JPH02124165A - 冷蔵庫の脱臭制御装置 - 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】 ［発明の利用分野］ この発明は、冷蔵庫の脱臭制御に関する。

［従来技術１ ０、発生器等を用いた脱臭器により、冷蔵庫の脱臭を行
うことが知られている。この場合の脱臭器としては、セ
ラミック放電板等により○、を発生し、臭気物質を０．
と反応させて除くものが用いられている。周知のように
０．は毒性物質であり、過剰のＯｌは０１分解触媒で分
解され、脱臭器の外部には放出されない。即ちこの脱臭
器では、ファンで空気を吸引し、Ｏｌと反応させて脱臭
した後、過剰の０．を触媒で分解して排出するようにし
ている。

ところで問題は、悪臭物質が極く微量なため、臭気の程
度をガスセンサで正確に求めることが難シイ点ニ有ル。

第１に、冷蔵庫はメイテンナンスフリーで長期間使用さ
れる。これに対してセンサの悪臭物質への感度は低く、
センサの特性が変動すると検出精度が低下する恐れが有
る。第２に、冷蔵庫内の雰囲気には、エタノール等の悪
臭とは無関係な物質が含まれている。エタノール等の物
質は、調味料等から発生し、ガスセンサはエタノールに
も感度を示す。このためエタノール等のガスは、悪臭の
検出を妨げる。

［発明の課題〕 この発明の課題は、ガスセンサの温度変化を利用した臭
気の検出技術を提供し、高精度で冷蔵庫内の臭気を検出
し得るようにする点に有る。

［用語法］ この明細書では、ガスセンサの出力は臭気の増加により
増加し、臭気の減少により低下するものとして示す。し
かしこれは信号処理上の相対的概念であり、単なる用語
法上の約束に過ぎない。例えばガスセンサの電気伝導度
が臭気により増加する場合、センサの抵抗値は臭気によ
り減少する。

この発明は、このような場合に電気伝導度に変えて抵抗
値を出力とすることを排除するものではない。

［発明の構成］ この発明の装置は、ガスセンリーにより臭気を検出して
、冷蔵庫に設けた脱臭器を制御するようにした装置にお
いて、ガスセンサの加熱温度を変化させるｊ−めの手段
と、温度変化に伴うセンサ出力の変化を、悪臭の有る雰
囲気でのセンサ出力の温度依存性と、悪臭のない雰囲気
でのセンサ出力の温度依存性どに対して比較し、悪臭の
有無を検出するための手段とを設（）、この手段での検
出結果により脱臭器を制御するようにしたことを特徴と
する。

ガスセンサの抵抗値の温度依存性の例を、第３図に示す
。硫化水素等の悪臭物質への感度と、エタノール等の妨
害ガスへの感度とでは、温度依存性が異なる。そこでセ
ンサの温度を変化させ、温度変化に伴うセンサ出力の変
化を、悪臭物質に対する温度依存性と、妨害ガスに対す
る温度依存性とｌこ対し比較する。このような比較を行
うと、悪臭物質が存在するのか、エタノール等の妨害ガ
スが存在するのかを識別することができる。

またセンサの温度変化を利用する場合、センサ出力の絶
対値が問題ではなく、温度変化の両側での相対値が問題
となる。このためセンサ出力に経時変動が生じても、そ
の影響は高温側の出力と低温側の出力とを比較する過程
で打ち消され、経時変動の影響を小さくすることができ
る。

［実施例１］ 第１図〜第４図に、脱臭器の動作に伴うセンサ出力の変
化を用いた臭気の検出と、センサの温度変化を用いた臭
気の検出どを組み合わせた実施例を示す。

第１図に、装置の回路図を示す。図において、０１は商
用電源、０２はＤＣ定電圧電源、０３は庫内温度の検出
用サーミスタ、０４はその負荷抵抗、０５は冷蔵庫の制
御用のマイクロコンピュータである。また０６は急速冷
凍や庫内温度の設定等の制御スイッチ群である。０７は
冷却用のコンプレッサーで、０８はそのスイッチである
。

２はガスセンサで、庫内の適宜の位置に設ける。

ガスセンサ２は、例えばＳｎＯ，等の臭気検出用の金属
酸化物半導体４と、金属酸化物半導体４を所定温度に加
熱するためのヒータ６とを備えたものとする。８はガス
センサ２の負荷抵抗である。

負荷抵抗８の値は十分小さくシ、ガスセンサ２の電気伝
導度に応じた出力が現れるようにする。負荷抵抗８への
電圧をガスセンサ出力とする。ガスセンサ２の出力とし
ては、これ以舛にその抵抗値等の任意のものを用い得る
。１０はガスセンサのヒータ６１こ接続したトランジス
タで、そのデユーティ比を変化させて、ガスセンサ２の
温度を変化させる。

１２はマイクロコンピュータで、例えばＡ／Ｄコンバー
タ１４と、算術論理演算ユニッ１−１６．。

種々の変数を記憶させたＲＡＭ１８、クロック発生回路
２０、タイマ２２とからなる。２４は０゜や紫外線発生
器を用いた脱臭器、２６はそのスイッチである。

実施例で用いた変数の種類を、表１に示す。

表　１　変数 寒気 ΔＴ Ｃ Ｖｉ Ｖｆ Ｖｍ Ｃ ■。

ｓｔｄ ｔ　ｏ＃　ｔ　３ 意　　　味 庫内温度、サーミスタ０３から検出 庫内温度と標準温度との差 庫内温度による補償済みのセンサ出力 高温側でのセンサ出力 低温側でのセンサ出力 Ｖ　ｆ　／　Ｖ　ｉ 脱臭器動作開始時のセンサ出力 基準出力 脱臭器停止時のセンサ出力 脱臭器の動作によるセンサ出力の減少率脱臭器の動作開
始閾値 脱臭器の制御信号 Ｆ−１で脱臭器を動作、０で脱臭器を停止タイマ１６の
動作時間 実施例の動作フローチャートを第２図に示す。

最初にセンサ出力の温度補償に付いて説明する（サブル
ーチンＶｃ）。生のガスセンサ出力Ｖは、コンプレッサ
ー０７のオン／オフにより１０％程度変動する。これは
、コンプレッサー０７の動作に伴う、庫内温度の変動に
よるものである。そこでＡ／Ｄコンバータ１４を用いて
、サーミスタ０３の出力を読み込み、庫内温度Ｔを求め
る。庫内温度Ｔと標準温度との差をΔＴとし、この値に
より、例えば Ｖｃ−Ｖ−Ａ−ΔＴ （Ａはガスセンサの温度係数） として、ＶＣを得る。得られた出力Ｖｃはコンプレッサ
ー０７の動作によるノイズを除いたものであり、これを
用いて以下の信号処理を行う。勿論、コンプレッサー０
７の動作に伴うノイズの除去は、省略しても良い。

装置の動作を説明する。最初に初期化として、基準出力
Ｖ０を十分大きな定数にとしておく。次に脱臭器２４の
動作と臭気の検出サブルーチンＧに移行する。このサブ
ルーチンでは、最初にセンサの温度変化を利用して、発
生したガスが硫化水素等の悪臭物質か、エタノール等の
妨害ガスかを識別する。

実施例で用いたガスセンサ２の特性を、第３図に示す。

横軸はセンサ温度を現し、左側の縦軸は清浄空気中の抵
抗値を基準とする、ｉｐｐｍのＨ２Ｓ中と、１０ｐｐｍ
のエタノール中との抵抗値を現す。また右側の縦軸に、
清浄空気中での抵抗値（２１Ｏ°Ｃ基準）を示す。セン
サの出力の温度依存性は、妨害ガス中と臭気物質中とで
異なっている。そこでセンサを温度変化させた際の出力
の変化を求め、これを妨害ガスに対する値や悪臭物質中
に対する値と比較し、発生したガスの種類を識別する。

実施例ではガスセンサ２の温度を常時は２１００Ｃに保
ち、臭気の検出時には例えば１分間１００℃まで冷却し
て、センサ出力の変化を求めた。具体的には、タイマ２
２を１分間（時間ｔｏ）動作させ、この間トランジスタ
ｌＯのデユーティ比を低下させて、センサ温度を低下さ
せる。そして温度変化前の出力をＶｉとして記憶し、１
００°Ｃへの冷却後１分経過時の出力をＶｆとして取り
出す。

ＶｆとＶｉとの比をＪとし、Ｊが定数り以上で悪臭が発
生しているものとし、Ｄ以下でエタノール等の妨害ガス
が発生しているものとする。Ｄの値は、例えば第３図の
特性の場合０，５〜１程度とすれば良い。なおここでは
センサ２を低温側に温度変化させたが、高温側に温度変
化させても良い。

Ｊの検出後に、センサ温度を２１０℃に戻す。

ＪがＤ以下の場合、脱臭器２４を動作させず通常の悪臭
監視ループに戻る。ＪがＤを越えると、脱臭器２４を作
動させ、温度変化後の過渡的出力が消えるまで時間ｔ０
の間待機する。待機後のセンサ出力Ｖｍを記憶する。次
いで、脱臭器２４を１０分〜１時間程度の時間ｔ、の開
動作させ、この間のセンサ出力の減少率Ｘを求める。こ
こではＸ＝Ｖｍ／Ｖｃ （Ｖｍは脱臭器動作開始時のセンサ出力）とする。

脱臭器の動作によるセンサ出力の減少率Ｘは、臭気の程
度を現す。−例を挙げると、冷蔵庫に大量の食品を入れ
僅かな臭いを感じる場合、センサ出力（電気伝導度）の
相対値は、空の冷蔵庫の場合を基準と１．て２〜３倍程
度となる。冷蔵庫は一般に数年間程度使用するので、セ
ンサの経時変動を見込むと、この出力では不モ分である
。次に脱臭器２４の動作を開始すると、大量の食品で微
かな臭いが有る場合Ｘは３０分後に１．７程度に、１時
間後に２程度となる。一方空の冷蔵庫では、Ｘは３０分
後に３程度、１時間投に６程度となる。

更に古い大量の食品で強い臭いがある場合、Ｘの値は脱
臭開始後３０分で１．３程度、１時間後で１．５程度と
なる。そこでＸが大きい程臭気濃度が低く、Ｘが小さい
ほど臭気濃度が高いことが分かる。また脱臭によるセン
サ出力の減少率を用いることの他の利点は、センサ出力
の経時変動や周囲の温湿度変動等の夕）来要因の影響が
小さいことに有る。即ちセンサの出力がこれらの影響に
よりシフトシても、Ｘの値自体は直接これらのものの影
響を受（づない、なおここでＸを減少率として定めたの
は、元の出力Ｖｍで規格化するためである。

比に変λて、元の出力と脱臭後の出力どの差等を用いて
も良い。

臭気の程度はＸにＪ：り定まるので、Ｘの減少関数とし
て脱臭時間ｔ２を定める。この脱臭処理は、Ｘから求め
た臭気の程度に応じた、脱臭処理を意味する。これは例
えば、Ｘとｔ、との関係をＲＯＭ等に設けた表としてお
き、この表を読み込めば良い。ｔ、の下限は例えば１０
分、上限は例えば３時間程度と１．ておく。時間ｔ、が
経過した時点でのセンサ出力ＶＣをＶ、どし、ＶｌとＶ
、どを比較する。ＶｌがＶ、以下の場合、前回の基準値
Ｖ。

に対応したレベル以下に臭気濃度が低下１−でいるので
、ＶｌをＶ。に代入し、脱臭器２４を停止する。

同時に次回の脱臭の］・リガーレベルＶｓｔｄを、ＶＳ
ｔｄ＝Ｖｏ＋Ｂ−Ｘ　　（Ｂ：定数）等として定め、以
後ＶｃがＶｓｔｄを越えた時点で脱臭サブルーチンＧを
処理する。これは臭気の検出に対するセンサ出力の許容
幅をＢ−Ｘ　（Ｂは正の定数）として定め、臭気が低い
場合には大きな許容幅を、臭気が高い場合に１ま小さな
許容幅を置くことに等しい。Ｖｓｔｄの決定は、Ｘの増
加関数として許容幅を定めるものであれば良い。

ｔ２経過後のセンサ出力Ｖ１がＶｏを越える場合、ｔ、
で定まる許容時間（１０分−ｉ時間程度）を上限どして
脱臭器２４を追加動作させ、Ｖｃが■。

以下に低下し７１時点で脱臭器２４を停止させる。

この場合も脱臭器２４の停止時のセンサ出力Ｖ　ｃを新
たな基準出力■。とする。タイマｔ、を用いた追加脱臭
は、ＶｃがＶ。以下に低下しない原因が脱臭の不足に有
るのか、それども外来的要因によるセンサ出力の変化に
有るのかを確認するだめのものである。ここで時間ｔ３
が経過しても出力がｖｏ以下に低下しない場合、外来的
要因によりセンサ出力が増加したものとして処理し、ｖ
ｌを基準出力Ｖ、として受は入れる。逆に電、以下の間
に出力が■。以下に減少１．た場合、Ｖ、がＶ。以下に
低下した時点で十分な脱臭を行ったものと判断し、その
時点でのＶｌを基準出力Ｖ。ｌ！：する。

以後これらのルーズを繰り返し、センサ出力が閾値Ｖｓ
ｔｄを超人た時点で、センサの温度変化から悪艷の有無
を検出Ｉ２、脱臭処理に移行する。

実施例の動作を、第４図に示す。センサ出力が閾値Ｖｓ
ｔｄに達すると、センサを１分間１０００Ｃに冷却し、
出力Ｖｆとｖｌとの比Ｉにより悪臭の有無を検出する。

ＪがＤ以下の場合、センサ出力の増加はエタノール等の
妨害ガスによるものであり、脱臭を省略する。ＪがＤを
純える場合、悪臭が発生１．ており、１．程度の間脱臭
器２４を動作させて、センサ出力の減少率Ｘを求める。

Ｘは臭気の程度を反映し、Ｘを基に定める時間ｔ２の間
脱臭を行う。脱臭後の出力Ｖｌを基準出力Ｖ。と比較］
７、■１がＶ。以下の場合脱臭を停止して、■１をＶ。

に代入慢る。また新たなＶ。を用いて、次回の検出閾値
Ｖｓｔｄを定める。時間１，２が経過しても出力かＶ。

以下に低下しない場合、出力が低下しない原因が脱臭が
不十分なためか、元の基準出力Ｖ　１１の妥当性が失わ
れたためかを確認する。この確認は時間ｔ、を」二限と
１２で脱臭器２４を追加動作させることで行う。追加動
作の間に出力がＶ。以下に低下すれば、その時点で脱臭
器２４を停止させ、その時点の出力を基準出力Ｖ０とす
る。出力がＶ０以下に低下しない場合、ｊ３経過時の出
力を新たな基準出力ｖ０とする。

［実施例２］ 第５図に、センサの温度変化による臭気の検出のみを用
いた実施例を示す。この実施例の回路としては、第１図
の回路からＲＡＭ１８やタイマ２２の構成を簡単化した
ものとすれば良い。この実施例では、センサ温度の変化
前、の出力Ｖｉと変化後の出力Ｖｆとを取り出し、ｖｆ
とＶｉとの比Ｊから臭気の有無を検出する。次いでＪの
値によって、脱臭器２４の動作時間を定める。脱臭器２
４の動作時間はＪが大きい程大きくし、Ｊが小さい場合
には小さくする。脱臭器２４の動作が終了すると、次回
の脱臭まで所定の時間（ｔ、）脱臭器２４を停止させる
。ｔ、が経過すると、再度センサの温度変化により臭気
の有無を検出し、脱臭等の処理を行う。

なお実施例では温度変化後の出力と温度変化前の出力と
の比を用いたが、差等を用いても良い。

また温度変化の時間や温度の変化幅等は、ガスセンサの
特性に応じ任意に定めれば良い。更に第１図〜第４図の
実施例では、脱臭処理前に温度変化による臭気の検出を
行った。しかし温度変化による臭気の検出と脱臭処理と
を切り離し、例えばタイマで１日に数回センサを温度変
化させて、冷蔵庫内のガスが悪臭物質かエタノール等の
妨害ガスかを識別するようにしても良い。

［発明の効果］ この発明では、ガスセンサの温度変化を用いて冷蔵庫の
臭気を検出する。このようにすれば、調味料等から発生
したエタノール等の妨害ガスと硫化水素等の悪臭物質と
を識別して検出できる。またガスセンサの特性が何等か
の原因で変化した場合でも、温度変化前と温度変化後と
の出力の比較過程で、センサ特性の変化の影響を打ち消
し、信頼性の有る検出を行うことがで洋る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の回路図、第２図はその動作フローチャ
ート、第３図、第４図は実施例の動作時第５図は変形例
の動作フローチャートであ性図、 る。 図において、　　　　　０３ ０７　コンプレッサー、２ １２　マイクロコンピュータ、 ２４　脱臭器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガスセンサにより臭気を検出して、冷蔵庫に設け
   た脱臭器を制御するようにした装置において、 ガスセンサの加熱温度を変化させるための手段と、温度
   変化に伴うセンサ出力の変化を、悪臭の有る雰囲気での
   センサ出力の温度依存性と、悪臭のない雰囲気でのセン
   サ出力の温度依存性とに対して比較し、悪臭の有無を検
   出するための手段とを設け、この手段での検出結果によ
   り脱臭器を制御するようにしたことを特徴とする、冷蔵
   庫の脱臭制御装置。