JP2007120912A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】温度補償用ヒータを用いた冷蔵室の温度制御をより正確に行うことが可能な冷蔵庫を提供する。
【解決手段】温度補償用ヒータとして、冷蔵室に配置された温度センサを加温するセンサヒータと冷蔵室を直接加温する庫内ヒータを備え、制御装置は、外気温度センサの検出温度に応じてコンプレッサＯＦＦ時間の上限値及び下限値を設定し、外気温度がしきい値以下である場合に（ステップＳ３：ＹＥＳ）、コンプレッサＯＦＦ時間が下限値と上限値との中間値を経過した時点で検出される冷蔵室の温度が設定温度以上であれば（ステップＳ５：ＹＥＳ）、温度センサで検知される温度を上昇させるようセンサヒータに通電する（ステップＳ７）。
【選択図】図１

Description

本発明は、外気温度と冷蔵室の温度とを検出し、これらの検出温度に応じてコンプレッサの運転を制御すると共に、冷蔵庫内の温度を補償するための温度補償用ヒータを備える冷蔵庫に関する。

従来、２温度式冷凍冷蔵庫では、冷蔵室のみに設けた温度センサに基づき、圧縮機を運転または停止させて冷蔵室および冷凍室の温度制御を行っているものがある。通常、冷凍室と冷蔵室を区画する仕切壁は、冷凍室内温度の影響により冷蔵室が冷やされ過ぎないように発泡スチロールなどよりなる断熱材で形成されているが、冷蔵庫の運転状況によっては、冷蔵室の温度が、冷凍室内の温度の影響を受けることが避けられず、過冷却状態となる場合がある。
斯様な問題に対処するため、冷蔵室の温度が適切な範囲となるように温度補償用のヒータを設けることがある。例えば、特許文献１には、冷凍室の上方に冷蔵室が配置される構成において、庫内等の発熱を利用して冷蔵室底面の過冷却を防止する技術が開示されている。
特開２００５−３２６２号公報

しかしながら、上記のように温度補償用ヒータを用いて冷却温度を正確に制御することは困難であり、冷凍室の温度を重視すると冷蔵室の温度が下がり過ぎ、逆に冷蔵室の温度を重視すると冷凍室の温度が上昇し過ぎるという問題がある。また、冷蔵庫には、外気温度を検出し、外気温度に応じて庫内温度が適切となるように冷却制御を行うものもあるが、この場合、パラメータが１つ増えるため、冷却制御が更に複雑とならざるを得ない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度補償用ヒータを用いた冷蔵室の温度制御をより正確に行うことが可能な冷蔵庫を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の冷蔵庫は、冷凍室と冷蔵室とを有するキャビネットと、前記冷蔵室の温度を検出する庫内温度センサと、この庫内温度センサの検出温度に応じてコンプレッサの運転を制御する冷却制御手段と、外気温度を検出する外気温度センサと、この外気温度センサの検出温度に応じて前記冷凍室又は前記冷蔵室内の温度を補償する温度補償用ヒータの通電を制御する通電制御手段とを備え、
前記冷却制御手段は、前記外気温度センサの検出温度に応じて前記コンプレッサの動作停止時間の上限値及び下限値を設定し、
前記通電制御手段は、前記外気温度と、前記冷蔵室温度と、前記コンプレッサの動作停止時間とに基づいて、前記温度補償用ヒータの通電を制御することを特徴とする。
即ち、外気温度に応じてコンプレッサの動作停止時間の上限値及び下限値を設定することで、コンプレッサによる基本的な冷却制御条件を設定する。そして、温度補償用ヒータの通電に関しては、通電制御手段が、外気温度、冷蔵室温度、コンプレッサの動作停止時間に基づいて制御することで、ヒータの適切な制御条件を設定できる。

本発明の冷蔵庫によれば、温度補償用ヒータを使用して、冷凍室又は冷蔵室の冷却温度制御を、外気温度も考慮した上で適切に行なうことが可能となる。

以下、本発明を２ドアタイプの２温度式冷蔵庫に適用した場合の一実施例について図面を参照して説明する。図４は、冷蔵庫の扉を開いた状態の正面図である。冷蔵庫１は、前面が開口した断熱箱体（キャビネット）２内に、断熱仕切壁３により上下に区画された冷凍室４および冷蔵室５を設けており、各室４，５の開口部には、ヒンジ開閉式の冷凍室扉６、冷蔵室扉７が夫々取付けられている。

冷蔵室５において、チルドケース８の下方には操作盤９が配置されている。図５は、操作盤９の内部構成を示す分解斜視図である。操作盤９は、冷蔵室５の温度調整を行なうための操作ノブ１０が配置されており、その操作ノブ１０は、実際にはケース１１の前方より、当該ケース１１に形成された孔１２を介して、内部の基板１３に搭載されているボリューム１４の操作子と嵌合するようになっている。基板１３は、ねじ１５によってケース１１に固定される。
ケース１１の左方には、庫内灯１６及びソケット１７が収容されるようになっており、それらは着脱可能なカバー１８によって覆われている。また、庫内灯１６による照明光は、ケース１１の左側面に形成されたスリット１９より冷蔵室５の内部を照明するようになっている。

また、ケース１１の内部には、温度センサ２０と、センサヒータ（温度補償用ヒータ）２１も収容されるようになっている。センサヒータ２１は、温度センサ２０に近接するように配置されるもので、冷蔵室５の庫内温度を調整するために温度センサ２０を加温する。更に、ケース１１には冷気流通用のダクト２２が経由するようになっており、その前面に設けられた吐出口２３より吹き出す冷気がケース１１を介して冷蔵室５に供給されるようになっている。

図６は、制御系の構成を示す機能ブロック図である。冷蔵庫は、マイクロコンピュータで構成される制御装置（冷却制御手段，通電制御手段）２４によって制御される。制御装置２４には、前述した温度センサ２０のセンサ信号や、冷蔵室扉７の開閉を検知するドアスイッチ２５の出力信号、外気温度を検出するための外気温センサ２６のセンサ信号などが与えられている。
また、制御装置２４は、庫内灯１６の点消灯を制御すると共に、冷凍サイクルを構成するコンプレッサ２７及び冷却ファン２８の運転、並びに図示しない蒸発器についた霜を除霜するための除霜ヒータ２９の通電を制御するようになっている。更に、制御装置２４は、センサヒータ２１、及び冷蔵室４の内箱に貼り付けられている庫内ヒータ（温度補償用ヒータ）３０の通電も制御するようになっている。庫内ヒータ３０は、センサヒータ２１と同様に、冷蔵室４の温度補償を行うために使用される。

次に、本実施例の作用について図１乃至図３も参照して説明する。図１は、制御装置２４によって行われる制御内容を、本発明の要旨に係る部分のみ示すフローチャートである。制御装置２４は、図１では図示されていない冷却サイクルの制御において、コンプレッサ２７の運転が停止（ＯＦＦ）されているか否かを判断し（ステップＳ１）、運転が停止されていれば（「ＹＥＳ」）外気温センサ２６により外気温度を検出する（ステップＳ２）。そして、その外気温度がしきい値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３）。

ここで、図２を参照する。図２は、冷蔵庫１の冷却制御において、外気温度に応じて設定されるコンプレッサ２７のＯＦＦ時間（動作停止時間）を示すテーブルである。ＯＦＦ時間の下限値は、外気温度によらず一定（例えば６分）であり、ＯＦＦ時間の上限値は、５度〜３０度の範囲で外気温が高くなるのに応じて短くなるように設定される。即ちこれにより、コンプレッサ２７による基本的な冷却制御条件を設定する。そして、ステップＳ３における「しきい値」とは、センサヒータ２１及び庫内ヒータ３０の通電制御を行うか否かを決定するためのしきい値であり、本実施例では、例えば１５度に設定されている。

再び図１を参照する。ステップＳ３において、外気温度が１５度を超えている場合は（「ＮＯ」）ステップＳ１に戻り、外気温度が１５度以下であれば（「ＹＥＳ」）、制御装置２４は、センサヒータ２１に通電を行う（ステップＳ４）。それから、コンプレッサ２７のＯＦＦ時間が上限値と下限値との中間に設定される値（所定値）を超えたか否かを判断する（ステップＳ５）。即ち、図２に示すように、外気温度が５度〜１５度の範囲においては、ＯＦＦ時間の中間値が設定されており、例えば、外気温度が１０度である場合の上限値は約１６分、下限値は６分であり、中間値は約１１分となっている。

ステップＳ５において、コンプレッサ２７のＯＦＦ時間が中間値を超えていなければ（「ＮＯ」）ステップＳ１に戻り、中間値を超えていれば（「ＹＥＳ」）、制御装置２４は、庫内温度センサ２０のセンサ出力を参照して、冷蔵室５の庫内温度が設定値より高いか否かを判断する（ステップＳ６）。庫内温度の設定値は、ユーザが操作盤９の操作ノブ１０により設定するもので、標準的には例えば３度に設定される。
また、冷却制御では、コンプレッサ２７の運転を断続することで庫内温度を適切な範囲に設定する。コンプレッサ２７の運転を継続すれば庫内温度は低下するので、下限温度（ＯＦＦ温度）に達するとその運転を一旦停止する。そして、コンプレッサ２７の運転を停止させれば庫内温度は上昇するため、上限温度（ＯＮ温度）に達した場合はコンプレッサ２７の運転を再開させる。庫内温度が３度に設定された場合、例えばＯＦＦ温度は１度に設定され、ＯＮ温度は５度に設定される。

ステップＳ６において、庫内温度が設定値より高い場合（「ＹＥＳ」）、制御装置２４は、センサヒータ２１の温度を上昇させるように通電を行う（ステップＳ７）。即ち、冷蔵室５の庫内温度が高いため、センサヒータ２１により庫内温度センサ２０を加温することでその検出温度を上昇させ、冷蔵室５の温度をより低下させる方向に冷却制御を誘導する。そして、制御装置２４は、庫内温度がコンプレッサ２７のＯＮ温度以上になったか否かを判断し（ステップＳ８）、ＯＮ温度以上になった場合は（「ＹＥＳ」）、センサヒータ２１に対する通電を停止する（ステップＳ９）。
一方、ステップＳ６において、庫内温度が設定値以下であれば（「ＮＯ」）、制御装置２４は、庫内ヒータ３０をＯＮする（ステップＳ１０）。即ち、この場合、冷蔵室５の温度が冷凍室４の影響を受けて低くなっていることが想定される。従って、庫内ヒータ３０をＯＮして加温することで冷蔵室５の温度を補償する。

それから、制御装置２４は、冷蔵室５の庫内温度が上記ＯＮ温度以上になったか否かを判断し（ステップＳ１１）、ＯＮ温度に達していなければ（「ＮＯ」）庫内ヒータ３０及びセンサヒータ２１の温度を上昇させるように通電を行い（ステップＳ１２）、ステップＳ１１に戻る。そして、ステップＳ１１において庫内温度がＯＮ温度以上になった場合は（「ＹＥＳ」）ステップＳ９に移行する。
尚、ステップＳ１２においてセンサヒータ２１の温度を上昇させるのは、以下の理由による。冷蔵室５の庫内温度が低い状態にあることを庫内温度センサ２０が検出すると、冷却制御が冷却を弱める方向に誘導されて冷凍室４の庫内温度が上昇してしまうおそれがある。そこで、冷蔵室５については庫内ヒータ３０により加温して温度補償を行いつつ、センサヒータ２１により庫内温度センサ２０を加温することで冷却が弱まることを抑制し、冷凍室４の庫内温度を維持する。

図３は、外気温度が変化した場合における従来の冷蔵庫の冷蔵室温度及び冷凍室温度と、本実施例の冷蔵庫１における各室温度とを比較したものである。即ち、従来構成では、外気温度が低下するのに応じて冷蔵室温度はより低くなる傾向を示し、冷凍室温度は逆により高くなる傾向を示している。これに対して、本実施例の冷蔵庫１では、外気温度が低下した場合でも各室温度がそのまま維持されるように補正されている。

以上のように本実施例によれば、温度補償用ヒータとして、冷蔵室５に配置された庫内温度センサ２０を加温するためのセンサヒータ２１と、冷蔵室５を直接加温するための庫内ヒータ３０を備え、制御装置２４は、外気温度センサ２６の検出温度に応じてコンプレッサ２７のＯＦＦ時間の上限値及び下限値を設定し、外気温度と、温度センサ２０により検出される冷蔵室５の庫内温度と、コンプレッサ２７のＯＦＦ時間とに基づいてヒータ２１，３０の通電を制御するようにした。従って、ヒータ２１，３０の制御条件を適切に設定し、冷凍室４又は冷蔵室５の冷却温度制御を外気温度も考慮して変動を抑制することが可能となる。
具体的には、制御装置２４は、外気温度がしきい値以下である場合に、コンプレッサ２７のＯＦＦ間が当該外気温度に応じて設定された下限値と上限値との間の中間値を経過した時点で検出される冷蔵室５の温度が設定温度以上であれば、庫内温度センサ２０で検知される温度を上昇させるようにセンサヒータ２１に通電を行なうので、冷却をより強めて、冷蔵室５の温度を設定値に近づけるように制御することができる。

また、制御装置２４は、外気温度がしきい値以下である場合に、コンプレッサ２７のＯＦＦ時間が上記中間値を経過した時点で検出される冷蔵室５の温度が設定温未満であれば、庫内ヒータ３０の温度を上昇させるように通電を行なうので、冷蔵室５の温度が低下しすぎることを回避するように補償できる。更に、制御装置２４は、上記のように庫内ヒータ３０に通電を行なう場合は、センサヒータ２１にも通電を行なうようにしたので、冷凍室４側の冷却が弱まることを抑制できる。

本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
図１のフローチャートにおいて、ステップＳ４，Ｓ１０を削除し、ステップＳ７，Ｓ１２でヒータをＯＮするようにしても良い。
温度補償センサは、センサヒータ２１，庫内ヒータ３０の何れか一方だけを備えていても良い。
ステップＳ５において、コンプレッサ２７のＯＦＦ時間について比較を行なう対象は、上限値と下限値との中間値に限らず、上限値と下限値との範囲内で適当な値を選択して比較すれば良い。
また、ＯＦＦ時間の上限値，下限値の設定も、図２に示すものに限らず、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
外気温度のしきい値も１５度に限ることなく、適宜変更すれば良い。
ヒータの温度を上昇させる場合は、単一のヒータの通電量を増加しても良いし、あらかじめ複数のヒータを用意しておき、それらに通電する本数を増加しても良い。
２温度式の冷蔵庫であれば、２ドアタイプに限ることはない。

本発明を２ドアタイプの２温度式冷蔵庫に適用した場合の一実施例であり、制御装置によって行われる制御内容を本発明の要旨に係る部分のみ示すフローチャート 冷蔵庫の冷却制御において、外気温度に応じて設定されるコンプレッサのＯＦＦ時間を示す図 外気温度が変化した場合における、従来の冷蔵庫の冷蔵室温度及び冷凍室温度と、本実施例の冷蔵庫における各室温度とを比較した図 冷蔵庫の扉を開いた状態の正面図 操作盤の内部構成を示す分解斜視図 制御系の構成を示す機能ブロック図

符号の説明

図面中、１は冷蔵庫、２は断熱箱体（キャビネット）、４は冷凍室、５は冷蔵室、２０は庫内温度センサ、２１はセンサヒータ（温度補償用ヒータ）、２４は制御装置（冷却制御手段，通電制御手段）、２６は外気温センサ、３０は庫内ヒータ（温度補償用ヒータ）を示す。

Claims (4)

1. 冷凍室と冷蔵室とを有するキャビネットと、
   前記冷蔵室の温度を検出する庫内温度センサと、
   この庫内温度センサの検出温度に応じてコンプレッサの運転を制御する冷却制御手段と、
   外気温度を検出する外気温度センサと、
   この外気温度センサの検出温度に応じて前記冷凍室又は前記冷蔵室内の温度を補償する温度補償用ヒータの通電を制御する通電制御手段とを備え、
   前記冷却制御手段は、前記外気温度センサの検出温度に応じて前記コンプレッサの動作停止時間の上限値及び下限値を設定し、
   前記通電制御手段は、前記外気温度と、前記冷蔵室温度と、前記コンプレッサの動作停止時間とに基づいて、前記温度補償用ヒータの通電を制御することを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記温度補償用ヒータは、前記庫内温度センサの検出温度を上昇させるためのセンサヒータであり、
   前記通電制御手段は、前記外気温度がしきい値以下である場合に、前記コンプレッサの動作停止時間が当該外気温度に応じて設定された下限値と上限値との間に設定される所定値を経過した時点で検出される前記冷蔵室温度が設定温度以上であれば、前記センサヒータの温度を上昇させるように通電を行なうことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 前記温度補償用ヒータは、前記冷蔵庫内の温度を直接上昇させるための庫内ヒータであり、
   前記通電制御手段は、前記外気温度がしきい値以下である場合に、前記コンプレッサの動作停止時間が当該外気温度に応じて設定された下限値と上限値との間に設定される所定値を経過した時点で検出される前記冷蔵室温度が設定温未満であれば、前記庫内ヒータの温度を上昇させるように通電を行なうことを特徴とする請求項１又は２記載の冷蔵庫。
4. 前記温度補償用ヒータとして、前記庫内温度センサの検出温度を上昇させるためのセンサヒータを同時に備え、
   前記通電制御手段は、前記庫内ヒータに通電を行なう場合は、前記センサヒータにも通電を行なうことを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫。
   
   

Images