JP5308830B2

JP5308830B2 - 誘導加熱調理器

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Publication number: JP5308830B2
Application number: JP2009000487A
Authority: JP
Inventors: 祐司朝生; 博喜押見; 淳公平
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2009-01-06
Filing date: 2009-01-06
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2029-01-06
Also published as: JP2010160899A

Description

本発明は、トッププレートに載置した調理容器の温度を検知する誘導加熱調理器に関するものである。

従来のこの種の誘導加熱調理器は、調理メニューに揚げものメニューを有し、操作部で「揚げもの」キーを選択すると、トッププレート上に載置された鍋の温度をトッププレートを介して検知する温度センサの出力から鍋内の油の温度が適温になるように制御している。

このような揚げもの調理行う場合、鍋の温度をトッププレートを介して検知しているため、鍋に入れられた油量が少ないほど温度センサの追従が悪い。そのため一定のパワーで目的の温度まで加熱を行うと、油量が少ないほど油温は高く、油量が多いほど低くなってしまう。

そこで、油量が多い時に油温の立ち上げ時間をあまり長くすることなく、かつ、少量油での急激な油温の上昇を防止する技術として特許文献１に記載のものがある。

特許文献１に記載される技術は、同文献の図２に示されるように第１立ち上げ加熱手段と第２立ち上げ加熱手段との間のｔｗ時間パワーをオフすることで油温と前記温度検出手段で検出された温度との差を近づけ、精度良く第１目標温度Ｔｏまで加熱することを実現している。

特開２００１−３０７８６３号公報

しかしながら、上記の従来技術において、ｔｗ時間パワーをオフすることで油温と温度検出手段で検知される温度との差を近づけて、第１目標温度Ｔ０まで加熱するようにすると、目標温度まで到達するまでの時間が長くなってしまうという問題がある。

本発明の目的は、前記従来の課題を解決するもので、油の量が少量であっても短時間で目標温度まで加熱することができるとともに、油がオーバーシュートにより過熱されることがない、安全でかつ使い易い揚げもの調理を可能とすることを目的としている。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、請求項１では、調理容器を搭載するトッププレートと、該トッププレートの下方に設けられた加熱コイルと、前記調理容器から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、前記トッププレートの下面に接して設けられ、前記調理容器の温度を検知する温度センサと、該温度センサの出力に基づいて前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、通常量モードで加熱を開始し、前記赤外線センサで検知する温度勾配が所定の温度勾配以下のときは通常量モードでの前記加熱コイルへの電力供給を継続し、前記赤外線センサで検知する温度勾配が所定の温度勾配以上のときは少量モードでの前記加熱コイルへの電力供給に切り替え、前記少量モードでは、前記温度センサの出力に基づいて供給電力を多段階に減少、あるいは、増加させながら前記加熱コイルに供給する電力を調整するものである。

また、請求項２では、前記少量モードと前記通常量モードでは、設定温度と前記温度センサで検出される温度が等しいときでも、前記加熱コイルに供給する電力が異なるものである。

また、請求項３では、前記通常量モードが選択されたときに前記加熱コイルに供給する電力の最大値と、前記少量モードが選択されたときに前記加熱コイルに供給する電力の最大値が異なるものである。

また、請求項４では、前記通常量モードが選択されたときに前記誘導加熱調理器に供給する電力の最大値は、前記少量モードが選択されたときに前記加熱コイルに供給する電力の最大値よりも大きいものである。

本発明の誘導加熱調理器は、上記のように構成したことにより、鍋に入れた油の量が多量であっても少量であっても短時間に正確に目標温度に立ち上げることができるので、揚げもの調理が安全で使い易いものとすることができる。

一実施例の誘導加熱調理器の外観斜視図。誘導加熱調理器のトッププレートを除いた上面図。左右の加熱コイルを主体とした構成を示すブロック図。反射型フォトインタラプタの説明図。上面操作部と上面表示部の説明図。インバータのブロック図。誘導加熱調理器の動作を説明するフローチャート。通常量モードにおける制御動作の説明図。少量モードにおける制御動作の説明図。少量モード時における油温特性図。赤外線センサと温度センサの検知する温度特性図。

以下、本発明の一実施例を図１〜図１１を参照して説明する。

図１は本発明の実施例を示す誘導加熱調理器の外観斜視図である。図１において、誘導加熱調理器の本体１の上面にはトッププレート２が水平に配置されている。

トッププレート２は、耐熱性の高い結晶化ガラス製の厚さ約４mmのもので構成され、鉄
等の磁性体又はアルミ等の非磁性体よりなる鍋３０等の調理容器を載置する。

トッププレート２下方で本体１内上部の左右及び中央後部には、環状に形成された加熱コイル３が夫々配置されており、トッププレート２に載置された鍋３０等を誘導加熱する。

トッププレート２の前面側上面には、夫々の加熱コイル３に対応した上面操作部７ａ，７ｂ，７ｃが設けられていて、加熱コイル３の通電状態の設定や操作を行う。また、各上面操作部７ａ，７ｂ，７ｃに対応して上面表示部８ａ，８ｂ，８ｃが上面操作部７ａ，７ｂ，７ｃの近傍に設けられており、夫々の加熱コイル３の通電状態等を表示する。

上面操作部７ａは、本体１右側の加熱コイル３の火力等の入力を行い、上面操作部７ｂは本体１中央後部の加熱コイル３の火力等の入力を行い、上面操作部７ｃは本体１左側の加熱コイル３の火力等の入力を行う。

本体１の後部右側には、上方に向けて開口した吸気口４が設けられており、本体１内に設けられたファン（図示せず）により、吸気口４から吸気した冷却風を本体１内に設けられた制御基板（図示せず）や加熱コイル３等に流して冷却する。

本体１の後部左側には、本体１内部を冷却した冷却風を排気する排気口５が設けられている。

本体１の前面左部には、魚やピザ等を焼くグリル加熱器６が設けられており、グリル加熱器６は、前面が開口した箱型をしていて、内部の調理庫内にシーズヒータ等の発熱体と内部の温度を検出するグリルサーミスタ（図示せず）が設けられ、前面部はハンドル６ａが取り付けられたグリルドア６ｂにより塞がれている。

グリルドア６ｂは、その裏側に受け皿が取り付けられており、調理庫内に前面開口部から出し入れ自在に収納され、受皿の上に載置された焼網の上に魚やピザ等の食材を載せて調理する。

本体１の前面右部には、本体１へ供給する電源の主電源スイッチ９と、グリル加熱器６の加熱調理条件等を入力する前面操作部１０が設けられている。

前面操作部１０は、下方に設けられた回動軸を中心として操作パネル１１の上方が前面側に倒れ、操作キー１２が上方側に向かって露出する所謂カンガルーポケット形態のものである。

図２は誘導加熱調理器のトッププレート２を除いた上面図、図３は誘導加熱調理器の左右の加熱コイルを主体とした構成を示すブロック図である。

左右に配設された加熱コイル３は、夫々環状の内側加熱コイル３ａと、その外側に環状の隙間３ｂを設けて配置された環状の外側加熱コイル３ｃとで構成されている。

加熱コイル３に隙間３ｂを設ける理由は、内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｃとで発生する磁束を分散させて鍋３０の温度を均一化するためである。

なお、各加熱コイル３は隙間３ｂを設ける構成としたが、特にこれに限定されることはない。例えば内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｃを隙間無く巻回した隙間３ｂの無い加熱コイル３とする構成であってもよい。

加熱コイル３は、図３に示すようにコイルベース１３上に設置されている。

また、ギャップスペーサー１４が、コイルベース１３の外周縁部に取り付けられた支持部材１６によりコイルベース１３の外周から中心側に向けて適宜間隔を保持して設けられ、コイルベース１３が複数のバネ（図示せず）によりトッププレート２方向に付勢されることにより、加熱コイル３がトッププレート２に対し略並行となり、かつトッププレート２に載置される鍋３０と加熱コイル３とのギャップが一定に保持されるように構成している。

加熱コイル３は、表皮効果を抑制するためリッツ線を採用していて、後述するインバータ１００により数十kHzの高周波で数百Ｖの電圧が印加され、鍋３０に対して高周波磁界を印加して鍋３０に渦電流を発生させ、鍋３０を自己発熱させて加熱する。

左右に配設された加熱コイル３の中心部近傍には、サーミスタで構成された複数の温度センサ１５の中の内側温度センサ１５ａがトッププレート２の下面に密着して設けられており、加熱コイル３の上方に載せられた鍋３０の温度をトッププレート２を介して検知する。

また、同様に加熱コイル３の隙間３ｂには、加熱コイル３の中心から等距離で、かつ１２０度の等間隔でサーミスタで構成された外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄがギャップスペーサー１４に緩衝材（図示せず）を介して設けられ、トッププレート２の下面に密着することにより、加熱コイル３の上方に載せられた鍋３０の温度を検知する。

なお、外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、加熱コイル３の隙間３ｂに設ける構成としたが、特にこれに限定されることはない。例えば外側加熱コイル３ｃの外周近傍や、または、内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｃを隙間無く巻回した隙間３ｂの無い加熱コイル３とした構成の外周近傍に設ける構成であってもよい。また、外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは３個に限定されることはなく、１個又は２個であっても、または、３個以上であってもよい。

左右に配設された加熱コイル３の中心部近傍の下方には、鍋３０の底面から放射される赤外線をトッププレート２を通して受光し、その受光した赤外線のエネルギーから温度を検知する赤外線センサ１７が設けられている。

赤外線センサ１７は、熱型検出素子を使用した方式のセンサであり、その受光面１７ａは、内側加熱コイル３ａの中心部近傍の位置で、加熱コイル３下方のトッププレート２の下面から約３５mm離れた位置に設けられている。

また、受光面１７ａには検知する赤外線の視野角を制限するレンズや導光筒等（図示せず）が設けられ、図３に示すようにトッププレート２の下面の位置で１０φから１５φの温度検出スポット１７ｂによって検出するような視野角としている。

なお、赤外線センサ１７で検知する温度は、鍋３０から放射する赤外線をトッププレート２を通して受光するため、本実施例では、結晶化ガラス製のトッププレート２の赤外線透過波長特性から１５０℃程度以下の温度の低い範囲は検出しにくいといった性質がある。

左右に配設された加熱コイル３の隙間３ｂには、反射型フォトインタラプタ１８がトッププレート２の下面から離れた位置に設けられている。

図４は反射型フォトインタラプタ１８を説明する図である。図に示すように反射型フォトインタラプタ１８は、赤外線発光素子としての赤外線ＬＥＤ１８ａと、赤外線受光素子としての赤外線フォトトランジスタ１８ｂとを同一プラスチック部材に並べてモールド１８ｃしている。

赤外線ＬＥＤ１８ａの発光面上にはプラスチックでレンズが構成され、細いビームで９３０nm付近の赤外光を上方に照射する。

赤外線フォトトランジスタ１８ｂの受光面上には可視光阻止のプラスチックでレンズが構成され、先の照射赤外光の物体（鍋底面）での反射赤外光を狭い視野角で受光し、その受光量に比例した電流を出力する。

この反射型フォトインタラプタ１８の出力から、反射率計測回路１９でトッププレート２上に置かれた鍋３０底面の反射率を計測する。

なお、赤外線ＬＥＤ１８ａの９３０nm付近の赤外光は、大部分がトッププレート２を通
過するが、一部はトッププレート２で反射される。これはトッププレート２の透過率が波長９３０nmで９０％であり、残りの１０％の赤外光は反射されるためである。したがって
、反射率計測回路１９は、トッププレート２上に反射率が既知の鍋３０（金属板）を載置したときの反射型フォトインタラプタ１８の出力との関係を予め測定し、この関係をテーブルデータあるいは近似式の係数値を記憶しておき、反射率を算出するように構成する。

図５は上面操作部７ａと上面表示部８ａを説明する図である。

上面操作部７ｃと上面表示部８ｃの内容は、上面操作部７ａと上面表示部８ａの内容と同じものであるため説明は省略する。

上面表示部８ａは、表示部８１ａと表示部８１ｂに分けられ、表示部８１ａは、火力設定キー７２で入力される火力やメニュー設定キー７１で入力される調理メニュー等が表示される。

表示部８１ｂは、メニュー設定キー７１で設定された“揚げもの”や“ステーキ”メニュー等において、鍋３０を予熱して鍋３０の温度が適温に達した時に使用者に食材の投入タイミングを知らせることができるように「予熱中」と、「適温」の表示を行うことができる。

火力設定キー７２で設定できる火力は、“とろ火”キー７２ａ“弱火”キー７２ｂ“中火”キー７２ｃ“強火”キー７２ｄの四段階に分かれ、必要な火力を一回の操作で入力できるように火力に応じて個別にキーが設けられている。

設定する火力の目安は、最大で１２段階の火力が設けられており、各火力と消費電力の関係は、「１」段階は１００Ｗ相当、「２」段階は２００Ｗ相当、「３」段階は３００Ｗ、「４」段階は４００Ｗ、「５」段階は５００Ｗ、「６」段階は８００Ｗ、「７」段階は１.１kW、「８」段階は１.４kW、「９」段階は１.６kW、「１０」段階は２kW、「１１」
段階は２.５kW、「１２」段階は３kWである。

各段階の数字は表示部８１ａに火力の目安として表示する数字である。また、４段階の火力表示と１２段階表示の関係は、“とろ火”は「１」、“弱火”は「２」「３」「４」「５」、“中火”は「６」「７」「８」、“強火”は「９」「１０」「１１」「１２」となる。

矢印調整キー７３は、火力設定キー７２で入力できない火力、例えば火力「９」を入力する場合は、まず“中火”キー７２ｃにより火力を「７」に設定し、次に、火力調整ＵＰキー７３ｂを２回押すと、表示部８１ａに表示されていた火力を示す数字が「７」から「８」、「８」から「９」へと変更され、火力が強火「９」に成ったことを示す。ちなみに、次に矢印調整ＤＯＷＮキー７３ａを押すと火力が「９」から「８」と下げることができる。

メニュー設定キー７１は、自動調理の“炊飯”や、“揚げもの”，“湯沸し”，“炒めもの”，“ステーキ”等を設定するためのもので、メニュー設定キー７１を押すことで表示部８１ａにメニューが表示され、メニュー設定キー７１を押すたびにメニューが切り替わり表示される。これによって使用するメニューを選択する。

メニュー設定キー７１で“揚げもの”を選択すると、次に油温を設定する必要があり、その場合矢印調整キー７３を操作して１５０℃〜２００℃の６段階の温度を設定することができる。例えばメニュー設定キー７１で揚げものを設定し、次に矢印調節キー７３で油温を１８０℃に設定したとき、表示部８１ａは、図５に示すように「１８０」の数字と「揚げもの」の文字が表示される。

７４は調理の開始や停止するための切・スタートキーである。

図６はインバータ１００のブロック図である。左右の加熱コイル３による鍋３０の加熱制御について図３，図６のブロック図を用いて簡単に説明する。

なお、グリル加熱器６の制御、および本体１中央後部の加熱コイル３の制御については本発明とは直接関係ないので説明を省略する。

制御回路１１８は、上面操作部７ａのメニュー設定キー７１や火力設定キー７２からの出力信号を受け取る。また、制御回路１１８は、加熱コイル３の近傍に設けられた内側温度センサ１５ａと、外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄからの出力信号を受け取る。
そして、制御回路１１８は、これらの出力信号に応じてインバータ１００を制御し、加熱コイル３に流れる高周波電流を制御して鍋３０を加熱制御する。

なお、複数の温度センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを設ける理由は、鍋３０の温度を検出するのに鍋３０底の変形により温度検出精度が低下するのを防ぐためであり、複数の温度センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの検出する温度の最も高い温度を検出した値を判定用温度として用いる。

加熱コイル３の中心部近傍に設けられた赤外線センサ１７の出力は、鍋３０の赤外線放射率の違いにより、同じ鍋３０底温度でありながら赤外線センサ１７の出力が異なる。そこで、鍋３０の放射率の違いによる出力を補正するため、反射型フォトインタラプタ１８の出力から、反射率計測回路１９で鍋３０底の反射率を計測し、制御回路１１８では赤外線センサ１７の出力を得られた反射率で補正して鍋３０の温度を検知する。

インバータ１００の構成は、図６に示すように、交流電源１１７を整流器１０２で直流電圧に変換し、スイッチング素子１０３，１０５の直列体で構成するスイッチング部に接続する。

スイッチング素子１０３，１０５にはそれぞれ逆並列にダイオード１０４，１０６を接続し、スイッチング素子１０３，１０５の接続点と直流電圧の基準点間に加熱コイル３と共振コンデンサ１０７で構成する共振回路部を接続する。また、スイッチング素子１０３，１０５にはそれぞれスナバコンデンサ１０８，１０９を接続する。

スイッチング素子１０３，１０５をそれぞれ排他的に高周波でオンオフすることによって、加熱コイル３と共振コンデンサ１０７で構成する共振回路部に高周波共振電流を供給し、加熱コイル３近傍に配置した負荷（鍋３０）を加熱する。

制御部１１０は、制御回路１１８から負荷に印加する目標となる電力レベル指示を入力し、インバータ１００の出力電力が目標値になるようスイッチング部１０３，１０５を制御する。

入力電流変換回路１１２は、交流電源１１７から入力する電流を検出する検出回路１１１の出力信号を適切なレベルに変換して制御部１１０に出力する。

入力電圧検出回路１１３は、交流電源１１７の電圧を検出し適切なレベルに変換して制御部１１０に出力する。

インバータ電流検出回路１１５は、共振回路部に流れる電流を検出する検出回路１１４の出力信号を適切なレベルに変換して制御部１１０に出力する。

制御部１１０はこれらの信号を入力し、負荷に投入される電力であるインバータ電力の計算，負荷の状態，加熱の適否等を判断し、スイッチング素子１０３，１０５を排他的にオンオフ制御するための信号を出力し、レベル変換部１１６によってスイッチング素子１０３，１０５に対して適切な駆動レベルに変換し、スイッチング素子１０３，１０５を駆動する。また、制御部１１０はこれらの状態を制御回路１１８に出力する。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、その動作を図７，図８，図９を用いて説明する。

図７は誘導加熱調理器の動作を説明するフローチャート図であり、図８は通常量モードにおける制御動作を説明する図であり、図９は少量モードにおける制御動作を説明する図である。

使用者が“揚げもの”調理を本体１右側の加熱コイル３を使って調理する場合について説明すると、最初に主電源スイッチ９をオンして電源を入れ、揚げもの調理をするときに使用する揚げもの用の鍋３０に油を入れ、本体１右側の加熱コイル３の中央に置き、表示部８１ａを見ながら上面操作部７ａのメニュー設定キー７１を操作して表示部８１ａに「揚げもの」を表示させ、矢印調整キー７３を操作して油温を設定する。そして、制御回路１１８が設定温度を１８０℃に設定したので「１８０」を表示部８１ａに表示させる。

次に、切・スタートキー７４を操作して温度制御を開始する。

温度制御を開始すると、図７に示すように、Ｓ０１で反射型フォトインタラプタ１８の出力から、反射率計測回路１９により鍋３０の反射率を計測し、Ｓ０２に移行する。

Ｓ０２では、鍋３０に入れられた油の量が通常の量であると仮定して、通常量モードとする。

Ｓ０３では、赤外線センサ１７の出力を反射率計測回路１９の入力から補正して得た鍋３０の温度の前回検知値と、今回検知値から温度勾配を求める。鍋３０に入れられた油の量が多いと鍋３０底の温度勾配は緩やかになり、油の量が少ないと鍋３０底の温度勾配は急になる。この赤外線センサ１７の出力から得られた温度勾配が所定値以下であれば、鍋３０に入れられた油の量が通常量であると判断し、通常量モードで温度制御する。また、温度勾配が所定値以上の場合は油の量が少量であると判断し少量モードで温度制御する。
なお、Ｓ０３で判定する赤外線センサ１７出力による温度勾配は、３秒周期でサンプリングして検出した温度勾配を使用している。

また、鍋３０内に５００ｇ〜８００ｇ程度の油を入れて調理を行う場合を通常量モードとし、２００ｇ程度の油で調理をする場合を少量モードとし、赤外線センサ１７出力による温度勾配の所定値を設定しておく。

Ｓ０３でｙｅｓの場合すなわち通常量モードの場合、次に、温度センサ１５の検出温度が前回検出温度と今回検出温度の差から２℃／１５秒以上の温度上昇であるか、又は、２℃／１５秒以上の温度下降であるかをＳ０４，Ｓ０５で判定する。

Ｓ０４でｙｅｓの場合は、鍋３０の温度が上昇中モードであると判断し、Ｓ０６で図８に示すように通常量モードの温度上昇中モードにおいて、温度センサ１５の出力が目標温度に対してどの程度の温度差であるかに応じて加熱コイル３に供給する加熱電力を設定する。

同様に、Ｓ０４でｎｏ、Ｓ０５でｙｅｓの場合は、温度下降中モードであると判断し、Ｓ０７で図８に示すように通常量モードの温度下降中モードにおいて、温度センサ１５の出力が目標温度に対してどの程度の温度差であるかに応じて加熱コイル３に供給する加熱電力を設定する。

また、同様に、Ｓ０５でｎｏの場合では、鍋３０の温度が目標温度で安定していると判断し、Ｓ０８で図８に示すように通常量モードの温度安定モードにおいて、温度センサ１５の出力が目標温度に対しどの程度の温度差であるかに応じて加熱コイル３に供給する加熱電力を設定する。

そして、Ｓ０３でｙｅｓの場合はＳ０９で使用者が切・スタートキー７４を操作して揚げもの調理を終了するまでは通常量モードで鍋３０に入れられた油の温度を目標温度に保持するように温度制御を行う。

次に、Ｓ０３で赤外線センサ１７の出力から得られた温度勾配が所定値以上の場合は、鍋３０に入れられた油の量が少量であると判断し、Ｓ１０に移行し少量モードとする。

次に、温度センサ１５の検出温度が前回検出温度と今回検出温度の差から２℃／１５秒以上の温度上昇であるか、又は、２℃／１５秒以上の温度下降であるかをＳ１１，Ｓ１２で判定する。

Ｓ１１でｙｅｓの場合は、鍋３０の温度が上昇中モードであると判断し、Ｓ１３で図９に示すように少量モードの温度上昇中モードにおいて、温度センサ１５の出力が目標温度に対してどの程度の温度差であるかに応じて加熱コイル３に供給する加熱電力を設定する。

同様に、Ｓ１１でｎｏ、Ｓ１２でｙｅｓの状態では、温度下降中モードであると判断し、Ｓ１４で図９に示すように少量モードの温度下降中モードにおいて、温度センサ１５の出力が目標温度に対してどの程度の温度差であるかに応じて加熱コイル３に供給する加熱電力を設定する。

また、同様に、Ｓ１２でｎｏの状態では、温度が目標温度で安定していると判断し、Ｓ１５で図９に示すように少量モードの温度安定モードにおいて、温度センサ１５の出力が目標温度に対しどの程度の温度差であるかに応じて加熱コイル３に供給する加熱電力を設定する。

そして、Ｓ０３でｎｏの場合は、Ｓ１６で使用者が切・スタートキー７４を操作して揚げもの調理を終了するまでは少量モードで鍋３０に入れられた油の温度を目標温度に保持するように温度制御を行う。

なお、温度センサ１５で検出される温度は、鍋３０内の油の温度を間接的に検出しているため、鍋３０内の油の温度よりも若干低い温度となる。したがって、鍋３０内の油の設定温度が例えば１８０℃の場合図８，図９に示す目標温度は設定温度１８０℃より若干低い温度となる。

次に、図７〜図１１を用いて制御動作をさらに詳細に説明する。

図１０は、少量モード時における油温特性図、図１１は、油量が２００ｇと５００ｇの場合の赤外線センサ１７と温度センサ１５の検知する温度特性図である。

鍋３０内の油量を少量（２００ｇ）とし、油温の設定温度を１８０℃とする。なお、温度センサ１５で検出される温度は、鍋３０内の油の温度よりも若干低い温度となるため、温度センサ１５で検出される温度の目標温度は設定温度１８０℃より５℃低い１７５℃となる。

温度制御が開始されると最初は通常量モードの制御が選択されて加熱が開始される。制御開始直後の温度センサ１５が検出する温度は常温（２０℃）程度であり、目標温度は１７５℃であることから、図８に示すように温度センサ１５の検知温度の２０℃は目標温度の１７５℃から３０℃引いた値の１４５℃より低く、また、温度上昇中モードであるため１８００Ｗの電力が加熱コイル３に供給されるようになる。

そして、制御開始後の早い時期は、鍋３０底の温度が低いため赤外線センサ１７の出力が得られず図７のステップＳ０３ではｙｅｓとなり通常量モードで温度制御が開始される。

鍋３０が加熱され、鍋３０底の温度が１５０℃程度まで上昇すると、鍋３０底の温度を検知する赤外線センサ１７の出力信号が出始める。そして、このときの赤外線センサ１７で検出する温度勾配から少量モードか通常量モードかがＳ０３で判断され、ステップＳ０３では、鍋３０に入れられた油の量が２００ｇであるため、赤外線センサ１７の検知する温度勾配は急峻となり、所定値以上となって判定はｎｏとなり少量モードのステップＳ１０に移行する。

ステップＳ０３でｎｏと判定され少量モードに移行する時点では、図１１に示すように温度センサ１５の検知温度は、鍋３０の急激な温度上昇に追従できないため、油の量が２００ｇと５００ｇとの比較では温度差がない状態であり、温度センサ１５で検知する温度では油量を判定することができない。しかし、赤外線センサ１７の出力では油の量の違いにより検知温度の温度勾配に明らかに差が生じている。

したがって、赤外線センサ１７の検知する出力の温度勾配の値を入力することにより、このように温度の立ち上がりの早い時点で鍋３０に入れられた油量の差を判定することができるようになる。

このように、赤外線センサ１７で検出する温度勾配で少量モードを検出するように構成すれば、油量が少ない場合の急激な温度立ち上がり特性を早い時間で検出することができ、少量モードの制御を使い油の温度がオーバーシュートしないように制御することが可能となる。

Ｓ１０で少量モードに設定されると、加熱コイル３に供給される電力は図９に示すように温度センサ１５の検知温度と目標温度との関係により最大電力でも１０００Ｗに抑えられ、油温の立ち上がりスピードが抑えられる。

なお、少量モードと通常量モードを判定する赤外線センサ１７の温度勾配の判定値は油の量が２００ｇと５００ｇの間に設定している。

図９に示すように、鍋３０の温度が上昇し、温度センサ１５で検出する温度と目標温度との差が４℃〜３０℃の範囲に入ると、加熱コイル３に供給される電力はさらに減少し５００Ｗとなり、油温の立ち上がりスピードがさらに抑えられる。

そして、温度センサ１５で検出する温度と目標温度との差が４℃以下の範囲に入ると加熱コイル３に供給される電力は０Ｗとなる。

このように、鍋３０の温度上昇に伴い加熱コイル３に供給される電力が小さくなるように制御され、油温がオーバーシュートしない様に制御される。

同様に「温度安定モード」，「温度下降モード」でも同じような制御がなされ、鍋３０内の油の温度が設定温度（１８０℃）と略一致するように制御される。

したがって、少量モードにおいては、「温度上昇中モード」，「温度安定モード」，「温度下降中モード」の何れにおいても通常量モードのような１８００Ｗや１５００Ｗのような高出力の電力を加熱コイル３に供給せずに、１０００Ｗや５００Ｗのような比較的低出力の電力を加熱コイル３に供給することで、温度センサ１５が検出する温度により、油の温度が設定温度と略一致するように制御され、油量が少量の場合に油の温度が急上昇して、設定温度を超えるオーバーシュートにより油が過熱されることを防ぐことができる。

また、同様に通常量モードの油量の場合は、高出力の加熱により短時間に目標温度まで加熱することができる。

そして、少量モードと通常量モードでは、設定温度と温度センサ１５で検出される温度が等しいときでも図８，図９に示すように加熱コイル３に供給する電力は異なり少量モードの方が低い値となっている。また、通常量モードが選択されたときに加熱コイル３に供給する電力の最大値と、少量モードが選択されたときに加熱コイル３に供給する電力の最大値が異なり、少量モードの方が低い値となっている。これにより設定温度到達時の油の温度のオーバーシュートを抑え、油が過熱することが無くなり精度よく油の温度制御することができる。

なお、赤外線センサ１７は検知対象物からの赤外線の放射率の差が温度計測上の課題であり、一般に被加熱物の温度が同じでも放射率が高ければ赤外線量が多くなり、放射率が低ければ赤外線量が少なくなる。したがって、被加熱物の放射率が正確に検知できないと検知する温度には誤差が多いものとなるため、赤外線センサ１７は少量モードと通常量モードを検出するのに使用し、鍋３０内の油の温度を設定温度に制御するのは温度センサ１５を使用し、温度センサ１５により油の温度が設定温度になるように精度よく制御することにより、揚げもの調理の失敗を防止することができるものである。

このように、赤外線センサ１７の検出する温度勾配の値により少量モードと通常量モードを判定するようにして加熱コイルに供給する電力を調整したことで、油の量が少量であっても、油がオーバーシュートにより過熱されることを確実に防止することができるとともに、鍋３０に入れた油の量が少量であっても多量であっても適切な加熱電力で鍋３０を加熱して短時間で設定温度に立ち上げることができるので、安全でかつ使い易いものとすることができる。

２トッププレート
３加熱コイル
１５温度センサ
１７赤外線センサ
１９反射率計測回路
３０鍋
１１８制御回路

Claims

調理容器を搭載するトッププレートと、
該トッププレートの下方に設けられた加熱コイルと、
前記調理容器から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、
前記トッププレートの下面に接して設けられ、前記調理容器の温度を検知する温度センサと、
該温度センサの出力に基づいて前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、
該制御手段は、
通常量モードで加熱を開始し、
前記赤外線センサで検知する温度勾配が所定の温度勾配以下のときは通常量モードでの前記加熱コイルへの電力供給を継続し、
前記赤外線センサで検知する温度勾配が所定の温度勾配以上のときは少量モードでの前記加熱コイルへの電力供給に切り替え、
前記少量モードでは、前記温度センサの出力に基づいて供給電力を多段階に減少、あるいは、増加させながら前記加熱コイルに供給する電力を調整することを特徴とする誘導加熱調理器。
請求項１記載の誘導加熱調理器において、
前記少量モードと前記通常量モードでは、設定温度と前記温度センサで検出される温度が等しいときでも、前記加熱コイルに供給する電力が異なることを特徴とする誘導加熱調理器。
請求項２記載の誘導加熱調理器において、
前記通常量モードが選択されたときに前記加熱コイルに供給する電力の最大値と、前記少量モードが選択されたときに前記加熱コイルに供給する電力の最大値が異なることを特徴とする誘導加熱調理器。
請求項２記載の誘導加熱調理器において、
前記通常量モードが選択されたときに前記誘導加熱調理器に供給する電力の最大値は、前記少量モードが選択されたときに前記加熱コイルに供給する電力の最大値よりも大きいことを特徴とする誘導加熱調理器。