JP2013032887A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】運転停止しても必要以上の庫内の温度上昇を抑制し、食品への悪影響を抑えることができる安価で使い勝手の良い冷蔵庫の制御を目的とする。
【解決手段】一定時間毎に冷蔵庫の庫内温度および周囲を不揮発性メモリに記憶し、停電後に記憶した庫内温度および周囲温度と現在の庫内温度および周囲温度を比較し、庫内温度および周囲温度の温度差によって停電時間を推定し、除霜開始予定時間帯を補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。

従来の冷蔵庫の制御では、冷却器の除霜を行う手段として、冷却器室に除霜ヒータを配置して、前回の除霜終了時点から一定時間経過後または、圧縮機の運転積算時間が所定の時間に達したら除霜を実施するのが一般的である。

また、従来の他の冷蔵庫の制御として、例えば特許文献１に記載の制御では、数日間蓄積した扉開閉状態から、夜間など扉開閉頻度の少ない時間帯を推定し、除霜を実施する制御が提案されている。

また、従来の他の冷蔵庫の制御として、例えば特許文献２に記載の制御では、時計機能により、夜間の電力消費が少なくまた電気代の安い時間帯に除霜を実施する制御が提案されている。

特許第３５７９１６９号公報 特開２００７-２４００７９号公報

しかしながら、従来の冷蔵庫の制御では、停電が発生すると、除霜からの経過時間（次の除霜までの残り時間）や圧縮機の運転時間、数日間蓄積した扉開閉頻度等のデータの採り直しが必要である。特に停電頻度が高い、例えば毎日停電する場合や一時的に停止させる場合、数日間のデータ蓄積が必要な扉開閉頻度を基にした除霜制御は困難である。たとえ各データを不揮発性メモリに記憶しておいて、運転停止から復帰した直後に読み出す手段を搭載していても、運転停止時間が分からなければ、除霜間隔が延びたり、逆に停電復帰直後に除霜を実施する場合が生じたりする。これにより、着霜が多くなったり、運転停止による庫内温度上昇と除霜による温度上昇が重なって、食品保存に悪影響を及ぼしたりする、という問題点があった。

この様な運転停止への対応方法としては、基板にバッテリを搭載して停電中もマイコンを停止させない様にすることは技術的には可能であるが、コストアップやバッテリの寿命による交換作業が必要となるなど、使い勝手に問題が残る。

停電や運転の一時的停止への別な対応として、電波時計を搭載する方法も提案されている。電波時計を使用すれば、バッテリを搭載する必要が無く時刻を取得可能である。しかし、冷蔵庫という機器の特性上、設置場所がほぼ限定されるため、必ずしも電波の届く範囲に冷蔵庫が設置されるとは限らない。電波が届かないからといって簡単に設置場所を変更できるものでもなく、電波時計のアンテナを電波の届く範囲まで伸ばすなどの対応が必要となり、こちらも使い勝手に問題が残る。

更に、運転停止して庫内温度が高い状態でも、停止したことを使用者が知らなければ、停止が発生しない時と同じ様に冷蔵庫を使用するため、扉開閉により更に庫内温度の上昇を招く可能性がある。

上記課題に鑑みて、本発明は、運転が停止した場合でも必要以上に庫内温度が上昇することを抑えて、食品への悪影響を抑えることができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、冷凍サイクルに接続した冷却器と、前記冷却器に付着した霜を溶かす除霜手段と、貯蔵室の扉の開閉を検知する扉開閉検知手段と、を有する冷蔵庫において、貯蔵室温度及び前記冷蔵庫の周囲温度と、前記冷却器の除霜開始予定時間帯の情報を一定時間毎に記憶する記憶手段と、前記冷蔵庫の運転停止から運転再開後に前記記憶手段に記憶した情報を読み出す手段と、前記貯蔵室温度及び前記周囲温度毎に前記貯蔵室の熱漏洩量による重み付けを行う手段と、前記記憶手段から読み出した前記冷蔵庫の運転停止前及び運転再開後のそれぞれの前記貯蔵室温度及び前記周囲温度の情報を比較して、運転停止時間を推定する運転停止時間推定手段と、前記運転停止時間推定手段で推定した運転停止時間に基づいて前記除霜開始予定時間帯を補正する手段と、を備える。

本発明によれば、運転が停止した場合でも必要以上に庫内温度が上昇することを抑えて、食品への悪影響を抑えることができる冷蔵庫を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る冷蔵庫の制御ブロック図である。 本発明の一実施形態に係るセンサ温度および除霜状態の記憶方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る停電時間の推定および除霜開始時間帯の補正方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る庫内の温度差に対応する停電時間を設定したテーブルを示す図である。 従来の冷蔵庫の扉開閉情報（扉開時間）を基にした場合の除霜開始タイミングを示す図である。 本発明の一実施形態に係る推定した停電時間を基に、扉開閉情報を記憶した各単位時間の補正を示す図である。 本発明の一実施形態に係る除霜開始予定時間帯より前に、圧縮機の運転積算時間が予め規定された除霜開始運転時間に達した場合の除霜開始タイミングを示す図である。 本発明の一実施形態に係る最低周囲温度から除霜開始時間帯を設定する方法を示す図である。

本発明は、冷凍サイクルに接続した冷却器と、前記冷却器に付着した霜を溶かす除霜手段と、貯蔵室の扉の開閉を検知する扉開閉検知手段と、を有する冷蔵庫において、貯蔵室温度及び前記冷蔵庫の周囲温度と、前記冷却器の除霜開始予定時間帯の情報を一定時間毎に記憶する記憶手段と、前記冷蔵庫の運転停止から運転再開後に前記記憶手段に記憶した情報を読み出す手段と、前記貯蔵室温度及び前記周囲温度毎に前記貯蔵室の熱漏洩量による重み付けを行う手段と、前記記憶手段から読み出した前記冷蔵庫の運転停止前及び運転再開後のそれぞれの前記貯蔵室温度及び前記周囲温度の情報を比較して、運転停止時間を推定する運転停止時間推定手段と、前記運転停止時間推定手段で推定した運転停止時間に基づいて前記除霜開始予定時間帯を補正する手段と、を備える。

また、一日を複数の時間帯に分けて時間帯毎の前記扉の開閉情報を複数日分記憶して、前記運転停止時間推定手段で推定した前記運転停止時間に基づいて、前記開閉情報を補正する。

また、前記除霜開始予定時間帯が前記運転再開後の一定時間内かつ前記貯蔵室温度が一定温度以上の場合、前記除霜開始予定時間帯を遅延させる。

また、前記記憶手段に圧縮機の一定時間毎の運転積算時間の情報を記憶して、前記冷蔵庫の運転再開時に前記運転積算時間の情報を読み出して、前記除霜開始予定時間帯よりも前に、前記運転積算時間が予め規定した除霜開始時間に達した場合、その時点で除霜を開始する。

前記運転停止時間推定手段で推定した前記運転停止時間が所定時間より長く、かつ前記冷蔵庫の運転再開時の前記貯蔵室温度と設定温度との差が一定温度以上の場合、前記貯蔵室温度が前記設定温度に達するまでの間、運転停止状態であったことを報知する報知手段を備える。

また、前記周囲温度は一定時間毎に少なくとも２４時間分を記憶して最も温度が低い時間帯を求めて、前記最も温度が低い時間帯から所定時間遡った時間帯を前記除霜開始予定時間帯とする。

これにより、頻繁に使用される時間帯や、運転停止からの再開後の貯蔵室温度が高温状態の時や、周囲温度が高い時間帯を避けて除霜を実施するので、貯蔵室内の温度上昇を抑制できる。総じて、食品への影響を抑えることが可能な冷蔵庫を得ることができる。

以下本発明の実施例を図１から図７を用いて説明する。

図１は冷蔵庫の制御ブロック図である。図１において、２１は冷媒を圧縮循環させる圧縮機２１、２２は圧縮機２１と冷凍サイクルを形成し冷媒を蒸発させる冷却器、２３は冷却器２２により冷却された冷気を冷蔵庫内に循環させる庫内冷却ファン、２４は冷却器２２に付着した霜を解かす除霜ヒータ、１２は冷却器の温度を検知する冷却器温度センサ、１３は冷蔵庫の一つの貯蔵温度帯区画である冷蔵室の温度を検知する冷蔵室温度センサ、１４は冷蔵庫の別の貯蔵温度帯区画である冷凍室の温度を検知する冷凍室温度センサ、１５は冷蔵庫の周囲温度を検知する外気温温度センサ、１０は冷蔵室扉の開閉を検知する冷蔵室扉スイッチ、１１は冷凍室扉の開閉を検知する冷凍室扉スイッチである。

２は制御部であり、冷蔵庫全体１を制御するマイコン３および圧縮器の運転、停止条件を判定する温度などの制御データや、故障発生内容、運転モードなどの冷蔵庫の運転履歴を記憶する不揮発性メモリ５を搭載する。マイコン３には扉の開時間、圧縮機９の運転時間や冷蔵庫の周囲温度などを記憶する揮発性のメモリ４を内蔵する。不揮発性メモリ５は通電されていないときでもデータを保持可能であり、従来の冷蔵庫にも搭載されている。この不揮発性メモリ５は、マイコン３の内部に搭載されている場合もある。なお、図１は特に本実施例に関する主な部品のみ記載しており、図示されていない他の部品も制御部に接続されている。

図２に、各センサ温度および除霜状態を記憶する方法を示す。単位時間毎（本実施例では１時間毎）に各センサ温度および除霜状態（除霜中か否か）および除霜までの残り時間を不揮発性メモリ５に記憶する。ここで、随時書き込みとしないのは、一般的に冷蔵庫に用いられる不揮発性メモリ５は、１万〜１００万回程度の書き換え回数の制限が有るためである。書き換え回数の多いデバイスを用いることができれば、書き込み間隔を短くすることにより、精度を上げることが可能である。

図３に、停電時間を推定し、除霜開始時間帯を補正するフローチャートを示す。また、図４に庫内の温度差に対応する停電時間を設定した温度−停電時間テーブルを示す。このテーブルは、予め周囲温度毎に測定した貯蔵室の熱漏洩量を加味して作成されている。

以下、図３に従い停電時間の推定方法を説明する。まず、電源投入（停電復帰）直後に、不揮発性メモリ５に記憶した前記各センサ温度および除霜状態および除霜までの残り時間をメモリ４に読み込む（Ｓ３０１）。次に、現在の庫内温度と停電前の庫内温度を比較（Ｓ３０２）し、図４の温度−停電時間テーブルを用いて停電時間を設定する（Ｓ３０３）。更に、停電前と電源投入（停電復帰）直後の冷蔵庫周囲温度の温度差を加味しても良い。例えば温度差が少なければ停電時間は比較的短かったと判断し、温度差が大きければ停電時間が長時間に及んだと判断して、前記停電時間を増減する。こうして、推定した停電時間から、除霜開始時間帯を補正する（Ｓ３０４）。これにより、一定の時間間隔で除霜を実施し、庫内温度の上昇を抑えることができる。

なお、貯蔵室に設置された温度センサは、停電による温度上昇の他に、貯蔵室前面に設置された扉の扉開閉による温度上昇の影響を考慮する必要がある。そこで、１つの温度だけでなく、複数の庫内温度を参照することにより、停電時間の推定精度を上げることができる。図示はしないが、例えば冷蔵室の温度上昇が、他の温度に比較して所定温度より大きい場合は冷蔵室の扉開閉が頻繁に行われたと判断し、冷蔵室の温度は停電時間の推定には用いない。

また、前記扉開閉による温度上昇の影響を避ける別の方法として、扉開閉の影響が少ない冷却器温度を用いることにより推定精度を上げることができる。

また、停電時間の推定に用いる温度は停電直前の温度ではなく、停電前の平均温度とすることで、例えば停電直前にたまたま行われた扉開閉による一時的な温度上昇による誤判定を防ぎ、精度を上げることができる。

なお、庫内および冷却器の全てのセンサ温度が冷蔵庫の周囲温度に近い場合には、停電ではなく据付時と判断して、除霜開始時間帯をリセットすることが望ましい。

図５は、従来の冷蔵庫の扉開閉情報（扉開時間）を基にした場合の除霜開始タイミングを示す図である。扉の開時間を単位時間毎（１時間毎）に数日間（７日間）メモリに記憶し、単位時間毎の扉開時間の合計値が最も少ない時間帯に除霜を開始するものである。使用者の生活パターンに合わせ、使用者の使用しない時間帯（夜間など）に除霜を実施するものである。なお、扉開閉情報は扉開時間ではなく、開閉回数の場合もある。

図６は、前記推定した停電時間を基に、前記扉開閉情報を記憶した各単位時間を補正した図である。停電前の最後に記憶した単位時間に対し、電源投入時（停電復帰時）に停電時間分単位時間を補正する。例えば最後に記憶した単位時間１３番で、停電時間が３時間であれば、実施例では１単位時間は１時間相当であるため、１３番に３単位時間を加算し、現在の単位時間は１６番となる。このため、数日に渡り蓄積した生活パターンデータを無駄にすること無く、使用頻度の少ない時間帯（夜間など）に除霜を実施できる。

なお、図示はしないが、前記推定した停電時間から除霜開始予定時間帯を補正した結果、除霜開始予定時間帯が、電源投入後（停電復帰後）から一定時間以内の場合（例えば２時間以内）で、庫内温度が一定温度以上（例えば冷蔵室温度が１０℃以上、冷凍室温度が−１５℃以上）の場合、庫内温度が高い状態で除霜を開始してしまうと、更に庫内が高温となり、食品に悪影響を与える。そこで、庫内が高温の場合は、一定時間または庫内温度が一定温度以下になるまで冷却運転を行う。庫内温度が下がった状態で除霜を開始することにより、停電による温度上昇と除霜による温度上昇が連続することによる食品への悪影響を抑えることができる。

図７は、前記除霜開始予定時間帯より前に、圧縮機２１の運転積算時間が予め規定された除霜開始運転時間に達した場合の除霜開始タイミングを示す図である。圧縮機２１の運転積算時間が、除霜開始予定時間帯より早く予め規定された除霜開始運転時間に達した場合には、その時点で除霜を開始する。除霜開始予定時間帯よりも早く除霜開始運転時間に達するということは、すなわち圧縮機の運転率が高く、冷却器２２への着霜量が通常よりも多くなり、冷却器２２の通風抵抗の増加や除霜時間の長時間化につながる。除霜開始運転時間に達した時点で除霜を開始することにより、庫内温度の上昇を防止することができる。なお、実施例では、単に圧縮機２１の運転積算時間としたが、圧縮機２１の運転率から求めても良い。また、近年の圧縮機制御はインバータによる回転数可変制御が一般的であるから、圧縮機２１の運転積算時間に回転数条件などを組み合わせても良い。

また、図示はしないが、前記停電時間推定手段により得た停電時間が所定時間（例えば２時間）より長い場合で、更に電源投入時（停電復帰時）の庫内温度と温度調節器によって設定された冷却温度の差が一定温度以上（例えば１０℃以上）の場合、庫内温度が設定温度に達するまでの間、長時間の停電があったことを表示手段に表示する。（例えば操作パネルのＬＥＤを点滅させる）使用者は、停電により庫内温度が高くなっていることを認識し、扉開閉を少なくするなど、庫内温度の上昇を抑制する様な動作を行うので、食品への悪影響を抑えることができる。

図８は、最低周囲温度から除霜開始時間帯を設定する方法を示した図である。まず、一定時間毎（１時間毎）に２４時間分の冷蔵庫の周囲温度を記憶する。前記記憶した冷蔵庫の周囲温度から、最低温度となる時間帯を求める（時間帯番号５番）。冷蔵庫の周囲温度は、気温が低く、また人の活動していない明け方付近が最も低くなる傾向にあるため、周囲温度が最低となる時間帯を基準とする。次に、温度が最低となる時間帯から所定時間（４時間帯）分遡った時間帯（時間帯番号１番）を求める。この１番の時間帯を除霜開始時間帯とする。この遡る時間単位は、除霜時間および除霜開始時の冷蔵庫内温度に復帰させるのに要する温度復帰時間を設定する。なお、除霜前のプリクール時間がおよそ３０分、除霜時間がおよそ３０分、除霜後の温度復帰時間がおよそ１時間、周囲温度や負荷状態における温度復帰変動時間がおよそ３０分、更に温度復帰してからの安定時間を１時間として、時間単位を４時間に設定する。この時間帯に除霜を実施すれば、周囲温度が低く、また朝食の支度により扉開時間が多くなる時間に重ならないため、庫内温度が高温になることを防止することができる。

なお、除霜開始とは、単に圧縮機２１を停止して除霜ヒータ２４を通電することに限定されるものではなく、除霜前のプリクール運転や、霜冷却運転を含んでも良い。霜冷却運転とは、圧縮機２１を停止後、除霜ヒータ２４の通電前に庫内冷却ファン２３を運転し、冷却器２２に付着した霜の冷気を循環させ、庫内を冷却する冷却方法である。

また、除霜方式についても、ヒータに限らず、ホットガス方式を用いても良い。

除霜を行うのは、夜間に限ったことではない。

１ 冷蔵庫本体
２ 制御部
３ マイコン
４ メモリ
５ 不揮発性メモリ
１０ 冷蔵室扉スイッチ
１１ 冷凍室扉スイッチ
１２ 冷却器温度センサ
１３ 冷蔵室温度センサ
１４ 冷凍室温度センサ
１５ 外気温温度センサ
２１ 圧縮器
２２ 冷却器
２３ 庫内冷却ファン
２４ 除霜ヒータ

Claims (6)

1. 冷凍サイクルに接続した冷却器と、前記冷却器に付着した霜を溶かす除霜手段と、貯蔵室の扉の開閉を検知する扉開閉検知手段と、を有する冷蔵庫において、
   貯蔵室温度及び前記冷蔵庫の周囲温度と、前記冷却器の除霜開始予定時間帯の情報を一定時間毎に記憶する記憶手段と、
   前記冷蔵庫の運転停止から運転再開後に前記記憶手段に記憶した情報を読み出す手段と、
   前記貯蔵室温度及び前記周囲温度毎に前記貯蔵室の熱漏洩量による重み付けを行う手段と、
   前記記憶手段から読み出した前記冷蔵庫の運転停止前及び運転再開後のそれぞれの前記貯蔵室温度及び前記周囲温度の情報を比較して、運転停止時間を推定する運転停止時間推定手段と、
   前記運転停止時間推定手段で推定した運転停止時間に基づいて前記除霜開始予定時間帯を補正する手段と、を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 一日を複数の時間帯に分けて時間帯毎の前記扉の開閉情報を複数日分記憶して、
   前記運転停止時間推定手段で推定した前記運転停止時間に基づいて、前記開閉情報を補正することを特徴とする、請求項１記載の冷蔵庫。
3. 前記除霜開始予定時間帯が前記運転再開後の一定時間内かつ前記貯蔵室温度が一定温度以上の場合、前記除霜開始予定時間帯を遅延させることを特徴とする、請求項１又は２記載の冷蔵庫。
4. 前記記憶手段に圧縮機の一定時間毎の運転積算時間の情報を記憶して、前記冷蔵庫の運転再開時に前記運転積算時間の情報を読み出して、前記除霜開始予定時間帯よりも前に、前記運転積算時間が予め規定した除霜開始時間に達した場合、その時点で除霜を開始することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の冷蔵庫。
5. 前記運転停止時間推定手段で推定した前記運転停止時間が所定時間より長く、かつ前記冷蔵庫の運転再開時の前記貯蔵室温度と設定温度との差が一定温度以上の場合、前記貯蔵室温度が前記設定温度に達するまでの間、運転停止状態であったことを報知する報知手段を備えたことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の冷蔵庫。
6. 前記周囲温度は一定時間毎に少なくとも２４時間分を記憶して最も温度が低い時間帯を求めて、前記最も温度が低い時間帯から所定時間遡った時間帯を前記除霜開始予定時間帯とすることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の冷蔵庫。