(57)【要約】【課題】ベクトル制御を用いて庫内温度を制御する冷蔵庫のモータ駆動装置を提案する。【解決手段】三相の誘導コンプモータ３で回転するコンプレッサ２８を有する冷凍サイクル３０を備えた冷蔵庫１０において、インバータ回路４２からコンプモータ３に出力される三相の駆動電流をトルクに対応したｑ軸電流Ｉｑと磁束に対応したｄ軸電流Ｉｄを求め、このｑ軸電流Ｉｑが庫内温度の変化に対応することに基づいて、ｑ軸電流Ｉｑが増加した場合には、その増加に応じてコンプモータ３の回転数を上げコンプレッサ２８の能力を上げる。【選択図】      図１
2005049013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相のモータで回転するコンプレッサと、凝縮器と、冷却器を少なくとも有する冷凍サイクルを備え、
前記コンプレッサによって冷媒を圧縮して前記冷却器を冷却して、冷却室内部を冷却する冷蔵庫のモータ駆動装置であって、
前記モータの固定子巻線へ三相の駆動電流を供給するインバータ回路と、
前記インバータ回路へＰＷＭ信号を供給するＰＷＭ回路と、
前記三相の駆動電流を検知する駆動電流検知手段と、
前記検知した三相の駆動電流に基づいて磁束に対応した電流成分であるｄ軸電流と、前記モータのトルクに対応した電流成分であるｑ軸電流とに変換するｄｑ変換手段と、
前記モータの回転速度を検知する回転速度検知手段と、
前記変換したｑ軸電流に基づいて速度指令信号を出力する制御手段と、
前記検知した現在の回転速度と前記速度指令信号とに基づいて、前記速度指令信号に対応した回転速度になるように前記ＰＷＭ回路へ制御信号を出力する速度制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記ｑ軸電流の変化率に対応して前記速度指令信号を制御して、前記冷凍サイクルを流れる冷媒流量を調整して前記冷却室の庫内温度を制御する
ことを特徴とする冷蔵庫のモータ駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記ｑ軸電流の変化率が正のときは回転速度が上がるように前記速度指令信号を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記ｑ軸電流の変化率が負のときは、前記変化率の回転速度が下がるように前記速度指令信号を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記冷蔵庫は、前記冷却器の近傍に送風機を有し、
前記制御手段は、
前記ｑ軸電流に基づいて前記送風機の回転数を変化させる
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記冷蔵庫は、前記冷却室のドアの開閉を検知するドア検知手段を有し、
前記制御手段は、
前記ドア検知手段がドア閉状態を検知した後に前記庫内温度の制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記冷蔵庫は、前記冷却室のドアの開閉を検知するドア検知手段を有し、
前記制御手段は、
前記ドア検知手段が前記ドア閉状態を検知した後の所定時間経過後から前記庫内温度の制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記ｑ軸電流に基づいて瞬時電力を求めて表示手段に表示する
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記回転速度検知手段は、
前記駆動電流検知手段によって検知した三相の駆動電流から演算する
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置。
【請求項９】
前記回転速度検知手段は、
前記モータの回転子の近傍に設けた位置検出手段からの位置信号に基づいて演算する
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記モータは、
三相の誘導電動機、または、三相のブラシレス直流モータである
ことを特徴とする請求項１から９のうち少なくとも一項に記載の冷蔵庫のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却器を有する冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷蔵庫における冷蔵室や冷凍室の庫内温度の制御は、各部屋に温度センサを設け、この温度センサで検知した温度が所定の温度範囲になるように、コンプレッサを回転させるモータの制御を行っている（特許文献１）。
【０００３】
ところで、モータの制御方法としてはベクトル制御を用いた駆動方法が知られており、このベクトル制御による駆動方法を用いた洗濯機が提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平１１−３０４３３２号
【特許文献２】特開２００３−２４６８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように従来の冷蔵庫においては温度センサによる庫内温度の制御を用いているため、庫内温度の全体の温度が把握しにくく、また、温度センサのカバーなどの保護部分の熱容量があるため、庫内温度が上昇してもすぐに反応できないという問題点がある。
【０００５】
温度センサで制御をしているため、冷凍サイクル自身の負荷が不明であり、コンプレッサを無理に駆動して冷凍サイクルに無理が生じる場合がある。この場合には、安全率を見て負荷を軽めに制御しているため、適切な制御ができないという問題点がある。
【０００６】
温度センサの前に食物が置かれている場合には、センサ温度が変化しづらく、新たに食物が庫内に入ったか否かが分からないという問題点がある。
【０００７】
また、ベクトル制御を用いた場合に、冷蔵庫の庫内温度をどのように制御するかが従来全く提案されていないという問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ベクトル制御を用いて庫内温度を制御する冷蔵庫のモータ駆動装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、三相のモータで回転するコンプレッサと、凝縮器と、冷却器を少なくとも有する冷凍サイクルを備え、前記コンプレッサによって冷媒を圧縮して前記冷却器を冷却して、冷却室内部を冷却する冷蔵庫のモータ駆動装置であって、前記モータの固定子巻線へ三相の駆動電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路へＰＷＭ信号を供給するＰＷＭ回路と、前記三相の駆動電流を検知する駆動電流検知手段と、前記検知した三相の駆動電流に基づいて磁束に対応した電流成分であるｄ軸電流と、前記モータのトルクに対応した電流成分であるｑ軸電流とに変換するｄｑ変換手段と、前記モータの回転速度を検知する回転速度検知手段と、前記変換したｑ軸電流に基づいて速度指令信号を出力する制御手段と、前記検知した現在の回転速度と前記速度指令信号とに基づいて、前記速度指令信号に対応した回転速度になるように前記ＰＷＭ回路へ制御信号を出力する速度制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記ｑ軸電流の変化率に対応して前記速度指令信号を制御して、前記冷凍サイクルを流れる冷媒流量を調整して前記冷却室の庫内温度を制御することを特徴とする冷蔵庫のモータ駆動装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、前記制御手段は、前記ｑ軸電流の変化率が正のときは回転速度が上がるように前記速度指令信号を出力することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、前記制御手段は、前記ｑ軸電流の変化率が負のときは、前記変化率の回転速度が下がるように前記速度指令信号を出力することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、前記冷蔵庫は、前記冷却器の近傍に送風機を有し、前記制御手段は、前記ｑ軸電流に基づいて前記送風機の回転数を変化させることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、前記冷蔵庫は、前記冷却室のドアの開閉を検知するドア検知手段を有し、前記制御手段は、前記ドア検知手段がドア閉状態を検知した後に前記庫内温度の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置である。
【００１４】
請求項６の発明は、前記冷蔵庫は、前記冷却室のドアの開閉を検知するドア検知手段を有し、前記制御手段は、前記ドア検知手段が前記ドア閉状態を検知した後の所定時間経過後から前記庫内温度の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置である。
【００１５】
請求項７の発明は、前記制御手段は、前記ｑ軸電流に基づいて瞬時電力を求めて表示手段に表示することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置である。
【００１６】
請求項８の発明は、前記回転速度検知手段は、前記駆動電流検知手段によって検知した三相の駆動電流から演算することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置である。
【００１７】
請求項９の発明は、前記回転速度検知手段は、前記モータの回転子の近傍に設けた位置検出手段からの位置信号に基づいて演算することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫のモータ駆動装置である。
【００１８】
請求項１０の発明は、前記モータは、三相の誘導電動機、または、三相のブラシレス直流モータであることを特徴とする請求項１から９のうち少なくとも一項に記載の冷蔵庫のモータ駆動装置である。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る冷蔵庫のモータ駆動装置の動作状態について説明する。
【００２０】
モータでコンプレッサを回転させて冷却器に冷媒を送り込み、冷却器を冷却している。この時、冷蔵庫のドアが開けられ食品が収納されると、庫内温度が上昇する。庫内温度が上昇すると、冷却器の周囲温度も上昇して冷却器を流れる冷媒の蒸発量が増加する。このため、コンプレッサに対する負荷が上昇する。
【００２１】
一方、コンプレッサを回転させるモータは、冷蔵庫の制御部から一定の速度で回転するように制御されているため、コンプレッサの負荷が増大すると駆動電流が増加する。
【００２２】
ｄｑ変換手段は、検知した駆動電流を磁束に対応した電流成分であるｄ軸電流と、モータのトルクに対応した電流成分であるｑ軸電流とに変換する。
【００２３】
制御手段にｑ軸電流が入力するすると、制御手段は、ｑ軸電流の変化率に対応して速度指令信号を出力する。
【００２４】
速度制御手段は、回転速度検知手段によって検知したモータの現在の回転速度と制御手段からの速度指令信号とに基づいて、その速度指令信号に対応した回転速度になるようにＰＷＭ回路へ制御信号を出力する。
【００２５】
ＰＷＭ回路ではその制御信号に対応してインバータ回路へＰＷＭ信号を供給し、インバータ回路を制御する。
【００２６】
インバータ回路ではＰＷＭ信号に基づいて、三相の駆動電流をモータの三相の固定子巻線へ出力する。
【００２７】
これによって、制御手段は、ｑ軸電流の変化率に対応して速度指令信号を制御して、コンプレッサの回転速度を制御し、冷凍サイクルを流れる冷媒流量を調整できる。
【００２８】
以上により、冷蔵室の庫内に食品が投入されると庫内温度が上昇し、それに伴ってコンプレッサの負荷も上昇するためｑ軸電流が増加する。その増加したｑ軸電流の変化率に対応してモータの回転速度を調整することにより冷媒流量が増え、庫内温度を冷却する。従って、温度センサを用いることなしに冷却室の庫内温度を制御することができる。
【００２９】
請求項２の冷蔵庫のモータの駆動装置においては、制御手段が、ｑ軸電流の変化率が正のときは冷蔵庫の庫内に食品が投入されたと判断して、回転速度が上がるように速度指令信号を出力する。
【００３０】
請求項３の冷蔵庫のモータの駆動装置においては、制御手段はｑ軸電流の変化率が負のときは庫内の食品が十分に冷却され食品温度が低下していると判断して、回転速度が下がるように速度指令信号を出力する。
【００３１】
請求項４の冷蔵庫のモータ駆動装置においては、制御手段はｑ軸電流に基づいて送風機の回転数を変化させることにより、庫内に投入された食品に応じて送風機の回転数を制御する。
【００３２】
請求項５の冷蔵庫のモータの駆動装置においては、制御手段は、ドアが閉状態を検知したときに庫内温度の制御を行う。これは、ドアが開けられた後に閉じられた場合には、庫内に食品が投入されて庫内温度が上昇する可能性が高いからである。
【００３３】
請求項６の冷蔵庫のモータ駆動装置においては、制御手段はドア閉状態を検知した後の所定時間経過後から庫内温度の制御を行う。これは、ドアが開きその後閉じられた場合であっても、食品が必ず投入された場合とは限らない。そのため、食品が投入されていれば所定時間経過後において庫内温度が上昇し、食品が投入されていなければ庫内温度は維持されるため、その判断を行うために所定時間経過してから庫内温度の制御を行う。
【００３４】
請求項７の冷蔵庫のモータ駆動装置においては、制御手段は、ｑ軸電流に基づいて瞬時電力を求めて表示手段に表示することにより、ユーザに現在の瞬時電力を示すことができる。
【００３５】
請求項８の冷蔵庫のモータ駆動装置においては、駆動電流検知手段によって検知した駆動電流から回転速度を演算することにより、センサレスのモータ駆動装置を実現でき、コストを削減することができる。
【００３６】
請求項９の冷蔵庫のモータ駆動装置においては、モータの回転子の近傍に設けた位置検出手段からの位置信号に基づいて回転速度を検知するため、正確な回転速度を検知することができる。
【００３７】
請求項１０の冷蔵庫のモータ駆動装置においては、モータが三相の誘導電動機、または、三相のブラシレス直流モータを用いることにより、コンプレッサを正確かつ確実に駆動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の一実施形態の冷蔵庫１０について図１から図６に基づいて説明する。
【００３９】
（１）冷蔵庫１０の構造
冷蔵庫１０の構造について、図５に基づいて説明する。
【００４０】
図５に示すように、冷蔵庫１０のキャビネット１２には、上から順番に冷蔵室１４、野菜室１６、第１冷凍室１８、第２冷凍室２０が設けられ、各部屋にドア１４ａ〜２０ａが設けられている。
【００４１】
冷蔵室１４の背面には、マイクロコンピュータよりなる冷蔵庫１０の主制御部２が設けられている。
【００４２】
第１冷凍室１８の背面には、冷却器２２が設けられ、この冷却器２２の上方には送風機２４が設けられている。
【００４３】
第２冷凍室２０の背面には機械室２６が設けられ、この機械室２６にはコンプレッサ２８が設置されている。
【００４４】
（２）冷凍サイクル３０の構成
冷凍サイクル３０の構成について、図６に基づいて説明する。
【００４５】
コンプレッサ２８から送られた冷媒は、凝縮器３２を経てキャピラリチューブ３４に至る。
【００４６】
キャピラリチューブ３４を出た冷媒は、冷却器２２で蒸発してコンプレッサ２８に循環する。
【００４７】
冷却器２２で冷却された空気は、送風機２４によって送風され、冷蔵庫１０の各部屋１４〜２０に送風される。
【００４８】
この送風された冷気は庫内を循環し再び冷却器２２に循環する。
【００４９】
（３）冷蔵庫１０の電気系統の構造
冷蔵庫１０の電気系統の構造について、図１のブロック図に基づいて説明する。
【００５０】
図１に示すように、コンプレッサ２８を駆動するコンプモータ３と、このコンプモータ３を駆動するコンプ駆動装置１と、このコンプ駆動装置１を制御する主制御部２とから構成されている。また、コンプ駆動装置１には、送風機２４のファンモータ５を駆動するためのファン駆動装置４が接続されている。さらに、主制御部２には、各部屋１４〜２０のドア１４ａ〜２０ａにそれぞれ設けられたドアスイッチ１４ｂ，１６ｂ，１８ｂ，２０ｂが接続されている。
【００５１】
まず、コンプ駆動装置１の構造について説明する。
【００５２】
コンプ駆動装置１は、インバータ回路４２と、整流回路４４と、交流電源４６と、ＰＷＭ形成部４８と、ＡＤ変換部５０と、ｄｑ変換部５２と、速度検出部５４と、速度指令出力部５６と、速度ＰＩ制御部５８と、ｑ軸電流ＰＩ制御部６０と、ｄ軸電流ＰＩ制御部６２と、三相変換部６４とより構成されている。
【００５３】
コンプレッサ２８を回転させるコンプモータ３は、三相のブラシレスＤＣモータである。このコンプモータ３の三相（ｕ相、ｖ相、ｗ相）の固定子巻線４０ｕ，４０ｖ，４０Ｗにインバータ回路４２が三相の駆動電流を流す。
【００５４】
このインバータ回路４２は、６個のパワースイッチング半導体であるトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６より構成されている。なお、図では示されていないが、このスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に対して並列に逆方向にダイオードが接続されている。また、スイッチングトランジスタＴ１とＴｒ４に直列に駆動電流を検知するための検知抵抗Ｒ１が接続され、スイッチングトランジスタＴｒ２とＴｒ５に直列に検知抵抗Ｒ２が接続され、スイッチングトランジスタＴｒ３とＴｒ６に直列に検知抵抗Ｒ３が接続されている。
【００５５】
整流回路４４は商用電源（ＡＣ１００Ｖ）である交流電源４６から交流電圧が供給され、これを整流してインバータ回路４２に供給する。
【００５６】
ＰＷＭ形成部は、６個のスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のゲート端子に、ＰＷＭ信号を供給する。ＰＷＭ形成部４８は、後から説明する三相の電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいてパルス幅変調を行い、所定のタイミングで各スイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６をＯＮ／ＯＦＦする。
【００５７】
ＡＤ変換部５０は、検知抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３における電圧値を検知して、各相の電圧値をアナログ値からデジタル値に変換し、三相の駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを出力する。
【００５８】
ｄｑ変換部５２は、ＡＤ変換部５０から出力された駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、磁束に対応した電流成分であるｄ軸電流Ｉｄと、コンプモータ３のトルクに対応した電流成分であるｑ軸電流Ｉｑに変換する。
【００５９】
この変換方法は、（１）式に示すように、三相のＩｕ，Ｉｖ，Ｉｗを二相のＩα，Ｉβに変換する。この三相の電流と二相の電流との関係を表したベクトル図が図２である。
【数１】
2005049013.tif 000003
【００６０】
次に、このように変換した二相の電流Ｉα，Ｉβをｑ軸電流Ｉｑとｄ軸電流Ｉｄに（２）式を用いて変換する。この二相の駆動電流とｑ軸電流Ｉｑとｄ軸電流Ｉｄとの関係は図３に示すベクトル図のような関係を有する。
【数２】
2005049013.tif 000004
【００６１】
速度検出部５４では、ｑ軸電流Ｉｑとｄ軸電流Ｉｄに基づいて、コンプモータ３の回転角θと回転速度ωを検出する。ｑ軸電流とｄ軸電流に基づいてコンプモータ３の回転子の位置である回転角θを求め、このθを微分することにより回転速度ωを求める。
【００６２】
主制御部２では、ｄｑ変換部５２から送られてきたｑ軸電流Ｉｑに基づいて速度指令信号Ｓを出力する。この制御方法については後から説明する。
【００６３】
速度指令出力部５６は、主制御部２からの速度指令信号Ｓと、速度検出部５４からの回転速度ωに基づいて基準回転速度ωｒｅｆを出力する。基準回転速度ωｒｅｆは、現在の回転速度ωと共に速度ＰＩ制御部５８に入力される。
【００６４】
速度ＰＩ制御部５８では、基準ｑ軸電流Ｉｑｒｅｆと基準ｄ軸電流Ｉｄｒｅｆを出力し、現在のｑ軸電流Ｉｑと現在のｄ軸電流Ｉｄと共にｑ軸電流ＰＩ制御部６０とｄ軸電流ＰＩ制御部６２にそれぞれ出力する。
【００６５】
ｑ軸電流ＰＩ制御部６０では、ＰＩ制御を行うと共に電流／電圧変換を行い、ｑ軸電圧Ｖｑを出力する。
【００６６】
ｄ軸電流ＰＩ制御部６２では、ＰＩ制御を行うと共に電流／電圧変換を行い、ｄ軸電圧Ｖｄを出力する。
【００６７】
三相変換部６４では、ｄ軸電圧Ｖｄとｑ軸電圧Ｖｑを、まず二相の電圧に（３）式に基づいて変換する。
【数３】
2005049013.tif 000005
【００６８】
この変換された二相の電圧Ｖα，Ｖβを、三相の電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに（４）式に基づいて変換する。
【数４】
2005049013.tif 000006
【００６９】
この変換された三相の電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを前記したＰＷＭ形成部４８に出力する。
【００７０】
以上のコンプ駆動装置１によれば、ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑに基づいて回転速度を検知し、この回転速度ωと、主制御部からの速度指令信号Ｓに基づいてフィードバック制御を行い、速度指令信号Ｓに合わせた回転速度ωｒｅｆでコンプモータ３が回転するようにＰＷＭ形成部４８からＰＷＭ信号をインバータ回路４２に出力する。インバータ回路４２はこれに基づいて、三相の駆動電流をコンプモータ３の三相の固定子巻線４０に出力する。
【００７１】
ファンモータ５のファン駆動装置４は、速度ＰＩ制御部６６とＰＷＭ形成部６８とドライブ回路７０とより構成されている。
【００７２】
ファン駆動装置４には、速度指令出力部５６からの基準回転速度ωｒｅｆが入力し、これに基づいて送風機２４の回転を制御する。なお、ファンモータ５は三相のブラシレスＤＣモータである。
【００７３】
ファン駆動装置４は、コンプ駆動装置１と同様に、基準回転速度ωｒｅｆに基づいて、ＰＷＭ形成部６８で形成したＰＷＭ信号をドライブ回路７０に送り、三相の駆動電流をファンモータ５に出力することにより回転速度を制御する。
【００７４】
（４）庫内温度の第１の制御方法
上記構成の冷蔵庫１０において、庫内温度を調整する第１の制御方法について説明する。
【００７５】
上記構成の冷蔵庫１０において、冷蔵室１４、野菜室１６、第１冷凍室１８、第２冷凍室２０のうち少なくとも一つの部屋に食品が収納されると、その食品の持つ熱容量により庫内温度が上昇する。すると、冷却器２２に庫内を通過して戻ってくる空気の温度が上昇して冷却器２２で蒸発する冷媒の量が増え、冷凍サイクル３０、即ち、コンプレッサ２８に掛かる負荷が増加する。
【００７６】
この場合に、冷蔵庫１０の主制御部２からの速度指令信号Ｓによってコンプモータ３の回転数が一定数に維持されるように制御されているため、コンプモータ３にかかるトルクが増加する。
【００７７】
トルクが増加するとｑ軸電流Ｉｑも増加する。
【００７８】
以上により、食品の持つ熱容量により庫内温度が上昇し続けると、冷凍サイクル３０にかかる負荷の増加のため、ｑ軸電流Ｉｑも増加する。
【００７９】
このｑ軸電流Ｉｑの変化量は、庫内に投入された食品の熱容量に比例するため、ｄｑ変換部から出力されたｑ軸電流Ｉｑの傾きを主制御部２で演算し、この傾き（単位時間当たりの増加量）の量に応じて、主制御部２は、速度指令信号Ｓを制御して、そのコンプモータ３と送風機２４の回転数が上がるように制御する。
【００８０】
これによって、食品が投入されると、それに応じてコンプモータ３と送風機２４の回転数が増加して冷凍サイクル３０の能力が増加し、投入された食品によって庫内温度が上昇しようとするのを阻止して、庫内温度が一定温度に保持される。
【００８１】
一方、食品が投入されてから時間が経過し、その投入された食品が冷却されて庫内温度が下降し、冷凍サイクル３０、即ちコンプレッサ２８にかかる負荷が減少すると、ｑ軸電流Ｉｑも低下する。そこで、主制御部２では、ｑ軸電流Ｉｑの単位時間当たりの減少率を演算しそれに応じてコンプモータ３と送風機２４の回転数が落ちるように速度指令信号Ｓを出力する。これによって、投入された食品の温度が下がると、コンプレッサ２８の能力も下がり、庫内温度が所定温度範囲より下がることがない。
【００８２】
（５）庫内温度の第２の制御方法
上記で説明した第１の制御方法に代えて、庫内温度の第２の制御方法について説明する。
【００８３】
第１の制御方法では、食品が投入され庫内温度が上昇し始めてからｑ軸電流Ｉｑによる変化率を求めて制御を行っていたが、この第２の制御方法では、図４に示すように、各部屋１４〜２０のドア１４ａ〜２０ａが開かれ、その後閉じられたときのタイミングに基づいて制御するものである。
【００８４】
具体的には、食品が投入された場合には必ず各部屋１４〜２０のうち少なくとも一つのドア（例えば、冷蔵室のドア１４ａ）が開かれその後閉じられる。そのため、ドア１４ａの閉じた状態をドアスイッチ１４ｂで検知した時から、主制御部２は、ｑ軸電流Ｉｑの変化率の検出を始める。
【００８５】
そして、図４に示すように、収納された食品の持つ熱容量により庫内温度が上昇し、ｑ軸電流Ｉｑも増加した場合には、主制御部２は、ｑ軸電流Ｉｑの傾きを求めて、その単位時間当たりの変化率の増加量に応じてコンプモータ３と送風機２４の回転数を上昇させるように速度指令信号Ｓを出力する。
【００８６】
これにより、食品が投入されたタイミングを正確に検知することができ、庫内温度の制御を行い易い。例えば、ドアの開閉があっても食品が投入されていない場合には、庫内温度が少し上昇するだけであって、ｑ軸電流Ｉｑも増加せず庫内温度を制御する必要がない。一方、熱物などの熱容量の多い食品が投入されたり、通常温度の食品が投入された場合には庫内温度が上昇するため上記の制御方法を行う必要がある。そして、この制御を行うか否かのタイミングをドアスイッチ１４ｂ〜２０ｂの信号によって正確かつ確実に行うことができる。
【００８７】
（６）庫内温度の第３の制御方法
次に、冷蔵庫１０の庫内温度の第３の制御方法について説明する。
【００８８】
第２の制御方法ではドアが閉じられた時点からのｑ軸電流Ｉｑを検出していたが、この第３の制御方法ではドアが閉じられてから所定時間後ｔ０後のｑ軸電流Ｉｑを検出する。
【００８９】
すなわち、熱容量のある食品が投入された直後であれば、ドアを開けたことによる庫内温度の上昇か、食品による庫内温度との上昇かが不明である。そのため、ドアが閉じられてから所定時間後ｔ０後のｑ軸電流Ｉｑの変化率を主制御部２が計測する。
【００９０】
例えば、ドアが単に開閉されたり、小さい熱容量の食品が投入された場合であれば、ドアが閉じられてから所定時間ｔ０後のｑ軸電流Ｉｑは、いったん上昇はするもののその後の減少率は大きくなる。即ち、ドアの閉じられた直後はｑ軸電流Ｉｑもドアの開閉等の影響により増加するが、ドアの開閉のみや熱容量の小さい食品が投入されていれば、その増加したｑ軸電流Ｉｑの減少率が大きくなる。減少率が大きい場合には、主制御部２は、負荷が殆どなかったと判断して回転数を維持するか、回転数を上げるにしても少ない回転数を上昇させるよう速度指令信号Ｓを出力する。
【００９１】
一方、大きい熱容量の食品が投入されると所定時間後ｔ０後のｑ軸電流Ｉｑの減少率は少ないか、逆に減少はせず更に増加することが考えられる。そのため、所定時間後ｔ０後のｑ軸電流Ｉｑの減少率が小さい場合及び増加する場合には大きい負荷の食品が投入されたと判断して、コンプモータ３と送風機２４の回転数を上げるように速度指令信号Ｓを出力する。
【００９２】
（７）庫内温度の第４の制御方法
第３の制御方法においては、ドアの閉じた時点から所定時間ｔ０後のｑ軸電流Ｉｑの変化率によって速度指令信号Ｓを出力したが、この第４の制御方法においては、ドアが閉じられてから、ｑ軸電流Ｉｑが極大値を記録した後にその減少率が大きいか少ないかで判断する。
【００９３】
極大値を計測した後のｑ軸電流Ｉｑの変化率を計測すれば、その極大値後の減少率が大きければ負荷の小さい食品もしくはドアの開閉のみであり、減少率が小さい場合には大きな負荷の食品が投入されたと判断し、それに対応したコンプモータ３と送風機２４の回転数を速度指令信号Ｓで制御することができる。
【００９４】
なお、大きい負荷の食品が投入され、ｑ軸電流Ｉｑの極大値が計測されることなく連続してｑ軸電流Ｉｑの値が増加する場合が考えられる。この場合には、所定時間ｔ１を経過しても極大値を計測しないときは、ｑ軸電流Ｉｑは増加し続けると判断して最大の回転数でコンプモータ３と送風機２４が回るように速度指令信号Ｓを出力する。
【００９５】
（８）庫内温度の第５の制御方法
第５の制御方法では、ドアスイッチ１４ｂ〜２０ｂが検知するドア開閉信号により、ドアの開けられていた時間を算出する。また、同時に、ドアが閉じられた後の冷凍サイクル３０の負荷の増加に伴うトルクの増加をｑ軸電流Ｉｑにより検出する。そして、ドアの開閉時間とｑ軸電流Ｉｑの変化により、庫内温度を維持できるようにコンプレッサ２８及び送風機２４の回転数を制御する。
【００９６】
具体的には、ドアの開いている時間が多く、ｑ軸電流Ｉｑの増加率が多いほど回転数を上げるように制御する。
【００９７】
（９）変更例
上記各制御方法ではｑ軸電流Ｉｑを庫内温度の制御にのみ用いていたが、これに加えて主制御部２にデジタル表示が可能な液晶表示装置を接続し、コンプモータ３のトルク成分であるｑ軸電流Ｉｑによりコンプモータ３の消費している瞬時電力を演算し、この瞬時電力をその液晶表示装置によって表示する。
【００９８】
この液晶表示装置は、例えば冷蔵室１４のドア１４ａの前面に取り付けておくことにより、ユーザが現在の冷蔵庫の消費電力を確認することができる。
【００９９】
（変更例）
上記実施形態は本発明の一実施形態であり、本発明の主旨を逸脱しない限りその変更を行うことができる。
【０１００】
（１）変更例１
上記実施形態の冷蔵庫１０では冷却器は一つであったが、冷蔵室用の冷却器と冷凍室用の冷却器をそれぞれ設け、それぞれの冷却器において上記実施形態で説明した５つの制御方法を実施してもよい。
【０１０１】
（２）変更例２
コンプモータ３及びファンコンプモータ５が共に三相のブラシレスＤＣモータであったが、これに代えて三相の誘導電動機であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、冷却器を有する冷蔵庫における庫内温度の制御に好適であって、例えば、家庭用の冷蔵庫、業務用の冷蔵庫に用いるのが好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の一実施形態の冷蔵庫のブロック図である。
【図２】三相からαβ変化を行うベクトル図である。
【図３】αβからｄｑ変化を行うベクトル図である。
【図４】冷却器の温度、庫内温度、ｑ軸電流と時間との関係を示すタイムチャートである。
【図５】本実施形態の冷蔵庫の縦断面図である。
【図６】本実施形態の冷凍サイクルの構成図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  コンプ駆動装置
２  主制御部
３  コンプモータ
４  ファン駆動装置
５  ファンモータ
１０  冷蔵庫
１４  冷蔵室
１６  野菜室
１８  第１冷凍室
２０  第２冷凍室
２２  冷却器
２４  送風機
２８  コンプレッサ
３０  冷凍サイクル
４２  インバータ回路
５２  ｄｑ変換部
６４  三相変換部
６８  ＰＷＭ形成部
【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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