JP3751276B2 - 冷蔵庫及びその制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷蔵庫及びその制御方法に関し、より詳しくは共通入力ポートを有するマイコンと複数のバイメタルを用いて除霜運転を行う冷蔵庫及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷蔵庫は冷凍サイクルの蒸発器により生成された冷気をファンで貯蔵室に強制供給することにより、貯蔵食品の腐敗を防止し、新鮮度を長期間維持させる。
【０００３】
このような従来の冷蔵庫は、本体の後部に、冷気を生成して冷凍室と冷蔵室に供給する蒸発器とファンが設けられる。すなわち、一つの蒸発器とファンを備えて、冷気を冷凍室と冷蔵室に分散供給する。ほかの方式として、冷凍室と冷蔵室に対応して蒸発器とファンを一つずつ備えて、独立的に各室に冷気を供給して冷却運転する。いずれの方式であっても、蒸発器に配置された除霜ヒータを駆動して、蒸発器に着霜された霜を除去する除霜運転を行う。
【０００４】
除霜運転は、冷蔵庫を全般的に制御するマイコンの制御により行われ、除霜運転可否を決定するための除霜条件を前もって設定しておき、当該除霜条件を満たすと、除霜ヒータを駆動するようになっている。
【０００５】
前述したように、従来の冷蔵庫においては、除霜ヒータを駆動して除霜運転を開始した後、蒸発器に設けられた温度センサーで感知した除霜温度（蒸発器の表面温度）をマイコンが入力し、設定温度に到達すると、除霜ヒータの駆動を停止させるようになっている。
【０００６】
図１Ａは従来の冷蔵庫を示し、図１Ｂは図１Ａの冷蔵庫を制御する方法を例示するフローチャートである。
図１Ａに示すように、従来の冷蔵庫は、蒸発器（図示せず）に設けられ、除霜温度によって抵抗が変化するサーミスタＴＨと、このサーミスタＴＨに連結された電圧分配用抵抗Ｒａと、マイコン１の入力ポートＰ１に連結された抵抗Ｒｂ及びキャパシタＣａとを備えている。前記抵抗Ｒｂ及びキャパシタＣａは前記抵抗Ｒａにより分配された電圧を降下させるとともに安定させる。
【０００７】
以下、図１Ｂにもとづいて、図１Ａに示す冷蔵庫の除霜運転を説明する。
除霜運転条件を満たすと、除霜運転を開始するため、マイコン１が除霜ヒータ（図示せず）をオンさせる（Ｓ１０）。前記除霜ヒータの発熱により除霜温度が上昇して、蒸発器に着霜された霜が溶ける。この場合、除霜温度によって変化するサーミスタＴＨの抵抗値に相当する電圧がマイコン１の入力ポートＰ１に入力される（Ｓ２０）。前記マイコン１は入力ポートＰ１を通じて検出された入力電圧をデジタル温度データに変換し、その変化された温度データによって除霜温度を算出する（Ｓ３０）。
【０００８】
マイコン１は、算出された除霜温度が除霜運転の停止するために設定した温度、つまり除霜停止温度に相当するかを判断する（Ｓ４０）。その判断結果、算出された除霜温度が除霜停止温度に相当していないと、除霜運転を続行し、算出された除霜温度が除霜停止温度に相当すると、マイコン１は、除霜運転を縦断するため、除霜ヒータをオフさせる（Ｓ５０）。その後、各室に対する冷却運転を行うために復帰する。
【０００９】
ところが、従来の冷蔵庫は、蒸発器に設けられた一つのサーミスタＴＨをもって除霜温度を感知するので、除霜温度を正確に感知し得ないため、蒸発器の一部に着霜された霜が完全に除去されたままであるにもかかわらず、除霜運転を中断する結果を持たすことになる。
【００１０】
これに鑑み、韓国登録特許第１６１９２５号（公開番号特１９９７−０２２１２８）においては、図２に示すように、蒸発器２の表面温度をより正確に感知するため、除霜温度センサー６ａ、６ｂを蒸発器２の両側に設置することにより、実際の蒸発器２の温度に近い除霜温度をチェックする方案を開示する。
【００１１】
しかし、図２に示す従来の冷蔵庫は構造が複雑であり、製造費が高い。すなわち、高価の温度センサーのほかにも、各温度センサーに連結される入力ポートを別に備えている。言い換えれば、除霜温度の感知のため、温度センサーを多く付加すると、マイコンの入力ポートも付加の温度センサーの数に合わせて備えなければならないので、これを具現するための回路構成が複雑になり、高価の温度センサーを付加することにより製造費が増加する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述した従来技術の背景に鑑みてなされたもので、その目的は、一つ以上の温度感応素子を用いて、除霜温度をチェックするための回路構成を簡素化させた冷蔵庫及びその制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、冷却運転及び除霜運転を行う冷蔵庫において、前記冷却運転を行う蒸発器と、前記蒸発器に互いに離隔して設置される複数の温度感応素子を用いて除霜温度を感知する除霜温度感知部と、前記除霜温度感知部により検出された除霜温度を入力する共通入力ポートを有するマイコンとを含んでなる冷蔵庫を提供する。
【００１４】
また、前記目的を達成するため、本発明は、蒸発器に互いに離隔して設置された複数の温度感応素子を用いて除霜温度を感知し、前記感知された除霜温度を入力するための共通入力ポートを有するマイコンの制御によって前記蒸発器を除霜するための除霜運転を行う冷蔵庫の制御方法において、除霜運転の際、前記共通入力ポートを通じて入力される前記除霜温度にもとづいて前記温度感応素子の運転状態を判断する段階と、前記除霜温度が前記温度感応素子の運転状態に対する判断結果に基づいて、前記除霜温度が除霜停止条件に相当すると前記除霜運転を停止する段階とを含む冷蔵庫の制御方法を提供する。
【００１５】
本発明において、除霜温度を感知するため、前記蒸発器には一つ以上の温度感応素子が設置される。前記温度感応素子は同一の動作特性を有するバイメタル、又は例えば相違した動作特性を有するサーミスタ及びバイメタルのような２種の素子で具現できる。前記バイメタルの動作特性としては、前記除霜温度によってオン又はオフされることを含む。前記サーミスタの動作特性としては、抵抗が前記除霜温度によって変化することを含む。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による好ましい実施例を添付図面にもとづいて詳細に説明する。図３Ａは本発明の一実施例による冷蔵庫の構成を示す回路図である。同図に示すように、本実施例による冷蔵庫は、温度感応素子として蒸発器に互いに離隔して設けられる一つのサーミスタＴＨと、複数のバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎとを含む。ここで、除霜温度の感知動作に関わる構成要素を中心に説明し、そのほかの通常の除霜ヒータなどの構成要素は図示しない。
【００１７】
図３Ａに示すように、本発明の冷蔵庫は、蒸発器の除霜運転の際、複数の温度感応素子をもって除霜温度を感知するための除霜温度感知部１０と、前記除霜温度感知部１０で感知された除霜温度を入力するための一つの共通入力ポートＰ１を有するマイコン１１とを備えている。
【００１８】
前記除霜温度感知部１０は、サーミスタＴＨ及び複数のバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎと、電圧分配用抵抗Ｒａと、この抵抗Ｒａにより分配された電圧を降下させるとともに安定させるための抵抗Ｒｂ及びキャパシタＣａを備えている。
【００１９】
前記サーミスタＴＨと複数のバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎは蒸発器に互いに離隔して設けられ、その設置部位での除霜温度を感知する。例えば、除霜温度の変化が最も遅い地点、つまり除霜温度がバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎが位置する部位より遅く変化する蒸発器の部位にサーミスタＴＨを設置する。
【００２０】
前記サーミスタＴＨに複数のバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎがそれぞれ並列で連結され、前記サーミスタＴＨと前記バイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎのそれぞれはその一端が電圧分配用抵抗Ｒａを介して駆動電源Ｖｃｃに連結され、他端が接地される。
【００２１】
除霜条件を満たすと、マイコン１１が除霜ヒータ（図示せず）を駆動させ、除霜ヒータの発熱により除霜温度（蒸発器の表面温度）が上昇する。この際、複数のバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎはそれぞれ除霜運転の初期にオン状態を維持しているが、除霜温度が一定温度に高くなると、オフ状態に転換される。したがって、一つのバイメタルであってもオン状態を維持すると、そのバイメタルを通じて接地側に電流が流れるので、マイコン１１の入力ポートＰ１に入力される電圧は除霜運転の初期のような状態を支持し、これにより、前記マイコン１１は除霜運転を持続するため、除霜ヒータを駆動させる。
【００２２】
その後、全てのバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎがオフ状態に転換されると、除霜温度によって変化する前記サーミスタＴＨの抵抗値に相当する分配電圧が抵抗Ｒｂ及びキャパシタＣａを経てマイコン１１の入力ポートＰ１に入力される。前記マイコン１１は入力ポートＰ１を通じて入力される。前記マイコン１１は入力ポートＰ１を通じて入力される電圧に相当する除霜温度を認識し、その除霜温度と設定温度を比較して除霜停止条件に相当するかを判断し、その判断結果によって除霜ヒータを作動させる。
【００２３】
したがって、複数のバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎがみんなオフされた後に初めて、除霜温度の変化が最も遅い地点に設置された前記サーミスタＴＨの抵抗に相当する電圧によってマイコン１１が除霜運転を維持するか又は中断させる。したがって、本発明の冷蔵庫は、蒸発器の一部に霜が全く溶けなかったままで除霜運転を中断することを防止する。
【００２４】
図３Ｂはこのような構成を有する本発明による冷蔵庫の制御方法を示すフローチャートである。
除霜条件を満たすと、除霜運転を開始するため、マイコン１１が除霜ヒータ（図示せず）をオンさせる（Ｓ１１０）。前記除霜ヒータの発熱により除霜温度が上昇するにしたがい、蒸発器に着霜された霜が解け、蒸発器の各部位に設置された複数のバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎが一つずつオフ状態に転換される。この際、サーミスタＴＨの抵抗に相当する電圧がマイコン１１の入力ポートＰ１に入力される（Ｓ１２０）。前記マイコン１１は入力ポートＰ１を通じて検出された入力電圧が設定電圧より高いかを判断する（Ｓ１３０）。ここで、設定電圧は複数のバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎがみんなオフ状態に転換された状態を判断するために設定した電圧である。
【００２５】
段階Ｓ１３０の判断結果、検出された入力電圧が設定電圧より高くないと、バイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎがみんなオフ状態に転換されていない状態を意味し、除霜運転を持続させる必要があるので、待機する。
【００２６】
段階Ｓ１３０の判断結果、検出された入力電圧が設定電圧より高いと、つまりバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎがみんなオフ状態に転換され、蒸発器に着霜された霜がほとんど除去された場合、前記マイコン１１は入力ポートＰ１を通じて検出された電圧をデジタル温度データに変換し、この変換された温度データによって除霜温度を算出する（Ｓ１４０）。
【００２７】
ついで、マイコン１１は算出された除霜温度が除霜運転を停止するために設定した温度、つまり除霜停止温度に相当するかを判断する（Ｓ１５０）。その判断結果、算出された除霜温度が除霜停止温度に相当しないと、除霜運転を持続し、その判断結果、算出された除霜温度が除霜停止温度に相当すると、マイコン１１は除霜運転を中断するため、除霜ヒータをオフさせる（Ｓ１６０）。ついで、冷蔵庫の各室に対する冷却運転を行う次の運転に復帰する。
【００２８】
図４は本発明のほかの実施例による冷蔵庫の構成を示す回路図である。図３Ａ及び図４において、同じ参照符号は同一の構成要素を示す。ここで、一つのサーミスタＴＨ及び複数のバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎは、一端が駆動電源Ｖｃｃに連結され、他端が電圧分配抵抗Ｒａを介して接地される。
【００２９】
図４の実施例において、複数のバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎがみんなオフ状態に転換された後、つまり蒸発器の除霜温度が全体として上昇すると、前記マイコン１１が入力ポートＰ１を通じて入力される電圧を除霜温度として算出し、その算出された除霜温度にもとづいて除霜運転を終了する。
【００３０】
図５は本発明のさらにほかの実施例による冷蔵庫の構成を示す回路図である。図５において、図３Ａと同一の構成要素には同じ参照符号を付ける。
図５に示すように、本実施例の冷蔵庫は図３Ａ及び図４に示すサーミスタＴＨの代わりにバイメタルＢ０を使う。このバイメタルＢ０はほかのバイメタルＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎより除霜温度の上昇が最も遅い地点に設置される。ここで、一般にバイメタルが価格の面で有利なので、サーミスタの代わりに使うことができる。
【００３１】
全てのバイメタルＢ０、Ｂ１、…、Ｂｎは、その一端が電圧分配用抵抗Ｒａを介して駆動電源Ｖｃｃに連結され、他端が接地される。
【００３２】
除霜運転に際して、いずれか一つのバイメタルがオン状態を維持していると、前記マイコン１１の入力ポートＰ１に入力される電圧は除霜運転の初期のような状態を維持する。すなわち、前記マイコン１１の入力ポートＰ１を通じて検出された入力電圧が設定電圧より高くなければ、除霜運転を持続する。
【００３３】
除霜温度が上昇して全てのバイメタルＢ０、Ｂ１、…、Ｂｎがオフ状態に転換されると、前記マイコン１１は、入力ポートＰ１を通じて検出された入力電圧が設定電圧より高くなるので、蒸発器の全体の除霜温度が上昇した状態と認識する。したがって、マイコン１１は、除霜運転を終了するため、除霜ヒータの作動を停止させる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、除霜温度を感知するため、バイメタルなどの安価の温度感応素子を有する冷蔵庫を提供する。したがって、冷蔵庫の製造費を節減することができる。また、マイコンはこのような温度感応素子に対して一つの共通入力ポートのみを備えているとよいので、回路の構成が簡素化する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 従来技術による冷蔵庫の構成を示す回路図である。
【図１Ｂ】 図１Ａに示す冷蔵庫の制御方法を示すフローチャートである。
【図２】 ほかの従来技術による冷蔵庫の部分構成図である。
【図３Ａ】 本発明の一実施例による冷蔵庫の構成を示す回路図である。
【図３Ｂ】 本発明による冷蔵庫の制御方法を示すフローチャートである。
【図４】 本発明のほかの実施例による冷蔵庫の構成を示す回路図である。
【図５】 本発明のさらにほかの実施例による冷蔵庫の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１０ 感知部
１１ マイコン
Ｂ０、Ｂ１、…、Ｂｎ バイメタル
Ｃａ キャパシタ
Ｐ１ 入力ポート
Ｒａ、Ｒｂ 抵抗
ＴＨ サーミスタ
Ｖｃｃ 駆動電源

Claims (27)

1. 冷却運転及び除霜運転を行う冷蔵庫において、
   前記冷却運転を行う蒸発器と、
   前記蒸発器に互いに離隔して設置される複数の温度感応素子を用いて除霜温度を感知する除霜温度感知部と、
   前記除霜温度感知部の複数の温度感応素子により検出された各除霜温度を入力する共通入力ポートを有するマイコンとを含んでなることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記除霜温度感知部は同一の動作特性を有する温度感応素子でなることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 前記温度感応素子は前記除霜温度によって選択的にオン又はオフされるバイメタルであることを特徴とする請求項２記載の冷蔵庫。
4. 前記除霜温度感知部は相違した動作特性を有する温度感応素子でなることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
5. 前記温度感応素子は前記除霜温度によって抵抗が変化するサーミスタと、前記除霜温度によって選択的にオン又はオフされる少なくとも一つのバイメタルであることを特徴とする請求項４記載の冷蔵庫。
6. 前記サーミスタと前記少なくとも一つのバイメタルは互いに並列で電気的に連結されることを特徴とする請求項５記載の冷蔵庫。
7. 前記除霜温度感知部は、前記サーミスタ及び前記少なくとも一つのバイメタルのそれぞれの一端が駆動電源に連結されるようにする電圧分配用抵抗と、他端が連結される電位とをさらに含むことを特徴とする請求項６記載の冷蔵庫。
8. 前記サーミスタと前記少なくとも一つのバイメタルのそれぞれは一端が駆動電源に連結され、前記除霜温度感知部は、前記サーミスタと前記少なくとも一つのバイメタルのそれぞれの他端が電圧分配用抵抗を介して電位に連結されることを特徴とする請求項６記載の冷蔵庫。
9. 前記サーミスタは、前記サーミスタの除霜温度が前記バイメタルの除霜温度より遅く上昇する蒸発器の部位に設置されることを特徴とする請求項５記載の冷蔵庫。
10. 蒸発器に互いに離隔して設置された複数の温度感応素子を用いて除霜温度を感知し、前記複数の温度感応素子によって前記感知された各除霜温度を入力するための共通入力ポートを有するマイコンの制御によって前記蒸発器を除霜するための除霜運転を行う冷蔵庫の制御方法において、
    除霜運転の際、前記共通入力ポートを通じて入力される前記除霜温度にもとづいて前記温度感応素子の運転状態を判断する段階と、
    前記除霜温度が前記温度感応素子の運転状態に対する判断結果に基づいて、前記除霜温度が除霜停止条件に相当すると前記除霜運転を停止する段階とを含むことを特徴とする冷蔵庫の制御方法。
11. 前記温度感応素子の運転状態は前記蒸発器の除霜温度によって決定されることを特徴とする請求項１０記載の冷蔵庫の制御方法。
12. 前記除霜停止条件は、前記蒸発器の全体の除霜温度が上昇するにしたがい、感知された除霜温度が設定された除霜停止温度に相当するかを判断する条件であることを特徴とする請求項１０記載の冷蔵庫の制御方法。
13. 前記温度感応素子は互いに並列で電気的に連結され、前記除霜温度感知部は、前記各温度感応素子の一端が駆動電源に連結されるようにし、他端が電位に連結されるようにする電圧分配用抵抗をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
14. 前記除霜感知部は、前記電圧分配用抵抗により分配された電圧を降下させるとともに安定させる抵抗及びキャパシタを有する電圧安定部をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の冷蔵庫。
15. 前記冷蔵庫は前記蒸発器を除霜するために発熱する除霜ヒータをさらに含み、前記温度感応素子は、前記除霜温度によって抵抗が変化するサーミスタと、前記除霜温度によって選択的にオン又はオフされる少なくとも一つのバイメタルであり、前記マイコンは前記少なくとも一つのバイメタルがオンされると前記除霜ヒータを駆動させることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
16. 前記少なくとも一つのバイメタルは、前記除霜温度が設定温度まで上昇するとオフされ、前記マイコンは、全てのバイメタルがオフされると、そして前記サーミスタの抵抗に相当する電圧によって、前記除霜運転を持続するか又は停止させることを特徴とする請求項１５記載の冷蔵庫。
17. 前記マイコンは前記電圧に相当する温度を認識し、前記温度と設定温度を比較することにより、前記温度が前記冷蔵庫の除霜停止条件に相当するかを判断し、前記判断によって前記除霜ヒータを動作させることを特徴とする請求項１６記載の冷蔵庫。
18. 前記マイコンは前記除霜温度として前記共通入力ポートと通じて入力された電圧を算出し、全てのバイメタルがオフされると、前記算出された除霜温度によって前記除霜運転を終了することを特徴とする請求項１５記載の冷蔵庫。
19. 前記冷蔵庫は前記蒸発器を除霜するために発熱する除霜ヒータをさらに含み、前記バイメタルは互いに並列で電気的に連結され、前記除霜温度感知部は、前記各バイメタルの一端が駆動電源に連結されるようにする電圧分配用抵抗と、他端が連結される電位とをさらに含み、前記マイコンは、一つのバイメタルがオンされるとともに前記共通入力ポートを通じて入力される電圧が設定電圧以下であると、前記除霜ヒータを駆動させ、全てのバイメタルがオフされるとともに前記電圧が前記設定電圧より高いと、前記除霜ヒータを停止させることを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫。
20. 蒸発器に互いに離隔して設置された複数の温度感応素子を用いて除霜温度を感知し、前記複数の温度感応素子によって前記感知された各除霜温度を入力するための共通入力ポートを有するマイコンの制御によって前記蒸発器を除霜するための除霜運転を行う冷蔵庫の制御方法において、
    前記共通入力ポートを通じて検出された電圧が、一つの温度感応素子を除く全ての温度感応素子がオフされているかを示す設定電圧より高いかを判断する段階と、
    前記電圧が前記設定電圧より高いと、前記除霜温度を算出する段階と、
    前記算出された除霜温度が設定除霜停止温度に相当すると、前記除霜運転を停止する段階とを含んでなることを特徴とする冷蔵庫の制御方法。
21. 前記除霜温度を算出する段階は、前記電圧を温度データに変換する段階と、前記温度データによって前記除霜温度を決定する段階とを含むことを特徴とする請求項２０記載の冷蔵庫の制御方法。
22. 前記冷蔵庫の制御方法は、前記電圧が前記設定電圧以下であると前記除霜運転を持続させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の冷蔵庫の制御方法。
23. 前記冷蔵庫の制御方法は、前記算出された除霜温度が前記設定除霜停止温度に相当していないと、前記除霜運転を持続する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の冷蔵庫の制御方法。
24. 前記電位は電気的接地であることを特徴とする請求項７記載の冷蔵庫。
25. 前記電位は電気的接地であることを特徴とする請求項８記載の冷蔵庫。
26. 前記電位は電気的接地であることを特徴とする請求項１３記載の冷蔵庫。
27. 前記電位は電気的接地であることを特徴とする請求項１９記載の冷蔵庫。
    以上

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