JPH0457947B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は冷蔵庫等の制御装置に関し特に冷却ユ
ニツトの電動圧縮機の回転数を調節して庫内温度
を制御するものに関する。

(ロ) 従来の技術 従来此種制御装置は例えば特開昭58−101281号
公報に示されている。該公報に示された構成はイ
ンバータ方式にて電動圧縮機のモータの回転数を
制御する事によつて冷却ユニツトの冷却能力を増
減し、庫内温度が設定温度より下がれば回転数を
下げ、設定温度より高くなつたら回転数を上げる
ものである。これによれば、例えば設定温度を挟
んで上限温度と下限温度を決め、上限温度で電動
圧縮機のモータを起動し、下限温度でモータを停
止せしめる所謂ON−OFF式制御に比してモータ
の起動、停止回数が著しく減少せられるのでモー
タの耐久性が向上し、且つ消費電力も低く抑えら
れる。また、庫内温度の変動幅も小さくなり、食
品等の保存性が良くなる効果が期待できる。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 前記公報に記載された構成は以上の如き効果を
奏するものであるが、現実にはモータの回転数を
変化させても冷却能力は即座に変化するものでは
無く、更に、庫内の熱負荷等によつて庫内温度は
慣性を持つので、設定温度付近での所謂オーバー
シユート、アンダーシユートの幅が大きく、従つ
て庫内温度変動は依然大きくなると共に、このオ
ーバーシユート、アンダーシユートが収束するた
めに要する時間も長い等の問題点がある。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、庫内温度を検出する温度検出手段
と、温度検出手段が検出した庫内温度が所定温度
変化する毎に出力を発生する温度変化判定手段
と、庫内温度が所定温度変化するのに要した時間
を測る計時手段と、温度変化判定手段の出力と計
時手段の計時時間とに基づき圧縮機のモータ回転
数の変化量を判定する変化量判定手段と、この変
化量判定手段の判定した変化量に基づいてモータ
の回転数を制御する制御手段とを備え、計時時間
が所定時間よりも長いとき回転数を小さく変化さ
せ、計時時間が所定時間以下のとき回転数を大き
く変化させるようにした冷蔵庫等の制御装置を提
供するものである。

(ホ) 作 用 本発明によれば、庫内温度が所定温度だけ変化
したときに、その変化に要した時間（換言すれば
温度変化の度合）に基づき、前述の変化時間が短
いとき即ち温度変化の度合いが大きいとき圧縮機
のモータ回転数を大きく変化させ、逆に変化時間
が長いとき即ち温度変化の度合いが小さいとき圧
縮機のモータ回転数を小さく変化させることによ
り、庫内温度が設定温度に近づくにつれて圧縮機
の能力を修正でき、負荷変動による温度変化に対
する追従性を向上できる。

(ヘ) 実施例 本発明は第１図に示す如く、図示しない冷蔵庫
の庫内温度T_Pを検出する温度検出手段１と、使
用者が温度設定手段２を操作する事によつて温度
T_Pの不感帯を設定する手段３、不感帯の上下に
上限温度T_Hを設定する手段４及び下限温度T_Lを
設定する手段５と、温度検出手段１の出力をスイ
ツチ６を介して入力せられ、その温度情報を記憶
する手段７と、手段１と７の温度出力を比較して
所定の温度変化例えば１℃差が生じたら出力を発
生する温度変化判定手段８と、同様に手段１と７
の温度出力を比較して庫内温度T_Pが上昇したか
降下したかによつて出力を変える能力増減判定手
段９と、温度変化判定手段８の出力発生時に積算
手段１２の積算値を読んでその値によつて能力変
化量を判定して出力を発生する手段１１と、各手
段３，４，５，８，９及び１１の出力を入力して
後述する電動圧縮機２３に含まれ、それを駆動す
るモータ１０の回転数を調節する手段１３を制御
する制御手段１４とから構成される。

制御手段１４は手段８の出力発生時にモータ１
０の回転数を変更する様出力を発生するもので、
手段９の出力に基づいて温度変化が上昇であれば
モータ１０の回転数を上げ、下降であれば回転数
を下げる。ここで積算手段１２は前回の手段８の
出力発生により制御手段１４が処理を終つた後リ
セツトされて積算を開始しており、手段１１は手
段８の出力発生時に手段１２の積算値を読むもの
であるから結果として手段１１は１℃変化するの
に要した時間情報を読むことになり、この時間値
によつて手段１１は出力を変えて制御手段１４に
入力せしめるもので、例えば10分より長い時は制
御手段１４は前述の回転数の変化量を１ステツプ
（運転周波数として例えば15Hz）とし、10分以内
の時はこれを２ステツプとする。

更に制御手段１４は手段３により設定される庫
内温度T_Pの設定温度T_Dを含む不感帯ではモータ
１０の回転数を変更せず、手段４により設定され
る上限温度T_Hではモータ１０の回転数を最大能
力（運転周波数にして例えば120Hz）とし、手段
５により設定される下限温度T_Lではモータ１０
の回転数を最小能力（運転周波数にして例えば30
Hz）とする。又、制御手段１４はこの様な処理が
終つたらスイツチ６を開いてその時の温度T_Pを
手段７に書き込むと共に積算手段１２をリセツト
する。従つて手段８，９は手段７に書き込まれた
前回の温度T_P0と手段１からの現在の温度T_P1と
を比較する事になると共に、手段１２はリセツト
されて積算を開始するから、手段１１は温度T_P
が１℃変化するのに要した時間を読む事になる。

第２図は検出手段１等とモータ１０の回転数を
調節する手段及びマイクロコンピユータのハード
ウエアの関連を示すブロツク図である。マイクロ
コンピユータ１５は第１図に於ける不感帯設定手
段３、上限温度設定手段４、下限温度設定手段
５、スイツチ６、温度情報記憶手段７、温度変化
判定手段８、能力増減判定手段９、能力変化量判
定手段１１、積算手段１２及び制御手段１４の機
能を有するマイクロCPU１６、温度検出手段１
及び温度設定手段２の出力をそれぞれＡ／Ｄ変換
部１７，１８にてデジタル変換した後、マイクロ
CPU１６に入力する機能を有する。

マイクロCPU１６の出力はＤ／Ａ変換部１９
を経てインバータ回路２０に入力され、三相の周
波数に変換され、これによつてモータ１０を駆動
する。モータ１０は三相同期電動機である。又、
第３図は冷蔵庫の冷媒回路を示しており、２３は
モータ１０によつて駆動される電動圧縮機、２４
は凝縮器、２５は減圧器としてのキヤピラリチユ
ーブ、２６は庫内適所に設置される冷却器であ
り、所定の冷媒を充填されている。

次に第４図にマイクロコンピユータのソフトウ
エアを示すフローチヤートを示す。冷蔵庫の電源
投入時をスタートとし、ステツプ３０で総べてを
リセツトした後、ステツプ３１，３２でモータ１
０の回転数を起動（運転周波数にして例えば20
Hz）から最大能力（120Hz）まで上げ、最大能力
となつたらステツプ３３に進み、庫内温度T_Pが
上限温度T_H例えば−15℃に達したか否か判断し、
達していなければその状態を維持する。ステツプ
３３で温度T_Pが−15℃に達したらステツプ３４
に進んで積算手段１２をリセツトし、ステツプ３
５でその時の温度T_P即ち−15℃を温度情報記憶
手段７に書き込んでステツプ３６に進む。ステツ
プ３６，３７で手段７に書き込まれている庫内温
度T_P0と手段１の検出する現在の温度T_P1との差
が１℃になるまで手段１２が積算し、ステツプ３
７で差が１℃になつたらステツプ３８で温度T_P1
が−15℃か否か判断し、否であるからステツプ３
９に進み、温度T_P1が下限温度T_L例えば−21℃で
あるか否か判断し、否であるからステツプ４０に
進む。ステツプ４０では温度T_P1が庫内温度の不
感帯内にあるか否か判断する。ここで設定温度
T_Dは−18℃としており、不感帯はその上下であ
る−17℃より低く、−19℃より高い温度範囲であ
る。従つてステツプ４０では温度T_P1は不感帯に
入つていないからステツプ４１で温度T_P1がT_P0
より上昇したのか、下降したのか判断し、下降し
て−16℃となつていればステツプ４２に進み、回
転数の変更方向を下降モードとし、ステツプ４３
でモータ１０が最小能力か否か判断し、否である
からステツプ４４に進む。ステツプ４４では手段
１２の積算時間即ち１℃変化するのに要した時間
が10分以下か、それより長いかを判断し、以下で
あればステツプ４５に進んでモータ１０の回転数
を２ステツプ下げ、10分より長い時はステツプ４
６に進んで回転数を１ステツプ下げてステツプ３
４に戻り、手段１２をリセツトし、ステツプ３５
でその時の温度即ち−16℃を書き込む。

その後冷却が進んで温度T_P1が−17℃になつた
ら同様にステツプ３７から４５若しくは４６を実
行して更にモータ１０の回転数を２ステツプ若し
くは１ステツプ下げ、ステツプ３４に戻つて手段
１２をリセツトし、３５で−17℃を書き込む。更
に温度低下して設定温度T_Dである−18℃になる
とステツプ３７から３９を経てステツプ４０から
今度はステツプ４７に進む。ステツプ４７ではモ
ータ１０の回転数を変更しないでステツプ３４に
戻る。即ち不感帯ではモータ１０の回転数は変わ
らない事になる。この時のモータ１０の回転数は
運転周波数にして60Hz、75Hz、90Hzの何れかにな
つている。

この状態の冷却能力が負荷に対して過剰能力で
あり、温度T_P1が−19℃に下がると同様にステツ
プ３７から４５若しくは４６を実行して回転数を
２ステツプ若しくは１ステツプ下げ、更に−20℃
に下がれば同様に回転数を下げる。その後温度
T_P1が下限温度T_Lである−21℃に達してしまつた
らステツプ３９から４８に進んでモータ１０の回
転数を最小能力（30Hz）とする。ここで最小能力
では庫内温度T_Pは最も軽い負荷状態でも上昇す
る様に設定しておけば、それ以上の温度低下は食
い止められ、庫内の過冷却は防止される。又、モ
ータ１０は三相同期電動機を使用しているため、
三相誘導電動機を使用するものに比して最小能力
をより低く設定できる。これにより温度T_P1が上
昇して−20℃になるとステツプ４１から４９に進
み、回転数の変更方向を上昇モードとし、ステツ
プ５０で最大能力か否か判断し、否であるからス
テツプ４４から４５若しくは４６に進んで回転数
を２ステツプか１ステツプ上げる。その後温度
T_P1が上昇して−19℃になると更に回転数を１ス
テツプ若しくは２ステツプ上げる。そのまま不感
帯に入つていれば回転数を変更せずにその状態を
維持する。この時の回転数も運転周波数にして60
Hz、75Hz或いは90Hzである。

以上を繰り返して温度T_Pは不感帯内に収束し
て行くが、例えばこの状態で庫内の熱負荷が急激
に増大し、急激な温度上昇が生じた時には温度
T_P1が上限温度T_Hである−15℃に達した時点でス
テツプ３９から５１に進んでモータ１０の回転数
を最大能力とするので温度上昇は最小限に食い止
められる。又、電源投入から上限温度T_Hである
−15℃に達する間も最大能力でモータ１０は運転
されるから電源投入からの冷却スピードも速くな
る。又、本発明によれば温度が１℃変化する毎に
モータ１０の回転数を修正して行くと共に、この
修正量も１℃変化するのに要した時間によつて変
更するものであり、時間が長い場合、即ち温度変
化の度合が緩慢な時は回転数の変化量も小さく、
時間が短い場合、即ち温度変化が急激な場合は回
転数の変化量も大きくするものであるから、庫内
温度T_Pの変化に対して追従性が良く、不感帯に
近づくに従つて予め十分回転数を修正しておける
から所謂オーバーシユート、アンダーシユートの
幅も小さく、設定温度T_Dへの収束も早くなる。
更に不感帯内で一定する回転数は、その時の負荷
の状況或いは設定温度T_Dにより異なり、実施例
では運転周波数にして60Hz、75Hz、若しくは90Hz
の何れかになる。従つて設定温度の自由度が高
く、又、負荷に対する適応性能も良い。

尚、ステツプ４３若しくは５０で、すでに最小
能力若しくは最大能力である時は共にステツプ３
４に戻る。尚、実施例に於ける各設定値はそれに
限られず、又、実施例では回転数の変化量を二段
階で変更せしめているが、更に細かく変更しても
差支えない。

(ト) 発明の効果 本発明によれば電動圧縮機の回転数を調節して
冷却能力を変更するので電動圧縮機の起動停止が
著しく減少する事になり、耐久性の向上が計れる
と共に、庫内温度の変動も小さく食品の保存性は
著しく向上する。更に本発明によれば所定温度変
化する毎に回転数を調節すると共に、その温度変
化に要した時間によつてその変化量を変更するの
で、緩慢な温度変化の場合には変化量を小さく、
急激な温度変化の場合には変化量を大きくする事
が可能となり、温度変化に対する追従性が良く、
又、設定温度に近づくにつれて十分電動圧縮機の
能力を修正しておけるので、オーバーシユート、
アンダーシユートを著しく小さくする事ができ、
食品の保存性は一段と向上するものである。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の実施例を示すもので、第１図は
機能ブロツク図、第２図は各入力、モータ等とマ
イクロコンピユータのハードウエアの関連を示す
ブロツク図、第３図は冷媒回路図、第４図はマイ
クロコンピユータのソフトウエアを示すフローチ
ヤートである。 １…温度検出手段、２…温度設定手段、８…温
度変化判定手段、９…能力増減判定手段、１０…
モータ、１１…能力変化量判定手段、１２…積算
手段、１４…制御手段、２３…電動圧縮機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 庫内温度を検出する温度検出手段と、温度検
   出手段が検出した庫内温度が所定温度変化する毎
   に出力を発生する温度変化判定手段と、庫内温度
   が所定温度変化するのに要した時間を測る計時手
   段と、温度変化判定手段の出力と計時手段の計時
   時間とに基づき圧縮機のモータ回転数の変化量を
   判定する変化量判定手段と、この変化量判定手段
   の判定した変化量に基づいてモータの回転数を制
   御する制御手段とを備え、計時時間が所定時間よ
   りも長いとき回転数を小さく変化させ、計時時間
   が所定時間以下のとき回転数を大きく変化させる
   ようにしたことを特徴とする冷蔵庫等の制御装
   置。