JPH07110182A - 冷蔵庫の冷蔵室温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷蔵室の温度変化の状態及び外気温度の変動
に基づき自動的に冷蔵室の設定温度を修正できるように
した冷蔵庫の冷蔵室温度制御装置を提供することを目的
とする。 【構成】 冷蔵室温度制御装置３２は、冷蔵室の温度を
設定する温度設定手段３３の設定温度と冷蔵室センサ３
４の検出した庫内温度との差及び冷蔵庫の外気温度を検
出する外気温度センサ３５で検出した外気温度に基づき
冷蔵室の制御温度を決定する温度決定部３９と、この制
御温度と庫内温度に基づき前記冷蔵用ダンパー３１の動
作を制御する制御信号を出力する信号出力部４０とを備
えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷蔵室用のダクト及び
ダンパーを有した冷蔵庫の冷蔵室温度制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明に先行する(I)実公平２−２１７
４３号公報には、冷凍室と冷蔵室の双方に冷気を供給し
ている状態において、冷凍室内の温度が冷凍室の設定温
度よりも高い所定の保証温度以上になったときに、冷凍
室のみに冷気を供給させる温度保証手段を備えた冷蔵庫
が開示されている。

【０００３】また、本発明に先行する(II)特公平３−２
５７０５号公報には、冷凍機器の運転を設定温度で作動
させ下限温度で停止させるものにおいて、冷凍機器が作
動してから一定の期間（無補正時間）は下限温度を変更
しないが、無補正時間経過後は作動開始からの時間に正
比例して下限温度を上昇させるようにした温度制御方法
が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記(I)の公報にあっ
ては、冷凍室用扉及び冷蔵室用扉の開閉が頻繁に行われ
たり、新たな貯蔵物が収納される等の要因により冷蔵庫
の負荷量が増大して、冷凍室及び冷蔵室の温度が上昇し
た場合に、冷凍室に収納されているアイスクリームや長
期冷凍保存用食品の温度上昇による品質の低下を抑制す
るために冷凍室のみに冷気を供給するようにしている
が、冷蔵室については考慮されていない。そこでこの温
度保証手段を冷蔵室に適用すれば、冷蔵室の温度上昇に
伴う品質低下は抑制できるものの、今度は逆に冷凍室の
ことが考慮されなくなる。しかも、温度保証手段は使用
者が設定した設定温度に対して所定の保証温度を定める
ものであり、急激な負荷増大に対し設定温度が低下する
ものではないため、負荷増大に伴う温度上昇を抑制する
ことができない不具合があった。

【０００５】一方前記(II)の公報にあっては、冷凍機器
の運転時間の長さに比例して下限温度が上昇するため、
不感帯域を自動的に補正することができる。しかしなが
ら、あくまでも時間だけによって補正するものであるか
ら、負荷及び貯蔵室の温度変化に基づいて不感帯域を自
動補正することはできず、冷蔵庫への適用には不向きで
ある。他方両公報においては、四季を通じて異なる外気
温度については考慮されていないことから、季節変動に
合わせて冷蔵室の設定温度を適宜変更することができな
かった。

【０００６】そこで本発明では、特に冷蔵室の温度変化
の状態及び外気温度の変動に基づき自動的に冷蔵室の設
定温度を修正できるようにした冷蔵庫の冷蔵室温度制御
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、冷却器で冷却
された冷気を冷蔵室へ導くダクトの吹出口を開閉するダ
ンパーと、冷蔵室の温度に基づいて前記ダンパーの動作
を制御する温度制御装置とを備えた冷蔵庫において、前
記温度制御装置は、冷蔵室の温度を設定する温度設定手
段と、冷蔵室の温度を検出する庫内温度センサと、冷蔵
庫の外気温度を検出する外気温度センサと、設定温度、
庫内温度及び外気温度に基づき前記ダンパーの制御信号
を出力する制御手段とからなり、制御手段は、庫内温度
センサの検出した庫内温度と設定温度の差及び外気温度
に基づき前記設定温度を修正した冷蔵室の制御温度を決
定する温度決定部と、この制御温度と庫内温度に基づき
前記制御信号を出力する信号出力部とを備えた冷蔵庫の
冷蔵室温度制御装置を提供するものである。

【０００８】

【作用】温度決定部が、庫内温度センサの検出した庫内
温度と設定温度との差及び外気温度に基づき、負荷の変
化及び負荷の大きさを判断するとともに設定温度の修正
量を決定して制御温度を修正するようにしたので、負荷
の変化及び大きさに基づいて冷蔵室の設定温度（即ち制
御温度）を自動的に修正することができる。このため、
外気温度として現れる季節変動に合わせて冷蔵室におけ
る温度上昇及び温度降下を抑制するとともに、冷蔵室に
収納される食品の品質低下を抑制することができる。

【０００９】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。

【００１０】１は家庭用冷蔵庫であり、この冷蔵庫１は
その本体を構成する前面開口の断熱箱５と、この開口を
閉塞する扉６，７，８，９，１０，１１とで構成されて
いる。 １４は断熱箱５の内部を上下に仕切る横仕切壁
であり、本実施例ではこの横仕切壁１４の上方を凍結温
度に冷却される冷凍室１２、下方を食品が凍結しない温
度に冷却される貯蔵室１３とするものである。尚、貯蔵
室１３は２つの横仕切壁１７，１８により更に上中下に
３段に仕切られ、横仕切壁１７の上方を３℃程度の温度
に冷却される冷蔵室１３Ｂ、横仕切壁１７の下方で横仕
切壁１８の上方を冷蔵室の温度よりも低く食品が凍結す
る直前の−１℃程度の温度に冷却される氷温室１５、横
仕切壁１８の下方を７℃程度の野菜の保存に適した温度
に冷却される野菜室１６としている。

【００１１】扉６及び７は、冷凍室１２に対応する回動
式の扉であり、扉８及び９は冷蔵室１３Ｂに対応する回
動式の扉である。扉１０及び１１は、それぞれ氷温室１
５及び野菜室１６に対応する引出式の扉であり、両扉に
はそれぞれ主として魚肉及び野菜を収納するための上面
開口の容器（図示せず）が着脱自在に設けてある。

【００１２】冷凍室１２の背部には冷却器カバー２１と
断熱箱５とで形成される冷却器室があり、この冷却器室
には冷却器としてのプレートフィン型蒸発器（図示せ
ず）及びシロッコファン等の送風機（図示せず）が配置
されている。尚、冷却器室は、カバー２１に形成した吹
出口２５，２６にて冷凍室１２と連通する一方、ダクト
（図示せず）により横仕切壁１４の後部で冷蔵室１３Ｂ
と連通している。

【００１３】また冷蔵室１３Ｂへの冷気供給は、ダクト
の途中に設けた冷蔵用ダンパーにより制御され、複数の
吹出口２７から冷蔵室１３Ｂの各棚で仕切られた空間内
に吹き出されるるものである。この冷蔵用ダンパーの構
成は図示しないがこのダンパーを動かすモータも含めて
図１のブロック回路図で３１で示してある。尚、以下こ
の冷蔵用ダンパーをＲダンパー３１と称する。Ｒダンパ
ー３１は、冷蔵室温度制御装置３２からの制御信号に基
づいてその動作が制御されるものである。

【００１４】次に冷蔵室温度制御装置３２を図１のブロ
ック回路図に基づき説明する。冷蔵室温度制御装置３２
は、冷蔵室の温度を設定する温度設定手段３３と、冷蔵
室の温度を検出する庫内温度センサ３４と、外気温度を
検出する外気温度センサ３５と、温度設定手段３３で設
定された設定温度VOL（以下説明の都合上制御温度Ａと
いう），庫内温度センサ３４の検出した検出温度（以下
庫内温度Ｃ，Ｄという）及び外気温度センサ３５の検出
した検出温度（以下外気温度ＡＴという）に基づきＲダ
ンパー３１の制御信号を出力する制御手段３６としての
マイクロコンピュータとからなる。ここでいう制御信号
は、Ｒダンパー３１を開放させるための開放信号（通常
ＯＮ信号）と、Ｒダンパー３１を閉塞させるための閉塞
信号（通常ＯＦＦ信号）との両者を総称したものであ
る。ここで、制御温度Ａそのものが閉温度となり、この
閉温度に一定の温度デファレンシャル（例えば０．７
℃）を加えた値が開温度となるものとする。また送風機
は圧縮機のＯＮ−ＯＦＦに同期してＯＮ−０ＦＦ制御さ
れるものである。

【００１５】制御手段３６は、庫内温度センサ３４の検
出した庫内温度Ｃ，Ｄと制御温度Ａとの温度差Ｅ［Ｅ＝
（Ｄ＋Ｃ）／２−（Ａ＋０．３５）］を算出して出力す
る演算部３７及びこの温度差Ｅと外気温度センサ３５の
検出した外気温度ATに基づきファジィ推論を行い制御温
度のシフト量Ｆを決定し前回設定した制御温度にシフト
量Ｆを加えて新たな制御温度Ａとするファジィ推論部３
８からなる温度決定部３９と、この新たに設定された制
御温度Ａと庫内温度Ｃ，Ｄに基づき制御信号を出力する
信号出力部４０とを備えている。ここでＲダンパー３１
は圧縮機がＯＦＦの場合には強制的に閉塞されるように
してある。

【００１６】以上の構成に基づき図４のフローチャート
を参照しながら冷蔵室温度制御装置３２の動作の流れを
説明する。まず、電源が投入されると、ステップＳ１で
シフト量Ｆを０とし、ステップＳ２で温度設定手段３３
で設定された設定温度VOLを制御温度Ａとして取り込
む。従って温度設定手段３３の設定温度が変更されれば
その変更された値が制御温度になる。ステップＳ３では
取り込んだ制御温度Ａにシフト量Ｆを加えたものを新し
い制御温度Ａとする（初期値としては設定温度＝制御温
度となる）。

【００１７】次にステップＳ４で圧縮機が運転している
か否かを判断し、運転していなければステップＳ５でＲ
ダンパー３１が開か否か（実質的には開放信号が出力さ
れているか否か）を判断し、開でなければステップＳ７
へ移行し、開であればステップＳ６でその時の庫内温度
を実際の閉温度Ｃとしてサンプリングして、ステップＳ
７でＲダンパー３１の閉塞信号を出力してステップＳ３
に復帰する。ステップＳ５でＲダンパー３１が閉じてい
る場合にはステップＳ７へ移行する。

【００１８】ステップＳ４で圧縮機を運転していれば、
ステップＳ８でＲダンパー３１が開であるか否か（実質
的には開放信号が出力されているか否か）が判断され、
開でなければステップＳ９で制御温度Ａに所定の温度デ
ファレンシャル（例えば０．７℃）を加えた値を開温度
Ｂ（これはＲダンパー３１の設定上の開温度である）と
してステップＳ１１へ移行する。ステップＳ８でＲダン
パーが開であればステップＳ１０で制御温度Ａを閉温度
Ｂ（これはＲダンパーの設定上の閉温度である）として
ステップＳ１１へ移行する。

【００１９】ステップＳ１１ではＲセンサー３４で検出
された庫内温度が温度Ｂ（開温度若しくは閉温度）より
高いか否かが判断され、高くない場合にはステップＳ５
へ移行し、高ければステップＳ１２でＲダンパー３１が
閉であるか否か（実質的には閉塞信号が出力されている
か否か）が判断され、閉でなければステップＳ１６でＲ
ダンパーの開放信号を出力してステップＳ３へ復帰す
る。ステップＳ１２で閉であればステップＳ１３でこの
時のＲこセンサー３４で検出された庫内温度を実際の開
温度Ｄとしてサンプリングし、ステップＳ１４で実際の
庫内温度（ここでは(D+C)/2）と設定上の制御温度（こ
こでは(A+A+0.7)/2=A+0.35）との温度差Ｅ［E=(D+C)/2-
(A+0.35)］を演算し、ステップＳ１５でこの温度差Ｅ及
び外気温度センサ３５で検出された外気温度ATからファ
ジィ推論を行ってシフト量Ｆを算出し、ステップＳ１６
へ移行する（即ち次のステップＳ３から制御温度がこの
シフト量Ｆに基づいて修正されることとなる）。

【００２０】ステップＳ１４で温度差Ｅを算出するの
は、この温度差Ｅに基づいて冷蔵室への食品投入あるい
は冷蔵室扉の開放があったこと（即ち負荷の増大）を判
定することができるし、投入食品の熱容量あるいは扉の
開放長さ（即ち負荷の大きさ）を判断することができる
からである。また、ステップＳ１５で外気温度ATを負荷
量の判断材料に使うのは、冷蔵庫の熱負荷は庫内食品や
庫内容積だけでなく冷蔵庫の周囲からの熱輻射もが含ま
れるためである。

【００２１】ここで、ファジイ推論部３８におけるファ
ジイ推論について説明する。まず、実際の庫内温度
［（Ｃ＋Ｄ）／２］と設定上の制御温度（Ａ＋０．３
５）との差Ｅに対するメンバーシップ関数を変数〔−
１．４，１．４〕の区間で（低い・やや低い・同じ・や
や高い・高い）の５通りに正規化し、外気温度ATに対す
るメンバーシップ関数を変数〔１５，３０〕の区間で
（低い・普通・高い）の３通りに正規化する。また、こ
れらの入力に基づく出力としてのシフト量Ｆに対するメ
ンバーシップ関数を変数〔−１．４，０．８〕の区間で
（下降量極大・下降量大・下降量中・下降量小・同じ・
上昇量小・上昇量中）の７通りに正規化する。以上のフ
ァジイ変数の定義を示したものが図５である。

【００２２】このシフト量Ｆを決定する制御ルール（１
〜１５までの１５通りのルール）を表１に示すように定
めた。

【００２３】

【表１】

【００２４】例えば、温度差Ｅが「同じ」、外気温度AT
が「低い」場合には、ルール７に基づき負荷量が普通と
判断しシフト量Ｆは「同じ」と判定される。また、温度
差Ｅが「高い」、外気温度ATが「高い」場合には、ルー
ル１５に基づき負荷量が最も大きいと判断されシフト量
Ｆは「下降量極大」と判定される。

【００２５】次にファジイ推論の過程を図６及び図７に
従い説明する。尚、それぞれのルール毎の結論（シフト
量Ｆとその適合度０〜１）をＭＩＮ−ＭＡＸ法と重心法
により求める。

【００２６】即ち、ルールに対して、Ｅ，AT２つの変
数に対する適合度の中で小さいもの（ＭＩＮ）をそのル
ールの適合度とし、ルールの回答をシフト量の大きさ
とする。そして組み合わせでできた４つのルールの結
論の中で適合度が最も大きいもの（ＭＡＸ）に対応した
回答をシフト量の大きさとし、ルールの全結論に対す
る重心値を重心法によって求め、その重心値に対応する
温度をシフト量Ｆとする。

【００２７】最後に実験値の一例を示すと、温度差Ｅが
−１．２℃で外気温度ATが１６℃であったときには、Ｅ
としては「低い，０．７１４３」と「やや低い，０．２
８５７」との２通り、ATとしては「低い，０．８１２
５」と「普通，０．１８７５」の２通りの結果がえら
れ、各結果を組み合わせるとルール番号１，２，４，５
の計４通りのルールができる。この４つのルールに対し
てＭＩＮ−ＭＡＸ法によりシフト量の大きさ「上昇量
中」が、重心法によってシフト量Ｆ（０．６℃）が推論
された（図６参照）。

【００２８】他の例として、温度差Ｅが０．２℃、外気
温度ATが２９℃の場合には、Ｅとしては「同じ，０．７
１４３」と「やや高い，０．２８５７」との２通り、AT
としては「普通，０．１８７５」と「高い，０．８１２
５」との２通りの結果が得られ、各結果を組み合わせる
と、ルール番号８，９，１１，１２の計４通りのルール
ができる。この４つのルールに対しＭＩＮ−ＭＡＸ法に
よりシフト量の大きさ「下降量中」が、重心法によりシ
フト量Ｆ（−０．８℃）が推論された。 尚、このよう
な推論の実行は、汎用のマイクロコンピュータやディジ
タルシグナルプロセットを利用することにより実現でき
る。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、温度決定
部が、庫内温度センサの検出した庫内温度と設定温度と
の差及び外気温度に基づき、負荷の変化及び負荷の大き
さを判断するとともに設定温度の修正量を決定して制御
温度を修正するようにしたので、負荷の変化及び大きさ
に基づいて冷蔵室の設定温度（即ち制御温度）を自動的
に修正することができる。このため、負荷の変化及び負
荷の大きさに伴う冷蔵室の温度上昇や温度降下を抑制す
るとともに、冷蔵室に収納される食品の品質低下を抑制
することができ、冷蔵室への食品投入に伴い冷蔵室の設
定温度を低下させる必要がなくなり、使い勝手の良い冷
蔵庫を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷蔵室温度制御装置を示すブロック回
路図である。

【図２】冷蔵庫の扉を閉じた状態の正面図である。

【図３】冷蔵庫の扉を外した状態を示す正面図である。

【図４】冷蔵室温度制御装置の制御動作を示すフローチ
ャート図である。

【図５】ファジイ変数の定義を示す線図である。

【図６】ファジイ推論の過程の一例を示す線図である。

【図７】図６とは異なる例を示す線図である。

【符号の説明】

１ 冷蔵庫 １２ 冷凍室 １３ 冷蔵室 ３２ 冷蔵室温度制御装置 ３３ 温度設定手段 ３４ 庫内温度センサ ３５ 外気温度センサ ３６ 制御手段 ３９ 温度決定部 ４０ 信号出力部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却器で冷却された冷気を冷蔵室へ導く
   ダクトの吹出口を開閉するダンパーと、冷蔵室の温度に
   基づいて前記ダンパーの動作を制御する温度制御装置と
   を備えた冷蔵庫において、前記温度制御装置は、冷蔵室
   の温度を設定する温度設定手段と、冷蔵室の温度を検出
   する庫内温度センサと、冷蔵庫の外気温度を検出する外
   気温度センサと、設定温度、庫内温度及び外気温度に基
   づき前記ダンパーの制御信号を出力する制御手段とから
   なり、制御手段は、庫内温度センサの検出した庫内温度
   と設定温度の差及び外気温度に基づき前記設定温度を修
   正した冷蔵室の制御温度を決定する温度決定部と、この
   制御温度と庫内温度に基づき前記制御信号を出力する信
   号出力部とを備えたことを特徴とする冷蔵庫の冷蔵室温
   度制御装置。