(57)【要約】【課題】モータ２２制御用の電流検出器１００〜１０２の信号を報知回路４１にも利用することにより、ドアスイッチを使用せずにドアの開閉状態を知り、ドアの閉め忘れや従来のドアスイッチでは検出できなかったようなわずかな隙間の発生（半ドア状態）も検出して報知できる冷蔵庫を提供する。【解決手段】この冷蔵庫は、冷凍室と冷蔵室を有し、各室にドアが設けられている冷蔵庫において、冷媒を圧縮し冷凍サイクルに循環させる圧縮機２１を備え、かつ、冷凍室又は冷蔵室の温度センサ４２，４３、圧縮機に印加される電流を検出する電流検出器１００〜１０２、圧縮機をベクトル制御する制御回路３７及び冷凍室又は冷蔵室の異常を報知する報知回路４１を備えていて、電流検出器は、圧縮機２１をベクトル制御するための電流信号と冷凍室又は冷蔵室の異常を検出する電流信号を兼用して検出し、制御回路及び報知回路に出力する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍室と冷蔵室を有し、各室にドアが設けられている冷蔵庫において、
冷媒を圧縮し冷凍サイクルに循環させる圧縮機を備え、かつ、
前記冷凍室又は冷蔵室の温度センサ、前記圧縮機に印加される電流を検出する電流検出器、前記圧縮機をベクトル制御する制御回路及び前記冷凍室又は冷蔵室の異常を報知する報知回路を備え、
前記電流検出器は、前記圧縮機をベクトル制御するための電流信号と前記冷凍室又は冷蔵室の異常を検出する電流信号を兼用して検出し、前記制御回路及び報知回路に出力することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記報知回路は、前記冷凍室又は冷蔵室の温度センサが単位時間内に所定値以上の温度上昇を検出したときにドアが開けられたと判断し、その後一定時間、前記電流検出器の電流値が所定値を超えていた場合、ドアが開放されたままと判断して報知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】
前記報知回路は、前記冷凍室又は冷蔵室の温度センサが単位時間内に温度上昇と温度低下を検出したときにドアが開けられたと判断し、その後一定時間、前記電流検出器の電流値が所定値を超えていた場合、ドアが完全に閉まっていないと判断して報知することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記圧縮機は３相ブラシレスＤＣモータで駆動されるものであり、
前記電流検出器は、当該３相ブラシレスＤＣモータの各相に直列に挿入された抵抗によって構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記圧縮機は３相ブラシレスＤＣモータで駆動されるものであり、
前記電流検出器は、当該３相ブラシレスＤＣモータの各相に直列に挿入されたカレントトランスによって構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍室、冷蔵室を個別に冷却する冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷凍室、冷蔵室を個別に冷却する冷蔵庫では、冷媒を圧縮し、冷媒経路中を循環させる圧縮機として、レシプロコンプレッサと呼ばれるピストンを往復運動させて冷媒を圧縮するものが主に用いられている。そしてインバータ機種の冷蔵庫の場合、この圧縮機を駆動するためのモータとしては、ブラシレスＤＣモータで構成が使用されている。このブラシレスＤＣモータを駆動するインバータには、一般的にＰＷＭインバータが用いられている。
【０００３】
従来、ＰＷＭインバータでは、制御回路において三角波比較法と呼ばれる方式で波形を形成しているが、これはＰＷＭ周波数を決定する三角波と正弦波との比較結果により、各相正負のスイッチング素子をオン／オフする制御方式である。
【０００４】
しかしながら、さらに近年には、制御回路のマイクロコンピュータの性能向上などから空間ベクトル法と呼ばれる駆動方式が採用されるようになっている。この空間ベクトル法は、任意の電圧ベクトルを８個の電圧ベクトルで表現し、これを時間に換算して各相正負のスイッチング素子をオン／オフするものである。
【０００５】
空間ベクトル法は、三角波比較法に比べて可変速範囲が広く、応答性や加速特性も優れた制御方式であるが、モータに流れる電流値が制御信号として必要なため、図５に示すように各相に電圧検出部２３を取り付ける必要がある。尚、この電圧検出部２３は、各相毎の分圧抵抗２４，２５；２６，２７；２８，２９に形成され、中点３０〜３２各々の電圧信号を制御回路３７に出力するようにしている。
【０００６】
他方、従来、冷蔵庫においてドアの開閉状態を検出する手法としてはドアスイッチが使用されてきた。これは、冷蔵庫の庫内にドアスイッチを取り付け、ドアの開閉を物理的に検出してドアの状態を判断するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の冷蔵庫では、ドアスイッチによってドアの開閉状態を検出する場合、ドア部分に何か薄いものが挟まり、あるいはドアパッキンの状態によってスイッチでは検出できないほどわずかな隙間が生じた場合（半ドア状態の場合）、そこから冷気が戸外に漏れ出てしまい、冷蔵庫の効率を悪くしてしまったり、冷凍室の場合には庫内に霜が付いたりするなどの不具合が生じる。
【０００８】
さらに近年は、冷蔵庫のドアの数が増えており、そのすべてにドアスイッチを設けることはコストアップになり、好ましいものではない。
【０００９】
本発明はこのような従来の技術的な課題に鑑みてなされたもので、モータ制御用の電流検出器の信号を報知回路に使用することにより、ドアスイッチを使用せずにドアの開閉状態を知ることができ、また従来のドアスイッチでは検出できなかったようなわずかな隙間の発生も検出して報知することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、冷凍室と冷蔵室を有し、各室にドアが設けられている冷蔵庫において、冷媒を圧縮し冷凍サイクルに循環させる圧縮機を備え、かつ、前記冷凍室又は冷蔵室の温度センサ、前記圧縮機に印加される電流を検出する電流検出器、前記圧縮機をベクトル制御する制御回路及び前記冷凍室又は冷蔵室の異常を報知する報知回路を備え、前記電流検出器は、前記圧縮機をベクトル制御するための電流信号と前記冷凍室又は冷蔵室の異常を検出する電流信号を兼用して検出し、前記制御回路及び報知回路に出力することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の冷蔵庫において、前記報知回路は、前記冷凍室又は冷蔵室の温度センサが単位時間内に所定値以上の温度上昇を検出したときにドアが開けられたと判断し、その後一定時間、前記電流検出器の電流値が所定値を超えていた場合、ドアが開放されたままと判断して報知することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の冷蔵庫において、前記報知回路は、前記冷凍室又は冷蔵室の温度センサが単位時間内に温度上昇と温度低下を検出したときにドアが開けられたと判断し、その後一定時間、前記電流検出器の電流値が所定値を超えていた場合、ドアが完全に閉まっていないと判断して報知することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１〜３の冷蔵庫において、前記圧縮機は３相ブラシレスＤＣモータで駆動されるものであり、前記電流検出器は、当該３相ブラシレスＤＣモータの各相に直列に挿入された抵抗によって構成されたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５の発明は、前記圧縮機は３相ブラシレスＤＣモータで駆動されるものであり、前記電流検出器は、当該３相ブラシレスＤＣモータの各相に直列に挿入されたカレントトランスによって構成されたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の冷蔵庫における、圧縮機モータの駆動回路を示している。図１において、１は直流電源、３は空間電圧ベクトル制御方式のインバータ回路、４は正極、５は負極、６〜１１は半導体スイッチング素子、１２〜１７はダイオード、１８，１９，２０はインバータ３のＵ，Ｖ，Ｗ各相の出力、２１は圧縮機、２２はこの圧縮機２１を回転駆動する３相ブラシレスＤＣモータである。モータ２２は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の巻き線２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗを有している。３４，３５は電源分圧抵抗、３６は中性点であり、中性点電圧ＶＲを制御回路３７に出力する。制御回路３７は空間電圧ベクトル制御のためのものである。
【００１６】
インバータ３の各相には電流検出器１００〜１０２が設けてあり、制御回路３７に対して各相の電流を検出し、制御回路３７に出力する構成である。
【００１７】
制御回路３７は、マイクロコンピュータを内蔵し、あらかじめ組み込まれたプログラムに基づく空間電圧ベクトル演算処理によって、各相の半導体スイッチング素子６〜１１のオン／オフ制御をして指令電圧ＳＶに応じた各相の出力電圧ＵＶ，ＶＶ，ＷＶを生成して各相巻き線２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗに出力する。
【００１８】
この制御回路３７にはまた報知回路４１が設けてある。この報知回路４１は、各相の電流検出器１００〜１０２により検出される各相の電流信号に基づき、後述する論理演算によりドア開放を内蔵ブザー等で知らせる働きをするものである。また制御回路３７及び報知回路４１には、冷凍室、冷蔵室それぞれの庫内温度を検出する温度センサ４２，４３の信号が入力するように接続してある。
【００１９】
次に、上記構成の第１の実施の形態の冷蔵庫による異常検知、報知動作について説明する。通常状態では、制御回路３７の働きにより、インバータ３を空間電圧ベクトル制御することによって３相出力１８，１９，２０の出力電圧を制御し、圧縮機２１を駆動する３相ブラシレスＤＣモータ２２を回転駆動し、この結果として圧縮機２１の冷媒吐出量を制御し、冷蔵室、冷凍室の冷却温度を制御する。
【００２０】
報知回路４１は、電流検出器１００〜１０２の検出電流値により、ドア開閉を判断し、ドア閉め忘れや半ドアと判断した時にはブザーを鳴動させることによりユーザーに報知する。なお、報知の方法はユーザーがドア閉め忘れ等に気づくものであればブザー鳴動の他の手段であってもよい。
【００２１】
以下、説明を簡明にするために、冷凍庫のドア閉め忘れや半ドアの異常が発生した場合の報知回路４１の異常報知動作について説明する。
【００２２】
（１）ドア閉め忘れの判断
図２のグラフは、ドアを開けたままの庫内温度Ｓの変化とインバータ電流ｉの時間変化を示している。一定時間Δｔ内に庫内の温度が所定値ΔＳ以上上昇した場合、制御回路３７はドアが開けられたと判断する。その後、庫内温度を下げるために圧縮機２１の能力を上げ、モータ２２に通電される電流を増加させるため、電流値ｉはΔｉだけ増加する。
【００２３】
このモータ電流の増加制御で同図の曲線（ａ）のように庫内温度が所定値ΔＳ０を超えて低下すれば、報知回路４１はドアがすでに確実に閉められていると判断し、異常報知を行わない。しかしながら、同図の曲線（ｂ）に示すように庫内温度の低下が少なく、所定値ΔＳ０を超えることがない場合、報知回路４１はドア異常である判断し、ユーザーに報知する。
【００２４】
（２）半ドアの判断
図３のグラフは、ドアを開けられた後に閉められたが、何らかの原因で不完全な状態で閉じていて半ドアの状態になった場合の庫内温度Ｓの変化とインバータ電流ｉの挙動を示している。一定時間Δｔ内に庫内温度に上昇の変化分ΔＳ１と下降の変化分ΔＳ２の２通りの変化が見られた場合、制御回路３７はドアが開けられた後に閉められたと判断する。そこで、制御回路３７は庫内温度を目標値まで冷却するために圧縮機２１の能力を増加させようとして、インバータ電流ｉをΔｉだけ増加させる。
【００２５】
このモータ電流の増加制御で同図の曲線（ａ）のように庫内温度が所定値ΔＳ３を超えて低下すれば、報知回路４１はドアがすでに確実に閉められていると判断し、異常報知を行わない。しかしながら、同図の曲線（ｂ）に示すように庫内温度の低下が少なく、所定値ΔＳ３を超えることがない場合、報知回路４１は半ドア状態である判断し、ユーザーに報知して注意を喚起する。
【００２６】
なお、冷凍室、冷蔵庫いずれにもドアが設けられている場合、あるいはさらに多くの室があり各室にドアが設けられている場合、各室毎に温度センサを設け、その温度センサの温度信号の挙動と上述したインバータ３の各相の電流検出器１００〜１０２の電流値の挙動との組み合わせによって各室毎のドア閉め忘れや半ドアを検出することができる。
【００２７】
このようにして、本発明の第１の実施の形態の冷蔵庫では、圧縮機モータの制御用の電流検出器の信号と庫内温度センサの信号を組み合わせることによりドアの開閉状態をチェックし、異常があれば報知することができる。このため、ドアスイッチを不要にでき、冷蔵庫コストの低下が図れる。そして特に、冷凍室ドアの半ドアを検出できるようにすれば、霜付着を抑制できる。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施の形態の冷蔵庫について、図４を用いて説明する。本実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対して、インバータ３の各相の電流を検出する手段として電流検出器１００〜１０２に代えて、カレントトランス１１０〜１１２を設けたことを特徴とする。尚、その他の各構成要素は第１の実施の形態と共通であるので、共通する要素には同一の符号を付して示している。
【００２９】
この実施の形態によっても、カレントトランス１１０〜１１２によって検出するインバータ３の各相の電流値ｉを用いて圧縮機２１のモータ２２を制御すると共に、この電流値ｉと庫内温度センサの温度Ｓとを使用してドア異常を判断する。これにより、第２の実施の形態の冷蔵庫でも、第１の実施の形態と同様の作用、効果を奏する。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来必要であったドアスイッチ無しにドア閉め忘れや半ドア状態を検出して報知することができ、ドアスイッチを不要にでき、冷蔵庫コストの低下が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の冷蔵庫における圧縮機制御機能部の回路構成を示すブロック図。
【図２】上記第１の実施の形態において、冷凍室ドアを開けて正しく閉めた場合と閉め忘れた場合とのインバータ電流と庫内温度の時間変化を対比したグラフ。
【図３】上記第１の実施の形態において、冷凍室ドアを開けて正しく閉めた場合と半ドア状態になった場合とのインバータ電流と庫内温度の時間変化を対比したグラフ。
【図４】本発明の第２の実施の形態の冷蔵庫における圧縮機制御機能部の回路構成を示すブロック図。
【図５】従来例の冷蔵庫における圧縮機制御機能部の回路構成を示すブロック図。
【符号の説明】
３  インバータ
２１  圧縮機
２２  モータ
３７  制御回路
４１  報知回路
４２，４３  温度センサ
１００〜１０２  電流検出器
１１０〜１１２  カレントトランス
【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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