JPH0817742B2 - 電気ポットの沸騰制御方法 - Google Patents
電気ポットの沸騰制御方法Info
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- JPH0817742B2 JPH0817742B2 JP40362390A JP40362390A JPH0817742B2 JP H0817742 B2 JPH0817742 B2 JP H0817742B2 JP 40362390 A JP40362390 A JP 40362390A JP 40362390 A JP40362390 A JP 40362390A JP H0817742 B2 JPH0817742 B2 JP H0817742B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気ポットの沸騰制御方
法に関するものである。
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気ポットの沸騰制御は、原理的
には、水が沸騰すると水温の上昇が平衡状態に達する現
象を利用して、沸騰検出装置により水温の上昇率を定期
的に検出し、その値が一定の値以下になったときに沸騰
完了と判断し、加熱装置への通電を停止するようにして
いた。
には、水が沸騰すると水温の上昇が平衡状態に達する現
象を利用して、沸騰検出装置により水温の上昇率を定期
的に検出し、その値が一定の値以下になったときに沸騰
完了と判断し、加熱装置への通電を停止するようにして
いた。
【０００３】ところが、現実の機器では、温度検出装置
が設置されている部分の水温が対流によってふらつくこ
とに起因して、当該温度検出装置による検出温度に変動
が生じる。また、電気ポットの容量や湯沸かし水量の条
件によって温度上昇速度が異なることから、一定の温度
上昇率で沸騰を判断すると、小容量又は少量湯沸かしの
場合は沸騰が遅く検出されて「遅切れ」となり、大容量
又は多量湯沸かしの場合は沸騰が早く検出されて「早切
れ」となるという現象が生じる。
が設置されている部分の水温が対流によってふらつくこ
とに起因して、当該温度検出装置による検出温度に変動
が生じる。また、電気ポットの容量や湯沸かし水量の条
件によって温度上昇速度が異なることから、一定の温度
上昇率で沸騰を判断すると、小容量又は少量湯沸かしの
場合は沸騰が遅く検出されて「遅切れ」となり、大容量
又は多量湯沸かしの場合は沸騰が早く検出されて「早切
れ」となるという現象が生じる。
【０００４】このため、従来、図１５に示すように、湯
沸かしの初期又は途中で一定時間の温度上昇率Ａを測定
しておき、この温度上昇率Ａと沸騰時の温度上昇率Ｂと
の比が一定値以下になったら沸騰完了とみなす等の配慮
をしていた。
沸かしの初期又は途中で一定時間の温度上昇率Ａを測定
しておき、この温度上昇率Ａと沸騰時の温度上昇率Ｂと
の比が一定値以下になったら沸騰完了とみなす等の配慮
をしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、湯沸か
しの初期又は途中の検出温度は、その間に水を追加され
たり、電源電圧の変動によって加熱装置の消費電力が変
動したりすることから、その沸騰検出精度はあまり良く
なかった。
しの初期又は途中の検出温度は、その間に水を追加され
たり、電源電圧の変動によって加熱装置の消費電力が変
動したりすることから、その沸騰検出精度はあまり良く
なかった。
【０００６】また、特に湯沸かし時の消費電力が、標準
とそれより高いハイパワーの２種類を選択可能な電気ポ
ットでは、湯沸かし途中にそのパワーが切り換えられれ
ば、初期又は途中で検出した温度に基づく温度上昇率は
全く意味のない値になってしまい、正確な沸騰検出がな
されなくなるという問題があった。
とそれより高いハイパワーの２種類を選択可能な電気ポ
ットでは、湯沸かし途中にそのパワーが切り換えられれ
ば、初期又は途中で検出した温度に基づく温度上昇率は
全く意味のない値になってしまい、正確な沸騰検出がな
されなくなるという問題があった。
【０００７】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、湯沸かし途中の温度又は電力の変動、あるいは
パワーの切換え等に無関係に沸騰を検出して、精度よく
加熱装置を制御することができる電気ポットの沸騰制御
方法を提供することを目的とする。
もので、湯沸かし途中の温度又は電力の変動、あるいは
パワーの切換え等に無関係に沸騰を検出して、精度よく
加熱装置を制御することができる電気ポットの沸騰制御
方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、容器内に蓄えられた液体を加熱装置によ
って加熱し、温度検出装置が沸騰状態を検出すると加熱
装置による湯沸かしを停止するようにした電気ポットの
沸騰制御方法において、沸点近傍の所定温度より単位時
間毎に検出した検出温度の当該所定温度からの差を一定
時間積算して得られる沸騰度と、一定時間後の沸騰度の
増加を算出して得られる沸騰速度とを入力とし、現在の
沸騰の完了の度合いを示す沸騰完了度を出力とするとと
もに、各々の入出力概念の各段階のファジィ集合に対応
するメンバーシップ関数を設定し、それらの間のファジ
ィルールに従って前記２つの入力から出力をファジィ推
論し、出力される沸騰完了度を単位時間毎に逐次加算
し、その値が所定値になった時点で沸騰完了と判断して
加熱装置を制御するものである。
め、本発明は、容器内に蓄えられた液体を加熱装置によ
って加熱し、温度検出装置が沸騰状態を検出すると加熱
装置による湯沸かしを停止するようにした電気ポットの
沸騰制御方法において、沸点近傍の所定温度より単位時
間毎に検出した検出温度の当該所定温度からの差を一定
時間積算して得られる沸騰度と、一定時間後の沸騰度の
増加を算出して得られる沸騰速度とを入力とし、現在の
沸騰の完了の度合いを示す沸騰完了度を出力とするとと
もに、各々の入出力概念の各段階のファジィ集合に対応
するメンバーシップ関数を設定し、それらの間のファジ
ィルールに従って前記２つの入力から出力をファジィ推
論し、出力される沸騰完了度を単位時間毎に逐次加算
し、その値が所定値になった時点で沸騰完了と判断して
加熱装置を制御するものである。
【０００９】前記加熱装置としては、標準電力で湯沸か
しを行う標準加熱ヒータと、該標準加熱ヒータと共に通
電されて高電力を供給するハイパワー加熱ヒータと、標
準加熱ヒータ及びハイパワー加熱ヒータと同時に、ある
いは単独に通電される保温ヒータとを有し、使用者の希
望によって標準かハイパワーかの選択が可能なものとす
ることができる。
しを行う標準加熱ヒータと、該標準加熱ヒータと共に通
電されて高電力を供給するハイパワー加熱ヒータと、標
準加熱ヒータ及びハイパワー加熱ヒータと同時に、ある
いは単独に通電される保温ヒータとを有し、使用者の希
望によって標準かハイパワーかの選択が可能なものとす
ることができる。
【００１０】また、前記沸騰完了度の加算時に定数を減
算するようにしてもよい。
算するようにしてもよい。
【００１１】さらに、入力のメンバーシップ関数の形を
決定する定数を、マイクロコンピュータのＡＤ変換器に
可変電圧を入力することによって変更可能とすることも
できる。
決定する定数を、マイクロコンピュータのＡＤ変換器に
可変電圧を入力することによって変更可能とすることも
できる。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明に係る方法を適用する電気ポ
ットを示し、１は外装本体、２は蓋体、３は内容器、４
は揚水管、５，６は内容器３の底外面に配設されたそれ
ぞれ湯沸かしヒータ，保温ヒータ、７は内容器３の外周
側面に配設されたバンドヒータであり、８は内容器３の
中の水温を検出するサーミスタ等からなる温度検出装
置、９はパワー切換スイッチ、１０は再沸騰スイッチで
ある。また、１１は制御装置を構成するマイクロコンピ
ュータ、１２はメンバーシップ関数調整回路で、後述す
るファジィ推論ルーチンにおけるメンバーシップ関数の
形を決定する定数Ｐ，Ｑを可変とするために、固定抵抗
１３ａ，１３ｂと可変抵抗１４ａ，１４ｂとの間の分電
圧をマイクロコンピュータ１１のＡＤ変換器に入力する
回路である。
ットを示し、１は外装本体、２は蓋体、３は内容器、４
は揚水管、５，６は内容器３の底外面に配設されたそれ
ぞれ湯沸かしヒータ，保温ヒータ、７は内容器３の外周
側面に配設されたバンドヒータであり、８は内容器３の
中の水温を検出するサーミスタ等からなる温度検出装
置、９はパワー切換スイッチ、１０は再沸騰スイッチで
ある。また、１１は制御装置を構成するマイクロコンピ
ュータ、１２はメンバーシップ関数調整回路で、後述す
るファジィ推論ルーチンにおけるメンバーシップ関数の
形を決定する定数Ｐ，Ｑを可変とするために、固定抵抗
１３ａ，１３ｂと可変抵抗１４ａ，１４ｂとの間の分電
圧をマイクロコンピュータ１１のＡＤ変換器に入力する
回路である。
【００１３】マイクロコンピュータ１１は、温度検出装
置８で検出される水温検出信号と、パワー切換スイッチ
９からの選択信号と、再沸騰スイッチ１０からのオン信
号とに基づき、内蔵されたプログラムに従って、湯沸か
しヒータ５，保温ヒータ６及びバンドヒータ７を制御
し、図２に示すように、各種モードを実行するようにな
っている。
置８で検出される水温検出信号と、パワー切換スイッチ
９からの選択信号と、再沸騰スイッチ１０からのオン信
号とに基づき、内蔵されたプログラムに従って、湯沸か
しヒータ５，保温ヒータ６及びバンドヒータ７を制御
し、図２に示すように、各種モードを実行するようにな
っている。
【００１４】水量判別モードは内容器３内の水量を判別
するモードであり、ハイパワー湯沸かしモードは湯沸か
しヒータ５とバンドヒータ７によるハイパワーで湯沸か
しを行うモードであり、標準湯沸かしモードは湯沸かし
ヒータ５のみにより湯沸かしを行うモードであり、保温
モードは保温ヒータ６による熱湯の保温を行うモードで
ある。
するモードであり、ハイパワー湯沸かしモードは湯沸か
しヒータ５とバンドヒータ７によるハイパワーで湯沸か
しを行うモードであり、標準湯沸かしモードは湯沸かし
ヒータ５のみにより湯沸かしを行うモードであり、保温
モードは保温ヒータ６による熱湯の保温を行うモードで
ある。
【００１５】電源投入時に水温が低い時には水量判別モ
ードになり、高い時には保温モードになる。水量判別モ
ードを終了すると、パワー切換スイッチ９により選択さ
れたハイパワー湯沸かしモード又は標準湯沸かしモード
に遷移する。ハイパワー湯沸かしモードと標準湯沸かし
モードとはパワー切換スイッチ９により相互に遷移可能
であり、また、このいずれのモードでも水温が沸点近傍
の所定温度（９４℃）になれば沸騰検出モードに遷移す
る。沸騰検出モードで沸騰が検出されれば保温モードに
遷移し、また冷水が加えられて水温が低下した場合には
ハイパワー湯沸かしモードか標準湯沸かしモードのいず
れか選択されたモードに遷移する。保温モードで再沸騰
スイッチ１０がオンされれば沸騰検出モードに遷移し、
冷水が加えられれば水量判別モードに遷移する。
ードになり、高い時には保温モードになる。水量判別モ
ードを終了すると、パワー切換スイッチ９により選択さ
れたハイパワー湯沸かしモード又は標準湯沸かしモード
に遷移する。ハイパワー湯沸かしモードと標準湯沸かし
モードとはパワー切換スイッチ９により相互に遷移可能
であり、また、このいずれのモードでも水温が沸点近傍
の所定温度（９４℃）になれば沸騰検出モードに遷移す
る。沸騰検出モードで沸騰が検出されれば保温モードに
遷移し、また冷水が加えられて水温が低下した場合には
ハイパワー湯沸かしモードか標準湯沸かしモードのいず
れか選択されたモードに遷移する。保温モードで再沸騰
スイッチ１０がオンされれば沸騰検出モードに遷移し、
冷水が加えられれば水量判別モードに遷移する。
【００１６】前記沸騰検出モードでは、図３のフローチ
ャートに示すように、ステップＳ１０１で温度検出装置
８からの検出温度Ｔ（ｉ）を１秒毎にＡＤ値で取り込
み、ステップＳ１０２でこの各検出温度Ｔ（ｉ）の所定
温度Ｔ0（９４℃）からの差ΔＴ（ｉ）を求める。そし
て、このΔＴ（ｉ）をステップＳ１０３で、図５に示す
ように、５秒毎に１０秒間積算して沸騰度Ｂ（ｊ）を求
め、さらにステップＳ１０４でこの沸騰度Ｂ（ｊ）と従
前の沸騰度Ｂ（ｊ−２）との差を算出して１０秒後の沸
騰度の増加である沸騰速度Ｖ（ｊ）を求める。ステップ
Ｓ１０５では沸騰度Ｂ（ｊ）と沸騰速度Ｖ（ｊ）を入力
として、後述するファジィ推論を行い、現在の沸騰の完
了の度合いを示す沸騰完了度Ｅ（ｊ）を出力する。そし
て、ステップＳ１０６でこの沸騰完了度Ｅ（ｊ）から定
数α（０〜１の間の所定の値）を減算し、ステップＳ１
０７でこの沸騰完了度Ｅ（ｊ）を従前の沸騰完了度Ｅ
（ｊ−１）に加算してＦ値を求める。ステップＳ１０８
ではこのＦ値が正であるか否かを判定し、正であれば保
温モードに遷移し、零又は負であればステップＳ１０１
に戻って以上のステップを繰り返す。
ャートに示すように、ステップＳ１０１で温度検出装置
８からの検出温度Ｔ（ｉ）を１秒毎にＡＤ値で取り込
み、ステップＳ１０２でこの各検出温度Ｔ（ｉ）の所定
温度Ｔ0（９４℃）からの差ΔＴ（ｉ）を求める。そし
て、このΔＴ（ｉ）をステップＳ１０３で、図５に示す
ように、５秒毎に１０秒間積算して沸騰度Ｂ（ｊ）を求
め、さらにステップＳ１０４でこの沸騰度Ｂ（ｊ）と従
前の沸騰度Ｂ（ｊ−２）との差を算出して１０秒後の沸
騰度の増加である沸騰速度Ｖ（ｊ）を求める。ステップ
Ｓ１０５では沸騰度Ｂ（ｊ）と沸騰速度Ｖ（ｊ）を入力
として、後述するファジィ推論を行い、現在の沸騰の完
了の度合いを示す沸騰完了度Ｅ（ｊ）を出力する。そし
て、ステップＳ１０６でこの沸騰完了度Ｅ（ｊ）から定
数α（０〜１の間の所定の値）を減算し、ステップＳ１
０７でこの沸騰完了度Ｅ（ｊ）を従前の沸騰完了度Ｅ
（ｊ−１）に加算してＦ値を求める。ステップＳ１０８
ではこのＦ値が正であるか否かを判定し、正であれば保
温モードに遷移し、零又は負であればステップＳ１０１
に戻って以上のステップを繰り返す。
【００１７】前記ステップＳ１０５におけるファジィ推
論ルーチンでは、予め図６から図８に示すように、沸騰
度，沸騰速度及び沸騰完了度の各々の段階のファジィ集
合に対応するメンバーシップ関数が定義されている。
論ルーチンでは、予め図６から図８に示すように、沸騰
度，沸騰速度及び沸騰完了度の各々の段階のファジィ集
合に対応するメンバーシップ関数が定義されている。
【００１８】すなわち、沸騰度は「小」，「中」，
「大」の３段階に分類され、沸騰度「小」（図６中Ｓで
示す。）は沸騰度Ｂ（ｊ）が１６進数で００Ｈのときに
最大の４０Ｈで、Ｐのときに０となるように直線的に減
少する関数であり、沸騰度「中」（図６中Ｍで示す。）
は沸騰度Ｂ（ｊ）が００Ｈと６ＥＨのときに０で、中間
のＰのときに最大の４０Ｈとなる三角形状の関数であ
り、また沸騰度「大」（図６中Ｌで示す。）は沸騰度Ｂ
（ｊ）がＰのときに０で、６ＥＨのときに最大の４０Ｈ
となるように直線的に増加する関数である。同様に、沸
騰速度も「小」，「中」，「大」の３段階に分類され、
それぞれ図７中Ｓ，Ｍ，Ｌで示すように定義される。な
お、このメンバーシップ関数の形を決定する定数Ｐ，Ｑ
の値は、前記メンバーシップ関数調整回路１２の可変抵
抗１４ａ，１４ｂを操作して、マイクロコンピュータ１
１のＡＤ変換器への分電圧を変更することにより、任意
に設定される。
「大」の３段階に分類され、沸騰度「小」（図６中Ｓで
示す。）は沸騰度Ｂ（ｊ）が１６進数で００Ｈのときに
最大の４０Ｈで、Ｐのときに０となるように直線的に減
少する関数であり、沸騰度「中」（図６中Ｍで示す。）
は沸騰度Ｂ（ｊ）が００Ｈと６ＥＨのときに０で、中間
のＰのときに最大の４０Ｈとなる三角形状の関数であ
り、また沸騰度「大」（図６中Ｌで示す。）は沸騰度Ｂ
（ｊ）がＰのときに０で、６ＥＨのときに最大の４０Ｈ
となるように直線的に増加する関数である。同様に、沸
騰速度も「小」，「中」，「大」の３段階に分類され、
それぞれ図７中Ｓ，Ｍ，Ｌで示すように定義される。な
お、このメンバーシップ関数の形を決定する定数Ｐ，Ｑ
の値は、前記メンバーシップ関数調整回路１２の可変抵
抗１４ａ，１４ｂを操作して、マイクロコンピュータ１
１のＡＤ変換器への分電圧を変更することにより、任意
に設定される。
【００１９】また、沸騰完了度は、「かなり小」，
「小」，「やや小」，「中」，「やや大」，「大」，
「かなり大」の７段階に分類され、それぞれ図８中Ｓ
Ｓ，ＳＬ，ＭＳ，ＭＭ，ＭＬ，ＬＳ，ＬＬで示すよう
に、隣接するもの同志互いに重複した三角形状の関数で
定義されている。この沸騰完了度は現在の沸騰が完了し
ているかどうかを示す値で、沸騰が進んでいなければ負
の値、沸騰が進んでくるに従って正の値をとる。なお、
ｒは基準点（図８中左端のＥ（ｊ）が−８の点）からの
距離を示す。
「小」，「やや小」，「中」，「やや大」，「大」，
「かなり大」の７段階に分類され、それぞれ図８中Ｓ
Ｓ，ＳＬ，ＭＳ，ＭＭ，ＭＬ，ＬＳ，ＬＬで示すよう
に、隣接するもの同志互いに重複した三角形状の関数で
定義されている。この沸騰完了度は現在の沸騰が完了し
ているかどうかを示す値で、沸騰が進んでいなければ負
の値、沸騰が進んでくるに従って正の値をとる。なお、
ｒは基準点（図８中左端のＥ（ｊ）が−８の点）からの
距離を示す。
【００２０】前記各メンバーシップ関数の間には、表１
に示すファジィルールが定められている。例えば、ファ
ジィルール１では、沸騰度がＳで、沸騰速度がＳなら
ば、沸騰完了度はＳＳであるとする。
に示すファジィルールが定められている。例えば、ファ
ジィルール１では、沸騰度がＳで、沸騰速度がＳなら
ば、沸騰完了度はＳＳであるとする。
【００２１】以上のように定義されたメンバーシップ関
数及びファジィルールの下で、ファジィ推論ルーチンで
は、図４に示すように、ステップＳ２０１でメンバーシ
ップ関数調整回路１２からの分電圧のＡＤ値に基づきＰ
値を設定する。そして、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４で
前記メンバーシップ関数より、沸騰度Ｂ（ｊ）の入力値
に対する沸騰度「小」，沸騰度「中」，沸騰度「大」の
各々の度合いＢＳ，ＢＭ，ＢＬを求める。同様にステッ
プＳ２０５でＱ値を設定し、ステップＳ２０６〜Ｓ２０
８で沸騰速度Ｖ（ｊ）の入力値に対する沸騰速度
「小」，沸騰速度「中」，沸騰速度「大」の各々の度合
いＶＳ，ＶＭ，ＶＬを求める。
数及びファジィルールの下で、ファジィ推論ルーチンで
は、図４に示すように、ステップＳ２０１でメンバーシ
ップ関数調整回路１２からの分電圧のＡＤ値に基づきＰ
値を設定する。そして、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４で
前記メンバーシップ関数より、沸騰度Ｂ（ｊ）の入力値
に対する沸騰度「小」，沸騰度「中」，沸騰度「大」の
各々の度合いＢＳ，ＢＭ，ＢＬを求める。同様にステッ
プＳ２０５でＱ値を設定し、ステップＳ２０６〜Ｓ２０
８で沸騰速度Ｖ（ｊ）の入力値に対する沸騰速度
「小」，沸騰速度「中」，沸騰速度「大」の各々の度合
いＶＳ，ＶＭ，ＶＬを求める。
【００２２】 表１ ファジィルール 沸騰度 沸騰速度 沸騰完了度 １ Ｓ Ｓ ＳＳ ２ Ｓ Ｍ ＭＳ ３ Ｓ Ｌ ＭＭ ４ Ｍ Ｓ ＳＬ ５ Ｍ Ｍ ＭＭ ６ Ｍ Ｌ ＭＬ ７ Ｌ Ｓ ＭＭ ８ Ｌ Ｍ ＬＳ ９ Ｌ Ｌ ＬＬ
【００２３】次に、ステップＳ２０９で、各ファジィル
ール毎に、沸騰度と沸騰速度の度合いのいずれか小さい
方の値をとってこれをＤ（ｊ）とし、このＤ（ｊ）の値
で対応する沸騰完了度のメンバーシップ関数を頭切りし
てファジィ出力とし、その面積Ｓを求める。そして、ス
テップＳ２１０で、この頭切りしたＳＳからＬＬまでの
沸騰完了度のメンバーシップ関数の面積和の基準点から
の重心位置Ｇを求め、ステップＳ２１１でこの重心位置
に対応する沸騰完了度Ｅ（ｊ）のデファジィ化された出
力値を求める。
ール毎に、沸騰度と沸騰速度の度合いのいずれか小さい
方の値をとってこれをＤ（ｊ）とし、このＤ（ｊ）の値
で対応する沸騰完了度のメンバーシップ関数を頭切りし
てファジィ出力とし、その面積Ｓを求める。そして、ス
テップＳ２１０で、この頭切りしたＳＳからＬＬまでの
沸騰完了度のメンバーシップ関数の面積和の基準点から
の重心位置Ｇを求め、ステップＳ２１１でこの重心位置
に対応する沸騰完了度Ｅ（ｊ）のデファジィ化された出
力値を求める。
【００２４】以上の構成からなる電気ポットでは、パワ
ー切換スイッチ９により選択されたパワーに対応するハ
イパワー湯沸かしモード又は標準湯沸かしモードのいず
れかで湯沸かしが行われ、温度検出装置８による検出温
度が沸点近くの所定温度Ｔ0（９４℃）に達すると沸点
検出モードに遷移し、ここでファジィ推論により沸騰の
検出が行われる。従って、この所定温度Ｔ0になるまで
の間に、使用者によりパワーの切換えや冷水の追加等が
行われたとしても、これらに起因する途中の温度上昇率
の変化とは無関係に、沸騰の検出が行われるので、検出
精度が良い。
ー切換スイッチ９により選択されたパワーに対応するハ
イパワー湯沸かしモード又は標準湯沸かしモードのいず
れかで湯沸かしが行われ、温度検出装置８による検出温
度が沸点近くの所定温度Ｔ0（９４℃）に達すると沸点
検出モードに遷移し、ここでファジィ推論により沸騰の
検出が行われる。従って、この所定温度Ｔ0になるまで
の間に、使用者によりパワーの切換えや冷水の追加等が
行われたとしても、これらに起因する途中の温度上昇率
の変化とは無関係に、沸騰の検出が行われるので、検出
精度が良い。
【００２５】ファジィ推論による沸点検出は、まず温度
検出装置８からの検出温度が１秒毎に取り込まれ（ステ
ップＳ１０１）、これに基づいて沸騰度Ｂ（ｊ）と沸騰
速度Ｖ（ｊ）が演算される（ステップＳ１０３，Ｓ１０
４）。沸騰速度Ｂ（ｊ）は検出温度を１０秒間積算した
ものであるから、巨視的な沸騰状態を示し、対流等の影
響による瞬間的な温度の変動に左右されない。また、沸
騰速度Ｖ（ｊ）は現在の沸騰度の１０秒前の沸騰度Ｖ
（ｊ）からの増加分であり、沸騰状態が上昇する速度を
示す。
検出装置８からの検出温度が１秒毎に取り込まれ（ステ
ップＳ１０１）、これに基づいて沸騰度Ｂ（ｊ）と沸騰
速度Ｖ（ｊ）が演算される（ステップＳ１０３，Ｓ１０
４）。沸騰速度Ｂ（ｊ）は検出温度を１０秒間積算した
ものであるから、巨視的な沸騰状態を示し、対流等の影
響による瞬間的な温度の変動に左右されない。また、沸
騰速度Ｖ（ｊ）は現在の沸騰度の１０秒前の沸騰度Ｖ
（ｊ）からの増加分であり、沸騰状態が上昇する速度を
示す。
【００２６】いま、沸騰度Ｂ（ｊ）及び沸騰速度Ｖ
（ｊ）の入力値が、図９，図１０に示すように、それぞ
れＢ1，Ｖ1（Ｑと同じ）であったとすると、沸騰度
「小」のメンバーシップ関数Ｓと沸騰度「中」のメンバ
ーシップ関数ＭよりそれぞれＢＳ，ＢＭが得られ、沸騰
速度「中」のメンバーシップ関数よりＶＭが得られる。
従って、まずファジィルール２よりＢＳとＶＭのうち小
さい方、すなわちＢＳで図１１に示すように沸騰完了度
「やや小」のメンバーシップ関数ＭＳが頭切りされ、台
形のファジィ出力が得られる。次に、ファジィルール５
よりＢＭとＶＭのうち小さい方、すなわちＢＭで沸騰完
了度「中」のメンバーシップ関数ＭＭが頭切りされ、同
様に台形のファジィ出力が得られる。そして、これらの
台形のファジィ出力の面積和の重心Ｇの位置するＥ
（ｊ）の値が演算されることにより、デファジィ化され
た出力値として−１が得られる。
（ｊ）の入力値が、図９，図１０に示すように、それぞ
れＢ1，Ｖ1（Ｑと同じ）であったとすると、沸騰度
「小」のメンバーシップ関数Ｓと沸騰度「中」のメンバ
ーシップ関数ＭよりそれぞれＢＳ，ＢＭが得られ、沸騰
速度「中」のメンバーシップ関数よりＶＭが得られる。
従って、まずファジィルール２よりＢＳとＶＭのうち小
さい方、すなわちＢＳで図１１に示すように沸騰完了度
「やや小」のメンバーシップ関数ＭＳが頭切りされ、台
形のファジィ出力が得られる。次に、ファジィルール５
よりＢＭとＶＭのうち小さい方、すなわちＢＭで沸騰完
了度「中」のメンバーシップ関数ＭＭが頭切りされ、同
様に台形のファジィ出力が得られる。そして、これらの
台形のファジィ出力の面積和の重心Ｇの位置するＥ
（ｊ）の値が演算されることにより、デファジィ化され
た出力値として−１が得られる。
【００２７】また、さらに沸騰状態が進んで、沸騰度Ｂ
（ｊ）及び沸騰速度Ｖ（ｊ）の入力値が図１２，図１３
に示すように、それぞれＢ2，Ｖ2になったとすると、沸
騰度「中」及び沸騰度「大」のメンバーシップ関数Ｍ，
ＬよりＢＭ，ＢＬが得られ、沸騰速度「小」及び沸騰速
度「中」のメンバーシップ関数Ｓ，ＭよりＶＳ，ＶＭが
得られる。従って、この場合にはファジィルール４，
５，７，８が適用され、沸騰完了度「小」，「中」，
「大」の各々のメンバーシップ関数ＳＬ，ＭＭ，ＬＳが
ＢＭ，ＢＬで頭切りされることにより、台形のファジィ
出力が得られ、さらにデファジィ化された出力値として
０が得られる。
（ｊ）及び沸騰速度Ｖ（ｊ）の入力値が図１２，図１３
に示すように、それぞれＢ2，Ｖ2になったとすると、沸
騰度「中」及び沸騰度「大」のメンバーシップ関数Ｍ，
ＬよりＢＭ，ＢＬが得られ、沸騰速度「小」及び沸騰速
度「中」のメンバーシップ関数Ｓ，ＭよりＶＳ，ＶＭが
得られる。従って、この場合にはファジィルール４，
５，７，８が適用され、沸騰完了度「小」，「中」，
「大」の各々のメンバーシップ関数ＳＬ，ＭＭ，ＬＳが
ＢＭ，ＢＬで頭切りされることにより、台形のファジィ
出力が得られ、さらにデファジィ化された出力値として
０が得られる。
【００２８】このようにデファジィ化された出力値Ｅ
（ｊ）は、続いて定数αだけ減算されて（ステップＳ１
０６）、従前の出力値Ｅ（ｊ−１）に加算され、Ｆ値が
求められる。このＦ値は、前述のように、沸騰完了度Ｅ
（ｊ）が沸騰が進むにつれて負から正の値をとるため、
沸騰初期には負の値が蓄積し、沸騰がさらに進むにつれ
て零に近付いてゆく。従って、このＦ値が正になったと
きに沸騰完了と判断され、保温モードに遷移する。
（ｊ）は、続いて定数αだけ減算されて（ステップＳ１
０６）、従前の出力値Ｅ（ｊ−１）に加算され、Ｆ値が
求められる。このＦ値は、前述のように、沸騰完了度Ｅ
（ｊ）が沸騰が進むにつれて負から正の値をとるため、
沸騰初期には負の値が蓄積し、沸騰がさらに進むにつれ
て零に近付いてゆく。従って、このＦ値が正になったと
きに沸騰完了と判断され、保温モードに遷移する。
【００２９】なお、水量が少ないときには、温度検出装
置８が所定温度（９４℃）を検出してファジィ推論を開
始して、沸騰完了度Ｅ（ｊ）の逐次加算サイクル（ステ
ップＳ１０１〜Ｓ１０８）を１回終了した時点でＦ値が
正になっていて、図１５に示すように、既に沸騰完了し
ているといった状態が生じることもある。
置８が所定温度（９４℃）を検出してファジィ推論を開
始して、沸騰完了度Ｅ（ｊ）の逐次加算サイクル（ステ
ップＳ１０１〜Ｓ１０８）を１回終了した時点でＦ値が
正になっていて、図１５に示すように、既に沸騰完了し
ているといった状態が生じることもある。
【００３０】沸騰完了度Ｅ（ｊ）より定数αだけ減算す
るのは、意図的に沸騰が遅れているようにみなして沸騰
状態を継続させることにより、水中のカルキを放出する
ためである。水量が多いときには、図１５に示すように
推論開始から沸騰検出までの時間ｔ2が中量以下のその
時間ｔ1より大となり、沸騰完了度Ｅ（ｊ）の逐次加算
サイクル（ステップＳ１０１〜Ｓ１０８）の繰り返しが
多くなるので、必然的に定数αの減算回数が多くなり、
沸騰の検出がより遅らされる結果、カルキが十分に放出
される。
るのは、意図的に沸騰が遅れているようにみなして沸騰
状態を継続させることにより、水中のカルキを放出する
ためである。水量が多いときには、図１５に示すように
推論開始から沸騰検出までの時間ｔ2が中量以下のその
時間ｔ1より大となり、沸騰完了度Ｅ（ｊ）の逐次加算
サイクル（ステップＳ１０１〜Ｓ１０８）の繰り返しが
多くなるので、必然的に定数αの減算回数が多くなり、
沸騰の検出がより遅らされる結果、カルキが十分に放出
される。
【００３１】なお、前述のように、メンバーシップ関数
を決定するＰ値，Ｑ値は、メンバーシップ関数調整回路
１２によって変更可能であるので、容量や加熱手段の異
なる他の機種の電気ポットにも迅速に対応することがで
きる。
を決定するＰ値，Ｑ値は、メンバーシップ関数調整回路
１２によって変更可能であるので、容量や加熱手段の異
なる他の機種の電気ポットにも迅速に対応することがで
きる。
【００３２】前記実施例では、入力概念である沸騰度及
び沸騰速度の段階を「小」，「中」，「大」の３段階設
けたが、これに限るものではなく、例えば「小」と
「中」又は「小」と「大」等のように２段階としてもよ
い。この場合、その段階に応じて各々のメンバーシップ
関数及びファジィルールを定める必要がある。
び沸騰速度の段階を「小」，「中」，「大」の３段階設
けたが、これに限るものではなく、例えば「小」と
「中」又は「小」と「大」等のように２段階としてもよ
い。この場合、その段階に応じて各々のメンバーシップ
関数及びファジィルールを定める必要がある。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜４に係る発明によれば、沸点近傍の所定温度よりフ
ァジィ推論によって沸騰を検出するため、当該所定温度
の達するまでの途中の温度上昇率のいかんにかかわら
ず、正確な検出が行える。また、検出温度の所定温度か
らの差を一定時間積算して得られる沸騰度をファジィ推
論の一つの入力値とするため、瞬時の水温の変動にかか
わらず、精度のよい検出が行える。
１〜４に係る発明によれば、沸点近傍の所定温度よりフ
ァジィ推論によって沸騰を検出するため、当該所定温度
の達するまでの途中の温度上昇率のいかんにかかわら
ず、正確な検出が行える。また、検出温度の所定温度か
らの差を一定時間積算して得られる沸騰度をファジィ推
論の一つの入力値とするため、瞬時の水温の変動にかか
わらず、精度のよい検出が行える。
【００３４】特に、請求項２に係る発明によれば、標準
とハイパワーの切換えが加熱途中に行われて温度上昇率
が変化したとしても、これに無関係に正確な沸騰検出が
行える。
とハイパワーの切換えが加熱途中に行われて温度上昇率
が変化したとしても、これに無関係に正確な沸騰検出が
行える。
【００３５】また、請求項３に係る発明によれば、沸騰
完了度が定数αだけ減算されて沸騰が遅れているように
みなされ、しかもその減算が沸騰完了と判断されるまで
蓄積されてゆくので、水量が多いほど沸騰状態が継続さ
れ、カルキが十分に放出される。
完了度が定数αだけ減算されて沸騰が遅れているように
みなされ、しかもその減算が沸騰完了と判断されるまで
蓄積されてゆくので、水量が多いほど沸騰状態が継続さ
れ、カルキが十分に放出される。
【００３６】さらに、請求項４に係る発明によれば、フ
ァジィ推論部におけるメンバーシップ関数が変更可能で
あるので、同一機種は勿論機種の異なる電気ポットでも
そのメンバーシップ関数を外部から調整することによ
り、沸騰検出精度を高めることができる。
ァジィ推論部におけるメンバーシップ関数が変更可能で
あるので、同一機種は勿論機種の異なる電気ポットでも
そのメンバーシップ関数を外部から調整することによ
り、沸騰検出精度を高めることができる。
【図１】 本発明に係る方法を適用する電気ポットの構
成図である。
成図である。
【図２】 電気ポットのモード遷移図である。
【図３】 沸騰検出モードのフローチャートである。
【図４】 ファジィ推論ルーチンのフローチャートであ
る。
る。
【図５】 沸騰度の説明図である。
【図６】 沸騰度のメンバーシップ関数の説明図であ
る。
る。
【図７】 沸騰速度のメンバーシップ関数の説明図であ
る。
る。
【図８】 沸騰完了度のメンバーシップ関数の説明図で
ある。
ある。
【図９】 沸騰初期の沸騰度の具体的な入力値に対する
メンバーシップ関数の値を示す説明図である。
メンバーシップ関数の値を示す説明図である。
【図１０】 沸騰初期の沸騰速度の具体的な入力値に対
するメンバーシップ関数の値を示す説明図である。
するメンバーシップ関数の値を示す説明図である。
【図１１】 図９，図１０の具体的な入力値に対するフ
ァジィ出力を示す説明図である。
ァジィ出力を示す説明図である。
【図１２】 沸騰後期の沸騰度の具体的な入力値に対す
るメンバーシップ関数の値を示す説明図である。
るメンバーシップ関数の値を示す説明図である。
【図１３】 沸騰後期の沸騰速度の具体的な入力値に対
するメンバーシップ関数の値を示す説明図である。
するメンバーシップ関数の値を示す説明図である。
【図１４】 図１２，図１３の具体的な入力値に対する
ファジィ出力を示す説明図である。
ファジィ出力を示す説明図である。
【図１５】 推論開始と沸騰検出時点を示すための水温
と検出温度の変化曲線である。
と検出温度の変化曲線である。
３…内容器、５…湯沸かしヒータ（標準加熱ヒータ）、
６…保温ヒータ、７…バンドヒータ（ハイパワー加熱ヒ
ータ）、８…温度検出装置、９…パワー切換スイッチ、
１１…マイクロコンピュータ、１２…メンバーシップ関
数調整回路、Ｂ（ｊ）…沸騰度、Ｖ（ｊ）…沸騰速度、
Ｅ（ｊ）…沸騰完了度。
６…保温ヒータ、７…バンドヒータ（ハイパワー加熱ヒ
ータ）、８…温度検出装置、９…パワー切換スイッチ、
１１…マイクロコンピュータ、１２…メンバーシップ関
数調整回路、Ｂ（ｊ）…沸騰度、Ｖ（ｊ）…沸騰速度、
Ｅ（ｊ）…沸騰完了度。
Claims (4)
- 【請求項１】 容器内に蓄えられた液体を加熱装置によ
って加熱し、温度検出装置が沸騰状態を検出すると加熱
装置による湯沸かしを停止するようにした電気ポットの
沸騰制御方法において、沸点近傍の所定温度より単位時
間毎に検出した検出温度の当該所定温度からの差を一定
時間積算して得られる沸騰度と、一定時間後の沸騰度の
増加を算出して得られる沸騰速度とを入力とし、現在の
沸騰の完了の度合いを示す沸騰完了度を出力とするとと
もに、各々の入出力概念の各段階のファジィ集合に対応
するメンバーシップ関数を設定し、それらの間のファジ
ィルールに従って前記２つの入力から出力をファジィ推
論し、出力される沸騰完了度を単位時間毎に逐次加算
し、その値が所定値になった時点で沸騰完了と判断して
加熱装置を制御することを特徴とする電気ポットの制御
方法。 - 【請求項２】 前記加熱装置が、標準電力で湯沸かしを
行う標準加熱ヒータと、該標準加熱ヒータと共に通電さ
れて高電力を供給するハイパワー加熱ヒータと、標準加
熱ヒータ及びハイパワー加熱ヒータと同時に、あるいは
単独に通電される保温ヒータとを有し、使用者の希望に
よって標準かハイパワーかの選択が可能であることを特
徴とする請求項１に記載の電気ポットの沸騰制御方法。 - 【請求項３】 前記沸騰完了度の加算時に定数を減算す
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気
ポットの沸騰制御方法。 - 【請求項４】 入力のメンバーシップ関数の形を決定す
る定数が、マイクロコンピュータのＡＤ変換器に可変電
圧を入力することによって変更可能であることを特徴と
する請求項１から３のいずれかに記載の電気ポットの沸
騰制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40362390A JPH0817742B2 (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | 電気ポットの沸騰制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40362390A JPH0817742B2 (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | 電気ポットの沸騰制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220221A JPH04220221A (ja) | 1992-08-11 |
| JPH0817742B2 true JPH0817742B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=18513355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40362390A Expired - Fee Related JPH0817742B2 (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | 電気ポットの沸騰制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817742B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0711752D0 (en) * | 2007-06-18 | 2007-07-25 | Otter Controls Ltd | Electrical appliances |
| CN105388936B (zh) * | 2015-11-24 | 2017-11-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种控制煮水温度的方法及装置 |
| CN106618152B (zh) * | 2016-12-07 | 2018-11-06 | 宁波方太厨具有限公司 | 一种加热烹饪设备及其煮水沸腾识别方法 |
| CN110250889B (zh) * | 2019-03-26 | 2021-03-05 | 佛山市云米电器科技有限公司 | 一种养生壶自动校准沸点的方法及系统 |
| CN114900910B (zh) * | 2022-06-30 | 2022-12-23 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电加热水杯及其加热控制方法、计算机装置和可读存储介质 |
-
1990
- 1990-12-19 JP JP40362390A patent/JPH0817742B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04220221A (ja) | 1992-08-11 |
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Legal Events
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