JP2015183938A - 冷却機用コンプレッサモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＰＤ運転からヒステリシス制御運転への円滑的移行を実現させ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】上限値通過時刻の検出時刻である上限値通過時刻ｔｘ（ｆ１ａ）及び上限値通過時刻まで設定されていたＩＰＤ回転数よりも低い亜定常回転数が設定される亜定常化時刻ｔｙ（ｆ１ａ）は、「ｔｘ＝ｔｙ（特許請求の範囲における関係式２）」を満たしている。そして、この関係を満たすタイミングで、設定回転数ＮがＩＰＤ回転数から亜定常回転数へ切換設定される。これによると、設定回転数は、ＩＰＤ運転の状態から上限値温度Ｔｈ１まで低下すると直ちに冷却速度が鈍化されるので、亜定常回転数に関する期間Δｔｐが十分に確保される。この期間Δｔｐでは、亜定常回転数がＩＰＤ回転数より十分低いので、庫内温度低下に係る応答の余剰分を吸収し、極端なオーバーシュートが回避される。
【選択図】図５

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設定する際に用いて好適のものである。

例えば、特開２０１３−１８１７０２号公報（特許文献１）では、冷却期間（モータ運転期間）と放熱期間（モータ停止期間）との比率を調整させる技術が紹介されている。かかる技術は、ヒステリシス制御の一周期である冷却期間及び放熱期間を算出し、この算出結果を用いて冷却期間の比率を算出し、この比率が理想状態となるようコンプレッサモータの設定回転数を調整させている。かかる制御装置では、ヒステリシス制御の一周期に対する冷却期間を適宜に設定することで、消費電力の上昇を抑え、また、デフロスト効果を維持させる効果も齎される。

特開２０１３−１８１７０２号公報

しかしながら、特許文献１に係る技術では、冷却期間（モータ運転期間）と放熱期間（モータ停止期間）の双方を算出しなければ「冷却期間の比率」を算出することが出来ない。即ち、放熱期間の算出結果が算出されていなければ、冷却期間の算出結果だけでは「冷却期間の比率」を所望値へ追従させることができない。そうすると、冷凍冷蔵庫を電源投入した直後について、常温から目標温度へ急冷させる冷却期間（ＩＰＤ冷却期間）での要求冷却速度を、そのまま下限値温度まで維持させてしまうと、かかる場合の庫内温度は、下限値温度から低温側へオーバーシュートしてしまい、無駄なエネルギー消費を生じさせてしまう。このような制御では、「冷却期間の比率」を考慮に入れたヒステリシス制御への円滑的な移行に資さない。

本発明は上記課題に鑑み、ＩＰＤ運転からヒステリシス制御運転への円滑的移行を実現させ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、下限値温度まで温度低下した旨の下限値到達情報、上限値温度まで温度上昇した旨の上限値到達情報、及び、前記上限値温度よりも高い温度から温度低下して前記上限値温度に至った旨の上限値通過情報を取得するものであって、前記下限値到達情報及び前記上限値到達情報に基づいて、コンプレッサモータの停止動作と運転動作とを混成させ庫内温度をヒステリシス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、
前記下限値到達情報の検出時刻である下限値検出時刻をｔｚとし、前記上限値通過情報の検出時刻である上限値通過時刻をｔｘとし、前記上限値通過時刻まで設定されていたＩＰＤ回転数よりも低い亜定常回転数が設定される亜定常化時刻をｔｙとすると、
「関係式１：ｔｘ≦ｔｙ＜ｔｚ」を満たすタイミングで、前記コンプレッサモータの設定回転数を前記ＩＰＤ回転数から前記亜定常回転数へ切換設定することとする。

好ましくは、前記ＩＰＤ回転数から前記亜定常回転数へ切換設定されるにあたり、前記上限値通過時刻ｔｘ及び前記亜定常化時刻ｔｙは、「関係式２：ｔｘ＝ｔｙ」を満たしていることとする。

好ましくは、前記ＩＰＤ回転数は、前記設定回転数の中から選択され得る最も高回転の設定回転数であることとする。

好ましくは、前記亜定常回転数を設定する処理は、前記ＩＰＤ回転数が設定されていた期間についてのＩＰＤ温度変化速度を算出するＩＰＤ温度変化速度算出処理と、前記ＩＰＤ温度変化速度に基づいて前記亜定常回転数を設定する亜定常回転数設定処理と、を具備することとする。

好ましくは、前記亜定常回転数設定処理は、前記ＩＰＤ温度変化速度に基づいて基準回転数からのオフセット値を設定し、前記オフセット値を用いて前記亜定常回転数を設定することとする。

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、ＩＰＤ運転での冷却速度がヒステリシス制御運転の直前で緩和されるので、ＩＰＤ運転とヒステリシス制御運転との移行が円滑化される。

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。 実施の形態に係る回転数設定に関するフローチャート。 実施の形態に係る冷却速度と回転数との関係を示す図。 実施例に係る各種状態のタイムチャートを示す図。 実施例に係る回転数設定に関するフローチャート。 実施例に係る冷却速度と回転数との関係を示す図。

以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して具体的に説明する。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を介してサーミスタ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，回転数設定に関する処理ルーチンＲ１，設定回転数と温度変化速度との対応関係を記述したマップ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、例えば、放熱期間算出処理Ｓ０１，温度変化速度算出処理Ｓ０２，回転数設定処理Ｓ０３，時刻記録処理Ｓ０４といった処理を実現させる。

サーミスタ１７０は、下限値温度まで温度低下した旨の下限値到達情報、上限値温度まで温度上昇した旨の上限値到達情報、及び、前記上限値温度よりも高い温度から温度低下して前記上限値温度に至った旨の上限値通過情報を、電気信号によって出力する装置である。一般に用いられるサーミスタは、電子式サーミスタと呼ばれるものであって、数μｓｅｃ毎に其の温度状況を検出し、これを電気信号として出力する。このようなサーミスタでは、時間経過に応じて逐次温度が監視されるので、少なくとも、下限値到達情報，上限値到達情報，上限値通過情報が検出されることとなる。

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、サーミスタ１７０の出力信号に関係する。

即ち、サーミスタ１７０が上限温度Ｔｈ１に達した旨の信号（以下、上限値到達信号）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（運転動作）させ、庫内の冷却を開始させる。一方、サーミスタ１７０が下限温度Ｔｈ２に達した旨の信号（以下、下限値到達信号）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（停止動作）させる。このように、制御装置１５０は、停止動作（放熱期間の動作）と運転動作（冷却期間の動作）とを混成させ、庫内温度をヒステリシス制御させる。

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（冷却期間）」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（放熱期間）」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（ヒステリシス周期）をＳＴＥＰ（１）と呼び、その次に現れるヒステリシス周期を、順次、ＳＴＥＰ（２），ＳＴＥＰ（３），ＳＴＥＰ（４）と呼ぶこととする。

本実施の形態に係る設定回転数ωは、１５００〔rpm〕〜４５００〔rpm〕の範囲で選択されるものであって、後述する回転数設定処理Ｓ０３によって設定される。但し、冷凍冷蔵庫への電源投入直後の動作（Initial Pull Down Action／以下、ＩＰＤ動作と呼ぶ）に限っては、下限温度Ｔｈ２に至るまでに自動的に回転数を上昇方向へ切換えることができるよう、時間閾値等を用いた適宜のロジックが構築されている。ＩＰＤ動作に係る自動切換制御は、冷凍冷蔵庫に対する電源投入直後の冷却期間に限り実施される。一方、定常運転におけるコンプレッサモータの回転数制御は、以下のロジックによって制御されることとなる。

制御回路１５０は、冷凍冷蔵庫に電源投入してから最初の下限値温度情報を検出すると、ＩＰＤ動作に係る冷却期間が終了したとして、回転数設定に関する処理ルーチンＲ１を起動させる。当該ルーチンＲ１は、以後、下限温度情報の検出毎に起動することとなる。尚、庫内温度の推移については、図２の下段にてＴｗとして示されている。

図３に示す如く、ルーチンＲ１のうち放熱期間算出処理Ｓ０１は、下限値温度情報の検出時（ｔ１ｅ，ｔ２ｂ，ｔ３ｂ，・・・）を起算時として、次に到来する上限値温度情報の検出時（ｔ２ａ，ｔ３ａ，ｔ４ａ，・・・）に至る迄の期間（放熱期間Δｔｑ）を計数する。当然の如く、放熱期間Δｔｑは、庫内熱負荷及びリーク熱量に応じて増減することとなる。同図では、ＳＴＥＰ（１）について取得された吸熱期間をΔｔｑ１とし、ＳＴＥＰ（２）に対応する吸熱期間をΔｔｑ２とし、ＳＴＥＰ（３）に対応する吸熱期間をΔｔｑ３として示している。

制御回路１５０は、処理Ｓ０１の完了後、温度変化速度算出処理Ｓ０２を機能させる。当該処理Ｓ０２では、先に算出した放熱期間Δｔｑ１に基づいて、温度変化速度に関するパラメータを算出する。本実施の形態では、かかるパラメータｍが以下の式１によって算出される。
ｍ＝ΔＴ／Δｔｑ ・・・式１
ｍ ：温度変化速度に関するパラメータ
ΔＴ ：上限温度と下限温度との差（許容温度幅）
Δｔｑ：放熱期間

ここで、許容温度幅ΔＴは、予め測定すれば特定可能であるところ、既知の値であると理解されるものである。また、冷凍室内温度の通例として、下限温度は「−２０℃」程度に設定され且つ上限温度は「−１０℃」程度に設定されるので、これを頼りに許容温度幅ΔＴを想定することも可能である。何れにしても、許容温度幅ΔＴは既知の値である。従って、式１における右辺の全ての値が既知であるので、温度変化速度に関するパラメータｍが算出されることとなる。尚、特許請求の範囲における「温度変化速度に関するパラメータ」との意義は、本実施の形態で算出されるものに限らず、パラメータｍのディメンションを変える係数を与えたもの、又は、パラメータｍに補正値を与えたものも含まれる。

制御回路１５０は、処理Ｓ０２が完了すると、回転数設定処理Ｓ０３を実行させる。当該処理Ｓ０３では、先に算出したパラメータｍに基づいてコンプレッサモータの設定回転数に関する情報を特定する。以下、この具体例を説明する。

回転数設定処理Ｓ０３では、「設定回転数Ｎに関する情報」と「パラメータｍに関する情報」との対応関係が記述された情報群（以下、マップ情報と呼ぶ）を参照する。かかるマップ情報は、設定回転数Ｎ〔rpm〕とパラメータｍとの対応関係が、１００〔rpm〕の変化毎に記述されている。即ち、当該マップ情報は、図４に示す如く、設定回転数の特性線「Ｎ＝ｇ（ｍ）」を表すものであって、量子化誤差がＮ＝１００〔rpm〕の範囲に収まる解像度にて表現されていることを意味する。これによれば、パラメータｍが変化すると、これに応じて「設定回転数Ｎに関する情報」が変更され、実際に駆動されるコンプレッサモータの回転数が調整されることが解る。

そして、当該処理Ｓ０３では、このマップ情報の中からパラメータｍに対応する設定回転数情報を特定し、この情報をＣＰＵのデータレジスタへフェッチさせる。その後、後段処理におけるインバータの制御処理では、この設定回転数情報に基づいて、ＰＷＭ信号のＤＵＴＹ比を適宜に設定することとなる。

図４では、設定回転数Ｎと放熱速度ｍとの関係が示されている。ここで、放熱速度ｍとは、温度変化速度のうち負の領域に属するものであり、具体的には、放熱期間にて観測される実際の温度変化のスピードを意味する。即ち、温度変化速度が負のとき、其の観測対象は放熱期間であって、設定回転数に係る特性線は「Ｎ＝ｆ（ｍ）」を指す。一方、温度変化速度が正のとき、其の観測対象は冷却期間であって、設定回転数に係る特性線は「Ｎ＝ｇ（ｍ）」を指す。以下、温度変化速度が正の場合、これを冷却速度と呼び、これを表す特性線を冷却特性線「Ｎ＝ｇ（ｍ）」と呼ぶ。また、温度変化速度が負の場合、これを放熱速度と呼び、これを表す特性線を放熱特性線「Ｎ＝ｆ（ｍ）」と呼ぶこととする。

放熱速度ｍは、放熱期間Δｔｑに基づいて算出されるところ、実際に観測されているパラメータと言える。一方、冷却速度ｍは、予め実験等によって得られたデータであるので、その意味で、制御中に冷却速度ｍの其れ自身が算出されるのではなく、放熱期間における放熱速度ｍを、冷却期間における冷却速度ｍとして推定する情報として機能する。

これまでの処理を具体的に説明すると、処理Ｓ０１によって放熱期間Δｔｑが算出される。その後、図４に示す如く、処理Ｓ０２によって放熱速度ｍが「−０．４〔deg/min〕」との結果を得ると、これを冷却速度ｍに換算し、必要な冷却速度ｍとして「０．４〔deg/min〕」を得る。かかる後、処理Ｓ０３によって、マップ情報を参照して冷却速度「０．４〔deg/min〕」に対応する設定回転数情報「Ｎ＝３０００〔rpm〕」が特定される。これを見るに、本実施の形態にかかる回転数制御では、冷却期間の演算が排除されている点で、先に挙げた特許文献１の回転数制御と比べて、制御処理上のアルゴリズムが簡素化されていることが解る。

上述の如く、本実施の形態によると、予めデータ取得された温度変化速度なる情報を頼りに設定回転数を特定することができるので、「冷却期間の比率調整」に関するアルゴリズムの簡素化が図られ、冷却期間についての情報取得が不要となる。

また、このように特定された「設定回転数に関する情報」は、直後の冷却期間で反映されるよう、当該情報の算出後速やかにＰＷＭ信号の生成処理へ投じられるのが好ましい。これにより、コンプレッサモータの設定回転数は、直近の庫内熱負荷の状態が反映されるからである。

特に、本実施の形態によると、冷却特性線「Ｎ＝ｇ（ｍ）」の各パラメータｍは、放熱特性線「Ｎ＝ｆ（ｍ）」の各パラメータｍが「ｍ＝０」を対称線としてプロットされたものである。かかる場合の冷却速度ｍは、放熱期間の庫内条件と同一条件下にてコンプレッサモータを運転させた場合、冷却期間にあっても、放熱期間に一致する制御を実現させる冷却速度である旨を意味する。以下、放熱速度ｍが「ｍ＝０」を対称線としてプロットされた冷却速度ｍを、特定冷却速度と呼ぶこととする。

尚、庫内温度の条件とは、庫内の熱負荷の状態、気密性に関係する熱リークの状態、外気温度環境、といった条件を指す。これらの条件が等しければ、放熱期間の庫内条件と冷却期間の庫内温度とが同一条件である。従って、この条件が等しければ、放熱速度ｍの絶対値と等しい冷却速度ｍを選定すれば、放熱期間と同一の期間で冷却期間を満了させ得ることが想定できる。即ち、かかる冷却速度を実施できれば、放熱期間における温度変化の推移を時間的逆方向へ再現することが可能となる。

このため、本実施の形態に係る「設定回転数に関する情報」は、特定冷却速度と同一の冷却速度とさせるマップ情報に基づいて特定されている。これにより、ヒステリシス周期は、放熱期間と冷却期間とを「１：１」の割合に設定することが可能となる。また、この比率を変化させたい場合には、所望の期間割合を再現させ得るマップ情報を利用すると良い。

尚、上述した冷却特性線「Ｎ＝ｇ（ｍ）」の設定は、熱負荷が高くなると、これに応じて冷却期間も冗長化される惧れがある。このため、「設定回転数に関する情報」は、庫内条件が同一とした場合、特定冷却速度よりも幾分高い冷却速度を実現させる冷却特性線によって特定すると良い。これによれば、冷却期間の冗長化が抑えられ、ヒステリシス周期における冷却期間の割合増加が避けられる。

図５は、本実施例に係る庫内温度の推移を示したタイムチャートである。同図では、ＩＰＤ運転を実施するＳＴＥＰ（０）、亜定常運転を実施するＳＴＥＰ（１）、通常の定常運転を実施するＳＴＥＰ（２）〜ＳＴＥＰ（ｎ）が運転上のステップとして設けられている。このうち、ＳＴＥＰ（０）は、ＩＰＤ運転に係る設定回転数が一定回転数（Ｎ＝４５００ｒｐｍ）として設定される。ＳＴＥＰ（１）は、ＩＰＤ運転での設定回転数よりも低い回転数（亜定常回転数）が設定される。また、ＳＴＥＰ（２）〜ＳＴＥＰ（ｎ）は、実施の形態で説明した放熱期間の温度変化速度に基づいて定常運転での設定回転数（真定常回転数）が設定される。

図示の如く、検出時刻ｔ０ａは、ＳＴＥＰ（０）の始期を現す。検出時刻ｔ１ａは、ＳＴＥＰ（０）の終期、即ち、ＳＴＥＰ（１）の始期を現す。検出時刻ｔ２ａは、ＳＴＥＰ（１）の終期、即ち、ＳＴＥＰ（２）の始期を現す。そして、ＳＴＥＰが進行するにつれ、この始期及び終期が順次繰り上がる。また、検出時刻｛ｔｚ∋ｔ１ｂ，ｔ２ｂ，ｔ３ｂ，ｔ４ｂ｝は、庫内温度が下限値温度Ｔｈ２に達した時刻（下限値到達時刻ｔｚ）を現している。また、検出時刻｛ｔｘ∋ｔ２ａ，ｔ３ａ，ｔ４ａ｝は、庫内温度が上限値温度Ｔｈ１に達した時刻（上限値到達時刻ｔｘ）を現している。更に、検出時刻｛ｔｙ＝ｔａ１｝は、庫内温度が常温から上限値温度Ｔｈ１まで低下した、即ち、上限値通過情報の検出時刻（上限値通過時刻ｔｙ）を現している。

本実施例によると、上限値到達時刻ｔｘ及び上限値通過時刻ｔｙは、「ｔｘ＝ｔｙ（特許請求の範囲における関係式２）」を満たしている。そして、この関係を満たすタイミングで、設定回転数ＮがＩＰＤ回転数から亜定常回転数へ切換設定される。これによると、設定回転数は、ＩＰＤ運転の状態から上限値温度Ｔｈ１まで低下すると直ちに冷却速度が鈍化されるので、亜定常回転数に関する期間Δｔｐが十分に確保される。この期間Δｔｐでは、亜定常回転数がＩＰＤ回転数より十分低いので、庫内温度低下に係る応答の余剰分を吸収し、問題とされていた極端なオーバーシュートが回避される。

特に、本実施例では、上限値到達時刻ｔｘ及び上限値通過時刻ｔｙが「ｔｘ＝ｔｙ」を満たしているので、その吸収効果が最大限に発揮される。但し、上限値到達時刻ｔｘ及び上限値通過時刻ｔｙが「ｔｘ＜ｔｙ＜ｔｚ（特許請求の範囲における関係式１）」とされても、其の範囲において、応答上の吸収効果が期待されよう。

上述の如く、本実施例に係るモータ制御装置によると、ＩＰＤ運転での冷却速度がヒステリシス制御運転の直前で緩和されるので、ＩＰＤ運転とヒステリシス制御運転との移行が円滑化される。

本実施例に係る制御回路１５０は、冷凍冷蔵庫に電源投入してから最初の上限値通過情報を検出すると、ＩＰＤ回転数及び亜定常回転数に関する処理ルーチンＲ２を起動させる（図６左参照）。尚、当該処理ルーチンＲ２は、特許請求の範囲における「亜定常回転数を設定する処理」に相当する。この処理ルーチンＲ２の起動直後では、ＩＰＤ回転数として４５００ｒｐｍに設定される。当該回転数は、設定回転数の中から選択され得る最も高回転の設定値であり、これにより、ＩＰＤ運転期間では急速冷却が行われる。かかるＩＰＤ運転は、一時的な運転であるところ、その回転数が最も高く設定される。

ＩＰＤ運転によって庫内温度が上限温度Ｔｈ１まで低下すると、制御回路１５０は、上限値通過時刻ｔｙに至ったとして、ＩＰＤ回転数が設定されていた期間についてのＩＰＤ温度変化速度を算出する（ＩＰＤ温度変化速度算出処理Ｓ１２）。当該処理Ｓ１２は、時刻ｔｙへ至る直前の冷却速度を算出するものであれば、演算に使用する期間の始期がＩＰＤ運転開始点であっても良く、ＩＰＤ運転期間を分割した直近期間の開始点であっても良い。

処理Ｓ１２によってＩＰＤ冷却速度が算出されると、このＩＰＤ冷却速度に基づいて亜定常回転数を設定する（特許請求の範囲における亜定常回転数設定処理）。ここでの処理に触れる前に、図７（ａ）を参照し、冷却速度ｍ，設定回転数Ｎ，及び，庫内の熱負荷の関係について説明する。図７（ａ）は、図４における冷却速度特性を示すものであり、図４における「関数：Ｎ＝ｇ（ｍ）」が現されている。但し、同図では、縦軸の下方向が、冷却速度ｍの増加方向を現す。

同図における「関数：Ｎ３＝ｇ３（ｍ）」は、図４の其れと同等の特性関数を示すものであり、これを標準特性関数と呼ぶこととする。このときの熱負荷は、設定回転数Ｎが３０００ｒｐｍのとき冷却速度が「ｍ＝０．４〔deg/min〕」を保ちながら冷却される。

また、図４（ｂ）に示す如く、「関数：Ｎ４＝ｇ４（ｍ）」は、標準特性関数に相当する熱負荷（以下、標準熱負荷と呼ぶ）よりも幾分高熱負荷である特性を示し、「関数：Ｎ５＝ｇ５（ｍ）」は、其の特性関数に相当する熱負荷よりも更に高熱負荷である特性を示す。このように、標準熱負荷よりも其の熱負荷が高い場合、当該熱負荷の差異に応じて冷却速度が鈍化する。

一方、「関数：Ｎ２＝ｇ２（ｍ）」は、標準熱負荷よりも幾分低熱負荷である特性を示し、「関数：Ｎ１＝ｇ１（ｍ）」は、其の特性関数に相当する熱負荷よりも更に低熱負荷である特性を示す。このように、標準熱負荷よりも其の熱負荷が低い場合、当該負荷の差異に応じて冷却速度が急峻となる。

これを逆に読み解くならば、解析基準となる設定回転数（以下、基準回転数と呼ぶ）を３０００ｒｐｍとすると、この設定回転数で運転した時の冷却速度によって現在の熱負荷を把握することができる。即ち、基準回転数での冷却速度が速ければ、熱負荷が低いことになり、其の冷却速度の値に基づいて熱負荷の状態が把握される。また、基準回転数での冷却速度が遅ければ、熱負荷が高いことになり、其の冷却速度の状態に基づいて熱負荷の値が把握される。

本実施例では、この複数の熱負荷状態を予め実験的に行い、その時の特性を各々マップ情報又は関数情報として記録させている。従って、亜定常運転冷却速度算出処理Ｓ１３では、「Ｎ＝４５００ｒｐｍ」でのＩＰＤ冷却速度が算出されているので、この冷却速度と標準熱負荷における同回転数での冷却速度を比較することで、実際の熱負荷が把握されることとなる。このように、本実施例では、放熱期間を測定することなく、ＩＰＤ運転での冷却速度に基づいて亜定常運転での冷却速度を予測設定することが可能となる。そして、この冷却速度の予測設定は、標準特性関数を基準として設定されるところ、放熱期間の温度上昇速度に対する所定比率（例えば、１：１）に近い状態を実現させる。即ち、本実施例では、ＩＰＤ運転での冷却速度に基づいて放熱期間での温度上昇速度を予測することが可能となる。

そして、亜定常回転数設定処理Ｓ１４では、庫内熱負荷に応じて選択された特性関数を用いて、亜定常回転数の設定が行われる。以下、庫内熱負荷が標準熱負荷より高い場合について説明すると、図７（ｂ）に示す如く、選択された特性関数が「Ｎ４＝ｇ４（ｍ）」の場合、「３０００ｒｐｍにおける標準特性関数の冷却速度」と「３５００ｒｐｍにおける其の特性関数の冷却速度」とが一致するので、この場面での熱負荷は、設定回転数が３５００ｒｐｍのとき、放熱期間と冷却期間の比率が好適化されるのが解る。従って、この場面では、亜定常回転数として３５００ｒｐｍが設定される。また、選択された特性関数が「Ｎ５＝ｇ５（ｍ）」の場合、「３０００ｒｐｍにおける標準特性関数の冷却速度」と「４３００ｒｐｍにおける其の特性関数の冷却速度」とが一致するので、この場面での熱負荷は、設定回転数が４３００ｒｐｍのとき、放熱期間と冷却期間の比率が好適化されるのが解る。従って、この場面では、亜定常回転数として４３００ｒｐｍが設定される。

また、庫内熱負荷が標準熱負荷より低い場合について説明すると、選択された特性関数が「Ｎ２＝ｇ２（ｍ）」の場合、図７（ｃ）に示す如く、「３０００ｒｐｍにおける標準特性関数の冷却速度」と「２６００ｒｐｍにおける其の特性関数の冷却速度」とが一致するので、この場面での熱負荷は、設定回転数が２６００ｒｐｍのとき、放熱期間と冷却期間の比率が好適化されるのが解る。従って、この場面では、亜定常回転数として２６００ｒｐｍが設定される。また、選択された特性関数が「Ｎ１＝ｇ１（ｍ）」の場合、上述同様の処理によって、亜定常回転数が更に低値に設定される。

このように、処理Ｓ１３〜処理Ｓ１４では、ＩＰＤ運転での冷却速度に基づいて放熱期間での温度上昇速度を予測できるので、ＩＰＤ運転の途中から未だ到来してない定常運転での冷却速度に近い運転状態を事前に形成させることが可能となる。このため、本実施例に係るモータ制御装置では、亜設定回転数での運転状態が設けられることにより、其の後段に到来するヒステリシス制御運転への移行を円滑化させている。

尚、上述した処理Ｓ１３〜処理Ｓ１４は、基準回転数からのオフセット値を設定させる一例に過ぎない。例えば、このオフセット値の差異を無視しても良い範囲では、このオフセット値を全て等値に設定しても良い。そして、其のオフセット値の差異がある範囲ごとに、設定回転数の増分を適宜与えると良い。

かかる処理Ｓ１４が完了すると、亜設定回転数における運転期間Δｔｐ１の終期ｔ１ｂがメモリ回路へ記録され、当該ルーチンＲ２が終了する。かかるルーチンＲ２の終了後、各ＳＴＥＰの満了毎に、真設定回転数に係る処理ルーチンＲ１が起動される（図４右参照）。かかる処理では、放熱期間を算出し（Ｓ０１）、この他、実施の形態にて説明した同様の処理を行うことで、定常運転における設定回転数（即ち、真設定回転数）が設定されることとなる。そして、本実施例では、かかる真設定回転数によって、ヒステリシス制御での放熱期間と冷却期間との比率が好適に保たれる。

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 サーミスタ， Ｓ０１ 放熱期間算出処理， Ｓ０２ 温度変化速度算出処理， Ｓ０３ 回転数設定処理。

Claims (5)

1. 下限値温度まで温度低下した旨の下限値到達情報、上限値温度まで温度上昇した旨の上限値到達情報、及び、前記上限値温度よりも高い温度から温度低下して前記上限値温度に至った旨の上限値通過情報を取得するものであって、前記下限値到達情報及び前記上限値到達情報に基づいて、コンプレッサモータの停止動作と運転動作とを混成させ庫内温度をヒステリシス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、
   前記下限値到達情報の検出時刻である下限値検出時刻をｔｚとし、前記上限値通過情報の検出時刻である上限値通過時刻をｔｘとし、前記上限値通過時刻まで設定されていたＩＰＤ回転数よりも低い亜定常回転数が設定される亜定常化時刻をｔｙとすると、
   以下の関係式１を満たすタイミングで、前記コンプレッサモータの設定回転数を前記ＩＰＤ回転数から前記亜定常回転数へ切換設定す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。
   ｔｘ≦ｔｙ＜ｔｚ ・・・関係式１
2. 前記ＩＰＤ回転数から前記亜定常回転数へ切換設定されるにあたり、前記上限値通過時刻ｔｘ及び前記亜定常化時刻ｔｙは、以下の関係式を満たし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。
   ｔｘ＝ｔｙ ・・・関係式２
3. 前記ＩＰＤ回転数は、前記設定回転数の中から選択され得る最も高回転の設定回転数であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却機用コンプレッサモータ制御装置。
4. 前記亜定常回転数を設定する処理は、前記ＩＰＤ回転数が設定されていた期間についてのＩＰＤ温度変化速度を算出するＩＰＤ温度変化速度算出処理と、前記ＩＰＤ温度変化速度に基づいて前記亜定常回転数を設定する亜定常回転数設定処理と、を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の冷却機用コンプレッサモータ制御装置。
5. 前記亜定常回転数設定処理は、前記ＩＰＤ温度変化速度に基づいて基準回転数からのオフセット値を設定し、前記オフセット値を用いて前記亜定常回転数を設定することを特徴とする請求項４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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