JP2011208907A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の節電運転は使用者が節電スイッチを動作させないと節電運転が行われなかった。
【解決手段】冷蔵庫の設置環境の照度の変化を検知し、もしくは、冷蔵庫周辺の人の動きを判別できる人感センサを冷蔵庫の扉面に設置し、自動で節電運転を行うことで、使用者に手間をかけることなく、すなわち自動で省エネを実現することができ、より省エネルギーを実現することが可能な冷蔵庫を提供することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、光センサを備えた冷蔵庫に関し、詳しくは、光センサの検知する検知量やドアＳＷ等の過去の記憶状態に応じて節電運転可能な冷蔵庫に関する。

従来の冷蔵庫では、光センサが所定の照度以上を検知した場合は、通常の運転を行い、所定の照度未満を検知したとき、顧客は就寝し冷蔵庫のドアを開くことはほとんどないだろうと考えられるため、通常の温度より少ない電力で運転される節電運転を行うものが製品化されている。例えば、この節電運転は、冷凍室の設定温度を数℃上昇させるものであった。

また、一部の電灯を点灯されたまま顧客が就寝した場合においても節電運転を行わせるものであった（例えば、特許文献１参照）。

この冷蔵庫の正面図を図１５、電気回路図の一例を図１６に、この電気回路を用いた冷蔵庫の運転状態の説明図を図１７に示す。

図において、本発明の冷蔵庫１に備えられた扉である冷蔵室用扉２、野菜室用扉３、製氷室用扉４、切換室用扉５、冷凍室用扉６である。操作部７は、各種操作スイッチ（図示せず）や、液晶表示部８や、光センサ収納部９を備えている。

図に示す冷蔵庫周囲の照度を検知するための光センサ１０、抵抗１１、入力したアナログの電圧値をデジタル信号に変換して出力するＡＤ変換器１２、ＡＤ変換器１２からの信号を記憶しておくための記憶装置１３、ＡＤ変換器１２からの信号を入力し、圧縮機（図示せず）などの運転を制御するためのマイクロコンピュータ１４（制御装置、制御手段）である。尚、圧縮機の運転は主に冷凍室センサ（図示せず）によりＯＮ／ＯＦＦ制御されるものである。

このマイクロコンピュータは、次に説明するように動作する（図１７参照）。

節電運転を可能にするための図示しないスイッチが押されると、光センサは冷蔵庫の前面側周囲の照度を検出する（Ｓ１）。そして、照度の変化率を演算する（Ｓ２）。照度の変化率は、照度の変化を、その変化した時間で除して算出したもので、例えば、１秒間に１５０Ｌｘの変化があった場合に１５０Ｌｘ／秒としている。そして、１５０Ｌｘ／秒を所定の変化率と設定している。但し、この設定値は１００〜２００Ｌｘ／秒の範囲で設定すれば良いと考えられる。

変化率を演算し、この変化率が設定値以上、つまり、１５０Ｌｘ／秒以上であるか否かを判断し（Ｓ３）、設定値以上であれば、通常運転を行い（Ｓ４）、設定値以上でない場合は、低下率が設定値以上か否かを判断する（Ｓ５）。低下率が所定値以上であれば、節電運転を行い（Ｓ６）、低下率が設定値以上でない場合はＳ１の照度検知を再度行う。

尚、冷凍室の設定温度（通常−２０℃、設定温度の変更可能）がこの設定温度どおりになるように制御する運転を通常運転とし、冷凍室の庫内温度を、設定温度（−２０℃と仮定する）から２℃室温に近づけた温度（−１８℃）になるように制御する運転を節電運転としている。このため、この節電運転は、通常運転よりも圧縮機の運転時間が短くなると共に、運転停止時間が長くなって、通常運転よりも節電できるものである。

このように構成された冷蔵庫によれば、次のように動作する。例えば、夜１１頃、使用者は就寝しようとして電灯を小さくする。例えば、１本２０Ｗの蛍光灯を３本点灯していたものを、１本の２０Ｗの点灯にして、就寝するとする。このときの照度の低下率をマイクロコンピュータが演算し、所定値以上の低下率であると判断するので、冷蔵庫では節電運転が開始される。

このように制御される冷蔵庫では、減光したようなときにでも冷蔵庫を節電運転できるように制御されるので、所定の照度以上か未満かで通常運転と節電運転とを行っていた従来の制御よりも節電することができる。

特開２００２−１０７０２５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、節電スイッチを動作させないと節電運転が行われないため、節電をしたい場合には使用者が自ら節電スイッチを動作させる必要があり、冷蔵庫の実機においては節電運転が行われていることが少ないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので節電運転を行う際に、周囲環境を検知して自動で行うことにより使用者に手間をかけることなく、自動節電運転を行い、すなわち自動で省エネを実現できる冷蔵庫を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明は、冷蔵庫本体と、冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる第一の検知手段と、前記冷蔵庫本体に備えられた電気負荷部品の動作を制御する制御手段とを有し、前記第一の検知手段で検知された出力信号により前記電気負荷部品の動作を抑制または停止する節電運転を自動的に行うものである。

これによって、周囲環境を検知して自動で行うことにより使用者に手間をかけることなく、自動節電運転を行い、すなわち自動で省エネを実現することができる。

本発明の冷蔵庫は、周囲環境を検知して自動で行うことにより使用者に手間をかけることなく、自動節電運転を行い、すなわち自動で省エネを実現することができるので、実運転においてより省エネルギーを実現することが可能な冷蔵庫を提供することができる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の操作基板の正面図 本発明の実施の形態１における別形態の操作基板の正面図 図２ＡのＡＡ´部の断面図 本発明の実施の形態１における制御ブロック図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の照度検出値や扉開閉データイメージを示す図 発明の実施の形態１における任意の１日に対する過去のデータ参照と動作タイミングチャートを示す図 本発明の実施の形態１における制御フローチャート 本発明の実施の形態１におけるおでかけ制御フローチャート 発明の実施の形態２における任意の１日に対する過去のデータ参照と動作タイミングチャートを示す図 本発明の実施の形態２におけるおでかけ制御のフローチャート 従来冷蔵庫の正面図 従来冷蔵庫の要部の電気回路図 従来冷蔵庫の代表的なフローチャート

第１の発明は、冷蔵庫本体と、冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる第一の検知手段と、冷蔵庫の使用状況を検知できる第二の検知手段と、前記冷蔵庫本体に備えられた電気負荷部品の動作を制御する制御手段と前記冷蔵庫の運転状態可変を報知するＬＥＤ等を用いた報知手段と
前記第一の検知手段および前記第二の検知手段の出力信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に蓄積された情報から家庭の生活パターンを予測し、前記生活パターンの中で就寝・外出・起床・帰宅と予測される時間帯が来たら自動で節電運転や通常冷却運転に切り替える自動節電制御手段とを有し、節電運転動作中は前記報知手段を発光することにより使用者に運転状況を認知させ、更に節電運転動作後も継続して前記報知手段を発光させ続けることにより使用者が起床・帰宅時後初めて冷蔵庫を使用する場合、使用者が就寝時や不在時も自動節電運転動作していたことを報知し、省エネの貢献を理解、更に省エネに対し意識を持っていただくことができる。

第２の発明は、前記制御手段により使用者の起床・帰宅などを予測し、自動で節電制御解除されたときでもある所定の時間前記報知手段を継続発光することにより使用者は自動節電運転が動作していることを確認でき、より省エネの貢献を理解、更に省エネに対する促進に対し意識を持っていただくことができる。

第３の発明は、前記制御手段により使用者の起床・帰宅などを予測し、自動で節電制御解除されたときでも前記第二の検知手段を検知するまでは前記報知手段を継続発光することにより使用者は自動節電運転が動作していたことを確認でき、より省エネの貢献を理解、更に省エネに対する促進に対し意識を持っていただくことができる。

第４の発明は、第二の検知手段は、冷蔵庫の扉開閉状況検知手段であり、自動による節電運転終了後、扉開閉を検知するまで報知手段である報知ＬＥＤを継続発光することにより使用者は自動節電運転が動作していたことを確認でき、より省エネの貢献を理解、更に省エネに対する促進に対し意識を持っていただくことができる。

第５の発明は、
第二の検知手段は、冷蔵庫の制御スイッチの押下を検知する操作スイッチ検知手段であり、自動による節電運転終了後、操作スイッチ押下を検知するまで報知手段である報知ＬＥＤを継続発光することにより使用者は自動節電運転が動作していたことを確認でき、より省エネの貢献を理解、更に省エネに対する促進に対し意識を持っていただくことができる。

第６の発明は、
第二の検知手段は、冷蔵庫の庫内温度を検知する庫内温度検知手段であり、庫内温度がある任意の温度以上変動したことにより使用者が冷蔵庫を使用している（扉開閉や食品投入など）と判断でき、自動による節電運転終了後、庫内温度検知手段で庫内温度がある任意の温度以上変動を検知するまで報知手段である報知ＬＥＤを継続発光することにより使用
者は自動節電運転が動作していたことを確認でき、より省エネの貢献を理解、更に省エネに対する促進に対し意識を持っていただくことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図、図１Ｂは、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の断面図、図２Ａは、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の操作基板の構成図である。図２Ｂは、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の別形態の操作基板の構成図である。図３は、図２ＡのＡＡ´部の断面図、図４は制御ブロック図、図５は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の照度検出値や扉開閉データイメージを示す図、図６は本発明の実施の形態１における任意の１日に対する過去のデータ参照と動作タイミングチャートを示す図、図７から図８は本発明の実施の形態１における制御フローチャート、図９は本発明の実施の形態２における任意の１日に対する過去のデータ参照と動作タイミングチャートを示す図、図１０は本発明の実施の形態２における制御フローチャートである。

図１Ａにおいて、冷蔵庫本体２１は、上から順に冷蔵室２２、製氷室２３、切換室２４、冷凍室２５、野菜室２６の貯蔵室がレイアウトされている。最上部の貯蔵室である冷蔵室２２の冷蔵室ドア２２ａの中央部付近には操作部２７が配置され、操作部２７の内部には操作基板２７ａが構成されており、操作基板２７ａの垂直軸延長線上でかつ上方に冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる第一の検知手段として照度を検知する照度センサ３６が設けられている。照度センサ３６は、フォトダイオードやフォトトランジスタをベース素子とした光センサを用いることで具体的に構成することができる。

このように、冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる第一の検知手段として照度センサ３６を用いる場合は、冷蔵庫が設置された住空間が明るいか暗いかを検知することにより、主に使用者が活動する可能性の高い昼間であるか夜間であるかを見分けることができる。

また、冷蔵庫が設置されているキッチン等が窓のない空間である場合には、使用者の活動時間帯と室内照明機器の照射とがほぼ連動していると考えられることができる。

また、操作基板２７ａには、各室の庫内温度設定や製氷や急速冷却など設定を行うための操作スイッチ３７、操作スイッチ３７により設定した状態を表示する表示灯３８、そして照度センサ３６の検出により冷蔵庫の運転状態可変を報知するＬＥＤ等を用いた報知手段３９が構成させている。

さらに、第一の検知手段の別の形態としては、操作基板２７ａの中央より下部に人感センサ４０を構成しているものとしてもよく、例えば人感センサ４０としては放射される熱線の量の変化を検知することで冷蔵庫の周辺に人がいるか否かを見分けることができる。

このように、冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる第一の検知手段として人感センサ４０を用いる場合には、実際に冷蔵庫の設置された周辺で使用者が活動しているかどうかを見分けることができる。

そして照度センサ３６の前方には冷蔵庫設置環境における光を照度センサ３６で検出するために操作部カバーの一部を略透明化した照度センサカバー４１が構成され、また、報知手段３９であるＬＥＤの前面には発光を透過するためのＬＥＤカバー４２が構成され、
これらカバーは操作基板カバー４３に構成されている。

なお、図示はしないが照度センサ３６やＬＥＤと同様に人感センサ４０を備える場合には、人感センサ４０の前面にも人感センサカバーが構成されている。

さらに、ドアのレイアウトは代表的なものであって、このレイアウトに限定されるものではない。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。

図において、冷蔵庫２１の冷蔵庫本体である断熱箱体は、主に鋼板を用いた外箱と、ＡＢＳなどの樹脂で成型された内箱と、外箱と内箱との間の空間に発泡充填される硬質発泡ウレタンなどの発泡断熱材とで構成され、周囲と断熱され、仕切り壁によって複数の貯蔵室に断熱区画されている。最上部に冷蔵室２２、その冷蔵室の下部に切換室２４もしくは製氷室２３が横並びに設けられ、その切換室２４と製氷室２３の下部に冷凍室２５、そして最下部に野菜室２６が配置され、各貯蔵室の前面には外気と区画するためそれぞれドアが冷蔵庫本体の前面開口部に構成されている。

冷蔵室２２は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１℃〜５℃とし、最下部の野菜室２６は冷蔵室２２と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃としている。また、冷凍室２５は冷凍温度帯に設定されており、冷凍保存のために通常−２２℃〜−１５℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、例えば−３０℃や−２５℃の低温で設定されることもある。

切換室２４は、１℃〜５℃で設定される冷蔵、２℃〜７℃で設定される野菜、通常−２２℃〜−１５℃で設定される冷凍の温度帯以外に、冷蔵温度帯から冷凍温度帯の間で予め設定された温度帯に切り換えることができる。切換室２４は製氷室２３に並設された独立扉を備えた貯蔵室であり、引き出し式の扉を備えることが多い。

なお、本実施の形態では、切換室２４を、冷蔵と冷凍の温度帯までを含めた貯蔵室としているが、冷蔵は冷蔵室２２と野菜室２６、冷凍は冷凍室２５に委ねて、冷蔵と冷凍の中間の上記温度帯のみの切り換えに特化した貯蔵室としても構わない。また、特定の温度帯、例えば近年冷凍食品の需要が多くなってきたことに伴い、冷凍に固定された貯蔵室でも構わない。

製氷室２３は、冷蔵室内の貯水タンク（図示せず）から送られた水で室内上部に設けられた自動製氷機（図示せず）で氷を作り、室内下部に配置した貯氷容器（図示せず）に貯蔵する。

断熱箱体の天面部は冷蔵庫の背面方向に向かって階段状に凹みを設けた形状であり、この階段状の凹部に機械室を形成して、機械室に、圧縮機２８、水分除去を行うドライヤ（図示せず）等の冷凍サイクルの高圧側構成部品が収容されている。すなわち、圧縮機２８を配設する機械室は、冷蔵室２２内の最上部の後方領域に食い込んで形成されることになる。

なお、本実施の形態における、以下に述べる発明の要部に関する事項は、従来一般的であった断熱箱体の最下部の貯蔵室後方領域に機械室を設けて圧縮機２８を配置するタイプの冷蔵庫２１に適用しても構わない。

冷凍室２５の背面には冷気を生成する冷却室２９が設けられ、風路と区画されており、
その間には、断熱性を有する各室への冷気の搬送風路と、各貯蔵室と断熱区画するために構成された奥面仕切り壁が構成されている。また、冷凍室吐出風路と冷却室２９とを隔離するための仕切り板を備えている。冷却室内には、冷却器３０が配設されており、冷却器３０の上部空間には強制対流方式により冷却器で冷却した冷気を冷蔵室、切換室、製氷室、野菜室、冷凍室に送風する冷却ファン３１が配置される。

また、冷却器３０の下部空間には冷却時に冷却器３０やその周辺に付着する霜や氷を除霜するためのガラス管製のラジアントヒータ３２が設けられ、さらにその下部には除霜時に生じる除霜水を受けるためのドレンパン、その最深部から庫外に貫通したドレンチューブが構成され、その下流側の庫外に蒸発皿が構成されている。

従来の冷蔵庫においては、昼夜を問わず決められた温度設定を満たす温度制御を行っていたが、夜間、冷蔵庫周囲環境の温度が低下し、熱負荷が低下、また、食品を取り出したり、入れ替えたりするとき生じる熱負荷が極めて少なくなるので冷蔵庫の庫内温度はやや過冷気味の温度設定になる。また、従来あった光センサを使った省エネ手段も、『節電運転』などの記載のある専用ボタンを使用者が意図的に押すことにより機能を働かせなければ、省エネ効果は得られなかった。また、使用者が意図的に節電運転の機能を働かせ他場合であっても、その節電運転を解除する場合には使用者が意図的にボタン操作をしないといけないので、解除をし忘れて設定温度が高めになったままとなり、食品の保存状態が悪くなるという可能性があった。

本発明は、専用ボタンを押すことなく、つまりオート機能すなわち自動で節電運転に切り替えることで省エネを図り、使用者に対し省エネ制御を実感していただけるような冷蔵庫を提案する。

本実施の形態においては、冷蔵庫本体２１の前面に取り付けられた照度センサ３６によって、日射や室内照明機器の照射による冷蔵庫周辺の照度レベルを検知する。

そこで検知した照度レベルを、制御手段に入力し、予め決定された規定値である活動判定値よりも一定期間連続で小さければ、夜間あるいは人の活動がないと判断し、各貯蔵室の貯蔵温度（例えば、冷蔵室で５℃、冷凍室でー１８度以下など）が適正値以下であれば自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電運転に切換える。このように、照度センサ３６が冷蔵庫の設置環境の変化を検知する第一の検知手段として機能している。

そして、照度レベルが規定値である活動判定値よりも大きくなった場合には、使用者の活動時間と考えられる周囲が明るい時には、積極的に使用者が活動している活動状態であると判断し、節電運転が解除されて通常運転に運転を戻す。ただし、屋外から瞬発的な発光、例えば、自動車などの照明による検知などは除外するため、こういった外乱光による通常運転への復帰を防ぐ構成である外乱防止手段を備えている。具体的には、外乱防止手段として一定期間継続した照度レベルが維持した場合、言い換えると活動判定値よりも大きい照度レベルが一定時間継続した場合にのみ節電運転を解除するといった機能を設けることも実使用上でより省エネを図る際に有効である。

このように、冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる第一の検知手段として照度センサ３６を用いる場合には、冷蔵庫が設置された周辺が明るいか暗いかを検知することができるので、主に使用者が活動する可能性の高い昼間であるか夜間であるかを見分けることができる。

また、冷蔵庫が設置されているキッチン等が窓のない空間である場合には、使用者の活動時間帯と室内照明機器の照射とがほぼ連動していると考えられるので、より無駄なく省
エネを図ることができる。

これによって、活動判定値よりも大きい照度レベルを検知した使用者の活動時間と考えられる周囲が明るい時には、積極的に使用者が活動している活動状態であると判断し、節電運転が解除されて通常運転での冷却が行われていることとなり、扉開閉が起こりやすいことを間接的に検知して十分な冷却を行っているため、扉開閉があった場合でも、食品の保存性を保つことができる。

手動で節電運転を設定するような従来の冷蔵庫と比較すると、使用者が意図的にボタン操作をしないと解除されない節電運転では特に、設定温度が高めになったままで十分な冷却がされていない状態で扉開閉があった場合、庫内温度が急激にあがることによって食品の温度が上昇し、保存状態が悪くなるものであったが、本発明では、使用者の活動時間と考えられる周囲が明るい時には節電運転が解除されて通常運転での冷却が行われていることとなり、扉開閉が起こりやすいことを間接的に検知・予測して事前に十分な冷却を行っているため、扉開閉があった場合でも、食品の保存性を保つことができる。

また、第一の検知手段の別の形態として人感センサ４０を利用して、節電運転を設定してもよい。

具体的には、人が生活活動する場合、人から熱線が放射されている。そこで、冷蔵庫にその熱線を検知できる赤外線センサなどの人感センサ４０を扉表面に設置することによりその生活空間での活動状況が検知できる。例えば、朝、夕の食事やその準備時間には人がその生活空間に存在するので、人感センサ４０により検知できる。また、外出や深夜などは、その近傍に人が生活していないので人感センサにより不在を検知できる。これらを利用して、ある一定期間、不在の状態が連続した場合、節電運転に入り、人感センサの検知が在宅と検知し、それが一定期間継続した場合、節電運転を解除することにより、使用時の冷却性能を保持した状態で節電が可能になる。

さらに、窓が多く日当たりのいい場所にキッチンが位置している場合や、夜間であっても何らかの理由で室内照明機器の照射を行っている場合等も想定して、節電運転に入るための冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる第一の検知手段を照度センサ３６に加えて、実際の冷蔵庫の使用状況を間接的に検知できる第二の検知手段を設けることが望ましい。

このような、照度センサ３６を第一の検知手段として用いた際に、窓が多く日当たりのいい場所にキッチンが位置している場合や、夜間であっても何らかの理由で室内照明機器の照射を行っている場合を想定すると、第一の検知手段で冷蔵庫の設置環境においては活動状態と検知した場合であっても、第二の検知手段で冷蔵庫の使用状態を検知してあまり使用されていない低使用状態であれば、第二の検知手段のみで節電運転に入ることが望ましい。この場合には例えば第一の検知手段で低活動状態と判断した場合と比較して、第二の検知手段の使用判定値を少し厳しい条件として使用状態でないことを確認してから節電運転へと切り替えるというように制御することで、第一の検知手段の出力信号を第二の検知手段の使用判定値を変更する手段として利用することで、第一の検知手段の出力信号と第二の検知手段の出力信号との両方を用いて節電運転へ切り替えるか否かを判定する。

この冷蔵庫の使用状況を間接的に検知できる第二の検知手段としては、冷蔵庫の扉開閉状況検知手段であるドアＳＷ５１や、冷蔵庫の各貯蔵室の温度を検知する庫内温度検知手段である庫内温度センサ５３、冷蔵庫の設定温度を検知する設定温度検知手段といったものが考えられる。

冷蔵庫の扉開閉状況検知手段であるドアＳＷ５１を第二の検知手段として用いた場合に
は、ドアＳＷ５１の出力信号からなる検知結果を、制御手段に入力し、予め決定された使用判定値として設定した一定期間（例えば、３時間）において扉開閉がなかった場合には、低使用状態であると判断し、自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電運転に切換える。

また、冷蔵庫の各貯蔵室の温度を検知する庫内温度検知手段である庫内温度センサ５３を第二の検知手段として用いた場合には、庫内温度センサ５３の出力信号からなる検知結果を、制御手段５４に入力し、予め決定された一定値である使用判定値以上の庫内温度に上昇しない場合には冷蔵庫の使用状況における低使用状態であると判断し、自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電運転に切換える。

この低使用状態の判断は、庫内温度が安定していることが、扉開閉等による暖気の侵入がないことや冷却器３０の除霜等の冷凍システムに起因する温度変動もない安定した状態であると間接的に検知する冷蔵庫の使用状況の間接検知を行うものである。

また、冷蔵庫の各貯蔵室の温度を検知する庫内温度検知手段を第一の検知手段として用いた場合に、予め設定する活動判定値を一定幅以上の温度変動幅の有無とし、一定幅以上の温度変動がない場合には、冷蔵庫の周辺環境の変化の一つである外気温の温度変化も少ないと間接的に検知することで冷蔵庫の周辺環境の変化の間接検知を行うことができる。

また、冷蔵庫の使用状況を間接的に検知できる第二の検知手段として冷蔵庫の設定温度を検知する設定温度検知手段を用いた場合には、例えば使用者が積極的に貯蔵室を冷却したいと意図する貯蔵室の設定温度である「強」冷却モードに設定されている場合には能動的に使用している使用状態であると判断し、例えば第一の検知手段である照度センサ３６や人感センサ４０によって節電運転に入るような条件になった場合であっても節電運転に入らないような制御を行うことで、より能動的な冷却を行いたいという使用者の意図に沿うような冷却を実現することができる。

また、貯蔵室の設定温度を「弱」冷却モードに設定したときは、さらに節電を行うため貯蔵室の設定温度を上昇させてもよいが、貯蔵室内の冷却性能に影響を与え鈍冷などの品質不良につながる可能性があるため、品質を確保するための保鮮制御として節電運転を実施しなくてもよい。

このように第一の検知手段と第二の検知手段の双方を用い、冷蔵庫の設置環境および使用状況を確認して節電運転に入ることで、実使用上で、使用者の使い勝手を損なうことがなくかつ効果的な省エネルギーを実現した冷蔵庫を提供することができる。

また、このような自動での節電運転を行うことに加え、次に第一の検知手段および第二の検知手段の出力信号を記憶する記憶手段５５を備えることで、各家庭の使用状態にカスタマイズした学習機能を備えた節電運転を行う発明について次に説明を行う。

第一の検知手段および第二の検知手段の出力信号を記憶する記憶手段５５に情報を一定期間（例えば３週間）蓄積することによりある一定パターンの生活様式であることを記憶手段５５が学習機能として記録し、この学習機能に基づいた予測によって節電運転を決定し、電気負荷部品である圧縮機２８、冷却ファン３１、温度補償用ヒータ５６、庫内照明５７等の動作を自動的に抑制または停止する節電運転を行うものである。

すなわち、第一の検知手段および第二の検知手段の出力信号である情報を一定期間、記憶手段５５に蓄積することにより、その情報からその家庭の生活パターンを予測することで、その家庭の活動が就寝や不在と予測される時間帯を低活動状態および低使用状態であ
る判定し、この時間帯がきたら、自動で節電運転に切換えることで過冷抑制や圧縮機の回転数抑制、その他のヒータなどの電気負荷部品の運転をその家庭に対して適性化することがすることができ、自動での節電運転を精度良く行うことができるので更に省エネを実現できるものである。

なお、情報の蓄積期間は長いほどその生活パターンは蓄積されその精度は向上していくと思われるが、この場合、制御も複雑になり、また記憶容量も必要となり、コストＵＰや制御の複雑化によるバグの発生など、品質に対して不安が生じることに加え、四季の移り変わりがある日本のような国では、季節の変化に伴って生活パターンが変化するため、必ずしも長期間の蓄積によって生活パターンを把握する精度が向上するとは一概には言えない。

本発明では、比較的適切な蓄積期間と考えられる３週間のデータ蓄積を設定し、制御を簡素化しつつ、生活パターンに変化が生じた場合でも適正に生活パターンを把握するものとした。

具体的には、冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる第一の検知手段の検知信号を記憶する場合は、３週間分の過去の照度センサ３６で検知した照度レベル、もしくは人感センサ４０の検知レベルをある時間単位に区切り記憶手段５５に記憶し、それをパターン判別し、一日の活動時間の中で人の活動が一定期間ないと判別した時間帯については低活動状態の時間帯であると判定し、自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電運転に切換えるものである。

ただ、冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる第一の検知手段に関しては記憶手段５５の判別によって節電運転に入った場合でも、その後ある一定期間に渡って実際の照度センサ３６や人感センサ４０の検知レベルが高い場合には節電運転を解除して通常運転へと戻すような修正機能を制御手段が備えることが望ましく、この修正機能を備えることで普段の生活パターンと外れた生活を行った場合でも冷蔵庫の冷却性能を維持することが可能となる。

なお、照度センサ３６や人感センサ４０の出力値がある一定期間、たとえば１週間、断線や短絡が考えられるような出力値（５Ｖ出力のとき、０Ｖや５Ｖなど）が継続すれば、照度センサ３６や人感センサ４０等の冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる第一の検知手段の異常として処理をし、冷蔵品質を確保するための保鮮制御として通常冷却運転を行い、異常状態であることを記憶し、節電運転には入らない。ただし、その後、照度センサ３６や人感センサ４０の出力値が正常に変化した場合は、ただちに異常であったことを解除し、節電運転に入ることが可能となる。

また、冷蔵庫の使用状況を間接的に検知できる第二の検知手段の検知結果を記憶することは、その家庭の生活パターンを予測するのにより直接的で有効な手段であると言える。

具体的には、冷蔵庫の扉開閉状況検知手段（ドアＳＷ５１）を第二の検知手段として用いた場合には、第二の検知手段である扉開閉状況検知手段の検知結果を、ある時間単位（例えば、６０分単位）に区切り、単位時間当たりの扉開閉数を記憶手段５５に記憶し、これらの過去データを用いて当該日の活動時間の中で扉開閉がないもしくは少ないと判別すなわち予め決定された規定値よりも小さいと判別した時間帯を低使用時間帯として記憶し、低使用時間帯については冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電運転に切換えるものである。

また、同様に冷蔵庫の各貯蔵室の温度を検知する庫内温度検知手段である庫内温度セン
サ５３を第二の検知手段として用いた場合には、庫内温度センサ５３によって各貯蔵室の温度を検知し、規定温度以下に冷却されているかをある時間単位に区切り記憶手段に記憶し、一日の活動時間の中で十分に貯蔵室が冷却されていると判別した時間帯についても同様に低使用時間として記憶し、この低使用時間については、その時間帯になると自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電運転に切換えるものである。

このように、過去の照度、扉開閉、庫内温度をある時間単位に区切り記憶手段５５に記憶し、これらを用いて生活パターン判別することにより冷蔵庫の運転を予測・制御するものである。

これらを図４の制御ブロック図を用いて説明する。

冷蔵庫の設置環境やその使用により、本発明の冷蔵庫は第一の検知手段である照度センサ３６により、冷蔵庫前面周囲の明暗を検出し、制御手段５４に出力し、さらに記憶手段５５にそのデータを記憶させる。同様に冷蔵室ドア２２ａやその他の扉の開閉状態を検知することで冷蔵庫の使用状況を検知できる第二の検知手段である扉開閉検知手段としてのドアＳＷ５１の出力信号により扉開閉数や扉開閉時間、冷蔵庫の外郭に備えられている外気温度センサ、各庫内温度センサで検知した温度データなども記憶手段５５に入力する。

このデータを一定期間ごとに取り出し制御手段５４で運転パターンを設定し、電気負荷部品である圧縮機２８、冷却ファン３１、温度補償用ヒータ５６、各貯蔵室の温度設定を自動的に可変する。ここで、第一の検知手段である照度センサ３６により、例えば、使用者が活動しない深夜として判断する深夜判定値は５Ｌｘ以下の照度とし、この場合に深夜であると検出し、深夜判定によって使用者の活動が少ない低活動状態であると判定する。

更に第二の検知手段である庫内温度センサ５３の検知の際に予め使用判定値として所定の温度を設定し、設定した庫内センサの温度が使用判定値である所定の温度以下に冷却していると検知されれば、使用者の使用状況においても低使用状態であると判断し、この低使用状態である時間帯を低使用時間と判定する。

これらの低活動状態と低使用状態と判定することがで、制御手段によって節電運転に切り替えることで圧縮機の回転数抑制や過冷防止運転などの節電運転に自動的に入り、報知手段３９であるＬＥＤを一定期間点灯もしくは点滅させる。

次に図５で冷蔵庫の照度検出値や扉開閉データイメージを説明する。

図５のように例えば、１時間を１区間と考え、その間の平均照度や庫内温度もしくは扉開閉数を記憶する。図の場合、白塗りは扉開閉のないところ、薄塗りのところは、扉開閉が少なくともＮ回以上（例えば１回）あったところ示し、濃塗りのところは、照度センサが規定値以下（例えば、５Ｌｘ以下）のところ示す。

また、これらを２４区間でくくれば１日に相当し、さらに１６８区間でくくれば１週間（７日）に相当する。

よって、例えば、ある日の１週間前のデータは、簡単に抽出することができさらに、２週間前、３週間前のデータも容易に抽出することができる。

一般的な家庭では、一日においてある一定パターンの生活を行っているところが多く、さらには一週間を単位として同じ曜日においてある一定パターンの生活を行っているところも多い。これらを考慮して冷蔵庫の冷却運転を実施することは非常に効果的であり節電
につながる。

なお、データの書き換えは、１区間の時間（単位時間：例えば６０分）で更新することが望ましいが、１日単位、もしくは１週間単位でもかまわない。

次に図６で任意の１日に対する過去参照データの考え方を説明する。

当該日の１週前、２週前、３週前のデータを抽出する。３週分のうち２／３以上が不在なら低使用状態であると判定する。よって使用無判定の破線枠のところが不在と判定して節電運転を行い、破線枠以外のところは在宅と判定して通常運転を行う。ただし、不在の最後の１時間は、扉開閉や食品投入による庫内温度の上昇を軽減する目的で節電運転から通常運転への移行時間と考えるため、実際には、節電運転は不在時間の１時間前に終了し、通常運転へ切換えることで通常冷却性能に復帰させる。このとき節電終了に応じて報知ＬＥＤ３９を消灯させると使用者の帰宅時には既に報知ＬＥＤが消灯されていることになり、使用者は自動節電制御が動作したかどうかが分からないといった状況が発生すると想定される。そのため、節電制御終了後も報知ＬＥＤ３９は点灯を継続し、使用者が帰宅しているであろうある所定の時間経過後に報知ＬＥＤ３９を消灯させることにより自動節電処理が実行されたことを使用者に通知することができる。

次に図７と図８を用いてお出かけ制御の開始時と終了時の動作について説明する。
図７はお出かけ制御開始の動作フローを示している。

ステップ１０３を実行中の一定間隔例えば、２４時間おきもしくは除霜周期毎にステップ１４０にてお出かけ制御判定を行う。

まず、ステップ１４１の記憶手段５５に記憶されている過去３週間分の扉開閉数や照度、庫内温度データを用いて、ステップ１４２移行で判定していく。

例えば、ステップ１４３にて過去３週間同一時間帯で連続３時間以上扉開閉がない状態が２／３以上続いていれば、この家庭の生活パターンは、例えば共働きなどにより日中は不在の状態であり、このとき、冷蔵庫の使用状況を検知するために、ステップ１４４で各貯蔵室の冷却が十分か、また、ステップ１４５で過去１０分間扉開閉がなければ、ステップ１４６のとおり、おでかけ制御に入り、ステップ１４７に記載のとおり、節電運転を実施する。具体的には、ステップ１４１記載のとおり食品の投入負荷や扉開閉負荷が少ないので冷蔵庫の庫内温度設定を１℃〜２℃程度高い設定が可能となり、また、庫内ディファレンシャル拡大といった庫内の温度挙動を緩慢にすることにより省エネ効果を生み出す。ここでは昼間の冷蔵庫周辺温度が高いことも想定されるので設定温度上昇幅を０．５℃〜１℃に抑える。前記節電運転開始後、ステップ１４９で報知手段３９である報知ＬＥＤの点灯を行うことにより、その状況を使用者にアピールすることで環境意識の高い使用者は省エネを実感することができ、高品質を訴求することが可能となる。

図８はお出かけ制御終了時の動作フローを示している。
ステップ１４０でおでかけ制御に入ると、使用者不在と予測し、扉開閉による冷蔵庫負荷が通常より極めて少ないと予測でき、また、長時間、例えば３時間以降はその状態が継続されると予測されるので、既に説明したようにステップ１４７にて節電運転が実施できる。
節電運転開始後、報知手段３９である報知ＬＥＤの点灯を行う。

この後、ステップ１５０で扉開閉検知およびステップ１５１の操作スイッチの押下検知、さらにステップ１５２の庫内温度検知で変動があれば即時にステップ１５７にて節電運
転を解除し、報知手段である報知ＬＥＤを消灯する。

もし、上記のうち１つでも変動がない場合、ステップ１５３にて生活パターンの学習機能より予測される不在の最後の１時間前かどうかを判定し、不在の最後の１時間前のときは扉開閉や食品投入による庫内温度の上昇を軽減する目的でステップ１５４にて節電処理を解除し、ステップ１４７で設定した節電設定を通常設定に復帰させて通常運転に移行する。

まだ不在の最後の１時間前に到達してない場合は、運転状態の維持判別を行う。
節電処理終了後は、すぐには報知手段３９である報知ＬＥＤは消灯させずステップ１５５にてある所定の時間報知ＬＥＤを点灯状態で継続させて、所定の時間経過、後ステップ１５６にて報知ＬＥＤを消灯し、ステップ１５９でお出かけ制御解除する。

節電処理終了後も継続して報知ＬＥＤを点灯させる目的は、使用者が帰宅後に自動で節電制御が動作したことを認識して、より省エネの実感を持っていただくことことにある。そのため、前記節電運転終了後の報知ＬＥＤ点灯継続時間は、少なくとも学習結果から予測される在宅時間以降（ここでは１時間以上）とすることが望ましい。当然のことながら節電終了後の報知ＬＥＤ点灯継続時間を長くすればするほど、使用者は自動節電制御が動作していたことを確認できる。しかしながら、報知ＬＥＤ点灯時間増加により消費電力増加といったデメリットも考えられるが、節電運転時は使用者に視覚判断可能なレベルで報知ＬＥＤ点灯し、節電運転終了後の報知ＬＥＤ点灯継続時はその点灯レベル（具体的にはＬＥＤの供給電圧やＤｕｔｙ）を低下させたり、報知ＬＥＤを点滅させることにより使用者への省エネ動作の訴求をしつつ省エネを図ることができる。

なお、不在判定から何らかの因子で節電運転が解除された場合、ステップ１４８の通常制御で通常冷却運転をかならず一定期間継続（たとえば２時間や圧縮機が停止するまで）させる。

また、落雷や引越しなどで冷蔵庫に供給する電力が遮断され、電源がリセット状態になったときは、記憶のパターンが狂ったことが推測されるので、このときは、異常状態として記憶していたデータをすべてリセットとし、冷蔵品質を確保するための保鮮制御として再び初期から記憶させる。

ただし、第一の検知手段としてある特定の標準電波を受信して現在の日時を把握できる受信部を設けた冷蔵庫においては、記憶方法を考慮することにより、データのリセットを行う必要はない。

以上のように、本実施の形態においては、冷蔵庫本体と、冷蔵庫の設置環境の可変や冷蔵庫周辺の人の動きを判別できる第一の検知手段と、冷蔵庫の使用状況を検知できる第二の検知手段と、それら検知手段の出力信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段の情報により冷蔵庫の電気負荷部品の動作を制御する制御手段が構成され、それらの情報によりその家庭の使用パターンを判別することにより、扉開閉が少ない、食品投入が少ない、不在、外出、就寝などを予測し、そのときには、自動的に少なくとも前記電気負荷部品の動作を抑制または停止し、使用者に手間をかけず省エネを実現でき、また、ＬＥＤなどの報知手段の報知時間を適正化することにより、お客様に視認させることができるので省エネ性をよりアピールすることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態においては、実施の形態１で詳細に説明した構成および技術思想と異なる部分についてのみ詳細な説明を行い、実施の形態１で詳細に説明した構成と同じ部分もし
くは、同じ技術思想を適用しても不具合が生じる部分以外については、本実施の形態と組み合わせて適用できるものとし、詳細な説明を省略する。

図９は発明の実施の形態２における任意の１日に対する過去のデータ参照と動作タイミングチャートを示す図、図１０は制御フローチャートである。

構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。

本実施の形態では、実施の形態１と同様に自動節電運転が動作していたことを使用者が認識し、省エネの実感を持てるような冷蔵庫を提案する。
さらに実施の形態１に加え、冷蔵庫の使用状況を間接的に検知できる第二の検知手段に応じて報知ＬＥＤを制御することで、省エネ冷蔵庫を提案する。

次に図９で任意の１日に対する過去データ参照と報知ＬＥＤ３９の動作について説明する。過去の参照データの考え方としては、実施形態１に記載のものと同様であり、
具体的には、当該日の１週前、２週前、３週前のデータを抽出する。３週分のうち２／３以上が不在なら低使用状態であると判定する。よって使用無判定の破線枠のところが不在と判定して節電運転を行い、破線枠以外のところは在宅と判定して通常運転を行う。ただし、不在の最後の１時間は、扉開閉や食品投入による庫内温度の上昇を軽減する目的で節電運転から通常運転への移行時間と考えるため、実際には、節電運転は不在時間の１時間前に終了し、通常運転へ切換えることで通常冷却性能に復帰させる。このとき報知ＬＥＤ３９は点灯状態を継続し、使用者の意図が働いたと判定した場合（ドアの開閉、操作スイッチの押下やシステム運転に起因する庫内温度の変化が発生した場合）直ちに報知ＬＥＤ３９を消灯する。図９では、節電運転終了後最初に扉開閉を検知した例として記載しており、操作スイッチの押下や庫内温度上昇が最初に検知された場合は、その検知タイミングで報知ＬＥＤ３９を消灯する。

次に図１０を用いてお出かけ制御の終了時の動作について説明する。

動作フローとしてはステップ１４０のお出かけ制御開始からステップ１５４の節電運転解除までは実施の形態１に記載のものと同様であり、ステップ１４０でおでかけ制御に入ると、使用者不在と予測し、扉開閉による冷蔵庫負荷が通常より極めて少ないと予測でき、また、長時間、例えば３時間以降はその状態が継続されると予測されるので、既に説明したようにステップ１４７にて節電運転が実施できる。
節電運転開始後、報知手段３９である報知ＬＥＤの点灯を行う。

この後、ステップ１５０で扉開閉検知およびステップ１５１の操作スイッチの押下検知、さらにステップ１５２の庫内温度検知で変動があれば即時にステップ１５７にて節電運転を解除し、報知手段である報知ＬＥＤを消灯する。

もし、上記のうち１つでも変動がない場合、ステップ１５３にて生活パターンの学習機能より予測される不在の最後の１時間前かどうか判定し、不在の最後の１時間前のときは扉開閉や食品投入による庫内温度の上昇を軽減する目的でステップ１５４にて節電処理を解除し、ステップ１４７で設定した節電設定を通常設定に復帰させて通常運転に移行する。 まだ不在の最後の１時間前に到達してない場合は、運転状態の維持判別を行う。節電処理終了後は、すぐには報知手段３９である報知ＬＥＤは消灯させず、ステップ１６０で扉開閉検知およびステップ１６１の操作スイッチの押下検知、さらにステップ１６２の庫内温度検知で変動があればステップ１５６にて報知手段である報知ＬＥＤを消灯し、ステップ１５９でお出かけ制御解除する。

このように節電処理解除後も使用者の意図が働いたと検知（ドアの開閉検知、操作スイッチ押下検知やシステム運転に起因する庫内温度の変化検知など）するまで報知ＬＥＤ点灯を継続させることで、使用者が外出から帰宅後初めて冷蔵庫を使用しようとした時まで報知ＬＥＤは点灯していることになり、使用者は不在時に自動節電制御が動作していたことを確認でき、省エネの効果を実感できる。

本発明にかかる冷蔵庫は、家庭用又は業務用冷蔵庫に検知手段を設けて、その結果を用いて自動で節電運転等に運転状態を切換える制御に実施、応用できるものである。

２１ 冷蔵庫本体
２２ 冷蔵室
２２ａ 冷蔵室ドア
２３ 製氷室
２４ 切換室
２５ 冷凍室
２６ 野菜室
２７ 操作部
２７ａ 操作基板
２８ 圧縮機
２９ 冷却室
３０ 冷却器
３１ 冷却ファン
３２ ラジアントヒータ
３６ 照度センサ
３７ 操作スイッチ
３８ 表示灯
３９ 報知手段（ＬＥＤ）
４０ 人感センサ
４１ 照度センサカバー
４２ ＬＥＤカバー
４３ 操作部カバー
５１ ドアＳＷ
５２ 外気温度センサ
５３ 庫内温度センサ
５４ 制御手段
５５ 記憶手段
５６ 温度補償用ヒータ
５７ 庫内照明

Claims (6)

1. 冷蔵庫本体と、冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる第一の検知手段と、冷蔵庫の使用状況を検知できる第二の検知手段と、第一の検知手段および第二の検知手段の出力信号を記憶する記憶手段と、前記冷蔵庫本体に備えられた電気負荷部品の動作を制御する制御手段と節電運転を行っているとき、節電運転を使用者に認知してもらう報知手段とを有し、前記第一の検知手段および第二の検知手段で検知された出力信号と前記記憶手段に情報を一定期間蓄積することにより得られる生活パターン情報により前記電気負荷部品の動作を抑制または停止する節電運転を自動的に行い、前記節電運転終了後も前記報知手段の動作を継続する冷蔵庫。
2. 節電運転終了後、ある所定の時間まで報知手段を継続動作させる請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 節電運転終了後、冷蔵庫の使用状況を検知できる第二の検知手段で検知される出力信号が変動するまで前記報知手段の動作を継続させる請求項１に記載の冷蔵庫。
4. 前記第二の検知手段は、冷蔵庫の扉開閉状況検知手段である請求項３に記載の冷蔵庫。
5. 前記第二の検知手段は、操作スイッチの押下状況検知手段である請求項３に記載の冷蔵庫。
6. 前記第二の検知手段は、冷蔵庫の庫内温度を検知する庫内温度検知手段である請求項３に記載の冷蔵庫。