JPH07200078A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御過程においても常により均一で、高精度
の温度制御を達成することのできる温度制御装置を提供
する。 【構成】 本発明では、マスターＦＢにおける測定値Ｐ
Ｖを抑制し、各測定値ＰＶを一致させたまま昇降温させ
るため、各測定値ＰＶの平均値を平均目標値（Ａｖｅ
ＳＶ）とし、マスターＦＢにおける測定値ＰＶは、Ａｖ
ｅ ＳＶに一致するように制御することを考慮し、マス
ターＦＢにおける測定値ＰＶが目標値ＰＶに到達しよう
とするための制御に対する荷重部における値Ｗ1 と、マ
スターＦＢにおける測定値ＰＶがＡｖｅ ＳＶに到達し
ようとするための制御に対する荷重部における値Ｗ2 と
を設定し、均一温度制御を行うようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、温度制御装置に係り、
特にその温度制御アルゴリズムに特徴を有する制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブルドーザなどの車体を塗装する際、塗
装後の乾燥温度が塗装面の状態に大きく影響し、温度勾
配があると、塗装むらを生じることになり、車体表面全
体にわたって均一な温度に制御する必要がある。しかし
ながら、被処理物の形状は複雑であり、また乾燥雰囲気
においては、ガスの流れや、熱の伝導、さらに近くに以
下なる材質の部材が存在するか等によって複雑な干渉系
を形成する。

【０００３】そこで、従来、被処理物の温度を均一にす
るために、被処理物の近傍に、複数個の温度測定部を設
置し、これらの温度が等しくなるように制御を行う。こ
の加熱部において、ガスの流れや、熱の伝導、被処理物
の回転等による影響を考慮し、複数の加熱手段を配置し
たものがある。

【０００４】ここでは図１３および図１４に示すよう
に、角柱状の筐体（容器）１とこの筐体１の内部に配設
され車体２を載置する円形のサセプタ３と、このサセプ
タ３を回転するモータ４と、筐体１の外側から加熱する
複数のランプからなる加熱部５と、サセプタ上の複数の
領域に設けられた複数の温度測定手段からなる温度測定
部６とを具備し、制御量演算部１０でこの温度測定部６
の測定値に応じて加熱部５の各ランプをフィードバック
制御する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では各フィードバック（ＦＢ）ループが支配する加熱
部によるサセプタ上の温度測定部に与える熱量は図１５
に示すようにクリスプ領域となっており、各領域の間に
不連続面が生じることから被処理物上に急俊な温度勾配
がつきやすく、塗布むらが生じたり、塗布膜の膜質が悪
化するおそれがある。

【０００６】また、被処理物の雰囲気においては、ガス
の流れや、熱の伝導、さらにサセプタの回転などによ
り、複雑な干渉系となっていることや、また被処理物の
大きさが可変である場合あるいは、被処理物およびサセ
プタを含む反応室の大きさ、さらに加熱部、温度測定部
の設置位置によって性能が変化するというような問題が
ある。

【０００７】そこで本発明の第１では、均一で、高精度
の温度制御を達成することのできる温度制御装置を提供
することを目的とする。

【０００８】さらに、複数個の温度測定部（例えばｃｅ
ｎｔｅｒ，ｒｉｇｈｔ，ｌｅｆｔ，ｆｒｏｎｔ，ｒｅａ
ｒ）を設置し、これらの温度が等しくなるように制御す
る制御方式として、マスタースレーブ制御方式がある。
このマスタースレーブ制御は、サセプタ上の任意の１つ
（例えばｃｅｎｔｅｒ）の温度測定部を含むフィードバ
ックループ（以下ＦＢ）をマスターＦＢとし、他の温度
測定部（ｒｉｇｈｔ，ｌｅｆｔ，ｆｒｏｎｔ，ｒｅａ
ｒ）を含むフィードバックループに対するＦＢをスレー
ブＦＢとして動作せしめる。該マスタースレーブ制御の
ブロック図を図１６に示す。図１６において目標値（Ｓ
Ｖ），測定値（ＰＶ）とする。各ＦＢは温度測定部１０
０と、目標値設定部２００と、測定値が目標値設定部２
００で設定された目標値に等しくなるように制御量を演
算する制御量演算部３００とを具備し、この制御量にし
たがって加熱部等の制御対象４００を制御するように構
成されており、この制御システムに目標値を与えると、
これがマスター（ｃｅｎｔｅｒ）ＦＢの目標値ＳＶとな
り制御が開始され、それに伴いマスターＦＢのＰＶが他
の４つのスレーブＦＢの目標値（スレーブＳＶ）とな
り、マスターＳＶに追従するようにスレーブＦＢは動作
する。

【０００９】しかし、被処理物の設置雰囲気において
は、ガスの流れや、熱の伝導、さらにサセプタの回転等
により、複雑な干渉系となっており、複数のＰＶを一致
させたまま昇降温および整定させることはかなり困難で
ある。例えば、図１３および図１４に示された装置にお
いて、被処理基板を上面から加熱した場合、ガスの流れ
の影響でｒｅａｒ＞ｃｅｎｔｅｒ＞ｆｒｏｎｔの順番で
温度が上昇しやすくなっている。そこで、マスターＦＢ
をｃｅｎｔｅｒに設定すると、定常状態から設定温度を
上げた場合、ｃｅｎｔｅｒの測定値ＰＶの上昇率に対し
て、ｒｅａｒのＰＶの追従性は過剰になる反面、ｆｒｏ
ｎｔのＰＶは追従できなくなり、温度勾配が生じてしま
うという問題がある。また定常状態から設定温度を下げ
た場合、ｃｅｎｔｅｒの測定値ＰＶの下降率に対して、
逆にｆｒｏｎｔの測定値ＰＶの追従性は過剰になる反
面、ｒｅａｒの測定値ＰＶは追従できなくなり、やはり
温度勾配が生じてしまうという問題がある。これらはマ
スターＦＢにおける測定値ＰＶの抑制がとれないためで
あり、そのような状況を緩和するため、従来はＰ（比例
動作）Ｉ（積分動作）Ｄ（微分動作）を含んだ制御方式
を用いＰＩＤ定数の調整により対応してきた。

【００１０】しかしながら、各測定値ＰＶの状態とし
て、定常状態、設定温度を上げる場合における過渡状
態、設定温度を下げる場合における過渡状態があるが、
その中のある状態において上記ＰＩＤ定数を調整すると
他の状態では最適な制御を達成することができないとい
う問題があった。

【００１１】そこで本発明では、制御過程においても、
常により均一で、高精度の温度制御を達成することので
きる温度制御装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、容器
と、前記容器内に設置された被処理物を、所望の温度に
加熱冷却する複数の加熱冷却部を備えた加熱冷却手段
と、前記容器内の複数の点における温度を測定する複数
の温度測定部を備えた温度測定手段と、前記温度測定手
段の測定結果をフィードバックし、前記温度測定手段の
各温度測定部から得られる測定値が目標値となるように
前記各温度測定部に対応する前記各加熱部を制御する制
御手段とを備えた温度制御装置において、温度測定手段
の測定結果から、前記各温度測定部への前記各加熱冷却
部の影響度を計測する影響度計測手段と、前記影響度度
計測手段の出力に応じて荷重を決定し、各加熱冷却部に
ついてこれらの荷重から制御量を算出し、前記温度測定
手段の各温度測定部から得られる測定値が目標値となる
ように、前記各加熱冷却部をフィードバック制御する制
御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１３】また本発明の第２では、制御手段が、それ
ぞれ１つの前記加熱冷却部および前記温度測定部に対応
した複数のフィードバック（ＦＢ）ループを備え、前記
ＦＢループの１つをマスターＦＢとし他をスレーブＦＢ
とするマスタースレーブ方式の制御を行うものであり、
マスターＦＢにおける制御が、マスターＦＢにおける測
定値ＰＶが目標値ＳＶに荷重Ｗ1 で到達しようとする第
１の制御部と、各温度測定部の測定値ＰＶの平均値を平
均目標値（Ａｖｅ ＳＶ）とし、この平均目標値に荷重
Ｗ2 で到達しようとする第２の制御部とを具備し、これ
らの荷重が調整可能であるとともに、スレーブＦＢは、
前記マスターＦＢの測定値ＰＶに追従するように制御さ
れることを特徴とする。

【００１４】本発明の第３では制御手段が、それぞれ１
つの前記加熱冷却部および前記温度測定部に対応した複
数のフィードバック（ＦＢ）ループを備え、各ＦＢルー
プが同じ目標値ＳＶとなるように、各測定値ＰＶに応じ
て荷重Ｗ1 で到達しようとする第１の制御部と、各ＦＢ
における測定値ＰＶの平均値に荷重Ｗ2 で到達しようと
するための第２の制御部とで構成され、これらの荷重が
調整可能であることを特徴とする。

【００１５】

【作用】上記の第１の構成によれば、被処理物の配置雰
囲気中のガスの流れや熱の伝導、サセプタの回転等によ
る影響により、温度測定手段の測定値ＰＶが隣接加熱部
から受ける影響を考慮し、各加熱冷却部の温度制御を行
うようにしているため、温度勾配が生じるのを防ぐこと
ができ、その温度分布を均一にすることができるため、
被処理物の信頼性を高めることが可能になる。

【００１６】また、影響度は雰囲気温度や設定温度によ
っても変化するため、逐次更新していくようにするとさ
らに制御精度が向上する。

【００１７】本発明の第２および第３によれば、被処理
物の配置雰囲気中のガスの流れや熱の伝導、サセプタの
回転等による影響により、複数の測定値ＰＶが別々の比
率で昇降温し、温度勾配が生じるのを防ぐことができ、
被処理物の信頼性を高めることが可能になる。

【００１８】なおこの装置は、前述した車の塗装装置の
みならず、パン焼き機能付きオーブンの温度制御、冷蔵
庫、冷凍庫、氷温庫の温度制御装置、冷凍食品解凍機能
の温度制御等にも適用可能である。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明実施例の塗装面乾燥装置に
おける制御回路を示す図、図２は各加熱手段の支配率を
示す図である。

【００２１】この塗装面乾燥装置は、図１４に示すよう
に、角柱状の乾燥室１とこの乾燥室１の内部に配設され
塗装直後の車体２を載置する円形のサセプタ３と、この
サセプタ３を回転すべくモータ４と、反応炉１の外側か
ら加熱する２０ブロックの加熱手段５_j （j=1 〜20）
（ここでは上下１０本づつ計２０本のハロゲンランプ）
からなる加熱部５とから構成され、反応炉内にガスを導
入するとともに、サセプタ上の５つの領域に設けられた
５つの温度測定手段からなる温度測定部６を具備し、こ
の温度測定部６の測定値に応じて加熱部５の加熱手段５
_j （j=1 〜20）を制御するようにしたもので、この温度
制御過程において隣接ブロックの指令値による影響を考
慮すべく、荷重調節部７で制御された荷重部８の指令に
従って制御量演算部９で制御量を算出するようにし、均
一な温度制御を行うようにしたことを特徴とする。なお
温度測定部１００は放射温度計で構成され、サセプタ裏
面から測定している。

【００２２】また荷重調節部７は、雰囲気温度調節部７
０１と、影響度計測部７０２と、影響度の計測を指示す
る影響度計測用指令部７０３と、荷重学習部７０４とか
ら構成されている。

【００２３】なお荷重部８への指令値は次式で与えられ
る。

【００２４】 ここでＭＶ´は加熱部への指令値、ＭＶは制御量演算部
および荷重学習部により求められる制御量、Ｗは各加熱
部の支配率、ｊは加熱部の番号である。またｇは被処理
物に与える熱量を連続面にするために設置された微小な
値であり、これにより加熱部における指令値が両隣の加
熱部における指令値の影響を受けることになる。また、
関数ｆはｘj を０〜１に変換するものであり、区分線形
関数、ロジスティック関数などがあるが、ここでは、ロ
ジスティック関数を用いるものとする。

【００２５】 さらに、各加熱部の各温度測定部に対する影響度をｅｆ
ｆｅｃｔ_jkとし、各温度測定部における値をＰＶk とす
ると となる。ここでｋは温度測定部の番号である。

【００２６】次にこの装置の動作について説明する。

【００２７】図３に全体をフローチャートで示すよう
に、雰囲気温度調節部７０１で雰囲気温度の調節を行
う。最初に雰囲気温度を例えば２００±１０℃に設定す
る（ステップ１０１）。この後影響度の計測を行い（ス
テップ１０２）、荷重を調節し（ステップ１０３）、制
御が完了する（ステップ１０４）。

【００２８】まず、雰囲気温度の調節について説明す
る。このステップは温度制御を行う範囲に応じて影響度
が異なるために行うものである。まず、図４にフローチ
ャートを示すように、雰囲気温度調節部７０１で雰囲気
温度の調節を行う。（ステップ２０１）。

【００２９】すると第１のスイッチＡが下側に動作する
とともに第２のスイッチＢが上側に動作し、制御量演算
部９および荷重部８からの入力が遮断される（ステップ
２０２）。

【００３０】そして第４のスイッチＤが上側に動作し、
影響度計測指令部７０３からの入力が遮断される（ステ
ップ２０３）。

【００３１】そして設定された温度付近に温度測定部に
よる測定値が到達しているか否かの判断を行い（ステッ
プ２０４）、到達していると判断された場合は調節を終
了し、到達していないと判断された場合は各加熱部への
指令値が変更され、到達するまで調節が続行される。な
おここで各加熱部への指令値は同等の値とする。

【００３２】このようにして雰囲気温度の調節が完了す
ると、影響度の計測を行う。

【００３３】まず図５に示すように影響度計測用指令部
７０３に、影響度計測用指令値を設定する（ステップ３
０１）。

【００３４】第３のスイッチＣが最も左よりの位置に移
動する（ステップ３０２）。

【００３５】そして第４のスイッチＤが下側に動作し
（ステップ３０３）、影響度計測用指令部から一番目の
加熱部に影響度計測用指令値が入力される。

【００３６】この状態で各温度測定部における測定値の
変化量を影響度計測部に記憶せしめる（ステップ３０
４）。この記憶動作が終了すると第３のスイッチＣが右
に１つシフトし加熱部の番号が更新される（ステップ３
０５）。このようにして順次各加熱部の各温度測定部へ
の影響度を計測する。そして加熱部番号が２０になった
か否かを判断し（ステップ３０６）、２０に到達してい
ないとステップ３０５に戻る。このようにして計測が終
了すると、計測された変化量を０〜１に規格化し、これ
らを影響度として記憶する（ステップ３０７）。この変
化量は、各加熱部の温度変化が各温度測定部に与える影
響に起因するものである。

【００３７】次に、荷重Ｗの調節について図６を参照し
つつ説明する。

【００３８】まず第１のスイッチＡが下側に動作すると
（ステップ４０１）、荷重学習部７０４からの入力が荷
重部８に与えられる。そして第２のスイッチＢが下側に
動作し（ステップ４０２）、各加熱部における荷重部か
らの指令値が制御量演算部９に入力される。

【００３９】そしてｎを０に設定し（ステップ４０
３）、測定値ＰＶに対する望ましい値をＰＶ^＊とし、Ｍ
Ｖj(0)，ＰＶk ^＊(0) として（ステップ４０４）以下に
示すような最急降下法による繰り返し学習を行う（ステ
ップ４０５）。

【００４０】 ここでεはＷを更新するための定数であり、十分に小さ
な正の数であるとする。 十分にＥが小さくなったら
（ステップ４０６）ｎをインクリメントして（ステップ
４０７）学習を行う。

【００４１】そしてｎが５よりも大きいか否かの判断を
行い（ステップ４０８）、５を越えると第１のスイッチ
Ａが上側に動作し（ステップ４０９）、通常の温度制御
が開始される。

【００４２】図２はこの学習による各ＦＢにおける加熱
部５の支配率を示す。このようにして各ＦＢが支配する
加熱部によるサセプタ上の温度測定部６に与える熱量は
連続的な領域をなすことになる。

【００４３】このようにして連続的でかつ均一な温度制
御を行うことが可能となる。

【００４４】この装置を用いて、車体２をサセプタ３に
載置し、放射温度計でサセプタ裏面の温度を測定すると
ともに、この測定値にもとづいて、加熱手段（上下１０
本づつ計２０本の赤外線ランプ）の光量を制御し車体温
度を高精度に調整するようになっている。

【００４５】ここで車体温度は２００〜３００℃に設定
される。

【００４６】なお、前記実施例では乾燥装置について説
明したが、オーブンのパン焼き機能における温度制御、
冷凍食品解凍機能における温度制御、冷蔵庫、冷凍庫、
氷温庫における温度制御など、種々の温度制御装置に適
用可能である。

【００４７】また前記実施例では赤外線ランプを用いた
加熱について説明したが、これに限定されることなく、
抵抗加熱、高周波加熱などにも適用可能である。

【００４８】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。

【００４９】図７は、本発明実施例のオーブンのスポン
ジケーキ調理機能における制御回路を示す図である。

【００５０】この装置は、図８に示すように、容器１１
とこの容器１１の内部に配設され被調理物であるスポン
ジケーキ種の充填された焼き型１２を載置する円形の天
板１３と、この天板１３を回転するモータ１４と、被調
理物を加熱する５つのヒータ１５_center，１５_rear，１
５_front ，１５_right ，１５_leftからなる加熱部１５と
から構成され、天板１３上の５つの領域に設けられた５
つの温度測定手段からなる温度測定部１６を具備し、こ
の温度測定部１６の測定値に応じて加熱部１５のヒータ
１５_center，１５_rear，１５_front ，１５_right ，１５
_leftの制御するようにしたもので、この温度制御過程に
おいて中央の温度測定部１６_centerをマスターＦＢと
し、他をスレーブＦＢとして、マスターＦＢにおける測
定値ＰＶが独走するのを抑制し、各測定値ＰＶを一致さ
せた状態で昇降温させ、各測定値ＰＶの平均値を平均目
標値（Ａｖｅ ＳＶ）とし、マスターＦＢにおける測定
値ＰＶは、Ａｖｅ ＳＶに一致するように制御すること
を考慮し、マスターＦＢにおける測定値ＰＶがＳＶに到
達するように制御する荷重Ｗ1 と、マスターＦＢにおけ
る測定値ＰＶがＡｖｅ ＳＶに到達するように制御する
荷重Ｗ2 とを調整し、均一な温度制御を行うようにした
ことを特徴とする。なお温度測定部１００は放射温度計
で構成され、天板裏面から測定している。

【００５１】この制御回路では、従来例の制御回路に加
え、マスターＦＢに、各測定値の平均値を算出する平均
値演算部５００と、目標値に一致するように制御する制
御率を設定する第１の荷重部６００と、各測定値の平均
値に一致するように制御する制御率を設定する第２の荷
重部７００とを配設し、マスターＦＢは温度測定部１０
０m と、目標値設定部２００で設定された目標値ＳＶに
一致するように第１の荷重部６００で設定された荷重Ｗ
1 と、平均値演算部の出力である各測定値の平均値に一
致するように第２の荷重部７００で設定された荷重Ｗ2
とによって、制御量演算部３００m で加熱手段５_center
などの制御対象４００m の制御量を演算し、この制御量
に従って加熱手段５_centerを制御するように構成されて
いる。

【００５２】一方各スレーブＦＢは、各測定部１００
_rear，１００_front ，１００_right ，１００_leftの出力
に応じて、目標値に一致するように制御量演算部３００
でそれぞれ演算された制御量に従って各加熱手段
５_rear，５_front ，５_right ，５_leftなどの制御対象４
００を制御するようになっている。

【００５３】この制御システムに目標値を与えると、こ
れがマスター（ｃｅｎｔｅｒ）ＦＢの目標値ＳＶとなり
制御が開始され、それに伴いマスターＦＢのＰＶが他の
４つのスレーブＦＢの目標値（マスターＳＶ）となり、
マスターＳＶに追従するようにスレーブＦＢは動作す
る。

【００５４】ここで各ＦＢにおける制御量演算部３００
に入力される信号をＥとすると、 Ｅ_center＝Ｗ1 （ＳＶ−ＰＶ_center）＋Ｗ2 （Ａｖｅ．
ＳＶ−ＰＶ_center） Ｅ_right ＝マスターＳＶ−ＰＶ_right Ｅ_left ＝マスターＳＶ−ＰＶ_left Ｅ_front ＝マスターＳＶ−ＰＶ_front Ｅ_rear ＝マスターＳＶ−ＰＶ_rear マスターＳＶ＝ＰＶ_center ただし、Ａｖｅ．ＳＶは各測定値ＰＶの平均値であり、
相加平均値，相乗平均値，調和平均値等をとることがで
きるが、ここでは相加平均値をとるものとし、 Ａｖｅ．ＳＶ＝１／５（ＰＶ_center＋ＰＶ_right ＋ＰＶ
_left＋ＰＶ_front ＋ＰＶ_rearである。 また、図７の平
均値演算部におけるｎは５とする。このようにして制御
量の演算がなされ、各加熱部に対して制御量が算出され
る。

【００５５】ここで制御量演算部はＰＩＤ制御方式によ
り演算を行っている。すなわち制御対象の制御量を目標
値にするための制御を行う場合に、ＰＩＤ制御方式が広
く用いられている。これは比例動作、積分動作、微分動
作を含んだ制御方式であり、制御定数としてＰ定数、Ｉ
定数、Ｄ定数が使用される。

【００５６】比例動作は制御入力（操作量）ｕが制御偏
差に比例する制御動作であり ｕ＝Ｋｅ……（１） と現される。ここでＫを比例感度（比例ゲイン）とい
い、実際の場合には制御定数Ｐとして１／Ｋに相当する
比例体が用いられる。

【００５７】また積分動作は制御入力ｕが制御偏差ｅの
積分値に比例する制御動作であり、 ｕ＝Ｋ∫ｅｄｔ…（２） と表される。すなわち制御偏差ｅに比例した速度で訂正
動作が行われ偏差が残れば必ず積分されるので、残留偏
差ｓを少なくすることができるという制御特性を有して
いる。

【００５８】また、積分動作は制御入力が制御偏差の微
分値に比例する動作であり、 ｕ＝Ｋｄｅ／ｄｔ…（３） と表される。すなわち、制御偏差速度ｄｅに比例した訂
正動作が行われ、偏差の変動を減衰させる作用をなし、
安定化が迅速に行われるという制御特性を有する。

【００５９】これらの３つの動作を組み合わせたのがＰ
ＩＤ動作であり、 ｕ＝Ｋ（ｅ＋（１／Ｔi ）∫ｅｄｔ＋Ｔd ｄｅ／ｄｔ）……（４） Ｋ＝１／Ｐ：比例感度 Ｔi ＝Ｉ：積分時間 Ｔd ＝Ｄ：微分時間 と表される。すなわち、制御定数Ｐ，Ｉ，Ｄに応じた比
例、積分、微分動作を行うものである。

【００６０】以下にこの演算式を示す。

【００６１】 このようにしてマスターＦＢは荷重Ｗ1 ，Ｗ2 の値を調
節することによりマスターＦＢにおける測定値ＰＶを目
標値ＳＶに到達させるための制御と、マスターＦＢにお
ける測定値ＰＶをＡｖｅ．ＳＶに一致させるような制御
とを良好に行うことが可能になる。

【００６２】すなわち、各ＦＢにおける測定値ＰＶを均
一な状態で昇降させることが可能となる。

【００６３】この装置を用いて、種の充填された焼き型
１２を天板１３に載置し、放射温度計で天板裏面の温度
を測定するとともに、この測定値にもとづいて、ヒータ
の発熱量を制御し焼き型内の種の温度を高精度に調整す
るようになっている。

【００６４】ここで温度は１８０〜２００℃に設定され
る。パイやシュークリームの焼き上げの場合、加熱途中
で加熱温度を変化するのが望ましい場合があるが、この
ような場合にもかかる制御方式によれば極めて追従性よ
く変化させることができる。また、前記実施例では温度
測定部は天板裏面に設けられた放射温度計で構成した
が、必ずしも焼き型内部温度と等しいわけではなく、実
際のケーキ種との温度差が生じてしまうことがある。そ
こであらかじめ焼き上げに先立ち熱電対付き焼き型をあ
らかじめ設置し、この熱電対の検出値と、放射温度計に
より測定した天板の温度すなわち温度測定部の値とを比
較することにより温度差補正値を求め、実際の工程では
この補正値を用いて補正を行うようにしてもよい。

【００６５】この場合の補正工程を含む制御回路を図９
に示す。

【００６６】この回路では、図７に示した前記実施例２
の回路の各ＦＢに温度差補正部８００を付加したことを
特徴とするもので、他の部分については実施例１の回路
とまったく同様である。この温度差補正部８００ではモ
ニタ用の焼き型を用いて、焼き型温度と天板裏面の温度
を測定する放射温度計の測定値との差をあらかじめ求め
ておき、この差を補正する。この温度差補正部８００は
測定値の出力と目標値との両方に設置されて、補正を行
う。

【００６７】図１０は、本発明の第３の実施例の冷蔵庫
の解凍機能における制御回路を示す図である。この装置
は、図１１に示すように、解凍室２１の外側から加熱す
る５ブロックの加熱手段２５_center（Ａ），２５
_rear（Ｂ），２５_front （Ｃ），２５_right （Ｄ），２
５_left（Ｅ）からなる加熱部２５とから構成され、サセ
プタ上の５つの領域に設けられた５つの温度測定手段か
らなる温度測定部２６を具備し、この温度測定部２６の
測定値に応じて加熱部２５の加熱手段２５_center，２５
_rear，２５_front ，２５_right ，２５_leftの５つを制御
するようにしたもので、この温度制御過程において、こ
こでは特にマスターＦＢを設けることなく、複数のＦＢ
のそれぞれに同じＳＶを与え、各ＰＶがＳＶに到達する
ように制御するとともに、各ＦＢの測定値ＰＶを一致さ
せた状態で昇降温させるべく、各測定値ＰＶの平均値を
マスターＳＶとし、各ＰＶがＳＶに到達するように制御
する荷重Ｗ1 と、各測定値ＰＶがマスターＳＶに到達す
るように制御する荷重Ｗ2 とを調整し、均一な温度制御
を行うようにしたことを特徴とする。

【００６８】この制御回路では、従来例の制御回路に加
え、各測定値の平均値を算出する平均値演算部５００
と、目標値に一致するように制御する制御率を設定する
第１の荷重部６００と、各測定値の平均値に一致するよ
うに制御する制御率を設定する第２の荷重部７００とを
配設し、各ＦＢは温度測定部１００と、目標値設定部２
００で設定された目標値ＳＶに一致するように第１の荷
重部６００で設定された荷重Ｗ1 と、平均値演算部の出
力である各測定値の平均値に一致するように第２の荷重
部７００で設定された荷重Ｗ2 とによって、制御量演算
部３００で加熱手段２５_centerなどの制御対象４００の
制御量を演算し、この制御量に従って各加熱手段２５を
制御するように構成されている。

【００６９】この制御システムに目標値ＳＶを与える
と、これが各ＦＢの目標値ＳＶとなり制御が開始され、
各ＦＢがＳＶに一致するように荷重Ｗ1 で制御されると
共に、各ＦＢの測定値ＰＶの平均値をマスターＳＶと
し、このマスターＳＶに一致するように荷重Ｗ2 で制御
され、各ＦＢは動作する。

【００７０】ここで各ＦＢにおける制御量演算部３００
に入力される信号をＥとすると、 Ｅ_center＝Ｗ11（ＳＶ−ＰＶ_center）＋Ｗ21（マスター
ＳＶ−ＰＶ_center） Ｅ_right ＝Ｗ12（ＳＶ−ＰＶ_right ）＋Ｗ22（マスター
ＳＶ−ＰＶ_right ） Ｅ_left ＝Ｗ13（ＳＶ−ＰＶ_left ）＋Ｗ23（マスター
ＳＶ−ＰＶ_left） Ｅ_front ＝Ｗ14（ＳＶ−ＰＶ_front ）＋Ｗ24（マスター
ＳＶ−ＰＶ_front ） Ｅ_rear ＝Ｗ15（ＳＶ−ＰＶ_rear ）＋Ｗ25（マスター
ＳＶ−ＰＶ_rear） ただし、マスターＳＶとしては各測定値ＰＶの平均値で
あり、相加平均値，相乗平均値，調和平均値等をとるこ
とができるが、ここでは相加平均値をとるものとし、 マスターＳＶ＝１／５（ＰＶ_center＋ＰＶ_right ＰＶ
_left＋ＰＶ_front ＋ＰＶ_rearである。

【００７１】また、図１０の平均値演算部におけるｎは
５とする。このようにして制御量の演算がなされ、各加
熱部に対して制御量が算出される。

【００７２】次に、実施例３の変形例として、実施例３
において補正工程を含む制御回路を図１２に示す。

【００７３】この回路では、図１０に示した前記実施例
３の回路の各ＦＢに温度差補正部８００を付加したこと
を特徴とするもので、他の部分については実施例２の回
路とまったく同様である。この温度差補正部８００で
は、被調理物の温度と放射温度計の測定値との差をあら
かじめ求めておき、この差を補正する。この温度差補正
部８００は測定値の出力と目標値との両方に設置され
て、補正を行う。

【００７４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、高精度でかつ均一な温度制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の制御回路を示す図

【図２】各ＦＢにおける各加熱部の支配率を示す図

【図３】同実施例の制御回路の全体動作の概要を示すフ
ローチャート図

【図４】雰囲気温度調節工程を示すフローチャート図

【図５】影響度計測工程を示すフローチャート図

【図６】荷重調節工程を示すフローチャート図

【図７】本発明の第２の実施例の制御回路を示す図

【図８】同実施例のオーブンを示す図

【図９】同装置の制御回路の変形例を示す図

【図１０】本発明の第３の実施例の制御回路を示す図

【図１１】同実施例の解凍装置を示す図

【図１２】本発明の第３の実施例の制御回路の変形例を
示す図

【図１３】従来例の制御回路を示す図

【図１４】本発明の第１の実施例の温度測定部を示す図

【図１５】従来例の各ＦＢにおける各加熱部の支配率を
示す図

【図１６】従来例の制御回路を示す図

【符号の説明】

１ 反応炉 ２ ウェハ ３ サセプタ ４ モータ ５ 加熱手段 ６ 温度測定部 ７ 荷重調節部 ８ 荷重部 ９ 制御量演算部 １１ 容器 １２ 被調理物 １３ 天板 １４ モータ １５ 加熱手段 １６ 温度測定部 ２１ 容器 ２２ 被調理物 ２３ サセプタ ２４ モータ ２５ 加熱手段 ２６ 温度測定部 １００ 温度測定手段 ２００ 目標値設定部 ３００ 制御量演算部 ４００ 制御対象 ５００ 平均値演算部 ６００ 第１の制御部 ７００ 第２の制御部 ８００ 温度差補正部 ７０１ 雰囲気温度調節部 ７０２ 影響度計測部 ７０３ 影響度計測用指令部 ７０４ 荷重学習部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 強 神奈川県平塚市南豊田197−17−105 (72)発明者 丸谷 新治 神奈川県平塚市山下726−５−401

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器と、 前記容器内に設置された被処理物を、所望の温度に加熱
   冷却する複数の加熱冷却部を備えた加熱冷却手段と、 前記容器内の複数の点における温度を測定する複数の温
   度測定部を備えた温度測定手段と、 前記温度測定手段の測定結果をフィードバックし、前記
   温度測定手段の各温度測定部から得られる測定値が目標
   値となるように前記各温度測定部に対応する前記各加熱
   部を制御する制御手段とを備え、 前記制御手段が、それぞれ１つの前記加熱冷却部および
   前記温度測定部に対応した複数のフィードバック（Ｆ
   Ｂ）ループを備え、前記ＦＢループの１つをマスターＦ
   Ｂとし他をスレーブＦＢとするマスタースレーブ方式の
   制御手段であり、 マスターＦＢにおける制御が、マスターＦＢにおける測
   定値ＰＶが目標値ＳＶに荷重Ｗ1 で到達しようとする第
   １の制御部と、 各温度測定部の測定値ＰＶの平均値を平均目標値（Ａｖ
   ｅ ＳＶ）とし、この平均目標値に荷重Ｗ2 で到達しよ
   うとする第２の制御部とを具備し、これらの荷重が調整
   可能であるとともに、 スレーブＦＢは、前記マスターＦＢの測定値ＰＶに追従
   するように制御されることを特徴とする温度制御装置。
2. 【請求項２】 容器と、 前記容器内に設置された被処理物を、所望の温度に加熱
   冷却する複数の加熱冷却部を備えた加熱冷却手段と、 前記容器内の複数の点における温度を測定する複数の温
   度測定部を備えた温度測定手段と、 前記温度測定手段の測定結果をフィードバックし、前記
   温度測定手段の各温度測定部から得られる測定値が目標
   値となるように各前記加熱冷却部を制御する制御手段と
   を備え、 前記制御手段が、それぞれ１つの前記加熱冷却部および
   前記温度測定部に対応した複数のフィードバック（Ｆ
   Ｂ）ループを備え、 各ＦＢループが同じ目標値ＳＶとなるように、各測定値
   ＰＶに応じて荷重Ｗ1 で到達しようとする第１の制御部
   と、 各ＦＢにおける測定値ＰＶの平均値に荷重Ｗ2 で到達し
   ようとするための第２の制御部とを具備し、これらの荷
   重が調整可能であることを特徴とする温度制御装置。
3. 【請求項３】 容器と、 前記容器内に設置された被処理物を、所望の温度に加熱
   冷却する複数の加熱冷却部を備えた加熱冷却手段と、 前記容器内の複数の点における温度を測定する複数の温
   度測定部を備えた温度測定手段と、 前記温度測定手段の測定結果から、前記各温度測定部へ
   の前記各加熱冷却部の影響度を計測する影響度計測手段
   と、 前記影響度度計測手段の出力に応じて荷重を決定し、各
   加熱冷却部についてこれらの荷重から制御量を算出し、
   前記温度測定手段の各温度測定部から得られる測定値が
   目標値となるように、前記各加熱冷却部をフィードバッ
   ク制御する制御手段とを備えたことを特徴とする温度制
   御装置。