JPH04161777A - 除霜制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 産業上の利用分野 本発明は、蒸発器の除霜運転の終了温度を検知する温度
センサの断線検知時における除霜運転制御装置に関する
。

従来の技術 従来此種除霜運転の終了温度を検出する温度検出装置と
して、例えば特公昭５６−４０７６７号公報に示す温度
検出回路がある。ここに示された構成は、−辺をサーミ
スタとする抵抗ブリッジ回路によって作動する出力トラ
ンジスタを設け、出力トランジスタは、エミッタ電極と
ベース電極とを抵抗ブリッジ回路に接続し、抵抗ブリッ
ジ回路の一隣接辺の抵抗とサーミスタに、サーミスタに
ベース電極を、抵抗にコレクタ電極を、アースにエミッ
タ電極をそれぞれ接続した断線検知用トランジスタを接
続し、出力トランジスタのエミッタ電極とアース間に、
サーミスタが断線したとき出力トランジスタのエミッタ
電位を定める抵抗を接続したものである。

発明が解決しようとする課題 前記構成にあっては、温度検出用に使用する出力トラン
ジスタのほかに、サーミスタの断線を検出する断線検知
用トランジスタが必要であることに加え、常にサーミス
タに対して抵抗が並列に接続されることとなる関係上、
出力トランジスタの出力を制御するためのエミンタ電位
が、サーミスタだけのときに比べて常に低くなる。しか
も、温度を検出するとき及び断線を検出するときの雨検
出時において、断線検知用トランジスタに対して電流を
流さなければならず、経済的に非常に不合理なものであ
った。

さらに、この温度検出回路を除霜制御装置における除霜
終了温度検出部に利用した場合、断線検知後の次回の除
霜運転を温度上昇を抑制した制御即ちフェイルセーフ運
転に切り替えることを示唆するものではなく、通常タイ
マーによる終了時点の決定しか行われていない。

そこで本発明にあっては、断線検出後の除霜運転をデユ
ーティ−制御運転に切り替えるようにした除霜１Ｉｉ４
Ｉ御装置を提供するものである。

〔発明の構成］ 課題を解決するための手段 本発明の除霜制御装置は、上述の課顯に鑑み為されたも
ので、除霜ヒータの除霜運転開始及び終了を制御する制
御器と、除霜運転の終了温度を検出する温度センサを含
む除霜終了指令手段と、温度センサの断線を検出して異
常信号を出力する断線検出装置と、デユーティ−制御運
転を実行させるタイマー部とを備え、制御器は、異常信
号を受けたとき、除霜ヒータの除霜運転を終了するとと
もに、次回の除霜運転をデユーティ−制御運転にするよ
うに構成した除霜制御装置を提供する。

また、断線検知後の除霜運転に置ける温度上昇を抑制す
るために、タイマー部を複数のタイマーにて構成し、除
霜開始から除霜終了までの全除霜運転時間において、前
半を連続通電運転とし、後半を通電率制御運転とするよ
うに構成するとよい。

作用 温度センサの断線後には除霜運転中の温度上昇を検出で
きないことから、除霜ヒータの連続通電制御ではなく、
ヒータの０Ｎ−ＯＦＦ交互運転を実行するデユーティ−
制御運転として、ヒータの熱によって過度の温度上昇が
起こりにくいようにしている。

また、ヒータの熱が主に霜の融解に適用される除霜開始
後の前半部分において、ヒータを連続通電運転とし、霜
の融解後ヒータの熱が温度上昇に影響しやすい後半部分
で、ヒータの０Ｎ−ＯＦＦを交互に切り替えるいわゆる
デユーティ−制御運転を行うようにしており、ヒータＯ
ＦＦ時は温度上昇がない自然除霜運転となって、融解さ
れつつあった霜の増大が抑制できるだけでなく、ヒータ
の熱を霜の融解に効率的に適用し、消費電力の有効活用
を図るようにしている。

実施例 以下図面に基づき本発明の詳細な説明する。

１は冷凍冷蔵庫等の貯蔵庫を冷却する冷凍サイクルであ
って、圧縮機２．凝縮器３．減圧手段４及び蒸発器５を
備える。

ｌＯは冷凍サイクル中の蒸発器５に付着した霜を強制的
に除去するための除霜制御装置であり、圧縮機２の運転
時間（即ちＯＮ時間）が設定値ＴＯＮ（例えば１０時間
）を越えたとき除霜指令としての除霜開始信号を出力す
るタイマー等の除霜開始指令手段１１と、除霜開始信号
により蒸発器５の除霜運転を実行する加熱ヒータ等の除
霜手段１２と、除霜開始信号により起動して所定時間Ｔ
。

（例えば５０分）経過後に第１の除霜終了信号を出力す
るタイマー等の計時手段１３と、蒸発器５の空気出口側
に配設され蒸発器５の温度が所定温度１．（例えば５℃
）以上になったとき、第２の除霜終了信号を出力する負
特性サーミスタ２１にて代表される除霜終了温度センサ
等からなる除霜終了指令手段１４と、第１あるいは第２
の除霜終了信号の何れか一方の信号により前記除霜手段
１２の除霜運転を終了させる後述の制御器としての制御
手段１５と、該制御手段１５からの断線確認信号に基づ
いて負特性サーミスタ２１の断線を検出する断線検出装
置２０と、タイマー部とを備える。タイマー部は、サー
ミスタ２１の断線が検出されたとき、除霜手段１２の０
Ｎ−ＯＦＦ動作を制御する所謂デユーティ−制御を行う
ものであり、実施例では該タイマー部を第１乃至第４タ
イマー１６゜１７．１８．１９にて構成し、除霜開始指
令手段１１、計時手段１３．タイマー部及び制御手段１
５を、マイクロコンピュータに組み込んでいる。

また、第１乃至第４タイマー１６．１７，１８゜１９の
各計時時間は、それぞれＴ、、Ｔ、、Ｔ、及びＴ、であ
って、前半の連続通電時間としてＴ１、後半のデユーテ
ィ−制御時間としてＴ４がそれぞれ位置付けられ、デユ
ーティ−制御時間Ｔ４中においては、ＯＦＦ　（即ち自
然除霜）運転時間Ｔ、。

ＯＮ（即ち加熱除霜）運転時間Ｔ、を交互に繰り返すも
のである。ただし、本実施例においては、（Ｔ、＋７４
）＜Ｔ、なる関係にしているが、特にこの大小関係のみ
に限定されるものではない。

制御手段１５は、除霜開始指令手段１１から除霜開始信
号が出力されたとき、計時手段１３に計時開始指令を出
力するとともに除霜手段１２を動作させる。そして除霜
手段１２にて除霜運転が開始されて、蒸発器５の温度が
設定温度ｔ、以上になったとき除霜終了指令手段１４か
ら出力される第２の除霜終了信号、若しくは、計時手段
１３から出力される第１の除霜終了信号の何れか一方の
信号を入力したとき、制御手段１５は、除霜手段１２の
除霜運転を終了させて圧縮機２を駆動して冷却運転に復
帰させるとともに、除霜開始指令手段１１及び計時手段
】３をリセットする。

尚、通常状態を対象として、蒸発器５が所定温度以上に
なるまでに要する時間が、所定時間Ｔ。

よりも小さくなるようにヒータ加熱容量及び所定時間を
設定しているが、蒸発器への着霜量が多くて完全に除霜
できなかったとき、あるいは温度センサに異常があって
終了温度以上に至らなかったとき、もしくは除霜手段が
正規に作動しなかったとき等、通常状態とは異なる状況
となった場合には、第２の除霜終了信号が出力される前
に計時手段１３から第１の除霜終了信号が出力される。

そこで、この第１の除霜終了信号が出力されたときには
、それを記憶し、除霜開始指令手段１１の設定値Ｔ。Ｈ
を初期値（本例では１０時間）よりも小さい値に変更す
る。変更値は、初期値の半分以下に設定することが望ま
しく、本実施例では例えばＴ。、１５（即ち２時間）と
する。そして、冷却運転再開後、圧縮機２の運転時間が
この変更値以上となったときには、再度除霜運転を行う
。さらにこの再除霜運転のときに、計時手段１３から第
１の除霜終了信号が出力されたときには、制御手段１５
が、除霜終了指令手段１４等の制御対象部品に何らかの
異常があったものと判断する。このとき異常の報知を行
うようにするとよい。

一方、断線検出装置２０は、−辺を負特性サーミスタ２
１とした蒸発−５５の除霜運転の終了温度を検出する抵
抗ブリッジ回路２２と、該ブリッジ回路２２の中点間の
電位差即ち抵抗２３と２４の接続点Ｐの電位■Ｐと抵抗
２５とサーミスタ２１の接続点Ｑの電位■、との差によ
って■、≧■。のとき除霜終了信号としての高電位の信
号を出力する比較器２６と、該比較器２６の除霜終了信
号により除霜運転の終了を指示する制御器１５と、該制
御器１５と前記比較器２６の一方の入力端（本例では一
例入力端）との間に接続される断線検出用抵抗２７とを
備えたものである。

尚、１Ｉ１１御器１５は、除霜運転中において定期的（
例えば１分間毎）に断線確認信号としての低電位の信号
（以下り信号と称する）を出力するとと６に、それ以外
のときは温度確認信号としての高電位の信号（以下Ｈ信
号と称する）を出力して、各確認信号による比較器２６
からの出力に基づきサーミスタ２１の断線検出及び除霜
終了温度の確認を行う。

即ち、制御Ｓ１５からＨ信号が出力されているときには
、断線検出用抵抗２７は抵抗２５に並列接続されるため
、比較器２６は、温度変化に伴うサーミスタ２１の抵抗
変化によるｖＱの電圧変化を検知する温度確認手段とし
て作用する。一方、制御器１５からＬ信号が出力された
ときには、断線検出用抵抗２７はサーミスタ２１に並列
に接続されることとなり、その合成抵抗が、断線検出用
抵抗２７の抵抗値に近似する場合（即ちサーミスタ２１
が断線してその抵抗値がその上限抵抗値を越えたとき）
に最大値となる。このとき（■。〉■、となって）比較
５２６がＬ信号を出力するため、比較９２６は断線確認
手段として作用する。

ここで、制御器１５は、断線確認信号を出力したときの
比較器２６からの出力がＨ信号であるときには、サーミ
スタ２１は正常であると判断し、比較６２６の出力がＬ
信号であるときには、サーミスタ２１が断線したものと
判断して除霜運転を終了させるとともに、次回の除霜運
転開始までの時間を短くする。また、除霜手段１２を通
常時の連続通電運転から、第１〜第４タイマー１６〜１
９の動作によるデユーティ−１ｌｆ１１御運転に移行さ
せるとともに、計時手段１３による第１の除霜終了信号
を待機する。

また、制御器１５は、温度確認信号を出力して比較＠２
６からＨ信号が出力されたときには、除霜終了温度に到
達したものと判断して除霜手段１２の除霜運転を終了さ
せる。

以上の構成に基づき除霜制御装置１０の動作説明を行な
う。ただし、貯蔵庫内には保冷物品が適宜叡納さね２、
庫内温度ｔ、は所望の温度ｔ。９．をはるかに上回って
いるものとし、まず冷却運転から説明する。

（１）ｔ　ｈ＞　ｔ　＠ｆｔであることがら、冷却運転
制御手段（図示せず）がＯＮ信号を出力して（第４図ス
テップＳ４参照）、圧縮機モータが運転状態となり、庫
内を所望の温度まで引き下げる冷却運転（即ちプルダウ
ン運転）を行なう一方、除霜開始指令手段１１が計時動
作を開始する（第４図のステップＳ、参照）。

（■）冷却運転により温度検知手段２１にて検知された
庫内温度１．が所望の温度ｔ、１．を一定温度（本例で
は１℃とする）だけ下回ると、冷却運転制御手段がＯＦ
Ｆ信号を出力し、モータを停止させ、冷却を停止すると
ともに、除霜開始指令手段１１が計時動作を一時停止す
る。

（ｉｉｉ）冷却停止により庫内温度１ｋが所望の温度を
１℃だけ上回ると、冷却運転制御手段が再びＯＮ信号を
出力して、圧縮機モータが運転状態となり、庫内の冷却
運転を行なうとともに除霜終了指令手段１１が計時動作
を再開する（この時点からサーモサイクル運転における
冷却が開始する）。

（ｉｖ）このサーモサイクル運転における冷却により、
庫内温度ｔ、が所望の温度ｉ　ａｌｆを１℃だけ下回る
と、冷却運転制御手段はＯＦＦ信号を出力するため、圧
縮機モータが停止して冷却を停止するとともに、除霜開
始指令手段１１が計時動作を一時停止する。

（ｖ）以下上述の（ｉｉｉ）（ｉｖ）の動作を繰り返し
て、庫内温度を所望の温度の上下１”Ｃのディファレン
シャルでもって冷却しつつ、除霜開始指令手段１１は計
時動作を繰り返し行う。

（Ｖ：）そして、除霜開始指令手段１１による計時時間
が設定値Ｔ。Ｎになると（第４図ステップＳ４参照）、
除霜開始指令手段１１から除霜開始信号が出力されて（
同図ステップＳ、参照）、除霜手段１２による除霜運転
が実行される。

以下、この除霜運転について、第４図のフローチャート
に基づいてその制御動作を説明する。

■まず、ステップＳ、にて除霜開始指令手段１１から除
霜開始指令即ち除霜開始信号が出力されたか否かが判断
され、出力されてなければステップＳ２へ移行し、出力
されていれば計時手段１３の計時動作即ち所定時間Ｔ、
からの減算動作を開始して（ステップＳ７）、ステップ
Ｓ、にて計時手段１３から除霜終了指令即ち第１の除霜
終了信号が出力されているか否かが判断される。

０次に、第１の除霜終了信号が出力されていれば、ステ
ップＳ、。で着霜量が多いため再度除霜が必要であると
いう印（即ち再除霜フラグ）があるか否かが判断され、
フラグが有ればステップＳ　Ｉ＋で再除霜フラグをリセ
ットしてステップＳ、１へ移行し、フラグが無ければス
テップＳ１！で再除霜フラグをセットし、ステップＳ＋
３にて除霜開始指令手段１１の設定値Ｏ６Ｎを２時間に
セットして、ステップＳ　１４で除霜ヒータ１２への通
電をＯＦＦして、ステップＳ１へ復帰する。

■一方、第１の除霜終了信号が出力されていなければ、
温度確認信号としてのＨ信号が出力されて、ステップＳ
、にて除霜終了指令手段１４から除霜終了指令即ち第２
の除霜終了信号が出力されたか否かを判断し、出力され
ていなければステ・７ブＳ　Ｉ５へ移行して断線確認信
号としてのし信号を出力してステップＳ　Ｉ６’＼移行
し、出力されていればステップＳ’ｔ＋へ移行する。

０次に、ステップＳ＋ｓでは、比較器２６の出力がＬで
あるか否かが判断され、出力がＨであればステップＳ１
へ復帰し、出力がしてあればステップＳ　１７で除霜終
了温度センサ２１の異常信号を出力して異常を報知させ
、ステップＳ　＋ｓで除霜ヒータ１２への通電をＯＦＦ
して除霜運転を終了させ、ステップＳ２．で温度センサ
２１が異常である印即ち異常発生フラグをセットし、ス
テップＳ、。で除霜開始指令手段１１の設定値Ｔ。Ｈを
２時間にセットしてステップＳ、へ復帰する。

■他方、ステップＳ　１＋では除霜ヒータ１２への通電
をＯＦＦして除霜運転を終了させ、ステップＳ、で除霜
開始指令手段１１の設定値を初期値ＴＯＮ　（即ち１０
時間）のまま、セットして計時動作を開始させ、圧縮機
２を起動させて冷却運転を再開させる。即ち上述の（ｉ
）〜（ｉｖ）の動作を行う。

以上のように、計時手段１３による第１の除霜終了信号
にて除霜ヒータ１２の除霜運転を終了させたときには、
除霜終了指令手段１１の設定値を小さくして、冷却運転
時間を通常よりも短いものとすることにより、次回の除
霜運転で確実に融解しやすいように着霜量の大幅な増大
を抑制するようにしている。しかも、第１の除霜終了信
号が出力されたときには、再除霜フラグをセットして記
憶するとともに、次回の除霜終了がまた第１の除霜終了
信号によるものであった場合には、この再除霜フラグに
基づいて、何らかの異常が発生したものと判断する異常
検知モードに移行するようにすることも可能である。

次に、センサの異常発生が確認された後における除霜ヒ
ータ１２のデユーティ−制御運転について、第５図を参
照して説明する。

■まず、ステップＭ、で除霜終了指令の有無が判断され
、指令が無いときはステップＮ、〜Ｎ４において順次Ｔ
、〜Ｔ４をセットしてステップＭ　Ｈへ移行し、指令が
あればステップＭ、で断線検出装置２０から除霜終了セ
ンサ異常信号が出力されたか否かが判断され、出力され
ればデユーティ−制御運転としてのステップＭ、〜Ｍ　
１　ｇへ移行し、出力されなければステップＭ、。で計
時手段１３の計時時間Ｔ、が終了したか否かが判断され
、終了していればステップＭ。にて除霜指令を解除し、
ステップＭ　ｚ　３で除霜ヒータ１２１＼の通電をＯＦ
Ｆして除霜運転を終了させてステップＭ１へ復帰し、終
了していなければステシブＭ　ｚ　、で除霜ヒータ１２
をＯＮさせてステップＭ１へ復帰する。

■一方、ステップＭ、では第１タイマー１６の計時時間
Ｔ、が経過したか否かが判断され、経過していなければ
ステップＭ、で（Ｔ、−１）をＴ、に置き替えて、ステ
ップＭ６で除霜ヒータ１２をＯＮさせステップＭ、へ復
帰し、経過していればステップＭ４で除霜ヒータ１２を
ＯＦＦさせる。次のステップＭ７で第２タイマー１７の
計時時間Ｔ。

が経過したか否かが判断され、経過してなければステッ
プＭ、で（Ｔ、−１）をＴ、に置き替えて、ステップＭ
、でＴ、をセットしてステップＭ１．へ移行し、経過し
ていればステシブＭ、。で除霜ヒータ１２をＯＮＬ、ス
テップＭ１１で第３タイマー１８の計時時間Ｔ、が経過
したか否かか判断さｔＬる。Ｔ３が経過していなければ
ステップＭ　、２で（Ｔ、−１）をＴ、に置き替え、ス
テップＭ　１３でＴ２をセットしてステップＭ１．へ移
行し、経過していればステップＭ１．で除霜ヒータ１２
をＯＦＦしてステップＭ１、へ移行する。

■他方、ステシブＭ、５では、第４タイマー１９の計時
時間Ｔ４が経過したが否がか判断され、経過していなけ
ればステップＭ　１６で（Ｔ、−１）をＴ４に置き替え
てステップＭ７−＼戻９、経過したらステ１．プＭ。へ
移行する。

このため、除霜終了温度センサ２１の断線時には、第１
タイマー１６〜第４タイマー１９の計時動作に基づく除
霜ヒータ１２のデユーティ−制御運転に移行する。しか
も、前半の時間Ｔ１を連続通電とし、その後の後半時間
Ｔ４をデユーティ−制御による通電率制御としたことで
、温度上昇の少ない前半段階を連続通電にて効率的に霜
を融解し、温度上昇が激しくなる後半段階を０Ｎ−ＯＦ
Ｆ交互運転にしてその温度上昇を抑制するようにして、
センサの断線時に全体の除霜時間が多少長くなっても、
不用意な温度上昇を避けた除霜運転（いわゆるフェイル
セーフ運転）を行うことができる。

し発明の効果］ 以上詳述の如く本発明の請求項１によれば、除霜終了温
度センサの断線後はデユーティ−制御運転に移行するこ
とから、単なる連続通電制御方式に比べてヒータの輻射
熱による温度上昇を抑制したフェイルセーフ運転を実行
することができる。

また請求項２によれば、除霜開始後の前半において、連
続通電運転にてヒータの熱を主に霜の融解に適用し、後
半においてヒータの０Ｎ−ＯＦＦを交互に切り替えるた
め、ヒータの熱による温度上昇が起こりにくく、融解さ
れつつあった霜の増大が抑制できるだけでなく、消費電
力の有効活用が図れる。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の一実施例を示し、第１図は除霜制御装置
のブロック回路図、第２図はサーミスタの断線検出装置
の回路図、第３図は冷媒回路図、第４図は断線検出の動
作の流れを説明するフローチャート、第５図は断線時の
デユーティ−制御運転による除霜運転の動作の流れを説
明するフローチャートである。 １０・・・除霜制御装置、　　１２・・・除霜ヒータ、
１４・・・除霜終了指令手段、　　１５・・・制御器、
　２０・・・断線検出装置、　　２１・・・温度センサ
、　　１６゜１７．１８．１９・・・第１乃至第４タイ
マー（タイマー部）、　　２２・・・ブリッジ回路、　
　２６・・・比較器、　２７・・・断線検出用抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、除霜ヒータの除霜運転開始及び終了を制御する制御
   器と、前記除霜運転の終了温度を検出する温度センサを
   含む除霜終了指令手段と、前記センサの断線を検出して
   異常信号を出力する断線検出装置と、デューティー制御
   運転を実行させるタイマー部とを備え、前記制御器は、
   前記異常信号を受けたとき、除霜ヒータの除霜運転を終
   了するとともに、次回の除霜運転をデューティー制御運
   転にすることを特徴とする除霜制御装置。 ２、タイマー部は、複数のタイマーで構成されており、
   全除霜運転の前半を連続通電運転とし、後半を通電率制
   御運転としてなる請求項１記載の除霜制御装置。