(57)【要約】【課題】外槽内に回転自在に軸支された内槽や、内槽の内底部に回転自在に軸支された攪拌翼を回転駆動するモータのロック状態を精度良く検出可能な洗濯機を提供する。【解決手段】外槽内に回転自在に軸支された内槽８および内槽８の内底部に回転自在に軸支された攪拌翼９の回転あるいは何れか一方を回転させるモータ７と、モータ７の回転駆動を制御するインバータ５と、インバータ５を制御するインバータ制御部６と、磁極位置センサ１０により検出された位置信号が所定時間切り換わらなかったときに、モータ７がロック状態に陥っていると判断して、モータ７を停止させるモータロック検知信号をインバータ制御部６に出力するモータロック検出部１１とを備えている。【選択図】図１
2008264375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外槽内に回転自在に軸支された内槽および該内槽の内底部に回転自在に軸支された攪拌翼あるいは何れか一方を回転駆動させるモータと、
該モータの回転駆動を制御するインバータと、
該インバータを制御するインバータ制御部と、
上記モータの回転駆動時に所定信号を検知し、所定信号が所定値を超えたときに、上記モータがロック状態に陥っていると判断して、上記モータの回転駆動を停止させるモータロック検知信号を上記インバータ制御部に出力するモータロック検出部とを備え、
該モータロック検出部によるモータロックの検出を、上記モータの電力あるいは電流がブレーカの遮断容量前あるいはコンセントの容量を超える前に行うようにしたことを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
外槽内に回転自在に軸支された内槽および該内槽の内底部に回転自在に軸支された攪拌翼あるいは何れか一方を回転駆動させるモータと、
該モータの回転駆動を制御するインバータと、
該インバータを制御するインバータ制御部と、
発熱部および送風機を有し、上記内槽に入れられた衣類を乾燥させる際に、その発熱部および送風機に通電して上記内槽に温風を送り込む乾燥手段と、
上記モータの回転駆動時に所定信号を検知し、所定信号が所定値を超えたときに、上記モータがロック状態に陥っていると判断して、上記モータの回転駆動を停止させるモータロック検知信号を上記インバータ制御部に出力するモータロック検出部とを備え、
該モータロック検出部によるモータロックの検出を、上記モータと上記発熱部および送風機の電力あるいは電流の合計がブレーカの遮断容量前あるいはコンセントの容量を超える前に行うようにしたことを特徴とする洗濯機。
【請求項３】
外槽内に回転自在に軸支された内槽および該内槽の内底部に回転自在に軸支された攪拌翼あるいは何れか一方を回転駆動させるモータと、
該モータの回転駆動を制御するインバータと、
該インバータを制御するインバータ制御部と、
発熱部および送風機を有し、上記内槽に入れられた衣類を乾燥させる際に、その発熱部および送風機に通電して上記内槽に温風を送り込み、かつ発熱部の電力あるいは電流が一定となるように制御する乾燥手段と、
上記モータの回転駆動時に所定信号を検知し、所定信号が所定値を超えたときに、上記モータがロック状態に陥っていると判断して、上記モータの回転駆動を停止させるモータロック検知信号を上記インバータ制御部に出力するモータロック検出部とを備え、
該モータロック検出部によるモータロックの検出を、上記モータと上記発熱部および送風機の電力あるいは電流の合計がブレーカの遮断容量前あるいはコンセントの容量を超える前に行うようにしたことを特徴とする洗濯機。
【請求項４】
外槽内に回転自在に軸支された内槽および該内槽の内底部に回転自在に軸支された攪拌翼あるいは何れか一方を回転駆動させるモータと、
該モータの回転駆動を制御するインバータと、
該インバータを制御するインバータ制御部と、
発熱部および送風機を有し、上記内槽に入れられた衣類を乾燥させる際に、その発熱部および送風機に通電して上記内槽に温風を送り込み、かつ発熱部および送風機の合計の電力あるいは電流が一定となるように制御する乾燥手段と、
上記モータの回転駆動時に所定信号を検知し、所定信号が所定値を超えたときに、上記モータがロック状態に陥っていると判断して、上記モータの回転駆動を停止させるモータロック検知信号を上記インバータ制御部に出力するモータロック検出部とを備え、
該モータロック検出部によるモータロックの検出を、上記モータと上記発熱部および送風機の電力あるいは電流の合計がブレーカの遮断容量前あるいはコンセントの容量を超える前に行うようにしたことを特徴とする洗濯機。
【請求項５】
上記所定信号は、上記モータの回転駆動時の磁極を検知する磁極位置センサからの位置信号であり、
上記モータロック検出部は、上記磁極位置センサからの位置信号が所定時間切り換わらなかったときに、上記モータがロック状態に陥っていると判断して、上記モータの回転駆動を停止させるモータロック検知信号を上記インバータ制御部に出力することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の洗濯機。
【請求項６】
上記モータロック検出部は、位置信号が入力されるローパスフィルタを有し、位置信号の入力による上記ローパスフィルタの出力値が所定の閾値を超えたときに、上記モータがロック状態に陥っていると判断して、上記モータの回転駆動を停止させるモータロック検知信号を上記インバータ制御部に出力することを特徴とする請求項５記載の洗濯機。
【請求項７】
上記所定信号は、上記モータの回転速度、電流あるいは電圧の何れかであり、
上記モータロック検出部は、その回転速度、電流あるいは電圧が所定値を超えたときに、上記モータがロック状態に陥っていると判断して、上記モータの回転駆動を停止させるモータロック検知信号を上記インバータ制御部に出力することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の洗濯機。
【請求項８】
上記モータロック検出部は、上記モータの回転速度、電流あるいは電圧の何れかが入力されるローパスフィルタを有し、その回転速度、電流あるいは電圧の入力による上記ローパスフィルタの出力値が所定の閾値を超えたときに、上記モータがロック状態に陥っていると判断して、上記モータの回転駆動を停止させるモータロック検知信号を上記インバータ制御部に出力することを特徴とする請求項７記載の洗濯機。
【請求項９】
前記モータロック検出部は、上記モータに流れる電流が予想される電流値以上、あるいは上記モータの電流値が所定時間変化しないときに、モータロック状態と判断することを特徴とする請求項７記載の洗濯機。
【請求項１０】
前記モータロック検出部は、上記モータに印加される電圧が最大値に達したときに、上記モータのロック状態と判断することを特徴とする請求項７記載の洗濯機。
【請求項１１】
前記モータロック検出部は、上記モータが起動あるいは定常運転中に動作することを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の洗濯機。
【請求項１２】
前記モータロック検出部は、ハードウェアあるいはソフトウェアにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の洗濯機。
【請求項１３】
上記インバータ制御部は、
モータロック検知信号が入力されたときに上記モータを一時停止させるモータ一時停止部と、
該モータ一時停止部により上記モータが一時停止されると、所定の休止時間経過後に上記モータを再起動するモータ再起動部と、
上記モータ一時停止部により上記モータが一時停止されたときに、上記モータのロック回数が所定回数を超えたか否かを判定し、ロック回数が所定回数を超えているときは上記モータを停止させるモータ停止部と
を備えていることを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の洗濯機。
【請求項１４】
上記モータ一時停止部は、上記モータが正常に再起動したときに上記所定回数を初期化することを特徴とする請求項１３記載の洗濯機。
【請求項１５】
上記インバータ制御部は、上記モータ停止部により上記モータが停止されたときに、上記モータの負荷軽減実施回数が所定値を超えているか否かを判定し、負荷軽減実施回数が所定値以下のとき負荷軽減手段を通して上記モータの負荷を軽減させ、モータを再起動させるモータ負荷軽減再起動部を備えていることを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載の洗濯機。
【請求項１６】
上記モータ負荷軽減再起動部は、負荷軽減手段により上記モータが再起動したときに負荷軽減実施回数を初期化することを特徴とする請求項１５記載の洗濯機。
【請求項１７】
上記負荷軽減手段として、上記攪拌翼の回転方向を逆方向にすることを特徴とする請求項１５又は１６記載の洗濯機。
【請求項１８】
上記負荷軽減手段として、非対称構造の攪拌翼を負荷の軽い方向から回転させることを特徴とする請求項１５又は１６記載の洗濯機。
【請求項１９】
上記負荷軽減手段として、上記内槽内の水量を増加させることを特徴とする請求項１５又は１６記載の洗濯機。
【請求項２０】
上記負荷軽減手段として、外槽と共に上記内槽の傾斜角度を可変することを特徴とする請求項１５又は１６記載の洗濯機。
【請求項２１】
上記モータ負荷軽減再起動部は、負荷軽減手段を通して再起動不可能なとき異常状態を異常報知手段を介して報知することを特徴とする請求項１５乃至２０の何れかに記載の洗濯機。
【請求項２２】
上記モータがロック状態に陥ってから一時停止するまでの時間は、ブレーカの遮断時間以内に設定されていることを特徴とする請求項１３乃至２１の何れかに記載の洗濯機。
【請求項２３】
上記所定の休止時間は、ブレーカあるいはコンセントの容量と、少なくとも上記モータのロック時に発生する電流とから設定されていることを特徴とする請求項１３乃至２２の何れかに記載の洗濯機。
【請求項２４】
上記所定の休止時間は、周囲温度を考慮して設定されていることを特徴とする請求項２３記載の洗濯機。
【請求項２５】
上記ロック回数の閾値である所定回数は、ブレーカの遮断時間以内に設定されていることを特徴とする請求項１３乃至２４の何れかに記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば洗浄および脱水機能、乾燥機能を備えた洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インバータによりモータの回転数を変化させ、洗浄および脱水機能、乾燥機能を向上させる家庭用洗濯機が提案されている。このような洗濯機において、モータを駆動させるモータ駆動装置は、一般的に異常動作時における保護機能を備えている。特に最近では、インバータによりブラシレスＤＣモータを駆動させる構成において、様々な保護機能が提案されている。その一つとしてモータロック時の検知もしくはモータの再起動方法として、モータに流れる電流の量を監視する方法があり、モータロックが発生した場合、回転方向と逆方向でモータを再起動する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
また、所定時間通電を行い、目標回転数に達していない場合、モータロックと判断してモータを停止し、その後、再起動する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、回転方向のモータの磁極位置検出パターンを予測し、逆転方向のパターンが発生したなどの予測から外れた際にモータロックを判断する方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１６９５８２号公報
【特許文献２】特開平１１−１９３８０号公報
【特許文献３】特開２００４―３５７７３６号公報
【発明の開示】
【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に記載の従来技術においては、電流を用いて必ずしもモータがロックした状態であると判断することが困難である。発生する電流はモータが代わった場合や検出回路の誤差などでばらつきが生じ、ロックしていない場合においてもロック状態であると誤検知する恐れがある。
また、特許文献２に記載の従来技術においては、特に衣類などが多い過負荷状態での加速に要する時間が増加するため、所定時間通電中に目標回転数に達しない状態が頻繁に起こり、誤検知を招く恐れがある。また、所定時間通電した場合、ロックの有無に関わらず電流が流れ続けるため消費電力が大きくなる。
また、特許文献３に記載の従来技術においては、モータがロックした際に確実に予測外の位置センサパターンが発生するわけではなく、位置センサが変化しない完全停止状態のモータロックも存在するため、正確にモータロックを検出できず、モータが再起動できない恐れがある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、外槽内に回転自在に軸支された内槽や、内槽の内底部に回転自在に軸支された攪拌翼を回転駆動するモータのロック状態を精度良く検出し、また、モータへの負担を余りかけることなく再起動が可能な洗濯機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る洗濯機は、外槽内に回転自在に軸支された内槽および該内槽の内底部に回転自在に軸支された攪拌翼あるいは何れか一方を回転駆動させるモータと、モータの回転駆動を制御するインバータと、インバータを制御するインバータ制御部と、モータの回転駆動時に所定信号を検知し、所定信号が所定値を超えたときに、上記モータがロック状態に陥っていると判断して、モータの回転駆動を停止させるモータロック検知信号をインバータ制御部に出力するモータロック検出部とを備え、モータロック検出部によるモータロックの検出を、モータの電力あるいは電流がブレーカの遮断容量前あるいはコンセントの容量を超える前に行うようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、モータの回転駆動時に所定信号を検知し、所定信号が所定値を超えたときに、モータがロック状態に陥っていると判断してモータの回転駆動を停止させるようにしているので、モータロック状態を精度良く検知することが可能になり、このため、ロック状態に陥っているときに起こるモータ７の異常発熱や、消費電力の増大を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は実施の形態１の洗濯機におけるモータ駆動装置を示すブロック構成図、図２はブラシレスＤＣモータの正常回転時とモータロック状態における磁極位置センサの位置信号を示す波形図、図３は実施の形態１におけるモータ駆動装置のモータロック検出部の構成を示すブロック図である。
【０００９】
実施の形態１の洗濯機におけるモータ駆動装置は、交流電源１に接続されるリアクトル２と、このリアクトル２を介して入力される交流電圧を整流する整流回路３と、整流回路３により整流された電圧を平滑する平滑コンデンサ４と、平滑コンデンサ４の出力を交流電圧に変換しブラシレスＤＣモータ７を駆動するインバータ５と、ブラシレスＤＣモータ７の駆動時の磁極を検知する毎に位置信号を出力する磁極位置センサ１０と、磁極位置センサ１０からの位置信号からブラシレスＤＣモータ７のロータ位置を検知し、かつ、その位置に基づいてインバータ５を制御する制御信号を出力するインバータ制御部６と、モータロック状態を検出するモータロック検出部１１とを備えている。また、実施の形態１の洗濯機は、脱水終了後の内槽８内の衣類を乾燥させる乾燥手段を備えている。この乾燥手段は、発熱部のヒータおよび送風機（図示せず）を有し、内槽８に入れられた衣類を乾燥させる際に、そのヒータおよび送風機に通電して内槽８に温風を送り込む。
【００１０】
ブラシレスＤＣモータ７（以下、単に「モータ７」と称する）は、例えば、洗濯時および脱水時、乾燥時に外槽（図示せぬ）内に回転自在に軸支された内槽８を回転させ、洗濯時および脱水時に内槽８の内底部に回転自在に軸支された攪拌翼９を回転させる。このモータ７による内槽８および攪拌翼９の回転は、図示していないが、クラッチ機構によって伝達されている。磁極位置センサ１０は、例えばホールＩＣよりなり、モータ７の正常回転時では、例えば図２（ａ）に示すように１Ｖと０Ｖの電圧を交互に切り換える位置信号を出力し、モータロック状態になったときは、１Ｖあるいは０Ｖに固定された位置信号を出力する。なお、図２（ｂ）では、一例として１Ｖに固定された位置信号を示している。上記のモータロック状態とは、内槽８内の衣類の絡まりによって、モータ７が回転できずに停止する状態のことである。
【００１１】
モータロック検出部１１は、図３に示すように、同一信号検知時間カウント部１２と、モータロック判定閾値１３をモータロック有無の判定基準とするモータロック判別部１４とで構成されている。同一信号検知時間カウント部１２は、位置信号の入力を検知したときに時間のカウントを開始し、そのカウント値を位置信号の電圧が切り換わるまでモータロック判別部１４に出力する。つまり、位置信号が１Ｖのときは０Ｖに切り換わるまで時間のカウント値をモータロック判別部１４に出力し、１Ｖから０Ｖに切り換わったときは、そのカウント値を０に初期化すると共に、新たに時間のカウントを開始して、そのカウント値を０Ｖから１Ｖに切り換わるまでモータロック判別部１４に出力する。なお、モータロック検出部１１は、モータ７が起動あるいは定常運転中に動作する構成になっている。
【００１２】
モータロック判別部１４は、上記のカウント値が入力される毎にモータロック判定閾値１３と比較し、カウント値がその閾値１３を超えたときにモータロック検知信号をインバータ制御部６に出力し、モータ７の回転を停止させる。なお、モータロック判定閾値１３は、極低速でモータ７が回っている場合には位置信号の電圧の切り換わりが遅くなるので、誤検知を招くことが無いようにモータ７の最低回転速度を考慮した値に設定する必要がある。また、モータロックの検出を、モータとヒータおよび送風機の電力あるいは電流の合計がブレーカの遮断容量前あるいはコンセントの容量を超える前に行うようにしている。つまり、モータ７がロック状態になったとき時間の経過と共に電流（又は電力）が上がり、この電流とヒータおよび送風機の電流（又は電力）の合計がブレーカの遮断容量を超える前にモータ７を停止させるようにモータロック判定閾値１３（時間）が設定されている。なお、ブレーカに代えてコンセントの容量を超えないようにモータロック判定閾値１３を設定するようにしても良い。
【００１３】
ここで、モータロック検出部１１の動作を図４に示すフローチャートに基づいて詳述する。
洗濯機の運転が開始されると、同一信号検知時間カウント部１２は、前回情報を初期値として設定し（Ｓ４１）、タイマー（図示せず）のカウント値Ｔを「０」に初期化し（Ｓ４２）、そのタイマーをスタートさせる（Ｓ４３）。Ｓ４１においての初期値は、前回の運転終了時に入力された最後の位置信号の電圧（１Ｖあるいは０Ｖ）である。タイマーのスタート後に、磁極位置センサ１０からの位置信号を検知すると、時間のカウントを開始すると共に、そのカウント値Ｔをモータロック判別部１４に出力し、かつ、今回情報と前回情報とが同一か否かを判定する（Ｓ４５）。つまり、磁極位置センサ１０からの位置信号の電圧と前回の位置信号の電圧とが同一か否かを判定する。前回情報（電圧）と同一のときはカウント値Ｔをモータロック判別部１４に出力し、また、今回情報と前回情報とが異なるときは、今回情報を前回情報として設定し（Ｓ４８）、タイマーを再び「０」に初期化し（Ｓ４９）、時間のカウントを開始する。そして、位置信号を検知し（Ｓ４４）、新たに設定した前回情報と同一か否かを判定する（Ｓ４５）。上述したように両方の情報が同一のときはカウント値Ｔをモータロック判別部１４に出力する。同一信号検知時間カウント部１２による時間のカウント値Ｔ（カウントアップ値）の出力は、検知した位置信号の情報（電圧）が前回情報と異なるまで継続される。
【００１４】
一方、モータロック判別部１４は、同一信号検知時間カウント部１２からのカウント値Ｔが入力される毎にモータロック判定閾値１３と比較し（Ｓ４６）、カウント値Ｔがその閾値１３以下のときは、モータ７がロック状態になっていないと判断して、引き続き同一信号検知時間カウント部１２からのカウント値Ｔとモータロック判定閾値１３とを比較する（Ｓ４６）。この比較を繰り返し行っているうちに、カウント値Ｔがモータロック判定閾値１３を超えたときは、モータロックと判断して（Ｓ４７）、モータロック検知信号をインバータ制御部６に出力し、モータ７の回転を停止させる。
【００１５】
以上のように実施の形態１によれば、同一の位置信号を検知している間、時間のカウントを行うと共に、カウント値Ｔ毎にモータロック判定閾値１３と比較し、カウント値がモータロック判定閾値１３を超えたときは、モータロックと判断して、モータ７の回転を停止させるようにしたので、モータロック状態を精度良く検知することが可能になり、このため、ロック状態に陥っているときに起こるモータ７の異常発熱や、消費電力の増大を抑えることができる。
【００１６】
なお、モータ７の回転速度、モータ７あるいは回路の電圧や電流を用いてモータロックを判別するようにしても良い。その場合、モータロック検出部１１は、その回転速度、電流あるいは電圧が所定値を超えたときに、モータ７がロック状態に陥っていると判断して、モータ７の回転駆動を停止させるモータロック検知信号をインバータ制御部６に出力する
また、モータ７に流れる電流が予想される電流値以上、あるいはモータ７の電流値が所定時間変化しないときにモータロック状態と判断するようにしても良い。
さらに、モータ７に印加される電圧が最大値に達したときに、モータ７のロック状態と判断するようにしても良い。
【００１７】
実施の形態２．
モータロック時には大きな電圧や電流が発生するため、ノイズなどの影響が懸念される。そこで、実施の形態２においては、ノイズの影響を受けにくいモータロック検知について説明する。図５は位置信号の値Ｈを次式（１）にて演算した結果である。ただし、位置信号Ｈのオフセット値Ｈoffsetは０、ローパスフィルタの初期値Ｈfiniは０．５にて演算している。
Ｈf[ｎ]＝Ｈf[ｎ−１]＋τ｛（Ｈ[ｎ]＋Ｈoffset）−Ｈf[ｎ−１]｝ 
Ｈf[０]＝Ｈfini                                               …  （１）
ここで、Ｈf[ｎ]は位置信号のローパスフィルタ値、Ｈf[ｎ−１]は一つ前の位置信号のローパスフィルタ値、Ｈ[ｎ] は現在の位置信号の値、τは時定数を表している。
【００１８】
図５を参照すると、正常運転時には位置信号の中央値０．５Ｖ付近にローパスフィルタの出力値が収束しており（（ａ）参照）、モータロック時には例えば１ＶのＨＩＧＨの状態でモータロックした際には１Ｖへ収束していき（（ｂ）参照）、また、０ＶのＬＯＷの状態でモータロックした際には０Ｖに収束していく（（ｃ）参照）。つまり、ローパスフィルタの出力値が１Ｖあるいは０Ｖに近づいた際にモータロック状態と判断可能である。
【００１９】
さらに、モータロック検知にローパスフィルタを用いることで、ノイズが位置信号に乗った場合でも、高周波成分がローパスフィルタによりカットされるため、ノイズに対して非常に強く、誤検知しにくいといったメリットがある。
【００２０】
ここで、図６を用いて実施の形態２のモータロック検出部の構成について説明する。図６は実施の形態２におけるモータロック検出部の構成を示すブロック図である。なお、モータロック検出部以外のものは、図１で説明した実施の形態１と同じ構成になっている。
【００２１】
実施の形態２におけるモータロック検出部１１は、位置信号にオフセット値を与えるオフセット設定部１５と、初期値設定部１６の初期値を用いてオフセット設定部１５からの位置信号を式（１）にてフィルタリングするローパスフィルタ１７と、ローパスフィルタ１７の出力値とモータロックを判定するためのモータロック判定閾値１３ａとを比較し、上記出力値がモータロック判定閾値１３ａを超えたときにモータロックと判断してモータロック検知信号をインバータ制御部６に出力するモータロック判別部１９とで構成されている。上記のモータロック判定閾値１３ａは、上限値と下限値とがあり、位置信号の電圧のＨＩＧＨが１Ｖ、ＬＯＷが０Ｖの場合、上限値がほぼ１．０Ｖ、下限値がほぼ０Ｖとなる（図５参照）。
【００２２】
次に、実施の形態２におけるモータロック検出部１１の動作を図８に示すフローチャートに基づいて詳述する。
洗濯機の運転が開始されると、ローパスフィルタ１７に時定数τが設定され（Ｓ８１）、モータ７の回転に応じた磁極位置センサ１０からの位置信号が入力されたときは、オフセット設定部１５が位置信号Ｈ[ｎ]にオフセット値Ｈoffsetを設定し（Ｓ８２）、ローパスフィルタに出力する。ローパスフィルタ１７は、初期値設定部１６の初期値Ｈf[０] （＝Ｈfini ） を用いて、オフセット設定部１５からの位置信号を上記式（１）にてローパスフィルタ値Ｈf[ｎ] を算出（フィルタリング）し（Ｓ８３〜Ｓ８５）、モータロック判別部１４に出力する。このモータロック判別部１４は、ローパスフィルタ値Ｈf[ｎ] が入力されると、モータロック判定閾値１３ａと比較する（Ｓ８６）。ローパスフィルタ値Ｈf[ｎ] がモータロック判定閾値１３ａ内にあるときは（図５（ａ）参照）、モータロックしていないと判断して、Ｓ８４に戻り、上述した動作を繰り返す。一方、ローパスフィルタ値Ｈf[ｎ] がモータロック判定閾値１３ａを超えたときは（図５（ｂ）（ｃ）参照）、モータロックと判断して（Ｓ８７）、モータロック検知信号をインバータ制御部６に出力し、モータ７の回転を停止させる。
【００２３】
以上のように実施の形態２によれば、磁極位置センサ１０からの位置信号をローパスフィルタ１７を通すようにしたので、高周波成分のノイズをカットすることができ、誤検知を防止することが可能になる。
【００２４】
なお、上記のオフセット設定部１５と初期値設定部１６は、例えば、位置信号が０Ｖや１Ｖの場合、式（１）のオフセット値Ｈoffsetを−０．５Ｖとすることで、位置信号が−０．５Ｖと０．５Ｖとなり、ローパスフィルタ値Ｈf[ｎ] は図７に示すようになる。この場合、正常回転時の出力は０Ｖに収束し（（ａ）参照）、ＨＩＧＨでロックした際には０．５Ｖに収束していき（（ｂ）参照）、ＬＯＷでロックした際には−０．５Ｖに収束していく（（ｃ）参照）。つまり、上記の実施の形態２は０Ｖもしくは１Ｖに近づいた際にロックと判断するため、２つの閾値を設定する必要があったが、ローパスフィルタ値Ｈf の絶対値を取ることで０．５Ｖに近づいた際にロックと判断することが可能となり、閾値の設定が１つで実現可能となる。
【００２５】
また、モータロック検出部１１にモータ７の回転速度、電流あるいは電圧の何れかが入力されるローパスフィルタを備えるようにし、その回転速度、電流あるいは電圧の入力によるローパスフィルタの出力値が所定の閾値を超えたときに、モータ７がロック状態に陥っていると判断して、モータ７の回転駆動を停止させるモータロック検知信号をインバータ制御部６に出力する。
【００２６】
実施の形態３．
図９は実施の形態３に係る洗濯機のインバータ制御部の構成を示すブロック図である。なお、インバータ制御部以外のものは、図１で説明した実施の形態１と同じ構成になっている。また、図中に示すモータ負荷軽減再起動部２５は、実施の形態４で説明し、本実施の形態においては無いものとする。
実施の形態３におけるインバータ制御部６は、位置信号からインバータ５に印加する電圧の指令値を生成するインバータ電圧指令制御部２０と、その電圧の指令値に基づいてインバータ指令（例えばパルス幅変調信号）を生成し、インバータ５を駆動するインバータ指令生成部２１と、モータロック検出部１１からのモータロック検知信号が入力されたときにモータ７を一時停止させる信号をインバータ指令生成部２１に送出するモータ一時停止部２２と、モータ７を停止してから所定の休止時間経過後に再起動させる信号をインバータ指令生成部２１に送出するモータ再起動部２３と、モータ７が一時停止状態（一時的なロック状態）に陥った回数を記憶し、そのロック回数ｎが所定回数を超えたときにモータ７を停止させる信号をインバータ指令生成部２１に送出するモータ停止部２４とで構成されている。
【００２７】
次に、モータロックによりモータ７を一時停止させてから再起動するまでの休止時間の設定について説明する。図１０はモータ駆動時に発生するモードと、そのときの電流を示しており、モータロック時には過大な電流が流れる。近年の洗濯機は、洗濯機能の他にヒータやヒートポンプ等の発生電流の大きなものを用いて衣類の乾燥を行う洗濯乾燥機が普及してきており、モータロックが頻繁に発生した場合には、ブレーカやコンセントの容量を超えてしまう恐れがある。
【００２８】
そこで、図１０に示すように実効値がブレーカやコンセントの容量を超えないように休止時間を調整することにより安全に使用することが可能になる。リアルタイムで休止時間を更新していくと、マイコン等の演算処理時間が延びてしまうため、モータロック時と正常回転時の発生電流の最大値を把握しておき、例えば１０回に１回モータロックが発生した場合に、ブレーカやコンセントの容量から乾燥手段（ヒータ等）と送風手段（ファンモータ）、電気回路の電力あるいは電流を差し引いた値以下に電流の実効値が収まるように休止時間を設定する。なお、実効値ではなく平均値を用いて休止時間を設定してもよく、電流ではなく電力から求めても良いことは言うまでもない。
なお、乾燥手段のヒータあるいはヒータと送風機の電力あるいは電流が一定となるように制御すると休止時間の設定が容易になる。
【００２９】
また、ロック回数ｎと比較し異常と判断するための所定回数の設定について説明する。上述の休止時間設定の場合、モータロック状態が連続して発生してしまうと、ブレーカの容量を超えてしまい、ブレーカによる遮断が発生する恐れがある。通常、ブレーカは定格電流を超えてもすぐには遮断せず、定格に対して１２５％の場合は、定格電流との比率に応じて遮断する時間（１分程度）が決まっている。そこで、モータロック時に発生する最大電流を予め把握しておき、モータロックと上記の設定で求めた休止時間との繰り返しを行った場合の電流の実効値が何Ａになるかを計算して求め、ブレーカが遮断するまでの時間をブレーカメーカにて提供されている特性表から求める。求めたブレーカ遮断時間より、モータロック時間と休止時間が何回まで繰り返されても良いかが判明するため、それを閾値に設定すればよい。これにより、ブレーカによる遮断が発生する前にモータ７の運転を停止することが可能となる。
【００３０】
ただし、ブレーカの定格容量は周囲温度に応じて変化するため、周囲温度に応じて閾値の設定を行ったり、製品の使用温度上で最も厳しい条件にて、閾値の設定を行ったりする必要がある。
【００３１】
次に、モータロックを検知した場合のインバータ制御部６の動作を図１１のフローチャートに基づいて説明する。
洗濯機の運転が開始されると、モータ停止部２４はロック回数ｎを「０」に初期化し（Ｓ１０１）、モータ一時停止部２２は、運転が終了していないとき（Ｓ１０２）、モータロック検知信号が入力されたか否かを判定する（Ｓ１０３）。モータロック検知信号が入力されていないときは、ロック回数ｎを再び「０」に設定し（Ｓ１１２）、Ｓ１０２に戻って上記の動作を繰り返す。また、モータロック検知信号の入力を検知したときは、その旨の信号をインバータ指令生成部２１、モータ停止部２４およびモータ再起動部２３にそれぞれ送出する。
【００３２】
モータ停止部２４は、その信号を受けたときにロック回数ｎに「１」を加算し（Ｓ１０４）、ｎが所定回数を超えたか否かを判定する（Ｓ１０５）。ｎが所定回数を超えていないときは、ここで動作を終了する。この時、インバータ指令生成部２１は、モータ一時停止部２２からの信号により、モータ７を一時停止させるインバータ指令をインバータ５に出力する（Ｓ１０８）。一方、モータ再起動部２３は、モータ一時停止部２２からの信号を受けたときに所定の休止時間を設定し（Ｓ１０９）、休止時間が経過した否かを判定する（Ｓ１１０）。休止時間が経過していないときは待機し、休止時間が経過したときに、一時停止しているモータ７を再起動させる信号をインバータ指令生成部２１に送出し、インバータ５を介してモータ７を再起動させる（Ｓ１１０）。
【００３３】
また、モータ停止部２４は、Ｓ１０５において、ロック回数ｎが所定回数を超えていると判断したときは、モータ７を停止させる信号をインバータ指令生成部２１に送出し、インバータ５を介してモータ７を停止させると共に、異常表示を図示せぬ操作パネルに表示する（Ｓ１０６，Ｓ１０７）。この時、インバータ指令生成部２１によって、洗濯機の運転が終了する。
【００３４】
以上のように実施の形態３によれば、モータロック検知信号を検知した際、ロック回数ｎに「１」を加算して所定回数を超えたか否かを判定し、超えているときはモータ７を一時停止させて所定の休止時間経過後に再起動させるようにしたので、衣類の絡みなどによるモータ７への負担を軽減でき、また、ロック回数ｎが所定回数を超えているときは、モータ７を停止させて異常表示を行うようにしたので、ロック状態に陥っているときに起こるモータ７の異常発熱や、消費電力の増大を抑えることができる。
【００３５】
実施の形態４．
実施の形態３では、モータ７のロック回数ｎが所定回数を超えた場合、モータ７を停止させて異常表示を行うようにしたが、実施の形態４は、モータ負荷軽減の実施回数ｍを設け、ロック回数ｎが所定回数を超えた際にはモータ７を一旦停止させて、負荷軽減手段によりモータ７の負荷を軽減させるようにしたものである。
実施の形態４においては、実施の形態３で述べたようにモータ負荷軽減再起動部２５を備えたインバータ制御部６が用いられている（図９参照）。そのモータ負荷軽減再起動部２５は、モータ７が停止されたとき、モータ負荷軽減の実施回数ｍに「１」を加算し、その実施回数ｍが所定値以下のときは負荷軽減手段によりモータ７の負荷を軽減させ、また、モータ負荷軽減の実施回数ｍが所定値を超えたときは洗濯機の操作パネルに異常表示する。
【００３６】
負荷軽減手段として、例えば図１２に示すように、攪拌翼９が非対称構造をしている場合、回転方向の違いで衣類を攪拌させる負荷が異なる。つまり、モータロックが発生した際には、負荷の軽い方向から起動することでモータ７への負荷を軽減できる。また、モータロックした回転方向は負荷が重く、再度同じ方向から再起動すると再びロックする可能性が高いので、回転方向と逆方向から再起動することで、モータ７の負荷を軽減させることが可能になる。また、別の負荷軽減手段として、洗濯機運転時に内槽８に水量が足りない場合、衣類が攪拌しづらく負荷が増加する傾向にある。そこで、図１３に示すように、内槽８の水量を増加させることで衣類を攪拌し易くすることで、モータ７の負荷を軽減させることが可能である。
【００３７】
さらに、図１４に示すように、内槽８の傾斜角度を変更可能な洗濯機においては、傾斜角度が大きい場合には重力による影響を受け、衣類を攪拌する際の負荷が大きくなる傾向にある。そこで、モータ負荷軽減再起動部２５により、内槽８の傾斜角度を小さくし再起動することでモータ７の負荷を軽減させることが可能となる。
【００３８】
次に、モータロックを検知した場合のインバータ制御部６の動作を図１５のフローチャートに基づいて説明する。
洗濯機の運転が開始されると、モータ負荷軽減再起動部２５はモータ負荷軽減の実施回数ｍを「０」に初期化し（Ｓ１１１）、モータ停止部２４はロック回数ｎを「０」に初期化する（Ｓ１１１）。そして、モータ一時停止部２２は、運転が終了していないとき（Ｓ１１３）、モータロック検知信号が入力されたか否かを判定し（Ｓ１１４）、モータロック検知信号が入力されていないときは、ロック回数ｎを再び「０」に設定し（Ｓ１２６）、Ｓ１１３に戻って上記の動作を繰り返す。また、モータロック検知信号の入力を検知したときは、その旨の信号をインバータ指令生成部２１、モータ停止部２４およびモータ再起動部２３にそれぞれ送出する。
【００３９】
モータ停止部２４は、その信号を受けたときにロック回数ｎに「１」を加算し（Ｓ１１５）、ｎが所定回数を超えたか否かを判定する（Ｓ１１６）。ロック回数ｎが所定回数を超えていないときは、ここで動作を終了する。この時、インバータ指令生成部２１は、モータ一時停止部２２からの信号により、モータ７を一時停止させるインバータ指令をインバータ５に出力する（Ｓ１２１）。一方、モータ再起動部２３は、モータ一時停止部２２からの信号を受けたときに所定の休止時間を設定し（Ｓ１２２）、休止時間が経過した否かを判定する（Ｓ１２３）。休止時間が経過していないときは待機し、休止時間が経過したときに、一時停止しているモータ７を再起動させる信号をインバータ指令生成部２１に送出し、インバータ５を介してモータ７を再起動させる（Ｓ１２４）。
【００４０】
また、モータ停止部２４は、Ｓ１１６において、ロック回数ｎが所定回数を超えていると判断したとき、モータ７を停止させる信号をインバータ指令生成部２１に送出し、インバータ５を介してモータ７を停止させる（Ｓ１１７）。また、モータ負荷軽減再起動部２５は、モータ７が停止されたときにモータ負荷軽減の実施回数ｍに「１」を加算し（Ｓ１１８）、その実施回数ｍが所定値を超えたか否かを判定する（Ｓ１１９）。実施回数ｍが所定値以下のときは、上述した負荷軽減手段によりモータ７の負荷を軽減させ（Ｓ１２５）、実施回数ｍを「０」に初期化する（Ｓ１１１）。また、モータ負荷軽減の実施回数ｍが所定値を超えたときは洗濯機の操作パネルに異常表示する。
【００４１】
以上のように実施の形態４によれば、モータ７を停止させた際にモータ負荷軽減の実施回数ｍに「１」を加算して所定値を超えたか否かを判定し、実施回数ｍが所定値以下のときは負荷軽減手段によりモータ７の負荷を軽減させるようにしたので、モータ７を一旦停止させても容易に再起動させることが可能になり、モータロックによる運転停止をなくすことができる。
【００４２】
実施の形態５．
実施の形態１〜４ではモータロックの検知と停止、再起動について説明したが、いずれを用いても再起動が不可能な状態に陥った場合、モータ７の運転を停止するだけでなく、表示や警告音を発する、または電気的通信手段により例えば携帯電話等に報知するように構成することも可能である。このように構成することで、周囲の人間が即座に対応することが可能である。また、モータロック検出部１１の構成はハードウェアあるいはソフトウェアの何れでもよい。また、モータロック検出部１１は、定常運転中に動作するようにしたが、モータ７が起動したときに動作するようにしても良い。
【００４３】
なお、上述した実施の形態１〜５では、モータロック検出部１１によるモータロックの検出を、モータ７とヒータおよび送風機の電流（又は電力）の合計がブレーカの遮断容量前あるいはコンセントの容量を超える前に行うようにしたが、ヒータの電流（又は電力）が一定になるようにし、モータロックの検出を、その電流と送風機の電流（又は電力）およびモータ７の電流（又は電力）の合計がブレーカの遮断容量前あるいはコンセントの容量を超える前に行うようにしてもよい。また、ヒータと送風機の電流（又は電力）の合計が一定になるようにし、モータロックの検出を、その値とモータ７の電流（又は電力）の合計がブレーカの遮断容量前あるいはコンセントの容量を超える前に行うようにしても良い。
また、実施の形態１〜５では、乾燥手段を備えた洗濯機について述べたが、乾燥手段を備えていない洗濯機に適用しても良い。その場合、モータロック検出部１１によるモータロックの検出を、モータ７の電力あるいは電流がブレーカの遮断容量前あるいはコンセントの容量を超える前に行うようにする。
また、モータロック検出部１１をハードウェア構成として説明したが、ソフトウェアにより構成されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施の形態１の洗濯機におけるモータ駆動装置を示すブロック構成図である。
【図２】ブラシレスＤＣモータの正常回転時とモータロック状態における磁極位置センサの位置信号を示す波形図である。
【図３】実施の形態１におけるモータ駆動装置のモータロック検出部の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１におけるモータロック検出部の動作を示すフローチャートである。
【図５】磁極位置センサの出力をローパスフィルタにてフィルタリングした際の波形図である。
【図６】実施の形態２におけるモータロック検出部の構成を示すブロック図である。
【図７】磁極位置センサの出力にオフセットを与えてローパスフィルタにてフィルタリングした際の波形図である。
【図８】実施の形態２におけるモータロック検出部の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態３に係る洗濯機のインバータ制御部の構成を示すブロック図である。
【図１０】正常回転時、モータロック時および一時停止時の一次側の電流を示す波形図である。
【図１１】実施の形態３におけるインバータ制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態４における負荷軽減手段の一例を示す攪拌翼の説明図である。
【図１３】負荷低減手段の他の例を示す洗濯機の内槽の斜視図である。
【図１４】負荷低減手段の他の例を示す洗濯機の内槽の斜視図である。
【図１５】実施の形態４におけるインバータ制御部の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１  交流電源、２  リアクトル、３  整流回路、４  平滑コンデンサ、５  インバータ、６  インバータ制御部、７  モータ、８  内槽、９  攪拌翼、１０  磁極位置センサ、１１  モータロック検出部、１２  同一信号検知時間カウント部、１３，１３ａ  モータロック判定閾値、１４  モータロック判別部、１５  オフセット設定部、１６  初期値設定部、１７  ローパスフィルタ、２０  インバータ電圧指令制御部、２１  インバータ指令生成部、２２  モータ一時停止部、２３  モータ再起動部、２４  モータ停止部、
２５  モータ負荷軽減再起動部。
【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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