(57)【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制御回路と、前記インバータ制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記ブラシレスモータを一定速で回転させたときに、前記位置検出器の出力信号のデューティ比を前記記憶手段に保存するとともに、前記ブラシレスモータ駆動時に、前記記憶したデューティ比に基づいて、前記位置検出器の出力信号を補正し、前記ブラシレスモータを一定速で回転させたときに、前記位置検出器の出力信号のデューティ比と、前記位置検出器から出力されるＨ／Ｌの信号位相と前記ブラシレスモータへ供給される電圧位相との位相ずれ量とを前記記憶手段に保存するとともに、前記ブラシレスモータ駆動時に、前記記憶したデューティ比と、前記記憶した位相ずれ量に基づいて、前記位置検出器の出力信号を補正して、前記ブラシレスモータの回転数を算出することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記位置検出器は検出位置をＨ/Ｌの信号で出力し、前記ブラシレスモータを一定速で回転させたときに、前記位置検出器から出力されるＨ／Ｌデューティ比を前記記憶手段に保存するとともに、前記ブラシレスモータ駆動時に、少なくとも前記ブラシレスモータが等速回転している間は、前記ブラシレスモータへの供給電圧が歪みのない正弦波波形となるように、前記位置検出器の出力信号と、前記記憶したＨ／Ｌデューティ比とに基づいて、前記インバータ制御回路からの出力電圧を調整することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記ブラシレスモータを一定速で回転させたときに、前記位置検出器から出力されるＨ／Ｌの信号位相と前記ブラシレスモータへ供給される電圧位相との位相ずれ量を前記記憶手段に保存するとともに、前記ブラシレスモータ駆動時に、前記位置検出器の出力信号と、前記記憶した位相ずれ量に基づいて、前記インバータ制御回路からの出力電圧を調整することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に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備え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、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）。
【０００３】
図８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。ブラシレスモータ２と、ブラシレスモータ２のロータ位置を検出する位置検出器３ａ、３ｂ、３ｃと、ブラシレスモータ２を駆動するインバータ１１、位置検出器３ａ、３ｂ、３ｃの信号を利用し前記ブラシレスモータ２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を有するインバータ制御回路、を有している。
【０００４】
ブラシレスモータ２に内蔵されている位置検出器３ａ、３ｂ、３ｃは、例えばロータと同軸上に取り付けられた位置検出用のホールセンサ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で平滑化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。
【０００５】
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。
【０００６】
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３ａ、３ｂ、３ｃに例えばホールＩＣを使用してホールセンサマグネット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３ａ、３ｂ、３ｃ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の信号の位置に対して位相のずれが発生する。
【０００７】
位置検出器３ａ、３ｂ、３ｃ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、モータ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。
【０００８】
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正弦波状の電圧の位相と位置検出器３ａ、３ｂ、３ｃの出力信号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３ａ、３ｂ、３ｃ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３ａ、３ｂ、３ｃ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】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１０４０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような従来のモータ制御装置では、ホールＩＣの位置取り付けずれに対する補正であり、ホールセンサマグネットの着磁ずれを考慮していない。ホールセンサマグネットはロータマグネットの磁束向きを示すものであるが、工場着磁工程にて軸のずれ等により、ホールセンサマグネットの着磁にずれが生じる場合がある。ホールセンサマグネットの着磁ずれに対して、従来のモータ制御装置では、完全に補正することができず、ブラシレスモータ駆動時に効率の低下、またはモータの振動・騒音等が発生するという課題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来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、ホールセンサマグネットの着磁ずれおよびホールＩＣの位置取り付けずれを補正する機能を持たせ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動し、振動・騒音を低減することができるモータ制御装置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制御回路と、前記インバータ制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記ブラシレスモータを一定速で回転させたときに、前記位置検出器の出力信号のデューティ比を前記記憶手段に保存するとともに、前記ブラシレスモータ駆動時に、前記記憶したデューティ比に基づいて、前記位置検出器の出力信号を補正し、前記ブラシレスモータを一定速で回転させたときに、前記位置検出器の出力信号のデューティ比と、前記位置検出器から出力されるＨ／Ｌの信号位相と前記ブラシレスモータへ供給される電圧位相との位相ずれ量とを前記記憶手段に保存するとともに、前記ブラシレスモータ駆動時に、前記記憶したデューティ比と、前記記憶した位相ずれ量に基づいて、前記位置検出器の出力信号を補正して、前記ブラシレスモータの回転数を算出するモータ制御装置である。
【００１３】
これにより、ホールセンサマグネットの着磁ずれおよびホールＩＣの位置取り付けずれを的確に補正し、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動し、振動・騒音を低減する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のモータ制御装置は、ホールセンサマグネットの着磁ずれおよびホールＩＣの位置取り付けずれを補正する機能を持たせ、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におけるモータ制御装置の構成図
【図２】同モータ制御装置によって駆動され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よって駆動され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関係を示す図
【図４】ホールセンサマグネットの着磁ずれにより、同モータ制御装置によって駆動され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関係を示す図
【図５】ホールセンサマグネットの着磁ずれとホールＩＣの位置取り付けずれにより、同モータ制御装置によって駆動され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関係を示す図
【図６】同モータ制御装置によって駆動されるブラシレスモータの動作モデルの説明図
【図７】ホールセンサマグネットの着磁ずれにより、同モータ制御装置によって駆動されるブラシレスモータの出力電流波形に歪みが生じた場合の説明図
【図８】従来のモータ制御装置の回路構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１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制御回路と、前記インバータ制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記ブラシレスモータを一定速で回転させたときに、前記位置検出器の出力信号のデューティ比を前記記憶手段に保存するとともに、前記ブラシレスモータ駆動時に、前記記憶したデューティ比に基づいて、前記位置検出器の出力信号を補正し、前記ブラシレスモータを一定速で回転させたときに、前記位置検出器の出力信号のデューティ比と、前記位置検出器から出力されるＨ／Ｌの信号位相と前記ブラシレスモータへ供給される電圧位相との位相ずれ量とを前記記憶手段に保存するとともに、前記ブラシレスモータ駆動時に、前記記憶したデューティ比と、前記記憶した位相ずれ量に基づいて、前記位置検出器の出力信号を補正して、前記ブラシレスモータの回転数を算出する。このことにより、ホールセンサマグネットの着磁ずれによって生じる不均等な位置検出器の出力信号のデューティ比を補正することができ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動し、振動・騒音を低減することができる。また、ホールセンサマグネットの着磁ずれと、ホースＩＣの位置取り付けずれを補正し、前記位置検出器の出力信号より算出されるブラシレスモータの回転数をより正確に推定することができ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動し、振動・騒音を低減することができる。
【００１７】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記位置検出器は検出位置をＨ/Ｌの信号で出力し、前記ブラシレスモータを一定速で回転させたときに、前記位置検出器から出力されるＨ／Ｌデューティ比を前記記憶手段に保存するとともに、前記ブラシレスモータ駆動時に、少なくとも前記ブラシレスモータが等速回転している間は、前記ブラシレスモータへの供給電圧が歪みのない正弦波波形となるように、前記位置検出器の出力信号と、前記記憶したＨ／Ｌデューティ比とに基づいて、前記インバータ制御回路からの出力電圧を調整する。このことにより、ブラシレスモータを歪みのない正弦波電圧で駆動することができ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動し、振動・騒音を低減することができる。
【００１８】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、前記ブラシレスモータを一定速で回転させたときに、前記位置検出器から出力されるＨ／Ｌの信号位相と前記ブラシレスモータへ供給される電圧位相との位相ずれ量を前記記憶手段に保存するとともに、前記ブラシレスモータ駆動時に、前記位置検出器の出力信号と、前記記憶した位相ずれ量に基づいて、前記インバータ制御回路からの出力電圧を調整する。このことにより、ホールセンサマグネットの着磁ずれ以外に、ホースＩＣの位置取り付けずれを検出することができ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動し、振動・騒音を低減することができる。
【００２０】
第４の発明は、上記第１〜第３のいずれか１つ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、効率のよい洗濯機または洗濯乾燥機を実現することができる。
【００２１】
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。
【００２２】
（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図である。ブラシレスモータ２は、インバータ１１、ドライブ回路（図示せず）等よりなるインバータ制御回路により駆動される。
【００２３】
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ＳＷＵの下側（エミッタ側）と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Ｕ（Ｕ相の巻線）に接続されている。直列に接続された各下側スイッチング素子のエミッタ側は個々に電流検出用の抵抗である低抵抗ＲＵ、ＲＶ、ＲＷが接続されており、各低抵抗の他端はインバータ電源（図示せず）の負側へと接続されている。
【００２４】
各電流検出用の低抵抗ＲＵ、ＲＶ、ＲＷの両端は電流検出回路４に入力されている。各低抵抗ＲＵ、ＲＶ、ＲＷ及び電流検出回路４によりブラシレスモータ２の各相の巻線に流れる電流を検出する電流検出器１０を構成している。電流検出回路４は低抵抗ＲＵ、ＲＶ、ＲＷの両端の電圧を増幅し、アナログの信号ｉｕ、ｉｖ、ｉｗとして出力する。この信号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、Ａ／Ｄ変換を行い、電流検出値としてブラシレスモータ２の速度制御、トルク制御等に使用される。
【００２５】
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。従来例の位置検出器３ａ、３ｂ、３ｃと同様に３個の例えばホールＩＣで構成されており、位置検出器３と総称する。この位置検出器３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、前述の電流検出信号と同様にブラシレスモータ２の速度制御、トルク制御等に使用される。
【００２６】
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スイッチング素子を使用することもできる。また、電流検出器の構成として電流検出用の低抵抗を３本使用した構成を例に説明したが、例えば電流検出用抵抗を１本で構成することもできる。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態１におけるモータ制御装置によって駆動されるブラシレスモータの誘起電圧と位置検出器の信号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、通常中性点はブラシレスモータ２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線間誘起電圧が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線間誘起電圧がＥｖｕ、Ｖ相巻線端子を基準としてＷ相の巻線
端子に発生する線間誘起電圧がＥｗｖである。
【００２８】
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。
【００２９】
位置検出器３は、ロータと同軸上に取り付けられた位置検出用のホールセンサ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、プリント配線板のブラシレス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。
【００３０】
図３は、本発明の実施の形態１におけるモータ制御装置によって駆動され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関係を示す図の例である。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Ｅｕｗが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。
【００３１】
図４、図５は、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の例である。図４はホールセンサマグネットの着磁ずれにより、線間誘起電圧Ｅｕｗに対して位置検出信号ＣＳ１の出力信号比率（デューティ比）が異なる例である。図５はホールセンサマグネットの着磁ずれとホールＩＣ取り付け位置ずれが合算された位置検出信号ＣＳ１と線間誘起電圧Ｅｕｗのずれの例である。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態１におけるモータ制御装置の動作、作用について説明する。はじめに、ホールセンサマグネットの着磁ずれの補正方法について説明する。
【００３３】
図６は、同モータ制御装置によって駆動されるブラシレスモータの動作モデルの説明図である。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は既に説明した図２に示す通りとする。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。
【００３４】
図６において、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。各ステータの巻線から電流を流し込んだときに発生するステータ内側の磁極をＮ極とする。
【００３５】
今、各巻線の合成電流である電流ベクトルを角度θの方向とする、即ち図６のａ軸の正の方向より合成電流を流し込んだときに、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。角度θを３６０°電気角（機械角）一周分の回転制御を行う。
【００３６】
図４にホールセンサマグネットの着磁がずれた場合の線間誘起電圧Ｅｕｗと位置検出器の出力信号ＣＳ１の関係を示す。このとき、位置検出器３の出力信号ＣＳ１がＨ⇒Ｌ⇒Ｈへと切り換るＬ区間をΔＴＬ、Ｌ⇒Ｈ⇒Ｌへと切り換るＨ区間をΔＴＨとして計測し、一周期３６０°としてＨ区間とＬ区間のそれぞれのデューティ比を数式１によって求める。
【００３７】
【数１】
0006417544.tif 000002
【００３８】
ホールセンサマグネットの着磁が正しく行われた場合はＨ区間とＬ区間のデューティ比は同等である。図４の場合、ホールセンサマグネットの着磁ずれにより、Ｈ区間とＬ区間のデューティ比に比率の差が生じている。ホールセンサマグネットの着磁ずれを補正するため、着磁ずれがない場合に理論的に求まるデューティ比から、数式２によってホールセンサマグネットの着磁ずれ補正係数を求め、制御回路１に接続、付随する記憶手段５に記憶する。その後、通常のモータ駆動時に、数式３によって、位置検出器３から得られるＨ／Ｌ周期に、記憶しておいた着磁ずれ補正係数を掛け、本来あるべき周期に補正する。
【００３９】
【数２】
0006417544.tif 000003
【００４０】
【数３】
0006417544.tif 000004
【００４１】
以上のように、本実施の形態１におけるモータ制御装置によれば、ホールセンサマグネットの着磁ずれによって生じる不均等な位置検出器の出力信号のデューティ比を補正することができるので、低速から高速まで効率よくブラシレスモータ２を駆動し、振動・騒音を低減させることができる。
【００４２】
（実施の形態２）
ブラシレスモータ２を制御するときのブラシレスモータ２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。そのため図７のように位置検出器３の出力信号にずれがあると、出力電流波形の歪みやブラシレスモータ２のロータの位置に対して電流の位相の進み、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。
【００４３】
本発明の実施の形態２におけるモータ制御装置では、実施の形態１に示すようにホールセンサマグネットの着磁ずれによるデューティ比を用いて制御周期を補正することで、ロータ位置の補間演算をより確実なものとし、前記ブラシレスモータ２駆動時に、少なくともブラシレスモータ２が等速回転している間は、ブラシレスモータ２への供給電圧が、歪みのない正弦波波形となるように、インバータ１１、ドライブ回路（図示せず）等よりなるインバータ制御回路からの出力電圧を調整する。
【００４４】
これにより、ブラシレスモータ２を歪みのない正弦波電圧で駆動することができ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータ２を駆動し、振動・騒音を低減することができる。
【００４５】
（実施の形態３）
また、図５に示すようにホールセンサマグネットの着磁ずれとホールＩＣの位置取り付けずれの両方が存在する場合について考える。ホールセンサマグネットの着磁ずれとホールＩＣの位置取り付けずれは、位置検出器３の出力信号の位相ずれとして合算されるため、ホールセンサマグネットの着磁ずれのみならず、ホールＩＣの位置取り付けずれも同時に補正する必要がある。
【００４６】
ここに、本発明の実施の形態３におけるモータ制御装置のホールＩＣ位置取り付けずれの補正方法について説明する。なお、ホールセンサマグネットの着磁ずれの補正方法については、実施の形態１と同様であるので、説明は省略する。また、ホールセンサマグネットの着磁ずれとホールＩＣの位置取り付けずれの補正順番は前後可変である。
【００４７】
実施の形態１で説明したように、ブラシレスモータ２の電流制御を行い、ロータ角度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。
【００４８】
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電流制御方法について説明する。検出ａｂ軸の電流指令を考える。ａ軸の電流指令をＩａ＊、ｂ軸の電流指令をＩｂ＊とし、電流指令をそれぞれ
Ｉａ＊＝Ｉ
Ｉｂ＊＝０
とする。ＩはＩ＞０とする。また、巻線Ｕとａ軸との角度θは任意の値とする。巻線Ｕの電流ｉｕ、巻線Ｖの電流ｉｖ、巻線Ｗの電流ｉｗを数式４によってａｂ軸上の電流ｉａ、ｉｂに変換する。
【００４９】
【数４】
0006417544.tif 000005
【００５０】
ａｂ軸上の電流指令ｉａ＊とｉｂ＊及び前式で求めた電流ｉａとｉｂとの間で電流制御を行い、ａｂ軸上のブラシレスモータ２への印加電圧ｖａ、ｖｂを決定する。例えば電流制御としてＰＩ制御を行う。ａ軸上の電流指令Ｉａ＊と電流検出値ｉａとの差をΔｉａ、比例定数をＫｐａ、積分定数をＫｉａ、ｂ軸上の電流指令Ｉｂ＊と電流検出値ｉｂとの差をΔｉｂ、比例定数をＫｐｂ、積分定数をＫｉｂとすると、ａｂ軸上のブラシレスモータ２への印加電圧ｖａ、ｖｂは次の数式５で求められる。
【００５１】
【数５】
0006417544.tif 000006
【００５２】
こうして求めたａｂ軸上のブラシレスモータ２への印加電圧ｖａ、ｖｂを数式６によって三相巻線の電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換する。
【００５３】
【数６】
0006417544.tif 000007
【００５４】
位置検出信号の補正値を検出するときにはこのようにして求めた３相巻線の電圧をインバータ１１よりブラシレスモータ２に印加することで電流制御を行っている。この電流制御により巻線電流の合成である電流ベクトルはａ軸の正の方向に制御され、角度θは電流ベクトルの方向となる。
【００５５】
次に電流ベクトルの方向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で、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。
【００５６】
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、前記の電流制御を行いながら電流ベクトルをゆっくりと回転させる。電流ベクトルの方向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。このときの電流ベクトルの方向を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。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。
【００５７】
本実施の形態３におけるモータ制御装置では、検出したθｃｓ１を位置検出信号の補正値として、理想的な位置をθｃｓ１＊との差分を図１の記憶手段５に記憶するとともに、ブラシレスモータ２駆動時に、位置検出器３の出力信号と、前記記憶した位相ずれ量に基づいて、インバータ１１、ドライブ回路（図示せず）等よりなるインバータ制御回路からの出力電圧の位相ずれを補正して調整する。このことにより、ホールセンサマグネットの着磁ずれ以外に、ホースＩＣの位置取り付けずれを検出することができ、ブラシレスモータ２を効率よく駆動し、振動・騒音を低減することができる。
【００５８】
（実施の形態４）
また、ブラシレスモータ２の制御駆動において、位置検出器３の出力信号の間隔データに基づき、ブラシレスモータ２の回転数を算出する。
【００５９】
図２に示すように、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。洗濯等モータ低速回転時は、６０°毎の位置検出器３の出力信号間隔時間を測定し、モータ回転数を算出する。脱水等モータ高速回転時は、３６０°毎の位置検出器３の出力信号間隔時間を測定し、モータ回転数を算出する。ホールセンサマグネットの着磁ずれおよびホールＩＣ取り付け位置のずれにより、位置検出器３の出力信号にずれが生じるため、モータ回転数の算出に影響を及ぼし、効率の低下や騒音といった悪影響を与える。
【００６０】
本実施の形態４におけるモータ制御装置では、上記実施の形態１〜３におけるモータ制御装置において、ブラシレスモータ２を一定速で回転させたときに、位置検出器３の出力信号のデューティ比と、位置検出器３から出力されるＨ／Ｌの信号位相とブラシレスモータ２へ供給される電圧位相との位相ずれ量とを記憶手段５に保存するとともに、ブラシレスモータ２駆動時に、前記記憶したデューティ比と、前記記憶した位相ずれ量に基づいて、位置検出器３の出力信号を補正して、ブラシレスモータ２の回転数を算出するものである。
【００６１】
これにより、ホールセンサマグネットの着磁ずれおよびホールＩＣ取り付け位置のずれを補正することにより、モータ回転数をより的確に算出することができ、ブラシレスモータ駆動の効率向上・振動騒音低下を図ることができる。
【００６２】
（実施の形態５）
ドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機は洗濯時には低速・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。
【００６３】
本実施の形態５におけるドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機は、本発明のモータ制御装置を搭載することで、洗濯物を収容したドラムを効率よく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】
【００６４】
以上のように、本発明にかかるモータ制御装置は、ホールセンサマグネットの着磁ずれおよび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ことが可能となるので、ドラム式洗濯機、ドラム式洗濯乾燥機等に用いられるインバータ制御によって駆動されるブラシレスモータのモータ制御装置等として有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１  制御回路
２  ブラシレスモータ
３  位置検出器
４  電流検出回路
５  記憶手段
１０  電流検出器
１１  インバータ（インバータ制御回路）
【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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