JP2680051B2 - 電力制御装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は全般的に抵抗加熱素子に対する電力制御装
置、更に具体的に云えば、レンジの様な調理機器の表面
装置として使われる抵抗加熱素子に対する電力制御装置
に関する。これは米国特許第4,551,618号に記載された
加熱器エネルギ・カウンタを利用する、米国特許第4,44
3,690号に記載された電力制御装置の改良である。

米国特許第4,551,618号に記載された装置では、ソフ
トウェアによって構成される加熱器エネルギ・カウンタ
が、利用者によって選択される電力設定値に従って、種
々の電力レベルで選択的に付勢することができる抵抗加
熱素子に対する大体の加熱素子の温度情報を発生する。
加熱器エネルギ・カウンタが、一層高い又は低い電力設
定値への、電力設定値の変化に応答して、加熱素子の温
度の上昇又は降下速度に大体比例する速度でインクリメ
ント又はデクレメントされ、加熱器エネルギ・カウンタ
のカウントが、加熱素子の温度を近似的に追跡する様に
なっている。米国特許第4,443,690号では、加熱器エネ
ルギ・カウンタの情報を使って、すばやく加熱し、すば
やく冷却する過渡的な動作モードを開始する。こう云う
モードが、加熱素子に対して選択された電力設定値の変
化に対し、加熱素子の温度が応答するのに必要な時間を
短縮する。

すばやく加熱し、すばやく冷却する動作モードでは、
電力設定値の変化が検出された時、加熱素子は予定の期
間の間、選択された電力レベルより高い電力レベルで動
作する。新しく選択された動力設定値は、比較的低い所
定の電力設定値よりも上であることを表わす。加熱器エ
ネルギ・カウンタのカウントは予定の最低値より小さ
い。予定の最低電力設定値及び予定の最低加熱器エネル
ギ・カウントを用いて、所望の温度に対するオーバーシ
ュートを防止する。同様に、一層低い電力設定値への変
化が検出された時、すばやい冷却をする動作モードが開
始され、新しく選択される電力設定値は比較的高い予定
の電力設定値よりも小さく、加熱器エネルギ・カウンタ
のカウントは、予定のカウントより大きく、所望の温度
に対するアンダーシュートを防止する。この装置は、過
渡的なモードでの動作を招く様な状態では、従来の開放
ループ装置よりも、応答時間をかなり短縮する。一旦開
始すると、何れかの過渡的なモードに於ける動作は、実
際の動作状態には無関係に予定の時間続くから、この装
置は比較的精度が低い。その為、目標温度に対するオー
バーシュート又はアンダーシュートを防止する為に、電
力設定値に対する閾値及び予定の期間はひかえめに選ば
なければならない。その結果、応答時間は、主に非常に
低い電力設定値から非常に高い電力設定値へ、又はその
逆に変えると云う比較的極端な動作状態の場合によくな
る。従って、加熱器エネルギ・カウンタを利用する制御
装置として、更に正確な制御を行ない、電力設定値の範
囲全体にわたって、電力設定値の変化に一層速やかに応
答することができる様にする制御装置に対する要望があ
る。

従って、この発明の主な目的は、米国特許第4,443,69
0号及び同第4,551,618号に記載される電力制御装置の改
良として、抵抗加熱素子を用いる家庭用調理機器に対す
る電力制御装置として、動作状態の範囲全体にわたり、
加熱素子の選ばれた電力設定値の変化に応答して、加熱
素子の温度が新しい動作温度に達するのに要する時間を
更に短縮する様な電力制御装置を提供することである。

発明の要約 利用し得る複数個の電力設定値からオペレータによっ
て選択された電力設定値に応答して、調理機器の加熱素
子の電力出力を制御する電力制御装置を提供する。

この電力制御装置は、何れも対応する定常状態の電力
レベルを持つ様な、相異なる電力設定値が選択されたこ
とに応答して、加熱素子を相異なる電力レベルで作動す
る電力制御手段を含む。加熱器エネルギ・カウンタによ
って加熱素子の近似的な温度情報が発生される。各々の
電力設定値には、対応する定常状態の電力レベルで作動
された時の加熱素子の定常状態の動作温度に大体比例す
る対応する予定の定常状態エネルギ・カウントが関係し
ている。エネルギ・カウンタは、加熱器エネルギ・カウ
ンタのカウントがその時加熱素子に加えられた電力レベ
ルに対する定常状態カウントより小さい時、加熱素子の
温度の上昇速度に大体比例する速度でインクレメント
し、カウントが加えられた電力レベルに対する定常状態
カウントより大きい時、加熱素子の温度の降下速度に大
体比例する速度でデクレメントすることを選択的に行な
う。更に、少なくともある電力設定値は、その定常状態
カウントより小さい最低閾値カウント及び定常状態カウ
ントより大きい最高閾値カウントを対応して持ってい
る。電力制御手段が、加熱器エネルギ・カウンタに応答
して、加熱器エネルギ・カウンタのカウントが選択され
た電力設定値に対する最低閾値カウントより小さい時に
は、いつでも加熱素子を選択された電力レベルに対応す
る電力レベルより高い電力レベルで作動し、加熱器エネ
ルギ・カウンタのカウントが選択された電力レベルに対
する最高閾値カウントより大きい時には、いつでも加熱
素子を選択された電力設定値に対応する電力レベルより
低い電力レベルで作動し、エネルギ・カウンタのカウン
トが最低及び最高閾値カウントの間にある時、加熱素子
を選択された電力設定値に対応する電力レベルで作動す
る手段を含んでおり、こうして選択された電力設定値の
変化に応答して、加熱素子が定常状態の動作温度に達す
るのに要する時間を短縮する。最高及び最低閾値カウン
トは、所望の温度に対するオーバーシュートをせずに、
速い応答が得られる様に、所望の定常状態カウントに十
分近くなる様に選ぶ。

この発明の好ましい形式では、加熱素子は、カウント
が、選ばれた設定値に対する所望の温度より温度が低い
ことを表わす時、過駆動し、カウントが、所望の目標温
度より温度が高いことを表わす時は不足駆動するが、何
れの動作モードも独立に開始することができることが理
解されよう。例えば、オフ状態からある電力設定値に転
ずる時、又は低い方から高い方の電力設定値へ転ずる時
の様に、高い方の設定値から低い方の電力設定値への冷
却に伴う応答時間を考慮せずに、電力設定値の増加に対
する速やかな応答を設けることが望ましいことがある。
この為、この発明の一面では、電力制御手段がエネルギ
・カウンタ手段に応答して、エネルギ・カウントが選択
された電力設定値に対する最低閾値カウントより小さい
時には、いつでも選択された電力設定値に対応する電力
レベルよりも高い電力レベルで加熱素子を作動し、その
他の場合、選択された電力設定値に関連する電力レベル
で加熱素子を作動する様な電力制御装置を提供すること
ができる。同様に、高い方から低い方の電力設定値への
変化に対してだけ、速やかな応答を達成したい場合、こ
の発明に従って、エネルギ・カウンタのカウントが選択
された電力設定値に対する最高閾値カウントより大きい
時に、利用者が選択した電力設定値に対応する電力レベ
ルよりも低い電力レベルで加熱素子を作動し、その他の
時は、選択された電力設定値に関連する電力レベルで加
熱素子を作動する様な制御装置を構成することができ
る。

この発明の好ましい形式では、電力制御手段は、カウ
ントが最低閾値カウントより小さい時は、選択された電
力レベル又は最高電力レベルのうち、低い方よりも予定
数の電力レベル、好ましくは３つの電力レベルだけ高い
電力レベルで、加熱素子を作動し、カウントが最高閾値
カウントより大きい時は、選択された電力設定値に対応
する電力レベルよりも予定数のレベル、これもやはり好
ましくは３つのレベルだけ低い電力レベルで、又は選択
された電力設定値がオフ設定値から予定数のレベル以内
にあれば、オフで加熱素子を作動する。

この発明の新規な特徴は特許請求の範囲に具体的に記
載してあるが、この発明の構成並びにその内容は、以下
図面について詳しく説明するところからよく理解されよ
う。

詳しい説明 第１図はこの発明の制御装置を取入れた電気調理レン
ジ10を示す。レンジ10が普通の４個の電気表面抵抗加熱
素子12,14,16,18を持ち、これらが略水平の支持面20に
支持されている。手動で作動し得る回転制御つまみ22,2
4,26,28が制御パネル30に取付けられていて、利用者が
加熱素子12,14,16,18に対する所望の電力レベルを夫々
選択することができる様にする。

第２図に示すレンジ10の制御装置の全体的なブロック
図に示す様に、加熱素子12,14,16,18は、端子L1,L2に供
給された、標準の交流60Hz電力信号によって付勢される
が、これは120ボルトでも240ボルトでもよい。素子12,1
4,16,18が、線路L1及びL2の間に電気的に並列に接続さ
れる。加熱素子に対する電力がスイッチ手段40によって
制御される。このスイッチ手段は、加熱素子12,14,16,1
8の各々と直列の別々のスイッチ手段40（ａ）乃至40
（ｄ）を持っていて、各々の加熱素子に対する電力を独
立に制御することができる様になっている。各々の素子
に対するスイッチ手段は、電力制御手段42によって発生
される制御信号に応答して、誘導する様に或いは導電し
なくなる様に切換えられる。この制御信号が、各々の加
熱素子に対してオペレータが選択した電力設定値に従っ
て発生される。

電力設定値選択手段44が、第１図の制御つまみ22乃至
28を手で操作したことによって選択された設定値を表わ
す電力レベル制御信号を電力制御手段42に供給する。第
３図に一番よく示されているが、制御つまみ22乃至28の
各々は、利用者が、対応する加熱素子に対し、オフ電力
設定値を含めて、10個の利用し得る別々の電力設定値の
うちの１つを選ぶことができる様にする。勿論、電力設
定値の数をこれより多くしても少なくしてもよい。更
に、例えばディジタル・キーボードの様に、利用者が動
力設定値を選択する別の手段を用いてもよい。

図示の実施例では、電力制御の時間ベースとして、一
定数の制御区間で構成された予定の制御期間を用いる。
各々の制御区間は、交流60Hzの240ボルトの標準的な信
号の８サイクルで構成され、これは約133ミリ秒の期間
に対応する。各々の制御期間が、128個の制御区間で構
成され、この期間の持続時間は約17秒に対応する。制御
区間及び制御期間の持続時間は、所望の調理性能に対す
る電力レベルの満足し得る範囲が得られる様に選ばれ
た。こう云う調理性能は、リレー・スイッチング装置を
用い、マイクロプロセッサ・メモリを効率よく使う様に
プログラムすることによって構成することができる。

各々の加熱素子は、各々の制御期間の間、所望の出力
電力に応じて、特定数の制御区間の間導電する様に切換
えられる。この出力電力が、定常状態では、オペレータ
によって選択された対応する電力設定値に基づく。百分
率で表わした、制御期間中の合計の制御区間に対する導
電する制御区間の比を以下デューティ・サイクルと呼
ぶ。表Ｉに、10個の電力レベルの各々に対する百分率の
オン時間並びに制御期間当りの導電制御区間の数を示
す。各々の電力レベルに対するデューディ・サイクル
は、満足し得る調理性能が得られる様に、調理温度の所
望の範囲が得られる様に経験的に決定された。制御区間
及び制御期間の長さをこれより長く又は短くしてもよい
し、この他のデューティ・サイクルを用いてもよいいう
ことは云うまでもない。

各々の加熱素子に対し、加熱器エネルギ・カウンタ46
を設けて、温度センサの代わりに、加熱素子の大体の温
度情報を供給する。各々の電力設定値は、それに対応し
て経験的に設定された予定の定常状態加熱器エネルギ・
カウントを持っている。この定常状態カウントは、その
電力設定値に対する電力レベルで、定常状態で動作する
時の加熱素子の定常状態の温度に大体比例する。

カウンタ制御手段48が電力制御手段42に応答して、エ
ネルギ・カウンタのカウントが選択された動力設定値に
対する定常状態カウントより小さく、加熱素子が選択さ
れた設定値に対する定常状態の温度にまだ達していない
ことを意味する時、加熱素子の温度上昇速度に大体比例
するインクレメント速度で、エネルギ・カウンタ手段46
を選択的にインクリメントする。同様に、加熱器エネル
ギ・カウンタは、加熱器エネルギ・カウンタのカウント
が選択された電力設定値に対する定常状態カウントより
小さく、加熱素子が選択された電力設定値に対する所望
の温度より高い温度にあることを意味する時、加熱素子
の温度の降下速度に大体比例する速度でデクレメントさ
れる。この様に加熱器エネルギ・カウンタ46をインクレ
メント及びデクレメントすることにより、加熱器エネル
ギ・カウンタ手段46のカウントは、加熱素子の温度に大
体比例し、こうして加熱素子の温度の大体の目安とな
る。

前に述べた様に、この発明の制御装置の目的は、加熱
器エネルギ・カウンタの情報を利用して、米国特許第4,
443,690号に記載されている制御装置の場合よりも、電
力設定値の変化に対し、一層正確で速やかな応答を持た
せることである。この目的の為、この発明では、各々の
電力設定値が、その定常状態カウントより小さい最低閾
値カウント及び定常状態カウントより大きい予定の最高
閾値カウントを対応して持っている。電力制御手段42が
エネルギ・カウンタ手段46に応答して、カウントが選択
された電力設定値に対する最低閾値カウントより小さい
時には、いつでも加熱素子を選択された電力設定値に関
連する電力レベルより高い電力レベルで作動し、加熱器
エネルギ・カウンタのカウントが選択された電力設定値
に対する最高閾値カウントより大きい時には、いつでも
加熱素子を選択された電力設定値に関連する電力レベル
より低い電力レベルで作動して、選択される電力設定値
の変化に応答して、加熱素子が定常状態の動作温度に達
するのに要する時間を短縮する。各々の電力レベルに対
する予定の定常状態カウント、最高及び最低閾値カウン
トも表Ｉに示されている。こう云う最高及び最低閾値カ
ウントは、目標温度に対するオーバーシュート又はアン
ダーシュートをせずに、図示の実施例の回路で、電力設
定値の変化に対して許容し得る応答時間が得られる様に
経験的に選ばれた。電力設定値１−２では、512（1/2
K）の最低閾値カウントは、約150゜Fの温度に対応し、5
120の最高カウントは約700゜Fのの温度に対応する。電
力設定値３−５では、2Kの最低カウントは約320゜Fに対
応し、6Kの最高カウントは約820゜Fに対応する。設定値
６−７では、4Kの最低カウント及び7Kの最高カウント
は、570゜F−950゜Fの温度範囲に対応する。設定値８−
９では、合計の最低カウントは約700゜Fの温度に対応す
る。図示の実施例では、カウントによって表わされる温
度が最低基準温度より低い時、実質的なオーバーシュー
トを伴わずに、加熱素子は選択された設定値に関連する
レベルより３つまでの電力レベルだけ高い所で過駆動す
ることができる。同様に、カウントによって表わされる
素子の温度が最高閾値温度より高い時、素子を３つの電
力レベルだけ不足駆動しても、目立ったアンダーシュー
トは起こらない。

マイクロプロセッサ・メモリに余分の費用がかかる
が、個別の各々の電力設定値に対する閾値を設けること
により、この装置の精度を更に高めることができること
が理解されよう。

米国特許第4,443,690号に記載されているが、加熱素
子の温度を近似的に追跡する為にカウンタを使うこと
は、加熱素子の温度が加熱素子の正味のエネルギの釣合
いを反映することが前提になっている。室温にある加熱
素子に電力を初めて印加する時、電源から加熱素子にエ
ネルギが加えられる割合は、輻射及び伝導を通じて、周
囲への熱伝達によって加熱素子がエネルギを散逸する割
合より大きく、この結果、素子のエネルギ・レベルに正
味の増加が起こる。このエネルギ・レベルの正味の増加
により、加熱素子の温度が高くなる。遂には、加熱素子
は、電源から供給されるエネルギと同じ割合でエネルギ
を散逸する温度に達し、この時温度は平坦になり、装置
が定常状態の段階又はモードで動作する。加熱素子を脱
勢すると、加熱素子がエネルギを散逸して温度が下が
り、遂には加熱素子の温度は室温に戻る。

加熱素子の正味のエネルギの釣合いが増加又は減少す
る速度を近似する速度で、カウンタをインクレメント及
びデクレメントすることにより、任意の時点に於けるエ
ネルギ・カウンタのカウントは、特定の温度を特徴とす
る正味のエネルギ・レベルと大体比例する。従って、各
々の電力レベルに対し、この特定の電力レベルで加熱素
子の温度が上昇する速度又はエネルギが増加する速度と
大体比例するカウンタのインクレメント速度を経験的に
決定することができるし、各々の電力レベルに対し、加
えられた電力レベルに対して、素子が定常状態の温度ま
で冷却する時の加熱素子の温度の降下速度又はエネルギ
減少速度に大体比例するカウンタのデクレメント速度を
経験的に決定することができる。用いられた電力レベル
にとって適切な速度で、カウンタをインクレメント又は
デクレメントすることにより、カウンタのカウントは加
熱素子の温度に大体比例する。

第4A図及び第4B図の温度対時間曲線で示す様に、調理
装置に通常使われる形式の抵抗加熱素子が、室温で付勢
された時の温度応答は、一般的に、加熱段階及び定常状
態段階で構成されると特徴づけることができる。電力を
切った時、温度応答は、冷却段階によって特徴づけるこ
とができる。第4A図及び第4B図に示した、電気レンジに
表面装置として使われる典型的な加熱素子の曲線は、夫
々一杯の電力及び半分の電力に於ける動作を表わしてい
る。加熱素子は、最初に付勢される時は室温にあり、定
常状態の温度に達するまで、適切な電力レベルが加えら
れる。加熱素子は、電力を切る時まで、この定常状態の
レベルで動作し、電力を切った時加熱素子が室温まで冷
却する。

第4A図の曲線52,54は、表面装置の上に器具がない場
合、並びに２リットルの水を入れた器具がある時、100
％の電力で動作する加熱素子の温度曲線を表わす。

曲線56は、100％の電力レベルに対する曲線の直線近
似である。曲線部分56Aの勾配が、制御期間当り1920カ
ウントと云うカウンタのインクレメント速度を表わして
おり、これは、電力レベル９が選択され、カウントが2K
未満である時、図示の実施例でカウントに用いられるも
のである。部分56Bは制御期間当り1024カウントのイン
クレメント速度を表わし、これはカウントが2Kより大き
く、8Kより小さい時（表II参照）に用いられる。曲線の
水平部分56Cは、選択された電力レベルに対するカウン
タの定常状態カウントであり、図示の実施例では、これ
が電力レベル９に対し8192に設定される。部分56D,56E,
56F,56G及び56Hの勾配が、夫々素子をターンオフした
時、カウントが6Kと8Kの間、4Kと6Kの間、2Kと4Kの間、
1Kと2Kの間及び０乃至1Kの間にある時に、カウンタ46を
デクレメントする速度を表わしており、図示の実施例で
は、これが夫々制御期間当り1024,512,256,64及び16カ
ウントである。

曲線62及び64は、半分の電力又は50％のデューティ・
サイクルで動作する加熱素子12に対し、無負荷並びに２
リットルの水の負荷に対する同様な温度対時間曲線を示
す。曲線66は50％電力曲線の直線近似を表わす。曲線66
の部分66Aは制御期間当り960カウントのインクレメント
速度を表わす。部分66Bは制御期間当り256カウントのイ
ンクレメント速度を表わす。水平部分66Cは6144（6K）
のカウントを表わし、これが電力レベル６及び７に対す
る定常状態カウントである。部分66D乃至66Hの勾配が、
素子がターンオフされる時のデクレメント速度を表わ
し、これは前に述べた曲線56の対応する部分と同じであ
る。

第4A図及び第4B図の曲線によって示す様に、大抵の普
通の器具に対する第１次近似として、加熱曲線の勾配は
負荷条件に無関係である。

各々の電力レベルに伴うインクリメント及びデクレメ
ント速度が下記の表IIに示されており、制御期間当りの
合計カウントで表わされている。こう云う速度が第５図
にグラフでも示されている。こう云う速度は、利用し得
る各々の電力レベルに対し、図示の実施例の加熱素子の
温度対時間曲線の区間別一次近似として経験的に選ばれ
た。

選択される特定の速度が、加熱素子自体の特性並びに
それが動作する時のデューティ・サイクルに関係するこ
とを承知されたい。即ち、カウンタ装置を使う特定の装
置に対して、速度を経験的に決定すべきである。

所望の精度に応じて、各々の電力設定値に対する所望
のインクレメント速度を求める為に、種々の近似方式を
用いることができる。表２に示した制御期間当りのイン
クレメント及びデクレメント速度で表わされる一次近似
は、この発明の制御装置が行なう機能にとって、満足し
得る結果をもたらすことが分かった。第５図のグラフ
で、ある重なりのあることが認められよう。これは、近
似の精度と実施の経済性の間の折合いによるものであ
る。更に高い精度を希望するのであれば、各々の電力設
定値に対して更に精密に調整した速度を経験的に決定
し、それを実施することは容易にできるが、マイクロプ
ロセッサ・メモリに要求される記憶容量は大幅に増加す
ると云う負担を伴う。

実施例では、オフ設定値が選択される時、第５図の曲
線77で示すデクリメント速度を用いる。然し、高い電力
設定値から低い電力設定値への変化の結果として、素子
が冷却しつつある時、素子は依然として付勢されてい
る。従って、それが冷却する速度はずっと遅い。実施例
では、この影響を考慮に入れて、各々の電力設定値に対
し、前に選択された一層高い設定値に関連する定常状態
レベルから、選択された電力レベルに関係する定常状態
の温度に冷却しつつある時の加熱素子の温度の変化率に
大体比例するデクレメント速度を経験的に選ぶ。

第５図に示し、表Ｉにも示すが、制御用のメモリの記
憶容量を節約する為、電力設定値の群に対し、定常状態
カウントを用いる。具体的に云うと、設定値１及び２で
構成された第１の群は2048（2K）の定常状態カウントを
持ち、設定値３乃至５で構成される第２の群は4096（4
K）の定常状態カウントを持ち、設定値６乃至７で構成
される第３の群は6144（6K）の定常状態カウントを持
ち、設定値８乃至９で構成される第４の群は8192（8K）
の定常状態カウントを持つ。この様に群に分けること並
びにカウントは、各々の設定値に対する加熱素子の最高
温度の満足し得る近似になることが経験的に分かった。
勿論、個別の電力設定値毎に異なる定常状態カウントを
使えば、更に正確な近似ができる。

デューティ・サイクル形電力制御を用いる時の、加熱
素子の温度を近似する為に加熱器エネルギ・カウンタの
カウントを使う１つの方式は、加熱素子が付勢される各
々の制御区間の間、カウンタをある速度でインクレメン
トし、脱勢される制御区間の間はカウンタをデクレメン
トして、任意の制御期間の間、カウンタがある数の制御
区間にわたってインクレメントされると共に残りの区間
にわたってデクレメントされ、制御期間の終りに於ける
正味の結果が、制御期間の始めに対するカウンタの正味
の増減になる様にすることである。図示の実施例では、
各々の制御期間の終りに、素子が動作するデューティ・
サイクルに対し、その制御期間中の加熱素子の温度の正
味の増加を表わす様な、カウントの所望の正味の増加が
得られる様なインクレメント速度を選択した。これは、
付勢される制御区間の間は、予定の速度でインクレメン
トし、付勢されない制御区間の間はカウントを一定に保
つことによって実施される。

第６図には、この発明の制御装置を構成するマイクロ
プロセッサをベースとした制御回路の回路図が示されて
いる。加熱素子12,14,16,18に対する電力が、端子L1及
びL2の間に交流60Hzの240ボルトの標準的な電力信号を
印加することによって供給される。勿論、同じ様に120
ボルトの信号を用いてもよい。加熱素子12,14,16,18
が、リレーRL1,RL2,RL3,RL4の配列を介して、線路L1及
びL2の間に電気的に並列に配置されている。各々のリレ
ーは、夫々素子12,14,16,18に対し、加熱素子と線路L1,
L2の間に接続された２組の接点（ａ）及び（ｂ）を持っ
ている。

リレーRL1乃至RL4を開閉する制御信号がマイクロプロ
セッサ102から供給される。図示の実施例では、このマ
イクロプロセッサは、テキサス・インスツルメンツTMS
1000シリーズ・マイクロプロセッサである。60Hz信号
が普通のゼロ交叉検出器103によって発生され、マイク
ロプロセッサの入力ポートK8に印加され、装置の動作
を、端子L1及びL2の間に印加された電力信号のゼロ交叉
と同期させる。出力ポートR4乃至R7からのリレー制御信
号が、リレー駆動回路104からリレーRL1乃至RL4のリレ
ー・コイルRLC1乃至RLC4に結合される。こう云う制御信
号は、これから説明する様な形で、利用者によって選択
された電力レベルに従って、マイクロプロセッサ102に
よって発生される。

各々の加熱素子12,14,16,18に対する所望の電力レベ
ルをオペレータが選択できる様にする手段が、全体を10
8で示した電力レベル選択手段によって構成されてい
る。電力レベル選択スイッチ手段108は加熱素子12,14,1
6,18を夫々制御する、並列接続された４個１組のポテン
ショメータ110乃至116で構成される。ポテンショメータ
110乃至116の両端に一定の基準電圧が印加される。ポテ
ンショメータ110乃至116のワイパ・アーム110（ａ）,11
2（ａ）,114（ａ）,116（ａ）が、オペレータが対応す
る制御つまみ22乃至28を操作することによって選択され
た電力設定値に従って位置が定められる。普通のアナロ
グ・ディジタル変換手段118が、各々のポテンショメー
タ110乃至116の設定値を走査して、各々の加熱素子に対
して選択された電力レベルを表わすディジタル入力信号
をマイクロプロセッサ102に送る。走査信号がマイクロ
プロセッサ102から出力ポートO₀乃至O₄から出力され
る。電力レベル信号がマイクロプロセッサ102の入力ポ
ートK1に入る。

制御プログラム マイクロプロセッサ102は、予定の制御命令を実施す
る様に、マイクロプロセッサのROMを永久的に構成する
ことにより、この発明の制御作用を遂行する様に注文製
である。第７図乃至第１図は、この発明の制御機能を遂
行する様に、マイクロプロセッサ102の制御プログラム
に取入れた制御ルーチンを示すフローチャートである。
これらのフローチャートから、プログラミングの当業者
であれば、マイクロプロセッサ102のROMに永久的に記憶
する為の１組の命令を作ることができる。簡単の為、以
下の制御ルーチンは、加熱素子12の制御の場合について
説明する。第１図の制御装置では、各々の制御区間の
間、ルーチンが各々の加熱素子12乃至18に対して１回実
行されることを承知されたい。更に、この発明の制御装
置の制御機能の他に、機器のこの他の動作特性に関連し
てこの他の制御機能を遂行することができることを承知
されたい。これらのフローチャートに示すルーチンを実
施する命令は、この発明の一部分ではない他の制御機能
に対する命令及びルーチンとインターリーブにすること
ができる。

制御プログラムは、フローチャートに示したルーチン
の順序で構成されている。各々の加熱素子に対し、制御
区間毎に１回、制御プログラムの１サイクルを通る。制
御回路は、選択される電力設定値に関係なく、装置のプ
ラグを差込んでいる間、耐えず付勢されていることに注
意されたい。次にフローチャートについて各々のルーチ
ンを説明する。

（ａ）走査ルーチン−第７図 このルーチンの機能は、各々の加熱素子に対して選択
された電力設定値を判定する為に、オペレータによって
制御される入力ポテンショメータを走査することであ
る。特定の加熱素子に対してこのルーチンを実行する
間、その加熱素子に関連するポテンショメータを走査す
る。

前に述べたことであるが、設定値ゼロ乃至９の数に対
応するディジタル信号によって、10個の電力設定値を表
わすことができる。このルーチンでは、PLRが４ビット
・ディジタル・ワードであり、これがA/D変換器118の抵
抗梯形回路を介して、A/D変換方式の基準電圧を設定す
る。PLRを順次近似方式に従って変え、この後A/D変換器
で発生された電圧をオペレータによって調節し得るポテ
ンショメータ110乃至116のうちの対応する１つの両端の
電圧と比較して、選択された電力レベルを決定する。

探索はPLRが８に等しい（PLR→1000）（ブロック13
0）から始まる。質問132が、オペレータが選択した電力
設定値が高い（K1＝１）又は低い（K1＝０）かを決定す
る。高ければ、ビット２をセットする（PLR→1100）
（ブロック134）ことにより、PLRを12に等しく設定す
る。低ければ、ビット３をリセットし（ブロック13
6）、ビット２をセットする（ブロック134）（PLR→010
0）ことによりPLRを４に等しいと設定する。

質問138が設定値がその時のPLRより高いか低いかを判
定する。高ければ（K1＝１）PLRは、ビット１をセット
する（ブロック140）ことにより、２だけ増加する。低
ければ（K1＝０）ビット２をリセットし（ブロック14
2）、ビット１をセットすることにより、PLRを２だけ減
少する。

質問144がPLRの現在値が基準より高いか低いかを判定
する。高ければ、ビット０をセットする（ブロック14
6）ことにより、PLRを１だけ増加する。低ければ、ビッ
ト１をリセットする（ブロック148）ことによりPLRを１
だけ減少する。

質問150は選ばれた値に対する高いか低いかの試験の
繰返しである。高ければ、選択された電力設定値を表わ
す変数KBにPLRの値を割当る（ブロック152）。低けれ
ば、ビット０をリセットする（ブロック154）ことによ
り、PLRを１だけ減少し、その後KBにPLRの値を割当る
（ブロック152）。印加すべき実際の電力レベルを表わ
す変数Ｍ（KB）にKBの値を割当る（ブロック155）。Ｍ
（KB）が、加熱素子に印加される電力レベルに決定する
為に、電力比較ルーチン（第9A図及び第9B図）で使われ
る。定常状態の動作状態では、Ｍ（KB）はKBと同じであ
る。然し、過渡的な速い加熱及び速い冷却モードでは、
第8A図及び第8B図について説明する様に、Ｍ（KB）はKB
と異なることがある。

マスタ・カウンタ（ZCM）をインクレメントする（ブ
ロック156）。質問158でZCMカウントを検査する。128よ
り大きければ、ZCMをリセットする（ブロック160）、次
にプログラムが第９図の入力試験ルーチンへブランチす
る（ブロック162）。

（ｂ）速い加熱／速い冷却ルーチン−第8A図及び第8B図 このルーチンは加熱器エネルギ・カウンタのカウント
に応答し、その機能は、加熱器エネルギ・カウンタのカ
ウントが、速い加熱モード又は速い冷却モードに於ける
動作が適切であることを表わす時、選択された電力設定
値に関連する定常状態の電力レベルより高い又は低い電
力レベルに置き換えることである。このルーチンでは、
加熱器エネルギ・カウンタのカウントを選択された電力
設定値に対する最低及び最高閾値カウントと比較して、
速い加熱モード又は速い冷却モードでの動作が要求され
ているかどうかを判定する。加熱器エネルギ・カウンタ
のカウントが選択された電力設定値に対する最低閾値カ
ウントより小さい場合、電力レベルは３電力レベルだけ
上向きに調節され、又は選択されたレベルが最高電力レ
ベルから３レベル以内であれば最高電力レベルに調節さ
れる。同様に、カウントが選択された電力設定値に対す
る最高カウントより大きい場合、用いられる電力レベル
は３電力レベルだけ下げられ、又は選択される電力設定
値がオフから３レベル以内であれば、最低の電力設定
値、即ちオフ設定値に下げられる。

次に第8A図のフローチャートについて説明すると、質
問170の判定により、電力設定値１又は２の一方が選択
された場合、質問172が、カウントがこれらの電力設定
値に対する最低閾値カウント1/2Kより小さいかどうかを
調べる。小さければ、加熱素子に印加すべき電力レベル
を表わす変数Ｍ（KB）は３だけインクレメントされ（ブ
ロック174）、プログラムは電力比較ルーチン（第9A
図）にブランチする（ブロック176）。カウントが1/2K
より小さくない場合、質問178が、カウントが設定値１
及び２に対する最高閾値カウント5Kより大きいかどうか
を判定する。大きければ、Ｍ（KB）はオフ設定値を表わ
す０に設定され（ブロック180）、プログラムは電力比
較ルーチンへブランチする（ブロック176）。

同様に、電力設定値3,4,5のうちの１つが選択された
ことが質問182によって決定されると、質問184が、カウ
ントがこれらの電力設定値に対する最低閾値カウント2K
より小さいかどうかを判定する。小さければ、Ｍ（KB）
は３だけ増加され（ブロック186）、プログラムは電力
比較ルーチンへブランチする（ブロック176）。カウン
トが2Kより小さくなければ、質問188が、カウントがこ
れらの電力設定値に対する最大閾値カウント6Kより大き
いかどうかを判定する。大きければ、電力設定値は３だ
け下げられ（ブロック190）、プログラムは電力比較ル
ーチンへブランチする（ブロック176）。

第8B図のフローチャートで、電力設定値６及び７のう
ちの一方が選択されたことが、質問192によって決定さ
れた場合、質問194が、HECカウントが4Kの最低閾値カウ
ントより小さいかどうかを判定する。小さければ、用い
る電力レベルＭ（KB）は電力設定値９に増加し（ブロッ
ク196）、プログラムは電力比較ルーチンへブランチす
る（ブロック198）。カウントが4Kより小さくない場
合、質問200が、カウントが7Kの最高閾値カウントより
大きいかどうかを判定する。大きければ、電力設定値を
３だけ下げ（ブロック202）、プログラムは電力比較ル
ーチンへブランチする（ブロック198）。

質問204の判定により、電力レベル8,9のうちの一方が
選択された場合、質問206が、加熱器エネルギ・カウン
タのカウントがこれらの電力設定値に対する5Kの最低閾
値カウントより小さいかどうかを判定する。小さけれ
ば、Ｍ（KB）が最高電力設定値である９に等しく設定さ
れる。そうでなければ、プログラムは単に電力比較ルー
チンへブランチする（ブロック198）。選択された電力
設定値KBが設定値１乃至９のうちの１つでない場合、
（質問204がノーである場合）、装置はオフ・モード（K
B＝０）で動作しており、プログラムは単に第9A図の電
力比較ルーチンへブランチする（ブロック210）。

（ｃ）電力比較ルーチン−第9A図乃至第9C図 このルーチンは、各々の制御区間の間、次の制御区間
の間に加熱素子を付勢するかどうかを決定する。この
為、マスタ・カウンタのカウント（ZCM）を、用いる電
力レベルに対するデューティ・サイクルを実現する為
に、制御期間当りに加熱素子が付勢される制御区間の数
に対応する数と比較する。

Ｍ（KB）＝０で、オフ電力設定値を表わす場合、質問
220及びブロック224が、電力出力ルーチン（第11図）で
使われる電力出力ラッチ（POL）（ブロック222）をリセ
ットした後、カウンタ・デクレメント・ルーチンHECDL
（第9C図）へとプログラムに指示する。Ｍ（KB）が電力
レベル設定値１乃至５を表わす場合（質問226乃至23
4）、ZCMカウントを夫々4,10,18,26及び42の基準カウン
トと比較する（質問236乃至244）。用いる電力レベル
が、レベル１乃至２のうちの一方であり、ZCMカウント
が、この電力レベルに対応する基準より小さい場合、加
熱素子は次の制御区間の間付勢され、プログラムは加熱
器エネルギ・カウンタ・ルーチンの入口HECMA（第10A
図）にブランチし（ブロック245）、該当する電力レベ
ルに対して適切な速度でエネルギ・カウンタをインクレ
メントする。電力レベル３乃至５では、ZCMカウントが
対応する基準より小さい時、プログラムが加熱器エネル
ギ・カウンタ・ルーチンの入口HECMBにブランチし（ブ
ロック246）、該当する電力レベルに適切な速度で加熱
器エネルギ・カウンタをインクレメントする。ZCMカウ
ントが該当する電力レベルに対する基準値より小さくな
い場合、POLがリセットされ（ブロック248）、プログラ
ムが電力出力ルーチンへブランチする（ブロック25
0）。用いられる電力レベルがレベル１乃至５のうちの
１つでない場合、プログラムが比較II（第9B図）へ続
く。

次に第9B図について説明すると、質問252,254,256
が、用いられる電力レベルが夫々レベル6,7又は８であ
るかどうかを判定する。これらの電力レベルに対する対
応する基準値は夫々53,72,96である。用いられる電力レ
ベルが６又は７であり、ZCMカウントが夫々質問258乃至
260によって決定された対応する基準値より小さい場
合、加熱素子が次の制御区間の間付勢され、プログラム
は加熱器エネルギ比較ルーチンの入口HECMC（第10A図）
へブランチし（ブロック262）、適切な速度で加熱器エ
ネルギ・カウンタをインクレメントする。電力レベル８
では、質問266がZCMカウントを電力レベル８に対する基
準カウント96と比較する。カウントが基準値より小さけ
れば、加熱素子が次の制御区間の間付勢され、プログラ
ムは加熱器エネルギ・カウンタ・ルーチンの入口HECMD
へブランチする（ブロック264）。電力レベル６乃至８
のうちの１つを使うが、カウントが対応する基準値より
大きい場合、次の制御区間の間加熱素子は付勢されな
い。POLがリセットされ（ブロック266）、プログラムは
電力出力ルーチン（第11図）へブランチする（ブロック
268）。

更に、質問340に対する答えがノーである場合、選択
は電力レベル９になる他はないが、これは最高電力レベ
ルである。電力レベル９では、ことごとくの制御区間の
間加熱素子が付勢される。加熱素子に電力レベル９を加
える時、プログラム加熱器エネルギ比較ルーチンの入口
HECMD（第11図）へブランチする（ブロック264）。

（ｄ）加熱器エネルギ・カウンタ制御ルーチン−第10A
図及び第10B図 このルーチンは、HECカウントがその電力レベルに対
する定常状態カウントより小さい時には、いつでも加熱
素子が動作する電力レベルに関連する速度で加熱器エネ
ルギ・カウンタ（HEC）をインクレメントすると共に、
カウントがその電力レベルに対する定常状態カウントよ
り大きい時には、用いる電力レベルに関連する速度でカ
ウンタをデクレメントすることにより、第２図のカウン
タ制御手段48の作用を遂行する。前に説明した電力比較
ルーチンの判定により、次の制御区間の間加熱素子を付
勢すべき時、その加熱素子に用いられる電力レベルに応
じて、点HECMA乃至HECMDのうちの１つからこのルーチン
に入る。これらの点のうちの１つに入る時、加熱器エネ
ルギ・カウンタを予定の適切なカウント数だけインクレ
メントする。加熱器エネルギ・カウンタを適当にインク
レメント又はデクレメントした後、電力出力ラッチ（PO
L）をセットする。加熱器制御リレーを制御する為に、P
OLが電力出力ルーチンで使われる。POLがセットされる
と、加熱素子12に対する次の制御区間の初めに、R4に信
号が発生され、その制御区間の持続時間の間、接点RL1A
及びRL1Bを閉じたままに保つ。このルーチンに入るの
は、入口HECMA乃至HECMDのうちの１つだけであり、従っ
て、電力比較ルーチンが、次の制御区間の間加熱素子を
付勢すべきであると決定した時にだけ、加熱器エネルギ
・カウンタがインクレメントされる。

第10A図のフローチャートについて説明すると、電力
レベル１乃至２のうちの一方が選択された場合、入口HE
CMAからこのルーチンに入る。質問270が加熱器エネルギ
・カウンタが1Kのカウントに達したかどうかを判定す
る。カウントが1K未満であれば、カウンタを32カウント
インクレメント（ブロック272）、電力出力ラッチ（PO
L）をセットする（ブロック274）。これによってHEC
は、カウントが1K未満の時、夫々レベル１及び２に対し
て、制御期間当り128及び320カウントの速度でインクレ
メントされる。POLがセットされることにより、次の制
御区間では、加熱器制御リレーが閉じる。

カウントが、質問276の判定で、1Kより大きいが2Kよ
り小さい場合、加熱器エネルギ・カウンタは、レベル１
及び２に対して制御期間当り夫々32及び80カウントの速
度に対応して、８カウントだけインクレメントされ（ブ
ロック278）、プログラムはブロック274に進む。

カウントが2Kより大きく、素子が現在使われる電力レ
ベルより一層高い電力レベルで前に動作していたことを
意味する場合、質問280が、カウントが6Kより大きいか
どうかを判定する。大きければ、カウンタを96カウント
デクレメントし（ブロック282）、プログラムはブロッ
ク274に進む。これによって、エネルギ・カウンタのカ
ウントが6Kより大きい時には、カウンタは電力レベル１
及び２に対する制御期間当り夫々384及び960カウントの
速度でデクレメントされる。質問284の判定により、6K
より小さいが4Kより大きい場合、カウンタは48カウント
デクレメントされ（ブロック286）、これによってカウ
ンタは設定値１及び２に対する制御期間当り夫々192及
び480カウントの速度でデクリメントされる。カウント
が2Kより大きいが4Kより小さい場合、カウンタは16カウ
ントデクレメントされる（ブロック288）。これは夫々
設定値１及び２に対し制御期間当り64及び160カウント
の速度で、カウンタをデクレメントする効果を持つ。

加熱素子をレベル3,4,5のうち１つで動作させる場
合、HECMBからこのルーチンに入る。質問290が、カウン
トが2Kより大きいかどうかを判定する。大きくなけれ
ば、カウンタは、夫々レベル3,4,5に対して制御期間当
り576,832及び1344カウントの速度に対応して、32カウ
ントだけインクレメントされる（ブロック292）。カウ
ントが2Kより大きい場合、質問294が、カウントが電力
レベル３乃至５に対する4Kの定常状態カウントより大き
いかどうかを判定する。大きくなければ、カウントをレ
ベル3,4,5に対する制御期間当り144,208,336カウントに
対応して、８カウントだけインクレメントする（ブロッ
ク296）。カウントがこの定常状態カウントより大きい
場合、カウントをデクリメントすることが必要である。
質問298が、カウントが6Kより大きいかどうかを判定す
る。大きければ、カウンタは、電力レベル３乃至５に対
する制御期間当り夫々288,416,672カウントの速度に対
応して、ブロック300で16カウントだけデクレメントさ
れる。カウントが4Kより大きいが、6Kより小さい場合、
カウンタは設定値３乃至５に対する制御期間当り144,20
8,336のデクレメント速度に対応して、８カウントだけ
デクレメントされる（ブロック302）。

カウンタをインクレメント又はデクレメントしたら、
POLをセットし（ブロック274）、プログラムは電力出力
ルーチンへブランチする（ブロック304）。

第10B図について説明すると、加熱素子を電力レベル
６又は７で動作させる場合、入口HECMCからこのルーチ
ンに入り、質問306がエネルギ・カウントが4Kより大き
いかどうかを判定する。大きくなければ、カウンタは、
レベル６より７に対する制御期間当り夫々848及び1024
カウントの速度で、16カウントだけインクレメントされ
る（ブロック308）。カウントが4Kより大きければ、質
問310が、カウントが6Kの定常状態カウントより大きい
かどうかを判定する。大きくなければ、カウンタは、レ
ベル６及び７に対する制御期間当り夫々212及び256カウ
ントの速度で、４カウントだけインクレメントされる
（ブロック312）。カウントが6Kより大きければ、レベ
ル６及び７に対する制御期間当り夫々424及び512カウン
トのデクレメント速度で、カウンタが８カウントだけデ
クレメントされる（ブロック314）。

加熱素子を電力レベル８又は９で作動する場合、入口
HECMDからこのルーチンに入る。質問316が、カウントが
2Kより大きいかどうかを判定する。大きくなければ、カ
ウンタはレベル８及び９に対する制御期間当り夫々1536
及び2048カウントに対応して、16カウントだけインクレ
メントされる（ブロック318）。質問320の判定により、
カウントが2Kより大きいが、電力レベル8,9に対する定
常状態カウントの8Kより小さい場合、カウンタは電力設
定値８及び９に対する制御期間当り夫々768及び1024カ
ウントのインクレメント速度に対応して、８だけインク
レメントされる（ブロック322）。

加熱器エネルギ・カウンタをインクレメント又はデク
レメントしたら、電力出力ラッチをセットし（ブロック
324）、プログラムは電力出力ルーチン（ブロック326）
へブランチする。

オフ電力設定値を用いる場合、入口HECDL（第10C図）
からこのルーチンに入る。質問328が、カウントが6Kよ
り大きいかどうかを判定する。大きければ、カウンタを
８カウントデクレメントする（ブロック330）。これに
よって、カウンタは、カウントが6Kより大きい時に、制
御期間当り1024カウントの速度でデクレメントされる。
カウントが6K未満である場合、質問332が、カウントが4
Kより大きいかどうかを判定する。大きければ、カウン
タは制御期間当り512カウントのデクレメント速度に対
応して、４カウントだけデクレメントされる（ブロック
334）。カウントが4Kより大きくない場合、質問336がカ
ウントが2Kより大きいかどうかを判定する。大きけれ
ば、カウンタは制御期間当り256カウントのデクレメン
ト速度で、２カウントだけデクレメントされる（ブロッ
ク338）。カウントが2Kより大きくない場合、質問340が
カウントが1Kより大きいかどうかを判定する。大きけれ
ば、カウントは制御期間当り64カウントのデクレメント
速度に対応して、半分のカウントに実効的にデクレメン
トされる（ブロック342）。カウントが1Kより大きくな
い場合、質問344が、カウントが０より大きいかどうか
を判定する。大きければ、カウンタは、制御期間当り16
カウントのデクレメント速度に対応して、平均1/8カウ
ントだけ実効的にデクレメントされる（ブロック34
6）。加熱器エネルギ・カウンタを適切にデクレメント
した後、プログラムは電力出力ルーチンへブランチする
（ブロック348）。

（ｅ）電力出力ルーチン−第11図 このルーチンの機能は、夫々リレーRL1乃至RL4を制御
する為に、出力ポートR4乃至R7に出力信号を発生するこ
とである。質問350が電力出力ラッチ（POL）の状態を検
査する。セットされていれば、出力ポートＲ（ｎ）をセ
ットする（ブロック352）。この指数ｎは、実行中の特
定の加熱素子ルーチンに関連する出力ポートを示す。加
熱素子12乃至18に対し、関連する出力ポートは夫々R4乃
至R7である。従って、加熱素子12乃至18に対するルーチ
ンでは、指数ｎは夫々４乃至７に等しい。R4がセットさ
れると、リレー接点RL1（ａ）及びRL1（ｂ）が閉じ、加
熱素子12を付勢することができる。加熱素子12に対する
POLがセットされていない場合、出力ポートR4がリセッ
トされ（ブロック354）、こうして接点RL1（ａ）及びRL
1（ｂ）を開き、加熱素子12を脱勢する。

質問356,358,360,362がポートK8の状態を検査して、
電力信号の２サイクルの遅延を導入する。入力ポートK8
が回路103（第６図）からのゼロ交叉信号を受取る。正
の半サイクルがK8＝１によって表わされ、負の半サイク
ルがK8＝０によって表わされる。この遅延の後、プログ
ラムは次の加熱素子に対する走査ルーチンに戻る（ブロ
ック364）。従って、各々の加熱素子に対する制御ルー
チンが、電力信号の８サイクル毎に１回実行され、各々
の加熱素子に対し所望の８サイクル制御区間を作る。

この発明の特定の実施例を図面に示して説明したが、
当業者には種々の変更が考えられよう。従って、特許請
求の範囲は、この発明の範囲内に含まれるこの様な全て
の変更を包括するものであることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の制御装置を用いた電気レンジの一部
分の正面から見た斜視図、 第２図はこの発明の制御装置の著しく簡単にした機能的
なブロック図、 第３図は第１図のレンジの制御パネルの一部分の拡大図
で、１つの制御つまみを詳しく示す。 第4A図及び第4B図はある電力設定値及び負荷条件に対
し、第２図の制御装置に用いられる様な形式の加熱素子
に対する典型的な温度対時間曲線を示すグラフ、 第５図は第２図の制御装置の加熱器エネルギ・カウンタ
の種々の電力設定値に対するカウント対時間曲線を示す
グラフ、 第６図はこの発明の制御装置を実施した制御回路の回路
図、 第７図は第６図の回路にあるマイクロプロセッサの制御
プログラムに用いる走査ルーチンのフローチャート、 第8A図及び第8B図は第６図の回路にあるマイクロプロセ
ッサの制御プログラムに用いる速い加熱／速い冷却ルー
チンのフローチャート、 第9A図及び第9B図は第６図の回路にあるマイクロプロセ
ッサの制御プログラムに用いる電力比較ルーチンのフロ
ーチャート、 第10A図、第10B図及び第10C図は第６図の回路にあるマ
イクロプロセッサの制御プログラムに用いる加熱器エネ
ルギ比較ルーチンのフローチャート、 第11図は第６図の回路にあるマイクロプロセッサの制御
プログラムに用いる電力出力ルーチンのフローチャート
である。 主な符号の説明 12,14,16,18:加熱素子 42:電力制御手段 44:電力設定値選択手段 46:加熱器エネルギ・カウンタ 48:カウンタ制御手段

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】家庭用調理機器に用い、利用し得る複数個
   の電力設定値からオペレータが選択した電力設定値に応
   答して、外部電源によって付勢される加熱素子の出力を
   制御する電力制御装置に於いて、 当該電力制御装置は、夫々対応する定常状態の電力レベ
   ルを持つ相異なる電力設定値が選択されたことに応答し
   て、相異なる選ばれた電力レベルで加熱素子を動作させ
   る電力制御手段と、エネルギ・カウンタ手段とを有し、 各々の電力設定値には、対応する定常状態電力レベルで
   動作させた時の前記加熱素子の定常状態の動作温度に大
   体比例する対応する予定の定常状態エネルギ・カウント
   が関係しており、 更に、当該電力制御装置は、前記カウントが加えられた
   電力レベルに対する定常状態カウントより小さい時、前
   記加熱素子の温度の上昇速度に大体比例する速度で前記
   カウンタ手段をインクレメントし、前記カウントが加え
   られた電力レベルに対する定常状態カウントより大きい
   時に、前記加熱素子の温度の降下速度に大体比例する速
   度で前記カウンタ手段をデクレメントすることを選択的
   に行なうカウンタ制御手段を有し、 前記複数個の電力設定値のうちの少なくとも若干は、前
   記定常状態カウントより小さい対応する最低閾値カウン
   トを持っており、 前記電力制御手段は、前記エネルギ・カウンタ手段に応
   答して、加熱器エネルギ・カウントが選ばれた電力設定
   値に対する前記最低閾値カウントより小さい時にはいつ
   でも、前記選ばれた電力設定値に対応する電力レベルよ
   りも所定数の電力レベルだけ高い電力レベルか又は最高
   電力レベルのうち、いずれか低い方の電力レベルで加熱
   素子を作動する様に作用する手段を含み、これにより選
   ばれた電力設定値の変化に応答して、加熱素子の温度が
   定常状態の動作温度まで上昇するのに要する時間を短縮
   する電力制御装置。
2. 【請求項２】前記複数個の電力設定値のうちの少なくと
   も若干は、前記定常状態カウントより大きな対応する最
   高閾値カウントを持ち、前記エネルギ・カウンタ手段に
   応答する前記手段は、加熱器エネルギ・カウントが対応
   する最高閾値カウントより大きい時にはいつでも、前記
   加熱素子を選ばれた電力設定値に対応する電力レベルよ
   りも所定数の電力レベルだけ低い電力レベルか、又はこ
   の所定数の電力レベルだけ低い電力レベルがオフ電力レ
   ベルより低い場合は該オフ電力レベルで作動する様に作
   用し、こうして高い方の電力設定値から低い方の電力設
   定値への、選ばれた電力設定値の変化に応答して、前記
   加熱素子の温度が定常状態の温度に降下するのに要する
   時間を短縮する請求項１記載の電力制御装置。
3. 【請求項３】利用し得る複数個の電力設定値からオペレ
   ータによって選択された電力設定値に応答して、外部電
   源によって付勢される抵抗加熱素子の出力を制御し、電
   力設定値の変化に加熱素子が応答するのに要する時間を
   短縮する様にする方法に於いて、 前記カウントが、加えられた電力レベルで作動された時
   の加熱素子の定常状態の温度に大体比例する予定の定常
   状態カウントより小さい時、加熱素子の実際の温度とは
   無関係に、加熱素子に加えられた電力レベルの関数とし
   て設定された速度でエネルギ・カウンタをインクレメン
   トし、前記速度は、加熱素子が加えられた電力レベルで
   作動された時の加熱素子の温度の上昇速度に大体比例し
   ており、 前記加熱器エネルギ・カウンタのカウントが加えられた
   電力レベルに対する定常状態カウントより大きい時に、
   加熱素子の温度の降下速度と大体比例する速度でエネル
   ギ・カウンタをデクレメントし、 エネルギ・カウンタのカウントが、その定常状態カウン
   トより小さい、選択された電力設定値に関係する予定の
   最低閾値カウントより小さい時にはいつでも、前記選ば
   れた電力設定値に対応する電力レベルよりも所定数の電
   力レベルだけ高い電力レベルか又は最高電力レベルのう
   ち、いずれか低い方の電力レベルで前記加熱素子を作動
   する工程を含む方法。
4. 【請求項４】複数個の選択可能な電力レベルの内の現在
   選択された１つの電力レベルに従って決定された、上側
   及び下側限界レベルの間の１つのレベルの電力を加熱素
   子に印加するための制御装置に於いて、 当該制御装置はエネルギ・カウンタを含み、各々の前記
   選択可能な電力レベルには、該電力レベルでの前記加熱
   素子の定常状態の動作温度に大体比例する対応する定常
   状態エネルギ・カウント値が関係しており、 前記エネルギ・カウンタは、前記加熱素子が現在加えら
   れている電力レベルに対する定常状態動作温度より低い
   ことをカウント値が示している時は、前記加熱素子の温
   度の変化速度に大体比例する速度でインクレメントさ
   れ、また前記加熱素子が現在加えられている電力レベル
   に対する定常状態動作温度より高いことをカウント値が
   示している時は、前記加熱素子の温度の変化速度に大体
   比例する速度でデクレメントされ、 少なくとも１つの前記電力レベルには、その定常状態カ
   ウント値より小さい対応する最低閾値カウント及びその
   定常状態カウント値より大きい最高閾値カウントの内の
   少なくとも１つが関係しており、 当該制御装置は、エネルギ・カウント値が選択された電
   力レベルに関係した最高閾値カウントより大きい時には
   いつでも、選択された電力レベルから所定数のレベルだ
   け低い電力レベルか、又はこの所定数の電力レベルだけ
   低い電力レベルが前記下側限界ベルより低い場合は前記
   下側限界レベルの電力レベルを印加し、更にエネルギ・
   カウント値が選択された電力レベルに関係した最低閾値
   カウントより低い時にはいつでも、選択された電力レベ
   ルから所定数のレベルだけ高い電力レベルか、又はこの
   所定数の電力レベルだけ高い電力レベルが前記上側限界
   ベルより高い場合は前記上側限界レベルの電力レベルを
   印加することを特徴とする制御装置。