JP2009048885A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

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Abstract

【課題】赤外線センサが異常となっても火力を損なうことなく加熱調理を行うことができるようにすること。
【解決手段】赤外線センサ4の出力が第一所定値以上になった場合赤外線センサ4とプレート温度などで調理容器温度を判断した制御を行い、第二所定値以上になった場合には、調理容器2の有無によらず赤外線センサ4による制御を無効とすることにより、状況に応じた最適な制御ができ、かつ赤外線センサ4での制御が困難な場合には素早く赤外線センサ4以外での制御に切り換えが可能となるので十分な火力で安全に調理することが可能で調理の出来が向上することとなる。
【選択図】図1

Description

本発明は、赤外線センサが異常な出力値となっても火力を損なうことなく加熱調理を行うことができる誘導加熱調理器に関するものである。
従来、この種の誘導加熱調理器は、図5に示すように調理容器18を載置するトッププレート19と、調理容器18を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイル20と、トッププレート19を介して調理容器18の温度を検出する赤外線センサ21と、赤外線センサ21の温度情報により加熱コイル20の高周波電流を制御して加熱電力量を制御する加熱制御手段22と、赤外線センサ21の異常を検出する赤外線センサ異常検出手段23とを備えていて、センサ異常検出手段23による赤外線センサ21の異常を検出した際には、加熱停止、加熱低下、または異常報知の少なくとも一つを行うようにしていた(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−216585号公報
しかしながら、前記従来の構成では、赤外線センサ21が異常な出力値となると、赤外線センサ21での制御が困難になり、加熱制御手段22は、加熱低下を行うか火力制限をかけることになるので、調理容器18を振ったりして調理を行っている場合に外乱光が入ってしまうと欲しい火力での調理が行えないという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱開始時より赤外線での制御が困難な場合や調理容器を振ったりした時に外乱光が入ってしまうような場合においても火力を落とすことなく調理を行う事ができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、調理物を加熱する調理容器と、前記調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレートの温度を検出するプレート温度検出手段と、前記トッププレートを介して調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、前記加熱コイルの高周波電流を制御して前記調理容器の加熱電力量を制御する加熱制御手段と、ぜんきプレート温度検出手段で検出した温度や前記赤外線センサの出力など何に基づいて加熱制御を行うかを選択する制御方式選択手段とを備え、前記赤外線センサの出力が第一所定値以上になった場合には、前記赤外線センサの出力と前記プレート温度検出手段で検出したプレート温度で調理容器温度を判断した制御を行い、前記赤外線センサの出力が前記第一の所定値より大きな第二所定値以上になった場合には、前記調理容器の有無によらず前記赤外線センサによる制御を無効にするとしたものである。
これによって、赤外線センサ出力が第一所定値未満の時は調理容器底面が発する赤外線を検出することにより直接調理容器底面の温度を検知できるため調理容器底面が凸状態に反っていてトッププレートの間に隙間があっても時間的な遅れが発生せず正確に調理容器底面の温度を検知して制御ができ、赤外線センサ出力が第一所定値以上第二所定値未満の時は外乱光等の影響がある可能性がある為、赤外線センサの出力にプレート温度などを盛り込み相関的に調理容器底面の温度を判断した制御を行い、赤外線センサ出力が第二所定値以上の時は外乱光等の影響が大きすぎる為、赤外線センサの出力は無効にしプレート温度などで調理容器底面の温度を判断した制御を行うといった赤外線センサの出力の状況により制御方式を切り換えることができ、加熱開始時より赤外線での制御が困難な場合や炒め物など調理容器を振る調理などの時に外乱光が入るような赤外線センサでの制御が不安定な場合においても、十分な火力を維持しつつ、かつ安全に調理することができる。
本発明の誘導加熱調理器は、加熱開始時より赤外線での制御が困難な場合や炒め物など調理容器を振る調理などの時に外乱光が入るような赤外線センサでの制御が不安定な場合においても、十分な火力を維持しつつ、かつ安全に調理することができる。
第1の発明は調理物を加熱する調理容器と、前記調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレートの温度を検出するプレート温度検出手段と、前記トッププレートを介して前記調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、前記加熱コイルの高周波電流を制御して前記調理容器の加熱電力量を制御する加熱制御手段と、前記プレート温度検出手段で検出した温度や前記赤外線センサの出力など何に基づいて加熱制御を行うかを選択する制御方式選択手段とを備え、前記赤外線センサの出力が第一所定値以上になった場合には、赤外線センサの出力と前記プレート温度検出手段で検出したプレート温度で調理容器温度を判断した制御を行い、前記赤外線センサの出力が前記第一の所定値より大きな第二所定値以上になった場合には、前記調理容器の有無によらず前記赤外線センサによる制御を無効にすることにより、赤外線センサ出力が第一所定値未満の時は調理容器底面が発する赤外線を検出することにより直接調理容器底面の温度を検知できるため調理容器底面が凸状態に反っていてトッププレートの間に隙間があっても時間的な遅れが発生せず正確に調理容器底面の温度を検知して制御ができ、赤外線センサ出力が第一所定値以上第二所定値未満の時は外乱光等の影響がある可能性がある為、赤外線センサの出力にプレート温度などを盛り込み相関的に調理容器底面の温度を判断した制御を行い、赤外線センサ出力が第二所定値以上の時は外乱光等の影響が大きすぎる為、赤外線センサの出力は無効にしプレート温度などで調理容器底面の温度を判断した制御を行うといった赤外線センサの出力の状況により制御方式を切り換えることができることとなり、加熱開始時より赤外線での制御が困難な場合や炒め物など調理容器を振る調理などの時に外乱光が入るような赤外線センサでの制御が不安定な場合においても、十分な火力を維持しつつ、かつ安全に調理することが可能で調理の出来を向上させることができる。
第2の発明は、特に、第1の発明において制御方式選択手段は、赤外線センサの出力が第二所定値以上から第一所定値未満に低下するまでは赤外線センサ温度による制御よりプレート温度による制御の優先度を上げるとすることにより、赤外線センサでの制御が困難な状態からの復帰時点の赤外線センサ出力の影響を抑えた制御ができることとなり、調理容器を振って途中で止めてまた振ってなどを繰り返した場合でも外乱光の影響を極力回避でき、より滑らかに安定した加熱制御を行うことができる。
第3の発明は、特に、第1または第2の発明において制御方式選択手段は、赤外線センサの出力が第一所定値から第二所定値の範囲にある状態において、前記第一所定値に近いほど前記赤外線センサによる制御の優先度を上げ、前記第二所定値に近いほど前記赤外線センサによる制御の優先度を下げるとすることにより、第一所定値と第二所定値との差が大きいような場合の赤外線センサの出力状況でも赤外線センサでの制御とプレートより伝わる温度など赤外線センサ以外での制御とで制御アルゴリズム上での比重を変えリニアな制御を行うことができることとなり、ゆっくりと鍋を振っている時など各区間で待機時間が長い場合や外乱光の影響が通常でもあるような場合でもより滑らかに切換ロスの少ない安定した精度ある加熱制御を行うことができる。
第4の発明は、特に、第1〜3のいずれか1つの発明において制御方式選択手段は、赤外線センサの出力が第一所定値未満から第一所定値以上第二所定値未満になった時、第二所定値以上の時、第二所定値以上から第一所定値以上第二所定値未満になった時にてプレート温度による制御方式または加熱制御を行う温度設定値を異なるとすることにより、各状態におけるより最適な加熱制御を行うことができることとなり、様々な外乱光の状況及び変化に対してもより滑らかに安定した精度ある加熱制御を行うことができる。
第5の発明は、特に、第1〜4のいずれか1つの発明において制御方式選択手段は、赤外線センサの出力が第二所定値以上になった時プレート温度による制御方式にて制御温度を下げるとすることにより、赤外線センサに比べより応答性が劣るプレート温度による制御であっても、加熱制御における追従性を保つことができることとなり、より安全に調理することができる。
第6の発明は、特に、第1〜5のいずれか1つの発明の赤外線センサを、加熱コイルの半径方向の途中に設ける構成とすることにより、高周波磁界が強い位置であるため調理容器底面のほぼ最高温度を検出でき、鍋底の最高温度に基づき加熱電力量を制御するため調理容器底面の温度を赤外線センサ検出位置の温度より低くすることができ過加熱を防止できる。
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。
(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態における誘導加熱調理器のブロック図である。
図1において、以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1において、トッププレート1上に調理容器2が置かれ、トッププレート1の下部には高周波磁界を発生させる加熱コイル3が設けられている。加熱コイル3は同心円状に2分割されており内側と外側のコイル間には隙間が設けられている。加熱コイル3の内側と外側のコイルの隙間には調理容器2の半径方向の途中の温度に応じた出力が得られる赤外線センサ4が設けられている。トッププレート1の下部にプレート温度を検出するプレート温度検出手段5が設けられている。商用電源6は整流平滑部7に入力される。整流平滑部7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7の出力にはインバータ回路8が接続され、インバータ回路8に加熱コイル3が接続される。インバータ回路8と加熱コイル3は高周波インバータを構成する。インバータ回路8には、スイッチング素子9(本実施の形態ではIGBT)が設けられる。ダイオード10がスイッチング素子9に逆並列に接続されている。加熱コイル3に並列に共振コンデンサ11が接続されている。加熱制御手段12は操作部13からの信号を受けて、スイッチング素子9駆動信号を出力し、加熱コイル3に高周波磁界を発生させ調理容器2を加熱する。制御方式選択手段15はプレート温度検出手段5から送られる情報及び赤外線センサ4から送られる赤外線センサ出力値を基に加熱アルゴリズムを作成する。図2は赤外線センサ4の原理的な回路図を示す。図2において、トッププレート1を透過するおよそ3ミクロン以下の波長の赤外線が照射されると電流が流れるシリコン等で構成されたフォトダイオード16調理容器から放射される赤外線を受光できる位置に設けられる。照射された赤外線により発生した電流はオペアンプ17で構成された電流変換回路および増幅回路によりマイクロコンピュータでA/D変換回路できるように信号処理される。図3に赤外線センサの特性の一例を示す。横軸が調理容器底面の温度、縦軸が赤外線センサの電圧出力である。
以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用について図4を用いて説明する。図1において、トッププレート1上に調理容器2が置かれ、操作部13に配置された加熱開始キー14が押されると加熱制御手段12はインバータ回路8を駆動し加熱コイル3に高周波磁界を発生させ調理容器2の加熱を開始する(ステップS1)。加熱開始時に赤外線センサ4の出力が第二所定値以上か否かを制御方式選択手段15が判断する(ステップS2)。赤外線センサ4の出力が第二所定値以上と判断した場合、制御方式選択手段15は赤外線センサの出力を無視した制御アルゴリズム情報を加熱制御手段12に送し、加熱制御手段12はその情報を基に制御を行う(ステップS3)。加熱開始時に赤外線センサ4の出力が第二所定値未満の場合には、次に赤外線センサ4の出力が第一所定値以上か否かを制御方式選択手段15が判定する(ステップS4)。赤外線センサ4の出力が第一所定値未満の場合には、赤外線センサ出力を加味した制御アルゴリズム情報を加熱制御手段12に送し、加熱制御手段12はその情報を基に制御を行う(ステップS5)。赤外線センサ4の出力が第一所定値以上の場合には、赤外線センサ4での制御にてマスク時間を長めに設けたり判定回数を増やしたり制御レベルを緩和したりも含めた赤外線センサ出力の寄与度を下げる制御アルゴリズム情報を加熱制御手段12に送し、加熱制御手段12はその情報を基に制御を行う(ステップS6)。赤外線センサ4の出力が第二所定値以上か否かを制御方式選択手段15が判断する(ステップS7)。赤外線センサ4の出力が第二所定値以上と判断した場合、制御方式選択手段15は赤外線センサの出力を無視した制御アルゴリズム情報を加熱制御手段12に送し、加熱制御手段12はその情報を基に制御を行う(ステップS3)。赤外線センサ4の出力が第二所定値未満と判断した場合には、ステップS4〜S7の制御動作を調理中繰り返し行っていく。ステップS3の制御中、赤外線センサ4の出力が第二所定値未満と判断した(ステップS8)し、かつ赤外線センサ4の出力が第一所定値以上と判断した(ステップS9)場合、赤外線センサでの制御にてマスク時間を長めに設けたり判定回数を増やしたり制御レベルを緩和したりも含めた赤外線センサ出力の寄与度を下げた制御アルゴリズム情報を加熱制御手段12に送し、加熱制御手段12はその情報を基に制御を行う(ステップS10)。そして赤外線センサ4の出力が第一所定値未満と判断した(ステップS9)場合、赤外線センサ出力を加味した制御アルゴリズム情報を加熱制御手段12に送し、加熱制御手段12はその情報を基に制御を行う(ステップS5)制御に一旦移行し、赤外線センサ4の出力が第一所定値未満である調理中、ステップS4〜S5の制御動作を繰り返す。
以上のように、本実施の形態においては、調理物を加熱する調理容器2と、調理容器2を載置するトッププレート1と、調理容器2を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイル3と、トッププレート1の温度を検出するプレート温度検出手段5と、トッププレート1を介して調理容器2から放射された赤外線を検出する赤外線センサ4と、加熱コイル3の高周波電流を制御して調理容器2の加熱電力量を制御する加熱制御手段12と、プレート温度検出手段5で検出した温度や赤外線センサの出力など何に基づいて加熱制御を行うかを選択する制御方式選択手段15とを備え、赤外線センサ4の出力が第一所定値以上になった場合赤外線センサ4とプレート温度などで調理容器温度を判断した制御を行い、第二所定値以上になった場合には、調理容器2の有無によらず赤外線センサ4による制御を無効にすることにより、赤外線センサ出力が第一所定値未満の時は調理容器底面が発する赤外線を検出することにより直接調理容器底面の温度を検知できるため調理容器底面が凸状態に反っていてトッププレートの間に隙間があっても時間的な遅れが発生せず正確に調理容器底面の温度を検知して制御ができ、赤外線センサ出力が第一所定値以上第二所定値未満の時は外乱光等の影響がある可能性がある為、赤外線センサ4の出力にプレート温度などを盛り込み相関的に調理容器底面の温度を判断した制御を行い、赤外線センサ出力が第二所定値以上の時は外乱光等の影響が大きすぎる為、赤外線センサ4の出力は無効にしプレート温度などで調理容器底面の温度を判断した制御を行うといった赤外線センサ4の出力の状況により制御方式を切り換えることができることとなり、加熱開始時より赤外線での制御が困難な場合や炒め物など調理容器2を振る調理などの時に外乱光が入るような赤外線センサ4での制御が不安定な場合においても、十分な火力を維持しつつ、かつ安全に調理することが可能で調理の出来が向上する。
また、ステップS6及びステップS10において赤外線センサの出力値により第一所定値に近いほど赤外線センサ4の制御の優先度を上げ、第二所定値に近いほど赤外線センサ4の制御の優先度を下げるとすることにより、状況に応じて赤外線センサ4での制御とプレートより伝わる温度など赤外線センサ4以外での制御を有効に活用することができ、かつリニアな制御を行うことが可能となり、より滑らかに安定した精度ある加熱制御を行うことができる。
また、同じくステップS6及びステップS10においてプレート温度による制御方式または温度設定値、例えば、揚げ物調理での設定温度、過昇温度防止の設定温度、油発火防止温度等、を異なるとすることにより、各状態における最適な加熱制御を行うことが可能となり、より滑らかに安定した精度ある加熱制御を行うことができる。
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、赤外線センサの出力の状況により制御方式を切り換えることができるので、赤外線センサを用いたその他の各種の調理器等の用途にも適用できる。
本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器のブロック図 本発明の実施の形態1における赤外線センサの回路図 本発明の実施の形態1赤外線センサの調理容器底面温度と出力の関係を示す図 本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器の動作を示すフローチャート 従来の誘導加熱調理器のブロック図
符号の説明
1 トッププレート
2 調理容器
3 加熱コイル
4 赤外線センサ
5 プレート温度検出手段
6 商用電源
7 整流平滑部
8 インバータ回路
9 スイッチング素子
10 ダイオード
11 共振コンデンサ
12 加熱制御手段
13 操作部
15 制御方式選択手段
16 フォトダイオード
17 オペアンプ

Claims (6)

  1. 調理物を加熱する調理容器と、前記調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレートの温度を検出するプレート温度検出手段と、前記トッププレートを介して前記調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、前記加熱コイルの高周波電流を制御して前記調理容器の加熱電力量を制御する加熱制御手段と、前記プレート温度検出手段で検出した温度や前記赤外線センサの出力など何に基づいて加熱制御を行うかを選択する制御方式選択手段とを備え、前記赤外線センサの出力が第一所定値以上になった場合には、前記赤外線センサの出力と前記プレート温度検出手段で検出したプレート温度で調理容器温度を判断した制御を行い、前記赤外線センサの出力が前記第一の所定値より大きな第二所定値以上になった場合には、前記調理容器の有無によらず前記赤外線センサによる制御を無効にする構成とした誘導加熱調理器。
  2. 制御方式選択手段は、赤外線センサの出力が第二所定値以上から第一所定値未満に低下するまでは赤外線センサ温度による制御よりプレート温度による制御の優先度を上げるとした請求項1に記載の誘導加熱調理器。
  3. 制御方式選択手段は、赤外線センサの出力が第一所定値から第二所定値の範囲にある状態において、前記第一所定値に近いほど前記赤外線センサによる制御の優先度を上げ、前記第二所定値に近いほど前記赤外線センサによる制御の優先度を下げるとした請求項1または2に記載の誘導加熱調理器。
  4. 制御方式選択手段は、赤外線センサの出力が第一所定値未満から第一所定値以上第二所定値未満になった時、第二所定値以上の時、第二所定値以上から第一所定値以上第二所定値未満になった時にてプレート温度による制御方式または加熱制御を行う温度設定値を異なる構成とした請求項1〜3のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
  5. 制御方式選択手段は、赤外線センサの出力が第二所定値以上になった時プレート温度による制御方式にて制御温度を下げる構成とした請求項1〜4のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
  6. 赤外線センサは加熱コイルの半径方向の途中に設ける構成とした請求項1〜5のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
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