JP2000324873A - インバータ洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な処理で進み角制御や遅れ角制御を行う
インバータ洗濯機を提供する。また、負荷の状態によっ
て適切な位相角制御を行うことのできるインバータ洗濯
機を提供する。 【解決手段】 インバータ洗濯機は直流ブラシレスモー
タ７と、モータ７のロータの回転位置を検出する位置検
出手段５５ａ〜５５ｃと、その検出された位置信号Ｈ
ｕ、Ｈｖ、Ｈｗに基づいて駆動信号Ｐ１〜Ｐ６を出力す
るマイコン４１と、その駆動信号によってモータ７に３
相交流を供給するインバータ回路３５とから成る。マイ
コン４１は正弦波のデータを記憶しているメモリを内蔵
し、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗからモータ７の回転数を
検出して、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗから得られるタイ
ミングでメモリへのアドレスとなるデータポインタの値
を回転数に応じて設定する。これにより、マイコン４１
は位相角制御を可能にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流ブラシレスモ
ータで回転槽や撹拌体等を回転させるインバータ洗濯機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】インバータ洗濯機は回転槽と撹拌体等を
駆動するために単相誘導モータでなく３相モータ（３相
誘導モータ又は直流ブラシレスモータ）を使用してい
る。そのため、インバータ洗濯機は３相モータに１２０
゜ずつ位相のずれた３相交流を印加する必要があるので
直流を交流に変えるインバータ手段を備えている。一般
に、このインバータ手段はパワートランジスタやＩＧＢ
Ｔ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のスイッ
チング手段を２個直列接続したハーフブリッジ構成を３
組設けて３相全波ブリッジ構成として形成されている。
インバータ手段に入力される直流電源の＋側に接続され
る３個のスイッチング手段を上アームと呼び、−側に接
続される３個のスイッチング手段を下アームと呼んでい
る。この上アームと下アームの接続点に、３相モータの
各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルが接続されている。

【０００３】また、特開平１０−１５２７８号公報で提
案されている洗濯機は、静音・低振動化を図るために、
直流ブラシレスモータにより外槽の内部に設けられた回
転槽とこの回転槽の内部に設けられた撹拌体をダイレク
トにドライブする方式である。この洗濯機はロータの回
転位置を検出してロータ位置信号を出力するホールセン
サと、ロータ位置信号に基づいて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を備えており、この通
電信号に基づいてインバータ手段が３相交流を直流ブラ
シレスモータに印加して直流ブラシレスモータを駆動す
る構成となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】直流ブラシレスモータ
は回転数によって最大トルクが得られる位相角や消費電
力が最小となる位相角が変化するので、インバータ洗濯
機では回転数に応じてモータへの駆動信号の位相角を制
御することが行われている。しかし、上記従来のインバ
ータ洗濯機では、ホールセンサの位置信号の反転タイミ
ングからタイマーを用いて次の波形パターンの切り替え
タイミングを出力する如く予め決められた位相角のパタ
ーンに従って進み角や遅れ角制御を行っていた。しか
し、洗濯機では洗濯される負荷の状態によってモータの
回転数が変動する場合があるが、上記従来のインバータ
洗濯機では負荷の変動に対応できなていなかった。

【０００５】また、従来のインバータ洗濯機では負荷の
状態によって位相角の制御を行っていなかったので、負
荷の重量が大きい場合には最大トルクが得られるように
モータの位相角を制御し、負荷の重量が小さい場合には
消費電力が小さくなるようにモータの位相角を制御する
というようなインバータ洗濯機にとって最適な位相角制
御をすることができなかった。

【０００６】また、従来のインバータ洗濯機では位置信
号に基づいて同じ正弦波状の信号でモータを駆動したと
しても、モータの巻線抵抗のばらつきによってモータに
流れる各相の電流位相にずれが生じてしまう。この電流
位相にばらつきがあると、直流ブラシレスモータから得
られるトルクやモータでの消費電力が変動するという問
題があった。

【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、第１
の目的は簡単な処理で進み角制御や遅れ角制御といった
位相角制御を行うことができるインバータ洗濯機を提供
することにある。また、第２の目的は負荷の状態によっ
て適切な位相角制御を行うことができるインバータ洗濯
機を提供することにある。また、第３の目的はモータの
巻線抵抗にばらつきがあっても電流位相がずれてしまう
ことのないインバータ洗濯機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１では、ロータを有する直流ブラシ
レスモータと、前記ロータの回転位置を検出する位置検
出手段と、前記位置検出手段より出力される位置信号に
基づいて前記直流ブラシレスモータを駆動する制御部を
備えたインバータ洗濯機において、前記制御部はアドレ
ス指定するデータポインタによってデータが特定される
とともに前記特定されるデータとして正弦波状のデータ
が記憶されたメモリを有し、前記位置信号に基づいて前
記直流ブラシレスモータの回転数を検出するとともに、
前記位置信号から得られる所定のタイミングでその検出
された回転数に基づいて前記データポインタに初期値を
設定し、その後所定周期ごとに前記データポインタの値
に所定値を加えて前記データポインタを更新し、その更
新されたデータポインタによって特定されるデータに基
づいて前記直流ブラシレスモータを駆動するようにして
いる。

【０００９】このような構成によると、制御部はデータ
ポインタをアドレス指定にしてメモリから正弦波状のデ
ータを得る。そして、一定周期ごとにデータポインタに
所定値を加えてデータポインタを更新することでデータ
ポインタでアドレスが指定される正弦波状データを得
て、このデータに基づいて直流ブラシレスモータを駆動
する。そして、位置検出手段で検出されたロータの回転
位置を表す位置信号から直流ブラシレスモータの回転数
を検出するとともに、位置信号から得られる所定のタイ
ミングで、位置信号に基づいて検出した回転数に基づい
てデータポインタに初期値を設定する。これにより、モ
ータの回転数によってモータを駆動する正弦波の位相を
制御することができる。

【００１０】また、本発明の請求項２では、請求項１に
記載のインバータ洗濯機において、前記位置検出手段は
複数設けられており、前記位置信号から得られるすべて
のタイミングで前記データポインタに初期値を設定する
ようにしている。

【００１１】このような構成によると、位置検出手段が
複数あり、位置検出手段より出力される位置信号から得
られるすべてのタイミングを利用してデータポインタに
初期値を設定している。そのため、データポインタに初
期値を設定する回数が上昇し、回転数の変動に対して位
相角制御の追従性が向上する。

【００１２】また、本発明の請求項３では、請求項１又
は請求項２に記載のインバータ洗濯機において、前記制
御部は進み角制御を行うようにしている。

【００１３】このような構成によると、制御部は位置信
号から得られるタイミングでデータポインタに設定する
初期値を変えることによって位相角の制御を行うことが
できるので簡単な処理で進み角制御を行うことができ
る。

【００１４】また、本発明の請求項４では、請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載のインバータ洗濯機におい
て、前記制御部は遅れ角制御を行うようにしている。

【００１５】このような構成によると、制御部は位置信
号から得られるタイミングでデータポインタに設定する
初期値を変えることによって位相角の制御を行うことが
できるので簡単な処理で遅れ角制御を行うことができ
る。

【００１６】また、本発明の請求項５では、請求項１乃
至請求項４のいずれかに記載のインバータ洗濯機におい
て、前記制御部は前記データポインタの値を前記検出さ
れた回転数で前記直流ブラシレスモータより得られるト
ルクが最大となる値とする第１のモードと、前記検出さ
れた回転数で前記直流ブラシレスモータの効率が最大と
なる値とする第２のモードを有し、前記第１のモードと
前記第２のモードを切り替えることができるようにして
いる。

【００１７】このような構成によると、制御部は第１の
モードで直流ブラシレスモータを駆動したときには直流
ブラシレスモータより得られるトルクが最大となる。一
方、制御部は第２のモードで直流ブラシレスモータを駆
動したときには直流ブラシレスモータの効率が最大とな
る。制御部は負荷の状態等で直流ブラシレスモータの駆
動を第１のモードと第２のモードで切り替えることがで
きる。

【００１８】また、本発明の請求項６では、請求項５に
記載のインバータ洗濯機において、前記インバータ洗濯
機で洗濯される負荷の重量を検出する負荷重量検出手段
を備え、前記制御部はその検出された負荷重量を所定の
基準値と比較し、前記負荷重量が前記基準値よりも大き
い場合には前記第１のモードとし、一方、前記負荷重量
が前記基準値よりも小さい場合には前記第２のモードと
するようにしている。

【００１９】このような構成によると、負荷重量検出手
段で負荷の重量を検出し、その検出した負荷の重量を所
定の基準値と比較してモードを決定する。負荷の重量が
基準値より大きいときには第１のモードとするので直流
ブラシレスモータの回転が確実になる。一方、負荷の重
量が基準値より小さいときには第２のモードとするので
消費電力が低減される。

【００２０】また、本発明の請求項７では、請求項５に
記載のインバータ洗濯機において、前記制御部は前記直
流ブラシレスモータの起動時に前記回転数がゼロから所
定の回転数となるまでの時間を測定して、その測定され
た時間に基づいて前記第１のモードと前記第２のモード
から一方を選択するようにしている。

【００２１】このような構成によると、制御部は起動時
にモータの回転数が所定の回転数になるまでの時間を測
定する。この時間は負荷の重量によって決まる値である
ので、その時間に基づいて第１のモードと第２のモード
から一方を選択すると、負荷の重量に基づいてモードを
選択したことになる。

【００２２】また、本発明の請求項８では、請求項５に
記載のインバータ洗濯機において、前記制御部は前記検
出された回転数が所定値よりも小さいときに前記第１の
モードとし、前記検出された回転数が前記所定値よりも
大きいときに前記第２のモードとするようにしている。

【００２３】このような構成によると、起動直後で直流
ブラシレスモータの回転数が小さいときに制御部は第１
のモードとするため、直流ブラシレスモータから最大の
トルクが得られるようになり、起動が確実になる。その
後、モータの回転数が所定の値を超えたときには第２の
モードとすることによって直流ブラシレスモータの効率
が最大となる。

【００２４】また、本発明の請求項９では、請求項１乃
至請求項８のいずれかに記載のインバータ洗濯機におい
て、前記直流ブラシレスモータに流れる電流を検出する
電流検出手段を備え、前記制御部は前記位置信号と前記
電流検出手段で検出された電流の位相差を一定に保つよ
うに前記データポインタに初期値を設定するようにして
いる。

【００２５】このような構成によると、データポインタ
に設定する初期値を変えることによって位相角を制御す
ることができることを利用して、電流検出手段で直流ブ
ラシレスモータに流れる電流を検出し、位置信号に対す
る電流の位相を一定に保つようにデータポインタに設定
する初期値を変える。これにより、巻線の抵抗が変更さ
れる等されても位置信号に対する電流の位相を一定に保
つことができる。

【００２６】また、本発明の請求項１０では、請求項１
乃至請求項９のいずれかに記載のインバータ洗濯機にお
いて、回転槽と撹拌体を備え、前記直流ブラシレスモー
タはトルクを直接前記回転槽と前記撹拌体に伝達するよ
うにしている。

【００２７】このような構成によると、直流ブラシレス
モータのトルクが直接回転槽と撹拌体に伝達される。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したインバー
タ洗濯機の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態のダイレクトドライブ方式のインバータ洗濯
機の概略図を図１に示す。洗濯機１は一槽式の全自動洗
濯機であり、本体の内部に洗濯槽を兼ねた回転槽２及び
外槽３を備えている。外槽３はサスペンション部４によ
って本体に吊持されており、回転槽２は外槽３の内側に
回転可能に設置されている。また撹拌体５が回転槽２の
底部から一定の距離だけ離れた位置に設けられている。
本体は洗濯物を出し入れするための蓋６を有する。外槽
３の下部には直流ブラシレスモータ７の回転を回転槽２
や撹拌体５に伝達する伝達機構８を有する。

【００２９】本体の上部には、操作部９、表示部１０、
ブザー１１、及び蓋６の開閉を検知する蓋センサ１２が
備えられており、外槽３の側方には外槽３内の水位を検
出する水位センサ１３が備えられている。また、操作部
９の下部には、洗濯機１の動作全体を制御するための、
マイクロコンピュータより成る主制御部１４が設けられ
ている。また、モータ７にドライブ信号を供給するため
のインバータ手段と、このインバータ手段を介してモー
タ７の回転を制御するためのマイクロコンピュータとか
ら成る副制御部１５が側板１ａの内面上方に設けられて
いる。１６と１７は外槽３内の水量を調節するための給
水弁１６と排水弁１７である。

【００３０】洗濯機１の動作に関する回路構成の概略を
図２に示す。主制御部１４は洗い、すすぎ、脱水等の各
行程の動作の内容や、行程の実行順序（すなわち処理コ
ース）等のプログラムを記憶しており、このプログラム
に従って給水弁１６と排水弁１７の開閉、及び伝達機構
８におけるモータ７の回転の伝達先の切り替えを制御
し、副制御部１５を介してモータ７の回転を制御する。

【００３１】また、主制御部１４は操作部９から洗濯の
予約等の信号を入力する。主制御部１４は表示部１０に
動作の経過等を表示する。主制御部１４は洗濯終了時等
でブザー１１を鳴らす。主制御部１４は蓋センサー１２
から蓋６の開閉状態を表す信号を入力する。主制御部１
４は水位センサー１３から外槽３内の水位を表す信号を
入力する。

【００３２】主制御部１４はモータ７の回転を制御する
ために必要な信号Ｓ１を同期用クロックＣＬＫとともに
副制御部１５に送信する。信号Ｓ１を受けた副制御部１
５は信号Ｓ１を読み取った後、クロックＣＬＫに同期し
て信号Ｓ２を主制御部１４に送信する。副制御部１５は
直流ブラシレスモータ７のロータの回転位置を示すロー
タ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗに基づいてモータ７に３相
電流を供給し、モータ７を駆動する。

【００３３】次に、図３を用いて副制御部１５の構成を
説明する。本実施形態のインバータ洗濯機１ではモータ
７として３相２０極直流ブラシレスモータを使用してい
る。商用電源３０の交流電圧は整流回路３１で脈流状の
直流に変換される。整流回路３１にはダイオードブリッ
ジが使用されている。

【００３４】整流回路３１で整流された直流は平滑用の
コンデンサ３２ａ、３２ｂで平滑される。コンデンサ３
２ａの＋端子は整流回路３１の＋側の端子に接続されて
いる。コンデンサ３２ａの−端子とコンデンサ３２ｂの
＋端子は商用電源３０の一方の端子に接続されている。
コンデンサ３２ｂの−端子は整流回路３１の−側の出力
端子に接続されている。コンデンサ３２ａ、３２ｂで平
滑された直流電圧がインバータ回路３５に供給される。
インバータ回路３５は直流を三相交流に変換する。

【００３５】インバータ回路３５は６個のスイッチング
手段としてＮＰＮ型トランジスタ３６ａ〜３６ｃ、３７
ａ〜３７ｃを３相全波ブリッジ構成にしたものである。
平滑用のコンデンサ３２ａの＋端子に接続された３個の
トランジスタ３６ａ〜３６ｃを上アーム、コンデンサ３
２ｂの−端子に接続された３個のトランジスタ３７ａ〜
３７ｃを下アームという。そして、６個のトランジスタ
３６ａ〜３６ｃ、３７ａ〜３７ｃにはそれぞれ並列にダ
イオード４２ａ〜４２ｃ、４３ａ〜４３ｃが接続されて
いる。上アームのトランジスタ３６ａ〜３６ｃと下アー
ムのトランジスタ３７ａ〜３７ｃの各接続点ａ、ｂ、ｃ
が直流ブラシレスモータ７の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）
に接続されている。Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗは各相のコイルで
ある。トランジスタ３６ａ〜３６ｃ、３７ａ〜３７ｃの
ベースはドライブ回路４０に接続されている。

【００３６】５５ａ、５５ｂ、５５ｃはモータ７のロー
タの回転位置を検出するホールセンサ（位置検出手段）
である。各ホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃより出
力されるロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗはマイクロコ
ンピュータ４１に入力される。

【００３７】３４ａはモータ７のＵ相に流れる電流を検
出するモータ電流検出手段である。３４ｂはモータ７の
Ｖ相に流れる電流を検出するモータ電流検出手段であ
る。３４ｃはモータ７のＷ相に流れる電流を検出する電
流検出手段である。電流検出手段３４ａ、３４ｂ、３４
ｃよりそれぞれ出力される信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗはマイ
クロコンピュータ４１に入力される。３９は回転槽２内
の洗濯物の重量を検出する負荷重量検出手段である。

【００３８】４１はロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗに
基づいて駆動信号Ｐ１〜Ｐ６を出力するマイクロコンピ
ュータである。ドライブ回路４０は信号Ｐ１、Ｐ２を増
幅してそれぞれトランジスタ３６ａ、３７ａのベースに
供給する。ドライブ回路４０は信号Ｐ３、Ｐ４を増幅し
てトランジスタ３６ｂ、３７ｂのベースに供給する。ド
ライブ回路４０は信号Ｐ５、Ｐ６を増幅してトランジス
タ３６ｃ、３７ｃのベースに供給する。

【００３９】したがって、信号Ｐ１によってトランジス
タ３６ａはオン・オフ制御される。信号Ｐ２によってト
ランジスタ３７ａはオン・オフ制御される。信号Ｐ３に
よってトランジスタ３６ｂはオン・オフ制御される。信
号Ｐ４によってトランジスタ３７ｂはオン・オフ制御さ
れる。信号Ｐ５によってトランジスタ３６ｃはオン・オ
フ制御される。信号Ｐ６によってトランジスタ３７ｃは
オン・オフ制御される。

【００４０】次に、モータ駆動信号波形を正弦波とした
ときの駆動パターンの一例を図４に示す。図４はモータ
７を一定の回転数で定常的に駆動するときの信号の波形
図である。図４の（ｄ１）（ｄ２）は駆動信号Ｐ１、Ｐ
２の一例を示しており、マイクロコンピュータ４１が駆
動信号Ｐ１、Ｐ２を出力した場合、Ｕ相への出力電圧は
図４の（ｅ）のように、ＰＷＭ（Pulse Width Modulati
on）された波形となり、Ｕ相の巻線電流は図４の（ｆ）
のような正弦波状となる。このとき、インバータ回路３
５はＵ相を基準とした場合、Ｖ相に電気角で２４０゜、
Ｗ相に１２０゜位相の遅れた信号を発生し、モータ７を
駆動している。

【００４１】副制御部１５のマイクロコンピュータ４１
から図４の（ｄ１）（ｄ２）に示す駆動信号を発生させ
るために、マイクロコンピュータ４１は図４の（ｃ）に
示す一定周期の三角波６０を内部において発生させ、正
弦波状の駆動波形データ６１と三角波６０を比較するこ
とによって図４の（ｄ１）（ｄ２）に示すようなＰＷＭ
波形を発生するようにしている。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相は２
π／３ラジアンずつ位相のずれた波形であるので、Ｕ相
について説明する。

【００４２】図１５はマイクロコンピュータ４１に内蔵
されているメモリに記憶されている正弦波データと、そ
の正弦波の位相と、そのメモリのアドレスを指定するた
めに用いられるデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の
値との関係を示す図である。マイクロコンピュータ４１
は駆動波形データ６１をメモリに記憶されている正弦波
データから求めている。

【００４３】マイクロコンピュータ４１は駆動波形デー
タ６１の正弦波の１周期の位相である２πラジアンを６
５５３６分割したものを単位とするデータポインタ（Ｎ
ＥＷ＿ＤＡＴＡ）で処理している。データポインタ（Ｎ
ＥＷ＿ＤＡＴＡ）はデジタル値であり、６５５３６個あ
る。ちなみに、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であるときは
位相はπラジアンである。

【００４４】さて、一般に周波数ｆの正弦波の信号波の
時刻ｔにおける位相角θは θ＝２πｆｔ（ラジアン） である。三角波６０の周期Ｔｃ（図４参照）ごとの位相
更新量Δθは Δθ＝２πｆ・Ｔｃ（ラジアン） である。図１５で位相とデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡ
ＴＡ）の関係から分かるように、位相を（６５５３６／
２π）倍した値がデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
の値となる。したがって、位相更新量Δθに対応する周
期Ｔｃごとのデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の更
新量（α＿ＤＡＴＡ）はΔθを（６５５３６／２π）倍
した値となるので、 α＿ＤＡＴＡ＝２πｆ・Ｔｃ・（６５５３６／２π） である。簡単には、三角波６０の周期Ｔｃでの位相更新
量Δθが与えられたときに、更新量（α＿ＤＡＴＡ）は
位相２πラジアンを６５５３６分割したものの個数を数
えることによって求められ、上式のようになる。

【００４５】周期Ｔｃ＝６３．５μｓで、周波数ｆ＝６
０Ｈｚの駆動信号を出力するときには α＿ＤＡＴＡ＝４．１６１・ｆ＝２４９ となる。なお、三角波６０の周波数はマイクロコンピュ
ータ４１が周期Ｔｃの時間間隔を計るために用いている
タイマーの分解能と、ＰＷＭの分解能で決定する。

【００４６】更新量（α＿ＤＡＴＡ）が定まるとマイク
ロコンピュータ４１は新しい位相角をデータポインタ
（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）として ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ＝ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ＋α＿ＤＡＴＡ で更新し、保持する。周期Ｔｃ＝６３．５μｓで、周波
数ｆ＝６０Ｈｚの駆動信号を出力する場合には、図１５
に一部拡大して示すように、データポインタ（ＮＥＷ＿
ＤＡＴＡ）の値が０から始まるときには、データポイン
タ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の値は三角波６０の周期Ｔｃご
とに更新量（α＿ＤＡＴＡ）の値である２４９が加算さ
れるので、０、２４９、４９８…というように変化す
る。

【００４７】次にデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
の値に対応する正弦波の振幅値を求める。予めメモリに
は正弦波テーブルデータとして位相の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個の基本データが記憶されてい
る。これらの基本データには符号ビットも含まれる。２
πラジアン分が５１２個のテーブルデータ（従ってアド
レスも５１２個）なのでＮＥＷ＿ＤＡＴＡの値を１２８
で割った数をアドレス（ちなみに２πラジアンに対応す
るアドレスは６５５３６÷１２８＝５１２）として指定
することによりメモリから正弦波データが読み出され、
それに変調率βを掛けた値がデータ６１として実際の比
較バッファに埋め込まれる。そして、マイクロコンピュ
ータ４１に内蔵の比較器が図４の（ｃ）に示す正弦波状
のデータ６１と三角バッファに埋め込まれたデータ６２
を比較して比較結果を出力する。これにより、図４の
（ｄ１）（ｄ２）に示す駆動信号Ｐ１、Ｐ２が生成され
る。

【００４８】この駆動信号Ｐ１、Ｐ２を受けたインバー
タ回路３５より直流ブラシレスモータ７のＵ相の巻線に
は図４の（ｆ）に示すような正弦波形の交流電流が流さ
れる。Ｖ相、Ｗ相についても同様にして駆動信号が生成
される。これによって、直流ブラシレスモータ７が回転
する。３個のホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃから
出力されるロータ位置信号は図４の（ａ）に示すように
なるように直流ブラシレスモータ７に取り付けられてい
る。また、直流ブラシレスモータ７の各相の誘起電圧は
図４の（ｂ）に示すようになる。

【００４９】図１６はマイクロコンピュータ４１の動作
を概略的に示すために一部の信号を抜粋して示した波形
図である。ロータ位置信号Ｈｕ、ＨｖとＵ相の駆動波形
データ６１の時間変化が示されている。ロータ位置信号
Ｈｕの立ち下がりのタイミングｔａでマイクロコンピュ
ータ４１はデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を初期
化し、０とする。データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
が０であるときにはメモリから振幅が０のデータが得ら
れる。

【００５０】また、マイクロコンピュータ４１は速度検
知タイマーを用いてモータの回転数を検出し、その検出
された回転数に基づいて駆動波形データ６１の周波数を
決定する。これにより、上述のように更新量（α＿ＤＡ
ＴＡ）が算出できる。その後、図１６に一部拡大して示
すように、タイマーを使って三角波６０の周期Ｔｃが経
過したタイミングｔ１でマイクロコンピュータ４１はデ
ータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡ
ＴＡ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
を更新する。これにより、メモリからデータポインタ
（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に対応したデータが得られ、駆動
波形データ６１とする。この駆動波形データ６１は図４
（ｃ）に示すようにマイクロコンピュータ４１において
三角波６２と比較され、比較結果はＰＷＭされた波形と
なる。このＰＷＭされた波形がマイクロコンピュータ４
１より出力される駆動信号Ｐ１、Ｐ２になる。

【００５１】その後、タイマーを使って周期Ｔｃが経過
したタイミングｔ２でマイクロコンピュータ４１はデー
タポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴ
Ａ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を
更新する。これにより、メモリからデータポインタに対
応したデータが得られ、駆動波形データ６１とする。そ
の後、タイマーを使って周期Ｔｃごとにデータポインタ
（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴＡ）を加算
してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を加算してデ
ータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新する。これに
より、周期Ｔｃごとに駆動波形データ６１は更新される
ようになる。

【００５２】その後、モータ７のロータが回転すること
により、ロータ位置信号Ｈｖの立ち上がりがマイクロコ
ンピュータ４１に入力される。マイクロコンピュータ４
１はロータ位置信号Ｈｖの立ち上がりが入力されたタイ
ミングｔｂでデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を初
期化し、Ｕ相では初期値は１０９２２（２ＡＡＡ‘Ｈ）
で初期化する。

【００５３】このように、マイクロコンピュータ４１は
ロータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの反転するタイミング
でデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を初期化し、速
度検知タイマーを使って検出した回転数から更新量（α
＿ＤＡＴＡ）を決定する。その後、周期Ｔｃごとにデー
タポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴ
Ａ）を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を
更新し、駆動波形データ６１を作る。

【００５４】そして、マイクロコンピュータ４１は速度
検知タイマーを用いて回転数を検出し、その検出された
回転数に基づいて駆動波形データ６１の周波数を決定す
る。これにより、更新量（α＿ＤＡＴＡ）が算出され
る。その後、タイマーを使って周期Ｔｃごとにデータポ
インタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に更新量（α＿ＤＡＴＡ）
を加算してデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を更新
する。これにより、周期Ｔｃごとに駆動波形データ６１
は更新されるようになる。

【００５５】次に、モータ７の制御例を説明する。図５
は副制御部１５が直流ブラシレスモータ７を正転方向に
回転させる場合の位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのパターン
とモータ７の起動パターン及び運転モードを示す図であ
る。図６は副制御部１５が直流ブラシレスモータ７を逆
転方向に回転させる場合の位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの
パターンとモータ７の起動及び運転モードを示す図であ
る。図５はロータが回転しているときの波形を示してい
るが、まず直流ブラシレスモータ７を正転方向に起動す
るときの動作について説明する。

【００５６】ホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃ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。起動するときにまずマイクロコンピュータ４１はロ
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
信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗから識別できるもので６種類あ
る。

【００５７】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にはパターン１である。このと
き、副制御部１５はＶ相に着目してＶ相の位相３０゜分
のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）にあたる６５５
３６×３０／３６０＝１５５５‘Ｈをアドレスにて埋め
込みテーブルデータよりデータを取り込む。このとき、
運転モードはモードａとし、Ｕ相はＶ相に対して１２０
゜、Ｗ相はＶ相に対して２４０゜位相の遅れたデータポ
インタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）よりデータを読み込む。こ
のとき、更新量（α＿ＤＡＴＡ）は実験値より適当な初
期値を求めている。また、モータ７の回転数を検出する
ための速度検知タイマーを起動する。

【００５８】これにより、副制御部１５が駆動信号を発
生してロータが回転を開始する。ロータの回転によりロ
ータ位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの切り替わりであるロー
タ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５３ｃが来るが、こ
のときにデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）はロータ
が遅れることを想定して、データポインタ（ＮＥＷ＿Ｄ
ＡＴＡ）が１５５５‘Ｈ×２＝２ＡＡＡ‘Ｈに達すると
ロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５３ｃを検出す
るまで更新せず同じデータで待機している。そして、実
際にロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５３ｃが来
た時点でデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の更新を
再開してさらに速度検知タイマーを一旦リセットする。

【００５９】さらにロータの回転によってロータ位置信
号Ｈｕの立ち下がりエッジ５３ｄが来るが、このとき運
転モードをモードｂに切り替え、Ｕ相に着目する。この
ときにもロータ位置信号Ｈｕの立ち下がりエッジ５３ｄ
までＶ相のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は２Ａ
ＡＡ‘Ｈで待機しておく。そして、エッジ５３ｄが来る
とＵ相基準（データポインタの初期値が０）で、Ｖ相は
Ｕ相に対して２４０゜、Ｗ相はＵ相に対して１２０゜位
相の遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）からデ
ータを読み込む。このようにして順次６箇所のエッジ５
３ａ〜５３ｆでデータの補正を行う。また、速度検知タ
イマーの値で回転数が得られるのでこれに応じて更新量
（α＿ＤＡＴＡ）を随時速度変化に追従するように変更
する。

【００６０】これにより、Ｕ相の駆動波形データ５６ａ
は正弦波状となり、ロータ位置信号Ｈｕのエッジ５３
ａ、５３ｄでゼロとなる。Ｖ相の駆動波形データ５６ｂ
は正弦波状となり、ロータ位置信号Ｈｖのエッジ５３
ｂ、５３ｅでゼロとなる。Ｗ相の駆動波形データ５６ｃ
は正弦波状となり、ロータ位置信号Ｈｗのエッジ５３
ｃ、５３ｆでゼロとなる。

【００６１】直流ブラシレスモータ７を逆転方向に回転
させる場合にも、図６に示すようにロータ位置信号から
識別できる６種類のロータ位置パターン６〜９、ａ、ｂ
で、どの位置なのかを確認してから起動を行う。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がハイレベルであるときを
例に説明する。このとき、ロータ位置パターン６であ
り、副制御部１５はＵ相に着目してＵ相の位相３０゜分
のデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）にあたる１５５
５‘Ｈを埋め込みテーブルデータよりデータを取り込
む。このとき、運転モードはモードｄとし、Ｖ相はＵ相
に対して１２０゜、Ｗ相はＵ相に対して２４０゜位相の
遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）よりデータ
を読み込む。このとき、更新量（α＿ＤＡＴＡ）は実験
値より初期値を求めている。また、起動時にモータ７の
回転数を検出するための速度検知タイマーを起動する。

【００６２】ロータの回転によりロータ位置信号Ｈｕ、
Ｈｖ、Ｈｗの切り替わりであるロータ位置信号Ｈｗの立
ち下がりエッジ６３ｂが来るが、このときにデータポイ
ンタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）はロータが遅れることを想定
して、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）は２ＡＡＡ
‘Ｈから更新せず、同じデータで待機している。そし
て、実際にロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ６３
ｂが来た時点でデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）の
更新を再開して再度速度検知タイマーをリセットする。
次に信号Ｈｖの立ち上がりエッジ６３ｃが来るが、この
とき、動作モードをモードｅに切り替え、Ｖ相に着目す
る。Ｕ相はＶ相に対して１２０゜、Ｗ相はＶ相に対して
２４０゜位相の遅れたデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴ
Ａ）からデータを読み込む。

【００６３】このように順次６箇所のエッジ６３ａ〜６
３ｆでデータを補正する。また、モータ７の速度検知タ
イマーの値により、更新量（α＿ＤＡＴＡ）を随時速度
変化に追従するように変更する。これにより、Ｕ相に正
弦波状のデータ６６ａが生成され、Ｖ相に正弦波状のデ
ータ６６ｂが生成され、Ｗ相に正弦波状のデータ６６ｃ
が生成される。

【００６４】特に位置信号Ｈｕのエッジ６３ａ、６３ｄ
のタイミングでデータ６６ａはゼロとなる。位置信号Ｈ
ｖのエッジ６３ｂ、６３ｅのタイミングでデータ６６ｂ
はゼロとなる。位置信号Ｈｗのエッジ６３ｃ、６３ｆの
タイミングでデータ６６ｃはゼロとなる。また、位置信
号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗから得られるエッジ６３ａ〜６３ｆ
のすべてのタイミングでデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡ
ＴＡ）の値がセットされる。

【００６５】図７は副制御部１５が進み角制御を行って
直流ブラシレスモータ７を正転方向に回転させる場合の
位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのパターンとモータ７の起動
パターン及び運転モードを示す図である。図７は基準波
形７１ａ、７１ｂ、７１ｃに対して３０゜位相の進んだ
正弦波状のデータ７２ａ、７２ｂ、７２ｃを出力する場
合の図である。

【００６６】ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりエッジ５
３ａが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運
転モードｃにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
を１６３８３にして１６３８３を１２８で割った１２８
番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｗ相の
データとして出力する。そして、三角波６０（図４
（ｃ）参照）の周期ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデ
ータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを
求める処理を行う。Ｕ相はＷ相に対して２４０゜位相の
遅れたデータを出力する。Ｖ相はＷ相に対して１２０゜
位相の遅れたデータを出力する。

【００６７】ロータ位置信号Ｈｖの立ち下がりエッジ５
３ｂが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運
転モードａにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
を５４６１にして５４６１を１２８で割った４２番目の
アドレスのデータをメモリから読み込み、Ｖ相のデータ
として出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新
量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴ
Ａ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｗ相はＶ相
に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｕ相
はＶ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力す
る。

【００６８】ロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５
３ｃが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運
転モードａにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
を１６３８３にして１６３８３を１２８で割った１２８
番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｖ相の
データとして出力する。そして、三角波６０の周期ごと
に更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿
ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｗ相
はＶ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力す
る。Ｕ相はＶ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを
出力する。

【００６９】ロータ位置信号Ｈｕの立ち下がりエッジ５
３ｄが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運
転モードｂにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
を５４６１にして５４６１を１２８で割った４２番目の
アドレスのデータをメモリから読み込み、Ｕ相のデータ
として出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新
量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴ
Ａ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｖ相はＵ相
に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｗ相
はＵ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力す
る。

【００７０】ロータ位置信号Ｈｖの立ち上がりエッジ５
３ｅが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運
転モードｂにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
を１６３８３にして１６３８３を１２８で割った１２８
番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｕ相の
データとして出力する。そして、三角波６０の周期ごと
に更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿
ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｖ相
はＵ相に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力す
る。Ｗ相はＵ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを
出力する。

【００７１】ロータ位置信号Ｈｗの立ち下がりエッジ５
３ｆが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運
転モードｃにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
を５４６１にして５４６１を１２８で割った４２番目の
アドレスのデータをメモリから読み込み、Ｗ相のデータ
として出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新
量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴ
Ａ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｕ相はＷ相
に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｖ相
はＷ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力す
る。

【００７２】これにより基準波形７１ａ〜７１ｃからそ
れぞれ３０゜位相の進んだ正弦波状のデータ７２ａ〜７
２ｃが得られる。また、ホールセンサ５５ａ、５５ｂ、
５５ｃから得られる位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの反転タ
イミングで、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）に各
進み角に相当する初期値を設定することで任意の進み角
で正弦波状のデータを出力できる。

【００７３】また、副制御部１５が図６に示す基準波形
６６ａ、６６ｂ、６６ｃに対して３０゜位相の進んだ正
弦波状のデータを出力して直流ブラシレスモータ７を逆
転方向に回転させる場合には、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈ
ｗのエッジ６３ａ〜６３ｆのタイミングでデータポイン
タ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を図６に示した場合の値から３
０゜位相を進めた角に相当する値に設定する。これによ
り、直流ブラシレスモータ７を逆転方向に回転させる場
合に進み角制御を行うことができる。

【００７４】図８は副制御部１５が遅れ角制御を行って
直流ブラシレスモータ７を正転方向に回転させる場合の
位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのパターンとモータ７の起動
パターン及び運転モードを示す図である。図８は基準波
形８１ａ、８１ｂ、８１ｃに対して３０゜位相の遅れた
正弦波状のデータ８２ａ、８２ｂ、８２ｃを出力する場
合の図である。

【００７５】ロータ位置信号Ｈｕの立ち上がりエッジ５
３ａが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運
転モードｃにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
を５４６１にして５４６１を１２８で割った４２番目の
アドレスのデータをメモリから読み込み、Ｗ相のデータ
として出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新
量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴ
Ａ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｕ相はＷ相
に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｖ相
はＷ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力す
る。

【００７６】ロータ位置信号Ｈｖの立ち下がりエッジ５
３ｂが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運
転モードａにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
の値を６００７３にして６００７３を１２８で割った４
６９番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｖ
相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期
ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥ
Ｗ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める。Ｕ相はＶ相
に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｗ相
はＶ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力す
る。

【００７７】ロータ位置信号Ｈｗの立ち上がりエッジ５
３ｃが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運
転モードａにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
を５４６１にして５４６１を１２８で割った４２番目の
アドレスのデータをメモリから読み込み、Ｖ相のデータ
として出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新
量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴ
Ａ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｗ相はＶ相
に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｕ相
はＶ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力す
る。

【００７８】ロータ位置信号Ｈｕの立ち下がりエッジ５
３ｄが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運
転モードｂにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
の値を６００７３にして６００７３を１２８で割った４
６９番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｕ
相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期
ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥ
Ｗ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める。Ｗ相はＵ相
に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｖ相
はＵ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力す
る。

【００７９】ロータ位置信号Ｈｖの立ち上がりエッジ５
３ｅが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運
転モードｂにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
を５４６１にして５４６１を１２８で割った４２番目の
アドレスのデータをメモリから読み込み、Ｕ相のデータ
として出力する。そして、三角波６０の周期ごとに更新
量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴ
Ａ）に加算してデータを求める処理を行う。Ｖ相はＵ相
に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｗ相
はＵ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力す
る。

【００８０】ロータ位置信号Ｈｗの立ち下がりエッジ５
３ｆが副制御部１５に入力されると、副制御部１５は運
転モードｃにし、データポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）
の値を６００７３にして６００７３を１２８で割った４
６９番目のアドレスのデータをメモリから読み込み、Ｗ
相のデータとして出力する。そして、三角波６０の周期
ごとに更新量（α＿ＤＡＴＡ）をデータポインタ（ＮＥ
Ｗ＿ＤＡＴＡ）に加算してデータを求める。Ｖ相はＷ相
に対して２４０゜位相の遅れたデータを出力する。Ｕ相
はＷ相に対して１２０゜位相の遅れたデータを出力す
る。

【００８１】これにより基準波形８１ａ〜８１ｃからそ
れぞれ３０゜位相の遅れた正弦波状のデータ８２ａ〜８
２ｃが得られる。また、ホールセンサ５５ａ、５５ｂ、
５５ｃから得られる位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの反転タ
イミングで、各遅れ角に相当する初期値を設定すること
で任意の遅れ角で正弦波状のデータを出力できる。

【００８２】また、副制御部１５が図６に示す基準波形
６６ａ、６６ｂ、６６ｃに対して３０゜位相の遅れた正
弦波状のデータを出力して直流ブラシレスモータ７を逆
転方向に回転させる場合には、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈ
ｗのエッジ６３ａ〜６３ｆのタイミングでデータポイン
タ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を図６に示した場合の値から３
０゜位相を遅らせた角に相当する値に設定する。これに
より、直流ブラシレスモータ７を逆転方向に回転させる
場合に遅れ角制御を行うことができる。

【００８３】ところで、実施形態とは異なりホールセン
サからの位置信号の反転するタイミングからタイマーを
使って駆動波形データの振幅がゼロとなるタイミングを
予測して、そのタイミングから正弦波データを出力する
ことでも位相角制御を行うことは可能である。しかし、
この場合、一定の回転数で運転するときには進み角や遅
れ角は一定でよいが、加速や減速するときには制御する
位相角が変わり、その際にタイマーによって位相角制御
の開始が遅れるという問題がある。また、タイマーを用
いた処理は一般に複雑になるという問題もある。これに
対して、実施形態ではこのようなタイマーを使用してい
ないので位相角制御が遅れることもなく、また処理も複
雑になることもない。

【００８４】図９はモータ７の回転数と進み角量の関係
の例を示す図である。副制御部１５がモータ７の回転数
をホールセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃから得られる位
置信号の反転タイミングの間の時間を速度検知タイマー
を使って検知する。副制御部１５の進み角制御によって
モータ７の回転数が０〜２００ｒｐｍの範囲では進み角
量は回転数に比例して大きくなり、２００ｒｐｍで４０
゜となる。モータ７の回転数が２００ｒｐｍ以上では進
み角量は４０゜のままとなる。

【００８５】位相角が０゜でモータ７を正転方向に回転
させるときには、図７において基準波形７１ａ、７１
ｂ、７１ｃでモータ７を駆動する。位相角が３０゜のと
きはモータ７を正転させるとき図７において基準波形７
１ａ、７１ｂ、７１ｃに対して３０゜位相の進んだ正弦
波データ７２ａ、７２ｂ、７２ｃでモータ７を駆動す
る。位相角が３０゜より小さいときには正弦波データ７
２ａ、７２ｂ、７２ｃよりも基準波形７１ａ、７１ｂ、
７１ｃに近づいた正弦波データでモータ７を駆動する。
このとき、位相角が０゜に近いほど正弦波データは基準
波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃに近づく。位相角が３０゜
より大きい場合には正弦波データ７２ａ、７２ｂ、７２
ｃよりも基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃから離れた正
弦波データでモータ７を駆動する。このとき、位相角が
大きくなるほど正弦波データは基準波形７１ａ、７１
ｂ、７１ｃから離れる。

【００８６】したがって、起動直後では進み位相角は０
゜であり、その後回転数が上昇するにつれて進み位相角
も大きくなる。そして、モータ７の回転数が２００ｒｐ
ｍを超えると進み位相角は４０゜に固定される。モータ
７は回転数が大きくなるほどトルクが最大となる位相角
が大きくなるので、図９に示すように進み角量を制御す
ることによって大きなトルクが得られるようになる。

【００８７】副制御部１５は回転数と位相角の関係を次
のようにすることも可能である。まずマイクロコンピュ
ータ４１は水を給水する前に負荷重量検出手段４９によ
って負荷の重量を調べる。マイクロコンピュータ４１は
負荷重量検出手段３９から入力される信号によって負荷
の重量を所定の基準値と比較する。負荷重量がその基準
値より大きい場合には、マイクロコンピュータ４１は最
大のトルクが出る位相角で運転する。一方、負荷重量が
所定の基準値より小さい場合には、マイクロコンピュー
タ４１はモータ７の効率が最大となる位相角で制御し、
消費電力を抑える。

【００８８】図１０はある回転数での位相角とトルクの
特性を示す図である。図１０において横軸は位相角
（゜）を表し、縦軸はトルクを表している。この回転数
で最大のトルクが得られるのは位相角が２０゜のときで
ある。このように回転数に応じて最大トルクが得られる
位相角を求めると図１２において曲線５０のようにな
る。なお、図１２において横軸はモータ７の回転数（ｒ
ｐｍ）を表し、縦軸は位相角（゜）を表している。マイ
クロコンピュータ４１は負荷の重量が所定の基準値より
大きいときには曲線５０の関係を満たすようにモータ７
を駆動することによってモータ７より最大のトルクが得
られるようになる。

【００８９】図１０に示す場合で最大のトルクが得られ
るように位相角２０゜でモータ７を正転方向に回転させ
るときには、図７において基準波形７１ａ、７１ｂ、７
１ｃに対して２０゜位相の進んだ正弦波状データでモー
タ７を駆動する。この位相角の制御は、ロータ位置信号
Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの反転タイミング５３ａ〜５３ｆにデ
ータポインタ（ＮＥＷ＿ＤＡＴＡ）を初期化するときの
初期値を設定することによって行われる。なお、位相角
３０゜でモータ７を正転方向に回転させるときには、正
弦波状データ７２ａ、７２ｂ、７２ｃでモータ７を駆動
する。

【００９０】図１１はある回転数での位相角とトルクの
特性を示す図である。図１１において横軸は位相角
（゜）を表し、縦軸は消費電力を表している。この回転
数で消費電力が最も小さくなるのは位相角が１５゜のと
きである。このように回転数に応じて消費電力が最小と
なるような位相角を求めると図１２において曲線５１の
ようになる。マイクロコンピュータ４１は負荷の重量が
所定の基準値より小さいときには曲線５１の関係を満た
すようにモータ７を駆動することによって効率が最大と
なる。図１１に示す場合で消費電力が最小となるように
位相角１５゜で正転方向にモータ７を回転させるときに
は、図７において基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃに対
して１５゜位相の進んだ正弦波状データでモータ７を駆
動する。

【００９１】また、ユーザーの設定等で消費電力を抑え
るモードが指定されているときに、マイクロコンピュー
タ４１はモータ７の効率が最大となる位相角で制御し、
消費電力を抑えるモードが解除されたときにはマイクロ
コンピュータ４１はトルクが最大となるようにモータ７
を運転するようにしてもよい。このようにユーザーの設
定に応じて位相角の制御を対応してもよい。

【００９２】さらに次のような処理を追加することがで
きる。図１３は位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗと駆動電圧波
形とモータに流れる電流の波形を示す波形図である。図
１３において横軸は時間の経過を表し、信号Ｈｕ、Ｈ
ｖ、Ｈｗからモータ７の回転位置が得られる。位置信号
Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのエッジ５３ａ〜５３ｆで副制御部１
５はある相で正弦波状の出力電圧９０をモータ７に出力
しているときにモータ７に流れる電流は曲線９１に示す
ようにエッジ５３ａ〜５３ｆに対して位相がずれる。こ
の位相のずれはモータ７の巻線にある抵抗値等によって
異なる。そのため、モータ７の巻線にある抵抗値のばら
つき等によって電流位相がずれる。その位相ずれを補正
するために、モータ７が回転しているときにモータ電流
検出手段３４ａ、３４ｂ、３４ｃから得られる電流ゼロ
クロス点９２と位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのエッジ５３
ａ〜５３ｆとの間隔が一定となるように制御する。

【００９３】具体的にはマイクロコンピュータ４１はエ
ッジ５３ｃと電流ゼロクロス点９２との間隔Ｔが大きい
場合には、マイクロコンピュータ４１は出力信号９０の
位相を進めて電流波形の位相を進める。一方、間隔Ｔが
小さいときには信号９０の位相を遅らせて間隔Ｔが一定
となるように制御する。これにより、巻線等のばらつき
により抵抗値がばらついたときにも位相の補正が可能と
なる。

【００９４】なお、この場合において、位相角の制御は
図７における正弦波データ７２ａ、７２ｂ、７２ｃや図
８における正弦波データ８２ａ、８２ｂ、８２ｃのよう
に各基準波形７１ａ、７１ｂ、７１ｃや８１ａ、８１
ｂ、８１ｃに対して進み角制御や遅れ角制御を行うこと
によってなされる。

【００９５】次に、図１４はモータ７を一定の回転数で
回転させるときの起動時の立ち上がりの様子を示す図で
ある。図１４において横軸は起動後の時間（ｓ）であ
る。縦軸は回転数（ｒｐｍ）である。負荷が大きい場合
ほど起動の立ち上がり時間が長くなる。線７０のように
起動してから回転数１００ｒｐｍになるまでの立ち上が
り時間は０．０５ｓである。負荷が大きくなると線７１
のように立ち上がり時間は０．１７ｓとなる。さらに負
荷が大きくなると線７２のように立ち上がり時間は０．
３３ｓとなる。さらに負荷が大きくなると線７３のよう
に立ち上がり時間は０．４８ｓとなる。

【００９６】このように負荷の重さや布等の状態により
立ち上がり回転数の立ち上がり時間が異なる。そのた
め、起動してから回転数が５０ｒｐｍとなるまでの時間
をタイマーを使って測定し、その時間から負荷の重さを
検出する。このようにして検出した負荷の重さを所定の
基準値と比較して負荷が基準値よりも重い場合にはマイ
クロコンピュータ４１は最大のトルクが得られるように
制御し、負荷の重さが基準値よりも軽い場合にはマイク
ロコンピュータ４１は効率が最大となるように制御す
る。なお、立ち上がりの判断基準となる５０ｒｐｍは他
の回転数でもよい。この場合には負荷重量検出手段３９
（図３参照）はなくてもよい。

【００９７】最大のトルクが得られるように制御すると
きには、マイクロコンピュータ４１は回転数と位相角の
関係を図１２の曲線５０で示す関係となるように位相角
の制御を行う。一方、効率が最大となるように制御する
ときにはマイクロコンピュータ４１は回転数と位相角の
関係を図１２に曲線５１で示す関係となるように位相角
の制御を行う。

【００９８】また、次のような位相角制御を行うことも
可能である。インバータ洗濯機の洗いの行程等で撹拌体
５を一定回転数ｊに制御する場合、布等の負荷が撹拌体
５の上に載っている状態が多く、起動時には非常に大き
なトルクが必要となる。そのため、起動時にはある所定
の回転数ｈまでマイクロコンピュータ４１は効率が最大
となる位相角でモータ７を制御し、回転数がその所定の
回転数ｈを超えると最大効率の出る位相角に制御を切り
替える。

【００９９】つまり、図１２において回転数が０〜ｈの
範囲でマイクロコンピュータ４１は曲線５０の関係を満
たすように位相角の制御を行い、回転数がｈ〜ｊの範囲
では曲線５１の関係を満たすように位相角の制御を行
う。これにより、高負荷の回転においてもスムーズに起
動でき、所定の回転数を超えると効率が最大となるよう
に制御を切り替えるので、最大トルクが得られる制御を
続けるよりも効率が向上する。

【０１００】なお、実施の形態では直流ブラシレスモー
タ７で発生するトルクを直接回転槽２と撹拌体５に伝達
するダイレクトドライブ方式のインバータ洗濯機で説明
したが、直流ブラシレスモータ７で発生するトルクをベ
ルト、プーリー、ギアを介して回転槽２と撹拌体５に伝
達するインバータ洗濯機でも同様に回転数に基づいて位
相角の制御を行うことができる。

【０１０１】

【発明の効果】＜請求項１の効果＞以上説明したよう
に、本発明の請求項１では、位置検出手段で直流ブラシ
レスモータのロータの回転位置を検出し、位相検出手段
より出力される位置信号に基づいて制御部が直流ブラシ
レスモータの回転数を検出し、位置信号から得られる所
定のタイミングで検知した直流ブラシレスモータの回転
数に基づいた初期値でデータポインタを設定し、所定周
期で所定値を加えていくことでメモリから正弦波状のデ
ータを得る。このデータに基づいて制御部が直流ブラシ
レスモータを駆動する。所定のタイミングで直流ブラシ
レスモータの回転数に基づいてデータポインタを設定し
ているので、モータを駆動する出力の位相角制御を容易
に行うことができる。

【０１０２】＜請求項２の効果＞また、本発明の請求項
２では、位置検出手段から得られるタイミングのすべて
で回転数に基づいてデータポインタの設定をしているの
で、回転数に応じた正弦波状の信号をより正確に出力す
ることができる。また、負荷等によって回転数に変動が
生じても所定のタイミングで回転数に基づいてデータポ
インタが設定されるので回転数の変動に対しても追従性
が向上する。

【０１０３】＜請求項３の効果＞また、本発明の請求項
３では、所定のタイミングでデータポインタの設定を変
えることで進み角制御を行っているので、タイマーを使
用しなくても進み角制御を行うことができる。そのた
め、モータを駆動するためのプログラムが簡略化でき
る。

【０１０４】＜請求項４の効果＞また、本発明の請求項
４では、所定のタイミングでデータポインタの設定を変
えることで遅れ角制御を行っているので、タイマーを使
用しなくても進み角制御を行うことができる。そのた
め、モータを駆動するためのプログラムが簡略化でき
る。

【０１０５】＜請求項５の効果＞また、本発明の請求項
５では、第１のモードでは最大のトルクが得られるよう
に位相角が制御される。第２のモードでは効率が最大と
なるように位相角が制御される。そして、必要に応じて
運転を第１のモードと第２のモードに切り替えることが
できる。

【０１０６】＜請求項６の効果＞また、本発明の請求項
６では、負荷重量検出手段で負荷の重量を検出して負荷
の重量を所定の基準値と比較する。負荷重量が基準値よ
りも大きい場合には第１のモードとなるのでトルクが最
大となる。負荷重量が基準値よりも小さい場合には第２
のモードとなるので効率が最大となる。このように負荷
の重量に基づいて位相角の制御を行うことができる。

【０１０７】＜請求項７の効果＞また、本発明の請求項
７では、直流ブラシレスモータの起動時に回転数がゼロ
から所定値に達するまでの立ち上がり時間を測定するこ
とによって負荷の重量を検出することができる。したが
って、負荷重量を検出するためにセンサ等の特別の部品
を必要としなくてよい。

【０１０８】＜請求項８の効果＞また、本発明の請求項
８では、直流ブラシレスモータの回転数が所定値よりも
低いときには第１のモードで運転し、回転数が所定値よ
りも高いときには第２のモードで運転する。起動時では
布等の負荷が撹拌体に上に載っている状態が多く大きな
トルクで起動する必要があるが、第１のモードとなるの
で最大トルクでスムーズに起動できる。そして、直流ブ
ラシレスモータの回転数が所定値よりも高くなると第２
のモードとなり最大効率で運転する。これにより、高負
荷時においても効率良く運転できる。

【０１０９】＜請求項９の効果＞また、本発明の請求項
９では、直流ブラシレスモータに流れる電流が電流検出
手段で検出され、その検出された電流の位置信号に対す
る位相が一定になるようにデータポインタの値が設定さ
れる。そのため、直流ブラシレスモータの巻線の抵抗が
変更されても電流の位相がばらつかないようになるので
性能が一定に保たれる。また、直流ブラシレスモータに
よって巻線抵抗にばらつきがあっても同様に電流の位相
が一定になるように制御されるので電流の位相にばらつ
きが生じない。

【０１１０】＜請求項１０の効果＞また、本発明の請求
項１０では、直流ブラシレスモータからトルクが直接回
転槽と撹拌体に伝達されるので直流ブラシレスモータの
回転は負荷の影響を受けやすいが、回転数に基づいて位
相角が制御されるため負荷の状態が異なっても最大のト
ルクや最大の効率等で運転することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の洗濯機全体の内部概略
構成図。

【図２】 その洗濯機のブロック図。

【図３】 その洗濯機の副制御部のブロック図。

【図４】 その洗濯機のホールセンサの位置信号に対す
る出力波形図。

【図５】 その洗濯機の正転方向の位置信号のパターン
とモータの起動パターン及び運転モードを示す図。

【図６】 その洗濯機の逆転方向の位置信号のパターン
とモータの起動パターン及び運転モードを示す図。

【図７】 その洗濯機の正転方向の進み角制御に関する
位置信号のパターンとモータの起動パターン及び運転モ
ードを示す図。

【図８】 その洗濯機の正転方向の遅れ角制御に関する
位置信号のパターンとモータの起動パターン及び運転モ
ードを示す図。

【図９】 その洗濯機の回転数と位相角量をグラフ化し
た図。

【図１０】 その洗濯機の位相角とトルクの関係を示す
図。

【図１１】 その洗濯機の位相角と消費電力の関係を示
す図。

【図１２】 その洗濯機の回転数と位相角量をグラフ化
した図。

【図１３】 その洗濯機の出力波形とモータ電流波形を
示す図。

【図１４】 その洗濯機の負荷の重量に対するモータの
立ち上がりを表した図。

【図１５】 その洗濯機のマイクロコンピュータに記憶
されている正弦波データとその正弦波の位相とデータポ
インタの関係を示す図。

【図１６】 その洗濯機の動作を概略的に示す図。

【符号の説明】

１ インバータ洗濯機 ２ 回転槽 ３ 外槽 ４ サスペンション部 ５ 撹拌体 ６ 蓋 ７ 直流ブラシレスモータ ８ 伝達機構 ９ 操作部 １０ 表示部 １１ ブザー １２ 蓋センサ １３ 水位センサ １４ 主制御部 １５ 副制御部 １６ 給水弁 １７ 排水弁 ３０ 商用電源 ３１ 整流回路 ３２ａ、３２ｂ 平滑用のコンデンサ ３４ａ〜３４ｃ 電流検出手段 ３５ インバータ回路 ３６ａ〜３６ｃ、３７ａ〜３７ｃ ＮＰＮ型トランジ
スタ ３９ 負荷重量検出手段 ４０ ドライブ回路 ４１ マイクロコンピュータ ４２ａ〜４２ｃ、４３ａ〜４３ｃ ダイオード ５５ａ、５５ｂ、５５ｃ ホールセンサ（位置検出手
段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B155 AA10 BB01 BB02 BB19 CA06 CB06 HB02 HB03 HB09 KA02 KA34 KA36 KB08 LA02 LA11 MA01 MA05 MA06 MA07 MA08 MA09 5H560 AA10 BB04 BB07 BB12 DA02 DA19 DC12 EB01 EC10 GG04 SS07 TT01 TT11 TT15 UA02 UA06 XA12 XA15 XB09

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータを有する直流ブラシレスモータ
   と、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前
   記直流ブラシレスモータを駆動する制御部を備えたイン
   バータ洗濯機において、 前記制御部はアドレス指定するデータポインタによって
   データが特定されるとともに前記特定されるデータとし
   て正弦波状のデータが記憶されたメモリを有し、前記位
   置信号に基づいて前記直流ブラシレスモータの回転数を
   検出するとともに、前記位置信号から得られる所定のタ
   イミングでその検出された回転数に基づいて前記データ
   ポインタに初期値を設定し、その後所定周期ごとに前記
   データポインタの値に所定値を加えて前記データポイン
   タを更新し、その更新されたデータポインタによって特
   定されるデータに基づいて前記直流ブラシレスモータを
   駆動することを特徴とするインバータ洗濯機。
2. 【請求項２】 前記位置検出手段は複数設けられてお
   り、前記位置信号から得られるすべてのタイミングで前
   記データポインタに初期値を設定することを特徴とする
   請求項１に記載のインバータ洗濯機。
3. 【請求項３】 前記制御部は進み角制御を行うことを特
   徴とする請求項１又は請求項２に記載のインバータ洗濯
   機。
4. 【請求項４】 前記制御部は遅れ角制御を行うことを特
   徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のイン
   バータ洗濯機。
5. 【請求項５】 前記制御部は前記データポインタの値を
   前記検出された回転数で前記直流ブラシレスモータより
   得られるトルクが最大となる値とする第１のモードと、
   前記検出された回転数で前記直流ブラシレスモータの効
   率が最大となる値とする第２のモードを有し、前記第１
   のモードと前記第２のモードを切り替えることができる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記
   載のインバータ洗濯機。
6. 【請求項６】 前記インバータ洗濯機で洗濯される負荷
   の重量を検出する負荷重量検出手段を備え、前記制御部
   はその検出された負荷重量を所定の基準値と比較し、前
   記負荷重量が前記基準値よりも大きい場合には前記第１
   のモードとし、一方、前記負荷重量が前記基準値よりも
   小さい場合には前記第２のモードとすることを特徴とす
   る請求項５に記載のインバータ洗濯機。
7. 【請求項７】 前記制御部は前記直流ブラシレスモータ
   の起動時に前記回転数がゼロから所定の回転数となるま
   での時間を測定して、その測定された時間に基づいて前
   記第１のモードと前記第２のモードから一方を選択する
   ことを特徴とする請求項５に記載のインバータ洗濯機。
8. 【請求項８】 前記制御部は前記検出された回転数が所
   定値よりも小さいときに前記第１のモードとし、前記検
   出された回転数が前記所定値よりも大きいときに前記第
   ２のモードとすることを特徴とする請求項５に記載のイ
   ンバータ洗濯機。
9. 【請求項９】 前記直流ブラシレスモータに流れる電流
   を検出する電流検出手段を備え、前記制御部は前記位置
   信号と前記電流検出手段で検出された電流の位相差を一
   定に保つように前記データポインタに初期値を設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記
   載のインバータ洗濯機。
10. 【請求項１０】 回転槽と撹拌体を備え、前記直流ブラ
    シレスモータはトルクを直接前記回転槽と前記撹拌体に
    伝達することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいず
    れかに記載のインバータ洗濯機。