(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続される整流回路と、前記整流回路によって整流された直流電力を再度交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路からの電力によって駆動する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ロータ位置検出手段と、前記ブラシレスモータの電流を検出する電流検出手段と、前記インバータ回路に入力される電圧を検出する電源電圧検知手段と、前記インバータ回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ブラシレスモータの回転数が所望の指令回転数となるように前記ロータ位置検出手段の出力信号より算出されたモータ回転数から電流指令値を生成する速度制御と、前記ブラシレスモータのモータ電流について磁束に対応した電流成分とトルクに対応した電流成分に分解して与えることで回転を制御するベクトル制御とを実施し、また前記各電流成分毎の電流値に上限を与える電流制限手段と、洗濯時の衣類量を検知する布量検知手段を備え、前記ブラシレスモータのブレーキ時において、前記制御手段は、前記電源電圧検知手段が電圧の上昇を検知した時には、前記速度制御の生成した電流指令値を前記磁束に対応した電流成分の電流指令値に優先して配分し、前記電流制限手段によって、予め定められた最大電流値以下になるようにし、前記布量検知手段によって検知した衣類量に基づいて最大電流値の設定を変更する洗濯機のモータ制御装置。
【請求項２】
前記電流制限手段は、前記磁束に対応した電流成分の電流指令値と前記トルクに対応した電流成分の電流指令値との和が予め定められた最大電流値以下になるようにする請求項１記載の洗濯機のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記インバータ回路を介して制御する前記ブラシレスモータの駆動状態に基づいて最大電流値の設定を変更する請求項１または２記載の洗濯機のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記インバータ回路を介して制御する前記ブラシレスモータの駆動時間や回転数に基づいて最大電流値の設定を変更する請求項１〜３のいずれか１項記載の洗濯機のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ回路によりモータを駆動する洗濯機のモータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機の洗濯兼脱水槽やパルセータを駆動するモータ制御装置では、攪拌など短時間での反復動作を行う場合が多く、モータを短時間で停止させる減速制御は重要である。巻き線抵抗の大きな洗濯機のモータでは、抵抗を介してモータ端子を短絡することにより停止させる、いわゆる短絡ブレーキは有効でないため、周波数を制御して回転数を徐々に落として停止状態を得る。このとき、急な停止を行うと、モータの逆起電力により電圧が上昇する回生現象が発生するが、洗濯機は、発生した電力を他の負荷や電力供給側にまわせないため、発生した電力による昇圧によって最悪の場合、インバータ回路が破損する危険性がある。そのため、回生による異常な高電圧状態が発生しないように回転制御を行う必要がある。
【０００３】
この問題に鑑みて、減速中の回転数の変化に応じて位相角を制御し、発生した回生電圧を熱エネルギーとして消費することで昇圧を抑制する手段を備えた洗濯機が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−４６７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術においては、回生電圧の上昇を抑制するために減速中の回転数の変化を用いているが、回生電圧は電源電圧の変動に影響されるため、回生電圧が変動した場合、間接的な回転数変化の検出のみでは所望の電圧以下に制御することが困難であった。
【０００６】
そこで、電源電圧の検知手段を設けてることが考えられる。電源電圧が変動した場合、磁束に対応した電流成分へ電圧の変動量（偏差）に比例した電流値を割り当てることで、電源電圧が高いため回生による昇圧が大きくなる場合も効果的に回生を抑えることができる。
【０００７】
このように回生を回避するために磁束に対応した電流成分を大きく取ればよいが、上述のように電圧変動量に比例した割り当てでは大きな変動に対して過電流状態になり、インバータ回路や回転系機構に大きな負担をかける虞がある。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、インバータ回路や回路系機構への負荷の軽減を図り得る洗濯機のモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明における洗濯機のモータ制御装置は、交流電源に接続される整流回路と、前記整流回路によって整流された直流電力を再度交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路からの電力によって駆動する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ロータ位置検出手段と、前記ブラシレスモータの電流を検出する電流検出手段と、前記インバータ回路に入力される電圧を検出する電源電圧検知手段と、前記インバータ回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ブラシレスモータの回転数が所望の指令回転数となるように前記ロータ位置検出手段の出力信号より算出されたモータ回転数から電流指令値を生成する速度制御と、前記ブラシレスモータのモータ電流について磁束に対応した電流成分とトルクに対応した電流成分に分解して与えることで回転を制御するベクトル制御とを実施し、また前記各電流成分毎の電流値に上限を与える電流制限手段と、洗濯時の衣類量を検知する布量検知手段を備え、前記ブラシレスモータのブレーキ時において、前記制御手段は、前記電源電圧検知手段が電圧の上昇を検知した時には、前記速度制御の生成した電流指令値を前記磁束に対応した電流成分の電流指令値に優先して配分し、前記電流制限手段によって、予め定められた最大電流値以下になるようにし、前記布量検知手段によって検知した衣類量に基づいて最大電流値の設定を変更するものである。
【００１０】
以上のように構成したことにより、ブラシレスモータのブレーキ運転において、減速時に発生する回生エネルギーを、磁束に対応した成分に優先的に電流を流すことで、ブラシレスモータとインバータ回路内で熱エネルギーとして消費することにより、回生電圧によるインバータ回路に入力される電圧の昇圧を抑制し、かつ電流制限手段によって電流指令値に上限を課することでインバータ回路に過大な電流が発生しないようにする。
【００１１】
したがって、回生電圧が電源電圧その他の要因で変動しても、その上昇率に応じて熱エネルギーとして消費する電流指令値を生成し、かつ電流制限を行うため、昇圧を防止しつつ過大な電流を発生させずにブラシレスモータを減速することができる。
【００１２】
また、前記電流制限手段は、前記磁束に対応した電流成分の電流指令値と前記トルクに対応した電流成分の電流指令値の和について予め定められた最大値を超えないようにしてもよい。この構成によって、トルクに対応した成分の電流指令値を与えてブレーキを行いながらも、過電流が発生しないようにすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の洗濯機のモータ制御装置は、ブラシレスモータのブレーキ運転において、減速時に発生する回生エネルギーを、磁束に対応した成分に優先的に電流を流すことで、ブラシレスモータとインバータ回路内で熱エネルギーとして消費することにより、所望の電圧の範囲内でブレーキ制御を行いつつ、電流制限手段により電流指令値に上限を課することでインバータ回路に過大な電流が発生しないようにすることができる。これによりインバータ回路が高電圧高電流用の部品に限定されず効率的に構成することができ、安価で性能の良い洗濯機のモータ制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１の洗濯機のモータ制御装置のブロック回路図
【図２】同洗濯機のモータ制御装置のモータ制御フローチャート
【図３】同洗濯機のモータ制御装置の電流制限フローチャート
【図４】本発明の実施の形態２の洗濯機のモータ制御装置の電流制限フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、交流電源に接続される整流回路と、前記整流回路によって整流された直流電力を再度交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路からの電力によって駆動する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ロータ位置検出手段と、前記ブラシレスモータの電流を検出する電流検出手段と、前記インバータ回路に入力される電圧を検出する電源電圧検知手段と、前記インバータ回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ブラシレスモータの回転数が所望の指令回転数となるように前記ロータ位置検出手段の出力信号より算出されたモータ回転数から電流指令値を生成する速度制御と、前記ブラシレスモータのモータ電流について磁束に対応した電流成分とトルクに対応した電流成分に分解して与えることで回転を制御するベクトル制御とを実施し、また前記各電流成分毎の電流値に上限を与える電流制限手段と、洗濯時の衣類量を検知する布量検知手段を備え、前記ブラシレスモータのブレーキ時において、前記制御手段は、前記電源電圧検知手段が電圧の上昇を検知した時には、前記速度制御の生成した電流指令値を前記磁束に対応した電流成分の電流指令値に優先して配分し、前記電流制限手段によって、予め定められた最大電流値以下になるようにし、前記布量検知手段によって検知した衣類量に基づいて最大電流値の設定を変更する洗濯機のモータ制御装置である。
【００１６】
これにより、ブラシレスモータのブレーキ運転において減速時に発生する回生エネルギーを、磁束に対応した成分に優先的に電流を流すことでブラシレスモータとインバータ回路内で熱エネルギーとして消費し、所望の電圧の範囲内でブレーキ制御を行いつつ、主にブレーキ中のインバータ回路への過電流の発生を抑制することができる。また、インバータ回路が高電圧高電流用の部品に限定されず効率的に構成することができ、安価で性能の良い洗濯機のモータ制御装置を提供することができる。
【００１７】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記電流制限手段は、前記磁束に対応した電流成分の指令値と前記トルクに対応した電流成分の指令値について、前記磁束に対応した電流成分の指令値を回生の防止のために必要な分だけ割り当て、それらの和が予め定めた上限を超えないように制限することにより、回路が許容する電流上限値を超えない範囲でトルクに対応した電流成分を割り当てることができるため、回生によるインバータ回路への過大な電流の発生を抑制しつつ、効果的なブレーキ動作も継続でき停止時間を短縮することができる。
【００１８】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、前記制御手段は、前記インバータ回路を介して制御する前記ブラシレスモータの駆動状態に基づいて最大電流値の設定を変更することにより、ブラシレスモータの起動（加速中）、一定速、制動（減速中）といった動作モードに応じて電流制限を上げたり下げたりすることで過電流に対する余裕度を動作モード毎に適切に設定することが可能となり、回生によるインバータ回路への過大な電流の発生を抑制しつつ、ブラシレスモータの効果的な動作も継続することができる。また、モータ起動失敗による再起動時など一時的に上限を持ち上げて過負荷運転を可能としてロック状態を脱出する機能を持たせることができる。
【００１９】
第４の発明は、上記第１〜第３のいずれかの発明において、前記制御手段は、前記インバータ回路を介して制御する前記ブラシレスモータの駆動時間や回転数に基づいて最大電流値の設定を変更することにより、高回転時は余裕をもった設定を使用して昇圧や過電流を防止し、低速回転時にはより高い制限値を設定することでより迅速な制動を行うことができる。
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、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。
【００２２】
（実施の形態１）
図１に示すように、交流電源１は、整流回路２に交流電圧を加え、整流回路２は、整流器２０とコンデンサ２１により交流電圧を直流電圧に変換してインバータ回路３に印加す
る。インバータ回路３は、６個のパワースイッチング半導体と逆並列ダイオードよりなる３相フルブリッジインバータ回路により構成し、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（以下ＩＧＢＴと呼ぶ）と逆並列ダイオードおよびその駆動回路と保護回路を内蔵したインテリジェントパワーモジュール（以下ＩＰＭと呼ぶ）により構成している。パワースイッチング半導体は、ＩＧＢＴの他、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などで構成しても良い。
【００２３】
インバータ回路３の出力端子には、ブラシレスモータ４を接続している。ブラシレスモータ４は、動力を図示しないクラッチ等を介して洗濯機を構成する要素である洗濯兼脱水槽またはパルセータに伝達し、回転駆動させる。ブラシレスモータ４は、ロータ（回転子）を構成する永久磁石とステータ（固定子）との相対位置をロータ位置検出手段４ａにより検出する。ロータ位置検出手段４ａは、通常は３個のホール素子により構成し、電気角６０度ごとの位置出力基準信号を検出する。電流検出手段５は、ブラシレスモータ４のモータ電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出するもので、通常はシャント抵抗を用いる。また、ブラシレスモータ４のモータ電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、直流電流を含む低周波数から測定可能な直流電流トランスや交流電流トランスでも検出可能である。
【００２４】
制御手段６は、ロータ位置検出手段４ａと電流検出手段５によりインバータ回路３をベクトル制御してブラシレスモータ４の回転を制御するものである。制御手段６は、マイクロコンピュータとマイクロコンピュータに内蔵したインバータ制御タイマー（ＰＷＭタイマー）、高速Ａ／Ｄ変換回路、メモリ回路（ＲＯＭ、ＲＡＭ）等より構成し、ロータ位置検出手段４ａの出力信号より電気角を検知する電気角検知手段６０と、電流検出手段５の出力信号と電気角検知手段６０の信号より磁束に対応した電流成分Ｉｄとトルクに対応した電流成分Ｉｑに分解する３相／２相ｄｑ変換手段６１と、静止座標系から回転座標系に変換あるいは逆変換するのに必要な正弦波データ（ｓｉｎ、ｃｏｓデータ）を格納する記憶手段６２と、磁束に対応した電圧成分Ｖｄとトルクに対応した電圧成分Ｖｑを３相モータ駆動制御電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換する２相／３相ｄｑ逆変換手段６３と、３相モータ駆動制御電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに応じてインバータ回路３のＩＧＢＴのスイッチングを制御するＰＷＭ制御手段６４などを備えている。
【００２５】
一般的に、磁束に対応した電流成分をｄ軸電流Ｉｄと呼び、永久磁石の磁束と界磁の磁束が同軸上で永久磁石が界磁に吸引された状態なので、トルクは零となる。また、ｄ軸から電気角で９０度の角度で誘起電圧位相と同じ位相となり、トルクが最大となる軸をｑ軸と呼び、トルクに対応した電流成分なので、ｑ軸電流Ｉｑと呼ぶ。さらに、ｄ軸電流を負の方向に増加させると、ｄ軸上の界磁磁束を弱めることと等価となるので、界磁弱め制御、あるいは弱め磁束制御（または磁束弱め制御）と呼ばれる。また、モータ電流をｄ軸電流とｑ軸電流に分解してそれぞれ独立に制御するので、ベクトル制御と呼ばれる。
【００２６】
制御手段６は、洗濯の工程に応じてブラシレスモータ４の起動、回転数維持、制動を制御する設定変更手段６５と、ロータ位置検出手段４ａの出力信号より回転数を検知する回転数検知手段６６と、Ｉｑの電流設定値ＩｑｓとＩｄの電流設定値Ｉｄｓを決定するモータ電流設定手段６７と、モータ電流設定手段６７が予め定めた上限値以上のＩｄｓ、Ｉｑｓを与えないようＩｄｓとＩｑｓにリミッタをかけた値Ｉｄｓ’、Ｉｑｓ’をそれぞれ生成する電流制限手段６８と、電流制限手段６８の生成したＩｄｓ’とＩｑｓ’とを、３相／２相ｄｑ変換手段６１より演算したＩｄとＩｑとでそれぞれ比較し、ブラシレスモータ４を制御するための磁束に対応した電圧成分Ｖｄとトルクに対応した電圧成分Ｖｑを演算するモータ電圧制御手段６９と、を備えている。
【００２７】
電源電圧検知手段７は、整流回路２の電圧を検出し、ブラシレスモータ４の加速または定速回転中の最小電圧Ｖｍｉｎと、現在電圧Ｖｐを出力するもので、例えば、２つの抵抗
器によって構成され、整流回路２からの倍電圧直流電圧を分圧した電圧として検知する。
【００２８】
ｑ軸電流Ｉｑが電流設定値Ｉｑｓに一致するようにフィードバック制御することにより、一定トルクでのモータ運転が可能となる。しかし、回転数が上昇すると、モータ誘起電圧が上昇してｑ軸電流Ｉｑは増加しなくなるので、回転数に応じてｄ軸電流Ｉｄを増加させる、いわゆる弱め磁束制御を行ってｑ軸電流Ｉｑを増加させトルクを増加する。なお、モータ電圧制御手段６９に入力される電流設定値は、この実施の形態では、電流制限手段６８を介しているので、制限つき電流設定値Ｉｑｓ’のことを指すが、以降モータ電圧制御手段６９が指示をうける電流設定値は、特に制限付き電流設定値とは記さない。
【００２９】
電気角検知手段６０は、ロータ位置検出手段４ａの３つのホール素子から得られる出力基準信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３より６０度毎の電気角θを検知できる。その他の位置にある場合は、直前に検知した（６０度以内の）電気角と現在回転速度から推定により電気角θを更新して求める。具体的には、ＰＷＭの搬送波（キャリア）に同期した周期で割り込みを発生させ、電気角が６０度変化する周期をキャリア割り込みの回数で計測することにより現在回転数を算出し、現在回転数からキャリア信号１周期あたりの電気角Δθが得られる。直前の電気角θｏｌｄと、θｏｌｄを得てから発生したキャリア割り込み回数ｋとキャリア信号１周期あたりの電気角Δθにより、最新の電気角θ＝θｏｌｄ＋ｋ・Δθが算出できる。
【００３０】
３相／２相ｄｑ変換手段６１は、３相モータ電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを２つの座標軸電流（ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑ）に変換するもので、電気角検知手段６０が推定した電気角θと電流検出手段５が検出したモータ電流瞬時値よりＩｄ、Ｉｑを演算する。キルヒホッフの法則より三相電流のうち二相の電流値がわかれば、残りの一相の電流は求められるので、本実施の形態では、Ｉｕ、Ｉｖのみ使用しているが、もちろん三相全ての電流値を使用してもよい。
【００３１】
記憶手段６２には、ｓｉｎθとｃｏｓθのデータを記憶しているので、電気角データに対応したデータを呼び出して積和演算を行うことにより、ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑに分解できる。本実施の形態では、記憶手段６２に予め設定された正弦波データを利用してソフトウェア的に演算を行い、ｄｑ変換を行っているが、マイクロコンピュータが必要時に正弦波データを求めるなどにより、予め記憶手段にデータを用意することなく演算してｄｑ変換してもよい。
【００３２】
回転数検知手段６６は、ロータ位置検出手段４ａの出力基準信号よりモータ回転数を検知し、回転数信号を設定変更手段６５、モータ電流設定手段６７に伝える。回転数の検知は、本実施の形態では、Ｈ３入力を出力基準信号として用いているが、ホール素子信号Ｈ１〜Ｈ３のいずれかを出力基準信号としてもよいし、３つの素子ごとに回転数を求めて平均してもよい。
【００３３】
設定変更手段６５は、要求される洗濯運転内容に従ってブラシレスモータ４の目標回転数Ｎｓの設定を行う。モータ起動時の処理の流れを図２のフローチャートにて説明する。
【００３４】
ステップ２０１では、ブラシレスモータ４は停止状態からスタートするため、モータ電流は検出できず、ベクトル制御を行うことができない。図１には示していないが、ＰＷＭ制御手段６４に２相／３相ｄｑ逆変換手段６３の代わりに初期電圧が与えられる（ステップ２０１）。
【００３５】
これにより、ブラシレスモータ４を起動させ（ステップ２０２）、一定角度以上回転すると、電気角検知手段６０によってブラシレスモータ４の起動が検出できれば（ステップ
２０３）、次のステップに進むが、起動直後は、回転数の検知精度が得られないため、設定変更手段６５からｄ軸電流初期値Ｉｄ０、ｑ軸電流初期値Ｉｑ０を与えることで、モータ電流設定手段６７は回転数によらない初期ベクトル制御を開始する（ステップ２０４）。回転が検知できない場合は、時間の経過と共に変調度を徐々に増して（ステップ２０５）、ステップ２０２の電圧制御を継続する。
【００３６】
これ以降は、図２にあるように、設定変更手段６５は、初期の電流設定値Ｉｑ０、Ｉｄ０をモータ電流設定手段６７に与え（ステップ２０４）、回転数検知手段６６から回転数を取得する（ステップ２０６）と、初期ベクトル制御・フィードバック切換を制御切換部６７ｄに送って（ステップ２０７）、初期ベクトル制御から通常のベクトル制御に移行して、以降回転停止までフィードバックをおこないつつ、所望の回転数を得る（ステップ２０８）。
【００３７】
モータ電流設定手段６７は、設定変更手段６５から指示されたブラシレスモータ４の設定回転数Ｎｓと回転数検知手段６６から得られた現在回転数Ｎとを比較して回転数誤差△Ｎを得る回転数比較手段６７ａと、回転数誤差△Ｎと回転数の変化率（加速度）に応じてＰＩ制御を行い、現在回転数Ｎを設定回転数Ｎｓに近づけるようｑ軸電流設定値Ｉｑｓを制御するｑ軸電流設定手段６７ｂと、同じくｄ軸電流設定値Ｉｄｓを制御するｄ軸電流設定手段６７ｃにより、それぞれＩｑｓ、Ｉｄｓを生成する。
【００３８】
以下、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３９】
電源電圧検知手段７は、インバータ回路３に入力される電圧（以下Ｐ電圧Ｖｐと呼ぶ）をＰＷＭキャリア割り込み周期にあわせて取得する（ステップ３０２）。現在Ｐ電圧Ｖｐと、加速および一定速中のＰ電圧の最小値（以下Ｐ電圧指令値Ｖｍｉｎと呼ぶ）をモータ制御のためにｄ軸電流設定手段６７ｃに送る。ｄ軸電流設定手段６７ｃは、ブレーキ時（ステップ３０３でＹｅｓの場合）、回生現象によりＰ電圧Ｖｐが上昇すると（ステップ３０４）、Ｐ電圧Ｖｐの上昇を抑制するために、Ｐ電圧指令値ＶｍｉｎとＰ電圧Ｖｐとの偏差ΔＶｐを求め（ステップ３０５）、△Ｖｐに比例したｄ軸電流値Ｉｄｓを設定する（ステップ３０６）。
【００４０】
これにより、電源電圧の変動で電圧が高くなり、回生が大きくなった場合、その上昇率に応じてｄ軸方向への電流がより多く配分され、ｑ軸方向への電流が減少することでさらなる回生を防ぎ、発生した回生エネルギーをブラシレスモータ４とインバータ回路３でｄ軸電流を熱エネルギーとして消費することで、Ｐ電圧Ｖｐの上昇が抑えられる。
【００４１】
なお、加速中や一定速中（ステップ３０３でＮｏの場合）は、Ｐ電圧指令値ＶｍｉｎとＶｐとの比較を行い（ステップ３１０）、Ｖｐが小さければ、Ｖｍｉｎを更新する（ステップ３１１）。加速中、一定速中、あるいは減速中でも、Ｐ電圧Ｖｐの上昇が見られない時は、Ｉｄｓ＝０とすることで、ｑ軸方向、すなわちトルクの制御にモータ電流を最大限利用することができ、効果的な加減速の制御を行うことができる（ステップ３１２）。
【００４２】
電流制限手段６８が備えるｄ軸電流制限手段６８ａは、ｄ軸電流設定手段６７ｃが設定したｄ軸電流設定値Ｉｄｓを、記憶手段６２に予め用意されているｄ軸電流制限値Ｉｄｍａｘと比較し（ステップ３０７）、ＩｄｓがＩｄｍａｘを超える場合は、ｄ軸電流設定値ＩｄｓをＩｄｍａｘに制限する（ステップ３０８）。
【００４３】
モータ電圧制御手段６９は、３相／２相ｄｑ変換手段６１の出力信号Ｉｑ、Ｉｄと設定値Ｉｑｓ、Ｉｄｓをそれぞれ比較して、制御電圧信号Ｖｑ、Ｖｄを出力するもので、ｑ軸電流比較手段６９ａと、ｑ軸電圧設定手段６９ｂと、ｄ軸電流比較手段６９ｃと、ｄ軸電
圧設定手段６９ｄより構成し、ｑ軸電流とｄ軸電流をそれぞれ制御する電圧信号Ｖｑ、Ｖｄを生成する。
【００４４】
２相／３相ｄｑ逆変換手段６３は、電圧信号Ｖｑ、Ｖｄより３相モータ駆動制御電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを算出するもので、キャリア信号に同期して電気角検知手段６０により検知した電気角θに対応した正弦波状の信号をＰＷＭ制御手段６４に出力する。記憶手段６２に記憶したｓｉｎθ、ｃｏｓθの積和演算の方法は、３相／２相ｄｑ変換手段６１の演算とほぼ同じである。
【００４５】
以上のように、本発明の実施の形態１においては、減速時はＰ電圧の上昇率に応じてｄ軸電流指令値（ｄ軸電流設定値）を決定することにより、減速時に発生する回生エネルギーをブラシレスモータとインバータ回路内で熱エネルギーとして消費することとなり、回生電圧による昇圧を抑制することが可能となる。また同時に、ｄ軸電流指令値には制限を設けることで、過電流を抑制してインバータ回路を保護することが可能となる。
【００４６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における洗濯機のモータ制御装置では、ｄ軸電流設定値Ｉｄｓとｑ軸電流設定値Ｉｑｓについて、ｄ軸方向の電流に回生の防止のために必要な分だけ割り当て、ｄ軸電流設定値Ｉｄｓとｑ軸電流設定値Ｉｑｓの和が予め定めた電流上限値を超えないようにｑ軸電流を設定することで、回路が許容する電流上限を超えない範囲で、ｄ軸電流は回生エネルギーの消費に、ｑ軸電流は回転制御（ブレーキ）に活用できる。その方法について図３および図４のフローチャートを用いて説明する。
【００４７】
図３において、実施の形態１と同様、ｄ軸電流制限手段６８ａは、予め定められたｄ軸電流制限値Ｉｄｍａｘを超えないよう制限をかけたｄ軸電流設定値Ｉｄｓ’を出力する（ステップ３０８）。
【００４８】
ｑ軸電流制限手段６８ｂは、ｄ軸電流設定値Ｉｄｓ’とｑ軸電流設定手段６７ｂが設定したｑ軸電流設定値Ｉｑｓが入力されると、その和が機器の許容する電流制限値Ｉｍａｘを超える場合（ステップ４０１）、Ｉｍａｘ以下になるようにｑ軸電流設定値Ｉｑｓを設定し直す（ステップ４０２）。
【００４９】
ここで、ｄ軸電流設定値Ｉｄｓ’とｑ軸電流設定値Ｉｑｓ’（制限をかけたｑ軸電流設定値Ｉｑｓ）の和はベクトル合成で表されるので、
（Ｉｑｓ’）２＋（Ｉｄｓ’）２≦（Ｉｍａｘ）２
が成り立つようにｑ軸電流設定値Ｉｑｓ’を設定する。Ｉｄｓ＝０の場合は、Ｉｑｓ＝Ｉｍａｘとなり、機器が許容する最大電流をトルク制御に活用できる。
【００５０】
なお、Ｉｍａｘは、前述のインバータ回路３が許容する最大電流値Ｉｄｍａｘと同じとしてもよいし、トルク方向、すなわち駆動部品にかかる負荷等を考慮してＩｄｍａｘとは別途定めてもよい。
【００５１】
以上のように、本発明の実施の形態２においては、実施の形態１における効果、すなわちｄ軸電流の割り当てで、回生エネルギーの消費による昇圧の抑制とｄ軸電流の制限により過電流からインバータ回路を保護する効果に加えて、ｄ軸電流だけでは、回路全体で許容する最大電流値を超えない場合、残りをｑ軸電流として割り当てることで過電流発生を抑制しつつ、効果的な制動が行える。
【００５２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における洗濯機のモータ制御装置では、設定変更手段６５がブラ
シレスモータ４の駆動状態、例えば起動中、一定速中、減速中、といった状態に基づいて、予め定められたｄ軸電流制限値Ｉｄｍａｘ、機器が許容する電流制限値Ｉｍａｘを変更する。
【００５３】
この構成によって、例えば、モータ起動失敗による再起動時など、一時的に上限を持ち上げて過負荷運転を可能として、ロック状態を脱出する機能を持たせることができる。
【００５４】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４における洗濯機のモータ制御装置では、設定変更手段６５がブラシレスモータ４の駆動時間や所望の回転数に応じて、ｄ軸電流制限値Ｉｄｍａｘ、および機器が許容する電流制限値Ｉｍａｘを変更する。
【００５５】
ブラシレスモータ４に対する負荷の大小によっても、回生や過電流の状態は変動するため、この構成によって、例えば、負荷による影響がより大きい攪拌では、過電流発生に対する余裕を多めに確保するため、脱水時より上限値を低めに設定するといったことが可能となる。
【００５６】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５における洗濯機のモータ制御装置では、制御手段６に洗濯時の衣類量を検知する布量検知手段（図１には図示せず）を設け、布量検知手段により検知した負荷（衣類）の量に応じて設定変更手段６５がブラシレスモータ４の駆動時間や所望の回転数に応じてｄ軸電流制限値Ｉｄｍａｘ、機器が許容する電流制限値Ｉｍａｘを変更する。布量検知手段は、例えば、重量センサーや光センサー、運転開始時に攪拌動作を行った時に必要な電流量の総和や平均等で求める等が適用できる。
【００５７】
布量が多ければ、布状態のバリエーションが増え、負荷による抵抗の変動の影響も大きくなるが、本実施の形態の構成によれば、設定変更手段６５は、布量が多いときは過電流発生に対する余裕を多めに確保するよう上述の制限値を低めに設定するといったことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る洗濯機のモータ制御装置は、減速時には、Ｐ電圧の上昇率に応じてｄ軸電流指令値を決定することにより、回生電圧による昇圧を抑制することが可能となり、また同時に、ｄ軸電流指令値には制限を設けることで、過電流を抑制してインバータ回路を保護することが可能となるので、巻き線抵抗が大きいモータなどで短絡ブレーキでは停止までに非常に時間がかかる洗濯機等のモータ制御装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  交流電源
２  整流回路
３  インバータ回路
４  ブラシレスモータ
４ａ  ロータ位置検出手段
５  電流検出手段
６  制御手段
７  電源電圧検知手段
６０  電気角検知手段
６１  ３相／２相ｄｑ変換手段
６２  記憶手段
６３  ２相／３相ｄｑ逆変換手段
６４  ＰＷＭ制御手段
６５  設定変更手段
６６  回転数検知手段
６７  モータ電流設定手段
６８  電流制限手段
６９  モータ電圧制御手段
【図１】
0006471352.tif 000002
【図２】
0006471352.tif 000003
【図３】
0006471352.tif 000004
【図４】
0006471352.tif 000005