JPH09126618A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍負荷に応じてコンプレッサ及びファンモ
ータ回転数を可変速駆動するもので、必要最低能力の冷
凍手段の駆動により、庫内温度変動を抑え、コンプレッ
サの負荷を低減すると共に消費電力の低減を図る。 【解決手段】 冷凍室温度検出回路６の出力を基に冷凍
室の温度判断を行うマイクロコンピュータ５と、マイク
ロコンピュータ５の出力信号に応じてコンプレッサ１２
を可変速駆動するインバータ基板１１と、マイクロコン
ピュータ５の出力信号に応じてファンモータ１３を可変
速駆動する位相制御素子１４及びそのゲート駆動回路１
５とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷蔵庫のコンプレッ
サとファンモータの制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷蔵庫のファンモータの回転数を
可変駆動することにより冷蔵庫の能力制御を行うシステ
ムが考案されている。

【０００３】従来のファンモータ駆動方法としては実開
昭６３−１４４５７５号公報に示されているものがあ
る。

【０００４】以下、図面を参照しながら上記従来のファ
ンモータ制御系を説明する。図５は、従来のファンモー
タ制御系を示す回路図である。図５において、１及び２
は圧力検出素子、３は直流ブラシレスモータにより構成
されるファンモータ、４はファンモータ制御回路、２９
は商用電源、３０は整流器、３１は平滑コンデンサ、３
２は出力回路、３３は電源ラインである。

【０００５】以上のように構成されたファンモータの駆
動について、以下その動作を説明する。

【０００６】まず、コンプレッサの吐出側に設けた圧力
検出素子１によりコンプレッサの吐出側の冷媒圧力を検
出する。同様にコンプレッサの吸入側に設けた圧力検出
素子２によりコンプレッサの吸入側の冷媒圧力を検出す
る。次にこの各圧力検出素子１，２の出力を演算してコ
ンプレッサの負荷状態を検出し、この検出状態に応じて
ファンモータ３の回転を制御するファンモータ制御回路
４により直流ブラシレスモータによって構成される庫内
の冷気循環を促進するファンモータ３を駆動する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成は、コンプレッサ吸入、吐出側圧力検出素子
１，２を必要とし、更に各圧力検出素子１，２の出力に
より、庫内冷気循環促進用ファンモータ３の回転数を低
下させ、コンプレッサに加わる負荷の軽減を図るもので
あり、消費電力の低減効果が小さいという問題点を有し
ていた。

【０００８】本発明は従来の課題を解決するもので、コ
ンデンサ及び凝縮器を送風冷却するためのファンモータ
を能力制御することにより、消費電力の低減を図ること
が出来る冷蔵庫の制御手段を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の冷蔵庫は、回転数可変駆動型のコンプレッサ
と、冷凍庫内温度を検出する冷凍室温度検出回路と、回
転数可変駆動型のファンモータと、前記ファンモータに
よって送風冷却される凝縮器と、前記冷凍庫温度検出回
路の出力によって冷凍負荷に応じて前記コンプレッサ及
びファンモータの回転数を段階的に変化させる制御手段
とから構成されている。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、上記した構成によっ
て、冷凍庫内温度を検出することにより冷凍負荷に応じ
てコンプレッサ及び凝縮器冷却用のファンモータの回転
数を可変速駆動するもので必要最低能力での冷凍手段の
駆動を行う。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成につい
ては、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００１２】図１は、本発明の第１の実施例によるファ
ンモータの制御系を示す回路図である。図２は、同実施
例の動作を示すフローチャートである。又、図３は同実
施例の動作概略図である。

【００１３】図１において、５はマイクロコンピュー
タ、６は冷凍室温度検出回路、７はパワーオンリセット
回路である。マイクロコンピュータ５は内蔵Ａ／Ｄ変換
部のアナログ入力ポート８及びデジタル出力ポート９、
シリアル通信ポート１０を有する構成となっている。

【００１４】１１はコンプレッサ駆動インバータ基板で
あり、マイクロコンピュータ５とはシリアル通信ポート
１０により制御情報の通信が行われる。

【００１５】１２はインバータ基板１１によって駆動さ
れるコンプレッサであり、１３はファンモータ、１４は
ファンモータ１３の回転数可変のための位相制御素子、
１５はそのゲート駆動回路であり、マイクロコンピュー
タ５の出力９によって制御される。

【００１６】冷凍室温度検出回路６において、その出力
端子は冷凍室センサ１６及び抵抗１７を介して、それぞ
れ直流電源Ｖｃｃ及びアースに接続される。この冷凍室
センサ１６はサーミスタからなる温度センサであって、
冷凍室内に配される。冷凍室温度検出回路６の出力は冷
凍室温度判定信号１８としてマイクロコンピュータ５の
Ａ／Ｄ変換部のアナログ入力ポート８に入力される。

【００１７】パワーオンリセット回路７においてリセッ
トＩＣ１９の入力は抵抗２０及びコンデンサ２１を介し
てそれぞれ直流電源Ｖｃｃ及びアースに接続される。リ
セットＩＣ１９の出力はパワーオンリセット回路７の出
力すなわちリセット信号２２としてマイクロコンピュー
タ５のリセット入力端子に入力される。

【００１８】以上のように構成されたファンモータ制御
回路について、以下その動作を説明する。

【００１９】電源が投入され、パワーオンリセット回路
７においてリセットＩＣ１９の入力電圧が所定の電圧以
上になるまでリセットＩＣ１９の出力電圧はＬレベルに
固定される。リセットＩＣ１９の入力電圧はコンデンサ
２１に充電が行われることにより上昇するが、この充電
は抵抗２０とコンデンサ２１とで定まる時定数で行われ
るためリセットＩＣ１９の入力電圧は、すぐには所定電
圧にならず、この時定数の後に所定電圧となる。従っ
て、マイクロコンピュータ５の入力端子には電源の投入
から一定の時間だけＬレベルのリセット信号２２が入力
され、マイクロコンピュータ５がリセットされる。

【００２０】このリセット後、マイクロコンピュータ５
は図２中のステップ１０１の動作を実行する。ステップ
１０１において、マイクロコンピュータ５はコンプレッ
サ１２を最高回転数Ｎｃ３で運転するようにシリアル通
信ポート１０よりインバータ基板１１に速度指令を出力
し、コンプレッサは最大の能力で冷却動作を行う。同時
に、ファンモータ１３の回転数についても最大回転数Ｎ
ｆ３となるようにゲート制御回路１５によりファンモー
タ電圧は位相制御される。

【００２１】ステップ１０２で冷凍室温度判定信号１８
の電圧レベルが調べられる。冷凍室温度センサ１６の抵
抗値は負の温度特性を有するから冷凍室温度判定信号１
８の電圧レベルは温度が低くなるほど低くなる。

【００２２】冷凍室温度検出回路６の出力すなわち冷凍
室温度判定信号１８をマイクロコンピュータ５のＡ／Ｄ
変換部のアナログ入力ポート８に入力する。マイクロコ
ンピュータ５は冷凍室温度判定信号１８の電圧レベルに
より冷凍室温度を判断する。

【００２３】冷凍庫内温度低下し、温度がＴ１℃となる
まで冷凍室温度検出回路の電圧レベルが低下した場合、
ステップ１０３でコンプレッサ１２及びファンモータ１
３を停止し、冷却動作を停止し、冷凍室内温度を設定温
度Ｔ１℃に保つ。

【００２４】次にステップ１０４で冷凍室温度判定信号
１８の電圧レベルが調べられ、冷凍室温度が上昇し、冷
凍室温度判定信号１８の電圧レベルが上昇した場合、設
定温度Ｔ２℃でステップ１０５によりコンプレッサ１２
の回転数を最低回転数Ｎｃ１で運転し、消費電力の低減
を図る。

【００２５】同時にコンプレッサ１２の回転数の低下に
伴い、コンプレッサ自体の発熱量及び凝縮器における放
熱量の低下に合わせ、節電効果を高めるためファンモー
タ１３の回転数をＮｆ１に低下させる。

【００２６】その後、ステップ１０６で冷凍室温度判定
信号１８の電圧レベルを調べる。ここで、コンプレッサ
回転数低下により冷却能力が不足した場合、冷凍室温度
判定信号１８の電圧レベルは上昇するため、設定温度Ｔ
３℃以上となった場合、ステップ１０７でコンプレッサ
１２の回転数をＮｃ２に上昇させ、冷却能力をアップす
ると同時に、ファンモータ１３の回転数をＮｆ２に変化
させ、コンプレッサ発熱量及び凝縮負荷の増大に対応し
ファンモータ１３の回転数を上昇し、風量を増加させ
る。

【００２７】更にステップ１０８で冷凍室温度判定信号
１８の電圧レベルが設定温度Ｔ４℃以上となった場合、
冷却能力の確保を図るため、ステップ１０９でコンプレ
ッサ１２の回転数を最大回転数Ｎｃ３に、ファンモータ
１３の回転数をＮｆ３に上昇し、最大冷却能力での運転
を行い、庫内温度の上昇を防止する。ステップ１１０で
冷凍室温度判定信号１８の電圧レベルを調べた結果がＴ
３℃以下となった場合、ステップ１０７へ戻り、コンプ
レッサ１２の回転数をＮｃ２、ファンモータ１３の回転
数をＮｆ２へ低下させる。

【００２８】一方、ステップ１０８において、コンプレ
ッサ１２の回転数Ｎｃ２、ファンモータ１３の回転数が
Ｎｆ２の運転で冷凍室温度が低下した場合、ステップ１
１１で冷凍室温度判定信号１８の電圧レベルを調べ、Ｔ
１℃以下となった時点でステップ１０５に戻り、コンプ
レッサ１２の回転数をＮｃ１及びファンモータ１３の回
転数をＮｆ１で運転する。

【００２９】ステップ１０６での温度判定信号１８の電
圧レベルがＴ３℃以下の場合、ステップ１０２に戻り、
温度判定信号１８の電圧レベルがＴ１℃以下となった場
合に、ステップ１０４でコンプレッサ１２及びファンモ
ータ１３を停止する。

【００３０】以上のように本実施例の冷蔵庫制御手段は
インバータ１１により駆動されるコンプレッサ１２と位
相制御素子１４により可変速駆動されるファンモータ１
３から構成され、必要以上の能力での冷却手段の運転を
防ぎ、消費電力を低減することが出来る。

【００３１】次に、本発明による冷蔵庫制御手段の第２
の実施例について、図面を参照しながら説明する。な
お、第１の実施例と同一構成については、同一符号を付
して詳細な説明は省略する。

【００３２】図４は本発明の第２の実施例による冷蔵庫
の制御系を示す電気回路図である。図４において、２３
はスイッチング制御素子、２４はそのゲート制御回路、
２５はダイオード、２６はリアクトル、２７は平滑コン
デンサ、２８は過電流検出抵抗である。

【００３３】本実施例は第１の実施例によるファンモー
タとして直流ブラシレスモータ３と、スイッチング制御
素子２３及びゲート制御回路３４により構成されるチョ
ッパ回路を設けたものである。

【００３４】直流ブラシレスモータは交流モータの回転
数制御における位相制御時に見られる効率の減少が少な
く、スイッチング電源による高効率運転が可能という特
徴を持っているため、消費電力の低減に有効である。

【００３５】マイクロコンピュータ５の動作は第１の実
施例における動作と同一であるが、マイクロコンピュー
タ５の速度指令はチョッパ回路のゲート制御回路２４の
導通デューティ比を変化させ、直流電圧出力を可変制御
する。スイッチング制御素子２４が導通サイクルの時、
リアクトル２６に蓄えられたエネルギーはスイッチング
制御素子２４の遮断サイクルにおいてダイオード２５を
通して環流し、ファンモータの高効率運転が可能とな
る。なお、過電流検出抵抗２８は直流ブラシレスモータ
３に過大電流が流れた場合、スイッチング制御素子２３
の導通時間を短くし、電源回路の損傷を防ぐものであ
る。

【００３６】以上のように本実施例の冷蔵庫の制御手段
は直流ブラシレスモータ３と、スイッチング制御素子２
４を用いたチョッパ回路とから構成されているので、フ
ァンモータ回転数可変速駆動時に効率の低下が少なく、
消費電力の低減を図ることが出来る。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の冷蔵庫は、
冷凍手段を構成するコンプレッサと強制空冷コンデンサ
を送風冷却するファンモータの回転数を可変速駆動する
ため、冷凍負荷に合わせてコンプレッサの能力を加減
し、消費電力を低減することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による冷蔵庫の第１の実施例の制御系を
示す電気回路図

【図２】同実施例のマイクロコンピュータの動作を示す
フローチャート

【図３】同実施例の動作概略図

【図４】本発明による冷蔵庫の第２の実施例の制御系を
示す電気回路図

【図５】従来の冷蔵庫の制御系を示す回路図

【符号の説明】

１ 圧力検出素子 ２ 圧力検出素子 ３ 直流ブラシレスファンモータ ４ ファンモータ制御回路 ５ マイクロコンピュータ ６ 冷凍室温度検出回路 ７ パワーオンリセット回路 ８ Ａ／Ｄ変換部アナログ入力ポート ９ デジタル出力ポート １０ シリアル通信ポート １１ インバータ基板 １２ コンプレッサ １３ ファンモータ １４ 位相制御素子 １５ ゲート制御回路 １６ 冷凍室温度センサ １７ 抵抗 １８ 冷凍室温度判定信号 １９ リセットＩＣ ２０ 抵抗 ２１ 電解コンデンサ ２２ リセット信号 ２３ スイッチング制御素子 ２４ ゲート制御回路 ２５ ダイオード ２６ リアクトル ２７ 平滑コンデンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転数可変駆動型のコンプレッサと、冷
   凍庫内温度を検出する冷凍室温度検出回路と、回転数可
   変駆動型のファンモータと、前記ファンモータによって
   送風冷却される凝縮器と、前記冷凍庫温度検出回路の出
   力によって冷凍負荷に応じて前記コンプレッサ及びファ
   ンモータの回転数を段階的に変化させる制御手段を備え
   てなる冷蔵庫。
2. 【請求項２】 コンプレッサ及び凝縮器を送風冷却する
   ファンモータは直流ブラシレスモータによって構成され
   ることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。