JP6041015B2 - 冷蔵庫システム - Google Patents

Description

本発明は、消費電力を抑制する制御手段を備えた冷蔵庫システムに関する。

従来、省エネの観点から節電運転を実施するための節電手段を備えた冷蔵庫が知られている。節電運転は冷蔵庫の一部または全部の貯蔵室の冷却性能を低下させることに繋がるから、原則的に、食材保存品質の確保とは相反することになる。また、冷蔵庫の節電運転以外にも、さまざまな節電策を講じられることがある。具体的には、ユーザの冷蔵庫の使い方の工夫として、買い貯めをすることで、保存している食材自体の熱容量を利用することで食材の温度上昇を防いだり、冷蔵庫の特定の貯蔵室を使わないことによって節電をしたり、設定温度を上げたり、扉開閉を減らすなどの節電策がある。

一方、近年、電力が逼迫した場合には、定期的に停電したり、一般に消費電力が多い時間帯に電気料金を高くしたりするなど、必要節電レベルや節電方法が多様化している。また、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）とよばれるシステムが知られている。ＨＥＭＳを用いることによって、たとえば家の各家電品の運転を外部から制御したり、家電品に節電指示を与えることができる。これにより、できるだけ一般生活の質を落とすことなく、機器の消費電力を抑制したり、消費電力ピークをシフトすることが社会的要請となっている。ＨＥＭＳに接続された冷蔵庫は、ＨＥＭＳによって節電指示を受けた際に、できるだけ食材を劣化させることなく、消費電力を抑制する機能を有することが望ましい。

このような背景のもとで、特許文献１には、屋内の複数の家電機器を監視し、消費電力が所定の値を超えないように制御する装置が記載されている。特許文献２には、冷蔵庫の動作状況を離れた場所でも把握できて、かつ冷蔵庫を効率よく動作させる冷蔵庫が記載されている。また、特許文献３には、冷蔵庫の在庫情報データを外部端末に送信する管理装置が記載されている。また、特許文献４には、冷蔵貯蔵室内に蓄冷材を設け、適切な冷却を行うとともに省エネな冷蔵庫が記載されている。

特開２００２−３６９３８３号公報 特開２００４−０６９２３１号公報 特開２００１−１４１３５０号公報 特開２００２−１６２１４８号公報

上述したように、節電運転を行う冷蔵庫は、節電指示を受けた際に、できるだけ食材を劣化させることなく消費電力を抑制したいという要求がある。この点、従来の技術水準では、上記の特許文献１〜４にあるように節電運転や貯蔵室内の食材保管状況報知に関する技術はあるものの、このような要求を満たすことはできなかった。すなわち、特許文献１では、節電指示と制御を行うが、節電運転の実施手段の言及がない。特許文献２では、節電運転を実施するかどうかの判定を行うが、貯蔵室内の食材保管状況などの情報を取り入れたものではない。特許文献３では、貯蔵室内の食材保管状況を報知するが、節電運転とは関係がない。特許文献４では、蓄冷材を用いて節電運転を行うが、外部からの制御モードの指示や貯蔵室内食材保管状況とは関係がない。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、食材の劣化抑制と消費電力の抑制とを両立するように改善された冷蔵庫システムを提供することを目的とする。

第１の発明にかかる冷蔵庫システムは、
貯蔵室と、
前記貯蔵室内の状態を検知する検知手段と、
前記貯蔵室を冷却する冷却器と、
ユーザ端末との通信を行う通信手段と、
前記冷却器を制御し、前記冷却器の電力消費量を抑制した運転である節電運転を実施可能である冷却制御手段と、
冷蔵庫外の機器から前記節電運転を指示する通信があったとき、前記節電運転が実施された場合に前記貯蔵室内が到達すべき目標状態を示す情報を前記ユーザ端末でユーザに報知する報知手段と、
を備え、
前記冷却制御手段は、前記報知手段による報知が行われた後に前記通信手段を介して前記ユーザ端末から受信した信号に従って、前記節電運転を実施することを特徴とする。

第２の発明にかかる冷蔵庫システムは、
貯蔵室と、
前記貯蔵室内の状態を検知する検知手段と、
前記貯蔵室を冷却する冷却器と、
ユーザ端末との通信を行う通信手段と、
前記冷却器を制御し、前記冷却器の電力消費量を抑制した運転である節電運転を実施可能である冷却制御手段と、
冷蔵庫外の機器から前記節電運転を指示する通信があったとき、前記貯蔵室内と冷蔵庫外の温度差、前記貯蔵室の扉を閉鎖した状態での熱進入負荷、前記貯蔵室内の詰まり状態を数値化した値、冷蔵庫外の空気が前記貯蔵室に進入することによる冷却負荷増加量、食材保管量増加による冷却負荷増加量、および食材保管量減少による冷却負荷減少量のうち少なくとも１つを前記ユーザ端末でユーザに報知する報知手段と、
を備え、
前記冷却制御手段は、前記報知手段による報知が行われた後に前記通信手段を介して前記ユーザ端末から受信した信号に従って、前記節電運転を実施することを特徴とする。

第３の発明にかかる冷蔵庫システムは、
貯蔵室と、
前記貯蔵室内の状態を検知する検知手段と、
前記貯蔵室を冷却する冷却器と、
ユーザ端末との通信を行う通信手段と、
前記冷却器を制御し、前記冷却器の電力消費量を抑制した運転である節電運転を実施可能である冷却制御手段と、
冷蔵庫外の機器から前記節電運転を指示する通信があったとき、前記節電運転を実施した場合における前記貯蔵室内の予測状態を前記ユーザ端末でユーザに報知する報知手段と、
を備え、
前記冷却制御手段は、前記報知手段による報知が行われた後に前記通信手段を介して前記ユーザ端末から受信した信号に従って、前記節電運転を実施することを特徴とする。

本発明によれば、冷蔵庫の節電をしようとする場合に、節電運転の内容をユーザに選択させるための情報をユーザに報知することができ、ユーザが節電運転の内容を適切に選択することができるように、ユーザの判断を補助することができる。その結果、食材の劣化抑制と消費電力の抑制とを両立することができる。

本発明の実施の形態１にかかる冷蔵庫システムが有する冷蔵庫およびユーザ端末の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１にかかる冷蔵庫の模式的な断面図である。 本発明の実施の形態１にかかる冷蔵庫システムにおいて制御回路が実行するルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態１にかかる冷蔵庫システムのシステム構成を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる冷蔵庫システムが有する冷蔵庫の変形例を示す模式的な断面図である。 本発明の実施の形態２におけるユーザ報知シーケンスを示すものである。 本発明の実施の形態２におけるユーザ報知シーケンスを示すものである。 本発明の実施の形態３にかかる冷蔵庫システムが有する冷蔵庫の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の実施の形態３にかかる冷蔵庫システムで用いられる蓄冷ユニットの構成を示す斜視図である。

本発明は、ホームネットワーク等との通信機能と連携して、節電のレベルと食材劣化のレベルとのバランスをユーザが選択できるための機能を有する冷蔵庫の構造と制御方法に関する。以下、本発明に係る家庭用冷蔵庫を主に断面模式図を参照して説明するが、この図面に記載した具体的な断面形状によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
［実施の形態１の装置、システムの構成］
（冷蔵庫１０の構成）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる冷蔵庫システムＡが有する冷蔵庫１０およびユーザ端末７６の構成を示す斜視図である。冷蔵庫システムＡは、冷蔵庫１０およびユーザ端末７６を備えている。冷蔵庫１０は、第１扉１１ａ、第２扉２１ａおよび第３扉３１ａを備え、それぞれの扉で開閉される３つの貯蔵室（第１貯蔵室１１、第２貯蔵室２１、第３貯蔵室３１）を備えている。冷蔵庫１０の上部には、蓄冷ユニットケース５４が装着されている。

図２は、本発明の実施の形態１にかかる冷蔵庫１０の模式的な断面図である。図に示すように、冷蔵庫１０は、３つの貯蔵室（第１貯蔵室１１、第２貯蔵室２１、第３貯蔵室３１）を備えている。図２では、便宜上、第２貯蔵室２１に食材Ｆが貯蔵されている状態を図示している。冷蔵庫１０は、送風式の冷蔵庫であり、貯蔵室の冷風通路中に冷却器２が設けられたものである。この冷却器２と食材を入れる貯蔵室とを冷蔵庫内で空気が循環・通過するように、ファン３が設けられている。冷蔵庫１０には、貯蔵室それぞれに第１ダンパ１２、第２ダンパ２２、第３ダンパ３２が設けられている。これは、３つの貯蔵室の温度帯を相違させることができるようにするためである。第１ダンパ１２、第２ダンパ２２、第３ダンパ３２は、冷風導入用の開閉ダンパである。貯蔵室それぞれには、第１センサ１３、第２センサ２３、第３センサ３３が設けられるが、これらのセンサにはそれぞれサーミスタが含まれている。このように、冷蔵庫１０では各貯蔵室にダンパおよびサーミスタを設けておりこれらは制御回路４に接続される。これにより、貯蔵室空気温度が所定の温度になるように、貯蔵室に流入する冷気風量を調節することができる。なお、冷却器の着霜を定期的に融解するためのデフロスト用ヒータ（図示せず）を備えていても良い。

（センサ部の構成）
冷蔵庫１０は、各貯蔵室に第１センサ１３，第２センサ２３，第３センサ３３を備え、各貯蔵室の内部状態を検知できるように構成されている。図２では、模式的にこれらのセンサを単一の構成として示しているが、実際上の構成はそのような形態に何ら限定されるものではない。

本実施の形態では、第１センサ１３，第２センサ２３，第３センサ３３のそれぞれが、複数のセンサを含むセンサ群として提供されている。第１センサ１３，第２センサ２３，第３センサ３３は、それぞれ温度検知センサを含んでいる。温度を検知するセンサとして、熱電対やサーミスタ、赤外線センサなどを用いればよい。冷蔵庫１０内部の空気の温度、冷蔵庫１０の部品の温度、貯蔵室内の食材自体の温度を、それぞれ検知することができる。また、第１センサ１３，第２センサ２３，第３センサ３３は、それぞれ、「各貯蔵室に収容された物品の量を検出するセンサ」を含んでいる。具体的には、ドアポケットや棚に配置した重量センサやカメラなどを用いて、食材保管量を検知できる。この種の検知技術は既に公知のため、詳細な説明は省略する。

なお、図２において、これらのセンサは、各貯蔵室の概ね後ろ側に記載されている。しかし、位置や検知対象や検知手段は、本実施の形態にかかる制御を行うことができれば特に限定されない。

（蓄冷ユニットの構成）
冷蔵庫１０は、蓄冷材を用いて節電運転制御をすることができる。図２では、この製品のハードウェア構成についても図示している。ここでは蓄冷ユニット５６が、冷蔵庫本体上部に設けられた蓄冷ユニットケース５４に内蔵されている。蓄冷ユニットケース５４は、蓄冷ユニット５６を装着し且つ離脱させるための取付部を担う。冷蔵庫１０の、蓄冷ユニット接続部５１と相対する部分には、蓄冷ユニットダンパ５２が設けられる。蓄冷ユニットケース５４には、蓄冷ユニット接続部５１と、蓄冷材検知部５３が設けられる。

また、蓄冷ユニットケース５４は、冷蔵庫本体と着脱可能とすることによって、蓄冷ユニットをもたない冷蔵庫との共通部品化を図ることができる。また、蓄冷ユニット５６は、蓄冷ユニットケースから着脱可能に設けられ、蓄冷ユニット５６のサイズが異なる製品を製造時に共通部品化ができるとともに、製品廃棄時に分解しやすくできる。

（制御回路等の構成）
冷蔵庫１０は、制御回路４および通信機能部５を内蔵している。制御回路４は、演算処理部、記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）を含むマイクロコントローラである。制御回路４は、圧縮機１、冷却器２、ファン３、第１ダンパ１２、第２ダンパ２２、第３ダンパ３２、および蓄冷ユニットダンパ５２と接続しており、それらに制御信号を与えることができる。また、制御回路４は、第１センサ１３、第２センサ２３、第３センサ３３、および蓄冷材検知部５３と接続しており、これらの検知手段から検知信号を受信することができる。通信機能部５は、ユーザ端末７６との通信を行うことができる。ユーザ端末７６は、リモートコントローラ、携帯電話、ＰＤＡ、モバイルコンピュータ、タブレットＰＣなどの各種の端末があり、その種類は限定されるものではない。

（冷蔵庫システムＡの構成）
図４は、本発明の実施の形態１にかかる冷蔵庫システムＡのシステム構成を説明するためのブロック図である。冷蔵庫１０内部には、電気部品（圧縮機１、冷却器２、ファン３）、センサ（第１センサ１３、第２センサ２３、第３センサ３３）、制御回路４、通信機能部５が設けられている。

冷蔵庫１０は、家屋６０内に設置されている。家屋６０内には、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）コントローラ６２、蓄電発電機器６４も設置されている。ＨＥＭＳコントローラ６２は、図示しない冷蔵庫１０以外の他の家電機器とも接続している。

ＨＥＭＳコントローラ６２は、家屋６０の外部に設置された情報サーバ７２と接続している。ＨＥＭＳコントローラ６２と情報サーバ７２は、電気通信回線ネットワークを介して接続している。情報サーバ７２は、さらに電気通信回線ネットワーク７４を介して、ユーザ端末７６と接続している。電気通信回線ネットワークは、インターネット、イントラネット、ＬＡＮなどである。このようにして、ユーザ端末７６、情報サーバ７２、ＨＥＭＳコントローラ６２、冷蔵庫１０の間で、情報の送受信が可能なネットワークが形成されている。

［実施の形態１の動作］
（基本動作）
各貯蔵室を所定温度に保つための冷却運転制御としては、先ず、各貯蔵室のセンサ（第１センサ１３、第２センサ２３、第３センサ３３）によって温度を検知する。それらの貯蔵室の一部または全部が所定の温度以下に到達した場合には、その所定温度以下に到達した貯蔵室に設けられたダンパを閉じて、冷気流入を停止する。逆に、所定の温度以上に到達した場合には、その所定温度以上に到達した貯蔵室に設けられたダンパを開いて、冷風を流入させる冷却動作を行う。

冷蔵庫システムＡでは、冷蔵庫１０の運転状況やユーザの設定に応じて、予め制御回路４の記憶部内に記憶された温度制御パターンで、冷蔵庫１０を制御することができる。制御回路４は、ＨＥＭＳなどの外部機器からの制御指示があった場合には、これに応じて冷蔵庫１０を運転することもできる。

（ユーザへの報知機能およびシステム動作）
本願発明者は、鋭意研究を進めたところ、できるだけ食材を劣化させることなく消費電力を抑制したいという要求を実現するためには、食材の種類や保管量などを考慮して総合的に節電運転の内容を決定することが好ましく、冷蔵庫がどのような節電運転をするかの判断をユーザに委ねることが好ましいことを見出した。さらに、節電運転にかかる技術、貯蔵室内の状態（例えば食材保管状況）などの情報の取り扱い、およびユーザに節電運転の内容決定を委ねる技術的コンセプトの間の関係について鋭意研究を進めたところ、食材の劣化抑制と消費電力の抑制とを両立するように改善された冷蔵庫システムを見出すに至った。

本実施の形態にかかる冷蔵庫システムＡでは、節電運転を開始する要求（例えばＨＥＭＳからの節電運転開始指示）に応じて、制御回路４が、「節電運転の内容をユーザに選択させるための情報」を生成する。この情報の生成は、第１，２，３センサ１３、２３、３３で検知した貯蔵室内の状態に基づいて行われる。

制御回路４は、通信機能部５を介して、無線ネットワークなどの通信網を介して、ユーザ端末７６にこの情報を送信する。すなわち、通信機能部５は、制御回路４に接続されている。通信機能部５は、「節電運転の内容をユーザに選択させるための情報」を、冷蔵庫１０の外部の機器に送信する。具体的には、ユーザ端末７６に直接送信してもよいし、ＨＥＭＳコントローラや外部のサーバに一旦出力して間接的にユーザ端末７６に送信するようにしてもよい。このようにして、冷蔵庫システムＡは、後述する「節電運転の内容をユーザに選択させるための情報」をユーザ端末７６でユーザに報知する。

通信機能部５は、冷蔵庫１０の外部機器（ＨＥＭＳなど）から、冷蔵庫１０の動作の一部または全部を制御するための指示を受ける機能を有する。制御回路４は、通信機能部５が外部機器から受けた指示を受信し、この指示に基づいて冷却器を制御する。ユーザ端末７６から受信した信号が節電運転指示である場合には、この指示に従って節電運転を実施するのである。

（節電運転の内容をユーザに選択させるための情報）
ユーザ端末７６でユーザに報知する「節電運転の内容をユーザに選択させるための情報」は、下記の各種情報（１）〜（５）からなる群から選択した１つ以上の情報である。実施の形態１では、下記の各種情報のなかでセンサ値に基づく計算が必要なものについては、制御回路４で予め記憶したプログラムを実行してその計算結果をユーザに報知するものとする。この計算は、ユーザへ報知される冷蔵庫の運転状況に関する情報のうち、温度や食材保管量などの「冷蔵庫に設けたセンサが検知した１次情報」をもとに節電可能レベルを判定したり各貯蔵室の温度変化を予測したりする計算である。

（１）「冷蔵庫１０の内部状態に関わる情報」をユーザに報知してもよい。具体的には、下記の（１−１）〜（１−４）の少なくとも１つをユーザに報知してもよい。
（１−１）「冷却器２の運転状態」を含めても良い。冷蔵庫の運転状態に関わる情報とは、温度や冷却制御の運転実施状況である。具体的には、制御回路４によって制御されている圧縮機１、ファン３、ダンパなどの動作情報である。
（１−２）第１センサ１３、第２センサ２３、第３センサ３３によるセンサ検知情報の一部または全部をユーザに報知してもよい。
（１−３）貯蔵室内における物品の保管状況をユーザに報知してもよい。具体的には、冷蔵庫に保管した食材の情報、食材の量をユーザに報知してもよい。
（１−４）冷蔵庫の扉開閉に関する情報をユーザに報知してもよい。例えば、どの程度の時間にわたって冷蔵庫扉開閉が無いかや、所定時間内における扉開閉の回数（頻度）などであり、扉の開閉を検知するセンサを取り付けてこのセンサの出力に基づいて回数や頻度を検出すればよい。

（２）「どのような節電運転が可能かを示す情報」をユーザに報知してもよい。具体的には、下記の（２−１）および（２−２）の少なくとも一方をユーザに報知してもよい。
（２−１）「節電運転モードの情報」を含んでも良い。制御回路４は、冷却器２の電力消費量が相違する複数の節電運転モードを有している。複数の節電運転モードは、実施の形態１では、具体的には、節電レベル１と、この節電レベル１よりも電力消費量が抑制された節電レベル２と、からなる。この複数の節電運転モードを、ユーザ端末７６でユーザに報知しても良い。なお、実施の形態１では、複数の節電運転モードが蓄冷ユニット使用モードを含むものとする。蓄冷ユニット使用モードは、冷却器２を電力消費量が通常運転時よりも低い設定で作動させ、且つ蓄冷ユニット５６を用いて貯蔵室を冷却するモードである。
（２−２）「選択可能節電運転モード」をユーザに報知してもよい。選択可能節電運転モードは、現時点で選択可能な節電運転モードをいう。選択可能節電運転モードは、第１センサ１３、第２センサ２３、第３センサ３３で検知した貯蔵室内の状態に基づいて、複数の節電運転モードのうち、ユーザが現時点で実際に選択可能な節電運転モードを制御回路４が算出するものである。

（３）「節電運転における貯蔵室内の目標状態」をユーザに報知してもよい。具体的には、節電運転を実施した場合に貯蔵室内温度や食材をどのような状態にするのかの目標設定値である。これは、複数の節電運転モードごとに異なる値を報知しても良い。

（４）「貯蔵室の冷却状態に関する温度情報」をユーザに報知してもよい。具体的には、下記の（４−１）〜（４−５）の少なくとも１つをユーザに報知してもよい。
（４−１）貯蔵室内と冷蔵庫外の温度差をユーザに報知してもよい。なお、冷蔵庫外の温度は、冷蔵庫１０外部の温度センサ（図示せず）から入手すればよい。
（４−２）扉閉鎖状態での熱進入負荷をユーザに報知してもよい。この値は、貯蔵室内と冷蔵庫外の温度差に基づき算出すればよい。
（４−３）貯蔵室内の詰まり状態を数値化した結果をユーザに報知してもよい。貯蔵室内の詰まり状態は、ダンパを開いてから温度センサが空気温度低下を検知するまでの時間差から数値化することができる。
（４−４）冷蔵庫外空気の進入による冷却負荷増加量をユーザに報知してもよい。冷蔵庫外空気の進入の有無や進入量については、扉開閉の頻度や開いている時間を検知するセンサを用いて算出すればよい。
（４−５）食材保管量増加による冷却負荷増加量、あるいは食材保管量減少による冷却負荷減少量をユーザに報知してもよい。食材保管量の増加や減少については、ドアポケットや棚に配置した重量センサやカメラなどを用いて算出すればよい。

（５）「節電運転を実施した場合における貯蔵室内の予測状態」をユーザに報知してもよい。具体的には、下記の（５−１）〜（５−３）の少なくとも１つをユーザに報知してもよい。これは、複数の節電運転モードごとに異なる値を報知しても良い。
（５−１）節電運転を実施した場合に貯蔵室内温度や食材がどのような状態になるのかについての予測結果をユーザに報知してもよい。
（５−２）運転制御を節電モードに切り替えた際に起こるであろう予測温度変化をユーザに報知してもよい。
（５−３）上記の予測温度変化予測に基づいて予測食品鮮度劣化度合をユーザに報知してもよい。

（冷蔵庫本体の節電運転）
冷蔵庫システムＡは、冷蔵庫１０に節電運転を実施させることができる。節電運転は、冷却器２の電力消費量を抑制した運転である。

冷蔵庫の消費電力は、下記の（Ａ）〜（Ｃ）の寄与が大きい。
（Ａ）冷却器２に用いる冷媒を圧縮するための圧縮機１
（Ｂ）送風ファン３
（Ｃ）冷却器２の着霜を定期的に融解するためのデフロスト用ヒータ

そこで、冷蔵庫１０では、省エネのために、通常運転時よりも電力消費量の少ない節電運転として、下記の制御の少なくとも１つを実施するように定めた節電運転モードで制御回路４が制御処理を実行することができる。
（ａ）圧縮機１の運転時間を減らす。
（ｂ）冷却する貯蔵室を減らすためにダンパ閉鎖時間を長くする。
（ｃ）ファン３による送風を停止する。
（ｄ）デフロスト回数を減らす。
（ｅ）下記の蓄冷ユニット使用モードを使用する。

（蓄冷ユニットおよび蓄冷ユニット使用モード）
ここで、蓄冷ユニット５６を用いた動作について説明する。通常の冷却運転中に、冷蔵庫本体の圧縮機１、冷却器２、ファン３によって送風される冷気は、蓄冷ユニットダンパ５２を通じて蓄冷ユニット５６に送風される。この冷気によりユニット内部の蓄冷材を冷却し、また蓄冷材の冷却状態をダンパ開閉動作によって制御できる。

節電運転時には、圧縮機１やファン３の動作を抑制して消費電力を抑えつつ、冷蔵貯蔵室内の空気を、蓄冷ユニット５６に通風させることで冷却し、各貯蔵室を冷却する。蓄冷ユニット５６に蓄えられた熱量の限界に応じて、長時間の冷却運転を優先して各貯蔵室の設定温度を上げるか（食材劣化リスクは高い）、食材劣化抑制を優先して蓄冷ユニットへの送風を行うか（冷却可能時間が短い）、という選択が可能である。節電レベルの設定やユーザの指示に応じて、制御内容を変更する。

［実施の形態１のシステムの具体的処理］
図３は、本発明の実施の形態１にかかる冷蔵庫システムＡにおいて制御回路４が実行するルーチンのフローチャートである。この図３を用いて、通信と制御のフローを説明する。図３のフローチャートは、冷蔵庫１０内の制御回路４において実行される。なお、通信機能部５を利用できる状態になった冷蔵庫１０は、自動的に、あるいは、通信機能利用モードをユーザが選択することによって、通信機能利用モードＯＮ状態となるものとする。図３のフローチャートは、この通信機能利用モードがＯＮとなっている場合に実行されるものである。

図３のルーチンでは、先ず、制御回路４が、冷蔵庫１０の外部機器から節電運転の指示があるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここでいう冷蔵庫１０の外部機器とは、本実施の形態ではＨＥＭＳコントローラ６２であるものとする。しかしながら、本発明はこれに限られず、ＨＥＭＳコントローラ６２以外にも、例えば、ユーザ端末７６、情報サーバ７２から節電運転の指示が出される形態であってもよい。

冷蔵庫１０の外部機器から節電運転の指示がないと判定されたのであれば、通常の冷却運転を行う（ステップＳ１０２）。

一方、節電運転の指示があったと判定された場合には、ユーザ報知シーケンス（次項にて説明）を実施する（ステップＳ１０６）。このステップは、「節電運転の内容をユーザに選択させるための情報」をユーザ端末７６でユーザに報知するための処理である。具体的には、このルーチンでは、貯蔵室内の食材保管量、温度、節電可能なレベル、節電運転時の食品鮮度劣化のリスクをユーザに報知するものとする。

次いで、ユーザから節電動作の指示を待つ状態に入る（ステップＳ１０６）。指示が無い場合には、通常運転を継続する（ステップＳ１０２）。なお、一定時間経過後に節電運転を実施するようにしてもよい。

次に、節電レベル２が指示されたかどうかが判定される（ステップＳ１０８）。ユーザから指示される節電レベルが２段階以上ある場合には、それぞれ指示された動作を実施する。本実施の形態では、より高い節電レベルを実施するために着脱式の蓄冷ユニットを用いる冷蔵庫１０を想定している。
節電レベル２の動作指示が無い場合には、節電レベル１に相当する動作、例えば温度設定アップ等の動作をオンとする（ステップＳ１４０）。

節電レベル２での動作の指示を受けた際には、蓄冷ユニットが接続されているかどうか（蓄冷ユニットの装着有無）、蓄冷材が凍結状態にあって冷却動作可能かどうか（蓄冷材の蓄冷状態）、を判定する（ステップＳ１１２）。

動作可能であれば、ユーザの指示通りに節電レベル２の動作を実施する（ステップＳ１１４）。
一方、蓄冷ユニットが動作できなければ、フローを戻って、実施可能な節電レベル報知のシーケンスを実施する（ステップＳ１０４へ）。つまり、蓄冷ユニット使用モードをユーザが選択可能な場合には、選択可能節電運転モードの一つとして、蓄冷ユニット使用モードをユーザ端末７６に送信するのである。

このような仕様およびフローとすることによって、冷蔵庫１０が、外部機器からの節電指示を受信した際に、冷蔵庫１０の運転状態をユーザが知ることができる。知りえた情報をもとに、ユーザは冷蔵庫にどのような動作をさせるかを決定し、指示することができる。従って、節電のレベルと食材劣化のレベルとのバランスをユーザが選択することができ、食材の劣化抑制と消費電力の抑制とを両立することができる。

［実施の形態１のシステムの実動作例］
具体的な一例として、たとえば、ユーザが外出している際に、家の地域に対して昼間の３時間を１０％節電すれば、電気料金のレートが安くなるとの連絡が電力会社から、ユーザあるいはＨＥＭＳコントローラに報知されたケースを想定する。このとき、ユーザには節電指示内容と、冷蔵庫の運転状態の情報が報知される。冷蔵庫の運転状態の情報としては、すなわち、野菜室が残り少なく５℃で維持されていること、冷凍室が満杯であり−１８℃に維持されていること、最近数時間にわたって冷蔵庫扉開閉がないこと、の３つの事項が報知される。

さらに、１０％節電には、節電レベル１で達成できる見込みであることが報知される。また、節電レベル１では、野菜室温度設定１℃アップと冷凍室設定２℃アップを実施すること、野菜を当日中に食べるのであれば問題なく、冷凍室も開閉しなければ温度上昇がほとんどなく、食材劣化が少ない、との予測情報が報知されてもよい。
さらに節電レベル２にすれば、１５％節電が可能であること、冷凍室への冷気送風を停止することで冷凍室が５℃アップするが、アイスや劣化しやすい食材がなければ問題ない、との予測情報が報知されることが望ましい。

ユーザは、これらの内容を確認し、１０％節電には節電レベル１で十分であるが、節電レベル２を選択してもよく、これをユーザ端末７６を用いて冷蔵庫１０に指示することができる。この指示に従い、冷蔵庫１０は節電レベル２となる運転制御を、指定時間（この実動作例では３時間）にわたって実施する。

以上説明した実施の形態１によれば、節電指示があった場合に、食材保管状況に応じて、ユーザが節電レベルを選択することによって、冷蔵貯蔵室内の食材劣化をユーザが許容しうるレベルに抑えることができるようになる。また、ユーザへの情報報知により、より消費電力量が少なくなるように冷蔵庫の使用方法を工夫することができる。また、蓄冷ユニット５６を取り付けるなどによって、選択しうる節電レベルの幅を広げることができる。

［実施の形態１の変形例］
（演算処理を実行するハードウェア）
実施の形態１では、「節電運転の内容をユーザに選択させるための情報」について計算が必要なものについては、制御回路４で予め記憶したプログラムを実行してその計算結果をユーザに報知するものとしている。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。冷蔵庫１０の制御回路４以外において計算を行うように冷蔵庫システムＡを構築しても良い。例えば、ＨＥＭＳコントローラ６２、情報サーバ７２およびユーザ端末７６からなる群から選択した１つのハードウェアにおいて、「節電運転の内容をユーザに選択させるための情報」について計算をし、この情報を生成するようにしても良い。

なお、このような計算を行うソフトウェアは、メーカーによるアップグレードを実施したり、予測温度と実行できた温度との違いから故障検知をするなどの新規な機能を追加したりできることが望ましい。

（蓄冷ユニット無しの冷蔵庫）
実施の形態１では、蓄冷ユニット５６を利用する冷蔵庫１０を説明した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。蓄冷ユニット５６を使用しない冷蔵庫であっても、本発明にかかる「節電運転の内容をユーザに選択させるための情報を生成し、ユーザ端末でこの情報をユーザに報知する技術」を適用することができる。

図５は、本発明の実施の形態１にかかる冷蔵庫システムが有する冷蔵庫の変形例を示す模式的な断面図である。図５に示すように、図２の蓄冷ユニットケース５４等の構成を有さないかわりに第１貯蔵室１１の容積が拡大された冷蔵庫であってもよい。この場合には、節電モードとして、蓄冷ユニット５６を使用するモードではなく、前述した節電運転制御（ａ）〜（ｄ）の少なくとも１つを実施するように定めた節電運転モードで、制御回路４が冷却器２を制御すればよい。また、これらの節電運転制御に限らず、公知の各種の節電運転技術を、本実施の形態にかかる節電運転制御に加えてまたはこれに代えて用いても良い。

なお、図３では、蓄冷ユニットを用いた節電レベルアップを想定して説明したが、本発明はこれに限られるものではない。節電レベル１では設定温度１〜２℃アップで食品の劣化が最小限となるモードとし、節電レベル２では、圧縮機停止制御や所定の貯蔵室の冷気送風を停止する制御を行うなど、食品劣化を許容するモードとしてもよい。また、節電レベルは２段階に限らず、３段階以上の異なる節電レベルを設けても良い。

実施の形態２．
［実施の形態２にかかる装置およびシステムの構成］
実施の形態２にかかる冷蔵庫システムＡは、節電運転を開始する要求があった場合に、品質優先運転と節電優先運転のうちユーザが選択した運転に応じて異なる内容の「節電運転の内容をユーザに選択させるための情報」を生成、報知するものである。この点を除き、実施の形態２にかかる冷蔵庫システムＡは実施の形態１にかかるハードウェア構成およびシステム構成と同様の構成を備えるものとし、図１、２、４、５を用いて説明したハードウェア構成およびシステム構成については実施の形態２も同様であるものとして説明を省略し、実施の形態１、２で同一または相当する構成については以下同一の符号を用いて説明する。

［実施の形態２のシステムの具体的処理］
図６および図７は、本発明の実施の形態２におけるユーザ報知シーケンスを示すものであり、図３のステップＳ１０４の処理内容を変形したものに相当している。すなわち、実施の形態２にかかる冷蔵庫システムＡでも実施の形態１と同様に制御回路４が図３のフローチャートの処理を実行するのであるが、実施の形態２の具体的処理は図３のステップＳ１０４の処理内容が図６および図７に置き換えられているものである。

（優先内容判定ルーチン）
先ず、実施の形態２にかかる冷蔵庫システムＡの具体的処理の前提として、ユーザは、予め、冷蔵庫１０本体あるいはＨＥＭＳコントローラ６２などの外部機器を通じて、節電指示があった際にユーザに報知される情報の種類を選択する。実施の形態２では、「品質優先」又は「節電優先」をユーザが選択し、ユーザが選択した内容をユーザ端末７６などを通じて冷蔵庫１０の制御回路４に対して送信できる。ユーザがどちらを選択しているかは、制御回路４の記憶装置内部に記憶される。

実施の形態２にかかる冷蔵庫システムＡにおいて、実施の形態１と同様に制御回路４が図３のフローチャートを実施した場合、ステップＳ１０４に処理が進むと、実施の形態２では先ず現時点で選択されているのが「品質優先」と「節電優先」のいずれであるかを判定する判定処理が実行される。ここで「品質優先」が選択されている場合には制御回路４が図６のルーチンを実行し、「節電優先」が選択されている場合には図７のルーチンを実行するものとする。

（品質優先報知シーケンス）
図６は、ユーザが「品質優先」を選択している場合に制御回路４が実行するルーチンのフローチャートである。

図６のルーチンでは、先ず、制御回路４が、各貯蔵室の食材保管量を各貯蔵室のセンサ出力に基づいて収集する処理を実行する（ステップＳ２００）。実施の形態１で述べたように、第１センサ１３、第２センサ２３、第３センサ３３は、それぞれ、貯蔵室に収容された物品の量を検出するセンサを含んでいる。これらのセンサの出力に基づいて、各貯蔵室（第１貯蔵室１１、第２貯蔵室２１、第３貯蔵室３１）の食材保管量が検出される。

次に、制御回路４が、ステップＳ２０２の処理を実行する。ステップＳ２０２では、下記の２つの処理が実行される。
・各貯蔵室の温度制御変更レベルの判定処理
・ダンパ（第１ダンパ１２、第２ダンパ２２、第３ダンパ３２）、ファン３、圧縮機１についての制御シーケンスの決定処理

次に、制御回路４が、実施可能節電レベルの判定処理を実行する（ステップＳ２０４）。このステップは、冷蔵庫１０が実行可能な節電運転が、節電レベル１、２の両方なのか、それとも節電レベル１のみであるのかを判定する処理である。節電レベル１、２が、それぞれ食品保存品質を損なわない範囲内かどうかの判定を行う。

次いで、制御回路４が、ステップＳ２０４の判定結果をユーザに報知する処理を実行する（ステップＳ２０６）。このステップでは、制御回路４が、通信機能部５を通じて、ユーザ端末７６に向けてステップＳ２０４での判定結果（つまり実行可能節電運転モードが節電レベル１，２の両方かそれとも節電レベル１のみか）を送信することにより、ユーザへの報知が実施される。

その後、今回のルーチンが終了する。
以上説明したように、図６のルーチンによれば、食材保管量や庫外気温などに応じて（ステップＳ２００）、食品保存品質を損なわない範囲での節電レベルを導出し（ステップＳ２０４）、実施可能節電レベルを報知することができる（ステップＳ２０６）。

（節電優先報知シーケンス）
図７は、ユーザが「節電優先」を選択している場合に制御回路４が実行するルーチンのフローチャートである。

図７のルーチンでは、先ず、制御回路４が、ステップＳ３００の処理を実行する。ステップＳ３００では、下記の２つの処理が実行される。
・ユーザからの節電レベル指定内容に基づいた節電レベルの設定
・ダンパ（第１ダンパ１２、第２ダンパ２２、第３ダンパ３２）、ファン３、圧縮機１についての制御シーケンスの決定処理

次に、制御回路４が、各貯蔵室の食材保管量を各貯蔵室のセンサ出力に基づいて収集する処理を実行する（ステップＳ３０２）。このステップＳ３０２の処理は、図６のステップＳ２００の処理と同様の内容とすることができる。

次に、制御回路４が、ステップＳ３０４の処理を実行する。ステップＳ３０４では、下記の２つの処理が実行される。
・各貯蔵室の温度アップ推定値の算出
・食材劣化レベル推定値および保存期間短縮推定値の算出

次いで、制御回路４が、ステップＳ３０４の判定結果をユーザに報知する処理を実行する（ステップＳ３０６）。このステップでは、制御回路４が、通信機能部５を通じて、ユーザ端末７６に向けてステップＳ３０４での算出結果（つまり各貯蔵室の温度アップ推定値、食材劣化レベル推定値および保存期間短縮推定値）を送信することにより、ユーザへの報知が実施される。

その後、今回のルーチンが終了する。
以上説明したように、図７のルーチンによれば、ユーザが節電レベルを指定し（ステップＳ３００）、これに応じた運転制御を行った際に貯蔵室内の温度上昇や食材劣化レベルなどを導出し（ステップＳ３０４）、これらをユーザに対して報知することができる（ステップＳ３０６）。

図６又は図７のルーチンが実行されることでユーザ端末７６を通じてユーザに情報が報知されるので、ユーザは、報知された情報をもとに、提示された動作を承認するか、別の動作を指示することができる。以上説明した実施の形態２にかかる具体的処理によれば、報知される情報内容が複雑すぎてユーザが混乱したり作業が煩雑になるのを避けることができて、使い勝手のよい節電動作指示が可能となる。

実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３にかかる冷蔵庫システムＡが有する冷蔵庫１５０の構成を示す模式的な断面図である。図８は、蓄冷ユニット搭載位置とその着脱方法について示している。ここでは、蓄冷ユニット１５６は、冷蔵庫１５０に設けた第２貯蔵室２１の引き出し２１１に着脱可能としている。

図９は、本発明の実施の形態３にかかる冷蔵庫システムＡで用いられる蓄冷ユニット１５６の構成を示す斜視図である。蓄冷ユニット１５６の奥面には、冷蔵庫１５０本体の第２貯蔵室２１への送風往き風路４１に相対する部分に、蓄冷ユニット接続部１５１が設けられている。こうして、第２貯蔵室２１に蓄冷ユニット１５６を設置して扉を閉めた状態において、第２ダンパ２２、往き風路４１、蓄冷ユニット接続部１５１、蓄冷ユニット内部、第２貯蔵室２１の残空間、第２貯蔵室２１からファン３のある空間への戻り風路４２へと至る風路が形成される。

実施の形態３では、第２センサ２３が、蓄冷ユニット１５６の着脱状況、および、冷却状態を検知可能である。すなわち、実施の形態３においては、第２センサ２３が、蓄冷ユニット１５６が第２貯蔵室引出し２１１内に配置されてかつ蓄冷ユニット接続部１５１が第２貯蔵室２１内の奥面の所定部位と接続されたか否かを検知するための着脱センサを含んでいる。これは、蓄冷ユニット接続部１５１と第２貯蔵室２１の奥面所定部位との間での機械的接続を検知する着脱センサ（機械式、電気式、磁気式、光学式を問わない）を配置すればよい。また、実施の形態３では、第２センサ２３が、蓄冷ユニット１５６の冷却状態を検知するための温度センサも含んでいる。

実施の形態３では、図８および図９に示すように、蓄冷ユニット１５６が、蓄冷材カバー１５７と、その内部に配置された複数の蓄冷材１５８と、を備えている。蓄冷材１５８はそれぞれ略平行平板状である。蓄冷材カバー１５７内において、蓄冷材カバー１５７の開口部からその開口部に対向する蓄冷ユニット接続部１５１へと向かう方向に平行なガス流路を形成するように、複数の蓄冷材１５８が互いに並行に配置されている。これにより、送風の圧力損失を抑制し、蓄冷材１５８の吸熱・発熱の速度を向上させることができる。

実施の形態３にかかる装置構成とすることによって、冷蔵庫１５０本体を大型化することなく、蓄冷材１５８を利用した節電運転モードを備えることができる。また、通常運転（節電運転ではない運転）の場合や食品保管量が多い場合には、蓄冷ユニット１５６を本体から外して、冷蔵庫１５０全体を食品保存のために使用することができる。一方、節電が求められる時期や食品保管量が少なくてもよい場合に、蓄冷ユニット１５６をセットすることで、食品保管量は減るが、より節電な運転を可能とすることができる。

実施の形態１にかかる動作や具体的処理（図３）の内容およびその変形例は、実施の形態３にかかる冷蔵庫１５０において実行させてもよい。

１ 圧縮機、２ 冷却器、３ ファン、４ 制御回路、５ 通信機能部、１０ 冷蔵庫、１１ 第１貯蔵室、１１ａ 第１扉、１２ 第１ダンパ、１３ 第１センサ、２１ 第２貯蔵室、２１ａ 第２扉、２２ 第２ダンパ、２３ 第２センサ、３１ 第３貯蔵室、３１ａ 第３扉、３２ 第３ダンパ、３３ 第３センサ、４１ 風路、４２ 風路、５１ 蓄冷ユニット接続部、５２ 蓄冷ユニットダンパ、５３ 蓄冷材検知部、５４ 蓄冷ユニットケース、５６ 蓄冷ユニット、６０ 家屋、６２ コントローラ、６４ 蓄電発電機器、７２ 情報サーバ、７４ 電気通信回線ネットワーク、７６ ユーザ端末、１５０ 冷蔵庫、１５１ 蓄冷ユニット接続部、１５６ 蓄冷ユニット、１５７ 蓄冷材カバー、１５８ 蓄冷材、Ａ 冷蔵庫システム

Claims (7)

1. 貯蔵室と、
   前記貯蔵室内の状態を検知する検知手段と、
   前記貯蔵室を冷却する冷却器と、
   ユーザ端末との通信を行う通信手段と、
   前記冷却器を制御し、前記冷却器の電力消費量を抑制した運転である節電運転を実施可能である冷却制御手段と、
   冷蔵庫外の機器から前記節電運転を指示する通信があったとき、前記節電運転が実施された場合に前記貯蔵室内が到達すべき目標状態を示す情報を前記ユーザ端末でユーザに報知する報知手段と、
   を備え、
   前記冷却制御手段は、前記報知手段による報知が行われた後に前記通信手段を介して前記ユーザ端末から受信した信号に従って、前記節電運転を実施することを特徴とする冷蔵庫システム。
2. 前記ユーザ端末で報知される前記目標状態を示す情報は、前記貯蔵室内の温度および前記貯蔵室内の食材の状態のうち少なくとも一方を前記節電運転を実施した場合にどのような状態にするかを示す目標設定値を含む請求項１に記載の冷蔵庫システム。
3. 貯蔵室と、
   前記貯蔵室内の状態を検知する検知手段と、
   前記貯蔵室を冷却する冷却器と、
   ユーザ端末との通信を行う通信手段と、
   前記冷却器を制御し、前記冷却器の電力消費量を抑制した運転である節電運転を実施可能である冷却制御手段と、
   冷蔵庫外の機器から前記節電運転を指示する通信があったとき、前記貯蔵室内と冷蔵庫外の温度差、前記貯蔵室の扉を閉鎖した状態での熱進入負荷、前記貯蔵室内の詰まり状態を数値化した値、冷蔵庫外の空気が前記貯蔵室に進入することによる冷却負荷増加量、食材保管量増加による冷却負荷増加量、および食材保管量減少による冷却負荷減少量のうち少なくとも１つを前記ユーザ端末でユーザに報知する報知手段と、
   を備え、
   前記冷却制御手段は、前記報知手段による報知が行われた後に前記通信手段を介して前記ユーザ端末から受信した信号に従って、前記節電運転を実施することを特徴とする冷蔵庫システム。
4. 貯蔵室と、
   前記貯蔵室内の状態を検知する検知手段と、
   前記貯蔵室を冷却する冷却器と、
   ユーザ端末との通信を行う通信手段と、
   前記冷却器を制御し、前記冷却器の電力消費量を抑制した運転である節電運転を実施可能である冷却制御手段と、
   冷蔵庫外の機器から前記節電運転を指示する通信があったとき、前記節電運転を実施した場合における前記貯蔵室内の予測状態を前記ユーザ端末でユーザに報知する報知手段と、
   を備え、
   前記冷却制御手段は、前記報知手段による報知が行われた後に前記通信手段を介して前記ユーザ端末から受信した信号に従って、前記節電運転を実施することを特徴とする冷蔵庫システム。
5. 前記ユーザ端末で報知される前記予測状態は、前記節電運転を実施した場合における前記貯蔵室内の温度および前記貯蔵室内の食材状態の少なくとも一方についての予測結果を含む請求項４に記載の冷蔵庫システム。
6. 前記ユーザ端末で報知される前記予測状態は、前記節電運転を実施した際に予測される予測温度変化を含む請求項４に記載の冷蔵庫システム。
7. 前記ユーザ端末で報知される前記予測状態は、前記節電運転を実施した場合に予測される温度変化に基づく予測食品鮮度劣化度合を含む請求項４に記載の冷蔵庫システム。

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