JPS6114414B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加熱調理器において、加熱温度、加
熱時間、および順序を組合せた各種の加熱シーケ
ンスパターンの設定、記憶、および、動作を制御
するプログラム可能な制御装置に関する。以下、
本発明につき、ガスオーブンを例にとり、説明す
る。

従来より、ガスオーブンのようなガス燃焼エネ
ルギを熱源とする調理器は、他の熱源に依る調理
器に比べて、エネルギ効率、および調理性能（仕
上り）の点で有利であることは、理解されていた
が、制御性において難点があり、その具体化が遅
れていた。オーブン内の温度が目標値になるよう
にガス流量を比例制御する方式、および制御手段
に関しては、電子制御回路によつて電子式比例制
御弁を制御して、オーブンの温度を一定すること
により調理性能を向上することが考案されてい
る。

しかしながら、一般的に多くの加熱調理の中に
は一定温度で、一定時間だけ加熱するだけでな
く、温度、および時間の組合せを一つのステツプ
として、複数個のステツプをシーケンス制御する
ことにより、さらに仕上りのよい加熱調理ができ
る品目も多い。

さらに、これらの調理品目に対してその加熱調
理器において理想的な加熱シーケンスをあらかじ
め記憶しておき、必要に応じて呼出して調理でき
る機能、また、自家製の調理についても、その加
熱手段を記憶できる機能を、調理器自身に、持た
せることができれば、本来、調理の仕上り、およ
びエネルギ効率の面での有位性に加えて、調理範
囲の飛躍的な拡大、フレキシビリテイのある使い
勝手などの面でのメリツトを新たに備えることに
より、理想的な加熱調理器を実現することができ
る。

本発明は、以上のような観点にもとづく制御方
式、および具体的制御手段に関する。

第１図ａによつて本発明の制御方式の概念を説
明する。

２７はオーブン、２８はガスバーナ、２８ａは
ガス流路であり、コツク２６によつてガス流を断
続する。またコツク２６は、点火器３５と連動し
て、ガス流路を開くと同時にバーナに点火するよ
うになつている。２７ｂは遮熱板である。

２９は電子式比例弁であり、制御信号３１ａに
比例してガス流量を制御する機能をもつ。３１は
比例制御回路であり、オーブン２７の一角２７ａ
内にある温度センサ３０によつてオーブン内の温
度を検知して、その検知信号と、設定した目標温
度値３２ａと比較し、その差信号を増幅して制御
信号３１ａを出力する。またモニタ３２へ温度到
達信号３８を出力する。モニタ３２は、操作面３
３にあるキースイツチの操作にしたがつて、調理
品目番号、温度、時間の記憶、または、記憶内容
の表示、さらに比例制御回路３２に対する設定温
度に対応するコード３２ａの出力、動作時におい
ては、加熱時間の計数と加熱シーケンスの制御、
および安全動作を考慮した論理制御と報知機能な
ど、ガスオーブン全体の操作、および動作を制
御、または監視する回路である。

第１図ａの制御方式によつて第１図ｂのような
加熱シーケンス制御および、この加熱パターンの
記憶が可能である。

第１図ｂにおいては、taは、オーブンが温度
T₃に到達するまでの時間、（t₁−ta）は、温度T₃
を維持する時間、（t₂−t₁）は温度T₂を維持する時
間、（t₃−t₂）は温度T₁を維持する時間である。す
なわち、各段階は、到達温度と持続時間を１つの
組合せとする３つのシーケンスより構成される。
この１つの組合せをステージと呼ぶ。

第１図ｂは、実線で示した３段階のステージで
プログラムされた目標の制御パターンC₂を実行
することにより、実際の温度対時間曲線C₁がえ
られることを示している。第１図ａと対応させ
て、T₁，T₂，T₃を検知して制御する部分は、３
０，３０ａ，３１，３１ａ，２９，２８によつて
行ない、｛T₃，（t₁−ta）｝，｛T₂，（t₂−t₁）｝，
｛T₁，（t₃−t₂）｝の組合せと、順序の設定、およ
び表示は、操作部３３によつて行ない、 上記設定のパターンの記憶、およびその読出
し、設定パターンの実行、および全体のシーケン
ス制御は、モニタ３２によつて行なう。

以下、第１図における各機能ブロツクの具体的
実施例について記述する。

第２図は操作、および表示部の一例である。

１はガスオーブンの外箱、２は表示管であり、
４，３によつて00〜99の時間を分で表わす。５，
６，７は温度を℃の単位で表わす。８はステージ
の番号を表わす。９は自動操作、１０は手動操作
のそれぞれの表示であり、キー１６の操作に対応
して表示が変わる。１１，１２，１３，１４，１
５は数字設定用のキースイツチであり、矢印に示
すとおり、それぞれ３，４，５，６，７，８に対
応し、１回押す毎に対応する数字が＋１されて表
示される。

１６は自動／手動の切替キーであり、CN／
OFFを繰返すと交互に機能を切替えて設定、表
示する。自動とは第１図ｂのような各種調理パタ
ーンに番号を付けてあらかじめ記憶されている調
理品目（固定調理品目）を呼び出して設定する機
能により、自動的に調理する機能であり、その操
作方法は例えば、６番という番号を付されている
料理を行いたい場合には、自動／手動の切替キー
１６を押した後、キー１１を押して６をセツト
し、スタートキー２４を押すと、自動的に加熱が
開始される。

手動とは、各ステージ毎の温度と時間をそれぞ
れ必要に応じて設定した後、そのシーケンスに従
つて調理する機能である。必要に応じてホームメ
イドエリアにあるキー１７，１８を操作すること
により上記手動調理パターン（可変調理品目）を
記憶し、またそれを読出し設定することができ
る。その具体的操作方法は、例えば、１番に手動
パターンを記憶させたい時は、自動／手動の切替
キー１６を押した後、キー１１を押して１をセツ
トし、記憶キー１７を押すことにより、前記調理
パターンは１番として可変メモリ内に記憶され
る。次に、その料理を行いたい場合には、自動／
手動キー１６を押し、キー１１を押して１をセツ
トし、読出しキー１８を押した後、スタートキー
２４を押すことにより、前に記憶されていた１番
の調理パターンを実行する。

この時、記憶できる手動調理の数は５種類であ
り、調理品目に対応する通し番号として、前記固
定メモリにあらかじめ記憶されているもの（固定
調理品目）に関しては、６番以降の番号を付し、
前記手動調理記憶品目（可変調理品目）に付する
番号は１〜５番を付し、我が家の自慢料理の調理
パターンの記憶出し入れを解り易く、使い易いも
のにしている。従来の調理器には、手動調理記憶
場所を指示する専用のキーを設けているものがあ
るが、その方式ではキーの数が大幅に増え、操作
部が非常に複雑になつてしまい、非常に扱いにく
い調理器になる。キーの数が多くなる程、誤操作
の可能性が増え、又、その危険性を少なくするた
めに、ブログラムも複雑になる。この点に関して
本発明によれば何ら問題点がなくなる。なお、上
記実施例では、ホームメイドを記憶できる品目が
５個の場合を示したが、将来、市場の要望によ
り、この記憶数を増やしたい時には、適宜、増加
すればよい。

２４はスタートキー、２５は設定時における設
定値のキヤンセル、記憶した値の消去、また動作
時においては、動作の停止などの指令に使用する
キーである。

２６ａはコツク２６、および点火スイツチ３５
を操作するツマミである。停止の位置でコツクは
閉じ、点火の位置で、コツクは開くと同時に、バ
ーナに点火する。

第３図は、モニタ３２の具体的実施例を示した
ものである。３２の中核となるのは、３２ｂの
LSIチツプであり、本例では、ストアドプログラ
ム方式（Stored Program）の汎用チツプである
マイクロコンピユータを使用している。

S₀，S₁，A₀，A₁，A₂，A₃は入力端子、C₀，
T₁，C₂，C₃，C₄，C₅，C₆，C₇，C₈，C₉，C₁₀，
C₁₁，D₀，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（Initialize）端子、
OSCは基本クロツク発振用の端子である。

入力端子A₀，A₁，A₂は操作部３３におけるキ
ースイツチ群３７の信号を入力するために使用す
る。A₃は温度到達信号３８を入力する。

C₀，C₁，C₂，C₃，C₄，C₅，C₆は表示管２の各
数字の桁を直接ドライブするための出力端子であ
り、C₀〜C₆をある周期でスキヤニングすること
によつて各桁をドライブするとともに、キーボー
ドスイツチ群をグループ別に選択する信号として
も使用される。

D₀〜D₆は、表示管２の表示用セグメントに対
して、表示すべき数字に応じて表示すべきセグメ
ントを選択して直接ドライブする。

抵抗グループ４７，４８は出力端子がOFFの
とき表示管の端子に負のバイアス電圧を供給する
ための抵抗であり、負のバイアス電圧は定電圧ダ
イオード３９によつて定まる。

５２は表示管のカソードであり、またフイラメ
ントでもある。フイラメントはフイラメント用電
源トランス４６によつて加熱される。端子S₁はマ
イクロコンピユータ３２ｂに商用電源周波数を入
力する端子であり、トランジスタ４５、抵抗４５
ａ，４５ｂによつて波形成形して入力される。３
２ｂは商用電源周波数例えば60Hzをタイマの基
準時間として計数する。

端子S₀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の動作シーケン
スを選ぶため、抵抗４３とシヤンピングワイヤ４
４の有無によつてS₀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。

端子C₈，C₉，C₁₀，C₁₁は、温度制御回路３１
に対して、目標温度値をコード化して出力する。
C₈〜C₁₁によつて４ビツトコードが出力できる。
ので2⁴＝16レベルの温度設定が可能である。

５３は４ビツトデコーダであり、４ビツトコー
ドを16のとおり信号にデコードして出力する。

e₀，e₁，……e₁₅は、デコーダ５３の出力端子で
ある。

端子C₇は、温度制御回路３１の電源をON／
OFFする信号を出力し、抵抗４１とトランジス
タ４０によつてリレー４２を作動する。リレー４
２の接点４２ａは、温度制御回路３１の電源回路
をON／OFFする（第９図参照）。

第４図は、キースイツチ群３７の詳細図であ
る。K₀，K₁，……K₉は第２図における１１，１
２……２５のキースイツチに対応する。

マイクロコンピユータ３２ｂへの入力信号は、
C₀〜C₇から出力するのスキヤニングパルスEc₀〜
Ec₇と、所定のキースイツチがONするタイミン
グとが一致したとき、A₀，A₁，A₂の端子からキ
ースイツチ信号として取り込まれる。

例えば、Ec₁のパルスがあるとき、K₈のキーを
押せば、A₁にEc₁のパルス値が入力される。第５
図は、蛍光表示管駆動回路の詳細図である。４
９，５０は、マイクロコンピユータの出力駆動ト
ランジスタで、ＰチヤンネルMOSプロセスの場
合、オーブンドレイン構造の出力端子を持つ。

D₀〜D₆の出力トランジスタのドレイン端子
は、蛍光表示管２のアノード（セグメント）につ
ながるとともに、それぞれ抵抗４７で、−Ｖに接
続される。

C₀〜C₆の出力トランジスタのドレイン端子は
蛍光表示管２のグリツト（桁指定）につながり、
同様に抵抗４８で−Ｖに接続される。

周知のように蛍光表示管は、カソードに対して
アノード、グリート共に電圧が印加したとき、そ
のセグメントが蛍光を発するので、D₀〜D₆につ
ながる出力トランジスタが導通し、かつ、C₀〜
C₆のうちの適当なトランジスタが導通したと
き、アノードーカソード間、およびグリツトーカ
ソード間にそれぞれVss―Ｖ〔Ｖ〕印加され所定
のセグメントが発光する。

一方、たとえば、４９および５０の出力トラン
ジスタが、遮断状態になれば、各アノードとグリ
ードは抵抗４７および４８を通じてカソードに対
して−Ed〔Ｖ〕がバイアスされ発光は止まる。

以上のような表示のタイミングは、マイクロコ
ンピユータ内に記憶した制御プログラムの手順に
従がう。第６図は、表示管のセグメントによる数
字の表現形式と、それに対応するD₀〜D₆の出力
コード覧表である。第６図において、“０”は、
出力トランジスタが遮断状態、“１”は、導通状
態を表わしている。

第７図は、本発明に使用したマイクロコンピユ
ータチツプ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、ガスオーブン
の設定、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。

本例では、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から読出さ
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。最
大2048（＝2¹¹）ステツプのアドレスを指定する必
要があるので、11ビツト必要である。

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

MPX５３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
ジスタの内容を解説する。

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DEC５５によつてデ
コードし、C₀〜C₇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（アキユームレータ）
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はプログラムステータであり、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。

Ｃ，Ｇはクロツクジユ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キースイツチ、表示管、およ
び、温度制御回路をコントロールし、また、各種
ガス自動理用の加熱シーケンスパターンの記憶、
およびその読出しを行なう。ここに、キースイツ
チからのデータの入力、数値の表示、目標温度コ
ードの出力、各種調理パターンの記憶と読出し、
および調理シーケンスの制御などの機能は、図示
しないがすべて命令コードの組合せによつてプロ
グラムされ、あらかじめROMに格納されてい
る。

第８図は電磁式比例制御弁２９である。７０は
外体であり両側にガス入口７１と出口７２を、か
つ入口７１から出口７２に通ずる通路中にパツキ
ン８４を介して、ビス８３で弁座７３が取り付け
られている。７４は中間口である。７５はコイル
７６を巻いた円筒形のボビンで両端に磁性体座金
７７が当接されて外体７０と共に磁気回路を構成
している。７８は前記ボビン７５の中空筒部に内
装された磁性体プランジヤで、一端に前記弁座７
３に対応し中間口７４を開閉する弁７９を、他端
に非磁性体部８０を有する。８１は板バネで一体
を外体に固着され、他端を前記プランジヤ７８、
非磁性体部８０に回転自在に取り付けられてい
る。

次にこの弁の動作について説明する。コイル７
６に電流が流れていない時には板バネ８１は常に
弁７９を弁座７３に押圧すると同時に、プランジ
ヤ７８が左右に振れてボビン７５に接するのを防
いでいる。コイル７６に電流が流れると電磁力が
発生してプランジヤ７８を上に引き上げる力が働
く、この力が板バネ８１の力に打ち勝つとプラン
ジヤ７８は引き上げられて弁７９が弁座７３から
離れ、電磁力と板バネ８１の力とが均り合つた所
で静止する。弁７９の開度はコイル７６に流れる
電流に比例する。

第９図は比例弁を用いた温度制御回路の一実施
例を示す。

温度サーミスタ３０は、正特性サーミスタのよ
うな感温素子であり、抵抗８５，８６によつて直
線性補正されて、演算増幅器８９の入力抵抗とし
て接がる。

演算増幅器８９の正入力端子には第３図におい
て、設定された目標温度値に対応する基準電圧が
印加される。

演算増幅器の帰還抵抗をＲとし、感温抵抗素
３０の抵抗をR₃₀、抵抗８５，８６をそれぞれ
R₈₅，R₈₆とすると、演算増幅器の出力電圧E₀
は、 E₀＝−Ｒ／Ｒ（Ｔ）・Vcc＋Es（Ｔ） ………(1) ここで Ｒ（Ｔ）≡｛R₃₀R₈₅｝＋R₈₆ である。

(1)式より、R₃₀は正特性サーミスタであるとす
ると、温度が上昇するとＲ（Ｔ）は、増加するの
で第１項の絶対値が小さくなるので、E₀は、正
方向に上昇する。それに応じてコイル７６の電流
が小さくなり、燃焼量を減少して、オーブンの温
度を下降させる。温度が下がり過ぎた場合には、
逆の動作により温度を上昇させる。８８はコイル
７６の逆起電力吸収用ダイオードである。

ここでEs（Ｔ）は、設定温度に対応する電圧
であり、第３図において、マイクロコンピユータ
３２ｂの出力端子C₈〜C₁₁から出力したコードに
対応してトランジスタ５６をON／OFFすること
により、R₀〜R₁₅Eが選択される。その結果、定
電圧＋VccをR₀〜R₁₅とRsとで分割した電圧Es
（Ｔ）が発生し、温度制御回路３１の基準電圧と
なる。

接点４２ａは、マイクロコンピユータ３２ｂの
C₇出力によつて制御されるリレー４２の接点で
ある。

第１０図に、その制御特性の一部である立上り
特性を示す。縦軸Ｔがオーブン温度、横軸ｔが経
過時間である。温度設定をT₀とし、時間０から
燃焼させた時、カーブに示すように時間と共にオ
ーブン温度が立上り、充干のオーバーシユート特
性を示した後、設定温度T₀に落ちつく。この程
度の特性が最も理想に近いものと言える。

以上のように高精度温度制御回路、および比例
弁の特性を用いて、第１図ｂの例に示すような段
階制御することにより、高品質の加熱調理が実現
できる。

本発明のプログラム調理器の利点は、 (1) オーブン温度と持続時間を複数段階組合せた
加熱制御を、簡単なキー操作により指定、実行
できる。

(2) 多数の調理品目毎に通し番号が付されている
とともに、その番号で調理品目に適した加熱制
御パターンが読出せるので、読出し操作が簡単
で使い易い。

(3) 固定調理品目は、各調理品目毎に前もつて設
定されたその加熱調理器における理想的な加熱
制御パターンを読出して調理できるので、加熱
調理器のクセを習熟するまでの試行錯誤期間が
不要になり、最初から失敗なく最適な調理が誰
でも可能になるとともに、書き替えができない
ようになつているので、理想的な加熱制御パタ
ーンを誤つて破壊させてしまう恐れがなく安心
して使用できる。

(4) 可変調理品目は、独自に創つた加熱制御パタ
ーンを記憶できるので、自家製の調理について
も読出しが簡単にでき、かつ人間が有する創造
性への欲求も満足させることができる。

(5) 可変調理品目と固定調理品目を含めて、可変
調理品目から固定調理品目の順に通し番号を付
し、同一操作で読み出せるので、各自の家庭で
良く利用する自作メニユーの記憶番号が若い番
号になるため憶え易く、しかも操作が解り易く
簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の一実施例におけるプログラ
ム調理器の原理図、第１図ｂは本発明によつて制
御される加熱調理パターンの一例を示す図、第２
図は本発明によつて実現したガスオーブンの操作
部の一例を示す図、第３図はモニタ／コントロー
ラ回路の一例を示す図、第４図はキースイツチ入
力回路の一例を示す図、第５図は蛍光表示回路駆
動回路の一例を示す図、第６図は数字表示部のセ
グメントとコードの対応を示す図、第７図はマイ
クロコンピユータの構成例を示す図、第８図は電
子式ガス比例弁の構造を示す断面図、第９図は比
例制御回路の一例を示す図、第１０図は温度と時
間の関係を示す制御特性図である。 ２……表示管、１１〜１５……数字設定用のキ
ースイイツチ、１６……自動／手動の切替キー、
１７……記憶キー、１８……読出しキー、２７…
…オーブン、２９……電子式比例弁、３０……温
度センサ、３１……比例制御回路、３２ｂ……マ
イクロコンピユータ、ROM……固定記憶部（固
定メモリ）、RAM……データメモリ（可変メモ
リ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも数字を設定するスイツチと、調理
   機能を設定するスイツチと、調理動作を制御する
   ためのスイツチからなるキーボードと、 前記数字、および設定された調理機能に対応し
   て表示する手段と、 オーブンの温度又は加熱量を一定にする制御手
   段と、 前記キーボードのスイツチング信号を入力して
   格納、または読出し可能な記憶機能と、 データの表示機能と設定温度又は加熱量に対応
   するコードを生成して出力する機能と、 前記キーボード、前記温度又は加熱量制御手
   段、および前記表示手段を含む調理器の動作を制
   御する制御手段とにより構成するとともに、 固定された調理品目の加熱手段の書込まれた専
   用固定メモリと、可変な調理品目の加熱手段の書
   込み、読出し可能な専用可変メモリを有し、前記
   可変調理品目と固定調理品目を含めて 可変調理品目から固定調理品目の順に通し番号
   を付し、固定調理品目に関しては前記番号で読出
   しを、可変調理品目に関しては前記番号で読出し
   又は書込みができることを特徴とするプログラム
   調理器。