JP4936814B2

JP4936814B2 - 加熱調理器

Info

Publication number: JP4936814B2
Application number: JP2006206127A
Authority: JP
Inventors: 優佳田村
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2026-07-28
Also published as: JP2008034228A

Description

本発明は、設定された調理コースに応じて加熱手段の出力を制御する加熱調理器に関する。

この種の加熱調理器として、調理容器を搭載するプレートの下に温度センサを設置し、調理容器の底の温度を検出することにより加熱手段の出力制御を行うものが提案されている（特許文献１参照）。このものは、加熱制御を温度センサの検知温度によって複数の工程に区分し、それぞれの工程で加熱出力を変更した状態で温度の上昇度を求めることにより調理容器内の被加熱物の濃度を計算するもので、調理容器に収容された煮汁が焦げ付いたり、水がふきこぼれてしまうことを防止することを特徴とする。
特開平６−１７８７２２号公報

しかしながら、温度センサが検出する調理容器の底の温度は加熱部分であるため、被加熱物の温度よりも加熱された調理容器の温度に影響されてしまうことから、温度センサの検知温度が実際の被加熱物の温度よりも高くなってしまう。また、調理容器に収容された水がふきこばれするかどうかは被加熱物の濃度や量だけでは決まらず、調理容器内の水面位置をリアルタイムに検出できない現状では、ふきこぼれさせないためには加熱出力を過度に低下させてしまうことになり、結局、加熱調理を適切に行えない虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、調理容器内の水を加熱することにより加熱調理を行う場合に、その加熱調理を適切に行うことができる加熱調理器を提供することにある。

本発明の加熱調理器は、調理容器を底面から加熱する加熱手段と、設定された調理コースに応じて前記加熱手段の出力を制御する制御手段とを備えた加熱調理器において、前記調理容器の高さ方向における異なる複数の検知箇所の温度を検知する温度検知手段と、この温度検知手段が検知した前記検知箇所の検知温度に基づいて前記調理容器内の水面位置を判断する水面判断手段とを備え、前記制御手段は、前記水面判断手段が判断した水面位置に基づいて前記調理コースを実行すると共に、前記水面判断手段が水面位置を判断した後、水面よりも下方に位置していると判断した検知箇所の検知温度が平衡状態となり、かつ水面よりも上方に位置していると判断した検知箇所の検知温度の上昇率が所定値を上回った場合は、ふきこぼれの可能性があると判断して前記加熱手段の出力を低下するものである。
また、本発明の加熱調理器は、前記調理容器の高さ方向における異なる複数の検知箇所の温度を検知する温度検知手段と、この温度検知手段が検知した前記検知箇所の検知温度に基づいて前記調理容器内の水面位置を判断する水面判断手段と、前記検知箇所が水面より下方に位置するという条件下で前記温度検知手段が検出した当該検知箇所の検知温度を参照値として実際の水温に対応して記憶する記憶手段とを備え、前記制御手段は、前記水面判断手段が判断した水面位置に基づいて前記調理コースを実行し、前記水面判断手段は、前記調理容器の底面近くの最下点の検知箇所の検知温度に基づいて水温を推測すると共に、その水温に対応して前記記憶手段に記憶された参照値よりも検知箇所の検知温度が低い場合は当該検知箇所は水面よりも上方に位置していると判断するものである。

本発明の加熱調理器によれば、加熱手段により調理容器の底を加熱すると、調理容器内の水（煮汁）の温度が上昇する。このとき、調理容器の底面から加熱されることから、調理容器も水も下から加熱されることになり、調理容器の上部となるほど加熱部分から遠くなって温度は低くなる。また、調理容器において水面よりも上方となる部位は空気に接触していることから、水が加熱された状態では、水面を境界として水面の上下で調理容器の温度が大きく異なっている。従って、温度検知手段が調理容器の高さ方向の複数の検知箇所の温度を測定することにより、水面判断手段は、水面位置を判断することができる。そして、制御手段は、水面判断手段が判断した水面位置に基づいて調理コースを実行するので、水面位置が変化したときは、その変化に追従して加熱調理を適切に実行することができる。

以下、本発明をビルドインタイプの加熱調理器に適用した一実施例について、図面を参照して説明する。
図２は、システムキッチンに組込まれた加熱調理器の正面斜視図を示している。この図２において、加熱調理器１は、加熱ユニット２、ロースターユニット３及び操作ユニット４から構成されている。

加熱ユニット２は、上面が開放された図示しない矩形箱状の筐体と、その上面に装着されたトッププレート５と、筺体内でトッププレート５の下方となる部位に設けられた第１〜第３の加熱部６〜８とから構成されている。トッププレート５は、例えば耐熱強化ガラスから形成されており、表面は平坦な形状となっている。トッププレート５には、二重の円形枠線が三箇所に印刷されて載置指標部９として表示されており、調理容器、例えば鍋を載置する領域を視認可能となっている。第１，第２の加熱部（加熱手段に相当）６，７は、トッププレート５の前方左右二箇所に対応して配置された誘導加熱コイルからなる。第３の加熱部８は、トッププレート５の後方中央部に対応して配置されたラジエントヒータからなる。

トッププレート５の下方において第１，第２の加熱部６，７の前方となる部位には、各加熱部６、７の出力状態を表示する第1，第２の出力表示部１０，１１が配設されている。トッププレート５の下方において第３の加熱部８の前方となる部位には、第３の加熱部８の出力状態を表示する第３の出力表示部１２が配設されており、それらの出力表示部１０〜１２がトッププレート５を介して視認可能となっている。

加熱調理器１においてトッププレート５の後方となる部位には矩形状の図示しない開口部が形成されており、その開口部が多数の通気孔を有するカバー部材１３により覆われている。
加熱調理器１において加熱ユニット２の下方となる部位には、ロースターユニット３及び操作ユニット４が並設して内蔵されている。
ロースターユニット３は、ロースター庫３ａの前面開口部をロースター扉３ｂで閉鎖可能に構成されている。

操作ユニット４は、電源部１４、摘み操作部１５及びパネル操作部１６から構成されている。電源部１４は、電源スイッチ１７及び電源ランプ１８を備えて構成されている。摘み操作部１５は複数の摘み１５ａを備えており、それらの複数の摘み１５ａは、ユーザによる押圧に応じて前方に突出した状態で左右方向に回転可能となっている。パネル操作部１６は、図２では収納状態の前面部のみを図示しているが、所謂カンガルーポケット式に構成されており、前面の中央上部をユーザが押すことで、パネル操作部１６が前方に揺動して内部に設けられた上面操作部（図示せず）が操作可能に出現する。パネル操作部１６の上面操作部には、調理メニューやタイマーなどの選択及び調整可能な操作ボタンが設けられている。

図３は、加熱調理器１の電気的構成のうち本発明に関連した構成を示すブロック図である。この図３において、制御装置（制御手段、水面判断手段に相当）１９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ（何れも図示せず）を有した制御回路２０を主体として構成されている。この制御回路２０は、操作部１５，１６の操作に応じて調理条件を設定し、その調理条件に基づいて駆動回路２１を通じてインバータ回路２２をスイッチング制御する。

インバータ回路２２は、商用交流電源２４からの交流電力を整流する整流回路２３から直流電力の給電を受けた状態で、制御装置１９からのスイッチング信号に基づいて整流回路２３からの直流電力を高周波電力に変換して誘導加熱用の第１，２の加熱部６，７に独立して供給するようになっている。

商用交流電源２４の電源ラインにはカレントトランス２５が設けられており、商用交流電源２４から整流回路２３に流れる入力電流を検出する。制御回路２０は、カレントトランス２５と接続された入力電流検出回路２６を通じて入力電流の大きさを検出し、その入力電流を時間的に積分することにより誘導加熱時に使用された電力量に加えて、調理容器の材質・重量・大きさ等を加熱情報として取得して制御に反映するようになっている

さて、本実施例では、電磁誘導加熱用の汎用調理容器に加えて水面位置検出機能を備えた専用調理容器を使用可能となっており、この専用調理容器について説明する。
図１は、専用調理容器を示している。この図１に示すように、専用調理容器２７は、電磁誘導加熱可能な磁性材製の金属鍋で、煮物、蒸し物などが可能な深底の容器部２８と、当該容器部２８から側方に突出する取手部２９とから構成されている。

専用調理容器２７の容器部２８の外周面において取手部２９により覆われた部位には、第１〜第４の温度センサ（温度検知手段に相当）３０〜３３が容器部２８の高さ方向に等間隔で設定された所定の検知箇所に取付けられている。つまり、最上位の検知箇所に第１温度センサ３０が取付けられ、続く検知箇所に第２温度センサ３１、第３温度センサ３２が取付けられ、最下点に第４温度センサ３３が取付けられている。これらの温度センサ３０〜３３は、専用調理容器２７の容器部２８の表面温度を検出するサーミスタであり、後述するように容器部２８内の水面位置を検出するために用いられる。これらの温度センサ３０〜３３は数が多い程水面位置の検出精度を高めることができるものの、コストが高くなることから、専用調理容器２７の高さ寸法と検出精度との兼ね合いから最適な数が設定されている。本実施例では、説明を簡単化するために４個の温度センサ３０〜３３を用いた。

専用調理容器２７の取手部２９には電源としての電池３４が内蔵されており、スライドスイッチからなる電源スイッチ３５を通じてデータ送信部３６に給電するようになっている。データ送信部３６は、各温度センサ３０〜３３からの温度信号が示す温度データ及び電池３４の残量を示す電池残量データを赤外線信号で下方に向けて送信する。
以上のような構成により、専用調理容器２７は、容器部２８の高さ方向の温度分布を測定して加熱調理器１側に通知する温度検知機能が備えられている。

尚、図２に示すように、トッププレート５には第１，第２の加熱部６，７に対応した載置指標部９に対応して受光指標部３７が表示されており、載置指標部９に専用調理容器２７を載置する場合は、当該専用調理容器２７の取手部２９が受光指標部３７の上方に位置するように載置する必要がある。

図３に戻って、トッププレート５の下方において受光指標部３７に対向する部位には受光回路３８（図１参照）が設けられており、専用調理容器２７のデータ送信部３６から送信された赤外線信号を受光するようになっている。制御回路２０は、データ送信部３６から受信した赤外線信号が示す電池残量データにより電池の残量が所定量以下であると判断したときは、ＬＥＤ３９を点灯させてユーザに電池の交換を報知する。

さて、本実施例の加熱調理器１は、後述するように専用調理容器２７の高さ方向の温度分布を検出することにより水面位置を判断して加熱調理を実行することを特徴としていることから、専用調理容器２７内の水面位置と当該専用調理容器２７の高さ方向の温度との相関関係を実験により調べた。

（実験１）
図４に示すように専用調理容器２７に水を一番上まで入れて加熱を行い、このときの第１〜第４温度センサ３０〜３３による検知温度の変化を調べた。図５は、第１〜第４温度センサ３０〜３３による検知温度をＳｌ〜Ｓ４で示しており、最上位の第１温度センサ３０の検知温度Ｓ１が最も低く、最下点の第４温度センサ３３の検知温度Ｓ４が最も高くなっている。これは、加熱状態では専用調理容器２７の底が加熱されることから、下部から専用調理容器２７も水も加熱されることになり、加熱部分から遠くなる上部ほど温度が低くなるからである。

次に、図６に示すように専用調理容器２７に半分の高さまで水を入れて加熱すると、各温度センサ３０〜３３による検知度温Ｓ１〜Ｓ４は図７に示すように変化した。検知温度Ｓ３，Ｓ４は水面よりも下方の温度を示し、検知温度Ｓｌ，Ｓ２は水面よりも上方の温度を示しており、水面を境界として水面位置の上下で大きく異なっている。これは、水面の上方では、専用調理容器２７が湯に直接触れておらず、専用調理容器２７の側面と蒸気によってのみ温められるだけなので、温度が上がりにくいからである。このため、水面上に位置する温度センサ３０，３１と水面下に位置する温度センサ３２，３３とで検知温度に違いが見られ、この違いを検出すれば水面位置を検出することが可能となる。

本実施例では、このような（実験１）の結果を受けて温度センサ３０〜３３の検知温度に基づいて専用調理容器２７内の水面位置を検知することを特徴とするもので、以下に水面位置の検知方法を示す。

＜水面位置検知方法１＞
隣り合う温度センサ３０，３１の検知温度差｜Ｓｌ−Ｓ２｜、隣り合う温度センサ３１，３２の検知温度差｜Ｓ２−Ｓ３｜、隣り合う温度センサ３２，３３の検知温度差｜Ｓ３−Ｓ４｜を求め、その検知温度差の変化を図８及び図９に示す。図８は、専用調理容器２７内に水が一番上まで入っている場合（図４参照）である。上方に位置する温度センサほど検知温度が低くなるが、専用調理容器２７の温度は上方となるにしたがって均等に下がっていくので隣り合う温度センサの検知温度差はほぼ等しくなっている。図９は、専用調理容器２７に水が半分まで入っていて第１，第２温度センサ３０，３１が水面上に位置し、第３，第４温度センサ３２，３３が水面下に位置している場合（図６参照）である。このような場合、水面の上下で温度が大きく異なることから、水面の上下に隣り合って位置する温度センサの検知温度差は他の隣り合う温度センサの検知温度差よりも大きくなる。図６に示す例では、第２温度センサ３１と第３温度センサ３２との間に水面があるので、それらの温度センサ３１，３２の検知温度差｜Ｓ２−Ｓ３｜は他の検知温度差｜Ｓｌ−Ｓ２｜、｜Ｓ３−Ｓ４｜よりも大きくなっている。また、第１温度センサ３０と第２温度センサ３１との検知温度差｜Ｓｌ−Ｓ２｜、第３温度センサ３２と第４温度センサ３３との検知温度差｜Ｓ３−Ｓ４｜は、それらの温度センサ３０，３１、温度センサ３２，３３の両方とも水面よりも上方または下方に位置しているので、温度差が小さく、第２温度センサ３１と第３温度センサ３２との検知温度差｜Ｓ２−Ｓ３｜よりは小さくなる。

但し、専用調理容器２７において水が触れていない部分は湯気が接触する場合と接触しない場合とがあり、検知温度にばらつきを生じるので、第１温度センサ３０と第２温度センサ３１との検知温度差｜Ｓｌ−Ｓ２｜は、第３温度センサ３２と第４温度センサ３３との検知温度差｜Ｓ３−Ｓ４｜よりも大きくなる。

以上のことから、水面下にある隣り合う温度センサ同士の検知温度差の絶対値＜水面上にある隣り合う温度センサ同士の検知温度差の絶対値＜隣り合う水面上にある温度センサと水面下にある温度センサの検知温度差の絶対値という関係となる。従って、図９中に破線で示すように水面上にある温度センサ同士の検知温度差の絶対値と水面上にある温度センサと水面下にある温度センサの検知温度差の絶対値との間に閾値を設定することにより、検知温度差の絶対値が閾値以上の温度センサ間に水面が位置していることが分る。

＜水面位置検知方法２＞
他の水面検知方法として、水温を検知している温度センサの検知温度と比較する方法が考えられる。図４に示すように専用調理容器２７の一番上まで水を入れて加熱をした場合の各温度センサ３０〜３３の検知温度の変化を測定し、水温に対して各温度センサ３０〜３３の値を参照値として記憶手段に記録しておく。図１０は、満杯状態の水面位置での水温と各温度センサ３０〜３３の検知温度Ｓ１〜Ｓ４との関係を示したものである。この図１０を使用すれば現在の水温に対して満杯状態の水温を検知しているときの温度センサ３１〜３３の参照値を得ることができる。従って、図１１に示すように、温度センサ３２，３３の検知温度が図１０に示すように記憶手段に記憶された参照値よりも低い場合は、温度センサ３２，３３は水面よりも上方に位置しているということが分る。

但し、この方法を使用するためには現在の水温が必要になる。水面下にある温度センサの検知温度は水温に追従して温度が上がっていくので、水面下にある温度センサの検知温度に基づいて水温の推定は可能である。この場合、最下点に位置している第４温度センサ３３よりも下方に水面が低下することは考えにくいので、第４温度センサ３３の検知温度Ｓ４の値を使用して水温を推定する。

図１２は、第４温度センサ３３の検知温度Ｓ４と水温との変化を示し、図１３は、検知温度Ｓ４と水温との関係をグラフで示している。図１３に示すグラフの線形近似式を求めると、検知温度Ｓ４と水温との関係式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を求めることができる。これによって検知温度Ｓ４の値が分れば水温を推定でき、その推定水温に基づいて他の温度センサ３１〜３３の参照値（図１０参照）を求めることができる。従って、第４温度センサ３３以外の他の温度センサ３０〜３２の検知温度を図１０で示す参照値と比較し、検知温度の方が推定水温よりも低い場合は水面よりも上方に位置していることが分る。図１１の例では、第１，第２の温度センサ３０，３１の検知温度が図１０に示す参照値よりも低いので、第１，第２の温度センサ３０，３１は水面位置よりも低いことが分る。但し、この方法は水温の推定が必要になるので最下点の第４温度センサ３３よりも水面が低いと使用できない。そのため、第４温度センサ３３は、専用調理容器２７の底面近くに取付ける必要がある。

（煮物調理）
上述した（実験１）の水面位置検知を利用して煮物調理を適切に行うことができる。つまり、煮物調理は、煮汁を強火で煮詰めることによりその濃度を高めて味を濃くする料理であるものの、煮詰めすぎると調味料や具がこげついてしまうことから、煮詰めすぎる前に火を止める必要がある。煮物を強出力で煮詰めると、水分が蒸発して徐々に水面が低くなる。そこで、任意の高さで加熱停止するようにしておけば、好みの煮汁の量まで減少したところで自動的に加熱を停止することができる。

図１４は、制御回路２０の煮物調理ルーチンを示すフローチャートである。この図１４において、制御回路２０は、煮物調理が選択されたときは、誘導加熱コイルに通電することにより一定出力で加熱を開始してから（Ｓ１０１）、水面位置検出ルーチンを実行する（Ｓ１０２）。

図１５は、制御回路２０の水面位置検出ルーチンを示している。この図１５に示すように、制御回路２０は、所定時間経過したときは（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、隣り合う温度センサの検知温度の差分を求め（Ｓ２０２）、その差分が上述した（実験２）の（水面検知方法１）で説明したように閾値よりも大きくなったときは、それらの温度センサ間に水面位置が位置していると判断して（Ｓ２０３）、リターンする。

制御回路２０は、図１４に示すように、上述した水面位置検出ルーチンで検出した水面位置が所望の閾値以下となっていないときは（Ｓ１０３：ＮＯ）、水面位置検出ルーチンを再度実行することを繰返す。

このような制御により、専用調理容器２７内の煮汁が煮詰まって減少し、水面位置が所望の閾値以下となったことを検出したときは（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、加熱を停止して（Ｓ１０４）、煮物調理を終了する。従って、煮物調理において、煮汁を所望の水位まで自動的に煮詰めることができる。

尚、図１５に示すフローチャートには示していないが、水面位置を図５に示す＜水面検知方法１＞で検出する場合は、専用調理容器２７内の水温が空気の温度よりも高いことが条件となる。これは、＜水面検知方法１＞では、水面を境界として隣り合う温度センサの検知温度の差分に基づいて水面位置を検出するからである。

また、図１６は、上述した＜水面位置検知方法２＞で水面位置を検出する場合のフローチャートを示している。即ち、制御回路２０は、所定時間が経過したときは（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、第４温度センサ３３の検知温度に基づいて水温の参照値を求め（Ｓ３０２）、第４温度センサ３３以外の他の温度センサ３０〜３２の検知温度と参照値とを比較することにより水面位置を検出する（Ｓ３０３）。

（実験２）
水を沸騰させて野菜や麺などをゆでる調理がある。強出力で加熱すると、野菜の「あく」や麺の小麦粉から大量の気泡が水面に発生することから、水面位置が上昇し、そのままにしておくと水が調理容器からふきこぼれてしまうことがある。

しかしながら、低出力で加熱すれば、このようなことは起こらないので、ふきこぼれる前に加熱出力を低下することを考える。第２、第３温度センサ３１，３２の間に水面が位置している状態で加熱を行い、気泡が発生して急激に水面が上昇したとする。すると、それまで水面の上方に位置していた第１，第２温度センサ３０，３１も水面よりも下方となり、それらの検知温度が急激に高くなる。図１７は、専用調理容器２７に半分の水を入れて加熱した際に気泡が発生したときの温度センサ３０〜３３の検知温度Ｓ１〜Ｓ４の変化を示しており、この変化を捉えればふきこぼれそうになっていることを検知できる。気泡の発生によって水面が上昇していることを検知するためには、次のような条件を前提として検知可能となる。

（Ａ）沸騰状態であること
気泡の発生は沸騰状態でなければ起こらないので、沸騰状態をまず検知する必要がある。これは確実に水面よりも下方となる最下点の第４温度センサ３３の検知温度の変化率を検出すればよい。沸騰状態になると、それ以上温度が上がらなくなるので、第４温度センサ３３の検知温度の変化率が閾値以下になった場合に沸騰状態と判断することができる。

（Ｂ）水面上の温度センサの検知温度の変化率が閾値以上になること
気泡が発生して水面が一気に上昇すると、それまで水面の上方に位置していた温度センサが水面以下となるので、その温度センサの検知温度が急激に高くなる。このときの検知温度の変化率が所定の閾値以上となった場合に気泡の発生による水面の上昇であると判断することができる。

このようにして気泡の発生の検知方法を定め、水面の上昇が検知された場合は加熱出力を低下する。但し、水面の上昇は気泡の発生によるものだけでなく、水が足された場合にも当然起こることから、気泡の発生と水が足された場合の区別をする必要がある。まず、沸騰状態の水に常温の水を足した場合は、温度が下がることから、沸騰状態ではなくなる。そのため前記（Ａ）の条件から外れることになることから、この場合は誤検知されることはない。また、熱湯を加えた場合、ゆっくり加えれば温度の上昇速度が遅いので、前記（Ｂ）の条件から外れ、この場合も誤検知されることはない。誤検知される可能性があるのは、熱湯を急激に加えた際に、専用調理容器２７に半分の水を入れて加熱した際に気泡発生が発生した場合の温度変化を示す図１７と同様な温度変化を示した場合であり、これは区別することが困難である。

しかしながら、ふきこぼれを検知したとして加熱出力を低下すると、その後の温度変化は、気泡によって水面が上昇した場合と熱湯を足して水面が上昇した場合とでは大きく異なる。図１８は、ふきこぼれを検知して加熱出力を低下させた場合の温度変化を示しており、図中に実線で示した温度変化は気泡が発生した場合、点線で示した温度変化は湯を足した場合を示している。湯を少量足した場合は、加熱出力を低下するにしても水面位置は変化しないまま水温が少し下がるので、ゆっくりと温度が下がっていく。これに対して、気泡が発生した場合は、加熱出力を低下すると、水面位置が下がることから、それまで水面位置よりも下方に位置していた温度センサが水面位置よりも上方となるので、検知温度が急激に下がっていく。このため、加熱出力を低下させた後の温度変化で区別することが可能である。そこで、加熱出力を低下させた後、検知温度が大きく変化しなければ湯を足した場合であり、検知温度が大きく下がった場合は気泡が発生した場合であると区別することができる。

尚、加熱出力を低下させた後、検知温度が低下する変化率を検出するようにしてもよい。また、加熱出力を低下させた後の温度変化率の絶対値に閾値を設け、急激に温度が変化した場合は気泡が発生した場合、ゆっくりと変化した場合は湯を足した場合として検知するようにしてもよい。

（ふきこぼれ検出）
上述した（実験２）の気泡検知を利用してふきこぼれを検出することができる。図１９は、制御回路２０のふきこぼれ検出ルーチンを示すフローチャートである。このふきこぼれ検出ルーチンは、加熱調理実行中は同時に実行されるようになっており、特にゆで調理に有効である。図１９において、制御回路２０は、一定出力で加熱を開始したときは（Ｓ４０１）、最下点の第４温度センサ３３の検知温度に基づいて沸騰したかを判断する（Ｓ４０２）。次に、加熱終了条件が成立したかを判断し（Ｓ４０３）、加熱終了条件が成立していないときは（Ｓ４０３：ＮＯ）、上述した水面位置検出ルーチンを実行し（Ｓ４０５）、水面位置が最上位の第１温度センサ３０よりも上方であると判断したときは（Ｓ４０６：ＮＯ）、ふきこぼれを検知したと判断し（Ｓ４０７）、加熱を停止する（Ｓ４０８）。

水面が第１温度センサ３０よりも下方に位置していると判断した場合は（Ｓ４０６：ＹＥＳ）、水面よりも上方に位置している温度センサの検知温度の変化率が閾値以上となったかを判断し（Ｓ４０９）、閾値以上となったと判断したときは（Ｓ４０９：ＹＥＳ）、水面上昇を検知したと判断し（Ｓ４１０）、低出力状態とする（Ｓ４１１）。

次に、水面よりも下方に位置していると判断した温度センサの検知温度変化が図１８中に実線で示すように変化したか、破線で示すように変化したかに基づいて、湯が足されただけかを判断し（Ｓ４１２）、湯が足されただけであると判断したときは（Ｓ４１２：ＹＥＳ）、ステップＳ４０３へ移行する。気泡が発生したと判断したときは（Ｓ４１２：ＮＯ）、所定量出力を上げてから（Ｓ４１３）、ステップＳ４０３へ移行する。

以上のような動作により、気泡が発生して水面が上昇した場合は、暫く加熱出力を低下してから、少しずつ加熱出力を高め、気泡が再び発生した場合は加熱出力を低下するようになる。そして、加熱終了条件が成立したところで（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、加熱出力を停止する（Ｓ４０４）。従って、このような動作を繰り返しながら加熱調理を実行することにより、ふきこぼれないぎりぎりの高出力で加熱調理を実行することができるので、野菜や麺をゆでる場合にできるだけ高出力で加熱することにより水の中で対流が起き、麺はこしのあるできあがりになり、野菜はすぐに火が通るので栄養を逃さなくて済む。

尚、図１９に示すフローチャートでは図示していないが、水面位置が最上位の温度センサ３０よりも上方に位置している状態では、気泡が発生したことを検知できない。そこで、このような状態を検出した場合は、水を入れすぎていることを報知し、加熱出力を停止するようになっている。

（実験３）
加熱調理コースには蒸気で温める蒸し物調理があり、茶碗蒸しやプリンなどを加熱調理するのに利用される。茶碗蒸しやプリンなどの卵を使用した調理は高温で加熱すると卵が沸騰状態になり、「す」がたってなめらかな仕上がりにならない。そこで、蒸気の温度を８０〜９０℃に制御することが必要になるが、蒸気の温度を制御するのが難しいことから、複数の温度センサ３０〜３３の検知温度に基づいて蒸気の温度を制御するようにした。

蒸し調理をするときは、図２０に示すように専用調理容器２７に専用のスチームプレート４０を配置し、このスチームプレート４０の下方で、かつ第４温度センサ３３が水面位置よりも下方となるように水を入れる。そして、スチームプレート４０の上に茶碗蒸しなどの被加熱物４１を乗せ、必ず蓋４２した状態で通常予熱を行い、蒸気の温度を高めてから、蓋４２を外して被加熱物４１を入れ、再び蓋４２を閉めてから蒸気で加熱を行う。この蒸し物調理時では、加熱制御を、予熱、被加熱物投入、加熱の３段階に区分できるので、このときの温度センサの検知温度の変化を図２１に示す。

（Ａ）予熱
専用調理容器２７に水とスチームプレート４０を入れ、蓋４２をして加熱する。水は比熱が高いので温めるのに時間がかかるが、水温が一度高くなれば蒸気の温度は高温に保たれるので、まず水を沸騰状態にする。最大出力で加熱し、沸騰状態を検知したらアラームを鳴らし、予熱が終了したことを報知する。このとき蒸気の温度は適温の８０〜９０℃をこえてしまうが、被加熱物４１を投入する際に蓋４２を開けるとすぐ冷めるので、問題を生じることはない。

（Ｂ）被加熱物投入
ユーザが蓋４２を開けて被加熱物４１を投入すると、蒸気が逃げて水面位置よりも上方に位置する第１〜第３温度センサ３０〜３３の検知温度はすぐに低下する。しかし、水は比熱が高く冷めにくいので、水面位置よりも下方に位置している第４温度センサ３３の検知温度はほとんど変化しない。このことから第４温度センサ３３の検知温度が高くかつ第１温度センサ３０の検知温度が低いときは、ユーザが蓋４２を開けていると判断できる。このように判断可能な検知条件として
（１）第４温度センサ３３の検知温度が閾値Ｘ１（例えば９０℃）以上
（２）第１温度センサ３０の検知温度が閾値Ｘ２（例えば６０℃）以下
を設定する。これは、（１）の条件によって予熱の途中段階で水温が低いときを誤検知することを防止するためである。

また、蓋４２を開けていると判断したときは加熱を停止する。これにより、余計な蒸気の発生を防げるので、被加熱物を入れるときに熱くならないし、水の減少も抑えられる。
そして、ユーザが被加熱物４１を入れて蓋４２を閉めると、専用調理容器２７内に蒸気がこもるので、第１温度センサ３０の検知温度が上昇する。すると、上の条件（２）を満たさなくなるので、蓋４２を閉めたことが分る。

（Ｃ）加熱
蓋４２が閉められた後は、蒸気の温度を一定に制御する。この目標温度はあらかじめユーザに指定しておいてもらい、制御にはＰＩＤ制御を使用する。加熱出力は第１温度センサ３０の検知温度から以下のように計算される。
比例成分ｕｐ＝目標温度−Ｓｌの値
積分成分ｕｉ＝Σｕｐ
微分成分ｕｄ＝ｄｕｐ／ｄｔ
加熱出力ｕ＝Ｋｐ＊ｕｐ＋Ｋｉ＊ｕｉ＋Ｋｄ＊ｕｄ［Ｗ］
但し、Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄは各成分のゲイン
蒸気温度が目標温度になったときは、あらかじめユーザが指定しておいた加熱時間だけ温度を一定に保ちながら加熱を行う。加熱時間が経過したら加熱停止し、終了したことをアラームで報知する。

以上の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の工程をまとめて蒸し物調理として操作ボタンなどに割り当てておく。ユーザが目標温度と加熱時間を設定すれば、あとは加熱出力の調整は自動で行うことができる。

（蒸し物調理）
上述した（実験３）の被加熱物投入検知を利用して蒸し物調理を適切に行うことができる。図２２は、制御回路２０の蒸し物調理ルーチンを示すフローチャートである。この図２２に示すように、制御回路２０は、蒸し物調理を実行する場合は、予熱工程として、最大出力で加熱を開始し（Ｓ５０１）、沸騰したことを検出したときは（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、加熱出力を停止する（Ｓ５０３）。

次に被加熱物投入工程として、蓋４２が開けられたことを検出してから（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、蓋４２が閉められたことを検出するまで待機する（Ｓ５０５：ＹＥＳ）。
次に加熱工程として、一定温度となるように加熱制御を実行し（Ｓ５０６）、所定時間が経過したときは（Ｓ５０７：ＹＥＳ）、加熱出力を停止することにより（Ｓ５０８）、蒸し物調理を終了する。

このような実施例によれば、以下の効果を奏する。
専用調理容器２７の高さ方向に設けられた複数の温度センサ３０〜３３の検知温度に基づいて専用調理容器２７内の水面位置を検出し、検出した水面位置に基づいて煮汁の焦げ付きを防止しながら煮物調理を実行するようにしたので、煮物調理を適切に実行することができる。また、複数の温度センサ３０〜３３の検知温度に基づいてふきこぼれを防止するようにしたので、ふきこぼれを防止しながらゆで調理を適切に実行することができる。さらに、複数の温度センサ３０〜３３の検知温度に基づいて専用調理容器２７の蓋４２の開閉を検出し、検出した蓋４２の開閉に基づいて蒸し物調理を実行するようにしたので、蒸し物調理を適切に実行することができる。
隣り合う温度センサの検知温度の差分、或いは最下点の検知温度に基づく参照値との比較に基づいて水面位置を判断するようにしたので、プログラムにより水面位置を判断することができ、制御回路を改良することなく実施することができる。

本発明は、上記実施例に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
専用調理容器２７に設ける温度センサとしては４個に限らず、５個以上を設けるのが望ましい。
ラジエントヒータからなる第３の加熱部８により加熱される専用調理容器を設け、その専用調理容器の高さ方向の検知温度に基づいて第３の加熱部８の加熱出力を制御するようにしてもよい。

専用調理容器２７に接触式の温度センサを複数取付けるのに替えて、非接触式の赤外線のような温度センサが複数パッケージに入っているものを使用し、高さ方向の温度分布を非接触で検知するようにしてもよい。つまり、接触式の温度センサの場合は調理容器に取り付ける必要があるので、調理容器は取り付けられるような構造をしている必要があり制約を受けるが、非接触式の温度センサであれば調理容器はどんなものでも使用することができる。

温度センサの出力を加熱調理器１に出力する方法としてはさまざまな方法が考えられる。例えば温度センサと加熱調理器１を有線で接続し、温度情報を直接伝えるようにしてもよい。また、無線通信で送るようにしてもよく、この場合には、専用調理容器２７の取手部２９の向きを限定する必要がなく、使い勝手が良好となる。

本発明の一実施例における専用調理容器の構成を示す断面図加熱調理器の正面斜視図加熱調理器の電気的構成を示すブロック図満杯の水面位置で示す専用調理容器の概略図満杯の水面位置における温度センサの検知温度の変化を示す図半分の水面位置で示す図４相当図半分の水面位置で示す図５相当図満杯の水面位置における隣り合う温度センサの検知温度差の変化を示す図半分の水面位置で示す図８相当図満杯の水面位置で示す水温と温度センサの検知温度との関係を示す図半分の水面位置で示す図１０相当図検知温度Ｓ４と水温の変化を示す図検知温度Ｓ４と水温との関係を示すグラフ制御回路の煮物調理動作を示すフローチャート制御回路の水面位置検出ルーチンを示すフローチャート（その１）制御回路の水面位置検出ルーチンを示すフローチャート（その２）気泡発生時の検知温度の変化を示す図水面上昇時に加熱出力停止状態で示す図１７相当図制御回路のふきこぼれ検出ルーチンを示すフローチャート蒸し物調理を示す図４相当図（ａ）は蒸し物調理時の温度センサの検知温度の変化を示し、（ｂ）は蒸し物調理時の加熱出力の変化を示す図制御回路の蒸し物調理動作を示すフローチャート

符号の説明

図面中、１は加熱調理器、６，７は第１，第２の加熱部（加熱手段）、１９は制御装置（制御手段、水面判断手段）、２７は専用調理容器、３０〜３３は温度センサ（温度検知手段）である。

Claims

調理容器を底面から加熱する加熱手段と、設定された調理コースに応じて前記加熱手段の出力を制御する制御手段とを備えた加熱調理器において、
前記調理容器の高さ方向における異なる複数の検知箇所の温度を検知する温度検知手段と、
この温度検知手段が検知した前記検知箇所の検知温度に基づいて前記調理容器内の水面位置を判断する水面判断手段とを備え、
前記制御手段は、前記水面判断手段が判断した水面位置に基づいて前記調理コースを実行すると共に、前記水面判断手段が水面位置を判断した後、水面よりも下方に位置していると判断した検知箇所の検知温度が平衡状態となり、かつ水面よりも上方に位置していると判断した検知箇所の検知温度の上昇率が所定値を上回った場合は、ふきこぼれの可能性があると判断して前記加熱手段の出力を低下することを特徴とする加熱調理器。
前記制御手段は、ふきこぼれの可能性があると判断して出力を低下した後、水面よりも上方に位置していると判断した検知箇所の検知温度上昇率が前記所定値より低くなったときはふきこぼれと判断して前記加熱手段の低出力状態を維持し、前記所定値より大きい状態が継続したときは熱湯が入れられたと判断して前記加熱手段の低出力状態を解除することを特徴とする請求項１記載の加熱調理器。
調理容器を底面から加熱する加熱手段と、設定された調理コースに応じて前記加熱手段の出力を制御する制御手段とを備えた加熱調理器において、
前記調理容器の高さ方向における異なる複数の検知箇所の温度を検知する温度検知手段と、
この温度検知手段が検知した前記検知箇所の検知温度に基づいて前記調理容器内の水面位置を判断する水面判断手段と、
前記検知箇所が水面より下方に位置するという条件下で前記温度検知手段が検出した当該検知箇所の検知温度を参照値として実際の水温に対応して記憶する記憶手段とを備え、
前記制御手段は、前記水面判断手段が判断した水面位置に基づいて前記調理コースを実行し、
前記水面判断手段は、前記調理容器の底面近くの最下点の検知箇所の検知温度に基づいて水温を推測すると共に、その水温に対応して前記記憶手段に記憶された参照値よりも検知箇所の検知温度が低い場合は当該検知箇所は水面よりも上方に位置していると判断することを特徴とする加熱調理器。
前記制御手段は、蒸し物調理が設定された場合に、最下点の検知箇所の検知温度が所定温度以上になった後、最下点より上方の検知箇所の少なくとも一つの検知箇所の検知温度が所定値より低くなったときは、前記調理容器の蓋が開けられたと判断して前記加熱手段の出力を低下または停止すると共に、当該検知箇所の検知温度が前記所定値以上となったときは、前記蓋が閉じられたと判断して前記加熱手段の出力を復帰することを特徴とする請求項３記載の加熱調理器。