(57)【要約】【課題】冷蔵庫の据付後に急速冷却が要求されるが、制御装置への温度による悪影響を考慮して、圧縮機を低回転数域から中回転数域の間の回転数で長い時間駆動していた。使用者からの新規購入時や引越し等の際には早く冷蔵庫を使用したいという要請や、霜取り運転後は貯蔵室を早く冷却して食品の劣化を避けたいという要請に応えることができないという課題があった。【解決手段】電力制御機器或いは制御装置の温度を検出し、圧縮機が高速で回転駆動される起動モードの動作中に、この温度が所定の温度閾値を越えると圧縮機の駆動を停止、或いは回転速度を低下するようにした。電力制御機器或いは制御装置のディレーティングを確保し、電力制御機器或いは制御装置の温度が低いと圧縮機を高速で回転駆動して冷却速度を上げて早期に貯蔵室の温度を低下することができる。【選択図】図５
2013245904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵庫に搭載され冷凍サイクルを構成する電動圧縮機を駆動するための電力制御機器と、前記電力制御機器を構成する前記電動圧縮機の駆動回路部を制御して前記電動圧縮機の駆動状態を制御する電動圧縮機制御装置と、少なくとも冷蔵庫内の貯蔵室の温度を設定して冷気循環用のファン用電動機を制御する庫内制御装置を備えた冷蔵庫において、
前記庫内制御装置は、少なくとも前記電力制御機器の温度を検出する温度検出手段と、前記電動圧縮機の起動モード時に、検出された前記電力制御機器の温度が所定の設定温度以下であれば前記電動圧縮機を高速で駆動する制御信号を前記電動圧縮機制御装置に送り、前記電力制御機器の温度が前記所定の設定温度より高い所定の設定温度以上であれば前記電動圧縮機を停止する制御信号を前記電動圧縮機制御装置に送る起動モード制御手段を備えていることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
請求項１に記載の冷蔵庫において、
前記電力制御機器の温度を測定する測定手段は、前記電力制御機器の近傍に配置された温度測定手段、或いは前記電力制御機器を構成する半導体素子に組み付けられた温度測定手段のいずれかであることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
請求項１に記載の冷蔵庫において、
前記電力制御機器の温度を測定する測定手段は前記電力制御機器に流れる電流の大きさを測定する電流測定手段であり、前記電流測定手段によって測定された電流から前記温度検出手段によって温度が推定されることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項４】
請求項２乃至請求項３に記載の冷蔵庫において、
前記電力制御機器は商用交流電源を直流電源に変換する交流−直流変換部と、この変換された直流電源から前記電動圧縮機を駆動するための制御された交流に変換する駆動回路部とよりなり、前記温度検出手段は前記交流−直流変換部と前記駆動回路部のどちらか一方の温度を検出することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項５】
冷蔵庫に搭載され冷凍サイクルを構成する電動圧縮機を駆動するための電力制御機器と、前記電力制御機器を構成する前記電動圧縮機の駆動回路部を制御して前記電動圧縮機の駆動状態を制御する電動圧縮機制御装置と、少なくとも冷蔵庫内の貯蔵室の温度を設定して冷気循環用のファン用電動機を制御する庫内制御装置を備えた冷蔵庫において、
前記庫内制御装置は、前記電力制御機器の温度を検出する温度検出手段と、前記電動圧縮機の起動モード時に、検出された前記電力制御機器の温度が所定の設定温度以下であれば前記電動圧縮機を高速で駆動する制御信号を前記電動圧縮機制御装置に送り、前記電力制御機器の温度が前記所定の設定温度より高い所定の設定温度以上であれば前記電動圧縮機の回転を低下させる制御信号を前記電動圧縮機制御装置に送る起動時制御手段を備えていることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項６】
請求項５に記載の冷蔵庫において、
前記庫内制御装置は、前記電力制御機器の温度が所定の設定温度以上であれば設定温度からの差分に応じて前記電動圧縮機の回転数を低下させ、所定の差分を越えると前記電動圧縮機の回転を停止する制御信号を前記電動圧縮機制御装置に送る起動時制御手段を備えていることを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は食品や飲料水を冷却する冷蔵庫に係り、特に制御装置の温度制御と貯蔵室の冷却制御を適合させて効率の良い冷蔵庫の運転ができる冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫においては、冷凍サイクルは蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び冷媒配管等から構成されており、この冷凍サイクルで生成された冷気を送風ファンで各貯蔵室に配送し、この配送される冷気の温度や量を貯蔵された食物や飲料水に合わせて制御することで各貯蔵室の温度を制御している。
【０００３】
そして、最近の冷蔵庫では貯蔵室の温度の制御や、貯蔵室自体も種々新規なものが提案されてきている。
【０００４】
例えば、特開２００９−１４５０４１号公報(特許文献１)には可変圧縮機及び可変風量ファン等を用いて、貯蔵室を過冷却状態に制御する冷蔵庫について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４５０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、冷蔵庫を新規に購入して据付後に冷蔵庫を起動したり、引越し等によって冷蔵庫の運転を停止した後に再び冷蔵庫を起動したりする冷蔵庫の起動時や、或いは霜取り運転後の再起動時においては貯蔵室を早急に所定の温度まで下げることが必要である。
【０００７】
つまり、使用者からは新規購入時や引越し等の際には早く冷蔵庫を使用したいという要請があり、更に霜取り運転後は貯蔵室を早く冷却して食品の劣化を避けたいという要請があるからである。そして、このような起動モードにおいては圧縮機を高速で回転駆動してやれば、温度の低い多くの冷気を貯蔵室に配送することができる。
【０００８】
尚、起動モードはこれ以外もあるが、基本的には庫内温度が定常運転時より高い状態で圧縮機を起動する場合を想定しており、本発明の説明では少なくとも上記した起動状態を取り扱うことにする。
【０００９】
上述したように冷蔵庫の貯蔵室内の冷却を早く行うことが要求される環境において、貯蔵室の冷却速度（貯蔵室を所定の温度まで冷却する時間速度）を向上させるためには、圧縮機を駆動する電動機の駆動回転数を高くして冷媒の循環量を多くし、更に好ましくは冷却促進機器である冷気循環のためのファン用電動機の回転を高くして多量の冷気を貯蔵室に配送する必要がある。
【００１０】
ところが、少なくとも圧縮機用電動機(場合によってはファン用電動機やダンパ用電動機を含む)を高い回転数で駆動制御すると、電動機の駆動回路や制御装置に設けられている電源フィルタ回路部等の電力制御機器の電力損失が大きくなる。このため、電力制御機器の部品温度が高温となり、結果的に制御装置の温度が高温となって制御装置に設けられている電力制御機器やマイクロコンピュータ等の論理制御機器に悪影響を与えるようになる。
【００１１】
つまり、制御装置の温度によるディレーティング（部品には破壊することなく正常に動作させられる限界があり、限界近くで使用した場合には、その期待寿命が短い、あるいは故障率が高いものとなる）が悪化することが考えられる。
【００１２】
したがって、実際には制御装置への温度による悪影響を考慮して、圧縮機の起動に際しては、制御装置の温度上昇を抑えるようにして低回転数域から中回転数域の間の回転数で圧縮機用電動機を比較的長い所定の時間に亘って駆動し、長い冷却時間を経て貯蔵室を所定の温度まで冷却していた。
【００１３】
そして、この所定時間を経過すると本来の冷蔵庫を制御するための目標回転数へ移行するようにしている。
【００１４】
しかしながら、このように、制御装置への温度による悪影響を考慮して、圧縮機用電動機を低回転数域から中回転数域の間の回転数で長い時間駆動すると、上述したような使用者からの新規購入時や引越し等の際には早く冷蔵庫を使用したいという要請や、霜取り運転後は貯蔵室を早く冷却して食品の劣化を避けたいという要請に応えることができない、という課題があった。
【００１５】
本発明の目的は、制御装置のディレーティングを考慮した制御装置の温度制御と貯蔵室の冷却制御を適合させて効率の良い起動運転ができる冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の特徴は、少なくとも電力制御機器、或いは電力制御機器を含む制御装置の温度を検出し、少なくとも圧縮機が高速で回転駆動される起動モードの動作中に、この温度が所定の温度閾値を越えると圧縮機の回転駆動を停止、或いは回転速度を低下する、ところにある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電力制御機器及び/或いは制御装置の温度が高くなると電動機の通電を停止、或いは通電量を低減することによって電力制御機器及び/或いは制御装置のディレーティングを確保し、かつ、電力制御機器及び/或いは制御装置の温度が低いと圧縮機を高速で回転駆動して冷却速度を上げて早期に貯蔵室の温度を低下することができる、という効果を奏することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が適用される冷蔵庫の正面図である。
【図２】図１に示す冷蔵庫のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】冷蔵庫の制御装置の拡大構成図である。
【図４】本発明の一実施例になる制御装置の制御ブロック図である。
【図５】図４に示す制御ブロックの本発明の一実施例に関係するフローチャート図である
【図６】制御装置の温度と圧縮機の回転数の間の第１の関係を説明する説明図である。
【図７】制御装置の温度と圧縮機の回転数の間の第２の関係を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００２０】
まず、図１、及び図２を参照しながら冷蔵庫の基本的な構成について説明する。図１にあるように冷蔵庫１はその正面から見て各貯蔵室を開閉する貯蔵室ドア２乃至貯蔵室ドア６と操作表示部１４を備えている。
【００２１】
そして、冷蔵庫１の背面内部には、例えば三相交流電動機によって駆動される電動圧縮機８、冷蔵庫１内の冷気を循環させるファン用電動機１１、電動圧縮機８の電動機やファン用電動機１１を駆動、制御する制御装置１０、各貯蔵室の温度を検出する室内温度センサ１６、及び冷凍サイクル要素などから構成されている。
【００２２】
冷凍サイクル要素は周知の通り圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、及び冷媒配管等から構成されており、これらの構成部品は主に冷蔵庫１の背面側、及び側面側に配置されている。
【００２３】
冷蔵庫１はその筺体として鋼板製の外箱と樹脂製の内箱との間に可燃性のウレタン発泡断熱材及び真空断熱材を有して構成されている。内箱の内部には天側から冷蔵室１７、製氷室１８ａ及び急冷凍室１８ｂ、冷凍室１９、野菜室２０の順に複数の貯蔵室が形成されている。
【００２４】
これらの貯蔵室の内、冷蔵室１７、及び野菜室２０は冷蔵温度帯の貯蔵室であり、製氷室１８ａ、急冷凍室１８ｂ、及び冷凍室１９は０℃以下の冷凍温度帯（例えば、約−２０℃〜−１８℃の温度帯）の貯蔵室である。
【００２５】
冷蔵庫１の前面には貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の前面開口部を開閉する貯蔵室ドア２乃至貯蔵室ドア６が設けられている。冷蔵室ドア２は冷蔵室１７の前面開口部を開閉するドア、製氷室ドア３は製氷室１８ａの前面開口部を開閉するドア、急冷凍室ドア４は急冷凍室１８ｂの前面開口部を開閉するドア、冷凍室ドア５は冷凍室１９の前面開口部を開閉するドア、野菜室ドア６は野菜室２０の前面開口部を開閉するドアである。
【００２６】
冷蔵室ドア２は観音開き式の両開きのドアで構成され、その他のドア３〜６は、引き出し式のドアによって構成されている。また、冷蔵室ドア２の前面には、表示ランプや液晶パネル、操作スイッチで構成される操作表示部１４が設けられている。
【００２７】
電動圧縮機８はその重量が重いため冷蔵庫１の背面下部に設置されて転倒しにくいように構成されている。
【００２８】
冷蔵庫の負荷には、庫内の冷気を循環するためのファン用モータ１１、冷気の通過、遮断、或いは調整を行なうための電動ダンパ１２、庫内を明るくする為の庫内照明１３などがある。また、ドアの開閉を検知するドアスイッチ１５も設けられている。
【００２９】
電動圧縮機８を駆動する電動機や冷蔵庫の貯蔵室１７乃至貯蔵室２０に冷気を循環させるファン用電動機１１を制御するための制御装置１０は冷蔵庫１の背面上部に形成された収納部９に収納されており、その周囲を鉄板で囲われた空間に設置されている。
【００３０】
このような冷蔵庫１は周知の構成であり、その動作等についてはここではその説明は省略する。
【００３１】
さて、次に本発明の一実施例である冷蔵庫の起動モードでの電動圧縮機８やファン用電動機１１の制御方法やそれに使用する制御機器等について以下に説明する。
【００３２】
次に図３、及び図４を参照しながら、制御装置１０の構成や制御ブロックの制御内容等について説明する。尚、制御装置１０は基板上に載置された電力制御機器、マイクロコンピュータ等の論理制御機器、定電源機器、その他の電気的な素子等より構成されている。
【００３３】
制御装置１０には、電動圧縮機８を駆動するためのインバータ回路を構成するＩＧＢＴ(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)、及びこのドライバ等よりなる駆動回路部３２が搭載されている。このインバータ回路、ドライバ等は周知の構成であるためで説明は省略する。したがって、この駆動回路部３２は後述する直流電源から電動圧縮機８を駆動する制御された交流電源として機能する。
【００３４】
この駆動回路部３２近傍には、駆動回路部３２を介して電動圧縮機８の駆動、停止及び回転数を調整する電動圧縮機制御装置３１が配置されており、この電動圧縮機制御装置３１と駆動回路部３２とは制御信号ラインで繋がれている。この電動圧縮機制御装置３１は主にマイクロコンピュータ等の論理演算チップを備えており、駆動回路部３２の通電時期や通電時間を制御している。
【００３５】
駆動回路部３２及び電動圧縮機制御装置３１の制御用電源には一般的に商用電源に対して非絶縁の定電圧電源が使用されている。
【００３６】
また、制御装置１０には、冷蔵庫１の貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度を設定温度に制御、維持するために庫内制御装置３４が設けられている。この庫内制御装置３４は主にマイクロコンピュータ等の論理演算チップを備えており、以下に述べる機能を少なくとも実行する。
【００３７】
庫内制御装置３４は、貯蔵室１７乃至貯蔵室２０に設置した温度センサ１６の信号を検出する検出機能、冷気を循環させるファン用電動機１１の駆動、停止及び回転数制御の制御機能、電動圧縮機８の回転数の設定機能等を備えており、この庫内制御装置３４が冷蔵庫１を全体的に統合制御する高位制御装置としての機能を有している。尚、この庫内制御装置３４は以上に述べた機能以外に種々の機能を備えることができる。
【００３８】
ここで、温度センサ１６への電力、ファン用電動機１１への電力、及び庫内制御装置３４への電力等の制御用電源には一般的に商用電源に対して絶縁された定電圧電源を使用している。これは操作スイッチ等の入力があることから人体への安全を考慮して絶縁型としている。
【００３９】
同様に、電動圧縮機制御装置３１と庫内制御装置３４は相互に電気的に絶縁した回路構成となっており、例えばフォトカプラ等を使用した絶縁型通信回路３３を介して庫内制御装置３４から電動圧縮機制御装置３１へ電動圧縮機８の回転数指令等を出力する。この回転数指令によって電動圧縮機制御装置３１は駆動回路部３２の通電時期や通電時間を制御して電動圧縮機８の回転数を制御するように作動する。
【００４０】
また、電動圧縮機制御装置３１や庫内制御装置３４を駆動するための非絶縁の定電圧電源、及び絶縁された定電圧電源はＤＣ-ＤＣコンバータ等からなるスイッチング電源部３５からそれぞれへ電力供給されている。
【００４１】
また、電動圧縮機８を駆動するための交流電源は、ダイオードブリッジ３６、電解コンデンサ３７からなるコンバータ回路３８により商用電源の交流電圧を直流電圧に変換した高電圧を、駆動回路部３２に設けられているインバータ回路によって制御された交流に変換させて得ることができる。これらは電力制御機器として電動圧縮機８の駆動電力を生成している。
【００４２】
コンバータ回路３８においては、交流電圧を直流電圧に変換する際に高調波を発生してしまう。高調波とは商用電源の周波数である５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚを持つ正弦波に対して、２倍以上の整数倍の周波数を持つ正弦波のことであり、高調波成分が大きいと商用電源の正弦波が歪んだ電源となってしまう。そのため、高調波抑制用リアクトル３９などからなる高調波抑制回路４１を搭載している。したがって、高調波抑制回路４１、コンバータ回路３８等は商用電源の交流電源を直流電源に変換する交流−直流変換部として機能する。
【００４３】
本実施例においては、電動圧縮機８を駆動するための電力制御機器である駆動回路部３２及び高調波抑制用リアクトル３９の近傍に、これらの部品の発熱を測定するための温度測定手段として機能する温度検出素子４０ａ及び温度検出素子４０ｂを搭載している。（以下、温度測定手段として温度検出素子と表記する。）
温度検出素子４０ａ及び温度検出素子４０ｂは例えば、制御装置１０上であればチップサーミスタを使用できる。
【００４４】
また、電動圧縮機８を駆動する半導体駆動素子内部に組み付けられて温度を出力できる機能を持った半導体素子等もあり、これらを適宜使用できるものである。更に、高調波抑制用リアクトル３９が制御基板の外部であればリード付サーミスタ等を高調波抑制用リアクトル３９に設け、制御基板上の庫内制御装置３４に送って温度を検出することも可能である。
【００４５】
本実施例では駆動回路部３２や高調波抑制用リアクトル３９等の電力制御機器、或いは電力制御機器を含む制御装置１０の温度をサーミスタ等の温度検出素子４０ａ及び温度検出素子４０ｂによって検出しているが、この他に推定演算手法を用いて温度を推定することも可能である。
【００４６】
例えば、駆動回路部３２を介して電動圧縮機８に流れる電流の大きさや通流時間によって駆動回路部３２や高調波抑制用リアクトル３９の発熱量を推定し、この推定値から電力制御機器、或いは電力制御機器を含む制御装置１０の温度を求めることができる。
【００４７】
よって、本発明でいう温度検出素子はサーミスタ等のように実際に温度を検出する手段や、電動機に流れる電流や通流時間等から推定演算して温度を検出する手段を含むものである。
【００４８】
本実施例では温度検出素子４０ａ及び４０ｂは、駆動回路部３２及び高調波抑制用リアクトル３９の温度を検出するが、制御装置１０の温度を代表して検出しているといっても良い。
【００４９】
つまり制御装置１０で発熱量が大きいのは主に駆動回路部３２及び高調波抑制用リアクトル３９等の電力制御機器であり、この電力制御機器によって最終的には制御装置１０の温度が左右される傾向にあるからである。
【００５０】
したがって、制御装置１０には電力制御機器の他に論理制御機器も搭載されているので制御装置１０の温度を検出するのがディレーティングの観点から望ましいものである。
【００５１】
このようにして、電力制御機器、或いは電力制御機器を含む制御装置１０の温度を求めることができるので、制御装置１０の適切なディレーティングを得ることができる。制御装置１０のディレーティングは本発明の一つの重要な要素である。
【００５２】
次に、このディレーティングを考慮した電動圧縮機８やファン用電動機１１の制御方法について図５及び図６を参照しながら説明する。
【００５３】
図５は、冷蔵庫が起動モード状態にある時の制御系全体を示す動作フローチャートの概略図である。図６は温度検出素子４０ａ及び４０ｂによって検出される電力制御機器、或いは電力制御機器を含む制御装置１０の温度と電動圧縮機８の動作回転数の関係を示す説明図である。
【００５４】
図５に示す動作フローチャートは庫内制御装置３４によって実行されるもので、内部に搭載されているマイクロコンピュータによって所定の手順で行われるものである。
【００５５】
このフローチャートは、冷蔵庫の電源が入れられたことで起動モードを検出する例を示している。つまり、このフローチャートは電源が入れられた後の所定時間毎の時間割り込みで起動されるか、冷蔵庫の電源が入れられたことを契機とするイベント割り込みで起動されるものである。
【００５６】
本実施例ではイベント割り込みで起動した例を示している。もちろん時間割り込みでも起動しても良いものである。この場合、庫内制御装置３４は電源が入れられるとマイクロコンピュータの所定メモリに電源ＯＮフラグを格納し、所定時間が到来する毎にこの電源ＯＮフラグをチェックして起動モードを検出することができる。
【００５７】
図５において、ステップ１(以下、ステップを“Ｓ”と表記する)で冷蔵庫本体１の電源が投入されると以下に述べるフローが実行される。まず、Ｓ２では冷蔵庫の１の貯蔵室１７乃至貯蔵室２０に設置された温度センサ１６からの電圧信号が制御装置内でＡ/Ｄ変換されて温度として検出される。
【００５８】
次にＳ３に進んで、貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度が夫々の貯蔵室で設定された温度に対して設定温度以下であるか、そうでないかを判定する。ここで全ての貯蔵室が設定温度以下かどうかを判定しているが、本発明では貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度ではなく、これに限らず特定の貯蔵室の温度、貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の平均温度等を設定温度と比較しても良いものである。要は冷蔵庫１の起動モード状態で冷気を急速に生成する必要性を判定していれば良い。
【００５９】
この判定で、貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度が設定された温度以下であると判断された場合には、Ｓ４に進んで既に冷蔵庫１の貯蔵室は充分冷却されているので電動圧縮機８および冷気循環用のファン用電動機１１を停止状態としてＳ２に戻り、再び貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度を各貯蔵室に設置された温度センサ１６で検出する。このＳ３からＳ４の処理は除霜運転（霜取り運転）を想定して設けている。
【００６０】
次に、Ｓ３の判定で貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度が設定温度以上と判定された場合には、Ｓ５に進んで電動圧縮機８及び冷気循環用のファン用電動機１１を高速で回転駆動して冷気を急速に生成する運転を実行する。つまり、冷蔵庫１の起動モードにおいて貯蔵室１７乃至貯蔵室２０を急速冷却するモードとするものである。
【００６１】
この時の回転数は電動圧縮機８の定格最大回転数、例えば４０００ｒｐｍで回転されるようにされている。これによって急速に大量の温度の低い冷媒を生成することができる。尚、高速回転は上述した定格最大回転数だけを意味するものではなく、少なくともこの定格最大回転数の８０％以上の回転数であれば良いものである。
【００６２】
次にＳ５で電動圧縮機８及び冷気循環用のファン用電動機１１を高速で回転駆動して貯蔵室１７乃至貯蔵室２０を急速冷却している状態で、Ｓ６においては制御装置１０の駆動回路部３２近傍に設置された温度検出素子４０ａによって測定された電圧信号が庫内制御装置３４内でＡ/Ｄ変換して温度として検出される。同様に高調波抑制用リアクトル３９の近傍に設置した温度検出素子４０ｂによって測定された電圧信号が庫内制御装置３４内でＡ/Ｄ変換して温度として検出される。
【００６３】
更に、Ｓ６において駆動回路部３２近傍の温度が予め設定した第一の設定温度以下であるか、及び高調波抑制用リアクトル３９近傍の温度が予め設定した第三の設定温度以下であるかを判定する。この判定が制御装置１０のディレーティングと冷蔵庫１の起動モードでの急速冷却の両立を図るものである。
【００６４】
尚、温度の検出に当たっては上述したようにサーミスタ等の温度検出素子４０ａ、４０ｂに代えて、駆動回路部３２を介して電動圧縮機８に流れる電流の大きさや通流時間によって駆動回路部３２や高調波抑制用リアクトル３９の発熱量を推定し、この推定値から電力制御機器、或いは電力制御機器を含む制御装置１０の温度を求めることができる。
【００６５】
この場合は、庫内制御装置３４のマイクロコンピュータを使用して推定演算による温度が推定できるので温度検出素子４０ａ、４０ｂが必要なく、制御装置１０の新たな基盤設計や、新たな温度検出素子の追加による部品点数の増大を抑制できる。尚、温度の推定においては電動機制御装置３１や駆動回路３２に電動機を制御するための電流検出手段が設けてあるので、マイクロコンピュータ内のタイマー機能等を併せて利用して温度推定を行なえば良いものである。
【００６６】
電動圧縮機８が高速で回転駆動されると、電動圧縮機８に通電される電流が増大し、この結果、駆動回路部３２、コンバータ回路３８、高調波抑制回路４１に通電される電流も増大する。
【００６７】
このため、駆動回路部３２においては、内部の駆動スイッチング部での損失電力が増えて発熱量が増大することで、駆動回路部３２の温度は上昇するようになる。また、高調波抑制回路４１の高調波抑制用リアクトル３９においても、通電電流が増えてリアクトルを構成するコイルの銅損が増大する。この結果、損失電力が増大して調波抑制用リアクトル３９も温度が上昇するようになる。
【００６８】
したがって、温度検出素子４０ａによって駆動回路部３２の温度を測定し、また温度検出素子４０ｂによって高調波抑制用リアクトル３９の温度を測定し、これらの温度のどちらか一方が第一の設定温度及び第三の設定温度に対して超えているか、いないのかを判断して温度の監視を行なうことにより、制御装置１０の温度保護、言い換えれば制御装置１０のディレーティングを確保し、且つ、冷蔵庫１の起動時における貯蔵室の急速冷却を行なうことができるものである。
【００６９】
このような考えから、Ｓ６において制御装置１０の駆動回路部３２近傍に設置された温度検出素子４０ａによって測定された温度が予め設定した第一の設定温度を越え、或いは高調波抑制用リアクトル３９の近傍に設置した温度検出素子４０ｂによって測定された温度が予め設定した第三の設定温度を越えたと判定されると、Ｓ７に進んで電動圧縮機８の駆動を停止させる。
【００７０】
尚、この時はファン用電動機１１の運転を継続させる仕様になっている。この理由は、ファン用電動機１１の消費電力はそれほど多くないことから発熱量も多くならないこと、冷凍サイクル内には温度の低い冷媒が残っていることから、この冷媒を利用して冷気を各貯蔵室に配送できるのでファン用電動機１１の運転を継続させている。
【００７１】
ここで、本実施例では駆動回路部３２の温度が第一の設定温度を越えたか、或いは高調波抑制用リアクトル３９の温度が第三の設定温度を越えたかを判定して電圧縮機８を停止した。しかしながら、駆動回路部３２の温度が第一の設定温度を越え、及び高調波抑制用リアクトル３９の温度が第三の設定温度を越えたかを判定して電圧縮機８を停止するようにしても良い。
【００７２】
また、本実施例では温度検出素子４０ａ、及び温度検出素子４０ｂにより検出された温度が第一の設定温度、或いは第三の設定温度に対して超えているか、いないのかを判断して電動圧縮機８を駆動するかしないかのオン−オフ的な制御を実施している。
【００７３】
しかしながら、温度検出素子４０ａ、及び温度検出素子４０ｂにより検出された温度が第一の設定温度及び第三の設定温度に対してどの程度超えているか、或いは設定温度にどの程度接近しているか等の判断によって電動圧縮機８の回転数を可変制御するようにしても良いものである。
【００７４】
つまり、設定温度からの差が大きくなるほど電動圧縮機８の回転数を低下させていき、所定の差に達すると停止する制御を行なうようにしても良い。
【００７５】
また、設定温度以下で所定の温度差に達すると、設定温度に近づくにつれて電動圧縮機８の回転数を低下するように制御にしても良い。このように制御することによって電力制御機器に流れる電流を小さくして発熱量を低減することができる。
【００７６】
このような制御を行なうと、回転数が低下して冷却能力は低下しても冷却は継続されているので、起動モードでの冷却機能を維持した状態のまま、制御装置１０の温度上昇を抑えることができるという効果が期待できる。
【００７７】
Ｓ７で電動圧縮機８の駆動を停止させ、ファン用電動機１１を駆動している状態で、次のＳ８において貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度を温度センサ１６で検出し、その後にＳ９に進んで貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度が設定温度以下であるかどうかを判断する。
【００７８】
つまり、ファン用電動機１１を運転することによって冷媒によって冷気が貯蔵室に充分なだけ行き渡り、各貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度が設定温度以下になったと判断されるとＳ１０に進んでファン用電動機１１の駆動を停止させ、再びＳ８に戻ってＳ９の判定を繰り返す動作を実行する。
【００７９】
また、Ｓ９で貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度が設定温度以上になったと判断されると、Ｓ１１に進んで電動圧縮機８は停止した状態のままで、しかもＳ７で実行していたファン用電動機１１の駆動を継続させて、冷凍サイクル内の温度の低い冷媒を利用して冷気を各貯蔵室に配送するようにしている。
【００８０】
尚Ｓ９における設定温度はＳ５における設定温度と同様のものであり、これと比較される貯蔵室の温度は、貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度、特定の貯蔵室の温度、貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の平均温度等を用いても良いものである。
【００８１】
次に、Ｓ６では電動圧縮機８を停止、或いは回転数を低下する処理を実行する判断を行なったが、Ｓ１２では電動圧縮機８を駆動、或いは回転数を増大させる処理を実行する判断を行なうようにしている。
【００８２】
つまり、Ｓ１２では駆動回路部３２の近傍に設置された温度検出素子４０ａが予め任意に設定した第二の設定温度以下であるか、或いは高調波抑制用リアクトル３９の近傍に設置した温度検出素子４０ｂが予め任意に設定した第四の設定温度以下であるかを判断しているものである。尚、Ｓ６と同様に駆動回路部３２を介して電動圧縮機８に流れる電流の大きさや通流時間によって駆動回路部３２や高調波抑制用リアクトル３９の発熱量を推定し、この推定値から電力制御機器、或いは電力制御機器を含む制御装置１０の温度を求めることができる。
【００８３】
第二の設定温度及び第四の設定温度は電動圧縮機８の駆動を再開、或いは増速するための判定温度である。したがって、温度検出素子４０ａ、或いは温度検出素子４０ｂで測定された温度が第二の設定温度、或いは第四の設定温度以下であれば、制御装置１０の温度が高くないので電動圧縮機８の駆動を再開、或いは増速しても可能と判断し、ステップ２に戻って電動圧縮機８及びファン用電動機１１を高速回転で駆動させるものである。
【００８４】
一方、Ｓ１２で温度検出素子４０ａ及び４０ｂにより検出された温度が、第二の設定温度、或いは第四の設定温度以上である場合には、制御装置１０の温度がまだ高いと判断してＳ８に戻り、再びＳ９以降の判定を繰り返すものである。
【００８５】
ここで、温度検出素子４０ａ及び４０ｂにて検出される電動圧縮機８の駆動回路部３２の温度や高調波抑制用リアクトル３９の温度は、それぞれ使用される部品仕様により使用温度が異なる。
【００８６】
このため、電動圧縮機８の駆動を停止、或いは減速する第一、第二の設定温度、及び電動圧縮機８の駆動を開始、或いは増速する第三、第四の設定温度の設定値は互いに異なっている。
【００８７】
したがって、駆動回路部３２及び高調波抑制用リアクトル３９の部品仕様によって発熱量の大きい方の温度を検出して上記の制御を実行することも可能である。
【００８８】
また、図６にあるように、電動圧縮機８の駆動を停止、或いは減速する判断を行なうための第一の設定温度、及び電動圧縮機８の駆動を開始、或いは増速する判断を行なうための第三の設定温度の間にはヒステリシスが設定されており、同様に第二の設定温度、及び第四の設定温度の間にはヒステリシスが設定されている。
【００８９】
これらのヒステリシスは電動圧縮機８の頻繁な駆動停止と駆動開始を避けるために設定されているものである。
【００９０】
図６は以上に説明した制御フローチャートで実行される電動圧縮機８の動作と駆動回路部３２と高調波抑制用リアクトル３９の温度の関係を示している。
【００９１】
図６において、制御装置１０の駆動回路部３２の検出温度が第二の設定温度より低い場合、電動圧縮機８は高回転数で駆動されており、その後に温度が上昇していって第一の設定温度に達すると電動圧縮機８は停止される。
【００９２】
このため、制御装置１０の電力制御機器には電流が流れないため制御装置１０の温度は低下していく。しかしながら、第一の設定温度を下回っても電動圧縮機８は駆動されず、第二の設定温度まで低下すると再び電動圧縮機８が駆動される。
【００９３】
これの繰り返しによって、電動圧縮機８は高速回転→停止→高速回転→停止の動作を行なうことにより、制御装置１０の温度保護、言い換えれば制御装置１０のディレーティングを確保し、且つ、冷蔵庫１の起動時における貯蔵室の急速冷却を行なうことができるものである。
【００９４】
また、この電動機８の運転開始設定温度と運転停止設定温度にヒステリシスを有しているので電動機８が頻繁に駆動、停止を繰り返すことがないので騒音の影響を少なくすることができる。
【００９５】
図６では駆動回路部３２の温度について説明したが、高調波抑制用リアクトル３９においても同様である。つまり、制御装置１０の高調波抑制用リアクトル３９の検出温度が第三の設定温度より低い場合、電動圧縮機８は高回転数で駆動されており、その後に温度が上昇していって第四の設定温度に達すると電動圧縮機８は停止される。
【００９６】
このため、制御装置１０の電力制御機器には電流が流れないため制御装置１０の温度は低下していく。しかしながら、第四の設定温度を下回っても電動圧縮機８は駆動されず、第三の設定温度まで低下すると再び電動圧縮機８が駆動される。
【００９７】
これの繰り返しによって、電動圧縮機８は高速回転→停止→高速回転→停止の動作を行なうことにより、制御装置１０の温度保護、言い換えれば制御装置１０のディレーティングを確保し、且つ、冷蔵庫１の起動時における貯蔵室の急速冷却を行なうことができるものである。
【００９８】
尚、図６に示した実施例においては、制御装置１０の温度が第二の設定温度を越えて第一の設定温度に近づいても、電動圧縮機８の回転数は一定の高速回転数に維持されている。このため、場合によっては制御装置１０が比較的短い時間で第二の設定温度に達して電動圧縮機８を停止するようになる。
【００９９】
この状態を避ける場合は図７に示すような制御を行なうことは有効である。つまり第二の設定温度を越えると、温度上昇度合いに応じて電動圧縮機８の回転数を低下させていくようにしてやると、制御装置１０の温度上昇の速度は遅くなり、また電動圧縮機８の回転数は低下するものの冷媒を冷却する能力があるので冷気の生成が可能となって冷却効率を上げることができる。
【０１００】
更に、貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度により電動圧縮機８の回転数を使い分けることが可能である。例えば、冷蔵庫本体１の据付直後などの冷却スピードを要求される場合においては、図６のような圧縮機８の回転数を高回転領域で使用し、除霜運転のような急冷却時においては図７に示す電動圧縮機８の回転数制限を行い、制限された範囲内で且つ貯蔵室１７乃至貯蔵室２０の温度状態に応じて適正な回転数で制御することが可能である。
【０１０１】
このように、本発明によれば、電力制御機器及び/或いは制御装置の温度が高くなると電動機の通電を停止、或いは通電量を低減することによって電力制御機器及び/或いは制御装置のディレーティングを確保し、かつ、電力制御機器及び/或いは制御装置の温度が低いと圧縮機を高速で回転駆動して冷却速度を上げて早期に貯蔵室の温度を低下することができる、という効果を奏することができるものである。
【符号の説明】
【０１０２】
１…冷蔵庫本体、２…冷蔵室ドア、３…製氷室ドア、４…急冷凍室ドア、５…冷凍室ドア、６…野菜室ドア、８…可変圧縮機、１０…制御装置、１１…ファン用電動機、１４…操作表示部、１６…温度センサ、１７…冷蔵室、１８ａ…製氷室、１８ｂ…急冷凍室、１９…冷凍室、２０…野菜室、３１…電動圧縮機制御装置、３２…駆動回路部、３４…庫内制御装置、３５…スイッチング電源、３６…ダイオードブリッジ、３７…電解コンデンサ、３９…高調波抑制用リアクトル、４０ａ…温度検出素子、４０ｂ…温度検出素子。
【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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【図７】
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