CN109891226A - 家用器具的氧气传感器的校准 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对家用器具（1）的氧气传感器（3）进行校准的方法（S1‑S7），其中如果所述家用器具（1）的至少一个状态参数（Z、t、T）至少已经达到（S1‑S3）预先给定的阈值（Zg、tg、Tg），那就自动地开始校准过程（S4‑S7）。本发明尤其能够有利地应用到具有蒸煮功能的烤炉上。

Description

家用器具的氧气传感器的校准

技术领域

本发明涉及一种用于对家用器具的氧气传感器进行校准的方法。本发明尤其能够有利地应用到蒸煮器具、比如带有蒸煮功能的烤炉或者独立的蒸汽锅上。

背景技术

DE 10 2010 054 607 B3涉及一种用于运行烹饪器具的方法，该方法具有以下步骤：通过λ探测器来检测氧气分压力；在所检测到的氧气分压力的基础上确定实际的环境压力并且在所述实际的环境压力的基础上对所述烹饪器具进行校准。“校准”在这里是指识别所述烹饪器具的实际的环境压力并且使运行过程与所述实际的环境压力相匹配。在此前提是，能够使借助于所述λ探测器确定的氧气分压力正确地与气压相关联。为了降低空气湿度对所述氧气分压力的测量的影响，能够在预先给定的白天时间实施“校准”。为了对所述λ探测器的偏移加以考虑而对λ探测器进行的校准没有得到公开。

DE 10 2012 021 928 A1涉及用于对布置在测量室中的废气传感器进行校准的方法和装置，其中在内燃机的排气道中或者在与其邻接的地方设置了所述测量室。为了开始校准阶段，通过用校准气体来填充所述测量室的方式来将处于所述测量室中的废气挤出并且在结束所述校准阶段时将废气导入到所述测量室中或者废气扩散到那里。

EP 2 161 569 A2涉及一种用于对由布置在内燃机的排气管路中的传感器、尤其是NOx传感器和/或λ探测器所提供的测量信号进行校准的方法，其中由所述传感器的测量尖部所检测的测量信号能够根据NOx浓度在特性曲线中示出，并且其中所述特性曲线具有应该连续地或者不连续地调准的零点偏差。说明一种用于对传感器进行校准的方法，该方法能够在不取决于内燃机的滑行运行的情况下来实施。这通过以下方式为实现，即：在正常的内燃机运行中通过使扫气从所述测量传感器的测量尖部的旁边流过的方式来进行调准。为此，要么将所述测量尖部从排气管路中移出要么而是将扫气有针对性地吹到所述测量尖部上。

发明内容

本发明的任务是，至少部分地克服现有技术的缺点并且尤其提供可靠地识别和补偿家用器具的氧气传感器的偏移的可行方案。

该任务按照独立权利要求的特征得到解决。优选的实施方式尤其能够从从属权利要求中得知。

所述任务通过一种用于对家用器具的氧气传感器进行校准的方法得到解决，其中如果所述家用器具的至少一个状态参数至少已经达到预先给定的阈值，那就开始校准过程。

在这种方法中利用以下认识，即：在所述氧气传感器的使用寿命的期间其测量值会偏移，因而测量值的绝对精度持续地变差。这种典型地在数周或者数月之后可以觉察到的偏移不仅从一个氧气传感器到另一个氧气传感器而有区别而且取决于有害物质、像比如硅酮的加载。

这种方法具有以下优点，即：能够可靠地识别并且必要时补偿所述偏移。由此又可以实现所述氧气传感器的较高的绝对的测量精度。因为所述家用器具的处理室中的氧气含量与所述处理室中的湿度成反比，所以能够将通过所述氧气传感器所测量的氧气含量用作用于所述处理室中的含水量的量度。

这尤其是有利的，如果将所述氧气传感器用于烹饪室的湿度调节。因为在将含水量用作用于所述湿度调节的导向变量（目标值）时绝对的测量值很重要，并且所述测量值的偏移对调节精度有直接的影响。按照所描述的方法进行的校准提高了测量精度并且由此又提高调节精度。

作为另一个优点，所述校准能够用简单的器具本身的器件来实施。不需要额外的组件或者测试气体。也不需要关于外部的环境参数的信息、比如安置地点的大地测量的高度或者安置地点处的钟面时间。

所述氧气传感器能够伸入到烹饪室中或者在气体技术上与所述烹饪室相连接。

对于所述测量值的校准包括对于所述氧气传感器的测量值的偏移的考虑以及必要时的校正。所述偏移尤其包括在测量环境恒定时测量值的时间上的变化。因此，所述测量值对于相同的氧气分压力或者氧气含量来说可能随着时间而游移。通过所述校准能够恢复所述氧气分压力与所述测量值之间的所定义的关系。比如，能够将测量值分配给预先知道的氧气分压力或者氧气含量，由此这个测量值能够用作新的参考。

“所述家用器具的状态参数”尤其是指下述状态参数，所述状态参数被分配给所述家用器具本身并且不仅仅是环境参数、比如钟面时间或者家用器具的安置地点。通过所述校准过程的开始与所述至少一个状态参数的相关性来有利地核实，存在着适合于校准过程的测量环境。合适的测量环境尤其是具有足够知悉的氧气含量的测量环境。所述状态参数或者其阈值因而将校准过程与下述条件联系起来，所述条件以足够的精度来保证已知的氧气值。作为已知的氧气含量，尤其使用具有20.95%的氧气份额的大气的氧气含量。

状态参数至少已经达到预先给定的阈值这一点能够包括刚好达到预先给定的阈值这种情况，作为替代方案或者补充方案能够包括超过或者低于预先给定的阈值这种情况。比如状态参数能够至少已经达到预先给定的阈值，如果所述状态参数的数值等于（“=“）、大于等于（“>=”）或者大于（“>”）所述预先给定的阈值。

一种改进方案是，所述氧气传感器也用于在烹饪过程期间的含水量的变化的基础上对烹饪过程进行控制，比如就这样能够识别所述烹饪室中的湿度最大值并且将其用于确定烹饪物的完成程度。在氧气传感器的这样的使用中，测量值的偏移没有实际的问题，因为仅仅对测量值变化作出反应，并且不对绝对的测量值进行测评。

比如能够在开始运转之前或者随着开始运转第一次对所述氧气传感器进行校准（首次校准）。所描述的方法于是能够被视为再校准。

一种改进方案是，自动地通过所述家用器具来实施所述方法，也就是说在没有使用者干预的情况下来实施所述方法。这能够实现特别好的使用者友好性，因为不需要使用者为所述校准过程进行专门的操作。所述校准过程更确切的说能够在不被觉察的情况之下在后台进行。所述方法尤其能够仅仅自动地来实施。作为替代方案或者补充方案也可行的是，所述家用器具要求使用者实施校准过程并且为此比如在烹饪室处于冷的状态中时将所述烹饪室门打开所显示的持续时间。比如能够设置使用者的这样的干预，如果对于所述烹饪器具来说不能在预先给定的持续时间（比如自上次校准起预先给定的运行持续时间、比如100个小时）之内成功地实施校准过程，因为没有满足所述状态条件。

一种改进方案是，所述家用器具是厨房器具、尤其是烹饪器具。

一种设计方案是，所述家用器具是蒸煮器具。所述方法为此尤其能够特别有利地加以使用，因为精确的湿度调节能够显著地改进烹饪结果。所述蒸煮器具作为处理室具有能够用蒸汽加载的烹饪室。所述蒸煮器具能够是独立的蒸煮器具。作为替代方案，它能够是带有蒸汽处理功能的烹饪器具、比如带有附加的蒸煮功能（“加蒸汽”）的烤炉。所述烹饪室能够为了进行蒸汽加载而具有蒸汽产生器、比如布置在烹饪室外部的蒸汽产生器（热水器、连续式加热器等等）或者处于烹饪室中的能加热的水盆。

但是，所述家用器具也能够是具有作为处理室的冲洗室的冲洗机、具有作为处理室的衣物滚筒壳体的干衣机等等。

一种设计方案是，作为所述氧气传感器使用λ探测器，λ探测器（也被称为λ传感器）具有以下优点，即：其特别稳健、尤其相对于高温也特别稳健并且可靠。

还有一种设计方案是，如果所述家用器具的多个状态参数已经达到各自预先给定的阈值，那就自动地开始所述校准过程。这提高了所述校准过程的可靠性，因为现在通过多次内容不同的查询能够核实存在着适合于校准过程的测量环境。尤其多个状态参数同时或者在预先给定的时间间隔之内已经达到其各自预先给定的阈值。所述预先给定的时间间隔比如能够是下述持续时间，在此需要所述持续时间以用于查询多个状态参数。

另一种设计方案是，所述家用器具的至少一个状态参数包括自上次校准过程起过去了的持续时间，并且如果这个持续时间已经达到或者超过所属的阈值，那就自动地开始所述校准过程。这种设计方案带来以下优点，即：没有比所需要的程度更频繁地实施所述方法。

一种改进方案是，所述持续时间是运行持续时间，这允许校准过程之间的特别长的间隔。所述运行持续时间能够借助于工作小时计数器来计数，所述工作小时计数器有利地已经存在于许多家用器具中。用作最小运行持续时间的阈值比如能够为几十小时、比如30小时。

还有另一种设计方案是，所述家用器具的至少一个状态参数包括开门时间并且如果所述开门时间已经达到或超过所属的阈值，那就自动地开始所述校准过程，这带来以下优点，即：所述氧气传感器在校准过程的期间处于新鲜的环境空气中，因为环境空气能够通过装料口挤入到烹饪室中并且将在那里存在的空气、可能其它的气体和湿气挤出。所述开门时间相当于烹饪室门连续地打开的时间。所述烹饪室门的打开的状态比如能够借助于开门开关来确定。所述开门时间的阈值尤其相当于下述最小时间，烹饪室门应该打开所述最小时间，以用于实现足够彻底的空气交换。所述开门时间比如能够为10、20、30或者60秒。

一种改进方案是，所述开门时间在烹饪室门关闭时为零，从而对于开门时间的肯定的查询包括这一点，即：为了开始校准过程所述门朝烹饪室打开。

此外一种设计方案是，所述蒸煮器具的至少一个状态参数包括处理室中的温度（比如烹饪室温度）并且如果这个温度已经达到或者低于所属的阈值（极限温度），那就自动地开始所述校准过程。由此有利地实现这一点，即：典型地在很大程度上结束了与烤炉环境进行的空气交换并且由此通常也不再有湿气被从烹饪物上排出。所述极限温度比如能够在45℃与60℃之间、尤其大约为50℃。

一种改进方案是，如果自上次校准过程起的持续时间已经达到或超过其阈值、所述开门时间已经达到或者超过其阈值并且烹饪室温度已经达到或低于其阈值，那就自动地开始所述校准过程。

也有一种设计方案是，在所述校准过程的期间测量用作氧气传感器的λ探测器的泵电流并且如果所述泵电流在预先给定的持续时间里保持在预先给定的数值范围或者数值带（“波动带”）之内，那就从这个波动带中选择泵电流的数值作为泵电流的参考值。由此能够以简单而可靠的方式来确定泵电流的新的参考值并且将其用于烹饪器具的运行、尤其是用于湿度测量。这个新的参考值与在校准过程的期间在所述氧气传感器上所存在的空气相匹配。这种设计方案能够类似地应用到其它种类的、具有相应的测量值的氧气传感器上。

所述预先给定的持续时间用于使测量值也在时间上可靠地处于所述波动带之内。所述预先给定的持续时间比如能够至少为30秒。

此外一种设计方案是，将所述波动带的平均值选择作为所述泵电流的经过校准的参考值。所述波动带的平均值尤其能够作为由波动带的最小值和最大值构成的平均值来计算。所述波动带比如能够为+/-1%、+/-2%等等。

一种改进方案是，为了实施校准而确定所述泵电流的测量值Im并且检查是否另外的在预先给定的持续时间里获取的测量值Ip保持在所述波动带之内。所述波动带的上极限和下极限能够在+/-m%的波动宽度的情况下通过0.99·Im或者1.01·Im来确定。在此，在一种改进方案中，所有另外的测量值Ip都必须保持在所述波动带之内，也就是比如是否适用0.99·Im<Ip<1.01·Im 。如果是这种情况，那就比如能够将测量值Im用作新的参考值、尤其用作与20.95%的氧气份额相对应的测量值。如果不是这种情况，那就中断或者重复所述校准过程。所述测量值Im比如能够是第一个测量值。

此外一种设计方案是，如果所述校准过程持续了比预先给定的阈值长的时间、比如说持续了比两分钟长的时间，那就中断所述校准过程。由此能够在重复地失败地实施的校准尝试中防止校准过程的“悬而未决”。

也还有一种设计方案是，如果烹饪室门关闭，那就中断校准过程，这进一步提高了校准过程的可靠性。

此外还有一种设计方案是，保存校准过程的结果并且就氧气传感器的故障对所述结果进行测评。这能够有利地提早识别所述氧气传感器的可能的故障。校准过程的结果能够是新的结果值。所述测评比如说能够包括新的或者当前的结果值与至少一个以前所确定的（历史的）结果值的比较。比如能够确定故障，如果当前的结果值相对于上次有效的结果值或者相对于一组所保存的结果值的平均值偏差了大于预先给定的差。也比如能够确定故障，如果当前的结果值偏离所述结果值的历史的趋势、比如没有如至今为止那样下降而是上升等等。

还有一种设计方案是，作为结果使用λ探测器的泵电流的参考值。

所述任务也通过一种家用器具得到解决，所述家用器具具有处理室、氧气传感器和用于在氧气传感器的测量值的基础上确定处理室中的含水量的数据处理机构，其中所述家用器具被设立用于按照上面所描述的方法对测量值进行校准。所述家用器具能够与所述方法相类似地构成并且具有相同的优点。

一种设计方案是，所述家用器具是蒸煮器具，该蒸煮器具作为处理室具有能够用蒸汽加载的烹饪室。

一种改进方案是，所述数据处理机构被设立用于实施所述方法。所述数据处理机构也能够被设立用于控制所述家用器具的另外的功能、比如烹饪程序或者其它的程序、比如清洗程序等等。所述数据处理机构能够是所述家用器具的控制机构。

还有一种改进方案是，所述数据处理机构具有存储器或者与存储器相耦合，在所述存储器中能够保存校准过程的结果（结果的历史）。所述存储器尤其能够是EEPROM或者是其它非易失的、尤其是能够擦去的存储器。

附图说明

本发明的上面所描述的特性、特征和优点以及实现它们的方式和方法结合下面对实施例所作的示意性的描述而变得清楚易懂，下面结合附图对所述实施例进行详细解释。其中：

图1为此示出了一种用于对蒸煮器具的氧气传感器的测量值进行校准的方法的可行的流程图。

具体实施方式

以蒸煮器具1的形式构成的家用器具具有能够用蒸汽加载的烹饪室2、以λ探测器3的形式构成的氧气传感器以及数据处理机构4。所述数据处理机构4被设立用于在所述λ探测器3的测量值的基础上确定所述烹饪室2中的含水量。此外所述数据处理机构4被设立用于实施所述方法。所述数据处理机构4能够是用于运行蒸煮器具1的中心的控制机构。

对于所述方法来说，所述数据处理机构4在第一步骤S1中检查，以自上次校准的时刻Z0起的持续时间Z-Z0的形式构成的状态参数是否大于以预先给定的持续时间Zg的形式构成的阈值。换句话说，在步骤S1中检查，从在时刻Z0实施的上次校准直至当前的时刻Z是否已经过去了所述持续时间Zg。Zg比如能够为30个小时。如果不是这种情况，则在后来的时刻重复步骤S1。所述步骤S1能够由数据处理机构4定期来实施。但是如果是这种情况，那就实施步骤S2。时刻Z和Z0或者持续时间Zg比如能够借助于所述蒸煮器具1的工作小时计数器来检测。

在步骤S2中检查，烹饪室门的开门时间t是否已经超过了以预先给定的持续时间tg的形式构成的阈值、在这里比如60秒的持续时间tg。如果不是这种情况（“否”），那就重复步骤S2。但是如果是这种情况（“是”），那就实施步骤S3。

在步骤S3中检查，烹饪室温度T是否已经低于以预先给定的极限温度Tg的形式构成的阈值、在这里比如50℃的极限温度Tg。如果不是这种情况（“否”），那就重复步骤S3。作为替代方案比如可能返回到步骤S2。但是如果是这种情况（“是”），那就实施步骤S4。

通过所述三个步骤S1到S3，所述λ探测器3被具有大约20,95%的氧气份额的新鲜的环境空气所包围的可能性很高。

因为存在所有三个在步骤S1到S3中所查询的条件，在步骤S4中所述校正过程自动地通过所述数据处理机构4来开始。为此在步骤S4中首先地对所述λ探测器器3进行准备、比如加热，以用于着手进行测量。

而后在步骤S5中测量所述λ探测器3的泵电流I。并且更确切的说首先记录第一个测量值I₁。在接下来的比如以五秒钟的时间间隔进行的测量中，通过所述数据处理机构4随后就所属的测量值I_n是否全部处于围绕着第一测量值I₁的、在这里示范性I₁+/-1%的波动带之内对所述测量值进行检查。能够在预先给定的持续时间里、比如在30秒的时间里实施所述步骤S5。

如果步骤S5成功（“是”），则在接下来的步骤S6中将所述第一个测量值I₁视为用于20.95%的氧气含量的泵电流I的新的参考值。由此结束所述校准过程。

如果步骤S5失败（“否”），那么接下来就在步骤S7中查询，是否应该中断所述校准过程。如果是这种情况（“是”），则能够转而对步骤S1进行监控。如果不是这种情况（“否”），则能够必要时多次返回到步骤S5。比如能够按照步骤S5来实施预先给定的数目（比如最大四次）的校准尝试并且/或者尝试在转到步骤S7之前在（比如具有两分钟的阈值的）规定的持续时间之内成功地结束步骤S5。

步骤S7中的查询也能够取决于烹饪室门在成功地实施之前是否又已经关闭。

所述数据处理机构4也能够被设立用于保存参考值并且由此给这些参考值编制历史。此外，所述数据处理机构4能够被设立用于，比如通过至少一个以前所确定的参考值与当前所测量的参考值的比较就氧气传感器的故障对所述参考值进行测评。

当然本发明也不局限于所示出的实施例。

一般来说，“一个”等等尤其能够在“至少一个”或者“一个或者多个”等等的意义上是指单数或者多数，只要这一点没有比如通过“刚好一个”等等表述明确地被排除在外。

数字说明也能够刚好不仅包括所说明的数字而且包括常见的公差范围，只要这一点未明确地被排除在外。

附图标记列表：

1 蒸煮器具

2 烹饪室

3 λ探测器

4 数据处理机构

S1-S5 方法步骤

t 开门时间

tg 预先给定的持续时间

T 烹饪室温度

Tg 极限温度

Z 当前的时刻

Z0 上次校准的时刻

Zg 预先给定的持续时间

I₁ 泵电流的第一个测量值

I_n 泵电流的第n个测量值。

Claims (15)

1.用于对家用器具（1）的氧气传感器（3）进行校准的方法（S1-S7），其中如果所述家用器具（1）的至少一个状态参数（Z、t、T）至少已经达到（S1-S3）预先给定的阈值（Zg、tg、Tg），那就开始校准过程（S4-S7）。

2.按权利要求1所述的方法（S1-S7），其中所述家用器具（1）是蒸煮器具。

3.按前述权利要求中任一项所述的方法（S1-S7），其中作为所述氧气传感器（3）使用λ探测器。

4.按前述权利要求中任一项所述的方法（S1-S7），其中如果所述家用器具（1）的多个状态参数（Z、t、T）已经达到（S1-S3）各自预先给定的阈值（Zg、tg、Tg），那就自动地开始所述校准过程（S4-S7）。

5.按前述权利要求中任一项所述的方法（S1-S7），其中所述至少一个状态参数（Z、t、T）包括自上次校准起的持续时间（Z-Z0），并且如果所述持续时间（Z-Z0）已经达到或者超过所属的阈值（Zg），那就自动地开始所述校准过程（S4-S7）。

6.按前述权利要求中任一项所述的方法（S1-S7），其中所述至少一个状态参数（Z、t、T）包括开门时间（t），并且如果所述开门时间（t）已经达到或者超过所属的阈值（tg），那就自动地开始所述校准过程（S4-S7）。

7.按前述权利要求中任一项所述的方法（S1-S7），其中所述至少一个状态参数（Z、t、T）包括烹饪室温度（T），并且如果所述烹饪室温度（T）已经达到或者低于所属的阈值（Tg），那就自动地开始所述校准过程（S4-S7）。

8.按前述权利要求中任一项所述的方法（S1-S7），其中在所述校准过程（S4-S7）的期间测量用作氧气传感器（3）的λ探测器的泵电流（I₁、I_n），并且如果所述泵电流（I₁、I_n）在预先给定的持续时间里保持在预先给定的波动带之内，那就从这个波动带中选择泵电流（I₁）的数值作为所述泵电流的参考值。

9.按权利要求8所述的方法（S1-S7），其中将所述波动带的平均值（I₁）选择作为所述泵电流的参考值。

10.按前述权利要求中任一项所述的方法（S1-S7），其中如果所述校准过程持续了比预先给定的阈值长的时间，那就中断（S7）所述校准过程（S4-S7）。

11.按前述权利要求6到10中任一项所述的方法（S1-S7），其中如果烹饪室门关闭，那就中断（S7）所述校准过程（S4-S7）。

12.按前述权利要求中任一项所述的方法（S1-S7），其中保存所述校准过程（S4-S7）的结果（I₁）并且就所述氧气传感器（3）的故障对所述结果进行测评。

13.按权利要求9和12所述的方法（S1-S7），其中作为结果（I₁）使用所述泵电流的参考值。

14.家用器具（1），具有处理室（2）、氧气传感器（3）和用于在所述氧气传感器（3）的测量值（I₁、I_n）的基础上确定所述处理室（2）中的含水量的数据处理机构（4），其特征在于，所述家用器具（1）被设立用于按照前述权利要求中任一项所述的方法（S1-S7）对所述测量值（I₁、I_n）进行校准。

15.家用器具（1），其特征在于，所述家用器具（1）是蒸煮器具，所述蒸煮器具作为处理室（2）具有能够用蒸汽加载的烹饪室（2）。