(57)【要約】      （修正有）【課題】スイッチング素子の故障を招いた外的要因の特定を容易にする。【解決手段】内釜８と加熱コイル６と加熱コイル６と並列に接続された平滑コンデンサ４からなる共振回路９と、共振回路９に高周波電流を流すスイッチング素子１０と、加熱コイル６に流れる電流値を検出する電流検出手段１４と、所定の電力で内釜８を加熱するように電流検出手段１４の検出した電流値からスイッチング素子１０のＯＮ時間を可変して制御するマイクロコンピュータ１８とを備え、マイクロコンピュータ１８は、前記所定の電力で内釜８を誘導加熱している時のスイッチング素子１０のＯＮ時間の最大値と最小値を事前に記憶し、炊飯中に前記所定の電力を得るためにスイッチング素子１０のＯＮ時間を可変して制御している時に、事前に記憶しているＯＮ時間の最大値より大きい場合、もしくは事前に記憶しているＯＮ時間の最小値未満の場合、記憶しているＯＮ時間を更新するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
お米と水を入れる内釜と、該内釜の下方に位置し前記内釜を誘導加熱する加熱コイルと、該加熱コイルと並列に接続された共振コンデンサからなる共振回路と、
該共振回路に高周波電流を流すスイッチング素子と、
前記加熱コイルに流れる電流値を検出する電流検出手段と、
所定の電力で前記内釜を加熱するように前記電流検出手段の検出した電流値からスイッチング素子のＯＮ時間を可変して制御するマイクロコンピュータとを備え、
該マイクロコンピュータは、
前記所定の電力で前記内釜を誘導加熱している時の前記スイッチング素子のＯＮ時間の最大値と最小値を事前に記憶し、炊飯中に前記所定の電力を得るために前記スイッチング素子のＯＮ時間を可変して制御している時に、事前に記憶しているＯＮ時間の最大値より大きい場合、もしくは事前に記憶しているＯＮ時間の最小値未満の場合、記憶しているＯＮ時間を更新することを特徴とする炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炊飯器に係り、特に、電磁誘導加熱式の炊飯器の保守性向上に好適な炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スイッチング素子の温度を検知し、一定以上の温度を検知した場合は冷却状態が異常であると判断し、同検出の有る炊飯回数が所定数を超えた場合には炊飯器が異常で有る事を表示する炊飯器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８８６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示すものは、スイッチング素子の温度を検知して、一定以上の温度上昇を検知した場合は冷却状態が異常と判断している。しかし、スイッチング素子の温度上昇が正常時より更に温度が上昇して高温となる原因としては、冷却状態の異常以外に外的要因によるスイッチング素子の異常動作から発熱温度が正常値以上に高温と、スイッチング素子が故障に至る場合がある。その場合、前記外的要因を除去しないと再発が防止できない課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記従来の課題を解決するため、本発明では、お米と水を入れる内釜と該内釜の下方に位置し前記内釜を誘導加熱する加熱コイルと該加熱コイルと並列に接続された共振コンデンサからなる共振回路と、該共振回路に高周波電流を流すスイッチング素子と、前記加熱コイルに流れる電流値を検出する電流検出手段と、所定の電力で前記内釜を加熱するように前記電流検出手段の検出した電流値からスイッチング素子のＯＮ時間を可変して制御するマイクロコンピュータとを備え、該マイクロコンピュータは、前記所定の電力で前記内釜を誘導加熱している時の前記スイッチング素子のＯＮ時間の最大値と最小値を事前に記憶し、炊飯中に前記所定の電力を得るために前記スイッチング素子のＯＮ時間を可変して制御している時に、事前に記憶しているＯＮ時間の最大値より大きい場合、もしくは事前に記憶しているＯＮ時間の最小値未満の場合、記憶しているＯＮ時間を更新するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、スイッチング素子の異常時の動作状態を記憶する事で、故障の原因となった外的要因の特定が容易となり、保守性が向上するといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例を示すインバータ制御回路の回路ブロック
【図２】スイッチング素子の電流電圧波形例
【図３】炊飯動作中の米温度と出力電力例
【図４】炊飯飯動作時のマイクロコンピュータの記憶フロー
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施例について図面を用いて詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明のインバータ制御回路の一実施例の回路ブロック図である。
【００１０】
図において、１は交流の商用電源である。２は整流回路で、複数の整流器で構成され、入力は交流の商用電源１に接続され、商用電源１を整流して直流電源に変換し出力する。チョークコイル３の一端は電流検出回路１４を介して整流回路２のプラス端子に接続され、他端は平滑コンデンサ４の一端（高圧側端子）と接続され、平滑コンデンサ４の他端は接地される。５は平滑回路で、チョークコイル３と平滑コンデンサ４とで形成され、整流回路２が出力した直流電源を平滑する。６は加熱コイルで、共振コンデンサ７に並列に接続され、その一端は平滑コンデンサ４の高圧側端子に接続される。８はＩＨジャー炊飯器の内釜で、加熱コイル６の近傍に配置され、加熱コイル６の発生する磁束により誘導加熱され、なかに入れたお米と水を加熱して炊飯するものである。９は加熱コイル６、共振コンデンサ７、および内釜８から成る共振回路である。１０はスイッチング素子で、コレクタ端子は加熱コイル６の平滑回路５との接続点とは異なる一端に接続され、エミッタ端子は接地され、高速スイッチングされることにより共振回路９すなわち加熱コイル６に高周波電流を流すものである。１１はダイオードで、カソード端子、アノード端子はそれぞれスイッチング素子１０のコレクタ端子、エミッタ端子に接続される。１２はインバータ部で、スイッチング素子１０およびダイオード１１で形成される。１３はドライブ回路で、出力はスイッチング素子１０のベース端子に接続され、入力された信号を駆動に適した駆動電圧に変換してスイッチング素子１０を駆動する。１８はマイクロコンピュータで、出力端子ＯＵＴ１は電力を設定するパルス信号を出力し、ドライブ回路１３に接続されている。入力端子ＩＮ１は後記電流検出手段１４に接続され、入力端子ＩＮ２は後記電圧検出手段１５に接続され、入力端子ＩＮ３は後記電源周波数検出手段（電源波形０Ｖ検出手段）１６に接続され、入力端子ＩＮ４はトリガー回路の出力端子に接続される。また、マイクロコンピュータ１８は複数の加熱モードを有している。１５は電圧検出手段で商用電源１の電圧を検出している。また商用電源を整流した１周期の波形内の任意の電圧も検出することができる。１６は電源周波数検出手段（電源波形０Ｖ検出手段）で商用電源の周波数を検出することができる。１４は電流検出手段で、検出部が電源１と整流回路２との間に接続され、出力部がマイクロコンピュータ１８の入力端子ＩＮ１に接続され、加熱コイル６に流れる電流を検出してマイクロコンピュータ１８に入力し、マイクロコンピュータ１８はこの電流値からインバータ部１２の出力電力の把握や内釜の検出を行う。
【００１１】
次に、内釜８を加熱する場合の動作ついて説明する。
【００１２】
先ず、加熱開始前における回路の状態及びマイクロコンピュータ１８の動作を説明する。
【００１３】
交流の電源が、商用電源１から整流回路２に供給され、整流回路２によって整流され、平滑回路５によって平滑されて直流の電源に変換される。この直流電源は、マイクロコンピュータ１８が選択した内釜８を共振回路９、及びこれに繋がるインバータ部１２内のスイッチング素子１０が駆動された時に、これらの回路に電流を供給するべく準備状態にある。マイクロコンピュータ１８は通電され、図示していない使用者からの加熱開始の信号が入力されるまで、出力端子ＯＵＴ１からアクティブな信号を出力することなく待機している。
【００１４】
次に、加熱開始後の回路及びマイクロコンピュータ１８の動作を説明する。使用者の加熱開始の信号がマイクロコンピュータ１８に入力されると、マイクロコンピュータ１８はその旨を理解し、以下のように加熱動作を開始する。加熱開始の信号により、マイクロコンピュータ１８は出力端子ＯＵＴ１から内釜８に適した電力設定パルス信号を出力し、この信号はドライブ回路１３を経由してインバータ部１２内のスイッチング素子１０のベースへ伝達され、スイッチング素子１０が駆動される。スイッチング素子１０が駆動されることにより、前記直流電源から共振回路９に電流が供給され、加熱コイル６やスイッチング素子１０等に電流が流れ始める。マイクロコンピュータ１８の出力端子ＯＵＴ１から出力される所定の電力により定められるパルス信号のＯＮ時間のみスイッチング素子１０に電流が流れ、前述のパルス信号がОＦＦとなった後にスイッチング素子１０のコレクタ端子とエミッタ端子間に発生する電圧即ち共振電圧の０Ｖを検出するトリガー回路１７が動作を始め、その出力がマイクロコンピュータ１８の入力端子ＩＮ４に伝達される。トリガー回路１７の信号がマイクロコンピュータ１８に伝達されると、マイクロコンピュータ１８はその信号に同期する周波数でパルス信号を出力端子ＯＵＴ１より出力される。以後、内釜８が選択されている間は、前記信号はマイクロコンピュータ１８の出力端子ＯＵＴ１→ドライブ回路１３→スイッチング素子１０→トリガー回路１７→マイクロコンピュータ１８の入力端子ＩＮ４→・・・・・・とループ状に伝達される。これにより、スイッチング素子１０がマイクロコンピュータ１８によるＯＮタイミングで周期的に駆動されるため、加熱コイル６に高周波電流が持続して流れ、内釜８の加熱が行われる。電流検出手段２０はこの高周波電流に対応して商用電源１と整流回路２との間に流れる電流を検出してマイクロコンピュータ１８の入力端子ＩＮ１に入力し、マイクロコンピュータ１８は入力された一次電流を適宜処理して、出力電力の把握等を行う。
【００１５】
図２は共振回路９を高周波駆動した場合のスイッチング素子１０の電圧電流波形例を示したものである。スイッチング素子１０の動作により、スイッチング素子１０の電流波形１９及びスイッチング素子１０の電圧波形２０が生じる。図３は炊飯動作中の米温と所定の出力電力例を示したものである。炊飯作動中の所定の電力動作２２に示されるスイッチング素子１０の動作により、内釜８は炊飯作動中の米温例に示す温度２１となる。スイッチング素子１０のＯＮ時間ｔは、マイクロコンピュータ１８の出力端子ＯＵＴ１から出力される所定の電力により定められるパルス信号のＯＮ時間により決まるものである。複数の加熱モードにおいて所定の電力を出力し炊飯動作を行う。
【００１６】
誘導加熱方式の炊飯器は、内釜８と加熱コイル６、内釜８と加熱コイル６とのギャップとの関係により電気的特性が決まる。しかし、炊飯器の内釜８の寸法誤差、ギャップの寸法誤差、加熱コイル６の寸法誤差があるため、前記内釜８と加熱コイル６の組合せ、そして内釜８と加熱コイル６とのギャップの違いによりスイッチング素子１０のＯＮ時間ｔの最大値と最小値は炊飯器の個々で異なってくる。そのため、炊飯器の製造過程で梱包する内釜８（設定用の標準内鍋など）を使用して前記所定の出力の調整と調整後に所定の出力で動作するスイッチング素子１０のＯＮ時間ｔの正常範囲となる最大値と最小値をマイクロコンピュータ１８に記憶するものである。
【００１７】
図４は炊飯動作時に所定の電力動作をさせた際の最大値と最小値をマイクロコンピュータ１８に記憶するフローを示す。
【００１８】
炊飯を開始（Ｓ１）後、炊飯の過程で所定の電力で動作している際（Ｓ２）、すなわち、スイッチング素子１０によって生じる電力が所定となるようにスイッチング素子１０を動作させている際、スイッチング素子１０のＯＮ時間ｔがマイクロコンピュータ１８に記憶しているスイッチング素子１０のＯＮ時間ｔの最大値と比較（Ｓ３）し、記憶している最大値よりも大きい場合は記憶値を更新（Ｓ４）し、また、スイッチング素子１０のＯＮ時間ｔがマイクロコピュータ１８に記憶しているスイッチング素子１０のＯＮ時間ｔの最小値を比較（Ｓ５）し、記憶しているＯＮ時間ｔの最小値未満の場合は記憶値を更新（Ｓ６）し、最小値以上最大値以下の場合であれば記憶値を保持する。本動作は、複数の加熱モードにおける所定の電力動作毎に行うものである。
【００１９】
この記憶値として更新された最小値及び最大値は、使用者の指示入力により、マイクロコピュータ１８は表示装置（図示せず）に表示可能である。同様に、炊飯器の製造過程で梱包する内釜８（設定用の標準内鍋など）を使用した場合の正常範囲となる最大値と最小値は表示装置に表示可能である。
【００２０】
前述した前記電気特性が変化すると、所定の電力を出力する際のインバータ波形のＯＮ／ＯＦＦ時間（周期）が変動し周波数が変わり、スイッチング素子１０のＯＮ時間ｔが変動するため、ＯＮ時間の最大値（最大火力）と最小値（最低火力）を記憶することで前述した電気特性に関連する原因が推定できるので不具合や故障解析が容易になる。
【００２１】
例えば、スイッチング素子１０のＯＮ時間が正常範囲の最大値より大きい場合は、内釜８と加熱コイル６の構造ギャップが広くなっていることが考えられ、実際の使用条件で考えられる原因としては、内釜８の底面が内側に凹んだ状態で炊飯を行った場合や、内釜８の底面にお米などの異物を付けた状態で炊飯を行った場合など、物理的に内釜８の底面と加熱コイル６とのギャップが大きくなり、この状態で炊飯を行いインバータが動作することでスイッチング素子１０に過電流・過電圧がかかり破壊といった不具合が想定できる。
【００２２】
また、スイッチング素子１０のＯＮ時間が正常範囲の最小値未満の場合は、内釜８と加熱コイル６との構造ギャップが狭くなっていることが考えられ、実際の使用条件で考えられる原因としては、内釜８の底面が外方向に凸状に変形した不具合が想定でき、その状態で炊飯を行いインバータが動作することでスイッチング素子に過電流・過電圧がかかり破壊といった不具合が想定でできる。
【００２３】
上記した本実施例によれば、スイッチング素子の異常時の動作状態を記憶する事で、故障の原因となった外的要因の特定が容易となり、保守性が向上するといった効果がある。また、外的要因が推定できれば、使用者に使い勝手のアドバイスもでき、同様な故障の再発防止にもなる。
【符号の説明】
【００２４】
２：整流回路
３：チョークコイル
４：平滑コンデンサ
５：平滑回路
６：加熱コイル
７：コンデンサ
８：内釜
９：共振回路
１０：スイッチング素子
１２：インバータ部
１３：ドライブ回路
１４：電流検出手段
１７：トリガー回路
１８：マイクロコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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