WO1996010152A1

WO1996010152A1 - Methode d'estimation de la temperature de l'interieur d'une substance a cuire et dispositif de cuisson thermique mettant en ×uvre cette methode

Info

Publication number: WO1996010152A1
Application number: PCT/JP1995/001944
Authority: WO
Inventors: Teruhiko Tomohiro
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1996-04-04
Also published as: CN1159221A; EP0794387A1; CN1122149C; US5893051A; EP0794387A4; DE69519872D1; EP0794387B1; DE69519872T2

Description

明細書被調理物内部の温度推定方法および該方法を用いた加熱調理装置技術分野

本発明は、輻射加熱や対流加熱、あるいは、高周波加熱などを用いて物質を加熱する操作、特に、電子レンジやオーブン等を用いて食材を加熱調理する際の食材内部の温度や温度変化を推定する方法、および、この方法を用いた加熱調理装置に関するものである。背景技術

従来のこの種の加熱装置の一つである高周波加熱調理装置、いわゆる、電子レンジは図 2 2に示すような構成となっていた。 1は調理装置本体'であり、前面に開閉可能なドア 2が設けられ、庫内 3に食材を出し入れすることが可能になつている。調理装置本体 1内に高周波発生装置 4が設けられ、庫内 3の天井面には庫内に高周波を照射する照射口 5が形成されている。照射口 5は天井面に限らず、庫内の背面や側面に形成されていることもあり、複数個設けられているものもある。 6は庫内の湿度を検出する湿度センサであり、調理に伴う湿度の発生をこのセンサで検知し、調理の進行状態を知る手がかりとして用いている。また、 7は重量センサであり、食材の重量を検出することにより調理時間を調節するために使用される。これらのセンサは、常に併用される訳ではなく、単独で用いられることも、あるいは、他のセンサと併用されることもある。

このような構造の高周波加熱調理装置を用いて調理を行なう場合、あらかじめ設定した時間だけ加熱を行なうか、上述のようなセンサで湿度や重量を検出してその値によって運転を制御する自動調理、あるいは、加熱出力と照射時間を細かく設定できるプログラム調理などが行なわれている。プログラム調理とは時々刻々の加熱出力の調節をあらかじめ設定しておいて、自動的にその通りに制御するものである。たとえば、冷凍肉の解凍調理を行なう際に、初めは急速に加熱し、次に穏やかに加熱し、最後は加熱し過ぎないようにごく弱く加熱する。このとき，それぞれの加熱状態の加熱強度とその投入時間をプログラムしておけば、その通りの調理が行われる。これらの調理方法は食材、あるいは、調理内容によって使い分けられており、ある種の条件においては十分良好な結果が得られている。そうした種々の調理に対する最適な調理条件は経験的に求められており、いわゆる料理本などの形で利用者に提供されている。

しかしながら、高周波加熱は発熱量が食材によって異なり、形状による影響も大きいため、基本的に細かい温度調節が困難な加熱方法であり、かつ、食材を均 —に加熱することも難しいという特性を持っている。そのため、上述したようなセンシング、すなわち、食材の温度を直接検出するのではなく、 .間接的に調理の進行を捉えようとする方法では十分な温度制御が行なえない。一方、食材の温度を直接検出する場合にも、金属部品は高周波の影響によってそれ自体が発熱するので、金属部分を持たないセンサ、あるいは、電波の影響を受けにくい構造が必要になり、実用化されるものがほとんど無かった。このため、高周波加熱調理中の食材の温度変化を検出し、その値に基づいて細かい温度制御を行なうことはほとんど行なわれていない。また、調理中の温度が検出できないために、食材の不均一な加熱状態を改善するような制御を行なうこともできなかった。したがって、高周波加熱調理装置を用いて、微妙な温度制御が必要な調理、たとえば、真空低温調理のようなものは行なわれていなかった。

上記した従来の構成においては、最適な調理条件が既にわかっている料理について、あらかじめ決められた条件で一定時間の調理を行なうものであった。ここで必要な調理条件とは、個々の調理装置に合わせた条件であり、食材の温度変化に関する条件ではない。たとえば、肉を料理する場合なるベく急速に加熱したいが、 7 0 以上にしてはいけないということや野菜は 9 0 °C以上にまで加熱しなければならないというような知識はあっても、そのために調理装置の条件設定をどのようにすれば良いかということは個々の装置によって異なっていた。すなわち、食材の温度変化を考慮した調理装置の制御ではなく、あくまで、調理装置の運転を制御する条件設定であった。したがって、個々の調理装置に合わせた最適な調理条件が既知でない場合には、期待通り調理を行なうことが困難であるという欠点を有していた。

このことは、プログラム機能を有する自動調理の場合も同様であり、調理に合わせた最適なプログラムを設定するためには、種々の料理に合わせた調理装置固有の最適条件が既知でない場合は思い通りの調理ができなかった。

さらに、各種センサを用いたセンサ調理の場合も、検知した物理量と食材の温度を一対一に対応づけているわけではなく、調理中の雰囲気の温度や湿度などによって調理装置の制御を行なっている。また、食材の温度を直接検知することも行なわれているが、極めてまれであるとともに、実際の調理においては、知りたい部分の温度を検出できない場合が多く、食材の温度、あるいは、温度変化をパラメータとして調理装置を制御することは行なわれていない。

このように、従来の加熱調理は、調理に先立って食材の温度変化を予想したり、調理途中の食材の温度をリアルタイムに把握することができなかった。したがつて、最適な調理条件が既知でない場合にはうまく調理を行なうことが困難であり、また、食材温度による微妙な温度制御ができないという欠点を有していた。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、加熱調理中の食材（被調理物）の温度変化を食材の量や種類、加熱条件に合わせて推定することのできる被調理物内部の温度推定方法を提供するとともに、調理中の食材自体の温度、あるいは、温度変化を考慮することによって、食材の量や種類、あるいは、調理装置の使用経験などに関係なく、常に思い通りの加熱条件で調理することのできる加熱調理装置を提供することを目的としている。発明の開示

上記した目的を達成するため、本発明の第一の温度推定方法は、被調理物の物性値情報と熱伝導演算処理手順とを記憶させ、被調理物情報と加熱情報とを入力し、被調理物の一部位と所定の基準点との距離に応じて上記一部位に対する加熱出力を算定し、入力された被調理物情報と加熱出力とから上記一部位の単位時間当たりの温度上昇値を求め、該温度上昇値を用いて記憶された熱伝導演算処理手順に従つて熱伝導演算処理を行なうようにしたことを特徴とする。

具体的には、被調理物の表面に複数の基準点を設定し、これらの基準点との距離に応じて加熱出力を算定する方法と基準点を被調理物のほぼ中心に設定して加熱出力を算定する方法とこの両者を重ね合わせた方法を用いている。

また、第二の温度推定方法は、被調理物毎に設定された演算係数と演算処理手順とを記憶させ、被調理物情報と加熱情報とを入力し、被調理物情報から得られ被調理物の少なくとも二つの部位の基準温度として使用する初期温度と被調理物の重量と加熱情報から得られる加熱出力と被調理物情報から決定される演算係数とを用いて上記演算処理手順に従って温度変化率を算出し、かつ、任意の計算時間間隔厶 Tを設定することにより、時間 Δ Τ後の温度計算を行ない、以後、計算で得られた温度を上記基準温度として演算処理を繰り返すようにしたことを特徴とする。

さらに、第三の温度推定方法は、被調理物毎に設定された演算係数と演算処理手順とを記憶させ、被調理物情報と加熱情報とを入力し、被調理物表面の温度を検出し、被調理物情報から得られ被調理物の所定の部位の基準温度として使用する初期温度と検出された被調理物表面の現在温度と被調理物情報.から得られる被調理物の重量と加熱情報から得られる加熱出力と被調理物情報から決定される演算係数とを用いて上記演算処理手順に従って温度変化率を算出し、かつ、任意の計算時間間隔 Δ Τを設定することにより、時間 Δ Τ後の温度計算を行ない、以後、計算で得られた温度を上記基準温度として演算処理を繰り返すようにしたことを特徴とする。

また、上記温度推定方法を用いた本発明の加熱調理装置は、次のような構成とした。

まず、第一の加熱調理装置は、被調理物を加熱する加熱手段と、該加熱手段を制御する制御手段と、外部入力手段と、被調理物の温度変化を推定する温度変化推定手段とを備え、上記外部入力手段を用いて調理中の被調理物の少なくとも一部位について加熱時間に応じた複数の設定温度を入力するとともに、上記温度変化推定手段により上記加熱手段の制御に応じた被調理物の各部の温度変化を推定し、任意の時刻における上記推定値が上記外部入力手段より入力された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする。

また、第二の加熱調理装置は、被調理物を加熱する加熱手段と、該加熱手段を制御する制御手段と、外部入力手段と、被調理物の温度を推定する温度推定手段と、温度検出手段とを備え、上記外部入力手段を用いて調理中の被調理物の少なくとも一部位について加熱時間に応じた複数の設定温度を入力し、上記温度推定手段により上記温度検出手段が検出した温度をもとに上記温度検出手段が検出できない部分の温度を推定する一方、被調理物の温度が上記外部入力手段より入力された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする。

具体的には、上記温度検出手段が被調理物の周囲の雰囲気温度を検出し、上記温度推定手段が検出された雰囲気温度をもとに被調理物内部の温度を推定する一方、推定された被調理物内部の温度が上記外部入力手段より入力'された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御する。あるいは、上記温度検出手段が被調理物の表面温度を非接触で検出し、上記温度推定手段が検出された表面温度をもとに被調理物内部の温度を推定する一方、推定された被調理物内部の温度が上記外部入力手段より入力された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御するようにしてよい。

非接触式温度検出手段として、赤外線温度センサを用いることもできる。また、接触式温度検出手段を採用することにより、被調理物に接触してその表面温度を検出するようにしてもよい。

さらに、第三の加熱調理装置は、被調理物を加熱する加熱手段と、該加熱手段を制御する制御手段と、外部入力手段と、被調理物の温度を推定する温度推定手段と、温度検出手段とを備え、該温度検出手段は、被調理物表面に装着する検出部と、該検出部の情報を非接触で受け取る受信部と、受け取った情報を温度に変換する処理部とを有し、上記外部入力手段を用いて調理中の被調理物の少なくとも一部位について加熱時間に応じた複数の設定温度を入力し、上記温度検出手段が被調理物の表面あるいは内部の一部の温度を検出し、上記温度推定手段により上記温度検出手段が検出した温度をもとに被調理物内部の温度を推定する一方、推定された被調理物内部の温度が上記外部入力手段より入力された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする。

上記構成において、温度検出手段の.検出部として感温液晶装置を、受信部としてカメラ装置を用いることができる。

また、上記温度検出手段により検出した温度と上記温度推定手段により推定した温度と上記外部入力手段により入力した設定温度の少なくとも一つを表示する表示手段を更に設けることもできる。

また、上記加熱手段として高周波加熱手段を用いてもよい。

さらに、第四の加熱調理装置は、被調理物を加熱する高周波加熱手段と、該高周波加熱手段を制御する制御手段と、外部入力手段と、被調理物の温度を推定する温度推定手段と、針形状を有する温度検出手段とを備え、該温度検出手段を被調理物の内部に挿入することにより被調理物内部の温度を検出し、上記外部入力手段を用いて調理中の被調理物の少なくとも一部位について加熱時間に応じた複数の設定温度を入力し、上記温度推定手段により上記温度検出手段が検出した被調理物内部の温度をもとに被調理物の上記一部位の温度を推定する一方、推定された被調理物の上記一部位の温度が上記外部入力手段より入力された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする。

本発明にかかる被調理物内部の温度推定方法および加熱調理装置は、それぞれ次に示すような作用を行なう。

第一の温度推定方法において、被調理物の表面に複数の基準点を設定し、これらの基準点との距離に応じて加熱出力を算定する手法を用いた埸合、被調理物の表面からの距離に応じて温度上昇値を決定するため、表面ほど高温に、内部ほど低温になるという、主として熱が被調理物表面から内部に減衰しながら伝達して内部に加熱分布ができる様子を表現する。この単位時間の温度上昇をもとにして，被調理物内部での熱の伝わり方を熱伝導演算処理手段により解析し被調理物内部の温度を推定する。

第一の温度推定方法において、基準点を被調理物のほぼ中心に設定して加熱出力を算定する手法を用いた場合は、被調理物の温度上昇を求める部分と被調理物の中心との距離を考え、中心から離れた部分ほど温度上昇が大きくなるように温度上昇値を決定するので、主として被調理物の形状に起因して生じる内部の加熱分布を表現する。この単位時間の温度上昇をもとにして、被調理物内部での熱の伝わり方を熱伝導演算処理手段により解析し被調理物内部の温度を推定する。一方、第二の温度推定方法は、被調理物情報、加熱情報として入力された被調理物の基準温度としての初期温度と重量と加熱出力をもとに、演算係数と演算処理手順を用いて所定の 2力所の被調理物部位の温度変化率を算出する。次に、任意の計算時間間隔 Δ Tをとり、求めた温度変化率をそれぞれ乗ずることによって Δ Τ間の温度上昇値を求める。さらに、求めた温度をそれぞれの部位の次の基準温度として、再度、温度変化率を求める。この操作を繰り返し、所定の 2力所の部位について、加熱開始から時々刻々変化する温度を推定する。

また、第三の温度推定方法は、被調理物情報、加熱情報として入力された被調理物の基準温度としての初期温度と重量と加熱出力と温度検出手段により検知した被調理物表面温度をもとに、演算係数と演算処理手順を用いてあらかじめ指定された部位の温度変化率を算出する。次に、任意の計算時間間隔 Δ Τをとり、求めた温度変化率を乗じて Δ Τ間の温度上昇値を求める。さらに、求めた温度と厶 T後に検出した被調理物表面温度をそれぞれの基準温度、現在温度として、再度、温度変化率を算出する。この操作を繰り返し、あらかじめ指定された部位の温度を推定する。

一方、本発明の第一の加熱調理装置は温度変化推定手段を備えているので、外部入力手段より入力された被調理物に関する情報とあらかじめ設定された加熱に関する情報にもとづいて、調理に先立って、被調理物の温度変化を推定し、その温度変化が外部入力手段より入力された少なくとも一部位における調理中の設定温度とほぼ一致するように加熱の制御を行なうことができる。

さらに、本発明の第二あるいは第三の加熱調理装置は温度検出手段と温度推定手段を備えているので、調理中に、温度検出手段より得られる温度データ（たとえば、被調理物の表面温度）をもとに、被調理物内部の温度を推定して、被調理物温度が外部入力手段より入力された少なくとも一部位における設定温度とほぼ一致するように、加熱の制御を行なうことができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第一温度推定方法を行うシステム構成を示すプロック図である。

図 2は、本発明の第一温度推定方法において、基準点を被調理物の表面に設定した場合の動作を示すフローチヤ一トである。

図 3は、高周波の浸透による減衰を説明する模式図である。

図 4は、高周波の浸透の様子を説明する模式図である。

図 5は、本発明の第一温度推定方法において、基準点を被調理物のほぼ中心に設定した場合の動作を示すフローチヤ一トである。

図 6は、本発明の第一温度推定方法において、基準点を被調理.物の表面と中心の両方に設定した場合の動作を示すフローチヤ一トである。

図 7は、本発明の第二の温度推定方法の動作を示すフローチヤ一トである。図 8は、本発明の第三の温度推定方法を行うシステム構成を示すプロック図であ 0

図 9は、本発明の第三の温度推定方法の動作を示すフローチヤ一トである。図 1 0は、本発明の第一の加熱調理装置の概略構成を示すブロック図である。図 1 1は、本発明の第二の加熱調理装置の概略構成を示すブロック図である。図 1 2は、本発明の第二の加熱調理装置の実施形態の構成を示す概略図である c 図 1 3は、本発明の第二の加熱調理装置の別の実施形態の構成を示す概略図であ

図 1 4は、本発明の第二の加熱調理装置のさらに別の実施形態の構成を示す概略図である。

図 1 5は、本発明の第二の加熱調理装置のさらに別の実施形態の構成を示す概略図である。

図 1 6は、本発明の第三の加熱調理装置の概略構成を示すブロック図である。図 1 7は、本発明の第三の加熱調理装置の実施形態の構成を示す概略図である。図 1 8は、表示手段を備えた本発明の加熱調理装置の概略構成を示すプロック図である。

図 1 9は、本発明の第四の加熱調理装置の概略構成を示すブロック図である。図 2 0は、本発明の第四の加熱調理装置の実施形態の構成を示す概略図である。図 2 1は、本発明の第四の加熱調理装置に用いられる針形状センサの外観斜視図である。

図 2 2は、従来の高周波加熱調理装置の斜視図である。発明を実施するための最良の形態

以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図 1は本発明の第一温度推定方法を行なうためのハードゥエァ構成を示すプロック図である。入力手段 8は被調理物情報や加熱情報を入力するためのもので、キ一ボードや押しボタン、あるいは、タツチパネルなどがある。記憶手段 9は演算処理に必要な複数の被調理物の物性値情報や演算処理手順などを記憶しておくもので、具体的には各種の磁気記録装置や光ディスクなどがある。演算処理手段 1 0は入力データや記憶手段 9に蓄えられたデータをもとに実際に温度推定の演算処理を行なうところであり、被調理物に設定した基準点に応じて加熱出力を算定する機能、算定した加熱出力を用いて温度上昇値を算出する機能、算出した温度上昇値を用いて熱伝導演算処理を行う機能の少なくとも 3種類の機能を有している。ここでの具体的な演算処理動作については後述する。図には示していないが演算処理手段の結果は、各種のディスプレイやプリンタへの出力、あるいは、推定温度を用いて加熱調理装置の制御を行なう場合には各種信号線を介しての出力が行なわれる。図 2は本発明の第一の温度推定方法において、被調理物の表面に複数の基準点を設定し、これらの基準点との距離に応じて加熱出力を算定する手段を用いた場合の手順を示すフローチヤ一トである。

最初に、入力手段 8を用いて被調理物情報を入力する（手順 1 1 ) 。被調理物情報とは、被調理物名、重量、形状、温度などの情報であり、これらの入力方法はあらかじめ設定されたメニューから選択する方法やキーボードで直接入力する方法などが考えられる。次に、加熱情報を入力する（手順 1 2 ) 。加熱情報とは、加熱出力と照射時間であり、出力が時々刻々変化する場合は、その変化の条件が与えられる。この情報も被調理物情報と同様の入力手段 8で入力されるが、加熱調理装置と組み合わせて用いる場合には、加熱調理装置の制御パラメータから自動的に入力することも可能である。

さて、実際の温度推定は以下の手順で行なう。まず、被調理物.全体をいくつかの領域に分けてそのうちのひとつの領域に着目する（手順 1 3 ) 。領域分割は熱伝導解析の際にも利用するので、ある程度細かく分ける必要がある。本推定方法では被調理物の表面に基準点を設定しているので、着目した部分の前後左右上下の 6方向を考え、まず、ひとつの方向について表面との距離を算出する（手順 1 4 ) 。その値に応じてその部分の温度上昇成分 Δ tを決定する。図 3は表面からの距離によって高周波が減衰する様子を模式的に表したものである。また、図 4 は複数の方向から高周波が浸透したときに角部に近いほど加熱が大きくなることを示したものである。

図 3において、表面からの距離 Xの部位と温度上昇成分厶 tの最適な対応関係は、被調理物の種類や形状、加熱調理装置の特性など様々な要因で変わってくる本方法では、一例として、まず、当該部位に働く加熱出力 E iを次のような式で算定する（手順 1 5 ) 。

E i = E *exp [― x ]

ここで、 Eは加熱出力に比例した定数であり、加熱出力を表わす量である。加熱出力が 0のときは Eも 0である。 αは正の値で、被調理物内部での高周波の減衰率である。 αは被調理物毎に求められる高周波の半減深度をもとに設定することができる。この式は、高周波が被調理物内部に浸透するにつれて弱まり、加熱効果が小さくなることを表現しており、高周波加熱調理装置による実際の加熱現象の特徴を表わしている。この加熱出力 Eiを用いて、温度上昇成分 A tは次のように表わされる（手順 16)。

厶 t =Kf*Ei=Kf*E*exp [- a x]

ここで、 Kfは被調理物情報から得られる被調理物固有の物性値である。

このようにして 6方向の温度上昇成分厶 t 1〜Δ t 6を求めれば（手順 17)、それらをたし合わせること（手順 18) によって、着目した部分の高周波による単位時間の温度上昇値を求めることができる。この操作を被調理物の全領域について行ない、高周波による単位時間当たりの被調理物全体の温度上昇値分布を求める（手順 19)。

つぎに、計算時間間隔 ΔΤを設定する（手順 20) 。計算時間間隔 ΔΤは加熱条件より得られる高周波の照射時間より短い範囲で任意に設定できるが、熱伝導演算処理を精度良く行うためには細かく設定する必要がある。具体的な数値は被調理物や加熱の条件で異なるが、一般的には 1秒以下が望ましい。先の手順で被調理物全体の単位時間当たりの温度上昇値分布が求まっているので、 ΔΤを乗ずることによって、その時間間隔の温度上昇値を算出することができる（手順 21) ο

さらに、この温度上昇値と現在温度を加えて被調理物全体の温度分布を求め、それを初期条件として ΔΤ間の熱の移動解析を熱伝導演算処理手順にしたがって行なう（手順 22) 。熱伝導演算処理手順については種々の計算法が考案されているが、ここでは、いずれかの計算法に限定するものではない。このようにして、 △ T後の任意の部位の温度を推定することができる（手順 23) 。

この後、さらに時刻を進めた状態の温度を推定したい場合は、上記の手順を N 回繰り返すことによって、 Ν*ΔΤ後の温度を推定することができる（手順 24) 。なお、加熱情報の加熱条件に高周波を照射しない時間が含まれる場合は、その時間については上記の手順中の熱伝導演算処理手順のみを行なえば良い。一般にこの状態では高温に加熱された被調理物の外側から低温の内側に向かって熱伝導が進むと考えられる。

このように、高周波による被調理物の温度上昇を時々刻々捉えることによって、被調理物の温度をパラメータとした制御を行なうことができるので、単なる時間制御や蒸気などによる制御よりも精度良く温度管理ができる。たとえば、被調理物の内部を 5 0 °Cにしたいとき、どの程度の出力でどのぐらいの時間照射すればその温度が達成されるか、また、その時に中心以外の部位はどのような温度になつているかを知ることができる。したがって、それらの被調理物内部の温度状態に合わせた制御が可能になる。さらに、被調理物の表面と中心部の温度差をある程度以下に抑えたい場合には、加熱出力を弱めたり、あるいは、断続運転の制御をすることによって、表面温度をあまり上げることなく、中心温度を上げる制御方法を検討することができる。

図 5は本発明の第一の温度推定方法において、基準点を被調理物のほぼ中心に設定して加熱出力を算定する手法を用いた場合の手順を示すフローチヤ一トである。前述の例と同様に、最初に、入力手段 8を用いて被調理物情報を入力する（手順 1 1 ) 。次に、加熱情報を入力する（手順 1 2 ) 。これら入力内容や方法は前述の場合と同様である。

実際の温度推定は以下の手順で行なう。前述の温度推定方法と同様に、被調理物全体をいくつかの領域に分けてそのうちのひとつの領域に着目する（手順 1 3 ) 。領域分割は熱伝導解析の際にも利用するので、ある程度細かく分ける必要がある。今、着目した部分と被調理物の中心との距離を考え（手順 2 5 ) 、その値に応じてその部分に働く加熱出力 E iを算定する（手順 1 5 ) 。さらに、単位時間当たりの温度上昇値 Δ tを算出する（手順 2 6 ) 。ここで、中心からの距離 fと温度上昇値 Δ tの最適な対応関係は、被調理物の種類や形状、加熱調理装置の特性など様々な要因で変わってくるが、一例として、次のような式で与えられる。

厶 t = Kf*E i = Kf*E* ( a *^+ b )

前例と同様、 Eは加熱出力に比例した定数である。 a , bは被調理物毎に定められた定数である。上式では（）の中は中心からの距離 ^こ関する一次式で表している。この式は被調理物や装置によって最適な表現が変わってくるが、被調理物の中心からより離れた部分が高温になる。つまり、内部よりは表面側が、表面の真ん中よりは角の部分が高温になる実際の加熱現象を表わしている。この式を用いて、着目した部分の高周波による単位時間の温度上昇値を求めることができる。この操作を被調理物の全領域について行ない、高周波による単位時間当たりの被調理物全体の温度上昇値分布を求める（手順 2 7 )。

つぎに、計算時間間隔 Δ Τを設定する（手順 2 0 ) 。計算時間間隔 Δ Τは加熱条件より得られる高周波の照射時間より短い範囲で任意に設定できるが、熱伝導演算処理を精度良く行うためには細かく設定する必要がある。具体的な数値は被調理物や加熱の条件で異なるが、一般的には 1秒以下が望ましい。先の手順で被調理物全体の単位時間当たりの温度上昇値分布が求まっているので、 Δ Τを乗ずることによって、その時間間隔の温度上昇値を算出することができる（手順 2 1 )

0

さらに、この温度上昇値と現在温度を加えて被調理物全体の温度分布を求め、それを初期条件として Δ T間の熱の移動解析を熱伝導演算処理手順にしたがって行なう（手順 2 2 ) 。前述のように、熱伝導演算処理手順については種々の計算法が提案されているが、ここでも、いずれかの計算法に限定するものではない。このようにして、 Δ Τ後の任意の部位の温度を推定することができる（手順 2 3 ) ο

この後、さらに時刻を進めた状態の温度を推定したい場合は、上記の手順を N 回繰り返すことによって、 Ν*Δ Τ後の温度を推定することができる（手順 2 4 ) 。なお、加熱情報の加熱条件に高周波を照射しない時間が含まれる場合は、その時間については上記の手順中の熱伝導演算処理手順のみを行なえば良い。一般にこの状態では高温に加熱された部分から低温の部分に向かって熱伝導が進むと考えられる。

前述の例と同様に、こうして高周波による被調理物の温度上昇を時々刻々捉えることによって、被調理物の温度をパラメータとした制御を行なうことができるので、単なる時間制御や蒸気などによる制御よりも精度良く温度管理ができる。たとえば、被調理物の中央付近を 5 0 にしたいとき、どの程度の出力でどのぐらいの時間照射すればその温度が達成されるか、また、その時に中央以外の端の部分はどのような温度になっているかを知ることができる。したがって、それらの被調理物内部の温度状態に合わせた制御が可能になる。さらに、被調理物の高温部と低温部の温度差をある程度以上大きくしたくない場合には、加熱出力を弱めたり、あるいは、断続運転の制御をすることによって、高温部の温度をあまり上げることなく、低温部の温度を上げる制御方法を検討することができる。

図 6は本発明の第一の温度推定方法において、基準点を被調理物の表面と中心の両方に設定した温度推定方法のフローチャートである。具体的には、図 2のフローチャー卜において、全方向の温度上昇成分 Δ t 1〜厶 t 6を求めた（手順 1 7 ) 後、中心との距離に応じて加熱出力の補正値を算出するとと.もに（手順 2 8 ) 、算出した加熱出力補正値を用いて温度上昇成分を補正し（手順 2 9 ) 、以下図 2に示した手順 1 8乃至手順 2 4の操作を行う。すなわち、高周波による温度上昇値を求める際に、表面から浸透するにつれて減衰する現象と中心から離れた先端部ほど加熱されやすい現象の両方を考慮することによって、より多くの種類の被調理物に対してより精度良く温度推定をすることが可能になる。

図 7は本発明の第二の温度推定方法の手順を示すフローチャートである。本発明の温度推定方法は、被調理物内の所定の 2点の温度を推定するもので、被調理物毎に設定された演算係数 3 1を用いる。演算係数 3 1とは、温度を求めようとしている 2点の推定温度と被調理物の重量と加熱出力の 4つの値から、温度を求めようとしている 2点の温度変化率を算出するための係数であり、被調理物毎に予め設定されている。また、演算係数 3 1を用いて温度変化率を算出する方法が演算処理手順 3 2であり、演算係数 3 1の形式は演算処理手順 3 2によって異なる。具体的な演算処理の方法としては、理論をもとに定式化を行なう方法ゃニュ一口技術を用いる方法などが考えられるが、一般的には理論的に定式化することは困難であり、ニューロ技術を用いて学習効果の結果として演算係数 3 1を設定するほうが便利である。ニューロ技術とは、脳の神経回路網に似せて、入力値と出力値の関係を定式化する技術で、複数の入力値と複数の出力値のセッ卜が多数あれば、それらの関係をできるだけ少ない誤差で満足するような演算係数 3 1を求めることができる。

この実施の形態では、温度を推定する部分としてもつとも低温の被調理物中心部ともっとも高温の被調理物角部を指定し、被調理物の重量、加熱出力をいろいろと変えて、両指定点の温度変化率を多数求めた。このデータをもとにニューロ技術を用いて演算係数 3 1を求めておくと、事前に温度変化率を求めていなかつた重量や出力条件に対する温度変化率を簡単に算出することができる。演算係数 3 1を算出するもとになるデータは実際に実験して集めることも可能であるが、前述の第一、あるいは、第二の温度推定方法で述べた計算で集めることもできる _c 実験を行なう場合はあくまで実測であると言うことがデータの説得性につながるが、実験が大変であるし、場合によっては実験できないような条件も存在する。かつ、ニューロ技術を用いて演算係数 3 1を求める場合は実験結果に含まれる誤差やばらつきの影響により、うまく求まらないこともある。

—方、計算で集める場合は、データ収集が簡単で、幅広い条件で数多く取れる上に、ばらつきを含まないので、計算に用いるモデルがうまくできていれば、演算係数 3 1を求めるのに便利である。

このような演算係数を用いた温度推定の手順は次のようになる。前述の例と同様に、最初に、入力手段 8を用いて被調理物情報を入力する（手順 1 1 ) 。次に、加熱情報を入力する（手順 1 2 ) 。これらの入力内容や方法は第一の温度推定方法の場合と同様である。入力された被調理物情報より被調理物名が分かれば、使うべき演算係数 3 1が決まる。さらに、初期温度と重量が被調理物情報より得られ、加熱出力が加熱情報より得られるので、演算処理手順 3 2にしたがって、角部と中心部の温度変化率が簡単に求まる（手順 3 0 ) 。ここで、計算時間間隔 Δ Tを決めれば（手順 2 0 ) 、 Δ Τ後の 2点の温度はすぐに得られる（手順 3 3 ) c こうして得られた 2点の温度を用いて、再度、温度変化率を求める手順（手順 3 0 ) を繰り返せば、任意の時刻の温度を求めることができる（手順 2 4 ) 。

本発明の温度推定方法では被調理物内の 2点の温度しか求まらないが、演算係数 3 1を用いることによって温度推定に要する時間が非常に短くなる。そのためには、演算係数 3 1を算出しておく必要があり、その作業に多少の時間が必要であるが、実際の温度推定そのものはパソコンで数秒〜数十秒でできる。したがつて、加熱調理装置に組み込んで使用するような場合に適している。また、 2点だけの温度推定であるが、オーブンなどの加熱調理装置の場合、一般的に中心部がもっとも低温で、表面がもっとも高温になることを考えれば、制御用としても十分役に立つものである。つまり、表面の温度が高温になりすぎないように入切制御を繰り返しながら、中心部の温度が所定の温度になるように制御することが可能であり、全体をほぼ均一な温度に加熱することができる。さらに、必要であれば、同様のニューロ技術を用いて温度推定の指定点を 3点、 4点と增やすことも可能である。

図 8は本発明の第三の温度推定方法を行なうためのハードゥエァ構成を示すブロック図であり、図 1に示した構成に温度検出手段 3 4が加わっている。図 9は本発明の第三の温度推定方法の手順を示すフローチヤ一トである。本発明の温度推定方法は、あらかじめ定められた被調理物内の 1点の温度を、実際に加熱を行いながらリアルタイムに推定するもので、被調理物毎に設定された演算係数 3 5 を用いる。演算係数 3 5は、第二の温度推定方法のところで述べたものと基本的に同じであるが、ここでは、温度を求めようとしている点の推定温度と被調理物表面の 1点の温度と被調理物の重量と加熱出力の 4つの値から、温度を求めようとしている点の温度変化率を算出するものである。また、被調理物の表面温度を測定するための温度検出手段も用いる。演算係数 3 5の求め方や演算処理へのニュ一口技術の適用などは、前述と同様である。

この実施の形態では、温度を推定する部分としてもつとも低温の被調理物中心部をとり、被調理物表面の点としてもっとも高温の被調理物角部を指定した。この場合の演算係数 3 5の算出方法は、第二の温度推定方法で温度を求める 2点として中心部と角部表面を指定したの同様である。もちろん、演算係数 3 5を求めるためのデータを集めるには、実験的な方法と計算的な方法のどちらでも可能であ^ ) ο

本発明の計測と並行したリアルタイムでの温度推定の手順は次のようになる。前述の例と同様に、最初に、入力手段 8を用いて被調理物情報を入力する（手順 1 1 ) 。次に、加熱情報を入力する（手順 1 2 ) 。これらの入力内容や方法は第二の温度推定方法の場合と同様である。入力された被調理物情報より被調理物名が分かれば、使うべき演算係数 3 5が決まる。さらに、初期温度と重量が被調理物情報より得られ、加熱出力が加熱情報より得られるので、温度検出手段 3 4により角部表面の温度を検出すれば（手順 3 6 ) 、演算処理手順 3 2にしたがって、中心部の温度変化率が簡単に求まる（手順 3 0 ) 。ここで、計算時間間隔 Δ Τを決め（手順 2 0 ) 、 Δ Τ後の中心部温度を求める（手順 3 7 ) 。

1回目の表面温度検出から Δ Τ後に、再度、角部表面の温度を検出し、その温度と先に求めた中心温度を用いて中心部の温度変化率、さらに、中心部温度を求める。このようにして、厶 T間隔でリアルタイムに中心温度を推定することができるので、中心温度をパラメータにした加熱の制御が容易に行なえる。本発明の方法では表面温度を直接検出しているので、 2点を推定する第二の方法よりも精度良く中心部温度を推定することが可能になる。さらに、表面温度の計測は赤外線センサを用いれば非接触で、かつ、高周波加熱の環境下でも可能であり、中心温度を直接測るよりも数段容易である。

図 1 0は本発明の加熱調理装置のブロック図を示したものである。加熱手段 4 8は電気ヒータ、ガスパーナ、マグネトロンなど各種の加熱源が利用可能である c 4 9は制御手段であり、加熱手段の入り切りや強弱を制御する。 5 0は外部入力手段であり、加熱する被調理物の種類や量、形状など、および、加熱中の被調理物の設定温度を入力する。設定温度は被調理物の部位別に、加熱中の温度変化を示したもので、急速に温度を上げたり、ゆっくり温度を上げたりの指定をする条件である。設定温度を指定する位置（たとえば、被調理物の中心部や角部）は 1 点から数点まで加熱の内容に合わせて設定可能である。ただし、複数の設定温度を指定した場合、すべてを満足することは困難であるので、いずれか一つを優先させることが必要である。一般的には、被調理物の表面ほど温度上昇が早く、中心部ほど上昇が遅いので、たとえば、表面に近い部位の設定温度を優先させることによって、表面の過加熱を抑えることが可能である。温度変化推定手段 5 1は, 外部入力手段 5 0から入力された被調理物の情報と加熱手段の特性を考盧して被調理物の温度変化を推定するものである。具体的な推定方法としては、様々な被調理物について、いろいろな条件で加熱をした時の被調理物の温度変化を実験により求め、それをデータベースとして蓄えておくものや、被調理物の熱物性値と加熱条件をもとに、熱解析を行ない時々刻々の温度変化を求めるものなどが考えられる。後者の場合、各種被調理物の熱物性値はデータベースとして蓄えられておく必要がある。

加熱調理装置の一例として、本構成の加熱調理装置を用いて調理を行なう際には、調理しょうとする食材の種類や量が過去に経験のない場合であっても、加熱のスピードゃ温度を設定温度として入力すると、それに合わせた調理が自動的に行なわれる。具体的には、たとえば 2 kgのローストビーフを始めて調理するとき、火加減や加熱時間が全くわからなくても、始め急速に加熱して、 5 6てで 1時間維持すれば良いということがわかっていれば、そのような温度変化を食材表面付近の部位の設定温度として指定すれば、それに適した制御が行われる。つまり、調理を開始する前に、調理中の食材の温度変化が推定されて、食材の温度が、入力された設定温度にほぼ一致するように加熱条件を設定することができるので、最適な加熱パターンが得られる。したがって、経験のない調理でも失敗なく行なうことができる。

図 1 1は温度検出手段を備えた構成を示すブロック図である。以下、図 1 0と同じ機能を果たす要素については同じ番号を付して説明は省略する。 5 2は温度検出手段であり、加熱中の温度を検出するものである。検出する温度 T 1は加熱手段としてのヒータの温度や庫内の雰囲気温度、被調理物の表面温度、被調理物の内部温度などが考えられる。 5 3は温度検出手段 5 2と連動した温度推定手段で、温度検出手段 5 2から得られる温度データ T 1をもとに、温度が直接検出できない部分の温度 T 2を推定するものである。たとえば、加熱手段のヒータ温度を温度検出手段 5 2で検出して、その値をもとに、被調理物内部の温度を推定するような働きをする。

本構成の加熱調理装置を用いて調理を行なう際には、調理しょうとする食材の種類や量が過去に経験のない場合であっても、一般的に推奨される温度変化や温度を設定温度として設定して調理を開始すると、温度検出手段 5 2から得られる温度 T 1 (たとえば、ヒータ温度）と、それにもとづいて温度推定手段 5 3により推定される温度 T 2 (たとえば、食材内部の温度）が得られるので、食材の温度が入力された設定温度の少なくとも一つにほぼ一致するように、制御手段 4 9 が加熱手段 1 1をコントロールする。したがって、経験のない調理でも失敗なく行なうことができる。

図 1 2は温度検出手段を備えた加熱調理装置の例である。 5 4は庫内の雰囲気温度 T 3を検出する温度センサである。庫内空気の温度は熱伝達および熱伝導によって被調理物を加熱していくので、温度センサ 5 4から得られる温度 T 3をもとに、温度推定手段 5 3で被調理物の内部温度 T 4を推定することができる。この推定される内部温度 T 4の変化が、外部入力手段 5 0より入力された設定温度の少なくとも一つにほぼ一致するように制御手段 4 9が加熱手段 4 8をコントロールする。したがって、経験のない調理でも一般的な温度変化や仕上がり温度の推奨値がわかれば失敗なく行なうことができる。

また、被調理物表面の設定温度も外部入力手段 5 0より設定されている場合は、表面温度を推定することも可能であるが、庫内温度 T 3が被調理物の表面温度にほぼ等しいと考えて、加熱量を制御することもできる。複数の部位について設定温度が設定されており、それらを同時に満たすことができない場合は、どの条件を優先させるかを決めておけば、加熱手段 4 8の制御は可能である。

図 1 3は温度検出手段として、非接触で被調理物の表面温度を検出する手段を備えた構成の概略図である。非接触の温度検出手段 5 5は被調理物の表面温度 T 5を検出し、その値をもとにして、温度推定手段 5 3で被調理物内部の温度 T 4 を推定する。庫内の雰囲気温度ではなく、被調理物表面の温度を直接検出するので、内部温度を精度よく推定することができる。また、接触式と異なり、被調理物を自由に動かすことができるので、たとえば、ターンテーブルなどを用いることも可能である。表面温度 T 5と推定温度 T 4をもとに、加熱手段 4 8を制御し，最適な加熱を行なえる効果は前述の例と同様である。

図 1 4は非接触の温度検出手段として赤外線温度センサを用いた構成例である c 加熱調理装置の庫壁に取り付けられた赤外線温度センサ 5 6は視野内におかれた物体からの赤外線を検知して温度を求めるものであり、対象物に触れることなく温度検出が可能である。あらかじめ被調理物がおかれる位置を想定して、その向きに、この赤外線温度センサ 5 6をセッ卜しておけば、常時、被調理物の表面温度が検出できる。この方法では、被調理物表面のある一部分の温度が得られるだけであるが、複数のセンサを用いたり、センサを可動式にして視野の向きを変える、あるいは、ターンテーブルで被調理物を動かしたりすれば、表面全体の温度分布を捉えることもできる。こうして得た被調理物表面の温度をもとにして、内部の温度を推定することによって、最適な加熱の加熱制御を行なえることは既に述べた例と同様である。

図 1 5は温度検出手段として、接触温度センサ 5 7を備えた構成例である。接触温度センサ 5 7は被調理物に接触させて、接触部分の表面温度を検出するものである。図のような構造の小型の接触式の場合には、温度検知できるポイントは 1〜2点に限られてしまうが、たとえば、面状の温度センサをオーブン底、あるいは、皿と被調理物の間に挟んで、広範囲の温度分布を検出することも可能である。表面温度を検出した後の内部温度推定や加熱手段 4 8の制御は前述の例と同様である。

図 1 6は温度検出手段として、接触式と非接触式を組み合わせた構成を説明するブロック図である。 5 8は温度検出手段 5 2の検出部であり、被調理物に装着することにより、被調理物の温度 T 6を検知し、その情報を外部へ発信する。ここで、発信とは単に電波として送る意味に限らず、光、音などあらゆる手段で信号を送ることを意味する。 5 9は温度検出手段 5 2の受信部であり、検出部 5 8 が発信した信号を受け取る働きをする。たとえば、検出部 5 8が電波を送信する場合は、受信部 5 9はいわゆる受信機である。あるいは、検出部 5 8が音信号を送信する場合は、受信部 5 9はマイグロフォンになる。 6 0は温度検出手段 5 2 の処理部であり、受信部 5 9が受け取った信号を温度に変換する役目を果たす。検出部 5 8が検知する温度 T 6は被調理物の表面に限らず、場合によっては、針状のセンサを用いることにより被調理物内部の温度を検知することも可能であるしたがって、この様な温度検出手段 5 2を用いることにより、被調理物と加熱調理装置本体を有線でつなぐことなく任意の点の温度 T 6を検出することが可能になる。検出した温度 T 6をもとに、被調理物内部の温度 T 4を推定し、加熱手段 4 8を制御することによって得られる効果は既に述べた通りである。

図 1 7は温度検出手段の検出部として感温液晶装置 6 1を、受信部としてカメラ装置 6 2を用いた例である。感温液晶は温度によって、その発する色が変化する特性を備えており、被調理物に密着させて取り付けることにより、表面温度を色で表示させることができる。その色の変化をカメラ装置 6 2で捕らえ、温度に換算すれば被調理物の表面温度が得られる。こうして得られた表面温度をもとに、被調理物内部の温度を推定し、あらかじめ外部入力手段 5 0から入力された設定温度に合わせて、加熱手段を制御する方法、効果は前述の例と同様である。

図 1 8は温度の表示手段 6 3を備えた構成を示すプロック図である。表示手段 6 3は、温度検出手段 5 2が検出した温度と温度推定手段 5 3が推定した温度と外部入力手段 5 0から入力した設定温度の少なくとも一つを表示するものである c 表示の形式は各温度を数値で表示するデジタル式、針の振れで示すァナ口グ式、あるいは、時間的な変化を視覚的に表わすグラフ式などが考えられる。時々刻々の温度が表示されることによって、加熱の進み具合いを知ることができる。このことは、加熱が順調に進んでいることを確認することによつて安心感を得ることができるとともに、場合によっては、途中で加熱を止めたり、加熱強度を変えたりすることも可能になる。したがって、外部入力手段 5 0から入力された設定温度にもとづいて、単に自動加熱をするだけでなく、必要な場合はより微妙な制御が可能になる。

図 1 9は加熱手段として高周波加熱手段 6 4を用いた構成を示すプロック図である。高周波加熱は、いわゆる電子レンジの加熱方法であり、ガス火や電気ヒー夕などのように、食材の表面から熱伝達と熱伝導によって内部を加熱するのではなく、電波の効果によって食材内部を直接加熱できる特徴がある。このため、予熱などの必要もなく、食品の加熱手段として電子レンジは広く使われている。しかしながら、高周波による加熱量を制御するのは非常に困難であり、微妙な加熱の制御が必要な調理には使われていないのが普通である。

本発明では、高周波加熱手段 6 4に合わせた温度変化推定手段 ·5 1を設けて、高周波加熱による食材の温度変化を推定し、外部入力手段 5 0から入力された設定温度の少なくとも一つに合うように高周波加熱手段 6 4を制御するものである _c したがって、高周波加熱の手軽さはそのままで、食材を好みの温度に調理することが可能になる。

尚、図 1 9の構成において、温度変化推定手段 5 1に代えて温度推定手段 5 3 を採用することにより、食材の温度を推定し、外部入力手段 5 0から入力された設定温度の少なくとも一つに合うように高周波加熱手段 6 4を制御するようにしてもよい。

図 2 0は加熱手段として高周波加熱手段 6 4を備え、温度検出手段として針形状センサ 6 5を設けた構成を示すものである。針形状センサ 6 5は、図 2 1に示すように、外径が 1〜 2關程度の針の先端にセンシング部 6 6を設けたものである。針を支持するハンドル部 6 7からシールド構造のケーブル 6 8が延び、他端は調理庫内の一部に接続されて、信号を取り出すようになつている。シールド構造により、高周波加熱の電波環境下でも使用することが可能であり、調理の際にセンシング部 6 6を食材に突き刺して内部の温度を検出するようになっている。温度推定手段 5 3は、高周波加熱手段 6 4の出力と針形状センサ 6 5が検出した温度をもとに、食材表面付近の温度を推定する。これは、高周波加熱による食材の温度上昇が均一ではなく、一般に表面付近の一部が最も高温になるため、その温度を推定するものである。針形状センサ 6 5は食材の任意の部分の温度検出が可能であるが、食材のほぼ中央に突き刺すことによって、食材の中心温度、つまり、最低温度を知ることができる。したがって、最低温度を検出して、最高温度を推定することになるので、食材全体の温度を制御することができるようになる。

具体的な調理手順として、たとえば、ローストビーフのようにブロック肉を加熱調理する場合を考える。一般に、牛肉のうま味を逃さないためには約 5 8 °Cに均一に加熱することが必要である。そのために設定温度の指定を次のように行う _c まず、熱がもっとも伝わりにくい肉の中心部が最終的に 5 8てになるまで調理するという指定を行う。この場合、途中の温度変化を指定することはできるが、次に述べる角部の設定温度を優先させる必要がある。

2つめの設定温度の指定は、もっとも加熱され易い肉塊の角の部分である。この部分はどのような加熱手段を用いても、比較的早く加熱される部分であるが、高周波加熱手段を用いた場合は特に温度上昇が早くなる。したがって、立ち上がりの急激な加熱のときに、この部分の温度が 5 8 °Cを超えることがないように設定温度を指定しておく。その後は、中心部が 5 8てになるまで一定値を保つように指定する。

こうして、中心部の温度は直接、針状センサ 6 5で検出し、角部の温度は加熱手段の出力と針状センサ 6 5から温度推定手段 5 3により推定する。角部の温度は 5 8 を越えないように設定されているので、角部温度の推定値がそれより高くなると加熱を中止する制御を行う。こうして、入切を繰り返すことによって、角部の温度を一定に保ちながら中心部の温度を上昇させることができる。最終的に中心部の温度が 5 8 になったときには、プロック肉全体が約 5 8 °Cに加熱された状態となる。

ここでは、全体を一様に加熱する場合の設定温度の指定方法とその働きを説明したが、指定の仕方によっては、均一加熱の領域を大きくしたり小さくしたりすることが可能である。

以上説明したように本発明の温度推定方法によれば、加熱時の温度むらを持つた被調理物の温度を 1点、あるいは、複数点知ることができる。具体的には、第 —の温度推定方法において、基準点を被調理物の表面に設けると高周波が被調理物表面から浸透するにつれて減衰する現象を表現して被調理物内部の温度分布を求めることができる。同様に、基準点を中心に設定すると被調理物の中央よりも端のほうが加熱されやすいという形状に起因する加熱むらを捉える温度推定が可能になる。また、被調理物の表面と中心の両方に基準点を設定することにより、さらに精度を上げることができる。第二の温度推定方法は、所定の 2点について、温度変化率を求める演算係数を用意しておく方法で、非常に高速に温度を推定することができる。第三の温度推定方法は、実際に加熱調理を行ないながらリアルタイムに中心温度を推定する方法で、温度検出手段により表面角部の温度を検出することによって、高い精度で中心温度が推定される。

このように、加熱中の被調理物の温度変化を捉えることによって、希望の温度変化パターンに一致するように加熱制御することが可能になる。加熱を開始するに際しては、あらかじめ、最適な加熱条件を検討することができるようになり、加熱中には、被調理物の中心温度を基準にして火加減を調節することができる。したがって、初めての調理を行なうときにも経験に頼らずに最適な加熱パターンを設定できるし、蒸気のような間接的なパラメータで加熱を進めるよりも、温度制御が容易になるので、常にうまく調理することができるという効果が得られるまた、本発明の加熱調理装置は、温度変化推定手段、あるいは、温度検出手段と温度推定手段を設けたことにより、最適加熱制御が可能になる。つまり、温度変化推定手段の機能により、披調理物の情報と基本的な加熱条件を設定することによって、加熱中の温度変化を推定することができる。その結果が、あらかじめ入力された希望の設定温度に一致するように加熱条件が修正される。したがって、初めての加熱を行なうときにも経験に頼らずに最適な加熱パターンを設定できるので、常にうまく仕上げることができる。

また、温度検出手段と温度推定手段を備えた構成の本発明の加熱調理装置は、加熱中に検出した温度から、被調理物の温度（主として内部温度）を推定し、その温度変化が希望の設定温度になるように制御する。したがって、望み通りの最適な加熱を行なうことができる。

温度検出手段としては、被調理物の置かれている雰囲気温度を検出するもの、非接触、あるいは、接触して被調理物の表面温度を検出するものなどが考えられるが、それらをもとにして、必要な被調理物の温度を推定することによる効果は同様である。

温度検出手段から得られた温度やそれにもとづく被調理物の推定温度を表示する手段を持った構成では、その表示温度を見ながらより細かい温度制御を手動で行なうことも可能になる。また、加熱手段として高周波加熱手段を用いた加熱調理装置、いわゆる、電子レンジは、従来、温度制御が困難であり、希望の温度に加熱するためにはかなりの経験が必要であつたが、温度変化推定手段や温度推定手段を搭載した本発明の加熱調理装置では経験に関係なく好みの温度に設定することができる。

さらに、温度検出手段を用いて加熱されにくぃ食材内部の温度を検出する一方、高周波加熱で加熱され易い食材表面の温度を推定することによって、食材全体を希望の温度に制御することも可能になる。

このように、加熱中の食材の温度をなんらかの形で推定することによって、従来は単に経験や勘で行なっていた加熱調理を誰もが定量的にコントロールできるようになる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかる温度推定方法によれば、加熱時の温度むらのある被調理物の温度を 1点あるいは複数点知ることができるので、被調理物の温度変化が所望の温度変化と一致するように加熱制御することができ、輻射加熱や対流加熱、あるいは、高周波加熱などを用いて被調理物を加熱調理する際の被調理物内部の温度や温度変化を推定するのに適している。

また、本発明にかかる加熱調理装置によれば、被調理物情報と基本的な加熱条件を設定することにより、加熱中の被調理物の温度変化を推定することができるので、経験や勘に頼ることなく最適な加熱パターンを設定でき、特に、電子レンジゃオーブン等として利用するのに適している。

Claims

請求の範囲

1 . 被調理物の物性値情報と熱伝導演算処理手順とを記憶させ、被調理物情報と加熱情報とを入力し、被調理物の一部位と所定の基準点との距離に応じて上記一部位に対する加熱出力を算定し、入力された被調理物情報と加熱出力とから上記一部位の単位時間当たりの温度上昇値を求め、該温度上昇値を用いて記憶された熱伝導演算処理手順に従つて熱伝導演算処理を行なうようにしたことを特徴とする被調理物内部の温度推定方法。

2. 上記基準点を被調理物の表面上に複数点設定し、すべての基準点との距離に応じて被調理物の上記一部位に対する ¾Π熱出力を算定するようにした請求の範囲第 1項に記載の被調理物内部の温度推定方法。

3. 上記基準点を被調理物のほぼ中心に設定した請求の範囲第 1項に記載の被調理物内部の温度推定方法。

4. 上記基準点を被調理物の表面上に複数点と被調理物のほぼ中^:、に設定し、すベての基準点との距離に応じて被調理物の上記一部位に対する加熱出力を算定するようにした請求の範囲第 1項に記載の被調理物内部の温度推定方法。

5. 被調理物毎に設定された演算係数と演算処理手順とを記憶させ、被調理物情報と加熱情報とを入力し、被調理物情報から得られ被調理物の少なくとも二つの部位の基準温度として使用する初期温度と被調理物の重量と加熱情報から得られる加熱出力と被調理物情報から決定される演算係数とを用いて上記演算処理手順に従って温度変化率を算出し、かつ、任意の計算時間間隔 Δ Τを設定することにより、時間 Δ Τ後の温度計算を行ない、以後、計算で得られた温度を上記基準温度として演算処理を繰り返すようにしたことを特徴とする被調理物内部の温度推定方法。

6. 上記演算係数を実験計測結果に基づいて定めた請求の範囲第 5項に記載の被調理物内部の温度推定方法。

7. 上記演算係数をコンピュ一夕による熱伝導解析結果に基づいて定めた請求の範囲第 5項に記載の被調理物内部の温度推定方法。

8. 被調理物毎に設定された演算係数と演算処理手順とを記憶させ、被調理物情報と加熱情報とを入力し、被調理物表面の温度を検出し、被調理物情報から得られ被調理物の所定の部位の基準温度として使用する初期温度と検出された被調理物表面の現在温度と被調理物情報から得られる被調理物の重量と加熱情報から得られる加熱出力と被調理物情報から決定される演算係数とを用いて上記演算処理手順に従って温度変化率を算出し、かつ、任意の計算時間間隔 Δ Τを設定することにより、時間 Δ Τ後の温度計算を行ない、以後、計算で得られた温度を上記基準温度として演算処理を繰り返すようにしたことを特徴とする被調理物内部の温度推定方法。

9. 被調理物を加熱する加熱手段と、該加熱手段を制御する制御手段と、外部入力手段と、被調理物の温度変化を推定する温度変化推定手段とを備え、上記外部入力手段を用いて調理中の被調理物の少なくとも一部位について加熱時間に応じた複数の設定温度を入力するとともに、上記温度変化推定手段により上記加熱手段の制御に応じた被調理物の各部の温度変化を推定し、任意の時刻における上記推定値が上記外部入力手段より入力された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする加熱調理装置。

1 0. 被調理物を加熱する加熱手段と、該加熱手段を制御する制御手段と、外部入力手段と、被調理物の温度を推定する温度推定手段と、温度検出手段とを備え、上記外部入力手段を用いて調理中の被調理物の少なくとも一部位について加熱時間に応じた複数の設定温度を入力し、上記温度推定手段により上記温度検出手段が検出した温度をもとに上記温度検出手段が検出できない部分の温度を推定する —方、被調理物の温度が上記外部入力手段より入力された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする加熱調理装置。

1 1 . 上記温度検出手段が被調理物の周囲の雰囲気温度を検出し、上記温度推定手段が検出された雰囲気温度をもとに被調理物内部の温度を推定する—方、推定された被調理物内部の温度が上記外部入力手段より入力された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御するようにした請求の範囲第 1 0項に記載の加熱調理装置。

1 2. 上記温度検出手段が被調理物の表面温度を非接触で検出し、上記温度推定手段が検出された表面温度をもとに被調理物内部の温度を推定する一方、推定された被調理物内部の温度が上記外部入力手段より入力された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御するようにした請求の範囲第 1 0項に記載の加熱調理装置。

1 3. 上記温度検出手段として、赤外線温度センサを用いた請求の範囲第 1 2項に記載の加熱調理装置。

1 4. 上記温度検出手段が被調理物の表面温度に接触して検出し、上記温度推定手段が検出された表面温度をもとに被調理物内部の温度を推定する一方、推定された被調理物内部の温度が上記外部入力手段より入力された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御するようにした請求の範囲第 1 0項に記載の加熱調理装置。

1 5. 被調理物を加熱する加熱手段と、該加熱手段を制御する制御手段と、外部入力手段と、被調理物の温度を推定する温度推定手段と、温度検出手段とを備え、該温度検出手段は、被調理物表面に装着する検出部と、該検出部の情報を非接触で受け取る受信部と、受け取った情報を温度に変換する処理部とを有し、上記外部入力手段を用いて調理中の被調理物の少なくとも一部位について加熱時間に応じた複数の設定温度を入力し、上記温度検出手段が被調理物の表面あるいは内部の一部の温度を検出し、上記温度推定手段により上記温度検出手段が検出した温度をもとに被調理物内部の温度を推定する一方、推定された被調理物内部の温度が上記外部入力手段より入力された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする加熱調理装置

1 6. 上記温度検出手段の検出部として感温液晶装置を、受信部としてカメラ装置を用いた請求の範囲第 1 5項に記載の加熱調理装置。

1 7. 上記温度検出手段により検出レた温度と上記温度推定手段により推定した温度と上記外部入力手段により入力した設定温度の少なくとも一つを表示する表示手段を更に備えた請求の範囲第 1 0項乃至第 1 6項のいずれか 1項に記載の加熱調理装置。

1 8. 上記加熱手段として高周波加熱手段を用いた請求の範囲第 9項乃至第 1 7 項のいずれか 1項に記載の加熱調理装置。

1 9. 被調理物を加熱する高周波加熱手段と、該高周波加熱手段を制御する制御手段と、外部入力手段と、被調理物の温度を推定する温度推定手段と、針形状を有する温度検出手段とを備え、該温度検出手段を被調理物の内部に挿人することにより被調理物内部の温度を検出し、上記外部入力手段を用いて調理中の被調理物の少なくとも一部位について加熱時間に応じた複数の設定温度を入力し、上記温度推定手段により上記温度検出手段が検出した被調理物内部の温度をもとに被調理物の上記一部位の温度を推定する一方、推定された被調理物の上記一部位の温度が上記外部入力手段より入力された上記複数の設定温度とほぼ一致するように上記制御手段が上記加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする加熱調理装置。