EP1028602A2

EP1028602A2 - Detecting process of empty cooking dishes disposed on glass-ceramic panels and the associated device

Info

Publication number: EP1028602A2
Application number: EP99125600A
Authority: EP
Inventors: Harry Engelmann; Kurt Dr. Schaupert
Original assignee: Carl Zeiss AG; Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1999-02-13
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2000-08-16
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: JP2000240949A; DE59911842D1; US6300606B1; EP1028602A3; ES2238809T3; DE19906115C1; EP1028602B1

Abstract

The method involves comparing a measured temp. with a switch-off temperature, and then forming first and second time derivatives of the temp. signal and detecting actuation of control and regulation elements if the temp. signal lies outside a predefined separation interval w.r.t. the switch-off temp. The method then involves forming a control signal if both time derivatives are positive and the regulating and control elements have not been activated to increase the power delivered within a preceding defined time interval.. An Independent claim is also included for an arrangement for implementing the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr bei Kochfeldern mit einer Glaskeramik-Kochfläche, die mindestens eine Kochzone aufweist, welcher ein Heizkörper zugeordnet ist, dessen Energiezufuhr über Regel- und Steuerorgane eingestellt wird, und in welcher die Temperatur oder eine davon abgeleitete Größe als Signal (Temperatursignal) betrieblich erfaßt und mittels eines Schutztemperaturbegrenzers mit einstellbarer Abschalttemperatur begrenzt wird.The invention relates to a method for detecting the empty cooking of Dishes on hobs with a glass ceramic hob that are at least has a cooking zone, which is associated with a radiator, the Energy supply is set via regulating and control organs, and in which the temperature or a quantity derived from it as a signal (Temperature signal) recorded operationally and by means of a Protection temperature limiter limited with adjustable switch-off temperature becomes.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention further relates to an apparatus for performing this Procedure.

Beim Kochen kann es bei zu langer oder zu hoher Energiezufuhr dazu kommen, daß die Feuchte im Kochgut des Geschirrs vollkommen verdampft. Dieser Zustand wird als leerkochendes Geschirr bezeichnet. Er kann im Fall von wässrigem Kochgut zur Beschädigung des Kochgerätes, insbesondere der Glaskeramik-Kochfläche und des Geschirrs führen. Bei anderem Kochgut besteht die Gefahr, daß das Kochgut in Brand gerät und umliegende Einrichtungen beschädigt. Bevorzugt soll in diesen Fällen die Energiezufuhr abgeschaltet werden oder der Benutzer zumindest gewarnt werden. Typischerweise tritt der Fehlerfall auf, wenn vergessen wird, die für ein schnelles Ankochen hohe Energiezufuhr für die Fortkochphase zurückzuschalten. When cooking, it can do so if the energy supply is too long or too high come that the moisture in the cookware of the dishes evaporates completely. This condition is known as empty dishes. He can in the case of aqueous cookware to damage the cooking device, especially the Guide the ceramic hob and the dishes. For other cookware there is a risk that the food will catch fire and surrounding areas Facilities damaged. In these cases, the energy supply should be preferred are switched off or at least the user is warned. Typically, the failure occurs when you forget the for one fast heating up high energy supply for the continued cooking phase switch back.

Nun wird zwar die Oberflächentemperatur der Kochzonen von Kochfeldern mit Glaskeramik-Kochflächen typischerweise mittels stabförmigen, mechanischen Schutztemperaturbegrenzern überwacht. Diese messen die mittlere Temperatur unterhalb der Kochzone und begrenzen diese. Die Abschalttemperatur, auch Schaltschwelle genannt, wird auf Basis der Eigenschaften des üblicherweise verwendeten Geschirrs und der Glaskeramik festgelegt. Auch eine elektronische Begrenzung der Temperatur ist bekannt. Dabei wird jedoch nur das Verhalten des mechanischen Schutztemperatur-Begrenzers nachempfunden, eine weitere Auswertung der Temperatur-Information erfolgt nicht.Now the surface temperature of the cooking zones of cooktops is included Glass ceramic cooktops typically by means of rod-shaped, mechanical Protective temperature limiters monitored. These measure the average temperature below the cooking zone and limit it. The shutdown temperature, too Switching threshold, is usually based on the properties of the used dishes and glass ceramics. Also one electronic temperature limitation is known. However, this will only modeled the behavior of the mechanical protective temperature limiter, there is no further evaluation of the temperature information.

Mittels der typischerweise bei Kochfeldern mit Glaskeramik-Kochflächen vorhandenen Schutztemperaturbegrenzern allein ist daher der Zustand des leerkochenden Geschirrs nicht zu erkennen.By means of the hobs with glass ceramic cooktops typically existing protection temperature limiters is therefore the state of the empty dishes are not recognizable.

Durch die US 4,493,981 ist ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr - dort als "Boil Dry Condition" bezeichnet - bekannt geworden. Bei dieser Methode wird als Indikator für diesen Zustand die erste zeitliche Ableitung der Temperatur benutzt. Übersteigt sie einen Grenzwert, wird ein Leerkochen erkannt. Der Grenzwert ist allerdings abhängig von der Art des Kochgerätes sowie von der aktuellen Leistungseinstellung. Weiterhin wird leergekochtes Geschirr erkannt, wenn die Temperatur am Kochgeschirr einen Grenzwert überschreitet. Auch dieser Wert ist abhängig von der Art des Kochgerätes sowie von der aktuellen Leistungseinstellung. Liegt ein Leerkochen vor, wird der Benutzer gewarnt oder das Gerät abgeschaltet.US 4,493,981 describes a method and a corresponding device to detect the empty cooking of dishes - there as a "Boil Dry Condition" designated - became known. This method is used as an indicator of this state uses the first time derivative of the temperature. Exceeds If a limit value is reached, empty cooking is recognized. The limit is however depending on the type of cooking appliance and the current one Power setting. Empty cooked dishes are also recognized when the The temperature on the cookware exceeds a limit. This value too depends on the type of cooking appliance and the current one Power setting. If there is empty cooking, the user is warned or the device is switched off.

Bei dieser bekannten Methode ist daher mit Nachteil die Erkennung des kritischen Betriebszustandes abhängig von der aktuellen Leistungseinstellung. Auch hat sich in der Praxis ergeben, daß durch die unterschiedlichen Kochgeschirr-Typen keine einheitlichen Grenzen der ersten zeitlichen Ableitung der Temperatur zuverlässig zur Erkennung des Leerkochens benutzt werden können. Bei gefülltem, schlecht wärmeableitendem Geschirr können schnellere Steigerungen der Temperatur auftreten als bei leerem, gut wärmeableitendem Geschirr.In this known method, the detection of critical operating state depending on the current power setting. It has also been found in practice that the different Cookware types have no uniform limits from the first temporal Derivation of the temperature used reliably to detect empty cooking can be. With filled, poorly heat-dissipating dishes faster increases in temperature occur than when empty, good heat-dissipating dishes.

Durch die DE 40 22 846 C2 ist es bekannt, den Zustand des Leerkochens durch die Messung der Temperatur im Innen- und Außenbereich eines Zweikreis-Heizelementes zu bestimmen. Die bekannte Vorrichtung ist jedoch auf Glaskeramik-Kochflächen mit Zweikreis-Heizelementen beschränkt.From DE 40 22 846 C2 it is known to indicate the state of empty cooking the measurement of the temperature inside and outside of a two-circuit heating element to determine. However, the known device is on Glass ceramic cooktops limited with dual-circuit heating elements.

Durch die DE 43 36 752 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr bei Kochfeldern mit einer Glaskeramik-Kochfläche und eine zugehörige Vorrichtung bekannt geworden, das sowohl die Messung der Temperatur als auch die Bestimmung deren erster Ableitung umfaßt. Erst wenn der Wert der ersten Ableitung einen Grenzwert übersteigt, wird die anfängliche Heizleistung von 100 % reduziert. Weiterhin ist dieser Druckschrift zu entnehmen, daß leerkochende Metalltöpfe aufgrund ihrer absinkenden elektrischen Heizleistung bei gleicher Temperatur erkannt werden und bei Absinken unter einem bestimmten Leistungswert die Stromzufuhr unterbrochen wird. Diese Methode besitzt die im Zusammenhang mit der vorgenannten US-Schrift beschriebenen Nachteile.DE 43 36 752 A1 describes a method for detecting empty cooking of dishes on hobs with a glass ceramic hob and a associated device has become known that both the measurement of Temperature as well as the determination of their first derivative includes. Only when the value of the first derivative exceeds a limit, the initial Heating output reduced by 100%. This publication is also closed see that empty boiling metal pots due to their sinking electrical Heating power can be detected at the same temperature and when it drops below a certain power value the power supply is interrupted. This Method has that in connection with the aforementioned US document disadvantages described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs bezeichnete Verfahren so zu führen bzw. die zugehörige Vorrichtung so auszubilden, daß eine sichere Erkennung des kritischen Betriebszustandes des Leerkochens des Geschirrs unabhängig von der aktuellen Leistungseinstellung und auch unabhängig vom Kochgeschirr-Typ und damit ein sicherer Schutz der zugehörigen Kochzone bei diesem kritischen Betriebszustand möglich ist.The invention is based on the object, the method described above to guide or train the associated device so that a safe Detection of the critical operating state of empty dishes regardless of the current power setting and also regardless of Cookware type and thus secure protection of the associated cooking zone this critical operating state is possible.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt für das Verfahren, differenziert nach der Größe der Temperatur im Vergleich zu der Abschalttemperatur, gemäß der Erfindung bei einer ersten Temperaturkonstellation mit den Schritten:

Vergleichen des IST-Temperatursignals mit der Abschalttemperatur,
Bilden sowohl der ersten als auch der zweiten zeitlichen Ableitung des Temperatursignals und Erfassen einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal außerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt, und
Bilden eines Steuersignals, wenn beide zeitliche Ableitungen positiv sind, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Erhöhung der Leistungszufuhr betätigt wurden,

oder bei einer zweiten Temperaturkonstellation mit den Schritten:

Vergleichen des IST-Temperatursignals mit der Abschalttemperatur,
Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal der Abschalttemperatur entspricht, und
Bilden eines Steuersignals, wenn die Energiezufuhr um einen vorgegebenen Betrag absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden,

oder bei einer dritten Temperaturkonstellation mit den Schritten:

Vergleichen des IST-Temperatursignals mit der Abschalttemperatur,
Absenken der Abschalttemperatur auf den Wert des IST-Temperatursignals, wenn dieses im Temperaturgleichgewicht innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt,
Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, und
Bilden eines Steuersignals, wenn die Energiezufuhr um einen vorgebenen Betrag absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden.

This problem is solved for the method, differentiated according to the size of the temperature compared to the switch-off temperature, according to the invention in a first temperature constellation with the steps:

Comparing the actual temperature signal with the switch-off temperature,
Forming both the first and the second time derivative of the temperature signal and detecting an actuation of the control and regulating elements when the temperature signal lies outside a predetermined interval from the switch-off temperature, and
Forming a control signal if both time derivatives are positive without the regulating and control elements having been actuated to increase the power supply within a previous predetermined time interval,

or with a second temperature constellation with the steps:

Comparing the actual temperature signal with the switch-off temperature,
Detecting the energy supply to the radiator and an actuation of the control and regulating organs when the temperature signal corresponds to the switch-off temperature, and
Forming a control signal when the energy supply drops by a predetermined amount without the regulating and control elements having been actuated within a previous predetermined time interval to reduce the power supply,

or with a third temperature constellation with the steps:

Comparing the actual temperature signal with the switch-off temperature,
Lowering the switch-off temperature to the value of the ACTUAL temperature signal if the temperature equilibrium lies within a predetermined interval between the switch-off temperature,
Detecting the energy supply to the radiator and an actuation of the control and regulating elements, and
Form a control signal when the energy supply drops by a predetermined amount without the regulating and control elements having been actuated within a previous predetermined time interval to reduce the power supply.

Durch diese Maßnahmen ist mit großem Vorteil eine sichere Erkennung des Leerkochens des Geschirres unabhängig von der aktuellen Leistungseinstellung und auch unabhängig vom Kochgeschirr-Typ möglich. Dabei stellt die gewählte Folge der Verfahrensschritte keine zeitliche Abfolge dar, sondern beschreibt die Bedingungen für das Erkennen des Leerkochens. So kann das Kriterium über die Betätigung der Steuer- und Regelorgane zeitlich vor der Prüfung der Temperaturschwelle liegen.These measures are a great advantage of a reliable detection of the Cooking dishes empty regardless of the current power setting and also possible regardless of the type of cookware. The selected one Sequence of the procedural steps does not represent a chronological sequence, but describes the Conditions for detecting empty cooking. So the criterion about the Actuation of the control and regulatory bodies before the examination of the Temperature threshold.

Die einzelnen Temperaturkonstellationen sind miteinander verkoppelt, da die Temperatur der Kochzone keine konstante Größe ist, zumal die Regel- und Steuerorgane jederzeit betätigt werden können.The individual temperature constellations are linked to each other because the Temperature of the cooking zone is not a constant variable, especially since the control and Control bodies can be operated at any time.

Im Fall der zweiten Temperaturkonstellation ist daher die Verknüpfung der Erkennung des kritischen Betriebszustandes gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung so getroffen, daß bei einer Betätigung der Regel- und Steuerorgane im Sinne einer Reduzierung der Leistungszufuhr das Bilden des Steuersignals für eine vorgegebene Zeitdauer, vorzugsweise im Bereich von zwei Minuten, deaktiviert wird, und danach geprüft wird, ob die Temperatur noch an der Abschalttemperatur liegt oder soweit abgesunken ist, daß auf den Fall umgestellt wird, daß beide zeitliche Ableitungen positiv sind, d.h. es liegt dann eine Temperaturkonstellation mit den entsprechenden Signal-Bildungsbedingungen gemäß der ersten Temperaturkonstellation vor.In the case of the second temperature constellation, the link is therefore the Detection of the critical operating state according to an embodiment of the Invention made such that when the regulating and control elements are actuated in Forming the control signal for a sense of a reduction in the power supply predetermined period of time, preferably in the range of two minutes, deactivated and then it is checked whether the temperature is still at the Switch-off temperature is or has dropped so far that the case has been changed becomes that both time derivatives are positive, i.e. then there is one Temperature constellation with the corresponding signal formation conditions according to the first temperature constellation.

Werden im Fall der dritten Temperaturkonstellation die Regel- und Steuerorgane betätigt, dann wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Abschalttemperatur wieder auf den ursprünglichen Wert angehoben, damit ggf. die volle Leistung bei hoher Temperatur bereit steht. In the case of the third temperature constellation, the regulating and control organs actuated, then according to an embodiment of the invention Switch-off temperature raised to the original value so that full power is available at high temperature.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß in der Regel erst mehrere Minuten nach Weggang des Benutzers vom Kochfeld ein Leerkochen auftreten kann. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird daher das Verfahren so geführt, daß das vorgegebene Zeitintervall für die Deaktivierung der Bildung eines Steuersignals nach einer Betätigung der Regel- und Steuerorgane im Bereich von zwei Minuten liegt.Experience has shown that it usually takes several minutes after leaving the user from the hob can boil empty. According to one Further development of the invention, the method is carried out so that the predetermined time interval for deactivating the formation of a control signal after actuation of the regulating and control organs in the area of two minutes lies.

Selbst bei ungünstigen Bedingungen, z.B. wenig Flüssigkeit im Geschirr und hohe Energiezufuhr, kann dann ein Leerkochen sicher erkannt werden.Even in unfavorable conditions, e.g. little liquid in the dishes and high Energy supply, empty cooking can then be reliably recognized.

Versuche haben gezeigt, daß man das Verfahren bei der ersten und dritten Temperaturkonstellation sicher führen kann, wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung das vorgegebene Abstandsintervall für das IST-Temperatursignal in Bezug auf die Abschalttemperatur im Bereich von 40K liegt.Experiments have shown that the procedure is the first and third Temperature constellation can lead safely if, according to an embodiment of the Invention the predetermined distance interval for the actual temperature signal in Regarding the switch-off temperature is in the range of 40K.

Weitere Versuche haben gezeigt, daß bei der zweiten und dritten Temperaturkonstellation der kritische Betriebszustand sicher erkannt werden kann, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der vorgegebene Mindestbetrag für das Absinken der Energiezufuhr im Bereich von 2 % pro Minute liegt.Further experiments have shown that the second and third Temperature constellation the critical operating state can be reliably recognized, if according to a further embodiment of the invention the predetermined one Minimum amount for the decrease in energy supply in the range of 2% per Minute lies.

Wird die Energiezufuhr zum Heizkörper der Kochzone getaktet, dann hat es sich zur genaueren Erfassung der Temperatur als zweckmäßig erwiesen, wenn das Temperatursignal ebenfalls getaktet und synchron zum Taktsignal abgeleitet wird.If the energy supply to the radiator of the cooking zone is clocked, then it has proven to be more appropriate for more accurate detection of the temperature if that Temperature signal is also clocked and derived in synchronism with the clock signal.

Um die Erkennung des kritischen Betriebszustandes nicht zu verzögern, insbesondere dann, wenn die Energiezufuhr getaktet, beispielsweise mit einem Takt pro 40 Sekunden, erfolgt, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Verfahren so geführt, daß die zeitliche Ableitung des Temperatursignals aus einer Ausgleichsgeraden durch die früheren Temperatur-Werte und der Differenz von deren Extrapolation zum aktuellen Temperatur-Wert gebildet wird, sowie daß die zweite zeitliche Ableitung des Temperatursignals aus einer Ausgleichsgeraden durch die früheren Werte der ersten zeitlichen Ableitung und der Differenz von deren Extrapolation zum aktuellen Wert der ersten zeitlichen Ableitung gebildet wird.In order not to delay the detection of the critical operating state, especially when the energy supply is clocked, for example with a Cycle per 40 seconds, is carried out according to a development of the invention the method performed so that the time derivative of the temperature signal a straight line through the previous temperature values and the difference from their extrapolation to the current temperature value, and that the second time derivative of the temperature signal from a straight line by the earlier values of the first time derivative and the difference of extrapolated to the current value of the first time derivative becomes.

Das Auswerten der Erkennung des kritischen Betriebszustandes kann auf verschiedene Weise erfolgen. Dieser Zustand kann im einfachsten Fall angezeigt werden, vorteilhaft jedoch verbunden mit einer Warnung, die akustisch, oder optisch aber auch über Fernwirkung (Homebus) erfolgen kann. Bei einer vollautomatisierten Regelung wird vorzugsweise direkt der Heizkörper ausgeschaltet.The evaluation of the detection of the critical operating state can be based on done in different ways. In the simplest case, this state can be displayed are, however, advantageously combined with a warning that is audible or optically but also via remote effect (home bus). At a fully automated control is preferably directly the radiator switched off.

Die Lösung der vorbeschriebenen Aufgabe gelingt hinsichtlich der eingangs bezeichneten Vorrichtung zur Durchführung der vorgenannten Verfahren, ausgehend von einem Kochfeld mit einer Glaskeramik-Kochfläche, die mindestens eine Kochzone aufweist, welcher ein Heizkörper zugeordnet ist, dessen Energiezufuhr über Regel- und Steuerorgane einstellbar ist, an welcher ein Temperaturfühler angebracht ist, der die Temperatur der Kochzone oder eine davon abgeleitete Größe als Signal (Temperatursignal) betrieblich erfaßt, und welcher ein Schutztemperaturbegrenzer mit einstellbarer Abschalttemperatur zugeordnet ist, gemäß der Erfindung dadurch, daß eine elektronische Auswerte- und Steuereinheit vorgesehen ist, der neben dem Temperatursignal (T) Signale über die Abschalttemperatur (T_A), die Energiezufuhr (E_Z) und über eine Betätigung (B_R) der Regel- und Steuerorgane zugeführt sind, und die ausgangsseitig mit der Einstellung der Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers, den Regel- und Steuerorganen und optional mit einer Anzeige- bzw. Warneinheit verbunden ist, und die eine erste Vergleichsstufe für den Vergleich der Kochzonentemperatur mit der Abschalttemperatur besitzt und die weitere Stufen zum Bilden eines Steuersignals zum Erkennen des Leerkochens des Geschirres abhängig von dem Vergleich aufweist,
wobei die weiteren Stufen eine solche zum Bilden sowohl der ersten als auch der zweiten zeitlichen Ableitung des Temperatursignals und Erfassen einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal außerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt, und zum Bilden des Steuersignals, wenn beide zeitliche Ableitungen positiv sind, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Erhöhung der Leistungszufuhr betätigt wurden, aufweisen,
oder wobei die weiteren Stufen eine solche zum Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal der Abschalttemperatur entspricht, und zum Bilden eines Steuersignals, wenn die Energiezufuhr absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden, aufweisen,
oder wobei die weiteren Stufen eine solche zum Absenken der Abschalttemperatur auf den Wert des IST-Temperatursignals, wenn dieses im Temperaturgleichgewicht innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt, sowie zum Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, und zum Bilden eines Steuersignals, wenn die Energiezufuhr um einen vorgegebenen Betrag absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden, aufweist.The above-described object is achieved with respect to the above-mentioned device for carrying out the above-mentioned methods, starting from a hob with a glass ceramic cooking surface which has at least one cooking zone to which a heating element is assigned, the energy supply of which can be adjusted via regulating and control elements which is attached to a temperature sensor that operationally detects the temperature of the cooking zone or a variable derived therefrom as a signal (temperature signal), and which is assigned a protective temperature limiter with adjustable switch-off temperature, according to the invention in that an electronic evaluation and control unit is provided which In addition to the temperature signal (T), signals about the switch-off temperature (T _A ), the energy supply (E _Z ) and an actuation (B _R ) are fed to the regulating and control elements, and on the output side with the setting of the switch-off temperature of the protective temperature limiter, the regulating and control elements and is optionally connected to a display or warning unit, and which has a first comparison stage for comparing the cooking zone temperature with the switch-off temperature and which has further stages for forming a control signal for detecting the empty cooking of the dishes depending on the comparison ,
the further stages being one for forming both the first and the second time derivative of the temperature signal and detecting an actuation of the control and regulating elements if the temperature signal lies outside a predetermined interval to the switch-off temperature, and for forming the control signal if both time derivatives are positive without the regulating and control elements having been actuated to increase the power supply within a previous predetermined time interval,
or the further stages being one for detecting the supply of energy to the radiator and actuation of the control and regulating elements when the temperature signal corresponds to the switch-off temperature, and for forming a control signal when the supply of energy drops without the regulating and control elements within one previous predetermined time interval were actuated to reduce the power supply,
or wherein the further stages include lowering the switch-off temperature to the value of the ACTUAL temperature signal if this is in temperature equilibrium within a predetermined interval from the switch-off temperature, and for detecting the energy supply to the radiator and actuating the control and regulating elements, and for Forming a control signal when the energy supply decreases by a predetermined amount without the regulating and control elements having been actuated within a previous predetermined time interval to reduce the power supply.

Weitere ausgestaltende Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Diagramme und Ausführungsbeispiele.Further design features and advantages of the invention result from the the description of the diagrams shown in the drawings and Embodiments.

Es zeigen:

Fig. 1: ein Temperatur-Zeitdiagramm unter Darstellung des Temperaturverlaufes beim Ankochvorgang, einschließlich des Verlaufes der ersten und zweiten Ableitung der Temperaturkurve,
Fig. 2: ein Diagramm entsprechend Fig. 1, jedoch unter Darstellung der Kurven beim Leerkochen des Geschirres,
Fig. 3: ein Diagramm entsprechend Fig. 1, jedoch unter Darstellung der Kurven in der Ankochphase mit Verringerung der Leistung,
Fig. 4: ein Temperatur-Zeitdiagramm, bei der die Temperaturwerte der Vergangenheit mittels einer Ausgleichsgeraden gemittelt und der aktuelle Temperaturwert mit der zeitlichen Extrapolation der Ausgleichsgeraden verglichen wird,
Fig. 5: ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Erkennung des Leerkochens eines Geschirres, und
Fig. 6: ein Flußdiagramm für die Programmschritte eines in der Vorrichtung nach Fig. 6 enthaltenen Mikroprozessors.

Show it:

Fig. 1: a temperature-time diagram showing the temperature curve during the parboiling process, including the curve of the first and second derivative of the temperature curve,
Fig. 2: 1, but showing the curves when the dishes are boiled empty,
Fig. 3: 1, but showing the curves in the parboiling phase with a reduction in performance,
Fig. 4: 1 shows a temperature-time diagram in which the temperature values of the past are averaged using a straight line and the current temperature value is compared with the temporal extrapolation of the straight lines,
Fig. 5: a block diagram of the device for performing the method for detecting the empty cooking of a tableware, and
Fig. 6: a flowchart for the program steps of a microprocessor contained in the device according to FIG. 6.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung des Leerkochens des Geschirrs beruht auf der Auswertung der Veränderung des Wärmeflusses und der damit verbundenen Größen Temperatur und Einschaltdauer des Kochgerätes sowie der aus diesen beiden abgeleiteten Größen.The method according to the invention for detecting empty cooking of the dishes is based on the evaluation of the change in the heat flow and thus associated variables temperature and duty cycle of the cooking appliance and the from these two derived quantities.

Abhängig von der Abschalttemperatur von typisch 560° C des grundsätzlich bei einem Glaskeramik-Kochfeld vorhandenen Schutztemperaturbegrenzers sind drei Funktionsprinzipien zu unterscheiden:Depending on the switch-off temperature of typically 560 ° C the at There are three protective temperature limiters in a glass ceramic cooktop Distinguish functional principles:

1. Temperatur des Kochfeldes unterhalb der Abschalttemperatur.1. Temperature of the hob below the switch-off temperature.

Der zeitliche Verlauf der Temperatur in diesem Bereich sowie die 1. und 2. zeitliche Ableitung der Werte der entsprechenden Kurve ist in Fig. 1 dargestellt. Nach dem Einschalten, d.h. während des Ankochens, steigt die Temperatur der Kochfläche an, um sich einem Sättigungswert zu nähern, der vom Gleichgewicht zwischen Energie-Zufuhr und Energie-Abfuhr durch Verluste und Verdampfung von wässrigem Kochgut charakterisiert wird (durchgezogene Kurve). Hierbei steigt die zeitliche Änderung (1. Ableitung) der Temperatur entsprechend der punktierten Kurve zunächst schnell auf ihren Maximalwert, um dann langsam abzusinken. Die Anlaufphase der ersten zeitlichen Ableitung der Temperatur entsteht durch die Aufwärmung des der Kochzone zugeordneten Heizkörpers. Danach sinkt die 1. zeitliche Ableitung, da der Anstieg der Temperatur durch die bei höher werdender Temperatur zunehmenden Verluste flacher wird. Die zweite zeitliche Ableitung (strichlierte Kurve) ist in der Anlaufphase positiv, danach während der weiteren Aufheizung negativ.The time course of the temperature in this area as well as the 1st and 2nd The time derivative of the values of the corresponding curve is shown in FIG. 1. After switching on, i.e. during parboiling, the temperature of the Hob to approach a saturation level that is out of balance between energy supply and energy dissipation through losses and evaporation is characterized by watery cookware (solid curve). Here the temporal change (1st derivative) of the temperature increases according to the dotted curve first quickly to its maximum value, then slowly to sink. The start-up phase of the first time derivative of the temperature arises from the heating of the radiator assigned to the cooking zone. After that, the 1st time derivative decreases because the temperature increases due to the as the temperature rises, losses become flatter. The second Time derivation (dashed curve) is positive in the start-up phase, afterwards negative during further heating.

Kocht ein auf die Kochfläche aufgestelltes Geschirr leer, schließt sich gemäß den in Fig. 2 analog der Fig. 1 dargestellten Temperatur-Kurven ein erneuter Anstieg der Temperatur an. Charakteristisch ist, daß hier die erste und die zweite Ableitung der Temperatur postiv sind. Hierdurch läßt sich diese Phase von der normalen Aufheizung nach der Anlaufphase gemäß Fig. 1 unterscheiden, in der die zweite zeitliche Ableitung negativ ist, und läßt sich somit zur Erkennung des Leerkochens des Geschirrs auswerten.If a set of dishes on the cooking surface cooks empty, closes according to the a temperature increase shown in FIG. 2 analogous to FIG. 1, a new increase the temperature. It is characteristic that here the first and the second Derivative of the temperature are positive. This allows this phase of the Differentiate normal heating after the start-up phase according to FIG the second time derivative is negative, and can thus be used to identify the Evaluate empty cooking of the dishes.

Der Verlauf der Temperatur und damit die Werte der 1. und 2. Ableitung hängen jedoch auch von der Leistungszufuhr zu den Heizelementen der Kochzonen mittels der üblichen Steuer- bzw. Regelorgane ab. Diese Bedingung muß daher bei der Erkennung des kritischen Betriebszustandes des Leerkochens des Geschirrs mit berücksichtigt werden.The course of the temperature and thus the values of the 1st and 2nd derivative depend but also from the power supply to the heating elements of the cooking zones by means of the usual tax or regulatory bodies. This condition must therefore upon detection of the critical operating state of the empty cooking of the Dishes are taken into account.

Wird die Leistungszufuhr mittels der Steuer- und Regelorgane erhöht, wird die zweite Ableitung neben der 1. Ableitung ebenfalls positiv, d.h. es liegt die gleiche Wertekonstellation wie beim Leerkochen gemäß Fig. 2 vor. In diesem Fall ist der Benutzer jedoch offensichtlich anwesend, weshalb in diesem Fall die Erkennung des kritischen Betriebszustandes kurzfristig außer Kraft gesetzt werden kann, ohne daß der Schutz beeinträchtigt wird. Typischerweise 2 Min. nach einer Betätigung der Steuer- bzw. Regelorgane wird die Erkennung wieder aktiviert.If the power supply is increased by the control and regulation bodies, the second derivative in addition to the first derivative also positive, i.e. it lies same constellation of values as for empty cooking according to FIG. 2. In this Case, however, the user is obviously present, which is why the Detection of the critical operating state can be temporarily overridden can without compromising protection. Typically 2 minutes after one Activation of the control or regulating elements activates the detection again.

Wird die Leistungszufuhr mittels der Steuer- und Regelorgane erniedrigt, wird die zweite Ableitung nach einiger Zeit positiv, so wie es im Diagramm nach Fig. 3 dargestellt ist. Die erste Ableitung ist jedoch in diesem Fall negativ, wodurch dieser Fall als unkritisch unterschieden werden kann.If the power supply is reduced by the control and regulation bodies, the second derivative positive after some time, as is the case in the diagram according to FIG. 3 is shown. The first derivative is negative in this case, however this case can be distinguished as uncritical.

Die Wirksamkeit der Erkennung des kritischen Betriebszustandes des Leerkochens von Geschirr hängt im nicht unbeachtlichen Maße von der Genauigkeit der Temperaturerfassung bzw. der Erfassung ihres zeitlichen Verlaufes ab. Diese wird jedoch typischerweise auch von der Leistungssteuerung des Kochfeldes beeinflußt. Diese Abhängigkeit soll vorab im Zusammenhang mit dem ersten Fall dargestellt werden. Sie gilt auch für die anderen Temperaturbereiche, die noch dargestellt werden.The effectiveness of the detection of the critical operating state of empty cooking of dishes depends to a not inconsiderable degree on the accuracy of the Temperature detection or the recording of their temporal course. This However, this is also typically determined by the power control of the hob influenced. This dependency is said to be in advance in connection with the first case being represented. It also applies to the other temperature ranges that still being represented.

Die Leistungssteuerung von Kochzonen erfolgt typischerweise gemäß dem Stand der Technik durch Takten der Stromzufuhr. Dabei wird bei fester Gesamtdauer des Intervalls von z.B. 40 s das Verhältnis von eingeschalteter, d.h. stromführender Dauer, zur Gesamtdauer, variiert. Dieses Ein- und Ausschalten führt zu einer periodischen Änderung der Glaskeramik-Temperatur, die der langfristigen Temperaturänderung überlagert ist. Um den störenden Einfluß dieser periodischen Änderung auszufiltern, wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Temperatur synchron zum Takten - z.B. immer an der Ausschaltflanke - gemessen.The power control of cooking zones is typically based on the status the technology by clocking the power supply. Thereby with a fixed total duration the interval of e.g. 40 s the ratio of switched on, i.e. current-carrying duration, to the total duration, varies. This switching on and off leads to a periodic change in the glass ceramic temperature, which the long-term temperature change is superimposed. To the disruptive influence of this Filtering out periodic changes is carried out according to one embodiment of the Invention the temperature in sync with clocking - e.g. always at the Switch-off edge - measured.

Eine weitere Möglichkeit der exakten Temperatur-Bestimmung besteht darin, die Leistung praktisch kontinuierlich - z.B. durch eine Pulspaktet-Steuerung - einzustellen, so daß auch der Temperaturverlauf entsprechend kontinuierlich verläuft. Another possibility for exact temperature determination is that Performance practically continuous - e.g. through a pulse package control - set so that the temperature profile is continuously corresponding runs.

Auch die Genauigkeit der Temperaturmessung bedarf der Berücksichtigung. Im praktischen Betrieb unterliegen nämlich die Temperaturmessungen Schwankungen durch Meßungenauigkeiten und Störgrößen. Üblicherweise werden zur Verringerung dieser Effekte mehrere Werte zeitlich gemittelt. Dies bedeutet jedoch eine Verzögerung bei der Erkennung des leerkochenden Geschirrs, da erst mehrere Werte zur Mittelung vorliegen müssen. Insbesondere beim Takten des Energiereglers mit der typischen Rate von einem Takt pro 40 s ist diese Verzögerung für die Erkennung des kritischen Betriebszustandes nicht tolerierbar.The accuracy of the temperature measurement also needs to be taken into account. in the In practical operation, the temperature measurements are subject to fluctuations due to measurement inaccuracies and disturbances. Usually for Reducing these effects averaged several values. this means however, there is a delay in the detection of the empty dishes, since only several values must be available for averaging. Especially when clocking the Energy regulator at the typical rate of one cycle per 40 s is this Delay for the detection of the critical operating state cannot be tolerated.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden daher nur die Temperaturwerte der Vergangenheit mittels einer Ausgleichsgeraden gewichtet, der aktuelle Wert jedoch nicht gemittelt, sondern mit der zeitlichen Extrapolation der Ausgleichsgeraden verglichen, so wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Dies ist in vorteilhafter Weise durchführbar, da vor dem Leerkochen das System mindestens annähernd im Gleichgewicht ist, sich durch das Leerkochen jedoch sprunghaft ändert.In a preferred embodiment of the invention, therefore, only the Past temperature values weighted using a straight line however, the current value is not averaged, but with the temporal extrapolation compared the best-fit line, as shown in FIG. 4. This is in can be carried out in an advantageous manner since the system at least before the boiling is empty is almost in equilibrium, but leaps and bounds due to empty cooking changes.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muß nicht zwangsläufig direkt die Temperatur der Glaskeramik bestimmt werden. Das Verfahren läßt sich auch mit einer temperaturabhängigen Größe, wie dem Bahnwiderstand von Sensoren auf der Unterseite der Kochfläche gemäß DE 196 32 057 A1, erfolgreich durchführen. Vorteilhaft ist hier, daß die Alterung der Sensoren das Verfahren nicht behindert, da nur die zeitlichen Ableitungen der Widerstandswerte verwendet werden. Eine Temperatur-Kalibrierung der Sensoren ist nicht erforderlich.It is not absolutely necessary to carry out the method according to the invention the temperature of the glass ceramic can be determined directly. The procedure can be even with a temperature-dependent variable, such as the sheet resistance of Sensors on the underside of the cooking surface according to DE 196 32 057 A1, perform successfully. It is advantageous here that the aging of the sensors Procedure not hindered, since only the time derivatives of the Resistance values are used. A temperature calibration of the sensors not necessary.

So much for temperature measurement.

Der Betriebszustand des Leerkochens des Geschirrs wird daher im ersten Temperaturbereich als kritisch erkannt, wenn sowohl die erste und zweite zeitliche Ableitung der Temperatur positiv sind, ohne daß die Steuer- und Regelorgane innerhalb einer vorgegebenen Zeit zu einer Erhöhung der Leistungszufuhr bestätigt wurden. Diese Konstellation ist jedoch im nachfolgend beschriebenen 2. Temperaturbereich nicht mehr gegeben.The operating state of empty cooking of the dishes is therefore the first Temperature range recognized as critical when both the first and second Time derivative of the temperature are positive without the control and Control organs to increase the Power supply have been confirmed. However, this constellation is as follows 2nd temperature range described no longer exist.

2. Temperatur an der Abschalttemperatur des Schutztemperatur- begrenzers2. Temperature at the cut-out temperature of the protective temperature limiter

Liegt die Temperatur der Glaskeramik-Kochfläche an der Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers, ändert sich die Temperatur beim Leerkochen nicht. Bei dieser Temperaturkonstellation regelt der Schutztemperaturbegrenzer auf konstante Temperatur. Die nach dem Leerkochen schlechtere Wärmeabfuhr des Systems äußert sich dann in einer verringerten Strom-Einschaltdauer pro Zyklus. Als Indikation des kritischen Betriebszustandes wird dann verwendet, daß sich die Strom-Einschaltdauer verringert, obwohl die Regel- und Steuerorgane nicht betätigt wurden.Is the temperature of the glass ceramic cooktop at the switch-off temperature of the Protection temperature limiter, the temperature does not change when cooking empty. The protective temperature limiter regulates in this temperature constellation constant temperature. The poorer heat dissipation of the after cooking Systems then manifests itself in a reduced current duty cycle. It is then used as an indication of the critical operating state that the Current duty cycle is reduced, although the regulating and control elements are not were operated.

Werden die Regel- und Steuerorgane zur Erhöhung der Leistung bedient, ändert sich die relative Einschaltdauer nicht, da die Leistung des Systems vom Schutztemperaturbegrenzer begrenzt wird. Werden die Regel- und Steuerorgane zur Verringerung der Leistung bedient, kann sich jedoch die relative Einschaltdauer ebenfalls verringern, ohne daß ein kritischer Betriebsfall vorliegt. In einem solchen Bedienfall wird nach der Einstellung der Leistung daher die Überwachung kurzzeitig, typ. für 2 min., abgeschaltet. Die Temperatur sinkt dann unter die Abschalttemperatur und die Überwachung wird auf die Kriterien über die zeitlichen Ableitungen der Temperatur entsprechend der unter 1. beschriebenen Fallkonstellation umgestellt. Auch hier gilt jedoch, daß bei der Bedienung der Regel- und Schaltorgane offensichtlich eine Person anwesend ist und das Gerät beobachtet, so daß in der 2-minütigen Deaktivierungsphase kein Leerkochen auftreten kann.If the regulating and control organs are operated to increase performance, changes the duty cycle does not change because the performance of the system varies from Protective temperature limiter is limited. Become the regulating and control bodies used to reduce performance, however, the relative Also reduce the duty cycle without a critical operating case. In such an operating case, therefore, after setting the power Monitoring briefly, typically for 2 minutes, switched off. The temperature is sinking then below the shutdown temperature and monitoring is based on the criteria over the time derivatives of the temperature corresponding to that under 1. described case constellation changed. Here too, however, it applies that the Operation of the control and switching elements obviously a person is present and observes the device so that in the 2-minute deactivation phase no Empty cooking can occur.

3. Temperatur etwas unterhalb der Abschalttemperatur3. Temperature slightly below the switch-off temperature

Steigt bei gefülltem Geschirr die Temperatur so weit an, daß die Temperatur im Gleichgewicht etwas unterhalb der Abschalttemperatur liegt, erhöht sich beim Leerkochen die Temperatur nur geringfügig, bis sie durch den Schutztemperaturbegrenzer begrenzt wird. Für eine sichere Auswertung sind die Signale aus der ersten und zweiten Ableitung entsprechend der unter 1. beschriebenen Fallkonstellation dann zu gering.If the dishes are full, the temperature rises so far that the temperature in the Equilibrium is slightly below the switch-off temperature, increases at Empty the temperature only slightly until it passes through the Protective temperature limiter is limited. For a safe evaluation, they are Signals from the first and second derivation corresponding to that under 1. described case constellation then too small.

In diesem Fall wird die Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers auf den aktuellen Wert abgesenkt und ein leerkochendes Geschirr wird dann wie bei der unter 2. beschriebenen Fallkonstellation erkannt.In this case the cut-out temperature of the protective temperature limiter is raised the current value is lowered and empty dishes are then as with the case constellation described under 2.

Dieses Verfahren setzt zunächst das Erkennen eines Temperatur-Gleichgewichtszustandes voraus. Dieser Zustand wird erkannt, wenn sich die Temperatur über längere Zeit nur noch unwesentlich ändert. Liegt die Temperatur dann nur wenig unter der üblichen Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers, wird dessen Abschalttemperatur auf den aktuellen Temperaturwert herabgesetzt.This method initially involves the detection of a temperature equilibrium state ahead. This condition is recognized when the Temperature changes only insignificantly over a long period of time. Is the temperature then just a little below the usual switch-off temperature of the Protection temperature limiter, its switch-off temperature is set to the current one Reduced temperature value.

Normalerweise verringert eine niedrigere Abschalttemperatur des Temperaturbegrenzers die Leistungsfähigkeit des Kochgerätes und führt zu einer Verlängerung der Ankochdauer, da eine niedrigere Maximaltemperatur zur Verfügung steht. Beim vorstehenden Verfahren ist dies jedoch nicht der Fall, da die Temperatur nur angepaßt wird, wenn die Gleichgewichtstemperatur ohnehin im fraglichen Bereich liegt.Usually a lower shutdown temperature of the Temperature limiter the performance of the cooking device and leads to a Extension of the heating time, as a lower maximum temperature for Available. In the above method, however, this is not the case because the temperature is only adjusted if the equilibrium temperature is anyway is in the area in question.

Werden die Regel- und Steuerorgane wieder betätigt, wird die Absenkung der Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers aufgehoben, um gegebenenfalls die volle Leistung bei hoher Temperatur bereitzustellen. If the regulating and control organs are operated again, the lowering of the Switch-off temperature of the protective temperature limiter canceled to provide full power at high temperature if necessary.

In der Praxis hat sich dabei ein Bereich von 40 K unterhalb der normalen Abschalttemperatur für die Erkennung des kritischen Betriebszustandes nach der 3. Fallkonstellation als ausreichend erwiesen.In practice, there is a range of 40 K below the normal switch-off temperature for the detection of the critical operating state after the 3rd Case constellation proved to be sufficient.

In der Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Erkennung des Leerkochens von Geschirr bei einem Kochfeld mit einer Glaskeramik-Kochfläche 1 dargestellt, die im Ausführungsbeispiel vier Kochzonen 2 besitzt. Jeder Kochzone 2 ist ein Heizkörper 3 zugeordnet, beispielsweise ein elektrisch betriebener Strahlungsheizkörper, dessen Energiezufuhr über eine Regelstufe 4, betätigbar über Stellelemente 5, beispielsweise Berührungsschalter, Drehschalter oder dergleichen, einstellbar ist. Jeder Kochzone 2 ist ferner ein Temperaturfühler 6 zugeordnet, der direkt die Temperatur in der Kochzone oder eine davon abgeleitete Größe betrieblich erfaßt. Derartige Temperaturfühler für Kochzonen sind in mannigfaltigen Ausführungsformen auf dem Markt bzw. im einschlägigen Schriftum, z.B. in der DE 196 32 057 A1, beschrieben. Der besseren Übersicht halber sind in Fig. 5 Heizkörper und Temperaturfühler nur für eine Kochzone dargestellt.5 is an embodiment of a device for detecting the Cooking dishes empty in a cooktop with a glass ceramic hob 1, which has four cooking zones 2 in the exemplary embodiment. Everyone Cooking zone 2 is assigned a radiator 3, for example an electric one operated radiant heater, the energy supply via a control stage 4, can be actuated via control elements 5, for example touch switches, rotary switches or the like, is adjustable. Each cooking zone 2 is also a temperature sensor 6 assigned to directly the temperature in the cooking zone or one of them derived size recorded operationally. Such temperature sensors for cooking zones are in various forms on the market or in the relevant Font, e.g. in DE 196 32 057 A1. The better overview for this reason, in Fig. 5 radiators and temperature sensors are only for one cooking zone shown.

Das entsprechende Temperatursignal T des Temperaturfühlers 6 wird einmal der Regelstufe 4 zugeführt, als IST-Wert für die übliche Temperaturregelung der Kochzone. Es gelangt zum anderen auf einen Schutztemperaturbegrenzer 7 mit einstellbarer Abschalttemperatur T_A, hier in elektronischer Ausführung, der mit der Regelstufe 4 ebenfalls verbunden ist. Dieser Schutztemperaturbegrenzer 7 begrenzt die Temperatur in der Kochzone auf den Wert der Abschalttemperatur T_A, auch als Schaltschwelle bezeichnet. Derartige Schutztemperaturbegrenzer mit einstellbarer Abschalttemperatur sind ebenfalls bekannt.The corresponding temperature signal T of the temperature sensor 6 is fed once to the control stage 4 as the actual value for the usual temperature control of the cooking zone. On the other hand, it reaches a protective temperature limiter 7 with an adjustable switch-off temperature T _A , here in an electronic version, which is also connected to control stage 4. This protective temperature limiter 7 limits the temperature in the cooking zone to the value of the switch-off temperature T _A , also referred to as the switching threshold. Such protective temperature limiters with adjustable switch-off temperature are also known.

Das Temperatursignal wird weiterhin einer zentralen Auswerte- und Steuereinheit 8 zugeführt, in der die Erkennung des kritischen Betriebszustandes des Leerkochens von Geschirr durchgeführt wird. Zu diesem Zweck werden der Auswerte- und Steuereinheit 8 weitere Signale zugeführt, nämlich:

die Abschalttemperatur T_A des Schutztemperaturbegrenzers,
das Signal E_Z, das ein Maß für die dem Heizkörper 3 zugeführte Energie ist, und
das Signal B_R, das ein Maß für die Betätigung des Stellelementes 5 ist, einschließlich der Richtung, in der das Stellelement betätigt wurde (Erniedrigen oder Erhöhen der Energiezufuhr).

The temperature signal is also fed to a central evaluation and control unit 8, in which the detection of the critical operating state of the empty cooking of dishes is carried out. For this purpose, the evaluation and control unit 8 is supplied with further signals, namely:

the switch-off temperature T _{A of} the protective temperature limiter,
the signal E _Z , which is a measure of the energy supplied to the radiator 3, and
the signal B _R , which is a measure of the actuation of the actuating element 5, including the direction in which the actuating element was actuated (decrease or increase in the energy supply).

Ausgangsseitig wirkt die Auswerte- und Steuereinheit 8 mit ihrem Ausgang A1 auf den Schutztemperaturbegrenzer 7 hinsichtlich der Vorgabe der Abschalttemperatur T_A ein und sie ist über Ausgang A2 auch mit der Regelstufe 4 verbunden, um diese bei einem kritischen Betriebszustand abschalten zu können. Über den Ausgang A3 steht sie mit einer Anzeige- und/oder Warneinheit 9 in Verbindung, in der der kritische Betriebszustand angezeigt bzw. ein optisches oder akustisches Alarmsignal erzeugt wird.On the output side, the evaluation and control unit 8 acts with its output A1 on the protective temperature limiter 7 with regard to the specification of the switch-off temperature T _A and it is also connected via the output A2 to the control stage 4 in order to be able to switch it off in a critical operating state. Via output A3, it is connected to a display and / or warning unit 9, in which the critical operating state is displayed or an optical or acoustic alarm signal is generated.

In dieser Auswerte- und Steuereinheit, die vorzugsweise durch einen Mikroprozessor gebildet wird, werden die bereits eingehend beschriebenen Schritte zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr, das auf die Kochzonen 2 aufgestellt wird, durchgeführt. Die Verknüpfung der Schritte und der angelegten Signale ist nochmals in der Fig. 6 in Form eines üblichen Flußdiagrammes für die einzelnen Programmschritte dargestellt, aus dem sich auch die Zusammenhänge für die drei beschriebenen Temperaturkonstellationen unmittelbar ergeben. Aufgrund der eingehenden Beschreibung der Verfahrensschritte bei den einzelnen Temperaturkonstellationen und deren innerer Zusammenhang braucht an dieser Stelle das Flußdiagramm nach Fig. 6 nicht mehr umfassend näher beschrieben zu werden. Es dürften die nachfolgenden Anmerkungen ausreichen:In this evaluation and control unit, preferably by a Microprocessor is formed, are those already described in detail Steps to detect empty cooking on dishes on cooking zones 2 is set up, carried out. Linking the steps and the created ones 6 is again in the form of a conventional flow chart for the signals individual program steps, which also shows the relationships for the three temperature constellations described above. Based on the detailed description of the procedural steps in the individual Temperature constellations and their inner connection needs on this Place the flowchart of FIG. 6 no longer described in detail become. The following comments should suffice:

Die Temperatur-Information T_A wird in der Auswerte- und Steuereinheit 8 gespeichert, um die Ausgleichsgerade durch die letzten 5 Meßpunkte und die Extrapolation auf den aktuellen Zeitpunkt entsprechend der Fig. 4 zu berechnen. Wird eine annähernd konstante Temperatur im Bereich innerhalb 40K der Schaltschwelle des Schutztemperaturbegrenzers 7 (560° C) festgestellt, wird diese Schaltschwelle auf den aktuellen Wert gesenkt, um gemäß Fall 3 weiter vorzugehen.The temperature information T _A is stored in the evaluation and control unit 8 in order to calculate the best-fit line through the last 5 measuring points and the extrapolation to the current time in accordance with FIG. 4. If an approximately constant temperature in the range within 40K of the switching threshold of the protective temperature limiter 7 (560 ° C.) is determined, this switching threshold is reduced to the current value in order to proceed according to case 3.

Ist die Temperatur der Kochzone an der Schaltschwelle (Fall 2), wird die relative Einschaltdauer für die letzten 5 Werte abgespeichert. Sinkt diese in zwei aufeinanderfolgenden Perioden um mindestens 2 % ab, wird ein leerkochendes Geschirr erkannt und z.B. die Kochzone abgeschaltet. Bei einem typischen Kochvorgang sinkt die Einschaltdauer von einem Gleichgewichtswert von 65 % beim Kochen mit Kochgut beim Leerkochen innerhalb von 6 min. auf 35 %, so daß ein Abfall um zweimal 2 % sehr frühzeitig und sicher erkannt wird. Werden die Stellelemente 5 zur Änderung der Leistungseinstellung betätigt, wird die Leerkocherkennung für 2 min. außer Kraft gesetzt, so daß es zu keinen Fehlabschaltungen kommt. Auch die Bildung der Ableitungen gemäß Fall 1 erfolgt in der Auswerte- und Steuereinheit 8.If the temperature of the cooking zone is at the switching threshold (case 2), the relative Duty cycle saved for the last 5 values. Sinks this in two consecutive periods by at least 2%, is a empty dishes are recognized and e.g. the cooking zone switched off. At a typical cooking process, the duty cycle decreases from an equilibrium value of 65% when cooking with food when boiling empty within 6 min. on 35%, so that a drop of 2% is recognized very early and reliably. If the control elements 5 are actuated to change the power setting, is the empty cook detection for 2 min. overridden so that there are none False shutdowns come. The formation of the derivatives according to case 1 takes place in the evaluation and control unit 8.

Alles was in diesem Zusammenhang auch zu den Besonderheiten der Temperaturmessung bzw. der Zufuhr der Energie zu den Heizkörpern gesagt worden ist, insbesondere die Besonderheiten bei einer getakteten Energiezufuhr, gelten direkt auch für die Vorrichtung nach Fig. 5 und braucht daher an dieser Stelle nicht nochmals wiederholt werden.Everything in this context also about the peculiarities of Temperature measurement or the supply of energy to the radiators said has been, in particular the special features of a pulsed energy supply, apply directly to the device according to FIG. 5 and therefore needs it Position not to be repeated again.

In Fig. 5 ist der elektronische Schutztemperaturbegrenzer als separate Stufe 7 dargestellt. Er kann auch ein Teil der Auswerte- und Steuereinheit 8 sein, mit Vorgabe der Abschalttemperatur durch die Software.5, the electronic protective temperature limiter is a separate stage 7 shown. It can also be part of the evaluation and control unit 8, with Specification of the switch-off temperature by the software.

Falls der Benutzer das Geschirr, den Topf, während des Kochens ein wenig verschiebt, wird die Kochzone zu einem geringeren Prozentsatz bedeckt und die Temperatur steigt an bzw. die Einschaltdauer sinkt ab. Dies würde das erfindungsgemäße System als "leerkochenden Topf" qualifizieren und ein Steuersignal erzeugen. Dies wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Systems umgangen, wenn das Bilden des Steuersignals oder seine Weiterleitung für ein vorgegebenes Zeitintervall, vorzugsweise 2min., gesperrt wird, wenn das Geschirr, erkannt durch eine übliche Topferkennungsschaltung, die Kochzone nur zu einem vorgegebenen Prozentsatz bedeckt. Es ist unschädlich dies zu tun, da der Benutzer anwesend ist, wenn der Topf bewegt wird.If the user uses the dishes, the saucepan, while cooking a little moves, the cooking zone is covered to a lesser percentage and the The temperature rises or the duty cycle decreases. It would Qualify system according to the invention as an "empty pot" and a Generate control signal. According to an advantageous further development of the System bypassed when forming the control signal or forwarding it is blocked for a predetermined time interval, preferably 2 minutes, if the Dishes, recognized by a conventional pan detection circuit, only the cooking zone covered to a predetermined percentage. It is harmless to do so there the user is present when the pot is moved.

Claims

Method for recognizing the empty cooking of crockery in hobs with a glass ceramic cooktop which has at least one cooking zone to which a heating element is assigned, the energy supply of which is adjusted via regulating and control elements, and in which the temperature or a variable derived therefrom as a signal ( Temperature signal) recorded operationally and limited by means of a protective temperature limiter with adjustable switch-off temperature, with the steps:

Comparing the actual temperature signal with the switch-off temperature,

Forming both the first and the second time derivative of the temperature signal and detecting an actuation of the control and regulating elements when the temperature signal lies outside a predetermined interval from the switch-off temperature, and

Form a control signal if both time derivatives are positive, without the regulating and control elements having been actuated within a previous predetermined time interval to increase the power supply.

Comparing the actual temperature signal with the switch-off temperature,

Detecting the energy supply to the radiator and an actuation of the control and regulating organs when the temperature signal corresponds to the switch-off temperature, and

Form a control signal when the energy supply drops by a predetermined amount without the regulating and control elements being actuated within a previous predetermined time interval to reduce the power supply.

Method according to Claim 2, characterized in that when the regulating and control elements are actuated in the sense of reducing the power supply, the formation of the control signal is deactivated for a predetermined period of time, preferably in the range of two minutes, and it is then checked whether the temperature is still at the switch-off temperature or has dropped so far that the switch is made to the case that both time derivatives are positive.

Comparing the actual temperature signal with the switch-off temperature,

Lowering the switch-off temperature to the value of the ACTUAL temperature signal if this is in the temperature equilibrium within a predetermined interval between the switch-off temperature,

Detecting the energy supply to the radiator and an actuation of the control and regulating elements, and

Method according to claim 4, characterized in that when the regulating and control elements are actuated, the switch-off temperature is raised again to the original value.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the predetermined time interval for deactivating the formation of a control signal after actuation of the regulating and control elements is in the range of two minutes.

Method according to claim 1 or one of claims 4 to 6, characterized in that the predetermined distance interval for the ACTUAL temperature signal in relation to the switch-off temperature is in the range of 40K.

Method according to one of claims 2 to 7, characterized in that the predetermined minimum amount for the decrease in energy supply is in the range of 2% per minute.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the energy supply is clocked and the temperature signal is also clocked and derived in synchronism with the clock signal.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the temporal derivation of the temperature signal is formed from a straight line of compensation by the earlier temperature values and the difference from their extrapolation to the current temperature value.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the second time derivative of the temperature signal is formed from a straight line through the earlier values of the first time derivative and the difference from their extrapolation to the current value of the first time derivative.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the first and second time derivatives are formed from a temperature-dependent measured variable.

Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the control signal is a shutdown signal for the radiator and / or a display or alarm signal and this is preferably an acoustic or optical signal, the alarm also taking place via remote control (home bus) can.

Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the formation of the control signal is suppressed or its forwarding is blocked for a predetermined interval if the dishes cover the cooking zone only to a predetermined percentage.

Device for carrying out the method according to claims 1, or 2 or 4 with the associated subclaims, starting from a hob with a glass ceramic hob (1) which has at least one cooking zone (2), which is assigned a heating element (3) , whose energy supply is adjustable via regulating and control elements (4, 5), to which a temperature sensor (6) is attached, which detects the temperature of the cooking zone (2) or a variable derived therefrom as a signal (temperature signal), and which one Protective temperature limiter (7) is assigned with an adjustable switch-off temperature, characterized in that an electronic evaluation and control unit (8) is provided which, in addition to the temperature signal (T), signals about the switch-off temperature (T _A ), the energy supply (E _Z ) and an actuation (B _R ) of the regulating and control elements (4, 5) are supplied, and the output side with the setting of the switch-off temperature of the protected Temperature limiter (7), the regulating and control elements (4) and optionally connected to a display or warning unit (9), and which has a first comparison stage for comparing the cooking zone temperature with the switch-off temperature and the further stages for forming a control signal for recognizing the empty cooking of the dishes depending on the comparison, wherein
the further stages are those for forming both the first and the second time derivative of the temperature signal and for detecting an actuation of the control and regulating elements (4, 5) if the temperature signal lies outside a predetermined interval from the switch-off temperature, and for forming the control signal, if both time derivatives are positive without the regulating and control elements (4, 5) having been actuated within a previous predetermined time interval to increase the power supply, or wherein
the further stages one for detecting the energy supply to the radiator (3) and an actuation of the control and regulating members (4, 5) when the temperature signal corresponds to the switch-off temperature, and to form a control signal when the energy supply drops without the Regulating and control elements (4, 5) were actuated within a previous predetermined time interval to reduce the power supply, or have
the further stages include lowering the switch-off temperature to the value of the ACTUAL temperature signal if this is in temperature equilibrium within a predetermined distance interval from the switch-off temperature, and for detecting the energy supply to the radiator and actuating the control and regulating elements, and for forming one Control signal when the energy supply drops by a predetermined amount without the regulating and control elements were actuated within a previous predetermined time interval to reduce the power supply.

Apparatus according to claim 15, characterized in that the control signal is a switch-off signal for the radiator (3) and / or a display or alarm signal for an associated display or alarm stage (9).

Apparatus according to claim 15 or 16 with a circuit for a pan detection, characterized in that the stage for forming the control signal is coupled to the pan detection circuit in such a way that when the dishes on the cooking zone are shifted by a predetermined amount, the formation of the control signal for a specified time interval is omitted or its forwarding is blocked.