(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を撹拌するパルセータを洗濯槽内で回転駆動する永久磁石同期型のモータと、このモータを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段が、
制御量として与えられるモータ回転速度指令値とモータ回転速度推定値との偏差に基づいてトルク指令を生成するトルク指令生成部と、
駆動時のモータ電流と前記トルク指令値に対応する電流指令値との偏差をモータ電圧指令値に変換して前記モータを駆動するモータ駆動制御部と、
前記モータ電流および前記モータ電圧指令値に係るモータ電圧を用いて前記モータ回転速度を推定する速度推定部と、を備える洗濯機において、
前記制御手段に、前記トルク指令を０とすることによって前記モータ駆動制御部における電流指令値が０とされた場合に、前記速度推定部が前記モータへのモータ電圧指令値に基づいて推定するモータ回転速度推定値を利用して洗濯物の量を負荷量として測定する負荷測定部を設けたことを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
前記負荷測定部が、予め定めた負荷検知期間中に前記モータ回転速度の推定値を積分し、その積分値を負荷量とする請求項１に記載の洗濯機。
【請求項３】
前記負荷測定部に予め閾値を設定し、前記負荷検知期間中に前記モータ回転速度の推定値が前記閾値以下となったときに前記積分を停止する請求項２に記載の洗濯機。
【請求項４】
洗濯物を撹拌するパルセータを洗濯槽内で回転駆動する永久磁石同期型のモータと、このモータを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段が、
制御量として与えられるモータ回転速度指令値とモータ回転速度推定値との偏差に基づいてトルク指令を生成するトルク指令生成部と、
駆動時のモータ電流と前記トルク指令値に対応する電流指令値との偏差をモータ電圧指令値に変換して前記モータを駆動するモータ駆動制御部と、
前記モータ電流および前記モータ電圧指令値に係るモータ電圧を用いて前記モータ回転速度を推定する速度推定部と、を備え、
前記制御手段に、前記トルク指令生成部の指令を停止した状態で前記速度推定部が推定するモータ回転速度推定値に基づいて洗濯物の量を負荷量として測定する負荷測定部を設けた洗濯機において、
前記負荷測定部が、予め定めた負荷検知期間中に前記モータ回転速度の推定値を積分し、その積分値を負荷量とするものであり、
前記負荷測定部に予め閾値を設定し、前記負荷検知期間中に前記モータ回転速度の推定値が前記閾値以下となったときに前記積分を停止することを特徴とする洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサレスであっても負荷測定を簡易且つ精度良く行うことができる洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の洗濯機の布負荷量検知は、洗濯槽に注水されていない状態で、洗濯物撹拌用パルセータを駆動するモータの出力軸が駆動停止(モータＯＦＦ)後も、慣性力によって短時間回転する現象を利用している。パルセータをモータにより所要時間分駆動して、モータＯＦＦした時点からモータの出力軸が停止するまでの間に、出力軸の回転量を回転速度センサ等で検出し、この検出値を予め定めてある複数段階（例えば低、中、高レベルなど）の閾値と比較判定し、この判定結果に基づいて負荷量を判別する。
【０００３】
従って、負荷量検知では、モータの回転速度を検出する手段が必要になる。インバータを使用した洗濯機には、永久磁石同期モータが使用されており、それを回転させる為には、ロータ位置(角度)を常に認識しておく必要がある。その為に、洗濯機用には、Ｈａｌｌ ＩＣ等のセンサが採用されていることが多く、通常、それを回転速度センサとしても兼用する。
【０００４】
しかし、コストダウンの為に、そのセンサを廃したセンサレス制御においては、モータＯＦＦ状態では速度を検出することはできない為、従来方式と同様の負荷量検知を行うことはできない。
【０００５】
そこで、このような回転速度センサを使用せずに負荷検知を行うものとして、特許文献１に示されるように、モータＯＦＦ且つ回転中にモータから発生する誘起電圧を検出し、それをパルス信号に変換してカウントすることにより回転数を判別するものが提案されている。
【０００６】
また、特許文献２に示されるように、モータを一定速度で回転させた場合、モータ出力トルクと負荷量は比例することを利用して、モータに対してベクトル制御を行い、モータＯＮ期間中に、モータ出力トルクに比例するｑ軸電流を検出してモータ出力トルクを求め、負荷量を検出するものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−１１５６７０号公報
【０００８】
【特許文献２】特開２００２−３６０９７０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、特許文献１のものは、誘起電圧を検出する為の回路を付加する必要があり、コストが上昇するという難点がある。
【００１０】
また、特許文献２のものは、モータ出力トルクをＴ、トルク定数をＫＥ、モータ極対数をＰｐｎ、鎖交磁束をΦ、軸電流をＩｑ、Ｉｄとした場合に、Ｔ＝ＫＥＩｑ、ＫＥ＝ＰｐｎΦとなることを利用するものであるが、トルク定数ＴＥはモータ製造時のばらつき及び、モータ温度、モータ電流に影響されて変化する場合があり、負荷量検知結果の誤差要因になる可能性がある。
【００１１】
本発明は、このようなセンサレス制御の洗濯機において、モータＯＦＦ時に回転センサを用いて負荷を検知する従来構成と同等性能の負荷量測定を、センサレスで簡易に行える洗濯機を実現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、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１３】
すなわち、本発明の洗濯機は、洗濯物を撹拌するパルセータを洗濯槽内で回転駆動する永久磁石同期型のモータと、このモータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、制御量として与えられるモータ回転速度指令値とモータ回転速度推定値との偏差に基づいてトルク指令を生成するトルク指令生成部と、駆動時のモータ電流と前記トルク指令値に対応する電流指令値との偏差をモータ電圧指令値に変換して前記モータを駆動するモータ駆動制御部と、前記モータ電流および前記モータ電圧指令値に係るモータ電圧を用いて前記モータ回転速度を推定する速度推定部と、を備える洗濯機において、前記制御手段に、前記トルク指令を０とすることによって前記モータ駆動制御部における電流指令値が０とされた場合に、前記速度推定部が前記モータへのモータ電圧指令値に基づいて推定するモータ回転速度推定値を利用して洗濯物の量を負荷量として測定する負荷測定部を設けたことを特徴とすることを特徴とする。
【００１５】
このような本発明において、前記負荷測定部は、予め定めた負荷検知期間中に前記モータ回転速度の推定値を積分し、その積分値を負荷量とするものが好適である。
さらに、前記負荷測定部に予め閾値を設定し、前記負荷検知期間中に前記モータ回転速度の推定値が前記閾値以下となったときに前記積分を停止することがより適切である。
また本発明の洗濯機は、洗濯物を撹拌するパルセータを洗濯槽内で回転駆動する永久磁石同期型のモータと、このモータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、制御量として与えられるモータ回転速度指令値とモータ回転速度推定値との偏差に基づいてトルク指令を生成するトルク指令生成部と、駆動時のモータ電流と前記トルク指令値に対応する電流指令値との偏差をモータ電圧指令値に変換して前記モータを駆動するモータ駆動制御部と、前記モータ電流および前記モータ電圧指令値に係るモータ電圧を用いて前記モータ回転速度を推定する速度推定部と、を備え、前記制御手段に、前記トルク指令生成部の指令を停止した状態で前記速度推定部が推定するモータ回転速度推定値に基づいて洗濯物の量を負荷量として測定する負荷測定部を設けた洗濯機において、前記負荷測定部が、予め定めた負荷検知期間中に前記モータ回転速度の推定値を積分し、その積分値を負荷量とするものであり、前記負荷測定部に予め閾値を設定し、前記負荷検知期間中に前記モータ回転速度の推定値が前記閾値以下となったときに前記積分を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明した本発明によると、トルク指令を停止させた場合、モータ出力トルクが０となり、惰性回転と同じ状態でモータ回転速度が低下する。そして、モータ回転速度と負荷量は反比例する関係であるから、モータ回転速度推定値を使えば洗濯物の量を負荷量として有効に測定することができる。しかも、既存の制御手段の構成を利用することができ、誘起電圧を利用する場合のように別途の回路を組み組む必要もなく、トルク定数のようにモータの個体差や温度、電流に左右されるパラメータも使用しないため、簡易且つ高精度で負荷測定を行うことが可能となる。
【００１７】
かかる本発明において、モータへの電圧印加をＯＦＦにするとモータ停止と判別がつかなくなるが、速度推定部がモータ電圧指令値に基づいて推定するモータ回転速度推定値を利用して前記負荷量の測定を行うように電圧制御を続行する本発明によれば、測定の実効を図ることができる。
【００１８】
また、推定値の積分値を負荷量として扱う本発明によれば、瞬時的に負荷検知を行う場合の誤差による影響を有効に排除することができる。
【００１９】
この場合の積分期間に閾値を設ける本発明によれば、速度推定値が実体を反映しない領域まで積分が行われることを回避して、測定精度を有効に担保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る洗濯機の外観を示す斜視図。
【図２】同洗濯機の概略構成を示す縦断面図。
【図３】同実施形態に係るモータ制御系のモータＯＦＦ時における減速特性を示すグラフ。
【図４】同実施形態における負荷測定の前提構成となるモータ制御系のシステム構成を示すブロック図。
【図５】同モータ制御系における速度推定部の概略構成を示す図。
【図６】同モータ制御系における速度推定原理を示す図。
【図７】同モータ制御系におけるＰＬＬ制御部の概要を示す図。
【図８】同実施形態における負荷測定部の処理手順を示すフローチャート。
【図９】同実施形態における負荷測定部の測定範囲を示す図。
【図１０】同実施形態における負荷測定部の測定結果を例示するグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態に係る縦型の洗濯機（以下、「洗濯機」と称す。）１の外観を示す斜視図である。また、図２は、本実施形態の洗濯機１の概略構成を示す縦断面図である。
【００２３】
図２に示すように、本実施形態の洗濯機１は、洗濯機本体１１と、外槽１２と、脱水槽（洗濯槽）１３と、駆動部１６と、制御手段Ｃ（図３参照）とを備える。このような洗濯機１は、入力部１４にあって全自動で洗濯を行う図示しないスタートキーが押されると、脱水槽１３内にある洗濯物の量を負荷量として自動判定し、負荷量に基づいて洗い工程およびすすぎ工程で外槽１２に貯める水量を自動で決定して、洗濯動作を行うものである。負荷量の測定については後述する。
【００２４】
洗濯機本体１１は、略直方体形状であり、上面１１ａに、脱水槽１３に対して洗濯物（衣服）を出し入れするための開口１１ｂと、この開口１１ｂを開閉可能な開閉蓋１１ｃとを有し、開閉蓋１１ｃを開けることで開口１１ｂを介して脱水槽１３に洗濯物を出し入れ可能な構成である。また、このような洗濯機本体１１の上面１１ａには、前述の入力部１４が形成される。
【００２５】
図２に示す外槽１２は、洗濯機本体１１の内部に配置された、水を貯留可能な有底筒状の部材である。
【００２６】
洗濯槽としての脱水槽１３は、外槽１２の内部で外槽１２と同軸に配置されるとともに、外槽１２によって回転自在に支持された有底筒状の部材である。脱水槽１３は、外槽１２３よりも小径であり、その壁面１３ａに多数の通水孔（不図示）を有する。
【００２７】
このような脱水槽１３の底部１３ｂ中央には、パルセータ（撹拌翼）１５が回転自在に配置される。パルセータ１５は、外槽１２に貯留された水を撹拌して水流を発生させるものである。
【００２８】
また、パルセータ１５は、洗い工程の開始時であって脱水槽１３への給水前にも回転駆動するものであり、このときの洗濯物を引きずった回転で取得される検出値が前述した負荷量の検出に用いられる。
【００２９】
駆動部１６は、モータＭとクラッチ１６ｂとを含む。モータＭは、脱水槽１３の底部１３ａに向けて延出する駆動軸ｍを回転させることで脱水槽１３を回転させる。またモータＭは、クラッチ１６ｂを切り替えることでパルセータ１５にも駆動力を与え、パルセータ１５を回転させることができる。そのため、洗濯機１は、後述する負荷量測定時、洗い工程およびすすぎ工程では主としてパルセータ１５のみを回転させ、脱水工程では脱水槽１３とパルセータ１５とを一体的に高速で回転させることができる。負荷測定時のパルセータ５の回転数は、例えば８００ｒｐｍに設定される。
【００３０】
本実施形態では、負荷量を検出する際、モータＭへのトルク指令を０にした後のパルセータ１５の回転量をセンサレスで検出して負荷量を測定する。この回転量の検出にあたり、まず負荷量と回転数がどのような関係にあるかを考察する。
【００３１】
モータＭは永久磁石型の同期モータのうち、いわゆるＳＰＭモータと称されるものを使用する。
【００３２】
一般に、モータＭの回転速度とトルク、負荷（慣性のモーメント、摩擦係数）の関係は、モータ回転角速度をωｍ、モータ出力トルクをＴ、慣性のモーメントをＪ、摩擦係数をＢとして、
Ｊ・(ｄωｍ／ｄｔ)＋Ｂ・ωｍ＝Ｔ                      …（１）
の微分方程式で表される。
【００３３】
モータＯＦＦ時は、Ｔ＝０であるから
Ｊ・(ｄωｍ／ｄｔ)＋Ｂ・ωｍ＝０                      …（２）
である。
【００３４】
この微分方程式を解くと
ωｍ＝Ｃ・ｅｘｐ［−（Ｂ／Ｊ）・ｔ］                  …（３）
が得られる。
【００３５】
モータＯＦＦした瞬間をｔ＝０とする。ｔ＝０でωｍ＝ω０で回転していたとすると、
ωｍ＝ω０・ｅｘｐ［−（Ｂ／Ｊ）・ｔ］  t≧0          …（４）
になる。
【００３６】
この（４）式より、モータＯＦＦ時のモータ回転角速度ωｍは、摩擦係数Ｂが大きいほど低下が速くなり、慣性のモーメントＪが大きいほど低下が遅くなることが解る。その様子を図３に示す。
【００３７】
洗濯槽１３に注水せずに、布負荷だけを入れてパルセータ１５を回転させる洗濯前の負荷量検知においては、ＪよりもＢの方が支配的であると考えられる。
従って、モータＯＦＦ時に、モータ回転角速度ωｍの低下が速いほど負荷量が多いと判断し、モータ回転角速度ωｍの低下が遅いほど負荷量が小さいと判断する。
【００３８】
以上の負荷量および回転数の関係に基づき、本実施形態は、既設のモータ制御系の構成を利用してモータＯＦＦ時のモータ回転角速度ωmを取り出す。
【００３９】
図４は、本発明の負荷測定の前提となる制御手段Ｃを示すベクトル制御ブロック図である。
【００４０】
この制御手段Ｃの基本構成は、制御量として与えられるモータ回転速度指令値ω*ｍとモータ回転速度推定値ωｍとの偏差に基づいてトルク指令を生成するトルク指令生成部２と、駆動時のモータ電流Ｉｑ（Ｉｄ）とトルク指令値Ｔ*に対応する電流指令値Ｉｑ*（Ｉｄ）との偏差をモータ電圧指令値Ｖ*ｑ、Ｖ*ｄに変換してモータＭを駆動するモータ駆動制御部３と、モータ電流Ｉｑ、Ｉｄおよびモータ電圧指令値Ｖ*ｑ、Ｖ*ｄに係るモータ電圧Ｖｑ、Ｖｄを用いてモータ回転速度ωｍを推定する速度推定部たる速度推定器４とを備え、この速度推定器４はフィードバックループ５内に構成されている。トルク指令生成部２とモータ駆動制御部３は一般に言うインバータ制御器の構成要素である。また、ここではモータ電圧指令値Ｖ*ｑ、Ｖ*ｄに等しいモータ電圧Ｖｑ、Ｖｄが発生しているものとして扱っている。
【００４１】
トルク指令生成部２では、まず減算器２１に、洗濯機１の運転全般を制御するマイクロコンピュータ６から与えられる回転速度指令ω*mとモータ駆動状態から推定した推定速度値ωｍを入力する。減算器２１の差分出力は速度制御器２２に入力される。
【００４２】
速度制御器２２は、モータＭの回転数を目標値に制御するために、回転速度指令ω*mと推定速度ωmとの差分量に基づきＰＩ制御によってトルク指令Ｔ*を生成する。
【００４３】
このトルク指令生成部２２で生成されるトルク指令Ｔ*は、モータ駆動制御部３に入力される。
【００４４】
モータ駆動制御部３は、同期モータＭのロータの回転に伴って回転している磁極の座標系（ｄ、ｑ）の下に電圧駆動を行う。
【００４５】
先ず、トルク指令値Ｔ*はゲイン乗算部３１においてトルク係数１／ＫＥが乗じられることでｑ軸電流指令値Ｉｑ*とされ、減算器３２を介してｑ軸電流制御器３３に入力される。一方、洗いまたは濯ぎ運転時はｄ軸電流指令部３４から指令値Ｉｄ＝０が出力され、減算器３５を介してｄ軸電流制御器３６に入力される。減算器３２には［ｕ−ｖ−ｗ→ｄ−ｑ］変換を行う後記の第２変換器５１から出力されるｑ軸電流値Ｉｑが減算値として与えられ、減算器３５には前記第２変換器５１から出力されるｄ軸電流値Ｉｑが減算値として与えられる。
【００４６】
ｑ軸電流制御器３３は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*とｑ軸電流値Ｉｑとの差分に基づいてＰＩ制御を行うことでｑ軸電圧指令値Ｖｑ*を生成し、ｄ軸電流制御器３６は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*（＝０）とｑ軸電流値Ｉｑとの差分に基づいてＰＩ制御を行うことでｄ軸電圧指令値Ｖｄ* を生成する。そして、三相の電圧指令に変換するために［ｄ−ｑ→ｕ−ｖ−ｗ］変換を行う第１変換器３７に入力する。
【００４７】
第１変換器３７は、後述する速度推定器４より出力されるモータ電気角速度ωｅを積分器４４で積分することによって得られる推定ロータ回転位相角θｅを与えられることで、その推定ロータ回転位相角θｅに基づきｑ、ｄ電圧指令値Ｖｑ* 、Ｖｄ* を三相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換し、モータ励磁回路３８を介してモータＭに通電する。
【００４８】
一方、フィードバックループ５は、モータ励磁回路３８に設けた相電流検出部５０を通じて相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出し、これを［ｕ−ｖ−ｗ→ｄ−ｑ］変換を行う第２変換器５１に入力する。第２変換器５１は、後述する速度推定器４より出力されるモータ電気角速度ωｅを積分器４４で積分することによって得られる推定ロータ回転位相角θｅを与えられることで、相電流値をｑ、ｄ軸電流値Ｉｄ、Ｉｑに変換する。これらのｑ、ｄ軸電流値は、それぞれ前記減算器３５、３２に入力される。
【００４９】
一方、速度推定器４は、図５に示すようにロータ位相誤差推定器４１と、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）制御器４２とから構成される。ロータ位相誤差推定器４１は、モータ電圧Ｖｄ（＝Ｖｄ*）、Ｖｑ（＝Ｖｑ*）、モータ電流Ｉｄ，Ｉｑ、モータパラメータＲ、Ｌ等を使用して、推定位相誤差Δθｅを計算する。Ｒはータ巻線抵抗、Ｌはモータ巻線インダクタンスである。
【００５０】
モータＭが永久磁石同期モータである場合、図６の座標系に示すように、静止座標系α、βに対して、ロータはｄ−ｑ回転座標系において電気角速度ωｎで回転し、一般にセンサレスアルゴリズムと呼ばれる回転速度推定アルゴリズムはγ−δの回転座標を推定する。実際には磁極はｄ軸上に在るにも拘らず、γ軸に磁極が在ると推定したとき、Δθｅの位相差が生まれる。
【００５１】
そして、ロータ位置誤差推定器４１は、一例として以下の式、
Δθｅ＝tan-1{( Vd -R・Id+ωγ・L・Iq)/( Vq -R・Iq -ωγ・Li・d)}  …（５）
に基づいて位相差Δθｅを算出する。
【００５２】
モータＭを安定に回す為には、ｄ−ｑ軸の位置を突き止めて、制御手段１が認識しているｒ−δ軸を合致させなければならない。すなわち、Δθｅ→０を目指す必要がある。
【００５３】
そこで、ＰＬＬ制御器４２を用いる。このＰＬＬ制御器４２の中身は図７に示される。
【００５４】
ＰＬＬ制御器４２はＰＩ制御を用いている。ωγは、モータ駆動制御部３がモータに印加する三相電圧の角速度(角周波数)で、当然モータ駆動制御部３はインバータ方式によって自由な値を出力することができる。図６を見れば解るように、ωγ が増加すると、ωnとの速度差により、Δθｅ→大となり、ωγ が減少すると、Δθｅ→小となる。
【００５５】
Δθｅ＝０ならば、ωγ＝ωｎ  であるから、ωγは、Δθｅ＝０制御の為の操作量として使用可能である。
【００５６】
逆に言えば、モータが安定して回っているならば、Δθｅを略０にする制御が維持できており、モータ駆動制御部３が出力するωγは、モータ回転速度ωnに、ほぼ等しい筈である。もし、恒常的にωγ≠ωｎであれば、│Δθｅ│は増大して、モータは適切なトルクを出力できなくなり脱調してしまう（但し、ωγ−ωnの符号が一定の場合）。
【００５７】
以上を踏まえ、本実施形態は、モータ印加電圧の角速度ωγを取り出して、推定角速度値ωｍ元となるモータ電気角速度ωｅとして扱う。そして、図４に示した制御手段Ｃに、トルク指令生成部１の指令を停止した状態で速度推定器４が推定するモータ電気角速度ωｅを推定回転速度値ωｅの形で利用して洗濯物の量を負荷量として測定する負荷検出部７を設けている。
【００５８】
負荷検出部７は、マイクロコンピュータ６に一部をプログラムとして組み込んで実行されるように構成したもので、負荷測定のための回転速度指令値ω*ｍを出力可能であるとともに、前記トルク制御部２の入力ラインに、トルク指令値Ｔ*を切り替えるスイッチ切替部７１と、トルク指令値Ｔ*を０とするトルク指令部７２とを設け、スイッチ切替部７１に切り替え指令を出力することが可能とされている。そして、スイッチ７１をＡ→Ｂに切り換えることで、モータ制御部３に対し速度制御器２２の出力指令に代えてトルク指令部７２からトルク指令値０を出力する。また、前記速度推定器４から極数演算部４３を経て出力される推定速度値ωｍを積分する積分要素を内部に備えている。
【００５９】
図８は、この負荷検出部７が実行する手順を示したフローチャートである。以下、図４とともに図８の手順を説明する。
【００６０】
＜ステップＳ１＞
まず、ｄ軸電流指令部３４によるｄ軸電流指令値Ｉ*ｄを洗いおよび濯ぎ運転時と同様に０に設定し、スイッチ切替部７１のスイッチＳＷをＡ側にセットした状態で、ステップＳ１においてモータ回転速度指令値ω*ｍを入力する。これによりモータＭがＯＮになり、モータ回転速度ωｍを指令値ω*ｍに維持するために必要なトルク指示値Ｔ*を出力し続ける。
【００６１】
これに伴い、ｑ軸電流制御器３３は、そのトルク指示値Ｔ*に対応したｑ軸電流Ｉqを流す為に必要なｑ軸電圧指令値Ｖ*ｑを出力し、ｄ軸電流制御器は、ｄ軸電流Ｉｄを０にする為に必要なｄ軸電圧指令値Ｖ*ｄを出力する。
【００６２】
また、第１変換器３７でｄ、ｑ軸電流指令値Ｖ*ｄ、Ｖ*ｑをＵＶＷ三相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換して、永久磁石同期モータに印加する。なお、［ｄ−ｑ→ｕ−ｖ−ｗ］変換にあたってロータ回転位相角θｅが与えられる。
【００６３】
速度推定器４は、ｄ、ｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑおよびｄ、ｑ軸電圧Ｖｄ、Ｖｑとモータパラメータ（インダクタンス、巻線抵抗等）から、モータの電気角速度ωｅを推定する。この電気角速度ωｅは極数演算部４３を経て推定モータ回転速度ωｍとして負荷測定部７に入力される。この実施形態では、極数演算部４３も速度推定部たる速度推定器４の機能の一部として考える。
【００６４】
＜ステップＳ２＞
ステップＳ２は、モータ回転速度ωm が目標値の回転速度指令値ω*ｍに達したか否かを判断する。そして、ＹＥＳであればステップＳ３に進む。目標回転速度は例えば８００ｒｐｍとされる。
【００６５】
＜ステップＳ３＞
このステップＳ３では、スイッチ切替部７１のスイッチＷをＡ→Ｂに切り換えて、モータＯＦＦ期間を開始する。これにより強制的に トルク指示Ｔ*＝０（Ｉ*ｑ＝０)にされ、センサレスベクトル制御により、モータ出力トルクＴは０、すなわち、
【００６６】
Ｊ・（ｄωｍ／ｄｔ）＋Ｂ・ωｍ＝０                      …  （２）（再掲）
となり、図３の如く、惰性回転と同じ条件でモータ回転速度ωｍが低下する。
【００６７】
なお、このとき従来例の如く、モータＯＦＦ時にモータＭへの電圧印加Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ自体を切断してしまうと、
Ｉｄ＝Ｉｑ＝Ｖ*ｄ＝Ｖ*ｑ＝０                            …（６）
となり、これではモータ停止時と区別がつかず、センサレス制御が成り立たたないため、速度推定器４における速度推定は不可能になる。
【００６８】
ちなみに、このＴ*＝０制御では、下記のモータ電圧方程式
【数１】
0006654373.tif 000002
において、Ｉｄ＝Ｉｑ＝０になるように制御した状態では
【数２】
0006654373.tif 000003
であるから、Ｖ*ｑ≠０であり、速度推定は継続される。
【００６９】
＜ステップＳ４＞
上記ステップＳ３の実行に伴ってステップＳ４では、図９に示すように、サンプリング時間毎の角速度推定値 ωmを以下の式で積分する。
【数３】
0006654373.tif 000004
【００７０】
但し、Ｌはトルク０制御時のモータ回転量であり、ｔsはサンプリング時間 (例えば１０ｍｓ)である。
【００７１】
センサレス制御では、モータ回転速度ωｍが０に近づくと、速度推定が困難になるため、特殊な技法を使用しない限り、原理的に、回転速度０ではセンサレス制御は不可能である。
【００７２】
よって、この積分は、回転速度がωｒｅｆ以下では行わないことにするために、ステップＳ５を実行する。
【００７３】
＜ステップＳ５＞
このステップＳ５では、回転速度ωｍが予め定めた閾値ωｒｅｆ以下になったか否かを判断し、ＮＯの場合にはステップＳ４に戻り、ＹＥＳの場合はステップＳ６に移行する。この閾値ωｒｅｆも予め負荷測定部７に与えられている。
【００７４】
＜ステップＳ６＞
このステップＳ６では、負荷量としてモータ回転量Ｌを取得し、負荷測定フローを終了する。
【００７５】
図１０に、本実施形態による負荷量検知結果を示す。横軸が布負荷量［ｋｇ］、縦軸がトルク０制御時の回転量である。実施条件は、モータＯＮ時間＝０．９［ｓｅｃ］、モータＯＮ期間の目標回転速度＝８００［ｒｐｍ］、パルセータ反転回数＝６回、閾値ωｒｅｆ =５０［ｒｐｍ］、積分サンプリング時間＝１０［ｍｓ］である。
縦軸は、パルセータ反転毎の（９）式「Ｌ」を加算した値、すなわち、
ΣＬ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６                  …（１０）
としている。
【００７６】
この図に現われているように、横軸の負荷量（洗濯物の量）に対し、反比例した回転量が縦軸に再現性よく取得できており、従来方式とほぼ同等の負荷量検知結果を得ることができる事が確認できた。
【００７７】
よって、本実施形態において求めた回転量Ｌに基づき、これを予め定めてある複数段階（例えば低、中、高レベルなど）の閾値と比較判定し、この判定結果に基づいて水量制御を行えば、簡易かつ安価な構成で適切な節水を実行することが可能となる。
【００７８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００７９】
例えば、トルク指令値を０に切り替えるスイッチＳＷは、トルク指令部の入力ライン上であれば図示した位置以外に設けてもよい。
【００８０】
また、上記実施形態ではＳＰＭモータに適用した場合について説明したが、永久磁石型同期モータであればＩＰＭモータ等に適用することもできる。
【００８１】
さらに、上記実施形態では回転量を積算して負荷量として扱ったが、回転速度の減速率等から負荷量を測定するようにしても構わない。
【００８２】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１…駆動手段
２…トルク指令生成部
３…モータ駆動制御部
４…速度推定部
７…負荷測定部
Ａ１…洗濯機
Ａ４…洗濯槽（脱水槽）
Ｍ…モータ
Ｉｄ、Ｉｑ…モータ電流
Ｉｄ*、Ｉｑ*…電流指令値
Ｖｄ、Ｖｑ…モータ電圧
Ｖｄ*、Ｖｑ*…モータ電圧指令値
Ｔ*…トルク指令
ω*ｍ…モータ回転速度指令値
ωｍ…モータ回転速度推定値
ωｒｅｆ…閾値
【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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