JPH0942813A

JPH0942813A - ファジー推論による冷却装置の制御方法

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Publication number: JPH0942813A
Application number: JP7197759A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kurihara; 弘行栗原; Tomoaki Shoda; 友昭正田; Kazuyuki Kobashi; 一之小橋; Takeshi Aoki; 健青木; Katsuhiko Hoshi; 勝彦星; Hirotaka Nakano; 広隆中野; Hideya Ikeda; 秀也池田; Mitsuhiro Maeda; 光裕前田; Akira Inozuka; 章市野塚; Akihiko Chiba; 昭彦千葉
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】ファジー推論を用いて冷却装置の運転制御を
円滑に実現する制御方法を提供する。【解決手段】被冷却空間の温度が設定値より上となる
範囲における被冷却空間の温度と設定値の差の積分値
と、被冷却空間の温度が設定値より下となる範囲におけ
る被冷却空間の温度と設定値の差の積分値とを比較し、
この比較値を一方の入力変数とし、被冷却空間の温度変
化の傾きを他方の入力変数として複数の推論規則の各入
力変数に対応するメンバ−シップ関数から各入力変数に
応じたメンバ−シップ値を求めた後、当該推論規則の出
力変数をファジー合成し、その重心をとることにより推
論結果を得て、これを冷却装置の運転制御のための出力
に利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍・冷蔵庫、冷
凍・冷蔵ショ−ケ−ス、空気調和機等の冷却装置をファ
ジー推論によって制御する制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来この種冷却装置は、例えば特開平７
−５５３２７号公報（Ｆ２５Ｄ２１／０８）に示される
ように、コンプレッサ、凝縮器、膨張弁（減圧装置）及
び冷却器を順次環状に配管接続して冷凍サイクルを構成
しており、コンプレッサから吐出された高温高圧のガス
冷媒を凝縮器で凝縮液化させ、膨張弁にて減圧した後、
冷却器に流入させて蒸発させることにより、被冷却空間
（以下、庫内と称する）を冷却していた。

【０００３】この場合、被冷却空間の温度（以下、庫内
温度と称す）制御は、所定のデファレンシャルで庫内温
度の設定値（例えば、０℃）の上に設定された所定の上
限値（例えば、＋２℃）にて前記コンプレッサを運転
し、設定値の下に設定された所定の下限値（例えば−２
℃）にて停止させる所謂ＯＮ−ＯＦＦ制御が行われてい
た。

【０００４】また、冷却器に成長した着霜の除去、即
ち、除霜を行う場合は、コンプレッサから吐出された高
温冷媒を冷却器に流すか、電気ヒーターにて冷却器を加
熱する。そして、冷却器から滴下した除霜水や氷塊を流
す所定の水切り時間の経過の後、通常の冷却運転に復帰
させる制御が行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、前述の如き単
純なＯＮ−ＯＦＦ制御では、温度降下の傾きと温度上昇
の傾きの違いから、図１２に示す如く庫内温度が設定値
より上となる範囲における庫内温度と設定値の差の積分
値（Ｐ１）と、前記庫内温度が前記設定値より下となる
範囲における庫内温度と設定値の差の積分値（Ｐ２）と
を比較し、両者の平均をとった場合、Ｐ２の方がＰ１よ
り大きくなるために冷却がオーバー（過冷却）となって
しまうと共に、不必要な冷却運転によって消費電力も浪
費されてしまう問題があった。

【０００６】また、前記公報では霜取り時間の長さに応
じてその後の水切り時間を変化させ、霜取り時間が長い
場合には水切り時間を長く、霜取り時間が短い場合には
水切り時間を短くすることによって、不必要な水切りに
よる庫内温度の上昇を抑制するようにしていたが、着霜
の状態（固さ、量、或いは、部位）及び融解の仕方など
は庫内温度の設定値によっても異なって来るため、単な
る霜取り時間のみの判断では適切な水切り時間を決定す
ることができず、水切り時間が長過ぎることによる庫内
温度上昇、或いは、水切り時間が短過ぎることによる霜
残りが発生する危険性があった。

【０００７】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、ファジー推論を用いて冷
却装置の運転制御を円滑に実現する制御方法を提供する
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の冷却装
置の制御方法は、被冷却空間の温度が設定値より上とな
る範囲における被冷却空間の温度と設定値の差の積分値
と、被冷却空間の温度が設定値より下となる範囲におけ
る被冷却空間の温度と設定値の差の積分値とを比較し、
この比較値を一方の入力変数とし、被冷却空間の温度変
化の傾きを他方の入力変数として複数の推論規則の各入
力変数に対応するメンバ−シップ関数から各入力変数に
応じたメンバ−シップ値を求めた後、当該推論規則の出
力変数をファジー合成し、その重心をとることにより推
論結果を得て、これを冷却装置の運転制御のための出力
に利用するものである。

【０００９】請求項２の発明の冷却装置の制御方法は、
被冷却空間の温度設定値を一方の入力変数とし、冷却装
置の霜取り時間を他方の入力変数として複数の推論規則
の各入力変数に対応するメンバ−シップ関数から各入力
変数に応じたメンバ−シップ値を求めた後、当該推論規
則の出力変数をファジー合成し、その重心をとることに
より推論結果を得て、これを霜取り後の水切り時間の決
定に利用するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、図面において本発明の実施
形態を詳述する。図１は冷却装置の制御装置１の機能ブ
ロック図を示している。尚、図示しない冷却装置は、例
えば図示しない低温ショーケースの庫内（被冷却空間）
を冷却するものであり、コンプレッサ２、四方弁３、図
示しない凝縮器、膨張弁などの減圧装置、冷却器、この
冷却器からの冷気を庫内に循環するクーリングファン
４、ドレンパンヒータ６などを備え、前記コンプレッサ
２、四方弁３、凝縮器、膨張弁及び冷却器は環状に接続
されて周知の冷凍サイクルを構成している。

【００１１】一方、制御装置１は汎用マイクロコンピュ
ータ７から構成されており、このマイクロコンピュータ
７の入力部８には、前記低温ショーケースの庫内温度を
検出する庫内温度センサー９、冷却器の霜取り復帰温度
を検出するＤＥＦ（霜取り）復帰センサー１１、及び庫
内温度設定ボリューム１２が接続されている。また、マ
イクロコンピュータ７の出力部１３には、前記コンプレ
ッサ２、クーリングファン４、ヒータ６及び四方弁３が
接続されている。

【００１２】また、マイクロコンピュータ７のＣＰＵに
は後述する如きメンバーシップ関数及び９つのファジー
ルールを用いてファジー制御を行う運転制御部１６と、
同じく後述するメンバーシップ関数及び８つのファジー
ルールを用いてファジー制御を行う除霜制御部１７とを
備えている。次に、制御装置１の動作を説明する。マイ
クロコンピュータ７の運転制御部１６は、図２に示す如
く庫内温度設定ボリューム１２にて設定された庫内温度
の設定値Ｔｓ（例えば、０℃）の上下に、上限値（例え
ば、＋２℃）及び下限値（例えば、−１℃）を設定し、
庫内温度センサー９の出力に基づき、庫内温度が前記上
限値より高い場合はコンプレッサ２とクーリングファン
４を運転する。

【００１３】コンプレッサ２の運転により吐出された高
温高圧のガス冷媒は、凝縮器で放熱液化され、膨張弁に
て減圧された後、冷却器に流入して蒸発する。このとき
の吸熱作用によって冷却された冷気はクーリングファン
４により庫内に循環され、庫内は冷却される。係る冷却
によって庫内温度が低下し、前記下限値まで達すると、
運転制御部１６はコンプレッサ２とクーリングファン４
を停止させる。これによって、庫内温度は再び上昇し始
め、庫内温度が上限値に達すると再びコンプレッサ２と
クーリングファン４を運転する。

【００１４】更に、運転制御部１６はこのような従来同
様のＯＮ−ＯＦＦ制御に加え、前記上限値と下限値との
間では、以下に説明するファジー推論によってコンプレ
ッサ２（及びクーリングファン４）の運転、停止を決定
する。この場合、ファジー推論の入力、即ちル−ルの前
件部の変数（ファジー変数）としては、庫内温度が設定
値Ｔｓより上となる範囲における庫内温度と設定値Ｔｓ
の差の積分値＋ｄ（図２のプラス側の冷却面積）と、庫
内温度が設定値Ｔｓより下となる範囲における庫内温度
と設定値Ｔｓの差の積分値−ｄ（図２のマイナス側の冷
却面積）とを比較し、この比較値Ｄを一方の入力変数と
する。

【００１５】この場合比較値Ｄのファジーラベルとして
は、「冷却が足りない」、「冷却がオーバー気味」、
「丁度釣り合っている」の３つを用いる。そして、＋ｄ
と−ｄを加えたものがプラスとなる場合は「冷却が足り
ない」、マイナスとなる場合は「冷却がオーバー気
味」、零となる場合は「丁度釣り合っている」となる。
更に、庫内温度の変化の傾きΔＥを他方の入力変数とす
る。この場合傾きΔＥのファジーラベルとしては、「室
温が下降している」、「室温が上昇している」、「室温
が上昇・下降がない」の３つを用いる。

【００１６】出力、即ちル−ルの後件部の出力変数Ｆと
しては、コンプレッサ２のＯＮ、ＯＦＦ制御信号をと
り、ファジーラベルとしては「コンプレッサをＯＦＦす
る」、「現状を維持する」、「コンプレッサをＯＮす
る」の３つを用いる。また、推論規則としては、図３に
示す９つのル−ルを使用する。次に、各ルールについて
詳述する。各ルールのメンバーシップ関数は図４及び図
５に示されており、第１ルールは、「冷却がオーバー気
味で、かつ、室温が下降しているならば、コンプレッサ
をＯＦＦする」と云う条件の成立度を示す。即ち、図５
の前件部左は庫内温度がかなり冷却オーバーであるとき
に極大値（１）となり、＋ｄ＝−ｄに向けて徐々に低く
なる山型のメンバーシップ関数であり、これに入力変数
Ｄを代入することによりメンバ−シップ値が求まる。前
件部右は室温がかなり下降しているときに極大値（１）
となり、０に向けて徐々に低くなる山型のメンバーシッ
プ関数であり、これに入力変数ΔＥを代入することによ
りメンバーシップ値が求まる。前記メンバ−シップ値は
それぞれの内の最小メンバーシップ値が第１ルールの成
立度として選択される。後件部はコンプレッサをＯＦＦ
する方向を極大値（１）とし、現状維持に向けて徐々に
低くなる山型のメンバーシップ関数であり、前記成立度
より下方の面積（図中斜線部分）が第１ルールでのコン
プレッサのＯＮ、ＯＦＦ制御信号として出力される。

【００１７】第２ルールは、「冷却がオーバー気味で、
かつ、室温の上昇・下降がないならば、コンプレッサを
ＯＦＦする」と云う条件の成立度を示す。即ち、図５の
前件部左は庫内温度がかなり冷却オーバーであるときに
極大値（１）となり、＋ｄ＝−ｄに向けて徐々に低くな
る山型のメンバーシップ関数であり、これに入力変数Ｄ
を代入することによりメンバーシップ値が求まる。前件
部右は室温の上昇・下降がないときに極大値（１）とな
る山型のメンバーシップ関数であり、これに入力変数Δ
Ｅを代入することによりメンバーシップ値が求まる。前
記メンバーシップ値はそれぞれの内の最小メンバーシッ
プ値が第２ルールの成立度として選択される。後件部は
コンプレッサをＯＦＦする方向を極大値（１）とし、現
状維持に向けて徐々に低くなる山型のメンバ−シップ関
数であり、前記成立度より下方の面積が第２ルールでの
コンプレッサのＯＮ、ＯＦＦ制御信号して出力される。

【００１８】第３ルールは、「丁度釣り合っているで、
かつ、室温が下降しているならば、コンプレッサをＯＦ
Ｆする」と云う条件の成立度を示す。即ち、図５の前件
部左は丁度釣り合っているときに極大値（１）となる山
型のメンバーシップ関数であり、これに入力変数Ｄを代
入することによりメンバーシップ値が求まる。前件部右
は室温がかなり下降しているときに極大値（１）とな
り、０に向けて徐々に低くなる山型のメンバーシップ関
数であり、これに入力変数ΔＥを代入することによりメ
ンバーシップ値が求まる。前記メンバーシップ値はそれ
ぞれの内の最小メンバーシップ値が第３ルールの成立度
として選択される。後件部はコンプレッサをＯＦＦする
方向を極大値（１）とし、現状維持に向けて徐々に低く
なる山型のメンバーシップ関数であり、前記成立度より
下方の面積が第３ルールでのコンプレッサのＯＮ、ＯＦ
Ｆ制御信号として出力される。

【００１９】第４ルールは、「冷却がオーバー気味で、
かつ、室温が上昇しているならば、現状を維持する」と
云う条件の成立度を示す。即ち、図５の前件部左はかな
り冷却がオーバー気味のときに極大値（１）となり、＋
ｄ＝−ｄに向けて徐々に低くなる山型のメンバ−シップ
関数であり、これに入力変数Ｄを代入することによりメ
ンバーシップ値が求まる。前件部右は室温がかなり上昇
しているときに極大値（１）となり、０に向けて徐々に
低くなる山型のメンバーシップ関数であり、これに入力
変数ΔＥを代入することによりメンバーシップ値が求ま
る。前記メンバーシップ値はそれぞれの内の最小メンバ
ーシップ値が第４ルールの成立度として選択される。後
件部は現状を維持するを極大値（１）とする山型のメン
バーシップ関数であり、前記成立度より下方の面積が第
４ルールでのコンプレッサのＯＮ、ＯＦＦ制御信号とし
て出力される。

【００２０】第５ルールは、「丁度釣り合っているで、
かつ、室温の上昇・下降がないならば、現状を維持す
る」と云う条件の成立度を示す。即ち、図５の前件部左
は＋ｄ＝−ｄで極大値（１）となる山型のメンバ−シッ
プ関数であり、これに入力変数Ｄを代入することにより
メンバーシップ値が求まる。前件部右は０で極大値
（１）となる山型のメンバーシップ関数であり、これに
入力変数ΔＥを代入することによりメンバーシップ値が
求まる。前記メンバーシップ値はそれぞれの内の最小メ
ンバーシップ値が第５ルールの成立度として選択され
る。後件部は現状を維持するを極大値（１）とする山型
のメンバーシップ関数であり、前記成立度より下方の面
積が第５ルールでのコンプレッサのＯＮ、ＯＦＦ制御信
号として出力される。

【００２１】第６ルールは、「冷却が足りないで、か
つ、室温が下降しているならば、現状を維持する」と云
う条件の成立度を示す。即ち、図５の前件部左はかなり
冷却が足りない方向で極大値（１）となり、＋ｄ＝−ｄ
に向けて徐々に低くなる山型のメンバ−シップ関数であ
り、これに入力変数Ｄを代入することによりメンバーシ
ップ値が求まる。前件部右は室温が下降している方向で
極大値（１）となり、０に向けて徐々に低くなる山型の
メンバーシップ関数であり、これに入力変数ΔＥを代入
することによりメンバーシップ値が求まる。前記メンバ
ーシップ値はそれぞれの内の最小メンバーシップ値が第
６ルールの成立度として選択される。後件部は現状を維
持するを極大値（１）とする山型のメンバーシップ関数
であり、前記成立度より下方の面積が第６ルールでのコ
ンプレッサのＯＮ、ＯＦＦ制御信号として出力される。

【００２２】第７ルールは、「丁度釣り合っているで、
かつ、室温が上昇しているならば、コンプレッサをＯＮ
する」と云う条件の成立度を示す。即ち、図５の前件部
左は＋ｄ＝−ｄで極大値（１）となる山型のメンバ−シ
ップ関数であり、これに入力変数Ｄを代入することによ
りメンバーシップ値が求まる。前件部右は室温が上昇し
ている方向で極大値（１）となり、０に向けて徐々に低
くなる山型のメンバーシップ関数であり、これに入力変
数ΔＥを代入することによりメンバーシップ値が求ま
る。前記メンバーシップ値はそれぞれの内の最小メンバ
ーシップ値が第７ルールの成立度として選択される。後
件部はコンプレッサをＯＮする方向を極大値（１）と
し、現状維持に向けて徐々に低くなる山型のメンバーシ
ップ関数であり、前記成立度より下方の面積が第７ルー
ルでのコンプレッサのＯＮ、ＯＦＦ制御信号として出力
される。

【００２３】第８ルールは、「冷却が足りないで、か
つ、室温の上昇・下降がないならば、コンプレッサをＯ
Ｎする」と云う条件の成立度を示す。即ち、図５の前件
部左は冷却が足りない方向で極大値（１）となり、＋ｄ
＝−ｄに向けて徐々に低くなる山型のメンバ−シップ関
数であり、これに入力変数Ｄを代入することによりメン
バーシップ値が求まる。前件部右は室温が上昇・下降が
ないで極大値（１）となる山型のメンバーシップ関数で
あり、これに入力変数ΔＥを代入することによりメンバ
ーシップ値が求まる。前記メンバーシップ値はそれぞれ
の内の最小メンバーシップ値が第８ルールの成立度とし
て選択される。後件部はコンプレッサをＯＮする方向を
極大値（１）とし、現状維持に向けて徐々に低くなる山
型のメンバーシップ関数であり、前記成立度より下方の
面積が第８ルールでのコンプレッサのＯＮ、ＯＦＦ制御
信号として出力される。

【００２４】第９ルールは、「冷却が足りないで、か
つ、室温が上昇しているならば、コンプレッサをＯＮす
る」と云う条件の成立度を示す。即ち、図５の前件部左
は冷却が足りない方向で極大値（１）となり、＋ｄ＝−
ｄに向けて徐々に低くなる山型のメンバ−シップ関数で
あり、これに入力変数Ｄを代入することによりメンバー
シップ値が求まる。前件部右は室温が上昇している方向
で極大値（１）となり、０に向けて徐々に低くなる山型
のメンバーシップ関数であり、これに入力変数ΔＥを代
入することによりメンバーシップ値が求まる。前記メン
バーシップ値はそれぞれの内の最小メンバーシップ値が
第９ルールの成立度として選択される。後件部はコンプ
レッサをＯＮする方向を極大値（１）とし、現状維持に
向けて徐々に低くなる山型のメンバーシップ関数であ
り、前記成立度より下方の面積が第９ルールでのコンプ
レッサのＯＮ、ＯＦＦ制御信号として出力される。

【００２５】以上の全ル−ルで求められた出力変数Ｆを
加重平均によりファジー合成し、その重心を求めること
によってコンプレッサのＯＮ、ＯＦＦ制御信号を得る。
次に実際の状況を想定して前記動作を実行してみる。
今、Ｄ＝ｘ「冷却がかなりオーバー気味」であり、ΔＥ
＝ｙ「室温がかなり下降している」とする、図５の如く
前件部左のメンバ−シップ関数は第１、第２及び第４ル
ールのみがヒットし、前件部右のメンバ−シップ関数は
第１、第３及び第６ルールのみがヒットする。そして、
各メンバーシップ値は（１）である。

【００２６】これらのメンバーシップ値により各ルール
の結論として得られるルールは第１ルールのみで、重ね
合わせた場合も、この第１ルールの後件部の全ての面積
がＯＮ、ＯＦＦ制御信号となる（図６）。この重心はコ
ンプレッサをＯＦＦするとなって、コンプレッサ２のＯ
ＦＦが決定され、運転制御部１６はコンプレッサ２を停
止する。

【００２７】即ち、本発明ではファジー推論により、庫
内温度が設定値Ｔｓより低くなって長く冷却されており
（オーバー冷却）、かつ、下降傾向になった場合には、
下限値に達する以前にコンプレッサ２を停止（ＯＦＦ）
するので、庫内の過冷却を未然に回避できると共に、無
駄な冷却が抑制されて消費電力も削減されるようにな
る。

【００２８】次に、制御装置１の霜取り制御について説
明する。マイクロコンピュータ７の除霜制御部１７は、
自らの機能として有する霜取りタイマにより周期的に四
方弁３を切り換え、コンプレッサ２から吐出された高温
冷媒を直接冷却器に流入させて冷却器の霜取りを開始す
ると共に、ドレンパンヒータ６にも通電開始する（図
７）。そして、霜取りが進行し、ＤＥＦ復帰センサー１
１の出力に基づいて冷却器が所定の復帰温度まで上昇し
たら、マイクロコンピュータ７は四方弁３を通常状態に
復帰させて霜取りを終了する。

【００２９】そして、この霜取り終了後に水切りを実行
した後、冷却運転に復帰する。更に、除霜制御部１７は
以下に説明するファジー推論によって水切り時間ｔｗを
決定する。この場合、ファジー推論の入力、即ちル−ル
の前件部の変数（ファジー変数）としては、前記庫内温
度の設定値Ｔｓを一方の入力変数とする。この場合設定
値Ｔｓのファジーラベルとしては、「庫内温度の設定値
が低い」、「庫内温度の設定値が高い」の２つを用い
る。そして、それらの境界は図９に示す如く−５℃であ
る。

【００３０】更に、前記霜取り時間ｔｄを他方の入力変
数とする。この場合、霜取り時間ｔｄのファジーラベル
としては、「最も短い」、「短い」、「長くも短くもな
い」、「長い」の４つを用いる。出力、即ちル−ルの後
件部の出力変数ｔｗとしては、水切り時間をとり、ファ
ジーラベルとしては「水切り時間を短くする」、「水切
り時間を中間にする」、「水切り時間を長くする」の３
つを用いる。また、推論規則としては、図８に示す８つ
のル−ルを使用する。

【００３１】次に、各ルールについて詳述する。各ルー
ルのメンバーシップ関数は図９及び図１０に示されてお
り、第１ルールは、「庫内温度の設定値が低いで、か
つ、霜取り時間が長いならば、水切り時間を短くする」
と云う条件の成立度を示す。即ち、図１０の前件部左は
庫内温度の設定値が低いときに極大値（１）となるメン
バーシップ関数であり、これに入力変数Ｔｓを代入する
ことによりメンバ−シップ値が求まる。前件部右は霜取
り時間が長いときに極大値（１）となり、２０分に向け
て徐々に低くなる山型のメンバーシップ関数であり、こ
れに入力変数ｔｄを代入することによりメンバーシップ
値が求まる。前記メンバ−シップ値はそれぞれの内の最
小メンバーシップ値が第１ルールの成立度として選択さ
れる。後件部は水切り時間を短くする方向を極大値
（１）とし、７分に向けて徐々に低くなる山型のメンバ
ーシップ関数であり、前記成立度より下方の面積が第１
ルールでの水切り時間ｔｗとして出力される。

【００３２】第２ルールは、「庫内温度の設定値が低い
で、かつ、霜取り時間が長くも短くもないならば、水切
り時間を中間にする」と云う条件の成立度を示す。即
ち、図５の前件部左は庫内温度の設定値が低いときに極
大値（１）となるメンバーシップ関数であり、これに入
力変数Ｔｓを代入することによりメンバーシップ値が求
まる。前件部右は霜取り時間２０分で極大値（１）とな
る山型のメンバーシップ関数であり、これに入力変数ｔ
ｄを代入することによりメンバーシップ値が求まる。前
記メンバーシップ値はそれぞれの内の最小メンバーシッ
プ値が第２ルールの成立度として選択される。後件部は
水切り時間を７分とするを極大値（１）とる山型のメン
バ−シップ関数であり、前記成立度より下方の面積が第
２ルールでの水切り時間ｔｗとして出力される。

【００３３】第３ルールは、「庫内温度の設定値が低い
で、かつ、霜取り時間が短いならば、水切り時間を長く
する」と云う条件の成立度を示す。即ち、図５の前件部
左は庫内温度の設定値が低いときに極大値（１）となる
メンバーシップ関数であり、これに入力変数Ｔｓを代入
することによりメンバーシップ値が求まる。前件部右は
霜取り時間５分と１０分の間で極大値（１）となり、２
０分に向けて徐々に低くなる山型のメンバーシップ関数
であり、これに入力変数ｔｄを代入することによりメン
バーシップ値が求まる。前記メンバーシップ値はそれぞ
れの内の最小メンバーシップ値が第３ルールの成立度と
して選択される。後件部は水切り時間を長くする方向を
極大値（１）とし、７分に向けて徐々に低くなる山型の
メンバ−シップ関数であり、前記成立度より下方の面積
が第３ルールでの水切り時間ｔｗとして出力される。

【００３４】第４ルールは、「庫内温度の設定値が低い
で、かつ、霜取り時間が最も短いならば、水切り時間を
短くする」と云う条件の成立度を示す。即ち、図５の前
件部左は庫内温度の設定値が低いときに極大値（１）と
なるメンバーシップ関数であり、これに入力変数Ｔｓを
代入することによりメンバーシップ値が求まる。前件部
右は霜取り時間５分までを極大値（１）とするメンバー
シップ関数であり、これに入力変数ｔｄを代入すること
によりメンバーシップ値が求まる。前記メンバーシップ
値はそれぞれの内の最小メンバーシップ値が第４ルール
の成立度として選択される。後件部は水切り時間を短く
する方向を極大値（１）とし、７分に向けて徐々に低く
なる山型のメンバ−シップ関数であり、前記成立度より
下方の面積が第４ルールでの水切り時間ｔｗとして出力
される。

【００３５】第５ルールは、「庫内温度の設定値が高い
で、かつ、霜取り時間が長いならば、水切り時間を短く
する」と云う条件の成立度を示す。即ち、図１０の前件
部左は庫内温度の設定値が高いときに極大値（１）とな
るメンバーシップ関数であり、これに入力変数Ｔｓを代
入することによりメンバ−シップ値が求まる。前件部右
は霜取り時間が長いときに極大値（１）となり、２０分
に向けて徐々に低くなる山型のメンバーシップ関数であ
り、これに入力変数ｔｄを代入することによりメンバー
シップ値が求まる。前記メンバ−シップ値はそれぞれの
内の最小メンバーシップ値が第５ルールの成立度として
選択される。後件部は水切り時間を短くする方向を極大
値（１）とし、７分に向けて徐々に低くなる山型のメン
バーシップ関数であり、前記成立度より下方の面積が第
５ルールでの水切り時間ｔｗとして出力される。

【００３６】第６ルールは、「庫内温度の設定値が高い
で、かつ、霜取り時間が長くも短くもないならば、水切
り時間を短くする」と云う条件の成立度を示す。即ち、
図５の前件部左は庫内温度の設定値が高いときに極大値
（１）となるメンバーシップ関数であり、これに入力変
数Ｔｓを代入することによりメンバーシップ値が求ま
る。前件部右は霜取り時間２０分で極大値（１）となる
山型のメンバーシップ関数であり、これに入力変数ｔｄ
を代入することによりメンバーシップ値が求まる。前記
メンバーシップ値はそれぞれの内の最小メンバーシップ
値が第６ルールの成立度として選択される。後件部は水
切り時間を短くする方向を極大値（１）とし、７分に向
けて徐々に低くなる山型のメンバ−シップ関数であり、
前記成立度より下方の面積が第６ルールでの水切り時間
ｔｗとして出力される。

【００３７】第７ルールは、「庫内温度の設定値が高い
で、かつ、霜取り時間が短いならば、水切り時間を短く
する」と云う条件の成立度を示す。即ち、図５の前件部
左は庫内温度の設定値が高いときに極大値（１）となる
メンバーシップ関数であり、これに入力変数Ｔｓを代入
することによりメンバーシップ値が求まる。前件部右は
霜取り時間５分と１０分の間で極大値（１）となり、２
０分に向けて徐々に低くなる山型のメンバーシップ関数
であり、これに入力変数ｔｄを代入することによりメン
バーシップ値が求まる。前記メンバーシップ値はそれぞ
れの内の最小メンバーシップ値が第７ルールの成立度と
して選択される。後件部は水切り時間を短くする方向を
極大値（１）とし、７分に向けて徐々に低くなる山型の
メンバ−シップ関数であり、前記成立度より下方の面積
が第７ルールでの水切り時間ｔｗとして出力される。

【００３８】第８ルールは、「庫内温度の設定値が高い
で、かつ、霜取り時間が最も短いならば、水切り時間を
短くする」と云う条件の成立度を示す。即ち、図５の前
件部左は庫内温度の設定値が高いときに極大値（１）と
なるメンバーシップ関数であり、これに入力変数Ｔｓを
代入することによりメンバーシップ値が求まる。前件部
右は霜取り時間５分までを極大値（１）とするメンバー
シップ関数であり、これに入力変数ｔｄを代入すること
によりメンバーシップ値が求まる。前記メンバーシップ
値はそれぞれの内の最小メンバーシップ値が第８ルール
の成立度として選択される。後件部は水切り時間を短く
する方向を極大値（１）とし、７分に向けて徐々に低く
なる山型のメンバ−シップ関数であり、前記成立度より
下方の面積が第８ルールでの水切り時間ｔｗとして出力
される。

【００３９】以上の全ル−ルで求められた出力変数ｔｗ
を加重平均によりファジー合成し、その重心を求めるこ
とによって水切り時間を決定する。次に実際の状況を想
定して前記動作を実行してみる。今、Ｔｓ＝ｘ（−２０
℃）「庫内温度の設定値が低い」であり、ｔｄ＝ｙ（２
０分）「霜取り時間が長くも短くもない」とする、図１
０の如く前件部左のメンバ−シップ関数は第１乃至第４
ルールのみがヒットし、前件部右のメンバ−シップ関数
は第２及び第６ルールのみがヒットする。そして、各メ
ンバーシップ値は（１）である。

【００４０】これらのメンバーシップ値により各ルール
の結論として得られるルールは第２ルールのみで、重ね
合わせた場合も、この第２ルールの後件部の全ての面積
（斜線で示す）が水切り時間となる（図１１）。この重
心は水切り時間ｔｗを７分とするとなって、水切り時間
ｔｗが７分に決定され、霜取り後の水切りが行われる。

【００４１】このようにして、霜取り時間のみならず庫
内温度の設定値を加味された適切な水切り時間が決定さ
れ、ドレンパンヒータ６の消費電力の削減と庫内温度の
上昇を有効に抑制することができるようになる。尚、実
施例では低温ショーケースを例にとり説明したが、それ
に限らず、被冷却空間である室内を空調する空気調和機
などにも本発明は有効である。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、被冷却空間の温度が設定値より上となる範囲にお
ける被冷却空間の温度と設定値の差の積分値と、被冷却
空間の温度が設定値より下となる範囲における被冷却空
間の温度と設定値の差の積分値とを比較し、この比較値
を一方の入力変数とし、被冷却空間の温度変化の傾きを
他方の入力変数としてファジー推論することによって冷
却装置の運転制御を行うので、被冷却空間の過冷却を有
効に防止し、高精度な温度管理と、省エネルギー運転を
実現することができるようになるものである。

【００４３】また、請求項２の発明によれば、被冷却空
間の温度設定値を一方の入力変数とし、冷却装置の霜取
り時間を他方の入力変数としてファジー推論することに
よって霜取り後の水切り時間の決定するので、最適な水
切り時間を算出し、温度上昇及び消費電力を削減すると
共に、霜残りをより一層確実に防止することができるよ
うになるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する冷却装置の制御装置のブロッ
ク図である。

【図２】設定値付近の庫内温度の推移を示す図ある。

【図３】運転制御部におけるファジールール（推論規
則）を示す図である。

【図４】図３における推論に用いるメンバーシップ関数
を示す図である。

【図５】運転制御部における推論の過程を示す図であ
る。

【図６】図５の推論結果を示す図である。

【図７】霜取りを含む庫内温度の推移を示す図である。

【図８】除霜制御部におけるファジールール（推論規
則）を示す図である。

【図９】図８における推論に用いるメンバーシップ関数
を示す図である。

【図１０】除霜制御部における推論の過程を示す図であ
る。

【図１１】図１０の推論結果を示す図である。

【図１２】従来の冷却装置における設定値付近の庫内温
度の推移を示す図ある。

【符号の説明】

１制御装置２コンプレッサ６ヒータ７マイクロコンピュータ９庫内温度センサー１１ＤＥＦ復帰センサー１６運転制御部１７除霜制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青木健大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者星勝彦大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者中野広隆大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者池田秀也大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者前田光裕大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者市野塚章大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者千葉昭彦大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者下瀬裕大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被冷却空間の温度が設定値より上となる
範囲における被冷却空間の温度と設定値の差の積分値
と、前記被冷却空間の温度が前記設定値より下となる範
囲における被冷却空間の温度と設定値の差の積分値とを
比較し、この比較値を一方の入力変数とし、前記被冷却
空間の温度変化の傾きを他方の入力変数として複数の推
論規則の各入力変数に対応するメンバ−シップ関数から
各入力変数に応じたメンバ−シップ値を求めた後、当該
推論規則の出力変数をファジー合成し、その重心をとる
ことにより推論結果を得て、これを冷却装置の運転制御
のための出力に利用することを特徴とするファジー推論
による冷却装置の制御方法。
【請求項２】被冷却空間の温度設定値を一方の入力変
数とし、冷却装置の霜取り時間を他方の入力変数として
複数の推論規則の各入力変数に対応するメンバ−シップ
関数から各入力変数に応じたメンバ−シップ値を求めた
後、当該推論規則の出力変数をファジー合成し、その重
心をとることにより推論結果を得て、これを霜取り後の
水切り時間の決定に利用することを特徴とするファジー
推論による冷却装置の制御方法。