JPS6349359B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロコンピユータを用いた電子レ
ンジの調理装置の制御機構に関するものである。

近年、マイクロコンピユータの導入により調理
器の調理ソフトが拡大され、その利用方法も多様
化されつつあるが、他方、多様化のためにマイク
ロコンピユータを導入したこれらの調理器には、
多数の操作キーが並び、その操作手順も複雑なも
のさえある。このために、マイクロコンピユータ
を導入したシステムの欠点としてその操作性の悪
さが指摘されている。

そこで、上述の欠点を解消するために温度セン
サーや湿度センサーを用いた操作性の良い調理器
が開発されている。本発明は、これらのセンサー
を用いた調理器に関するもので、特に温度センサ
ーと湿度センサーを用いた調理器の制御回路を簡
略化し、融通性のある制御システムを提供するも
のである。

第１図は、マイクロコンピユータを用いた従来
の電子レンジの制御回路を示すもので、１は調理
オーブン本体、２はマグネトロン装置、３は排気
口に設けられた湿度センサー、４は湿度センサー
３で得られる検出信号を増幅する第１の増幅器、
５は第１の増幅器４からの信号を増幅するととも
に整流も行ない正の半サイクル部分のみを変換電
圧として出力する第２の増幅器、６は第２の増幅
器５の出力信号を平滑し極性反転増幅する平滑回
路、７は平滑回路６からの平滑電圧に付加電圧を
加え負電圧を正電圧にするレベルシフト回路、８
はピークホールド回路、９はピークホールド回路
８とレベルシフト回路７の加算出力を基準レベル
ΔVと比較し、このレベルを越えるとき出力を発
生する比較器、１０はマグネトロン駆動器１１を
制御する中央処理装置である。

第２図は上記回路の動作の概要を説明するため
の動作波形を示すもので、曲線イ〜ロはレベルシ
フト回路７の出力波形を示し、曲線ハ〜ニはピー
クホールド回路８の出力を示す。また曲線ホは曲
線イ〜ロと曲線ハ〜ニの加算出力であり、比較器
９の入力端子Ａの入力電圧波形である。

第３図は湿度センサー３の特性曲線であり、相
対湿度RH％とセンサー抵抗R_Sの関係を示す。

今、調理を開始すると、庫内の温度が上昇を始
め、センサー周囲の相対湿度が低下して行く。こ
の場合のレベルシフト回路７の出力が第２図の曲
線イである。調理開始後ｔ＝t_pの時刻になると、
被調理物より蒸気が吹出し、排気口に設けたセン
サー３の周囲の相対湿度が上昇するために第２図
の曲線ロのように出力が正側に上昇する。これに
対しピークホールド回路８の出力は、第２図で時
刻t_pの電位を保持して、曲線ニの如くなる。この
結果、比較器９は、第１図のＡ点の電位V_Aと基
準電位V_Rの比較をして、V_A＞V_Rならば被加熱物
より蒸気が吹出したと中央処理装置１０で判定す
る。これによりマグネトロン装置２の出力モード
を制御し、調理を実行するものである。

以上動作の概要を説明したがこの方式の欠点
は、平滑回路６、レベルシフト回路７、ピークホ
ールド回路８が必要であり、回路構成が複雑で部
品点数が多いことである。特にピークホールド回
路８には、特性の優れた大容量のコンデンサが必
要となる。何故ならば、第２図における平滑レベ
ル曲線ロ′で示す如く、被調理物からの蒸気量が
少ない場合は、蒸気が吹出してから中央処理装置
１０に検出信号が送られるまでに長時間（第２図
でT′で示す）かかり、ピークホールド回路８は、
その間電位を保持する必要があるからである。次
の問題となるのは、センサー３の抵抗は被調理物
からの蒸気ノイズにより大きく影響を受けるため
に、センサー３の出力信号を平滑し、検出回路に
は時定数特性を持たせて誤動作の防止をする必要
がある。すなわち、連続的な蒸気の発生のみを検
出する方式としなければならない。しかし、この
ことは等価的に検出回路の蒸気検出能力を低下さ
すことであり、特に被加熱物からの蒸気発生量が
少ない場合に検知能力を失うという欠点がある。

本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたもの
で、以下本発明の実施例を第４図〜第８図を参照
して説明する。第４図は回路構成を示すもので、
２１はオーブン本体、２２はマグネトロン装置、
２３はオーブン本体２１の排気口に設けられた湿
度センサー、２４は増幅回路、２５は比較器、２
６はデイジタルアナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換
器と称す）、２７は中央処理装置、２８はマグネ
トロン装置２２の発振を制御するドライバー回路
である。

第５図は増幅回路２４の特性を示し、第６図は
Ｄ／Ａ変換器２６の特性を示し、さらに第７図は
実際に調理動作を行つた場合の増幅回路２４の出
力波形を示すものである。

次に第４図と第７図を参照して動作を説明する
と、中央処理装置２７は操作者のKEY入力信号
に従つてマグネトロン装置２２を駆動して調理を
開始する。またセンサー２３のスキヤンパルスを
印加してその信号を増幅回路２４で増幅し、比較
器２５の１つの入力信号とする。この場合の増幅
回路２４の出力パルスは、一般的に第７図に示す
如く時刻ｔ＝t_pまで減少の傾向を示す。何故なら
ばマグネトロン装置２２の発振によりオーブン内
の温度が上昇し、排気口に取付けた湿度センサー
２３の周囲の相対湿度が低下し、第３図に示す如
くセンサーの電気抵抗が増加するためである。次
に時刻ｔ＞t_pの期間では、被調理物からの蒸気の
吹出しにより逆に相対湿度が上昇し、センサー抵
抗が増大するために増幅回路２４の出力パルスは
増大する。他方、中央処理装置２７は、デイジタ
ルコードをＤ／Ａ変換器２６に印加して第６図に
示す特性のアナログ電圧を比較器２５の入力信号
とし、前記のセンサー信号の増幅回路２４の出力
信号の高さと比較し、中央処理装置２７により内
部レジスタにセンサー２３の出力信号の大きさを
デイジタルコードD_oとして記憶する。この場合、
中央処理装置２７は最低値記憶レジスタを有し、
前記センサーの出力信号D_oの最低値をD_nioとして
記憶する。第７図で時刻ｔ＝t_pまでは最低値D_nio
は更新されるが、ｔ＞t_pでは最低値はD_nio（t_p）と
なり一定値を保持する。

時刻ｔ＝t_pを境にしてセンサー出力D_oは減少傾
向から増加傾向に転ずるので、中央処理装置２７
はこの時刻でもつて被調理物より蒸気が出始めた
ことを検知することが可能である。しかし実際に
は、ノイズによる誤検知を防ぐために被調理物よ
り蒸気が吹出したと判定するのはセンサーの出力
D_oが最低値レジスタの記憶値D_nioよりΔD以上大
きくなつた時で、しかもある時間その状態を続け
たときにのみ被調理物より蒸気が発生したと判定
する方式とする。この方式では、中央処理装置２
７によるD_oとD_nioの演算処理のみでピーク値（又
は最低値）が検出され保持できる。また第２図で
示した従来の回路例のしきい値レベル電圧ΔVを
デイジタル量ΔDとして設定可能である。更に中
央処理装置２７により電源波形に同期したパルス
をカウントすることにより任意のタイムインター
バルを容易に作ることが出来るので従来の様なピ
ーク値ホールド回路用の大容量コンデンサも不要
である。またこれにより任意の時間間隔で何回で
も判定できるので、風量の変化や沸点到達前の被
調理物の表面からの微少な蒸気ノイズにより中央
処理装置２７が誤つて沸点を検知することを少な
くすることができる。更に本方式は従来例のよう
にハード的な平滑回路は不要であり、センサー出
力の変化分を減少させて回路の蒸気検知能力を低
下さす従来方式の欠点を少なくすることが可能で
ある。

次に本発明による蒸気検知の誤動作防止対策に
ついて第８図で説明する。第８図は調理時間に対
する湿度センサー２３の増幅回路２４の出力を示
す図である。第８図で曲線イは湿度センサー２３
の周囲の初期相対湿度が高く、例えばRH＝90％
の場合、曲線ロ及びハはそれよりも初期相対湿度
が低く例えば60％及び20％の場合の特性曲線であ
る。第３図のR_S―R_H特性より明らかの如く、R_H
90％ではセンサー抵抗R_Sは10³〜10⁴Ωオーダ、R_H
＝20％ではR_Sは10⁷〜10⁸Ωのオーダである。この
ためR_Hが低い特性曲線ハの場合、特性曲線ロの
場合より外来ノイズの影響を受け易く、誤動作の
原因となる。例えば、R_Hが90％と高い場合では
センサー抵抗R_Sは10³〜10⁴Ωのオーダーであり、
アナログ増幅回路としては安定した信号を検出可
能であるが、R_Hが20％と低い場合ではセンサー
抵抗R_Sが10⁷〜10⁸Ωとなり、アナログ増幅回路に
とつて高インピーダンスであるため、電子レンジ
のマグネトロン発振器やヒータ等の電力係からの
電気的（電磁波も含む）ノイズの影響を大変受け
やすくなる。この時の出力波形は第８図の特性曲
線ハに示す如く、大きく波状になつた出力とな
る。

一方、インピーダンスの低い場合の特性曲線イ
は比較的直線に近い出力となり、外来ノイズの影
響は少ないが、増幅回路２４の出力レベルに上限
がある為に最低値と蒸気の噴出による増幅回路２
４の出力の増加分の差が小さくなる。それ故に特
性曲線ハの場合は可能な限りしきい値電圧ΔV₃を
大きくし、特性曲線イの場合はしきい値電圧ΔV₁
を可能な限り、小さくする必要がある。そこでし
きい値レベルΔVのデイジタル量ΔDをセンサー
の増幅回路２４の出力D_oの関数として数段に切
り替えて判定をすることにより広い動作範囲にわ
たつて安定した動作が可能となる。例えば、調理
開始直後の出力レベルD_oが10VならΔVは0.5V、
D_oが5VならΔVは1V、D_oが1VならΔVは1.5Vと
なるように切替える。またＤ／Ａ変換器は抵抗素
子によるラダー回路で簡単に構成可能である。

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、回路部品点数が少なく、しかも安定した制御
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はマイクロコンピユータを備えた従来の
電子レンジの回路構成を示すブロツク線図、第２
図は第１図の動作を説明するための動作波形図、
第３図は湿度センサーの特性を示す特性図、第４
図は本発明の一実施例にかかる電子レンジの回路
構成を示すブロツク線図、第５図は第４図のセン
サー出力信号の増幅回路の特性を示す図、第６図
は第４図のＤ／Ａ変換器の特性を示す図、第７
図、第８図は第４図の回路の動作波形を示す図で
ある。 ２２…マグネトロン装置、２３…湿度センサ
ー、２４…増幅回路、２５…比較器、２６…デイ
ジタルアナログ変換器、２７…中央処理装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被調理物を加熱する加熱手段と、被調理物か
   ら出る水蒸気によつて変化する相対湿度を検出す
   る湿度センサーと、この湿度センサーの出力を増
   幅する増幅回路と、この増幅回路の出力パルスの
   レベルとデイジタルアナログ変換器のアナログ出
   力とを比較する比較器と、前記湿度センサーをス
   キヤンさせるパルス電圧を出力すると共に、デイ
   ジタルアナログ変換器にデイジタルコードを出力
   し、かつ比較器の出力により前記湿度センサーの
   出力レベルをデイジタル数値Ｄとして記憶するレ
   ジスタおよび前記デイジタル数値Ｄの最低値D_nio
   を記憶するレジスタを内蔵した中央処理装置とを
   備え、前記中央処理装置は、初期相対湿度に相当
   する湿度センサー出力D_Oに対応するしきい値ΔD
   （ただし、ΔDはD_Oの単調減少関数である。）を設
   定し、前記中央処理装置によるｎ（ただし、ｎは
   １、２、３、……）回目のセンサー出力検出時の
   値をD_o、ｎ＋１回目のそれをD_o+1とするとき、
   D_o+1＜D_oならばD_o+1をD_nioとして最低値レジスタ
   に更新記憶し、D_o+1≧D_oならばD_o+1−D_nio≧ΔD
   のときにかぎり、被調理物より蒸気が発生したと
   判定して、この判定結果に基づいて調理モードを
   選択する構成とした調理装置。