JP2578248B2 - 加熱調理器 - Google Patents

加熱調理器

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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、光センサーを用いて食品の状態を検出し、
加熱を自動制御して、食品の加熱仕上り具合を向上でき
る加熱調理器に関する。
【従来の技術】
現在、例えば、ヒーター付電子レンジあるいはトース
ター等の加熱調理器において、光センサーを利用して、
食品の焦げ目を検出することにより、自動的に食品の加
熱仕上り具合を制御するようにしたものがある。この加
熱調理器は、例えば食パン等の食品を、加熱中動かない
台に載せて、上記食品をヒーターで加熱するようにして
いる。そして、上記ヒーターによる食品の加熱の進行に
従って、上記光センサーは、上記食品からの光を受け
て、第10図に示すような上記食品の焦げ量を表わす光検
出信号を出力する。そして、上記加熱調理器が備える加
熱出力制御装置は、上記光センサーからの光検出信号を
受けて、上記光検出信号が、上記食品の最適仕上り状態
に設定した値V1に達すると、上記ヒーターをオフする。 しかし、上記加熱調理器では、加熱中に食品が動かな
いため、上記食品に不均一な焦げ目がつくという問題が
ある。 そこで、食品に均一焦げ目をつけるため、加熱中に回
転するターンテーブルに食品を載せて、このターンテー
ブル上の食品を回転させながら、ヒーターで加熱する加
熱調理器が提案されている。この加熱調理では、上記ヒ
ーターによる食品の加熱の進行に従って、光センサー
は、回転する上記食品およびターンテーブルからの光を
受けて、第11図に示すような、上記ターンテーブルの回
転に同期して周期的に変化する光検出信号を出力する。
すると、上記加熱調理器が備える焦げ量検出装置は、上
記周期的に変化する光検出信号のボトム値すなわち上記
食品の焦げ量を表わす信号を読み取る。そして、上記加
熱調理器が備える加熱出力制御装置は、上記焦げ量検出
装置から受けた上記光検出信号のボトム値が、上記食品
の最適仕上り状態に設定した値V1以上になると、上記ヒ
ーターをオフする。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記光センサーの光検出信号は、上記
ターンテーブルへの食品の載置位置等によりボトム値の
上昇のピッチが様々に変化し、上記光センサーの光検出
信号のボトム値すなわち食品の焦げ量を表わす信号が、
上記食品の最適仕上り状態に設定した値V1に一致しない
で上または下にずれる第12図に示すような場合が多い。
したがって、上記従来の加熱調理器では、上記ターンテ
ーブルの回転周期の範囲内の時間だけ、上記食品の最適
仕上りに対応する時よりヒーターのオフが遅れ、食品を
加熱し過ぎる場合が多いという問題がある。 そこで、本発明の目的は、食品をターンテーブルに載
せて回転させることにより食品を均一に加熱できると共
に、ファジィ推論により食品の焦げ量を推測して、食品
の加熱し過ぎを抑えることができる加熱調理器を提供す
ることにある。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の加熱調理器は、食
品を加熱する加熱手段と、上記食品を載せて、回転する
ターンテーブルと、上記回転するターンテーブルと食品
からの光を受けて、周期的に変化する光検出信号を出力
する光センサーと、上記光センサーからの周期的に変化
する光検出信号を受け、上記光検出信号の一周期の極小
値を検出して、上記食品の焦げ量を表わす信号を出力す
る焦げ量検出手段と、上記焦げ量検出手段からの上記食
品の焦げ量を表わす信号に基づいて、上記食品の焦げ量
が予め設定された値になるのに必要な加熱時間を推測す
る推論手段と、上記推論手段が推測した加熱時間に基づ
いて、上記加熱手段による加熱出力時間を制御する加熱
制御手段を備えたことを特徴としている。
【作用】
ターンテーブルに載せた食品は、ターンテーブルと供
に回転しながら、加熱手段によって均一に加熱される。
このとき、光センサーは、上記回転するターンテーブル
と食品からの光を受けて、周期的に変化する光検出信号
を出力する。そして、上記光センサーからの光検出信号
を受けた焦げ量検出手段は、上記光検出信号の極値を検
出して、上記食品の焦げ量を表わす信号を出力する。す
ると、推論手段は、上記焦げ量検出手段からの上記食品
の焦げ量を表わす信号に基づいて、上記食品の一定時間
後における焦げ量の推測値を、推論により求める。そし
て、加熱制御手段は、上記食品の一定時間後における焦
げ量の推測値が、上記食品の最適仕上りに対応する値を
超過する場合には、この超過した分だけ、上記一定時間
より短縮させた時間だけ経過した後に、上記加熱手段を
停止させる。したがって、上記食品の加熱し過ぎが抑え
られる。
【実施例】
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。 第1図は本発明の加熱調理器の実施例の概略構造図、
第2図は上記実施例の回路図である。第1図において、
1はオーブン、2は食品加熱用のヒーター、3は上記オ
ーブン1の側面に配設した光センサー、4はターンテー
ブル、5はターンテーブル4に置いた食パン等の食品で
ある。第2図において、7は上記ターンテーブル4を回
転させるターンテーブル駆動用のモータ、10は上記光セ
ンサー3からの光検出信号を受けて、トランジスター14
を介してリレー15をオンオフし、上記ヒーター2と上記
モータ7をオンオフ制御するためのマイクロコンピュー
タ(以下、「マイコン」という。)、11は操作パネル、
12は加熱開始キーである。上記マイコン10で焦げ量検出
手段とファジィ推論手段を構成し、上記マイコン10とト
ランジスター14と上記リレー15で、加熱出力制御手段を
構成している。 上記操作パネル11の加熱開始キー12を押すと、上記マ
イコン10はトランジスター14をオンする。すると、上記
リレー15がオンして、ターンテーブル駆動用のモータ7
とヒーター2がオンし、ターンテーブル4の回転が開始
すると共に、食品5の加熱が開始する。食品5をターン
テーブル4で回転させながら加熱するので、食品5を均
一に加熱することができる。上記オーブン1の側壁に配
設した光センサー3は、上記ターンテーブル4の回転に
ともなって、ターンテーブル4からの光と食品5からの
光を交互に受け、第3図に示すような、上記ターンテー
ブル4の回転の周期Tと同期した周期的に変化する光検
出信号を上記マイコン10に伝送する。この光検出信号
は、食品5の表面状態および食品5のターンテーブル4
への置き方により変化するいわゆるあいまいな情号であ
る。第3図において、上記光検出信号のボトム値V0,
V01,V02が食品5の焦げ量を表わす信号である。上記マ
イコン10は、上記光検出信号のボトム値V0,V01,V02を検
出し、この光検出信号のボトム値V0,V01,V02に基づい
て、現在の時刻t02から1周期後の時刻(t02+T)にお
ける光検出信号のボトム値の推測値をファジィ推論す
る。上記ファジィ推論の手順を以下に説明する。 まず、上記光検出信号の初期のボトム値V0と現在の時
刻t02におけるボトム値V02との差(V02−V0)を検出ビ
ット差とし、上記t02におけるボトム値V02と、t02から
1周期前の時刻t01におけるボトム値V01との差(V02−V
01)をビット変化とする。そして、上記検出ビット差
(V02−V0)およびビット変化(V02−V01)を夫々ファ
ジィ変数とするメンバーシップ関数を定める。上記検出
ビット差(V02−V0)をファジィ変数とするメンバーシ
ップ関数を第4図に示し、上記ビット変化(V02−V01
をファジィ変数とするメンバーシップ関数を第5図に示
す。第4図において、横軸はファジィ変数としての検出
ビット差(V02−V0)を20mVきざみで表わし、縦軸はメ
ンバーシップ関数のグレード値を表わす。ファジィラベ
ルは、NL:「小さい」およびPL:「大きい」である。第5
図において、横軸はファジィ変数としてのビット変化
(V02−V01)を20mVきざみで表わし、縦軸はメンバーシ
ップ関数のグレード値を表わす。ファジィラベルは、N
L:「小さい」およびPL:「大きい」である。さらに、現
在の時刻t02から1周期後の時刻(t02+T)までの上記
光検出信号のボトム値の予測増加幅を予測ビット変化Vc
とし、この予測ビット変化Vcをファジィ変数とするメン
バーシップ関数を第6図に示す。第6図において、横軸
は上記予測ビット変化Vcを表わし、縦軸はこのメンバー
シップ関数のグレード値を表わす。ファジィラベルはN
L:「小さい」と、NM:「やや小さい」とPM:「やや大き
い」と、PL:「大きい」である。そして、ファジィ推論
の制御のため、上記検出ビット差(V02−V0)とビット
変化(V02−V01)と予測ビット変化Vcに関して、次の
(1)〜(4)項の「イフ(IF)」「ゼン(THEN)」ル
ールによる制御則を設定している。 (1) IF(V02−V0)=NL,アンド(AND)(V02
V01)=NL,THEN Vc=NL (2) IF(V02−V0)=NL,AND(V02−V01)=PL,THEN
Vc=PM (3) IF(V02−V0)=PL,AND(V02−V01)=NL,THEN
Vc=NM (7) IF(V02−V0)=PL,AND(V02−V01)=PL,THEN
Vc=PL そして、上記制御則をマトリックス表で示したものが
第7図である。第7図のマトリックス表において、検出
ビット差(V02−V0)およびビット変化(V02−V01)のN
LとPLの間の部分ZRに対応する空白部分の予測ビット変
化Vcは、本実施例では、MIN−MAX重心法により推論近似
値を求めて補完するようにしている。このようにして、
上記検出ビット差(V02−V0)とビット変化(V02
V01)の各組み合せに対して求めた予測ビット変化Vcの
値の表を第8図に示す。そして、現在の時刻t02から1
周期後の時刻(t02+T)における食品5の焦げ量を表
わす信号の推測値、すなわち上記光検出信号の時刻(t
02+T)におけるボトム値の推測値は、t02におけるボ
トム値V02に上記予測ビット変化Vcを加算することによ
り求めている。また、上記マイコン10は、第8図に示す
予測ビット変化Vcの各値を、マイコン10の記憶装置に記
憶している。上記ファジィ推論の結果を用いて、ヒータ
ー2を制御し、食パン5をほぼ最適な仕上りにする手順
を、第9図に示すマイコン10のフローチャートに基づい
て説明する。 まず、ステップS1で、加熱開始後に、ターンテーブル
4が1回転する間に、光センサー3の光検出信号の初期
のボトム値V0および上記初期のボトム値V0におけるター
ンテーブル4の回転位置を測定する。また、食パン5の
最適仕上りに対応する光センサー3の光検出信号の値VX
を設定する。次に、ステップS2に進み、上記ターンテー
ブル4の次の1回転時での上記光センサー3の光検出信
号のボトム値を読み取る。そして、上記光検出信号のボ
トム値を記憶しておく。上記ボトム値をV02とする。ま
た、初期のボトム値V0は最も低い値に更新する。次に、
ステップS3に進み、上記ボトム値V02が上記最適仕上り
に対応する光検出信号VXより大きいか否かを判断し、上
記ボトム値V02がVXより大きいと判断したときには、ト
ランジスタ14をオフし、リレー15をオフして、ヒーター
2とターンテーブル駆動用のモータ7をオフして加熱を
終了する。上記ボトム値V02がVXより大きくないと判断
したときには、ステップS4に進む。ステップS4では、上
記ボトム値V02と、上記V02を測定した時刻t02よりター
ンテーブル4の回転の1周期前の時刻(t02−T)にお
けるボトム値V01との差すなわちビット変化(V02
V01)および上記ボトム値V02と初期ボトム値V0との差で
ある検出ビット差(V02−V0)を計算する。次に、ステ
ップ5に進んで、上記ボトム値V02を測定した時刻t02
らターンテーブル4の回転の1周期後の時刻(t02
T)までの光検出信号のボトム値の予測増加幅である予
測ビット変化Vcを、上記検出ビット差(V02−V0)およ
びビット変化(V02−V01)に基づき、ファジィ推論して
求めた第8図に示す表の値から求める。次に、ステップ
S6に進んで、t02におけるボトム値V02と上記予測ビット
変化Vcとの和(V02+Vc)すなわちt02から1周期後の時
刻(t02+T)における食品5の焦げ量の推測値が上記
最適仕上りに設定した光検出信号の値VXより大きいか否
かを判断する。上記焦げ量の推測値である和(V02+V
c)が上記最適仕上り設定した値VXより大きいと判断し
たときには、ステップS7に進む。上記和(V02+Vc)が
上記値VXより大きくないと判断したときにはステップS2
に戻る。ステップS7では、食品5が最適の仕上りに達す
ると予測する時刻(t02+△t)の△tを、上記予測ビ
ット変化Vcを用いて一次近似して、次式で計算する。 そして、時刻t02から△t時間だけ経過した時に、ト
ランジスタ14をオフし、リレー15をオフしてヒーター2
とモータ7をオフして食品5の加熱を終了する。このよ
うに、ファジィ推論した予測ビット変化Vcから計算した
1周期後の時刻(t02+T)における食品5の焦げ量の
推測値(V02+Vc)が最適仕上りに設定した光検出信号V
Xより大きい場合には、上記推測値(V02+Vc)が上記光
検出信号VXより大きい分だけ、一次近似により、上記1
周期の時間Tより短縮した時間△tだけ時刻t02から経
過した時に、加熱を停止するので、食品5の加熱し過ぎ
を抑えることができる。 尚、本実施例では、初期から現在までの焦げ量を表わ
す信号の変化量(V02−V0)と、1周期前から現在まで
の焦げ量を表わす信号の変化量(V02−V01)とから1周
期先の焦げ量をファジィ推論したが、ファジィ推論に用
いる変化量は、これに限らず、例えば、2周期前から1
周期前までの焦げ量を表わす信号の変化量と、1周期前
から現在までの焦げ量を表わす信号の変化量を用いてフ
ァジィ推論してもよい。
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明の加熱調理器
は、食品を、ターンテーブルに載せて回転させながら、
加熱手段で、加熱し、上記食品とターンテーブルからの
光を交互に受けた光センサーからの周期的に変化する光
検出信号の一周期の極小値を焦げ量検出手段で検出し
て、この焦げ量検出手段からの上記食品の焦げ量を表わ
す信号に基づいて推論手段で食品の焦げ量が予め設定さ
れた値になるのに必要な加熱時間を推測し、この推測手
段が推測した時間に基づいて、加熱制御手段が加熱出力
時間を制御する。 したがって、食パン等、加熱中の焦げ量の変化の大き
い食品を加熱する場合に、ターンテーブルの一周期の間
に食品を焦げ過ぎさせてしまうことを防いで、適切な仕
上がりを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の加熱調理器の概略構造図、
第2図は上記実施例の回路図、第3図は上記実施例の光
検出信号の波形図、第4,5,6図は夫々上記実施例の検出
ビット差,ビット変化,予測ビット変化のメンバーシッ
プ関数、第7図は上記実施例のファジィ推論の制御則を
示すマトリックス表、第8図は上記実施例の予測ビット
変化の値を示す表、第9図は上記実施例のマイコンのフ
ローチャート、第10,11,12図は従来の加熱調理器の光検
出信号の波形図である。 1……オーブン、2……ヒーター、3……光センサー、
4……ターンテーブル、5……食品、7……ターンテー
ブル駆動用モータ、10……マイクロコンピュータ、11…
…操作パネル、12……加熱開始キー、14……トランジス
タ、15……リレー。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】食品を加熱する加熱手段と、 上記食品を載せて、回転するターンテーブルと、 上記回転するターンテーブルと食品からの光を受けて、
    周期的に変化する光検出信号を出力する光センサーと、 上記光センサーからの周期的に変化する光検出信号を受
    け、上記光検出信号の一周期の極小値を検出して、上記
    食品の焦げ量を表わす信号を出力する焦げ量検出手段
    と、 上記焦げ量検出手段からの上記食品の焦げ量を表す信号
    に基づいて、上記食品の焦げ量が予め設定された値にな
    るのに必要な時間を推測する推論手段と、 上記推論手段が推測した加熱時間に基づいて、上記加熱
    手段による加熱出力時間を制御する加熱制御手段を備え
    たことを特徴とする加熱調理器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63254324A (ja) * 1987-04-09 1988-10-21 Hitachi Heating Appliance Co Ltd 加熱調理器
JP2548320B2 (ja) * 1988-08-03 1996-10-30 松下電器産業株式会社 電子レンジ
JP2697146B2 (ja) * 1989-06-12 1998-01-14 オムロン株式会社 電熱型オーブン

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