(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンモータを備え、このファンモータに印加する電圧を調整して回転数制御を実行する制御装置を備えた冷蔵庫において、
前記制御装置は、前記ファンモータに流れる電流値を検出する電流値検出手段と、前記ファンモータの回転数を検出する回転数検出手段と、報知手段とを備え、前記ファンモータの回転数が設定回転数であって前記印加電圧が当該設定回転数に応じて設定された設定電圧より低い状態が一定期間経過したとき、前記ファンモータの回転数を変化させると共に、その場合の電流値の変化を前記電流値検出手段の出力に基づいて検出し、当該電流値の変化が一定の値より小さい場合に異常であると判断し、前記報知手段を動作させる異常検出動作を実行することを特徴とする冷蔵庫の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンモータに印加する電圧を調整して回転数制御を行う制御装置を備えた冷蔵庫の異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種家庭用冷蔵庫では、例えば特開平８−２４７６０６号公報（Ｆ２５Ｄ１７／０６）に示される如く、断熱箱体の庫内に冷凍室や冷蔵室、野菜室などを構成し、冷凍室の背方に設けた冷却器からの冷気を、ファンモータによって駆動される庫内ファン（冷気循環用送風機）により、各室に循環して冷却している。
【０００３】
また、断熱箱体の下部には機械室が構成されており、この機械室内には前記冷却器と共に冷媒回路を構成する圧縮機や凝縮器が設置されている。そして、この機械室内にも圧縮機や凝縮器を空冷するためにファンモータにて駆動される機械室ファン（凝縮器用送風機）が設置されている。
【０００４】
また、近年では各室内の温度に基づいて庫内ファンのファンモータに印加する電圧を調節し、或いは、凝縮器や圧縮機の温度に基づいて機械室ファンのファンモータに印加する電圧を調節することによって、各ファンモータの回転数制御を行ない、各温度に応じた適切な冷気循環、或いは、空冷を実現したり、或いは、負荷変動に対しても回転数を一定に制御できる冷蔵庫も開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これら庫内ファンや機械室ファンは、各ファンモータの回転軸にバネなどによって固定されているものであるが、経年劣化や周囲に付着した氷或いは異物などを噛み込みことなどによってファンが回転軸から脱落してしまう場合があった。
【０００６】
庫内ファン、或いは、機械室ファンの脱落が発生すると、庫内に冷気が循環されなくなり、また、凝縮器や圧縮機の空冷が損なわれるため、庫内の冷却能力が著しく低下してしまう。そこで従来では、係る異常をファンモータの運転電流のみによって検出しようとしていた。これはファンの脱落によって負荷が減少することによる通電電流の低下を検知して異常を判断しようとするものであるが、負荷変動は他の種々の要因によっても発生するため、的確な判断を下すことが困難であった。
【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、ファンモータを備えた冷蔵庫において、ファンモータからのファンの脱落を確実に検出して報知することができる異常検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の異常検出装置は、ファンモータを備え、このファンモータに印加する電圧を調整して回転数制御を実行する制御装置を備えたものであって、制御装置は、ファンモータに流れる電流値を検出する電流値検出手段と、ファンモータの回転数を検出する回転数検出手段と、報知手段とを備え、ファンモータの回転数が設定回転数であって印加電圧が当該設定回転数に応じて設定された設定電圧より低い状態が一定期間経過したとき、ファンモータの回転数を変化させると共に、その場合の電流値の変化を電流値検出手段の出力に基づいて検出し、当該電流値の変化が一定の値より小さい場合に異常であると判断し、報知手段を動作させる異常検出動作を実行するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の冷蔵庫の電気回路図、図２及び図３は本発明の冷蔵庫に取り付けられた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をそれぞれ示している。
【００１０】
図１において、２は冷蔵庫の制御装置１を構成する汎用のマイクロコンピュータであり、このマイクロコンピュータ２には庫内ファンモータ駆動回路３１と、機械室ファンモータ駆動回路３２と、警報回路３３とが接続されている。この庫内ファンモータ駆動回路３１において、前記マイクロコンピュータ２のＰＷＭ（パルス幅変調）出力ポートは抵抗３を介してトランジスタ７のベースに接続されている。トランジスタ７のエミッタは接地されており、コレクタは抵抗４を介してトランジスタ８のベースに接続され、このトランジスタ８のエミッタは、直流＋１６．５Ｖ電源に接続されている。
【００１１】
そして、トランジスタ８のコレクタは順方向のダイオード１２とコイルＬ１を介してファンモータ１７の一方の端子に接続されている。また、コイルＬ１と接地間にはコンデンサ１０が接続され、これらコイルＬ１とコンデンサ１０とによって平滑回路を構成している。また、ダイオード１２とコイルＬ１の間と接地間にはサージ吸収用のダイオード１３が接続されている。
【００１２】
前記ファンモータ１７はＤＣモータから構成されており、図示しない冷蔵庫の庫内冷気循環を行なう庫内ファンを駆動するものである。そして、この庫内ファンは前記ファンモータ１７と、このファンモータ１７の回転軸にバネなどによって固定されたファンから構成されている。前記ファンモータ１７は回転数検出手段となるホールＩＣを内蔵しており、このホールＩＣの出力は抵抗５を介してトランジスタ９のベースに接続されている。このトランジスタ９のエミッタは接地され、コレクタは抵抗６を介して直流＋５Ｖ電源に接続されている。そして、このコレクタと抵抗６間がマイクロコンピュータ２の回転数入力ポートに接続されている。
【００１３】
前記ホールＩＣはファンモータ１７の回転数に応じた出力を発生し、トランジスタ９をＯＮ−ＯＦＦすることによって、マイクロコンピュータ２の回転数入力ポートにファンモータ１７の回転数を入力する。また、前記ファンモータ１７の他方の端子は１０オーム程度の小さい抵抗１８を介して接地されている。
【００１４】
また、機械室ファンモータ駆動回路３２は、前記庫内ファンモータ駆動回路３１と同様の回路構成とされている。即ち、この機械室ファンモータ駆動回路３２において、前記マイクロコンピュータ２のもう一つのＰＷＭ（パルス幅変調）出力ポートは抵抗３Ａを介してトランジスタ７Ａのベースに接続されている。トランジスタ７Ａのエミッタは接地されており、コレクタは抵抗４Ａを介してトランジスタ８Ａのベースに接続され、このトランジスタ８Ａのエミッタは、直流＋１６．５Ｖ電源に接続されている。
【００１５】
そして、トランジスタ８Ａのコレクタは順方向のダイオード１２ＡとコイルＬ１Ａを介してファンモータ１７Ａの一方の端子に接続されている。また、コイルＬ１Ａと接地間にはコンデンサ１０Ａが接続され、これらコイルＬ１Ａとコンデンサ１０Ａとによって平滑回路を構成している。また、ダイオード１２ＡとコイルＬ１Ａの間と接地間にはサージ吸収用のダイオード１３Ａが接続されている。
【００１６】
前記ファンモータ１７ＡもＤＣモータから構成されており、図示しない冷蔵庫の機械室内の空気循環を行い、図示しない冷却装置の圧縮機や凝縮器の空冷を行なう機械室ファンを駆動するものである。そして、機械室ファンは前記ファンモータ１７Ａと、このファンモータ１７Ａの回転軸にバネなどによって固定されたファンから構成されている。前記ファンモータ１７Ａも回転数検出手段となるホールＩＣを内蔵しており、このホールＩＣの出力は抵抗５Ａを介してトランジスタ９Ａのベースに接続されている。このトランジスタ９Ａのエミッタは接地され、コレクタは抵抗６Ａを介して直流＋５Ｖ電源に接続されている。そして、このコレクタと抵抗６Ａ間がマイクロコンピュータ２のもう一つの回転数入力ポートに接続されている。
【００１７】
前記ホールＩＣはファンモータ１７Ａの回転数に応じた出力を発生し、トランジスタ９ＡをＯＮ−ＯＦＦすることによって、マイクロコンピュータ２の前記回転数入力ポートにファンモータ１７Ａの回転数を入力する。また、前記ファンモータ１７Ａの他方の端子も前記抵抗１８を介して接地されている。即ち、抵抗１８には両ファンモータ１７、１７Ａを流れる電流を合わせた電流が流れるように構成されている。
【００１８】
また、両ファンモータ１７、１７Ａと抵抗１８間の電圧はＯＰアンプ１４のプラス入力端子に接続され、ＯＰアンプ１４のマイナス入力端子は抵抗１９を介して接地されている。また、ＯＰアンプ１４の出力とマイナス入力端子間には負帰還抵抗１６が接続されると共に、ＯＰアンプ１４の出力はマイクロコンピュータ２のＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換入力ポートに接続されている。
【００１９】
前述の如く抵抗１８には両ファンモータ１７、１７Ａの合計電流が流れるので、この合計電流値に比例した電圧がＯＰアンプ１４にて増幅されてマイクロコンピュータ２のＡ／Ｄ変換入力ポートに入力される構成とされている。
【００２０】
また、マイクロコンピュータ２の警報出力ポートには、抵抗２０を介してトランジスタ２２のベースが接続されており、トランジスタ２２のエミッタは接地されている。また、トランジスタ２２のコレクタは抵抗２１を介して報知手段としてのＬＥＤから成る警報装置２３の一端に接続されており、警報装置２３の他端はＤＣ＋５Ｖ電源に接続されている。これら警報装置２３、トランジスタ２２及び抵抗２０、２１によって前記警報回路３３が構成されている。
【００２１】
前記マイクロコンピュータ２は前記各ＰＷＭ出力ポートより出力を発生し、トランジスタ７或いは７Ａを介してトランジスタ８或いは８ＡをＯＮ−ＯＦＦ制御する。この場合、ファンモータ１７と１７Ａは図示しない冷蔵庫の庫内温度による圧縮機のＯＮ−ＯＦＦに同期してＯＮ指令、ＯＦＦ指令が出されてＯＮ−ＯＦＦされるが、庫内ファンモータ１７は扉が開いた場合にもＯＦＦされる。トランジスタ８、８ＡからはそのＯＮ時間の幅のパルスが出力され、このパルスが前記コイルＬ１（Ｌ１Ａ）及びコンデンサ１０（１０Ａ）によって平滑されて各ファンモータ１７或いは１７Ａに印加される。
【００２２】
マイクロコンピュータ２は上記トランジスタ８或いは８ＡのＯＮ時間、即ち、パルス幅を変更することによって、各ファンモータ１７、１７Ａに印加される電圧を変更し、それによって、ファンモータ１７、１７Ａの回転数を調整するものである。
【００２３】
以上の構成で、次ぎに図２を参照しながらマイクロコンピュータ２による庫内ファンモータ駆動回路３１のファンモータ１７の回転数制御を説明する。尚、機械室ファンモータ駆動回路３２のファンモータ１７Ａの回転数制御も同様であるので、説明を省略する。また、マイクロコンピュータ２は庫内ファンモータ１７（この場合ファンモータ１７Ａでも良い）の設定回転数が予め設定されているものとする。
【００２４】
マイクロコンピュータ２はステップＳ１でファンモータ１７の動作（ＯＮ）指令が出ているか否か判断し、動作指令が出てファンモータ１７が動作している場合にはステップＳ２で一定時間を設定し、ステップＳ３に進む。
【００２５】
マイクロコンピュータ２はステップＳ３において、ステップＳ２で設定した一定時間が経過したか否か判断し、一定時間が経過していない場合にはステップＳ３を繰り返して待つ。そして、ステップＳ３で上記一定時間が経過すると、ステップＳ４に進んで、マイクロコンピュータ２は回転数入力ポートに前述の如く入力されるファンモータ１７の回転数が予め設定された上記設定回転数と一致しているか否か判断し、設定回転数であった場合はステップＳ２に戻る。
【００２６】
ステップＳ４でファンモータ１７の回転数が設定回転数と異なる場合、ステップＳ５に進み、ファンモータ１７の回転数が設定回転数より高いか否か判断する。そして、設定回転数より高い場合はステップＳ６に進む。そこでマイクロコンピュータ２は回転数入力ポートに入力されるファンモータ１７の現在の回転数から設定回転数を減算し、所定の比率Ａで除算し、当該回転数の差を後述する電圧変更ステップの数ΔＶに変換した後、ステップＳ７に進む。
【００２７】
ここで、マイクロコンピュータ２はファンモータ１７の回転数を所定数のステップで変更するものであるが、ステップＳ６の変換では回転数の差が小さい場合、計算結果が１より小さくなるため、その場合にはΔＶは０と決定されてしまう。そこで、マイクロコンピュータ２はステップＳ７において、ステップＳ６の計算結果が０か否か判断し、０の場合にはステップＳ８に進んでΔＶを１（ステップ）としてステップＳ９に進む。また、ステップＳ７で０でない場合にはそのままステップＳ９に進む。
【００２８】
そして、マイクロコンピュータ２はステップＳ９において、現在ファンモータ１７に印加している電圧からステップＳ６或いはステップＳ８の計算結果ΔＶを減算した値をファンモータ１７に印加する電圧と決定する。マイクロコンピュータ２はこの決定に基づき、パルス幅を狭くすることにより、ファンモータ１７に印加する電圧を低下させ、回転数を低下させることになる。
【００２９】
一方、ファンモータ１７の回転数が設定回転数より低い場合は、ステップＳ５からステップＳ１０に進む。そこでマイクロコンピュータ２は設定回転数から回転数入力ポートに入力されるファンモータ１７の現在の回転数を減算し、同様に比率Ａで除算して、当該回転数の差を電圧変更ステップの数ΔＶに変換した後、ステップＳ１１に進む。
【００３０】
マイクロコンピュータ２はステップＳ１１において、ステップＳ１０の計算結果が０か否か判断し、０の場合にはステップＳ１２に進んで前述同様にΔＶを１（ステップ）としてステップＳ１３に進む。また、ステップＳ１１で０でない場合にはそのままステップＳ１３に進む。
【００３１】
そして、マイクロコンピュータ２はステップＳ１３において、現在ファンモータ１７に印加している電圧にステップＳ１０或いはステップＳ１２の計算結果ΔＶを加算した値をファンモータ１７に印加する電圧と決定する。マイクロコンピュータ２はこの決定に基づき、パルス幅を広くすることにより、ファンモータ１７に印加する電圧を上昇させ、回転数を上昇させる。
【００３２】
マイクロコンピュータ２はステップＳ９或いはステップＳ１３の処理の後、ステップＳ２に戻り、再び一定時間を設定してステップＳ３にて待ち、その後、ステップＳ４以降の回転数調整を実行することになる。
【００３３】
尚、機械室ファンモータ駆動回路３２の機械室ファンモータ１７Ａも庫内ファンモータ駆動回路３１同様に制御されるものであるが、その場合にはステップＳ４における判断は機械室ファンモータ１７Ａの設定回転数が対象となる。
【００３４】
このようにファンモータ１７（１７Ａ）の回転数を検出する手段（ホールＩＣ）を設け、マイクロコンピュータ２によりホールＩＣの出力した回転数に基づいて、設定回転数にファンモータ１７の回転数を制御するようにしているので、ファンモータ１７に加わる負荷が変動しても、設定回転数を維持することが可能になる。
【００３５】
特に、マイクロコンピュータ２はファンモータ１７（１７Ａ）の回転数の調整を一定周期（一定時間）で繰り返しているので、ファンモータ１７の起動後、回転数が安定した段階で調整を開始し、その後も一定の周期で調整が行なわれることになる。これにより、ファンモータ１７の動作を安定させることが可能となる。
【００３６】
次ぎに、図３を参照しながらマイクロコンピュータ２による庫内ファンの異常検出動作を説明する。尚、機械室ファンのファンモータ１７Ａに関しても同様であるので、説明を省略する。また、各ファンモータ１７、１７Ａにファンが取り付けられている状態で、前記設定回転数で回転した場合の印加電圧は、設定電圧ＰＶとして予めマイクロコンピュータ２に記憶されているものとする。
【００３７】
マイクロコンピュータ２はステップＳ２１でファンモータ１７の動作（ＯＮ）指令が出ているか否か判断し、出ている場合にはステップＳ２２に進み、出していない場合にはステップＳ３２で前記ＰＶを設定電圧として設定する。一方、ステップＳ２２ではファンモータ１７が前記設定回転数で回転しているか否か判断し、設定回転数で回転している場合にはステップＳ２３に進む。尚、ステップＳ２２で、ファンモータ１７が設定回転数で回転していない場合は、ステップＳ２２を繰り返す。
【００３８】
ステップＳ２３でマイクロコンピュータ２はＰＷＭ出力ポートより発生させた出力により、現在ファンモータ１７に印加している電圧（図中現在電圧）が前記設定電圧ＰＶより小さいか否か判断し、ファンモータ１７の現在電圧が設定電圧ＰＶより小さい場合、ステップＳ２４に進んで図示しないタイマーに所定時間（この場合、１０秒）を設定してステップＳ２５に進む。尚、ステップＳ２３で現在電圧が設定電圧ＰＶ以上の場合はステップＳ２３を繰り返す。
【００３９】
次ぎに、ステップＳ２３では前記所定時間が経過しているか否か判断し、所定時間が経過していない場合は、ステップＳ２３に戻る。即ち、ステップＳ２３とステップＳ２４、そして、ステップＳ２５を繰り返して現在電圧が設定電圧ＰＶより小さい状態が所定時間継続しているか否か判断する。
【００４０】
ステップＳ２５で所定時間経過した場合は、ステップＳ２６でマイクロコンピュータ２はＯＰアンプ１４にて増幅されマイクロコンピュータ２のＡ／Ｄ変換入力ポートに入力された両ファンモータ１７、１７Ａの合計電流を検出してメモリーＭに記憶する。即ち、ステップＳ２６で両ファンモータ１７、１７Ａの現在の合計電流を検出し、現在電流値としてメモリーＭに記憶してステップＳ２７に進む。
【００４１】
ステップＳ２７でマイクロコンピュータ２はＰＷＭ出力ポートより発生させるトランジスタ８のＯＮ時間（パルス幅）を変更してファンモータ１７に印加する電圧を変更する。この場合、ファンモータ１７の回転数をプラス２００回転或いはマイナス２００回転変動させてステップＳ２８に進む。ステップＳ２８でマイクロコンピュータ２はファンモータ１７の回転数をそれぞれプラス２００回転或いはマイナス２００回転変動させた時、両ファンモータ１７、１７Ａに流れる現在電流値（回転数変動後の電流値）をメモリーＭに記憶させた電流値から引いた値を偏差ΔＡとして記憶し、ステップＳ２９に進む。
【００４２】
ここで、ファンモータ１７をプラス２００回転、或いは、マイナス２００回転に変動させると、通常運転時はファンが送風しているため負荷が変動し、所定の電流変化が生じる。一方、ファンモータ１７のファンが脱落している場合、プラス２００回転、或いは、マイナス２００回転変動させても、ファンでの送風が行なわれないため、負荷の変動は小さく電流値の変動も殆ど生じなくなる。即ち、上記偏差ΔＡは小さくなる。
【００４３】
マイクロコンピュータ２は上記を踏まえ、ステップＳ２９で偏差ΔＡが設定値より小さいか否か判断し、小さい場合、ファンモータ１７のファンが脱落しているものと判断してステップＳ３０に進む。そして、ステップＳ３０では警報装置２３（ＬＥＤ）を点滅させると共に、脱落したファンモータ１７を停止して、以降の処理に進む。
【００４４】
また、ステップＳ２９でマイクロコンピュータ２は偏差ΔＡが設定値より小さくない場合（以上の場合）、ステップＳ３１に進んで設定電圧ＰＶより１ＳＴＥＰ分電圧を差し引く変更を行い、変更した値を設定電圧ＰＶとして記憶し、ステップＳ２３に戻る。即ち、ステップＳ２９でファンモータ１７のファンが脱落していないと判断した場合には、モータのグリスの軟化などによって負荷が減少し、印加電圧が減少したものと判断して、設定電圧ＰＶを低下補正するものである。
【００４５】
尚、前述の如く機械室ファンについても同様にファンモータ１７Ａからのファンの脱落を検出できるので、本発明の場合、実施例の如く二個のファンモータを備えた冷蔵庫においても、何れのファンモータからファンが脱落したか否か、迅速且つ的確に検知できるものである。
【００４６】
そして、その場合にもＯＰアンプ１４は一個で済むので、コスト的にも安価なものとなる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、制御装置が、ファンモータに流れる電流値を検出する電流値検出手段と、ファンモータの回転数を検出する回転数検出手段と、報知手段とを備えており、ファンモータの回転数が設定回転数であって印加電圧が当該設定回転数に応じて設定された設定電圧より低い状態が一定期間経過したとき、ファンモータの回転数を変化させると共に、その場合の電流値の変化を電流値検出手段の出力に基づいて検出し、当該電流値の変化が一定の値より小さい場合に異常であると判断し、報知手段を動作させる異常検出動作を実行するようにしたので、周囲温度などの影響による一時的な変化を排除し、ファンモータからファンの脱落を的確に検出・判断し、報知手段によって報知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電気回路図である。
【図２】本発明の冷蔵庫に取り付けられた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】本発明の冷蔵庫に取り付けられたマイクロコンピュータの異常検出動作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
３  抵抗
４  抵抗
５  抵抗
６  抵抗
７  トランジスタ
８  トランジスタ
９  トランジスタ
１０  コンデンサ
１２  ダイオード
１３  ダイオード
１４  ＯＰアンプ
１６  抵抗
１７  ファンモータ
１７Ａ  ファンモータ
１８  抵抗
１９  抵抗
２０  抵抗
２１  抵抗
２２  トランジスタ
２３  警報装置
３１  庫内ファンモータ駆動回路
３２  機械室ファンモータ駆動回路
３３  警報回路
【図１】
0003540574.tif 000002
【図２】
0003540574.tif 000003
【図３】
0003540574.tif 000004