(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外槽の内部に回転可能に設けられた回転槽と、
この回転槽をダイレクトドライブ方式で回転駆動する複数相の巻線を有するブラシレスモータと、
このブラシレスモータのロータの回転位置を検知してデジタル信号からなる位置センサ信号を出力する前記巻線の相数より少ない数のロータ位置検知手段と、
正弦波形に応じた電圧率を記憶した電圧率記憶手段と、
前記ロータ位置検知手段からの前記位置センサ信号に基き、前記電圧率記憶手段の電圧率から前記複数相の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、
この通電信号形成手段からの通電信号に基いて前記複数相の巻線に通電する駆動手段と
を備えて成る洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転槽をダイレクトドライブ方式で回転駆動するモータを備えて成る洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
洗濯機においては、周知のように、外槽内に洗い槽兼脱水バスケットとしての回転槽が回転可能に設けられていると共に、この回転槽の内底部に撹拌体が回転可能に設けられている。そして、撹拌体及び回転槽は、モータにより回転駆動されるように構成されている。この構成の場合、洗い運転を実行するときには、回転槽を制動停止させた状態で、モータの回転を減速して撹拌体に伝達してこれを正逆回転駆動する。また、脱水運転を実行するときには、回転槽の制動を解除し、モータの回転を減速せずに回転槽及び撹拌体に伝達して両者を高速回転駆動するように構成されている。
【０００３】
そして、このような回転駆動を行うために、モータから回転槽及び撹拌体までの回転力伝達経路中に、ベルト伝達機構、クラッチ機構、遊星ギアを内蔵したギア減速機構等が設けられている。しかし、上記した構成の洗濯機では、モータから回転槽及び撹拌体までの回転力伝達経路中に、ベルト伝達機構やギア減速機構等が設けられているため、洗濯機全体の重量が重くなると共に、上下方向の寸法が大きくなり、また、ギア減速機構の動作時にかなり大きな騒音が発生するという問題点があった。
【０００４】
このような問題点を解消する構成として、モータにより撹拌体及び回転槽をダイレクトドライブ方式で回転駆動するように構成したものが考えられている。この構成では、回転槽を停止させた状態でモータによりダイレクトに撹拌体を正逆回転駆動する運転状態と、回転槽を回転可能にした状態でモータによりダイレクトに回転槽及び撹拌体を高速回転駆動する運転状態とを切り換えるクラッチを設けている。この構成では、回転槽及び撹拌体をモータによりダイレクトドライブする構成となるため、ベルト伝達機構やギア減速機構等を不用にすることができ、洗濯機全体の重量を軽減できると共に、上下方向の寸法を小さくし得、また、ギアの動作騒音をなくすことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の洗濯機では、モータとして高トルクを発生すると共に回転速度を低速から高速まで広範囲に可変制御することができるモータを使用する必要がある。このため、直流ブラシレスモータを使用することが考えられている。このブラシレスモータは、インバータ装置により通電駆動するモータである。この場合、ブラシレスモータには、ロータの回転位置を検知するために例えばホールＩＣが３個配設されており、これらホールＩＣから出力される位置センサ信号に基づいてインバータ装置により電気角で１２０度通電する矩形波電圧を生成し、この矩形波電圧をブラシレスモータに供給して通電駆動するように構成されている。
【０００６】
上述した構成においては、矩形波電圧によりブラシレスモータを通電駆動する場合、巻線の通電相を切り換えることに伴って、即ち、転流に伴ってトルク変動が発生する。このため、上記トルク変動によりブラシレスモータに振動が発生し、運転騒音が生ずるという問題がある。特に、このように構成した洗濯機の場合、ダイレクトドライブ方式としたことにより、騒音がかなり低減しているので、上記ブラシレスモータのトルク変動に起因する騒音が目立ってしまう。また、ブラシレスモータは、洗濯機の外槽に取り付けられているので、この外槽がブラシレスモータの振動に共鳴することがあり、騒音が大きくなるおそれもある。
【０００７】
また、製造性の向上やコストの低廉化の面からすると、ホールＩＣの数も極力減らしたいというのが実情であり、特に、モータ回りの制御回路基板にホールＩＣを搭載すると該基板の大きさも大きくなり、また各ホールＩＣに付随するリード線も比較的長いことを考慮すると、ホールＩＣつまりロータ位置検知手段の個数を少しでも減らしたいというのが実情である。
さらに、複数のロータ位置検知手段の位置センサ信号の不均一により回転中に振動が発生することもある。
さらにまた、特に始動の際におけるブラシレスモータの振動発生も低減させたいという要望もある。
【０００８】
本発明の目的は、ブラシレスモータにより撹拌体及び回転槽をダイレクトドライブ方式で回転駆動する構成としながら、運転振動及び運転騒音をより一層小さくし且つロータ位置検知手段の個数の削減を図るところにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、
外槽の内部に回転可能に設けられた回転槽と、
この回転槽をダイレクトドライブ方式で回転駆動する複数相の巻線を有するブラシレスモータと、
このブラシレスモータのロータの回転位置を検知してデジタル信号からなる位置センサ信号を出力する前記巻線の相数より少ない数のロータ位置検知手段と、
正弦波形に応じた電圧率を記憶した電圧率記憶手段と、
前記ロータ位置検知手段からの前記位置センサ信号に基き、前記電圧率記憶手段の電圧率から前記複数相の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、
この通電信号形成手段からの通電信号に基いて前記複数相の巻線に通電する駆動手段と
を備えて構成される。
【００１０】
この構成においては、位置センサ信号にに基き、電圧率記憶手段の電圧率からほぼ正弦波状の通電信号を形成すると共に、この通電信号に基づいてブラシレスモータを通電制御するように構成したので、ブラシレスモータにトルク変動がほとんど発生しなくなる。これにより、洗濯機の運転振動及び運転騒音を一層小さくすることができる。しかもこの構成においては、巻線の相数より少ない個数のロータ位置検知手段による位置センサ信号を用いるようにしたので、巻線相数と同個数のロータ位置検知手段を用いる場合に比してロータ位置検知手段の個数を削減し得るものである。また、ロータ位置検出手段は位置センサ信号としてデジタル信号を出力するから、アナログの位置センサ信号を出力する場合に比して、温度など環境要因に影響されないと共に、回路の集積化が容易であり、また、アナログの位置センサ信号を用いる場合、変化するアナログ値を瞬時瞬時に検知処理する必要があり、信号処理系が複雑となって高速マイコン処理が必要となるが、デジタル位置センサ信号の場合は信号処理系が簡略化できる。また、デジタル位置センサ信号はノイズに強く、ロータ位置検出手段とデジタル位置センサ信号の受入側との間の信号ラインが長い場合に好適する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を全自動洗濯機に適用した一実施例について図面を参照して説明する。まず、全自動洗濯機の全体構成を示す図２において、外箱１内には、脱水される水を受ける外槽である水受槽２が弾性吊持機構３を介して弾性支持されている。この水受槽２の内部には、洗い槽及び脱水バスケットを兼用する回転槽４が回転可能に配設されている。この回転槽４の内底部には、撹拌体５が回転可能に配設されている。
【００１２】
上記回転槽４は、ほぼ円筒状をなす槽本体４ａと、この槽本体４ａの内側に通水用空隙を形成するために設けられた内筒４ｂと、槽本体４ａの上端部に設けられたバランスリング４ｃとから構成されている。この回転槽４が回転駆動されると、内部の水は遠心力により槽本体４ａの内周面に沿って上昇して槽本体４ａの上部に形成された脱水孔部（図示しない）を通って水受槽２内へ放出される構成となっている。
【００１３】
また、水受槽２の底部の図２中右端部には、排水口６が形成され、この排水口６には排水弁７が設けられていると共に、排水ホース８が接続されている。上記排水弁７は、後述する排水弁駆動手段としての排水弁モータ９（図１参照）により開閉駆動される弁であり、いわゆるモータ式排水弁である。上記排水弁モータ９は、例えばギアドモータから構成されている。更に、水受槽２の底部の図２中左端部には、補助排水口６ａが形成されており、この補助排水口６ａは図示しない連結ホースを介して排水ホース８に接続されている。上記補助排水口６ａは、回転槽４が脱水回転されたときに、その上部から脱水されて水受槽２内へ放出された水を排水するためのものである。
【００１４】
また、図３にも示すように、水受槽２の外底部には、機構部ベース１０が取付けられている。この機構部ベース１０の中央部には、軸支持筒部１１が上下方向に延びるように形成されている。この軸支持筒部１１の内部には、中空状の槽軸１２が軸受１３、１３を介して回転自在に挿通支持されている。この槽軸１２の内部には、撹拌軸１４が軸受１５、１５を介して回転自在に挿通支持されている。この撹拌軸１４の上下端部は、槽軸１２から突出している。
【００１５】
更に、機構部ベース１０の軸支持筒部１１の上端部は、水受槽２の底部中心部に形成された貫通口２ａ内にシール１６を介して嵌合されている。このシール１６により軸支持筒部１１の上端部と水受槽２の貫通口２ａとの間が水密にシールされている。更に、シール１６は槽軸１２の外周面と軸支持筒部１１の上端部との間にも設けられており、両者間が水密にシールされている。また、槽軸１２の上端部には、フランジ部１２ａが一体に形成されている。このフランジ部１２ａには、回転槽４が槽受け板１７を介して連結固定されている。これにより、槽軸１２に回転槽４が一体回転するように取付けられている。また、撹拌軸１４の上端部には、図２にも示すように、撹拌体５が嵌合されてねじ止め固定されており、もって撹拌軸１４に撹拌体５が一体回転するように取付けられている。
【００１６】
尚、水受槽２の内底部における中心部と排水口６との間の部分には、図２にも示すように、排水カバー１８が装着されている。この排水カバー１８により、回転槽４の底部に設けられた貫通孔４ｄから排水口６まで連通する排水通路１９が形成されている。この構成の場合、排水弁７を閉鎖した状態で回転槽４内へ給水すると、回転槽４内と上記排水通路１９内に水が貯留されるようになる。そして、排水弁７を開放すると、回転槽４内の水が貫通孔４ｄ、排水通路１９、排水口６、排水弁７、排水ホース８を通って排水されるように構成されている。
【００１７】
さて、水受槽２の外底部の機構部ベース１０には、例えばアウタロータ形のブラシレスモータ２０が設けられている。具体的には、図３に示すように、機構部ベース１０に、ブラシレスモータ２０のステータ２１が撹拌軸１４と同心状態になるように段付きねじ２２により締め付け固定されている。上記ステータ２１は、図４にも示すように、積層鉄心２３と、上ボビン２４と、下ボビン２５と、巻線２６（図３参照）とから構成されている。上記積層鉄心２３は、図４に示すように、ほぼ円弧状をなす３個の単位鉄心２３ａを円環状に連結して構成されている。また、上下のボビン２４、２５は、プラスチックにより形成されており、積層鉄心２３の各ティース部分に上下から嵌合されている。そして、嵌合されたボビン２４、２５の外周に、巻線２６が巻装されている。上記巻線２６は、図１に示すように、３相の巻線２６ｕ、２６ｖ、２６ｗから構成されている。
【００１８】
一方、ブラシレスモータ２０のロータ２７は、図３に示すように、撹拌軸１４の下端部にこれと一体回転するように取付けられている。上記ロータ２７は、ロータハウジング２８と、ロータヨーク２９と、ロータマグネット３０とから構成されている。ここで、ロータハウジング２８は、例えばアルミダイキャストにより形成されており、中心部にボス部２８ａが形成されていると共に、外周部にマグネット配置部２８ｂが形成されている。上記ボス部２８ａ内に、撹拌軸１４の下端部が嵌合固定されている。
【００１９】
また、上記マグネット配置部２８ｂは、水平部及び垂直部を有しており、垂直部の内面に上記ロータヨーク２９を当接させると共に水平部に上記ロータヨーク２７をねじ止めにより固定している。そして、このロータヨーク２７の内面に、複数個のロータマグネット３０が例えば接着により装着されている。また、図３及び図５にも示すように、ロータハウジング２８の周縁部分の上面におけるステータ２１の巻線２６と対向する部分には、多数のリブ２８ｃが放射状に突設されている。更に、ロータハウジング２８の中央部分の上面には、複数の凸部２８ｄが軸心の回りに放射状に突設されている。これら複数の凸部２８ｄが係合部を構成している。
【００２０】
一方、図３に示すように、機構部ハウジング１０の外周部には、ロータ２７のロータマグネット３０の回転位置を検出するロータ位置検知手段として、巻線の相数より少ない個数例えば２個のホールＩＣ３１ａ、３１ｂ（この図では３１ａのみを示し、図１には３１ａ、３１ｂ示している）が取付具３２を介して取付けられている。上記２個のホールＩＣ３１ａ、３１ｂは、図１３に示すように位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂがロータ位相の電気角でπ／２［ｒａｄ］（９０度）ごとに変化するように配設されている。なお、このホールＩＣ３１ａは、Ｕ相の誘起電圧に対して同期してハイレベル、ロウレベルのデジタル信号を出力するようにロータ２７との位置関係が設定されている。つまり、Ｕ相巻線２６ｕとロータマグネット３０の磁極とが対向した位置でハイレベルに変化する位置センサ信号Ｈａが得られる位置関係となっている。
【００２１】
さて、槽軸１２の下端部には、クラッチ３２が設けられている。このクラッチ３２は、脱水運転時にロータ２７、撹拌軸１４及び槽軸１２が一体回転するように連継する態様と、洗い運転時に槽軸１２だけがロータ２７及び撹拌軸１４と一体回転しないように連継解除する態様とを切換える機能を有している。以下、このクラッチ３２について具体的に説明する。まず、図６に示すように、クラッチ３２は、矩形枠状をなす切換レバー３３と、この切換レバー３３の内部に配設されたホルダー３４とから構成されている。
【００２２】
上記ホルダー３４は、槽軸１２の下端部にこれと一体回転するように取り付けられている。具体的には、図５に示すように、槽軸１２の下端部の外周面に一対の平坦面部１２ｂ、１２ｂが形成されている。そして、ホルダ３４の中央部分には、上記槽軸１２の下端部が嵌合する嵌合孔３４ａが形成されている。この嵌合孔３４ａの内面には、槽軸１２の平坦面１２ｂ、１２ｂが当接する平坦面部が形成されている。また、ホルダ３４の図５中左端部外面には、断面ほぼ半円形の枢支凹部３４ｂが形成されている。上記構成の場合、ホルダ３４の嵌合孔３４ａに槽軸１２の下端部を挿入嵌合した状態で、ねじ止めすることによりホルダ３４を槽軸１２に固定している。更に、ホルダ３４と下部の軸受１３との間には、例えば波ワッシャ３５が配設されている。この波ワッシャ３５により下部の軸受１３が上方へ与圧されている。
【００２３】
一方、切換レバー３３は、図５及び図６に示すように、内部にホルダ３４を嵌合することにより、ホルダ３４及び相軸１２と一体回転するように構成されている。上記切換レバー３３の基端部３３ａ（図５中左端部）の内面側には、ホルダー３４の枢支凹部３４ｂと嵌合する断面ほぼ半円形状の枢支凸部３３ｂ（図３参照）が形成されている。この場合、枢支凸部３３ｂと枢支凹部３４ｂの嵌合部分を回動支点として、切換レバー３３は上下方向に回動動作するように構成されている。
【００２４】
また、切換レバー３３とホルダ３４との間には、図５及び図６に示すように、トグルばね３６が設けられている。このトグルばね３６のばね力により切換レバー３３は、上方の回動位置に動作した状態（図２参照）に保持されるように、または、下方の回動位置に動作した状態（図７参照）に保持されるように構成されている。そして、切換レバー３３の先端部３３ｃの上下部には、凸部３３ｄ及び３３ｅが突設されている。また、切換レバー３３の先端部３３ｃの外面には、被操作部３３ｆが突設されている。
【００２５】
一方、静止部位である機構部ベース１０の中心側部分の下面には、図３及び図５に示すように、凹部３７が切換レバー３３の上部の凸部３３ｄと対応するように形成されている。この構成の場合、切換レバー３３が上方へ回動動作すると  （図２参照、この場合は、洗い運転時）、切換レバー３３の凸部３３ｄが機構部ベース１０の凹部３７に嵌合する。これにより、槽軸１２ひいては回転槽４が静止部位である機構部ベース１０に固定される。そして、上記凹部３７と凸部３３ｄの嵌合状態では、槽軸１２だけがロータ２７及び撹拌軸１４と一体回転しないように連継解除された態様となっている。この態様の場合、撹拌軸１４及び撹拌体５は、ブラシレスモータ２０によりダイレクトに回転駆動される。尚、ロータ２７と撹拌軸１４は、元々一体回転するように連結されている。
【００２６】
これに対して、切換レバー３３が下方へ回動動作すると（図７参照、この場合は、脱水運転時）、切換レバー３３の下部の凸部３３ｅがロータハウンジング２８の上面の複数の凸部２８ｄ間に係合する。これにより、槽軸１２とロータ２７（及び撹拌軸１４）とが一体回転するように連継した態様となる。この態様の場合、槽軸１２、回転槽４、撹拌軸１４及び撹拌体５は、ブラシレスモータ２０によりダイレクトに回転駆動される。この結果、ブラシレスモータ２０は、撹拌体５または撹拌体５及び回転槽４をダイレクトドライブ方式で回転駆動する構成となっている。
【００２７】
また、機構部ベース１０の図３中右端部には、制御レバー３８が回動可能に軸支されている。この制御レバー３８の先端部側は、図６に示すように、二又状に分かれており、そのうちの一方（図６中右方）の先端部に下向きの傾斜面３８ａが形成されていると共に、他方（図６中左方）の先端部に上向きの傾斜面３８ｂが形成されている。この場合、排水弁７を駆動する排水弁モータ９により制御レバー３８が一方向へ回動されると、制御レバー３８の下向きの傾斜面３８ａによりクラッチ３２の切換レバー３３の被操作部３３ｆが下方へ押圧されて、該切換レバー３３が下方へ回動動作され、図７に示す状態となる。この図７の状態は、脱水運転に対応しており、排水弁７が開放されている。
【００２８】
一方、この図７の状態で、排水弁モータ９が断電されると、排水弁７の復帰ばねのばね力により制御レバー３８が反転方向へ回動され、制御レバー３８の上向きの傾斜面３８ｂにより上記切換レバー３３の被操作部３３ｆが上方へ押圧されて、該切換レバー３３が上方へ回動動作され、図２に示す状態となる。この図２の状態は、洗い運転に対応しており、排水弁７が閉塞されている。
【００２９】
次に、上記全自動洗濯機の電気的構成について図１を参照して説明する。この図１において、交流電源３９の両端子は、一方にリアクトル４０を介して全波整流回路４１の入力端子に接続されている。全波整流回路４１の出力端子間には、平滑コンデンサ４２ａ、４２ｂが接続されており、この平滑コンデンサ４２ａ、４２ｂと全波整流回路４１とから直流電源回路４３が構成されている。
【００３０】
この直流電源回路４３の出力端子から直流母線４４ａ、４４ｂが導出されており、これら直流母線４４ａ、４４ｂ間には定電圧回路４５、放電回路４６、インバータ主回路４７が接続されている。また、直流母線４４ａにおける定電圧回路４５と放電回路４６との間の部位には、リレー４８及び図示極性のダイオード４９が並列に接続されている。上記放電回路４６は、放電抵抗５０と例えばＩＧＢＴからなるスイッチング素子５１とを直列接続して構成されている。上記スイッチング素子５１の制御端子（ゲート）は、例えばフォトカプラからなる駆動回路５２に接続されている。この場合、放電回路４６と駆動回路５２とから放電手段５３が構成されている。
【００３１】
また、インバータ主回路４７は、３相ブリッジ接続された例えばＩＧＢＴからなるスイッチング素子５４ａ〜５４ｆと、これらスイッチング素子５４ａ〜５４ｆにそれぞれ並列接続されたフリーホイールダイオード５５ａ〜５５ｆとから構成されている。そして、上記インバータ主回路４７の出力端子５６ｕ、５６ｖ、５６ｗは、ブラシレスモータ２０の３相の巻線２６ｕ、２６ｖ、２６ｗに接続されている。また、インバータ主回路４７の各スイッチング素子５４ａ〜５４ｆの制御端子（ゲート）は、例えばフォトカプラからなる駆動回路５７に接続されている。この駆動回路５７はＰＷＭ回路５８からの信号により制御されて上記各スイッチング素子５４ａ〜５４ｆをオンオフ制御するようになっている。これらインバータ主回路４７、駆動回路５７及びＰＷＭ回路５８から駆動手段５９が構成されている。
【００３２】
上記ＰＷＭ回路５８は、内部に所定周波数の三角波形信号を発生する手段を備えており、次の述べるマイクロコンピュータ６０から与えられる通電信号ＤＵ、ＤＶ、ＤＷと上記三角波形とを比較し、その比較結果を駆動信号Ｖｕｐ、Ｖｕｎ、Ｖｖｐ、Ｖｖｎ、Ｖｗｐ、Ｖｗｎとして駆動回路５７に出力するようになっている。なお、駆動信号Ｖｕｐ、Ｖｕｎを図１６（ｇ）に示している。
【００３３】
一方、ブラシレスモータ２０の２個のホールＩＣ３１ａ、３１ｂから出力された位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂは、上記マイクロコンピュータ６０へ与えられるように構成されている。この場合、位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂの受入側であるマイクロコンピュータ６０との間の信号ラインにノイズが混入することが少ない。また、マイクロコンピュータ６０は洗濯機上部の操作パネルに配置され、２個のホールＩＣ３１ａ、３１ｂはブラシレスモータ２０に配置されるから、上記信号ラインが長いといった洗濯機において、ノイズ混入防止に有効である。さらに、アナログの位置センサ信号を用いる場合、変化するアナログ値を瞬時瞬時に検知処理する必要があり、信号処理系が複雑となって高速マイコン処理が必要となるが、本実施例では、デジタル信号からなる位置センサ信号であるので、信号処理系が簡略化できる。このマイクロコンピュータ６０は、ブラシレスモータ２０を通電制御する機能並びに全自動洗濯機の運転全般を制御する機能を有しており、そのための制御プログラム及びこのプログラムの実行に必要なデータ（後述する通電波形データ等を含む）を内部に設けられたＲＯＭ６０ａに記憶している。また、マイクロコンピュータ６０の内部には、作業領域としてＲＡＭ６０ｂが設けられている。この場合、マイクロコンピュータ６０は、通電信号形成手段、第１の通電信号形成手段、第２の通電信号形成手段、変化周期測定手段、電圧位相決定手段、電気角決定手段、位相指令決定手段、選択手段、回転通電信号形成手段、位置決め通電信号形成手段、モータ動作選択手段、位相指令形成手段、電圧指令形成手段としての各機能を備える構成となっている。
【００３４】
また、マイクロコンピュータ６０には、例えば１６ビットカウンタからなる２個のタイマ６１、６２を有している。そして、マイクロコンピュータ６０は、詳しくは後述するようにして例えば８ビットの通電信号である出力波形データＤｕ、Ｄｖ、Ｄｗを形成し、これら出力波形データＤｕ、Ｄｖ、Ｄｗを上述したＰＷＭ回路５８に与えるように構成されている。更に、マイクロコンピュータ６０は、出力の許可・停止のための信号Ｄｏを上記ＰＷＭ回路５８に与えるように構成されている。
そして、上述の駆動手段５９と、マイクロコンピュータ６０と放電手段５３と直流電源回路４３とからインバータ装置６３が構成されている。
【００３５】
一方、マイクロコンピュータ６０は、直流母線４４ａの電圧値を分圧回路６４を介して検知できるように構成されている。この場合、分圧回路６４から出力される電圧信号は、マイクロコンピュータ６０のＡ／Ｄ変換機能を有する入力端子に与えられるようになっている。また、マイクロコンピュータ６０は、前記リレー４８をリレー駆動回路６５を介してオンオフ制御するように構成されている。さらに、マイクロコンピュータ６０は、前記排水弁７を開閉駆動する排水弁モータ９並びに回転槽４内へ給水する給水弁６６を通電制御するように構成されている。
【００３６】
また、マイクロコンピュータ６０は、交流電源３９の電圧に基づいて停電を検知する停電検出回路６７からの停電検出信号、回転槽４内の水位を検知する水位センサ６８からの水位検知信号、外箱１の上部に設けられた蓋６９（図２参照）の開閉状態を検知する蓋スイッチ７０からの開閉検知信号、図示しない操作パネルに設けられた各種の操作スイッチ７１からのスイッチ信号を受けるように構成されている。
【００３７】
次に、上記構成の作用（具体的には、洗い運転及び脱水運転時の制御動作）について図８ないし図１５を参照して説明する。ここで、図８ないし図１１は、マイクロコンピュータ６０内に記憶された制御プログラムの制御内容を示すフローチャートである。このうち、図８のフローチャートは、洗い運転及び脱水運転のメイン処理の制御内容を示している。図９のフローチャートは、モータ駆動用のメイン処理の制御内容を示している。図１０のフローチャートは、第１の割り込み処理の制御内容を示しており、この第１の割り込み処理は、ホールＩＣ３１ａ、３１ｂの位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂの変化により発生するものである。図１１のフローチャートは、第２の割り込み処理の制御内容を示しており、この第２の割り込み処理は、後述する第２のタイマ６２が時間データＤＴ２をカウントするごとに発生するものである。
【００３８】
まず、洗い運転の動作について説明する。交流電源３９に接続されると、最初に図８のステップＭ１０の初期設定処理が実行される。ここでは、マイクロコンピュータ６０はＲＡＭ６０ｂの初期化や出力端子の初期出力等を行なう。続いて、各種の操作スイッチ７１のなかの１つのスイッチである電源スイッチがオンされたか否かを判断する（ステップＭ２０）。ここで、電源スイッチがオフされている場合は、ステップＭ２０にて「ＮＯ」へ進み、マイクロコンピュータ６０はリレー駆動回路６５へオフ信号を出力することによりリレー４８をオフする  （ステップＭ３０）。そして、ステップＭ２０の判断処理へ戻る。
【００３９】
一方、ステップＭ２０にて電源スイッチがオンされている場合は、「ＹＥＳ」へ進み、マイクロコンピュータ６０はリレー駆動回路６５へオン信号を出力することによりリレー４８をオン（導通状態に）する（ステップＭ４０）。そして、洗い運転指令が出ているか否かを判断する（ステップＭ５０）。この場合、各種の操作スイッチ７１の操作結果に基づいて洗い運転指令が出ているか否かを判断する。今、洗い運転指令が出ているとすると、ステップＭ５０にて「ＹＥＳ」へ進み、排水弁モータ９をオフする信号を出力する（ステップＭ６０）。これにより、排水弁モータ９がオフされ、排水弁７が閉塞されると共に、クラッチ３２の切換レバー３３が上方へ回動動作されて槽軸１２及び回転槽４が静止部位である機構部ベース１０に係止された状態（図３参照）となる。
【００４０】
続いて、ステップＭ７０へ進み、複数の洗い運転コースの中から１つのコースが選択設定される。この場合、各種の操作スイッチ７１の操作結果に基づいて１つのコースが選択設定される。そして、ステップＭ８０へ進み、回転槽４内へ給水する処理を実行する。ここでは、給水弁６６を通電駆動して開放して回転槽４内へ給水を開始し、回転槽４内の水位が上記選択されたコースに対応する水位に達したことを水位センサ６８により検知すると、給水弁６６を断電停止して閉塞するように構成されている。
【００４１】
そして、ステップＭ９０、Ｍ１００、Ｍ１１０の各処理を順に実行することにより、ブラシレスモータ２０に対する運転パターン（運転指令）を形成する。この場合、ＲＯＭ６０ａ内には複数の洗い運転パターンが予め記憶されており、これら複数の洗い運転パターンの中から上記選択されたコースに対応する洗い運転パターンを選択して読み出すことにより、洗い運転用の運転パターン（洗い運転パターン）を形成している。上記洗い運転パターンの一例を図１２に示す。
【００４２】
この図１２に示すように、洗い運転パターンは、例えば３ビットのデータからなる駆動指令と、例えば８ビットのデータからなる電圧指令Ｖｃと、例えば９ビットのデータからなる位相指令Ｐｃとから構成されている。上記駆動指令は、ブラシレスモータ２０の駆動／停止、正転／逆転、回転／位置決めを表わすデータであり、具体的には、例えば第１ビットが「１」のとき駆動を示し、第１ビットが「０」のとき停止を示し、第２ビットが「１」のとき正転を示し、第２ビットが「０」のとき逆転を示している。第３ビットが「１」のとき回転を示し、第３ビットが「０」のとき位置決めを示している。
【００４３】
また、上記電圧指令Ｖｃは、ブラシレスモータ２０への印加電圧をデューティー比にて表わすデータである。上記位相指令Ｐｃは、ブラシレスモータ２０のロータ位相に対する電圧の位相（ｄｅｇ）を表わすデータであり、「−１８０〜１７９度」として示されている。
【００４４】
そして、図１２に示す洗い運転パターンは、１．５秒間の「正転駆動」、０．５秒間の「停止」、１．５秒間の「逆転駆動」、０．５秒間の「停止」から構成された１サイクル４秒間の運転パターンであり、洗い運転中は、この１サイクル４秒間の運転パターンを繰り返し実行するように構成されている。ここで、上記１サイクル４秒の運転パターンは、例えば２０ｍｓ（ミリ秒）でサンプリングされた上記３つの指令データから構成されている。即ち、上記３つの指令データを１組のデータとすると、上記１サイクル４秒の運転パターンは２００組のデータから構成されており、これら２００組のデータが図１２の洗い運転パターンとしてＲＯＭ５９ａに記憶されている。
【００４５】
さて、ステップＭ９０、ステップＭ１００、ステップＭ１１０において、ＲＯＭ６０ａから上記洗い運転パターンを読み出すに当たっては、２０ｍｓ毎に上記１組のデータ、即ち、３つの指令データを順次読み出すように構成されている。そして、この読み出した３つの指令データをそれぞれモータ駆動指令、モータ電圧指令Ｖｃ、モータ位相指令Ｐｃとし、これにてモータ駆動指令、モータ電圧指令Ｖｃ、モータ位相指令Ｐｃを形成する構成となっている（ステップＭ９０、ステップＭ１００、ステップＭ１１０）。
【００４６】
続いて、洗い運転終了か否かを判断し（ステップＭ１２０）、洗い運転終了でない場合は、ステップＭ１２０にて「ＮＯ」へ進み、ステップＭ９０へ戻って上記３つの指令データを形成する処理を繰り返し行うようになっている。一方、洗い運転終了の場合は、ステップＭ１２０にて「ＹＥＳ」へ進み、モータ停止指令を出して（出力の許可・停止のための信号Ｄｏをロウレベルとする）、ブラシレスモータ２０を断電停止させることにより洗い運転を終了する（ステップＭ１２１）。そして、この後は、ステップＭ２０へ戻るように構成されている。尚、洗い運転終了か否かの判断は、上記選択されたコースに対応して設定された洗い運転時間が経過したか否かを判断することにより行なわれるようになっている。
【００４７】
さて、ブラシレスモータ２０の実際の通電駆動は、図９のモータ駆動のメイン処理、図１０の第１の割り込み処理、並びに、図１１の第２の割り込み処理側で実行されるように構成されており、以下これら各処理について説明する。まず、図９のモータ駆動用のメイン処理は、例えば２０ｍｓ（ミリ秒）毎に図８のメイン処理と同時（平行）に実行されるように構成されている。換言すると、図９のモータ駆動用のメイン処理は、２０ｍｓ毎に実行される割り込み処理である。
【００４８】
上記モータ駆動用のメイン処理においては、まずステップＤ１０において、図８のステップＭ９０にて形成されたモータ駆動指令による駆動モードが前回と同じであるか否かを判断し、同じであれば、このモータ駆動用のメイン処理を実行せず、同じでなければ（前回に対して変化すれば）、ステップＤ１５に移行して、その変化パターンが「前回の駆動モードから停止モードへの変化」、「位置決めモードへの変化」、「回転モードへの変化」のいずれであるかを判断する。
【００４９】
「停止モードへの変化」の場合、ステップＤ２０に移行して、通電オフ信号を出力する。すなわち、ＰＷＭ回路５８に与える信号Ｄｏを「ロウレベル」とする。これにて、ＰＷＭ回路５８は出力をオフし、駆動回路５７はインバータ主回路４７のスイッチング素子５４ａ〜５４ｆをすべてオフし、もって、モータ２０を断電停止する。この後、第１の割り込み処理及び第２の割り込み処理を禁止し（ステップＤ３０）、第１のタイマ６１及び第２のタイマ６２を停止する（ステップＤ４０）。
【００５０】
ここで、洗い運転プログラムにより、撹拌体５を動作させるべくモータ２０正逆回転の開始指令が発生すると、図１２の駆動指令の３ビットのコードが「１１０」（駆動、正回転、位置決め）となり、「位置決め」モードとなる。そして、ステップＤ１５からステップＤ５０に移行し、第１の割り込み処理を禁止し、ステップＤ６０で第１のタイマ６１を停止し、ステップＤ７０でホールＩＣ３１ａ、３１ｂからの位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂを入力する。そして、ステップＤ８０にて、電気角Ｐｅを決定する。この電気角Ｐｅは、図１４に示す初期電気角テーブルに従って決定する。この図１４のデータテーブルにおいて、初期電気角テーブルは、「位置決め」モードの時、「正回転」モードにおいて最初の位置センサ信号が入力される前に用いられ、回転電気角テーブルは「正回転」モードにおいて最初の位置センサ信号が入力された以降に用いられるようになっている。図１３は正回転時の位置センサ信号とロータ電気角との関係を示している。この場合、ロータ位置を誘起電圧で示し、Ｕ相の誘起電圧に基いて電気角を設定している。従って、図１４の回転電気角テーブルは正回転時における位置センサ信号とロータ位置電気角とのデータテーブルを示している。また初期電気角テーブルは位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂで限定される範囲の中間地点の電気角、この場合、「０〜９０度」、「９０〜１８０度」、「１８０〜２７０度」、「２７０〜３６０度」の中間地点の電気角「４５度」、「１３５度」、「２２５度」、「３１５度」を示している。
【００５１】
次いで、ステップＤ９０に移行して、回転フラグをクリアする。この回転フラグは回転／位置決めを判別するためのものであり、第２の割り込み処理で使用される。次のステップＤ１００では、第２のタイマ６２の初期設定とスタートとを実行し、そして、ステップＤ１１０に移行して第２の割り込み処理を許可する。
上記ステップＤ１００においてスタートが実行された第２のタイマ６２は、設定されたデータＤＴ２に従って周期的に動作して、上記第２の割り込み処理を実行させるようになっている。以下、この第２の割り込み処理について図１１を参照して説明する。
【００５２】
まず、ステップＢ１０においては、回転フラグを判定する。この場合ステップＤ９０で回転フラグのクリアが行なわれているから、ステップＢ３０に移行する。このステップＢ３０において位相指令Ｐｃを読み込み、Ｂ４０において電圧位相Ｐｖを計算する。この計算は、次の式で行なう。
Ｐｖ＝Ｐｅ＋（Ｐｃ＋１８０）［ｒａｄ］
但し、Ｐｖ≧３６０の場合には、Ｐｖ＝Ｐｖ−３６０を行なう。また、この場合、位相指令Ｐｃは「−１８０〜１７９度」として与えられるため１８０を加算している。
【００５３】
次いで、ステップＢ５０では、電圧指令Ｖｃを読み出し、ステップＢ６０においては通電信号Ｄｕの計算と出力とを行なう。この場合、上記計算した電圧位相Ｐｖに対応する正弦波波形の電圧率Ｄｓを図１５に示す通電波形データから読み出し、次の式にて通電信号Ｄｕを計算する。
Ｄｕ＝Ｄｓ×（Ｖｃ／２５６）＋１２８
ここで、電圧率Ｄｓは、「−１２７〜１２７」として記憶されているため、オフセット値として「１２８」を加算している。また、「Ｖｃ／２５６」を乗ずることにより、この通電信号Ｄｕは電圧指令に応じた振幅が得られるようになっている。
【００５４】
そしてステップＢ７０において、Ｖ相の通電信号Ｄｖの計算と出力とを行なう。この場合、Ｖ相の電圧位相Ｐｖは次の式にて計算する。
Ｐｖ＝Ｐｅ＋（Ｐｃ＋１８０）＋２４０［ｒａｄ］
但し、Ｐｖ≧３６０の場合には、Ｐｖ＝Ｐｖ−３６０を行なう。
この電圧位相Ｐｖに対応する正弦波形の電圧率Ｄｓを上述と同様に図１５に示す通電波形データから読み出し、次の式にて通電信号Ｄｖを計算する。
Ｄｖ＝Ｄｓ×（Ｖｃ／２５６）＋１２８
次にステップＢ８０において、Ｗ相の通電信号Ｄｗの計算と出力とを行なう。
この場合、Ｗ相の電圧位相Ｐｖは次の式にて計算する。
Ｐｖ＝Ｐｅ＋（Ｐｃ＋１８０）＋１２０［ｒａｄ］
但し、Ｐｖ≧３６０の場合には、Ｐｖ＝Ｐｖ−３６０を行なう。
この電圧位相Ｐｖに対応する正弦波形の電圧率Ｄｓを上述と同様に図１５に示す通電波形データから読み出し、次の式にて通電信号Ｄｗを計算する。
Ｄｗ＝Ｄｓ×（Ｖｃ／２５６）＋１２８
このようにして、各相の通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗが計算、出力された後、ステップＢ９０により、通電オン信号Ｄｏを出力する。
【００５５】
このような第２の割り込み処理の実行により、ブラシレスモータ２０に通電が開始される。この位置決めモード時、図１２に示したように、位相指令が「−９０度」であるから、図１４に示した中間地点に位置決めされるようにトルクが発生する。また、電圧指令Ｖｃも「０」から増加しているため、発生トルクも徐々に増加され、振動の発生はない。但し回転は停止状態にある。
【００５６】
この場合の上記通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗは位置決め通電信号たるものであり、、上述した図９のステップＤ７０、ステップＤ８０及び図１１のステップＢ３０〜ステップＢ８０により、位置決め通電信号手段を構成している。
【００５７】
さて、洗い運転プログラムにより、図１２の駆動指令が「１１１」に変化すると、「正回転」モードとなり、図９のステップＤ１５からステップＤ１２０に移行する。このステップＤ１２０では、位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂを入力し、ステップＤ１３０では電気角Ｐｅを、図１４の初期電気角テーブルに従って決定する。この場合、モータ２０回転前であるからこの初期電気角テーブルを用いる。そして、ステップＤ１４０で回転フラグをセットする。
【００５８】
この後ステップＤ１５０において第１のタイマ６１をセットし、ステップＤ１６０において第２のタイマ６２の初期設定とスタートとを実行する。そしてステップＤ１７０において第１の割り込み処理及び第２の割り込み処理を許可する。
【００５９】
この場合第２の割り込み処理は、図１１を参照して述べたように、上述の位置決めモードと同様にして行なわれるが、図９のステップＤ１４０で回転フラグがセットされているから、図１１のステップＢ１０における回転フラグセットか否かの判断が「ＹＥＳ」と判断され、ステップＢ２０に移行することになる。このステップＢ２０においては、電気角Ｐｅの増加を実行する。
つまり、Ｐｅ＝Ｐｅ＋１として、電気角Ｐｅを１度増加させる。
但し、Ｐｅ≧３６０の時には、Ｐｅ＝Ｐｅ−３６０を行なう。
【００６０】
この後、ステップＢ３０〜ステップＢ９０を順に実行する。この場合、このようにして電気角Ｐｅが増加し、図１２の電圧指令Ｖｃ、位相指令Ｐｃも増加することから、これに応じた通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、ＤｗがＰＷＭ回路５８に出力されることになり、結果的に、この通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗに応じて駆動回路５７から駆動信号が出力されてスイッチング素子５４ａ〜５４ｆがオンオフされ、ブラシレスモータ２０の巻線２６の各巻線２６ｕ、２６ｖ、２６ｗに図１６（ｈ）で示すように、正弦波電流を得るための電圧が供給され、誘導電圧に対してある位相をもつ正弦波の巻線電流が流れる。これによりロータ２７が徐々に正回転し始める。この回転によりホールＩＣ３１ａ、３１ｂの位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂが変化する。
【００６１】
図９のステップＤ１７０で許可された第１の割り込み処理は、位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂが変化することによって発生する割り込み処理である。
【００６２】
この第１の割り込み処理について図１０を参照して説明する。まず、ステップＡ１０では位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂを入力し、次のステップＡ２０では第１のタイマ６１の時間データＤＴ１を入力し、位置センサ信号に対応してセンサ変化周期Ｔｓ（Ｈａ、Ｈｂ）として記憶する。そしてステップＡ３０においては第１のタイマ６１をリセットしてタイマを再スタートする。このように第１のタイマ６１は、位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂが変化するごとに読み出され、リセット後再スタートされるから、位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂの変化周期Ｔｓ（Ｈａ、Ｈｂ）を測定する変化周期測定手段としての機能が得られる。
【００６３】
また、前記ステップＡ２０ではこの変化周期Ｔｓ（Ｈａ、Ｈｂ）が記憶されるが、１回目のみその変化周期Ｔｓ（Ｈａ、Ｈｂ）を２倍して記憶するようになっている。その理由は、モータ２０の始動が前述したように中間地点から行なわれるためであり、この中間地点から最初の位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂの変化点までは通常の半分の時間となることから２倍するものである。そしてステップＡ４０においては、回転速度が２００ｒ．ｐ．ｍ未満であるか否かを判断する。この回転速度の初期値は「０」であるが、後のステップＡ８０によって計算されるものである。
【００６４】
洗い運転においては撹拌体５は低速で回転されるものであり、このモータ２０の回転速度としては２００ｒ．ｐ．ｍを超えないものである。従って、ステップＡ５０に移行し、電気角周期Ｔｄを計算する。電気角周期は電気角１度に対応した時間データであり、次の式により計算される。
【００６５】
Ｔｄ＝Ｔｓ／９０
ここでＴｓは直前にステップＡ２０で記憶されたセンサ変化周期が使用される。
【００６６】
次ステップＡ６０においては、電気角周期Ｔｄを第２のタイマ６２に時間データＴＤ２として設定する。これにより第２のタイマ６２は１度の電気角周期Ｔｄで動作し、第２の割り込み処理は上記時間データＴＤ２ごとに発生するから電気角１度ごとに発生するものである。
そしてステップＡ７０では電気角Ｐｅを図１４の回転電気角データテーブルに従って設定する。次にステップＡ８０において回転速度を計算する。これは次の式で計算される。
回転速度＝６０／（４Ｔｓ×Ｐ）
ここでＰはブラシレスモータ２０におけるロータマグネット３０の極対数である。
【００６７】
図１０のステップＡ１０〜ステップＡ７０、及び図１１のステップＢ２０〜ステップＢ８０により、回転通電信号形成手段と第１の通電信号形成手段とを構成している。なお、後述するが図１０のステップＡ４０で回転速度が２００ｒ．ｐ．ｍ以上と判断された時の各処理（ステップＡ１０〜ステップＡ４０、ステップＡ９０、ステップＡ１００、ステップＡ６０、ステップＡ７０、及び図１１のステップＢ２０〜ステップＢ８０）が回転通電信号形成手段のうちの第２の通電信号形成手段を構成するものである。
【００６８】
以上のマイクロコンピュータ６０の動作に伴う作用を、図１５及び図１６を参照して説明する。今、ブラシレスモータ２０のロータ２７の位置を誘起電圧で示すと図１３のように、Ｕ相の誘起電圧の０度位置に対応するロータ位置でホールＩＣ３１ａの位置センサ信号Ｈａがロウレベルからハイレベルに変化し、Ｕ相の誘起電圧の１８０度位置に対応するロータ位置でホールＩＣ３１ａの位置センサ信号Ｈａがハイレベルからロウレベルに変化する。そして、他のホールＩＣ３１ｂの位置センサ信号Ｈｂは電気角π／２［ｒａｄ］、つまり９０度ずれて変化する関係となっている。
【００６９】
これら位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂの変化点で、図１６（ｂ）に示すように第１の割り込み処理が実行され、第１のタイマ６１により、位置センサ周期Ｔｓが測定されると共に、電気角１度に対応した周期Ｔｄが計算され、且つ、これが第２のタイマ６２に時間データＴｄとして設定される。同図（ｃ）で示すように、第２のタイマ６２がこの時間データＴｄをカウントアップするごとに第２の割り込み処理が実行される。つまり、電気角１度ごとに第２の割り込み処理が実行される。
【００７０】
この第２の割り込み処理により、ブラシレスモータ２０のロータ位置に対応した電気角Ｐｅが決定され（同図（ｄ））、位相指令Ｐｃに従って電圧位相Ｐｖ  （同図（ｅ））が決定され、この電圧位相Ｐｖ及び電圧指令Ｖｃにより、三相のほぼ正弦波状の通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗが形成される（同図（ｆ））。これら通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗは、駆動手段５９のＰＷＭ回路５８に与えられ、各スイッチング素子５４ａ〜５４ｆの駆動信号（同図（ｇ）参照、但しＵ相のみ図示）に変換されて駆動回路５７を介してこれら各スイッチング素子５４ａ〜５４ｆがオンオフ制御される。このとき例えばＵ相の出力電圧は、同図（ｈ）のようになり、そしてＵ相巻線２６ｕについての電流は同図（ｉ）のようにほぼ正弦波状になる。Ｖ相、Ｗ相の巻線２６ｖ、２６ｗの電流についても同様にほぼ正弦波状になる。なお、位相指令Ｐｃが３０度のときには、各相誘起電圧に同位相の巻線電流を通電することとなり、力率が向上する。
【００７１】
このようなマイクロコンピュータ６０の動作により、各相巻線２６ｕ、２６ｖ、２６ｗに各相に応じた位相で出力電圧が与えられることになるが、図１２に示したように、位相指令Ｐｃが−９０度である位置決めモードの間はロータ２７が位置決めされ、位相指令Ｐｃが増加し電圧指令Ｖｃも増加する正回転モードの間はロータ２７が正回転し、そして、再度、位置決めモードを経て、逆回転モードとなり、ロータ２７が逆回転するようになる。この逆回転モードは、図１４の電気角データテーブルと同様に逆回転時の電気角データテーブルにより電気角が決定されるようになっている。
【００７２】
上述したブラシレスモータ２０の正回転時及び逆回転時には、巻線２６ｕ、２６ｖ、２６ｗの電流がほぼ正弦波状になるから、トルク変動がほとんど発生しなくなり、振動が低減される。また、正回転及び逆回転を開始するときには、ロータ２７を予め既知の所定位置に位置決めしておくから、始動の始めから正弦波通電ができるようになり、矩形波通電の場合と違って立ち上がり時の振動が低減される。また位置決め、正回転、位置決め、逆回転の各動作の繰り返し時に巻線２６ｕ、２６ｖ、２６ｗは常に通電されているので、これによっても各動作間での振動発生が押さえられる。
【００７３】
次にマイクロコンピュータ６０による脱水運転時の制御について述べる。この脱水運転制御は図８のメインプログラムのステップＭ１３０の脱水運転指令があったか否かの判断において「ＹＥＳ」となった時に開始される。ステップＭ１４０では、排水弁モータ９を通電駆動する。これにより、排水弁７が開放されて回転槽４内の水が排水されるようになり、回転槽４内の水位を検知する水位センサ７３からの検知信号に基づいて回転槽４内の排水が完了するまで排水運転が続けられる（ステップＭ１５０）。
【００７４】
また、上記排水弁モータ９の通電駆動により、クラッチ３２の切換レバー３３が下方へ回動動作して切換レバー３３の下部の凸部３３ｅがロータハウンジング２８の上面の複数の凸部２８ｄ間に係合する（図７参照）。これにより、槽軸１２とロータ２７（及び撹拌軸１４）とが一体回転するように連継した態様となる。この態様の場合、槽軸１２、回転槽４、撹拌軸１４及び撹拌体５は、ブラシレスモータ２０によりダイレクトに回転駆動される。
【００７５】
この後、回転槽４内の排水が完了すると、ステップＭ１６０へ進み、複数の脱水運転コースの中からこれから実行する１つの脱水運転コースが選択設定される。続いて、ステップＭ１７０、Ｍ１８０、Ｍ１９０の各処理を順に実行することにより、ブラシレスモータ２０に対する運転パターン（運転指令）を形成する。この場合、ＲＯＭ５９ａ内には複数の脱水運転パターンが予め記憶されており、これら複数の脱水運転パターンの中から上記ステップＭ１６０にて選択されたコースに対応する脱水運転パターンを選択して読み出すことにより、脱水運転用の運転パターン（脱水運転パターン）を形成している。
【００７６】
この脱水運転パターンの一例を図１７に示す。この図１７の脱水運転パターンによると、図１２の洗い運転パターンと同様に、３ビットの駆動指令と、８ビットの電圧指令Ｖｃと、９ビットの位相指令Ｐｃを有してなり、この場合、位置決めモード、正回転モードとからなる。この場合、駆動指令、電圧指令Ｖｃ、位相指令Ｐｃの時間的変化パターンは洗い運転パターンの場合と異なるが、マイクロコンピュータ６０の制御動作は、洗い運転の場合と同様に、図８の洗い・脱水運転のメインプログラム、図９のモータ駆動用のメイン処理、図１０の第１の割り込み処理、図１１の第２の割り込み処理を実行するものである。
【００７７】
従って、位置決めモードを経て正回転モードに至り、ブラシレスモータ２０が回転起動し、回転速度が上昇する。この回転速度は、２０ｍｓごとに発生する第１の割り込み処理（図１０）のステップＡ４０で判断されており、ブラシレスモータ２０の回転速度が２００ｒ．ｐ．ｍ以上となると、このステップＡ４０の  「ＮＯ」に従ってステップＡ９０に移行する。このステップＡ９０では、位置センサ信号Ｈａ、ＨｂのモードがＨａ＝１、Ｈｂ＝０であるか否かの判断を行ない、「１、０」の場合のみステップＡ１００に移行する。このステップＡ１００では、電気角周期Ｔｄを計算する。このステップＡ１００での電気角周期Ｔｄを計算と、既述したステップＡ５０での電気角周期Ｔｄを計算とでは、ともに１度の電気角周期Ｔｄを計算するが、その計算式が異なる。
【００７８】
このステップＡ１００では
Ｔｄ＝（Ts(0,0) ＋Ts（0,1)＋Ts（1,0 ) ＋Ts（1,1 ) ）/360
なる式にて電気角周期Ｔｄを計算する。ここで使用される位置センサ周期Ｔｓは、ステップＡ２０で記憶された過去４回の位置センサ周期であり、つまり、過去１電気角周期の時間に相当し、この過去１電気角周期の時間から電気角１度の周期Ｔｄを求めている。ステップＡ５０の場合は過去１／４電気角周期の時間から電気角１度の周期Ｔｄを求めている。この後、既述したステップＡ６０以降の処理を実行する。
【００７９】
上述したステップＡ１００での電気角１度の周期Ｔｄの求め方が２００ｒ．ｐ．ｍ未満の場合と異なるのみで、他の制御は同様であるから、図１１のステップＢ６０、ステップＢ７０、ステップＢ８０でそれぞれほぼ正弦波状の通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗが形成される。
【００８０】
しかして、図１０の第１の割り込み処理のステップＡ１０、ステップＡ２０、ステップＡ３０、ステップＡ６０、ステップＡ７０、ステップＡ１００及び図１１の第２の割り込み処理のステップＢ２０〜ステップＢ８０により回転通電信号形成手段と第２の通電信号形成手段とが構成されていている。
【００８１】
なお、回転速度２００ｒ．ｐ．ｍ以上の場合の動作タイムチャートを図１８に示すが、同図から分かるように、第２のタイマ６２の周期Ｔｄは位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂが「１、０」となったタイミング、すなわち、一つのホールＩＣ３１ａの位置センサ信号Ｈａのみで決定されている。
【００８２】
このように一つのホールＩＣ３１ａの位置センサ信号Ｈａのみから１電気角  （４Ｔｓ）を測定し、そして、電気各１度に対応する周期Ｔｄを求めるようにしたことで、このような高速回転時において振動発生を抑制できるものとなる。すなわち、複数個のホールＩＣ３１ａ、３１ｂからの位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂを用いてブラシレスモータ２０を通電制御する場合、ロータ２７の各位置に合致したタイミングで通電を制御でき、特に低速回転や加減速時には良好な回転制御が期待できる。しかしその反面、高速回転時や、回転安定時においては、複数の位置センサ信号を用いると、ホールＩＣ３１ａ、３１ｂの取付け位置精度が低い場合や、モータ磁束が不均一である場合などに、複数の位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂが不均一になることもあり、この場合、その複数の位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂの切り替え時点で制御を切り換えると、その時点で振動（コギングトルク）が発生することもある。しかるに上記実施例においては、この脱水運転時、中でも高速回転時、もしくは回転安定時には、一つのホールＩＣ３１ａの位置センサ信号Ｈａのみから１電気角（４Ｔｓ）を測定し、そして、電気各１度に対応する周期Ｔｄを求めるようにしたことで、振動発生を抑制できる。
【００８３】
なお、図８のメイン処理において、脱水運転時間が脱水運転コースに応じて設定された設定時間に達すると、ステップＭ２００にて脱水運転の終了が判定されてステップＭ２３０にてブレーキ処理を実行する。このブレーキ処理は、通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗをすべて０にすることにより、駆動手段５９が、インバータ主回路４７のスイッチング素子５４ａ〜５４ｃをオフし、スイッチング素子５４ｄ〜５４ｆをオンする制御を実行し、これにて、巻線２６ｕ、２６ｖ、２６ｗが短絡状態とされ、もってロータ２７の回転が制動される。このブレーキ処理は所定時間行なわれ、その後、ステップＭ２４０に移行しモータ停止指令を出力する（出力の許可・停止のための信号Ｄｏをロウレベルとする）。これによりブラシレスモータ２０が断電停止する。
【００８４】
上記構成の全自動洗濯機においては、上述した洗い運転及び脱水運転を適宜組み合わせて実行することにより、設定された洗濯運転コースの洗い行程、すすぎ行程、脱水行程を実行することが可能なように構成されている。
【００８５】
このように本実施例によれば、洗い運転時には、クラッチ３２の切換レバー３３が上方へ回動動作されてブラシレスモータ２０のロータ２７により撹拌軸１４、即ち、撹拌体５がダイレクトに正逆回転駆動されるようになる。そして、脱水運転時には、クラッチ３２の切換レバー３３が下方へ回動動作されてブラシレスモータ２０のロータ２７により撹拌軸１４及び槽軸１２、即ち、撹拌体５及び回転槽４の双方がダイレクトに正転方向へ高速回転駆動されるようになる。これにより、いわゆるダイレクトドライブ構造となるから、ベルト伝達機構やギア減速機構を不用にすることができ、洗濯機全体の軽量化及び小形化を図ることができると共に、運転騒音を低減することができる。
【００８６】
また、本実施例では、ブラシレスモータ２０を通電駆動するに際して、ホールＩＣ３１ａ、３１ｂからの位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂに基づいて正弦波状の通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗを生成し、この通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗに基づいてブラシレスモータ２０を通電する構成としたので、ブラシレスモータ２０のトルク変動を非常に小さくすることができ、ブラシレスモータ２０の運転振動及び騒音を極めて小さくすることができる。
【００８７】
しかも本実施例によれば、巻線２６の相数（三相）より少ない個数である２このホールＩＣ３１ａ、３１ｂによる位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂを用いるようにしたので、巻線２６の相数と同個数のホールＩＣを用いる場合に比してホールＩＣの個数を削減し得、もって、モータ回りの制御回路基板の小形化、ホールＩＣ用リード線に簡略化を図ることができ、製造性の向上やコストの低廉化に寄与できる。
【００８８】
また本実施例によれば、特に洗い運転のように低速回転や加減速時には、複数個のホールＩＣ３１ａ、３１ｂからの位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂの変化点ごとに１／４電気角周期Ｔｓを測定し、この周期Ｔｓから電気各１度に対応する周期Ｔｄを求めるようにしたことで、ロータ２７の各位置に合致したタイミングで通電を制御でき、良好な回転制御が期待できる。
【００８９】
また、脱水運転時、中でも高速回転時、もしくは回転安定時には、一つのホールＩＣ３１ａの位置センサ信号Ｈａのみから１電気角周期を測定し、そして、電気各１度に対応する周期Ｔｄを求めるようにしたことで、振動発生を抑制できる。
そして、上述の複数個のホールＩＣ３１ａ、３１ｂからの位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂを用いる場合と、位置センサ信号Ｈａのみを用いる場合とを選択するから、洗濯機の運転状況に合わせて振動の発生を良好に低減できるようになる。
【００９０】
さらに本実施例によれば、位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂが変化する周期Ｔｓを測定し、該変化周期Ｔｓに対応する電気角より高い分解能（電気角１度）を有する電圧位相Ｐｖを決定し、この電圧位相Ｐｖに対応した正弦波に応じた電圧率Ｄｓを電圧率記憶手段たるＲＯＭ６０ａから読み出し、これら電圧位相Ｐｖと前記電圧率Ｄｓとからほぼ正弦波状の通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗを形成するようにしたから、より正弦波に近い通電信号を形成でき、振動の低減に一層寄与できる。
【００９１】
また、ロータ位置検知手段たるホールＩＣ３１の個数を２とし、この２個のホールＩＣ３１による位置センサ信号がロータ位相の電気角でπ／２［ｒａｄ］  （９０度）ごと変化するように構成しているから、位置センサ信号の変化点が、ロータ位相の電気角２πのうち４分割された等ピッチで得られ、位置センサ信号の変化点が、不等ピッチである場合に比し、通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗの形成処理が簡単となる。
【００９２】
さらに本実施例では、モータ２０始動時や正逆回転の切り替わり時に、通電信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗを複数相の位置決め通電信号として形成するから、モータ始動や正逆回転の切り替わりといった停止状態からの立ち上げ時に際してのロータ２７を所定位置に位置決めすることが可能であり、従って、この始動初期においてロータ位置が決められるから、正弦波状の通電制御が回転立ち上がりから可能となる。従って、矩形波の通電制御による始動とは異なりモータの低振動化に寄与できる。
【００９３】
また、位置決め通電信号を形成するについても、回転のための通電信号と同様に、位置センサ信号Ｈａ、Ｈｂの変化周期に対応する電気角より分解能の高い電圧位相の位置決め通電信号を形成できるものである。特に、本実施例によれば、最初に位置決め通電信号を形成することを選択し、その後回転通電信号形成することを選択するようになっているから、始動時から振動の低減が図れる。
【００９４】
この場合、複数のホールＩＣ３１ａ、３１ｂにて特定される各位置の中間地点にロータ２７を位置決めするように位置決め通電信号を形成したから、位置決め時のロータ２７の移動量が大きくなることがなく、始動時間が長くなることがない。すなわち、ロータ２７の停止位置は、不定であり、つまり、ロータ２７は、複数のロータ位置検知手段にて特定される各位置間のうちのいずれの地点で停止するか不定である。しかして、仮にロータ２７を上記各位置間の中間地点以外の地点に位置決めするようにすると、ロータ停止位置によっては該地点までかなり近いこともあるが、かなり遠くなることもある。しかるにこの実施例においては、ロータ２７を上記各位置間の中間地点に位置決めするようにしているから、上述の不具合はない。
【００９５】
なお、本発明は、次のようにしても良い。例えば、ロータ位置検知手段の個数を１とし、この１個のロータ位置検知手段による位置センサ信号がロータ位相の電気角で２π［ｒａｄ］ごと変化するように構成しても良い。この構成においては、ロータ位置検知手段が１個の場合において、その位置センサ信号の立ち上がりのみ、もしくは立ち下がりのみのタイミングで、ロータ位相の１電気角に応じた通電信号を良好に形成することが可能となる。特に、第２の通電信号形成手段により通電信号を形成する場合に好適するものであり、ロータ位置検知手段の個数削減を大いに図り得て大量生産に好適するものである。
【００９６】
また、ロータ位置検知手段はホールＩＣでなく、光センサを利用しても良い。第１の割り込み処理で形成する電気角周期Ｔｄは電気角１度であり、第２の割り込み処理で電気角Ｐｅは電気角１度単位で決定されるが、１度に限定されるものではなく、マイクロコンピュータの処理能力等により適宜設定できるものである。回転動作中にその回転速度によって変更するようにしても良い。さらにまた、図１２及び図１７に示した電圧指令Ｖｃ及び位相指令Ｐｃは曲線的パターンとしても良い。
【００９７】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、次の効果を得ることができる。
請求項１によれば、位置センサ信号に基き、電圧率記憶手段の電圧率からほぼ正弦波状の通電信号を形成すると共に、この通電信号に基づいてブラシレスモータを通電制御するように構成したので、ブラシレスモータにトルク変動がほとんど発生しなくなり、これにより、洗濯機の運転振動及び運転騒音を一層小さくすることができる。しかもこの構成においては、巻線の相数より少ない個数のロータ位置検知手段による位置センサ信号を用いるようにしたので、巻線相数と同個数のロータ位置検知手段を用いる場合に比してロータ位置検知手段の個数を削減し得る。さらに、デジタル信号からなる位置センサ信号を出力するようになっているから、温度など環境要因に影響されないと共に、回路の集積化が容易であり、また、信号処理系を簡略化でき、さらには、ノイズに強く、ロータ位置検出手段とデジタル位置センサ信号の受入側との間の信号ラインが長い場合に好適するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す全自動洗濯機の電気的構成図
【図２】全自動洗濯機の縦断側面図
【図３】撹拌体及び回転槽の駆動機構部の縦断側面図
【図４】ブラシレスモータのステータの分解斜視図
【図５】ブラシレスモータ及びクラッチの分解斜視図
【図６】クラッチ及び制御レバーの斜視図
【図７】クラッチの異なる切換状態を示す図３相当図
【図８】メイン処理のフローチャート
【図９】モータ駆動用のメイン処理のフローチャート
【図１０】第１の割り込み処理のフローチャート
【図１１】第２の割り込み処理のフローチャート
【図１２】洗い運転パターンの一例を示す図
【図１３】正回転時の位置センサ信号と誘起電圧で示すロータ電気角との関係を表した図
【図１４】電気角データテーブルを示す図
【図１５】電圧位相と電圧率データとの関係を示す図
【図１６】所定回転速度未満でのブラシレスモータの正弦波通電時のタイムチャート
【図１７】脱水運転パターンの一例を示す図
【図１８】所定回転速度以上でのブラシレスモータの正弦波通電時のタイムチャート
【符号の説明】
１は外箱、２は水受槽（外槽）、４は回転槽、５は撹拌体、１２は槽軸、１４は撹拌軸、２０はブラシレスモータ、２１はステータ、２６は巻線、２７はロータ、３０はロータマグネット、３１ａ、３１ｂはホールＩＣ（ロータ位置検知手段）、３２はクラッチ、３３は切換レバー、３８は制御レバー、４７はインバータ主回路、５４ａ〜５４ｆはスイッチング素子、５７は駆動回路、５８はＰＷＭ回路、５９は駆動手段、６０はマイクロコンピュータ（通電信号形成手段、第１の通電信号形成手段、第２の通電信号形成手段、変化周期測定手段、電圧位相決定手段、電気角決定手段、位相指令決定手段、選択手段、回転通電信号形成手段、位置決め通電信号形成手段、モータ動作選択手段、位相指令形成手段、電圧指令形成手段）、６０ａはＲＯＭ（電圧率記憶手段）、６１は第１のカウンタ、６２は第２のカウンタを示す。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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