(57)【要約】      （修正有）【課題】調理器具の安全使用を監視するための方法及び装置を提供する。【解決手段】安全性限界の設定値を超えたときに、警報音を鳴らし、調理器具への電気もしくはガスの供給を遮断する監視装置において、調理器具の上方で、温度並びに湿度及び／又はガス含有量が測定され、測定された温度並びに測定された湿度及び／又はガス含有量及び／又はその変化速度についての安全性限界の設定値が設定され、調理器具の使用に基づいて及び／又は人の存在を検出するセンサによって及び／又はユーザが与える直接の制御フィードバックによって、ユーザの存在が監視される。監視装置は、調理器具の使用に基づいて自動的、かつ、直感的にユーザ固有の安全な安全性限界値を教示する。さらに、安全性限界の設定値を、教示に基づいて安全と判断される値に自動的に変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視装置が使用され、前記装置において、安全性限界を超えたときに警報音を鳴らし、または調理器具への電気もしくはガスの供給を遮断するために、温度、ならびに湿度および／またはガス含有量の測定値に基づく前記安全性限界の設定値が設定され、前記調理器具の上方の前記温度が測定され、前記調理器具の上方の前記湿度および／またはガス含有量が測定され、測定された前記温度、ならびに測定された前記湿度および／またはガス含有量、ならびに／またはその変化速度についての前記安全性限界の前記設定値が設定され、前記調理器具の使用に基づいて、かつ／または人の存在を検出するセンサによって、かつ／またはユーザが与える直接の制御フィードバックによって、前記ユーザの前記存在が監視される、調理器具の安全使用を監視するための方法であって、前記監視装置が、前記調理器具の前記使用に基づいて自動的かつ直感的にユーザ固有の安全な安全性限界値を教示され、前記安全性限界の前記設定値が、前記教示に基づいて安全と判断される設定値に自動的に変更、すなわち調節されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記安全性限界の前記設定値を超えたときに、制御ユニットを使用して、前記調理器具への前記電気またはガスの供給を遮断する方法であって、測定結果が、監視ユニットから前記制御ユニットに伝送され、前記ユーザが与える前記調理器具の前記使用についての前記フィードバックが、前記測定結果とともに自動的かつ直感的に分析されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記温度、および前記温度の変化速度が、輻射熱と対流熱および／または伝導熱との両方に基づいて別々に測定されること、ならびに、前記湿度および／またはガス含有量も測定されること、ならびに、ユーザ固有の安全性限界の値を決定する際にこれらの測定結果を基準値として使用することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
−調理器具の安全使用のための安全性限界の設定値が格納されるメモリを有する、プログラム制御されたプロセッサ（１）と、
−送信機および／または信号装置と、
−以下のセンサのうちの２つ以上のセンサ、すなわち、
−輻射熱を測定する温度センサ（７）、
−対流熱および／または伝導熱を測定する温度センサ（８）、
−湿度センサ（４）、
−ガス・センサ（９）、
−光センサ（５、１１）を備える監視装置を備え、
前記センサの測定値が前記安全性限界の前記設定値を超えるとき、前記監視装置が監視メッセージを送信し、かつ／または警報音を鳴らす、前記調理器具の前記安全使用を監視する装置であって、前記監視装置が、前記調理器具の使用に基づいて、または存在センサ（６、１６）によって、もしくは直接前記ユーザが与える制御フィードバックによってユーザの存在を識別するように構成されるユーザ・インターフェースを備えるか、またはそれに接続されること、ならびに、前記ユーザの存在が識別されたとき、前記調理器具の前記使用および／または前記センサの前記測定結果に個別に基づいて、前記ユーザ・インターフェースによって前記安全性限界の前記設定値を自動的に学習および／または調節するように前記監視装置が構成されることを特徴とする、装置。
【請求項５】
−メモリを有する、プログラム制御されたプロセッサ（１）、
−送信機（２）、
−以下のセンサのうちの２つ以上のセンサ、すなわち、
−輻射熱を測定する温度センサ（７）、
−対流熱および／または伝導熱を測定する温度センサ（８）、
−湿度センサ（４）、
−ガス・センサ（９）、
−光センサ（５、１１）を備える
１）監視装置と、
−メモリを有する、プログラム制御されたプロセッサ（１）、
−調理器具の電力またはガス・フローを測定するための測定装置（１８、２２）、
−電気またはガスの供給を遮断するためのアクチュエータ（１９、２１）、
−前記送信機（２）から監視および測定のメッセージを受信するための受信機（１４）を備える
２）制御ユニットとを備え、
この場合、前記調理器具の安全使用の安全性限界の設定値が、少なくとも前記メモリのうちの１つに格納され、前記センサの値が前記安全性限界の前記設定値を超える場合、前記制御ユニットが、前記調理器具への前記電気またはガスの供給を遮断するように構成される、調理器具の安全使用のための監視および制御の装置であって、前記監視装置と前記制御ユニットの組合せが、前記調理器具の使用に基づいて、または存在センサ（６、１６）によって、もしくは直接前記ユーザが与える制御フィードバックによってユーザの存在を識別するように構成されるユーザ・インターフェースを備えること、ならびに、前記ユーザの存在が識別されたとき、前記調理器具の前記使用および前記センサによる測定値に個別に基づいて、前記ユーザ・インターフェースによって前記安全性限界の前記設定値を自動的に学習および／または調節するように前記監視装置が構成されることを特徴とする、監視および制御の装置。
【請求項６】
前記制御ユニットが、前記調理器具の前記使用に基づいて、前記ユーザが与える前記制御フィードバックを形成して受信するための手段と、個々の設定値を学習および調節するために、前記監視装置から受信した前記測定結果とともに前記制御フィードバックを分析するための手段とを有することを特徴とする、請求項５に記載の監視および制御の装置。
【請求項７】
前記監視装置または制御ユニットの前記プロセッサを制御するプログラムが、前記ユーザが与える前記制御フィードバックに基づいて、安全な安全性限界設定値を直感的かつ自動的に学習するように前記プロセッサが構成される制御アルゴリズムを含み、前記フィードバックは、前記ユーザの前記存在が検出されるときに前記ユーザがしばしば許可する値を含むことを特徴とする、請求項４に記載の監視装置、または請求項５もしくは６に記載の監視および制御の装置。
【請求項８】
前記装置が、前記温度センサ・タイプ、それに加えて湿度センサおよび／またはガス・センサの両方を備えることを特徴とする、請求項４に記載の監視装置、または請求項５に記載の監視および制御の装置。
【請求項９】
前記装置がさらに、光センサ（５、１１）を備えることを特徴とする、請求項８に記載の監視装置、または監視および制御の装置。
【請求項１０】
前記制御ユニットが、前記調理器具の電力またはガス・フローの取込みを測定するため、また、前記ユーザの制御フィードバックとして、測定結果を前記プロセッサに送信するための手段を備えることを特徴とする、請求項５、８、または９に記載の監視および制御の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明の目的は、調理器具の安全使用を監視するための方法であり、この方法では監視装置が使用され、この装置において、安全性限界を超えたときに、警報音を鳴らし、または調理器具への電気もしくはガスの供給を遮断するために、温度、ならびに湿度および／またはガス含有量の測定値に基づく安全性限界の設定値が設定され、部屋の中、調理器具の表面上、およびその上方の温度が測定され、調理器具の上方の湿度および／またはガス含有量が測定され、測定された温度、ならびに湿度および／またはガス含有量、ならびに／またはその変化速度もしくは包絡線についての安全性限界の設定値が設定され、調理器具の使用に基づいて、かつ／または人の存在を検出するセンサによって、かつ／またはユーザが与える直接の制御フィードバックによって、ユーザの存在が監視される。
【０００２】
本発明のさらなる目的は、調理器具の安全使用を監視する装置であり、この装置は、−調理器具の安全使用のための安全性限界の設定値が格納されるメモリを有する、プログラム制御されたプロセッサと、
−送信機および／または信号装置と、
−以下のセンサのうちの２つ以上のセンサ、すなわち、
−輻射熱を測定する温度センサ、
−対流熱および／または伝導熱を測定する温度センサ、
−湿度センサ、
−ガス・センサ、
−光センサ
を備える監視装置であって、
各センサの検査された測定値が安全性限界の設定値を超えるとき、監視装置が監視メッセージを送信し、かつ／または警報音を鳴らす監視装置を備える。
【０００３】
調理器具火災は、ＯＥＣＤ各国での住宅火災の最も一般的な原因である。調理器具火災の件数は、人口の高齢化とともに絶えず増加している。既に、これら火災のほぼ３０％が、６５歳以上の高齢者に発生している。火災における最も一般的な死因（６５％）は、有毒な燃焼ガスである。損害もまた増加している。
【０００４】
調理器具を使用する際の最も大きい問題は、調理する方法が民族によって様々異なること、および調理器具をつけたままであるのを忘れることである。現在の調理器具の安全解決策は、調理器具自体のタイマおよびセンサに基づいており、または調理器具の表面温度が調理油の着火温度を超えて上昇しないよう調理器具の温度を制御することに基づいている。こうした解決策の問題は、たとえば、新しい油よりも着火温度が低い古い調理油を使用する場合、または油より着火温度が低いピザのパッケージもしくは有毒な燃焼ガスを生成するプラスチック製の皿が調理器具の上に置き忘れられている場合など、様々な状況で保護が不十分なことである。
【０００５】
調理器具が損傷を受けると、この調理器具の加熱が制御不能になる可能性もある。一般的な誤った考えによれば、誘導加熱調理器具は十分に安全であり、どんなリスクもほとんどない。最新の研究によれば、底面が凸状であるか、または何らかの形で欠陥がある皿は、誘導加熱調理器具の加熱自動制御の正しい機能を阻害し、この皿はたちまち加熱する可能性がある。同様に、蓋で覆った皿に少量の食物がある場合も、予想以上に急激に加熱することがある。
【０００６】
広く使用されている分離型のレンジフードまたは壁取付け型の赤外線センサは、この技術の使用を主に電子調理器具に限定しているが、たとえばＥＵでは、５０％を超える調理器具がガス調理器具である。現在の監視システムによる誤警報、および反応が遅れることも問題である。天井の温度センサおよび煙センサも、反応が非常に遅い。誤警報が余りにも多いので、煙検出器は台所にも適していない。
【０００７】
最も重要な問題は、調理習慣の識別および動作環境であり、したがって、調理器具を使用することが必要以上に制限されないか、または誤警報が引き起こされず、安全解決策が依然として十分な信頼性で機能することである。したがって、調理器具およびその安全装置に関連する最も大きい課題の１つは、様々な文化および個人習慣を考慮に入れることが可能になることである。ほとんどの場合、不必要な使用制限、または警報および保守の電話を回避するために、警報および安全性限界を非常に高く設定しなければならず、この場合にリスクが高まる。ユーザの高齢化およびその認知能力により、調理器具の安全装置およびユーザ・インターフェースへの要求もさらに増す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、前述の問題を解決することであり、ユーザ固有の、すなわち個別に適合された安全な警報および安全性限界を自動的に、ただし通常の調理を妨げることなく設定できる方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、添付の請求項１に開示された方法によって実現される。この目的はまた、添付の請求項４または５に開示された装置によって実現される。従属クレームには、本発明の好ましい実施形態が開示してある。
【００１０】
本発明により、調理器具のための使いやすくて安全なユーザ・インターフェース、または、別々に設置されて使用される監視装置が実現し、この装置は、危険な状況および誤用が非常に早い段階で、ただし通常の調理を妨げることなく識別されるように、様々なセンサの警報値および包絡線（安全性限界の設定値）ならびにその相関性を調節することによって、個々の調理習慣を直感的に学習する。本発明により、調理器具の制御システム内に後付けまたは統合化するのが容易で、全ての電気調理器具およびガス調理器具に適用可能な、経済的かつ簡略な解決策がさらに実現する。
【００１１】
本発明を、添付図面を参照しながら、例を用いて以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】調理器具の上方、通常はレンジフード内に取り付けられる、独立した知的監視装置を示す図である。
【図２】調理器具の電気接続部またはガス接続部に接続されるか統合化される、制御ユニットを示す図である。
【図３】監視装置と制御ユニットの協働、および簡略な例によるそれら直感的なユーザ・インターフェース学習を示すグラフである。
【図４】監視装置と制御ユニットの協働、および第２の簡略な例によるそれら直感的なユーザ・インターフェース学習を示すグラフである。
【図５】監視装置と制御ユニットの協働、および第３の簡略な例によるそれら直感的なユーザ・インターフェース学習を示すグラフである。
【図６】様々な調理器具タイプの温度曲線、すなわち、いわゆる包絡線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
調理器具の上方の監視装置は、調理器具の上方の状態を監視し、制御ユニットは、調理器具およびその使用を監視する。安全使用の監視は、たとえば、調理器具のエネルギー取込み量、動作サイクル、点火、周囲温度、湿度、有毒ガス、およびユーザの存在の識別についての、両方のユニットが提供する情報に基づいている。この測定データ、およびユーザからもたらされる制御フィードバックにより、監視装置と制御ユニットからなる組合せが構成されて、正常および異常な動作状況を徐々に学習する。したがって、この機器は、ユーザ個別に安全性限界についての実現可能な最良の設定値を自動的に調節し、保守の電話を必要としない。
【００１４】
監視および制御の装置のユーザ・インターフェースは、調理器具の使用およびユーザが許可する使用条件に基づいて、ユーザ固有の安全な安全性限界値および包絡線を自動的かつ直感的に学習する。安全性限界の設定値は、この学習に基づいて、安全と判断される値に変更、すなわち自動的に調節される。ユーザ・インターフェースを学習するので、制御アルゴリズムは実装が容易であり、簡略かつ経済的なプロセッサ・ソリューションを使用することができる。
【００１５】
ユーザ・インターフェースにはまた、安全性限界の設定値を変更して、現在の状態または最近存在した状態に適合することを受け入れるかどうか、確認または肯定応答するようユーザに要求する、予備信号を鳴らすことが含まれ得る。
【００１６】
ユーザの存在を識別することは、直感的なユーザ・インターフェースおよび制御フィードバックの需要な部分である。調理器具のエネルギー取込み量を利用して、ユーザが調理器具のプレートを調節していることを識別するとき、この調理器具のエネルギー取込み量に基づいて、ユーザの存在を識別することができる。この存在はまた、レンジフードに接続された監視装置のセンサ・データと、調理器具のエネルギー取込み量との間の相関関係によって識別することもできる。たとえば、プレートが調節されておらず、ただしユーザがポットの蓋を取って食物をかき回す場合、このことは、調理器具上の湿度および温度が急激に変換することによって識別される。ユーザの存在はさらに、調理器具の点火状態の変化によって識別することができる。
【００１７】
ユーザ・インターフェースにはまた、調理器具への電力供給またはガス供給が遮断される前に、予備警報としての信号を鳴らすことも含まれ得る。プレートの電力をより低いレベルに調節するか、または肯定応答ボタンを押すかして、予備警報にユーザが肯定応答する場合、設定値は、より影響を受けにくい設定値に変更される。別の重要な要因は、ユーザが実際の警報に肯定応答するか、または修正処置を実行する時点である。プレートの電力をより低いレベルに調節するか、または肯定応答ボタンを押すことによって、調理器具から電気が既に遮断された後にユーザが実際の警報に肯定応答する場合、設定値は変更されない。
【００１８】
端的に言えば、ユーザは、調理器具のプレートを単に調節することによって制御フィードバックを与え、この場合、調理器具の通常の使用が、監視および制御の装置の学習を制御する。ボタンを用いて予備警報または警報に肯定応答することにより、常に、あらゆる状況においても同じように機器の使用が容易になる。また、様々な状況でのユーザの反応により、ユーザ・インターフェースの学習において考慮に入れることができるその認知能力が明らかになる。たとえば、ユーザがゆっくり反応する場合、設定値は、迅速な反応の場合よりも変更を小さくすることができ、設定値をより安全な方法で変更することすらできる。また、ユーザが急激に反応を繰り返す状況は、正常かつ許容可能と解釈することができ、これは、設定値が変更されない、またはこの設定値が変更されて、より許容範囲が広がることを意味する。
【００１９】
本発明によるユーザ・インターフェースは、図１による監視装置によって実装することができ、この装置は、調理器具の上方またはレンジフードに取り付けられ、調理器具の電源および／またはガス供給源に接続された図２の制御ユニットと無線データ転送通信をおこなうことができる。
【００２０】
レンジフードに取り付けられた監視装置は通常、マイクロプロセッサ１、通信手段２、および電圧源１０、１１、ならびに以下のセンサ、すなわち輻射熱を測定する温度センサ７、対流熱および／または伝導熱を測定する温度センサ８、湿度センサ４、ガス・センサ９、光センサ５、１１のうちの２つ以上を備える。光センサとしては、フォトレジスタ５または太陽電池パネル１１でもよく、これは、装置の電源１０の一部分としても働く。温度センサとしては、たとえば、赤外線センサ７、および／またはＮＴＣセンサ８でもよく、この場合、それらのセンサは、調理器具の表面上およびその上方の様々なタイプの現象を測定することになる。
【００２１】
図２の制御ユニットは通常、マイクロプロセッサ１３、通信ユニット１４、および電圧源１５、ならびに調理器具電力測定装置１８を備える。この装置はまた、ガス・フロー監視装置２２、ならびに電源およびガス供給源を遮断するために必要なアクチュエータ１９および２１を備えてもよい。この場合、電子調理器具とガス調理器具の両方とともに、同じ制御ユニットを使用することができる。ユーザの存在を検出するための監視装置として、マイクロホン１６を使用することもできる。制御ユニットは、そのセンサ１８、１６、２２を用いて、周囲環境、ならびに制御ユニットに接続された調理器具のガスまたは電気のエネルギー取込み量、およびそれらの変化を監視する。
【００２２】
レンジフードに接続された監視装置によって、かつ／または調理器具に接続された制御ユニットによって、局所的に、偏った状態の分析が実行される。レンジフードに接続された監視装置からの分析されたデータは、既知のデータ転送技術によって調理器具の制御ユニットに伝送することができ、それに加えて、要求された情報をさらに転送することができ、または、レンジフードもしくはルーフ換気扇を制御することができる手段である、１つまたは複数の受信機に伝送することができる。
【００２３】
以下では、監視装置と制御ユニットの協働、および図３〜５に示した例を参照しながら、それらの直感的なユーザ・インターフェースの学習を説明する。
【００２４】
図３では、曲線２３により、制御ユニットのセンサ１８または２２によって測定された、調理器具の電気エネルギーまたはガス・エネルギーの取込み量が示してある。曲線２４により、監視センサ７、８によって測定された温度が示してある。調理器具のプレートがオンになると、その電力取込み量（曲線２３）および存在するユーザが示される。同時に、調理器具監視装置を用いて、調理器具上方の温度（曲線２４）が測定される。温度が出荷時設定の予備警報限界値２５を超えると、監視装置による短い信号が繰り返し鳴り始め（信号ホーン３）、これにより、監視装置がリスク状況を検出したことをユーザに警告する。ユーザが、調理器具の電力取込み量（曲線２３）をより低いレベルに設定すると、ユーザが依然として存在していて、調理器具の電力が調節されたことが検出される。調理器具上方の温度（曲線２４）が下がり始め、リスク状況が終了したことがさらに検出される。同時に、監視装置および制御ユニットのプロセッサは、状況がリスクなしになったことを確認し、予備警報をオフにし、予備警報の設定値をより高いレベルに引き上げる。したがって、対応する次回の状況では、この段階でも、まだ警報が鳴らないことになる。すなわち、調理器具プレートのユーザの通常使用によって、ユーザ・インターフェースの学習イベントが制御され、より影響を受けない設定値へと設定値が自動的に変更された。
【００２５】
図４のグラフには、監視装置と制御ユニットの協働、およびそれらがともに形成する直感的なユーザ・インターフェースの学習が示してある。ユーザが、ポットの上に蓋がない状態で調理する場合、ユーザの存在は、調理器具の電力取込み量（曲線２３）、および湿度（曲線２８ａ、ｂ、ｃ）に基づいて識別される。図４のグラフには、ユーザが蓋を閉めることによって湿度の急激な変化が検出されるとき（曲線２８ｃ）、湿度を示すことによってユーザの存在がどのように識別されるのかが示してあり、この場合には追加の時間が与えられる。あるいは、ユーザが存在しない（曲線２８ｂ）という事実が識別され、この場合、食物が乾燥するときに湿度が徐々に減り始め、これが３０の時点において識別される。この場合、３１の時点において予備警報２５が鳴り、調理器具から電気が遮断される。この場合、センサ測定値に基づく安全性限界の設定値は変更されない。
【００２６】
図５の例では、温度（曲線２４）、電力（曲線２３）、および湿度（曲線２８）の測定曲線によって、調理器具における状態が説明してある。グラフには、学習された２つの異なる測定値、すなわち温度（曲線２４）および湿度（曲線２８）が、どのようにして、２５および３０の時点において警報限界に達し、３２の時点で電気が遮断されるかが示してある。調理器具から電気が遮断され、温度が下がり始めると、警報は自動的に肯定応答される。
【００２７】
図６のグラフは、どのようにして、様々な調理器具タイプを識別するのか、および学習のためのより良好なパラメータを得ることができるのかを示す一例を提示する。図６の曲線には、たとえば、水が入っているポットが存在しているときに、調理器具プレートがオンになるとき、レンジフードからの、また調理器具の表面上の温度が測定されると、どのようにして様々な調理器具の温度曲線が異なるのかが示してある。
【００２８】
そのように調理器具を識別することは、主要な目的ではなく、調理器具の温度特性を識別することである。
【００２９】
グラフには、３つの典型的な調理器具、およびその温度曲線が示してある。
【００３０】
第１がガス調理器具（Ａ、１、２）であり、第２が鋳鉄製調理器具（Ｂ、３、４）であり、第３が誘導加熱調理器具（Ｃ、５、６）である。
【００３１】
グラフの各曲線には、１リットルの水が入ったポットが調理器具プレート上に置かれ、この調理器具プレートが最も高い電力設定になっているときの、レンジフードの表面上での温度の変化（２、４、６）および調理器具の表面上での温度の変化（１、３、５）が時間の関数として示してある。
【００３２】
グラフには、様々な調理器具タイプが互いにどのように異なるのかが示してあり、それにより、調理器具とレンジフードの間の温度差に基づいて、それらの温度特性を識別して学習するのが容易である。簡潔に言えば、グラフには、ガス調理器具はほとんどの熱を周囲に逃がし、ガスコンロの表面が最も加熱しているが、その一方で誘導加熱調理器具に関しては、周囲に逃げる熱が最も少なく、調理器具プレートの加熱が最も少ないことが示してある。鋳鉄製調理器具は、これら２つの間にある。
【００３３】
ガス調理器具を識別することは特に重要であるが、それというのも、ガス調理器具に関しては、調理器具の温度についての客観的情報をＩＲセンサのみから得ることができず、たとえばＰＴＣセンサによるレンジフードの表面での測定も必要となるからである。
【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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【外国語明細書】
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