JP2015072089A - 冷却機用コンプレッサモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱負荷の状態に合致したモード設定を行い得る冷却機用コンプレッサモータ制御装置を提供する。【解決手段】優先モード選定処理Ｓ３１０は、処理Ｓ３１１と処理Ｓ３１２と処理３１３とから構成される。このうち、処理Ｓ３１１は、第１のモード選定記録処理Ｒ２２０によるモード情報（第１のモード情報）が作成されていると、当該第１のモード情報を優先モード情報として設定させる（Ｓ３１３）。処理Ｓ３１２は、第２のモード選定記録処理Ｒ２１０によるモード情報（第２のモード情報）が作成されていると、当該第２のモード情報を優先モード情報として設定させる（Ｓ３１３）。また、処理３１３では、第１のモード情報又は第２のモード情報の何れも取得できない場合、第３のモード選定記録処理Ｒ２００で作成されたモード情報（第３のモード情報）を優先モード情報として設定する。【選択図】図１０

Description

本発明は、冷却機用コンプレッサモータ制御装置に関し、特に、コンプレッサモータの回転数を自動変更するモード設定に関する。

近年、冷凍冷蔵庫の技術分野では、庫内温度の木目細やかな制御を実現させる為、電子式サーモスタットが使用されるようになっている。ここで、電子式サーモスタットは、２点よりも更に多くの温度情報を検出・報知させることが可能であり、ＤＣブラシレスモータを用いた可変速型の装置に有用である。これに対し、機械式サーモスタットは、庫内の上限温度と下限温度のみを検出・報知させるシンプルな動作をするものであって、コンプレッサモータの回転数がＡＣ入力で固定的に定まる装置（非可変速型の装置）で古くから用いられている。

例えば、特開２０１３−０６０９０７号公報（特許文献１）では、機械式サーモスタットと可変速型の制御装置とのミスマッチングについて指摘されており、これを改善する術として、負荷電流に基づいて設定回転数を上昇させている。

特開２０１３−０６０９０７号公報

特許文献１の技術によれば、設定回転数を自動上昇させるモード（上昇モード）について説明されているものの、これを自動下降させるモード（下降モード）について一切説明されていない。また、これらのモード設定を回転数の設定ロジックとして採用する場合、当該モード設定は、実際の熱負荷状態に合致したものでないと、設定回転数が上昇すべき場面で下降を続けたり、当該設定回転数を下降させても良い場面で上昇させたり、といったように設定回転数の最適設定を却って遅らせてしまう。特に、機械式サーモスタットを用いて回転数設定を行う場合、取得できる温度情報が非常に限られるので、誤りなくモード設定を行うことは非常に困難である。

本発明は上記課題に鑑み、熱負荷の状態に合致したモード設定を行い得る冷却機用コンプレッサモータ制御装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では次のような冷却機用コンプレッサモータ制御装置の構成とする。即ち、設定回転数を段階的に自動上昇させる上昇モード、又は、前記設定回転数を段階的に自動下降させる下降モード、を選定してコンプレッサモータを制御させる冷却機用コンプレッサモータ制御装置において、
各々設けられた選定基準に基づいてモード情報を作成する複数のモード選定処理と、前記モード情報のうち何れか一方を優先モード情報として選択する優先モード設定処理と、前記優先モード情報に基づいてコンプレッサモータを駆動させる回転数設定処理と、を備えていることとする。

好ましくは、前記優先モード情報を作成させたモード選定処理は、前記コンプレッサモータのオフ動作期間についての選定基準が与えられていることとする。

本発明に係る冷却機用コンプレッサモータ制御装置によると、信憑性の優位なモード選定処理により選択されたモード情報を優先させるので、この情報に基づくモード設定は、熱負荷の状態に合致したものとなり回転数の最適設定に貢献する。また、本発明に係る冷却機用コンプレッサモータ制御装置は、複数のモード選定処理によってモード情報が各々作成され、これらのモード情報は、各々がモード設定に係る一定水準以上の信憑性を具備した処理結果であることに変わりない。従って、当該コンプレッサモータ制御装置は、最も信憑性の優位なモード選定処理の結果が得られない場合、次に準備されているモード情報を用いて熱負荷の状態に合致した制御を実現させる。

実施の形態に係る冷却機用コンプレッサモータ制御装置の回路構成を示す図。 実施の形態に係る各種状態のタイムチャートを示す図。 実施例１に係るＩＰＤ運転期間のタイムチャート。 実施例１に係るＩＰＤ運転期間の回転数設定処理及びモード選定処理を示す図。 実施例２に係るＩＰＤ運転期間の回転数設定処理を示す図。 実施例２に係るＩＰＤ運転期間のタイムチャート。 実施例３に係る定常運転期間の回転数設定処理を示す図。 実施例４に係る定常運転期間のモード選定処理を示す図。 実施例４に係る定常運転期間のモード選定処理を示す図。 実施例４に係る優先選定結果設定処理を示す図。 実施例５に係る定常運転期間のタイムチャート。 実施例５に係る定常運転期間の回転数設定処理を示す図。 実施例６に係る定常運転期間の回転数設定処理を示す図。 実施例６に係る定常運転期間の回転数設定処理を示す図。 実施例７に係る定常運転期間のモード選定処理を示す図。 実施例７に係る定常運転期間のモード選定処理を示す図。 実施例８に係る優先選定結果設定処理を示す図。

以下、本発明に係る実施の形態等（実施例１〜実施例８）につき図面を参照して具体的に説明する。尚、実施の形態，実施例１〜実施例８は、各々が互いに関係する内容であるところ、既に説明された事項については、重複説明を避ける為に同一符号を付し説明を省略する。

図１は、本実施の形態に係る冷却機用コンプレッサモータ制御装置の回路構成が示されている。冷却機用コンプレッサモータ制御装置１００（以下、モータ制御装置と呼ぶ）は、電力変換回路１２０と制御回路１５０とから構成される。

このうち、電力変換回路１２０は、ＡＣ電力が一方から入力され、これを変換した３相電流を他方側の直流ブラシレスモータ１４０（以下、コンプレッサモータと呼ぶ）へ供給している。電力変換回路１２０は、整流回路，ＰＦＣ回路，インバータ回路が内蔵されており、インバータ回路によってコンプレッサモータ１４０に流れる電流パターンが決定され、この電流パターンによって回転子が駆動される。

コンプレッサモータ１４０は、室外機，キャピラリチューブ，エバポレータと供に冷媒回路を形成するものであって（図示なし）、当該コンプレッサモータ１４０の回転数を増減させることで、庫内熱負荷に対する吸熱作用を調整させる。以下、制御回路１５０によって指令される回転数を、設定回転数と呼ぶこととする。

制御回路１５０は、信号ライン１８０を介して機械式サーモスタット１７０に接続される。また、複数の信号ライン１６０を介して電力変換回路１２０のパワートランジスタへ接続される。この制御回路は、ＣＰＵ，ＡＤ変換回路，メモリ回路，クロック回路等が内蔵されており、所定の情報に基づき適宜の演算を実施し、其の結果情報・信号をメモリ回路又は外部へと出力させる。

特に、メモリ回路は、制御プログラム、パラメータ情報等が適宜の記憶領域に記録されており、ＣＰＵは、この情報を適宜取得して、プログラムのシーケンス順に処理演算を実行していく。本実施の形態に係るメモリ回路には、ＰＷＭ信号の生成処理，モータオン／オフ判定処理，回転数設定処理Ｒ１００，モード選定記録処理Ｒ２００，複合ルーチンＲ３００に関するプログラム，時間に関する閾値情報等が記録されている。そして、制御回路１５０では、これらプログラムと協働して機能構築が行われ、適宜の処理が実施される。例えば、モータオン／オフ判定処理は、機械式サーモスタットの信号に基づいて、コンプレッサモータをオン動作へ切換えるか、オフ動作へ切換えるかを判定する。また、ＰＷＭ信号の生成処理は、設定回転数に基づいて算出されたＤＵＴＹのＰＷＭ信号を生成する。

機械式サーモスタット１７０は、検査対象の上限温度Ｔｈ１と下限温度Ｔｈ２を検出し、これを電気的な信号に変換して出力する。この機械式サーモスタット１７０は、冷凍冷蔵庫内に設置されており、庫内温度を検出対象としている。上述の如く、本実施の形態で用いられる機械式サーモスタット１７０は、ＡＣモータを固定的な回転数で運転させる非可変速式装置に広く用いられるサーモスタットであって、上限温度Ｔｈ１から下限温度Ｔｈ２に至る途中の温度を検出できるものではない。即ち、この機械式サーモスタット１７０は、２点のみの温度情報を報知する簡素なものである。

従って、本実施の形態に係るモータ制御装置１５０は、上限温度Ｔｈ１から下限温度Ｔｈ２に至るまで中間的な温度情報を得ることができないので、この間にコンプレッサモータの設定回転数を自動変更できるよう、以下のような工夫が施されている。

図２は、コンプレッサモータの運転に関係する各種状態が示されている。先ず、コンプレッサモータの運転状態とは、コンプレッサモータ１４０を駆動させる電流が流れているか否かで定まるものであって、これは、機械式サーモスタット１７０の出力信号に関係する。

即ち、機械式サーモスタット１７０が上限温度Ｔｈ１に達した旨の信号（以下、上限信号）を出力させると、制御装置１５０は、この信号に基づいてコンプレッサモータ１４０をオンさせ、庫内の冷却を開始させる。一方、機械式サーモスタット１７０が下限温度Ｔｈ２に達した旨の信号（以下、下限信号）を出力させると、制御装置１５０は、この信号に基づいてコンプレッサモータ１４０をオフさせる。よって、「Ｔｈ１→Ｔｈ２」へ変化する場面では、コンプレッサモータ１４０が駆動状態となり、これを「オン動作期間」と呼ぶ。また、「Ｔｈ２→Ｔｈ１」へ変化する場面では、コンプレッサモータ１４０が停止状態となり、これを「オフ動作期間」と呼ぶ。また、第１回目のオン動作期間とオフ動作期間の一組をＳＴＥＰ（１）と呼び、第Ｎ回目のオン動作期間とオフ動作期間の一組をＳＴＥＰ（Ｎ）と呼ぶ。

設定回転数ωｐは、回転数設定処理にて実施されるものであって、当該処理では、一定回転数に設定される始動回転数ωａと、順次回転数を変化させる変更回転数ωｂとが準備されている。このうち、始動回転数ωａは、始動回転数設定処理によって設定される。また、変更回転数ωｂは、始動回転数ωａのタイムアップ後に設定される回転数であって、変更回転数設定処理にて設定される。尚、ＳＴＥＰ（１）については、始動回転数ωａに先立ち、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉが設定される。

当該変更回転数設定処理は、段階的且つ自動的に増減させる動作を、規定回転数のタイムアップ毎に逐次実施させる。即ち、変更回転数設定処理は、規定期間毎に設定回転数を変速させる動作、そして、変速動作を複数回実施させる動作を実現させる。

変更回転数ωｂが始動回転数ωａに対して増加する動作モード，又は，変更回転数ωｂの其れ自身が増加する動作モード，これらを総じて上昇モードと呼ぶ。一方、変更回転数ωｂが始動回転数ωａに対して減少する動作モード，又は，変更回転数ωｂの其れ自身が減少する動作モード，これらを総じて下降モードと呼ぶ。このようなモード設定は、後述するモード選定処理，選定結果優先設定処理によって行われる。

回転数設定処理は、始動回転数設定処理及び変更回転数設定処理を具備しているので、コンプレッサモータ１４０の設定回転数を、期間経過に基づいて自動変更させることとなる。従って、オン動作期間の設定回転数ωｐは、図２に示す如く、規定期間の到来に応じて適宜変更される。ここで、規定期間とは、一の設定回転数で運転される期間を指し、同図のＳＴＥＰ（１）によれば、ｔ１〜ｔ１ｖ，ｔ１ｖ〜ｔ１ｗ，ｔ１ｗ〜ｔ１ｘ，ｔ１ｘ〜ｔ１ｃ，の各々を指す。具体的に説明すると、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉ及び始動回転数ωａには、一の設定回転数が各々与えられることとなる。一方、変更回転数ωｂについては、一の設定期間に対応させて一の設定回転数が与えられ、全体として複数の設定回転数が準備されることになる。

また、規定期間は、回転数設定処理にて予め設定されるものである。例えば、ＳＴＥＰ（１）にあっては、始動回転数ωａに対応して「ｔ１〜ｔ１ｖ」が規定期間とされており、本実施の形態では３０〔ｍｉｎ〕とされる。また、同ＳＴＥＰ（１）では、変更回転数ωｂに対応して「ｔ１ｖ〜ｔ１ｗ，ｔ１ｗ〜ｔ１ｘ，及び，ｔ１ｘ〜ｔ１ｃ」の各々が規定期間とされており、本実施の形態ではこれらが全て１５〔ｍｉｎ〕とされている。また、ＳＴＥＰ（Ｎ）〜ＳＴＥＰ（Ｎ＋２）についても、上述した規定期間が予め規定されている。但し、ＳＴＥＰ（Ｎ＋１）にあっては、変更回転数に切換えられる前に庫内温度が上限温度Ｔｈ１へ達した為、準備されていた変更回転数ωｂによる運転が実施されなかった場面である。

このように、本実施の形態に係る回転数設定処理は、規定期間毎に設定回転数が複数準備されているので、この規定期間が到来する毎に設定回転数の変更が複数回実施される。即ち、本実施の形態に係るモータ制御装置１００によると、設定回転数が複数準備されることで段階的な回転数設定を可能とさせ、電子式サーモスタットを用いずとも、庫内温度の木目細やかな制御を安価に実現させる。

また、当該回転数設定処理は、規定期間というパラメータのみで設定回転数の決定ロジックが構築されるので、当該決定ロジックの簡素化が図られる。また、規定期間のパラメータ取得については、新たな回路構成を設けることも不要である。

また、本実施の形態に係る変更回転数設定処理は、設定回転数の切換え前後の差Δωが、上昇モードの場合に５００〔ｒｐｍ〕として設定され、下降モードの場合に１００〔ｒｐｍ〕として設定されている。即ち、設定回転数を段階的に上昇させる設定幅（上昇モードのΔω）は、当該回転数を段階的に下降させる設定幅（下降モードのΔω）と比較して大きく設定されている。

先に説明したように、本実施の形態では、機械式サーモスタット１７０が用いられるので、上限温度及び下限温度以外の中間的な温度を検出できない。このため、当該中間的なタイミングで熱負荷の変動を検知することも困難である。加えて、機械式サーモスタット１７０を用いたシステムでは、上限温度及び下限温度のみの情報しか入手できないので、冷気の循環状態を把握して設定回転数を適宜調整することも困難である。

従って、本実施の形態にあっては、上昇モードのΔωを大きく設定することで庫内温度の冷却作用を優先させ、庫内へ貯蔵される食品群を保全させている。一方、下降モードにあっては、熱負荷等の変動を把握できないから、冷却作用による吸熱量が熱負荷の熱量を下回らないように、設定値Δωを小さくしている。

このように、本実施の形態では、熱負荷・熱リークの状態を把握できなくとも、各モードに合わせて設定回転数の変化速度を変えて、好ましい設定回転数から大きく逸脱しない工夫が施されている。

尚、本実施の形態では、庫内温度が下限温度Ｔｈ２に達すると、機械式サーモスタット１７０から下限信号を受信して、コンプレッサモータ１４０を停止させる。このオフ動作期間では、運転動作期間の計測値，停止動作直前に設定されていた設定回転数、に関する情報がメモリ回路に記録される。また、これらの情報に基づいて、後述するモード設定処理が実行される。

以下、本実施の形態の更なる特徴点を、実施例１〜実施例７によって詳しく説明する。尚、先にも説明したように、各実施例の技術は本実施の形態の技術を利用したものであるところ、其の重複部分については説明を省略することとする。また、実施例どうしの関係についても、変更箇所を除き、互いに共通する事項が含まれている。

本実施例では、図３及び図４（ａ）を参照し、ＩＰＤ動作時の回転数設定について説明する。ここで、ＩＰＤ動作（Initial Pull Down）とは、制御予定温度（例えば、冷凍室にあっては「−１５℃〜−１８℃程度」，冷蔵室にあっては「５℃〜３℃程度」）まで急激に冷却させる動作を指し、例えば、庫内温度が外気温度状態から運転開始され定常運転へ至るまでの制御工程を指す。また、定常運転とは、上述した制御予定温度の前後を庫内温度がヒステリシス制御される運転を指す。

図３は、ＩＰＤ動作期間、即ち、ＳＴＥＰ（１）についてのコンプレッサモータの制御状態が示されている。かかる場面におけるコンプレッサモータの回転数は、先ず、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉが設定され、その後、段階的に自動上昇する設定回転数ωｐが設定される。これらの設定回転数は、ＩＰＤ動作回転数設定処理によって設定される。

ＩＰＤ状態検出回転数ωｉは、検査回転数設定処理によって設定されるものであって、ＩＰＤ動作期間に設定される一連の設定回転数のうち、最先に設定されるものである。一方、設定回転数ωｐは、回転数設定処理によって設定されるものであって、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉの直後、即ち、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉの規定期間の満了を待って其の直後から設定される回転数である。

尚、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉ及び設定回転数ωｐは、共に、ＩＰＤ動作回転数設定処理で与えられる設定回転数に属するものである。但し、ＩＰＤ動作回転数設定処理におけるこれら双方を総称したときの設定回転数と、ＩＰＤ動作回転数設定処理のうちの回転数設定処理における設定回転数ωｐとを区別して理解できるよう、後者の設定回転数ωｐについては、以後、上昇設定回転数ωｐと呼ぶこととする。また、当該設定回転数ωｐを設定する処理についても、上昇回転数設定処理と呼び換える。

図４（ａ）は、ＩＰＤ動作回転数設定処理に関するフローチャートが示されている。かかる処理Ｒ１００は、冷凍冷蔵庫への電源投入によって起動する。当該処理Ｒ１００によれば、先ず、検査回転数設定処理Ｓ１０１が実行され、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉにてコンプレッサモータの運転が開始する。また、これに限らず、運転情報の履歴がメモリ回路に残ってない場合には、電源投入された直後である可能性が高いので、これを基準にＩＰＤ動作回転数設定処理Ｒ１００を実施させても良い。また、定常運転に移行した履歴が直近情報として残されていない場合、この情報に基づいてＩＰＤ動作回転数設定処理Ｒ１００を実施させても良い。

処理Ｓ１０１が完了すると、変更モード設定処理Ｓ１０２が実行され、設定回転数の変更タイミング毎に当該回転数を上昇させる変更モード、即ち、上昇モードが設定される。これは、ＩＰＤ動作回転数設定処理Ｒ１００についてデフォルトとして与えられるモードである。

その後、第１の運転時間計測処理Ｓ１０３では、ＩＰＤ動作設定回転数の通算時間ｔｉｎｓ（１）が計測され、これについて規定期間ｔ（ｔｈ１）を超過したか否かの判定が所定時間毎に実施される。そして、通算時間ｔｉｎｓ（１）が規定期間ｔ（ｔｈ１）へ達した時点で、処理Ｓ１０５へ移行する。尚、本実施例では、規定期間ｔ（ｔｈ１）が３０〔ｍｉｎ〕に設定されている。

このとき、温度情報監視処理Ｓ１０４では、処理Ｓ１０３が通算時間ｔｉｎｓ（１）を測定している間、庫内温度が下限温度Ｔｈ２（ＯＦＦ指令情報の基礎となる温度）に達したか否かを監視し、このＯＦＦ指令情報を受けた場合に、コンプレッサモータの運転を停止させ（Ｓ１１０）、この間の運転情報、即ち、オン動作期間情報Δｔｃ１及び最終設定回転数情報ωｒｅｃ１をメモリ回路へ記録させる（Ｓ１１１）。ここで、最終設定回転数とは、運転停止される直前の設定回転数を指すものとする。

一般に、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉでコンプレッサモータが速やかに停止される場合、ＩＰＤ動作を必要としない程度に庫内温度が冷却されている状況か、又は、既に定常運転に移行している状況であると考えられる。一方、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉの通算期間ｔｉｎｓ（１）が規定期間ｔ（ｔｈ１）を超過してしまう場合、ＩＰＤ動作回転数設定処理が起動されるに至った妥当性が確認されたことになり、この場合には、主たるＩＰＤ動作、即ち、以下説明する上昇回転数設定処理に移行した方が好ましい。本実施例では、この技術的事情を利用し、これらを区別する適切な値として規定期間ｔ（ｔｈ１）が設定されるのである。

従って、本実施例によると、モータ制御装置１００では、上限温度Ｔｈ１より上の温度状況を把握せずとも、規定期間ｔ（ｔｈ１）を基準としてＩＰＤ動作が必要であるか否かの判断が可能となる。

先にも説明したように、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉに設定された場面での通算期間ｔｉｎｓ（１）がタイムアップすると、上昇回転数設定処理が機能する。ここで、上昇回転数設定処理は、処理Ｓ１０５〜処理Ｓ１０８によって構成される。このうち、第１の切換回転数設定処理Ｓ１０５は、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉの直後の設定回転数を与えるもので、上述した始動回転数ωａによってコンプレッサモータを運転させる。

かかる始動回転数ωａは、第２の運転時間計測処理Ｓ１０６にて、その通算時間ｔｉｎｓ（２）が規定期間ｔ（ｔｈ２）へ達したか否か判定される。尚、この回転数ωａの閾値として与えられる規定期間ｔ（ｔｈ２）は、１５〔ｍｉｎ〕に設定される。

処理Ｓ１０６の進行中にあっても、通算期間ｔｉｎｓ（２）のタイムアップが監視されつつ、これと並行して、庫内温度が下限温度Ｔｈ２へ達したかについても監視される（Ｓ１０７）。仮に、庫内温度が下限温度Ｔｈ２へ達した場合には、コンプレッサモータを停止Ｓ１１０させ、所定の運転情報をメモリ回路へ記録させる（Ｓ１１１）。

一方、始動回転数ωａについての通算時間ｔｉｎｓ（２）が規定期間ｔ（ｔｈ２）を迎えてしまうと、第２の切換回転数設定処理Ｓ１０８によって、変更回転数ωｂに設定される。そして、この変更回転数ωｂの通算期間についてもタイムアップを迎えると、更に高回転の変更回転数へと切換えられる。尚、本実施例に係る始動回転数ωａ及び変更回転数ωｂは、上昇設定幅Δωが５００〔ｒｐｍ〕に設定されている。

本実施例では、４５００〔ｒｐｍ〕を上限として、変更回転数ωｂの段階的な上昇を繰返す。この上限の設定回転数を、以下、最高変更回転数ωｂｈと呼ぶこととする。このように、本実施例によれば、変更回転数ωｂについて上限値を設定することで、ＣＯＰ値を悪化させない配慮が為されている。

そして、本実施例では、これまでの工程の何処かのタイミングで庫内温度が下限温度Ｔｈ２へ達し、この情報によってコンプレッサモータを停止させ（Ｓ１１０）、ＳＴＥＰ（１）で把握された運転情報を記録し（Ｓ１１１）、ＩＰＤ動作回転数設定処理がスリープ状態へ移行する。

ここで、運転情報には、オン動作期間情報Δｔｃ１，最終設定回転数情報ωｒｅｃ１，この他、ＩＰＤ運転が完了した履歴情報が設けられても良い。また、本実施例での最終設定回転数情報ωｒｅｃ１とは、時刻ｔ１ｃの直前まで設定されていた回転数を指す。また、後述するモード情報も、この運転情報に含まれる。

上述の如く、本実施例に係るＩＰＤ運転回転数設定処理によると、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉに与えられた規定期間ｔ（ｔｈ１）は、自動上昇する設定回転数ωｐの各々に与えられた規定期間ｔ（ｔｈ２）よりも長期間とされる。これによれば、庫内温度の冷却勾配が多少緩慢であっても、本システムにとって貴重な情報（下限温度Ｔｈ２に達したとする情報）を入手しやすくなる。従って、少ない温度情報に基づいて回転数設定を行う本システムでは、この情報を頼りに庫内温度の変化率が把握され、ＩＰＤ運転の要否が適正に判断されることとなる。

また、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉは、「１５００〔ｒｐｍ〕≦ωｉ≦３０００〔ｒｐｍ〕」の範囲に設定されるのが好ましい。これによれば、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉは、冷却作用を極端に低下させた場合に比べてＩＰＤ運転動作期間の冗長化を避けられるし、当初から高回転数へ設定するよりもＳＴＥＰ（１）でのＣＯＰ値上昇を抑制させることに貢献する。

尚、コンプレッサモータの設定回転数は、非常時のフェールセーフとして、非常時設定回転数による運転モードが設けられている。かかる非常時設定回転数は、庫内温度を十分に冷却できない回転数、例えば、１２００〔ｒｐｍ〕程度の回転数とされる。このような回転数が設定される場合、冷凍冷蔵庫では、冷却作用を十分発揮できなくなり、冷却勾配を示す貴重な情報（下限温度Ｔｈ２に達したとする情報）の取得が困難となる。また、かかる低回転から段階的に上昇させる場合、設定回転数の上昇回数を増やさなくてはならず、結果として、ＩＰＤ運転期間の長期化を招いてしまう。従って、本実施例では、ＩＰＤ検出用回転数ωｉが素早く適正回転数に達するように、非常時設定回転数よりも十分大きな値に設定されるのである。

本実施例は、ＩＰＤ動作時の回転数設定に関する技術であって、先に説明した実施例１の改変例である。以下、図５及び図６を参照して説明する。先ず、図５には、本実施例に係るＩＰＤ動作回転数設定処理のフローチャートさ示されている。当該処理Ｒ１００には、回転数上昇可否判定処理Ｓ１１２と、第３の切換回転数設定処理Ｓ１１３とが追加構成されている。

説明の前提として、最高変更回転数ωｂｈ（本実施例では、４５００〔ｒｐｍ〕）に設定されている場面で、上昇回転数設定処理が行われているものとする。この場面で、回転数ωｂｈの通算期間ｔｉｎｓ（２）が規定期間ｔ（ｔｈ２）へ達したことを確認すると（Ｓ１０６）、回転数上昇可否判定処理Ｓ１１２が機能し、更なる回転数の上昇が可能であるか否かを判定する。但し、この場面では、これより設定回転数を上昇できないので、第３の切換回転数設定処理Ｓ１１３が機能し、現場面より低回転の設定回転数に設定される。

通常、設定回転数を十分上昇させても庫内温度が冷却されない状況下では、熱負荷と冷却能力のミスマッチ，冷媒不足等が原因と考えられる。しかし、想定外の甚大な故障を招いている惧れもあるので、本実施例では、これを回避する動作として、設定回転数を低下させている。

かかる場面の設定回転数は、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉよりも低回転に設定されるのが好ましい。そもそも、ＩＰＤ状態検出回転数ωｉは、「下限温度Ｔｈ２に達した旨の情報取得」を目的としているところ、フェールセーフとして設けられる回転数とは馴染まない。即ち、本実施例に係る処理Ｓ１１３がこのような設定回転数を選んでいるのは、故障個所の悪化を防ぎ且つこれに伴う事故回避を優先させるべきだからであって、これが守られる範囲でコンプレッサモータを駆動させるという思想が之にある。

かかる事情により、処理Ｓ１１３で設定される回転数は、１５００〔ｒｐｍ〕以下であるのが望ましく、本実施例によれば、其の設定回転数が１２００〔ｒｐｍ〕、即ち、非常時設定回転数に設定される。これによれば、コンプレッサモータに著しい負荷を強いることも無く、庫内温度の上昇を幾分でも抑え貯蔵物の品質低下を遅らせることに貢献する。

本実施例では、定常運転時における回転数設定について説明する。図７は、本実施例に係る回転数設定処理、即ち、定常時回転数設定処理Ｒ１００が示されている。定常時回転数設定処理Ｒ１００は、オン動作が再開される毎に起動され、定常運転で制御される期間についてこの動作が繰り返される。

かかる処理Ｒ１００が起動されると、先ず、第１の運転情報記録処理Ｓ１１１ａが実施される。当該処理Ｓ１１１ａでは、直前のオフ動作期間が記録された情報（以下、オフ動作期間情報Δｔｓと呼ぶ）をメモリ回路へ記録させる。この「第１の運転情報」は、先に説明した運転情報に属する情報であって、後述するモード設定の際に利用されるものである。

処理Ｓ１１１ａが完了すると、始動回転数設定処理Ｓ１０１が実行される。この処理Ｓ１０１は、設定回転数ωｐのうち始動回転数ωａを決定させ、当該回転数ωａにてコンプレッサモータを運転させる。本実施例での処理Ｓ１０１は、メモリ回路に記録された運転情報のうち直近の最終設定回転数情報ωｒｅｃを抽出し、この値を始動回転数ωａの設定値としてコンプレッサモータを運転させる。従って、処理Ｓ１０１では、直前の最終設定回転数情報ωｒｅｃが適正であれば、始動回転数ωａがこの回転数情報ωｒｅｃに一致することになる。

処理Ｓ１０１が完了すると、変更モード設定処理Ｓ１０２が実行される。但し、本実施例に係る処理Ｓ１０２では、ＩＰＤ動作での処理Ｓ１０２とは異なり、所定の判定ロジックによって上昇モードとするか下降モードとするかが決定される。尚、モード設定に係る判定ロジックについては、追って詳述することとする。

本実施例では、処理Ｓ１０２の後、第４の運転時間計測処理Ｓ１１４が実行される。当該処理Ｓ１１４では、始動回転数ωａまたは変更回転数ωｂについての通算期間ｔｉｎｓ（４）を計測する。そして、当該処理Ｓ１１４では、比較基準である規定期間ｔ（ｔｈ４）が設定されており、通算期間ｔｉｎｓ（４）と規定期間ｔ（ｔｈ４）との比較を行う。尚、ここでは、基準期間ｔ（ｔｈ４）が１５〔ｍｉｎ〕に設定されていることとする。

ここで、通算期間ｔ（ｔｈ４）が規定期間ｔ（ｔｈ４）に達すると、第４の切換回転数設定処理Ｓ１１５によって所定設定幅Δωを加算又は減算させ、再度、処理Ｓ１１４が実行される。より具体的に説明すると、処理Ｓ１１５では、上昇モードが設定されているとき、設定回転数ωｐに設定幅Δω１（例えば、Δω１＝５００ｒｐｍ）を加算させる。また、下降モードが設定されているとき、設定回転数ωｐに設定幅Δω２（例えば、Δω２＝１００ｒｐｍ）を減算させる。即ち、本実施例では、設定回転数のシフトアップ又はシフトダウンといった動作を、１５〔ｍｉｎ〕毎に繰り返し行うことになる。

また、温度情報監視処理Ｓ１０７は、処理Ｓ１１４でのタイムチェックと並行して、庫内温度が下限温度Ｔｔｈ２まで低下したか否かを判定する。そして、当該処理Ｓ１０７では、ある設定回転数ωｐでの通算期間計測中に庫内温度が下限温度Ｔｔｈ２まで低下すれば、上述したシフト変更に関する動作を中断させ、その後、コンプレッサモータを停止させ（Ｓ１１０）、第２の運転情報に関する記録処理を実施させる（Ｓ１１１ｂ）。

尚、第２の運転情報には、オン動作期間情報Δｔｃ，最終設定回転数情報ωｒｅｃ，モード変更に関する情報等が含まれる。特に、これら情報は、処理Ｒ１００の起動中に取得された情報である。例えば、最終設定回転数情報ωｒｅｃにあっては、起動中の処理Ｒ１００での最後尾の設定回転数、即ち、コンプレッサモータがオフ動作へ移行する直前の設定回転数である。

上述の如く、本実施例に係る定常時回転数設定処理によると、始動回転数ωａが最も直近の最終設定回転数と一致するよう制御される。このため、起動中の定常時回転数設定処理では、最新の熱負荷の状態を反映させることとなり、定常運転が進行するにつれ始動回転数ωａの設定値が熱負荷の状況に追従することとなる。また、このような始動回転数ωａの制御によって、其の後段で設定される変更回転数ωｂの大幅な変更を避けることができるので、定常運転におけるオン動作期間の冗長化を回避できる。

尚、本実施例では、処理Ｒ１００で設定される始動回転数ωａを、「始動回転数ωａ＝直近の最終設定回転数」としている。しかし、これに限らず、処理Ｒ１００で設定される始動回転数ωａを、最終設定回転数に基づいて算出するようにしても良い。例えば、処理Ｒ１００で設定される始動回転数ωａは、最終設定回転数に所定値だけオフセットさせた値としても良く、最終設定回転数を用いた適宜の関数で算出されるようにしても良い。

ここで、下降モードでの設定回転数に着目すると、下降モードでの設定幅Δω２は、其の値が１００〔ｒｐｍ〕に設定されているところ、上昇モードでの設定回転数Δω１（５００〔ｒｐｍ〕）より小さく設定されることになる。これによれば、下降モードにおける設定回転数の自動変更が慎重に進められ、熱負荷を冷却するに足る設定回転数から逸脱して当該設定回転数が低回転となる危険度を低下させている。

これは、設定幅Δω２が全ての設定回転数Δω１より小さく設定されているのが好ましいが、必ずしも之が守られるべきものではない。例えば、上昇モードの設定幅Δω１については複数の設定値が与えられることもあるので、其のうちの主たる設定幅Δω１よりもΔω２の設定値が小さければ、上述した効果は確実に現れる。即ち、かかる効果を生じせしめるにあたって、設定幅Δω２が全ての設定回転数Δω１より小さく設定されていることは、絶対的な条件足り得ないのである。然るに、設定幅Δω２は、複数準備されているうちの何れかのΔω１よりも小さければ、上述した効果が其の範囲において奏されることとなる。

また、始動回転数ωａが直前の最終設定回転数ωｒｅｃによって決定される処理も、熱負荷を冷却するに足る設定回転数（これを、理想設定回転数と呼ぶ）から逸脱させない動作へ恩恵を与えている。仮に、オン動作のスタート時（再開時）に設定される始動回転数ωａが、理想設定回転数から低回転側に大きく逸脱して設定されているとする。そうすると、下降モードの場合、その直後の変更回転数ωｂは当該回転数ωａから段階的に低下していくので、理想設定回転数との差が短まることはない。これに対して、本実施例では、始動回転数ωａが直前の最終設定回転数ωｒｅｃに追従するので、理想設定回転数との差は抑えられることになる。加えて、設定幅Δω２が小さく設定されていることも加味すれば、理想設定回転数との差が効果的に抑えられることは容易に理解できよう。

更に、本実施例では、下降モードで設定回転数が自動変更される場合、この動作が繰り返される条件が続いても、設定回転数が１５００〔ｒｐｍ〕に達するとこの回転数（以下、臨界回転数と呼ぶ）で維持されることとなる。このような動作も、理想設定回転数から逸脱させない対策の一つである。何故なら、本実施例では僅かな温度情報を頼りに回転数の設定を行っているので、正しいモード設定を選択できないことも起こり得る。従って、連続して設定回転数を低下させる動作が継続する場合には、設定中の回転数が理想設定回転数から大きく逸脱している確率が高い。

このため、本実施例では、臨界回転数を設けて、設定中の回転数と理想設定回転数との乖離拡大を防いでいる。また、臨界回転数が設けられているからこそ、その前段で、下降モードを設けることが許されるわけである。尚、臨界回転数は、始動回転数よりも低回転であって、且つ、非常時設定回転数よりも高回転であるのが好ましい。このような回転数とされることで、消費電力を抑える回転域まで下降モードが機能し、且つ、下降モード中の冷却作用が著しく損なわれることも回避できる。

そして、本実施例では、僅かな温度情報しか入手できないにも関わらず、上述した様々な工夫によって下降モードの採用を可能とさせている。従って、本実施例では、適切な場面で設定回転数を低下方向へ自動変更できるので、食品貯蔵物の保存状態が守られた上で、コンプレッサモータの電力消費をも抑えることが可能となる。

ここでは、上述した実施例１〜実施例３について、設定回転数を自動的に上昇させるか下降させるかを決定するモード選定処理について説明する。尚、冷却制御のフェーズとは、庫内の冷却過程を示すものであり、上述した、ＩＰＤ動作及び定常運転動作等がこれに相当する。また、定常運転動作については、その場面毎に、異なるフェーズとして認識される場合もある。

先ず、ＩＰＤ動作時のモード選定について、図４（ｂ）を参照して説明する。同図には、変更モード選定記録処理Ｒ２００が示されている。この変更モード選定記録処理Ｒ２００は、第３のモード選定処理Ｓ２０１、モード情報記録処理Ｓ２０２〜Ｓ２０３、によって構成される。

第３のモード選定処理Ｓ２０１は、コンプレッサモータのオフ動作移行直前に設定されていた最終設定回転数情報ωｒｅｃに基づいて、設定回転数ωｐを自動上昇させる上昇モード、又は、設定回転数ωｐを自動下降させる下降モード、の何れとするかを選定する。特に、本実施例では、最終設定回転数情報ωｒｅｃについての閾値情報ωｔｈが「ωｔｈ＝３５００」として与えられており、実際の最終設定回転数情報ωｒｅｃが閾値情報ωｔｈより大きい場合、熱負荷が大きいとして、冷却作用に有利な上昇モード情報を選択・記録する（Ｓ２０２）。また、実際の最終設定回転数情報ωｒｅｃが閾値情報ωｔｈより小さい場合、熱負荷が小さいとして、節電に有利な下降モード情報を選択・記録する（Ｓ２０３）。

このモード情報は、オフ動作期間に入ってからモード選定処理が実施される為、当該オフ動作期間の次に到来するオン動作期間の制御に反映される。当該モード選定処理は、他の処理によってＢＵＳＹ状態であれば、変更回転数ωｂの開始前までに選定結果が得られていれば良い。これらの事項は、定常運転時のモード選定処理にあっても同様である。

ＩＰＤ動作に関する場面（フェーズ）では、入手できる情報が非常に限られているので、最終設定回転数情報ωｒｅｃのみに基づいてモード選定が行われる。このように、本実施例では、ＩＰＤ運転時には最も簡素な情報を用いて、モード選定できるような工夫が施されている。

次に、定常運転時のモード選定について、図８を参照して説明する。同図には、変更モード選定記録処理Ｒ２１０が示されている。この変更モード選定記録処理Ｒ２１０は、第２のモード選定処理Ｓ２１０、モード情報記録処理Ｓ２１３〜Ｓ２１５、によって構成される。尚、定常運転時に現れるオン動作期間のうち、先のオン動作期間を第１のオン動作期間ｔｏｎ１と呼び、これより後のオン動作期間を第２のオン動作期間ｔｏｎ２と呼ぶ。但し、この呼び方は、所定の２つのオン動作期間について相対的な関係を表現したに過ぎず、第２のオン動作期間ｔｏｎ２の後に第３のオン動作期間ｔｏｎ３が現れる場合、ここでの第２のオン動作期間が特許請求の範囲における第１のオン動作期間に相当し、ここでの第３のオン動作期間が特許請求の範囲における第２のオン動作期間に相当する。

第２のモード選定処理Ｓ２１０は、処理Ｓ２１１及び処理Ｓ２１２から構成され、この各々は、第１のオン動作期間ｔｏｎ１と第２のオン動作期間ｔｏｎ２との比較値に基づいて、上昇モード又は下降モードの何れか一方を選定する。処理Ｓ２１１では、閾値Δｔｈ１が与えられ、「ｔｏｎ２≧ｔｏｎ１＋Δｔｈ１」のとき上昇モードを選定し、処理２１３では、この情報モードが選択された旨のモード情報を記録する。一方、処理Ｓ２１１では、「ｔｏｎ２＜ｔｏｎ１＋Δｔｈ１」のとき、処理Ｓ２１２に対し後段の選定処理を委ねる。

処理Ｓ２１２は、閾値Δｔｈ２が与えられ、「ｔｏｎ２＜ｔｏｎ１−Δｔｈ２」のとき下降モードを選定し、処理２１４では、この情報モードが選択された旨のモード情報を記録する。一方、「ｔｏｎ２≧ｔｏｎ１−Δｔｈ２」のとき、処理Ｓ２１５へ移行され、其処では、モード情報の変更を行わず、そのままのモード情報が維持される。

このように、本実施例に係る第２のモード選定処理Ｓ２１０は、第２のオン動作期間ｔｏｎ２が第１のオン動作期間ｔｏｎ１よりも幾分増加している場合、即ち、オン動作時間ｔｏｎが継時的に増加方向へ変化していれば、熱負荷の冷却が不十分であるとして、上昇モードを選択する。また、第２のオン動作期間ｔｏｎ２が第１のオン動作期間ｔｏｎ１よりも幾分減少する場合、即ち、オン動作時間ｔｏｎが継時的に減少方向へ変化すれば、熱負荷が十分に冷却されたとして、下降モードを選択する。また、オン動作期間ｔｏｎの変化が微量の場合には、設定中の変更モードが適切であるとして、其のモード設定を維持させる。

上述の如く、本実施例では、オン動作期間の比較値に基づいて、モードの選定が行われる。但し、この比較値は、本実施例のように差分値に限られることなく、「ｔｏｎ２／ｔｏｎ１」のような期間の変化を割合で示したパラメータであっても良い。

この処理Ｓ２１０は、オン動作期間ｔｏｎがメモリ回路に２個以上記録されている場面（フェーズ）で機能させることができる。また、後述するオフ動作期間ｔｏｆｆについての記録情報が整っていない場面で利用することも有用である。また、本実施例に係るモード選定処理Ｓ２１０では、２つのオン動作期間の情報を有効活用することで、当該モード選定処理における選定結果が妥当なものとなる。

特に、双方のオン動作期間ｔｏｎ１及びｔｏｎ２は、オフ動作期間を挟んで連続する動作期間であるのが好ましい。これにより、モード選定処理Ｓ２１０は、最も直近の情報に基づいてモード選定することになるから、其の時における温度変化の状況を正確に把握でき、上述選定結果の妥当性がより確かなものとなる。

次に、定常運転時の他のモード選定について、図９を参照して説明する。同図には、変更モード選定記録処理Ｒ２２０が示されている。この変更モード選定記録処理Ｒ２２０は、第３のモード選定処理Ｓ２２０、モード情報記録処理Ｓ２２３〜Ｓ２２５、によって構成される。尚、定常運転時に現れるオフ動作期間のうち、先のオフ動作期間を第１のオフ動作期間ｔｏｆｆ１と呼び、これより後のオフ動作期間を第２のオフ動作期間ｔｏｆｆ２と呼ぶ。

第１のモード選定処理Ｓ２２０は、処理Ｓ２２１及び処理Ｓ２２２から構成され、この各々は、第１のオフ動作期間ｔｏｆｆ１と第２のオフ動作期間ｔｏｆｆ２との比較値に基づいて、モード選定を実施する。処理Ｓ２２１では、閾値Δｔｈ４が与えられ、「ｔｏｆｆ２＜ｔｏｆｆ１−Δｔｈ４」のとき上昇モードを選定し、選定されたモード情報が処理Ｓ２２３にて記録される。一方、「ｔｏｆｆ２≧ｔｏｆｆ１−Δｔｈ４」のとき、処理Ｓ２２２に対し後段の選定処理を委ねる。

処理Ｓ２２２は、閾値Δｔｈ３が与えられ、「ｔｏｆｆ２≧ｔｏｆｆ１＋Δｔｈ３」のとき下降モードを選定し、選定されたモード情報が処理Ｓ２２４にて記録される。一方、「ｔｏｆｆ２＜ｔｏｆｆ１＋Δｔｈ３」のとき、モード情報の変更を行わずそのまま維持される。

このように、本実施例に係る第１のモード選定処理Ｓ２２０は、オフ動作時間ｔｏｆｆが継時的に減少方向へ変化していれば、熱負荷が十分に冷却されたとして、下降モードを選択する。また、オフ動作時間ｔｏｆｆが継時的に増加方向へ変化すれば、熱負荷の冷却が不十分であるとして、上昇モードを選択する。また、オフ動作期間ｔｏｆｆの変化が微量の場合には、其のモード設定が維持される。

本実施例に係る処理Ｓ２３０は、オフ動作期間ｔｏｆｆがメモリ回路に２個以上記録されている場面（フェーズ）で機能させることができる。また、前述したオン動作期間ｔｏｎについての記録情報が整っていない場面で利用することも有用である。特に、オフ動作期間ｔｏｆｆは、当該期間直後のオン動作期間にとって、最も直近の熱負荷状態を現すものである。このため、モード選定処理Ｓ２２０は、モード情報の選定結果を更に妥当なものとさせる。

特に、双方のオフ動作期間ｔｏｆｆ１及びｔｏｆｆ２は、オン動作期間を挟んで連続する動作期間であるのが好ましい。これにより、モード選定処理Ｓ２２０は、最も直近の情報に基づいてモード選定することになるから、其の時における温度変化の状況を正確に把握でき、上述選定結果の妥当性がより確かなものとなる。

上述の如く、本実施例に係るモータ制御装置１００によると、モード選定に係る選定ロジックが冷却制御の各フェーズに対応しているので、僅かな情報しか取得できなくても、この状況下に相応しいモード選定処理が適用され、これにより、適切なモード設定が可能となる。また、フェーズの進行に応じて入手可能な情報が増えると、其の情報を有効に利用してモード選定が行われるので、モード選定に関する妥当性が確かなものとなる。

通常は、熱負荷の熱量及び熱リーク量を想定して設定回転数が設けられる為、下降モードの際に、冷却作用の吸熱量が熱負荷の熱量を下回らないように配慮されている。しかし、熱負荷を庫内へ投入するタイミング，パッキン劣化に伴う熱リークの上昇，又は，外気温の異常上昇等が原因し、下降モード中の冷却作用では熱負荷を十分に冷却できない場合が稀に生じる（図１１（ａ）参照）。本実施例では、このような不具合を解消する為、定常運転の動作について以下の工夫が施されている。

以下、図１１（ｂ）及び図１２を参照して、本実施例に係る回転数設定処理について説明する。尚、本実施例は、下降モードでの課題を解決させる技術であるところ、この下降モードについてのみ説明を行う。また、本実施例では、変更回転数設定処理が、処理Ｓ１０７，処理Ｓ１１４〜Ｓ１１８から構成されるものとする。

先の定常運転に係る実施例と同様、本実施例では、ＳＴＥＰ（Ｍ）のオン動作期間の開始時刻に達すると、直前のオフ動作期間を記録し（Ｓ１１１ａ）、始動回転数ωａにてオン動作を開始する（Ｓ１０１）。尚、本実施例では、始動回転数ωａが３０００〔ｒｐｍ〕であるとする。また、変更モード設定処理Ｓ１０２では、下降モードが設定されていることとする。

その後、始動回転数ωａの運転についての期間ｔｉｎｓ（４）が計測され（Ｓ１１４）、期間の満了（規定期間ｔ（ｔｈ４））を迎えると、始動回転数ωａから変更回転数ωｂへと切換えられる（Ｓ１１５）。本実施例にあっても、変更回転数ωｂを下降させる設定幅Δωが１００〔ｒｐｍ〕とされており、この場面では、３０００〔ｒｐｍ〕から規定期間のタイムアップ毎に１００〔ｒｐｍ〕ずつ低下する。また、ここでの規定期間ｔ（ｔｈ４）は、１５〔ｍｉｎ〕に設定されている。

本実施例では、図１２に示す如く、第５の運転時間計測処理Ｓ１１６，第５の切換回転数設定処理Ｓ１１７，及び，処理Ｓ１１８が新たに追加されている。このうち、第５の運転時間計測処理Ｓ１１６は、期間に関する所定閾値Δｔσ５が与えられており、始動時刻ｔ（ｍ）を起算点とする積算期間Σｔｉｎｓを計数し、この積算期間Σｔｉｎｓが所定閾値Δｔσ５（所定積算期間）に達したか否かを判別する。即ち、第５の運転時間計測処理Ｓ１１６は、設定回転数が段階的に下降している期間を計数し、この期間について閾値判定を実施する。尚、本実施例では、所定積算期間Δｔσ５が３０〔ｍｉｎ〕に設定されており、この時刻の経過後に、第５の切換回転数設定処理Ｓ１１７が実施される。

当該処理Ｓ１１７は、所定積算期間Δｔσ５に達した時点での設定回転数よりも上昇させる。以下、処理Ｓ１１７で上昇設定される設定回転数を離脱設定回転数ωｃと呼ぶこととする。この離脱設定回転数ωｃは、この処理が機能してから５００〔ｒｐｍ〕上昇するように、離脱時設定幅が与えられている。従って、下降モードにて設定回転数を下降させるときの設定幅Δω（下降側設定幅）よりも、上昇側に転じる離脱設定幅の方が大きく与えられているので、冷却作用が十分に機能しない場面でも、これを一気に解消させ、其の冷却作用を適正な状態へ逸早く回復させることができる。

尚、離脱時回転数ωｃの設定にあたっては、上述した手法の他、当該離脱時回転数ωｃを始動回転数ωａに一致させることも有用である。始動回転数ωａは、直前のオン動作期間にて下限温度Ｔｈ２へ冷却させた適正温度であるところ、熱負荷が急激に変化しない限り、この設定回転数ωａに戻すことで、前回同様の冷却作用が発揮されると予測できるからである。また、これによれば、離脱時回転数ωｃへ転じる迄の設定回転数の低下量を抑えることで、必要最小限の設定変更にして十分な冷却作用を回復させ得る。

本実施例は、上述した定常運転時における回転数設定処理の一部が変更されている。本実施例に係る定常時回転数設定処理Ｒ１００は、オン動作の開始当初に設定されるモード設定（Ｓ１０２）に応じてその後の処理が異なるものとされる。以下、オン動作当初に上昇モードが設定される場合、第１の定常時回転数設定処理Ｒ１０１による回転数設定が実施されるものとし（図１３参照）、オン動作当初に下降モードが設定される場合、第２の定常時回転数設定処理Ｒ１０２による回転数設定が実施されるものとする（図１４参照）。

第１の定常時回転数設定処理Ｒ１０１は、実施例３（図７）と比較して、第４の運転時間計測処理Ｓ１１４の代わりに第６の運転時間計測処理Ｓ１２０が設けられている。また、第４の切換回転数設定処理Ｓ１１５の代わりに第６の切換回転数設定処理Ｓ１２１が設けられている（図１３参照）。

第６の運転時間計測処理Ｓ１２０は、始動回転数ωａの運転についての通算期間ｔｉｎｓ（６）が計測され（Ｓ１２０）、また、この期間に関するパラメータに対し複数の閾値が設定されている。この複数の閾値は、其の性質の違いが考慮されて設けられたものであって、本実施例では規定期間情報ｔ（ｔｈ６ｐ）と変動期間情報ｔ（ｔｈ６ｑ）とから成る。これら複数の閾値情報は、熱負荷状態の解析ツールとして準備されるものである。

規定期間情報ｔ（ｔｈ６ｐ）は、特許請求の範囲における第１の閾値を現す情報であって、予め設定された固定的な時刻又は期間を現す情報である。一方、変動期間情報ｔ（ｔｈ６ｑ）は、実際の熱負荷に応じて定まる変動的な情報であって、特許請求の範囲における第２の閾値に属する閾値情報である。このように、双方の閾値情報は、熱負荷状態を解析する情報であることに変わりはないが、絶対的な値として閾値を与えるか又は相対的な値として閾値を与えるかといった性質上の違いがある。

第１の定常時回転数設定処理Ｒ１０１では、上述した期間経過のパラメータに対する比較基準、即ち、閾値情報が複数設定される。この為、当該パラメータｔｉｎｓ（６）と閾値情報との比較結果も複数取得される。そして、測定された通算期間ｔｉｎｓ（６）が上記の何れか一方（又は、双方）に達していれば、処理Ｓ１２１へ移行させ、設定回転数を一段階シフトアップさせる。

このように、本実施例に係る定常時回転数設定処理Ｒ１０１は、限られた温度情報に基づいて作成される一のパラメータｔｉｎｓ（６）に対して、複数の閾値情報を設定する処理が構成されている。従って、本実施例によると、異なる性質の閾値情報を用いることで、一のパラメータに対する多面的な解析が可能となり、設定回転数の最適設定を実現させる。

例えば、本実施例では、直前のオフ動作期間（第１の期間パラメータ）が変動期間情報ｔ（ｔｈ６ｑ）として設定されている。一方、規定期間情報ｔ（ｔｈ６ｐ）が１５〔ｍｉｎ〕として設定されている。従って、本実施例では、直前のオフ動作期間（第１の期間パラメータ）が１５〔ｍｉｎ〕より著しく長かったとしても、規定期間情報ｔ（ｔｈ６）によって設定回転数のシフトアップが行われる。また、直前のオフ動作期間が１５〔ｍｉｎ〕より短かった場合、固定的閾値を用いた判定結果を待たずしても、変動的な閾値情報ｔ（ｔｈｑ）によって素早く回転数の設定変更を行える。このような相補的補完動作は、コンプレッサの冗長運転を防止できるので、デフロスト期間を確保するにあたりメリットとなる。

尚、本実施例では、コンプレッサモータのオフ期間が変動期間情報ｔ（ｔｈ６ｑ）とされている。このようにすることで、最も直前の情報を用いて回転数設定を行えるからである。しかし、直前のオフ動作期間の情報が得られない場合、オン動作期間を用いるようにしても良い。

次に、第２の定常時回転数設定処理Ｒ１０２は、実施例５（図１２）と比較して、第４の運転時間計測処理Ｓ１１４の代わりに第６の運転時間計測処理Ｓ１２０が設けられている。また、第４の切換回転数設定処理Ｓ１１５の代わりに第６の切換回転数設定処理Ｓ１２１が設けられている。また、第５の運転時間計測処理Ｓ１１６の代わりに第７の運転時間計測処理Ｓ１２２が設けられている。また、同処理Ｒ１０２では、実施例５における処理Ｓ１１７〜Ｓ１１８が除かれ、その代り、モード変更確認処理Ｓ１２３と上昇モード設定処理Ｓ１２４が追加されている。

第６の運転時間計測処理Ｓ１２０は、処理Ｒ１０１と同様、始動回転数ωａの運転についての通算期間ｔｉｎｓ（６）が計測され（Ｓ１２０）、この期間に関するパラメータに対し複数の閾値が設定されている。本実施例では、規定期間情報ｔ（ｔｈ６ｒ）と変動期間情報ｔ（ｔｈ６ｓ）とが設定され、これらの値は熱負荷を解析するツールとして適宜に与えられる。

本実施例では、直前のオフ動作期間の１／２倍（第２の期間パラメータ）が変動期間情報ｔ（ｔｈ６ｓ）として設定されている。一方、規定期間情報ｔ（ｔｈ６ｒ）が１０〔ｍｉｎ〕として設定されている。従って、本実施例では、第２の期間パラメータが１０〔ｍｉｎ〕より長かったとしても、規定期間情報ｔ（ｔｈ６ｒ）に基づいて設定回転数のシフトダウンが行われる。また、直前情報の期間パラメータが１０〔ｍｉｎ〕より短かった場合、固定的閾値情報を用いた判定結果を待たずして、変動的な閾値情報ｔ（ｔｈ６ｓ）によって素早く回転数の設定変更を行える。

第７の運転時間計測処理Ｓ１２２は、期間に関する所定閾値Δｔσ７が与えられており、始動時刻を起算点とする積算期間Σｔｉｎｓを計数し、この積算期間Σｔｉｎｓが所定閾値Δｔσ７（所定積算期間）に達したか否かを判別する。本実施例では、この所定積算期間Δσ７が「第１の期間パラメータの２倍」とされている。

従って、「処理Ｓ１２０→処理Ｓ１２１→処理Ｓ１２２」を繰返す一連の循環処理では、多面的な解析結果に基づいて設定回転数の最適設定が行われ、その後、処理Ｓ１２２では、積算期間Σｔｉｎｓが所定積算期間Δσ７へ達したか否かチェックする。

積算期間Σｔｉｎｓが所定積算期間Δσ７へ達すると、モード変更確認処理Ｓ１２３が実行される。このとき、第２の定常時回転数設定処理Ｒ１０２は、モード設定が下降モードに維持されていれば、処理Ｓ１２０に戻し、所定積算期間Δｔσ７に達するまでシフトダウン動作を期間経過毎に繰り返す。一方、同処理Ｒ１０２は、初めて所定積算期間Δｔσ７に達すると、モード設定を上昇モードへ切換え、設定回転数を一段シフトアップさせた上で、当該設定回転数の継続期間を測定する。更に、同処理Ｒ１０２は、既に上昇モードに設定されていれば、設定回転数のシフトアップ動作を期間経過毎に繰り返す。

上述の如く、本実施例によると、下降モードで運転中に上昇モードへ切換えて回転数設定を行えるので、既に行われた設定モードが現状の熱負荷に対応していなくとも、このモード切換によってモード設定ミスを解消させ、設定回転数の適正化を図ることができる。そして、かかる如く設定回転数のリカバリーが行われるので、庫内温度の上昇が最小限に抑えられ、好ましい状態で食品貯蔵物が保存されることとなる。

ここでは、より高度なモード設定処理について説明する。図１５には、本実施例に係る変更モード選定記録処理が示されている。この変更モード選定記録処理Ｒ２４０は、図示の如く、現モード判別処理Ｓ２３０と、第４のモード選定処理Ｓ２４０と、モード情報記録処理Ｓ２４２〜Ｓ２４６とから構成される。尚、変更モード選定記録処理Ｒ２４０は、オフ動作期間に入ってからモード選定処理が実施され、これによって選定されたモード情報は、当該オフ動作期間の次に到来するオン動作期間の制御に反映される。

現モード判別処理Ｓ２３０は、処理Ｓ２４０が起動される直前のオン動作期間ｔｏｎでの選定モード（以下、現選定モード又は現選定モード情報と呼ぶ）を把握する為、メモリ回路へアクセスし現選定モード情報を取得する。これにより、現モード判別処理Ｓ２３０では、現在のモード設定が上昇モードであるか下降モードであるかを把握する。

第４のモード選定処理Ｓ２４０は、現選定モードが上昇モードである場合に機能する処理Ｓ２４１と、現選定モードが下降モードである場合に機能する処理Ｓ２４４とから構成される。これらのモード選定処理Ｓ２４１及びＳ２４４は、メモリ回路に記録されている回転数変更情報を取得し、直近の設定回転数がどのように変更されたかを把握する。具体的には、設定回転数を上昇するように自動変更させて現在に至るか、又は、設定回転数を下降するように自動変更させて現在に至るか、何れであるかを把握する。

尚、この回転数変更情報は、設定回転数以外に特段設けられた情報に限られるものではない。例えば、メモリ回路に設定回転数の履歴が残されていたとすると、この直近の連続する２つの設定回転数を利用すれば、設定回転数が現在迄に変更した様を把握することが可能である。ここで記される回転数変更情報は、このように、設定回転数の変更過程を把握することのできるものであれば良い。また、回転数変更情報及び現選定モード情報については、先に説明した「運転情報」に属するものである。

モード情報記録処理Ｓ２４２〜Ｓ２４６は、選定結果に相当するモード選定情報をメモリ回路へ記録させる。具体的には、処理Ｓ２４２及び処理Ｓ２４６では上昇モードに相当するモード情報を記録させ、処理Ｓ２４３及び処理Ｓ２４５では下降モードに相当するモード情報を記録させる。

第４のモード選定処理Ｓ２４０は、現選定モードがどのように設定されているかという第１の条件と、設定回転数の変更過程に関する第２の条件と、の双方の条件を踏まえて次回のオン動作で反映される選定モードを決定する。即ち、第４のモード選定処理Ｓ２４０では、現選定モード情報と回転数変更情報との双方に基づいて、モード選定が実施されるのである。

本実施例によれば、例えば、現選定モードが上昇モードであり且つ設定回転数を上昇させてからオフ動作期間に入った場合、更なる冷却が必要と認められるので、上昇モードを設定し次回の運転期間に備える。また、現選定モードが上昇モードであり且つ設定回転数の上昇（シフトアップ）を行わずにオフ動作期間に入った場合、熱負荷が十分に冷却されたとして、下降モードを設定し次回の運転期間に備える。また、現選定モードが下降モードであり且つ設定回転数の上昇（シフトアップ）を実施してからオフ動作期間に入った場合、熱負荷が庫内へ投入された可能性があるので、上昇モードを設定し次回の運転期間に備える。また、現選定モードが下降モードであり且つ設定回転数を下降させてからオフ動作期間に入った場合、熱負荷は内部まで十分冷却されていると考えられるので、下降モードを設定し次回の運転期間に備える。

このように、本実施例に係るモード選定処理Ｒ２４０によると、異なる情報を有効に利用し、且つ、複数の判別処理を介してモード設定を行っているので、より細かな判定ロジックを取入れることが可能となり、モード選定に関する妥当性が更に確かなものとなる。

尚、上述した判定ロジックは、現モード判別処理Ｓ２３０と第４のモード選定処理Ｓ２４０との組合せに限定されるものではなく、実施例４に記される種々のモード選定処理を適宜に組合せ、モード選定に関する妥当性を更に確かなものとさせることができる。

また、上述した各種モード判定ロジックに対し、以下の「第５のモード選定処理Ｓ２５０」を組合せても良い（図１６参照）。この第５のモード選定処理Ｓ２５０は、オフ動作期間について、其の開始タイミングｔ０からの通算期間ｔｉｎｓ（ｆ）を計測している。また、第５のモード選定処理Ｓ２５０では、閾値ｔ（ｔｈｆ）が適宜に設定されており、これと通算期間ｔｉｎｓ（ｆ）とが比較され、モード設定が決定される（Ｓ２５１，Ｓ２５２）。

本実施例では、閾値ｔ（ｔｈｆ）が前回のオフ動作期間ｔｉｎｓ（ｅ）よりもΔｔだけ短期間側にオフセットされ、これを基準に、熱負荷が大きいか否か、即ち、熱負荷の冷却状態が判定される。このようなモード選定処理Ｓ２５０によれば、オフ動作期間中に新たな熱負荷が投入されたか否かが判別できるため、これを上述したモード判定ロジックの一つとすることは非常に有用である。

本実施例は、実施例３（図７），及び，実施例４（図４（ｂ），図８，図９）を利用した適用技術である。以下、これらの技術を前提とし、図１０を参照しながら本実施例についての説明を行う。図１０には、本実施例に係る複合ルーチンが示されている。複合ルーチンＲ３００は、実施例４にて説明されたモード選定記録処理Ｒ２００，Ｒ２１０，及び，Ｒ２２０と、実施例３にて説明された回転数設定処理Ｒ１００と、本実施例の特徴部である優先モード選定処理Ｓ３１０とから構成される。

モード選定記録処理Ｒ２００は、最終設定回転数ωｒｅｃに基づいてモード設定を実施する処理であって、これを、第３のモード選定記録処理Ｒ２００と呼び換える。また、モード選定処理Ｒ２１０は、オン動作期間ｔｏｎの増減変化に基づいてモード設定を実施する処理であって、これを、第２のモード選定処理Ｒ２１０と呼び換える。また、モード選定記録処理Ｒ２２０は、オフ動作期間ｔｏｆｆの増減変化に基づいてモード設定を実施する処理であって、これを、第１のモード選定記録処理Ｒ２１０と呼び換える。尚、同図に示される回転数設定処理Ｒ１００は、図７に沿って説明を行うが、これに限らず、他の箇所にて説明された回転数設定処理（図１２〜図１４等）であっても良い。

本実施例に係る複合ルーチンＲ３００は、モード選定記録処理Ｒ２００〜Ｒ２２０を具備しているところ、上昇モード又は下降モードといったモード設定を用いてコンプレッサモータの制御を行う。また、同複合ルーチンＲ３００は、モード選定記録処理Ｒ２００〜Ｒ２２０といった複数のモード選定記録処理が準備されている。

第１のモード選定記録処理Ｒ２２０は、オフ動作期間ｔｏｆｆを観測する第１のモード選定処理Ｓ２２０を具備したものである（図９参照）。当該第１のモード選定処理Ｓ２２０は、オフ動作期間ｔｏｆｆに関する閾値（選定基準）によって、モード情報の選定が行われる。第２のモード選定記録処理Ｒ２１０は、オン動作期間ｔｏｎを観測する第２のモード選定処理Ｓ２１０を具備したものである（図８参照）。当該第２のモード選定処理Ｓ２１０は、オン動作期間ｔｏｎに関する閾値（選定基準）によって、モード情報の選定が行われる。第３のモード選定記録処理Ｒ２００は、最終設定回転数をチェックする第３のモード選定処理Ｓ２００を具備したものである（図４（ｂ）参照）。当該第３のモード選定処理Ｓ２００は、設定回転数に関する選定基準によって、モード情報の選定が行われる。

このように、複数設けられたモード選定処理は、各々が個別の選定基準を有し、これに基づいてモード情報を選定・作成する。これらのモード情報は、先の実施例にて説明したように、各々がモード設定に係る一定水準以上の信憑性を具備した処理結果である。尚、モード情報の作成とは、モード情報を現すデータをメモリ回路又はＣＰＵのレジスタ等にデータ作成することを言う。

優先モード選定処理Ｓ３１０は、図示の如く、処理Ｓ３１１〜処理３１３によって構成される。このうち、処理Ｓ３１１は、第１のモード選定記録処理Ｒ２２０による直近のモード情報（第１のモード情報）が作成されていると、当該第１のモード情報を優先モード情報として設定させる（Ｓ３１３）。処理Ｓ３１２は、第２のモード選定記録処理Ｒ２１０による直近のモード情報（第２のモード情報）が作成されていると、第１のモード情報が優先モード情報でなければ、当該第２のモード情報を優先モード情報として設定させる（Ｓ３１３）。また、処理３１３では、第１のモード情報又は第２のモード情報の何れも取得できない場合、第３のモード選定記録処理Ｒ２００で作成されたモード情報（第３のモード情報）を優先モード情報として設定する。

第３のモード情報は、設定回転数による判定結果であるから、温度の変化速度を直接的に監視できる他のモード情報と比べて信憑性が幾分低くなる。一方、第１のモード情報は、オフ動作期間がオン動作期間よりも更に直近の情報を伝えるものであるから、第２のモード情報よりも信憑性が高いと考えられる。このように、モード情報の信憑性は、第１のモード情報が最高位であり、第２のモード情報が其の次の順位であり、第３のモード情報が第２の其れの後位となる。即ち、優先モード選定処理Ｓ３１０は、信憑性の高い順に一のモード情報を選択して、これを優先モード情報とするのである。

回転数設定処理Ｒ１００は、実施例３（図７）で説明したように、変更モード設定処理Ｓ１０２によってモード情報の確認が行われ、其のモード情報（上昇モード情報，下降モード情報）に基づいて回転数の変更モードを決定する。特に、本実施例によると、変更モード設定処理Ｓ１０２は、複数記録されているモード情報のうち、優先モード情報を抽出してこれをモード情報として設定回転数を自動変化させる。即ち、回転数設定処理Ｒ１００では、記録されているモード情報のうち優先モード情報が上昇モード情報である場合、設定回転数の自動変化を上昇モードにてシフトアップさせる。一方、上述した優先モード情報が下降モード情報である場合、設定回転数の自動変化を下降モードにてシフトダウンさせる。

上述の如く、本実施例に係るモータ制御装置１００によると、信憑性の優位なモード選定処理により選択されたモード情報を優先させるので、この情報に基づくモード設定は、熱負荷の状態に合致したものとなり回転数の最適設定に貢献する。また、このモータ制御装置は、複数のモード選定処理によってモード情報が各々作成され、これらのモード情報は、各々がモード設定に係る一定水準以上の信憑性を具備した処理結果であることに変わりない。従って、当該モータ制御装置は、最も信憑性の優位なモード選定処理の結果が得られない場合、次に準備されているモード情報を用いて熱負荷の状態に合致した制御を実現させる。

また、本実施例によると、モード情報が最も優先されるモード選定処理は、コンプレッサモータのオフ動作期間についての選定基準が与えられたものである。当該モード情報は、熱負荷の変化状態について最新の情報を反映させた情報となるので、これに基づいて実施される設定回転数の変更モードは、冷却作用を高めたいとき上昇モードを設定させ、冷却作用が十分であるとき下降モードを設定させるといったように、熱負荷に合致した設定が確実に行われる。

更に、本実施例によると、設定回転数又はＴｔｈ１〜Ｔｔｈ２へ至る期間に基づいてモード設定が行われるので、モータ制御回路１００では、少ない温度情報によって当該モード設定を実施することが可能である。従って、本実施例に係るモータ制御回路１００は、機械式サーモスタットを用いたシステムで有用である。

尚、本実施例では、第１のモード選定処理Ｓ２２０，第２のモード選定処理Ｒ２１０，及び，第３のモード選定処理Ｓ２０１の組合せによって、優先モード情報の設定を行っている。但し、特許請求の範囲に記載される技術的思想は、これに限定されるものでなく、種々の改変が可能である。例えば、図１７に示す如く、第１のモード選定記録処理Ｒ２２０の代わりに第５のモード選定記録処理Ｒ２５０を最優先のモード選定処理とし、第２のモード選定記録処理Ｒ２１０の代わりに第４のモード選定記録処理Ｒ２４０を其の後位のモード選定処理としても良い（実施例４参照）。

かかる場合にあっても、モード情報が最も優先されるモード選定処理は、コンプレッサモータのオフ動作期間についての選定基準が与えられたものである。従って、先に説明したように、設定回転数の変更モードでは、熱負荷に合致した設定が確実に行われる。

１００ コンプレッサモータ制御装置， １２０ 電力変換回路， １６０ 制御回路， １７０ 機械式サーモスタット， Ｒ１００ 回転数設定処理， Ｒ２００ モード選定記録処理， Ｒ３００ 複合ルーチン。

Claims (2)

1. 設定回転数を段階的に自動上昇させる上昇モード、又は、前記設定回転数を段階的に自動下降させる下降モード、を選定してコンプレッサモータを制御させる冷却機用コンプレッサモータ制御装置において、
   各々設けられた選定基準に基づいてモード情報を作成する複数のモード選定処理と、前記モード情報のうち何れか一方を優先モード情報として選択する優先モード設定処理と、前記優先モード情報に基づいてコンプレッサモータを駆動させる回転数設定処理と、を備えていることを特徴とする冷却機用コンプレッサモータ制御装置。
2. 前記優先モード情報を作成させたモード選定処理は、前記コンプレッサモータのオフ動作期間についての選定基準が与えられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却機用コンプレッサモータ制御装置。

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