JPH0822353B2 - Load detection device for washing machine - Google Patents
Load detection device for washing machineInfo
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- JPH0822353B2 JPH0822353B2 JP60258342A JP25834285A JPH0822353B2 JP H0822353 B2 JPH0822353 B2 JP H0822353B2 JP 60258342 A JP60258342 A JP 60258342A JP 25834285 A JP25834285 A JP 25834285A JP H0822353 B2 JPH0822353 B2 JP H0822353B2
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- phase difference
- motor
- amount
- cloth
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はモータにおける電圧と電流間の位相差により
負荷量を判定するようにした洗濯機用負荷量検出装置に
関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a load detection device for a washing machine, which determines a load amount based on a phase difference between voltage and current in a motor.
洗濯機において、注水量、洗剤投入量或いは洗いモー
タのオンオフデュティ比を布量に応じて最適値に選択す
るため布量を自動的に検出し得るようにした装置が提案
されている。その具体的手段として、負荷量をモータ電
流の大きさから判定する方式、モータ回転速度から判定
する方式、或いはデジタル重量計に用いられている静電
容量形を応用した判定方式を挙げることができる。In a washing machine, there has been proposed a device capable of automatically detecting the amount of cloth in order to select an optimum amount of water injection amount, detergent input amount or washing motor on / off duty ratio in accordance with the amount of cloth. As specific means therefor, there may be mentioned a method of judging the load amount from the magnitude of the motor current, a method of judging from the motor rotation speed, or a judgment method applying a capacitance type used in a digital weighing scale. .
しかしながら電流を検出対象とする方式は電源の電圧
及び周波数変動により大きな誤差を生じ易く、また回転
速度或いは静電容量検出方式のものは機械的駆動部分が
多いので構造が複雑で且つ高精度を望めない欠点があ
る。However, the method of detecting current is likely to cause a large error due to voltage and frequency fluctuations of the power supply, and the method of detecting rotational speed or capacitance has many mechanical driving parts, so the structure is complicated and high accuracy is desired. There are no drawbacks.
本発明は電源の電圧或いは周波数変動による誤差をほ
とんど受けることなく負荷量の検出を高精度に行ない得
る洗濯機用負荷量検出装置を提供することを目的とす
る。It is an object of the present invention to provide a load amount detection device for a washing machine, which can detect the load amount with high accuracy and hardly receive an error due to a voltage or frequency fluctuation of a power source.
本発明は、モータにおける巻線の電圧と電流との間の
位相差を夫々のゼロクロス時間差を計測することにより
検出する位相差検出部と、この位相差検出部から出力さ
れた検出位相差信号と設定値とを比較し両者が等しくな
ったときに判定信号を出力する位相比較部を設け、前記
モータの通電開始等所定の時点から前記判定信号の発生
時点までの時間を計時する計時用カウンタ及びこの計数
用カウンタにより計時された時間長に応じた負荷量信号
を出力する時間長判定部を備えた負荷量判定部を設ける
構成に特徴を有するもので、電源の電圧,周波数変動に
よる位相変動が少ないことから高精度の負荷量検出を期
待できるようにしたものである。The present invention provides a phase difference detection unit that detects a phase difference between a voltage and a current of a winding in a motor by measuring respective zero-cross time differences, and a detected phase difference signal output from the phase difference detection unit. A phase comparison unit that compares a set value and outputs a determination signal when both are equal, and a time counting counter that measures the time from a predetermined time such as the start of energization of the motor to the time when the determination signal is generated, and The present invention is characterized in that a load amount judging section provided with a time length judging section for outputting a load quantity signal according to the time length measured by the counting counter is provided. Since the number is small, high-accuracy load amount detection can be expected.
以下本発明の一実施例について第1図乃至第5図を参
照しながら説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
第1図において、1は主巻線2,補助巻線3及びコンデ
ンサ4からなるモータ例えば洗いモータで、洗い槽内の
撹拌体を駆動するようになっている。5は位相検出部
で、前記モータ1の主巻線2への印加電圧と巻線電流と
の間の位相差を検出する。この位相検出部5は巻線電流
及び電圧の夫々のゼロクロス時間差を計測する回路構成
によって容易に実現できる。位相比較部6は位相検出部
5から出力された検出位相差信号S1と基準位相設定部7
に設定されている設定値θ0とを比較して判定信号S2を
出力するようになっている。負荷量判定部8は計時用カ
ウンタ9と時間長判定部10とからなる。これらのうち計
時用カウンタ9は洗いモータ1の通電開始等所定の時点
(この実施例では通電開始時点)から前記判定信号S2が
出力されるまでの時間即ち洗いモータ1の立上り時間を
判定するためのものである。また時間長判定部10は計時
用カウンタ9から出力された立上り時間信号S3と基準時
間設定部11に設定された基準値t1,t2,t3(但しt1>t2>
t3)とを比較するためのものである。モータ制御部12は
時間長判定部10から負荷量信号S4を受けて洗いモータ1
のオンオフデュティ比を負荷量に応じて制御することに
より水流の強さを制御するようになっている。この実施
例では標準水流の場合1.4秒オン,0.9秒オフに、強水流
の場合1.7秒オン、0.6秒オフに、また弱水流の場合1.0
秒オン、1.9秒オフに夫々定めている。尚、13は警報器
である。In FIG. 1, reference numeral 1 is a motor including a main winding 2, an auxiliary winding 3 and a condenser 4, for example, a washing motor, which drives an agitator in a washing tank. A phase detector 5 detects a phase difference between a voltage applied to the main winding 2 of the motor 1 and a winding current. The phase detector 5 can be easily realized by a circuit configuration that measures the zero-cross time difference between the winding current and the voltage. The phase comparison unit 6 detects the detected phase difference signal S1 output from the phase detection unit 5 and the reference phase setting unit 7
The determination signal S2 is output by comparing with the set value θ 0 set in. The load amount determination unit 8 includes a clock counter 9 and a time length determination unit 10. Of these, the time counter 9 is for determining the time from the predetermined time (such as the start of energization) of the washing motor 1 to the output of the determination signal S2, that is, the rising time of the washing motor 1. belongs to. Further, the time length determination unit 10 uses the rising time signal S3 output from the time counting counter 9 and the reference values t 1 , t 2 and t 3 set in the reference time setting unit 11 (however, t 1 > t 2 >
t 3 ) for comparison. The motor control unit 12 receives the load amount signal S4 from the duration determination unit 10 and receives the washing motor 1
The intensity of the water flow is controlled by controlling the on / off duty ratio of the above according to the load amount. In this example, 1.4 seconds on, 0.9 seconds off for standard water flow, 1.7 seconds on, 0.6 seconds off for strong water flow, and 1.0 second for weak water flow.
Seconds are on and 1.9 seconds are off. Incidentally, 13 is an alarm device.
次に上記構成の作用について第2図乃至第5図を併用
し説明する。第3図には上記洗いモータ1の回転速度N
とトルクT及び位相差θとの関係が実測結果として示さ
れている。即ち14はトルク曲線、15は位相曲線である。
この位相曲線15が示すように洗いモータ1の主巻線2に
おける電圧と電流との間の位相差θは洗いモータ1の回
転速度が増加するにつれて漸増するように変化する。こ
れは負荷が増すにつれて2次有効電流が増加するのに対
して1次励磁電流が不変であるためであると考えられ
る。また、第4図には負荷量をパラメータとした位相差
の時間的変化及び、第5図には水量をパラメータとして
位相差の時間的変化が示されている。この場合の時間と
は洗いモータ1の通電開始時点からの時間経過である。
またこれらの図において、曲線16は布負荷量小、曲線17
は布負荷量大、曲線18は布量に対して水量多、曲線19は
布量に対して水量少を示し、またθ0は前記基準位相設
定部7に設定された設定値である。これら第4図及び第
5図によって洗いモータ1の巻線電圧と電流との間の位
相差は洗いモータ1への通電開始時点からその回転立上
りに従い時間と共に増加し一定値(飽和値)に達するこ
と、及びその時間的変化即ち立上り時間が洗いモータ1
に加わる負荷が大きいほど長くなることがわかる。Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. 2 to 5. The rotation speed N of the washing motor 1 is shown in FIG.
And the torque T and the phase difference θ are shown as actual measurement results. That is, 14 is a torque curve and 15 is a phase curve.
As shown by the phase curve 15, the phase difference θ between the voltage and the current in the main winding 2 of the washing motor 1 changes so as to increase gradually as the rotation speed of the washing motor 1 increases. This is considered to be because the primary exciting current remains unchanged while the secondary effective current increases as the load increases. Further, FIG. 4 shows the temporal change of the phase difference with the load amount as a parameter, and FIG. 5 shows the temporal change of the phase difference with the water amount as a parameter. The time in this case is the time elapsed from the start of energization of the washing motor 1.
In these figures, curve 16 is for small cloth load, curve 17 is for
Indicates a large cloth load amount, a curve 18 indicates a large water amount relative to the cloth amount, a curve 19 indicates a small water amount relative to the cloth amount, and θ 0 is a set value set in the reference phase setting unit 7. 4 and 5, the phase difference between the winding voltage and the current of the washing motor 1 increases with time from the start of energization of the washing motor 1 with the rise of the rotation and reaches a constant value (saturation value). And its change over time, that is, the rising time, is the washing motor 1
It can be seen that the larger the load applied to, the longer it becomes.
この場合、洗いモータ1の巻線電圧と電流との間の位
相差は、撹拌体と負荷たる布との接触摩擦力により生
じ、布量(負荷)が小になるほど大になるものである。
特に、洗いモータ1の回転立上りにおいては、撹拌体と
布との接触摩擦力に加速力も加味されるので、布量が小
になるほどその洗いモータ1の巻線電圧と電流との位相
差は顕著に表われる。因みに、洗いモータ1の回転速度
が飽和値に達すると、洗いモータ1の巻線電圧と電流と
の位相差は、撹拌体と布との接触摩擦力のみに依存する
ことになるので、布量によってはそれほど顕著には表わ
れない。In this case, the phase difference between the winding voltage and the current of the washing motor 1 is caused by the contact frictional force between the agitator and the cloth as the load, and increases as the cloth amount (load) decreases.
In particular, when the washing motor 1 starts to rotate, an acceleration force is added to the contact frictional force between the agitator and the cloth. Therefore, the smaller the amount of cloth, the more noticeable the phase difference between the winding voltage and the current of the washing motor 1. Appears in. Incidentally, when the rotation speed of the washing motor 1 reaches a saturation value, the phase difference between the winding voltage and the current of the washing motor 1 depends only on the contact frictional force between the agitator and the cloth. Does not appear so conspicuously.
又、設定値θ0は次のようにして決定される。本実施
例では、洗いモータ1の巻線電圧と電流との位相差が布
量によって顕著に表われる回転立上りを検出するように
しているので、布量が大である場合の立上りと布量が小
である場合の立上りとの間のいずれの立上りをも検出す
る必要がある。従って、第4図に示すように、設定値θ
0としては、布量が大である場合の飽和値より若干小に
なるように決定するのが望ましく、逆に、設定値θ0を
これよりも著しく小に決定すると、布量検出時間は短く
なるが、布量に応じた位相差は小さくなるので、検出精
度が悪くなる。従って、設定値θ0は、布量の判定を速
やかに且つ高精度に行ない得るような値に決定される。Further, the set value θ 0 is determined as follows. In the present embodiment, the phase difference between the winding voltage and the current of the washing motor 1 is detected to detect the rotation start-up which is prominently expressed by the cloth amount, so that the rise and the cloth amount when the cloth amount is large are It is necessary to detect any rising edge between the rising edge when it is small. Therefore, as shown in FIG.
It is desirable that 0 be set to be slightly smaller than the saturation value when the cloth amount is large, and conversely, if the set value θ 0 is set to be significantly smaller than this, the cloth amount detection time is short. However, since the phase difference corresponding to the cloth amount becomes small, the detection accuracy becomes poor. Therefore, the set value θ 0 is determined to be a value that allows the amount of cloth to be quickly and accurately determined.
次に動作について第2図により述べる。 Next, the operation will be described with reference to FIG.
第2図にステップP1〜P5に示すように、洗濯運転を開
始するために洗い時間を設定し、次いで洗いモータ1を
駆動しこれを標準水流の状態となるデュティ比の下でほ
ぐし動作を開始する。このほぐし動作は布を数回回転さ
せる程度の時間としこの後洗いモータ1を一旦断電する
と共に計時用カウンタ9を零にリセットする。このほぐ
した動作により布の片寄りが修正されて後、ステップP6
〜P9に示すように、洗い動作開始のために洗いモータ1
が標準水流の下で再度通電される。これと同時に位相検
出部5が検出動作を、及び計時用カウンタ9が時刻パル
スのカウントを夫々開始する。そして位相検出部5から
出力された検出位相差信号S1は位相比較部6において基
準位相設定部7の設定値θ0と比較され、これらが等し
くなったときに位相比較部6から判定信号S2が出力され
る。この判定信号S2が出力されると計時用カウンタ9が
カウント動作を停止し、そのときの計数値を内容とする
洗いモータ1の立上り時間信号S3を時間長判定部10に与
える。この時間長判定部10は立上り時間信号S3と基準時
間設定部11内の基準値t1,t2,t3とを比較し負荷量信号S4
を出力する。この後、モータ制御部2はt2<S3<t1なら
ばステップP10〜P14に示すように強水流となるように洗
いモータ1を制御し、これに対してt3<S3,<t2ならば
ステップP11からP15に進んで標準水流とし、S3<t3なら
ばステップP16に進んで弱水流とする。そしてS3>t1な
らば過剰負荷と判定しステップP17〜P19に示すように警
報器13に警報信号S5を与えて動作させると共に洗い動作
を一時停止させ、使用者による再注水或いは布の一部取
出しを行なわせた後に洗い動作を再開させる。As shown in Steps P 1 to P 5 in FIG. 2, the washing time is set to start the washing operation, and then the washing motor 1 is driven to loosen it under the duty ratio which is the state of standard water flow. To start. This unraveling operation is performed for a time period in which the cloth is rotated several times, after which the washing motor 1 is temporarily cut off and the time counter 9 is reset to zero. This loosening action corrects the unevenness of the cloth, and then steps P6
~ As shown on page 9, wash motor 1 to start washing operation
Are energized again under standard water flow. At the same time, the phase detector 5 starts the detecting operation, and the clock counter 9 starts counting the time pulse. Then, the detected phase difference signal S1 output from the phase detection unit 5 is compared with the set value θ 0 of the reference phase setting unit 7 in the phase comparison unit 6, and when these are equal, the determination signal S2 is output from the phase comparison unit 6 Is output. When this determination signal S2 is output, the time counting counter 9 stops the counting operation, and gives the rise time signal S3 of the washing motor 1 having the count value at that time to the time length determination unit 10. Reference value t 1 of the time length determination unit 10 rise time signal S3 and the reference time setting unit 11, t 2, t 3 compares the load signal S4
Is output. After this, if t 2 <S3 <t 1 , the motor control unit 2 controls the washing motor 1 so that a strong water flow is obtained as shown in steps P10 to P14, while t 3 <S3, <t 2 If the standard water flow proceeds from step P11 to P15, and willing to weak water flow in S3 <t 3 if step P16. And S3> t 1 if an excess load is temporarily stopped washing operation determined with operating giving alarm signal S5 to the alarm 13 as shown in step P17~P19, some of refilling or cloth by the user The washing operation is restarted after taking out.
こうしてこの実施例による上記装置によれば、洗い行
程の初期に位相差検出によって負荷量例えば布量が自動
的に判定され、布回り速度が布量の多少にかかわらず一
定となるように洗いモータ1が制御されるものである。
この場合、負荷量判定の検出対象となる洗いモータ1の
巻線電圧と電流との間の位相差は電源の電圧及び周波数
変動による影響をほとんど受けないので精度の高い負荷
量検出が可能になる。更に、洗いモータ1の巻線電圧と
電流との位相差を、その洗いモータ1の回転立上りにお
いて検出するようにしているので、布量の判定を速やか
に行なうことができるとともに、判定の精度を一層高く
することができる。また検出対象が電気的要素であるの
でマイクロコンピュター等電子回路により比較的簡単に
実現できるので実施も容易である。Thus, according to the apparatus of this embodiment, the load amount, for example, the cloth amount is automatically determined by the phase difference detection in the early stage of the washing process, and the washing motor is controlled so that the cloth rotation speed becomes constant regardless of the cloth amount. 1 is controlled.
In this case, the phase difference between the winding voltage and the current of the washing motor 1 which is the detection target of the load amount determination is hardly affected by the voltage and frequency fluctuations of the power supply, so that the load amount can be detected with high accuracy. . Further, since the phase difference between the winding voltage and the current of the washing motor 1 is detected at the start-up of rotation of the washing motor 1, the amount of cloth can be promptly determined and the accuracy of the determination can be improved. It can be higher. Further, since the object to be detected is an electric element, it can be realized relatively easily by an electronic circuit such as a micro computer, so that it is easy to implement.
尚、上記実施例では負荷量信号により水流の強さを自
動的に選択することを例にしているが、本発明はこのよ
うなものに限られず、負荷量信号を用いて注水量を自動
的に選択し、或いは負荷量信号により洗い動作時間を自
動的に選択するようにしても差支えないものである。In the above embodiment, the strength of the water flow is automatically selected by the load amount signal, but the present invention is not limited to this, and the load amount signal is used to automatically determine the water injection amount. Alternatively, the washing operation time may be automatically selected according to the load amount signal.
本発明は以上述べたように、モータの巻線電圧と電流
との間の位相差検出によってモータの回転立上り時間に
関係する負荷量を自動的に高精度をもって速やかに判定
し得る洗濯機用負荷量検出装置を提供することができ
る。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention provides a load for a washing machine that can automatically and accurately determine a load amount related to a rotation start time of a motor by detecting a phase difference between a winding voltage and a current of the motor. A quantity detection device can be provided.
第1図は本発明の一実施例における電気的構成を示すブ
ロック図、第2図はフローチャート、第3図はモータの
回転数に対する位相及びトルク特性図、第4図及び第5
図は布負荷量及び水量をパラメータとして示す位相差の
時間的変化特性図である。 図中、1はモータ、5は位相検出部、6は位相比較部、
7は基準位相設定部、8は負荷量判定部、9は計時用カ
ウンタ、10は時間長判定部、11は基準時間設定部、12は
モータ制御部である。FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flow chart, FIG. 3 is a phase and torque characteristic diagram with respect to the number of rotations of a motor, FIGS.
The figure is a characteristic diagram of the temporal change of the phase difference in which the cloth load amount and the water amount are used as parameters. In the figure, 1 is a motor, 5 is a phase detector, 6 is a phase comparator,
Reference numeral 7 is a reference phase setting unit, 8 is a load amount determination unit, 9 is a time counter, 10 is a time length determination unit, 11 is a reference time setting unit, and 12 is a motor control unit.
Claims (1)
位相差を夫々のゼロクロス時間差を計測することにより
検出する位相差検出部と、 この位相差検出部から出力された検出位相差信号と設定
値を比較し両者が等しくなったときに判定信号を出力す
る位相比較部と、 前記モータの通電開始等所定の時点から前記判定信号の
発生時点までの時間を計時する計時用カウンタ及びこの
計時用カウンタにより計時された時間長に応じた負荷量
信号を出力する時間長判定部を備えた負荷量判定部と からなる洗濯機用負荷量検出装置。1. A phase difference detecting section for detecting a phase difference between a voltage and a current of a winding of a motor by measuring respective zero-cross time differences, and a detected phase difference signal output from the phase difference detecting section. And a set value are compared and a judgment signal is output when both are equal, a time counter for measuring the time from a predetermined time such as the start of energization of the motor to the time when the judgment signal is generated, and A load amount detection device for a washing machine, comprising: a load amount determination unit having a time length determination unit that outputs a load amount signal according to a time length measured by a time counting counter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60258342A JPH0822353B2 (en) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | Load detection device for washing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60258342A JPH0822353B2 (en) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | Load detection device for washing machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62117589A JPS62117589A (en) | 1987-05-29 |
| JPH0822353B2 true JPH0822353B2 (en) | 1996-03-06 |
Family
ID=17318908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60258342A Expired - Lifetime JPH0822353B2 (en) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | Load detection device for washing machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822353B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59125598A (en) * | 1983-01-04 | 1984-07-19 | 松下電器産業株式会社 | Apparatus for detecting washing amount of washer |
| DE3221718C2 (en) * | 1982-06-09 | 1986-02-13 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Sealing cover for an electric separator |
-
1985
- 1985-11-18 JP JP60258342A patent/JPH0822353B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62117589A (en) | 1987-05-29 |
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