JPH05322410A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンプレッサの起動時の騒音を低減した冷蔵
庫を提供する。 【構成】 冷蔵庫状態検出手段１によって冷蔵庫の運転
状態を検知し、この検知した冷蔵庫の運転状態に基づい
てコンプレッサの負荷トルクを負荷トルク算出手段３で
算出し、この算出した負荷トルクに等しいまたは以下の
トルクを発生するコンプレッサの回転数をコンプ起動回
転数制御手段５で算出し、該回転数でコンプレッサを起
動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンプレッサの起動時
の動作を制御してコンプレッサの起動時の騒音を低減し
た冷蔵庫に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷蔵庫は、庫内温度が設定温度以下に低
下すると、コンプレッサを起動し、庫内温度が設定温度
以下になるように制御している。このようなコンプレッ
サの起動は、従来、商用電源の周波数と同じ周波数であ
る６０Ｈｚまたは５０Ｈｚの回転数でコンプレッサを回
転させることにより行ったり、または回転数制御できる
場合には、起動時から目的とする回転数、例えば３０Ｈ
ｚや９０Ｈｚの回転数でコンプレッサを起動している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
は、コンプレッサの起動時には、商用電源と同じ周波数
の回転数または目的とする回転数で起動しているため、
コンプレッサに必要以上のトルクがかかり、コンプレッ
サから騒音が発生するという問題がある。

【０００４】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、コンプレッサの起動時の騒音
を低減した冷蔵庫を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫の運転状態を検出する運
転状態検出手段と、該運転状態検出手段で検出した運転
状態に基づいてコンプレッサの負荷トルクを算出する負
荷トルク算出手段と、該負荷トルク算出手段で算出した
コンプレッサの負荷トルクに等しいまたは該負荷トルク
以下のトルクを発生するコンプレッサの回転数を算出す
る回転数算出手段と、該回転数算出手段で算出した回転
数でコンプレッサを起動する起動手段とを有することを
要旨とする。

【０００６】

【作用】本発明の冷蔵庫では、冷蔵庫の運転状態に基づ
いてコンプレッサの負荷トルクを算出し、該負荷トルク
に等しいまたは以下のトルクを発生するコンプレッサの
回転数を算出し、該回転数でコンプレッサを起動する。

【０００７】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【０００８】図１は、本発明の一実施例に係わる冷蔵庫
の機能構成を示すブロック図である。同図に示すよう
に、本実施例の冷蔵庫は、冷蔵庫内の温度を検出する庫
内温度検出手段１０１、冷蔵庫の外側の外気温度を検出
する外気温検出手段１０３、コンプレッサの運転時間を
算出するコンプ運転時間算出手段１０５およびコンプレ
ッサの冷媒吸い込み圧および冷媒吐出圧等のコンプレッ
サの圧力を検出するコンプ圧力検出手段１０７からなる
冷蔵庫状態検出手段１を有し、該冷蔵庫状態検出手段で
検出した冷蔵庫の各運転状態に関する情報は負荷トルク
算出手段３に供給され、ここで冷蔵庫の運転状態からコ
ンプレッサを起動するために必要な負荷トルクが算出さ
れる。なお、この負荷トルク算出手段３による負荷トル
クの算出は、冷蔵庫状態検出手段１を構成する前記庫内
温度検出手段１０１、外気温検出手段１０３、コンプ運
転時間算出手段１０５およびコンプ圧力検出手段１０７
からの各情報に対して負荷トルクを予め予想したテーブ
ルを作成しておき、該テーブルを検索することにより行
うこともできる。

【０００９】負荷トルク算出手段３で算出された負荷ト
ルクは、コンプ起動回転数制御手段５に供給され、該負
荷トルクと同等なトルクを発生する回転数が算出され、
この回転数またはその近辺の回転数でコンプレッサ３１
を起動すべく冷蔵庫制御手段９が制御される。コンプ起
動回転数制御手段５で算出された回転数によって冷蔵庫
制御手段９を介して起動されたコンプレッサ３１は、コ
ンプ回転数変更制御手段７の制御により起動時の回転数
から通常の回転数に徐々に上げられたりまたは一気に上
げられる。なお、冷蔵庫制御手段９は、庫内温度検出手
段１０１からの庫内温度や外気温検出手段１０３からの
外気温等からコンプレッサ３１のオン／オフを判断して
実行するとともに、冷蔵庫のその他の動作を制御する。
また、該冷蔵庫制御手段９にはコンプ運転時間算出手段
１０５からのコンプレッサの運転時間情報も供給される
ようになっている。

【００１０】図２は、図１に示す冷蔵庫の更に具体的な
回路構成を示すブロック図である。図２に示すように、
本実施例の冷蔵庫は、例えばマイクロプロセッサ等から
なるＣＰＵ１１を中心として、プログラムや固定情報を
記憶するＲＯＭ１３、情報を一時的に記憶するＲＡＭ１
５、インタフェース１７，２５およびカウンタ３３から
なるコンピュータで全体の動作を制御するように構成さ
れ、前記インタフェース１７に前記冷蔵庫状態検出手段
１を構成する庫内温度検出手段１０１、外気温検出手段
１０３およびコンプ圧力検出手段１０７に対応する温度
センサ１７，１９および圧力センサ２１，２３が接続さ
れるとともに、インタフェース２５にインバータ２７、
ドライバ２９を介してコンプレッサ３１が接続されてい
る。

【００１１】温度センサ１７は、前記庫内温度検出手段
１０１に対応し、冷蔵庫内の温度を検知する。温度セン
サ１９は、前記外気温検出手段１０３に対応し、冷蔵庫
の外部の温度、すなわち外気温を検出する。圧力センサ
２１は、コンプレッサの冷媒吸い込み圧を検出し、圧力
センサ２３はコンプレッサの冷媒吐出圧を検出する。

【００１２】また、カウンタ３３は、前記コンプ運転時
間算出手段１０５に対応するものであり、コンプレッサ
のオフ時間を計数するカウンタである。

【００１３】次に、以上のように構成される冷蔵庫の作
用を図３に示すフローチャートを参照して説明する。

【００１４】図３において、冷蔵庫が通常の処理を行っ
ている場合に（ステップ３１０）、冷蔵庫の温度を前記
庫内温度検出手段１０１、すなわち温度センサ１７で検
知し、この検知した冷蔵庫内の温度がコンプレッサのオ
ン温度、すなわちコンプレッサがオン動作すべき温度ま
で上昇しているか否かをチェックする（ステップ３２
０）。冷蔵庫内の温度がコンプレッサのオン温度になっ
ている場合には、コンプレッサ３１を起動しなければな
らないが、このために前記温度センサ１７，１９、圧力
センサ２１，２３およびコンプ運転時間算出手段１０
５、すなわちカウンタ３３で検出した冷蔵庫の庫内温
度、外気温、コンプレッサ冷媒吸い込み圧、コンプレッ
サ冷媒吐出圧およびコンプレッサのオフ時間を取り入
れ、これらの情報から負荷トルクを算出する（ステップ
３３０）。なお、負荷トルクの算出は上述したようにテ
ーブルを使用して検索して行ってもよい。

【００１５】ステップ３３０において負荷トルクが算出
されると、該負荷トルクと同等なトルクを発生するコン
プレッサの回転数を算出するために、まず、この算出さ
れた負荷トルクから該負荷トルクに対応するコンプレッ
サ３１を動作させるための電圧を前記ＲＯＭ１３に予め
記憶されているデータの中から検索する（ステップ３４
０）。そして、この検索した電圧をインタフェース２
５、インバータ２７およびドライバ２９を介してコンプ
レッサ３１に供給され、コンプレッサを起動する（ステ
ップ３５０，３７０）。

【００１６】なお、コンプレッサの回転数は、後述する
ように、コンプレッサに与えられる電圧によっておおよ
そ決められる。従って、上述したように、負荷トルクに
対応する電圧をコンプレッサに供給することにより、負
荷トルクに対応する回転数でコンプレッサを回転させる
ことができる。

【００１７】以上のようにコンプレッサ３１を起動した
後は、コンプレッサの起動を確認し（ステップ３７
０）、それからコンプ回転数変更制御手段７によって、
すなわち図２ではＣＰＵ１１およびＲＯＭ１３でソフト
的に構成されるコンプ回転数変更制御手段７によってコ
ンプレッサの回転数を目的の回転数まで上昇してから
（ステップ３８０）、通常の運転に入り（ステップ３９
０）、それから最初のステップ３１０に戻る。

【００１８】図４は、本発明の別の実施例に係わる冷蔵
庫の作用を示すフローチャートである。この実施例にお
ける冷蔵庫のハード構成は、図１および図２に示すもの
と同じである。この図４に示す実施例は、コンプレッサ
の回転数を０近辺から徐々に上昇していきながらコンプ
レッサを起動するものである。

【００１９】図４において、冷蔵庫が通常の処理を行っ
ている場合に（ステップ４１０）、冷蔵庫の温度を温度
センサ１７で検知し、この検知した冷蔵庫内の温度がコ
ンプレッサのオン温度まで上昇しているか否かをチェッ
クする（ステップ４２０）。冷蔵庫内の温度がコンプレ
ッサのオン温度になっている場合には、コンプレッサ３
１をその回転数が０に近いところから始動させる（ステ
ップ４３０）。

【００２０】コンプレッサ３１が始動すると、例えば１
００ｍｓの単位時間毎に一定の割合（例えば、１Ｈｚ）
ずつコンプレッサの回転数を上げながら、目標回転数ま
で上昇させる（ステップ４４０ないし４６０）。

【００２１】図５は、上述した図４に示す処理における
時間に対するコンプレッサの起動時の回転数の変化を示
す図である。この図および上述した処理がわかるよう
に、コンプレッサの回転数はかなり低い回転数から段階
的に上昇していく。

【００２２】次に、図６，７を参照して、コンプレッサ
に供給される電圧を可変することによりコンプレッサの
回転数を可変し得る動作について説明する。

【００２３】図６は、コンプレッサのモータを回転制御
する回路の一部を示す図であるが、同図に示すＰＡＭ用
トランジスタ５１によってコンプレッサのモータに与え
る電圧を変えることによりコンプレッサ用モータの回転
数を変えることができる。

【００２４】図７は、コンプレッサのモータとして使用
される直流モータの特性を示す図である。直流モータの
回転数Ｎは、電圧Ｖと次式に示す関係を有する。

【００２５】Ｎ＝（Ｖ／Ｋ_E ）−（Ｒτ／Ｋ_E ・Ｋ_T ） ここで、Ｋ_E は誘起電圧定数（Ｖ／ｒｐｍ）、Ｋ_T はト
ルク定数（ｋｇ・ｍ／Ａ）、τはトルクであって、τ＝
Ｋ_T ・Ｉであり、Ｒはモータコイルの巻線抵抗、Ｉは電
流である。

【００２６】図７に示すように、電圧ＶをＥ１，Ｅ２，
Ｅ３（Ｅ１＞Ｅ２＞Ｅ３）と一定としたとき、回転数Ｎ
およびトルクτは同図に示すようになる。ここで、回転
数をＮ_o に一定に保持しようとし、コンプレッサ用モー
タの起動時のトルクをτ₁ としたとき、冷蔵庫内の温度
が低下し、コンプレッサの負荷が安定するにつれて、モ
ータのトルクはτ₂ ，τ₃ の方向に移行する。従って、
回転数を一定に保持する場合には、その時のトルクτに
応じてモータに与える電圧を変えればよいことになる。
従って、モータ起動時に必要なトルクがわかれば、目標
とする回転数に対する電圧がわかる。

【００２７】次に示す表１は、コンプレッサの回転数お
よび入力電力（Ｗ）におけるコンプレッサの吐出圧、吸
い込み圧、冷蔵庫の各部の温度の一例を示す表である。
これから逆にコンプレッサの圧力、冷蔵庫の各部の温度
を知ることにより、コンプレッサの回転数と入力電力
（Ｗ）がわかりコンプレッサの回転に必要なトルクを予
想することができる。従って、冷蔵庫の各部の情報から
トルクを予想し、目標とする回転数が決まれば、該回転
数に必要な電圧を知ることができるのである。

【００２８】

【表１】 なお、上記実施例は、コンプレッサの起動時における制
御について説明しているが、本発明はコンプレッサの停
止時に対しても動作を逆にすることにより適用すること
ができ、これによりコンプレッサの停止時の騒音を防止
することもできる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷蔵庫の運転状態に基づいてコンプレッサの負荷トルク
を算出し、該負荷トルクに等しいまたは以下のトルクを
発生するコンプレッサの回転数を算出し、該回転数でコ
ンプレッサを起動するので、コンプレッサの起動時の騒
音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる冷蔵庫の機能構成を
示すブロック図である。

【図２】図１に示す冷蔵庫の更に具体的な回路構成を示
すブロック図である。

【図３】図１，２に示す実施例の作用を示すフローチャ
ートである。

【図４】本発明の別の実施例に係わる冷蔵庫の作用を示
すフローチャートである。

【図５】図４の実施例の作用を示す説明図である。

【図６】コンプレッサのモータを回転制御する回路の一
部を示す図である。

【図７】コンプレッサのモータとして使用される直流モ
ータの特性を示す図である。

【符号の説明】

１ 冷蔵庫状態検出手段 ３ 負荷トルク算出手段 ５ コンプ起動回転数制御手段 ７ コンプ回転数変更制御手段 ９ 冷蔵庫制御手段 １１ ＣＰＵ ３１ コンプレッサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷蔵庫の運転状態を検出する運転状態検
   出手段と、該運転状態検出手段で検出した運転状態に基
   づいてコンプレッサの負荷トルクを算出する負荷トルク
   算出手段と、該負荷トルク算出手段で算出したコンプレ
   ッサの負荷トルクに等しいまたは該負荷トルク以下のト
   ルクを発生するコンプレッサの回転数を算出する回転数
   算出手段と、該回転数算出手段で算出した回転数でコン
   プレッサを起動する起動手段とを有することを特徴とす
   る冷蔵庫。