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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022169826
(43)【公開日】2022-11-10
(54)【発明の名称】冷蔵庫制御システム
(51)【国際特許分類】
F25D 11/00 20060101AFI20221102BHJP
【ＦＩ】
F25D11/00 101B
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021075456
(22)【出願日】2021-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】000005049
【氏名又は名称】シャープ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147304
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 知哉
(74)【代理人】
【識別番号】100148493
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 浩二
(72)【発明者】
【氏名】中田 恵美子
(72)【発明者】
【氏名】川浪 徹
(72)【発明者】
【氏名】今出 雅士
【テーマコード（参考）】
3L045
【Ｆターム（参考）】
3L045AA05
3L045BA01
3L045CA02
3L045DA02
3L045LA01
3L045LA04
3L045MA00
3L045NA01
3L045PA01
3L045PA02
3L045PA03
(57)【要約】
【課題】圧縮機の駆動音を聞こえにくくすることができる冷蔵庫制御システム、及び冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵庫制御システムは、冷蔵庫に設けられた圧縮機を駆動する駆動回路を制御する。前記冷蔵庫制御システムは、前記冷蔵庫の周囲の音に関する音情報を取得する音情報取得部と、前記音情報取得部が取得した前記音情報に基づいて、前記駆動回路が有するインバータ回路のキャリア周波数を決定する周波数決定部と、前記周波数決定部が決定した前記キャリア周波数に基づいて前記インバータ回路を制御するインバータ制御部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】冷蔵庫制御システムは、冷蔵庫に設けられた圧縮機を駆動する駆動回路を制御する。前記冷蔵庫制御システムは、前記冷蔵庫の周囲の音に関する音情報を取得する音情報取得部と、前記音情報取得部が取得した前記音情報に基づいて、前記駆動回路が有するインバータ回路のキャリア周波数を決定する周波数決定部と、前記周波数決定部が決定した前記キャリア周波数に基づいて前記インバータ回路を制御するインバータ制御部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷蔵庫に設けられた圧縮機を駆動する駆動回路を制御する冷蔵庫制御システムであって、
前記冷蔵庫の周囲の音に関する音情報を取得する音情報取得部と、
前記音情報取得部が取得した前記音情報に基づいて、前記駆動回路が有するインバータ回路のキャリア周波数を決定する周波数決定部と、
前記周波数決定部が決定した前記キャリア周波数に基づいて前記インバータ回路を制御するインバータ制御部と、を備える、
冷蔵庫制御システム。
前記冷蔵庫の周囲の音に関する音情報を取得する音情報取得部と、
前記音情報取得部が取得した前記音情報に基づいて、前記駆動回路が有するインバータ回路のキャリア周波数を決定する周波数決定部と、
前記周波数決定部が決定した前記キャリア周波数に基づいて前記インバータ回路を制御するインバータ制御部と、を備える、
冷蔵庫制御システム。
【請求項2】
前記冷蔵庫の周囲の音を取得するマイクロホンの出力信号に基づいて、前記冷蔵庫の周囲の騒音レベルを推定する騒音推定部を更に備え、
前記音情報は、前記騒音推定部の推定結果に基づいた騒音情報を含む、
請求項１に記載の冷蔵庫制御システム。
前記音情報は、前記騒音推定部の推定結果に基づいた騒音情報を含む、
請求項１に記載の冷蔵庫制御システム。
【請求項3】
前記騒音推定部は、前記圧縮機が停止している場合における前記マイクロホンの出力信号に基づいて、前記騒音レベルを推定する、
請求項２に記載の冷蔵庫制御システム。
請求項２に記載の冷蔵庫制御システム。
【請求項4】
前記騒音推定部は、前記キャリア周波数に応じた前記騒音レベルを推定する、
請求項２又は３に記載の冷蔵庫制御システム。
請求項２又は３に記載の冷蔵庫制御システム。
【請求項5】
前記音情報は、前記キャリア周波数に応じた前記圧縮機の駆動音に関する駆動音情報を含む、
請求項１～４のいずれか１項に記載の冷蔵庫制御システム。
請求項１～４のいずれか１項に記載の冷蔵庫制御システム。
【請求項6】
前記音情報は、ユーザが設定した除外音に関する除外情報を含み、
前記周波数決定部は、前記除外音に対応する除外周波数を避けて前記キャリア周波数を決定する、
請求項１～５のいずれか１項に記載の冷蔵庫制御システム。
前記周波数決定部は、前記除外音に対応する除外周波数を避けて前記キャリア周波数を決定する、
請求項１～５のいずれか１項に記載の冷蔵庫制御システム。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか１項に記載の冷蔵庫制御システムと、
圧縮機と、
前記冷蔵庫制御システムによって制御され、前記圧縮機を駆動する駆動回路と、を備える、
冷蔵庫。
圧縮機と、
前記冷蔵庫制御システムによって制御され、前記圧縮機を駆動する駆動回路と、を備える、
冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷蔵庫制御システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、インバータ制御によって駆動される圧縮機を備えた冷蔵庫が開示されている（例えば、特許文献１参照）。圧縮機は、モータを備えており、冷媒を圧縮して高温、高圧の気体冷媒とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－３２２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
インバータ制御は、キャリア周波数で高速にモータの駆動電圧を変調することで、高精度にモータの回転数を制御するものである。一般的に、キャリア周波数は人間の可聴周波数帯に設定されることが多い。このキャリア周波数の音が圧縮機や冷蔵庫内の部品と共振するなどによって、ユーザに聞こえてしまうことがあり、ユーザに不快感を与えるおそれがあった。
【0005】
本開示の主な目的は、圧縮機の駆動音、特にインバータ制御のキャリア周波数の音を、ユーザが聞き取りにくくすることができる冷蔵庫制御システム、及び冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一態様に係る冷蔵庫制御システムは、冷蔵庫に設けられた圧縮機を駆動する駆動回路を制御する。前記冷蔵庫制御システムは、前記冷蔵庫の周囲の音に関する音情報を取得する音情報取得部と、前記音情報取得部が取得した前記音情報に基づいて、前記駆動回路が有するインバータ回路のキャリア周波数を決定する周波数決定部と、前記周波数決定部が決定した前記キャリア周波数に基づいて前記インバータ回路を制御するインバータ制御部と、を備える。
【0007】
一態様に係る冷蔵庫は、前記冷蔵庫制御システムと、圧縮機と、前記冷蔵庫制御システムによって制御され、前記圧縮機を駆動する駆動回路と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【0010】
【0011】
本実施形態の冷蔵庫制御システム１は、冷蔵庫１００に設けられた圧縮機２を駆動する駆動回路３を制御する。
【0012】
冷蔵庫１００は、冷凍サイクル機構を有している。冷凍サイクル機構は、圧縮機２、凝縮器、膨張弁、蒸発器（エバポレータ）等を有しており、冷媒を相変化させながら循環させることで、空気を冷却するように構成されている。
【0013】
圧縮機２は、モータ２１を有しており、モータ２１が回転駆動することによって、気体の冷媒を圧縮するように構成されている。圧縮機２は、駆動回路３によって駆動される。
【0014】
冷蔵庫１００は、電源回路としてＡＣ／ＤＣコンバータ回路４を備えている。ＡＣ／ＤＣコンバータ回路４は、商用電源から供給された交流電力を直流電力に変換するように構成されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ回路４は、例えば、交流電圧を整流する整流回路、整流回路によって生成された脈流電圧を平滑する平滑回路等を備えている。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路４は、力率改善（PFC：Power Factor Correction）回路、降圧回路等を備えていてもよい。
【0015】
駆動回路３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路４から供給される直流電力を用いて、圧縮機２を駆動するように構成されている。具体的には、駆動回路３は、圧縮機２のモータ２１を回転駆動するように構成されている。本実施形態では、モータ２１は、三相モータであって、駆動回路３は、モータ２１に三相の交流電力を供給するインバータ回路３１を有している。インバータ回路３１は、三相フルブリッジ型インバータ回路であって、フルブリッジ接続された６つのスイッチング素子（例えば、MOSFET：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor、IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistorなど）を有しており、３つの出力端子がモータ２１に接続されている。インバータ回路３１は、６つのスイッチング素子がオン／オフ駆動されることにより、直流電圧を三相の交流電圧に変換する。インバータ回路３１は、三相の交流電圧をモータ２１に印加することにより、モータ２１を回転駆動させる。
【0016】
駆動回路３は、冷蔵庫制御システム１によって制御される。具体的には、駆動回路３のインバータ回路３１は、冷蔵庫制御システム１によってＰＷＭ制御（PWM：Pulse Width Modulation）される。
【0017】
冷蔵庫制御システム１は、インバータ制御部１１と、キャリア信号生成部１２と、周波数決定部１３と、音情報取得部１４と、騒音推定部１５と、を備えている。
【0018】
冷蔵庫制御システム１は、例えば、プロセッサ及びメモリを有するマイクロコンピュータで構成されている。つまり、冷蔵庫制御システム１は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムで実現されている。そして、プロセッサが適宜のプログラムを実行することにより、インバータ制御部１１、キャリア信号生成部１２、周波数決定部１３、音情報取得部１４、騒音推定部１５として機能する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。
【0019】
インバータ制御部１１は、インバータ回路３１を制御する。具体的には、インバータ制御部１１は、インバータ回路３１にＰＷＭ信号を出力することにより、インバータ回路３１をＰＷＭ制御する。インバータ回路３１は、ＰＷＭ信号に応じて複数のスイッチング素子がオン／オフすることにより、三相の交流電力をモータ２１に出力する。
【0020】
インバータ制御部１１は、キャリア信号生成部１２から出力されるキャリア信号に基づいて、ＰＷＭ信号を生成する。具体的には、インバータ制御部１１は、変調信号と、キャリア信号との比較結果に基づいて、ＰＷＭ信号を生成する。変調信号は、変調信号生成部１６によって生成される。変調信号は、インバータ回路３１が出力する交流電圧の位相、周波数に応じた交流信号である。キャリア信号は、例えば三角波であって、キャリア信号生成部１２によって生成される。変調信号の振幅値と、キャリア信号の振幅値との比較結果に応じて、ＰＷＭ信号のパルス幅が決定される。また、キャリア信号の周波数（以下、キャリア周波数ともいう）は、ＰＷＭ信号のパルス幅変調周期を決定する。本実施形態では、キャリア周波数が可変である。キャリア周波数は、複数の値、例えば４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚから選択される。キャリア周波数が高くなるほど、インバータ回路３１が出力する交流電圧の波形が変調信号に近づく。
【0021】
キャリア信号生成部１２は、周波数決定部１３が決定したキャリア周波数のキャリア信号を生成して、インバータ制御部１１に出力する。
【0022】
周波数決定部１３は、音情報取得部１４が取得した音情報に基づいて、キャリア周波数を決定する。周波数決定部１３は、音情報に基づいて、例えば４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚのうち、いずれかの値をキャリア周波数に決定する。周波数決定部１３によるキャリア周波数の決定処理については、後述する。なお、キャリア周波数の値は、上記値に限らず、他の値であってもよい。
【0023】
音情報取得部１４は、冷蔵庫１００の周囲の音に関する情報である音情報を取得する。本実施形態では、音情報には、冷蔵庫１００の周囲の騒音レベルの推定結果に基づいた騒音情報が含まれている。音情報取得部１４は、冷蔵庫１００の周囲の騒音レベルを推定する騒音推定部１５から、騒音情報を音情報として取得する。
【0024】
騒音推定部１５は、冷蔵庫１００の周囲の音の騒音レベルを推定する。騒音推定部１５は、冷蔵庫１００の周囲の音を取得するマイクロホン５の出力信号に基づいて、騒音レベルを推定する。
【0025】
マイクロホン５は、例えば冷蔵庫１００のドアパネルに設けられており、冷蔵庫１００の周囲の音に応じた出力信号を騒音推定部１５に出力する。なお、マイクロホン５は、冷蔵庫１００とは別に設けられていてもよい。例えば、マイクロホン５は、スマートフォン等の通信端末が備えるマイクロホンであってもよい。この場合、マイクロホン５の出力信号は、通信によりスマートフォンから冷蔵庫１００の騒音推定部１５に出力される。なお、スマートフォンには、マイクロホン５と共に音情報取得部１４、騒音推定部１５などが設けられていてもよい。つまり、冷蔵庫制御システム１の一部が、スマートフォン等の端末に分散して設けられていてもよい。この場合、通信により、冷蔵庫１００とスマートフォンとの間で、情報の授受が行われる。
【0026】
騒音推定部１５は、マイクロホン５の出力信号の信号処理を行うことにより、騒音レベルを推定する。具体的には、騒音推定部１５は、バンドパスフィルタを備えており、マイクロホン５の出力信号から所定の周波数帯を抽出する。バンドパスフィルタの周波数帯は、例えば、下限周波数が３５３．６Ｈｚであり、上限周波数が５６５６．８Ｈｚである。この周波数帯は、人が雑音として認識しやすい帯域である。なお、上記の周波数帯の値は一例であって、上記の値に限らず、他の値であってもよい。
【0027】
そして、騒音推定部１５は、バンドパスフィルタによって抽出した周波数帯の信号成分を積分する。騒音推定部１５は、積分結果に基づいて、ＲＭＳ値（RMS：Root Mean Square）を騒音レベルとして算出する。ＲＭＳ値とは、周波数帯で均一な音圧とした場合の騒音レベルである。つまり、騒音推定部１５は、マイクロホン５が取得した音における所定周波数帯のＲＭＳ値を、冷蔵庫１００の周囲の騒音レベルとして推定する。騒音推定部１５は、推定した騒音レベル（ＲＭＳ値）を騒音情報として音情報取得部１４に出力する。
【0028】
ここで、本実施形態の騒音推定部１５は、圧縮機２が停止している場合におけるマイクロホン５の出力信号に基づいて、周囲環境音の騒音レベルを推定する。圧縮機２は、冷蔵庫１００の庫内温度に応じて駆動と停止とが繰り返すように間欠制御される。本実施形態では、マイクロホン５は、圧縮機２の停止時における、冷蔵庫１００の周囲の音を取得して騒音推定部１５に出力信号を出力する。騒音推定部１５は、圧縮機２の停止時におけるマイクロホン５の出力信号に基づいて、騒音レベルを推定する。これにより、騒音推定部１５が推定した騒音レベルには、圧縮機２の駆動音が含まれない。したがって、冷蔵庫１００の周囲で発生した周囲環境音の騒音レベルの推定精度が向上する。なお、騒音推定部１５は、冷蔵庫１００に電源投入された起動時において、圧縮機２の動作開始前のタイミングに騒音レベルを推定してもよい。
【0029】
また、音情報取得部１４は、キャリア周波数に応じた圧縮機２の駆動音に関する駆動音情報を音情報としてメモリから取得する。メモリには、キャリア周波数として設定可能な複数の値と、この複数の値それぞれに対応する駆動音レベルとが、駆動音情報として記憶されている。つまり、メモリには、設定可能な複数の値それぞれをキャリア周波数に設定した場合における、圧縮機２の駆動音のフラット特性での代表値が、駆動音レベルとして記憶されている。本実施形態では、キャリア周波数として４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚが設定可能である。キャリア周波数が４ｋＨｚである場合における駆動音レベルが２７ｄＢである。キャリア周波数が８ｋＨｚである場合における駆動音レベルが１９ｄＢである。キャリア周波数が１２．５ｋＨｚである場合における駆動音レベルが３０ｄＢである。
【0030】
このように、音情報取得部１４は、冷蔵庫１００の周囲の騒音レベルの推定結果である騒音情報と、キャリア周波数に応じた圧縮機２の駆動音レベルである駆動音情報と、を取得する。そして、音情報取得部１４は、騒音情報と駆動音情報とを含む音情報を周波数決定部１３に出力する。
【0031】
周波数決定部１３は、騒音情報と駆動音情報とに基づいて、インバータ回路３１のキャリア周波数を決定する。
【0032】
具体的には、まず、周波数決定部１３は、騒音情報に基づいて許容雑音レベルを算出する。許容雑音レベルとは、冷蔵庫１００の周囲の音に紛れてユーザが不快を感じにくいと推定される雑音レベルの周波数特性カーブである。人の聴覚感度は、周波数に依存する特性があり、周波数が倍になると聴覚感度も略倍になる。
【0033】
周波数決定部１３は、騒音推定部１５のバンドパスフィルタの中心周波数ｃｆと、騒音推定部１５が推定した騒音レベルとに基づいて、許容雑音レベルを算出する。中心周波数ｃｆとは、騒音推定部１５のバンドパスフィルタの周波数帯の中心である。本実施形態では、バンドパスフィルタの周波数帯は、下限周波数が３５３．６Ｈｚであり、上限周波数が５６５６．８Ｈｚである。したがって、中心周波数ｃｆは、１４１４．３Ｈｚである。
【0034】
周波数決定部１３は、許容雑音レベルにおける中心周波数ｃｆの音圧を、騒音推定部１５が推定した騒音レベルに設定する。そして、周波数決定部１３は、周波数が中心周波数ｃｆから１オクターブ増加するごとに音圧が３ｄＢ減少し、周波数が中心周波数ｃｆから１オクターブ低下するごとに音圧が３ｄＢ増加する周波数特性カーブを、許容雑音レベルとして算出する。なお、許容雑音レベルの上限周波数は、１０ｋＨｚ程度であってもよい。
【0035】
図２に、周波数特性カーブの一例を示す。図２において、横軸が周波数［Ｈｚ］、縦軸が音レベル［ｄＢ］であり、棒グラフが選択可能なキャリア周波数（４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚ）ごとの駆動音レベル、線グラフ（ａ）～（ｃ）が許容雑音レベルを示す周波数特性カーブである。図２の例では、キャリア周波数４ｋＨｚに対応する駆動音レベルが２７ｄＢであり、キャリア周波数８ｋＨｚに対応する駆動音レベルが１９ｂＢであり、キャリア周波数１２．５ｋＨｚに対応する駆動音レベルが３０ｄＢである。また、線グラフ（ａ）は中心周波数ｃｆの騒音レベルが約４０ｄＢである場合における周波数特性カーブであり、線グラフ（ｂ）は中心周波数ｃｆの騒音レベルが約３０ｄＢである場合における周波数特性カーブであり、線グラフ（ｃ）は中心周波数ｃｆの騒音レベルが約２０ｄＢである場合における周波数特性カーブである。
【0036】
なお、上述した許容雑音レベルの算出方法は一例であり、他の算出方法によって許容雑音レベルを算出してもよい。例えば、聴覚モデルとして「ISO226.2003」に示される等ラウンドネスレベル曲線に基づいて、許容雑音レベルを算出してもよい。
【0037】
周波数決定部１３は、許容雑音レベルと駆動音レベルとを比較し、比較結果に基づいて、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を決定する。具体的には、周波数決定部１３は、設定可能な３つのキャリア周波数（４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚ）のうち、最も高い１２．５ｋＨｚを除いた４ｋＨｚ、及び８ｋＨｚそれぞれに対応する許容雑音レベルと駆動音レベルとを比較する。
【0038】
例えば、算出された周波数特性カーブが図２の線グラフ（ｃ）であるとする。この場合、４ｋＨｚ、及び８ｋＨｚの両方において、駆動音レベルが許容雑音レベルを上回っているので、周波数決定部１３は、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を１２．５ｋＨｚに決定する。
【0039】
また、算出された周波数特性カーブが図２の線グラフ（ｂ）であるとする。この場合、４ｋＨｚに対応する駆動音レベルが許容雑音レベルを上回り、かつ、８ｋＨｚに対応する駆動音レベルが許容雑音レベルを下回っているので、周波数決定部１３は、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を８ｋＨｚに決定する。
【0040】
また、８ｋＨｚに対応する駆動音レベルが許容雑音レベルを上回り、かつ、４ｋＨｚに対応する駆動音レベルが許容雑音レベルを下回っている場合、周波数決定部１３は、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を４ｋＨｚに決定する。
【0041】
また、算出された周波数特性カーブが図２の線グラフ（ａ）であるとする。この場合、４ｋＨｚ、及び８ｋＨｚの両方において、駆動音レベルが許容雑音レベルを下回っているので、周波数決定部１３は、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を４ｋＨｚ又は８ｋＨｚに決定する。例えば、周波数決定部１３は、４ｋＨｚと８ｋＨｚとのうち、駆動音レベルと許容雑音レベルとの差が大きい方の周波数を、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数に決定する。図２の例では、この場合にはキャリア周波数を８ｋＨｚに決定する。なお、周波数決定部１３は、４ｋＨｚと８ｋＨｚとのうち、エネルギー効率がよい低い方の周波数である４ｋＨｚを、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数に決定してもよい。また、周波数決定部１３は、４ｋＨｚと８ｋＨｚとのうち、人が聞こえにくい高い方の周波数である８ｋＨｚを、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数に決定してもよい。
【0042】
周波数決定部１３は、決定したキャリア周波数の値をキャリア信号生成部１２に出力する。キャリア信号生成部１２は、周波数決定部１３が決定したキャリア周波数のキャリア信号を生成して、インバータ制御部１１に出力する。インバータ制御部１１は、キャリア信号生成部１２から出力されるキャリア信号に基づいてＰＷＭ信号を生成して、インバータ回路３１に出力することにより、インバータ回路３１をＰＷＭ制御する。
【0043】
【0044】
本動作例では、初期状態として、圧縮機２が停止状態であるとする。
【0045】
まず、ステップＳ１において、冷蔵庫制御システム１は、冷却開始条件が成立しているか否かを判定する。冷却開始条件とは、例えば、冷凍室の温度が第１温度以上である、という条件である。つまり、冷凍室が冷えていない場合、冷却開始条件が成立する。冷却開始条件や後述する冷却停止条件は、冷凍室の温度に依るだけでなく、例えば冷蔵室などの温度に依ってもよい。
【0046】
ステップＳ１において、冷却開始条件が成立していない場合、冷蔵庫制御システム１は、冷却開始条件が成立しているか否かの判定処理を継続する。また、ステップＳ１において、冷却開始条件が成立している場合、ステップＳ２において圧縮機２の回転数が所定値に決定する。
【0047】
そして、ステップＳ３において、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を決定する。ステップＳ３のキャリア周波数の決定処理について、図４を用いて詳細に説明する。
【0048】
ステップＳ３０１において、騒音推定部１５は、マイクロホン５の出力信号に基づいて、騒音レベル（ＲＭＳ値）を推定する。そして、騒音推定部１５は、推定した騒音レベルを騒音情報として音情報取得部１４に出力する。また、音情報取得部１４は、キャリア周波数に応じた圧縮機２の駆動音に関する駆動音情報を音情報としてメモリから取得する。音情報取得部１４は、騒音情報と駆動音情報とを含む音情報を周波数決定部１３に出力する。
【0049】
ステップＳ３０２において、周波数決定部１３は、騒音情報に基づいて許容雑音レベルを算出する。ここでは、設定可能なキャリア周波数が４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚであり、駆動音レベルがそれぞれ２７ｄＢ、１９ｄＢ、３０ｄＢであるとする。
【0050】
ステップＳ３０３において、周波数決定部１３は、許容雑音レベルと駆動音レベルとを比較する。具体的には、周波数決定部１３は、設定可能な３つのキャリア周波数（４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚ）のうち、４ｋＨｚ、及び８ｋＨｚそれぞれに対応する許容雑音レベルと駆動音レベルとを比較する。
【0051】
ステップＳ３０３において、４ｋＨｚ、及び８ｋＨｚの両方の駆動音レベルが許容雑音レベルを上回っている場合、ステップＳ３０４において、周波数決定部１３は、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を最も高い１２．５ｋＨｚに決定する。
【0052】
【表1】
例えば、表１に示すように、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ対応する許容雑音レベルがそれぞれ１５ｄＢ、１２ｄＢである場合、対応する差分値が負の値である。この場合、周波数決定部１３は、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を１２．５ｋＨｚに決定する。
【0053】
また、ステップＳ３０３において、４ｋＨｚと８ｋＨｚとの少なくとも一方において、駆動音レベルが許容雑音レベルを下回っている場合、ステップＳ３０５において、駆動音レベルと許容雑音レベルとの差を算出する。そして、ステップＳ３０６において、周波数決定部１３は、許容雑音レベルから駆動音レベルを引いた差分値が、最も大きい値に対応する周波数を、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数に決定する。
【0054】
【表2】
例えば、表２に示すように、４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応する許容雑音レベルがそれぞれ３５ｄＢ、３２ｄＢであるとする。この場合、４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応する差分値がそれぞれ８ｄＢ、１３ｄＢとなるので、周波数決定部１３は、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を８ｋＨｚに決定する。
【0055】
【表3】
また、例えば、表３に示すように、４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応する許容雑音レベルがそれぞれ２５ｄＢ、２２ｄＢであるとする。この場合、４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応する差分値がそれぞれ－２ｄＢ、３ｄＢとなるので、周波数決定部１３は、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を８ｋＨｚに決定する。
【0056】
ステップＳ４（図３参照）において、圧縮機２の運転を開始させる。具体的には、周波数決定部１３は、決定したキャリア周波数の値をキャリア信号生成部１２に出力する。キャリア信号生成部１２は、周波数決定部１３が決定したキャリア周波数のキャリア信号を生成して、インバータ制御部１１に出力する。インバータ制御部１１は、キャリア信号生成部１２から出力されるキャリア信号に基づいてＰＷＭ信号を生成して、インバータ回路３１に出力することにより、圧縮機２が駆動する。
【0057】
ステップＳ５において、冷蔵庫制御システム１は、冷却停止条件が成立したか否かを判定する。冷却停止条件とは、例えば、冷凍室の温度が第２温度以下である、という条件である。つまり、貯蔵室が十分に冷えている場合、冷却停止条件が成立する。
【0058】
ステップＳ５において、冷却停止条件が成立した場合、冷蔵庫制御システム１は、ステップＳ６において圧縮機２を停止させる。そして、ステップＳ１に戻り、冷蔵庫制御システム１は、冷却開始条件が成立しているか否かを判定する。
【0059】
一方、ステップＳ５において、冷却停止条件が成立していない場合、ステップＳ７において、冷蔵庫制御システム１は、圧縮機２の回転数変更条件が成立したか否かを判定する。圧縮機２の回転数変更条件とは、例えば、冷凍室の冷却速度が所定速度範囲外である、という条件である。例えば、冷凍室の冷却速度が所定速度範囲の下限よりも遅い場合は、圧縮機２の回転数変更条件が成立する。この場合、冷蔵庫制御システム１は、冷却能力不足と判断して、圧縮機２の回転数を一段階上昇させる。また、冷凍室の冷却速度が所定速度範囲の上限よりも速い場合は、圧縮機２の回転数変更条件が成立する。この場合、冷蔵庫制御システム１は、冷却能力過剰と判断して、圧縮機２の回転数を一段階低下させる。ステップＳ７において、圧縮機２の回転数変更条件が成立した場合、冷蔵庫制御システム１は、ステップＳ８において、圧縮機２の回転数を変更させる。そして、ステップＳ５に戻り、冷蔵庫制御システム１は、冷却停止条件が成立したか否かを判定する。一方、ステップＳ７において、圧縮機２の回転数変更条件が成立していない場合、ステップＳ５に戻り、冷蔵庫制御システム１は、冷却停止条件が成立したか否かを判定する。
【0060】
なお、ステップＳ８の圧縮機２の回転数の変更処理の後に、キャリア周波数の決定処理を行ってもよい。つまり、圧縮機２の駆動中にキャリア周波数を変更してもよい。例えば、メモリには、圧縮機２の回転数に応じた駆動音レベルが、キャリア周波数に対応付けられて記憶されている。そして、キャリア周波数の決定処理のステップＳ３０３において、現在の圧縮機２の回転数に応じた駆動音レベルと、許容雑音レベルとを比較し、比較結果に基づいてキャリア周波数を決定する。
【0061】
このように、本実施形態の冷蔵庫制御システム１では、冷蔵庫１００の周囲の音に基づいて、キャリア周波数を選択して、圧縮機２を駆動させる。これにより、圧縮機２から発生する音が周囲の音に紛れさせることができるので、ユーザが圧縮機２の音を不快に感じにくくなる。
【0062】
（変形例）
次に、本実施形態の冷蔵庫制御システム１の変形例について説明する。以下に説明する変形例は、上述した実施形態の構成を適宜組み合わせて適用可能である。なお、以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
次に、本実施形態の冷蔵庫制御システム１の変形例について説明する。以下に説明する変形例は、上述した実施形態の構成を適宜組み合わせて適用可能である。なお、以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【0063】
本変形の冷蔵庫制御システム１では、周波数決定部１３は、圧縮機２の駆動中にキャリア周波数を変更する際に、設定中のキャリア周波数に基づいて、許容雑音レベルを自己騒音補正する。周波数決定部１３は、補正後の許容雑音レベルと駆動のレベルとの差分値に基づいて、最も大きい差分値に対応する周波数をキャリア周波数に決定する。
【0064】
具体的には、周波数決定部１３は、設定中のキャリア周波数に対応する許容雑音レベルＬＢから設定中のキャリア周波数の駆動音レベルＬＣ分を減じた値を、補正後許容雑音レベルＬＺとして算出する。つまり、許容雑音レベルＬＢ、駆動音レベルＬＣ、及び補正後許容雑音レベルＬＺとは、以下の関係式（１）が成り立つ。
【0065】
１０（ＬＢ／１０）－１０（ＬＣ／１０）＝１０（ＬＺ／１０） ・・・（１）
【0066】
【表4】
例えば、表４に示すように、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚに対応する駆動音レベルがそれぞれ２４ｄＢ、２０ｄＢ、２３ｄＢであり、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚに対応する許容雑音レベルがそれぞれ２８ｄＢ、２７ｄＢ、２６ｄＢであるとする。このとき、設定中のキャリア周波数が１２．５ｋＨｚであるとする。この場合、設定中のキャリア周波数である１２．５ｋＨｚに対応する許容雑音レベル２６ｄＢには、キャリア周波数の駆動音レベル２３ｄＢが重畳されている。したがって、周波数決定部１３は、１２．５ｋＨｚに対応する許容雑音レベルである２６ｄＢからキャリア周波数の駆動音レベルを減じる自己騒音補正を行い、２３ｄＢを補正後許容雑音レベルとする。したがって、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚに対応する補正後許容雑音レベルと駆動音レベルとの差分値が、それぞれ４ｄＢ、７ｄＢ、０ｄＢとなる。したがって、周波数決定部１３は、最も大きい差分値“７”に対応する８ｋＨｚをキャリア周波数に決定する。
【0067】
このように、圧縮機２の駆動中にキャリア周波数を変更する際に、設定中のキャリア周波数に基づいて許容雑音レベルを自己騒音補正する。これにより、圧縮機２の駆動中に取得した騒音情報に基づいて許容雑音レベルを算出しても、キャリア周波数の駆動音レベル分を補正することができるため、騒音情報の取得中に圧縮機２を停止させなくてもよくなる。
【0068】
（実施形態２）
実施形態２の冷蔵庫制御システム１について説明する。なお、以下の説明では、上述した実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
実施形態２の冷蔵庫制御システム１について説明する。なお、以下の説明では、上述した実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【0069】
本実施形態の冷蔵庫制御システム１は、騒音推定部１５による騒音レベルの推定方法が、実施形態１の推定方法と異なる。
【0070】
本実施形態の騒音推定部１５は、設定可能な複数のキャリア周波数に対応した複数のバンドパスフィルタを備えている。本実施形態では、騒音推定部１５は、４ｋＨｚに対応したバンドパスフィルタと、８ｋＨｚに対応したバンドパスフィルタを備えている。バンドパスフィルタの周波数帯は、対応するキャリア周波数の値を中心とした１／３オクターブ程度である。例えば、４ｋＨｚに対応するバンドパスフィルタの周波数帯は、下限周波数が３５６０Ｈｚであり、上限周波数が４４９０Ｈｚである。また、８ｋＨｚに対応するバンドパスフィルタの周波数帯は、下限周波数が７１３０Ｈｚであり、上限周波数が８９８０Ｈｚである。なお、バンドパスフィルタの周波数帯は１／３オクターブに限るものではなく、例えば、設定可能なキャリア周波数の段階に応じてそれぞれの周波数帯域が重ならないように設定してもよい。また、騒音推定部１５は、バンドパスフィルタの代わりに、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）などの周波数分析ツールを用いて、キャリア周波数近傍の周波数成分から騒音レベルを推定してもよい。
【0071】
騒音推定部１５は、２つのバンドパスフィルタそれぞれにおいて、抽出した周波数帯の信号成分を積分し、積分結果に基づいてＲＭＳ値を騒音レベルとして算出する。
【0072】
周波数決定部１３は、騒音推定部１５が算出した４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応する騒音レベルを、４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応する許容雑音レベルとする。そして、周波数決定部１３は、許容雑音レベルと駆動音レベルとを比較し、比較結果に基づいて、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を決定する。
【0073】
【表5】
例えば、表５に示すように、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚに対応する駆動音レベルがそれぞれ２４ｄＢ、２０ｄＢ、２３ｄＢであり、４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応する許容雑音レベルがそれぞれ３８ｄＢ、２３ｄＢであるとする。この場合、４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応する差分値がそれぞれ１４ｄＢ、３ｄＢとなるので、周波数決定部１３は、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を、差分値が最も大きい４ｋＨｚに決定する。なお、４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応する差分値が両方とも負の値である場合、つまり駆動音レベルが許容雑音レベルを上回っている場合、周波数決定部１３は、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を１２．５ｋＨｚに決定する。
【0074】
なお、本実施形態では、騒音推定部１５は、４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応した２つのバンドパスフィルタを備えているが、１２．５ｋＨｚに対応したバンドパスフィルタを更に備えていてもよい。この場合、周波数決定部１３は、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚそれぞれに対応する差分値を算出して、差分値が最も大きい周波数をキャリア周波数に決定する。また、周波数決定部１３は、すべての差分値が負の値である場合、１２．５ｋＨｚをキャリア周波数に決定する。
【0075】
（実施形態３）
実施形態３の冷蔵庫制御システム１について説明する。なお、以下の説明では、上述した実施形態１，２と同様の構成については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
実施形態３の冷蔵庫制御システム１について説明する。なお、以下の説明では、上述した実施形態１，２と同様の構成については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【0076】
本実施形態の冷蔵庫制御システム１は、周波数決定部１３による、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数の決定処理において、実施形態１，２での処理に加えて、ユーザが聞こえやすい周波数を避けてキャリア周波数を決定する処理をさらに行う。
【0077】
人の聴覚は、年齢、性別、人種等によって異なる場合がある。したがって、人によって、聞こえやすい、あるいは聞こえにくい周波数が異なる場合がある。
【0078】
本実施形態の音情報取得部１４は、除外情報を更に取得する。除外情報とは、ユーザが設定した除外音に関する情報である。音情報取得部１４は、冷蔵庫１００に設けられた操作パネル等のユーザーインターフェイス、あるいはスマートフォン、タブレット端末等の通信端末から、除外情報を取得する。
【0079】
具体的には、冷蔵庫制御システム１は、設定可能なキャリア周波数（４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚ）それぞれで圧縮機２を駆動させ、ユーザに、各キャリア周波数に対応した圧縮機２の駆動音を聞かせる。そして、ユーザは、聞いた駆動音のなかで、耳障りで不快と感じる音が含まれている場合、その駆動音を除外音として、例えば操作パネルを用いて回答する。音情報取得部１４は、ユーザからの回答を除外情報として取得する。なお、音情報取得部１４は、冷蔵庫１００と通信接続されたスマートフォン等の通信端末から、ユーザの回答を除外情報として取得してもよい。また、ユーザに聞かせる圧縮機２の駆動音は、予め録音された音であって、スマートフォン等で再生させてもよい。
【0080】
音情報取得部１４は、騒音情報、駆動音情報、及び除外情報を含む音情報を周波数決定部１３に出力する。
【0081】
周波数決定部１３は、騒音情報、駆動音情報、及び除外情報に基づいて、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を決定する。具体的には、周波数決定部１３は、除外情報に基づいて、除外音に対応する除外周波数を、キャリア周波数の選択候補から除外する。そして、周波数決定部１３は、残った選択候補からキャリア周波数を決定する。
【0082】
例えば、除外周波数が８ｋＨｚであるとする。また、上記の表２に示すように、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚの駆動音レベルがそれぞれ２７ｄＢ、１９ｄＢ、３０ｄＢであり、４ｋＨｚ、８ｋＨｚの許容雑音レベルがそれぞれ３５ｄＢ、３２ｄＢであるとする。この場合、４ｋＨｚに対応する差分値が８ｄＢであり、８ｋＨｚに対応する差分値である１３ｄＢよりも小さい。しかしながら、８ｋＨｚが除外周波数であるため、周波数決定部１３は、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を４ｋＨｚに設定する。
【0083】
なお、除外情報には、複数の周波数の音を除外音とする情報が含まれていてもよい。また、除外周波数を除く選択可能な周波数が１つのみである場合、周波数決定部は、この１つの周波数をキャリア周波数に決定する。この場合、周波数決定部は、許容雑音レベルの算出、許容雑音レベルと駆動音レベルとの比較などの処理を省略できる。
【0084】
また、除外情報は、許容雑音レベルと駆動音レベルとの差分値に対する補正係数であってもよい。補正係数は、例えば、ユーザが許容できる、あるいは聞こえにくい周波数を示す値である。本実施形態では、補正係数は、例えば０～１００％で示され、値が大きいほどユーザが許容できる周波数であることを示す。音情報取得部１４は、例えば、冷蔵庫１００と通信接続されたスマートフォン等の通信端末に入力された、ユーザの使用言語、性別、年齢、アンケート回答などを取得する。音情報取得部１４は、これらの情報に基づいて、各周波数に対する補正係数を決定する。
【0085】
周波数決定部１３は、許容雑音レベルと駆動音レベルとの差分値と、補正係数と、を乗算することによって、スコアを算出する。周波数決定部１３は、最も大きいスコアに対応する周波数をキャリア周波数に決定する。
【0086】
【表6】
例えば、表６に示すように、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚに対応する駆動音レベルがそれぞれ２４ｄＢ、２０ｄＢ、２３ｄＢであるとする。また、４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応する許容雑音レベルが３８ｄＢ、３５ｄＢであるとする。また、４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応する補正係数がそれぞれ８０％、２０％であるとする。この場合、４ｋＨｚに対応する差分値が１４ｄＢであり、８ｋＨｚに対応する差分値である１５ｄＢよりも小さい。しかしながら、４ｋＨｚ、８ｋＨｚに対応するスコアは、それぞれ“１１．２”、“３”である。したがって、周波数決定部１３は、インバータ回路３１に設定するキャリア周波数を４ｋＨｚに設定する。
【0087】
なお、本実施形態においても、実施形態２と同様に、騒音推定部１５は、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚに対応した３つのバンドパスフィルタを備え、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚそれぞれに対応する許容雑音レベルを算出してもよい。この場合、周波数決定部１３は、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚそれぞれに対して、差分値と補正係数とを乗算してスコアを算出する。そして、周波数決定部１３は、最も大きいスコアに対応する周波数をキャリア周波数に決定する。
【0088】
【表7】
例えば、表７に示すように、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚに対応する許容雑音レベルがそれぞれ３８ｄＢ、２３ｄＢ、２０ｄＢであり、差分値がそれぞれ１４ｄＢ、３ｄＢ、－３ｄＢであり、補正係数がそれぞれ５０％、２０％、３０％であるとする。この場合、４ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚに対応するスコアがそれぞれ“７”、“０．６”、“－０，９”となる。したがって、周波数決定部１３は、最も大きいスコア“７”に対応する４ｋＨｚをキャリア周波数に決定する。
【符号の説明】
【0089】
１００ 冷蔵庫
１ 冷蔵庫制御システム
１１ インバータ制御部
１３ 周波数決定部
１４ 音情報取得部
１５ 騒音推定部
２ 圧縮機
３ 駆動回路
３１ インバータ回路
５ マイクロホン
１ 冷蔵庫制御システム
１１ インバータ制御部
１３ 周波数決定部
１４ 音情報取得部
１５ 騒音推定部
２ 圧縮機
３ 駆動回路
３１ インバータ回路
５ マイクロホン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】