(57)【要約】【課題】自動的に省エネ性を高めながら、保鮮性を維持する冷蔵庫を提供することを目的とする。【解決手段】断熱壁と断熱扉とによって区画され、収納物を収納する収納室と、前記収納室内の収納状況を推定する収納状況推定部と、前記収納状況推定部の推定結果を記憶する記憶部と、電気機能部品の出力動作を制御する演算制御部１と、を備え、前記収納室は、一つ又は複数の棚によって収納空間を区画すると共に、演算制御部１は前記収納空間における前記収納状況推定部の推定結果に基づいて、前記収納空間への冷却量を変化させるものであり、収納空間における収納状況に合わせて、最適に電気機能部品の出力動作を制御することで、適切に冷却運転し、高い省エネ性能を実現する冷蔵庫を提供することができる。【選択図】図３
2015096774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱壁と断熱扉とによって区画され、収納物を収納する収納室と、前記収納室内の収納状況を推定する収納状況推定部と、前記収納状況推定部の推定結果を記憶する記憶部と、電気機能部品の出力動作を制御する演算制御部と、を備え、前記収納室は、一つ又は複数の棚によって収納空間を区画すると共に、前記演算制御部は前記収納空間における前記収納状況推定部の推定結果に基づいて、前記収納空間への冷却量を変化させることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記演算制御部は前記収納空間内に食品が無い、又は少ないと判別した場合に、前記収納空間への冷却量を低減することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記収納状況推定部は、前記収納空間毎の収納量の比率を推定し、前記収納量の比率に応じて前記収納空間毎への冷却量の分配を変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記電気機能部品は冷気の流れを切り替えるフラップであり、前記演算制御部は食品が無い、又は少ないと判別した前記収納空間に通じる風路の開口面積を、前記フラップによって閉塞または狭めることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記フラップは風路内の前記収納空間を区画する境界線上に配置したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記収納空間は上段部と下段部の２区画に分割したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯蔵室の収納量を検知する手段を備えた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の家庭用冷蔵庫の冷却方法としては、冷気をファンで冷蔵庫内に循環させる間接冷却方式が一般的である。このような従来の冷蔵庫は、冷蔵庫内に、冷蔵室の温度を検知する冷蔵室温度センサと、冷凍室の温度を検知する冷凍室温度センサとを有している。また、従来の冷蔵庫は、これらのセンサから出力される検知結果に応じて温調制御することで、庫内の温度を適温に保っている。
【０００３】
例えば、庫内温度を均一に保つ冷蔵庫として、可動式の冷気吐出装置を設けた冷蔵庫がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
図１３は、従来の冷蔵庫１００の要部正面図であり、図１４は、従来の冷蔵庫１００の温度センサ等の構成部品の挙動を模式的に示す図である。
【０００５】
図１３に示すように、従来の冷蔵庫１００においては、冷蔵室１０１内に設けられた可動式の冷気吐出装置１０２が、左右に冷気を供給して庫内温度の均一化を図っている。
【０００６】
また、図１４に示したように、従来の冷蔵庫１００においては、冷凍室の温度センサの検知する温度が所定の温度（ＯＮ温度）まで上昇すると圧縮機を駆動し、また、冷蔵室の温度センサの検知温度が所定値の温度（開温度）以上であれば、冷蔵室のダンパーを「閉→開」とする動作を行って、冷却ファンを駆動する（以下、この動作を「冷蔵室冷凍室同時冷却ａ」という）。
【０００７】
その後、冷蔵室の温度センサの検知温度が所定の温度（閉温度）に到達すると、冷蔵室のダンパーを「開→閉」とする動作を行い、冷凍室側のみを冷却運転する。（以下、この動作を「冷凍室単独冷却ｂ」という）。
【０００８】
その後、冷凍室の温度センサの検知温度が所定の温度（ＯＦＦ温度）に到達すると、圧縮機を停止する（以下、この動作を「冷却停止ｃ」という）。
【０００９】
そして、従来の冷蔵庫１００は、その通常運転中に、冷蔵室冷凍室同時冷却ａ、冷凍室単独冷却ｂ、冷却停止ｃの一連の動作を順に繰り返す。
【００１０】
なお、冷凍室のダンパーを有する冷蔵庫１００であれば、上記一連の動作に、冷蔵室のダンパーを「開」、冷凍室のダンパーを「閉」として、圧縮機および冷却ファンを駆動する動作が加えられる（以下、この動作を「冷蔵室単独冷却ｄ」という）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−２４７６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の冷蔵庫１００は、庫内の収納状況に関わらず庫内全体を万遍なく冷却を行うため、収納物がない箇所に対しても冷気を供給し、「冷やしすぎ」が生じてい
る。
【００１３】
また、近年就労形態が変化し、共働き世帯が増加している。また、大型スーパー等での買物の機会が増加している。これにより、休日に、一度に一週間分の食品等をまとめ買いする人々が増加しており、冷蔵庫１００の収納量が今までよりも大きく変化する傾向があり、まとめ買い前日には極端に収納量が少ない場合も多く、一般家庭の生活パターンが変化しつつある。
【００１４】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、省エネ性を高めながら、保鮮性を確保する使い勝手のよい冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、断熱壁と断熱扉とによって区画され、収納物を収納する収納室と、前記収納室内の収納状況を推定する収納状況推定部と、前記収納状況推定部の推定結果を記憶する記憶部と、電気機能部品の出力動作を制御する演算制御部と、を備え、前記収納室は、一つ又は複数の棚によって複数の収納空間を区画形成するとともに、前記演算制御部は前記収納状況推定部の推定結果に基づいて、前記電気機能部品の出力動作を制御し、前記収納空間への冷却量を変化させるものである。
【００１６】
これによって、収納空間における収納状況に合わせて、最適に電気機能部品の出力動作を制御することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の冷蔵庫は、収納空間における収納状況推定部の推定結果に基づいて、前記収納空間への冷却量を変化させることにより、収納物がない箇所への冷却量を低減することで、適切に冷却運転し、省エネ性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図
【図２】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の制御ブロック図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における冷蔵庫の図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）本発明の実施の形態１における冷蔵庫の扉を開けたときの正面図
【図４】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の風路構成概略図
【図５】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の収納状況検知制御を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態１における天面光源による収納状態検知特性図
【図７】本発明の実施の形態１における下方の光源による収納状態検知動作の説明図
【図８】本発明の実施の形態１における収納状態検知特性図
【図９】本発明の実施の形態１における上段・下段の収納量比特性図
【図１０】本発明の実施の形態１における収納物分布による温度センサの温度挙動模式図
【図１１】本発明の実施の形態１における収納物分布による温度センサの温度挙動模式図
【図１２】本発明の実施の形態１における収納物分布による温度センサの温度挙動模式図
【図１３】従来冷蔵庫の正面図
【図１４】従来冷蔵庫の温度センサの温度挙動を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
請求項１に記載の発明は、断熱壁と断熱扉とによって区画され、収納物を収納する収納
室と、前記収納室内の収納状況を推定する収納状況推定部と、前記収納状況推定部の推定結果を記憶する記憶部と、電気機能部品の出力動作を制御する演算制御部と、を備え、前記収納室は、一つ又は複数の棚によって収納空間を区画すると共に、前記演算制御部は前記収納空間における前記収納状況推定部の推定結果に基づいて、前記収納空間への冷却量を変化させるものであり、収納空間における収納状況に合わせて、最適に電気機能部品の出力動作を制御することで、適切に冷却運転し、高い省エネ性能を実現する冷蔵庫を提供することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記演算制御部は前記収納空間内に食品が無い、又は少ないと判別した場合に、前記収納空間への冷却量を低減するものであり、適切に冷却運転し、更に省エネ性能を向上できる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記収納状況推定部は、前記収納空間毎の収納量の比率を推定し、前記収納量の比率に応じて前記収納空間毎への冷却量の分配を変化させるものであり、これにより、収納物の配置状況に応じて冷却量を適切に調節することができ、また保鮮性を向上させることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記電気機能部品は冷気の流れを切り替えるフラップであり、前記演算制御部は食品が無い、又は少ないと判別した前記収納空間に通じる風路の開口面積を、前記フラップによって閉塞または狭めるものであり、これにより、冷却量を自由に調節することができ、収納物投入時などの十分な冷却が必要な場合にも、瞬時に冷却量を変化させることで、保鮮性を向上させることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、前記フラップは風路内の前記収納空間を区画する境界線上に配置したものであり、これにより、１つの風路による簡易な構成で風路内の風の流れを切り替えることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、前記収納空間は上段部と下段部の２区画に分割したものであり、これにより、使用者が一番手の届きにくい上段と比較的に使い勝手の良い下段で風路を切り替え、収納量が少ない場合には、下段のみを冷却することで、省エネ性能と使い勝手を両立する最適な冷却運転を実現できる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、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この発明が限定されるものではない。
【００２６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図、図２は同実施の形態における冷蔵庫の制御ブロック図、図３（ａ）は同実施の形態における図１のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は同実施の形態における図１の冷蔵室の扉を開けたときの正面図、図４は同実施の形態における収納状態検知の風路構成概略図、図５は同実施の形態における収納状態検知の制御フローチャート図、図５は同実施の形態における収納状態検知特性図、図６は同実施の形態における天面光源による収納状態検知特性図、図７は同実施の形態における下方の光源による収納状態検知動作の説明図、図８は同実施の形態における収納状態検知特性図、図９は同実施の形態における上段・下段の収納量比特性図、図１０から図１２は同実施の形態における本発明の実施の形態１における収納物分布による温度センサの温度挙動模式図である。
【００２８】
図１から図４において、冷蔵庫本体１１である断熱箱体は、主に鋼板を用いた外箱と、ＡＢＳなどの樹脂で成形された内箱と、外箱と内箱の間に注入した断熱材で構成されている。
【００２９】
冷蔵庫本体１１である断熱箱体は、複数の収納室に断熱区画されており、最上部に冷蔵室１２、その冷蔵室１２の下部に製氷室１３もしくは切換室１４が横並びに設けられ、その製氷室１３と切換室１４の下部に冷凍室１５、そして最下部に野菜室１６が配置され、各収納室の前面には外気と区画するための断熱扉が冷蔵庫本体の前面開口部にそれぞれ構成されている。冷蔵室１２の断熱扉である冷蔵室扉１２ａの中央部付近には、各室の庫内温度設定や製氷および急速冷却などの設定を行うことができ、また収納状態の検知結果や冷蔵庫の運転状況などを表示できる操作部１７が配置されている。
【００３０】
また、冷蔵庫本体１１には、演算制御部１内に備えたメモリ２、タイマ４および、扉の開閉を検知する扉開閉検知センサ３を備えている。
【００３１】
また、演算制御部１は、収納室内の収納状況を推定する収納状況推定部を備え、収納空間における収納状況推定部の推定結果に基づいて、電気機能部品の出力動作を制御し、収納空間への冷却量を変化させるものである。
【００３２】
冷蔵室１２内には、収納物である食品を整理して収納できるように複数の庫内収納棚１８が、また冷蔵室扉１２ａの庫内側の面には扉収納棚１９が設けられ、これらはガラスや透明な樹脂など光の透過率が高い材質で構成されている。庫内収納棚１８および扉収納棚１９の表面は、一定の透過率を保ちながら光が拡散するように加工を行うことで、冷蔵室１２内の明るさの分布を調節することが可能である。このときの透過率は５０％以上であることが望ましく、透過率が低いときは光が届き難い場所ができるので収納状態の検知精度が低下する。冷蔵室１２内には、上下に複数の収納棚１８が設けられ、複数の収納空間を区画形成している。なお、一部の収納棚１８は、上下に可動できるように構成されている。
【００３３】
冷蔵室１２内には、収納室内である庫内を明るく照らすために庫内照明２０があり、収納された収納物である食品の視認性を向上させている。庫内照明２０は、冷蔵庫内の扉開放側前面から見て、庫内奥行の１／２より扉側に、天面と左側壁面と右側壁面に配置されている。この庫内照明２０の光源には天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、および照明用ＬＥＤ２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ、および側面下方ＬＥＤ２０ｇ、２０ｈなど複数のＬＥＤを使用し、側壁面においては照明用ＬＥＤ２０ｃ〜２０ｇのように縦方向に配列することで、高さ方向に長い冷蔵室１２全体を満遍なく照射することができる。
【００３４】
庫内の下方、且つ庫内の奥行方向の１／２より扉側の位置に光センサである光センサ２１ａ、２１ｂが設置されている。これらの光センサは、本実施の形態では照度センサを用い、最も高感度となるピーク波長を５００〜６００ｎｍとしたセンサが一般的である。なお、光センサのピーク感度波長は、他の波長帯でも良く、光源の発光波長などと合わせて決定するものである。
【００３５】
冷蔵室１２を左右方向において２区画に区分したときは、天面ＬＥＤ２０ａと光センサ２１ｂが右区画に配置され、天面ＬＥＤ２０ｂと光センサ２１ａが左区画に配置される。また、前記収納室を上下方向において２区画に区分したときは、天面ＬＥＤ２０ａ、ｂが上区画に配置され、側面下方ＬＥＤ２０ｇ、ｈと光センサ２１ａ、ｂ、が下区画に配置される。このように、前記複数の区画にＬＥＤと光センサが配置されている。
【００３６】
この光センサ２１ａ、２１ｂは、ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、２０ｇ、２０ｈの照射光が、収納室壁面での反射および収納物による反射・減衰を繰り返し、収納室内の明るさの分布が飽和した状態を測定・計算して収納状態を推定するものである。この原理に加え、複数の区画にＬＥＤと光センサを配置したことで、収納物の配置によらず精度良く収納状態を検知することができる。
【００３７】
光センサによる物体の検知は、例えばフォトインタラプタのように、遮蔽で光の強さが極端に減衰する現象を利用して一つの物体の存在をデジタル式に検知する方式、または多数のセンサ構成で複数の物体の存在を検知する方式が一般的である。このような構成は、収納室内の限られた場所の収納物の有無を検知することしかできず、収納室全体の収納状態を把握することはできない。しかし、本発明の構成は、少数のＬＥＤとセンサで冷蔵室１２という空間内の全体の収納状態をアナログ的に把握することを可能としている。
【００３８】
このシステムにおいては、光センサの直ぐ手前が収納食品によって塞がれると、検知できる光のレベルが極度に低下することに伴い、光の強さの変化率が低下するため、収納状態の検知に複雑な処理が必要になる。しかし、図３（ａ）に示したように、冷蔵室１２内が収納物で満杯になっても、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、照明用ＬＥＤ２０ｃ〜２０ｆ、側面下方ＬＥＤ２０ｇ、２０ｈ、および光センサ２１ａ、２１ｂの取り付け位置には、庫内収納棚１８と扉収納棚１９の間に空間αがあるため、光センサが食品で塞がる可能性は低い。
【００３９】
また、この空間αは庫内収納棚１８の前方側の端部を含む鉛直面１８ａよりも前方側で断熱扉である冷蔵室扉１２ａとの間に光センサ２１ａ、２１ｂが設置されていることによって形成されている。
【００４０】
冷蔵室１２内の最上部の後方領域に段部を有して形成された上部機械室内には、圧縮機３０、および、水分除去を行うドライヤ等の冷凍サイクルの高圧側構成部品が収納されている。
【００４１】
そして、冷蔵室１２内の最上部の棚１８は、上部機械室の底面壁と略同一の高さに配置されている。すなわち、冷蔵室１２内の最上部の収納空間は、背面に対向して上部機械室を備えている。したがって、冷蔵室１２内の最上部の収納空間の奥行寸法は、下部の収納空間より小さく設定されている。
【００４２】
冷凍室１５の背面には、冷気を生成する冷却室が設けられ、冷却室内には、冷却器、および、冷却器で冷却した冷却手段である冷気を、冷蔵室１２、切換室１４、製氷室１３、野菜室１６および冷凍室１５に送風する冷却ファン３１が配置されている。さらに冷却ファン３１からの風量を調節する風量調節ダンパー３２が風路内に設置されている。また、冷却器やその周辺に付着する霜や氷を除霜するためにラジアントヒータ、ドレンパンおよびドレンチューブ蒸発皿等が構成されている。
【００４３】
冷蔵室１２は、冷蔵保存を行うために、冷却器から送られた冷気を遮断、又は開放する風量調節ダンパー３２、冷気の流れを切り替えるフラップ３３によって冷蔵室１２内の冷却量を調節し、凍らない温度を下限として通常１℃〜５℃に温度制御されている。
【００４４】
最下部の野菜室１６は、冷蔵室１２と同等またはやや高い２℃〜７℃に温度制御されている。
【００４５】
また、冷凍室１５は、冷凍温度帯に設定されており、冷凍保存のために通常−２２℃〜−１５℃に温度制御されているが、冷凍保存状態の向上のために、例えば−３０℃や−２
５℃の低温に温度制御されるように設定される場合もある。
【００４６】
製氷室１３は、冷蔵室１２内の貯水タンク（図示せず）から送られた水により、室内上部に設けられた自動製氷機（図示せず）で氷をつくり、室内下部に配置した貯氷容器（図示せず）に貯蔵する。
【００４７】
切換室１４は、１℃〜５℃に設定される冷蔵温度帯、２℃〜７℃に設定される野菜温度帯、通常−２２℃〜−１５℃に設定される冷凍の温度帯以外にも、冷蔵温度帯から冷凍温度帯の間で予め設定された温度帯に切り換えることができる。切換室１４は、製氷室１３に並設された、独立扉を備えた貯蔵室であり、引き出し式の扉を備えることが多い。
【００４８】
なお、本実施の形態では、切換室１４を、冷蔵および冷凍の温度帯を含めた温度に調整可能な貯蔵室であるとしているが、冷蔵機能は冷蔵室１２と野菜室１６に、冷凍機能は冷凍室１５に、それぞれ委ねて、冷蔵と冷凍の中間の温度帯のみの切り換えに特化した貯蔵室としてもよい。また、特定の温度帯、例えば、近年冷凍食品の需要が多くなってきたことに伴い、冷凍に固定された貯蔵室としてもよい。
【００４９】
冷蔵室内は一つ又は複数の棚によって収納空間を区画されており、フラップ３３は収納空間を区画形成する棚の水平投影面に跨ってダクト３４内に配置され、ダクト３４内において簡易な構成で風路内の冷気の流れを切り替えることができる。また、フラップ３３は収納状況推定部の推定結果に基づいて、動作を行い、収納空間への冷却量を調節することができる。
【００５０】
例えば、上方に区画した収納空間の収納量が少ない場合には、フラップ３３を閉として対象の収納空間への冷却量を低減することで、適切に冷却運転し、更に省エネ性能を向上できる。一方、対象の空間の収納量が多い、又は増加した場合には、フラップ３３を開とすることで、庫内全体を冷却し、瞬時に冷却量を変化させることで、保鮮性を向上させることができる。
【００５１】
本実施の形態では収納空間は上段部と下段部の２区画に分割するものとし、これにより、使用者が一番手の届きにくい上段と比較的に使い勝手の良い下段で風路を切り替え、例えば上段の収納量が少ない場合には、下段のみを冷却することで、省エネ性能と使い勝手を両立する最適な冷却運転を実現できる。
【００５２】
なお、フラップ３３の配置は、上述に限定されず、冷却器からの冷気を供給できる位置であれば、ダクト３４内の何れの位置に、複数個配置しても構わない。
【００５３】
また、収納空間の区画は、上段部と下段部のみならず、左部と右部、手前部と奥部で区画し、それぞれの冷却量を調節してもよい。
【００５４】
以上のように構成された冷蔵庫について、その動作および作用を説明する。
【００５５】
本実施の形態では、庫内照明２０のうち、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、および側面下方ＬＥＤ２０ｇ，２０ｈを使用して収納状態を検知する。
【００５６】
また、本実施の形態では、光センサ２１のうち、光センサ２１ａを使用して収納状態を検知する。
【００５７】
さらに収納状態の検知精度を高める必要があるときは、照明用ＬＥＤ２０ｃ〜ｆのように使用するＬＥＤ光源を増加させればよい。また、光センサ２１ｂのように使用する光セ
ンサを増加させてもよい。
【００５８】
以下、図４、図５を用いて、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、側面下方ＬＥＤ２０ｇ、および光センサ２１ａによる収納状態検知動作を詳細に説明する。冷蔵室１２は高さ方向に長いことが一般的であるため、主に冷蔵室１２を上下２区画に区分した考え方で収納状態の検知例を記載する。
【００５９】
まず、扉開閉検知センサ３により冷蔵室扉１２ａの開閉が検知されたとき（ステップ１０１）、収納物の出し入れの可能性があったと判定し、冷蔵室扉１２ａが閉じられてから所定時間をタイマ４で計時した後に（ステップ１０２）、収納状態の検知動作を開始する。
【００６０】
ここで、ステップ１０２にて所定時間を計時する理由を記載する。
【００６１】
ひとつには、低温となっている庫内収納棚１８および扉収納棚１９などが微小ながらも結露し、透過率が変化することで収納状態の検知に影響が出ることを配慮したもので、所定時間後に結露が解消されてから検知することを目的としている。
【００６２】
また、ひとつには、冷蔵室扉１２ａが開いているときに照明としてＬＥＤが点灯し、その発熱による光度低下で収納状態の検知に影響が出ることを配慮したもので、所定時間後にＬＥＤの温度上昇が解消されてから検知することを目的としている。なお、ＬＥＤの光度を安定させる他の手段として、ＬＥＤを冷蔵室扉１２ａが閉じられた後も暫く点灯し、あえて発熱させ、所定時間後にＬＥＤの温度上昇が飽和して一定になった後、検知を開始してもＬＥＤの光度は安定する。
【００６３】
収納状態検知動作を開始すると、最初に冷蔵庫の上区画である天面壁面に配置された天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂの光源を点灯する（ステップ１０３）。例えば図５のように庫内収納棚１８上に収納物２３ａである食品が収納されたとき、天面ＬＥＤ２０ａから出力された光２４ａ（以下、光の成分を図５に矢印で示す。点線は光度が減衰していることを示す。）は、収納物２３ａである食品に反射して減衰し、光２４ｂ、２４ｃのように別方向へ拡散する。光２４ｂ、２４ｃはさらに冷蔵室１２の壁面や他の食品（図示せず）での反射を繰り返す。また、扉収納棚１９の収納物２３ｂで反射した光２４ｄも減衰し、光２４ｅのように別方向に拡散し、さらに冷蔵室１２の壁面や他の食品（図示せず）での反射を繰り返す。このように反射を繰り返した後に、冷蔵室１２内の明るさの分布は飽和・安定する。
【００６４】
なお、一般にＬＥＤの照射光は所定の照射角度をもって発光するため、図５内に矢印で示した光は、ＬＥＤが放つ光の成分の一部である。以下、光の描写については同様である。
【００６５】
天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂは下方向を向き、光センサ２１ａ、２１ｂは水平方向を向き、それぞれが対向しない配置のため、ほとんどの光の成分はセンサに直接入射せず、壁面や収納物での反射を介するように構成されている。
【００６６】
このとき測定した照度情報は検知データＡとしてメモリ２に記録する（ステップ１０４）。
【００６７】
次に、冷蔵庫の下区画である側面下方の壁面に配置された側面下方ＬＥＤ２０ｇの光源を点灯する（ステップ１０５）。例えば図６のように庫内収納棚１８上に収納物２３ｃである食品が収納されたとき、ＬＥＤ２０ｇから出力された光２４ｆ（以下、光の成分を図
７に矢印で示す。点線は光度が減衰していることを示す。）は、収納物２３ｃである食品に反射して減衰し、光２４ｇのように別方向へ拡散する。光２４ｇはさらに冷蔵室１２の壁面や他の食品（図示せず）での反射を繰り返す。また、収納物２３ｄで反射した光２４ｈも減衰し、光２４ｉ、２４ｊのように別方向に拡散し、さらに冷蔵室１２の壁面や他の食品（図示せず）での反射を繰り返す。このように反射を繰り返した後に、冷蔵室１２内の明るさの分布は飽和・安定する。
【００６８】
側面下方ＬＥＤ２０ｇを点灯するときは光センサ２１ａで検知し、それぞれが対向しない組合せで検知するので、ほとんどの光の成分はセンサに直接入射せず、壁面や収納物での反射を介するように構成されている。
【００６９】
このとき測定した照度情報はメモリ２に記録する（ステップ１０６）。
【００７０】
次に、上区画の天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、および下区画の側面下方ＬＥＤ２０ｇの順次点灯による測定結果を組み合わせ、例えば検知データＡと検知データＢを平均した値を検知データＣとすると（ステップ１０７）、この収納状態検知特性は図７に示すようになる。図７のように収納物の上下への配置の偏りに関わらず、精度良く収納状態を検知することができるようになる。このように求めた収納量データはメモリ２に記録する（ステップ１０８）。
【００７１】
なお、図７グラフの縦軸を「照度」としているが、収納物なし時を基準とした「相対照度」または「照度減衰率」など相対値とすれば、ＬＥＤが初期特性として持つ光度バラツキなどに対応しやすい。以下、「照度」に関する考え方は同様である。
【００７２】
また、ステップ１０７での計算においては、検知データＡとＢの単純な平均化ではなく、各データの収納状態検知への影響度を考慮し、例えば「（Ａ×γ）＋（Ｂ×δ）」と任意の係数γ、δを積算するなど、誤差が最小となるようにする。
【００７３】
なお、収納物の左右、または奥・手前への配置偏りについては、上述と同様の考え方で冷蔵室１２を２区画に区分し、それぞれにＬＥＤまたは光センサを設ければよい。
【００７４】
以降、ステップ１０３からステップ１０８のように、冷蔵室１２内の全体の収納量を求める過程を「収納量検知シーケンス」と仮称する。
【００７５】
次に、冷蔵庫１１内の収納量の上下分布を求める。これは、冷蔵室１２内を上段・下段に２分割したとき、上段に収納量が多いときは、天面ＬＥＤ２０ａ、ｂを点灯したときの出力「検知データＡ」が低めとなり、下段に収納量が多いときは、下方ＬＥＤ２０ｇを点灯したときの出力「検知データＢ」が低めとなる傾向を利用する。「検知データＡ−検知データＢ」の差分を「センサ出力差Ｄ」として算出すると（ステップ１１１）、「センサ出力差Ｄ」と「上段／下段の収納量比」との関係は図９のようになる。
【００７６】
図９において、横軸「センサ出力差Ｄ」は、冷蔵室１２内が空のときの出力を１００％とした相対値の差分で表している。また、縦軸「収納量比（上段／下段）」は上段と下段の収納量が同程度のときを１として現している。この下段の収納量が多いときは１未満となり、上段の収納量が多いときは１より大きくなる。このように図９の収納量比特性は一次関数に近い特性を示すため、上段・下段の収納量分布を求めることができる（ステップ１１２）。
【００７７】
さらに、収納量検知シーケンスで求めた収納量Ｃと、ステップ１１１で求めた収納量比から、上段の収納量Ｅおよび下段の収納量Ｆを具体的に算出し、それぞれメモリ２に記憶
する（ステップ１１３〜１１６）。
【００７８】
以上のように求めた上段・下段の各収納量分布判定結果を利用し、次のように冷却制御を適切化する。
【００７９】
図１０から図１２に示すように、従来の冷蔵庫（破線）は、収納物の有無に関わらず、庫内全体を冷却するために、収納物がない箇所も冷却を行うことで、理想的な温度挙動（実線）と比較して「冷やしすぎ」が生じている。
【００８０】
図１０において、本実施の形態の冷蔵庫は、扉開閉動作後の収納状況を検知し、上段の収納物が少ないと判定し、かつ対象の収納空間における温度が所定値以下の場合には、フラップ３３を「開→閉」とする動作を行い、対象の収納空間への冷却量を低減する。
【００８１】
この際に、合わせて、圧縮機３０の回転数を低下、冷却ファン３１の回転数を低下、冷蔵室１２の風量調節ダンパー３２の開度を小さくする等の動作によって冷却量を低減してもよい。これによって、適切に冷却運転し、更に省エネ性能を向上できる。
【００８２】
その後、冷蔵室冷凍室同時冷却ａ時に、対象の空間に収納物が投入され、収納物がある、又は多いと判定した場合には、フラップ３３を「閉→開」とする動作を行い、対象の空間への冷却量を増加させ、庫内全体を冷却する。これによって、収納物投入時などの十分な冷却が必要な場合にも、瞬時に冷却量を変化させることで、保鮮性を向上させることができる。この際に、合わせて、圧縮機３０の回転数を増加、冷却ファン３１の回転数を増加、冷蔵室１２の風量調節ダンパー３２の開度を大きくする等の動作によって冷却量を増加させてもよい。
【００８３】
また、図１１において、冷凍室単独冷却ｂ時に、上段に収納物が投入され、収納物が多いと判定した場合には、まず冷蔵室１２の風量調節ダンパー３２を「閉→開」の動作を行い、その後フラップ３３を「閉→開」とする動作を行い、対象の空間への冷却量を増加させ、庫内全体を冷却する。この際に、合わせて、圧縮機３０の回転数を増加、冷却ファン３１の回転数を増加する等の動作によって冷却量を増加させてもよい。
【００８４】
また、図１２において、冷却停止ｃ時に、上段に収納物が投入され、収納物が多いと判定した場合には、圧縮機３０が一定時間（例えば１０分間）停止後であれば、温度センサ２２が検知する温度に関係なく、圧縮機３０を高回転で駆動し、冷蔵室１２の風量調節ダンパー３２を「閉→開」、フラップ３３を「閉→開」とする動作を行う。これにより、圧縮機３０の起動性を確保しながら、冷蔵室１２に投入した収納物を素早く冷却することができるので、保鮮性を向上させることができる。
【００８５】
以上の動作により、収納空間における収納状況に合わせて、最適に電気機能部品の出力動作を制御することで、適切に冷却運転をし、高い省エネ性能を実現する冷蔵庫を提供することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態の冷蔵庫における自動急冷、自動節電の冷却運転については、例えば、庫内温度設定の変更や急凍機能等の、使用者の意志による機能を優先させることも可能である。
【００８７】
なお、本実施の形態では、収納状況検知部を冷蔵室１２に設けた例を示したが、本発明はこの例に限定されず、冷蔵室１２、製氷室１３、切換室１４、冷凍室１５および野菜室１６の少なくとも一つに設けてもよい。
【００８８】
なお、本実施の形態に示した冷蔵庫の構成に限定されず、従来一般的であった断熱箱体の最下部の貯蔵室後方領域に機械室を設けて圧縮機３０を配置するタイプの冷蔵庫に適用することも可能である。
【００８９】
なお、上述の説明において、収納状況検知手段としては、庫内照明２０と光センサ２１とを備えた構成であるとして説明を行ったが、本発明の収納状況検知手段はこれに限定されない。例えば、庫内温度の変化や、冷却機能部品の動作時の電流変化等を用いて収納状況を検知する手段をも用いることが可能である。
【００９０】
また、光センサ２１が備えられた貯蔵室である冷蔵室１２の前面側に設けられた冷蔵室扉１２ａの外面に表示させる認知手段である操作部１７によって、使用者に冷蔵室１２内の収納物の状態を知らせることができる。
【００９１】
使用者は、この認知手段である操作部１７に示された表示を確認して、冷蔵室扉１２ａを開放し、迷うことなく収納物が無い、又は少ないと表示された最上段の収納空間である収納棚１８ａへと食品を載置し、迅速に冷蔵室扉１２ａを閉めることができる。
【００９２】
また、収納物が冷気吐口付近に収納されている場合や、収納物が詰めすぎとなっている場合には、冷蔵室扉１２ａの外面にある操作部１７に、対象の収納空間が詰めすぎで増電運転になることを表示する。
【００９３】
ここで、収納物が詰めすぎである場合や、冷気吐出口の近傍に収納物が収納されている場合には、収納物が、冷気の通風抵抗となり、単位時間当たりの冷気循環量が低下して、冷却するのに時間が長くなる。また、冷気循環量が低下すると蒸発器の風量が低下して、熱交換量が低下するので、蒸発温度の低下を招き、冷凍サイクルの高低圧差圧の拡大により圧縮機入力も増加する。
【００９４】
冷却時間を維持しようとすると、冷気を循環させるファンの回転数を増加させたり、圧縮機３０の回転を増加させたりしなければならず、これもまた増電の要因となる。
【００９５】
よって、これらの電力使用量が多くなる増電傾向を使用者に報知し、最適な収納物の配置を促すことで、冷蔵庫の実際の使用上において、省エネルギー化を図ることができ、より省エネルギーを実現した冷蔵庫を消費者に提供することができ、ＣＯ２削減に寄与することができる。
【００９６】
なお、認知手段としては、操作部１７に限定されず、例えば音声で注意を促す構成も可能である。収納状況情報を操作部１７にインジケータで表示してもよい。これにより、使い勝手の向上を図ることができる。
【００９７】
特に、本実施の形態の構成は、家庭用冷蔵庫のように、多種多様な食品が収納される可能性がある場合に、従来に比して効果が高い。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
以上述べたように、本発明の冷蔵庫は、各家庭の収納状況に合わせて、冷却量を適切化することができる。よって、収納状況検知機能を有し、その検知結果を用いて、節電運転等に運転モードを切換える家庭用冷蔵庫または業務用冷蔵庫等として有用である。
【符号の説明】
【００９９】
１    演算制御部
２    メモリ
３    扉開閉検知センサ
４    タイマ
１１    冷蔵庫本体
１２    冷蔵室
１２ａ    冷蔵室扉
１３    製氷室
１４    切換室
１５    冷凍室
１６    野菜室
１７    操作部
１８ａ〜１８ｄ    収納棚
１９    扉収納棚
２０    庫内照明
２０ａ、２０ｂ  天面ＬＥＤ
２０ｃ〜２０ｆ  照明用ＬＥＤ
２０ｇ、２０ｈ  側面下方ＬＥＤ
２１ａ、２１ｂ  光センサ
２２ａ、ｂ    温度センサ
２３ａ〜２３ｈ  収納物
２４ａ〜２４ｊ  光
３０    圧縮機
３１    冷却ファン
３２    風量調節ダンパー
３３    フラップ
３４    ダクト
【図１】
2015096774.tif 000003
【図２】
2015096774.tif 000004
【図３】
2015096774.tif 000005
【図４】
2015096774.tif 000006
【図５】
2015096774.tif 000007
【図６】
2015096774.tif 000008
【図７】
2015096774.tif 000009
【図８】
2015096774.tif 000010
【図９】
2015096774.tif 000011
【図１０】
2015096774.tif 000012
【図１１】
2015096774.tif 000013
【図１２】
2015096774.tif 000014
【図１３】
2015096774.tif 000015
【図１４】
2015096774.tif 000016