JPH102648A - 冷蔵庫の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 起動時の直流電動機にかかる負荷トルクが大
きい場合での直流電動機の起動を回避することにより、
直流電動機の起動失敗が少ない冷蔵庫の運転制御装置を
供給することを目的とする。 【解決手段】 温度データにもとづき冷蔵庫庫内温度一
定に保つように、直流電動機６を駆動する圧縮機用電動
制御装置７と、起動待ち時間決定手段１６を設け、吐出
ガス温度センサ１５のデータをもとに直流電動機６停止
直後から次に圧縮機が起動できる状態に冷凍サイクル２
が安定するまでの時間を決定し、タイマーカウント手段
１７で起動待ち時間をカウントすることにより、起動時
の直流電動機６にかかる負荷トルクが大きい場合での直
流電動機の起動を回避することができ、直流電動機の起
動失敗が少ない冷蔵庫の運転制御装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルと圧
縮機用電動制御装置を備えた冷蔵庫の運転制御装置に関
するものであり、特に、インバータにより回転数制御す
る直流ブラシレス電動機の回転子磁極位置検出をセンサ
レス方式で行うインバータ制御装置を用いた冷蔵庫の運
転中における直流電動機の起動に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インバータにより回転数制御する直流ブ
ラシレス電動機の回転子磁極位置検出を電子機巻線の誘
起電圧を利用してセンサレス方式で行う圧縮機用電動制
御装置では、停止状態では誘起電圧は発生しないため、
センサレス方式での位置検出はできない。このため、位
置検出が可能となるある回転数までは、あらかじめ決め
ておく起動シーケンスパターンにより起動させ、その後
センサレス方式に切り替えるのが一般的である。

【０００３】このような従来の圧縮機用電動制御装置の
起動方法としては、たとえば特公平１−５４９６０号公
報に示されている。

【０００４】この特徴は、インバータにより回転数制御
する直流電動機の起動時にはセンサレス回路に用いられ
ているフィルタ回路の直流過度直流分が十分に減衰しな
いためにセンサレス方式への切り替えが不安定になり切
り替え失敗することを防ぐために、過度直流分が十分に
減衰してからセンサレス方式に切り替えるというもので
あり、起動失敗のない圧縮機用電動制御装置を可能にす
るというものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では、冷蔵庫の圧縮機停止後の冷凍サイクル圧力が
バランスしていない場合の直流電動機にかかる負荷トル
クが大きい場合、センサレス方式に切り替える前に起動
シーケンスパターン運転中に圧縮機がロック状態にな
り、起動失敗するという課題を有していた。また、圧縮
機の停止時間が一定であるため冷蔵庫内の負荷が大きい
ときに温調精度が悪くなるという課題を有していた。

【０００６】本発明は、起動時の直流電動機にかかる負
荷トルクが大きい場合での直流電動機の起動を回避する
ことにより、直流電動機の起動失敗が少ない冷蔵庫の運
転制御装置を供給することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の冷蔵庫の運転制
御装置は、冷蔵庫箱体と、前記冷蔵庫箱体内の冷凍サイ
クルを構成する凝縮器と、蒸発器と、圧縮機と、前記圧
縮機を駆動する直流電動機と、前記冷蔵庫箱体内部の温
度を検出する庫内温度センサと、前記庫内温度センサの
検出した温度データにもとづき庫内温度を制御する庫内
温度制御手段と、前記庫内温度制御手段の出力により冷
蔵庫庫内温度を一定に保つため前記圧縮機内の直流電動
機の回転数を制御する圧縮機用電動制御装置と、前記圧
縮機の吐出ガス温度を検出する吐出ガス温度センサと、
前記吐出ガス温度センサのデータをもとに圧縮機停止直
後から次に圧縮機が起動できる状態に冷凍サイクルが安
定するまでの時間を決定する起動待ち時間決定手段と、
前記起動待ち時間決定手段によって決定された時間をカ
ウントしてゆくタイマーカウント手段とを備えたもので
ある。

【０００８】また、前記凝縮器の温度を検出する凝縮器
温度センサと、前記凝縮器温度センサのデータをもとに
圧縮機停止直後から次に圧縮機が起動できる状態に冷凍
サイクルが安定するまでの時間を決定する起動待ち時間
決定手段と、前記起動待ち時間決定手段によって決定さ
れた時間をカウントするタイマーカウント手段とを備え
たものである。

【０００９】さらに、前記圧縮機の吐出ガス圧力を検出
する吐出ガス圧力センサと、前記吐出ガス圧力センサの
データをもとに冷凍サイクルが安定状態になっているこ
とを判定する起動待ち判定手段とを備えたものである。

【００１０】この発明によれば、起動時の直流電動機に
かかる負荷トルクが大きい場合での直流電動機の起動を
回避することができ、直流電動機の起動失敗が少ない冷
蔵庫の運転制御装置を供給できる。また、冷蔵庫内の負
荷が大きい時に、起動待ち時間を短縮でき保鮮性を向上
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、冷蔵庫箱体と、前記冷蔵庫箱体内の冷凍サイクルを
構成する凝縮器と、蒸発器と、圧縮機と、前記圧縮機を
駆動する直流電動機と、前記冷蔵庫箱体内部の温度を検
出する庫内温度センサと、前記庫内温度センサの検出し
た温度データにもとづき庫内温度を制御する庫内温度制
御手段と、前記庫内温度制御手段の出力により冷蔵庫庫
内温度を一定に保つため前記圧縮機内の直流電動機の回
転数を制御する圧縮機用電動制御装置と、前記圧縮機の
吐出ガス温度を検出する吐出ガス温度センサと、前記吐
出ガス温度センサのデータをもとに圧縮機停止直後から
次に圧縮機が起動できる状態に冷凍サイクルが安定する
までの時間を決定する起動待ち時間決定手段と、前記起
動待ち時間決定手段によって決定された時間をカウント
してゆくタイマーカウント手段とを備えたものであり、
起動時の直流電動機にかかる負荷トルクが大きい場合で
の直流電動機の起動を回避することができ、直流電動機
の起動失敗が少ないという作用を有する。

【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、前記凝
縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、前記吐出ガ
ス温度センサのデータをもとに圧縮機停止直後から次に
圧縮機が起動できる状態に冷凍サイクルが安定するまで
の時間を決定する起動待ち時間決定手段と、前記起動待
ち時間決定手段によって決定された時間をカウントする
タイマーカウント手段とを備えたものであり、同様に起
動時の直流電動機にかかる負荷トルクが大きい場合での
直流電動機の起動を回避することができ、直流電動機の
起動失敗が少ないという作用を有する。

【００１３】本発明の請求項３に記載の発明は、前記圧
縮機の吐出ガス圧力を検出する吐出ガス圧力センサと、
前記吐出ガス圧力センサのデータをもとに冷凍サイクル
が安定状態になっていることを判定する起動待ち判定手
段とを備えたものであり、同様に起動時の直流電動機に
かかる負荷トルクが大きい場合での直流電動機の起動を
回避することができ、直流電動機の起動失敗が少ないと
いう作用を有する。

【００１４】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図５を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は実施の形態１の冷蔵庫の運転制
御装置の全体構成図である。

【００１５】図１において、１は冷蔵庫箱体であり冷蔵
庫内部の冷気を冷蔵庫箱体外部へ逃がさないように断熱
されている。

【００１６】２は冷凍サイクルであり、凝縮器３と、蒸
発器４と、圧縮機５から構成され、圧縮機５によって圧
縮された冷媒が蒸発器４を通りそこで蒸発することによ
り冷蔵庫内部の空気と熱交換して冷蔵庫を冷やし、冷蔵
庫箱体１の中に組み込まれている。

【００１７】６は直流電動機であり、圧縮機用制御装置
７により回転数指令を受け駆動される。圧縮機５と直流
電動機６は連結されており、直流電動機６が回転するこ
とにより、前記圧縮機５も動作する。

【００１８】圧縮機用電動制御装置７は、インバータ回
路８と、ドライブ回路９と、運転モード切り替え手段１
０、起動シーケンス運動部１１、センサレス運動部１２
により構成されている。

【００１９】前記直流電動機６は、インバータ回路８の
オン／オフにより駆動され、ドライブ回路９の出力がイ
ンバータ回路８へ入力される。１０の運転モード切り替
え手段は、前記直流電動機６の起動時には起動シーケン
ス運動部１１に接続し、起動後にはセンサレス運動部１
２に接続する。

【００２０】１２は冷蔵庫庫内の温度を検出する庫内温
度センサである。１４は庫内温度制御手段であり、前記
庫内温度センサ１２の検出した温度データにもとづき冷
蔵庫庫内温度一定に保つように、前記直流電動機６を駆
動するオン／オフ指令を前記圧縮機用電動制御７へ出力
する。

【００２１】１５は圧縮機５の吐出ガス温度を検出する
吐出ガス温度センサである。１６は起動待ち時間決定手
段であり、前記吐出ガス温度センサ１５のデータをもと
に直流電動機６停止直後から次に圧縮機が起動できる状
態に冷凍サイクルが安定するまでの時間を決定する。

【００２２】１７はタイマーカウント手段であり、前記
起動待ち時間決定手段１６によって決定された時間をカ
ウントしてゆく。

【００２３】次に、上記構成の冷蔵庫の運転制御装置の
動作について、図２、図３を用いて説明する。

【００２４】図２は実施の形態１における冷蔵庫の運転
制御装置のフローチャートである。図３は実施の形態１
における起動待ち時間と吐出ガス温度の相関図である。

【００２５】まず、ｓｔｅｐ１で冷蔵庫の庫内温度を庫
内温度センサ１３により検出する。そして、検出した庫
内温度（Ｔ℃）はｓｔｅｐ２で比較し、Ｔ＜Ａ（例えば
Ａ＝−２０［℃］）の時ｓｔｅｐ３へ進み、圧縮機５を
停止するように庫内温度制御手段１４が圧縮機用電動制
御装置７へ指令を出力し、ｓｔｅｐ４へ進む。Ｔ≧Ａで
あれば再度庫内温度の検出を行う。

【００２６】次に、ｓｔｅｐ４で吐出ガス温度センサ１
５により圧縮機の吐出ガス温度を検出する。

【００２７】ｓｔｅｐ５ではｓｔｅｐ４で検出した吐出
ガス温度データと図３に示す特性から、起動待ち時間決
定手段１６により、その吐出ガス温度での起動待ち時間
（ｎ秒）を決定する。例えば、吐出ガス温度センサ１５
により検出された吐出ガス温度が５８℃であるならば、
図３の特性より起動待ち時間を３６０秒と決定する。

【００２８】起動待ち時間は、圧縮機５が停止直後から
数えて、冷凍サイクルの高圧力側と体圧力側の両圧力の
状態が変化しなくなるまでの時間である。図３における
起動待ち時間と周囲温度の相関図は、冷蔵庫箱体１に組
み込まれた冷凍サイクル２の特性により異なるので、実
験を行いデータを測定しておく。

【００２９】そしてｓｔｅｐ６で起動待ち時間を減算し
て行き、ｓｔｅｐ７で起動待ち時間を比較し、ｎ＝０と
なるとｓｔｅｐ８に進む。ｎ＝０でなければｓｔｅｐ６
へ戻りさらにカウントを続ける。

【００３０】ｓｔｅｐ７が終了すれば、ｓｔｅｐ３の圧
縮機５停止直後から行っている起動待ち時間は終了とな
る。

【００３１】ｓｔｅｐ８で、再び庫内温度センサ１３に
より冷蔵庫庫内の温度（Ｔ℃）を検出し、ｓｔｅｐ９へ
進む。

【００３２】ｓｔｅｐ９では、ｓｔｅｐ８で検出した庫
内温度（Ｔ℃）の比較を行い、Ｔ＞Ｂ（例えばＢ＝−１
８［℃］）の時ｓｔｅｐ１０となり、圧縮機５が起動す
るように庫内温度制御手段１４が圧縮機用電動制御装置
７へ指令を出力し、圧縮機５の起動を行う。Ｔ≦Ｂであ
れば再度庫内温度の検出を行う。

【００３３】ｓｔｅｐ１０で起動指令を受けた圧縮機用
電動制御装置７は、まず、圧縮機用電動制御装置７の起
動シーケンス運動部１１に記憶されている起動シーケン
スパターンを出力し、運転モード切り替え手段１０を通
してドライブ回路９、インバータ回路８を動作し、直流
電動機６を回転し、圧縮機５を駆動する。

【００３４】その後、運転モード切り替え手段１０によ
り、起動シーケンス運動部１１はセンサレス運動部１２
に切り替えられ、圧縮機５の安定運転を行いｓｔｅｐ１
へ進む。

【００３５】上記形態により、起動時の圧縮機５、即
ち、直流電動機６にかかる負荷トルクが大きい場合での
直流電動機６の起動を回避することができ、直流電動機
の起動失敗を少なくすることができる。

【００３６】（実施の形態２）図４は実施の形態２の冷
蔵庫の運転制御装置の全体構成図である。なお、実施の
形態１と同一の箇所については、説明を避け、同一符号
を付す。

【００３７】１８は凝縮器３の温度を検出する凝縮器温
度センサである。１９は起動待ち時間決定手段であり、
前記凝縮器温度センサ１５のデータをもとに直流電動機
６停止直後から次に圧縮機が起動できる状態に冷凍サイ
クルが安定するまでの時間を決定する。

【００３８】２０はタイマーカウント手段であり、前記
起動待ち時間決定手段１９によって決定された時間をカ
ウントしてゆく。

【００３９】次に、上記構成の冷蔵庫の運転制御装置の
動作について、図５、図６を用いて説明する。

【００４０】図５は実施の形態１における冷蔵庫の運転
制御装置のフローチャートである。図６は実施の形態１
における起動待ち時間と凝縮器温度の相関図である。ｓ
ｔｅｐ４で凝縮器温度センサ１８により凝縮器温度を検
出する。

【００４１】ｓｔｅｐ５ではｓｔｅｐ４で検出した凝縮
器温度データと図３に示す特性から、起動待ち時間決定
手段１６により、その凝縮器温度での起動待ち時間（ｎ
秒）を決定する。例えば、凝縮器温度センサ１５により
検出された凝縮器温度が４０℃であるならば、図３の特
性より起動待ち時間を３６０秒と決定する。

【００４２】上記形態により、実施の形態１と同様に起
動時の圧縮機５、即ち、直流電動機６にかかる負荷トル
クが大きい場合での直流電動機６の起動を回避すること
ができ、直流電動機の起動失敗を少なくすることができ
る。

【００４３】（実施の形態３）図７は実施の形態３の冷
蔵庫の運転制御装置の全体構成図である。なお、実施の
形態１、２と同一の箇所については、説明を避け、同一
符号を付す。

【００４４】２１は圧縮機５の吐出ガス圧力を検出する
吐出ガス圧力センサである。２２は起動待ち判定手段で
あり、前記吐出ガス圧力センサ２１のデータをもとに直
流電動機６停止直後から次に圧縮機が起動できる状態
に、冷凍サイクルが高低圧力の差がない安定状態になっ
ていることを判定する。

【００４５】次に、上記構成の冷蔵庫の運転制御装置の
動作について、図８、図９を用いて説明する。

【００４６】図８は実施の形態３における冷蔵庫の運転
制御装置のフローチャートである。図９は実施の形態３
における吐出ガス圧力と経過時間との相関図である。

【００４７】ｓｔｅｐ３にて圧縮機の停止を行ってか
ら、ｓｔｅｐ４にて吐出ガス圧力センサ２１にて圧縮機
の吐出ガス圧力（Ｐｄ）を検出する。そしてｓｔｅｐ５
にて、吐出ガス圧力（Ｐｄ）の単位時間あたりの傾きを
算出する。この傾きは△Ｐｄ／△ｔ（△Ｔｅは単位時間
あたりの吐出ガス圧力の変化量であり、△ｔは単位時間
である）である。

【００４８】ｓｔｅｐ６では、△Ｐｄ／△ｔ≧（α：例
えばα＝０）であるか比較し、△Ｐｄ／△ｔ≧αであれ
ばｓｔｅｐ７へ進み、△Ｐｄ／△ｔ＜αであればｓｔｅ
ｐ６へ戻り、再び吐出ガス圧力を検出する。

【００４９】ｓｔｅｐ６が終了すれば、ｓｔｅｐ３の圧
縮機５停止直後から行っている起動待ち時間および判定
は終了となる。

【００５０】ｓｔｅｐ７で、再び庫内温度センサ１３に
より冷蔵庫庫内の温度（Ｔ℃）を検出し、ｓｔｅｐ８へ
進む。

【００５１】ｓｔｅｐ８では、ｓｔｅｐ７で検出した庫
内温度（Ｔ℃）の比較を行い、Ｔ＞Ｂ（例えばＢ＝−１
８［℃］）の時ｓｔｅｐ９となり、圧縮機５が起動する
ように庫内温度制御手段１４が圧縮機用電動制御装置７
へ指令を出力し、圧縮機５の起動を行う。Ｔ≦Ｂであれ
ば再度庫内温度の検出を行う。

【００５２】ｓｔｅｐ１２が終了すれば、ｓｔｅｐ３の
圧縮機５停止直後から行っている起動待ち時間および判
定は終了となる。

【００５３】ｓｔｅｐ８で、再び庫内温度センサ１３に
より冷蔵庫庫内の温度（Ｔ℃）を検出し、ｓｔｅｐ９へ
進む。

【００５４】ｓｔｅｐ９では、ｓｔｅｐ８で検出した庫
内温度（Ｔ℃）の比較を行い、Ｔ＞Ｂ（例えばＢ＝−１
８［℃］）の時ｓｔｅｐ１０となり、圧縮機５が起動す
るように庫内温度制御手段１４が圧縮機用電動制御装置
７へ指令を出力し、圧縮機５の起動を行う。Ｔ≦Ｂであ
れば再度庫内温度の検出を行う。

【００５５】上記形態により、実施の形態１と同様に起
動時の圧縮機５、即ち、直流電動機６にかかる負荷トル
クが大きい場合での直流電動機６の起動を回避すること
ができ、直流電動機の起動失敗を少なくすることができ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、起動時の
直流電動機にかかる負荷トルクが大きい場合での直流電
動機の起動を回避することができ、さらに精度の良い起
動待ち判定ができ、直流電動機の起動失敗が少ない冷蔵
庫の運転制御装置を供給できるという有利な効果が得ら
れる。また、冷蔵庫内の熱負荷が大きいコンプレッサ吐
出ガス温度が高い場合や、凝縮器温度が高い場合に、起
動待ち時間が短縮でき保鮮性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の冷蔵庫の運転制御装置
の全体構成図

【図２】本実施の形態１における冷蔵庫の運転制御装置
のフローチャート

【図３】本実施の形態１における起動待ち時間と吐出ガ
ス温度の相関図

【図４】本発明の実施の形態２の冷蔵庫の運転制御装置
の全体構成図

【図５】本実施の形態２における冷蔵庫の運転制御装置
のフローチャート

【図６】本実施の形態２における起動待ち時間と凝縮器
温度の相関図

【図７】本発明の実施の形態３冷蔵庫の運転制御装置の
全体構成図

【図８】本実施の形態３における冷蔵庫の運転制御装置
のフローチャート

【図９】本実施の形態３における吐出ガス圧力と経過時
間との相関図

【符号の説明】

１ 冷蔵庫箱体 ２ 冷凍サイクル ３ 凝縮器 ４ 蒸発器 ５ 圧縮機 ６ 直流電動機 ７ 圧縮機用電動制御装置 ８ インバータ回路 ９ ドライブ回路 １０ 運転モード切り替え手段 １１ 起動シーケンス運動部 １２ センサレス運動部 １３ 庫内温度センサ １４ 庫内温度制御手段 １５ 周囲温度センサ １６ 起動待ち時間決定手段 １７、２０ タイマーカウント手段 １８ 蒸発器温度センサ １９ 起動待ち判定手段 ２１ 吐出ガス圧力センサ ２２ 起動待ち判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 窪田 吉孝 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷蔵庫箱体と、前記冷蔵庫箱体内の冷凍
   サイクルを構成する凝縮器と、蒸発器と、圧縮機と、前
   記圧縮機を駆動する直流電動機と、前記冷蔵庫箱体内部
   の温度を検出する庫内温度センサと、前記庫内温度セン
   サの検出した温度データにもとづき庫内温度を制御する
   庫内温度制御手段と、前記庫内温度制御手段の出力によ
   り冷蔵庫庫内温度を一定に保つため前記圧縮機内の直流
   電動機の回転数を制御する圧縮機用電動制御装置と、前
   記圧縮機の吐出ガス温度を検出する吐出ガス温度センサ
   と、前記吐出ガス温度センサのデータをもとに圧縮機停
   止直後から次に圧縮機が起動できる状態に冷凍サイクル
   が安定するまでの時間を決定する起動待ち時間決定手段
   と、前記起動待ち時間決定手段によって決定された時間
   をカウントするタイマーカウント手段とからなる冷蔵庫
   の運転制御装置。
2. 【請求項２】 冷蔵庫箱体と、前記冷蔵庫箱体内の冷凍
   サイクルを構成する凝縮器と、蒸発器と、圧縮機と、前
   記圧縮機を駆動する直流電動機と、前記冷蔵庫箱体内部
   の温度を検出する庫内温度センサと、前記庫内温度セン
   サの検出した温度データにもとづき庫内温度を制御する
   庫内温度制御手段と、前記庫内温度制御手段の出力によ
   り冷蔵庫庫内温度を一定に保つため前記圧縮機内の直流
   電動機の回転数を制御する圧縮機用電動制御装置と、前
   記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、前記凝
   縮器温度センサのデータをもとに圧縮機停止直後から次
   に圧縮機が起動できる状態に冷凍サイクルが安定するま
   での時間を決定する起動待ち時間決定手段と、前記起動
   待ち時間決定手段によって決定された時間をカウントす
   るタイマーカウント手段とからなる冷蔵庫の運転制御装
   置。
3. 【請求項３】 冷蔵庫箱体と、前記冷蔵庫箱体内の冷凍
   サイクルを構成する凝縮器と、蒸発器と、圧縮機と、前
   記圧縮機を駆動する直流電動機と、前記冷蔵庫箱体内部
   の温度を検出する庫内温度センサと、前記庫内温度セン
   サの検出した温度データにもとづき庫内温度を制御する
   庫内温度制御手段と、前記庫内温度制御手段の出力によ
   り冷蔵庫庫内温度を一定に保つため前記圧縮機内の直流
   電動機の回転数を制御する圧縮機用電動制御装置と、前
   記圧縮機の吐出ガス圧力を検出する吐出ガス圧力センサ
   と、前記吐出ガス圧力センサのデータをもとに冷凍サイ
   クルが安定状態になっていることを判定する起動待ち判
   定手段とからなる冷蔵庫の運転制御装置。