JPH0458912A - 電気調理器 - 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】 （イ）産業−１−の利用分野 本発明は、ファジー推論を用いて被調理物を理想的に加
熱制御する電気調理器に関する。

（ロ）従来の技術 電気炊飯器で炊飯を行った場合には炊飯量の違いによっ
て炊き上がった飯の出来ばえが異なる。

例えば炊飯ｌｊ（が多い場合には米に対する加熱速度が
遅くなるため炊き］二が−）た飯に光沢がなくやわら力
何」となり、炊飯量が少い場合には米に対する加熱速度
が速くなるため炊き」−がった飯に粘りがなくかな「１
となった。

この様な欠点を改良するために、マイクロコンピュータ
を用いて定められたある２点温度間を通過する時間を計
時してその計時内容に基づき炊飯量の判定を行い、炊飯
量に応して沸騰中の発熱量を制御し沸騰時における吹き
溢れを防ＩＩ−シ且つ高温状態を所定時間維持して米の
α化を促進するようにしている。（特開昭５６−３０１
８号公報）ところが、前述の様に炊飯量に応じた発熱量
の制御は沸騰「１弓このみ行われているため御飯の炊き
−１−がり時における味、色、香、つや等の各々を１１
：自足することができない欠点があった。この具体的な
理由として、炊飯を行う上で炊飯開始時点或は炊飯器イ
ヤ「１身こは被調理物の温度データのみを用いて全ての
制御を行っているために炊飯開始直後或は炊飯動作中に
外部データが変化した場合、例えば部屋内のエアコンを
始動したために室温が変化した場合や電子レンジ或はホ
ットプレー１−を始動したために交流電源の電圧が変動
し、予めプログラムされた内容に基づく制御ができない
場合が挙げられる。

また、御飯の炊き上がり状態に大きく影響を与える工程
としては予熱（吸水）終了後に沸騰温度まで加熱する炊
き」−げ工程があるが、先行技術の場合炊飯量に関係な
く炊き上げ時の発熱量が−・定であるため、炊飯量が多
い場合には加熱速度が遅く沸騰に至るまでの時間が長く
なって沸騰までにほとんどの水が米内に吸収され光沢が
なくやわらかい御飯になる。そして、炊飯量が少い場合
には加熱速度が速く沸騰に至るまでの時間が短くなりか
ニー１ ＋ま たくて粘りのない御飯となった。

この様な点は昭和５７年９月に関千恵予成及び貝沼やす
予成らによって明確にされ、その研究結果が１９８３年
発行の「家政学雑誌」によって報告されている。この報
告書において重要な点は、炊飯量がＦ中Ｔｊ５」の場合
には「多量」及び「少量」の場合に較べて総合的に炊き
Ｊ−がり状態が良くなると報告されており、このことは
、「中量」の場合には米の温度が吸水温度に達した時点
から沸騰に至るまでの加熱１１．９間が約１０分となり
加熱速度が前述の「多量」と１少量」の中間程度になり
柔らかさや粘り、光沢等の点で良好であると結論づけて
いる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は、ファジー推論を行い外部条件が変った場合で
も被調理物が常に理想的な出来Ｉ−かりになるように加
熱制御することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、調理開始直前又は調理開始直後に測定し／：
外部データと被調理物の内部データとを基にしてファジ
ー推論を行い理想的な加熱制御を行う構成としたもので
ある。

（ホ）作用 本発明は、調理開始直前又は調理開始直後に外的要因と
なる室温等を測定した外部データと被調理物の温度或は
量等を検出した内部データとを基にしてファジー推論を
行い、外的要因が変化した場合であっても常に理想的な
加熱制御を行うものである。

（へ）実施例 本発明の調理器を電気炊飯器としてその実施例を図面に
基づいて説明する。（１）は炊飯器本体、（２）は外装
体、（３）は該外装体の内底部に固定したヒータ、（４
）は該ヒータの中央部に出没自在に設けたサーミスタよ
りなる鍋センサーで、米、水の温度を検出する。（５）
は前記外装体（２）内に収納しヒータ（３）の−１−面
に載置する鍋、（６）は該鍋の内蓋、（７）は前記外装
体（２）に装着した前記鍋（５）の外蓋で、外気と連通
した蒸気抜目（８）を有している。（９）は該蒸気抜［
］に装着したサーミス夕よりなる蓋センサーで、蒸気温
と室温を検知する。（１，０）は後述する種々のファジ
ー推論を予め記憶手段となるＲＯＭ（１１，）にプログ
ラムされ理想的な加熱制御パターンを実行するマイクロ
コンピュータで、前記鍋センサー（４）を含む温度検出
手段（１２）と前記鍋センサー（４）を含む量判定手段
（１３）と蓋センサー（９）を含む室温検出手段（１４
）を有して鍋センサー（４）と蓋センサー（９）の各々
は入力側に接続されヒータ（３）は出力側に接続されて
おり、鍋センサー（４）の温度データは内部データとし
て入力され、蓋センサー（９）の測温データは外的要因
である外部データとして入力される。（１５）は詳図し
ていないが炊飯のスタートや現在時刻或は予約時刻等の
設定を行うキー人力部、（１６）はマイクロコンピュー
タ（１０）の出力に接続した加熱工程や現在時刻、予約
時刻の表示部、（１７）はマイクロコンピュータ（１０
）の出力に接続したフ゛ザー、（１８）はマイクロコン
ピュータ（１０）を作動するクロック部である。

第３図は鍋（５）内に収容した炊飯量と炊き上がり後の
御飯の性状を比較したものであり、○印は「良好」、△
印は「やや良好」、Ｘ印は「不良」を表している。この
図は前述の「家政学雑誌」の記載内容及び出願人の実験
結果を基にして作図しており、炊飯量の各々に記入した
時間は一般的には予熱終了後の所定温度（予熱終了温度
）を起点として沸騰開始までの所要時間を表わし、炊飯
量が少い場合は短く（４〜５分間）、多い場合は長く（
約１８分）、「中量」の場合は標準（約１０分間）とな
っている。この図面でも理解できるように「中量」の場
合が「少量」、「多量」に較べて御飯の性状の全てが「
良好」となってお；２、「少量」及び「多量」の何れの
場合でも「中量」と同様な加熱制御パターンに設定する
ことが炊き上がりが良好となる。この「中量ｊの加熱制
御パターンを本発明では「理想的な加熱制御」として定
義付けることにする。

第４図は本発明の量判定に対するファジー推論のルール
表で、前記ＲＯＭ　（１，１，）に記憶しており、前述
の「中量」を標準とし、蓋センサー（９）により炊飯開
始直前又は炊飯開始直後に測定した外部データとなる室
温の初期温度データと所定温度に達した時点で加熱を一
定時間停止した予熱工程の期間中における内部データと
なる最大温度データ及び最小温度データとの差データを
メンバシップ関数としたものである。この図面では、差
データと室温データの各々が標準である場合には「中量
」と判定し、室温が「標準」、差データが「小」の場合
には「少量」と判定し、室温が「標準」、差データが「
大」の場合には「多量」と判定し、また、室温が「低く
」、差データが「標準」の場合には「少量」と「中量」
との間の「僅少量」と判定し、室温が「高く」差データ
が「標準」の場合には「中量」と「多量」との間の「僅
多量」と判定する。

第５図は本発明の炊き」−げ工程における予熱終了後の
温度から沸騰開始温度までのファジー推論による加熱制
御電力のルール表で、前記ＲＯＭ（１１）に記憶してお
り、第６図に示す様にそれぞれの炊飯量（Ｑ、、Ｑ２・
Ｑ。）に応じてそれぞれの一定時間毎の理想加熱データ
（度）と鍋センサー（４）による現在の測温データ（度
）との温度差データと、第７図に示す様にそれぞれの炊
飯量（Ｑ、、Ｑ。

Ｑ、）に応じてそれぞれの一定時間毎の理想加熱データ
となる理想温度上昇速度データ（秒）と鍋センサー（４
）による現在の温度上昇速度データ（秒）との速度差と
をメンバシップ関数としており、測温時における測温回
数とその炊飯量とによる理想加熱データ（Ｉｔ）と、測
温時における測温回数とその炊飯量とによる所定時間毎
（測温回数毎）の理想温度−Ｌ昇（測温）データ（Ｉｖ
）とのそれぞれが差「なし」（理想加熱データと測温デ
ータとが一致或は一致の範囲内の値）の時を「標準」と
する。

第８図は予熱終了後の温度から沸騰開始温度までのそれ
ぞれの炊飯Ｎ（Ｑ７、Ｑ２・・Ｑ、）に応じて設定した
加熱基本電力の値を示すものであって、基本電力（Ｗ、
）として設定し炊飯量が最小量（Ｑｌ）の場合の電力は
＜　Ｗ　ｎ　＋　Ｗ　＋　＝　Ｗ　ｏ　ｔ　ｌ　＋　Ｗ
　＞とし、炊飯量が（Ｑ２）の場合の電力は＜Ｗ、±Ｗ
、−〜ＶＱ（＋〉とし同様に炊飯量が（Ｑ３）の場合の
電力はくｗ。

＋Ｗ、＝Ｗ、。）〉とし　炊飯量が（Ｑ、）の場合の電
力は＜Ｗ０＋Ｗ、−Ｗ。、。、〉とする。

第１０図は理想むらし制御状態となるように補正するむ
らし加熱電力のファジー推論のルール表であり、量判定
手段（１３）の判定炊飯量データと室温検出手段（１４
）による室温データとをメンバシップ関数としてファジ
ー推論を行うものであり、判定炊飯量データが「中量」
で室温が「標準」の時の基本電力を基にして加熱電力を
補正する。

次に動作について述べる。炊飯を開始するにあたって鍋
（５）内に所定量の米と水を入れ内蓋（６）及び外蓋（
７）を施蓋し、スタートボタン（図示せず）を操作して
炊飯動作を開始する。キー人力信号を受けたマイクロコ
ンピュータ（１０）は炊飯動作の開始直後の一定時間（
Ｋ）内に蓋センサー（９）による測温データを基にして
室温検出手段（１４）によって室温の初期温度データを
検出し記憶するとともにヒータ（３）に通電して鍋（５
）を加熱する。

鍋温度が−１−昇し鍋センサー（４）による温度検出手
段（１２）が予熱開始温度となる所定温度（θｌ＃４８
℃）を検出すると、ヒータ（３）への通電を一定時間（
約１０分間）停止し予熱工程に移行する。この期間にお
ける鍋温度は炊飯量の違いはあっても第２図の破線の様
にヒータ（３）への通電停止後のオーバーランによる最
高温度（■、＝最大温度データ）から徐々に低下して一
定時間後には最低温度（Ｓ最小温度データ）となり、こ
の温度差データが予め設定された「標準」の値であって
、前述の室温検出手段（１２）による室温が予め設定さ
れた「標準」の値の時は「中量」であると判定する。も
し前述の温度差データが「小」の値であって室温が「標
準」の場合には「少量」と判定し、温度差データが「大
」で室温が「標準」の場合には「多量」と判定する。

ところが、第４図のルール表に示す様に温度差データが
「標準」であって室温が「低コの場合には「僅少量」と
判定し、温度差データが１標準Ｊであって室温が「高コ
の場合には「僅多量」と判定する。

やがて、一定時間の予熱工程が終了すると、マイクロコ
ンピュータ（１０）によって再びヒータ（３）に通電し
炊き上げ工程に移行する。この炊き」二げ工程について
は主に第９図に基づいて説明する。

前述の予熱工程において量判定手段（１３）により検出
した炊飯量判定結果により鍋（５）を加熱し予め定めら
れた一定時間毎に鍋センザー（４）によって鍋温度を検
出しその検出中の測温回数における前述の炊飯量判定結
果の内容と同じ測温回数における炊飯量判定結果の理想
加熱データ（ＩＯとを比較した差データ（△［）と、同
じ測温回数における炊飯量判定結果の内容とその時（現
在）の測温回数における理想温度−１ｘ昇速度データ（
Ｉｖ）とを比較した差データ（△Ｖ）とをメンバシップ
関数として第５図に示す様なファジー推論を行い以後そ
の測温回数における第６図及び第７図に示した予め定め
られた内容と比較しファジー推論を行って炊飯量が異っ
ても予熱終了後の温度から沸騰開始温度（θ、）までの
所要時間が常に一定時間（約１０分間）にになる様に炊
飯量に応じて加熱量を制御する− 具体的には、量判定手段（１３）により検出した炊飯量
判定結果により例えば炊飯量が（Ｑ２）の場合は加熱電
力（Ｗ　Ｏ（＋　）　＞で加熱するわけであるが、この
場合は第５図に示すそれぞれの差データが差「なし」の
時は加熱電力＜　Ｗ　。＋　、）　＞で加熱する。

ところが、炊き」二げ工程中において温度差データがあ
ってその値が差「なし」に較べて「低い」で速度差デー
タがあってその値が差「なし」に較べて「遅い」場合に
は＜Ｗｏ、、＋△Ｗ〉として電力量を大きくし、それぞ
れの差データが「あり」で「高い」、「速い」場合には
くＷ。、２）−△Ｗ〉とし、温度差データが差「あり」
で差「なし」に較べて「高く」、速度差データが差「あ
り」で「遅い」場合は電力量を＜Ｗｏｕ＋−△Ｗ／２〉
とし、同様に温度差データ「あり」で「低い」、速度差
データが「あり」で「速い」場合は（Ｗａ＋２＋＋△Ｗ
／２〉とする。また、温度差データが「あり」で「低い
」、速度差データが「なし」の場合は電力量を＜Ｗｏｔ
ｕ＋△３／４Ｗ＞とし、温度差データが「あり」で「高
い」速度差データが「なし」の場合は電力量を〈〜■。

、２．−△３／４〜Ｖ〉としてそれぞれの補正を行い、
最終的には炊き上がり工程開始後（予熱終了後）から沸
騰開始までの所要時間（第２図に示すＴ）を炊飯量に関
係なく約１０分間に設定する。

つづいて、沸騰工程に移行すると、前述の予熱工程の期
間後に検出した炊飯量に基づく電力量により加熱し沸騰
状態を維持する。

そして、鍋（５）内の水がなくなり急激に温度が」二昇
してドライアップ温度（θ３）に達すると、ヒータ（３
）への通電が停止してむらし工程へ移行する。

むらし工程では、予熱工程の期間後に検出した炊飯量の
判定データと蓋センサー（９）による室温検出手段（１
４）の測温データとを基にして第１０図の様に電力量を
ファジー推論を行いむらし工程での電力量を調整する。

例えば炊飯量が「中量」で室温が「標準」の範囲内であ
れば電力量の補正を行うことなく基本電力量にて加熱し
、室温が［標準］よりも高く炊飯量が「少量Ｊの場合は
電力量を減少し、室温が低く炊飯量が「多量」の場合は
電力量を増加する。

また、室温が「標準」よりも低く炊飯量が「少量」の場
合は少な目の電力量を減少し、「標準」よりも低く　「
少量」の場合は少な目の電力量を増加する。室温が「標
準」で炊飯量が「少量」の場合は若干おお目の中程度の
電力量を減少し、室温が「標準」で炊飯量が「多量」の
場合は若干おお目の中程度の電力量を増加する。さらに
、室温が「標準」よりも高く炊飯量が「中量」の場合は
少な目の電力量を減少し、室温が高く炊飯量が「多量」
の場合は少な目の電力量を増加する。この様にして、室
温に応じてファジー推論を行いながら電力量の増減を行
うが、ドライアップ温度到達後から一定時間後には数秒
から数十秒間だけヒータ（３）に通電して追炊きを行い
、さらにその後の一定時間再びファジー推論によるむら
し制御を行ってむらし工程を終了する。

尚、本発明の実施例として電気炊飯器を例示したが、ホ
ットプレートやポットであってもよい。

また、炊き上げ工程における補正分の電力量（△Ｗ）は
増加及び減少の何れの場合においても一定値（△Ｗ、△
Ｗ／２、△３／４Ｗ）として記載したが、温度差データ
や速度差データの大小に応じてさらに変化させることに
より、より一層炊き上げ工程の所要時間を一定化するこ
とができる。

そして、外部データとして室温を例示したが調理器本体
に供給される電源電圧であってもよく、正確には室温と
電源電圧の両方の要素を演算した値を外部データとし炊
飯量の内部データとを基にしてファジー推論を行うこと
が好ましい。

（ト）発明の効果 以上の様に本発明は、調理開始直前又は調理開始直後に
測定した外部データと被調理物の内部データとを基にし
てファジー推論を行い理想的な加熱制御を行うため、従
来の様に単に被調理物の量等の内部データのみを基にし
た加熱制御とは異なり、ファジー推論による理想的で究
極の加熱制御を行うことができる。すなわち、本発明は
、公文献に描記された良好な炊き」―げ状態を得ること
ができる要素（データ）を基にしてファジー推論を行う
ため、被調理物の色、光沢、硬さ等の点において理想的
なものとなる。

また、外部データとして室温または電源電圧を用い、内
部データとして被調理物の量または初期温度を用いてフ
ァジー推論するために、被調理物の出来上がり状態に最
も影響を受けやすい要素の変化に応じてファジー推論を
行ってより出来上がり状態が良好となる。

そして、調理開始直前又は調理開始直後の被調理物の初
期温度データと所定温度に到達した時点で被調理物への
加熱を一定時間停止する予熱工程の期間中における被調
理物の最大温度データと最小温度データとの差データと
を基にしてファジー推論を行って被調理物の量を判定す
るため、外部要因に影響されない正確な量判定を行うこ
とができる。

さらに、被調理物の量に応じて少なくとも予熱終了後か
ら沸騰までの期間を理想的な加熱制御を行う理想加熱デ
ータと被調理物の現在の測温デー夕とを基にしてファジ
ー推論を行い沸騰までの加熱量を被調理物の量に応じて
制御するため、常に被調理物の現在温度と理想加熱デー
タとを比較してファジー推論により被調理物の温度を理
想加熱状態にして、いつでも良好な出来上がり状態を得
ることができる。そして、前記理想加熱データは被調理
物の量にかかわらず予熱終了後の温度から沸騰開始温度
までの所要時間を一定として全文献に描記された良好な
炊き上がり状態を得るための条件を得ることができる。

さらに、被調理物の量判定手段の判定データと室温検出
手段の測温データとを基にしてファジー推論を行い理想
的なむらし状態になる様に補正するため、室温によって
被調理物に変色を生じたりむらし温度が低下して味が低
下するといったことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例として電気炊飯器を用いた場
合の概略ブロック図、第２図は同じく炊飯特性図、第３
図は炊飯量と炊き上がり後の御飯の性状の比較図、第４
図は本発明の量判定に対するファジー理論のルール表を
示す図、第５図は同じく炊き」二げ工程における予熱終
了後の温度から沸騰開始温度までのファジー推論による
加熱制御電力のルール表を示す図、第６図は同じく記憶
手段に記憶した炊飯量と定められた一定時間毎の理想加
熱データ（温度）図、第７図は同じく記憶手段に記を伍
した炊飯量と定められた一定時間毎の理想温度−Ｉ−昇
速度データ（時間）図、第８図は予熱終了後の温度から
沸騰開始温度までの炊飯量に応じて設定した加熱基本電
力図、第９図は炊き」−げ工程時におけるフローチャー
ト、第１０図はむらし加熱電力のファジー推論のルール
表を示す図である。 （４）・・・鍋センサー、（９）・蓋センサー、（１０
）・・・マイクロコンピュータ、（１１）・・・ＲＯＭ
（記憶手段）（１２）・・・温度検出手段、（］３）・
・・量判定手段、（１４）室温検出手段。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　西野卓嗣（外２名） 第４ 図 第５ 図 第６図 第７図 第８図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）調理開始直前又は調理開始直後に測定した外部デ
   ータと被調理物の内部データとを基にしてファジー推論
   を行い理想的な加熱制御を行うことを特徴とする電気調
   理器。
2. （２）前記外部データは室温または電源電圧であり、前
   記内部データは被調理物の量または被調理物の初期温度
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   電気調理器。
3. （３）調理開始直前又は調理開始直後の被調理物の初期
   温度データと、所定温度に到達した時点で被調理物への
   加熱を一定時間停止する予熱工程の期間中における被調
   理物の最大温度データ及び最小温度データとを抽出し、
   前記最大温度データと最小温度データとの差データと前
   記初期温度データを基にしてファジー推論を行い被調理
   物の量を判定することを特徴とする電気調理器。
4. （４）被調理物の量判定手段と、被調理物の量に応じて
   少なくとも予熱終了後から沸騰までの期間を理想的な加
   熱制御を行う理想加熱データを記憶した記憶手段と、被
   調理物の温度検出手段とを備え、前記記憶手段の理想加
   熱データと前記温度検出手段による現在の測温データと
   を基にしてファジー推論を行い予熱終了後から沸騰まで
   の期間の加熱量を被調理物の量に応じて制御することを
   特徴とする電気調理器。
5. （５）前記記憶手段の理想加熱データは、量判定手段に
   よる被調理物の量にかかわらず予熱終了後の温度から沸
   騰開始温度までの所要時間を一定としたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項に記載の電気調理器。
6. （６）被調理物の量判定手段と、室温検出手段とを備え
   、前記量判定手段の判定データと前記室温検出手段の測
   温データとを基にしてファジー推論を行い理想むらし制
   御状態に補正することを特徴とする電気調理器。