(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】P2024154065
(43)【公開日】2024-10-30
(54)【発明の名称】モータ制御システムおよび洗濯機
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20241023BHJP
H02P 21/24 20160101ALI20241023BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 L
H02P21/24
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023067674
(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】鈴木 尚礼
(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】吉野 知也
【テーマコード（参考）】
5H505
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H505AA09
5H505CC01
5H505DD08
5H505EE41
5H505EE48
5H505EE49
5H505FF05
5H505GG04
5H505HA10
5H505HB01
5H505LL22
5H505LL60
5H505MM15
5H770BA01
5H770CA02
5H770DA03
5H770DA41
5H770EA01
5H770FA11
5H770GA11
5H770GA16
5H770GA20
5H770HA02W
5H770QA28
(57)【要約】
【課題】
モータ制御システム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２０に流れる電流を制御する制御指令値を出力する電流制御部４２と、電力変換回路１３１について、第１のブレーキモードまたは第２のブレーキモードを指定するモード設定部４６と、第２のブレーキモードにおける制御指令値の変化状態に基づいて、モータ２０が停止状態であるか否かを表す停止判定信号Ｊを出力する停止判定部４３と、をモータ制御システム１００に設けた。
【選択図】図１
モータ制御システム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２０に流れる電流を制御する制御指令値を出力する電流制御部４２と、電力変換回路１３１について、第１のブレーキモードまたは第２のブレーキモードを指定するモード設定部４６と、第２のブレーキモードにおける制御指令値の変化状態に基づいて、モータ２０が停止状態であるか否かを表す停止判定信号Ｊを出力する停止判定部４３と、をモータ制御システム１００に設けた。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上アームに属し複数の相に対応する第１のスイッチング素子と、下アームに属し複数の前記相に対応する第２のスイッチング素子と、を備え、直流電圧源から出力された直流電圧をスイッチングすることにより、モータに電圧を印加する電力変換回路と、
前記電力変換回路に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記モータに流れる電流を制御する制御指令値を出力する電流制御部と、
前記電力変換回路について、第１のブレーキモードまたは第２のブレーキモードを指定するモード設定部と、
前記第２のブレーキモードにおける前記制御指令値の変化状態に基づいて、前記モータが停止状態であるか否かを表す停止判定信号を出力する停止判定部と、を備え、
前記第１のブレーキモードは、全ての前記第１のスイッチング素子または全ての前記第２のスイッチング素子をオン状態に設定するものであり、
前記第２のブレーキモードは、何れか一の前記相に対応する前記第１のスイッチング素子と、他の前記相に対応する前記第２のスイッチング素子と、をオン状態に設定し、または、何れか一の前記相に対応する前記第２のスイッチング素子と、他の前記相に対応する前記第１のスイッチング素子と、をオン状態に設定するものである
ことを特徴とするモータ制御システム。
前記電力変換回路に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記モータに流れる電流を制御する制御指令値を出力する電流制御部と、
前記電力変換回路について、第１のブレーキモードまたは第２のブレーキモードを指定するモード設定部と、
前記第２のブレーキモードにおける前記制御指令値の変化状態に基づいて、前記モータが停止状態であるか否かを表す停止判定信号を出力する停止判定部と、を備え、
前記第１のブレーキモードは、全ての前記第１のスイッチング素子または全ての前記第２のスイッチング素子をオン状態に設定するものであり、
前記第２のブレーキモードは、何れか一の前記相に対応する前記第１のスイッチング素子と、他の前記相に対応する前記第２のスイッチング素子と、をオン状態に設定し、または、何れか一の前記相に対応する前記第２のスイッチング素子と、他の前記相に対応する前記第１のスイッチング素子と、をオン状態に設定するものである
ことを特徴とするモータ制御システム。
【請求項2】
前記直流電圧源は、交流電圧を整流することにより前記直流電圧を出力するものであり、
前記モード設定部は、所定のブレーキ対象時間以下の期間、前記交流電圧に停電状態が発生すると、前記第１のブレーキモードと、前記第２のブレーキモードと、を交互に実行する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
前記モード設定部は、所定のブレーキ対象時間以下の期間、前記交流電圧に停電状態が発生すると、前記第１のブレーキモードと、前記第２のブレーキモードと、を交互に実行する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
【請求項3】
前記停止判定部は、前記制御指令値の所定時間内における最大値と最小値の差、または前記最大値が現れる時刻から前記最小値が現れる時刻までの期間と、所定の閾値と、の比較結果に基づいて、前記停止判定信号を出力する
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御システム。
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御システム。
【請求項4】
請求項１ないし３の何れか一項に記載のモータ制御システムと、
前記モータと、
筐体と、
前記筐体に装着されたフタと、
前記フタを閉状態にしたままロックするとともに、前記停止判定信号に基づいて前記フタのロックを解除するドアロック部と、を備える
ことを特徴とする洗濯機。
前記モータと、
筐体と、
前記筐体に装着されたフタと、
前記フタを閉状態にしたままロックするとともに、前記停止判定信号に基づいて前記フタのロックを解除するドアロック部と、を備える
ことを特徴とする洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータ制御システムおよび洗濯機に関する。
【背景技術】
【0002】
本技術分野の背景技術として、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２０１５－０２３６４９号公報
【特許文献2】特開２０２２－１２６０２９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システム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システム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システムは、上アームに属し複数の相に対応する第１のスイッチング素子と、下アームに属し複数の前記相に対応する第２のスイッチング素子と、を備え、直流電圧源から出力された直流電圧をスイッチングすることにより、モータに電圧を印加する電力変換回路と、前記電力変換回路に流れる電流を検出する電流検出部と、前記モータに流れる電流を制御する制御指令値を出力する電流制御部と、前記電力変換回路について、第１のブレーキモードまたは第２のブレーキモードを指定するモード設定部と、前記第２のブレーキモードにおける前記制御指令値の変化状態に基づいて、前記モータが停止状態であるか否かを表す停止判定信号を出力する停止判定部と、を備え、前記第１のブレーキモードは、全ての前記第１のスイッチング素子または全ての前記第２のスイッチング素子をオン状態に設定するものであり、前記第２のブレーキモードは、何れか一の前記相に対応する前記第１のスイッチング素子と、他の前記相に対応する前記第２のスイッチング素子と、をオン状態に設定し、または、何れか一の前記相に対応する前記第２のスイッチング素子と、他の前記相に対応する前記第１のスイッチング素子と、をオン状態に設定するものであ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概略構成図である。
【図2】コンピュータのブロック図である。
【図3】モータの構造を模式的に示す図である。
【図4】３相交流軸と２相交流軸との関係を示す図である。
【図5】回転子位置と、固定子の各巻線の相との関係を示す図である。
【図6】全相短絡ブレーキモードの説明図である。
【図7】２相短絡ブレーキモードの説明図である。
【図8】モータの回転時に２相短絡ブレーキモードによるブレーキをかけた場合における電流波形の一例を示す図である。
【図9】モータの停止時に２相短絡ブレーキモードによるブレーキをかけた場合における電流波形の一例を示す図である。
【図10】電流検出部の構成例を示す図である。
【図11】電流制御部の構成例を示す図である。
【図12】停止判定部の構成例を示す図である。
【図13】停止判定部の他の構成例を示す図である。
【図14】停止判定部の、さらに他の構成例を示す図である。
【図15】第２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］
モータを動力源とする機器、例えば洗濯機等の製品においては、モータが停止しているのを正確に検知すべき場合がある。例えば、洗濯機等においては、蓋のロックを解除することの是非等を判定するために、モータの停止判定を行うものが多い。
モータを動力源とする機器、例えば洗濯機等の製品においては、モータが停止しているのを正確に検知すべき場合がある。例えば、洗濯機等においては、蓋のロックを解除することの是非等を判定するために、モータの停止判定を行うものが多い。
【0009】
モータの停止判定を行う方法としては、エンコーダやレゾルバ等の位置検出器を備える構成が考えられる。また、モータの端子電圧を検出することによって停止判定を行うことが考えらえる。但し、何れの場合においても位置検出や端子電圧検出のための追加回路が必要になる。つまり、部品点数が増え、あるいは基板面積が拡大するという問題が生じる。
【0010】
モータの各相の交流電流を検出方法もあるが、一般に、３相モータを制御するためには、２相以上の電流が必要となり、同じく部品点数と基板面積増加となってしまう。
その他、回転子位置を推定する方法もあるが、位置推定の精度による影響を避けられない。また、位置推定の方法によっては高調波電圧を重畳する必要があり、重畳した高調波電圧により振動や電磁音（騒音）が生じるという課題もある。
その他、回転子位置を推定する方法もあるが、位置推定の精度による影響を避けられない。また、位置推定の方法によっては高調波電圧を重畳する必要があり、重畳した高調波電圧により振動や電磁音（騒音）が生じるという課題もある。
【0011】
そこで、上述した特許文献１の技術を応用すると、ホールＩＣなどによる位置検知器を設けるけることなく、かつ磁極位置の計算が不要であって計算の手順が簡単であり、安価なマイコンＣＰＵ（マイコンなど）を用いながら、短絡ブレーキでの停止判定が行えるインバータ装置およびそれを用いた脱水機が実現できるものと考えられる。
【0012】
すなわち、特許文献１の技術を応用すると、電流検知手段の出力を受け、周期的に周波数を検知する周波数検知手段と、前記モータの停止を判定する停止判定手段を有し、周波数検知手段の出力が所定値以上ではなくなった時から第１の所定時間経過した後に、前記モータを停止と判定するインバータ装置およびこれを用いた脱水機が実現できるものと考えられる。
【0013】
ここで、周波数検知手段は、短絡制動期間内に、３相／２相変換手段が出力する静止座標（αβ）での電流ベクトルの位相θを、微分手段によって微分することで、時間的変化の大きさから角速度ωを演算することが考えられる。しかし、インバータの直流母線電流を基に制御をする構成（いわゆる１シャント電流検出の構成）においては、短絡制動期間内にモータに流れる電流を検出ができないため、適用可能な電流検出方法が限定されてしまうという問題が生じる。
【0014】
また、上述した特許文献２の技術を応用すると、モータが停止するタイミングを推定し、モータの停止後の工程へ移行させるタイミングを判定することできると考えられる。これにより、運転時間を短くすることができ、休止制御の期間中に、トルク成分の電流が一定になるようにモータをＰＷＭ制御する洗濯機が実現できると考えられる。しかし、トルク成分の電流を検出あるいは推定するためには、３相モータのうち、２相以上の電流が必要となるとともに、モータの回転子位置情報が必要になる。このため、当該技術においては、適用可能な電流検出方法が限定されてしまい、さらに位置推定の精度による影響が避けられなくなるという問題が生じる。
【0015】
そこで、後述する実施形態は、基板面積低減や部品点数削減が可能な電流検出の構成において、モータの停止判定を行うこと、および、この停止判定を行う洗濯機を提供することを課題とする。この課題に鑑み、後述する実施形態においては、電力変換回路の全相の下アームまたは上アームをオンする期間と、一相または二相が他相と異なるスイッチング状態となる期間と、を確保し、双方の期間における状態に基づいてモータの停止判定を行うものである。これにより、後述する実施形態によれば、基板面積低減や部品点数削減が可能な回路構成において停止判定を行える。また、低回転域においても精度良く停止判定ができる。
【0016】
［第１実施形態］
＜モータ制御システム１００の概略構成＞
図１は、第１実施形態によるモータ制御システム１００の概略構成図である。
図１において、モータ制御システム１００は、モータ２０を制御するものであり、制御部４０と、直流電圧源１２０と、電力変換部１３０と、電流検出部５０と、を備えている。
＜モータ制御システム１００の概略構成＞
図１は、第１実施形態によるモータ制御システム１００の概略構成図である。
図１において、モータ制御システム１００は、モータ２０を制御するものであり、制御部４０と、直流電圧源１２０と、電力変換部１３０と、電流検出部５０と、を備えている。
【0017】
モータ２０は、例えば、回転子に永久磁石を有する永久磁石同期モータであるが、モータ２０の種別はこれに限定されるわけではない。また、モータ２０には、図示は省略するが、機械的あるいは磁気的に機械出力を伝える機構が接続されている。
【0018】
＜直流電圧源１２０＞
電力変換部１３０には、シャント抵抗器１３５を介して、直流電圧源１２０が接続されている。直流電圧源１２０は直流電圧Ｅdcを出力する。直流電圧源１２０は、商用交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータであってもよく、ある直流電圧を異なる直流電圧に制御するＤＣ／ＤＣコンバータであってもよく、バッテリ等であってもよい。電流検出部５０は、シャント抵抗器１３５の電圧降下に基づいて、直流電圧源１２０から電力変換部１３０に供給される入力電流を検出し、その結果を入力電流検出値Ｉshとして出力する。また、シャント抵抗器１３５は、電力変換部１３０に過大な電流が流れないようにして電力変換部１３０を保護する機能も有する。
電力変換部１３０には、シャント抵抗器１３５を介して、直流電圧源１２０が接続されている。直流電圧源１２０は直流電圧Ｅdcを出力する。直流電圧源１２０は、商用交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータであってもよく、ある直流電圧を異なる直流電圧に制御するＤＣ／ＤＣコンバータであってもよく、バッテリ等であってもよい。電流検出部５０は、シャント抵抗器１３５の電圧降下に基づいて、直流電圧源１２０から電力変換部１３０に供給される入力電流を検出し、その結果を入力電流検出値Ｉshとして出力する。また、シャント抵抗器１３５は、電力変換部１３０に過大な電流が流れないようにして電力変換部１３０を保護する機能も有する。
【0019】
＜電力変換部１３０＞
また、電力変換部１３０は、例えばインバータ回路であり、図示の例では、ゲートドライバ１２３と、電力変換回路１３１と、を備えている。電力変換回路１３１は、上アームにおける３個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５（第１のスイッチング素子）と、下アームにおける３個のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６（第２のスイッチング素子）と、これらに逆並列接続されたダイオード（符号なし）と、を備えている。これにより、電力変換回路１３１は、３相のブリッジ回路を構成している。
また、電力変換部１３０は、例えばインバータ回路であり、図示の例では、ゲートドライバ１２３と、電力変換回路１３１と、を備えている。電力変換回路１３１は、上アームにおける３個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５（第１のスイッチング素子）と、下アームにおける３個のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６（第２のスイッチング素子）と、これらに逆並列接続されたダイオード（符号なし）と、を備えている。これにより、電力変換回路１３１は、３相のブリッジ回路を構成している。
【0020】
図示の例において、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であるが、これに代えてＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）を適用してもよい。ゲートドライバ１２３は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のオン／オフ状態を制御することにより、直流電圧源１２０の出力電圧をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調し、モータ２０に対して交流電圧を印加する。
【0021】
スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のスイッチング動作が遅れ無く理想的に切り替わると仮定して説明すると、電力変換回路１３１から出力される電圧はパルス状の電圧となる。公知のパルス幅変調（ＰＷＭ）の考えを用いると、パルス状電圧は交流電圧としてみなすことができる。なお、パルス幅変調においては、等価的な交流電圧の周波数（ここでは単相モータの回転周波数に相当する）に対し、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をオンオフする周期、つまりスイッチング周波数を十分に高くすることが一般的である。
【0022】
電力変換回路１３１における上下アームのスイッチングの状態によって、電力変換回路１３１の各相の電圧は、制御される。電力変換回路１３１においては、モータ２０に現れる交流電圧の周波数よりも充分に高い周波数でスイッチングを行うため、電力変換回路１３１の各相の出力電圧は、上下アームのスイッチングの比率（スイッチングデューティ）を変えることにより自由に調整できる。すなわち、電力変換回路１３１は、任意の周波数の三相交流電圧をモータ２０に印加することができ、これによってモータ２０の可変速駆動や、トルク制御を実現することができる。
【0023】
図１に示した電力変換部１３０では、電力変換回路１３１とゲートドライバ１２３が、独立した構成となっているが、両者を１つのパッケージに纏めたＩＰＭ（Intelligent Power Module）を、電力変換部１３０として適用してもよい。
【0024】
＜制御部４０＞
制御部４０は、電流検出部５０によって得られた入力電流検出値Ｉshに基づいて、電力変換回路１３１における各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のスイッチング状態を制御する。これにより、制御部４０は、モータ２０の回転速度またはトルクを所望の値に制御することができる。そのため、制御部４０は、電流検出部４１と、電流制御部４２と、停止判定部４３と、ＰＷＭ信号発生部４４と、モード設定部４６と、を備えている。なお、これら制御部４０における各構成要素の詳細は後述する。
制御部４０は、電流検出部５０によって得られた入力電流検出値Ｉshに基づいて、電力変換回路１３１における各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のスイッチング状態を制御する。これにより、制御部４０は、モータ２０の回転速度またはトルクを所望の値に制御することができる。そのため、制御部４０は、電流検出部４１と、電流制御部４２と、停止判定部４３と、ＰＷＭ信号発生部４４と、モード設定部４６と、を備えている。なお、これら制御部４０における各構成要素の詳細は後述する。
【0025】
図２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４０は、図２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２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２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。
【0026】
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４０の内部は、主として、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。
【0027】
＜モータ２０＞
図３は、モータ２０の構造を模式的に示す図である。
モータ２０は、固定子２１と回転子２２とを備えている。固定子２１は、固定子コア２６に巻線２５を巻回した固定子磁極２８を複数有している。また、回転子２２は永久磁石２７を備えている。図３は、固定子の磁極の数（スロット数とも呼ぶ）が「６」であり、回転子２２の磁極の数が「２」である例を示している。但し、固定子２１および回転子２２の磁極の数は自由に選ぶことができ、また、固定子と回転子の磁極の数が等しくない構成であってもよい。また、複数の巻線２５の接続は、並列接続でも直列接続でもよい。本明細書では、対向する固定子磁極２８の巻線２５が直列接続されて一相を構成し、モータ２０としては三相の巻線で構成されているものとして説明する。
図３は、モータ２０の構造を模式的に示す図である。
モータ２０は、固定子２１と回転子２２とを備えている。固定子２１は、固定子コア２６に巻線２５を巻回した固定子磁極２８を複数有している。また、回転子２２は永久磁石２７を備えている。図３は、固定子の磁極の数（スロット数とも呼ぶ）が「６」であり、回転子２２の磁極の数が「２」である例を示している。但し、固定子２１および回転子２２の磁極の数は自由に選ぶことができ、また、固定子と回転子の磁極の数が等しくない構成であってもよい。また、複数の巻線２５の接続は、並列接続でも直列接続でもよい。本明細書では、対向する固定子磁極２８の巻線２５が直列接続されて一相を構成し、モータ２０としては三相の巻線で構成されているものとして説明する。
【0028】
固定子磁極２８は巻線２５に電流を流すことにより、電磁石の要領で磁極が生じる。そして、巻線２５の電流の向きによって極性（Ｎ極、Ｓ極）が切り替わる。本明細書では、巻線２５に正の直流電流を流した際に固定子磁極２８がＳ極となり、回転子２２の永久磁石２７のＮ極が引きつけられる際の、回転子２２の回転角度（回転角度位置）をゼロ度と定義する。なお、これ以降、回転子の回転角度位置を回転子位置θｄ（図示せず）と表記する。そして、複数の巻線２５のうち、何れか一つの位置を基準位置として定める。本明細書では、図３の右側にある巻線２５（Ｕ相との記載に一番近い巻線）を基準位置として説明する。本明細書においては、回転子２２は反時計回りに回転する方向を正回転と定義する。
【0029】
ここで座標軸の定義について説明する。
図４は、３相交流軸と２相交流軸との関係を示す図である。
ここで、３相交流軸は、Ｕ相軸と、Ｖ相軸と、Ｗ相軸と、を有し、固定子２１の各巻線２５を基準にした静止座標系である。また、２相交流軸は、α軸と、β軸と、を有する静止座標系であり、３相交流軸を２相軸で表したものである。３相交流軸における電流値ｉu，ｉv，ｉwは、例えば、下式（１）によって、２相交流軸における電流値ｉα，ｉβに変換することができる。下式（１）から明らかなように、この変換においては、回転子位置θｄの情報は不要である。
ｉα＝１・ｉu－（１／２）・ｉv－（１／２）・ｉw
ｉβ＝０・ｉu＋（√３／２）・ｉv－（√３／２）・ｉw
…式（１）
図４は、３相交流軸と２相交流軸との関係を示す図である。
ここで、３相交流軸は、Ｕ相軸と、Ｖ相軸と、Ｗ相軸と、を有し、固定子２１の各巻線２５を基準にした静止座標系である。また、２相交流軸は、α軸と、β軸と、を有する静止座標系であり、３相交流軸を２相軸で表したものである。３相交流軸における電流値ｉu，ｉv，ｉwは、例えば、下式（１）によって、２相交流軸における電流値ｉα，ｉβに変換することができる。下式（１）から明らかなように、この変換においては、回転子位置θｄの情報は不要である。
ｉα＝１・ｉu－（１／２）・ｉv－（１／２）・ｉw
ｉβ＝０・ｉu＋（√３／２）・ｉv－（√３／２）・ｉw
…式（１）
【0030】
図５は、回転子位置θｄと、固定子２１の各巻線２５の相との関係を示す図である。
Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の三相の巻線２５は、電気角で１２０度の差をもって配置される。ここで、回転子２２に設けられた永久磁石２７の主磁束方向をｄ軸とし、ｄ軸から回転方向に電気的に９０度（電気角９０度）進んだ軸をｑ軸とし、ｄ軸およびｑ軸からなるｄ－ｑ軸を定義する。このｄ－ｑ軸は回転座標系である。ｄ軸の定義は、「基準の巻線２５に鎖交する永久磁石２７の磁束が最大となる回転角度位置」とも言い換えることができる。
Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の三相の巻線２５は、電気角で１２０度の差をもって配置される。ここで、回転子２２に設けられた永久磁石２７の主磁束方向をｄ軸とし、ｄ軸から回転方向に電気的に９０度（電気角９０度）進んだ軸をｑ軸とし、ｄ軸およびｑ軸からなるｄ－ｑ軸を定義する。このｄ－ｑ軸は回転座標系である。ｄ軸の定義は、「基準の巻線２５に鎖交する永久磁石２７の磁束が最大となる回転角度位置」とも言い換えることができる。
【0031】
＜モータ２０のブレーキ方法＞
直流電圧源１２０（図１参照）が、整流回路と平滑コンデンサなどによって、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する構成の場合を想定する。この場合、交流電源の停電や、瞬時停電から復帰した状態において、モータ２０の正確な停止判定を実現するためには、モータ２０に電磁力によりブレーキをかけること、つまり、負トルクを発生する方がより安全的になる。しかし、負トルクを発生する状態は、いわゆる回生状態になるため、回生電力による過電圧や過電流を抑制することが好ましい。そこで、本実施形態においては、ブレーキモードとして、以下に述べる全相短絡ブレーキモードＭＡ（第１のブレーキモード）と２相短絡ブレーキモードＭＢ（第２のブレーキモード）と、を交互に実行することにより、モータ２０を制動する。
直流電圧源１２０（図１参照）が、整流回路と平滑コンデンサなどによって、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する構成の場合を想定する。この場合、交流電源の停電や、瞬時停電から復帰した状態において、モータ２０の正確な停止判定を実現するためには、モータ２０に電磁力によりブレーキをかけること、つまり、負トルクを発生する方がより安全的になる。しかし、負トルクを発生する状態は、いわゆる回生状態になるため、回生電力による過電圧や過電流を抑制することが好ましい。そこで、本実施形態においては、ブレーキモードとして、以下に述べる全相短絡ブレーキモードＭＡ（第１のブレーキモード）と２相短絡ブレーキモードＭＢ（第２のブレーキモード）と、を交互に実行することにより、モータ２０を制動する。
【0032】
図６は、全相短絡ブレーキモードＭＡの説明図である。
図６および後述する図７において、電流が流れる経路または素子は実線で表し、電流が流れない経路または素子は破線で表す。図６に示すように、全相短絡ブレーキモードＭＡにおいては、例えば、下アームにおけるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６をオン状態とし、上アームにおけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５をオフ状態とする。なお、図示の状態とは逆に、下アームにおけるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６をオフ状態とし、上アームにおけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５をオン状態としてもよい。なお、図６において、矢印は全て右向きとなっているが、実際に電流が流れる向きは回転子位置θｄに依存する。
図６および後述する図７において、電流が流れる経路または素子は実線で表し、電流が流れない経路または素子は破線で表す。図６に示すように、全相短絡ブレーキモードＭＡにおいては、例えば、下アームにおけるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６をオン状態とし、上アームにおけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５をオフ状態とする。なお、図示の状態とは逆に、下アームにおけるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６をオフ状態とし、上アームにおけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５をオン状態としてもよい。なお、図６において、矢印は全て右向きとなっているが、実際に電流が流れる向きは回転子位置θｄに依存する。
【0033】
すなわち、図６において、モータ２０に電流が流入する方向を「正」とし、モータ２０から電流が流出する方向を「負」とすると、電力変換回路１３１を構成する３相のうち何れか１相が「正」で残りの２相が「負」である期間と、何れか２相が「正」で残りの１相が「負」である期間と、が発生する。図６から明らかなように、全相短絡ブレーキモードＭＡにおいては、シャント抵抗器１３５には電流が流れないため、図示のようにシャント抵抗器１３５を１個のみ設ける構成（「１シャント電流検出」と呼ぶ）では、シャント抵抗器１３５を介した電流検出ができなくなる。
【0034】
図７は、２相短絡ブレーキモードＭＢの説明図である。
図７に示すように、２相短絡ブレーキモードＭＢにおいては、例えば、何れか１相の上アームにおけるスイッチング素子（図示の例ではスイッチング素子Ｑ１）と、他の２相の下アームにおけるスイッチング素子（同、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ６）と、をオン状態とし、他のスイッチング素子をオフ状態とする。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スイッチング素子と、他の１相の下アームにおけるスイッチング素子と、をオン状態とし、他のスイッチング素子をオフ状態としてもよい。
図７に示すように、２相短絡ブレーキモードＭＢにおいては、例えば、何れか１相の上アームにおけるスイッチング素子（図示の例ではスイッチング素子Ｑ１）と、他の２相の下アームにおけるスイッチング素子（同、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ６）と、をオン状態とし、他のスイッチング素子をオフ状態とする。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スイッチング素子と、他の１相の下アームにおけるスイッチング素子と、をオン状態とし、他のスイッチング素子をオフ状態としてもよい。
【0035】
図示の例においては、上アームに属するスイッチング素子のうちスイッチング素子Ｑ１のみがオン状態になっているため、シャント抵抗器１３５を介して、Ｕ相の電流値ｉuを検出することができる。２相短絡ブレーキモードＭＢにおいては、Ｕ相の電流値ｉuと、α相の電流値ｉαとは等しくなるため、上述した式（１）のような演算を行うことなくα相の電流値ｉαを取得できる。
【0036】
２相短絡ブレーキモードＭＢにおいて、オン状態にする素子を、Ｖ相のスイッチング素子Ｑ３またはＷ相のスイッチング素子Ｑ５にすると、その相は、一般的な（図４に示した）α相とは異なるものになる。しかし、入力電流検出値Ｉshは、α相から±１２０度シフトした軸上の電流になるため、α相電流検出値Iαは容易に算出できる。
【0037】
図８は、モータ２０の回転時に２相短絡ブレーキモードＭＢによるブレーキをかけた場合における電流波形の一例を示す図である。
すなわち、図８は、図７に示したようにＵ相のスイッチング素子Ｑ１をオン状態にした場合における各電流値ｉu，ｉv，ｉw，ｉα，ｉβの一例である。モータ２０が回転していると、回転子２２（図３参照）に設けられた永久磁石２７によって、巻線２５に誘起電圧（逆起電圧）が生じため、図示の各電流値には交流成分が含まれる。
すなわち、図８は、図７に示したようにＵ相のスイッチング素子Ｑ１をオン状態にした場合における各電流値ｉu，ｉv，ｉw，ｉα，ｉβの一例である。モータ２０が回転していると、回転子２２（図３参照）に設けられた永久磁石２７によって、巻線２５に誘起電圧（逆起電圧）が生じため、図示の各電流値には交流成分が含まれる。
【0038】
図９は、モータ２０の停止時に２相短絡ブレーキモードＭＢによるブレーキをかけた場合における電流波形の一例を示す図である。
モータ２０の停止時には、各巻線２５には誘起電圧が生じない。従って、図示のように、Ｕ相の巻線２５からＶ相およびＷ相の巻線２５に直流電流が流れる。
モータ２０の停止時には、各巻線２５には誘起電圧が生じない。従って、図示のように、Ｕ相の巻線２５からＶ相およびＷ相の巻線２５に直流電流が流れる。
【0039】
＜制御部４０の詳細＞
以下、制御部４０の各部の詳細を説明する。
図１０は電流検出部４１の構成例を示す図である。
電流検出部５０は、オペアンプ等の増幅回路１３６を備えている。増幅回路１３６は、シャント抵抗器１３５の端子電圧を増幅し、その結果を入力電流検出値Ｉshとして出力する。電流検出部４１は、サンプルホールド部１３７と、ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）１３８と、を備えている。
以下、制御部４０の各部の詳細を説明する。
図１０は電流検出部４１の構成例を示す図である。
電流検出部５０は、オペアンプ等の増幅回路１３６を備えている。増幅回路１３６は、シャント抵抗器１３５の端子電圧を増幅し、その結果を入力電流検出値Ｉshとして出力する。電流検出部４１は、サンプルホールド部１３７と、ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）１３８と、を備えている。
【0040】
サンプルホールド部１３７において、サンプルホールドのタイミングとなるトリガ信号は、２相短絡ブレーキモードＭＢ（図７参照）が採用されているタイミング、すなわちＵ相の上アームのスイッチング素子Ｑ１がオンになるタイミングを基準として生成するとよい。より具体的には、ＡＤＣ１３８の起動遅れ、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のオン遅れ、スイッチングに起因するリンギング等を考慮して、サンプルホールドのタイミングを決定するとよい。ＡＤＣ１３８は、サンプルホールド部１３７が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換し、その結果をα相電流検出値Iαとして出力する。
【0041】
図１１は電流制御部４２の構成例を示す図である。
電流制御部４２は、減算器９１と、比例制御部９６と、積分制御部９７と、加算器９０と、制限部８７と、を備えている。減算器９１は、α相電流指令値Iα *からα相電流検出値Iαを減算する。比例制御部９６は、減算器９１が出力する減算結果（Iα *－Iα）に対して、比例制御ゲインＫｐを乗算し、乗算結果を出力する。
電流制御部４２は、減算器９１と、比例制御部９６と、積分制御部９７と、加算器９０と、制限部８７と、を備えている。減算器９１は、α相電流指令値Iα *からα相電流検出値Iαを減算する。比例制御部９６は、減算器９１が出力する減算結果（Iα *－Iα）に対して、比例制御ゲインＫｐを乗算し、乗算結果を出力する。
【0042】
積分制御部９７は、同減算結果を積分し、積分結果に対して積分制御ゲインＫｉを乗算し、乗算結果を出力する。加算器９０は、比例制御部９６および積分制御部９７の出力信号を加算し、加算結果を出力する。これにより、電流制御部４２は、比例積分制御を行う。α相電流指令値Iα
*は、制御部４０の仕様に応じて決定すればよいが、例えば、下式（２）または下式（３）によって決定することができる。
【0043】
Iα *＝（Ｅdc×Ｃ１）／Ｒ …式（２）
Iα *＝Irated×Ｃ２ …式（３）
【0044】
式（２）において、Ｒはモータ２０の巻線２５の抵抗値であり、Ｅdc0は、直流電圧源１２０が出力する直流電圧Ｅdcのノミナル値であり、Ｃ１は、所定の直流電圧比率定数である。また、式（３）において、Iratedは、モータ２０の定格電流値であり、Ｃ２は、所定の定格電流比率定数である。
【0045】
式（２）を採用し、直流電圧比率定数Ｃ１を例えば「０．０５」とすると、直流電圧ノミナル値Ｅdc0の５％に対応する電圧がＵ相電圧（すなわちα相電圧）となるように、α相電流指令値Iα
*が設定されることになる。また、式（３）を採用し、定格電流比率定数Ｃ２を例えば「０．１」とすると、Ｕ相電流（すなわちα相電流）には、定格電流の１０％に相当電流が流れるように、α相電流指令値Iα
*が設定されることになる。α相電流指令値Iα
*は、電流検出部４１が生成してもよいが、上位制御系や他の制御系などからα相電流指令値Iα
*を取得してもよい。
【0046】
制限部８７は、加算器９０の出力信号の絶対値が所定範囲内になるように制限し、制限された出力信号をα相電圧指令値Ｖα
*として出力する。制限部８７は、電流検出が可能となるパルス幅を確保するために設けたものである。従って、加算器９０の出力信号の絶対値を特に制限する必要が無い場合は、制限部８７を省略し、加算器９０の出力信号をα相電圧指令値Ｖα
*として出力してもよい。
【0047】
図１に示したＰＷＭ信号発生部４４は、α相電圧指令値Ｖα
*に基づいて、各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のオン／オフ状態を指定するドライブ信号を出力する。また、モード設定部４６は、全相短絡ブレーキモードＭＡまたは２相短絡ブレーキモードＭＢの実行を、ＰＷＭ信号発生部４４に対して指定する。
【0048】
図１２は停止判定部４３の構成例を示す図である。
図１２において、停止判定部４３は、最大値取得部６１と、判定部８８と、を備えている。最大値取得部６１は、所定期間内におけるα相電圧指令値Ｖα *の最大値を取得する。また、判定部８８は、取得した最大値が所定の閾値Ｖthを超えた場合に“１”（モータ２０が回転中）となり、それ以外の場合に“０”（モータ２０が停止中）となる停止判定信号Ｊを出力する。但し、停止判定信号Ｊが“０”（モータ２０が停止中）となる場合とは、必ずしもモータ２０が完全に停止した状態に限られず、モータ２０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。
図１２において、停止判定部４３は、最大値取得部６１と、判定部８８と、を備えている。最大値取得部６１は、所定期間内におけるα相電圧指令値Ｖα *の最大値を取得する。また、判定部８８は、取得した最大値が所定の閾値Ｖthを超えた場合に“１”（モータ２０が回転中）となり、それ以外の場合に“０”（モータ２０が停止中）となる停止判定信号Ｊを出力する。但し、停止判定信号Ｊが“０”（モータ２０が停止中）となる場合とは、必ずしもモータ２０が完全に停止した状態に限られず、モータ２０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。
【0049】
前述の通り、モータ２０が回転している場合は、回転子２２（図３参照）に設けられた永久磁石２７による誘起電圧（逆起電圧）が巻線２５に生じる。そして、先に図１１に示した電流制御部４２は、α相電流検出値Iαが直流量であるα相電流指令値Iα
*に近づくようにα相電圧指令値Ｖα
*を出力する。モータ２０が回転していると、α相電流検出値Iαには交流成分が含まれるため、α相電圧指令値Ｖα
*にも有意な交流成分が含まれることになり、その最大値は比較的大きくなり、閾値Ｖthを超える。従って、モータ２０が回転している場合には、停止判定信号Ｊは“１”になる。
【0050】
一方、モータ２０が停止していると、α相電流検出値Iαはほぼ直流成分のみになるため、α相電圧指令値Ｖα
*には有意な交流成分が含まれなくなる。これにより、α相電圧指令値Ｖα
*の最大値は比較的小さな値となり、閾値Ｖth以下になる。従って、モータ２０が停止している場合には、停止判定信号Ｊは“０”になる。このように、α相電圧指令値Ｖα
*に有意な交流成分が含まれているか否か否かを検出することにより、モータ２０が停止しているか否かを判定することができる。
【0051】
閾値Ｖthは、上述したα相電流指令値Iα
*によって定まるα相電圧指令値Ｖα
*の期待値に応じて決定するとよい。モータ２０の誘起電圧はモータ２０の回転速度に比例して生じる。そのため、モータ２０がある程度高い速度で回転している場合は、閾値Ｖthを高めにすると誤検知を防ぎやすい。一方、モータ２０の回転速度が低い場合は、電流制御部４２の比例制御ゲインＫｐや積分制御ゲインＫｉを高くし、あるいは閾値Ｖthを低くすることで、高精度な停止判定が可能になる。
【0052】
図１３は、停止判定部４３の他の構成例を示す図である。
図１３において、停止判定部４３は、最大値取得部６１と、最小値取得部６２と、減算器９１と、判定部８８と、を備えている。
図１２のものと同様に、最大値取得部６１は、所定期間内におけるα相電圧指令値Ｖα *の最大値を取得する。一方、最小値取得部６２は、同期間におけるα相電圧指令値Ｖα *の最小値を取得する。減算器９１は、取得した最大値および最小値の差分値を出力する。判定部８８は、この差分値が所定の閾値Ｖthを超えた場合に“１”（モータ２０が回転中）となり、それ以外の場合に“０”（モータ２０が停止中）となる停止判定信号Ｊを出力する。
図１３において、停止判定部４３は、最大値取得部６１と、最小値取得部６２と、減算器９１と、判定部８８と、を備えている。
図１２のものと同様に、最大値取得部６１は、所定期間内におけるα相電圧指令値Ｖα *の最大値を取得する。一方、最小値取得部６２は、同期間におけるα相電圧指令値Ｖα *の最小値を取得する。減算器９１は、取得した最大値および最小値の差分値を出力する。判定部８８は、この差分値が所定の閾値Ｖthを超えた場合に“１”（モータ２０が回転中）となり、それ以外の場合に“０”（モータ２０が停止中）となる停止判定信号Ｊを出力する。
【0053】
上述したようにモータ２０が回転していると、α相電圧指令値Ｖα
*には有意な交流成分が含まれるため、減算器９１が出力する差分値は比較的大きくなり、閾値Ｖthを超える。従って、モータ２０が回転している場合には、停止判定信号Ｊは“１”になる。一方、モータ２０が停止していると、α相電圧指令値Ｖα
*には有意な交流成分が含まれなくなるため、減算器９１が出力する差分値は比較的小さくなり、閾値Ｖth以下になる。従って、図１３の例によっても、モータ２０の高精度な停止判定が可能になる。
【0054】
図１４は、停止判定部４３の、さらに他の構成例を示す図である。
図１４において、停止判定部４３は、トリガ信号発生部６３と、タイマ部６４と、判定部８８と、を備えている。トリガ信号発生部６３は、α相電圧指令値Ｖα *が増加すると“１”になり、α相電圧指令値Ｖα *が減少すると“０”になるトグル信号ＴＳを発生する。
図１４において、停止判定部４３は、トリガ信号発生部６３と、タイマ部６４と、判定部８８と、を備えている。トリガ信号発生部６３は、α相電圧指令値Ｖα *が増加すると“１”になり、α相電圧指令値Ｖα *が減少すると“０”になるトグル信号ＴＳを発生する。
【0055】
タイマ部６４は、トグル信号ＴＳの立上りエッジから立下りエッジまでの期間、および立下りエッジから立上りエッジまでの期間においてカウントアップを行い、これらの期間のカウント結果ＶＣを出力する。判定部８８は、「０＜Ｖth1＜Ｖth2」となる所定の閾値Ｖth1，Ｖth2に対して、カウント結果ＶＣが「Ｖth1≦ＶＣ≦Ｖth2」の関係を満たす場合に“１”（モータ２０が回転中）、満たさない場合に“０”（モータ２０が停止中）となる停止判定信号Ｊを出力する。
【0056】
ここで、判定部８８における判定の意義について説明する。
まず、モータ２０が停止状態である場合は、電流制御部４２から出力されるα相電圧指令値Ｖα *は、ほぼ直流の値となる。しかし、制御部４０の演算ビット数やＡＤＣ１３８（図１０参照）におけるアナログデジタル変換の過程に起因して、カウント結果ＶＣがノイズ信号のように、非常に短時間で切り替わることがある。そこで、このような誤検知を防ぐため、最小値である閾値Ｖth1よりもカウント結果ＶＣが小さい場合には、モータ２０が停止中であると判定することにした。
まず、モータ２０が停止状態である場合は、電流制御部４２から出力されるα相電圧指令値Ｖα *は、ほぼ直流の値となる。しかし、制御部４０の演算ビット数やＡＤＣ１３８（図１０参照）におけるアナログデジタル変換の過程に起因して、カウント結果ＶＣがノイズ信号のように、非常に短時間で切り替わることがある。そこで、このような誤検知を防ぐため、最小値である閾値Ｖth1よりもカウント結果ＶＣが小さい場合には、モータ２０が停止中であると判定することにした。
【0057】
また、同じくモータ２０の停止状態において、電流制御部４２（図１１参照）における比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉが小さい場合、α相電圧指令値Ｖα
*は、ほぼ一定値になるため、カウント結果ＶＣは、充分に大きな値になる。そこで、閾値Ｖth2よりもカウント結果ＶＣが大きい場合には、モータ２０が停止中であると判定することにした。
【0058】
［第２実施形態］
図１５は、第２実施形態による縦型洗濯機２００（洗濯機）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。
図１５において縦型洗濯機２００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２０と、上記第１実施形態によるモータ制御システム１００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１５は、第２実施形態による縦型洗濯機２００（洗濯機）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。
図１５において縦型洗濯機２００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２０と、上記第１実施形態によるモータ制御システム１００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。
【0059】
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２０に接続された撹拌羽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２０に接続されたクラッチ９を切り替え、洗濯槽３と撹拌羽４を共に回転させ遠心力で洗濯物の脱水を行う。また、停止判定信号Ｊは、第１実施形態のものと同様に、モータ２０の回転中は“１”になり、停止中は“０”になる。ここで“０”（モータ２０が停止中）とは、必ずしもモータ２０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Ｊが“０”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。
【0060】
縦型洗濯機２００の動力源となる交流電源は停電することがあり、交流電源が数サイクルの短い間だけ停電状態となる、いわゆる瞬時停電が生じる場合もある。本実施形態における制御部４０、すなわちモード設定部４６（図１参照）は、所定のブレーキ対象時間以下の期間、交流電源の交流電圧が停電状態（瞬時停電を含む）になったことを検出し、その後に交流電圧が復活すると、所定期間に渡って全相短絡ブレーキモードＭＡ（図６参照）と、２相短絡ブレーキモードＭＢ（図７参照）と、を交互に実行する。そして、制御部４０は、２相短絡ブレーキモードＭＢにおけるα相電圧指令値Ｖα
*の変化の大きさに基づいて、停止判定信号Ｊの値を設定する。
【0061】
以上の動作により、本実施形態によれば、縦型洗濯機２００の洗濯槽３または撹拌羽４を回転させるモータ２０を、位置センサを用いない位置センサレスで駆動することができる。さらに、基板面積低減や部品点数削減が可能な１シャント電流検出の構成において、モータ２０の停止判定を行うことができる。これにより、本実施形態によれば、短絡ブレーキ時の交流電流に起因する振動や騒音を低減できる。
【0062】
［実施形態の効果］
以上のように上述の実施形態によれば、モータ制御システム１００は、電力変換回路１３１について、第１のブレーキモード（ＭＡ）または第２のブレーキモード（ＭＢ）を指定するモード設定部４６と、第２のブレーキモード（ＭＢ）における制御指令値（Ｖα *）の変化状態に基づいて、モータ２０が停止状態であるか否かを表す停止判定信号Ｊを出力する停止判定部４３と、を備える。これにより、モータ２０の適切な停止判定を実現できる。
以上のように上述の実施形態によれば、モータ制御システム１００は、電力変換回路１３１について、第１のブレーキモード（ＭＡ）または第２のブレーキモード（ＭＢ）を指定するモード設定部４６と、第２のブレーキモード（ＭＢ）における制御指令値（Ｖα *）の変化状態に基づいて、モータ２０が停止状態であるか否かを表す停止判定信号Ｊを出力する停止判定部４３と、を備える。これにより、モータ２０の適切な停止判定を実現できる。
【0063】
すなわち、第２のブレーキモード（ＭＢ）においてシャント抵抗器１３５を介して入力電流検出値Ｉshおよびα相電流検出値Iαを取得し、α相電流検出値Iαが所定のα相電流指令値Iα
*に近づくように、α相電圧指令値Ｖα
*を制御する。そして、α相電圧指令値Ｖα
*の変化状態に基づいて、モータ２０の停止判定を行うことができる。すなわち、基板面積低減や部品点数削減が可能な電流検出手法である「１シャント電流検出」において停止判定を実現できる。また、判定部８８における各種閾値や、電流制御部４２における各種ゲインを適宜設定することにより、モータ２０の回転速度によらず、高精度な停止判定を実現できる。
【0064】
また、モード設定部４６は、所定のブレーキ対象時間以下の期間、交流電圧に停電状態が発生すると、第１のブレーキモード（ＭＡ）と、第２のブレーキモード（ＭＢ）と、を交互に実行すると一層好ましい。これにより、モータ２０の停止判定を行いつつ、モータ２０に対して充分な制動をかけることができる。
【0065】
また、停止判定部４３は、制御指令値（Ｖα
*）の所定時間内における最大値と最小値の差、または最大値が現れる時刻から最小値が現れる時刻までの期間と、所定の閾値Ｖth，Ｖth1，Ｖth2と、の比較結果に基づいて、停止判定信号Ｊを出力すると一層好ましい。これにより、制御指令値（Ｖα
*）の変動態様に応じて、停止判定信号Ｊを出力することができる。
【0066】
また、洗濯機（２００）は、モータ制御システム１００と、モータ２０と、筐体６と、筐体６に装着されたフタ（５）と、フタ（５）を閉状態にしたままロックするとともに、停止判定信号Ｊに基づいてフタ（５）のロックを解除するドアロック部１１と、を備える。これにより、ドアロック部１１は、停止判定信号Ｊに基づいて、フタ（５）のロックを解除することができる。
【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、モータ２０は、固定子２１の内側に回転子２２を配置したインナーロータ型のモータとして説明したが、モータ２０として、アウターロータのモータを適用してもよい。また、モータ２０は、ラジアルギャップモータであっても、アキシャルギャップモータであってもよい。さらに、モータ２０は、永久磁石同期モータに限られず、磁石を配置したシンクロナスリラクタンスモータやＳＲＭ（スイッチトリラクタンスモータ）であってもよい。
【0069】
（２）上述の第２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４０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】
５ 外フタ（フタ）
６ 筐体
１１ ドアロック部
２０ モータ
４２ 電流制御部
４３ 停止判定部
４６ モード設定部
５０ 電流検出部
１００ モータ制御システム
１２０ 直流電圧源
１３１ 電力変換回路
２００ 縦型洗濯機（洗濯機）
Ｊ 停止判定信号
ＭＡ 全相短絡ブレーキモード（第１のブレーキモード）
ＭＢ ２相短絡ブレーキモード（第２のブレーキモード）
Ｅdc 直流電圧
Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５ スイッチング素子（第１のスイッチング素子）
Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６ スイッチング素子（第２のスイッチング素子）
Ｖth，Ｖth1，Ｖth2 閾値
６ 筐体
１１ ドアロック部
２０ モータ
４２ 電流制御部
４３ 停止判定部
４６ モード設定部
５０ 電流検出部
１００ モータ制御システム
１２０ 直流電圧源
１３１ 電力変換回路
２００ 縦型洗濯機（洗濯機）
Ｊ 停止判定信号
ＭＡ 全相短絡ブレーキモード（第１のブレーキモード）
ＭＢ ２相短絡ブレーキモード（第２のブレーキモード）
Ｅdc 直流電圧
Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５ スイッチング素子（第１のスイッチング素子）
Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６ スイッチング素子（第２のスイッチング素子）
Ｖth，Ｖth1，Ｖth2 閾値
【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】
【図15】
