ開始時の回転速度に合わせて制動所要時間を調整したり、あるいは、振動発生を抑止するように調整したりすることができるようになる。特に、脱水運転時の回転槽4の回転速度は洗濯物の量や種類によってまちまちで、ブレーキ開始時の回転速度もまちまちであり、ブレーキパターンが画一であると、急激なブレーキによって布が傷んだりすることがあるが、本実施例では、これをなくすことも可能となる。
【0086】
また、本実施例によれば、回転速度検出結果が予め設定された回転速度以下となったときに短絡ブレーキに切換えるようになっているから、回生ブレーキ効果が弱くなるとこれに引き続いて短絡ブレーキによりブレーキをかけることができるようになり、ブレーキ効果が上がる。
【0087】
次に本発明の第2の実施例について述べる。前述の第1の実施例では、図9のステップS270で位相指令Pcを決定するときに、今回の検出結果をDC0とし、基準電圧をDCRとすると、
DC0<DCRのとき 位相指令Pc=Pc+1 …(1)
DC0>DCRのとき 位相指令Pc=Pc−1 …(2)
とするようにしたが、つまり、今回の検出結果をDC0が、基準電圧DCRを下回ったか、上回ったかといった判断条件によって位相指令Pcを増減させるようにしたが、さらに下記の判断条件をつけている。マイクロコンピュータ51は前回の検出結果DC1も記憶するようになっており、
DC0<DC1<DCRのとき 位相指令Pc=Pc+2 …(3)
DC0>DC1>DCRのとき 位相指令Pc=Pc−2 …(4)
とするようにしている。この場合、(3)または(4)の設定制御が(1)または(2)の設定制御に優先するようにしている。
【0088】
この第2の実施例においては、電圧検出結果が減少傾向であるか、あるいは増加傾向であるかを判定するから、回生電力の減少あるいは増加を予測することができ、そして、電圧検出手段による電圧検出結果の増減の傾向により位相指令を調整するから、回生電力を調整することが可能となる。
具体的には、電圧検出結果DC0が基準電圧DCRより大きく且つ増加傾向のときには位相指令Pcを遅らせ、電圧検出結果DC0が基準電圧DCRより小さく且つ減少傾向のときには位相指令Pcを進ませるように制御するから、回生電力の増減傾向を検知できて、回生電力の一定制御の精度向上を図ることができるものである。
【0089】
図16は本発明の第3の実施例を示しており、ステップS245及びステップS250に特徴がある。すなわち、ステップS245においては、回転速度度の下降率を算出する。この下降率は次の式で求められる。マイクロコンピュータ51は今回の回転速度N0と前回の回転速度N1をRAM51bに逐次更新しながら記憶するようになっており、
下降率=N1−N0 …(5)
となる。この場合、ステップS230ないしステップS270は50msec で周期的に実行されるから、この下降率の時間単位は50msec となる。
【0090】
そして、ステップS250においては上記下降率と予め定められた基準下降率を比較し、その比較結果に応じて電圧指令Vcを次のように決定する。
算出された下降率>基準下降率 電圧指令Vc=Vc−1 …(6)
算出された下降率<基準下降率 電圧指令Vc=Vc+1 …(7)
つまり、算出された下降率が基準下降率より大きいときには電圧指令Vcを減少させて、ブレーキ力を減少させ、また、算出された下降率が基準下降率より小さいときには電圧指令Vcを増加させて、ブレーキ力を増加させる。
【0091】
ところで、ブレーキ時において、既述した図15から理解できるように、電圧指令Vcを大きくすればブレーキ力が大きくなり、電圧指令Vcを小さくすればブレーキ力が小さくなる。そしてブレーキ時においてブラシレスモータ20の回転速度の下降率はが小さければブレーキ効率は低いものであり、大きければブレーキ効率が大きいとはゆうものの振動が発生することもある(発生しないこともある)。
【0092】
しかるに上記第3の実施例によれば、回転速度の下降率に基いて電圧指令Vcを調整するから、ブレーキ効果を監視しながら回転速度下降率を小さくしたり大きくしたりすることが可能で、ブレーキモードのバリエーションを増加させることが可能となる。
【0093】
具体的には、回転速度の下降率と基準下降率とを比較し、下降率が基準下降率より大きいときには電圧指令を減少させ、小さいときには電圧指令を増加させるから、常に、一定の回転速度下降率にキープするようにブレーキ力を調整することができる。従って、洗濯物の量等の負荷に関係なくブレーキ効果を良好に得ながら振動発生を防止でき、また、ブレーキ時間を制御することも可能となる。
【0094】
図17及び図18は本発明の第4の実施例を示しており、特徴的な部分について述べる。マイクロコンピュータ51は、ブレーキパターンとして図18に示すデータテーブルをROM51aに記憶しており、ブレーキ開始時の回転速度とブレーキ開始要因に基いてブレーキパターンを選択するようになっている。すなわち、ブレーキパターンとしての図18のデータテーブルは、第1の実施例の図10及び図11に代わって設けられている。
【0095】
ここで「強ブレーキ」パターンは、例えば、電圧指令Vcを90Vとし且つ位相指令を−150degとし、大きなブレーキトルクを得るパターンであり、「中ブレーキ」パターンは電圧指令Vcを70Vとし且つ位相指令を−140degとし、中程度のブレーキトルクを得るパターンであり、「弱ブレーキ」パターンは電圧指令Vcを40Vとし且つ位相指令を−130degとし、比較的小さめのブレーキトルクを得るパターンである。
【0096】
また、ブレーキ開始要因としては、設定された脱水時間が満了して通常に脱水運転が終了したことによりブレーキ開始要因が発生した場合、蓋56の開放による場合、一時停止スイッチ(これは通常スタートスイッチが兼用している)が操作された場合、停電が発生した場合がある。
【0097】
図18から理解できるように、ブレーキ開始回転速度が速いほど強いブレーキトルクが得られるパターンが選択されるようになっているが、通常の脱水運転終了によるブレーキ開始要因である場合には、いずれも「弱ブレーキ」とされ、蓋開放の場合及び停電の場合にはそれぞれ回転速度(「600r.p.m以上」、「600r.p.m未満〜300r.p.m以上」、「300r.p.m未満」)に応じて「強ブレーキ」、「中ブレーキ」、「弱ブレーキ」が選択され、一時停止スイッチの場合には、「中ブレーキ」、「中ブレーキ」、「弱ブレーキ」とされる。
一方、ステップS275に示すように、電圧検出結果が予め設定された所定電圧(回生電力が得られなくなるところの電圧)を下回ると、ステップS280の短絡ブレーキに切換えるようにしている。
【0098】
このような第4の実施例においては、複数のブレーキパターンを有し、ブレーキ開始時の回転速度に基いてブレーキパターンを選択するようになっているから、ブレーキ開始時の回転速度に合わせて制動所要時間を調整したり、あるいは、布傷みや振動の発生を抑止することが可能となる。
【0099】
また、ブレーキ開始要因によってもブレーキパターンを選択するようになっているから、ブレーキの緊急性に応じてブレーキ力を適宜得ることができる。つまり、脱水運転時においてはブレーキの必要要因が種々異なるものである。例えば、脱水運転が脱水設定時間満了に伴って終了した場合には、ブレーキの緊急性は少なく、脱水運転中に蓋が開けられた場合には緊急性が高い。あるいは、脱水運転を一時停止するような場合には、緊急性としてはその中間程度である。ここで、ブレーキパターン(例えばブレーキ力)が一定あると、ブレーキの緊急度が高いにもかかわらず制動所要時間が長かったり、ブレーキの緊急度が低いにもかかわらず、強いブレーキ力をかけてしまうことがあるが、上記第4の実施例では、ブレーキ開始要因に基いてブレーキパターンを選択するから、ブレーキの緊急度等に応じたブレーキ制御が可能となる。
【0100】
また、上記実施例によれば、電圧検出結果が予め設定された所定電圧以下のときに回生ブレーキから短絡ブレーキに切換えるようになっているから、回生電力が得られなくなったときに短絡ブレーキに良好に切換えることができてブレーキ効果を継続できる。しかも本実施例では、回生電力は定電圧回路42が所定の電圧を形成するのに寄与しているから、この定電圧回路42が動作停止つまりマイクロコンピュータ51の制御動作が停止する前に、短絡ブレーキに良好に切換えることができて確実にモータ20を停止できるものとなる。
なお、回生電力検出手段としては、モータ負荷がある程度予測される場合にはモータ駆動制御装置への入力電流を検出する方式としても良い。
【0101】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、次の効果を得ることができる。
請求項1の発明によれば、モータ駆動制御装置における電圧検出手段により回生電力が過大となったか否かを判定することが可能であり、電圧検出手段による電圧検出結果に基いて通電信号の位相指令または電圧指令を調整するから、回生電力を調整することが可能となり、もって、直流電源側の電気部品の破損を防止しつつモータにブレーキをかけることが可能となる。この結果、放電回路が不要で、放電回路特に放電抵抗の配置スペースに苦慮することがなく、洗濯機全体の小形化及びコストの低廉化が図れ、また洗濯機全体の大きさを変えなければ洗濯容量アップが図れる。
【0102】
請求項2の発明によれば、回転速度検出結果に基いて通電信号の電圧指令を決定することと、電圧検出結果に基いて位相指令を決定することとの両方を行なうようにしたから、適正なブレーキ力が得られると共に回生電力も適正に調整できる。
請求項3の発明によれば、電圧検出結果が該基準電圧より大きいときには位相指令を遅らせ、小さいときには位相指令を進ませるから、回生電力を常一定に保つことが可能となり、直流電源側の電気部品の破損防止に一層有効である。
【0103】
請求項4の発明によれば、電圧検出手段による電圧検出結果の増減の傾向により位相指令を調整するから、回生電力を一層良好に調整することができる。
請求項5の発明によれば、電圧検出手段による電圧検出結果と予め設定された基準電圧とを比較し、電圧検出手段による電圧検出結果が該基準電圧より大きく且つ増加傾向のときには位相指令を遅らせ、電圧検出手段による電圧検出結果が該基準電圧より小さく且つ減少傾向のときには位相指令を進ませるから、回生電力の増減傾向を検知しながら回生電力の一定制御の精度向上を図ることができるものである。
【0106】
請求項の発明によれば、複数のブレーキパターンを有し、ブレーキ開始時の回転速度に基いてブレーキパターンを選択するようになっているから、ブレーキ開始時の回転速度に合わせて制動所要時間を調整したり、あるいは、布傷みや振動の発生を抑止することが可能となる。
【0107】
請求項の発明によれば、複数のブレーキパターンを有し、ブレーキ開始要因に基いてブレーキパターンを選択するようになっているから、ブレーキの緊急度等に応じたブレーキ制御が可能となる。
【0108】
請求項の発明によれば、回転速度検出結果が予め設定された所定回転速度以下となったときに短絡ブレーキに切換えるようになっているから、所定回転速度を回生電力判定用の回転速度に設定しておくことにより、回生電力が得られなくなったときに短絡ブレーキに良好に切換えることができてブレーキ効果を継続できて、モータを確実に止めることができ、もって、洗濯運転を確実に停止できる。
【0109】
請求項の発明によれば、電圧検出結果が予め設定された所定電圧以下のときに短絡ブレーキに切換えるようになっているから、所定電圧を回生電力判定用の電圧に設定しておくことにより、回生電力が得られなくなったときに短絡ブレーキに良好に切換えることができてブレーキ効果を継続でき、モータを確実に止めることができ、もって、洗濯運転を確実に停止できる。
【0110】
請求項10及び11の発明によれば、放電回路を不要にでき、放電回路特に放電抵抗の配置スペースに苦慮することがなく、洗濯機全体の小形化及びコストの低廉化が図れ、また洗濯機全体の大きさを変えなければ洗濯容量アップが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す全自動洗濯機の電気的構成図
【図2】全自動洗濯機の縦断側面図
【図3】撹拌体及び回転槽の駆動機構部の縦断側面図
【図4】クラッチ状態が異なる図3相当図
【図5】メイン処理のフローチャート
【図6】洗い運転パターンの一例を示す図
【図7】ブラシレスモータ通電時のタイムチャート
【図8】脱水運転パターンの一例を示す図
【図9】ブレーキ制御のフローチャート
【図10】回転速度と電圧指令とのデータテーブルを示す図
【図11】回転速度と位相指令とのデータテーブルを示す図
【図12】モータの巻線1相分の等価回路を示す図
【図13】誘起電圧、インバータ主回路の出力電圧、巻線電流等の関係を示す波形図
【図14】位相指令と回生電力等との関係を示す図
【図15】電圧指令と回生電力等との関係を示す図
【図16】本発明の第3の実施例を示す図9相当図
【図17】本発明の第4の実施例を示す図9相当図
【図18】ブレーキ開始回転速度と、ブレーキ開始要因とブレーキパターンとのデータテーブルを示す図
【図19】従来例を示す図1相当図
【符号の説明】
1は外箱、2は水受槽(外槽)、4は回転槽、5は撹拌体、12は槽軸、14は撹拌軸、20はブラシレスモータ、21はステータ、23は巻線、24はロータ、28u、28v、28wはホールIC(回転位置検知手段)、29はクラッチ、30は切換レバー、40は直流電源回路(直流電源形成手段)、42は定電圧回路、43はインバータ主回路、44a〜44fはスイッチング素子、47は駆動回路、48はPWM回路、49は通電手段、50は分圧回路(電圧検出手段、回生電力検出手段)、51はマイクロコンピュータ(通電信号形成手段、回生ブレーキ制御手段、回転速度検出手段)、52はモータ駆動制御装置を示す。

Claims (11)

  1. 外槽の内部に回転可能に設けられた回転槽と、
    この回転槽の内部に回転可能に設けられた撹拌体と、
    この撹拌体または前記回転槽の少なくとも一方をダイレクトドライブ方式で回
    転駆動するところの複数相の巻線を有するブラシレスモータと、
    このブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御装置とを備え、
    このモータ駆動制御装置は、
    複数相の巻線を有するブラシレスモータの位置を検出する回転位置検出手段と、
    この回転位置検出手段からの位置検出信号と、予め設定された電圧指令と位相
    指令とに基いて通電信号を形成する通電信号形成手段と、
    直流電源を形成する直流電源形成手段と、
    この直流電源形成手段により形成された直流電源に接続され、前記通電信号形
    成手段により形成された通電信号に基いて前記複数相の巻線に通電する通電手段
    と、
    前記直流電源形成手段の電圧を検出する電圧検出手段と、
    この電圧検出手段による電圧検出結果に基いて回生ブレーキ用の通電信号の位相指令または電圧指令を調整する回生ブレーキ制御手段と
    を備えて構成されていることを特徴とする洗濯機。
  2. 外槽の内部に回転可能に設けられた回転槽と、
    この回転槽の内部に回転可能に設けられた撹拌体と、
    この撹拌体または前記回転槽の少なくとも一方をダイレクトドライブ方式で回転駆動するところの複数相の巻線を有するブラシレスモータと、
    このブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御装置とを備え、
    このモータ駆動制御装置は、
    複数相の巻線を有するブラシレスモータの位置を検出する回転位置検出手段と、
    この回転位置検出手段からの位置検出信号と、予め設定された電圧指令と位相指令とに基いて通電信号を形成する通電信号形成手段と、
    直流電源を形成する直流電源形成手段と、
    この直流電源形成手段により形成された直流電源に接続され、前記通電信号形成手段により形成された通電信号に基いて前記複数相の巻線に通電する通電手段と、
    前記直流電源形成手段の電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記ブラシレスモータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
    この回転速度検出手段による回転速度検出結果に基いて電圧指令を決定し、前記電圧検出手段による電圧検出結果に基いて回生ブレーキ用の通電信号の位相指令を調整する回生ブレーキ制御手段と
    を備えて構成されていることを特徴とする洗濯機。
  3. 回生ブレーキ制御手段は、電圧検出手段による電圧検出結果と予め設定された基準電圧とを比較し、電圧検出手段による電圧検出結果が該基準電圧より大きいときには位相指令を遅らせ、小さいときには位相指令を進ませるようになっていることを特徴とする請求項1又は2記載の洗濯機。
  4. 回生ブレーキ制御手段は、電圧検出手段による電圧検出結果と予め設定された基準電圧とを比較し、その比較結果と、電圧検出手段による電圧検出結果の増減の傾向とにより位相指令を調整するようになっていることを特徴とする請求項1又は2記載の洗濯機。
  5. 回生ブレーキ制御手段は、電圧検出手段による電圧検出結果と予め設定された基準電圧とを比較し、電圧検出手段による電圧検出結果が該基準電圧より大きく且つ増加方向のときには位相指令を遅らせ、電圧検出手段による電圧検出結果が該基準電圧より小さく且つ減少方向のときには位相指令を進ませるようになっていることを特徴とする請求項1又は2記載の洗濯機。
  6. 回生ブレーキ制御手段は、複数のブレーキパターンを有し、ブレーキ 開始時の回転速度に基いてブレーキパターンを選択するようになっていることを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
  7. 回生ブレーキ制御手段は、複数のブレーキパターンを有し、ブレーキ開始要因に基いてブレーキパターンを選択するようになっていることを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
  8. ブラシレスモータの回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、
    回転速度検出結果が予め設定された所定回転速度以下のときには回生ブレーキから短絡ブレーキに切換えるようになっていることを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
  9. 電圧検出結果が予め設定された所定電圧以下となったときには回生ブレーキから短絡ブレーキに切換えるようになっていることを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
  10. 外槽の内部に回転可能に設けられた回転槽と、
    この回転槽の内部に回転可能に設けられた撹拌体と、
    この撹拌体または前記回転槽の少なくとも一方をダイレクトドライブ方式で回
    転駆動するところの複数相の巻線を有するブラシレスモータと、
    複数相の巻線を有するブラシレスモータのロータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
    回生電力検出手段と、
    回生電力検出手段による回生電力検出結果に応じて前記ブラシレスモータのロータの回転位置に対する前記巻線の電流の位相を調整する回生ブレーキ制御手段と
    を備えてなる洗濯機。
  11. 外槽の内部に回転可能に設けられた回転槽と、
    この回転槽の内部に回転可能に設けられた撹拌体と、
    この撹拌体または前記回転槽の少なくとも一方をダイレクトドライブ方式で回
    転駆動するところの複数相の巻線を有するブラシレスモータと、
    回生電力検出手段と、
    複数相の巻線を有するブラシレスモータのロータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
    前記ブラシレスモータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
    前記回生電力検出手段による回生電力検出結果及び回転速度検出手段による回
    転速度検出結果に基いて、複数相の巻線の電流の大きさと、前記ブラシレスモータのロータの回転位置に対する前記巻線の電流の位相を調整する回生ブレーキ制御手段と
    を備えてなる洗濯機。
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