CN112639382B - 冰箱及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种冰箱包括：压缩机，配置为使制冷剂循环；冷凝器，配置为冷凝通过压缩机循环的制冷剂；冷却部件，配置为使用由冷凝器冷凝的制冷剂来冷却储藏室；和处理器，配置为：控制冷却部件的驱动；获得冰箱的储藏室的负荷变化，负荷变化包括制冷循环；基于负荷变化来识别用于驱动形成制冷循环的部件的驱动值；基于驱动值来驱动冷却部件；以及在制冷循环冷却储藏室的至少一个冷却周期期间，获得随时间的流逝的负荷变化。

Description

冰箱及其控制方法
技术领域
本公开涉及一种能够执行适合其状态的控制的冰箱及其控制方法。
背景技术
对于包括在其中具有储藏室的主体、布置在主体的隔热壁中的真空隔热件、形成制冷循环的一部分并且能够改变旋转速度的压缩机以及控制压缩机的控制器件的冷藏冷冻箱，在本领域中已知的是与以下相关的技术：该控制器件在将电力供应到冷藏冷冻箱之后将压缩机的旋转速度的上限值保持在第一速度一时间长度TL，并且该控制器件在时间长度TL之后将压缩机的旋转速度的上限值增大至大于第一速度的第二速度。
发明内容
技术问题
本公开提供一种冰箱及其控制方法，该控制方法根据在制冷循环冷却特定储藏室的状态和不进行冷却的状态之前的时间处的状态来驱动构成制冷循环的部件。
针对问题的方案
在采用能够在供应电力之后根据时间段来确定构成制冷循环的部件的设定值范围的构造的情况下，不能根据在制冷循环冷却某个储藏室的状态被切换到制冷循环不冷却该某个储藏室的状态之前的时间处的状态驱动构成制冷循环的部件。
因此，本公开的一方面用于提供一种冰箱，该冰箱能够在制冷循环冷却某个储藏室的状态切换到制冷循环不冷却该某个储藏室的状态之前的时间处根据状态来驱动构成制冷循环的部件。
本公开的其它方面将在随后的描述中被部分地阐述，并且部分地从该描述将是明显的，或者可以通过本公开的实践而获知。
根据本公开的一方面，一种冰箱包括：压缩机，配置为使制冷剂循环；冷凝器，配置为冷凝通过压缩机循环的制冷剂；冷却部件，配置为使用由冷凝器冷凝的制冷剂来冷却储藏室；和至少一个处理器，配置为驱动冷却部件，并且所述至少一个处理器：获得冰箱的储藏室的负荷变化，负荷变化包括制冷循环；基于负荷变化来识别用于驱动形成制冷循环的部件的驱动值；基于驱动值来驱动冷却部件；以及在制冷循环冷却储藏室的至少一个冷却周期期间，获得随时间的流逝的负荷变化。
在比冷却周期短的预定时段期间，所述至少一个处理器可以通过使用随时间变化并且包括储藏室的内部温度的第一状态的特定值来获得负荷变化。
基于第一状态的特定值，所述至少一个处理器可以将与部件的状态相对应的第二状态的特定值识别为驱动值。
所述至少一个处理器可以基于第二状态的特定值来识别驱动值并且通过使用驱动值来驱动该部件。
第一状态可以包括冰箱的内部温度或冰箱的外部温度中的至少一个；并且第二状态可以包括该部件的设定。
该设定可以包括冷却部件的冷却程度的设定。
冷却程度的设定可以包括压缩机的转数。
冷却部件可以进一步包括膨胀阀；并且冷却程度的设定可以包括膨胀阀的打开程度。
冷却部件可以进一步包括风扇；并且冷却程度的设定可以包括风扇的转数。
所述至少一个处理器可以识别满足约束条件的第二状态的特定值。
所述至少一个处理器可以基于第一状态的特定值，识别与多个第二状态值相对应的第一状态值的变化；并且所述至少一个处理器可以基于第一状态值和多个第二状态值的变化来识别满足约束条件的第二状态的至少两个值，并且基于第二状态的所述至少两个值来识别第二状态的特定值。
所述至少一个处理器可以将与多个第二状态值相对应的第一状态值的变化识别为估计模型，并且所述至少一个处理器可以基于第一状态的特定值和第一状态值从第一状态的过去值的变化来识别估计模型的状态，并且所述至少一个处理器可以基于估算模型的状态而基于第一状态的特定值来估计第一状态值的变化。
所述至少一个处理器可以基于第一状态的特定值来估计针对第二状态的至少两个值的每个指标；并且基于该指标，从第二状态的所述至少两个值来识别第二状态的特定值。
所述指标可以包括冰箱的功耗；并且第二状态的特定值可以是使功耗最小化的部件的设定值。
当制冷循环被配置为交替地冷却第一储藏室和第二储藏室时，所述至少一个处理器可以被配置为使用以下作为约束条件：允许第一储藏室的温度和第二储藏室的温度中的一个降低以达到预定温度，直到第一储藏室的温度和第二储藏室的温度中的另一个升高以达到预定温度。
当制冷循环被配置为同时冷却第一储藏室和第二储藏室时，所述至少一个处理器可以使用以下作为约束条件：允许第一储藏室的温度和第二储藏室的温度中的一个升高以达到预定温度，直到第一储藏室的温度和第二储藏室的温度中的另一个升高以达到预定温度。
在其结束点满足约束条件的时段期间，所述至少一个处理器可以基于第一状态的特定值多次估计是否在其结束点满足约束条件，并且所述至少一个处理器可以识别第二状态的特定值。
在其结束点满足约束条件的时段期间，所述至少一个处理器可以：基于第一状态的特定值来估计针对多个第二状态值中的每个的第一状态值的变化；多次估计是否在其结束点满足约束条件；基于第一状态值的变化和多个第二状态值，识别第二状态的至少两个值以允许在结束点满足约束条件；并且基于第二状态的所述至少两个值来识别第二状态的特定值。
所述至少一个处理器可以形成估计模型，该估计模型被配置为基于过去的负荷变化并且基于时间序列数据的训练来生成部件的停止条件或驱动值，其中在时间序列数据中，基于过去的负荷变化被识别的过去的驱动值按时间序列累加；并且所述至少一个处理器可以基于估计模型而根据负荷变化来改变停止条件或驱动值。
根据本公开的一方面，一种冰箱的控制方法包括：获取冰箱的储藏室的负荷变化；基于该负荷变化，确定驱动值，该驱动值用于驱动实现制冷循环的部件；基于该驱动值，驱动该部件；并且在制冷循环冷却储藏室的至少一个周期期间获取随时间的流逝的负荷变化。
有益的效果
根据一实施方式的冰箱和控制方法可以根据在制冷循环冷却特定储藏室的状态与不冷却的状态之间切换之前的时间处的状态来驱动构成制冷循环的部件。
附图说明
图1是示出根据本公开的一实施方式的控制器件的功能配置的示例的框图；
图2是曲线图，示出根据本公开的一实施方式的从控制器件的温度估计器输入到控制器的关于压缩机的每个每分钟转数(RPM)的温度变化；
图3是示出根据本公开的一实施方式的从控制器件的功率估计器输入到控制器的关于压缩机的每个RPM的功率消耗的表；
图4是示出根据本公开的一实施方式的由控制器件的控制器输出的压缩机的RPM的变化的曲线图；
图5A是示出常规冰箱的压缩机的温度变化和RPM变化的曲线图。
图5B是示出应用了本公开的一实施方式的冰箱中的压缩机的温度变化和RPM变化的曲线图；
图6是示出根据本公开的一实施方式的控制器件的控制器的操作示例的流程图；
图7是示出根据本公开的一实施方式的第一应用示例的冰箱的整体构造的示例的视图；
图8是示出本公开的一实施方式的第一应用示例中的制冷循环的示例的视图；
图9是示出在本公开的一实施方式的第一应用示例中，在通过利用制冷循环使冷藏室和冷冻室被交替地冷却的状态下的温度变化的曲线图；
图10是示出在本公开的一实施方式的第一应用示例中，在通过利用制冷循环使冷藏室和冷冻室同时被冷却的状态下的温度变化的曲线图；
图11是示出根据本公开的一实施方式的第二应用示例的冰箱的整体构造的示例的视图；
图12是示出在本公开的一实施方式的第二应用示例中的第一制冷循环的构造的示例的视图；
图13是示出在本公开的一实施方式的第二应用示例中，在通过利用第一制冷循环使冷藏室和冷冻室被冷却的状态下的温度变化的曲线图；
图14是示出在本公开的一实施方式的第二应用示例中的第二制冷循环的构造的示例的视图；
图15是示出在本公开的一实施方式的第二应用示例中通过利用第二制冷循环使冷藏室和冷冻室被冷却的状态下的温度变化的曲线图；
图16是示出根据本公开的一实施方式的第三应用示例的冰箱的整体构造的示例的视图；
图17是示出在本公开的一实施方式的第三应用示例中制冷循环的构造的示例的视图；
图18是示出在本公开的一实施方式的第三应用示例中，在通过利用制冷循环使冷冻室和冷冻/可变温度室被冷却的状态下的温度变化的曲线图；
图19是示出在第二应用示例中冷藏室和冷冻室的温度变化的视图，特别是示出如何在任何区间通过使用任何模型来估计温度变化；
图20是特别地示出冷藏室的温度变化的估计的曲线图；
图21是示出用于确定传递函数的参数的函数的二次曲面的示例的视图；
图22A至图22C是示出冷藏室的温度变化、冷冻室的温度变化和压缩机的RPM变化的曲线图；以及
图23是示出根据本公开的一实施方式的冰箱的控制框图。
具体实施方式
下面讨论的图1至图23以及在该专利文件中用于描述本公开的原理的各种实施方式仅是为了例示，而不应以任何方式被解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以在任何适当布置的系统或器件中实现。
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施方式。
根据本公开的一实施方式，一种控制器件被配置为获得随时间变化的第一状态的特定值，并在预定时间段基于第一状态的特定值来识别与部件的状态相对应的第二状态的特定值，并通过使用第二状态的特定值来驱动该部件。在下文中，能够控制制冷循环的制冷循环控制器件将作为控制器件的示例被描述，其中嵌入有制冷循环的冰箱的内部或外部的温度将作为第一状态的示例被描述，并且设定形成制冷循环的部件将被作为第二状态的示例被描述。预定时段将被描述为比其中制冷循环冷却某个储藏室的状态被改变为其中制冷循环不冷却该某个储藏室的状态的时间段短的时间段。其中制冷循环冷却某个储藏室的状态的时段被改变为其中制冷循环不冷却该某个储藏室的状态的时段可以包括其中制冷剂由于压缩机被打开而流到冷藏室或冷冻室的状态被改变为其中制冷剂由于压缩机被关闭而不流到冷藏室或冷冻室的状态的时间段。替代地，当压缩机被打开时，该时段可以包括：其中制冷剂流到冷藏室的状态被改变为其中制冷剂不流到冷藏室的状态的时间段以及其中制冷剂流到冷冻室的状态被改变为其中制冷剂不流到冷冻室的状态的时段。其中由制冷循环冷却的储藏室在冷藏室和冷冻室之间切换的时间段可以是这样的时段的典型示例。
图1是示出根据本公开的一实施方式的控制器件1的功能配置的示例的框图。如图1所示，控制器件1包括获取器(acquirer)2、控制单元3和驱动器4。
控制器件1可以通过包括以下至少一个来实现：存储器(未示出)，用于存储控制所述部件的操作的算法或用于存储再现算法的程序的数据；以及处理器(未示出)，用于通过使用存储在存储器中的数据来执行上述操作。此时，存储器和处理器可以被实现为单独的芯片。替代地，存储器和处理器可以在单个芯片上实现。
此外，如后所述，获取器2、控制单元3和驱动器4可以由至少一个处理器提供。
获取器2获取诸如冰箱的内部温度和外部温度的当前值以及压缩机的总每分钟转数(RPM)的信息，并且获取器2在预定时段将该信息输入到控制单元3。当由获取器2获得的信息是内部温度的当前值时，获取器2可以对应于安装在冰箱内部的温度传感器。替代地，当由获取器2获取的信息是外部温度的当前值时，获取器2可以对应于安装在冰箱外部的温度传感器。压缩机的总RPM可以代表由压缩机执行的所有类型的转数。例如，假设不包括由于共振而不能获得的RPM。然而，压缩机的总RPM可以不被获取器2获得，而是可以通过控制单元3被预先存储。根据一实施方式，冰箱的内部温度和外部温度可以用作第一状态的示例，并且冰箱的内部温度和外部温度的当前值可以用作第一状态的特定值的示例。此外，获取器2可以被安装作为配置为获取冰箱的储藏室的负荷变化的获取器和配置为获取第一状态的特定值的获取器的示例。
在预定时段，基于通过获取器2输入的冰箱的内部温度和外部温度的当前值以及压缩机的总RPM，控制单元3自主地识别满足温度限制条件(以下被称为‘限制条件’)并使功耗最小化的压缩机的RPM，并且控制单元3将该RPM的命令值输出到驱动器4。当施加作为热负荷的冰箱的内部温度和外部温度的当前值时，针对压缩机的每个RPM的未来温度变化的波形可以改变。所识别的压缩机的RPM的命令值可以与当前值不同或相同。也就是，命令值可以根据时段被重新设置，或者尽管命令值与该当前值相同，命令值也可以命令与该当前值不同的RPM的值。根据一实施方式，压缩机用作构成制冷循环的部件的示例以及在冰箱中用于冷却至少一个储藏室的冷却部件的示例。压缩机的RPM用作与部件的设定相对应的第二状态的示例以及与使用冷却部件的冷却水平有关的冷却程度的设定的示例。压缩机的RPM的命令值用作驱动一部件的驱动值和第二状态的特定值的示例。替代地，使内部湿度最大化的部件的设定值用作第二状态的特定值。作为配置为识别驱动值的确定器和配置为识别第二状态的特定值的确定器的示例，安装了控制单元3。
驱动器4基于在预定时段从控制单元3输出的命令值来驱动压缩机。根据一实施方式，驱动器4被安装为用于驱动一部件的驱动器的示例。
在下文中，将详细描述控制单元3。控制单元3包括温度估计器5、功率估计器6和控制器7。
基于冰箱的内部温度和外部温度的当前值以及通过获取器2输入的压缩机的总RPM，温度估计器5通过使用估计模型周期性地估计针对压缩机的每个RPM的温度变化，并且温度估计器5将温度变化输入到控制器7。估计模型可能伴随通过再次周期性地(例如，每半年一次)进行训练而引起的隔热性能的下降。传递函数模型和神经网络模型可以用作估计模型。
基于冰箱的外部温度的当前值和通过获取器2输入的压缩机的总RPM，功率估计器6通过使用估计模型来周期性地估计针对压缩机的每个RPM的功耗，并且温度估计器5将该功耗输入到控制器7。通过再次周期性地(例如，每半年一次)进行训练，估计模型可能伴随隔热性能的下降。传递函数模型和神经网络模型可以用作估计模型。功率估计器6不使用内部温度的当前值的原因是因为内部温度的当前值在一定程度上处于有限的窄范围内，并且不适合使用内部温度的当前值。然而，替代地，可以使用内部温度的当前值。
控制器7基于从温度估计器5输入的针对压缩机的每个RPM的温度变化，指定满足约束条件的多个RPM。另外，基于从功率估计器6输入的针对压缩机的每个RPM的功耗，控制器7在指定的多个RPM之中自主地选择使功耗最小化的压缩机的RPM。控制器7输出命令所识别的压缩机的RPM的命令值。在这种情况下，压缩机的RPM可能与先前的RPM不同或与先前的RPM相同。
此外，控制单元3可以通过使用人工智能(AI)来识别压缩机的RPM的命令值。在这种情况下，在不用基于冰箱的内部温度和外部温度的当前值以及压缩机的总RPM通过使用估计模型来周期性地对其进行训练的情况下，基于其中压缩机的RPM的命令值通过AI被识别的估计模型，控制单元3可以根据负荷变化来改变压缩机的RPM的命令值。此外，控制单元3可以进一步包括被配置为与多个电机(压缩机或风扇)交换数据的数据交换器，因此控制单元3可以使用另一电机的驱动值来训练其估计模型。
特别地，在形成估计模型时，AI基于冰箱的内部温度和外部温度的过去值以及其中压缩机的RPM的过去命令值(其基于内部温度和外部温度的过去值被识别)以时间序列方式累计的时间序列数据来自主地识别压缩机的RPM的命令值。例如，AI基于冰箱内部的负荷变化和压缩机的RPM的时间间隔(lapse)来识别相关操作的值。当控制单元3另外观察到除了压缩机的RPM以外的部件的驱动值时，AI可以通过考虑风扇电机的RPM、压缩机的具有该时间间隔的停止条件、以及压缩机的PRM来自主地识别操作的值。替代地，当控制器3不仅观察到压缩机的RPM而且观察到压缩机或风扇电机的功耗时，AI可以通过考虑功耗以及风扇电机的压缩机的RPM来识别操作的值。此外，当控制器3在打开或关闭风扇电机时观察到风扇电机的RPM的变化时，AI可以通过考虑风扇电机的RPM的变化以及风扇电机的RPM来识别操作的值。
诸如冰箱的内部和外部湿度、蒸发器的温度(例如，蒸发器的入口的温度和蒸发器的出口的温度)、压缩机或冰箱的压力(高压或低压)以及冰箱的流速的变化值可以用作其它参数。
图2是示出从温度估计器5输入到控制器7的压缩机的每个RPM的温度变化的曲线图。在这个曲线图中，粗直线指示约束条件。也就是，在温度-18℃以下执行时间t的冷却被定义为约束条件。在示出压缩机的RPM的曲线图中，被赋予“X”的1100RPM至2050RPM不满足约束条件，被赋予“0”的2100RPM至3700RPM满足约束条件。因此，控制器7为满足约束条件的压缩机的RPM指定从2100RPM至3700RPM。也就是，可选择的压缩机的RPM可以通过约束条件变窄。根据一实施方式，示出了针对压缩机的每个RPM的温度变化的曲线图被用作关于第二状态的多个值中的每个的第一状态值的变化的示例。
图3是示出从功率估计器6输入到控制器7的针对压缩机的每个RPM的功耗的表。控制器7基于针对压缩机的每个RPM的功耗来选择并输出多个指定的RPM之中具有最小功耗的压缩机的RPM。特别地，控制器7选择2100RPM，该功率在被赋予‘0’的2100RPM至3700RPM中功耗最小，如被粗框包围的。此时，考虑到由于电机效率的特性，不能保证功耗随着压缩机的RPM增加而增加的规律性，因而具有最小功耗的压缩机的RPM如上所述地被识别。然而，当保证了功耗随着压缩机的RPM增加而增加的规律性时，也就是，在虽然压缩机的RPM增加，但是顺序不变以使得功耗降低时，其与上述情况不符。在这种情况下，没有基于针对压缩机的每个RPM的功耗在指定的多个RPM之中选择具有最小功耗的压缩机的RPM，而是选择了在指定的多个RPM之中最小的RPM。在这种情况下，因为出于节能的目的，选择具有最小功耗的压缩机的RPM，但是替代地，可以通过使用除了功耗之外的指标(indicator)来选择压缩机的RPM。例如，冰箱的内部湿度可以被用作指标。根据一实施方式，针对压缩机的每个RPM的功耗被用作在第二状态下针对至少两个值中的每个的指标的示例。
图4是示出控制器7输出的压缩机的RPM的变化的曲线图。在这个曲线图中，虚线显示出常规冰箱中的压缩机的RPM的变化，实线显示出一实施方式应用于其的冰箱中的压缩机的RPM的变化。在常规冰箱中，当由于在时间t0打开门而发生热负荷的变化时，压缩机以RPM运行预定时间段(在曲线图中直到时间t8)以充分冷却。另一方面，在一实施方式应用于其的冰箱中，控制器7在每个估计时段输出具有最小功耗的RPM作为命令值。因此，当由于在时间t0打开门而发生热负荷的变化时，压缩机以最小的必要RPM运行直到时间t1。当食物的负荷大于预期的负荷时，压缩机在稍微增加RPM的同时运行直到时间t3。当食物被冷却于是负荷降低时，压缩机在稍微降低RPM的同时运行直到时间t8。
此外，假设在时间t8满足约束条件，因而压缩机的RPM在时间t6和时间t7不改变。然而，当由于从时间t5到时间t6打开门而发生热负荷的变化时，压缩机的RPM可以在时间t6和时间t7改变。因此，可以再次期望在时间t8满足约束条件，或者可以再次期望在时间t8之后而不是在时间t8满足约束条件。在这种情况下，时间t8是一时段的结束点的示例，并且从时间t0到时间t8的时段是期望在该时段的终点处满足约束条件的时段的示例。在时间t6和时间t7估计压缩机的RPM是多次估计在该时段的终点是否满足约束条件的示例。
当放入具有显著低于冰箱的内部温度的温度的食物并因而热负荷显著降低时，在常规冰箱中压缩机的RPM变化与一实施方式应用于其的冰箱中的压缩机的RPM变化之间出现差异。
图5A是示出常规冰箱中的压缩机的温度变化和RPM变化的曲线图。显示出压缩机的RPM变化的曲线图指示冰箱检测到门的打开和关闭并且然后在预定时段增大压缩机的RPM。显示出温度变化的曲线图指示由于门的打开和关闭而引起温度立即升高，于是因为压缩机的RPM增加的状态被保持了预定时段，所以温度突然降低。
图5B是示出一实施方式应用于其的冰箱中的压缩机的温度变化和RPM变化的曲线图。在一实施方式应用于其的冰箱中，因为内部温度的变化被周期性地估计，所以当由于热负荷的变化而发生所估计的温度变化与实际的温度变化之间的差异时，压缩机的RPM可以基于该差异而变化。也就是，即使当偏离了该估计时，周期性地估计和确定具有最小功耗的压缩机的RPM也等同于基于该差异来执行反馈。也就是，显示出压缩机的RPM的变化的曲线图指示，冰箱可以通过检测门的打开和关闭而立即增大压缩机的RPM，但是在未放入食物的状态下通过温度变化的估计中的温度变化的位移而间接地定量检测热负荷，冰箱可以减小压缩机的RPM。此外，显示出温度变化的曲线图指示，由于门的打开和关闭，温度立即升高，然后压缩机的RPM降低，因而与常规冰箱相比，温度逐渐降低。
图6是示出控制器7的操作示例的流程图。这个操作示例在预定时段被重复地执行。
如图所示，控制器7从温度估计器5接收针对压缩机的每个RPM的温度变化的输入(S101)。此外，控制器7从功率估计器6接收针对压缩机的每个RPM的功耗输入(S102)。描述了在执行步骤101之后执行步骤102，但是不限于此。替代地，可以在执行步骤102之后执行步骤101，或者可以同时执行步骤101和步骤102。
接下来，基于与在步骤101中接收到的输入相对应的针对压缩机的每个RPM的温度变化，控制器7指定满足约束条件的多个RPM(S103)。
接下来，基于与在步骤102中接收到的输入相对应的针对压缩机的每个RPM的功耗，控制器7识别在步骤103中指定的多个RPM之中的具有最小功耗的压缩机的RPM(S104)。
最后，控制器7输出指示在步骤104中识别的压缩机的RPM的命令值(S105)。
在以上描述中，控制单元3估计针对压缩机的每个RPM的温度变化和功耗，输出满足约束条件并使功耗最小化的压缩机的RPM的命令值，并允许驱动器4基于命令值驱动压缩器，但不限于此。例如，控制单元3可以估计针对膨胀阀的每个打开程度的温度变化和功耗，输出满足约束条件并使功耗最小化的膨胀阀的打开程度的命令值，并允许驱动器4基于命令值驱动膨胀阀。替代地，控制单元3可以估计针对风扇的每个RPM的温度变化和功耗，输出满足约束条件并使功耗最小化的风扇的RPM的命令值，并允许驱动器4基于命令值驱动风扇。
图7是示出根据本公开的一实施方式的冰箱10的整体构造的示例的视图。如图7所示，冰箱10包括作为储藏室的示例且作为形成在冰箱内部的上部中的第一储藏室的冷藏室41以及作为储藏室的示例且作为形成在冰箱内部的下部中的第二储藏室的冷冻室42。冰箱10包括：压缩机60，其压缩并循环制冷剂；蒸发器11，其使由压缩机60循环的制冷剂蒸发；风扇14，其将冷空气吹送到蒸发器11；风门(damper)47，其将由风扇14吹送的空气输送至冷藏室41；以及风门48，其将由风扇14吹送的空气输送至冷冻室42。冰箱10包括：被打开和关闭以将食物存放到冷藏室41中的冷藏室门44；冷冻室门45，被打开和关闭以将食物存放到冷冻室42中；中间分隔壁51，将冷藏室41与冷冻室42隔开；以及后壁54，跨过冷藏室41至冷冻室42安装在后侧。
图8是示出与嵌入在冰箱10中的制冷循环器件的示例相对应的制冷循环100的构造的视图。如图8所示，制冷循环100包括使制冷剂循环的压缩机60和使由压缩机60循环的制冷剂冷凝的冷凝器70。蒸发器11连接到冷凝器70，该蒸发器11蒸发由冷凝器70冷凝的制冷剂以冷却冷藏室41和冷冻室42中的至少一个。
另外，用于使流入蒸发器11的制冷剂膨胀的膨胀阀81和毛细管17连接到蒸发器11的入口侧。
另外，制冷循环100包括参照图1至图6描述的控制器件1。在这种情况下，基于冰箱的内部温度和外部温度的当前值，在预定时段，控制器件1识别压缩机60的RPM、膨胀阀81的打开程度、和风扇14的RPM之中的至少一个室的命令值，其满足约束条件并使功耗最小化。控制器件1通过使用命令值来驱动相对应的部件。
图9是示出在通过使用制冷循环100而使冷藏室41和冷冻室42被交替地冷却的状态下的温度变化的曲线图。在该曲线图中，纵轴表示温度，“R”表示冷藏室41的温度变化，“F”表示冷冻室42的温度变化。在这种情况下，控制器件1以这样的方式控制冷却能力：在冷藏室41与冷冻室42之间用于在其中执行冷却的室的时间安排(timing)被调节以用于其温度升高的室。特别地，因为在时间t11之后冷冻室42的温度升高，所以控制器件1估计冷冻室42的温度达到上限温度(ON点)的时间点。当所估计的时间是时间t12时，控制器件1在冷藏室41的温度达到下限温度(OFF点)的约束条件下控制压缩机60的RPM直到时间t12。因为在时间t12之后冷藏室41的温度升高，所以控制器件1估计冷藏室41的温度达到上限温度(ON点)的时间点。当所估计的时间是时间t14时，控制器件1在冷冻室42的温度达到下限温度(OFF点)的约束条件下控制压缩机60的RPM，直到时间t14。然而，当假设冷冻室42的温度在比目标时间t14早的时间t13处达到OFF点时，压缩机60的操作从时间t13到时间t14停止。此外，当冷藏室41和冷冻室42的负荷平衡彼此显著不同时，可以通过对需要冷却的室执行冷却循环整数次直到在冷藏室41和冷冻室42之间的温度升高的室达到上限温度(ON点)来调节时间安排。在图9的示例中，当制冷循环被配置为交替地冷却第一储藏室和第二储藏室时，约束条件是第一储藏室和第二储藏室中的任何一个降低以达到预定温度，直到第一储藏室和第二储藏室中的另一个升高以达到预定温度。如上所述，通过冷却冷藏室41和冷冻室42，冰箱10使蒸发温度最优化，因此可以在使冷藏室41高度加湿的同时实现节能。
图10是示出在其中通过使用制冷循环100同时对冷藏室41和冷冻室42进行冷却的状态下的温度变化的曲线图。在该曲线图中，纵轴表示温度，“R”表示冷藏室41的温度变化，“F”表示冷冻室42的温度变化。在这种情况下，控制器件1同时开始冷却冷藏室41和冷冻室42，并且调节冷却能力以允许冷藏室41和冷冻室42的温度升高同时终止。特别地，控制器件1在时间t16同时开始冷藏室41和冷冻室42的冷却，并且当在时间t17冷藏室41的温度达到下限温度(OFF点)时，控制器件1开始仅冷却冷冻室42。此时，控制器件1估计冷藏室41的温度达到上限温度(ON点)的时间点。当所估计的时间是时间t19时，控制器件1在冷冻室42的温度达到上限温度(ON点)的约束条件下控制压缩机60的RPM直到时间t19。也就是，当冷冻室42的温度在时间t18达到下限温度(OFF点)时，控制器件1估计其温度升高并且在时间t19达到ON点，且调节压缩机60的RPM。此外，当冷藏室41和冷冻室42的负荷平衡彼此显著不同时，可以通过对冷藏室41或冷冻室42之一执行冷却循环整数次直到冷藏室41或冷冻室42中的另一个达到下限温度(OFF点)来调节时间安排。在图10的示例中，当制冷循环被配置为同时冷却第一储藏室和第二储藏室时，约束条件是第一储藏室和第二储藏室中的任何一个升高以达到预定温度，直到第一储藏室和第二储藏室中的另一个升高以达到预定温度。如上所述，通过冷却冷藏室41和冷冻室42，冰箱10可以通过将压缩机60的RPM设定为略微降低而实现节能。
图11是示出一实施方式应用于其的冰箱20的整体构造的示例的视图。如图11所示，冰箱20包括作为储藏室的示例且作为形成在冰箱内部的上部中的第一储藏室的冷藏室41以及作为储藏室的示例且作为形成在冰箱内部的下部中的第二储藏室的冷冻室42。冰箱20包括压缩和循环制冷剂的压缩机60。冷藏室41包括：冷藏蒸发器21，使由压缩机60循环的制冷剂蒸发以冷却冷藏室41；以及冷藏风扇24，将由冷藏蒸发器21冷却的空气吹送到冷藏室41中。冷冻室42包括：冷冻蒸发器22，使由压缩机60循环的制冷剂蒸发以冷却冷冻室42；以及冷冻风扇25，将由冷冻蒸发器22冷却的空气吹送到冷冻室42。冰箱20包括：被打开和关闭以将食物存放到冷藏室41中的冷藏室门44；被打开和关闭以将食物存放到冷冻室42中的冷冻室门45；中间分隔壁51，将冷藏室41与冷冻室42隔开；后壁54，跨过冷藏室41至冷冻室42安装在后侧。
图12是示出与嵌入在冰箱20中的制冷循环器件的示例相对应的制冷循环201的构造的视图。如图12中所示，制冷循环201包括使制冷剂循环的压缩机60和使由压缩机60循环的制冷剂冷凝的冷凝器70。此外，在冷凝器70中，使由压缩机60循环的制冷剂蒸发以冷却冷藏室41的冷藏蒸发器21和使由压缩机60循环的制冷剂蒸发以冷却冷冻室42的冷冻蒸发器22并联地连接。也就是，安装了膨胀阀82，该膨胀阀82在制冷剂蒸发器21和冷冻剂蒸发器22之间切换用于输送由冷凝器70冷凝的制冷剂的蒸发器。此外，冷藏蒸发器21的出口侧和冷冻蒸发器22的出口侧连接到压缩机60。
另外，使从冷藏蒸发器21流出的制冷剂膨胀的冷藏毛细管27连接到冷藏蒸发器21的入口侧。使从冷冻蒸发器22流出的制冷剂膨胀的冷冻毛细管28连接到冷冻蒸发器22的入口侧。
另外，在冷冻蒸发器22与压缩机60之间，配置为防止制冷剂从制冷循环201的高压侧回流到冷冻蒸发器22的止回阀90被安装为引导至压缩机60。
另外，制冷循环201包括参照图1至图6描述的控制器件1。在这种情况下，基于冰箱的内部温度和外部温度的当前值，控制器件1在预定时段识别满足约束条件并使功耗最小化的压缩机60的RPM、膨胀阀82的打开程度、和风扇14的RPM之中的至少一个室的命令值。控制器件1通过使用该命令值来驱动相对应的组件。
在以上描述中，膨胀阀82被提供用于切换蒸发器，该蒸发器输送被冷凝器70冷凝的制冷剂，但是可以代替膨胀阀82提供切换阀。
图13是示出在通过使用制冷循环201对冷藏室41和冷冻室42进行冷却的状态下的温度变化的曲线图。在该曲线图中，纵轴表示温度，“R”表示冷藏室41的温度变化，“F”表示冷冻室42的温度变化。在这种情况下，控制器件1以这样的方式控制冷却能力：在冷藏室41与冷冻室42之间，用于在其中执行冷却的室的时间安排被调节以用于其温度上升的室。特别地，因为在时间t21之后冷冻室42的温度升高，所以控制器件1估计冷冻室42的温度达到上限温度(ON点)的时间点。当所估计的时间是时间t22时，控制器件1在冷藏室41的温度达到下限温度(OFF点)的约束条件下控制压缩机60的RPM直到时间t22。因为在时间t22之后冷藏室41的温度升高，所以控制器件1估计冷藏室41的温度达到上限温度(ON点)的时间点。当所估计的时间是时间t25时，控制器件1在冷冻室42的温度达到下限温度(OFF点)的约束条件下控制压缩机60的RPM直到时间t25。然而，当假设冷冻室42的温度在比目标时间t25更早的时间t24达到OFF点时，压缩机60的操作从时间t24到时间t25停止。冰箱20通过从时间t23至时间t24切换从冷冻蒸发器22向冷藏蒸发器21输送制冷剂的蒸发器来执行制冷剂回收操作。此外，当冷藏室41和冷冻室42的负荷平衡彼此显著不同时，可以通过对需要冷却的室执行冷却循环整数次直到在冷藏室41和冷冻室42之间的温度升高的室达到上限温度(ON点)来调节时间安排。在图13的示例中，当制冷循环被配置为交替地冷却第一储藏室和第二储藏室时，约束条件是第一储藏室和第二储藏室中的任何一个被降低以达到预定温度直到第一储藏室和第二储藏室中的另一个升高以达到预定温度。如上所述，通过冷却冷藏室41和冷冻室42，可以通过使蒸发器的切换最小化来实现节能，蒸发器的切换导致与制冷剂回收操作所需的量和冷却温热的蒸发器所需的量一样多的能量损失。
图14是示出与嵌入在冰箱20中的制冷循环器件的另一示例相对应的制冷循环202的构造的视图。如图14中所示，制冷循环202包括使制冷剂循环的压缩机60和使由压缩机60循环的制冷剂冷凝的冷凝器70。另外，在冷凝器70中，使由压缩机60循环的制冷剂蒸发以冷却冷藏室41的冷藏蒸发器21和使由压缩机60循环的制冷剂蒸发以冷却冷冻室42的冷冻蒸发器22彼此串联联接。也就是，安装了膨胀阀82，该膨胀阀82在冷藏蒸发器21和冷冻蒸发器22两者侧与仅在冷冻蒸发器22侧之间切换蒸发器(其输送由冷凝器70冷凝的制冷剂)。另外，冷藏蒸发器21的出口侧连接到冷冻蒸发器22的入口侧。冷冻蒸发器22的出口侧连接到压缩机60。
另外，使从冷藏蒸发器21流出的制冷剂膨胀的冷藏毛细管27连接到冷藏蒸发器21的入口侧。使从冷冻蒸发器22流出的制冷剂膨胀的冷冻毛细管28连接到冷冻蒸发器22的入口侧。
另外，制冷循环202包括参照图1至图6描述的控制器件1。在这种情况下，基于冰箱的内部温度和外部温度的当前值，控制器件1在预定时段识别满足约束条件并使功耗最小化的压缩机60的RPM、膨胀阀82的打开程度、和风扇14的RPM之中的至少一个室的命令值。控制器件1通过使用该命令值来驱动相对应的组件。
在以上描述中，膨胀阀82被提供用于切换蒸发器，该蒸发器输送被冷凝器70冷凝的制冷剂，但是可以代替膨胀阀82提供切换阀。
图15是示出在通过使用制冷循环202对冷藏室41和冷冻室42进行冷却的状态下的温度变化的曲线图。在该曲线图中，纵轴表示温度，“R”表示冷藏室41的温度变化，“F”表示冷冻室42的温度变化。在这种情况下，控制器件1同时开始冷却冷藏室41和冷冻室42，并且调节冷却能力以允许冷藏室41和冷冻室42的温度的升高被同时终止。特别地，控制器件1在时间t26同时开始冷藏室41和冷冻室42的冷却，并且当在时间t27冷藏室41的温度达到下限温度(OFF点)时，控制器件1开始仅冷却冷冻室42。在这时，控制器件1估计冷藏室41的温度达到上限温度(ON点)的时间点。当所估计的时间是时间t29时，控制器件1在冷冻室42的温度达到上限温度(ON点)的约束条件下控制压缩机60的RPM直到时间t29。也就是，当在时间t28冷冻室42的温度达到下限温度(OFF点)时，控制器件1估计其温度升高并在时间t29达到ON点，并调节压缩机60的RPM。此外，当冷藏室41和冷冻室42的负荷平衡彼此显著不同时，可以通过对冷藏室41和冷冻室42之一执行冷却循环整数次直到冷藏室41和冷冻室42中的另一个达到下限温度(OFF点)来调节时间安排。在图15的示例中，当制冷循环被配置为同时冷却第一储藏室和第二储藏室时，约束条件是第一储藏室和第二储藏室中的任何一个升高以达到预定温度，直到第一储藏室和第二储藏室中的另一个升高以达到预定温度。
图16是示出一实施方式被应用于其的冰箱30的整体构造的示例的视图。如图16所示，冰箱30包括作为储藏室的示例且作为形成在冰箱内部的上部中的第一储藏室的冷藏室41、作为储藏室的示例且作为形成在冰箱内部的下部中的第二储藏室的冷冻室42、以及作为储藏室的示例且作为形成在冰箱内部的中部中的第二储藏室的变温室43。冰箱30包括压缩并循环制冷剂的压缩机60。冷藏室41包括：冷藏蒸发器31，使由压缩机60循环的制冷剂蒸发以冷却冷藏室41；以及冷藏风扇34，将由冷藏蒸发器31冷却的空气吹送到冷藏室41。冷冻室42包括：冷冻蒸发器32，使由压缩机60循环的制冷剂蒸发以冷却冷冻室42；以及冷冻风扇35，将由冷冻蒸发器32冷却的空气吹送到冷冻室42。变温室43包括：变温室蒸发器33，使由压缩机60循环的制冷剂蒸发以冷却变温室43；以及变温室风扇36，将由变温室蒸发器33冷却的空气吹送到变温室43。冰箱30包括：冷藏室门44，被打开和关闭以将食物存放到冷藏室41中；冷冻室门45，被打开和关闭以将食物存放到冷冻室42中；变温室门46，被打开和关闭以将食物存放到变温室43中；中间分隔壁52，将冷藏室41与变温室43隔开；中间分隔壁53，将冷冻室42与变温室43隔开；以及后壁54，跨越冷藏室41到冷冻室42安装在后侧。
图17是示出与嵌入在冰箱30中的制冷循环器件的另一示例相对应的制冷循环300的构造的视图。如图17中所示，制冷循环300包括使制冷剂循环的压缩机60和使由压缩机60循环的制冷剂冷凝的冷凝器70。此外，在冷凝器70中，蒸发由压缩机60循环的制冷剂以冷却冷藏室41的冷藏蒸发器31、蒸发由压缩机60循环的制冷剂以冷却冷冻室42的冷冻蒸发器32、以及作为蒸发由冷凝器70冷凝的制冷剂以冷却变温室43的第三冷却器的示例的变温室蒸发器33彼此并联连接。也就是，安装膨胀阀82，该膨胀阀82配置为在冷藏蒸发器31、冷冻蒸发器32和变温室蒸发器33之间切换蒸发器(其输送通过冷凝器70冷凝的制冷剂)。此外，冷藏蒸发器31的出口侧和冷冻蒸发器32的出口侧连接到压缩机60。变温室蒸发器33的出口侧连接到冷冻蒸发器32的入口侧。
此外，使从冷藏蒸发器31流出的制冷剂膨胀的冷藏毛细管37连接到冷藏蒸发器31的入口侧。使从冷冻蒸发器32流动的制冷剂膨胀的冷冻毛细管38连接到冷冻蒸发器32的入口侧。使流到变温室蒸发器33的制冷剂膨胀的变温室毛细管39连接到变温室蒸发器33的入口侧。
另外，在冷冻蒸发器32与压缩机60之间，配置为防止制冷剂从制冷循环300的高压侧回流到冷冻蒸发器32的止回阀90被安装为被引向压缩机60。
另外，制冷循环300包括参照图1至图6描述的控制器件1。在这种情况下，基于冰箱的内部温度和外部温度的当前值，控制器件1在预定时段识别满足约束条件并使功耗最小的压缩机60的RPM、膨胀阀83的打开程度、和风扇14的RPM之中的至少一个室的命令值。控制器件1通过使用该命令值来驱动相对应的组件。
在以上描述中，膨胀阀83被提供用于切换输送被冷凝器70冷凝的制冷剂的蒸发器，但是可以代替膨胀阀83提供切换阀。
图18是示出在通过使用制冷循环300对冷藏室41、冷冻室42和变温室43(以下被称为‘冷冻/变温室’)进行冷却的状态下的温度变化的曲线图。在该曲线图中，纵轴表示温度，“R”表示冷藏室41的温度变化，“F”表示冷冻室42的温度变化，“CV”表示变温室43的温度变化。在这种情况下，控制器件1以如下这样的方式控制冷却能力：在冷藏室41和冷冻/变温室之间，用于在其中执行冷却的室的时间安排被调节以用于在其中其温度升高的室。特别地，因为在时间t31之后冷冻/变温室的温度升高，所以控制器件1估计冷冻/变温室的温度达到上限温度(ON点)的时间点。当所估计的时间是时间t32时，控制器件1在冷藏室41的温度达到下限温度(OFF点)的约束条件下控制压缩机60的RPM直到时间t32。因为在时间t32之后冷藏室41的温度升高，所以控制器件1估计冷藏室41的温度达到上限温度(ON点)的时间点。当所估计的时间是时间t34时，控制器件1在冷冻/变温室的温度达到下限温度(OFF点)的约束条件下，控制压缩机60的RPM直到时间t34。然而，当假设冷冻/变温室的温度在比目标时间t34早的时间t33达到OFF点时，压缩机60的操作从时间t33到时间34停止。此外，当冷藏室41和冷冻/变温室的负荷平衡彼此显著不同时，可以通过对在冷藏室41和冷冻/变温室之间的需要冷却的室执行冷却循环整数次直到温度升高的室达到上限温度(ON点)来调节时间安排。在图18的示例中，当制冷循环被配置为交替地冷却第一储藏室和第二储藏室时，约束条件是第一储藏室和第二储藏室中的任何一个被降低以达到预定温度直到第一储藏室和第二储藏室中的另一个升高以达到预定温度。
如上所述，温度估计器5通过基于冰箱的内部温度和外部温度的当前值以及压缩机的总RPM(冰箱的内部温度和外部温度的当前值以及压缩机的总RPM通过获取器2被输入)使用估计模型来周期性地估计针对压缩机的每个RPM的温度变化，并且温度估计器5将温度变化输入到控制器7。在下文，将详细描述温度估计器5的温度变化的估计。
假设将传递函数模型用作估计模型。也就是，假设压缩机60的RPM(在下文简称为“压缩机的RPM”)或外部空气温度是输入U(s)，冷藏室41的内部温度(在下文简称为“冷藏室温度”)或冷冻室42的内部温度(在下文简称为“冷冻室温度”)是输出Y(s)，估计模型是传递函数G(s)。因此，使用传递函数G(s)，从输入U(s)得出输出Y(s)，如数学图1所示。
[数学图1]
Y(s)＝G(s)×U(s)
此外，在这种情况下，估计模型被分为四个模型(模型#1至模型#4)。
图19是示出第二应用示例中的冷藏室41和冷冻室42中的温度变化的视图，特别地，示出如何通过在任何部分使用任何模型来估计温度变化的视图。在该曲线图中，纵轴表示温度，“R”表示冷藏室41的温度变化，“F”表示冷冻室42的温度变化。已经参照图13描述了约束条件的确定和基于约束条件的温度控制，并且将省略其描述。
如图19所示，模型#1用于估计从时间t21到时间t22的区段中冷藏室41的温度变化。这个区段是其中通过压缩机60的操作冷却冷藏室41的区段。因此，在这个区段中，传递函数G(s)被设定为模型#1，输入U(s)被设定为压缩机的RPM，输出Y(s)被设定为冷藏室温度。
模型#2用于估计从时间t22到时间t25的区段中冷藏室41的温度变化。这个区段是冷藏室41没有被冷却的区段。因此，在这个区段中，传递函数G(s)被设定为模型#2，输入U(s)被设定为外部空气温度，输出Y(s)被设定为冷藏室温度。
模型#3用于估计从时间t20到时间t22的区段中冷冻室42的温度变化。这个区段是冷冻室42没有被冷却的区段。因此，在这个区段中，传递函数G(s)被设定为模型#3，输入U(s)被设定为外部空气温度，输出Y(s)被设定为冷冻室温度。
模型#4用于估计从时间t22到时间t24的区段中冷冻室42的温度变化。这个区段是冷冻室42被冷却的区段。因此，在这个区段中，传递函数G(s)被设定为模型#4，输入U(s)被设定为压缩机的RPM，输出Y(s)被设定为冷冻室温度。
通常，传递函数被表示为多种热传导的重叠，诸如从冰箱内部到冰箱外部的热传导、冷藏室41和冷冻室42之间的热传导、冰箱内部和机器室之间的热传导以及蒸发器和冰箱内部之间的热传导。此外，增加了直到制冷剂在蒸发器中通过管道蒸发为止的空载时间和直到冷空气通过风扇被从蒸发器吹出以冷却冰箱内部的空载时间。然而，假设传递函数G(s)是一阶滞后加空载时间的传递函数，并且每个模型都由该传递函数近似。例如，传递函数G(s)由下面的数学图2表示。
[数学图2]
Figure GDA0003584266920000201
接下来，将更详细地描述使用传递函数G(s)的温度估计。
图20是特别地示出在图19的从时间t21到时间t22的区段冷藏室41的温度变化的估计的曲线图。在这个区段中，如上所述地使用模型#1。
如所示的，在时间t21的冷藏室温度由获取器2识别。假设冷藏室温度为5℃。温度估计器5基于冷藏室温度获得温度变化的估计曲线C0。尽管实际上针对多个压缩机的每个RPM获得温度变化的估计曲线，但是仅示出了与在时间t22达到满足约束条件的温度的压缩机的RPM之中具有最小功耗的压缩机的RPM有关的估计曲线以便避免曲线图的复杂。
当冷藏室温度随着估计曲线C0改变时没有问题，但是当发生热负荷增加时，冷藏室温度可以不随着估计曲线C0改变。因此，在短时间之后的时间t211再次从获取器2识别冷藏室温度。在这种情况下，假设冷藏室温度为3.5。温度估计器5基于冷藏室温度获得温度变化的估计曲线C1。尽管实际上是针对多个压缩机的每个RPM获得温度变化的估计曲线，但是仅示出了与在达到满足约束条件的温度的压缩机的RPM之中具有最小功耗的压缩机的RPM有关的估计曲线以便避免曲线图的复杂。
以相同的方式，在短时段之后的时间t211再次从获取器2识别冷藏室温度。在这种情况下，假设冷藏室温度为2.5。温度估计器5基于冷藏室温度获得温度变化的估计曲线C2。尽管实际上是针对多个压缩机的每个RPM获得温度变化的估计曲线，但是仅示出了与达到满足约束条件的温度的压缩机的RPM之中具有最小功耗的压缩机的RPM有关的估计曲线以便避免曲线图复杂。
如上所述，温度估计器5在短时段重复估计温度变化。控制器7控制压缩机的RPM，使得温度在时间t22达到满足约束条件的温度并且功耗变为最小。在这种情况下，如图20所示，在从时间t21到时间t22的每个时段，假设冷藏室温度以具有不同斜率的线性形状变化。也就是，由于附图的限制，示出了冷藏室温度以线性形状变化，但是不限于此。因此，冷藏室温度可以以具有一斜率的线性形状如图20所示地变化。
例如，当在时间t212估计温度变化时，使用估计模型的状态(其用于基于在时间t211从获取器2获得的冷藏室温度5和在时间t212从获取器2获得的冷藏室温度3.5来估计温度变化)以及在时间t212从获取器2获得的冷藏室温度2.5。通过对此进行概括，可以基于当前实际温度和估计模型的状态(其用于基于过去的实际温度来估计在过去的实际温度的温度变化)来估计在当前实际温度的温度变化。
为了描述在这种情况下的估计模型的状态，示出了与传递函数G(s)相对应的状态方程式和输出方程式。
状态方程式表示输入u(t)与状态向量x(t)之间的关系，并由数学图3表示。
[数学图3]
Figure GDA0003584266920000211
输出方程式表示状态向量x(t)与输出y(t)之间的关系，并由数学图4表示。
[数学图4]
y(t)＝x(t)
在状态方程式和输出方程式中，状态向量x(t)对应于估计模型的状态，该估计模型用于基于过去的实际温度来估计在过去的实际温度的温度变化。例如，关于在过去的实际温度的温度变化的信息，其作为基于过去的实际温度进行估计的结果，被反映到状态向量x(t)的初始值x(0)。
接下来，将描述确定传递函数G(s)中的参数的方法。
在使用模型#2和#3时，传递函数G(s)的参数K、T和L通过外部气温FK(x)、FT(x)和FL(x)的函数获得。在这种情况下，当函数FK(x)、FT(x)和FL(x)由函数F(x)共同表示时，函数F(x)是一般的二次曲线表达式。例如，函数F(x)可以由数学图5表示。
[数学图5]
F(x)＝ax2+bx+c.
可以通过比较从状态函数获得的温度变化与实际观察到的温度变化并且通过使用最小平方法来获得系数a到c，在状态函数中被赋予外部空气温度(x)的函数FK(x)、FT(x)和FL(x)的值，即，参数K、T和L，被设定。
当使用模型#1和#4时，传递函数G(s)的参数K、T和L由外部空气温度(x)和压缩机的RPM(y)的函数FK(x,y)、FT(x,y)和FL(x,y)获得。在这种情况下，当函数FK(x,y)、FT(x,y)和FL(x,y)由函数F(x,y)总体表示时，函数F(x,y)为一般二次曲面表达式。例如，函数F(x,y)可以由数学图6表示。
[数学图6]
F(x，y)＝ax2+bxy+cy2+dy+ex+f.
可以通过比较从状态函数获得的温度变化与实际观察到的温度变化并且通过使用最小平方法来获得系数a至f，在状态函数中被赋予外部空气温度(x)和压缩机的RPM(y)的函数FK(x,y)、FT(x,y)和FL(x,y)的值，即，参数K、T和L，被设定。
另外，函数F(x)和F(x,y)的方程式仅是示例，但是不限于此。例如，如果存在使与实际观察到的温度变化的近似值更高的曲线或曲面的方程式，则该方程式可以用于曲线或曲面的方程式。替代地，可以对每个区段使用不同的方程式，并且可以使用简单地内插观察点的直线或平面的方程式代替曲线或曲面的方程式。
图21是示出函数F(x,y)的二次曲面的示例的视图。尽管图21示出了函数F(x,y)的二次曲面，该函数代表作为相同形状的二次曲面的函数FK(x,y)、FT(x,y)和FL(x,y)，但是函数FK(x,y)的二次曲面、函数FT(x,y)的二次曲面和函数FL(x,y)的二次曲面具有不同的形状。如上所述，函数FK(x,y)、FT(x,y)和FL(x,y)的二次曲面的形状是通过在训练时给出一些数据作为外部空气温度(x)和压缩机的RPM(y)来确定。在估计温度变化时，通过给出在一时间点的外部空气温度和压缩机的RPM作为外部空气温度(x)和压缩机的RPM(y)，获得函数FK(x,y)、FT(x,y)和FL(x,y)的值，其是参数K、T和L。
尽管未显示函数F(x)的二次曲线，但函数FK(x)、FT(x)和FL(x)的二次曲面的形状通过在训练时给出一些数据作为外部空气温度(x)和压缩机的RPM(y)来确定。
在以上描述中，已经描述了温度估计器5使用估计模型周期性地估计温度变化的情况。然而，假设以相同的方式执行功率估计器6使用估计模型周期性地估计功耗的情况。
根据该实施方式，即使当存在不能预先估计的干扰(例如，门的打开和关闭以及放入食物)时，用于降低功耗的压缩机60的RPM也可以根据由于干扰而引起的温度变化被自动地设定。也就是，可以根据所估计的温度变化与实际的温度变化之差来自主地改变压缩机60的RPM。
另外，通过在每个估计周期估计压缩机60的RPM，可以考虑使用方法(要被放入的食物)自主地实现该操作，并降低功耗。
将更详细地描述这些效果。
图22A是示出冷藏室的温度变化的曲线图，图22B是示出冷冻室的温度变化的曲线图，图22C是压缩机的RPM变化的曲线图。如图22B中的白色箭头所指示的，假设紧接在时间t51之前打开冷冻室门45并将食物放入冷冻室42中。也就是，假设冷冻室42上的热负荷增加。在这种情况下，因为冷冻室中的温度立即升高，所以通过增加压缩机60的RPM来降低冷冻室中的温度。
然而，根据常规技术，如图22C中的虚线所示，根据假设为热负荷的最大值来确定压缩机60的RPM。因此，如图22A所示，即使在时间t53冷藏室中的温度达到了冷藏室41中允许的温度范围的上限，冷冻室的温度也在比时间t53早的时间t52达到了冷冻室42所允许的温度范围的下限，如图22B中的虚线所示，因此难以实现节能。
另一方面，根据一实施方式，如图22C中的实线所示，在短时段内估计热负荷，并根据所估计的负荷来确定压缩机60的RPM。因此，如图22A所示，当在冷藏室中的温度在时间t53达到冷藏室41中允许的温度范围的上限时，冷冻室中的温度可以在时间t53达到由冷冻室42允许的温度范围的下限，如图22B中的实线所示，并且可以实现节能。
图23是根据本公开的一实施方式的冰箱40的控制框图。
参照图23，根据一实施方式的冰箱40包括压缩机60、冷凝器70、冷却部件80、获取器2、控制单元3和驱动器4。
获取器2、控制单元3和驱动器4可以被提供为至少一个处理器P。
压缩机60可以被提供有用于使制冷剂循环的构造。压缩机60的RPM可以通过至少一个处理器P改变。
冷却部件80可以包括膨胀阀83和风扇14。
至少一个处理器P可以获得包括制冷循环的冰箱的储藏室的负荷变化，并且可以基于该负荷变化来识别用于驱动构成制冷循环的部件的驱动值。
至少一个处理器P可以基于该驱动值来驱动冷却部件。此外，至少一个处理器P可以在制冷循环冷却储藏室的至少一个冷却循环期间获得随时间的负荷变化。另外，因为在冰箱中存在个体差异，所以在冰箱目录中冰箱被说明为功耗具有约3％的余量。另一方面，根据一实施方式，尽管排除了隔热性能的个体差异，但是可以减小由于制冷循环部件的变化而导致的个体差异，诸如制冷剂的流动容易性的差异。换句话说，可以最大化所有对象的性能。因此，可以在冰箱的目录中写出功耗而没有余量。
已经将实施方式描述为应用于冰箱，但是不限于此。例如，该实施方式可应用于用于在多种温度冷却食物的各种产品，诸如冷冻容器和冷冻卡车。也可应用于具有制冷循环的其它产品，诸如空调。
从以上描述明显的是，可以根据在制冷循环冷却某个储藏室的状态切换到制冷循环不冷却该某个储藏室的状态之前的时间处的状态，驱动构成制冷循环的部件。
尽管已经示出和描述了本公开的一些实施方式，但是本领域技术人员将理解，可以在不背离本公开的原理和精神的情况下对这些实施方式进行改变，本公开的范围在权利要求及其等同物中定义。
尽管已经用各种实施方式描述了本公开，但是可以向本领域技术人员提出各种改变和修改。本公开旨在涵盖落入所附权利要求的范围内的这种改变和修改。

Claims (11)

1.一种冰箱，包括：
压缩机，配置为使制冷剂循环；
冷凝器，配置为冷凝通过所述压缩机循环的所述制冷剂；
冷却部件，配置为使用由所述冷凝器冷凝的所述制冷剂来冷却所述冰箱的储藏室；和
处理器，配置为：
驱动所述冷却部件，
通过使用第一状态的特定值获得所述储藏室的负荷变化，所述第一状态随时间变化并包括所述储藏室的内部温度，
基于所述负荷变化来识别用于驱动所述压缩机的驱动值，
基于所述驱动值来驱动所述压缩机，以及
在所述压缩机中的至少一个冷却循环期间，获得随着时间的流逝的所述负荷变化，
其中所述处理器进一步配置为：
基于所述第一状态的所述特定值，识别与多个第二状态值相对应的第一状态值的变化，
基于所述第一状态值的变化和所述多个第二状态值，识别满足约束条件的第二状态的至少两个值，
基于所述第二状态的所述至少两个值，识别所述第二状态的特定值，以及
基于所述第二状态的所述特定值，确定用于驱动所述压缩机的所述驱动值。
2.根据权利要求1所述的冰箱，其中，在比所述冷却周期短的预定时段期间，所述处理器被配置为通过使用所述第一状态的所述特定值来获得所述负荷变化。
3.根据权利要求1所述的冰箱，其中：
所述第一状态包括所述冰箱的内部温度和所述冰箱的外部温度中的至少一个；和
所述第二状态包括所述冷却部件和所述压缩机中的至少一个的设定。
4.根据权利要求3所述的冰箱，其中，所述设定包括所述冷却部件的冷却程度的设定。
5.根据权利要求4所述的冰箱，其中，所述冷却程度的所述设定包括所述压缩机的转数。
6.根据权利要求4所述的冰箱，其中：
所述冷却部件进一步包括膨胀阀；以及
所述冷却程度的所述设定包括所述膨胀阀的打开程度。
7.根据权利要求4所述的冰箱，其中：
所述冷却部件进一步包括风扇；以及
所述冷却程度的所述设定包括所述风扇的转数。
8.根据权利要求1所述的冰箱，其中，所述处理器被配置为：
将与多个所述第二状态值相对应的所述第一状态值的所述变化识别为估计模型；
基于所述第一状态的所述特定值和所述第一状态值从所述第一状态的过去值的变化来识别所述估计模型的状态；以及
基于所述估计 模型的所述状态，基于所述第一状态的所述特定值来估计所述第一状态值的变化。
9.根据权利要求1所述的冰箱，其中，所述处理器被配置为：
基于所述第一状态的所述特定值，估计针对所述第二状态的至少两个值的每个指标；以及
基于所述指标，从所述第二状态的所述至少两个值识别所述第二状态的所述特定值。
10.根据权利要求9所述的冰箱，其中：
所述指标包括所述冰箱的功耗；以及
所述第二状态的所述特定值是使所述功耗最小化的所述部件的设定值。
11.根据权利要求1所述的冰箱，其中，基于所述压缩机、所述冷凝器和所述冷却部件被配置为交替地冷却第一储藏室和第二储藏室，所述处理器被配置为使用以下作为所述约束条件：允许所述第一储藏室的温度和所述第二储藏室的温度中的一个降低以达到预定温度直到所述第一储藏室的所述温度和所述第二储藏室的所述温度中的另一个升高以达到预定温度。
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