(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍室と、冷蔵室と、前記冷蔵室の温度を設定する温度設定手段で設定された設定温度に基づいて所定の温度幅で圧縮機を運転させる運転開始温度及び前記圧縮機を停止させる運転停止温度を定める制御温度設定部と、この制御温度設定部で設定された前記運転開始温度及び前記運転停止温度並びに前記冷蔵室の温度を検出する温度検出手段で検出された冷蔵室温度のみに基づいて前記圧縮機の運転を制御する制御手段と、前記冷凍室の奥部のみに設けられ前記圧縮機で圧縮された冷媒が供給され庫内空気と熱交換を行って庫内を冷却する冷却器と、前記冷凍室と前記冷蔵室を連通する通路のみとを備えた冷蔵庫において、
この制御手段は、前記冷蔵室温度が前記運転開始温度以上の場合に前記圧縮機の運転を開始し、前記冷蔵室温度が前記運転停止温度以下の場合に前記圧縮機の運転を停止し、前記圧縮機の運転時間及び停止時間を一定の時間測り前記圧縮機の運転率を算出し、この算出された運転率に基づいて１０％〜５０％の運転率が維持できるように前記運転開始温度及び前記運転停止温度の温度幅帯を変更させることを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機の運転率及びオンオフサイクル時間に基づいて冷蔵室の温度制御における制御温度幅を変更するようにした冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に先行する(ｉ)特開平２−１１５６７４号公報に開示された冷却装置の制御装置は、検出した空間の温度に基づいて所定の温度幅で圧縮機の運転を制御するものである。さらにこの制御装置は、圧縮機の運転期間とこの運転期間と停止期間の和との比で決まる圧縮機の運転率が、予め定めた所定の運転率よりも小さいときに、前記所定の温度幅を拡大するように構成されている。
【０００３】
また、本発明に先行する(ii)特開昭５６−１３０５７３号公報には、外気温を検出するセンサーを設け、外気温が低いときには所定の温度幅を拡大して圧縮機の停止期間が長くなるように構成した制御装置が開示されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記(ｉ)の公報にあっては、所定の温度幅を調節するにあたり、圧縮機の運転率を測定し測定した運転率が所定の運転率よりも小さくなった場合に所定の温度幅を拡大するため、この拡大操作により制御ディファレンシャルが拡大され（この温度幅の変更後の圧縮機の運転率が所定の運転率より大きくなりやすいが）、次回の運転率の確認によって所定の運転率より大きくなったとすれば、制御ディファレンシャルは縮小される。このため、運転率を所定の運転率と比較して小さいときに所定の温度幅を拡大するという制御操作では、温度幅が圧縮機のオンオフサイクル毎に増減する可能性があり、このサイクル毎の増減操作で冷凍室の温度が安定しにくく、しかも他の貯蔵室への温度影響も無視できなくなる等の問題があった。
【０００５】
一方前記(ii)の公報の制御装置にあっては、外気温センサが増えるだけでなく外気温度が低いときに大きな熱負荷（例えば暖かい食品等）を庫内に収納した場合等早期冷却が必要であるにもかかわらず、外気温が低いため制御の温度幅が大きく冷却運転に復帰するのが遅れやすいため、周囲の温度が上昇し周囲の食品や他の貯蔵室に収納された食品の品質低下を招くなどの問題があった。
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するもので、圧縮機の運転を制御する制御手段における温度幅帯を、圧縮機の運転率に基づいて変更するようにした冷蔵庫を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、冷凍室と、冷蔵室と、前記冷蔵室の温度を設定する温度設定手段で設定された設定温度に基づいて所定の温度幅で圧縮機を運転させる運転開始温度及び前記圧縮機を停止させる運転停止温度を定める制御温度設定部と、この制御温度設定部で設定された前記運転開始温度及び前記運転停止温度並びに前記冷蔵室の温度を検出する温度検出手段で検出された冷蔵室温度のみに基づいて前記圧縮機の運転を制御する制御手段と、前記冷凍室の奥部のみに設けられ前記圧縮機で圧縮された冷媒が供給され庫内空気と熱交換を行って庫内を冷却する冷却器と、前記冷凍室と前記冷蔵室を連通する通路のみをを備えた冷蔵庫において、
この制御手段は、前記冷蔵室温度が前記運転開始温度以上の場合に前記圧縮機の運転を開始し、前記冷蔵室温度が前記運転停止温度以下の場合に前記圧縮機の運転を停止し、前記圧縮機の運転時間及び停止時間を一定の時間測り前記圧縮機の運転率を算出し、この算出された運転率に基づいて１０％〜５０％の運転率が維持できるように前記運転開始温度及び前記運転停止温度の温度幅帯を変更させ、圧縮機の運転率を適正に設定することができるとともに、冷蔵室の温度制御を行うことで冷凍室が冷えなくなるのを防止できるようにしている。
【０００８】
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の冷蔵庫の側面断面図、図２は本発明の制御回路図、図３は本発明の温度設定幅の変更の流れを示す切換フロー図、図４は本発明の冷蔵庫の制御装置の動作を説明するフローチャート、図５は本発明の冷蔵庫の制御装置の動作を説明するフローチャート、図６は本発明の冷蔵庫の制御装置の動作を説明するフローチャート、図７は本発明の冷蔵庫の制御装置の動作を説明するフローチャート、図８は本発明の冷蔵庫の制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【００１０】
１は冷蔵庫で、この冷蔵庫は前面を開口した鋼板製の外箱２と、この外箱の内側に間隔を設けてＡＢＳなどの硬質樹脂製の内箱３と、この内箱と外箱との間に現場発泡方式にて充填される発泡ウレタンの断熱材４とで本体５を構成し、この本体の開口を扉６、７で閉塞している。
【００１１】
８は本体５の内部を上下に仕切る横仕切壁で、この横仕切壁の上方を凍結温度に冷却される冷凍室９、下方を食品が凍結しない温度に冷却される冷蔵室１０としている。冷凍室９の奥部は仕切板１１にて前後に区画され、この仕切板の後方に冷却室１２が区画形成され、この冷却室内に冷却器１３が縦設されている。この冷却器の中央上方には送風機１４が設けられ、冷却器１３の下方には除霜ヒータ１５が設けられている。
【００１２】
仕切板１１には上方に冷凍室９内へ冷気を吹き出す吹出口１６が、下方に冷凍室９に吹き出された冷気を冷却器１３の下側に戻す戻り口１７が設けられている。
【００１３】
冷却器１３には本体５の下方背面に設けられた圧縮機１８で圧縮された冷媒が供給されて庫内空気と熱交換を行って庫内を冷却するようにしている。
【００１４】
１９は冷蔵室１０内の温度を検出する温度センサで、この温度センサは冷蔵室１０内の温度が温度設定幅の運転開始温度あるいは運転停止温度を越えたときに圧縮機１８をオンオフ制御させる温度制御装置２０の検出手段を形成している。
【００１５】
温度制御装置２０は図２に示すように、マイクロコンピュータ２１と、このマイクロコンピュータに接続されて運転開始温度及び運転停止温度を設定するた第１の抵抗２２と第２の抵抗２３と可変抵抗器２４との第１直列回路２５と、冷蔵室１０の温度を検出する第３の抵抗２６と温度センサ１９との第２直列回路２７と、圧縮機１８と電源２８との閉回路２９に接点（図示せず）を有するリレー３０とトランジスタ３１との第３直列回路３２とで構成されている。マイクロコンピュータ２１は温度設定用の第１直列回路２５と冷蔵室１０内の温度検出用の第２直列回路２７からの入力信号によって第３直列回路３２のトランジスタ３１に出力してリレー３０を作動させて接点をオンオフさせて圧縮機１８の運転停止を行うとともに、この圧縮機の運転停止によるオン時間及びオフ時間を検出し、かつ、オン時間とオフ時間とによる運転率を算出している。
【００１６】
また、マイクロコンピュータ２１は電源２８の投入時や圧縮機１８が一定時間以上運転されていない場合に圧縮機１８を強制的に運転させるように制御している。
【００１７】
第１直列回路２５によって設定される温度設定値は高温幅域（運転開始温度１０．０℃、運転停止温度７．０℃、デファレンシャル３℃）、中温幅域（運転開始温度８．０℃、運転停止温度６．０℃、デファレンシャル２℃）、中低温幅域（運転開始温度７．０℃、運転停止温度５．０℃、デファレンシャル２℃）、低温幅域（運転開始温度５．０℃、運転停止温度４．０℃、デファレンシャル１．０℃）の４段階に設定されている。
【００１８】
圧縮機１８は図３に示すように、温度設定値が高温幅域で運転されている場合には運転率が３２％以上ではその温度設定値で運転を継続され、運転率が３２％以下では温度設定値が中温幅域に変更される。
【００１９】
温度設定値が中温幅域で運転されている場合には運転率が２１％から５０％の間ではその温度設定値で運転を継続され、運転率が５０％以上では温度設定値が高温幅域に変更され、運転率が２１％以下では温度設定値が中低温幅域に変更される。
【００２０】
温度設定値が中低温幅域で運転されている場合には運転率が１０％から３８％の間ではその温度設定値で運転が継続され、運転率が３８％以上では温度設定値が中温幅域に変更され、運転率が１０％以下では温度設定値が低温幅域に変更される。
【００２１】
温度設定値が低温幅域で運転されている場合には運転率が２５％以下ではその温度設定値で運転が継続され、運転率が２５％以上では温度設定値が中低温幅域に変更される。
【００２２】
以上の構成に基づき図３乃至図８のフローチャートを参照しながら冷蔵室１０の温度制御装置２０の動作の流れを説明する。
まず、ステップＳ１で圧縮機１８の運転の有無を検出する。そして、運転中の場合にはステップＳ６へ移行し、強制運転のカウンタがアップしてステップＳ７で５分経過したか否かを判別し、５分経過していない場合にステップＳ９へ移行し、５分経過している場合にステップＳ８で強制運転フラグをリセットさせてステップＳ９へ移行する。
【００２３】
ステップＳ９で連続運転フラグがセットされているとステップＳ１６へ移行し、ステップＳ９で連続運転フラグがリセットされているとステップＳ１０で連続運転カウンタがアップしてステップＳ１１で圧縮機１８の連続運転が１時間経過しない場合にステップＳ１６へ移行し、ステップＳ１１で１時間経過している場合に圧縮機１８が停止しており、ステップＳ１２で連続運転のフラグをセットし、ステップＳ１３で制御方式２へ変更する。
【００２４】
ステップＳ１４で制御方式変更用データをクリアーし、ステップＳ１５で変更データ取得開始フラグをリセットしてステップＳ１６へ移行する。また、ステップＳ１で運転されていない場合に停止時間のカウンタがアップしてステップＳ３で１時間経過したか否か判別し、１時間経過していない場合にステップＳ１６へ移行し、１時間経過している場合にステップＳ４で強制運転フラグをセットし、ステップＳ５で強制運転のカウンタをクリアーしてステップＳ１６へ移行する。
【００２５】
ステップＳ１６で制御変更遅延カウンタがアップし、ステップＳ１７で遅延カウンタが１時間経過したか否か判別し、１時間経過していない場合にステップＳ１９へ移行し、１時間経過している場合にステップＳ１８で制御変更遅延フラグをリセットしてステップＳ１９へ移行する。ステップＳ１９で圧縮機１８の運転の有無を判別し、運転中の場合にステップＳ２０で運転時間第一カウンタがアップし、ステップＳ２１で通常時間第一カウンタがアップしてステップＳ２２へ移行し、停止している場合にステップＳ２１を介してステップＳ２２へ移行する。
【００２６】
ステップＳ２２で１時間経過したか否かを判別し、１時間経過している場合にステップＳ２３で第二カウンタの開始フラグをセットし、ステップＳ２４へ移行し、１時間経過していない場合にステップＳ２４へ移行する。
【００２７】
ステップＳ２４で第二カウンタの開始フラグがセットされてから２時間経過したか否かを判別し、２時間経過していない場合にステップＳ２８へ移行し、２時間経過している場合にステップＳ２５で制御変更開始フラグをセットし、ステップＤ２６で運転時間第一カウンタを確認用ＲＡＭへコピーし、ステップＳ２７で運転時間第一カウンタをクリアーし、ステップＳ２８へ移行する。
【００２８】
ステップＳ２８で第二カウンタの開始フラグの有無を判別し、この開始フラグがセットされている場合にステップＳ２９で圧縮機１８の運転の有無を判別し、運転されている場合にステップＳ３０で運転時間第二カウンタがアップし、ステップＳ３１で通常時間第二カウンタがアップしてステップＳ３２へ移行し、ステップＳ２９で圧縮機１８が運転されていない場合にステップＳ３１を介してステップＳ３２へ移行し、このステップＳ３２で２時間経過したか否か判別し、２時間経過していない場合にステップＳ３６へ移行し、２時間経過している場合にステップＳ３３で制御変更開始フラグをセットし、ステップＳ３４で運転時間第二カウンタを確認用ＲＡＭへコピーし、ステップＳ３５で運転時間第二カウンタをクリアーし、ステップＳ３６へ移行する。また、ステップＳ２８で第二カウンタの開始フラグがリセットされているとステップＳ３６へ移行する。
【００２９】
ステップＳ３６で変更データ取得開始フラグの有無を判別し、この開始フラグがリセットされている場合にステップＳ３８へ移行し、開始フラグがセットされている場合にステップＳ３７で制御変更遅延フラグの有無を判別し、この遅延フラグがセットされている場合にステップＳ３８へ移行する。また、制御変更遅延フラグがリセットされている場合にステップＳ３９へ移行し、ステップＳ３８で制御方式変更用データをクリアーしてステップＳ３９へ移行する。
【００３０】
ステップＳ３９で制御変更開始フラグの有無を判別し、この開始フラグがリセットされている場合にステップＳ５８へ移行し、制御変更開始フラグがセットされている場合にステップＳ４０で圧縮機１８の運転の有無を判別し、ステップＳ４０で圧縮機１８が停止しているときにステップＳ５８へ移行し、圧縮機１８が運転されている場合にステップＳ４１へ移行する。
【００３１】
このステップＳ４１で制御方式１か否かを判別し、現在の運転が制御方式１で運転されている場合にステップＳ４２へ移行し、ステップＳ２６とステップＳ３４とでＲＡＭに記憶された運転時間とをステップＳ４２でＴ１（３９分）と比較してこのＴ１より運転時間が短いときにステップＳ４３へ移行して制御方式２へ変更し、ステップＳ５６へ移行する。ステップＳ４２でＴ１より運転時間が長いときに制御方式の変更を行わずにステップＳ５７へ移行する。
【００３２】
また、ステップＳ４１で現在の運転が制御方式１で運転されていない場合にステップＳ４４へ移行し、このステップＳ４４で圧縮機１８の運転が制御方式２か否かを判断し、現在の運転が制御方式２で運転されている場合にステップＳ４５へ移行し、ステップＳ２６とステップＳ３４とでＲＡＭに記憶された運転時間とをステップＳ４５でＴ２Ｓ（２６分）と比較してこのＴ２Ｓより運転時間が短いときにステップＳ４６へ移行して制御方式３へ変更し、ステップＳ５６へ移行する。ステップＳ４５でＴ２Ｓより運転時間が長いときにステップＳ４７へ移行し、このステップＳ４７でステップＳ２６とステップＳ３４とでＲＡＭに記憶された運転時間とをステップＳ４７でＴ２Ｌ（６０分）と比較してこのＴ２Ｌより運転時間が長いときにステップＳ４８へ移行して制御方式１へ変更し、ステップＳ５６へ移行する。ステップＳ４７でＴ２Ｌより運転時間が短いときに制御方式の変更を行わずにステップＳ５７へ移行する。
【００３３】
ステップＳ４４で現在の運転が制御方式２で運転されていない場合にステップＳ４９へ移行し、このステップＳ４９で圧縮機１８の運転が制御方式３か否かを判断し、現在の運転が制御方式３で運転されている場合にステップＳ５０へ移行し、ステップＳ２６とステップＳ３４とでＲＡＭに記憶された運転時間とをステップＳ５０でＴ３Ｓ（１３分）と比較してこのＴ３Ｓより運転時間が短いときにステップＳ５１へ移行して制御方式４へ変更し、ステップＳ５６へ移行する。
【００３４】
ステップＳ５０でＴ３Ｓより運転時間が長いときにステップＳ５２へ移行し、ステップＳ２６とステップＳ３４とでＲＡＭに記憶された運転時間とをステップＳ５２でＴ３Ｌ（４５分）と比較してこのＴ３Ｌより運転時間が長いときにステップＳ５３へ移行して制御方式２へ変更し、ステップＳ５６へ移行する。ステップＳ５２でＴ３Ｌより運転時間が短いときに制御方式の変更を行わずにステップＳ５７へ移行する。
【００３５】
ステップＳ４９で現在の運転が制御方式３で運転されていない場合にステップＳ５４へ移行し、ステップＳ２６とステップＳ３４とでＲＡＭに記憶された運転時間とをステップＳ５４でＴ４（３０分）と比較してこのＴ４より運転時間が長いときにステップＳ５５へ移行して制御方式３へ変更し、ステップＳ５６へ移行して制御変更遅延フラグをセットするとともに、制御変更遅延カウンタをクリアーし、ステップＳ５７で制御変更開始フラグをリセットし、ステップＳ５８へ移行する。
【００３６】
ステップＳ３９あるいはステップＳ５７でいずれかの制御方式に変更するための制御変更開始フラグがリセットされており、ステップＳ５８で制御変更開始フラグが制御方式１か否か判別し、制御方式１の場合にステップＳ５９で運転停止温度を設定値プラス１℃に設定し、ステップＳ６０でデファレンシャル温度を３℃に設定してステップＳ６９へ移行する。
【００３７】
ステップＳ５８で制御変更開始フラグが制御方式１でない場合にステップＳ６１へ移行し、このステップＳ６１で制御変更開始フラグが制御方式２か否か判別し、制御方式２の場合にステップＳ６２で運転停止温度を設定値に設定し、ステップＳ６３でデファレンシャル温度を２℃に設定してステップＳ６９へ移行する。
【００３８】
ステップＳ６１で制御変更開始フラグが制御方式２でない場合にステップＳ６４へ移行し、このステップＳ６４で制御変更開始フラグが制御方式３か否か判別し、制御方式３の場合にステップＳ６５で運転停止温度を設定値マイナス１℃に設定し、ステップＳ６６でデファレンシャル温度を２℃に設定してステップＳ６９へ移行する。
【００３９】
ステップＳ６４で制御変更開始フラグが制御方式３出ない場合にステップＳ６７へ移行し、このステップＳ６７で運転停止温度を設定値マイナス２℃に設定し、ステップＳ６８でデファレンシャル温度を１℃に設定し、ステップＳ６９へ移行する。
【００４０】
ステップＳ６９で強制運転フラグの有無を判別し、このステップＳ６９で強制運転フラグがセットされている場合にステップＳ７７へ移行し、強制運転フラグがリセットされている場合にステップＳ７０へ移行して圧縮機１８の運転の有無を判別し、圧縮機１８が運転されている場合にステップＳ７１へ移行し、このステップＳ７１で温度センサ１９と運転停止温度とを比較し、温度センサ１９で検出される温度が運転停止温度以下の場合にステップＳ７２へ移行して圧縮機１８の運転を停止させ、ステップＳ７３で変更データ取得開始フラグをセットし、ステップＳ７４で連続運転フラグをセットして、ステップＳ１へ移行する。また、ステップＳ７１で温度センサ１９で検出される温度が運転停止温度以上の場合にステップＳ１へ移行する。
【００４１】
ステップＳ７０で圧縮機１８が運転されていない場合にステップＳ７５へ移行し、このステップＳ７５で運転開始温度を設定し、ステップＳ７６で温度センサ１９と運転開始温度とを比較し、温度センサ１９で検出される温度が運転開始温度以上の場合にステップＳ７７へ移行して圧縮機１８の運転を開始し、ステップＳ７８で停止カウンタをクリアーしてステップＳ１へ移行し、サイクルを繰り返す。
【００４２】
以上のように温度設定幅域での運転率の変動に基づいて温度制御部２０により冷蔵室の温度設定幅を変更させるようにしたことから、圧縮機１８の運転率に応じて最適な温度設定値にすることができ、外気温度によって冷凍室９が冷えなくなるのを防止できるとともに、外気温度が設定温度より低いときに電源２８を投入したり、一定時間以上圧縮機１８が運転されていない場合に強制的に圧縮機１８を運転させられ、冬季等の低外気温に圧縮機の運転が行われず冷凍室９が温度上昇したり、冷蔵庫１の設置時に圧縮機が運転されずに不良品扱いされるのを防止できるようにしている。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、冷蔵室の温度を設定する温度設定手段で設定された設定温度に基づいて所定の温度幅で圧縮機を運転させる運転開始温度及び圧縮機を停止させる運転停止温度を定める制御温度設定部と、この制御温度設定部で設定された前記運転開始温度及び運転停止温度並びに冷蔵室の温度を検出する温度検出手段で検出された冷蔵室温度のみに基づいて圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、この制御手段で前記圧縮機の運転時間及び停止時間を一定の時間測り圧縮機の運転率を算出し、この算出された運転率に基づいて１０％〜５０％の運転率が維持できるように運転開始温度及び運転停止温度の温度幅帯を変更させるので、圧縮機の運転率を適正に設定することができるとともに、冷蔵室の温度制御を行うことで冷凍室が冷えなくなるのを防止できる。
【００４４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷蔵庫の側面断面図である。
【図２】  本発明の制御回路図である。
【図３】  本発明の温度設定幅の変更の流れを示す切換フロー図である。
【図４】  本発明の冷蔵庫の制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】  本発明の冷蔵庫の制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】  本発明の冷蔵庫の制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】  本発明の冷蔵庫の制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】  本発明の冷蔵庫の制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  冷蔵庫
１０  冷蔵室
１８  圧縮機
１９  温度センサ
２０  温度制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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