JP6360093B2 - 誘導加熱調理器および非接触給電システム - Google Patents

Description

本発明は、電磁誘導により被加熱物を加熱する誘導加熱調理器、および電磁誘導により非接触給電を行う非接触給電システムに関する。

従来、誘導加熱調理器の出力は、誘導加熱調理器本体に設置された操作部で、投入火力すなわち投入電力の選択、または湯沸かしモード、揚げ物モードなどの調理メニューの選択を受け付け、受け付けた選択結果に応じて制御される。これに対し、利便性向上のため、誘導加熱調理器の加熱手段であるコイルを非接触給電に利用する技術が開発されている。

非接触給電を行う誘導加熱調理器では、天板に載置される負荷が鍋等の被加熱物であれば、受け付けた選択結果に応じて被加熱物を加熱するための電力制御を行う。一方、天板に載置される負荷がコーヒーミル、またはジャーポットなどの受電機器である場合には、受電機器に応じて必要とする電力、および入力できる電力の範囲などが異なるため、受電機器に応じて異なる電力制御を行う必要がある。このため、誘導加熱調理器は、負荷が被加熱物かあるいは受電機器であるかを検知する必要があり、また、負荷が受電機器である場合には、該受電機器に必要とされる電力を検知する必要がある。

特許文献１には、非接触給電を行う誘導加熱調理器において、負荷が被加熱物であるかまたは受電機器であるかを判定するために、誘導加熱調理器が動作開始時に無線通信を行う技術が開示されている。特許文献１に記載の誘導加熱調理器は、誘導加熱調理器が動作開始時に無線通信を行うことで、負荷が被加熱物であるかまたは受電機器であるかを判定し、また、負荷が受電機器である場合には、受電機器が必要とする電力などについての情報を無線通信により受電機器から取得する。

国際公開第２０１３／０９４１７４号

誘導加熱調理器は、天板の下方に配置された加熱コイルで高周波磁束を発生させ、加熱を行う。このとき、加熱コイルからは漏洩磁束が発生する。このため、無線通信を利用して、負荷が被加熱物であるかまたは受電機器であるかの判定、および受電機器が必要とする電力などについての情報の取得を行う際に、漏洩磁束が無線信号に干渉し、情報の伝達を妨げる可能性があるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、誘導加熱調理器のコイルを非接触給電コイルとして利用した場合において、誘導加熱調理器が受電機器と無線通信を行う際に、コイルで発生する漏洩磁束による無線信号への干渉を抑制することができる誘導加熱調理器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる誘導加熱調理器は、受
電機器と無線通信を実行可能な誘導加熱調理器であり、誘導加熱調理器は、受電機器への
非接触給電および被加熱物の加熱のために用いられ、受電機器又は被加熱物を載置する天板と、天板の下方に配置され受電機器へ非接触給電を行い、被加熱物を誘導加熱する加熱部と、加熱部に電力を出力する駆動回路と、第１の期間において、駆動回路から出力される電力を指令値より小さい値とする制御を行い、受電機器との間の無線通信に周期性が有る場合、受電機器との間の無線通信の周期を算出し、周期に基づいて第１の期間および第２の期間を予測し、予測した結果に基づいて駆動回路から出力される電力を変更する制御部と、を備え、第１の期間は受電機器と無線通信を実行する期間であり、第２の期間は受電機器と無線通信を実行しない期間であり、天板上に受電機器が載置された場合、第１の期間において駆動回路から出力される電力は、第２の期間において駆動回路から出力される電力より小さい。

本発明によれば、誘導加熱調理器のコイルを非接触給電コイルとして利用した場合において、誘導加熱調理器が受電機器と無線通信を行う際に、コイルで発生する漏洩磁束による無線信号への干渉を抑制することができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる誘導加熱調理器の分解斜視図 実施の形態１にかかる誘導加熱調理器の駆動回路の構成例を示す図 実施の形態１のＩＧＢＴに制御部から入力される制御信号の一例を示す図 実施の形態１のＩＧＢＴに制御部から入力される制御信号の別の一例を示す図 実施の形態１にかかる誘導加熱調理器の別の駆動回路の例を示す図 実施の形態１の図５に示したＩＧＢＴのオン／オフを制御する制御信号の例を示す図 実施の形態１の制御回路の構成例を示す図 実施の形態１の受電機器の構成例、および誘導加熱調理器の制御部の構成例を示す図 実施の形態１の負荷判定処理手順の一例を示すフローチャート 実施の形態１の駆動回路が第一の加熱部へ供給する高周波電力と、通信部が無線通信を行う期間との関係の一例を示す図 実施の形態１の駆動回路が第一の加熱部へ供給する高周波電力と、通信部が無線通信を行う期間との関係の別の一例を示す図 実施の形態１の電力変更制御手順の一例を示すフローチャート 実施の形態１の実施の形態の負荷判定処理手順の別の一例を示すフローチャート 実施の形態１の通信限度期間を用いた判定を含む非接触給電動作手順の一例を示すフローチャート 実施の形態２にかかる誘導加熱調理器の制御部の構成例を示す図 実施の形態２において駆動回路が供給する高周波電力と、通信部が無線通信を行う期間との関係の一例を示す図 実施の形態２の通信制御手順の一例を示すフローチャート

以下に、本発明の実施の形態にかかる誘導加熱調理器および非接触給電システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる誘導加熱調理器の分解斜視図である。本実施の形態の誘導加熱調理器１００は、受電機器６０と無線通信により通信可能である。図１に示すように、本実施の形態の誘導加熱調理器１００は、第一の加熱部１１、第二の加熱部１２、第三の加熱部１３、およびグリル部１４を備える。第一の加熱部１１、第二の加熱部１２および第三の加熱部１３は、本体筐体７に収容される。また、誘導加熱調理器１００は、被加熱物または受電機器６０を載置可能な天板４を有している。以下、本体筐体７および本体筐体７に収容される各部、すなわち誘導加熱調理器１００のうち天板４を除く部分を、本体と呼ぶこともある。なお、以下では、本発明にかかる非接触給電装置の一例として誘導加熱調理器１００を例に挙げて説明するが、本発明にかかる非接触給電にかかる構成および動作は、誘導加熱調理器１００に限らず、受電機器６０と通信を行う機能を有し非接触給電を行う非接触給電装置に適用可能である。

天板４は、金属で構成される金属負荷である被加熱物を誘導加熱するための加熱口として、第一の加熱口１、第二の加熱口２および第三の加熱口３を備える。第一の加熱口１、第二の加熱口２および第三の加熱口３は、第一の加熱部１１、第二の加熱部１２および第三の加熱部１３の加熱範囲にそれぞれ対応する位置に設けられ、各々が被加熱物を載置可能である。各加熱口に載置された被加熱物は、各加熱口に対応する加熱部により誘導加熱される。また、第一の加熱口１、第二の加熱口２および第三の加熱口３に、コイルを備える受電機器６０が天板４の第一の加熱口１に載置された場合には、誘導加熱調理器１００は、受電機器６０に対して非接触給電を行う。図１では、負荷として被加熱物５が天板４の第二の加熱口２に載置され、受電機器６０が天板４の第一の加熱口１に載置された例を示している。

図１に示した例では、本体の手前側に左右に並べて第一の加熱部１１と第二の加熱部１２が設けられ、本体の奥側ほぼ中央に第三の加熱部１３が設けられている。なお、手前とは、誘導加熱調理器１００を操作者が利用する際に操作者が位置する側であり、図１の紙面の左下側である。なお、各加熱口の配置はこれに限るものではない。例えば、３つの加熱口を概略直線状に横に並べて配置しても良い。また、第一の加熱部１１の中心と第二の加熱部１２の中心との奥行き方向の位置が異なるように配置しても良い。また、本実施の形態１では３つの加熱部が設けられているが、加熱部の数は３つに限定されず、１つまたは２つであってもよく、４つ以上であってもよい。天板４には、加熱部の数に応じた加熱口が設けられる。

天板４は、全体が耐熱強化ガラス、結晶化ガラス等の赤外線を透過する材料で構成されており、誘導加熱調理器１００の本体筐体７の上面の開口外周との間にゴム製パッキン、またはシール材、またはこれらの組み合わせを介して水密状態に固定される。天板４には、第一の加熱部１１、第二の加熱部１２、および第三の加熱部１３のそれぞれの加熱範囲、すなわち各加熱口を示す範囲に、被加熱物または受電機器の大まかな載置位置を示す円形の表示、すなわち鍋位置表示が、塗料の塗布または印刷等により形成されている。

天板４には、第一の加熱部１１、第二の加熱部１２、および第三の加熱部１３で被加熱物を加熱する際の投入火力すなわち投入電力、および調理メニューの設定を受け付けるための入力装置すなわち受信部として、操作部４０ａ、操作部４０ｂ、および操作部４０ｃが設けられている。調理メニューとしては、例えば、湯沸しモード、揚げ物モードなどが挙げられる。なお、以下、操作部４０ａ、操作部４０ｂ、および操作部４０ｃを操作部４０と総称する場合がある。操作部４０ａ、操作部４０ｂ、および操作部４０ｃは、例えば、ボタン、レバー、タッチパネルである。

天板４には、報知手段として、誘導加熱調理器１００の動作状態、操作部４０および受電機器６０から入力された入力情報および制御内容、無線通信中の受電機器６０に関する情報、無線通信の有無等を表示する表示部４１ａ、表示部４１ｂ、および表示部４１ｃが設けられている。すなわち、表示部４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、誘導加熱調理器１００の動作状態を示す情報、誘導加熱調理器１００に対する設定情報、受電機器６０から受信した制御信号に基づく情報、および受電機器６０との間の通信状態を示す情報のうち少なくとも１つを表示する。表示部４１ａ、表示部４１ｂ、および表示部４１ｃは、例えば液晶モニタ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）で構成される。以下、表示部４１ａ、表示部４１ｂ、および表示部４１ｃを表示部４１と総称することがある。なお、本実施の形態における報知とは、画像および文字等による表示だけでなく音により、操作者に認識される動作を含んでいてもよい。

なお、図１の例では、操作部４０ａ〜４０ｃが加熱口ごとに設けられているが、加熱口の少なくとも２つ以上を一括した操作部を設けてもよい。また、同様に、加熱口の少なくとも２つ以上を一括した表示部を設けてもよい。また、操作部４０と表示部４１を兼ねた表示操作部を設けてもよく、操作部および表示部の具体的な構成は特に限定するものではない。

グリル部１４は、負荷加熱手段として、ヒータを有する。また、グリル部１４は、第一の加熱部１１、第二の加熱部１２、および第三の加熱部１３と同様に、加熱手段としてコイルを備えて誘導加熱を行ってもよい。この場合、グリル部１４の加熱手段に対しても、第一の加熱部１１、第二の加熱部１２、および第三の加熱部１３と同様に駆動回路を備える。以下では、グリル部１４は負荷加熱手段としてヒータを用いる前提として、本実施の形態では動作の説明を省略する。グリル部１４が誘導加熱を行う場合には、グリル部１４の加熱手段に対して、第一の加熱部１１、第二の加熱部１２、および第三の加熱部１３に対応する制御と同様の制御を実施すればよい。

天板４の下方であって本体筐体７の内部には、上述したように、第一の加熱部１１、第二の加熱部１２、および第三の加熱部１３が設けられる。各々の加熱部はコイル、すなわち加熱コイルで構成されている。

さらに、誘導加熱調理器１００の本体筐体７の内部には、第一の加熱部１１、第二の加熱部１２、および第三の加熱部１３の加熱コイルに電力を供給する駆動部５０と、駆動部５０を含め誘導加熱調理器１００全体の動作を制御するための制御部４５と、受電機器６０との間での無線通信を実行する通信部６とが設けられている。誘導加熱調理器１００と受電機器６０の間の無線通信は、例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）または赤外線通信を用いることができる。

第一の加熱部１１、第二の加熱部１２、および第三の加熱部１３を構成する各加熱コイルは、略円形の平面形状を有し、絶縁皮膜された任意の金属からなる導電線を円周方向に巻き付けることにより構成される。加熱コイルを構成する金属としては、例えば銅、アルミを用いることができる。誘導加熱調理器１００では、駆動部５０により高周波電力が各加熱コイルに供給されることで、誘導加熱動作が行われる。

駆動部５０は、各加熱部にそれぞれ対応する３つの駆動回路５１を備える。図２は、実施の形態１にかかる誘導加熱調理器１００の駆動回路５１の構成例を示す図である。図２では、第一の加熱部１１に対応する駆動回路５１の構成例を示すが、各加熱部に対応する駆動回路は同一であってもよいし、加熱部ごとに異なっていてもよい。

駆動回路５１は、図２に示すように、直流電源回路２２、インバータ回路２３、共振コンデンサ２４、入力電流検出部２５ａおよび出力電流検出部２５ｂを備える。

入力電流検出部２５ａは、交流電源２１から直流電源回路２２へ入力される電流、すなわち駆動回路５１へ入力される電流を検出し、検出した値すなわち入力電流値を示す電圧信号を制御部４５へ出力する。交流電源２１は、例えば商用交流電源である。

直流電源回路２２は、ダイオードブリッジ２２ａ、リアクタ２２ｂ、平滑コンデンサ２２ｃと、を備え、交流電源２１から入力される交流電圧を直流電圧に変換して、インバータ回路２３へ出力する。

インバータ回路２３は、スイッチング素子としてのＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２３ａ、２３ｂが直流電源回路２２の出力に直列に接続された、いわゆるハーフブリッジ型のインバータである。インバータ回路２３では、フライホイールダイオードとしてダイオード２３ｃ、２３ｄがそれぞれＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂと並列に接続されている。インバータ回路２３は、直流電源回路２２から出力される直流電力を２０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚ程度の高周波の交流電力、いわゆる高周波電力に変換して、加熱コイルである第一の加熱部１１と共振コンデンサ２４とからなる共振回路に供給する。

共振コンデンサ２４は第一の加熱部１１に直列接続されており、この共振回路は第一の加熱部１１のインダクタンスおよび共振コンデンサ２４の容量等に応じた共振周波数を有する。なお、第一の加熱部１１のインダクタンスは、受電機器６０のコイルまたは被加熱物５が磁気結合した際に受電機器６０のコイルまたは被加熱物５の特性に応じて変化し、このインダクタンスの変化に応じて共振回路の共振周波数が変化する。

このように構成することで、第一の加熱部１１には数十Ａ程度の高周波電流が流れ、流れる高周波電流により発生する高周波磁束によって第一の加熱部１１の直上の天板４上に被加熱物５が載置された場合には、被加熱物５が誘導加熱される。一方、第一の加熱部１１の直上の天板４上に受電機器６０が載置された場合には、上述した高周波磁束によって受電機器６０に電磁誘導により電流が流れることにより受電機器６０への給電が行われる。すなわち、第一の加熱部１１の直上の天板４上に受電機器６０が載置された場合、第一の加熱部１１であるコイルは送電側コイルとして機能し、受電機器６０のコイルは受電側コイルとして機能する。

スイッチング素子であるＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂは、例えばシリコン系からなる半導体で構成されているが、炭化珪素、あるいは窒化ガリウム系材料などのワイドバンドギャップ半導体を用いた構成でも良い。

スイッチング素子にワイドバンドギャップ半導体を用いることで、スイッチング素子の通電損失を減らすことができ、またスイッチング周波数すなわち駆動周波数を高周波にしても、すなわち高速にスイッチングしても駆動部５０の放熱が良好となる。このため、駆動部５０の放熱フィンを小型にすることができ、駆動部５０の小型化および低コスト化を実現することができる。

出力電流検出部２５ｂは、第一の加熱部１１と共振コンデンサ２４とからなる共振回路に接続されている。出力電流検出部２５ｂは、例えば、第一の加熱部１１に流れる電流すなわち駆動回路５１から出力される電流を検出し、検出した値に相当する電圧信号を制御部４５に出力する。

図３は、ＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂに制御部４５から入力される制御信号の一例を示す図である。この制御信号は、例えば、ＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂをオンとすることを示す値とＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂをオフとすることを示す値とのいずれかの値を示す信号である。図３の例では、制御信号の信号値がＨｉｇｈである場合にオンを示し、制御信号の信号値がＬｏｗである場合にオフを示す例を示しているが、制御信号の値とＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂのオン／オフとの関係はこの例に限定されない。ＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂはスイッチング周期と呼ばれる繰り返し周期でオン／オフする。オン時間、オフ時間はそれぞれスイッチング周期の半分の時間である。図３に示すように、ＩＧＢＴ２３ａと、ＩＧＢＴ２３ｂとでは、オンするタイミングに１８０°の位相差を設ける。これにより、ＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｂは、同時にオンすることはない。

スイッチング周期を短くすると、スイッチング周期の逆数であるスイッチング周波数が高くなり、第一の加熱部１１のインピーダンスが大きくなるため、駆動回路５１が供給する高周波電流が小さくなり、出力電力が抑制される。反対に、スイッチング周期を長くすると、スイッチング周波数が低くなり、第一の加熱部１１のインピーダンスが小さくなるため、駆動回路５１が供給する高周波電流が大きくなり、出力電力が上昇する。上記の制御方法は、スイッチング周波数の高さによって出力電力を制御するため、スイッチング周波数制御またはパルス周波数制御と呼ばれている。なお、ＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｂが同時にオンすると、インバータ回路２３が短絡するため、実際の回路ではＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂがともにオフするデッドタイムと呼ばわれる期間を設ける。このため、オン時間はスイッチング周期の半分の時間より短く、オフ時間はスイッチング周期の半分の時間より長くなる。

図４は、ＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂのオン／オフを制御する制御信号の別の一例を示す図である。図３の例と同様に、制御信号は、ＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂをオンとすることを示す値とＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂをオフとすることを示す値とのいずれかの値を示す信号である。ＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂは、図３の例と同様に、スイッチング周期と呼ばれる繰り返し周期でオン／オフする。また、図３の例と同様に、ＩＧＢＴ２３ａと、ＩＧＢＴ２３ｂとでは、オンするタイミングに１８０°の位相差を設ける。このため、ＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｂは、同時にオンすることはない。

図４の例では、図３の例と異なり、オン時間はスイッチング周期の半分よりも短い時間である。ＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂが両方ともオフしている時、インバータ回路２３は電力を出力しない。このため、オン時間を短くすると、駆動回路５１が、第一の加熱部１１に供給する高周波電流が小さくなり、出力電力が抑制される。オン時間のスイッチング周期に対する比をデューティー比と呼び、上記の制御方法は、デューティー比によって出力電力を制御するため、デューティー比制御と呼ばれている。図４の例では、図３の例に比べデューティー比が小さいため、図３の例に比べ駆動回路５１からの出力電力が小さくなる。

図５は、実施の形態１にかかる誘導加熱調理器１００の別の駆動回路５１の例を示す図である。図５では、図２と同様の構成要素は、図２と同一の符号を付している。図５に示す構成例では、図２に示した駆動回路５１に対して、スイッチング素子としてのＩＧＢＴ２３ｅ、２３ｆと、フライホイールダイオードとしてダイオード２３ｇ、２３ｈとを追加した構成である。図５に示したインバータ回路２３は、図２に示したインバータ回路２３にＩＧＢＴ２３ｅ、２３ｆとダイオード２３ｇ、２３ｈとを追加した構成を有し、いわゆるフルブリッジ型のインバータである。図５に示したインバータ回路２３は図２に示したインバータ回路２３と同様に、直流電源回路２２から出力される直流電力を２０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚ程度の高周波の交流電力に変換して、第一の加熱部１１と共振コンデンサ２４からなる共振回路に供給する。

図６は、図５に示したＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂ、２３ｅ、２３ｆのオン／オフを制御する制御信号の例を示す図である。ＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂ、２３ｅ、２３ｆはスイッチング周期と呼ばれる繰り返し周期でオン／オフする。オン時間、オフ時間はそれぞれスイッチング周期の半分の時間である。ＩＧＢＴ２３ａと、ＩＧＢＴ２３ｂとでは、オンするタイミングに１８０°の位相差を設ける。これにより、ＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｂは、同時にオンすることはない。ＩＧＢＴ２３ｅと、ＩＧＢＴ２３ｆとでは、オンするタイミングに１８０°の位相差を設ける。これにより、ＩＧＢＴ２３ｅおよびＩＧＢＴ２３ｆは、同時にオンすることはない。

ＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｆ、もしくはＩＧＢＴ２３ｂおよびＩＧＢＴ２３ｅがともにオンしている期間において、インバータ回路２３が電力を供給する。ＩＧＢＴ２３ａがオンするタイミングと、ＩＧＢＴ２３ｅがオンするタイミングとに位相差を設けることで、ＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｆ、もしくはＩＧＢＴ２３ｂおよびＩＧＢＴ２３ｅがともにオンする期間を設け、インバータ回路２３が供給する電力を制御する。上記の制御方法は、位相差によって出力電力を制御するため、位相制御と呼ばれている。なお、ＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｂ、もしくはＩＧＢＴ２３ｅおよびＩＧＢＴ２３ｆが同時にオンすると、インバータ回路２３が短絡する。このため、実際の回路では、ＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｂがともにオフする期間と、ＩＧＢＴ２３ｅおよびＩＧＢＴ２３ｆがともにオフする期間とを設ける。このため、オン時間はスイッチング周期の半分の時間より短く、オフ時間はスイッチング周期の半分の時間より長くなる。

なお、実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００の駆動回路５１の構成は、図２、図５に示す例に限るものではなく、例えば、一石電圧共振回路などの回路方式により構成することもできる。一石電圧共振回路は図２のインバータ回路２３と同様に、直流電源回路２２から出力される直流電力を２０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚ程度の高周波の交流電力に変換して、第一の加熱部１１と共振コンデンサ２４からなる共振回路に供給する。

制御部４５は、入力電流検出部２５ａ、出力電流検出部２５ｂ、操作部４０ａ、通信部６から与えられた信号に応じて、駆動部５０が第一の加熱部１１、第二の加熱部１２、第三の加熱部１３に供給する高周波電力を制御するための制御信号を送信する。

また、制御部４５は、誘導加熱調理器１００の動作状態、操作部４０、および受電機器６０の制御内容等を報知する制御信号を通信部６に送信する。

通信部６は、受電機器６０と無線通信を行うための無線通信手段であり、無線信号を送受信することができる。具体的には、制御部４５から受信した制御信号に対して受電機器６０との間の通信方式に応じた送信処理を施し、無線信号として受電機器６０に送信することができる。または、受電機器６０から無線信号として送信された情報を受信して、無線信号から情報を抽出して制御部４５に送信することができる。または、上述した無線信号の送信動作と無線信号の受信動作との両方の動作を行うことができる。

通信部６は、制御部４５と配線により接続されているが、配線が長いほどノイズの影響を受けやすいため、通信部６と制御部４５は近くに配置し、通信部６と制御部４５を接続する配線を短くすることが望ましい。

通信部６は、内部に無線信号を送信または受信、または送受信するアンテナ部を有しており、より無線信号を送受信しやすくするため、通信部６のアンテナ部が天板４の直下となるように配置することが望ましい。

なお、制御部４５は、処理回路により実現されるが、この処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリとメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ともいう）とを備える制御回路であってもよい。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等が該当する。

制御部４５が、専用のハードウェアで実現される場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものである。

制御部４５がＣＰＵを備える制御回路で実現される場合、この制御回路は例えば図７に示す構成の制御回路４００である。図７に示すように制御回路４００は、ＣＰＵであるプロセッサ４０１と、メモリ４０２とを備える。制御部４５が制御回路４００により実現される場合、プロセッサ４０１がメモリ４０２に記憶された、制御部４５の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ４０２は、プロセッサ４０１が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。

図８は、受電機器６０の構成例、および誘導加熱調理器１００の制御部４５の構成例を示す図である。なお、図８では、操作部４０と表示部４１を兼ねた表示操作部４３を備える例を示している。図８に示すように、受電機器６０は、電力の受電に用いるコイル６１と、受電した電力を所望の電圧および電流となるように変換するとともに、通信部６４を介して受電機器６０の動作のために必要な電力、電流および電圧といった情報を外部へ送信する変換回路６２と、変換された電力によって動作する負荷６３と、誘導加熱調理器１００と無線通信を行う通信部６４とを備える。受電機器６０の変換回路６２は、受電機器６０に電力が供給されると、受電機器６０であることを示す情報とともに受電機器６０の動作のために必要な電力、電流および電圧といった情報を、通信部６４を介して送信する。受電機器６０の動作のために必要な電力、電流および電圧といった情報を以下、必要電力に関する情報と呼ぶ。受電機器６０は、例えば、コーヒーミルまたはブレンダー、ジャーポットである。受電機器６０がコーヒーミルまたはブレンダーなどである場合には、負荷６３はモータであり、受電機器６０がジャーポットなどである場合には、負荷６３は電熱線により実現されるヒータである。

また、図８に示すように、制御部４５は、演算部４５１、通信周期検出部４５２および駆動制御部４５３を備える。図８では、誘導加熱調理器１００のうち第一の加熱部１１と第一の加熱部１１の制御にかかる構成要素を図示し、第二の加熱部１２および第三の加熱部１３と、これらの制御にかかる構成要素の図示を省略している。

次に実施の形態１にかかる誘導加熱調理器１００の動作を説明する。以下、第一の加熱部１１、第二の加熱部１２および第三の加熱部１３をそれぞれ加熱部１１、加熱部１２および加熱部１３ともいう。

演算部４５１は、加熱部１１〜１３のそれぞれに対応する加熱口に載置された負荷が、被加熱物５であるまたは受電機器６０であるかを判定する処理、すなわち負荷判定処理を実施する。演算部４５１は、加熱部１１〜１３にそれぞれ載置された負荷が、被加熱物５である場合、操作部４０から入力される入力情報に基づいて加熱部１１〜１３ごとの目標電力を算出し、目標電力を駆動制御部４５３へ指示する。目標電力は、操作部４０から入力された調理メニューまたは投入火力などに応じて算出される指令値である。駆動制御部４５３は、目標電力と、入力電流検出部２５ａによる電流の検出値と、出力電流検出部２５ｂによる電流の検出値とに基づいて、駆動回路５１のインバータ回路２３の各スイッチング素子のオン／オフを制御するための制御信号を生成し、インバータ回路２３へ入力する。

投入火力が電力により指示されていない場合、例えば、強、中、弱などにより指示されている場合、演算部４５１は、入力情報を電力に変換して、変換により得られた値を目標電力に設定する。また、調理メニューにより指示されている場合、演算部４５１は、あらかじめ定められた調理メニューごとの投入電力の動作情報に従って、加熱部１１〜１３ごとの目標電力を算出する。投入電力の動作情報とは、例えば、第一の加熱口１、第二の加熱口２、第三の加熱口３の温度を検出する図示しない温度センサを用いて、第一の加熱口１、第二の加熱口２、第三の加熱口３の温度が第１の温度となるまでは投入電力を第１の値に設定し、第一の加熱口１、第二の加熱口２、第三の加熱口３の温度が第１の温度になった後は、投入電力を第２の値に設定するなどの動作を示す情報である。

演算部４５１は、加熱部１１〜１３にそれぞれ載置された負荷が、受電機器６０である場合、受電機器６０への非接触給電を実施するための制御を行うとともに、受電機器６０の動作を制御可能な場合には、受電機器６０を制御するための制御信号を生成して通信部６経由で受電機器６０へ送信する。

通信周期検出部４５２は、通信部６が実行する無線通信に周期性が有るか否かを判定し、無線通信に周期性が有る場合、周期を算出する。

図９は、本実施の形態の負荷判定処理手順の一例を示すフローチャートである。誘導加熱調理器１００は、操作者が操作部４０を操作することにより、動作の開始を指示する動作指令が入力される。誘導加熱調理器１００は、動作指令が入力されると（ステップＳ１）、まず、受電機器６０が無線通信可能となる電力を負荷へ給電する（ステップＳ２）。具体的には、操作部４０から動作指令が入力されたことを通知されると、演算部４５１は、あらかじめ定められた一定期間、あらかじめ定められた値を目標電力として、駆動制御部４５３へ入力する。駆動制御部４５３は、目標電力に基づいて、駆動回路５１のインバータ回路２３の各スイッチング素子のオン／オフを制御するための制御信号を生成し、インバータ回路２３へ入力する。

誘導加熱調理器１００は、負荷から無線通信があったか否かを判断する（ステップＳ３）。具体的には、演算部４５１は、通信部６を介して負荷から負荷が受電機器であることを示す情報、および必要電力に関する情報が格納された無線信号を受信したか否かを判断する。負荷から無線通信があった場合（ステップＳ３ Ｙｅｓ）、演算部４５１は、負荷が受電機器であると判定し（ステップＳ４）、受電機器６０からの通信内容、すなわち受電機器６０から受信した必要電力に関する情報に応じた電力での加熱コイルの動作を開始させ（ステップＳ５）、負荷判定処理を終了する。

ステップＳ５では、具体的には、演算部４５１は、必要電力に関する情報に基づいて、目標電力を決定して、目標電力を駆動制御部４５３へ指示する。駆動制御部４５３は、目標電力と、入力電流検出部２５ａによる電流の検出値と、出力電流検出部２５ｂによる電流の検出値とに基づいて、駆動回路５１のインバータ回路２３の各スイッチング素子のオン／オフを制御するための制御信号を生成し、インバータ回路２３へ入力する。

一方、演算部４５１は、負荷から無線通信が無かった場合（ステップＳ３ Ｎｏ）、負荷判定期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ６）。具体的には、演算部４５１は、負荷判定の動作の開始からの経過時間すなわちステップＳ２で電力を供給し始めてからの経過時間とあらかじめ決めた負荷判定期間とを比較し、経過時間が負荷判定期間に達したか否かを判断する。負荷判定期間が経過していない場合（ステップＳ６ Ｎｏ）、演算部４５１はステップＳ２へ戻る。負荷判定期間が経過した場合（ステップＳ６ Ｙｅｓ）、演算部４５１は、負荷が被加熱物５であると判定し（ステップＳ７）、操作部４０を介してなされた入力に基づく火力での加熱コイルの動作を開始させ（ステップＳ８）、負荷判定処理を終了する。以上のように、本実施の形態の誘導加熱調理器１００は、動作開始の指令を受領すると、一定期間の間あらかじめ定められた電力を出力するよう駆動回路５１を制御し、一定期間の間に受電機器であることを示す無線信号を受信した場合には、第一の加熱部１１に対応する負荷が受電機器であると判定し、一定期間の間に受電機器であることを示す無線信号を受信しない場合には、第一の加熱部１１に対応する負荷が被加熱物であると判定する。

本実施の形態では、制御部４５は、非接触給電を開始した後に、通信部６と受電機器６０が無線通信を行う期間において、駆動部５０が供給する高周波電力を変更する制御、すなわち電力変更制御を行う。以下、電力変更制御について説明する。

図１０は、駆動回路５１が第一の加熱部１１へ供給する高周波電力と、通信部６が無線通信を行う期間との関係の一例を示す図である。以下、第一の加熱部１１を例に説明するが、第二の加熱部１２、第三の加熱部１３においても、同様の制御を行ってもよい。図１０では、上段に第一の加熱部１１に入力される電流を示し、下段に無線通信の状態を示している。また、図１０の上段の点線は、本来の指令値に対応する電流の振幅である出力指令値振幅を示している。図１０に示した例では、制御部４５の演算部４５１は、通信部６が無線通信を実行する期間すなわち第１の期間において、駆動回路５１が供給する高周波電力を停止させる。具体的には、例えば、制御部４５１は、駆動制御部４５３に本来の指令値とは異なる制御目標値である目標電力として０を出力する。これにより、第一の加熱部１１で発生する漏洩磁束を少なくし、無線信号への漏洩磁束による干渉を抑制する。なお、高周波電力の供給が停止された受電機器６０が有する図示しない内部の電池などで動作の継続が可能な時間を過ぎてしまうと、受電機器６０は通信を継続できなくなる。したがって、高周波電力を停止させる期間は、受電機器６０が有する通信部６４が通信部６との間での無線通信を継続可能な時間、すなわち受電機器６０が内部の電池などにより通信の動作を実施可能な時間より短い時間であるとする。

また、受電機器６０が、高周波電力の停止時間に、無線通信の内容、すなわち必要電力に関する情報をすべて送信できない場合には、情報を分割して複数回に分けて送信するようあらかじめ受電機器６０を構成しておく。または、演算部４５１が、通信部６を介して、情報を分割して複数回に分けて送信するよう受電機器６０へ指示してもよい。ここで、通信部６が無線通信を行う期間は、通信部６が受電機器６０への送信を行う期間、および受電機器６０から受信を行う期間である。演算部４５１は、受電機器６０への送信を行う期間は通信部６から取得することができる。また、受電機器６０から受信を行う期間は、後述するように通信周期検出部４５２により周期性を元に推定される期間、または受信機器６０から送信された無線信号を通信部６が検出した期間である。

図１１は、駆動回路５１が第一の加熱部１１へ供給する高周波電力と、通信部６が無線通信を行う期間との関係の別の一例を示す図である。図１１では、上段に第一の加熱部１１に入力される電流を示し、下段に無線通信の状態を示している。また、図１１の上段の点線は、本来の指令値、すなわち受電機器６０の必要電力に関する情報に基づいて決定される電流の振幅である出力指令値振幅を示している。図１１に示した例では、通信部６が無線通信を実行する期間すなわち第１の期間において、駆動回路５１が供給する高周波電力を抑制する。すなわち図１１に示した例では、通信部６が無線通信を実行する期間すなわち第１の期間では、駆動回路５１が供給する高周波電力は、無線通信を実行していない期間すなわち第２の期間に比べて小さい。

具体的には、例えば、演算部４５１は、駆動制御部４５３に対して、本来の指令値の替わりに指示値として無線通信を実行していない期間に比べて小さい電力を指定する。これにより、第一の加熱部１１で発生する漏洩磁束を少なくし、無線信号への漏洩磁束による干渉を抑制し、かつ、図１０に示したように供給する高周波電力を停止する場合と比べて、より本来の指令値に近い出力電力を得ることができる。本来の指令値とは、漏洩磁束を少なくするために出力電力を抑制する前の指令値であり、受電機器６０の必要電力に関する情報に基づいて算出される指令値である。

通信周期検出部４５２は、通信部６から出力される通信開始および終了を示す信号に基づいて、通信部６と受電機器６０との間の無線通信に周期性が有るか否かを判断する。なお、通信部６は、受電機器６０と無線接続すると、受電機器６０との間の通信の開始および終了時に通信周期検出部４５２へそれぞれ通信開始および終了を示す信号を出力する。通信周期検出部４５２は、通信開始および終了を示す信号に基づいて、例えば、通信開始および終了の時刻を記憶し、過去の通信開始の時刻から、通信開始の時刻間の時間差Δｔ₁を算出する。通信周期検出部４５２は、複数のΔｔ₁を算出し、複数のΔｔ₁を統計処理して、標準偏差または分散があらかじめ定められたしきい値以下である場合に、周期性が有ると判定する。周期性の有無の判定方法はこの例に限定されない。

通信周期検出部４５２は、通信部６と受電機器６０の間の無線通信に周期性が有ると判断した場合、複数のΔｔ₁に基づいて通信部６と受電機器６０の間の無線通信の周期を算出する。また、通信開始の時刻から終了までの時間を算出し、算出した値に基づいて、周期内での、通信の継続時間すなわち無線通信を実行する期間を算出する。周期内において、無線通信を実行する期間を除いた期間を、無線通信を実行しない期間、または無線通信の休止期間と呼ぶ。以上の処理により、通信周期検出部４５２は、無線通信を実行する期間と無線通信の休止期間とを把握することができる。通信周期検出部４５２は、無線通信を実行する期間と無線通信の休止期間との開始時刻を予測し、演算部４５１へ通知する。

演算部４５１は、予測した無線通信を実行する期間が通知されると、通知された無線通信を実行する期間の開始とともに、または通知された無線通信を実行する期間の開始の直前に、上述したように、駆動制御部４５３に出力する目標電力を変更する制御を行う。無線通信の実行を検出してから、駆動制御部４５３に出力する指示値を変更すると、無線通信の開始から目標電力が変更されるまでの間、第一の加熱部１１で発生する漏洩磁束が無線信号に干渉する可能性が有る。本実施の形態では、無線通信の周期を求め、無線通信を実行する期間を予測して上記の制御を行うことで、無線通信を実行する期間において、はじめから第一の加熱部１１で発生する漏洩磁束を抑制することができるため、通信品質を向上させることができる。

なお、通信周期検出部４５２は、通信部６と受電機器６０が無線通信に周期性が無いと判断した場合には、演算部４５１にその旨を通知し、無線通信の開始および終了を検出するたびに、演算部４５１に、無線通信の開始および終了を通知する。演算部４５１は、無線通信の開始が通知されると、駆動制御部４５３に出力する目標電力を変更し、無線通信の終了が通知されると駆動制御部４５３に出力する目標電力を本来の指令値、すなわち変更する前の目標電力に戻す。

図１２は、本実施の形態１の電力変更制御手順の一例を示すフローチャートである。図１２は、受電機器６０との通信中に電力を変更する処理を実施する場合のフローチャートである。まず、誘導加熱調理器１００の制御部４５は、操作部４０の操作または受電機器６０からの制御信号により非接触給電の開始を指示されると、非接触給電を開始する。操作部４０の操作または受電機器６０からの制御信号により、非接触給電の動作の停止を指示する命令である動作停止命令が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１１）。動作停止命令が入力された場合（ステップＳ１１ Ｙｅｓ）、制御部４５は、非接触給電を終了する（ステップＳ１２）。

動作停止命令が入力されていない場合（ステップＳ１１ Ｎｏ）、誘導加熱調理器１００は、非接触給電動作を継続する（ステップＳ１３）。具体的には、制御部４５は、受電機器６０からの制御信号に基づいて目標電力を生成して、駆動回路５１へ指示し、駆動回路５１は第一の加熱部１１へ高周波電力を入力する。初期状態では、目標電力は、指令値である。

また、加熱動作の継続中に、制御部４５は、通信部６と受電機器６０が行っている無線通信の周期を検出する（ステップＳ１４）。具体的には、通信周期検出部４５２が、通信部６と受電機器６０が行っている無線通信に周期性が有るか否かの判定を行い、周期性が有ると判定した場合、周期の算出処理と無線通信を実行する期間の予測処理とを実施する。

制御部４５は、通信部６と受電機器６０が行っている無線通信に周期性が有ると判定した場合（ステップＳ１５ Ｙｅｓ）、無線通信を実行する期間の予測に基づいて、第一の加熱部１１へ供給する高周波電力を変更する制御を行い（ステップＳ１６）、ステップＳ１１へ戻る。具体的には、制御部４５は、上述したように、無線通信を実行する期間の予測に基づいて、無線通信を実行する期間に第一の加熱部１１へ供給する高周波電力を抑制し、無線通信の休止期間では、高周波電力を元に戻す制御を実施する。

制御部４５は、通信部６と受電機器６０が行っている無線通信に周期性が無いと判定した場合（ステップＳ１５ Ｎｏ）、無線通信の実行を検出してから第一の加熱部１１へ供給する高周波電力を変更する制御を行い（ステップＳ１７）、ステップＳ１１へ戻る。上述したように、制御部４５は、第二の加熱部１２、第三の加熱部１３についてもそれぞれ同様の制御を実施してもよい。

また、制御部４５は、受電機器６０に対して、無線通信を行う周期を指定する制御信号を生成し、通信部６経由で受電機器６０へ送信するようにしてもよい。例えば、制御部４５は、受電機器６０から受電機器６０の種類を示す情報を受信し、受電機器６０の種類に基づいて頻繁な通信を必要としないと判断した場合には、無線通信の回数を標準値より少なくする。これにより、駆動回路５１が供給する高周波電力を可変する回数を少なくできるため、より正確に電力を供給することができる。

以上の処理により、駆動回路５１は、通信部６と受電機器６０が無線通信を実行しない期間において、第一の加熱部１１に供給する高周波電力を抑制または停止することができる。無線通信を行う時に第一の加熱部１１への出力電力を抑制または停止する制御を行う場合、平均出力電力が指令値よりも小さくなるが、無線通信に周期性がある場合、無線通信の休止期間に駆動回路５１が供給する高周波電力を本来の指令値に対応する値より上昇させておけば、より本来の指令値に近い平均出力電力を第一の加熱部１１に供給することができる。例えば、本来の指令値をＸとした場合、無線通信を実行する期間がＴ_aであり、無線通信の休止期間がＴ_bである場合、制御部４５は、無線通信を実行する期間の目標電力をＸ−ΔＸとし、無線通信の休止期間の目標電力をＸ＋ΔＸ×Ｔ_a／Ｔ_bとする。

また、誘導加熱調理器１００は、図９に示した負荷判定処理の替わりに図１３に示す処理を実施してもよい。図１３は、本実施の形態の負荷判定処理手順の別の一例を示すフローチャートである。図１３に示す処理では、負荷判定期間において受電機器６０から負荷が受電機器であることを示す無線信号を受信した場合には、負荷が受電機器であると判定し、必要電力に関する情報を受信するための無線通信が失敗した場合でも、受電機器６０から必要電力に関する情報を正しく受信できるまで負荷判定動作を継続する。すなわち、一定期間の間に受電機器であることを示す無線信号を受信した後に、受電機器を制御するための制御情報すなわち必要電力に関する情報の受信に失敗した場合、一定期間が経過するまでは加熱部に対応する負荷が受電機器であるという判定を維持して前記制御情報の受信を待機する。これによって、負荷判定において、受電機器を被加熱物として判定することを防止し、なおかつ、受電機器を適切に動作させるために必要な情報をより確実に取得できる。

図１３に示したステップＳ２１およびステップＳ２２は、図９のステップＳ１およびステップＳ２と同様である。ステップＳ２２の後、誘導加熱調理器１００の演算部４５１は、受電機器６０から受電機器であることを示す信号を受信した場合（ステップＳ２３ Ｙｅｓ）、負荷が受電機器であると判定する（ステップＳ２４）。誘導加熱調理器１００の演算部４５１は、受電機器６０の制御内容の受信に成功したか否か、すなわち必要電力に関する情報を全て正常に受信したか否かを判断する（ステップＳ２５）。

受電機器６０の制御内容の受信に成功した場合（ステップＳ２５ Ｙｅｓ)、ステップＳ２６へ進む。受電機器６０の制御内容の受信に失敗した場合（ステップＳ２５ Ｎｏ）、演算部４５１は、ステップＳ２２へ戻る。ステップＳ２６は、図９のステップＳ５と同様である。また、ステップＳ２３で、受電機器６０から受電機器であることを示す信号を受信しない場合（ステップＳ２３ Ｎｏ）、ステップＳ２７へ進む。ステップＳ２７、ステップＳ２８およびステップＳ２９は、図９のステップ６、ステップＳ７およびステップＳ８と同様である。

また、誘導加熱調理器１００は、非接触給電動作期間中において受電機器６０との無線通信が失敗した場合には、あらかじめ定めた通信限度期間が経過するまでは、負荷が受電機器であることを認識したまま、非接触給電動作を継続し、通信限度期間の間連続して無線通信に失敗した場合、非接触給電動作を停止させるなどの通信失敗時の制御を実施するようにしてもよい。これによって、誘導加熱調理器１００が受電機器６０の動作状態が不明確なまま、動作し続けることを防止し、より安全に非接触給電が可能となる。また、通信限度期間の間連続して無線通信に失敗した場合に行う動作としては、非接触給電動作の停止を行う例に限定されず、起動時の負荷判定動作に戻る、無線通信時の出力を変更する期間をそれまでの設定値より長くするなどの動作を行ってもよい。

図１４は、上記の通信限度期間を用いた判定を含む非接触給電動作手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ３１、ステップＳ３２およびステップＳ３３は、図１２のステップＳ１１、ステップＳ１２およびステップＳ１３と同様である。ステップＳ３３の後、演算部４５１は、出力を変更して無線通信を実行する（ステップＳ３４）。すなわち、上述したように、演算部４５１は、無線通信を実行する期間の動作として、高周波電力を停止させるまたは出力を低下させる。演算部４５１は、この無線通信を実行する期間における受電機器６０との間の無線通信に成功したか否かを判断する（ステップＳ３５）。

受電機器６０との間の無線通信に成功した場合（ステップＳ３５ Ｙｅｓ）、演算部４５１は、受電機器６０から受信した制御内容、すなわち受電機器６０から受信した必要電力に関する情報に応じた制御を実行し（ステップＳ３６）、ステップＳ３３へ戻る。受電機器６０との間の無線通信に成功しなかった場合（ステップＳ３５ Ｎｏ）、無線通信に成功しないまま通信限度期間が経過したか否かを判断する、すなわち無線通信に成功しない期間が通信限度期間に達したか否かを判断する（ステップＳ３７）。無線通信に成功しないまま通信限度期間が経過した場合（ステップＳ３７ Ｙｅｓ）、ステップＳ３２へ進む。無線通信に成功しない期間が通信限度期間に達していない場合（ステップＳ３７ Ｎｏ）、演算部４５１は、現在の制御内容を維持し（ステップＳ３８）、ステップＳ３３に戻る。以上のように、図１３の例では、誘導加熱調理器１００は、受電機器との間の無線通信に通信限界期間の間連続して失敗した場合には、予め定められた通信失敗時の制御を行う。なお、図１４では、通信限度期間連続して無線通信が失敗した場合の制御として、非接触給電動作を停止する場合を例として説明しているが、上述したように、通信限度期間連続して無線通信が失敗した場合の動作は、非接触給電動作の停止に限定されない。

無線通信が正しく行われているかすなわち無線通信に成功したか否かの判定は、例えば、次の方法により実施する。受電機器６０から通信部６に無線信号が送信された場合、通信部６は、受信した制御信号の内容を確認する信号を受電機器６０に送信する。そして、受電機器６０は受信した信号から、通信部６で正しく制御信号が受信されたか否かに関する信号を、通信部６に再度送信する。これにより、通信部６は、無線通信が正確に行われているか否かを確認することができる。通信部６は、無線通信が正確に行われているか否かを示す情報を制御部４５へ通知する。この通知に基づいて制御部４５は、無線通信が正確に行われているか否かを判断することができる。もしくは、逆の場合として、通信部６から受電機器６０に制御信号が送信された場合、受信した制御信号の内容を確認する信号を受電機器６０から通信部６に送信する。そして、通信部６は受信した信号から、受電機器６０で正しく制御信号が受信されているか否かを確認する方法がある。あるいは、これら両方の方法を実施してもよい。

また、無線通信が正確に行われていることの判定を行う別の方法として、受電機器６０と通信部６間で無線通信する制御信号の形式を予め定めておき、受信した制御信号が正しい形式であるか否かによって判定する方法もある。

他にも、無線通信が正確に行われていることの判定を行う別の方法は、受電機器６０と通信部６間で通信する制御信号の、少なくとも開始と終了箇所に無線通信成功の目印となる符号を付加して、全ての目印を含めて制御信号が受信できたか否かによって判定を行う方法もある。無線通信が正確に行われていることの判定を行う方法は、上記の例に限定されず、どのような方法を用いてもよい。

以上のように、本実施の形態の誘導加熱調理器１００では、負荷が受電機器６０であるか否かを判定し、受電機器６０と無線通信を実行する期間では、受電機器６０と無線通信を実行しない期間より、第一の加熱部１１に供給する電力を小さくするようにした。これにより、誘導加熱調理器１００は、受電機器６０との間で送信または受信される無線信号に対する漏洩磁束による干渉を抑制することができる。

実施の形態２．
図１５は本発明の実施の形態２にかかる誘導加熱調理器２００の制御部４５ａの構成例を示す図である。本実施の形態の誘導加熱調理器２００は、実施の形態１の制御部４５の替わりに制御部４５ａを備える以外は、実施の形態１の誘導加熱調理器１００と同様である。制御部４５ａは、演算部４５１ａと実施の形態１と同様の駆動制御部４５３とを備える。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素には、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。

第一の加熱部１１から発生する漏洩磁束の大きさは交流電源２１から供給される交流電力の周波数の２倍の周波数で脈動するが、本実施の形態では、この脈動の際の谷付近の期間において無線通信を実行する制御を行う。

図１６は、実施の形態２において駆動回路５１が供給する高周波電力と、通信部６が無線通信を行う期間との関係の一例を示す図である。直流電源回路２２の出力電圧が完全に平滑化されない場合、駆動回路５１が第一の加熱部１１に供給する電流は交流電源２１から供給される交流電力の周波数の２倍の周波数で脈動するため、第一の加熱部１１で発生する漏洩磁束の大きさも交流電源２１から供給される交流電力の周波数の２倍の周波数で脈動する。交流電源２１から供給される交流電力の周波数の２倍の周波数を、以下、電源２倍周波数と呼ぶ。

誘導加熱調理器２００は、出力電流検出部２５ｂにより第一の加熱部１１の電流を測定し、第一の加熱部１１の電流ピークが、電源２倍周波数での脈動により、あらかじめ定められた電流範囲になる、すなわち電流の振幅があらかじめ定めた閾値以下となる期間で無線通信を行う。第一の加熱部１１の電流ピークとは、第一の加熱部１１へ出力される電流の各スイッチング周期内での最大値を示す。図１６に示すように、電流ピークは、電源２倍周波数で脈動する。第一の加熱部１１の電流ピークが閾値以下となる期間で無線通信を行うことによって、第一の加熱部１１で発生する漏洩磁束が少ない期間において無線通信を行うことができる。したがって、第一の加熱部１１で発生する漏洩磁束が無線信号に干渉することを抑制し、無線通信の品質を高めることができる。出力電力の指令値が大きいほど第一の加熱部１１の電流ピークの最大値が大きいが、無線通信を行う期間を第一の加熱部１１の電流ピークが電流範囲になる期間とすることで、出力電力の指令値によらず、第一の加熱部１１で発生する漏洩磁束が少ない期間において無線通信を行うことができる。

図１７は、本実施の形態の通信制御手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１、ステップＳ１２およびステップＳ１３は、実施の形態１のステップＳ１１、ステップＳ１２およびステップＳ１３とそれぞれ同様である。非接触給電動作を継続しているとき、演算部４５１ａは、出力電流検出部２５ｂによる電流の検出値に基づいて、第一の加熱部１１の電流ピーク、すなわち第一の加熱部１１に入力される電流のピーク値を検出する（ステップＳ４１）。演算部４５１ａは、第一の加熱部１１の電流ピークが閾値を超えるか否かを判断し（ステップＳ４２）、閾値を超える場合（ステップＳ４２ Ｙｅｓ）、演算部４５１ａは、無線通信実行不可と判断し（ステップＳ４３）、通信部６へ無線通信の禁止を通知し、ステップＳ１へ戻る。第一の加熱部１１の電流ピークが閾値以下の場合（ステップＳ４２ Ｎｏ）、演算部４５１ａは、無線通信実行可と判断し（ステップＳ４４）、通信部６へ無線通信の許可を通知し、ステップＳ１１へ戻る。

第一の加熱部１１の電流ピークは、直接第一の加熱部１１へ出力される電流を測定して求めることが望ましい。しかしながら、第一の加熱部１１の電流を測定する替わりに、第一の加熱部１１の電流ピークを推定する手段として、入力電流検出部２５ａにより検出される入力電流を用いて、入力電流があらかじめ定めた電流範囲になる期間から推定する手段を用いてもよい。例えば、第一の加熱部１１へ出力される電流が閾値以下となる期間の替わりに、入力電流検出部２５ａにより検出される入力電流があらかじめ定めた電流範囲になる期間を用いてもよい。

また、第一の加熱部１１の電流ピークが、閾値以下になる期間を推定する別の手段として、電圧センサ等の電圧検出部を用いて、直流電源回路２２の入力電圧、もしくは直流電源回路２２の出力電圧を測定し、入力電圧または出力電圧があらかじめ定めた電圧範囲になる期間を用いて、第一の加熱部１１の電流ピークが閾値以下になる期間を推定する手段を用いてもよい。例えば、第一の加熱部１１へ出力される電流が閾値以下となる期間の替わりに、入力電圧または出力電圧があらかじめ定めた電圧範囲になる期間を用いてもよい。

また、第一の加熱部１１の電流ピークが、閾値以下になる期間を推定する別の手段として、ホールセンサ等の磁束検出部を用いて、第一の加熱部１１で発生する磁束を測定し、磁束があらかじめ定めた閾値以下となる期間を用いて、第一の加熱部１１の電流ピークが閾値以下になる期間を推定する手段を用いてもよい。この場合、ホールセンサは通信部６の近くに配置することが望ましい。例えば、第一の加熱部１１へ出力される電流が閾値以下となる期間の替わりに、上記の磁束が閾値以下となる期間を用いてもよい。

以上のように、本実施の形態では、第一の加熱部１１の電流ピークが閾値以下になる期間で通信を許可し、第一の加熱部１１の電流ピークが閾値より大きい場合に通信不可とするようにした。このため、誘導加熱調理器２００は、受電機器６０との間で送信または受信される無線信号に対する漏洩磁束による干渉を抑制することができる。

以上、実施の形態１では、無線通信を実行する期間と無線通信の休止期間とを予測して、無線通信を実行する期間では、駆動回路５１から第一の加熱部１１へ出力する電力を、無線通信の休止期間において駆動回路５１から第一の加熱部１１へ出力する電力より小さくする制御を行うようにした。一方、実施の形態２では、第一の加熱部１１の電流ピークが閾値以下になる期間で通信を許可し、第一の加熱部１１の電流ピークが閾値より大きい場合に通信不可とする制御を行うようにした。実施の形態２では、第一の加熱部１１の電流ピークは、通信不可の期間すなわち無線通信の休止期間より、通信を許可する期間すなわち無線通信を実行する期間の方が小さい。このため、実施の形態２においても、無線通信を実行する期間では、駆動回路５１から第一の加熱部１１へ出力する電力は、無線通信の休止期間において駆動回路５１から第一の加熱部１１へ出力する電力より小さい。なお、実施の形態１の誘導加熱調理器１００に実施の形態２で述べた通信制御の機能を追加し、実施の形態１の動作と実施の形態２の動作との両方を実施するようにしてもよい。

また、加熱部が複数あり、加熱部にそれぞれ対応した複数の駆動回路を備え、同時に駆動回路が動作しているとする。この場合、通信部６と受電機器６０が無線通信を行うときに、実施の形態１の制御部４５が、一部、または全部の第一の加熱部１１に供給する高周波電力を変更する制御を行うことで、一部、または全部の加熱部で発生する漏洩磁束を少なくする。または、実施の形態２の制御部４５ａが、一部、または全部の第一の加熱部１１について上述した通信制御を行うことで、一部、または全部の加熱部で発生する漏洩磁束を少なくする。これによって、無線信号への加熱部で発生する漏洩磁束の干渉を抑制することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 第一の加熱口、２ 第二の加熱口、３ 第三の加熱口、４ 天板、５ 被加熱物、６ 通信部、１１ 第一の加熱部、１２ 第二の加熱部、１３ 第三の加熱部、１４ グリル部、２１ 交流電源、２２ 直流電源回路、２２ａ ダイオードブリッジ、２２ｂ リアクタ、２２ｃ 平滑コンデンサ、２３ インバータ回路、２３ａ，２３ｂ，２３ｅ，２３ｆ ＩＧＢＴ、２３ｃ，２３ｄ，２３ｇ，２３ｈ ダイオード、２４ａ 共振コンデンサ、２５ａ 入力電流検出部、２５ｂ 出力電流検出部、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 操作部、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 表示部、４３ 表示操作部、４５，４５ａ 制御部、５０ 駆動部、５１ 駆動回路、６０ 受電機器、６１ コイル、６２ 変換回路、６３ 負荷、６４ 通信部、１００，２００ 誘導加熱調理器、４５１，４５１ａ 演算部、４５２ 通信周期検出部、４５３ 駆動制御部。

Claims (12)

1. 受電機器と無線通信を実行可能な誘導加熱調理器であり、前記誘導加熱調理器は、前記受電機器への非接触給電および被加熱物の加熱のために用いられ、
   前記受電機器又は前記被加熱物を載置する天板と、
   前記天板の下方に配置され前記受電機器へ非接触給電を行い、前記被加熱物を誘導加熱する加熱部と、
   前記加熱部に電力を出力する駆動回路と、
   第１の期間において、前記駆動回路から出力される電力を指令値より小さい値とする制御を行い、前記受電機器との間の無線通信に周期性が有る場合、前記受電機器との間の無線通信の周期を算出し、前記周期に基づいて前記第１の期間および第２の期間を予測し、予測した結果に基づいて前記駆動回路から出力される電力を変更する制御部と、
   を備え、
   前記第１の期間は前記受電機器と無線通信を実行する期間であり、前記第２の期間は前記受電機器と無線通信を実行しない期間であり、前記天板上に前記受電機器が載置された場合、前記第１の期間において前記駆動回路から出力される電力は、前記第２の期間において前記駆動回路から出力される電力より小さい誘導加熱調理器。
2. 前記制御部は、調理モードおよび加熱状態のうち少なくとも一方に基づいて前記受電機器との間の無線通信の周期を決定し、決定した周期で通信を行うことを指示する制御信号を前記受電機器へ送信する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 前記制御部は、前記第２の期間において前記駆動回路から出力される電力を指令値より大きい値とする制御を行う請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
4. 前記駆動回路はインバータ回路を備え、
   前記駆動回路から前記加熱部へ出力される電流を検出する出力電流検出部と、
   前記出力電流検出部により検出された電流の前記インバータ回路のスイッチング周期内での最大値が閾値以下となる期間を前記受電機器と無線通信を実行する期間として設定し、前記最大値が閾値を超える期間を前記第２の期間として設定する制御部と、
   を備える請求項１に記載の誘導加熱調理器。
5. 前記駆動回路はインバータ回路を備え、
   前記駆動回路へ入力される電流を検出する入力電流検出部と、
   前記入力電流検出部により検出された電流が、あらかじめ定めた電流範囲内となる期間を前記第１の期間として設定し、前記電流があらかじめ定めた電流範囲を超える期間を前記第２の期間として設定する制御部と、
   を備える請求項１に記載の誘導加熱調理器。
6. 前記制御部は、前記駆動回路は、直流電源回路と前記直流電源回路に接続するインバータ回路を備え、前記直流電源回路へ入力される電圧または前記直流電源回路から出力される電圧が、あらかじめ定めた電圧範囲内となる期間を前記第１の期間として設定し、前記直流電源回路へ入力される電圧または前記直流電源回路から出力される電圧があらかじめ定めた電圧範囲を超える期間を前記第２の期間として設定する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
7. 前記制御部は、前記加熱部で発生する磁束が閾値以下となる期間を前記第１の期間として設定し、前記加熱部で発生する磁束が閾値を超える期間を前記第２の期間として設定する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
8. 前記加熱部および前記駆動回路を複数備え、
   複数の前記駆動回路のうち少なくとも１つの前記駆動回路は、前記第１の期間において、前記第２の期間で出力する電力より小さい電力を出力する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
9. 前記制御部は、動作開始の指令を受領すると、一定期間の間あらかじめ定められた電力を出力するよう前記駆動回路を制御し、前記一定期間の間に前記受電機器であることを示す無線信号を受信した場合には、前記加熱部に対応する負荷が前記受電機器であると判定し、前記一定期間の間に受電機器であることを示す無線信号を受信しない場合には、前記加熱部に対応する負荷が被加熱物であると判定する請求項１から７のいずれか１つに記載の誘導加熱調理器。
10. 前記制御部は、前記一定期間の間に前記受電機器であることを示す無線信号を受信した後に、前記受電機器を制御するための制御情報の受信に失敗した場合、前記一定期間が経過するまでは前記加熱部に対応する負荷が前記受電機器であるという判定を維持して前記制御情報の受信を待機する請求項９に記載の誘導加熱調理器。
11. 前記制御部は、非接触給電動作時に、前記受電機器との間の無線通信にあらかじめ定められた通信限界期間の間連続して失敗した場合には、あらかじめ定められた通信失敗時の制御を行う請求項９または１０に記載の誘導加熱調理器。
12. 受電機器と、
    前記受電機器に対して非接触給電を行う請求項１から１１のいずれか１つに記載の誘導加熱調理器と、
    を備える非接触給電システム。

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