ブラシレスモータ用制御装置およびそれを備えた洗濯機
【課題】簡単、安価な構成および簡単な演算での回転位置センサの取付誤差を補正して、振動、騒音を低減できるブラシレスモータ用制御装置およびそれを備えた洗濯機を提供する。
【解決手段】ブラシレスモータ用制御装置５は、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの出力に基づいて、複数のホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの複数の間隔データを得ると共に、複数の間隔データの平均値を求める誤差検出部８０とを備える。上記複数の間隔データおよび平均値はセンサ誤差メモリ部６５に記憶される。センサ誤差補正部６６は、上記間隔データおよび平均値に基づいて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正する。これにより、角速度推定部６７は、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正した結果を示す信号に基づいて、ブラシレスモータ４のロータの回転速度を正確に求めることができる。
【解決手段】ブラシレスモータ用制御装置５は、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの出力に基づいて、複数のホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの複数の間隔データを得ると共に、複数の間隔データの平均値を求める誤差検出部８０とを備える。上記複数の間隔データおよび平均値はセンサ誤差メモリ部６５に記憶される。センサ誤差補正部６６は、上記間隔データおよび平均値に基づいて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正する。これにより、角速度推定部６７は、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正した結果を示す信号に基づいて、ブラシレスモータ４のロータの回転速度を正確に求めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータ用制御装置およびそれを備えた洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシレスモータ用制御装置としては、特開２００８−３１２３８９号公報(特許文献１)に開示されたものがある。このブラシレスモータ用制御装置は、ブラシレスモータと、このブラシレスモータを駆動するためのインバータ回路とを備えている。
【０００３】
上記ブラシレスモータは、３相巻線を有する固定子と、この固定子内に、固定子と隙間を空けて回転可能に配置された回転子とを備えている。この回転子の外周部には、周方向において磁極が交互になるように複数のマグネットを設けている。また、上記ブラシレスモータは磁極検出素子を含む回転子位置センサを搭載しており、この回転子位置センサが回転子の位置を磁極で検出する。
【０００４】
このような構成のブラシレスモータ用制御装置では、３相巻線の誘起電圧の零クロス点の電気角と、回転位置センサからの基準位置信号との誤差を時間で測定して、この時間を電気角度に換算する。この電気角度を用いて上記基準位置信号の補正を補正することにより、ブラシレスモータの振動、騒音を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３１２３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のブラシレスモータ用制御装置では、３相巻線の誘起電圧の零クロス点の電気角と、各相の回転位置センサからの位置信号の電気解との誤差を時間で測定して、この時間から求めた電気角度に基づいて、基準位置信号を補正しているため、誘起電圧の検出回路、誘起電圧の零クロス点の検出回路、電気角度の算出回路が必要であって、制御が煩雑かつ高価になるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、簡単、安価な構成および簡単な演算での回転位置センサの取付誤差を補正して、振動、騒音を低減できるブラシレスモータ用制御装置およびそれを備えた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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のブラシレスモータ用制御装置は、
ブラシレスモータのロータの回転位置を検出するための複数の回転位置センサと、
上記複数の回転位置センサの出力に基づいて、上記複数の回転位置センサの複数の間隔データを得る間隔データ取得手段と、
上記複数の間隔データを記憶するメモリと、
上記間隔データと基準の間隔データとに基づいて、上記回転位置センサの間隔のズレを補正して上記ロータの回転速度を求める回転速度算出手段と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、上記間隔データ取得手段は、複数の回転位置センサの出力に基づいて、複数の回転位置センサの複数の間隔データを得る。この複数の間隔データはメモリに記憶されて、この間隔データと基準の間隔データとに基づいて、回転速度算出手段が、回転位置センサの間隔のズレを補正してロータの回転速度を求める。
【００１０】
したがって、トルクを大きくするために、極対数を多くして電気角に対する寸法が極めて小さくなって、上記回転位置センサを所望位置に精度高く取り付けることができなくて、回転位置センサ同士の間隔にズレが生じていても、回転速度算出手段は、上記間隔データと基準の間隔データとに基づいて、回転位置センサ間の間隔データのズレを補正するので、ロータの電気角および回転速度を簡単かつ正確に求めることができる。このように、誘起電圧の検出回路、誘起電圧の零クロス点の検出回路、偏差の算出回路などを必要としない簡単安価な構成で、回転位置センサ間の間隔データのズレを補正して、ブラシレスモータの振動、騒音を低減できる。
【００１１】
一実施形態のブラシレスモータ用制御装置では、
上記複数の間隔データの平均値を求める平均値算出手段を備え、
上記基準の間隔データは、上記平均値算出手段が求める上記複数の間隔データの平均値であり、
上記平均値算出手段は上記回転位置センサの上記ロータの極対数分以上の間隔データの平均値を算出する。
【００１２】
上記実施形態によれば、上記基準の間隔データは、平均値算出手段が求める複数の間隔データの平均値であるので、回転速度算出手段は、間隔データと基準の間隔データとに基づいて、回転位置センサ間の間隔データのズレを確実に補正することができる。
【００１３】
また、上記平均値算出手段が回転位置センサのロータの極対数分以上の間隔データの平均値を算出するので、平均値の信頼性が高くなる。したがって、上記回転速度算出手段はロータの回転速度をより正確に求めることができる。
【００１４】
一実施形態のブラシレスモータ用制御装置では、
上記速度算出手段は、上記平均値と上記間隔データの比に基づいて、上記回転位置センサの間隔のズレを補正して速度を算出する。
【００１５】
上記実施形態によれば、上記速度算出手段は、上記平均値と上記間隔データの比に基づいて、上記回転位置センサの間隔のズレを補正して速度を算出するので、簡単な演算で間隔のズレを補正できる。
【００１６】
一実施形態のブラシレスモータ用制御装置では、
上記間隔データ取得手段は、上記ロータを一定速度で回転させているときの上記回転位置センサの出力に基づいて上記間隔データを取得する。
【００１７】
上記実施形態によれば、上記間隔データ取得手段は、ロータを一定速度で回転させているときの回転位置センサの出力に基づいて間隔データを取得するので、間隔データ取得手段が取得する間隔データの信頼性を高めることができる。
【００１８】
このロータを一定速で回転させるのは、ブラシレスモータの外部から強制的に一定速で回転させてもよく、あるいは、このブラシレスモータ自体の機能で回転させてもよい。
【００１９】
本発明の洗濯機は、
本発明のブラシレスモータ用制御装置を備えたことを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、上記ブラシレスモータ用制御装置を備えるので、簡単安価な構成でブラシレスモータによる振動および騒音を低減できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のブラシレスモータ用制御装置は、回転位置センサ間の間隔のズレに基づいて、回転位置センサ間の間隔のズレに基づいて、回転位置センサの出力を補正するので、簡単安価な構成で、ブラシレスモータの振動、騒音を低減できる。
【００２２】
本発明の洗濯機は、極対数を多くして高トルクにしても、簡単安価な構成で振動および騒音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は本発明の一実施形態のドラム式洗濯乾燥機の概略斜視図である。
【図２】図２は上記ドラム式洗濯乾燥機の概略断面図である。
【図３】図３は上記ドラム式洗濯乾燥機のブラシレスモータの概略背面図である。
【図４】図４は図３のIV−IV線矢視の概略断面図である。
【図５】図５は上記ブラシレスモータの模式断面図である。
【図６】図６は上記ドラム式洗濯乾燥機のモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は上記ドラム式洗濯乾燥機のホールセンサの検出信号を示す図である。
【図８】図８は上記ドラム式洗濯乾燥機の要部を説明するためのブロック図である。
【図９】図９は上記ドラム式洗濯乾燥機のホールセンサの検出信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のブラシレスモータ用制御装置および洗濯機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態のドラム式洗濯乾燥機を斜め上方から見た概略図である。
【００２６】
上記ドラム式洗濯乾燥機は、外箱開口部６を前面部に有する外箱１を備えている。外箱１の前面部には、外箱開口部６を閉鎖するためのドア７をヒンジで左右方向に回動可能に取り付けている。外箱開口部６をドア７で閉鎖しているときに、ドア開ボタン８を押すと、図示しない付勢部材の付勢力によって、ドア７が少し開くようになっている。また、外箱１の上部には、操作キーや表示部を有する操作部９を設けている。この操作部９の裏側(外箱１の内部側)には、ドラム式洗濯乾燥機の動作を制御する制御装置１１(図２参照)を配置している。この制御装置１１は、図５に示すブラシレスモータ用制御装置５を備えている。
【００２７】
図２は、上記ドラム式洗濯乾燥機を側方から見た概略断面図である。
【００２８】
上記ドラム式洗濯乾燥機は、外箱１内に配置された有底筒形状の水槽２と、この水槽２内に回転可能に配置され、洗濯物を収容する有底円筒形状のドラム３と、水槽２の後部に取り付けられ、ドラム３を回転駆動するブラシレスモータ４と、水槽２の後部を弾性支持する２本のダンパ１２(図２では１本のみ図示)とを備えている。なお、ドラム３は回転槽の一例である。
【００２９】
上記外箱１の上面部の後部には給水口１０を設けている。この給水口１０は、図示しない給水ホースを介して水道の蛇口に接続される。また、給水口１０を外箱１内で給水弁１３の注入口に接続している。これにより、水道水が、給水ダクト１５と、図示を省略した洗剤ケースとを経由して、水槽２の上部から水槽２内に流入したり、あるいは、冷却水ダクト１４を流れて、水槽２の下部から水槽２内に流入したりすることが可能になっている。
【００３０】
上記水槽２の前面部には、斜め上方を向いて外箱開口部６に対向する水槽開口部１６を設けている。この水槽開口部１６の開口縁は、筒状の接続部材１７を介して外箱開口部６の開口縁に接続されている。また、水槽開口部１６の開口縁には、ゴムや軟質樹脂等の弾性体から成るパッキン１８を固着している。これにより、ドア７を閉じると、ドア７がパッキン１８に密着して、水槽２内の液体が水槽２外へ漏れ出るのを防げるようになっている。また、排水モータ２３が排水弁２２を開放すると、水槽２内の液体は、排水ダクト１９、接続ケース２０および排水ホース２１を順次流れて外箱１外へ流れる。また、排水弁２２を閉鎖した状態で循環ポンプ２４を駆動すると、水槽２内の液体を水槽２外に出して、排水ダクト１９および循環ダクト２５を介して水槽２内に戻せるようになっている。また、接続ケース２０は糸屑フィルタ７０を収容している。
【００３１】
上記ドラム３は前側に対して後側が下がるように水平方向に対して傾斜するように配置されている。また、ドラム３の前面部には、外箱開口部６および水槽開口部１６に対向するドラム開口部２６を設けている。また、ドラム３の周壁には複数の小孔２７(図２では６個のみ図示)を全周にわたって設けている。また、ドラム３の周壁の内面には、半径方向内側に向かって突出する複数のバッフル２８(図２では１個のみ図示)を設けている。また、ドラム３のドラム開口部２６には液体バランサ２９を取り付けている。
【００３２】
また、上記ドラム式洗濯乾燥機は、洗濯物を乾燥させるために、金属性の冷却板３０と、送風機３３と、ヒータ３４とを備えている。乾燥運転時、冷却板３０の周辺の空気が、水槽２の後面部(底部)の下部の導出口３１から水槽２外に出た後、導出ダクト３２、送風機３３、ヒータ３４および導入ダクト３５を順次流れて、ドラム３の後面部の環状の導入孔３６からドラム３内に吹き出る。なお、３７はエアフィルタである。
【００３３】
また、上記導入ダクト３５には、銀イオン水を噴出するノズル３８を取り付けている。このノズル３８には、冷却水ダクト１４の上端部から分岐した分岐ダクト３９の下端部を接続している。また、分岐ダクト３９内の水道水は銀イオン溶出装置４０を経由して銀イオン水となる。また、分岐ダクト３９の下端部には逆止弁４１を設けて、銀イオン水が逆流しないようにしている。
【００３４】
上記ダンパ１２は、オイルが封入されたシリンダ部４２と、上端部がシリンダ部４２内に入ったピストンロッド４３とを有している。このピストンロッド４３の下端部は、弾性材からなるダンパブッシュ４４を介してダンパ支持金具４５に取り付けられている。
【００３５】
図３は、上記ブラシレスモータ４を後側から見た概略図である。また、図４は、図３のIV−IV線に沿って切った概略断面図である。なお、図３では、ブラシレスモータ４の内部構造を判り易くするため、ブラシレスモータ４の一部を破断した状態を示している。
【００３６】
上記ブラシレスモータ４は、図３，図４に示すように、モータケース４６と、このモータケース４６内に回転可能に配置されたロータ４７と、このロータ４７を取り囲むステータ４８と、ロータ４７と一体に回転するシャフト４９とを有している。
【００３７】
上記モータケース４６は、前側モータケース５１と、この前側モータケース５１に複数のボルト５３，５３，…で固定された後側モータケース５２とから成っている。また、前側モータケース５１には複数のボルト７１(図３での図示は省略、図４では１つのみ図示)でステータ４８を固定している。
【００３８】
上記ロータ４７の外周縁部には、周方向に所定の間隔をあけて複数(例えば２０個)の永久磁石５０，５０，…を取り付けている。この複数の永久磁石５０，５０，…により、Ｓ極の磁極エリアとＮ極の磁極エリアとが周方向に沿って交互に形成される。
【００３９】
上記ステータ４８の内周縁部には、周方向に所定の間隔をあけて複数のコイル部５４，５４，…を設けている。また、ステータ４８の下部には、回転位置センサの一例としてのホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗを搭載したホルダ５９を複数のネジ６０，６０で固定している。ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗは、ロータ４７の回転位置を検出すると共に、ロータ４７の回転位置を示す検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを出力する。なお、上記検出信号ＨｕはＵ相のコイル部５４に対応する信号であり、また、検出信号ＨｖはＶ相のコイル部５４に対応する信号であり、また、検出信号ＨｗはＷ相のコイル部５４に対応する信号である。
【００４０】
上記シャフト４９は、前側モータケース５１に取り付けられた前側ベアリング５６と、後側モータケース５２に取り付けられた後側ベアリング５７とで回転可能に支持されている。また、シャフト４９の前端部は連結ブラケット５８を介してドラム３の後端面(底部外面)に固定されている(図２参照)。これにより、シャフト４９が回転すると、ドラム３がシャフト４９と一体に回転する。
【００４１】
図５は、上記ブラシレスモータ４を回転軸方向から見た模式断面図である。
【００４２】
上記ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗは、周方向に予め設定された間隔をあけて配置されている。この間隔は検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗから検出できる。
【００４３】
図６は、上記ブラシレスモータ４の回転をベクトル制御するブラシレスモータ用制御装置５の構成を示すブロック図である。
【００４４】
上記ブラシレスモータ用制御装置５は、電流指令生成部６１と、ベクトル演算部６２と、ｄ−ｑ/ＵＶＷ変換部６３と、インバータ６４と、メモリの一例としてのセンサ誤差メモリ部６５と、回転速度算出手段の一例としてのセンサ誤差補正部６６と、回転速度算出手段の一例としての角速度推定部６７と、角度推定部６８と、間隔データ取得手段および平均値算出手段の一例としての誤差検出部８０とを有している。
【００４５】
上記電流指令生成部６１には角速度偏差Δωが入力される。これに応じて、電流指令生成部６１は、角速度偏差Δωに基づき、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊，ｑ軸指令電流Ｉｑ＊を生成してベクトル演算部６２へ出力する。なお、上記角速度偏差Δωは、目標角速度である指令角速度ω＊と、角速度推定部６７が演算した推定角速度ωとの差である。
【００４６】
上記ベクトル演算部６２は、電流指令生成部６１からのｄ軸指令電流Ｉｄ＊，ｑ軸指令電流Ｉｑ＊と、角度推定部６８からの推定電気角θとを用いて、ベクトル演算する。そして、上記ベクトル演算の結果は、ｄ−ｑ座標系で表されたｄ軸指令電圧Ｖｄ＊，ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊としてｄ−ｑ/ＵＶＷ変換部６３に出力される。ここで、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊は、永久磁石５０，５０，…による磁束の方向における指令電流であり、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊は永久磁石５０，５０，…による磁束の方向と直交する方向における指令電流である。また、ｄ−ｑ座標系は、ロータ４７と共に回転する回転座標系である。また、ｄ軸指令電圧Ｖｄ＊は、永久磁石５０，５０，…による磁束の方向における指令電圧であり、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊は永久磁石５０，５０，…による磁束の方向と直交する方向における指令電圧である。
【００４７】
上記ｄ−ｑ/ＵＶＷ変換部６３は、ベクトル演算部６２からのｄ軸指令電圧Ｖｄ＊，ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊をＵ相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖ相指令電圧Ｖｖ＊，Ｗ相指令電圧Ｖｗ＊に変換してインバータ６４へ出力する。
【００４８】
上記インバータ６４は、例えばＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)から成るスイッチング素子を複数有し、図示しない直流電源回路から直流電圧の供給を受けるようになっている。また、インバータ６４は、Ｕ相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖ相指令電圧Ｖｖ＊，Ｗ相指令電圧Ｖｗ＊に基づいて、スイッチング素子を制御する。これにより、Ｕ相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖ相指令電圧Ｖｖ＊，Ｗ相指令電圧Ｖｗ＊に対応する三相交流電圧がブラシレスモータ４のコイル部５４，５４，…に印加される。
【００４９】
上記センサ誤差補正部６６には、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗからの検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが入力される。これにより、センサ誤差補正部６６は、センサ誤差メモリ部６５に記憶された間隔時間ΔＴｍｎ(ｎ＝０，１，…，５)および平均値ΔＴａｖｅに基づいて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正する。具体的には、検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのエッジ間の時間Δｔを補正する。なお、間隔時間ΔＴｍｎは間隔データの一例である。
【００５０】
上記間隔時間ΔＴｍｎおよび平均値ΔＴａｖｅは、ドラム式洗濯乾燥機の組立工程でセンサ誤差メモリ部６５に記憶させたものである。より詳しくは、ドラム式洗濯乾燥機の組立工程において、ブラシレスモータ４でドラム３を回転駆動できるようにした後、図示しない回転駆動装置で空のドラム３を一定速で回転させて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを誤差検出部８０に入力する。これにより、誤差検出部８０は、図７に示す間隔時間ΔＴｍｎを得ると共に、間隔時間ΔＴｍｎの平均値ΔＴａｖｅを求める。そして、上記センサ誤差メモリ部６５が間隔時間ΔＴｍｎおよび平均値ΔＴａｖｅを記憶する。このとき、０度〜６０度のエッジ間の時間が間隔時間ΔＴｍ１として、６０度〜１２０度のエッジ間の時間が間隔時間ΔＴｍ２として、１２０度〜１８０度のエッジ間の時間が間隔時間ΔＴｍ３として、１８０度〜２４０度のエッジ間の時間が間隔時間ΔＴｍ４として、３００度〜３６０度のエッジ間の時間が間隔時間ΔＴｍ５としてセンサ誤差メモリ部６５に記憶される。なお、図６の点線矢印は、ドラム式洗濯乾燥機の組立工程のみで起こる信号の流れであることを示している。
【００５１】
上記角速度推定部６７は、センサ誤差補正部６６からの検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのエッジ間の時間Δｔの補正後の値に基づいて、推定角速度ωを求める。すなわち、上記角速度推定部６７は、下記式を使っていることになる。ここで、ΔＴｍｎはΔｔに対応する区間の時間である。例えば、Δｔが１８０度〜２４０度のエッジ間の時間であれば、ΔＴｍｎはΔＴｍ４である。
Ｐｎ：永久磁石５０，５０，…の極対数
Δｔ：検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのエッジ間の時間
上記角度推定部６８は、角速度推定部６７からの推定角速度ωから推定電気角θを求めてベクトル演算部６２へ出力する。
【００５２】
また、上記ドラム式洗濯乾燥機は、図８に示すように、角速度推定部６７が演算した推定角速度ωが入力可能なセンシングデータ取得部６９を備えている。このセンシングデータ取得部６９は、速度推定部からの推定角速度に基づいて、ドラム３内の洗濯物量を検出したり、ドラム３のバランスを検出する。なお、Ｔｍ＊は、電流指令生成部６１に入力される指令トルクである。
【００５３】
上記構成のドラム式洗濯乾燥機によれば、ブラシレスモータ４のトルクを大きくするために、永久磁石５０，５０，…の極対数を多くしてホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの取付誤差の許容範囲が小さくなって、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗを所望位置に精度高く取り付けることができなくて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗ同士の間隔にズレが生じていても、センサ誤差補正部６６が検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのエッジ間の時間Δｔのズレを補正するので、推定電気角θおよび推定角速度ωを簡単かつ正確に求めることができる。このように、誘起電圧の検出回路、誘起電圧の零クロス点の検出回路、偏差の算出回路などを必要としない簡単安価な構成で、検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのエッジ間の時間Δｔのズレを補正して、ブラシレスモータ４の振動、騒音を低減できる。
【００５４】
また、上記センサ誤差補正部６６は、平均値ΔＴａｖｅと間隔時間ΔＴｍｎの比に基づいて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正するので、簡単な演算で間隔のズレを補正できる。
【００５５】
また、上記誤差検出部８０は、ロータ４７を一定速度で回転させているときのホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、間隔時間ΔＴｍｎを取得するので、誤差検出部８０が取得する間隔時間ΔＴｍｎの信頼性を高めることができる。
【００５６】
また、上記ドラム式洗濯乾燥機は、ブラシレスモータ用制御装置５でブラシレスモータ４を制御することにより、簡単安価な構成で例えば脱水運転を低振動、低騒音にできる。
【００５７】
また、上記ドラム式洗濯乾燥機は、ドラム３内の洗濯物量を検出するためのセンシングや、ドラム３のバランスを検出するセンシングに、角速度推定部６７による推定角速度ωを利用できる。より詳しくは、上述のセンシングを行うときに、センシングデータ取得部６９に推定角速度ωを入力することにより、ドラム３内の洗濯物量を正確に検出できると共に、ドラム３のバランスの誤検出を低減することができる。
【００５８】
上記実施形態では、センサ誤差補正部６６が、間隔時間ΔＴｍｎおよび平均値ΔＴａｖｅに基づいて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正していたが、間隔時間ΔＴｍｎと、例えば予め求めたシミュレーション値とに基づいて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正してもよい。あるいは、上記間隔時間ΔＴｍｎと、予め定めた基準値とを比較して、間隔時間ΔＴｍｎが上記基準値以上であれば、予め定めた第１補正パターンでホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正するようにする一方、間隔時間ΔＴｍｎが上記基準値未満であれば、予め定めた第２補正パターンでホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正するようにしてもよい。ここで、上記第２補正パターンは第１補正パターンとは異なるパターンである。
【００５９】
上記実施形態では、ドラム式洗濯乾燥機の組立工程において、ブラシレスモータ４でドラム３を回転駆動できるようにした後、図示しない回転駆動装置で空のドラム３を一定速で回転させて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを誤差検出部８０に入力するようにしていたが、ブラシレスモータ４で空のドラム３を一定速で回転させて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを誤差検出部８０に入力するようにしてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、誤差検出部８０は、間隔時間ΔＴｍ１、ΔＴｍ２、ΔＴｍ３、ΔＴｍ４、ΔＴｍ５およびΔＴｍ６の平均値ΔＴａｖｅを求めていたが、７個以上の間隔時間の平均値を求めてもよい。誤差検出部８０が永久磁石５０，５０の極対数分以上の間隔時間の平均値を求めた場合、この平均値の信頼性は高いので好ましい。
【００６１】
上記実施形態では、導入ダクト３５内に、銀イオンを含む水を供給できるようにしていたが、導入ダクト３５内に、銀イオン以外の抗菌作用を有する金属イオンを含む水を供給できるようにしてもよい。
【００６２】
上記実施形態では、誤差検出部８０が、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの出力に基づいて、図７に示す間隔時間ΔＴｍｎおよびこの平均値ΔＴａｖｅを求めて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレの補正に用いていたが、図９に示す間隔時間ΔＴ’ｍｎおよびこの平均値ΔＴ’ａｖｅを求めて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレの補正に用いてもよい。
【００６３】
また、上記ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗのうちの２つのセンサの検出信号を加算して、簡単な方法で、位相の遅れを振幅によって求めてもよい。
【００６４】
本発明のブラシレスモータ用制御装置は、インナーロータ型ブラシレスモータであっても、アウターロータ型ブラシレスモータであっても制御でき、また、乾燥機能を有さないドラム式洗濯機、ドラム式洗濯乾燥機、乾燥機能を有さない縦型洗濯機、縦型洗濯乾燥機にも用いることができる。
【００６５】
また、本発明のブラシレスモータ用制御装置は、洗濯機のみならず、例えば工作機械や電動パワーステアリング装置などといった様々機器に用いることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…外箱
２…水槽
３…ドラム
４…ブラシレスモータ
５…ブラシレスモータ用制御装置
４７…ロータ
５５ｕ，５５ｖ，５５ｗ…ホールセンサ
６１…電流指令生成部
６２…ベクトル演算部
６３…ｄ−ｑ/ＵＶＷ変換部
６４…インバータ
６５…センサ誤差メモリ部
６６…センサ誤差補正部
６７…角速度推定部
８０…誤差検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータ用制御装置およびそれを備えた洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシレスモータ用制御装置としては、特開２００８−３１２３８９号公報(特許文献１)に開示されたものがある。このブラシレスモータ用制御装置は、ブラシレスモータと、このブラシレスモータを駆動するためのインバータ回路とを備えている。
【０００３】
上記ブラシレスモータは、３相巻線を有する固定子と、この固定子内に、固定子と隙間を空けて回転可能に配置された回転子とを備えている。この回転子の外周部には、周方向において磁極が交互になるように複数のマグネットを設けている。また、上記ブラシレスモータは磁極検出素子を含む回転子位置センサを搭載しており、この回転子位置センサが回転子の位置を磁極で検出する。
【０００４】
このような構成のブラシレスモータ用制御装置では、３相巻線の誘起電圧の零クロス点の電気角と、回転位置センサからの基準位置信号との誤差を時間で測定して、この時間を電気角度に換算する。この電気角度を用いて上記基準位置信号の補正を補正することにより、ブラシレスモータの振動、騒音を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３１２３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のブラシレスモータ用制御装置では、３相巻線の誘起電圧の零クロス点の電気角と、各相の回転位置センサからの位置信号の電気解との誤差を時間で測定して、この時間から求めた電気角度に基づいて、基準位置信号を補正しているため、誘起電圧の検出回路、誘起電圧の零クロス点の検出回路、電気角度の算出回路が必要であって、制御が煩雑かつ高価になるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、簡単、安価な構成および簡単な演算での回転位置センサの取付誤差を補正して、振動、騒音を低減できるブラシレスモータ用制御装置およびそれを備えた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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のブラシレスモータ用制御装置は、
ブラシレスモータのロータの回転位置を検出するための複数の回転位置センサと、
上記複数の回転位置センサの出力に基づいて、上記複数の回転位置センサの複数の間隔データを得る間隔データ取得手段と、
上記複数の間隔データを記憶するメモリと、
上記間隔データと基準の間隔データとに基づいて、上記回転位置センサの間隔のズレを補正して上記ロータの回転速度を求める回転速度算出手段と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、上記間隔データ取得手段は、複数の回転位置センサの出力に基づいて、複数の回転位置センサの複数の間隔データを得る。この複数の間隔データはメモリに記憶されて、この間隔データと基準の間隔データとに基づいて、回転速度算出手段が、回転位置センサの間隔のズレを補正してロータの回転速度を求める。
【００１０】
したがって、トルクを大きくするために、極対数を多くして電気角に対する寸法が極めて小さくなって、上記回転位置センサを所望位置に精度高く取り付けることができなくて、回転位置センサ同士の間隔にズレが生じていても、回転速度算出手段は、上記間隔データと基準の間隔データとに基づいて、回転位置センサ間の間隔データのズレを補正するので、ロータの電気角および回転速度を簡単かつ正確に求めることができる。このように、誘起電圧の検出回路、誘起電圧の零クロス点の検出回路、偏差の算出回路などを必要としない簡単安価な構成で、回転位置センサ間の間隔データのズレを補正して、ブラシレスモータの振動、騒音を低減できる。
【００１１】
一実施形態のブラシレスモータ用制御装置では、
上記複数の間隔データの平均値を求める平均値算出手段を備え、
上記基準の間隔データは、上記平均値算出手段が求める上記複数の間隔データの平均値であり、
上記平均値算出手段は上記回転位置センサの上記ロータの極対数分以上の間隔データの平均値を算出する。
【００１２】
上記実施形態によれば、上記基準の間隔データは、平均値算出手段が求める複数の間隔データの平均値であるので、回転速度算出手段は、間隔データと基準の間隔データとに基づいて、回転位置センサ間の間隔データのズレを確実に補正することができる。
【００１３】
また、上記平均値算出手段が回転位置センサのロータの極対数分以上の間隔データの平均値を算出するので、平均値の信頼性が高くなる。したがって、上記回転速度算出手段はロータの回転速度をより正確に求めることができる。
【００１４】
一実施形態のブラシレスモータ用制御装置では、
上記速度算出手段は、上記平均値と上記間隔データの比に基づいて、上記回転位置センサの間隔のズレを補正して速度を算出する。
【００１５】
上記実施形態によれば、上記速度算出手段は、上記平均値と上記間隔データの比に基づいて、上記回転位置センサの間隔のズレを補正して速度を算出するので、簡単な演算で間隔のズレを補正できる。
【００１６】
一実施形態のブラシレスモータ用制御装置では、
上記間隔データ取得手段は、上記ロータを一定速度で回転させているときの上記回転位置センサの出力に基づいて上記間隔データを取得する。
【００１７】
上記実施形態によれば、上記間隔データ取得手段は、ロータを一定速度で回転させているときの回転位置センサの出力に基づいて間隔データを取得するので、間隔データ取得手段が取得する間隔データの信頼性を高めることができる。
【００１８】
このロータを一定速で回転させるのは、ブラシレスモータの外部から強制的に一定速で回転させてもよく、あるいは、このブラシレスモータ自体の機能で回転させてもよい。
【００１９】
本発明の洗濯機は、
本発明のブラシレスモータ用制御装置を備えたことを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、上記ブラシレスモータ用制御装置を備えるので、簡単安価な構成でブラシレスモータによる振動および騒音を低減できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のブラシレスモータ用制御装置は、回転位置センサ間の間隔のズレに基づいて、回転位置センサ間の間隔のズレに基づいて、回転位置センサの出力を補正するので、簡単安価な構成で、ブラシレスモータの振動、騒音を低減できる。
【００２２】
本発明の洗濯機は、極対数を多くして高トルクにしても、簡単安価な構成で振動および騒音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は本発明の一実施形態のドラム式洗濯乾燥機の概略斜視図である。
【図２】図２は上記ドラム式洗濯乾燥機の概略断面図である。
【図３】図３は上記ドラム式洗濯乾燥機のブラシレスモータの概略背面図である。
【図４】図４は図３のIV−IV線矢視の概略断面図である。
【図５】図５は上記ブラシレスモータの模式断面図である。
【図６】図６は上記ドラム式洗濯乾燥機のモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は上記ドラム式洗濯乾燥機のホールセンサの検出信号を示す図である。
【図８】図８は上記ドラム式洗濯乾燥機の要部を説明するためのブロック図である。
【図９】図９は上記ドラム式洗濯乾燥機のホールセンサの検出信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のブラシレスモータ用制御装置および洗濯機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態のドラム式洗濯乾燥機を斜め上方から見た概略図である。
【００２６】
上記ドラム式洗濯乾燥機は、外箱開口部６を前面部に有する外箱１を備えている。外箱１の前面部には、外箱開口部６を閉鎖するためのドア７をヒンジで左右方向に回動可能に取り付けている。外箱開口部６をドア７で閉鎖しているときに、ドア開ボタン８を押すと、図示しない付勢部材の付勢力によって、ドア７が少し開くようになっている。また、外箱１の上部には、操作キーや表示部を有する操作部９を設けている。この操作部９の裏側(外箱１の内部側)には、ドラム式洗濯乾燥機の動作を制御する制御装置１１(図２参照)を配置している。この制御装置１１は、図５に示すブラシレスモータ用制御装置５を備えている。
【００２７】
図２は、上記ドラム式洗濯乾燥機を側方から見た概略断面図である。
【００２８】
上記ドラム式洗濯乾燥機は、外箱１内に配置された有底筒形状の水槽２と、この水槽２内に回転可能に配置され、洗濯物を収容する有底円筒形状のドラム３と、水槽２の後部に取り付けられ、ドラム３を回転駆動するブラシレスモータ４と、水槽２の後部を弾性支持する２本のダンパ１２(図２では１本のみ図示)とを備えている。なお、ドラム３は回転槽の一例である。
【００２９】
上記外箱１の上面部の後部には給水口１０を設けている。この給水口１０は、図示しない給水ホースを介して水道の蛇口に接続される。また、給水口１０を外箱１内で給水弁１３の注入口に接続している。これにより、水道水が、給水ダクト１５と、図示を省略した洗剤ケースとを経由して、水槽２の上部から水槽２内に流入したり、あるいは、冷却水ダクト１４を流れて、水槽２の下部から水槽２内に流入したりすることが可能になっている。
【００３０】
上記水槽２の前面部には、斜め上方を向いて外箱開口部６に対向する水槽開口部１６を設けている。この水槽開口部１６の開口縁は、筒状の接続部材１７を介して外箱開口部６の開口縁に接続されている。また、水槽開口部１６の開口縁には、ゴムや軟質樹脂等の弾性体から成るパッキン１８を固着している。これにより、ドア７を閉じると、ドア７がパッキン１８に密着して、水槽２内の液体が水槽２外へ漏れ出るのを防げるようになっている。また、排水モータ２３が排水弁２２を開放すると、水槽２内の液体は、排水ダクト１９、接続ケース２０および排水ホース２１を順次流れて外箱１外へ流れる。また、排水弁２２を閉鎖した状態で循環ポンプ２４を駆動すると、水槽２内の液体を水槽２外に出して、排水ダクト１９および循環ダクト２５を介して水槽２内に戻せるようになっている。また、接続ケース２０は糸屑フィルタ７０を収容している。
【００３１】
上記ドラム３は前側に対して後側が下がるように水平方向に対して傾斜するように配置されている。また、ドラム３の前面部には、外箱開口部６および水槽開口部１６に対向するドラム開口部２６を設けている。また、ドラム３の周壁には複数の小孔２７(図２では６個のみ図示)を全周にわたって設けている。また、ドラム３の周壁の内面には、半径方向内側に向かって突出する複数のバッフル２８(図２では１個のみ図示)を設けている。また、ドラム３のドラム開口部２６には液体バランサ２９を取り付けている。
【００３２】
また、上記ドラム式洗濯乾燥機は、洗濯物を乾燥させるために、金属性の冷却板３０と、送風機３３と、ヒータ３４とを備えている。乾燥運転時、冷却板３０の周辺の空気が、水槽２の後面部(底部)の下部の導出口３１から水槽２外に出た後、導出ダクト３２、送風機３３、ヒータ３４および導入ダクト３５を順次流れて、ドラム３の後面部の環状の導入孔３６からドラム３内に吹き出る。なお、３７はエアフィルタである。
【００３３】
また、上記導入ダクト３５には、銀イオン水を噴出するノズル３８を取り付けている。このノズル３８には、冷却水ダクト１４の上端部から分岐した分岐ダクト３９の下端部を接続している。また、分岐ダクト３９内の水道水は銀イオン溶出装置４０を経由して銀イオン水となる。また、分岐ダクト３９の下端部には逆止弁４１を設けて、銀イオン水が逆流しないようにしている。
【００３４】
上記ダンパ１２は、オイルが封入されたシリンダ部４２と、上端部がシリンダ部４２内に入ったピストンロッド４３とを有している。このピストンロッド４３の下端部は、弾性材からなるダンパブッシュ４４を介してダンパ支持金具４５に取り付けられている。
【００３５】
図３は、上記ブラシレスモータ４を後側から見た概略図である。また、図４は、図３のIV−IV線に沿って切った概略断面図である。なお、図３では、ブラシレスモータ４の内部構造を判り易くするため、ブラシレスモータ４の一部を破断した状態を示している。
【００３６】
上記ブラシレスモータ４は、図３，図４に示すように、モータケース４６と、このモータケース４６内に回転可能に配置されたロータ４７と、このロータ４７を取り囲むステータ４８と、ロータ４７と一体に回転するシャフト４９とを有している。
【００３７】
上記モータケース４６は、前側モータケース５１と、この前側モータケース５１に複数のボルト５３，５３，…で固定された後側モータケース５２とから成っている。また、前側モータケース５１には複数のボルト７１(図３での図示は省略、図４では１つのみ図示)でステータ４８を固定している。
【００３８】
上記ロータ４７の外周縁部には、周方向に所定の間隔をあけて複数(例えば２０個)の永久磁石５０，５０，…を取り付けている。この複数の永久磁石５０，５０，…により、Ｓ極の磁極エリアとＮ極の磁極エリアとが周方向に沿って交互に形成される。
【００３９】
上記ステータ４８の内周縁部には、周方向に所定の間隔をあけて複数のコイル部５４，５４，…を設けている。また、ステータ４８の下部には、回転位置センサの一例としてのホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗを搭載したホルダ５９を複数のネジ６０，６０で固定している。ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗは、ロータ４７の回転位置を検出すると共に、ロータ４７の回転位置を示す検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを出力する。なお、上記検出信号ＨｕはＵ相のコイル部５４に対応する信号であり、また、検出信号ＨｖはＶ相のコイル部５４に対応する信号であり、また、検出信号ＨｗはＷ相のコイル部５４に対応する信号である。
【００４０】
上記シャフト４９は、前側モータケース５１に取り付けられた前側ベアリング５６と、後側モータケース５２に取り付けられた後側ベアリング５７とで回転可能に支持されている。また、シャフト４９の前端部は連結ブラケット５８を介してドラム３の後端面(底部外面)に固定されている(図２参照)。これにより、シャフト４９が回転すると、ドラム３がシャフト４９と一体に回転する。
【００４１】
図５は、上記ブラシレスモータ４を回転軸方向から見た模式断面図である。
【００４２】
上記ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗは、周方向に予め設定された間隔をあけて配置されている。この間隔は検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗから検出できる。
【００４３】
図６は、上記ブラシレスモータ４の回転をベクトル制御するブラシレスモータ用制御装置５の構成を示すブロック図である。
【００４４】
上記ブラシレスモータ用制御装置５は、電流指令生成部６１と、ベクトル演算部６２と、ｄ−ｑ/ＵＶＷ変換部６３と、インバータ６４と、メモリの一例としてのセンサ誤差メモリ部６５と、回転速度算出手段の一例としてのセンサ誤差補正部６６と、回転速度算出手段の一例としての角速度推定部６７と、角度推定部６８と、間隔データ取得手段および平均値算出手段の一例としての誤差検出部８０とを有している。
【００４５】
上記電流指令生成部６１には角速度偏差Δωが入力される。これに応じて、電流指令生成部６１は、角速度偏差Δωに基づき、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊，ｑ軸指令電流Ｉｑ＊を生成してベクトル演算部６２へ出力する。なお、上記角速度偏差Δωは、目標角速度である指令角速度ω＊と、角速度推定部６７が演算した推定角速度ωとの差である。
【００４６】
上記ベクトル演算部６２は、電流指令生成部６１からのｄ軸指令電流Ｉｄ＊，ｑ軸指令電流Ｉｑ＊と、角度推定部６８からの推定電気角θとを用いて、ベクトル演算する。そして、上記ベクトル演算の結果は、ｄ−ｑ座標系で表されたｄ軸指令電圧Ｖｄ＊，ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊としてｄ−ｑ/ＵＶＷ変換部６３に出力される。ここで、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊は、永久磁石５０，５０，…による磁束の方向における指令電流であり、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊は永久磁石５０，５０，…による磁束の方向と直交する方向における指令電流である。また、ｄ−ｑ座標系は、ロータ４７と共に回転する回転座標系である。また、ｄ軸指令電圧Ｖｄ＊は、永久磁石５０，５０，…による磁束の方向における指令電圧であり、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊は永久磁石５０，５０，…による磁束の方向と直交する方向における指令電圧である。
【００４７】
上記ｄ−ｑ/ＵＶＷ変換部６３は、ベクトル演算部６２からのｄ軸指令電圧Ｖｄ＊，ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊をＵ相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖ相指令電圧Ｖｖ＊，Ｗ相指令電圧Ｖｗ＊に変換してインバータ６４へ出力する。
【００４８】
上記インバータ６４は、例えばＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)から成るスイッチング素子を複数有し、図示しない直流電源回路から直流電圧の供給を受けるようになっている。また、インバータ６４は、Ｕ相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖ相指令電圧Ｖｖ＊，Ｗ相指令電圧Ｖｗ＊に基づいて、スイッチング素子を制御する。これにより、Ｕ相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖ相指令電圧Ｖｖ＊，Ｗ相指令電圧Ｖｗ＊に対応する三相交流電圧がブラシレスモータ４のコイル部５４，５４，…に印加される。
【００４９】
上記センサ誤差補正部６６には、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗからの検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが入力される。これにより、センサ誤差補正部６６は、センサ誤差メモリ部６５に記憶された間隔時間ΔＴｍｎ(ｎ＝０，１，…，５)および平均値ΔＴａｖｅに基づいて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正する。具体的には、検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのエッジ間の時間Δｔを補正する。なお、間隔時間ΔＴｍｎは間隔データの一例である。
【００５０】
上記間隔時間ΔＴｍｎおよび平均値ΔＴａｖｅは、ドラム式洗濯乾燥機の組立工程でセンサ誤差メモリ部６５に記憶させたものである。より詳しくは、ドラム式洗濯乾燥機の組立工程において、ブラシレスモータ４でドラム３を回転駆動できるようにした後、図示しない回転駆動装置で空のドラム３を一定速で回転させて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを誤差検出部８０に入力する。これにより、誤差検出部８０は、図７に示す間隔時間ΔＴｍｎを得ると共に、間隔時間ΔＴｍｎの平均値ΔＴａｖｅを求める。そして、上記センサ誤差メモリ部６５が間隔時間ΔＴｍｎおよび平均値ΔＴａｖｅを記憶する。このとき、０度〜６０度のエッジ間の時間が間隔時間ΔＴｍ１として、６０度〜１２０度のエッジ間の時間が間隔時間ΔＴｍ２として、１２０度〜１８０度のエッジ間の時間が間隔時間ΔＴｍ３として、１８０度〜２４０度のエッジ間の時間が間隔時間ΔＴｍ４として、３００度〜３６０度のエッジ間の時間が間隔時間ΔＴｍ５としてセンサ誤差メモリ部６５に記憶される。なお、図６の点線矢印は、ドラム式洗濯乾燥機の組立工程のみで起こる信号の流れであることを示している。
【００５１】
上記角速度推定部６７は、センサ誤差補正部６６からの検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのエッジ間の時間Δｔの補正後の値に基づいて、推定角速度ωを求める。すなわち、上記角速度推定部６７は、下記式を使っていることになる。ここで、ΔＴｍｎはΔｔに対応する区間の時間である。例えば、Δｔが１８０度〜２４０度のエッジ間の時間であれば、ΔＴｍｎはΔＴｍ４である。
Ｐｎ：永久磁石５０，５０，…の極対数
Δｔ：検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのエッジ間の時間
上記角度推定部６８は、角速度推定部６７からの推定角速度ωから推定電気角θを求めてベクトル演算部６２へ出力する。
【００５２】
また、上記ドラム式洗濯乾燥機は、図８に示すように、角速度推定部６７が演算した推定角速度ωが入力可能なセンシングデータ取得部６９を備えている。このセンシングデータ取得部６９は、速度推定部からの推定角速度に基づいて、ドラム３内の洗濯物量を検出したり、ドラム３のバランスを検出する。なお、Ｔｍ＊は、電流指令生成部６１に入力される指令トルクである。
【００５３】
上記構成のドラム式洗濯乾燥機によれば、ブラシレスモータ４のトルクを大きくするために、永久磁石５０，５０，…の極対数を多くしてホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの取付誤差の許容範囲が小さくなって、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗを所望位置に精度高く取り付けることができなくて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗ同士の間隔にズレが生じていても、センサ誤差補正部６６が検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのエッジ間の時間Δｔのズレを補正するので、推定電気角θおよび推定角速度ωを簡単かつ正確に求めることができる。このように、誘起電圧の検出回路、誘起電圧の零クロス点の検出回路、偏差の算出回路などを必要としない簡単安価な構成で、検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのエッジ間の時間Δｔのズレを補正して、ブラシレスモータ４の振動、騒音を低減できる。
【００５４】
また、上記センサ誤差補正部６６は、平均値ΔＴａｖｅと間隔時間ΔＴｍｎの比に基づいて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正するので、簡単な演算で間隔のズレを補正できる。
【００５５】
また、上記誤差検出部８０は、ロータ４７を一定速度で回転させているときのホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、間隔時間ΔＴｍｎを取得するので、誤差検出部８０が取得する間隔時間ΔＴｍｎの信頼性を高めることができる。
【００５６】
また、上記ドラム式洗濯乾燥機は、ブラシレスモータ用制御装置５でブラシレスモータ４を制御することにより、簡単安価な構成で例えば脱水運転を低振動、低騒音にできる。
【００５７】
また、上記ドラム式洗濯乾燥機は、ドラム３内の洗濯物量を検出するためのセンシングや、ドラム３のバランスを検出するセンシングに、角速度推定部６７による推定角速度ωを利用できる。より詳しくは、上述のセンシングを行うときに、センシングデータ取得部６９に推定角速度ωを入力することにより、ドラム３内の洗濯物量を正確に検出できると共に、ドラム３のバランスの誤検出を低減することができる。
【００５８】
上記実施形態では、センサ誤差補正部６６が、間隔時間ΔＴｍｎおよび平均値ΔＴａｖｅに基づいて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正していたが、間隔時間ΔＴｍｎと、例えば予め求めたシミュレーション値とに基づいて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正してもよい。あるいは、上記間隔時間ΔＴｍｎと、予め定めた基準値とを比較して、間隔時間ΔＴｍｎが上記基準値以上であれば、予め定めた第１補正パターンでホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正するようにする一方、間隔時間ΔＴｍｎが上記基準値未満であれば、予め定めた第２補正パターンでホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレを補正するようにしてもよい。ここで、上記第２補正パターンは第１補正パターンとは異なるパターンである。
【００５９】
上記実施形態では、ドラム式洗濯乾燥機の組立工程において、ブラシレスモータ４でドラム３を回転駆動できるようにした後、図示しない回転駆動装置で空のドラム３を一定速で回転させて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを誤差検出部８０に入力するようにしていたが、ブラシレスモータ４で空のドラム３を一定速で回転させて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを誤差検出部８０に入力するようにしてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、誤差検出部８０は、間隔時間ΔＴｍ１、ΔＴｍ２、ΔＴｍ３、ΔＴｍ４、ΔＴｍ５およびΔＴｍ６の平均値ΔＴａｖｅを求めていたが、７個以上の間隔時間の平均値を求めてもよい。誤差検出部８０が永久磁石５０，５０の極対数分以上の間隔時間の平均値を求めた場合、この平均値の信頼性は高いので好ましい。
【００６１】
上記実施形態では、導入ダクト３５内に、銀イオンを含む水を供給できるようにしていたが、導入ダクト３５内に、銀イオン以外の抗菌作用を有する金属イオンを含む水を供給できるようにしてもよい。
【００６２】
上記実施形態では、誤差検出部８０が、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの出力に基づいて、図７に示す間隔時間ΔＴｍｎおよびこの平均値ΔＴａｖｅを求めて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレの補正に用いていたが、図９に示す間隔時間ΔＴ’ｍｎおよびこの平均値ΔＴ’ａｖｅを求めて、ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗの間隔のズレの補正に用いてもよい。
【００６３】
また、上記ホールセンサ５５ｕ，５５ｖ，５５ｗのうちの２つのセンサの検出信号を加算して、簡単な方法で、位相の遅れを振幅によって求めてもよい。
【００６４】
本発明のブラシレスモータ用制御装置は、インナーロータ型ブラシレスモータであっても、アウターロータ型ブラシレスモータであっても制御でき、また、乾燥機能を有さないドラム式洗濯機、ドラム式洗濯乾燥機、乾燥機能を有さない縦型洗濯機、縦型洗濯乾燥機にも用いることができる。
【００６５】
また、本発明のブラシレスモータ用制御装置は、洗濯機のみならず、例えば工作機械や電動パワーステアリング装置などといった様々機器に用いることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…外箱
２…水槽
３…ドラム
４…ブラシレスモータ
５…ブラシレスモータ用制御装置
４７…ロータ
５５ｕ，５５ｖ，５５ｗ…ホールセンサ
６１…電流指令生成部
６２…ベクトル演算部
６３…ｄ−ｑ/ＵＶＷ変換部
６４…インバータ
６５…センサ誤差メモリ部
６６…センサ誤差補正部
６７…角速度推定部
８０…誤差検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスモータのロータの回転位置を検出するための複数の回転位置センサと、
上記複数の回転位置センサの出力に基づいて、上記複数の回転位置センサの複数の間隔データを得る間隔データ取得手段と、
上記複数の間隔データを記憶するメモリと、
上記間隔データと基準の間隔データとに基づいて、上記回転位置センサの間隔のズレを補正して上記ロータの回転速度を求める回転速度算出手段と
を備えることを特徴とするブラシレスモータ用制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシレスモータ用制御装置において、
上記複数の間隔データの平均値を求める平均値算出手段を備え、
上記基準の間隔データは、上記平均値算出手段が求める上記複数の間隔データの平均値であり、
上記平均値算出手段は上記回転位置センサの上記ロータの極対数分以上の間隔データの平均値を算出することを特徴とするブラシレスモータ用制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のブラシレスモータ用制御装置において、
上記速度算出手段は、上記平均値と上記間隔データの比に基づいて、上記回転位置センサの間隔のズレを補正して速度を算出することを特徴とするブラシレスモータ用制御装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載のブラシレスモータ用制御装置において、
上記間隔データ取得手段は、上記ロータを一定速度で回転させているときの上記回転位置センサの出力に基づいて上記間隔データを取得することを特徴とするブラシレスモータ用制御装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載のブラシレスモータ用制御装置を備えたことを特徴とする洗濯機。
【請求項１】
ブラシレスモータのロータの回転位置を検出するための複数の回転位置センサと、
上記複数の回転位置センサの出力に基づいて、上記複数の回転位置センサの複数の間隔データを得る間隔データ取得手段と、
上記複数の間隔データを記憶するメモリと、
上記間隔データと基準の間隔データとに基づいて、上記回転位置センサの間隔のズレを補正して上記ロータの回転速度を求める回転速度算出手段と
を備えることを特徴とするブラシレスモータ用制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシレスモータ用制御装置において、
上記複数の間隔データの平均値を求める平均値算出手段を備え、
上記基準の間隔データは、上記平均値算出手段が求める上記複数の間隔データの平均値であり、
上記平均値算出手段は上記回転位置センサの上記ロータの極対数分以上の間隔データの平均値を算出することを特徴とするブラシレスモータ用制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のブラシレスモータ用制御装置において、
上記速度算出手段は、上記平均値と上記間隔データの比に基づいて、上記回転位置センサの間隔のズレを補正して速度を算出することを特徴とするブラシレスモータ用制御装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載のブラシレスモータ用制御装置において、
上記間隔データ取得手段は、上記ロータを一定速度で回転させているときの上記回転位置センサの出力に基づいて上記間隔データを取得することを特徴とするブラシレスモータ用制御装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載のブラシレスモータ用制御装置を備えたことを特徴とする洗濯機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８５４１８（Ｐ２０１３−８５４１８Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４６９４（Ｐ２０１１−２２４６９４）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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