JP5045375B2

JP5045375B2 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP5045375B2
Application number: JP2007289481A
Authority: JP
Inventors: 雅代土師; 知也藤濤; 直奥田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-11-07
Also published as: JP2009112555A

Description

本発明は、揚げ物調理を行うときの予熱工程を精度良く実施することができる誘導加熱調理器およびプログラムに関するものである。

従来、誘導加熱調理器における揚げ物調理時の温度制御は、天板を介してサーミスタが鍋の温度を検出して行っている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３６６１５６７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、鍋の油量が加熱途中で変更される場合があるが、温度制御を油量に応じて変更できなければオーバシュートが生じたり、かつ、設定温度に達するまでの時間がかかりすぎたりするという課題を有している。特に、サーミスタで天板を介して温度を検出するために、検出速度が遅く、加熱開始後に油量を変更した場合には十分に反応できない課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱開始後に鍋の油量が変更された場合でも、鍋の温度を設定温度に精度よく制御でき、揚げ物調理の予熱工程を精度良く実施することができる誘導加熱調理器およびプログラムを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器、鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を保持する天板と、前記天板の下面に設置され前記鍋の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋の温度を検知する温度検知手段と、設定温度を設定入力する操作手段と、前記温度検知手段の検知温度が下降してから上昇に転じた時の最下点温度を基準として一定時間経過したときの立ち上がり温度により鍋内の油量の多少を判定する油量判定手段と、前記油量判定手段で判定した鍋内の油量の多少に応じて鍋の温度が前記操作手段で設定した設定温度になるように加熱制御する制御手段とを備え、前記油量判定手段は、前記温度検知手段の最下点温度に応じて前記鍋内の油量の多少判定を変更するものである。

これによって、加熱開始後に鍋の油量が変更された場合でも、油量判定手段による判定に応じて鍋の温度を設定温度に精度よく制御することができ、揚げ物調理の予熱工程を精度良く実施することができる。

本発明の誘導加熱調理器は、加熱開始後に鍋の油量が変更された場合でも、鍋の温度を設定温度に精度よく制御でき、揚げ物調理の予熱工程を精度良く実施することができる。

第１の発明は、鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を保持する天板と、前記天板の下面に設置され前記鍋の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から前記鍋の温度を検知する温度検知手段と、設定温度を設定入力する操作手段と、前記温度検知手段の検知温度が下降してから上昇に転じた時の最下点温度を基準として一定時間経過したときの立ち上がり温度により前記鍋内の油
量の多少を判定する油量判定手段と、前記油量判定手段で判定した前記鍋内の油量の多少に応じて鍋の温度が前記操作手段で設定した設定温度になるように加熱制御する制御手段とを備え、前記油量判定手段は、前記温度検知手段の最下点温度に応じて前記鍋内の油量の多少判定を変更する誘導加熱調理器とするものである。これによって、加熱開始後に鍋の油量が変更された場合でも、油量判定手段による判定に応じて鍋の温度を設定温度に精度よく制御することができ、揚げ物調理の予熱工程を精度良く実施することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記制御手段は、前記鍋の温度が前記操作手段で設定した設定温度になるように、加熱途中で前記鍋の温度が切替温度に達したと前記温度検知手段が検知した場合には火力を低減して制御し、前記油量判定手段が、前記鍋の油量が相対的に少ないと判断した場合には、前記鍋の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し、切替温度をより低くしたことにより、オーバシュートを生じないように、かつ、設定温度に達するまでの時間を短縮することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、前記制御手段は、前記鍋の温度が前記操作手段で設定した設定温度になるように、加熱途中で前記鍋の温度が切替温度に達したと前記温度検知手段が検知した場合には火力を低減して制御し、前記油量判定手段が、前記鍋の油量が相対的に少ないと判断した場合には、前記鍋の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し、火力をより低減することにより、オーバシュートを生じないように、かつ、設定温度に達するまでの時間を短縮することができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記油量判定手段が油量の多少を判定するのは、前記温度検知手段より得られる温度の温度勾配が所定値以上の負の値になった場合であることにより、油が追加されたことを的確に見分けることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における誘導加熱調理器を示すものである。

図に示すように、本実施の形態における誘導加熱調理器は、鍋１を加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３の上部で鍋１を保持する天板２と、加熱コイル３に高周波電流を供給し、鍋１を誘導加熱で発熱させるインバータ４と、天板２の下面に設置され鍋１の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段５と、赤外線検出手段５の出力から鍋１の温度を検知する温度検知手段６とを備えている。

また、温度検知手段６の検知温度が下降してから上昇に転じた時の最下点温度を基準として一定時間経過したときの立ち上がり温度により鍋１内の油量の多少を判定する油量判定手段７と、設定温度などの調理条件を設定入力したり調理開始を操作したりする操作手段８と、油量判定手段７で判定した鍋１内の油量の多少に応じて鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度になるようにインバータ４を制御して加熱制御する制御手段９をも備えている。

以上のように構成された誘導加熱調理器およびプログラムについて、以下その動作、作用を説明する。

まず、図示されていない電源を投入し、操作手段８にて温度を設定して揚げ物調理を開始すると、制御手段９からの制御によりインバータ４より高周波電流が供給されて加熱コ
イル３に誘導磁界が発生し、天板２上の鍋１が加熱される。この誘導加熱によって鍋１の温度が上昇し、鍋１内の油が加熱されるものである。

ここで、鍋１の温度が上昇するとその温度に合わせた赤外線が鍋１から放射される。天板２に使用されるガラスセラミックなどは２．５μｍ以下の波長域の赤外線を効率よく透過できるため、赤外線検出手段５は、例えば２．５μｍ以下の波長を検出することができるフォトダイオードなどで構成されており、天板２を通ったこの波長域の赤外線が赤外線検出手段５に入射される。また、赤外線検出手段５は、集光レンズを用いてより多くの赤外線を集光し、かつ、鍋１以外からの赤外線を遮断することにより精度の向上を図っている。

温度検知手段６は、鍋１からの赤外線のみが赤外線検出手段５に入射し、その赤外線量にあわせたダイオード電流を、Ｉ−Ｖ変換した上で増幅し、温度に変換する。この温度情報が制御手段９に入力される。

図２は、誘導加熱調理器で鍋１を加熱開始後、途中で油が追加されたときの温度検知手段６で算出された温度の振る舞いをグラフに表したものである。図２から明らかなように、油が追加された場合には鍋１内の油温が低下するために、温度検知手段６で算出された温度が著しく低下する。このため、温度勾配が所定値以上の負の値になった場合には途中で油が追加されたと見なすことができる。また、これは油量判定中でも油量判定終了後でも同様に起こりうるため、温度勾配が所定値以上の負の値になった場合には再度油量判定を実施するのが有効である。

このとき、図２にて油量を再度判定する行程を示す。加熱開始時の油量が同じで追加された油量が異なる場合、温度検知手段６で算出した温度が下降から上昇へ転じた時点での温度（以下、これを最下点温度と呼ぶ）より一定時間Δｔ１経過後の上昇温度を、油量が相対的に少ない時をＴｋ１、油量が相対的に多い時をＴｋ２とすると、鍋１内の油量が相対的に少ない（追加油量少）ほど上昇温度が高く、油量が相対的に多い（追加油量多）ほど上昇温度が低くなる。つまり以下のような関係式が成立する。

Ｔｋ１＞Ｔｋ２（式１）
また、開始時の油量も追加された油量も同じで追加のタイミングが異なることにより、最下点温度が異なる場合、図３に示すように、最下点温度より一定時間Δｔ１経過後の上昇温度を最下点温度が相対的に低い時をＴｋ３、最下点温度が相対的に高い時をＴｋ４とすると、最下点温度が相対的に低いほど上昇温度が高く、最下点温度が相対的に高いほど上昇温度が低くなり、以下のような関係式が成立する。

Ｔｋ３＞Ｔｋ４（式２）
一方、追加された油量が非常に多い場合、最下点温度時の油温が低すぎて赤外線検出手段５により赤外線が正確に検出できない可能性や油量が判定できない可能性があるため、最下点温度に達したかどうかを判断してから油量を判定するよりも、温度検知手段６で算出した最下点温度が所定値以下になった場合には、一定の温度判定値から一定時間経過したときの立ち上がり温度を用いて油量を判定する方が温度制御を精度良く制御することができる。すなわち、図４に示すように、温度判定値Ｔａから一定時間Δｔｈ経過したときの立ち上がり温度を鍋１内の油量が相対的に少ない（追加油量少）時をＴ３、油量が相対的に多い（追加油量多）時をＴ４とすると、鍋１内の油量が少ないほど立ち上がり温度が高くなり、油量が多いほど立ち上がり温度が低くなり、以下のような関係式が成立する。

Ｔ３＞Ｔ４（式３）
以下、図５を用いて油量判定のアルゴリズムの一例を説明する。なお、油量の判定は、
多、小で区別してもよいが、今回は、多、中、小と区別する場合を説明する。

ステップ（以下、Ｓと表示する）１において、温度勾配が所定値以上の負の値になり、かつ、温度検知手段６で算出した温度Ｔが最下点温度Ｔｘに達すればＳ２へ進み、最下点温度Ｔｘに達していなければＳ１５に進む。Ｓ２において、誘導加熱調理器は最下点温度Ｔｘを記憶する。Ｓ３において、タイマーｔｔを開始する。Ｓ４において、タイマーｔｔが一定時間Δｔ１以上経過していればＳ５へ進み、タイマーｔｔが一定時間Δｔ１未満であればＳ４に戻る。Ｓ５において、タイマーｔｔを停止する。Ｓ６において、タイマー停止時の温度Ｔｙより、最下点温度Ｔｘからの上昇温度ΔＴを得る。Ｓ７において、最下点温度Ｔｘが判定値Ｔθ以下であればＳ８へ進み、判定値Ｔθより大きければＳ１３へ進む。これは、最下点温度ＴｘがＴθより大きいか、Ｔθ以下かで油量判定手段７が鍋１内の油量の多、少の判定を変更する基準を変更するためである。Ｓ８において、上昇温度ΔＴが判定値ΔＴｍ１以上の場合はＳ９へ進み鍋１内の油量を「少」と判定し、鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度に到達するように、油量が「少」の場合の制御を制御手段９は行う。

また、Ｓ１０において、上昇温度ΔＴが判定値ΔＴｍ１未満で判定値ΔＴｍ２以上の場合はＳ１１へ進み鍋１内の油量を「中」と判定し、鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度に到達するように、油量が「中」の場合の制御を制御手段９は行う。

また、上昇温度ΔＴが判定値ΔＴｍ２未満の場合はＳ１２へ進み鍋１内の油量を「多」と判定し、鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度に到達するように、油量が「多」の場合の制御を制御手段９は行う。

Ｓ１３において、上昇温度ΔＴが判定値ΔＴｍ３以上であればＳ９に進み、鍋１内の油量を「少」と判定し、鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度に到達するように、油量が「少」の場合の制御を制御手段９は行う。また、Ｓ１４において、上昇温度ΔＴが判定値ΔＴｍ３未満で判定値ΔＴｍ４以上の場合はＳ１１へ進み鍋１内の油量を「中」と判定し、鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度に到達するように、油量が「中」の場合の制御を制御手段９は行う。また、Ｓ１４において、上昇温度ΔＴが判定値ｔｍ４未満の場合はＳ１２へ進み鍋１内の油量を「多」と判定し、鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度に到達するように、油量が「多」の場合の制御を制御手段９は行う。

ここで、制御手段９は、鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度になるように、加熱途中で鍋１の温度が切替温度に達したと温度検知手段６が検知した場合には火力を低減して制御するものであり、油量判定手段７が、鍋１の油量が相対的に少ないと判断した場合には、鍋１の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し、制御手段９は切替温度をより低くしたものである。すなわち、油量判定手段７が、油量を「少」と判定した場合には、油量判定手段７が油量を「中」と判定した場合と比べて切替温度をより低くし、油量判定手段７が油量を「中」と判定した場合には、油量判定手段７が油量を「多」と判定した場合と比べて切替温度をより低くする。例えば、設定温度を２００度にした場合、油量が少ない場合には、鍋１の温度が１７０℃に達するまでは強火で加熱し１７０℃に達した後は弱火に切替制御し、油量が中程度の場合には鍋１の温度が１８０℃に達するまでは強火で加熱し１８０℃に達した後は弱火に切替制御し、油量が多い場合には鍋１の温度が１９０℃に達するまでは強火で加熱し１９０℃に達した後は弱火に切替制御する。

また、制御手段９は、鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度になるように、加熱途中で鍋１の温度が切替温度に達したと温度検知手段６が検知した場合には火力を低減して制御するものであり、油量判定手段７が、鍋１の油量が相対的に少ないと判断した場合には、鍋１の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し火力をより低減することとした
ものである。すなわち、油量判定手段７が油量を「少」と判定した場合には、油量判定手段７が油量を「中」と判定した場合と比べて火力を低減し、油量判定手段７が油量を「中」と判定した場合には、油量判定手段７が油量を「多」と判定した場合と比べて火力を低減する。例えば、油量が少ない場合には火力を強火（２．５ＫＷ）から弱火（５００Ｗ）に、油量が中程度の場合には火力を強火（２．５ＫＷ）から弱火（７００Ｗ）に、油量が多い場合には火力を強火（２．５ＫＷ）から弱火（１ＫＷ）に切替て誘導加熱調理器の温度制御を制御するようにする。これは、油量が少ない場合には、急激に温度上昇を生じないようにしオーバシュートがおこる可能性を防止するためであり、また、油量が多い場合にが、油量の少ない場合と同様の制御をしていたのでは、設定温度に送達するまでに時間がかかりすぎるからである。

さらに、制御手段９は、鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度になるように、加熱途中で鍋１の温度が切替温度に達したと温度検知手段６が検知した場合には火力を低減して制御するものであり、油量判定手段７が、鍋１の油量が相対的に少ないと判断した場合には、鍋１の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し、制御手段９は切替温度をより低くし、かつ、火力をより低減することとしてもよい。

また、図６に、判定値ΔＴｍ１、ΔＴｍ２、ΔＴｍ３、ΔＴｍ４と、最下点温度Ｔｘの判定値Ｔθとの関係を示す。

これは、図３で説明した、最下点温度が相対的に低いほど一定時間Δｔ１経過時の上昇温度が高く、最下点温度が相対的に高いほど一定時間Δｔ１経過時の上昇温度が低くなるということに基づくものであり、ΔＴｍ１＞ΔＴｍ３＞ΔＴｍ２＞ΔＴｍ４である。

図５に戻り、Ｓ１５において、温度検知手段６で算出した温度Ｔが判定値Ｔｚ以下であればＳ１６へ進み、判定値Ｔｚより大きければＳ１に戻る。ここで、判定値Ｔｚは、最下点温度の油温が低すぎて赤外線検出手段５により油量が判定できない可能性があるか、または、放射される赤外線検が非常に少量であるため赤外線検出手段５において正確に検出できるかどうかの基準温度であり、最下点温度がＴｚより低い場合には、油量判定手段７は、温度判定値Ｔａから一定時間Δｔｈ経過したときの立ち上がり温度から鍋１内の油量の多、少を判定する。

Ｓ１６において、温度検知手段６で算出した温度Ｔが温度判定値Ｔａ以上であればＳ１７へ進み、判定値Ｔａ未満であればＳ１６に戻る。Ｓ１７において、タイマーｔｙを開始する。Ｓ１８において、タイマーｔｙが一定時間Δｔｈ以上経過していればＳ１９へ進み、タイマーｔｙが一定時間Δｔｈ未満であればＳ１８に戻る。Ｓ１９において、タイマーｔｙを停止する。Ｓ２０において、タイマー停止時の温度Ｔｂより、温度判定値Ｔａからの上昇温度ΔＴ１を得る。Ｓ２１において、上昇温度ΔＴ１が判定値ΔＴｃ１以上（ΔＴｍ１以上）の場合はＳ９へ進み鍋１内の油量を「少」と判定し、鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度に到達するように、油量が「少」の場合の制御を制御手段９は行う。

また、Ｓ２２において、上昇温度ΔＴ１が判定値ΔＴｃ２以上（ΔＴｍ１未満でΔＴｍ２以上）の場合はＳ１１へ進み鍋１内の油量を「中」と判定し、鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度に到達するように、油量が「中」の場合の制御を制御手段９は行う。

また、上昇温度ΔＴ１が判定値ΔＴｃ２未満の場合はＳ１２へ進み鍋１内の油量を「多」と判定し、鍋１の温度が操作手段８で設定した設定温度に到達するように、油量が「多」の場合の制御を制御手段９は行う。

なお、温度Ｔの判定値Ｔｚ、Ｔａ、最下点温度Ｔｘの判定値Ｔθ、上昇温度ΔＴの判定
値ΔＴｍ１、ΔＴｍ２、ΔＴｍ３、ΔＴｍ４、および上昇温度ΔＴ１の判定値ΔＴｃ１、ΔＴｃ２、タイマーｔｔの判定値Δｔ１、タイマーｔｙの判定値Δｔｈは予め最適な値を実験的に決定するものである。

また、以上の説明では最下点温度Ｔｘの判定値は１つしかないが、判定値を複数用いて油量を判定すれば精度面で有効である。

同様に、上昇温度ΔＴの判定値がΔＴｍ１、ΔＴｍ２、ΔＴｍ３、ΔＴｍ４、および上昇温度ΔＴ１の判定値がΔＴｃ１、ΔＴｃ２としているが、さらに細かく規定すれば、精度をさらに向上させることができる。

なお、本実施の形態で説明した各手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバなどのハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることで新しい機能の配信・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以上のように、本実施の形態では、温度検知手段６で算出した温度の温度勾配が所定値以上の負の値になった場合には途中で油が追加されたと判定して油量判定手段７を用いて再度油量を判定し、最適な制御方法を複数の中から選択することにより、より精度よく予熱工程を制御することができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器およびプログラムは、加熱開始後に鍋の油量が変更された場合でも、鍋の温度を設定温度に精度よく制御でき、揚げ物調理の予熱工程を精度良く実施することができるので、家庭用あるいは業務用など様々な誘導加熱調理器全般に適用できる。

本発明の実施の形態における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図同誘導加熱調理器における油追加量の違いによる温度変化の違いを示すグラフ同誘導加熱調理器における油追加時の違いによる温度変化の違いを示すグラフ同誘導加熱調理器における多量の油追加をしたときの温度変化の違いを示すグラフ同誘導加熱調理器における油量判定手段での処理内容を示すフローチャート同誘導加熱調理器における上昇温度の判定値と、最下点温度の関係を示す図

１鍋
２天板
３加熱コイル
４インバータ
５赤外線検出手段
６温度検知手段
７油量判定手段
８操作手段
９制御手段

Claims

鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を保持する天板と、前記天板の下面に設置され前記鍋の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から前記鍋の温度を検知する温度検知手段と、設定温度を設定入力する操作手段と、前記温度検知手段の検知温度が下降してから上昇に転じた時の最下点温度を基準として一定時間経過したときの立ち上がり温度により前記鍋内の油量の多少を判定する油量判定手段と、前記油量判定手段で判定した前記鍋内の油量の多少に応じて前記鍋の温度が前記操作手段で設定した設定温度になるように加熱制御する制御手段とを備え、前記油量判定手段は、前記温度検知手段の最下点温度に応じて前記鍋内の油量の多少判定を変更する誘導加熱調理器。
前記制御手段は、前記鍋の温度が前記操作手段で設定した設定温度になるように、加熱途中で前記鍋の温度が切替温度に達したと前記温度検知手段が検知した場合には火力を低減して制御し、前記油量判定手段が、前記鍋の油量が相対的に少ないと判断した場合には、前記鍋の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し、切替温度をより低くした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
前記制御手段は、前記鍋の温度が前記操作手段で設定した設定温度になるように、加熱途中で前記鍋の温度が切替温度に達したと前記温度検知手段が検知した場合には火力を低減して制御し、前記油量判定手段が、前記鍋の油量が相対的に少ないと判断した場合には、前記鍋の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し、火力をより低減する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
前記油量判定手段が油量の多少を判定するのは、前記温度検知手段より得られる温度の温度勾配が所定値以上の負の値になった場合である請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。