(57)【要約】【課題】被加熱物内の負荷量を検知する誤差を最小限にとどめ、温度調整レベルの制御も狙いに対する誤差を小さくし、温度調整の精度を高めた加熱調理器を提供する。【解決手段】温度制御手段３１は、温度検知手段１９により検出される第一の所定時間経過前と第一の所定時間経過後との温度差Ａと第二の所定時間経過前と第二の所定時間経過後との温度差Ｂの変化量Ｃを算出する第一の温度勾配算出手段３２ａと、温度検知手段１９により任意時間毎に更新しながら検出される第三の所定時間経過後の温度と現在の温度との温度差Ｄを算出する第二の温度勾配算出手段３２ｂと、変化量Ｃと温度差Ｄの確定値から被加熱物１８内の実際の負荷量を線形算出する線形負荷量算出手段３３とを有するものである。これによって、特に、揚げ物調理における負荷量判定および温度調整制御をリニアに展開できるので、温度調整の精度を高めることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を加熱する加熱手段と、前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力に基づいて加熱手段を制御して被加熱物の加熱電力量を制御する温度制御手段とを備え、前記温度制御手段は、温度検知手段により検出される第一の所定時間経過前と第一の所定時間経過後との温度差Ａと第二の所定時間経過前と第二の所定時間経過後との温度差Ｂの変化量Ｃを算出する第一の温度勾配算出手段と、温度検知手段により任意時間毎に更新しながら検出される第三の所定時間経過後の温度と現在の温度との温度差Ｄを算出する第二の温度勾配算出手段と、変化量Ｃと温度差Ｄの確定値から被加熱物内の実際の負荷量を線形算出する線形負荷量算出手段とを有する加熱調理器。
【請求項２】
反りレベルの確定値と線形負荷量算出手段で求まった値から、温度制御を線形算出手段で展開していく線形温度制御算出手段を設けた請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項３】
調理を揚げ物調理とする請求項１または２に記載の加熱調理器。
【請求項４】
検出する負荷レベルの判定値に制限を設けて第二の温度勾配算出手段の閾値に到達した際には、入力電力をオフして温度検知手段の温度上昇レベルを検知しながら第二の温度勾配算出手段の閾値に到達する前の入力電力よりも低い入力電力で温度制御を行いながら加熱制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱調理器。
【請求項５】
線形温度制御算出手段に補正手段を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱調理器。
【請求項６】
線形負荷量算出手段から求まった値を表示部に表示する請求項１〜５のいずれか１項に記載の加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱調理器などの加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、誘導加熱調理器では、トッププレートに置かれた鍋などの被加熱物の底面からの熱伝導と、熱伝導を受けたサーミスタからの出力に応じて被加熱物の底面温度を算出する温度算出手段から２階微分値で被加熱物の反り量を推定し、平坦鍋、反り１鍋、反り２鍋のように階段方式に分け、また熱伝達方程式を用いて被加熱物の熱容量と被加熱物底の温度から油量を推定し、少量油、中量油、多量油のように階段方式に分け、それらの結果に基づいて加熱手段の出力を制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３５１７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、揚げ物調理においては、被加熱物底の反りのばらつきによって反りの設定閾値近辺で反り量が検出される場合、また設定閾値近辺に油量が検出される場合には、判定時の境界ゾーンが粗いため、誤検知することが生じる。誤検知が生じた場合にはその後の温度調整の制御レベルが大きくずれていき、温度の微調整や油量の検知を高精度で行うことが困難となる。例えば、反った被加熱物を平坦鍋と誤検知すれば、平坦鍋の制御温度に実際のサーミスタの検知が追随できず油温が高温側となることもあり、また調理物投入後の火力復帰時間が遅れるなど調理レベルも低下する。また、少量の油を多量の油と判定した場合には、少量の油に対し入力電力を大きくして長時間入力するので、保護センサなどの安全手段がなければ発火温度に達する恐れも否めないという課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被加熱物内の負荷（油）の量を検知する誤差を最小限にとどめ、温度調整レベルの制御も狙いに対する誤差を小さくし、温度調整の精度を高めることができる加熱調理器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】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱調理器は、被加熱物を加熱する加熱手段と、前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力に基づいて加熱手段を制御して被加熱物の加熱電力量を制御する温度制御手段とを備え、前記温度制御手段は、温度検知手段により検出される第一の所定時間経過前と第一の所定時間経過後との温度差Ａと第二の所定時間経過前と第二の所定時間経過後との温度差Ｂの変化量Ｃを算出する第一の温度勾配算出手段と、温度検知手段により任意時間毎に更新しながら検出される第三の所定時間経過後の温度と現在の温度との温度差Ｄを算出する第二の温度勾配算出手段と、変化量Ｃと温度差Ｄの確定値から被加熱物内の実際の負荷量を線形算出する線形負荷量算出手段とを有するものである。
【０００６】
これによって、特に、揚げ物調理における負荷量判定および温度調整制御をリニアに展開できるので、被加熱物内の負荷（油）の量を検知する誤差を最小限にとどめ、温度調整レベルの制御も狙いに対する誤差を小さくし、温度調整の精度を高めることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の加熱調理器は、被加熱物内の負荷（油）の量を検知する誤差を最小限にとどめ、温度調整レベルの制御も狙いに対する誤差を小さくし、温度調整の精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、被加熱物を加熱する加熱手段と、前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力に基づいて加熱手段を制御して被加熱物の加熱電力量を制御する温度制御手段とを備え、前記温度制御手段は、温度検知手段により検出される第一の所定時間経過前と第一の所定時間経過後との温度差Ａと第二の所定時間経過前と第二の所定時間経過後との温度差Ｂの変化量Ｃを算出する第一の温度勾配算出手段と、温度検知手段により任意時間毎に更新しながら検出される第三の所定時間経過後の温度と現在の温度との温度差Ｄを算出する第二の温度勾配算出手段と、変化量Ｃと温度差Ｄの確定値から被加熱物内の実際の負荷量を線形算出する線形負荷量算出手段とを有する加熱調理器としたものである。これによって、特に、揚げ物調理における負荷量判定および温度調整制御をリニアに展開できるので、被加熱物内の負荷（油）の量を検知する誤差を最小限にとどめ、温度調整レベルの制御も狙いに対する誤差を小さくし、温度調整の精度を高めることができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、反りレベルの確定値と線形負荷量算出手段で求まった値から、温度制御を線形算出手段で展開していく線形温度制御算出手段を設けたことにより、温度調整レベルの制御も狙いに対する誤差を小さくすることができるので温度調整の精度を高めることができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、調理を揚げ物調理とすることにより、特に、被加熱物の反り量または油量の判定誤検知によって、温度検知手段が正確に行われない場合には油発火の危険性を否めない揚げ物調理においては、被加熱物の反り判定および負荷（油）量判定の誤差を最小限にとどめられる。また温度調整レベルの制御も狙いに対する誤差を小さくすることができるので、温度調整の精度が高められ、かつ被加熱物反り判定を誤判定した場合にも判定値に大きなずれが生じることがないため、油調理の安全性も高めることができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、検出する負荷レベルの判定値に制限を設けて第二の温度勾配算出手段の閾値に到達した際には、入力電力をオフして温度検知手段の温度上昇レベルを検知しながら第二の温度勾配算出手段の閾値に到達する前の入力電力よりも低い入力電力で温度制御を行いながら加熱制御することにより、極少量の油のような負荷が入った被加熱物においては、低い入力電力で温度制御を行う。このため、被加熱物の過熱あるいは発火を防止するとともに少量油の温度制御を可能にすることができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、線形温度制御算出手段に補正手段を設けたことにより、内部構成の変更などで条件が変化した場合において、線形温度制御算出手段の定数を補正するだけで温度制御の微調整に対応することができるので、効率的に温度補正できるとともに適切な温度制御を行うことができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、線形負荷量算出手段から求まった値を表示部に表示することにより、使用している被加熱物の反り量および負荷量（油量）を使用者が目視で認識することができるので、より安全で正確に調理することができる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態）
図は、本発明の実施の形態における加熱調理器として誘導加熱調理器を例示している。
【００１６】
図１に示すように、調理器の本体１はキッチンキャビネットのワークトップ２に上から落とし込んで組み込まれている。本体１の上面は結晶化ガラスを素材としたトッププレート３の周囲をプレート枠４で囲んで覆われている。また、トッププレート３には誘導加熱式の加熱部５ａ、５ｂ、および電気抵抗発熱式の加熱部６（ラジェントヒーター部）を配置し、トッププレート３の前部には加熱部５ａ、５ｂ、および加熱部６に対応する加熱操作部７、８、および加熱操作部９が配置されている。これら加熱操作部７、８、９はトッププレート３に印刷された電極部を触れることで電気的容量が変化することに反応する静電容量検知式のタッチキーとし、天面に凹凸がないため手入れなどの取扱いがし易い平面接触式を実現している。
【００１７】
なお、本実施の形態の加熱操作部７、８、９は静電容量検知式に限定するものではなく、タクト式などの押しボタン式操作部でも効果は同じである。また、中央部の加熱部６はラジェントヒーター部に限定するものではなく、誘導加熱式の加熱部でもよい。
【００１８】
また、本体１側面には、本体１側面左内部に配置するグリル部１０と、グリル部１０を操作するためのタクト式スイッチの収納可能なグリル操作部１１が配されている。なお、天面中央部に配する加熱部６の加熱操作部９は、グリル操作部１１にまとめてもよいものである。
【００１９】
図１では示していないが、加熱部５ａ、５ｂ、および加熱部６に対応する本体１内部には、加熱手段を構成する誘導加熱コイルと、ラジェントヒーターが配されている。誘導加熱コイルの電源回路である通電制御回路が誘導加熱コイルの下方に配され、回路ユニットに対応した前方で回路ユニット下の位置にそれぞれ冷却ファンを配置し、その下方の本体１奥行きには吸気口がある。
【００２０】
また、図２に示すように、加熱部５ａに対応する加熱操作部７は、例えば、加熱入切キー７ａや、揚げ物調理を行うための揚げ物キー７ｅの他、加熱部５ａの火力を調節するための火力アップキー７ｂおよび火力ダウンキー７ｃや、調理時間を設定するためのタイマ時間設定キー７ｆ、またオート調理キー７ｇなどを配置する。表示部７ｄはＬＣＤやＬＥＤにより入力状態やタイマ時間、設定火力、設定温度などを表示するものである。なお、加熱操作部８、９、およびグリル操作部１１においても同様な操作キーを配置しているものである。
【００２１】
また、図示していないが、本体１には、使用者に加熱調理器の状態を報知するためのブザーあるいは音声などを報知できるスピーカ、アンプと音声情報から構成する報知手段が設けてある。また、本実施の形態における加熱調理器の制御はマイコンを用いて実現する。
【００２２】
図３に示すように、サーミスタよりなる温度検知手段１９は、誘導加熱コイルよりなる加熱手段１６の中心近傍に設け、鍋などの被加熱物１８からトッププレート３を介して温度を検出する。また、温度検知手段１９は中心近傍に配置されていることにより、加熱手段１６からの磁束の影響を受けにくくしている。また、インバータ回路２３は加熱手段１６に高周波電流を供給するものである。
【００２３】
次に、図４に示す制御ブロック図から検知動作について説明する。
【００２４】
商用電源２５は整流平滑部２６に入力される。整流平滑部２６にはブリッジダイオードで構成される全波整流器とその直流出力端子間にチョークコイルと平滑コンデンサで構成されるローパスフィルタが接続される。整流平滑部２６の出力にはインバータ回路２３が接続され、インバータ回路２３に加熱手段１６が接続される。インバータ回路２３と加熱手段１６は高周波インバータを構成する。インバータ回路２３には、スイッチング素子２７（本実施の形態ではＩＧＢＴ）が設けられる。ダイオード２８がスイッチング素子２７に逆並列に接続されている。加熱手段１６に並列に共振コンデンサ２９が接続されている。インバータ回路２３は出力制御手段３０からの信号によりスイッチング素子２７の通電率を制御することで加熱手段１６に流れる電流を制御し、鍋などの被加熱物１８を加熱する火力の強弱を制御する。
【００２５】
温度検知手段１９の検出値は温度制御手段３１に伝達される。温度制御手段３１は、被加熱物１８からの伝熱を検知し、温度検知手段１９の出力に基づいて加熱手段１６の高周波電流を制御して被加熱物１８の加熱電力量を制御する。また、温度制御手段３１は温度検知手段１９の検出値と記憶手段３５に記憶された制御温度とを比較し、検出値が制御温度を上回れば出力制御手段３０に出力を低下させるか停止する信号を伝達する。
【００２６】
温度制御手段３１を構成する温度勾配算出手段３２は、温度検知手段１９により検出される第一の所定時間経過前と第一の所定時間経過後との温度差Ａと第二の所定時間経過前と第二の所定時間経過後との温度差Ｂの変化量Ｃを算出する第一の温度勾配算出手段３２ａと、温度検知手段１９により任意時間毎に更新しながら検出される第三の所定時間経過後の温度と現在の温度との温度差Ｄを算出する第二の温度勾配算出手段３２ｂとを有する。また、線形負荷量算出手段３３は、変化量Ｃと温度差Ｄの確定値から被加熱物１８内の実際の負荷量を線形算出する。また、線形算出手段３４は、線形負荷量算出手段３３の算出値を得て出力制御手段３０に伝達し、出力制御手段３０はスイッチング素子２７の通電率を制御し被加熱物１８を確定した火力で加熱する。さらに、温度制御手段３１は目標温度設定手段３６を有する。
【００２７】
記憶手段３５は、前記変化量Ｃを被加熱物１８の底の反りレベルと定義し、これを記憶している第一の記憶手段３５ａと、前記温度差Ｄは温度検知手段１９が任意の温度に到達したときに確定して被加熱物１８内の負荷レベルと定義し、これを記憶している第二の記憶手段３５ｂとを有する。
【００２８】
次に、温度勾配算出手段３２の動作、作用を図５〜図８により説明する。
【００２９】
図５は、被加熱物１８に油を入れて一定入力電力で任意時間加熱した場合の温度検知手段１９の検出値から算出した温度差の変化量を示す。
【００３０】
加熱開始後、一定の入力電力を数十秒（例えば、４０秒程度）入力した時の温度差の変化量を温度検知手段１９の検出値から、第一の所定時間（例えば、１０秒）経過前と前記第一の所定時間経過後との温度差Ａ（以下、ΔＴＳ１とする）と、第二の所定時間（例えば、１０秒）経過前と前記第二の所定時間経過後との温度差Ｂ（以下、ΔＴＳ２とする）の変化量Ｃとして、温度差ΔＴＳ１と経過後の温度差ΔＴＳ２の差ΔＴＳ＝ΔＴＳ２−ΔＴＳ１を被加熱物１８底の反りレベルと定義する。なお、反りレベルを表すΔＴＳの値が大きいほど被加熱物１８底の反りレベルが小さく、ΔＴＳの値が小さいほど被加熱物１８底の反りレベルが大きいとみなす。
【００３１】
また、図６（ａ）は、一定入力電力で加熱する間、例えば、一秒毎に更新しながら温度検知手段１９により刻々と更新しながら検出される第三の所定時間経過後（例えば、６０秒）の温度と現在の温度との温度差Ｄ（現在温度と６０秒前の温度の差）を、図５で算出された反りレベルΔＴＳの結果に基づく温度検知手段１９温度の所定値Ｔｐとした負荷量判定終了温度と定義し、所定値Ｔｐに到達したときの温度差Ｄを仮負荷量ΔＴＱと定義する。なお、図６（ｂ）に示すように、負荷量判定終了温度Ｔｐの値は、あらかじめ被加熱物１８の反り量と負荷量判別のための温度検知手段１９の検出値との関係（傾向）を一次関数の式にしておき、求まった反りレベルΔＴＳの値を代入することにより確定する構成とする（Ｔｐ＝ａΔＴＳ＋ｂ（ａ、ｂは任意））。被加熱物１８が大きく反っている場合には、温度検知手段１９が被加熱物１８底温度を検出しきれないため、過熱を防止するためＴｐを低めに設定し、またＴｐの値には計算結果に関わらず上限および下限を設ける。
【００３２】
次に、図７は、実際の負荷量Ｑに対する前述した検出値ΔＴＱとの関係をプロットしたもので、使用する本体１（機器）に応じてあらかじめ傾向データを取得しておく。図中のＱ１〜Ｑ３は、ΔＴＳとΔＴＱから求まる一次関数で、ΔＴＳに上限値および下限値を設け、ΔＴＳの値が大きいほど、すなわち被加熱物１８の反りレベルが小さいほどＱ１側の式へ、ΔＴＳの値が小さいほど、すなわち被加熱物１８の反りレベルが大きいほどＱ３側の式へ、ΔＴＳ上限値ではＱ１式を、下限値ではＱ３式を用いる。例えば、Ｑ式は、Ｑ＝Ｅ（ΔＴＱ）＋Ｆとし、係数Ｅおよび切片Ｆは、ΔＴＳの結果から決まり、Ｑ１〜Ｑ３のいずれかを適用する。Ｑ１〜Ｑ２、またＱ２〜Ｑ３の間の式は、ΔＴＳの値に応じて比例式で補間し、Ｑ１〜Ｑ３は連続した直線の式で満たされる。以上のようにして、負荷量を線形的に算出する。
【００３３】
次に、図８は、反り量および負荷量確定後、反り量ΔＴＳの値に応じて変化する制御温度の設定値を数式化し、これを線形温度制御算出手段としたものである。例えば、使用者が揚げ物時に設定した火力を１８０℃と設定とすると、制御温度はＴｓｅｔ１８０＝ａ２ΔＴＳ＋ｂ２（ａ２、ｂ２は任意）を用い、被加熱物１８の反り量ΔＴＳの値によって制御される。
【００３４】
以上のように、反り判定確定後の負荷量判定およびその後の温度調整制御を線形制御することで、連続した線形の判定式で制御を可能とするので、被加熱物１８内の負荷量を検知する際の誤差を最小限にとどめることができるとともに、温度調整レベルの制御も狙いに対する誤差を小さくすることができるので温度調整の精度を高められる。
【００３５】
また、本実施の形態のように、揚げ物調理においては、特に、被加熱物１８の反り量または油量の判定誤検知によって、温度検知手段１９が正確に行われない場合には油発火の危険性を否めないので、負荷（油）量判定の誤差を最小限にとどめられるとともに、また温度調整レベルの制御も狙いに対する誤差を小さくすることができるので、温度調整の精度が高められ、かつ被加熱物１８反り判定を誤判定した場合にも判定値に大きなずれが生じることがないため安全性も高められる。
【００３６】
また、検知する負荷レベル判定値に制限、例えば、ΔＴＱ≧７００のように制限を設けて第二の温度勾配算出手段３２ｂの閾値ΔＴＱ＝７００に到達した際には、入力電力をオフして温度検知手段１９の温度上昇レベルを検知しながら前記第二の温度勾配算出手段３２ｂの閾値に到達する前の入力電力よりも低い入力電力で温度制御を行いながら加熱を制御すると、極少量の油のような負荷が入った被加熱物１８においては低い入力電力で温度制御を行うので被加熱物１８の過熱あるいは発火を防止するとともに少量油の温度制御を可能にすることができる。
【００３７】
また、線形温度制御算出手段に補正手段を設けることで、本体１の内部構成の変更などで冷却条件などが変化した場合においては、線形温度制御算出手段の定数を補正（例えば、操作キーからの入力で線形制御温度式の切片を変更できるようにする）するだけで温度制御の微調整に対応することができるので、効率的に温度補正できるとともに適切な温度制御を行うことができる。
【００３８】
また、反り判定レベルおよび線形負荷量算出手段から求まった値を表示部７ｄに表示するようにすると、使用している被加熱物１８の反り量および負荷量（油量）を使用者が目視で認識することができるので、より安全で正確に調理することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかる加熱調理器は、被加熱物内の負荷（油）の量を検知する誤差を最小限にとどめ、温度調整レベルの制御も狙いに対する誤差を小さくし、温度調整の精度を高めることができるので、誘導加熱調理器に関わらず加熱調理器全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態における加熱調理器の平面図
【図２】同加熱調理器の加熱操作部の拡大平面図
【図３】同加熱調理器の構成を示す断面図
【図４】同加熱調理器の制御ブロック図
【図５】同加熱調理器の被加熱物の反りレベルの検知を示す図
【図６】（ａ）同加熱調理器の負荷量検知を示す図（ｂ）同負荷量判定終了温度検出を示す図
【図７】同加熱調理器の負荷量と仮負荷量の関係を示す図
【図８】同加熱調理器における線形温度制御算出手段の算出値の変化を示す図
【符号の説明】
【００４１】
１  本体
１６  加熱手段
１８  被加熱物
１９  温度検知手段
３１  温度制御手段
３２  温度勾配算出手段
３２ａ  第一の温度勾配算出手段
３２ｂ  第二の温度勾配算出手段
３３  線形負荷量算出手段
３４  線形算出手段
３５  記憶手段
３５ａ  第一の記憶手段
３５ｂ  第二の記憶手段
【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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【図７】
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【図８】
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