JP4846671B2 - 回転容器駆動装置及びその制御方法，洗濯機，乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は，交流電源の電圧から生成した直流電圧を平滑コンデンサにより平滑してインバータ回路に供給し，そのインバータ回路から給電される三相モータにより，被撹拌物を収容する回転容器を回転駆動させる回転容器駆動装置及びその制御方法，並びにその回転容器駆動装置を備えた洗濯機及び乾燥機に関するものである。

洗濯機や乾燥機，或いはそれらの機能を兼ね備えた洗濯乾燥機は，商用電源（交流電源）の出力電圧（交流電圧）を交流・直流変換を行う直流電源に供給し，その直流電源が出力する直流電圧を平滑コンデンサにより平滑してインバータ回路に供給し，そのインバータ回路が出力電圧をスイッチングして三相モータに供給することにより，衣類等の被撹拌物を収容する回転ドラム（ドラム状の回転容器）を前記三相モータによって回転駆動させる回転容器駆動装置を備えている。また，三相モータによって回転ドラムをダイレクトに駆動するタイプ（三相モータの回転軸の方向がが回転ドラムの回転中心線の方向と一致するタイプ）の洗濯機や乾燥機では，直流電源とインバータ回路との間に大容量の平滑コンデンサが設けられる。

一方，昨今の洗濯機等は，リレースイッチ等により，直流電源に対する交流電圧の入力ラインの断続を切り替える通電スイッチを備え，所定の操作部に対する電源ＯＦＦ操作がなされた場合，或いは洗濯等の処理が終了した場合に，前記通電スイッチによって直流電源に対する交流電圧の供給が遮断された待機状態へ移行するものがある。これにより，待機状態における消費電力（待機電力）の低減が図られている。

ところで，インバータ回路から三相モータへの給電停止中に，直流電源への交流電圧の供給が遮断されても，平滑コンデンサに電荷が蓄積された状態が長期間継続することになる。このため，三相モータの停止後に，センサや制御回路の異常等による誤動作が発生すると，平滑コンデンサに蓄積された電力によって三相モータが無制御の状態で回転し，それに連動して回転ドラムが回転する恐れがある。洗濯機や乾燥機において，回転ドラムの停止中は，衣類の出し入れ等によってユーザが回転ドラムの中にアクセスし得るため，そのアクセス中に回転ドラムが回転し始めると非常に危険である。
これに対し，従来の洗濯機等は，放電用抵抗を備え，直流電源への交流電圧の供給が遮断された場合に，前記放電用抵抗を通じて平滑コンデンサに蓄電された電荷を放電する処理を実行するものがある。これにより，直流電源への交流電圧の供給が遮断された後に，平滑コンデンサに蓄積された電力によって三相モータが無制御の状態で回転することを防止できる。
また，特許文献１及び特許文献２には，直流電源に対する交流電圧の供給が遮断された場合に，三相モータの回転位置（電気角）を随時検出し，検出した回転位置（電気角）に応じて，三相モータに励磁電流が供給されるようインバータ回路の電圧出力パターンを制御することにより，平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する装置について示されている。
特開平７−２２３４３０号公報 特開２００２−３６９５７０号公報

しかしながら，前記放電用抵抗を通じて平滑コンデンサに蓄電された電荷を放電する場合，放電用抵抗が設けられる分だけ部品の設置スペース及びコストが増大するという問題点があった。
また，特許文献１，２に示されるように，三相モータの回転位置（電気角）を随時検出し，検出した回転位置（電気角）に応じてインバータ回路の電圧出力パターンを制御した場合，センサ異常等によって三相モータの回転位置（電気角）が誤検出されると，平滑コンデンサの放電が終了するまで三相モータが回転し続ける恐れがあるという問題点があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，直流電源の出力電圧を平滑コンデンサにより平滑してインバータ回路に供給し，そのインバータ回路から給電される三相モータにより，被撹拌物を収容する回転容器を回転駆動させる回転容器駆動装置において，直流電源への交流電圧の供給が遮断された後に，各種異常による誤動作に起因して，平滑コンデンサに蓄積された電力によって三相モータが無制御の状態で回転することを防止できる回転容器駆動装置及びその制御方法，並びにその回転容器駆動装置を備えた洗濯機及び乾燥機を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る回転容器駆動装置は，交流電源からの交流電圧を直流電源に供給し，その直流電源が出力する直流電圧を平滑コンデンサにより平滑してインバータ回路に供給し，そのインバータ回路が出力電圧をスイッチングして三相モータに供給することにより，被撹拌物を収容する回転容器を前記三相モータによって回転駆動させるものであり，以下の（１−１）〜（１−５）に示す各構成要素を備えるものである。
（１−１）前記直流電源への交流電圧の供給が遮断された交流遮断状態の発生を検知する交流遮断検知手段。
（１−２）前記インバータ回路による前記三相モータに対する電力供給を停止させるインバータ給電停止制御手段。
（１−３）前記三相モータの電気角を検出する電気角検出手段。
（１−４）前記インバータ給電停止制御手段による前記三相モータに対する電力供給の停止後に，前記電気角検出手段の検出角度に基づいて前記三相モータの停止及び停止位置の電気角を検知するモータ停止検知手段。
（１−５）前記交流遮断検知手段により前記交流遮断状態の発生が検知され，かつ，前記モータ停止検知手段により前記三相モータの停止が検知された場合に，前記モータ停止検知手段により検知された前記三相モータの停止位置の電気角に応じて，前記インバータ回路から一定パターンの電圧出力を継続させて前記三相モータに励磁電流を供給させるインバータ一定給電制御手段。
なお，前記交流遮断状態の発生を検知する手法としては，例えば，前記直流電源への交流電圧入力ラインの断続（遮断／接続）を切り替える通電スイッチが設けられている場合に，その通電スイッチにより前記交流電圧入力ラインを遮断したことをもって前記交流遮断状態の発生を検知する方法や，或いは，前記交流電圧入力ラインに電圧レベルが所定レベルに満たないことを検知するセンサ回路が設けられている場合に，そのセンサ回路の検知結果をもって前記交流遮断状態の発生を検知する方法等が考えられる。

本発明に係る回転容器駆動装置は，直流電源への交流電圧の供給の遮断と，三相モータへの給電の停止による三相モータの停止とが確認された後に，三相モータに対するインバータ回路の電圧出力パターンを，励磁電流を供給する一定のパターンに保持する。これにより，三相モータにおいて，励磁電流の作用によってその回転位置をほぼ停止位置に保持する力が生じ，また，平滑コンデンサに蓄積された電荷が三相モータを通じて強制放電される。このため，前記回転容器の停止後（三相モータの停止後）に，各種異常による誤動作に起因して，平滑コンデンサに蓄積された電力によって三相モータが無制御の状態で回転することを防止できる。特に，インバータ回路の電圧出力パターンが一定に保持されるので，前記電気角検出手段の検出角度が，実際の電気角度に対してずれた角度を誤検出する異常が発生した場合でも，誤検出された電気角に応じてインバータ回路の電圧出力パターンが変化することがなく，三相モータを平滑コンデンサの放電終了まで回転駆動させてしまう危険を防止できる。しかも，そのような安全な強制放電機能を，放電用抵抗等の新たな部品の追加による設置スペース及びコストの増大を伴わずに実現できる。

ところで，何らかの異常によって前記直流電源への交流電圧の供給の遮断が誤検知された場合，三相モータに対する励磁電流の供給が長期間継続され，三相モータが異常高温となったり，無駄に電力が消費されたりする。
そこで，前記インバータ一定給電制御手段が，前記インバータ回路から前記三相モータへの前記一定パターンの電圧出力の継続時間が予め定められた上限時間を超えた場合に，前記インバータ回路から前記三相モータへの電力供給を停止させることが考えられる。
これにより，誤動作による三相モータの高温上昇や無駄な電力消費を回避できる。
また，平滑コンデンサの放電が進み，前記インバータ回路の入力電圧が既定レベル（動作下限電圧）に満たない状態は，もはやインバータ回路が三相モータを回転駆動させることができない安全な状態である。
一方，前記直流電源の出力電圧は，前記インバータ回路の他，前記インバータ一定給電制御手段等の制御手段（マイコン等）や各種センサ等の電力消費の少ない部品にインバータ回路の入力電圧よりも低い直流電圧を供給する補助電源（電圧降下回路）にも供給されることが一般的であり，通常，それらの部品は，平滑コンデンサの電圧がインバータ回路の動作レベルに満たない状態になっても，電荷が残留した平滑コンデンサを電力供給源として動作可能であることが多い。
そこで，本発明に係る回転容器駆動装置が，さらに，前記インバータ回路の入力電圧が既定レベルに満たない電圧不足状態を検知する電圧不足検知手段を具備することが考えられる。この場合，前記インバータ一定給電制御手段が，前記インバータ回路から前記三相モータへの前記一定パターンの電圧出力の継続中に，前記電圧不足検知手段により前記電圧不足状態が検知された場合に，前記インバータ回路から前記三相モータへの電力供給を停止させる。
これにより，インバータ回路が三相モータを回転駆動させることができない安全な状態となった後，電荷が残留した平滑コンデンサを電力供給源として，制御手段（マイコン等）が最終的な終了処理を実行できる。

また，前記電気角検出手段により検出される前記三相モータの電気角及び前記モータ停止検知手段により検知される前記三相モータの停止位置の電気角が，前記三相モータの磁極位置に応じて区分される複数の電気角範囲のいずれかであることが考えられる。そして，この場合，前記一定パターンの電圧出力が，前記三相モータに対し，前記モータ停止検知手段により検知された前記三相モータの停止位置の前記電気角範囲の中心角において励磁電流を供給しトルク電流を供給しない電圧出力であることが考えられる。
三相モータの駆動装置において，その三相モータの電気角が，その磁極位置に応じて区分される複数の電気角範囲（例えば，０〜６０度，６０〜１２０度，１２０〜１８０度，…）のいずれにあるかを検出する機能は，インバータ回路の制御のために通常設けられる機能である。このように，電気角の検出分解能が低い場合，三相モータに対し，検出された前記電気角範囲の中心角において励磁電流のみを供給する（トルク電流を供給しない）電圧出力パターン（一定パターン）で電圧供給を行えば，励磁電流に対応する電気角（トルク電流がゼロとなる電気角）と三相モータの実際の電気角との間で生じ得る最大差が最小となり，ひいては電圧供給により生じ得る三相モータの回転の最大角度を最小にすることができる。
また，本発明は，被洗濯物や被乾燥物を収容するドラム容器と，そのドラム容器を回転駆動する本発明に係る回転容器駆動装置とを備えた洗濯機や乾燥機として捉えることもできる。

また，本発明は回転容器駆動装置の制御方法として捉えることもできる。
即ち，本発明に係る回転容器駆動装置の制御方法は，交流電源からの交流電圧を直流電源に供給し，その直流電源が出力する直流電圧を平滑コンデンサにより平滑してインバータ回路に供給し，そのインバータ回路が出力電圧をスイッチングして三相モータに供給することにより，被撹拌物を収容する回転容器を前記三相モータによって回転駆動させる回転容器駆動装置を制御する方法であり，次の（２−１）〜（２−４）に示す各手順を実行する制御方法である。
（２−１）所定の検知手段により，前記直流電源への交流電圧の供給が遮断された交流遮断状態の発生を検知する交流遮断検知手順。
（２−２）所定の制御手段により，前記インバータ回路による前記三相モータに対する電力供給を停止させるインバータ給電停止制御手順。
（２−３）前記インバータ給電停止制御手順による前記三相モータに対する電力供給の停止後に，所定の検知手段により，前記三相モータの電気角を検出する電気角検出の検出角度に基づいて，前記三相モータの停止及び停止位置の電気角を検知するモータ停止検知手順。
（２−４）前記交流遮断検知手順により前記交流遮断状態の発生が検知され，かつ，前記モータ停止検知手順により前記三相モータの停止が検知された場合に，所定の制御手段により，前記モータ停止検知手順により検知された前記三相モータの停止位置の電気角に応じて，前記インバータ回路から一定パターンの電圧出力を継続させて前記三相モータに励磁電流を供給させるインバータ一定給電制御手順。
なお，前記交流遮断検知手順と，前記インバータ給電停止制御手順及び前記モータ停止検知手順との間で，実行の順序は問わない。即ち，前記交流遮断検知手順を実行した後に，前記インバータ給電停止制御手順及び前記モータ停止検知手順を実行することの他，前記インバータ給電停止制御手順及び前記モータ停止検知手順を実行した後に，前記交流遮断検知手順を実行することや，それらを並行して実行することも考えられる。
本発明に係る回転容器駆動装置の制御方法によっても，前述した本発明に係る回転容器駆動装置と同様の作用効果が得られる。

本発明においては，直流電源への交流電圧の供給の遮断と，三相モータへの給電の停止による三相モータの停止とを確認した場合に，停止した三相モータを励磁電流の作用によってその回転位置をほぼ停止位置に保持させるとともに，平滑コンデンサに蓄積された電荷を三相モータを通じて強制放電させる。このため，回転容器（三相モータ）の停止後に，各種異常による誤動作に起因して，平滑コンデンサに蓄積された電力によって回転容器（三相モータ）が無制御の状態で回転することを防止できる。特に，前記電気角検出手段の検出角度が，実際の電気角度に対してずれた角度を誤検出する異常が発生した場合でも，誤検出された電気角に応じてインバータ回路の電圧出力パターンが変化することがなく，三相モータを平滑コンデンサの放電終了まで回転駆動させてしまう危険を防止できる。しかも，そのような安全な強制放電機能を，放電用抵抗等の新たな部品の追加による設置スペース及びコストの増大を伴わずに実現できる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施形態に係る回転容器駆動装置Ｘの概略構成を表すブロック図，図２は回転容器駆動装置Ｘによる平滑コンデンサ放電処理の手順を表すフローチャート，図３は平滑コンデンサ放電処理におけるインバータ回路から三相モータへの出力電圧パターンの第１例を表す図，図４は平滑コンデンサ放電処理におけるインバータ回路から三相モータへの出力電圧パターンの第２例を表す図，図５は回転容器駆動装置Ｘが搭載される洗濯乾燥機Ｚの断面図である。

まず，図５に示す断面図を参照しつつ，本発明の実施形態に係る回転容器駆動装置Ｘが搭載される洗濯乾燥機Ｚの概略構成について説明する。
図５に示すように，洗濯乾燥機Ｚは，三相モータ９，ドラム容器２０，水槽２１，前面ドア２２等を備えて構成されている。
洗濯乾燥機Ｚにおいて，ドラム容器２０は，洗濯処理を実行する際には被洗濯物（衣類等）を収容し，乾燥処理を実行する際には被乾燥物（衣類等）を収容する回転容器である。ドラム容器２０は，その回転中心線が水平やや上向きとなるよう配置されている。
また，三相モータ９は，ドラム容器２０をダイレクトに回転駆動する（三相モータ９の回転軸の方向がドラム容器２０の回転中心線の方向と一致するよう駆動する）モータである。なお，回転容器駆動装置Ｘは，この三相モータ９とそれを駆動する回路やセンサを備えて構成されている。
水槽２１は，ドラム容器２０の周囲に形成され，洗濯処理を実行する際には洗濯水を貯留し，乾燥処理を実行する際には，ドラム容器２０に設けられた多数の開孔から放出される被乾燥物の水分を受けて槽外へ排出する。
前面ドア２２は，ドラム容器２０に対する収容物（被撹拌物）の出し入れ口を開閉するドア（蓋）である。

次に，図１に示すブロック図を参照しつつ，回転容器駆動装置Ｘの構成について説明する。
図１に示すように，回転容器駆動装置Ｘは，通電スイッチ１，直流電源回路２，平滑コンデンサ３，モータ駆動回路８，三相モータ９，操作部１０，電源断検知回路１１及び磁極検出部１２等を備えている。
また，モータ駆動回路８は，マイクロコンピュータ４（以下，マイコンという），インバータ回路５，補助電源６及び電圧低検知回路７等を備えている。
操作部１０は，電源キーや洗濯コース選択キー等の操作キーを備えた操作入力部であり，その操作内容を表す信号は，通電スイッチ１やマイコン４に伝送される。
通電スイッチ１は，リレースイッチ等を備え，交流電源Ｇ（商用電源）の入力端から直流電源回路２に至る交流電圧の入力ラインの断続を切り替える回路である。
より具体的には，通電スイッチ１は，交流電源Ｇからの交流電圧を直流電源回路２に供給している状態において，操作部１０に対する電源ＯＦＦ操作（電源キーの押下操作等）に応じて，及びマイコン４からの電源ＯＦＦ指令に応じて，直流電源回路２に対する交流電圧の供給を遮断する状態へ切り替える。さらに，通電スイッチ１は，直流電源回路２に対する交流電圧を遮断している状態において，操作部１０に対する電源ＯＮ操作（電源キーの押下操作等）に応じて，交流電圧を直流電源回路２に供給する状態へ切り替える。

直流電源回路２は，交流電源Ｇから通電スイッチ１を介して供給された交流電圧を直流電圧に変換する回路である。この直流電源回路２の出力電圧Ｖm（直流電圧）は，平滑コンデンサ３により平滑されてインバータ回路５に供給される。
さらに，直流電源回路２の出力電圧Ｖmは，インバータ回路５の他，補助電源６及び電圧低検知回路７や，不図示の各種センサ等の電力消費の少ない他の部品にも供給される。
補助電源６は，直流電源回路２の出力電圧Ｖm（インバータ回路５の入力電圧Ｖm）をそれより低い直流電圧Ｖsに変換する回路であり，その出力電圧Ｖsはマイコン４に供給される。
また，電圧低検知回路７は，例えばコンパレータ等により，インバータ回路５の入力電圧Ｖmが，インバータ回路５の正常動作に必要な下限レベル（既定レベル）に満たない状態（以下，電圧不足状態という）であるか否かを検知する回路である（前記電圧不足検知手段の一例）。その検知信号は，マイコン４に伝送される。
ここで，補助電源６及びその補助電源６から電力供給を受ける部品（マイコン４等）は，平滑コンデンサ３に電荷が蓄積された後，その放電が進んで電圧低検知回路７により前記電圧不足状態が検知された後も，電荷が残留した平滑コンデンサ３を電力供給源としてしばらくの間，正常動作が可能である。
インバータ回路５は，直流電源回路２から直流電圧Ｖmが供給され，出力電圧をスイッチングして三相モータ９に供給することにより三相モータ９を回転駆動させる。このように回転する三相モータ９が，ドラム容器２０（被撹拌物を収容する回転容器の一例）をダイレクトドライブにより回転駆動させる。
インバータ回路５は，周知の通り，三相モータ９のＵ相，Ｖ相及びＷ相の３相それぞれについて，トランジスタ等により構成される上相側のスイッチング素子（上相素子）及び下相側のスイッチング素子（下相素子）を備え，それらのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることによって電圧出力パターンを切り替える。

磁極検出部１２は，三相モータ９のロータ位置（即ち，磁極位置）を検出するセンサである。この磁極検出部１２は，三相モータ９における永久磁石のＮ極とＳ極との入れ替わりの瞬間を検出する３つのホールセンサを備え，そのホールセンサは電気角１２０度ごとに配置されている。これら３つのホールセンサの検出信号（ＯＮ／ＯＦＦ）の組合せは，三相モータ９のロータ位置（磁極位置）を表す。ここで，本実施形態における三相モータ９の極対数は１０であり，磁極検出部１２は，三相モータ９における機械角６度ごとの回転を検出する。磁極検出部１２の検出信号は，マイコン４に伝送される。
電源断検知回路１１は，交流電圧の入力ラインにおける通電スイッチ１の一次側（交流電源Ｇ側）に設けられ，当該回転容器駆動装置Ｘに交流電源Ｇからの交流電圧が入力されているか否かを検知する回路である。その検知信号は，マイコン４に伝送される。即ち，電源断検知回路１１は，電源コードが交流電源Ｇのコンセントに接続されて交流電圧が通電スイッチ１に印加されている状態から，電源コードがコンセントから抜かれことや，交流電源Ｇの停電等に起因して，交流電圧が通電スイッチ１に印加されてない状態になったことを検知する回路である。

マイコン４は，不図示のＲＯＭに予め記憶されたプログラムを実行することにより，三相モータ９の電気角（電気角範囲）を検知する角度演算処理や，インバータ回路５の制御処理を実行するプロセッサ（コンピュータ）である。
以下，所定のプログラムモジュールを実行することによってインバータ制御処理を実行するマイコン４のことを制御演算部４ａと称し，また，所定のプログラムモジュールを実行することによって角度演算処理を実行するマイコン４のことを角度演算部４ｂと称する。
角度演算部４ｂは，前記磁極検出部１２の検出信号に基づいて，三相モータ９の電気角が，その磁極位置に応じて区分される６つの電気角範囲（３０度±３０の範囲，９０度±３０度の範囲，１５０度±３０度の範囲，２１０度±３０度の範囲，２７０度±３０度の範囲及び３３０度±３０度の範囲）のいずれにあるかを検出する処理（演算）を実行する。即ち，磁極検出部１２及び角度演算部４ｂは，三相モータ９の電気角を検出する電気角検出手段の一例であり，その検出角度は，三相モータ９の磁極位置に応じて区分される６つ（複数）の電気角範囲（θｉ±Δθ，但し，添字ｉは１〜６の整数の中から選択される番号）のいずれかである。

以上に示したように，回転容器駆動装置Ｘは，交流電源Ｇからの交流電圧を直流電源回路２に供給し，その直流電源回路２が出力する直流電圧を平滑コンデンサ３により平滑してインバータ回路５に供給し，そのインバータ回路５が出力電圧をスイッチングして三相モータ９に供給することにより，衣料等の被撹拌物を収容するドラム容器２０を三相モータ９によって回転駆動させる装置である。
また，回転容器駆動装置Ｘにおいて，制御演算部４ａが，インバータ回路５から三相モータ９の各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）への出力電圧の出力パターンを制御する。
さらに，制御演算部４ａは，洗濯処理や乾燥処理が終了した場合に，前記通電スイッチ１に対して電源ＯＦＦ指令を出力することにより，当該回転容器駆動装置Ｘを，直流電源回路２に対して交流電圧が供給された稼働状態から，直流電源回路２に対する交流電圧の供給が遮断された待機状態へ移行させる。これにより，待機状態における消費電力（待機電力）の低減が図られている。

次に，図２に示すフローチャートを参照しつつ，制御演算部４ａによる平滑コンデンサ放電処理の手順について説明する。
図２に示す平滑コンデンサ放電処理は，洗濯処理や乾燥処理が終了した際に開始される処理である。なお，Ｓ１，Ｓ２，…は，処理手順の識別符号を表す。
制御演算部４ａは，洗濯処理や乾燥処理が終了すると，所定の動作終了処理を実行する（Ｓ１）。ここで，制御演算部４ａが実行する動作終了処理には，インバータ回路５による三相モータ９に対する電力供給を停止させる処理が含まれる（前記インバータ給電停止制御手段，同手順の一例）。例えば，制御演算部４ａは，インバータ回路５が備えるＵＶＷの各相の上相素子及び下相素子の全てをＯＦＦにさせる，或いはＵＶＷの各相の上相素子の全てをＯＦＦにさせるとともに，同下相素子の全てをＯＮにさせる等によって三相モータ９に対する電力供給を停止させる。
その他，動作終了処理には，例えば，マイコン４が備える不揮発メモリに一時記憶している情報のうち，次回の起動時に必要な情報を所定の不揮発メモリ（不図示）に記録する処理等も含まれる。
そして，制御演算部４ａは，前記動作終了処理が完了したと判断（Ｓ２）すると，通電スイッチ１に電源ＯＦＦ指令を出力することにより，直流電源回路２に対する交流電源Ｇからの交流電圧の供給を遮断する（Ｓ３）。これ以降，マイコン４（制御演算部４ａ及び角度演算部４ｂを含む）及びインバータ回路５は，電荷が蓄積された平滑コンデンサ３から電力が供給されて動作する。
なお，制御演算部４ａは，ステップＳにおいて，通電スイッチ１により直流電源回路２への交流電圧の入力ラインを遮断したしたことをもって，直流電源回路２への交流電圧の供給が遮断された状態（以下，交流遮断状態という）が生じたことを検知（判別）する（前記交流遮断検知手段，同手順の一例）。

次に，制御演算部４ａは，三相モータ９に対する電力供給を停止（Ｓ３）した後に，前記角度演算部４ｂにより随時演算される三相モータ９の電気角範囲θｉ±３０［度］に基づいて，三相モータ９が停止したこと検知する（Ｓ４）とともに，三相モータ９の停止位置に相当する電気角範囲（以下，停止電気角範囲θst±３０［度］という）を検知する（Ｓ５，前記モータ停止検知手段，同手順の一例）。
より具体的には，制御演算部４ａは，前記角度演算部４ｂにより随時演算される電気角範囲θｉ±３０［度］が予め定められた時間内に変化しない場合に三相モータ９の回転が停止したと判別し（Ｓ４），その判別時に記角度演算部４ｂにより演算された電気角範囲θｉ±Δθを前記停止電気角範囲θst±３０［度］として検知する（Ｓ５）。
以上に示したように，角度演算部４ｂにより算出（検出）される三相モータ９の電気角（θｉ±３０［度］）も，制御演算部４ａにより検知される三相モータ９の停止位置の電気角（θst±３０［度］）も，三相モータ９の磁極位置に応じて区分される６の電気角範囲のいずれかである。

そして，制御演算部４ａは，以上のようにして前記交流遮断状態の発生を検知し（Ｓ３），かつ，三相モータ９の回転の停止を検知（Ｓ４）した場合に，ステップＳ４で検知した前記停止電気角範囲θst±Δθ（三相モータ９の停止位置の電気角範囲）に応じてインバータ回路５の電圧出力パターンを決定し，その決定結果に従って，インバータ回路５から一定パターンの電圧出力（各相に電圧レベルの比を固定した直流電圧を出力する）を継続させることにより，インバータ回路５から三相モータ９へ励磁電流を供給させる（Ｓ６，前記インバータ一定給電制御手段，同手順の一例）。
このように，回転容器駆動装置Ｘは，直流電源回路２への交流電圧の供給の遮断（Ｓ３）と，三相モータ９への給電の停止（Ｓ１）による三相モータの停止（Ｓ４）とが確認された後に，三相モータ９に対するインバータ回路５の電圧出力パターンを，励磁電流を供給する一定のパターンに保持する（Ｓ６）。
これにより，三相モータ９において，励磁電流の作用によってその回転位置をほぼ停止位置に保持する力が生じ，また，平滑コンデンサ３に蓄積された電荷が三相モータ９を通じて強制放電（巻線の熱として消費）される。このため，ドラム容器２０の停止後（三相モータ９の停止後）に，各種異常による誤動作に起因して，平滑コンデンサ３に蓄積された電力によって三相モータ９が無制御の状態で回転することを防止できる。特に，インバータ回路５の電圧出力パターンが一定に保持されるので，磁極検出部１２の故障等により，実際の電気角度に対してずれた角度を誤検出する異常が発生した場合でも，誤検出された電気角に応じてインバータ回路５の電圧出力パターンが変化することがなく，三相モータ９を平滑コンデンサ３の放電終了まで回転駆動させてしまう危険を防止できる。しかも，そのような安全な強制放電機能を，放電用抵抗等の新たな部品の追加による設置スペース及びコストの増大を伴わずに実現できる。

図３及び図４は，停止電気角範囲θst±Δθとインバータ回路５の電圧出力パターンとの対応関係の第１例及び第２例を表すデータテーブルである。なお，図３，図４に示すデータテーブルにおいて，比率［％］を表す数値は，インバータ回路５における入力電圧に対する各相への出力電圧の比（以下，出力電圧レベル値という）である。
図３及び図４に示すＵ，Ｖ，Ｗ各相への電圧出力のパターン（ステップＳ６での一定パターンの電圧出力）は，三相モータ９に対し，前記停止電気角範囲θst±Δθの中心角θstにおいて励磁電流を供給するがトルク電流を供給しない（トルク源流がゼロとなる）電圧出力パターンである。
例えば，図３の第１例において，前記停止電気角範囲が３０±３０［度］である場合は，三相モータ９に対し，その電気角が３０［度］であるときに励磁電流のみを供給する（トルク電流を供給しない）電圧出力パターン（Ｕ相に４０［％］，Ｖ相に２０［％］，Ｗ相に０［％］）である。同様に，図３の第１例において，前記停止電気角範囲が２１０±３０［度］である場合は，三相モータ９に対し，その電気角が２１０［度］であるときに励磁電流のみを供給する電圧出力パターン（Ｕ相に０［％］，Ｖ相に２０［％］，Ｗ相に４０［％］）である。
また，図４に示す第２例は，図３に示す第１例よりも，インバータ回路５の出力電圧の前記出力電圧レベル値を高く設定した場合の例である。即ち，図４に示すパターンでの電圧出力によって三相モータ９に励磁電流を供給した方が，図３に示すパターンでの電圧出力によって三相モータ９に励磁電流を供給するよりも，平滑コンデンサ３に蓄積された電荷をより早期に放電させることができる。
図３及び図４のいずれの例においても，相間の出力電圧レベルの差（Ｕ相−Ｖ相，Ｖ相−Ｗ相，Ｗ相−Ｕ相）の合計が０となる関係を満たすよう設定されている。この関係を満たしつつ，各相への前記出力電圧レベル値を予め調整することにより，平滑コンデンサ３に蓄積された電荷の放電完了に要する時間を調整できる。
前記制御演算部４ａは，ステップＳ６において，図３又は図４にデータテーブルとして示す停止電気角範囲θst±Δθとインバータ回路５の電圧出力パターンとの対応関係に従って，三相モータ９に対するインバータ回路５の電圧出力パターンを決定する。例えば，制御演算部４ａは，前記データテーブルの情報を，その情報を予め記憶する不揮発メモリから読み出し，その読み出し情報とステップＳ５で検知した前記停止電気角範囲θst±Δθとに基づいて，三相モータ９に対するインバータ回路５の電圧出力パターンを決定する。

ところで，三相モータ９において，励磁電流に対応する電気角θstと三相モータ９の実際の電気角とに差がある場合，励磁電流が低下して三相モータ９に磁界が発生し（即ち，トルク電流が供給され），その差の分だけ三相モータ９を回転させるトルクが発生する。そして，本実施形態のように三相モータ９における電気角の検出分解能が低い（ここでは，６０［度］）場合，トルク電流の発生による回転角度が比較的大きくなり得る。これに対し，本実施形態にように，三相モータ９に対し，検出された前記停止電気角範囲の中心角θstにおいて励磁電流のみを供給する一定パターンでの電圧出力（Ｓ６）を行えば，励磁電流に対応する電気角θst（トルク電流がゼロとなる電気角）と三相モータ９の実際の電気角との間で生じ得る最大差が最小となり，電圧供給により生じ得る三相モータ９の回転の最大角度を最小（本実施形態では３０［度］）にすることができる。
なお，励磁電流に対応する電気角θstと三相モータ９の実際の電気角とに差がある場合，励磁電流を供給するための各相への出力電圧のデューティー比を高くするほど，三相モータ９においてより高いトルクが生じ，安全性の面で好ましくない状況にもなり得る。このため，励磁電流を供給するための各相の前記出力電圧レベル値は，滑コンデンサ３に蓄積された電荷の放電時間と三相モータ９で生じ得るトルク（安全性）とのバランスを考慮して設定される。

さらに，制御演算部４ａは，インバータ回路５から三相モータ９へ一定パターンの電圧出力を継続（Ｓ６）させた後，所定の放電終了条件が成立したか否かの判別（Ｓ７）と，予め設定された放電上限時間が経過したか否かの判別（Ｓ８）とを随時行う。ここで，放電終了条件は，電圧低検知回路７により前記電圧不足状態が検知されたことである。
そして，制御演算部４ａは，インバータ回路５から三相モータ９への一定パターンの電圧出力の継続中に，電圧低検知回路７により前記電圧不足状態が検知された場合（Ｓ７のＹＥＳ）に，インバータ回路５から三相モータ９への電力供給を停止させる（Ｓ９，前記インバータ一定給電制御手段の一例）。
これにより，インバータ回路５が三相モータ９を回転駆動させることができない安全な状態（前記電圧不足状態）となった後，電荷が残留した平滑コンデンサを電力供給源として，マイコン４等が最終的な終了処理（後述するステップＳ１０の処理）を実行できる。

また，制御演算部４ａは，インバータ回路５から三相モータ９への一定パターンの電圧出力の継続時間が，前記放電上限時間を超えたと判別した場合（Ｓ８のＹＥＳ）にも，インバータ回路５から三相モータ９への電力供給を停止させる（Ｓ９，前記インバータ一定給電制御手段の一例）。なお，前記放電上限時間は，ステップＳ６での電圧出力パターンに応じたインバータ回路５の消費電力との関係から，前記電圧不足状態となるまでに要すると考えられる計算上の時間よりも長い時間に設定されている。例えば，前記計算上の時間が１秒である場合，前記放電上限時間が３秒等と設定される。もちろん，それより短い或いは長い時間を設定することも考えられる。
これにより，何らかの異常によって直流電源回路２への交流電圧の供給の遮断が誤検知された場合でも，三相モータ９に対する励磁電流の供給が長期間継続されて三相モータ９が異常高温となったり，無駄に電力が消費されたりする不都合を回避できる。
最後に，制御演算部４ａ（マイコン４）は，わずかに電荷が残留した平滑コンデンサ６を電力供給源として，最終的な終了処理を実行し（Ｓ１０），平滑コンデンサ放電処理を終了させる。この終了処理（Ｓ１０）は，例えば，前記放電終了条件が成立ない状態で前記放電上限時間が経過したこと等の異常の発生履歴の情報を所定の不揮発メモリ（不図示）に記録する処理や，前記前面ドア２２のロックを解除する処理等である。
このように，平滑コンデンサ３の放電終了後に，前面ドア２２のロックを解除することにより，安全性がより高まる。

以上に示した実施形態では，制御演算部４ａが，インバータ回路５から三相モータ９への給電停止処理（Ｓ１）を実行後に，前記通電スイッチ１により交流電圧の入力ラインを遮断したことをもって前記交流遮断状態の発生を検知し（Ｓ３），その後，三相モータ９の停止検知処理（Ｓ４，Ｓ５）を実行する例を示した。
一方，制御演算部４ａは，交流電圧の入力ラインに設けられた電源断検知回路１１により，交流電圧のレベルが所定レベルに満たないことが検知された場合にも，前記交流遮断状態の発生を検知する。これにより，制御演算部４ａは，電源コードがコンセントから抜かれことや，交流電源Ｇの停電等に起因する突発的な前記交流遮断状態の発生を検知する。
そして，制御演算部４ａは，電源断検知回路１１の検出信号により，突発的な前記交流遮断状態の発生を検知した場合，図２に示した平滑コンデンサ放電処理のうち，ステップＳ３の処理を除いた処理（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４〜Ｓ１０）を実行する。この場合，制御演算部４ａは，前記交流遮断状態の検知後に，インバータ回路５から三相モータ９への給電停止処理（Ｓ１）及び三相モータ９の停止検知処理（Ｓ４，Ｓ５）を実行することになる。
制御演算部４ａが以上に示した平滑コンデンサ放電処理を実行することにより，突発的な前記交流遮断状態が発生した場合にも，平滑コンデンサに蓄積された電力によって回転容器（三相モータ）が無制御の状態で回転することを防止できる。
また，前記回転容器駆動装置Ｘは，洗濯機や乾燥機，それらの両機能を兼ねる洗濯乾燥機に搭載されて前記ドラム容器２０を回転駆動する実施形態の他，待機時の安全性を考慮すべき他の回転容器の駆動装置として利用することも考えられる。

本発明は，容器を回転駆動させる回転容器駆動装置に利用可能である。

本発明の実施形態に係る回転容器駆動装置Ｘの概略構成を表すブロック図。 回転容器駆動装置Ｘによる平滑コンデンサ放電処理の手順を表すフローチャート。 平滑コンデンサ放電処理におけるインバータ回路から三相モータへの出力電圧パターンの第１例を表す図。 平滑コンデンサ放電処理におけるインバータ回路から三相モータへの出力電圧パターンの第２例を表す図。 回転容器駆動装置Ｘが搭載される洗濯乾燥機Ｚの断面図。

符号の説明

Ｘ ：回転容器駆動装置
Ｚ ：洗濯乾燥機
１ ：通電スイッチ
２ ：直流電源回路
３ ：平滑コンデンサ
４ ：マイクロコンピュータ
４ａ：制御演算部
４ｂ：角度演算部
５ ：インバータ回路
６ ：補助電源
７ ：電圧低検知回路
８ ：モータ駆動回路
９ ：三相モータ
１０：操作部
１１：電源断検知回路
１２：磁極検出部
２０：ドラム容器
２１：水槽
２２：前面ドア

Claims (5)

1. 交流電源からの交流電圧を直流電源に供給し，該直流電源が出力する直流電圧を平滑コンデンサにより平滑してインバータ回路に供給し，該インバータ回路が出力電圧をスイッチングして三相モータに供給することにより，被撹拌物を収容する回転容器を前記三相モータによって回転駆動させる回転容器駆動装置であって，
   前記直流電源への交流電圧の供給が遮断された交流遮断状態の発生を検知する交流遮断検知手段と，
   前記インバータ回路による前記三相モータに対する電力供給を停止させるインバータ給電停止制御手段と，
   前記三相モータの電気角を検出する電気角検出手段と，
   前記インバータ給電停止制御手段による前記三相モータに対する電力供給の停止後に，前記電気角検出手段の検出角度に基づいて前記三相モータの停止及び停止位置の電気角を検知するモータ停止検知手段と，
   前記交流遮断検知手段により前記交流遮断状態の発生が検知され，かつ，前記モータ停止検知手段により前記三相モータの停止が検知された場合に，前記モータ停止検知手段により検知された前記三相モータの停止位置の電気角に応じて，前記インバータ回路から一定パターンの電圧出力を継続させて前記三相モータに励磁電流を供給させるインバータ一定給電制御手段と，
   を具備してなることを特徴とする回転容器駆動装置。
2. 前記電気角検出手段により検出される前記三相モータの電気角及び前記モータ停止検知手段により検知される前記三相モータの停止位置の電気角が，前記三相モータの磁極位置に応じて区分される複数の電気角範囲のいずれかであり，
   前記一定パターンの電圧出力が，前記三相モータに対し，前記モータ停止検知手段により検知された前記三相モータの停止位置の前記電気角範囲の中心角において励磁電流を供給しトルク電流を供給しない電圧出力である請求項１に記載の回転容器駆動装置。
3. 被洗濯物を収容するドラム容器と，該ドラム容器を回転駆動する請求項１または２に記載の回転容器駆動装置と，を具備してなることを特徴とする洗濯機。
4. 被乾燥物を収容するドラム容器と，該ドラム容器を回転駆動する請求項１または２に記載の回転容器駆動装置と，を具備してなることを特徴とする乾燥機。
5. 交流電源からの交流電圧を直流電源に供給し，該直流電源が出力する直流電圧を平滑コンデンサにより平滑してインバータ回路に供給し，該インバータ回路が出力電圧をスイッチングして三相モータに供給することにより，被撹拌物を収容する回転容器を前記三相モータによって回転駆動させる回転容器駆動装置の制御方法であって，
   所定の検知手段により，前記直流電源への交流電圧の供給が遮断された交流遮断状態の発生を検知する交流遮断検知手順と，
   所定の制御手段により，前記インバータ回路による前記三相モータに対する電力供給を停止させるインバータ給電停止制御手順と，
   所定の電気角検出手段により前記三相モータの電気角を検出する電気角検出手順と，
   前記インバータ給電停止制御手順による前記三相モータに対する電力供給の停止後に，所定の検知手段により，前記電気角検出手順による前記三相モータの電気角の検出角度に基づいて，前記三相モータの停止及び停止位置の電気角を検知するモータ停止検知手順と，
   前記交流遮断検知手順により前記交流遮断状態の発生が検知され，かつ，前記モータ停止検知手順により前記三相モータの停止が検知された場合に，所定の制御手段により，前記モータ停止検知手順により検知された前記三相モータの停止位置の電気角に応じて，前記インバータ回路から一定パターンの電圧出力を継続させて前記三相モータに励磁電流を供給させるインバータ一定給電制御手順と，
   を実行してなることを特徴とする回転容器駆動装置の制御方法。

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