JP2014200490A - 洗濯機のモータ制御装置及びモータ制御装置の保護方法 - Google Patents

Abstract

【課題】過電圧と過電流とが同時に発生しても、それらの双方を並行して解消させることができる洗濯機のモータ制御装置を提供する。
【解決手段】本実施形態の洗濯機のモータ制御装置によれば、短絡ブレーキ手段は、インバータ回路を介してモータを駆動する際に、駆動電源電圧が過電圧状態になるとインバータ回路により短絡ブレーキ動作を行う。駆動停止手段は、前記短絡ブレーキ動作中に、インバータ回路を介して流れる電流が過電流状態になるとモータの駆動を停止させる。そして、保護回路は、モータの駆動を停止させてから所定時間経過後のモータの回転数が閾値以上であれば短絡ブレーキ動作を再度行ない、モータの回転数が閾値未満となるまで、モータの駆動停止と、短絡ブレーキ動作との実行を繰り返すように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、インバータ回路によりモータを駆動制御し、前記モータが発生させる回転駆動力により洗濯運転を行う洗濯機のモータ制御装置，及びモータ制御装置の保護方法に関する。

洗濯機や脱水機などの回転槽（洗濯槽、脱水槽）を回転駆動するモータは、インバータ回路、そのインバータ回路を制御するマイクロコンピュータ（以下、マイコンとも呼ぶ）などから構成されるモータ駆動装置により駆動される。このような構成において、モータにより回転槽が回転されている状態で、モータ駆動装置に何らかの異常が生じるなどしてモータの駆動が停止されると、モータの回転エネルギーに応じた電力（回生電力）がインバータ回路側に回生し、その主回路電圧が異常に上昇するおそれがある。

さらに、近年、省エネルギー化（節水及び節電）を図る目的から、特に、すすぎ時及び乾燥前の脱水の際における回転槽の回転速度を高くするといった傾向がある。そのため、上述したモータの回生電力が大きくなり、インバータ回路に印加される過電圧も一層高くなっており、異常電圧（過電圧）対策の必要性が高まっている。
例えば特許文献１には、過電圧と過電流とが同時に発生すると、過電圧への対処を優先させる技術が開示されている。また、特許文献２には、回転数が高い場合は過電圧への対処を優先させ、回転数が低い場合は過電流への対処を優先させる技術が開示されている。

特開２００２−１０１６８９号公報 特開２００９−１７６７４号公報

しかしながら、上記のような従来技術では、実際に過電圧と過電流とが同時に発生した場合の対処が不十分であり、何れか一方を優先させた結果、他方の要因による影響を軽減できなくなってしまう。
そこで、過電圧と過電流とが同時に発生しても、それらの双方を並行して解消させることができる洗濯機のモータ制御装置及びモータ制御装置の保護方法を提供する。

本実施形態の洗濯機のモータ制御装置によれば、短絡ブレーキ手段は、インバータ回路を介してモータを駆動する際に、駆動電源電圧が過電圧状態になるとインバータ回路により短絡ブレーキ動作を行う。駆動停止手段は、前記短絡ブレーキ動作中に、インバータ回路を介して流れる電流が過電流状態になるとモータの駆動を停止させる。そして、保護回路は、駆動停止手段により前記モータの駆動を停止させた際に、前記モータの回転数が閾値以上であれば前記駆動の停止を解除して、前記短絡ブレーキ手段による前記短絡ブレーキ動作を行うように制御する。尚、「短絡ブレーキ」は、モータの回転を停止させる方向に駆動するものであるから、「モータ駆動」の一態様である。

一実施形態を示すもので、（ａ）はリセット解除後の動作、（ｂ）は短絡ブレーキ処理を示すフローチャート 過電圧に対する保護動作を示すもので、（ａ）は直流電源電圧の変化、（ｂ）はモータの回転数の変化を示す図 短絡ブレーキ動作中に過電流が発生した場合の動作説明図 モータ駆動装置の電気的構成図 洗濯乾燥機の概略縦断側面図

以下、モータ駆動装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図５に示すように、ドラム式の洗濯乾燥機１の外郭を形成する外箱１ａの前面部には、洗濯物を出し入れするための投入口２が形成されていると共に、投入口２を開閉可能にする扉３が配置されている。また、外箱１ａの底面板の隅部には床面設置用の支持脚４が設けられている。

外箱１ａの内部には、実質的に無孔円筒状の水槽５が設けられており、水槽５内には、周壁に多数の透孔６ａを有し横軸周りに回転可能な円筒状の回転槽６（ドラム）が同心状に配設されている。水槽５及び回転槽６は、いずれも前面（図１中、左側）が開放された有底円筒状をなしている。水槽５は、複数のサスペンション７（１つだけを図示）によって外箱１ａ内に弾性支持されている。これにより、水槽５及び回転槽６は、それらの実質的な開口部が投入口２と対向するように、且つ若干前上がりの傾斜状態に支持されている。また、投入口２と水槽５の開口部との間には、弾性的に伸縮可能なベローズ１１が水密に連結され、且つ扉３の裏面に密接して水槽５側から外箱１ａ内外への水の漏洩などを防止している。

回転槽６の胴部の内面には洗濯物をかき上げるための複数のバッフル６ｂ（１つだけを図示）が設けられている。回転槽６は、洗濯物が収容され回転駆動されることで洗いやすすぎの他、脱水及び乾燥用として使用される。すなわち、回転槽６は、洗いやすすぎの際には洗濯槽として機能し、脱水の際には脱水槽として機能し、乾燥の際には乾燥室として機能する。また、回転槽６に設けられた透孔６ａは、洗い、すすぎ及び脱水時には通水用の孔として機能し、乾燥時には通風用の孔としても機能する。その他、回転槽６の開口部の周囲には、例えば液体封入形の回転バランサ８が設けられている。

水槽５の背面部中央にはモータ９が配設されている。モータ９は、例えばアウターロータ形のＤＣブラシレス（ＤＣＢＬ）モータである。モータ９のロータ（図示略）に連結された回転軸１０は、水槽５内に挿通されており、その先端部に回転槽６が直結されている。従って、モータ９が通電駆動されると、モータ９のロータと連動して回転槽６がダイレクトに回転される。詳細は後述するが、モータ９は、インバータにより駆動される。

水槽５の後方最下部には排水口（図示略）が形成されており、その排水口には、途中に排水弁１２を介した排水ホース１３の一端側が連通して接続されている。排水ホース１３の他端側は、外箱１ａの側面下部に形成された機外導出孔（図示略）に連通して接続されており、これにより、水槽５内の水を機外に排出可能としている。

循環ダクト１４は、水槽５の下方を迂回するように配置されている。循環ダクト１４は、排気ダクト１６、給気ダクト１８、熱交換ダクト１９を備えている。排気ダクト１６は、水槽５の前面部の上部に形成された温風出口１５に連通接続されている。給気ダクト１８は、水槽５の裏面側の温風供給口１７に接続されている。熱交換ダクト１９は、排気ダクト１６及び給気ダクト１８のそれぞれの下端部に伸縮可能に接続されている。このように、水槽５を介して実質的に閉空間となる循環ダクト１４が形成されている。

送風装置２０は、水槽５、回転槽６及び循環ダクト１４内の空気を循環させるため、熱交換ダクト１９及び給気ダクト１８の接続部に介在するように設けられている。送風装置２０は、送風ファン２０ａ及びファンモータ２０ｂ等から構成され、図中実線矢印方向の空気流を生成している。送風装置２０と熱交換ダクト１９は外箱１ａの底部側に設置されている。

リント捕獲装置２１は、熱交換ダクト１９の空気流の流入側（排気ダクト１６側）に位置するように設けられ、熱交換ダクト１９の通路と交差するようにリントフィルタ２１ａが配置されたものである。リントフィルタ２１ａは、外箱１ａの前面外部から出し入れ可能に設けられている。リント捕獲装置２１は、乾燥運転時に洗濯物から発生した糸くずなどのリントを捕獲して、熱交換ダクト１９の下流側へ進入しないように阻止する。

熱交換ダクト１９は、外箱１ａ内の底部に配置されたヒートポンプ機構２２を構成する蒸発器２３及び凝縮器２４のフィンチューブ（図示略）が介在した構成であり、その間を流れる空気と熱交換を行う。ヒートポンプ機構２２は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２５、高温高圧の冷媒を放熱して凝縮する凝縮器２４、高圧冷媒を減圧する膨張弁（図示略）、減圧された冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器２３等を環状に配管接続した構成である。ヒートポンプ機構２２において、上流側には蒸発器２３が配置されており、下流側には凝縮器２４が配置されている。そして、凝縮器２４の下流側には、送風装置２０が配置されている。そのため、送風装置２０の駆動により、熱交換ダクト１９などからなる循環ダクト１４内を空気が実線矢印方向に循環する。

洗濯物を乾燥する乾燥運転時、ヒートポンプ機構２２が稼動すると共に送風装置２０が回転駆動される。これにより、熱交換ダクト１９を流れる空気が凝縮器２４で加熱され、乾燥用の温風となって給気ダクト１８から水槽５の裏面側の温風供給口１７を経て水槽５内に供給され、回転する回転槽６内において洗濯物と接触して乾燥作用をなす。その乾燥作用をなした温風は、回転槽６及び水槽５を経て上部に形成された温風出口１５から排気ダクト１６に排出される。その温風（排気）は、リント捕獲装置２１を経て再び熱交換ダクト１９に至り、その排気中から蒸発器２３により水分が除湿され、再び凝縮器２４にて加熱される。このように、ヒートポンプ機構２２は、主として循環空気を加熱する加熱装置として機能すると共に、その加熱装置と送風装置２０とにより温風を生成する温風ユニットを構成する。

外箱１ａ内の上部には、給水弁２８及び給水経路２９を有する給水手段３０が設けられている。給水経路２９は、水道などの外部水源からの水を水槽５内に供給する経路である。給水弁２８は、給水経路２９の上流側に配置され、外部水源に接続されている。給水経路２９の下流側の端部は、水槽５内の上部に連通接続されている。給水経路２９の途中には、洗浄剤投入装置３１が配置されており、水槽５内への給水と共に液体洗剤などを投入可能となっている。

外箱１ａの前面上部には操作パネル部２６が設けられており、操作パネル部２６には、表示器及び各種の操作スイッチ（図示略）が設けられている。操作パネル部２６の裏面には、マイクロコンピュータを主体に構成された制御回路２７が設けられており、制御回路２７は、洗濯乾燥機の作動全般を制御する。制御回路２７は、操作パネル部２６の操作スイッチの操作に応じて給水弁２８、モータ９及び排水弁１２などを制御し、洗い、すすぎ及び脱水の洗濯運転や、モータ９及び圧縮機２５を駆動する圧縮機モータなどを制御することにより乾燥運転を実行する。

続いて、回転槽６を回転するためのモータ９を駆動するモータ駆動装置の構成について説明する。図４に示すように、モータ駆動装置４１は、インバータ回路４２、制御回路２７（保護回路；以下、マイコン２７とも称す）などを備えている。インバータ回路４２は、マイコン２７から与えられるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に基づいて、直流電源回路４４から供給される直流電圧を、電圧及び周波数が制御された三相の交流電圧（線間電圧が正弦波となる）に変換する。
インバータ回路４２は、６つのスイッチング素子４５〜５０が三相ブリッジ接続された構成となっている。スイッチング素子４５〜５０は、例えばＩＧＢＴにより構成されている。以下、これらをＩＧＢＴ４５〜５０と称す。ＩＧＢＴ４５〜５０のコレクタ・エミッタ間には、還流用のダイオード４５ａ〜５０ａが接続されている。インバータ回路４２の各相出力端子は、モータ９の各相端子（各相巻線）に接続されている。

下アーム側のＩＧＢＴ４８〜５０のエミッタは、シャント抵抗Ｒ１〜Ｒ３を介してグランドに接続されている。ＩＧＢＴ４８〜５０のエミッタとシャント抵抗Ｒ１〜Ｒ３の相互接続点は、レベルシフト回路５１を介してマイコン２７のＡ／Ｄ入力端子に接続されると共に、過電流判定回路５２（駆動停止手段）に接続されている。なお、シャント抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値は、モータ９の巻線に流れる最大電流などに基づいて定められている。
レベルシフト回路５１は、シャント抵抗Ｒ１〜Ｒ３の端子電圧を増幅すると共に、その増幅信号の出力範囲が、マイコン２７に入力可能な所定範囲内に収まるようにバイアスを与える。Ａ／Ｄ入力端子に与えられた電圧信号は、内蔵されているＡ／Ｄ変換回路６１によりＡ／Ｄ変換されて図示しないＣＰＵにより読み込まれる。

過電流判定回路５２は、例えばインバータ回路４２の上下アームが短絡した場合などに生じる過電流を検出するために設けられており、例えばコンパレータなどを備えて構成されている。過電流判定回路５２は、シャント抵抗Ｒ１〜Ｒ３の端子電圧に基づいて過電流状態を検出すると、マイコン２７に対し過電流検出信号を出力する。マイコン２７は、過電流検出信号が与えられると、内蔵されている緊急停止ロジック（ハードウェア）６２により全てのＩＧＢＴ４５〜５０を強制的にオフ（遮断）する過電流保護機能を備えている。緊急停止ロジック６２（駆動停止手段）が上記のようにＩＧＢＴ４５〜５０を強制的にオフさせる状態はラッチされ、そのラッチ状態は、後述するようにマイコン２７のプログラム動作（ソフトウェア）により、例えば１ｍ秒〜２ｍ秒程度の時間が経過した後に解除される。

そのため、過電流判定回路５２が過電流検出信号を出力すると、その結果がマイコン２７のメモリ空間上にマッピングされている過電流検出レジスタに格納される（フラグがセットされる）。したがって、マイコン２７のプログラム動作上では、過電流検出レジスタの内容を参照することで、過電流が検出されたか否かが判定可能となっている。

インバータ回路４２の入力側には、直流電源回路４４が接続されている。直流電源回路４４は、ダイオードをブリッジ接続してなる整流回路及び直列接続された２つの平滑用コンデンサ（いずれも図示略）などを備えている。直流電源回路４４は、商用電源５３から与えられる交流（ＡＣ１００Ｖ）を倍電圧全波整流し、約２８０Ｖの直流電圧（主回路電圧，駆動電源電圧）をインバータ回路４２に供給する。

マイコン２７は、制御用電源回路（図示せず）から制御電源端子５４を通じて与えられる電源電圧（例えば５Ｖ）の供給を受けて動作する。マイコン２７は、レベルシフト回路５１を介して、インバータ回路４２の各相に流れる電流、つまりモータ９の各相巻線に流れる電流を検出する。マイコン２７は、その検出した電流値、外部より与えられる速度指令などに基づいて、モータ９のベクトル制御を行う。そして、その制御に応じてＩＧＢＴ４５〜５０をオンオフさせるためのパルス幅変調された６つのＰＷＭ信号Ｓup、Ｓvp、Ｓwp、Ｓun、Ｓvn、Ｓwn（制御信号に相当）を生成する。生成されたＰＷＭ信号Ｓup〜Ｓwnは、マイコン２７の制御信号出力端子Ｐ１〜Ｐ６から出力ラインＬup、Ｌvp、Ｌwp、Ｌun、Ｌvn、Ｌwnを通じて駆動回路５５に与えられる。

駆動回路５５は、駆動用電源回路（図示せず）から駆動電源端子５６を通じて与えられる電源電圧（例えば１５Ｖ）の供給を受けて動作する。駆動回路５５は、ＰＷＭ信号Ｓup〜Ｓwnに従い、ＩＧＢＴ４５〜５０をオンするオン駆動信号またはオフするオフ駆動信号を、ＩＧＢＴ４５〜５０のゲートに出力する。具体的には、駆動回路５５は、ＰＷＭ信号Ｓup〜ＳwnがＬレベル（グランドの電位＝０Ｖ）であるときにオフ駆動信号を出力し、Ｈレベル（制御用電源回路の出力電圧＝５Ｖ）であるときにオン駆動信号を出力する。なお、駆動回路５５は、上アーム側のＩＧＢＴ４５〜４７のオン駆動信号（電圧）を昇圧する回路（チャージポンプ回路、ブートストラップ回路など）を備えている。

駆動回路５５の６つ入力端子、つまりＰＷＭ信号Ｓup〜Ｓwnの出力ラインＬup〜Ｌwnは、それぞれ抵抗Ｒ４〜Ｒ９を介してグランドにプルダウンされている。これらの抵抗Ｒ４〜Ｒ９は、出力ラインＬup〜Ｌwnが断線した場合や、マイコン２７からＰＷＭ信号Ｓup〜Ｓwnが出力されていない場合に、ＩＧＢＴ４５〜５０の駆動状態が不確定になり例えばノイズなどで誤動作（誤オン）するのを防止するため、ＩＧＢＴ４５〜５０をオフ状態に維持する。

なお、本実施形態では、インバータ回路４２を構成するＩＧＢＴ４５〜５０及びダイオード４５ａ〜５０ａと、駆動回路５５と、抵抗Ｒ４〜Ｒ９とは、一体化されたインテリジェントパワーモジュール（Intelligent Power Module）として構成されている。図２では、そのインテリジェントパワーモジュールをＩＰＭ５７として示している。

モータ９のロータには、起動時に使用するための例えばホールＩＣで構成された回転位置センサ５８が配置されており、回転位置センサ５８が出力するロータの位置信号は、マイコン２７に与えられている。マイコン２７は、モータ９の起動時において、ロータ位置の推定が可能となる回転速度までは、回転位置センサ５８を使用してベクトル制御を行い、上記回転速度に達した以降は、回転位置センサ５８を使用しないセンサレスベクトル制御に切り替える。

直流電源回路４４の出力端子及びグランド間には、抵抗Ｒ１０及びＲ１１が直列接続されている。抵抗Ｒ１０及びＲ１１の相互接続点の電圧（分圧電圧）は、マイコン２７のＡ／Ｄ入力端子に与えられている。マイコン２７は、上記分圧電圧に基づいて主回路電圧を検出し、ＰＷＭ信号のデューティを決定するための基準とする。また、マイコン２７は、主回路電圧の検出値に基づいて、その主回路電圧の変動（リップル）に伴う出力変動をキャンセル（相殺）するように、インバータ回路４２の動作を制御する。

さらに、マイコン２７は、主回路電圧の検出値に基づいて、主回路電圧が異常に上昇した（例えば主回路電圧＝４８０Ｖ以上）と判断すると、緊急ブレーキ（短絡ブレーキ）を実行する。短絡ブレーキは、モータ９の端子間（巻線間）を短絡させて制動を行うもので、モータ駆動の一態様である。この場合、マイコン２７は、上アーム側のＩＧＢＴ４５〜４７をオフする（遮断する）と共に、下アーム側のＩＧＢＴ４８〜５０をオンする（導通する）ように、ＰＷＭ信号Ｓup〜Ｓwnのレベルを設定することで、短絡ブレーキを実行する。

リセット回路５９は、制御電源端子５４を通じて与えられる電源電圧（５Ｖ）が所定値（約４．２Ｖ）未満であるときにマイコン２７をリセットするために設けられている。リセット回路５９は、マイコン２７のリセット入力端子に対し、電源電圧が所定値未満であるか否かに応じて論理レベルが変化するリセット信号を出力する。リセット信号は、電源電圧が所定値未満であるときにアクティブレベル（Ｌレベル）になり、所定値以上であるときに非アクティブレベル（Ｈレベル）になる。

マイコン２７は、リセット入力端子に与えられるリセット信号がＬレベルであるときにはリセット状態となり、Ｈレベルであるときにはリセットが解除された状態（通常状態）となる。上記構成によれば、マイコン２７は、例えばモータ駆動装置４１に対する電源投入時（パワーオンリセット）や、ノイズなどの影響で電源電圧が所定値を下回ったり、リセット信号にノイズが重畳するなどして強制的にＬレベルになるとリセットされる。

次に、本実施形態の作用について図１から図３を参照して説明する。図１（ａ）に示すように、モータ駆動装置４１への電源供給が開始されてリセットが解除されるとマイコン２７が動作を開始する。マイコン２７は、先ずユーザにより、洗濯運転や乾燥運転を実行させるためのスタート操作が行われたか否かを判断し（Ｓ１）、スタート操作が行われると（ＹＥＳ）モータ９を起動させる（Ｓ２）。

すると、続くステップＳ３〜Ｓ５において、過電圧が発生したか否か、過電流が発生したか否か、モータ９の回転が終了したか否かをそれぞれ判断する（尚、ステップＳ４における判断は、回路動作である）。モータ９の回転が終了するまでは（Ｓ５：ＮＯ）ステップＳ３及びＳ４の判断を繰り返し実行する。モータ９の回転数が閾値を下回ることで回転終了と判断すると（Ｓ５：ＹＥＳ）、回生ブレーキ動作を行う（Ｓ６）。すなわち、ｑ軸電流の極性を反転させて逆トルクを発生させる。そして、モータ９が回転中であれば（Ｓ７：ＹＥＳ）ステップＳ６に戻り、回転中でなければ（ＮＯ）モータ９の駆動をＯＦＦさせる（Ｓ８）。

ステップＳ３において、マイコン２７は、抵抗Ｒ１０及びＲ１１により分圧された主回路電圧を１ｍ秒毎にＡ／Ｄ変換して読み込む。そして、当該電圧が４８０Ｖ相当値以上となった状態が５回連続すると過電圧と判定し（Ｓ３：ＹＥＳ）、短絡ブレーキ動作を行う（Ｓ１２，短絡ブレーキ手段）。図１（ｂ）に示すサブルーチンにおいて、短絡ブレーキは、インバータ回路４２の上アーム側のＩＧＢＴ４５〜４７をＯＦＦにすると共に、下アーム側のＩＧＢＴ４８〜５０をＯＮにして行う（Ｓ２１）。短絡ブレーキによりモータ９の回転が低下して、回転が終了したと判断すると（Ｓ２３：ＹＥＳ）サブルーチンを終了（メインルーチンにリターン）する。

しかしながら、短絡ブレーキ中に過電流判定回路５２が過電流を検出すると（Ｓ２２：ＹＥＳ）、緊急停止ロジック６２（ハードウェア）がモータ９の駆動を停止（ＯＦＦ）させる（Ｓ２４）。続いてマイコン２７は、その時点のモータ９の回転数が閾値（例えば７００ｒｐｍ）以上か否かを判断し（Ｓ２５）、前記閾値を下回っていれば（ＮＯ）ステップＳ２７に移行する。そして、モータ９の回転が終了したと判断すると（ＹＥＳ）、緊急停止ロジック６２による駆動停止を解除して（Ｓ２８）サブルーチンを終了する。

一方、ステップＳ２５において回転数が閾値以上であれば（ＹＥＳ）、マイコン２７は緊急停止ロジック６２による駆動停止を解除してから（Ｓ２６）ステップＳ２１に戻り、短絡ブレーキを再度実行する。ここで、ステップＳ２４においてモータ９の駆動を停止させてから、ステップＳ２６でその駆動停止を解除する時間は前述のように１ｍ秒〜２ｍ秒程度である。

すなわち、ステップＳ２４でモータ９の駆動を停止させた際にモータ９の回転数が高い場合は（Ｓ２５：ＹＥＳ）、インバータ回路４２より直流電源側に回生される電流が大きくなるため、主回路電圧が大きく上昇する可能性がある。そこで、駆動停止を一旦解除して再び短絡ブレーキを行い過電圧を低減させる。以上の処理を、ステップＳ２３においてモータ９の回転が終了したと判断（ＹＥＳ）するまで継続する。尚、ステップＳ２３及びＳ２７における回転終了の判断は、例えば判定閾値を５０ｒｐｍ程度に設定しておき、モータ９の回転数が前記閾値を下回った場合に行う。

再び図１（ａ）を参照する。ステップＳ１２を実行すると、モータ９が回転中でなければ（Ｓ１３：ＮＯ）、過電圧又は過電流の検出によるモータ９の再起動回数が５回以上か否かを判断し（Ｓ１４）、４回以下であれば（ＮＯ）ステップＳ２に移行してモータ９を再起動する。ステップＳ１０の実行回数が５回以上であれば（ＹＥＳ）、モータ９の駆動を停止すると共に、洗濯乾燥機１の表示部に異常表示を行い（Ｓ１５）処理を終了する。
また、ステップＳ４で過電流が発生すると（ＹＥＳ）、ステップＳ９に移行してステップＳ２４と同様にモータ９の駆動を停止させる。それから、ステップＳ１０に移行する。ここで、本実施形態の構成では、過電流判定回路５２及びマイコン２７内部の緊急停止ロジック６２は何れもハードウェアであり、過電流判定回路５２の入力端子はインバータ回路４２のシャント抵抗Ｒ１〜Ｒ３に接続されている。このため、過電流判定回路５２は、商用電源５３等に重畳されるノイズの影響を受けるおそれがある。

そして、図２に示すように、洗濯乾燥機１が脱水運転を行っておりモータ９の回転数が高い状態にある場合に、μ秒オーダーのパルスノイズの影響により過電流判定回路５２が過電流を検出した状態になると（Ｓ４：ＹＥＳ）、緊急停止ロジック６２がモータ９の駆動を停止させる（Ｓ９）。すると、主回路電圧が上昇し、４８０Ｖを超えて過電圧状態になると（Ｓ１０：ＹＥＳ）、マイコン２７がモータ９の駆動停止を解除して（Ｓ１０ａ）短絡ブレーキ動作を行なう（Ｓ１２）。ここでも、ステップＳ１０でモータ９の駆動を停止させてから、ステップＳ１０ａでその状態を解除する時間は１ｍ秒〜２ｍ秒程度である。

図３は、短絡ブレーキ動作中に過電流が発生した場合である（Ｓ２２：ＹＥＳ）。閾値である１２Ａを超えて約２μ秒が経過すると、過電流判定回路５２により過電流発生が検出されて、モータ９の駆動がＯＦＦされる（Ｓ２４）。それから、ステップＳ２１に戻り、短絡ブレーキが再実行される。

以上のように本実施形態によれば、マイコン２７は、インバータ回路４２を介してモータ９を駆動する際に、主回路電圧が過電圧状態になるとインバータ回路４２により短絡ブレーキ動作を行い、緊急停止ロジック６２は、短絡ブレーキ動作中に、インバータ回路４２を介して流れる電流が過電流状態になるとモータ９の駆動を停止させる。そして、マイコン２７は、モータ９の駆動を停止させた際にモータ９の回転数が閾値以上であれば、駆動停止状態を解除して短絡ブレーキ動作を行うように制御する。

すなわち、過電流保護は、ハードウェアである緊急停止ロジック６２によって、インバータ回路４２を高速に遮断して行うので、マイコン２７やその周辺回路を確実に保護できる。また、過電圧判定は、マイコン２７が１ｍ秒毎に主回路電圧のＡ／Ｄ変換を行い、５回連続で判定閾値を超えた場合に行われるので、一時的なノイズによる誤判定・誤動作を防止できる。
そして、モータ９の回転数が高い状態で過電流が検出され、モータ９の駆動を停止させたことで（Ｓ２４）回生電流により過電圧が発生しても（Ｓ２５：ＹＥＳ）、１ｍ〜２ｍ秒後に駆動停止状態を解除して（Ｓ２６）再度短絡ブレーキを行い（Ｓ２１）過電圧を低減する。その後、過電流が検出されなければ（Ｓ２２：ＮＯ）短絡ブレーキを継続してモータ９の回転を停止させ、短絡ブレーキ中に過電流が発生すれば（Ｓ２２：ＹＥＳ）再度モータ９の駆動を停止させるプロセスを繰り返すので、マイコン２７等を過電圧及び過電流から確実に保護できる。

また、マイコン２７は、短絡ブレーキ動作を行なった結果、モータ９の回転が停止するとモータ９を再起動させるので、洗濯運転等が未了状態になることを回避できる。そして、モータ９の再起動を複数回繰り返しても過電圧状態が判定されると、異常報知を行いモータ９の駆動を停止させるので、故障などに発生により正常な状態への復帰が困難な場合にも適切に対応できる。

（その他の実施形態）
ステップＳ２３の回転終了判断に替えて、閾値を例えば７００ｒｐｍ程度に設定し、モータ９の回転数がある程度低くなった場合に、サブルーチンを終了しても良い。
モータ９の駆動を停止させる時間は、個別の設計に応じて適宜変更して良い。
また、マイコン２７が過電圧を判定する際のＡ／Ｄ変換周期や、連続判定回数についても、適宜変更して良い。
洗濯乾燥機１は、水槽５及び回転槽６が縦軸状に配置されるいわゆる縦軸形であってもよい。

モータ駆動装置４１は、洗濯及び乾燥機能を備えた洗濯乾燥機１に限らず、洗濯機にも適用可能である。
マイコン２７は、リセット回路５９を内蔵した構成であってもよい。
インバータ回路４２が備えるスイッチング素子としてはＩＧＢＴに限らず、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタなど、種々の半導体スイッチング素子を採用することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は洗濯乾燥機、９はモータ、２７は制御回路（マイクロコンピュータ，短絡ブレーキ手段，保護回路）、４２はインバータ回路、５２は過電流判定回路（駆動停止手段）、６１はＡ／Ｄ変換回路、６２は緊急停止ロジック（駆動停止手段）を示す。

Claims (7)

1. インバータ回路によりモータを駆動制御し、前記モータが発生させる回転駆動力により洗濯運転を行う洗濯機のモータ制御装置において、
   前記インバータ回路を介して前記モータを駆動する際に、駆動電源電圧が過電圧状態になると前記インバータ回路により短絡ブレーキ動作を行なう短絡ブレーキ手段と、
   前記短絡ブレーキ動作中に、前記インバータ回路を介して流れる電流が過電流状態になると前記モータの駆動を停止させる駆動停止手段とを有し、
   前記駆動停止手段により前記モータの駆動を停止させた際に、前記モータの回転数が閾値以上であれば前記駆動の停止を解除して、前記短絡ブレーキ手段による前記短絡ブレーキ動作を行うように制御する保護回路を備えることを特徴とする洗濯機のモータ制御装置。
2. 前記保護回路は、前記駆動停止手段として、ハードウェアで構成される駆動停止回路を備えることを特徴とする請求項１記載の洗濯機のモータ制御装置。
3. 前記短絡ブレーキ手段は、前記駆動電源電圧を分圧し、その分圧電位をＡ／Ｄ変換回路によりＡ／Ｄ変換して閾値レベルと比較することで一定期間内に連続して過電圧を検出すると、前記過電圧状態を判定することを特徴とする請求項１又は２記載の洗濯機のモータ制御装置。
4. 前記保護回路は、前記短絡ブレーキ動作を行なった結果、前記モータの回転が停止すると前記モータを再起動し、その再起動を複数回繰り返しても前記短絡ブレーキ手段が前記過電圧状態を判定すると、異常報知を行い前記モータの駆動を停止させることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の洗濯機のモータ制御装置。
5. インバータ回路によりモータを駆動制御し、前記モータが発生させる回転駆動力により洗濯運転を行う洗濯機用モータ制御装置の内部回路を保護する方法であって、
   前記インバータ回路を介して前記モータを駆動する際に、駆動電源電圧が過電圧状態になると前記インバータ回路により短絡ブレーキ動作を行い、
   前記短絡ブレーキ動作中に、前記インバータ回路を介して流れる電流が過電流状態になると前記モータの駆動を停止させ、
   前記モータの駆動を停止させた際に、前記モータの回転数が閾値以上であれば前記駆動の停止を解除して、前記短絡ブレーキ動作を行うことを特徴とするモータ制御装置の保護方法。
6. 一定期間内に連続して過電圧を検出すると、前記過電圧状態を判定することを特徴とする請求項５記載のモータ制御装置の保護方法。
7. 前記短絡ブレーキ動作を行なった結果、前記モータの回転が停止すると前記モータを再起動し、その再起動を複数回繰り返しても前記過電圧状態になれば、異常報知を行い前記モータの駆動を停止させることを特徴とする請求項５又は６記載のモータ制御装置の保護方法。

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