JP5867858B2 - 加熱調理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＨコンロ装置などの加熱調理装置に関し、特に静電容量式のタッチスイッチを備えたものに関する。

従来のこの種の加熱調理装置としては、例えば、複数の加熱部を備え、その加熱部毎に加熱部のオンオフ、火力の増加、火力の減少を行う各スイッチと、すべての加熱部の動作をオンオフするスイッチとを設けたものが知られている。そして、これらすべてのスイッチは静電容量式のタッチスイッチで構成されている（例えば、特許文献１参照）。

また、このようなタッチスイッチを用いた装置で、装置内の温度を常時検出して、その温度が一定時間内に所定温度変化すると、タッチスイッチの要部であるタッチセンサからの出力値を補正するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−３３１１１６号公報（図２，図３） 特開２００９−２２５０２２号公報（請求項３）

上記特許文献１に記載された従来のものでは、各タッチスイッチがタッチ状態であるか非タッチ状態であるかを判断する回路が１個しか設けられていない。一般に複数のタッチスイッチのタッチ状態を判断するためにタッチセンサＩＣが開発されており、上記従来のものにタッチセンサＩＣを適用する場合、タッチセンサＩＣを１個用いることになる。ところが、この１個のタッチセンサＩＣに暴走等の異常が生じると、実際のタッチ状態と異なる信号をタッチセンサＩＣが出力したり、タッチスイッチをタッチしてもそのタッチ状態を検知しない状態が生じる恐れがある。

このような場合には、タッチセンサＩＣの２個の空きポートのうちの一方の空きポートに、上記両タッチスイッチがタッチ状態での信号と同様の信号をタッチセンサＩＣから出力させる第１のダミー素子と、他方の空きポートに、上記両タッチスイッチが非タッチ状態での信号と同様の信号をタッチセンサＩＣから出力させる第２のダミー素子とを接続し、ダミー素子が接続された空きポートに対応する出力信号を元にタッチセンサＩＣが正常に機能しているか否かを判断して、タッチセンサＩＣに異常が生じていると判断した場合に所定のエラー処理を行うことが考えられる。

ところが、ガス器具のように器具内の温度が大きく変化する場合には、ダミー素子による出力値が変化して異常判断を誤判断する恐れが生じる。このような場合には上記特許文献２に記載されているように、機器内の温度を検知する温度センサを設けて、その温度センサが検知する温度に応じてダミー素子による出力値を補正すればよいが、温度センサを別途追加する必要があるばかりか、温度センサの出力値を入力するためのポートが必要になる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、温度センサを用いることなく温度変化による補正を行うことのできる加熱調理装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による加熱調理装置は、複数の操作スイッチを備えた加熱調理装置であって、各スイッチを静電容量型のタッチスイッチで構成すると共に、各タッチスイッチの各々についてタッチ状態と非タッチ状態とで各々相違する信号を出力するタッチセンサＩＣと、このタッチセンサＩＣの出力信号から各スイッチのタッチ／非タッチ状態を判断する制御部とを備え、タッチセンサＩＣに設けられている複数の入力ポートのうちの上記タッチスイッチが接続されていない２個の入力ポートに、各タッチスイッチがタッチ状態での信号と同様の信号をタッチセンサＩＣから出力させる第１のダミー素子と、上記各タッチスイッチが非タッチ状態での信号と同様の信号をタッチセンサＩＣから出力させる第２のダミー素子とを接続し、上記制御部は上記ダミー素子が接続されたポートに対応する出力信号を元にタッチセンサＩＣが正常に機能しているか否かを判断するものにおいて、両ダミー素子が接続されたポートに対応する２つの出力信号の差に基づいてタッチセンサＩＣが正常に機能しているか否かを判断することを特徴とする。

ダミー素子が接続されたポートに対応する出力信号が温度変化によって変動すると、その出力信号そのものによってはタッチセンサＩＣが正常であるか否かの判断をすることができない。そこで、両出力信号の差を求めて、その差の値に基づいてタッチセンサＩＣが正常であるか否かの判断を行うこととした。出力信号は温度変化に対してランダムに変化するのではなく、一般的に温度が上昇すると出力信号もそれに伴って増加する。2つのダミー素子の特性が同じであれば出力信号が変化しても差の値は変化しない。また、両出力信号の特性が同じでなければ、差の値は温度変化に対して相関して変化する。

そこで、上記出力信号の差が温度変化に対して変化しない場合には、出力信号の差の値からタッチセンサＩＣが正常に機能しているか否かを判断すればよい。

あるいは、上記出力信号の差が温度変化に相関して変化する場合には、出力信号の差の値から温度を推定し、その推定された温度に基づいて各出力信号を補正することができる。但し、ここで言う相関とは関数として表すことのできる相関のみを言うのではなく、他の値と温度との値をテーブル値として予め格納しておく場合も含む。

以上の説明から明らかなように、本発明は、タッチセンサＩＣが１個であってもタッチセンサＩＣに異常が生じたことを検知することができ、所定のエラー処理を行うことができるので、タッチセンサＩＣを２個用いて冗長性を担保する構成よりコストを低減することができる。また、温度変化によってダミー素子による出力信号が変化しても、温度センサを別途追加することなく、タッチセンサＩＣの異常発生を検知することができる。

本発明の一実施の形態の構成を示す図 操作パネルを示す図 操作パネルの下部構造を示す図 タッチ／非タッチ状態ので信号の変化を示す図 ダミー素子による出力信号の変化状態を示す図 ダミー素子による出力信号の変化状態の他の例を示す図

図１を参照して、１は本発明による加熱調理装置であるＩＨクッキングヒータ（以下、調理装置という）である。この調理装置１の上面はガラス製の天板１１で覆われている。そして、この天板１１には左右１対のＩＨ加熱部１２とラジェントヒータによる加熱部１３との位置を示す円が表示されている。また、各加熱部１２，１３および調理装置１の電源のオンオフ等を行うための操作パネル２が印刷されている。

この調理装置１の操作を行う各種のスイッチは静電容量式のタッチスイッチであり、操作パネル２に示されたスイッチのマークはすべて印刷されたもので、特に可動部が設けられているわけではない。図２を参照して、操作パネル２には右端に調理装置１全体の電源のオンオフを行う電源スイッチマーク２４が印刷されている。また、２１は左側のＩＨ加熱部１２のオンオフを個別に行う電源スイッチマークであり、２２は中央の加熱部１３のオンオフを個別に行う電源スイッチマークであり、２３は右側のＩＨ加熱部１２のオンオフを個別に行う電源スイッチマークである。また、２５は各加熱部１２，１３の火力を増減するための火力調節マークである。

図３を参照して、天板１１の下方にはセンサ基板３が設置されている。このセンサ基板３の上面にはタッチスイッチとして機能する複数個の電極３１が被着されている。そして、上記各電源スイッチマーク２３（２１，２２も同様），２４および火力調節マーク２５は各々の下方に位置する導電体３２を介して各電極３１に対応している。そして、各電極３１は保護抵抗を介してタッチセンサＩＣ４の各入力ポートに接続されている。電極３１の周囲には浮遊容量（静電容量）が存在しているが、いずれかのマークを指でタッチすると、その触られたマークの下方に位置する電極３１と指との間の浮遊容量が加わるためその電極３１についての浮遊容量が増加する。タッチセンサＩＣ４は内部で所定の周波数のパルス信号を発生させている。そして、図示しない外付けされたコンデンサに充電し、その充電された電荷が所定の電圧になるまで放電させ、その放電に要した時間中のパルス数をカウントしている。そして、上記のように指でマークにタッチして浮遊容量が増加すると充電電圧が低下するように構成されている。そのため、所定電圧まで放電する時間が短くなり、カウントされるパルス数が少なくなる。このパルス数を制御部であるメインマイコン５が読み込んで、減少したパルス数からどのマークがタッチされたかをメインマイコン５が判断する。

図４を参照して、上記のようにマークにタッチしていない状態でメインマイコン５に読み込まれるパルス数のカウント値をＣｆとすると、マークにタッチすると上記のようにカウント値が減少してＣｎになる。そこで、図３に示すように、ダミー素子としてチップコンデンサ６１，６２をセンサ基板３に取り付け、各チップコンデンサ６１，６２を、タッチセンサＩＣ４の空きポートに接続した。

これらチップコンデンサ６１，６２の容量は同一ではなく、チップコンデンサ６１の容量は図４に示したカウント値Ｃｎが出力されるように設定され、チップコンデンサ６２の容量は同じくＣｆが出力されるように設定されている。また、両チップコンデンサ６１，６２は共に天板１１から離れているので、チップコンデンサ６１，６２が取り付けられている位置の上方の箇所の天板１１の表面をタッチしても、タッチしたことによる浮遊容量の変化の影響はチップコンデンサ６１，６２には及ばない。そのため、チップコンデンサ６１が接続されているポートに対応するカウント値として常にＣｎが出力され、同じくチップコンデンサ６２が接続されているポートに対応するカウント値として常に値Ｃｆが出力される。

メインマイコン５はタッチセンサＩＣ４の各ポートに対応するカウント値を読み込んでおり、例えば電源スイッチマーク２４がタッチされると、この電源スイッチマーク２４の下方に位置する電極３１に対応するカウント値がＣｆからＣｎに減少するので、そのことから、電源スイッチマーク２４がタッチされたものと判断する。

ここで、タッチセンサＩＣ４に何らかのエラーが生じ、タッチしていない状態であるにもかかわらずカウント値としてＣｆより低いカウント値を出力すると、メインマイコン５は実際にはタッチされていないにもかかわらずタッチされたものと誤判断する可能性が生じる。ところが、そのようなエラーが発生すると、チップコンデンサ６２が接続されているポートに対応するカウント値もＣｆより低い値となるので、メインマイコン５はいずれかのマークがタッチされたのではなく、タッチセンサＩＣ４に異常が生じたものと判断することができる。

また、逆にいずれかのマークにタッチしているのにもかかわらず、カウント値としてＣｎよりも高い値が出力されればメインマイコン５はタッチされたことを検知できない場合が生じるが、チップコンデンサ６１が接続されたポートに対応するカウント値がＣｎよりも高い値になり、やはりタッチセンサＩＣに異常が生じたと判断することができる。

ところで、調理装置１は作動中に内部で発熱し、また天板１１上の調理物から発熱するので、調理装置１の内部温度が上昇する。すると、カウント値がシフトして正常にタッチセンサＩＣの異常判断ができなくなる場合が生じる。図５に示すように、カウント値Ｃｆ，Ｃｎが共に温度上昇に対して同じ傾きで変化した場合には、両カウント値の差の値ΔＣを求めて、そのΔＣが予め設定された正常値範囲内にあれば、カウント値Ｃｆ，Ｃｎが異常であっても、タッチセンサＩＣは正常であると判断することとした。

また、図６に示すように、差の値ΔＣが温度変化に伴って変化する場合には、カウント値Ｃｆ，Ｃｎが正常値範囲を外れた場合、ΔＣからその時の温度を推定し、その温度に基づいてカウント値Ｃｆ，Ｃｎを補正して、再度カウント値Ｃｆ，Ｃｎが正常値範囲内にあるか否かを判断することとした。タッチセンサＩＣに異常が生じていない場合にはこの補正によりカウント値Ｃｆ，Ｃｎは正常値範囲内に戻るので、タッチセンサＩＣが正常であると判断することができる。

また、カウント値Ｃｆ，Ｃｎのいずれか一方が正常値範囲から外れていればΔＣは実際に温度に対応しない値となるので、その間違った温度に基づいて補正されたカウント値Ｃｆ，Ｃｎはやはり正常値範囲から外れるため、タッチセンサＩＣに異常が生じたものと判断することができる。

なお、タッチセンサＩＣに異常が生じたと判断した場合には所定のエラー処理ルーチンに従って処理を行うことになるが、例えば調理装置１の作動をすべて停止して以後の操作を受け付けないようにして、エラー発生をランプなどで報知することが考えられる。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

１ 調理装置
１１ 天板
２ 操作パネル
３１ 電極
３２ 導電体
４ タッチセンサＩＣ
５ メインマイコン
６１ チップコンデンサ（ダミー素子）
６２ チップコンデンサ（ダミー素子）

Claims (3)

1. 複数の操作スイッチを備えた加熱調理装置であって、各スイッチを静電容量型のタッチスイッチで構成すると共に、各タッチスイッチの各々についてタッチ状態と非タッチ状態とで各々相違する信号を出力するタッチセンサＩＣと、このタッチセンサＩＣの出力信号から各スイッチのタッチ／非タッチ状態を判断する制御部とを備え、タッチセンサＩＣに設けられている複数の入力ポートのうちの上記タッチスイッチが接続されていない２個の入力ポートに、各タッチスイッチがタッチ状態での信号と同様の信号をタッチセンサＩＣから出力させる第１のダミー素子と、上記各タッチスイッチが非タッチ状態での信号と同様の信号をタッチセンサＩＣから出力させる第２のダミー素子とを接続し、上記制御部は上記ダミー素子が接続されたポートに対応する出力信号を元にタッチセンサＩＣが正常に機能しているか否かを判断するものにおいて、両ダミー素子が接続されたポートに対応する２つの出力信号の差に基づいてタッチセンサＩＣが正常に機能しているか否かを判断することを特徴とする加熱調理装置。
2. 上記出力信号の差が温度変化に対して変化しない場合には、出力信号の差の値からタッチセンサＩＣが正常に機能しているか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の加熱調理装置。
3. 上記出力信号の差が温度変化に相関して変化する場合には、出力信号の差の値から温度を推定し、その推定された温度に基づいて各出力信号を補正することを特徴とする請求項１に記載の加熱調理装置。

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