(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
家電用のモータを駆動するインバータ回路と、このインバータ回路を制御するマイクロコンピュータとを備えて構成されるモータ応用家電機器のインバータにおいて、
前記マイクロコンピュータは、
Ａ／Ｄ変換回路を内蔵しており、前記Ａ／Ｄ変換回路の入力端子には、前記インバータ回路に供給される直流電源電圧を監視するための電圧信号が与えられ、
前記電圧信号が正常範囲外になったと判断すると、異常電圧検出信号を、前記異常電圧の発生に対処するための異常処理回路に直接出力する異常電圧検出回路を備え、
前記異常電圧検出回路は、前記電圧信号を閾値電圧と比較するコンパレータで構成されることを特徴とするモータ応用家電機器のインバータ。
【請求項２】
前記異常電圧検出回路は、前記電圧信号が前記正常範囲外になった状態が所定時間以上継続した場合に、前記コンパレータが前記異常電圧検出信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のモータ応用家電機器のインバータ。
【請求項３】
家電用のモータを駆動するインバータ回路と、このインバータ回路を制御するマイクロコンピュータとを備えて構成されるモータ応用家電機器のインバータにおいて、
前記マイクロコンピュータは、
Ａ／Ｄ変換回路を内蔵しており、前記Ａ／Ｄ変換回路の入力端子には、前記インバータ回路に供給される直流電源電圧を監視するための電圧信号が与えられ、
前記電圧信号が正常範囲外になったと判断すると、異常電圧検出信号を、前記異常電圧の発生に対処するための異常処理回路に直接出力する異常電圧検出回路を備え、
前記異常電圧検出回路は、
前記Ａ／Ｄ変換回路の出力データを閾値電圧データと比較するマグニチュードコンパレータ（デジタルコンパレータ）と、
このコンパレータによる以前の比較結果を、１回分以上記憶する比較結果記憶回路と、
前記コンパレータによる比較結果が、連続する複数回について前記正常範囲外になったことを示す場合に、前記異常電圧検出信号を出力する信号出力回路とで構成されることを特徴とするモータ応用家電機器のインバータ。
【請求項４】
前記Ａ／Ｄ変換回路が変換対象とする電圧信号を、複数のアナログ信号入力端子より選択するための入力信号選択手段と、
この入力信号選択手段によって選択された電圧信号のＡ／Ｄ変換結果について前記コンパレータが比較した結果を、異常電圧検出用の判定に使用する判定制御手段とを備えたことを特徴とする請求項３記載のモータ応用家電機器のインバータ。
【請求項５】
前記Ａ／Ｄ変換回路の出力データを格納するための変換結果レジスタを、複数備えたことを特徴とする請求項３又は４記載のモータ応用家電機器のインバータ。
【請求項６】
前記マイクロコンピュータの異常処理回路は、前記異常電圧検出回路が、高電圧側の異常電圧検出信号を出力すると、前記インバータ回路を構成する下アーム側のスイッチング素子を全てＯＮさせると共に、同上アーム側のスイッチング素子を全てＯＦＦさせることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のモータ応用家電機器のインバータ。
【請求項７】
前記マイクロコンピュータの異常処理回路は、前記異常電圧検出回路が、低電圧側の異常電圧検出信号を出力すると、前記インバータ回路を構成する全てのスイッチング素子をＯＦＦさせることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のモータ応用家電機器のインバータ。
【請求項８】
前記マイクロコンピュータは、
前記インバータ回路を介して流れる電流の過電流状態を検出すると、過電流検出信号を出力する過電流検出回路を備え、
前記異常処理回路は、前記過電流検出信号が出力された場合にも対応する異常処理を行なうように構成されており、
前記過電流検出信号と、前記異常電圧検出回路による異常電圧検出信号とが同時に出力された場合に、前記異常処理回路に対して何れの信号を優先的に出力するかを設定する優先信号選択手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のモータ応用家電機器のインバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家電機器に使用されるモータを駆動するインバータ回路と、このインバータ回路を制御するマイクロコンピュータとを備えるモータ応用家電機器のインバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、モータが駆動制御されている状態を逸脱して空転した場合に、モータが発生する異常高電圧を抑制して回路素子を保護する技術が開示されている。具体的には、インバータ回路に供給される直流電源電圧を分圧して電圧比較回路に入力し、その電圧比較回路が所定レベル以上の電圧の発生を検出した場合に、インバータ回路を構成する上アーム側のスイッチング素子に対応して配置されているドライバの入力部を強制的にＯＦＦさせる回路と、下アーム側のスイッチング素子に対応して配置されているドライバの入力部を強制的にＯＮさせる回路とを備えた構成となっている。
【０００３】
上記の構成によれば、制御が誤動作することでモータが高速で空転した場合は、モータ巻線とインバータ回路の下アーム側スイッチング素子との間に短絡ループを形成して短絡制動を作用させ、巻線において発電されるエネルギーを消費させることができる。したがって、巻線が発生する高レベルの回生電圧がインバータ回路側に逆流し、回路部品の耐圧限界を超えて破損することを防止できる。
【特許文献１】特開２００２−１０１６８９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の構成には、以下のような問題があった。第１に、電圧比較回路やドライバを強制的にＯＮ／ＯＦＦさせる回路を構成するため、基板上にトランジスタやコンパレータ等の部品を個別に搭載する必要があり、回路サイズが大きくなってコスト高になり、信頼性も低下する。第２に、回路の配線長が長くなるためノイズによる誤動作が多くなる。また、インバータ回路におけるスイッチングノイズの影響により、電圧比較回路が誤動作し易い。
【０００５】
その他、特許文献１と同様の技術課題を解決する周知技術としては、直流電源電圧を分圧してマイクロコンピュータがＡ／Ｄ変換して読み込み、その変換結果をソフトウエア処理することで異常高電圧，異常低電圧を判定するものがある。そして、異常高電圧を判定すると、特許文献１と同様に短絡制動制御による保護動作を行い、異常低電圧を判定するとインバータ回路の動作を停止して出力をＯＦＦする。この場合、家電機器の制御用マイコンが通常は内蔵しているＡ／Ｄ変換器を使用するので、電圧を判定するための回路部品が不要である。また、連続した複数回のＡ／Ｄ変換結果に基づき判定を行うようにマイコンのプログラムを設定すれば、ノイズの影響による誤判定を防止することもできる。
【０００６】
しかしながら、上記技術は、異常電圧が発生した時点から保護動作が実行されるまでの応答速度が遅く、例えば異常高電圧が発生した場合に、短絡制動が開始された時点で回路部品の耐圧限界を超えてしまうおそれがある。また、高レベルのノイズが発生するとマイコンのＣＰＵが暴走することも想定され、その場合、異常電圧に対する保護動作が全く行われなくなってしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、異常電圧の検出を、低コストで確実に行うことができるモータ応用家電機器のインバータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載のモータ応用家電機器のインバータは、家電用のモータを駆動するインバータ回路と、このインバータ回路を制御するマイクロコンピュータとを備えて構成されるものにおいて、
前記マイクロコンピュータは、
Ａ／Ｄ変換回路を内蔵しており、前記Ａ／Ｄ変換回路の入力端子には、前記インバータ回路に供給される直流電源電圧を監視するための電圧信号が与えられ、
前記電圧信号が正常範囲外になったと判断すると、異常電圧検出信号を、前記異常電圧の発生に対処するための異常処理回路に直接出力する異常電圧検出回路を備え、
前記異常電圧検出回路は、前記電圧信号を閾値電圧と比較するコンパレータで構成されることを特徴とする。
【０００９】
斯様に構成すれば、異常電圧検出回路がマイクロコンピュータに内蔵されるので、実質的に回路部品を増やすことなく異常電圧を検出でき、且つ判定処理が迅速に行われる。また、マイクロコンピュータは、直流電源電圧についてリップル制御等を行うため、前記電圧をＡ／Ｄ変換してモニタするように構成される場合が多い。したがって、Ａ／Ｄ変換回路の入力端子と、異常電圧検出回路の入力端子とを共通化すれば、端子数の増加が抑制される。そして、異常電圧検出信号は、コンパレータを介して異常処理回路に直接出力されるので、異常電圧の発生に対処するための異常処理も迅速に開始される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、異常電圧の検出を低コストで確実に行うことができ、異常電圧が発生した場合の対処を迅速に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施例）
以下、本発明をドラム式の洗濯乾燥機に適用した第１実施例について図１ないし図３を参照しながら説明する。まず、ドラム式の洗濯乾燥機（モータ応用家電機器）１の全体構成を示す図３において、洗濯乾燥機１の外殻をなす外箱１ａの前面部には、中央部に扉２が設けられ、上部に、多数のスイッチや表示部（何れも図示せず）を備えた操作パネル３が設けられている。扉２は、外箱１ａの前面部中央部に形成された洗濯物出し入れ口４を開閉するものである。
【００１２】
外箱１ａの内部には、円筒状の水槽５が配設されている。この水槽５は、その軸方向が前後方向（図３では左右方向）となる横軸状で且つ前上がりの傾斜状に配置され、弾性支持装置６により弾性的に支持されている。水槽５の内部には、円筒状のドラム７が水槽５と同軸状に配設されている。このドラム７は、洗濯の他、脱水及び乾燥に共用の槽として機能するもので、その胴部には、ほぼ全域に多数個の小孔８（一部のみ図示）が形成されていると共に、内周部に複数個（例えば３個）のバッフル９（一個のみ図示）が設けられている。尚、ドラム７は、洗い運転時（すすぎ運転も含む概念である）に比較的短い周期で正逆回転され、乾燥運転時に比較的長い周期で正逆回転される。
【００１３】
水槽５及びドラム７は、各々の前面部に洗濯物出し入れ用の開口部１０、１１を有し、ドラム７の開口部１１が水槽５の開口部１０に内側から臨む形態となっている。水槽５の開口部１０は、洗濯物出し入れ口４に円筒形ベローズ１２により水密に連ねられ、ドラム７の開口部１１の周囲部にはバランスリング１３が設けられている。
【００１４】
水槽５の背面部には、ドラム７を回転駆動する直流ブラシレスモータ（以下、単にモータと呼ぶ）１４が配設されている。このモータ１４はアウタロータ形であり、そのステータ１５が、水槽５の背部中央部に支持された軸受ハウジング１６の外周部に取り付けられている。アウタ形式のロータ１７は、中心部に固定された回転軸１８が軸受ハウジング１６に軸受１９を介して回転可能に支持されている。軸受ハウジング１６から突出した回転軸１８の前端部は、ドラム７の背部の中央部に連結されている。即ち、モータ１４が駆動されると、ロータ１７の回転軸１８に連結されたドラム７が回転される構成となっている。
【００１５】
水槽５の下部には水溜部２０が設けられており、この水溜部２０の内部に洗濯水加熱用のヒータ２１が配設され、水溜部２０の後部に、排水弁２２を介して排水ホース２３が接続されている。
水槽５の上部には乾燥運転用の温風生成装置２４が設けられ、水槽５の背部には熱交換器２５が設けられている。温風生成装置２４は、ケーシング２６内に配設された温風用ヒータ２７、ケーシング２８内に配設されたファン２９、このファン２９をベルト伝動機構３０を介して回転駆動するファンモータ３１で構成され、ケーシング２６とケーシング２８とは連通されている。ケーシング２６の前部にはダクト３２が接続され、ダクト３２の先端部は、水槽５内に突出されてドラム７の開口部１２に臨んだ配置とされている。
【００１６】
ここで、温風生成装置２４内の温風用ヒータ２７とファン２９とが同時駆動されることにより温風が生成され、その温風はダクト３２を通してドラム７内に供給される。ドラム７内に供給された温風はドラム７内の洗濯物を加熱する共に水分を奪い、熱交換器２５側へ排出される。
熱交換器２５は、上部がケーシング２８内と連通し、下部が水槽５内と連通しており、上部から水が注ぎ入れられて流下することで、内部を通る空気中の水蒸気を冷却し凝縮させて除湿する水冷式である。この熱交換器２５を通った空気は再び温風生成装置２４に戻され、温風化されて循環する。
【００１７】
図２には、上記洗濯乾燥機１の電気的構成のうち本発明の要旨を説明するのに必要な部分をのみが示されており、以下これについて説明する。モータ１４のＵ、Ｖ、Ｗの各相に対し可変周波数・可変電圧の駆動電流を与えるためのインバータ回路３３は、６個のＩＧＢＴ３４〜３９を三相ブリッジ接続すると共に、各ＩＧＢＴ３４〜３９にフライホイールダイオード３４ａ〜３９ａを接続して構成されており、各ＩＧＢＴ３４〜３９は、後述するマイクロコンピュータ（マイコン）４０からの各相ＰＷＭ信号により個別にオンオフされる。この場合、上アーム側のＩＧＢＴ３４〜３６の各コレクタが、平滑用コンデンサ４１を備えた直流電源端子４２に接続され、下アーム側のＩＧＢＴ３７〜３９の各エミッタが、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相電流検出用のシャント抵抗４３ｕ、４３ｖ、４３ｗを介してグランド端子に接続されている。尚、各シャント抵抗４３ｕ、４３ｖ、４３ｗの抵抗値は例えば０．２２Ωに設定されている。また、上記直流電源端子４２は、１００Ｖの交流電源を倍電圧全波整流するように構成された整流回路の出力端子である。
【００１８】
マイコン４０は、定格動作電圧が５Ｖのマイクロコンピュータにより構成されたもので、このマイクロコンピュータは、ＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）形態の高速ＣＰＵ及びこのＣＰＵの処理を一部肩代わりするＤＳＰを備えた構成となっており、その電源は、出力電圧が５Ｖの制御電源端子ＶDDから供給される。
【００１９】
シャント抵抗４３ｕ、４３ｖ、４３ｗの各電圧出力端子（対応するＩＧＢＴ３７〜３９側の端子）と３．３Ｖ電源との間には、抵抗分圧回路４４、４５、４６がそれぞれ接続されている。各抵抗分圧回路４４、４５、４６は、それぞれ抵抗Ｒ１及びＲ２の直列回路より成るものであり、各抵抗Ｒ１及びＲ２の抵抗値は、例えば１ｋΩに設定されている。また、抵抗分圧回路４４、４５、４６の各出力端子（抵抗Ｒ１及びＲ２の共通接続点）とグランド端子との間には、それぞれフィルタコンデンサ４７が接続されている。
【００２０】
図１は、マイコン４０内部の構成を、本発明の要旨に係る部分のみ示すものである。マイコン４０は、３．３Ｖ電源をリファレンス電源ＡＶＤＤとした２つのＡ／Ｄ変換回路５０，５１を備えており、これらのＡ／Ｄ変換回路５０，５１は、入力チャネル切換器５２を介して与えられたアナログ電圧信号を個別にデジタル変換して信号処理に供する構成となっている。尚、Ａ／Ｄ変換回路５０，５１は、主にマイコン４０内のＤＳＰのソフトウエアで実現される機能である。
【００２１】
入力チャネル切換器５２における４つの入力端子の内３つは、抵抗分圧回路４４、４５、４６による各分圧電圧（抵抗Ｒ１及びＲ２の共通接続点の電圧）が与えられるマイコン４０の入力端子ＶIU，ＶIV，ＶIWに接続されている。マイコン４０は、Ａ／Ｄ変換回路５０，５１の出力によりモータ１４の発生トルクを示す各相電流値を検出すると共に、その検出電流値に基づいて当該モータ１４のベクトル制御を行う構成となっており、その制御に応じてＩＧＢＴ３４〜３９をオンオフさせるための各相ＰＷＭ信号を出力する。尚、ＩＧＢＴ３４〜３９の最大定格電流は例えば１０Ａであり、マイコン４０は、検出電流値が１０Ａを超えたときに、故障発生を防止するために全てのＩＧＢＴ３４〜３９を強制的にオフさせる保護機能も備えている。
【００２２】
マイコン４０は、シャント抵抗４３ｕ、４３ｖ、４３ｗからの出力電圧の読み取りを、下アーム側のＩＧＢＴ３７〜３９がオンしている期間の中心点のタイミングで行う。この場合、各相ＰＷＭ信号の出力周期を、モータ１４の回転数に比べて十分に早い例えば１６ｋＨｚに設定しており、シャント抵抗４３ｕ、４３ｖ、４３ｗからの出力電圧の元の波形を問題なく再現できる。
【００２３】
また、マイコン４０の入力端子ＶIU，ＶIV，ＶIWは、１００ｋΩの抵抗素子５３ｕ，５３ｖ，５３ｗを介してコンパレータ５４ｕ，５４ｖ，５４ｗ（過電流検出回路）の反転入力端子にそれぞれ接続されており、上記各反転入力端子とグランドとの間には、５ｐＦのコンデンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗが接続されている。コンパレータ５４ｕ，５４ｖ，５４ｗの非反転入力端子は、マイコン４０の基準電圧入力端子ＶRIに接続されており、その入力端子ＶRIには、３．３ＶのＡ／Ｄ変換リファレンス電圧を、抵抗５６，５７で分圧した電位が与えられている。コンパレータ５４ｕ，５４ｖ，５４ｗの出力端子は、ＰＷＭ緊急停止回路５８の入力端子に共通に接続されており、その入力端子は、抵抗９０により５Ｖにプルアップされている。
【００２４】
コンパレータ５４ｕ，５４ｖ，５４ｗの反転入力端子に与えられる電圧が、入力端子ＶRIの基準電圧以下であれば、コンパレータ５４ｕ，５４ｖ，５４ｗの出力端子はハイレベルを維持している。この状態から、インバータ回路３３を介して流れる何れかの相電流が増大して、何れかの反転入力端子の電圧が入力端子ＶRIの基準電圧を超えると、ＰＷＭ緊急停止回路（異常処理回路）５８の入力端子はロウレベルに変化する。ＰＷＭ緊急停止回路５８は、その信号レベル変化の立下りエッジを検出すると、緊急停止信号パターンを、異常出力選択回路（優先信号選択手段）５９を介して６相ＰＷＭ出力回路６０に出力する。
【００２５】
６相ＰＷＭ出力回路６０は、ＰＷＭ信号を生成し、ＩＧＢＴ３４〜３９のゲートにゲート駆動信号を出力する回路である。そして、ＰＷＭ緊急停止回路５８によって出力される緊急停止信号パターンは、ＩＧＢＴ３４〜３９を全てＯＦＦさせて、インバータ回路３３によるスイッチング動作を停止させるゲート信号パターンであり、６相ＰＷＭ出力回路６０は、上記信号パターンが入力されると、そのパターンをインバータ回路３３にそのまま出力する。
【００２６】
入力チャネル切換器５２の残りの入力端子には、マイコン４０の駆動電源電圧入力端子ＶINが抵抗値１００ｋΩの抵抗６１を介して接続されている。入力端子ＶINには、直流電源端子４２より供給される２８０Ｖの電源電圧を抵抗６２，６３により分圧したものが与えられていると共に、マイコン４０の外部では１０００ｐＦのコンデンサ６４がグランドとの間に接続されている。そして、入力チャネル切換器５２の入力端子とグランドとの間には、５ｐＦのコンデンサ６５が接続されている。したがって、Ａ／Ｄ変換回路５０又は５１は、入力チャネル切換器５２を介してインバータ回路３３に供給される駆動電源電圧もＡ／Ｄ変換するようになっており、マイコン４０は、前述したリップル制御などを行う。
【００２７】
また、入力端子ＶINは、抵抗６１を介してコンパレータ６６，６７（異常電圧検出回路）の反転入力端子，非反転入力端子にも接続されており、コンパレータ６６，６７の非反転入力端子，反転入力端子は、マイコン４０の基準電圧入力端子ＶRH，ＶRLにそれぞれ接続されている。これらの基準電圧入力端子ＶRH，ＶRLは、３．３ＶのＡ／Ｄ変換リファレンス電圧を、それぞれ抵抗９１及び９２，抵抗９３及び９４で分圧した電位が与えられている。
【００２８】
コンパレータ６６の出力端子は、抵抗６８を介して５Ｖにプルアップされていると共に、モータ緊急停止回路（異常処理回路）６９の入力端子に接続されている。コンパレータ６６の反転入力端子に与えられる電圧が、入力端子ＶRHの基準電圧以下であれば、コンパレータ６６の出力端子はハイレベルを維持している。この状態から、駆動電源電圧が上昇して、コンパレータ６６の反転入力端子の電圧が入力端子ＶRHの基準電圧を超えると、モータ緊急停止回路６９の入力端子はロウレベルに変化する。モータ緊急停止回路６９は、その信号レベル変化の立下りエッジを検出すると、緊急停止信号パターンを、異常出力選択回路５９を介して６相ＰＷＭ出力回路６０に出力する。
【００２９】
緊急停止信号パターンは、インバータ回路３３の上相側のＩＧＢＴ３４〜３６をＯＦＦ、下相側のＩＧＢＴ３７〜３９をＯＮさせて、モータ１４に、インバータ回路３３を介した短絡ループを形成して短絡制動を作用させるゲート信号パターンであり、６相ＰＷＭ出力回路６０は、上記信号パターンが入力されると、そのパターンをインバータ回路３３にそのまま出力する。
【００３０】
一方、コンパレータ６７の出力端子は、ＰＷＭ緊急停止回路５８の入力端子に接続されている。駆動電源電圧が低下して、コンパレータ６７の非反転入力端子の電圧が入力端子ＶRLの基準電圧を下回ると、ＰＷＭ緊急停止回路５８の入力端子はロウレベルに変化する。すると、ＰＷＭ緊急停止回路５８は、過電流検出の場合と同様に、緊急停止信号パターンを、異常出力選択回路５９を介して６相ＰＷＭ出力回路６０に出力する。
【００３１】
次に、本実施例の作用について説明する。電圧入力端子ＶINは、Ａ／Ｄ変換回路５０又は５１によりＡ／Ｄ変換を行い、マイコン４０の図示しないＣＰＵが駆動電源電圧をモニタするために必要な端子である。そして、マイコン４０は、異常電圧判定用のコンパレータ６６，６７を内蔵しており、これらにより異常高電圧，異常低電圧が検出されると、緊急停止回路５８又は６９，選択回路５９並びにＰＷＭ出力回路６０の回路動作により異常対応処理を行う。すなわち、これらはＣＰＵのソフトウエア処理を介すことなく、マイコン４０内部のハードウエアによりダイレクトに処理されるため、異常対応処理を迅速に行うことができる。
【００３２】
また、マイコン４０の内部に構成される回路素子は、実質的には部品の増加とならないため、分圧抵抗などの最小限の外付け回路素子により、異常電圧に対応するための構成を実現できる。
また、マイコン４０の動作電源電圧を、周辺Ｉ／Ｏの信号レベルのダイナミックレンジを確保するため５Ｖとした場合でも、Ａ／Ｄ変換回路５０，５１のリファレンス電圧を上記電源電圧よりも低い３．３Ｖに設定するので、Ａ／Ｄ変換の分解能が低下することがなく、モータトルクの検出精度が向上する。
【００３３】
以上のように本実施例によれば、マイコン４０にＡ／Ｄ変換回路５０，５１を内蔵し、それらの入力端子に、入力チャネル切換器５２を介してインバータ回路３３に供給される直流電源電圧を監視するための電圧信号ＶINを与え、その電圧信号が正常範囲外になったと判断すると、異常電圧検出信号を、自身の一部であるＣＰＵを介すことなく緊急停止回路５８又は６９に直接出力するようにした。したがって、異常電圧の検出を低コストで確実に行い、異常電圧が発生した場合の対処を迅速に実行できる。そして、異常高電圧の発生を防止できるから低耐圧の回路部品を使用でき、小型化、低コスト化を図ることができる。
【００３４】
また、コンパレータ６６，６７により、電圧信号ＶINを閾値電圧ＶRH，ＶRLと比較して、簡単なアナログ信号処理により異常電圧を検出でき、簡単な回路を追加するだけなので、マイコン４０のチップサイズの増加も抑制できる。そして、コンパレータ６６，６７の入力端子側に抵抗６１やコンデンサ６４を接続してフィルタ回路を構成することで、電圧信号ＶINが正常範囲外になった状態が所定時間以上継続した場合にコンパレータ６６，６７が異常電圧検出信号を出力するようにしたので、ノイズが印加された場合の一時的な電圧変化による誤検出を防止できる。
【００３５】
また、モータ緊急停止回路５８は、コンパレータ６６が高電圧側の異常電圧検出信号を出力すると、インバータ回路３３を構成する下アーム側のＩＧＢＴ３７〜３９を全てＯＮさせると共に、同上アーム側のＩＧＢＴ３６〜３８を全てＯＦＦさせるので、モータ１４に短絡制動を作用させて異常高電圧のエネルギーを消費させ、電圧の低下を図ることができる。更に、ＰＷＭ緊急停止回路６９は、コンパレータ６７が低電圧側の異常電圧検出信号を出力すると、インバータ回路３３を構成する全てのＩＧＢＴ３６〜３９をＯＦＦさせてモータ１４の駆動を停止させる。したがって、停電などにより電源電圧が急激に低下したような場合に、インバータ回路３３の動作が不安定になり、異常な大電流が流れて回路部品が破損することを回避できる。
【００３６】
加えて、マイコン４０は、インバータ回路３３を介して流れる電流の過電流状態を検出すると、過電流検出信号を出力するコンパレータ５４ｕ，５４ｖ，５４ｗを備え、６相ＰＷＭ出力回路６０は、過電流検出信号が出力された場合にも対応する異常処理を行なうように構成されており、異常出力選択回路５９は、コンパレータ６７による異常電圧検出信号も同時に出力された場合に、何れの信号を優先的に出力するかを設定する。例えば、モータ１４の高速回転時には短絡制動動作を優先させ、低速回転時にはインバータ回路３３のＯＦＦ動作を優先させることで、回路部品の保護を確実に行うことができる。
【００３７】
そして、例えばＡ／Ｄ変換回路５０，５１の入力段にオペアンプを利用した増幅器を設けると、オペアンプのスルーレートにより入力電圧Ｖin（増幅器による増幅出力電圧）の立ち上がり及び立ち下り波形が鈍る現象が発生し、モータ電流が小さい領域では、入力電圧Ｖinが本来検知すべきレベルより小さくなることがある。また、その検知電流には増幅器のオフセット電圧温度ドリフトなどによる誤差も含まれるため、実際のモータ電流と上記入力電圧Ｖinに基づいて検出したモータ電流との間にずれが発生し、その検出電流に基づき行われるマイコン４０の制御動作に影響が及ぶ場合がある。本実施例では、Ａ／Ｄ変換回路５０，５１の入力段に増幅器を使用しないので、増幅器の存在に起因した誤差の拡大を未然に防止できるようになってモータトルクの検出精度の向上に寄与できると共に、構成の簡単化も同時に図れるようになる。
【００３８】
（第２実施例）
図４は本発明の第２実施例であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施例のマイコン７１は、Ａ／Ｄ変換回路５０Ａ，５１Ａのリファレンス電圧を、マイコン７１の動作電源電圧と同じ５Ｖに設定したものである。また、入力チャネル切換器５９の入力側と入力端子ＶIU，ＶIV，ＶIWとの間に、例えば増幅率が３倍の増幅アンプ７２が挿入されている。この場合、インバータ回路に配置されるシャント抵抗は、抵抗値が０．１Ωのシャント抵抗４３ｕ’，４３ｖ’，４３ｗ’に置き換えられている。その他の構成は、第１実施例と全く同様である。
以上のように構成される第２実施例によれば、増幅アンプ７２を配置することで、Ａ／Ｄ変換のリファレンス電圧を５Ｖにした場合の分解能の低下を補償できる。また、マイコン７１が使用する電源電圧を５Ｖに統一できるので、電源回路の構成が簡単になる。
【００３９】
（第３実施例）
図５は、本発明の第３実施例を示すものであり、第１実施例と異なる部分のみ説明する。第３実施例のマイコン７３は、動作電源電圧を、Ａ／Ｄ変換のリファレンス電圧と同じ３．３Ｖに設定したものであり、その他の構成は第１実施例と同様である。以上のように構成される第３実施例によれば、マイコン７３が使用する電源電圧を３．３Ｖに統一できるので、電源回路の構成が簡単になる。
【００４０】
（第４実施例）
図６及び図７は本発明の第４実施例を示すもので、図１の一部相当図である。第４実施例のマイコン７４は、第１〜第３実施例のようにアナログ回路であるコンパレータを使用せず、マグニチュードコンパレータ（デジタルコンパレータ）７５を使用して、電源電圧の監視動作を同様に行うように構成されている。
【００４１】
すなわち、Ａ／Ｄ変換回路５０（Ａ／Ｄ変換回路５１は図示を省略）の出力側には、上記のコンパレータ７５が配置されており、コンパレータ７５の入力端子の一方には、Ａ／Ｄ変換回路５０によりＡ／Ｄ変換されたデータが与えられる。また、マイコン７４の図示しないＣＰＵがＡ／Ｄ変換回路５０の変換データを読み出す場合は、リードバッファ７６を介してデータバス上に出力されたデータを読み出すようになっている。コンパレータ７５の他方の入力端子には、監視レジスタ７７より電圧監視用の閾値データが与えられている。そして、コンパレータ７５の出力端子は、判定部（信号出力回路）７８の入力端子に接続されている。
【００４２】
判定部７８は、入力判定部７９及び回数判定部（比較結果記憶回路）８０を備えており、入力判定部７９は、コンパレータ７５の出力結果を、監視入力指定部８１及び比較部（判定制御手段）８２を介して与えられるイネーブルタイミングで回数判定部８０に出力する。回数判定部８０は、入力判定部７９を介して与えられる比較結果が「成立」となる回数をカウントし、そのカウント値が回数指定部（判定制御手段）８３において指定された回数に一致すると、モータ緊急停止回路６９に判定信号を出力すると共に、マイコン７４のＣＰＵに対して監視割込みを発生させる。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換制御部（入力信号選択手段，判定制御手段）８４は、入力チャネル切換器（入力信号選択手段）５２における信号入力端子の入力選択を行うと共に、Ａ／Ｄ変換回路５０に変換開始信号を与え、Ａ／Ｄ変換回路５０より変換処理中であることを示す信号が与えられている。また、Ａ／Ｄ変換制御部８４が出力する入力選択信号は、比較部８２にも与えられている。尚、各種レジスタ等のデータ設定は、マイコン７４のＣＰＵによって行われる。以上が異常電圧検出回路８５を構成している。
【００４４】
次に、第４実施例の作用について図７も参照して説明する。図７は、図６に示す構成のタイミングチャートである。Ａ／Ｄ変換制御部８４は、入力チャネル切換器５２における信号入力端子の選択を図７（ａ）に示すように切り換える。すると、その入力選択に応じて、Ａ／Ｄ変換回路５０の入力端子に与えられるアナログ電圧は、図７（ｂ）に示すように切り換わる。また、Ａ／Ｄ変換制御部８４は、図７（ｃ）に示すようにＡ／Ｄ変換回路５０に変換開始信号を与えて、変換中信号を監視する（図７（ｄ）参照）。
【００４５】
尚、図７（ｃ）に示すように、監視入力指定部８１においては、入力チャネル切換器５２における「アナログ入力４」が監視対象として指定されており、回数指定部８３においては、判定信号を出力するまでの比較成立回数が「３」に設定されている。また、監視レジスタ７７には、電圧監視用の閾値データＤ４２が与えられている。上述したように、Ａ／Ｄ変換制御部８４が出力する入力選択信号は比較部８２に与えられているが、その入力選択信号には、比較部８２の内部において若干の遅延が付与されるようになっている。
【００４６】
図７（ｅ）には、（ｂ）に示すアナログ入力電圧をＡ／Ｄ変換回路５０がＡ／Ｄ変換したデータを示す。ここで、「アナログ入力４」に対応する変換結果データは、Ｄ４０〜Ｄ４４であるが、Ｄ４０＜Ｄ４１＜Ｄ４２＜Ｄ４３＜Ｄ４４となるように変化しているとする。したがって、変換データＤ４０，Ｄ４１の場合、コンパレータ７５の出力信号は変化しないが、変換データＤ４２の場合は、閾値データＤ４２に一致することでコンパレータ７５の出力信号はロウレベルからハイレベルに変化する（図７（ｉ）参照）。すると、回数判定部８０では、入力判定部７９を介して上記出力信号のレベル変化を捉え、比較成立回数のカウンタをインクリメントする（図７（ｊ）参照）。
【００４７】
そして、回数判定部８０におけるカウンタの値が回数指定部８３における設定値「３」に一致すると、判定部７８はモータ緊急停止回路６９に判定信号を出力すると共に、マイコン７４のＣＰＵに対して監視割込みを発生させる（図７（ｋ），（ｌ）参照）。
尚、回数判定部８０のカウンタ値は、比較部８２の出力レベルがアクティブ（ハイ）の場合にコンパレータ７５の出力レベルがロウであれば、リセットする。したがって、電源電圧のＡ／Ｄ変換結果が閾値データＤ４２未満となる状態が発生した時点でカウンタ値はリセットされるので、閾値データＤ４２以上となった状態が１回だけの場合や、２回だけ連続した場合には、その後リセットされるため判定信号が出力されない。また、上記カウンタ値はＣＰＵが図示しない制御レジスタを操作して異常電圧検出回路８５の機能を無効化した場合もリセットされる。
【００４８】
以上のように第４実施例によれば、異常電圧検出回路８５は、コンパレータ７５により、Ａ／Ｄ変換回路５０の出力データを監視レジスタ７７の閾値電圧データと比較し、コンパレータ７５による比較結果が、３回連続して正常範囲外になったことが回数判定部８０により示されると、判定部７８が異常電圧検出信号をモータ緊急停止回路６９に出力するようにした。
【００４９】
したがって、第１〜第３実施例の構成とは異なり、異常電圧検出回路８５を全てデジタル回路で構成することができ、マイコン７４を半導体集積回路としてワンチップで構成する場合に、同一のプロセスで容易に一体構成することが可能となる。そして、Ａ／Ｄ変換制御部８４は、Ａ／Ｄ変換回路５０が変換対象とする電圧信号を入力チャネル切換器５２により選択すると共に、選択した電圧信号のＡ／Ｄ変換結果についてコンパレータ７５が比較した結果を、異常電圧検出用の判定に使用する。したがって、Ａ／Ｄ変換回路５０を、異常電圧を検出する目的以外の用途にも使用することができる。
【００５０】
（第５実施例）
図８及び図９は本発明の第５実施例を示すものであり、第４実施例と異なる部分のみ説明する。図８に示すように、第５実施例のマイコン８６は、Ａ／Ｄ変換回路５０の出力側に、変換結果データを格納するためのレジスタ（変換結果レジスタ）８７（１）〜８７（４）が配置されている。また、Ａ／Ｄ変換制御部８４に置き換わるＡ／Ｄ変換制御部８８は、結果レジスタ８７（１）〜８７（４）の更新制御も行うように構成されている。以上が、異常電圧検出回路８９を構成している。
【００５１】
次に、第５実施例の作用について図９も参照して説明する。図９に示すタイミングチャートでは、第４実施例の図７に対応するものと同じ信号に（ａ）〜（ｌ）を付しており、（ｅ），（ｆ）の間に、Ａ／Ｄ変換制御部８９による結果レジスタ８７（１）〜８７（４）に対する更新制御と、結果レジスタ８７（１）〜８７（４）の更新状態とを挿入して示している。
【００５２】
入力されるアナログ電圧が第４実施例と同様に変化する場合、Ａ／Ｄ変換制御部８８は、選択した入力端子：アナログ入力１〜４に対応して、Ａ／Ｄ変換回路５０による変換結果を格納させるレジスタ８７（１）〜８７（４）を切替えるように制御信号（ラッチ信号）を出力する。したがって、結果レジスタ８７（４）については、アナログ入力４に対応する変換結果データが格納され、そのデータ値は、Ｄ４０，Ｄ４１，Ｄ４２，Ｄ４３，Ｄ４４に順次変化する。そして、コンパレータ５０による異常高電圧検出の比較制御自体は、第４実施例と同様に実行される。
【００５３】
以上のように第５実施例によれば、Ａ／Ｄ変換回路５０の出力データを格納するため結果レジスタ８７を４個備えたので、Ａ／Ｄ変換が行われたタイミング毎にその変換結果を読み出す必要がなくなり、マイコン８６を構成するＣＰＵの処理を軽減することができる。また、電源電圧を監視するための変換結果の最新の値を、レジスタ８７（４）において保持することができる。
【００５４】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば以下に述べるような変形或いは拡大が可能である。
マイクロコンピュータが備えるＡ／Ｄ変換回路は、１つだけでも、３つ以上であっても良い。
ＰＷＭ緊急停止回路５８，異常出力選択回路５９は、必要に応じて設ければ良い。
第４，第５実施例を、異常低電圧を検出するものについても同様に構成して良い。
また、第４，第５実施例において、ＣＰＵに対して割込みを発生させる構成は、必要に応じて設ければ良い。
判定信号を出力する比較成立回数は「２」又は「４」以上であっても良い。
モータ応用家電機器は、洗濯乾燥機に限ることなく、ドラム式或いは縦型の洗濯機や乾燥機、エアコンディショナなどでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施例であり、洗濯乾燥機を制御するマイクロコンピュータ内部の構成を、本発明の要旨に係る部分のみ示す図
【図２】洗濯乾燥機の電気的構成のうち、説明に必要な部分のみ示す図
【図３】ドラム式洗濯乾燥機の全体構成を示す図
【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図
【図６】本発明の第４実施例を示す図１の一部相当図
【図７】タイミングチャート
【図８】本発明の第５実施例を示す図６相当図
【図９】図７相当図
【符号の説明】
【００５６】
図面中、１は洗濯乾燥機（モータ応用家電機器）、１４は直流ブラシレスモータ、３３はインバータ回路、４０はマイクロコンピュータ、５０，５１はＡ／Ｄ変換回路、５８はＰＷＭ緊急停止回路（異常処理回路）、５９は異常出力選択回路（優先信号選択手段）、６６，６７はコンパレータ（異常電圧検出回路）、６９はモータ緊急停止回路（異常処理回路）、７１，７３、７４はマイクロコンピュータ、７５はマグニチュードコンパレータ、７８は判定部（信号出力回路）、８０は回数判定部（比較結果記憶回路）、８２は比較部（判定制御手段）、８３は回数指定部（判定制御手段）、８４はＡ／Ｄ変換制御部（入力信号選択手段，判定制御手段）、８５は異常電圧検出回路、８６はマイクロコンピュータ、８７は変換結果レジスタ、８８はＡ／Ｄ変換制御部（入力信号選択手段，判定制御手段）、８９は異常電圧検出回路を示す。
【図１】
0005161502.tif 000002
【図２】
0005161502.tif 000003
【図３】
0005161502.tif 000004
【図４】
0005161502.tif 000005
【図５】
0005161502.tif 000006
【図６】
0005161502.tif 000007
【図７】
0005161502.tif 000008
【図８】
0005161502.tif 000009
【図９】
0005161502.tif 000010