(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024154063
(43)【公開日】2024-10-30
(54)【発明の名称】モータ制御装置および洗濯機
(51)【国際特許分類】
H02P 27/08 20060101AFI20241023BHJP
【ＦＩ】
H02P27/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023067672
(22)【出願日】2023-04-18
(71)【出願人】
【識別番号】399048917
【氏名又は名称】日立グローバルライフソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】馬飼野 祐貴
(72)【発明者】
【氏名】吉田 翔太
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 尚礼
(72)【発明者】
【氏名】吉野 知也
【テーマコード（参考）】
5H505
【Ｆターム（参考）】
5H505AA09
5H505BB06
5H505CC05
5H505DD03
5H505DD08
5H505EE49
5H505FF05
5H505HA10
5H505HB01
5H505JJ03
5H505JJ12
5H505JJ26
5H505KK05
5H505LL01
5H505LL22
5H505LL24
(57)【要約】
【課題】モータ制御装置において、モータの適切な停止判定を実現する。
【解決手段】モータ制御装置ＭＣに、電力変換器Ｉに対する制御モードとして、ブレーキモードと、電流検出モードと、を交互に選択し、選択した制御モードに基づくスイッチング指令ＳＷを電力変換器Ｉに供給するスイッチング指令生成部Ｋと、前記電流検出モードＭＤにおいて検出した前記電流検出値Ｉｄｃから、指定周波数ω1の成分の電流強度Ｉω1を計算する電流強度計算部Ｐと、前記電流強度Ｉω1に基づいて、前記モータＭが停止したか否かを判定する停止判定部Ｑと、を設けた。
【選択図】図１
【解決手段】モータ制御装置ＭＣに、電力変換器Ｉに対する制御モードとして、ブレーキモードと、電流検出モードと、を交互に選択し、選択した制御モードに基づくスイッチング指令ＳＷを電力変換器Ｉに供給するスイッチング指令生成部Ｋと、前記電流検出モードＭＤにおいて検出した前記電流検出値Ｉｄｃから、指定周波数ω1の成分の電流強度Ｉω1を計算する電流強度計算部Ｐと、前記電流強度Ｉω1に基づいて、前記モータＭが停止したか否かを判定する停止判定部Ｑと、を設けた。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータにＰＷＭ変調波による電力を供給する電力変換器と、
前記電力変換器または前記モータに流れる電流の検出結果である電流検出値を出力する電流検出部と、
前記電力変換器に対する制御モードとして、前記電力変換器の全相を同一のスイッチング状態にするブレーキモードと、１相を他相と異なるスイッチング状態にすることにより、前記電流検出部を介して前記モータに流れる電流を検出する電流検出モードと、を交互に選択し、選択した前記制御モードに基づくスイッチング指令を前記電力変換器に供給するスイッチング指令生成部と、
前記電流検出モードにおいて検出した前記電流検出値から、指定周波数の成分の電流強度を計算する電流強度計算部と、
前記電流強度に基づいて、前記モータが停止したか否かを判定する停止判定部と、を備える
ことを特徴とするモータ制御装置。
前記電力変換器または前記モータに流れる電流の検出結果である電流検出値を出力する電流検出部と、
前記電力変換器に対する制御モードとして、前記電力変換器の全相を同一のスイッチング状態にするブレーキモードと、１相を他相と異なるスイッチング状態にすることにより、前記電流検出部を介して前記モータに流れる電流を検出する電流検出モードと、を交互に選択し、選択した前記制御モードに基づくスイッチング指令を前記電力変換器に供給するスイッチング指令生成部と、
前記電流検出モードにおいて検出した前記電流検出値から、指定周波数の成分の電流強度を計算する電流強度計算部と、
前記電流強度に基づいて、前記モータが停止したか否かを判定する停止判定部と、を備える
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項2】
前記停止判定部は、前記電流強度のピークを検出した後、所定の待機時間が経過した後に、前記モータが停止した旨を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項3】
前記電流強度計算部は、前記電流検出値から、複数の前記指定周波数の成分の各々の前記電流強度を計算するものであり、
前記停止判定部は、複数の前記電流強度に基づいて前記モータが停止した旨を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
前記停止判定部は、複数の前記電流強度に基づいて前記モータが停止した旨を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項4】
前記モータは、複数相の巻線を備えるものであり、
前記スイッチング指令生成部は、前記電流検出モードにおいて、何れかの１相の前記巻線に流れる電流を検出し、複数相の全ての前記巻線に流れる電流を循環的に検出し、または、複数相の全ての前記巻線に流れる電流をランダムに検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
前記スイッチング指令生成部は、前記電流検出モードにおいて、何れかの１相の前記巻線に流れる電流を検出し、複数相の全ての前記巻線に流れる電流を循環的に検出し、または、複数相の全ての前記巻線に流れる電流をランダムに検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項5】
前記電流検出モードが発生する周期である電流検出モード発生間隔は、前記ＰＷＭ変調波のキャリア周期よりも長い
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項6】
前記電力変換器は、インバータ回路と、前記インバータ回路に入力される直流電圧を検出する直流電圧検出部と、を備え、
前記スイッチング指令生成部は、前記直流電圧検出部が検出した直流電圧が所定値以下になるように、前記電流検出モードが発生する周期である電流検出モード発生間隔を設定する機能を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
前記スイッチング指令生成部は、前記直流電圧検出部が検出した直流電圧が所定値以下になるように、前記電流検出モードが発生する周期である電流検出モード発生間隔を設定する機能を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項7】
前記電流検出部は、前記電力変換器に入力される電流を検出するものである
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項8】
請求項１ないし７の何れか一項に記載のモータ制御装置と、
前記モータと、
洗濯物が投入される洗濯槽と、
前記洗濯物を攪拌する攪拌羽と、を備え、
前記モータは、前記洗濯槽または前記攪拌羽を回転駆動する
ことを特徴とする洗濯機。
前記モータと、
洗濯物が投入される洗濯槽と、
前記洗濯物を攪拌する攪拌羽と、を備え、
前記モータは、前記洗濯槽または前記攪拌羽を回転駆動する
ことを特徴とする洗濯機。
【請求項9】
前記洗濯槽および前記攪拌羽を収納する筐体と、
前記筐体に装着されたフタと、
前記停止判定部が、前記モータが停止した旨を判定すると、前記フタのロックを解除するドアロック部と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項８に記載の洗濯機。
前記筐体に装着されたフタと、
前記停止判定部が、前記モータが停止した旨を判定すると、前記フタのロックを解除するドアロック部と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項８に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータ制御装置および洗濯機に関する。
【背景技術】
【0002】
永久磁石同期電動機であるモータは、回転子内の磁極位置に応じて固定子コイルに通電を行う必要があり、そのために回転子の位置情報を検出する位置検出センサを設ける場合がある。一方、位置検出センサの設置により、センサコストの増加や、センサ故障のリスクが生じる。そこで、位置検出センサを用いない、位置センサレス制御にて永久磁石同期電動機を駆動する方法が知られている。また、種々の理由により、モータが停止しているか否かを判定すべき場合がある。例えば洗濯機等の製品では、安全のために洗濯槽を回転させるモータの停止後にドアロックを解除することが望ましく、モータの停止を正確に検知することが望まれている。例えば、下記特許文献１、２には、モータが停止しているか否かを判定する、モータの停止判定を行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－０６８３２４号公報
【特許文献2】特開２００５－００６４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述した技術において、一層適切にモータの停止判定を行いたいという要望がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、モータの適切な停止判定を実現できるモータ制御装置および洗濯機を提供することを目的とする。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、モータの適切な停止判定を実現できるモータ制御装置および洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するため本発明のモータ制御装置は、モータにＰＷＭ変調波による電力を供給する電力変換器と、前記電力変換器または前記モータに流れる電流の検出結果である電流検出値を出力する電流検出部と、前記電力変換器に対する制御モードとして、前記電力変換器の全相を同一のスイッチング状態にするブレーキモードと、１相を他相と異なるスイッチング状態にすることにより、前記電流検出部を介して前記モータに流れる電流を検出する電流検出モードと、を交互に選択し、選択した前記制御モードに基づくスイッチング指令を前記電力変換器に供給するスイッチング指令生成部と、前記電流検出モードにおいて検出した前記電流検出値から、指定周波数の成分の電流強度を計算する電流強度計算部と、前記電流強度に基づいて、前記モータが停止したか否かを判定する停止判定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、モータの適切な停止判定を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１実施形態によるモータ制御システムのブロック図である。
【図2】電力変換器のブロック図である。
【図3】ブレーキモードの説明図である。
【図4】電流検出モードの説明図である。
【図5】スイッチング指令生成部における各種波形の例を示す図である。
【図6】電流強度計算部のブロック図である。
【図7】停止判定部において実行される処理のフローチャートである。
【図8】電流検出値の波形の一例を示す図である。
【図9】電気角速度、電流強度および停止判定信号の関係を示す図である。
【図10】コンピュータのブロック図である。
【図11】第２実施形態における電気角速度と電流強度との関係を示す図である。
【図12】第３実施形態のスイッチング指令生成部における各種波形の例を示す図である。
【図13】第３実施形態における電流検出値の波形の一例を示す図である。
【図14】第４実施形態による縦型洗濯機の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
［実施形態の概要］
位置センサレス制御の手法には、モータの回転により生じる誘起電圧を利用する方法と、モータの突極性を利用した高周波信号重畳方式と、が考えられる。誘起電圧を利用する方法では、モータに印加した電圧とその際に流れた電流と、の関係から誘起電圧を推定しモータの回転速度を導出する。誘起電圧はモータの回転速度に比例して生じるため、モータの回転速度が低速の場合には精度が悪化する。また、高周波信号重畳方式では、低速域においても位置センサレスでモータの回転速度を検出可能であるが、突極比を持つモータ以外には適用できない問題がある。また、高周波信号重畳方式では、位置探査用の高周波電圧をモータに印加することから、高周波雑音が発生するという問題がある。
位置センサレス制御の手法には、モータの回転により生じる誘起電圧を利用する方法と、モータの突極性を利用した高周波信号重畳方式と、が考えられる。誘起電圧を利用する方法では、モータに印加した電圧とその際に流れた電流と、の関係から誘起電圧を推定しモータの回転速度を導出する。誘起電圧はモータの回転速度に比例して生じるため、モータの回転速度が低速の場合には精度が悪化する。また、高周波信号重畳方式では、低速域においても位置センサレスでモータの回転速度を検出可能であるが、突極比を持つモータ以外には適用できない問題がある。また、高周波信号重畳方式では、位置探査用の高周波電圧をモータに印加することから、高周波雑音が発生するという問題がある。
【0009】
上述した特許文献１の技術を応用すると、印加する高周波信号を工夫することにより、高周波音を抑制できると考えられる。しかし、この技術によれば、モータ制御装置が停電等でリセットされ、モータが惰性回転しフリーラン（空転）状態となった場合には回転子位置を見失い、モータの回転速度を正確に推定できなくなるという問題がある。
【0010】
また、特許文献２の技術を応用すると、モータを駆動するインバータを短絡ブレーキモードにし、検出した電流値が三相以上一致した場合にモータの停止判定を行えると考えられる。しかし、この技術によれば、検出電流に重畳するノイズ等によってモータの停止を誤検知する場合がある。そこで、後述する実施形態は、位置センサレス制御のモータ制御装置において、停電等によってモータがフリーラン状態となった場合においても、騒音を発生させることなく正確にモータの停止判定を行うものである。
【0011】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態によるモータ制御システム１００のブロック図である。
図１において、モータ制御システム１００は、モータＭと、モータ制御装置ＭＣと、を備えている。また、モータ制御装置ＭＣは、電力変換器Ｉと制御部Ｃとを備えている。モータ制御装置ＭＣは、例えば一枚の制御基板に実装されている。
図１は、第１実施形態によるモータ制御システム１００のブロック図である。
図１において、モータ制御システム１００は、モータＭと、モータ制御装置ＭＣと、を備えている。また、モータ制御装置ＭＣは、電力変換器Ｉと制御部Ｃとを備えている。モータ制御装置ＭＣは、例えば一枚の制御基板に実装されている。
【0012】
また、制御部Ｃは、スイッチング指令生成部Ｋと、周波数設定部Ｗと、電流強度計算部Ｐと、停止判定部Ｑと、を備えている。なお、これら制御部Ｃの要素の詳細について詳細は後述する。制御部Ｃは、電力変換器Ｉに対して、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）のスイッチング指令ＳＷを出力する。電力変換器Ｉは、このスイッチング指令ＳＷに基づいてモータＭにＰＷＭ変調波の電圧を印加する。電流検出部Ｒｓは、電力変換器Ｉの母線を流れた電流を検出する。
【0013】
図２は電力変換器Ｉのブロック図である。
図２において、電力変換器Ｉは、整流回路ＲＦと、インバータ回路ＩＰＭと、直流電圧検出部３０と、を備えている。整流回路ＲＦは、交流電圧源Ｅ（例えば商用電源）から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。整流回路ＲＦは、ダイオードブリッジによる全波整流回路（図示せず）と、平滑コンデンサ（図示せず）と、を備えている。直流電圧検出部３０は、該平滑コンデンサの電圧、すなわち整流回路ＲＦの出力電圧を検出する。また、インバータ回路ＩＰＭは、上アームにおける半導体素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５と、下アームにおける半導体素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６と、これら半導体素子Ｓ１～Ｓ６に並列接続されたダイオードＤと、電流検出部Ｒｓと、を備えている。
図２において、電力変換器Ｉは、整流回路ＲＦと、インバータ回路ＩＰＭと、直流電圧検出部３０と、を備えている。整流回路ＲＦは、交流電圧源Ｅ（例えば商用電源）から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。整流回路ＲＦは、ダイオードブリッジによる全波整流回路（図示せず）と、平滑コンデンサ（図示せず）と、を備えている。直流電圧検出部３０は、該平滑コンデンサの電圧、すなわち整流回路ＲＦの出力電圧を検出する。また、インバータ回路ＩＰＭは、上アームにおける半導体素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５と、下アームにおける半導体素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６と、これら半導体素子Ｓ１～Ｓ６に並列接続されたダイオードＤと、電流検出部Ｒｓと、を備えている。
【0014】
半導体素子Ｓ１～Ｓ６は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。上述したスイッチング指令生成部Ｋ（図１参照）は、スイッチング指令ＳＷを出力する。このスイッチング指令ＳＷは、スイッチング指令ＳＷ１～ＳＷ６を含んでおり、これらは、半導体素子Ｓ１～Ｓ６のオン／オフ状態をそれぞれ指定するものである。インバータ回路ＩＰＭは、スイッチング指令ＳＷ１～ＳＷ６に基づき、各半導体素子Ｓ１～Ｓ６をスイッチングし、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の配線２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗを介して、ＰＷＭ変調波の電圧をモータＭに印加する。
【0015】
すなわち、インバータ回路ＩＰＭは、半導体素子Ｓ１，Ｓ２を介してモータＭにＵ相電圧を印加し、半導体素子Ｓ３，Ｓ４を介してモータＭにＶ相電圧を印加し、半導体素子Ｓ５，Ｓ６を介してモータＭにＷ相電圧を印加する。配線２０Ｐは直流電圧のプラスの電位側の配線であり、配線２０Ｎはマイナスの電位側の配線である。電流検出部Ｒｓは、シャント抵抗器（図示せず）を用いてモータＭに流れた電流を検出するものであり、配線２０Ｎに挿入されている。電流検出部Ｒｓは、検出した電流値を電流検出値Ｉｄｃとして出力する。
【0016】
図１に戻り、周波数設定部Ｗは、所定の回転速度に対応する指定周波数ω1を出力する。電流検出部Ｒｓから出力された電流検出値Ｉｄｃには、該指定周波数ω1の周波数成分が含まれている。電流強度計算部Ｐは、この該指定周波数ω1の周波数成分の強度である電流強度Ｉω1を計算する。停止判定部Ｑは、電流強度Ｉω1の変化状態に基づいて、モータＭが停止しているか否かを判定し、その結果を停止判定信号ＪＳとして出力する。なお、停止判定信号ＪＳは、“１”（停止中）または“０”（回転中）となる二値信号である。但し、停止判定信号ＪＳが“１”（停止中）になる場合とは、必ずしもモータＭが完全に停止した状態に限られず、モータＭの用途に応じて、「停止中である」とみなして差し支えない程度に低速回転している場合も含めてよい。
【0017】
次に、モータＭを停止させる際の制御モードであるブレーキモードＭＢおよび電流検出モードＭＤについて説明する。
図３は、ブレーキモードＭＢの説明図である。
ブレーキモードＭＢにおいて、スイッチング指令生成部Ｋ（図１参照）は、例えば、下アームにおける半導体素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６をオン状態に設定し、上アームにおける半導体素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５をオフ状態に設定するスイッチング指令ＳＷを出力する。ブレーキモードＭＢにおいて、インバータ回路ＩＰＭは、モータＭに生じる誘起電圧を短絡し、モータＭの巻線内に電流を流しモータを減速させる。なお、ブレーキモードＭＢにおいては、図示の例とは逆に、上アームにおける半導体素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５をオン状態に設定し、下アームにおける半導体素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６をオフ状態に設定してもよい。
図３は、ブレーキモードＭＢの説明図である。
ブレーキモードＭＢにおいて、スイッチング指令生成部Ｋ（図１参照）は、例えば、下アームにおける半導体素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６をオン状態に設定し、上アームにおける半導体素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５をオフ状態に設定するスイッチング指令ＳＷを出力する。ブレーキモードＭＢにおいて、インバータ回路ＩＰＭは、モータＭに生じる誘起電圧を短絡し、モータＭの巻線内に電流を流しモータを減速させる。なお、ブレーキモードＭＢにおいては、図示の例とは逆に、上アームにおける半導体素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５をオン状態に設定し、下アームにおける半導体素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６をオフ状態に設定してもよい。
【0018】
図４は、電流検出モードＭＤの説明図である。
図４に示すように、電流検出モードＭＤにおいては、例えば、何れか１相の上アームにおける半導体素子（図示の例では半導体素子Ｓ１）と、他の２相の下アームにおける半導体素子（同、半導体素子Ｓ４，Ｓ６）と、をオン状態とし、他の半導体素子をオフ状態とするスイッチング指令ＳＷを出力する。なお、図示の状態とは逆に、何れか２相の上アームにおける半導体素子と、他の１相の下アームにおける半導体素子と、をオン状態とし、他の半導体素子をオフ状態としてもよい。
図４に示すように、電流検出モードＭＤにおいては、例えば、何れか１相の上アームにおける半導体素子（図示の例では半導体素子Ｓ１）と、他の２相の下アームにおける半導体素子（同、半導体素子Ｓ４，Ｓ６）と、をオン状態とし、他の半導体素子をオフ状態とするスイッチング指令ＳＷを出力する。なお、図示の状態とは逆に、何れか２相の上アームにおける半導体素子と、他の１相の下アームにおける半導体素子と、をオン状態とし、他の半導体素子をオフ状態としてもよい。
【0019】
これにより、電流検出モードＭＤにおいては、モータＭに流れた電流を電流検出部Ｒｓで検出することが可能になる。ブレーキモードＭＢにおいては、モータＭを素早く減速させることができる。一方、電流検出モードＭＤにおいては、電流検出部Ｒｓを介して電流検出値Ｉｄｃを検出することができる。そこで、スイッチング指令生成部Ｋ（図１参照）は、モータＭを停止される場合には、ブレーキモードＭＢおよび電流検出モードＭＤを交互に選択する。そして、スイッチング指令生成部Ｋは、選択した制御モードを実現するスイッチング指令ＳＷをインバータ回路ＩＰＭに供給することにより、半導体素子Ｓ１～Ｓ６のスイッチング状態を制御する。
【0020】
図５は、スイッチング指令生成部Ｋにおける各種波形の例を示す図である。
スイッチング指令生成部Ｋ（図１参照）は、図示の三角波信号Ｔｒｉと、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の変調率を表す変調率指令信号Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗを生成する。三角波信号Ｔｒｉの周期をキャリア周期Ｔｃと呼ぶ。スイッチング指令生成部Ｋは、変調率指令信号Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗが三角波信号Ｔｒｉのレベルを超える期間に各々スイッチング指令ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５をオン状態とし、それ以外の期間をオフ状態とする。
スイッチング指令生成部Ｋ（図１参照）は、図示の三角波信号Ｔｒｉと、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の変調率を表す変調率指令信号Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗを生成する。三角波信号Ｔｒｉの周期をキャリア周期Ｔｃと呼ぶ。スイッチング指令生成部Ｋは、変調率指令信号Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗが三角波信号Ｔｒｉのレベルを超える期間に各々スイッチング指令ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５をオン状態とし、それ以外の期間をオフ状態とする。
【0021】
図示の例において、変調率指令信号Ｍｕは矩形パルス状であるため、スイッチング指令ＳＷ１も矩形パルス状になる。この変調率指令信号Ｍｕの周期を電流検出モード発生間隔Ｔｓｗと呼ぶ。電流検出モード発生間隔Ｔｓｗは、モータＭの回転速度の検出を目的としていることから、図示のように、キャリア周期Ｔｃよりも長い周期に設定する。一方、変調率指令信号Ｍｖ，Ｍｗのレベルは、常に三角波信号Ｔｒｉのレベル未満であるため、スイッチング指令ＳＷ３，ＳＷ５は常にオフ状態になる。
【0022】
なお、スイッチング指令ＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６の波形については図示を省略するが、これらの値は、スイッチング指令ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５に対して相補的な値になる。従って、スイッチング指令ＳＷ４，ＳＷ６は常にオン状態になる。これにより、図５においてスイッチング指令ＳＷ１がオン状態である期間の制御モードは電流検出モードＭＤ（図４参照）になり、スイッチング指令ＳＷ１がオフ状態である期間の制御モードはブレーキモードＭＢ（図３参照）になる。
【0023】
また、電流検出モード発生間隔Ｔｓｗを短くすると、整流回路ＲＦ（図２参照）に含まれるコンデンサ（図示せず）の電圧が上昇し、整流回路ＲＦの出力電圧が過電圧なる可能性がある。そのため、電力変換器Ｉに直流電圧検出部３０が検出した直流電圧に応じて、電流検出モード発生間隔Ｔｓｗを徐々に短くするよう可変してもよい。換言すれば、スイッチング指令生成部Ｋは、直流電圧検出部３０が検出した直流電圧が所定値以下になるように電流検出モード発生間隔Ｔｓｗを設定する機能を備えてもよい。
【0024】
図６は電流強度計算部Ｐのブロック図である。
上述したように、電流強度計算部Ｐは、電流Ｉｄｃに含まれる、指定周波数ω1の周波数成分の強度である電流強度Ｉω1を計算する。
電流強度計算部Ｐは、乗算器４１，４２，４７と、加算器４３と、正弦演算部４４と、余弦演算部４５と、ローパスフィルタ４６と、を備えている。
上述したように、電流強度計算部Ｐは、電流Ｉｄｃに含まれる、指定周波数ω1の周波数成分の強度である電流強度Ｉω1を計算する。
電流強度計算部Ｐは、乗算器４１，４２，４７と、加算器４３と、正弦演算部４４と、余弦演算部４５と、ローパスフィルタ４６と、を備えている。
【0025】
正弦演算部４４はｓｉｎ（ω1ｔ）を出力し、余弦演算部４５はｃｏｓ（ω1ｔ）を出力する。乗算器４１は、Ｉｄｃ・ｓｉｎ（ω1ｔ）を出力し、乗算器４２は、Ｉｄｃ・ｃｏｓ（ω1ｔ）を出力する。これにより、加算器４３は、「Ｉｄｃ・ｓｉｎ（ω1ｔ）＋Ｉｄｃ・ｃｏｓ（ω1ｔ）」となる電流値Ｉｆを出力する。モータＭが機械速度ωｍ［ｒａｄ／ｓ］で回転している場合、電気角速度ωｅ［ｒａｄ／ｓ］はモータＭの極対数Ｎを用いて、下式（１）のように表される。
ωｅ ＝ Ｎ・ωｍ …式（１）
ωｅ ＝ Ｎ・ωｍ …式（１）
【0026】
モータの誘起電圧もωｅ［ｒａｄ／ｓ］に応じた周期で変化することから、電流検出値Ｉｄｃも、同様の角速度ωｅ［ｒａｄ／ｓ］で変化する。電気角速度ωｅが指定周波数ω1に等しくなると、下式（２）が成立する。なお、式（２）において、Ｉｓ，Ｉｃは振幅値である。
Ｉｄｃ＝Ｉｓ・ｓｉｎ（ω1ｔ）＋Ｉｃ・ｃｏｓ（ω1ｔ）…式（２）
Ｉｄｃ＝Ｉｓ・ｓｉｎ（ω1ｔ）＋Ｉｃ・ｃｏｓ（ω1ｔ）…式（２）
【0027】
これにより、加算器４３が出力する電流値Ｉｆは、下式（３）のようになる。
Ｉｆ＝Ｉｄｃ・ｓｉｎ（ω1ｔ）＋Ｉｄｃ・ｃｏｓ（ω1ｔ）
＝（Ｉｓ・ｓｉｎ（ω1ｔ）＋Ｉｃ・ｃｏｓ（ω1ｔ））・ｓｉｎ（ω1ｔ）
＋（Ｉｓ・ｓｉｎ（ω1ｔ）＋Ｉｃ・ｃｏｓ（ω1ｔ））・ｃｏｓ（ω1ｔ）
＝Ｉｓ・（１－ｃｏｓ（２ω1ｔ））／２
＋Ｉｃ・（１＋ｃｏｓ（２ ω1ｔ））／２
＋（Ｉｓ＋Ｉｃ）（ｓｉｎ（ω1ｔ）・ｃｏｓ（ω1ｔ））
…式（３）
Ｉｆ＝Ｉｄｃ・ｓｉｎ（ω1ｔ）＋Ｉｄｃ・ｃｏｓ（ω1ｔ）
＝（Ｉｓ・ｓｉｎ（ω1ｔ）＋Ｉｃ・ｃｏｓ（ω1ｔ））・ｓｉｎ（ω1ｔ）
＋（Ｉｓ・ｓｉｎ（ω1ｔ）＋Ｉｃ・ｃｏｓ（ω1ｔ））・ｃｏｓ（ω1ｔ）
＝Ｉｓ・（１－ｃｏｓ（２ω1ｔ））／２
＋Ｉｃ・（１＋ｃｏｓ（２ ω1ｔ））／２
＋（Ｉｓ＋Ｉｃ）（ｓｉｎ（ω1ｔ）・ｃｏｓ（ω1ｔ））
…式（３）
【0028】
図６において、ローパスフィルタ４６は、電流値Ｉｆから交流成分を除去する。式（３）の波形は、直流成分と交流成分が加算された波形であり、ローパスフィルタ４６が交流成分を除去すると、ローパスフィルタ４６の出力は「Ｉｓ／２＋Ｉｃ／２」になる。乗算器４７は、ローパスフィルタ４６の出力信号に「２」を乗算し、その結果を指定周波数ω1に対する電流強度Ｉω1として出力する。従って、乗算器４７は、下式（４）に示す電流強度Ｉω1を出力する。
Ｉω1 ＝ （Ｉｓ＋ Ｉｃ） …（４）
Ｉω1 ＝ （Ｉｓ＋ Ｉｃ） …（４）
【0029】
図７は、停止判定部Ｑにおいて実行される処理のフローチャートである。
なお、停止判定部Ｑは、電流強度計算部Ｐでの計算した電流強度Ｉω1の最大値を検出し、所定時間経過後にモータＭが停止した旨を示す停止判定信号ＪＳを出力するものである。
図１において処理がステップＳ１０２に進むと、停止判定部Ｑは各種初期設定を行う。すなわち、停止判定部Ｑは、電流強度履歴Ｘ（ｎ－１）、電流強度偏差ΔＩω1、最大電流強度偏差ΔＩω1_max、およびカウント値Ｊを「０」に設定する。また、停止判定部Ｑは、出力する停止判定信号ＪＳを“０”（回転中）に設定する。
なお、停止判定部Ｑは、電流強度計算部Ｐでの計算した電流強度Ｉω1の最大値を検出し、所定時間経過後にモータＭが停止した旨を示す停止判定信号ＪＳを出力するものである。
図１において処理がステップＳ１０２に進むと、停止判定部Ｑは各種初期設定を行う。すなわち、停止判定部Ｑは、電流強度履歴Ｘ（ｎ－１）、電流強度偏差ΔＩω1、最大電流強度偏差ΔＩω1_max、およびカウント値Ｊを「０」に設定する。また、停止判定部Ｑは、出力する停止判定信号ＪＳを“０”（回転中）に設定する。
【0030】
次に、処理がステップＳ１０４に進むと、停止判定部Ｑは、電流強度履歴Ｘ（ｎ）に、電流強度Ｉω1を代入する。次に、処理がステップＳ１０６に進むと、停止判定部Ｑは、電流強度履歴Ｘ（ｎ）から電流強度履歴Ｘ（ｎ－１）を減算した減算結果を求め、電流強度偏差ΔＩω1にこの減算結果を代入する。
【0031】
次に、処理がステップＳ１０８に進むと、停止判定部Ｑは、電流強度履歴Ｘ（ｎ）を電流強度履歴Ｘ（ｎ－１）に代入する。次に、処理がステップＳ１１０に進むと、停止判定部Ｑは、電流強度偏差ΔＩω1が最大電流強度偏差ΔＩω1_maxを超えているか否かを判定する。なお、最大電流強度偏差ΔＩω1_maxは、過去に計算された電流強度偏差ΔＩω1の最大値である。
【0032】
ステップＳ１１０において「Ｙｅｓ」と判定されると、処理がステップＳ１１２に進み、停止判定部Ｑは、現在の電流強度偏差ΔＩω1を最大電流強度偏差ΔＩω1_maxに代入する。そして、所定時間ｔｗだけ処理を待機させた後、処理はステップＳ１０４に戻り、ステップＳ１０４以下の処理が繰り返される。一方、ステップＳ１１０において「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ１１６に進み、停止判定部Ｑはカウント値Ｊを「１」だけインクリメントし、所定時間ｔｗだけ処理を待機させる
【0033】
次に、処理がステップＳ１１６に進むと、停止判定部Ｑは、カウント値Ｊが所定の最大値Ｊ_stopを超えたか否かを判定する。ここで「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ１０４に戻り、ステップＳ１０４以下の処理が繰り返される。一方、ここで「Ｙｅｓ」と判定されると、処理はステップＳ１１８に進み、停止判定部Ｑは、停止判定信号ＪＳを“１”（停止中）に設定し、本ルーチンの処理が終了する。
【0034】
図８は電流検出値Ｉｄｃの波形の一例を示す図である。
上述したように、ブレーキモードＭＢ（図３参照）において電流検出値Ｉｄｃは「０」になり、電流検出モードＭＤ（図４参照）において電流検出値Ｉｄｃは「０」以外の値になり得る。
従って、図８に示すように、電流検出値Ｉｄｃの波形は、パルス状になる。そして、電流検出値Ｉｄｃの包絡線は、モータＭのＵ相巻線に流れるＵ相電流Ｉｕに相当する。従って、電流検出値Ｉｄｃの包絡線、すなわちＵ相電流Ｉｕの周波数成分は、モータＭの電気角速度ωｅとなる。
上述したように、ブレーキモードＭＢ（図３参照）において電流検出値Ｉｄｃは「０」になり、電流検出モードＭＤ（図４参照）において電流検出値Ｉｄｃは「０」以外の値になり得る。
従って、図８に示すように、電流検出値Ｉｄｃの波形は、パルス状になる。そして、電流検出値Ｉｄｃの包絡線は、モータＭのＵ相巻線に流れるＵ相電流Ｉｕに相当する。従って、電流検出値Ｉｄｃの包絡線、すなわちＵ相電流Ｉｕの周波数成分は、モータＭの電気角速度ωｅとなる。
【0035】
図９は、電気角速度ωｅ、電流強度Ｉω1および停止判定信号ＪＳの関係を示す図である。
図９に示すように、電気角速度ωｅは、指定周波数ω1よりも高い値から徐々に減少し、モータＭが停止した時に「０」になる。また、電気角速度ωｅが指定周波数ω1よりも高い値から徐々に低下し指定周波数ω1に近づくと、電流強度Ｉω1は上昇してゆく。そして、電気角速度ωｅが指定周波数ω1と等しくなった時刻ｔ1において、電流強度Ｉω1にはピーク値が現れる。その後、電気角速度ωｅの低下とともに電流強度Ｉω1も低下してゆく。
図９に示すように、電気角速度ωｅは、指定周波数ω1よりも高い値から徐々に減少し、モータＭが停止した時に「０」になる。また、電気角速度ωｅが指定周波数ω1よりも高い値から徐々に低下し指定周波数ω1に近づくと、電流強度Ｉω1は上昇してゆく。そして、電気角速度ωｅが指定周波数ω1と等しくなった時刻ｔ1において、電流強度Ｉω1にはピーク値が現れる。その後、電気角速度ωｅの低下とともに電流強度Ｉω1も低下してゆく。
【0036】
また、停止判定部Ｑは、停止判定信号ＪＳの初期値を“０”（回転中）に設定する。そして、電流強度Ｉω1にピークが現れた時刻ｔ1から所定の待機時間ｔstopが経過すると、停止判定信号ＪＳを“１”（停止中）に変更する。この待機時間ｔstopは、図７に示した最大値Ｊ_stopと所定時間ｔｗとの乗算結果に対応する値である。
【0037】
上述した指定周波数ω1は、モータＭの減速率や、モータ制御システム１００の適用対象にもよるが、例えば洗濯機の場合、モータの最高回転速度の５％以下の値や、１０［ｒｐｍ］以下の値に設定すると好ましい。また、電流検出値Ｉｄｃのサンプリング間隔すなわち電流検出モード発生間隔Ｔｓｗ（図５参照）は、指定周波数ω1の２倍以上の周波数とすることが好ましい。また、待機時間ｔstopは、「１」～「１０」秒程度に設定することが好ましい。また、電流強度Ｉω1にピーク値が現れた後の期間、すなわち図９において時刻ｔ1以降の期間においては、制御モードを継続的にブレーキモードＭＢ（図３参照）にすることにより、モータＭを、より早く減速させるようにしてもよい。
【0038】
図１０は、コンピュータ９８０のブロック図である。
図１に示した制御部Ｃは、図１０に示すコンピュータ９８０を、１台または複数台備えている。
図１０において、コンピュータ９８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９８１と、記憶部９８２と、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）９８３と、入出力Ｉ／Ｆ９８４と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）９８５と、を備える。ここで、記憶部９８２は、ＲＡＭ９８２ａと、ＲＯＭ９８２ｂと、を備える。通信Ｉ／Ｆ９８３は、通信回路９８６に接続される。入出力Ｉ／Ｆ９８４は、入出力装置９８７に接続される。
図１に示した制御部Ｃは、図１０に示すコンピュータ９８０を、１台または複数台備えている。
図１０において、コンピュータ９８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９８１と、記憶部９８２と、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）９８３と、入出力Ｉ／Ｆ９８４と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）９８５と、を備える。ここで、記憶部９８２は、ＲＡＭ９８２ａと、ＲＯＭ９８２ｂと、を備える。通信Ｉ／Ｆ９８３は、通信回路９８６に接続される。入出力Ｉ／Ｆ９８４は、入出力装置９８７に接続される。
【0039】
ＲＯＭ９８２ｂには、ＣＰＵ９８１およびＤＳＰ９８５によって実行される制御プログラムや各種データ等が記憶されている。ＣＰＵ９８１およびＤＳＰ９８５は、これら制御プログラムを実行することにより、各種機能を実現する。先に図１に示した、制御部Ｃの内部は、制御プログラム等によって実現される機能をブロックとして示したものである。
【0040】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述した第１実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
第２実施形態の構成は、第１実施形態のもの（図１，図２参照）と同様であるが、以下の点が異なる。すなわち、第２実施形態における周波数設定部Ｗは、２種類の指定周波数ω11，ω12（但し、ω11＞ω12）を出力する。また、電流強度計算部Ｐは、指定周波数ω11，ω12に各々に対応する電流強度Ｉω11，Ｉω12を出力する。また、停止判定部Ｑは、これら電流強度Ｉω11，Ｉω12に基づいて停止判定信号ＪＳを出力する。
図１１は、第２実施形態における電気角速度ωｅと、電流強度Ｉω11，Ｉω12との関係を示す図である。
図９に示したものと同様に、電気角速度ωｅは、指定周波数ω11よりも高い値から徐々に減速し、モータＭが停止した時に「０」になる。そして、電気角速度ωｅが指定周波数ω11と等しくなった時刻ｔ11において、電流強度Ｉω11にはピーク値が現れる。同様に、電気角速度ωｅが指定周波数ω12と等しくなった時刻ｔ12において、電流強度Ｉω12にはピーク値が現れる。本実施形態における停止判定部Ｑは、指定周波数ω11，ω12の偏差Δωと、時刻ｔ11，ｔ12の偏差Δｔと、に基づいて、モータＭの減速率Δω／Δｔを算出する。
次に、第２実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述した第１実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
第２実施形態の構成は、第１実施形態のもの（図１，図２参照）と同様であるが、以下の点が異なる。すなわち、第２実施形態における周波数設定部Ｗは、２種類の指定周波数ω11，ω12（但し、ω11＞ω12）を出力する。また、電流強度計算部Ｐは、指定周波数ω11，ω12に各々に対応する電流強度Ｉω11，Ｉω12を出力する。また、停止判定部Ｑは、これら電流強度Ｉω11，Ｉω12に基づいて停止判定信号ＪＳを出力する。
図１１は、第２実施形態における電気角速度ωｅと、電流強度Ｉω11，Ｉω12との関係を示す図である。
図９に示したものと同様に、電気角速度ωｅは、指定周波数ω11よりも高い値から徐々に減速し、モータＭが停止した時に「０」になる。そして、電気角速度ωｅが指定周波数ω11と等しくなった時刻ｔ11において、電流強度Ｉω11にはピーク値が現れる。同様に、電気角速度ωｅが指定周波数ω12と等しくなった時刻ｔ12において、電流強度Ｉω12にはピーク値が現れる。本実施形態における停止判定部Ｑは、指定周波数ω11，ω12の偏差Δωと、時刻ｔ11，ｔ12の偏差Δｔと、に基づいて、モータＭの減速率Δω／Δｔを算出する。
【0041】
これにより、停止判定部Ｑは、減速率Δω／Δｔに基づいて、電気角速度ωｅが「０」になる停止時刻を予測することができる。停止判定部Ｑは、第１実施形態と同様に停止判定信号ＪＳの初期値を“０”（回転中）に設定するとともに、予測した停止時刻において、停止判定信号ＪＳを“１”（停止中）に設定する。これにより、より正確な停止判定信号ＪＳを出力することができる。
【0042】
上述の例では、２つの指定周波数ω11，ω12を適用した例を説明したが、３つ以上の指定周波数を適用して、停止時刻を予測するようにしてもよい。このように、複数の指定周波数を適用する場合において、指定周波数の最低値（図１１の例では指定周波数ω12）を、第１実施形態における指定周波数ω1よりも高い値に設定してもよい。すなわち比較的高い電気角速度ωｅにおいて減速率Δω／Δｔを計算し、その後は、制御モードを継続的にブレーキモードＭＢにしてもよい。これにより、ブレーキモードＭＢの適用時間を長くすることができ、モータＭを、一層早期に停止させることができる。
【0043】
また、モータＭが外部から回転力を与えられ減速でなく加速している場合も考えられる。本実施形態においては、複数の指定周波数についてピークが現れる時刻をそれぞれ検出するため、モータＭの加速状態も検出することができる。
【0044】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
第３実施形態の構成は、第１実施形態のもの（図１，図２参照）と同様である。すなわち、第３実施形態におけるスイッチング指令生成部Ｋは、ブレーキモードＭＢと電流検出モードＭＤとを交互に適用してスイッチング指令ＳＷを出力する点で第１実施形態のものと共通している。
次に、第３実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
第３実施形態の構成は、第１実施形態のもの（図１，図２参照）と同様である。すなわち、第３実施形態におけるスイッチング指令生成部Ｋは、ブレーキモードＭＢと電流検出モードＭＤとを交互に適用してスイッチング指令ＳＷを出力する点で第１実施形態のものと共通している。
【0045】
但し、本実施形態における電流検出モードＭＤには、図示は省略するが、Ｕ相電流検出サブモードＭＤＵ、Ｖ相電流検出サブモードＭＤＶ、およびＷ相電流検出サブモードＭＤＷという３つのサブモードが存在する。そして、スイッチング指令生成部Ｋは、電流検出モードＭＤを適用する場合には、これら３つのサブモードが循環的に選択する。
【0046】
Ｕ相電流検出サブモードＭＤＵにおいては、図４に示したように、Ｕ相の上アームにおける半導体素子Ｓ１と、他の２相の下アームにおける半導体素子Ｓ４，Ｓ６と、をオン状態とし、他の半導体素子をオフ状態とする。なお、これとは逆に、Ｕ相の下アームにおける半導体素子Ｓ２と、他の２相の上アームにおける半導体素子Ｓ３，Ｓ５と、をオン状態とし、他の半導体素子をオフ状態としてもよい。
【0047】
また、Ｖ相電流検出サブモードＭＤＶにおいては、Ｖ相の上アームにおける半導体素子Ｓ３と、他の２相の下アームにおける半導体素子Ｓ２，Ｓ６と、をオン状態とし、他の半導体素子をオフ状態とする。なお、これとは逆に、Ｖ相の下アームにおける半導体素子Ｓ４と、他の２相の上アームにおける半導体素子Ｓ１，Ｓ５と、をオン状態とし、他の半導体素子をオフ状態としてもよい。
【0048】
また、Ｗ相電流検出サブモードＭＤＷにおいては、Ｗ相の上アームにおける半導体素子Ｓ５と、他の２相の下アームにおける半導体素子Ｓ２，Ｓ４と、をオン状態とし、他の半導体素子をオフ状態とする。なお、これとは逆に、Ｗ相下アームにおける半導体素子Ｓ６と、他の２相の上アームにおける半導体素子Ｓ１，Ｓ３と、をオン状態とし、他の半導体素子をオフ状態としてもよい。
【0049】
図１２は、第３実施形態のスイッチング指令生成部Ｋにおける各種波形の例を示す図である。
図１２において、三角波信号Ｔｒｉは第１実施形態のもの（図５参照）と同様であるが、本実施形態における変調率指令信号Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗは、図示のように、循環的に立ち上がる期間を有している。これにより、各スイッチング指令ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５においても、オン状態になる期間が循環的に生じている。
図１２において、三角波信号Ｔｒｉは第１実施形態のもの（図５参照）と同様であるが、本実施形態における変調率指令信号Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗは、図示のように、循環的に立ち上がる期間を有している。これにより、各スイッチング指令ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５においても、オン状態になる期間が循環的に生じている。
【0050】
図１３は、第３実施形態における電流検出値Ｉｄｃの波形の一例を示す図である。
第１実施形態のもの（図８参照）と同様に、電流検出値Ｉｄｃの波形は、パルス状になる。そして、各々のサブモードに対応するタイミングにおける電流検出値Ｉｄｃの包絡線は、それぞれモータＭのＵ相，Ｖ相，Ｗ相巻線に流れるＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗに相当する。これらＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗの周波数成分は、モータＭの電気角速度ωｅとなる。
第１実施形態のもの（図８参照）と同様に、電流検出値Ｉｄｃの波形は、パルス状になる。そして、各々のサブモードに対応するタイミングにおける電流検出値Ｉｄｃの包絡線は、それぞれモータＭのＵ相，Ｖ相，Ｗ相巻線に流れるＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗに相当する。これらＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗの周波数成分は、モータＭの電気角速度ωｅとなる。
【0051】
本実施形態における電流強度計算部Ｐは、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相に各々対応する電流検出値Ｉｄｃに基づいて、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相に各々対応する指定周波数ω1の電流強度Ｉω1u，Ｉω1v，Ｉω1wを算出する。そして、これら電流強度Ｉω1u，Ｉω1v，Ｉω1wの平均値を電流強度Ｉω1として、第１実施形態と同様の処理を行う。なお、上述の例では、スイッチング指令生成部Ｋは、Ｕ相電流検出サブモードＭＤＵ、Ｖ相電流検出サブモードＭＤＶ、およびＷ相電流検出サブモードＭＤＷを循環的に適用したが、これらサブモードをランダムに適用してもよい。
【0052】
［第４実施形態］
図１４は、第４実施形態による縦型洗濯機２００の模式的断面図である。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図１４において、縦型洗濯機２００（洗濯機）は、筐体６と、筐体６に装着された外フタ５（フタ）と、を備えている。また、縦型洗濯機２００は、筐体６および外フタ５の内側に、水槽７と、洗濯槽３と、モータＭと、モータ制御装置ＭＣと、を備えている。ドアロック部１１は、外フタ５を閉状態でロックする。
図１４は、第４実施形態による縦型洗濯機２００の模式的断面図である。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図１４において、縦型洗濯機２００（洗濯機）は、筐体６と、筐体６に装着された外フタ５（フタ）と、を備えている。また、縦型洗濯機２００は、筐体６および外フタ５の内側に、水槽７と、洗濯槽３と、モータＭと、モータ制御装置ＭＣと、を備えている。ドアロック部１１は、外フタ５を閉状態でロックする。
【0053】
洗濯工程では、洗濯槽３の中に洗濯物が投入され、給水装置８より洗濯水を水槽７に蓄え、モータＭに接続された攪拌羽４のみを回転させ洗濯物を洗浄する。また、脱水工程では、モータＭに接続されたクラッチ９を切り替え、洗濯槽３と攪拌羽４を共に回転させ遠心力で洗濯物の脱水を行う。
【0054】
また、停止判定信号ＪＳは、第１実施形態のものと同様に、モータＭの回転中は“０”になり、停止中は“１”になる。ここで“１”（停止中）とは、必ずしもモータＭが完全に停止した状態ではなく、ユーザが洗濯槽３に触れても安全な程度の低速状態になった場合も含めてよい。ドアロック部１１は、停止判定信号ＪＳが“１”になったことを条件として、外フタ５のロック状態を解除し、外フタ５を開閉できるようにする。
【0055】
［実施形態の効果］
以上のように上述した実施形態によれば、モータ制御装置ＭＣは、電力変換器Ｉに対する制御モードとして、電力変換器Ｉの全相を同一のスイッチング状態にするブレーキモードＭＢと、１相を他相と異なるスイッチング状態にすることにより、電流検出部Ｒｓを介してモータＭに流れる電流を検出する電流検出モードＭＤと、を交互に選択し、選択した制御モードに基づくスイッチング指令ＳＷを電力変換器Ｉに供給するスイッチング指令生成部Ｋと、電流検出モードＭＤにおいて検出した電流検出値Ｉｄｃから、指定周波数ω1の成分の電流強度Ｉω1を計算する電流強度計算部Ｐと、電流強度Ｉω1に基づいて、モータＭが停止したか否かを判定する停止判定部Ｑと、を備える。
以上のように上述した実施形態によれば、モータ制御装置ＭＣは、電力変換器Ｉに対する制御モードとして、電力変換器Ｉの全相を同一のスイッチング状態にするブレーキモードＭＢと、１相を他相と異なるスイッチング状態にすることにより、電流検出部Ｒｓを介してモータＭに流れる電流を検出する電流検出モードＭＤと、を交互に選択し、選択した制御モードに基づくスイッチング指令ＳＷを電力変換器Ｉに供給するスイッチング指令生成部Ｋと、電流検出モードＭＤにおいて検出した電流検出値Ｉｄｃから、指定周波数ω1の成分の電流強度Ｉω1を計算する電流強度計算部Ｐと、電流強度Ｉω1に基づいて、モータＭが停止したか否かを判定する停止判定部Ｑと、を備える。
【0056】
これにより、指定周波数ω1の成分の電流強度Ｉω1に基づいて、モータＭが停止したか否かを適切に判定することができる。また、このような構成により、電流検出部Ｒｓを１個のみ設ける「１シャント電流検出方式」においても、騒音を発生させることなくモータＭの正確な停止判定を実現できる。
【0057】
また、停止判定部Ｑは、電流強度Ｉω1のピークを検出した後、所定の待機時間ｔstopが経過した後に、モータＭが停止した旨を判定すると一層好ましい。これにより、指定周波数ω1を比較的高い値に設定することができ、モータＭの誘起電圧が比較的高い状態で指定周波数ω1の成分の電流強度Ｉω1を正確に計算できる。
【0058】
また、電流強度計算部Ｐは、電流検出値Ｉｄｃから、複数の指定周波数ω11，ω12の成分の各々の電流強度Ｉω11，Ｉω12を計算するものであり、停止判定部Ｑは、複数の電流強度Ｉω11，Ｉω12に基づいてモータＭが停止した旨を判定すると一層好ましい。
【0059】
これにより、指定周波数ω11，ω12の成分の各々の電流強度Ｉω11，Ｉω12を一層正確に計算できる。さらに、指定周波数ω11，ω12を比較的高い値に設定できるため、ブレーキモードＭＢを採用できる期間を長く確保できる。
【0060】
また、モータＭは、複数相の巻線を備えるものであり、スイッチング指令生成部Ｋは、電流検出モードＭＤにおいて、何れかの１相の巻線に流れる電流を検出し、複数相の全ての巻線に流れる電流を循環的に検出し、または、複数相の全ての巻線に流れる電流をランダムに検出すると一層好ましい。
【0061】
固定的に定めた何れかの１相の巻線に流れる電流を検出する場合には、制御内容を簡略化できる。また、複数相の全ての巻線に流れる電流を循環的に検出する場合には、半導体素子Ｓ１～Ｓ６における温度上昇を分散することができ、これら素子の寿命低下を抑制することができる。また、断線や素子故障が発生し、何れかのサブモードにおいて電流強度が取得できなくなった場合においても、他のサブモードにおいて計算した電流強度に基づいて、モータＭの停止判定を行うことができる。さらに、複数相の全ての巻線に流れる電流をランダムに検出する場合には、モータＭから生じるスイッチング音のスペクトルを拡散することができ、電流検出によって生じる雑音を、より低減することが可能となる。
【0062】
また、電流検出モードＭＤが発生する周期である電流検出モード発生間隔Ｔｓｗは、ＰＷＭ変調波のキャリア周期Ｔｃよりも長いと一層好ましい。これにより、適切な電流検出モード発生間隔Ｔｓｗを確保しやすくなる。
【0063】
また、電力変換器Ｉは、インバータ回路ＩＰＭと、インバータ回路ＩＰＭに入力される直流電圧を検出する直流電圧検出部３０と、を備え、スイッチング指令生成部Ｋは、直流電圧検出部３０が検出した直流電圧が所定値以下になるように、電流検出モードＭＤが発生する周期である電流検出モード発生間隔Ｔｓｗを設定する機能を備えると一層好ましい。これにより、直流電圧が過電圧になる状態を抑制できる。
【0064】
また、電流検出部Ｒｓは、電力変換器Ｉに入力される電流を検出すると一層好ましい。これにより、「１シャント電流検出方式」を採用しつつ、モータＭの正確な停止判定を実現できる。
【0065】
また、洗濯機（２００）は、モータ制御装置ＭＣと、洗濯槽３と、攪拌羽４と、を備え、モータＭは、洗濯槽３または攪拌羽４を回転駆動すると一層好ましい。これにより、洗濯槽３または攪拌羽４がユーザにとって安全な停止状態に至ったか否かを判定できる。
【0066】
また、洗濯機（２００）は、洗濯槽３および攪拌羽４を収納する筐体６と、筐体６に装着されたフタ（５）と、停止判定部Ｑが、モータＭが停止した旨を判定すると、フタ（５）のロックを解除するドアロック部１１と、をさらに備えると一層好ましい。これにより、洗濯槽３または攪拌羽４がユーザにとって安全な停止状態に至った際にフタ（５）のロックを解除できる。
【0067】
［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、もしくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、もしくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
【0068】
（１）上記各実施形態において、電流検出部Ｒｓは、電力変換器Ｉに入力される電流を検出したが、これに代えて、モータＭの何れかの相に流れる電流を検出してもよい。
【0069】
（２）上述の第４実施形態においては、縦型洗濯機２００に本発明を適用した例について説明したが、縦型洗濯機２００に代えて、ドラム式洗濯機や洗濯乾燥機等、他の洗濯機に本発明を適用してもよい。
【0070】
（３）上記実施形態における制御部Ｃのハードウエアは一般的なコンピュータによって実現できるため、上述した各ブロック図、その他上述した各種処理を実行するプログラム等を記憶媒体（プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体）に格納し、または伝送路を介して頒布してもよい。
【0071】
（４）上述した各ブロック図、その他上述した各種処理を実行するプログラム等は、上記実施形態ではプログラムを用いたソフトウエア的な処理として説明したが、その一部または全部をＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit；特定用途向けＩＣ)、あるいはＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)等を用いたハードウエア的な処理に置き換えてもよい。
【0072】
（５）上記実施形態において実行される各種処理は、図示せぬネットワーク経由でサーバコンピュータが実行してもよく、上記実施形態において記憶される各種データも該サーバコンピュータに記憶させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【0073】
３ 洗濯槽
４ 攪拌羽
５ 外フタ（フタ）
６ 筐体
１１ ドアロック部
３０ 直流電圧検出部
２００ 縦型洗濯機（洗濯機）
Ｉ 電力変換器
Ｋ スイッチング指令生成部
Ｍ モータ
Ｐ 電流強度計算部
Ｑ 停止判定部
ＭＢ ブレーキモード
ＭＣ モータ制御装置
ＭＤ 電流検出モード
Ｒｓ 電流検出部
ＳＷ スイッチング指令
Ｔｃ キャリア周期
ＩＰＭ インバータ回路
Ｉｄｃ 電流検出値
Ｔｓｗ 電流検出モード発生間隔
ω1，ω11，ω12 指定周波数
Ｉω1，Ｉω11，Ｉω12 電流強度
ｔstop 待機時間
４ 攪拌羽
５ 外フタ（フタ）
６ 筐体
１１ ドアロック部
３０ 直流電圧検出部
２００ 縦型洗濯機（洗濯機）
Ｉ 電力変換器
Ｋ スイッチング指令生成部
Ｍ モータ
Ｐ 電流強度計算部
Ｑ 停止判定部
ＭＢ ブレーキモード
ＭＣ モータ制御装置
ＭＤ 電流検出モード
Ｒｓ 電流検出部
ＳＷ スイッチング指令
Ｔｃ キャリア周期
ＩＰＭ インバータ回路
Ｉｄｃ 電流検出値
Ｔｓｗ 電流検出モード発生間隔
ω1，ω11，ω12 指定周波数
Ｉω1，Ｉω11，Ｉω12 電流強度
ｔstop 待機時間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
