(57)【要約】  【課題】  安定に確実な電気ブレーキングを行うことができるインバータ洗濯機を提供する。  【解決手段】  インバータ洗濯機は直流ブラシレスモータ７と、モータ７のロータの回転位置を検出する位置検出手段５５ａ〜５５ｃと、その検出された位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗに基づいて駆動信号Ｐ１〜Ｐ６を出力するマイコン４１と、その駆動信号によってモータ７に３相交流を供給するインバータ回路３５とから成る。マイコン４１は正弦波のデータを記憶しているメモリを内蔵し、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗからモータ７の回転数を検出して、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗから得られるタイミングでメモリへのアドレスとなるデータポインタの値を回転数に応じて設定する。これにより、マイコン４１は位相角制御を可能にしている。前記インバータ回路に電源として入力される電圧が所定値以上の場合に、そのインバータ入力電圧を低下させるように前記位置信号の反転タイミングでモータ回転方向に対して遅れ方向に前記データポインタの初期値を変更する。【選択図】      図１
2005261957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング手段からなるインバータ回路を介して駆動制御されるブラシレスモータと、前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する制御部とを備え、前記制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記ブラシレスモータを駆動するインバータ洗濯機において、
前記制御部は前記インバータ回路に電源として入力される電圧が所定値以上の場合に、そのインバータ入力電圧を低下させるように前記位置信号の反転タイミングでモータ回転方向に対して遅れ方向に前記データポインタの初期値を変更することを特徴とするインバータ洗濯機。
【請求項２】
外槽の内部に設けられた回転槽と該回転槽の内部に設けられた撹拌体の少なくとも一方をドライブすることが可能なブラシレスモータと、
商用電源からの交流電圧を整流する整流手段と、
整流出力を平滑するコンデンサと、
平滑された電圧を入力するスイッチング手段からなるフルブリッジ型のインバータ手段と、
前記モータのロータ位置を示す位置信号を出力する位置検知手段と、
電気角をアドレスとする正弦波状のデータを格納したメモリと、
前記位置信号の反転タイミングで前記電気角に相当するアドレスの初期値を選択し、その後順次所定周期毎に前記アドレスを更新し、出力するモータ駆動電圧が正弦波状になるように制御する制御部と、
を備え、前記制御部は前記インバータ手段の入力電圧が所定値以上の場合に、そのインバータ入力電圧を低下させるように前記位置信号の反転タイミングでモータ回転方向に対して遅れ方向に前記データポインタの初期値を変更することを特徴とするインバータ洗濯機。
【請求項３】
スイッチング手段からなるインバータ回路を介して駆動制御されるブラシレスモータと、前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する制御部とを備え、前記制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記ブラシレスモータを駆動するインバータ洗濯機において、
前記制御部は前記インバータ回路に電源として入力される電圧が所定値以下の場合に、そのインバータ入力電圧を上昇させるように前記位置信号の反転タイミングでモータ回転方向に対して進み方向に前記データポインタの初期値を変更することを特徴とするインバータ洗濯機。
【請求項４】
外槽の内部に設けられた回転槽と該回転槽の内部に設けられた撹拌体の少なくとも一方をドライブすることが可能なブラシレスモータと、
商用電源からの交流電圧を整流する整流手段と、
整流出力を平滑するコンデンサと、
平滑された電圧を入力するスイッチング手段からなるフルブリッジ型のインバータ手段と、
前記モータのロータ位置を示す位置信号を出力する位置検知手段と、
電気角をアドレスとする正弦波状のデータを格納したメモリと、
前記位置信号の反転タイミングで前記電気角に相当するアドレスの初期値を選択し、その後順次所定周期毎に前記アドレスを更新し、出力するモータ駆動電圧が正弦波状になるように制御する制御部と、
を備え、前記制御部は前記インバータ手段の入力電圧が所定値以下の場合に、そのインバータ入力電圧を上昇させるように前記位置信号の反転タイミングでモータ回転方向に対して進み方向に前記データポインタの初期値を変更することを特徴とするインバータ洗濯機。
【請求項５】
パルスにより制御されるスイッチング手段からなるインバータ回路を介して駆動制御されるブラシレスモータと、前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する制御部とを備え、前記制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記ブラシレスモータを駆動するインバータ洗濯機において、
前記制御部は前記インバータ回路に電源として入力される電圧が所定値以上の場合に、そのインバータ入力電圧を低下させるように上記スイッチング手段駆動用のパルス幅をモータ印加電圧が高くなるように制御することを特徴とするインバータ洗濯機。
【請求項６】
外槽の内部に設けられた回転槽と該回転槽の内部に設けられた撹拌体の少なくとも一方をドライブすることが可能なブラシレスモータと、
商用電源からの交流電圧を整流する整流手段と、
整流出力を平滑するコンデンサと、
平滑された電圧を入力するスイッチング手段からなるフルブリッジ型のインバータ手段と、
前記モータのロータ位置を示す位置信号を出力する位置検知手段と、
電気角をアドレスとする正弦波状のデータを格納したメモリと、
前記位置信号の反転タイミングで前記電気角に相当するアドレスの初期値を選択し、その後順次所定周期毎に前記アドレスを更新し、出力するモータ駆動電圧が正弦波状になるように制御する制御部と、
を備え、前記制御部は前記インバータ手段の入力電圧が所定値以上の場合に、そのインバータ入力電圧を低下させるように、前記スイッチング手段駆動用のパルス幅をモータ印加電圧が高くなるように制御することを特徴とするインバータ洗濯機。
【請求項７】
スイッチング手段からなるインバータ回路を介して駆動制御されるブラシレスモータと、前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する制御部とを備え、前記制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記ブラシレスモータを駆動するインバータ洗濯機において、
前記制御部は前記インバータ回路に電源として入力される電圧が所定値以下の場合に、そのインバータ入力電圧を上昇させるように前記スイッチング手段駆動用のパルス幅をモータ印加電圧が低くなるように制御することを特徴とするインバータ洗濯機。
【請求項８】
外槽の内部に設けられた回転槽と該回転槽の内部に設けられた撹拌体の少なくとも一方をドライブすることが可能なブラシレスモータと、
商用電源からの交流電圧を整流する整流手段と、
整流出力を平滑するコンデンサと、
平滑された電圧を入力するスイッチング手段からなるフルブリッジ型のインバータ手段と、
前記モータのロータ位置を示す位置信号を出力する位置検知手段と、
電気角をアドレスとする正弦波状のデータを格納したメモリと、
前記位置信号の反転タイミングで前記電気角に相当するアドレスの初期値を選択し、その後順次所定周期毎に前記アドレスを更新し、出力するモータ駆動電圧が正弦波状になるように制御する制御部と、
を備え、前記制御部は前記インバータ手段の入力電圧が所定値以下の場合に、そのインバータ入力電圧を上昇させるように、前記スイッチング手段駆動用のパルス幅をモータ印加電圧が低くなるように制御することを特徴とするインバータ洗濯機。
【請求項９】
スイッチング手段からなるインバータ回路を介して駆動制御されるブラシレスモータと、前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する制御部とを備え、前記制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記ブラシレスモータを駆動するインバータ洗濯機において、
前記制御部は前記インバータ回路に電源として入力される電圧が第１の所定値以上で第２の所定値以下の範囲内では前記スイッチング手段駆動用のパルス幅を制御することによって前記入力電圧を前記範囲内に保持するように動作することを特徴とするインバータ洗濯機。
【請求項１０】
外槽の内部に設けられた回転槽と該回転槽の内部に設けられた撹拌体の少なくとも一方をドライブすることが可能なブラシレスモータと、
商用電源からの交流電圧を整流する整流手段と、
整流出力を平滑するコンデンサと、
平滑された電圧を入力するスイッチング手段からなるフルブリッジ型のインバータ手段と、
モータのロータ位置を示す位置信号を出力する位置検知手段と、
電気角をアドレスとする正弦波状のデータを格納したメモリと、前記位置信号の反転タイミングで前記電気角に相当するアドレスの初期値を選択し、その後順次所定周期毎に前記アドレスを更新し、出力するモータ駆動電圧が正弦波状になるように制御する制御部と、
を備え、前記制御部は前記インバータ回路の入力電圧が第１の所定値以上で第２の所定値以下の範囲内では前記スイッチング手段制御用のパルス幅を制御することによって前記入力電圧を前記範囲内に保持するように動作することを特徴とするインバータ洗濯機。
【請求項１１】
モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段が設けられており、前記制御手段はモータ電流が規定値を超えて増大した場合、モータへの印加電圧が上昇しないように上記パルス幅を広げないことを特徴とする請求項５〜１０のいずれかに記載のインバータ洗濯機。
【請求項１２】
前記制御手段は脱水モード中に回転槽を急停止させる場合、モータの回転数に応じて前記データポインタ又はアドレスの初期値を決定することを特徴とする請求項９又は１０に記載のインバータ洗濯機。
【請求項１３】
脱水モード中に電源コンセントを抜かれた場合、回転槽が停止するまでモータからの回生電圧を利用してインバータ制御手段への電力を供給し続けることを特徴とする請求項９又は１０に記載のインバータ洗濯機。
【請求項１４】
回転数が規定の回転数以下で回転槽を停止させる場合、モータからの回生エネルギーが少ないため回転数が前記規定回転数以下の場合は、前記フルブリッジ型のインバータ手段の上側トランジスタ、若しくは下側のトランジスタを全てＯＮし、回転槽を止めることを特徴とする請求項１２に記載のインバータ洗濯機。
【請求項１５】
洗濯機の蓋をロックするロック機構を設けられており、脱水モード中に前記蓋にロックを掛けた状態で、電源コンセントを抜かれた場合、回転槽が停止するまで、モータからの回生電圧を利用して蓋のロックを解除しないことを特徴とするインバータ洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータで回転槽や撹拌体等を回転させるインバータ洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ洗濯機は回転槽や撹拌体等を駆動するために単相誘導モータでなく３相モータ（３相誘導モータ又は直流ブラシレスモータ）を使用している。そのため、インバータ洗濯機は３相モータに１２０゜ずつ位相のずれた３相交流を印加する必要があるので直流を交流に変えるインバータ手段を備えている。一般に、このインバータ手段はパワートランジスタやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のスイッチング手段を２個直列接続したハーフブリッジ構成を３組設けて３相全波ブリッジ構成（フルブリッジ構成）として形成されている。インバータ手段に入力される直流電源の＋側に接続される３個のスイッチング手段を上アームと呼び、−側に接続される３個のスイッチング手段を下アームと呼んでいる。この上アームと下アームの接続点に、３相モータの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルが接続されている。
【０００３】
また、従来から提案されている洗濯機には、静音・低振動化を図るために、直流ブラシレスモータにより外槽の内部に設けられた回転槽とこの回転槽の内部に設けられた撹拌体をダイレクトにドライブする方式がある。この洗濯機はロータの回転位置を検出してロータ位置信号を出力するホールセンサと、ロータ位置信号に基づいてほぼ正弦波状の通電信号を形成する通電信号形成手段とを備えており、この通電信号に基づいてインバータ手段が３相交流を直流ブラシレスモータに印加して直流ブラシレスモータを駆動する構成となっている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−１５２７８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、従来のインバータ洗濯機では以下のような問題があった：
（１）回転槽又は撹拌体をダイレクトに駆動するモータ制御において、洗濯機上面の蓋を開けた場合などに、回転槽や撹拌体を急に停止させるためにメカ的なブレーキ機構を設けていた。このため洗濯機のコストが高くなるとともに、ブレーキ機構配設のため余分なスペースを必要としていた。
【０００５】
（２）また、電気的に急ブレーキをかけるものであっても、ホールセンサの取り付け精度等によりインバータ入力電圧が安定しないので、回転槽や撹拌体を安定に停止させることができない。
【０００６】
（３）回転槽や撹拌体を急停止させる場合、モータからの回生電流によりモータ磁石が減磁してしまう。減磁がなされると、その後はトルクの弱いモータとなってしまう。
【０００７】
（４）脱水モードの際に、回転槽を急停止すると、停止動作開始時の回転数が低いほど回生電圧が低いためインバータ入力電圧を一定にするのが遅れる。そのため、回転槽を安定に停止させることができない。
【０００８】
（５）脱水モードの際、回転槽が回転しているとき、電源コンセントを抜かれ、回転槽を急停止させたいときにインバータ回路の充分な電源電圧が確保できない。そのため、充分なトルクが得られず、回転槽を停止させることができない。
【０００９】
（６）脱水モードの際、モータが低速で回転しているときに電源コンセントを抜かれ、回転槽を急停止する動作に入った場合、回生電圧が小さいため、インバータ回路の充分な電源電圧が確保できない。そのため、回転槽を停止させることができない。
【００１０】
（７）脱水モードの際、電源コンセントを抜かれた場合、制御部の電源電圧を確保できないため、蓋ロック機構を電気的に制御した時、回転槽が止まる前に蓋が開いてしまう。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するもので、第１の目的は安定に確実な電気ブレーキングを行うことができるインバータ洗濯機を提供することにある。また、第２の目的は脱水中に電源コンセントが抜かれたような場合における回転槽の急停止を確実に行うことができるインバータ洗濯機を提供することにある。また、第３の目的は電源コンセントを抜かれた場合に回転槽が停止する前に蓋が開いてしまうことのないインバータ洗濯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、スイッチング手段からなるインバータ回路を介して駆動制御されるブラシレスモータと、前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する制御部とを備え、前記制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記ブラシレスモータを駆動するインバータ洗濯機において、前記制御部は前記インバータ回路に電源として入力される電圧が所定値以上の場合に、そのインバータ入力電圧を低下させるように前記位置信号の反転タイミングでモータ回転方向に対して遅れ方向に前記データポインタの初期値を変更することを特徴とする。
【００１３】
また本発明では、外槽の内部に設けられた回転槽と該回転槽の内部に設けられた撹拌体の少なくとも一方をドライブすることが可能なブラシレスモータと、商用電源からの交流電圧を整流する整流手段と、整流出力を平滑するコンデンサと、平滑された電圧を入力するスイッチング手段からなるフルブリッジ型のインバータ手段と、前記モータのロータ位置を示す位置信号を出力する位置検知手段と、電気角をアドレスとする正弦波状のデータを格納したメモリと、前記位置信号の反転タイミングで前記電気角に相当するアドレスの初期値を選択し、その後順次所定周期毎に前記アドレスを更新し、出力するモータ駆動電圧が正弦波状になるように制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記インバータ手段の入力電圧が所定値以上の場合に、そのインバータ入力電圧を低下させるように前記位置信号の反転タイミングでモータ回転方向に対して遅れ方向に前記データポインタの初期値を変更することを特徴とする。
【００１４】
また本発明では、スイッチング手段からなるインバータ回路を介して駆動制御されるブラシレスモータと、前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する制御部とを備え、前記制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記ブラシレスモータを駆動するインバータ洗濯機において、前記制御部は前記インバータ回路に電源として入力される電圧が所定値以下の場合に、そのインバータ入力電圧を上昇させるように前記位置信号の反転タイミングでモータ回転方向に対して進み方向に前記データポインタの初期値を変更することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、外槽の内部に設けられた回転槽と該回転槽の内部に設けられた撹拌体の少なくとも一方をドライブすることが可能なブラシレスモータと、商用電源からの交流電圧を整流する整流手段と、整流出力を平滑するコンデンサと、平滑された電圧を入力するスイッチング手段からなるフルブリッジ型のインバータ手段と、前記モータのロータ位置を示す位置信号を出力する位置検知手段と、電気角をアドレスとする正弦波状のデータを格納したメモリと、前記位置信号の反転タイミングで前記電気角に相当するアドレスの初期値を選択し、その後順次所定周期毎に前記アドレスを更新し、出力するモータ駆動電圧が正弦波状になるように制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記インバータ手段の入力電圧が所定値以下の場合に、そのインバータ入力電圧を上昇させるように前記位置信号の反転タイミングでモータ回転方向に対して進み方向に前記データポインタの初期値を変更することを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、パルスにより制御されるスイッチング手段からなるインバータ回路を介して駆動制御されるブラシレスモータと、前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する制御部とを備え、前記制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記ブラシレスモータを駆動するインバータ洗濯機において、前記制御部は前記インバータ回路に電源として入力される電圧が所定値以上の場合に、そのインバータ入力電圧を低下させるように上記スイッチング手段駆動用のパルス幅をモータ印加電圧が高くなるように制御することを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、外槽の内部に設けられた回転槽と該回転槽の内部に設けられた撹拌体の少なくとも一方をドライブすることが可能なブラシレスモータと、商用電源からの交流電圧を整流する整流手段と、整流出力を平滑するコンデンサと、平滑された電圧を入力するスイッチング手段からなるフルブリッジ型のインバータ手段と、前記モータのロータ位置を示す位置信号を出力する位置検知手段と、電気角をアドレスとする正弦波状のデータを格納したメモリと、前記位置信号の反転タイミングで前記電気角に相当するアドレスの初期値を選択し、その後順次所定周期毎に前記アドレスを更新し、出力するモータ駆動電圧が正弦波状になるように制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記インバータ手段の入力電圧が所定値以上の場合に、そのインバータ入力電圧を低下させるように、前記スイッチング手段駆動用のパルス幅をモータ印加電圧が高くなるように制御することを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、スイッチング手段からなるインバータ回路を介して駆動制御されるブラシレスモータと、前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する制御部とを備え、前記制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記ブラシレスモータを駆動するインバータ洗濯機において、前記制御部は前記インバータ回路に電源として入力される電圧が所定値以下の場合に、そのインバータ入力電圧を上昇させるように前記スイッチング手段駆動用のパルス幅をモータ印加電圧が低くなるように制御することを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、外槽の内部に設けられた回転槽と該回転槽の内部に設けられた撹拌体の少なくとも一方をドライブすることが可能なブラシレスモータと、商用電源からの交流電圧を整流する整流手段と、整流出力を平滑するコンデンサと、平滑された電圧を入力するスイッチング手段からなるフルブリッジ型のインバータ手段と、前記モータのロータ位置を示す位置信号を出力する位置検知手段と、電気角をアドレスとする正弦波状のデータを格納したメモリと、前記位置信号の反転タイミングで前記電気角に相当するアドレスの初期値を選択し、その後順次所定周期毎に前記アドレスを更新し、出力するモータ駆動電圧が正弦波状になるように制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記インバータ手段の入力電圧が所定値以下の場合に、そのインバータ入力電圧を上昇させるように、前記スイッチング手段駆動用のパルス幅をモータ印加電圧が低くなるように制御することを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、スイッチング手段からなるインバータ回路を介して駆動制御されるブラシレスモータと、前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する制御部とを備え、前記制御部はアドレス指定するデータポインタによってデータが特定されるとともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更新されたデータポインタによって特定されるデータに基づいて前記ブラシレスモータを駆動するインバータ洗濯機において、前記制御部は前記インバータ回路に電源として入力される電圧が第１の所定値以上で第２の所定値以下の範囲内では前記スイッチング手段駆動用のパルス幅を制御することによって前記入力電圧を前記範囲内に保持するように動作することを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、外槽の内部に設けられた回転槽と該回転槽の内部に設けられた撹拌体の少なくとも一方をドライブすることが可能なブラシレスモータと、商用電源からの交流電圧を整流する整流手段と、整流出力を平滑するコンデンサと、平滑された電圧を入力するスイッチング手段からなるフルブリッジ型のインバータ手段と、モータのロータ位置を示す位置信号を出力する位置検知手段と、電気角をアドレスとする正弦波状のデータを格納したメモリと、前記位置信号の反転タイミングで前記電気角に相当するアドレスの初期値を選択し、その後順次所定周期毎に前記アドレスを更新し、出力するモータ駆動電圧が正弦波状になるように制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記インバータ回路の入力電圧が第１の所定値以上で第２の所定値以下の範囲内では前記スイッチング手段制御用のパルス幅を制御することによって前記入力電圧を前記範囲内に保持するように動作することを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段が設けられており、前記制御手段はモータ電流が規定値を超えて増大した場合、モータへの印加電圧が上昇しないように上記パルス幅を広げないことを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、前記制御手段は脱水モード中に回転槽を急停止させる場合、モータの回転数に応じて前記データポインタ又はアドレスの初期値を決定することを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、脱水モード中に電源コンセントを抜かれた場合、回転槽が停止するまでモータからの回生電圧を利用してインバータ制御手段への電力を供給し続けることを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、回転数が規定の回転数以下で回転槽を停止させる場合、モータからの回生エネルギーが少ないため回転数が前記規定回転数以下の場合は、前記フルブリッジ型のインバータ手段の上側トランジスタ、若しくは下側のトランジスタを全てＯＮし、回転槽を止めることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、洗濯機の蓋をロックするロック機構を設けられており、脱水モード中に前記蓋にロックを掛けた状態で、電源コンセントを抜かれた場合、回転槽が停止するまで、モータからの回生電圧を利用して蓋のロックを解除しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、インバータの入力電圧が所定値より上がらないように制御することで、インバータのドライブ回路の保護を行うことができる。
【００２８】
また、インバータの入力電圧が所定値より下がらないように制御することで、ブレーキ中に電源コンセントを抜かれてもモータの発電電圧により回転槽や撹拌体が停止するまでブレーキをかけ続けることができる。
【００２９】
また、ロータの回転位置信号を発生するホールセンサ等の位置ずれが生じていても、インバータ入力電圧を制御でき、回転槽や撹拌体を安定して停止させることができる。
【００３０】
また、インバータ入力電圧を一定になるように制御することができ、回転槽を安定して停止させることができる。
【００３１】
また、モータの電流が上昇しても減磁を起こす電流値前でモータ印加電流を制御でき、モータを減磁させない。
【００３２】
また、モータからの回生エネルギーは、回転数毎に異なることから、実験値から得たデータにより回転数ごとに位相角に相当するデータポインタの初期値を決めることで回転槽や撹拌体を安定して停止させることができる。
【００３３】
また、回転槽が回転中に電源コンセントを抜かれても、回転槽を停止させることが可能である。
【００３４】
また、回転槽が低速回転時にコンセントを抜かれても回転槽を停止させることが可能である。
【００３５】
また、脱水モード中に電源コンセントが抜かれた場合、モータからの回生電圧により回転槽が停止するまで、蓋のロックを解除しないことにより、より安全な洗濯機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を適用したインバータ洗濯機の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態のダイレクトドライブ方式のインバータ洗濯機の概略図を図１に示す。洗濯機１は一槽式の全自動洗濯機であり、本体の内部に洗濯槽を兼ねた回転槽２及び外槽３を備えている。外槽３はサスペンション部４によって本体に吊持されており、回転槽２は外槽３の内側に回転可能に設置されている。また撹拌体５が回転槽２の底部から一定の距離だけ離れた位置に設けられている。本体は洗濯物を出し入れするための蓋６を有する。外槽３の下部には直流ブラシレスモータ７の回転を回転槽２や撹拌体５に伝達する伝達機構８を有する。
【００３７】
本体の上部には、操作部９、表示部１０、ブザー１１、及び蓋６の開閉を検知する蓋センサ１２、蓋の開閉を制御するロック機構１８が備えられており、外槽３の側方には外槽３内の水位を検出する水位センサ１３が備えられている。また、操作部９の下部には、洗濯機１の動作全体を制御するための、マイクロコンピュータより成る主制御部１４が設けられている。また、モータ７にドライブ信号を供給するためのインバータ手段と、このインバータ手段を介してモータ７の回転を制御するためのマイクロコンピュータとから成る副制御部１５が側板１ａの内面上方に設けられている。１６と１７は外槽３内の水量を調節するための給水弁１６と排水弁１７である。
【００３８】
洗濯機１の動作に関する回路構成の概略を図２に示す。主制御部１４は洗い、すすぎ、脱水等の各行程の動作の内容や、行程の実行順序（すなわち処理コース）等のプログラムを記憶しており、このプログラムに従って給水弁１６と排水弁１７の開閉、及び伝達機構８におけるモータ７の回転の伝達先の切り替えを制御し、副制御部１５を介してモータ７を制御する。
【００３９】
また、主制御部１４は操作部９から洗濯の予約等の信号を入力する。主制御部１４は表示部１０に動作の経過等を表示する。主制御部１４は洗濯終了時等でブザー１１を鳴らす。主制御部１４は蓋センサ１２から蓋６の開閉状態を表す信号を入力する。主制御部１４は水位センサ１３から外槽３内の水位を表す信号を入力する。
【００４０】
主制御部１４はモータ７の回転を制御するために必要な信号Ｓ１を同期用クロックＣＬＫとともに副制御部１５に送信する。信号Ｓ１を受けた副制御部１５は信号Ｓ１を読み取った後、クロックＣＬＫに同期して信号Ｓ２を主制御部１４に送信する。副制御部１５は直流ブラシレスモータ７のロータの回転位置を示すロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗに基づいてモータ７に３相電流を供給し、モータ７を駆動する。Ｓ３はモータを停止させるための停止信号である。
【００４１】
次に、図３を用いて副制御部１５の構成を説明する。本実施形態のインバータ洗濯機１ではモータ７として３相２０極直流ブラシレスモータを使用している。商用電源３０の交流電圧は整流回路３１で脈流状の直流に変換される。整流回路３１にはダイオードブリッジが使用されている。
【００４２】
整流回路３１で整流された直流は平滑用のコンデンサ３２ａ、３２ｂで平滑される。コンデンサ３２ａの＋端子は整流回路３１の＋側の端子に接続されている。コンデンサ３２ａの−端子とコンデンサ３２ｂの＋端子は商用電源３０の一方の端子に接続されている。コンデンサ３２ｂの−端子は整流回路３１の−側の出力端子に接続されている。コンデンサ３２ａ、３２ｂで平滑された直流電圧がインバータ回路３５に供給される。インバータ回路３５は直流を三相交流に変換する。
【００４３】
インバータ回路３５は６個のスイッチング手段としてＮＰＮ型トランジスタ３６ａ〜３６ｃ、３７ａ〜３７ｃを３相全波ブリッジ構成にしたものである。平滑用のコンデンサ３２ａの＋端子に接続された３個のトランジスタ３６ａ〜３６ｃを上アーム、コンデンサ３２ｂの−端子に接続された３個のトランジスタ３７ａ〜３７ｃを下アームという。そして、６個のトランジスタ３６ａ〜３６ｃ、３７ａ〜３７ｃにはそれぞれ並列にダイオード４２ａ〜４２ｃ、４３ａ〜４３ｃが接続されている。上アームのトランジスタ３６ａ〜３６ｃと下アームのトランジスタ３７ａ〜３７ｃの各接続点ａ、ｂ、ｃが直流ブラシレスモータ７の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に接続されている。Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗは各相のコイルである。トランジスタ３６ａ〜３６ｃ、３７ａ〜３７ｃのベースはドライブ回路４０に接続されている。
【００４４】
５５ａ、５５ｂ、５５ｃはモータ７のロータの回転位置を検出するホールセンサ（位置検出手段）である。各ホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃより出力されるロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗはマイクロコンピュータ４１に入力される。
【００４５】
３４ａはモータ７のＵ相に流れる電流を検出するモータ電流検出手段である。３４ｂはモータ７のＶ相に流れる電流を検出するモータ電流検出手段である。３４ｃはモータ７のＷ相に流れる電流を検出する電流検出手段である。電流検出手段３４ａ、３４ｂ、３４ｃよりそれぞれ出力される信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗはマイクロコンピュータ４１に入力される。
【００４６】
４１はロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗに基づいて駆動信号Ｐ１〜Ｐ６を出力するマイクロコンピュータである。ドライブ回路４０は信号Ｐ１、Ｐ２を増幅してそれぞれトランジスタ３６ａ、３７ａのベースに供給する。ドライブ回路４０は信号Ｐ３、Ｐ４を増幅してトランジスタ３６ｂ、３７ｂのベースに供給する。ドライブ回路４０は信号Ｐ５、Ｐ６を増幅してトランジスタ３６ｃ、３７ｃのベースに供給する。３８は抵抗Ｒ１とＲ２の接続ノードの電圧を入力してインバータ回路３５の入力電圧を検出するインバータ入力電圧検出手段であり、その検出出力はマイクロコンピュータ４１へ与えられる。尚、蓋ロック機構１８は整流回路３１の＋端子と−端子に接続されているとともに、マイクロコンピュータ４１によって制御されるようになっている。
【００４７】
したがって、信号Ｐ１によってトランジスタ３６ａはオン・オフ制御される。信号Ｐ２によってトランジスタ３７ａはオン・オフ制御される。信号Ｐ３によってトランジスタ３６ｂはオン・オフ制御される。信号Ｐ４によってトランジスタ３７ｂはオン・オフ制御される。信号Ｐ５によってトランジスタ３６ｃはオン・オフ制御される。信号Ｐ６によってトランジスタ３７ｃはオン・オフ制御される。
【００４８】
次に、モータ駆動信号波形を正弦波としたときの駆動パターンの一例を図４に示す。図４はモータ７を一定の回転数で定常的に駆動するときの信号の波形図である。図４の（ｄ１）（ｄ２）は駆動信号Ｐ１、Ｐ２の一例を示しており、マイクロコンピュータ４１が駆動信号Ｐ１、Ｐ２を出力した場合、Ｕ相への出力電圧は図４の（ｅ）のように、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）された波形（この波形は実質的に正弦波と等価である）となり、Ｕ相の巻線電流は図４の（ｆ）のような正弦波状となる。このとき、インバータ回路３５はＵ相を基準とした場合、Ｖ相に電気角で２４０゜、Ｗ相に１２０゜位相の遅れた信号を発生し、モータ７を駆動している。
【００４９】
副制御部１５のマイクロコンピュータ４１から図４の（ｄ１）（ｄ２）に示す駆動信号を発生させるために、マイクロコンピュータ４１は図４の（ｃ）に示す一定周期の三角波６２を内部において発生させ、正弦波状の駆動波形データ６１と三角波６２を比較することによって図４の（ｄ１）（ｄ２）に示すようなＰＷＭ波形を発生するようにしている。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相は２π／３ラジアンずつ位相のずれた波形であるので、Ｕ相について説明する。
【００５０】
図１０はマイクロコンピュータ４１に内蔵されているメモリに記憶されている正弦波データと、その正弦波の位相と、そのメモリのアドレスを指定するために用いられるデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値との関係を示す図である。マイクロコンピュータ４１は駆動波形データ６１をメモリに記憶されている正弦波データから求めている。
【００５１】
マイクロコンピュータ４１は駆動波形データ６１の正弦波の１周期の位相である２πラジアンを６５５３６分割したものを単位とするデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）で処理している。データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）はデジタル値であり、６５５３６個ある。ちなみに、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）が０であるとき位相は０ラジアンである。また、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）が３２７６８であるときは位相はπラジアンである。
【００５２】
さて、一般に周波数ｆの正弦波の信号波の時刻ｔにおける位相角θは
θ＝２πｆｔ（ラジアン）
である。三角波６２の周期Ｔｃ（図４参照）ごとの位相更新量Δθは
Δθ＝２πｆ・Ｔｃ（ラジアン）
である。
【００５３】
図１０で位相とデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の関係から分かるように、位相を（６５５３６／２π）倍した値がデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値となる。したがって、位相更新量Δθに対応する周期Ｔｃごとのデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の更新量（α＿ＤＡＴＡ）はΔθを（６５５３６／２π）倍した値となるので、
α＿ＤＡＴＡ＝２πｆ・Ｔｃ・（６５５３６／２π）
である。
【００５４】
簡単には、三角波６２の周期Ｔｃでの位相更新量Δθが与えられたときに、更新量（α＿ＤＡＴＡ）は位相２πラジアンを６５５３６分割したものの個数を数えることによって求められ、上式のようになる。
【００５５】
周期Ｔｃ＝６３．５μｓで、周波数ｆ＝６０Ｈｚの駆動信号を出力するときには
α＿ＤＡＴＡ＝４．１６１・ｆ＝２４９
となる。なお、三角波６２の周波数はマイクロコンピュータ４１が周期Ｔｃの時間間隔を計るために用いているタイマーの分解能と、ＰＷＭの分解能で決定する。
【００５６】
更新量（α＿ＤＡＴＡ）が定まるとマイクロコンピュータ４１は新しい位相角をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）として
ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ＝ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ＋α＿ＤＡＴＡ
で更新し、保持する。周期Ｔｃ＝６３．５μｓで、周波数ｆ＝６０Ｈｚの駆動信号を出力する場合には、図１０に一部拡大して示すように、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値が０から始まるときには、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値は三角波６２の周期Ｔｃごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）の値である２４９が加算されるので、０、２４９、４９８…というように変化する。
【００５７】
次にデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値に対応する正弦波の振幅値を求める。予めメモリには正弦波テーブルデータとして位相の２πラジアン分が５１２バイトとなるようなデータで、（１＋２／３）×２πラジアン分の８５４個の基本データが記憶されている。これらの基本データには符号ビットも含まれる。２πラジアン分が５１２個のテーブルデータ（従ってアドレスも５１２個）なのでＮＥＷ＿ＤＡＴＡの値を１２８で割った数をアドレス（ちなみに２πラジアンに対応するアドレスは６５５３６÷１２８＝５１２）として指定することによりメモリから正弦波データが読み出され、それに変調率βを掛けた値がデータ６１として実際の比較バッファに埋め込まれる。そして、マイクロコンピュータ４１に内蔵の比較器が図４の（ｃ）に示す正弦波状のデータ６１と三角バッファに埋め込まれたデータ６２を比較して比較結果を出力する。これにより、図４の（ｄ１）（ｄ２）に示す駆動信号Ｐ１、Ｐ２が生成される。
【００５８】
この駆動信号Ｐ１、Ｐ２を受けたインバータ回路３５より直流ブラシレスモータ７のＵ相の巻線には図４の（ｆ）に示すような正弦波形の交流電流が流される。Ｖ相、Ｗ相についても同様にして駆動信号が生成される。これによって、直流ブラシレスモータ７が回転する。３個のホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃから出力されるロータ位置信号は図４の（ａ）に示すようになるように直流ブラシレスモータ７に取り付けられている。また、直流ブラシレスモータ７の各相の誘起電圧は図４の（ｂ）に示すようになる。
【００５９】
図１１はマイクロコンピュータ４１の動作を概略的に示すために一部の信号を抜粋して示した波形図である。ロータ位置信号Ｈｕ、ＨｖとＵ相の駆動波形データ６１の時間変化が示されている。ロータ位置信号Ｈｕの立ち下がりのタイミングｔａでマイクロコンピュータ４１はデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を初期化し、０とする。データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）が０であるときにはメモリから振幅が０のデータが得られる。
【００６０】
また、マイクロコンピュータ４１は速度検知タイマーを用いてモータの回転数を検出し、その検出された回転数に基づいて駆動波形データ６１の周波数を決定する。これにより、上述のように更新量（α＿ＤＡＴＡ）が算出できる。その後、図１１に一部拡大して示すように、タイマーを使って三角波６２の周期Ｔｃが経過したタイミングｔ１でマイクロコンピュータ４１はデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新する。これにより、メモリからデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に対応したデータが得られ、駆動波形データ６１とする。この駆動波形データ６１は図４（ｃ）に示すようにマイクロコンピュータ４１において三角波６２と比較され、比較結果はＰＷＭされた波形となる。このＰＷＭされた波形がマイクロコンピュータ４１より出力される駆動信号Ｐ１、Ｐ２になる。
【００６１】
その後、タイマーを使って周期Ｔｃが経過したタイミングｔ２でマイクロコンピュータ４１はデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新する。これにより、メモリからデータポインタに対応したデータが得られ、駆動波形データ６１とする。その後、タイマーを使って周期Ｔｃごとにデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新する。これにより、周期Ｔｃごとに駆動波形データ６１は更新されるようになる。
【００６２】
その後、モータ７のロータが回転することにより、ロータ位置信号Ｈｖの立ち上がりがマイクロコンピュータ４１に入力される。マイクロコンピュータ４１はロータ位置信号Ｈｖの立ち上がりが入力されたタイミングｔｂでデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を初期化し、Ｕ相では初期値は１０９２２（２ＡＡＡ'Ｈ）で初期化する。
【００６３】
このように、マイクロコンピュータ４１はロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの反転するタイミングでデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を初期化し、速度検知タイマーを使って検出した回転数から更新量（α＿ＤＡＴＡ）を決定する。その後、周期Ｔｃごとにデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新し、駆動波形データ６１を作る。
【００６４】
そして、マイクロコンピュータ４１は速度検知タイマーを用いて回転数を検出し、その検出された回転数に基づいて駆動波形データ６１の周波数を決定する。これにより、更新量（α＿ＤＡＴＡ）が算出される。その後、タイマーを使って周期Ｔｃごとにデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新する。これにより、周期Ｔｃごとに駆動波形データ６１は更新されるようになる。
【００６５】
次に、モータ７の制御例を説明する。図５は副制御部１５が直流ブラシレスモータ７を正転方向に回転させる場合の位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのパターンとモータ７の起動パターン及び運転モードを示す図である。図６は副制御部１５が直流ブラシレスモータ７を逆転方向に回転させる場合の位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのパターンとモータ７の起動及び運転モードを示す図である。図５はロータが回転しているときの波形を示しているが、まず直流ブラシレスモータ７を正転方向に起動するときの動作について説明する。
【００６６】
ホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃはロータが停止していてもロータ位置を検出することができる。起動するときにまずマイクロコンピュータ４１はロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗからロータ位置を確認して起動パターンを決定する。起動パターンはロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗから識別できるもので６種類ある。
【００６７】
例えばロータ位置信号Ｈｕがハイレベル、ロータ位置信号Ｈｖがローレベル、ロータ位置信号Ｈｗがローレベルであるときにはパターン１である。このとき、副制御部１５はＶ相に着目してＶ相の位相３０゜分のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）にあたる６５５３６×３０／３６０＝１５５５'Ｈをアドレスにて埋め込みテーブルデータよりデータを取り込む。このとき、運転モードはモードａとし、Ｕ相はＶ相に対して１２０゜、Ｗ相はＶ相に対して２４０゜位相の遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）よりデータを読み込む。このとき、更新量（α＿ＤＡＴＡ）は実験値より適当な初期値を求めている。また、モータ７の回転数を検出するための速度検知タイマーを起動する。
【００６８】
これにより、副制御部１５が駆動信号を発生してロータが回転を開始する。ロータの回転によりロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの切り替わりであるロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５３ｃが来るが、このときにデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）はロータが遅れることを想定して、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）が１５５５'Ｈ×２＝２ＡＡＡ'Ｈに達するとロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５３ｃを検出するまで更新せず同じデータで待機している。そして、実際にロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５３ｃが来た時点でデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の更新を再開してさらに速度検知タイマーを一旦リセットする。
【００６９】
さらにロータの回転によってロータ位置信号Ｈｕの立ち下がりエッジ５３ｄが来るが、このとき運転モードをモードｂに切り替え、Ｕ相に着目する。このときにもロータ位置信号Ｈｕの立ち下がりエッジ５３ｄまでＶ相のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は２ＡＡＡ'Ｈで待機しておく。そして、エッジ５３ｄが来るとＵ相基準（データポインタの初期値が０）で、Ｖ相はＵ相に対して２４０゜、Ｗ相はＵ相に対して１２０゜位相の遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）からデータを読み込む。このようにして順次６箇所のエッジ５３ａ〜５３ｆでデータの補正を行う。また、速度検知タイマーの値で回転数が得られるのでこれに応じて更新量（α＿ＤＡＴＡ）を随時速度変化に追従するように変更する。
【００７０】
これにより、Ｕ相の駆動波形データ５６ａは正弦波状となり、ロータ位置信号Ｈｕのエッジ５３ａ、５３ｄでゼロとなる。Ｖ相の駆動波形データ５６ｂは正弦波状となり、ロータ位置信号Ｈｖのエッジ５３ｂ、５３ｅでゼロとなる。Ｗ相の駆動波形データ５６ｃは正弦波状となり、ロータ位置信号Ｈｗのエッジ５３ｃ、５３ｆでゼロとなる。
【００７１】
直流ブラシレスモータ７を逆転方向に回転させる場合にも、図６に示すようにロータ位置信号から識別できる６種類のロータ位置パターン６〜９、ａ、ｂで、どの位置なのかを確認してから起動を行う。ロータ位置信号Ｈｕがハイレベル、ロータ位置信号Ｈｖがローレベル、ロータ位置信号Ｈｗがハイレベルであるときを例に説明する。このとき、ロータ位置パターン６であり、副制御部１５はＵ相に着目してＵ相の位相３０゜分のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）にあたる１５５５'Ｈを埋め込みテーブルデータよりデータを取り込む。このとき、運転モードはモードｄとし、Ｖ相はＵ相に対して１２０゜、Ｗ相はＵ相に対して２４０゜位相の遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）よりデータを読み込む。このとき、更新量（α＿ＤＡＴＡ）は実験値より初期値を求めている。また、起動時にモータ７の回転数を検出するための速度検知タイマーを起動する。
【００７２】
ロータの回転によりロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの切り替わりであるロータ位置信号Ｈｗの立ち下がりエッジ６３ｂが来るが、このときにデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）はロータが遅れることを想定して、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は２ＡＡＡ'Ｈから更新せず、同じデータで待機している。そして、実際にロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ６３ｂが来た時点でデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の更新を再開して再度速度検知タイマーをリセットする。次に信号Ｈｖの立ち上がりエッジ６３ｃが来るが、このとき、動作モードをモードｅに切り替え、Ｖ相に着目する。Ｕ相はＶ相に対して１２０゜、Ｗ相はＶ相に対して２４０゜位相の遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）からデータを読み込む。
【００７３】
このように順次６箇所のエッジ６３ａ〜６３ｆでデータを補正する。また、モータ７の速度検知タイマーの値により、更新量（α＿ＤＡＴＡ）を随時速度変化に追従するように変更する。これにより、Ｕ相に正弦波状のデータ６６ａが生成され、Ｖ相に正弦波状のデータ６６ｂが生成され、Ｗ相に正弦波状のデータ６６ｃが生成される。
【００７４】
特に位置信号Ｈｕのエッジ６３ａ、６３ｄのタイミングでデータ６６ａはゼロとなる。位置信号Ｈｖのエッジ６３ｃ、６３ｆのタイミングでデータ６６ｂはゼロとなる。位置信号Ｈｗのエッジ６３ｂ、６３ｅのタイミングでデータ６６ｃはゼロとなる。また、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗから得られるエッジ６３ａ〜６３ｆのすべてのタイミングでデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値がセットされる。
【００７５】
〈実施例１〉
次に、モータが正転している状態で回転槽を止める指令が発っせられたときの制御動作について図７を参照して説明する。モータが回転している状態では、更新量（α＿ＤＡＴＡ）は、前述のようにモータの回転速度に応じた更新量に変更されている。今、回転槽２を止めるという指令が、主制御部１４から副制御部１５に命令があると、副制御部１５は回転槽２を止めるように、図７に示すＶ相の波形５６に対して、所定位相、例えば１８０°遅れた正弦波状のデータ５１を出力する。
【００７６】
このとき、Ｗ相はＶ相に対して１２０°、Ｕ相は２４０°進んだデータアドレスの初期値を用いて正弦波状の出力を行う。これ以後、ホールセンサの反転タイミングで初期値を更新しながら、１８０°遅れたデータを出力することで、回転槽２を停止させるように制御する。
【００７７】
〈実施例２〉
図８はインバータ入力電圧が所定値以上の場合の場合は、インバータ回路のスイッチングトランジスタの耐圧を超えてトランジスタが破壊する虞があるので、次のような制御を行なって入力電圧を下げる。即ち、インバータ入力電圧検出手段３８によって検出される入力電圧が所定値以上であることを副制御部１５が判定したとき、現在のロータ位置がパターン３にあるとすると、次のホールセンサの反転タイミングであるＨｖの立ち上がり５３ｅで、Ｖ相について、電気角に相当するアドレスの初期値をＦＤＤＣＨにし、出力波形を６０ｂのように３°遅れた波形になるように制御する。このとき、Ｗ相はＶ相に対して１２０°、Ｕ相は２４０°遅れたデータアドレスの初期値を用いて正弦波状に電圧を制御する。そして、インバータ入力電圧が依然として所定値以上であれば、随時ホールセンサの反転タイミングで初期値を遅らせるような制御をインバータ入力電圧が所定値以下になるまで行う。
【００７８】
〈実施例３〉
一方、インバータ入力電圧検出手段３８によって検出される入力電圧が所定値以下である場合は、インバータ回路３５の電源電圧が不十分となって、トルクが低下するので、次のように制御を行なって入力電圧を上昇させる。即ち、入力電圧が所定値以下であることを副制御部１５が判定したとき、現在のロータ位置がパターン３にあるとすると、次のホールセンサの反転タイミングであるＨｖの立ち上がり５３ｅで、Ｖ相について、電気角に相当するアドレスの初期値を２２２Ｈにし、出力波形を図８の６１ｂのように３°進んだ波形になるように制御する。このとき、Ｗ相はＶ相に対して１２０°、Ｕ相は２４０°遅れたデータアドレスの初期値を用いて正弦波状に電圧を制御する。そして、インバータ入力電圧が依然として所定値以下であれば、随時ホールセンサの反転タイミングで初期値を進ませるような制御をインバータ入力電圧が所定値以上になるまで行う。
【００７９】
〈実施例４〉
実施例４はインバータ入力電圧が所定値以上の場合の別の制御方法である。インバータ入力電圧検出手段３８によって検出される入力電圧が所定値以上であることを副制御部１５が判定したとき、副制御部１５は規定時間毎に正弦波状のデータのパルス幅（図４のｅに示すようなパルス幅）を均等にモータへの印加電圧が高くなるように制御する。つまり、正弦波状の正のピーク部分では正のパルス幅を均等に大きくし、負のピーク部分では負のパルス幅を均等に大きくしてコンデンサ３２ａ、３２ｂからモータに流れる正電流を多くして、インバータ入力電圧を低下させる。
【００８０】
〈実施例５〉
実施例５はインバータ入力電圧が所定値以下の場合の制御である。インバータ入力電圧検出手段３８によって検出される入力電圧が所定値以下であることを副制御部１５が判定したとき、副制御部１５は規定時間毎に正弦波状のデータのパルス幅を均等にモータへの印加電圧が低くなるように制御する。つまり、正弦波状の正のピーク部分では正のパルス幅を均等に小さくし、負のピーク部分では負のパルス幅を均等に小さくしてコンデンサ３２ａ、３２ｂからモータに流れる正電流を少なくして、インバータ入力電圧を上昇させる。
【００８１】
〈実施例６〉
本実施例を図９を用いて説明する。図９ではインバータ入力電圧に対し第１、第２、第３の規定値３８０Ｖ、４００Ｖ、４２０Ｖを設定しておく。インバータ入力電圧Ｅが図示のように変化した場合、３８０Ｖ以下のゾーン８１では、上記実施例３のようにホールセンサの反転タイミングで電気角に相当するアドレスの初期値を進めた波形になるように設定し、制御する。３８０Ｖ〜４２０Ｖのゾーン８２では第２規定値４００Ｖ以上あれば、モータへの印加電圧を増加させ、４００Ｖ以下であればモータへの印加電圧を減少させ、インバータ入力電圧を第２規定値の４００Ｖになるように制御する。
【００８２】
また、第３規定値４２０Ｖ以上のゾーン８３では、実施例２のようにホールセンサの反転タイミングで電気角に相当するアドレスの初期値を遅らせた波形になるように設定し、制御する。３８０Ｖ〜４２０Ｖの範囲を超えないゾーン８４の場合は、再び上記第２規定値４００Ｖを中心にして４００Ｖ以上であれば、モータ印加電圧を増加させ、４００Ｖ以下であればモータ印加電圧を低下させ、インバータ入力電圧を４００Ｖ一定になるように制御する。
【００８３】
〈実施例７〉
本実施例では、インバータ入力電圧検出手段３８によって検出される入力電圧が所定値以下である場合は、正弦波状のデータのパルス幅を均等にモータへの印加電圧が高くなるように制御するが、モータ電流検出手段３８で検出された電流値が規定値以上になった場合は、この電流値を優先し、モータ電流が規定値以上にならないようにパルス幅を制限するように制御を行う。
【００８４】
〈実施例８〉
本実施例では、ホールセンサの位置信号の反転タイミングから反転タイミングまでの時間を測定し、回転数の検知を行うとともに、副制御部１５は「脱水モード」中に上記回転数を監視しておく、このとき、主制御部１４から副制御部１５に回転槽２を停止させる命令があったとする。そのとき、副制御部１５は回転槽２が停止するようインバータ出力を変更する際に、回転槽２を停止させる時の回転数を検知し、実験値から得たデータに基づき、インバータ入力電圧が、或る一定電圧になるような位相角のデータポインタを初期値として回転槽２を止める動作に移行する。
【００８５】
〈実施例９〉
本実施例では、「脱水モード」中に電源コンセントが抜かれた場合、例えば、回転槽２を停止するような制御に移行する際に、モータからの回生エネルギーを利用し、実施例６のようにインバータ入力電圧が一定になるように制御することで、電源コンセントを抜かれても回転槽２を停止させることができるようにしている。
【００８６】
〈実施例１０〉
「脱水モード」中に電源コンセントが抜かれた場合、例えば、実施例８のモータの回転数検出手段により、１００ｒｐｍ以下であると副制御部が判断した場合、副制御部１５は、フルブリッジ型のインバータ手段３５の上側のトランジスタ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ若しくは下側のトランジスタ３７ａ、３７ｂ、３７ｃを全てＯＮする。この動作により、副制御部１５は、平滑コンデンサ３２ａ、３２ｂを介して入力される電源電圧が降下するまで、この動作を続ける。モータは自己回生電圧により、停止する。
【００８７】
〈実施例１１〉
本実施例では、蓋ロック機構１８を副制御部１５内で制御するものとし、蓋ロック機構１８は、インバータ手段３５の入力側から電源電圧が供給される。副制御部１５は、「脱水モード」でこの工程が終わる（回転槽が停止する）までは、蓋６を開けないように制御するものとし、この時、「脱水モード」中に電源コンセントを抜かれた場合、回転槽２を停止させるように実施例９の如く、インバータ入力電圧が一定になるように制御する副制御部１５は回転槽２が停止したと判断するまで、蓋ロックを掛けた状態で上記制御を行う。これにより回転槽２が停止し、安全な状態で蓋６のロックは解除される。
【００８８】
なお、上記実施形態では直流ブラシレスモータ７で発生するトルクを直接回転槽２と撹拌体５に伝達するダイレクトドライブ方式のインバータ洗濯機で説明したが、直流ブラシレスモータ７で発生するトルクをベルト、プーリー、ギアを介して回転槽２と撹拌体５に伝達するインバータ洗濯機でも同様に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施形態の洗濯機全体の内部概略構成図。
【図２】その洗濯機のブロック図。
【図３】その洗濯機の副制御部のブロック図。
【図４】その洗濯機のホールセンサの位置信号に対する出力波形図。
【図５】その洗濯機の正転方向の位置信号のパターンとモータの起動パターン及び運転モードを示す図。
【図６】その洗濯機の逆転方向の位置信号のパターンとモータの起動パターン及び運転モードを示す図。
【図７】その洗濯機の停止の制御動作を示す図。
【図８】その洗濯機のインバータ入力電圧を下げる場合と上げる場合の制御動作を示す図。
【図９】その洗濯機のインバータ入力電圧制御形態を示す図。
【図１０】その洗濯機のマイクロコンピュータに記憶されている正弦波データとその正弦波の位相とデータポインタの関係を示す図。
【図１１】その洗濯機の動作を概略的に示す図。
【符号の説明】
【００９０】
１  インバータ洗濯機
２  回転槽
３  外槽
４  サスペンション部
５  撹拌体
６  蓋
７  直流ブラシレスモータ
８  伝達機構
９  操作部
１０  表示部
１１  ブザー
１２  蓋センサ
１３  水位センサ
１４  主制御部
１５  副制御部
１６  給水弁
１７  排水弁
１８  蓋ロック機構
３０  商用電源
３１  整流回路
３２ａ、３２ｂ  平滑用のコンデンサ
３４ａ〜３４ｃ  電流検出手段
３５  インバータ回路
３６ａ〜３６ｃ、３７ａ〜３７ｃ  ＮＰＮ型トランジスタ
３８  インバータ入力電圧検出手段
４０  ドライブ回路
４１  マイクロコンピュータ
４２ａ〜４２ｃ、４３ａ〜４３ｃ  ダイオード
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ  ホールセンサ（位置検出手段）
【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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