(57)【要約】【課題】洗濯機において、モータの回転センサ回路の不良が発生した場合に、モータの電気角を正しく算出することができず、インバータ回路が誤った電圧を印可することにより大電流が発生する。これにより、モータ巻き線のレアショート、モータの減磁、インバータ回路のパワースイッチング半導体の故障が生じ、モータが動作しなくなることを防止する洗濯機を提供すること【解決手段】モータ４の回転センサ回路の不良により、正しく位置検出ができない場合でも、モータ４を停止させ、この不良を報知するともに、大電流を流さないようにすることにより、モータ４やインバータ回路７の故障を未然に防ぐことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収容して水平方向又は傾斜方向を回転軸心として回転駆動される回転ドラムと、整流回路で整流された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記回転ドラムを前記インバータ回路により駆動するモータと、前記モータの回転子位置を少なくとも１個以上のホールセンサで検知する位置検出手段と、前記位置検出手段から出力されるエッジ信号が第１の所定回数に達する毎にモータ電気角速度を更新し、前記モータ電気角速度からモータ回転数を検知する回転数検知手段と、洗い・すすぎ・脱水の各行程の少なくとも１つ以上の行程におけるモータ回転数を設定する回転数設定手段と、前記回転数検知手段および前記回転数設定手段の出力から前記インバータ回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータが回転中、あるホールセンサからのエッジ信号が第１の電気角に相当する間に入力されないときに、前記モータ電気角速度を更新する前の電気角速度でモータの回転制御をすることを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
前記モータの回転数がある第１の所定回転数以上になったときに、前記回転数検知手段のモータ電気角速度を更新するタイミングを、各ホールセンサのエッジ信号が第１の所定回数に達する毎から、あるホールセンサのエッジ信号が第２の所定回数に達する毎に変えるようにした請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
あるホールセンサからのエッジ信号が入力されないときに、他のホールセンサのエッジ信号からモータ電気角速度を算出して回転制御するようにした請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項４】
エッジ信号が入力されているホールセンサを記録する記録手段を備え、あるホールセンサからのエッジ信号が入力されないときに電源を切り、次回電源を入れてモータを動作する時に、前記記録手段に記録されているセンサのエッジ信号が第３の所定回数に達する毎にモータ電気角速度を更新するようにした請求項２記載の洗濯機。
【請求項５】
前記制御手段からの信号を受けて警報を発する警報手段を有し、全ホールセンサのエッジ信号の合計が第３の所定回数に達したときに、あるホールセンサのエッジ信号が第４の所定回数以下のときに、前記回転数検知手段が異常であることを検知し、異常検知回数をカウントアップさせてブレーキをかけ、停止後、再度モータを動作させて、異常検知回数が第５の所定回数に達した場合、モータを停止し、異常報知するようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項６】
前記モータの回転数が第２の所定回転数以上のときのみ、前記回転数検知手段が異常であることを検知するようにした請求項５記載の洗濯機。
【請求項７】
あるホールセンサからのエッジ信号が第２の電気角に相当する間に入力されないときに、前記回転数検知手段が異常であることを検知する請求項５記載の洗濯機。
【請求項８】
前記回転数設定手段の目標回転数の変動時は、一定時よりも、第２の電気角に相当する時間を、増加、減少させる請求項７記載の洗濯機。
【請求項９】
前記位置検出手段で検出される位置状態が、通常の順番以外の順に変化した場合に、前記回転数検知手段が異常であることを検知する請求項５記載の洗濯機。
【請求項１０】
前記位置検出手段で検出される位置状態が、通常ではありえない状態に変化した場合に、前記回転数検知手段が異常であることを検知する請求項５記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ回転制御を行う洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の洗濯機は、キャリヤ信号に同期して回転子位置の電気角を検出し、キャリヤ信号の周波数を高くして回転子位置検出分解性能を高くし、波形記憶手段に記憶した正弦波データを呼び出してキャリヤ信号と比較してＰＷＭ制御することにより、ほぼ正弦波状の電流でモータを駆動し、モータの回転制御の性能を向上させている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、この種の洗濯機は、ベクトル制御によりモータを駆動することにより、洗濯兼脱水槽の負荷のアンバランス検出時に定トルク制御ができるようにし、脱水回転時の回転数変動を検出することにより衣類のアンバランスを検出し、衣類のアンバランスに応じて回転数を制御することで、アンバランスの検出精度を向上させるとともに、洗濯兼脱水槽を高速回転させて脱水率を向上させている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５３０８２号公報
【特許文献２】特開２００３−２６５８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような構成の場合、モータの回転センサ回路の不良が発生した場合に、モータの電気角を正しく検知することができず、インバータ回路が誤った電圧を印可させ、大電流が発生し、これにより、モータ巻き線のレアショート、モータの減磁、インバータ回路のパワースイッチング半導体の故障が生じてしまい、モータが動作しなくなるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、モータの回転センサ回路の不良により、正しく位置検出ができない場合でも、モータを停止させ、この不良を報知するとともに、大電流を流さないようにすることにより、モータやインバータ回路を故障させることない洗濯機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】
【０００７】
従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯物を収容して水平方向又は傾斜方向を回転軸心として回転駆動される回転ドラムと、整流回路で整流された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記回転ドラムを前記インバータ回路により駆動するモータと、前記モータの回転子位置を少なくとも１個以上のホールセンサで検知する位置検出手段と、前記位置検出手段から出力されるエッジ信号が第１の所定回数に達する毎にモータ電気角速度を更新し、前記モータ電気角速度からモータ回転数を検知する回転数検知手段と、洗い・すすぎ・脱水の各行程の少なくとも１つ以上の行程におけるモータ回転数を設定する回転数設定手段と、前記回転数検知手段および前記回転数設定手段の出力から前記インバータ回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータが回転中、あるホールセンサからのエッジ信号が第１の電気角に相当する間に入力されないときに、前記モータ電気角速度を更新する前の電気角速度でモータの回転制御をするようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の洗濯機は、回転センサ回路が異常のときに、モータへの大電流の流入を防止し、モータやインバータ回路の故障を未然に防ぐとともに、精度よく回転センサ回路の異常を検知し、また報知して故障を使用者に知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態における洗濯機の要部断面図
【図２】同洗濯機のブロック図
【図３】同洗濯機の制御手段の詳細ブロック図
【図４】同洗濯機のモータ制御のタイムチャート
【図５】同洗濯機のフローチャート
【図６】同洗濯機の位置割り込みサブルーチンのフローチャート
【図７】同洗濯機のキャリヤ信号割り込みサブルーチンのフローチャート
【図８】同洗濯機の回転センサ入力と算出電気角の第１のタイムチャート
【図９】同洗濯機の回転センサ入力と算出電気角の第２のタイムチャート
【図１０】同洗濯機の回転検知手段の異常検知の第１のフローチャート
【図１１】同洗濯機の回転センサ入力と各センサカウントのタイムチャート
【図１２】同洗濯機の回転検知手段の異常検知の第２のフローチャート
【図１３】同洗濯機の回転センサ入力と各センサ状態のタイムチャート
【図１４】同洗濯機の各センサ状態変化図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明は、洗濯物を収容して水平方向又は傾斜方向を回転軸心として回転駆動される回転ドラムと、整流回路で整流された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記回転ドラムを前記インバータ回路により駆動するモータと、前記モータの回転子位置を少なくとも１個以上のホールセンサで検知する位置検出手段と、前記位置検出手段から出力されるエッジ信号が第１の所定回数に達する毎にモータ電気角速度を更新し、前記モータ電気角速度からモータ回転数を検知する回転数検知手段と、洗い・すすぎ・脱水の各行程の少なくとも１つ以上の行程におけるモータ回転数を設定する回転数設定手段と、前記回転数検知手段および前記回転数設定手段の出力から前記インバータ回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータが回転中、あるホールセンサからのエッジ信号が第１の電気角に相当する間に入力されないときに、前記モータ電気角速度を更新する前の電気角速度でモータの回転制御をするものであり、精度よく電気角を更新して、モータへの大電流の流入を防止し、モータやインバータ回路の故障を未然に防ぐことができる。
【００１１】
第２の発明は、特に第１の発明の構成において、前記モータの回転数がある第１の所定回転数以上になったときに、前記回転数検知手段のモータ電気角速度を更新するタイミングを、各ホールセンサのエッジ信号が第１の所定回数に達する毎から、あるホールセンサのエッジ信号が第２の所定回数に達する毎に変えるようにしたものであり、回転センサの取付け位置のばらつきが大きいときでも、不要な電気角の変動を抑えることができ、特にエッジ信号の入力周期が短くなる高速回転域において、安定してモータ制御を行うことができる。
【００１２】
第３の発明は、特に第１の発明または第２の発明の構成において、あるホールセンサからのエッジ信号が入力されないときに、他のホールセンサのエッジ信号からモータ電気角速度を算出して回転制御するようにしたものであり、精度よく電気角を更新して、モータへの大電流の流入を防止し、モータやインバータ回路の故障を未然に防ぐことができる。
【００１３】
第４の発明は、特に第２発明の構成において、エッジ信号が入力されているホールセンサを記録する記録手段を備え、あるホールセンサからのエッジ信号が入力されないときに電源を切り、次回電源を入れてモータを動作する時に、前記記録手段に記録されているセンサのエッジ信号が第３の所定回数に達する毎にモータ電気角速度を更新するようにしたものであり、回転数検知回路中にあるコネクタが特に高速回転時の振動により接触不良が生じ、これにより断線が特定のセンサラインで、発生しているとき、他のラインから電気角検知および回転数検知を行うことで、安定してモータ制御を行うことができる。
【００１４】
第５の発明は、特に第１〜第４のいずれかの発明の構成において、前記制御手段からの信号を受けて警報を発する警報手段を有し、全ホールセンサのエッジ信号の合計が第３の所定回数に達したときに、あるホールセンサのエッジ信号が第４の所定回数以下のときに、前記回転数検知手段が異常であることを検知し、異常検知回数をカウントアップさせてブレーキをかけ、停止後、再度モータを動作させて、異常検知回数が第５の所定回数に達した場合、モータを停止し、異常報知するようにしたものであり、回転センサ回路のコネクタ抜け、コネクタ接触不良、回転センサの故障、ＧＮＤや５Ｖラインとの短絡の場合に、精度よく回転センサ回路の異常を検知することができ、また異常回数をカウントすることで、誤検知することを防止することができる。
【００１５】
第６の発明は、特に第５の発明の構成において、前記モータの回転数が第２の所定回転数以上のときのみ、前記回転数検知手段が異常であることを検知するようにしたようにしたものであり、回転数が高く振動が大きいときのみ回転センサ回路のコネクタ接触不良などが生じる場合、回転数を特定することで、誤検知することを防止することができる。
【００１６】
第７の発明は、特に第５の発明の構成において、あるホールセンサからのエッジ信号が第２の電気角に相当する間に入力されないときに、前記回転数検知手段が異常であることを検知するようにしたものであり、回転センサ回路のコネクタ抜け、コネクタ接触不良、回転センサの故障、ＧＮＤや５Ｖラインとの短絡の場合に、精度よく回転センサ回路の異常を検知することができる。
【００１７】
第８の発明は、特に第７の発明の構成において、前記回転数設定手段の目標回転数の変動時は、一定時よりも、第２の電気角に相当する時間を、増加、減少させるようにしたものであり、回転数の変動が大きい加速・減速時は、実際の電気角とのずれが必ず生じるため、回転検知手段の異常を検知する閾値を、定常状態より調整して、異常検知精度を高くすることができる。
【００１８】
第９の発明は、特に第５の発明の構成において、前記位置検出手段で検出される位置状態が、通常の順番以外の順に変化した場合に、前記回転数検知手段が異常であることを検知するようにしたものであり、位置状態によって、より確実に回転センサ回路の異常を検知し、すぐに停止させることができる。
【００１９】
第１０の発明は、特に第５の発明の構成において、前記位置検出手段で検出される位置状態が、通常ではありえない状態に変化した場合に、前記回転数検知手段が異常であることを検知するようにしたものであり、位置状態によって、より確実に回転センサ回路の異常を検知し、すぐに停止させることができる。
【００２０】
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、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。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は洗濯機の要部断面図であり、回転ドラム１は、有底円筒形に形成し外周部に多数
の通水孔を側壁に設け、水受け槽（水槽）２内に回転自在に配設されている。回転ドラム１の回転中心に傾斜方向に設けた回転軸（回転中心軸）の一端を固定し、回転軸の他端にドラムプーリー３を固定している。なお、この回転軸は洗濯機の正面側から底部となる背面側に向けて回転軸の方向が水平方向から下向き傾斜となっている。
【００２２】
水受け槽２の背面に取り付けたモータ４は、ベルト５によりドラムプーリー３と連結し、モータ４により回転ドラム１が正転、または反転できるように構成され回転駆動される。回転ドラム１の内壁面に数個の突起板を設けており、この突起板により洗濯物が回転時に引っ掛けられ適度な高さから落とされることによって、いわゆる叩き洗いの効果を発揮し洗浄される。また、水受け槽３は洗濯機本体の天板によりばね体で揺動可能に吊り下げられ、回転ドラム１の正面側の開口部を蓋体（蓋）により開閉自在に覆っている。
【００２３】
図２に示すように、交流電源は整流回路６により直流電力に変換する。整流回路６は倍電圧整流回路を構成し、全波整流ダイオード３０により、交流電源が正電圧のときはコンデンサ３１ａを充電し、交流電源が負電圧のときはコンデンサ３１ｂを充電し、直列接続されたコンデンサ３１ａ、３１ｂの両端には倍電圧直流電圧が発生し、インバータ回路７に倍電圧直流電圧を加える。  
【００２４】
インバータ回路７は、６個のパワースイッチング半導体と逆並列ダイオードよりなる３相フルブリッジインバータ回路により構成し、通常、パワートランジスタと逆並列ダイオードおよびその駆動回路と保護回路を内蔵したインテリジェントパワーモジュール（以下、ＩＰＭという）で構成している。インバータ回路７はモータ４を駆動する。  
【００２５】
モータ４は直流ブラシレスモータにより構成し、回転子を構成する永久磁石と固定子との相対位置（回転子位置）を位置検出手段８により検出する。位置検出手段８は、通常、３個のホールセンサ８ａ、８ｂ、８ｃにより構成している。インバータ回路７の負電圧端子と整流回路６の負電圧端子間に電流検出手段１０、いわゆるシャント抵抗を接続している。  
【００２６】
交流電圧端子間には、給水弁２０、排水弁２１を接続し、スイッチング手段２２により制御する。給水弁２０は水道水を水受け槽２に給水するもので、電磁弁により構成し、排水弁２１は水受け槽２内の水の排水するものである。スイッチング手段２２は、双方向性サイリスタなどのソリッドステートリレー、またはメカニカルリレーで構成している。  
【００２７】
制御回路１１は、インバータ回路７およびスイッチング手段２２を制御するもので、マイクロコンピュータより構成した制御手段１２と、制御手段１２の出力信号によりインバータ回路７のＩＰＭを制御してモータ４の回転駆動を制御するインバータ駆動回路１３と、スイッチング手段２２を制御するスイッチング手段駆動回路２３と、電流検出手段１０の出力信号によりインバータ回路７の過電流を検知し、制御手段１２に異常信号を加える過電流検知回路１４とで構成している。過電流検知回路１４の出力信号は制御手段１２の割り込み端子（ＩＲＱ端子）に加え、マイクロコンピュータは割り込み信号により優先してインバータ駆動出力信号を禁止する。
【００２８】
記憶手段１５は、インバータ回路７の出力電圧を所望の波形に出力する波形や異常検知した回数、エッジ信号が入力されているホールセンサなどを記憶する。警報手段１６は、表示手段１７と吹鳴手段１８とからなり、動作状態の表示や異常時の報知をする。
【００２９】
制御手段１２は、キャリヤ信号発生回路と比較回路とを有しインバータ回路７のＩＰＭを制御するＰＷＭ制御回路１２ａと、位置検出手段８の出力信号とキャリヤ信号発生回路の出力信号より電気角を検知し、またモータ回転数を算出する回転数検知手段１２ｂと、
キャリヤ信号発生回路の出力信号に同期して回転数検知手段１２ｂより記憶手段１５の信号を呼び出しＰＷＭ制御回路１２ａに信号を出力する出力レベル変換回路１２ｃと、位置検出手段８の信号より検知した回転数と設定回転数を比較して得た誤差信号により出力レベル変換回路１２ｃの出力信号レベルを変えて回転数を制御する回転数制御手段１２ｄとで構成している。  
【００３０】
この制御手段１２は、図３に示すように構成しており、ＰＷＭ制御回路１２ａは、キャリヤ信号発生回路１２０ａにより三角波または鋸歯状波を発生させ、比較回路１２１ａの入力端子に信号ｖｃを加え、比較回路１２１ａの他方の入力端子に出力設定手段１２２ａの信号ｖｕを加える。キャリヤ信号発生回路１２０ａの周期は、キャリヤ周波数を１５．６ｋＨｚに設定すると６４μｓとなり、時間に比例して信号レベルが変化する鋸歯状波を発生させる。
【００３１】
比較回路１２１ａはマイクロコンピュータ内のディジタルコンパレータで、ダブルバッファより構成される出力設定手段１２２ａのデータと鋸歯状波のキャリヤ信号と比較してＰＷＭ波形を生成する。図３に示すＰＷＭ制御回路１２ａは３相出力の１相分で、３相出力の場合にはＰＷＭ制御回路１２ａを３個有する。ただし、キャリヤ信号発生回路１２０ａは１つで共用化できる。
【００３２】
記憶手段１５は、電気角に対応した所望の電圧信号（正弦波データ）を記憶したもので、２５６（８ビット）から５１２（９ビット）個の数値データの配列である。電圧振幅に相当する数値データは９ビットデータで、通常は−２５６から＋２５６まで電気角に対応した正弦波データを記憶している。
【００３３】
回転数検知手段１２ｂは、位置検出手段８の出力信号を検知し回転周期を検出する回転周期検知手段１２３と、回転周期検知手段１２３より回転数を演算する回転数演算手段１２９、回転周期検知手段１２３より検知した回転数に応じて進角値αを決める進角制御手段１２４と、回転周期検知手段１２３より検知した電気角６０°（１８０°、３６０°の設定も可能）に相当する期間内にキャリヤ信号発生回路１２０ａの出力パルス数ｋをカウントし、つぎの６０°（１８０°、３６０°の設定も可能）はキャリヤ信号１周期の電気角Δθを演算して回転子位置に対応する電気角を演算する電気角演算手段１２５と、電気角演算手段１２５より演算した電気角と進角値αより電気角を設定して出力レベル変換回路１２ｃに電気角信号を出力する電気角検知手段１２６とで構成している。  
【００３４】
出力レベル変換回路１２ｃは、記憶手段１５より電気角に対応した振幅信号Ａを呼び出す呼び出し手段１２７と、呼び出し手段１２７の出力信号Ａにレベル変換値Ｇを演算してＰＷＭ制御回路１２ａに出力する出力演算手段１２８とで構成している。通常、記憶手段１５のデータは、インバータ回路７の最大出力レベルに対応した数値なので、出力演算手段１２８の演算はインバータ出力電圧レベルを減らす演算となり、レベル変換値Ｇはかけ算の場合１よりも小さな数値となる。わり算の場合には１よりも大きい数値となる。
【００３５】
レベル変換値Ｇは、回転数制御手段１２ｄより出力され、回転数制御手段１２ｄは、モータ回転数を所定値に設定する回転数設定手段１２０ｅと、回転数演算手段１２９で検知される検知回転数と設定回転数を比較して誤差信号を出力する回転数比較手段１２１ｅとで構成している。レベル変換値Ｇは、検知回転数と設定回転数を比較した誤差信号に対応した数値で、設定回転数に対する誤差信号だけではなく、回転数変化と誤差信号よりルックアップテーブルを参照するファジィテーブル方式にすれば回転制御性能を向上させることができる。  
【００３６】
上記構成において電気角に対応した各部波形関係は、図４に示すようになる。位置検出
手段８の出力信号、いいかえれば位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３は、電気角６０°ごとに信号が変化する。位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３の変化に同期して、位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３の状態データを読み込み、状態データより電気角を検出できる。さらに、電気角速度を６０°（１８０°、３６０°の設定も可能）周期で算出して、キャリヤ信号出力ごとに電気角を更新している。
【００３７】
信号ｖｃはキャリヤ信号発生回路１２０ａの鋸歯状波の出力信号で、０から５１２まで変化するタイマカウンタのタイマ値である。タイマ値が５１２になると、タイマカウンタがオーバーフローして０に戻り、キャリヤ割り込み信号ｃを発生させる。信号ｖｕは、比較回路１２１ａの一方の入力信号で、基本的には出力レベル変換回路１２ｃの出力信号と同じであり、この場合は、進角値αは０でレベル変換値Ｇは１の場合を示す。
【００３８】
この信号ｖｕは記憶手段１５に記憶した正弦波データの振幅信号Ａにレベル変換値Ｇを掛けて２５６を足したもので、ｖｕ＝Ａ×Ｇ＋２５６より計算される。２５６を中心値として０から５１２まで正弦波状に変化する。
【００３９】
信号ｕは信号ｖｕとキャリヤ信号発生回路１２０ａの出力データｖｃと大小比較したＰＷＭ波形を示す。この信号ｕによりインバータ駆動回路１３を介してインバータ回路７を駆動し、モータ５に電圧を印加することにより、ほぼ正弦波状の電流でモータ５を駆動することができる。この信号ｕはＵ相の上アームトランジスタの駆動信号で、下アームトランジスタの駆動信号は信号ｕの反転信号となる。実際にトランジスタに加える信号は、さらにターンオフタイムを考慮したデッドタイム制御が加わり、上下アームトランジスタの同時導通を禁止する期間を設けている。
【００４０】
これにより、キャリヤ信号に同期して演算により電気角を検出し、記憶手段１５に記憶した正弦波データを読み出すことができるので、キャリヤ信号の周波数を高くして位置検出分解性能を高くすることができ、モータ５の回転制御性能を向上することができる。
【００４１】
上記構成において、図５を参照しながら、モータ回転制御の動作を説明する。
【００４２】
図５のステップ２００でモータ回転制御を開始される。ステップ２０１で各種初期設定を行い、ステップ２０２でＰＷＭ制御回路１２ａのキャリヤ信号発生回路１２０ａのカウントを開始させ、ステップ２０３で位置検出手段８の位置信号に応じて、ＰＷＭ制御によりインバータ回路７を駆動して、回転制御される。
【００４３】
ステップ２０４で、キャリヤ割り込み信号ｃを検出して割り込み信号が発生したかどうかを検出し、割り込み信号が発生するとステップ２０５に進み、キャリヤ信号割り込みサブルーチンを実行する。キャリヤ信号割り込みの優先度は異常割り込みを除き、最も高い優先度とする。ここで、６０°（１８０°、３６０°の設定も可能）の位置信号が変化する間のキャリヤ信号をカウントすることにより電気角速度を検出し、電気角速度から算出される電気角に応じて波形記憶手段１２ｂより正弦波データを呼び出し、ＰＷＭ制御データを設定する。ステップ２０６で、インバータ回路４を構成するトランジスタ（ＩＧＢＴ）の駆動制御を行う。
【００４４】
ステップ２０７は、位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３のエッジ信号を検出して割り込み信号が発生したかどうかを検出し、割り込み信号が発生するとステップ２０８に進み、位置信号割り込みサブルーチンを実行する。位置信号割り込みの優先度は、キャリヤ信号割り込みのつぎに設定する。  ここでは、回転周期と回転数の検出、６０°（１８０°、３６０°の設定も可能）ごとの電気角の設定、キャリヤ信号１周期の電気角の演算等の処理を実行する。  
【００４５】
ステップ２０９にて行程の終了判定を行い、行程続行ならばステップ２０３に戻り、行程終了ならばステップ２１０に進んで、トランジスタ（ＩＧＢＴ）をすべてオフさせてから、ステップ２１１に進み、キャリヤ信号のカウントを停止させ、ステップ２１２にて次行程に移行する。
【００４６】
つぎに、回転子位置検出手段８の出力信号、すなわち位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３のエッジを検出したときの位置信号割り込み動作について、図６を参照しながら説明する。  ステップ３００より、エッジ信号により外部割り込みが生じ位置信号割り込みサブルーチンを開始し、ステップ３０１で位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３の状態データを入力し、回転子位置を検出する。ステップ３０２で、位置信号より電気角θｃを設定する。Ｕ相が電気角０度とすれば、Ｖ相は１２０度、Ｗ相は２４０度に設定される。  
【００４７】
ステップ３０３でキャリヤ信号発生回路１２０ａのキャリヤ割り込み信号ｃのパルス数のカウント値ｋをキャリヤカウンタメモリｋｃに記憶し、ステップ３０４でカウント値ｋをクリヤし、ステップ３０５でキャリヤ信号発生回路１２０ａの出力信号１周期の電気角Δθを演算する。位置信号割り込み周期は電気角６０度に相当するので、Δθ＝６０／ｋｃで表される。
【００４８】
ここで、キャリヤ信号発生回路１２０ａの１周期あたりの電気角を演算することにより、回転周期が変化しても電気角を演算して検知することができ、位置検出精度を向上できて、モータ４に回転子の電気角に応じた所望の電圧波形を印加することができる。  
【００４９】
ステップ３０６で基準電気角が０°かどうかを判定し、０°ならばステップ３０７で周期測定タイマカウンタＴの測定値を周期測定メモリＴｏに記憶し、ステップ３０８でタイマカウンタＴをクリヤする。ステップ３０９で周期Ｔｏより回転子回転数Ｎを求め、ステップ３１０で設定回転数Ｎｓと検知回転数Ｎとの誤差信号に応じて、レベル変換値Ｇを求める。ステップ３１１で、検知回転数Ｎに応じた進角値αを求め、ステップ３１２でタイマカウンタを開始し、ステップ３１３に進んでサブルーチンをリターンする。
【００５０】
つぎに、キャリヤ信号割り込み動作について図７を参照しながら説明する。キャリヤ信号に同期して回転子位置に対応した電気角を求め、波形記憶手段１２ｂの信号を読み出してＰＷＭ出力するものである。
【００５１】
キャリヤ信号発生回路１２０ａのタイマカウンタがオーバーフローすると割り込み信号が発生し、ステップ４００より始まるキャリヤ信号割り込みサブルーチンを実行する。  ステップ４０１でキャリヤカウンタのカウント値ｋをインクリメントし、ステップ４０２で電気角θを演算する。電気角θは、キャリヤ信号１周期の電気角Δθとキャリヤカウンタのカウント値ｋの積に進角値αと位置信号割り込みサブルーチンで検出した電気角θｃの和より求める。電気角θは、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相とも求める。
【００５２】
ステップ４０３で波形記憶手段１２ｂより電気角θに対応した波形データを呼び出す。電気角最大値は３６０度なので、θが３６０度以上になると０に戻ってデータを読み出す。ステップ４０４で位置信号割り込みサブルーチンで求めたレベル変換値Ｇより信号ｖｕを演算し、ステップ４０５でＰＷＭ制御回路１２ａに信号を加える比較回路１２１ａの出力設定バッファ、すなわち出力設定手段１２２にデータを転送し、ステップ４０６でサブルーチンリターンする。Ｖ相、Ｗ相もステップ４０２からステップ４０５までＵ相と同様の処理を行う。  
【００５３】
次に図８を参照しながら、位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３のエッジが検出できないと
きの動作を説明する。
【００５４】
図８（１）を参照にして、電気角６０°毎に電気角速度を更新するときの電気角の算出について説明する。まず、電気角０〜６０°間のキャリヤ信号発生回路１２０ａの出力パルス数ｋをカウントし、６０°のときにｋ１とすると、キャリヤあたりの電気角速度Δθは６０／ｋ１となり、電気角６０〜１２０°間電気角θは６０＋６０×ｋ／ｋ１で算出できる。
【００５５】
出力パルス数ｋは電気角速度を更新する毎に、０にリセットする。また電気角６０〜１２０°間のキャリヤ信号発生回路の出力パルス数ｋをカウントし、１２０°のときにｋ２とすると、キャリヤあたりの電気角速度Δθは６０／ｋ２となり、電気角１２０〜１８０°間電気角θは１２０＋６０×ｋ／ｋ２で算出できる。同様にして、電気角１８０°以降についても、出力パルス数ｋをそれぞれ、ｋ３、ｋ４、ｋ５、・・・とすると、電気角θは１８０＋６０×ｋ／ｋ３、２４０＋６０×ｋ／ｋ４、３００＋６０×ｋ／ｋ５、・・・で計算することができる。
【００５６】
図８（２）を参照して、例えばＣＳ３がハイに固定され、ＣＳ３のエッジ信号が検出できない場合、従来のルールに従って電気角を更新する場合について、説明する。
【００５７】
電気角１２０°までは、６０＋６０×ｋ／ｋ１で電気角を算出するが、ＣＳ３のハイからローのエッジ信号が検出できないため、６０＋６０×ｋ／ｋ１で算出される電気角が１２０°を越えると、１２０°で固定された状態となる。つぎに電気角が更新されるのは、１８０°でＣＳ２のローからハイのエッジ信号と、２４０°でＣＳ１のハイからローのエッジ信号により、キャリヤ信号発生回路の出力パルス数がｋ４になったあととなるため、それまでは１２０°で固定され、２４０°になったと同時に１２０°に更新される。この場合、誤った電気角でＰＷＭ制御することとなり、大電流を流す危険がある。
【００５８】
図８（３）を参照して、この対策方法について、説明する。位置信号ＣＳ３がハイに固定され、ＣＳ３のエッジ信号が検出できない場合、６０＋６０×ｋ／ｋ１で算出される電気角が１２０°を越えると、計算値が１３０°になるまでは１２０°で固定し、その後は再び、６０＋６０×ｋ／ｋ１で電気角を計算する。
【００５９】
電気角速度は更新されないため、出力パルス数ｋはカウントされ続けており、回転数の増減が激しくない範囲においては、ほぼ正しい電気角での演算が可能になる。また今回は１２０°から１３０°になるまでの１０°の間のみを、１２０°に固定するようにしているが、この期間短くすることも可能である。ただし、位置信号に異常がないときでも、電気角速度が更新されるときの回転速度の変動が大きくなるとき、例えば、回転ドラムの回転数が６００ｒ／ｍｉｎから５００ｒ／ｍｉｎ以下に遅くなったとき、電気角速度を更新することができない弊害があるため、この期間は電気角速度を更新する周期や回転数変動なども考慮して、決める必要がある。
【００６０】
上記は、電気角６０°毎に電気角速度を更新しているが、高速回転数では位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３のエッジによる割り込みが、低速に比べて増えるため、電気角速度の更新周期を減らすことが可能である。低速回転域で電気角６０°毎に電気角速度を求めて、電気角を算出していたが、回転ドラムの回転数が６００ｒ／ｍｉｎ以上になる高速回転域では、電気角３６０°毎に電気角速度を求めて、電気角を算出するように変更する。
【００６１】
つまり、高速回転域では、電気角更新毎の実回転数に対する回転数変化の割合が小さいため、電気角更新周期を遅くしても、影響が少ない。また位置信号ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３それぞれの間の位置ばらつきによって、生じる電気角の変動を抑えることができ、位置
信号入力される毎に電気角を合わなく高速回転域で安定した回転制御を行うことができる。
【００６２】
つまり高速回転域では、あるホールセンサの位置信号ＣＳｘのみを検知することができれば、安定した回転制御を行うことができる。位置信号が入力されているホールセンサを記録手段に記録し、このホールセンサから信号をＣＳｘとして高速回転時の位置検知に使用することにより、回転数検知回路中にあるコネクタが特に高速回転時の振動により接触不良が生じ、これにより断線が特定のホールセンサのラインで、発生しているときは、この影響を最小限にとどめて、安定した回転制御を行うことができる。
【００６３】
つぎに、図９を参照して、位置信号ＣＳ３がハイに固定されたときの別の対策方法について、説明する。上記のように、全てのエッジ信号入力のたびにリセットされるキャリヤ信号発生回路１２０ａの出力パルス数ｋとは別に、位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３のそれぞれについて、同期する出力パルス数ｋ１、ｋ２、ｋ３を求め、電気角速度Δθ１、Δθ２、Δθ３を算出する。
【００６４】
これによって、出力パルス数ｋが計算できない１２０〜２４０°の範囲でも、ｋ１、ｋ２から電気角を算出することができる。つまり電気角は、ｋ１、ｋ２から、１２０〜１８０°の範囲では、１２０＋６０ｋ／（ｋ１１＋ｋ２０）×２で算出することができる。位置信号ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３の全てのエッジ信号が検知できているときは、キャリヤ信号発生回路１２０ａの出力パルス数ｋから６０°毎に電気角を更新し、検知できない相があるときは、検知できている残りの相のエッジ信号から算出できる電気角速度の平均から電気角を求めることにより、正しい電気角での演算が可能になる。
【００６５】
また上記の例で、１２０°に固定される時間は、一つ前の電気角速度で１０°前後が適当である。これは電気角速度が電気角６０°毎の変動が、±１／６以内に収まっていることを前提としているが、これより変動が大きいときは、電気角を固定される時間を長めにして調整する。
【００６６】
つぎに、図１０、図１１を参照して、回転数検知手段の異常検知および異常報知について、説明する。図１０は回転数検知手段の異常検知および異常報知についてのフローチャートである。
【００６７】
図１０のステップ５００で回転数検知手段の異常検知を開始し、ステップ５０１で初期設定として、回転数検知手段の回数（以下、異常Ｃｔ）に０を入力する。ステップ５０２でモータを起動し、モータ回転制御を開始する。ステップ５０３で回転ドラムの回転数が６００ｒ／ｍｉｎ以上になったら、ステップ５０４で初期化として、位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３それぞれのエッジ毎カウント数（以下、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）と全位置信号のカウント数合計（以下、全Ｃ）に０を入力する。
【００６８】
ステップ５０５で位置信号ＣＳ１の割り込みがある場合は、ステップ５０６でＣ１と全Ｃそれぞれに１を加算し、位置信号ＣＳ１の割り込みがない場合は、ステップ５０７に進む。ステップ５０７で位置信号ＣＳ２の割り込みがある場合は、ステップ５０８でＣ２と全Ｃそれぞれに１を加算し、位置信号ＣＳ２の割り込みがない場合は、ステップ５０９に進む。
【００６９】
ステップ５０９で位置信号ＣＳ３の割り込みがある場合は、ステップ５１０でＣ３と全Ｃそれぞれに１を加算し、位置信号ＣＳ３の割り込みがない場合は、ステップ５１１に進む。ステップ５０５からステップ５１０では、常に位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３を検知しており、優先順位はない。ステップ５１１で全Ｃが６に達していた場合、ステップ５
１２に進み、６でない場合はステップ５０５に戻る。
【００７０】
ステップ５１２でＣ１またはＣ２またはＣ３のいずれかが０の場合は、ステップ５１３に進み、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の全てが０以外の場合は、ステップ５１９に進む。ステップ５１３で、回転数検知手段の異常を検知し、ステップ５１４でモータにブレーキをかけ、ステップ５１５でモータが停止したら、ステップ５１６で異常Ｃｔに１を加算し、ステップ５１７で異常Ｃｔが８になったら、ステップ５１８に進み、回転数検知手段の異常を、表示手段と吹鳴手段とからなる警報手段により、異常状態を表示し、使用者に報知する。
【００７１】
またステップ５１７で異常Ｃｔが８でないなら、ステップ５０２に戻り、再度モータを起動し、モータの回転制御を行う。ステップ５１９では行程が終了しているかを確認し、終了前ならステップ５０５に戻る。終了している場合は、ステップ５２０でモータにブレーキをかけ、ステップ５２１でモータが停止したら、ステップ５２９で回転数検知手段の異常検知を終了する。ステップ５２１でモータが停止していないときは、モータ駆動中のステップ５０５からステップ５１１と同様に位置信号の割り込みを確認する。
【００７２】
ステップ５２２で位置信号ＣＳ１の割り込みがある場合は、ステップ５２３でＣ１と全Ｃそれぞれに１を加算し、位置信号ＣＳ１の割り込みがない場合は、ステップ５２４に進む。ステップ５２４で位置信号ＣＳ２の割り込みがある場合は、ステップ５２５でＣ２と全Ｃそれぞれに１を加算し、位置信号ＣＳ２の割り込みがない場合は、ステップ５２６に進む。ステップ５２６で位置信号ＣＳ３の割り込みがある場合は、ステップ５２７でＣ３と全Ｃそれぞれに１を加算し、位置信号ＣＳ３の割り込みがない場合は、ステップ５２８に進む。ステップ５２８で全Ｃが６に達していた場合、ステップ５１２に進み、６でない場合はステップ５２２に戻る。以上のようにして、回転数検知手段の異常検知を行う。
【００７３】
ステップ５０３では、検知を開始する回転数を限定して、高回転による振動でコネクタの接触不良などによる回転検知手段の異常を限定して検知するようにしているが、安定して回転制御できている領域であれば、この回転数の設定を下げたり、この限定をなしにしてもよい。
【００７４】
つぎに、図１１で位置信号波形と位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３それぞれのエッジ毎カウント数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３と全位置信号のカウント数合計  全Ｃの関係について、説明する。
【００７５】
図１１（１）は位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３が通常に入ってくるときの位置信号波形とＣ１、Ｃ２、Ｃ３と全Ｃである。図のように、通常はそれぞれ位置信号のエッジ毎にカウントアップされ、全Ｃが６のときに、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は２になる。全Ｃが６になった時点で、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のいずれかが０であった場合は、異常検知される。また全Ｃが６になったときに、全ＣおよびＣ１、Ｃ２、Ｃ３は０が入力され、再度エッジごとにカウントアップする。
【００７６】
図１１（２）は、位置信号ＣＳ１がハイに固定されたときの位置信号波形とＣ１、Ｃ２、Ｃ３と全Ｃである。この場合、Ｃ２、Ｃ３が３になり、Ｃ１が０になるため、異常を検知する。
【００７７】
図１１（３）は、位置信号ＣＳ２がローに固定されたときの位置信号波形とＣ１、Ｃ２、Ｃ３と全Ｃである。この場合、Ｃ１、Ｃ３が３になり、Ｃ２が０になるため、異常を検知する。
【００７８】
つぎに、位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３それぞれのエッジから次のエッジまでの時間
（以下、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）、電気角２４０°に相当する時間（以下、Ｔ）として、図１２のフローチャートを用いて、回転数検知手段の異常検知と異常報知について、説明する。
【００７９】
図１２のステップ６００で回転数検知手段の異常検知を開始し、ステップ６０１で初期設定として、回転数検知手段の回数（以下、異常Ｃｔ）に０を入力する。ステップ６０２でモータを起動し、モータ回転制御を開始する。ステップ６０３で回転ドラムの回転数が１００ｒ／ｍｉｎ以上になったら、ステップ６０４で単位時間ΔＴの経過を待ち、経過したら、ステップ６０５でＴ１、Ｔ２、Ｔ３それぞれにΔＴを加算する。
ステップ６０６で位置信号ＣＳ１の割り込みがある場合は、ステップ６０７でＴ１に０を入力し、リセットする。ステップ６０８で位置信号ＣＳ２の割り込みがある場合は、ステップ６０９でＴ２に０を入力し、リセットする。ステップ６１０で位置信号ＣＳ３の割り込みがある場合は、ステップ６１１でＴ３に０を入力し、リセットする。ステップ６０６からステップ６１１では、常に位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３を検知しており、優先順位はない。ステップ６１２でＴ１またはＴ２またはＴ３のいずれかがＴより大きい場合は、ステップ６１３に進み、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の全てがＴ以下の場合は、ステップ６１９に進む。
【００８０】
ステップ６１３で、回転数検知手段の異常を検知し、ステップ６１４でモータにブレーキをかけ、ステップ６１５でモータが停止したら、ステップ６１６で異常Ｃｔに１を加算し、ステップ６１７で異常Ｃｔが８になったら、ステップ６１８に進み、回転数検知手段の異常を、表示手段と吹鳴手段とからなる警報手段により、異常状態を表示し、使用者に報知する。またステップ６１７で異常Ｃｔが８でないなら、ステップ６０２に戻り、再度モータを起動し、モータの回転制御を行う。
【００８１】
ステップ６１９では行程が終了しているかを確認し、終了前ならステップ６０４に戻る。終了している場合は、ステップ６２０でモータにブレーキをかけ、ステップ６２１でモータが停止したら、ステップ６３０で回転数検知手段の異常検知を終了する。ステップ６２１でモータが停止していないときは、モータ駆動中のステップ６０４からステップ６１１と同様に位置信号の割り込みを確認する。
【００８２】
ステップ６２２で単位時間ΔＴの経過を待ち、経過したら、ステップ６２３でＴ１、Ｔ２、Ｔ３それぞれにΔＴを加算する。ステップ６２４で位置信号ＣＳ１の割り込みがある場合は、ステップ６２５でＴ１に０を入力し、リセットする。ステップ６２６で位置信号ＣＳ２の割り込みがある場合は、ステップ６２７でＴ２に０を入力し、リセットする。ステップ６２８で位置信号ＣＳ３の割り込みがある場合は、ステップ６２９でＴ３に０を入力し、リセットする。つぎにステップ６１２に戻り、Ｔ１またはＴ２またはＴ３のいずれかがＴより大きいかどうかを判定する。
【００８３】
ステップ６０３では、検知を開始する回転数を限定しているが、位置信号が検知できる回転数であれば、この回転数の設定を変更してもよい。また上記のように、Ｔは電気角２４０°に相当する時間として限定しているが、モータ回転制御での設定回転数が上昇、あるいは下降している途中、つまり回転数の変動の大きい加速、減速中は、２４０°から２００°や２８０°と変更した電気角に相当する時間を、Ｔとしてもよい。加速、減速中は実際の電気角とのずれが必ず生じるため、回転検知手段の異常を検知する閾値を、定常状態より調整して、より精度の高い異常検知を可能にする。
【００８４】
つぎに、図１３を用いて回転方向と位置信号の変化について説明する。図１３は位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３がそれぞれハイのときは１、ローのときは０として、これら各位置信号をそれぞれ２進数表現し、ＣＳ１を１桁目、ＣＳ２を２桁目、ＣＳ３を３桁目と
して、これらを加算して１０進数になおし、状態ＣＳとしている。状態ＣＳは、ＣＳ＝ＣＳ１＋２×ＣＳ２＋４×ＣＳ３で算出できる。この位置信号から状態ＣＳの変化する順番が決まっていることがわかる。正転方向に回転する場合、４→５→１→３→２→６→４となり、反転方向に回転する場合、２→３→１→５→４→６→２となる。また位置信号ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３は一度に全てハイ、全てがローとなることはないことから、状態ＣＳが７または、全てが０になることはない。
【００８５】
これら状態ＣＳの変化を、現在のＣＳ状態と次のＣＳ状態としてまとめると図１４のようになる。正転、反転、停止はそれぞれに現在のＣＳ状態と次のＣＳ状態のパターンが決まっており、これ以外の状態の変化があったときは、回転数検知手段に異常が生じているとして検知することができる。
【００８６】
上記はベルトによる回転ドラムの駆動するベルト駆動方式の洗濯機を例にとって説明しているが、回転ドラムとモータが同軸となるダイレクトドライブ方式の洗濯機においても、ドラム回転数がモータ回転数と同様になるだけで、同様に回転数検知手段に異常を検知し、大電流が流れないように制御することが可能である。
【００８７】
また上記はドラム式洗濯機を例にとって説明しているが、モータの回転駆動軸をクラッチによって撹拌翼か、洗濯兼脱水槽に結合するパルセータ式の縦型洗濯機においても、同様に回転数検知手段に異常を検知し、大電流が流れないように制御することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、モータの回転センサ回路の不良により、正しく位置検出ができない場合でも、モータを停止させ、この不良を報知するともに、大電流を流さないようにすることにより、モータやインバータ回路の故障を未然に防ぐ洗濯機に有用である。
【符号の説明】
【００８９】
１  回転ドラム
２  水受け槽（水槽）
４  モータ
８  位置検出手段
１１  制御回路
１２  制御手段
１２ｂ  回転数検知手段
１６  警報手段
【図１】
2012170689.tif 000003
【図２】
2012170689.tif 000004
【図３】
2012170689.tif 000005
【図４】
2012170689.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012170689.tif 000008
【図７】
2012170689.tif 000009
【図８】
2012170689.tif 000010
【図９】
2012170689.tif 000011
【図１０】
2012170689.tif 000012
【図１１】
2012170689.tif 000013
【図１２】
2012170689.tif 000014
【図１３】
2012170689.tif 000015
【図１４】
2012170689.tif 000016