JPS61180874A - 冷蔵庫等の制御装置 - 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】 （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 従来の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。核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ａＯＮ−ＯＦＦ式制御に比してモータ
の起動、停止の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。又、
庫内温度の変動幅も小さくなり、食品等の保存性が向上
する効果が期待できる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 Ｅ； 前記公報に記載された構慇μ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
荷等によって庫内温度は慣性を持つので、例えば冷蔵庫
据え付けから冷却が進み設定温度を通過した後の所謂オ
ーバーシュート、アンダーシュートの幅が大きく、従っ
て庫内温度の変動は依然大きくなると共に、このオーバ
ーシェード、アンダーシュートが収束するために要する
時間も長くなる問題点がある。

に）問題点を解決するための手段 本発明は斯かる問題点を解決するために、電動圧縮機（
ハ）の回転数を調節して庫内温度（Ｔ、）を制御するも
ので、庫内温度（ＴＰ）の設定値（Ｔ、）の上下に上限
温度（Ｔ、）　　と下限温度（ＴＬ）を設定する手段（
４）（５）と、上限温度（Ｔヨ）と下限温度（ＴＬ）の
間で温度（Ｔ、）が所定温度変化する毎に回転数を変更
するに共に、温度変化が上昇の時は回転数を上げ、下降
の時は下げるものであり、上限温度（Ｔ、）では回転数
を最大とし、下限温度（ＴＬ）では最小とし、設定値（
Ｔ、）では回転数を変えない制御手段αりを設けたもの
である。

（ホ）作用 本発明によれば電動圧縮機の回転数を調節するので、所
１ｊｊＯＮ−ＯＦＦ制御に比して電動圧縮機の起動、停
止回数が減少する。更に庫内温度が所定温度変化する毎
に回転数を調節するので所謂オーバーシュート、アンダ
ーシェードが小さくなる。

更に又、上限温度では最大回転数とするので電源投入後
の冷却スピードが速く、下限温度では最小回転数とする
ので異常冷却が防止される。

（へ）実施例 本発明は第１図に示す如（、図示しない冷蔵庫の庫内温
度（Ｔ、）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、）
の不感帯を設定する手段（３）、不感帯の上下に上限温
度（Ｔ、）を設定する手段（４）及び下限温度（ＴＬ）
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（ＴＰ）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、各手段＋３）（４）（５１（８１（９１の
出力を入力して後述する電動圧縮機（ハ）に含まれ、そ
れを駆動するモータ（１１の回転数を調節する手段ａυ
を制御する制御手段α２と、制御手段ａ３の出力がモー
タα０を最大回転数即ち最大能力（運転周波数にして例
えば１２０Ｈｚ）とする出力であるか、若しくは蛾小回
転数即ち最小能力（運転周波数にして例えば３０Ｈｚ）
とする出力であるかを検出して出力を発生し、制御手段
α２にフィードバックする手段α３とから構成される。

制御手段Ｑｚは手段（８）の出力発生時にモータα〔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ａ〔の
回転数を１ステツプ（運転周波数にして例えば１５Ｈｚ
）上げ、下降であれば１ステツプ回転数を下げる。更に
制御手段α４は手段（３）により設定される庫内温度（
Ｔ、）の設定温度（Ｔ、）を含む不感帯ではモータα１
０回転数を変更せず、手段（４）により設定される上限
温度（’ｒ＋ｔ）では手段αＪがモータαりの回転数を
最大能力とする制御手段σりの出力を検出するまで回転
数を上げて最大能力とし、手段（５）により設定される
下限温度（Ｔ１）では同様に手段α３がモータＱｌを最
小能力とする出力を検出するまで回転数を下げて最小能
力とする。又、制御手段（１２５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、）を手
段（７）に書き込む。従って手段（８）（９１は手段（
力に書き込まれた前回の温度（Ｔ−ｏ）と手段（１）か
らの現在の温度（Ｔ□）とを比較する事になる。更に又
、制御手段圓は電源投入後、同様に手段ａ３の出力に基
づいて一旦モータＱ〔の回転数を最大能力とする。

第２図は検出手段（１）等とモータ（ＩＱＩ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。マイクロコンビエータ
ａ５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）、制御手段α２及び最大最
小能力検出手段α３の機能を有するマイクロＣＰＵ（１
も温度検出手段（１）及び温度設定手段（２）の出力を
それぞれＡ／Ｄ変換部α７）Ｑ８）にてデジタル変換し
た後、マイクロＣＰＵ（ｌＥ９に入力する機能を有する
。

マイクロＣＰＵ（１ｆ９の出力はＤ／Ａ変換器０を経て
インバータ回路■に入力され、三相の周波数に変換され
、これによって後述する電動圧縮機（ハ）の駆動用のモ
ータ帥を運転する。モータｅｌｌ）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、（
ハ）はモータ１１０によって駆動される電動圧縮機、（
２４は凝縮器、［有］は減圧器としてのキャピラリチェ
ープ、（ハ）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図にマイクロコンビ為−夕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（７）で総べてをリセットした後、ス
テップＣ３１１でモータ（１Ｇの回転数を起動（運転周
波数にして例えば２０Ｈｚ）から１ステツプ上昇させ、
ステップＣ１３に進む。ステップＣ３２＋ではモータＱ
ｌの回転数が最大能力（１２０Ｈｚ）か否か判断し、否
であればステップ６Ｄに戻って更に回転数を上げる。以
上を繰り返してモータ四の回転数を最大能力まで上げ、
最大能力となったらステップ（ハ）に進み、庫内温度（
Ｔ、）が上限温度（Ｔ、）例えば−１５℃に達している
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（至）で温度（Ｔ、）が−１５℃に達したらス
テップ（ロ）に進んでその時の温度（Ｔ、）即ち一１５
℃を温度情報記憶手段（７）に書き込んでステップ（至
）に進む。

ステップ（至）では手段（７）に書き込まれている庫内
温度（Ｔ、Ｏ）と手段（１）の検出する現在の温度（Ｔ
□）との差が１℃になったか否か判断し、差が１℃にな
るまでその状態を維持する。ステップ（至）で差が１℃
になったらステップ（至）で温度（Ｔ、Ｉ）が−１５℃
か否か判断し、否であるからステップｃ３７）に進み、
温度（Ｔｐ＋　）が下限温度（ＴＬ）例えば−２１’Ｃ
，であるか否か判断し、否であるからステップ（至）に
進む。

ステップ関では温度（ＴＰＩ）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（ＴＯ）は−１８
℃としており、不感帯はその上下である一１７℃より低
く、−１９℃より高い温度の範囲となる。従ってステッ
プ（至）では温度（’ｒ−ｔ）は不感帯に入っていない
からステップＣ３１に進み、温度（ｎ。

が（’ｒｐｏ）より上昇したのか下降したのか判断し、
下降して一１６℃となっていればステップ四へ進み、モ
ータ（１１が最小能力であるか否か判断し、否であるか
らステップＱυに進んでモータα〔の回転数を１ステッ
プ下げ、ステップ（ロ）に戻り、その時の温度即ち一１
６℃を薔き込む。その後、冷却が進んで温度（’ｒｐ＋
）が−１７℃になったら、同様にステップ（至）鏝ｒ３
η（至）を経てＣ３１からステップ（４０（４υに進み
、更に回転数を１ステップ下げ、ステップ（ロ）に戻っ
て一１７℃を書き込む。更に温度低下して設定温度（Ｔ
、）である−１８℃になるとステップ（至）（至）６つ
を経てステップ關から今度はステップに３に進む。

ステップ（４７ＪではモータＣＩＧの回転数を変更しな
いでステップ財）に戻る。即ち、不感帯内ではモータ翰
の回転数は変わらない事になる。この時のモータ（１Ｇ
の回転数は運転周波数にして９０Ｈｚとなっている。

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、Ｉ）が−１９℃に下がると同様にステップ（至
）から４υを実行して回転数を１ステップ下げ、更に一
２０℃に下がれば同様に回転数を下げる。その後、温度
（Ｔ−１）が下限温度（ＴＬ）である−２１℃に達して
しまりたらステップ６ηから今度はステップ的に進んで
モータα〔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、）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（１１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（設
定できる。これにより温度（Ｔ□）が上昇して一２０℃
にきるとステップ四から（４４に進み、回転数が最大能
力か否か判断し、否であるからステップ（ハ）に進んで
回転数を１ステツプ上げる。その後温度（ＴＰＩ　）が
上昇して一１９℃になると更に回転数を１ステツプ上げ
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。この時の回転数は運転周波数にし
て６０ｈである。

以上を繰り返して温度（Ｔ、）は不感帯内に収束して行
くが、例えば温度（Ｔ、）が不感帯内で安定している状
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（ＴＲ＋）が上限温度（’ｒｔ）である
−１５℃に達した時点でステップ（至）からステップ咽
に進んでモータａ〔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、）である−１５℃に達する間も最大能力で
モータａ岨家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Ｑｌの回転数を修正して行くから、所謂オー
バーシェード、アンダーシュートの幅も小さく、設定温
度（Ｔ、）への収束も早くなる。又、不感帯内で一定す
る回転数は、その時の負荷の状況又は設定温度（ＴＯ）
により異なり、実施例では運転周波数にして６０１１ｚ
か９０１１ｚの何れかになる。従って設定温度の自由度
が高（、又、負荷に対する適応性能も良い。

尚、ステップ＋４（Ｉ若しくは（ロ）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（ロ）に
戻る。尚、実施例に於ける設定温［（ＴＤ）、上下限温
度（ＴＷ）（ＴＬ）及びモータＱｌの回転数等はそれに
限られず状況に応じて適宜設定される。

（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、庫内の温度変
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ので
設定した温度付近での所謂オーバーシュート、アンダー
シェードが小さくなるので、温度変動は一層小さくなり
、又、設定した温度に収束するまでの所要時間も短くな
る。又、庫内温度の設定値の上下に上限温度、下限温度
を設定して、上限温度ではモータの回転　。

数を最大とし、下限温度では回転数を最小とするので急
激な負荷変動に対しても良好に追従できると共に、電源
投入からの冷却速度も速くなるので、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
ック図、第２図は各入力、電動圧縮機モータ等とマイク
ロコンビエ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、　（８）・・・温度変化判定手段、　（９）・・・
能力増減判定手段、ａｌ・・・モータ、　ＣＩカ・・制
御手段、　（１３・・・最大最小能力検出手段、　Ｇ・
・・″電動圧縮機。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　　佐　野　靜　夫 Ｃす

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電動圧縮機の回転数を調節する事によって庫内温度
   を制御するものに於いて、前記庫内温度の設定値の上下
   に上限温度と下限温度を設定する手段と、前記上限温度
   と下限温度間で前記庫内温度が所定温度変化する毎に前
   記回転数を変更すると共に該温度変化が上昇の時は前記
   回転数を上げ、下降の時は前記回転数を下げるものであ
   り、前記上限温度では前記回転数を最大とし、前記下限
   温度では前記回転数を最小とすると共に前記設定値では
   前記回転数を固定とする制御手段を設けて成る冷蔵庫等
   の制御装置。