(57)【要約】【課題】対象物の振動を適切に制御する低コストな振動制御システム及び洗濯機を提供することを課題とする。【解決手段】可動子と、固定子とを有し、振動する対象物Ｇに接続されているリニアアクチュエータ１０と、リニアアクチュエータ１０に通電される電流の電流値ｉを検出する電流検出部５０と、電流検出部５０によって検出された電流値ｉを基に、リニアアクチュエータ１０の可動子と固定子との相対加速度ａｍ及び／または相対位置ｘｍを推定する加速度・位置推定部６０と、加速度・位置推定部６０によって推定される相対加速度ａｍ及び／または相対位置ｘｍに基づいて、リニアアクチュエータ１０の推力を調整する推力調整部９０と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動子と、固定子とを有し、振動する対象物に接続されている駆動部と、
前記駆動部に通電される電流の電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部によって検出された電流値を基に、前記駆動部の前記可動子と前記固定子との相対加速度及び／または相対位置を推定する推定部と、
前記推定部によって推定される前記相対加速度及び／または前記相対位置に基づいて、前記駆動部の推力を調整する推力調整部と、
を有することを特徴とする振動制御システム。
【請求項２】
前記推力調整部は、
前記相対加速度及び／または前記相対位置に基づいて、前記駆動部への電流指令を生成出力する電流指令生成部と、
前記電流検出部によって検出される電流が前記電流指令に一致するように、前記駆動部を駆動させる電力変換部への電圧指令値を生成する電圧指令生成部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の振動制御システム。
【請求項３】
前記電流指令生成部は、
前記相対加速度及び／または前記相対位置に所定の比例ゲインを乗算し、前記電流指令を生成する
ことを特徴とする請求項２に記載の振動制御システム。
【請求項４】
前記電流指令生成部は、
前記比例ゲインを可変可能である
ことを特徴とする請求項３に記載の振動制御システム。
【請求項５】
前記電流指令生成部は、
前記相対加速度及び／または前記相対位置の極性によって、前記電流指令の振幅を変化させる
ことを特徴とする請求項４に記載の振動制御システム。
【請求項６】
前記電流指令生成部は、
前記相対加速度及び／または前記相対位置がゼロ近傍では、前記電流指令をゼロに設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の振動制御システム。
【請求項７】
前記電流指令生成部は、
前記電流指令の絶対値の大きさを制限する
ことを特徴とする請求項２に記載の振動制御システム。
【請求項８】
前記電流指令生成部は、
前記相対加速度及び／または前記相対位置に加え、前記対象物の振動周波数に応じて、前記比例ゲインの大きさを可変する
ことを特徴とする請求項３に記載の振動制御システム。
【請求項９】
前記駆動部は、電源から供給される交流電圧を整流する整流部、及び、前記整流部で整流された電圧を交流電圧に変換する電力変換部を介して、電力を供給され、
複数の前記駆動部が、１つの前記電力変換部に接続されるとともに、必要に応じて、１つの前記整流部に接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の振動制御システム。
【請求項１０】
前記駆動部として、第１のリニアアクチュエータ、第２のリニアアクチュエータ及び第３のリニアアクチュエータを有し、
前記整流部は、ダイオードブリッジ回路であり、
前記電力変換部は、三相フルブリッジインバータであり、
前記ダイオードブリッジ回路の入力側に、前記第１のリニアアクチュエータ、前記第２のリニアアクチュエータ及び前記第３のリニアアクチュエータが接続され、
前記三相フルブリッジインバータの一相分に対応する第１のレグに第１のリニアアクチュエータが接続され、
前記三相フルブリッジインバータの別の一相分に対応する第２のレグに第２のリニアアクチュエータが接続され、
前記三相フルブリッジインバータの残りの一相分に対応する第３のレグに第３のリニアアクチュエータが接続される
ことを特徴とする請求項９に記載の振動制御システム。
【請求項１１】
衣類を収容する洗濯槽と、
前記洗濯槽を内包する外槽と、
前記洗濯槽を回転させる第１の駆動部と、
を有するとともに、
可動子と、固定子とを有し、前記外槽に接続される第２の駆動部と、
前記第２の駆動部に通電される電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部によって検出された電流値を基に、前記第２の駆動部における前記可動子と前記固定子との相対加速度及び／または相対位置を推定する推定部と、
前記推定部によって推定される前記相対加速度及び／または前記相対位置に基づいて、前記第２の駆動部の推力を調整する推力調整部と、
を有することを特徴とする洗濯機。
【請求項１２】
前記第１の駆動部及び第２の駆動部は、電源から供給される交流電圧を整流する整流部、及び、前記整流部で整流された電圧を交流電圧に変換する電力変換部を介して、電力を供給される
ことを特徴とする請求項１１に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の振動を制御する振動制御システム及び洗濯機の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、「洗濯槽と筐体の間に配置されたリニアモータ及び弾性体と、前記リニアモータの巻線に通電される電流を検出し、電流信号を出力する電流検出部と、前記リニアモータの可動子の相対位置を検出して前記可動子の移動距離を演算する相対位置演算部と、前記洗濯槽または前記筐体の相対加速度を検出し、相対加速度信号を出力する相対加速度センサと、前記移動距離、前記相対加速度信号及び前記弾性体の弾性定数に基づき、加振力信号を演算する加振力演算部と、前記加振力信号と目標振動値との差分に基づき、指令ｑ軸電流値を出力するトルク制御部と、前記電流信号と、前記指令ｑ軸電流値に基づいて、前記巻線に対する通電を制御する通電制御部とを有する」洗濯機の制振装置が開示されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８２９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に制振装置では、洗濯機の振動を検出する相対加速度センサを設けるため、コストの増加を招く。
【０００５】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、対象物の振動を適切に制御する低コストな振動制御システム及び洗濯機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するため、本発明は、可動子と、固定子とを有し、振動する対象物に接続されている駆動部と、前記駆動部に通電される電流の電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部によって検出された電流値を基に、前記駆動部の前記可動子と前記固定子との相対加速度及び／または相対位置を推定する推定部と、前記推定部によって推定される前記相対加速度及び／または前記相対位置に基づいて、前記駆動部の推力を調整する推力調整部と、を有することを特徴とする。
その他の解決手段については実施形態中において後記する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、対象物の振動を適切に制御する低コストな振動制御システム及び洗濯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態で用いられる振動制御システムＺの構成例を示す図である。
【図２】振動制御装置１００に備えられるリニアアクチュエータ１０の縦断面斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線矢視端面図である。
【図４】リニアアクチュエータ１０の固定方法を示す図（例１）である。
【図５】リニアアクチュエータ１０の固定方法を示す図（例２）である。
【図６】振動制御装置１００が備える整流回路Ｒｅとインバータ部４０との構成を示す図である。
【図７】３つのリニアアクチュエータ１０ｂ〜１０ｄ（１０）を整流回路Ｒｅ及びインバータ部４０に接続した図である。
【図８】第１実施形態で用いられる電流指令生成部７０及び電圧指令生成部８０の具体的な構成を示す図である。
【図９】加速度・位置推定部６０における加速度推定部６１０の具体的な構成例を示す図である。
【図１０】加速度・位置推定部６０における位置推定部６２０の具体的な構成例を示す図である。
【図１１】第２実施形態で用いられる振動制御システムＺａの構成を示す図である。
【図１２】第２実施形態で用いられる電流指令生成部７０ａの構成を示す図である。
【図１３】ゲインｍ＊，ｋ＊の可変例を示す図である。
【図１４】図１３に示す例に従って制御が行われた場合における結果を示す図である。
【図１５】ゲインｍ＊またはゲインｋ＊を可変した別の例を示す図である。
【図１６】図１５に示す例に従って制御が行われた場合における結果を示す図である。
【図１７】第３実施形態で用いられる振動制御システムＺｂの構成例を示す図である。
【図１８】第３実施形態で用いられる電流指令生成部７０ｂの構成例を示す図である。
【図１９】ゲインｋ＊を可変した場合における対象物Ｇの振動周波数ｆと振動振幅絶対値との関係を示す図である。
【図２０】第４実施形態に用いられる振動制御システムＺｃの構成例を示す図である。
【図２１】振動制御装置１００を備える洗濯機Ｗの斜視図である。
【図２２】振動制御装置１００を備える洗濯機Ｗの縦断面図である。
【図２３】第４実施形態で用いられる整流回路Ｒｅとインバータ部４０との構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００１０】
≪第１実施形態≫
（振動制御システムＺ）
図１は、第１実施形態で用いられる振動制御システムＺの構成例を示す図である。
振動制御システムＺは、対象物Ｇの振動に対して制振を行うものであり、整流回路（整流部）Ｒｅ、振動制御装置１００を有している。
整流回路Ｒｅは、交流電源Ｅから入力された交流電圧を直流電圧に変換して出力する。整流回路Ｒｅについては後記する。
振動制御装置１００は、整流回路Ｒｅから入力された直流電圧を駆動源として対象物Ｇの振動を制振する。なお、本実施形態において、制振とは共振周波数で振動している対象物Ｇの振動周波数をずらすことである。
【００１１】
（振動制御装置１００）
次に、リニアアクチュエータ（駆動部、第２の駆動部）１０を制御する振動制御装置１００の構成を説明する。
振動制御装置１００は、リニアアクチュエータ１０と、インバータ部（電力変換部）４０と、電流検出部５０と、加速度・位置推定部（推定部）６０と、推力調整部９０とを備えている。また、推力調整部９０は、電流指令生成部７０と、電圧指令生成部８０を備えている。
【００１２】
リニアアクチュエータ１０は、対象物Ｇに、接続（例えば、当接）しているものである。そして、リニアアクチュエータ１０は、入力される交流電圧によって直線運動を行い、対象物Ｇに運動を伝えるものである。リニアアクチュエータ１０については後記する。
インバータ部４０は、整流回路Ｒｅから入力された直流電流を電圧指令生成部８０からの電圧指令値Ｖ＊に基づいて交流電圧に変換するインバータである。なお、インバータ部４０は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によって制御されることを想定しているが、これに限らない。インバータ部４０については後記する。
ちなみに、対象物Ｇに記載されている両矢印は対象物Ｇの振動を示している。また、整流回路Ｒｅにおける「＋」、「−」は整流回路Ｒｅから出力される電圧の極性を示している。
【００１３】
電流検出部５０はインバータ部４０の下流に設置され、インバータ部４０に流れる電流、すなわち、リニアアクチュエータ１０に流れる電流の電流値ｉを検出するものである。
加速度・位置推定部６０は、電流検出部５０で検出された電流値ｉを基に、リニアアクチュエータ１０の相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍを推定する。加速度・位置推定部６０、相対加速度ａｍ、相対位置ｘｍについては後記する。
電流指令生成部７０は、加速度・位置推定部６０によって推定された相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍを基に、電流指令値ｉ＊＊を生成する。電流指令生成部７０については後記する。
電圧指令生成部８０は、電流指令生成部７０によって生成された電流指令値ｉ＊＊と、電流検出部５０によって検出された電流値ｉとを基に、電圧指令値Ｖ＊を生成する。生成された電圧指令値Ｖ＊はインバータ部４０に入力される。電圧指令生成部８０については後記する。
【００１４】
（リニアアクチュエータ１０）
次に、図２〜図５を参照してリニアアクチュエータ１０について説明する。なお、図２〜図５で示されるリニアアクチュエータ１０は一例であり、図２〜図５で示される構成を有していなくてもよい。
図２は、振動制御装置１００に備えられるリニアアクチュエータ１０の縦断面斜視図である。
ここで、図２に示すように、ｘｙｚ軸が定められる。そして、図２では、ｘ方向においてリニアアクチュエータ１０の半分を図示しているが、リニアアクチュエータ１０の構成は、ｙｚ平面を基準として対称になっている。
リニアアクチュエータ１０は、電機子である固定子１１と、ｚ方向に延びる板状の可動子１２とを有している。そして、リニアアクチュエータ１０は、固定子１１及び可動子１２の間のｚ軸方向への磁気的な吸引力・反発力（つまり、推力）によって、固定子１１と可動子１２との相対位置をｚ方向で直線的に変化させるモータである。後記するように、リニアアクチュエータ１０は、可動子１２もしくは固定子１１のどちらか一方が、対象物Ｇに接続されている。
【００１５】
また、固定子１１は、電磁鋼板が積層されてなるコア１１ａを有し、このコア１１ａの磁極歯Ｍに巻回される巻線１１ｂを複数箇所に備えている。
【００１６】
図３は、図２のＡ−Ａ線矢視端面図である。なお、図３では、ｘ方向におけるリニアアクチュエータ１０の半分（図２参照）ではなく、リニアアクチュエータ１０の全体を図示している。
図３に示すように、固定子１１のコア１１ａは、環状部Ｎと、磁極歯Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）とを備えている。
環状部Ｎは、縦断面視で環状（矩形枠状）を呈しており、この環状部Ｎによって磁気回路が構成されている。一対の磁極歯Ｍ１，Ｍ２は、環状部Ｎからｙ方向内側に延びており、互いに対向している。なお、磁極歯Ｍ１，Ｍ２の間の距離は、板状を呈する可動子１２の厚さよりも若干長くなっている。磁極歯Ｍ１，Ｍ２には、それぞれ、巻線１１ｂ（１１ｂ１、１１ｂ２）が巻回されている。この巻線１１ｂに電流が通電することによって、固定子１１が電磁石として機能するようになっている。
【００１７】
図２に示す例では、ｚ方向（可動子１２の移動方向）において、２対の磁極歯Ｍが設けられている。また、２対の磁極歯Ｍのそれぞれに巻回されている巻線１１ｂは、一本の巻線１１ｂをなしており、その両端が、インバータ部４０（図１参照）の出力側に接続されている。
【００１８】
図３に示す可動子１２は、環状を呈するコア１１ａを貫通して、ｚ方向に延びている。また、図２に示すように、可動子１２は、ｚ方向に延びる複数の金属板１２ａと、ｚ方向で所定の間隔を設けて金属板１２ａに設置される永久磁石１２１ｂ，１２２ｂ，１２３ｂとを備えている。なお、金属板１２ａに複数の永久磁石を貼り付けてもよいし、また、金属板１２ａに複数の永久磁石を埋設してもよい。
【００１９】
図２に示す永久磁石１２１ｂ，１２２ｂ，１２３ｂは、ｙ方向に磁化されている。より詳しく説明すると、ｙ方向正側の向きに磁化された永久磁石（例えば、永久磁石１２１ｂ，１２３ｂ）と、ｙ方向負側の向きに磁化された永久磁石（例えば、永久磁石１２２ｂ）と、がｚ方向において交互に配置されている。そして、可動子１２と、電磁石として機能する固定子１１との吸引力・反発力によって、可動子１２にｚ方向の推力が作用するようになっている。なお、「推力」とは、可動子１２と固定子１１との相対位置を変化させる力である。
【００２０】
（リニアアクチュエータ１０の固定方法）
図４は、リニアアクチュエータ１０の固定方法を示す図（例１）である。
図４に示す例では、リニアアクチュエータ１０の可動子１２の一端が対象物Ｇに接続され、他端がスプリング（弾性体）２０を介して固定治具Ｊに固定されている。
ここで、スプリング（弾性体）２０は、可動子１２に弾性力を付与するバネであり、可動子１２と固定治具Ｊとの間に介在している。固定治具Ｊは、例えば、床等に設置されるものである。図４に示すように、可動子１２は、固定子１１を貫通している。
【００２１】
図５は、リニアアクチュエータ１０の固定方法を示す図（例２）である。
図５の例では、リニアアクチュエータ１０ａの固定子１１ｃの一端を対象物Ｇに接続し、他端をスプリング（弾性体）２０ａを介して固定治具Ｊに棟悦する構成としてもよい。また、可動子１２ａは、一端が固定治具Ｊに接続し、他端には何も接続されていない。
なお、図４や、図５の例では、固定子１１，１１ｃの一端が対象物Ｇに接続した構造となっているが、ネジ等によって固定子１１，１１ｃの一端が対象物Ｇに固定されてもよい。
また、図示はしないが、スプリング（弾性体）とリニアアクチュエータ１０とが、固定治具Ｊ及び対象物Ｇに対し、並列に固定された構成としてもよい。
【００２２】
また、図４や、図５に示すように、固定子１１及び可動子１２の一方が対象物Ｇに接続され、磁気的な吸引力・反発力によって、固定子１１と可動子１２との相対位置を変化させるようにすればよい。
【００２３】
（整流回路Ｒｅ・インバータ部４０）
図６は、振動制御装置１００が備える整流回路Ｒｅとインバータ部４０との構成を示す図である。なお、整流回路Ｒｅ及びインバータ部４０は既存の技術である。
ここで、図６では、三相フルブリッジインバータを用いて２つのリニアアクチュエータ１０を制御する場合の構成を示している。１つ目のリニアアクチュエータ１０をリニアアクチュエータ１０ｂとし、２つ目のリニアアクチュエータ１０をリニアアクチュエータ１０ｃと記している。
なお、１つのリニアアクチュエータ１０のみを制御する場合には、インバータ部４０において、単相フルブリッジ回路が用いられるとよい。
【００２４】
図１に示すインバータ部４０は、整流回路Ｒｅから印加される直流電圧を、電圧指令生成部８０からの電圧指令値Ｖ＊に基づいて単相交流電圧に変換する。そして、インバータ部４０は、この単相交流電圧をリニアアクチュエータ１０の巻線１１ｂ（図２、図３参照）に印加する。つまり、インバータ部４０は、前記した電圧指令値Ｖ＊に基づいて、リニアアクチュエータ１０を駆動する機能を有している。
【００２５】
（整流回路Ｒｅ）
整流回路Ｒｅは、交流電源Ｅから印加される交流電圧を直流電圧に変換する周知の倍電圧整流回路である。整流回路Ｒｅは、ダイオードＤ１〜Ｄ４がブリッジ接続されてなるダイオードブリッジ回路Ｒｅ１と、直列接続された２つの平滑コンデンサＣｈとを備えている。
【００２６】
そして、ダイオードブリッジ回路Ｒｅ１から印加される電圧（脈流を含む直流電圧）が、平滑コンデンサＣｈによって平滑化され、交流電源Ｅの電圧の略２倍に相当する直流電圧ＥＤＣが生成されるようになっている。
整流回路Ｒｅは、正側の配線２０１ａと、負側の配線２０１ｂを介してインバータ部４０に接続される。なお、図６における「＋」、「−」は、整流回路Ｒｅから出力される電圧の極性を示している。
【００２７】
（インバータ部４０）
インバータ部４０は、前記した直流電圧を単相交流電圧に変換し、この単相交流電圧をリニアアクチュエータ１０ｂ，１０ｃの巻線１１ｂ（図２、図３参照）に印加する。
これらのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６として、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が用いられる。スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６には、それぞれ、還流ダイオードＤが逆並列に接続されている。なお、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６としてＩＧＢＴが用いられ、かつ、ＰＷＭ制御によってインバータ部４０が交流電圧を生成する場合、ＩＧＢＴのゲートには図示しないパルス発生部が接続されている。パルス発生部は、図１に示す電圧指令生成部８０から出力された電圧指令値Ｖ＊の値に応じたデューティーのパルスを発生するものである。
【００２８】
なお、インバータ部４０は、リニアアクチュエータ１０（すなわち、対象物Ｇ）の振動周波数が共振周波数に近づくとオンとなり、それ以外はオフとなっている。
【００２９】
また、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の接続点は、配線２０１ｃを介して、リニアアクチュエータ１０ｂの巻線１１ｂに接続されている。つまり、三相のインバータ部４０の一相分に対応するレグが、一方のリニアアクチュエータ１０ｂに接続されている。
【００３０】
また、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の接続点は、配線２０１ｅを介して、リニアアクチュエータ１０ｃの巻線１１ｂに接続されている。つまり、三相のインバータ部４０の一相分に対応する別のレグが、他方のリニアアクチュエータ１０ｃに接続されている。
すなわち、図６では、２つのリニアアクチュエータ１０が対象物Ｇに接触している例を示している。
なお、リニアアクチュエータ１０ｂ，１０ｃは、同じ方向に振動するようインバータ部４０に接続されるのが好ましい。
【００３１】
また、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の接続点は、配線２０１ｄを介してリニアアクチュエータ１０ｂの巻線１１ｂに接続されるとともに、リニアアクチュエータ１０ｃの巻線１１ｂにも接続されている。つまり、３相のインバータ部４０の残りのレグが、リニアアクチュエータ１０ｂ、及びリニアアクチュエータ１０ｃに接続されている。
【００３２】
このように、リニアアクチュエータ１０ｂ，１０ｃそれぞれに対応して別々にインバータ部４０を設けるのではなく、リニアアクチュエータ１０ｂ，１０ｃそれぞれを一つのインバータ部４０に共通して接続している。このようにすることで、インバータ部４０のコストを削減することができる。そして、ＰＷＭ制御に基づいてスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオン・オフが制御されることで、リニアアクチュエータ１０ｂ，１０ｃの巻線１１ｂに単相交流電圧が印加されるようになっている。
【００３３】
電流検出部５０は、インバータ部４０、すなわち、リニアアクチュエータ１０ｂ，１０ｃに通電される電流の電流値ｉを検出するものである。電流検出部５０は、インバータ部４０の下流に配置されている配線２０１ｆに設けられている。つまり、電流検出部５０によって、リニアアクチュエータ１０ｂ，１０ｃの巻線１１ｂに流れる電流の電流値ｉが検出される。ただし、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオンになっているタイミングでは、電流検出部５０で検出された電流値ｉを反転させる必要がある。
なお、前記した配線２０１ｆは、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６のエミッタと、配線２０１ｂとを接続する配線である。
【００３４】
ここで、対象物Ｇ（図１参照）が振動すると、リニアアクチュエータ１０の固定子１１（図２参照）と、可動子１２（図２参照）とが相対運動をする。すると、巻線１１ｂに誘起電圧が生じる。この誘起電圧によって、インバータ部４０、配線２０１ｆを流れる電流が変化する。このような電流の変化が電流検出部５０によって検出される。
なお、配線２０１ｃ〜２０１ｅの少なくとも一つに電流検出部５０を配置し、これらの配線２０１ｃ〜２０１ｅに流れる電流（電流値ｉ）を検出する構成としてもよい。
【００３５】
図７は、３つのリニアアクチュエータ１０ｂ〜１０ｄ（１０）を整流回路Ｒｅ及びインバータ部４０に接続した図である。
図７に示す例では、ダイオードＤ１，Ｄ２の接続点Ｐ１は、配線２０１ｄを介して、リニアアクチュエータ１０ｂの巻線１１ｂ（図２参照）に接続される。さらに、ダイオードＤ１，Ｄ２の接続点Ｐ１は、この配線２０１ｄを介してリニアアクチュエータ１０ｃの巻線１１ｂにも接続されている。なお、リニアアクチュエータ１０ｂ及びリニアアクチュエータ１０ｃの巻線１１ｂは、ダイオードＤ３，Ｄ４の接続点に接続されてもよい。
また、ダイオードＤ１，Ｄ２の接続点Ｐ１は、配線２０１ｇを介してリニアアクチュエータ１０ｄの巻線１１ｂに接続されている。
つまり、整流回路Ｒｅを構成するダイオードブリッジ回路Ｒｅ１の入力側にリニアアクチュエータ１０ｂ〜１０ｄが接続されている。
【００３６】
さらに、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の接続点Ｐ２は、配線２０１ｈを介してリニアアクチュエータ１０ｄの巻線１１ｂに接続されている。すなわち、インバータ部４０を構成する三相フルブリッジインバータの一相分に対応する第１のレグにリニアアクチュエータ（第１のリニアアクチュエータ）１０ｄが接続されている。
配線２０１ｃ及び配線２０１ｅの接続は、図６と同様であるので、ここでの説明を省略する。すなわち、すなわち、インバータ部４０を構成する三相フルブリッジインバータの別の一相分に対応する第２のレグがリニアアクチュエータ（第２のリニアアクチュエータ）１０ｂに接続している。さらに、残りの一相分に対応する第３のレグがリニアアクチュエータ（第３のリニアアクチュエータ）１０ｃに接続している。ここで、第１のレグはスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４で構成されるレグであり、第２のレグはスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２で構成されるレグであり、第３のレグはスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６で構成されるレグである。
【００３７】
このような接続とすることで、１つの整流回路Ｒｅ、１つのインバータ部４０に対し、３つのリニアアクチュエータ１０を接続することができ、コストを抑えることができる。
また、４つ以上のリニアアクチュエータ１０が１つのインバータ部４０や、１つの整流回路Ｒｅに接続されるようにしてもよい。このようにすることで、コストを抑えることができる。
【００３８】
（加速度・位置推定部６０・推力調整部９０）
次に、図１を参照して、加速度・位置推定部６０及び推力調整部９０について説明する。
加速度・位置推定部６０及び推力調整部９０は、本実施形態の特徴部分である。
図１に示す推力調整部９０及び加速度・位置推定部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成されている。そして、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。
【００３９】
ここで、図１を参照して、各部の制御動作を説明する。
前記したように、対象物Ｇ（図１参照）が振動すると、リニアアクチュエータ１０の固定子１１（図２参照）と、可動子１２（図２参照）とが相対運動をする。すると、巻線１１ｂに誘起電圧が生じる。この誘起電圧によって、図７に示すインバータ部４０、配線２０１ｆを流れる電流が変化する。このような電流の変化が電流検出部５０によって検出される。
【００４０】
図１における加速度・位置推定部６０は、電流検出部５０によって検出される電流の前記電流値ｉに基づき、リニアアクチュエータ１０の相対加速度ａｍ及び／または相対位置ｘｍを推定する。ここで、リニアアクチュエータ１０の相対加速度ａｍとは、図２に示すリニアアクチュエータ１０の固定子１１と、可動子１２との相対加速度である。同様に、リニアアクチュエータ１０の相対位置ｘｍとは、リニアアクチュエータ１０の固定子１１と、可動子１２との相対値である。なお、相対加速度ａｍ、相対位置ｘｍは、少なくともどちらか一方が推定されればよい。
【００４１】
リニアアクチュエータ１０の抵抗をＲ［Ω］、インダクタンスをＬ［Ｈ］、誘起電圧をＥｍ［Ｖ］とした場合、リニアアクチュエータ１０の電圧方程式は、（１）式となる。また、誘起電圧Ｅｍについて（１）式を変形すると（１ａ）式となる。
【００４２】
Ｖ＝Ｒｉ＋Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）＋Ｅｍ  ・・・  （１）
Ｅｍ＝Ｖ−Ｒｉ−Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）  ・・・  （１ａ）
Ｅｍ＝ωｍ・Ｋｅ  ・・・  （２）
【００４３】
ここで、Ｖはリニアアクチュエータ１０の巻線１１ｂの端子間に印加される電圧、ｉはリニアアクチュエータ１０に流れる電流（電流値ｉ）である。
加速度・位置推定部６０は、電圧Ｖに替わり電圧指令生成部８０の出力である電圧指令値Ｖ＊と、電流検出部５０で検出された電流値ｉとを用い（電圧指令値Ｖ＊を（１ａ）式のＶに代入し）、（１ａ）式より誘起電圧Ｅｍを推定する。
誘起電圧Ｅｍは、リニアアクチュエータ１０の可動子１２と固定子１１との相対速度ωｍ［ｍ／ｓ］に比例し、（２）式の関係を満たす。ここで、Ｋｅ［Ｖ・ｓ／ｍ］はリニアアクチュエータ１０の誘起電圧定数である。なお、リニアアクチュエータ１０の誘起電圧定数Ｋｅ、リニアアクチュエータ１０の抵抗Ｒ、リニアアクチュエータ１０のインダクタンスＬ等は、予め計測されている。
また、（２）式をωｍの式に変形すると、以下の（２ａ）式となる。
【００４４】
ωｍ＝Ｅｍ／Ｋｅ  ・・・  （２ａ）
【００４５】
そのため、加速度・位置推定部６０では、（１ａ）式より推定した誘起電圧Ｅｍを（２ａ）式に基づき、誘起電圧定数Ｋｅの逆数を乗じることで、相対速度ωｍを推定する。その後、速度・位置推定部６０は、推定した相対速度ωｍを、時間微分（ｄωｍ／ｄｔ）することで相対加速度ａｍを推定する。また、速度・位置推定部６０は、ωｍを時間積分することで、相対位置ｘｍを推定する。相対加速度ａｍ及び相対位置ｘｍは、（１）式、（２）式より、以下の（３）式、（４）式で算出される。
【００４６】
ａｍ＝（１／Ｋｅ）｛（ｄＶ／ｄｔ）−Ｒ（ｄｉ／ｄｔ）−Ｌ（ｄ２ｉ／ｄｔ２）｝
・・・  （３）
【００４７】
【数１】
2019143780.tif 000003
【００４８】
図１に示すように、加速度・位置推定部６０は、推定した相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍを電流指令生成部７０へ出力する。
【００４９】
図８は、第１実施形態で用いられる電流指令生成部７０及び電圧指令生成部８０の具体的な構成を示す図である。
（電流指令生成部７０）
まず、電流指令生成部７０の具体的な構成について説明する。
電流指令生成部７０は、ｍ＊ゲイン乗算部７１、ｋ＊ゲイン乗算部７２、加算部７３、電流指令値算出部７４、電流指令リミッタ部７５を有している。
まず、ｍ＊ゲイン乗算部７１は、加速度・位置推定部６０によって推定された相対加速度ａｍに所定のゲインｍ＊を乗算する。この結果、ｍ＊ゲイン乗算部７１は、推力指令値Ｔｍ＊を出力する。推力指令値Ｔｍ＊とは、リニアアクチュエータ１０が出力すべき推力である。
同様に、ｋ＊ゲイン乗算部７２は、加速度・位置推定部６０によって推定された相対位置ｘｍに所定のゲインｋ＊を乗算する。この結果、ｋ＊ゲイン乗算部７２は、推力指令値Ｔｋ＊を出力する。
【００５０】
ここで、ゲインｍ＊は相対加速度ａｍに、ゲインｋ＊は相対位置ｘｍに乗算される比例ゲインである。ゲインｍ＊，ｋ＊の意味については後記する。なお、第１実施形態において、ゲインｍ＊，ｋ＊は設計者によって決定される値であり、定数である。
【００５１】
次に、加算部７３が、推力指令値Ｔｍ＊及び推力指令値Ｔｋ＊を加算し、推力指令値Ｔ＊として出力する。前記したように、推力指令値Ｔｍ＊、推力指令値Ｔｋ＊のどちらか一方が算出されればよいので、推力指令値Ｔｍ＊及び推力指令値Ｔｋ＊のどちらか一方が推力指令値Ｔ＊として出力される。推力指令値Ｔｍ＊及び推力指令値Ｔｋ＊の両方が加算部７３に入力された場合、推力指令値Ｔｍ＊及び推力指令値Ｔｋ＊の平均値が推力指令値Ｔ＊として出力されてもよい。
【００５２】
電流指令値算出部７４は、加算部７３から入力された推力指令値Ｔ＊に、リニアアクチュエータ１０の推力定数Ｋｔ［Ｎ／Ａ］の逆数を乗算することで、電流指令値ｉ＊を生成する。
そして、電流指令値ｉ＊がリニアアクチュエータ１０やインバータ部４０等の最大電流を上回る場合、電流指令リミッタ部７５が電流指令値ｉ＊に対してリミッタをかけることで、制限された新たな電流指令値ｉ＊＊を出力する。なお、電流指令リミッタ部７５は省略可能である。このような電流指令リミッタ部７５が設けられることにより、過剰な電流がリニアアクチュエータ１０や、インバータ部４０に流れるのを防止することができる。
【００５３】
（電圧指令生成部８０）
次に、電圧指令生成部８０について説明する。
電圧指令生成部８０は、減算部８１、比例積分制御部８２を有する。
減算部８１は、電流指令リミッタ部７５によって生成された電流指令値ｉ＊＊と、電流検出部５０で検出されたた電流（電流値ｉ）の差である電流偏差値Δｉを演算する。
次に、比例積分制御部８２が、電流偏差値Δｉに対して比例積分制御（ＰＩ（Proportional-Integral）制御）を行うことで、電圧指令値Ｖ＊を算出し、出力する。
このような制御が行われることで、比例積分制御によるフィードバック制御が行われ、電流値ｉが電流指令値ｉ＊＊に一致（収束）するように制御される。
なお、電圧指令値Ｖ＊は、Ｐ（Proportional）制御や、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御によって算出されてもよい。
なお、電流値ｉが電流指令値ｉ＊＊に一致したとき、リニアアクチュエータ１０は、目標とする振動幅及び振動周波数で振動している。
【００５４】
電圧指令値Ｖ＊は、図示しないパルス発生部に入力される。パルス発生部は、入力された電圧指令値Ｖ＊に基づいたＰＷＭ制御を行うことで、図６に示すスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオン・オフを切り替える。このようにすることで、図７に示す配線２０１ｃ〜２０１ｅに電圧指令値Ｖ＊に一致する、ＰＷＭ制御された電圧が供給される。
このような比例積分制御部８２が用いられることで、既存の技術を用いた制御が可能となる。
【００５５】
（加速度推定部６１０）
図９は、加速度・位置推定部６０における加速度推定部６１０の具体的な構成例を示す図である。
加速度推定部６１０は、誘起電圧推定部６１１、１／Ｋｅ演算部６１２、乗算部６１３、微分演算部６１４を有する。
また、誘起電圧推定部６１１は、電流検出部５０で検出された電流値ｉと、電圧指令生成部８０が出力した電圧指令値Ｖ＊とを基に、前記した（１ａ）式を演算する。すなわち、誘起電圧推定部６１１は、（１ａ）式の「Ｖ」に電圧指令値Ｖ＊を代入し、さらに、（１ａ）式の「ｉ」に電流値ｉを代入することで、リニアアクチュエータ１０の固定子１１（図２参照）と可動子１２（図２参照）とが相対運動することによって生じる誘起電圧Ｅｍを演算する。
【００５６】
また、１／Ｋｅ演算部６１２は、図示しないメモリ等からリニアアクチュエータ１０の誘起電圧定数Ｋｅを取得すると、その逆数を演算する。
そして、乗算部６１３において、誘起電圧推定部６１１の出力（誘起電圧Ｅｍ）と、１／Ｋｅ演算部６１２の出力（１／Ｋｅ）とを乗算する。乗算部６１３から出力される結果は、（２ａ）式の誘起電圧Ｅｍに（１ａ）式を代入したものであり、リニアアクチュエータ１０の固定子１１と、可動子１２との相対速度ωｍである。
そして、微分演算部６１４が、乗算部６１３から出力される結果、すなわち、リニアアクチュエータ１０の固定子１１と、可動子１２との相対速度ωｍを微分する。これにより、固定子１１と、可動子１２との相対加速度ａｍが演算される（（３）式）。
【００５７】
（位置推定部６２０）
図１０は、加速度・位置推定部６０における位置推定部６２０の具体的な構成例を示す図である。
位置推定部６２０は、誘起電圧推定部６２１、１／Ｋｅ演算部６２２、乗算部６２３、積分演算部６２４を有する。
なお、位置推定部６２０における誘起電圧推定部６２１、１／Ｋｅ演算部６２２、乗算部６２３で行われる演算は、図９に示す各部６１１〜６１３と同様であるので、ここでの説明を省略する。
積分演算部６２４が、乗算部６２３から出力される結果、すなわち、リニアアクチュエータ１０の固定子１１と、可動子１２との相対速度ωｍを積分する。これにより、固定子１１（図２参照）と、可動子１２（図２参照）との相対位置ｘｍが演算される（（４）式）。
【００５８】
なお、（３）式や（４）式における積分・微分演算は、電流検出部５０で検出された電流値ｉの誤差や、ノイズや、実際に印加される電圧Ｖと、電圧指令生成部８０の出力である電圧指令値Ｖ＊との誤差等の影響を受ける。そのため、ローパスフィルタや、ハイパスフィルタが設置されてもよい。
【００５９】
＜第１実施形態の効果＞
第１実施形態によれば、加速度・位置推定部６０は、電流検出部５０で検出された電流値ｉを基に相対加速度ａｍや相対位置ｘｍを推定・出力する。
電流指令生成部７０が、相対加速度ａｍや相対位置ｘｍに基づいて、推力指令値Ｔ＊を算出し、さらに電流指令値ｉ＊＊を算出する。そして、電圧指令生成部８０が、電流指令値ｉ＊＊に、電流検出部５０で検出された電流値ｉが追従するようフィードバック制御を行う。
【００６０】
ここで、ゲインｍ＊及びゲインｋ＊について説明する。
ここで、質量ｍ［Ｋｇ］の物体を、バネ定数ｋ［Ｎ／ｍ］のスプリングと減衰係数ｃ［Ｎｓ／ｍ］のダンパとで並列に支持した１自由の一般的な振動系に加振力Ｆが加わる場合を想定する。
変位量をｘ［ｍ］とした場合、運動方程式は、以下の（５）式で与えられ、その共振周波数ωｎ［ｒａｄ／ｓ］は（６）式で与えられる。
【００６１】
ｍ（ｄ２ｘ／ｄｔ２）＋ｃ（ｄｘ／ｄｔ）＋ｋｘ＝Ｆ  ・・・  （５）
ωｎ＝（ｋ／ｍ）１／２  ・・・  （６）
【００６２】
（６）式より、共振周波数ωｎは質量ｍとバネ定数ｋにより決定される。
例えば、図１に示す対象物Ｇを洗濯機とすると、洗濯機では、洗い・すすぎ・乾燥時において洗濯槽の回転速度が時々刻々と変化する。この回転速度の変化に伴い、洗濯槽の振動の周波数も変化する。そのため、洗濯槽の回転速度が共振周波数ωｎに近づくと、洗濯槽の振動が大きくなり、その振動が洗濯機本体に伝播する。
【００６３】
ここで、相対加速度ａｍに乗算されるゲインｍ＊は、運動方程式Ｆ＝ｍａにおける質量ｍに相当する。同様に、相対位置ｘｍに乗算されるゲインｋ＊は、バネに固定した質点のＦ＝−ｋｘにおけるバネ定数ｋに相当する。
第１実施形態によれば、推力指令値Ｔ＊は、リニアアクチュエータ１０の相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍに所定のゲインｍ＊，ｋ＊を乗算比例して算出する。すなわち、運動方程式による質量に相当するゲインｍ＊を調整することにより生じる力（推力）や、ゲインｋ＊によりバネ定数（弾性係数）に相当して生じる力（推力）を制御できる。言い換えれば、ゲインｍ＊，ｋ＊を設定することは、洗濯機の質量や、スプリング２０（図４参照）あるいはスプリング２０ａ（図５参照）のバネ定数を変化させていることに相当する。
【００６４】
ただし、ゲインｍ＊は実際の質量ｍとは異なる。同様に、ゲインｋ＊は、実際のスプリング２０（図４参照）や、スプリング２０ａ（図５参照）のバネ定数ｋと異なる。
つまり、ゲインｍ＊，ｋ＊は、前記したように設計者によって決定される値であり、実際の質量ｍや、バネ定数ｋよりも大きい値、あるいは小さい値に設定されている。
これにより、加算部７３から出力される推力指令値Ｔ＊は、リニアアクチュエータ１０が、実際に出力している推力より、大きい推力、あるいは小さい推力となる。これにより、リニアアクチュエータ１０に接続されている対象物Ｇの振動がずらされ、対象物Ｇの振動を共振周波数からずらすことができる。
具体的には、ゲインｍ＊，ｋ＊を使用することで、対象物Ｇの振動周波数を以下の（７）式に示す周波数ωｎとすることができる。
【００６５】
ωｎ＝｛（ｋ−ｋ＊）／（ｍ−ｍ＊）｝１／２  ・・・（７）
【００６６】
なお、（７）式は、推定した相対加速度ａｍ及び相対位置ｘｍが、真値と等しく、推力指令値Ｔ＊が正しく出力されているとした理想条件で成立する。
【００６７】
このようにすることで、対象物Ｇが洗濯機であれば、洗濯槽の回転速度から共振周波数ωｎを遠ざけることが可能となる。従って、低振動かつ低騒音の洗濯機を提供することが可能となる。さらに、対象物Ｇは洗濯機であれば、第１実施形態によれば、高速駆動時に床伝達力を低減することができる。
【００６８】
また、第１実施形態によれば、センサとして必要なのは電流検出部５０、つまり、電流センサのみである。すなわち、第１実施形態では、可動子１２（図２、図３参照）の相対加速度や、相対位置、速度を検出するセンサを設ける必要がない。
つまり、対象物Ｇの振動によって生じるリニアアクチュエータ１０の誘起電圧Ｅｍに基づく電流変化によって、対象物Ｇの振動を検知し、そして、電流変化に基づいて対象物Ｇの制振を行っている。いわば、リニアアクチュエータ１０を加速度センサや、振動センサとして用いているため、加速度センサや、振動センサを設置する必要がない。
【００６９】
そして、多くのセンサが取り付られると、１つのセンサが故障すると、システム全体が停止してしまう。また、どのセンサが故障したのかを、突き止めるのが困難となる。
第１実施形態によれば、センサとして必要なのは電流検出部５０、つまり、電流センサのみであるので、センサの故障によって振動制御システムＺが停止する確率を低下させることができる。さらに、どのセンサ故障したのかを突き止めるのが容易となる。
【００７０】
このようにすることで、第１実施形態の振動制御システムＺは低コスト化を図ることができる。また、リニアアクチュエータ１０は、その構成要素（固定子１１、可動子１２）の損傷や摩耗がほとんど発生しないため、振動制御システムＺの耐久性を高めることができる。
【００７１】
また、図６や、図７に示すように、複数のリニアアクチュエータ１０に印加される単相交流電圧が、一つのインバータ部４０によって生成される。このようにすることで、２つのインバータ部を設ける構成と比較して、低コスト化を図ることができる。
このように、振動制御システムＺは、比較的簡素な構成で、対象物Ｇの振動を適切に抑制できる。
【００７２】
また、第１実施形態の振動制御システムＺは、相対加速度ａｍ及び／または相対位置ｘｍに基づいて、インバータ部４０への電流指令値ｉ＊＊を生成出力する電流指令生成部７０を有している。さらに、振動制御システムＺは、電流検出部５０によって検出される電流が電流指令に一致するように、電圧指令値Ｖ＊を生成する電圧指令生成部８０を有している。このような構成を有することで、対象物Ｇの振動性を容易に行うことができる。
【００７３】
また、第１実施形態では、電流指令生成部７０は、相対加速度ａｍ及び／または相対位置ｘｍに、所定のゲインｍ＊，ｋ＊を乗算している。このようにすることで、振動制御システムＺは、洗濯機の質量や、スプリング２０，２０ａのバネ定数を仮想的に変化させて、振動周波数を変形させている。すなわち、このような構成とすることで、電流値ｉに基づいて、容易に対象物Ｇの振動周波数を容易に変化させることができる。
【００７４】
≪第２実施形態≫
次に、図１１〜図１６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
（振動制御システムＺａ）
図１１は、第２実施形態で用いられる振動制御システムＺａの構成を示す図である。
図１１に示す振動制御システムＺａにおいて、図１に示す振動制御システムＺと異なる点は、図１の電流指令生成部７０が、振動制御装置１００ａの推力調整部９０ａの電流指令生成部７０ａとなっている点である。電流指令生成部７０ａについては後記する。
それ以外の構成は、図１と同様であるので同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
（電流指令生成部７０ａ）
図１２は、第２実施形態で用いられる電流指令生成部７０ａの構成を示す図である。
図１２に示す電流指令生成部７０ａにおいて、図８に示す電流指令生成部７０と異なる箇所は、ｍ＊ゲイン乗算部７１がｍ＊ゲイン乗算部７１ａに、ｋ＊ゲイン乗算部７２がｋ＊ゲイン乗算部７２ａとなっている点である。
ｍ＊ゲイン乗算部７１ａは、ゲインｍ＊を可変することができるところが、図８のｍ＊ゲイン乗算部７１と異なる。同様に、ｋ＊ゲイン乗算部７２ａは、ゲインｋ＊を可変することができるところが、図８のｋ＊ゲイン乗算部７２と異なる。
これ以外の構成は、図８と同様であるので、図８と同一の符号を付して、説明を省略する。
このように、第２実施形態では、加速度・位置推定部６０の出力から、推力指令値Ｔ＊を生成する際に、ゲインｍ＊，ｋ＊の大きさを可変する点が第１実施形態と異なる。
【００７６】
（可変ゲインについて）
図１３は、ゲインｍ＊，ｋ＊の可変例を示す図である。
図１３に示す例では、相対加速度ａｍまたは相対位置ｘｍの極性によりゲインｍ＊，ｋ＊が可変されている。図１３に示す例では、相対加速度ａｍまたは相対位置ｘｍが負のときには、相対加速度ａｍまたは相対位置ｘｍが正の場合に比べて、ゲインｍ＊，ｋ＊が小さい値となっている。
【００７７】
図１４は、図１３に示す例に従って制御が行われた場合における結果を示す図である。
図１４において、破線は対象物Ｇの振動によって生じたリニアアクチュエータ１０の相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍの時間変換を示している。そして、実線は、対象物Ｇの振動を制動するためにリニアアクチュエータ１０に流される電流値ｉの時間変化を示している。
【００７８】
図１３に示すように、相対加速度ａｍまたは相対位置ｘｍが負のときには、相対加速度ａｍまたは相対位置ｘｍが正の場合に比べて、ゲインｍ＊，ｋ＊が小さい値となるよう制御されている。このため、図１４に示すように、電流値ｉが、正の場合に比べて負の場合において小さくなっている。このように、ゲインｍ＊，ｋ＊を可変しても、対象物Ｇの振動を適切に抑制できる。
【００７９】
ここで、実際には、相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍは、電流（電流値ｉ）の変化に追従して動作する。しかし、対象物Ｇや、リニアアクチュエータ１０の構造の影響を受けることで、複雑な動作となるため、実際に制御された相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍの動作は図１４には示していない。しかし、前記したように、電流（電流値ｉ）の変化に追従して動作するため、相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍが負のときには、相対加速度ａｍまたは相対位置ｘｍが正の場合に比べて、振動振幅が小さくなる。
【００８０】
このような制御を行うことで、例えば、リニアアクチュエータ１０下方や、上方の空間が狭い場合、その空間での振動振幅を小さくすることができる。
【００８１】
図１５は、ゲインｍ＊またはゲインｋ＊を可変した別の例を示す図である。
相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍがゼロ付近では、相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍの極性が、ノイズ等により交互に入れ替わるため場合によっては制振性能を損なう可能性がある。つまり、相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍがゼロ付近では、電流値ｉもゼロ付近となる。そのため、電流値ｉに対するノイズの割合が大きくなってしまう。すなわち、ＳＮ（Signal to Noise）比が小さくなってしまう。
そこで、図１５に示すように、相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍがゼロ付近では、ゲインｍ＊，ｋ＊を０とするような不感帯を設ける。
なお、図１５において、ゲインｍ＊，ｋ＊の不感帯の正側の幅、負側の幅が異なっているが、同じ幅としてもよい。
【００８２】
図１６は、図１５に示す例に従って制御が行われた場合における結果を示す図である。
図１６でも、図１４と同様、破線は対象物Ｇの振動によって生じたリニアアクチュエータ１０の相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍの時間変換を示している。そして、実線は、対象物Ｇの振動を制動するためにリニアアクチュエータ１０に流される電流値ｉの時間変化を示している。
図１５に示すようにゲインｍ＊，ｋ＊を可変した場合、相対加速度ａｍ、相対位置ｘｍと、電流値ｉの関係は図１６に示すような関係となる。つまり、相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍがゼロ付近において電流値ｉがゼロとなる。
【００８３】
ここで、実際には、相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍは、電流（電流値ｉ）の変化に追従して動作する。しかし、対象物Ｇや、リニアアクチュエータ１０の構造の影響を受けることで、複雑な動作となるため、実際に制御された相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍの動作は図１６には示していない。しかし、前記したように、電流（電流値ｉ）の変化に追従して動作するため、相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍは、概ね電流値ｉに追従した動きとなるよう制御される。
【００８４】
このようにすることで、電流値ｉのＳＮ比が小さい箇所での制御を避けることができる。これにより、対象物Ｇの振動を適切に抑制することができる。なお、図１６に示すような電流（電流値ｉ）は、ｍ＊ゲイン乗算部７１ａや、ｋ＊ゲイン乗算部７２ａによるゲインｍ＊，ｋ＊の制御、電流指令値算出部７４での制御等によって実現可能である。
【００８５】
＜効果＞
第２実施形態では、ｍ＊ゲイン乗算部７１ａ、ｋ＊ゲイン乗算部７２ａによって、ゲインｍ＊，ｋ＊の大きさが可変される。このようにすることで、相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍの極性や大きさ等により電流指令値ｉ＊＊を可変することができる。つまり、対象物Ｇの振動の大きさや、方向や、振動スペースに応じて適切な制振制御を提供することが可能となる。
【００８６】
≪第３実施形態≫
次に、図１７〜図１９を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。
（振動制御システムＺｂ）
図１７は、第３実施形態で用いられる振動制御システムＺｂの構成例を示す図である。
図１７に示す振動制御システムＺｂにおいて、図１に示す振動制御システムＺと異なる点は、以下の２点である。
（１）振動制御装置１００ｂの推力調整部９０ｂにおける電流指令生成部７０ｂは、対象物Ｇの振動周波数ｆに関連する情報（振動周波数情報）を対象物Ｇから取得する。なお、対象物Ｇが回転体の場合、振動周波数ｆの代わりに回転周波数が取得されてもよい。
例えば、電流指令生成部７０ｂは、対象物Ｇが洗濯機であれば、洗濯槽を回転するモータへの回転指令や、モータに設置されているモータの回転角度を検出するセンサから、洗濯槽が振動周波数ｆを生じる回転周波数を検知する。
【００８７】
（２）電流指令生成部７０ｂは、加速度・位置推定部６０が算出した相対加速度ａｍや、相対位置ｘｍと、取得した振動周波数情報とを基に制限された電流指令値ｉ＊＊を出力する。電流指令生成部７０ｂについては後記する。
その他の構成は、図１と同様であるので、図１と同一の符号を付して、説明を省略する。
【００８８】
（電流指令生成部７０ｂ）
図１８は、第３実施形態で用いられる電流指令生成部７０ｂの構成例を示す図である。
図１８に示す電流指令生成部７０ｂが、図８と異なる点は以下の４点である。
（１）ｍ＊ゲイン乗算部７１の代わりに推力指令生成部７６ａが備えられている。
（２）ｋ＊ゲイン乗算部７２の代わりに推力指令生成部７６ｂが備えられている。
（３）推力指令生成部７６ａ，７６ｂそれぞれが参照するテーブル７７ａ，７７ｂが備えられている。テーブル７７ａには相対加速度ａｍ、振動周波数ｆ、対象物Ｇの質量、推力指令値Ｔｍ＊等が対応付けられて格納されている。また、テーブル７７ｂには相対位置ｘｍ、振動周波数ｆ、対象物Ｇの質量、推力指令値Ｔｋ＊等が対応付けられて格納されている。対象物Ｇが洗濯機である場合、対象物Ｇの質量は洗濯機の質量と、洗濯物の質量となる。場合によって、リニアアクチュエータ１０の質量が対象物Ｇの質量に含まれる場合がある。
【００８９】
（４）推力指令生成部７６ａは、入力された相対加速度ａｍ、振動周波数情報を基に、テーブル７７ａを参照して、対応する推力指令値Ｔｍ＊を出力する。同様に、推力指令生成部７６ｂは、入力された相対位置ｘｍ、振動周波数情報を基に、テーブル７７ｂを参照して、対応する推力指令値Ｔｋ＊を出力する。
【００９０】
このように、推力指令生成部７６ａは、相対加速度ａｍ、振動周波数情報を入力として、推力指令値Ｔｍ＊を出力している。これは、実質的にゲインｍ＊を制御していることに他ならない。以降では、推力指令生成部７６ａは、ゲインｍ＊を制御しているものと適宜記載することがある。
同様に、推力指令生成部７６ｂは、相対位置ｘｍ、振動周波数情報を入力として、推力指令値Ｔｋ＊を出力している。これは、実質的にゲインｋ＊を制御していることに他ならない。以降では、推力指令生成部７６ｂは、ゲインｋ＊を制御しているものと適宜記載することがある。
【００９１】
なお、テーブル７７ａ，７７ｂを１つにまとめ、そのテーブルを推力指令生成部７６ａ，７６ｂが参照するようにしてもよい。
その他の構成は、図８に示す電流指令生成部７０と同様の構成を有しているので、図８と同一の符号を付して、説明を省略する。
【００９２】
図１９は、ゲインｋ＊を可変した場合における対象物Ｇの振動周波数ｆと振動振幅絶対値との関係を示す図である。
波形５０１は、リニアアクチュエータ１０に通電を行わない場合（制振制御を行わない場合）の波形である。すなわち、通電を行わない場合、（６）式の関係より、共振周波数ωｎで振動振幅が最大となる。
波形５０２、波形５０３は第１実施形態の手法に基づいて、リニアアクチュエータ１０を制御した結果を示している。
ここで、波形５０２は、共振周波数が小さくなるようにゲインｋ＊を設定した場合の波形を示している。
また、波形５０３は、共振周波数が大きくなるようにゲインｋ＊を調整した場合の波形を示している。
【００９３】
波形５０４は、第３実施形態に基づいて、リニアアクチュエータ１０を制御した結果である。具体的には、振動周波数ｆが波形５０１の共振周波数ωｎより小さい場合、共振周波数が大きくなるよう（波形５０３となるよう）ゲインｋ＊が制御される。振動周波数ｆが大きくなっていき、波形５０１の共振周波数ωｎ通過後（共振周波数ωｎより大きくなると）、共振周波数が小さくなるよう（波形５０２となるよう）ゲインｋ＊が調整される。
【００９４】
図１９では、ゲインｋ＊が制御された場合を示しているが、ゲインｍ＊も同様に制御される。
【００９５】
このように、対象物Ｇからの振動周波数情報を用いて、ゲインｍ＊またはゲインｋ＊を可変することで、適切な振動振幅の低減を実現することができる。
【００９６】
＜効果＞
第３実施形態によれば、対象物Ｇの振動周波数情報に基づいて、推力指令値Ｔ＊を生成し、共振周波数近傍での振動の増加を抑制している。例えば、対象物Ｇが洗濯機Ｗである場合、洗濯槽における洗濯物の多少によって、同じ振動周波数の振動が生じていても、リニアアクチュエータ１０の相対加速度が異なる場合がある。第３実施形態によれば、このような状況にも対応できる。すなわち、制振性能の高い振動制御システムＺｂを提供することができる。
【００９７】
≪第４実施形態≫
次に、図２０〜図２３を参照して、本発明の第４実施形態を説明する。
第４実施形態では、第１〜第３実施形態の振動制御システムＺを洗濯機Ｗに適用した例を示している。
（振動制御システムＺ）
図２０は、第４実施形態に用いられる振動制御システムＺｃの構成例を示す図である。
なお、図２０において、図１の振動制御システムＺと異なる点は、図１の対象物Ｇとして洗濯機Ｗの外槽３７がリニアアクチュエータ１０に備えられている点である。
また、整流回路Ｒｅは洗濯機Ｗに元々備わっているものである。
図２０に示すように、整流回路Ｒｅは、インバータ部４０に接続されるとともに、洗濯槽３５（図２２参照）を回転させるモータ（第１の駆動部）３８ｂに電力を供給するインバータ部３８ａにも接続されている。
その他の構成は、図１と同じであるので、図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００９８】
（洗濯機Ｗ）
図２１は、振動制御装置１００を備える洗濯機Ｗの斜視図である。
なお、振動制御装置１００は、洗濯機Ｗの内部に設置されているため、図２１では振動制御装置１００を図示していない。
図２１に示す洗濯機Ｗは、ドラム式の洗濯機Ｗであり、また、衣類を乾燥する機能も有している。洗濯機Ｗは、ベース３１と、筐体３２と、ドア３３と、操作・表示パネル３４と、排水ホースＨとを備えている。
【００９９】
ベース３１は、筐体３２を支持するものである。
筐体３２は、左右の側板３２ａと、前面カバー３２ｂと、背面カバー３２ｃ（図２２参照）と、上面カバー３２ｄとを備えている。前面カバー３２ｂの中央付近には、衣類を出し入れするための円形の投入口ｈ１（図２２参照）が形成されている。
ドア３３は、前記した投入口ｈ１に設けられる開閉可能な蓋である。
【０１００】
操作・表示パネル３４は、電気スイッチ・操作スイッチ・表示器等が設けられたパネルであり、上面カバー３２ｄに設置されている。
排水ホースＨは、外槽３７（図２２参照）の洗濯水を排出するためのホースであり、外槽３７に接続されている。
【０１０１】
図２２は、振動制御装置１００を備える洗濯機Ｗの縦断面図である。洗濯機Ｗは、前記した構成の他に、洗濯槽３５と、リフタ３６と、外槽３７と、駆動機構３８と、送風ユニット３９とを備えている。
また、洗濯機Ｗには制御用マイコンＣが備えられている。制御用マイコンＣは、洗濯機Ｗの各部を制御するものであり、図２０に示すインバータ部４０、加速度・位置推定部６０、推力調整部９０等を含んでいる。なお、制御用マイコンＣによる制御を示す制御線は、図が煩雑になるのを防ぐため、図示省略している。
なお、交流電源Ｅ、整流回路Ｒｅは図２２では図示省略している。
【０１０２】
洗濯槽３５は、衣類を収容するものであり、有底円筒状を呈している。洗濯槽３５は、外槽３７に内包され、この外槽３７と同軸上で回転自在に軸支されている。洗濯槽３５の周壁及び底壁には、通水・通風のための貫通孔（図示せず）が多数設けられている。また、洗濯槽３５の開口ｈ２は、外槽３７の開口ｈ３とともに、閉状態のドア３３に臨んでいる。
【０１０３】
なお、図２２に示す例において洗濯槽３５の回転中心軸は、開口側が高くなるように傾斜しているが、これに限らない。すなわち、洗濯槽３５の回転中心軸は、水平方向であってもよいし、また、鉛直方向であってもよい。
リフタ３６は、洗濯中・乾燥中に衣類を持ち上げて落下させるものであり、洗濯槽３５の内周壁に設置されている。
【０１０４】
外槽３７は、洗濯水の貯留等を行うものであり、有底円筒状を呈している。図２２に示すように、外槽３７は、洗濯槽３５を内包している。外槽３７の左右には、リニアアクチュエータ１０（固定子１１・可動子１２）及びスプリング２０がそれぞれ設置されている。なお、図６では、２つのリニアアクチュエータ１０の一方を図示している。
【０１０５】
また、外槽３７の底壁の最下部には排水孔（図示せず）が設けられ、この排水孔に排水ホースＨが接続されている。そして、排水ホースＨに設けられた排水弁（図示せず）が閉弁された状態で外槽３７に洗濯水が貯留され、また、排水弁が開弁されることで洗濯水が排出されるようになっている。
【０１０６】
駆動機構３８は、洗濯槽３５を回転させる機構であり、外槽３７の底壁の外側に設置されている。駆動機構３８は、図２０に示すモータ３８ｂを駆動するためのインバータ部３８ａと、モータ３８ｂとを備えている。駆動機構３８が備えるモータ３８ｂ（図２０参照）の回転軸は、外槽３７の底壁を貫通して、洗濯槽３５の底壁に連結されている。
【０１０７】
送風ユニット３９は、洗濯槽３５に温風を送り込むものであり、洗濯槽３５の上側に配置されている。送風ユニット３９は、ヒータ（図示せず）及びファン（図示せず）を備えている。そして、ヒータで熱せられた空気が、ファンによって洗濯槽３５に送り込まれるようになっている。これによって、水を含んだ衣類が、洗濯槽３５内で徐々に乾燥する。
【０１０８】
（整流回路Ｒｅ・インバータ部４０）
図２３は、第４実施形態で用いられる整流回路Ｒｅとインバータ部４０との構成を示す図である。
図２３において、図６と異なる点は、前記したように、整流回路Ｒｅの出力が、インバータ部４０に供給されるとともに、洗濯槽３５（図２２参照）を回転させるモータ３８ｂに三相交流電圧を供給するモータ駆動用のインバータ部３８ａに供給されている点である。このようにすることで、整流回路Ｒｅを、別個に用意する必要がなくなり、コストを低減することができる。
その他の構成は、図６と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
なお、整流回路Ｒｅは、前記したように洗濯機Ｗに元々備えられているものである。
【０１０９】
ここで、図２０〜図２３では、第１実施形態の振動制御システムＺを洗濯機Ｗに適用した例を示しているが、第２実施形態の振動制御システムＺａや、第３実施形態に示す振動制御システムＺｂが適用されてもよい。
【０１１０】
＜効果＞
第４実施形態によれば、整流回路Ｒｅをインバータ部４０及びインバータ部３８ａで共通化する。つまり、元々洗濯機Ｗに備えられている整流回路Ｒｅをリニアアクチュエータ１０の制御用に流用することができる。これにより、低コストな振動制御システムＺを備えた洗濯機Ｗを提供することが可能となる。また、回転数、洗濯物の重量が複雑に変化する洗濯機Ｗにおいても、振動を低減することができる。
【０１１１】
また、各実施形態では、図４や、図５に示すように、リニアアクチュエータ１０と固定治具Ｊとの間にスプリング２０，２０ａを設けているが、これに限らない。例えば、スプリング２０に代えて、ゴムや油圧を利用した機構を適用してもよい。
【０１１２】
また、第４実施形態では、振動制御装置１００等によって洗濯機Ｗの振動制御を行う構成について説明したが、これに限らない。例えば、エアコンや冷蔵庫等の家電製品の他、鉄道車両や自動車、建設機械、建築物、エレベータ、圧縮機等のように、振動するもの対して、本発明の第１〜第３実施形態を適用できる。
また、各実施形態では、単相交流電力でリニアアクチュエータ１０を駆動する構成について説明したが、例えば、三相交流電力でリニアアクチュエータ１０を駆動させてもよい。
【０１１３】
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１１４】
また、前記した各構成、機能、各部６０，９０、記憶部等は、それらの一部またはすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現してもよい。また、図４に示すように、前記した各構成、機能等は、ＣＰＵ等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル７７ａ，７７ｂ、ファイル等の情報は、ＨＤ（Hard Disk）に格納すること以外に、メモリや、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カードや、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に格納することができる。
また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１０，１０ａ〜１０ｄ  リニアアクチュエータ（駆動部、第２の駆動部）
１１，１１ａ  固定子
１２，１２ａ  可動子
３５    洗濯槽
３７    外槽
３８ａ  洗濯機のインバータ部
３８ｂ  モータ（第１の駆動部）
４０    振動制御装置のインバータ部（電力変換部）
５０    電流検出部
６０    加速度・位置推定部（推定部）
７０，７０ａ，７０ｂ  電流指令生成部
７１，７１ａ  ｍ＊ゲイン乗算部
７２，７２ａ  ｋ＊ゲイン乗算部
７４    電流指令値算出部
７５    電流指令リミッタ部
７６ａ，７６ｂ  推力指令生成部
７７ａ，７７ｂ  テーブル
８０    電圧指令生成部
８２    比例積分制御部
９０，９０ａ，９０ｂ    推力調整部
１００，１００ａ，１００ｂ  振動制御装置
Ｅ      交流電源
Ｇ      対象物
Ｒｅ      整流回路（整流部）
Ｒｅ１    ダイオードブリッジ回路
Ｗ      洗濯機
Ｚ，Ｚａ      振動制御システム
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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