(57)【要約】  本発明にかかる冷蔵庫（１）は、温度に応じて許容電流が変化する照明素子を用いる庫内灯（７）を備える冷蔵室（４）と、冷蔵室（４）内の温度を検出する冷蔵室サーミスタ（５）と、冷蔵室（４）の温度および照明素子のジャンクション温度と、照明素子の通電率との対応を示す対応情報を記憶するＲＯＭ（１１２）と、冷蔵室サーミスタ（５）により検出された温度と照明素子の現在の損失量が発生してからの経過時間とに基づいて、ジャンクション温度の推定値を計算し、冷蔵室サーミスタ（５）により検出された温度と、推定値と、対応情報とに基づいて、照明素子の通電率を決定し、決定した通電率に基づいて、照明素子に流れる電流を制御するマイコン（１１）および庫内灯駆動回路（１３）と、を備える。
2020217363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度に応じて許容電流が変化する照明素子を用いる庫内灯を備える貯蔵室と、
前記貯蔵室内の温度を検出する温度検出部と、
前記貯蔵室内の温度および前記照明素子のジャンクション温度と、前記照明素子の通電率との対応を示す対応情報を記憶する記憶装置と、
前記温度検出部により検出された温度と前記照明素子の現在の損失量が発生してからの経過時間とに基づいて、前記ジャンクション温度の推定値を計算し、前記温度検出部により検出された温度と、前記推定値と、前記対応情報とに基づいて、前記照明素子の通電率を決定し、決定した通電率に基づいて、前記照明素子に流れる電流を制御する駆動回路と、
を備える冷蔵庫。
【請求項２】
前記駆動回路は、前記温度検出部が故障していると判断した場合、前記貯蔵室内の温度としてあらかじめ定めた仮の値を設定し、前記仮の値と前記照明素子の現在の損失量が発生してからの経過時間とに基づいて、前記ジャンクション温度の推定値を計算し、前記仮の値と、前記推定値と、前記対応情報とに基づいて、前記照明素子の通電率を決定し、決定した通電率に基づいて、前記照明素子に流れる電流を制御する請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記冷蔵庫が備える冷却器の温度を検出する冷却器温度検出部、
を備え、
前記冷却器温度検出部により検出された温度が閾値以上である場合に、前記貯蔵室内の温度としてあらかじめ定めた仮の値を設定し、前記仮の値と前記照明素子の現在の損失量が発生してからの経過時間とに基づいて、前記ジャンクション温度の推定値を計算し、前記仮の値と、前記推定値と、前記対応情報とに基づいて、前記照明素子の通電率を決定し、決定した通電率に基づいて、前記照明素子に流れる電流を制御する請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記貯蔵室は、冷蔵室であり、
前記温度検出部は、前記冷蔵庫の温度制御に用いられる請求項１から３のいずれか１つに記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記照明素子の通電率を表示可能な表示部、
を備える請求項１から４のいずれか１つに記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記温度検出部により検出された温度と、前記推定値と、前記対応情報とに基づいて、前記照明素子の通電率を決定する通電率制御を行うか否かを設定可能である請求項１から５のいずれか１つに記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、庫内灯としてＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）照明などを用いる冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫の庫内灯としてＬＥＤなどが用いられることがある。ＬＥＤなどは、周囲温度に応じて許容電流が変化する。一般的に、ＬＥＤは、周囲温度が高いほど許容電流が小さくなる。冷蔵庫であれば、使用環境下での最も高い周囲温度は、真夏の最も暑い季節で５０℃程度と想定されるので、この温度を考慮してＬＥＤに流れる電流を設定する。しかしながら、大半の季節における気温が３０℃未満であることを考えると、周囲温度が低い場合には許容電流に対して余裕を持ちすぎた電流設定になっており、ＬＥＤの性能を十分に引き出せていない。このため、ＬＥＤの性能を十分に引き出すためには、周囲温度に応じて駆動電流が制御されることが望ましい。【０００３】
特許文献１には、ＬＥＤ庫内灯の周囲温度を検出するための専用サーミスタを設けることなく、かつ周囲温度に対してＬＥＤの性能を十分に引き出すことのできる冷蔵庫を得ることを目的とした技術が開示されている。特許文献１に記載の冷蔵庫は、庫内温度検出手段と、ＬＥＤを駆動する駆動手段と、ＬＥＤ周辺温度とＬＥＤ電流値の対応関係データを格納した記憶手段と、を備え、駆動手段は、庫内温度検出手段の検出温度に基づき対応関係データを参照してＬＥＤに流れる電流を制御している。これにより、特許文献１に記載の冷蔵庫は、ＬＥＤ庫内灯の周囲温度を検出するための専用サーミスタを設けることなく、かつ周囲温度に対してＬＥＤの性能を引き出せるようＬＥＤに流れる電流を制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７５２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、冷蔵庫では、一般的に使用者が扉を継続して開放した状態で使用することはなく、扉が連続して開かれている時間は、一般的に数秒程度の場合が多い。このため、扉の開放時間すなわち、庫内灯の点灯時間が短い場合は、特許文献１に記載の技術を適用しても、庫内の温度にはムラがあり、庫内温度検出手段の検出温度とＬＥＤの周囲温度とに差が生じて、ＬＥＤの性能を十分に引き出せない可能性があるという課題があった。ＬＥＤをはじめとして、有機ＥＬ照明など、同様に周囲温度に応じて電流を制御することが望まれる照明素子を庫内灯として用いる場合には、ＬＥＤに限らず同様の課題がある。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、庫内灯として用いられる照明素子の性能をより引き出すことができる冷蔵庫を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、温度に応じて許容電流が変化する照明素子を用いる庫内灯を備える貯蔵室と、貯蔵室内の温度を検出する温度検出部と、貯蔵室内の温度および照明素子のジャンクション温度と、照明素子の通電率との対応を示す対応情報を記憶する記憶装置と、を備える。この冷蔵庫は、さらに、温度検出部により検出された温度と照明素子の現在の損失量が発生してからの経過時間とに基づいて、ジャンクション温度の推定値を計算し、温度検出部により検出された温度と、推定値と、対応情報とに基づいて、照明素子の通電率を決定し、決定した通電率に基づいて、照明素子に流れる電流を制御する駆動回路と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる冷蔵庫は、庫内灯として用いられる照明素子の性能をより引き出すことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる冷蔵庫を模式的に示す図
【図２】実施の形態１にかかる冷蔵庫を模式的に示す図
【図３】実施の形態１の冷蔵庫の制御基板の構成例を示す図
【図４】第１の比較例の照明素子周囲温度と照明素子の損失量の関係の一例を示すグラフ
【図５】第２の比較例の照明素子周囲温度と照明素子の損失量の関係の一例を示すグラフ
【図６】実施の形態１の照明素子周囲温度と照明素子の損失量の関係の一例を示すグラフ
【図７】実施の形態１の経過時間に対する照明素子の温度および損失の変化の様子を示すグラフ
【図８】実施の形態１の照明素子の熱流の等価回路の一例を示す図
【図９】実施の形態１の記憶装置のデータ更新の一例を示す図
【図１０】実施の形態１のマイコンが庫内灯駆動回路へ出力する指示信号の一例を示す図
【図１１】実施の形態１の通電制御に用いるテーブルの一例を示す図
【図１２】実施の形態１の冷蔵庫の庫内灯の駆動制御手順の一例を示すフローチャート
【図１３】実施の形態２の冷蔵庫の庫内灯の駆動制御手順の一例を示すフローチャート
【図１４】実施の形態３の冷蔵庫の庫内灯の駆動制御手順の一例を示すフローチャート
【図１５】実施の形態４にかかる冷蔵庫の操作パネルの表示画面の一例を示す図
【図１６】実施の形態４の冷蔵庫の庫内灯の駆動制御手順の一例を示すフローチャート
【図１７】実施の形態５にかかる冷蔵庫の操作パネルの表示画面の一例を示す図
【図１８】実施の形態５の冷蔵庫の庫内灯の駆動制御手順の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる冷蔵庫を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１および図２は、本発明の実施の形態１にかかる冷蔵庫を模式的に示す図である。図１は、正面からみた冷蔵庫１を模式的に示している。図２は、側面からみた冷蔵庫１を模式的に示している。なお、図１と図２は、構成要素を説明するための模式的な図であり、図１および図２は、各構成要素のサイズを示すものではない。
【００１２】
図１に示すように、冷蔵庫１は、ドア１５を備える。ドア１５の背面には図２に示す冷蔵室４が設けられている。ドア１５には、ドア１５の開閉状態を検出するドアスイッチ８が設けられている。ドアスイッチ８は、開閉状態の検出結果をドア開閉状態信号として出力する。また、ドア１５には、ユーザが温度調節などを行うためのスイッチなどを設けた操作パネル９が設置されている。操作パネル９は、ユーザからの設定の入力を受け付ける。また、操作パネル９は、ユーザに対して冷蔵庫１の現在の設定、温度などを表示する。
【００１３】
図２に示すように、冷蔵庫１には、１つ以上の貯蔵室の一例として、冷蔵室４および冷蔵室４以外の貯蔵室である貯蔵室１４とが設けられている。なお、冷蔵室４は、庫内灯７を備える貯蔵室の一例である。図１および図２に示した例では、冷蔵庫１は冷蔵室４および３つの貯蔵室１４の合計４つの貯蔵室を備えているが、冷蔵庫１が備える貯蔵室の数は図１および図２に示した例に限定されない。冷蔵庫１は、冷凍サイクルの一部であり付近の空気を冷却する冷却器２を備える。冷蔵庫１は、冷却器２付近の冷気を庫内に循環させることにより、庫内の冷却を行っている。冷却器２には、冷却器２の温度を検出する冷却器サーミスタ３が取り付けられている。冷却器サーミスタ３は、冷却器２の温度を検出する冷却器温度検出部である。冷蔵室４には、冷蔵室４内の温度を検出する冷蔵室サーミスタ５が取り付けられている。冷蔵室サーミスタ５は、冷蔵室４内の温度を検出する温度検出部である。なお、図２においては冷却器２の周辺を拡大して記載するために、冷却器２の周辺が図１に比べて拡大して示されている。
【００１４】
冷蔵室４の背面には、冷蔵室４への冷気の流量を調節するための冷蔵室ダンパー６が取り付けられている。また、冷蔵室４内には、冷蔵室４内の照明として、庫内灯７が取り付けられている。冷蔵庫１の背面には、制御基板１０が取り付けられている。
【００１５】
本実施の形態では、庫内灯７として、ＬＥＤ、有機ＥＬ照明といった温度に応じて許容電流が変化する照明素子が用いられる。すなわち、庫内灯７は周囲温度に応じて流れる電流が制御されることが望ましい照明素子を備える。庫内灯７として用いられるＬＥＤ、有機ＥＬ照明などを照明素子と呼び、照明素子の周囲温度を「照明素子周囲温度」と呼ぶ。なお、本実施の形態では、照明素子周囲温度を直接検出する専用のサーミスタは必須ではないが、より高精度に照明素子周囲温度を検出したい場合には、照明素子周囲温度を検出する専用のサーミスタを設けてもよい。
【００１６】
図３は、本実施の形態の冷蔵庫１の制御基板１０の構成例を示す図である。制御基板１０は、制御回路であるマイクロコンピュータ（以下、マイコンと呼ぶ）１１、および庫内灯駆動回路１３を搭載している。マイコン１１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１１１、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１１２およびＲＡＭ（Random  Access  Memory）１１３を備える。マイコン１１内のＲＯＭ１１２には、冷蔵庫１の制御に必要な温度判定、時間のカウントなどを行うプログラムが格納されている。ＣＰＵ１１１が、ＲＯＭ１１２に格納されたプログラムを実行することで、マイコン１１による冷蔵庫１の制御が実現される。ＲＡＭ１１３は、ＣＰＵ１１１による演算の実行等に必要なメモリ領域として使用される。マイコン１１は、グランドに接続されている。庫内灯駆動回路１３は、マイコン１１の指示に基づき庫内灯７を駆動する回路デバイス等で構成される。電源１６〜１９は、各部の電源を示す。
【００１７】
図３に示すように、マイコン１１は、冷却器サーミスタ３、冷蔵室サーミスタ５、冷蔵室ダンパー６および操作パネル９と接続される。冷却器サーミスタ３は、冷却器２の温度を検出し、検出した温度を検出信号としてマイコン１１へ出力する。冷蔵室サーミスタ５は、冷蔵室４の温度を検出し、検出した温度を検出信号としてマイコン１１へ出力する。操作パネル９は、ユーザからの入力を受け付けるスイッチ、ユーザへ提示する情報を表示する液晶画面（図では液晶と略す）１２を備える。なお、操作パネル９には、ユーザからの入力を受け付けるスイッチの替わりに、液晶画面と入力手段が一体化されたタッチパネルなどが設けられていてもよい。操作パネル９は、ユーザから受け付けた内容を示す信号をマイコン１１へ出力する。ドアスイッチ８は、ドア１５の開閉の状態を検出し、検出した状態をドア開閉状態信号としてマイコン１１へ出力する。ドア開閉状態信号は、ドア１５が開状態であるか閉状態であるかを示す信号である。マイコン１１は、マイコン１１に入力される信号に基づいて、以下の（１）〜（３）の動作制御を実行する。
【００１８】
（１）冷蔵室４の温度コントロール
マイコン１１は、冷蔵室サーミスタ５の検出信号を受け取り、この検出信号に基づき冷蔵室ダンパー６を開閉することで冷気の流れをコントロールすることにより冷蔵室４の温度を制御する。また、マイコン１１は、冷却器サーミスタ３の検出信号を受け取り、この検出信号に基づき冷却器２の動作を制御することにより冷蔵室４の温度を制御することもできる。
【００１９】
（２）庫内灯７の点灯および消灯制御
マイコン１１は、ドアスイッチ８が出力したドア開閉状態信号を受け取る。マイコン１１は、ドア開閉状態信号が、冷蔵室４のドア１５が開状態であることを示す場合は、庫内灯駆動回路１３に庫内灯７を点灯するよう指示する。マイコン１１は、ドア開閉状態信号が、冷蔵室４のドア１５が閉状態であることを示す場合は、庫内灯駆動回路１３に庫内灯７を消灯するよう指示する。庫内灯７の点灯および消灯の指示は、例えば、マイコン１１から庫内灯駆動回路１３に対して、例えばＨｉｇｈまたはＬｏｗの２値のいずれかの値をとる指示信号を出力することにより行う。例えば、指示信号は、Ｈｉｇｈのときには点灯を示し、Ｌｏｗの時には消灯を示す。指示信号のＨｉｇｈおよびＬｏｗと点灯および消灯との対応はこの例の逆であってもよい。
【００２０】
（３）操作パネル９からの操作入力受付
マイコン１１は、ユーザが操作パネル９を操作することにより入力を行った際に、操作パネル９からこの操作内容に対応した信号を受け取り、受け取った信号に対応した命令を実行する。
【００２１】
なお、上記（１）〜（３）の動作は一般的な冷蔵庫の動作と同様であるため、詳細な説明は省略する。以下、本実施の形態の照明素子に流れる電流の制御方法について説明する。まず、図４および図５を用いて、第１の比較例、第２の比較例を説明する。
【００２２】
図４は、第１の比較例の照明素子周囲温度と照明素子の損失量の関係の一例を示すグラフである。図４では、横軸は照明素子周囲温度を示し、縦軸は照明素子の損失量を示す。図４では、照明素子の最大定格ジャンクション温度が１２５℃であり、最大許容損失が１Ｗであり、ジャンクション−雰囲気間熱抵抗が１００℃／Ｗである例を示している。図４に示した実線２０１は、照明素子の周囲温度と許容損失の最大定格との関係を示している。なお、損失が大きいほど照明素子の照度も高い。
【００２３】
図４に示すように、一般的に照明素子周囲温度が高くなるとともに、許容損失は小さくなる。図４中、Ａで示す領域は照明素子周囲温度により許容損失が変化しない温度帯、Ｂで示す領域は照明素子周囲温度が高くなるとともに許容損失が小さくなる温度帯である。図４に示した例では、Ａで示す領域は、照明素子周囲温度が２５℃以下の領域であり、Ｂで示す領域は、照明素子周囲温度が２５℃を超える領域である。図４に示した例では、許容損失の最大定格は、最も電流を多く流せる温度帯であるＡで示した温度領域では、１Ｗである。Ｂで示した領域では、照明素子周囲温度が２５℃から１℃上昇する毎に、許容損失の最大定格が０．０１Ｗ小さくなっており、許容損失の最大定格は照明素子周囲温度と、比例定数が負となるようなに比例関係にある。なお、図４に示した例は一例であり、Ａで示す領域とＢで示す領域との境目の温度、比例定数などは、図４に示した例に限定されない。
【００２４】
一般に、照明素子の熱による破損を防止するために、照明素子に印加する電流は、損失量が、許容損失の最大定格よりある程度小さくなるように設定される。図４に示した、損失量２０３は、照明素子周囲温度が最も高くなる場合の許容損失を基準に許容損失を決定した第１の比較例における、照明素子周囲温度と許容損失との関係を示している。図４に示した第１の比較例では、照明素子周囲温度が最も高くなる場合の許容損失を基準に損失量を決定しているため、照明素子周囲温度によらず、損失量は一定である。図４の破線２０２は、照明素子の熱による破損を防止できる損失量を示している。図４に示すように、例えば、最大定格の７５％程度の損失量であれば、照明素子の熱による破損を防止できる。
【００２５】
図４に示した第１の比較例のように、照明素子周囲温度が５０℃の場合を想定して照明素子の損失量を決定し、損失量に基づいて照明素子の通電電流を決定すると、照明素子周囲温度が５０℃未満の領域では、破線２０２で示す損失量より小さい損失量で照明素子を制御することになる。したがって、第１の比較例では、特に照明素子周囲温度が低い領域において、照明素子の熱による破損を防止できる電流に対して、かなりの余裕があることになり、照明素子の性能を十分に発揮することができない。
【００２６】
図５は、第２の比較例の照明素子周囲温度と照明素子の損失量の関係の一例を示すグラフである。図５に示した第２の比較例では、照明素子周囲温度の推定値として冷蔵室サーミスタ５の温度を用い、冷蔵室サーミスタ５の温度に応じて損失量を決定している。実線３０１、破線３０２は、それぞれ図４に示した実線２０１、破線２０２と同様である。図５に示した損失量３０３は、冷蔵室サーミスタ５の温度に応じて照明素子の損失量を階段状に変更した場合の、第２の比較例の損失量を示している。図５に示した例では、冷蔵室サーミスタ５の温度の温度領域を５つの領域に区分し、区分ごとに、破線３０２で示される照明素子の熱による破損を防止できる損失量を超えないように損失量を決定している。
【００２７】
図５に示した第２の比較例では、図４に示した第１の比較例より、照明素子の性能を引き出すことはできる。しかしながら、ドア１５の開状態の時間が短い場合などには、冷蔵室サーミスタ５の温度が上昇しても、実際の照明素子の温度は上昇していない場合もあり、第２の比較例では、照明素子の性能を十分に引き出せない場合もある。本実施の形態では、このような場合でも、照明素子の性能を十分に引き出せるように、実際の照明素子の許容電流を決める照明素子のジャンクション温度を推定し、冷蔵室サーミスタ５の温度だけでなくジャンクション温度の推定値を用いて照明素子の損失量を決定する。すなわち、本実施の形態では、後述するように、庫内灯７の、すなわち照明素子の通電率を、冷蔵室サーミスタ５の温度およびジャンクション温度の推定値に応じて決定する。これにより、本実施の形態では、照明素子の熱による破損を抑制しつつ、より明るい高い照度を実現することができる。
【００２８】
図６は、本実施の形態の照明素子周囲温度と照明素子の損失量の関係の一例を示すグラフである。実線４０１、破線４０５は、それぞれ図４に示した実線２０１、破線２０２と同様である。本実施の形態では、照明素子周囲温度と照明素子の損失量との対応関係として、第１、第２および第３の対応関係の３つの対応関係を用意しておき、ジャンクション温度の推定値に応じてこれら３つの対応関係を使い分ける。図６では、第１の対応関係を損失４０２として示し、第２の対応関係を損失４０３として示し、第３の対応関係を損失４０４として示している。なお、ここでは、照明素子の飽和ジャンクション温度を１００℃とする。
【００２９】
詳細は、後述するが、本実施の形態では、例えば、ジャンクション温度の推定値が９０℃未満の場合には、１つめの対応関係である損失４０２を用い、ジャンクション温度の推定値が９０℃以上９５℃未満の場合には、損失４０３を用い、ジャンクション温度の推定値が９５℃以上の場合には損失４０４を用いる。このように、ジャンクション温度の推定値を用いて、照明素子の損失量を決定して照明素子の電流を制御することで、ジャンクション温度が１００℃を超えることなく、第２の比較例より高い照度を実現することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、ＬＥＤまたは有機ＥＬ照明を用いた庫内灯７の照明素子周囲温度を、冷蔵室サーミスタ５の検出結果で代用する例を説明するが、上述したように、別途精度を上げるため照明素子の周囲に専用のサーミスタを設けてもよい。
【００３１】
図７は、本実施の形態の経過時間に対する照明素子の温度および損失の変化の様子を示すグラフである。図７では、横軸は経過時間を示し、縦軸は温度および損失を示している。図７では、照明素子のケースの熱容量Ｃｃを０．１Ｊ／℃、ジャンクション−ケース間熱抵抗θｊｃを２０℃／Ｗとし、ケース−雰囲気間熱抵抗θｃａを８０℃／Ｗとし、ジャンクションにて０．７５Ｗの損失が発生した場合の経過時間に対するジャンクション温度照明素子のケースの温度、および損失を示している。
【００３２】
破線５０１は、本実施の形態の照明素子の電流制御方法により電流を制御した場合のジャンクション温度の時間変化の様子を示している。実線５０２は、第２の比較例の照明素子の電流制御方法により電流を制御した場合のジャンクション温度の時間変化の様子を示している。破線５０３は、本実施の形態の照明素子の電流制御方法により電流を制御した場合の照明素子のケースの温度の時間変化の様子を示している。実線５０４は、第２の比較例の照明素子の電流制御方法により電流を制御した場合の照明素子のケースの温度（以下、ケース温度ともいう）の時間変化の様子を示している。破線５０５は、本実施の形態の照明素子の電流制御方法により電流を制御した場合の照明素子の損失の時間変化の様子を示している。実線５０６は、第２の比較例の照明素子の電流制御方法により電流を制御した場合の照明素子の損失の時間変化の様子を示している。
【００３３】
物質には熱容量が一定量あるため、図７に示すように、飽和温度に達するまで、すなわち発熱量＝放熱量となるまでには、時間を要する。したがって、電流を流し続ければ飽和時のジャンクション温度が１００℃以上となるような電流であっても、照明素子に印加する時間が短時間であればジャンクション温度が１００℃を超えることはない。すなわち、電流を流し続ければ飽和時のジャンクション温度が１００℃以上となるような電流であっても、該電流を照明素子に印加した後のジャンクション温度が１００℃未満であり、かつこの後に電流を低下させれば照明素子の熱による破損を抑制しつつ高い照度を確保できる。
【００３４】
次に、本実施の形態の第１、第２および第３の対応関係の決定方法について説明する。図８は、本実施の形態の照明素子の熱流の等価回路の一例を示す図である。照明素子は、図８に示すように、接続された抵抗値のジャンクション−ケース間熱抵抗θｊｃと、ジャンクション−ケース間熱抵抗θｊｃに直列に接続されたケース−雰囲気間熱抵抗θｃａと、ケース−雰囲気間熱抵抗θｃａに並列に接続された照明素子のケースの熱容量Ｃｃとを有する。基準温度Ｔｇは、０℃であるとする。なお、ジャンクション−ケース間熱抵抗θｊｃおよびケース−雰囲気間熱抵抗θｃａのそれぞれの抵抗値をそれぞれθｊｃおよびθｃａとも表す。
【００３５】
照明素子のケースの熱容量Ｃｃを０．１Ｊ／℃、ジャンクション−ケース間熱抵抗θｊｃを２０℃／Ｗとし、ケース−雰囲気間熱抵抗θｃａを８０℃／Ｗとし、ジャンクション定格最大温度を１２５℃とする。また、初期のケース温度は照明素子周囲温度Ｔａと等しいとし、照明素子周囲温度Ｔａを２５℃とする。このとき、照明素子に電流を流し点灯させる場合を考える。照明素子周囲温度Ｔａは、照明素子の点灯の有無によらず一定とする。
【００３６】
以上の条件で、飽和ジャンクション温度は１００℃であり、照明素子の損失量Ｐが０．７５Ｗとなるように電流を流すと、ジャンクション温度は１００℃に近づいていく。ただし、上述したとおり、この条件で照明素子に電流を流しても、熱容量の影響により、すぐにジャンクション温度が１００℃付近になるわけではなく時間の経過とともに徐々にジャンクション温度が１００℃に近づいていく。
【００３７】
ここで、例えば、実使用における最大のジャンクション温度Ｔｊｍａｘを、定格最大温度１２５℃より２５℃低い１００℃とすると仮定する。つまり、定格最大温度１２５℃に対して、２５℃のマージンをとり、ジャンクション温度を、１００℃以下に抑えるように設計すると仮定する。このとき、時間の経過とともにジャンクション温度が徐々に上昇することを考慮して、ジャンクション温度が第１の温度未満の場合には、０．７５Ｗより大きい第１の損失量の損失が発生する電流を照明素子に流す。詳細には、ジャンクション温度が第１の温度未満の場合には、第１の対応関係に基づいて損失量を決定する。ジャンクション温度が第１の温度以上であり第２の温度未満のときには、０．７５Ｗより大きくかつ第１の損失量より少ない第２の損失量の損失が発生する電流を照明素子に流す。詳細には、ジャンクション温度が第１の温度以上であり第２の温度未満のときには、第２の対応関係に基づいて損失量を決定する。第１の温度、第２の温度は、いずれも最大のジャンクション温度Ｔｊｍａｘ未満であり、第１の温度は第２の温度より低い。ジャンクション温度が第２の温度以上のときには、０．７５Ｗの損失が発生する電流を照明素子に流す。詳細には、ジャンクション温度が第２の温度以上のときには、第３の対応関係に基づいて損失量を決定する。このように、ジャンクション温度の推定値に応じて、用いる対応関係を切り替えることを、以下ジャンクション損失量切替ともよぶ。
【００３８】
ここでは、第１の温度、第２の温度は、それぞれ９０℃、９５℃であるとし、第１の損失量、第２の損失量は、それぞれ０．９５Ｗ、０．８５Ｗであるとする。第１の温度、第２の温度、第１の損失量、第２の損失量は、これらに限定されず、ジャンクション温度が１００℃を超えないように、照明素子の熱容量などに応じて適宜、シミュレーション、実測などにより設定すればよい。
【００３９】
第１、第２および第３の対応関係の決定方法についても、照明素子の熱容量などに応じて適宜、シミュレーション、実測などにより設定すればよいが、例えば、第３の対応関係としては、図５に示した第２の比較例の損失量３０３と同様の対応関係を用いることができる。そして、第２の対応関係としては、第２の比較例の損失量３０３に対して、各温度領域に対応する損失量を０．１Ｗずつ増加させたものとする。また、第３の対応関係としては、第２の比較例の損失量３０３に対して、各温度領域に対応する損失量を０．２Ｗずつ増加させたものとする。
【００４０】
以上の設定で、ジャンクション温度に応じた電流制御を行うことにより、すなわち、ジャンクション温度が第２の温度未満の場合には、照度を高くできるように電流制御を行い、ジャンクション温度が第２の温度以上の場合には、ジャンクション温度が第２の温度の場合より、損失量を少なくするように電流を流す。図７の破線５０１に示すように、本実施の形態では、ジャンクション温度が１００℃に到達する前に損失を落とす、すなわち照度を落とすことで、ジャンクション温度が１００℃を超えることなく、ジャンクション温度が第２の温度未満の間第２の比較例に比べて高い照度を実現することができる。冷蔵庫１の庫内灯７のように、１回の点灯時間が短い場合には、上述したジャンクション温度が第２の温度未満のうちに消灯となる可能性も高い。したがって、冷蔵庫１の庫内灯７の照明素子では、１回のドア１５の開状態の間高い照度を保ったままとなることも多いと予想される。
【００４１】
なお以上の例では、図８に示した等価回路を用いて飽和ジャンクション温度に対応する損失などを計算したが、厳密に計算したい場合は熱解析等を行い、放熱経路の熱等価回路を組み立てて計算すればよい。
【００４２】
次に、本実施の形態のジャンクション温度の推定値の算出方法を、図８に示した照明素子の熱流の等価回路（以下、熱等価回路ともいう）を例に挙げて説明する。なお、熱等価回路は、図８の例に限定されずどのような熱等価回路であってもよい。照明素子の熱流が、図８に示した熱等価回路以外の熱等価回路で表される場合には、その回路に応じた過渡解析を行うことで、同様に、ジャンクション温度の推定値を算出することができる。ここで、まず、照明素子の損失量Ｐ０、照明素子周囲温度Ｔａ０が一切変化しないと仮定する。また、経過時間ｔは、点灯開始からの経過時間すなわち照明素子の損失が発生してからの経過時間である。マイコン１１は、経過時間ｔにおける、ケース温度Ｔｃ（ｔ）、ジャンクション温度の推定値Ｔｊ（ｔ）を、以下の式（１）〜（２）により算出することができる。なお、ジャンクション−ケース間熱抵抗θｊｃ、ケース−雰囲気間熱抵抗θｃａ、照明素子のケースの熱容量Ｃｃの各値はあらかじめマイコン１１のＲＯＭ１１２に記憶させておく。照明素子周囲温度Ｔａは、冷蔵庫サーミスタ５により検出された温度を用いる。なお、照明素子の周囲温度を検出する専用のサーミスタを用いる場合には、照明素子周囲温度Ｔａとして、専用のサーミスタの温度を用いる。
【００４３】
【数１】
2020217363.tif 000003
【００４４】
ここで、照明素子の損失量、照明素子周囲温度が途中で変化した場合について説明する。上述した例と同様に、経過時間ｔは、点灯開始からの経過時間すなわち照明素子の損失が発生してからの経過時間である。経過時間ｔより前の経過時間ｔＰ０→Ｐ１で、損失量がＰ０からＰ１に変化し、照明素子周囲温度がＴａ０からＴａ１に変化したとする。例えば、図７に示して例で、損失発生時の損失量をＰ０とし、損失量がＰ０からＰ１に変化したときの、損失発生からの経過時間を経過時間ｔＰ０→Ｐ１とし、経過時間ｔが経過時間ｔＰ０→Ｐ１より後であるとする。このとき、マイコン１１は、経過時間ｔにおけるケース温度の推定値（推定ケース温度ともいう）Ｔｃ（ｔ）、ジャンクション温度の推定値Ｔｊ（ｔ）を、以下の式（３）〜（６）により算出することができる。式（３）〜（６）では、ケース温度Ｔｃ１は、経過時間ｔＰ０→Ｐ１における推定ケース温度である。ジャンクション推定温度Ｔｊ１は、経過時間ｔＰ０→Ｐ１におけるジャンクション温度の推定値である。なお、上述した例と同様に、ジャンクション−ケース間熱抵抗θｊｃ、ケース−雰囲気間熱抵抗θｃａ、照明素子のケースの熱容量Ｃｃの各値はあらかじめマイコン１１のＲＯＭ１１２に記憶させておく。照明素子周囲温度Ｔａは、冷蔵庫サーミスタ５により検出された温度を用いる。なお、照明素子の照明素子周囲温度を検出する専用のサーミスタを用いる場合には、照明素子周囲温度Ｔａとして、専用のサーミスタの温度を用いる。
【００４５】
【数２】
2020217363.tif 000004
【００４６】
同様の考えで、周期ｔｉごとに、ケース温度およびジャンクション温度の推定値の算出を行う例を考える。マイコン１１は、初回に、ケース温度の推定値および照明素子周囲温度と、損失量とを記憶装置に記憶し、周期ｔｉごとに、ケース温度およびジャンクション温度の推定値とを算出し、記憶装置のケース温度の推定値および照明素子周囲温度と、損失量とを更新する。このとき、マイコン１１は、ｎ−１番目の周期では、損失Ｐｎ−１、ケース温度の推定値Ｔｃｎ−１、照明素子周囲温度Ｔａｎ−１を記憶装置に記憶する。なお、ジャンクション−ケース間熱抵抗θｊｃ、ケース−雰囲気間熱抵抗θｃａ、照明素子のケースの熱容量Ｃｃの各値はあらかじめマイコン１１のＲＯＭ１１２に記憶させておく。そして、ｎ番目の周期では、マイコン１１は、損失量Ｐｎ−１、ケース温度の推定値Ｔｃｎ−１、照明素子周囲温度Ｔａｎ−１を用いて、式（７）〜（８）により、ケース温度の推定値Ｔｃｎ、ジャンクション温度の推定値Ｔｊｎを算出する。そして、ケース温度の推定値Ｔｃｎ、照明素子周囲温度Ｔａｎおよび損失量Ｐｎを記憶装置に記憶する。これにより、ｎ＋１番目の周期では、同様に、マイコン１１は、損失量Ｐｎ、ケース温度の推定値Ｔｃｎ、照明素子周囲温度Ｔａｎを用いて、式（７）〜（８）により、ケース温度の推定値Ｔｃｎ＋１、ジャンクション温度の推定値Ｔｊｎ＋１を算出する。これを繰り返すことで、ジャンクション損失、照明素子周囲温度が変化した場合でも、マイコン１１は、ジャンクション温度の推定値を求めることができる。なお、詳細は後述するが、損失量すなわちジャンクション損失は、ケース温度の推定値およびジャンクション温度の推定値に基づいて決定される。
【００４７】
【数３】
2020217363.tif 000005
【００４８】
図９は、本実施の形態の記憶装置のデータ更新の一例を示す図である。図９に示すように、マイコン１１は、周期ｔｉごとに、ケース温度の推定値（図ではケース温度と略す）、照明素子周囲温度、および損失量を更新する。すなわち、マイコン１１は、一定周期ごとに、記憶装置に記憶されている前回のケース温度の推定値、前回の素子周囲温度、および前回の損失量を用いて、その時点でのケース温度の推定値およびジャンクション温度の推定値を算出する。そして、算出したケース温度の推定値およびジャンクション温度の推定値と、冷蔵庫サーミスタ５または専用のサーミスタにより検出された照明素子周囲温度と、適用した損失量を記憶装置に上書きすることにより記憶することを繰り返す。これにより、ジャンクション温度が変化する場合であっても、ジャンクション温度を監視することができる。
【００４９】
なお、上述した例では、一定時間ごとに、各データを更新することとしたが、これに限らず、損失量または照明素子周囲温度が変化したときに、上述したデータの更新を行うようにしてもよい。
【００５０】
なお、照明素子の熱容量およびケース−雰囲気間熱抵抗は実装される基板の面積、素材などで変化する。これらの計算には、照明素子メーカーから提供されるデータを使用してもよいが、下記の手順で簡易的に熱容量を確認できる。
【００５１】
下記式（９）、（１０）のように、初期条件として照明素子周囲温度とケース温度が同じ状態で損失量Ｐの損失が発生したときの飽和温度から、ケース−雰囲気間熱抵抗θｃａが算出でき、ケース温度と照明素子周囲温度との差がケース飽和温度と照明素子周囲温度との差の（１−ｅ−１）倍となったときの経過時間から熱容量を計算できる。
【００５２】
【数４】
2020217363.tif 000006
【００５３】
次に、本実施の形態の庫内灯７の通電制御について説明する。本実施の形態では、マイコン１１は、上述したとおり、ジャンクション温度に基づいて、照明素子周囲温度と損失量の関係として、第１、第２および第３の対応関係の３つの対応関係を切替えて使用する。そして、マイコン１１は、第１、第２および第３の対応関係のいずれかと照明素子周囲温度の検出結果とに基づいて損失量を決定する。照明素子周囲温度の検出結果としては、冷蔵室サーミスタ５の温度を代用することができる。
【００５４】
本実施の形態では、このように決定した損失量を、通電率を制御することにより、実現する。例えば、マイコン１１は、ドアスイッチ８から出力されるドア開閉状態信号に基づいて、ドア１５が開状態であると判断した場合、庫内灯駆動回路１３に対し方形波の指示信号を出力する。指示信号は、上述したＨｉｇｈまたはＬｏｗの２値により、点灯または消灯を示す信号である。マイコン１１は、方形波の１周期中の点灯時間を、方形波１周期で割ることにより得られる点灯時間の割合すなわちオンデューティ率を調整することにより、損失量を調整することができる。このオンデューティ率を通電率と呼ぶ。なお、１周期の長さは、庫内灯７がちらついて見えないよう、例えば１０ｍｓとするが、１周期の長さはこれに限定されない。
【００５５】
図１０は、本実施の形態のマイコン１１が庫内灯駆動回路１３へ出力する指示信号の一例を示す図である。図１０の上段には、ドア１５の開閉状態を示し、図１０の下段には、マイコン１１が庫内灯駆動回路１３へ出力する出力信号である指示信号を示す。図１０に示すように、例えば、通電率が６０％になるように制御する場合は、１周期を１０ｍｓとすると、１周期内で指示信号が点灯を示す値である時間が６ｍｓとなるように、マイコン１１から庫内灯駆動回路１３へ方形波の指示信号を出力すればよい。
【００５６】
すなわち、本実施の形態では、マイコン１１および庫内灯駆動回路１３が、照明素子に流れる電流を制御する駆動回路である。
【００５７】
次に、本実施の形態の庫内灯７の通電制御に用いるテーブルの例について説明する。図１１は、本実施の形態の通電制御に用いるテーブルの一例を示す図である。図１１に示したテーブルは、マイコン１１のＲＯＭ１１２に記憶される。なお、図１１に示したテーブルは、ＲＯＭ１１２ではなく、マイコン１１に接続される図示しないフラッシュメモリ等外部の記憶装置などに記憶されていてもよい。以下、マイコン１１のＲＯＭ１１２、外部の記憶装置を、単に記憶装置とも呼ぶ。図１１に示すように、庫内灯７の通電制御に用いるテーブルは、温度段階ごとに、前回の照明素子の周囲温度の範囲と通電率とを含む。前回の照明素子の周囲温度の範囲は、図１１では、前回の照明素子周囲温度Ｔａの範囲として示されている。例えば、温度段階が１の場合には、照明素子周囲温度Ｔａは２５℃以下であり、温度段階が２の場合は、照明素子周囲温度Ｔａは２５℃を超え２７．５℃以下である。照明素子周囲温度は、少なくとも冷蔵室４内の温度であればよく、冷蔵室サーミスタ５の検出結果であってもよいし、照明素子の温度を検出する専用のサーミスタにより検出された温度であってもよい。照明素子の温度を検出する専用のサーミスタも庫内灯７を有する冷蔵室４内に設けられるため、照明素子の温度を検出する専用のサーミスタも、冷蔵室４内の温度を検出する温度検出部の一例である。すなわち、テーブルは冷蔵室４内の温度および照明素子のジャンクション温度と、照明素子の通電率との対応を示す対応情報を含むものである。
【００５８】
各温度段階に対応する通電率は、図１１に示すように、推定Ｔｊ区分Ａ、推定Ｔｊ区分Ｂ、推定Ｔｊ区分Ｃの３つに区分されている。この各区分が上述した第１、第２および第３の対応関係に対応する。したがって、３つの区分は、ジャンクション温度によって区分されており、区分ごとに通電率が決定されている。推定Ｔｊ区分Ａは、ジャンクション温度９０℃未満に対応し、推定Ｔｊ区分Ｂは、ジャンクション温度９０℃以上９５℃未満に対応し、推定Ｔｊ区分Ｃは、ジャンクション温度９５℃以上に対応する。各区分の通電率は、上述した第１、第２および第３の対応関係に対応する損失に基づいて決定されるものである。損失と通電率との間の変換は、印加する電流量、照明素子の抵抗値などに応じて決定することができる。
【００５９】
なお、温度段階の列は便宜上設けられたものであるため、実際のテーブルでは省略されていてもよい。例えば、ジャンクション温度が９０℃未満であり、照明素子周囲温度Ｔａが２５℃以下の場合には、通電率は９５％が適用され、ジャンクション温度が９０℃以上９５未満であり、照明素子周囲温度Ｔａが２５℃以下の場合には、通電率は８５％が適用される。また、ジャンクション温度が９５℃以上であり、照明素子周囲温度Ｔａが２５℃以下の場合には、通電率は７５％が適用される。
【００６０】
マイコン１１は、温度検出部により検出された温度と、対応情報である上述したテーブルとに基づいて、照明素子の通電率を決定する。マイコン１１および庫内灯駆動回路１３は、決定した通電率に基づいて、照明素子に流れる電流を制御する。
【００６１】
なお、図１１では説明の簡易の観点からテーブル形式を例に説明したが、データ形式はテーブル形式に限られるものではなく、任意のものでよい。
【００６２】
図１１のテーブル例では、冷蔵室サーミスタ５の温度検出結果の温度帯に応じて照明素子周囲温度を１２の段階に分け、ジャンクション温度の段階を３段階に分けているが、それぞれの温度の段階の数は、図１１の例に限定されない。
【００６３】
なお、図１１に示した例では、実際に庫内灯７に通電する損失量の最大値は、最大定格に対して５％の余裕を設けて照明素子周囲温度Ｔａが２５℃における許容損失の最大定格の９５％である０．９５Ｗとしている。図１１に示した例では、この９５％を推定Ｔｊ区分（推定ジャンクション温度区分ともいう）Ａに対応させている。推定Ｔｊ区分Ｂでは、推定Ｔｊ区分Ａから１０％低下させて、照明素子周囲温度Ｔａが２５℃の場合の通電率を８５％とし、推定Ｔｊ区分Ｃでは、推定Ｔｊ区分Ａから２０％低下させて、照明素子周囲温度Ｔａが２５℃の場合の通電率を７５％としている。
【００６４】
一方、冷蔵室サーミスタ５が検出する最大温度は、夏場の最も暑い時期における５０℃程度と想定できるため、照明素子周囲温度Ｔａが５０℃を超える温度帯については、５０℃の場合の通電率をそのまま適用する。例えば、図５に示した第２の比較例のように、最大定格の７５％を超えないように階段状に設定した損失量に基づいた通電率を推定Ｔｊ区分Ｃの通電率として設定し、推定Ｔｊ区分Ｂでは、各温度段階で、推定Ｔｊ区分Ｃより１０％増加させた通電率とし、推定Ｔｊ区分Ａでは、各温度段階で、推定Ｔｊ区分Ｃより２０％増加させた通電率とする。これにより、照明素子の熱による破損を防止しつつ、第２の比較例より高い照度を実現することができる。
【００６５】
次に、本実施の形態の冷蔵庫１の庫内灯７の駆動制御の手順について説明する。図１２は、本実施の形態の冷蔵庫１の庫内灯７の駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。図１２に示すように、まず、マイコン１１は冷蔵室４の温度を検出する（ステップＳ１）。具体的には、冷蔵室サーミスタ５が冷蔵室４内の温度を検出し、マイコン１１は、冷蔵室サーミスタ５からこの温度の検出結果を受け取る。
【００６６】
次に、マイコン１１は、冷蔵室４の温度段階を決定する（ステップＳ２）。具体的には、マイコン１１は、冷蔵室サーミスタ５の検出結果を照明素子周囲温度Ｔａとみなして、照明素子周囲温度Ｔａと上述したテーブルとに基づいて、温度段階を決定する。上述した図１１に示したテーブルを用いる場合には、マイコン１１は、温度段階１から１２のいずれであるかを決定する。
【００６７】
マイコン１１は、前回推定ケース温度Ｔｃ０、前回照明素子周囲温度Ｔａ０を記憶装置から読み込む（ステップＳ３）。前回推定ケース温度Ｔｃ０および前回照明素子周囲温度Ｔａ０は、前回の後述するステップＳ１５で記憶装置に記憶された推定ケース温度Ｔｃおよび照明素子周囲温度Ｔａである。
【００６８】
マイコン１１は、ドアスイッチ８から出力されたドア開閉状態信号に基づいて、ドア１５が開であるか否かを判断する（ステップＳ４）。ドア１５が開である場合（ステップＳ４  Ｙｅｓ）、マイコン１１は、推定ジャンクション温度区分Ａの通電率を適用したときの、ジャンクション温度の推定値Ｔｊ、ケース温度Ｔｃを計算する（ステップＳ５）。
【００６９】
推定ジャンクション温度区分Ａの通電率を適用したとき（図では「通電率がＡのとき」と略す）、マイコン１１は、ジャンクション温度の推定値Ｔｊが９０℃未満であるか否かを判断する（ステップＳ６）。ジャンクション温度の推定値Ｔｊが９０℃未満である場合（ステップＳ６  Ｙｅｓ）、マイコン１１は、推定ジャンクション温度区分Ａ（図では区分Ａと略す）の通電率を適用し（ステップＳ７）、記憶装置のケース温度Ｔｃおよび取得した照明素子周囲温度Ｔａを、今回計算したケース温度Ｔｃおよび今回取得した照明素子周囲温度Ｔａで更新することにより記憶装置へ格納する（ステップＳ１５）。マイコン１１は、終了条件を満たすか否かを判断し（ステップＳ１６）、終了条件を満たす場合（ステップＳ１６  Ｙｅｓ）、処理を終了する。終了条件は、例えば、冷蔵庫１の電源が遮断されるである。
【００７０】
終了条件を満たさない場合（ステップＳ１６  Ｎｏ）、マイコン１１はステップＳ１からの処理を繰り返す。ステップＳ６で、ジャンクション温度の推定値Ｔｊが９０℃以上であると判断した場合（ステップＳ６  Ｎｏ）、マイコン１１は、推定ジャンクション温度区分Ｂの通電率を適用したときの、ジャンクション温度の推定値Ｔｊ、ケース温度Ｔｃを計算する（ステップＳ８）。
【００７１】
推定ジャンクション温度区分Ｂの通電率を適用したとき（図では「通電率がＢのとき」と略す）、マイコン１１は、ジャンクション温度の推定値Ｔｊが９５℃未満であるか否かを判断する（ステップＳ９）。ジャンクション温度の推定値Ｔｊが９５℃未満である場合（ステップＳ９  Ｙｅｓ）、マイコン１１は、推定ジャンクション温度区分Ｂ（図では区分Ｂと略す）の通電率を適用し（ステップＳ１０）、ステップＳ１５の処理へ進む。
【００７２】
ステップＳ９で、ジャンクション温度の推定値Ｔｊが９５℃以上であると判断した場合（ステップＳ９  Ｎｏ）、マイコン１１は、推定ジャンクション温度区分Ｃの通電率を適用したときの、ジャンクション温度の推定値Ｔｊ、ケース温度Ｔｃを計算する（ステップＳ１１）。その後、マイコン１１は、推定ジャンクション温度区分Ｃ（図では区分Ｃと略す）の通電率を適用し（ステップＳ１２）、ステップＳ１５の処理へ進む。
【００７３】
ステップＳ４で、ドア１５が開でないと判断された場合（ステップＳ４  Ｎｏ）、マイコン１１は、消灯のときのジャンクション温度の推定値Ｔｊ、ケース温度Ｔｃを計算し（ステップＳ１３）、庫内灯７を消灯させ（ステップＳ１４）、ステップＳ１５の処理へ進む。
【００７４】
データ更新周期を０．１秒以上とし、冷蔵室４の温度が２５℃で変動しなかったとし、前回の点灯から十分時間が経過し、ケース温度と冷蔵室４の温度が同じとなった状態で、ドア１５が開けられて点灯が開始された状況を例として考える。この場合に、図１２に示した動作を行うと、図７に示した破線５０５に示すように、本実施の形態の損失量は、図７に実線５０６で示した第２の比較例の損失量より、点灯から７．４秒後では０．２Ｗ、それ以降から、点灯から１０．５秒までは０．１Ｗ、それぞれ損失量を増やすことができる。これにより、点灯から１０．５秒までの間、第２の比較例に比べて庫内灯７の照度を高めることができる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態では、冷蔵室４の温度制御を行うための冷蔵室サーミスタ５による温度検出結果およびジャンクション温度の推定値を用いて、庫内灯７の通電率を調整するようにした。このため、照明素子周囲温度を検出するための専用サーミスタを設けない場合には低コストで、庫内灯７として用いられる照明素子の性能を引き出すことができる。一方、照明素子周囲温度を検出するための専用のサーミスタを設ける場合は、追加コストがかかるものの、照明素子周囲温度の検出精度を上げることができるため、より確保すべきマージンを小さくすることができすなわち通電率をより高めることができ、より高い照度を実現することができる。
【００７６】
また、本実施の形態１では、照明素子周囲温度の温度段階とジャンクション温度の推定値に基づいて、庫内灯７の通電率を複数の通電率から選択可能である。これにより、照明素子の熱による破損を防止しつつ、照明素子周囲温度だけで通電率を決定する第２の比較例に比べて照度を高くすることができる。
【００７７】
なお、本実施の形態１では、冷蔵室４に取り付けた庫内灯７の通電率決定に、冷蔵室サーミスタ５の温度検出結果を使用する例を示したが、庫内灯７の取り付け位置は冷蔵室４に限らず、貯蔵室１４であってもよい。その場合は、冷蔵室４の例と同様に、庫内灯を取り付けた貯蔵室１４の温度制御を行うために使用しているサーミスタ温度とジャンクション推定温度と庫内灯通電率のテーブルを作成し、庫内灯を取り付けた貯蔵室１４の温度制御を行うためのサーミスタによる温度検出結果および推定ジャンクション温度により、庫内灯の通電率を決定すればよい。
【００７８】
また、図１１に示したテーブルは、温度段階ごとの通電率の値を全て格納しているが、例えば「温度段階＝１」と「温度段階＝１２」の通電率の値のみテーブルに格納しておき、その間の温度段階の通電率は、マイコン１１が比例演算で求める、などとしてもよい。また、周囲温度段階と同様に図１１に示したテーブルは、ジャンクション温度の推定値の区分ごとの通電率の値を全て格納しているが、例えば推定ジャンクション温度区分Ａと推定ジャンクション温度区分Ｃの通電率の値をテーブルに格納しておき、推定ジャンクション温度区分Ｂの通電率は、マイコン１１が比例演算で求める、などとしてもよい。
【００７９】
また、本実施の形態１では、庫内温度を検出する手段としてサーミスタを用いた例を説明したが、これに限られるものではなく、その他の温度検出手段を用いてもよい。
【００８０】
実施の形態２．
次に、本発明にかかる実施の形態２の庫内灯７の通電率の制御方法について説明する。本実施の形態の冷蔵庫１の構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態１と重複する部分は説明を省略し、以下、実施の形態１と異なる部分を説明する。
【００８１】
実施の形態１では、冷蔵室サーミスタ５の検出温度により、庫内灯７の通電率を決定していたが、仮に冷蔵室サーミスタ５が故障したとすると、冷蔵室サーミスタ５の検出値を取得できず、庫内灯７の通電率を決定することができない。そこで、実施の形態２では、冷蔵室サーミスタ５が故障している場合でも、庫内灯７の通電率を決定できるようにする。
【００８２】
本実施の形態２においては、冷蔵室サーミスタ５が正常に動作していない際には、冷蔵室４内が高い温度状態にあるものと仮定し、温度段階を高めに設定して照明素子を駆動制御する。具体的には、本実施の形態では、例えば、図１１に示したテーブルの温度段階の１０であると想定してマイコン１１が動作する。すなわち、マイコン１１は、温度検出部が故障していると判断した場合、冷蔵室４内の温度としてあらかじめ定めた仮の値を設定し、仮の値と照明素子の現在の損失量が発生してからの経過時間とに基づいて、ジャンクション温度の推定値を計算する。そして、マイコン１１は、仮の値と、ジャンクション温度の推定値と、対応情報であるテーブルとに基づいて、照明素子の通電率を決定する。
【００８３】
図１１に示したテーブルの温度段階の１０は、冷蔵室サーミスタ５の検出温度が４５℃を超え４７．５℃未満であることに対応している。以下、このように高めの温度状態を想定して照明素子の駆動制御を行う理由を説明する。
【００８４】
冷蔵室サーミスタ５が故障している場合、冷蔵室４の温度を検出することができないため、実施の形態１で説明したような通電率の決定を行うことができない。このため、冷蔵室サーミスタ５の検出温度として仮の設定値を決める必要がある。冷蔵室サーミスタ５の検出温度が十分に低い、例えば０℃など、と仮定した場合、庫内灯７の通電率として９５％などといった高い値を適用することになる。この場合、実際の冷蔵室４の温度が、仮の設定値より高いと照明素子が熱により破損する可能性がある。
【００８５】
このため、冷蔵室サーミスタ故障時に設定する仮の設定値は、十分に高いものを適用する。ただし、冷蔵室サーミスタ５の検出温度を、例えば７５℃以上といった極端に高い値と想定すると、通電率が０％となってしまう。本実施の形態では、低い通電率でありながらも庫内灯７を通電することにより庫内灯７としての役割を果たすことができる最低限の通電率を維持できるように仮の設定値を決定する。本実施の形態では、仮の設定値として温度段階を１０とし、冷蔵室サーミスタ５の検出温度の仮の値として温度段階を１０の最高温度である４７．５℃を設定することにより、最低限の通電率を維持しつつ照明素子が熱により破損することを防止する。
【００８６】
冷蔵庫１は、一般に、冷蔵室サーミスタ５が故障した場合であっても、例えば、冷蔵室４外の貯蔵室１４に取り付けたサーミスタによる温度検出結果を用いて冷蔵室ダンパー６を開閉するなどして、冷蔵室４をある程度冷却することができるような応急運転モードを備えている。このため、冷蔵室サーミスタ５が故障した場合であっても、冷蔵室４の温度制御は維持され、冷蔵室４の温度が異常に高くなるようなことは、非常に稀な状態であると考えられる。このため、本実施の形態では、冷蔵室サーミスタ５故障時の仮の温度段階を最高段階の１２ではなく１０に設定している。なお、仮の温度段階をどの段階に設定するかは、冷蔵庫１の応急運転の精度、冷蔵庫１の構造、照明素子が最低限の明るさを保てる通電率などに応じて適宜設定すればよく、温度段階１０に限定されない。
【００８７】
図１２は、本実施の形態の冷蔵庫１の庫内灯７の駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。図１２に示すように、マイコン１１は、冷蔵室サーミスタ５が正常か否かを判断する（ステップＳ２０）。例えば、マイコン１１は、マイコン１１に入力される冷蔵室サーミスタ５からの検出信号が極めて小さいすなわち冷蔵室サーミスタ５からの検出信号が第１の閾値以下の場合にオープン状態であるとして異常と判断する。また、マイコン１１は、マイコン１１に入力される冷蔵室サーミスタ５からの検出信号が極めて大きい場合にすなわち冷蔵室サーミスタ５からの検出信号が第２の閾値以上の場合にショート状態として異常と判断する。第１の閾値、第２の閾値は、それぞれオープン状態、ショート状態を判断するための閾値であり、冷蔵室サーミスタ５の仕様、回路設計などに応じて定めておく。
【００８８】
マイコン１１は、冷蔵室サーミスタ５が正常であると判断した場合（ステップＳ２０  Ｙｅｓ）、ステップＳ１の処理へ進む。マイコン１１は、冷蔵室サーミスタ５が正常でないと、判断した場合（ステップＳ２０  Ｎｏ）、冷蔵室４の温度段階を設定する（ステップＳ２１）。具体的には、冷蔵室４の温度段階を、あらかじめ定めた仮の温度段階である１０に設定する。ステップＳ２１の後、マイコン１１はステップＳ３の処理へ進む。ステップＳ１からステップＳ１６の処理は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００８９】
以上のように、実施の形態２では、冷蔵室サーミスタ５が故障している場合でも、庫内温度が高いものと仮定して庫内灯７の通電率を調整することができる。このため、仮に冷蔵室４の温度がある程度上昇していても、照明素子の熱による破損を防止しつつ庫内灯７を点灯させることができる。
【００９０】
実施の形態３．
次に、本発明にかかる実施の形態３の庫内灯７の通電率の制御方法について説明する。本実施の形態の冷蔵庫１の構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態１と重複する部分は説明を省略し、以下、実施の形態１と異なる部分を説明する。
【００９１】
冷蔵庫１は、継続して運転されている場合には、冷蔵室４は冷却されているが、初回の電源投入時、運転停止した後に電源投入された場合などには、冷蔵室４内が冷却されるまでには時間がかかる。実施の形態３では、電源投入時の冷蔵庫１の冷却状態を確認し、冷蔵庫１内の温度が高く、十分な冷却状態にない場合には、庫内灯７の通電率を抑える。冷蔵庫１内の温度が高い場合は、庫内灯７の周囲温度も高いものと考えられる。この場合、照明素子の許容電流は小さくなるので、大きな電流で庫内灯７を通電することができないことは明らかである。したがって、本実施の形態では、このような場合には、庫内灯７の通電率を抑える。具体的には、マイコン１１は、冷却器サーミスタ３により検出された温度が閾値以上である場合に、冷蔵室４内の温度としてあらかじめ定めた仮の値を設定し、仮の値と前記照明素子の現在の損失量が発生してからの経過時間とに基づいて、ジャンクション温度の推定値を計算する。そして、マイコン１１は、仮の値と、ジャンクション温度の推定値と、対応情報であるテーブルとに基づいて、照明素子の通電率を決定する。
【００９２】
図１４は、本実施の形態の冷蔵庫１の庫内灯７の駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。図１４に示すように、マイコン１１は、冷却器サーミスタ３により検出された温度が閾値未満であるか否かを判断する（ステップＳ３０）。この閾値は、例えば５℃を設定する。この閾値は、冷却器２が正常に動作しているときの温度に基づいて設定すればよく、５℃に限定されない。
【００９３】
冷却器サーミスタ３により検出された温度が閾値未満である場合（ステップＳ３０  Ｙｅｓ）、マイコン１１は、ステップＳ１の処理へ進む。冷却器サーミスタ３により検出された温度が閾値以上である場合（ステップＳ３０  Ｎｏ）、マイコン１１は、冷蔵室４の温度段階を設定する（ステップＳ２１）。マイコン１１は、このときに温度段階として、実施の形態２と同様に、例えば温度段階１０を設定する。ステップＳ２１の後、マイコン１１は、ステップＳ３の処理へ進む。ステップＳ１からステップＳ１６の処理は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００９４】
本実施の形態では、冷却器サーミスタ３の検出温度が閾値以上である間は、温度段階として高めの段階が設定されて、低い通電率が適用される。このため、庫内が十分冷却されるまでは、低い通電率が適用されるため、照明素子の熱による破損を抑制しつつ庫内灯７を点灯させることができる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、冷却器サーミスタ３の検出温度が閾値未満になったタイミングで、通常の通電率が適用される例を示したが、電源投入時に冷却器サーミスタ３の温度が閾値より高かった場合に、以降一定時間、例えば４時間経過するまでの間は、ステップＳ２１で決定した高い周囲温度段階の適用を継続してもよい。これにより、冷蔵庫１内が十分に冷却されるまで、余裕をもって低い通電率を選択することで、確実に照明素子の熱による破損を抑制しつつ庫内灯７を点灯させることができる。
【００９６】
なお、本実施の形態３では、マイコン１１は、冷却器サーミスタ３の検出温度に基づいてステップＳ３０の判定を行ったが、冷蔵室サーミスタ５の検出温度を併用してもよい。この場合は、マイコン１１は、例えば冷蔵庫１の電源投入時は冷却器サーミスタ３の検出温度に基づきステップＳ３０の判定を行い、一定時間経過した後は冷蔵室サーミスタ５の検出温度が定められた閾値以上であるか否かに基づいて、ステップＳ１へ進むかステップＳ２１へ進むかを判断する。また、実施の形態２と実施の形態３を組み合わせて、例えば、マイコン１１は、図１３のステップＳ２０の前にステップＳ３０を設けて、ステップＳ３０でＹｅｓの場合にステップＳ２０を実施してもよい。
【００９７】
実施の形態４．
図１５は、本発明の実施の形態４にかかる冷蔵庫１の操作パネル９の表示画面の一例を示す図である。本実施の形態の冷蔵庫１の構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態１と重複する部分は説明を省略し、以下、実施の形態１と異なる部分を説明する。
【００９８】
本実施の形態４では、図１５に示すように、操作パネル９上の液晶画面１２に、一般的な冷蔵庫で表示される庫内温度表示、製氷モードの設定状態のほかに、庫内灯７の通電率の設定状態を表示する。図１５では、液晶画面１２に、現在、冷蔵庫１に設定されている通電率が示されている。すなわち、液晶画面１２は、照明素子の通電率を表示可能な表示部である。
【００９９】
図１６は、本実施の形態の冷蔵庫１の庫内灯７の駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１からステップＳ１５までは、実施の形態１と同一であるため、説明を省略する。ステップＳ１５の後、マイコン１１は、現時点で適用している通電率を操作パネル９に表示し（ステップＳ４０）、ステップＳ１６の処理へ進む。ステップＳ１６は実施の形態１と同様である。ステップＳ４０では、具体的には、マイコン１１は、操作パネル９に通電率を表示するよう指示し、操作パネル９が通電率を液晶画面１２に表示する。
【０１００】
以上のように、本実施の形態では、現在選択している庫内灯７の通電率を操作パネル９の液晶画面１２で表示するようにしたので、現在どの通電率で庫内灯７を通電しているのかをユーザが確認することができる。
【０１０１】
もし、庫内温度が高い状態で、操作パネル９に表示されている通電率が異常に高くなっているときには、操作パネル９に設けたＯＦＦスイッチ等により庫内灯７を消灯できるようにしておけば、照明素子の熱による破損を防止できる。
【０１０２】
なお、本実施の形態４では、実施の形態１で説明したフローチャートにステップＳ４０を追加したが、同様に、実施の形態２および実施の形態３においても、ステップＳ４０を追加して、通電率を表示するようにしてもよい。
【０１０３】
実施の形態５．
図１７は、本発明の実施の形態５にかかる冷蔵庫１の操作パネル９の表示画面の一例を示す図である。本実施の形態の冷蔵庫１の構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態１と重複する部分は説明を省略し、以下、実施の形態１と異なる部分を説明する。
【０１０４】
本実施の形態では、図１７に示すように、操作パネル９上の液晶画面１２と、スイッチなどの入力手段を用いて、実施の形態１で述べた庫内灯７の通電率のジャンクション温度に応じた制御を行うか否かの設定をユーザから受け付ける。すなわち、本実施の形態では、温度検出部により検出された温度とジャンクション推定値と対応情報とに基づいて照明素子の通電率を決定する通電率制御、を行うか否かを設定可能である。例えば、図１７に示すように、実施の形態１で述べた庫内灯７の通電率のジャンクション温度に応じた制御を「明るさＵＰ」などという名称で表示し、ユーザからの設定により、「明るさＵＰ」のＯＮとＯＦＦを選択できるようにしておく。「明るさＵＰ」がＯＮと設定された場合には、通電率のジャンクション温度に応じた制御を行い、「明るさＵＰ」がＯＦＦと設定された場合には、ジャンクション温度は用いずに冷蔵室サーミスタ５に応じた通電率の制御を行う。なお、この制御の名称は、「明るさＵＰ」に限定されず、ユーザにわかりやすい名称が適宜用いられればよい。
【０１０５】
図１８は、本実施の形態の冷蔵庫１の庫内灯７の駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１からステップＳ４までは、実施の形態１と同一であるため、説明を省略する。ステップＳ４の後、マイコン１１は、本制御すなわち実施の形態１で述べた庫内灯７の通電率のジャンクション温度に応じた制御を適用するか否かを判断する（ステップＳ５０）。具体的には、マイコン１１は、ユーザから受け付けた「明るさＵＰ」に関する設定情報を記憶しておき、この設定情報がＯＮの場合には、本制御を適用すると判断し、この設定情報がＯＦＦの場合には、本制御を適用しないと判断する。本制御を適用すると判断した場合（ステップＳ５０  Ｙｅｓ）、マイコン１１は、ステップＳ５の処理へ進む。本制御を適用しないと判断した場合（ステップＳ５０  Ｎｏ）、マイコン１１は、ステップＳ１１の処理へ進む。すなわち、マイコン１１は、本制御を適用しないと判断した場合（ステップＳ５０  Ｎｏ）、推定ジャンクション温度区分Ｃの通電率が適用される。ステップＳ５からステップＳ１６の処理は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【０１０６】
本実施の形態では、本制御を適用しない場合でもジャンクション温度およびケース温度を計算し、記憶装置に格納している。この理由は、ユーザが本制御の非適用から適用へ切替えても、正しいジャンクション温度を計算できるようにするためである。すなわち、ジャンクション温度の推定値を計算するにはデータ更新前の前回推定ケース温度、前回照明素子周囲温度が必要となるためである。
【０１０７】
以上のように、本実施の形態では、ジャンクション温度の推定値を用いた通電率を適用するか否かをユーザが設定できるため、庫内灯７の照度を高めるかどうかをユーザが選択することができる。
【０１０８】
なお、本実施の形態では、実施の形態１のフローチャートに、ステップＳ５０を追加しているが、同様に実施の形態２から実施の形態４のフローチャートにステップＳ５０を追加して、ジャンクション温度の推定値を用いた通電率を適用するか否かをユーザが設定できるようにしてもよい。
【０１０９】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  冷蔵庫、２  冷却器、３  冷却器サーミスタ、４  冷蔵室、５  冷蔵室サーミスタ、６  冷蔵室ダンパー、７  庫内灯、８  ドアスイッチ、９  操作パネル、１０  制御基板、１１  マイコン、１２  液晶画面、１３  庫内灯駆動回路、１４  貯蔵室、１５  ドア、１１１  ＣＰＵ、１１２  ＲＯＭ、１１３  ＲＡＭ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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