JPWO2020144810A1 - モータシステム、冷蔵庫、およびモータ駆動用ソフトウェア選択方法 - Google Patents

Abstract

モータシステム（８０）は、回転し、回転の速度をパルスの数で示すフィードバック信号を出力するモータ（２１）と、あらかじめ定められた回転速度でモータ（２１）を回転させ、フィードバック信号を用いてモータ（２１）の１回転あたりのパルスの数である第１のパルス数を求め、第１のパルス数を用いてモータ（２１）の種類を判別し、モータ（２１）の種類に応じたモータ（２１）を駆動させるソフトウェアを選択し、ソフトウェアを動作させる制御基板（６）と、備える。

Description

本発明は、モータを備えるモータシステム、冷蔵庫、およびモータ駆動用ソフトウェア選択方法に関する。

冷蔵庫は、ファンと冷却器と冷蔵室などの収納室とを備える。ファンが回転することで風が発生する。発生した風が冷却器に当たることで風は冷気となる。冷気は冷蔵庫内を巡回し、各収納室は冷却される。モータが回転することでファンが回転する。モータは、冷蔵庫に備わる制御部によって制御され、制御部はモータを駆動させるための駆動用ソフトウェアを保持し、駆動用ソフトウェアを動作させることでモータを駆動させる。モータはセンサを備え、センサはモータの回転速度を検出し、検出した回転速度を、パルスを含むフィードバック信号として制御部に出力する。特許文献１は、フィードバック信号を用いてファンを識別し、制御パラメータを用いてファンの特性に応じた制御を行う電源装置を開示する。

特開２０１５−２２０３１７号公報

フィードバック信号のモータの１回転あたりのパルスの数は、メーカごとに異なっている場合がある。この場合、モータを備える冷蔵庫などの組み立て時に、当初組み込み予定だったモータを、異なるメーカのモータに変更して組み込むときに、駆動用ソフトウェアも入れ替える必要があった。このため、駆動用ソフトウェアを入れ替えるための工数を要するという問題があった。特許文献１に記載される電源装置は、回転速度に応じて制御パラメータを選択することはできるが、フィードバック信号の１回転あたりのパルスの数が異なるモータに応じた駆動用ソフトウェアの入れ替えについては、特許文献１には開示されていない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フィードバック信号のモータの１回転あたりのパルスの数が異なるモータに変更して組み込むことに伴う、モータの駆動用ソフトウェアの入れ替え作業の工数を抑制することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモータシステムは、回転し、回転の速度をパルスの数で示すフィードバック信号を出力するモータと、あらかじめ定められた回転速度でモータを回転させ、フィードバック信号を用いてモータの１回転あたりのパルスの数である第１のパルス数を求め、第１のパルス数を用いてモータの種類を判別し、モータの種類に応じたモータを駆動させるソフトウェアを選択し、ソフトウェアを動作させる制御回路と、を備える。

本発明に係るモータシステムは、フィードバック信号のモータの１回転あたりのパルスの数が異なるモータに変更して組み込むことに伴う、モータの駆動用ソフトウェアの入れ替え作業の工数を抑制することができるという効果を奏する。

実施の形態にかかる冷蔵庫の外観を示す図 図１に示す冷蔵庫のII−II断面図 実施の形態にかかる冷蔵庫の制御ブロック図 実施の形態にかかる制御回路を示す図 実施の形態にかかるフィードバック信号を示す第１の図 実施の形態にかかるフィードバック信号を示す第２の図 実施の形態にかかるマイクロコンピュータの動作を示すフローチャート

以下に、本発明の実施の形態に係るモータシステム、冷蔵庫、およびモータ駆動用ソフトウェア選択方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、実施の形態にかかる冷蔵庫１の外観を示す図である。冷蔵庫１は、冷蔵室１００、製氷室２００、切替室３００、冷凍室４００、野菜室５００といった収納室を備えている。冷蔵室１００と、製氷室２００と、切替室３００と、冷凍室４００と、野菜室５００とは、独立した収納室である。冷蔵庫１は、冷蔵機能と冷凍機能とを併せ持つ冷凍冷蔵庫である。

冷蔵庫１の前面であって冷蔵室１００の扉部分には、操作パネル５が備えられている。操作パネル５は、使用者の操作を受け付けて、冷蔵庫１の設定を行うユーザインタフェースである。冷蔵庫１はさらに通知部８９を有している。通知部８９は、音を鳴らすことで異常の発生を通知するアラームであり、例えば、冷蔵庫１の扉が開きっぱなしの状態である場合に音を鳴らして使用者に注意を促すことが可能である。

図２は、図１に示す冷蔵庫１のII−II断面図である。冷蔵庫１は、冷蔵室ドアスイッチ１０と、製氷室ドアスイッチ２０と、切替室ドアスイッチ３０と、冷凍室ドアスイッチ４０と、野菜室ドアスイッチ５０と、を備える。冷蔵室ドアスイッチ１０は、冷蔵室１００の扉の開閉を検知する。製氷室ドアスイッチ２０は、製氷室２００の扉の開閉を検知する。切替室ドアスイッチ３０は、切替室３００の扉の開閉を検知する。冷凍室ドアスイッチ４０は、冷凍室４００の扉の開閉を検知する。野菜室ドアスイッチ５０は、野菜室５００の扉の開閉を検知する。

また、冷蔵庫１は、ファン２と、モータ２１と、冷却器３と、制御基板６と、圧縮機６０と、通知部８９と、を備える。圧縮機６０が運転することで冷媒は循環する。冷却器３は、冷媒と周囲の空気とが熱交換することで冷却される。ファン２は、自身が回転することで風を発生させる。モータ２１は自身が回転することで、ファン２を回転させる。冷却された冷却器３にファン２の回転により生じた風が当たることで、冷気が風路４、冷蔵室１００、製氷室２００、切替室３００、冷凍室４００、野菜室５００、および冷蔵室用帰還路７を通って循環する。これにより、各収納室が冷却される。制御基板６は、冷蔵庫１の背面部に取り付けることが可能である。制御基板６は、制御回路であるマイクロコンピュータを備える。マイクロコンピュータは、冷蔵庫１の運転を制御し、例えば、マイクロコンピュータにあらかじめ設定された制御データを使用して、モータ２１、圧縮機６０の運転の回転速度を変化させることで、冷蔵庫１の冷却機能を調整する。通知部８９は、マイクロコンピュータの制御により音が鳴り、組み立て者に異常などを報知する。モータ２１およびマイクロコンピュータをあわせてモータシステム８０とも呼ぶ。

図３は、実施の形態にかかる冷蔵庫１の制御ブロック図である。マイクロコンピュータ７０は、モータ２１からモータ２１の回転の速度をパルスの数で示すフィードバック信号を取得する。このフィードバック信号は、マイクロコンピュータ７０が、モータ２１の回転速度などを制御するために用いる信号である。また、マイクロコンピュータ７０は、フィードバック信号を用いて、フィードバック信号に含まれるモータ２１の１回転あたりのパルスの数を求める。また、マイクロコンピュータ７０は、求めたモータ２１の１回転あたりのパルスの数を用いてモータ２１の種類に応じたモータ２１を駆動させるソフトウェアを選択し動作させる。

また、マイクロコンピュータ７０は、モータ２１ごとの１回転あたりのパルスの数と、フィードバック信号に含まれる１回転あたりのパルスの数とを照らし合わせて、モータ２１の種類を判別する。モータ２１ごとの１回転あたりのパルスの数は、あらかじめマイクロコンピュータ７０に保持されている。フィードバック信号に含まれるモータ２１の１回転あたりのパルスの数は第１のパルス数とも呼ばれる。あらかじめマイクロコンピュータ７０内に保持しているモータ２１ごとの１回転あたりのパルスの数は第２のパルス数とも呼ばれる。

マイクロコンピュータ７０は、自身に保持しているモータ２１ごとの１回転あたりのパルスの数とフィードバック信号に含まれる１回転あたりのパルスの数とを比較する。これらが一致しない場合、マイクロコンピュータ７０は、駆動用ソフトウェアに適合しないモータ２１を接続したと判別し、通知部８９に制御信号を出力したりしなかったりすることによって、通知部８９に音を鳴らしたり、鳴らさなかったりするように指示する。

マイクロコンピュータ７０は、メモリ及びメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央演算装置）を備える制御回路である。ここでメモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリなどの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクなどが該当する。図４は、実施の形態にかかる制御回路を示す図である。マイクロコンピュータ７０は例えば、図４に示す構成の制御回路６００となる。

図４に示すように、制御回路６００は、ＣＰＵであるプロセッサ６００ａと、メモリ６００ｂとを備える。図４に示す制御回路６００により実現される場合、プロセッサ６００ａがメモリ６００ｂに記憶された、各処理に対応するプログラムを読みだして実行することにより実現される。また、メモリ６００ｂは、プロセッサ６００ａが実施する各処理における一時メモリとしても使用される。

フィードバック信号について説明する。図５は、実施の形態にかかるフィードバック信号を示す第１の図である。図５において、横軸は、時間ｔを示し、縦軸は、電圧値を示す。また、図５は、メーカＡのモータ２１のフィードバック信号を示す。フィードバック信号のＯＨは、フィードバック信号のＨｉｇｈレベルに対応する電圧値を示しており、フィードバック信号のＯＬは、フィードバック信号のｌｏｗレベルに対応する電圧値を示す。モータ２１が１回転する時間をＴとする。メーカＡのモータ２１のフィードバック信号では、Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４である。Ｔ１〜Ｔ４は、Ｈｉｇｈレベルまたはｌｏｗレベルの電圧値が継続する時間である。ＯＨ、ＯＬの電圧値は任意に変更することができる。ＯＬ、ＯＨ、ＯＬと繰り返すことでできる１つの周期が１つのパルスを構成する。

なお、本実施例では、ＯＬ、ＯＨ、ＯＬと繰り返すことでできる１つの周期が１つパルスを構成するとしたが、ＯＨ、ＯＬ、ＯＨと繰り返すことでできる１つの周期を１つのパルスとしてもよい。図５に示す、メーカＡのモータ２１の１回転当たりのパルスの数Ｘは、２個である。モータ２１の１回転当たりのパルスの数はモータ２１の種類によって異なる。このため、本実施の形態では、モータ２１の１回転あたりのパルス数を求めることでモータ２１の種類を判別し、判別したモータ２１に応じた駆動用ソフトウェアを選択し動作させる。

図６は、実施の形態にかかるフィードバック信号を示す第２の図である。図６において、横軸は時間ｔを示し、縦軸は、電圧値を示す。また、図６は、メーカＢのモータ２１のフィードバック信号を示す。ファン２が１回転する時間をＴとする。メーカＢのモータ２１のフィードバック信号では、Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６である。Ｔ１〜Ｔ６はＨｉｇｈレベルまたはｌｏｗレベルの電圧値が継続する時間である。メーカＢのモータ２１の１回転当たりのパルスの数Ｙは、３個である。なお、図５では、メーカＡのモータ２１のフィードバック信号の１回転当たりのパルスの数Ｘは２個、図６では、メーカＢのモータ２１のフィードバック信号の１回転当たりのパルスの数Ｙは３個としたが、これは一例を示しており、パルスの数Ｘ、Ｙはそれぞれ２、３個以外でもよい。

図７は、実施の形態にかかるマイクロコンピュータ７０の動作を示すフローチャートである。マイクロコンピュータ７０は、冷蔵庫１の組み立ての検査時にあらかじめ定められた回転数でモータ２１を回転させる（ステップＳ１）。なお、回転数とは、単位時間あたりに何回回転するかを示す、回転速度を示すものである。モータ２１は、フィードバック信号をマイクロコンピュータ７０に出力する（ステップＳ２）。マイクロコンピュータ７０は、あらかじめ定められた回転数で回転させたモータ２１から出力されたフィードバック信号を検知し、このフィードバック信号を用いてモータ２１の１回転あたりのパルスの数を求める（ステップＳ３）。ステップＳ３のパルスの数を求めるとは、図５および図６に記載のパルスの数を数えることである。

１回転あたりのパルスの数は、検出したフィードバック信号のパルスの数を、フィードバック信号を継続して検知した時間で割り、この割った値をあらかじめ定められた回転数の値で割ることで算出できる。本実施例では、回転数をｒｐｍ（revolutions per minute）で表す。また、パルスを検知した時間の単位を分で表す。例えば、モータ２１のあらかじめ定められた回転数を１００ｒｐｍとし、マイクロコンピュータ７０がフィードバック信号を継続して検知した時間を１０分とし、マイクロコンピュータ７０が１０分間検知したパルスの数を１０，０００とすると、モータ２１の１回転あたりのパルスの数は１０である。なお、本実施の形態では、回転数をｒｐｍ、パルスを検知した時間の単位を分としたが、これらに限られず、回転数をｒｐｓ（revolutions per second）で表し、パルスを検知した時間の単位を秒とするなどとしてもよく、モータ２１の１回転あたりのパルスの数の算出方法は本実施の形態に限られない。マイクロコンピュータ７０は、モータ２１の１回転あたりのパルスの数がＸ個か確認する（ステップＳ４）。このＸの値はモータ２１の種類によって任意に変更できる。

パルスの数がＸ個であった場合（ステップＳ４,Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ７０は、モータ２１の種類は、メーカＡのモータ２１であると判別し、自身に保存しているメーカＡ用の駆動用ソフトウェアを選択し、メーカＡ用の駆動用ソフトウェアを動作させる（ステップＳ５）。つまり、マイクロコンピュータ７０は、第１のパルス数を用いてモータ２１の種類を判別し、モータ２１の種類に応じたモータ２１を駆動させるソフトウェアを選択し、このソフトウェアを動作させる。パルスの数がＸ個でない場合（ステップＳ４,Ｎｏ）、マイクロコンピュータ７０は、モータ２１の１回転あたりのパルスの数がＹ個か確認する（ステップＳ６）。このＹの値は、Ｘの値と同様にモータ２１の種類によって任意に変更できる。

パルスの数がＹ個であった場合（ステップＳ６,Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ７０は、モータ２１の種類は、メーカＢのモータ２１であると判別し、自身に保存しているメーカＢ用の駆動用ソフトウェアを選択し動作させる（ステップＳ７）。パルスの数がＹ個でない場合（ステップＳ６,Ｎｏ）、求めたパルスの数はメーカＡのモータ２１、メーカＢのモータ２１のいずれのパルスの数とも一致しないため、マイクロコンピュータ７０内に記録されたモータ２１のパルスの数に該当しないとして、マイクロコンピュータ７０から通知部８９に制御信号を出して通知部８９を鳴らして組み立て者に異常を通知する（ステップＳ８）。

以上説明したように、実施の形態にかかる冷蔵庫１は、ファン２と、ファン２を回転させ、回転の速度を示すフィードバック信号を出力するモータ２１と、あらかじめ定められた回転数でモータ２１を回転させ、フィードバック信号を用いてモータ２１の１回転あたりのパルス数である第１のパルス数を求め、第１のパルス数を用いてモータ２１の種類に応じたモータ２１を駆動させるソフトウェアを選択し動作させるマイクロコンピュータ７０と、備える。このため、１回転あたりのパルスの数が異なるモータ２１に変更された場合であっても、マイクロコンピュータ７０が変更されたモータ２１に対応したソフトウェアを選択し動作させることができるため、モータ２１の駆動用ソフトウェアを入れ替えるための作業の工数を減らすことができる。したがって、フィードバック信号のモータ２１の１回転あたりのパルスの数が異なるモータ２１に変更して組み込むことに伴うモータ２１の駆動用ソフトウェアの入れ替え作業の工数を抑制することができる。このように、駆動用ソフトウェアの入れ替え作業の工数を抑制することができるため、モータ２１の調達の関係などの理由でモータ２１を変更する場合であっても、容易に１回転あたりのパルスの数が異なる複数のモータ２１に変更して冷蔵庫１の組み立てを行うことができる。

上記の実施の形態では、通知部８９は、音を鳴らすことで異常の発生を通知するブザーであることとしたが、本実施の形態はかかる例に限定されない。通知部８９は、光を発することで異常の発生を通知するランプであってもよい。また通知部８９は、ブザーとランプの両方を含んでもよい。

また、上記の実施の形態では、冷蔵庫１は、冷蔵機能と冷凍機能とを併せ持つ冷凍冷蔵庫であることとしたが、本発明はかかる例に限定されない。冷蔵庫１は、冷蔵機能を有し冷凍機能を有さない冷蔵庫であってもよいし、冷凍機能を有し冷蔵機能を有さない冷凍庫であってもよい。また、本実施例では、冷蔵庫１の組み立て検査時に、あらかじめ定められた回転数でモータ２１を回転させて、駆動用ソフトウェアの選択をするとしたが、冷蔵庫１の組み立て検査時に限らず、モータ２１をあらかじめ定められた回転数で回転させることができれば、駆動用ソフトウェアの選択は、冷蔵庫１の保守点検時、モータ２１の交換時などに行っても良い。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 冷蔵庫、２ ファン、３ 冷却器、４ 風路、５ 操作パネル、６ 制御基板、７ 冷蔵室用帰還路、１０ 冷蔵室ドアスイッチ、２０ 製氷室ドアスイッチ、２１ モータ、３０ 切替室ドアスイッチ、４０ 冷凍室ドアスイッチ、５０ 野菜室ドアスイッチ、６０ 圧縮機、７０ マイクロコンピュータ、８０ モータシステム、８９ 通知部、１００ 冷蔵室、２００ 製氷室、３００ 切替室、４００ 冷凍室、５００ 野菜室、６００ 制御回路、６００ａ プロセッサ、６００ｂ メモリ。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモータシステムは、回転し、回転の速度をパルスの数で示すフィードバック信号を出力するモータと、あらかじめ定められた回転速度でモータを回転させ、フィードバック信号を検知し、検知したフィードバック信号に基づいてパルスの数を検出し、パルスの数を、フィードバック信号を継続して検知した時間で割り、検知した時間で割ったフィードバック信号のパルスの数を、あらかじめ定められた回転速度を単位時間あたりの回転回数で示した値で割ることで、モータの１回転あたりのパルスの数である第１のパルス数を求め、第１のパルス数を用いてモータの種類を判別し、モータの種類に応じたモータを駆動させるソフトウェアを選択し、ソフトウェアを動作させる制御回路と、を備える。

Claims (4)

1. 回転し、前記回転の速度をパルスの数で示すフィードバック信号を出力するモータと、
   あらかじめ定められた回転速度で前記モータを回転させ、前記フィードバック信号を用いて前記モータの１回転あたりの前記パルスの数である第１のパルス数を求め、前記第１のパルス数を用いて前記モータの種類を判別し、前記モータの種類に応じた前記モータを駆動させるソフトウェアを選択し、前記ソフトウェアを動作させる制御回路と、
   を備えるモータシステム。
2. 請求項１に記載のモータシステムと、
   前記モータシステムが備えるモータの回転によって回転するファンと、
   冷媒を循環させる圧縮機と、
   前記ファンが回転することで発生する風と、前記冷媒とが熱交換することで冷却される冷却器と、
   前記冷却器に前記風が当たることで発生する冷気によって冷却される収納室と、
   を備える冷蔵庫。
3. 音を鳴らすことで異常の発生を通知するアラーム、光を発することで異常の発生を通知するランプのうち少なくとも１つを備える通知部、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記モータの種類ごとの１回転あたりのパルスの数である第２のパルス数を保持し、
   前記第１のパルス数と前記第２のパルス数とを比較し、前記第１のパルス数と前記第２のパルス数とが一致しない場合、前記通知部を動作させる制御信号を出力する請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 制御回路が、
   あらかじめ定められた回転速度でモータを回転させる第１のステップと、
   前記モータから前記モータの回転速度をパルスの数で示すフィードバック信号を取得する第２のステップと、
   前記フィードバック信号を用いて前記モータの１回転あたりのパルス数を求め、前記１回転あたりのパルス数を用いて前記モータの種類を判別し、前記モータの種類に応じた前記モータを駆動させるソフトウェアを選択し、前記ソフトウェアを動作させる第３のステップと、
   を含むモータ駆動用ソフトウェア選択方法。

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