JP7453811B2 - 冷蔵庫、及びプログラム - Google Patents
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Description
従来技術では、熱伝導率を既知の値として扱っているが、冷蔵庫では個体差または経年劣化などの要因によって熱伝導率は変わり得る。そのため実際の冷蔵庫では、温度上昇要因の判別において正確な計算を行うことができない。また、従来技術では、扉開閉による温度上昇量は扉開閉時間と連動していることが前提となっているが、温度上昇量は扉の開き具合によって異なるため、扉開閉による温度上昇量と扉開閉時間との関係を一定の関係として扱うことは難しい。
[1.冷蔵庫の全体構成]
図1から図11を参照し、第1の実施形態の冷蔵庫1について説明する。まず、冷蔵庫1の全体構成について説明する。ただし、冷蔵庫1は、以下に説明する構成の全てを有する必要はなく、いくつかの構成が適宜省略されてもよい。
上壁21および下壁22は、略水平に広がっている。左右の側壁23、24は、下壁22の左右の端部から上方に起立し、上壁21の左右の端部に繋がっている。後壁25は、下壁22の後端部から上方に起立し、上壁21の後端部に繋がっている。
複数の容器13は、チルド室27AAに設けられたチルド室容器13A、野菜室27Bに設けられた第1および第2の野菜室容器13Ba、13Bb、製氷室27Cに設けられた製氷室容器(不図示)、小冷凍室27Dに設けられた小冷凍室容器13D、および主冷凍室27Eに設けられた第1および第2の主冷凍室容器13Ea、13Ebを含む。
上述のように構成された冷蔵庫1は、後述の制御部100によって制御される冷凍サイクル装置50によって冷却される。
図3は、冷凍サイクル装置50を示す構成図である。冷凍サイクル装置50は、冷媒の流れ順に、圧縮機49と、凝縮器51と、ドライヤ52と、三方弁53と、冷蔵側キャピラリーチューブ54、冷凍側キャピラリーチューブ55と、冷蔵用冷却器41と、冷凍用冷却器46とが環状に接続されることにより構成される。圧縮機49の高圧吐出口には、凝縮器51とドライヤ52とが順に接続パイプ56を介して接続されている。ドライヤ52の吐出側には、三方弁53が接続されている。三方弁53は、ドライヤ52が接続される1つの入口と、2つの出口とを有している。三方弁53の2つの出口のうち、一方の出口には冷蔵側キャピラリーチューブ54と冷蔵用冷却器41とが順に接続されている。冷蔵用冷却器41は、接続配管である冷蔵側サクションパイプ57を介して圧縮機49に接続されている。
次に、冷凍サイクル装置50の冷媒の流れを説明する。まず、冷凍サイクル装置50を循環する冷媒は、圧縮機49により圧縮されて、高温、高圧のガス状冷媒となり、流路Aを流れる。このガス状冷媒は、凝縮器51により放熱されて、中温、高圧の液状冷媒となる。その後、ドライヤ52を通って、汚れや水分などの不純物が取り除かれた液状冷媒は、三方弁53により絞り制御されながら、冷蔵側キャピラリーチューブ54(又は冷凍側キャピラリーチューブ55)に入る。このとき、冷蔵側キャピラリーチューブ54(又は冷凍側キャピラリーチューブ55)内の中温、高圧の液状冷媒は、冷蔵側サクションパイプ57(又は冷凍側サクションパイプ58)内の冷媒と熱交換されながら減圧される。そして、この冷媒は、冷蔵用冷却器41(又は冷凍用冷却器46)を通過しながら蒸発し、第1冷却モジュール40(又は第2冷却モジュール45)内が冷却される。その後、低温、低圧のガス状となった冷媒は、冷蔵側サクションパイプ57(又は冷凍側サクションパイプ58)に流入する。このとき、冷蔵用冷却器41(又は冷凍用冷却器46)から冷蔵側サクションパイプ57(又は冷凍側サクションパイプ58)に流入した直後の冷媒ガスの温度は、-10℃前後と低温である。しかし、この冷媒ガスは、冷蔵側サクションパイプ57(又は冷凍側サクションパイプ58)を通る間に、冷蔵側キャピラリーチューブ54(又は冷凍側キャピラリーチューブ55)内の冷媒と熱交換されて、最終的には室温程度にまで昇温される。そして、この冷媒ガスが、圧縮機49に再び吸入されて、冷媒の循環が完了する。
図4は、冷蔵庫1の制御部100を示すブロック図である。制御盤16は、マイコン、タイマなどを有したコンピュータで構成される制御部100を備え、冷蔵庫1の全般を制御する。冷蔵用ファン43、冷凍用ファン48、圧縮機49、三方弁53、冷蔵室温度センサ110、チルド室温度センサ111、冷凍室温度センサ112、庫外温度センサ114、扉開閉検知センサ115、記憶部116、および操作パネル部150は、それぞれ制御部100に接続されており、それぞれ制御部100からの指令によって制御される。
まず、閉扉冷却制御について説明する。
閉扉冷却制御においては、制御部100は、冷却部15を制御することにより、冷蔵室27Aを冷蔵目標温度に冷却する。例えば、制御部100は、冷蔵目標温度を所定の計算により冷蔵室目標温度に換算し、冷蔵室温度センサ110で検出された冷蔵室27Aの空気温度を冷蔵室目標温度にするように、PID制御(Proportional-Integral-Differential Control)などのフィードバック制御に従って冷却部15を制御する。これによって、冷蔵室27Aは、冷蔵目標温度に対応する通常冷蔵温度帯に保たれる。冷蔵目標温度は、例えば1~4℃に含まれる温度である。このように、制御部100は、閉扉冷却制御において貯蔵部を冷蔵温度帯(第1温度帯)で冷却するように冷却部15を制御する。
制御部100が、冷蔵室27Aを冷蔵目標温度にするように冷却部15を制御すると、冷蔵温度帯の中心温度は、冷蔵目標温度と略同じになる。したがって閉扉冷却制御における冷蔵温度帯の中心温度も、例えば1~4℃に含まれる温度である。尚、中心温度とは、対象となる運転が実施される期間における最大温度と最小温度の和を2で除算した値である。制御部100が運転モードを切り替えた直後においてまだ温度が安定していない期間における温度は、中心温度の計算において除外されてもよい。本明細書において、「冷却部15を制御する」とは、例えば、冷蔵用ファン43と、冷凍用冷却器46と、圧縮機49とのうちいずれか1つ以上を制御することを意味する。
まず、開閉時冷却制御について説明する。
開閉時冷却制御においては、制御部100は、冷却部15を制御することにより、冷蔵室27Aを閉扉冷却制御において用いられる冷却能力よりも高い冷却能力を用いて冷蔵室27Aを冷蔵目標温度に冷却する。制御部100は、扉開閉検知センサ115によって扉11Aa、Abの少なくとも一方の開閉が検出された場合に、冷却制御を閉扉冷却制御から開閉時冷却制御へと切り替える。
上述したように、貯蔵物判定部105による判定結果は学習済みモデルM1に基づいて判定されているため、貯蔵物判定部105による判定結果は、扉の開閉に関する学習結果に基づく判定結果である。したがって、制御部100は、扉の開閉に関する学習結果に基づいて、貯蔵部内へ投入された貯蔵物の量である貯蔵物投入量に基づいて冷却部15を制御する。
冷蔵庫1が行う動作には、扉開閉情報を含むデータと貯蔵物投入量との関係を学習する学習処理と、学習結果に基づいて貯蔵物投入量を判定する判定処理とがある。
貯蔵物投入量取得部102は、貯蔵物投入量供給部201から貯蔵物投入量DL2を取得する(ステップS101)。冷蔵庫1の学習処理において、ユーザは、扉の開閉を行い貯蔵部に貯蔵物の投入を行った直後に操作パネル部150から貯蔵物投入量を入力する。
学習部103は、ニューラルネットワークN1の入力層に、上述した学習用貯蔵物判定データDL1を入力する。ニューラルネットワークN1は、入力された学習用貯蔵物判定データDL1に応じて、出力層から貯蔵物投入量を出力する。出力層から出力される貯蔵物投入量は、一例として、0以上の実数値である。出力層から出力される貯蔵物投入量は、0以上1以下の実数値などに規格化されて出力されてもよい。
学習部103は、学習が完了したニューラルネットワークN1を学習済みモデルM1として記憶部116に出力する(ステップS103)。記憶部116は、出力された学習済みモデルM1を記憶する。
貯蔵物判定データ取得部104は、貯蔵物判定データ供給部202から貯蔵物判定データDE1を取得する(ステップS200)。貯蔵物判定データDE1は、上述したように、例えば、冷蔵室温度センサ110、庫外温度センサ114、及び扉開閉検知センサ115からそれぞれ供給される。貯蔵物判定部105は、記憶部116に記憶される学習済みモデルM1を取得する(ステップS201)。
上述したように貯蔵物が投入されたことを示す判定結果、及びまたは貯蔵物投入量は、貯蔵部の温度と、扉開閉情報と、図7に示した扉の開閉に関する学習処理とに基づいて算出される。貯蔵物が投入されたことを示す判定結果、及びまたは貯蔵物投入量は、貯蔵部の温度と、外気温と、扉開閉情報と、扉の開閉に関する学習結果とに基づいて算出される情報であって扉の開閉が行われた後に貯蔵部内へ投入される貯蔵物の投入に関する情報である貯蔵物投入第2情報の一例である。したがって、制御部100は、この貯蔵物投入第2情報に基づいて冷却部15を制御する。
なお、学習部103が実行する機械学習において外気温が省略されて、学習結果が、扉開閉情報及び貯蔵部の温度と、貯蔵物投入第1情報との関係が学習された結果を含む場合、貯蔵物が投入されたことを示す判定結果、及びまたは貯蔵物投入量は、貯蔵部の温度と、扉開閉情報と、扉の開閉に関する学習結果とに基づいて算出される。その場合、貯蔵物が投入されたことを示す判定結果、及びまたは貯蔵物投入量は、貯蔵部の温度と、扉開閉情報と、扉の開閉に関する学習結果とに基づいて算出される情報であって扉の開閉が行われた後に貯蔵部内へ投入される貯蔵物の投入に関する情報である貯蔵物投入第2情報の一例である。したがって、その場合、制御部100は、この貯蔵物投入第2情報に基づいて冷却部15を制御する。
制御部は、時刻t12から時刻t13までの期間P13において閉扉冷却制御を行う。
期間P13での開閉時冷却制御において、制御部100は、時刻t14において扉が閉められると、上述した図9に示した判定処理を実行する。図10に示す例では、貯蔵物判定部105は、時刻t14における判定処理において、貯蔵物が投入されたと判定する。
その後、時刻t15からの期間P15において、制御部は閉扉冷却制御を継続する。
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、制御部が、扉の開閉が行われる度に判定の基準を変更する点で、第1の実施形態とは異なる。第2の実施形態の制御部を、制御部100aという。
図12は、制御部100aの機能を示すブロック図である。なお、上述した第1の実施形態と同一の構成及び動作については、同一の符号を付してその説明を省略する。
制御部100aは、扉開閉情報に基づいて扉の開閉時間が複数のユーザ相互間において略同じ時間だった場合に、複数のユーザの使用状況に応じて冷却部15を制御する。
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、制御部が、ユーザが扉を開閉する時期と、その時期における貯蔵物投入量とを推定する点で、第1、第2の実施形態とは異なる。第3の実施形態の制御部を、制御部100bという。
図14は、制御部100bの機能を示すブロック図である。なお、上述した第1の実施形態と同一の構成及び動作については、同一の符号を付してその説明を省略する。
また、上述した各種の学習処理、及び判定処理は、複数の貯蔵室27に対して実行されてよい。各種の学習処理、及び判定処理が複数の貯蔵室27に対して実行される場合、複数の貯蔵室27のそれぞれに対して個別に各種の学習処理、及び判定処理が実行される。
1D、11E)…扉、15…冷却部、27(27A、27A、27AA、27B、27C、27D、27E)…貯蔵室、100…制御部
Claims (16)
- 開口を有し、貯蔵部を含む筐体と、
前記筐体の開口を開閉可能に閉じる扉と、
前記貯蔵部を冷却する冷却部と、
前記扉の開閉に関する学習結果に基づいて前記冷却部を制御する制御部と、
を備え、
前記学習結果は、前記扉の開閉の時期についての情報である扉開閉情報及び前記貯蔵部の温度と、前記扉の開閉が行われた後に前記貯蔵部内へ投入される貯蔵物の投入に関する情報である貯蔵物投入第1情報との関係が学習された結果を含み、
前記制御部は、前記貯蔵部の温度と、前記扉開閉情報と、前記学習結果とに基づいて算出される情報であって前記扉の開閉が行われた後に前記貯蔵部内へ投入される貯蔵物の投入に関する情報である貯蔵物投入第2情報に基づいて前記冷却部を制御する
冷蔵庫。 - 前記学習結果は、前記扉開閉情報及び前記貯蔵部の温度と、外気温と、前記貯蔵物投入第1情報との関係が学習された結果を含み、
前記制御部は、前記貯蔵部の温度と、外気温と、前記扉開閉情報と、前記学習結果とに基づいて算出される前記貯蔵物投入第2情報に基づいて前記冷却部を制御する
請求項1に記載の冷蔵庫。 - 前記制御部は、前記扉の開閉が行われた後、前記学習結果に基づいて前記冷却部の冷却能力を抑える
請求項1または請求項2に記載の冷蔵庫。 - 前記制御部は、前記扉の開閉が行われた後、冷却制御を閉扉状態における冷却制御である閉扉冷却制御から前記閉扉冷却制御において用いられる冷却能力よりも高い冷却能力を用いる開閉時冷却制御へと切り替え、前記学習結果に基づいて、冷却制御を前記開閉時冷却制御から前記閉扉冷却制御へと戻す前記貯蔵部内の温度を変更する
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 前記制御部は、前記閉扉冷却制御において前記貯蔵部を第1温度帯で冷却するように前記冷却部を制御し、
前記制御部は、前記学習結果に基づいて、冷却制御を前記開閉時冷却制御から前記閉扉冷却制御へと切り替える時期を、前記貯蔵部の温度が前記第1温度帯まで下がる時期に対して変更する
請求項4に記載の冷蔵庫。 - 前記制御部は、前記学習結果に基づいて、前記貯蔵部の温度が前記第1温度帯を下回らないように前記冷却部を制御する
請求項5に記載の冷蔵庫。 - 前記制御部は、前記学習結果に基づいて、前記貯蔵部内へ投入された貯蔵物の量である貯蔵物投入量に基づいて前記冷却部を制御する
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 前記制御部は、前記貯蔵物投入量に基づいて、圧縮機、及び送風機のいずれか1以上の冷却能力を補正する
請求項7に記載の冷蔵庫。 - 前記制御部は、閉扉状態における前記貯蔵部の温度に関する情報を示す閉扉温度情報に基づいて前記圧縮機、及び前記送風機のいずれか1以上を補正する
請求項8に記載の冷蔵庫。 - 前記学習結果は、ユーザ毎に学習された結果である
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 前記制御部は、前記扉の開閉が行われた後の時期に前記学習結果を更新する
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 前記学習結果は、前記扉の開閉と、前記扉の開閉の時期との関係が学習された結果を含み、
前記制御部は、前記学習結果に基づいて、前記扉が開かれる時期を推定する
請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 前記学習結果は、前記扉の開閉の時期と、当該時期において前記貯蔵部内へ投入された貯蔵物の量との関係が学習された結果を含み、
前記制御部は、前記学習結果に基づいて、前記扉が開かれる時期と当該時期において前記貯蔵部内へ投入される貯蔵物の量とを推定する
請求項12に記載の冷蔵庫。 - 前記制御部は、推定結果に基づいて前記扉が開かれる時期に前記貯蔵部の温度が所定の温度以下となるように前記冷却部を制御する
請求項12または請求項13に記載の冷蔵庫。 - 前記制御部は、推定結果に基づいて前記扉が閉じられている時間の長さに応じて前記冷却部を制御する
請求項12から請求項14のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 開口を有し、貯蔵部を含む筐体と、
前記筐体の開口を開閉可能に閉じる扉と、
前記貯蔵部を冷却する冷却部と、
を備える冷蔵庫に備えられるコンピュータに、
前記扉の開閉に関する学習結果を取得する取得ステップと、
前記学習結果に基づいて前記貯蔵部を冷却する冷却部を制御する制御ステップと
を実行させるためのプログラムであって、
前記学習結果は、前記扉の開閉の時期についての情報である扉開閉情報及び前記貯蔵部の温度と、前記扉の開閉が行われた後に前記貯蔵部内へ投入される貯蔵物の投入に関する情報である貯蔵物投入第1情報との関係が学習された結果を含み、
前記制御ステップは、前記貯蔵部の温度と、前記扉開閉情報と、前記学習結果とに基づいて算出される情報であって前記扉の開閉が行われた後に前記貯蔵部内へ投入される貯蔵物の投入に関する情報である貯蔵物投入第2情報に基づいて前記冷却部を制御する
プログラム。
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