JP2002325480A

JP2002325480A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2002325480A
Application number: JP2001123947A
Authority: JP
Inventors: Minoru Miyajima; 実宮島
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】洗濯用回転体を駆動させるＤＣブラシレスモ
ータのフィードバック制御時に騒音、振動が少ない洗濯
機を提供する。【解決手段】マイコン６４がインバータ回路５７を制
御して所定の設定周波数の正弦波状電圧を洗濯用回転体
を駆動させるＤＣブラシレスモータモータ９に供給しオ
ープンループ駆動させたときに生ずる正弦波状電圧の位
相とホールセンサ６３から出力されるロータ位置信号の
位相との位相ずれ量をマイコン６４が検出してＥＥＰＲ
ＯＭ６５に記憶するとともに、マイコン６４がインバー
タ回路５７を制御してモータ９をフィードバック制御し
て駆動させるときに、マイコン６４がＥＥＰＲＯＭ６５
に記憶した位相ずれ量に基づいてモータ９に供給する正
弦波状電圧を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗濯用回転体を駆
動させるＤＣブラシレスモータを備えた洗濯機に関する
ものである。特に、ＤＣブラシレスモータのフィードバ
ック制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】洗濯機の洗濯用回転体を駆動させるモー
タはかつて誘導モータが主流であったが、モータ電磁音
の静音化と省エネルギー化を図るために現在ではＤＣブ
ラシレスモータが一般に用いられるようになっている。
ＤＣブラシレスモータでは、ロータ位置にタイミングを
合わせて正弦波状電圧をモータに供給する必要がある。

【０００３】このため洗い攪拌などのモータ回転数が低
いときは、ロータ位置を検出してＤＣブラシレスモータ
に供給する正弦波状電圧を制御するフィードバック制御
（同期運転）を行う。一方、脱水などのモータ回転数が
高いときは、ロータ位置を検出してフィードバック制御
を行うとＤＣブラシレスモータに供給する正弦波状電圧
の制御タイミングがずれてしまうため、予め設定された
所定の周波数の正弦波状電圧をＤＣブラシレスモータに
供給しオープンループ駆動（非同期運転）するのが一般
的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、フィードバ
ック制御においてロータ位置を検出するセンサの取り付
け精度が悪かったり、センサ感度がばらついていたりす
ると、ロータ位置の検出誤差が大きくなってしまう。ロ
ータ位置の検出誤差が大きくなりステータ巻線への通電
切り換え（転流）タイミングがずれてしまうと、ステー
タ巻線を流れる電流とステータ巻線に生じる誘起電圧と
の力率が低くなるので消費電力が増加したり、モータト
ルクにムラが生じるので振動や騒音が大きくなったり、
モータ異常（モータ脱調）が発生した場合の検出が遅れ
てしまうなどの問題が生じていた。

【０００５】また、フィードバック制御では、ロータ位
置検出毎にＤＣブラシレスモータに供給する正弦波状電
圧の位相を初期状態することで、負荷変動などによって
生じるロータとステータとの位相ずれを補正していた。
このため、負荷変動などによってロータとステータとの
位相ずれが生じた場合、ロータ位置検出毎にＤＣブラシ
レスモータに供給する正弦波状電圧の波形が歪んでしま
っていた。ＤＣブラシレスモータに供給する正弦波状電
圧の波形に歪みが生じると、モータトルク変動が発生し
設定された回転数を維持する妨げになると同時に騒音や
振動が大きくなっていた。また、正弦波状電圧の波形に
歪みが生じることにより、雑音も発生していた。特に、
ドラム洗濯機では洗濯物を持ち上げ落下させることによ
って生じる衝撃で洗浄力を得るので、モータ１回転中の
負荷変動が大きくなりＤＣブラシレスモータに供給する
正弦波状電圧の波形の歪みが大きくなっていた。

【０００６】本発明は、上記の問題点に鑑み、フィード
バック運転時に騒音や振動が少ない洗濯機を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る洗濯機においては、洗濯用回転体と、
該洗濯用回転体を駆動させるＤＣブラシレスモータと、
前記モータのロータ位置を検出する位置検出手段と、イ
ンバータ手段及び記憶手段を有し波形制御を行った正弦
波状電圧を前記モータに供給する制御手段と、を備え、
前記制御手段が、所定の設定周波数の正弦波状電圧を前
記モータに供給しオープンループ駆動させたときに生ず
る前記正弦波状電圧の位相と前記位置検出手段によって
出力される位置信号の位相との位相ずれ量を検出して前
記記憶手段に記憶するとともに、前記位置検出手段から
出力される位置信号に基づくフィードバック制御を行っ
て前記モータを駆動させるときに前記位相ずれ量に基づ
いて前記モータに供給する正弦波状電圧を補正するよう
にする。さらに、電源を切っても前記位相ずれ量が消滅
しないように、前記記憶手段を不揮発性メモリにしても
よい。

【０００８】また、位置検出手段の検出誤差をより正確
に補正するために、前記所定の設定周波数を複数設け、
前記所定の設定周波数それぞれに対する前記位相ずれ量
を検出して前記記憶手段に記憶するようにしてもよく、
前記位相ずれ量を検出するオープンループ駆動は前記モ
ータの正回転方向および逆回転方向で行い、それぞれの
回転方向に対する前記位相ずれ量を検出して前記記憶手
段に記憶するようにしてもよい。

【０００９】また、モータ効率を高める観点から、上記
構成の洗濯機において、前記制御手段が、前記モータに
供給する正弦波状電圧の位相をモータ回転数に応じた設
定値だけ前記モータのロータ位置に対してずらすように
してもよい。

【００１０】また、上記目的を達成するために、本発明
に係る洗濯機においては、洗濯用回転体と、該洗濯用回
転体を駆動させるＤＣブラシレスモータと、前記モータ
のロータ位置を検出する位置検出手段と、インバータ手
段を有し波形制御を行った正弦波状電圧を前記モータに
供給する制御手段と、を備え、前記位置検出手段から出
力される位置信号に基づくフィードバック制御を行って
前記モータを駆動させるときに、モータ負荷変動によっ
てモータ回転数が変化して前記モータに供給される正弦
波状電圧の位相が前記位置信号に対してずれたときは、
前記制御手段が、前記正弦波状電圧の周波数を負荷変動
前のモータ回転数に対応する第１の周波数から一旦第２
の周波数にしたのち負荷変動後のモータ回転数に対応す
る第３の周波数にする。尚、上述した本発明に係る洗濯
機の構成を取り入れて、前記制御手段が、前記位置検出
手段の検出誤差を補正するようにしてもよく、さらに、
前記モータのロータ位置に対して前記モータに印加する
電圧の位相をモータ回転数に応じた設定値だけずらすよ
うに制御してもよい。また、上述した本発明に係る洗濯
機の構成を取り入れない場合は、モータ負荷変動によっ
て前記正弦波状電圧の位相が前記位置信号に対して遅れ
目になったときは、前記第２の周波数を前記第３の周波
数の２倍にし、モータ負荷変動によって前記正弦波状電
圧の位相が前記位置信号に対して進み目になったとき
は、前記第２の周波数を前記第３の周波数の１／２倍に
することが望ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図面
を参照して説明する。以下に説明する実施形態では略水
平な軸を中心に回転する横型のドラムを備えたドラム式
洗濯機に本発明を適用するが、本発明は略垂直な軸を中
心に回転する縦型の脱水槽を備えた洗濯機にも適用する
ことができる。

【００１２】図１は、本発明に係るドラム式洗濯機の外
観斜視図である。洗濯機の外壁を形成する本体外装部１
は前面が開閉扉３で開閉できるようになっている。本体
外装部１の前面上部には操作キーや表示部を備えた操作
パネル１１が設けられている。

【００１３】図２にドラム式洗濯機の側面断面図を示
す。本体外装部１内には前面に開口部４ａを有する有底
筒状の水槽４が配される。水槽４は図３および図４に示
すように、本体外装部１内に引張りバネから成る第１懸
架装置７ａ及び第２懸架装置７ｂで弾力的に支持されて
いる。

【００１４】本体外装部１の内壁には水槽４の前方上部
にアングル２９ａが取り付けられ、本体外装部１の背壁
には上部にアングル２９ｂが取り付けられている。水槽
４の前面及び背面にはアングル３０ａ、３０ｂが固着さ
れている。そして、アングル２９ａとアングル３０ａに
第１懸架装置７ａを掛着して、水槽４の前部は第１懸架
装置７ａにより左右の２箇所を懸架されている。

【００１５】同様に、アングル２９ｂとアングル３０ｂ
に第２懸架装置７ｂを掛着して、水槽４の後部は第２懸
架装置７ｂにより左右の２箇所を懸架されている。ま
た、第１、第２懸架装置７ａ、７ｂは、鉛直方向に対し
てそれぞれ角度θ１、θ２だけ左右対称に傾斜して取り
付けられている。これにより、水槽４を左右方向の摺動
に対して求心させることができる。尚、アングル３０
ａ、３０ｂは水槽４と一体成形してもよい。

【００１６】また、水槽４はダンパー８ａ、８ｂから成
る減衰装置により本体外装部１の底部に支持されてい
る。水槽４の前方には左右の２箇所にダンパー８ａが取
付られ、水槽４の後方には左右の２箇所にダンパー８ｂ
が取付られている。これにより水槽４の揺動を減衰する
ようになっている。

【００１７】再び図２を参照して説明する。本体外装部
１の背壁には、フェルトやゴム等から成る緩衝材２８が
固着されている。これにより、水槽４が前後方向に摺動
した際に、水槽４と本体外装部１の背壁との衝突による
騒音の発生を防止している。

【００１８】水槽４内にはドラム５が配設されている。
ドラム５は軸部５eに固定されており、モータケース９
ａを介して水槽４と一体化されるベアリング６に軸部５
eが支持されて、回転自在になっている。軸部５eにはロ
ータ９ｂが固着され、モータケース９ａ内にはステータ
９ｃが固定されている。これらにより、ドラム５を駆動
するモータ９が構成されている。モータ９の回転駆動は
後述するマイクロコンピュータ（以下、マイコンとい
う）６４によって制御されている。尚、本実施形態では
モータ９として３相２０極ＤＣブラシレスモータを使用
している。

【００１９】モータ９のロータ９ｂは図５に示すような
構造であり、図６に示すステータ９ｃの内部に同心軸状
に回転可能に保持されている。ロータコア７１は積層さ
れた鋼板で構成されている。ロータコア７１の突極７１
Ａの間には、永久磁石７２が配設されている。隣り合う
永久磁石７２のＮ極７２ＮとＳ極７２Ｓの配置を逆にす
ることで、ロータコアの突極部分７１ＡはＮ極７１Ｎと
Ｓ極７１Ｓの交互になる。このような構成にすること
で、ロータコアに永久磁石を円周状に貼り付け周設する
構成よりも高い磁力を得ることができる。

【００２０】モータ９は２０極で、ロータコアの突極部
分７１ＡはＮ極とＳ極がそれぞれ１０個ずつであるが、
極数については本発明を限定するものではない。また、
ロータの構成も本発明を限定するものではなく、例えば
ロータに永久磁石を円周状に貼り付け周設する構成にし
てもよい。

【００２１】モータカバー９ａ内に設けられたステータ
９ｃを図６に示す。ステータ９ｃは２４極であり、ステ
ータコア７３はロータコア７１と同様に積層された鋼板
で構成される。ステータコア７３には、巻線７４が集中
巻方式で巻設されている。集中巻方式は本発明を限定す
るものではなく、例えば重ね巻方式で巻線をステータコ
アに巻設してもよい。また、ロータ９ｂとステータ９ｃ
の間には、ホールセンサ（図６において図示せず）がモ
ータカバー９ａに固着して設けられており、ロータコア
の突極７１ＡのＮ極とＳ極を検出する。

【００２２】再び図２を参照して説明する。尚、本実施
形態のドラム式洗濯機は、ドラム５とモータ９が直接固
定されたダイレクトドライブ方式であるが、ベルトとプ
ーリでモータ回転トルクをドラム５に伝えるベルトドラ
イブ方式でもよい。

【００２３】ドラム５の周壁全体には小孔５ａが設けら
れている。小孔５ａは洗濯時に水槽４とドラム５との間
を洗濯水が流出入できるようにしている。ドラム５の内
壁面にはバッフル５ｂが突出して設けられ、ドラム５の
回転により洗濯物を引っかけて持ち上げ、洗濯液中に落
下させることにより洗浄が行われるようになっている。

【００２４】ドラム５の前面の開口部５ｃの外周縁には
液体バランサ５ｄが設けられている。液体バランサ５ｄ
には塩水等の液体が封入されており、ドラム５の回転時
に該流体が移動して洗濯物及び洗濯液の片寄りによる重
心移動をうち消すようになっている。尚、液体バランサ
５ｄはドラム５の内周縁に設けてもよい。

【００２５】ドラム５の回転軸心ｙ−ｙは、水平軸に対
して角度θだけドラム５の奥が下がるように傾斜されて
いる。これにより、使用者がドラム式洗濯機の前面側に
立って洗濯物を出し入れする際に、ドラム５の奥まで見
通しが良くなり、洗濯物の出し入れが容易になる。

【００２６】洗濯物投入口１ａと水槽４の開口部４ａの
周縁にはゴムや樹脂等の弾性体からなるパッキン１０が
通路を形成するように取り付けられている。パッキン１
０は開閉扉３を閉じたときに内周縁１０ａが開閉扉３の
周縁に密着する構造となっている。これにより、洗濯動
作中の防水を行なうようになっている。また、パッキン
１０は蛇腹などにより水槽４の揺動に応じて撓みを生じ
て追従するようになっている。

【００２７】本体外装部１内の上部には水道管に接続さ
れた給水パイプ１２が配設されている。給水パイプ１２
の途中に設けた給水弁１３を開放すると、洗剤ケース１
４を介してパッキン１０に取り付けられた給水ノズル１
５から水槽４内に水道水が給水されるようになってい
る。

【００２８】水槽４の底面より導出された排水ダクト１
６は、管路途中に糸屑フィルタ１７ａを内設した接続ケ
ース１７及び排水ポンプ１８を備えており、水槽４から
の洗濯液を本体外装部１の外部に排水する構造となって
いる。糸屑フィルタ１７ａは、例えば、樹脂を格子状に
形成したり、あるいは、目の細かい繊維を袋状に形成し
て構成され、洗濯液中の糸屑等を集積するもので、接続
ケース１７内に着脱自在に装着され、本体外装部１の前
面下部から取り外すことができる。

【００２９】接続ケース１７の上部にはエアートラップ
２２から動圧パイプ２１を介して水位センサ２３が設け
られている。水位センサ２３は、エアートラップ２２内
の圧力変化に応じて磁性体をコイル内で移動させる。そ
の結果生じるコイルのインダクタンス変化を発振周波数
の変化として検出し、水槽４内の水位を検知するように
なっている。尚、水槽に流出入する循環経路を設け、該
循環経路途中に送風ファンとヒータからなる乾燥ユニッ
トを配する構成としてもよい。

【００３０】また、上述したドラム式洗濯機の動作を制
御する制御部２が操作パネル１１の裏面に配されてい
る。制御部２が行う制御について図７を参照して説明す
る。尚、図７中の商用電源５３、モータ９、給水弁１
３、及び排水ポンプ１８は制御部２から除かれる。

【００３１】不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ６５
は、洗い、すすぎ、脱水等の各工程の動作の内容や、工
程の実行順序（すなわち処理コース）等のプログラムを
記憶している。マイコン６４は、そのプログラムに従っ
てドライブ回路６６を介して給水弁１３の開閉と排水ポ
ンプ１８のＯＮ／ＯＦＦ切り替えを制御するとともに、
モータ９を制御する。尚、洗い、すすぎ、脱水等の各工
程の動作の内容や、工程の実行順序（すなわち処理コー
ス）等のプログラムは、ＥＥＰＲＯＭ６５ではなくマイ
コン６４内部のメモリに記憶されていてもよい。

【００３２】マイコン６４は、洗濯の予約等の信号を操
作パネル１１から入力し、動作の経過等を表示ための信
号を操作パネル１１に出力する。また、マイコン６４
は、水槽４内の水位を表す信号を水位センサ２３（図２
参照）から入力する。

【００３３】次に、マイコン６４が行うモータ９の回転
制御について引き続き図７を参照して詳細に説明する。
商用電源５３から出力される交流電圧はリアクトル５４
を介して整流回路５５に供給され、整流回路５５で脈流
状の直流電圧に変換される。整流回路５５には、ダイオ
ードブリッジが使用されている。

【００３４】整流回路５５で整流された直流電圧は平滑
用のコンデンサ５６a、５６ｂで平滑化される。コンデ
ンサ５６aの正極性側は整流回路５５の正極出力端子に
接続されている。コンデンサ５６aの負極性側とコンデ
ンサ５６ｂの正極性側は商用電源５３のリアクトル５４
に接続されていない側に接続されている。コンデンサ５
６ｂの負極性側は整流回路５３の負極出力端子に接続さ
れている。そして、コンデンサ５６a、５６ｂで平滑化
された直流電圧がインバータ回路５７に供給される。イ
ンバータ回路５７は直流電圧を三相交流電圧に変換す
る。

【００３５】インバータ回路５７はスイッチング手段と
して６個のＮＰＮ型トランジスタ５８a〜５８ｃ、５９a
〜５９ｃを三相全波ブリッジ構成にしたものである。そ
して、６個のトランジスタ５８a〜５８ｃ、５９a〜５９
ｃにはそれぞれ並列にダイオード６０a〜６０ｃ、６１a
〜６１ｃが接続されている。トランジスタ５８a〜５８
ｃとトランジスタ５９a〜５９ｃの各接続点a、ｂ、ｃが
モータ９の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のステータコイル
Ｌu、Ｌｖ、Ｌｗに接続されている。また、トランジス
タ５８a〜５８ｃ、５９a〜５９ｃのベースはドライブ回
路６２に接続されている。

【００３６】モータ９はロータの回転位置を検出するホ
ールセンサ６３a、６３ｂ、６３ｃを有している。各ホ
ールセンサ６３a、６３ｂ、６３ｃより出力されるロー
タ位置信号Ｈu、Ｈｖ、Ｈｗはマイコン６４に入力され
る。

【００３７】マイコン６４は駆動信号Ｐ１〜Ｐ６をドラ
イブ回路６２に出力する。ドライブ回路６２は駆動信号
Ｐ１、Ｐ２を数〜数十ｋＨｚでＰＷＭチョッピングする
とともに増幅してそれぞれトランジスタ５８a、５９aの
ベースに供給し、駆動信号Ｐ３、Ｐ４を数〜数十ｋＨｚ
でＰＷＭチョッピングするとともに増幅してそれぞれト
ランジスタ５８ｂ、５９ｂのベースに供給し、駆動信号
Ｐ５、Ｐ６を数〜数十ｋＨｚでＰＷＭチョッピングする
とともに増幅してそれぞれトランジスタ５８ｃ、５９ｃ
のベースに供給する。

【００３８】低速回転の運転のときは、ロータ位置信号
Ｈu、Ｈｖ、Ｈｗとステータ巻線Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗに供
給される正弦波状電圧Ｅu、Ｅｖ、Ｅｗとが同期するよ
うに、マイコン６４が駆動信号Ｐ１〜Ｐ６をドライブ回
路６２に出力してモータ９を回転制御する。一方、高速
回転の運転のときは、正弦波状電圧Ｅu、Ｅｖ、Ｅｗが
設定周波数になるように、マイコン６４が駆動信号Ｐ１
〜Ｐ６をドライブ回路６２に出力してオープンループ駆
動でモータ９を回転制御する。

【００３９】ここで、低速回転の運転のときに行うフィ
ードバック制御について説明する。まず、インバータ回
路５７がモータ９に印加する電圧波形について図８を参
照して説明する。尚、以下の説明において、図７に示し
た部分に付した符号を適宜用いることとする。図８の
（ｂ）は、図８の（ａ）に示すロータ位置信号Ｈu、Ｈ
ｖ、Ｈｗに基づいてモータ９を一定の回転数で定常的に
駆動させるときのモータ９のＵ相ステータ巻線Ｌｕに印
加する電圧Ｅｕ（以下、印加電圧Ｅｕという）、Ｖ相ス
テータ巻線Ｌｖに印加する電圧Ｅｖ（以下、印加電圧Ｅ
ｖという）、Ｗ相ステータ巻線Ｌｗに印加する電圧Ｅｗ
（以下、印加電圧Ｅｗという）を示している。印加電圧
Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗを得るために、マイコン６４は以下の
ように動作する。

【００４０】マイコン６４は、後述する手順で図８の
（ｄ１）（ｄ２）に示すような駆動信号Ｐ１、Ｐ２を発
生させる。駆動信号Ｐ１はドライブ回路６２によって増
幅されたのちトランジスタ５８ａのベースに供給され
る。また、駆動信号Ｐ２はドライブ回路６２によって増
幅されたのちトランジスタ５９ａのベースに供給され
る。これにより、Ｕ相ステータ巻線Ｌｕに印加される電
圧Ｅ０ｕは図８の（e）に示すようなＰＷＭ（Pulse Wid
th Modulation）された波形となる。この波形は実質的
に図８の（ｂ）に示した印加電圧Ｅｕと等価である。

【００４１】また、インバータ回路５７は、図８の
（ｂ）に示すように、Ｕ相を基準とした場合は印加電圧
Ｅｕに対して電気角で２４０°位相の遅れた印加電圧Ｅ
ｖをＶ相ステータ巻線Ｌｖに、１２０°位相の遅れた印
加電圧ＥｗをＷ相ステータ巻線Ｌｗにそれぞれ印加す
る。このようにモータ９の各相に各々位相のずれた正弦
波状の電圧を印加することでモータ９のロータが正転方
向に回転する。

【００４２】なお、Ｖ相を基準とした場合は印加電圧Ｅ
ｖに対して電気角で１２０°位相の遅れた印加電圧Ｅｕ
をＵ相ステータ巻線Ｌｕに、２４０°位相の遅れた印加
電圧ＥｗをＷ相ステータ巻線Ｌｗにそれぞれ印加し、Ｗ
相を基準とした場合は印加電圧Ｅｗに対して電気角で２
４０°位相の遅れた印加電圧ＥｕをＵ相ステータ巻線Ｌ
ｕに、１２０°位相の遅れた印加電圧ＥｖをＶ相ステー
タ巻線Ｌｖにそれぞれ印加する。

【００４３】次に、図８の（ｄ１）（ｄ２）に示す駆動
信号Ｐ１、Ｐ２をマイコン６４内で発生させる手順につ
いて説明する。マイコン６４は図８の（ｃ）に示す一定
周期Ｔｃの三角波４２を内部において発生させ、正弦波
状の駆動波形データ４１と三角波４２を比較することに
よって図８の（ｄ１）（ｄ２）に示すＰＷＭ波形の駆動
信号Ｐ１、Ｐ２を発生するようにしている。

【００４４】駆動波形データ４１は、後述するデータポ
インタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を用いて、ＥＥＰＲＯＭ６
５に記憶されている正弦波データ４１ａから求められて
いる。

【００４５】マイコン６４は正弦波データ４１ａ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）を用
いてデータ処理を行っている。データポインタ（ＮＥＷ
＿ＤＡＴＡ）はデジタル値であり、６５５３６個ある。
従って、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値を
（２π／６５５３６）倍した値が位相となる。例えば、
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であるとき位相はπラジアン
である。

【００４６】さて、一般に周波数ｆ[Hz]の正弦波信号の
時刻ｔ[s]における位相角θ[rad]は θ＝２π×ｆ×ｔ…（１）であるので、三角波４２の周期Ｔｃ[s]ごとの位相更新
量Δθ[rad]は Δθ＝２π×ｆ×Ｔｃ …（２）となる。

【００４７】ここで位相を（６５５３６／２π）倍した
値がデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値となるの
で、周期Ｔｃ[s]ごとのデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡ
ＴＡ）の更新量（α＿ＤＡＴＡ）は次の（３）式に示す
ように（２）式のΔθを（６５５３６／２π）倍した値
となる。 α＿ＤＡＴＡ＝２π×ｆ×Ｔｃ×（６５５３６／２π） …（３）

【００４８】例えば、周期Ｔｃ＝６３．５[μs]で、周
波数ｆ＝６０[Hz]の駆動波形データを出力するときには α＿ＤＡＴＡ＝２４９ …（４）となる。なお、三角波４２の周期Ｔｃはマイコン６４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
分解能およびＰＷＭの分解能によって決定される。

【００４９】マイコン６４は三角波４２の周期Ｔｃごと
にデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に（３）式で求
まる更新量（α＿ＤＡＴＡ）を加えて新たなデータポイ
ンタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）とするので、データポインタ
（ＮＥＷ＿ＤＴＡ）は周期ＴｃごとにＮＥＷ＿ＤＡＴＡ＝ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ＋α＿ＤＡＴＡ …（５）で更新される。

【００５０】例えば、周期Ｔｃ＝６３．５[μs]で、周
波数ｆ＝６０[Hz]の駆動波形データを出力する場合に
は、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値が０から
始まるときには、（４）式と（５）式から、データポイ
ンタ（ＮＥＷ＿ＤＴＡ）は、６３．５[μs]ごとに０、
２４９、４９８、…と順次更新される。

【００５１】次にデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
の値に対応する正弦波データ４１ａの振幅値を求める。
正弦波データ４１ａは位相の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個の基本データからなる。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５
１２個のテーブルデータ（従ってアドレスも５１２個）
なのでデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値を１２
８（２πラジアン分のデータポインタ数６５５３６をア
ドレス数５１２で割った数）で割った数をアドレスとし
て指定することによりＥＥＰＲＯＭ６５に記憶されてい
る正弦波データ４１ａから該当するアドレスに対応する
値が読み出され、それに運転プログラムに応じて可変す
る変調率βを掛けた値が駆動波形データ４１となる。

【００５２】モータ９の回転数が一定の場合には、上記
のようにして駆動波形データ４１を求めるだけでよい
が、モータ９の回転数が変化するときには駆動波形デー
タ４１もその回転数に応じて変化しなければならないの
で、以下の手順によりモータ９の回転数に応じた駆動波
形データ４１を作成し、モータ９の回転を制御する。

【００５３】図９はマイコン６４がモータ９を正転方向
に回転させる場合のロータ位置パターンと運転モードを
示した図である。なお、ロータ位置信号Ｈu、Ｈｖ、Ｈ
ｗの信号波形は図８（ａ）に示したロータ位置信号Ｈ
u、Ｈｖ、Ｈｗと同一であり、駆動波形データ４１u、４
１ｖ、４１ｗの波形はそれぞれ図８（ｂ）に示した印加
電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗの波形と同一である。

【００５４】ホールセンサ６３ａ、６３ｂ、６３ｃ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。マイコン６４は、モータ９を起動するときにまずロ
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
パターン０〜５に応じて６種類ある。

【００５５】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は、ロータ位置パターンは１で
ある。このとき、マイコン６４はロータ位置パターン１
の開始時に駆動波形データが０となるＶ相に着目して運
転モードをＶ相を基準とするモードａとし、駆動波形デ
ータ４１ｖの初期位相を０°と設定する。このときデー
タポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は０となり、ＥＥＰＲ
ＯＭ６５に記憶している正弦波データ４１ａからデータ
ポイント（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）０に対応するデータを取
り込む。モータ９の起動時には上述した（３）式中のｆ
は０であるので、更新量（α＿ＤＡＴＡ）は実験値より
適当な初期値を定める。また、モータ９の起動とともに
モータ９の回転数を検出するための速度検知タイマーを
起動させる。なお、この速度検知タイマーはマイコン６
４内に設けられている。

【００５６】Ｕ相、Ｗ相の駆動波形データ４１u、４１
ｗはＶ相の駆動波形データ４１ｖに対してそれぞれ１２
０°、２４０°遅れの駆動信号となるように、正弦波デ
ータ４１ａからＶ相に対してそれぞれ１２０°、２４０
°位相の遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に
対応するデータを取り込んで作成する。これによりロー
タが回転し始める。このロータの回転によりロータ位置
信号Ｈu、Ｈｖ、Ｈｗの切り替わりの１つであるロータ
位置信号Ｈｗの反転タイミング４０ｃが来た時点でデー
タポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を１０９２３（＝６５
５３６×６０／３６０）にリセットし、さらに速度検知
タイマーをリセットし再び測定を始める。

【００５７】さらにロータの回転によってロータ位置信
号Ｈuの反転タイミング４０ｄが来るが、このときマイ
コン６４は、Ｕ相に着目して運転モードをＶ相を基準と
するモードａからＵ相を基準とするモードｂに切り替え
る。このときにもロータ位置信号Ｈｗの反転タイミング
４０ｄが来た時点で運転モードをＶ相基準のモードａか
らＵ相基準のモードｂに切り替え、データポインタ（Ｎ
ＥＷ＿ＤＡＴＡ）を０にリセットして駆動波形データ４
１uを求める。Ｖ相、Ｗ相の駆動電圧データ４１ｖ、４
１ｗは、正弦波データ４１ａからＵ相に対してそれぞれ
２４０°、１２０°位相の遅れたデータポインタ（ＮＥ
Ｗ＿ＤＡＴＡ）に対応するデータをそれぞれ取り込んで
作成する。

【００５８】このようにマイコン６４は順次６箇所の反
転タイミング４０ａ〜４０ｆで駆動電圧データの補正を
行なう。また、速度検知タイマーの値からモータ９の回
転数が得られるのでこれに応じて更新量（α＿ＤＡＴ
Ａ）を上述した（３）式に従って位置信号の反転タイミ
ングごとに回転数変化に追従するように変更する。

【００５９】これにより、Ｕ相の駆動波形データ４１u
は正弦波状となり、ロータ位置信号Ｈuの反転タイミン
グ４０ａ、４０ｄでゼロとなる。また、Ｖ相の駆動波形
データ４１ｖは正弦波状となり、ロータ位置信号Ｈｖの
反転タイミング４０ｂ、４０eでゼロとなる。また、Ｗ
相の駆動波形データ４１ｗは正弦波状となり、ロータ位
置信号Ｈｗの反転タイミング４０ｃ、４０ｆでゼロとな
る。

【００６０】なお、モータ９を逆転方向に回転させるに
は、図９における駆動電圧データ４１u、４１ｖ、４１
ｗの位相をそれぞれ１８０°遅らせればよいので、マイ
コン６４は正転方向に回転させるときに対して１８０°
位相の遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に対
応するデータを正弦波データ４１ａから取り込んで駆動
波形データを作成する。このような制御手順によってマ
イコン６４は、洗い回転範囲のモータをロータ位置信号
の反転タイミングで補正するフィードバックを行い駆動
している。

【００６１】また、洗い回転範囲を超えた回転数で駆動
する場合は、モータ起動後所定の回転数までは上述した
フィードバック制御を行うが予め設定した所定の回転数
まで到達すると、オープンループ駆動を行う。オープン
ループ駆動では、６箇所のホールセンサの位置信号の反
転タイミングでデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を
リセットせず、設定された周波数に基づきデータポイン
タの更新量（α＿ＤＡＴＡ）を求めて駆動電圧データ４
１を作成し、モータ９を回転させる。

【００６２】ホールセンサ６３ａ、６３ｂ、６３ｃの取
り付け位置や感度に誤差がない理想的な場合は、上述し
たフィードバック制御によって印加電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅ
ｗの位相がロータ位置に同期する。しかし、実際にはホ
ールセンサ６３ａ、６３ｂ、６３ｃの取り付け位置や感
度にばらつきが存在する。そこで、本発明に係る第一実
施形態のドラム式洗濯機では、ホールセンサが出力する
ロータ位置信号の誤差を検出し、その検出した誤差に応
じて駆動波形データ４１の補正を行う構成とする。以下
その補正の手順について説明する。

【００６３】まず、図１０の操作パネル１１上のスイッ
チを押圧することで位置信号誤差検出モードにする。
尚、図１０において図２と同一の部分には同一の符号を
付し説明を省略する。例えば電源「入／切」スイッチ８
３によって電源投入後に、「乾燥切替」スイッチ８１お
よび「わが家流」スイッチ８２を二つ同時押す等の通常
使用では行わないスイッチ操作を行うことによって位置
信号誤差検出モードになるように設定しておくとよい。

【００６４】位置信号誤差検出モード後に、例えば「コ
ース」スイッチ８４が押圧されると誤差検出動作を開始
する。マイコン６４はフィードバック制御でモータを起
動させた後に予め設定された回転数でオープンループ制
御に移行してモータを回転させる。検知回転数まで更新
量（α＿ＤＡＴＡ）を徐々に増やしていきモータの回転
数が検知回転数に到達すると、ロータ位置信号Ｈｕの反
転タイミングと駆動電圧波形データ４１ｕのゼロクロス
点との位相ずれ量を算出する。

【００６５】図１１の（ａ）に示すように駆動電圧波形
データ４１ｕのゼロクロス点より先にロータ位置信号Ｈ
ｕの反転タイミングが来た場合、そのときの駆動電圧波
形データ４１ｕのデータポインタが例えば６００７４で
あればロータが約３３０°（＝３６０×６００７４／６
５５３６）の位置にいるときにロータ位置信号Ｈｕの反
転タイミングが入力されたことがわかる。また、図１１
の（ｂ）に示すように駆動電圧波形データ４１ｕのゼロ
クロス点より後にロータ位置信号Ｈｕの反転タイミング
が来た場合、そのときの駆動電圧データ４１ｕのデータ
ポインタが例えば５４６１であればロータが約３０°
（＝３６０×５４６１／６５５３６）の位置にいるとき
にロータ位置信号Ｈｕの反転タイミングが入力されたこ
とがわかる。

【００６６】ここで、適切な電力を投入しオープンルー
プ制御駆動した場合には必ず図１２に示すモータ効率が
最大となる位相（ロータステータの最適位相）で回転す
るが、ホールセンサの取り付け位置や感度の誤差がある
場合にはロータ位置信号がロータ位置を正確に示さない
ために、上述したロータ位置信号の反転タイミングと駆
動電圧波形データのゼロクロス点との位相ずれ量が図１
２に示すロータステータの最適位相と一致しない。

【００６７】ロータステータの最適位相はＥＥＰＲＯＭ
６５に記憶されており、マイコン６４は、ロータ位置信
号の反転タイミングと駆動電圧波形データのゼロクロス
点との位相ずれ量と比較することでロータ位置の検出誤
差を算出し、その算出結果をＥＥＰＲＯＭ６５に記憶す
る。

【００６８】例えば、３００ｒｐｍではモータの最適位
相は０°であるので、ロータ位置信号Ｈｕの反転タイミ
ングと駆動電圧波形データ４１ｕのゼロクロス点との位
相ずれ量が＋３０°であるときはホールセンサ６３ａで
のロータ位置の検出誤差も＋３０°となり、ロータ位置
信号Ｈｕの反転タイミングと駆動電圧波形データ４１ｕ
のゼロクロス点との位相ずれ量が−３０°であるときは
ホールセンサ６３ａでのロータ位置の検出誤差も−３０
°となる。

【００６９】ホールセンサの感度はモータ回転数によっ
て異なるので、検出する回転数を複数設定するとよい。
例えば、３００ｒｐｍ以外に２００ｒｐｍでも検出する
と、２００ｒｐｍではロータステータの最適位相は−１
０°であるので、ロータ位置信号Ｈｕの反転タイミング
と駆動電圧波形データＨｕのゼロクロス点との位相ずれ
量が＋３０°であるときはホールセンサ６３ａでのロー
タ位置の検出誤差は＋４０°となり、ロータ位置信号Ｈ
ｕの反転タイミングと駆動電圧波形データ４１ｕのゼロ
クロス点との位相ずれ量が−３０°であるときはホール
センサ誤差は−２０°となる。

【００７０】当然ながら各三相ともに全てのセンサの検
出誤差を上記手順にて補正する。その結果、ＥＥＰＲＯ
Ｍ６５には例えば図１３のようなデータテーブルが記憶
されることとなる。ただし、実際にＥＥＰＲＯＭ６５に
記憶される内容は電気角ではなくデータポインタ（ＮＥ
Ｗ＿ＤＡＴＡ）の値である。

【００７１】このようにロータ位置検出に誤差がある場
合、上述したように６箇所の位置信号の反転タイミング
４０ａ〜４０ｆで行う駆動電圧データの補正において、
反転タイミング４０ａおよび４０ｄでは、データポイン
タ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を補正する際に、ロータ位置検
出に誤差がないときに対してテーブルデータの分だけ補
正した（例えば、ロータ位置検出の誤差により１０°遅
れている場合は１０°位相を進める）データポインタ
（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に対応するデータを正弦波データ
４０ａからそれぞれ取り込んで作成する。これにより、
ホールセンサが出力するロータ位置信号に誤差がある場
合でも、ロータ位置に同期した印加電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅ
ｗをモータ９に供給することができる。従って、転流タ
イミングがずれなくなる。これにより、モータのステー
タ巻線を流れる電流とステータ巻線に生じる誘起電圧と
の力率が高くなるので、不要な電力を削減できモータ効
率が向上し、且つモータトルクにムラが生じないので、
雑音の発生や騒音、振動の発生も少なくなる。さらに、
ロータ位置検出に誤差があってもよいので、モータ製造
において位置検出手段の位置合わせを高精度にする必要
がなくなり、低コスト化を図ることができる。また、モ
ータ固体毎の性能ばらつきを抑えることができる。

【００７２】ところで、上述した制御ではフィードバッ
ク制御時に位置信号の反転タイミングと印加電圧のゼロ
クロス点を一致させるようにしていたが、モータの効率
やトルクを高めるために位置信号の反転タイミングと印
加電圧のゼロクロス点とをモータ回転数に応じてずらす
制御を行ってもよい。この場合、例えば、モータ７の回
転数が３０ｒｐｍのときはロータ位置に対して印加電圧
Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗの位相を１０°進め、モータ７の回転
数が６０ｒｐｍのときはロータ位置に対して印加電圧Ｅ
ｕ、Ｅｖ、Ｅｗの位相を２０°進める。

【００７３】このような制御を行うために、マイコン６
４は、上述したようにホールセンサの位置信号の反転タ
イミング毎に、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を
補正する際に、Ｕ相の位相ずれ量が３０ｒｐｍおよび６
０ｒｐｍにおいて−１０°であってＶ相及びＷ相の位相
ずれ量が３０ｒｐｍおよび６０ｒｐｍにおいて０°であ
る場合は、図９に示す６箇所の位置信号の反転タイミン
グ４０ａ〜４０ｆで行う駆動電圧データの補正のうち、
反転タイミング４０ａおよび４０ｄでは、データポイン
タ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を補正する際に、ロータ位置検
出に誤差がないときに対して１０°位相を進め、さらに
モータ７の回転数が３０ｒｐｍの場合は１０°進める必
要があるので、合計で２０°進めたデータポインタ（Ｎ
ＥＷ＿ＤＡＴＡ）に対応するデータを正弦波データ４１
ａからそれぞれ取り込む。一方、反転タイミング４０
ｂ、４０ｃ、４０ｅ、および４０ｆでは、データポイン
タ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を補正する際に、モータ７の回
転数が３０ｒｐｍの場合は１０°進める必要があるの
で、１０°進めたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
に対応するデータを正弦波データ４１ａからそれぞれ取
り込む。また、モータ９の回転数が６０ｒｐｍのとき
は、反転タイミング４０ａおよび４０ｄでは３０°進め
たデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に対応するデー
タを正弦波データ６１ａからそれぞれ取り込み、反転タ
イミング４０ｂ、４０ｃ、４０ｅ、および４０ｆでは、
２０°進めたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に対
応するデータを正弦波データ４１ａからそれぞれ取り込
む。

【００７４】次に第二実施形態のドラム式洗濯機につい
て説明する。上述した第一実施形態のドラム式洗濯機に
おいてロータ位置検出に誤差がなく、且つモータ回転数
に応じてロータ位置信号の反転タイミングに対して印加
電圧の位相をずらさない場合について考える。負荷変動
がないときは図１４の（ａ）に示すようにロータ位置信
号Ｈｕの反転タイミングと印加電圧のゼロクロス点とが
一致する。負荷変動によりモータ回転数が瞬時に変化し
た場合、モータ回転数が大きくなったときはロータ位置
信号の反転タイミングが早く現れるので、印加電圧は図
１４の（ｂ）に示すように全体の正弦波形が圧縮された
状態になる。逆に、モータ回転数が小さくなったときは
ロータ位置信号の反転タイミングが遅く現れるので、印
加電圧は図１４の（ｃ）に示すように全体の正弦波形が
伸張された状態になる。このように、負荷変動によりロ
ータ回転数が設定された回転数になっていないときは、
位置信号の反転タイミングにおいて、印加電圧の波形に
歪みが生じ、騒音・雑音の発生などにつながっていた。

【００７５】そこで、第二実施形態のドラム式洗濯機で
はこのような瞬時に回転数が変化した際にロータ位置信
号の反転タイミング毎に現れる印加電圧の歪みを解消す
るために、次のような制御を行う。尚、第二実施形態の
ドラム式洗濯機も第一実施形態のドラム式洗濯機と同じ
構成とする。ただし、第二実施形態のドラム式洗濯機で
はロータ位置検出の誤差がないので位相補正を行わず、
且つ回転数に応じて位置信号の反転タイミングに対して
印加電圧の位相をずらさないものとする。

【００７６】まず、負荷変動によりロータ回転数が瞬時
に大きくなったときについて図１５（ａ）を参照して説
明する。例えば、６０ｒｐｍであったモータ９の回転数
が負荷変動により区間Ｔ１では６７．５ｒｐｍに変化し
た場合について説明する。

【００７７】モータ回転数６０ｒｐｍに対応する駆動波
形データの周波数はｆ＝（６０[rpm]／６０[s]）×（２
０[極]／２）となり１０Ｈｚとなる。この場合の駆動波
形データの周期は１００ｍｓとなる。一方、モータ回転
数６７．５ｒｐｍに対応する駆動波形データの周波数は
ｆ＝（６７．５[rpm]／６０[s]）×（２０[極]／２）と
なり１１．２５Ｈｚとなる。この場合の駆動波形データ
の周期は８８．８ｍｓとなる。したがって、半周期で見
ると、モータの回転数変動により５．６ｍｓ｛＝（１０
０−８８．８）／２｝の時間差が発生することになる。

【００７８】区間Ｔ１では区間Ｔ１以前のモータ回転数
６０ｒｐｍに従って駆動波形データ４１ｕの周波数を１
０Ｈｚにしている。このため、区間Ｔ１の終了時点で駆
動波形データ４１ｕはロータ位置信号Ｈｕの反転タイミ
ングに対して電気角で２０°（＝３６０[°]×５．６[m
s]／１００[ms]）遅れることになり、ロータ位置信号Ｈ
ｕの反転タイミングにおけるデータポインタは６１８９
４｛＝６５５３５／３６０[°]×（３６０[°]−２０
[°]）｝となる。

【００７９】従来のドラム式洗濯機であれば、ロータ位
置信号Ｈｕの反転タイミングにおいてデータポインタ
（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を０にリセットして強制的にロー
タ位置信号Ｈｕの反転タイミングと駆動波形データ４１
ｕのゼロクロス点とを一致させ、区間Ｔ１のモータ回転
数６７．５ｒｐｍに基づいて区間Ｔ２以降の駆動波形デ
ータ４１ｕの周波数を１１．２５Ｈｚとしていた。従っ
て、ロータ位置信号Ｈｕの反転タイミングから電気角で
２０°進んだ区間Ｔ２の終了時点では、データポインタ
（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は３６４１（＝６５５３５／３６
０[°]×２０[°]）となる。マイコン６４が内部におい
て発生させる三角波の周期Ｔｃを６３．５μｓとする
と、上述した（３）式より区間Ｔ２におけるデータポイ
ンタの更新量（α＿ＤＡＴＡ）は４７であるので、区間
Ｔ２においてデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は７
７回（＝３６４１／４７）更新される。

【００８０】本実施形態のドラム式洗濯機ではロータ位
置信号Ｈｕの反転タイミングにおいてデータポインタ
（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を０にリセットせず、区間Ｔ２の
駆動電圧波形データ４１ｕを作成する。データポインタ
（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は三角波の周期Ｔｃ毎に更新され
るため、区間Ｔ２におけるデータポインタ（ＮＥＷ＿Ｄ
ＡＴＡ）は上述したように７７回更新される。区間Ｔ２
の開始時点のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）はリ
セットしないので６１８９４であり、区間Ｔ２の終了時
点のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は３６４１で
ある。そうすると、データポインタの更新量（α＿ＤＡ
ＴＡ）は９４｛＝（６５５３５−６１８９４＋３６４
１）／７７｝となり、上述した（３）式より周波数ｆは
２２．５Ｈｚとなる。従って、区間Ｔ２では駆動電圧波
形データ４１ｕの周波数を２２．５Ｈｚにする。そし
て、区間Ｔ３以降ではモータ回転数６７．５ｒｐｍに従
って駆動波形データ４１ｕの周波数を１１．２５Ｈｚに
する。すなわち、区間Ｔ２における駆動波形データ４１
ｕの周波数は区間Ｔ３における駆動波形データ４１ｕの
周波数を２倍したものとする。マイコン６４は、ロータ
位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの反転タイミング毎に同様の
制御を行って駆動波形データ４１ｕ、４１ｖ、４１ｗを
作成する。

【００８１】次に、負荷変動によりロータ回転数が瞬時
に小さくなったときについて図１５（ｂ）を参照して説
明する。例えば、６０ｒｐｍであったモータ９の回転数
が負荷変動により区間Ｔ４では５４ｒｐｍに変化した場
合について説明する。

【００８２】モータ回転数６０ｒｐｍに対応する駆動波
形データの周波数はｆ＝（６０[rpm]／６０[s]）×（２
０[極]／２）となり１０Ｈｚとなる。この場合の駆動波
形データの周期は１００ｍｓとなる。一方、モータ回転
数５４ｒｐｍに対応する駆動波形データの周波数はｆ＝
（５４[rpm]／６０[s]）×（２０[極]／２）となり９Ｈ
ｚとなる。この場合の駆動波形データの周期は１１１．
１ｍｓとなる。したがって、半周期で見ると、モータの
回転数変動により５．６ｍｓ｛＝（１１１．１−１０
０）／２｝の時間差が発生することになる。

【００８３】区間Ｔ４では区間Ｔ４以前のモータ回転数
６０ｒｐｍに従って駆動波形データ４１ｕの周波数を１
０Ｈｚにしている。このため、区間Ｔ４の終了時点で駆
動波形データ４１ｕはロータ位置信号Ｈｕの反転タイミ
ングに対して電気角で２０°（＝３６０[°]×５．６[m
s]／１００[ms]）進むことになり、ロータ位置信号Ｈｕ
の反転タイミングにおけるデータポインタは３６４１
（＝６５５３５／３６０[°]×２０[°]）となる。

【００８４】従来のドラム式洗濯機であれば、ロータ位
置信号Ｈｕの反転タイミングにおいてデータポインタ
（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を０にリセットして強制的にロー
タ位置信号Ｈｕの反転タイミングと駆動波形データ４１
ｕのゼロクロス点とを一致させ、区間Ｔ４のモータ回転
数５４ｒｐｍに基づいて区間Ｔ５以降の駆動波形データ
４１ｕの周波数を９Ｈｚとしていた。従って、ロータ位
置信号Ｈｕの反転タイミングから電気角で４０°進んだ
区間Ｔ５の終了時点では、データポインタ（ＮＥＷ＿Ｄ
ＡＴＡ）は７２８２（＝６５５３５／３６０[°]×４０
[°]）となる。マイコン６４が内部において発生させる
三角波の周期Ｔｃを６３．５μｓとすると、上述した
（３）式より区間Ｔ５におけるデータポインタの更新量
（α＿ＤＡＴＡ）は３７であるので、区間Ｔ５において
データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は１９６回（＝７
２８２／３７）更新される。

【００８５】本実施形態のドラム式洗濯機ではロータ位
置信号Ｈｕの反転タイミングにおいてデータポインタ
（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を０にリセットせず、区間Ｔ５の
駆動電圧波形データ４１ｕを作成する。データポインタ
（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は三角波の周期Ｔｃ毎に更新され
るため、区間Ｔ５におけるデータポインタ（ＮＥＷ＿Ｄ
ＡＴＡ）は上述したように１９６回更新される。区間Ｔ
５の開始時点のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は
リセットしないので３６４１であり、区間Ｔ５の終了時
点のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は７２８２で
ある。そうすると、データポインタの更新量（α＿ＤＡ
ＴＡ）は１９｛＝（７２８２−３６４１）／１９６｝と
なり、上述した（３）式より周波数ｆは４．５Ｈｚとな
る。従って、区間Ｔ５では駆動電圧波形データ４１ｕの
周波数を４．５Ｈｚにする。そして、区間Ｔ６以降では
モータ回転数５４ｒｐｍに従って駆動波形データ４１ｕ
の周波数を９Ｈｚにする。すなわち、区間Ｔ５における
駆動波形データ４１ｕの周波数は区間Ｔ６における駆動
波形データ４１ｕの周波数を１／２倍したものとする。
マイコン６４は、ロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの反
転タイミング毎に同様の制御を行って駆動波形データ４
１ｕ、４１ｖ、４１ｗを作成する。

【００８６】このような制御を行うことによって、モー
タ負荷変動があった場合でも正弦波状電圧を滑らかな波
形にすることができ、モータ回転の急激な変動が無く安
定した回転数が得られるとともに、モータトルク変化も
最小限に抑えられるので騒音、振動を低減することがで
きる。また、正弦波状電圧の歪みが小さいので雑音の発
生も少なくなり、雑音対策の部品を削減することができ
る。

【００８７】ここで、第二実施形態のドラム式洗濯機に
おいてロータ位置検出に誤差があって位相補正を行い、
且つモータ回転数に応じてロータ位置信号の反転タイミ
ングに対して印加電圧の位相をずらす場合について説明
する。ロータ位置検出の誤差がある場合の位相補正を行
う手順及びモータ回転数に応じてロータ位置信号の反転
タイミングに対して印加電圧の位相をずらす手順は第一
実施形態のドラム式洗濯機と同様であるので、説明を省
略する。ここでは、ロータ位置検出に誤差を補正する際
の位相補正量とモータ回転数に応じてロータ位置信号の
反転タイミングに対して印加電圧の位相をずらす際の位
相ずらし量を合わせると、ロータ位置信号の反転タイミ
ングにおいて駆動波形データの位相をθ₁だけ進めるこ
とになるものとする。

【００８８】負荷変動によりロータ回転数が瞬時に大き
くなり、駆動波形データがロータ位置信号に対してθ₂
だけ遅れ目である場合、ロータ位置信号の反転タイミン
グでデータポインタをリセットせず、駆動波形データの
周波数を（２×θ₂＋θ₁）／θ₂倍にする。そして、遅
れ位相分（θ₂）までデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴ
Ａ）を更新すると、駆動波形データの周波数をロータ位
置信号によって検出されるロータ回転速度に対応させ
る。

【００８９】一方、負荷変動により瞬時にロータ回転数
が小さくなり、駆動波形データがロータ位置信号に対し
てθ₃だけ進み目である場合、ロータ位置信号の反転タ
イミングでデータポインタをリセットせず、駆動波形デ
ータの周波数をθ₃／（２×θ₃−θ₁）倍にする。そし
て、進み位相（θ₃）の２倍分までデータポインタ（Ｎ
ＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新すると、駆動波形データの周波
数をロータ位置信号によって検出されるロータ回転速度
に対応させる。

【００９０】このような制御を行うことによって、ロー
タ位置検出に誤差を補正し、且つモータ回転数に応じて
ロータ位置信号の反転タイミングに対して印加電圧の位
相をずらす場合でも、モータ負荷変動があった場合でも
正弦波状電圧を滑らかな波形にすることができ、モータ
回転の急激な変動が無く安定した回転数が得られるとと
もに、モータトルク変化も最小限に抑えられるので騒
音、振動を低減することができる。また、正弦波状電圧
の歪みが小さいので雑音の発生も少なくなり、雑音対策
の部品を削減することができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明によると、制御手段が所定の設定
周波数の正弦波状電圧をモータに供給しオープンループ
駆動させたときに生ずる正弦波状電圧の位相と位置検出
手段によって出力される位置信号の位相との位相ずれ量
を検出して記憶手段に記憶するとともに、位置検出手段
から出力される位置信号に基づくモータをフィードバッ
ク制御を行ってモータを駆動させるときに位相ずれ量に
基づいてモータに供給する正弦波状電圧を補正するの
で、ロータ位置検出に誤差があっても転流タイミングが
ずれなくなる。転流タイミングがずれないと、モータの
ステータ巻線を流れる電流とステータ巻線に生じる誘起
電圧との力率が高くなるので、不要な電力を削減できモ
ータ効率が向上し、且つモータトルクにムラが生じない
ので、雑音の発生や騒音、振動の発生も少なくなる。さ
らに、ロータ位置検出に誤差があってもよいので、モー
タ製造において位置検出手段の位置合わせを高精度にす
る必要がなくなり、低コスト化を図ることができる。ま
た、モータ固体毎の性能ばらつきを抑えることができ
る。

【００９２】また、本発明によると、記憶手段を不揮発
性メモリにするので、電源を入れるたびに位相ずれ量を
検出する必要がなくなり洗濯時間の短縮になる。また、
生産時に記憶手段に位相ずれ量を記憶しておくことがで
きる。

【００９３】また、本発明によると、所定の設定周波数
を複数設け、所定の設定周波数それぞれに対する位相ず
れ量を検出して記憶手段に記憶するので、ロータ位置検
出の誤差が回転数に応じて変化する場合でも転流タイミ
ングがずれなくなる。

【００９４】また、本発明によると、位相ずれ量を検出
するオープンループ駆動はモータの正回転方向および逆
回転方向で行い、それぞれの回転方向に対する位相ずれ
量を検出して記憶手段に記憶するので、正転・逆転のい
ずれの回転方向においても転流タイミングがずれなくな
る。

【００９５】また、本発明によると、制御手段が、モー
タに供給する正弦波状電圧の位相をモータ回転数に応じ
た設定値だけ前記ロータの位置に対してずらすので、モ
ータ効率をより一層向上させることができる。

【００９６】また、本発明によると、位置検出手段から
出力される位置信号に基づくフィードバック制御を行っ
てモータを駆動させるときに、モータ負荷変動によって
モータに印加される正弦波状電圧の位相が位置信号に対
してずれたときは、制御手段が、正弦波状電圧の周波数
を負荷変動前のモータ回転数に対応する第１の周波数か
ら一旦第２の周波数にしたのち負荷変動後のモータ回転
数に対応する第３の周波数にするので、モータ負荷変動
があった場合でも正弦波状電圧を滑らかな波形にするこ
とができる。これにより、モータ回転の急激な変動が無
く安定した回転数が得られるとともに、モータトルク変
化も最小限に抑えられるので騒音、振動を低減すること
ができる。また、正弦波状電圧の歪みが小さいので雑音
の発生も少なくなり、雑音対策の部品を削減することが
できる。

【００９７】尚、ロータ位置検出に誤差を補正したり、
モータ回転数に応じてロータ位置信号の反転タイミング
に対して印加電圧の位相をずらしたりしない場合には、
モータ負荷変動によって正弦波状電圧の位相が位置信号
に対して遅れ目になったときは、第２の周波数を第３の
周波数の２倍とし、モータ負荷変動によって正弦波状電
圧の位相が位置信号に対して進み目になったときは、第
２の周波数を第３の周波数の１／２倍とすることによっ
て、正弦波状電圧を滑らかな波形にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るドラム式洗濯機を示す斜視
図である。

【図２】図１のドラム式洗濯機を示す側面断面図
である。

【図３】図１のドラム式洗濯機の懸架状態を示す
正面図である。

【図４】図１のドラム式洗濯機の懸架状態を示す
背面図である。

【図５】図１のドラム式洗濯機が備えるモータの
ロータの構成を示す図である。

【図６】図１のドラム式洗濯機が備えるモータの
ステータの構成を示す図である。

【図７】図１のドラム式洗濯機の動作を制御する
制御部の構成を示す図である。

【図８】ホールセンサの位置信号に対するモータ
に印加する電圧を示す図である。

【図９】ホールセンサの位置信号に対する正回転
方向の駆動波形データと運転モードを示す図である。

【図１０】図１のドラム式洗濯機が備える操作パ
ネルを示す図である。

【図１１】ホールセンサに検出誤差がある場合の
オープンループ制御時の位置信号と駆動波形データを示
す図である。

【図１２】オープンループ制御でのモータ回転数
と最適位相との関係を示す図である。

【図１３】図７の制御部が備えるＥＥＰＲＯＭが
記憶するテーブルデータを示す図である。

【図１４】従来のドラム式洗濯機においてフィー
ドバック制御中に負荷変動があったときのモータに印加
する電圧の波形を示す図である。

【図１５】本発明に係る第二実施形態のドラム式
洗濯機においてフィードバック制御中に負荷変動があっ
たときの駆動波形データを示す図である。

【符号の説明】

９モータ４１駆動波形データ４１ａ正弦波データ４２三角波５７インバータ回路６２ドライブ回路６３ホールセンサ６４マイクロコンピュータ６５ＥＥＰＲＯＭＨｕ、Ｈｖ、Ｈｗロータ位置信号Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗ印加電圧

フロントページの続きＦターム(参考） 3B155 AA10 BA03 BA04 BB02 BB05 CA02 CB06 GC06 HB10 KA36 KB11 LA03 LC15 LC28 MA01 MA02 MA05 MA07 MA08 MA10 5H560 AA10 BB04 BB07 BB12 DA02 DC12 EB01 EB05 EC02 EC10 RR01 RR04 SS07 TT12 TT15 UA02 XA06 XA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗濯用回転体と、該洗濯用回転体を駆動さ
せるＤＣブラシレスモータと、前記モータのロータ位置
を検出する位置検出手段と、インバータ手段及び記憶手
段を有し波形制御を行った正弦波状電圧を前記モータに
供給する制御手段と、を備えた洗濯機において、前記制御手段が、所定の設定周波数の正弦波状電圧を前
記モータに供給しオープンループ駆動させたときに生ず
る前記正弦波状電圧の位相と前記位置検出手段によって
出力される位置信号の位相との位相ずれ量を検出して前
記記憶手段に記憶するとともに、前記位置検出手段から
出力される位置信号に基づくフィードバック制御を行っ
て前記モータを駆動させるときに前記位相ずれ量に基づ
いて前記モータに供給する正弦波状電圧を補正すること
を特徴とする洗濯機。
【請求項２】前記記憶手段が不揮発性メモリである請求
項１に記載の洗濯機。
【請求項３】前記所定の設定周波数を複数設け、前記所
定の設定周波数それぞれに対する前記位相ずれ量を検出
して前記記憶手段に記憶する請求項１又は請求項２に記
載の洗濯機。
【請求項４】前記位相ずれ量を検出するオープンループ
駆動は前記モータの正回転方向および逆回転方向で行
い、それぞれの回転方向に対する前記位相ずれ量を検出
して前記記憶手段に記憶する請求項１〜３のいずれかに
記載の洗濯機。
【請求項５】前記制御手段が、前記モータに供給する正
弦波状電圧の位相をモータ回転数に応じた設定値だけ前
記モータのロータ位置に対してずらす請求項１〜４のい
ずれかに記載の洗濯機。
【請求項６】洗濯用回転体と、該洗濯用回転体を駆動さ
せるＤＣブラシレスモータと、前記モータのロータ位置
を検出する位置検出手段と、インバータ手段を有し波形
制御を行った正弦波状電圧を前記モータに供給する制御
手段と、を備えた洗濯機において、前記位置検出手段から出力される位置信号に基づくフィ
ードバック制御を行って前記モータを駆動させるとき
に、モータ負荷変動によってモータ回転数が変化して前
記モータに供給される正弦波状電圧の位相が前記位置信
号に対してずれたときは、前記制御手段が、前記正弦波状電圧の周波数を負荷変動
前のモータ回転数に対応する第１の周波数から一旦第２
の周波数にしたのち負荷変動後のモータ回転数に対応す
る第３の周波数にすることを特徴とする洗濯機。
【請求項７】モータ負荷変動によって前記正弦波状電圧
の位相が前記位置信号に対して遅れ目になったときは、
前記第２の周波数を前記第３の周波数の２倍にし、モー
タ負荷変動によって前記正弦波状電圧の位相が前記位置
信号に対して進み目になったときは、前記第２の周波数
を前記第３の周波数の１／２倍にする請求項６に記載の
洗濯機。
【請求項８】前記制御手段が、前記位置検出手段の検出
誤差を補正し、且つ前記モータ負荷変動によって生じる
前記位置信号に対する前記正弦波状電圧の位相ずれを補
正する請求項１〜４のいずかに記載の洗濯機であって且
つ請求項６に記載の洗濯機。
【請求項９】前記制御手段が、前記位置検出手段の検出
誤差を補正し、前記モータに印加する電圧の位相をモー
タ回転数に応じた設定値だけ前記モータのロータ位置に
対してずらすように制御し、且つ前記モータ負荷変動に
よって生じる前記位置信号に対する前記正弦波状電圧の
位相ずれを補正する請求項５及び請求項６に記載の洗濯
機。