JPS58183123A - 調理用温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コンロ等の加熱調理器により例えば煮込み調
理等の水分の多い調理を行なう場合に、調理物の温度を
一定に精度よく制御することを可能とした調理用温度制
御装置に関する。

従来、シチュー等の煮込み料理は初期強い火力で加熱し
て調理物が煮立ったら弱火で長時間煮込むという手順が
必要である。これらの操作は今まで人間が手で行ってい
たため、煮立っているのに火力を絞り忘れて焦げつがし
たりする失敗が多かった。またこの場合はエネルギーの
無駄な消費を行っていることになる。

そこで調理物の温度を検出して、調理物が煮立った時に
自動的に火力を絞る自動制御装置が考えられている。し
かし調理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
度を検出して調理物温度を類推する方法が開発された。

しかしこの方法では鍋底温度と調理物の温度が一定でな
く鍋の材質形状、厚みや内容物の量等により変化すると
いう欠点があった。

本発明は例えば鍋底の温度を検出する調理温度制御装置
において特に煮込み調理等の水分が多い調理物の温度を
１００℃に制御する場合に鍋の材質や調理物の量に無関
係に設定できる調理温度制御装置を提供することを目的
とする。

上記目的の達成のため、本発明の調理温度制御装置は煮
込み調理物が煮立つまでの温度上昇の傾斜を検知し、そ
の値に応じて種々の制御を行う構成としたものである。

この構成により、煮込み調理において鍋の材質や肉厚、
調理量に関係なく内部が煮立つ（沸騰する）温度に正確
に設定、制御することを可能となり、温度センサを調理
物内部に挿入することなく誰でも失敗なく調理できるも
のである。

以下図に従って本発明の一実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例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プルコンロに応用
した例で示す。

１はガス入口でガスは比例制（財）弁２を通ってバーナ
３で燃焼する。バーナ３は鍋４の底部を加熱し内部の調
理物５に熱を加えている。６は鍋４の底面温度を検出す
る温度センサであり、この信号は温度制仰部了に伝達さ
れる。温度制向部７は内部の傾斜検知部８、屈曲点検知
部９、比例制創部１０とにより構成され、比例制御弁２
を駆動してバーナ３の燃焼量を制（財）する。

ここで従来の制御方法であれば第９図のように漂度セン
サ６の信号を直接比例制御部１ｏ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。つまり温度センサ
６の信号が比例制創部１゜の設定温度より低い場合は比
例制御弁２が全開となり、バーナ３が最大燃焼となる。

温度センサ６の温度が上昇して設定温度に近ずくにつれ
て比例制御弁２は徐々に絞り始められ燃焼量も絞られる
。

温度センサ６の温度が設定温度になったときは比例制御
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、温度センサ６の温度と調理物６の温度の相関
が一定であれば問題ない。しかし調理物６によって鍋や
調理量が種々変化するため温度センサ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。

特に煮込み料理では煮立って火を絞り込むタイミングは
調理物６の温度が１００℃になったときであるため、調
理物６が１００℃　以上となるような設定温度にしたと
き、いつまでたっても調理物６の温度は設定温度になる
事がなく（水は１００℃以上にならないため）比例制御
弁２は働かず火力は絞られることはない。反対に低いと
温度が１００℃になる前に火力を絞ってしまい以後は弱
火で加熱することになるためなかなか煮立ってこないと
いうように非常に精度の高い設定温度が要求される。こ
れに加えて前述の鍋や調理物５の量によるバラツキを考
えると温度制御は不可能となる。

そこで本発明では水は１００℃以上の温度にならないた
め調理物が１００’Ｃになり、それ以上上昇しなくなれ
ば鍋底の温度上昇も少なくなることに着眼し、鍋底温度
の傾斜を検知する構成とした。

第２図は温度上昇特性を示し横軸Ｘは時間、縦軸Ｔは温
度を示す。図は湯を沸かした時の特性例でＡは調理物５
の温度つまり水温、Ｂは鍋底の温度つ１り温度センサ６
による検知温度を示す。Ｔａは室温で加熱によりカーブ
Ａ、Ｂ共に上昇してゆき、温度Ｔｂ　で上昇カーブが一
度ゆるやかになり再度上昇を始める。これは温度Ｔｂ０
点で容器の周囲に露結した水分が蒸発するためであり、
この温度は容器（鍋）の材質や大きさにより異なるが約
４０−．７０　’Ｃである。

さらに温度上昇してゆきＴｃは１００℃であり平ｍＡは
沸騰して１００℃以上は上昇しなくなる。

このときの温度センサ５の温度ＢはＴｄであり、Ｔｄも
水温Ａが１００℃になった点から上昇特性が非常に少な
くなるか、あるいはなくなる。このＴｃ（１０ｏ℃）Ｔ
ｄの温度差が鍋の材質や調理物６の量２種類により大き
くバランく。しかし温度上昇の傾斜が変化する屈曲点Ｃ
は常に水温Ａが沸騰した点であることに変化はない。

第３図は傾斜検知あるいは屈曲点検知の一例を示す図で
ある。この方法はサンプリング時間ΔＸ毎の湯度変化Δ
Ｔを測定してゆき屈曲点検知部９はΔＴが一定値以下に
なった点が屈曲点であると判断してそのときの温度Ｔｄ
が調理物６温度が１００℃になる温度とする方法である
。屈曲点検知部はこの他にも温度上昇の比が一定値以下
になることを検出する方法も考えられる。つまり（Ｔｎ
−ＴｔＩ−１）／（Ｔｎ　−１−Ｔｎ−２）が一定値以
下となった点をＴｄとする（この式は傾斜比を求めるも
のであればどのような形でもよい）。

比例、制（財）部１ｏは屈曲点検知部９の信号により種
々の制御へ移行が可能である。その−例として屈曲点検
知部９の信号により比例制倒弁２を閉じて燃焼を停止す
る方法が考えられる。これは湯を沸かす場合に最適であ
る。もう一つの例として屈曲点検知部９の信号により燃
焼はを絞り小カロリーでさらに加熱する方法がある。一
般に煮込み料理は後者の方法で行なうものであり弱火で
長時間煮込む場合が多い。

第４図はこの制御特性を示し横軸Ｘは時間、特性Ｖの縦
軸Ｔは温度で破線Ａは第２図と同様内容物の温度、実線
Ｂは鍋１戊の温度センサ６の温度特性を示す。特性Ｗの
縦軸Ｉは比例制（財）弁２０制御電流を示しこれはバー
ナ３の燃焼量に比例する時間Ｘｄまでは第３図に示す屈
曲点検知部９の信号が出力される前で比例制御弁２電流
Ｉは最大でありバーナ３の燃焼量も最大・覇焼となる。

時間Ｘｄで調理物４温度がＴＣ（１００℃）となり沸騰
を始めると屈曲点検知部９がこれを検出して比例制御弁
２電流工を最小値にし、燃焼量を最少燃焼量に絞り込む
。このとき比例制御部１０は温度Ｔｄが設定温度として
設定され、この設定温度と温度センサ６の温度の差に応
じて比例制飼弁２電流っまり燃焼量を比例側倒する。今
、時間Ｘｅで調理物６を追加した場合内部温度Ａは低下
する。これに伴ない温度センサ６の温度Ｂも低下して内
部温度Ａの低下を検出する。比例制御部１０はこの温度
Ｔｅと設定温度Ｔｄの差に応じて比例弁電流■をＩｅに
増加させる。これにより燃焼量も増加して温度Ａは元の
温度Ｔｃに戻り、燃焼量も最少燃焼量に戻る。上記Ｉｅ
の大きさけＴｄ−Ｔｅの大きさに応じて変化しＴｄ−Ｔ
ｅが大きい場合はＩｓは大＾（Ｔｄ−Ｔｅが小さいと工
θは小さくなる。

ここで屈曲点検知部９は時間ΔＸの温度上昇ΔＴがある
値以下になった時点で屈曲点を判断すると第５図のよう
に温度が滑らかに上昇しない場合に誤検出する恐れがあ
る。第６図で温度Ｔは全体として破線Ｆの傾斜で上昇し
ているが実際には実線Ｇのようにフラッキながら上昇し
ている。このため時間ΔＸのサンプリング時間Ｘ１〜Ｘ
１ｏで温度傾斜Ｔ１〜Ｔ、。を計測してゆくと時間Ｘ４
の傾斜Ｔ４やｘ８の傾斜Ｔ８が小さな値となり屈曲点と
誤屈曲点検知部９内にカウント部９ａを設は傾斜が一定
値以下になる条件が成立するとカウント部９ａがカウン
トアツプされ、このカウント部９ａのカウント値がある
値になった時に始めて屈曲点であると判断する構成とし
ている。また、カウント部がある値になる前に傾斜が一
定値以下になる条件が成立しないものが混ざった場合は
前記カウント部９ａをリセットしそれまでのカウント値
をイニシャライズするキャンセル部９ｂを設けている。

つまり傾斜が一定値以下になる条件が何回か連続して成
立したときに屈曲点を判定するため、温度のフラッキに
より一時的に傾斜が緩くなっても検出しない。

第６図に屈曲点検知部９の簡単なフロー図を示す。ΔＴ
　　１ｎｐｕｔでサンプリング時間ΔＸの温度傾斜ΔＴ
を計測し、ΔＴ（Ｓ　　でΔＴが一定値Ｓ以下であるか
を判別する。ここでΔＴ（Ｓが成立するとカウント部９
ａ″″ｃＮが１つカウントアツプされる。ここでＮが予
め定められた値Ｎｘになってぃで説明の簡便のためＮ　
ｘ　＝　３としての例で説明してゆく。再度ΔＴ（Ｓが
成立すればＮ＝２となり再度ΔＴ　１ｎｐｕｔヘループ
する。ここで次に傾斜か大きくΔＴくＳが成立しない場
合にはキャンセル部９ｂによりＮ；φとされ、ΔＴ　１
ｎｐｕｔヘループし、もう一度最初からＮをカウントし
てゆく。このようにして３回連続してΔＴ（Ｓの条件が
成立した時のみＮ＝Ｎｘ＝３が成立しループを抜は出し
屈曲点検知を行うものである。Ｎｘは３で説明したが温
度のフラツキ度合や傾斜度合、Ｓの値等に応じてＮ　ｘ
　＝　２以上の任意の回数でよい。

第７図は温度制例部７の具体的実施例を示したものであ
る。温度制仰部了の中核となるのはＬＳＩチップ１０ｏ
であり、本例ではストアドブログラム方式の汎用チップ
であるマイクロコンピュータを使用している。Ｓφ、Ｓ
ｌ、Ａφ、Ａ１．Ａ２．Ａ３は入力端子、Ｃ＜１１１Ｃ
１１Ｃ２ＩＣ３，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ６，ｃ７１Ｃ８”９”
１０”１１”　１２”＜６　”１　”２．Ｄ３’Ｄ４．
Ｄ６．Ｄ６は出力端子、ｖＤＤおよび■ｓｓは電源供給
端子、ＲＥＳＥＴはチップのイニシャライズ端子、ＯＳ
Ｃは基本クロック発振用の端子を示す。

入力端子Ｓ１はマイクロコンピュータ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１ｏ１．抵
抗１０２　、１０３により波形成形して入力される。マ
イクロコンピュータ１０ｏは商用電源周波数（例えば６
０Ｈｚ）を調理時間タイマ等の基準時間として計数する
。端子Ｓやは地域によって異なる商用電源周波数に対応
してマイクロコンピュータ１００の動作シーケンスを選
ぶため、抵抗１０４とジャンピングワイヤ１０６の有無
によってＳφの電位、すなわちロジックレベルヲ変えて
入力する端子である。

Ｃφ、Ｃ４，Ｃ２，Ｃ３，ｃ４ハ調理ｉｉあルイハ時間
を表示する発光ダイオードユニット１ｏ６を駆動するだ
めの出力端子であり、ラッチ回路１０７、発光ダイオー
ドドライブ回路１０８により、出力Ｃφ〜Ｃ４に対応し
た発光ダイオード１０６′が点灯する。抵抗郡１０９は
発光ダイオード１０６′の電流制限用抵抗を示す。

また出力端子ｃ５　”　６　”　７　”　８　＃　Ｃ９
”　１０　”１１Ｃ１２は比例制御弁２の駆動用出力で
あり、８ビツトで２　＝２６６段階に燃焼量を制御でき
る。ここで１１０はラッチ回路、１１１はマイクロコン
ピュータ１００の８ビツトのデジタル出力をそれに１１
応じたアナログ電位に変換するＤ／Ａ変換回路、１１２
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１１
６を通してブザーを鳴らせる。ここで発振回路１１５は
マイクロコンピュータ１００のクロックにより代用させ
てもよい。Ｄ６は燃焼停止用の電磁弁（図示せず）の駆
動用端子、Ｄ６はバーナ点火用点火器の駆動出力端子を
示す。またＤ４．Ｄ６．Ｄ６はラッチ回路１１６により
出力データがランチされる。ここでランチ回路１０７．
１１０．１１６およびホールド回路１１２は出力端子Ｄ
３によりデータの更新がなされる。

入力端子Ａ（ｂ、Ａ１．Ａ２．Ａ３は４ビツトのデータ
をマイクロコンピュータ１００（４人ツノする端／６゜
承す。

端子Ａφ〜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、またガスのコックの開閉入力
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プルコンロでは
使用温度範囲が約５０〜２ｓｏ℃であり２００℃の渦度
幅を必要とする。これを１℃の分解能で検出するだめに
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ュータ１００に入力する必要
がある。以上から副産センサ６と抵抗１１７の分圧電位
をへρ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。またコックスイッチ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りい、Ｄ、、Ｄ２により行
なう構成としている。

１２２．１２３，１２４，１２５は入カバッフア回路を
Ｉｔ′Ｘ・Ｊ−、。

ｆ　ｌｃここでｉｔ　ｄｉ略しＣいるが、こノ１以外）
、’　／７．、ｌ　Ｉ、Ｌｌ。

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。マイクロコンピュータ１００の入カボートへ〇
〜Ａ３がもつと多い場合、例えは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ュータ１００のアーモテクチャ
の代表例である。

ＲＯＭ５ｏは固定的記憶部であり、設定、表示、および
動作に係わす制（財）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ュータ
１００は８ピントの命令コードを最大２０４８ステツプ
まで記憶できる。ｌＲ５１は命令レジスタでありＲＯＭ
５ｏから続出された命令コードを一時的に記憶する。Ｐ
Ｃ５２けプログラムカウンタであり、ＲＯＭ５０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（＝＝　２１１　＞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。

５ＴＡＣＫ　５３　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ＯＭＰＸ１
２６は、スタッ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。ｌＮ５Ｔ　。

ＤＥＣ５４は命令デコーダであり命令レジスタの内容を
解読する。

ＲＡＭ５５は書込みおよび読出し可能なデータメモリで
あり、４ビット単位で記憶、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
５５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によってデコード
し、Ｃ７〜Ｃ１２の出力端子を個別に指定する。

ＡＬＮ６ｅは演算論理ユニフトであり各種の処理判定を
行う。ＡＬＵ５６には命令によって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ＡＣＣ５７（アキュムレータ）、ＣＦｓｓ　、ＺＦ５
９　（フラッグ）、Ｙレジスタ、またはＲＡＭ５５に格
納される。Ｔ　ＥＭＰ５０は一時記憶のために使う４ビ
ツトレジスタである。、Ｐ　Ｓ　６１はプログラムステ
ータスであり命令によってセットマたはリセットされる
１ビツトのレジスタである。ＣＦ３８はキャリフラッグ
でありＡＬＵｓｅで処理した結果、最上位ピットから桁
上げが生じたときにセントされる。ＺＦ５９はゼロフラ
ッグであり、ＡＬＵ５６で処理した結果がゼロの場合セ
ットされる。

Ｃ６２は比較回路を示す。ＣＧ６３はクロツクジュネレ
ータでマイクロコンピュータの動作の基本周波数信号を
発生する回路、ＣＮＴ、５ＥＱ６４はコントロールシー
ケンス回路で、マイクロコンピ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
線のビット数を表わす。

以上のようなマイクロコンピュータの、−キテクチャは
、それ自身のＲＯＭ５０に格納された命令コードにした
がって制御され、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−
々ターンの記憶およびその読出しを行なう０ 第１図の温度制御部７はマイクロコンピータのＲＯＭ５
０に全ての制御シーケンスを格納されており、９ａのカ
ウント判別部のカウント値Ｎ等はＲＡＭ５５にメモリさ
れる０ 尚本実施例ではガステープ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稗器具でも
よくまだコンロ以外にオープン等にも応用可能である。

さらに比例制御でなくノ・イ。

ロー制御、オンオフ制御等であってもよい。

以上説明したよ髪に本発明の調理用温度制御装置では、
例えば煮込み調理で調理物の温度上昇の傾斜を測定し、
その屈曲点を検出することにより調理物の温度が沸騰点
に達したことを検出する構成であるため調理物の温度と
温度センサの温度の、関係が一定でなくても正確に沸騰
点の検出が可能となる。また屈曲点の検出は温度傾斜が
一定値以下になる状態が複数回のサンプリング時間で連
続して発生した場合にのみ行う構成としたため、傾斜検
知時の温度上昇がフラッキを有しても誤検出することな
く確実に沸騰点の検出ができる。

また屈曲点の温度センサの温度を設定温度として比例制
御弁を比例制御する比例制御部を構成することにより、
一度沸騰したらその温度を保ちながら自動的に弱火に切
替わり煮込みを行うことができ、さらに材料等を追加し
て温度低下があった場合は自動的に燃焼量を増加し短時
間に元の温度に回復する。このため焦げつきゃ吹きこぼ
れ等の失敗がなく安心して煮込み調理が行なえる土に無
駄な加熱を防ぎ省エネルギとなる。

最後に実施例で説明しているように特に温度センサを、
調理物を入れた鍋底の温度で検出する構成の調理器に応
用することにより大きな効果を有し、鍋の材質や肉厚、
調理物の量等による誤差がなくなり最適の煮込み調理が
可能となる。

以上のように本発明は数々の効果を有する工業価値大な
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明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図は第１図の温度センサ部と内部温
度の立上り状態を示す特性図、第３図は傾斜検知部に屈
曲点検知状態を説明する特性図、第４図は屈曲点検知後
の比例制御部の動作を説明する特性図、第６図は第３図
の傾斜検知の実際の状態を示す特性図、第６図は屈曲点
検知部の動作を説明するフロー図、第７図は温度制御部
の具体的の構成を説明する回路図、第８図は第７図のマ
イクロコンピュータ（ＬＳＩ）の内部を説明する構成図
、第９図は従来例のシステム図を示す。 ２・・・・・・比例制御弁（加熱制御手段）、３・・・
・・・バーナ（加熱手段）、４・・・・・・鍋（容器）
、６・・・・・・温度センサ、７・・・・・・温度制御
部、８・・・・・・・傾斜検知部、９・・・・・・屈曲
点検知部、９ａ・・・・・・カウント判別部、９ｂ・・
・・・・キャンセル部、Ｓ・・・・・・予め定められた
値、Ｎｘ　・・・・・・予め定められた複数回数。 第１図 第２図 □　ス 第３図 ×ｔｉ−Ｘｅ　　　。 第５図 × 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）調理物を加熱する加熱手段と、前記調理物の温度
   を検出する温度センサと、前記副産センサの信号に応じ
   て前記加熱手段の加熱量を制御する加熱制御手段と、こ
   の加熱制御手段に側副信号を出力する温度制御部とを備
   え、前記温度制御部は前記温度センサによる調理物の温
   度上昇傾斜を検出する傾斜検知部と、前記傾斜検知部に
   より検出した温度傾斜が予め定められた値以下になる屈
   曲点を検出し、前記加熱制御手段を駆動制御する屈曲点
   検知部を有し、前記屈曲点検知部は屈曲点検知の判定を
   連続して予め定められた複数回数えた後に屈曲点を判別
   するカウント判別部を有する調理用温度制御装置。
2. （２）カウント判別部は、屈曲点検知部の屈曲点の判別
   が予め定められた複数回連続しなかった時にカウントを
   キャンセルするキャンセル部を有する特許請求の範囲第
   １項記載の調理用温度制御装置。
3. （３）温度センサは、容器にはいった調理物の温度を前
   記容器の外底部温度により検出する構成とした特許請求
   の範囲第１項に記載の偲理用温度制御装置。