JP6406214B2 - 収納装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却機能を有する収納装置に関する。

従来、この種の収納装置としては、特許文献１に記載の装置がある。特許文献１に記載の収納装置は、食品を収納する収納室と、収納室内を冷却する冷却装置と、収納室内の温度を検出する庫内サーミスタと、収納室内の温度が設定温度となるように冷却装置の動作を制御する制御部とを備えている。制御部は、収納室内の温度が設定温度よりも低い粗熱取り温度となるように冷却装置を動作させた後に収納室内の温度が設定温度となるように冷却装置を動作させる。

特開２０１５−８１６９８号公報

ところで、特許文献１に記載の収納装置では、収納室に収納される食品の種類によって収納室内の温度の変化態様が異なるため、粗熱取り温度を適切に設定する必要がある。例えば、粗熱取り温度が適切な温度よりも低い温度に設定されていると、食品を冷却し過ぎてしまうため、食品が凍結するという問題が生じるおそれがある。また、粗熱取り温度が適切な温度よりも高い温度に設定されていると、食品を設定温度まで冷却するまでに要する時間が長期化するという問題が生じるおそれがある。したがって、これらの問題が生じないように粗熱取り温度を適切に設定する作業が必要となる。これが、収納装置の利便性を低下させる要因となっている。

なお、このような課題は、食品を収納する収納装置に限らず、食品や青果物、医薬品等を冷却した状態で収納する収納装置に共通する課題である。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、収納物の過冷却を回避しつつ、冷却速度を向上させることのできる収納装置を提供することにある。

上記課題を解決する収納装置は、収納室内温度検出部（３１）と、制御部（５０）とを備える。収納室内温度検出部は、収納室（１１）内の温度を検出する。制御部は、収納室内を冷却する冷却装置（２０）の駆動を設定温度に基づいて制御する。制御部は、設定温度よりも高い温度に設定された温度閾値を有し、収納室内の温度が温度閾値以上の場合には、収納室内が急速に冷却されるように冷却装置を駆動させるクールダウン制御を実行し、収納室内の温度が温度閾値未満の場合には、クールダウン制御よりも緩やかに収納室内が冷却されるように冷却装置を駆動させるソフトランディング制御を実行するとともに、収納室内の温度が温度閾値に達するまでに収納室内温度検出部により検出された収納室内の温度のデータに基づいて、収納室内の温度が設定温度に達する際の収納室内の温度変化速度の推定値を演算し、収納室内の温度が温度閾値に達した際に、収納室内の温度変化速度の推定値が速度閾値よりも大きい場合には、ソフトランディング制御を実行し、収納室内の温度変化速度の推定値が速度閾値以下である場合には、クールダウン制御を継続する。

この構成によれば、収納室内の温度が温度閾値に達するまでクールダウン制御が実行されるため、収納室内の温度を温度閾値まで急速に下げることができる。そのため、冷却速度を向上させることができる。また、収納室内の温度が温度閾値に達した以降にソフトランディング制御が実行されることにより、収納室内の温度が設定温度まで徐々に下がるため、収納室内に収納される収納物の過冷却を回避することもできる。

なお、上記手段、及び特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明によれば、収納物の過冷却を回避しつつ、冷却速度を向上させることができる。

実施形態の収納装置の概略構成を示す断面図である。 実施形態の収納装置の冷却装置の構成を模式的に示すブロック図である。 実施形態の収納装置の電気的な構成を示すブロック図である。 実施形態の収納装置の制御部により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態の収納装置における収納室内の温度の推移を示すグラフである。 実施形態の収納装置における収納物の温度の推移を示すグラフである。 実施形態の収納装置の熱収支をモデル化した図である。 実施形態の収納装置における収納室内の温度の推移と、比較例の収納装置における収納室内の温度の推移とを比較して示すグラフである。 実施形態の収納装置における収納物の芯温度の推移と、比較例の収納装置における収納物の芯温度の推移とを比較して示すグラフである。

以下、収納装置の一実施形態について説明する。
図１に示されるように、本実施形態の収納装置１は、冷却機能を有しており、食品や青果物、医薬品等の収納物２を冷却した状態で保存するために用いられる。収納装置１は、収納庫本体１０と、冷却装置２０とを備えている。

収納庫本体１０は、断熱性を有する箱状の部材からなる。収納庫本体１０の内部には収納室１１が形成されている。収納室１１の一側面には開口部１１ａが形成されている。開口部１１ａには、断熱扉１２が設けられている。断熱扉１２を開くことにより、収納室１１内に収納物２を収納することが可能となる。断熱扉１２を閉じることにより、収納室１１内が密閉され、収納物２を冷却した状態で保存することができる。以下では、便宜上、収納室１１の奥行き方向を矢印ｘで表す。収納室１１の幅方向を矢印ｙで表す。収納室１１の高さ方向を矢印ｚで表す。

収納室１１の底面部１１ｂには、収納物２を載せるための載置部材１３が設置されている。載置部材１３は、例えば複数のＴレールにより構成されており、平坦部１３ａと、立設部１３ｂとを有している。平坦部１３ａは、収納室１１の底面部１１ｂと平行に配置される部分である。平坦部１３ａの上面には、収納物２が載せられる。立設部１３ｂは、平坦部１３ａから収納室１１の底面部１１ｂに向かって延びる部分である。立設部１３ｂは、収納室幅方向ｙに所定の間隔を置いて複数配置されている。収納室幅方向ｙに隣り合う立設部１３ｂ，１３ｂ、平坦部１３ａ、及び収納室１１の底面部１１ｂにより区画される空間により空気通路１７が形成されている。平坦部１３ａにおける断熱扉１２側の端部には、空気排出口１９が形成されている。この空気排出口１９を介して空気通路１７と収納室１１とが連通されている。

収納室１１には、その背面部１１ｄと所定の隙間を有して区画板１５が設けられている。区画板１５は、載置部材１３から収納室高さ方向ｚに延びるように設置されている。収納室１１の背面部１１ｄと区画板１５とにより区画される空間により空気通路１６が形成されている。空気通路１６は、空気通路１７に連通されている。区画板１５の上端部と収納室１１の上面１１ｃとの間には、空気取り込み口１８が形成されている。この空気取り込み口１８を介して収納室１１と空気通路１６とが連通されている。

冷却装置２０は、冷凍サイクルにより収納室１１内の空気を冷却する。具体的には、図２に示されるように、冷却装置２０は、蒸発器２１と、圧縮機２２と、凝縮器２３と、膨張弁２４とを備えている。これらの要素は配管により環状に接続されている。配管を介して各要素を冷媒が循環する。

圧縮機２２は、蒸発器２１から吐出される冷媒を吸引して圧縮し、圧縮後の高温の冷媒を凝縮器２３に吐出する。凝縮器２３は、図１に示されるように、収納庫本体１０の外部に設置されている。凝縮器２３は、内部を流れる冷媒と、収納庫本体１０の外部の空気との間で熱交換を行うことにより、圧縮後の高温の冷媒を冷却する。膨張弁２４は、凝縮器２３を流れることにより冷却された冷媒を減圧する。蒸発器２１は、図１に示されるように、空気通路１６に配置されている。蒸発器２１は、内部を流れる冷媒と、空気通路１６を流れる空気との間で熱交換を行うことにより、空気通路１６を流れる空気を冷却する。

図１に示されるように、冷却装置２０は、凝縮器ファン２５と、ブロワファン２６とを備えている。凝縮器ファン２５は、収納庫本体１０の外部の空気を凝縮器２３に送風する。ブロワファン２６は、空気通路１６内の空気を蒸発器２１に送風する。ブロワファン２６による空気の送風により、収納室１１内の空気は、空気取り込み口１８、空気通路１６、蒸発器２１、空気通路１７、及び空気排出口１９を介して再び収納室１１へと戻るように循環する。このような空気の循環により、蒸発器２１において冷却された空気が収納室１１に導入され、収納室１１内の空気が冷却される。

次に、図１及び図３を参照して、収納装置１の電気的な構成について説明する。
図１に示されるように、収納装置１は、外気温センサ３０と、収納室内温度センサ３１と、収納物温度センサ３２と、吹出温度センサ３３と、戻り温度センサ３４とを備えている。外気温センサ３０は、収納庫本体１０の外部の空気の温度Ｔｏを検出するとともに、検出した外気温Ｔｏに応じた検出信号を出力する。収納室内温度センサ３１は、収納室１１内の温度Ｔｉを検出するとともに、検出した収納室１１内の温度Ｔｉに応じた検出信号を出力する。本実施形態では、収納室内温度センサ３１が、収納室内温度検出部に相当する。収納物温度センサ３２は、収納物２の表面温度Ｔｓｋを検出するとともに、検出した収納物２の温度Ｔｓｋに応じた検出信号を出力する。本実施形態では、収納物温度センサ３２が、収納物温度検出部に相当する。吹出温度センサ３３は、冷却装置２０により冷却された空気の温度、より詳しくは蒸発器２１により冷却された空気の温度を検出するとともに、検出した蒸発器吹出温度Ｔｃｏに応じた検出信号を出力する。本実施形態では、吹出温度センサ３３が、吹出温度検出部に相当する。戻り温度センサ３４は、蒸発器２１に取り込まれる空気の温度Ｔｃｉを検出するとともに、検出した蒸発器取込温度Ｔｃｉに応じた検出信号を出力する。

図３に示されるように、収納装置１は、操作部４０と、制御部５０とを備えている。操作部４０は、ユーザにより操作される。ユーザは、操作部４０を操作することにより、例えば収納室１１内の温度を設定することができる。以下、操作部４０の操作により設定される温度を「設定温度ＴＡ」と称する。

制御部５０は、マイクロコンピュータを主体として構成されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）からなる。制御部５０には、各センサ３０〜３４の検出信号が取り込まれている。制御部５０は、各センサ３０〜３４の検出信号に基づいて外気温Ｔｏ、収納室１１内の温度Ｔｉ、収納物２の温度Ｔｓｋ、蒸発器吹出温度Ｔｃｏ、及び蒸発器取込温度Ｔｃｉ等の収納装置１の状態量を取得する。制御部５０は、取得した各種状態量の時系列的なデータをメモリ５１に記憶している。また、制御部５０には、操作部４０の操作情報が取り込まれている。制御部５０は、操作部４０の操作情報に基づいて、例えばユーザにより設定された収納室１１内の設定温度ＴＡを取得する。制御部５０は、各センサ３０〜３４の検出信号に基づいて取得した収納装置１の状態量及び操作部４０の操作情報に基づいて冷却装置２０の圧縮機２２、凝縮器ファン２５、及びブロワファン２６の駆動を制御する。

次に、図４を参照して、制御部５０による冷却装置２０の制御について詳しく説明する。なお、制御部５０は、図４に示される処理を所定の演算周期で繰り返し実行する。クールダウンフラグＦは、冷却装置２０の始動時にオン状態に設定されている。

図４に示されるように、制御部５０は、まず、ステップＳ１の処理として、各センサ３０〜３４の検出信号に基づいて外気温Ｔｏ、収納室１１内の温度Ｔｉ、収納物２の温度Ｔｓｋ、蒸発器吹出温度Ｔｃｏ、及び蒸発器取込温度Ｔｃｉ等の各種情報を取得する。制御部５０は、ステップＳ１の処理に続くステップＳ２の処理として、クールダウン中であるか否かを判断する。具体的には、制御部５０は、クールダウンフラグＦがオン状態である場合、クールダウン中であると判断する。

制御部５０は、クールダウン中である場合、ステップＳ２の処理で肯定判断し、続くステップＳ３の処理として、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈよりも小さいか否かを判断する。温度閾値Ｔｔｈは、設定温度ＴＡよりも所定値だけ高い温度に予め設定されている。所定値は、例えば「５［℃］」に設定される。冷却装置２０の始動時には収納室１１内が冷却されていないため、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈ以上であることが多い。制御部５０は、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈ以上である場合、ステップＳ３の処理で否定判断し、続くステップＳ４の処理として、クールダウン制御を実行する。クールダウン制御は、収納室１１内が急速に冷却されるように冷却装置２０を駆動させる制御である。制御部５０は、クールダウン制御として、例えば予め定められた冷却性能が得られるように冷却装置２０を駆動させる。予め定められた冷却性能は、例えば冷却装置２０の最大の冷却性能である。これにより、冷却装置２０の始動時には収納室１１内が急速に冷却されるため、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達するまでに要する冷却時間を短縮することができる。制御部５０は、ステップＳ４の処理を実行した後、一連の処理を一旦終了するとともに、次の演算周期で図４に示される処理を再度実行する。

制御部５０は、クールダウン制御の実行中に収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈ未満になると、ステップＳ３の処理で肯定判断し、続くステップＳ５の処理として、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈから設定温度ＴＡに達するまでに要する冷却時間の推定値Δτを演算する。例えば、図５に示されるように、制御部５０は、時刻τ１で収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈに達した場合、それ以前の時刻τ０から時刻τ１までの期間にメモリ５１に記憶された収納室１１内の温度Ｔｉのデータを解析的な手法により図中に２点鎖線で示されるように外挿する。制御部５０は、外挿された収納室１１内の温度Ｔｉのデータに基づいて、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達する時刻τ２を推定するとともに、現在の時刻τ１から時刻τ２までの冷却時間Δτを演算する。時間Δτは、現在の時刻τ１から、収納室１１内の温度が設定温度ＴＡに達するまでに要する冷却時間の推定値である。

図４に示されるように、制御部５０は、ステップＳ５の処理に続くステップＳ６の処理として、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈに達した時点における収納物２の温度の推定値Ｔｓｋ（τ２）、及び収納物２の温度変化速度の推定値ｄＴｓｋ（τ２）／ｄτを演算する。例えば、図６に示されるように、制御部５０は、時刻τ０から時刻τ１までの期間にメモリ５１に記憶された収納物２の温度Ｔｓｋのデータを解析的な手法により図中に２点鎖線で示されるように外挿する。制御部５０は、外挿された収納物２の温度Ｔｓｋのデータに基づいて、現在の時刻τ１から冷却時間の推定値Δτが経過した時刻τ２の時点における収納物２の温度の推定値Ｔｓｋ（τ２）を演算する。また、制御部５０は、時刻ｔ２の時点における収納物２の温度Ｔｓｋの微分値を演算することにより、収納物２の温度変化速度の推定値ｄＴｓｋ（τ２）／ｄτを求める。

図４に示されるように、制御部５０は、ステップＳ６の処理に続くステップＳ７の処理として、収納物２の温度の推定値Ｔｓｋ（τ２）及び収納物２の温度変化速度の推定値ｄＴｓｋ（τ２）／ｄτに基づいて、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈに達する時刻τ２における収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτを演算する。収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτの演算方法は以下の通りである。

図７は、収納室１１内の熱収支を示すモデルである。図７に示されるモデルにおいて、「Ｇａ」は、ブロワファン２６の風量を示す。「εｔ」は、蒸発器２１の熱交換効率を示す。「Ｔｒｉ」は、蒸発器２１に流入する冷媒の温度を示す。「Ｋｂｏｘ」は、収納室１１の熱貫流率を示す。「Ｆｂｏｘ」は、収納室１１の伝熱面積を示す。「Ｋｆｖ」は、収納物２の熱貫流率を示す。「Ｆｆｖ」は、収納物２の伝熱面積を示す。「Ｔｃｒ」は、収納物２の中心部の温度である芯温度を示す。

図７に示されるモデルでは、以下の関係式ｆ１が成立する。なお、以下の式ｆ１では、収納物２の温度が一様、すなわち収納物２の芯温度Ｔｃｒと収納物２の表面温度Ｔｓｋとが同一であると仮定している。

Ｇａ・Ｃｐａ・εｔ・（Ｔｉ−Ｔｒｉ）・ｄτ
＝−Ｍｆｖ・ｄＴｓｋ−Ｃｐａ・ρａ・Ｖａ・ｄＴｉ
＋Ｋｂｏｘ・Ｆｂｏｘ・（Ｔｏ−Ｔｉ）・ｄτ
＋Ｋｆｖ・Ｆｆｖ・（Ｔｓｋ−Ｔｉ）・ｄτ ・・・（ｆ１）

なお、式ｆ１において、「Ｃｐａ」は、空気の定圧比熱を示す。「Ｍｆｖ」は、収納物２の熱容量を示す。「ρａ」は、空気密度を示す。「Ｖａ」は、収納室１１の体積、換言すれば収納室１１内の空気体積を示す。

式ｆ１の左辺は、蒸発器２１で熱交換率εｔによって、温度Ｔｉを有する収納室１１内の空気と、蒸発器２１に流入する温度Ｔｒｉを有する冷媒との間で熱交換が行われた場合の熱量を示す。式ｆ１の右辺の第１項は、収納物２の温度変化分の熱量を示す。式ｆ１の右辺の第２項は、収納室１１内の温度変化分の熱量を示す。式ｆ１の右辺の第３項は、単位時間ｄτ当たりに収納庫本体１０の外壁を通じて外部から侵入する熱量を示す。式ｆ１の第４項は、単位時間ｄτ当たりに収納物２から収納室１１内に放出される熱量を示す。

式ｆ１を変形することにより、時刻τ２における熱収支の関係式として、以下の式ｆ２を得ることができる。

ｄＴｉ（τ２）／ｄτ＝１／（Ｃｐａ・ρａ・Ｖａ）
・｛−Ｍｆｖ・（ｄＴｓｋ（τ２）／ｄτ）
＋Ｋｂｏｘ・Ｆｂｏｘ・（Ｔｏ（τ２）−Ｔｉ（τ２））
＋Ｋｆｖ・Ｆｆｖ・（Ｔｓｋ（τ２）−Ｔｉ（τ２））
−Ｇａ・Ｃｐａ・εｔ・（Ｔｉ（τ２）−Ｔｒｉ（τ２））｝
・・・（ｆ２）

制御部５０は、この式ｆ２を利用して収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτを演算する。具体的には、時刻τ２における外気温Ｔｏ（τ２）が現在の外気温Ｔｏ（τ１）と同一であると仮定して、制御部５０は、外気温Ｔｏ（τ２）として、外気温センサ３０により検出される現在の外気温Ｔｏ（τ１）を用いる。また、時刻τ２における収納室１１内の温度Ｔｉ（τ２）は設定温度ＴＡに達していると推定されるため、制御部５０は、収納室１１内の温度Ｔｉ（τ２）として、設定温度ＴＡを用いる。さらに、クールダウン制御の実行時には、予め定められた冷却性能で冷却装置２０が駆動するため、蒸発器２１に流入する冷媒の温度Ｔｒｉは、予め定められた冷却性能で冷却装置２０が稼働した場合の冷媒の温度となる。本実施形態では、クールダウン制御の実行中における冷媒の温度が予め実験等により測定されている。制御部５０は、予め測定された冷媒の温度を、時刻τ２における冷媒の温度Ｔｒｉ（τ２）として用いる。それ以外のパラメータに関しては、メモリ５１に予め記憶されている定数を用いる。

結果的に、制御部５０は、図４に示されるステップＳ７の処理で得られた収納物２の温度の推定値Ｔｓｋ（τ２）及び収納物２の温度変化速度の推定値ｄＴｓｋ（τ２）／ｄτを式ｆ２に代入することにより、収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτを演算することができる。

制御部５０は、ステップＳ７の処理に続くステップＳ８の処理として、収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτが速度閾値αよりも大きいか否かを判断する。なお、速度閾値αは負の値である。速度閾値αは、クールダウン制御を継続して実行した場合でも収納室１１内の温度を設定温度ＴＡに収束することができるか否かを判定することができるように予め実験等により設定されている。なお、速度閾値αは、各センサ３０〜３４の検出信号を通じて取得される収納装置１の状態量に基づいて設定してもよい。

ところで、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達するまではクールダウン制御を実行し、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達した時点で通常制御に移行するという制御方法が考えられる。通常制御は、例えば蒸発器吹出温度Ｔｃｏと設定温度ＴＡとの偏差に基づくＰＩＤ制御等のフィードバック制御により、冷却装置２０の圧縮機２２等を駆動させる制御である。クールダウン制御は収納室１１内を急速に冷却する制御であるため、収納物２の種類によっては、その中心部まで冷却され難い場合がある。クールダウン制御から通常制御に移行した時点で収納物２の中心部が十分に冷却されていない場合、収納物２から収納室１１に放出される熱により収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡから乖離するおそれがある。

一方、収納物２の中心部が十分に冷却されていない場合、収納物２の再放熱により収納室１１内が暖められるため、収納室１１内の温度変化速度ｄＴｉ／ｄτが遅くなる。したがって、収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτが速度閾値αよりも大きいか否かを判定することにより、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達した時点で収納物２の再放熱が行われやすい状況であるか否かを判定することができる。

そこで、本実施形態の制御部５０は、収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτが速度閾値αよりも大きい場合、ステップＳ８の判断処理で肯定判断する。この場合、制御部５０は、収納物２の再放熱が生じ易い状況であると判定し、ステップＳ９の処理としてソフトランディング制御を実行する。ソフトランディング制御は、クールダウン制御よりも緩やかに収納室１１内が冷却されるように冷却装置２０を駆動させる制御である。具体的には、ソフトランディング制御は、収納室１１内の温度Ｔｉと設定温度ＴＡとの偏差に基づくフィードバック制御、具体的にはＰＩＤ制御により、冷却装置２０の圧縮機２２等を駆動させる制御である。制御部５０は、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達するまでソフトランディング制御を実行する。これにより、収納物２が徐々に冷却されながら収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに近づくため、収納物２の芯温度Ｔｃｒを設定温度ＴＡに近づけることができる。その結果、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達した時点でクールダウン制御から通常制御に移行した場合でも、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度から乖離し難くなる。

制御部５０は、ステップＳ９の処理に続くステップＳ１０の処理として、クールダウンフラグＦをオフ状態に設定した後、一連の処理を終了する。この場合、次の演算周期で図４に示される処理が制御部５０により実行されると、制御部５０は、ステップＳ２の判断処理で否定判断し、続くステップＳ１２の処理として通常制御を実行する。

一方、制御部５０は、収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτが速度閾値α以下である場合、ステップＳ８の判断処理で否定判断する。この場合、制御部５０は、収納物２の再放熱が生じ難い状況であると判定し、ステップＳ１１の処理として、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達するまでクールダウン制御を継続する。これにより、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達するまでに要する時間を短縮することができる。また、収納物２の再放熱が生じ難い状況であるため、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達した時点でクールダウン制御から通常制御に移行した場合でも、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡから乖離し難い。よって、収納室１１内の温度Ｔｉを設定温度ＴＡに制御することができる。

制御部５０は、ステップＳ１１の処理に続くステップＳ１０の処理として、クールダウンフラグＦをオフ状態に設定した後、一連の処理を終了する。この場合、次の演算周期で図４に示される処理が制御部５０により実行されると、制御部５０は、ステップＳ２の判断処理で否定判断し、続くステップＳ１２の処理として通常制御を実行する。

次に、本実施形態の収納装置１の作用について説明する。
図８は、本実施形態の収納装置１における収納室１１内の温度Ｔｉの変化を実線で示すとともに、その比較例の収納装置における収納室１１内の温度Ｔｉの変化を２点鎖線で示したものである。比較例の収納装置では、設定温度ＴＡに達するまでクールダウン制御が実行されるとともに、設定温度ＴＡに達した時点で通常制御に移行する。また、比較例の収納装置では、通常制御の実行中に収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈを超えるとクールダウン制御が再度実行される。

図８に２点鎖線で示されるように、比較例の収納装置が、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達する時刻τ１１までクールダウン制御を実行したとする。この場合、時刻τ１１の時点で収納物２の中心部が冷却されていないと、収納物２から放出される熱により収納室１１内の温度Ｔｉが上昇する。そして、収納室１１内の温度Ｔｉが時刻τ１２で温度閾値Ｔｔｈを超えると、クールダウン制御が再度実行される。以降、比較例の収納装置では、クールダウン制御と通常制御とが繰り返し実行されながら収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに収束する。

一方、図８に実線で示されるように、本実施形態の収納装置１では、収納室１１内の温度Ｔｉが時刻τ１０で温度閾値Ｔｔｈに達した時点でソフトランディング制御が実行されるため、時刻τ１０以降、収納室１１内の温度Ｔｉが徐々に設定温度ＴＡに収束する。これにより、比較例の収納装置のようにクールダウン制御と通常制御とが繰り返し実行されるような状況を回避することができるため、圧縮機２２の動力ロスを低減することができる。さらに、制御の切り替えによる冷却時間の長期化を抑制することもできる。

また、図９は、本実施形態の収納装置１における収納物２の芯温度の変化を実線で示すとともに、比較例の収納装置における収納物の芯温度の変化を２点鎖線で示したものである。図９に示されるように、本実施形態の収納装置１は、比較例の収納装置と比較すると、収納物２の芯温度が設定温度ＴＡに収束するまでの時間を所定時間Δτ１０だけ短縮することができる。

以上説明した本実施形態の収納装置１によれば、以下の（１）〜（６）に示される作用及び効果を得ることができる。

（１）制御部５０は、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈ以上の場合にはクールダウン制御を実行する。これにより、収納室１１内の温度Ｔｉを温度閾値Ｔｔｈまで急速に下げることができるため、冷却速度を向上させることができる。また、制御部５０は、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈ未満の場合には、ソフトランディング制御を実行する。これにより、収納室１１内の温度Ｔｉを設定温度ＴＡまで徐々に下げることができるため、収納物２の過冷却を回避することもできる。

（２）制御部５０は、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈに達するまでに収納室内温度センサ３１により検出された収納室１１内の温度Ｔｉのデータに基づいて、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達する際の収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτを演算する。制御部５０は、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈに達した際に、収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτが速度閾値αよりも大きい場合には、ソフトランディング制御を実行する。制御部５０は、収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτが速度閾値α以下である場合には、クールダウン制御を継続する。これにより、ソフトランディング制御を実行せずとも収納室１１内の温度Ｔｉを設定温度ＴＡに収束させることが可能な状況ではクールダウン制御が継続されるため、冷却時間を短縮することができる。

（３）制御部５０は、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈに達するまでに収納室内温度センサ３１により検出された収納室１１内の温度Ｔｉのデータに基づいて、冷却時間の推定値Δτを演算する。また、制御部５０は、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈに達するまでに収納室内温度センサ３１により検出された収納室１１内の温度Ｔｉのデータ、及び冷却時間の推定値Δτに基づいて、収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達した時点での収納物２の温度の推定値Ｔｓｋ（τ２）、及び収納物２の温度変化速度の推定値ｄＴｓｋ（τ２）／ｄτを演算する。そして、制御部５０は、収納物２の温度の推定値Ｔｓｋ（τ２）、及び収納物２の温度変化速度の推定値ｄＴｓｋ（τ２）／ｄτに基づいて収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτを演算する。これにより、収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτを精度良く演算することができるため、結果的にソフトランディング制御を実行するか否かの判別を精度良く行うことができる。

（４）制御部５０は、ソフトランディング制御として、収納室１１内の温度Ｔｉと設定温度ＴＡとの偏差に基づくフィードバック制御を実行する。これにより、収納室１１内の温度Ｔｉを設定温度ＴＡに徐々に収束させることが可能となる。

（５）制御部５０は、クールダウン制御として、予め定められた冷却性能が得られるように冷却装置２０を駆動させる。これにより、収納室１１内を急速に冷却することが可能となる。

（６）制御部５０は、クールダウン制御、あるいはソフトランディング制御の実行により収納室１１内の温度Ｔｉが設定温度ＴＡに達した場合には、蒸発器吹出温度Ｔｃｏと設定温度ＴＡとの偏差に基づくフィードバック制御を通常制御として実行する。これにより、収納室１１内の温度Ｔｉを設定温度ＴＡに容易に保持することができる。

なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・通常制御の実施方法は適宜変更可能である。例えば制御部５０は、通常制御として、収納室１１内の温度Ｔｉと設定温度ＴＡとの偏差に基づくフィードバック制御を実行してもよい。要は、通常制御は、冷却装置２０の駆動を設定温度ＴＡに基づいて制御するものであればよい。

・クールダウン制御の実施方法は適宜変更可能である。例えば制御部５０は、クールダウン制御として、通常制御よりも冷却装置２０の冷却能力が高くなるようにＰＩＤゲイン等のフィードバックゲインを変更してもよい。要は、クールダウン制御は、収納室１１内が急速に冷却されるように冷却装置２０を駆動させるものであればよい。

・ソフトランディング制御の実施方法は適宜変更可能である。例えば制御部５０は、ソフトランディング制御として、蒸発器吹出温度Ｔｃｏと設定温度ＴＡとの比較に基づくフィードバック制御を実行してもよい。要は、ソフトランディング制御は、クールダウン制御よりも緩やかに収納室１１内が冷却されるように冷却装置２０を駆動させるものであればよい。

・制御部５０は、外挿された収納室１１内の温度Ｔｉのデータに基づいて、時刻τ２の時点での収納室１１内の温度Ｔｉの微分値を演算することにより、収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτを求めてもよい。これにより、収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτを容易に演算することができるため、制御部５０の演算負担を軽減することができる。

・制御部５０は、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈ未満の場合にソフトランディング制御を常に実行してもよい。すなわち、図４に示される処理において、ステップＳ８の場合分け処理を省略してもよい。

・収納室１１内の温度Ｔｉを検出する方法としては、収納室内温度センサ３１により直接検出する方法に限らず、蒸発器吹出温度Ｔｃｏ及び蒸発器取込温度Ｔｃｉから例えばマップ等を用いて算出する方法を用いてもよい。

・制御部５０は、式ｆ２における熱貫流率Ｋｂｏｘ，Ｋｆｖや伝熱面積Ｆｂｏｘ，Ｆｆｖ等のパラメータとして、メモリ５１に予め記憶された情報に限らず、例えば操作部４０の入力値を用いてもよい。これにより、ユーザが式ｆ２の各種パラメータを容易にカスタマイズすることが可能となるため、利便性を向上させることができる。

・図７に示される熱収支を表すモデルは適宜変更可能である。例えば、収納室１１の漏洩空気による進入熱や、ブロワファン２６のモータの発熱量等を更に加味したモデルを用いてもよい。また、用いるモデルに応じて、収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτの演算式を適宜変更してもよい。

・制御部５０は、収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈに達する前に、冷却時間の推定値Δτ、収納物２の温度の推定値Ｔｓｋ（τ２）、収納物２の温度変化速度の推定値ｄＴｓｋ（τ２）／ｄτ、及び収納室１１内の温度変化速度の推定値ｄＴｉ（τ２）／ｄτを演算してもよい。具体的には、制御部５０は、例えば収納室１１内の温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈに達する前に収納室内温度センサ３１により検出された収納室１１内の温度Ｔｉのデータに基づいて各推定値を演算する。

・制御部５０が提供する手段及び／又は機能は、実体的な記憶装置に記憶されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせにより提供することができる。例えば制御部５０がハードウェアである電子回路により提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路により提供することができる。

・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置や条件等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１１：収納室
２０：冷却装置
３１：収納室内温度センサ（収納室内温度検出部）
３２：収納物温度センサ（収納物温度検出部）
３３：吹出温度センサ（吹出温度検出部）
５０：制御部

Claims (5)

1. 収納室（１１）内の温度を検出する収納室内温度検出部（３１）と、
   前記収納室内を冷却する冷却装置（２０）の駆動を設定温度に基づいて制御する制御部（５０）と、を備え、
   前記制御部は、
   前記設定温度よりも高い温度に設定された温度閾値を有し、
   前記収納室内の温度が前記温度閾値以上の場合には、前記収納室内が急速に冷却されるように前記冷却装置を駆動させるクールダウン制御を実行し、
   前記収納室内の温度が前記温度閾値未満の場合には、前記クールダウン制御よりも緩やかに前記収納室内が冷却されるように前記冷却装置を駆動させるソフトランディング制御を実行するとともに、
   前記収納室内の温度が前記温度閾値に達するまでに前記収納室内温度検出部により検出された前記収納室内の温度のデータに基づいて、前記収納室内の温度が前記設定温度に達する際の前記収納室内の温度変化速度の推定値を演算し、
   前記収納室内の温度が前記温度閾値に達した際に、前記収納室内の温度変化速度の推定値が速度閾値よりも大きい場合には、前記ソフトランディング制御を実行し、
   前記収納室内の温度変化速度の推定値が速度閾値以下である場合には、前記クールダウン制御を継続する
   収納装置。
2. 前記収納室内に収納される収納物の温度を検出する収納物温度検出部（３２）を更に備え、
   前記制御部は、
   前記収納室内の温度が前記温度閾値に達するまでに前記収納室内温度検出部により検出された前記収納室内の温度のデータに基づいて、前記収納室内の温度が前記設定温度に達するまでに要する冷却時間の推定値を演算するとともに、
   前記収納室内の温度が前記温度閾値に達するまでに前記収納物温度検出部により検出された前記収納物の温度のデータ及び前記冷却時間の推定値に基づいて、前記収納室内の温度が前記設定温度に達した時点での前記収納物の温度の推定値及び前記収納物の温度変化速度の推定値を演算し、
   前記収納物の温度の推定値及び前記収納物の温度変化速度の推定値に基づいて前記収納室内の温度変化速度の推定値を演算する
   請求項１に記載の収納装置。
3. 前記制御部は、
   前記ソフトランディング制御として、前記収納室内の温度と前記設定温度との偏差に基づくフィードバック制御を実行する
   請求項１又は２に記載の収納装置。
4. 前記制御部は、
   前記クールダウン制御として、予め定められた冷却性能が得られるように前記冷却装置を駆動させる
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の収納装置。
5. 前記冷却装置に冷却された空気の温度を検出する吹出温度検出部（３３）を更に備え、
   前記制御部は、
   前記クールダウン制御、あるいは前記ソフトランディング制御の実行により前記収納室内の温度が前記設定温度に達した際に、前記冷却装置から吹き出される空気の温度と前記設定温度との偏差に基づくフィードバック制御を実行する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の収納装置。

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