JP2000146398A - 冷蔵庫の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 能力可変圧縮機の運転周波数を各冷却室の設
定空気温度に基づき制御することにより各冷却室の空気
温度および能力可変圧縮機の運転周波数の変動が少な
く、更に無駄なエネルギ消費を防止し得る冷蔵庫の制御
装置を提供する。 【解決手段】 冷蔵室／野菜室９／１１の検出空気温度
と設定空気温度との制御偏差を冷蔵室制御偏差演算手段
１０１で算出し、冷凍室１５の検出空気温度と設定空気
温度との制御偏差を冷凍室制御偏差演算手段１０３で算
出し、このように算出した冷蔵室／野菜室９／１１の制
御偏差と冷凍室１５の制御偏差を制御偏差合成演算手段
１０５で合計した制御偏差の和を圧縮機能力決定手段１
０７に供給し、能力可変圧縮機６９の圧縮機運転周波数
を決定し、この圧縮機運転周波数に基づいて能力可変圧
縮機６９を運転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、唯一の能力可変圧
縮機から吐出された冷媒が凝縮器、制御弁、蒸発器を通
って、例えば冷蔵室、冷凍室のような複数の冷却室を冷
却し、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルを有する冷蔵庫を
制御する冷蔵庫の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の冷蔵庫は、冷蔵室および
冷凍室のような異なる設定空気温度帯を唯一の蒸発器と
唯一の冷却ファンからなる冷却システムで冷却してい
る。このような冷却システムは、通常冷凍室に配置さ
れ、蒸発器で冷却された冷却空気を冷却ファンで空気流
量ダクトや空気流路切り替えダンパを介して各冷却室に
供給し、これにより各冷却室の空気温度を各設定空気温
度に冷却するように制御している。

【０００３】これに対して、例えば特開平８−２１０７
５３号に開示されている冷蔵庫は冷蔵室と冷凍室の各々
に蒸発器および冷却ファンを設け、各冷却室の設定空気
温度に基づいて各冷却ファンを制御し、冷媒の使用量、
消費電力を減少せしめるように制御するとともに、各冷
却室を急速に冷却しようとしている。

【０００４】更に具体的には、冷凍室および冷蔵室を個
別に温度制御し得る運転制御手段を設け、各冷却室に設
けた冷却ファンを選択的に運転することにより過度な運
転による消費電力を低減することができる。また、冷蔵
室または冷凍室の設定空気温度に基づいて圧縮機をオン
／オフ制御し、圧縮機のオン状態において冷蔵室または
冷凍室の設定空気温度に基づいて冷蔵室および冷凍室の
冷却ファンを選択的にオン／オフ制御することにより、
効率的な運転を行い、エネルギの無駄な消費を防止して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、特開
平８−２１０７５３号に開示されている従来の技術にお
いては、圧縮機および各冷却室に設けた冷却ファンは、
オン／オフ動作を繰り返す断続運転を行うため、各冷却
室の空気温度の変動が大きく、各冷却室に合った温度制
御に限界があるという問題がある。

【０００６】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、能力可変圧縮機の運転周波数
を各冷却室の設定空気温度に基づき制御することにより
各冷却室の空気温度および能力可変圧縮機の運転周波数
の変動が少なく、更に無駄なエネルギ消費を防止し得る
冷蔵庫の制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、唯一の能力可変圧縮機か
ら吐出される冷媒を凝縮器、制御弁、蒸発器を通って、
複数の冷却室を冷却し、再度圧縮機に戻る冷凍サイクル
を有する冷蔵庫を制御する冷蔵庫の制御装置であって、
能力可変圧縮機を有する冷凍機と、複数の冷却室の各々
に対応して設けられ、前記冷凍機から吐出される冷媒で
各冷却室を冷却する複数の冷却手段と、該複数の冷却手
段の中からどの冷却手段を作動させるかを決定する冷却
切り替え手段と、前記複数の冷却室の各々の空気温度を
検出する空気温度検出手段と、前記複数の冷却室の各々
の設定空気温度を入力する設定空気温度入力手段と、前
記空気温度検出手段で検出された各冷却室の空気温度と
前記設定空気温度入力手段で入力された各冷却室の設定
空気温度との差を各冷却室の制御偏差として算出する制
御偏差算出手段と、該制御偏差算出手段で算出された各
冷却室の制御偏差の和または平均値を演算する演算手段
と、該演算手段の演算結果に基づいて前記能力可変圧縮
機の能力を決定する能力決定手段とを有することを要旨
とする。

【０００８】請求項１記載の本発明にあっては、各冷却
室の空気温度と設定空気温度との差を制御偏差として算
出し、この各冷却室の制御偏差の和または平均値に基づ
いて能力可変圧縮機の能力を決定するため、各冷却室の
冷却手段の切り替えを行っても圧縮機の能力変動を最小
限に抑制でき、安定した冷蔵庫室内制御を実現できる。

【０００９】また、請求項２記載の本発明は、請求項１
記載の発明において、前記空気温度検出手段で検出した
各空気温度に対してヒステリシスをそれぞれ設け、この
ヒステリシスの設けられた各空気温度情報を前記制御偏
差算出手段に供給する空気温度ヒステリシス付加手段を
更に有することを要旨とする。

【００１０】請求項２記載の本発明にあっては、空気温
度検出手段で検出した各空気温度に対してヒステリシス
をそれぞれ設けるため、制御対象の目標値周辺に不感帯
を設けることと同じになり、各冷却手段の切り替えによ
って生じる制御偏差の和または平均値の急激な変動を抑
制できる。

【００１１】更に、請求項３記載の本発明は、請求項１
記載の発明において、前記演算手段の演算結果に対して
ヒステリシスを設け、このヒステリシスの設けられた演
算結果を前記圧縮機能力決定手段に供給する制御偏差演
算結果ヒステリシス付加手段を更に有することを要旨と
する。

【００１２】請求項３記載の本発明にあっては、演算手
段の演算結果である制御偏差の和または平均値に対して
ヒステリシスを設けるため、制御対象の目標値周辺に不
感帯を設けることと同じになり、各冷却手段の切り替え
によって生じる制御偏差の和または平均値の急激な変動
を抑制できる。

【００１３】請求項４記載の本発明は、請求項１または
２または３記載の発明において、前記制御偏差算出手段
で算出した各冷却室の制御偏差を比較し、該制御偏差が
最も小さい冷却室に対応する前記冷却手段を作動させる
ように前記冷却切り替え手段を制御する冷却切り替え制
御手段を更に有することを要旨とする。

【００１４】請求項４記載の本発明にあっては、制御偏
差算出手段で算出した各冷却室の制御偏差を比較し、制
御偏差が最も小さい冷却室に対応する冷却手段を作動さ
せるため、能力決定手段で決定された能力可変圧縮機の
能力を各冷却室の空気温度が設定空気温度に一致するよ
うに適切に分配することができ、各冷却室に投入された
冷却物を所望の目標温度で保存することができる。

【００１５】また、請求項５記載の本発明は、請求項４
記載の発明において、前記冷却切り替え制御手段におい
て比較される各冷却室の制御偏差にヒステリシスを設け
て、冷却切り替え制御手段に供給する冷却室制御偏差ヒ
ステリシス付加手段を更に有することを要旨とする。

【００１６】請求項５記載の本発明にあっては、各冷却
室の制御偏差にヒステリシスを設けて冷却切り替え制御
手段に供給するため、冷却切り替え制御手段に関してヒ
ステリシス分だけ不感帯を設けることになり、各冷却室
の制御偏差が接近したとしても、冷却手段の切り替えの
頻繁な発生、すなわち冷却切り替えのチャタリングを適
確に防止することができる。

【００１７】更に、請求項６記載の本発明は、請求項４
記載の発明において、前記空気温度検出手段で検出した
各空気温度に対してヒステリシスを設け、このヒステリ
シスの設けられた各空気温度情報を前記制御偏差算出手
段に供給する検出空気温度ヒステリシス付加手段を更に
有することを要旨とする。

【００１８】請求項６記載の本発明にあっては、空気温
度検出手段で検出した各空気温度に対してヒステリシス
を設けて、制御偏差算出手段に供給するため、冷却切り
替え制御手段に関してヒステリシス分だけ不感帯を設け
ることになり、各冷却室の制御偏差が接近したとして
も、冷却手段の切り替えの頻繁な発生、すなわち冷却切
り替えのチャタリングを適確に防止することができる。

【００１９】請求項７記載の本発明は、請求項４記載の
発明において、前記冷却切り替え制御手段が、冷却切り
替え後、所定の時間、冷却切り替えを行わないように制
御する切り替え禁止制御手段を有することを要旨とす
る。

【００２０】請求項７記載の本発明にあっては、冷却切
り替え後、所定の時間、冷却切り替えを行わないように
制御するため、冷却手段の切り替えが頻繁に発生するこ
とによる冷却切り替えのチャタリングを適確に防止する
ことができる。

【００２１】また、請求項８記載の本発明は、請求項４
記載の発明において、前記冷却切り替え制御手段に入力
される各冷却室の制御偏差に対して所定の各冷却室係数
を乗算する冷却室係数乗算手段を更に有することを要旨
とする。

【００２２】請求項８記載の本発明にあっては、冷却切
り替え制御手段に入力される各冷却室の制御偏差に対し
て所定の各冷却室係数を乗算するため、各冷却室に対し
て冷却室係数により冷却優先順位を設定することがで
き、例えば相対的に大きな冷却室係数を設定した冷却室
ほど、該冷却室の設定空気温度をより正確に維持するこ
とができる。

【００２３】更に、請求項９記載の本発明は、請求項１
記載の発明において、前記冷却手段を有する冷却室を主
冷却室とし、該主冷却室に連通して設けられている副冷
却室に対して前記主冷却室の冷却空気を供給するために
主冷却室と副冷却室との間に設けられた空気ダクトと、
該空気ダクト内に設けられ、主冷却室から副冷却室に流
入する冷却空気の流量を制御する空気流量ダンパと、副
冷却室の空気温度を検出する副冷却室空気温度検出手段
と、副冷却室の設定空気温度を入力する副冷却室設定空
気温度入力手段と、前記副冷却室空気温度検出手段で検
出した空気温度と前記副冷却室設定空気温度入力手段で
入力された設定空気温度との差を副冷却室の制御偏差と
して算出する副冷却室制御偏差算出手段と、この算出し
た副冷却室の制御偏差を前記能力決定手段における能力
可変圧縮機の能力の決定に反映すべく該副冷却室の制御
偏差を前記主冷却室の制御偏差算出手段で算出した主冷
却室の制御偏差に加算する制御偏差加算手段とを有する
ことを要旨とする。

【００２４】請求項９記載の本発明にあっては、空気流
量ダンパの取り付けられた空気ダクトで主冷却室に連結
された副冷却室の検出空気温度と設定空気温度の制御偏
差を算出し、この算出した副冷却室の制御偏差を能力可
変圧縮機の能力の決定に反映すべく副冷却室の制御偏差
を主冷却室の制御偏差に加算するため、空気ダクトで連
結された冷却室がある場合にも、主／副冷却室を１つの
冷却室と見なし、それぞれの制御偏差の和に基づき能力
可変圧縮機の能力および冷却手段の切り替えを適切に制
御することができる。

【００２５】請求項１０記載の本発明は、請求項９記載
の発明において、前記副冷却室制御偏差算出手段で算出
した副冷却室の制御偏差に基づいて前記空気流量ダンパ
の開度を制御する空気流量ダンパ開度決定手段を更に有
することを要旨とする。

【００２６】請求項１０記載の本発明にあっては、算出
した副冷却室の制御偏差に基づいて空気流量ダンパの開
度を制御するため、副冷却室に対しても能力可変圧縮機
の能力を適切に分配することができる。

【００２７】また、請求項１１記載の本発明は、請求項
９記載の発明において、前記主冷却室を冷却していない
場合には、前記空気流量ダンパを全閉に制御する全閉制
御手段を更に有することを要旨とする。

【００２８】請求項１１記載の本発明にあっては、主冷
却室を冷却していない場合には、空気流量ダンパを全閉
に制御するため、冷却していない場合の冷却室の空気温
度を安定化することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。

【００３０】図１は、本発明の第１の実施形態に係わる
制御装置が適用される冷蔵庫の内部構造を示す断面図で
ある。図１において、１は冷蔵庫３の冷蔵庫本体を示し
ており、外装パネル５の内側に断熱材７が設けられた構
造となっている。冷蔵庫本体１内には、上方から冷蔵室
９、野菜室１１、選択室１３、冷凍室１５が多段構成さ
れ、冷蔵室９、野菜室１１、選択室１３、冷凍室１５に
はそれぞれ開閉扉１７，１８，１９，２０が設けられ、
各開閉扉１７，１８，１９，２０の開閉により食品の出
し入れが可能となる。

【００３１】野菜室１１と選択室１３の間は断熱仕切壁
２１により上下に仕切られている。

【００３２】冷蔵室９と野菜室１１は、仕切板２７によ
り冷気が循環するように上下に仕切られている。仕切板
２７は、同一温度の冷気が循環する所から、断熱材は必
要とせず、庫内に設けられた脱着可能な棚２９および収
納容器３１と同一部材で薄く形成され、占有スペースが
小さくて済むよう設定されている。

【００３３】冷蔵室９のデッドスペースとなる背壁面最
上位には、冷蔵室蒸発器３３および冷蔵室冷却ファン３
５が配置されている。

【００３４】冷蔵室蒸発器３３において、熱交換された
冷気は、冷蔵室冷却ファン３５によって開閉扉１７側と
なる前方へ送り出された後、冷蔵室９、野菜室１１を矢
印の如く流れ、後方の冷気流路４１から再び冷蔵室蒸発
器３３に戻る循環を繰り返すことで、０℃以上の庫内温
度が得られるように設定されている。冷気流路４１は、
棚にあって、背面の一部分を切欠くことで形成され、ま
た仕切板２７にあっては背面の一部分を切欠くことで形
成されるとともに、前方側では冷蔵室９から野菜室１１
へ抜ける開口部４３を設けることで形成される。

【００３５】選択室１３および冷凍室１５は、仕切板４
９により冷気が循環するよう上下に仕切られている。仕
切板４９は、同一温度の冷気が循環する所から、断熱材
は必要とせず、庫内に設けられた収納容器５１と同一部
材により薄く形成されている。

【００３６】選択室１３および冷凍室１５の背壁面に
は、冷凍室蒸発器５３および冷凍室冷気ファン５５が配
置されている。

【００３７】冷凍室蒸発器５３において熱交換された冷
気は、冷凍室冷却ファン５５によって一方は、仕切板４
９の冷気流路６１から選択室１３内へ、他方は隅壁６３
と仕切板４９の間から冷凍室１５へ送り出される。ま
た、選択室１３内を通過した冷気は、選択室１３から冷
凍室１５へ抜ける仕切板４９の前方に形成された連通孔
６５を介して冷凍室１５内で合流し、冷凍室１５の収納
容器５１と冷蔵庫底壁との隙間を通って、再び冷凍室蒸
発器５３へ戻る循環を繰り返すことで、マイナスの庫内
温度が得られるように設定されている。

【００３８】また、冷蔵庫本体１の背面側の最下部に設
けられた機械室６７には、能力可変圧縮機６９が設けら
れている。

【００３９】上述したように構成される冷蔵庫は、冷却
温度の違いにより分類すると、冷蔵室９／野菜室１１、
選択室１３および冷凍室１５の３つの冷却室または冷蔵
室９／野菜室１１および選択室１３／冷凍室１５の２つ
の冷却室を有し、冷蔵室９／野菜室１１および選択室１
３／冷凍室１５のそれぞれの冷却手段として冷蔵室蒸発
器３３と冷蔵室冷却ファン３５からなる冷蔵室冷却手段
および冷凍室蒸発器５３と冷凍室冷却ファン５５からな
る冷凍室冷却手段からなる２つの冷却手段を有する。

【００４０】また、能力可変圧縮機６９は、インバータ
駆動方式等を用いた唯一の圧縮機であり、該圧縮機の運
転周波数を適切に設定することにより、冷蔵庫３の冷凍
サイクルの冷凍能力を任意に変化させることができる。
そして、本実施形態の冷蔵庫は、このように任意に変化
させ得る圧縮機６９からの冷凍能力を前記冷蔵室冷却手
段および冷凍室冷却手段のどちらに使用するかを切り替
える冷却切り替え手段を有するとともに、また唯一の圧
縮機６９の運転周波数と各冷却手段に関する切り替えの
タイミングを循環条件に応じて調整することにより、各
冷却室内の空気温度を所望の温度に制御するものであ
る。

【００４１】図２は、図１に示す冷蔵庫の冷凍サイクル
の第１の構成を示す図である。同図に示す冷凍サイクル
は、能力可変圧縮機６９、凝縮器７１、凝縮器ファン７
３、三方弁７５、冷蔵室用キャピラリ７７、冷凍室用キ
ャピラリ７９、冷蔵室蒸発器３３、冷蔵室冷却ファン３
５、逆止弁８１、冷凍室蒸発器５３、および冷凍室冷却
ファン５５により構成されている。このように構成され
る冷凍サイクルでは、能力可変圧縮機６９および凝縮器
７１は１個ずつ設けられているが、蒸発器および冷却フ
ァンからなる冷却手段はその設定温度帯に応じて冷蔵室
蒸発器３３、冷蔵室冷却ファン３５および冷凍室蒸発器
５３、冷凍室冷却ファン５５のように各冷却室に１個ず
つ、合計で２個の冷却手段を有している。

【００４２】図２に示す冷凍サイクルでは、冷蔵室蒸発
器３３および冷凍室蒸発器５３からなる２つの蒸発器は
逆止弁８１を介して直列に接続されるとともに、冷蔵室
蒸発器３３に対して冷凍室用キャピラリ７９によるバイ
パス回路が接続され、更に該バイパス回路と冷蔵室蒸発
器３３との接続点に冷媒通路を切り替えるための冷却切
り替え手段としての三方弁７５を有するように構成され
ている。このように構成される冷凍サイクルにおいて
は、圧縮機６９から吐出され凝縮器７１の出口から出力
される冷媒は、三方弁７５により冷蔵室蒸発器３３と冷
凍室蒸発器５３の両方に流すかまたは冷凍室蒸発器５３
のみに流すかを切り替え制御されるようになっている。
そして、冷媒を冷蔵室蒸発器３３および冷凍室蒸発器５
３の両方に流す場合には、冷蔵室冷却ファン３５を運転
し、冷凍室冷却ファン５５を停止させ、冷媒を冷凍室蒸
発器５３のみに流す場合には、冷凍室冷却ファン５５を
運転するように例えばマイクロコンピュータなどの制御
手段により三方弁７５および冷蔵室冷却ファン３５、冷
凍室冷却ファン５５からなる各冷却手段を制御し、これ
により各冷却手段の切り替えを可能としている。

【００４３】図３は、図１に示す冷蔵庫の冷凍サイクル
の第２の構成を示す図である。同図に示す冷凍サイクル
は、冷蔵室蒸発器３３および冷凍室蒸発器５３を並列に
接続し、その分岐部分に凝縮器７１からの冷媒流路を切
り替える三方弁７５が設けられ、これにより能力可変圧
縮機６９から吐出され凝縮器７１の出口から出力される
冷媒を冷蔵室蒸発器３３のみに流すかまたは冷凍室冷却
ファン５５のみに流すかを制御することができるように
なっている。そして、冷媒を冷蔵室蒸発器３３に流して
いる場合には、冷蔵室冷却ファン３５を運転し、冷媒を
冷凍室蒸発器５３に流す場合には、冷凍室冷却ファン５
５を運転するように例えばマイクロコンピュータ等の制
御手段で三方弁７５および冷蔵室冷却ファン３５、冷凍
室冷却ファン５５からなる各冷却室を制御し、これによ
り各冷却手段の切り替えを可能としている。

【００４４】図４は、第１の実施形態における冷蔵庫の
制御装置の構成を示すブロック図である。なお、同図に
示す制御装置は、図２および図３のいずれの冷凍サイク
ルを有する冷蔵庫にも適用し得るものである。

【００４５】図４に示す制御装置は、前記能力可変圧縮
機６９からなる冷凍機８３を有し、該冷凍機８３から出
力される冷媒は、三方弁７５等から構成される冷却切り
替え手段８５を介して前記冷蔵室蒸発器３３、冷蔵室冷
却ファン３５からなる冷蔵室冷却手段８７および冷凍室
蒸発器５３、冷凍室冷却ファン５５からなる冷凍室冷却
手段８９に供給されるようになっている。

【００４６】冷蔵室冷却手段８７および冷凍室冷却手段
８９は、それぞれ上述したように冷蔵室／野菜室９／１
１および冷凍室１５に対応して設けられているが、冷蔵
室／野菜室９／１１および冷凍室１５にはそれぞれの室
内の空気温度を検出する冷蔵室空気温度検出手段９１お
よび冷凍室空気温度検出手段９３が設けられている。ま
た、冷蔵室／野菜室９／１１および冷凍室１５のそれぞ
れの設定空気温度を入力する冷蔵室設定空気温度入力手
段９５および冷凍室設定空気温度入力手段９７が冷蔵室
／野菜室９／１１および冷凍室１５に対応して設けられ
ている。

【００４７】そして、冷蔵室空気温度検出手段９１で検
出した冷蔵室／野菜室９／１１内の空気温度情報および
冷蔵室設定空気温度入力手段９５で検出した冷蔵室／野
菜室９／１１の設定空気温度情報は、冷蔵室制御偏差演
算手段１０１に供給されている。また、冷凍室空気温度
検出手段９３で検出した冷凍室１５内の空気温度情報お
よび冷凍室設定空気温度入力手段９７で検出した冷凍室
１５の設定空気温度は、冷凍室制御偏差演算手段１０３
に供給されている。

【００４８】冷蔵室制御偏差演算手段１０１および冷凍
室制御偏差演算手段１０３は、冷蔵室／野菜室９／１１
および冷凍室１５の検出空気温度をそれぞれＴ_air ^R ，
Ｔ_{ai r} ^F とし、冷蔵室／野菜室９／１１および冷凍室１
５の設定空気温度をそれぞれＴ_set ^R ，Ｔ_set ^F とする
と、冷蔵室／野菜室９／１１および冷凍室１５のそれぞ
れの制御偏差ｅ^R ，ｅ^F を次のように計算するようにな
っている。

【００４９】

【数１】 このように算出された冷蔵室／野菜室９／１１および冷
凍室１５のそれぞれの制御偏差ｅ^R ，ｅ^F は、制御偏差
合成演算手段１０５に供給される。制御偏差合成演算手
段１０５は、この供給された制御偏差ｅ^R ，ｅ^F の和ｅ
は次式のように計算される。

【００５０】 ｅ＝ｅ^R ＋ｅ^F …（２） このように算出された制御偏差の和ｅは、圧縮機能力決
定手段１０７に供給される。この制御偏差の和、すなわ
ち各冷却室の制御偏差の和ｅは、制御対象である冷蔵庫
３が必要とする冷凍能力を表すものと考えることができ
る。

【００５１】なお、制御偏差合成演算手段１０５は、上
述したように制御偏差ｅ^R ，ｅ^F の和を計算する代わり
に制御偏差ｅ^R ，ｅ^F の平均ｅを次式のように計算し、
この平均ｅを圧縮機能力決定手段１０７に供給してもよ
い。

【００５２】 ｅ＝（ｅ^R ＋ｅ^F ）／２ …（３） 圧縮機能力決定手段１０７は、例えばＰＩＤ制御やファ
ジィ制御に代表されるフィードバック制御器で構成され
るが、例えばＰＩＤ制御器で構成される場合には、上述
したように供給された各冷却室の制御偏差の和ｅまたは
平均ｅから能力可変圧縮機６９の冷凍能力である圧縮機
運転周波数Ｆ^Compを次式に示すように計算し、この値に
より能力可変圧縮機６９を運転する。

【００５３】

【数２】 なお、上式において、Ｋ_p ，Ｔ_i ，Ｔ_d はＰＩＤ定数で
あり、ｔは時間を表す。

【００５４】また、圧縮機能力決定手段１０７がマイク
ロコンピュータ等のディジタル計算機で構成される場合
には、能力可変圧縮機６９の冷凍能力である圧縮機運転
周波数Ｆ^Compは次式のように計算される。

【００５５】

【数３】 なお、上式において、Δｔは制御間隔を表している。

【００５６】上述したように、冷蔵室／野菜室９／１１
および冷凍室１５等の各冷却室における設定空気温度と
検出空気温度の差である制御偏差を計算し、この制御偏
差の和または平均に基づいて能力可変圧縮機６９の冷凍
能力である圧縮機運転周波数を圧縮機能力決定手段１０
７で計算し、この計算した圧縮機運転周波数で能力可変
圧縮機６９を運転し、能力可変圧縮機６９からの冷媒出
力に基づき冷却切り替え手段８５を介して各冷却室の冷
却手段である冷蔵室冷却手段８７、冷凍室冷却手段８９
を制御し、これにより各冷却室を適切に冷却する場合
に、圧縮機能力決定手段１０７の各制御定数を制御対象
に合わせるように適切に決定すれば、圧縮機周波数変動
が少なく、良好な制御性を得ることができる。

【００５７】図５は、上述した図４の冷蔵庫の制御装置
を３個以上複数ｎ個の冷却室を有する場合に適用した制
御装置の構成を示すブロック図である。すなわち、この
制御装置は、複数ｎ個の冷却１１１ａ，１１１ｂ，…，
１１１ｎに対応して複数ｎ個の冷却手段１１２ａ，１１
２ｂ，…，１１２ｎ、複数ｎ個の空気温度検出手段１１
３，１１３ｂ，…，１１３ｎ、設定空気温度入力手段１
１４ａ，１１４ｂ，…，１１４ｎ、および制御偏差演算
手段１１５ａ，１１５ｂ，…，１１５ｎを有する。

【００５８】そして、各冷却室に対応して設けられてい
る制御偏差演算手段１１５ａ，１１５ｂ，…，１１５ｎ
で各冷却室の制御偏差を計算し、この計算した制御偏差
を制御偏差合成演算手段１０５に入力すると、制御偏差
合成演算手段１０５は、次式により各冷却室の制御偏差
の和ｅまたは平均値ｅを計算し、冷蔵庫全体で必要とす
る冷凍能力を演算する。

【００５９】

【数４】 または

【数５】 そして、このように計算された冷蔵庫全体の冷凍能力を
表す各冷却室の制御偏差の和ｅまたは平均値ｅをフィー
ドバック器を構成する圧縮機能力決定手段１０７に供給
することにより、圧縮機能力決定手段１０７で上述した
ように能力可変圧縮機６９の冷凍能力である圧縮機運転
周波数を算出し、この圧縮機運転周波数を能力可変圧縮
機６９に供給することにより、冷却室が複数ｎ個あって
も同様な手法により圧縮機周波数変動の少ない安定した
冷蔵庫の室温制御を実現することができる。

【００６０】上述したように、第１の実施形態によれ
ば、唯一の能力可変圧縮機６９によって設定温度帯の異
なる複数の冷却室の空気温度を適切に制御しなければな
らない場合であっても、唯一の能力可変圧縮機６９の圧
縮機運転周波数を各冷却室の制御偏差の和または平均と
いう唯一の指標に基づき決定することにより、各冷却室
の冷却手段を切り替えても、圧縮機運転周波数の変動の
少ない冷蔵庫室温制御を行うことができる。また、本実
施形態の制御装置を搭載した冷蔵庫は圧縮機周波数変動
や圧縮機の運転／停止に伴う雑音を最小限に抑えること
ができ、静かな食品保存環境を提供することができる。

【００６１】図６は、本発明の第２の実施形態に係わる
冷蔵庫の制御装置の構成を示すブロック図である。同図
に示す制御装置は、図４に示した第１の実施形態の制御
装置において冷蔵室空気温度検出手段９１および冷凍室
空気温度検出手段９３のそれぞれの出力に冷蔵室空気温
度ヒステリシス付加手段１２１および冷凍室空気温度ヒ
ステリシス付加手段１２２を接続し、これにより冷蔵室
空気温度検出手段９１、冷凍室空気温度検出手段９３で
検出した各空気温度に対して適当なヒステリシスを設け
るように構成した点が異なるのみであり、その他の構
成、作用は第１の実施形態のものと同じである。

【００６２】具体的には、図２に示した冷凍サイクルを
有する冷蔵庫では、冷蔵室／野菜室９／１１、冷凍室１
５等からなる各冷却室に対応した冷却手段を切り替え
て、各冷却室の温度制御を行う場合に、冷却手段の切り
替えの前後で、冷蔵庫のキャビネットや冷却室に投入す
る冷却負荷の大きさによって制御対象の特性が大きく変
化する場合があるが、このような場合には、第１の実施
形態の図４の圧縮機能力決定手段１０７に入力される制
御偏差の和または平均値が冷却室切り替え時に大きく変
動し、結果として圧縮機周波数の不安定を招く場合があ
る。

【００６３】従って、図６に示す第２の実施形態では、
冷蔵室空気温度検出手段９１および冷凍室空気温度検出
手段９３の出力に冷蔵室空気温度ヒステリシス付加手段
１２１および冷凍室空気温度ヒステリシス付加手段１２
２をそれぞれ接続し、これにより冷蔵室空気温度検出手
段９１および冷凍室空気温度検出手段９３の検出したそ
れぞれの空気温度に対して適当な大きさのヒステリシス
を設けて、これにより冷却手段８７，８９の切り替えに
よる制御偏差の和または平均値の急激な変動を抑制でき
るようにしているものである。

【００６４】このように冷蔵室空気温度検出手段９１お
よび冷凍室空気温度検出手段９３で検出した検出空気温
度にヒステリシスを付加することは、フィードバック制
御器である圧縮機能力決定手段１０７において目標値周
辺（ｅ≒０）に不感帯を設けることと同じであり、操作
量の安定化を図ることが可能となる。すなわち、本実施
形態では、操作量である圧縮機運転周波数の変動の安定
化を実現することが可能となる。

【００６５】図７は、図６に示した第２の実施形態の変
形例に係わる冷蔵庫の制御装置の構成を示すブロック図
である。この第２の実施形態の変形例も図６の場合と同
様に冷却手段の切り替えによる制御偏差の和または平均
値の急激な変動を抑制するために、図６の冷蔵室空気温
度ヒステリシス付加手段１２１、冷凍室空気温度ヒステ
リシス付加手段１２２の代わりに制御偏差合成演算手段
１０５の出力に制御偏差合計ヒステリシス付加手段１２
３を設け、これにより制御偏差合成演算手段１０５から
出力される制御偏差の合計である和または平均値に対し
て適当な大きさのヒステリシスを設けるようにしたもの
である。このように制御偏差合計演算手段１０５の出力
の制御偏差の和または平均値にヒステリシスを設けるこ
とによっても図６の場合と同様に冷却手段の切り替えに
よる制御偏差の和または平均値の急激な変動を抑制する
ことができる。

【００６６】なお、このように制御偏差合成演算手段１
０５で演算した制御偏差の和または平均値にヒステリシ
スを付加することは、フィードバック制御器である圧縮
機能力決定手段１０７において目標値周辺（ｅ≒０）に
不感帯を設けることと同じであり、操作量の安定化を図
ることが可能となる。

【００６７】なお、図６、図７のように冷蔵室空気温度
ヒステリシス付加手段１２１、冷凍室空気温度ヒステリ
シス付加手段１２２、制御偏差合計ヒステリシス付加手
段１２３を設けることは、前述した図５に示したように
多数の冷却室および冷却手段がある場合にも同様に行う
ことができることは勿論のことであり、多数の冷却室の
検出空気温度や制御偏差の和または平均値に任意のヒス
テリシスを設けることが容易に可能である。

【００６８】上述したように、第２の実施形態によれ
ば、各冷却手段の切り替えによって生じる制御偏差の和
または平均値の急激な変動を抑制することができ、特に
目標値周辺、すなわち室温制御の安定時において圧縮機
運転周波数の変動の少ない冷蔵庫室温制御を実現するこ
とができる。また、圧縮機運転周波数の変動や圧縮機の
運転／停止に伴う雑音を最小限に抑制した静かな食品保
存環境を提供することができる。

【００６９】図８は、本発明の第３の実施形態に係わる
冷蔵庫の制御装置の構成を示すブロック図である。同図
に示す制御装置は、図７に示した第２の実施形態の制御
装置において冷蔵室制御偏差演算手段１０１および冷凍
室制御偏差演算手段１０３のそれぞれの制御偏差を入力
とし、該入力に基づいて冷蔵室冷却手段８７および冷凍
室冷却手段８９のいずれに切り替え制御するかを決定
し、この決定に従って冷却切り替え手段８５を制御する
冷却切り替え制御手段１３１を設けた点が異なるのみで
あり、その他の構成、作用は同じである。

【００７０】すなわち、新たに設けられた冷却切り替え
制御手段１３１は、冷蔵室制御偏差演算手段１０１およ
び冷凍室制御偏差演算手段１０３から入力される各制御
偏差を比較し、制御偏差の小さい冷却室、すなわち冷蔵
室／野菜室９／１１または冷凍室１５の冷却手段８７ま
たは８９に切り替えるように冷却切り替え手段８５を制
御している。すなわち、（１）ｅ^R ＜ｅ^F の場合には、
冷蔵室／野菜室９／１１を冷却するように冷蔵室冷却手
段８７に切り替え制御し、（２）ｅ^F ＜ｅ^R の場合に
は、冷凍室１５を冷却するように冷凍室冷却手段８９に
切り替え制御し、（３）ｅ^R ＜ｅ^F の場合には、切り替
えを行わない。

【００７１】図９は、図５と同様に、上述した図８の冷
蔵庫制御装置を３個以上複数ｎ個の冷却室を有する場合
に適用した制御装置の構成を示すブロック図である。す
なわち、この制御装置は、複数ｎ個の切り替え可能な冷
却手段１１２ａ〜１１２ｎを有する複数ｎ個の冷却室１
１１ａ〜１１１ｎのそれぞれの制御偏差を冷却切り替え
制御手段１３１に入力し、冷却切り替え制御手段１３１
においてこれらのすべての入力を比較し、ｎ個の冷却室
のうちいずれの冷却手段に切り替えるかを決定し、この
決定に従って冷却切り替え手段８５を制御している。

【００７２】具体的には、冷却切り替え制御手段１３１
は、各冷却室の制御偏差を比較し、その値が最も小さい
冷却室の冷却手段に切り替えるように制御している。す
なわち、各冷却室の制御偏差がｅ¹ ，ｅ² ，…，ｅⁿ と
すると、（１）ｋ＝ｍｉｎ（ｅ¹ ，ｅ² ，…，ｅⁿ ）の
場合には、冷却室ｋを冷却し、（２）ｅ¹ ＝ｅ² ＝…＝
ｅⁿ の場合には、切り替えを行わない。

【００７３】上述したように、第３の実施形態によれ
ば、適切に決定された唯一の能力可変圧縮機の能力を各
冷却室の空気温度が設定空気温度に一致するように適切
に分配することができ、各冷却室に投入された冷却物を
任意の目標温度で保存することができる。

【００７４】図１０は、本発明の第４の実施形態に係わ
る冷蔵庫の制御装置の構成を示すブロック図である。同
図に示す制御装置は、図８に示した第３の実施形態にお
いて冷却切り替え制御手段１３１の各入力にそれぞれ冷
蔵室制御偏差ヒステリシス付加手段１４１、冷凍室制御
偏差ヒステリシス付加手段１４２を接続し、これにより
冷却切り替え制御手段１３１に入力される各冷却室の制
御偏差にヒステリシスを設けるように構成した点が異な
るのみで、その他の構成、作用は同じである。

【００７５】本実施形態のように、冷蔵室制御偏差ヒス
テリシス付加手段１４１、冷凍室制御偏差ヒステリシス
付加手段１４２を設けて、冷却切り替え制御手段１３１
に入力される各冷却室の制御偏差にヒステリシスを設け
ることにより、例えば冷蔵室／野菜室９／１１と冷凍室
１５の制御偏差が接近している場合、すなわちｅ^R ≒ｅ
^F である場合に、各冷却手段８７，８９の切り替えが頻
繁に発生し、これにより機器の信頼性および冷媒切り替
えによる騒音、すなわちチャタリングが発生する問題を
防止しようとするものである。

【００７６】すなわち、これは、冷却切り替え制御手段
１３１に関して任意のヒステリシス分だけ不感帯を設け
ることに相当し、ｅ^R ≒ｅ^F の周辺における冷却手段の
切り替えによるチャタリングを防止することが可能とな
る。

【００７７】また、図１０に示すように、冷蔵室制御偏
差ヒステリシス付加手段１４１、冷凍室制御偏差ヒステ
リシス付加手段１４２によって冷却切り替え制御手段１
３１に入力される各冷却室の制御偏差にヒステリシスを
付加する代わりに、各冷却室の検出空気温度に任意のヒ
ステリシスを設けるように構成しても、同様に効果を得
ることができる。

【００７８】更に、冷却手段の切り替えにより発生する
同様なチャタリングの問題を防止するために、上述した
方法以外の方法として、冷却切り替え制御手段１３１に
関して切り替え禁止時間を設けて、「冷却切り替え終了
後、切り替え禁止時間以内では、冷却を切り替えない」
というアルゴリズムを追加することにより、冷却手段の
切り替えによるチャタリングを防止することもできる。

【００７９】なお、本実施形態は、図５、図９に示した
ように多数の冷却室および冷却手段がある場合にも同様
に適用し得ることは勿論のことである。すなわち、各冷
却室の制御偏差または検出空気温度にヒステリシスを設
けたり、または冷却切り替え制御手段１３１に切り替え
禁止時間を設けることにより、冷却切り替えのチャタリ
ングを防止することができる。

【００８０】図１１は、図１０に示した制御装置の構成
に上述した切り替え禁止時間に関するアルゴリズムを追
加した場合の制御装置による制御結果を示すグラフであ
る。図１１（ａ）は、冷蔵室／野菜室９／１１の設定空
気温度（イ）に対する検出空気温度（ロ）を示すととも
に、また冷凍室１５の設定空気温度（ハ）に対する検出
空気温度（ニ）を示しているが、この図から各冷却室の
空気温度は設定空気温度に一致するように制御されてい
ることがわかる。また、図１１（ｂ）は、圧縮機運転周
波数（ホ）および冷蔵室冷却手段８７、冷凍室冷却手段
８９の冷却切り替え動作（ヘ）の変化を示している。な
お、冷却切り替え動作では、グラフの線が上側にある時
には冷凍室１５に切り替えられ、下側にある時には冷蔵
室／野菜室９／１１に切り替えられることを示してい
る。

【００８１】上述したように、第４の実施形態によれ
ば、圧縮機能力決定手段１０７で適切に決定された唯一
の能力可変圧縮機６９の能力を各冷却室の空気温度が設
定空気温度に一致するように適切に分配することがで
き、各冷却室に投入された冷却物を所望の目標温度で保
存することができる。また、圧縮機運転周波数や冷却切
り替えのチャタリングおよびハンチングの少ない安定し
た制御性を得ることができる。この結果、本制御装置を
適用した冷蔵庫では、部品の信頼性が高く、冷却物温度
も安定した食品保存環境を提供することができる。

【００８２】図１２は、本発明の第５の実施形態に係わ
る冷蔵庫の制御装置の構成を示すブロック図である。同
図に示す制御装置は、図８に示す第３の実施形態または
図１０に示す第４の実施形態において冷却切り替え制御
手段１３１に入力される各制御偏差に対して冷却の優先
順位を表す正の係数（固定値）を乗ずる冷蔵室係数乗算
手段１５１および冷凍室係数乗算手段１５２を設けた点
が異なるのみであり、その他の構成、作用は同じであ
る。

【００８３】本実施形態の冷蔵室係数乗算手段１５１に
おいて冷蔵室制御偏差ヒステリシス付加手段１４１から
入力される冷蔵室／野菜室９／１１の制御偏差に乗算さ
れる冷蔵室係数をα^R とし、冷凍室係数乗算手段１５２
において冷凍室制御偏差ヒステリシス付加手段１４２か
ら入力される冷凍室１５の制御偏差に乗算される冷凍室
係数をα^F とすると、冷却切り替え制御手段１３１の冷
却切り替えアルゴリズムは、次のように実現される。

【００８４】（１）α^R ・ｅ^R ＜α^F ・ｅ^F の場合に
は、冷蔵室／野菜室９／１１が冷却され、（２）α^F ・
ｅ^F ＜α^R ・ｅ^R の場合には、冷凍室１５が冷却され、
（３）α^R ・ｅ^R ＜α^F ・ｅ^F の場合には、切り替えを
行わない。

【００８５】上述したように、本実施形態の各冷却室係
数αは、各冷却室の冷却優先順位を表しており、この値
が相対的に大きい冷却室ほど、その設定空気温度をより
正確に維持することができることになる。例えば、氷温
室に代表されるように、他の冷却室に比較して設定空気
温度の正確性が問われる冷却室においては、この冷却室
係数を他の冷却室に比べて相対的に大きな値を設定する
ことにより、安定した目標温度を保つことができる。

【００８６】また、本実施形態は、図９に示したように
多数の冷却室および冷却手段がある場合にも同様に適用
し得ることは勿論のことである。この場合の冷却切り替
え制御手段１３１の切り替えアルゴリズムは、次のよう
に実現される。

【００８７】（１）ｋ＝ｍｉｎ（α¹ ・ｅ¹ ，α² ・ｅ
² ，…，αⁿ ・ｅⁿ ）の場合には、冷却室ｋを冷却し、
（２）α¹ ・ｅ¹ ＝α² ・ｅ² ＝…＝αⁿ ・ｅⁿ の場合
には、切り替えを行わない。

【００８８】上述したように、第５の実施形態によれ
ば、圧縮機能力決定手段１０７で適切に決定された唯一
の能力可変圧縮機６９の能力を各冷却室の空気温度が設
定空気温度に一致するように適切に分配することがで
き、各冷却室に投入された冷却物を所望の目標温度で保
存することが可能となる。また、各冷却室に対して冷却
優先順位を設定することができるため、例えば氷温室等
のように空気温度制御の正確性が必要である冷却室に対
して、本実施形態の冷却室係数を相対的に大きく設定す
ることにより、より正確な空気温度制御を実現すること
ができる。従って、このように設計された冷却室に投入
された冷却物に対してもより安定した食品保存環境を提
供することができる。

【００８９】図１３は、本発明の第６の実施形態に係わ
る冷蔵庫の制御装置の構成を示すブロック図である。同
図に示す制御装置は、図１０に示した第４の実施形態に
おいて冷凍室１５の副冷却室である選択室１３の空気温
度制御手段を追加した点が異なるのみであり、その他の
構成、作用は同じである。

【００９０】この副冷却室である選択室１３の空気温度
制御手段は、詳細には図１３に示すように、選択室空気
流量ダンパ１６１、選択室空気温度検出手段１６２、選
択室設定空気温度入力手段１６３、選択室制御偏差演算
手段１６４、空気流量ダンパ開度決定手段１６５、制御
偏差加算手段１６７、冷凍室／選択室制御偏差ヒステリ
シス付加手段１６８、および図示しないが、冷凍室冷却
手段８９で冷却された冷却空気を選択室１３に引き込ん
で選択室１３を冷却するように冷凍室１５と選択室１３
との間に接続した空気ダクトから構成される。

【００９１】図１に示した冷蔵庫において、冷凍室１５
の副冷却室である選択室１３は蒸発器および冷却ファン
からなる専用の冷却手段を備えていない。そこで、本実
施形態は、冷凍室冷却手段８９で冷却された冷却空気を
空気ダクトで選択室１３内に引き込んで選択室１３の冷
却を行うために、空気ダクト内に選択室空気流量ダンパ
１６１を設け、この開度を空気流量ダンパ開度決定手段
１６５で調整し、これにより主冷却室である冷凍室１５
に空気ダクトで接続された副冷却室である選択室１３で
もその空気温度を所望の設定空気温度に制御することが
できるようにするものである。

【００９２】すなわち、図１３の実施形態では、選択室
１３の選択室空気温度検出手段１６２で検出した選択室
空気温度と選択室設定空気温度入力手段１６３で入力さ
れた選択室設定空気温度との差を選択室制御偏差演算手
段１６４で制御偏差として算出し、この算出した選択室
１３の制御偏差を空気流量ダンパ開度決定手段１６５に
入力し、これにより空気流量ダンパ開度決定手段１６５
は該制御偏差に基づいて選択室空気流量ダンパ１６１の
開度を決定し、この開度で選択室空気流量ダンパ１６１
を制御し、冷凍室１５の冷凍室冷却手段８９からの冷却
空気を空気ダクトを介して選択室１３に引き込み、これ
により選択室１３の空気温度が設定空気温度になるよう
に調整している。

【００９３】また、選択室制御偏差演算手段１６４で算
出された選択室１３の制御偏差は、制御偏差加算手段１
６７において冷凍室制御偏差演算手段１０３からの冷凍
室１５の制御偏差と加算され、その和が冷凍室／選択室
制御偏差ヒステリシス付加手段１６８を介して冷却切り
替え制御手段１３１に供給される。冷却切り替え制御手
段１３１は、この選択室１３と冷凍室１５の制御偏差の
和に加えて、冷却室制御偏差ヒステリシス付加手段１４
１を介して供給される冷蔵室制御偏差演算手段１０１か
らの冷蔵室の制御偏差を供給される。この結果、冷却切
り替え制御手段１３１は、このように供給される冷却室
制御偏差と選択室制御偏差の和と冷蔵室制御偏差を比較
し、冷却切り替えを制御する。すなわち、選択室の制御
偏差をｅ^S とすると、冷却切り替え制御手段１３１は、
次のようなアルゴリズムを実現し、適切な室温制御を達
成することになる。

【００９４】（１）ｅ^R ＜（ｅ^F ＋ｅ^S ）の場合には、
冷蔵室／野菜室９／１１を冷却し、（２）（ｅ^F ＋
ｅ^S ）＜ｅ^R の場合には、冷凍室１５を冷却し、（３）
ｅ^R ＝（ｅ^F ＋ｅ^S ）の場合には、切り替えを行わな
い。

【００９５】また、選択室１３へ流入する冷却空気量を
調整する空気流量ダンパ開度決定手段１６５は、次に示
すようなアルゴリズムにより選択室１３の空気温度を任
意の設定空気温度に制御することができる。

【００９６】選択室空気流量ダンパ１６１の開度が連続
値および多値開度により制御可能な場合には、空気流量
ダンパ開度決定手段１６５は、選択室１３の検出空気温
度と設定空気温度との制御偏差を選択室制御偏差演算手
段１６４から受け取り、この制御偏差に基づいて選択室
空気流量ダンパ１６１の開度を決定し、この開度で選択
室空気流量ダンパ１６１を制御する。なお、空気流量ダ
ンパ開度決定手段１６５は例えばＰＩＤ制御器、ファジ
ィ制御器に代表されるフィードバック制御器等で構成さ
れる。

【００９７】一方、選択室空気流量ダンパ１６１の開度
が全開および全閉の２値しか持たない場合には、選択室
１３の設定空気温度より低いダンパ閉温度
（Ｔ_close ^S ）および設定空気温度よりも高いダンパ開
温度（Ｔ_open ^S ）を設定し、次に示すアルゴリズムによ
り制御が行われる。但し、Ｔ_air ^S は選択室の検出空気
温度を表すものとする。

【００９８】（１）Ｔ_air ^S ≦Ｔ_close ^S の場合には、
選択室空気流量ダンパ１６１を全閉し、（２）Ｔ_air ^S
≧Ｔ_open ^S の場合には、選択室空気流量ダンパ１６１を
全開にする。

【００９９】なお、空気流量ダンパ開度決定手段１６５
では、本実施形態の機械的な構造上、冷凍室１５の冷却
中以外には、冷凍室１５に連結された選択室１３の冷却
を行うことはできないので、冷凍室１５の冷却中以外の
場合には、選択室１３の空気温度の安定性を保つために
選択室空気流量ダンパ１６１を全閉にする。

【０１００】図１４は、図１３に示した制御装置による
制御結果を示すグラフである。図１４（ａ）は、冷蔵室
／野菜室９／１１の設定空気温度（イ）に対する検出空
気温度（ロ）、冷凍室１５の設定空気温度（ハ）に対す
る検出空気温度（ニ）、および選択室１３の設定空気温
度（ホ）に対する検出空気温度（ヘ）を示しているが、
この図から各冷却室の空気温度は設定空気温度に一致す
るように制御されていることがわかる。また、図１４
（ｂ）は、圧縮機運転周波数（ト）、冷蔵室冷却手段８
７、冷凍室冷却手段８９の冷却切り替え動作（チ）、お
よび選択室空気流量ダンパ１６１の開度の変化（リ）を
示している。なお、冷蔵室冷却手段８７、冷凍室冷却手
段８９の冷却切り替え動作では、グラフの線が上側にあ
る時には冷凍室１５に切り替えられ、下側にある時には
冷蔵室／野菜室９／１１に切り替えられることを示し、
選択室空気流量ダンパ１６１の開度変化では、上側が全
開であり、下側が全閉である。

【０１０１】上述したように、第６の実施形態によれ
ば、蒸発器および冷却室からなる専用の冷却手段を有す
る主冷却室である冷凍室１５に対して空気ダクトおよび
選択室空気流量ダンパ１６１で接続された副冷却室であ
る選択室１３に対しても、主／副冷却室を１つの冷却室
と見なし、それぞれの制御偏差の和に基づいて能力可変
圧縮機６９の能力および冷却手段の切り替えを適切に制
御することができる。そして、副冷却室である選択室１
３の検出空気温度に基づいて選択室１３の空気温度を設
定空気温度になるように適切に制御することにより、ど
の冷却室においてもそれぞれの設定空気温度に対して安
定した制御性を得ることができ、冷却室に投入された冷
却物の安定した温度管理を実現することができる。ま
た、圧縮機運転周波数や冷却切り替えのチャタリングや
ハンチングの少ない安定した制御性を得ることができ
る。この結果、本制御装置を有する冷蔵庫は部品信頼性
が高く、冷却物温度も安定した食品保存環境を提供する
ことができる。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明によれば、各冷却室の空気温度と設定空気温度との
差を制御偏差として算出し、この各冷却室の制御偏差の
和または平均値に基づいて能力可変圧縮機の能力を決定
するので、各冷却室の冷却手段の切り替えを行っても圧
縮機の能力変動、すなわち圧縮機の周波数変動を最小限
に抑制でき、安定した冷蔵庫室内制御を実現できる。ま
た、圧縮機周波数変動や圧縮機の運転／停止に伴う雑音
を最小限に抑制でき、静かな食品保存環境を提供し得
る。

【０１０３】また、請求項２記載の本発明によれば、空
気温度検出手段で検出した各空気温度に対してヒステリ
シスをそれぞれ設けるので、制御対象の目標値周辺に不
感帯を設けることと同じになり、各冷却手段の切り替え
によって生じる制御偏差の和または平均値の急激な変動
を抑制でき、特に操作量の目標値周辺に相当する室温制
御の安定時において圧縮機運転周波数の変動の少ない冷
蔵庫室温制御を達成することができるとともに、圧縮機
の回転数のチャタリングを防止できる。また、圧縮機運
転周波数の変動や圧縮機の運転／停止に伴う雑音を最小
限に抑制した静かな食品保存環境を提供することができ
る。

【０１０４】更に、請求項３記載の本発明によれば、演
算手段の演算結果である制御偏差の和または平均値に対
してヒステリシスを設けるので、制御対象の目標値周辺
に不感帯を設けることと同じになり、各冷却手段の切り
替えによって生じる制御偏差の和または平均値の急激な
変動を抑制でき、特に操作量の目標値周辺に相当する室
温制御の安定時において圧縮機運転周波数の変動の少な
い冷蔵庫室温制御を達成することができるとともに、圧
縮機の回転数のチャタリングを防止できる。また、圧縮
機運転周波数の変動や圧縮機の運転／停止に伴う雑音を
最小限に抑制した静かな食品保存環境を提供することが
できる。

【０１０５】請求項４記載の本発明によれば、各冷却室
の制御偏差を比較し、制御偏差が最も小さい冷却室に対
応する冷却手段を作動させるので、能力決定手段で適切
に決定された能力可変圧縮機の能力を各冷却室の空気温
度が設定空気温度に一致するように各冷却室の必要能力
に応じて適切に分配することができ、各冷却室の空気温
度を所望の目標温度に制御することができる。

【０１０６】また、請求項５記載の本発明によれば、各
冷却室の制御偏差にヒステリシスを設けて冷却切り替え
制御手段に供給するので、冷却切り替え制御手段に関し
てヒステリシス分だけ不感帯を設けることになり、各冷
却室の制御偏差が接近して、ほぼ等しくなったとして
も、冷却手段の切り替えの頻繁な発生、すなわち冷却切
り替えのチャタリングを適確に防止することができる。

【０１０７】更に、請求項６記載の本発明によれば、空
気温度検出手段で検出した各空気温度に対してヒステリ
シスを設けて、制御偏差算出手段に供給するので、冷却
切り替え制御手段に関してヒステリシス分だけ不感帯を
設けることになり、各冷却室の制御偏差が接近して、ほ
ぼ等しくなったとしても、冷却手段の切り替えの頻繁な
発生、すなわち冷却切り替えのチャタリングを適確に防
止することができる。

【０１０８】請求項７記載の本発明によれば、冷却切り
替え後、所定の時間、冷却切り替えを行わないように制
御するので、冷却手段の切り替えが頻繁に発生すること
による冷却切り替えのチャタリングを適確に防止するこ
とができる。

【０１０９】また、請求項８記載の本発明によれば、冷
却切り替え制御手段に入力される各冷却室の制御偏差に
対して所定の各冷却室係数を乗算するので、各冷却室に
対して冷却室係数により冷却優先順位を設定することが
でき、例えば相対的に大きな冷却室係数を設定した冷却
室ほど、該冷却室の設定空気温度をより正確に維持する
ことができ、各冷却室の負荷が異なっても、優先順位に
従って切り替えを行うことができる。

【０１１０】更に、請求項９記載の本発明によれば、空
気流量ダンパの取り付けられた空気ダクトで主冷却室に
連結された副冷却室の検出空気温度と設定空気温度の制
御偏差を算出し、この算出した副冷却室の制御偏差を能
力可変圧縮機の能力の決定に反映すべく副冷却室の制御
偏差を主冷却室の制御偏差に加算するので、空気ダクト
で連結された冷却室がある場合にも、主／副冷却室を１
つの冷却室と見なし、それぞれの制御偏差の和に基づき
能力可変圧縮機の能力および冷却手段の切り替えを適切
に制御することができ、安定した制御性および温度管理
を行うことができる。

【０１１１】請求項１０記載の本発明によれば、算出し
た副冷却室の制御偏差に基づいて空気流量ダンパの開度
を制御するので、副冷却室に対しても能力可変圧縮機の
能力を適切に分配することができる。

【０１１２】また、請求項１１記載の本発明によれば、
主冷却室を冷却していない場合には、空気流量ダンパを
全閉に制御するので、冷却していない場合の冷却室の空
気温度を安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係わる制御装置が使
用される冷蔵庫の内部構造を示す断面図である。

【図２】図１に示す冷蔵庫の冷凍サイクルの第１の構成
を示す図である。

【図３】図１に示す冷蔵庫の冷凍サイクルの第２の構成
を示す図である。

【図４】第１の実施形態における冷蔵庫の制御装置の構
成を示すブロック図ある。

【図５】上述した図４の冷蔵庫の制御装置を３個以上複
数ｎ個の冷却室を有する場合に適用した制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図６】本発明の第２の実施形態に係わる冷蔵庫の制御
装置の構成を示すブロック図である。

【図７】図６に示した第２の実施形態の変形例に係わる
冷蔵庫の制御装置の構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の第３の実施形態に係わる冷蔵庫の制御
装置の構成を示すブロック図である。

【図９】上述した図８の冷蔵庫の制御装置を３個以上複
数ｎ個の冷却室を有する場合に適用した制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図１０】本発明の第４の実施形態に係わる冷蔵庫の制
御装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】図１０に示した制御装置の構成に切り替え禁
止時間に関するアルゴリズムを追加した場合の制御装置
による制御結果を示すグラフである。

【図１２】本発明の第５の実施形態に係わる冷蔵庫の制
御装置の構成を示すブロック図である。

【図１３】本発明の第６の実施形態に係わる冷蔵庫の制
御装置の構成を示すブロック図である。

【図１４】図１３に示した制御装置による制御結果を示
すグラフである。

【符号の説明】

９ 冷蔵室 １１ 野菜室 １３ 選択室 １５ 冷凍室 ３３ 冷蔵室蒸発器 ３５ 冷蔵室冷却ファン ５３ 冷凍室蒸発器 ５５ 冷凍室冷却ファン ６９ 能力可変圧縮機 ８５ 冷却切り替え手段 ８７ 冷蔵室冷却手段 ８９ 冷凍室冷却手段 ９１ 冷蔵室空気温度検出手段 ９３ 冷凍室空気温度検出手段 ９５ 冷蔵室設定空気温度入力手段 ９７ 冷凍室設定空気温度入力手段 １０１ 冷蔵室制御偏差演算手段 １０３ 冷凍室制御偏差演算手段 １０７ 圧縮機能力決定手段 １２１，１２２ 空気温度ヒステリシス付加手段 １２３ 制御偏差合計ヒステリシス付加手段 １３１ 冷却切り替え制御手段 １４１，１４２ 制御偏差ヒステリシス付加手段 １５１，１５２ 係数乗算手段 １６１ 選択室空気流量ダンパ １６２ 選択室空気温度検出手段 １６３ 選択室設定空気温度入力手段 １６４ 選択室制御偏差演算手段 １６５ 空気流量ダンパ開度決定手段 １６８ 冷凍室／選択室制御偏差ヒステリシス付加手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸本 卓也 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 (72)発明者 大村 直起 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 Ｆターム(参考） 3L045 AA03 BA01 CA02 DA02 EA01 HA02 HA07 JA15 LA06 MA02 MA11 NA07 PA01 PA03 PA04 PA05

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 唯一の能力可変圧縮機から吐出される冷
   媒を凝縮器、制御弁、蒸発器を通って、複数の冷却室を
   冷却し、再度圧縮機に戻る冷凍サイクルを有する冷蔵庫
   を制御する冷蔵庫の制御装置であって、 能力可変圧縮機を有する冷凍機と、 複数の冷却室の各々に対応して設けられ、前記冷凍機か
   ら吐出される冷媒で各冷却室を冷却する複数の冷却手段
   と、 該複数の冷却手段の中からどの冷却手段を作動させるか
   を決定する冷却切り替え手段と、 前記複数の冷却室の各々の空気温度を検出する空気温度
   検出手段と、 前記複数の冷却室の各々の設定空気温度を入力する設定
   空気温度入力手段と、 前記空気温度検出手段で検出された各冷却室の空気温度
   と前記設定空気温度入力手段で入力された各冷却室の設
   定空気温度との差を各冷却室の制御偏差として算出する
   制御偏差算出手段と、 該制御偏差算出手段で算出された各冷却室の制御偏差の
   和または平均値を演算する演算手段と、 該演算手段の演算結果に基づいて前記能力可変圧縮機の
   能力を決定する能力決定手段とを有することを特徴とす
   る冷蔵庫の制御装置。
2. 【請求項２】 前記空気温度検出手段で検出した各空気
   温度に対してヒステリシスをそれぞれ設け、このヒステ
   リシスの設けられた各空気温度情報を前記制御偏差算出
   手段に供給する空気温度ヒステリシス付加手段を更に有
   することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫の制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記演算手段の演算結果に対してヒステ
   リシスを設け、このヒステリシスの設けられた演算結果
   を前記圧縮機能力決定手段に供給する制御偏差演算結果
   ヒステリシス付加手段を更に有することを特徴とする請
   求項１記載の冷蔵庫の制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御偏差算出手段で算出した各冷却
   室の制御偏差を比較し、該制御偏差が最も小さい冷却室
   に対応する前記冷却手段を作動させるように前記冷却切
   り替え手段を制御する冷却切り替え制御手段を更に有す
   ることを特徴とする請求項１または２または３記載の冷
   蔵庫の制御装置。
5. 【請求項５】 前記冷却切り替え制御手段において比較
   される各冷却室の制御偏差にヒステリシスを設けて、冷
   却切り替え制御手段に供給する冷却室制御偏差ヒステリ
   シス付加手段を更に有することを特徴とする請求項４記
   載の冷蔵庫の制御装置。
6. 【請求項６】 前記空気温度検出手段で検出した各空気
   温度に対してヒステリシスを設け、このヒステリシスの
   設けられた各空気温度情報を前記制御偏差算出手段に供
   給する検出空気温度ヒステリシス付加手段を更に有する
   ことを特徴とする請求項４記載の冷蔵庫の制御装置。
7. 【請求項７】 前記冷却切り替え制御手段は、冷却切り
   替え後、所定の時間、冷却切り替えを行わないように制
   御する切り替え禁止制御手段を有することを特徴とする
   請求項４記載の冷蔵庫の制御装置。
8. 【請求項８】 前記冷却切り替え制御手段に入力される
   各冷却室の制御偏差に対して所定の各冷却室係数を乗算
   する冷却室係数乗算手段を更に有することを特徴とする
   請求項４記載の冷蔵庫の制御装置。
9. 【請求項９】 前記冷却手段を有する冷却室を主冷却室
   とし、該主冷却室に連通して設けられている副冷却室に
   対して前記主冷却室の冷却空気を供給するために主冷却
   室と副冷却室との間を連結するように設けられた空気ダ
   クトと、 該空気ダクト内に設けられ、主冷却室から副冷却室に流
   入する冷却空気の流量を制御する空気流量ダンパと、 副冷却室の空気温度を検出する副冷却室空気温度検出手
   段と、 副冷却室の設定空気温度を入力する副冷却室設定空気温
   度入力手段と、 前記副冷却室空気温度検出手段で検出した空気温度と前
   記副冷却室設定空気温度入力手段で入力された設定空気
   温度との差を副冷却室の制御偏差として算出する副冷却
   室制御偏差算出手段と、 この算出した副冷却室の制御偏差を前記能力決定手段に
   おける能力可変圧縮機の能力の決定に反映すべく該副冷
   却室の制御偏差を前記主冷却室の制御偏差算出手段で算
   出した主冷却室の制御偏差に加算する制御偏差加算手段
   とを有することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫の制
   御装置。
10. 【請求項１０】 前記副冷却室制御偏差算出手段で算出
    した副冷却室の制御偏差に基づいて前記空気流量ダンパ
    の開度を制御する空気流量ダンパ開度決定手段を更に有
    することを特徴とする請求項９記載の冷蔵庫の制御装
    置。
11. 【請求項１１】 前記主冷却室を冷却していない場合に
    は、前記空気流量ダンパを全閉に制御する全閉制御手段
    を更に有することを特徴とする請求項９記載の冷蔵庫の
    制御装置。