(57)【要約】【課題】被加熱物の移動等を精度良く検出することのできる誘導加熱調理器を得る。【解決手段】被加熱物を誘導加熱する加熱コイル７と、加熱コイル７に交流電流を供給するインバータ６と、インバータ６を駆動制御する制御部１１と、加熱コイル７に流れる加熱コイル電流を検出する加熱コイル電流検出部１０と、を備え、制御部１１は、少なくともインバータ６の駆動周波数及び加熱コイル電流に基づいて被加熱物の移動を判断する。【選択図】図９
2011222539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに交流電流を供給するインバータと、
前記インバータを駆動制御する制御部と、
前記加熱コイルに流れる加熱コイル電流を検出する加熱コイル電流検出部と、
を備え、
前記制御部は、
少なくとも前記インバータの駆動周波数及び前記加熱コイル電流に基づいて前記被加熱物の移動を判断する
ことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記インバータへ入力される入力電流を検出する入力電流検出部を備え、
前記制御部は、
前記加熱コイル電流を前記入力電流で除算した除算値が最大値となる前記インバータの駆動周波数の初期値をあらかじめ求めておき、
前記インバータの駆動周波数を掃引しながら前記加熱コイル電流を前記入力電流で除算した除算値が最大値となる周波数を求め、
その周波数が所定周期内に前記初期値から変化した際に、
前記被加熱物が移動したものと判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記インバータへ入力される入力電流を検出する入力電流検出部を備え、
前記制御部は、
前記加熱コイル電流を前記入力電流で除算した除算値が一定となるように前記インバータの駆動周波数を制御し、
前記インバータの駆動周波数が所定周期内に所定閾値以上変化した際に、
前記被加熱物が移動したものと判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記インバータへ入力される入力電流を検出する入力電流検出部を備え、
前記制御部は、
前記インバータが供給する前記交流電流に対する前記加熱コイル電流の位相が０となる前記インバータの駆動周波数の初期値をあらかじめ求めておき、
前記インバータの駆動周波数を掃引しながら前記加熱コイル電流の位相が０となる周波数を求め、
その周波数が所定周期内に前記初期値から変化した際に、
前記被加熱物が移動したものと判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記インバータへ入力される入力電流を検出する入力電流検出部を備え、
前記制御部は、
前記インバータが供給する前記交流電流に対する前記加熱コイル電流の位相が０となるように前記インバータの駆動周波数を制御し、
前記インバータの駆動周波数が所定周期内に所定閾値以上変化した際に、
前記被加熱物が移動したものと判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記制御部は、
前記除算値と、予め前記インバータに設定された前記駆動周波数における初期除算値との差が所定閾値以上である場合において、
予め前記インバータに設定された前記駆動周波数より所定値だけ大きい駆動周波数における第１の除算値と、予め前記インバータに設定された前記駆動周波数より所定値だけ小さい駆動周波数における第２の除算値とを算出し、
前記第１の除算値及び前記第２の除算値のうち、前記初期除算値に近い方の除算値に対応する駆動周波数を前記インバータの駆動周波数として設定し、前記除算値が一定となるようにする
ことを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記制御部は、
前記加熱コイル電流または前記入力電流のいずれかが０になった際に、
前記インバータまたは前記加熱コイルに異常が発生したと判断する
ことを特徴とする請求項１〜３、６のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
前記制御部は、
前記加熱コイル電流の位相と、予め前記インバータに設定された前記駆動周波数における前記加熱コイル電流の位相との差が所定閾値より大きい場合において、
予め前記インバータに設定された前記駆動周波数より所定値だけ大きい駆動周波数における前記加熱コイル電流の第１の位相と、予め前記インバータに設定された前記駆動周波数より所定値だけ小さい駆動周波数における前記加熱コイル電流の第２の位相とを算出し、
前記第１の位相及び前記第２の位相のうち、０に近い方の位相に対応する駆動周波数を前記インバータの駆動周波数として設定し、前記加熱コイル電流の位相が０となるようにする
ことを特徴とする請求項５に記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱調理器は、加熱コイルに通電される高周波電流の電磁誘導作用により、被加熱金属容器に発生する渦電流のジュール熱損を利用し、被加熱金属容器を加熱する。
金属容器が非磁性かつ低抵抗の金属、例えばアルミニウム製の鍋やフライパンなどの軽量な物質で構成されていた場合、渦電流と加熱コイルから生じる磁界との相互作用により反発力が発生する。このとき、金属容器の内容物が少なく軽量な場合、金属容器が浮上したり、横に移動したりする場合がある。
これを防止するため、金属容器の移動を検出し、加熱出力を制限する等の措置を取る必要がある。
【０００３】
そこで従来、誘導加熱調理器に関し、『加熱調理体の加熱コイルに対する好適位置を報知によって教示できるようにして、目の不自由な人を含め好適使用されやすい誘導加熱調理器を提供する。』ことを目的とした技術として、『加熱コイル１に高周波電流を供給し、この加熱コイル１上でこの加熱コイル１と電磁結合させた鍋２をその時々の電磁結合度合に応じて発熱させる誘導加熱調理器において、加熱コイルの入力側または出力側での電流、電圧、電力といった前記電磁結合度合に応じて変化する通電特性値を検出する通電特性検出手段３と、その時々に検出される通電特性値またはおよびその変化の状態を外部に報知する報知手段８を備え、鍋２の加熱コイル１に対する好適位置に対する近付き、通過、遠ざかりの変化および好適位置を教示する。』というものが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、電磁調理器に関し、『複数の高周波電力発生回路の出力電力をそれぞれ個別に検出する複数の出力電力検出手段を備え、制御回路は、被加熱体の無い状態で前記複数の高周波電力発生回路を駆動しても前記複数の高周波電力発生回路それぞれに含まれ、且つ所定のタイミングでオン・オフ動作するスイッチング素子が破壊に至らない電力で複数の加熱コイルを加熱開始時に駆動し、前記制御回路は前記複数の出力電力検出手段の検出結果に応じて前記被加熱体の有無を判断する』という技術が開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−５５１６１号公報（要約）
【特許文献２】特開２００７−２５７９７７号公報（請求項６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１や特許文献２に記載の技術では、加熱コイル電流を用いて被加熱物の浮きや移動を検出しているが、実際の加熱調理中には、被加熱物が移動等しても加熱コイル電流が変化しない場合がある。この場合は、加熱コイル電流では被加熱物の移動等を検出できない。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、被加熱物の移動等を精度良く検出することのできる誘導加熱調理器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルに交流電流を供給するインバータと、インバータを駆動制御する制御部と、加熱コイルに流れる加熱コイル電流を検出する加熱コイル電流検出部と、を備え、制御部は、少なくともインバータの駆動周波数及び加熱コイル電流に基づいて被加熱物の移動を判断するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る誘導加熱調理器によれば、少なくともインバータの駆動周波数及び加熱コイル電流に基づいて被加熱物の移動を判断するので、被加熱物の移動の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成図である。
【図２】加熱コイル７および共振コンデンサ９からなる直列共振回路と、金属容器８とを表した等価回路図である。
【図３】図２を等価的に変形した回路図である。
【図４】結合係数ｋを０〜１．０まで変化させた場合の、入力電流Ｉ１と加熱コイル電流Ｉ２との関係を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る誘導加熱調理器が金属容器８の移動を検出する際の動作フローである。
【図６】図５の動作フローの変形例である。
【図７】周波数掃引しながらＩ２／Ｉ１を計算した結果を示す図である。
【図８】結合係数ｋを０〜１．０まで変化させた場合における、Ｉ２／Ｉ１がピーク値を示す周波数の変化を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る誘導加熱調理器が金属容器８の移動を検出する際の動作フローである。
【図１０】図９の動作フローの変形例である。
【図１１】金属容器８が移動した際の、Ｉ２／Ｉ１がピークとなる周波数の変化を示す図である。
【図１２】実施の形態３に係る誘導加熱調理器が金属容器８の移動を検出する際の動作フローである。
【図１３】図１２の動作フローの変形例である。
【図１４】実施の形態４に係る誘導加熱調理器の構成図である。
【図１５】Ｉ２の位相を周波数掃引しながら計算した結果を示す図である。
【図１６】実施の形態４に係る誘導加熱調理器が金属容器８の移動を検出する際の動作フローである。
【図１７】金属容器８が移動した際の、Ｉ２位相が０となる周波数の変化を示す図である。
【図１８】実施の形態５に係る誘導加熱調理器が金属容器８の移動を検出する際の動作フローである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成図である。
平滑回路２は、商用電源１からの交流電圧を整流し、平滑化して直流電圧を出力する。直流電圧は、高周波インバータ回路３に供給される。
高周波インバータ回路３は、一対のスイッチング素子４ａおよび４ｂと、ダイオード５ａおよび５ｂから構成される。
高周波インバータ回路３の出力には、加熱コイル７と共振コンデンサ９とからなる直列共振回路が接続される。
【００１２】
制御部１１は、周波数発生部１５を介してインバータ駆動信号をインバータ駆動回路６に出力する。インバータ駆動回路６は、スイッチング素子４ａおよび４ｂを駆動し、加熱コイル７に高周波電流を流し、高周波磁界を発生させる。
高周波磁界が金属容器８を鎖交することにより、金属容器８上に渦電流が発生し、この渦電流により金属容器８が発熱する。
また、制御部１１は、インバータ駆動周波数やインバータ駆動信号のｄｕｔｙを可変することにより、加熱コイル７と共振コンデンサ９とからなる直列共振回路のインピーダンスを変化させ、加熱コイル電流を制御する。
なお、図１では制御部１１とインバータ駆動回路６を別構成として記載したが、制御部１１とインバータ駆動回路６を一体的に構成してもよい。
【００１３】
加熱コイル７に流れる電流は、加熱コイル電流検出部１０により検出され、商用電源１から供給される入力電流は入力電流検出部１３で検出される。各検出値は、制御部１１に出力される。
【００１４】
制御部１１は、その機能を実現する回路デバイス等のハードウェアで構成することもできるし、マイコンやＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算装置とその動作を規定するソフトウェアで構成することもできる。
また、制御部１１は、図示しないＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の書き込み可能な記憶装置を備える。
【００１５】
以上、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成について説明した。
次に、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の動作説明に先立ち、金属容器８の移動について説明する。
【００１６】
図２は、加熱コイル７および共振コンデンサ９からなる直列共振回路と、金属容器８とを表した等価回路図である。
加熱コイル７と金属容器８は、相互インダクタンスＭで電磁結合している。金属容器８は、加熱コイル７に流れる交流電流により誘導加熱される。
【００１７】
図３は、図２を等価的に変形した回路図である。図３におけるＲ３およびＬ３は、下記（式１）〜（式２）で表される。
【数１】
2011222539.tif 000003
【００１８】
また、加熱コイル電流Ｉは、下記（式３）で求められる。
【数２】
2011222539.tif 000004
即ち、加熱コイル電流Ｉは、金属容器８固有の負荷時定数τ、加熱コイルＬ１と金属容器等価コイルＬ２との結合係数ｋにより、一意的に求められる。
【００１９】
商用電源からの入力電流Ｉ１は、図２の等価回路上でＲ１、Ｒ３で消費される電流を一次コイルＬ１側に換算した電流と見ることができる。加熱コイル電流をＩ２とすると、各電流は次式（式４）〜（式５）で求めることができる。
【数３】
2011222539.tif 000005
【００２０】
図４は、結合係数ｋを０〜１．０まで変化させた場合の、入力電流Ｉ１と加熱コイル電流Ｉ２との関係を示す図である。なお、各定数の例として以下の表１〜表２を用い、Ｖ＝２００（Ｖ）とした。
結合係数ｋが１に近いデータは、加熱コイル７と金属容器８が接近して結合がよい状態を示し、ｋが０に近いデータは、両者の距離が遠く離れて結合が無い状態を示す。
【表１】
2011222539.tif 000006
【表２】
2011222539.tif 000007
【００２１】
図４のｋ＝０．４５〜ｋ＝０．５の区間では、結合係数ｋが変化しても、即ち金属容器８が移動しても、加熱コイル電流Ｉ２があまり変化していない。
したがってこの区間では、加熱コイル電流Ｉ２の変化により、金属容器８の移動を検出することが困難である。
上記特許文献１〜２に記載の技術では、加熱コイル電流を用いて被加熱物の移動を検出しているため、上述のようなＩ２が変化しない区間では、移動を検出することが困難になるという課題がある。
【００２２】
以上、金属容器８の移動、即ち結合係数ｋの変化と、入力電流Ｉ１および加熱コイル電流Ｉ２の関係について説明した。
本実施の形態１に係る誘導加熱調理器は、上述のような金属容器８の移動検出に係る不都合を回避するため、検出に際し入力電流Ｉ１と加熱コイル電流Ｉ２を併用する。
以下、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器が金属容器８の移動を検出する動作について説明する。
【００２３】
金属容器８が非磁性かつ低抵抗の金属、例えばアルミニウム製の鍋やフライパンなどの軽量な物質で構成されていた場合、金属容器８に発生する渦電流と加熱コイル７から生じる磁界との相互作用により、金属容器８が浮上したり、横に移動したりする。
このとき、結合係数ｋが変化することにより、式１と式２に示すように、等価抵抗Ｒ３と等価インダクタンスＬ３とが変化する。
入力電流Ｉ１と加熱コイル電流Ｉ２は、式４と式５とを用いて計算することができる。
【００２４】
なお、入力電流Ｉ１と加熱コイル電流Ｉ２の変化パターンは、以下の３つがある。本実施の形態１では、いずれのパターンでも金属容器８の移動を検出できるよう、後述の図５で説明する手順により移動検出を行う。
【００２５】
（１）浮力等による金属容器８の移動により、加熱コイル電流Ｉ２のみが変化する場合
（２）入力電流Ｉ１のみが変化する場合
（３）加熱コイル電流Ｉ２と入力電流Ｉ１と両方が変化する場合
【００２６】
図５は、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器が金属容器８の移動を検出する際の動作フローである。以下、図５の各ステップについて説明する。
【００２７】
（Ｓ５０１）
制御部１１は、入力電流検出部１３、加熱コイル電流検出部１０を介して、入力電流Ｉ１、加熱コイル電流Ｉ２の初期値を検出し、その値をＲＡＭ等に記録する。
（Ｓ５０２）
制御部１１は、入力電流検出部１３、加熱コイル電流検出部１０を介して、入力電流Ｉ１、加熱コイル電流Ｉ２の現在値を検出する。
【００２８】
（Ｓ５０３）
制御部１１は、Ｉ２の現在値と、ＲＡＭ等に記録したＩ２の初期値とを比較し、Ｉ２の初期値からの変化量が所定の検出閾値未満であるか否かを判定する。閾値未満であればステップＳ５０４へ進み、閾値以上であればステップＳ５０６へ進む。
（Ｓ５０４）
制御部１１は、Ｉ１の現在値と、ＲＡＭ等に記録したＩ１の初期値とを比較し、Ｉ１の初期値からの変化量が所定の検出閾値未満であるか否かを判定する。閾値未満であればステップＳ５０５へ進み、閾値以上であればステップＳ５０６へ進む。
【００２９】
（Ｓ５０５）
制御部１１は、ステップＳ５０１でＲＡＭ等に記録した初期値を、Ｉ１とＩ２の現在値で更新する。
（Ｓ５０６）
制御部１１は、金属容器８に移動が生じたと判断し、加熱停止などの措置を実行した上で、本動作フローを終了する。
【００３０】
（Ｓ５０７）
制御部１１は、Ｉ１とＩ２の検出周期に達したか否かを判定する。検出周期に達していればステップＳ５０２へ戻り、達していなければステップＳ５０８へ進む。
（Ｓ５０８）
制御部１１は、加熱動作の終了指示があれば本動作フローを終了し、終了指示がなければステップＳ５０７へ戻る。
【００３１】
図５の動作フローによれば、制御部１１は、Ｉ１またはＩ２のいずれかが所定の検出閾値以上変化した際に、金属容器８が移動したものと検出することができる。
【００３２】
図６は、図５の動作フローの変形例である。図６において、図５のステップＳ５０２〜Ｓ５０３の間に、新たにステップＳ６０１〜Ｓ６０３を設けた。その他のステップは図５と同様である。
【００３３】
（Ｓ６０１）
制御部１１は、Ｉ２が０の場合はステップＳ６０３へ進み、０でない場合はステップＳ６０２へ進む。
（Ｓ６０２）
制御部１１は、Ｉ１が０の場合はステップＳ６０３へ進み、０でない場合はステップＳ５０３へ進む。
（Ｓ６０３）
制御部１１は、異常が発生したものと判断して、加熱動作を終了させる。
【００３４】
図６の動作フローによれば、制御部１１は、Ｉ１またはＩ２が０の際に、これを異常とみなして加熱動作を停止するので、誘導加熱調理器の安全性を高めることができる。
【００３５】
以上のように、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器は、Ｉ１またはＩ２のいずれかが所定の検出閾値以上変化した際に、金属容器８が移動したものと検出する。
これにより、例えば図４で説明したように金属容器８が移動してもＩ２が変化しない場合でも、Ｉ１の変化によりこれを検出することができ、金属容器８の移動検出の確実性が向上する。
【００３６】
また、金属容器８の移動を検出することにより、加熱効率が向上するので、エネルギー消費の観点から好ましい。さらには、無駄な加熱動作を回避することができるので、製品の耐久性が向上する効果も期待できる。
【００３７】
また、図６のフローチャートに示すような動作をすれば、Ｉ２＝０、Ｉ１＝０を検出することにより、加熱コイル７の断線や、スイッチング素子４ａ〜４ｂの断線等による異常発生を検出し、加熱動作を終了し、異常が起きた旨の表示や報知をすることができ、安全性が向上する。
【００３８】
実施の形態２．
実施の形態１では、Ｉ１またはＩ２の変化により金属容器８の移動を検出することを説明した。本発明の実施の形態２では、金属容器８の移動検出に関し、実施の形態１と異なる手法を説明する。
なお、本実施の形態２に係る誘導加熱調理器の構成は、実施の形態１の図１と同様であるため、説明を省略する。
【００３９】
まず、次の図７〜図８を用いて、本実施の形態２で説明する手法の根拠となる事項を説明する。その後に、本実施の形態２に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
【００４０】
図７は、周波数掃引しながらＩ２／Ｉ１を計算した結果を示す図である。負荷パラメータは表１、加熱コイル定数は表２に示したものであり、結合係数ｋは０．７５である。
図７に示すように、結合係数に応じて、Ｉ２／Ｉ１のピークを求めることができる。
【００４１】
図８は、結合係数ｋを０〜１．０まで変化させた場合における、Ｉ２／Ｉ１がピーク値を示す周波数の変化を示す図である。
ｋ＝１に近いデータは加熱コイル７と金属容器８が接近して結合がよい場合を示し、ｋ＝０に近いデータは距離が遠く離れて結合が無い場合を示す。
【００４２】
実際の環境下では、加熱コイル７と金属容器８の結合度がよい場合でも、結合係数ｋの値は０．８程度である。したがって、図８に示すように、結合係数ｋと、Ｉ２／Ｉ１がピーク値を示す周波数とは対応付けが可能である。
このことから、インバータ駆動信号の周波数を掃引して求めた、Ｉ２／Ｉ１がピーク値を示す周波数により、加熱コイル７と金属容器８の結合度ｋが求められることが分かる。これは、Ｉ２／Ｉ１がピーク値を示す周波数の移動により、結合度ｋの変化、即ち金属容器８の移動が検出できることを示している。
【００４３】
以上、本実施の形態２で説明する手法の根拠となる事項を説明した。
次に、本実施の形態２に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
【００４４】
図９は、本実施の形態２に係る誘導加熱調理器が金属容器８の移動を検出する際の動作フローである。以下、図９の各ステップについて説明する。
【００４５】
（Ｓ９０１）
例えば規定値を図示しないＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に格納しておく等により、高周波インバータ回路３の駆動周波数の掃引幅をあらかじめ定めておく。以後、掃引最小値をｆｍｉｎ、掃引最大値をｆｍａｘとする。
（Ｓ９０２）
制御部１１は、ｆｍｉｎから周波数掃引を開始する。
【００４６】
（Ｓ９０３）
制御部１１は、入力電流検出部１３、加熱コイル電流検出部１０を介して、入力電流Ｉ１、加熱コイル電流Ｉ２の現在値を検出する。
（Ｓ９０４）
制御部１１は、Ｉ２／Ｉ１の初期値と、掃引周波数の初期値を、ＲＡＭ等に記録する。
【００４７】
（Ｓ９０５）
制御部１１は、掃引周波数を微小幅Δｆ増加させる。
（Ｓ９０６）
制御部１１は、掃引周波数がｆｍａｘに到達したか否かを判定する。到達していればステップＳ９１０へ進み、到達していなければステップＳ９０７へ進む。本ステップは、周波数の掃引が完了したか否かを判定するためのものである。
【００４８】
（Ｓ９０７）
制御部１１は、入力電流検出部１３、加熱コイル電流検出部１０を介して、入力電流Ｉ１、加熱コイル電流Ｉ２の現在値を検出する。
（Ｓ９０８）
制御部１１は、Ｉ２／Ｉ１の現在値と、ＲＡＭ等に記録したＩ２／Ｉ１の初期値とを比較し、Ｉ２／Ｉ１の現在値が初期値を超えているか否かを判定する。超えていればステップＳ９０９へ進み、超えていなければステップＳ９０５へ戻る。
（Ｓ９０９）
制御部１１は、ステップＳ９０４でＲＡＭ等に記録した初期値を、Ｉ２／Ｉ１の現在値および掃引周波数の現在値で更新する。
【００４９】
以上のステップＳ９０１〜Ｓ９０９により、Ｉ２／Ｉ１の最大値と、そのときの高周波インバータ回路３の駆動周波数とが得られる。
【００５０】
（Ｓ９１０）
制御部１１は、Ｉ２／Ｉ１がピークとなる周波数が前回の周波数掃引から移動したか否かを判定する。移動していればステップＳ９１１へ進み、移動していなければステップＳ９１２へ進む。
（Ｓ９１１）
制御部１１は、金属容器８に移動が生じたと判断し、加熱停止などの措置を実行した上で、本動作フローを終了する。
【００５１】
（Ｓ９１２）
制御部１１は、Ｉ２／Ｉ１の検出周期に達したか否かを判定する。検出周期に達していればステップＳ９０２へ戻り、達していなければステップＳ９１３へ進む。
（Ｓ９１３）
制御部１１は、加熱動作の終了指示があれば本動作フローを終了し、終了指示がなければステップＳ９１２へ戻る。
【００５２】
図９の動作フローによれば、制御部１１は、Ｉ１とＩ２の双方（Ｉ２／Ｉ１）を用いて、金属容器８が移動したものと検出することができる。
【００５３】
図１０は、図９の動作フローの変形例である。図１０において、図９のステップＳ９０７〜Ｓ９０８の間に、新たにステップＳ１００１〜Ｓ１００３を設けた。その他のステップは図９と同様である。
【００５４】
（Ｓ１００１）
制御部１１は、Ｉ２が０の場合はステップＳ１００３へ進み、０でない場合はステップＳ１００２へ進む。
（Ｓ１００２）
制御部１１は、Ｉ１が０の場合はステップＳ１００３へ進み、０でない場合はステップＳ１００３へ進む。
（Ｓ１００３）
制御部１１は、異常が発生したものと判断して、加熱動作を終了させる。
【００５５】
図１０の動作フローによれば、制御部１１は、Ｉ１またはＩ２が０の際に、これを異常とみなして加熱動作を停止するので、誘導加熱調理器の安全性を高めることができる。
【００５６】
以上のように、本実施の形態２に係る誘導加熱調理器は、Ｉ１とＩ２の双方（Ｉ２／Ｉ１）を用いて、金属容器８が移動したか否かを検出する。
これにより、実施の形態１と同様に、金属容器８の移動検出の確実性が向上する。
【００５７】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、金属容器８の移動検出に関し、実施の形態１〜２と異なる手法を説明する。
なお、本実施の形態３に係る誘導加熱調理器の構成は、実施の形態１の図１と同様であるため、説明を省略する。
【００５８】
まず、次の図１１を用いて、本実施の形態３で説明する手法の根拠となる事項を説明する。その後に、本実施の形態３に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
【００５９】
図１１は、金属容器８が移動した際の、Ｉ２／Ｉ１がピークとなる周波数の変化を示す図である。
金属容器８が浮力等で移動し、例えば結合係数ｋが０．７５から０．６まで変化した場合、Ｉ２／Ｉ１がピークとなるインバータ駆動周波数が図１１のように変化する。
そこで、本実施の形態３では、Ｉ２／Ｉ１が一定になるインバータ駆動信号の周波数を掃引探索して追従制御し、Ｉ２／Ｉ１がピークとなる周波数の変化により加熱コイル７と金属容器８の結合度ｋの変化を求め、これをもって金属容器８の移動を検出する。
【００６０】
以上、本実施の形態３で説明する手法の根拠となる事項を説明した。
次に、本実施の形態３に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
【００６１】
図１２は、本実施の形態３に係る誘導加熱調理器が金属容器８の移動を検出する際の動作フローである。以下、図１２の各ステップについて説明する。
【００６２】
（Ｓ１２０１）
例えば規定値を図示しないＲＯＭに格納しておく等により、高周波インバータ回路３の駆動周波数ｆの開始値ｆ１をあらかじめ定めておく。
（Ｓ１２０２）
制御部１１は、高周波インバータ回路３の駆動周波数ｆをｆ１に設定する。
【００６３】
（Ｓ１２０３）
制御部１１は、入力電流検出部１３、加熱コイル電流検出部１０を介して、入力電流Ｉ１、加熱コイル電流Ｉ２の初期値を検出する。
（Ｓ１２０４）
制御部１１は、Ｉ２／Ｉ１の初期値と、周波数の初期値を、ＲＡＭ等に記録する。
（Ｓ１２０５）
制御部１１は、入力電流検出部１３、加熱コイル電流検出部１０を介して、入力電流Ｉ１、加熱コイル電流Ｉ２の現在値を検出する。
【００６４】
（Ｓ１２０６）
制御部１１は、Ｉ２／Ｉ１の現在値と、ＲＡＭ等に記録したＩ２／Ｉ１の初期値とを比較し、その差が所定の閾値以下であるか否かを判定する。閾値以下であればステップＳ１２１２へ進み、閾値超であればステップＳ１２０７へ進む。
（Ｓ１２０７）
制御部１１は、高周波インバータ回路３の駆動周波数ｆを微小幅Δｆ増加させてｆ＋Δｆに設定し、その周波数の下でＩ２とＩ１を検出し、Ｉ２／Ｉ１の値を求める。
（Ｓ１２０８）
制御部１１は、高周波インバータ回路３の駆動周波数ｆを微小幅Δｆ減少させてｆ−Δｆに設定し、その周波数の下でＩ２とＩ１を検出し、Ｉ２／Ｉ１の値を求める。
【００６５】
（Ｓ１２０９）
制御部１１は、ステップＳ１２０７とＳ１２０８それぞれで求めたＩ２／Ｉ１のうち、ＲＡＭ等に記録している初期値にいずれが近いかを判定し、そのときの周波数（ｆ＋Δｆまたはｆ−Δｆ）を高周波インバータ回路３の駆動周波数ｆに設定する。
（Ｓ１２１０）
制御部１１は、高周波インバータ回路３の駆動周波数ｆと開始値ｆ１との差が、閾値を超えているか否かを判定する。超えていればステップＳ１２１１へ進み、超えていなければステップＳ１２１２へ進む。
（Ｓ１２１１）
制御部１１は、金属容器８に移動が生じたと判断し、加熱停止などの措置を実行した上で、本動作フローを終了する。
【００６６】
（Ｓ１２１２）
制御部１１は、Ｉ２／Ｉ１の検出周期に達したか否かを判定する。検出周期に達していればステップＳ１２０５へ戻り、達していなければステップＳ１２１３へ進む。
（Ｓ１２１３）
制御部１１は、加熱動作の終了指示があれば本動作フローを終了し、終了指示がなければステップＳ１２１２へ戻る。
【００６７】
図１２の動作フローによれば、制御部１１は、Ｉ１とＩ２の双方（Ｉ２／Ｉ１）を用いて、金属容器８が移動したものと検出することができる。
なお、図１２の動作フローは１例であり、その他の手法を用いて、Ｉ２／Ｉ１が一定になるインバータ駆動信号の周波数を探索してもよい。
【００６８】
図１３は、図１２の動作フローの変形例である。図１３において、図１２のステップＳ１２０５〜Ｓ１２０６の間に、新たにステップＳ１３０１〜Ｓ１３０２を設けた。また、ステップＳ１２０７の後とＳ１２０８の後に、新たにステップＳ１３０３〜Ｓ１３０５を設けた。その他のステップは図１２と同様である。
【００６９】
（Ｓ１３０１）
制御部１１は、Ｉ１またはＩ２が０の場合はステップＳ１３０２へ進み、いずれも０でない場合はステップＳ１２０６へ進む。
（Ｓ１３０２）
制御部１１は、異常が発生したものと判断して、加熱動作を終了させる。
（Ｓ１３０３）
制御部１１は、Ｉ１またはＩ２が０の場合はステップＳ１３０５へ進み、いずれも０でない場合はステップＳ１２０８へ進む。
（Ｓ１３０４）
制御部１１は、Ｉ１またはＩ２が０の場合はステップＳ１３０５へ進み、いずれも０でない場合はステップＳ１２０９へ進む。
（Ｓ１３０５）
制御部１１は、異常が発生したものと判断して、加熱動作を終了させる。
【００７０】
図１３の動作フローによれば、制御部１１は、Ｉ１またはＩ２が０の際に、これを異常とみなして加熱動作を停止するので、誘導加熱調理器の安全性を高めることができる。
【００７１】
以上のように、本実施の形態３に係る誘導加熱調理器は、Ｉ１とＩ２の双方（Ｉ２／Ｉ１）を用いて、金属容器８が移動したか否かを検出する。
これにより、実施の形態１と同様に、金属容器８の移動検出の確実性が向上する。
【００７２】
実施の形態４．
図１４は、本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の構成図である。
本実施の形態４に係る誘導加熱調理器は、実施の形態１の図１で説明した構成と異なり入力電流検出部１３を備えていない。その他の構成は図１と同様であるため、説明を省略する。
【００７３】
まず、次の図１５を用いて、本実施の形態４で説明する手法の根拠となる事項を説明する。その後に、本実施の形態４に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
【００７４】
図１５は、Ｉ２の位相を周波数掃引しながら計算した結果を示す図である。なお、各定数の例として以下の表１〜表２を用い、結合係数ｋは０．７５とした。算出式は上述の式４を用いた。
図１５に示すように、結合係数に応じてＩ２の位相ゼロ点を求めることができる。
【００７５】
結合係数ｋを０〜１．０まで変化させた場合における、Ｉ２の位相が０となる周波数の変化は、図８と同じになる。
このことから、インバータ駆動信号の周波数を掃引して求めた、Ｉ２の位相が０となる周波数により、加熱コイル７と金属容器８の結合度ｋが求められることが分かる。これは、Ｉ２／Ｉ１がピーク値を示す周波数の移動により、結合度ｋの変化、即ち金属容器８の移動が検出できることを示している。
【００７６】
以上、本実施の形態４で説明する手法の根拠となる事項を説明した。
次に、本実施の形態４に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
【００７７】
図１６は、本実施の形態４に係る誘導加熱調理器が金属容器８の移動を検出する際の動作フローである。以下、図１６の各ステップについて説明する。
【００７８】
（Ｓ１６０１）
例えば規定値を図示しないＲＯＭに格納しておく等により、高周波インバータ回路３の駆動周波数の掃引幅をあらかじめ定めておく。以後、掃引最小値をｆｍｉｎ、掃引最大値をｆｍａｘとする。
（Ｓ１６０２）
制御部１１は、ｆｍｉｎから周波数掃引を開始する。
【００７９】
（Ｓ１６０３）
制御部１１は、入力電流検出部１３、加熱コイル電流検出部１０を介して、入力電流Ｉ１、加熱コイル電流Ｉ２の現在値を検出する。次に、これらの値を用いてＩ２の位相を求める。
（Ｓ１６０４）
制御部１１は、Ｉ２位相の絶対値の初期値と、掃引周波数の初期値を、ＲＡＭ等に記録する。
【００８０】
（Ｓ１６０５）
制御部１１は、掃引周波数を微小幅Δｆ増加させる。
（Ｓ１６０６）
制御部１１は、掃引周波数がｆｍａｘに到達したか否かを判定する。到達していればステップＳ１６１０へ進み、到達していなければステップＳ１６０７へ進む。本ステップは、周波数の掃引が完了したか否かを判定するためのものである。
【００８１】
（Ｓ１６０７）
制御部１１は、入力電流検出部１３、加熱コイル電流検出部１０を介して、入力電流Ｉ１、加熱コイル電流Ｉ２の現在値を検出する。次に、これらの値を用いてＩ２の位相を求める。
（Ｓ１６０８）
制御部１１は、Ｉ２位相の絶対値の現在値と、ＲＡＭ等に記録したＩ２位相の絶対値の初期値とを比較し、Ｉ２位相の絶対値の現在値が初期値未満か否かを判定する。初期値未満であればステップＳ１６０９へ進み、初期値以上であればステップＳ１６０５へ戻る。
（Ｓ１６０９）
制御部１１は、ステップＳ１６０４でＲＡＭ等に記録した初期値を、Ｉ２位相の絶対値の現在値および掃引周波数の現在値で更新する。
【００８２】
以上のステップＳ１６０１〜Ｓ１６０９により、Ｉ２位相の絶対値が最小（＝０）となるときの高周波インバータ回路３の駆動周波数が得られる。
【００８３】
（Ｓ１６１０）
制御部１１は、Ｉ２位相が０となる周波数が前回の周波数掃引から移動したか否かを判定する。移動していればステップＳ１６１１へ進み、移動していなければステップＳ１６１２へ進む。
（Ｓ１６１１）
制御部１１は、金属容器８に移動が生じたと判断し、加熱停止などの措置を実行した上で、本動作フローを終了する。
【００８４】
（Ｓ１６１２）
制御部１１は、Ｉ２位相の検出周期に達したか否かを判定する。検出周期に達していればステップＳ１６０２へ戻り、達していなければステップＳ１６１３へ進む。
（Ｓ１６１３）
制御部１１は、加熱動作の終了指示があれば本動作フローを終了し、終了指示がなければステップＳ１６１２へ戻る。
【００８５】
以上のように、本実施の形態４に係る誘導加熱調理器は、Ｉ２の位相を用いて、金属容器８が移動したか否かを検出する。
これにより、実施の形態１と同様に、加熱コイル電流Ｉ２の値によることなく、金属容器８の移動検出の確実性が向上する。即ち、電流値Ｉ２を用いることに代えて、Ｉ２位相を用いて金属容器８の移動を検出するので、加熱コイル電流Ｉ２の値に依存しない移動検出が可能となるのである。
【００８６】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５では、金属容器８の移動検出に関し、実施の形態１〜４と異なる手法を説明する。
なお、本実施の形態５に係る誘導加熱調理器の構成は、実施の形態４の図１４と同様であるため、説明を省略する。
【００８７】
まず、次の図１７を用いて、本実施の形態５で説明する手法の根拠となる事項を説明する。その後に、本実施の形態５に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
【００８８】
図１７は、金属容器８が移動した際の、Ｉ２位相が０となる周波数の変化を示す図である。
金属容器８が浮力等で移動し、例えば結合係数ｋが０．７５から０．６まで変化した場合、Ｉ２位相が０となるインバータ駆動周波数が変化する。
そこで、本実施の形態５では、Ｉ２位相が一定になるインバータ駆動信号の周波数を掃引探索して追従制御し、Ｉ２位相が０となる周波数の変化により加熱コイル７と金属容器８の結合度ｋの変化を求め、これをもって金属容器８の移動を検出する。
【００８９】
以上、本実施の形態５で説明する手法の根拠となる事項を説明した。
次に、本実施の形態５に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
【００９０】
図１８は、本実施の形態５に係る誘導加熱調理器が金属容器８の移動を検出する際の動作フローである。以下、図１８の各ステップについて説明する。
【００９１】
（Ｓ１８０１）
例えば規定値を図示しないＲＯＭに格納しておく等により、高周波インバータ回路３の駆動周波数ｆの開始値ｆ１をあらかじめ定めておく。
（Ｓ１８０２）
制御部１１は、高周波インバータ回路３の駆動周波数ｆをｆ１に設定する。
【００９２】
（Ｓ１８０３）
制御部１１は、入力電流検出部１３、加熱コイル電流検出部１０を介して、入力電流Ｉ１、加熱コイル電流Ｉ２の初期値を検出する。次に、これらの値を用いてＩ２位相の初期値を求める。
（Ｓ１８０４）
制御部１１は、Ｉ２位相の初期値と、周波数の初期値を、ＲＡＭ等に記録する。
（Ｓ１８０５）
制御部１１は、入力電流検出部１３、加熱コイル電流検出部１０を介して、入力電流Ｉ１、加熱コイル電流Ｉ２の現在値を検出する。次に、これらの値を用いてＩ２位相の現在値を求める。
【００９３】
（Ｓ１８０６）
制御部１１は、Ｉ２位相の現在値と、ＲＡＭ等に記録したＩ２位相の初期値とを比較し、その差が所定の閾値以下であるか否かを判定する。閾値以下であればステップＳ１８１２へ進み、閾値超であればステップＳ１８０７へ進む。
（Ｓ１８０７）
制御部１１は、高周波インバータ回路３の駆動周波数ｆを微小幅Δｆ増加させてｆ＋Δｆに設定し、その周波数の下でＩ２とＩ１を検出し、Ｉ２位相を求める。
（Ｓ１８０８）
制御部１１は、高周波インバータ回路３の駆動周波数ｆを微小幅Δｆ減少させてｆ−Δｆに設定し、その周波数の下でＩ２とＩ１を検出し、Ｉ２位相を求める。
【００９４】
（Ｓ１８０９）
制御部１１は、ステップＳ１８０７とＳ１８０８それぞれで求めたＩ２位相のうち、ＲＡＭ等に記録している初期値にいずれが近いかを判定し、そのときの周波数（ｆ＋Δｆまたはｆ−Δｆ）を高周波インバータ回路３の駆動周波数ｆに設定する。
（Ｓ１８１０）
制御部１１は、高周波インバータ回路３の駆動周波数ｆと開始値ｆ１との差が、閾値を超えているか否かを判定する。超えていればステップＳ１８１１へ進み、超えていなければステップＳ１８１２へ進む。
（Ｓ１８１１）
制御部１１は、金属容器８に移動が生じたと判断し、加熱停止などの措置を実行した上で、本動作フローを終了する。
【００９５】
（Ｓ１８１２）
制御部１１は、Ｉ２位相の検出周期に達したか否かを判定する。検出周期に達していればステップＳ１８０５へ戻り、達していなければステップＳ１８１３へ進む。
（Ｓ１８１３）
制御部１１は、加熱動作の終了指示があれば本動作フローを終了し、終了指示がなければステップＳ１８１２へ戻る。
【００９６】
以上のように、本実施の形態５に係る誘導加熱調理器は、Ｉ２の位相を用いて、金属容器８が移動したか否かを検出する。これにより、実施の形態４と同様の効果を発揮する。
なお、図１８の動作フローは１例であり、その他の手法を用いて、Ｉ２位相が一定になるインバータ駆動信号の周波数を探索してもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１  商用電源、２  平滑回路、３  高周波インバータ回路、４ａ〜４ｂ  スイッチング素子、５ａ〜５ｂ  ダイオード、６  インバータ駆動回路、７  加熱コイル、８  金属容器、９  共振コンデンサ、１０  加熱コイル電流検出部、１１  制御部、１３  入力電流検出部。
【図１】
2011222539.tif 000008
【図２】
2011222539.tif 000009
【図３】
2011222539.tif 000010
【図４】
2011222539.tif 000011
【図５】
2011222539.tif 000012
【図６】
2011222539.tif 000013
【図７】
2011222539.tif 000014
【図８】
2011222539.tif 000015
【図９】
2011222539.tif 000016
【図１０】
2011222539.tif 000017
【図１１】
2011222539.tif 000018
【図１２】
2011222539.tif 000019
【図１３】
2011222539.tif 000020
【図１４】
2011222539.tif 000021
【図１５】
2011222539.tif 000022
【図１６】
2011222539.tif 000023
【図１７】
2011222539.tif 000024
【図１８】
2011222539.tif 000025