JPH05149664A - 冷蔵庫の冷蔵室温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷蔵室の温度変化の状態に基づき自動的に冷
蔵室の設定温度を修正できるようにした冷蔵庫の冷蔵室
温度制御装置を提供することを目的とする。 【構成】 冷蔵室温度制御装置５２は、冷蔵室の温度を
設定する温度設定手段５３の設定温度と主温度センサ５
４の検出した主温度との差及び従温度センサ５５の検出
した従温度に基づき前記設定温度を修正した冷蔵室の制
御温度を決定する温度決定部５９と、この制御温度と主
温度とに基づき冷蔵用ダンパー５１の動作を制御する制
御信号を出力する信号出力部６０とを備えたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷蔵室用のダクト及び
ダンパーを有した冷蔵庫の冷蔵室温度制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明に先行する実公平２−２１７４
３号公報には、冷凍室と冷蔵室の双方に冷気を供給して
いる状態において、冷凍室内の温度が冷凍室の設定温度
よりも高い所定の保証温度以上になったときに、冷凍室
のみに冷気を供給させる温度保証手段を備えた冷蔵庫が
開示されている。

【０００３】また、本発明に先行する特公平３−２５
７０５号公報には、冷凍機器の運転を設定温度で作動さ
せ下限温度で停止させるものにおいて、冷凍機器が作動
してから一定の期間（無補正時間）は下限温度を変更し
ないが、無補正時間経過後は作動開始からの時間に正比
例して下限温度を上昇させるようにした温度制御方法が
開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の公報にあって
は、冷凍室用扉及び冷蔵室用扉の開閉が頻繁に行われた
り、新たな貯蔵物が収納される等の要因により冷蔵庫の
負荷量が増大して、冷凍室及び冷蔵室の温度が上昇した
場合に、冷凍室に収納されているアイスクリームや長期
冷凍保存用食品の温度上昇による品質の低下を抑制する
ために冷凍室のみに冷気を供給するようにしているが、
冷蔵室については考慮されていない。そこでこの温度保
証手段を冷蔵室に適用すれば、冷蔵室の温度上昇に伴う
品質低下は抑制できるものの、今度は逆に冷凍室のこと
が考慮されなくなる。しかも、温度保証手段は使用者が
設定した設定温度に対して所定の保証温度を定めるもの
であり、急激な負荷増大に対し設定温度が低下するもの
ではないため、負荷増大に伴う温度上昇を抑制すること
ができない不具合があった。

【０００５】一方前記の公報にあっては、冷凍機器の
運転時間の長さに比例して下限温度が上昇するため、不
感帯域を自動的に補正することができる。しかしなが
ら、あくまでも時間だけによって補正するものであるか
ら、負荷及び貯蔵室の温度変化に基づいて不感帯域を自
動補正することはできず、冷蔵庫への適用には不向きで
ある。

【０００６】そこで本発明では、特に冷蔵室の温度変化
の状態に基づき自動的に冷蔵室の設定温度を修正できる
ようにした冷蔵庫の冷蔵室温度制御装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、冷却器で冷却
された冷気を冷蔵室へ導くダクトと、このダクトに形成
される吹出口を開閉するダンパーと、冷蔵室の温度に基
づいて前記ダンパーの動作を制御する温度制御装置とを
備えた冷蔵庫において、前記温度制御装置は、冷蔵室の
温度を設定する温度設定手段と、冷蔵室の温度を検出す
る主温度センサ及び従温度センサと、設定温度、主温度
及び従温度に基づき前記ダンパーの制御信号を出力する
制御手段とからなり、この制御手段は、主温度センサの
検出した主温度と設定温度との差及び従温度センサの検
出した従温度に基づき前記設定温度を修正した冷蔵室の
制御温度を決定する温度決定部と、この制御温度と主温
度とに基づき前記制御信号を出力する信号出力部とを備
えた冷蔵庫の冷蔵室温度制御装置を提供するものであ
る。

【０００８】

【作用】温度決定部が、主温度センサの検出した主温度
と設定温度との差及び従温度センサが検出した従温度と
に基づき、負荷の変化を判断するとともに設定温度の修
正量を決定し制御温度を定めるようにしたので、負荷の
変化に基づいて設定温度を自動的に修正することができ
る。このため、冷蔵室における温度上昇を抑制するとと
もに、冷蔵室に収納される食品の品質低下を抑制するこ
とができる。

【０００９】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。

【００１０】１は家庭用冷蔵庫であり、この冷蔵庫１は
その本体を構成する前面開口の断熱箱２と、この開口を
閉塞する扉３，４，５，６，７，８とで構成されてい
る。

【００１１】１１は断熱箱２の内部を上下に仕切る横仕
切壁であり、本実施例ではこの横仕切壁１１の上方を凍
結温度に冷却される冷凍室１２、下方を食品が凍結しな
い温度に冷却される貯蔵室とするものである。尚、貯蔵
室は仕切前部材１３及び仕切板１４により更に上下に仕
切られ、仕切板１４の上方を３℃程度の温度に冷却され
る冷蔵室１５、下方を−１℃〜７℃程度の温度帯で温度
設定可能な選択室１６としている。

【００１２】扉３及び４は、冷凍室１２に対応する回動
式の扉であり、扉４には冷凍室の開口を左右に仕切る仕
切体１７を設けている。扉５及び６は冷蔵室１５に対応
する回動式の扉であり、扉６には冷蔵室の開口を左右に
仕切る仕切体１８を設けている。

【００１３】扉７及び８は、選択室１６において、縦仕
切壁３０によって左右に仕切られるボトル室及び野菜室
に対応する引き出し式扉であり、両扉にはそれぞれ主と
してボトル及び野菜を収納するための上面開口の容器２
１，２２が着脱自在に設けてある。

【００１４】冷凍室１２の背部には冷却器カバー３１と
断熱箱２とで形成される冷却器室があり、この冷却器室
には冷却器としてのプレートフィン型蒸発器（図示せ
ず）及びシロッコファン等の送風機（図示せず）が配置
されている。尚、冷却器室は、カバー３１に形成した吹
出口３２，３３，３４にて冷凍室１２と連通する一方、
ダクト（図示せず）により横仕切壁１１の後部で冷蔵室
１５と連通している。

【００１５】冷凍室１２は２枚の棚３５，３６で上中下
３段に仕切られており、下段は縦仕切板３７により左右
に仕切られている。また、中段左側の後部には自動製氷
機３８が配置されており、この後部空間を製氷室３９と
いう。製氷室は製氷機カバー４０にて覆われるとともに
中段左側の前部と仕切られている。さらに、縦仕切板３
７の左側の空間には自動製氷機で製作した氷を貯める容
器が出し入れ自在に配置してある。

【００１６】縦仕切板３７の右側空間には、底板、左右
側板及び背板からなる容器が冷凍室の底壁となる横仕切
壁１１の上面と間隔を存して引き出し自在に配置され、
この右側空間を急速冷凍室４４という。この容器の底板
にはアルミニウム等熱伝導性の良好な金属板を採用して
いる。尚、冷凍室１２に吹き出された冷気は、容器の底
板と横仕切壁１１とで作られる冷気帰還路４２を介して
冷却器室の下部へ帰還する。また、以下の説明の便宜
上、急速冷凍室４４以外の冷凍室を第１冷凍室４３と称
する。

【００１７】第１冷凍室４３内には、その温度を検出す
るための２つの温度センサが設けてあり、２つのうちの
一方は吹出口３３の近傍に設けられた主温度センサ４５
であり、２つのうちの他方は製氷室３９の製氷皿近傍に
設けられた従温度センサ４６である。また、急速冷凍室
４４には、吹出口３４近傍に急冷室温度センサ４７が設
けられ、容器の底板下面に接触する負荷温度センサ４８
が設けてある。

【００１８】横仕切壁１１の直下には冷蔵室の温度より
も低く食品が凍結する直前の温度即ち氷温温度に維持さ
れる氷温室４９が形成されている。前記冷却器室は、ダ
クトを介してこの氷温室４９にも連通しており、氷温室
４９への冷気供給はダクトの途中に設けた氷温用ダンパ
ー（図示せず）により制御されるものである。氷温用ダ
ンパーは、氷温室温度制御装置からの制御信号に基づい
てその動作が制御されるものである。氷温室温度制御装
置は、氷温室４９に配置され氷温室の温度を検出する氷
温室温度センサ５０の検出温度と第１冷凍室４３の主温
度センサ４５の検出温度とに基づいて制御信号を出力す
るものである。

【００１９】また冷蔵室１５への冷気供給は、ダクトの
途中に設けた冷蔵用ダンパーにより制御されるものであ
る。この冷蔵用ダンパーの構成は図示しないがこのダン
パーを動かすモータも含めて図１のブロック回路図で５
１で示してある。尚、以下この冷蔵用ダンパーをＲダン
パー５１と称する。Ｒダンパー５１は、氷温室温度制御
装置５２からの制御信号に基づいてその動作が制御され
るものである。

【００２０】次に冷蔵室温度制御装置５２を図１のブロ
ック回路図に基づき説明する。

【００２１】冷蔵室温度制御装置５２は、冷蔵室の温度
を設定する温度設定手段５３と、冷蔵室の温度を検出す
る主温度センサ５４及び従温度センサ５５と、温度設定
手段５３で設定された設定温度Ａ，主温度センサ５４の
検出した検出温度（以下主温度Ｄという）及び従温度セ
ンサ５５が検出した検出温度（以下従温度Ｅという）に
基づきＲダンパー５１の制御信号を出力する制御手段５
６としてのマイクロコンピュータとからなる。ここでい
う制御信号は、Ｒダンパーを開放させるための開放信号
（通常ＯＮ信号）と、Ｒダンパーを閉塞させるための閉
塞信号（通常ＯＦＦ信号）との両者を総称したものであ
る。

【００２２】制御手段５６は、主温度センサ５４の検出
した主温度Ｄと設定温度Ａとの差Ｃを算出して出力する
演算部５７及びこの温度差Ｃと従温度センサ５５の検出
した従温度Ｅに基づきファジィ推論を行い設定温度のシ
フト量Ｂを決定し設定温度Ａにシフト量Ｂを加えて制御
温度Ｒとするファジィ推論部５８からなる温度決定部５
９と、この制御温度Ｒと主温度Ｄに基づき制御信号を出
力する信号出力部６０とを備えている。

【００２３】以上の構成に基づき図４のフローチャート
を参照しながら冷蔵室温度制御装置５２の動作の流れを
説明する。

【００２４】まず、電源が投入されると、ステップＳ１
で設定温度Ａを入力しこのＡを制御温度Ｒとして取り込
む。次にステップＳ２で送風機が運転しているか否かを
判断し、運転していなければステップＳ３でＲダンパー
の閉塞信号を出力してステップＳ１２へ移行する。運転
していれば、ステップＳ４で主温度センサの主温度Ｄが
制御温度Ｒより大きいか否かを判断し、大きければステ
ップＳ５へ移行し、主温度Ｄが制御温度Ｒより大きくな
ければ、ステップＳ６でＲダンパーの閉塞信号を出力し
てステップＳ１２へ移行する。

【００２５】ステップＳ５ではＲダンパー５１が閉じて
いるか否かを判断し、Ｒダンパーが閉じていなければス
テップＳ１１へ移行し、閉じていればステップＳ７で主
温度Ｄをサンプリングして主温度から制御温度を差し引
く演算を行って温度差Ｃを算出し、ステップＳ８で従温
度Ｅをサンプリングし、ステップＳ９でファジィ推論を
行ってシフト量Ｂを算出し、ステップＳ１０で制御温度
Ｒにシフト量Ｂを加えて新たな制御温度Ｒとし、ステッ
プＳ１１でＲダンパーの開放信号を出力する。

【００２６】ステップＳ７で温度差Ｃを算出するのは、
この温度差Ｃに基づいて冷蔵室への食品投入あるいは冷
蔵室扉の開放があったこと（即ち負荷の増大）を判定す
ることができるし、投入食品の熱容量あるいは扉の開放
長さ（即ち負荷の大きさ）を判断することができるから
である。

【００２７】尚、ステップＳ１２では、設定温度Ａの変
更があったか否かが判断され、変更があればステップＳ
１へ復帰し、変更がなければステップＳ２へ戻る。

【００２８】ここで、ファジイ推論部５８におけるファ
ジイ推論について説明する。

【００２９】まず、主温度Ｄと設定温度（ここでは制御
温度Ｒ）との温度差Ｃに対するメンバーシップ関数を変
数〔−１．４，１．４〕の区間で（低い・やや低い・同
じ・やや高い・高い）の５通りに正規化し、氷温室の温
度（ここでは従温度Ｂ）に対するメンバーシップ関数を
変数〔０，３．０〕の区間で（やや高い・高い・非常に
高い）の３通りに正規化する。また、これらの入力に基
づく出力としてのシフト量Ｂに対するメンバーシップ関
数を変数〔−１．４，０．８〕の区間で（下降量極大・
下降量大・下降量中・下降量小・同じ・上昇量小・上昇
量中）の７通りに正規化する。以上のファジイ変数の定
義を示したものが図５である。

【００３０】このシフト量Ｂを決定する制御ルール（１
〜１５までの１５通りのルール）を表１に示すように定
めた。

【００３１】

【表１】

【００３２】例えば、温度差Ｃが「同じ」、従温度Ｅが
「やや高い」場合には、ルール７に基づきシフト量Ｂは
「同じ」と判定される。また、温度差Ｃが「高い」、従
温度Ｅが「非常に高い」場合には、ルール１５に基づき
シフト量Ｂは「下降量極大」と判定される。

【００３３】次にファジイ推論の過程を図６及び図７に
従い説明する。尚、それぞれのルール毎の結論（シフト
量Ｂとその適合度０〜１）をＭＩＮ−ＭＡＸ法と重心法
により求める。

【００３４】即ち、ルールに対して、Ｃ，Ｅ２つの変
数に対する適合度の中で小さいもの（ＭＩＮ）をそのル
ールの適合度とし、ルールの回答をシフト量の大きさ
とする。そして組み合わせでできた４つのルールの結
論の中で適合度が最も大きいもの（ＭＡＸ）に対応した
回答をシフト量の大きさとし、ルールの全結論に対す
る重心値を重心法によって求め、その重心値に対応する
温度をシフト量Ｂとする。

【００３５】最後に実験値の一例を示すと、温度差Ｃが
−１．９℃で従温度Ｅが０．２℃であったときには、Ｃ
としては「低い，０．７１４３」と「やや低い，０．２
８５７」との２通り、Ｅとしては「やや高い，０．８１
２５」と「高い，０．１８７５」の２通りの結果がえら
れ、各結果を組み合わせるとルール番号１，２，４，５
の計４通りのルールができる。この４つのルールに対し
てＭＩＮ−ＭＡＸ法によりシフト量の大きさ「上昇量
中」が、重心法によってシフト量Ｂ（０．６℃）が推論
された。

【００３６】他の例として、温度差Ｃが０．２℃、従温
度Ｅが２．８℃の場合には、Ｃとしては「同じ，０．７
１４３」と「やや高い，０．２８５７」との２通り、Ｅ
としては「高い，０．１８７５」と「非常に高い，０．
８１２５」との２通りの結果が得られ、各結果を組み合
わせると、ルール番号８，９，１１，１２の計４通りの
ルールができる。この４つのルールに対しＭＩＮ−ＭＡ
Ｘ法によりシフト量の大きさ「下降量中」が、重心法に
よりシフト量Ｂ（−０．８℃）が推論された。

【００３７】尚、このような推論の実行は、汎用のマイ
クロコンピュータやディジタルシグナルプロセッサを利
用することにより実現できる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、温度決定
部が主温度センサの検出した主温度と設定温度との差及
び従温度センサが検出した従温度とに基づいて、負荷の
変化を判断するとともに設定温度の修正量を決定し新た
に制御温度を定めるようにしたので、負荷の変化に基づ
いて自動的に設定温度（即ち制御温度）を修正すること
ができる。このため、負荷の変化に伴う冷蔵室の温度上
昇を抑制するとともに、冷蔵室に収納される食品の品質
低下を抑制することができ、冷蔵室への食品投入に伴い
冷蔵室の設定温度を低下させる必要がなくなり、使い勝
手の良い冷蔵庫を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷蔵室温度制御装置を示すブロック回
路図である。

【図２】冷蔵庫の扉を開いた状態の外観斜視図である。

【図３】冷蔵庫の扉を外した状態を示す斜視図である。

【図４】冷蔵室温度制御装置の制御動作を示すフローチ
ャート図である。

【図５】ファジイ変数の定義を示す線図である。

【図６】ファジイ推論の過程の一例を示す線図である。

【図７】図６とは異なる例を示す線図である。

【符号の説明】

１ 冷蔵庫 １２ 冷凍室 １５ 冷蔵室 ５２ 冷蔵室温度制御装置 ５３ 温度設定手段 ５４ 主温度センサ ５５ 従温度センサ ５６ 制御手段 ５９ 温度決定部 ６０ 信号出力部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却器で冷却された冷気を冷蔵室へ導く
   ダクトと、このダクトに形成される吹出口を開閉するダ
   ンパーと、冷蔵室の温度に基づいて前記ダンパーの動作
   を制御する温度制御装置とを備えた冷蔵庫において、前
   記温度制御装置は、冷蔵室の温度を設定する温度設定手
   段と、冷蔵室の温度を検出する主温度センサ及び従温度
   センサと、設定温度、主温度及び従温度に基づき前記ダ
   ンパーの制御信号を出力する制御手段とからなり、制御
   手段は、主温度センサの検出した主温度と設定温度との
   差及び従温度センサの検出した従温度に基づき前記設定
   温度を修正した冷蔵室の制御温度を決定する温度決定部
   と、この制御温度と主温度とに基づき前記制御信号を出
   力する信号出力部とを備えたことを特徴とする冷蔵庫の
   冷蔵室温度制御装置。