JPH0238859B2

JPH0238859B2 -

Info

Publication number: JPH0238859B2
Application number: JP57043469A
Authority: JP
Inventors: Manabu Takada; Shojiro Inoe; Keiichi Mori
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-03-17
Filing date: 1982-03-17
Publication date: 1990-09-03
Also published as: JPS58160738A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はコンロのような加熱調理器を用いて調
理する場合、その調理温度を精度よく得ようとし
た調理用温度制御装置に関するものである。

最適な調理温度は、どんな調理物にもあり、実
際に調理を行う場合、その最適温度とすることは
難しかつた。例えば、天プラを行う場合、油の温
度が高すぎたり、低すぎたりすると美味しくでき
あがらなかつた。

そこで、内容物の温度を検出して、温度制御を
行う方法が考えられた。しかし、内容物の温度を
検出するために温度センサを調理鍋の中に投入す
るのは使い勝手が悪く、また、不潔感がある。こ
のため、温度センサを調理鍋の底に接触させて鍋
底温度を検出して内容物温度を類推する方法が考
案された。しかし、この方法では、鍋底温度と内
容物温度が一定でなく、鍋の材質、厚さ、形状や
内容物の調理量等により変化するという欠点があ
つた。

本発明は、鍋底の温度を検出する調理温度制御
装置において、鍋の種類や内容物の調理量に応じ
て予め設定した設定温度の温度補正を行い調理に
適した温度を得ようとするものである。

このため、点火直後の一定時間における鍋底の
温度上昇の傾斜値と調理量に応じて鍋底の温度上
昇が安定した後の一定時間の傾斜値を検出し、そ
れぞれの値を関数として補正温度を演算する構成
又は、それぞれの傾斜値の大小により、補正温度
を複数個に振分け各補正温度を選択決定する構成
としたものである。

以下図に従つて本発明について説明する。

第１図は、本発明を応用した制御システムの例
を示す図である。この例では、ガステーブルコン
ロに応用した例を示す。１はガス入口でガスは電
磁弁２′比例制御弁２を通つてバーナ３で燃焼す
る。バーナ３は鍋４の底部を加熱し内容調理物５
に熱を加えている。６は鍋４の底面と接触する温
度センサ、７は温度センサ６の温度を検出する温
度検出部、８は任意に設定可能とした温度設定
部、９は温度検出部７に付設した鍋底の温度上昇
の傾斜を検出する傾斜検知部であり、傾斜検知部
９は内部に鍋種検知部１０と調理量検知部１１に
より構成される。１２は傾斜検知部９の鍋種検知
部１０と調理量検知部１１により、鍋の種類や調
理量の多少に応じて、予め設定した温度設定部８
の設定温度を補正する温度補正部、１３は比較部
で温度検出部７の温度と温度補正部１２で補正さ
れた温度とを比較し、熱量制御部１４により電磁
弁２′と比例制御弁２とを駆動してバーナ３の燃
焼量を制御する。従つて、鍋の種類や調理量が変
つても、調理物５の温度が、温度設定部８での設
定温度になるよう補正する構成となつている。

ここで従来の制御方法であれば、第８図のよう
にセンサ６の信号を直接熱量制御部１４に導入
し、これにより比例制御弁２の駆動信号を出力す
る。つまり、センサ６の信号が熱量制御部１４の
設定温より低い場合は比例弁２が全開となりバー
ナ３が最大燃焼となる。センサ６の温度が上昇し
て設定温度に近ずくにつれて比例弁２は徐々に絞
り始められ燃焼量も絞られる。センサ６の温度が
設定温度になつたときは比例弁２は最少に絞られ
バーナ３は安全燃焼可能な最少燃焼量となる。こ
の場合センサ６の温度と調理物５の温度の相関が
一定であれば問題ない。しかし調理物によつて鍋
や調理量が種々変化するためセンサ６の温度と調
理物５の温度の相関をとることは困難である。例
えば、天プラを行うとき、鍋の厚さが大きかつた
り、油量が多い場合と、鍋の厚さが小さかつた
り、油量が少ない場合とでは、熱量制御部１４で
同一の設定温度にすれば、油の温度は前者が低
く、後者が高く、また、その温度差も大きいため
実用上問題があつた。

第２図は、温度上昇特性で傾斜検知部９の鍋種
検知部１０、調理量検知部１１の検出方法、比較
部１３での温度検出部７の温度信号のサンプリン
グ方法とを示し、横軸Ｘは時間、縦軸Ｔは温度を
示す。図は、天プラをあげる場合の特性例でＡは
内容物の温度つまり油温、Ｂは鍋底の温度つまり
センサ６による検知温度を示す。温度T_aは加熱
によりセンサ温度と油温のカーブＡ，Ｂ共に上昇
してゆく。ここで鍋種検知部１０は加熱開始直後
の一定時間（本実施例では１分）におけるセンサ
温Ｂの温度上昇傾斜（W₁＝T_b−T_a）により鍋４
の種類を見分ける。ここで、センサ温Ｂと油温Ａ
との温度差が大きい鍋（一般的には、鍋の厚さが
大或は熱伝導が悪い材質からなる）程、この傾斜
W₁が大きい。また、温度差が小さい程、この傾
斜W₁が小さい。従つて、温度差と傾斜W₁とに相
関式が成立し、鍋種による温度の補正TW₁がで
きる。さらに、温度上昇してゆき温度T_dを越え
ると、センサ温Ｂの温度上昇は調理量に応じた一
定の安定した上昇となる。この温度T_dは天プラ
油の場合、約100℃前後である（100℃以内では、
温度T_dは約60℃である）。調理量検知部１１は温
度T_dを越えた後の測定開始温度T_c（天プラのよう
に高温は120℃、100℃以内は70℃）から一定時間
（本実施例では、20秒）の傾斜値（W₂＝T_e−T_c）
により調理量を判断する。ここで、センサ温Ｂと
油温Ａの温度差は調理量が多い程、大きく、少な
い程小さい。従つて、鍋４に標準量の調理量では
温度の補正を零とし、標準量より多いと傾斜W₂
が標準より小さくなりプラス補正、少ないと傾斜
W₂が標準値より大きくなりマイナス補正をする
よう傾斜W₂により調理量に応じた温度の補正
TW₂を行うことができる。

この調理量による温度差と傾斜W₂にも相関式
が成立し補正温度TW₂が求められる。なお、傾
斜W₁，W₂を関数として補正温度TW₁，TW₂を
演算する方法の他に、予め補正温度を複数段に振
分けて設定しておき傾斜W₁，W₂の大小によつて
補正温度TW₁，TW₂を選択決定する構成であつ
てもよい。

鍋種検知部１０と調理量検知部１１との傾斜
W₁，W₂により、それぞれの補正温度TW₁，
TW₂が求められ、温度設定部８で予め設定した
設定温度T₁に油の温度がなるようセンサ温Ａの
値をT₀＝T₁＋TW₁＋TW₂で決められる。比較部
１３は、補正された温度T₀と温度検出部７の温
度信号と比較するため、サンプリング時間ΔX毎
の温度T_f-o〜T_fを順次測定してゆき、補正され
た温度T₀と比較する。センサ温ＢがT₀となつた
時、鍋４内の油温Ｂが、予め設定した温度T₁に
なつている。今、時間X_fでセンサT_fとなりT₀を
越えた場合は、熱量制御部１４により、比例弁２
と電磁弁２′とで以後、或温度幅ΔTでT₀を維持
するよう動作する。なお、比例弁２で電磁弁２′
を兼用してもよい。

第３図は、温度T₀に到達した後の制御特性を
示し横軸Ｘは時間、特性Ｙの縦軸Ｔは温度で破線
Ａは第２図と同様に調理物５の温度、実線Ｂはセ
ンサ６の温度を示す。特性Ｚの縦軸Ｉは比例弁２
の制御電流Ｉを示し、これはバーナ３の燃焼量に
比例する。時間X_fまでは第２図に示す比較部１
３の信号がT_f≧T₀となる前で比例弁電流Ｉは最
大であり、バーナ３の燃焼量も最大燃焼となる。
時間X_fでセンサ温T_fとなり調理物５の温度が設
定温度T₁となり、比例弁電流Ｉを絞つたり、電
磁弁２′を開じたりして燃焼量を絞つたり停止さ
せT₀を温度幅ΔTで維持する。ここで、設定温度
T₁を補正した温度T₀とセンサ温Ｂの差に応じて
比例弁２の比例弁電流Ｉと電磁弁２′のオンオフ
動作させつまり燃焼量を制御する。今、時間X_g
で調理物５を追加した場合、調理物温度Ａは低下
する。これに伴いセンサ温Ｂも低下し調理物温度
Ａの低下を検知し、熱量制御部１４は、この温度
T_gと補正された温度T₀の差に応じて比例弁電流
ＩをI_gに増加させる。これにより、燃焼量も増加
して温度Ｂは元の温度T₀に戻り、同様にT₁を維
持する。I_gの大きさは、T₀−T_gの大きさに応じ
て変化しT₀−T_gが大きい場合はI_gは大きく、T₀
−T_gが小さいとI_gは小さくなる。

なお、補正された温度T₀が、鍋４をのせない
で使用したり、万が一、予め定めた上限温度以上
になる場合は、上限温度を規制している。本実施
例では、補正された温度T₀が240℃を越える場合
は、上限温度を240℃となしている。それは高温
調理の代表である天プラでも、センサ温Ｂが240
℃を越えると油への引火が考えられ火災の危険が
伴うためである。

以上のような複雑な制御システムを作成する場
合、最近マイクロコンピユータ（以後マイコンと
呼ぶ）がよく使用される。第４図に第１図〜第３
図で説明した内容の制御システムをマイコンを使
用して作成した場合の簡単なフロー図で示す。

図でIGはバーナ３の着火シーケンスのサブル
ーチン、Ｓはセンサ６の温度Ｂを読み込むサブル
ーチン、SSは温度T₀−T_gの大きさに応じて比例
弁２の絞り量を増減させたり、電磁弁２′を閉じ
たりする電流Ｉを出力するサブルーチンを示す。
は鍋種検知部で点火後のセンサ温T_aと１分経
過後のT_bとの温度上昇傾斜W₁から鍋種による温
度補正TW₁を演算する。は調理量検知部でさ
らに温度上昇し、センサ温ＢのT_cがT_dより低い
場合は図ののループを通りT_c≧T_dとなるのを
待つ。T_c≧T_dとなると測定開始温T_cと20秒経過
後のT_eの温度上昇傾斜W₂から調理量による温度
補正TW₂を演算する。は温度補正部で、温度
設定部８で予め設定された設定温度T₁と前記補
正温度TW₁，TW₂とによりT₀を決める。は比
較部でT₀とサンプリング時間ΔT毎に読込まれる
センサ温T_f-o〜T_fとを比較し、T_f≧T₀となるの
を待つ。T_f≧T₀成立後は、熱量制御部で、温
度T_fをT₀に書き替え、（T₀←T_f）、T₀−T_gの温度
に応じた出力をSSにより比例弁２と電磁弁２′に
出力する。X_ENDは予め設定した調理時間Ｘが終
了した場合に動作を停止させるプログラムを示
す。なお鍋種検知部、調理量検知部の補正温
度TW₁，TW₂を演算するａ，ｂ，ｍ，ｎは、W₁
とTW₁，W₂とTW₂との関係を実験から求めた相
関定数、I_MAXOUTは、比例弁２の最大電流Ｉの
出力を示している。

第５図の′は第４図のの比較部の他の実施
例で、補正された温度T₀が予め設定された上限
温度（実施例では240℃）を越える場合は、に
てその上限温度で規制しT₀を上限温度とした構
成を示している。

第６図は、本発明の具体的実施例を示したもの
である。温度制御装置の中核となるのはLSIチツ
プ１００であり、本例ではストアドプログラム方
式汎用チツプであるマイクロコンピユータを使用
している。S，S₁，A，A₁，A₂，A₃は入力端
子、C，C₁，C₂，C₃，C₄，C₅，C₆，C₇，C₈，
C₉，C₁₀，C₁₁，C₁₂，D，D₁，D₂，D₃，D₄，D₅，
D₆は出力端子、V_DDおよびV_SSは電源供給端子、
RESETはチツプのイニシヤライズ端子、OSCは
基本クロツク発振用の端子を示す。入力端子Siは
マイクロコンピユータ１００に商用電源周波数を
入力する端子であり、トランジスタ１０１、抵抗
１０２，１０３により波形成形して入力される。
マイクロコンピユータ１００は商用電源周波数
（例えば60Hz）を調理時間タイマ等の基準時間と
して計数する。端子Sφは地域によつて異なる商
用電源周波数に対応してマイクロコンピユータ１
００の動作シーケンスを選ぶため、抵抗１０４と
ジヤンピングワイヤ１０５の有無によつてSの
電位、すなわちロジツクレベルを変えて入力する
端子である。

C₀，C₁，C₂，C₃，C₄は調理温度あるいは時間
を表示する発光ダイオードユニツト１０６を駆動
するための出力端子であり、ラツチ回路１０７、
発光ダイオードドライブ回路１０８により、出力
C〜C₄に対応した発光ダイオード１０６′が点灯
する。抵抗群１０９は発光ダイオード１０６′の
電流制御用抵抗を示す。

また出力端子C₅，C₆，C₇，C₈，C₉，C₁₀，C₁₁，
C₁₂は比例制御弁２の駆動用出力であり、８ビツ
ト2⁸＝256段階に燃焼量を制御できる。ここで１
１０はラツチ回路、１１１はマイクロコンピユー
タ１００の８ビツトのデジタル出力をそれに対応
したアナログ電位に変換するＤ／Ａ変換回路、１
１２はＤ／Ａ変換回路１１１の出力を保持するホ
ールド回路を示し、増幅回路部１１３を通して比
例制御弁２を駆動する。

端子D₄は調理中に必要なポイント、例えば調
理終了等を報知するブザー１１４を駆動するもの
で発振回路１１５を通してブザーを鳴らせる。こ
こで発振回路１１５はマイクロコンピユータ１０
０のクロツクにより代用させてもよい。D₅は燃
焼停止用の電磁弁２′の駆動用端子、D₆は点火器
３′の駆動出力端子を示す。またD₄，D₅，D₆はラ
ツチ回路１１６により出力データがラツチされ
る。ここでラツチ回路１０７，１１０，１１６お
よびホールド回路１１２は出力端子D₃によりデ
ータの更新がなされる。

入力端子A，A₁，A₂，A₃は４ビツトのデー
タをマイクロコンピユータ１００に入力する端子
を示す。端子A〜A₃は温度センサ６の入力およ
びバーナ３の着火失火を検出する入力、またガス
のコツクの開閉入力等の入力信号が接続されてい
る。

ここで、本実施例で説明しているガステーブル
コンロでは使用温度範囲が約50〜250℃であり200
℃の温度幅を必要とする。これを１℃の分解能で
検出するためには200ステツプが必要となり、こ
のためには８ビツトのデータをマイクロコンピユ
ータ１００に入力する必要がある。以上から温度
センサ６と抵抗１１７の分圧電位をＡ／Ｄ変換回
路１１８により８ビツトのデジタル信号に変換
し、これを上位４ビツトと下位４ビツトに分割し
て入力する構成としている。またコツクスイツチ
１１９と、燃焼検知用熱電対１２０による起電力
を検出する燃焼検知回路１２１の信号も同様に入
力されている。これ等の入力信号の選択は出力端
子D，D₁，D₂により行なう構成としている。１
２２，１２３，１２４，１２５は入力バツフア回
路を示す。

またここでは省略しているがこれ以外に温度セ
ンサ６の設定温度も必要に応じて入力する構成と
すればよい。マイクロコンピユータ１００の入力
ポートA₀〜A₃がもつと多い場合、例えば８ビツ
トであれば前述のような４ビツト毎に分割する必
要はなくなる。

第７図はマイクロコンピユータ１００のアーキ
テクチヤの代表例である。

ROMは固定的記憶部であり、設定、表示、お
よび動作に係わる制御手続がプログラムされ命令
コードの形式で記憶されている。本例のマイクロ
コンピユータは８ビツトの命令コードを最大2048
ステツプまで記憶できる。IRは命令レジスタで
ありROMから続出された命令コードを一時的に
記憶する。PCはプログラムカウンタであり、
ROM内における命令コードのアドレスを指定、
更新するもので最大2048ステツプ（＝2″）のアド
レスを指定する必要があるので11ビツト必要とな
る。

STACKは、サブルーチンをコントロールした
場合の帰り番地を保持するレジスタである。

MPX１２６は、スタツクに保持されたアドレ
スと、BR（ブランチ）命令を実行したときの指
定アドレスとを選択するマルチプレクサである。

INST、DECは命令デコーダであり命令レジス
タの内容を解する。

RAMは書込みおよび読出し可能なデータメモ
リであり、４ビツト単位で記憶、および読出しが
できる。記憶容量は４ビツト×128ステツプであ
る。128ステツプのアドレシングは、７ビツトで
可能であり、RAMのアドレスレジスタとしては
３ビツトのＸレジスタと４ビツトのＹレジスタが
ある。

またＹレジスタの内容はDEC１２７によつて
デコードし、C〜C₁₂の出力端子を個別に指定す
る。

ALUは演算論理ユニツトであり各種の処理判
定を行なう。ALUには命令によつて２組の４ビ
ツトデータが命令に対応して入力され、処理の結
果は必要に応じてACC（アキユムレータ）、CF、
ZF（フラツグ）、Ｙレジスタ、またはRAMに格納
される。TEMPは一時記憶のために使う４ビツ
トレジスタである。

PSはプログラムテータスであり命令によつて
セツトまたはリセツトされる１ビツトのレジスタ
である。CFはキヤリフラツグでありALUで処理
した結果、最上位ビツトから桁上げが生じたとき
にリセツトされる。ZFはゼロフラツグであり、
ALUで処理した結果がゼロの場合セツトされる。

Ｃは比較回路を示す。CGはクロツクジエネレ
ータでマイクロコンピユータの動作の基本周波数
信号を発生する回路、CNT、SEQはコントロー
ルシーケンス回路で、マイクロコンピユータの内
部動作手順を制御する。第７図における信号線に
付加された数字は信号線のビツト数を表わす。

以上のようなマイクロコンピユータのアーキテ
クチヤは、それ自身のROMに格納された命令コ
ードにしたがつて制御され、その結果として各入
出力端子につながる各種機器をコントロールし、
また自動調理用の加熱パターンの記憶およびその
読出しを行なう。

なお本発明の温度制御機能は、マイクロコンピ
ユータのROMに全ての制御シーケンスを格納さ
れており傾斜検知部９のそれぞれの傾斜値W₁，
W₂と温度検出部７の温度はRAMにメモリーされ
る。

以上説明してきたように本発明の調理用温度制
御装置は、天プラをあげる場合や牛乳を温める場
合等に傾斜検知部で加熱開始直後の一定時間にお
ける温度上昇の傾斜によつて鍋の種類を見分け、
さらに、調理量に応じた一定の安定した温度上昇
に到達した後の傾斜によつて調理量を判断する。
このそれぞれの傾斜値を関数として補正温度を演
算、或は、それぞれの傾斜値の大小によつて補正
温度を選択し、予め設定した設定温度に調理物の
温度がなるようセンサ温度が決められ、天プラに
最適な温度や飲みごろの牛乳温度が得られ、以後
も、その適温を維持するよう制御される。従つて
鍋種や調理量が変つても調理物の温度を精度よく
得ることができる。

また傾斜検知部や比較部は、予め定められた時
間毎のサンプリングによるセンサ温度の傾斜やセ
ンサ温度を計測する構成とすることにより、マイ
コン等による制御が容易となりプログラムの処理
のみで精度よく制御温度の検知が可能となり非常
に簡単にシステムを構成できる。

また調理量検知部は温度センサの温度が予め定
められた値（天プラように高温は約120℃、100℃
以内の低温では約70℃）以上になつた点で計測す
る構成であり、加熱による鍋底の結露や調理物の
対流等の影響で生じる温度フラツキ部を無視し、
温度上昇の安定した傾斜を用いるため確実な補正
ができ正確な調理温度が得られる。

さらに、傾斜検知部により補正された温度が、
予め定められた上限温度（240℃）を越えるよう
な場合は、制御温度を上限温度で規制するための
安全性が高い。

このように、鍋の種類（材質や厚さ）や調理物
の量に無関係で最適な調理温度が得られ便利な加
熱調理器を提供することができる。

尚本実施例では、ガステーブルコンロの比例制
御式を例にして説明したが、電気コンロその他の
加熱調理器でもよく、またコンロ以外にオーブン
にも応用可能である。さらに比例制御ではなくハ
イ、ロー制御、オンオフ制御等であつてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の調理用温度制御装置の一実施
例を示す制御システム図、第２図はセンサ温度と
調理物温度の温度上昇状態を示す特性図であり、
傾斜検知部の温度傾斜と比較部の温度検出状態も
合せて示している。第３図は調理温度を検知した
後の熱量制御部の動作を説明する特性図、第４図
は本発明の制御部をマイクロコンピユータで構成
した場合の一例を示す概略のフロー図であり、第
５図は第４図の比較部の他の実施例を示すフロ
ー図、第６図は本発明のマイロンを含む制御回路
図、第７図はマイコンのアーキテクチヤの説明
図、第８図は従来例による比例制御システムの制
御システム図である。２……比例制御弁（加熱制御手段）、２′……電
磁弁（加熱制御手段）、３……バーナ（加熱手
段）、４……鍋、５……調理物、６……温度セン
サ、７……温度検出部、８……温度設定部、９…
…傾斜検知部、１０，……鍋種検知部、１１，
……調理量検知部、１２，，′……温度補
正部、１３，……比較部、１４，……熱量制
御部、W₁，W₂……傾斜、TW₁，TW₂……補正
温度、T₁……設定温度、T₀……補正された温度、
T_c……測定開始温度、ΔX……サンプリング時
間。

Claims

【特許請求の範囲】１調理物を加熱する手段と、鍋底と接触する温
度センサの温度を検出する温度検出部と、任意に
調理温度を設定可能とした温度設定部と、前記温
度検出部に付設した鍋底の温度上昇傾斜を検出す
る傾斜検知部とを有し、前記傾斜検知部には、点
火直後の一定時間における鍋底の温度上昇の傾斜
値の大小により調理している鍋の種類に応じた補
正温度を求める鍋種検知部と、鍋底の温度上昇が
調理量に応じて安定した後の一定時間の傾斜値の
大小により調理量の多少に見合つた補正温度を求
める調理量検知部とからなり、さらに、前記傾斜
検知部の鍋種検知部と調理量検知部とで調理中の
鍋の種類と調理量の多少に応じた、それぞれの補
正温度により、前記温度設定部の設定温度を補正
演算する温度補正部と、前記加熱手段の加熱量を
制御する加熱制御手段と、前記加熱制御手段へ制
御信号を出力する熱量制御部と、前記温度検出部
の温度信号と前記温度補正部で補正された温度と
を比較する比較部とを設け、前記温度検出部の温
度が前記温度補正部で補正された温度に到達する
と調理物の温度が前記温度設定部で設定した設定
温度となり、前記比較部の出力で前記熱量制御部
により前記加熱制御手段の熱量を増減或は、停止
させて調理物の温度を設定温度で一定に保つよう
にした調理用温度制御装置。２傾斜検知部の鍋種検知部には、点火直後の一
定時間における鍋底の温度上昇の傾斜値の大小に
より複数個の補正温度に振分けて補正温度を決定
する決定部を設けた特許請求の範囲第１項記載の
調理用温度制御装置。３傾斜検知部の調理量検知部は、鍋底の温度上
昇が調理量に応じて安定した後の一定時間の傾斜
値の大小により複数個の補正温度に振分けて補正
温度を決定する決定部を有した特許請求の範囲第
１項記載の調理用温度制御装置。４比較部は温度センサより温度検出部で一定時
間間隔毎に検出された温度信号と温度補正部の補
正温度とを比較する特許請求の範囲第１項記載の
調理用温度制御装置。５調理量検知部は、調理物を加熱する手段によ
り加熱され、温度センサが測定開始温度を検出後
に計測する構成とした特許請求の範囲第１項記載
の調理用温度制御装置。