JP3193923B2 - 冷凍冷蔵庫の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍冷蔵庫における冷
凍食品、冷蔵食品を鮮度よく長期間貯蔵するために、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冷凍室、冷蔵
室の設定温度の下げ幅を推論して、その結果を出力する
ようにした冷凍冷蔵庫の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷凍冷蔵庫の制御装置は、冷凍冷蔵庫
（以下冷蔵庫と省略する）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、ダンパ，ファ
ン，コンプレッサを制御するものである（例えば、実開
平２−４７４２４号公報）。

【０００３】以下、従来の冷凍冷蔵庫の制御装置につい
て図面を参照しながら、温調制御について説明する。

【０００４】図１０は、従来の冷凍冷蔵庫の制御装置の
ブロック図を示すものである。図１０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
サであり、１８は電動ダンパである。

【０００６】また、１９は冷凍室温度センサである。２
０は冷凍室温度センサ１９により冷凍室内の庫内温度を
検出する冷凍室庫内温度検出手段である。２１は冷凍室
庫内温度検出手段２０により検出された庫内温度が、冷
凍室の設定温度の範囲内であるかを判断する冷凍室庫内
温度判定手段である。２２はコンプレッサ１７を制御す
るコンプレッサ制御手段であり、２３はファン１４を制
御するファン制御手段である。

【０００７】また、２４は冷蔵室温度センサである。２
５は冷蔵室温度センサ２４により冷蔵室内の庫内温度を
検出する冷蔵室庫内温度検出手段である。２６は冷蔵室
庫内温度検出手段２５により検出された庫内温度が、冷
蔵室の設定温度の範囲内であるかを判断する冷蔵室庫内
温度判定手段である。２７は電動ダンパ１８を制御する
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凍冷蔵庫の制御
装置について、以下図１０，図１１を用いてその動作を
説明する。

【０００９】図１１（ａ）は、従来の冷凍冷蔵庫の冷凍
室８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、冷凍室庫内温度検出手段２０は冷凍室温度セ
ンサ１９により冷凍室内の庫内温度Ｔfcを検出する（Ｓ
ｔｅｐ５１）。すると冷凍室庫内温度判定手段２１は、
庫内温度Ｔfcが冷凍室の設定温度（Ｔfcon：コンプレッ
サ、ファンのON温度，Ｔfcoff：コンプレッサ、ファン
のOFF温度）の範囲内であるかを判断し（Ｓｔｅｐ５
２）、この判断を基に、コンプレッサ制御手段２２はコ
ンプレッサ１７を制御し、ファン制御手段２３はファン
１４を制御する。（Ｓｔｅｐ５３）。以上より、冷凍室
８に適温の冷風を送り込み、冷凍室８の温調を行なう。

【００１０】図１１（ｂ）は、従来の冷凍冷蔵庫の冷蔵
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、冷蔵室庫内温度検出手段２５は冷蔵室温度セ
ンサ２４により冷蔵室内の庫内温度Ｔpcを検出する（Ｓ
ｔｅｐ６１）。すると冷蔵室庫内温度判定手段２６は、
庫内温度Ｔpcが冷蔵室の設定温度（Ｔpcon：電動ダンパ
の開温度，Ｔpcoff：電動ダンパの閉温度）の範囲内で
あるかを判断し（Ｓｔｅｐ６２）、この判断を基に、電
動ダンパ制御手段２７は電動ダンパ１８を制御する。
（Ｓｔｅｐ６３）。以上より、冷蔵室９に適温の冷風を
送り込み、冷蔵室９の温調を行なう。

【００１１】

【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、冷凍室においては、コンプレッサ及びフ
ァンを制御する基になる冷凍室の設定温度（Ｔfcon，Ｔ
fcoff）が、庫内温度Ｔfcによらず一定であり、また、
冷蔵室においては、電動ダンパを制御する基になる設定
温度（Ｔpcon，Ｔpcoff）が、庫内温度Ｔpcによらず一
定であったため、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、冷凍室、冷蔵室とも、最適
な温調を行なうことができないという問題点を有してい
た。

【００１２】本発明は上記の問題点を解決するもので、
冷凍室、冷蔵室それぞれの庫内の温度上昇度と外気温度
に応じて、冷凍室、冷蔵室それぞれの設定温度の下げ幅
を演算し、それぞれ設定温度を調整することにより、キ
メ細かな温調を行なうことができる冷凍冷蔵庫の制御装
置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の冷凍冷蔵庫の制御装置は、冷蔵室内に設けら
れた冷蔵室温度センサと、前記冷蔵室温度センサにより
冷蔵室内の温度を検出する冷蔵室庫内温度検出手段と、
前記冷蔵室庫内温度検出手段により検出された温度が、
冷蔵室の設定温度を越えたかどうかを判定する冷蔵室庫
内温度判定手段と、冷凍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凍冷蔵庫外の外
気温度を検出する外気温度検出手段と、前記冷蔵室庫内
温度検出手段の出力により庫内の温度上昇度を演算する
冷蔵室温度上昇度演算手段と、冷蔵室の設定温度の下げ
幅を求めるための経験則に基づく制御ルールを記憶する
第２のメモリと、前記冷蔵室温度上昇度演算手段により
演算された温度上昇度と、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冷蔵室
の設定温度の下げ幅を演算する第２のファジィ推論プロ
セッサと、前記ファジィ推論プロセッサにより演算され
た設定温度の下げ幅から、冷蔵室の設定温度を演算する
冷蔵室設定温度演算手段と、前記冷蔵室設定温度演算手
段により演算された設定温度から、コンプレッサを制御
するコンプレッサ制御手段と、ファンを制御するファン
制御手段とを有するものにおいて、外気温度と、前記庫
内の温度上昇度に基づいて、冷蔵室の設定温度を引き下
げることを特徴とする。

【００１４】

【００１５】また、請求項１に記載の発明に、さらに食
品を冷凍し貯蔵することができる冷凍室を設けた冷凍冷
蔵庫において、冷凍室内に設けられた冷凍室温度センサ
と、前記冷凍室温度センサにより冷凍室内の温度を検出
する冷凍室庫内温度検出手段と、前記冷凍室庫内温度検
出手段により検出された温度が、冷凍室の設定温度を越
えたかどうかを判定する冷凍室庫内温度判定手段と、冷
凍冷蔵庫外に設けられた外気温度センサと、前記外気温
度センサにより冷凍冷蔵庫外の外気温度を検出する外気
温度検出手段と、前記冷凍室庫内温度検出手段の出力に
より庫内の温度上昇度を演算する冷凍室温度上昇度演算
手段と、冷凍室の設定温度の下げ幅を求めるための経験
則に基づく制御ルールを記憶する第１のメモリと、前記
冷凍室温度上昇度演算手段により演算された温度上昇度
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冷凍室の設定温度の下げ
幅を演算する第１の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設定温度の下げ
幅から、冷凍室の設定温度を演算する冷凍室設定温度演
算手段と、前記冷凍室設定温度演算手段により演算され
た設定温度から、コンプレッサを制御するコンプレッサ
制御手段と、ファンを制御するファン制御手段とを有
し、外気温度と、前記庫内の温度上昇度に基づいて、冷
凍室の設定温度を引き下げるものであって、冷凍室と冷
蔵室の制御にあたり、冷凍室の制御を優先させる優先手
段とを備えた構成である。

【００１６】

【作用】本発明は上記構成により、冷蔵室の温度上昇度
演算手段より演算された庫内の温度上昇度と、外気温度
検出手段により検出された外気温度と、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、冷蔵室の設定温
度の下げ幅が求められる。したがって、上記により求め
た下げ幅により設定温度を調整し、この設定温度を基
に、コンプレッサを制御し、ファンを制御し、電動ダン
パを制御するため、最適な冷蔵室の温度制御を行なうこ
とができる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。また、図において、従来例と共通の
ものは同一の番号を賦し、その説明を省略する。

【００１８】図１は本発明の第１の実施例における冷凍
冷蔵庫の冷凍室の制御装置の構成を示すブロック図、図
２（ａ）は本発明の第１の実施例における冷凍室の庫内
の温度上昇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（ｂ）は本発明の第１の実施例にお
ける外気温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３は本発明の第１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は本発明の第
１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。

【００１９】図１において、３０は冷凍室の制御装置で
あり、冷凍室庫内温度検出手段２０、冷凍室庫内温度判
定手段２１、コンプレッサ制御手段２２、ファン制御手
段２３、外気温度検出手段３１、冷凍室温度上昇度演算
手段３２、第１のメモリ３３、第１のファジィ推論プロ
セッサ３４、冷凍室設定温度演算手段３５よりなる。

【００２０】外気温度検出手段３１は、外気温度センサ
２８により冷蔵庫外の外気温度を検出する。冷凍室温度
上昇度演算手段３２は、冷凍室庫内温度検出手段２０の
出力により庫内の温度上昇度を演算する。

【００２１】第１のメモリ３３は、冷凍室の設定温度の
下げ幅を求めるための経験則に基づく制御ルールを記憶
する。第１のファジィ推論プロセッサ３４は、冷凍室温
度上昇度演算手段３２により演算された温度上昇度と、
外気温度検出手段３１により検出された外気温度と、メ
モリ３３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、冷凍室の設定温度の下げ幅を演算
する。また、冷凍室設定温度演算手段３５は、第１のフ
ァジィ推論プロセッサ３４により演算された設定温度の
下げ幅から、冷凍室の設定温度を演算する。

【００２２】以上のように構成された冷凍冷蔵庫の冷凍
室の制御装置について、以下図１から図４を用いてその
動作を説明する。

【００２３】まず、冷凍室庫内温度検出手段２０は冷凍
室温度センサ１９により冷凍室内の庫内温度Ｔfcを検出
する（Ｓｔｅｐ１）。そして、冷凍室庫内温度判定手段
２１は、冷凍室庫内温度検出手段２０により検出された
庫内温度Ｔfcの値が、冷凍室の設定温度Ｔfcon（コンプ
レッサ、ファンのON温度）を越えたかどうかの判定を行
ない（Ｓｔｅｐ２）、設定温度Ｔfconを越えていなけれ
ば、この設定温度Ｔfconを基に、コンプレッサ制御手段
２２はコンプレッサ１７を制御し、ファン制御手段２３
はファン１４を制御する（Ｓｔｅｐ３）。

【００２４】そして、庫内温度Ｔfcの値が、設定温度Ｔ
fconを越えたとき、冷凍室温度上昇度演算手段３２は、
以下に示すように冷凍室の温度上昇度Ｔfcupを演算する
（Ｓｔｅｐ４）。

【００２５】Ｔfcup＝Ｔfc−Ｔfcon また、外気温度検出手段３１は外気温度センサ２８によ
り冷蔵庫外の外気温度Ｔoutを検出する（Ｓｔｅｐ
５）。

【００２６】つぎに、演算された温度上昇度Ｔfcupおよ
び外気温度Ｔoutは、第１のファジィ推論プロセッサ３
４に入力される（Ｓｔｅｐ６）。ファジィ推論プロセッ
サ３４では、予め第１のメモリ３３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冷凍室の
設定温度の下げ幅△Ｔfcoffを求める（Ｓｔｅｐ７）。
これより、冷凍室設定温度演算手段３５は、ファジィ推
論プロセッサ３４により求められた設定温度の下げ幅△
Ｔfcoffから冷凍室の設定温度Ｔfcoff（コンプレッサ、
ファンのOFF温度）を演算する（Ｓｔｅｐ８）。そし
て、この設定温度Ｔfcoffを基に、コンプレッサ制御手
段２２はコンプレッサ１７を制御し、ファン制御手段２
３はファン１４を制御する。

【００２７】ここで、冷凍室の最適な温調を行なうため
の設定温度の下げ幅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。

【００２８】本実施例で採用した制御ルールは次のよう
な９ルールである。例えば ルール １：もし温度上昇度が小さく、外気温度が低け
れば、設定温度の下げ幅を小さくせよ。

【００２９】ルール ２：もし温度上昇度が小さく、外
気温度が中位なら、設定温度の下げ幅を小さくせよ。

【００３０】ルール ３：もし温度上昇度が小さく、外
気温度が高ければ、設定温度の下げ幅を非常に小さくせ
よ。 ・ ・ ・ ルール ７：もし温度上昇度が大きく、外気温度が低け
れば、設定温度の下げ幅を非常に大きくせよ。

【００３１】ルール ８：もし温度上昇度が大きく、外
気温度が中位なら、設定温度の下げ幅を大きくせよ。

【００３２】ルール ９：もし温度上昇度が大きく、外
気温度が高ければ、設定温度の下げ幅を大きくせよ。 等である。

【００３３】これは、食品の冷凍室への投入量が多くな
れば温度上昇度が大きくなるので、温度上昇度が大きい
程、庫内温度が高いため設定温度を大きく下げる必要が
あり、また、外気温度が低い程、食品の温度より庫内温
度センサの温度の低下が速く、食品が冷える前に設定温
度に達っしてしまうため、設定温度をさらに大きく下げ
る必要がある、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、最適な冷凍室の温調を行なうことが
できる設定温度の下げ幅に対する制御ルールであり、こ
れを温度上昇度Ｔおよび外気温度ＡＴの関係で示すと
（表１）のようになる。

【００３４】

【表１】

【００３５】（表１）は制御ルールの関係を示す表であ
り、横方向に温度上昇度Ｔを３段階（ＢＴ＝大，ＭＴ＝
中，ＳＴ＝小）に分け、縦方向に外気温度ＡＴを３段階
（ＨＡＴ＝高，ＭＡＴ＝中，ＬＡＴ＝低）に分けて配置
し、上記区分された温度上昇度Ｔと外気温度ＡＴとのお
のおの交わった位置には、その温度上昇度Ｔ，外気温度
ＡＴに対応する最適な冷凍室の設定温度の下げ幅△Ｔを
配置している。

【００３６】また、上記言語ルールは図１のメモリ３３
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９個である。 ルール １：ＩＦ Ｔ ｉｓ ＳＴ ａｎｄ ＡＴ ｉｓ ＬＡＴ ＴＨＥＮ △Ｔ ｉｓ Ｓ ルール ２：ＩＦ Ｔ ｉｓ ＳＴ ａｎｄ ＡＴ ｉｓ ＭＡＴ ＴＨＥＮ △Ｔ ｉｓ Ｓ ルール ３：ＩＦ Ｔ ｉｓ ＳＴ ａｎｄ ＡＴ ｉｓ ＨＡＴ ＴＨＥＮ △Ｔ ｉｓ ＶＳ ・ ・ ・ ルール ７：ＩＦ Ｔ ｉｓ ＢＴ ａｎｄ ＡＴ ｉｓ ＬＡＴ ＴＨＥＮ △Ｔ ｉｓ ＶＢ ルール ８：ＩＦ Ｔ ｉｓ ＢＴ ａｎｄ ＡＴ ｉｓ ＭＡＴ ＴＨＥＮ △Ｔ ｉｓ Ｂ ルール ９：ＩＦ Ｔ ｉｓ ＢＴ ａｎｄ ＡＴ ｉｓ ＨＡＴ ＴＨＥＮ △Ｔ ｉｓ Ｂ 前記制御ルール１，ルール２，・・・，ルール９のルー
ルは、温度上昇度Ｔ，外気温度ＡＴ，冷凍室の設定温度
の下げ幅△Ｔ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、温度上昇度Ｔ，
外気温度ＡＴの各段階の中間における実測の温度上昇度
Ｔfcup、外気温度Ｔout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設定温度の下げ幅△Ｔfcoffを
推定する必要がある。そのため、本実施例では前記度合
いを温度上昇度Ｔ，外気温度ＡＴ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。

【００３７】図２（ａ）は、冷凍室の庫内の温度上昇度
Ｔに対するファジィ変数ＳＴ，ＭＴ，ＢＴのメンバシッ
プ関数μＳＴ（Ｔfcup），μＭＴ（Ｔfcup），μＢＴ
（Ｔfcup）を示したものであり、図２（ｂ）は、外気温
度ＡＴに対するファジィ変数ＬＡＴ，ＭＡＴ，ＨＡＴの
メンバシップ関数μＬＡＴ（Ｔout），μＭＡＴ（Ｔou
t），μＨＡＴ（Ｔout）を示したものである。

【００３８】ファジィ推論プロセッサ３４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９と図２（ａ），（ｂ）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冷凍室の設定温度の下
げ幅の演算を行なう。

【００３９】以下、図４のフローチャートをもとに、図
３のＳｔｅｐ７であるファジィ推論の手順を説明する。

【００４０】Ｓｔｅｐ１０では、ファジィ推論プロセッ
サ３４によって温度上昇度Ｔfcupと外気温度Ｔoutに対
するファジィ変数のメンバシップ関数を用いて、温度上
昇度Ｔfcupと外気温度Ｔout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。

【００４１】Ｓｔｅｐ１１では、得られた温度上昇度Ｔ
fcupと外気温度Ｔoutに対するファジィ変数のメンバシ
ップ値が、前記９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。

【００４２】図中では、温度上昇度に対するファジィ変
数をＡ、外気温度に対するファジィ変数をＢで示してい
る。 ルール １：ｈ１ ＝μＳＴ（Ｔfcup）∩μＬＡＴ（Ｔout） ＝μＳＴ（Ｔfcup）×μＬＡＴ（Ｔout） −−−（１） ルール ２：ｈ２ ＝μＳＴ（Ｔfcup）∩μＭＡＴ（Ｔout） ＝μＳＴ（Ｔfcup）×μＭＡＴ（Ｔout） −−−（２） ルール ３：ｈ２ ＝μＳＴ（Ｔfcup）∩μＨＡＴ（Ｔout） ＝μＳＴ（Ｔfcup）×μＨＡＴ（Ｔout） −−−（２） ・ ・ ・ ルール ７：ｈ７ ＝μＢＴ（Ｔfcup）∩μＬＡＴ（Ｔout） ＝μＢＴ（Ｔfcup）×μＬＡＴ（Ｔout） −−−（７） ルール ８：ｈ８ ＝μＢＴ（Ｔfcup）∩μＭＡＴ（Ｔout） ＝μＢＴ（Ｔfcup）×μＭＡＴ（Ｔout） −−−（８） ルール ９：ｈ９ ＝μＢＴ（Ｔfcup）∩μＨＡＴ（Ｔout） ＝μＢＴ（Ｔfcup）×μＨＡＴ（Ｔout） −−−（９） （１）式は、前記Ｔfcupが温度上昇度Ｔに対する領域Ｓ
Ｔに入り、かつ、前記Ｔoutが外気温度ＡＴに対する領
域ＬＡＴに入るという命題は、ＴfcupがＳＴに入る割
合、ＴoutがＬＡＴに入る割合の積の値で成立するこ
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。同様に（２）式，・・・，
（９）式であるルール２，・・・，ルール９の場合、前
件部はそれぞれｈ２，・・・，ｈ９の割合で成立するこ
とを表わしている。

【００４３】Ｓｔｅｐ１２では、制御ルールの実行部の
メンバシップ関数によって、温度上昇度Ｔfcupと外気温
度Ｔoutにおける冷凍室の設定温度の下げ幅△Ｔfcoffを
下記のようにして求める。設定温度の下げ幅△Ｔfcoff
は、一点化法のひとつである高さ法を用いて、各制御ル
ールの前件部の成立する割合ｈ１，ｈ２，・・・，ｈ９
の加重平均の値として、（数１）に示すように算出す
る。

【００４４】

【数１】

【００４５】これにより、設定温度の下げ幅△Ｔfcoff
が求まる。従って、この実施例では、制御パラメータと
して冷凍室内の温度上昇度および外気温度を使用してい
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、最適な設定
温度で冷凍室の温調制御ができる。

【００４６】次に他の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。また、図において、従来例、第１の実施
例と共通した構成のものは、同一番号を付し、その詳細
な説明を省略する。

【００４７】図５は本発明の他の実施例における冷凍冷
蔵庫の冷蔵室の制御装置の構成を示すブロック図、図６
は本発明の他の実施例における冷蔵室の庫内の温度上昇
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７は本発明の他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である。

【００４８】図５において、４０は冷蔵室の制御装置で
あり、冷蔵室庫内温度検出手段２５、冷蔵室庫内温度判
定手段２６、電動ダンパ制御手段２７、外気温度検出手
段３１、冷蔵室温度上昇度演算手段４２、第２のメモリ
４３、第２のファジィ推論プロセッサ４４、冷蔵室設定
温度演算手段４５よりなる。

【００４９】冷蔵室温度上昇度演算手段４２は、冷蔵室
庫内温度検出手段２５の出力により庫内の温度上昇度を
演算する。

【００５０】第２のメモリ４３は、冷蔵室の設定温度の
下げ幅を求めるための経験則に基づく制御ルールを記憶
する。第２のファジィ推論プロセッサ４４は、冷蔵室温
度上昇度演算手段４２により演算された温度上昇度と、
外気温度検出手段３１により検出された外気温度と、メ
モリ４３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、冷蔵室の設定温度の下げ幅を演算
する。また、冷蔵室設定温度演算手段４５は、第２のフ
ァジィ推論プロセッサ４４により演算された設定温度の
下げ幅から、冷蔵室の設定温度を演算する。

【００５１】以上のように構成された冷凍冷蔵庫の冷蔵
室の制御装置について、以下図５から図７および図２、
図４を用いてその動作を説明する。

【００５２】まず、冷蔵室庫内温度検出手段２５は冷蔵
室温度センサ２４により冷蔵室内の庫内温度Ｔpcを検出
する（Ｓｔｅｐ２１）。そして、冷蔵室庫内温度判定手
段２６は、冷蔵室庫内温度検出手段２５により検出され
た庫内温度Ｔpcの値が、冷蔵室の設定温度Ｔpcon（電動
ダンパの開温度）を越えたかどうかの判定を行ない（Ｓ
ｔｅｐ２２）、設定温度Ｔpconを越えていなければ、こ
の設定温度Ｔpconを基に、電動ダンパ制御手段２７は電
動ダンパ１８を制御する（Ｓｔｅｐ２３）。

【００５３】そして、庫内温度Ｔpcの値が、設定温度Ｔ
pconを越えたとき、冷蔵室温度上昇度演算手段４２は、
以下に示すように冷蔵室の温度上昇度Ｔpcupを演算する
（Ｓｔｅｐ２４）。 Ｔpcup＝Ｔpc−Ｔpcon また、外気温度検出手段３１は外気温度センサ２８によ
り冷蔵庫外の外気温度Ｔoutを検出する（Ｓｔｅｐ２
５）。

【００５４】つぎに、演算された温度上昇度Ｔpcupおよ
び外気温度Ｔoutは、第２のファジィ推論プロセッサ４
４に入力される（Ｓｔｅｐ２６）。ファジィ推論プロセ
ッサ４４では、予め第２のメモリ４３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冷蔵室
の設定温度の下げ幅△Ｔpcoffを求める（Ｓｔｅｐ２
７）。これより、冷蔵室設定温度演算手段４５は、ファ
ジィ推論プロセッサ４４により求められた設定温度の下
げ幅△Ｔpcoffから冷蔵室の設定温度Ｔpcoff（電動ダン
パの閉温度）を演算する（Ｓｔｅｐ２８）。そして、こ
の設定温度Ｔpcoffを基に、電動ダンパ制御手段２７は
電動ダンパ１８を制御する。

【００５５】ここで、冷蔵室の最適な温調を行なうため
の設定温度の下げ幅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。

【００５６】本実施例で採用した制御ルールは次のよう
な９ルールである。例えば ルール １：もし温度上昇度が小さく、外気温度が低け
れば、設定温度の下げ幅を非常に小さくせよ。

【００５７】ルール ２：もし温度上昇度が小さく、外
気温度が中位なら、設定温度の下げ幅を小さくせよ。

【００５８】ルール ３：もし温度上昇度が小さく、外
気温度が高ければ、設定温度の下げ幅を小さくせよ。 ・ ・ ・ ルール ７：もし温度上昇度が大きく、外気温度が低け
れば、設定温度の下げ幅を大きくせよ。

【００５９】ルール ８：もし温度上昇度が大きく、外
気温度が中位なら、設定温度の下げ幅を大きくせよ。

【００６０】ルール ９：もし温度上昇度が大きく、外
気温度が高ければ、設定温度の下げ幅を非常に大きくせ
よ。等である。

【００６１】これは、食品の冷蔵室への投入量が多くな
れば温度上昇度が大きくなるので、温度上昇度が大きい
程、庫内温度が高いため設定温度を大きく下げる必要が
あり、また、外気温度が低い程、冷蔵室の食品の凍結の
危険性が高まるため、設定温度の下げ幅を小さくする必
要がある、といった経験から得られたルールである。

【００６２】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
うことができる設定温度の下げ幅に対する制御ルールで
あり、これを温度上昇度Ｔおよび外気温度ＡＴの関係で
示すと（表２）のようになる。

【００６３】

【表２】

【００６４】（表２）は制御ルールの関係を示す表であ
り、詳細は第１の実施例で述べた通りである。温度上昇
度Ｔと外気温度ＡＴとのおのおの交わった位置には、そ
の温度上昇度Ｔ，外気温度ＡＴに対応する最適な冷蔵室
の設定温度の下げ幅△Ｔを配置している。

【００６５】また、上記言語ルールは図１のメモリ４３
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９個である。 ルール １：ＩＦ Ｔ ｉｓ ＳＴ ａｎｄ ＡＴ ｉｓ ＬＡＴ ＴＨＥＮ △Ｔ ｉｓ ＶＳ ルール ２：ＩＦ Ｔ ｉｓ ＳＴ ａｎｄ ＡＴ ｉｓ ＭＡＴ ＴＨＥＮ △Ｔ ｉｓ Ｓ ルール ３：ＩＦ Ｔ ｉｓ ＳＴ ａｎｄ ＡＴ ｉｓ ＨＡＴ ＴＨＥＮ △Ｔ ｉｓ Ｓ ・ ・ ・ ルール ７：ＩＦ Ｔ ｉｓ ＢＴ ａｎｄ ＡＴ ｉｓ ＬＡＴ ＴＨＥＮ △Ｔ ｉｓ Ｂ ルール ８：ＩＦ Ｔ ｉｓ ＢＴ ａｎｄ ＡＴ ｉｓ ＭＡＴ ＴＨＥＮ △Ｔ ｉｓ Ｂ ルール ９：ＩＦ Ｔ ｉｓ ＢＴ ａｎｄ ＡＴ ｉｓ ＨＡＴ ＴＨＥＮ △Ｔ ｉｓ ＶＢ 前記制御ルール１，ルール２，・・・，ルール９のルー
ルは、温度上昇度Ｔ，外気温度ＡＴ，冷蔵室の設定温度
の下げ幅△Ｔを（表２）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、温度上昇度Ｔ，
外気温度ＡＴの各段階の中間における実測の温度上昇度
Ｔpcup、外気温度Ｔout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設定温度の下げ幅△Ｔpcoffを
推定する。そのため、本実施例では第１の実施例で述べ
たと同様に、前記度合いを温度上昇度Ｔ，外気温度ＡＴ
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６は、冷蔵室の庫内の温度上昇度Ｔに対
するファジィ変数ＳＴ，ＭＴ，ＢＴのメンバシップ関数
μＳＴ（Ｔpcup），μＭＴ（Ｔpcup），μＢＴ（Ｔpcu
p）を示したものであり、外気温度ＡＴに対するファジ
ィ変数のメンバシップ関数は図２（ｂ）で示した通りで
ある。

【００６７】ファジィ推論プロセッサ４４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９と図６，図２（ｂ）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冷蔵室の設定温度の下げ
幅の演算を行なう。

【００６８】その手順は、第１の実施例で述べたと同様
であり、図４のフローチャートをもとに、図７のＳｔｅ
ｐ２７であるファジィ推論の手順を説明する。

【００６９】Ｓｔｅｐ１０では、ファジィ推論プロセッ
サ４４によって温度上昇度Ｔpcupと外気温度Ｔoutに対
するファジィ変数のメンバシップ関数を用いて、温度上
昇度Ｔpcupと外気温度Ｔout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】Ｓｔｅｐ１１では、得られた温度上昇度Ｔ
pcupと外気温度Ｔoutに対するファジィ変数のメンバシ
ップ値が、前記９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。

【００７１】図中では、温度上昇度に対するファジィ変
数をＡ、外気温度に対するファジィ変数をＢで示してい
る。 ルール １：ｈ１ ＝μＳＴ（Ｔpcup）∩μＬＡＴ（Ｔout） ＝μＳＴ（Ｔpcup）×μＬＡＴ（Ｔout） −−−（１） ルール ２：ｈ２ ＝μＳＴ（Ｔpcup）∩μＭＡＴ（Ｔout） ＝μＳＴ（Ｔpcup）×μＭＡＴ（Ｔout） −−−（２） ルール ３：ｈ２ ＝μＳＴ（Ｔpcup）∩μＨＡＴ（Ｔout） ＝μＳＴ（Ｔpcup）×μＨＡＴ（Ｔout） −−−（２） ・ ・ ・ ルール ７：ｈ７ ＝μＢＴ（Ｔpcup）∩μＬＡＴ（Ｔout） ＝μＢＴ（Ｔpcup）×μＬＡＴ（Ｔout） −−−（７） ルール ８：ｈ８ ＝μＢＴ（Ｔpcup）∩μＭＡＴ（Ｔout） ＝μＢＴ（Ｔpcup）×μＭＡＴ（Ｔout） −−−（８） ルール ９：ｈ９ ＝μＢＴ（Ｔpcup）∩μＨＡＴ（Ｔout） ＝μＢＴ（Ｔpcup）×μＨＡＴ（Ｔout） −−−（９） （１）式は、前記Ｔpcupが温度上昇度Ｔに対する領域Ｓ
Ｔに入り、かつ、前記Ｔoutが外気温度ＡＴに対する領
域ＬＡＴに入るという命題は、ＴpcupがＳＴに入る割
合、ＴoutがＬＡＴに入る割合の積の値で成立するこ
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。同様に（２）式，・・・，
（９）式であるルール２，・・・，ルール９の場合、前
件部はそれぞれｈ２，・・・，ｈ９の割合で成立するこ
とを表わしている。

【００７２】Ｓｔｅｐ１２では、制御ルールの実行部の
メンバシップ関数によって、温度上昇度Ｔpcupと外気温
度Ｔoutにおける冷蔵室の設定温度の下げ幅△Ｔpcoffを
下記のようにして求める。設定温度の下げ幅△Ｔpcoff
は、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，・・・，ｈ９の加重平均の値として、
（数２）に示すように算出する。

【００７３】

【数２】

【００７４】これにより、設定温度の下げ幅△Ｔpcoff
が求まる。従って、この実施例では、制御パラメータと
して冷蔵室内の温度上昇度および外気温度を使用してい
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、最適な設定
温度で冷蔵室の温調制御ができる。

【００７５】さらに他の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。また、図において、従来例、第１の実
施例、第２の実施例と共通した構成のものは、同一番号
を付し、その詳細な説明を省略する。

【００７６】図８は本発明の実施例における冷凍冷蔵庫
の制御装置の構成を示すブロック図、図９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であ
る。

【００７７】図８において、５０は優先手段であり、冷
凍室の制御装置３０、冷蔵室の制御装置４０と接続し、
冷凍室の制御装置３０の動作を冷蔵室の制御装置４０の
動作より優先させて動作させる働きをする。

【００７８】以下、冷凍冷蔵庫の制御装置について、以
下図８、図９および図１、図３、図７を用いてその動作
を説明する。

【００７９】まず、冷凍室庫内温度検出手段２０は冷凍
室温度センサ１９により冷凍室内の庫内温度Ｔfcを検出
する（Ｓｔｅｐ１）。そして、冷凍室庫内温度判定手段
２１は、冷凍室庫内温度検出手段２０により検出された
庫内温度Ｔfcの値が、冷凍室の設定温度Ｔfcon（コンプ
レッサ、ファンのON温度）を越えたかどうかの判定を行
ない（Ｓｔｅｐ２）、設定温度Ｔfconを越えていなけれ
ば、優先手段５０は冷蔵室の制御装置４０を始動し（Ｓ
ｔｅｐ３１）、冷蔵室の制御装置４０は、第２の実施例
の図７で示した冷蔵室の温調制御を行なう（Ｓｔｅｐ３
２）。そして、冷凍室側は、設定温度Ｔfconを基に、コ
ンプレッサ制御手段２２はコンプレッサ１７を制御し、
ファン制御手段２３はファン１４を制御する（Ｓｔｅｐ
３）。

【００８０】庫内温度Ｔfcの値が、設定温度Ｔfconを越
えたとき、優先手段５０は冷蔵室の制御装置４０を停止
し（Ｓｔｅｐ３３）、冷蔵室の電動ダンパ１８を閉じ、
冷凍室により多くの冷風を送り込む（Ｓｔｅｐ３４）。
そして、冷凍室側は、第１の実施例の図３で示したと同
じ冷凍室の温調制御を行なう（Ｓｔｅｐ４〜８）。

【００８１】従って、この実施例では、冷凍室の制御装
置３０の動作を冷蔵室の制御装置４０の動作より優先さ
せて動作させることで、冷凍室の庫内温度が上昇した時
に、冷凍室により多くの冷風を送り込んで素早く冷却
し、温度上昇の影響を受け易い冷凍室の冷凍食品の温度
上昇を防止するとともに、冷凍室、冷蔵室のキメ細かい
温調制御ができる。

【００８２】

【発明の効果】以上のように本発明は、冷蔵室において
は、冷蔵室温度センサと、冷蔵室庫内温度検出手段と、
冷蔵室庫内温度が冷蔵室の設定温度を越えたかどうかを
判定する冷蔵室庫内温度判定手段と、外気温度センサ
と、外気温度検出手段と、前記冷蔵室庫内温度検出手段
の出力により庫内の温度上昇度を演算する冷蔵室温度上
昇度演算手段と、冷蔵室の設定温度の下げ幅を求めるた
めの経験則に基づく制御ルールを記憶する第２のメモリ
と、庫内の温度上昇度と、外気温度と、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
を行ない冷蔵室の設定温度の下げ幅を演算する第２のフ
ァジィ推論プロセッサと、設定温度の下げ幅から冷蔵室
の設定温度を演算する冷蔵室設定温度演算手段と、前記
冷蔵室設定温度演算手段により演算された設定温度か
ら、電動ダンパを制御する電動ダンパ制御手段とを有す
るものにおいて、外気温度と、前記庫内の温度上昇度に
基づいて、冷蔵室の設定温度を引き下げることを特徴と
する。

【００８３】

【００８４】また、冷凍室と冷蔵室の制御にあたり、冷
凍室の制御を優先させる優先手段とを備えた構成であ
る。

【００８５】この構成により、冷凍室、冷蔵室それぞれ
の温度上昇度演算手段により演算された庫内の温度上昇
度と、外気温度検出手段により検出された外気温度と、
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、
冷凍室、冷蔵室それぞれの設定温度の下げ幅が求められ
る。したがって、上記により求めた下げ幅によりそれぞ
れの設定温度を調整し、この設定温度を基に、コンプレ
ッサを制御し、ファンを制御し、電動ダンパを制御する
ため、冷凍室、冷蔵室における冷凍／冷蔵食品を鮮度よ
く長期間貯蔵できる経験則に基づいた最適な冷凍室、冷
蔵室の温調制御を行なうことができる。

【００８６】例えば、冷凍室においては、夏場に食品を
たくさん詰め込んだときなどに、外気温度と、温度上昇
度に合わせて、冷凍室の設定温度を引き下げ、既に庫内
に貯蔵されている既存食品の温度上昇を最小限にし、上
昇した温度を短時間で元の冷凍温度に復帰させることが
できる。また、冷蔵室においても、夏場に食品をたくさ
ん詰め込んだときなどに、外気温度と、温度上昇度に合
わせて、冷蔵室の設定温度を調節しながら引き下げ、食
品の凍結を防止しながら、既に庫内に貯蔵されている既
存食品の温度上昇を最小限にし、上昇した温度を短時間
で元の冷凍温度に復帰させることができる。 更に、冷凍
室の制御を冷蔵室の制御より優先させて動作させること
で、冷凍室の庫内温度が上昇した時に、冷凍室により多
くの冷風を送り込んで素早く冷却し、温度上昇の影響を
受け易い冷凍室の冷凍食品の温度上昇を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す冷凍冷蔵庫の冷凍室の
制御装置のブロック図

【図２】（ａ）は冷凍室の庫内の温度上昇度に対するフ
ァジィ変数のメンバシップ関数を示すグラフ （ｂ）は外気温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３】図１における動作を説明するためのフローチャ
ート

【図４】図１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５】本発明の他の実施例を示す冷凍冷蔵庫の冷蔵室
の制御装置のブロック図

【図６】図５における冷蔵室の庫内の温度上昇度に対す
るファジィ変数のメンバシップ関数を示すグラフ

【図７】図５における動作を説明するためのフローチャ
ート

【図８】本発明の他の実施例を示す冷凍冷蔵庫の制御装
置のブロック図

【図９】図８における動作を説明するためのフローチャ
ート

【図１０】従来の冷凍冷蔵庫の制御装置のブロック図

【図１１】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】

８ 冷凍室 ９ 冷蔵室 １９ 冷凍室温度センサ ２０ 冷凍室庫内温度検出手段 ２１ 冷凍室庫内温度判定手段 ２２ コンプレッサ制御手段 ２３ ファン制御手段 ２４ 冷蔵室温度センサ ２５ 冷蔵室庫内温度検出手段 ２６ 冷蔵室庫内温度判定手段 ２７ 電動ダンパ制御手段 ２８ 外気温度センサ ３０ 冷凍室の制御装置 ３１ 外気温度検出手段 ３２ 冷凍室温度上昇度演算手段 ３３ 第１のメモリ ３４ 第１のファジィ推論プロセッサ ３５ 冷凍室設定温度演算手段 ４０ 冷蔵室の制御装置 ４２ 冷蔵室温度上昇度演算手段 ４３ 第２のメモリ ４４ 第２のファジィ推論プロセッサ ４５ 冷蔵室設定温度演算手段 ５０ 優先手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 秀雄 大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地 松下冷機株式会社内 (72)発明者 竹内 和吉 大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地 松下冷機株式会社内 (72)発明者 中村 淳 大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地 松下冷機株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−353377（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25D 11/02 F25D 29/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 食品を冷却し貯蔵することができる冷蔵
   室を設けた冷凍冷蔵庫において、冷蔵室内に設けられた
   冷蔵室温度センサと、前記冷蔵室温度センサにより冷蔵
   室内の温度を検出する冷蔵室庫内温度検出手段と、前記
   冷蔵室庫内温度検出手段により検出された温度が、冷蔵
   室の設定温度を越えたかどうかを判定する冷蔵室庫内温
   度判定手段と、冷凍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凍冷蔵庫外の外気温
   度を検出する外気温度検出手段と、前記冷蔵室庫内温度
   検出手段の出力により庫内の温度上昇度を演算する冷蔵
   室温度上昇度演算手段と、冷蔵室の設定温度の下げ幅を
   求めるための経験則に基づく制御ルールを記憶する第２
   のメモリと、前記冷蔵室温度上昇度演算手段により演算
   された温度上昇度と、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冷蔵室の設
   定温度の下げ幅を演算する第２の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設
   定温度の下げ幅から、冷蔵室の設定温度を演算する冷蔵
   室設定温度演算手段と、前記冷蔵室設定温度演算手段に
   より演算された設定温度から、電動ダンパを制御する電
   動ダンパ制御手段とを有するものにおいて、外気温度
   と、前記庫内の温度上昇度に基づいて、冷蔵室の設定温
   度を引き下げることを特徴とする冷凍冷蔵庫の制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の冷凍冷蔵庫の制御装置
   において、食品を冷凍し貯蔵することができる冷凍室を
   設けた冷凍冷蔵庫において、冷凍室内に設けられた冷凍
   室温度センサと、前記冷凍室温度センサにより冷凍室内
   の温度を検出する冷凍室庫内温度検出手段と、前記冷凍
   室庫内温度検出手段により検出された温度が、冷凍室の
   設定温度を越えたかどうかを判定する冷凍室庫内温度判
   定手段と、冷凍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凍冷蔵庫外の外気温度
   を検出する外気温度検出手段と、前記冷凍室庫内温度検
   出手段の出力により庫内の温度上昇度を演算する冷凍室
   温度上昇度演算手段と、冷凍室の設定温度の下げ幅を求
   めるための経験則に基づく制御ルールを記憶する第１の
   メモリと、前記冷凍室温度上昇度演算手段により演算さ
   れた温度上昇度と、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冷凍室の設定
   温度の下げ幅を演算する第１の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設定
   温度の下げ幅から、冷凍室の設定温度を演算する冷凍室
   設定温度演算手段と、前記冷凍室設定温度演算手段によ
   り演算された設定温度から、コンプレッサを制御するコ
   ンプレッサ制御手段と、ファンを制御するファン制御手
   段とを有し、外気温度と、前記庫内の温度上昇度に基づ
   いて、冷凍室の設定温度を引き下げるものであって、前
   記冷凍室と前記冷蔵室との温調制御において、前記冷凍
   室の制御を優先させる優先手段とを備えることを特徴と
   する冷凍冷蔵庫の制御装置。