JP3123265B2 - 電気ポット - Google Patents

電気ポット

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JP3123265B2 JP04309941A JP30994192A JP3123265B2 JP 3123265 B2 JP3123265 B2 JP 3123265B2 JP 04309941 A JP04309941 A JP 04309941A JP 30994192 A JP30994192 A JP 30994192A JP 3123265 B2 JP3123265 B2 JP 3123265B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は沸騰検知機能を有する電
気ポットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の電気ポットは、水を入れる容器の
底部にサーミスタの温度測定手段を備え、その抵抗値の
温度依存性を利用して温度を検知している。この温度情
報に基づいて、同様に容器の低部に設けた加熱手段を制
御して、沸騰状態に達すれば保温状態に制御している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成の電気
ポットは、不必要な加熱を継続するという課題を有して
いる。つまり、温度測定手段であるサーミスタは容器を
介して水温を測定するものであるため、図14に示して
いるように、水温上昇曲線Aと温度測定手段の温度上昇
曲線Bとの間に時間的なずれを生じているものである。
このため、水温が沸騰点Cに到達しているにも関わら
ず、不要加熱時間Dが生じて、この間は不必要な蒸気が
噴出するものである。また不必要な電力を消費している
ものである。
【0004】本発明は上記課題を解決するものであり、
信頼度が高く正確な沸騰検知を行なう電気ポットを提供
することを第一の目的としている。
【0005】また、前記不要加熱時間は、ヒータ容量が
同一であって水量が異なる場合には傾向が異なるもので
ある。このため、容器の容量が異なる構成を用いても信
頼度が高く正確な沸騰検知を行うことができる電気ポッ
トを提供することを第二の目的としているものである。
【0006】更に、より正確な沸騰検知を行うことがで
きる電気ポットを提供することを第三の目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、水を入れるための容器と、
前記容器を加熱する加熱手段と、前記容器内の温度を測
定する温度測定手段と、前記温度測定手段から得られた
データから温度および温度上昇勾配を演算する測温デー
タ演算部と、前記測温データ演算部から得られるデータ
を入力として目標値を出力する目標値演算部と、前記測
温データ演算部および前記目標値演算部から得られるデ
ータから加熱制御を行う加熱制御部とを備え、前記目標
値演算部は、水温上昇の時間変化曲線が変曲点を経て安
定状態に入ったことを温度上昇勾 配の変化により判定
し、安定判定を行った時の温度上昇勾配を用いて目標値
を出力する電気ポットとするものである。
【0008】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、本発明の第一の手段の構成に加え、目標値演
算部で得られた目標値を入力として補正目標値を出力す
る目標値補正テーブルを備え、前記目標補正テーブル
は、4個あるいは2のべき乗個の温度上昇データ値を用
いて演算される目標値から、前記容器の容量などの構成
が異なっても対応できる補正目標を出力する電気ポット
としたものである。
【0009】また第三の目的を達成するための本発明の
第三の手段は、本発明の第一の手段の構成に加え、目標
値演算部で得られた目標値を入力として補正目標値を出
力するファジィ推論器を備え、前記ファジィ推論器は、
4個あるいは2のべき乗個の温度上昇データを用いて演
算される目標値が、水量に応じて変化することを利用し
て水量を判断し、水量に応じた補正目標値を出力する
気ポットとしたものである。
【0010】
【作用】本発明の第一の手段は、測温データ演算部から
得られるデータを用いて、水温上昇の時間変化曲線が変
曲点を経て安定状態に入ったことを温度上昇勾配の変化
により判定し、安定判定を行った時の温度上昇勾配を用
いて目標値を出力を行うもので、目標値演算部により、
水温が飽和に達していると推定できる温度測定手段の検
知温度を目標値として、この目標値を演算するように作
用して、信頼度が高く正確な沸騰検知を行うことができ
るものである。
【0011】本発明の第二の手段は、同様に測温データ
演算部から得られるデータを用いて、目標値演算部で得
られた目標値を入力として補正目標値を出力する目標値
補正テーブルを備え、前記目標補正テーブルは、4個あ
るいは2のべき乗個の温度上昇上昇データ値を用いて演
算される目標値から、前記容器の容量などの構成が異な
っても対応できる補正目標を出力を行ない、目標値演算
部により温度上昇勾配の目標値を演算し、さらに目標値
補正テーブルを使用して前記目標値を補正するように作
用するもので、同じヒータで容器の容量が異なる構成を
用いても信頼度が高く正確な沸騰検知を行うことができ
るものである。
【0012】また本発明の第三の手段は、測温データ演
算部から得られるデータを用いて、目標値演算部により
温度上昇勾配の目標値を演算し、さらにファジィ推論器
は、4個あるいは2のべき乗個の温度上昇上昇データを
用いて演算される目標値が、水量に応じて変化すること
を利用して水量を判断し、水量に応じた補正目標値を出
力するよう動作し、このファジィ推論器が前記目標値を
補正するように作用するもので、一層きめ細かい制御が
でき、より信頼度の高い正確な沸騰検知を行うことがで
きるものである。
【0013】
【実施例】以下、図1に基づいて本発明の第一の手段の
実施例の構成に就いて説明する。1は水を入れるための
容器、2は容器1を加熱するヒータ等の加熱手段であ
る。3は容器の温度を測定する温度測定手段、4は前記
温度測定手段3から得られたデータから温度および温度
上昇勾配を演算する測温データ演算部である。また5は
測温データ演算部4から得られるデータを入力として、
水温が飽和に達していると推定できる温度測定手段3の
検知温度を目標値として、この目標温度上昇勾配を出力
する目標値演算部である。6は前記測温データ演算部4
および目標値演算部5から得られるデータから加熱手段
2を制御する加熱制御部である。
【0014】なお本実施例では、温度測定手段3にはサ
ーミスタを、測温データ演算部4・目標値演算部5・加
熱制御部6にはマイクロコンピュータを用いている。
【0015】上記構成の実施例の動作を次に説明する。
水を入れた容器1を加熱手段2によって加熱した時の水
温の変化を図2に示している。水温は下に凸の曲線から
変曲点Aを経て上に凸の曲線を描いて変化する。水温が
上に凸となった後は、温度上昇勾配Tは安定している
(なお、温度上昇勾配Tとは、サーミスタ温度が一定温
度αだけ上昇するために必要とする時間である)。つま
り外乱が全くない理想状態において、温度上昇曲線が凸
になった時、温度上昇勾配Tは段々緩やかになる。しか
し、実際には電源の変動によるヒータパワーの変動や、
容器内部の水の状態等の影響により温度上昇勾配Tは微
妙に変動する。よって、水温上昇が凸になったことを判
定するためには、安定判定を行う必要がある。
【0016】以下図3に示すように目標値Tを設定する
とき、安定判定を行い目標値Tを出力する目標値演算部
5の動作を図4に示す。まずSTEP1で、測温データ演算
部4により、温度上昇勾配Tn-1 を演算し、続いてSTEP
2で温度上昇勾配Tn を演算する。STEP3でTn とTn-
1 を比較して、Tn がTn-1より小さい時は温度上昇勾
配は下に凸である、つまりまだ不安定な状態であるとし
てSTEP1に戻している。また、上に凸(Tn-1≦Tn)で
あると判定すれば、STEP4へ進むものである。STEP4で
は、もう一度温度上昇勾配Tn+1 を演算し、STEP5でT
n とTn+1 を比較する。この結果、下に凸であればSTEP
1に再び戻し、上に凸(Tn≦Tn+1)であれば、温度上
昇勾配は安定しているとみなし、STEP6に進んでTn+2
を演算した後、STEP7で(Tn-1+Tn+Tn+1+Tn+2)
/2の演算を行って、目標値Tを演算する。図5はこの
演算の様子を示している。ここでの商演算は、ビットシ
フト演算を用いることにより4ビットマイコン等でも簡
単にできるものである。また、ここで得られる目標値T
は結果としては温度上昇勾配2回分の和に等しいが、4
回分のデータの平均となるため信頼度の高い目標値を得
ることができる。
【0017】この目標値演算部5の出力する目標値をも
とに加熱制御部6が沸騰検知を行い、加熱手段2の動作
を制御する。このため簡単な演算で信頼度が高く正確な
沸騰検知を行うことができる。
【0018】次に本発明の第二の手段の実施例に就いて
図6に基づいて説明する。なお、前記実施例と同一部分
には同一符号を付けて説明を省略する。本実施例では、
目標値演算部5が出力する目標値を入力として、この目
標値Tを補正する目標値補正テーブル7を設けている。
加熱制御部6は、目標値補正テーブル7から得られるデ
ータによって加熱手段2の動作を制御するものである。
【0019】なお、本実施例では目標値補正テーブル7
は、マイクロコンピュータを用いて構成しているもので
ある。
【0020】以下本実施例の動作について説明する。図
7に示しているように、加熱手段と水量が同一であって
も、容器の容量が異なると水温の上昇特性は異なってく
るものである。つまり、熱容量の小さい容器容量小の方
が容器要量大に比べて温度上昇勾配は大きくなるもので
ある。このため、温度制御目標である最適目標値Tは異
なってくるものである。
【0021】図8は、この目標値補正テーブルを示す例
である。本実施例では図8に示しているように、容器の
容量に応じて補正目標値T’の値をきめ細かく設定して
いる。目標値演算部5の出力Tは、この目標値補正テー
ブル7によって補正目標値T’に補正される。加熱制御
部6はこの補正目標値T’によって沸騰検知を行い、加
熱手段2の動作を制御する。なお、目標値補正テーブル
7の値は電気ポットの構成により異なることは言うまで
もない。
【0022】以上に述べたように本実施例によれば、同
じ加熱手段で容器の容量が異なる構成を用いても、信頼
度の高い正確な沸騰検知を行うことができるものであ
る。
【0023】次に本発明の第三の手段の実施例について
図9に基づいて説明する。前記実施例と同一部分には同
一符号を付けて説明を省略する。本実施例では、目標値
演算部5が出力する目標値Tを入力として、目標値Tを
補正するファジィ推論器8を有している。加熱制御部6
はファジィ推論器8から得られるデータにより加熱手段
2の動作を制御する。
【0024】なお本実施例ではファジィ推論器8は、マ
イクロコンピュータを用いて構成しているものである。
【0025】以下本実施例の動作について説明する。図
10は水量の差による水温上昇特性の差を説明してい
る。図10(A)は水量が多い場合であり、センサ温度
上昇曲線と水温上昇曲線の形はよく似ている。しかし図
10(B)に示すように水量が少ない場合は、センサ温
度上昇曲線は温度飽和点がはっきりしないものとなる。
このように、温度測定手段3の検知温度特性は、水量に
よって水温上昇曲線への追従性が異なるものである。よ
って、より正確な沸騰検知を行おうとすれば、この水量
に応じた目標値を演算する必要がある。
【0026】ここで、目標値Tが小さい場合は水量が少
なく、目標値Tが大きい場合は水量が多くなるという傾
向がある。本実施例ではこの傾向を利用して、目標値演
算部5の出力値を入力として、ファジィ推論器8により
修正目標値T”を推論する。
【0027】図11はこのファジィ推論器8の構成を示
している。また、このファジィ推論器8が使用している
メンバシップ関数を図12に示している。これらのメン
バシップ関数を用いて「水量が少ない(目標値Tが小さ
い)ならば、修正目標値T”は小さい」というファジィ
推論ルールを構成し、この推論ルールに基づいて推論を
行うようにしているものである。このファジィ推論によ
って、水量と補正目標値T”との間の複雑な関係を簡単
に表すことができる。これらのルールテーブルを図13
に示している。
【0028】このファジィ推論器8が推論する修正目標
値T”を基に、加熱制御部6が沸騰検知を行い、加熱手
段2の動作を制御するものである。
【0029】以上に述べたように、本実施例によればフ
ァジィ推論によって水量に応じたきめ細かい補正目標値
によって制御を行うため、より信頼度が高く正確な沸騰
検知を行うことができるものである。
【0030】なお本実施例では、1入力1出力のファジ
ィ推論器を用いたが、温度上昇勾配と目標値の関係を示
すデータがあれば、それを入力とする構成としても構わ
ない。
【0031】
【発明の効果】本発明の第一の手段は、水を入れるため
の容器と、前記容器を加熱する加熱手段と、前記容器内
の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段か
ら得られたデータから温度および温度上昇勾配を演算す
る測温データ演算部と、前記測温データ演算部から得ら
れるデータを入力として目標値を出力する目標値演算部
と、前記測温データ演算部および前記目標値演算部から
得られるデータから加熱制御を行う加熱制御部とを備
え、前記目標値演算部は、水温上昇の時間変化曲線が変
曲点を経て安定状態に入ったことを温度上昇勾配の変化
により判定し、安定判定を行った時の温度上昇勾配を用
いて目標値を出力する構成として、信頼度が高く正確な
沸騰検知を行う機能を持つ電気ポットを提供できるもの
である。
【0032】本発明の第二の手段によれば、本発明の第
一の手段の構成に加え、目標値演算部で得られた目標値
を入力として補正目標値を出力する目標値補正テーブル
を備え、前記目標補正テーブルは、4個あるいは2のべ
き乗個の温度上昇データ値を用いて演算される目標値か
ら、前記容器の容量などの構成が異なっても対応できる
補正目標を出力する構成として、同じ加熱手段で容器の
容量が異なる構成を用いても、信頼度の高い正確な沸騰
検知を行うことができる電気ポットを提供できるもので
ある。
【0033】更に本発明の第三の手段は、本発明の第一
の手段の構成に加え、目標値演算部で得られた目標値を
入力として補正目標値を出力するファジィ推論器を備
、前記ファジィ推論器は、4個あるいは2のべき乗個
の温度上昇データを用いて演算される目標値が、水量に
応じて変化することを利用して水量を判断し、水量に応
じた補正目標値を出力する構成として、水量の差に応じ
たきめ細かい制御ができ、一層信頼度の高い正確な沸騰
検知を行うことができる電気ポットを提供できるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の手段の実施例である電気ポット
の概略構成図
【図2】同温度測定手段の温度変化を示す特性図
【図3】同目標値演算部の出力する目標値と温度変化の
関係を示す図
【図4】同目標値演算部の動作を示すフローチャート
【図5】同目標値演算部の出力する目標値を示す図
【図6】本発明の第二の手段の実施例である電気ポット
の概略構成図
【図7】同温度測定手段の温度変化を示す特性図
【図8】同目標値補正テーブルの例を示す図
【図9】本発明の第三の手段の実施例である電気ポット
の概略構成図
【図10】同温度測定手段の温度変化を示す特性図
【図11】同ファジィ推論器の構成を示すブロック図
【図12】同メンバシップ関数を示す図
【図13】同ルールテーブルを示す図
【図14】従来の電気ポットの水温変化と温度測定手段
の温度変化の関係を示す図
【符号の説明】
1 容器 2 加熱手段 3 温度測定手段 4 測温データ演算部 5 目標値演算部 6 加熱制御部 7 目標値補正テーブル 8 ファジィ推論器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安倍 秀二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 寺井 春夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−290526(JP,A) 特開 平4−220221(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A47J 27/21 101

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水を入れるための容器と、前記容器を加
    熱する加熱手段と、前記容器内の温度を測定する温度測
    定手段と、前記温度測定手段から得られたデータから温
    度および温度上昇勾配を演算する測温データ演算部と、
    前記測温データ演算部から得られるデータを入力として
    目標値を出力する目標値演算部と、前記測温データ演算
    部および前記目標値演算部から得られるデータから加熱
    制御を行う加熱制御部とを備え、前記目標値演算部は、
    水温上昇の時間変化曲線が変曲点を経て安定状態に入っ
    たことを温度上昇勾配の変化により判定し、安定判定を
    行った時の温度上昇勾配を用いて目標値を出力する電気
    ポット。
  2. 【請求項2】 目標値演算部で得られた目標値を入力と
    して補正目標値を出力する目標値補正テーブルを備え、
    前記目標補正テーブルは、4個あるいは2のべき乗個の
    温度上昇データ値を用いて演算される目標値から、前記
    容器の容量が異なっても対応できる補正目標を出力する
    請求項1記載の電気ポット。
  3. 【請求項3】 目標値演算部で得られた目標値を入力と
    して補正目標値を出力するファジィ推論器を備え、前記
    ファジィ推論器は、4個あるいは2のべき乗個の温度上
    昇データを用いて演算される目標値が、水量に応じて変
    化することを利用して水量を判断し、水量に応じた補正
    目標値を出力する請求項1記載の電気ポット。
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