JP2998847B2

JP2998847B2 - 冷蔵庫の制御装置

Info

Publication number: JP2998847B2
Application number: JP3046618A
Authority: JP
Inventors: 秀雄林; 宗万前田; 茂森
Original assignee: 松下冷機株式会社
Priority date: 1991-03-12
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 2000-01-17
Anticipated expiration: 2015-01-17
Also published as: JPH04283377A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷蔵室における食品を
鮮度よく長期間保存するために、経験則を基にした制御
ルールと、それを構成するファジィ変数のメンバシップ
関数とによって最適なファンモータの操作量とコンプレ
ッサの操作量と電動ダンパの操作量を推論して、その結
果を出力するようにした冷蔵庫の制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】冷蔵庫の制御装置は、冷蔵庫の冷凍室，
冷蔵室，野菜室の各室を設定された温度で温調するよう
に、ファンモータ，コンプレッサ，電動ダンパを制御す
るものである。そして冷蔵室では、食品を冷蔵すること
により長期間保存することができるものであり、例え
ば、実開昭５４−４４７２号公報、特開平２−２９８７
７８号公報に、示されている。

【０００３】以下、従来の冷蔵庫の制御装置について図
面を参照しながら、特に冷蔵室の温調制御を説明する。

【０００４】図６は、従来の冷蔵庫の制御装置のブロッ
ク図を示すものである。図６において、１は冷蔵庫本体
で、外箱２と内箱３と両者の空隙に形成されたウレタン
発泡断熱材４により構成され、前面開口部に３つのドア
５、６、７が配設されている。ドア５、６、７はそれ
ぞれ冷蔵庫本体１の冷凍室８、冷蔵室９、野菜室１０の
開口部に対応して配設されている。

【０００５】冷凍室８の底板１１と冷蔵室９の天板１２
に囲まれた区画壁内には蒸発器１３とその背後にファン
１４を有している。また、冷凍室８、冷蔵室９の背部に
は、蒸発器１３からの冷却空気を各室に導入するための
通風路１５、１６が形成されている。１７はコンプレッ
サである。

【０００６】１８は冷蔵室９のドア６の開閉により動作
する冷蔵室ドアスイッチであり、１９は冷蔵室温度セン
サである。２１はファン１４を駆動するファンモータで
ある。また、２２は冷蔵室ドアスイッチ１８の動作から
冷蔵室９のドア６の開閉を検出するドア開閉検出手段で
あり、２５は冷蔵室温度センサ１９により冷蔵室内の庫
内温度を検出する庫内温度検出手段である。

【０００７】４０は、冷却空気を冷蔵室に導入と遮断す
る電動ダンパである。４２は庫内温度検出手段２５によ
り検出された庫内温度から、ファンモータ２１の操作量
とコンプレッサ１７の操作量と電動ダンパ４０の操作量
を求める操作量の演算手段である。３１はファンモータ
の操作量からファンモータ２１を制御しファン１４を駆
動するファンモータ制御手段であり、３２はコンプレッ
サの操作量からコンプレッサ１７を駆動するコンプレッ
サ制御手段であり、３３は、電動ダンパ４０の操作量か
ら電動ダンパ４０を制御し、電動ダンパ４０を駆動する
電動ダンパ制御手段である。

【０００８】以上のように構成された冷蔵庫の制御装置
について、以下図６，図７を用いてその動作を説明す
る。

【０００９】図７は、従来の冷蔵室９の温調制御を説明
するためのフローチャートである。まず、ドア開閉検出
手段２２は冷蔵室ドアスイッチ１８の動作から冷蔵室９
のドア６が閉じられているかどうかの判断を行なう（Ｓ
ｔｅｐ２６）。

【００１０】ドア６が閉じられていれば、庫内温度検出
手段２５は冷蔵室温度センサ１９により冷蔵室内の庫内
温度Ｔpcを検出する（Ｓｔｅｐ２７）。

【００１１】すると操作量の演算手段４２は庫内温度Ｔ
pcにより、ファンモータの操作量ｍとコンプレッサの操
作量ｆと電動ダンパの操作量ｎを演算する（Ｓｔｅｐ２
８）。

【００１２】そして、ファンモータ制御手段３１ではフ
ァンモータの操作量ｍを基に、ファンモータ２１を制御
することでファン１４を駆動し、コンプレッサ制御手段
３２ではコンプレッサの操作量ｆを基に、コンプレッサ
１７を駆動し、電動ダンパ制御手段３３では電動ダンパ
の操作量ｎを基に、電動ダンパを駆動する（Ｓｔｅｐ２
９）。

【００１３】以上より、冷蔵室９に適温の冷風を送り込
み、冷蔵室の温調を行なう。また、ドア６が開かれてい
れば、ファン１４とコンプレッサ１７を停止する（Ｓｔ
ｅｐ３０）。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、庫内温度検出手段２５により検出した庫
内温度Ｔpcのみの情報によって、ファンモータの制御量
ｍとコンプレッサの制御量ｆと電動ダンパの操作量ｎを
演算していたので、キメ細かな温調を行なうことができ
ず、例えば夏場など、食品を詰め込んだり、急な来客な
どで早く冷やしたいときに、最適な温調を行なうことが
できないなどや、又逆に、庫内の温度ムラによる過冷却
などといった問題点を有していた。

【００１５】本発明は上記の問題点を解決するもので、
冷蔵室内の食品の負荷量や負荷変動、また庫内の雰囲気
温度変化度や負荷分布度合に応じた操作量を演算するこ
とにより、キメ細かな温調を行なうことができる冷蔵庫
の制御装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の冷蔵庫の制御装置は、冷蔵室のドアの開閉に
より動作する冷蔵室ドアスイッチと、前記冷蔵室ドアス
イッチの動作から冷蔵室のドアの開閉を検出するドア開
閉検出手段と、タイマカウンタを内蔵し、前記ドア開閉
検出手段から出力される信号によりドア開放時間を算出
するドア開放時間算出手段と、冷蔵庫外に設けられた外
気温度センサと、前記外気温度センサにより冷蔵庫外の
外気温度を検出する外気温度検出手段と、冷蔵室内に設
けられた複数の冷蔵室温度センサと、前記各冷蔵室温度
センサにより冷蔵室の各部庫内温度を検出する庫内温度
検出手段と、前記ドア開放時間算出手段により算出され
たドア開放時間と、前記外気温度検出手段により検出さ
れた外気温度と前記各庫内温度検出手段により検出され
た各庫内温度から冷蔵室の雰囲気温度変化度を演算する
雰囲気温度の演算手段と、前記各庫内温度検出手段の出
力により庫内温度の変化率を求める微分手段と、前記各
庫内温度検出手段により検出された庫内温度と前記微分
手段により求められた庫内温度の変化率とから冷蔵室内
の食品の負荷量をそれぞれ演算し、さらに負荷変動を演
算する負荷の演算手段と、前記各庫内温度検出手段の出
力により庫内温度の温度差を演算する庫内温度差演算手
段と、前記庫内温度差演算手段により算出された庫内温
度差の変化率を求める庫内温度差微分手段と、前記庫内
温度差演算手段により算出された庫内温度差と前記庫内
温度差微分手段から求められた庫内温度差の変化率とか
ら負荷分布度合を求める負荷分布度合演算手段と、ファ
ンモータの操作量とコンプレッサの操作量と電動ダンパ
の操作量を求めるための経験則に基づく制御ルールを記
憶するメモリと、前記負荷の演算手段により演算された
負荷量，負荷変動と前記雰囲気温度の演算手段により演
算された冷蔵室の雰囲気温度変化度と前記負荷分布演算
手段により演算された負荷分布度合と、前記メモリから
取り出された制御ルールに基づいて、ファジィ論理演算
を行ないファンモータの操作量とコンプレッサの操作量
と電動ダンパの操作量を演算するファジィ推論プロセッ
サと、前記ファジィ推論プロセッサにより演算されたフ
ァンモータの操作量とコンプレッサの操作量と電動ダン
パの操作量から、ファンモータを制御するファンモータ
制御手段と、コンプレッサを駆動するコンプレッサ制御
手段と、電動ダンパを制御する電動ダンパ制御手段とを
備えた構成である。

【００１７】

【作用】本発明は上記構成により、複数の負荷の演算手
段により演算された負荷量，負荷変動と、雰囲気温度の
演算手段により演算された冷蔵室の雰囲気温度変化度
と、負荷分布度合演算手段により演算された冷蔵室の負
荷分布度合と、メモリから取り出された制御ルールに基
づいて、ファジィ推論プロセッサによってファジィ論理
演算を行ない、ファンモータの操作量とコンプレッサの
操作量と電動ダンパの操作量が求められる。

【００１８】したがって、上記により求めた操作量を基
に、ファンモータを制御することでファンを駆動し、コ
ンプレッサを駆動し、電動ダンパを駆動するため、最適
な冷蔵室の温調を行なうことができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の一実施例の冷蔵庫の制御装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２０】図１は本発明の実施例における冷蔵庫の制
御装置のブロック図である。図２（ａ）は本発明の実施
例における冷蔵庫内の平均負荷量に対するファジィ変数
のメンバシップ関数を示すグラフ、図２（ｂ）は本発明
の実施例における冷蔵庫内の平均負荷変動に対するファ
ジィ変数のメンバシップ関数を示すグラフ、図２（ｃ）
は本発明の実施例における雰囲気温度変化度に対するフ
ァジィ変数のメンバシップ関数を示すグラフ、図２
（ｄ）は本発明の実施例における負荷分布度合に対する
ファジィ変数のメンバシップ関数を示すグラフである。

【００２１】図３は本発明の実施例における動作を説明
するためのフローチャート、図４は本発明の実施例にお
けるドア開閉時間と雰囲気温度の関係を示すグラフ、図
５は本発明の実施例におけるファジィ推論の手順を説明
するためのフローチャートである。

【００２２】図１において、２３はドア開放時間算出手
段であり、ドア開閉検出手段２２から出力される信号に
よりドア開放時間を算出する。

【００２３】２４は外気温度検出手段であり、外気温度
センサ４１により冷蔵庫外の外気温度を検出する。

【００２４】２５は庫内温度検出手段Ａであり、冷蔵室
の上部に設置された冷蔵室温度センサＡ１９により庫内
温度を検出する。３４は庫内温度検出手段Ｂであり、冷
蔵室の下部に設置された冷蔵室温度センサＢ２０により
庫内温度を検出する。

【００２５】４３は平均庫内温度検出手段であり、庫内
温度検出手段Ａ２５により検出された庫内温度と庫内温
度検出手段Ｂ３４により検出された庫内温度との平均値
を算出する。

【００２６】２６は雰囲気温度演算手段であり、ドア開
放時間算出手段２３により算出されたドア開放時間と、
外気温度検出手段２４により検出された外気温度と、平
均庫内温度検出手段４３により検出された庫内温度の平
均値とから冷蔵室の雰囲気温度変化度を演算する。

【００２７】２７は微分手段Ａであり、庫内温度検出手
段Ａ２５からの出力を微分し、庫内温度の変化率を求め
る。３５は微分手段Ｂであり、庫内温度検出手段Ｂ３４
からの出力を微分し、庫内温度の変化率を求める。

【００２８】２８は負荷の演算手段Ａであり、庫内温度
検出手段Ａ２５により検出された庫内温度と微分手段Ａ
２７により求められた庫内温度の変化率とから冷蔵室内
上部の食品の負荷量（食品温度×熱容量）を演算し、さ
らに負荷変動（負荷量の増減）を演算する。３６は負荷
の演算手段Ｂであり、庫内温度検出手段Ｂ３４により検
出された庫内温度と微分手段Ｂ３５により求められた庫
内温度の変化率とから冷蔵室内下部の食品の負荷量（食
品温度×熱容量）を演算し、さらに負荷変動（負荷量の
増減）を演算する。

【００２９】４４は平均負荷演算手段であり負荷の演算
手段Ａ２８により算出した負荷量，負荷変動と負荷の演
算手段Ｂ３６により算出した負荷量，負荷変動の平均値
を演算する。

【００３０】３７は庫内温度差演算手段であり、庫内温
度検出手段Ａ２５により検出された庫内温度と庫内温度
検出手段Ｂ３４により検出された庫内温度の温度差を演
算する。

【００３１】３８は庫内温度差微分手段であり、庫内温
度差検出手段３７により演算された温度差の変化率を算
出する。

【００３２】３９は負荷分布度合演算手段であり、庫内
温度差演算手段３７により演算された庫内温度差と庫内
温度差微分手段３８により演算された庫内温度差の変化
率から負荷分布度合を演算する。

【００３３】２９はメモリであり、ファンモータの操作
量とコンプレッサの操作量と電動ダンパの操作量を求め
るための経験則に基づく制御ルールを記憶する。

【００３４】３０はファジィ推論プロセッサであり、平
均負荷演算手段４４により演算された平均負荷量，平均
負荷変動と、雰囲気温度演算手段２６により演算された
冷蔵室の雰囲気温度変化度と、負荷分布度合演算手段３
９により演算された負荷分布度合と、メモリ２９から取
り出された制御ルールに基づいてファジィ論理演算を行
ない、ファンモータの操作量とコンプレッサの操作量と
電動ダンパの操作量を演算する。

【００３５】以上のように構成された冷蔵庫の制御装置
について、以下図１から図５を用いてその動作を説明す
る。

【００３６】まず、ドア開閉検出手段２２は冷蔵室ドア
スイッチ１８の動作から冷蔵室９のドア６が閉じられて
いるかどうかの判断を行ない（Ｓｔｅｐ１）、ドア６が
閉じられていれば、外気温度検出手段２４は外気温度セ
ンサ４１により冷蔵庫外の外気温度Ｔoutを検出する
（Ｓｔｅｐ２）。

【００３７】庫内温度検出手段Ａ２５は冷蔵室温度セン
サＡ１９により冷蔵室内上部の庫内温度Ｔpa₀を検出
し、庫内温度検出手段Ｂ３４は冷蔵室温度センサＢ２０
により冷蔵室内下部の庫内温度Ｔpb₀を検出する（Ｓｔ
ｅｐ３）。

【００３８】平均庫内温度検出手段４３は庫内温度検出
手段Ａ２５により検出されたＴpa₀と庫内温度検出手段
Ｂ３４により検出されたＴpb₀との平均庫内温度Ｔpc₀を
算出する（Ｓｔｅｐ４）。

【００３９】そしてドア６が開けられたとき、ドア開放
時間算出手段２３はドア開閉検出手段２２からの信号に
より、ドア開放時間を算出するため、ドア開放時間算出
手段２３内のタイマカウンタをスタートし（Ｓｔｅｐ
５）、ファン１４とコンプレッサ１７を停止さる（Ｓｔ
ｅｐ６）。

【００４０】このとき、冷蔵室９では食品の出し入れが
行なわれ、また外気が室内へ流入する（Ｓｔｅｐ７）。

【００４１】つぎにドア６が閉じられると（Ｓｔｅｐ
８）、ドア開放時間算出手段２３は、タイマカウンタを
ストップし（Ｓｔｅｐ９）、このタイマカウンタより
ドア開放時間Ｈを算出する（Ｓｔｅｐ１０）。

【００４２】すると雰囲気温度の演算手段２６は、ドア
開放時間算出手段２３により算出されたドア開放時間Ｈ
と、外気温度検出手段２４により検出された外気温度Ｔ
outと、平均庫内温度検出手段４３により検出された平
均庫内温度Ｔpc₀とから冷蔵室の雰囲気温度変化度Ｄを
演算する（Ｓｔｅｐ１１）。

【００４３】ここで、ドア開放時間と雰囲気温度の関係
は、図４に示すような特性曲線でありドア開放時間が増
すと庫内の雰囲気温度も上昇し、ドア開放時間Ｈから庫
内の雰囲気温度Ｔinが求まり、そして雰囲気温度変化度
Ｄは、

【００４４】

【数１】

【００４５】により求められる。さらに、庫内温度検出
手段Ａ２５において冷蔵室温度センサＡ１９により検出
する冷蔵室内の庫内温度Ｔpaと庫内温度検出手段Ｂ３４
において冷蔵室温度センサＢ２０により検出する冷蔵室
内の庫内温度Ｔpbを検出する（Ｓｔｅｐ１２）。

【００４６】微分手段Ａ２７は（数２）に示すように庫
内温度検出手段Ａ２５の出力を微分し、庫内温度の変化
率△Ｔpaを求め、微分手段Ｂ３４は（数３）に示すよう
に庫内温度検出手段Ｂ３４の出力を微分し、庫内温度の
変化率△Ｔpbを求める（Ｓｔｅｐ１３）。

【００４７】

【数２】

【００４８】

【数３】

【００４９】すると負荷の演算手段Ａ２８は、庫内温度
検出手段Ａ２５により検出された庫内温度Ｔpaと微分手
段Ａ２７により求められた庫内温度の変化率△Ｔpaとか
ら冷蔵室内の食品の負荷量Ｗpaを演算し、負荷の演算手
段Ｂ３６は、庫内温度検出手段Ｂ３４により検出された
庫内温度Ｔpbと、微分手段Ｂ３５により求められた庫内
温度の変化率△Ｔpbとから冷蔵室内の食品の負荷量Ｗpb
を演算する（Ｓｔｅｐ１４）。

【００５０】さらに（数４）（数５）に示すように負荷
変動Ｖpa、Ｖpbを演算する（Ｓｔｅｐ１５）。

【００５１】

【数４】

【００５２】

【数５】

【００５３】そして、平均負荷演算手段４４により、負
荷の演算手段Ａ２８と負荷の演算手段Ｂ３６により演算
された負荷量Ｗpa，Ｗpbと、負荷変動Ｖpa，Ｖpbとから
平均負荷量Ｗ、平均負荷変動Ｖを算出する（Ｓｔｅｐ１
６）。

【００５４】庫内温度差演算手段３７により、庫内温度
検出手段Ａ２５と庫内温度検出手段Ｂ３４によって検出
された庫内温度Ｔpa、Ｔpbの温度差αを算出し（Ｓｔｅ
ｐ１７）、庫内温度差微分手段３８により（数６）に示
すように庫内温度差の変化率△αを算出する（Ｓｔｅｐ
１８）。

【００５５】

【数６】

【００５６】負荷分布度合演算手段３９により、庫内温
度差演算手段３７の出力信号である庫内温度差αと庫内
温度差微分手段３８の出力信号である庫内温度差の変化
率△αから庫内の負荷分布度合Ｊをを算出する（Ｓｔｅ
ｐ１９）。

【００５７】平均負荷量Ｗと平均負荷変動Ｖと雰囲気温
度変化度Ｄおよび負荷分布度合Ｊは、ファジィ推論プロ
セッサ３０に入力する（Ｓｔｅｐ２０）。

【００５８】ファジィ推論プロセッサ３０では、予めメ
モリ２９に記憶されている制御ルールを取り出して、フ
ァジィ推論によってファンモータの操作量ｍとコンプレ
ッサの操作量ｆと電動ダンパの操作量ｎを算出する（Ｓ
ｔｅｐ２１）。

【００５９】そして、ファンモータ制御手段３１ではフ
ァンモータの操作量ｍを基に、ファンモータ２１を制御
することでファン１４を駆動し、コンプレッサ制御手段
３２ではコンプレッサの操作量ｆを基に、コンプレッサ
１７を駆動し、電動ダンパ制御手段３３では電動ダンパ
４０を駆動する（Ｓｔｅｐ２２）。

【００６０】ここで、冷蔵室の最適な温調を行なうため
のファンモータの操作量ｍとコンプレッサの操作量ｆと
電動ダンパの操作量ｎを求めるファジィ推論は、下記の
ような制御ルールを基にして実行される。

【００６１】本実施例で採用した制御ルールは次のよう
な８１ルールである。例えばルール１：もし負荷量が多く、負荷が増加し、雰囲気温
度変化度が大きく、負荷分布度合が小さければ、電動ダ
ンパを開にし、ファンモータの回転を高速にし、コンプ
レッサをＯＮする。ルール２：もし負荷量が普通位で、負荷変動がなく、雰
囲気温度変化度が普通位であれば、負荷分布度合が普通
位であれば、電動ダンパを開にし、ファンモータの回転
を低速にし、コンプレッサをＯＮする。ルール３：もし負荷量が少なく、負荷が減少し、雰囲気
温度変化度が小さく、負荷分布度合が大きければ、電動
ダンパを閉にし、ファンモータの回転をＯＦＦにし、コ
ンプレッサをＯＦＦする。・・・・・等である。これ
は、負荷量が多くなり、雰囲気温度変化度が大きく、負
荷分布度合が小さければ、すなわち、多くの負荷が広く
庫内全域にわたって分布しているならば、急速冷却する
必要があり電動ダンパを開にし、コンプレッサをＯＮに
しファンモータの回転を速くしなければならないこと
（ルール１）、また、負荷量が少なくなり雰囲気温度変
化度が小さく、負荷分布度合が大きい、すなわち少しの
負荷が庫内に局所的に分布しているならば、電動ダンパ
を閉にし、コンプレッサをＯＦＦし、ファンモータをＯ
ＦＦしてもよいこと、といった経験から得られたルール
である。よって、上記言語ルールは、発明者が数多くの
実験データから求めた、最適な冷蔵室の温調を行なうこ
とができるファンモータの操作量とコンプレッサの操作
量と電動ダンパの操作量に対する制御ルールであり、こ
れを負荷量、負荷変動と雰囲気温度変化度と負荷分布度
合の関係で示すと（表１）のようになる。

【００６２】

【表１】

【００６３】（表１）は制御ルールの関係を示す表であ
り、横方向に平均負荷量Ｗを３段階（ＬＷ＝多，ＭＷ＝
中，ＳＷ＝少）、平均負荷変動Ｖを３段階（ＩＶ＝増，
ＮＶ＝なし，ＤＶ＝減）に分け、縦方向に雰囲気温度変
化度Ｄを３段階（ＬＤ＝大，ＭＤ＝中，ＳＤ＝小）、負
荷分布度合Ｊを３段階（ＬＪ＝大，ＭＪ＝中，ＳＪ＝
小）に分けて配置し、上記区分された平均負荷量Ｗ、平
均負荷変動Ｖと雰囲気温度変化度Ｄと負荷変動度合Ｊの
おのおの交わった位置には、その平均負荷量Ｗ、平均負
荷変動Ｖ、雰囲気温度変化度Ｄ、負荷変動度合Ｊに、対
応する最適なファンモータの操作量とコンプレッサの操
作量と電動ダンパの操作量を配置している。

【００６４】また、上記言語ルールは図１のメモリ２９
の内に記憶する場合には次のようなルール則で記憶され
ている。本実施例で採用した制御ルールは８１個であ
る。前記制御ルール１、ルール２・・・ルール８１のルール
は、平均負荷量Ｗ，平均負荷変動Ｖ，雰囲気温度変化度
Ｄ，負荷分布度合Ｊ，ファンモータの操作量Ｍ，コンプ
レッサの操作量Ｆ，電動ダンパの操作量Ｎを（表１）の
ように段階的に決めているので、キメ細かな制御を行な
う場合には、負荷量の平均値Ｗ，負荷変動の平均値Ｖ，
雰囲気温度変化度Ｄ，負荷分布度合Ｊの各段階の中間に
おける実測の負荷量の平均値ｗ，負荷変動の平均値ｖ，
雰囲気温度変化度ｄ，負荷分布度合ｊでは、前記制御ル
ールの前件部（ＩＦ部）をどの程度満たしているかの度
合いを算出して、その度合いに応じたファンモータの操
作量ｍ，コンプレッサの操作量ｆ，電動ダンパの操作量
ｎを推定する必要がある。

【００６５】そのため、本実施例では前記度合いを平均
負荷量Ｗ，平均負荷変動Ｖ，雰囲気温度変化度Ｄ，負荷
分布度合Ｊに対するファジィ変数のメンバシップ関数を
利用して算出する。

【００６６】図２（ａ）は、平均負荷量Ｗに対するファ
ジィ変数ＳＷ，ＭＷ，ＬＷのメンバシップ関数μＳＷ
（ｗ），μＭＷ（ｗ），μＬＷ（ｗ）を示したものであ
り、図２（ｂ）は、平均負荷変動Ｖに対するファジィ変
数ＤＶ，ＮＶ，ＩＶのメンバシップ関数μＤＶ（ｖ）、
μＮＶ（ｖ）、μＩＶ（ｖ）を示したものであり、図２
（ｃ）は、雰囲気温度変化度Ｄに対するファジィ変数Ｓ
Ｄ，ＭＤ，ＬＤのメンバシップ関数μＳＤ（ｄ）、μＭ
Ｄ（ｄ）、μＬＤ（ｄ）を示したものであり、図２
（ｄ）は、負荷分布度合Ｊに対するファジィ変数ＳＪ，
ＭＪ，ＬＪのメンバシップ関数μＳＪ（ｊ）、μＭＪ
（ｊ）、μＬＪ（ｊ）を示したものである。

【００６７】ファジィ推論プロセッサ３０で実行するフ
ァジィ推論は前記制御ルール１、ルール２・・・ルール
８１と図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のメンバシ
ップ関数とを用いてファジィ論理演算を行なって操作量
の演算を行なう。

【００６８】以下、図５のフローチャートをもとに、図
３のＳｔｅｐ２１であるファジィ推論の手順を説明す
る。

【００６９】Ｓｔｅｐ２１では、ファジィ推論プロセッ
サ３０によって平均負荷量ｗ₀、平均負荷変動ｖ₀と雰囲
気温度変化度ｄ₀と負荷分布度合ｊ₀に対するファジィ変
数のメンバシップ関数を用いて、平均負荷量ｗ₀、平均
負荷変動ｖ₀と雰囲気温度変化度ｄ₀と負荷分布度合ｊ₀
におけるメンバシップ値（図中ではＭ値と表示）の算出
を行なう。

【００７０】Ｓｔｅｐ２３では、得られた平均負荷量ｗ
₀、平均負荷変動ｖ₀と雰囲気温度変化度ｄ₀と負荷分布
度合ｊ₀に対するファジィ変数のメンバシップ値が前記
８１個の各ルールの前件部をどの程度満たしているかの
度合いを下記のように合成法で算出する。（図中では、
平均負荷量に対するファジィ変数をＡ、平均負荷変動に
対するファジィ変数をＢ、雰囲気温度変化度に対するフ
ァジィ変数をＣ、負荷分布度合に対するファジィ変数を
Ｄで示している。）

【数７】

【数８】

【数９】（１）式は、前記ｗ₀が負荷量の平均値Ｗに対する領域
ＬＷに入り、かつ、前記ｖ₀が負荷変動の平均値Ｖに対
する領域ＩＶに入り、かつ、前記ｄ₀が雰囲気温度変化
度Ｄに対する領域ＬＤに入り、前記ｊ₀が負荷分布度合
Ｊに対する領域ＳＪに入るという命題は、ｗ₀がＬＷに
入る割合、ｖ₀がＩＶに入る割合とｄ₀がＬＤに入る割合
とｊ₀がＩＪに入る割合とｊ₀がＳＪに入る割合とのうち
小さい値としての割合で成立すること、すなわちルール
１の前件部は、ｈ１の割合で成立することを表わしてい
る。

【００７１】同様に（２）式，（３）式であるルール
２，ルール３の場合、前件部はそれぞれｈ２，ｈ３の割
合で成立することを表わしている。

【００７２】Ｓｔｅｐ２１では、制御ルールの実行部の
メンバシップ関数によって、平均負荷量ｗ₀、平均負荷
変動ｖ₀と雰囲気温度変化度ｄ₀と負荷分布度合ｊ₀にお
けるファンモータの制御量とコンプレッサの制御量と電
動ダンパの操作量を下記のようにして求める。

【００７３】ファンモータの制御量ｍ₀とコンプレッサ
の制御量ｆ₀と電動ダンパの操作量ｎ ₀は、一点化法のひ
とつである最大高さ法を用いて、各制御ルールの前件部
の成立する割合ｈ１，ｈ２，・・・ｈ８１の内で最大の
高さｈｉを有する制御ルールの後件部の値として、下記
のように算出する。ｍ₀＝Ｍ（ｍａｘ｛ｈ１，ｈ２，・・・，ｈ８１｝）ｆ₀＝Ｆ（ｍａｘ｛ｈ１，ｈ２，・・・，ｈ８１｝）ｎ₀＝Ｎ（ｍａｘ｛ｈ１，ｈ２，・・・，ｈ８１｝）これにより、ファンモータの制御量ｍ₀とコンプレッサ
の制御量ｆ₀と電動ダンパの操作量ｎ₀が求まる。

【００７４】従って、この実施例では、制御パラメータ
として負荷量、負荷変動、雰囲気温度変化度、および負
荷分布度合を使用しているため、キメ細かい制御が可能
である。また、制御ルールが人間の経験則から成り立っ
ているため、最適なファンモータの操作量とコンプレッ
サの操作量で冷蔵室の温調制御ができる。

【００７５】

【発明の効果】以上のように本発明は、冷蔵庫におい
て、冷蔵室のドアの開閉により動作する冷蔵室ドアスイ
ッチと、前記冷蔵室ドアスイッチの動作から冷蔵室のド
アの開閉を検出するドア開閉検出手段と、タイマカウン
タを内蔵し、前記ドア開閉検出手段から出力される信号
によりドア開放時間を算出するドア開放時間算出手段
と、冷蔵庫外に設けられた外気温度センサと、前記外気
温度センサにより冷蔵庫外の外気温度を検出する外気温
度検出手段と、冷蔵室内に設けられた複数の冷蔵室温度
センサと、前記各冷蔵室温度センサにより冷蔵室内の庫
内温度を検出する庫内温度検出手段と、前記ドア開放時
間算出手段により算出されたドア開放時間と前記外気温
度検出手段により検出された外気温度と前記平均庫内温
度検出手段により検出された平均庫内温度とから冷蔵室
の庫内の雰囲気温度変化度を演算する雰囲気温度の演算
手段と、前記各庫内温度検出手段の出力により庫内温度
の変化率を求める微分手段と、前記各庫内温度検出手段
により検出された庫内温度と前記微分手段により求めら
れた庫内温度の変化率とから冷蔵室内の食品の負荷量を
演算し、さらに負荷変動を演算する負荷の演算手段と、
前記複数の庫内温度検出手段の出力により庫内温度差を
算出する庫内温度差演算手段と、庫内温度差の変化率を
求める庫内温度差微分手段と、前記庫内温度差検出手段
により算出された庫内温度差と前記庫内温度差微分手段
により算出された庫内温度差の変化率とから負荷分布度
合を算出する負荷分布度合演算手段と、ファンモータの
操作量とコンプレッサの操作量と電動ダンパの操作量を
求めるための経験則に基づく制御ルールを記憶するメモ
リと、前記負荷の演算手段により演算された負荷量，負
荷変動と前記雰囲気温度の演算手段により演算された冷
蔵室の雰囲気温度変化度と前記負荷分布度合演算手段に
より演算された負荷分布度合と前記メモリから取り出さ
れた制御ルールに基づいて、ファジィ論理演算を行ない
ファンモータの操作量とコンプレッサの操作量と電動ダ
ンパの操作量を演算するファジィ推論プロセッサと、前
記ファジィ推論プロセッサにより演算されたファンモー
タの操作量とコンプレッサの操作量と電動ダンパの操作
量から、ファンモータを制御するファンモータ制御手段
と、コンプレッサを駆動するコンプレッサ制御手段と、
電動ダンパを制御する電動ダンパ制御手段を備えること
により、冷蔵室における食品を鮮度よく長期間保存でき
る経験則に基づいた最適な操作量を得ることができ、冷
蔵室の温調をキメ細かく行なうことができる。例えば、
外気温度が高い夏場に食品をたくさん詰め込んだときな
どに、食品の負荷に応じた操作量で急速冷却することが
できる。また、食品の負荷や負荷分布に応じた操作量で
温調するため、必要以上のエネルギーを消費することが
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における冷蔵庫の制御装置のブ
ロック図

【図２】（ａ）は同実施例における平均負荷量に対する
ファジィ変数のメンバシップ関数を示すグラフ（ｂ）は同実施例における平均負荷変動に対するファジ
ィ変数のメンバシップ関数を示すグラフ（ｃ）は同実施例における雰囲気温度変化度に対するフ
ァジィ変数のメンバシップ関数を示すグラフ（ｄ）は同実施例における負荷分布度合に対するファジ
ィ変数のメンバシップ関数を示すグラフ

【図３】同実施例における動作を説明するためのフロー
チャート

【図４】同実施例におけるドア開閉時間と雰囲気温度の
関係を示すグラフ

【図５】同実施例におけるファジィ推論の手順を説明す
るためのフローチャート

【図６】従来冷蔵庫の制御装置のブロック図

【図７】従来例における動作を説明するためのフローチ
ャート

【符号の説明】

１・・・冷蔵庫本体２・・・外箱３・・・内箱４・・・ウレタン発泡断熱材５・・・ドア６・・・ドア７・・・ドア８・・・冷凍室９・・・冷蔵室１０・・・野菜室１１・・・底板１２・・・天板１３・・・蒸発器１４・・・ファン１５・・・通風路１６・・・通風路１７・・・コンプレッサ１８・・・冷蔵室ドアスイッチ１９・・・冷蔵室温度センサＡ２０・・・冷蔵室温度センサＢ２１・・・ファンモータ２２・・・ドア開閉検出手段２３・・・ドア開放時間演算手段２４・・・外気温度検出手段２５・・・庫内温度検出手段Ａ２６・・・雰囲気温度検出手段２７・・・微分手段Ａ２８・・・負荷の演算手段Ａ２９・・・メモリ３０・・・ファジィ推論プロセッサ３１・・・ファンモータ制御手段３２・・・コンプレッサ制御手段３３・・・電動ダンパ制御手段３４・・・庫内温度検出手段Ｂ３５・・・微分手段Ｂ３６・・・負荷の演算手段Ｂ３７・・・庫内温度差演算手段３８・・・庫内温度差微分手段３９・・・負荷分布度合演算手段４０・・・電動ダンパ４１・・・外気温度センサ４２・・・操作量の演算手段４３・・・平均庫内温度検出手段４４・・・平均負荷演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−124574（ＪＰ，Ａ) 特開平４−169768（ＪＰ，Ａ) 特開平４−263771（ＪＰ，Ａ) 特開平１−225879（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25D 11/00 - 13/00 F25D 29/00 G05B 13/02 G05D 23/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】冷蔵室のドアの開閉により動作する冷蔵
室ドアスイッチと、前記冷蔵室ドアスイッチの動作から
冷蔵室のドアの開閉を検出するドア開閉検出手段と、タ
イマカウンタを内蔵し、前記ドア開閉検出手段から出力
される信号によりドア開放時間を算出するドア開放時間
算出手段と、冷蔵庫外に設けられた外気温度センサと、
前記外気温度センサにより冷蔵庫外の外気温度を検出す
る外気温度検出手段と、冷蔵室内に設けられた複数の冷
蔵室温度センサと、前記各冷蔵室温度センサにより冷蔵
室の各部の庫内温度を検出する庫内温度検出手段と、前
記ドア開放時間算出手段により算出されたドア開放時間
と、前記外気温度検出手段により検出された外気温度
と、前記各庫内温度検出手段により検出された庫内温度
とから冷蔵室の庫内の雰囲気温度変化度を演算する雰囲
気温度演算手段と、前記各庫内温度検出手段の出力によ
り庫内温度の変化率を求める微分手段と、前記各庫内温
度検出手段により検出された庫内温度と前記微分手段に
より求められた庫内温度の変化率とから冷蔵室内の食品
の負荷量（食品温度×熱容量）を演算し、さらに負荷変
動（熱負荷量の増減）を演算する負荷の演算手段と、前
記各庫内温度検出手段の出力により庫内温度差を算出す
る庫内温度差演算手段と、前記庫内温度差演算手段によ
り算出された庫内温度差の変化率を求める庫内温度差微
分手段と、前記庫内温度差演算手段により算出された庫
内の温度差と前記庫内温度差微分手段により算出された
庫内温度差の変化率とから負荷分布度合を算出する負荷
分布度合演算手段と、ファンモータの操作量とコンプレ
ッサの操作量と電動ダンパの操作量を求めるための経験
則に基づく制御ルールを記憶するメモリと、前記負荷の
演算手段により演算された負荷量，負荷変動と前記雰囲
気温度の演算手段により演算された冷蔵室の雰囲気温度
変化度と前記負荷分布度合演算手段により演算された負
荷分布度合と、前記メモリから取り出された制御ルール
に基づいて、ファジィ論理演算を行ないファンモータの
操作量とコンプレッサの操作量と電動ダンパの操作量を
演算するファジィ推論プロセッサと、前記ファジィ推論
プロセッサにより演算されたファンモータの操作量とコ
ンプレッサの操作量と電動ダンパの操作量から、ファン
モータを制御するファンモータ制御手段と、コンプレッ
サを駆動するコンプレッサ制御手段と、電動ダンパを制
御する電動ダンパ制御手段とを備えることを特徴とする
冷蔵庫の制御装置。