(57)【要約】【課題】初期電源投入時等において、誘導負荷を有するスレーブ機器に流れる突入電流によって過電流が検知され、電力遮断がされるという不具合を解消する。【解決手段】冷蔵庫を構成する複数のスレーブ機器１と、複数のスレーブ機器１を制御するマスター機器２と、複数のスレーブ機器１及びマスター機器２間のデータ通信を可能にするとともに、複数のスレーブ機器１同士のデータ通信を可能にする伝送経路３と、を備え、複数のスレーブ機器１の少なくとも１つが誘導負荷を有するものであり、マスター機器２が、各スレーブ機器１への通電開始許可信号を選択的に時間差を設けて送信する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵庫を構成する複数のスレーブ機器と、
前記複数のスレーブ機器を制御するマスター機器と、
前記複数のスレーブ機器及び前記マスター機器間のデータ通信を可能にするとともに、前記複数のスレーブ機器同士のデータ通信を可能にする伝送経路と、を備え、
前記複数のスレーブ機器の少なくとも１つが誘導負荷を有するものであり、
前記マスター機器が、前記各スレーブ機器への通電開始許可信号を選択的に時間差を設けて送信する冷蔵庫。
【請求項２】
前記マスター機器が、前記誘導負荷を有する２つ以上のスレーブ機器に対して、前記通電開始許可信号を時間差を設けて送信する請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記マスター機器が、前記誘導負荷を有するスレーブ機器の電流値が定常状態となった後に、別の誘導負荷を有するスレーブ機器に対して、前記通電開始許可信号を送信する請求項２記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記マスター機器が、前記誘導負荷を有するスレーブ機器に対して前記通電開始許可信号を送信する際に、既に通電が開始されている誘導負荷では無い無誘導負荷を有するスレーブ機器がある場合には、当該無誘導負荷を有するスレーブ機器への通電を中断し、前記誘導負荷を有するスレーブ機器の電流値が定常状態となった後に、前記通電を中断していた無誘導負荷を有するスレーブ機器への通電を開始させる請求項１乃至３の何れかに記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記各スレーブ機器が、定常時及び通電開始時に流れる電流値情報を予め持っており、
前記マスター機器が、前記各スレーブ機器から各状態における電流値情報を取得して、前記伝送経路を流れる総電流量を算出して、それが所定の規定値を超えないように、既に通電が開始されている無誘導負荷を有するスレーブ機器への通電を中断するか否かを判断する請求項４記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷却に関する冷凍サイクル、庫内照明、ファン、庫内又は庫外センサ、ドアスイッチ等の所定の機能を発揮するスレーブ機器にそれぞれＣＰＵ及び通信回路を有する冷蔵庫が多くなっている。即ち、１台の冷蔵庫として複数のＣＰＵ及び通信回路を搭載する構造（特許文献１を参照）となり、例えば各スレーブ機器を制御するマスター機器をさらに備えることにより、各スレーブ機器を個別に制御可能にするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−６１１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、本願発明者は、この冷蔵庫において、マスター機器に対して、複数のスレーブ機器を、電源線及び通信線からなる伝送経路に直列的にデイジーチェーン（Ｄｉａｓｙ  Ｃｈａｉｎ）接続することが考えられている。そして、電源線に電流検知回路を設けて、安全性を確保するために、電源線の供給電力がＩＥＣ国際規格に定められた１５Ｗ以下になるように常に監視して、過電流検知の規定値を超過した場合に電源線の電力供給を遮断する機能を持たせることを考えている。
【０００５】
ところが、初期電源投入時に、全てのスレーブ機器を同時に起動すると、特にファンモータや給水弁（ソレノイド弁）等の誘導負荷を有するスレーブ機器が含まれる場合には、それらの誘導負荷に流れる突入電流により、デイジーチェーン接続されたスレーブ機器の総電流値が、過電流検知の既定値を超えてしまい、スレーブ機器への電力供給が遮断されてしまう。一定期間経過後に再度通電しても、再び全てのスレーブ機器が同時に起動して過電流が検知されてしまうということが繰り返されて、正常に起動できないという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、初期電源投入時等において、誘導負荷を有するスレーブ機器に流れる突入電流によって過電流が検知され、電力遮断がされるという不具合を解消することを主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係る冷蔵庫は、冷蔵庫を構成する複数のスレーブ機器と、前記複数のスレーブ機器を制御するマスター機器と、前記複数のスレーブ機器及び前記マスター機器間のデータ通信を可能にするとともに、前記複数のスレーブ機器同士のデータ通信を可能にする伝送経路と、を備え、前記複数のスレーブ機器の少なくとも１つが誘導負荷を有するものであり、前記マスター機器が、前記各スレーブ機器への通電開始許可信号を選択的に時間差を設けて送信することを特徴とする。
【０００８】
このように構成した冷蔵庫によれば、マスター機器が、各スレーブ機器への通電開始許可信号を選択的に時間差を設けて送信するので、全てのスレーブ機器が同時に起動されることがなく、誘導負荷を有するスレーブ機器に流れる突入電流によって過電流が検知され、電力遮断がされるという不具合を解消することができる。
【０００９】
誘導負荷を有する２つ以上のスレーブ機器が同時に起動すると、突入電流が合わさり過電流検知が生じ易い。このため、前記マスター機器が、前記誘導負荷を有する２つ以上のスレーブ機器に対して、前記通電開始許可信号を時間差を設けて送信することが望ましい。
【００１０】
前記マスター機器が、前記誘導負荷を有するスレーブ機器の電流値が定常状態となった後に、別の誘導負荷を有するスレーブ機器に対して、前記通電開始許可信号を送信することが望ましい。
これならば、誘導負荷を有する２つのスレーブ機器の突入電流を確実に合わされないようにすることができ、突入電流による過電流検知を確実に防ぐことができる。
【００１１】
前記マスター機器が、前記誘導負荷を有するスレーブ機器に対して前記通電開始許可信号を送信する際に、既に通電が開始されている誘導負荷では無い無誘導負荷を有するスレーブ機器がある場合には、当該無誘導負荷を有するスレーブ機器への通電を中断し、前記誘導負荷を有するスレーブ機器の電流値が定常状態となった後に、前記通電を中断していた無誘導負荷を有するスレーブ機器への通電を開始させることが望ましい。
これならば、無誘導負荷のスレーブ機器の電流値と、誘導負荷を有するスレーブ機器の定常状態の電流値と、誘導負荷を有するスレーブ機器の突入電流との合計が過電流検知のための既定値を超えてしまう場合であっても、突入電流による過電流検知を確実に防ぐことができる。
【００１２】
具体的な実施の態様としては、前記各スレーブ機器が、定常時及び通電開始時に流れる電流値情報を予め持っており、前記マスター機器が、前記各スレーブ機器から各状態における電流値情報を取得して、前記伝送経路を流れる総電流量を算出して、それが所定の規定値を超えないように、既に通電が開始されている無誘導負荷を有するスレーブ機器への通電を中断するか否かを判断することが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
このように構成した本発明によれば、マスター機器が、各スレーブ機器への通電開始許可信号を選択的に時間差を設けて送信するので、初期電源投入時等において、誘導負荷を有するスレーブ機器に流れる突入電流によって過電流が検知され、電力遮断がされるという不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態における冷蔵庫の構成を示す模式図。
【図２】同実施形態におけるスレーブ機器の構成を示す模式図。
【図３】同実施形態におけるマスター機器の機能構成を示す図。
【図４】同実施形態における通電開始タイミング及び電流値を示す模式図。
【図５】同実施形態におけるスレーブ機器の動作フローを示す図。
【図６】同実施形態におけるマスター機器の動作フローを示す図。
【図７】変形実施形態における通電開始タイミング及び電流値を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明に係る冷蔵庫の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
本実施形態に係る冷蔵庫１００は、図１及び図２に示すように、複数のスレーブ機器１と、複数のスレーブ機器１を制御するマスター機器２と、ＡＣ電源４に接続される電源ライン３Ａ、並びに、複数のスレーブ機器１及びマスター機器２間のデータ通信とともに、複数のスレーブ機器１同士のデータ通信を可能にするＢＵＳライン３Ｂを有する伝送経路３と、当該伝送経路３上に設けられ、伝送経路３を流れる電流を検知する電流検知部５とを有する。
【００１７】
なお、伝送経路３は、ＡＣ電源４に接続される電源ラインと、複数のスレーブ機器１及びマスター機器２間のデータ通信とともに、複数のスレーブ機器１同士のデータ通信を可能にするＢＵＳラインとを有する。本実施形態では、電源ラインが２本の電源線からなり、ＢＵＳラインが１本の通信線からなり、伝送経路３は、計３本のワイヤーハーネスから構成される。
【００１８】
複数のスレーブ機器１は、冷蔵庫１００としての機能の一部を発揮する機器である。本実施形態の複数のスレーブ機器１は、図１に示すように、１本の伝送経路３（ＢＵＳライン３Ｂ）により直列的にデイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）接続されている。また、本実施形態のスレーブ機器１としては、伝送経路３に接続されている順に、インバータ１ａ、凝縮器ファン１ｂ、蒸発器ファン１ｃ、蒸発器入口温度センサ１ｄ、除霜センサ１ｅ、除霜ヒータ１ｆ、ドアスイッチ１ｇ、庫内温度センサ１ｈ、庫内照明器（ＬＥＤ）１ｋ、庫外温度センサ１ｍ、庫外湿度センサ１ｎ、操作表示パネル１ｐ等である。
【００１９】
各スレーブ機器１は、図３に示すように、それぞれ個別に、通信回路１Ａと、ＣＰＵ１Ｂと、所定の機能を発揮するための負荷となる作動部１Ｃと、作動部１Ｃへの給電のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチ１Ｄとを有する。なお、作動部１Ｃは、誘導負荷又は誘導負荷では無い無誘導負荷（例えば抵抗負荷）からなる。例えば、スレーブ機器１が凝縮器ファン１ｂや蒸発器ファン１ｃの場合は、作動部１Ｃがファンであり、誘導負荷である。また、スレーブ機器１が給水弁の場合は、作動部１Ｃがソレノイドであり、誘導負荷である。一方、スレーブ機器１が除霜ヒータ１ｆの場合は、作動部１Ｃはヒータであり、抵抗負荷である。
【００２０】
マスター機器２は、図１及び図２に示すように、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信により各スレーブ機器１とデータ通信を行うものである。本実施形態のマスター機器２は、スレーブ機器１に設けられた制御基板上に設けられており、より詳細には、インバータ１ａの制御基板上に設けられている。
【００２１】
本実施形態の複数のスレーブ機器１及びマスター機器２の間のデータ通信は、マスター機器２からスレーブ機器１に対して所定の周期でデータ送出要求（Ｐｏｌｌ：ポーリング）を行い、当該データ送出要求にスレーブ機器１が応答（ＡＣＫ：ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）する通信である。また、ＢＵＳラインを通じて複数のスレーブ機器１同士もデータ通信を行う。具体的には、それぞれのスレーブ機器１が所定の周期でデータを出力し、その他のスレーブ機器１が、出力されたデータのうち必要なデータを取得する。
【００２２】
具体的にマスター機器２は、ＣＰＵ、内部メモリ、ＡＤコンバータ、入出力インターフェース等を備えるコンピュータ回路であり、前記内部メモリに格納された所定のプログラムに基づいて、ＣＰＵ及び周辺機器が協働することによって、図２に示すように、スレーブ機器制御部２Ａ、過電流検知部２Ｂ、電源切断部２Ｃ等としての機能を発揮する。
【００２３】
スレーブ機器制御部２Ａは、各スレーブ機器１に通電開始許可信号等の制御信号を送信することによって、各スレーブ機器１を制御するものである。
【００２４】
具体的にスレーブ機器制御部２Ａは、各スレーブ機器１への通電開始許可信号を選択的に時間差を設けて送信する。より詳細には、スレーブ機器制御部２Ａは、誘導負荷を有する２つ以上のスレーブ機器１（例えば凝縮器ファン１ｂや蒸発器ファン１ｃ）が同時に起動しないように、それらのスレーブ機器１（例えば凝縮器ファン１ｂや蒸発器ファン１ｃ）に対して、通電開始許可信号を時間差を設けて送信する。このとき、スレーブ機器制御部２Ａは、誘導負荷を有する一方のスレーブ機器１（例えば凝縮器ファン１ｂ）が通電を開始してその電流値が定常状態となった後に、誘導負荷を有する他方のスレーブ機器１（例えば蒸発器ファン１ｃ）に対して、通電開始許可信号を送信する。
【００２５】
また、スレーブ機器制御部２Ａは、誘導負荷を有するスレーブ機器１（例えば凝縮器ファン１ｂ）と、無誘導負荷を有するスレーブ機器１（例えば除霜ヒータ１ｆ）が同時に起動しないように、それらのスレーブ機器１（例えば凝縮器ファン１ｂや除霜ヒータ１ｆ）に対して、通電開始許可信号を時間差を設けて送信する。このとき、スレーブ機器制御部２Ａは、誘導負荷を有するスレーブ機器１（例えば凝縮器ファン１ｂ）が通電を開始してその電流値が定常状態となった後に、無誘導負荷を有するスレーブ機器１（例えば除霜ヒータ１ｆ）に対して、通電開始許可信号を送信する。
【００２６】
ここで、具体例を図４に示す。図４において、負荷ａは、抵抗負荷を有するスレーブ機器１であり、負荷ｂ及び負荷ｃは、誘導負荷を有するスレーブ機器１である。スレーブ機器制御部２Ａは、まず負荷ａに通電開始命令信号を送信して、負荷ａを通電させる。次に、スレーブ機器制御部２Ａは、負荷ｂに通電開始命令信号を送信して、負荷ｂを通電させる。この時、突入電流が生じる。そして、負荷ｂに通電開始命令信号を送信した後、所定時間ｔが経過するまで、他のスレーブ機器１には通電開始命令信号を送信せずに、負荷ｂの電流が定常状態となるまで待つ。その後、スレーブ機器制御部２Ａは、負荷ｃに通電開始命令信号を送信して、負荷ｃを通電させる。
なお、最大負荷状態の定常電流値は、最後に通電を開始する負荷ｃ（誘導負荷を有するスレーブ機器）の突入電流値と、当該負荷ｃの定常電流値との差分を、電力供給可能な規定値（電流制限値）から差し引いた値とすることで、最大負荷状態に至るまでの最大電流値を規定値（電流制限値）以下にすることができる。
【００２７】
過電流検知部２Ｂは、電源ライン３Ａに設けられた電流検出部５から電流検出信号を取得して、当該電流検出信号が示す電流値が、予め定められた既定値（閾値）よりも高い場合には、過電流が発生したと判定し、スレーブ機器制御部２Ａ及び電源切断部２Ｃに過電流検知信号を入力するものである。ここで、電流検知部５は、冷却室又は冷蔵室外に設けられたＡＣ制御基板に設けられており、本実施形態では、インバータ１ａの制御基板に設けられている。
【００２８】
電源切断部２Ｃは、過電流検知部２Ｂから過電流検知信号を取得した場合や、スレーブ機器制御部２Ａが全てのスレーブ機器１のＣＰＵをリセットするために、全てのスレーブ機器１への電源供給を一時的に切断するものである。
【００２９】
以下、本実施形態のスレーブ機器の動作及びマスター機器の動作を図５及び図６のフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
誘導負荷を有するスレーブ機器１は、自らの誘導負荷に通電を開始していない場合（ステップＳａ１）には、自らの誘導負荷に通電するために、マスター機器２に対して通電開始している他のスレーブ機器１が無いかを確認すべく、通電開始許可の確認信号をマスター機器２に送信する（ステップＳａ２）。他に通電を開始しているスレーブ機器１が無い場合には、スレーブ機器１は、即座に通電開始許可を取得し（ステップＳａ３）、誘導負荷への通電を開始する（ステップＳａ４）。他に通電開始しているスレーブ機器１がある場合には、その通電開始処理が終了した後に、再びマスター機器からの通電開始許可を受け取って（ステップＳａ３）、誘導負荷への通電を開始する（ステップＳａ４）。
【００３１】
スレーブ機器１は、通電開始から一定時間ｔが経過し、電流値が定常状態になった後に、マスター機器２に対して通電処理完了通知を送信する（ステップＳａ５）。この通電処理完了通知を受け取ったマスター機器２は、他のスレーブ機器に対して通電開始許可信号を送信する。
【００３２】
一方、マスター機器２のスレーブ機器制御部２Ａは、スレーブ機器から通電開始許可の確認信号を取得した場合（ステップＳｂ１）に、他に通電を開始しているスレーブ機器１が有るか無いかを確認する（ステップＳｂ２）。そして、マスター機器２のスレーブ機器制御部２Ａは、他に通電を開始しているスレーブ機器１が無い場合には、確認信号を送信したスレーブ機器に対して、通電開始許可信号を送信する（ステップＳｂ３）。なお、各スレーブ機器１には、アドレスが振り当てられており、当該アドレス順にマスター機器２から各スレーブ機器１へ順番にデータ送出要求（Ｐｏｌｌ：ポーリング）を送信し、各スレーブ機器１から応答（ＡＣＫ：ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）を返信するので、２つ以上のスレーブ機器１から同時に通電開始許可の確認信号がマスター機器２に送信されることは無い。
【００３３】
このように構成した冷蔵庫１００によれば、マスター機器２が、各スレーブ機器１への通電開始許可信号を選択的に時間差を設けて送信するので、全てのスレーブ機器１が同時に起動されることがなく、誘導負荷を有するスレーブ機器１に流れる突入電流によって過電流が検知され、電力遮断がされるという不具合を解消することができる。
【００３４】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００３５】
例えば、前記実施形態では、マスター機器が、複数のスレーブ機器に対して順番に通電開始許可信号送信し、当該通電開始許可信号を送信した後は、スレーブ機器の通電状態を維持したままであったが、通電状態にある一部のスレーブ機器への通電を中断するようにしても良い。
【００３６】
具体的には、マスター機器２が、誘導負荷を有するスレーブ機器に対して通電開始許可信号を送信する際に、既に通電が開始されている無誘導負荷を有するスレーブ機器がある場合には、当該無誘導負荷を有するスレーブ機器への通電を中断し、誘導負荷を有するスレーブ機器の電流値が定常状態となった後に、通電を中断していた無誘導負荷を有するスレーブ機器への通電を開始させるように構成しても良い。
【００３７】
つまり、無誘導負荷を有するスレーブ機器を通電した状態で、誘導負荷を有するスレーブ機器の通電を開始した場合に、無誘導負荷を有するスレーブ機器の電流値と誘導負荷を有するスレーブ機器の突入電流値との合計が過電流の規定値を超える場合には、無誘導負荷を有するスレーブ機器への通電を一時中断して、誘導負荷を有するスレーブ機器への通電を開始し、当該誘導負荷を有するスレーブ機器の電流が定常状態となった後に、無誘導負荷を有するスレーブ機器への通電を再開するように構成しても良い。
【００３８】
このとき、各スレーブ機器が、定常時及び通電開始時に流れる電流値情報を予め持っており、マスター機器が、各スレーブ機器から各状態における電流値情報を取得して、伝送経路（電源線）を流れる総電流量を算出して、それが所定の規定値を超えないように、既に通電が開始されている無誘導負荷を有するスレーブ機器への通電を中断するか否かを判断するように構成しても良い。
【００３９】
ここで、具体例を図７に示す。図７において、負荷ａは、抵抗負荷を有するスレーブ機器１であり、負荷ｂ及び負荷ｃは、誘導負荷を有するスレーブ機器である。スレーブ機器制御部２Ａは、まず負荷ａに通電開始命令信号を送信して、負荷ａを通電させる。次に、スレーブ機器制御部２Ａは、負荷ｂに通電開始命令信号を送信して、負荷ｂを通電させる。この時、突入電流が生じる。そして、負荷ｂに通電開始命令信号を送信した後、所定時間ｔが経過するまで、他のスレーブ機器１には通電開始命令信号を送信せずに、負荷ｂの電流が定常状態となるまで待つ。ここで、スレーブ機器制御部２Ａは、負荷ｃに通電開始命令信号を送信する前に、負荷ａに対して、通電停止命令信号を送信して、負荷ａの通電を一時中断させる。なお、前記通電停止命令信号は、前記所定時間ｔが経過する前に送信しても良いし、負荷ｃに通電開始命令信号を送信する前であれば、所定時間ｔが経過した後に送信しても良い。そして、この状態で、スレーブ機器制御部２Ａは、負荷ｃに通電開始命令信号を送信して、負荷ｃを通電させる。また、スレーブ機器制御部２Ａは、負荷ｃの電流が定常状態となった後で、負荷ａに通電開始命令を送信して、負荷ａを通電させる。
【００４０】
なお、最大負荷状態の定常電流値は、最後に通電を開始する負荷ｃ（誘導負荷を有するスレーブ機器）の突入電流値と、最後に通電を再開する負荷ａ（無誘導負荷を有するスレーブ機器）の電流値との差分を、電力供給可能な規定値（電流制限値）から差し引いた値とすることで、最大負荷状態に至るまでの最大電流値を規定値（電流制限値）以下にすることができる。
【００４１】
また、誘導負荷を有する２つ以上のスレーブ機器を同時に起動させても、それらの突入電流の合計が過電流検知のための既定値を超えない程度であれば、それらに同時に通電開始許可信号を送信するように構成しても良い。つまり、本発明は、全てのスレーブ機器に対する通電開始許可信号を時間差を設けて送信することに限定されず、通電開始時の電流値が過電流検知のための既定値を超えない程度であれば、何れか１つ以上のスレーブ機器に対して通電許可信号を時間差を設けて送信する構成も含む。
【００４２】
さらに、誘導負荷を有するスレーブ機器が複数ある場合には、突入電流の大きい誘導負荷を有するスレーブ機器から通電開始処理を行うようにしても良い。このように突入電流の大きいものほど先に通電開始させることによって、突入電流により生じる過電流検知による始動不良をより確実に防ぐことができる。
【００４３】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４４】
１００・・・冷蔵庫
１    ・・・スレーブ機器
２    ・・・マスター機器
３    ・・・伝送経路
【図１】
2015109499.tif 000003
【図２】
2015109499.tif 000004
【図３】
2015109499.tif 000005
【図４】
2015109499.tif 000006
【図５】
2015109499.tif 000007
【図６】
2015109499.tif 000008
【図７】
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