JPH11311455A - 冷却装置の圧縮機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 瞬時停電等の電源の通断電が発生しても、起
動失敗や異音を生じることなく圧縮機（コンプレッサ）
を再起動することができる冷却装置の圧縮機制御装置を
提供する。 【解決手段】 電源２が停電した後復電すると、運転開
始遅延手段としての運転制御回路６は、Ｆ室温度センサ
８により検出したＦ室温度と、通常の温度制御運転中に
おける上限設定温度Ｔfnよりも高く設定された運転開始
判定温度Ｔfcとを比較する。Ｆ室温度が運転開始判定温
度Ｔfc未満の場合には、遅延タイマを用いて遅延時間
（６分間）待った後にコンプレッサモータ５の運転を開
始する。遅延動作中に、Ｆ室温度が運転開始判定温度以
上になった時、または入力回路９のコネクタ１０のＡ、
Ｂ両端子が短絡されて停止指令が入力された時は、遅延
動作を中止してコンプレッサモータ５の運転を開始す
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、温度センサの検出
温度に基づいて圧縮機の運転制御を行う冷却装置の圧縮
機制御装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】冷却装置例えば冷蔵庫
の圧縮機制御装置は、電源を投入した直後から、または
停電後の復電により電源が再投入された直後から、通常
の冷却運転時における温度制御と同様に、温度センサに
より検出した冷凍室温度を上限設定温度および下限設定
温度と比較し、その比較結果に基づいて圧縮機（以下、
コンプレッサと称す）の起動および停止を行うようにな
っている。すなわち、電源が（再）投入された時に、冷
凍室温度が上限設定温度以上の場合には直ちにコンプレ
ッサモータを起動してコンプレッサを動作させ、冷凍室
温度が上限設定温度未満の場合にはコンプレッサを停止
した状態に保持する。

【０００３】コンプレッサの運転中は、吸入口から吸い
込んだ冷媒ガスを圧縮後吐出する圧縮動作を行ってお
り、コンプレッサには吸入側と吐出側との圧力差に基づ
く大きな負荷がかかっている。この圧力差は、コンプレ
ッサが停止しても暫くは残存した状態となっている。

【０００４】従って、上記従来構成の冷蔵庫の圧縮機制
御装置において、瞬時停電や短時間の停電、または短い
周期での電源の入切が発生した場合、その時の冷凍室温
度によっては、断電によるコンプレッサの停止後上記圧
力差が緩和される前にコンプレッサが再起動される状態
が生じる。この場合には、コンプレッサモータは過大な
負荷が接続された状態で起動されることになるので、起
動失敗が発生し易いという問題がある。また、コンプレ
ッサモータとしてブラシレスモータを用いた場合、ブラ
シレスモータは誘導電動機と比較して起動トルクが大き
いので、過大な負荷を有したまま無理に起動されること
があり、その場合コンプレッサから異常な音（異音）が
発生したり、コンプレッサが故障しやすくなるという問
題もあった。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
でその目的とするところは、瞬時停電等の電源の通断電
が発生しても、起動失敗や異音を生じることなくコンプ
レッサを再起動することができる冷却装置の圧縮機制御
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載した本発明の冷却装置の圧縮機制御
装置は、温度センサの検出温度に基づいて圧縮機の運転
制御を行う冷却装置の圧縮機制御装置であって、電源投
入時に、前記温度センサの検出温度が、通常の温度制御
運転中における前記圧縮機の起動判定温度よりも高く設
定された所定の運転開始判定温度未満の場合には、前記
圧縮機の運転開始を所定の遅延時間だけ遅らせる運転開
始遅延手段を設ける。

【０００７】斯様に構成すれば、電源投入時における温
度センサの検出温度が、所定の運転開始判定温度未満の
場合には、既に電源投入前に圧縮機が運転されて通常の
温度制御が行われていたと判断でき、圧縮機の運転開始
を所定の遅延時間だけ遅らせることにより、過大な負荷
がかかった状態で圧縮機を起動することを防ぐことがで
きる。また、電源投入時における温度センサの検出温度
が、所定の運転開始判定温度以上の場合には、据え付け
時または長期間の未使用後と判断でき、電源投入後直ち
に圧縮機の運転が開始される。

【０００８】この場合、運転開始遅延手段は、圧縮機の
運転開始の遅延中において、温度センサの検出温度が運
転開始判定温度以上になった時に前記圧縮機の運転を開
始するように構成すると良い（請求項２）。斯様に構成
すれば、遅延中において、温度センサの検出温度が運転
開始判定温度以上になった時には、圧縮機の停止時から
圧縮機内の圧力差が緩和されるのに十分な時間が経過し
たと判断できるので、圧縮機を軽負荷状態で起動するこ
とができ、加えて不必要な遅延を回避できる。

【０００９】また、運転開始遅延手段が行う遅延動作を
停止するための指令信号を入力する入力装置を設けるこ
とが望ましい。斯様に構成すれば、修理時または出荷前
の工程内検査時等において、入力装置に停止指令信号を
入力することにより、温度センサが冷却状態にある場合
であっても電源を再投入して圧縮機を直ちに運転するこ
とができる。

【００１０】以上の場合において、圧縮機を構成するモ
ータはブラシレスモータである構成が望ましい。斯様に
構成すれば、高効率且つ高回転駆動が可能な圧縮機を構
成でき、誘導電動機に比べ大きな起動トルクを得られ
る。また、起動トルクが大きい分起動時において圧縮機
に過大な負荷がかかりやすいが、本発明の圧縮機制御装
置は上述の運転開始遅延手段を備えているので、圧縮機
を軽負荷状態から起動でき圧縮機の故障や異音を防止す
ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、冷却装置である冷
蔵庫の圧縮機制御装置の電気的構成を示している。この
図１において、冷蔵庫の圧縮機制御装置１の主回路は、
例えば単相１００［Ｖ］の交流電圧を有する電源２に接
続されたコンバータ回路３と、このコンバータ回路３の
出力である直流電源線に接続されたインバータ回路４と
から構成されている。コンバータ回路３は、２個の整流
ダイオードと２個の平滑用コンデンサとを組み合わせた
周知回路である単相倍電圧整流回路として構成されてお
り、インバータ回路４は、６個のスイッチング素子例え
ばトランジスタと６個の還流ダイオードとを組み合わせ
た周知回路である三相ブリッジ回路として構成されてい
る。

【００１２】インバータ回路４の各相の出力端子には、
圧縮機（以下、コンプレッサと称す）駆動用モータ例え
ばブラシレスモータ５の固定子巻線５ｕ、５ｖ、５ｗが
接続されている。このブラシレスモータ５は、永久磁石
を備えた回転子（図示せず）を有しており、図示しない
位置検出回路によって固定子巻線５ｕ、５ｖ、５ｗの端
子電圧に現れる誘起電圧を利用して回転子の回転位置を
検出するようになっている。

【００１３】運転制御手段としての運転制御回路６、お
よびインバータ制御手段としてのインバータ制御回路７
は、夫々マイクロコンピュータを主体に構成されてお
り、それらの制御電源はコンバータ回路３の出力直流電
圧から図示しない制御電源回路例えばスイッチング電源
回路によって作られる。

【００１４】運転制御回路６は、冷蔵庫全体の運転制御
を行うもので、冷凍室（Ｆ室）の温度を検出するＦ室温
度センサ８を始めとする各種センサや各種スイッチから
の信号を入力し、除霜ヒータ、ファン、ランプ等（何れ
も図示せず）の駆動信号を出力するように構成されてい
る。また、運転制御回路６は、後述する運転開始遅延手
段としての機能を備えている。さらに、運転制御回路６
は、インバータ制御回路７と通信を行っており、インバ
ータ制御回路７に対してコンプレッサモータであるブラ
シレスモータ５の運転指令を送信する。

【００１５】入力装置としての入力回路９は、運転開始
遅延手段の機能を停止するための指令信号を運転制御回
路６に入力するためのもので、運転制御回路６の基板上
に設けられたテスト端子であるコネクタ１０と抵抗１１
とから構成されている。すなわち、コネクタ１０の一端
子であるＡ端子は運転制御回路６の入力ポートに接続さ
れるとともに、抵抗１１を介して運転制御回路６の制御
電源端子Ｖccに接続されている。また、コネクタ１０の
他端子であるＢ端子は、運転制御回路６のグランド端子
に接続されている。

【００１６】インバータ制御回路７は、運転制御回路６
からの運転指令および上述した図示しない位置検出回路
からの位置信号に基づいて、インバータ回路４から指令
電圧、指令周波数の交流電圧を出力するための転流信号
を、インバータ回路４を構成する各トランジスタの制御
端子（ベース）に出力するようになっている。

【００１７】次に、本実施形態の作用について図２およ
び図３も参照して説明する。図２は、冷蔵庫の冷凍室
（Ｆ室）の温度およびコンプレッサの運転状態の時間変
化を示したものである。この図２の時刻ｔ１から時刻ｔ
２、または時刻ｔ４から時刻ｔ５に示すように、冷蔵庫
の圧縮機制御装置１は、電源２が印加されて通常の温度
制御運転が進行している場合において、Ｆ室温度が上昇
して上限設定温度（起動判定温度）Ｔfn以上になるとブ
ラシレスモータ５を駆動してコンプレッサを運転し、Ｆ
室温度が下降して下限設定温度Ｔff以下になるとブラシ
レスモータ５を停止してコンプレッサの運転を止めるよ
うに制御する。この場合、上限設定温度Ｔfnとしては例
えば−１８［℃］に設定され、下限設定温度Ｔffとして
は例えば−２２［℃］に設定されている。その結果、Ｆ
室温度は、上限設定温度と下限設定温度との間に温度制
御されている。

【００１８】さて、このような定常の冷却動作が進行し
ている時刻ｔ２において電源２に停電が発生し、その後
間もなく例えば１分経過した時刻ｔ３において電源２が
復電した場合について以下に説明する。

【００１９】時刻ｔ２において電源２に停電が発生し制
御電源電圧が規定電圧値以下に低下すると、運転制御回
路６およびインバータ制御回路７を構成する各マイクロ
コンピュータは、直ちにブラシレスモータ５すなわちコ
ンプレッサの停止処理を行い、その後ハードウェアリセ
ットされる。そして、時刻ｔ３において電源２が復電し
制御電源電圧が規定電圧値以上になると、運転制御回路
６およびインバータ制御回路７を構成する各マイクロコ
ンピュータは、プログラムのスタートから処理を開始す
る。このとき、運転制御回路６においては、運転開始遅
延手段として運転開始遅延制御が実行される。

【００２０】この運転開始遅延制御の動作について、図
３に示すフローチャートに従って以下に具体的に説明す
る。電源２の復電によりプログラムが再スタートする
と、最初にステップＳ１でコンプレッサの停止等の初期
化処理を行う。続いてステップＳ２へ移行して、Ｆ室温
度センサ８により検出したＦ室温度が運転開始判定温度
Ｔfc以上か否かを判断する。この運転開始判定温度Ｔfc
は、上限設定温度（起動判定温度）Ｔfnよりも高い温
度、例えば−１０［℃］に設定されている。そして、
「ＹＥＳ」の場合には、電源２が停電してから復電する
までに十分な時間が経過しており、コンプレッサ内にお
いて冷媒ガスの吸入側と吐出側との圧力差が十分に小さ
くなっていると判断することができる。コンプレッサが
このような軽負荷状態にある場合には、直ちに運転を開
始しても何等問題は発生しないので、ステップＳ７に進
み上述した通常の温度制御運転を開始する。

【００２１】一方、「ＮＯ」の場合には、電源２の停電
に伴うコンプレッサの停止からコンプレッサ内の圧力差
が緩和されるのに未だ十分な時間が経過していないと判
断でき、コンプレッサの保護または異音の発生防止のた
めに、ステップＳ３からステップＳ６までの運転開始遅
延制御を開始する。すなわち、ステップＳ３では、遅延
タイマにコンプレッサの運転遅延時間Ｔｄ例えば６分を
セットする。この運転遅延時間Ｔｄは、コンプレッサが
停止した後、その内部圧力差が十分に小さく緩和される
時間以上となるように予め設定されている。なお、遅延
タイマは時間の経過に従ってタイマ値が減少するように
動作する。

【００２２】ステップＳ４では、遅延タイマがタイムア
ップしたかを判断する。「ＹＥＳ」の場合には、コンプ
レッサの停止後少なくとも運転遅延時間Ｔｄ（６分）が
経過したので、ステップＳ７に進み通常の温度制御運転
を開始する。「ＮＯ」の場合には、次のステップＳ５に
進み、Ｆ室温度が運転開始判定温度Ｔfc以上か否かを判
断する。「ＹＥＳ」の場合には、コンプレッサが停止し
て冷却制御が中断されてから十分な時間が経過したと判
断できるので、遅延動作中であってもその遅延動作を中
止してステップＳ７に進み通常の温度制御運転を開始す
る。「ＮＯ」の場合には、次のステップＳ６に進む。

【００２３】ステップＳ６では、入力回路９から遅延動
作の停止指令が入力されたか否かを判断する。すなわ
ち、入力回路９のコネクタ１０のＡ、Ｂ両端子を短絡す
ると、運転制御回路６の入力ポートにはハイレベルとし
ての停止指令が入力される。「ＹＥＳ」の場合には、遅
延動作中であってもその遅延動作を中止してステップＳ
７に進み通常の温度制御運転を開始する。「ＮＯ」の場
合には、再びステップＳ４へ移行する。遅延動作の停止
指令は、例えば修理時や出荷前の工程内検査において、
Ｆ室が運転開始判定温度Ｔfc（−１０［℃］）よりも低
い温度にある状態で、電源２の投入後直ちにコンプレッ
サを運転したい場合等に用いる。

【００２４】図２の時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間は、
運転制御回路６により上述の運転開始遅延制御が行われ
ている場合の動作を表している。電源２が復電した時刻
ｔ３において、Ｆ室温度が運転開始判定温度Ｔfc未満な
ので、コンプレッサの停止（時刻ｔ２）から未だ十分な
時間が経過していないと判断し、時刻ｔ３から運転遅延
時間Ｔｄが経過する時刻ｔ４までの間、コンプレッサの
運転開始が遅延されている。

【００２５】以上のように本実施形態によれば、冷蔵庫
の圧縮機制御装置１において、電源２の投入時または停
電後の復電時に、Ｆ室温度が通常の温度制御運転中にお
ける上限設定温度Ｔfnよりも高く設定された所定の運転
開始判定温度Ｔfc未満の場合には、コンプレッサの運転
開始を所定の運転遅延時間Ｔｄだけ遅らせる運転開始遅
延手段を運転制御回路６に設けた点に特徴を有する。

【００２６】この運転制御回路６によれば、コンプレッ
サの停止からの経過時間をＦ室温度に基づいて判断し、
コンプレッサの停止から少なくとも運転遅延時間Ｔｄを
経過した後にコンプレッサを再起動させることができ
る。すなわち、コンプレッサを冷媒ガスの吸入側と吐出
側との圧力差が十分に小さくなった軽負荷状態で起動で
きるので、起動時にコンプレッサから発生する異音や、
過大な起動負荷による故障を防止することができる。ま
た、過大負荷によるブラシレスモータ５の起動失敗を防
ぐことができる。さらに、冷蔵庫の据え付け時または長
期間の未使用後等においてＦ室温度が運転開始判定温度
Ｔfc以上に上昇している場合には、電源投入後直ちにコ
ンプレッサが運転されるので、故障と誤判定されたり冷
却開始が遅れることがないという利点を併せ持つ。

【００２７】また、運転制御回路６は、コンプレッサの
運転開始の遅延動作中において、Ｆ室温度が運転開始判
定温度Ｔfc以上になった時には遅延動作を中止してコン
プレッサの運転を開始するので、コンプレッサが軽負荷
状態となった後の不必要な遅延がなく、庫内温度が運転
開始判定温度Ｔfc以上に上昇するのを防ぐことができ
る。

【００２８】さらに、運転制御回路６が行う遅延動作を
停止するための指令信号を入力する入力回路９を設けた
ので、修理時において電源投入後コンプレッサを直ちに
起動させたいような場合に、停止指令信号を入力するこ
とにより迅速な修理サービスを提供することができる。

【００２９】加えて、コンプレッサモータとしてブラシ
レスモータ５を使用しているので、高効率且つ高回転駆
動が可能なコンプレッサを構成でき、誘導電動機に比べ
大きな起動トルクが得られる。

【００３０】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
形態に限定されるものではなく、例えば以下のように構
成しても良い。冷却装置としては、冷蔵庫に限らず、自
動製氷機、エアコンディショナー等、冷凍サイクルを用
いる装置であれば、同様に適用することができる。入力
装置としての入力回路９は、コネクタ１０に代えてスイ
ッチを用いて構成しても良い。

【００３１】コンプレッサモータとしてはブラシレスモ
ータ５が望ましいが、誘導電動機を用いても同様に適用
することができる。この場合、コンバータ回路３および
インバータ回路４を使用せず、オン、オフ制御により駆
動する場合であっても同様に適用可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明の冷却装置の圧縮機制御装置は、
電源投入時に、温度センサの検出温度が、通常の温度制
御運転中における圧縮機の起動判定温度よりも高く設定
された所定の運転開始判定温度未満の場合には、圧縮機
の運転開始を所定の遅延時間だけ遅らせる運転開始遅延
手段を備えるので、圧縮機が停止した後圧縮機に過大な
負荷がかかった状態で再起動することがなく、再起動時
の異音の発生や故障を防止することができる。また、圧
縮機を構成するモータの起動失敗を防ぐことができる。
この場合、据え付け時または長期間の未使用後等におい
て検出温度が運転開始判定温度以上に上昇している場合
には、電源投入後直ちに圧縮機の運転が開始されるの
で、故障と誤判定されたり冷却開始が遅れることがな
い。

【００３３】また、運転開始遅延手段は、圧縮機の運転
開始の遅延中において、温度センサの検出温度が運転開
始判定温度以上になった時に圧縮機の運転を開始するよ
うに構成することができ、この場合、圧縮機が起動可能
な負荷状態になった後の不必要な遅延を回避できる。

【００３４】さらに、運転開始遅延手段が行う遅延動作
を停止するための指令信号を入力する入力装置を設ける
と、修理時等において温度センサが冷却状態にあるとき
であっても、停止指令信号を与えることで電源の再投入
後直ちに圧縮機の運転を開始することができる。

【００３５】なお、圧縮機を構成するモータをブラシレ
スモータとすることで、高効率且つ高回転駆動が可能な
圧縮機を構成でき、異音や故障を生じることなく誘導電
動機に比べ大きな起動トルクを利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す冷蔵庫の圧縮機制御
装置の電気的構成図

【図２】冷蔵庫のＦ室温度およびコンプレッサの運転状
態の時間変化を示す図

【図３】運転開始遅延制御の動作を示すフローチャート

【符号の説明】

１は圧縮機制御装置、５はブラシレスモータ、６は運転
制御回路（運転開始遅延手段）、７はインバータ制御回
路、８はＦ室温度センサ、９は入力回路（入力装置）で
ある。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度センサの検出温度に基づいて圧縮機
   の運転制御を行う冷却装置の圧縮機制御装置において、 電源投入時に、前記温度センサの検出温度が、通常の温
   度制御運転中における前記圧縮機の起動判定温度よりも
   高く設定された所定の運転開始判定温度未満の場合に
   は、前記圧縮機の運転開始を所定の遅延時間だけ遅らせ
   る運転開始遅延手段を設けたことを特徴とする冷却装置
   の圧縮機制御装置。
2. 【請求項２】 運転開始遅延手段は、圧縮機の運転開始
   の遅延中において、温度センサの検出温度が運転開始判
   定温度以上になった時に前記圧縮機の運転を開始するこ
   とを特徴とする請求項１記載の冷却装置の圧縮機制御装
   置。
3. 【請求項３】 運転開始遅延手段が行う遅延動作を停止
   するための指令信号を入力する入力装置を設けたことを
   特徴とする請求項１または２記載の冷却装置の圧縮機制
   御装置。
4. 【請求項４】 圧縮機を構成するモータはブラシレスモ
   ータであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに
   記載の冷却装置の圧縮機制御装置。