KR20070072791A - 냉장고의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 제어방법에 관한 것으로서, 냉장고 내부의 순간적인 전압의 변화로 인하여 저장실의 온도센서의 출력전압이 변동하는 경우, 발생할 수 있는 압축기를 비롯한 기타 부하들의 급격한 작동변화를 방지할 수 있는 냉장고의 제어방법을 제공하고 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 저장실과, 상기 저장실의 온도를 감지하고 그 온도를 나타내기 위한 신호를 전압값으로 변환하여 제어부로 입력하는 온도센서와, 압축기와 냉기팬을 포함하는 냉장고의 제어방법에 있어서,

상기 제어방법은 저장실내의 온도를 나타내는 전압값이 기 설정된 기준온도범위를 나타내는 기준전압범위를 벗어나는지 판단하고, 상기 전압값이 상기 기준전압범위를 이탈한 경우 그 이탈지속시간이 기 설정된 센싱소요기준시간을 경과하였는지 판단하고, 상기 이탈지속시간이 상기 센싱소요기준시간을 초과한 경우 상기 전압값을 상기 기준전압범위내로 복귀시킬 수 있도록 상기 압축기 또는 냉기팬을 구동 또는 정지시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법을 제공하고 있다.

Description

냉장고의 제어방법{Control method of refrigerator}

도1은 본 발명에 의한 냉장고의 전면을 도시한 정면도이다.

도2는 본 발명에 의한 제어블록도이다.

도3은 본 발명의 의한 제어흐름도이다.

도4는 본 발명에 의한 냉장고의 온도센서의 전압의 변화상태를 도시한 선도이다.

도5는 본 발명에 의한 냉장고의 온도센서의 전압의 다른 변화상태를 도시한 선도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

21: 냉동실 온도센서 22: 냉장실 온도센서

30: 제어부 33: 압축기 구동부

36: 냉기팬 구동부 39: 표시부

본 발명은 냉장고의 제어방법에 관한 것으로, 상세하게는 냉장고 내부의 순간적인 전압의 변화로 인하여 저장실의 온도센서의 전압이 변동하는 경우, 발생할 수 있는 압축기를 비롯한 기타 부하들의 급격한 작동변화를 방지할 수 있는 냉장고의 제어방법을 제공하고 있다.

일반적으로 냉장고는 냉장보관 또는 냉동보관이 필요한 식품을 저장할 수 있는 저장실과, 그러한 저장고에 냉기를 공급할 수 있는 냉기팬과, 그러한 냉기를 생성해내는 증발기 및 그러한 증발기에 압축냉매를 공급하는 압축기를 갖추며, 저장실의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 온도센서의 입력을 받고 그 온도에 따라서 압축기나 냉기팬과 같은 부하를 동작시키는 제어부를 구비한다.

종래의 냉장고의 온도센서는 제어부와 연결되는데, 이때 온도센서는 감지한 온도를 전압값으로 변환하고, 제어부는 이러한 전압값을 인식하여 이에 대응하는 온도에 맞게 압축기나 냉기팬의 구동을 제어하였다.

즉, 냉장이나 냉동에 적당한 온도범위가 제어부에 설정이 된 상태에서 센싱된 온도가 높아져서 설정온도범위의 상한임계점에 도달하게 되면 압축기와 냉기팬을 작동하여 냉기를 저장실에 공급하여 저장실의 온도를 하강시키고, 이러한 냉기가 계속 공급이 되어 설정온도범위의 하한임계점에 도달하게 되면 압축기와 냉기팬의 작동을 정지시키는 제어방식을 취하고 있었던 것이다.

결국 센서의 출력 전압값의 상승 또는 하강으로 인하여 제어부가 저장실의 온도의 상승 및 하강을 인식하여 제어하였던 것인데, 이러한 센서의 출력 전압값이 저장실의 온도의 변화와 무관하게 급격하게 순간적으로 변화하는 경우가 있었다.

보통 기타 부하요소들이 갑자기 작동을 하는 경우 큰 전압이 필요하게 되고, 이때, 센서의 출력전압이 순간적으로 감소함으로써 저장실 내에서는 온도변화가 크 게 없음에도 불구하고 제어부에서는 온도 변화가 급격하게 발생한 것으로 인식하여 정지하고 있던 압축기나 냉기팬을 작동시키다가, 다시 센서의 출력전압이 본래 위치로 복귀하면 저장실 온도가 설정온도범위 내로 회귀하였기 때문에 작동하던 압축기나 냉기팬을 다시 정지시키는 일이 경우가 발생하곤 하였다.

또한, 이는 부하가 작동하다가 갑자기 도어개방으로 인하여 부하의 작동이 잠시 멈추면 전압의 과잉상태가 발생하여 저장실의 온도와 무관하게 센서의 출력전압이 순간적으로 급상승할때가 있었고, 이때는 작동하던 압축기나 냉기팬을 정지시킨뒤에, 다시 출력전압이 원상태로 복귀하면 정지한 압축기나 냉기팬을 다시 작동시키게 된다는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉장고 내부의 순간적인 전압의 변동으로 인하여 온도센서의 전압이 순간적으로 급상승, 또는 급하강 하는 경우에 발생할 수 있는 압축기를 비롯한 기타 부하들의 급격한 작동변화를 방지할 수 있는 냉장고의 제어방법을 제공하고 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 저장실과, 상기 저장실의 온도를 감지하고 그 온도를 나타내기 위한 신호를 전압값으로 변환하여 제어부로 입력하는 온도센서와, 압축기와 냉기팬을 포함하는 냉장고의 제어방법에 있어서,

상기 제어방법은 저장실내의 온도를 나타내는 전압값이 기 설정된 기준온도범위를 나타내는 기준전압범위를 벗어나는지 판단하고, 상기 전압값이 상기 기준전 압범위를 이탈한 경우 그 이탈지속시간이 기 설정된 센싱소요기준시간을 경과하였는지 판단하고, 상기 이탈지속시간이 상기 센싱소요기준시간을 초과한 경우 상기 전압값을 상기 기준전압범위내로 복귀시킬 수 있도록 상기 압축기 또는 냉기팬을 구동 또는 정지시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전압값의 상기 기준전압범위 이탈여부를 판단하는 경우, 상기 전압값이 상기 기준전압범위를 이탈하였는지 1차적으로 판단하고,

상기 전압값이 상기 기준전압범위를 이탈하였다고 판단되는 경우 다시 상기 전압값의 상기 기준전압범위 이탈여부를 2차적으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이탈지속시간이 센싱소요기준시간을 경과하지 않고 상기 전압값이 상기 기준전압범위로 복귀한 경우, 상기 압축기 및 냉각팬의 작동상태는 상기 전압값이 상기 기준전압범위를 이탈하기 전 당시의 작동상태와 동일하게 유지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이탈지속시간이 센싱소요기준시간을 경과한 때에 상기 전압값이 상기 기준전압범위를 초과하는 경우에는 상기 압축기 및 냉기팬의 구동을 정지시키고, 상기 전압값이 상기 기준전압범위에 미달되는 경우에는 상기 압축기 및 냉기팬을 구동시키는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다. 도1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 냉장고는 냉장고의 외관을 형성하며 식품의 저장공간이 마련된 본체(1)와 이 본체(1)의 내부에 종방향으로 배치되는 수직격벽(2)과, 상기 수직격벽(2)에 의해 각각 좌측과 우측에 구획되어 마련된 냉동실(3)과 냉장실(4)을 구비한다.

냉동실(3)과 냉장실(4)의 전면에는 각각 냉동실 도어(5)와 냉장실 도어(6)가 힌지 결합되어 냉동실(3)과 냉장실(4)을 개폐하게 된다.

상기 냉동실(3)은 대략 섭씨 16도에서 영하 21도 사이의 범위로 유지되어 고기류와 생선류, 그리고 빙과류와 같은 식품을 동결상태로 보관하게 되며, 상기 냉장실(4)은 대략 섭씨 영상 3도에서 영상5도 사이의 온도범위로 유지되어 야채류와 과일 , 그리고 음료수와 같은 식품을 신선한 상태로 보관하게 된다.

상기 냉동실(3)과 냉장실(4)에는 식품을 효과적으로 보관하기 위한 다수의 선반(7)과 저장박스(8)가 설치되어 있다.

또한, 냉장실(4)에는 냉동실(3)과 냉장실(4) 사이의 온도대역의 특정온도에서 보관할 필요가 있는 식품들을 저장하기 위해 본 발명의 특징을 이루는 온도조절챔버(20)가 설치되어 있다.

또한, 상기 본체(1)의 내부에는 상기 냉동실(3)과 상기 냉장실(4)에 공급할 냉기를 형성하기 위해 공기의 열교환에 필요한 압축냉매를 공급하기 위한 압축기(미도시)와, 압축된 냉매과 공기를 열교환 시키는 열교환기(미도시)와, 열교환된 공기를 상기 냉동실(3)과 상기 냉장실(4)로 유입시키는 냉기팬(미도시)이 설치된다.

상기 냉동실(3)과 상기 냉장실(4)에는 그 내부 온도를 측정하기 위한 냉동실 온도센서(미도시)와 냉장실온도센서(미도시)가 설치되며, 또한 상기 본체(1)의 외부에는 외부의 공기 온도를 측정하기 위한 외기온도 센서(미도시)가 설치되는데, 이러한 온도센서들은 제어부(미도시)와 연결되어 각각의 온도값을 전압으로 변환한 뒤에 상기 제어부에 입력시키게 된다.

도2에서 도시한 바와 같이, 상기 제어부(30)의 입력단에는 상기 냉동실 온도센서(21)와 상기 냉장실 온도센서(22) 및 상기 외기온도센서(24)가 연결되어 있으며, 또한 전원을 공급하는 전원부(27)가 연결되어 있다.

그리고 상기 제어부(30)의 출력단에는 상기 압축기를 구동하는 압축기 구동부(33)와 상기 냉기팬을 구동하는 냉기팬 구동부(36) 및 냉장고의 운전상태를 표시하는 표시부(39)가 연결된다.

도3은 냉동실의 온도센서의 출력전압에 따른 제어흐름도를 도시하는 것이나, 이러한 제어흐름도는 냉장실의 온도센서의 출력전압의 변화에도 동일하게 적용된다.

우선적으로, 상기 목표로 하는 냉동실의 내부온도의 기준온도값(Ts)이 설정되면(S100), 상기 제어부에서는 이러한 냉동실의 기준온도값(Ts)을 기준전압값(Vs)으로 변환하여 그 목표치를 설정하게 되며(S101), 또한, 상기 냉동실 온도센서에 의하여 감지되는 상기 냉동실 온도의 변화, 즉, 제어부로 입력되는 냉동실 온도센서의 출력전압의 변화가 순간적인 것인지 아닌지를 판단하기 위한 시간적 판단기준이 되는 센싱소요기준시간(ts)이 설정되는 단계를 거친다.(S102).

이와 같이 상기 제어부에 기준전압값(Vs)과 센싱소요기준시간(ts)가 설정된 이후에, 상기 냉동실 온도센서에서 상기 냉동실의 온도를 감지하면(S103), 상기 냉동실 온도센서는 센싱된 온도값(T1)을 그 값에 대응하는 전압값(V1)으로 변환하게 되고,(S104) 그렇게 변환된 전압값(V1)은 상기 제어부에 입력된다.

상기 제어부에서는 입력된 전압값(V1)이 상기 기준전압값(Vs)과 얼마나 차이가 나는지 판단하게 되는데, 상기 제어부에는 상기 기준전압값(Vs)을 기준으로 상한임계값(Vs+a)과 하한임계값(Vs-a)이 설정되며, 제어부는 입력된 전압값(V1)이 이러한 상한임계값(Vss+a)와 하한임계값(Vs-a) 사이에 있는지 여부를 판단한다(S105).

만약에, 입력된 전압값(V1)이 상한임계값(Vs+a)와 하한임계값(Vs-a) 사이에 있다고 판단되는 경우에는 그러한 전압값(V1)에 대응되는 온도값(T1)을 저장하고, 상기 압축기를 비롯한 기타 부하의 작동상태를 그대로 유지하게 된다(S106).

그런데, 입력된 전압값이 상한임계값(Vs+a)와 하한임계값(Vs-a)을 벗어났다고 판단되는 경우에는 그 값에 대응하여 곧바로 압축기를 비롯한 기타 부하를 곧바로 작동시키거나 정지시키는 것이 아니고, 다시 한번 상기 냉동실의 온도센서가 냉동실의 온도(T2)를 센싱하여(S107), 그렇게 센싱된 온도값(T2)을 그에 대응되는 전압값(V2)로 변환하여 상기 제어부쪽으로 입력시키게 된다(S108).

이때, 제어부에서는 이렇게 입력된 전압값(V2)이 다시 상한임계값(Vs+a)와 하한임계값(Vs-a) 사이에 있는지 여부를 판단하게 되며(S109), 이때, 입력 전압값(V2)가 상한임계값(Vs+a)와 하한임계값(Vs-a) 사이에 있다고 판단되었다면, 그러한 전압값(V2)에 대응되는 냉동실의 온도값(T2)을 저장하고, 상기 압축기를 비롯한 기타 부하의 작동상태를 그대로 유지하게 된다(S110).

만약에 입력된 전압값(V2)이 상한임계값(Vs+a)와 하한임계값(Vs-a)의 범위를 이탈한 것으로 판단되었다면, 그 이탈지속시간이 이미 제어부에 설정된 센싱소요 기준시간(ts)을 경과하였는지 여부를 판단하게 된다(S111).

위와 같이 판단하여, 이탈지속시간이 상기 센싱소요기준시간(ts)를 경과하지 않은 것으로 판단되면, 다시 냉장실의 온도를 측정하여 그 온도에 대응되는 전압값이 기준전압값(Vs)의 상한임계값(Vs+a)와 하한임계값(Vs-a)의 사이에 있는 지를 판단하는 단계로 회귀하는 과정을 거치게 된다.

그러나, 이탈지속시간이 상기 센싱소요기준시간(ts)를 경과한 것으로 판단되면, 이는 단순히 온도와 무관한 전압값의 순간적인 변화가 아닌 것이고, 온도의 지속적인 변화와 연관된 것이라고 판단하는 것이다.

따라서, 상기 제어부에서는 그러한 전압값(V2)이 상한임계치(Vs+a)를 초과하는 것인지 아니면, 하한임계치(Vs-a)에 미달되는 것인지 판단하게 된다(S112)

만약, 상기 제어부에서 그러한 전압값(V2)이 하한임계값(Vs-a)보다 작은 값을 가진 것으로 판단되면, 일단 그 전압값(V2)에 대응되는 냉동실내의 온도값(T2)을 저장하게 된다(S113).

이때 냉동실내의 온도값(T2)은 기준온도(Ts)에 비하여 지나치게 높게 올라간 것이므로 냉동실 내의 온도를 강하시키기 위하여 냉기를 형성하여 냉동실 내로 유입시킬 수 있도록 상기 압축기와 냉기팬을 구동시킨다(S114).

이와는 반대로, 상기 제어부에서 입력된 전압값(V2) 상한임계값(Vs+a)보다 큰 것으로 판단되면, 일단 그 전압값(V2)에 대응되는 냉동실의 온도값(T2)를 저장하게 되는데(S115), 이는 결국 냉동실의 온도값(T2)이 기준온도(Ts)에 비하여 지나치게 낮은 것이므로, 냉동실의 온도를 상기 기준온도(Ts)에 맞게 상승시키기 위하 여 상기 압축기가 구동중이라면 압축기와 냉기팬을 정지시키는 것이다(S115).

도4(a)에서 도시된 바와 같이, 입력전압값이 기준전압값(Vs)의 상한임계값(Vs+a)와 하한임계값(Vs-a) 사이에서 움직이다가 어느 순간 냉동실 내의 온도변화와 무관하게 냉장고 자체의 전압변화에 영향을 받아서 하한임계값(Vs-a) 이하로 떨어지고 상기 센싱소요기준시간(ts)내에 다시 기준전압값(Vs)의 상한임계값(Vs+a)와 하한임계값(Vs-a) 사이의 값으로 복귀한 경우에는 상기 압축기는 그 작동상태(여기서는 정지상태)를 유지하게 된다.

그러나, 도4(b)에서 도시된 바와 같이, 입력전압값이 갑자기 하한임계값(Vs-a) 이하로 떨어진 상태에서 그 상태가 상기 센싱소요기준시간(ts)를 초과하여 지속되는 경우에는 상기 냉동실의 온도를 하강시키기 위하여 상기 압축기가 곧바로 구동하게 되고, 또한 냉동실으로의 냉기유입과 관련된 부하들도 작동을 하게 되는것이다.

도5(a)에서 도시된 바와 같이, 입력되는 전압값이 기준전압값(Vs)의 상한임계값(Vs+a)와 하한임계값(Vs-a) 사이에서 움직이다가 냉동실내의 온도변화와 무관하게 냉장고 자체의 갑적스런 전압의 변화의 영향을 받아서 상한임계값(Vs+a)을 초과하였으나, 상기 센싱소요기준시간(ts)내에 다시 상기 상한임계값(Vs+a)과 하한임계값(Vs-a) 사이의 값으로 복귀한 경우에, 압축기나 냉기팬(여기서는 구동상태)은 원래의 상태를 유지하게 된다.

그러나, 도5(b)에서 도시된 바와 같이, 입력되는 전압값이 기준전압값(Vs)의 상한임계값(Vs+a)을 초과한 상태가 상기 센싱소요기준시간(ts)를 경과하여 지속되 는 경우에는 상기 냉동실의 온도가 지나치게 하강한 것으로 판단된 것이므로, 냉동실의 온도를 정상화 하기 위하여 압축기를 정지시키고, 기타 냉기형성 및 냉기유입과 관련된 부하들의 작동을 정지시키게 되는 것이다.

예를 들어서, 만약에 냉동실의 기준온도를 -17℃, 이에 대응되는 기준전압을 3.7V 설정하여 제어하고, 냉동실의 온도의 상한 임계값을 -15℃로, 하한임계값을 -19℃로 하되 -15℃에 대응되는 전압을 3.6V로 하며, -19℃에 대응되는 전압을 3.8V로 설정하여, 입력전압이 3.6V(즉, 냉동실 온도는 -15℃)가 되면 압축기 및 냉기팬등을 구동시키고, 입력전압이 3.8V(즉, 냉동실 온도는 -19℃)가 되면 압축기 및 냉기팬등의 작동을 정지시키며, 또한, 센싱소요기준시간을 0.05초로 설정하여 제어를 한다고 할 때, 상기 입력 전압이 3.6V~3.8V(-19℃ ~ -15℃)사이에 있고, 이때, 상기 압축기와 냉기팬이 정지해 있는 상태에서 갑자기 입력전압이 3.6V아래로 강하하였으나, 센싱소요기준시간인 0.05초 내에 다시 3.6~3.8V내로 복귀한 경우에는 상기 압축기와 냉기팬은 그대로 정지해 있게 된다.

그러나 만약에 입력전압이 3.6V 아래로 강하한 상태에서 그 상태가 0.05초 이상 지속되는 경우에는 상기 압축기와 냉기팬이 구동하기 시작하는 것이다.

또한, 상기 압축기와 냉기팬이 구동하고 있는 상태에서 입력전압이 3.8V를 갑자기 초과하였으나, 그러한 상태가 0.05초 이상 지속되지 못하고, 다시 3.6~3.8V 범위내로 복귀한 경우에는 상기 압축기와 냉기팬의 구동상태는 그대로 유지되나, 만약에 그러한 초과상태가 0.05초 이상 지속되는 경우에는 상기 압축기와 냉기팬이 정지되는 것이다.

이와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

즉, 온도센서의 전압이 저장실의 온도와 무관하게 냉장고 자체의 순간적인 전압변동의 영향을 받아서 미리 설정된 적정범위를 이탈하는 경우에, 그와 같은 이탈현상이 순간적인 것에 불과하여 곧바로 다시 온도센서의 전압의 적정범위로 복귀한 때에는, 압축기나 그 밖에 부하들이 그러한 변동에 즉각적으로 반응하여 작동상태를 변경하지 않고, 기존에 수행하던 작동상태를 유지하게 할 수 있다는 효과가 있다.

즉, 기존에는 압축기 등이 정지된 상태에서 순간적으로 센서의 전압이 순간적으로 적정범위 이하로 떨어진 경우 곧바로 압축기 등이 작동을 하게 된 후, 다시 센서의 전압이 적정범위로 복귀한 경우에는 다시 작동한 압축기 등을 정지시켜야 했기 때문에 냉장고의 운전효율이 떨어졌으나, 본 발명에 의하면 센서 전압의 순간적인 변화가 있어도 센서 전압이 적정범위를 이탈하기 전 당시의 부하의 구동상태를 유지하게 함으로써 냉장고를 안정적으로 제어할 수 있다는데 그 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 저장실과, 상기 저장실의 온도를 감지하고 그 온도를 나타내기 위한 신호를 전압값으로 변환하여 제어부로 입력하는 온도센서와, 압축기와 냉기팬을 포함하는 냉장고의 제어방법에 있어서,

   상기 제어방법은 저장실내의 온도를 나타내는 전압값이 기 설정된 기준온도범위를 나타내는 기준전압범위를 벗어나는지 판단하고,

   상기 전압값이 상기 기준전압범위를 이탈한 경우 그 이탈지속시간이 기 설정된 센싱소요기준시간을 경과하였는지 판단하고,

   상기 이탈지속시간이 상기 센싱소요기준시간을 초과한 경우 상기 전압값을 상기 기준전압범위내로 복귀시킬 수 있도록 상기 압축기 또는 냉기팬을 구동 또는 정지시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법
2. 제1항에 있어서,

   상기 전압값의 상기 기준전압범위 이탈여부를 판단하는 경우, 상기 전압값이 상기 기준전압범위를 이탈하였는지 1차적으로 판단하고,

   상기 전압값이 상기 기준전압범위를 이탈하였다고 판단되는 경우 다시 상기 전압값의 상기 기준전압범위 이탈여부를 2차적으로 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 이탈지속시간이 센싱소요기준시간을 경과하지 않고 상기 전압값이 상기 기준전압범위로 복귀한 경우, 상기 압축기 및 냉각팬의 작동상태는 상기 전압값이 상기 기준전압범위를 이탈하기 전 당시의 작동상태와 동일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 이탈지속시간이 센싱소요기준시간을 경과한 때에 상기 전압값이 상기 기준전압범위를 초과하는 경우에는 상기 압축기 및 냉기팬의 구동을 정지시키고,

   상기 전압값이 상기 기준전압범위에 미달되는 경우에는 상기 압축기 및 냉기팬을 구동시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.

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