JP5047225B2

JP5047225B2 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP5047225B2
Application number: JP2009125052A
Authority: JP
Inventors: 広康私市; 博史山崎; 滋之永田; 昭彦小林; 彰森井; 庄太神谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2029-05-25
Also published as: JP2010272452A

Description

本発明は、調理鍋の側面から発せられる赤外線量から調理鍋の内容物温度を推定して加熱制御する誘導加熱調理器に関するものである。

従来の誘導加熱調理器には、本体にトッププレートの上面を臨むように配置された赤外線センサーを設け、赤外線センサーの受光面の前方に汚れ防止フィルターを設け、赤外線センサーを調理鍋の側面下部から放射される赤外線を受光する方向に配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−９２１７７号公報（第４頁、図１）

前述した従来の誘導加熱調理器では、トッププレートに載置された調理鍋が加熱コイルからはみ出している場合と、調理鍋が加熱コイルの内側にある場合とでは、調理鍋の鍋側面温度が異なるので、内容物温度との乖離が生じ、正確な内容物温度を検知できないことがある。
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、調理鍋が加熱コイルからはみ出していたり、加熱コイルの内側にあったとしても、鍋側面温度から正確な内容物温度を検出でき、ムラのない温度制御が可能な誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明に係る誘導加熱調理器は、調理鍋が載置されるトッププレートと、トッププレートの下に設置され、トッププレートに載置された調理鍋を加熱する加熱コイルと、交流電圧を高周波電圧に変換して加熱コイルに高周波電流を供給する駆動回路と、加熱コイルに投入される電力を検知し電力が設定電力になるように駆動回路を制御する制御回路と、トッププレートより上側に設けられ、調理鍋の側面から放射される赤外線を受光する赤外線センサーと、赤外線センサーによって受光された赤外線量に基づいて鍋側面温度を算出する鍋温度算出部とを備え、制御回路は、加熱開始の際に所定電力を所定時間投入し、その間の赤外線センサーからの赤外線量あるいは鍋温度算出部の算出による鍋側面温度を時間微分し、その微分値が所定値以下のときには調理鍋が赤外線センサー側にズレているとして、鍋温度算出部により算出される鍋側面温度を調理鍋の内容物温度とし、微分値が所定値より大きいときには調理鍋が加熱コイルの内側あるいは赤外線センサーの反対側にズレているとして、鍋温度算出部により算出される鍋側面温度を微分値に応じて設定された係数で補正して調理鍋の内容物温度とし、係数の値は、微分値が所定値より大きくなるに連れ小さくなるように設定されている。

本発明においては、加熱開始の際に所定電力を所定時間投入し、その間の赤外線センサーからの赤外線量あるいは鍋温度算出部の算出による鍋側面温度を時間微分し、その微分値が所定値以下のときには調理鍋が赤外線センサー側にズレているとして、鍋温度算出部により算出される鍋側面温度を調理鍋の内容物温度とし、微分値が所定値より大きいときには調理鍋が加熱コイルの内側あるいは赤外線センサーの反対側にズレているとして、鍋温度算出部により算出される鍋側面温度を微分値に応じて設定された係数で補正して調理鍋の内容物温度としている。これにより、調理鍋が加熱コイルからはみ出していたり、加熱コイルの内側にあったとしても、調理鍋の内容物温度を正確に検出することができる。

本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。調理鍋が加熱口内に載置されたときの調理鍋と加熱コイルの位置関係を示す断面図である。調理鍋が赤外線センサー側にズレて加熱口に載置されたときの調理鍋と加熱コイルの位置関係を示す断面図である。調理鍋と加熱コイルとの位置関係から変化する鍋側面温度と内容物温度の関係を示す図である。鍋側面温度の微分値と鍋側面温度を補正する係数との相関を示す図である。実施の形態２における鍋側面温度の微分値と鍋側面温度を補正する減算値との相関を示す図である。実施の形態３における鍋側面温度の微分値と鍋側面温度を補正する赤外線放射率との相関を示す図である。実施の形態４を説明するための電力休止時の鍋側面温度の変化を示す図である。鍋側面温度の微分値と温度制御時のフィードバック量との相関を示す図である。鍋側面温度の微分値と最大投入電力量との相関を示す図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。
図１において、本体１１の上部に取り付けられたトッププレート３は、耐熱強化ガラスとそのガラスの外周に取り付けられた金属の枠体（図示せず）とにより構成されている。トッププレート３の耐熱強化ガラスの表面には、調理鍋１の加熱位置を示す円形の加熱口（図示せず）が表示されている。また、トッププレート３の下には、前述の加熱口に対向して設けられた環状の加熱コイル４が設置されている。加熱コイル４は、後述する駆動回路６からの高周波電流に基づいてトッププレート３上の調理鍋１を誘導加熱する。

トッププレート３の上側に設けられた赤外線センサー５は、例えば、前述の枠体に調理鍋１の側面と対向するように取り付けられ、調理鍋１の側面から放射される赤外線を受光する。駆動回路６は、インバータ回路を備え、後述する制御回路７からの制御に基づいてインバータ回路を駆動し、交流電圧８を高周波電圧に変換させて高周波電流を加熱コイル４に供給する。制御回路７は、例えばカレント・トランスで構成された電流検出器９により検出された入力電流と電圧検出器１０により検出された入力電圧とから入力電力を算出し、操作部により設定された加熱電力となるように駆動回路６を制御する。

また、制御回路７は、赤外線センサー５によって受光された赤外線量に基づいて鍋側面温度を算出する鍋温度算出部を備えている。加熱開始の際に所定電力を所定時間投入し、その間の鍋側面温度を時間微分し、その微分値の大きさに基づいて、調理鍋１と加熱コイル４の位置関係を判定して調理鍋１の内容物温度を推定する。なお、鍋温度算出部により算出された鍋側面温度を時間微分するようにしたが、これに代えて、赤外線センサーによって受光された赤外線量を時間微分するようにしても良い。

ここで、調理鍋１と加熱コイル４の位置関係の判定について図２乃至図４を参照しながら説明する。図２は調理鍋が加熱口内に載置されたときの調理鍋と加熱コイルの位置関係を示す断面図、図３は調理鍋が赤外線センサー側にズレて加熱口に載置されたときの調理鍋と加熱コイルの位置関係を示す断面図、図４は調理鍋と加熱コイルとの位置関係から変化する鍋側面温度と内容物温度の関係を示す図である。

図２に示すように、調理鍋１が加熱コイル４の内側にある場合は、点線で囲まれた鍋底面ａが加熱コイル４からの磁束により直接加熱されると共に、点線で囲まれた鍋側面ｂが矢印で示す磁束によって直接加熱される。一方、図３に示すように、調理鍋１が赤外線センサー５側にズレて置かれ、調理鍋１の側面が加熱コイル４からはみ出している場合は、赤外線センサー５側の鍋側面が加熱コイル４からの磁束で直接加熱されることはない。この状態においては、加熱コイル４からの磁束により、先ず鍋底面ａと赤外線センサー５の反対側の鍋側面ｂが直接加熱されるので、その熱が調理鍋１の内容物２に伝わり、赤外線センサー５側の鍋側面温度を徐々に上昇させる。

この鍋側面温度は、図４のＢに示すように、内容物温度（点線）に対して遅れて上昇し、その後、内容物温度と同じになる。一方、調理鍋１が加熱コイル４の内側にある場合は（図２参照）、前述したように赤外線センサー５側の鍋側面ｂが加熱コイル４からの磁束を直接受けて加熱するため、その鍋側面ｂの温度は、図４のＡに示すように、内容物２の温度より早く上昇し、内容物温度より高くなりその状態が継続される。

調理鍋１と加熱コイル４の位置関係を判定するためには、加熱開始直後の温度の立ち上がりを検出すればよいが、投入電力により温度の立ち上がり特性が異なるため、位置関係を明確に判定することはできない。そこで、本実施の形態１においては、前述したように、加熱開始の際に所定電力を所定時間投入し、その間の鍋側面温度を時間微分し、その微分値が所定値より大きいときに加熱コイル４内に調理鍋１が載置されていると判定する。また、調理鍋１が赤外線センサー５の反対側にズレていた場合は、鍋側面ｂが加熱コイルからの磁束を直接受けて加熱し、鍋側面温度の微分値が所定値より大きくなるので、加熱コイル４内に調理鍋１が載置されているものとして判定する。さらに、微分値が所定値以下のときは調理鍋１が赤外線センサー５側に載置されて加熱コイル４からズレていると判定する。

次に、鍋側面温度の微分値から推定する内容物温度の算出について図５を参照しながら説明する。
図５は鍋側面温度の微分値と鍋側面温度を補正する係数との相関を示す図である。
鍋側面温度の微分値が所定値Ｔ１以下の場合は、鍋側面温度が図４のＢに示すように内容物温度と同じになるので、鍋側面温度を内容物温度とする。一方、微分値が所定値Ｔ１より大きいときは、その微分値に応じて設定された係数を選定し、鍋側面温度に乗算して内容物温度とする。図５に示す所定値Ｔ１及び微分値に応じて設定された係数は、予め制御回路７にデータとして保存されている。このデータは、微分値が大きくなるにつれ係数の値が小さくなっている。

前記のように構成された誘導加熱調理器においては、操作部により電源を「入」にし、調理に必要な加熱電力を設定すると、制御回路７は、先ず所定電力（例えば１ｋＷ以上）を投入して加熱を開始する。この時、赤外線センサー５が受ける調理鍋１の側面からの赤外線量Ｐ、赤外線センサー５自体の温度Ｔ_Oを読み込んで、調理鍋１の赤外線放射率をε、ステファン・ボルツマン定数をσ、鍋側面温度をＴａ（調理鍋１の側面温度）とする下記の式（１）から鍋側面温度Ｔａを算出する。
Ｐ＝σ（εＴａ⁴−εＴｏ⁴）…（１）

その後、所定電力の投入から所定時間（例えば３０秒以内）を経過したときに、調理鍋１の側面から放射される赤外線量Ｐを赤外線センサー５を介して受光し、赤外線センサー５自体の温度Ｔ_Oを読み込んで、前述の式（１）から鍋側面温度Ｔａを算出する。次いで、先に算出した鍋側面温度Ｔａとで時間微分し、鍋側面温度Ｔａの微分値を算出する。

さらに、制御回路７は、算出した微分値が予め設定された所定値Ｔ１より大きいかどうかを判定し、微分値が所定値Ｔ１以下のときは、調理鍋１が赤外線センサー５側にズレていると判定する。この場合は、１．０の係数を選定し、操作部によって設定された加熱電力で調理鍋１が誘導加熱されるように駆動回路６を制御する。そして、赤外線センサー５によって検出された赤外線量Ｐを読み込み、前述の式（１）から鍋側面温度Ｔａを算出し、その鍋側面温度Ｔａに係数１．０を乗算して内容物温度とし、例えばユーザーが選択した調理メニューのシーケンス温度と比較する。内容物温度がシーケンス温度と異なるときは、内容物温度がシーケンス温度になるように駆動回路６を制御する。なお、微分値が所定値Ｔ１以下のとき、１．０の係数を選定するようにしたが、その場合、１．０の係数を選定することなく、鍋側面温度Ｔａを内容物温度としても良い。

また、制御回路７は、前述の微分値が所定値Ｔ１より大きいとき調理鍋１が加熱コイル４の内側あるいは赤外線センサー５の反対側にズレて載置されていると判定して、算出した微分値に応じて設定された係数（１．０より小さい値）を選定する。その後は、前述したように、設定された加熱電力で誘導加熱されるように駆動回路６を制御する。そして、赤外線センサー５によって検出された赤外線量Ｐを読み込み、前述の式（１）から鍋側面温度Ｔａを算出する。次いで、選定した係数を鍋側面温度Ｔａに乗算して内容物温度とし、シーケンス温度と比較する。内容物温度がシーケンス温度と異なるときは、内容物温度がシーケンス温度になるように駆動回路６を制御する。

以上のように実施の形態１によれば、加熱開始の際に所定電力を所定時間投入し、その間の鍋側面温度Ｔａを時間微分し、その微分値が所定値Ｔ１以下のとき調理鍋１が赤外線センサー５側にズレていると判定し、微分値が所定値Ｔ１より大きいときは調理鍋１が加熱コイル４の内側あるいは赤外線センサー５の反対側にズレて載置されていると判定するようにしたので、調理鍋１と加熱コイル４の位置関係を明確に識別することができる。

また、微分値が所定値Ｔ１以下のとき鍋側面温度Ｔａを調理鍋１の内容物温度とし、微分値が所定値Ｔ１より大きいときは、その微分値に応じて設定された１．０より小さい係数で鍋側面温度Ｔａを補正して内容物温度とするようにしたので、調理鍋１の側面が赤外線センサー側にズレて加熱コイル４からはみ出していたり、加熱コイル４の内側にあったとしても、調理鍋１の内容物温度を正確に検出することができる。

さらに、鍋側面温度Ｔａの微分値を算出する際、１ｋＷ以上の所定電力を投入するようにしているので、赤外線センサー５の出力が大きく変化し、微分値に含まれるノイズを少なくできる。さらに、加熱開始の際、熱伝達係数の大きい調理鍋１が加熱され、その後、内容物２に熱が伝わる。また、所定電力を投入する所定時間を３０秒以内としているので、調理鍋１のみが加熱される初期での傾きで検出でき、内容部２の影響を受けずに正確に位置を把握することができる。

実施の形態２．
図６は実施の形態２における鍋側面温度の微分値と鍋側面温度を補正する減算値との相関を示す図である。なお、実施の形態２の誘導加熱調理器は、実施の形態１と同様であるため、図１を用いて説明する。
実施の形態２における制御回路７は、図６に示すように、鍋側面温度Ｔａの微分値が所定値Ｔ１以下のとき鍋側面温度Ｔａを内容物温度とし、微分値が所定値Ｔ１より大きいときは、その微分値に応じて設定された減算値を選定し、鍋側面温度Ｔａを減算値で補正して内容物温度とする。図６に示す所定値Ｔ１及び微分値に応じて設定された減算値は、予め制御回路７にデータとして保存されている。このデータは、微分値が大きくなるにつれ減算値が大きくなっている。

次に、実施の形態２の動作を説明する。なお、実施の形態１と異なる部分だけを説明する。
制御回路７は、鍋側面温度Ｔａを時間微分して得られた微分値が予め設定された所定値Ｔ１より大きいかどうかを判定し、微分値が所定値Ｔ１以下のときは、調理鍋１が赤外線センサー５側にズレていると判定する。この場合は、減算値がゼロであるため、その減算値を選定することなく、操作部によって設定された加熱電力で調理鍋１が誘導加熱されるように駆動回路６を制御する。そして、赤外線センサー５によって検出された赤外線量Ｐを読み込み、前述の式（１）から鍋側面温度Ｔａを算出し、その鍋側面温度Ｔａを補正することなく内容物温度とし、例えばユーザーが設定した温度と比較する。内容物温度が設定温度と異なるときは、内容物温度が設定温度になるように駆動回路６を制御する。

また、制御回路７は、前述の微分値が所定値Ｔ１より大きいとき調理鍋１が加熱コイル４の内側あるいは赤外線センサー５の反対側にズレて載置されていると判定して、算出した微分値に応じて設定された減算値を選定する。その後は、前述したように、設定された加熱電力で誘導加熱されるように駆動回路６を制御する。そして、赤外線センサー５によって検出された赤外線量Ｐを読み込み、前述の式（１）から鍋側面温度Ｔａを算出する。次いで、先に選定した減算値で鍋側面温度Ｔａを補正して内容物温度とし、ユーザーが設定した温度と比較する。内容物温度が設定温度と異なるときは、内容物温度が設定温度になるように駆動回路６を制御する。

以上のように実施の形態２によれば、加熱開始の際に所定電力を所定時間投入し、その間の鍋側面温度Ｔａを時間微分し、その微分値が所定値Ｔ１以下のとき調理鍋１が赤外線センサー５側にズレていると判定し、微分値が所定値Ｔ１より大きいときは調理鍋１が加熱コイル４内あるいは赤外線センサー５の反対側にズレて載置されていると判定するようにしたので、調理鍋１と加熱コイル４の位置関係を明確に識別することができる。

また、微分値が所定値Ｔ１以下のとき鍋側面温度Ｔａを調理鍋１の内容物温度とし、微分値が所定値Ｔ１より大きいときは、その微分値に応じて設定された減算値で鍋側面温度Ｔａを補正して内容物温度とするようにしたので、調理鍋１の側面が赤外線センサー側にズレて加熱コイル４からはみ出していたり、加熱コイル４の内側にあったとしても、調理鍋１の内容物温度を正確に検出することができる。

実施の形態３．
図７は実施の形態３における鍋側面温度の微分値と鍋側面温度を補正する赤外線放射率との相関を示す図である。なお、実施の形態３の誘導加熱調理器は、実施の形態１と同様であるため、図１を用いて説明する。
実施の形態３における制御回路７は、前述した式（１）により鍋側面温度Ｔａを算出する際、赤外線放射率εに約０．２を用いて演算する。これは、例えばステンレス製の鏡面鍋における赤外線放射率εである。また、制御回路７は、図７に示すように、鍋側面温度Ｔａの微分値が所定値Ｔ２以下のとき鍋側面温度Ｔａを内容物温度とし、微分値が所定値Ｔ２より大きいときは、その微分値に応じて設定された前記０．２より高い赤外線放射率εを選定する。そして、赤外線センサー５の赤外線量Ｐを基に鍋側面温度Ｔａを算出する際、先に選定した赤外線放射率εを用いて鍋側面温度Ｔａを算出し、それを内容物温度とする。図７に示す所定値Ｔ２及び微分値に応じて設定された赤外線放射率εは、予め制御回路７にデータとして保存されている。このデータは、微分値が大きくなるにつれ赤外線放射率εの値が高くなる。

次に、実施の形態３の動作を説明する。なお、実施の形態１と異なる部分だけを説明する。
制御回路７は、鍋側面温度Ｔａを時間微分して得られた微分値が予め設定された所定値Ｔ１より大きいかどうかを判定し、その微分値が所定値Ｔ２以下のときは、調理鍋１が赤外線センサー５側にズレていると判定する。この場合は、赤外線放射率εに０．２を用いているため、その赤外線放射率εを選定することなく、操作部によって設定された加熱電力で調理鍋１が誘導加熱されるように駆動回路６を制御する。そして、赤外線センサー５によって検出された赤外線量Ｐを読み込み、前述の式（１）から鍋側面温度Ｔａを算出して、その鍋側面温度Ｔａを内容物温度とし、例えばユーザーが設定した温度と比較する。内容物温度が設定温度と異なるときは、内容物温度が設定温度になるように駆動回路６を制御する。

また、制御回路７は、前述の微分値が所定値Ｔ２より大きいとき調理鍋１が加熱コイル４内あるいは赤外線センサー５の反対側にズレて載置されていると判定して、その微分値に応じて設定された赤外線放射率εを選定する。その後は、前述したように、設定された加熱電力で誘導加熱されるように駆動回路６を制御する。そして、赤外線センサー５によって検出された赤外線量Ｐを読み込んで、前述の式（１）に先に選定した赤外線放射率ε（選定した赤外線放射率ε）を取り入れて鍋側面温度Ｔａを算出し、内容物温度としてユーザーが設定した温度と比較する。内容物温度が設定温度と異なるときは、内容物温度が設定温度になるように駆動回路６を制御する。

以上のように実施の形態３によれば、加熱開始の際に所定電力を所定時間投入し、その間の鍋側面温度Ｔａを時間微分し、その微分値が所定値Ｔ２以下のとき調理鍋１が赤外線センサー５側にズレていると判定し、微分値が所定値Ｔ２より大きいときは調理鍋１が加熱コイル４内あるいは赤外線センサー５の反対側にズレて載置されていると判定するようにしたので、調理鍋１と加熱コイル４の位置関係を明確に識別することができる。

また、微分値が所定値Ｔ２以下のとき鍋側面温度Ｔａを調理鍋１の内容物温度とし、微分値が所定値Ｔ２より大きいときは、その微分値に応じて設定された０．２より高い赤外線放射率εで鍋側面温度Ｔａを算出し、内容物温度とするようにしたので、調理鍋１の側面が赤外線センサー側にズレて加熱コイル４からはみ出していたり、加熱コイル４の内側にあったとしても、調理鍋１の内容物温度を正確に検出することができる。

実施の形態４．
図８は実施の形態４を説明するための電力休止時の鍋側面温度の変化を示す図、図９は鍋側面温度の微分値と温度制御時のフィードバック量との相関を示す図である。なお、実施の形態３の誘導加熱調理器は、実施の形態１と同様であるため、図１を用いて説明する。

先ず、調理鍋の内容物量に応じて変化する電力休止時の鍋側面温度について図８を参照しながら説明する。
図８に示すように、所定時間ｔ１での加熱では、調理鍋１の内容物２の熱伝達係数よりも調理鍋１自体の熱伝達係数が大きいため、内容物２より先に調理鍋１が加熱される。休止時間ｔ２では、調理鍋１と加熱コイル４との位置関係で変わるが、調理鍋１の熱が内容物２に奪われて温度が低下する。調理鍋１の内容物２が多い場合は、鍋側面温度Ｔａの低下速度が図８のＤに示すように早くなり、内容物２が少ない場合は、同図のＣに示すように遅くなる。調理鍋１と加熱コイル４との位置関係で所定時間ｔ１での上昇値が異なるため、Ｃ、Ｄの始まりポイントは変わるが、鍋側面温度Ｔａの低下速度は、調理鍋１と加熱コイル４との位置関係よりも内容物量の影響が大きい。

そこで、実施の形態４は、休止時間ｔ２の間の鍋側面温度Ｔａの微分値を算出し、内容物温度Ｔｂがユーザー設定の温度Ｔobj となるように制御する際のフィードバック量Ｋを前述の微分値の大きさから決定して、フィードバック制御（Ｋ（Ｔobj −Ｔｂ））を行うようにしたものである。微分値は、調理鍋１の内容物量が多いほど負方向の値（微分値）が大きくなり、内容物量が少ないほど負方向の値（微分値）が小さくなるので、フィードバック量Ｋは、図９に示すように、微分値が大きくなるほど大きくなり、微分値が小さくなるほど小さくなる。フィードバック量Ｋが大きくなるほど加熱電力は高くなり、フィードバック量Ｋが小さくなるほど加熱電力は低くなる。前述の微分値とフィードバック量Ｋは、予め制御回路７にデータとして保存されている。なお、加熱電力をフィードバック量Ｋの大きさに応じて変えるようしたことを述べたが、フィードバック量Ｋが大きくなるほど加熱時間を長く、フィードバック量Ｋが小さくなるほど加熱時間を短くするようにしても良い。

次に、実施の形態４の動作を説明する。なお、実施の形態１と異なる部分だけを説明する。
制御回路７は、所定電力を所定時間ｔ１投入すると休止時間ｔ２に入る。この時、赤外線センサー５が受ける調理鍋１の側面からの赤外線量Ｐ、赤外線センサー５自体の温度Ｔ_Oを読み込んで、前述した式（１）から鍋側面温度Ｔａを算出する。そして、前述の休止時間ｔ２経過したときに、前記と同様に、調理鍋１の側面から放射される赤外線量Ｐを赤外線センサー５を介して受光し、赤外線センサー５自体の温度Ｔ_Oを読み込んで、前述の式（１）から鍋側面温度Ｔａを算出する。次いで、先に算出した鍋側面温度Ｔａとで時間微分し、鍋側面温度Ｔａの微分値を算出し、その微分値に応じて設定されたフィードバック量Ｋを選定する。

その後、制御回路７は、操作部によって設定された加熱電力で調理鍋１が誘導加熱されるように駆動回路６を制御する。そして、実施の形態１、２、３で述べたように、鍋側面温度Ｔａから推定した内容物温度Ｔｂとユーザー設定の温度Ｔobj とを比較する。内容物温度Ｔｂが設定温度Ｔobj と異なるときは、その温度差（Ｔobj −Ｔｂ）及び先に選定したフィードバック量Ｋをフィードバックし加熱電力を制御する。前述したように、フィードバック量Ｋが大きいときは、それに応じて加熱電力が高くなり、フィードバック量Ｋが小さいときは加熱電力が低くなる。

以上のように実施の形態４によれば、調理鍋１の内容物量が少ないときフィードバック量Ｋを小さくし、内容物２量が多いときはフィードバック量Ｋを大きくすることで、内容物量に応じた加熱電力で加熱することができ、そのため、オーバーシュートやアンダーシュートの殆ど無い正確な温度制御を行うことができる。

また、休止時間ｔ２を１０秒以上としているので、鍋側面温度Ｔａが大きく変化し、ノイズの少ない微分値を得ることができる。さらに、休止時間ｔ２を２分以内としているので、ユーザーの使い勝手への影響を少なくできる。

なお、実施の形態４では、休止時間ｔ２の間で算出した鍋側面温度Ｔａの微分値でフィードバック量Ｋを選定するようにしたが、その微分値の大きさに応じて最大投入電力量を選定して、その最大投入電力量に達したときに、調理鍋１の内容物量に応じた加熱終了と推定して加熱コイル４の誘導加熱を停止させるようにしても良い。例えば図１０に示すように、微分値が小さいほど最大投入電力量を少なくし、微分値が大きいほど最大投入電力量を多くする。即ち、調理鍋１の内容物量が少ないほど最大投入電力量を少なくし、調理鍋１の内容物量が多いほど最大投入電力量を多くする。
これにより、特に調理鍋１の内容物２が少ないときには最大投入電力量が少なくなるので、調理鍋１の内容物２を焦がしたり、空焚きを防止できる。

１調理鍋、２内容物、３トッププレート、４加熱コイル、５赤外線センサー、６駆動回路、７制御回路、９電流検出器、１０電圧検出器。

Claims

調理鍋が載置されるトッププレートと、
前記トッププレートの下に設置され、当該トッププレートに載置された調理鍋を加熱する加熱コイルと、
交流電圧を高周波電圧に変換して前記加熱コイルに高周波電流を供給する駆動回路と、前記加熱コイルに投入される電力を検知し当該電力が設定電力になるように前記駆動回路を制御する制御回路と、
前記トッププレートより上側に設けられ、調理鍋の側面から放射される赤外線を受光する赤外線センサーと、
前記赤外線センサーによって受光された赤外線量に基づいて鍋側面温度を算出する鍋温度算出部とを備え、
前記制御回路は、加熱開始の際に所定電力を所定時間投入し、その間の前記赤外線センサーからの赤外線量あるいは前記鍋温度算出部の算出による鍋側面温度を時間微分し、その微分値が所定値以下のときには調理鍋が前記赤外線センサー側にズレているとして、前記鍋温度算出部により算出される鍋側面温度を調理鍋の内容物温度とし、
前記微分値が所定値より大きいときには調理鍋が前記加熱コイルの内側あるいは前記赤外線センサーの反対側にズレているとして、前記鍋温度算出部により算出される鍋側面温度を前記微分値に応じて設定された係数で補正して調理鍋の内容物温度とし、
前記係数の値は、前記微分値が所定値より大きくなるに連れ小さくなるように設定されていることを特徴とする誘導加熱調理器。
前記制御回路は、前記係数に代えて、前記微分値が所定値より大きくなるに連れ値が大きくなる減算値をデータとして有し、前記微分値が所定値以下のときには調理鍋が前記赤外線センサー側にズレているとして、前記鍋温度算出部により算出される鍋側面温度を調理鍋の内容物温度とし、
前記微分値が所定値より大きいときには調理鍋が前記加熱コイルの内側あるいは前記赤外線センサーの反対側にズレているとして、前記鍋温度算出部により算出される鍋側面温度を前記微分値に応じて設定された減算値で補正し、調理鍋の内容物温度とすることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
前記鍋温度算出部は、前記赤外線センサーによって受光された赤外線量にステンレス製の鏡面鍋における赤外線放射率を用いて鍋側面温度を算出し、
前記制御回路は、前記係数に代えて、前記微分値が所定値より大きくなるに連れ前記赤外線放射率より大きくなる赤外線放射率をデータとして有し、前記微分値が所定値以下のときには調理鍋が前記赤外線センサー側にズレているとして、前記鍋温度算出部により算出される鍋側面温度を調理鍋の内容物温度とし、
前記微分値が所定値より大きいときには調理鍋が前記加熱コイルの内側あるいは前記赤外線センサーの反対側にズレているとして、前記微分値に応じて設定された赤外線放射率を前記鍋温度算出部に設定して鍋側面温度を算出させ、算出された鍋側面温度を調理鍋の内容物温度とすることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
前記制御回路は、所定電力を所定時間投入した後、その加熱を所定の休止時間のあいだ停止し、その間の前記赤外線センサーの赤外線量あるいは前記鍋温度算出部の算出による鍋側面温度を時間微分し、その微分値に基づいて温度フィードバック制御時の加熱電力あるいは加熱時間を決定し、
前記微分値は、調理鍋の内容物量が少なくなるほど小さくなり、
前記微分値が小さいほど、温度フィードバック制御時の加熱電力が小さくあるいは加熱時間が短くなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
前記制御回路は、前記微分値が大きくなるに連れ値が大きくなる最大投入電力量をデータとして有し、前記微分値に応じて設定された最大投入電力量を選定し、この最大投入電力量に達したときに、調理鍋の内容物量に応じた加熱終了と推定して前記加熱コイルの加熱を停止させることを特徴とする請求項４記載の誘導加熱調理器。
前記休止時間を１０秒以上２分以内としたことを特徴とする請求項４又は５記載の誘導加熱調理器。
前記所定電力を１ｋＷ以上、前記所定時間を３０秒以内としたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。