(57)【要約】【課題】ワンチップマイコンで制御される加熱調理器において、庫内の温度測定がセグメント表示器の作動の影響を受けなくなるとともに、温度センサーの非線形の特性を補正し、庫内温度の正確な測定が可能となるようにする。【解決手段】被加熱物を加熱調理するために加熱エネルギーを供給する加熱調理部の庫内温度を検出する温度センサーと、ラダー抵抗を反転入力に接続した差動増幅器からなる温度センサー信号処理部と、複数桁のセグメント表示器と、加熱調理部を制御して被加熱物を調理するとともに前記温度センサー信号処理部から出力された温度センサー信号をＡ／Ｄ変換器により変換したＡ／Ｄ変換信号を前記セグメント表示器に出力する制御部を備え、前記制御部は、被加熱物の調理温度の指定に伴い前記ラダー抵抗のいずれかを選定するとともに、前記セグメント表示器の駆動を停止するブランキング期間内で前記温度センサー信号処理部から得た信号をＡ／Ｄ変換し、庫内温度を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を加熱調理するために加熱エネルギーを供給する加熱調理部の庫内温度を検出する温度センサーと、ラダー抵抗を反転入力に接続した差動増幅器からなる温度センサー信号処理部と、複数桁のセグメント表示器と、加熱調理部を制御して被加熱物を加熱調理するとともに前記温度センサー信号処理部から出力された温度センサー信号をＡ／Ｄ変換器により変換したＡ／Ｄ変換信号を前記セグメント表示器に出力する制御部を備え、
前記制御部は、被加熱物の調理温度の指定に伴い前記ラダー抵抗のいずれかを選定するとともに、前記セグメント表示器の駆動を停止するブランキング期間内で前記温度センサー信号処理部から得た信号をＡ／Ｄ変換し、庫内温度を検出するようにしたことを特徴とする加熱調理器。
【請求項２】
選定されたラダー抵抗に対し、当該ラダー抵抗が対応する温度測定範囲における前記温度センサーの非線形の特性を補正する補正電圧を印加するようにしたことを特徴とする請求項１記載の加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、庫内温度を高い精度で検出し、各種の被加熱物（食材）を適正温度で加熱調理できるようにした加熱調理器（オーブン・レンジ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の加熱調理器の機能は大きく進歩しており、例えば、３５０℃の高温による高速加熱で素早く被加熱物の表面を焼き上げることにより被加熱物の旨味を閉じ込めるようにした調理方法、あるいは３５℃〜９５℃程度の低温によるスチームモードでの焼き分け、スチーム解凍などが可能となるようにしている。
【０００３】
一般にこのような加熱調理器において、被加熱物の調理の仕上がりを判断する方法の一例として、２つの湿度センサーと２つの抵抗によりブリッジ回路を備え、このブリッジ回路に基準電圧を供給することにより、被加熱物の湿度変化を湿度センサー信号に変換し、この湿度センサー信号をＡ／Ｄ変換してマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略称する）に入力するようにしている。そして、マイコンにおいて調理進行に伴う湿度の変化分を検出することにより調理終了時点を決定する方法を本発明の出願人が提案している（特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、このような加熱調理器は、高い精度のＡ／Ｄ変換回路、制御回路などを含むワンチップで構成されたマイコンを備え、すべての制御が行われるようにしている。そして、このワンチップマイコンには、調理メニューあるいは調理時間などを表示するための複数桁のセグメント表示器の駆動回路も含まれているため、この駆動回路が作動したときの影響に対する配慮が必要であった。
【０００５】
即ち、セグメント表示器の駆動回路が作動すると、マイコン内部で大電流が高速でオン／オフを繰り返し、マイコン内部で流れる電流が数１０ｍＡの単位で変動し、電位の変化も生じてしまうことになる。これにより、湿度センサーと抵抗からなるブリッジ回路の平衡状態をある規定値以下にするための抵抗に加わる電位もマイコン側の出力ポートの電位の影響により数ｍＶ変動する。そして、湿度センサーから検出した２つの湿度センサー信号は、差動増幅器で比較増幅しているため、マイコンのＡ／Ｄ変換用の入力ポートに入力されるＡ／Ｄ変換用信号は数百ｍＶ以上変動することになり、安定したＡ／Ｄ変換を行うことができなくなる。
【０００６】
そこで、ワンチップマイコンで制御される加熱調理器において、複数桁のセグメント表示器の表示切替えのブランキング期間に湿度センサー信号をＡ／Ｄ変換することにより、精度の高い湿度測定結果が得られ、加熱調理の仕上がり精度を向上するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２３９１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、加熱調理器においては庫内温度の正確な検出も重要となっている。上述したように近年の加熱調理器における調理温度は３５℃〜３５０℃ときわめて温度範囲が広くなっているため、温度センサーは高温耐久性を備え、経年変化（劣化）の生じないことが望ましいことになる。そこで、熱電対型がこれに適するものとして多く採用されているが、低温側を測定した場合の熱起電力と高温側を測定した場合の熱起電力は大きく相違し、非線形の特性を示すため正確に温度を測定できないという問題がある。
【０００９】
本発明は、ワンチップマイコンで制御される加熱調理器において、温度測定がセグメント表示器の作動の影響を受けないようにするとともに、温度センサーの非線形の特性の補正が可能となるようにし、庫内温度の正確な測定が可能となるようにするもので、多種類の複雑な調理モードの正確な制御に対応することができる加熱調理器の実現を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで本発明は、以下に述べる各手段により上記課題を解決するようにした。即ち、請求項１記載の発明では、被加熱物を加熱調理するために加熱エネルギーを供給する加熱調理部の庫内温度を検出する温度センサーと、ラダー抵抗を反転入力に接続した差動増幅器からなる温度センサー信号処理部と、複数桁のセグメント表示器と、加熱調理部を制御して被加熱物を加熱調理するとともに前記温度センサー信号処理部から出力された温度センサー信号をＡ／Ｄ変換器により変換したＡ／Ｄ変換信号を前記セグメント表示器に出力する制御部を備え、前記制御部は、被加熱物の調理温度の指定に伴い前記ラダー抵抗のいずれかを選定するとともに、前記セグメント表示器の駆動を停止するブランキング期間内で前記温度センサー信号処理部から得た信号をＡ／Ｄ変換し、庫内温度を検出する。
【００１１】
請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の加熱調理器において、選定されたラダー抵抗に対し、当該ラダー抵抗が対応する温度測定範囲における前記温度センサーの非線形の特性を補正する補正電圧を印加する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ワンチップマイコンで制御される加熱調理器において、庫内の温度測定がセグメント表示器の作動の影響を受けることなく庫内温度の正確な測定が可能となる。また、温度測定範囲に対応する個々のラダー抵抗に対し補正電圧を印加するようにしたので、温度センサーの非線形の特性の補正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の加熱調理器の回路構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例における表示動作とＡ／Ｄ変換処理のタイミングを説明する図である。
【図３】第１実施例における補正電圧の印加の態様を説明する図である。
【図４】第１実施例におけるＡ／Ｄ変換処理および補正処理の流れを説明する図である。
【図５】第２実施例における補正電圧の印加の態様を説明する図である。
【図６】第２実施例における表示動作とＡ／Ｄ変換処理のタイミングを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の要部の回路構成を示すもので、温度検出部１は白金・ロジウムなどによる熱電対型の温度センサー１ａに基準電圧（−Ｖｓｓ）が印加され、加熱調理器の庫内の温度変化を検出する。前記温度検出部１からの温度センサー信号Ａ１を入力する温度センサー信号処理部２は、差動増幅器（オペアンプ）２ａとラダー抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を主体に構成されている。
【００１５】
つぎに、制御部３はマイコンを構成する回路要素とともに、本発明を実現するに必要な回路要素を付加してワンチップで構成されている。即ち、全体の制御およびデータ処理を実行するＣＰＵ３ａに接続されたバス５には、前記差動増幅器２ａからのアナログ信号である温度検出信号Ｈ１を入力するＡ／Ｄ変換器６が接続されている。
【００１６】
符号７はラダー抵抗選定部であり、ＣＰＵ３ａにおける判断に基づいてスイッチング要素７ａ、７ｂ、７ｃのいずれかが作動され、調整電圧信号Ａ２が前記差動増幅器２ａの反転入力端子に入力する。即ち、前記ラダー抵抗選定部７においてスイッチング要素７ａが作動すると、図３に示す温度センサー１ａの熱起電力の低位の範囲（ＬＥＶＥＬ１）に対応するラダー抵抗Ｒ１と基準抵抗Ｒｆにより差動増幅器２ａの利得が定まる。なお、ラダー抵抗Ｒ２が選定された場合は温度センサー１ａの熱起電力の中位の範囲（ＬＥＶＥＬ２）に、そして、ラダー抵抗Ｒ３が選定された場合は熱起電力の高位の範囲（ＬＥＶＥＬ３）に対応することになる。
【００１７】
このように、ラダー抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の抵抗値を各温度範囲に対応するように設定しておくことにより、例えば、高温の調理が指定されたときはＣＰＵ３ａがこれを判断し、ラダー抵抗Ｒ３を選定して庫内温度の検出が可能となる。このように各温度範囲に対応できるようにラダー抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を設けた場合でも図３に示すように、各温度範囲内で熱起電力は非線形の値を示す。
【００１８】
そこで本発明では、非線形の特性の誤差も補正し得るように補正電圧印加部８を設けた。この補正電圧印加部８からは、例えば、０．７Ｖ〜３．２Ｖの補正電圧ＡＪを各温度範囲で印加することにより、各温度範囲内における非線形の特性の誤差の補正が可能となる。なお、各温度範囲において印加する補正電圧ＡＪの値は、予めシミュレーションによって得られた結果をＲＯＭ９に格納しておき、ＣＰＵ３ａの指示に基づいてこれを読み出し、補正電圧印加部８から印加することになる。
【００１９】
つぎに、負荷制御回路１０には加熱調理部に配設されるマグネトロンＬ１、ヒーターＬ２、冷却ファンＬ３、庫内灯Ｌ４など加熱調理器に必要な機能要素が接続されており、ＣＰＵ３ａの指示に基づいて開閉する負荷選定部１１のスイッチング要素１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄにより駆動される。
【００２０】
また、ＣＰＵ３ａはセグメントドライバ１２を作動してセグメント表示器１３に駆動信号を出力し、ＣＰＵ３ａにより指定されたセグメントをセグメント表示器１３で発光表示させる。前記セグメント表示器１３を駆動するセグメントドライバ１２は既知の回路構成を採用するものであるが、本実施例においては、１桁が７セグメントで４桁を構成し、第１桁１３ａ〜第４桁１３ｄを分周して発光表示する例について説明する。
【００２１】
なお、符号１４はＣＰＵ３ａにより生成されたデータなどを一時格納するＲＡＭであり、符号１２はマイコン３内の各部を時間制御するための信号を出力するタイマーである。
【００２２】
つぎに、以上のように構成された本発明の加熱調理器において、セグメント表示器１３の表示動作およびＡ／Ｄ変換処理のタイミングについて以下に説明する。図２に示すように、作動増幅器２ａからの温度検出信号Ｈ１をＡ／Ｄ変換するタイミングをセグメント表示器１３の駆動を休止するブランキング期間とすることにより、そのブランキング期間はセグメント表示器１３に駆動電流が流れないので、マイコン３内の電圧が変動することがない。
【００２３】
図２に示すタイムチャートでは、セグメント表示器１３の第１桁１３ａ〜第４桁１３ｄを発光させる駆動信号ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４の各立ち下がりと立ち上がりの間にブランキング期間ＢＫ１、ＢＫ２、ＢＫ３、ＢＫ４を形成するようにしている。かかるブランキング期間ＢＫ１〜ＢＫ４に達したと判断したＣＰＵ３ａは、このブランキング期間ＢＫ１〜ＢＫ４内でＡ／Ｄ変換器６にＡ／Ｄ変換の開始を指示し、温度検出信号Ｈ１がデジタル信号に変換されバス５に出力される。このようにしてＡ／Ｄ変換を行うようにしたので、セグメント表示器１３の駆動による影響を受けることなく、精度の高いＡ／Ｄ変換が可能となる。
【００２４】
つぎに、本発明のＡ／Ｄ変換処理および補正処理の流れを図４に示すフローチャートに基づいて説明する。加熱調理器の主電源が投入されていると判断され（ステップＳ１）、調理メニューの設定がなされると（ステップＳ２）、ＣＰＵ３ａは設定された調理メニューに対応する温度を指定する（ステップＳ３）。この調理温度の指定に基づいてラダー抵抗Ｒ１〜Ｒ３のいずれかを選定する（ステップＳ４）。
【００２５】
ラダー抵抗Ｒ１〜Ｒ３のいずれかが選定されると、ＣＰＵ３ａは前記調理温度に対応する補正電圧ＡＪを決定（ステップＳ５）し、その補正電圧ＡＪを印加するように補正電圧印加部８に指示する。これにより、調理が開始された以後に庫内が指定された調理温度に達したとき、補正電圧ＡＪが印加され正確な温度検出のプログラム処理が実行されることになる。
【００２６】
そして、加熱調理器のスタートボタンが操作されて調理が開始されると（ステップＳ６）、セグメント表示器１３に調理の残り時間が表示される（ステップＳ７）。かかる表示がマイコン３内に電圧変動の影響を及ぼす始期となるため、ＣＰＵ３ａは同時にブランキング期間ＢＫ１〜ＢＫ４の生成処理を開始する。
【００２７】
図２に示すタイムチャートにおいて、セグメント表示器１３の第１桁１３ａを発光させる駆動信号ＤＰ１が出力され、ブランキング期間に達すると（ステップＳ８）、Ａ／Ｄ変換器３はＣＰＵ３ａからの指示を受けてＡ／Ｄ変換処理を開始する（ステップＳ９）。そして、Ａ／Ｄ変換処理の終了が確認されると（ステップＳ１０）、このＡ／Ｄ変換処理の結果である検出温度値をＲＡＭ１４に制御データとして記憶する。
【００２８】
このようにして第１桁１３ａ〜第４桁１３ｄまでの発光、およびブランキング期間におけるＡ／Ｄ変換処理が繰り返されて調理が進行する。そして、各桁の発光およびＡ／Ｄ変換処理の終了毎に設定された調理時間の経過が確認される（ステップＳ１２）。この結果、ある桁の発光およびＡ／Ｄ変換処理が終了した時点で調理時間を経過していない場合は、次の桁の表示に移行し（ステップＳ１３）、ステップ８に戻りＡ／Ｄ変換処理を行う。なお、ステップＳ１２において調理終了時間に達したと判断された場合は、この時点で加熱調理器の運転を終了する。
【００２９】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、庫内の温度測定がセグメント表示器の作動の影響を受けなくなるとともに、温度センサーの非線形の特性を補正することができるので、各種の調理メニューにおける庫内の調理温度を適正に保つことができ、どのような調理に対しても理想的な調理結果が得られる加熱調理器とすることができる。
【００３０】
また、以下のような実施形態としても良い。上記第１実施例では、調理メニューに対して、調理温度帯を決定し温度を検出するものであるが、以下に示す第２実施例では、温度はリアルタイムで検出するものである。
【００３１】
図５は本発明を適用してなる第２実施例における補正電圧の印加の態様を説明する図である。一方、図６は、第２実施例における表示動作とＡ／Ｄ変換処理のタイミングを説明する図である。
【００３２】
第２実施例におけるブロック図は、図１と同様のものを用いるために説明を省略する。尚、第２実施では、図１のブロック図における記憶装置１６を用いる。記憶装置１６は例えばフラッシュメモリやＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体記憶素子からなる。
次に第２実施例の動作を図１、図５及び図６を用いて以下に説明する。
【００３３】
まず、製造工程でＣＰＵ４は、7aをONし、LEVEL1(R1)で読み取る最大電圧となる理想的な抵抗を1aに配置しAD値を読み取り、その値を記憶装置１６に格納する。続いて、ＣＰＵ４は、7aをONし、LEVEL1(R1)で読み取る最小電圧となる理想的な抵抗(1a)でAD値を読み取り、その値を記憶装置１６に格納する。
【００３４】
その後、ＣＰＵ４は、7bをONし、LEVEL2(R2)で読み取る最大電圧となる理想的な抵抗(1a)でAD値を読み取り、その値を記憶装置１６に格納する。続いて、ＣＰＵ４は、7bをONし、LEVEL2(R2)で読み取る最小電圧となる理想的な抵抗(1a)でAD値を読み取り、その値を記憶装置１６に格納する。
【００３５】
その後、ＣＰＵ４は、7cをONし、LEVEL3(R3)で読み取る最大電圧となる理想的な抵抗(1a)でAD値を読み取り、その値を記憶装置１６に格納する。続いて、ＣＰＵ４は、7cをONし、LEVEL3(R3)で読み取る最小電圧となる理想的な抵抗(1a)でAD値を読み取り、その値を記憶装置１６に格納する。
【００３６】
続いて、電源投入後の動作について説明する。
動作１：ＣＰＵ４は、AD(3n)の時、LEVEL1のAD値を読み取る。
動作２：ＣＰＵ４は、AD(3n+1)の時、LEVEL2のAD値を読み取る。
動作３：ＣＰＵ４は、AD(3n+2)の時、LEVEL3のAD値を読み取る。
これを１サイクルとする。
【００３７】
ＣＰＵ４は、これを１６サイクル行い、
動作４：ＣＰＵ４は、上記動作１で読み取ったAD値の16サイクルの平均値が、記憶装置１６に格納されているLEVEL1(R1)の最大電圧(AD値）と最小電圧(AD値)の範囲内であれば、R1で読み取ったAD値を元に、温度が決定される。
動作５：ＣＰＵ４は、動作４に当てはまらず、動作２で読み取ったAD値の16サイクルの平均値が記憶装置１６に格納されている、LEVEL2(R2)の最大電圧(AD値）と最小電圧(AD値)の範囲内であれば、R2で読み取ったAD値を元に、温度が決定される)。
動作６：ＣＰＵ４は、動作５に当てはまらず、2-3で読み取ったAD値の16サイクルの平均値が記憶装置１６に格納されている、LEVEL3(R3)の最大電圧(AD値）と最小電圧(AD値)の範囲内であれば、R3で読み取ったAD値を元に、温度が決定される。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・・・温度検出部
１ａ・・・・温度センサー
２・・・・・温度センサー信号処理部
２ａ・・・・差動増幅器
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・・ラダー抵抗
３・・・・・制御部
４・・・・・ＣＰＵ
５・・・・・バス
６・・・・・Ａ／Ｄ変換器
７・・・・・ラダー抵抗選定部
８・・・・・補正電圧印加部
９・・・・・ＲＯＭ
１０・・・・負荷制御回路
１１・・・・負荷選定部
１２・・・・セグメントドライバ
１３・・・・セグメント表示器
１４・・・・ＲＡＭ
１５・・・・タイマー
１６・・・・記憶装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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