JPH0760048B2 - 冷蔵庫の急冷制御装置 - Google Patents
冷蔵庫の急冷制御装置Info
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- JPH0760048B2 JPH0760048B2 JP31909190A JP31909190A JPH0760048B2 JP H0760048 B2 JPH0760048 B2 JP H0760048B2 JP 31909190 A JP31909190 A JP 31909190A JP 31909190 A JP31909190 A JP 31909190A JP H0760048 B2 JPH0760048 B2 JP H0760048B2
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- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は食品などを短時間で適温まで冷やすために経験
則を基にした急冷制御装置の制御ルールと、それを構成
するファジィ変数のメンバーシップ関数とによって最適
な急冷ファンとダンパーと圧縮機との操作量を推論し
て、その結果を出力するようにした冷蔵庫の急冷制御装
置に関するものである。
則を基にした急冷制御装置の制御ルールと、それを構成
するファジィ変数のメンバーシップ関数とによって最適
な急冷ファンとダンパーと圧縮機との操作量を推論し
て、その結果を出力するようにした冷蔵庫の急冷制御装
置に関するものである。
従来の技術 冷蔵庫（冷凍冷蔵庫も含む）は食品などの貯蔵を基本機
能とするものであるが、近年では更に付加機能を持たせ
たものが現われ始めた。その付加機能の一つが急速冷蔵
（以下急冷と省略する）である。この急冷機能は必要に
応じて食品を適温になるまで冷やすもので例えば「急な
お客さんでビールを大至急冷やしたい」や「サラダを早
く冷やして食事したい」などの時に利用でき、また生鮮
食料品などの新鮮さをそのままスピード保存ができるな
どの利点が有る。
能とするものであるが、近年では更に付加機能を持たせ
たものが現われ始めた。その付加機能の一つが急速冷蔵
（以下急冷と省略する）である。この急冷機能は必要に
応じて食品を適温になるまで冷やすもので例えば「急な
お客さんでビールを大至急冷やしたい」や「サラダを早
く冷やして食事したい」などの時に利用でき、また生鮮
食料品などの新鮮さをそのままスピード保存ができるな
どの利点が有る。
従来の冷蔵庫の急冷制御装置では、例えば特開昭63−11
8584号公報に示されるような方法がある。ここでは急冷
指令（たとえばスイッチオンなど）によって急冷を開始
すると、あらかじめ設定された時間の間、常にダンパー
を開放にし、ファンで急冷室に冷気を送り続けるもので
あった。しかしこのように急冷動作を時間にのみ依存し
て制御する方法では、過冷却が生じるために例えばビー
ル瓶が破裂したり、他の食品では凍結して品質が劣化す
るなどの問題が有った。この過冷却を解決するために
は、例えば特開昭63−189760号公報に示されるような方
法がある。即ち急冷状態においてはダンパーを用いて急
冷室を通常より低い温度に設定し、なおかつファンを用
いて内部の冷気を強制循環させ食品を冷却すると共に、
その食品の表面温度を非接触（例えば赤外線センサー）
で測定し、その表面温度がある一定温度に冷えると、急
冷動作を停止させるものであった。
8584号公報に示されるような方法がある。ここでは急冷
指令（たとえばスイッチオンなど）によって急冷を開始
すると、あらかじめ設定された時間の間、常にダンパー
を開放にし、ファンで急冷室に冷気を送り続けるもので
あった。しかしこのように急冷動作を時間にのみ依存し
て制御する方法では、過冷却が生じるために例えばビー
ル瓶が破裂したり、他の食品では凍結して品質が劣化す
るなどの問題が有った。この過冷却を解決するために
は、例えば特開昭63−189760号公報に示されるような方
法がある。即ち急冷状態においてはダンパーを用いて急
冷室を通常より低い温度に設定し、なおかつファンを用
いて内部の冷気を強制循環させ食品を冷却すると共に、
その食品の表面温度を非接触（例えば赤外線センサー）
で測定し、その表面温度がある一定温度に冷えると、急
冷動作を停止させるものであった。
発明が解決しようとする課題 しかしこのような構成では、急冷中は常に一定の冷却能
力で冷却しているため、例えば目標とする表面温度で急
冷動作を中止したとしてもその余韻で更に冷却が進み目
標とする温度より低い温度となってしまう（一般に言う
オーバーシュートの状態となる）。しかも急冷終了後は
一般の温度制御しかしないために、一度低下した温度は
なかなかもとの温度には戻らない。この場合、ビール瓶
が破裂するなどの最悪状態は避けられるが、やはり過冷
却を生じ、なおかつその低温状態がしばらく続くため
に、食品が凍結するなどして品質が劣化する恐れが十分
にある。また食品としては最適な温度より低くなってい
るためにその食品の持つ風味や味を損ねることとなる。
これを防止するには例えば、目標とする表面温度を高め
に設定するなどが考えられるが、この場合は逆に冷却不
足が生じ、表面のみ冷えて中身が冷えていないために同
じくその食品の持つ風味や味を損ねることとなるという
課題を有していた。
力で冷却しているため、例えば目標とする表面温度で急
冷動作を中止したとしてもその余韻で更に冷却が進み目
標とする温度より低い温度となってしまう（一般に言う
オーバーシュートの状態となる）。しかも急冷終了後は
一般の温度制御しかしないために、一度低下した温度は
なかなかもとの温度には戻らない。この場合、ビール瓶
が破裂するなどの最悪状態は避けられるが、やはり過冷
却を生じ、なおかつその低温状態がしばらく続くため
に、食品が凍結するなどして品質が劣化する恐れが十分
にある。また食品としては最適な温度より低くなってい
るためにその食品の持つ風味や味を損ねることとなる。
これを防止するには例えば、目標とする表面温度を高め
に設定するなどが考えられるが、この場合は逆に冷却不
足が生じ、表面のみ冷えて中身が冷えていないために同
じくその食品の持つ風味や味を損ねることとなるという
課題を有していた。
本発明は上記課題に鑑み、食品が凍結するなどして品質
が劣化したり、食品の持つ風味や味を損ねることが無
く、しかも短時間で目標温度に到達できる冷蔵庫の急冷
制御装置を提供することを目的とする。
が劣化したり、食品の持つ風味や味を損ねることが無
く、しかも短時間で目標温度に到達できる冷蔵庫の急冷
制御装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明の冷蔵庫の急冷制御装
置は、冷蔵庫の一部に設けられた急冷室と、前記急冷室
に風を送るための急冷ファンと、前記急冷室に低温の空
気を送るためのダンパーと、前記急冷室に入れられた食
品などの温度を検出する食品温度検出手段と、前記食品
温度検出手段の出力の変化量を出力する微分手段と、前
記食品温度検出手段の出力と前記微分手段の出力の情報
に対し、前記急冷ファンと前記ダンパーと圧縮機との操
作量を求めるための経験則に基づく制御ルールを記憶す
るメモリ装置と、前記食品温度検出手段の出力と前記微
分手段の出力の情報と前記メモリ装置から取り出された
制御ルールに基づいて、ファジィ論理演算を行ない前記
急冷ファンと前記ダンパーと圧縮機との操作量を演算す
るファジィ推論手段と、前記ファジィ推論手段の出力に
より、前記急冷ファンを制御する急冷ファン制御手段
と、前記ダンパーを制御するダンパー制御手段と、前記
圧縮機の回転数を制御する回転数制御手段とを備えたこ
とを特徴としている。
置は、冷蔵庫の一部に設けられた急冷室と、前記急冷室
に風を送るための急冷ファンと、前記急冷室に低温の空
気を送るためのダンパーと、前記急冷室に入れられた食
品などの温度を検出する食品温度検出手段と、前記食品
温度検出手段の出力の変化量を出力する微分手段と、前
記食品温度検出手段の出力と前記微分手段の出力の情報
に対し、前記急冷ファンと前記ダンパーと圧縮機との操
作量を求めるための経験則に基づく制御ルールを記憶す
るメモリ装置と、前記食品温度検出手段の出力と前記微
分手段の出力の情報と前記メモリ装置から取り出された
制御ルールに基づいて、ファジィ論理演算を行ない前記
急冷ファンと前記ダンパーと圧縮機との操作量を演算す
るファジィ推論手段と、前記ファジィ推論手段の出力に
より、前記急冷ファンを制御する急冷ファン制御手段
と、前記ダンパーを制御するダンパー制御手段と、前記
圧縮機の回転数を制御する回転数制御手段とを備えたこ
とを特徴としている。
作用 本発明は上記構成により、食品温度検出手段によって検
知された食品温度とその変化量に対する急冷ファンとダ
ンパーと圧縮機の操作量を、経験則から求めた制御ルー
ルに基づいて演算しているので、急冷している食品の状
態、例えば急冷し始めた頃や急冷終了直前の場合などで
その時に応じた最適な冷却を急冷ファンとダンパーと圧
縮機で行なうため常に最適な冷却能力で食品を冷却する
ことができ、過冷却や冷却不足を防ぐことができる。ま
た、圧縮機の回転数を制御することにより、蒸発器から
の冷却空気温度を制御できるため、非常に短時間で食品
の冷却が可能となる。
知された食品温度とその変化量に対する急冷ファンとダ
ンパーと圧縮機の操作量を、経験則から求めた制御ルー
ルに基づいて演算しているので、急冷している食品の状
態、例えば急冷し始めた頃や急冷終了直前の場合などで
その時に応じた最適な冷却を急冷ファンとダンパーと圧
縮機で行なうため常に最適な冷却能力で食品を冷却する
ことができ、過冷却や冷却不足を防ぐことができる。ま
た、圧縮機の回転数を制御することにより、蒸発器から
の冷却空気温度を制御できるため、非常に短時間で食品
の冷却が可能となる。
実施例 以下本発明の一実施例の冷蔵庫の急冷制御装置について
図面を参照しながら説明する。
図面を参照しながら説明する。
まず本発明の概略構成について第２図を用いて説明す
る。第２図は本発明の冷蔵庫の断面図である。第２図に
おいて、１は冷蔵庫本体で、外箱２と内箱３と両者の空
隙に形成されたウレタン発泡断熱材４により構成され、
前面開口部に３つのドア５、６、７が配設されている。
ドア５、６、７はそれぞれ冷蔵庫本体１の冷凍室８、冷
蔵室９、野菜室10の開口部に対応して配設されている。
冷凍室８の底板11と冷蔵室９の天板12に囲まれた区画壁
内には蒸発器13とその背後に庫内ファン14を有してい
る。また、冷凍室８、冷蔵室９の背部には、蒸発器13か
らの冷却空気を各室に導入するための通風路15、16が形
成されている。17は圧縮機である。18は冷蔵室９の下部
に設けた急冷室である。急冷室18は壁19で冷蔵室９と仕
切られており、その開口部にはドア20が配設されてい
る。また急冷室18の背面には蒸発器13からの冷気を急冷
室18に導入するための通風路21が形成されている。
る。第２図は本発明の冷蔵庫の断面図である。第２図に
おいて、１は冷蔵庫本体で、外箱２と内箱３と両者の空
隙に形成されたウレタン発泡断熱材４により構成され、
前面開口部に３つのドア５、６、７が配設されている。
ドア５、６、７はそれぞれ冷蔵庫本体１の冷凍室８、冷
蔵室９、野菜室10の開口部に対応して配設されている。
冷凍室８の底板11と冷蔵室９の天板12に囲まれた区画壁
内には蒸発器13とその背後に庫内ファン14を有してい
る。また、冷凍室８、冷蔵室９の背部には、蒸発器13か
らの冷却空気を各室に導入するための通風路15、16が形
成されている。17は圧縮機である。18は冷蔵室９の下部
に設けた急冷室である。急冷室18は壁19で冷蔵室９と仕
切られており、その開口部にはドア20が配設されてい
る。また急冷室18の背面には蒸発器13からの冷気を急冷
室18に導入するための通風路21が形成されている。
このように構成された冷蔵庫において、その急冷装置の
構成について第１図を用いて更に詳しく説明する。第１
図は本発明の冷蔵庫の急冷制御装置のブロック図であ
る。第１図において、22は通風路21からの冷気を導入ま
たは遮断するためのダンパーである。23は急冷室18内に
冷気を導入するための急冷ファンである。ここで言う冷
気には、通風路21とダンパー22とを介して供給される第
１の冷気と、壁19の天面後部に設けた通風孔24を介して
供給される第２の冷気とがあり、第１の冷気は前記圧縮
機17の回転数により温度が変化する冷気であり、第２の
冷気は５℃程度の冷気である。25は食品26の表面温度を
検出するための食品温度センサーである。27は食品温度
センサー25の出力から食品26の表面温度Ｔを検出する食
品温度検出手段である。28は食品温度検出手段27の出力
を微分し食品26の表面温度の変化量ΔＴ（即ちΔＴ＝Ｔ
（ｔ＋Δｔ）−Ｔ（ｔ））を演算する微分手段である。
また29はマイクロプロセッサで、ファジィ推論手段30と
制御ルールを記憶するメモリ装置31とから構成されて
る。32は、ファジィ推論手段30で得た操作量の指示に従
って、急冷ファン23の能力（即ち回転数）を制御する急
冷ファン制御手段である。33は、ファジィ推論手段30で
得た操作量の指示に従って、ダンパー22の開閉制御をす
るダンパー制御手段である。34は、ファジィ推論手段30
で得た操作量の指示に従って、圧縮機17の能力（即ち回
転数）を制御する回転数制御手段である。
構成について第１図を用いて更に詳しく説明する。第１
図は本発明の冷蔵庫の急冷制御装置のブロック図であ
る。第１図において、22は通風路21からの冷気を導入ま
たは遮断するためのダンパーである。23は急冷室18内に
冷気を導入するための急冷ファンである。ここで言う冷
気には、通風路21とダンパー22とを介して供給される第
１の冷気と、壁19の天面後部に設けた通風孔24を介して
供給される第２の冷気とがあり、第１の冷気は前記圧縮
機17の回転数により温度が変化する冷気であり、第２の
冷気は５℃程度の冷気である。25は食品26の表面温度を
検出するための食品温度センサーである。27は食品温度
センサー25の出力から食品26の表面温度Ｔを検出する食
品温度検出手段である。28は食品温度検出手段27の出力
を微分し食品26の表面温度の変化量ΔＴ（即ちΔＴ＝Ｔ
（ｔ＋Δｔ）−Ｔ（ｔ））を演算する微分手段である。
また29はマイクロプロセッサで、ファジィ推論手段30と
制御ルールを記憶するメモリ装置31とから構成されて
る。32は、ファジィ推論手段30で得た操作量の指示に従
って、急冷ファン23の能力（即ち回転数）を制御する急
冷ファン制御手段である。33は、ファジィ推論手段30で
得た操作量の指示に従って、ダンパー22の開閉制御をす
るダンパー制御手段である。34は、ファジィ推論手段30
で得た操作量の指示に従って、圧縮機17の能力（即ち回
転数）を制御する回転数制御手段である。
以上のように構成された冷蔵庫の急冷制御装置について
以下第１図〜第５図を用いてその動作を説明する。
以下第１図〜第５図を用いてその動作を説明する。
食品温度検出手段27では食品温度センサー25の出力から
食品26の表面温度Ｔを検出し、さらに微分手段28で食品
温度検出手段27の出力を微分し食品26の表面温度の変化
量ΔＴ（即ちΔＴ＝Ｔ（ｔ＋Δｔ）−Ｔ（ｔ）、ここ
で、ｔは時間を、Δｔは時間変化を表わす。）を演算す
る。以上のように演算された表面温度Ｔ及び表面温度の
変化量ΔＴはファジィ推論手段30に入力される。メモリ
装置31はファジィ推論手段30で実行されるファジィ推論
に必要な制御ルールを格納している。急冷ファン23の操
作量である能力（即ち回転数）と、ダンパー22の操作量
である開閉度合いと、圧縮機17の操作量である能力（即
ち回転数）を求めるファジィ推論は、下記のような制御
ルールを基にして実行される。
食品26の表面温度Ｔを検出し、さらに微分手段28で食品
温度検出手段27の出力を微分し食品26の表面温度の変化
量ΔＴ（即ちΔＴ＝Ｔ（ｔ＋Δｔ）−Ｔ（ｔ）、ここ
で、ｔは時間を、Δｔは時間変化を表わす。）を演算す
る。以上のように演算された表面温度Ｔ及び表面温度の
変化量ΔＴはファジィ推論手段30に入力される。メモリ
装置31はファジィ推論手段30で実行されるファジィ推論
に必要な制御ルールを格納している。急冷ファン23の操
作量である能力（即ち回転数）と、ダンパー22の操作量
である開閉度合いと、圧縮機17の操作量である能力（即
ち回転数）を求めるファジィ推論は、下記のような制御
ルールを基にして実行される。
本実施例で採用した制御ルールは次のような９ルールで
ある。例えば ルールR1:もし温度が高く、温度変化量が正大であれ
ば、急冷ファンを非常に強めかつダンパーを開け かつ圧縮機の回転数を非常に大きくせよ ルールR2:もし温度が低く、温度変化量が正大であれ
ば、急冷ファンを弱め かつダンパーを閉じ かつ圧縮機の回転数を標準にせよ ・ ・ 等である。前記言語ルールは、発明者が数多くの実験デ
ータから得た経験則から求めた、急速に冷却したい食品
に最適な急冷ファン、ダンパー及び圧縮機の制御に対す
る制御ルールであり、これを温度と温度変化量の関係で
表に示すと表１、表２、表３の通りになる。表１、表
２、表３はおのおの実施例に使用する急冷ファン、ダン
パー、圧縮機に対する制御ルールの関係を示している。
ある。例えば ルールR1:もし温度が高く、温度変化量が正大であれ
ば、急冷ファンを非常に強めかつダンパーを開け かつ圧縮機の回転数を非常に大きくせよ ルールR2:もし温度が低く、温度変化量が正大であれ
ば、急冷ファンを弱め かつダンパーを閉じ かつ圧縮機の回転数を標準にせよ ・ ・ 等である。前記言語ルールは、発明者が数多くの実験デ
ータから得た経験則から求めた、急速に冷却したい食品
に最適な急冷ファン、ダンパー及び圧縮機の制御に対す
る制御ルールであり、これを温度と温度変化量の関係で
表に示すと表１、表２、表３の通りになる。表１、表
２、表３はおのおの実施例に使用する急冷ファン、ダン
パー、圧縮機に対する制御ルールの関係を示している。
表１、表２、表３は横方向に温度Ｔを強度によって３段
階（LT＝低温、MT＝適温、HT＝高温）に分け、縦方向に
温度変化量ΔＴの強度によって３段階（NB＝負大、ZO＝
ゼロ、PB＝正大）に分けて配置し、上記区分された温度
Ｔ、温度変化量ΔＴとのおのおの交わった位置にはその
温度Ｔ、温度変化量ΔＴの強度に対する最適な急冷ファ
ンの能力を表１に設定し、ダンパーの開度を表２に設定
し、圧縮機の回転数を表３に設定している。ここで表１
においては急冷ファンの能力を強度に応じて５段階（VS
＝非常に強、Ｓ＝強、Ｍ＝中、Ｗ＝弱、VW＝非常に弱）
に分けており、表２においてはダンパーの開度を強度に
応じて３段階（Ｃ＝閉、Ｈ＝半開、Ｏ＝開）に分けてお
り、表３においては圧縮機の回転数を３段階（Ｎ＝標
準、Ｆ＝大、VF＝非常に大）に分けている。即ち前記制
御ルールRi（ｉ＝１、２、…９）は表１、表２、表３に
おける升目（Ri）で示されている。本発明の発明者は表
１、表２、表３にしたがって急冷ファンの能力、ダンパ
ーの開度、圧縮機の回転数を制御した時、最適な急冷制
御が実現できることを実験的に確認している。
階（LT＝低温、MT＝適温、HT＝高温）に分け、縦方向に
温度変化量ΔＴの強度によって３段階（NB＝負大、ZO＝
ゼロ、PB＝正大）に分けて配置し、上記区分された温度
Ｔ、温度変化量ΔＴとのおのおの交わった位置にはその
温度Ｔ、温度変化量ΔＴの強度に対する最適な急冷ファ
ンの能力を表１に設定し、ダンパーの開度を表２に設定
し、圧縮機の回転数を表３に設定している。ここで表１
においては急冷ファンの能力を強度に応じて５段階（VS
＝非常に強、Ｓ＝強、Ｍ＝中、Ｗ＝弱、VW＝非常に弱）
に分けており、表２においてはダンパーの開度を強度に
応じて３段階（Ｃ＝閉、Ｈ＝半開、Ｏ＝開）に分けてお
り、表３においては圧縮機の回転数を３段階（Ｎ＝標
準、Ｆ＝大、VF＝非常に大）に分けている。即ち前記制
御ルールRi（ｉ＝１、２、…９）は表１、表２、表３に
おける升目（Ri）で示されている。本発明の発明者は表
１、表２、表３にしたがって急冷ファンの能力、ダンパ
ーの開度、圧縮機の回転数を制御した時、最適な急冷制
御が実現できることを実験的に確認している。
また前記言語ルールは第１図のメモリ装置31の内に記憶
する場合に下記のようなルール則で記憶されている。本
発明で使用した制御ルール数は９個である。
する場合に下記のようなルール則で記憶されている。本
発明で使用した制御ルール数は９個である。
ルールR1:IF T is HT and ΔT is PB THEN Ｆ＝VS and D＝O and C＝VF ルールR2:IF T is LT and ΔT is PB THEN Ｆ＝W and D＝C and C＝Ｎ ・ ・ つぎにファジィ推論手段30では予めメモリ装置31に記憶
されている前記制御ルールを取り出してファジィ推論に
よって急冷ファン23の操作量である能力、ダンパー22の
操作量である開度及び圧縮機17の操作量である回転数を
算出し、急冷ファン制御手段32、ダンパー制御手段33、
回転数制御手段34に出力する。急冷ファン制御手段32は
決められた操作量に応じて急冷ファン23の能力を制御
し、ダンパー制御手段33は決められた操作量に応じてダ
ンパー22の開度を制御し、回転数制御手段34は決められ
た操作量に応じて圧縮機17の回転数を制御する。
されている前記制御ルールを取り出してファジィ推論に
よって急冷ファン23の操作量である能力、ダンパー22の
操作量である開度及び圧縮機17の操作量である回転数を
算出し、急冷ファン制御手段32、ダンパー制御手段33、
回転数制御手段34に出力する。急冷ファン制御手段32は
決められた操作量に応じて急冷ファン23の能力を制御
し、ダンパー制御手段33は決められた操作量に応じてダ
ンパー22の開度を制御し、回転数制御手段34は決められ
た操作量に応じて圧縮機17の回転数を制御する。
前記制御ルールR1、ルールR2……ルールR9のルールは温
度T,温度変化量ΔＴに対する急冷ファン23の能力、ダン
パー22の開度、圧縮機17の回転数を段階的に決めている
ので、きめ細かな制御を行なう場合には、前記制御ルー
ルの前件部（IF部）をどの程度満たしているかの度合い
を算出して、その度合いに応じた急冷ファン23の能力、
ダンパー22の開度、圧縮機17の回転数を推定する必要が
ある。そのため、本実施例では前記度合いを算出するの
にファジィ変数のメンバーシップ関数を利用している。
度T,温度変化量ΔＴに対する急冷ファン23の能力、ダン
パー22の開度、圧縮機17の回転数を段階的に決めている
ので、きめ細かな制御を行なう場合には、前記制御ルー
ルの前件部（IF部）をどの程度満たしているかの度合い
を算出して、その度合いに応じた急冷ファン23の能力、
ダンパー22の開度、圧縮機17の回転数を推定する必要が
ある。そのため、本実施例では前記度合いを算出するの
にファジィ変数のメンバーシップ関数を利用している。
第３図（ａ）は温度Ｔに対するファジィ変数LT、MT、HT
のメンバーシップ関数μLT（Ｔ）、μMT（Ｔ）、μHT
（Ｔ）を示したものであり、第３図（ｂ）は温度変化量
ΔＴに対するファジィ変数PB、ZO、NBのメンバーシップ
関数μPB（ΔＴ）、μZO（ΔＴ）、μNB（ΔＴ）を示し
たものである。
のメンバーシップ関数μLT（Ｔ）、μMT（Ｔ）、μHT
（Ｔ）を示したものであり、第３図（ｂ）は温度変化量
ΔＴに対するファジィ変数PB、ZO、NBのメンバーシップ
関数μPB（ΔＴ）、μZO（ΔＴ）、μNB（ΔＴ）を示し
たものである。
ファジィ推論手段30で実行するファジィ推論は前記制御
ルール、ルール２……ルール９と第３図（ａ）、（ｂ）
のメンバーシップ関数とを用いてファジィ論理演算を行
なって操作量の演算を行なう。推論形式としては合成法
にmax−min法、−点化法に高さ法を用いた。以下第４図
をもとに推論の手順を説明する。第４図は推論手順を示
す流れ図である。STEP1では食品温度検出手段27、微分
手段28で温度Toと温度変化量ΔToを算出する。STEP2で
ファジィ推論手段30によって温度Toと温度変化量ΔToに
対するファジィ変数のメンバーシップ関数を用いて、前
記温度Toと温度変化量ΔToにおけるメンバーシップ値の
算出を行なう。STEP3で、得られたメンバーシップ値が
前記９個の各ルールの前件部をどの程度の度合いかを合
成法で算出する（第４図においては温度に対するファジ
ィ変数をＡ、温度変化量に対するファジィ変数をＢで示
している）。
ルール、ルール２……ルール９と第３図（ａ）、（ｂ）
のメンバーシップ関数とを用いてファジィ論理演算を行
なって操作量の演算を行なう。推論形式としては合成法
にmax−min法、−点化法に高さ法を用いた。以下第４図
をもとに推論の手順を説明する。第４図は推論手順を示
す流れ図である。STEP1では食品温度検出手段27、微分
手段28で温度Toと温度変化量ΔToを算出する。STEP2で
ファジィ推論手段30によって温度Toと温度変化量ΔToに
対するファジィ変数のメンバーシップ関数を用いて、前
記温度Toと温度変化量ΔToにおけるメンバーシップ値の
算出を行なう。STEP3で、得られたメンバーシップ値が
前記９個の各ルールの前件部をどの程度の度合いかを合
成法で算出する（第４図においては温度に対するファジ
ィ変数をＡ、温度変化量に対するファジィ変数をＢで示
している）。
ルールR1: h1＝μHT（To）∩μPB（ΔTo） ＝MIN｛μHT（To）． μPB（ΔTo）｝−−（１） ルールR2: h2＝μLT（To）∩μPB（ΔTo） ＝MIN｛μLT（To）． μPB（ΔTo）｝−−（２） ・ ・ （１）式は、前記Toが前記温度Ｔに対する領域HTに入
り、かつ前記ΔToが前記温度変化量ΔＴに対する領域PB
に入るという命題は、ToがHTに入る割合とΔToがPBに入
る割合のうち小さい値としての割合で成立すること、故
にルール１の場合の前件部はh1の割合で成立することを
表わしている。同様に（２）式であるルール２の場合、
前件部はh2の割合で成立することを表わしている。STEP
4で制御ルールの実行部のメンバーシップ関数によっ
て、温度Toと温度変化量ΔＴにおける急冷ファンとダン
パーと圧縮機との操作量を下記のようにして求める。急
冷ファンの操作量Foとダンパーの操作量Doと圧縮機の操
作量C0とを求めるためには、結論部での定数はh1、h2…
…h9による加重平均として与えられるから Fo＝（VS×h1＋Ｗ×h2＋…×h9）／（h1＋h2＋…＋h9） Do＝（Ｏ×h1＋Ｃ×h2＋…×h9）／（h1＋h2＋…＋h9） Co＝（VF×h1＋Ｎ×h2＋…×h9）／（h1＋h2＋…＋h9） の−点化法の１つである高さ法により急冷ファンの操作
量Fo、ダンパーの操作量Do、圧縮機の操作量C0がもとま
り急冷ファン制御手段32とダンパー制御手段33と回転数
制御手段34に出力される。
り、かつ前記ΔToが前記温度変化量ΔＴに対する領域PB
に入るという命題は、ToがHTに入る割合とΔToがPBに入
る割合のうち小さい値としての割合で成立すること、故
にルール１の場合の前件部はh1の割合で成立することを
表わしている。同様に（２）式であるルール２の場合、
前件部はh2の割合で成立することを表わしている。STEP
4で制御ルールの実行部のメンバーシップ関数によっ
て、温度Toと温度変化量ΔＴにおける急冷ファンとダン
パーと圧縮機との操作量を下記のようにして求める。急
冷ファンの操作量Foとダンパーの操作量Doと圧縮機の操
作量C0とを求めるためには、結論部での定数はh1、h2…
…h9による加重平均として与えられるから Fo＝（VS×h1＋Ｗ×h2＋…×h9）／（h1＋h2＋…＋h9） Do＝（Ｏ×h1＋Ｃ×h2＋…×h9）／（h1＋h2＋…＋h9） Co＝（VF×h1＋Ｎ×h2＋…×h9）／（h1＋h2＋…＋h9） の−点化法の１つである高さ法により急冷ファンの操作
量Fo、ダンパーの操作量Do、圧縮機の操作量C0がもとま
り急冷ファン制御手段32とダンパー制御手段33と回転数
制御手段34に出力される。
次に本実施例を適応した時の急冷動作の一例について第
５図を用いて説明する。第５図は本実施例の急冷動作の
一例を示すタイミングチャートである。第５図（ａ）は
急冷ファン23、第５図（ｂ）はダンパー22、第５図
（ｃ）は圧縮機17、第５図（ｄ）は食品26の表面温度の
おのおのの時間に対する変化を示しており、実線は本実
施例の場合であり、破線は従来例の場合を示している。
従来の急冷制御においては食品表面温度が目標温度（こ
の場合は５℃）に達するまで（イ点）急冷ファン23をオ
ン、ダンパーを開けているので、急冷停止後も表面温度
はその余韻で下がり続け目標温度以下にオーバーシュー
トする（ロ点）。その後温度は徐々に回復し、しばらく
時間がかかった後、目標温度に達する（ハ点）。本実施
例の急冷制御の場合、初期の表面温度が高い場合（ニ
点）は急冷ファン23を非常に強くし、ダンパー22を開放
にし、圧縮機17の回転数を非常に大きくする事により従
来と比べて急速に食品を冷やすことができる。あとは食
品の表面温度と表面温度の変化量で最適な急冷ファン2
3、ダンパー22、圧縮機17の制御を行なうことにより
（ホ点）、従来より早く目標温度に到達すると共に（ヘ
点）、温度のオーバーシュートも少なく抑えられること
となる（ト点）。また万が一食品表面温度が冷え過ぎた
場合においても表１、表２に示すようにダンパー22を閉
めたまま、急冷ファン23を制御するので、通風孔24より
冷蔵室の冷気（５℃程度）を取り込むことができるので
過冷却が生じてもいち早く目標温度に到達させることが
できることとなる。
５図を用いて説明する。第５図は本実施例の急冷動作の
一例を示すタイミングチャートである。第５図（ａ）は
急冷ファン23、第５図（ｂ）はダンパー22、第５図
（ｃ）は圧縮機17、第５図（ｄ）は食品26の表面温度の
おのおのの時間に対する変化を示しており、実線は本実
施例の場合であり、破線は従来例の場合を示している。
従来の急冷制御においては食品表面温度が目標温度（こ
の場合は５℃）に達するまで（イ点）急冷ファン23をオ
ン、ダンパーを開けているので、急冷停止後も表面温度
はその余韻で下がり続け目標温度以下にオーバーシュー
トする（ロ点）。その後温度は徐々に回復し、しばらく
時間がかかった後、目標温度に達する（ハ点）。本実施
例の急冷制御の場合、初期の表面温度が高い場合（ニ
点）は急冷ファン23を非常に強くし、ダンパー22を開放
にし、圧縮機17の回転数を非常に大きくする事により従
来と比べて急速に食品を冷やすことができる。あとは食
品の表面温度と表面温度の変化量で最適な急冷ファン2
3、ダンパー22、圧縮機17の制御を行なうことにより
（ホ点）、従来より早く目標温度に到達すると共に（ヘ
点）、温度のオーバーシュートも少なく抑えられること
となる（ト点）。また万が一食品表面温度が冷え過ぎた
場合においても表１、表２に示すようにダンパー22を閉
めたまま、急冷ファン23を制御するので、通風孔24より
冷蔵室の冷気（５℃程度）を取り込むことができるので
過冷却が生じてもいち早く目標温度に到達させることが
できることとなる。
従ってこの実施例では制御パラメータとして食品26の表
面温度、及び表面温度の変化量を使用しているため急速
に冷却したい食品に対してきめ細かい制御が可能であ
る。また、制御ルールが人間の経験則から成り立ってい
るため、急冷制御装置に対して最適な急冷ファン23の能
力、ダンパー22の開度、圧縮機17の回転数で制御ができ
る。そのため常に最適な冷却能力で食品を冷却できるの
で、いち早く目標とする温度に到達できると共に、過冷
却や冷却不足を防ぐことができ、食品の品質の劣化を防
ぐことができる。また通風孔24を設けることにより、万
が一過冷却をしてしまった場合や、温度の低い食品が入
れられた場合においても冷蔵室の冷気を循環させること
ができるため、過冷却に対してもいち早く目標温度に達
することができる。また食品26の表面温度を検出して自
動的に制御を行なうので、急冷のスイッチ等を設ける必
要がなく自動的に急冷運転を行なうので、人為的なミス
による急冷不足（スイッチの入れ忘れ、重量設定ミスな
ど）などが発生することはなく、なおかつコストダウン
にもつながることとなる。
面温度、及び表面温度の変化量を使用しているため急速
に冷却したい食品に対してきめ細かい制御が可能であ
る。また、制御ルールが人間の経験則から成り立ってい
るため、急冷制御装置に対して最適な急冷ファン23の能
力、ダンパー22の開度、圧縮機17の回転数で制御ができ
る。そのため常に最適な冷却能力で食品を冷却できるの
で、いち早く目標とする温度に到達できると共に、過冷
却や冷却不足を防ぐことができ、食品の品質の劣化を防
ぐことができる。また通風孔24を設けることにより、万
が一過冷却をしてしまった場合や、温度の低い食品が入
れられた場合においても冷蔵室の冷気を循環させること
ができるため、過冷却に対してもいち早く目標温度に達
することができる。また食品26の表面温度を検出して自
動的に制御を行なうので、急冷のスイッチ等を設ける必
要がなく自動的に急冷運転を行なうので、人為的なミス
による急冷不足（スイッチの入れ忘れ、重量設定ミスな
ど）などが発生することはなく、なおかつコストダウン
にもつながることとなる。
尚、実施例では食品温度を検出するために、赤外線セン
サーを用いたが、これに限定するものではなく例えば急
冷室の雰囲気温度や冷気の戻りダクトの温度など食品の
表面温度と相関のとれる情報を用いてもよい。
サーを用いたが、これに限定するものではなく例えば急
冷室の雰囲気温度や冷気の戻りダクトの温度など食品の
表面温度と相関のとれる情報を用いてもよい。
発明の効果 以上のように本発明の冷蔵庫の急冷制御装置は、冷蔵庫
の一部に設けられた急冷室と、前記急冷室に風を送るた
めの急冷ファンと、前記急冷室に低温の空気を送るため
のダンパーと、前記急冷室に入れられた食品などの温度
を検出する食品温度検出手段と、前記食品温度検出手段
の出力の変化量を出力する微分手段と、前記食品温度検
出手段の出力と前記微分手段の出力の情報に対し、前記
急冷ファンと前記ダンパーと圧縮機との操作量を求める
ための経験則に基づく制御ルールを記憶するメモリ装置
と、前記食品温度検出手段の出力と前記微分手段の出力
の情報と前記メモリ装置から取り出された制御ルールに
基づいて、ファジィ論理演算を行ない前記急冷ファンと
前記ダンパーと前記圧縮機との操作量を演算するファジ
ィ推論手段と、前記ファジィ推論手段の出力により、前
記急冷ファンを制御する急冷ファン制御手段と、前記ダ
ンパーを制御するダンパー制御手段と、圧縮機の回転数
を制御する回転数制御手段とを備えることにより、食品
温度検出手段によって検知された食品温度とその変化量
に対する急冷ファンとダンパーと圧縮機の操作量を、経
験則から求めた制御ルールに基づいて演算し、急冷して
いる食品の状態、例えば急冷し始めた頃や急冷終了直前
の場合などでその時に応じた最適な冷却を急冷ファンと
ダンパーと圧縮機で行なうため、常に最適な冷却能力で
食品を冷却することができるので、過冷却や冷却不足を
防ぐことができると共に、非常に短時間で食品の冷却が
可能である。
の一部に設けられた急冷室と、前記急冷室に風を送るた
めの急冷ファンと、前記急冷室に低温の空気を送るため
のダンパーと、前記急冷室に入れられた食品などの温度
を検出する食品温度検出手段と、前記食品温度検出手段
の出力の変化量を出力する微分手段と、前記食品温度検
出手段の出力と前記微分手段の出力の情報に対し、前記
急冷ファンと前記ダンパーと圧縮機との操作量を求める
ための経験則に基づく制御ルールを記憶するメモリ装置
と、前記食品温度検出手段の出力と前記微分手段の出力
の情報と前記メモリ装置から取り出された制御ルールに
基づいて、ファジィ論理演算を行ない前記急冷ファンと
前記ダンパーと前記圧縮機との操作量を演算するファジ
ィ推論手段と、前記ファジィ推論手段の出力により、前
記急冷ファンを制御する急冷ファン制御手段と、前記ダ
ンパーを制御するダンパー制御手段と、圧縮機の回転数
を制御する回転数制御手段とを備えることにより、食品
温度検出手段によって検知された食品温度とその変化量
に対する急冷ファンとダンパーと圧縮機の操作量を、経
験則から求めた制御ルールに基づいて演算し、急冷して
いる食品の状態、例えば急冷し始めた頃や急冷終了直前
の場合などでその時に応じた最適な冷却を急冷ファンと
ダンパーと圧縮機で行なうため、常に最適な冷却能力で
食品を冷却することができるので、過冷却や冷却不足を
防ぐことができると共に、非常に短時間で食品の冷却が
可能である。
第１図は本発明の一実施例の冷蔵庫の急冷制御装置のブ
ロック図、第２図は本発明の一実施例の冷蔵庫の断面
図、第３図（ａ）は温度Ｔに対するファジィ変数LT、M
T、HTのメンバーシップ関数を示した特性図、第３図
（ｂ）は温度変化量△Ｔに対するファジィ変数PB、ZO、
NBのメンバーシップ関数を示した特性図、第４図は推論
手順を示す流れ図、第５図は本実施例の急冷動作の一例
を示すタイミングチャートであり、第５図（ａ）は急冷
ファンを示すタイミングチャート、第５図（ｂ）はダン
パーを示すタイミングチャート、第５図（ｃ）は圧縮機
を示すタイミングチャート、第５図（ｄ）は食品表面温
度のタイミングチャートである。 18……急冷室、22……ダンパー、23……急冷ファン、27
……食品温度検出手段、28……微分手段、30……ファジ
ィ推論手段、31……メモリ装置、32……急冷ファン制御
手段、33……ダンパー制御手段、34……回転数制御手
段。
ロック図、第２図は本発明の一実施例の冷蔵庫の断面
図、第３図（ａ）は温度Ｔに対するファジィ変数LT、M
T、HTのメンバーシップ関数を示した特性図、第３図
（ｂ）は温度変化量△Ｔに対するファジィ変数PB、ZO、
NBのメンバーシップ関数を示した特性図、第４図は推論
手順を示す流れ図、第５図は本実施例の急冷動作の一例
を示すタイミングチャートであり、第５図（ａ）は急冷
ファンを示すタイミングチャート、第５図（ｂ）はダン
パーを示すタイミングチャート、第５図（ｃ）は圧縮機
を示すタイミングチャート、第５図（ｄ）は食品表面温
度のタイミングチャートである。 18……急冷室、22……ダンパー、23……急冷ファン、27
……食品温度検出手段、28……微分手段、30……ファジ
ィ推論手段、31……メモリ装置、32……急冷ファン制御
手段、33……ダンパー制御手段、34……回転数制御手
段。
Claims (1)
- 【請求項１】冷蔵庫の一部に設けられた急冷室と、前記
急冷室に風を送るための急冷ファンと、前記急冷室に低
温の空気を送るためのダンパーと、前記急冷室に入れら
れた食品などの温度を検出する食品温度検出手段と、前
記食品温度検出手段の出力の変化量を出力する微分手段
と、前記食品温度検出手段の出力と前記微分手段の出力
の情報に対し、前記急冷ファンと前記ダンパーと圧縮機
との操作量を求めるための経験則に基づく制御ルールを
記憶するメモリ装置と、前記食品温度検出手段の出力と
前記微分手段の出力の情報と前記メモリ装置から取り出
された制御ルールに基づいて、ファジィ論理演算を行な
い前記急冷ファンと前記ダンパーと前記圧縮機との操作
量を演算するファジィ推論手段と、前記ファジィ推論手
段の出力により、前記急冷ファンを制御する急冷ファン
制御手段と、前記ダンパーを制御するダンパー制御手段
と、前記圧縮機の回転数を制御する回転数制御手段とを
備えることを特徴とする冷蔵庫の急冷制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31909190A JPH0760048B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 冷蔵庫の急冷制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31909190A JPH0760048B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 冷蔵庫の急冷制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04187970A JPH04187970A (ja) | 1992-07-06 |
| JPH0760048B2 true JPH0760048B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=18106385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31909190A Expired - Lifetime JPH0760048B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 冷蔵庫の急冷制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760048B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5907953A (en) * | 1996-04-29 | 1999-06-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Temperature controlling method and apparatus for refrigerator using velocity control of rotary blade |
| IT1286409B1 (it) * | 1996-11-27 | 1998-07-08 | Candy Spa | Struttura frigorifera con ventilazione forzata variabile |
| US6782706B2 (en) * | 2000-12-22 | 2004-08-31 | General Electric Company | Refrigerator—electronics architecture |
| EP1564514A1 (en) * | 2004-02-12 | 2005-08-17 | Whirlpool Corporation | A refrigerator and a method for controlling variable cooling capacity thereof |
| EP1564513A1 (en) * | 2004-02-12 | 2005-08-17 | Whirlpool Corporation | A refrigerator with a variable speed compressor and a method for controlling variable cooling capacity thereof |
| JP5405009B2 (ja) * | 2007-09-06 | 2014-02-05 | ホシザキ電機株式会社 | 冷却貯蔵庫の庫内温度制御装置 |
| DE102015003632A1 (de) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | Weber Maschinenbau Gmbh Breidenbach | Lebensmittelaufschneidevorrichtung mit Vorkühlungseinrichtung |
| CN113137797A (zh) * | 2020-01-20 | 2021-07-20 | 佛山市云米电器科技有限公司 | 冰箱控制方法、冰箱及计算机可读存储介质 |
-
1990
- 1990-11-21 JP JP31909190A patent/JPH0760048B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04187970A (ja) | 1992-07-06 |
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