JP5839979B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、複数の加熱コイルを備えた誘導加熱調理器に関する。

従来の誘導加熱調理器においては、例えば、被加熱物を載置する天板と、その天板の下に近接配置する複数の加熱コイルと、各々の加熱コイルに対して高周波電力を供給する回路と、加熱コイル毎に被加熱物が載置されたことを検出する負荷検出手段と、を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２９３８７１号公報（第４頁、図１）

上記の特許文献１に記載された発明は、加熱コイル毎に負荷の有無を検出し、回路は負荷検出手段が上方に被加熱物が載置されたことを検出した加熱コイルのみ高周波電流を供給して駆動するので加熱ムラの改善を図っている。

しかしながら、負荷を検出した加熱コイルをすべて駆動してしまうと、漏れインダクタンスが発生する加熱コイルをも駆動する場合があり、特に漏れインダクタンスが大きい加熱コイルを駆動してしまうと加熱効率が低くなってしまうという問題点があった。特に、湯沸しの場合などは、加熱ムラの改善よりも、加熱効率の向上が求められる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、複数の加熱コイルを有する誘導加熱調理器において、負荷を検出した加熱コイルにおいて加熱効率が高くなるように駆動することができる誘導加熱調理器を得ることを目的とする。

本発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物を載置するトッププレートと、該トッププレートの加熱口の下方に複数配置された加熱コイルと、該各加熱コイルに対応して設けられ、該加熱コイルに高周波電流を供給し、該加熱コイルに前記被加熱物を誘導加熱させるインバーター回路と、該インバーター回路の動作を制御する制御回路と、前記各加熱コイルに対応して設けられ、該加熱コイルの加熱効率を検出する加熱効率検出手段と、を備え、前記制御回路は、前記加熱効率検出手段によって検出された前記加熱コイルの前記加熱効率が所定の閾値よりも高い場合、該加熱コイルを適正負荷検出加熱コイルとして駆動対象とし、前記各適正負荷検出加熱コイルの前記加熱効率との関連付けが設定された電流調整係数と、目標電流との積から、前記各適正負荷検出加熱コイルの調整後目標電流を求め、前記各適正負荷検出加熱コイルに前記調整後目標電流が流れるように、前記各適正負荷検出加熱コイルに対応する前記インバーター回路を制御するものであり、前記電流調整係数は、前記適正負荷検出加熱コイルのうち、前記加熱効率が高い前記適正負荷検出加熱コイルの前記調整後目標電流が、前記加熱効率が低い前記適正負荷検出加熱コイルの前記調整後目標電流よりも大きくなるよう設定されるものである。

本発明によれば、駆動する加熱コイルのうち、加熱効率が高い加熱コイルに大きな出力電流を流すことによって、加熱効率の低い加熱コイルの被加熱物の加熱に対する寄与の割合よりも、加熱効率の高い加熱コイルの被加熱物の加熱に対する寄与の割合をさらに大きくすることができ、入力電力から被加熱物の加熱に寄与するエネルギーの割合を向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の全体構成図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱効率を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器において加熱口１ａに被加熱物３１が載置された状態の例を示す図である。 図４で示される態様で被加熱物３１が載置された場合の各加熱コイルの負荷抵抗Ｒと閾値との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱口１ａに対する加熱制御処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理のうちの負荷検出処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の負荷抵抗Ｒと電流調整係数との関係グラフである。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の各出力状態における上側スイッチング手段１７及び下側スイッチング手段１８のＯＮ／ＯＦＦ波形図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の負荷抵抗Ｒと電流調整係数との別形態の関係グラフである。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱口の下方に配置する加熱コイルの配置の別形態を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の回路構成図である。 本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理のうちの負荷検出処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理のうちの加熱コイルの出力制御処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の回路構成図である。 本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器における加熱コイルの形状の例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器における加熱コイルに応じた負荷抵抗に対する閾値を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器における加熱コイルに応じた負荷抵抗Ｒと電流調整係数との関係グラフである。

実施の形態１．
（誘導加熱調理器の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の全体構成図である。
図１で示されるように、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、被加熱物を載置するトッププレート１、及び、そのトッププレート１を上面に被せて内部構造を収納する本体筐体２によって構成されている。

トッププレート１は、被加熱物を載置するための加熱口として、加熱口１ａ〜１ｄが形成されている。また、トッププレート１の手前側には、火力の強さ及び設定値等を表示するための表示手段６が設置されている。

本体筐体２内部には、制御回路３及び加熱コイル群５ａ〜５ｄが収納されている。また、本体筐体２の手前側側面には、電源スイッチ４、操作部４ａ〜４ｄ、及び、グリル調理するためのグリル部８が備えられている。

電源スイッチ４は、誘導加熱調理器を起動させるための操作スイッチである。

操作部４ａ〜４ｄは、それぞれ加熱コイル群５ａ〜５ｄによって、加熱口１ａ〜１ｄに載置された被加熱物への誘導加熱の強さを調整するものである。

加熱コイル群５ａ〜５ｄは、それぞれトッププレート１の加熱口１ａ〜１ｄの下方に設置されており、高周波電流が流れることによって、各加熱口に載置された被加熱物を誘導加熱させるものである。また、加熱コイル群５ａ〜５ｄは、複数の加熱コイル７ａ〜７ｔによって構成されており、具体的には、次のように構成されている。加熱コイル群５ａは、加熱コイル７ａ〜７ｅによって構成され、加熱コイル群５ｂは、加熱コイル７ｆ〜７ｊによって構成され、加熱コイル群５ｃは、加熱コイル７ｋ〜７ｏによって構成され、そして、加熱コイル群５ｄは、加熱コイル７ｐ〜７ｔによって構成されている。

なお、図１で示されるように、４つの加熱口（加熱口１ａ〜１ｄ）を構成するものとしたが、４つに限定されるものではない。

（誘導加熱調理器の回路構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成図である。
図２で示されるように、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、商用交流電源１１から電源が供給され、ダイオードブリッジ１２、リアクトル１３ａ〜１３ｔ、平滑コンデンサー１４ａ〜１４ｔ、駆動回路１５ａ〜１５ｔ、インバーター回路１６ａ〜１６ｔ、共振コンデンサー１９ａ〜１９ｔ、加熱コイル７ａ〜７ｔ、出力電流検出手段２１ａ〜２１ｔ、出力電圧検出手段２２ａ〜２２ｔ、及び、制御回路３を備えている。また、インバーター回路１６ａ〜１６ｔは、それぞれ上側スイッチング手段１７ａ〜１７ｔ、及び、下側スイッチング手段１８ａ〜１８ｔによって構成されている。ここで、例えば、加熱コイル７ａを駆動動作及び各種物理量の検出動作をするための回路部品として、リアクトル１３ａ、平滑コンデンサー１４ａ、駆動回路１５ａ、インバーター回路１６ａ、共振コンデンサー１９ａ、出力電流検出手段２１ａ及び出力電圧検出手段２２ａが対応している。これは、その他の加熱コイルである加熱コイル７ｂ〜７ｔの駆動動作及び各種物理量の検出動作についても同様であり、それぞれ、リアクトル１３ｂ〜１３ｔ、平滑コンデンサー１４ｂ〜１４ｔ、駆動回路１５ｂ〜１５ｔ、インバーター回路１６ｂ〜１６ｔ、共振コンデンサー１９ｂ〜１９ｔ、出力電流検出手段２１ｂ〜２１ｔ及び出力電圧検出手段２２ｂ〜２２ｔが対応している。

商用交流電源１１から出力される交流電圧は、ダイオードブリッジ１２によって整流され、平滑コンデンサー１４ａによって平滑され直流電圧が生成される。この際、ダイオードブリッジ１２の出力側と平滑コンデンサー１４ａとの間に設置されたリアクトル１３ａによって力率が改善される。平滑コンデンサー１４ａの両端には、上側スイッチング手段１７ａ及び下側スイッチング手段１８ａの直列回路が並列に接続されている。そして、下側スイッチング手段１８ａの両端には、加熱コイル７ａ及び共振コンデンサー１９ａの直列回路が並列に接続されている。上側スイッチング手段１７ａ及び下側スイッチング手段１８ａのスイッチング動作をさせるための駆動信号を出力する駆動回路１５ａが設置されており、この駆動回路１５ａは制御回路３に接続されている。また、加熱コイル７ａを流れる出力電流を検出する出力電流検出手段２１ａ及び出力電圧を検出するための出力電圧検出手段２２ａが設置されており、それぞれ検出電流及び検出電圧を送信するために制御回路３に接続されている。

上記のように、ダイオードブリッジ１２から電力供給を受け、加熱コイル７ａの加熱動作を実施するための回路と同様に、その他の加熱コイルである加熱コイル７ｂ〜７ｔに対しても同様に構成されており、それぞれの回路は並列に接続されている。以下、加熱コイルの動作等を説明するために、基本的に加熱コイル群５ａを対象に説明するものとし、その他の加熱コイル群の動作については必要時に適宜説明するものとする。また、リアクトル１３ａ〜１３ｔ、平滑コンデンサー１４ａ〜１４ｔ、駆動回路１５ａ〜１５ｔ、インバーター回路１６ａ〜１６ｔ、上側スイッチング手段１７ａ〜１７ｔ、下側スイッチング手段１８ａ〜１８ｔ、共振コンデンサー１９ａ〜１９ｔ、出力電流検出手段２１ａ〜２１ｔ、及び、出力電圧検出手段２２ａ〜２２ｔについて、それぞれ区別なく呼称又は総称する場合は、単に、リアクトル１３、平滑コンデンサー１４、駆動回路１５、インバーター回路１６、上側スイッチング手段１７、下側スイッチング手段１８、共振コンデンサー１９、出力電流検出手段２１及び出力電圧検出手段２２と記載するものとする。

なお、出力電流検出手段２１及び出力電圧検出手段２２は、本発明の「加熱効率検出手段」及び「電力検出手段」に相当する。

（誘導加熱調理器の一般的な加熱動作）
次に、図２を参照しながら、本実施の形態に係る誘導加熱調理器の一般的な加熱動作について説明する。
前述したように、商用交流電源１１から出力される交流電圧は、ダイオードブリッジ１２によって整流され、平滑コンデンサー１４ａによって平滑され直流電圧が生成され、この直流電圧はインバーター回路１６ａに供給される。インバーター回路１６ａを構成する上側スイッチング手段１７ａ及び下側スイッチング手段１８ａは、制御回路３から出力される制御信号から駆動回路１５ａによって生成される駆動信号によってＯＮ／ＯＦＦ動作を実施する。この駆動信号によって、上側スイッチング手段１７ａ及び下側スイッチング手段１８ａは交互にＯＮ／ＯＦＦ動作を実施し、直流電圧を高周波電圧（交流電圧）に変換し、加熱コイル７ａに高周波電流が流れることになる。この加熱コイル７ａに流れる高周波電流によって、加熱コイル７ａ（加熱コイル群５ａの加熱コイルの一部）の上方に載置された鍋等の被加熱物は誘導加熱を受けて温められる。
なお、加熱コイル群５ａを構成するその他の加熱コイル７ｂ〜７ｅについても上記の動作と同様である。

（加熱効率について）
図３は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱効率を説明する図である。
加熱コイル７ａの上方に被加熱物３１が載置されているものとすると、加熱コイル７ａは、等価的に、加熱コイル抵抗７１ａ、漏れインダクタンス７２ａ及び結合インダクタンス７３ａの３つの要素によって概念的に構成される。

加熱コイル抵抗７１ａは、加熱コイル７ａ自体の銅損等による抵抗を示す。
漏れインダクタンス７２ａは、被加熱物３１によって加熱コイル７ａが被さっていない領域から磁束が漏れ、被加熱物３１の誘導加熱に寄与しない分のインダクタンスを示す。
結合インダクタンス７３ａは、被加熱物３１によって加熱コイル７ａが被さっている領域において、被加熱物３１の誘導加熱に寄与する分のインダクタンスを示す。

そして、被加熱物３１及びその被加熱物３１と磁気的に結合した結合インダクタンス７３ａは、抵抗である結合部抵抗７４ａに等価的に置換することができる。このとき、加熱コイル抵抗７１ａの抵抗をｒ１、そして、結合部抵抗７４ａの抵抗をｒ２とおくと、全体の負荷抵抗Ｒは、下記の式（１）で表される。

Ｒ＝ｒ１＋ｒ２ （１）

この負荷抵抗Ｒは、インバーター回路１６ａの出力側の電力、及び、加熱コイル７ａを流れる出力電流によって、下記の式（２）によって算出される。

Ｒ＝（電力）／（出力電流）² （２）

ここで、加熱コイル７ａの上方に被加熱物３１がない場合、結合部抵抗７４ａの抵抗ｒ２はゼロとなるので、この抵抗ｒ２が大きいほど、磁気的な結合度が高くなり、インバーター回路１６ａへの入力電力の、被加熱物３１に対するエネルギーの寄与分が多くなり、加熱効率が高くなることになる。したがって、本実施の形態において、加熱効率μを下記の式（３）で定義するものとする。

加熱効率μ＝ｒ２／（ｒ１＋ｒ２） （３）

この式（３）において、加熱コイル７ａ自体の銅損等による抵抗である抵抗ｒ１は略一定であるので、抵抗ｒ２が大きくなるほど、すなわち、負荷抵抗Ｒが大きくなるほど、加熱効率μが高く（大きく）なり、加熱効率が改善される。

（負荷抵抗Ｒに対する閾値について）
図４は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器において加熱口１ａに被加熱物３１が載置された状態の例を示す図であり、図５は、図４で示される態様で被加熱物３１が載置された場合の各加熱コイルの負荷抵抗Ｒと閾値との関係を示す図である。このうち、図４（ａ）は、加熱口１ａに被加熱物３１が載置された状態の正面図であり、図４（ｂ）は、その状態の平面図である。

図４で示されるように、被加熱物３１によって、加熱コイル７ａは、その全体が被せられ、加熱コイル７ｂ、７ｄ及び７ｅは、その一部が被せられ、加熱コイル７ｃは、その全体が被せられていない。そして、加熱コイル７ｂ、７ｄ及び７ｅは、加熱コイル７ｂが最も大きい領域が被加熱物３１によって被せられており、そして、加熱コイル７ｅ、加熱コイル７ｄの順にその領域が小さくなる。以上のことから、加熱コイル７ａ、加熱コイル７ｂ、加熱コイル７ｅ、加熱コイル７ｄ、そして、加熱コイル７ｃの順に、被加熱物３１との磁気的な結合が小さくなり、負荷抵抗Ｒは小さくなる。ここで、図５で示されるように、閾値Ｒ１を設けており、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、図６及び図７で後述するように、閾値Ｒ１以上の負荷抵抗Ｒを有する加熱コイル（図５においては加熱コイル７ａ、７ｂ）のみを駆動するものとする。この閾値Ｒ１は、記憶手段（図示せず）に記憶されているものとし、制御回路３がこの記憶手段から閾値Ｒ１を読み出すものとすればよい。

（誘導加熱調理器の加熱制御処理）
図６は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱口１ａに対する加熱制御処理のフローチャートであり、図７は、同加熱制御処理のうちの負荷検出処理のフローチャートであり、そして、図８は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の負荷抵抗Ｒと電流調整係数との関係グラフであり、そして、図９は、同誘導加熱調理器の各出力状態における上側スイッチング手段１７及び下側スイッチング手段１８のＯＮ／ＯＦＦ波形図である。以下、図６〜図９を参照しながら、加熱制御処理について説明する。

（Ｓ１）
制御回路３は、ユーザーによって操作部４ａの加熱開始操作がなされたか否かを判定する。その判定の結果、加熱開始操作がなされた場合、ステップＳ２へ進む。

（Ｓ２）
制御回路３は、以下のステップＳ２−１〜ステップＳ２−５で示される負荷判定処理を実施する。

（Ｓ２−１）
制御回路３は、まず、以下のステップＳ２−１−１〜ステップＳ２−１−６で示される加熱コイル７ａについての負荷判定処理を実施する。

（Ｓ２−１−１）
制御回路３は、駆動回路１５ａに対して、インバーター回路１６ａが所定電圧を出力するような駆動信号を出力させる。そして、ステップＳ２−１−２へ進む。

（Ｓ２−１−２）
制御回路３は、出力電流検出手段２１ａによって検出された出力電流、及び、出力電圧検出手段２２ａによって検出された出力電圧を受信し、出力電流と出力電圧との位相差（力率）を考慮して出力電力を得る。そして、ステップＳ２−１−３へ進む。

（Ｓ２−１−３）
制御回路３は、この出力電流及び出力電力から、式（２）によって、負荷抵抗Ｒを算出する。そして、ステップＳ２−１−４へ進む。

（Ｓ２−１−４）
制御回路３は、記憶手段（図示せず）から閾値Ｒ１を読み出し、負荷抵抗Ｒが閾値Ｒ１以上であるか否かを判定する。その判定の結果、負荷抵抗Ｒが閾値Ｒ１以上である場合、ステップＳ２−１−６へ進み、閾値Ｒ１未満である場合、ステップＳ２−１−５へ進む。

（Ｓ２−１−５）
制御回路３は、「負荷無し」、すなわち、加熱コイル７ａの上方には被加熱物３１がないものと判定し、加熱コイル７ａは駆動させないものと決定する。そして、ステップＳ２−２へ進む。

（Ｓ２−１−６）
制御回路３は、「負荷あり」、すなわち、加熱コイル７ａの上方には被加熱物３１が存在するものと判定し、加熱コイル７ａを駆動させるものと決定する。そして、ステップＳ２−２へ進む。

（Ｓ２−２〜Ｓ２−５）
制御回路３は、加熱コイル７ｂ〜７ｅについても、ステップＳ２−１と同様の処理を実施する。そして、ステップＳ３へ進む。

（Ｓ３）
制御回路３は、加熱コイル７ａ〜７ｅについて、いずれかが適正に負荷が検出されたか否か、すなわち、駆動させるものと決定された加熱コイル（以下、「適正負荷検出加熱コイル」という）が存在するか否かを判定する。その判定の結果、適正負荷検出加熱コイルが存在する場合、ステップＳ４へ進み、適正負荷検出加熱コイルが存在しない場合、ステップＳ１へ戻る。

（Ｓ４）
制御回路３は、適正負荷検出加熱コイルに流す出力電流の初期の目標電流（初期目標電流）を設定する。そして、ステップＳ５へ進む。

（Ｓ５）
制御回路３は、その適正負荷検出加熱コイルに対応する駆動回路１５に対して、適正負荷検出加熱コイルに初期目標電流が流れるように、駆動信号を出力させてインバーター回路１６を駆動させる。そして、ステップＳ６へ進む。

（Ｓ６）
制御回路３は、適正負荷検出加熱コイルが含まれる回路の出力電流検出手段２１によって検出された出力電流、及び、出力電圧検出手段２２によって検出された出力電圧を受信する。そして、ステップＳ７へ進む。

（Ｓ７）
制御回路３は、ユーザーによって操作部４ａの加熱停止操作がなされたか否かを判定する。その判定の結果、加熱停止操作がなされた場合、ステップＳ１６へ進み、加熱停止操作がなされていない場合、ステップＳ８へ進む。

（Ｓ８）
制御回路３は、各適正負荷検出加熱コイルにおいて、ステップＳ６において検出された出力電流及び出力電圧から電力を算出して、その和である検出電力和を算出する。そして、制御回路３は、その検出電力和と、予め設定してある設定電力（例えば、目標とする電力）との大小比較を実施する。その比較の結果、検出電力和が設定電力よりも小さい場合、ステップＳ９へ進み、大きい場合、ステップＳ１０へ進み、そして、略等しい場合、ステップＳ１１へ進む。

（Ｓ９）
制御回路３は、各適正負荷検出加熱コイルについて、出力電流検出手段２１によって検出された出力電流である検出電流に所定量αを加算した値を、新たに目標電流として設定する。そして、ステップＳ１１へ進む。

（Ｓ１０）
制御回路３は、各適正負荷検出加熱コイルについて、出力電流検出手段２１によって検出された出力電流である検出電流から所定量αを減算した値を、新たに目標電流として設定する。そして、ステップＳ１１へ進む。

（Ｓ１１）
制御回路３は、以下のステップＳ１１−１〜ステップＳ１１−６で示される加熱コイル７ａの出力制御処理を実施する。

（Ｓ１１−１）
制御回路３は、加熱コイル７ａが駆動しているか否か、すなわち、加熱コイル７ａが適正負荷検出加熱コイルであるか否か判定する。その判定の結果、加熱コイル７ａが駆動している場合、ステップＳ１１−２へ進み、駆動していない場合、ステップＳ１２へ進む。

（Ｓ１１−２）
制御回路３は、出力電流検出手段２１ａによって検出される出力電流、すなわち、加熱コイル７ａに流れる出力電流が過大であるか否かを判定する。過大であるか否かを判定するには、出力電流に対する所定の閾値を設け、その閾値との比較によって行えばよい。その判定の結果、出力電流が過大である場合、ステップＳ１１−６へ進み、出力電流が過大ではない場合、ステップＳ１１−３へ進む。

（Ｓ１１−３）
制御回路３は、図８で示される負荷抵抗Ｒと電流調整係数との関係に基づいて、加熱コイル７ａの負荷抵抗Ｒから電流調整係数を導出し、その電流調整係数と現状の目標電流との積を調整後目標電流として算出する。ここで、電流調整係数は、負荷抵抗Ｒが大きくなるほど、すなわち、加熱効率が大きくなるほど大きくなる係数である。したがって、負荷抵抗Ｒが大きくなるほど大きくなる電流調整係数と目標電流との積を新たな目標電流（調整後目標電流）とすることによって、加熱効率が高い加熱コイルに、加熱効率が低い加熱コイルよりも大きな出力電流を流すことができるようになる。また、上記の負荷抵抗Ｒと電流調整係数との関係情報は、記憶手段（図示せず）に記憶されているものとし、制御回路３がこの記憶手段から関係情報を読み出すものとすればよい。

（Ｓ１１−４）
制御回路３は、出力電流検出手段２１ａによって検出される出力電流である検出電流と、調整後目標電流との大小比較を実施する。その比較の結果、調整後目標電流が検出電流よりも大きい場合、ステップＳ１１−５へ進み、小さい場合、ステップＳ１１−６へ進み、そして、略等しい場合、ステップＳ１２へ進む。

（Ｓ１１−５）
制御回路３は、駆動回路１５ａに対して、加熱コイル７ａに流れる出力電流が調整後目標電流まで上がるような駆動信号を、インバーター回路１６ａに出力させる。具体的には、図９（ａ）で示されるように、制御回路３は、上側スイッチング手段１７ａのＯＮ／ＯＦＦ動作のデューティー比が大きくなるように、かつ、下側スイッチング手段１８ａのＯＮ／ＯＦＦ動作のデューティー比が小さくなるように駆動信号を出力すればよい。これによって、出力電圧が大きくなるので、加熱コイル７ａを流れる出力電流を増加させることができる。そして、ステップＳ１２へ進む。

（Ｓ１１−６）
制御回路３は、駆動回路１５ａに対して、加熱コイル７ａに流れる出力電流が調整後目標電流まで下がるような駆動信号を、インバーター回路１６ａに出力させる。具体的には、図９（ｃ）で示されるように、制御回路３は、上側スイッチング手段１７ａのＯＮ／ＯＦＦ動作のデューティー比が小さくなるように、かつ、下側スイッチング手段１８ａのＯＮ／ＯＦＦ動作のデューティー比が大きくなるように駆動信号を出力すればよい。これによって、出力電圧が小さくなるので、加熱コイル７ａを流れる出力電流を低下させることができる。そして、ステップＳ１２へ進む。

（Ｓ１２〜Ｓ１５）
制御回路３は、加熱コイル７ｂ〜７ｅについても、ステップＳ１１と同様の処理を実施する。そして、ステップＳ６へ進む。

（Ｓ１６）
制御回路３は、駆動回路１５ａ〜１５ｅの駆動信号の出力を停止させ、インバーター回路１６ａ〜１６ｅの動作を停止させる。そして、ステップＳ１へ戻る。

以上の加熱制御処理は、被加熱物３１が載置された加熱口１ａに対応する加熱コイル群５ａ（加熱コイル７ａ〜７ｅ）について説明したが、加熱口１ｂ〜１ｄにそれぞれ対応する加熱コイル群５ｂ〜５ｄ（加熱コイル７ｆ〜７ｔ）についても同様であることは言うまでもない。

（実施の形態１の効果）
以上のような構成及び動作のように、負荷抵抗Ｒの閾値を高く設定して、加熱効率の高い加熱コイルのみを駆動させることによって、駆動する加熱コイルの漏れインダクタンスを減少させることができ、総合的に加熱効率の高い加熱動作を実施することができる。

また、駆動する加熱コイルのうち、負荷抵抗が大きい、すなわち、加熱効率が高い加熱コイルに大きな出力電流を流すことができる。これによって、加熱効率の低い加熱コイルの被加熱物の加熱に対する寄与の割合よりも、加熱効率の高い加熱コイルの被加熱物の加熱に対する寄与の割合をさらに大きくすることができ、入力電力から被加熱物の加熱に寄与するエネルギーの割合を向上させることができる。

なお、図８で示されるように、負荷抵抗Ｒと電流調整係数との関係が右上がりの直線グラフとなっているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０で示されるように、負荷抵抗Ｒの増加に伴い、電流調整係数が所定量だけ階段状に増加していく関係としてもよい。

また、図１で示されるように、各加熱口の下方に設置される加熱コイルとして、図１及び図４（ａ）で示されるように、５つの加熱コイルを十字形状となるように配置しているが、これに限定されるものではない。例えば、図１１で示されるような加熱コイルの配置構成としてもよい。図１１（ａ）は、７つの加熱コイルを六角形状に配置した例を示す図であり、図１１（ｂ）は、９つの加熱コイルを正方形状に配置した例を示す図である。

また、図６で示されるステップＳ８で電力を算出するのに、出力電流検出手段２１によって検出された出力電流、及び、出力電圧検出手段２２によって検出された出力電圧から算出するものとしているがこれに限定されるものではない。すなわち、インバーター回路１６ａに入力される入力電圧及び入力電流から電力を算出して用いるものとしてもよい。

実施の形態２．
本実施の形態に係る誘導加熱調理器について、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成及び動作と相違する点を中心に説明する。

（誘導加熱調理器の回路構成）
図１２は、本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の回路構成図である。
図１２で示されるように、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、加熱コイル７ａ〜７ｔにそれぞれ対応するダイオードブリッジ１２ａ〜１２ｔを備えている。また、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、このダイオードブリッジ１２ａ〜１２ｔに入力する入力電流をそれぞれ検出する入力電流検出手段２３ａ〜２３ｔ、及び、ダイオードブリッジ１２ａ〜１２ｔが整流した電圧（インバーター回路１６ａに印加される電圧の基となるので入力電圧というものとする）を検出する入力電圧検出手段２４ａ〜２４ｔを備えている。また、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、実施の形態１と異なり、出力電圧を検出する出力電圧検出手段２２ａ〜２２ｔは備えられていない。

なお、出力電流検出手段２１、入力電流検出手段２３及び入力電圧検出手段２４は、本発明の「加熱効率検出手段」に相当し、入力電流検出手段２３及び入力電圧検出手段２４は、本発明の「電力検出手段」に相当する。

（誘導加熱調理器の加熱制御処理）
図１３は、本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理のフローチャートであり、図１４は、同加熱制御処理のうちの負荷検出処理のフローチャートであり、そして、図１５は、同加熱制御処理のうちの加熱コイルの出力制御処理のフローチャートである。以下、図１３〜図１５を参照しながら、加熱制御処理について説明する。なお、本実施の形態に係る加熱制御処理について、実施の形態１に係る加熱制御処理と相違する点を中心に説明する。

（Ｓ２ａ）
制御回路３は、以下のステップＳ２−１ａ〜ステップＳ２−５ａで示される負荷判定処理を実施する。

（Ｓ２−１ａ）
制御回路３は、まず、以下のステップＳ２−１−１、ステップＳ２−１−２ａ、ステップＳ２−１−３ａ、ステップＳ２−１−４〜ステップＳ２−１−６で示される加熱コイル７ａについての負荷判定処理を実施する。

（Ｓ２−１−２ａ）
制御回路３は、出力電流検出手段２１ａによって検出された出力電流、入力電流検出手段２３ａによって検出された入力電流、及び、入力電圧検出手段２４ａによって検出された入力電圧を受信し、入力電流及び入力電圧から入力電力を算出する。そして、ステップＳ２−１−３ａへ進む。

（Ｓ２−１−３ａ）
制御回路３は、この出力電流及び入力電力から、式（２）によって、負荷抵抗Ｒを算出する。そして、ステップＳ２−１−４へ進む。

（Ｓ２−２ａ〜Ｓ２−５ａ）
制御回路３は、加熱コイル７ｂ〜７ｅについても、ステップＳ２−１ａと同様の処理を実施する。そして、ステップＳ３へ進む。

（Ｓ６ａ）
制御回路３は、適正負荷検出加熱コイルが含まれる回路の出力電流検出手段２１によって検出された出力電流、入力電流検出手段２３によって検出された入力電流、及び、入力電圧検出手段２４によって検出された入力電圧を受信する。そして、ステップＳ７へ進む。

（Ｓ８ａ）
制御回路３は、各適正負荷検出加熱コイルにおいて、ステップＳ６ａにおいて検出された入力電流及び入力電圧から電力を算出して、その和である検出電力和を算出する。そして、制御回路３は、その検出電力和と、予め設定してある設定電力（例えば、目標とする電力）との大小比較を実施する。その比較の結果、検出電力和が設定電力よりも小さい場合、ステップＳ９へ進み、大きい場合、ステップＳ１０へ進み、そして、略等しい場合、ステップＳ１１ａへ進む。

（Ｓ１１ａ）
制御回路３は、以下のステップＳ１１ａ−１〜ステップＳ１１ａ−８で示される加熱コイル７ａの出力制御処理を実施する。

（Ｓ１１ａ−１）
制御回路３は、加熱コイル７ａが駆動しているか否か、すなわち、加熱コイル７ａが適正負荷検出加熱コイルであるか否か判定する。その判定の結果、加熱コイル７ａが駆動している場合、ステップＳ１１ａ−２へ進み、駆動していない場合、ステップＳ１２ａへ進む。

（Ｓ１１ａ−２）
制御回路３は、出力電流検出手段２１ａによって検出される出力電流、すなわち、加熱コイル７ａに流れる出力電流が過大であるか否かを判定する。過大であるか否かを判定するには、出力電流に対する所定の閾値を設け、その閾値との比較によって行えばよい。その判定の結果、出力電流が過大である場合、ステップＳ１１ａ−７へ進み、出力電流が過大ではない場合、ステップＳ１１ａ−３へ進む。

（Ｓ１１ａ−３）
制御回路３は、加熱モードが、第１加熱モード又は第２加熱モードのいずれに設定されているか判定する。この第１加熱モード及び第２加熱モードの設定は、加熱制御処理の実施前に予め設定しているものとすればよい。その判定の結果、第１加熱モードに設定されている場合、ステップＳ１１ａ−４へ進み、第２加熱モードに設定されている場合、ステップＳ１１ａ−８へ進む。

（Ｓ１１ａ−４）
制御回路３は、図８又は図１０で示される負荷抵抗Ｒと電流調整係数との関係に基づいて、加熱コイル７ａの負荷抵抗Ｒから電流調整係数を導出し、その電流調整係数と現状の目標電流との積を調整後目標電流として算出する。すなわち、第１加熱モードにおいては、駆動する加熱コイルのうち、負荷抵抗Ｒが大きい、すなわち、加熱効率が高い加熱コイルに大きな出力電流を流すことができるモードである。

（Ｓ１１ａ−５）
制御回路３は、出力電流検出手段２１ａによって検出される出力電流である検出電流と、調整後目標電流との大小比較を実施する。その比較の結果、調整後目標電流が検出電流よりも大きい場合、ステップＳ１１ａ−６へ進み、小さい場合、ステップＳ１１ａ−７へ進み、そして、略等しい場合、ステップＳ１２ａへ進む。

（Ｓ１１ａ−６）
制御回路３は、駆動回路１５ａに対して、加熱コイル７ａに流れる出力電流が調整後目標電流まで上がるような駆動信号を、インバーター回路１６ａに出力させる。そして、ステップＳ１２ａへ進む。

（Ｓ１１ａ−７）
制御回路３は、駆動回路１５ａに対して、加熱コイル７ａに流れる出力電流が調整後目標電流まで下がるような駆動信号を、インバーター回路１６ａに出力させる。そして、ステップＳ１２ａへ進む。

（Ｓ１１ａ−８）
制御回路３は、出力電流検出手段２１ａによって検出される出力電流である検出電流と、現状の目標電流との大小比較を実施する。その比較の結果、目標電流が検出電流よりも大きい場合、ステップＳ１１ａ−６へ進み、小さい場合、ステップＳ１１ａ−７へ進み、そして、略等しい場合、ステップＳ１２ａへ進む。ここで、第２加熱モードにおいては、負荷抵抗Ｒが大きさに関わらず、駆動する加熱コイルの目標電流を共通に設定するものである。

（Ｓ１２ａ〜Ｓ１５ａ）
制御回路３は、加熱コイル７ｂ〜７ｅについても、ステップＳ１１ａと同様の処理を実施する。そして、ステップＳ６ａへ進む。

以上の加熱制御処理は、被加熱物３１が載置された加熱口１ａに対応する加熱コイル群５ａ（加熱コイル７ａ〜７ｅ）について説明したが、加熱口１ｂ〜１ｄにそれぞれ対応する加熱コイル群５ｂ〜５ｄ（加熱コイル７ｆ〜７ｔ）についても同様であることは言うまでもない。

（実施の形態２の効果）
以上のような構成及び動作のように、実施の形態１における加熱制御処理のように、駆動する加熱コイルのうち、負荷抵抗が大きい、すなわち、加熱効率が高い加熱コイルに大きな出力電流を流すことができる第１加熱モードと、負荷抵抗に関わらず、駆動する加熱コイルの目標電流を共通に設定する第２加熱モードとを切り替えることができる。これによって、いずれの加熱モードにおいても、加熱効率の向上を確保しつつ、特に加熱効率の向上が求められる加熱動作（例えば、湯沸し）においては、第１加熱モードを選択し、この場合、加熱効率の高い加熱コイルの被加熱物の加熱に対する寄与の割合をさらに大きくし、入力電力から被加熱物の加熱に寄与するエネルギーの割合を向上させることができる。

なお、図１１で示されるステップＳ８ａで電力を算出するのに、入力電流検出手段２３によって検出された入力電流、及び、入力電圧検出手段２４によって検出された入力電圧から算出するものとしているがこれに限定されるものではない。すなわち、加熱コイル７を流れる出力電流及び出力電圧から電力を算出して用いるものとしてもよい。

実施の形態３．
本実施の形態に係る誘導加熱調理器について、実施の形態１及び実施の形態２に係る誘導加熱調理器の構成及び動作と相違する点を中心に説明する。

（誘導加熱調理器の回路構成）
図１６は、本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の回路構成図である。
図１６で示されるように、図１２で示される実施の形態２に係る誘導加熱調理器の回路構成とほぼ同一であるが、図１７で後述するように、加熱コイルの形状が異なっている。

（誘導加熱調理器の加熱コイルの構成及び加熱制御処理）
図１７は、本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器における加熱コイルの形状の例を示す図であり、図１８は、同誘導加熱調理器における加熱コイルに応じた負荷抵抗に対する閾値を示す図であり、そして、図１９は、同誘導加熱調理器における加熱コイルに応じた負荷抵抗Ｒと電流調整係数との関係グラフである。図１７で示されるように、加熱コイル群５ａは、加熱コイル７ａは円形状の呈しており、加熱コイル７ｂ〜７ｅは楕円形状を呈しており、加熱コイル７ａの周りを囲むように配置されている。この場合、加熱コイル７ａ（ここでは「内加熱コイル」という）と、加熱コイル７ｂ〜７ｅ（ここでは「外加熱コイル」という）とは、電気的特性が異なり、加熱口１ａに被加熱物３１が載置されて、内加熱コイルと、外加熱コイルとが同一の負荷抵抗Ｒとなっても、被加熱物３１に対する加熱の度合いが同一であるとは限らない。そこで、図１８で示されるように、内加熱コイルの場合に、駆動させるか否かを判定するための閾値Ｒ１と、外加熱コイルの場合に、駆動させるか否かを判定するための閾値Ｒ２とを別々に設定し、記憶手段（図示せず）に記憶されているものとする。さらに、図１９で示されるように、内加熱コイルの場合と、外加熱コイルの場合とで、電流調整係数を決定するための負荷抵抗Ｒと電流調整係数との関係を別々に設定し、記憶手段（図示せず）に記憶されているものとする。そして、本実施の形態に係る誘導加熱調理器が実施する加熱制御処理は、図６及び図７で示される実施の形態１における加熱制御処理、又は、図１３〜図１５で示される実施の形態２における加熱制御処理と同様であるが、図７及び図１４で示されるステップＳ２−１−４においては、対象となる加熱コイルに対応する閾値によって負荷の有り無しを判定する。また、図６で示されるステップＳ１１−３、及び、図１５で示されるステップＳ１１ａ−４においては、対象となる加熱コイルに対応する負荷抵抗Ｒと電流調整係数との関係に基づいて、電流調整係数を導出する。

（実施の形態３の効果）
このように、各加熱コイルの形状によって異なる電気的特性に応じた閾値の設定、及び、負荷抵抗と電流調整係数との関係の選択によって、各加熱モードで駆動すべき加熱コイルを適切に選択することができ、かつ、その加熱コイルの電気的特性に応じた目標電流（調整後目標電流）を設定することができる。

なお、図１７で示されるように、加熱コイルの形状として２種類を示し、それぞれに対応する負荷抵抗の閾値、及び、負荷抵抗と電流調整係数との関係をそれぞれ２種類としたが、これに限定されるものではない。すなわち、加熱コイルの形状の数だけ、負荷抵抗の閾値、及び、負荷抵抗と電流調整係数との関係を備える構成としてもよい。

１ トッププレート、１ａ〜１ｄ 加熱口、２ 本体筐体、３ 制御回路、４ 電源スイッチ、４ａ〜４ｄ 操作部、５ａ〜５ｄ 加熱コイル群、６ 表示手段、７ａ〜７ｔ 加熱コイル、８ グリル部、１１ 商用交流電源、１２、１２ａ〜１２ｔ ダイオードブリッジ、１３ａ〜１３ｔ リアクトル、１４ａ〜１４ｔ 平滑コンデンサー、１５ａ〜１５ｔ 駆動回路、１６ａ〜１６ｔ インバーター回路、１７ａ〜１７ｔ 上側スイッチング手段、１８ａ〜１８ｔ 下側スイッチング手段、１９ａ〜１９ｔ 共振コンデンサー、２１ａ〜２１ｔ 出力電流検出手段、２２ａ〜２２ｔ 出力電圧検出手段、２３ａ〜２３ｔ 入力電流検出手段、２４ａ〜２４ｔ 入力電圧検出手段、３１ 被加熱物、７１ａ 加熱コイル抵抗、７２ａ 漏れインダクタンス、７３ａ 結合インダクタンス、７４ａ 結合部抵抗。

Claims (9)

1. 被加熱物を載置するトッププレートと、
   該トッププレートの加熱口の下方に複数配置された加熱コイルと、
   該各加熱コイルに対応して設けられ、該加熱コイルに高周波電流を供給し、該加熱コイルに前記被加熱物を誘導加熱させるインバーター回路と、
   該インバーター回路の動作を制御する制御回路と、
   前記各加熱コイルに対応して設けられ、該加熱コイルの加熱効率を検出する加熱効率検出手段と、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記加熱効率検出手段によって検出された前記加熱コイルの前記加熱効率が所定の閾値よりも高い場合、該加熱コイルを適正負荷検出加熱コイルとして駆動対象とし、
   前記各適正負荷検出加熱コイルの前記加熱効率との関連付けが設定された電流調整係数と、目標電流との積から、前記各適正負荷検出加熱コイルの調整後目標電流を求め、前記各適正負荷検出加熱コイルに前記調整後目標電流が流れるように、前記各適正負荷検出加熱コイルに対応する前記インバーター回路を制御するものであり、
   前記電流調整係数は、前記適正負荷検出加熱コイルのうち、前記加熱効率が高い前記適正負荷検出加熱コイルの前記調整後目標電流が、前記加熱効率が低い前記適正負荷検出加熱コイルの前記調整後目標電流よりも大きくなるよう設定されるものである
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 被加熱物を載置するトッププレートと、
   該トッププレートの加熱口の下方に複数配置された加熱コイルと、
   該各加熱コイルに対応して設けられ、該加熱コイルに高周波電流を供給し、該加熱コイルに前記被加熱物を誘導加熱させるインバーター回路と、
   該インバーター回路の動作を制御する制御回路と、
   前記各加熱コイルに対応して設けられ、該加熱コイルの加熱効率を検出する加熱効率検出手段と、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記加熱効率検出手段によって検出された前記加熱コイルの前記加熱効率が所定の閾値よりも高い場合、該加熱コイルを適正負荷検出加熱コイルとして駆動対象とし、
   前記各適正負荷検出加熱コイルの前記加熱効率との関連付けが設定された電流調整係数と、目標電流との積を調整後目標電流とし、前記適正負荷検出加熱コイルのうち、前記加熱効率が高い前記適正負荷検出加熱コイルの前記調整後目標電流が、前記加熱効率が低い前記適正負荷検出加熱コイルの前記調整後目標電流よりも大きくなるようにし、前記適正負荷検出加熱コイルに前記調整後目標電流が流れるように、該適正負荷検出加熱コイルに対応する前記インバーター回路を制御し、
   前記各適正負荷検出加熱コイルに前記調整後目標電流が流れるように、該適正負荷検出加熱コイルに対応する前記インバーター回路を制御する第１加熱モードと、前記各適正負荷検出加熱コイルに共通の目標電流が流れるように、該適正負荷検出加熱コイルに対応する前記インバーター回路を制御する第２加熱モードと、を有し、
   前記第１加熱モード及び前記第２加熱モードのいずれかを選択可能とした
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
3. 前記加熱コイルの負荷抵抗を、前記加熱コイルの前記加熱効率とみなした
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の誘導加熱調理器。
4. 前記加熱効率検出手段は、前記各加熱コイルに対応して設けられ、該加熱コイルに流れる出力電流を検出する出力電流検出手段と、前記各加熱コイルに対応して設けられた前記インバーター回路へ入力され、又は、該インバーター回路から出力される電力を検出する電力検出手段と、を備え、
   前記制御回路は、前記出力電流検出手段によって検出された前記出力電流、及び、前記電力検出手段によって検出された前記電力に基づいて前記負荷抵抗を算出する
   ことを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
5. 前記電流調整係数は、前記負荷抵抗が大きくなるほど大きくなるように、前記負荷抵抗との前記関連付けが設定された
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
6. 前記電流調整係数は、前記負荷抵抗が所定量大きくなるごとに、所定量大きくなるように前記負荷抵抗との前記関連付けが設定された
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
7. 前記加熱口の下方に配置された複数の前記加熱コイルの電気的特性がそれぞれ異なる場合、前記各加熱コイルごとに、前記閾値及び前記関連付けが設定された
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
8. 被加熱物を載置するトッププレートと、
   該トッププレートの加熱口の下方に複数配置された加熱コイルと、
   該各加熱コイルに対応して設けられ、該加熱コイルに高周波電流を供給し、該加熱コイルに前記被加熱物を誘導加熱させるインバーター回路と、
   該インバーター回路の動作を制御する制御回路と、
   前記各加熱コイルに対応して設けられ、該加熱コイルの加熱効率を検出する加熱効率検出手段と、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記加熱効率検出手段によって検出された前記加熱コイルの前記加熱効率が所定の閾値よりも高い場合、該加熱コイルを適正負荷検出加熱コイルとして駆動対象とし、
   前記各適正負荷検出加熱コイルの前記加熱効率との関連付けが設定された電流調整係数と、目標電流との積を調整後目標電流とし、前記適正負荷検出加熱コイルのうち、前記加熱効率が高い前記適正負荷検出加熱コイルの前記調整後目標電流が、前記加熱効率が低い前記適正負荷検出加熱コイルの前記調整後目標電流よりも大きくなるようにし、前記適正負荷検出加熱コイルに前記調整後目標電流が流れるように、該適正負荷検出加熱コイルに対応する前記インバーター回路を制御するものであり、
   前記加熱コイルの負荷抵抗を、前記加熱コイルの前記加熱効率とみなし、
   前記電流調整係数は、前記負荷抵抗が大きくなるほど大きくなるように、前記負荷抵抗との前記関連付けが設定された
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
9. 被加熱物を載置するトッププレートと、
   該トッププレートの加熱口の下方に複数配置された加熱コイルと、
   該各加熱コイルに対応して設けられ、該加熱コイルに高周波電流を供給し、該加熱コイルに前記被加熱物を誘導加熱させるインバーター回路と、
   該インバーター回路の動作を制御する制御回路と、
   前記各加熱コイルに対応して設けられ、該加熱コイルの加熱効率を検出する加熱効率検出手段と、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記加熱効率検出手段によって検出された前記加熱コイルの前記加熱効率が所定の閾値よりも高い場合、該加熱コイルを適正負荷検出加熱コイルとして駆動対象とし、
   前記各適正負荷検出加熱コイルの前記加熱効率との関連付けが設定された電流調整係数と、目標電流との積を調整後目標電流とし、前記適正負荷検出加熱コイルのうち、前記加熱効率が高い前記適正負荷検出加熱コイルの前記調整後目標電流が、前記加熱効率が低い前記適正負荷検出加熱コイルの前記調整後目標電流よりも大きくなるようにし、前記適正負荷検出加熱コイルに前記調整後目標電流が流れるように、該適正負荷検出加熱コイルに対応する前記インバーター回路を制御するものであり、
   前記加熱コイルの負荷抵抗を、前記加熱コイルの前記加熱効率とみなし、
   前記電流調整係数は、前記負荷抵抗が所定量大きくなるごとに、所定量大きくなるように前記負荷抵抗との前記関連付けが設定された
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。

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