JPH0627599B2

JPH0627599B2 - 冷蔵庫等の制御装置

Info

Publication number: JPH0627599B2
Application number: JP60083111A
Authority: JP
Inventors: 四男大越; 説男松本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1985-04-18
Filing date: 1985-04-18
Publication date: 1994-04-13
Anticipated expiration: 2009-04-13
Also published as: JPS61243268A

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ットの
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
よって冷却ユニッ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
ったら回転数を上げるものである。これによれば、例え
ば設定温度を挾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以上の効果を更に顕著に発揮させるためには、冷気循環
式の冷蔵庫では庫内に冷気を循環する送風機の能力も変
化させる事も考えられる。しかし乍ら例えば特開昭５９
−１９１８６８号公報の如く電動圧縮機の能力の上昇、
下降に略同期して送風機の能力を変化させた場合、低能
力運転時には却ってＯＮ−ＯＦＦ式制御よりも運転効率
が悪化してしまい、消費電力の削減と言う目的に反して
しまう結果となる。

(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、この温
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
変化信号を出力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、前記
温度変化判定手段の出力と計時手段の出力とに基づき圧
縮機モータの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圧
縮機モータ及び送風機モータの回転数を制御する制御手
段とを備え、この制御手段は、前記計時手段で計時した
時間が所定時間よりも長いとき前記圧縮機モータの回転
数を小さく変化させ、計時時間が所定時間以下のとき圧
縮機モータの回転数を大きく変化させ、前記温度検出手
段で検出した庫内温度が設定温度よりも高い上限温度以
上のとき前記送風機モータの回転数を上昇させるように
したものである。

(ホ) 作用本発明によれば急激な温度上昇に対しても十分なる冷却
能力を発揮できると共に、上限温度より降下することに
よって送風機は定常運転に予め切換わっていることにな
るから設定温度を通り過ぎた後の所謂アンダーシュート
も小さくなる。

(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)を操作する事によって温度（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)の出力をスイッチ(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っ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って能力変化量
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)を制御すると共に、電動圧縮機(23)の
最大能力運転を検出する手段(60)に基づいて送風機(28)
を駆動するモータ(29)の回転数を切換える手段(21)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(10)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)
が処理を終った後リセッ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
って手段(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ステップ（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ステップ
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３０Hz）とする。又、制御手
段(14)はこの様な処理が終ったらスイッチ(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)をリセットする。従って手段(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
リセッ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。
又、制御手段(14)はモータ(10)の回転数が最大能力の時
に発生する手段(60)の出力にて送風機(28)のモータ(29)
を高速回転とし、手段(60)が出力を発生していない時に
はモータ(29)の回転数を定常回転に切換える。

第２図は検出手段(1)等とモータ(10)(29)の回転数を調
節する手段及びマイクロコンピュータのハードウェアの
関連を示すブロック図である。マイクロコンピュータ(1
5)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)、スイッチ(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)、最大
能力検出手段(60)及び制御手段(14)の機能を有するマイ
クロＣＰＵ(16)、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ＣＰＵ(16)に入力する機能を有す
る。

マイクロＣＰＵ(16)の一つの出力はＡ／Ｄ変換器(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、これによってモータ(10)を駆動する。モータ(1
0)は三相同期電動機である。マイクロＣＰＵ(16)の他の
出力はＤ／Ａ変換器(22)を経てチョッパ回路(27)に入力
され、モータ(29)を駆動する。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)によって駆動さ
れる電動圧縮機、(24)は凝縮器、(25)は減圧器としての
キャピラリチューブ、(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。(28)はモータ
(26)で駆動される送風機である。

次に第４図にマイクロコンピュータのソフトウェアを示
すフローチャートを示す。冷蔵庫の電源投入時をスター
トとし、ステップ(30)で総べてをリセットした後、ステ
ップ(31)(32)でモータ(10)の回転数を起動（運転周波数
にして例えば２０Hz）から最大能力（１２０Hz）まで上
げ、最大能力となったらステップ(53)に進んでモータ(2
9)の回転数を高速回転とし、更にステップ(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。ステップ(33)で温度（T_P）が−１５℃に達したらス
テップ(54)に進んでモータ(10)が最大能力か否か判断
し、最大能力であるからステップ(55)でモータ(29)の高
速回転を維持し、更にステップ(34)に進んでその時の温
度（T_P）即ち−１５℃を温度情報記憶手段(7)に書き込
んでステップ(36)に進む。ステップ(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)の検知す
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、ステップ(37)で差が１℃になったらステップ
(38)で温度（T_P1）が−１５℃か否か判断し、否である
からステップ(39)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
からステップ(40)に進む。ステップ(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。従ってステップ(40)では温度（T_P1）
は不感帯に入っていないからステップ(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℃となっていればステップ(42)に進
み、回転数の変更方向を下降モードとし、ステップ(43)
でモータ(10)が最小能力か否か判断し、否であるからス
テップ(44)に進む。ステップ(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、以下であればステップ(45)に進
んでモータ(10)の回転数を２ステップ下げ、１０分より
長い時はステップ(46)に進んで回転数を１ステップ下げ
てステップ(54)に戻る。ステップ(54)ではモータ(10)は
最大能力でなくなっているからステップ(56)に進んでモ
ータ(29)の回転を定常回転に切り換え、更にステップ(3
4)で手段(12)をリセットし、ステップ(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℃になったら
同様にステップ(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ステップ若しくは１ステップ
下げ、ステップ(54)に戻り同様にステップ(34)で手段(1
2)をリセットし、(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℃になるとステッ
プ(37)から(39)を経てステップ(40)から今度はステップ
(47)に進む。ステップ(47)ではモータ(10)の回転数を変
更しでないステップ(54)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(1
0)の回転数は運転周波数にして６０Hz、７５Hz、９０Hz
の何れかになっている。

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ップ(37)か
ら(45)若しくは(46)を実行して回転数を２ステップ若し
くは１ステップ下げ、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℃に達してしまったらステップ(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
℃になるとステップ(41)から(49)に進み、回転数の変更
方向を上昇モードとし、ステップ(50)で最大能力が否か
判断し、否であるからステップ(44)から(45)若しくは(4
6)に進んで回転数を２ステップか１ステップ上げる。そ
の後温度（T_P1）が上昇して−１９℃になると更に回転
数を１ステップ若しくは２ステップ上げる。そのまま不
感帯に入っ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６０Hz、７５
Hz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ップ(39)から(5
1)に進んでモータ(10)の回転数を最大能力とし、更にス
テップ(54)から(55)に進んでモータ(29)の回転を高速回
転とするので庫内は強力に冷却され、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℃に達する間もモータ(10)は最大能力、モー
タ(29)は高速回転で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、モータ(10)が低能力となって
いる状態でもモータ(29)は回転数を下げず、定常回転を
維持するから、運転効率が悪化する不都合は生じない。
この場合、モータ(29)の回転数を更に下げるものに比し
て冷却能力の低下は鈍くなるが、モータ(29)は上限温度
（T_H）より１℃降下した時点で予め定常回転に切り換っ
ているから、それ以後の温度低下の割合が小さくなって
いるため、設定温度（T_D）を通過した後の所謂アンダー
シュート増大は小さく抑えられる。更に又、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
時間によっ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
従って予め十分回転数を修正しておけるから所謂オーバ
ーシュート、アンダーシュートの幅も小さく、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、７５H
z、若しくは９０Hzの何れかになる。従って設定温度の
自由度が高く、又、負荷に対する適応性能も良い。

尚、ステップ(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ップ(34)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、庫内温度が所定温度だけ変化したとき
のこの変化に要した時間（換言すれが温度変化の度合
い）に基づいて、変化時間が短しときには圧縮機モータ
の回転数を大きく変化させ、変化時間が長いときには圧
縮機モータの回転数を小さく変化させることにより、庫
内温度の設定温度への近づき具合に合わせて圧縮機の能
力を修正することができるため、負荷変動によって温度
変化が生じた場合等の庫内温度変化に対する冷却能力の
追随性を向上できる。

更に送風機の回転数は定常回転と高速回転の二段階の切
換えであるため、電動圧縮機の能力低下に伴って回転数
を低下するもので生じていた運転効率の悪化は生じな
い。又、この場合でも送風機は上限温度より低下した時
点で予め定常回転に切換えられているから、設定温度を
下回る所謂アンダーシュートの幅も小さくでき過冷却の
発生を抑制できるものである。

【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
ック図、第２図は各入力、モータ等とマイクロコンピュ
ータのハードウェアの関連を示すブロック図、第３図は
冷媒回路図、第４図はマイクロコンピュータのソフトウ
ェアを示すフローチャートである。 (1)……温度検出手段、(2)……温度設定手段、(10)、(2
9)……モータ、(14)……制御手段、(23)……電動圧縮
機、(28)……送風機、(60)……最大能力検出手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】庫内温度を検出する温度検出手段と、この
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
に変化信号を出力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、前
記温度変化判定手段の出力と計時手段の出力とに基づき
圧縮機モータの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
圧縮機モータ及び送風機モータの回転数を制御する制御
手段とを備え、この制御手段は、前記計時手段で計時し
た時間が所定時間よりも長いとき前記圧縮機モータの回
転数を小さく変化させ、計時時間が所定時間以下のとき
圧縮機モータの回転数を大きく変化させ、前記温度検出
手段で検出した庫内温度が設定温度よりも高い上限温度
以上のとき前記送風機モータの回転数を上昇させること
を特徴とする冷蔵庫等の制御装置。