(57)【要約】【課題】位置検出器の検出位置のばらつきの影響を受けずに低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動するモータ制御装置を実現する。【解決手段】ブラシレスモータ２をインバータ制御する制御回路１は、前もって、ブラシレスモータ２の複数の巻線に印加する三相交流電圧をゆっくりと回転させ、位置検出器３の出力信号の変化時の三相交流電圧の方向を検出し、三相交流電圧の方向の検出値が、あらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、あらかじめ定められた範囲内の場合には三相交流電圧の方向の検出値をブラシレスモータ２の位置検出信号の補正値として記憶手段５に保存し、ブラシレスモータの運転時には、位置検出器３の位置検出信号と前記位置検出信号の補正値を用いてブラシレスモータ２の制御を行うことで、精度のよい検出位置補正機能を持たせ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータ２を駆動できる。【選択図】図１
2015050790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記位置検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に印加する三相交流電圧を制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線に印加する三相交流電圧を前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記位置検出器の出力信号の変化時の前記三相交流電圧の方向を検出し、前記三相交流電圧の方向の検出値があらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記三相交流電圧の方向の検出値があらかじめ定められた範囲内の場合には前記三相交流電圧の方向の検出値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行う、位置検出器の検出位置補正機能を備えたモータ制御装置。
【請求項２】
ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記位置検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に印加する三相交流電圧を制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線に印加する三相交流電圧を前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記ブラシレスモータを時計回り及び反時計回りそれぞれに回転させ、それぞれの回転方向で前記位置検出器の出力信号の変化時の前記三相交流電圧の方向の検出を行い、前記三相交流電圧の方向の検出値の平均値があらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記三相交流電圧の方向の検出値の平均値があらかじめ定められた範囲内の場合には前記三相交流電圧の方向の検出値の平均値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行う、位置検出器の検出位置補正機能を備えたモータ制御装置。
【請求項３】
ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記位置検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に印加する三相交流電圧を制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線に印加する三相交流電圧を前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記位置検出器の出力信号の変化時の前記三相交流電圧の方向を前記ブラシレスモータの極対数と同じ周期分で検出し、前記三相交流電圧の方向の検出値の平均値があらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記三相交流電圧の方向の検出値の平均値があらかじめ定められた範囲内の場合には前記三相交流電圧の方向の検出値の平均値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行う、位置検出器の検出位置補正機能を備えたモータ制御装置。
【請求項４】
前記制御回路は、位置検出補正を異常を検出して終了した場合には、位置検出信号の補正値を使用せず、あらかじめ設定された初期値を使用し前記ブラシレスモータの運転を行う請求項１〜３のいずれか１項記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記制御回路は、位置検出信号の補正値を検出する近傍の三相交流電圧の回転速度に対して、位置検出信号の補正値を検出しない範囲は三相交流電圧の回転速度を早くするよう制
御する請求項１〜４のいずれか１項記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記記憶手段は不揮発性メモリである請求項１〜５のいずれか１項記載のモータ制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載のモータ制御装置を備えたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブラシレスモータの制御を行うモータ制御装置およびこれを用いたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機等に用いられるモータ制御装置においては、一般的にブラシレスモータを低速から高速まで効率よく制御を行うために、位置検出器を備えたブラシレスモータのインバータ制御がよく用いられている（例えば、特許文献１参照）。図７は一般的なブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置を示したもので、以下その構成について説明する。
【０００３】
モータ制御装置は、ブラシレスモータ２と、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器３（３ａ、３ｂ、３ｃ）と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータ１１と、前記位置検出器の信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動するインバータ１１の制御を行う制御回路６４及びドライブ回路６２、を有している。ブラシレスモータ２には前記位置検出器が内蔵されており、例えばロータのマグネットの磁束の向きを信号として出力するホールＩＣの利用などが一般的である。また、インバータ１１には交流電源５３をダイオードブリッジ５５で整流し、コンデンサ５６ａ、５６ｂで平滑した電圧が供給される。インバータ１１は６個のスイッチング素子ＳＷＵ、ＳＷＶ、ＳＷＷ、ＳＷＸ、ＳＷＹ、ＳＷＺ及び６個のダイオード６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６１ａ、６１ｂ、６１ｃより構成される。
【０００４】
ブラシレスモータ２の制御は、ブラシレスモータ２に内蔵された位置検出器３（３ａ、３ｂ、３ｃ）の信号を使用し、その信号より制御回路６４がブラシレスモータ２のロータの速度、位置を検出し、インバータ１１のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号を生成し、ドライブ回路６２によりスイッチング素子ＳＷＵ、ＳＷＶ、ＳＷＷ、ＳＷＸ、ＳＷＹ、ＳＷＺを駆動できる電圧に増幅・変換を行い、インバータ１１の駆動を行うことでブラシレスモータ２を制御する。
【０００５】
ところで、ブラシレスモータ２に内蔵されている位置検出器３（３ａ、３ｂ、３ｃ）に例えばホールＩＣを使用してブラシレスモータ２のロータの磁束を検出しようとする場合、ホールＩＣの取り付けの精度、例としてプリント配線板への実装の位置精度、プリント配線板のブラシレスモータ２への固定位置精度、ブラシレスモータ２のロータの機械的精度、着磁の精度等々の影響を受け、位置検出器３の出力信号は本来検出したいロータの位置すなわちロータの誘起電圧に対してあるべき位置検出器３の信号の位置に対して位相のずれが発生する。このずれは、しばしば電気角で１０度程度まで大きくなることがある。
【０００６】
位置検出器３の信号、すなわちブラシレスモータ２のロータの位置の検出値のずれはブラシレスモータ２駆動時に効率の低下を招き、ブラシレスモータ２の発熱を増加させる。また、この傾向はブラシレスモータ２の回転数が高いほど大きくなる。特に電源電圧に対しブラシレスモータ２の誘起電圧が無視できなくなり、進角制御を行うときには顕著になるとともに、場合によっては脱調、制御不能状態に陥ることもある。
【０００７】
これを防ぐために、予め設定された電圧、周波数の正弦波状の電圧をブラシレスモータ２に供給し、オープンループ駆動させたときに生ずる前記正弦波状の電圧の位相と位置検出器３の出力信号との位相とのずれ量を検出して記憶手段５に記憶するとともに、位置検
出器３から出力される位置信号に基づくフィードバック制御を行って、ブラシレスモータ２を駆動させるときに前記位置ずれ量に基づいてブラシレスモータ２に供給する正弦波状電圧を補正するようにすることで位置検出器３のずれの影響を受けにくくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３２５４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来のモータ制御装置では、ブラシレスモータをオープンループ駆動したときに生ずる正弦波上の電圧の位相と位置検出器の出力信号との位相の差を記憶、制御に使用するので、実際のブラシレスモータの誘起電圧に対する位置検出器の信号の関係を測定しているものではない。従って、ある程度の位置検出器の誘起電圧に対する信号の位相差の補正はできるものの、位置検出器の信号の位相差を検出するときの負荷のばらつき等に対応するのは困難である。また低速から高速までブラシレスモータに対しベクトル制御を行うときには、特に高速で進角制御を行うときなどに無効電流の制御に与える影響が大きく、制御性に影響を与えることがある。
【００１０】
また、洗濯物の量の多少による負荷のばらつきが大きく、洗濯時あるいは乾燥時にはブラシレスモータを低速駆動し脱水時には高速駆動するドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機に用いた場合、効率よくブラシレスモータを駆動できず、効率のよいドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機を実現することが困難であるという課題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ブラシレスモータの制御装置において、精度のよいブラシレスモータの位置検出器の検出位置補正機能を持たせ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動するモータ制御装置およびこれを用いたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するために、モータ制御装置は、ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に印加する三相交流電圧を制御し、前記三相交流電圧を前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記位置検出器の出力信号の変化時の前記三相交流電圧の方向を検出し、前記三相交流電圧の方向の検出値があらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記三相交流電圧の方向の検出値があらかじめ定められた範囲内の場合には前記三相交流電圧の方向の検出値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行うモータ制御装置である。
【００１３】
これにより、誘起電圧に対する位置検出器の信号が本来あってほしい位置に対してずれを伴った場合でもそのずれの量を的確に補正することができるとともに、位置検出器の信号が本来あってほしい位置よりも大幅にずれている場合にはそれを検出することでブラシレスモータを交換する等の対処を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のモータ制御装置およびこれを用いたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機
は、精度のよいブラシレスモータの位置検出器の検出位置補正機能を持たせ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動する制御装置およびこれを用いたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１のモータ制御装置の構成を示すブロック図
【図２】同モータ制御装置におけるブラシレスモータの誘起電圧と位置検出信号の関係を示す図
【図３】同モータ制御装置におけるブラシレスモータの線間誘起電圧と位置検出器の信号の理想的な場合の図
【図４】同モータ制御装置におけるブラシレスモータの線間誘起電圧と位置検出器の信号がずれを伴った場合の図
【図５】同モータ制御装置におけるブラシレスモータの線間誘起電圧と位置検出器の信号がずれを伴った場合の図
【図６】同モータ制御装置におけるブラシレスモータのモデルの説明図
【図７】従来のモータ制御装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明のモータ制御装置は、ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記位置検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に印加する三相交流電圧を制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線に印加する三相交流電圧を前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記位置検出器の出力信号の変化時の前記三相交流電圧の方向を検出し、前記三相交流電圧の方向の検出値があらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記三相交流電圧の方向の検出値があらかじめ定められた範囲内の場合には前記三相交流電圧の方向の検出値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行うものである。
【００１７】
これにより、前もって位置検出信号の補正のための試運転を行うことで、ブラシレスモータに搭載した位置検出器の出力である位置検出信号を精度よく補正するとともに、位置検出信号が規格値より大きく外れたブラシレスモータを搭載された場合にはそれを検出することでブラシレスモータを交換する等の対処を行うことができ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動するモータ制御装置を実現することができる。
【００１８】
第２の発明は、ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記位置検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に印加する三相交流電圧を制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線に印加する三相交流電圧を前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記ブラシレスモータを時計回り及び反時計回りそれぞれに回転させ、それぞれの回転方向で前記位置検出器の出力信号の変化時の前記三相交流電圧の方向の検出を行い、前記三相交流電圧の方向の検出値の平均値があらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記三相交流電圧の方向の検出値の平均値があらかじめ定められた範囲内の場合には前記三相交流電圧の方向の検出値の平均値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行うものである。
【００１９】
これにより、前もって位置検出信号の補正のための試運転を行うことで、ブラシレスモータの軸あるいは負荷の摩擦の影響などを受けにくくし、さらにブラシレスモータに搭載した位置検出器の出力である位置検出信号を精度よく補正するとともに、位置検出信号が規格値より大きく外れたブラシレスモータを搭載された場合にはそれを検出することでブラシレスモータを交換する等の対処を行うことができ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動するモータ制御装置を実現することができる。
【００２０】
第３の発明は、ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記位置検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に印加する三相交流電圧を制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線に印加する三相交流電圧を前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記位置検出器の出力信号の変化時の前記三相交流電圧の方向を前記ブラシレスモータの極対数と同じ周期分で検出し、前記三相交流電圧の方向の検出値の平均値があらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記三相交流電圧の方向の検出値の平均値があらかじめ定められた範囲内の場合には前記三相交流電圧の方向の検出値の平均値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行うものである。
【００２１】
これにより、前もって位置検出信号の補正のための試運転を行うことで、ブラシレスモータの極対毎の位置検出信号のばらつきの影響を受けにくくし、さらにブラシレスモータに搭載した位置検出器の出力である位置検出信号を精度よく補正するとともに、位置検出信号が規格値より大きく外れたブラシレスモータを搭載された場合にはそれを検出することでブラシレスモータを交換する等の対処を行うことができ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動するモータ制御装置を実現することができる。
【００２２】
第４の発明は、上記第１〜第３の発明において、前記制御回路は、位置検出補正を異常を検出し終了した場合には、位置検出信号の補正値を使用せず、あらかじめ設定された初期値を使用し前記ブラシレスモータの運転を行うものである。これにより、正常な値から逸脱した補正値でブラシレスモータを運転することを防ぎ、たとえば位置信号が異常なブラシレスモータを正常なブラシレスモータに交換した後に位置補正処理を行うことなくブラシレスモータの運転を行う場合に異常な動作を防ぐことができる。
【００２３】
第５の発明は、上記第１〜第４の発明において、前記制御回路は、位置検出信号の補正値を検出する近傍の三相交流電圧の回転速度に対して、位置検出信号の補正値を検出しない範囲は三相交流電圧の回転速度を早くするよう制御するものである。これにより、前もって行う位置検出信号の補正のための時間を短縮することができる。
【００２４】
第６の発明は、上記第１〜第５の発明において、記憶手段は不揮発性メモリとすることで、ブラシレスモータの制御装置の電源を切った場合でも位置検出信号の補正値を記憶することができ、電源の再投入時に再度試運転を行うことなく低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動するモータ制御装置を実現することができる。
【００２５】
第７の発明は、上記第１〜第６の発明のモータ制御装置をドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機に搭載することで、ブラシレスモータを低速駆動する洗濯時あるいは乾燥時から高速駆動する脱水時まで効率よくブラシレスモータを駆動することができ、効率のよいドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機を実現することができる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。また、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。ブラシレスモータ２駆動用のインバータ１１はスイッチング素子ＳＷＵとＳＷＸ、ＳＷＶとＳＷＹ、ＳＷＷとＳＷＺの直列に接続された２個１組を並列に３組、合計６個のスイッチング素子より構成されており、図１では例としてスイッチング素子にＩＧＢＴを使用している。２個１組のスイッチング素子の接続点、例えばスイッチング素子ＳＷＵの下側（エミッタ側）にスイッチング素子ＳＷＸの上側（コレクタ側）が接続されているが、その接続点よりブラシレスモータ２の巻線に接続されている。ブラシレスモータ２には位置検出器３が搭載されている。この出力信号ＣＳはマイクロコンピュータ等により構成される制御回路１に入力され、ブラシレスモータ２の速度制御、トルク制御等に使用される。
【００２８】
なお、図１は実施例の一例であり、使用するスイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタといった他のスイッチング素子を使用することもできる。
【００２９】
図２は本発明の実施の形態１におけるモータ制御装置のブラシレスモータの誘起電圧と位置検出器の信号との関係を示す図である。ブラシレスモータ２の巻線をＵ相、Ｖ相、Ｗ相とする。ブラシレスモータ２のロータを外部より回転させたときに中性点よりＵ相の巻線端子に発生する誘起電圧がＥｕ、Ｖ相の巻線に発生する誘起電圧がＥｖ、Ｗ相の巻線に発生する電圧がＥｗである。また、通常は中性点はブラシレスモータの外部には端子として現れていないことが多く、線間電圧で表すことが多い。Ｗ相巻線端子を基準としてＵ相の巻線端子に発生する誘起電圧がＥｕｗ、Ｕ相巻線端子を基準としてＶ相の巻線端子に発生する誘起電圧がＥｖｕ、Ｖ相巻線端子を基準としてＷ相の巻線端子に発生する誘起電圧がＥｗｖである。
【００３０】
位置検出器３の出力信号は３相のブラシレスモータでは３本が出ていることが一般的である。図２に示すＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３は位置検出器３の出力信号の一例であり、ＣＳ１は前述の線間誘起電圧Ｅｕｗ、ＣＳ２は線間誘起電圧Ｅｖｕ、ＣＳ３は線間誘起電圧Ｅｗｖのそれぞれに同期した信号、すなわちそれぞれの線間誘起電圧が０Ｖ（ゼロボルト）時に論理が変化する信号である。なお、図２では位置検出器３の信号は線間の誘起電圧と同期しているが、それぞれの相の誘起電圧であるＥｕ、Ｅｖ、Ｅｗと同期した信号としてもよい。
【００３１】
位置検出器３はブラシレスモータ２のロータのマグネットの磁束またはロータと同軸上に取り付けられた位置検出用のマグネットの磁束をホール素子やホールＩＣ等で検出することが一般的である。このときに着磁の精度、ホール素子やホールＩＣのプリント配線板への取り付け精度、プリント配線板のモータ内部への組み込みの精度、ホール素子やホールＩＣの磁束の検出感度といったばらつき要因がある。図２を用いて説明したブラシレスモータ２の線間誘起電圧Ｅｕｗと位置検出器３の出力信号の一つであるＣＳ１を用いて説明する。
【００３２】
図３は線間誘起電圧と位置検出器の信号の理想的な場合の図の例である。位置検出信号ＣＳ１は線間誘起電圧Ｅｕｗに同期している。即ち線間誘起電圧の０Ｖ（ゼロボルト）となる位置、ゼロクロスで位置検出信号ＣＳ１の論理が変化している。図４、図５は線間誘起電圧と位置検出器３の信号がずれを伴った場合の図の例である。図４は位置検出信号ＣＳ１が線間誘起電圧Ｅｕｗに対して進みを、図５は遅れを伴っている例である。
【００３３】
ブラシレスモータ２を制御するときのモータのロータ位置は前述の位置検出器３の出力であるＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３の信号を用いて、制御周期毎のロータ位置を補間演算して求め、制御を行う。そのため前述のように位置検出信号にずれがあると出力電圧波形の歪やブラシレスモータ２のロータの位置に対して電圧の位相の進み、遅れといった影響が生じ、効率の低下や騒音といった悪影響を与える。また、電源電圧に対してブラシレスモータ２の誘起電圧が比較的高くなる場合に進角制御を行うことになるが、その場合には位置検出信号のずれによって、より性能に悪影響を与える可能性がある。以下、前もって位置検出信号の補正のための試運転を行うことで、位置検出器３の検出位置の補正を行う方法を説明する。
【００３４】
図６は本発明の実施の形態１におけるモータ制御装置のブラシレスモータのモデルを示す説明図である。また、図６のブラシレスモータを時計回りに回転させたときの誘起電圧と位置検出器の出力信号の関係を既に説明した図２の通りとする。図６には説明を簡単にするため２極のモデルを示している。２極のモデルでは、電気角と機械角は同一の値となる。ステータにはＵ相の巻線Ｕ、Ｖ相の巻線Ｖ、Ｗ相の巻線Ｗの３つの巻線がある。またロータはマグネットが配置されている。巻線のＵ相の向きを原点に、時計回り方向に角度θの回転座標を考える。任意の角度θの向きに軸ａを、軸ａと直交する向きに軸ｂを座標軸とする。各ステータの巻線に正の電圧を印加したときに発生するステータ内側の磁極をＮ極とする。
【００３５】
今、各巻線に三相交流電圧を印加したときにステータの各巻線より発生する磁束の合成磁束の向きを角度θの方向とする。図６のステータのａ軸の正方向にＮ極が、ａ軸の負方向にＳ極が発生する。ブラシレスモータ２のロータはステータの磁極との吸引・反発作用でａ軸の正方向にＳ極、負方向にＮ極となる向きに引き寄せられる。この状態で角度θをゆっくりと回転させるとブラシレスモータ２のロータもａ軸の正方向にＳ極、負方向にＮ極を保ったままゆっくりと回転する。角度θを回転させたときに、ブラシレスモータ２のロータの回転と共に位置検出器３の出力信号も変化する。この位置検出器３の出力信号の変化した時の角度θの本来あるべき位置との差を補正値として記憶手段５に記憶する。ブラシレスモータ２の位置検出信号の補正値の検出時にはブラシレスモータの巻線に三相交流電圧を印加し、角度θをゆっくりと回転させることで位置検出器３の信号の変化点を検出する。以下、検出時の三相交流電圧の印加による電圧制御の例の詳細と、角度θの検出の詳細を説明する。
【００３６】
ブラシレスモータ２の位置検出信号の補正値の検出時の三相交流電圧の印加による電圧制御方法について説明する。印加電圧のピーク値をＶとする。ＶはＶ＞０とする。
【００３７】
位置検出信号の補正値を検出するときには、次の（式１）〜（式３）によって求めた三相交流電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗをインバータ１１よりブラシレスモータ２の巻線に印加する。角度θは三相交流電圧の方向となる。
Ｖｕ＝Ｖｃｏｓθ                  ・・・（式１）
Ｖｖ＝Ｖｃｏｓ（θ−１２０°）    ・・・（式２）
Ｖｗ＝Ｖｃｏｓ（θ−２４０°）    ・・・（式３）
【００３８】
次に三相交流電圧の方向θの検出方法についてその詳細を説明する。図２に示すブラシレスモータの誘起電圧と位置検出器の出力信号の関係を示す図を用いて、代表として時計方向回転時の信号ＣＳ１のＨからＬへの変化点の検出について説明する。
【００３９】
図２より、電気角３０度の位置が時計方向回転時の信号ＣＳ１のＨからＬへの変化点の理想的な位置である。この理想的な位置をθｃｓ１＊とする。一方、前記の電圧制御を行
いながら三相交流電圧をゆっくりと回転させる。具体的には、ブラシレスモータ２を、洗濯時の回転数５００ｒｐｍに対し０．１ｒｐｍ程度の低速度で回転させるように、電圧制御を行いながら三相交流電圧をゆっくりと回転させる。三相交流電圧の方向θを徐々に増加させるとブラシレスモータ２のロータは時計周りに回転し、３０°近辺で位置検出器３の出力信号の一つであるＣＳ１がＨからＬになる。このときの三相交流電圧の方向をθｃｓ１とする。例えば図３のように信号ＣＳ１がほとんど線間誘起電圧Ｅｕｗの０Ｖ（ゼロボルト）と一致するときはθｃｓ１は３０°位である。
【００４０】
また、図４のように信号ＣＳ１が線間誘起電圧Ｅｕｗよりも進んでいる場合はθｃｓ１は３０°よりも小さい値となる。また、図５のように信号ＣＳ１が線間誘起電圧Ｅｕｗよりも遅れている場合はθｃｓ１は３０°よりも大きい値となる。
【００４１】
図２に示すような誘起電圧と位置検出信号の関係の場合、一般的に位置検出信号は電気角で６０°毎に位置情報が変化する。この位置検出信号とブラシレスモータ２の誘起電圧が例えば±１０°の精度が保証されている場合、検出したθｃｓ１が理想的な位置から±１０°以内にあればそのブラシレスモータ２は規格内品であり、±１０°を超える場合には異常品である。検出したθｃｓ１があらかじめ定められた値を超えた場合は異常を検出し、位置検出補正を終了する。
【００４２】
検出したθｃｓ１が正常な範囲の場合、θｃｓ１を位置検出信号の補正値として図１の記憶手段５に記憶する。
【００４３】
以上、位置検出信号の補正値の検出方法について説明したが、実際のブラシレスモータ２の駆動時には、例えばブラシレスモータ２を時計回り方向に駆動する場合、位置検出信号の一つであるＣＳ１がＨからＬに変化したときに、理想的な位置であるθｃｓ１＊である３０°を使用せず、あらかじめ記憶手段５に記憶してある位置検出信号の補正値θｃｓ１を角度情報として使用することでブラシレスモータ２を効率よく駆動することができる。
【００４４】
なお、説明のためブラシレスモータ２のロータの時計回り時の位置検出器３の信号の一つであるＣＳ１のＨからＬへの変化点について説明したが、他の信号ＣＳ２、ＣＳ３及びＬからＨへの変化点についても同様の手法で位置検出信号の補正値を検出することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
上記実施の形態１で説明した位置検出信号の補正値を検出するときに、例えばブラシレスモータ２が負荷に接続されており、摩擦の影響を受ける場合に、ブラシレスモータ２のロータは三相交流電圧の方向θよりも少し遅れて追従することが予想される。
【００４６】
そこで、前もって行う位置検出信号の補正のための試運転として、ブラシレスモータ２を時計回り及び反時計回りそれぞれに回転させ、それぞれの回転方向で位置検出器３の出力信号の変化時の三相交流電圧の方向の検出を行う。その検出値の平均値があらかじめ定められた値を超える場合には位置検出補正を異常終了し、検出値の平均値があらかじめ定められた値の範囲内の場合には検出値の平均値をブラシレスモータ２の位置検出信号の補正値として記憶手段５に保存することで、摩擦の影響を受けずに検出でき、ブラシレスモータ２駆動時に効率よく駆動することができる。
【００４７】
（実施の形態３）
ブラシレスモータ２が２極以外のとき、例えば４極のときは、上記実施の形態１で説明したロータが時計回り時の位置検出信号の一つであるＣＳ１のＨからＬへの変化点はモー
タの機械角で１８０°離れた２箇所存在する。２箇所の信号ＣＳ１のＨからＬへの変化点の位置が異なると、１箇所だけの検出では位置検出信号の補正値の誤差が大きくなってしまう可能性がある。
【００４８】
この場合、機械角で１８０°離れた２箇所の位置検出信号のＣＳ１のＨからＬへの変化点を検出し、その検出値の平均値があらかじめ定められた値を超える場合には位置検出補正を異常終了し、検出値の平均値があらかじめ定められた値の範囲内の場合には検出値の平均値をブラシレスモータ２の位置検出信号の補正値として記憶手段５に保存することで、４極のブラシレスモータでも駆動時に効率よく駆動することができる。
【００４９】
なお、それ以上の極数のブラシレスモータでも同様に極対数分の信号の変化点の三相交流電圧の方向θを検出し、記憶手段５に保存することで、同様にブラシレスモータ２駆動時に効率よく駆動することができる。
【００５０】
（実施の形態４）
実施の形態４は、上記実施の形態１〜３において、位置検出補正を異常を検出し終了した場合には、検出した位置検出信号の補正値を使用せずに、その代わりとしてあらかじめ設定された初期値を使用しブラシレスモータ２の運転を行うものである。この初期値とは位置検出信号が本来あるべき位置の情報である。例えば図２に示すＣＳ１の信号の場合、ＨからＬに変化する場所は３０°が本来あるべき位置の情報である。これは、異常な信号を検出した場合に、正常な値から逸脱した補正値でブラシレスモータ２を運転することを防ぎ、たとえば位置信号が異常なブラシレスモータを正常なブラシレスモータに交換した後に位置補正処理を行うことなくブラシレスモータの運転を行う場合に、ブラシレスモータ２の暴走や過大な電流等の異常な動作を防ぐことができる。
【００５１】
（実施の形態５）
上記実施の形態１〜４において、位置検出器３の補正値を検出するときには三相交流電圧の方向をゆっくりと変化させ、ブラシレスモータ２をゆっくりと回転させることで、精度良く位置検出器３の補正値を検出することができる。一方で補正したい位置検出信号の変化点が多数ある場合や、４極以上のブラシレスモータで実施の形態３のように複数の同信号の変化点の平均値を補正値として検出したい場合、ブラシレスモータ２を補正値の検出の最初から最後まで三相交流電圧をゆっくりと回転させると位置検出器３の補正に掛る時間が長くなってしまう。
【００５２】
本実施の形態５は、位置検出器３の補正値を取得したい近傍は三相交流電圧の方向θをゆっくりと変化し、ブラシレスモータ２をゆっくりと回転させ、それ以外の部分は三相交流電圧の方向θを比較的早く変化させブラシレスモータ２を早く回転させるものである。このように制御することで、位置検出器３の補正値の取得にかかる時間を短縮することができる。具体的には、例えば、補正値を取得したい近傍ではブラシレスモータ２を０．１ｒｐｍ程度で回転させ、それ以外の部分では１ｒｐｍ程度で回転させることによって、効果的に実現することができる。
【００５３】
（実施の形態６）
実施の形態６は、上記実施の形態１〜５において、前記位置検出信号の補正値を記憶する記憶手段５を不揮発性メモリとするものである。この構成により、例えば本発明のモータ制御装置を工場出荷時に位置検出信号の補正を実施し、位置検出信号の補正値を記憶手段５である不揮発性メモリに記憶することで、電源を切断しても補正値は記憶され、電源の再投入時に位置検出信号の補正を実施することなく効率よくブラシレスモータ２を駆動することができる。
【００５４】
（実施の形態７）
洗濯物を収容したドラムを回転させて洗濯、脱水を行うドラム式洗濯機、さらに乾燥も行うドラム式洗濯乾燥機は、洗濯時あるいは乾燥時には低速・大トルク、脱水時には高速・低トルクでの駆動が必要である。ドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機のドラム駆動用モータとしてブラシレスモータを使用した場合、洗濯時の効率を確保するために誘起電圧をある程度上げておきたい。そのために脱水時には電源電圧に対してブラシレスモータの誘起電圧が比較的高くなるため、進角制御を行うのが一般的である。ドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機に上記実施の形態１〜６のモータ制御装置を搭載することで、効率よくドラムを駆動することができ、効率のよいドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明にかかるモータ制御装置およびこれを用いたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機は、位置検出器の検出位置のばらつきの影響を受けずに低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動することが可能となるので、ドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機のみならず、負荷のばらつきが大きく、かつ低速から高速に亘ってモータを回転させる必要のある電気機器にとって有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１  制御回路
２  ブラシレスモータ
３  位置検出器
５  記憶手段
１１  インバータ
ＳＷＵ、ＳＷＶ、ＳＷＷ、ＳＷＸ、ＳＷＹ、ＳＷＺ  スイッチング素子
【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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