WO2011161954A1 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

　本発明の誘導加熱調理器は、調理容器（２）から放射されトッププレート（１）を透過した赤外線を検出する赤外線センサ（５）と、赤外線センサ（５）の出力に基づき調理容器（２）の底面温度（Ｔａ）に対応する算出温度（Ｔｂ）を算出する温度算出部（１１）と、算出温度（Ｔｂ）が制御温度（Ｔ）を超えたら加熱出力を抑制し、制御温度（Ｔ）を下回ったら所定の加熱出力で加熱するようにインバータ回路（９）を制御する加熱制御部（１０）と、外乱光の影響の有無を判別する外乱光判別部（１２）とを有し、外乱光判別部（１２）は、算出温度（Ｔｂ）の時間経過に伴う変化状態に基づいて外乱光の有無を判別し、算出温度（Ｔｂ）が制御温度（Ｔ）を超えていた場合に、外乱光判別部（１２）が外乱光有りと判別したら、制御温度（Ｔ）を外乱光判別部（１２）が外乱光有りと判別したときの算出温度（Ｔｂ）より高い制御温度（Ｔ１）へと変更する。

Description

誘導加熱調理器

　本発明は、調理容器を誘導加熱する誘導加熱調理器に関する。

　近年、調理容器やフライパンなどの調理容器を、加熱コイルにより誘導加熱する誘導加熱調理器が、一般家庭や業務用のキッチンなどで広く用いられている。

　図６は、特許文献１に記載された従来の誘導加熱調理器２０の構成を示すブロック図である。図６に示すように、誘導加熱調理器２０は、調理物を加熱する調理容器１３を載置するトッププレート１４と、調理容器１３から放射されトッププレート１４を透過した赤外線２１を検出する赤外線センサ１５と、赤外線センサ１５が受光した赤外線２１の放射エネルギーに基づき出力される赤外線センサ１５の出力信号２２を調理容器１３の温度に換算する温度検出部１６と、調理容器１３を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイル１７と、温度検出部１６の温度情報に基づき加熱コイル１７の高周波電流を制御して調理容器１３の加熱電力量を制御する加熱制御部１８と、加熱制御部１８に加熱の条件を入力する入力部１９とを備えている。赤外線センサ１５は加熱コイル１７の中心からずらせ、入力部１９側の加熱コイル１７の内周縁の近傍に配した構成とすることにより、加熱コイル１７中心より温度の高い調理容器１３の底面温度を測定し、かつ調理容器１３以外からくる赤外線の影響を少なくすることができ、温度検出部１５の温度検出精度を向上させるものである。

　ここにおいて、調理容器１３から放射された赤外線２１が赤外線センサ１５に到達することにより、赤外線センサ１５が対応した大きさの出力信号２２を出力する。この出力信号２２の大きさに応じて加熱コイル１７の加熱電力が制御される。厳密には、調理容器１３から放射された赤外線は、トッププレート１４の下面を透過する赤外線とトッププレート１４の下面で反射する赤外線とに分かれ、透過した赤外線がトッププレート１４の下方に設けられた赤外線センサ１５へ到達される。また、トッププレート１４の下面で反射された赤外線はトッププレート１４の上面で更に反射され赤外線センサ１５へ到達する。これらの動作が繰り返され赤外線センサ１５に受光された放射エネルギーが温度検出部１６において温度に換算される。

特開２００８－２６２７１９号公報

　しかしながら、上述した従来の誘導加熱調理器２０のトッププレート１４はガラスで構成されているため、加熱コイル１７の横方向若しくは斜上方向からの太陽光２３（以下、外乱光２３ともいう）などがトッププレート１４を透過、若しくは、トッププレート１４内で反射と透過を繰り返すことにより調理容器１３以外からの赤外線が赤外線センサ１５へ入力される。この外乱光２３に対応して赤外線センサ１５が出力するノイズ信号が出力信号２２として温度検出部１６へ入力される。その結果、温度検出部１６から加熱制御部１８に入力される制御信号２４がノイズ信号に対応した制御を行うため誘導加熱調理器において誤動作が生じていた。例えば、外乱光２３が発生しているため、調理容器１３が常温であるにもかかわらず加熱されないという不具合が発生する等の問題が生じていた。

　本発明は、上記問題を解決するもので、赤外線センサ１５に対して調理容器１３以外から来る赤外線の影響があっても、赤外線センサ１５により調理容器１３の底面温度を精度良く測定できるようにして、調理容器１３を使用者の所望の温度に精度良く加熱できる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

　本発明に係る誘導加熱調理器は、調理容器を載置し赤外線が透過する材料で形成したトッププレートと、前記調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記トッププレートの下方に配置され前記調理容器の底面から放射した赤外線を検出する赤外線センサと、前記インバータ回路の加熱出力が設定された加熱出力になるようにすると共に前記赤外線センサの出力信号に基づき前記調理容器の底面温度を算出する温度算出部と、前記温度算出部により算出された算出温度が設定された制御温度を超えると加熱動作を停止するかまたは前記加熱出力を前記設定された加熱出力より低い加熱出力に低下させるように前記インバータ回路を制御する加熱制御部と、前記算出温度に基づき外乱光の影響の有無を判別する外乱光判別部と、を備え、
　前記加熱制御部は、前記算出温度が前記制御温度を超える場合に前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定すると、
　前記制御温度を前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定したときの前記算出温度よりも高い温度に変更することを特徴とする。

　また、上記誘導加熱調理器において、前記外乱光判別部は、前記算出温度が前記制御温度を超えかつ加熱動作を停止するか前記設定された加熱出力より低い加熱出力に低下させている場合に、前記算出温度の上昇勾配が所定上昇勾配を超えるとき、外乱光の影響が有ると判定することを特徴とする。

　また、上記誘導加熱調理器において、前記外乱光判別部は、前記算出温度が前記制御温度を超えかつ加熱動作を停止するか前記設定された加熱出力より低い加熱出力に低下させている場合に、第１の所定時間幅における前記算出温度の温度上昇幅を第３の所定時間幅経過する毎に測定し、前記温度上昇幅が第２の所定時間幅において連続して所定閾値を超えるとき、外乱光の影響が有ると判定することを特徴とする。

　さらに、上記誘導加熱調理器において、前記加熱制御部は、前記算出温度が前記制御温度を超える場合に、前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定すると、前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定したときの前記算出温度よりも所定値だけ高い温度に前記制御温度を変更することを特徴とする。

　さらに、上記誘導加熱調理器において、前記加熱制御部は、前記算出温度が前記制御温度を超える場合に、前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定すると、前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定したときの前記算出温度と室温に相当する基準温度との差だけ前記制御温度よりも高い温度に前記制御温度を変更することを特徴とする。

　本発明に係る誘導加熱調理器によれば、赤外線センサで調理容器の底面温度を精度良く検知すると共に、調理容器の底面以外から来る赤外線の影響があっても調理容器の底面温度が低温である場合は、調理容器を加熱することが可能となり、外乱光の影響の有無にかかわらず、調理容器の底面温度を設定温度に精度良く制御することができる。

本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。 （ａ）は図１の第１の実施形態及び第２の実施形態に係る誘導加熱調理器の基本動作を説明するグラフであって、経過時間と調理容器２の底面温度Ｔａとの関係を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に対応し、経過時間と温度算定部１１の算出温度Ｔｂとの関係を示すグラフであり、（ｃ）は（ａ）に対応し、経過時間とインバータ回路９の加熱出力Ｐとの関係を示すグラフである。 （ａ）は図１の第１の実施形態に係る誘導加熱調理器２で加熱される調理容器２の底面温度Ｔａと経過時間との関係を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）と経過時間軸を共通にし、経過時間と算出温度Ｔｂの関係を示すグラフであり、（ｃ）は（ａ）と経過時間軸を共通にし、経過時間とインバータ回路９の加熱出力Ｐとの関係を示すグラフであり、（ｄ）は（ａ）と経過時間軸を共通にし、経過時間と算出温度Ｔｂの第１の所定時間幅Δｔ０前の算出温度Ｔｂに対する温度上昇幅ΔＴｂとの関係を示すグラフである。 （ａ）は図１の第１の実施形態に係る誘導加熱調理器の調理容器２において、経過時間と調理容器２の底面温度Ｔａとの関係を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に対応し、経過時間と算出温度Ｔｂとの関係を示すグラフであり、（ｃ）は（ａ）に対応し、経過時間とインバータ回路９の加熱出力Ｐとの関係を示すグラフであり、（ｄ）は（ａ）に対応し、経過時間と算出温度Ｔｂの第１の所定時間幅Δｔ０前の算出温度Ｔｂに対する温度上昇幅ΔＴｂとの関係を示すグラフである。 （ａ）は図１の第２の実施形態に係る誘導加熱調理器で加熱される調理容器２の底面温度Ｔａと経過時間との関係を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）と経過時間軸を共通にし、経過時間と算出温度Ｔｂとの関係を示すグラフであり、（ｃ）は（ａ）と経過時間軸を共通にし、経過時間とインバータ回路９の加熱出力Ｐとの関係を示すグラフであり、（ｄ）は（ａ）と経過時間軸を共通にし、経過時間と算出温度Ｔｂの第１の所定時間幅Δｔ０前の算出温度Ｔｂに対する温度上昇幅ΔＴｂとの関係を示すグラフである。 従来の誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。

　第１の発明は、調理容器を載置し赤外線が透過する材料で形成したトッププレートと、前記調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記トッププレートの下方に配置され前記調理容器の底面から放射した赤外線を検出する赤外線センサと、前記インバータ回路の加熱出力が設定された加熱出力になるようにすると共に前記赤外線センサの出力信号に基づき前記調理容器の底面温度を算出する温度算出部と、前記温度算出部により算出された算出温度が設定された制御温度を超えると加熱動作を停止するかまたは前記加熱出力を前記設定された加熱出力より低い加熱出力に低下させるように前記インバータ回路を制御する加熱制御部と、前記算出温度に基づき外乱光の影響の有無を判別する外乱光判別部と、を備え、
　前記加熱制御部は、前記算出温度が前記制御温度を超える場合に前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定すると、
　前記制御温度を前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定したときの前記算出温度よりも高い温度に変更する。

　この構成によると、赤外線センサに対する外乱光の影響がなく、算出温度が制御温度を越える場合は、制御温度を超えないようにインバータ回路の加熱出力が制御される。一方、調理容器の温度が低温であり、赤外線センサに対する外乱光の影響で算出温度が制御温度を越える場合は、設定された制御温度が外乱光の影響を受けないように、より高い制御温度へと変更される。このため、外乱光の影響がある場合でも調理容器の底面温度が低温である場合は、調理容器を加熱することが可能となり、外乱光の影響の有無にかかわらず、赤外線センサで鍋底の温度を精度良く検知して、調理容器の底面温度が設定された温度となるよう制御される。

　第２の発明は、特に、第１の発明の外乱光判別部において、前記算出温度が前記制御温度を超えかつ加熱動作を停止するか前記設定された加熱出力より低い加熱出力に低下させている場合に、前記算出温度の上昇勾配が所定上昇勾配を超えるとき、外乱光の影響が有ると判定する。
　この構成によると、簡単な構成で外乱光の有無の判別が精度良く可能となる。

　第３の発明は、特に、第２の発明の前記外乱光判別部において、前記算出温度が前記制御温度を超えかつ加熱動作を停止するか前記設定された加熱出力より低い加熱出力に低下させている場合に、第１の所定時間幅における前記算出温度の温度上昇幅を第３の所定時間幅経過する毎に測定し、前記温度上昇幅が第２の所定時間幅において連続して所定閾値を超えるとき、外乱光の影響が有ると判定する。

　この構成によると、簡単な構成で外乱光の有無の判別が精度良く可能となる。

　第４の発明は、特に、第１～３のいずれかひとつの発明の前記加熱制御部は、前記算出温度が前記制御温度を超える場合に、前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定すると、前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定したときの前記算出温度よりも所定値だけ高い温度に前記制御温度を変更する。

　この構成によると、外乱光の影響の大きさが検出して、外乱光の影響の大きさに基づいた制御温度の補正をすることができ、外乱光の有無にかかわらず調理容器を所望の温度に精度良く制御することが可能となる。

　第５の発明は、特に、第４の発明の加熱制御部は、前記算出温度が前記制御温度を超える場合に、前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定すると、前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定したときの前記算出温度と室温に相当する基準温度との差だけ前記制御温度よりも高い温度に前記制御温度を変更する。

　この構成によると、外乱光の影響の大きさが検出して、外乱光の影響の大きさに基づいた制御温度の補正をすることができ、外乱光の有無にかかわらず調理容器を所望の温度に精度良く制御することが可能となる。

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。

第１の実施形態．
　以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。

　図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る誘導加熱調理器は、調理容器２を載置し赤外線が透過する材料で形成したトッププレート１と、調理容器２を加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３に高周波電流を供給するインバータ回路９と、トッププレートの下方に配置され調理容器２の底面から放射した赤外線を検出する赤外線センサ５と、インバータ回路９の加熱出力Ｐが設定された加熱出力Ｐ１になるようにすると共に赤外線センサ５が出力する赤外線検出信号６に基づき調理容器２の底面温度Ｔａを算出する温度算出部１１と、温度算出部１１により算出された算出温度Ｔｂが設定された制御温度Ｔを超えると加熱動作を停止するかまたは加熱出力Ｐを設定された加熱出力Ｐ１より低い加熱出力Ｐ２に低下させるようにインバータ回路９を制御する加熱制御部１０と、算出温度Ｔｂに基づき外乱光の影響の有無を判別する外乱光判別部１２と、を備え、加熱制御部１０は、算出温度Ｔｂが制御温度を超える場合に外乱光判別部１２が外乱光の影響が有ると判定すると、制御温度Ｔを外乱光判別部１２が外乱光の影響が有ると判定したときの算出温度Ｔｂよりも高い制御温度Ｔ１にする。

　また、本発明の第１の実施形態に係る誘導加熱調理器において、外乱光判別部１２は、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔを超えかつ加熱動作を停止するか設定された加熱出力Ｐ１より低い加熱出力Ｐ２に低下させている場合に、算出温度Ｔｂの上昇勾配ｍが所定上昇勾配ｍ１を超えるとき、外乱光の影響が有ると判定する。ここで、勾配ｍとは所定の単位時間に対する算出温度の変化値であり、すなわち、算出温度の変化値を単位時間で除算した値をいう。また、加熱出力などの出力とは、パワー又は電力値をいう。

　また、本発明の第１の実施形態に係る誘導加熱調理器において、外乱光判別部１２は、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔを超えかつ加熱動作を停止するか設定された加熱出力より低い加熱出力Ｐ２に低下させている場合に、第１の所定時間幅Δｔ０における算出温度Ｔｂの温度上昇幅ΔＴｂを第３の所定時間幅Δｔ２経過する毎に測定し、温度上昇幅ΔＴｂが第２の所定時間幅Δｔ１において連続して所定閾値Ａを超えるとき、外乱光の影響が有ると判定することを特徴とする誘導加熱調理器である。

　図１において、誘導加熱調理器は、使用者が加熱を行うための条件を入力する操作部４と、商用電源７から供給される交流電圧を直流電圧に変換する整流平滑部８を備えている。

　図６で示した従来の誘導加熱調理器２０と同様、トッププレート１は、誘導加熱調理器の箱状の外郭（図示せず）の上面を形成する。調理容器２は、トッププレート１の上に載置される。そのとき、調理容器２は加熱コイル３と対向する位置に載置される。また、トッププレート１は赤外線が透過する結晶化セラミックスなどの耐熱性を有する電気絶縁物からなる。

　加熱コイル３は、同心円状に２分割され、直列に接続された外コイル３ａと内コイル３ｂとからなる。そして、外コイル３ａと内コイル３ｂの間には隙間が設けられる。後述するインバータ回路９から高周波電流が加熱コイル３へ供給され、その高周波電流により高周波磁界を発生させる。高周波磁界を受けた調理容器２の底面に渦電流が発生し、その渦電流によって発生するジュール熱により調理容器２が加熱される。

　赤外線センサ５は、トッププレート１の下方に設けられる。調理容器２の底面の半径方向の途中から放射した赤外線は、外コイル３ａと内コイル３ｂとの間の隙間から下方に導かれ、赤外線センサ５は、この導かれた赤外線を受光するように設けられる。この位置においては、加熱コイル３の中央より加熱コイル３の高周波磁界が強いため、調理容器２の底面温度Ｔａの略最高温度または加熱コイル３の中央よりも高い底面温度Ｔａを検出することができる。調理容器２の底面から放射された赤外線は、トッププレート１へ入射し、透過した後、外コイル３ａと内コイル３ｂとの間の隙間を通って、赤外線センサ５により受光される。赤外線センサ５は、受光した赤外線を検出し、検出した赤外線の量、すなわち、調理容器の底面温度Ｔａに対応する赤外線検出信号６を温度算出部１１へ出力する。

　誘導加熱調理器の本体内部には、商用電源７から供給される交流電圧を直流電圧に変換する整流平滑部８と、整流平滑部８から直流電圧を供給されて高周波電流を生成し、生成した高周波電流を加熱コイル３へ出力するインバータ回路９とが設けられている。

　整流平滑部８は、ブリッジダイオードで構成される全波整流器８１と、全波整流器８１の正極側出力端子に一端が接続されたチョークコイル８２及びチョークコイル８２の他端と全波整流器８１の負極出力端子の間に接続された平滑コンデンサ８３を含むローパスフィルタを有している。

　整流平滑部８の出力端子間に、インバータ回路９を構成するスイッチング素子９１（本実施の形態では、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタである。）と加熱コイル３とが直列接続される。インバータ回路９は、スイッチング素子９１に逆並列に接続されたダイオード９２と、加熱コイル３と並列に接続された共振コンデンサ９３とをさらに備える。インバータ回路９は、スイッチング素子９１がオンオフすることによって、加熱コイル３と共振コンデンサ９３の共振回路により発生した高周波電流を加熱コイル３へと供給する。

　トッププレート１には、使用者が操作する面には、複数のスイッチを含む操作部４が設けられている。例えば、使用者が加熱の開始及び停止などを誘導加熱調理器へ指示するための加熱開始停止スイッチ、調理容器の温度が制御温度（例えば、１６０℃、１８０℃）になるように自動制御する温度調節モードを選択するための自動温度調節機能選択スイッチ及び自動温度調節機能選択スイッチで温度調節モードが選択されて加熱をした時の調理容器の制御温度を指示する温度設定スイッチ（図示せず）などが操作部４に含まれる。

　加熱制御部１０は、加熱が開始されると、設定された加熱出力である設定出力Ｐ１で加熱を開始し、操作部４から送信される制御温度Ｔと、温度算出部１１の出力値である算出温度Ｔｂを比較し、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔを越えるとスイッチング素子９１をオフし、インバータ９の加熱動作を停止する。このように、操作部４で設定された制御温度Ｔを越えないように調理容器２の底面温度が制御される。なお、加熱制御部１０は、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔを越えるとスイッチング素子９１をオフしインバータ９の加熱動作を停止するようにすることに代え、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔを越えると、加熱出力Ｐを設定された加熱出力Ｐ１より小さい加熱出力Ｐ２に低下させ制御温度Ｔが算出温度Ｔｂ以下となるように制御するようにしてもよい。

　外乱光判別部１２は、温度算出部１１の出力値である算出温度Ｔｂが制御温度Ｔを超え、加熱動作が停止しているかまたは加熱出力Ｐが設定出力Ｐ１より低い値に抑制されている場合の算出温度Ｔｂの時間経過にともなう上昇勾配ｍの大きさ（以下、加熱出力Ｐの抑制時における算出温度Ｔｂの上昇勾配ｍともいう。）に基づいて外乱光の有無を判別する。外乱光判別部１２は、例えば、加熱出力Ｐの抑制時における算出温度Ｔｂの上昇勾配ｍが所定上昇勾配ｍ１を超えている場合に外乱光判別部１２が外乱光有りと判定し、制御温度Ｔを制御温度Ｔより高い第２の制御温度Ｔ１に変更する。所定上昇勾配ｍ１は、例えば、ゼロまたはゼロ近傍の負の値に設定することができる。

　以上のように構成された誘導加熱調理器について、その動作及び作用について以下説明する。

　使用者が操作部４により加熱の開始を指示すると、加熱制御部１０はインバータ回路９を動作させて加熱コイル３に高周波電流を供給する。この高周波電流により加熱コイル３から高周波磁界が発生し、加熱コイル上のほぼ中央に置かれた調理容器２の加熱が開始する。

　赤外線センサ５が調理容器２の底面から放射される赤外線を検出し、検出した赤外線量に基づいた赤外線検出信号６を出力する。赤外線検出信号６を受けた温度算出部１１は調理容器２の底面温度Ｔａを算出する。

　加熱制御部１０は、調理容器２の底面温度Ｔａが操作部４で設定された設定温度Ｔｓに制御されるように、インバータ回路９の加熱出力Ｐを制御する。加熱制御部１０はインバータ制御回路９の出力を制御するためスイッチング素子９１の駆動信号の導通時間を変更する。

　図２（ａ）は、図１の第１の実施形態に係る誘導加熱調理器の基本動作を説明するグラフであって、経過時間と調理容器２の底面温度Ｔａとの関係を示すグラフであり、図２（ｂ）は図２（ａ）に対応し、経過時間と温度算定部１１の算出温度Ｔｂとの関係を示すグラフであり、図２（ｃ）は図２（ａ）に対応し、経過時間とインバータ回路９の加熱出力Ｐとの関係を示すグラフである。

　図２（ａ）と図２（ｃ）には、時点ｔ２０においてインバータ回路９の加熱出力Ｐが予め設定された設定出力Ｐ１で加熱が開始されることが示されている。また、底面温度Ｔａが設定温度Ｔｓを超えると、インバータ回路９の加熱動作が停止し、底面温度Ｔａが時点ｔ２２で設定温度Ｔｓよりも下がるとインバータ回路９が設定出力Ｐ１で加熱動作を再開する。以降、底面温度Ｔａは、時点ｔ２３において設定温度Ｔｓを超え、時点ｔ２４において設定温度Ｔｓを下回る。以後、このような制御が繰り返される。

　図２（ｂ）には、図２（ａ）において説明した制御を実現するため、温度算出部１１と加熱制御部１０により行われる制御動作が示されている。すなわち、図２（ｂ）には、調理容器１の底面温度Ｔａに対応する算出温度Ｔｂが、時点ｔ２０で加熱動作が開始された後、操作部４で設定された設定温度Ｔｓに対応する制御温度Ｔになるよう制御されることが示されている。図２（ａ）において説明した制御動作と同様、算出温度Ｔｂの曲線は一旦制御温度Ｔを超えた後、時点ｔ２２において算出温度Ｔｂは制御温度Ｔを下回る。以降、時点ｔ２３において算出温度Ｔｂは制御温度Ｔを超え、時点ｔ２４において制御温度Ｔを下回る。以後、同様である。

　図２（ｃ）は、インバータ回路９の加熱出力Ｐと経過時間との関係を示したもので、図２（ｂ）における算出温度Ｔｂが制御温度Ｔよりも下回る期間、例えば、時点ｔ２０から時点ｔ２１の期間、時点ｔ２２から時点ｔ２３の期間、時点ｔ２４から時点ｔ２５の期間などは、インバータ回路９の加熱出力Ｐは加熱制御部１０からの駆動信号により設定出力Ｐ１で加熱動作を行うように、インバータ回路９が駆動されることにより、加熱コイル３にスイッチング素子のオンオフ動作による高周波電流が流れ、調理容器２が発熱する。これに対して、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔよりも上回る期間、例えば、時点ｔ２１から時点ｔ２２の期間、時点ｔ２３から時点ｔ２４の期間、時点ｔ２５から時点ｔ２６の期間などは、スイッチング素子９１はオフ状態となりインバータ回路９の加熱動作が停止するよう加熱制御部１０は制御する。このようにインバータ回路９が加熱動作の停止と設定出力Ｐ１での加熱動作を繰り返すことにより調理容器２の底面温度Ｔａが略設定温度Ｔｓになるように制御される。なお、加熱動作を停止することに代え、調理容器２の底面温度Ｔａを設定温度Ｔｓより低い温度に素早く低下させるような低い加熱出力Ｐ２で動作させてもよい。

　次に、加熱開始前において調理容器２が常温であるにも関わらず調理容器２以外から来る赤外線の影響により算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ以上の場合について説明する。

　この条件の場合には、図２における動作説明を当てはめると、加熱を開始しても温度算出部１１の算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ以上という関係が成立する。従って、加熱制御部１０はインバータ回路９の加熱動作を開始せず高周波電流が加熱コイル３へ流れないため調理容器２は加熱されず常温のままとなるという課題を有することになる。

　以下に、当該課題を解決する方法について説明する。

　図３（ａ）は、図１の第１の実施形態に係る誘導加熱調理器２で加熱される調理容器２の底面温度Ｔａと経過時間との関係を示すグラフである。図３（ｂ）は図３（ａ）と経過時間軸を共通にし、経過時間と算出温度Ｔｂの関係を示すグラフである。図３（ｃ）は図３（ａ）と経過時間軸を共通にし、経過時間とインバータ回路９の加熱出力Ｐとの関係を示すグラフである。図３（ｄ）は図３（ａ）と経過時間軸を共通にし、経過時間と算出温度Ｔｂの第１の所定時間幅Δｔ０前の算出温度Ｔｂに対する温度上昇幅ΔＴｂとの関係を示すグラフである。

　図３（ａ）には、時点ｔ３２において実際に加熱が開始されることが示されている。また、それ以降の調理容器２の底面温度Ｔａの時間経過に伴う変化については図２（ａ）で説明したのと同様である。

　図３（ｂ）及び図３（ｃ）には、加熱開始（時点ｔ３２）から第１の所定時間幅Δｔ０（例えば、６０秒）前である時点ｔ３０において、温度算出部１１による算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ以上となっているため、操作部４において加熱開始命令が入力されているにもかかわらず、加熱が開始されないことが示されている。その後、時点ｔ３２以降において、制御温度Ｔが制御温度Ｔより所定温度高い制御温度Ｔ１へと変更される。制御温度Ｔ１が算出温度Ｔｂを超える時点ｔ３２において、加熱が開始される。制御温度Ｔ１が算出温度Ｔｂを越えない場合は制御温度Ｔ１より所定温度高い制御温度Ｔ２に変更される。このようにして制御温度Ｔは算出温度Ｔｂを越えるまで高く変更され、加熱動作が開始される。以降の動作は図２（ｂ）で説明したのと同様である。

　図３（ｃ）は、インバータ回路９の加熱出力Ｐと経過時間との関係を示したものである。同図にしめされているように、図３（ｂ）における算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ１よりも下回る期間、例えば、時点ｔ３２から時点ｔ３３の期間、時点ｔ３４から時点ｔ３５の期間などは、インバータ回路９が加熱状態である。これに対して、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ１よりも上回る期間、例えば、時点ｔ３３から時点ｔ３４の期間、時点ｔ３５から時点ｔ３６の期間などは、インバータ回路９が加熱動作を停止する。

　図３（ｄ）は、第１の所定時間幅Δｔ０経過前の値に対する算出温度Ｔｂの温度上昇幅△Ｔｂと経過時間との関係を示すものである。この図により、外乱光判別部１２の外乱光の影響の有無の判定を説明する。加熱開始前である時点ｔ３０において、温度算出部１１の算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ以上となる関係が成立するとき、外乱光判別部１２は、時点ｔ３１より第１の所定時間幅Δｔ０以前の算出温度Ｔｂを記憶しており、記憶した時点ｔ３１より第１の所定時間幅Δｔ０以前の算出温度Ｔｂに対する時点ｔ３１の算出温度Ｔｂの温度上昇幅△Ｔｂを算出する。調理容器２以外から来る赤外線の量は調理容器２の底面温度Ｔａに依存せず変化せず温度上昇幅△Ｔｂはほぼゼロである。外乱光判別部１２は、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔを超えかつ加熱動作を停止するか設定出力Ｐ１より低い加熱出力Ｐ２に低下させている場合に、第１の所定時間幅Δｔ０における算出温度Ｔｂの温度上昇幅ΔＴｂを第３の所定時間幅Δｔ２（例えば、１秒）経過する毎に測定し、温度上昇幅△Ｔｂが第２の所定時間幅Δｔ１（例えば、９０秒）連続して閾値Ａを超えると、この間における算出温度Ｔｂの上昇勾配ｍが所定温度勾配ｍ１を超えると判断し、外乱光判別部１２は調理容器２以外からの赤外線の影響を受けていると判定することが示されている。なお、閾値Ａはゼロ近傍の負の値を設定すると良い。外乱光判別部１２の外乱光の影響があるとの判定をしたとき、図３（ｂ）に示すように、外乱光判別部１２は制御温度Ｔを、当該判定をしたときの算出温度Ｔｂより高い制御温度Ｔ１へと変更する。

　上述したように、制御温度Ｔを、当該判定をしたときの算出温度Ｔｂより高い制御温度Ｔ１へと変更することにより、温度算出部１１の算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ１を下回り、温度算出部１１の算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ１以上となるまで高周波電流が加熱コイル３へ供給される。

　以後、温度算出部１１の算出温度Ｔｂと制御温度Ｔ１との比較結果に基づいてインバータ回路９の加熱動作の開始と加熱動作の停止を繰り返し調理容器２の底面温度Ｔａを制御する。

　ここにおいて、既述した制御温度Ｔ１は太陽光など想定される外乱光等が照射されたときの赤外線検出信号６への影響をあらかじめ実験により測定することにより決定することができる。例えば、通常使用状態において最大と考えられる外乱光を誘導加熱調理器に照射した場合の算出温度Ｔｂより所定値だけ大きな値に制御温度Ｔ１を予め設定しておく。この場合の当該所定値は大きいほど外乱光の影響を受けにくくなるが制御温度Ｔとの差が大きくなり調理容器の底面温度Ｔｓが設定温度より高くなるという課題があり、小さすぎると外乱光の影響を受けやすくなることを考慮し適宜設定することができる。

　次に、加熱開始前において調理容器２の温度が常温よりも高く調理容器２から来る赤外線の影響により算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ以上の場合について説明する。

　この条件の場合には、図２の動作説明を当てはめると、加熱を開始しても温度算出部１１の算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ以上の関係が成立する。従って、加熱制御部１０はインバータ回路９のスイッチング素子９１を駆動せず高周波電流が加熱コイル３に入力されないため調理容器２は加熱されず放熱により温度が低下するという課題を有することとなる。

　以下に、当該課題を解決する方法について説明する。

　図４（ａ）は、図１の第１の実施形態に係る誘導加熱調理器の調理容器２において、経過時間と調理容器２の底面温度Ｔａとの関係を示すグラフであり、図４（ｂ）は図４（ａ）に対応し、経過時間と温度算定部１１の算出温度Ｔｂとの関係を示すグラフであり、図４（ｃ）は図４（ａ）に対応し、経過時間とインバータ回路９の加熱出力Ｐとの関係を示すグラフであり、図４（ｄ）は図４（ａ）に対応し、経過時間と算出温度Ｔｂの第１の所定時間幅Δｔ０前の算出温度Ｔｂに対する温度上昇幅ΔＴｂとの関係を示すグラフである。

　図４（ａ）には、加熱開始前の時点ｔ４０において調理容器２の底面温度Ｔａが操作部４で設定された設定温度Ｔｓを超えているため、加熱が開始されず、放熱により底面温度Ｔａは時間が経過すると低下していくことが示されている。

　図４（ｂ）には、温度算出部１１による算出温度Ｔｂは、加熱開始前の時点ｔ４０において、操作部４で設定された設定温度Ｔｓに基づいた制御温度Ｔを超えているため、操作部４において加熱開始命令が入力されているにもかかわらず、加熱動作が開始されず、図４（ａ）で説明したように、算出温度Ｔｂは時間が経過するに伴い放熱による下降曲線を描き、制御温度Ｔ以下となる時点ｔ４２において調理容器２の加熱が開始されることが示されている。それ以降の曲線の動きについては図２（ｂ）で説明したのと同様である。

　図４（ｃ）は、インバータ回路９の加熱出力Ｐと経過時間との関係を示したもので、図４（ｂ）における算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ以下となる期間、例えば、時点ｔ４２から時点ｔ４３の期間、時点ｔ４４から時点ｔ４５の期間などは、インバータ回路９は設定出力Ｐ１で加熱動作をする。

　図４（ｄ）は、第１の所定時間幅Δｔ０経過前の値に対する算出温度Ｔｂの温度上昇幅△Ｔｂと経過時間との関係を示すものである。この図により、外乱光判別部１２の外乱光の影響の有無の判定動作を説明する。加熱開始前の時点ｔ４０において、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ以上の関係が成立するとき、外乱光判別部１２は、時点ｔ４０から第１の所定時間幅Δｔ０後（時点ｔ４１）までの算出温度Ｔｂの温度上昇幅△Ｔｂを算出する。温度上昇幅△Ｔｂが負の値の閾値Ａを下回る負の値となるとき、外乱光判別部１２は調理容器２以外からの赤外線の影響を受けていないと判定し制御温度Ｔは変更しないことが示されている（図４（ｃ）参照）。

　上述した第１の実施形態の構成によると、加熱開始前に算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ以上となっている場合でも、外乱光判別部１２に基づく外乱光の有無を判定し、外乱光判別部１２が「外乱光無し」と判定したら、制御温度Ｔを変更せず、外乱光判別部１２が「外乱光有り」と判定したら、制御温度Ｔを外乱光の影響を受けないように高めの制御温度Ｔ１へと変更する補正を行うことができるため、外乱光の有無にかかわらず加熱を開始し調理容器２の温度調節を精度良く行うことが可能となる。また、加熱動作開始前の赤外線センサ５の出力の時間経過に対する温度変化の勾配を判定することにより外乱光の有無の判定を精度良く行うことが可能となる。

第２の実施形態．
　以下、本発明の第２の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第２の実施形態に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。図２（ａ）は、図１の第２の実施形態に係る誘導加熱調理器の基本動作を説明するグラフであって、経過時間と調理容器２の底面温度Ｔａとの関係を示すグラフであり、図２（ｂ）は図２（ａ）に対応し、経過時間と温度算定部１１の算出温度Ｔｂとの関係を示すグラフであり、図２（ｃ）は図２（ａ）に対応し、経過時間とインバータ回路９の加熱出力Ｐとの関係を示すグラフである。

　なお、第１の実施形態と同様の構成物とその動作については説明を省略する。

　本発明の第２の実施形態に係る誘導加熱調理器は、次の特徴構成を有する点において第１の実施形態に係る誘導加熱調理器と異なっている。すなわち、本実施形態に係る誘導加熱調理器においては、加熱制御部１０は、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔを超える場合に、外乱光判別部１２が「外乱光の影響が有る」と判定すると、外乱光判別部１２が外乱光の影響が有ると判定したときの算出温度Ｔｂよりも所定値だけ高い温度に制御温度を変更することを特徴とする。
　また、本実施形態に係る誘導加熱調理器においては、加熱制御部１０は、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔを超える場合に、外乱光判別部１２が外乱光の影響が有ると判定すると、外乱光判別部１２が外乱光の影響が有ると判定したときの算出温度Ｔｂである算出温度Ｔ０と室温に相当する基準温度Ｔａｔとの差（Ｔ０－Ｔａｔ）だけ制御温度よりも高い温度に制御温度Ｔを変更する。

　図５（ａ）は、図１の第２の実施形態に係る誘導加熱調理器で加熱される調理容器２の底面温度Ｔａと経過時間との関係を示すグラフである。図５（ｂ）は図５（ａ）と経過時間軸を共通にし、経過時間と算出温度Ｔｂの関係を示すグラフである。図５（ｃ）は図５（ａ）と経過時間軸を共通にし、経過時間とインバータ回路９の加熱出力Ｐとの関係を示すグラフであり、図５（ｄ）は図５（ａ）と経過時間軸を共通にし、経過時間と算出温度Ｔｂの第１の所定時間幅Δｔ０前の算出温度Ｔｂに対する温度上昇幅ΔＴｂとの関係を示すグラフである。

　図５（ａ）には、実際に加熱動作が開始される前の時点ｔ５０において、操作部４において加熱命令が入力されており、調理容器２の底面温度Ｔａは操作部４で設定された温度Ｔｓを下回っているにも関わらず加熱が開始されず、時点ｔ５２において加熱が開始されることが示されている。加熱開始後の動作については図２（ｂ）及び図３（ｂ）で説明したのと同様である。

　図５（ｂ）には、加熱開始前の時点ｔ５０においては、調理容器２以外から来る赤外線の影響で算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ以上となっているため、加熱が開始されないことが示されている。また、外乱光有りと判定した時点ｔ５２において制御温度Ｔがより高い制御温度Ｔ２へと変更されることにより加熱が開始されることが示されている。なお、時点ｔ５２における算出温度Ｔｂの値である算出温度Ｔ０に関する説明及び制御温度Ｔ２に関する説明は図５（ｄ）において記述する。

　図５（ｃ）は、インバータ回路９の加熱出力Ｐと経過時間との関係を示したもので、図５（ｂ）における算出温度Ｔｂが制御温度Ｔよりも高い制御温度Ｔ２よりも下回る期間にインバータ回路９は加熱状態となることが示されている。即ち、時点ｔ５２で調理容器２への加熱が開始され時点ｔ５３で加熱が停止されることが示されている。

　図５（ｄ）は、第１の所定時間幅Δｔ０経過前の値に対する算出温度Ｔｂの温度上昇幅△Ｔｂと経過時間との関係を示すものである。この図により、外乱光判別部１２の外乱光の影響の有無の判定動作を説明する。加熱開始前の時点ｔ５０において、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ以上の関係が成立するとき、外乱光判別部１２は、時点ｔ５０から第１の所定時間幅Δｔ０後（時点ｔ５１）までの当該算出温度Ｔｂの温度上昇幅△Ｔｂを算出する。調理容器２以外から来る赤外線の量は通常変化しないので、調理容器２以外からの赤外線の影響を受けている場合には温度上昇幅△Ｔｂはほぼゼロである。外乱光判別部１２は、算出温度Ｔｂが制御温度Ｔを超えかつ加熱動作を停止するか設定出力Ｐ１より低下させている場合に、第１の所定時間幅Δｔ０における算出温度Ｔｂの温度上昇幅ΔＴｂを第３の所定時間幅Δｔ２（例えば、１秒）経過する毎に測定し、温度上昇幅△Ｔｂが第２の所定時間幅Δｔ１（例えば、９０秒）連続して閾値Ａを超えると、外乱光判別部１２は調理容器２以外からの赤外線の影響を受けていると判定する。なお、閾値Ａはゼロ近傍の負の値を設定すると良い。その結果、図５（ｂ）に示すように、制御温度Ｔがより高い制御温度Ｔ２へと変更される。また、制御温度Ｔ２は、外乱光の影響有りと判定した時点ｔ５２の温度算出部１１による算出温度Ｔｂの値である算出温度Ｔ０と基準温度Ｔａｔとの差により算出される。ここで、基準温度Ｔａｔは室温をサーミスタ等で計測しても良いし、平均的な室温を設定しても良い。制御温度Ｔを（Ｔ０－Ｔａｔ）だけ高い制御温度Ｔ２（＝Ｔ＋（Ｔ０－Ｔａｔ））とすることにより、温度算出部１１の算出温度Ｔｂは制御温度Ｔ２よりも下回ることとなり、時点ｔ５２において加熱が開始される。即ち、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、温度算出部１１の算出温度Ｔｂが制御温度Ｔ２以上となるまで、インバータ回路９は加熱動作をおこない、調理容器２が加熱される。以後、温度算出部１１の算出温度Ｔｂと制御温度Ｔ２の比較結果に基づいてインバータ回路９は加熱動作と加熱停止を繰り返し調理容器２の底面温度Ｔａを制御する。

　上述した第２の実施形態の構成によると、調理容器２以外から来る赤外線の影響の大きさに応じた制御温度Ｔ２を決定することができるため調理容器２の底面温度Ｔａの温度制御の精度をより高めることが可能となる。

　なお、第１の実施形態及び第２の実施形態においては、インバータ回路９として電圧共振型の１石式インバータを用いたが、これに限定されるものではなく、電流共振型のものでもよい。また、インバータ回路９は、２石式のハーフブリッジインバータや４石式のフルブリッジインバータなど複数のスイッチング素子を備えた誘導加熱に採用されうるインバータ回路であればよい。

　以上詳述したように、本発明に係る誘導加熱調理器によれば、調理容器以外から来る赤外線の影響があっても調理容器を設定した温度に精度良く調節して加熱することができ、一般家庭などで使用される加熱調理機器として有用である。

　１、１４　トッププレート、
　２、１３　調理容器、
　３、１７　加熱コイル、
　３ａ　外コイル、
　３ｂ　内コイル、
　４　操作部、
　５、１５　赤外線センサ、
　６　赤外線検出信号、
　７　商用電源、
　８　整流平滑部、
　８１　全波整流器、
　８２　チョークコイル、
　８３　平滑コンデンサ、
　９　インバータ回路、
　９１　スイッチング素子、
　９２　ダイオード、
　９３　共振コンデンサ、
　１０　加熱制御部、
　１１　温度算出部、
　１２　外乱光判別部、
　１６　温度検出部、
　１８　加熱制御部、
　１９　入力部、
　２０　誘導加熱調理器、
　２１　赤外線、
　２２　出力信号、
　２３　太陽光（外乱光）、
　２４　制御信号、
　Ｔ、Ｔ２　制御温度、
　Ｔ０　時間ｔ５２における算出温度、
　Ｔａ　調理容器２の底面温度、
　Ｔａｔ　基準温度、
　Ｔｂ　算出温度、
　ｍ　算出温度の上昇勾配、
　ｍ１　所定上昇勾配、
　Ｔｓ　設定温度、
　Ｐ　加熱出力、
　Ｐ１　設定出力、
　Ｐ２　低下した加熱出力、
　ΔＴｂ　算出温度Ｔｂの所定時間幅Δｔ０前の算出温度Ｔｂに対する温度上昇幅、
　Δｔ０　第１の所定時間幅、
　Δｔ１　第２の所定時間幅、
　Δｔ２　第３の所定時間幅。

Claims (5)

1. 　調理容器を載置し赤外線が透過する材料で形成したトッププレートと、前記調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記トッププレートの下方に配置され前記調理容器の底面から放射した赤外線を検出する赤外線センサと、前記インバータ回路の加熱出力が設定された加熱出力になるようにすると共に前記赤外線センサの出力信号に基づき前記調理容器の底面温度を算出する温度算出部と、前記温度算出部により算出された算出温度が設定された制御温度を超えると加熱動作を停止するかまたは前記加熱出力を前記設定された加熱出力より低い加熱出力に低下させるように前記インバータ回路を制御する加熱制御部と、前記算出温度に基づき外乱光の影響の有無を判別する外乱光判別部と、を備え、
   　前記加熱制御部は、前記算出温度が前記制御温度を超える場合に前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定すると、
   　前記制御温度を前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定したときの前記算出温度よりも高い温度に変更することを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 　前記外乱光判別部は、前記算出温度が前記制御温度を超えかつ加熱動作を停止するか前記設定された加熱出力より低い加熱出力に低下させている場合に、前記算出温度の経過時間に対する上昇勾配が所定上昇勾配を超えるとき、外乱光の影響が有ると判定することを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 　前記外乱光判別部は、前記算出温度が前記制御温度を超えかつ加熱動作を停止するか前記設定された加熱出力より低い加熱出力に低下させている場合に、第１の所定時間幅における前記算出温度の温度上昇幅を第３の所定時間幅経過する毎に測定し、前記温度上昇幅が第２の所定時間幅において連続して所定閾値を超えるとき、外乱光の影響が有ると判定することを特徴とする請求項２記載の誘導加熱調理器。
4. 　前記加熱制御部は、前記算出温度が前記制御温度を超える場合に、前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定すると、前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定したときの前記算出温度よりも所定値だけ高い温度に前記制御温度を変更することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
5. 　前記加熱制御部は、前記算出温度が前記制御温度を超える場合に、前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定すると、前記外乱光判別部が外乱光の影響が有ると判定したときの前記算出温度と室温に相当する基準温度との差だけ前記制御温度よりも高い温度に前記制御温度を変更することを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。

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