JPH04187969A - 解凍機の解凍制御装置と解凍機能付冷蔵庫の解凍制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は冷凍食品などを短時間で適温まで解凍するため
に経験則を基にした解凍の制御ルールと、それを構成す
るファジィ変数のメンバーシップ関数とによって、冷凍
食品の厚さを推論し、さらに送風装置およびヒータの最
適な操作量とを推論して、その結果を出力するようにし
た解凍機の解凍制御装置と解凍機能付冷蔵庫の解凍制御
装置に関するものである。

従来の技術 近年、冷凍食品の使用頻度が非常に高くなっている。冷
凍食品を調理するには解凍する必要があるが、現在一般
家庭用あるいは業務用の解凍機としては、ヒータを使用
したもの、誘電加熱を使用したもの等がある。

また、冷蔵庫（冷凍冷蔵庫も含む）は食品などの貯蔵を
基本機能とするものであるが、近年では更に付加機能を
持たせたものが現われ始めた。その付加機能の一つが解
凍である。この解凍は必要に応じて食品を適温になるま
で解凍するもので、例えば「急なお客さんで冷凍魚を大
至急解凍したい」や「肉を早く解凍して料理したい」な
どの時に利用でき、また冷凍食料品などを生に近い状態
にまでスピード解凍ができるなどの利点がある。

従来の冷蔵庫などの解凍制御装置では、例えば松下電器
産業株式会社のＮＲ−Ｆ４０ＶＰ１　＜平成２年３月発
売）のようなものがある。これは、解凍を開始する前に
、あらかじめ食品の厚さを厚め、薄め、普通の３種類が
ら、また食品の種別を肉、魚、加工食品の３種類から、
それぞれユーザーが選択するスイッチを備えている。そ
して、解凍の制御は、これら２種類の選択結果により、
あらかじめ決められた通電率に従ってヒータが制御され
るものであった。例えば、薄めの時には、通電率は８０
〜１００％、厚めの時には、３０〜８０％である。これ
は、食品が厚い時は、食品の中心温度が上昇するまで時
間がかかるので、表面のみ温度が上がらないように低い
通電率で徐々に加熱する必要があるからである。

発明が解決しようとする課題 しかしこのような構成では、解凍前に必ず解凍食品の厚
さ設定用スイッチを操作する必要があり、操作が煩雑で
ある。また、厚さはユーザーが百分量で選択しており、
必ずしも正確な設定にならないおそれがある。また、設
定が３種類しがないため、それぞれの食品の厚さに合っ
たきめ細かな解凍が不可能であるなどの課題があった。

さらにまた、解凍中は常に一定のヒータ能力で解凍して
いるため、例えば目標とする表面温度で解凍動作を中止
したとしてもその余韻で更に解凍が進み目標とする温度
より高い温度となってしまう（一般に言うオーバーシュ
ートの状態となる）。

しかも解凍終了後は一般の温度制御しかしないために、
−度上昇した温度はなかなかもとの温度には戻らない。

この場合、食品が煮えるなどの最悪状態は避けられるが
、やはり過熱を生じ、なおかつその高温状態がしばらく
続くために、食品が腐敗しやすくなり品質の劣化の恐れ
は十分にある。

また食品としては最適な温度より高くなっているために
、その食品の持つ風味や味を損ねることとなる。またこ
れを防止するには例えば、目標とする表面温度を低めに
設定するなどが考えられるが、この場合は逆に加熱不足
が生じ、表面のみ解凍され中身が解凍されていないとい
う解凍不足のために同じくその食品の持つ風味や味を損
ねることとなるという課題があった。

本発明は上記課題を解消するために、食品の厚さを自動
的に判定し厚さに応じた適切な電力でヒータを操作して
食品を解凍することができるとともに、解凍が過剰にな
って品質が劣化したり解凍不足となって食品の持つ風味
や味を損ねることのない、解凍機の解凍制御装置と解凍
機能付冷蔵庫の解凍制御装置とを提供することを目的と
する。

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解凍機の解凍制御装
置は、解凍室と、前記解凍室に入れられた食品を上面か
ら加熱する上面ヒータと、前記解凍室に入れられた前記
食品を下面から加熱する下面ヒータと、この下面ヒータ
から一定距離以上隔たり前記食品の下面に当接する下面
温度セシサと、前記下面温度センサの出力から前記食品
の下面温度を検出する下面温度検出手段と、前記下面温
度検出手段の出力の変化率を出力する下面温度変化率出
力手段と、前記下面温度変化率出力手段の出力の情報に
対し前記食品の厚さ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のメモリ装置と、前記下面温度変
化率出力手段の出力の情報と前記第１のメモリ装置から
取り出された制御ルールとに基づいてファジィ論理演算
を行ない、前記食品の厚さを判定する第１のファジィ推
論手段と、前記第１のファジィ推論手段により判定した
前記食品の厚さに対し、前記上面ヒータと前記下面ヒー
タとの操作量を求めるための経験則に基づく制御ルール
を記憶する第２のメモリ装置と、前記第２のメモリ装置
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、前記上面ヒータと前記下面ヒータとの加熱
開始時の操作量を演算する第２のファジィ推論手段と、
前記下面温度検出手段の出力と前記下面温度変化率出力
手段の出力の情報に対し前記上面ヒータと前記下面ヒー
タとの加熱開始後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第３のメモリ装置と、前記下面
温度検出手段の出力と前記下面温度変化率出力手段の出
力の情報と前記第３のメモリ装置から取り出された制御
ルールとに基づいてファジィ論理演算を行ない、前記上
面ヒータと前記下面ヒータとの加熱開始後の操作量を演
算する第３のファジィ推論手段とを備えたことを特徴と
している。

また、上記目的を達成するために本発明の解凍機能付冷
蔵庫の解凍制御装置は、冷蔵庫内に設けられた解凍室と
、前記解凍室に低温の空気を送る送風装置と、前記解凍
室に入れられた食品を上面から加熱する上面ヒータと、
前記解凍室に入れられた前記食品を下面から加熱する下
面ヒータと、この下面ヒータから一定距離以上隔たり前
記食品の下面に当接する下面温度センサと、前記下面温
度センサの出力から前記食品の下面温度を検出する下面
温度検出手段と、前記下面温度検出手段の出力の変化率
を出力する下面温度変化率出力手段と、前記下面温度変
化率出力手段の出力の情報に対し前記食品の厚さを求め
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
モリ装置と、前記下面温度変化率出力手段の出力の情報
と前記第１のメモリ装置から取り出された制御ルールと
に基づいてファジィ論理演算を行ない、前記食品の厚さ
を判定する第１のファジィ推論手段と、前記第１のファ
ジィ推論手段により判定した前記食品の厚さに対し、前
記上面ヒータと前記下面ヒータと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第２のメモリ装
置と、前記第２のメモリ装置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、前記上面ヒー
タと前記下面ヒータとの加熱開始時の操作量を演算する
第２のファジィ推論手段と、前記下面温度検出手段の出
力と前記下面温度変化率出力手段の出力の情報に対し前
記送風装置と前記上面ヒータと前記下面ヒータとの加熱
開始後の操作量を求めるための経験則に基づく制御ルー
ルを記憶する第３のメモリ装置と、前記下面温度検出手
段の出力と前記下面温度変化率出力手段の出力の情報と
前記第３のメモリ装置から取り呂された制御ルールとに
基づいてファジィ論理演算を行ない、前記送風装置と前
記上面ヒータと前記下面ヒータとの加熱開始後の操作量
を演算する第３のファジィ推論手段と、前記解凍室の温
度を検出する室内温度検出手段と、前記室内温度検出手
段から得られた情報より前記送風装置を制御する送風装
置制御手段とを備えたことを特徴としている。

作用 本発明の解凍機の解凍制御装置は上記した構成により、
下面ヒータから一定距離隔てて食品の下面に当接するよ
うに設けた下面温度センサの圧力から下面温度検出手段
により食品の下面温度を検出し、これを基に上面ヒータ
の連続通電時の下面温度の変化率を下面温度変化率出力
手段によって検出し、この結果から第１のメモリ装置か
ら取り出された経験則に基づく制御ルールにより演算し
て食品の厚さを判定する。次に、この食品の厚さの判定
結果から第２のメモリ装置から取り高された経験則に基
づく制御ルールにより演算して上面ヒータと下面ヒータ
との加熱開始時の操作量を決定する。さらに、下面温度
検出手段の出力と下面温度変化率出力手段の出力とから
第３のメモリ装置から取り出された経験則に基づく制御
ルールにより演算して上面ヒータと下面ヒータとの加熱
開始後の操作量を決定するので、解凍している食品の状
態、例えば解凍し始めた頃や解凍終了直前などでその時
に応じた最適な加熱をヒータで行なうので常に最適な加
熱能力で食品を解凍することができ、熱の加え過ぎや加
熱不足を避けることができる。

また、本発明の解凍機能付冷蔵庫の解凍制御装置は上記
した構成により、下面ヒータから一定距離隔てて食品の
下面に当接するように設けた下面温度センサの出力から
下面温度検出手段により食品の下面温度を検出し、これ
を基に上面ヒータの連続通電時の下面温度の変化率を下
面温度変化率出力手段によって検出し、この結果から第
１のメモリ装置から取り出された経験則に基づく制御ル
ールにより演算して食品の厚さを判定する。次に、この
食品の厚さの判定結果から第２のメモリ装置から取り出
された経験則に基づく制御ルールにより演算して上面ヒ
ータと下面ヒータとの加熱開始時の操作量を決定する。

さらに、下面温度検出手段の出力と下面温度変化率出力
手段の出力とから第３のメモリ装置から取り出された経
験則に基づく制御ルールにより演算して上面ヒータと下
面ヒータと送風装置との加熱開始後の操作量を決定する
ので、解凍している食品の状態、例えば解凍し始めた頃
や解凍終了直前などで、その時に応じた最適な加熱をヒ
ータで、また表面の冷却を送風装置で行なうので、常に
最適な加熱能力で食品を解凍することができ、熱の加え
過ぎや加熱不足や表面温度のみの上昇を避けることがで
きる。また、解凍終了後は、室内温度検出手段からの情
報により送風装置制御手段で送風装置を制御して冷気を
導入することにより、食品１０℃〜−３℃の状態で保存
することができる。

実施例 以下本発明の解凍機能付冷蔵庫の解凍制御装置の一実施
例について図面を参照しながら説明する。

まず本発明の概略構成について第２図を用いて説明する
。第２図は本発明の解凍機能付冷蔵庫の断面図である。

第２図において、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。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とその背後に庫内ファ
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は圧縮機で
ある。１８は冷蔵室９の下部に設けた解凍室である。解
凍室１８は壁１９で冷蔵室９と仕切られており、その開
口部にはドア２０が配設されている。また解凍室１８の
背面には蒸発器１３からの冷気を解凍室１８に導入する
ための通風路２１が形成されている。

このように構成された解凍機能付冷蔵庫において、その
解凍制御装置の構成について第１図を用いてさらに詳し
く説明する。第１図は本発明の解凍機能付冷蔵庫の解凍
制御装置のブロック図である。第１図において、２２は
通風路２１からの冷気を導入または遮断するための送風
装置で、ここではダンパを使用している。ここで言う冷
気には、通風路２１と送風装置２２とを介して供給され
る第１の冷気と、壁１９の天面後部に設けた通風孔２３
を介して供給される第２の冷気とがあり、第１の冷気は
一１８℃程度の冷気であり、第２の冷気は５℃程度の冷
気である。２４は食品２５の下面温度を検出するための
下面温度センサである。

２６（ａ）は食品２５を上面から加熱するための上面ヒ
ータ、２６（ｂ）は食品２５を下面から加熱するための
下面ヒータである。２７は解凍室１８の温度を検出する
ための解凍室温度センサである。２８は下面温度センサ
２４の出力から食品２５の下面の表面温度Ｔを検出する
下面温度検出手段である。２９は下面温度検出手段２９
の出力を微分し食品２５の下面温度の温度変化率ΔＴ（
即ちΔＴ＝（Ｔ（ｔ＋Δｔ　）−Ｔ　（ｔ　）　）／Ｔ
（１）、ここでｔは時間を、Δｔは時間変化を表わす。

）を演算する下面温度変化率出力手段である。また３０
はマイクロプロセッサで、第１のファジィ推論手段３１
と第１の制御ルールを記憶する第１のメモリ装置３２と
第２のファジィ推論手段３３と第２の制御ルールを記憶
する第２のメモリ装置３４と第３のファジィ推論手段３
５と第３の制御ルールを記憶する第３のメモリ装置３６
とから構成されている。３７は、第３のファジィ推論手
段３５で得た操作量の指示に従って、送風装置２２を制
御する送風装置制御手段である。３８は、第２のファジ
ィ推論手段３３および第３のファジィ推論手段３５で得
た操作量の指示に従って、上面ヒータ２６（ａ）と下面
ヒータ２６（ｂ）との熱量（以降は通電率とする）を制
御するヒータ制御手段である。３９は解凍室温度センサ
２７の出力から室内１８の温度Ｃを検出する室内温度＠
呂手段で、解凍終了後は、この室内温度検出手段３９よ
り得られた情報より決められた解凍室温度になるように
前記送風装置制御手段３７により送風装置２２を制御す
る。

以上のように構成された解凍機能付冷蔵庫の解凍制御装
置について以下第１図〜第１０図を用いてその動作を説
明する。

第３図は、本実施例の解凍動作のヒータ動作の一例を示
すタイミングチャートである。解凍動作は、第３図のタ
イミングチャートに示すように、解凍開始から所定時間
は上面ヒータ２６（ａ）のみを通電する第１の制御期間
と、下面ヒータ２６（ｂ）のみを通電する第２の制御期
間と、上面ヒータ２６（ａ）と下面ヒータ２６（ｂ）と
の両方を通電して解凍を進めていく第３の制御期間とか
らなる。

第１の制御期間↑は、下面温度センサ２４の出力から食
品２５の下面温度Ｔを検出し、さらに下面温度変化率高
力手段２９で下面温度検出手段２８の出力を微分し食品
２５の下面温度の温度変化率ΔＴ（即ちΔＴ＝（Ｔ（ｔ
＋Δｔ）−Ｔ（ｔ））／Ｔ（ｔ）、ここでｔは時間を、
Δｔは時間変化を表わす。）を演算する。以上のように
演算された下面温度の変化率ΔＴは第１のファジィ推論
手段３１に人力される。第１のメモリ装置３２は第１の
ファジィ推論手段３１で実行されるファジィ推論に必要
な制御ルールを格納している。食品２５の厚さを求める
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。

本実施例で採用した第１の制御ルールは次のような４ル
ールである。即ち、 ルールＲ１１：もし温度変化率が正大 であれば、食品は薄い ルールＲ１２：もし温度変化率が正中 であれば、食品の厚さは普通 ルールＲ１３：もし温度変化率が王手 であれば、食品は厚い ルールＲ１４：もし温度変化率がほぼ零であれば、食品
は非常に厚い である。前記言語ルールは、発明者が数多くの実験デー
タから得た経験則から求めた、解凍したい食品の厚さを
判定する制御ルールであり、これを表に示すと表１の通
りになる。

表１ 表１は実施例に使用する食品の厚さを判定する制御ルー
ルの関係を示している。　表１は横方向に温度変化率△
Ｔの強度によって４段階（ＰＢ＝正大、ＰＭ＝正中、ｐ
ｓ＝正小王手０＝はぼ零）に分けて配置し、上記区分さ
れた温度変化率△Ｔの強度に対する食品の厚さＦを設定
している。ここで表１においては食品の厚さ（Ｆ）に応
じて４ａ＃（ＴＮ＝薄い、Ｍ：普通、ＴＨ＝厚い、ＶＴ
＝非常に厚い）に分けている。即ち前記制御ルールＲ１
ｉ　（ｉ＝１．２，３．４）は表１における升目（Ｒｌ
ｉ　）で示されている。

また前記言語ルールは第１図の第１のメモリ装置３２の
内に記憶する場合に下記のようなルールで記憶されてい
る。ここで使用した制御ルール数は４個である。

ルールＲ１１：ＩＦ△Ｔ　　ｉｓ　　ＰＢ　　ＴＨＥＮ
Ｆ＝ＴＮ ルールＲ１２：ＩＦ△Ｔ　　ｉｓ　　ＰＭ　　ＴＨＥＮ
Ｆ＝Ｍ ルールＲ１３：ＩＦ△Ｔ　　ｉｓ　　ＰＳ　　ＴＨＥＮ
Ｆ＝ＴＨ ルールＲ１４：ＩＦ△Ｔ　　ｉｓ　　ＺＯＴＨＥＮＦ＝
ＶＴ つぎに、第１のファジィ推論手段３１では予め第１のメ
モリ装置３２に記憶されている前記制御ルールを取り出
してファジィ推論によって食品の厚さを算出する。前記
制御ルールＲ１１、ルールＲ１２・・・ルールＦＬ１４
のルールは温度変化率△Ｔに対する食品２５の厚さを段
階的に決めているので、きめ細かな制御１ｌｔｒ：行な
う場合には、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
応じた食品の厚さ２５を判定する必要がある。そのため
、本実施例では前記度合いを算出するのにファジィ変数
のメンバシップ関数を利用している。

第４図は温度変化率△Ｔに対するファジィ変数ＰＢ、Ｐ
Ｍ、ＰＳ％ＺＯのメンバシップ間数μＰＢ（△Ｔ）、μ
ＰＭ（△Ｔ）、μｐｓ（△Ｔ）、μＺＯ（八Ｔ）を示し
たものである。

第１のファジィ推論手段３１で実行するファジィ推論は
前記制御ルールＲ１１、ルールＲ１２・・・ルールＲ１
４と第４図のメンバシップ関数とを用いて食品の厚さの
演算を行なう。以下第５図をもとに第１の推論の手順を
説明する。

第５図（ａ）は第１の推論手Ｍを示す流れ図である。５
ＴＥＰＩでは下面温度検出手段２８、下面温度変化率出
力手段２９で温度変化率△Ｔｏを算出する。５ＴＥＰ２
で第１のファジィ推論手段３１によって温度変化率△Ｔ
ｏに対するファジィ変数のメンバシップ関数を用いて、
前記温度変化率△ＴＯにおけるメンバシップ値の算出を
行なう。

５ＴＥＰ３で、得られたメンバシップ値が前記４個の各
ルールの前件部にどの程度の度合いで所属しているかを
算出する。例えば、第５図（ｂ）に示すように、温度変
化率△Ｔが△Ｔ１であれば、第１の制御ルールＲ１３と
Ｒ１４とに５０％ずつ所属している。

次に、第２の制御では、第３図のタイミングチャートに
示したように、上面が加熱された分に相当する熱量を、
下面ヒニタ２６（ｂ）で食品２５の下面に加える。

第３の制御期間は、最初に、第１の制御で算出された食
品２５の厚さから、下記のような第２の制御ルールを基
にして得られたヒータ通電率で、上面ヒータ２６（ａ）
および下面ヒータ２６（ｂ）の加熱を開始する。

本実施例で採用した第２の制御ルールは、次のような４
ルールである。即ち、 ルールＲ２１：もし食品の厚さは薄い であれば、ヒータ通電率は高くせよ ルールＲ２２：もし食品の厚さは普通 であれば、ヒータ通電率は中にせよ ルールＲ２３：もし食品の厚さは厚い であれば、ヒータ通電率は低くせよ ルールＲ２４：もし食品の厚さは非常に厚いであれば、
ヒータ通電率は非常に低くせよである。前記言語ルール
は、発明者が数多くの実験データから得た経験則から求
めた、急速に解凍したい食品の厚さに最適なヒータの制
御に対する制御ルールであり、これを食品の厚さの関係
で表に示すと表２の通りになる。

（以下余白） 表２ 表２は実施例に使用する上面ヒータ２６（ａ）、下面ヒ
ータ２６（ｂ）に対する制御ルールの関係を示している
。

表２は横方向に食品の厚さ（Ｆ）によって４段階（ＴＮ
＝薄い、Ｍ＝普通、ＴＨ＝厚い、ＶＴ＝非常に厚い）に
分けて配置し、上記区分された食品の厚さＦに対するヒ
ータの通電率を設定している。ここで表２においてはヒ
ータの通電率（ＨＲ）に応じて４段階（ＰＢ＝高、ＰＭ
＝中、ｐｓ＝低、ＶＬ＝非常に低）に分けている。即ち
前記制御ルールＲ２ｉ　（ｉ＝１．２，３，４）は表２
における升目（Ｒ２１）で示されている０本発明の発明
者は表２にしたがってヒータの通電率を制御した時、最
適な解凍制御が開始できることを実験的に確認している
。

また前記言語ルールは第１図の第２のメモリ装置３４の
内に記憶する場合に下記のようなルール則で記憶されて
いる０本発明で使用した第２の制御ルールの数は４個で
ある。

ルールＲ２１：ＩＦ　　Ｆ　　ｉｓ　　ＴＮ　　ＴＨＥ
ＮＨＲ＝ＰＢ ルールＲ２２：ＩＦ　　Ｆ　　ｉｓ　　Ｍ　　ＴＨＥＮ
ＨＲ＝ＰＭ ルールＲ２３：ＩＦ　　Ｆ　　ｉｓ　　ＴＨＴＨＥＮＨ
Ｒ＝ＰＳ ルールＲ２４：ＩＦ　　Ｆ　　ｉｓ　　ＶＴ　　ＴＨＥ
ＮＨＲ＝ＶＬ 第６図は食品２５の厚さＦに対するファジィ変数ＴＮ、
Ｍ、ＴＨ，ＶＴのメンバシップ間数μＴＮ（Ｆ）、μＭ
（Ｆ）、ｔｔＴＨ（Ｆ　）、ｔｔＶＴ（Ｆ）を示したも
のである。

第２のファジィ推論手段３３で実行するファジィ推論は
前記制御ルールＲ２１、ルールＲ２２・・・ルールＲ２
４と第６図のメンバシップ関数とを用いてヒータ通電率
の演算を行なう。以下第７図をもとに第２の推論の手順
を説明する。

第７図（ａ）は第２の推論手順を示す流れ図である。５
ＴＥＰＩ　１では、第１の制御期間で求めた第１の制御
ルールの前件部（ＩＦ部）に対する所属度合いから、食
品の厚さＦにおけるメンバシップ値の算出を行なう、５
ＴＥＰ１２で、得られたメンバシップ値が前記４個の各
ルールの前件部にどの程度の度合いで所属しているかを
算出する。

さらに、５ＴＥＰ１３で、各ルールの所属度を基に、第
７図（ｂ）に示したヒータ通！￥：＝に対するファジィ
変数ＰＢ、ＰＭ、ＰＳ、ＶＬのメンバシップ関数、ｃｚ
ＰＢ　（ＨＲ）、μＰＭ（ＨＲ）、μＰｓ（ＨＲ）、μ
ＶＬ（ＨＲ）がらヒータ通電率を算出して、食品２５の
加熱を開始する。

上記のようにして加熱を開始した第３の制御は、次に、
下面温度Ｔと下面温度変化率ΔＴとが、第３のファジィ
推論手段３５に入力される。第３のメモリ装置３６は第
３のファジィ推論手段３５で実行されるファジィ推論に
必要な第３の制御ルールを格納している。送風装置２２
と上面ヒータ２６（ａ）および下面ヒータ２６（ｂ）と
の操作量を求める第３のファジィ推論は、下記のような
制御ルールを基にして実行される。

本実施例で採用した第３の制御ルールは、次のような９
ルールである。例えば、 ルールＲ３１：もし温度が高く、温度変化率が正大であ
れば、送風装置を強く（全開） しかつヒータ通電率を非常に低にせ よ ルールＲ３２：もし温度が低く、温度変化率が正大であ
れば、送風装置を中（半開） にしかつヒータ通電率は中にせよ 等である。前記言語ルールは、発明者が数多くの実験デ
ータから得た経験則から求めた、急速に解凍したい食品
に最適な送風装置及びヒータの制御に対する制御ルール
であり、これを温度と温度変化率の間係で表に示すと表
３の通りになる。

（以下余白） 表３（ａ） 表３（ｂ） 表３（ａ）は実施例に使用する上面ヒータ２６（ａ）、
下面ヒータ２６（ｂ）に対する制御ルールの関係を示し
、表３（ｂ）は実施例に使用する送風装置２２に対する
制御ルールの関係を示している。

表３は横方向に温度Ｔを強度によって３段階（ＬＴ＝低
温、２０＝適温、ＨＴ＝高温）に分け、縦方向に温度変
化率△Ｔの強度によって３段階（ＮＢ＝負大、２０＝は
ぼ零、ＰＢ＝正大）に分けて配置し、上記区分された温
度Ｔ、温度変化率△Ｔとのおのおの交わった位置にはそ
の温度Ｔ、温度変化率△Ｔの強度に対するヒータの通電
率（ＨＲ）を表３（ａ）に設定し、送風装置の操作量（
ＤＦ”）を表３（ｂ）に設定している。ここで表８（ａ
）においてはヒータの通電率（ＨＲ）を強度に応じて４
段階（Ｓ＝高、Ｍ＝中、Ｗ＝低、■＝非常に低）に分け
ており、かつ表３（ｂ）においては送風装置の操作量（
ＤＦ’）を強度に応じて３段階（Ｙ＝弱、Ｎ＝中、Ｔ＝
強）に分けている。即ち前記制御ルールＲ３ｉ　（ｉ＝
１，２，３゜４）は表３における升目（Ｒ３ｉ）で示さ
れている。本発明の発明者は表３にしたがってヒータの
通電率、送風装置の操作量を制御した時、最適な解凍制
御が実現できることを実験的に確認している。

また前記言語ルールは第１図の第３のメモリ装置３６の
内に記憶する場合に下記のようなルール則で記憶されて
いる。本発明で使用した第３の制御ルールの数は９個で
ある。

ルールＲ３１：ＩＦ　　Ｔ　　ｔｓ　　ＨＴ　　ａｎｄ
△Ｔ　　ｉｓ　　ＰＢ　　ＴＨＥＮ ＨＲ＝Ｖ　　　ａｎｄ　　ＤＦ＝Ｔ ルールＲ３２：ＩＦ　　Ｔ　　Ｉｓ　　ＬＴ　　ａｎｄ
△Ｔ　　ｉｓ　　ＰＢ　　ＴＨＥＮ ＨＲ＝Ｍ　　　ａｎｄ　　ＤＦ＝Ｎ つぎに第３のファジィ推論手段３５では予め第３のメモ
リ装置３６に記憶されている前記制御ルールを取り出し
てファジィ推論によって上面ヒータ２６（ａ）、下面ヒ
ータ２６（ｂ）の操作量である通電率および送風装置２
２の操作量を算出し、送風装置制御手段３７およびヒー
タ制御手段８８に出力する。送風装置制御手段３７は決
められた操作量に応じて送風装置２２の能力を制御し、
ヒータ制御手段３８は決められた操作量に応じて上面ヒ
ータ２６（ａ）、下面ヒータ２６（ｂ）の通電を制御す
る。

前記制御ルールＲ３１、ルールＦｔ３２・・・ルールＲ
３９のルールは温度Ｔ、温度変化率△Ｔに対する送風装
置２２の能力および上面ヒータ２６（ａ）、下面ヒータ
２６（ｂ）の通電率を段階的に決めているので、きめ細
かな制御を行なう場合には、前記制御ルールの前件部（
ＩＦ部）をどの程度溝たしているかの度合いを算出して
、その度合いに応じた送風装置２２の能力および上面ヒ
ータ２６（ａ）、下面ヒータ２６（ｂ）の通電率を決定
する必要がある。そのため、本実施例では前記度合いを
算出するのにファジィ変数のメンバシップ間数を利用し
ている。

第８図（ａ）は温度Ｔに対するファジィ変数ＬＴ、ＭＴ
、ＨＴのメンバシップ間数μＬＴ（Ｔ）、μＭＴ（Ｔ）
、μＨＴ（Ｔ）を示したものであり、第８図（ｂ）は温
度変化率△Ｔに対するファジィ変数ＰＢ、ＺＯ％ＮＢの
メンバシップ関数μＰＢ（△Ｔ）、μＺＯ（△Ｔ）、μ
ＮＢ（△Ｔ）を示したものである。

第３のファジィ推論手段３５で実行するファジィ推論は
前記制御ルールＲ３１、ルールＲ３２・・・ルールＲ３
９と第８図（ａ）、第８図（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操作量の演算を行
なう。推論形式としては合成法にｍａｘ−ｍｉｎ法、−
点化法に高さ法を用いた。以下第９図をもとに推論の手
順を説明する。

第９図は第３の推論手順を示す流れ図である。

５ＴＥＰ３１では下面温度検出手段２８、下面温度変化
率出力手段２９で下面温度Ｔｏと下面温度変化率△Ｔｏ
を算出する。５ＴＥＰ３２で第３のファジィ推論手段３
５によって下面温度Ｔｏと下面温度変化率△Ｔｏに対す
るファジィ変数のメンバシップ間数を用いて、前記下面
温度Ｔｏと下面温度変化率△Ｔｏにおけるメンバーシッ
プ値の算出を行なう。５ＴＥＰ３３で、得られたメンバ
ーシップ値が前記９個の各ルールの前件部にどの程度の
度合いで所属するかを合成法で算出する（第９図におい
ては下面温度に対するファジィ変数をＡ、下面温度変化
率に対するファジィ変数をＢで示している）。

ルールＲ３１： ｈ　１＝μＨＴ　（Ｔ　ｏ　）／′１μＰＢ　（△Ｔｏ
）＝ＭＩＮｌμＨＴ（Ｔｏ）。

μＰＢ（△ＴＯ）ｌ−−（１） ルールＲ３２： ｈ２＝μＬＴ（Ｔｏ）／１μＰＢ（△Ｔｏ）＝ＭＩＮｌ
μＬＴ（Ｔｏ）。

μＰＢ（△Ｔｏ）ｔ−−（２） 上記（１）式は、前記ＴＯが前記下面温度Ｔに対する領
域ＨＴに入り、かつ前記△ＴＯが前記下面温度変化率△
Ｔに対する領域ＰＢに入るという命題は、ＴＯがＨＴに
入る割合と八ＴＯがＰＢに入る割合のうち小さい値とし
ての割合で成立すること、故にルールＲ３１の場合の前
件部はｈｌの割合で成立することを表わしている。同様
に上記（２）式であるルールＲ３２の場合、前件部はｈ
２の割合で成立することを表わしている。５ＴＥＰ３４
で制御ルールの実行部のメンバシップ関数によって、下
面温度Ｔｏと下面温度変化率△Ｔ。

における上面ヒータ２６（ａ）および下面ヒータ２６（
ｂ）及び送風装置２２の操作量を下記のようにして求め
る。上面ヒータ２６（ａ）と下面ヒータ２６　（ｂ　）
の操作量Ｆｏ及び送風装置２２の操作量Ｈｏを求めるた
めには、結論部での定数はｈｌ、ｈ２・・・ｈ９による
加重平均として与えられるから Ｆｏ−（Ｖ　　ｘｈｌ＋Ｍｘｈ２＋−・−ｘｈ９）／（
ｈｌ＋ｈ２＋・・・・＋ｈ９） Ｈｏ＝（Ｙ　　　ｘｈｌ＋Ｎｘｈ２＋・　・　・ｘｈ９
）／（ｈｌ＋ｈ２＋・・・・十ｈ９） の−点化法の１つである高さ法により上面ヒータ２６（
ａ）と下面ヒータ２６（ｂ）の操作量Ｆ。

及び送風装置２２の操作量ＨＯが求められ、ヒータ制御
手段３８及び送風装置制御手段３７に出力される。

次に本実施例を適用した時の解凍動作の一例について第
１０図を用いて説明する。第１０図は本実施例の解凍動
作の一例を示すタイミングチャートである。第１０図（
ａ）は、食品２５が厚いとき、第１０図（ｂ）は、食品
２５が薄いときの上面ヒータ２６（ａ）と下面ヒータ２
６（ｂ）および送風装置２２の操作量を表わしている。

食品２５が厚い時は、食品の表面のみ解凍されないよう
に徐々に解凍していき、温度が上昇してくると、さらに
通電率が低下する。また、食品２５が薄い時は、通電率
を上げてすばやく解凍するが、やはり温度が上昇してく
ると通電率を下げて、第１０図（Ｃ）（後述する）に示
すようにオーバーシュートせずに目標温度に到達する。

また、送風装置２２も、温度上昇に応じて最適に操作す
るとともに、解凍終了後は、室内温度検出手段３９から
の信号により食品２５を−１〜−３℃で保存している。

第１０図（ｃ）は、第１０図（ａ）、第１０図（ｂ）に
て解凍した時の、食品２５の下面及び中心温度の推移を
表わしている。図中で、実線は食品が薄い場合、破線は
食品が厚い場合を表わす。

上記実施例の構成によれば、制御パラメータとして食品
２５の下面温度および下面温度の変化率を使用している
ため急速に解凍したい食品に対してきめ細かい制御が可
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、解凍制御装置に対して最適な上面ヒータ
２６　（ａ　）と下面ヒータ２６（ｂ）の熱量および送
風装置２２の操作量で制御ができる。そのため常に最適
な解凍能力で食品を解凍できるので、いち早く目標とす
る温度に到達できると共に、熱の加え過ぎや加熱不足を
防ぐことができ、食品の品質の劣化を防ぐことができる
。また通風孔２３と送風装置２２とを設けることにより
、万が御粘を加えすぎた場合や、温度の高い食品が入れ
られた場合においても冷蔵室９の冷気を循環させること
ができるため、熱の加えすぎに対してもいち早く目標温
度に達することができるとともに解凍終了後は、最適な
温度で保存することができる。また食品２５の厚さを検
出して自動的に制＃七行なうので、厚さ設定スイッチ等
を設ける必要がないので、人為的なミスによる加熱不足
または加熱し過ぎなどが発生することはなく、操作を簡
単にすることができ、スイッチの設定によるよりも、き
め細かな解凍制御が実現できる。

尚実施例では解凍の仕上がりを検出するために、温度セ
ンサを用いて相関のとれる食品２５の下面温度で検出し
たが、これに限定するものではなく、例えば解凍室１８
の雰囲気温度や冷気の戻りダクトの温度など食品の中心
温度と相関のとれる情報　。

を用いてもよい。

また、本実施例では、送風装置２２としてダンパを使用
したが、ファンを用いてもよいし、その両方を用いても
よい。

また、上面ヒータ２６（ａ）と下面ヒータ２６（ｂ）（
熱量）、送風装置２２（風量）を段階的に制御している
がリニアに制衝しても同等の効果が得られるのは、本発
明から容易に類推できる。

発明の効果 以上、実施例から明らかなように本発明の解凍機の解凍
制御装置は、解凍室と、前記解凍室に入れられた食品を
上面から加熱する上面ヒータと、前記解凍室に入れられ
た前記食品を下面から加熱する下面ヒータと、この下面
ヒータから一定距離以上隔たり前記食品の下面に当接す
る下面温度センサと、前記下面温度センサの出力から前
記食品の下面温度を検出する下面温度検出手段と、前記
下面温度検出手段の出力の変化率を出力する下面温度変
化率出力手段と前記下面温度変化率出力手段の出力の情
報に対し前記食品の厚さ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のメモリ装置と、前記下面温
度変化率出力手段の出力の情報と前記第１のメモリ装置
から取り出された制御ルールとに基づいてファジィ論理
演算を行ない、前記食品の厚さを判定する第１のファジ
ィ推論手段と、前記第１のファジィ推論手段により判定
した前記食品の厚さに対し前記上面ヒータと前記下面ヒ
ータとの操作量を求めるための経験則に基づく制御ルー
ルを記憶する第２のメモリ装置と、前記第２のメモリ装
置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、前記上面ヒータと前記下面ヒータとの加
熱開始時の操作量を演算する第２のファジィ推論手段と
、前記下面温度検出手段の出力と前記下面温度変化率出
力手段の出力の情報に対し前記上面ヒータと前記下面ヒ
ータとの加熱開始後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第３のメモリ装置と、前記下
面温度検出手段の出力と前記下面温度変化率出力手段の
出力の情報と前記第３のメモリ装置から取り出された制
御ルールとに基づいてファジィ論理演算を行ない、前記
上面ヒータと前記下面ヒータとの加熱開始後の操作量を
演算する第３のファジィ推論手段とを備えた構成である
から、ヒータの操作量を経験則から求めた制御ルールに
基づいて演算しているので、解凍している食品の状態、
例えば解凍し始めた頃や解凍終了直前の場合などでその
時に応じた最適な解凍を行なうことができる。また、食
品の厚さを操作者が設定する必要はなく、食品厚さに対
して常に適切な加熱能力を供給できる。従って、加熱能
力設定に際して誤操作の発生を防止でき、操作性を大幅
に改善でき、だれでも上手に解凍できる。

また、本発明の解凍機能付冷蔵庫の解凍制御装置は、冷
蔵庫内に設けられた解凍室と、前記解凍室に低温の空気
を送る送風装置と、前記解凍室に入れられた食品を上面
から加熱する上面ヒータと、前記解凍室に入れられた前
記食品を下面から加熱する下面ヒータと、この下面ヒー
タから一定距離以上隔たり前記食品の下面に当接する下
面温度センサと、前記下面温度センサの出力から前記食
品の下面温度を検出する下面温度検出手段と、前記下面
温度検出手段の出力の変化率を出力する下面温度変化率
出力手段と、前記下面温度変化率出力手段の出力の情報
に対し前記食品の厚さ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のメモリ装置と、前記下面温度
変化率出力手段の出力の情報と前記第１のメモリ装置か
ら取り呂された制御ルールとに基づいてフジイ論理演算
を行ない、前記食品の厚さを判定する第１のファジィ推
論手段と、前記第１のファジィ推論手段により判定した
前記食品の厚さに対し、前記上面ヒータと前記下面ヒー
タとの操作量を求めるための経験則に基づく制御ルール
を記憶する第２のメモリ装置と、前記第２のメモリ装置
から取り呂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、前記上面ヒータと前記下面ヒータとの加熱
開始時の操作量を演算する第２のファジィ推論手段と、
前記下面温度検出手段の出力と前記下面温度変化率出力
手段の出力の情報に対し前記送風装置と前記上面ヒータ
と前記下面ヒータとの加熱開始後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第３のメモリ装
置と、前記下面温度検出手段の出力と前記下面温度変化
率出力手段の出力の情報と前記第３のメモリ装置から取
り出されアた制御ルールとに基づいてファジィ論理演算
を行ない、前記送風装置と前記上面ヒータと前記下面ヒ
ータとの加熱開始後の操作量を演算する第３のファジィ
推論手段と、前記解凍室の温度を検出する室内温度検出
手段と、前記室内温度検出手段から得られた情報より前
記送風装置を制御する送風装置制御手段とを儂えた構成
であるから、送風装置とヒータとの操作量を経験則から
求めた制御ルールに基づいて演算しているので、解凍し
ている食品の状態、例えば解凍し始めた頃や解凍終了直
前の場合などでその時に応じた最適な解凍を行なうこと
ができる。また、食品の厚さを操作者が設定する必要は
なく、食品厚さに対して常に適切な加熱能力を供給でき
る。従って、加熱能力設定に際して誤操作の発生を防止
でき、操作性を大幅に改善でき、だれでも上手に解凍で
きる。さらにまた、解凍終了後は、微凍結状態の最適な
状態で食品を保存できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の解凍機能付冷蔵庫の解凍制
御装置のブロック図、第２図は本発明の一実施例の解凍
機能付冷蔵庫の断面図、第３図は本発明の一実施例の解
凍動作のヒータ動作の一例を示すタイミングチャート、
第４図は温度変化率△Ｔに対するファジィ変数ＰＢ、Ｐ
Ｍ、ＰＳ、ＺＯのメンバシップ関数を示した特性図、第
５図（ａ）は第１の推論手順を示す流れ図、第５図は食
品の厚さＦに対するファジィ変数ＶＴ、Ｔ）Ｉ。 Ｍ、ＴＮのメンバシップ関数を示した特性図、第７図（
ａ）は第２の推論手順を示す流れ図、第７図（ｂ）はヒ
ータ通電率ＨＲに対するファジィ変数ＰＢ、ＰＭ、ＰＳ
、ＶＬのメンバシップ関数を示した特性図、第８図（ａ
）は温度Ｔに対するファジィ変数ＬＴ、ＭＴ、ＨＴのメ
ンバシップ関数を示した特性図、第８図（ｂ）は温度変
化率△Ｔに対するファジィ変数ＰＢ、ＺＯ１ＮＢのメン
バシップ関数を示した特性図、第９図は第３の推論手順
を示す流れ図、第１０図は本実施例の解凍動作の一例を
示すタイミングチャートで、第１０図（ａ）は食品の厚
さが厚い時のヒータおよび送風装置の動作を示すタイミ
ングチャート、第１０図（ｂ）は食品の厚さが薄い時の
ヒータおよび送風装置の動作を示すタイミングチャート
、第１０図（Ｃ）は食品の下面および中心温度の推移を
示すタイミングチャートである。 １８・・・・・・解凍室、２２・・・・・・送風装置、
２４・・・・・下面温度センサ、２６（ａ）・・・・・
・上面ヒータ、２６（ｂ）・・・・・・下面ヒータ、２
８・・・・・・下面温度検出手段、２９・・・・・・下
面温度変化率出力手段、３１・・・・・・第１のファジ
ィ推論手段、３２・・・・・・第１のメモリ装置、３３
・・・・・・第２のファジィ推論手段、３４・・・・・
・第２のメモリ装置、３５・・・・・・第３のファジィ
推論手段、３６・・・・・・第８のメモリ装置、３７・
・・・・送風装置制御手段、３９・・・・・・室内温度
検出手段。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ばか２名／θ−−
−←′Ｘ￥ ２６ｔｔ＋−−一上ｆｒＪと一夕 第　２　区 第３図 第７の働￥ａ　　第２の制師　　　゛　　纂３のり】各
内用Ａ”１期間　　　期間 第　４　国 メンバ″シップＭ数 温度変化率　△Ｔ 第　５　因 （／２） （ｂノ メンパン・ノブ関数 ０　　　　　　　　　１　　　ΔＴ７　　　２混度女化
率　ΔＴ １！１６図 メンパンツブ関数 ＴＮ　　　　　　　／’Ｉ　　　　ＴＨＶＴ食品の厚：
ｓＦ ＠　７　Ｎ （ｂ） ヌンバシーノプＭ８ ２０　３５　６０　６５　．９°　（’／ａ）ヒータ通
電卒　ＨＲ 第８図 （α） メンパン・ツブ関数 ＩＯＩｓ　　　　　　　　２θ　（′Ｑ）温度 （ｂ） メンパン・・、プ関数 温度引上率　乙Ｔ 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）解凍室と、前記解凍室に入れられた食品を上面か
   ら加熱する上面ヒータと、前記解凍室に入れられた前記
   食品を下面から加熱する下面ヒータと、この下面ヒータ
   から一定距離以上隔たり前記食品の下面に当接する下面
   温度センサと、前記下面温度センサの出力から前記食品
   の下面温度を検出する下面温度検出手段と、前記下面温
   度検出手段の出力の変化率を出力する下面温度変化率出
   力手段と、前記下面温度変化率出力手段の出力の情報に
   対し前記食品の厚さ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のメモリ装置と、前記下面温度変
   化率出力手段の出力の情報と前記第１のメモリ装置から
   取り出された制御ルールとに基づいてファジィ論理演算
   を行ない、前記食品の厚さを判定する第１のファジィ推
   論手段と、前記第１のファジィ推論手段により判定した
   前記食品の厚さに対し、前記上面ヒータと前記下面ヒー
   タとの操作量を求めるための経験則に基づく制御ルール
   を記憶する第２のメモリ装置と、前記第２のメモリ装置
   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、前記上面ヒータと前記下面ヒータとの加熱
   開始時の操作量を演算する第２のファジィ推論手段と、
   前記下面温度検出手段の出力と前記下面温度変化率出力
   手段の出力の情報に対し前記上面ヒータと前記下面ヒー
   タとの加熱開始後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第３のメモリ装置と、前記下面
   温度検出手段の出力と前記下面温度変化率出力手段の出
   力の情報と前記第３のメモリ装置から取り出された制御
   ルールとに基づいてファジィ論理演算を行ない、前記上
   面ヒータと前記下面ヒータとの加熱開始後の操作量を演
   算する第３のファジィ推論手段とを備えたことを特徴と
   する解凍機の解凍制御装置。
2. （２）冷蔵庫内に設けられた解凍室と、前記解凍室に低
   温の空気を送る送風装置と、前記解凍室に入れられた食
   品を上面から加熱する上面ヒータと、前記解凍室に入れ
   られた前記食品を下面から加熱する下面ヒータと、この
   下面ヒータから一定距離以上隔たり前記食品の下面に当
   接する下面温度センサと、前記下面温度センサの出力か
   ら前記食品の下面温度を検出する下面温度検出手段と、
   前記下面温度検出手段の出力の変化率を出力する下面温
   度変化率出力手段と、前記下面温度変化率出力手段の出
   力の情報に対し前記食品の厚さ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のメモリ装置と、前記
   下面温度変化率出力手段の出力の情報と前記第１のメモ
   リ装置から取り出された制御ルールとに基づいてファジ
   ィ論理演算を行ない、前記食品の厚さを判定する第１の
   ファジィ推論手段と、前記第１のファジィ推論手段によ
   り判定した前記食品の厚さに対し、前記上面ヒータと前
   記下面ヒータと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第２のメモリ装置と、前記第２の
   メモリ装置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、前記上面ヒータと前記下面ヒー
   タとの加熱開始時の操作量を演算する第２のファジィ推
   論手段と、前記下面温度検出手段の出力と前記下面温度
   変化率出力手段の出力の情報に対し前記送風装置と前記
   上面ヒータと前記下面ヒータとの加熱開始後の操作量を
   求めるための経験則に基づく制御ルールを記憶する第３
   のメモリ装置と、前記下面温度検出手段の出力と前記下
   面温度変化率出力手段の出力の情報と前記第３のメモリ
   装置から取り出された制御ルールとに基づいてファジィ
   論理演算を行ない、前記送風装置と前記上面ヒータと前
   記下面ヒータとの加熱開始後の操作量を演算する第３の
   ファジィ推論手段と、前記解凍室の温度を検出する室内
   温度検出手段と、前記室内温度検出手段から得られた情
   報より前記送風装置を制御する送風装置制御手段とを備
   えたことを特徴とする解凍機能付冷蔵庫の解凍制御装置
   。