JPH11101549A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機モータの回転数を調整する機能を備え
た冷蔵庫において、的確な始動デューティーによって圧
縮機モータを円滑に始動する。 【解決手段】 冷蔵庫は、圧縮機を駆動する圧縮機モー
タ１３に印加する電圧をデューティー制御することによ
り、当該圧縮機モータ１３の回転数を調整する機能を有
するマイクロコンピュータ２を備えたものであって、マ
イクロコンピュータ２は、圧縮機の始動時、電源に接続
された他の負荷を停止させると共に、電源の電圧に基づ
いて始動デューティーを算出し、当該始動デューティー
に基づいて圧縮機モータ３に印加する電圧を制御するこ
とにより、当該圧縮機モータ１３の回転数を徐々に上昇
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機を駆動する
圧縮機モータの回転数を調整する機能を備えた冷蔵庫に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種冷蔵庫は、例えば実公平
６−１２３０１号公報（Ｆ２５Ｄ２３／００）に示され
る如く断熱箱体内に冷凍室と冷蔵室が構成されており、
冷凍室の奥部に設置した冷却器と熱交換した冷気を送風
機によって各室内に循環し、冷却する構成とされてい
る。また、近年では圧縮機を駆動する圧縮機モータとし
てＤＣモータを採用し、基本的には上限温度と下限温度
の間で圧縮機をＯＮ−ＯＦＦ制御すると共に、それに加
えて圧縮機モータに印加する電圧をデューティー制御に
よって調整することにより、圧縮機モータの回転数を調
整できる機能を備えたものも開発されている。

【０００３】係る機能を使用すれば、圧縮機の運転中、
外気温度や使用者の要求に応じて圧縮機の運転周波数を
調整することにより、冷却能力を制御できるようにな
る。従って、例えば食品などを急いで冷凍したい場合な
どには冷却能力を増大させ、逆に低外気温時などには運
転周波数を低下させることができる。

【０００４】また、圧縮機の始動時には始動デューティ
ーにより圧縮機モータに印加する電圧を制御し、圧縮機
モータの回転数を徐々に上昇させることにより、円滑な
始動を実現することが期待できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記始動デューティー
は圧縮機モータに印加されるＤＣ（直流）電源の電圧に
応じて決定しなければならないが、冷蔵庫には他にもＤ
Ｃ電圧にて動作する機器が存在する。

【０００６】即ち、例えば自動製氷機のモータなどが始
動時に動作している場合は、その分電圧は低くなるが、
この低くなった電圧を基に始動デューティーを算出し、
始動を開始した直後に自動製氷機のモータが停止する
と、その時点から印加電圧が上昇するため、圧縮機モー
タの始動に支障を来たし、始動不能状態に陥る危険性が
あった。

【０００７】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、圧縮機モータの回転数を
調整する機能を備えた冷蔵庫において、的確な始動デュ
ーティーによって圧縮機モータを円滑に始動することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の冷蔵庫は、圧縮
機を駆動する圧縮機モータに印加する電圧をデューティ
ー制御することにより、当該圧縮機モータの回転数を調
整する機能を有する制御手段を備えたものであって、制
御手段は、圧縮機の始動時、電源に接続された他の負荷
を停止させると共に、電源の電圧に基づいて始動デュー
ティーを算出し、当該始動デューティーに基づいて圧縮
機モータに印加する電圧を制御することにより、当該圧
縮機モータの回転数を徐々に上昇させるものである。

【０００９】本発明によれば、圧縮機を駆動する圧縮機
モータに印加する電圧をデューティー制御することによ
り、当該圧縮機モータの回転数を調整する機能を有する
制御手段を備えた冷蔵庫において、制御手段は、圧縮機
の始動時、電源に接続された他の負荷を停止させると共
に、電源の電圧に基づいて始動デューティーを算出し、
当該始動デューティーに基づいて圧縮機モータに印加す
る電圧を制御することにより、当該圧縮機モータの回転
数を徐々に上昇させるようにしたので、電源電圧を安定
化させた状態で始動デューティーを算出することができ
るようになる。

【００１０】これにより、その時点で最適な始動デュー
ティーを算出することが可能となるので、始動不良を解
消して、圧縮機モータを円滑に始動することができるよ
うになるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明を適用する冷蔵庫の制御
装置のブロック図、図２及び図３はマイクロコンピュー
タのプログラムを示すフローチャートである。

【００１２】図１において、制御装置１は汎用のマイク
ロコンピュータ２にて構成されており、このマイクロコ
ンピュータ２には図示しない冷蔵庫の冷凍室内の温度を
検出する冷凍室温度センサー３、図示しない冷蔵室の温
度を検出する冷蔵室温度センサー４、これも図示しない
氷温室の温度を検出する氷温室温度センサー６、圧縮機
の吐出側の温度を検出する吐出温度センサー７、後述す
る圧縮機モータ１３や送風機モータ１６、機械室送風機
モータ１８の回転数を検出する回転数センサー８、温度
設定用のボリュームなどから成る設定回路９、マイクロ
コンピュータ２や後述する各モータ、リレーなどに印加
されるＤＣ（直流）電源の電圧を検出する電圧検出回路
１１、冷蔵庫の各室の開口を開閉自在に閉塞する図示し
ない各扉の開閉を検出する複数の扉スイッチから成るド
アスイッチ回路１２、冷蔵庫が設置された外気温を検出
する外気温度センサー４１、お急ぎ冷凍スイッチ４２の
各出力が入力されている。

【００１３】また、マイクロコンピュータ２の出力に
は、冷蔵庫内に設けられた図示しない冷却器と共に冷却
装置の冷媒回路を構成する圧縮機を駆動するＤＣモータ
から成る圧縮機モータ１３がドライバ１４を介して接続
され、前記冷却器により冷却された冷気を各室に循環す
る送風機を駆動するＤＣモータから成る送風機モータ１
６がドライバ１７を介して接続され、前記圧縮機が設置
される機械室に設けられる機械室送風機を駆動するＤＣ
モータから成る機械室送風機モータ１８がドライバ１９
を介して接続され、前記自動製氷機の製氷皿を回転させ
るＤＣモータから成る製氷機モータ２１がドライバ２２
を介して接続され、前記自動製氷機に給水する給水タン
クから自動製氷機の製氷皿に給水するポンプを駆動する
ＤＣモータから成るポンプモータ２３がドライバ２４を
介して接続され、前記冷蔵室と氷温室の温度制御用のＤ
Ｃモータから成るモータダンパーのダンパーモータ２６
がドライバ２７を介してそれぞれ接続されている。

【００１４】また、マイクロコンピュータ２の出力には
ＤＣ電源にて駆動されるリレー回路２８が接続され、こ
のリレー回路２８には前記冷却器の除霜ヒータ３１、前
記給水タンクから自動製氷機に延びる給水パイプの周囲
に設けられる給水パイプヒータ３２や、その他の凍結或
いは結露防止用のヒータ３３がそれぞれ接続されてい
る。

【００１５】以上の構成で、動作を説明する。マイクロ
コンピュータ２は冷凍室温度センサー３の出力に基づ
き、冷凍室内の温度が所定の上限温度に達している場合
には圧縮機モータ１３、機械室送風機モータ１８、及
び、送風機モータ１６を始動（ＯＮ）する。この始動時
の制御に関しては後に詳述する。これによって、圧縮機
と送風機が運転されると、冷却器にて冷却された冷気は
送風機により冷凍室内に吹き出され、冷蔵室と氷温室に
は前記モータダンパーを介して供給される。

【００１６】そして、冷凍室内の温度が所定の下限温度
に低下したら圧縮機モータ１３、機械室送風機モータ１
８、送風機モータ１６を停止（ＯＦＦ）する。係る圧縮
機のＯＮ−ＯＦＦ制御によって、冷凍室は設定温度（−
２０℃程）に維持される。また、マイクロコンピュータ
２は冷蔵室温度センサー４と氷温室温度センサー６の出
力に基づき、前記ダンパーモータ２６を制御することに
より、図示しないバッフルを開閉して冷蔵室と氷温室へ
の冷気供給を制御する。これによって、冷蔵室内は約＋
５℃程の設定温度に、また、氷温室内は０℃〜−３℃程
の氷温に維持される。

【００１７】ここで、図２のフローチャートに基づき、
前記マイクロコンピュータ２による圧縮機の始動時の制
御について説明する。マイクロコンピュータ２は、ステ
ップＳ１で先ず圧縮機（ＣＭＰ）の運転（ＯＮ）司令が
あるか否か判断する。前述の如く冷凍室の温度が上限温
度に上昇するとマイクロコンピュータ２は運転司令有り
と判断し、ステップＳ２に進む。

【００１８】ステップＳ２では現在圧縮機モータ１３が
停止（ＯＦＦ）しているか否か判断する。そして、圧縮
機モータ１３が停止しているときにはステップＳ３に進
んでタイマー時間（３秒）を設定し、ステップＳ４で当
該タイマーをカウントする。次ぎに、ステップＳ５でＤ
Ｃ電圧にて動作する全ての機器（負荷）、即ち、前記送
風機モータ１６、機械室送風機モータ１８、製氷機モー
タ２１、ポンプモータ２３、ダンパーモータ２６及びリ
レー回路２８の通電を断って（ＯＦＦ）、それらを停止
させる。

【００１９】このように各ＤＣ負荷を停止させることに
よって、圧縮機モータ１３に印加されるＤＣ電源の電圧
は安定する。その状態でマイクロコンピュータ２はステ
ップＳ６において、電圧検出回路１１の出力に基づき、
ＤＣ電源の電圧を測定する。更に、マイクロコンピュー
タ２は前記吐出温度センサー７に基づいて圧縮機の吐出
温度を測定し、また、除霜（ＤＥＦ）後の始動か否か確
認し、これら三項目からその時点での最適な始動デュー
ティーを計算して圧縮機モータ１３を始動させる。

【００２０】そして、マイクロコンピュータ２はステッ
プＳ７で前記タイマー時間（３秒）が経過したか否か判
断し、ＮＯであればステップＳ４に戻ってステップＳ４
からステップＳ６を繰り返すことにより、圧縮機モータ
１３を始動する。

【００２１】即ち、マイクロコンピュータ２は上記三項
目から決定した始動デューティーに基づき、ドライバ１
４によって圧縮機モータ１３に印加し、その後同期運転
に入ったら一定周期のパルスの幅を徐々に増大して行
き、圧縮機モータ１３に印加される電圧を徐々に上昇さ
せることによって、圧縮機モータ１３の回転数を目標回
転数まで徐々に上昇させて行く。

【００２２】これによって、圧縮機モータ１３は円滑に
始動することができる。そして、ステップＳ７でタイマ
ー時間が経過すると、マイクロコンピュータ２はステッ
プＳ８に進んで上記ＤＣ電圧で動作する機器を通常の状
態に復帰させる。

【００２３】ここで、圧縮機モータ１３を始動する際、
ステップＳ６における始動デューティーの算出時に例え
ば前記製氷機モータ２１などが動作していると、ＤＣ電
圧はその分低い値として判断され、当該低い値で始動デ
ューティーが算出される。係る状況でその後の始動中に
製氷機モータ２１が停止すると、それによって圧縮機モ
ータ１３に印加される電圧が変動（パルスの高さが高く
なる）するため、圧縮機モータ１３の始動に支障を生じ
る危険性が出てくる。

【００２４】しかしながら、上記の如くＤＣ電圧で動作
する機器を全て停止させてＤＣ電圧を安定化させ、その
状態で始動デューティーを算出し、圧縮機モータ１３を
始動しているため、係る不都合を未然に防ぐことが可能
となる。

【００２５】次ぎに、マイクロコンピュータ２による圧
縮機の運転中の制御を説明する。マイクロコンピュータ
２は上述の如く基本的には圧縮機を上限温度と下限温度
の間でＯＮ−ＯＦＦ制御するものであるが、それに加え
てマイクロコンピュータ２は前述の如く圧縮機モータ１
３に印加する電圧をデューティー制御することによって
圧縮機モータ１３の回転数を調整できる機能を備えてい
る。

【００２６】そして、この調整は圧縮機の運転周波数と
して例えば６０Ｈｚ、５０Ｈｚ、４５Ｈｚ及び４０Ｈｚ
の四段階で行われる。また、係る圧縮機の運転周波数は
回転数センサー８の出力に基づいてマイクロコンピュー
タ２は把握している。

【００２７】また、マイクロコンピュータ２は通常の制
御において上記５０Ｈｚを常用周波数としており、例え
ば冷凍室内で食品を急速に冷凍したい場合などに使用者
によってお急ぎ冷凍スイッチ４２が操作されると、マイ
クロコンピュータ２は圧縮機の運転周波数を６０Ｈｚに
上昇させる。また、外気温度が例えば＋１５℃より低下
すると、マイクロコンピュータ２は外気温度センサー４
１の出力に基づき、圧縮機の運転周波数を４５Ｈｚに低
下させる制御を実行している。

【００２８】更に、マイクロコンピュータ２は扉の開閉
に基づき、図３のフローチャートの如く圧縮機の運転周
波数を調整する。即ち、マイクロコンピュータ２は外気
温度センサー４１の出力に基づき外気温度が例えば＋２
５℃以下で＋１５℃より高い場合、ステップＳ９で前記
ドアスイッチ回路１２の出力に基づき、全ての扉が閉じ
た状態か否か判断する。そして、何れかの扉が開いてい
る場合には、ステップＳ２０に進んで圧縮機の運転周波
数を前記常用周波数（５０Ｈｚ）に設定し、ステップＳ
２１で例えば４時間などのＴ１時間を設定してステップ
Ｓ９に戻る。

【００２９】一方、全ての扉が閉じられている場合、マ
イクロコンピュータ２はステップＳ９からステップＳ１
０に進み、タイマーで前記Ｔ１時間をカウントし、ステ
ップＳ１１で当該Ｔ１時間が経過したか否か判断してＮ
ＯであればステップＳ９に戻ってこれを繰り返す。

【００３０】ステップＳ１１でＴ１時間が経過すると、
即ち、全ての扉が閉じた状態が４時間継続している場合
には、マイクロコンピュータ２はステップＳ１１からス
テップＳ１２に進んで今度は５時間などのＴ２時間を設
定する。そして、ステップＳ１３で圧縮機の運転周波数
を１ランク下げ、上記５０Ｈｚから４５Ｈｚに低下させ
る。

【００３１】そして、ステップＳ１４でタイマーにより
前記Ｔ２時間をカウントし、ステップＳ１５で当該Ｔ２
時間が経過したか否か判断してＮＯであればステップＳ
１７に進む。ここで、再びドアスイッチ回路１２の出力
に基づき、全ての扉が閉じているか否か判断して、扉が
閉じた状態である場合にはステップＳ１８に進んで圧縮
機が連続して運転している時間が６０分経過したか否か
判断し、ＮＯの場合にはステップＳ１９に進んで今度は
前記除霜ヒータ３１により冷却器の除霜を行っているか
否か判断する。そして、ＮＯであればステップＳ１５に
戻り、これを繰り返す。

【００３２】そして、ステップＳ１５で前記Ｔ２時間が
経過すると、マイクロコンピュータ２はステップＳ１６
で圧縮機の運転周波数をもう一ランク下げ、前記４５Ｈ
ｚから４０Ｈｚに低下させてステップＳ１７に進む。

【００３３】ここで、このように圧縮機の運転周波数を
低下させた状態で、何れかの扉が開放された場合、マイ
クロコンピュータ２はステップＳ１７からステップＳ２
０に進んで圧縮機の運転周波数を常用周波数（５０Ｈ
ｚ）に復帰させ、ステップＳ２１で前記Ｔ１時間を設定
する。

【００３４】また、圧縮機の運転時間が連続して６０分
に達した場合にもマイクロコンピュータ２はステップＳ
１８からステップＳ２０に進んで圧縮機の運転周波数を
常用周波数（５０Ｈｚ）に復帰させ、ステップＳ２１で
前記Ｔ１時間を設定する。更に、冷却器の除霜を行った
場合にもマイクロコンピュータ２はステップＳ１９から
ステップＳ２０に進んで圧縮機の運転周波数を常用周波
数（５０Ｈｚ）に復帰させ、ステップＳ２１で前記Ｔ１
時間を設定する。

【００３５】このように、マイクロコンピュータ２は扉
が閉じられた状態が４時間継続した場合には圧縮機の運
転周波数を１ランク下げ、更にその状態が５時間継続し
た場合には運転周波数を更に１ランク低下させる。即
ち、マイクロコンピュータ２は、各室内及び収納食品の
温度が安定している状態を扉の開閉状態によって把握
し、扉が継続して閉じられ、上記温度が安定している状
況では圧縮機の運転周波数を段階的に低下させて冷却能
力を下げる。これにより、消費電力を削減し、冷蔵庫の
効率的な冷却運転を達成することが可能となる。

【００３６】また、マイクロコンピュータ２は、圧縮機
の運転周波数を低下させている状態において、扉が開放
された場合には直ちに運転周波数を常用周波数に復帰さ
せるので、扉の開放に伴う各室内の温度上昇に迅速に対
処することができるようになる。

【００３７】更に、マイクロコンピュータ２は、圧縮機
の運転周波数を低下させた状態において、圧縮機の運転
時間が６０分連続した場合、運転周波数を常用周波数に
復帰させるようにしたので、運転周波数の低下によって
冷却能力が低下し、それによって圧縮機が連続運転とな
って却って消費電力が増大してしまう状況を回避するこ
とができるようになる。

【００３８】更にまた、マイクロコンピュータ２は、圧
縮機の運転周波数を低下させた状態において、冷却器の
除霜を行った場合、運転周波数を常用周波数に復帰させ
るようにしたので、除霜後の冷却能力を確保し、各室の
迅速な温度低下を実現することができるようになる。

【００３９】尚、上記実施例で示した各値はそれに限ら
れるものでは無く、冷蔵庫の能力に応じて適宜設定する
ものとする。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、圧縮
機を駆動する圧縮機モータに印加する電圧をデューティ
ー制御することにより、当該圧縮機モータの回転数を調
整する機能を有する制御手段を備えた冷蔵庫において、
制御手段は、圧縮機の始動時、電源に接続された他の負
荷を停止させると共に、電源の電圧に基づいて始動デュ
ーティーを算出し、当該始動デューティーに基づいて圧
縮機モータに印加する電圧を制御することにより、当該
圧縮機モータの回転数を徐々に上昇させるようにしたの
で、電源電圧を安定化させた状態で始動デューティーを
算出することができるようになる。

【００４１】これにより、その時点で最適な始動デュー
ティーを算出することが可能となるので、始動不良を解
消して、圧縮機モータを円滑に始動することができるよ
うになるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷蔵庫の制御装置のブロック図であ
る。

【図２】マイクロコンピュータのプログラムを示すフロ
ーチャートである。

【図３】同じくマイクロコンピュータのプログラムを示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 制御装置 ２ マイクロコンピュータ １１ 電圧検出回路 １２ ドアスイッチ回路 １３ 圧縮機モータ １６ 送風機モータ ２８ リレー回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機を駆動する圧縮機モータに印加す
   る電圧をデューティー制御することにより、当該圧縮機
   モータの回転数を調整する機能を有する制御手段を備え
   た冷蔵庫において、 前記制御手段は、前記圧縮機の始動時、電源に接続され
   た他の負荷を停止させると共に、前記電源の電圧に基づ
   いて始動デューティーを算出し、当該始動デューティー
   に基づいて前記圧縮機モータに印加する電圧を制御する
   ことにより、当該圧縮機モータの回転数を徐々に上昇さ
   せることを特徴とする冷蔵庫。