JP2015179373A

JP2015179373A - 冷蔵庫

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Publication number: JP2015179373A
Application number: JP2014056170A
Authority: JP
Inventors: 山田　哲也; Tetsuya Yamada; 哲也山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: JP6113097B2

Abstract

【課題】消費電力が小さくかつ安価なタッチパネルセンサ用の電源の使用が可能な冷蔵庫を提供する。
【解決手段】タッチパネルセンサおよびこのタッチパネルセンサを制御するマイコン２５が設けられた冷蔵庫操作基板１と、出力電圧をスイッチングレギュレータで制御して冷蔵庫操作基板１に電力を供給する電源と、冷蔵庫操作基板１と電源線および通信線で接続され運転制御をするマイコン２６が設けられた冷蔵庫制御基板２とを備える。マイコン２５は、マイコン２６から負荷駆動情報を受信した場合には、負荷駆動情報の受信時から予め設定されたマスキング時間を経過するまでは、タッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けない。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷蔵庫に関し、特に冷蔵庫操作基板を動作させる電源に関するものである。

従来のタッチパネル式の冷蔵庫操作手段は、誤動作を抑制し、反応速度を上げるため、タッチパネルセンサを制御するマイコン電源に、電圧変動が小さく、リプル電圧も小さい三端子レギュレータなどの電源を使用するのが一般的である（例えば、非特許文献１参照。）。

また、特許文献１には、タッチパネル入力装置が記載されている。

特開平９−５０３４７号公報

ルネサスエレクトロニクスアプリケーションノートＲ０１ＡＮ１５３１ＪＪ０１００

従来のタッチパネルセンサを制御するマイコン電源は、三端子レギュレータなど、電圧を一定とするために、エネルギーロスを熱として放出するＩＣを使用しているため、消費電力が大きくなる問題点があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、消費電力が小さくかつ安価なタッチパネルセンサ用の電源の使用が可能な冷蔵庫を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る冷蔵庫は、タッチパネルセンサおよびこのタッチパネルセンサを制御する第１の制御部が設けられた冷蔵庫操作基板と、出力電圧をスイッチングレギュレータで制御して前記冷蔵庫操作基板に電力を供給する電源と、前記冷蔵庫操作基板と電源線および通信線で接続され冷蔵庫の運転制御をする第２の制御部が設けられた冷蔵庫制御基板とを備え、前記第１の制御部は、前記第２の制御部から負荷駆動情報を受信した場合には、前記負荷駆動情報の受信時から予め設定されたマスキング時間を経過するまでは、前記タッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けないことを特徴とする。

本発明によれば、消費電力が小さくかつ安価なタッチパネルセンサ用の電源の使用が可能な冷蔵庫を提供することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る冷蔵庫の構成の一例を示す図である。図２は、図１における冷蔵庫操作基板と冷蔵庫制御基板との接続の一例を示す図である。図３は、冷蔵庫操作基板の構成の一例を示す図である。図４は、実施の形態１におけるタッチ検出方式を説明するための図である。図５は、冷蔵庫操作基板内のタッチパネルセンサを制御するマイコン用の電源の回路ブロック図である。図６は、実施の形態１に係る冷蔵庫操作基板の動作を示すフローチャートである。図７は、電源投入時における冷蔵庫操作基板の点灯パターンの一例を示した図である。図８は、負荷変動時における電圧変動とタッチパネルセンサのマスキング時間との関係を説明するための図である。

以下に、本発明に係る冷蔵庫の実施の形態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。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る冷蔵庫の構成の一例を示す図である。図２は、図１における冷蔵庫操作基板と冷蔵庫制御基板との接続の一例を示す図である。図３は、冷蔵庫操作基板の構成の一例を示す図である。

図１に示すように、冷蔵庫２０は、冷蔵庫操作基板１と冷蔵庫制御基板２とを備えている。冷蔵庫操作基板１は、冷蔵庫操作用の基板であり、具体的にはタッチパネルセンサを備えている。すなわち、冷蔵庫操作基板１では、タッチパネルを操作して入力された操作情報がタッチパネルセンサを介して検出される。冷蔵庫操作基板１は、タッチパネルセンサを制御するマイコン２５（第１の制御部）を備えている。冷蔵庫操作基板１は、例えば冷蔵庫扉正面に配置される。冷蔵庫制御基板２は、冷蔵庫２０を運転制御する基板である。冷蔵庫制御基板２は、冷蔵庫制御用の基板であり、冷蔵庫全体の制御用のマイコン２６（第２の制御部）を備えている。マイコン２６は、冷蔵庫２０に搭載されたすべての電気部品を制御すると共にこれらの運転状態情報を収集保持している。

図２に示すように、冷蔵庫操作基板１と冷蔵庫制御基板２は、電源線、接地線、および通信線で互いに接続されている。冷蔵庫制御は、すべて冷蔵庫制御基板２で行われているので、冷蔵庫制御基板２のマイコン２６は、冷蔵庫２０に搭載されているすべての電気部品の運転状態がわかる仕組みになっている。マイコン２６は、これらの運転状態情報の一部または全部を、通信線を介して、冷蔵庫操作基板１のマイコン２５に送信することができる。例えば、マイコン２６が電源負荷を駆動する場合、マイコン２６は通信線を介して電源負荷の発令情報をマイコン２５に送信する。これにより、マイコン２５は、マイコン２６の指令による電源負荷変動を予め把握することができる。

図３では、タッチパネル方式の冷蔵庫操作基板１の構成の一例が示されている。冷蔵庫操作基板１には、複数個のタッチパネル電極３が設けられている。タッチパネル方式では、タッチパネル電極３に指が近づいたときに静電容量が増加することを利用し、非タッチ時からタッチ時への静電容量の増加を測定することにより操作情報の入力を検出する。

図４は、本実施の形態におけるタッチ検出方式を説明するための図である。同図において、横軸は時間ｔ[ｓ]、縦軸は静電容量の変化量である。Ｃはタッチパネルセンサによって検出される静電容量の変化量であり、Ｔは予め設定された閾値である。図示例では、閾値は８０に設定されている。Ｃは、指がタッチパネル電極３に最も接触した時点をピークとして山型となっている。そして、冷蔵庫操作基板１のタッチパネルセンサは、静電容量の変化量が閾値を超えたときに指がタッチパネルに触れたと判断する。なお、閾値は、冷蔵庫操作基板１の電源電圧に応じて設定され、電源電圧が低下すれば同様に低下する。

図５は、冷蔵庫操作基板内のタッチパネルセンサを制御するマイコン用の電源の回路ブロック図である。すなわち、電源は、マイコン２５に電力を供給する。電源は、商用の交流電源４に接続された整流用のダイオード５と、ダイオード５によって整流された電圧を平滑化する電解コンデンサ６と、交流電源４側である一次側の電圧を二次側の電圧に降圧するトランス７と、トランス７の二次側の電圧を一定に保つように制御するＤＣ−ＤＣ電源ＩＣ１０と、トランス７の二次側に接続された整流用のダイオード８と、ダイオード８によって整流された電圧を平滑化する電解コンデンサ９と、コイル１２および平滑用の電解コンデンサ１３に接続されダイオード８および電解コンデンサ９によって整流平滑化された電圧をスイッチング制御により安定化させるスイッチングレギュレータ１１と、スイッチングレギュレータ１１の出力電圧のノイズをフィルタするセラミックコンデンサ１４とを備えている。

スイッチングレギュレータ１１は、スイッチング素子（図示せず）を備えており、スイッチング素子のオン状態とオフ状態の時間の比（デューティ比）を調整することにより電源の出力電圧を調整し安定化させる。

冷蔵庫操作基板１のタッチパネルセンサ制御用のマイコン２５に電力を供給する電源にスイッチングレギュレータ１１を用いることにより、従来のように三端子レギュレータを用いる場合に比べて、消費電力を小さくし安価な構成とすることができる。

次に、図６および図７を参照して、本実施の形態の動作について説明する。図６は、本実施の形態に係る冷蔵庫操作基板の動作を示すフローチャートである。図７は、電源投入時における冷蔵庫操作基板の点灯パターンの一例を示した図である。

まず、冷蔵庫２０の電源を投入する（Ｓ１）。電源投入後、動作が安定するまでの間は、起動していることをユーザに明確に示すために、全点灯（図７（ａ））、または決まった点灯パターン（図７（ｂ）〜（ｄ））で起動する（Ｓ２）。なお、冷蔵庫操作基板１には、全点灯または定パターン点灯をするためのＬＥＤが配置されている。

次に、冷蔵庫制御基板２のマイコン２６は、５Ｖ電源負荷を駆動するかどうかを判定する（Ｓ３）。すなわち、マイコン２６は、所定の電圧（例えば５Ｖ）の電源を要する負荷を駆動するかどうかを判定する。

５Ｖ電源負荷を駆動しない場合は（Ｓ３，Ｎｏ）、冷蔵庫操作基板１のマイコン２５はタッチパネルセンサの入力を受け付ける（Ｓ６）。すなわち、マイコン２５は、マイコン２６から後述の負荷駆動情報を受信しない場合は、タッチパネルセンサの入力をそのまま受け付ける。

５Ｖ電源負荷を駆動する場合は（Ｓ３，Ｙｅｓ）、マイコン２６は、マイコン２５に負荷駆動情報を送信するとともに、電源負荷変動が１００ｍＡ（第１の電流基準値）以上かどうかを判定する（Ｓ４）。ここで、負荷駆動情報は、例えば、マイコン２６により５Ｖ電源負荷を駆動させるための負荷駆動指令が発令された旨および発令時刻である。なお、第１の電流基準値の１００ｍＡは予め定められた一定値である。

電源負荷変動が１００ｍＡ以上と判定された場合は（Ｓ４，Ｙｅｓ）、マイコン２６は、マイコン２５に電源負荷変動が１００ｍＡ以上である旨の情報を送信し、この情報を受信したマイコン２５は、負荷駆動指令の発令時または負荷駆動情報の受信時から予め定められた１００ｍｓ（第１のマスキング時間）が経過している場合にのみタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付け、１００ｍｓが経過していない場合にはタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けない（Ｓ５，Ｓ６）。すなわち、電源負荷変動が１００ｍＡ以上の場合は、１００ｍｓのマスキング時間が設定され、負荷駆動指令の発令時または負荷駆動情報の受信時から１００ｍｓを経過しているときは（Ｓ５，Ｙｅｓ）、マイコン２５はタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けるが（Ｓ６）、負荷駆動指令の発令時または負荷駆動情報の受信時から１００ｍｓを経過していないときは（Ｓ５，Ｎｏ）、マイコン２５はタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けず、再度Ｓ４の処理が実施される。

Ｓ４の判定処理の結果、電源負荷変動が１００ｍＡ未満と判定された場合は（Ｓ４，Ｎｏ）、マイコン２６は、さらに電源負荷変動が６０ｍＡ（第２の電流基準値）以上かどうかを判定する（Ｓ７）。

電源負荷変動が６０ｍＡ未満と判定された場合は（Ｓ７，Ｎｏ）、マイコン２６は、マイコン２５に電源負荷変動が６０ｍＡ未満である旨の情報を送信し、この情報を受信したマイコン２５は、タッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付ける（Ｓ６）。

電源負荷変動が６０ｍＡ以上と判定された場合は（Ｓ７，Ｙｅｓ）、マイコン２６は、マイコン２５に電源負荷変動が６０ｍＡ以上である旨の情報を送信し、この情報を受信したマイコン２５は、負荷駆動指令の発令時または負荷駆動情報の受信時から予め定められた５０ｍｓ（第２のマスキング時間）が経過している場合にのみタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付け、５０ｍｓが経過していない場合にはタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けない（Ｓ８，Ｓ６）。すなわち、電源負荷変動が６０ｍＡ以上でかつ１００ｍＡ未満の場合は、５０ｍｓのマスキング時間が設定され、負荷駆動指令の発令時または負荷駆動情報の受信時から５０ｍｓを経過しているときは（Ｓ８，Ｙｅｓ）、マイコン２５はタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けるが（Ｓ６）、負荷駆動指令の発令時または負荷駆動情報の受信時から５０ｍｓを経過していないときは（Ｓ８，Ｎｏ）、マイコン２５はタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けず、再度Ｓ７の処理が実施される。Ｓ６の処理後は、再びＳ３の処理に移行する。

なお、第２の電流基準値は第１の電流基準値よりも小さく設定され、第２のマスキング時間は第１のマスキング時間よりも短く設定される。具体的な設定値は電源負荷等に応じて予め設定される。

また、図６では、５Ｖ電源負荷駆動後に、電源負荷変動が第１の電流基準値以上かどうかを判定し、電流負荷変動が第１の電流基準値以上の場合には、第１のマスキング時間を設定し、電流負荷変動が第１の電流基準値未満でかつ第２の電流基準値以上の場合には、第２のマスキング時間を設定するようにしたが、一つの電流基準値と一つのマスキング時間に基づいてタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けるかどうかを決定することもできるし、あるいは、三つ以上の電流基準値と三つ以上のマスキング時間に基づいてタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けるかどうかを決定することもできる。

例えば、一つの電流基準値と一つのマスキング時間に基づいてタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けるかどうかを決定する場合には、図６において、Ｓ７，Ｓ８を省略するとともに、電源負荷変動が１００ｍＡ未満の場合には（Ｓ４，Ｎｏ）、Ｓ６の処理を実施するようにすればよい。すなわち、５Ｖ電源負荷の駆動後は、マイコン２５がタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けるのは、電源負荷変動が１００ｍＡ未満の場合か、あるいは、電源負荷変動が１００ｍＡ以上の場合は負荷駆動指令の発令時または負荷駆動情報の受信時から１００ｍｓを経過しているときのみである。この場合には、二つ以上の電流基準値と二つ以上のマスキング時間に基づく制御に比べて、制御がより簡素になる。なお、この場合に、電源負荷変動が１００ｍＡ以上かどうかの判定処理を行わずに、電流値にかかわらず、１００ｍｓのマスキング時間を設定することもできる。

また、例えば、三つの電流基準値と三つのマスキング時間に基づいてタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けるかどうかを決定する場合には、図６において、Ｓ７の判定処理でＮｏの場合に、電源負荷変動が第３の電流基準値以上かどうかを判定する処理と負荷駆動指令から第３のマスキング時間を経過したかどうかを判定する処理を挿入すればよい。この場合、第３の電流基準値は第２の電流基準値よりも小さく設定され、第３のマスキング時間は第２のマスキング時間よりも短く設定される。四つ以上の電流基準値と四つ以上のマスキング時間に基づいてタッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けるかどうかを決定する場合も同様である。二つ以上の電流基準値と二つ以上のマスキング時間に基づく制御によれば、電源負荷変動に応じてマスキング時間をより短く設定することができる。

以上のように、本実施の形態では、冷蔵庫操作基板１を動作させる電源にスイッチングレギュレータ１１を適用するようにしたので、三端子レギュレータを適用した場合に比べて、消費電力が小さくかつ安価な電源を得ることができる。

また、本実施の形態では、負荷変動によって電源電圧が変動した場合でも、負荷変動発生時から一定時間ユーザの入力操作を受け付けないマスキング時間を設けるようにしたので、タッチパネルセンサの誤検知を防止することができる。

すなわち、スイッチングレギュレータ１１を電源に使用し、負荷変動時の電圧変動が不可避的に発生した場合でも、ユーザが入力操作において違和感を覚えない程度でかつ電圧変動が抑制されるまでの一定時間、タッチ検出をマスキングするように構成したので、タッチパネルセンサの誤検知による誤動作が防止される。

以上のように、本実施の形態によれば、消費電力が小さくかつ安価なタッチパネルセンサ用の電源の使用が可能な冷蔵庫を提供することができる。

なお、特許文献１には、タッチパネルから得られるタッチ位置検出信号をサンプリングする期間中は、電源回路の動作を停止することで、電源回路からのノイズを低減するタッチパネル入力装置が記載されている。しかしながら、この従来のタッチパネル入力装置では、電源回路の停止および再起動をする必要があり、本実施の形態のように電源が駆動された状態でタッチパネルセンサの誤検知による誤動作が防止するものとは異なる。

実施の形態２．
実施の形態１では、冷蔵庫操作基板１に供給する電源の負荷変動に応じて、ユーザのタッチパネル操作を受け付けない時間を設けることで、誤動作を防止したものであるが、本実施の形態では、電源のスイッチング周波数を高くすることで、負荷変動による電源電圧変動を小さくし、タッチパネルセンサの反応速度を速めることを実現する。なお、本実施の形態の構成は実施の形態１と同様である。

図８は、負荷変動時における電圧変動とタッチパネルセンサのマスキング時間との関係を説明するための図であり、（ａ）はスイッチング周波数が低いとき、（ｂ）はスイッチング周波数が高いときを表している。

図８（ａ）の上段は、負荷変動時における電源電圧（Ｖ）の時間変化を示した図であり、横軸は時間ｔ[ｍｓ]、縦軸は電圧である。５Ｖ電源負荷の駆動により、一時的に電源電圧が低下している。図８（ｂ）の上段も同様である。ただし、この場合は、スイッチング速度が（ａ）の場合よりも高速なので、電源電圧が低下する時間が（ａ）の場合よりも短くなっている。

図８（ａ）の下段は、負荷変動時におけるタッチパネルセンサの静電容量の時間変化と閾値の時間変化を示した図である。すなわち、横軸は時間ｔ[ｓ]、縦軸は静電容量の変化量であり、Ｃはタッチパネルセンサによって検出される静電容量の時間変化を示し、Ｔは閾値の時間変化を示している。ここで、Ｃはユーザのタッチによらずにノイズ等により同図のように変動しているものとする。一方、Ｔは電源電圧の変動に伴って一時的に低下している。タッチパネルセンサは静電容量の変化量が閾値を超えると入力を検出するので、ＣとＴとの交点間では、誤検知が発生する可能性があり、少なくともこの期間を含むようにマスキング時間を設定する必要がある。図８（ｂ）の下段も同様である。ただし、この場合は、スイッチング速度が（ａ）の場合よりも高速なので、Ｔが電源電圧の変動に伴って一時的に低下する期間が（ａ）の場合よりも短くなっている。そのため、ＣとＴとの交点間の時間間隔が（ａ）の場合よりも短くなっており、マスキング時間をより短く設定することが可能となる。

そこで、本実施の形態では、冷蔵庫操作基板１のマイコン２５は、マイコン２６から負荷駆動情報を受信した後、マスキング時間よりも長い予め定められた一定時間は、スイッチングレギュレータ１１のスイッチング周波数を負荷駆動情報の受信前よりも高く設定し、当該一定時間の経過後はスイッチング周波数を再びもとに戻すように制御する。

このように、スイッチング周波数を高くすることで、電圧の追従性が向上するので、タッチ検出の閾値が変化する時間を短くすることができ、その結果、マスキング時間を短縮することができ、タッチパネルの操作に対する反応速度を速めることができる。

本発明は、冷蔵庫として有用である。

１冷蔵庫操作基板、２冷蔵庫制御基板、３タッチパネル電極、４交流電源、５，８ダイオード、６，９，１３電解コンデンサ、７トランス、１０ＤＣ−ＤＣ電源ＩＣ、１１スイッチングレギュレータ、１２コイル、１４セラミックコンデンサ、２０冷蔵庫、２５，２６マイコン。

Claims

タッチパネルセンサおよびこのタッチパネルセンサを制御する第１の制御部が設けられた冷蔵庫操作基板と、出力電圧をスイッチングレギュレータで制御して前記冷蔵庫操作基板に電力を供給する電源と、前記冷蔵庫操作基板と電源線および通信線で接続され冷蔵庫の運転制御をする第２の制御部が設けられた冷蔵庫制御基板とを備え、
前記第１の制御部は、前記第２の制御部から負荷駆動情報を受信した場合には、前記負荷駆動情報の受信時から予め設定されたマスキング時間を経過するまでは、前記タッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けないことを特徴とする冷蔵庫。
前記第１の制御部は、前記第２の制御部から負荷駆動情報を受信した場合に、電源負荷変動が予め設定された電流基準値以上のときは、前記負荷駆動情報の受信時から前記マスキング時間を経過するまでは、前記タッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けず、前記電源負荷変動が前記電流基準値未満のときは、前記タッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記第１の制御部は、前記第２の制御部から負荷駆動情報を受信した場合に、電源負荷変動が予め設定された第１の電流基準値以上のときは、前記負荷駆動情報の受信時から第１のマスキング時間を経過するまでは、前記タッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けず、前記電源負荷変動が前記第１の電流基準値未満でかつ予め設定された第２の電流基準値以上のときは、前記負荷駆動情報の受信時から前記第１のマスキング時間よりも短い第２のマスキング時間を経過するまでは、前記タッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けず、その他のときは、前記タッチパネルセンサを介した操作情報の入力を受け付けることを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
前記第１の制御部は、前記第２の制御部から負荷駆動情報を受信した場合に、前記負荷駆動情報の受信時から前記マスキング時間よりも長い予め定められた一定時間は、前記スイッチングレギュレータのスイッチング周波数を前記負荷駆動情報の受信前よりも高く設定し、当該一定時間の経過後は前記スイッチング周波数を再びもとに戻すように制御することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。