JPS61184371A - 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 従来比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０Ｎ−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 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、冷蔵庫の電源投入時に於ける庫内の温度を
伺等考慮しておらず、例えば冷蔵庫の据え付は時と、誤
ってコンセントを引き抜いてしまった時の瞬時停電時と
では庫内温度に大きな差異がある。即ち、据え付は時の
冷却スピードを考慮して電源投入後は電動圧縮機の回転
数を最大とする様になすと、瞬時停電の場合は通常は庫
内温度は設定温度付近にあるものであるから、この状態
で回転数が最大とされるため、庫内が異常低温となると
共に、その後設定温度に収束するまでの時間も長くなる
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＠
の回転数を調節して設定温度（Ｔｏ）となる様庫内温度
（Ｔ、）を制御するもので、電源投入後の起動時に電動
圧縮機（ハ）の回転数を一旦最大とすると共に、庫内温
度（Ｔ、）が所定の低温時には起動後の回転数上昇動作
を所定の、より低い値にて停止する制御手段０４）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謂
０Ｎ−ＯＦＦ制御に比して電動圧縮機の耐久性が向上し
、庫内温度の変動も小さくなる。

更に電源投入後は最大回転数とするので冷却スピードも
速く、又、庫内温度が低い時に電源を投入した時は最大
回転数とせず、より低い値とするので、庫内の過冷却も
生じず、設定温度への収束も速くなる。

（へ）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、）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（１１の出力を
スイッチ（６１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（力の温度出力を比
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
（力の温度出力を比較して庫内温度（Ｔ、）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（１２１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０υと、温度（Ｔ、）に
より冷蔵庫の電源投入による後述する電動圧縮機ｇ３に
含まれ、それを駆動するモータ帥の起動後の回転数を選
択設定する手段＠と、各手段（３）（４）（５）（８）
（９）（：ｉυ及び（２７Ｊの出力を入力してモータ（
ＩＩの回転数を調節する手段α■を制御する制御手段α
〜とから構成される。

制御手段α侶家手段圏の円方に応じ、温度（Ｔ、）が例
えば上限温度（Ｔヨ）以上の時はモータａ〔の回転数を
一旦最大能力まで上昇せしめ、上限温度（Ｔ、）　　よ
り低い時は所定の低い値にて回転数上昇動作を停止する
。又、制御手段ａ椙家手段（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ａα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ａｚは前回の手段（８）の出力発生に
より制御手段（１４Ｊ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α１）は手段（８）の出力発
生時に手段０ｚの積算値を読むものであるから結果とし
て手段αυ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ａυは出力を変えて
制御手段Ｑ４）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側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１５１１ｚ）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α４＆１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（ＩＩ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、）ではモータＣＩＧの回転数を最大
能力とし、手段（５）Ｋより設定される下限温度（Ｔ、
）ではモータαｌの回転数を最小能力とする。又、制御
手段（Ｉ４）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（力に書き込むと
共に積算手段α２をリセットする。従って手段（８１（
９１は手段（７）に書き込まれた前回の温度（Ｔｐｏ）
と手段（１）からの現在の温度（ＴＰ＋）とを比較する
事になると共に、手段ａｚはリセットされて積算を開始
するから、手段αυは温度（Ｔ、）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）等とモータ帥の回転数を調節す
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（Ｉｓ
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（６１
、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ａυ、積
算手段ａ３、制御手段α４及び始動後回転数設定手段（
社）の機能を有するマイクロＣＰＵ（１６ｉ、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）（１〜にてデジタル変換した後、マイ
クロＣＰＵαｅＫ入力する機能を有する。

マイクロＣＰＵ（１６）の出力はＤ／Ａ変換器（１９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；これによってモータＱ０を駆動する。モータＣ１
ｌ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Ｑｌによって駆動さ
れる電動圧縮機、Ｑ４は凝縮器、（ハ）は減圧器として
のキャピラリチューブ、缶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図及び第５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、ステップ鉾で総べてなりセットした
後、ステップ０υで庫内温度（Ｔ、）が例えば上限温度
（Ｔヨ）である−１５℃以上か否か判断する。冷蔵庫の
据え付は時では通常−１５℃より高いからステップ曽（
至）でモータααの回転数を起動（運転周波数にして例
えば２０ｆｌｚ）から最大能力（運転周波数にして例え
ば１２０　Ｈｚ　）まで上げ、最大能力となったらステ
ップ（財）に進み、庫内温度（Ｔ、）が上限温度（Ｔ１
）である−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。ステップ粗）で温度（Ｔ、）
が−１５℃に達したらステップ（ハ）に進んでその時の
温度（Ｔ、）即ち一１５℃を温度情報記憶手段（力に書
き込み、ステップ（至）で積算手段αりをリセットして
ステップＣ３ηに進む。ステップＧη儲で手段（７）に
書き込まれている庫内温度（Ｔｗｏ）と手段（１１の検
出する現在の温度（Ｔ、　ｌ　’）の差が１℃になるま
で手段＜１３が積算し、ステップ（至）で差が１℃にな
ったらステップ（至）で温度（Ｔ、１）が−１５℃以上
か否か判断し、否であるからステップ（４１に進み、温
度（Ｔ、　Ｉ　）が下限温度（ＴＬ）例えば−２１℃以
下であるか否か判断し、否であるからステップ（４１）
に進む。ステップαυ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（ＴＤ
）は−１８℃としており、不感帯はその上下である一１
７℃より低く、−１９℃より高い温度範囲である。従っ
てステップ（４１）では温度（Ｔ、Ｉ）は不感帯に入っ
ていないからステップ（４つで温度（Ｔ−ｓ）が（Ｔ、
。）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（４３で回転数の変更方
向を下降モードとし、ステップ（４４）でモータ（１（
Ｉが最小能力（運転周波数にして例えば３０１１ｚ）か
否か判断し、否であるからステップ（４９に進む。ステ
ップ（４９では手段α″Ｂの積算時間即ち１℃変化する
のに要した時間が１０分以内か、それより長いかを判断
し、以下であればステップ（４ＧＩＫ進んでモータ帥の
回転数を２ステップ下げ、１０分より長い時はステップ
（４ηに進んで回転数を１ステップ下げてステップ（へ
）に戻り、その時の温度即ち一１６℃を書き込み、ステ
ップ０６）で手段αのをリセットする。

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）からαｅ若しくは（４ηを実
行して更にモータαＯ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（ト）に戻って一１７℃を書き
込み、ステップ（至）で手段α２なリセットする。

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（ハ）から帥を経てステップＧｔｌ）か
ら今度はステップ（９）に進む。ステップ（４８１では
モータ（１１）の回転数を変更しないでステップ（ト）
に戻る。

即ち不感帯ではモータα〔の回転数は変わらない事にな
る。この時のモータａ〔の回転数は運転周波数にして６
０Ｈｚ、　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□）が−１９℃に下がると同様にステップ□□□
から■若しくは（４７）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、更に一２０℃に下がれば同様
に回転数を下げる。その後温度（ＴＦＩ）が下限温度（
ＴＬ）である、７２１℃に達してしまったらステップ顛
から（４（支）に進んでモータ０００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（イ）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
、Ｉ）が上昇して一２０℃になるとステップ（財）から
■に進み、回転数の変更方向を上昇モードとし、ステッ
プｆ５１）で最大能力か否か判断し、否であるからステ
ップ（９）から−若しくは（ロ）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（ＴＰＸ）が上
昇して一１９℃になると更に回転数を１ステップ若しく
は２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
も運転周波数にして６０１１ｚ、　７５Ｈｚ或いは９０
Ｈｚ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（’ｒ、ｔ）が上限
温度（ＴＩ）である−１５℃に達した時点でステップ０
９から６２に進んでモータＱＯ）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（ＴＩ）　である−１５℃に達する間
も最大能力でモータＱＱＩは運転されるから電源投入か
らの冷却スピードも速（なる。又、本発明によれば温度
が１℃変化する毎にモータ（ｌｌｊ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（ＴＰ）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、）
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（Ｔｏ）により異
なり、実施例では運転周波数にして６゜Ｈｚ、７５Ｈｚ
或いは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。ステップ
ｔ４４）若しくは６刀で、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缶に戻る。

次に冷蔵庫が冷却運転中に誤ってコンセントが引き抜か
れた等の原因による瞬時停電後に電源投入された場合、
多くは設定温度（Ｔｔ、）付近に温度（Ｔ、）はあるも
のであるから当然上限温度（’ｒ＋ｔ）　　より低い。

従ってステップＣＩＩＪから今度はステップ価）に進ん
で下限温度（ＴＬ）即ち一２１℃より高ければステップ
６５）備を実行し、モータａｅの回転数を起動（２０Ｈ
ｚ）から上昇せしめるが、この上昇動作は６０Ｈｚで終
了する。ステップ（至）でモータＱＯＩの回転数が運転
周波数にして６０ＨｚとなるとステップＩ５ηに進んで
温度（Ｔ、）が−１６℃以上か否か判断し、−１６℃以
上である時即ち一１５℃より低く一１６℃以上の時はス
テップ鏝で一１６℃を手段（７）に書き込んでステップ
価）に進み、以下前述の処理を実行する。ステップ６η
で温度（ＴＰ）が−１６℃より低い時はステップ側に進
んで一１７℃以上か否か判断し、−１６℃より低く一１
７℃以上であればステップ−で−１７℃を書き込んでス
テップ（至）Ｋ進む。同様に温度（Ｔ、）が−１７℃よ
り低く一１８℃以上であればステップ１１）から１３に
進んで一１８℃を書き込み、−１８℃より低く一１９℃
以上であればステップ關から（財）に進んで−１９℃を
書き込み、−１９℃より低く一２０℃以上であればステ
ップ岐で一２０℃を書き込んで、共にステップＣ３６）
Ｋ進んで以下前述の処理を実行する。

即ち、電源投入時にすでに庫内温度（Ｔ、）が上限温度
（Ｔ、）即ち一１５℃より低い時はモータ翰の回転数を
最大能力とせず、運転周波数６゜■２で回転数上昇動作
を停止するので、庫内が過冷却される事が防止されると
共に、その後設定温度（Ｔゎ）に収束するまでの時間も
短縮される事になる。この時の運転周波数は不感帯で安
定する運転周、波数を基準として設定すれば良い。

ここで、異常事態として電源投入時にすでに庫内温度（
Ｔ、）が下限温度（ＴＬ）即ち一２１℃以下となってい
る時はステップ−からステップ旬（財）を実行して、モ
ータ（１＠の起動後の回転数を最／ト能力（３０Ｈｚ）
Ｋ止め、ステップの罎で一２１℃を書き込んでステップ
（至）に進み以下前述の処理を実行する。これによって
それ以上の過冷却は防止されることになる。尚、実施例
では上限温度（Ｔ、）を境として起動後のモータＣ１ｌ
の回転数を変更しているが、それに限られず、更に細か
く変更するようにしても良い又、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
では冷蔵庫の電源投入後の起動時は一旦電動圧縮機の回
転数を最大値まで上昇させるので冷却スピードが速く、
設定温度に到達するまでの時間も短くなると共に１電源
投入時に丁でに庫内温度が所定の低温の場合はこの回転
数上昇動作を所定の、より低い値にて停止するので、庫
内の過冷却が防止されると共に、設定温度への収束時間
も短くなり、食品の保存性は一段と向上する。

【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図及び第５図はマイクロコンピュータ
のソフトウェアを示すフ四−チヤードである。 （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、ａ〔・・・七−タ、　（１４１・・・
制御手段、　■・・・起動後回転数設定手段、　（ハ）
・・・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　静　夫 第　２ｒｙＪ 第　３Ｎ ＄４１″７１ 第５図

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設定温度
   となる様庫内温度を制御するものに於いて、電源投入後
   の起動時に前記電動圧縮機の回転数を一旦最大値に上昇
   せしめると共に、前記庫内温度が所定の低温時には前記
   起動後の回転数上昇動作を所定の、より低い値にて停止
   する制御手段を設けて成る冷蔵庫等の制御装置。