JP2017063952A - モータ駆動装置およびこれを用いた洗濯機又は洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】加速度センサにより洗濯兼脱水槽の振動を検出する洗濯機等に用いるモータ駆動装置において、安価で精度の高い振動検出方法を備えるモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】電源１、２と、電源に接続した回路により駆動され、洗濯兼脱水槽５を駆動するモータ４と、洗濯兼脱水槽５の回転状態を検出するロータ位置検出出手段４ａと、制御部６とを備え、洗濯兼脱水槽５に取り付けた加速度センサ７の出力により、洗濯兼脱水槽５の振動振幅を演算により検出するモータ駆動装置において、制御部６は、加速度センサ７のサンプリング周波数を、洗濯兼脱水槽５の回転数に応じて複数の値に切り替える通信を実施することで、安価でノイズの影響を受けにくい高精度な振動検出を可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯兼脱水槽に振動検出センサを備えた洗濯機等に用いられるモータ駆動装置およびこれを用いた洗濯機又は洗濯乾燥機に関するものである。

洗濯機等において、脱水動作中の衣類のアンバランス状態を検出するため、洗濯兼脱水槽の振動を検出するために加速度センサが用いられる（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、洗濯兼脱水槽の振動を精度よく検出するために、洗濯兼脱水槽の回転数が低速である時には、増幅率を大きく設定し、回転数が高速である時には、増幅率を小さく設定する洗濯兼脱水槽の振動検出機構をもつ構成が開示されている。

特開２００５−２９６４３１号公報

しかしながら、昨今の洗濯機等のモータ制御駆動部は、マイコン等のデジタル制御方式を用いられることが多いため、振動検出センサがアナログ方式の場合、マイコン側に高精度なＡＤ変換機能が必要で、安価なマイコンが使えなかった。また、振動検出センサがデジタル方式の場合、センサ自身のサンプリング周波数は洗濯兼脱水槽の最高回転数以上に設定される必要があり、サンプリング周波数を一定にした場合、低速運転時は、サンプリング周波数が高すぎるため、本来検出したい洗濯兼脱水槽の振動周波数成分を抽出するためのフィルタが必要となるほか、フィルタ演算のために遅延が発生するという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、より安価なマイコン制御装置を選定可能で、かつ検出に遅延なく制御することが可能な振動センサを搭載したモータ駆動装置およびこれを用いた洗濯機または洗濯乾燥機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るモータ駆動装置は、電源と、前記電源に接続した回路により駆動され負荷を駆動するモータと、前記負荷の回転状態を検出する回転状態検出手段と、前記回路を制御する制御手段とを備え、前記負荷に取り付けた加速度センサの出力により、前記負荷の振動振幅を演算により検出するモータ駆動装置において、前記制御手段は、前記加速度センサのサンプリング周波数を、前記負荷の回転数に応じて複数の値に切り替える通信を実施することを特徴とする。

本発明のモータ駆動装置により、加速度センサの加速度検出値から、負荷の振動振幅を計算する際に、複雑なフィルタ演算を行うことなく、また時間遅れや検出誤差が少ない高精度な振幅検出が可能となる。また、安価なマイコン制御部を採用する事ができる。

本発明の実施の形態１のモータ駆動装置のブロック回路図 同モータ駆動装置のセンサ設定部の動作ステップ図 同モータ駆動装置の加速度検出波形図 同モータ駆動装置のセンサ振幅計算の動作ステップ図 同モータ駆動装置のセンサ設定部の設定値切り替え実施タイミングと回転速度の関係図 同モータ駆動装置のサンプリング周波数と振幅値検出誤差の関係図 同モータ駆動装置の高速動作時のサンプリング周波数と加速度検出波形の関係図 同モータ駆動装置の低速動作時のサンプリング周波数と加速度検出波形の関係図 同モータ駆動装置のサンプリング周波数を一定の高い値に設定した時の加速度検出波形図 本発明の実施の形態２のモータ駆動装置のセンサ設定部の動作ステップ図

第１の発明は、電源と、前記電源に接続した回路により駆動され負荷を駆動するモータと、前記負荷の回転状態を検出する回転状態検出手段と、前記回路を制御する制御手段とを備え、前記負荷に取り付けた加速度センサの出力により、前記負荷の振動振幅を演算により検出するモータ駆動装置において、前記制御手段は、前記加速度センサのサンプリング周波数を、前記負荷の回転数に応じて複数の値に切り替える通信を実施することを特徴とする。

この構成により、負荷の振動振幅を計算する際に、複雑なフィルタ演算を行う必要が無いため、安価な制御部を採用でき、また時間遅れなく、誤差の少ない負荷の振動検出を可能にするモータ駆動装置を実現できる。

第２の発明は、上記第１の発明において、切り替える通信を実施する時期を、前記負荷の回転数をＮ［Ｈｚ］とするとき、前記加速度センサのサンプリング周波数が、常時７×Ｎ［Ｈｚ］以上となるように設定する構成とする。

この構成により、負荷の振動振幅を計算する際に、複雑なフィルタ演算を行う必要が無いため、安価な制御部を採用でき、また、サンプリングの開始位相に依存せずに、時間遅れなく、誤差の少ない負荷の振動検出を可能にするモータ駆動装置を実現できる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、前記加速度センサのサンプリング周波数の切替周波数は２種類であることを特徴とする。

この構成により、サンプリング周波数の設定が簡単で、設定変更の通信回数の少ないモータ駆動装置を提供することができる。

第４の発明は、上記第３の発明において、前記加速度センサのサンプリング周波数の２種類の設定値は、サンプリング周波数の高位の設定周波数が低位の設定周波数の２倍以上であるように構成する。

この構成により、２種類ではあるが、負荷を広範囲な回転数で駆動した際にも精度よく振動を検出できるモータ駆動装置を提供することができる。

第５の発明は、上記第３または第４の発明において、前記加速度センサのサンプリング周波数は、前記負荷を起動開始する時は低位のサンプリング周波数を設定し、あらかじめ決められた回転数に達した後に、高位のサンプリング周波数に設定することを特徴とする。

この構成により、特に負荷の回転数変化および負荷変動に適切に対応して精度よく振動を検出できるモータ駆動装置を提供することができる。

第６の発明は、上記第１〜第５のいずれかの発明のモータ駆動装置を用いて洗濯機を構成したものである。

第７の発明は、上記第１〜第５のいずれかの発明のモータ駆動装置を用いて洗濯乾燥機を構成したものである。

この構成により、モータによって駆動される洗濯兼脱水槽内の被洗濯物の容量や偏りに応じて変動する洗濯兼脱水槽の振動状態を正しく検出することができる。また、多様な洗濯、すすぎ、乾燥の条件に応じてきめ細かく、効率的に洗濯兼脱水槽の振動状態を検出し、モータの回転数を制御することができるので、多機能で使い勝手の良い洗濯機、洗濯乾燥機を提供することができる。さらに、複雑なフィルタリング処理を必要としないため、マイコン制御部を簡素化でき、安価な洗濯機、洗濯乾燥機を提供することができる。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のモータ駆動装置のブロック回路図である。図１に示すように、交流電源１は、整流回路２に交流電圧を加え、整流回路２は、交流電圧を整流して直流電圧をインバータ回路３（回路）に加える。交流電源１と整流回路２を合わせて、電源と称する。

インバータ回路３は、６個のパワースイッチング半導体と逆並列ダイオードよりなる３相フルブリッジインバータ回路により構成し、通常、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆並列ダイオードおよびその駆動回路と保護回路を内蔵したインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）で構成している。パワースイッチング半導体は、ＩＧＢＴの他、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などで構成しても良い。このインバータ回路３の構成は、よく知られたものと同様であるので、詳しい説明は省略する。

インバータ回路３の出力端子にモータ４を接続し、モータ４により洗濯機または洗濯乾燥機の撹拌翼（図示せず）、または洗濯兼脱水槽５等の負荷を駆動する。モータ４は、ブラシレスモータにより構成し、回転子（ロータ）を構成する永久磁石と固定子との相対位置（回転子位置）をロータ位置検出手段４ａ（回転状態検出手段）により検出する。ロータ位置検出手段４ａは、通常、３個のホールＩＣにより構成し、電気角６０度ごとの位置出力基準信号を検出する。

なお、ロータ位置検出手段４ａは、３つの位置出力基準信号を元にロータの位置を検出しているが、ホールＩＣを用いず、モータの相電流と３相モータ駆動制御電圧からロータ位置を演算により検出する方法でもよい。

インバータ回路３の動作を制御するマイコン制御部１２（制御手段）は、制御部６、センサ設定部９、速度検出部１０、通信部８、振動振幅検知部１１を備える。

制御部６は、モータ４のロータの回転状態検知によって洗濯兼脱水槽５の回転数等の回転状態を検出するロータ位置検出手段４ａ（回転状態検出手段）とモータ４の巻線に流れ
る電流を検出する電流検出手段によりインバータ回路３をベクトル制御してモータ４の回転を制御するものである。制御部６は、マイクロコンピュータと、マイクロコンピュータに内蔵したインバータ制御タイマー（ＰＷＭタイマー）、高速ＡＤ変換回路、メモリ回路（ＲＯＭ、ＲＡＭ）等より構成し、ロータ位置検出手段４ａの出力信号より電気角を検知する電気角検知手段と、電流検出手段の出力信号と電気角検知手段の信号より磁束に対応した電流成分Ｉｄ（ｄ軸電流）とトルクに対応した電流成分（トルク電流）Ｉｑ（ｑ軸電流）に分解する３相／２相ｄｑ変換部と、静止座標系から回転座標系に変換、あるいは逆変換するのに必要な正弦波データ（ｓｉｎ、ｃｏｓデータ）を格納する記憶手段と、磁束に対応した電圧成分Ｖｄとトルクに対応した電圧成分Ｖｑを３相モータ駆動制御電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換する２相／３相ｄｑ逆変換手段と、３相モータ駆動制御電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに応じてインバータ回路３のＩＧＢＴのスイッチングを制御するＰＷＭ制御手段などを備えている（詳細構成については図示せず）。

振動センサ７（加速度センサ）は、いわゆる加速度検出センサＩＣを内部に備え、洗濯兼脱水槽５に取り付けられている。加速度検出センサＩＣ内部には、加速度の検出部と、検知した加速度を電圧に変換しさらにＡＤ変換する変換部と、デジタル変換された加速度値を通信により外部へ送信若しくは、外部からの信号に応じてＩＣ内部の設定値を変更する制御部を有する（詳細構成については図示せず）。内部のＡＤ変換のサンプリング速度（サンプリング周波数）は、外部からの信号により、複数の値を設定することが一般的であり、例えば、５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、４００Ｈｚ、１０００Ｈｚなどから設定可能な加速度検出センサＩＣが存在する。

通信部８は、振動センサ７からの加速度検出値信号を受信し、振動振幅検知部１１へ加速度検出値を送信する。また、通信部８は、センサ設定部９からの設定情報を振動センサ７へ送信する。

センサ設定部９は、振動センサ７への設定情報をあらかじめ設定した選択方法、若しくは、制御部６から得られたモータ４の速度情報から、数式による演算により選択した設定方法を決定し、通信部８に出力する。

以上のように構成したモータ駆動装置について、その動作、作用を説明する。

図２は、センサ設定部９によるセンサ設定値の変更の動作ステップを示す図である。

ステップ２００において、センサ設定値変更処理が開始されると、ステップ２０１において、洗濯兼脱水槽５の回転数をあらかじめ決められた規定値と比較し、低い場合は、ステップ２０３に、高い場合は、ステップ２０２に移行する。

ステップ２０２では、振動センサ７の加速度検出センサのＡＤ変換周波数を高速に設定し、ステップ２０４に移行し、センサ設定値の決定出力を実施する。

ステップ２０３では、振動センサ７の加速度検出センサのＡＤ変換周波数を低速に設定し、ステップ２０４に移行し、センサ設定値の決定出力を実施する。

速度検出部１０は、ロータ位置検出手段４ａからの信号の変化する時間間隔を計測することでモータ４の速度（回転数）を検出する。検出結果は、制御部６と、振動振幅検知部１１へそれぞれ出力する。

振動振幅検知部１１は、通信部８から受信した振動センサ７で検出した加速度値と、速度検出部１０で検出した速度に応じて、洗濯兼脱水槽５の振幅値を数式１により算出し、
制御部６に送信する。

この時、周波数ｆは、洗濯兼脱水槽５の回転周期を指す。周波数ｆは、洗濯兼脱水槽と同軸に駆動モータを備える所謂ダイレクトドライブ方式の場合は、モータ回転速度と等価であるが、直径の異なる複数のプーリとベルトを用いた減速機構を備えたベルト駆動方式の場合は、モータ回転数を減速比で除した値である。

振動振幅検知部１１では、速度検出部１０で洗濯兼脱水槽５が機械角で１回転したことを判定し、加速度値の最小値と最大値を計算する。具体的な算出方法を図４を用いて説明する。

図４は、センサ振幅（洗濯兼脱水槽５の振幅値）の計算を実施するステップ図である。

ステップ４００において、センサ振幅計算を開始し、ステップ４０１において、洗濯兼脱水槽５が１回転したか否かを判定する。

洗濯兼脱水槽５が１回転に達しない場合は、ステップ４０２に移行し、現在の検出加速度結果が、ステップ４００開始後の最大値以上か否かを判定する。現在の検出加速度が最大値以上の場合は、ステップ４０５に移行し、検出加速度の最大値を更新し、再びステップ４０１に移行する。ステップ４０２において、検出加速度値が最大値以下だった場合には、ステップ４０３に移行し、ステップ４００開始後の最小値未満か否かを判定する。最小値未満だった場合、ステップ４０６に移行して検出加速度の最小値を更新し、再びステップ４０１に移行する。

ステップ４０３において、検出加速度値が最小値以上だった場合は、何も処理せずステップ４０１に移行する。

以上の動作を洗濯兼脱水槽５が１回転するまでの間繰り返し処理することで、洗濯兼脱水槽５の１回転の中の加速度の最大値、最小値が求められる。

ステップ４０１において、洗濯兼脱水槽５が１回転したことを判定した場合には、ステップ４０７に移行して、加速度の最大値と最小値の差を検出し、本計算ステップを完了する。

なお、最大値及び最小値を更新するステップ４０５、４０６において、前回値に比べて明らかに高い値（例えば３倍以上など）を検出した場合や、前回値に比べて明らかに低い値（たとえば１／３以下）を検出した場合には、その値をノイズ成分と判定し、最大値と最小値をそれぞれ更新しないなどのノイズリミッタ機能を持たせても良い。

図３は、上記センサ振幅算出の具体例を示したもので、計算回転数１０００［ｒ／ｍｉｎ］相当の正弦波信号（振幅を±１と仮定した場合）をサンプリング周波数４００［Ｈｚ］で検出した場合の波形である。信号の基本周波数成分は、１６．６７［Ｈｚ］であり、サンプリング速度は、その２４倍と十分高い値であるため、加速度検出値の最大値（点ａ）と最小値（点ｂ）をそれぞれ正しく検出できていることが分かる。

次に、サンプリング周波数によって加速度検出値の最大値及び最小値の検出精度がどの程度変化するかについて見てみる。洗濯兼脱水槽５が比較的高速で回転している場合を想定している。

図７は、図３と同じく回転数１０００［ｒ／ｍｉｎ］相当の正弦波信号を、図７（ａ）は、サンプリング周波数を１００［Ｈｚ］で検出した時の波形で、図７（ｂ）は、サンプリング周波数を４００［Ｈｚ］として検出した時の波形である。図７のそれぞれの波形において、正弦波信号の位相とサンプリング開始タイミングの位相を変化させて加速度検出値の最大値及び最小値の検知状況を比較する。

図７（ａ）では、サンプリングの開始位相に応じて、最大値を検出できる場合とそうでない場合が混在しており、最大値―最小値の検出誤差は、ワースト値で１３％低く検出される。つまり、信号周波数に対してサンプリング周波数が６倍程度で検出する場合は、振動振幅値の検出誤差が最大で１３％となることが分かる。

図７（ｂ）では、サンプリングの開始位相に依存せず、最大値及び最小値を検出できることを示しており、信号周波数に対してサンプリング周波数が２４倍程度で検出する場合は、振動振幅値が誤差を含まず、正しく検出できることを示している。

図６は、サンプリング周波数を信号周波数に対して、７倍、１１倍、５０倍、１００倍と、その比率を変化させた場合に、洗濯兼脱水槽５の振幅値の演算値の誤差がどのように変化するかを示す図である。横軸は、検出信号に対するサンプリング開始タイミングの位相差を示す。

図６より、検出したい誤差を５％以下としたい場合であれば、サンプリング周波数は、信号周波数の少なくとも７倍以上に設定すれば良いことを示しており、同様に検出誤差を２．５％以下に設定したい場合は、サンプリング周波数を１１倍以上に設定すればよいことが分かる。また、サンプリング周波数を１００倍以上に設定すれば、検出誤差をほぼゼロにすることが可能である。つまり、サンプリング周波数は、高ければ高いほど検出誤差がゼロに近づく特性となる。

次に、洗濯兼脱水槽５が上記に比べて低速で回転している場合について以下に述べる。

図９（ａ）は、サンプリング周波数４００［Ｈｚ］とし、洗濯兼脱水槽５の回転速度を２．５［Ｈｚ］（１５０［ｒ／ｍｉｎ］）とした時の実際の加速度検出値の一例を示している。

図９（ａ）において、加速度検出値の最大値と最小値を前述の図４のステップにより検出する場合、最大値は点ｃ、最小値は点ｄと検出される。例えば、点ｃを２００［ｍＧ］、点ｄを−２００［ｍＧ］として、数式１を用いて計算すると、振幅値の演算結果は、３１．７７［ｍｍ］となる。しかしながら、この時の実測振幅値は０．０８［ｍｍ］であり、大きく値が異なる。

この差の理由は、数式１の周波数の取り扱い方法であり、数式１で示す周波数ｆの定義は、図７（ｂ）に示す加速度検出波形の周波数であり、検出加速度振幅の基本波成分の周波数を指す。つまり、図９（ａ）のような急峻なノイズ的な波形の周波数ではないため、この急峻な加速度変化の周波数（約５０Ｈｚ）を誤って洗濯兼脱水槽５の回転数の基本波成分（２．５［Ｈｚ］）として演算することで、実際の洗濯兼脱水槽５の回転速度の２０倍の変化率となり、振幅の計算結果として、その２乗の４００倍と誤検知してしまうから
である。

つまり、加速度検出値の最大値および最小値の検出誤差を小さくするという観点からは、サンプリング周波数は高い方が望ましいが、サンプリング周波数を必要以上に高く設定すると、実際の洗濯兼脱水槽５の回転周期に対して、急峻なノイズ成分を持つ加速度値をも検出してしまうため、図９（ａ）のような僅かな振動波形にもかかわらず、洗濯兼脱水槽５の振幅値としては実際の振動よりも異常に大幅な値を誤検知してしまう副作用が発生する。

ここで、サンプリング周波数を、たとえば４００［Ｈｚ］に固定する場合、振動センサ７の加速度検出センサの検出信号の周波数が低くなる洗濯兼脱水槽５の回転が低い時に、前述のノイズ成分を持つ加速度検出を発生しやすいため、洗濯兼脱水槽５の回転速度に応じて、サンプリング周波数を低い値に切り替え、最適に選択することで、前述の課題を解決することが可能となる。

本発明の実施の形態１におけるモータ駆動装置では、洗濯兼脱水槽５の回転数に応じて必要以上にサンプリング周波数を高めないことを目的として、前述のセンサ設定部９により、サンプリング周波数を洗濯兼脱水槽５の回転速度に応じて切り替え、通信部８を通じて通信を行うことが特徴である。以下、その一具体例について説明する。

図５は、脱水運転をした場合の洗濯兼脱水槽５の回転数の変化に伴ってセンサ設定部９が実行するサンプリング周波数切り替えのタイミングの一例を示すグラフである。

この時、低速運転時、例えば規定回転数を２００［ｒ／ｍｉｎ］と設定する場合、洗濯兼脱水槽５の回転速度が２００［ｒ／ｍｉｎ］未満の場合には、センサ設定部９は、サンプリング周波数は低速設定の１００［Ｈｚ］を選択し、例えば２００［ｒ／ｍｉｎ］以上の高速運転時には、センサ設定部９は、サンプリング周波数を４００［Ｈｚ］に設定変更する通信を通信部８を経由して振動センサ７に送信することで実現できる。

図８（ｂ）は、センサ設定部９がサンプリング周波数を低速設定の１００［Ｈｚ］から高速設定の４００［Ｈｚ］に設定変更する直前の加速度検出波形を示しており、洗濯兼脱水槽５の回転速度が２００［ｒ／ｍｉｎ］（信号周波数＝３．３３３［Ｈｚ］）において、サンプリングの開始位相に依存せず、加速度の最大値及び最小値を正確に検出できることを示している。

洗濯兼脱水槽５の回転速度が規定回転数の２００［ｒ／ｍｉｎ］以上になっても、サンプリング周波数を低速設定の１００［Ｈｚ］のまま変更しないで運転を続けると、図７（ａ）に示したような、サンプリングの開始位相によっては、加速度の最大値―最小値の検出誤差が非常に大きい状態となってしまうが、サンプリング周波数を高速設定の４００［Ｈｚ］に設定変更することにより、図７（ｂ）に示したような、サンプリングの開始位相に依存せず、加速度の最大値及び最小値を正確に検出できる状態とすることができる。

なお、図８（ａ）は、低速設定のサンプリング周波数をあまりに低く設定しすぎると、サンプリングの開始位相によっては、加速度の最大値―最小値の検出誤差が非常に大きい状態となってしまうことを示している。

ここで、上記の規定回転数の設計例について述べる。図６を参照して説明した前述のサンプリングによる検出誤差の関係から、検出誤差を５％以下に設計したい場合、サンプリング速度は、洗濯兼脱水槽５の回転数の７倍以上が望ましい。つまり、低速側のサンプリング周波数設定値を１００［Ｈｚ］とするならば、０〜８５７［ｒ／ｍｉｎ］未満の領域
で切り替えを実施することで実現できる。

なお、検出誤差の設計値に応じて、判定したい振動振幅の閾値を検出バラつき誤差として考慮し、調整することで、５％以上の検出誤差、つまりサンプリング速度を洗濯兼脱水槽５の回転数の７倍未満として設定することも可能である。具体的には、サンプリング周波数を洗濯兼脱水槽５の回転数の６倍に設定すると、検出誤差がマイナス１３％となるので、振動振幅の許容閾値を１３％低く設定することにより、使用することが可能である。但し、検出振幅は１３％のバラつきを含む副作用がある。

なお、前述の図９（ａ）に示したような急峻なノイズ成分の加速度検出結果に対して、前述の検出方法に加えて、ローパスフィルタを構成することも可能である。ローパルフィルタの方式には、様々な方法がある。例えば、前回との差分をある比率で加算しながら演算する方式の場合、値を確定するため複数の値の取得が必要となるため、ある程度の時間が必要となるが、許容範囲内の遅延時間であれば、ローパスフィルタを併用しても良い。

以上のように、本実施の形態の構成によれば、洗濯兼脱水槽５の振動振幅を計算する際に、複雑なフィルタ演算を行うことなく、時間遅れなく、検出誤差の少ない洗濯兼脱水槽５の振動検出を可能にするモータ駆動装置を実現できる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、加速度センサのサンプリング周波数を２種類から選定する方式について述べたが、さらに多くの設定値を選択することができる。本実施の形態２では、４種類から選定する方式について述べる。

本実施の形態２のモータ駆動装置は、実施の形態１の構成の中で、センサ設定部におけるセンサ設定値変更の動作ステップが異なるほかは実施の形態１の構成と同じである。以降、実施の形態１と異なる部分について説明し、その他の構成については、説明を省略する。

図１０は、本実施の形態２におけるセンサ設定部９によるセンサ設定値の変更の動作ステップを示す図である。ステップ３００において、設定変更が開始され、ステップ３０１において、洗濯兼脱水槽５の回転数が規定値１よりも低いか否かを判定する。洗濯兼脱水槽５の回転数が規定値１よりも低い場合は、ステップ３０４に移行し、規定値１よりも高い場合は、ステップ３０２に移行する。

ステップ３０４では、サンプリング周波数を設定１として、加速度センサのサンプリング周波数を設定し、ステップ３０８に移行する。

ステップ３０２では、洗濯兼脱水槽５の回転数が規定値２より低いか否かを判定する。規定値２より低い場合は、ステップ３０５に移行し、規定値２より高い場合は、ステップ３０３に移行する。

ステップ３０５では、サンプリング周波数を設定２として加速度センサの設定をし、ステップ３０８に移行する。

ステップ３０３では、洗濯兼脱水槽５の回転数が規定値３より低いか否かを判定する。規定値３より低い場合は、ステップ３０６に移行し、規定値３より高い場合は、ステップ３０７に移行する。

ステップ３０６では、サンプリング周波数を設定３として加速度センサの設定をし、ス
テップ３０８に移行する。

ステップ３０７では、サンプリング周波数を設定４として加速度センサの設定をし、ステップ３０８に移行する。

ステップ３０８では、センサ設定部９は、上記設定１〜設定４のいずれかに設定されたサンプリング周波数をセンサ設定値の決定値として、振動センサ７に向けて出力する。

図１０のステップ３０１〜３０３における、回転数規定値の大小関係については、規定値１は、規定値２より低く、規定値３は、規定値２より大きい範囲で設定可能である。また、ステップ３０４〜３０７で設定されるサンプリング周波数は、設定１は、設定２より低く、設定２は、設定３より低く、設定３は、設定４より低い値を設定する。

つまり、洗濯兼脱水槽５の回転数が上昇している時には、サンプリング周波数が設定１→設定２→設定３→設定４の順に選択され周波数は、徐々に大きく切り替え設定され、逆に洗濯兼脱水槽５の回転数が減少している時には、設定４→設定３→設定２→設定１の順にサンプリング周波数が小さい設定に変更される。

本実施の形態２の設定方法により、洗濯兼脱水槽５の回転数の範囲が実施の形態１に比べて広い場合においても、より細かくサンプリング周波数を切り替え選択することができるので、検出誤差を少なくしながらも、ノイズ等の影響を受けにくく、遅延を生ずることなく、洗濯兼脱水槽５の振動振幅を検出することが可能となる。

上記実施の形態１または実施の形態２のモータ駆動装置を用いた洗濯機または洗濯乾燥機は、モータによって駆動される洗濯兼脱水槽内の被洗濯物の容量や偏りに応じて変動する洗濯兼脱水槽の振動状態を正しく検出することができる。また、多様な洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の条件に応じてきめ細かく、効率的に洗濯兼脱水槽の振動状態を検出し、モータの回転数を制御することができるので、多機能で使い勝手の良い洗濯機、または洗濯乾燥機を提供することができる。

また、複雑なフィルタリング処理を必要としないため、マイコン制御部を簡素化でき、安価な洗濯機、または洗濯乾燥機を提供することができる。

本発明に係るモータ駆動装置は、加速度検出により洗濯兼脱水槽の振幅を演算する方式において、複雑なフィルタリング処理を不要とし、時間遅れなく振幅計算ができるので、洗濯兼脱水槽の振幅を任意の範囲に検出遅れなく制御する必要がある洗濯機、洗濯乾燥機等のモータ駆動装置として好適に利用することができる。

１ 交流電源（電源）
２ 整流回路（電源）
３ インバータ回路（回路）
４ モータ
４ａ ロータ位置検出手段（回転状態検出手段）
５ 洗濯兼脱水槽
６ 制御部
７ 振動センサ（加速度センサ）
８ 通信部
９ センサ設定部
１０ 速度検出部
１１ 振動振幅検知部

Claims (7)

1. 電源と、前記電源に接続した回路により駆動され負荷を駆動するモータと、前記負荷の回転状態を検出する回転状態検出手段と、前記回路を制御する制御手段とを備え、前記負荷に取り付けた加速度センサの出力により、前記負荷の振動振幅を演算により検出するモータ駆動装置において、前記制御手段は、前記加速度センサのサンプリング周波数を、前記負荷の回転数に応じて複数の値に切り替える通信を実施することを特徴とするモータ駆動装置。
2. 前記切り替える通信を実施する時期を、前記負荷の回転数をＮ［Ｈｚ］とするとき、前記加速度センサのサンプリング周波数が常時７×Ｎ［Ｈｚ］以上となるように設定することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 前記加速度センサのサンプリング周波数の切替周波数は２種類であることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
4. 前記加速度センサのサンプリング周波数の２種類の設定値は、サンプリング周波数の高位の設定周波数が低位の設定周波数の２倍以上であることを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
5. 前記加速度センサのサンプリング周波数は、前記負荷を起動開始する時は低位のサンプリング周波数を設定し、あらかじめ決められた回転数に達した後に、高位のサンプリング周波数に設定することを特徴とする請求項３または４に記載のモータ駆動装置。
6. 前記請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ駆動装置を用いた洗濯機。
7. 前記請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ駆動装置を用いた洗濯乾燥機。

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