JPH0889413A - トースター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源電圧が標準条件から変化しても枚数に応
じて所定の焼き色に焼き上げる機能を備えたトースター
を提供することを目的とする。 【構成】 トースターの本体１の庫内には、パンを載置
する網２と、網２の上部及び下部に配したヒータ等の加
熱手段３と、上部奥に配したサーミスタ等の温度検出手
段４を設けている。本体１の底部には時間を計測する計
時手段６と、加熱手段３の通電を制御する制御手段７
と、電源電圧を測定する電源電圧測定手段８を設けてい
る。さらに、温度検出手段４による温度Ｔと温度変化率
ｄＴと電源電圧測定手段８で検出した電源電圧Ｖとを入
力し、これら温度、温度変化率、電源電圧情報に基づい
て加熱時間ｔｙを決定する加熱時間決定手段９を備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動パン焼きの加熱時間
を決定するトースターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のトースターの自動パン焼き機能は
温度と温度の変化率から加熱時間を決定するもの、又
は、電源電圧が標準電圧と異なる場合には決定した加熱
時間に電源電圧に応じた補正値を加算又は減算して電源
電圧の変動に対応するものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
はパンの枚数があらかじめ入力されている場合には対応
できるが、パンの枚数を自動判別して焼き時間を決定す
る場合には対応できないという課題を有している。これ
は、以下の理由による。パンの枚数が１枚、又は、２枚
と定まっていれば電圧変動に対応する焼き時間補正値は
焼き初めの庫内温度や焼き初めの温度傾きによらずに一
定であるが、１枚の補正値と２枚の補正値は異なる。ま
た、枚数自動判別を行う場合には温度と温度傾きによっ
て１枚と２枚に応じた焼き時間を決定しており、この、
１枚２枚の境界が電源電圧によって異なる。

【０００４】本発明はこのような従来の課題を解決しよ
うとするものであって、温度と温度の変化率と電源電圧
からパンの枚数に応じた加熱時間を決定することで電源
電圧が標準条件から変化しても枚数に応じて所定の焼き
色に焼き上げる機能を備えたトースターを提供すること
を第一の目的とするものである。

【０００５】また、焼き初めの温度の高低に応じて加熱
時間決定の方法を変えることで精度の良い加熱時間決定
の出来る機能を備えたトースターを提供することを第二
の目的とするものである。

【０００６】さらに、温度検出手段の検知温度と実際の
温度の関係が非線形なものであっても、あらかじめ検知
温度を補正した後使用することで、非線形な特性を持つ
温度センサを使用しても加熱時間決定の出来る機能を備
えたトースターを提供することを第三の目的とするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記第一の目的を達成す
るための本発明の第一の手段は、庫内を加熱する加熱手
段と、この加熱手段への通電を制御する制御手段と、庫
内の温度を検出する温度検出手段と、時間を計測する計
時手段と、電源電圧を測定する電源電圧計測手段と、温
度検出手段の検出値とその検出値の変化率と電源電圧測
定手段の電圧測定値とを入力として加熱時間を決定する
加熱時間決定手段とを備えたものである。

【０００８】また、前記第二の目的を達成するための本
発明の第二の手段は、庫内を加熱する加熱手段と、この
加熱手段への通電を制御する制御手段と、庫内の温度を
検出する温度検出手段と、時間を計測する計時手段と、
電源電圧を測定する電源電圧計測手段と、温度検出手段
の検出値とその検出値の変化率と電源電圧測定手段の電
圧測定値とを入力として加熱時間を決定する低温用加熱
時間決定手段と、温度検出手段の検出値とその検出値の
変化率と電源電圧測定手段の電圧測定値を入力として加
熱時間を決定する高温用加熱時間決定手段と、温度検出
手段の検出値から低温用加熱時間決定手段と高温用加熱
時間決定手段のどちらを使用するかを選択する選択手段
を備えたものである。

【０００９】さらに、前記第三の目的を達成するための
本発明の第三の手段は、庫内を加熱する加熱手段と、こ
の加熱手段への通電を制御する制御手段と、庫内の温度
を検出する温度検出手段と、時間を計測する計時手段
と、電源電圧を測定する電源電圧計測手段と、温度検出
手段の検出値の特性を補正する補正手段と、補正手段の
出力値とその出力値の変化率と電源電圧測定手段の電圧
測定値とを入力として加熱時間を決定する加熱時間決定
手段とを備えたものである。

【００１０】

【作用】本発明の第一の手段は、温度と温度の変化率と
電源電圧から電源電圧が標準電圧と異なってもパンの枚
数に応じた加熱時間を決定することで電源電圧が標準条
件から変化しても枚数に応じて所定の焼き色に焼き上げ
る機能を備えたトースターとして作用するものである。

【００１１】また、本発明の第二の手段は、焼き初めの
温度の高低に応じて加熱時間決定の方法を変えることで
精度の良い加熱時間決定の出来る機能を備えたトースタ
ーとして作用するものである。

【００１２】さらに、本発明の第三の手段は、温度検出
手段の検知温度と実際の温度の関係が非線形なものであ
る際にもあらかじめ検知温度を補正した後使用すること
で、非線形な特性を持つ温度センサを使用しても加熱時
間決定の出来る機能を備えたトースターとして作用する
ものである。

【００１３】

【実施例】本発明の第一の手段の実施例を図１から図５
を基に説明する。先ず図１に基づいて本実施例の全体構
成について説明する。図において、１はトースターの本
体で、前面に扉５とスイッチ１２を設けている。庫内に
は、網２と、網２の上部及び下部に配したヒータ等の加
熱手段３と、上部奥にサーミスタ等の温度検出手段４を
設けている。本体１の底部には時間を計測する計時手段
６と、加熱手段３を制御する制御手段７と、電源電圧を
測定する電源電圧測定手段８を設けている。さらに、本
体１は温度検出手段４による温度Ｔと温度変化率ｄＴと
電源電圧測定手段８による電源電圧Ｖから加熱時間ｔｙ
を決定する加熱時間決定手段９を備えている。計時手段
６・制御手段７・加熱時間決定手段９は、本実施例では
マイクロコンピュータで構成している。

【００１４】図２に本実施例の回路構成を示す。図にお
いて、１０はマイクロコンピュータ、１１はマイクロコ
ンピュータ１０等に印加する電圧を発生する電源回路で
ある。

【００１５】以下、本実施例の動作を説明する。使用者
は、扉５を開け、網２の上にパンを置き、扉５を閉め
る。次に、使用者がスイッチ１２を入れ、パン焼きを開
始すると制御手段７がマイクロコンピュータ１０のＯ1
端子よりＯＮ信号をトランジスタに出力し、トランジス
タがリレーを動作させ、リレー接点を介して加熱手段３
に電力を供給する。また、温度検出手段４がパン焼き開
始時の庫内の温度Ｔを検出し、マイクロコンピュータ１
０のＡＤ1端子から読み込む。電源電圧測定手段８は電
源電圧Ｖを測定し、マイクロコンピュータ１０のＡＤ2
端子から読み込む。温度変化率ｄＴはパン焼き開始から
の経過時間が所定の値ｄｔ、例えば４５秒になったとき
の温度検出手段４の検出値Ｔ1からパン焼き開始時の温
度Ｔを引いた値、すなわち、ｄＴ＝Ｔ1−Ｔとして求め
る。

【００１６】加熱時間決定手段９はこの温度Ｔと温度変
化率ｄＴと電源電圧Ｖとから、加熱時間ｔｙを決定し制
御手段７に出力する。制御手段７は計時手段６による今
回のパン焼きの時間がｔｙになるとマイクロコンピュー
タ１０のＯ1端子よりＯＦＦ信号をトランジスタに出力
して、トランジスタがリレーの動作を停止して、リレー
接点を開き、加熱手段３への電力供給を停止し、パン焼
きを終了する。つまり、温度と温度変化率と電源電圧か
らパンの枚数に応じた加熱時間を決定して一定の焼き色
のパン焼きを行う機能を備えたトースターとして動作す
る。

【００１７】温度検出手段４は庫内上部に設置されてい
るため、庫内温度に対する応答性が良い。従って、電源
電圧が標準値、例えば１００ボルトのとき同じ厚さのパ
ン、例えば６枚切りのパンを焼く場合、パンの枚数と
Ｔ，ｄＴの関係は図３（ａ）のようになり、温度Ｔと温
度変化率ｄＴの２つの入力から、今回のパンの枚数に応
じた加熱時間を決定できる。電源電圧が標準値より低い
場合、温度の上昇は遅くなり、必要な焼き時間は長くな
る。例えば９５ボルトの場合のパンの枚数とＴ，ｄＴの
関係は図３（ｂ）のようになり、１枚と２枚の境界の線
が１００ボルトの時とは異なる。従って、１枚のみ又は
２枚のみの加熱時間を決定する場合に可能であった、電
源電圧による補正値を加熱時間に加算、減算する手法を
用いると枚数によらずに一律の補正を行うことになり、
正しい加熱時間が決定できない。このように、電源電圧
の変動があるとＴとｄＴの２入力からは必要な加熱時間
が求められないが、電源電圧を入力として用いることで
枚数自動焼き機能が実現出来る。

【００１８】次に、本実施例の加熱時間決定手段９の動
作に付いて図４、図５に基づいて説明する。本実施例で
は加熱時間決定手段９は、温度Ｔと温度変化率ｄＴと電
源電圧Ｖを入力とし、加熱時間ｔｙを出力するファジィ
推論で構成する。推論ルールは「Ｔが低く、ｄＴが小さ
く、かつ、Ｖが低ければ、ｔｙをｙ1にする」というよ
うな、図４に示す１２個のルールからなる。図４のｙ1
からｙ12は実数値である。Ｔが「低い」といった定性的
な概念は図５に示すメンバーシップ関数により定量的に
表現される。

【００１９】このように本実施例によると、温度と温度
変化率と前回のパン焼き終了からの経過時間から加熱時
間を決定する機能を備えたトースターを提供することが
できる。

【００２０】なお、本実施例では加熱時間決定手段９と
してファジィ推論を用いる例を示したが、ニューラルネ
ットワークや、関数で表す方法も考えられる。また、フ
ァジィ推論の例として前件部三角型、後件部実数値型の
ファジィ推論を用いたが、それぞれ三角型や関数等で表
す方法も考えられる。

【００２１】本発明の第二の手段の実施例を図６から図
１３を基に説明する。先ず図６に基づいて本実施例の全
体構成について説明する。図において、１３は低温用加
熱時間決定手段、１４は高温用加熱時間、１５は低温用
加熱時間決定手段１３と高温用加熱時間決定手段１４の
どちらかを選択する選択手段である。低温用加熱時間決
定手段１３、高温用加熱時間決定手段１４、選択手段１
５は本実施例ではマイクロコンピュータで構成してい
る。その他、第一の手段の実施例と同じ機能を持つもの
は同じ番号を用いた。

【００２２】以下、本実施例の動作を説明する。使用者
は、扉５を開け、網２の上にパンを置き、扉５を閉め
る。次に、使用者がスイッチ１２を入れ、パン焼きを開
始すると制御手段７がマイクロコンピュータ１０のＯ1
端子よりＯＮ信号を出力し、加熱手段３を動作させると
共に、温度検出手段４がパン焼き開始時の庫内の温度Ｔ
を検出し、マイクロコンピュータ１０のＡＤ1端子から
読み込む。電源電圧測定手段８は電源電圧Ｖを測定し、
マイクロコンピュータ１０のＡＤ2端子から読み込む。
温度変化率ｄＴはパン焼き開始からの経過時間が所定の
値ｄｔ、例えば４５秒になったときの温度検出手段４の
検出値Ｔ1からパン焼き開始時の温度Ｔを引いた値、す
なわち、ｄＴ＝Ｔ1−Ｔとして求める。選択手段１５は
低温用加熱時間決定手段１３又は高温用加熱時間決定手
段１４を動作させて加熱時間ｔｙを決定し、制御手段７
に出力する。制御手段７は計時手段６によるパン焼きの
時間がｔｙになるとマイクロコンピュータ１０のＯ1端
子よりＯＦＦ信号を出力して加熱手段３による加熱を停
止し、パン焼きを終了する。つまり、焼き初めの庫内の
温度に応じて加熱時間の決定手段を選択する機能を備え
たトースターとして動作する。

【００２３】次に、選択手段１５、低温用加熱時間決定
手段１３、高温用加熱時間決定手段１４の動作について
図７から図１１に基づいて説明する。

【００２４】選択手段１５は図７に示すように、温度Ｔ
と所定の値Ｔth、例えば１００度を比較し、Ｔ≦Ｔthの
場合は低温用加熱時間決定手段１３を、Ｔ＞Ｔthの場合
は高温用加熱時間決定手段１４を動作させ、ｔｙを制御
手段７に出力する。低温用加熱時間決定手段１３は、温
度Ｔと温度変化率ｄＴと電源電圧Ｖを入力とし、加熱時
間ｔｙを出力するファジィ推論で構成する。推論ルール
は「Ｔが低く、ｄＴが小さく、かつ、Ｖが低ければ、ｔ
ｙをａ1にする」というような、図８に示す８個のルー
ルからなる。図８のａ1からａ8は実数値である。Ｔが
「低い」といった定性的な概念は図９に示すメンバーシ
ップ関数により定量的に表現される。

【００２５】高温用加熱時間決定手段１４は、温度Ｔと
温度変化率ｄＴと電源電圧Ｖを入力とし、加熱時間ｔｙ
を出力するファジィ推論で構成する。推論ルールは「Ｔ
が低く、ｄＴが小さく、かつ、Ｖが低ければ、ｔｙをｂ
1にする」というような、図１０に示す８個のルールか
らなる。図１０のｂ1からｂ8は実数値である。Ｔが「低
い」といった定性的な概念は図１１に示すメンバーシッ
プ関数により定量的に表現される。このように、加熱時
間決定を低温用加熱時間決定手段１３と高温用加熱時間
決定手段１４に分けることで、入力パラメータのメンバ
ーシップ関数を変えることや、精度を変えることが出
来、焼き初めの温度の高低に応じて加熱時間決定の方法
を変えることで精度の良い加熱時間決定が出来る。

【００２６】また、図１２に示す第二の温度検出手段１
６のように、温度計測の精度の切り替えをトランジスタ
Ｑ1、Ｑ2の動作により抵抗Ｒ1、Ｒ2を切り替えて行う場
合には、第二の温度検出手段１６の出力は図１３に示す
ように同じ値が２通りの温度を意味する。このような場
合にも選択手段１５で加熱時間決定手段を切り替えるこ
とで加熱時間を決定することが出来る。

【００２７】なお、本実施例では加熱時間決定手段とし
てファジィ推論を用いたが、ニューラルネットワーク
や、演算式、テーブル等を用いることも考えられる。

【００２８】本発明の第三の手段の実施例を図１４を基
に説明する。先ず図１４に基づいて本実施例の全体構成
について説明する。図において、１７は温度検出手段４
の検出値を補正する補正手段である。補正手段１７は本
実施例ではマイクロコンピュータで構成している。その
他、第一の手段の実施例と同じ機能を持つものは同じ番
号を用いた。本実施例はこの構成で動作するが、温度検
出手段４の検出値を補正手段１７で補正した後、温度Ｔ
として出力する以外は第一手段の実施例と同じ動作をす
るものである。

【００２９】次に、補正手段１７の動作を図１５を用い
て説明する。図１５（ａ）は温度検出手段４の検出値を
示す図である。図から解るように温度測定領域の端の領
域で温度と検出値の関係が非線形になっている。このよ
うに、端の領域のみ非線形な関係が有るため、本来単純
な関係にある検出値と加熱時間の関係が複雑なものにな
る。図１５（ｂ）は補正手段１７の入出力関係を示す図
であり、図１５（ｃ）は温度と補正手段１７の出力の関
係を示す図である。図から解るように温度と出力の関係
が線形になる。従って、加熱時間を決定する際にも、非
線形性が少なくなり、ファジィ推論等のルール設計が容
易に出来る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の第一の手段
は、庫内の温度を検出する温度検出手段の検出値と、そ
の検出値の変化率と、電源電圧測定手段の電圧測定値と
を入力として加熱時間を決定するので、温度と温度の変
化率と電源電圧からパンの枚数に応じた加熱時間を決定
することができることとなり、電源電圧が標準条件から
変化しても枚数に応じて所定の焼き色に焼き上げること
ができる。

【００３１】また、本発明の第二の手段は、庫内の温度
を検出する温度検出手段の検出値と、その検出値の変化
率と、電源電圧測定手段の電圧測定値を入力として加熱
時間を決定する低温用加熱時間決定手段と、同様に温度
検出手段の検出値、検出値の変化率、電圧測定値を入力
とし、加熱時間を決定する高温用加熱時間決定手段と、
温度検出手段の検出値から低温用加熱時間決定手段と高
温用加熱時間決定手段のどちらを使用するかを選択する
選択手段を備えているので、焼き初めの温度の高低に応
じて加熱時間決定の方法を変えることができ、精度の良
く加熱時間を決定することができる。

【００３２】さらに、本発明の第三の手段は、庫内の温
度を検出する温度検出手段の検出値の特性を補正する補
正手段と、補正手段の出力値とその出力値の変化率と電
源電圧測定手段の電圧測定値を入力として加熱時間を決
定する加熱時間決定手段とを備えているので、温度検出
手段の検知温度と実際の温度の関係が非線形なものであ
る場合にも、あらかじめ検知温度を補正した後使用する
ことができ、非線形な特性を持つ温度センサを使用して
も加熱時間を正確に決定のできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の手段の実施例を示すトースター
のブロック図

【図２】同トースターの回路図

【図３】加熱時のパンの枚数と温度等の関係を示すグラ
フ

【図４】同トースターの加熱時間決定手段に用いるファ
ジィ推論のルールを示す図

【図５】同加熱時間決定手段に用いるファジィ推論のメ
ンバーシップ関数を示す図

【図６】本発明の第二の手段の実施例のトースターのブ
ロック図

【図７】同トースターの選択手段の動作を示すフローチ
ャート

【図８】同トースターの低温用加熱時間決定手段に用い
るファジィ推論のルールを示す図

【図９】同ファジィ推論のメンバーシップ関数を示す図

【図１０】同トースターの高温用加熱時間決定手段に用
いるファジィ推論のルールを示す図

【図１１】同ファジィ推論のメンバーシップ関数を示す
図

【図１２】温度検出手段の回路図

【図１３】同温度検出手段の出力を示す図

【図１４】本発明の第三の手段の実施例のトースターの
ブロック図

【図１５】同トースターの温度補正手段の動作を説明す
る図

【符号の説明】

１ 本体 ３ 加熱手段 ４ 温度検出手段 ６ 計時手段 ７ 制御手段 ８ 電源電圧測定手段 ９ 加熱時間決定手段 １３ 低温用加熱時間決定手段 １４ 高温用加熱時間決定手段 １５ 選択手段 １７ 補正手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 克彰 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 庫内を加熱する加熱手段と、この加熱手
   段への通電を制御する制御手段と、庫内の温度を検出す
   る温度検出手段と、時間を計測する計時手段と、電源電
   圧を測定する電源電圧計測手段と、温度検出手段の検出
   値とその検出値の変化率と電源電圧測定手段の電圧測定
   値とを入力として加熱時間を決定する加熱時間決定手段
   とを備えたトースター。
2. 【請求項２】 庫内を加熱する加熱手段と、この加熱手
   段への通電を制御する制御手段と、庫内の温度を検出す
   る温度検出手段と、時間を計測する計時手段と、電源電
   圧を測定する電源電圧計測手段と、温度検出手段の検出
   値とその検出値の変化率と電源電圧測定手段の電圧測定
   値とを入力として加熱時間を決定する低温用加熱時間決
   定手段と、温度検出手段の検出値とその検出値の変化率
   と電源電圧測定手段の電圧測定値を入力として加熱時間
   を決定する高温用加熱時間決定手段と、温度検出手段の
   検出値から低温用加熱時間決定手段と高温用加熱時間決
   定手段のどちらを使用するかを選択する選択手段を備え
   たトースター。
3. 【請求項３】 庫内を加熱する加熱手段と、この加熱手
   段への通電を制御する制御手段と、庫内の温度を検出す
   る温度検出手段と、時間を計測する計時手段と、電源電
   圧を測定する電源電圧計測手段と、温度検出手段の検出
   値の特性を補正する補正手段と、補正手段の出力値とそ
   の出力値の変化率と電源電圧測定手段の電圧測定値とを
   入力として加熱時間を決定する加熱時間決定手段とを備
   えたトースター。