(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータを有する３相の直流ブラシレスモータと、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記直流ブラシレスモータを駆動する制御部を備え、該制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有するインバータ洗濯機において、
前記制御部は起動時にロータが停止している状態で得られる位置信号に基づいてロータの位置パターンを特定するとともに、ロータがその特定された位置パターン内の中央に位置している状態に相当した値を前記データポインタに設定し、予め決めた周期毎にデータポインタの値を更新して起動し、その後は前記直流ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、回転時の位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記直流ブラシレスモータを駆動することを特徴とするインバータ洗濯機。
【請求項２】
前記制御部は電気角１２０°間隔で設けられた３つの位置検出手段からの位置信号に基づいて前記回転周波数を検出し、前記位置信号から得られるすべてのタイミングで前記データポインタに初期値を設定することを特徴とする請求項１に記載のインバータ洗濯機。
【請求項３】
前記制御部は前記位置検出信号に対し前記正弦波データの出力信号の位相角を進ませる進み角制御を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインバータ洗濯機。
【請求項４】
前記制御部は前記位置検出信号に対し前記正弦波データの出力信号の位相角を遅らせる遅れ角制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインバータ洗濯機。
【請求項５】
ロータを有する直流ブラシレスモータと、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記直流ブラシレスモータを駆動する制御部を備えたインバータ洗濯機において、
前記制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前記直流ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記直流ブラシレスモータを駆動するようになっているとともに、
前記データポインタの値を前記検出された回転数で前記直流ブラシレスモータより得られるトルクが最大となる値とする第１のモードと、前記検出された回転数で前記直流ブラシレスモータの効率が最大となる値とする第２のモードを有し、前記第１のモードと前記第２のモードを切り替えることができることを特徴とするインバータ洗濯機。
【請求項６】
前記インバータ洗濯機で洗濯される負荷の重量を検出する負荷重量検出手段を備え、前記制御部はその検出された負荷重量を所定の基準値と比較し、前記負荷重量が前記基準値よりも大きい場合には前記第１のモードとし、一方、前記負荷重量が前記基準値よりも小さい場合には前記第２のモードとすることを特徴とする請求項５に記載のインバータ洗濯機。
【請求項７】
前記制御部は前記直流ブラシレスモータの起動時に前記回転数がゼロから所定の回転数となるまでの時間を測定して、その測定された時間に基づいて前記第１のモードと前記第２のモードから一方を選択することを特徴とする請求項５に記載のインバータ洗濯機。
【請求項８】
前記制御部は前記検出された回転数が所定値よりも小さいときに前記第１のモードとし、前記検出された回転数が前記所定値よりも大きいときに前記第２のモードとすることを特徴とする請求項５に記載のインバータ洗濯機。
【請求項９】
前記直流ブラシレスモータに流れる電流を検出する電流検出手段を備え、前記制御部は前記位置信号と前記電流検出手段で検出された電流の位相差を一定に保つように前記データポインタに初期値を設定することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のインバータ洗濯機。
【請求項１０】
回転槽と撹拌体を備え、前記直流ブラシレスモータはトルクを直接前記回転槽と前記撹拌体に伝達することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のインバータ洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流ブラシレスモータで回転槽や撹拌体等を回転させるインバータ洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インバータ洗濯機は回転槽と撹拌体等を駆動するために単相誘導モータでなく３相モータ（３相誘導モータ又は直流ブラシレスモータ）を使用している。そのため、インバータ洗濯機は３相モータに１２０゜ずつ位相のずれた３相交流を印加する必要があるので直流を交流に変えるインバータ手段を備えている。一般に、このインバータ手段はパワートランジスタやＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング手段を２個直列接続したハーフブリッジ構成を３組設けて３相全波ブリッジ構成として形成されている。インバータ手段に入力される直流電源の＋側に接続される３個のスイッチング手段を上アームと呼び、−側に接続される３個のスイッチング手段を下アームと呼んでいる。この上アームと下アームの接続点に、３相モータの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルが接続されている。
【０００３】
また、特開平１０−１５２７８号公報で提案されている洗濯機は、静音・低振動化を図るために、直流ブラシレスモータにより外槽の内部に設けられた回転槽とこの回転槽の内部に設けられた撹拌体をダイレクトにドライブする方式である。この洗濯機はロータの回転位置を検出してロータ位置信号を出力するホールセンサと、ロータ位置信号に基づいてほぼ正弦波状の通電信号を形成する通電信号形成手段とを備えており、この通電信号に基づいてインバータ手段が３相交流を直流ブラシレスモータに印加して直流ブラシレスモータを駆動する構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
直流ブラシレスモータは回転数によって最大トルクが得られる位相角や消費電力が最小となる位相角が変化するので、インバータ洗濯機では回転数に応じてモータへの駆動信号の位相角を制御することが行われている。しかし、上記従来のインバータ洗濯機では、ホールセンサの位置信号の反転タイミングからタイマーを用いて次の波形パターンの切り替えタイミングを出力する如く予め決められた位相角のパターンに従って進み角や遅れ角制御を行っていた。しかし、洗濯機では洗濯される負荷の状態によってモータの回転数が変動する場合があるが、上記従来のインバータ洗濯機では負荷の変動に対応できなていなかった。
【０００５】
また、従来のインバータ洗濯機では負荷の状態によって位相角の制御を行っていなかったので、負荷の重量が大きい場合には最大トルクが得られるようにモータの位相角を制御し、負荷の重量が小さい場合には消費電力が小さくなるようにモータの位相角を制御するというようなインバータ洗濯機にとって最適な位相角制御をすることができなかった。
【０００６】
また、従来のインバータ洗濯機では位置信号に基づいて同じ正弦波状の信号でモータを駆動したとしても、モータの巻線抵抗のばらつきによってモータに流れる各相の電流位相にずれが生じてしまう。この電流位相にばらつきがあると、直流ブラシレスモータから得られるトルクやモータでの消費電力が変動するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するもので、第１の目的は簡単な処理で進み角制御や遅れ角制御といった位相角制御を行うことができるインバータ洗濯機を提供することにある。また、第２の目的は負荷の状態によって適切な位相角制御を行うことができるインバータ洗濯機を提供することにある。また、第３の目的はモータの巻線抵抗にばらつきがあっても電流位相がずれてしまうことのないインバータ洗濯機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１では、ロータを有する３相の直流ブラシレスモータと、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記直流ブラシレスモータを駆動する制御部を備え、該制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有するインバータ洗濯機において、前記制御部は起動時にロータが停止している状態で得られる位置信号に基づいてロータの位置パターンを特定するとともに、ロータがその特定された位置パターン内の中央に位置している状態に相当した値を前記データポインタに設定し、予め決めた周期毎にデータポインタの値を更新して起動し、その後は前記直流ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、回転時の位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記直流ブラシレスモータを駆動するようにしている。
【０００９】
このような構成によると、制御部はデータポインタをアドレス指定にしてメモリから正弦波状のデータを得る。そして、一定周期ごとにデータポインタに所定値を加えてデータポインタを更新することでデータポインタでアドレスが指定される正弦波状データを得て、このデータに基づいて直流ブラシレスモータを駆動する。そして、位置検出手段で検出されたロータの回転位置を表す位置信号から直流ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、位置信号から得られる所定のタイミングで、位置信号に基づいて検出した回転数に基づいてデータポインタに初期値を設定する。これにより、モータの回転数によってモータを駆動する正弦波の位相を制御することができる。
【００１０】
また、本発明の請求項２では、請求項１に記載のインバータ洗濯機において、前記制御部は１２０°間隔で配置された３つの位置検出手段からの位置信号に基づいて前記回転周波数を検出し、前記位置信号から得られるすべてのタイミングで前記データポインタに初期値を設定するようにしている。
【００１１】
このような構成によると、位置検出手段が複数あり、位置検出手段より出力される位置信号から得られるすべてのタイミングを利用してデータポインタに初期値を設定している。そのため、データポインタに初期値を設定する回数が上昇し、回転数の変動に対して位相角制御の追従性が向上する。
【００１２】
また、本発明の請求項３では、請求項１又は請求項２に記載のインバータ洗濯機において、前記制御部は進み角制御を行うようにしている。
【００１３】
このような構成によると、制御部は位置信号から得られるタイミングでデータポインタに設定する初期値を変えることによって位相角の制御を行うことができるので簡単な処理で進み角制御を行うことができる。
【００１４】
また、本発明の請求項４では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインバータ洗濯機において、前記制御部は遅れ角制御を行うようにしている。
【００１５】
このような構成によると、制御部は位置信号から得られるタイミングでデータポインタに設定する初期値を変えることによって位相角の制御を行うことができるので簡単な処理で遅れ角制御を行うことができる。
【００１６】
また、本発明の請求項５では、ロータを有する直流ブラシレスモータと、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記直流ブラシレスモータを駆動する制御部を備えたインバータ洗濯機において、
前記制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前記直流ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記直流ブラシレスモータを駆動するようになっているとともに、
前記データポインタの値を前記検出された回転数で前記直流ブラシレスモータより得られるトルクが最大となる値とする第１のモードと、前記検出された回転数で前記直流ブラシレスモータの効率が最大となる値とする第２のモードを有し、前記第１のモードと前記第２のモードを切り替えることができるようにしている。
【００１７】
このような構成によると、制御部は第１のモードで直流ブラシレスモータを駆動したときには直流ブラシレスモータより得られるトルクが最大となる。一方、制御部は第２のモードで直流ブラシレスモータを駆動したときには直流ブラシレスモータの効率が最大となる。制御部は負荷の状態等で直流ブラシレスモータの駆動を第１のモードと第２のモードで切り替えることができる。
【００１８】
また、本発明の請求項６では、請求項５に記載のインバータ洗濯機において、前記インバータ洗濯機で洗濯される負荷の重量を検出する負荷重量検出手段を備え、前記制御部はその検出された負荷重量を所定の基準値と比較し、前記負荷重量が前記基準値よりも大きい場合には前記第１のモードとし、一方、前記負荷重量が前記基準値よりも小さい場合には前記第２のモードとするようにしている。
【００１９】
このような構成によると、負荷重量検出手段で負荷の重量を検出し、その検出した負荷の重量を所定の基準値と比較してモードを決定する。負荷の重量が基準値より大きいときには第１のモードとするので直流ブラシレスモータの回転が確実になる。一方、負荷の重量が基準値より小さいときには第２のモードとするので消費電力が低減される。
【００２０】
また、本発明の請求項７では、請求項５に記載のインバータ洗濯機において、前記制御部は前記直流ブラシレスモータの起動時に前記回転数がゼロから所定の回転数となるまでの時間を測定して、その測定された時間に基づいて前記第１のモードと前記第２のモードから一方を選択するようにしている。
【００２１】
このような構成によると、制御部は起動時にモータの回転数が所定の回転数になるまでの時間を測定する。この時間は負荷の重量によって決まる値であるので、その時間に基づいて第１のモードと第２のモードから一方を選択すると、負荷の重量に基づいてモードを選択したことになる。
【００２２】
また、本発明の請求項８では、請求項５に記載のインバータ洗濯機において、前記制御部は前記検出された回転数が所定値よりも小さいときに前記第１のモードとし、前記検出された回転数が前記所定値よりも大きいときに前記第２のモードとするようにしている。
【００２３】
このような構成によると、起動直後で直流ブラシレスモータの回転数が小さいときに制御部は第１のモードとするため、直流ブラシレスモータから最大のトルクが得られるようになり、起動が確実になる。その後、モータの回転数が所定の値を超えたときには第２のモードとすることによって直流ブラシレスモータの効率が最大となる。
【００２４】
また、本発明の請求項９では、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のインバータ洗濯機において、前記直流ブラシレスモータに流れる電流を検出する電流検出手段を備え、前記制御部は前記位置信号と前記電流検出手段で検出された電流の位相差を一定に保つように前記データポインタに初期値を設定するようにしている。
【００２５】
このような構成によると、データポインタに設定する初期値を変えることによって位相角を制御することができることを利用して、電流検出手段で直流ブラシレスモータに流れる電流を検出し、位置信号に対する電流の位相を一定に保つようにデータポインタに設定する初期値を変える。これにより、巻線の抵抗が変更される等されても位置信号に対する電流の位相を一定に保つことができる。
【００２６】
また、本発明の請求項１０では、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のインバータ洗濯機において、回転槽と撹拌体を備え、前記直流ブラシレスモータはトルクを直接前記回転槽と前記撹拌体に伝達するようにしている。
【００２７】
このような構成によると、直流ブラシレスモータのトルクが直接回転槽と撹拌体に伝達される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したインバータ洗濯機の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態のダイレクトドライブ方式のインバータ洗濯機の概略図を図１に示す。洗濯機１は一槽式の全自動洗濯機であり、本体の内部に洗濯槽を兼ねた回転槽２及び外槽３を備えている。外槽３はサスペンション部４によって本体に吊持されており、回転槽２は外槽３の内側に回転可能に設置されている。また撹拌体５が回転槽２の底部から一定の距離だけ離れた位置に設けられている。本体は洗濯物を出し入れするための蓋６を有する。外槽３の下部には直流ブラシレスモータ７の回転を回転槽２や撹拌体５に伝達する伝達機構８を有する。
【００２９】
本体の上部には、操作部９、表示部１０、ブザー１１、及び蓋６の開閉を検知する蓋センサ１２が備えられており、外槽３の側方には外槽３内の水位を検出する水位センサ１３が備えられている。また、操作部９の下部には、洗濯機１の動作全体を制御するための、マイクロコンピュータより成る主制御部１４が設けられている。また、モータ７にドライブ信号を供給するためのインバータ手段と、このインバータ手段を介してモータ７の回転を制御するためのマイクロコンピュータとから成る副制御部１５が側板１ａの内面上方に設けられている。１６と１７は外槽３内の水量を調節するための給水弁１６と排水弁１７である。
【００３０】
洗濯機１の動作に関する回路構成の概略を図２に示す。主制御部１４は洗い、すすぎ、脱水等の各行程の動作の内容や、行程の実行順序（すなわち処理コース）等のプログラムを記憶しており、このプログラムに従って給水弁１６と排水弁１７の開閉、及び伝達機構８におけるモータ７の回転の伝達先の切り替えを制御し、副制御部１５を介してモータ７の回転を制御する。
【００３１】
また、主制御部１４は操作部９から洗濯の予約等の信号を入力する。主制御部１４は表示部１０に動作の経過等を表示する。主制御部１４は洗濯終了時等でブザー１１を鳴らす。主制御部１４は蓋センサー１２から蓋６の開閉状態を表す信号を入力する。主制御部１４は水位センサー１３から外槽３内の水位を表す信号を入力する。
【００３２】
主制御部１４はモータ７の回転を制御するために必要な信号Ｓ１を同期用クロックＣＬＫとともに副制御部１５に送信する。信号Ｓ１を受けた副制御部１５は信号Ｓ１を読み取った後、クロックＣＬＫに同期して信号Ｓ２を主制御部１４に送信する。副制御部１５は直流ブラシレスモータ７のロータの回転位置を示すロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗに基づいてモータ７に３相電流を供給し、モータ７を駆動する。
【００３３】
次に、図３を用いて副制御部１５の構成を説明する。本実施形態のインバータ洗濯機１ではモータ７として３相２０極直流ブラシレスモータを使用している。商用電源３０の交流電圧は整流回路３１で脈流状の直流に変換される。整流回路３１にはダイオードブリッジが使用されている。
【００３４】
整流回路３１で整流された直流は平滑用のコンデンサ３２ａ、３２ｂで平滑される。コンデンサ３２ａの＋端子は整流回路３１の＋側の端子に接続されている。コンデンサ３２ａの−端子とコンデンサ３２ｂの＋端子は商用電源３０の一方の端子に接続されている。コンデンサ３２ｂの−端子は整流回路３１の−側の出力端子に接続されている。コンデンサ３２ａ、３２ｂで平滑された直流電圧がインバータ回路３５に供給される。インバータ回路３５は直流を三相交流に変換する。
【００３５】
インバータ回路３５は６個のスイッチング手段としてＮＰＮ型トランジスタ３６ａ〜３６ｃ、３７ａ〜３７ｃを３相全波ブリッジ構成にしたものである。平滑用のコンデンサ３２ａの＋端子に接続された３個のトランジスタ３６ａ〜３６ｃを上アーム、コンデンサ３２ｂの−端子に接続された３個のトランジスタ３７ａ〜３７ｃを下アームという。そして、６個のトランジスタ３６ａ〜３６ｃ、３７ａ〜３７ｃにはそれぞれ並列にダイオード４２ａ〜４２ｃ、４３ａ〜４３ｃが接続されている。上アームのトランジスタ３６ａ〜３６ｃと下アームのトランジスタ３７ａ〜３７ｃの各接続点ａ、ｂ、ｃが直流ブラシレスモータ７の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に接続されている。Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗは各相のコイルである。トランジスタ３６ａ〜３６ｃ、３７ａ〜３７ｃのベースはドライブ回路４０に接続されている。
【００３６】
５５ａ、５５ｂ、５５ｃはモータ７のロータの回転位置を検出するホールセンサ（位置検出手段）である。各ホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃより出力されるロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗはマイクロコンピュータ４１に入力される。
【００３７】
３４ａはモータ７のＵ相に流れる電流を検出するモータ電流検出手段である。３４ｂはモータ７のＶ相に流れる電流を検出するモータ電流検出手段である。３４ｃはモータ７のＷ相に流れる電流を検出する電流検出手段である。電流検出手段３４ａ、３４ｂ、３４ｃよりそれぞれ出力される信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗはマイクロコンピュータ４１に入力される。３９は回転槽２内の洗濯物の重量を検出する負荷重量検出手段である。
【００３８】
４１はロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗに基づいて駆動信号Ｐ１〜Ｐ６を出力するマイクロコンピュータである。ドライブ回路４０は信号Ｐ１、Ｐ２を増幅してそれぞれトランジスタ３６ａ、３７ａのベースに供給する。ドライブ回路４０は信号Ｐ３、Ｐ４を増幅してトランジスタ３６ｂ、３７ｂのベースに供給する。ドライブ回路４０は信号Ｐ５、Ｐ６を増幅してトランジスタ３６ｃ、３７ｃのベースに供給する。
【００３９】
したがって、信号Ｐ１によってトランジスタ３６ａはオン・オフ制御される。信号Ｐ２によってトランジスタ３７ａはオン・オフ制御される。信号Ｐ３によってトランジスタ３６ｂはオン・オフ制御される。信号Ｐ４によってトランジスタ３７ｂはオン・オフ制御される。信号Ｐ５によってトランジスタ３６ｃはオン・オフ制御される。信号Ｐ６によってトランジスタ３７ｃはオン・オフ制御される。
【００４０】
次に、モータ駆動信号波形を正弦波としたときの駆動パターンの一例を図４に示す。図４はモータ７を一定の回転数で定常的に駆動するときの信号の波形図である。図４の（ｄ１）（ｄ２）は駆動信号Ｐ１、Ｐ２の一例を示しており、マイクロコンピュータ４１が駆動信号Ｐ１、Ｐ２を出力した場合、Ｕ相への出力電圧は図４の（ｅ）のように、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）された波形となり、Ｕ相の巻線電流は図４の（ｆ）のような正弦波状となる。このとき、インバータ回路３５はＵ相を基準とした場合、Ｖ相に電気角で２４０゜、Ｗ相に１２０゜位相の遅れた信号を発生し、モータ７を駆動している。
【００４１】
副制御部１５のマイクロコンピュータ４１から図４の（ｄ１）（ｄ２）に示す駆動信号を発生させるために、マイクロコンピュータ４１は図４の（ｃ）に示す一定周期の三角波６０を内部において発生させ、正弦波状の駆動波形データ６１と三角波６０を比較することによって図４の（ｄ１）（ｄ２）に示すようなＰＷＭ波形を発生するようにしている。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相は２π／３ラジアンずつ位相のずれた波形であるので、Ｕ相について説明する。
【００４２】
図１５はマイクロコンピュータ４１に内蔵されているメモリに記憶されている正弦波データと、その正弦波の位相と、そのメモリのアドレスを指定するために用いられるデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値との関係を示す図である。マイクロコンピュータ４１は駆動波形データ６１をメモリに記憶されている正弦波データから求めている。
【００４３】
マイクロコンピュータ４１は駆動波形データ６１の正弦波の１周期の位相である２πラジアンを６５５３６分割したものを単位とするデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）で処理している。データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）はデジタル値であり、６５５３６個ある。ちなみに、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）が０であるとき位相は０ラジアンである。また、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）が３２７６８であるときは位相はπラジアンである。
【００４４】
さて、一般に周波数ｆの正弦波の信号波の時刻ｔにおける位相角θは
θ＝２πｆｔ（ラジアン）
である。三角波６０の周期Ｔｃ（図４参照）ごとの位相更新量Δθは
Δθ＝２πｆ・Ｔｃ（ラジアン）
である。図１５で位相とデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の関係から分かるように、位相を（６５５３６／２π）倍した値がデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値となる。したがって、位相更新量Δθに対応する周期Ｔｃごとのデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の更新量（α＿ＤＡＴＡ）はΔθを（６５５３６／２π）倍した値となるので、
α＿ＤＡＴＡ＝２πｆ・Ｔｃ・（６５５３６／２π）
である。簡単には、三角波６０の周期Ｔｃでの位相更新量Δθが与えられたときに、更新量（α＿ＤＡＴＡ）は位相２πラジアンを６５５３６分割したものの個数を数えることによって求められ、上式のようになる。
【００４５】
周期Ｔｃ＝６３．５μｓで、周波数ｆ＝６０Ｈｚの駆動信号を出力するときには
α＿ＤＡＴＡ＝４．１６１・ｆ＝２４９
となる。なお、三角波６０の周波数はマイクロコンピュータ４１が周期Ｔｃの時間間隔を計るために用いているタイマーの分解能と、ＰＷＭの分解能で決定する。
【００４６】
更新量（α＿ＤＡＴＡ）が定まるとマイクロコンピュータ４１は新しい位相角をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）として
ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ＝ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ＋α＿ＤＡＴＡ
で更新し、保持する。周期Ｔｃ＝６３．５μｓで、周波数ｆ＝６０Ｈｚの駆動信号を出力する場合には、図１５に一部拡大して示すように、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値が０から始まるときには、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値は三角波６０の周期Ｔｃごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）の値である２４９が加算されるので、０、２４９、４９８…というように変化する。
【００４７】
次にデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値に対応する正弦波の振幅値を求める。予めメモリには正弦波テーブルデータとして位相の２πラジアン分が５１２バイトとなるようなデータで、（１＋２／３）×２πラジアン分の８５４個の基本データが記憶されている。これらの基本データには符号ビットも含まれる。２πラジアン分が５１２個のテーブルデータ（従ってアドレスも５１２個）なのでＮＥＷ＿ＤＡＴＡの値を１２８で割った数をアドレス（ちなみに２πラジアンに対応するアドレスは６５５３６÷１２８＝５１２）として指定することによりメモリから正弦波データが読み出され、それに変調率βを掛けた値がデータ６１として実際の比較バッファに埋め込まれる。そして、マイクロコンピュータ４１に内蔵の比較器が図４の（ｃ）に示す正弦波状のデータ６１と三角バッファに埋め込まれたデータ６２を比較して比較結果を出力する。これにより、図４の（ｄ１）（ｄ２）に示す駆動信号Ｐ１、Ｐ２が生成される。
【００４８】
この駆動信号Ｐ１、Ｐ２を受けたインバータ回路３５より直流ブラシレスモータ７のＵ相の巻線には図４の（ｆ）に示すような正弦波形の交流電流が流される。Ｖ相、Ｗ相についても同様にして駆動信号が生成される。これによって、直流ブラシレスモータ７が回転する。３個のホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃから出力されるロータ位置信号は図４の（ａ）に示すようになるように直流ブラシレスモータ７に取り付けられている。また、直流ブラシレスモータ７の各相の誘起電圧は図４の（ｂ）に示すようになる。
【００４９】
図１６はマイクロコンピュータ４１の動作を概略的に示すために一部の信号を抜粋して示した波形図である。ロータ位置信号Ｈｕ、ＨｖとＵ相の駆動波形データ６１の時間変化が示されている。ロータ位置信号Ｈｕの立ち下がりのタイミングｔａでマイクロコンピュータ４１はデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を初期化し、０とする。データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）が０であるときにはメモリから振幅が０のデータが得られる。
【００５０】
また、マイクロコンピュータ４１は速度検知タイマーを用いてモータの回転数を検出し、その検出された回転数に基づいて駆動波形データ６１の周波数を決定する。これにより、上述のように更新量（α＿ＤＡＴＡ）が算出できる。その後、図１６に一部拡大して示すように、タイマーを使って三角波６０の周期Ｔｃが経過したタイミングｔ１でマイクロコンピュータ４１はデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新する。これにより、メモリからデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に対応したデータが得られ、駆動波形データ６１とする。この駆動波形データ６１は図４（ｃ）に示すようにマイクロコンピュータ４１において三角波６２と比較され、比較結果はＰＷＭされた波形となる。このＰＷＭされた波形がマイクロコンピュータ４１より出力される駆動信号Ｐ１、Ｐ２になる。
【００５１】
その後、タイマーを使って周期Ｔｃが経過したタイミングｔ２でマイクロコンピュータ４１はデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新する。これにより、メモリからデータポインタに対応したデータが得られ、駆動波形データ６１とする。その後、タイマーを使って周期Ｔｃごとにデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新する。これにより、周期Ｔｃごとに駆動波形データ６１は更新されるようになる。
【００５２】
その後、モータ７のロータが回転することにより、ロータ位置信号Ｈｖの立ち上がりがマイクロコンピュータ４１に入力される。マイクロコンピュータ４１はロータ位置信号Ｈｖの立ち上がりが入力されたタイミングｔｂでデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を初期化し、Ｕ相では初期値は１０９２２（２ＡＡＡ‘Ｈ）で初期化する。
【００５３】
このように、マイクロコンピュータ４１はロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの反転するタイミングでデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を初期化し、速度検知タイマーを使って検出した回転数から更新量（α＿ＤＡＴＡ）を決定する。その後、周期Ｔｃごとにデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新し、駆動波形データ６１を作る。
【００５４】
そして、マイクロコンピュータ４１は速度検知タイマーを用いて回転数を検出し、その検出された回転数に基づいて駆動波形データ６１の周波数を決定する。これにより、更新量（α＿ＤＡＴＡ）が算出される。その後、タイマーを使って周期Ｔｃごとにデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新する。これにより、周期Ｔｃごとに駆動波形データ６１は更新されるようになる。
【００５５】
次に、モータ７の制御例を説明する。図５は副制御部１５が直流ブラシレスモータ７を正転方向に回転させる場合の位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのパターンとモータ７の起動パターン及び運転モードを示す図である。図６は副制御部１５が直流ブラシレスモータ７を逆転方向に回転させる場合の位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのパターンとモータ７の起動及び運転モードを示す図である。図５はロータが回転しているときの波形を示しているが、まず直流ブラシレスモータ７を正転方向に起動するときの動作について説明する。
【００５６】
ホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃはロータが停止していてもロータ位置を検出することができる。起動するときにまずマイクロコンピュータ４１はロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗからロータ位置を確認して起動パターンを決定する。起動パターンはロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗから識別できるもので６種類ある。
【００５７】
例えばロータ位置信号Ｈｕがハイレベル、ロータ位置信号Ｈｖがローレベル、ロータ位置信号Ｈｗがローレベルであるときにはパターン１である。このとき、副制御部１５はＶ相に着目してＶ相の位相３０゜分のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）にあたる６５５３６×３０／３６０＝１５５５‘Ｈをアドレスにて埋め込みテーブルデータよりデータを取り込む。このとき、運転モードはモードａとし、Ｕ相はＶ相に対して１２０゜、Ｗ相はＶ相に対して２４０゜位相の遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）よりデータを読み込む。このとき、更新量（α＿ＤＡＴＡ）は実験値より適当な初期値を求めている。また、モータ７の回転数を検出するための速度検知タイマーを起動する。
【００５８】
これにより、副制御部１５が駆動信号を発生してロータが回転を開始する。ロータの回転によりロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの切り替わりであるロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５３ｃが来るが、このときにデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）はロータが遅れることを想定して、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）が１５５５‘Ｈ×２＝２ＡＡＡ‘Ｈに達するとロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５３ｃを検出するまで更新せず同じデータで待機している。そして、実際にロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５３ｃが来た時点でデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の更新を再開してさらに速度検知タイマーを一旦リセットする。
【００５９】
さらにロータの回転によってロータ位置信号Ｈｕの立ち下がりエッジ５３ｄが来るが、このとき運転モードをモードｂに切り替え、Ｕ相に着目する。このときにもロータ位置信号Ｈｕの立ち下がりエッジ５３ｄまでＶ相のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は２ＡＡＡ‘Ｈで待機しておく。そして、エッジ５３ｄが来るとＵ相基準（データポインタの初期値が０）で、Ｖ相はＵ相に対して２４０゜、Ｗ相はＵ相に対して１２０゜位相の遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）からデータを読み込む。このようにして順次６箇所のエッジ５３ａ〜５３ｆでデータの補正を行う。また、速度検知タイマーの値で回転数が得られるのでこれに応じて更新量（α＿ＤＡＴＡ）を随時速度変化に追従するように変更する。
【００６０】
これにより、Ｕ相の駆動波形データ５６ａは正弦波状となり、ロータ位置信号Ｈｕのエッジ５３ａ、５３ｄでゼロとなる。Ｖ相の駆動波形データ５６ｂは正弦波状となり、ロータ位置信号Ｈｖのエッジ５３ｂ、５３ｅでゼロとなる。Ｗ相の駆動波形データ５６ｃは正弦波状となり、ロータ位置信号Ｈｗのエッジ５３ｃ、５３ｆでゼロとなる。
【００６１】
直流ブラシレスモータ７を逆転方向に回転させる場合にも、図６に示すようにロータ位置信号から識別できる６種類のロータ位置パターン６〜９、ａ、ｂで、どの位置なのかを確認してから起動を行う。ロータ位置信号Ｈｕがハイレベル、ロータ位置信号Ｈｖがローレベル、ロータ位置信号Ｈｗがハイレベルであるときを例に説明する。このとき、ロータ位置パターン６であり、副制御部１５はＵ相に着目してＵ相の位相３０゜分のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）にあたる１５５５‘Ｈを埋め込みテーブルデータよりデータを取り込む。このとき、運転モードはモードｄとし、Ｖ相はＵ相に対して１２０゜、Ｗ相はＵ相に対して２４０゜位相の遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）よりデータを読み込む。このとき、更新量（α＿ＤＡＴＡ）は実験値より初期値を求めている。また、起動時にモータ７の回転数を検出するための速度検知タイマーを起動する。
【００６２】
ロータの回転によりロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの切り替わりであるロータ位置信号Ｈｗの立ち下がりエッジ６３ｂが来るが、このときにデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）はロータが遅れることを想定して、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は２ＡＡＡ‘Ｈから更新せず、同じデータで待機している。そして、実際にロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ６３ｂが来た時点でデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の更新を再開して再度速度検知タイマーをリセットする。次に信号Ｈｖの立ち上がりエッジ６３ｃが来るが、このとき、動作モードをモードｅに切り替え、Ｖ相に着目する。Ｕ相はＶ相に対して１２０゜、Ｗ相はＶ相に対して２４０゜位相の遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）からデータを読み込む。
【００６３】
このように順次６箇所のエッジ６３ａ〜６３ｆでデータを補正する。また、モータ７の速度検知タイマーの値により、更新量（α＿ＤＡＴＡ）を随時速度変化に追従するように変更する。これにより、Ｕ相に正弦波状のデータ６６ａが生成され、Ｖ相に正弦波状のデータ６６ｂが生成され、Ｗ相に正弦波状のデータ６６ｃが生成される。
【００６４】
特に位置信号Ｈｕのエッジ６３ａ、６３ｄのタイミングでデータ６６ａはゼロとなる。位置信号Ｈｖのエッジ６３ｂ、６３ｅのタイミングでデータ６６ｂはゼロとなる。位置信号Ｈｗのエッジ６３ｃ、６３ｆのタイミングでデータ６６ｃはゼロとなる。また、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗから得られるエッジ６３ａ〜６３ｆのすべてのタイミングでデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値がセットされる。
【００６５】
図７は副制御部１５が進み角制御を行って直流ブラシレスモータ７を正転方向に回転させる場合の位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのパターンとモータ７の起動パターン及び運転モードを示す図である。図７は基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃに対して３０゜位相の進んだ正弦波状のデータ７２ａ、７２ｂ、７２ｃを出力する場合の図である。
【００６６】
ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりエッジ５３ａが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運転モードｃにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を１６３８３にして１６３８３を１２８で割った１２８番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｗ相のデータとして出力する。そして、三角波６０（図４（ｃ）参照）の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｕ相はＷ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｖ相はＷ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力する。
【００６７】
ロータ位置信号Ｈｖの立ち下がりエッジ５３ｂが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運転モードａにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を５４６１にして５４６１を１２８で割った４２番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｖ相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｗ相はＶ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｕ相はＶ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力する。
【００６８】
ロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５３ｃが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運転モードａにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を１６３８３にして１６３８３を１２８で割った１２８番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｖ相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｗ相はＶ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｕ相はＶ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力する。
【００６９】
ロータ位置信号Ｈｕの立ち下がりエッジ５３ｄが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運転モードｂにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を５４６１にして５４６１を１２８で割った４２番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｕ相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｖ相はＵ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｗ相はＵ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力する。
【００７０】
ロータ位置信号Ｈｖの立ち上がりエッジ５３ｅが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運転モードｂにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を１６３８３にして１６３８３を１２８で割った１２８番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｕ相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｖ相はＵ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｗ相はＵ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力する。
【００７１】
ロータ位置信号Ｈｗの立ち下がりエッジ５３ｆが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運転モードｃにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を５４６１にして５４６１を１２８で割った４２番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｗ相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｕ相はＷ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｖ相はＷ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力する。
【００７２】
これにより基準波形７１ａ〜７１ｃからそれぞれ３０゜位相の進んだ正弦波状のデータ７２ａ〜７２ｃが得られる。また、ホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃから得られる位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの反転タイミングで、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に各進み角に相当する初期値を設定することで任意の進み角で正弦波状のデータを出力できる。
【００７３】
また、副制御部１５が図６に示す基準波形６６ａ、６６ｂ、６６ｃに対して３０゜位相の進んだ正弦波状のデータを出力して直流ブラシレスモータ７を逆転方向に回転させる場合には、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのエッジ６３ａ〜６３ｆのタイミングでデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を図６に示した場合の値から３０゜位相を進めた角に相当する値に設定する。これにより、直流ブラシレスモータ７を逆転方向に回転させる場合に進み角制御を行うことができる。
【００７４】
図８は副制御部１５が遅れ角制御を行って直流ブラシレスモータ７を正転方向に回転させる場合の位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのパターンとモータ７の起動パターン及び運転モードを示す図である。図８は基準波形８１ａ、８１ｂ、８１ｃに対して３０゜位相の遅れた正弦波状のデータ８２ａ、８２ｂ、８２ｃを出力する場合の図である。
【００７５】
ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりエッジ５３ａが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運転モードｃにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を５４６１にして５４６１を１２８で割った４２番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｗ相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｕ相はＷ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｖ相はＷ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力する。
【００７６】
ロータ位置信号Ｈｖの立ち下がりエッジ５３ｂが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運転モードａにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値を６００７３にして６００７３を１２８で割った４６９番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｖ相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める。Ｕ相はＶ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｗ相はＶ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力する。
【００７７】
ロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５３ｃが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運転モードａにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を５４６１にして５４６１を１２８で割った４２番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｖ相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｗ相はＶ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｕ相はＶ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力する。
【００７８】
ロータ位置信号Ｈｕの立ち下がりエッジ５３ｄが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運転モードｂにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値を６００７３にして６００７３を１２８で割った４６９番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｕ相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める。Ｗ相はＵ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｖ相はＵ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力する。
【００７９】
ロータ位置信号Ｈｖの立ち上がりエッジ５３ｅが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運転モードｂにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を５４６１にして５４６１を１２８で割った４２番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｕ相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｖ相はＵ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｗ相はＵ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力する。
【００８０】
ロータ位置信号Ｈｗの立ち下がりエッジ５３ｆが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運転モードｃにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値を６００７３にして６００７３を１２８で割った４６９番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｗ相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める。Ｖ相はＷ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｕ相はＷ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力する。
【００８１】
これにより基準波形８１ａ〜８１ｃからそれぞれ３０゜位相の遅れた正弦波状のデータ８２ａ〜８２ｃが得られる。また、ホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃから得られる位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの反転タイミングで、各遅れ角に相当する初期値を設定することで任意の遅れ角で正弦波状のデータを出力できる。
【００８２】
また、副制御部１５が図６に示す基準波形６６ａ、６６ｂ、６６ｃに対して３０゜位相の遅れた正弦波状のデータを出力して直流ブラシレスモータ７を逆転方向に回転させる場合には、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのエッジ６３ａ〜６３ｆのタイミングでデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を図６に示した場合の値から３０゜位相を遅らせた角に相当する値に設定する。これにより、直流ブラシレスモータ７を逆転方向に回転させる場合に遅れ角制御を行うことができる。
【００８３】
ところで、実施形態とは異なりホールセンサからの位置信号の反転するタイミングからタイマーを使って駆動波形データの振幅がゼロとなるタイミングを予測して、そのタイミングから正弦波データを出力することでも位相角制御を行うことは可能である。しかし、この場合、一定の回転数で運転するときには進み角や遅れ角は一定でよいが、加速や減速するときには制御する位相角が変わり、その際にタイマーによって位相角制御の開始が遅れるという問題がある。また、タイマーを用いた処理は一般に複雑になるという問題もある。これに対して、実施形態ではこのようなタイマーを使用していないので位相角制御が遅れることもなく、また処理も複雑になることもない。
【００８４】
図９はモータ７の回転数と進み角量の関係の例を示す図である。副制御部１５がモータ７の回転数をホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃから得られる位置信号の反転タイミングの間の時間を速度検知タイマーを使って検知する。副制御部１５の進み角制御によってモータ７の回転数が０〜２００ｒｐｍの範囲では進み角量は回転数に比例して大きくなり、２００ｒｐｍで４０゜となる。モータ７の回転数が２００ｒｐｍ以上では進み角量は４０゜のままとなる。
【００８５】
位相角が０゜でモータ７を正転方向に回転させるときには、図７において基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃでモータ７を駆動する。位相角が３０゜のときはモータ７を正転させるとき図７において基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃに対して３０゜位相の進んだ正弦波データ７２ａ、７２ｂ、７２ｃでモータ７を駆動する。位相角が３０゜より小さいときには正弦波データ７２ａ、７２ｂ、７２ｃよりも基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃに近づいた正弦波データでモータ７を駆動する。このとき、位相角が０゜に近いほど正弦波データは基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃに近づく。位相角が３０゜より大きい場合には正弦波データ７２ａ、７２ｂ、７２ｃよりも基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃから離れた正弦波データでモータ７を駆動する。このとき、位相角が大きくなるほど正弦波データは基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃから離れる。
【００８６】
したがって、起動直後では進み位相角は０゜であり、その後回転数が上昇するにつれて進み位相角も大きくなる。そして、モータ７の回転数が２００ｒｐｍを超えると進み位相角は４０゜に固定される。モータ７は回転数が大きくなるほどトルクが最大となる位相角が大きくなるので、図９に示すように進み角量を制御することによって大きなトルクが得られるようになる。
【００８７】
副制御部１５は回転数と位相角の関係を次のようにすることも可能である。まずマイクロコンピュータ４１は水を給水する前に負荷重量検出手段４９によって負荷の重量を調べる。マイクロコンピュータ４１は負荷重量検出手段３９から入力される信号によって負荷の重量を所定の基準値と比較する。負荷重量がその基準値より大きい場合には、マイクロコンピュータ４１は最大のトルクが出る位相角で運転する。一方、負荷重量が所定の基準値より小さい場合には、マイクロコンピュータ４１はモータ７の効率が最大となる位相角で制御し、消費電力を抑える。
【００８８】
図１０はある回転数での位相角とトルクの特性を示す図である。図１０において横軸は位相角（゜）を表し、縦軸はトルクを表している。この回転数で最大のトルクが得られるのは位相角が２０゜のときである。このように回転数に応じて最大トルクが得られる位相角を求めると図１２において曲線５０のようになる。なお、図１２において横軸はモータ７の回転数（ｒｐｍ）を表し、縦軸は位相角（゜）を表している。マイクロコンピュータ４１は負荷の重量が所定の基準値より大きいときには曲線５０の関係を満たすようにモータ７を駆動することによってモータ７より最大のトルクが得られるようになる。
【００８９】
図１０に示す場合で最大のトルクが得られるように位相角２０゜でモータ７を正転方向に回転させるときには、図７において基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃに対して２０゜位相の進んだ正弦波状データでモータ７を駆動する。この位相角の制御は、ロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの反転タイミング５３ａ〜５３ｆにデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を初期化するときの初期値を設定することによって行われる。なお、位相角３０゜でモータ７を正転方向に回転させるときには、正弦波状データ７２ａ、７２ｂ、７２ｃでモータ７を駆動する。
【００９０】
図１１はある回転数での位相角とトルクの特性を示す図である。図１１において横軸は位相角（゜）を表し、縦軸は消費電力を表している。この回転数で消費電力が最も小さくなるのは位相角が１５゜のときである。このように回転数に応じて消費電力が最小となるような位相角を求めると図１２において曲線５１のようになる。マイクロコンピュータ４１は負荷の重量が所定の基準値より小さいときには曲線５１の関係を満たすようにモータ７を駆動することによって効率が最大となる。図１１に示す場合で消費電力が最小となるように位相角１５゜で正転方向にモータ７を回転させるときには、図７において基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃに対して１５゜位相の進んだ正弦波状データでモータ７を駆動する。
【００９１】
また、ユーザーの設定等で消費電力を抑えるモードが指定されているときに、マイクロコンピュータ４１はモータ７の効率が最大となる位相角で制御し、消費電力を抑えるモードが解除されたときにはマイクロコンピュータ４１はトルクが最大となるようにモータ７を運転するようにしてもよい。このようにユーザーの設定に応じて位相角の制御を対応してもよい。
【００９２】
さらに次のような処理を追加することができる。図１３は位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗと駆動電圧波形とモータに流れる電流の波形を示す波形図である。図１３において横軸は時間の経過を表し、信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗからモータ７の回転位置が得られる。位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのエッジ５３ａ〜５３ｆで副制御部１５はある相で正弦波状の出力電圧９０をモータ７に出力しているときにモータ７に流れる電流は曲線９１に示すようにエッジ５３ａ〜５３ｆに対して位相がずれる。この位相のずれはモータ７の巻線にある抵抗値等によって異なる。そのため、モータ７の巻線にある抵抗値のばらつき等によって電流位相がずれる。その位相ずれを補正するために、モータ７が回転しているときにモータ電流検出手段３４ａ、３４ｂ、３４ｃから得られる電流ゼロクロス点９２と位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのエッジ５３ａ〜５３ｆとの間隔が一定となるように制御する。
【００９３】
具体的にはマイクロコンピュータ４１はエッジ５３ｃと電流ゼロクロス点９２との間隔Ｔが大きい場合には、マイクロコンピュータ４１は出力信号９０の位相を進めて電流波形の位相を進める。一方、間隔Ｔが小さいときには信号９０の位相を遅らせて間隔Ｔが一定となるように制御する。これにより、巻線等のばらつきにより抵抗値がばらついたときにも位相の補正が可能となる。
【００９４】
なお、この場合において、位相角の制御は図７における正弦波データ７２ａ、７２ｂ、７２ｃや図８における正弦波データ８２ａ、８２ｂ、８２ｃのように各基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃや８１ａ、８１ｂ、８１ｃに対して進み角制御や遅れ角制御を行うことによってなされる。
【００９５】
次に、図１４はモータ７を一定の回転数で回転させるときの起動時の立ち上がりの様子を示す図である。図１４において横軸は起動後の時間（ｓ）である。縦軸は回転数（ｒｐｍ）である。負荷が大きい場合ほど起動の立ち上がり時間が長くなる。線７０のように起動してから回転数１００ｒｐｍになるまでの立ち上がり時間は０．０５ｓである。負荷が大きくなると線７１のように立ち上がり時間は０．１７ｓとなる。さらに負荷が大きくなると線７２のように立ち上がり時間は０．３３ｓとなる。さらに負荷が大きくなると線７３のように立ち上がり時間は０．４８ｓとなる。
【００９６】
このように負荷の重さや布等の状態により立ち上がり回転数の立ち上がり時間が異なる。そのため、起動してから回転数が５０ｒｐｍとなるまでの時間をタイマーを使って測定し、その時間から負荷の重さを検出する。このようにして検出した負荷の重さを所定の基準値と比較して負荷が基準値よりも重い場合にはマイクロコンピュータ４１は最大のトルクが得られるように制御し、負荷の重さが基準値よりも軽い場合にはマイクロコンピュータ４１は効率が最大となるように制御する。なお、立ち上がりの判断基準となる５０ｒｐｍは他の回転数でもよい。この場合には負荷重量検出手段３９（図３参照）はなくてもよい。
【００９７】
最大のトルクが得られるように制御するときには、マイクロコンピュータ４１は回転数と位相角の関係を図１２の曲線５０で示す関係となるように位相角の制御を行う。一方、効率が最大となるように制御するときにはマイクロコンピュータ４１は回転数と位相角の関係を図１２に曲線５１で示す関係となるように位相角の制御を行う。
【００９８】
また、次のような位相角制御を行うことも可能である。インバータ洗濯機の洗いの行程等で撹拌体５を一定回転数ｊに制御する場合、布等の負荷が撹拌体５の上に載っている状態が多く、起動時には非常に大きなトルクが必要となる。そのため、起動時にはある所定の回転数ｈまでマイクロコンピュータ４１は効率が最大となる位相角でモータ７を制御し、回転数がその所定の回転数ｈを超えると最大効率の出る位相角に制御を切り替える。
【００９９】
つまり、図１２において回転数が０〜ｈの範囲でマイクロコンピュータ４１は曲線５０の関係を満たすように位相角の制御を行い、回転数がｈ〜ｊの範囲では曲線５１の関係を満たすように位相角の制御を行う。これにより、高負荷の回転においてもスムーズに起動でき、所定の回転数を超えると効率が最大となるように制御を切り替えるので、最大トルクが得られる制御を続けるよりも効率が向上する。
【０１００】
なお、実施の形態では直流ブラシレスモータ７で発生するトルクを直接回転槽２と撹拌体５に伝達するダイレクトドライブ方式のインバータ洗濯機で説明したが、直流ブラシレスモータ７で発生するトルクをベルト、プーリー、ギアを介して回転槽２と撹拌体５に伝達するインバータ洗濯機でも同様に回転数に基づいて位相角の制御を行うことができる。
【０１０１】
【発明の効果】
＜請求項１の効果＞
以上説明したように、本発明の請求項１では、モータの起動及びその後のモータを駆動する出力の位相角制御を容易に行うことができる。
【０１０２】
＜請求項２の効果＞
また、本発明の請求項２では、位置検出手段から得られるタイミングのすべてで回転数に基づいてデータポインタの設定をしているので、回転数に応じた正弦波状の信号をより正確に出力することができる。また、負荷等によって回転数に変動が生じても所定のタイミングで回転数に基づいてデータポインタが設定されるので回転数の変動に対しても追従性が向上する。
【０１０３】
＜請求項３の効果＞
また、本発明の請求項３では、所定のタイミングでデータポインタの設定を変えることで進み角制御を行っているので、タイマーを使用しなくても進み角制御を行うことができる。そのため、モータを駆動するためのプログラムが簡略化できる。
【０１０４】
＜請求項４の効果＞
また、本発明の請求項４では、所定のタイミングでデータポインタの設定を変えることで遅れ角制御を行っているので、タイマーを使用しなくても進み角制御を行うことができる。そのため、モータを駆動するためのプログラムが簡略化できる。
【０１０５】
＜請求項５の効果＞
また、本発明の請求項５では、第１のモードでは最大のトルクが得られるように位相角が制御される。第２のモードでは効率が最大となるように位相角が制御される。そして、必要に応じて運転を第１のモードと第２のモードに切り替えることができる。
【０１０６】
＜請求項６の効果＞
また、本発明の請求項６では、負荷重量検出手段で負荷の重量を検出して負荷の重量を所定の基準値と比較する。負荷重量が基準値よりも大きい場合には第１のモードとなるのでトルクが最大となる。負荷重量が基準値よりも小さい場合には第２のモードとなるので効率が最大となる。このように負荷の重量に基づいて位相角の制御を行うことができる。
【０１０７】
＜請求項７の効果＞
また、本発明の請求項７では、直流ブラシレスモータの起動時に回転数がゼロから所定値に達するまでの立ち上がり時間を測定することによって負荷の重量を検出することができる。したがって、負荷重量を検出するためにセンサ等の特別の部品を必要としなくてよい。
【０１０８】
＜請求項８の効果＞
また、本発明の請求項８では、直流ブラシレスモータの回転数が所定値よりも低いときには第１のモードで運転し、回転数が所定値よりも高いときには第２のモードで運転する。起動時では布等の負荷が撹拌体に上に載っている状態が多く大きなトルクで起動する必要があるが、第１のモードとなるので最大トルクでスムーズに起動できる。そして、直流ブラシレスモータの回転数が所定値よりも高くなると第２のモードとなり最大効率で運転する。これにより、高負荷時においても効率良く運転できる。
【０１０９】
＜請求項９の効果＞
また、本発明の請求項９では、直流ブラシレスモータに流れる電流が電流検出手段で検出され、その検出された電流の位置信号に対する位相が一定になるようにデータポインタの値が設定される。そのため、直流ブラシレスモータの巻線の抵抗が変更されても電流の位相がばらつかないようになるので性能が一定に保たれる。また、直流ブラシレスモータによって巻線抵抗にばらつきがあっても同様に電流の位相が一定になるように制御されるので電流の位相にばらつきが生じない。
【０１１０】
＜請求項１０の効果＞
また、本発明の請求項１０では、直流ブラシレスモータからトルクが直接回転槽と撹拌体に伝達されるので直流ブラシレスモータの回転は負荷の影響を受けやすいが、回転数に基づいて位相角が制御されるため負荷の状態が異なっても最大のトルクや最大の効率等で運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の洗濯機全体の内部概略構成図。
【図２】その洗濯機のブロック図。
【図３】その洗濯機の副制御部のブロック図。
【図４】その洗濯機のホールセンサの位置信号に対する出力波形図。
【図５】その洗濯機の正転方向の位置信号のパターンとモータの起動パターン及び運転モードを示す図。
【図６】その洗濯機の逆転方向の位置信号のパターンとモータの起動パターン及び運転モードを示す図。
【図７】その洗濯機の正転方向の進み角制御に関する位置信号のパターンとモータの起動パターン及び運転モードを示す図。
【図８】その洗濯機の正転方向の遅れ角制御に関する位置信号のパターンとモータの起動パターン及び運転モードを示す図。
【図９】その洗濯機の回転数と位相角量をグラフ化した図。
【図１０】その洗濯機の位相角とトルクの関係を示す図。
【図１１】その洗濯機の位相角と消費電力の関係を示す図。
【図１２】その洗濯機の回転数と位相角量をグラフ化した図。
【図１３】その洗濯機の出力波形とモータ電流波形を示す図。
【図１４】その洗濯機の負荷の重量に対するモータの立ち上がりを表した図。
【図１５】その洗濯機のマイクロコンピュータに記憶されている正弦波データとその正弦波の位相とデータポインタの関係を示す図。
【図１６】その洗濯機の動作を概略的に示す図。
【符号の説明】
１    インバータ洗濯機
２    回転槽
３    外槽
４    サスペンション部
５    撹拌体
６    蓋
７    直流ブラシレスモータ
８    伝達機構
９    操作部
１０    表示部
１１    ブザー
１２    蓋センサ
１３    水位センサ
１４    主制御部
１５    副制御部
１６    給水弁
１７    排水弁
３０    商用電源
３１    整流回路
３２ａ、３２ｂ    平滑用のコンデンサ
３４ａ〜３４ｃ    電流検出手段
３５    インバータ回路
３６ａ〜３６ｃ、３７ａ〜３７ｃ    ＮＰＮ型トランジスタ
３９    負荷重量検出手段
４０    ドライブ回路
４１    マイクロコンピュータ
４２ａ〜４２ｃ、４３ａ〜４３ｃ    ダイオード
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ    ホールセンサ（位置検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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