JP2613495B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炊飯器の加熱、保温等
の温度制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の炊飯器は、まず米に充分吸水させ
て、加熱したときに均一な糊化を得るために予熱を行
う。

【０００３】ここで、予熱工程では、炊飯器の底部に設
けられた底サーミスタの一時的な情報で、予熱工程を実
行するかあるいは予熱を省略するかといつた少ない選択
肢から予熱時間を決定している。

【０００４】そして、予熱工程終了後、図２０に示すよ
うに内容物の温度を検出するサーミスタの出力情報か
ら、米の沸騰を検知するまで内容量に応じた一定量の加
熱を行う。

【０００５】ご飯が炊き上がると、しばらくむらした
後、一定温度で保温する。ご飯をいかにおいしく保温す
るかという場合、ご飯の温度は７３℃付近で一定に保つ
のが良い、というのが一般的であり、保温温度も７３℃
に合わせて設定されている。

【０００６】また、炊飯器において、米に対して水の量
が白米炊飯より多くなる粥を炊く場合、図２１に示すよ
うに、予熱工程終了後、内容物の温度を検出するサーミ
スタがある温度になるまで一定の加熱量で炊飯し、内温
が９８℃以上で、沸騰状態を一定時間保つことにより粥
を炊飯している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、予熱工程では、米は浸漬する水の温度により吸水速
度が変化することが知られており、季節変動により予熱
時間を変化する必要が生じる。さらに、炊飯器の器体温
度と米の温度に差が生じた場合、従来の温度検出手段お
よび方法では、正確に水温をとらえることは難しい。

【０００８】そのため、冬季には低水温となり、米の吸
水が不充分になつたり、また、連続使用等で炊飯器の器
体温度が高かつた場合は、内容物の温度が低いにもかか
わらず、誤認識により予熱時間が短縮され、吸水が不充
分になり不味いご飯となる場合が生じていた。

【０００９】炊飯において、米は吸水後、１０分程度で
沸騰するように加熱することで、昇温中も吸水が促進
し、よつて糊化度も十分なものとなり、かつ炊飯器内の
米の上下の水分量や硬さの差も少なくなることが知られ
ている。

【００１０】従来の炊飯器では、一定の加熱量であるた
めに、内容量による沸騰時間の差が大きく、特に少容量
では、吸水が不十分で不味い飯となる場合が生じてい
た。また、必要以上の加熱量が加わつた場合には溶出し
たでんぷん等を含む溶液（おねば）による吹きこぼれが
起きる原因ともなつている。

【００１１】ご飯を保温するとき、この保温制御は底サ
ーミスタで行つており、蓋を閉めた状態で保温温度に設
定されている。蓋が開けられた場合には、ご飯表面温度
の低下までは考慮されず、例えば２分間、蓋が開けられ
た場合でも底サーミスタは、蓋開を検知できず、蓋閉後
ご飯表面温度が元通りになるまで約１時間以上も必要と
するものであり、蓋開閉する度にご飯表面温度は、保温
温度から大きく外れる結果となつている。

【００１２】また、粥は米に対し水の割合が多く、加熱
することにより米のでんぷん等が溶出し、ねばりのある
水溶液を生じ、これが沸点近くなると突沸しやすくな
る。

【００１３】さらに、発熱体が蓄熱し加熱を停止して
も、粥は伝導熱を受け、加熱を即時停止できない。その
ため、従来の炊飯器では発熱体への蓄熱を最少限にし、
また沸点よりも低い温度で出力を絞る必要がある。その
結果、沸騰まで時間がかかり、飯粒がつぶれて不味い出
来となることがある。また、電圧の変動により炊飯時間
や出来上がり状態にバラつきが生じやすい。

【００１４】本発明は、上記に鑑み、おいしいご飯ある
いは粥を得ることができる炊飯器の提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、内釜５を加熱する加熱装置１と、前記内釜５内の
内容物の温度を間接的に検出する内容物温度検出器２と
を備えた炊飯器において、米に吸水させるための予熱制
御装置３と、ご飯を保温するための保温制御装置３２
と、米を加熱して沸騰させ粥炊飯する粥加熱制御装置４
０とを備え、それぞれの制御装置がフアジイ推論にて前
記加熱装置１の制御を行うものである。

【００１６】そして、予熱制御装置３は、内容物温度検
出器２からの出力情報に基づき所定時間経過時点での検
出温度および温度変化量を算出し、これら２つの要素か
ら米が吸水して均一な加熱糊化を得るために最適な予熱
時間を推論決定するものである。

【００１７】また、室温を検出する室温検出器３０と、
炊飯器用蓋６の開閉を検出する蓋開閉検出器３１とが設
けられ、保温制御装置３２は、蓋開時に前記室温検出器
３０からの室温出力情報および蓋開閉検出器３１からの
蓋開時間出力情報に基づいてご飯表面温度を予測してご
飯表面温度が保温温度になるよう保温用の加熱装置（発
熱体７）への通電時間を推論決定するものである。

【００１８】さらに、粥加熱制御装置４０は、内容物温
度検出器２からの出力情報に基づき所定時間経過時点で
の温度変化量および内容物の温度と理想温度との差を算
出し、これら２つの要素によつて次の所定時間における
加熱装置１の加熱量を推論決定するものである。

【００１９】

【作用】上記課題解決手段において、予熱、炊飯、保温
および粥炊飯の一連の工程を行うとき、所定時間経過時
点における内容物温度検出器２からの出力情報に基づい
て内容物の温度変化量やその時点での理想温度との差を
算出し、これらを入力フアクタとして内容物の温度や温
度上昇曲線を予測して、内容物の状態を把握する。そし
て、フアジイ推論を行うことにより出力フアクタとして
加熱時間や加熱量といつた以後の加熱状態を決定して、
これに応じて所定時間経過後の加熱が行われる。

【００２０】具体的には、炊飯が開始されると、所定時
間における内容物の温度を内容物温度検出器２で検出
し、この情報に基づいて予熱制御装置３により検出温度
変化量および所定時間経過時点の到達温度を算出し、こ
れら２つの要素を入力フアクタとして内容物の温度を予
測して加熱装置１の操作量、すなわち、予熱時間を出力
フアクタとするフアジイ推論が行われ、最適な予熱時間
が決定される。そして、決定された予熱時間だけ内容物
を予熱する。

【００２１】予熱終了後、所定時間に内容物の温度を内
容物温度検出器２で検出し、この情報に基づいて加熱制
御装置２１により一定時間の温度変化量および所定時間
経過時点の理想温度との差を算出し、これら２つの要素
を入力フアクタとして内容物の量に応じた温度上昇曲線
を予測し、次の所定時間内の加熱装置１の操作量、すな
わちヒータ通電時間または電力量を出力フアクタとする
フアジイ推論が行われ、加熱量が決定される。そして、
決定された加熱量で内容物を加熱して理想的な温度上昇
を行わせる。

【００２２】保温中、蓋６を開けて、しばらくしてから
蓋６を閉めた後、室温検出器３０からの室温の出力情
報、および蓋開閉検出器３１からの蓋開時間に対する出
力情報を入力フアクタとして保温制御装置３２によりご
飯の表面温度が予測され、ご飯の表面温度が保温温度に
なるよう発熱体７の通電時間を出力フアクタとするフア
ジイ推論が行われ、最適な通電時間が決定される。そし
て、決定された通電時間だけご飯の表面が加熱される。

【００２３】また、粥炊飯を行う場合、所定時間に内容
物の温度を内容物温度検出器２で検出し、この情報に基
づいて粥加熱制御装置４０により一定時間の温度変化量
および所定時間経過時点の理想温度との差を算出し、こ
れら２つの要素を入力フアクタとして内容物の量に応じ
た温度上昇曲線を予測し、次の所定時間内の加熱装置１
の操作量、すなわちヒータ通電時間または電力量を出力
フアクタとするフアジイ推論が行われ、加熱量が決定さ
れる。そして、決定された加熱量で内容物を加熱して理
想的な温度上昇を行わせる。内容物の温度が急上昇し理
想温度を越えると、加熱装置１の操作量を減少して突沸
を防止する。逆に、温度上昇が少ない時は、操作量は多
くなるようする。したがつて、粥炊飯においては、内容
物の温度上昇に合わせて操作量を加減し沸騰までをコン
トロールして、吹きこぼれをなくす。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の各請求項に対する実施例を図
面に基づいて説明する。

【００２５】〔第一実施例〕図１は本発明の第一実施例
を示す炊飯器の機能ブロツク図、図２は同じく制御ブロ
ツク図、図３は炊飯器の概略図、図４はフアジイ推論時
の入出力仕様を示す図、図５−Ａ，Ｂはフアジイ推論時
の制御則を示す図、図６−Ａはサーミスタの検出レベル
に対するメンバーシツプ関数を示す図、図６−Ｂは温度
変化量に対するメンバーシツプ関数を示す図、図６−Ｃ
は予熱制御時間に対するメンバーシツプ関数を示す図、
図７はテーブルルツクアツプ方式による入力フアクタに
対する出力フアクタすなわち予熱制御時間のデータテー
ブルを示す図である。

【００２６】本実施例の炊飯器は、米に吸水させるため
に予熱する加熱装置１と、内容物の温度を間接的に検出
する内容物温度検出器２と、該内容物温度検出器２から
の出力情報に基づき米が吸水して均一な加熱糊化を得る
ために検出温度および一定時間の温度変化量によつて予
熱時間を推論決定する予熱制御装置３とを備えている。

【００２７】そして、炊飯器は、図３の如く、炊飯器本
体４に内釜５が出し入れ自在に内装されており、上部に
蓋６が開閉自在に取付けられている。そして、炊飯器本
体４の底部に、電気ヒータからなる加熱装置１が配設さ
れ、蓋６に保温用蓋発熱体７が内装されている。また、
内釜５の側面に沿つて保温用発熱体８が配設されてい
る。なお、図中、９は操作キーである。

【００２８】前記内容物温度検出器２は、米および水が
混合した内容物の温度を相対的あるいは絶対的に検出す
るもので、サーミスタからなり、炊飯器本体４の底部で
内釜５に接するように配設されている。

【００２９】前記予熱制御装置３は、フアジイ推論によ
る加熱装置１のフアジイ制御を行うようプログラムされ
たマイクロコンピユータからなり、図１の如く、内容物
温度検出器２の出力信号により炊飯開始から初温検出時
間と称する所定時間経過時点までの到達温度から所定時
間における温度変化量（ｄＴ／ｄｔ）を算出する検出温
度変化量算出手段１０と、到達温度および温度変化量を
入力フアクタとして、この２つの入力フアクタにより内
容物の温度を予測する内容物温度予測手段１１と、予測
された温度に対応する最適な予熱時間を複数の区分の内
から推論決定する予熱時間決定手段１２とを有してい
る。

【００３０】また、予熱制御装置３には、図２の如く、
入力側に炊飯を開始するための炊飯キー１３ａ、炊飯時
刻設定キー等のキー回路１３および内容物温度検出器２
のサーミスタの抵抗値から温度を求める温度検出回路１
４が接続されている。出力側には、加熱装置１を駆動す
るための炊飯リレー駆動回路１５およびキー回路１３か
らの入力データを表示する表示回路１６が接続されてい
る。なお、図２中、１７はＣＰＵ、１８はＲＡＭ、１９
はＲＯＭである。

【００３１】上記構成において、炊飯キー１３ａが押圧
されると炊飯が開始され、予熱制御装置３は内容物の温
度予測を開始する。この予測の過程は、以下の様になつ
ている。

【００３２】炊飯が開始されると、検出温度変化量算出
手段１０により初温検出時間と称する所定時間内に、サ
ーミスタ２からの情報に基づく検出温度変化量および所
定時間経過時点の到達温度を算出し、内容物温度予測手
段１１によりこれら２つの要素を入力フアクタとして内
容物の温度を予測し、予熱時間決定手段１２により操作
量、すなわち、予熱時間を出力フアクタとするフアジイ
推論が行われ、最適な予熱時間が決定される。

【００３３】ここで、入出力フアクタを図４に示す。炊
飯開始後、所定時間経過時点のサーミスタ検出レベルＡ
は、ＡＨ：高い、ＡＭ：中ぐらい、ＡＬ：低いの３つの
フアジイラベルからなり、０℃から１０℃刻みの７つの
分解能を持つ。また、所定時間内のサーミスタ２の温度
変化量（ｄＴ／ｄｔ）Ｂは、ＢＰ：正勾配、ＢＺ：横勾
配、ＢＮ：負勾配の３つのフアジイラベルからなり、−
１５℃以下から＋１５℃以上の範囲内で５℃刻みの８つ
の分解能を持つ。

【００３４】これら２つの入力フアクタによつて決定さ
れる出力フアクタは、予熱制御時間Ｔであり、ＮＬ：短
い、ＮＭ：やや短い、ＺＲ：普通、ＰＳ：少し長い、Ｐ
Ｍ：やや長い、ＰＬ：長いの６つのフアジイラベルから
なり、分解能は入力フアクタＡ，Ｂに基づく７×８の５
６通りである。

【００３５】なお、図６は入力フアクタ各々のメンバー
シツプ関数を表し、縦軸はいずれもメンバーシツプ関数
のグレード値を表している。

【００３６】フアジイ制御は、あいまいな自然言語を用
いてｉｆ〜ｔｈｅｎ〜形式で制御則を記述する制御方法
であり、入力フアクタを検出温度Ａ、温度変化量Ｂ、出
力フアクタを予熱制御時間Ｔとすると、これらの間の関
係は、ｉｆ〜ｔｈｅｎ〜の形式により次の様に表現でき
る。

【００３７】if A is high and B is Positive then T
is Negative Large …（１） （１）式は、「もし検出温度が高く、温度変化量が正の
勾配であれば、予熱制御時間は短くする」という制御則
であり、この様な制御則を図５のように複数個用意す
る。なお、図５中、マトリツクス構成上制御則を規定し
ていない部分等については、推論近似値によつて補完さ
れることを意味している。

【００３８】本実施例では、Ｍｉｎ−Ｍａｘ−重心法に
よる推論を行う。

【００３９】各入力フアクタＡ，Ｂに対する発生事象を
Ａｋ（ｋは０〜６）、Ｂｋ（ｋは０〜７）とすると、各
制御則のｉ番目に対する条件部満足度Ｕｉ（ｘ）は、各
入力フアクタのメンバーシツプ値Ｕｉ（Ａｋ）およびＵ
ｉ（Ｂｋ）のうちの小さい方の値をとる。

【００４０】すなわち、制御則ｉ：Ｕｉ（ｘ）＝ｍｉｎ
｛Ｕｉ（Ａｋ），Ｕｉ（Ｂｋ）｝として、各制御則に対
応する条件部満足度が得られると、Ｍｉｎ−Ｍａｘ法の
手法に基づき、Ｍａｘ値すなわち論理和を求める。各制
御則に対する論理和Ｕ_T（ｘ）は、 Ｕ_T（ｘ）＝Ｕ₁（ｘ）∨ Ｕ₂（ｘ）…（２） として算出される。

【００４１】実際の操作量、すなわち出力フアクタとし
ての予熱制御時間Ｔは、論理和の重心として算出され
る。

【００４２】 Ｔ＝∫ｘ・Ｕ_T（ｘ）ｄｘ／∫Ｕ_T（ｘ）ｄｘ…（３） なお、実際の制御手段としては、入力フアクタに対する
発生事象に基づき、各制御則に対応するＭｉｎ集合値、
全ての制御則に対応するＭａｘ集合値を算出し、それに
よつて得られた集合体の重心を求める方法、すなわち、
リアルタイムに推論する方式によると処理が複雑化する
可能性が大きいため、予め入力フアクタ（発生事象）に
対して、内容物の温度を予測し、対応する最適な予熱時
間制御量をフアジイ推論によつて算出しておき、図７の
ように、予熱制御装置３のＲＯＭ１９にテーブル値とし
て書き込んでおく、いわゆるテーブルルツクアツプ方式
によつて、実施しても同様の効果を得ることができる。

【００４３】そこで、テーブルルツクアツプ方式に基づ
いて、具体的な説明を行う。

【００４４】炊飯キー１３ａの押圧により、ＣＰＵ１７
は炊飯開始の有効性を確認すると、所定時間の初温検出
シーケンスに移行し、炊飯開始時点のサーミスタ２の出
力情報を入力し、記憶する。

【００４５】所定時間が経過すると、その時点のサーミ
スタ２からの出力情報を入力し、所定時間経過後のサー
ミスタ２の検出温度および炊飯開始時点で、記憶してお
いた値より所定時間内の温度変化量を算出し、この２つ
の要素に基づきデータＲＯＭ１９より予熱時間を参照す
る。

【００４６】今、所定時間経過時点のサーミスタ２の検
出温度が２５℃、所定時間内の温度変化量が−４℃であ
つたとすると、内容物の温度は１５℃と予測され、図７
に示すデータＲＯＭ１９より最適予熱制御時間は１７分
と決定され、予熱制御に移行する。

【００４７】したがつて、内容物の温度を内容物温度検
出器２からの出力情報をもとに、炊飯開始後一定時間内
における検出温度変化量（ｄＴ／ｄｔ）および一定時間
経過時点の到達温度の２つの入力フアクタにより内容物
の温度を予測することができる。そのため、水温、室
温、器体（炊飯器）の温度に影響されることなく最適な
予熱時間を推論決定することができ、米が充分に吸水し
て均一な加熱糊化が得られ、おいしいご飯を炊くことが
できる。

【００４８】また、推論ルール、メンバーシツプ関数の
設定の方法により、内容物温度検出器２の種類、取付位
置、器体の構造等に対して比較的容易に対応することが
可能である。

【００４９】〔第二実施例〕図８は本発明の第二実施例
を示す炊飯器の機能ブロツク図、図９はフアジイ推論時
の入出力仕様を示す図、図１０−Ａ，Ｂはフアジイ推論
時の制御則を示す図、図１１−Ａは検出温度と理想温度
との差に対するメンバーシツプ関数を示す図、図１１−
Ｂは温度勾配に対するメンバーシツプ関数を示す図、図
１１−Ｃは加熱量に対するメンバーシツプ関数を示す
図、図１２はテーブルルツクアツプ方式による入力フア
クタに対する出力フアクタすなわち加熱量のデータテー
ブルを示す図、図１３−Ａは本実施例の内容物の温度上
昇モデルを示す図、図１３−Ｂは同じくサーミスタの理
想温度曲線を示す図、図１３−Ｃは同じく操作量の変化
を示す図であり、（ａ）は米が小容量の場合、（ｂ）は
米が大容量の場合を示す。

【００５０】本実施例の炊飯器は、米を加熱して沸騰さ
せる加熱装置１と、内容物の温度を間接的に検出する内
容物温度検出器２と、該内容物温度検出器２からの出力
情報に基づき米の沸騰までの時間を一定範囲の時間に制
御するために一定時間の温度変化量および温度検出時点
での内容物の理想温度との差によつて内容量に応じた加
熱装置１の加熱量を推論決定する加熱制御装置２１とを
備えている。

【００５１】なお、本実施例の炊飯器の構成は、第一実
施例と同じであり、加熱制御装置２１は第一実施例の図
２と同じように回路構成されているが、加熱制御装置２
１は、図８の如く、予熱終了後、内容物温度検出器２の
出力信号により所定時間経過時点の到達温度から一定時
間内における温度勾配（ｄＴ／ｄｔ）を算出する温度勾
配算出手段２２と、到達温度Ｔａとその時点の理想温度
Ｔｏとの差（Ｔａ−Ｔｏ）を算出する検出温度差算出手
段２３と、温度勾配および検出温度差を入力フアクタと
して、この２つの入力フアクタにより内容物の温度上昇
曲線を予測する温度上昇予測手段２４と、予測された温
度に上昇させるために加熱装置１の加熱量に対する複数
の区分の内から次の所定時間内の最適な加熱量すなわち
加熱装置１の通電時間あるいは電力量を推論決定する加
熱量決定手段２５とを有している。

【００５２】上記構成において、炊飯が開始して予熱終
了後、所定時間内にサーミスタ２からの情報に基づいて
温度勾配算出手段２２により温度勾配、および検出温度
差算出手段２３により所定時間経過時点の理想温度との
差を算出し、これら２つの要素を入力フアクタとして温
度上昇予測手段２４により内容物の温度上昇曲線を予測
し、加熱決定手段２５により次の所定時間内の加熱装置
１の操作量、すなわちヒータ通電時間または電力量を出
力フアクタとするフアジイ推論が行われ、加熱量が決ま
り、理想的な温度上昇が実行される。

【００５３】ここで、入出力フアクタを図９に示す。所
定時間経過時点の検出温度と理想温度との差（Ｔａ−Ｔ
ｏ）ＡはＡＢ：正、ＡＺ：零、ＡＮ：負の３つのフアジ
イラベルからなり、−１０℃以上から１０℃以上まで５
℃刻みの６つの分解能を持つ。

【００５４】また、所定時間内の温度勾配（ｄＴ／ｄ
ｔ）ＢはＢＭ：小、ＢＲ：中、ＢＬ：大の３つのフアジ
イラベルからなり、３つの分解能をもつ検出温度Ｔａに
よつて６つの分解能をもつ。

【００５５】これら２つの入力フアクタによつて決定さ
れる出力フアクタはヒータＯＮ時間Ｔであり、ＮＬ：小
さい、ＮＭ：やや小さい、ＺＲ：普通、ＰＭ：やや大き
い、ＰＬ：大きいの５つのフアジイラベルからなり、分
解能は入力フアクタＡ，Ｂに基づく６×６×３の１０８
通りである。

【００５６】なお、図１１は入出力フアクタのそれぞれ
のメンバーシツプ関数を表している。

【００５７】そして、フアジイ制御を行うに際し、図１
０に示すように複数個の制御則を用意して、Ｍｉｎ−Ｍ
ａｘ−重心法による推論を行う。

【００５８】なお、実際の制御手段としては、入力フア
クタに対する発生事象に基づき、各制御則に対応するＭ
ｉｎ集合値、全ての制御則に対応するＭａｘ集合値を算
出し、それによつて得られた集合体の重心を求める方
法、すなわち、リアルタイムに推論する方式によると処
理が複雑化する可能性が大きいため、予め入力フアクタ
（発生事象）に対して、内容物の温度上昇を予測し、対
応する最適な制御量をフアジイ推論によつて算出してお
き、図１２のように加熱制御装置２１のＲＯＭにテーブ
ル値として書き込んでおく、いわゆるテーブルルツクア
ツプ方式を用いた具体例を説明する。

【００５９】ＣＰＵ１７は予熱時間が終了したことを確
認すると、沸騰検知シーケンスに移行し、サーミスタ２
の出力情報を入力、記憶する。

【００６０】所定時間経過後のサーミスタ２の検出温度
および前回の記憶値より温度勾配を算出する。また、そ
の時点での理想温度との差を算出する。この２つの要素
に基づき、データＲＯＭ１９より次の所定時間の操作量
を参照する。以降、同様にして所定時間まで繰り返す。

【００６１】今、ある時点でのサーミスタ温度が４１．
２℃、所定時間経過後の温度が４２℃で理想温度が４６
℃であつたとすると、データＲＯＭ１９により次に操作
量は４７／６０（７８％）だけ加熱装置１をＯＮすると
いうことになる。

【００６２】したがつて、内容物の温度を内容物温度検
出器２からの出力情報をもとに、予熱終了後より一定時
間内における温度勾配（ｄＴ／ｄｔ）および一定時間経
過時点の到達温度Ｔａと、その時点の理想温度との差
（Ｔａ−Ｔｏ）の２つの入力フアクタにより内容物の温
度上昇曲線を予測し、加熱装置１に対する次の加熱量を
決定することができる。

【００６３】そのため、図１３の如く、米が小容量であ
れば急激な温度上昇前に加熱装置１の加熱量を絞ること
が可能となり、炊飯時間も安定し、糊化も十分に行わ
れ、美味しいご飯が得られ、かつ吹きこぼれも防止でき
る。

【００６４】〔第三実施例〕図１４は本発明の第三実施
例を示す炊飯器の機能ブロツク図、図１５はフアジイ推
論時の制御則を示す図、図１６−Ａは室温に対するメン
バーシツプ関数を示す図、図１６−Ｂは蓋開時間に対す
るメンバーシツプ関数を示す図、図１６−Ｃは蓋発熱体
の通電時間に対するメンバーシツプ関数を示す図、図１
７はテーブルルツクアツプ方式による入力フアクタに対
する出力フアクタのデータテーブルを示す図である。

【００６５】本実施例の炊飯器は、保温されたご飯を加
熱する発熱体７と、室温を検出する室温検出器３０と、
炊飯器用蓋６の開閉を検出する蓋開閉検出器３１と、蓋
開時に前記室温検出器３０からの室温出力情報および蓋
開閉検出器３１からの蓋開時間出力情報に基づいて低下
したご飯表面温度が保温温度になるよう前記発熱体７へ
の通電時間を推論決定する保温制御装置３２とを備えて
いる。

【００６６】前記室温検出器３０は、サーミスタからな
り、炊飯器本体４内に外気に接するように配設されてい
る。

【００６７】前記蓋開閉検出器３１は、マイクロスイツ
チからなり、蓋６の開閉を機械的に検出するようユニツ
ト化され、炊飯器本体４に取り付けられている。

【００６８】前記保温制御装置３２は、図１４の如く、
室温検出器３０からの室温情報および蓋開閉検出器３１
からの蓋開時間情報を入力フアクタとして、この２つの
入力フアクタによりご飯の表面温度を予測する表面温度
予測手段３３と、予測された表面温度から設定された保
温温度まで上昇するように蓋発熱体７の通電時間を複数
の区分の内から推論決定する保温量決定手段３４とを有
している。なお、他の構成は上記第一実施例と同じであ
る。

【００６９】上記構成において、炊飯器内の保温は、通
常内釜５の側面にある発熱体９を用いて、７３℃に維持
されている。

【００７０】蓋６を開けて、しばらくしてから蓋６を閉
めた場合、ご飯の表面温度は低下する。

【００７１】蓋６を閉めた後、室温検出器３０からの出
力情報、および蓋開閉検出器３１からの蓋開時間に対す
る出力情報を入力フアクタとして表面温度予測手段３３
によりご飯の表面温度が予測され、保温量設定手段３４
によりご飯の表面温度が保温温度になるよう蓋発熱体７
の通電時間を出力フアクタとするフアジイ推論が行わ
れ、最適な通電時間が決定され、ご飯の表面が加熱され
る。

【００７２】ここで、室温（Ｋ）と蓋開時間（ｔ）をフ
アジイ変数として、蓋発熱体通電時間（Ｈｔ）の値を、
保温制御装置３２のソフトウエアで推論するために、以
下のように各フアジイラベルのメンバーシツプ関数と制
御則を設定する。

【００７３】図１６に各フアジイ変数の各フアジイラベ
ルのメンバーシツプ関数を示す。図１６−Ａは室温
（Ｋ）のメンバーシツプ関数で、横軸は室温、各フアジ
イラベルは、ＫＺ：低い、ＫＳ：高い、である。図１６
−Ｂは蓋開時間（ｔ）のメンバーシツプ関数で、横軸は
本実施例の場合、蓋開時間で０〜１２０秒の時間であ
る。各フアジイラベルはＺＲ：短い、ＺＭ：中くらい、
ＺＢ：長い、である。

【００７４】図１６−Ｃは蓋発熱体７の通電時間（Ｈ
ｔ）のメンバーシツプ関数で、本実施例の場合、６〜１
８分の時間である。各フアジイラベルはＭＲ：短い、Ｍ
Ｍ：中くらい、ＭＡ：やや長い、ＭＢ：長い、である。
縦軸はいずれもメンバーシツプ関数のグレード値であ
る。

【００７５】制御則は、本実施例の推論制御を行うため
に、次の６つのＩＦ，ＴＨＥＮルールを設定する。

【００７６】 ＩＦ Ｋ＝ＫＳ ａｎｄ ｔ＝ＺＲ、ＴＨＥＮ Ｈｔ＝ＭＲ ＩＦ Ｋ＝ＫＺ ａｎｄ ｔ＝ＺＲ、ＴＨＥＮ Ｈｔ＝ＭＭ ＩＦ Ｋ＝ＫＳ ａｎｄ ｔ＝ＺＭ、ＴＨＥＮ Ｈｔ＝ＭＭ ＩＦ Ｋ＝ＫＺ ａｎｄ ｔ＝ＺＭ、ＴＨＥＮ Ｈｔ＝ＭＡ ＩＦ Ｋ＝ＫＳ ａｎｄ ｔ＝ＺＢ、ＴＨＥＮ Ｈｔ＝ＭＡ ＩＦ Ｋ＝ＫＺ ａｎｄ ｔ＝ＺＢ、ＴＨＥＮ Ｈｔ＝ＭＢ 図１５がこの制御則をマトリツクス表で示したものであ
る。各フアジイ変数間の部分は本実施例では、ＭＩＮ−
ＭＡＸ−重心法で推論近似値を求めて補完する。

【００７７】本実施例ではメンバーシツプ関数を直線で
定義したが、室温検出器３０の検知特性等に応じて正弦
曲線等で定義しても構わない。

【００７８】この制御則と、２つの入力フアクタに基づ
いて図１６−Ｃに示す出力フアクタとしての結論部が引
き出される。次に制御量の決定だが、蓋発熱体７の通電
時間（Ｈｔ※）として論理関数の重心をとり、メンバー
シツプ関数の総ての条件部についても同様にして論理関
数の重心を求める。

【００７９】Ｈｔ※＝ΣＸｉ※Ｙｉ／ΣＹｉ…（４） 本実施例では、予め各入力値に対する制御量を推論算出
しておいて保温制御装置３２のＲＯＭに書き込んでおく
テーブルルツクアツプ推論方式を用い、そのメンバーシ
ツプ関数条件部の総組み合わせ数の推論結果を図１７に
示す。例えば室温（Ｋ）＝３０℃で、蓋開時間（ｔ）＝
１５秒の場合は、蓋閉後６分間、蓋発熱体７に通電す
る。また、室温（Ｋ）＝１０℃で、蓋開時間（ｔ）＝２
分間の場合は、蓋閉後１６分４２秒間、蓋発熱体７に通
電する。

【００８０】本実施例では４つの蓋発熱体通電時間ゾー
ンについて説明したが、マイクロコンピユータ容量等の
性能が許せば、もつと長い通電時間、かつもつと細かい
通電時間きざみの蓋発熱体通電時間ゾーンに対して、本
発明を適用できることは言うまでもない。また、室温に
関する２種のフアジイラベルと、蓋開時間に関する３種
のフアジイラベルとにより計４個の制御則にて制御量を
決定したが、室温検出器３０の検出精度が良くない場合
は、制御則数を増やす必要がある。制御則数やフアジイ
ラベル数は、室温検出器３０の精度と蓋発熱体７の通電
時間ゾーン数（制御の分解能）により設定することが望
ましい。

【００８１】ここで、蓋開時間１秒周期ごとに制御量
を、Ｍｉｎ−Ｍａｘ−重心法で算出する、いわゆるリア
ルタイム推論方式でも、本実施例のフアジイ変数と制御
則を適用すれば、同等の効果を得ることができるのは言
うまでもない。

【００８２】したがつて、保温中に蓋６が開けられた場
合、蓋閉後に蓋発熱体７に通電する時間を複数区分に分
けて、室温検出器３０および蓋開閉検出器３１により室
温と蓋開時間とを判定し、蓋閉後の蓋発熱体７への通電
時間をフアジイ推論で決定することにより、保温時に蓋
開閉によるご飯表面温度の低下を短時間に抑えることが
でき、保温ご飯の劣化を抑制することができる。

【００８３】〔第四実施例〕図１８は本発明の第四実施
例を示す炊飯器の機能ブロツク図、図１９−Ａは本実施
例の内容物の温度上昇モデルおよび理想温度曲線を示す
図、図１９−Ｂは同じく理想温度上昇値を示す図、図１
９−Ｃは同じく操作量の変化を示す図で、（ａ）はトラ
イアツク制御の場合、（ｂ）はリレー制御の場合であ
る。

【００８４】本実施例の炊飯器は、米を加熱して沸騰さ
せ粥にする加熱装置１と、内容物の温度を間接的に検出
する内容物温度検出器２と、該内容物温度検出器２から
の出力情報に基づき粥の吹きこぼれを防止するために一
定時間の温度変化量および温度検出時点での内容物の理
想温度との差によつて内容物の温度に応じた加熱装置１
の加熱量を推論決定する粥加熱制御装置４０とを備えて
いる。

【００８５】前記粥加熱制御装置４０は、図１８の如
く、内容物温度検出器２の出力信号により所定時間経過
時点の到達温度から一定時間内における温度勾配を算出
する温度勾配算出手段４１と、到達温度とその時点の理
想温度との差を算出する検出温度差算出手段４２と、温
度勾配および検出温度差を入力フアクタとして、この２
つの入力フアクタにより内容物の温度上昇曲線を予測す
る温度上昇予測手段４３と、予測された温度に上昇させ
るために加熱装置１の加熱量に対する複数の区分の内か
ら次の所定時間内の最適な加熱量すなわち加熱装置１の
通電時間あるいは電力量を推論決定する加熱量決定手段
４４とを有している。

【００８６】なお、他の構造は第二実施例と同じであ
る。

【００８７】上記構成において、ＣＰＵ１７は予熱時間
が終了したことを確認すると、沸騰検知シーケンスに移
行し、サーミスタ２の出力情報を入力、記憶する。

【００８８】所定時間経過後のサーミスタ検出温度と、
前回の記憶温度より温度勾配を算出する。また、その時
点での理想温度との差を算出する。この２つの要素に基
づき、データＲＯＭ１９より次の所定時間の操作量を参
照して、加熱装置１への通電時間を求める。以降同様に
して、所定時間まで上記動作を繰り返す。

【００８９】今、ある時点でのサーミスタ温度が４１．
２℃で所定時間の温度上昇が０．７℃、その時の理想温
度が４３℃であつたとすると、データＲＯＭ１９により
次の操作量は４７／６０（７８％）ということになる。

【００９０】次に、所定時間経過後の温度が４７℃で、
理想温度が４６℃であつたとすると、次の操作量は３４
／６０（５７％）ということになる。つまり、内容物の
温度が急上昇し理想温度を越えたため、操作量を減少し
て突沸を防止する制御を行ったのである。

【００９１】逆に、温度上昇が少ない時は、操作量は多
くなるようになつている。すなわち、図１９−Ｃに示す
ような操作量となる。ここで、図中、（ａ）は加熱装置
１をトライアツク制御する場合、（ｂ）はリレー制御す
る場合である。

【００９２】したがつて、粥炊飯において、内容物の温
度上昇に合わせて操作量を加減し沸騰までをコントロー
ルできるので、吹きこぼれのないおいしい粥を得ること
ができる。

【００９３】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００９４】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、予熱、保温および粥炊飯の一連の工程において
フアジイ推論にて加熱制御されるので、所定時間経過し
たときの内容物の状態を予測することにより以後の加熱
をその状態に応じて行うことが可能となる。これを繰り
返すことによつてきめ細かい加熱制御を行うことが可能
となり、各工程において内容物を最良の状態にでき、最
終的においしいご飯や粥を得ることができる。

【００９５】すなわち、予熱では、内容物の温度を間接
的に検出する内容物温度検出器からの出力情報に基づき
炊飯開始後所定時間内における検出温度変化量および所
定時間経過時点の到達温度の２つの入力フアクタにより
内容物の温度を予測することができる。そのため、水
温、室温、器体（炊飯器）の温度に影響されることな
く、加熱装置に対して最適な予熱時間を推論設定するこ
とができ、米が充分に吸水して均一な加熱糊化が得ら
れ、おいしいご飯を炊くことができる。

【００９６】炊飯の場合も粥炊飯と同様の加熱制御を行
うことができ、内容物温度検出器からの出力情報に基づ
き一定時間内における温度勾配および所定時間経過時点
の到達温度とその時点での理想温度との差の２つの入力
フアクタにより内容物の温度上昇曲線を予測し、加熱装
置に対する次の加熱量を決定することができる。

【００９７】そのため、米が小容量であれば急激な温度
上昇前に加熱装置の加熱量を絞ることが可能となり、米
の容量に関係なく炊飯時間が安定し糊化も十分に行われ
て、美味しいご飯が得られ、かつ吹きこぼれも防止でき
る。

【００９８】保温では、保温中に蓋が開けられた場合、
蓋閉後室温検出器および蓋開閉検出器により室温と蓋開
時間とを判定し、蓋閉後の発熱体への通電時間をフアジ
イ推論で決定することにより、保温時に蓋開閉によるご
飯表面温度の低下を短時間に抑えることができ、保温ご
飯の劣化を抑制することができる。

【００９９】粥炊飯では、内容物の温度上昇に合わせて
加熱装置の操作量を加減し沸騰までをコントロールでき
るので、吹きこぼれのないおいしい粥を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第一実施例を示す炊飯器の機能
ブロツク図である。

【図２】図２は同じく制御ブロツク図である。

【図３】図３は炊飯器の概略図である。

【図４】図４はフアジイ推論時の入出力仕様を示す図で
ある。

【図５−Ａ】図５−Ａはフアジイ推論時の制御則を示す
図である。

【図５−Ｂ】図５−Ｂは同じくフアジイ推論時の制御則
を示す図である。

【図６−Ａ】図６−Ａはサーミスタの検出レベルに対す
るメンバーシツプ関数を示す図である。

【図６−Ｂ】図６−Ｂは温度変化量に対するメンバーシ
ツプ関数を示す図である。

【図６−Ｃ】図６−Ｃは予熱制御時間に対するメンバー
シツプ関数を示す図である。

【図７】図７はテーブルルツクアツプ方式による入力フ
アクタに対する出力フアクタすなわち予熱制御時間のデ
ータテーブルを示す図である。

【図８】図８は本発明の第二実施例を示す炊飯器の機能
ブロツク図である。

【図９】図９はフアジイ推論時の入出力仕様を示す図で
ある。

【図１０−Ａ】図１０−Ａはフアジイ推論時の制御則を
示す図である。

【図１０−Ｂ】図１０−Ｂは同じくフアジイ推論時の制
御則を示す図である。

【図１１−Ａ】図１１−Ａは検出温度と理想温度との差
に対するメンバーシツプ関数を示す図である。

【図１１−Ｂ】図１１−Ｂは温度勾配に対するメンバー
シツプ関数を示す図である。

【図１１−Ｃ】図１１−Ｃは加熱量に対するメンバーシ
ツプ関数を示す図である。

【図１２】図１２はテーブルルツクアツプ方式による入
力フアクタに対する出力フアクタすなわち加熱量のデー
タテーブルを示す図である。

【図１３−Ａ】図１３−Ａは本実施例の内容物の温度上
昇モデルを示す図である。

【図１３−Ｂ】図１３−Ｂは同じくサーミスタの理想温
度曲線を示す図である。

【図１３−Ｃ】図１３−Ｃは同じく操作量の変化を示す
図で、（ａ）は米が小容量の場合、（ｂ）は米が大容量
の場合を示す。

【図１４】図１４は本発明の第三実施例を示す炊飯器の
機能ブロツク図である。

【図１５】図１５はフアジイ推論時の制御則を示す図で
ある。

【図１６−Ａ】図１６−Ａは室温に対するメンバーシツ
プ関数を示す図である。

【図１６−Ｂ】図１６−Ｂは蓋開時間に対するメンバー
シツプ関数を示す図である。

【図１６−Ｃ】図１６−Ｃは蓋発熱体の通電時間に対す
るメンバーシツプ関数を示す図である。

【図１７】図１７はテーブルルツクアツプ方式による入
力フアクタに対する出力フアクタのデータテーブルを示
す図である。

【図１８】図１８は本発明の第四実施例を示す炊飯器の
機能ブロツク図である。

【図１９−Ａ】図１９−Ａは本実施例の内容物の温度上
昇モデルおよび理想温度曲線を示す図である。

【図１９−Ｂ】図１９−Ｂは同じく理想温度上昇値を示
す図である。

【図１９−Ｃ】図１９−Ｃは同じく操作量の変化を示す
図で、（ａ）はトライアツク制御の場合、（ｂ）はリレ
ー制御の場合を示す。

【図２０−Ａ】図２０−Ａは従来の大容量および小容量
の米を炊飯したときの内容物の温度上昇モデルを示す図
である。

【図２０−Ｂ】図２０−Ｂは同じくサーミスタの温度上
昇モデルを示す図である。

【図２０−Ｃ】図２０−Ｃは同じく操作量の変化を示す
図で、（ａ）は米が小容量の場合、（ｂ）は米が大容量
の場合を示す。

【図２１−Ａ】図２１−Ａは従来の粥炊飯における内容
物およびサーミスタの温度上昇モデルを示す図である。

【図２１−Ｂ】図２１−Ｂは同じく操作量の変化を示す
図で、（ａ）はトライアツク制御の場合、（ｂ）はリレ
ー制御の場合を示す。

【符号の説明】

１ 加熱装置 ２ 内容物温度検出器 ３ 予熱制御装置 ６ 炊飯器用蓋 ７ 発熱体 ２１ 加熱制御装置 ３０ 室温検出器 ３１ 蓋開閉検出器 ３２ 保温制御装置 ４０ 粥加熱制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮原 麻記子 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャー プ株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−170920（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−44126（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−90619（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−119111（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−153128（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−176620（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内釜を加熱する加熱装置と、前記内釜内
   の内容物の温度を間接的に検出する内容物温度検出器と
   を備えた炊飯器において、米に吸水させるための予熱制
   御装置と、ご飯を保温するための保温制御装置と、米を
   加熱して沸騰させ粥炊飯する粥加熱制御装置とを備え、
   それぞれの制御装置がフアジイ推論にて前記加熱装置の
   制御を行うことを特徴とする炊飯器。
2. 【請求項２】 予熱制御装置は、内容物温度検出器から
   の出力情報に基づき所定時間経過時点での検出温度およ
   び温度変化量を算出し、これら２つの要素から米が吸水
   して均一な加熱糊化を得るために最適な予熱時間を推論
   決定することを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
3. 【請求項３】 室温を検出する室温検出器と、炊飯器用
   蓋の開閉を検出する蓋開閉検出器とが設けられ、保温制
   御装置は、蓋開時に前記室温検出器からの室温出力情報
   および蓋開閉検出器からの蓋開時間出力情報に基づいて
   ご飯表面温度を予測してご飯表面温度が保温温度になる
   ように加熱装置への通電時間を推論決定することを特徴
   とする請求項１記載の炊飯器。
4. 【請求項４】 粥加熱制御装置は、内容物温度検出器か
   らの出力情報に基づき所定時間経過時点での温度変化量
   および内容物の温度と理想温度との差を算出し、これら
   ２つの要素によつて次の所定時間における加熱装置の加
   熱量を推論決定することを特徴とする請求項１記載の炊
   飯器。