(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-11
(45)【発行日】2024-11-19
(54)【発明の名称】モータ制御装置、洗濯機、プログラム、及びモータ制御方法
(51)【国際特許分類】
H02P 6/185 20160101AFI20241112BHJP
H02P 21/24 20160101ALI20241112BHJP
H02P 27/06 20060101ALI20241112BHJP
【ＦＩ】
H02P6/185
H02P21/24
H02P27/06
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021124046
(22)【出願日】2021-07-29
(65)【公開番号】P2023019377
(43)【公開日】2023-02-09
【審査請求日】2023-09-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000005821
【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100136353
【弁理士】
【氏名又は名称】高尾 建吾
(72)【発明者】
【氏名】賀門 陽子
(72)【発明者】
【氏名】亀田 晃史
(72)【発明者】
【氏名】孫 昊
(72)【発明者】
【氏名】藤岡 裕智
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 勝
(72)【発明者】
【氏名】川原 亜弥
【審査官】若林 治男
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／０４３４９９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００９－１８３０６３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｐ ６／１８５
Ｈ０２Ｐ ２１／２４
Ｈ０２Ｐ ２７／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロータを有するモータを制御するモータ制御装置であって、前記ロータの回転速度の第１速度領域において、前記モータの動作値に基づく第１パラメータを用いた第１方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定する第１推定部と、
前記第１速度領域とは異なる前記ロータの回転速度の第２速度領域において、前記モータの動作値に基づく第２パラメータを用いた第２方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定する第２推定部と、
を備え、
前記第１推定部は、前記第１パラメータを前記第２パラメータに変換する変換部を有し、
前記第１推定部及び前記第２推定部は、前記第１推定部の前記第２パラメータと、前記第２推定部の前記第２パラメータとに基づいて、前記ロータの位相推定値又は角速度推定値を出力する共通の制御部を有し、
前記第１方式において、前記動作値は前記モータの出力電流値であり、前記第１パラメータは前記出力電流値に基づく電流値であり、
前記変換部は、前記電流値に所定係数を乗算することによって、当該電流値を第１の位相ずれ値に変換し、
前記第２方式において、前記動作値は前記モータに接続されたインバータ回路の入力電圧値であり、前記第２パラメータは前記入力電圧値に基づく第２の位相ずれ値であり、
前記所定係数は、前記出力電流値に応じて変動する変動値である、モータ制御装置。
【請求項2】
前記第１方式は、前記インバータ回路への入力電圧に高周波パルスを重畳する高周波重畳方式であり、前記第１推定部は、
前記出力電流値から高周波成分を抽出し、
前記高周波成分及び前記高周波パルスの一方を遅延させることによって前記高周波成分と前記高周波パルスとの正負を整合させ、
整合後の前記高周波成分と前記高周波パルスとを乗算し、
乗算による出力信号と、当該出力信号を１／２周期遅延させた遅延信号とを加算し、
加算による出力信号の振幅値として前記電流値を得る、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項3】
前記所定係数は、前記変動値をローパスフィルタによってフィルタ処理した値である、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項4】
前記制御部には、前記角速度推定値に応じて、前記第１の位相ずれ値及び前記第２の位相ずれ値の一方が選択して入力される、請求項１～３のいずれか一つに記載のモータ制御装置。
【請求項5】
前記制御部には、前記第１の位相ずれ値と、前記角速度推定値の上昇に応じて減少する第１の重み値との乗算結果と、
前記第２の位相ずれ値と、前記角速度推定値の上昇に応じて増大する第２の重み値との乗算結果と、
の加算結果が入力される、請求項１～３のいずれか一つに記載のモータ制御装置。
【請求項6】
モータと、請求項１～５のいずれか一つに記載のモータ制御装置と、
を備える、洗濯機。
【請求項7】
ロータを有するモータを制御するモータ制御装置に搭載される情報処理装置を、前記ロータの回転速度の第１速度領域において、前記モータの動作値に基づく第１パラメータを用いた第１方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定する第１推定手段と、
前記第１速度領域とは異なる前記ロータの回転速度の第２速度領域において、前記モータの動作値に基づく第２パラメータを用いた第２方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定する第２推定手段と、
前記第１パラメータを前記第２パラメータに変換する変換手段と、
前記変換手段の前記第２パラメータと、前記第２推定手段の前記第２パラメータとに基づいて、前記ロータの位相推定値又は角速度推定値を出力する制御手段と、
として機能させるためのプログラムであって、
前記第１方式において、前記動作値は前記モータの出力電流値であり、前記第１パラメータは前記出力電流値に基づく電流値であり、
前記変換手段は、前記電流値に所定係数を乗算することによって、当該電流値を第１の位相ずれ値に変換し、
前記第２方式において、前記動作値は前記モータに接続されたインバータ回路の入力電圧値であり、前記第２パラメータは前記入力電圧値に基づく第２の位相ずれ値であり、
前記所定係数は、前記出力電流値に応じて変動する変動値である、プログラム。
【請求項8】
ロータを有するモータを制御するモータ制御装置に搭載される情報処理装置が、第１推定手段によって、前記ロータの回転速度の第１速度領域において、前記モータの動作値に基づく第１パラメータを用いた第１方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定し、
第２推定手段によって、前記第１速度領域とは異なる前記ロータの回転速度の第２速度領域において、前記モータの動作値に基づく第２パラメータを用いた第２方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定し、
変換手段によって、前記第１パラメータを前記第２パラメータに変換し、
制御手段によって、前記変換手段の前記第２パラメータと、前記第２推定手段の前記第２パラメータとに基づいて、前記ロータの位相推定値又は角速度推定値を出力し、
前記第１方式において、前記動作値は前記モータの出力電流値であり、前記第１パラメータは前記出力電流値に基づく電流値であり、
前記変換手段は、前記電流値に所定係数を乗算することによって、当該電流値を第１の位相ずれ値に変換し、
前記第２方式において、前記動作値は前記モータに接続されたインバータ回路の入力電圧値であり、前記第２パラメータは前記入力電圧値に基づく第２の位相ずれ値であり、
前記所定係数は、前記出力電流値に応じて変動する変動値である、モータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、モータ制御装置、洗濯機、プログラム、及びモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献１には、速度領域に応じて複数の制御方式を切り替えて適用するモータ制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－１３７９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１では、複数の制御方式の制御回路を共通化することについては、何ら考慮されていない。
【0005】
本開示は、ロータの回転速度の速度領域に応じた複数の制御方式を有するセンサレスのモータの制御において、複数の制御方式の制御回路の一部を共通化することが可能な、モータ制御装置、洗濯機、プログラム、及びモータ制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様に係るモータ制御装置は、ロータを有するモータを制御するモータ制御装置であって、前記ロータの回転速度の第１速度領域において、前記モータの動作値に基づく第１パラメータを用いた第１方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定する第１推定部と、前記第１速度領域とは異なる前記ロータの回転速度の第２速度領域において、前記モータの動作値に基づく第２パラメータを用いた第２方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定する第２推定部と、を備え、前記第１推定部は、前記第１パラメータを前記第２パラメータに変換する変換部を有し、前記第１推定部及び前記第２推定部は、前記第１推定部の前記第２パラメータと、前記第２推定部の前記第２パラメータとに基づいて、前記ロータの位相推定値又は角速度推定値を出力する共通の制御部を有する。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、ロータの回転速度の速度領域に応じた複数の制御方式を有するセンサレスのモータの制御において、複数の制御方式の制御回路の一部を共通化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態に係るモータ制御装置の構成を概略的に示す図である。
【図2】推定部の構成を示す図である。
【図3】第１推定部における振幅演算処理を示す図である。
【図4】第２実施形態に係る推定部の構成を示す図である。
【図5】重み値の関係を示す図である。
【図6】電流値と位相誤差との関係を示す図である。
【図7】ｄ軸電流値とｄ軸インダクタンスとの関係を示す図である。
【図8】ｑ軸電流値とｑ軸インダクタンスとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
（本開示の基礎となった知見）
上記特許文献１に示されるように、背景技術に係るセンサレスのモータ制御装置では、モータの回転速度の低速領域では高周波重畳方式（インダクタンス方式）を採用し、高速領域では誘起電圧方式を採用することにより、モータの回転速度の速度領域に応じて二つの制御方式を瞬時に切り替えることによってモータを制御する。
上記特許文献１に示されるように、背景技術に係るセンサレスのモータ制御装置では、モータの回転速度の低速領域では高周波重畳方式（インダクタンス方式）を採用し、高速領域では誘起電圧方式を採用することにより、モータの回転速度の速度領域に応じて二つの制御方式を瞬時に切り替えることによってモータを制御する。
【0010】
ここで、背景技術に係るモータ制御装置では、二つの制御方式の制御回路は、互いに独立に構成されており、また、モータの制御に必要な制御パラメータを独立に保有している。従って、速度領域に応じて制御方式を切り替える際に、電流振動又はトルク振動等によって振動及び騒音が発生する。また、各制御回路が制御パラメータを独立に保有するため、全体として制御パラメータの数が多くなるとともに、制御方式を切り替える際に両制御回路間で制御パラメータを受け渡す処理が複雑になる。
【0011】
かかる課題を解決するために、本発明者は、第１方式のパラメータを第２方式と共通の第２パラメータに変換して制御部に入力することで、第１方式と第２方式とで制御部を共通化できるとの知見を得て、本開示を想到するに至った。
【0012】
次に、本開示の各態様について説明する。
【0013】
本開示の一態様に係るモータ制御装置は、ロータを有するモータを制御するモータ制御装置であって、前記ロータの回転速度の第１速度領域において、前記モータの動作値に基づく第１パラメータを用いた第１方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定する第１推定部と、前記第１速度領域とは異なる前記ロータの回転速度の第２速度領域において、前記モータの動作値に基づく第２パラメータを用いた第２方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定する第２推定部と、を備え、前記第１推定部は、前記第１パラメータを前記第２パラメータに変換する変換部を有し、前記第１推定部及び前記第２推定部は、前記第１推定部の前記第２パラメータと、前記第２推定部の前記第２パラメータとに基づいて、前記ロータの位相推定値又は角速度推定値を出力する共通の制御部を有する。
【0014】
本態様によれば、変換部は、第１方式の第１パラメータを第２方式の第２パラメータに変換して制御部に入力する。このように、第１方式及び第２方式のいずれにおいても制御部への入力を第２パラメータとすることで、第１方式と第２方式とで制御部を共通化できる。その結果、第１方式及び第２方式をシームレスに結合させることが可能となる。
【0015】
上記態様において、前記モータに接続されたインバータ回路をさらに備え、前記第１方式において、前記動作値は前記モータの出力電流値であり、前記第１パラメータは前記出力電流値に基づく電流値であり、前記変換部は、前記電流値に所定係数を乗算することによって、当該電流値を第１の位相ずれ値に変換し、前記第２方式において、前記動作値は前記インバータ回路の入力電圧値であり、前記第２パラメータは前記入力電圧値に基づく第２の位相ずれ値である。
【0016】
本態様によれば、第１方式及び第２方式のいずれにおいても制御部への入力を位相ずれ値とすることにより、第１方式と第２方式とで制御部を共通化することが可能となる。
【0017】
上記態様において、前記第１方式は、前記インバータ回路への入力電圧に高周波パルスを重畳する高周波重畳方式であり、前記第１推定部は、前記出力電流値から高周波成分を抽出し、前記高周波成分及び前記高周波パルスの一方を遅延させることによって前記高周波成分と前記高周波パルスとの正負を整合させ、整合後の前記高周波成分と前記高周波パルスとを乗算し、乗算による出力信号と、当該出力信号を１／２周期遅延させた遅延信号とを加算し、加算による出力信号の振幅値として前記電流値を得る。
【0018】
本態様によれば、高周波重畳方式において、直流値として扱うことができる振幅値を用いることによって、変換部における電流値から第１の位相ずれ値への変換処理を簡素化することが可能となる。
【0019】
上記態様において、前記所定係数は、前記出力電流値に応じて変動する変動値である。
【0020】
本態様によれば、モータの動作状況によって変化する出力電流値に応じて所定係数の値も変動させることにより、第１推定部による推定の精度を向上することが可能となる。
【0021】
上記態様において、前記所定係数は、前記変動値をローパスフィルタによってフィルタ処理した値である。
【0022】
本態様によれば、出力電流値のわずかな変化に追随して所定係数の値が細かく変動することを回避できる。
【0023】
上記態様において、前記制御部には、前記角速度推定値に応じて、前記第１の位相ずれ値及び前記第２の位相ずれ値の一方が選択して入力される。
【0024】
本態様によれば、スイッチを用いた簡易な構成又は処理によって、第１方式と第２方式との切り替えを行うことが可能となる。
【0025】
上記態様において、前記制御部には、前記第１の位相ずれ値と、前記角速度推定値の上昇に応じて減少する第１の重み値との乗算結果と、前記第２の位相ずれ値と、前記角速度推定値の上昇に応じて増大する第２の重み値との乗算結果と、の加算結果が入力される。
【0026】
本態様によれば、第１方式と第２方式との切り替えをシームレスに行うことが可能となる。
【0027】
本開示の一態様に係る洗濯機は、モータと、上記態様に係るモータ制御装置と、を備える。
【0028】
本態様によれば、制御方式を切り替える際に発生する洗濯機の振動及び騒音等を抑制できる。また、モータ制御装置が全体として保有する制御パラメータの数を削減できる。さらに、制御方式を切り替える際に制御パラメータを受け渡す処理を簡素化できる。
【0029】
本開示の一態様に係るプログラムは、ロータを有するモータを制御するモータ制御装置に搭載される情報処理装置を、前記ロータの回転速度の第１速度領域において、前記モータの動作値に基づく第１パラメータを用いた第１方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定する第１推定手段と、前記第１速度領域とは異なる前記ロータの回転速度の第２速度領域において、前記モータの動作値に基づく第２パラメータを用いた第２方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定する第２推定手段と、前記第１パラメータを前記第２パラメータに変換する変換手段と、前記変換手段の前記第２パラメータと、前記第２推定手段の前記第２パラメータとに基づいて、前記ロータの位相推定値又は角速度推定値を出力する制御手段と、として機能させる。
【0030】
本態様によれば、変換手段は、第１方式の第１パラメータを第２方式の第２パラメータに変換して制御手段に入力する。このように、第１方式及び第２方式のいずれにおいても制御手段への入力を第２パラメータとすることで、第１方式と第２方式とで制御手段を共通化できる。その結果、第１方式及び第２方式をシームレスに結合させることが可能となる。
【0031】
本開示の一態様に係るモータ制御方法は、ロータを有するモータを制御するモータ制御装置に搭載される情報処理装置が、第１推定手段によって、前記ロータの回転速度の第１速度領域において、前記モータの動作値に基づく第１パラメータを用いた第１方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定し、第２推定手段によって、前記第１速度領域とは異なる前記ロータの回転速度の第２速度領域において、前記モータの動作値に基づく第２パラメータを用いた第２方式によって、前記ロータの位相又は角速度を推定し、変換手段によって、前記第１パラメータを前記第２パラメータに変換し、制御手段によって、前記変換手段の前記第２パラメータと、前記第２推定手段の前記第２パラメータとに基づいて、前記ロータの位相推定値又は角速度推定値を出力する。
【0032】
本態様によれば、変換手段は、第１方式の第１パラメータを第２方式の第２パラメータに変換して制御手段に入力する。このように、第１方式及び第２方式のいずれにおいても制御手段への入力を第２パラメータとすることで、第１方式と第２方式とで制御手段を共通化できる。その結果、第１方式及び第２方式をシームレスに結合させることが可能となる。
【0033】
本開示は、このような方法又は装置に含まれる特徴的な各構成をコンピュータに実行させるプログラム、或いはこのプログラムによって動作するシステムとして実現することもできる。また、このようなコンピュータプログラムを、ＣＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読取可能な非一時的な記録媒体あるいはインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。
【0034】
（本開示の実施形態）
以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【0035】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
【0036】
（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態に係るモータ制御装置の構成を概略的に示す図である。モータ制御装置は、整流回路１２、インバータ回路１３、及び制御回路１を備えて構成されている。モータ制御装置は交流電源１１より受電する。整流回路１２は受電した交流電力を直流電力に変換し、直流電力の平滑コンデンサＣを介しインバータ回路１３に電力を供給する。インバータ回路１３は２個直列にした３組合計６個のスイッチング素子ＳＷＵ、ＳＷＶ、ＳＷＷ、ＳＷＸ、ＳＷＹ、ＳＷＺを含んで構成される。このインバータ回路１３は後述の制御回路１によりスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦをＰＷＭ駆動することでモータ１４の駆動を行っている。モータ１４は、例えば、凸極構造のロータを有するブラシレスモータである。インバータ回路１３の２個直列のスイッチング素子の下側、すなわちスイッチング素子ＳＷＸ、ＳＷＹ、ＳＷＺのエミッタ側には抵抗ＲＵ、ＲＶ、ＲＷの一端が接続されており、抵抗ＲＵ、ＲＶ、ＲＷの他端は整流回路１２及び平滑コンデンサＣの各出力のマイナス側に接続されている。
図１は、本開示の第１実施形態に係るモータ制御装置の構成を概略的に示す図である。モータ制御装置は、整流回路１２、インバータ回路１３、及び制御回路１を備えて構成されている。モータ制御装置は交流電源１１より受電する。整流回路１２は受電した交流電力を直流電力に変換し、直流電力の平滑コンデンサＣを介しインバータ回路１３に電力を供給する。インバータ回路１３は２個直列にした３組合計６個のスイッチング素子ＳＷＵ、ＳＷＶ、ＳＷＷ、ＳＷＸ、ＳＷＹ、ＳＷＺを含んで構成される。このインバータ回路１３は後述の制御回路１によりスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦをＰＷＭ駆動することでモータ１４の駆動を行っている。モータ１４は、例えば、凸極構造のロータを有するブラシレスモータである。インバータ回路１３の２個直列のスイッチング素子の下側、すなわちスイッチング素子ＳＷＸ、ＳＷＹ、ＳＷＺのエミッタ側には抵抗ＲＵ、ＲＶ、ＲＷの一端が接続されており、抵抗ＲＵ、ＲＶ、ＲＷの他端は整流回路１２及び平滑コンデンサＣの各出力のマイナス側に接続されている。
【0037】
制御回路１は、電流変換部２、速度制御部３、電流制御部４、及び推定部５を備えている。推定部５は、第１推定部５１及び第２推定部５２を有している。
【0038】
第１推定部５１は、ロータの回転速度の第１速度領域（低速領域）において、モータ１４の動作値（出力電流値）に基づく第１パラメータ（電流値）を用いた第１方式（高周波重畳方式）によって、ロータの位相θ又は角速度ωをセンサレスで推定する。高周波重畳方式は、ブラシレスモータの凸極構造のロータの凸極性を利用して磁極の位相を推定する方式である。第２推定部５２は、第１速度領域とは異なるロータの回転速度の第２速度領域（中高速領域）において、モータ１４の動作値（インバータ回路１３の入力電圧値）に基づく第２パラメータ（位相誤差Δθ）を用いた第２方式（誘起電圧方式）によって、ロータの位相θ又は角速度ωをセンサレスで推定する。誘起電圧方式は、ブラシレスモータの回転時の逆起電力を利用して磁極の位相を推定する方式である。第１推定部５１及び第２推定部５２の構成の詳細については後述する。
【0039】
抵抗ＲＵ、ＲＶ、ＲＷの両端の電圧は、制御回路１内の電流変換部２に入力される。この電流検知情報を用いて後述する各種制御を行っている。制御回路１は、専用のハードウェアを用いて構成されても良いし、所定のプログラムを実行することによって実現されるＣＰＵの機能として構成されても良い。
【0040】
図２は、推定部５の構成を示す図である。高周波重畳方式の第１推定部５１は、高周波パルス発生部１１、ローパスフィルタ１２、遅延部１３、減算部１４、乗算部１５、振幅演算部１６、乗算部１７、スイッチ１８、ＰＩ制御部１９、及び積分処理部２０を有している。誘起電圧方式の第２推定部５２は、軸誤差推定部２１、スイッチ１８、ＰＩ制御部１９、及び積分処理部２０を有している。スイッチ１８、ＰＩ制御部１９、及び積分処理部２０は、第１推定部５１及び第２推定部５２で共通化されている。
【0041】
速度制御部３は、目標角速度ω＊を入力し、推定角速度ωハットに基づいて、目標ｄ軸電流値Ｉｄ
＊及び目標ｑ軸電流値Ｉｑ
＊を出力する。電流制御部４は、目標ｄ軸電流値Ｉｄ
＊及び目標ｑ軸電流値Ｉｑ
＊を入力し、現在ｄ軸電流値Ｉｄ及び現在ｑ軸電流値Ｉｑに基づいて、目標ｄ軸電圧値Ｖｄ
＊及び目標ｑ軸電圧値Ｖｑ
＊を出力する。電圧変換部２３は、目標ｄ軸電圧値Ｖｄ
＊及び目標ｑ軸電圧値Ｖｑ
＊を入力し、推定位相θハットに基づいて、目標ｕ相電圧値Ｖｕ
＊、目標ｖ相電圧値Ｖｖ
＊、及び目標ｗ相電圧値Ｖｗ
＊を出力する。目標ｕ相電圧値Ｖｕ
＊、目標ｖ相電圧値Ｖｖ
＊、及び目標ｗ相電圧値Ｖｗ
＊は、インバータ回路１３に入力される。
【0042】
電流変換部２は、モータ１４の出力電流値である現在ｕ相電流値Ｉｕ、現在ｖ相電流値Ｉｖ、及び現在ｗ相電流値Ｉｗを入力し、推定位相θハットに基づいて、現在ｄ軸電流値Ｉｄ及び現在ｑ軸電流値Ｉｑを出力する。
【0043】
電圧変換部２４は、目標ｕ相電圧値Ｖｕ
＊、目標ｖ相電圧値Ｖｖ
＊、及び目標ｗ相電圧値Ｖｗ
＊を入力し、推定位相θハットに基づいて、現在ｄ軸電圧値Ｖｄ及び現在ｑ軸電圧値Ｖｑを出力する。
【0044】
図３は、第１推定部５１における振幅演算処理を示す図である。図２，３を参照して、高周波パルス発生部１１は、高周波パルスＶｈを発生する。加算部２２は、目標ｄ軸電圧値Ｖｄ
＊に高周波パルスＶｈを重畳する。ローパスフィルタ１２は、目標ｑ軸電流値Ｉｑ
＊を入力し、低周波成分のｑ軸電流値Ｉｑ_ｌｐｆを出力する。減算部１４は、現在ｑ軸電流値Ｉｑからｑ軸電流値Ｉｑ_ｌｐｆを減算することにより、電流値Ｉｑ_ｌを出力する（図３の（Ａ）参照）。これにより、出力電流値（Ｉｑ）から高周波成分（Ｉｑ_ｌ）が抽出される。遅延部１３は、高周波パルスＶｈを入力し、サンプリング周期Ｔの２周期分（ｚ－２）遅延して出力する（図３の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。サンプリング周期Ｔの２周期分（ｚ－２）は、電流値Ｉｑ_ｌの１／４周期に相当する。これにより、高周波成分（Ｉｑ_ｌ）と高周波パルス（Ｖｈ）との符号の正負が整合される。乗算部１５は、電流値Ｉｑ_ｌと遅延部１３の出力信号とを乗算する（図３の（Ｃ）参照）。振幅演算部１６は、乗算部１５の出力信号を入力し、電流値Ｉｑ_ｈを出力する。振幅演算部１６は、乗算部１５の出力信号をサンプリング周期Ｔの２周期分（ｚ－２）遅延して出力し（図３の（Ｃ）参照）、その信号と乗算部１５の出力信号とを加算することによって直流の振幅値を得る。サンプリング周期Ｔの２周期分（ｚ－２）は、乗算部１５の出力信号の１／２周期に相当する。
【0045】
乗算部１７は、電流値Ｉｑ_ｈを入力し、係数Ｋを乗算することにより、電流値Ｉｑ_ｈを位相誤差Δθ１に変換して出力する。
【0046】
電流値Ｉｑ_ｈと高周波パルスＶｈとの関係を、式（１）で表す。
【0047】
【数1】
【0048】
ここで、Ｌｄはモータ１４のｄ軸インダクタンスであり、Ｌｑはモータ１４のｑ軸インダクタンスである。また、Ｌ１＝（Ｌｄ－Ｌｑ）／２である。
【0049】
電流値Ｉｑ_ｈ及び高周波パルスＶｈがともに正となる区間で積分すると、電流値Ｉｑ_ｈは式（２）で表される。ＴＳは重畳信号の周期である。
【0050】
【数2】
【0051】
式（２）を位相誤差Δθ１の式へ変形すると、式（３）が得られる。
【0052】
【数3】
【0053】
ｓｉｎ－１の引数を－π／４から＋π／４までの範囲でリミット処理を行い、その範囲での近似直線の傾きとして、係数Ｋは式（４）で与えられる。
【0054】
【数4】
【0055】
第２推定部５２に関し、軸誤差推定部２１は、現在ｄ軸電圧値Ｖｄ及び現在ｑ軸電圧値Ｖｑを入力し、式（５）及び式（６）で示すように、推定角速度ωハット、現在ｄ軸電流値Ｉｄ、及び現在ｑ軸電流値Ｉｑに基づいて、位相誤差Δθ２を出力する。
【0056】
【数5】
【0057】
【数6】
【0058】
ここで、ｅは誘起電圧であり、Ｒはモータ１４の抵抗値であり、－ｐは微分を意味している。
【0059】
スイッチ１８は、推定角速度ωハットが所定のしきい値未満である場合は位相誤差Δθ１を選択し、推定角速度ωハットが当該しきい値以上である場合は位相誤差Δθ２を選択して、選択した位相誤差Δθ１又は位相誤差Δθ２をＰＩ制御部１９に入力する。ＰＩ制御部１９は、位相誤差Δθ１又は位相誤差Δθ２に基づいて、比例制御（Ｐ）及び積分制御（Ｉ）を行うことにより、推定角速度ωハットを出力する。積分処理部２０は、推定角速度ωハットを入力し、推定位相θハットを出力する。
【0060】
本実施形態によれば、乗算部１７（変換部）は、高周波重畳方式（第１方式）のｑ軸電流値Ｉｑ（第１パラメータ）を誘起電圧方式（第２方式）の位相誤差Δθ１（第２パラメータ）に変換してＰＩ制御部１９に入力する。このように、高周波重畳方式及び誘起電圧方式のいずれにおいてもＰＩ制御部１９への入力を位相誤差Δθとすることで、高周波重畳方式と誘起電圧方式とでＰＩ制御部１９を共通化できる。その結果、高周波重畳方式及び誘起電圧方式をシームレスに結合させることが可能となる。
【0061】
また、本実施形態によれば、高周波重畳方式及び誘起電圧方式のいずれにおいてもＰＩ制御部１９への入力を位相誤差Δθ（位相ずれ値）とすることにより、高周波重畳方式と誘起電圧方式とでＰＩ制御部１９を共通化することが可能となる。
【0062】
また、本実施形態によれば、高周波重畳方式において、直流値として扱うことができる電流値Ｉｑ_ｈ（振幅値）を用いることによって、乗算部１７（変換部）における電流値Ｉｑから位相誤差Δθへの変換処理を簡素化することが可能となる。
【0063】
また、本実施形態によれば、スイッチ１８を用いた簡易な構成又は処理によって、高周波重畳方式と誘起電圧方式との切り替えを行うことが可能となる。
【0064】
本実施形態に係るモータ制御装置は、例えば、洗濯機の洗濯槽用のモータを制御するための制御装置に適用できる。洗濯機は、ドラム式洗濯機であっても良いし、縦型洗濯機であっても良い。また、洗濯機が乾燥機能を備えることによって洗濯乾燥機として構成されていても良い。これにより、制御方式を切り替える際に発生する洗濯機の振動及び騒音等を抑制できる。また、モータ制御装置が全体として保有する制御パラメータの数を削減できる。さらに、制御方式を切り替える際に制御パラメータを受け渡す処理を簡素化できる。
【0065】
（第２実施形態）
図４は、本開示の第２実施形態に係る推定部５の構成を示す図である。推定部５は、図２に示したスイッチ１８に代えて、乗算部３１，３２及び加算部３３を備える。乗算部３１は、位相誤差Δθ１に重み値Ｗ１を乗算する。乗算部３２は、位相誤差Δθ２に重み値Ｗ２を乗算する。
図４は、本開示の第２実施形態に係る推定部５の構成を示す図である。推定部５は、図２に示したスイッチ１８に代えて、乗算部３１，３２及び加算部３３を備える。乗算部３１は、位相誤差Δθ１に重み値Ｗ１を乗算する。乗算部３２は、位相誤差Δθ２に重み値Ｗ２を乗算する。
【0066】
図５は、重み値Ｗ１，Ｗ２の関係を示す図である。重み値Ｗ１，Ｗ２の範囲はいずれも０以上１以下であり、Ｗ１＋Ｗ２＝１の関係を有する。重み値Ｗ１は、推定角速度ωハットの上昇に応じて（図５の横軸の時間が大きくなるほど）減少する。一方、重み値Ｗ２は、推定角速度ωハットの上昇に応じて増大する。加算部３３は、乗算部３１の乗算結果と乗算部３２の乗算結果とを加算し、その加算結果をＰＩ制御部１９に入力する。
【0067】
本実施形態によれば、高周波重畳方式と誘起電圧方式との切り替えをさらにシームレスに行うことが可能となる。
【0068】
（変形例）
上記実施形態では、係数Ｋ（所定係数）の値は近似直線の傾きとして一定値として扱ったが、モータ１４の出力電流値（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）に応じて変動する変動値であっても良い。
上記実施形態では、係数Ｋ（所定係数）の値は近似直線の傾きとして一定値として扱ったが、モータ１４の出力電流値（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）に応じて変動する変動値であっても良い。
【0069】
図６は、変動値である係数Ｋを用いた場合の電流値Ｉｑ_ｈと位相誤差Δθ１との関係を示す図である。係数Ｋが変動値であることにより、位相誤差Δθ１は非線形となっている。
【0070】
図７は、ｄ軸電流値Ｉｄとｄ軸インダクタンスＬｄとの関係を示す図であり、図８は、ｑ軸電流値Ｉｑとｑ軸インダクタンスＬｑとの関係を示す図である。図７，８に示すように、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑに対してｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑは非線形の特性を有しており、これらの特性を示すテーブル情報又は関数情報等が予め作成及び記憶されている。電流変換部２から出力されたｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑに基づいてインダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌ１が算出され、上記式（４）に基づいて係数Ｋが算出される。これにより、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑに応じて変動する変動値として、係数Ｋを求めることができる。
【0071】
また、係数Ｋの過剰な変動を抑制すべく、この変動値を所定のカットオフ周波数を有するローパスフィルタによってローパスフィルタ処理した値として、係数Ｋを算出しても良い。これにより、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑのわずかな変化に追随して係数Ｋが細かく変動することを回避できる。
【0072】
また、上記実施形態では、ロータの回転速度に応じて高周波重畳方式と誘起電圧方式とを切り替えたが、ＰＩ制御部１９への入力を共通化できれば、他の任意の方式に適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0073】
本開示は、洗濯機の洗濯槽用のモータを制御するためのモータ制御装置への適用が特に有用である。
【符号の説明】
【0074】
１ 制御回路
１３ インバータ回路
１４ モータ
１７，３１，３２ 乗算部
３３ 加算部
１８ スイッチ
１９ ＰＩ制御部
５１ 第１推定部
５２ 第２推定部
１３ インバータ回路
１４ モータ
１７，３１，３２ 乗算部
３３ 加算部
１８ スイッチ
１９ ＰＩ制御部
５１ 第１推定部
５２ 第２推定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】