DE3823625A1 - Verfahren und anordnung zum steuern der ausgangsleistung eines widerstandsheizelements - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Leistungssteuer­ anordnung für Widerstandsheizelemente und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Anordnung zur Leistungssteuerung für Widerstandsheizelemente, die als Kochflächen bei Kochgeräten, wie beispielsweise Elektroherden, benutzt werden. Die Leistungssteueranordnung stellt eine Verbesserung gegenüber der Leistungssteueranordnung dar, die aus der US-PS 44 43 690 bekannt ist, bei der von einem Heizelement-Energiezähler Ge­ brauch gemacht wird, der in der US-PS 45 51 618 beschrieben ist.

Bei der in der US-PS 45 51 618 beschriebenen Anordnung liefert ein in Software realisierbarer Heizelementenergiezähler eine Information über die ungefähre Heizelementtemperatur für ein Widerstandsheizelement, das mit verschiedenen Leistungswerten gemäß der vom Benutzer gewählten Leistungseinstellung wahlweise speisbar ist. Der Heizelementenergiezähler wird mit Geschwindigkeiten inkrementiert und dekrementiert, die un­ gefähr proportional zu den Geschwindigkeiten der Zunahme bzw. Abnahme der Temperatur des Heizelements auf Grund von Um­ schaltungen der Leistungseinstellung auf höhere bzw. niedrigere Leistungseinstellungen sind, so daß der Zählwert des Heiz­ elementenergiezählers der Heizelementtemperatur ungefähr folgt. In der US-PS 44 43 690 wird die Heizelementenergiezähler­ information benutzt, um Betriebsarten vorübergehenden schnellen Aufheizens und schnellen Abkühlens einzuleiten, die die Zeit verringern, die die Heizelementtemperatur benötigt, um auf Änderungen in der gewählten Leistungsein­ stellung für das Heizelement anzusprechen.

In den schnellen Aufheiz- und Abkühlbetriebsarten arbeitet das Heizelement auf einem Leistungswert, der höher als der gewählte Leistungswert ist, für eine vorbestimmte Zeitspanne, wenn eine Änderung in der Leistungseinstellung erkannt wird, wobei die neu gewählte Leistungseinstellung eine Erhöhung oberhalb einer vorbestimmten relativ niedrigen Leistungsein­ stellung darstellt und der Zählwert des Heizelementenergie­ zählers niedriger als ein vorbestimmter Mindestwert ist. Die vorbestimmte Mindestleistungseinstellung und der vorbestimmte Mindestheizelementenergiezählwert werden benutzt, um ein Überschwingen über die gewünschte Temperatur zu verhindern. Ebenso wird die schnelle Abkühlbetriebsart eingeleitet, wenn eine Umschaltung auf eine niedrigere Leistungseinstellung erkannt wird, wobei die neu gewählte Leistungseinstellung niedriger ist als eine vorbestimmte relativ hohe Leistungsein­ stellung ist und wobei der Zählwert des Heizelementenergie­ zählers größer als ein vorbestimmter Zählwert ist, um ein Unterschwingen unter die gewünschte Temperatur zu verhindern. Diese Anordnung verringert die Ansprechzeit gegenüber einer herkömmlichen rückführungslosen Steueranordnung unter den Bedingungen, die den Betrieb in der Übergangsbetriebsart auslösen, beträchtlich. Da der Betrieb in jeder Übergangs­ betriebsart, wenn er einmal eingeleitet worden ist, für vorbestimmte Zeiten von den tatsächlichen Betriebsbedingungen unabhängig ist, arbeitet die Anordnung relativ ungenau. Infolgedessen müssen die Schwellenwerte für die Leistungs­ einstellungen und die vorbestimmten Zeitspannen konservativ gewählt werden, um ein Überschwingen über die Zieltemperatur oder ein Unterschwingen unter die Zieltemperatur zu ver­ hindern. Infolgedessen wird die Ansprechzeit hauptsächlich unter den realtiv extremen Betriebsbedingungen des Um­ schaltens von sehr niedrigen auf sehr hohe Leistungsein­ stellungen, und umgekehrt, verbessert. Es gibt daher einen Bedarf für eine Steueranordnung, bei der der Heizelement­ energiezähler benutzt wird, welcher für eine genauere Steue­ rungs sorgt, die ein schnelleres Ansprechen auf Änderungen in der Leistungseinstellung in dem gesamten Bereich von Leistungseinstellungen ermöglicht.

Demgemäß ist es ein Hauptziel der Erfindung, eine Leistungs­ steueranordnung für Haushaltskochgeräte mit Widerstandsheiz­ elementen zu schaffen, welche eine Verbesserung gegenüber der Leistungssteueranordnung gemäß den US-PS 44 43 690 und 45 51 618 darstellt, auf Grund der die Zeit weiter verkürzt wird, die die Heizelementtemperatur benötigt, um die neue Betriebstemperatur auf Grund von Änderungen in der gewählten Leistungseinstellung für das Heizelement in dem gesamten Bereich von Betriebsbedingungen zu erreichen.

Eine Leistungssteueranordnung zum Steuern der Ausgangsleistung eines Heizelements bei einem Kochgerät auf Grund einer Leistungseinstellung, die durch die Bedienungsperson unter mehreren verfügbaren Leistungseinstellungen gewählt wird, wird geschaffen.

Die Leistungssteueranordnung enthält Leistungssteuerein­ richtungen zum Betreiben des Heizelements auf verschiedenen Leistungswerten auf Grund der Wahl von verschiedenen Leistungs­ einstellungen, wobei jede Leistungseinstellung einen ent­ sprechenden stationären Leistungswert hat. Eine ungefähre Heizelementtemperaturinformation wird durch einen Heizelement­ energiezähler geliefert. Jeder Leistungseinstellung ist ein entsprechender vorbestimmter stationärer Energiezähl­ wert zugeordnet, der zu der stationären Betriebstemperatur des Heizelements ungefähr proportional ist, wenn dieses auf seinem entsprechenden stationären Leistungswert betrieben wird. Der Energiezähler wird mit einer Geschwindigkeit wahl­ weise inkrementiert, die ungefähr proportional zu der Geschwindigkeit der Zunahme der Heizelementtemperatur ist, wenn der Zählwert des Heizelementenergiezählers niedriger als der stationäre Zählwert für den Leistungswert ist, der dann von dem Heizelement aufgenommen wird, und mit einer Geschwindigkeit dekrementiert, die ungefähr proportional zu der Geschwindigkeit der Abnahme der Temperatur des Heizelements ist, wenn der Zählwert größer als der stationäre Zählwert für den aufgenommenen Leistungswert ist. Darüber hinaus haben wenigstens manche Leistungseinstellungen jeweils einen ent­ sprechenden Mindestschwellenzählwert, der niedriger als ihr stationärer Zählwert ist, und einen maximalen Schwellen­ zählwert, der größer als ihr stationärer Zählwert ist. Die Leistungssteuereinrichtung umfaßt eine Einrichtung, die auf den Heizelementenergiezähler hin das Heizelement immer dann auf einem Leistungswert betreibt, der höher als der Leistungs­ wert ist, welcher der gewählten Leistungseinstellung ent­ spricht, wenn der Heizelementenergiezählwert niedriger als der Mindestschwellenzählwert für die gewählte Leistungs­ einstellung ist, das Heizelement immer dann auf einem Leistungswert betreibt, der niedriger als der Leistungswert ist, welcher der gewählten Leistungseinstellung entspricht, wenn der Heizelementenergiezählwert größer als der maximale Schwellenzählwert für die gewählte Leistungseinstellung ist, und das Heizelement immer dann auf einem Leistungswert be­ treibt, der der gewählten Leistungseinstellung entspricht wenn der Zählwert des Energiezählers zwischen dem minimalen und dem maximalen Schwellenzählwert ist, wodurch die Zeit reduziert wird, die das Heizelement benötigt, um seine stationäre Betriebstemperatur zu erreichen, wenn die ge­ wählte Leistungseinstellung geändert wird. Der maximale und der minimale Schwellenzählwert werden so gewählt, daß sie ausreichend nahe bei dem gewünschten stationären Zählwert sind, um schnelles Ansprechen zu gestatten, ohne über die gewünschte Temperatur überzuschwingen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zwar das Heizelement übersteuert, wenn der Zählwert eine Temperatur angibt, die niedriger als die gewünschte Temperatur für die gewählte Leistungseinstellung ist, und untersteuert, wenn der Zählwert eine Temperatur angibt, die höher als die gewünschte Zieltemperatur ist, jede Betriebsart könnte jedoch unabhängig eingeleitet werden. Zum Beispiel könnte es er­ wünscht sein, für ein schnelles Ansprechen auf Erhöhungen in der Leistungseinstellung zu sorgen, zum Beispiel, wenn von AUS auf eine Leistungseinstellung oder von einer niedrigeren auf eine höhere Leistungseinstellung geschaltet wird, ohne daß auf die Ansprechzeit geachtet zu werden braucht, die dem Abkühlen von einer höheren auf eine niedrigere Leistungs­ einstellung zugeordnet ist. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann daher eine Leistungssteueranordnung geschaffen werden, bei der die Leistungssteuereinrichtung auf die Energiezähler­ einrichtung anspricht, um das Heizelement immer dann auf einem Leistungswert, der höher als der Leistungswert ist, welcher der gewählten Leistungseinstellung entspricht, zu betreiben, wenn der Energiezählwert niedriger als der minimale Schwellen­ zählwert für die gewählte Leistungseinstellung ist, und um andernfalls das Heizelement immer auf dem Leistungswert zu betreiben, der der gewählten Leistungseinstellung zuge­ ordnet ist. Sollte es erwünscht sein, für ein schnelles Ansprechen nur auf Umschaltungen von einer höheren auf eine niedrigere Leistungseinstellung zu sorgen, könnte ebenso eine Steueranordnung gemäß der Erfindung geschaffen werden, die das Heizelement auf einem Leistungswert betreibt, der niedriger als der Leistungswert ist, welcher der vom Benutzer gewählten Leistungseinstellung entspricht, wenn der Zählwert des Energiezählers größer als der maximale Schwellenzählwert für die gewählte Leistungseinstellung ist, und andernfalls das Heizelement auf dem Leistungswert betreibt, der der gewählten Leistungseinstellung zugeordnet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung betreibt die Leistungssteueranordnung das Heizelement auf einem Leistungswert, der um eine vorbestimmte Zahl von Leistungs­ werten, vorzugsweise drei, höher als der gewählte Leistungs­ wert oder der maximale Leistungswert ist, je nachdem, welcher niedriger ist, wenn der Zählwert niedriger als der minimale Schwellenzählwert ist, und betreibt das Heizelement auf einem Leistungswert, der um eine vorbestimmte Zahl von Werten, ebenfalls vorzugsweise drei, niedriger als der Leistungswert ist, welcher der gewählten Leistungseinstellung oder AUS entspricht, wenn die gewählte Leistungseinstellung inner­ halb der vorbestimmten Zahl von Werten der AUS-Einstellung ist, wenn der Zählwert größer als der maximale Schwellen­ zählwert ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht eines Teils eines Elektroherdes, der mit der Steueranordnung nach der Erfindung versehen ist,

Fig. 2 ein stark vereinfachtes Funktionsblockschaltbild der Steueranordnung nach der Erfindung,

Fig. 3 eine stark vergrößerte Ansicht eines Teils der Steuertafel des Elektroherdes nach Fig. 1, welche Einzelheiten von einem der Steuerknöpfe zeigt,

Fig. 4A und 4B Diagramme, welche die Kurven der Temperaturen über der Zeit für das Heizelement des bei der Steueran­ ordnung nach Fig. 2 benutzten Typs für gewisse Leistungseinstellungen und Belastungszustände zei­ gen,

Fig. 5 ein Diagramm, welches die Kurven des Zählwerts über der Zeit für die verschiedenen Leistungseinstellungen für den Heizelementenergiezähler in der Steueran­ ordnung nach Fig. 2 zeigt,

Fig. 6 ein vereinfachtes Schaltbild einer Steuerschaltung mit der Steueranordnung nach der Erfindung,

Fig. 7 ein Flußdiagramm der ABTAST-Routine, die in dem Steuerprogramm für den Mikroprozessor in der Schal­ tung nach Fig. 6 enthalten ist,

Fig. 8A und 8B Flußdiagramme der SCHNELLES AUFHEIZEN/SCHNELLES ABKÜHLEN-Routine, die in dem Steuerprogramm für den Mikroprozessor in der Schaltung nach Fig. 6 enthalten ist,

Fig. 9A und 9B Flußdiagramme der LEISTUNGSVERGLEICH-Routine, die in dem Steuerprogramm des Mirkoprozessors in der Schaltung nach Fig. 6 enthalten ist,

Fig. 10A und 10C Flußdiagramme der HEIZELEMENTENERGIEVERGLEICH-Routine, die in dem Steuerprogramm des Mikroprozessors in der Schaltung nach Fig. 6 enthalten ist.

Fig. 11 ein Flußdiagramm der AUSGANGSLEISTUNG-Routine, die in dem Steuerprogramm des Mikroprozessors in der Schaltung nach Fig. 6 enthalten ist.

Fig. 1 zeigt einen Elektroherd 10 mit einer Steueranordnung nach der Erfindung. Der Elektroherd 10 hat vier herkömmliche elektrische Kochflächenwiderstandsheizelemente 12, 14, 16 und 18, die durch ein im wesentlichen horizontales Kochfeld 20 abgesützt sind. Manuell betätigbare Drehsteuerknöpfe 22, 24, 26 und 28, die an einer Steuertafel 30 befestigt sind, ermöglichen dem Benutzer, den gewünschten Leistungs­ wert für die Heizelemente 12, 14, 16 bzw. 18 zu wählen.

Gemäß dem verallgemeinerten Blockschaltbild der Steueran­ ordnung für den Elektroherd 10, das in Fig. 2 gezeigt ist, werden die Heizelemente 12, 14, 16 und 18 mit einem Standard- 60-Hz-Wechselstromsignal versorgt, das entweder aus einer 120- oder aus einer 240-V-Quelle stammen kann, die an Klemmen L 1 und L 2 angeschlossen ist. Die Heizelemente 12, 14, 16 und 18 sind elektrisch parallel an die mit den Klemmen L 1 und L 2 verbundenen Leitungen angeschlossen. Die von den Heizelementen aufgenommene Leistung wird durch eine Schalteinrichtung 40 gesteuert, welche gesonderte Schalteinrichtungen 40 (a)-40 (d) in Reihe jeweils mit den Heizelementen 12, 14, 16 bzw. 18 enthält, um eine unabhängige Steuerung der von jedem Heiz­ element aufgenommenen Leistung zu gestatten. Die Schaltein­ richtung für jedes Heizelement wird durch Steuersignale ein- und ausgeschaltet, welche durch eine Leistungssteuer­ einrichtung 42 gemäß der durch die Bedienungsperson für jedes Heizelement gewählten Leistungseinstellung erzeugt werden.

Eine Leistungseinstellungswähleinrichtung 44 gibt Leistungs­ wertsteuersignale an die Leistungssteuereinrichtung 42 ab, welche die Einstellungen darstellen, die durch manuelle Betätigung der Steuerknöpfe 22-28 in Fig. 1 gewählt werden. Gemäß der deutlicheren Darstellung in Fig. 3 gestatten die Steuerknöpfe 22-28 jeweils dem Benutzer, eine von 10 ver­ fügbaren diskreten Leistungseinstellungen einschließlich der Leistung-AUS-Einstellung für das enstprechende Heiz­ element zu wählen. Selbstverständlich könnte auch eine größere oder eine kleinere Anzahl von Leistungseinstellungen vorgesehen werden. Auch könnte eine alternative Einrichtung für die Wahl der Leistungseinstellung durch den Benutzer verwendet werden, z. B. eine digitale Tastatur.

In der dargestellten Ausführungsform wird eine vorbestimmte Steuerperiode, die eine feste Anzahl von Steuerintervallen umfaßt, als Zeitbasis für die Leistungssteuerung benutzt. Jedes Steuerintervall umfaßt acht Zyklen des Standard- 60-Hz-240-V-Wechselstromsignals entsprechend einer Periode von ungefähr 133 ms. Jede Steuerperiode umfaßt 128 Steuer­ intervalle entsprechend einer Periode von ungefähr 17 Sekunden Dauer. Die Dauer des Steuerintervalls und die Dauer der Steuerperiode wurden so gewählt, daß sich ein zufrieden­ stellender Bereich von Leistungswerten für die gewünschte Kochleistung ergibt, die unter Verwendung von Relaisschalt­ vorrichtungen realisiert und so programmiert werden könnten, daß von dem Mikroprozessorspeicher effizienter Gebrauch gemacht wird.

Jedes Heizelement wird für eine besondere Anzahl von Steuer­ intervallen während jeder Steuerperiode gemäß der gewünschten Ausgangsleistung, die unter stationären Bedingungen auf der entsprechenden, von der Bedienungsperson gewählten Leistungseinstellung basiert, in den leitenden Zustand geschaltet. Das Verhältnis der leitenden Steuerintervalle zu den gesamten Steuerintervallen in der Steuerperiode, ausgedrückt als ein Prozentsatz, wird im folgenden als Tastverhältnis oder relative Einschaltdauer bezeichnet. Tabelle I zeigt den Prozentsatz der EIN-Zeit und die An­ zahl von leitenden Steuerintervallen pro Steuerperiode für jeden der 10 Leistungswerte. Die Tastverhältnisse für jeden Leistungswert wurden empirisch bestimmt, um den gewünschten Bereich von Kochtemperaturen für eine zufriedenstellende Kochleistung bereitzustellen. Es ist klar, daß Steuerintervalle und Steuerperioden größerer oder kleinerer Dauer sowie andere Tastverhältnisse ebenso benutzt werden könnten.

Tabelle I

Ein Heizelementenergiezähler (HEC) 46 ist für jedes Heizelement anstelle eines Temperatursensors vorgesehen, um eine Information über die ungefähre Heizelementtemperatur zu liefern. Jede Lei­ stungseinstellung hat einen entsprechenden vorbestimmten, empi­ risch ermittelten stationären Heizelementenergiezählwert. Dieser stationäre Zählwert ist ungefähr proportional zu der stationären Temperatur des Heizelements, wenn dieses im stationären Zustand auf dem entsprechenden Leistungswert für diese Leistungseinstel­ arbeitet.

Eine Zählersteuereinrichtung 48 spricht auf die Leistungssteuer­ einrichtung 42 an und inkrementiert wahlweise den Heizelement­ energiezähler 46 mit Inkrementierungsgeschwindigkeiten, die un­ gefähr proportional zu der Anstiegsgeschwindigkeit der Heizele­ menttemperatur sind, wenn der Zählwert des Energiezählers kleiner als der stationäre Zählwert für die gewählte Leistungseinstellung ist, was bedeutet, daß das Heizelement die stationäre Temperatur für die gewählte Einstellung noch nicht erreicht hat. Ebenso wird der Heizelementenergiezähler 46 mit einer Geschwindigkeit dekrementiert, die ungefähr proportional zu der Abnahmegeschwin­ digkeit der Heizelementtemperatur ist, wenn der Zählwert des Heizelementenergiezählers kleiner als der stationäre Zählwert für die gewählte Leistungseinstellung ist, was bedeutet, daß das Heizelement auf einer Temperatur ist, die höher als die gewünsch­ te Temperatur für die gewählte Leistungseinstellung ist. Durch dieses Inkrementieren und Dekrementieren des Heizelementenergie­ zählers 46 ist dessen Zählwert ungefähr proportional zu der Tem­ peratur des Heizelements und stellt dadurch ein ungefähres Maß der Heizelementtemperatur dar.

Es sei daran erinnert, daß es ein Ziel der Erfindung ist, eine verbesserte Leistungssteueranordnung zu schaffen, bei der die Heizelementenergiezählerinformation benutzt wird, um für ein ge­ naueres und schnelleres Ansprechen auf Änderungen in der Lei­ stungseinstellung als bei der aus der US-PS 44 43 690 bekannten Steueranordnung zu sorgen. Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfin­ dung jeder Leistungseinstellung auch ein entsprechender Minimal­ schwellenzählwert zugeordnet, der niedriger als ihr stationärer Zählwert ist, und ein vorbestimmter Maximalschwellenzählwert, der größer als der stationäre Zählwert ist. Die Leistungssteuerein­ richtung 42 spricht auf den Heizelementenergiezähler 46 an und betreibt das Heizelement immer dann auf einem Leistungswert, der höher als der der gewählten Leistungseinstellung zugeordnete Leistungswert ist, wenn der Zählwert niedriger als der Minimal­ schwellenzählwert für die gewählte Leistungseinstellung ist, und betreibt das Heizelement immer dann auf einem Leistungswert, der niedriger als der der gewählten Leistungseinstellung zugeordnete Leistungswert ist, wenn der Heizelementenergiezählwert größer als der Maximalschwellenzählwert für die gewählte Leistungseinstel­ lung ist, wodurch die Zeit reduziert wird, die das Heizelement zum Erreichen ihrer stationären Betriebstemperatur bei Änderungen der gewählten Leistungseinstellung benötigt. Die vorbestimmten stationären sowie Maximal- und Minimalschwellenzählwerte für je­ den Leistungswert sind ebenfalls in der Tabelle I gezeigt.

Diese Maximal- und Minimalschwellenzählwerte sind empirisch ge­ wählt worden, um akzeptabel Ansprechzeiten für Änderungen in der Leistungseinstellung für die Schaltung des dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels ohne Überschwingen über die Zieltemperatur oder Unterschwingen unter die Zieltemperatur bereitzustellen. Für die Leistungseinstellungen 1-2 entspricht der Minimalschwellen­ zählwert von 512 (1/2 K) einer Temperatur von ungefähr 66°C (150°F), und der Maximalschwellenzählwert von 5120 entspricht ei­ ner Temperatur von ungefähr 371°C (700°F); für die Leistungsein­ stellungen 3-5 entspricht der Minimalschwellenzählwert von 2 K un­ gefähr 160°C (320°F), und der Maximalschwellenzählwert von 6 K entspricht ungefähr 438°C (820°F); für die Einstellungen 6-7 ent­ spricht der Minimalzählwert von 4 K und der Maximalwert von 7 K einem Temperaturbereich von 299°C-510°C (570°F-950°F); und dafür die Einstellungen 8-9 entspricht der Minimalzählwert von 5 K einer Temperatur von ungefähr 371°C (700°F). In der dargestellten Aus­ führungsform kann das Heizelement mit bis zu drei Leistungswerten höher als der Wert übersteuert werden, der der gewählten Ein­ stellung zugeordnet ist, ohne daß es zu einem wesentlichen Über­ schwingen kommt, wenn die Temperatur, die durch den Zählwert dargestellt wird, niedriger als die Minimalreferenztemperatur ist. Ebenso wird das Untersteuern des Heizelements um drei Lei­ stungswerte nicht zu einem nennenswerten Unterschwingen führen, wenn die Temperatur des Heizelements, die der Zählwert angibt, größer als die Maximalschwellentemperatur ist.

Die Genauigkeit der Anordnung könnte weiter verfeinert werden, indem Schwellenwerte für jede einzelne Leistungseinstellung unter Inkaufnahme zusätzlichen Mikroprozessorspeichers vorgesehen wer­ den.

Gemäß der Beschreibung in der US-PS 44 43 690 basiert die Ver­ wendung eines Zählers, um der Heizelementtemperatur ungefähr zu folgen, auf der Erkenntnis, daß die Temperatur eines Heizelements dessen gesamte Energiebilanz widerspiegelt. Wenn am Anfang dem Heizelement Leistung bei Raumtemperatur zugeführt wird, wird dem Heizelement Energie aus der Stromquelle mit einer Geschwindigkeit zugeführt, die größer ist als die Geschwindigkeit, mit der das Heizelement die Energie durch Wärmeübertragung mittels Strahlung und Leitung an die Umgebung abgibt, was insgesamt zu einem An­ stieg des Energiewerts des Heizelements führt. Dieser Gesamtan­ stieg des Energiewerts führt zu einer Erhöhung der Temperatur des Heizelements. Schließlich erreicht das Heizelement eine Tempera­ tur, bei der es Energie mit einer Geschwindigkeit ableitet, die gleich der Energie ist, welche aus der Stromquelle zugeführt wird, wobei zu dieser Zeit die Temperatur nicht mehr ansteigt und die Anordnung in ihrer stationären Phase oder Betriebsart arbei­ tet. Wenn das Heizelement abgeschaltet wird, leitet das Heizele­ ment Energie ab, was zu einer Temperaturabnahme führt, bis die Heizelementtemperatur wieder den Wert der Raumtemperatur erreicht.

Durch Inkrementieren und Dekrementieren eines Zählers mit Ge­ schwindigkeiten, die die Geschwindigkeiten annähern, mit der die Gesamtenergiebilanz des Heizelements zunimmt oder abnimmt, ist der Zählwert des Energiezählers in jedem Zeitpunkt ungefähr pro­ portional zu dem Gesamtenergiewert, der durch eine besondere Tem­ peratur gekennzeichnet ist. Es ist daher möglich, Zählerinkremen­ tiergeschwindigkeiten für jeden Leistungswert empirisch zu be­ stimmen, die ungefähr proportional zu der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs oder der Energiezunahme des Heizelements für diesen besonderen Leistungswert sind; und Zählerdekrementierungs­ geschwindigkeiten für jeden Leistungswert, die ungefähr propor­ tional zu der Geschwindigkeit der Temperaturabnahme oder der Energieabnahme des Heizelements sind, wenn das Element auf die stationäre Temperatur für den Wert der aufgenommenen Leistung ab­ kühlt. Durch Inkrementieren oder Dekrementieren des Zählers mit der geeigneten Geschwindigkeit für den Wert der aufgenommenen Leistung ist der Zählwert des Zählers ungefähr proportional zu der Temperatur des Heizelements.

Gemäß der Darstellung durch die Kurven der Temperatur über der Zeit in den Fig. 4A und 4B kann der Temperaturgang von Wider­ standsheizelementen des Typs, wie er normalerweise bei Kochvor­ richtungen benutzt wird, wenn diese bei Raumtemperatur mit Strom versorgt werden, insgesamt durch Heizkurven gekennzeichnet wer­ den, welche eine Aufheizphase und eine stationäre Phase umfassen; und wenn der Strom abgeschaltet wird, kann der Temperaturgang durch eine Abkühlphase gekennzeichnet werden. Die Kurven für ein typisches Heizelement, das als Kochzone bei einem Elektroherd benutzt wird, sind in den Fig. 4A und 4B gezeigt und repräsen­ tieren Betrieb mit voller bzw. halber Leistung. Das Heizelement ist auf Raumtemperatur, wenn es zum ersten Mal eingeschaltet wird und der geeignete Leistungswert aufgenommen wird, bis die sta­ tionäre Temperatur erreicht ist. Das Heizelement arbeitet auf diesem stationären Wert, bis der Strom abgeschaltet wird, wobei sich das Heizelement ab diesem Zeitpunkt auf Raumptemperatur ab­ kühlt.

Die Kurven 52 und 54 in Fig. 4A repräsentieren Wärmekurven für das Heizelement, das mit 100% Leistung arbeitet, und zwar ohne Küchengerät auf der Kochzone bzw. mit einem 2 Liter Wasser enthaltenden Küchengerät.

Die Kurve 56 repräsentiert eine linearisierte Approximation der Kurve für den 100%-Leistungswert. Die Steigung des Kurventeils 56 A repäsentiert eine Zählerinkrementierungsgeschwindigkeit von 1920 Zählwerten pro Steuerperiode, was diejenige ist, die in der dargestellten Ausführungsform für den Zähler realisiert wird, wenn der Leistungswert 9 gewählt wird und der Zählwert kleiner als 2 K ist. Der Teil 56 B repräsentiert eine Inkrementierungsge­ schwindigkeit von 1024 Zählwerten pro Steuerperiode, die reali­ siert wird, wenn der Zählwert größer als 2 K und kleiner als 8 K ist (vgl. Tabelle II). Der horizontale Teil 56 C der Kurve reprä­ sentiert den stationären Zählwert des Zählers für den gewählten Leistungswert, der in der dargestellten Ausführungsform für den Leistungswert 9 auf 8192 eingestellt wird. Die Steigungen der Teile 56 D, 56 E, 56 F, 56 G und 56 H repräsentieren die Geschwindig­ keiten für das Dekrementieren des Zählers 46, wenn das Heizele­ ment abgeschaltet wird, wenn der Zählwert zwischen 6 K und 8 K, 4 K und 6 K, 2 K und 4 K, 1 K und 2 K bzw. 0-1 K liegt, was bei der darge­ stellten Ausführungsform 1024, 512, 256, 64 bzw. 16 Zählwerte pro Steuerperiode sind.

Die Kurven 62 und 64 repräsentieren analoge Kurven der Temperatur über der Zeit für das Heizelement 12, das mit halber Leistung oder 50% Tastverhältnis arbeitet, und zwar ohne Belastung bzw. mit der Belastung mit 2 Liter Wasser. Die Kurve 66 repräsentiert die linearisierte Approximation der 50%-Leistung-Kurve. Der Teil 66 A der Kurve 66 repräsentiert eine Inkrementierungsgeschwindig­ keit von 960 Zählwerten pro Steuerperiode. Der Teil 66 B repräsen­ tiert eine Inkrementierungsgeschwindigkeit von 256 Zählwerten pro Steuerperiode. Der horizontale Teil 66 C repräsentiert einen Zähl­ wert von 6144 (6 K), welches der stationäre Zählwert für die Lei­ stungswerte 6 und 7 ist. Die Steigungen der Teile 66 D-66 H reprä­ sentieren die Dekrementierungsgeschwindigkeiten, die realisiert werden, wenn das Heizelement abgeschaltet wird, wobei es diesel­ ben Teile wie die vergleichbaren Teile der oben beschriebenen Kurve 56 sind.

Die Kurven 4 A und 4 B zeigen, daß für die meisten herkömmlichen Küchengeräte die Steigungen der Heizkurven in erster Näherung von den Belastungsbedingungen unabhängig sind.

Die Inkrementierungs- und Dekrementierungsgeschwindigkeiten, die jedem Leistungswert zugeordnet sind, sind in Tabelle II gezeigt, und zwar ausgedrückt in Gesamtzählwerten pro Steuerperiode. Die­ se Geschwindigkeiten sind außerdem grafisch in Fig. 5 dargestellt. Diese Geschwindigkeiten sind empirisch gewählt worden, um eine stückweise lineare Approximation der Kurve der Temperatur über der Zeit für das Heizelement der dargestellten Ausführungsform für jeden verfügbaren Leistungswert vorzunehmen.

Die besonderen Geschwindigkeiten, die gewählt werden, hängen von den Kenndaten des Heizelements selbst sowie von dem Tastverhält­ nis, mit dem es arbeitet, ab. Die Geschwindigkeiten sollten da­ her für das besondere System, in welchem die Zähleranordnung be­ nutzt werden soll, empirisch bestimmt werden.

Tabelle II

Verschiedene Approximationstechniken könnten benutzt werden, um die gewünschte Inkrementierungsgeschwindigkeit für jede Lei­ stungseinstellung zu erreichen, und zwar in Abhängigkeit von dem gewünschten Grad an Genauigkeit. Die linearen Approximationen, die die Inkrementierungs- und Dekrementierungsgeschwindigkeiten pro Steuerperiode in Tabelle II darstellen, haben gezeigt, daß sie zufriedenstellende Ergebnisse für die Funktionen erbringen, die durch die Steueranordnung nach der Erfindung ausgeführt wer­ den. Das Diagramm in Fig. 5 zeigt, das gewisse Überlappungen vor­ handen sind. Diese resultieren aus einem Kompromiß zwischen der Approximationsgenauigkeit und der Wirtschaftlichkeit der Realisie­ rung. Wenn größere Genauigkeit gewünscht wird, könnten Geschwin­ digkeiten, die für jede Leistungseinstellung genauer maßgeschnei­ dert sind, empirisch bestimmt und unter Inkaufnahme einer be­ trächtlichen Erhöhung der erforderlichen Mikroprozessorspeicher­ kapazität leicht ralisiert werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Dekrementierungs­ geschwindigkeit, die durch die Kurve 77 in Fig. 5 dargestellt ist, benutzt, wenn die AUS-Einstellung gewählt wird. Wenn sich jedoch das Heizelement als Ergebnis einer Umschaltung von einer höheren Leistungseinstellung auf eine niedrigere Leistungsein­ stellung abkühlt, wird das Heizelement noch im Strom versorgt. Es kühlt sich daher viel langsamer ab. Dieser Effekt wird bei der dargestellten Ausführungsform berücksichtigt, indem Dekrementie­ rungsgeschwindigkeiten für jede Leistungseinstellung empirisch gewählt werden, die ungefähr proportional zu der Temperaturände­ rungsgeschwindigkeit des Heizelements sind, wenn dieses auf die stationäre Temperatur, die dem gewählten Leistungswert zugeordnet ist, ab dem Leistungswert abkühlt, der einer höheren, voher ge­ wählten Einstellung zugeordnet ist.

Gemäß der Darstellung in Fig. 5 und auch gemäß Tabelle I werden die stationären Zählwerte für Gruppen von Leistungseinstellungen bereitgestellt, um Speicherkapazität für die Steuerung einzuspa­ ren. Eine erste Gruppe, die die Einstellungen 1 und 2 umfaßt, hat einen stationären Zählwert von 2048 (2 K); eine zweite Gruppe, die die Einstellungen 3-5 umfaßt, hat einen stationären Zählwert von 4096 (4 K); eine dritte Gruppe, die die Einstellungen 6-7 umfaßt, hat einen stationären Zählwert von 6144 (6 K); und eine vierte Gruppe, die die Einstellungen 8-9 umfaßt, hat einen stationären Zählwert von 8192 (8 K). Es ist empirisch bestimmt worden, daß diese Gruppierungen und Zählwerte zufriedenstellende Approxima­ tionen der Maximaltemperatur des Heizelements für jede Einstel­ lung ergeben. Offenbar würde sich eine genauere Approximation er­ geben, wenn für jede einzelne Leistungseinstellung ein anderer stationärer Zählwert benutzt werden würde.

Eine Technik zum Realisieren der Zählung des Heizelementenergie­ zählers, um die Temperatur eines Heizelements zu approximieren, wenn die Tastverhältnisleistungssteuerung benutzt wird, besteht darin, den Zähler mit einer gewissen Geschwindigkeit während je­ des Steuerintervalls zu inkrementieren, wenn das Heizelement mit Strom versorgt wird, und den Zähler während Steuerintervallen zu dekrementieren, wenn es nicht mit Strom versorgt wird, so daß während irgendeiner Steuerperiode der Zähler für eine gewisse An­ zahl von Steuerintervallen inkrementiert und während anderen de­ krementiert wird, wobei das Gesamtergebnis am Ende der Steuerpe­ riode insgesamt eine Zunahme oder Abnahme des Zäherstands rela­ tiv zum Beginn des Steuerintervalls ist. Bei der dargestellten Ausführungsform wird eine Inkrementierungsgeschwindigkeit ge­ wählt, die das gewünschte Gesamtergebnis im Zählwert am Ende je­ der Steuerperiode ergibt, das die angenäherte Zunahme der Tempe­ ratur des Heizelements während dieser Steuerperiode für das Tastverhältnis darstellt, mit dem das Heizelement arbeitet. Das wird ausgeführt, indem mit vorbestimmten Geschwindigkeiten wäh­ rend der Steuerintervalle, in denen das Heizelement mit Strom versorgt wird, der Zählwert inkrementiert wird und während Steu­ erintervallen, in denen das Heizelement nicht mit Strom versorgt wird, der Zählwert konstant wird.

Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild einer Steuerschaltung auf Mikroprozessorbasis, die die Steueranordnung nach der Erfin­ dung veranschaulicht. Leistung wird an die Heizelemente 12, 14, 16 und 18 abgegeben, indem ein Standard-60-Hz-Wechselstromsignal mit 240 V an die Klemmen L 1 und L 2 angelegt wird. Selbstverständ­ lich könnte auch ein 120-Volt-Signal benutzt werden. Die Heizele­ mente 12, 14, 16 und 18 sind elektrisch parallel geschaltet an die Leitungen L 1 und L 2 über ein Feld von Relais RL 1, RL 2, RL 3 und RL 4 angeschlossen, die jeweils zwei Sätze von Kontakten (a) und (b) haben und für die Elemente 12, 14, 16 und 18 zwischen das Heizelement und die Leistungen L 1 und L 2 geschaltet sind.

Steuersignale zum Öffnen und Schließen der Relais RL 1-RL 4 werden durch einen Mikroprozessor 102 geliefert, der bei dem dargestell­ ten Ausführungsbeispiel ein Mikroprozessor der Serie TMS 1000 von Texas Instruments ist. Ein 60-Hz-Signal wird durch einen herkömm­ lichen Nulldurchgangsdetektor 103 erzeugt und an einen Mikropro­ zessoreingangsanschluß K 8 angelegt, um den Systembetrieb mit den Nulldurchgängen des an die Klemmen L 1 und L 2 angelegten Lei­ stungssignals zu synchronisieren. Relaissteuersignale aus Aus­ gangsanschlüssen R 4-R 7 werden an Relaisspulen RLC 1 bis RLC 4 der Relais RL 1-RL 4 durch eine Relaistreiberschaltung 104 angelegt. Diese Steuersignale werden durch den Mikroprozessor 102 gemäß dem durch den Benutzer gewählten Leistungswert auf im folgenden be­ schriebene Weise erzeugt.

Eine insgesamt mit 108 bezeichnete Leistungswertwähleinrichtung ermöglicht der Bedienungsperson, den gewünschten Leistungswert für jedes Heizelement 12, 14, 16 und 18 zu wählen. Die Leistungs­ wertwähleinrichtung 108 weist einen Satz von vier parallel ge­ schalteten Potentiometern 110-116 zum Steuern der Heizelemente 12, 14, 16 bzw. 18 auf. Eine konstante Referenzspannung wird an die Potentiometer 110-116 angelegt. Schleiferarme 110 (a), 112 (a), 114 (a) und 116 (a) für die Potentiometer 110-116 werden gemäß den Leistungseinstellungen positioniert, die die Bedienungsperson wählt, indem sie die entsprechenden Steuerknöpfe 22-28 manuell betätigt. Ein herkömmlicher Analog/Digital-Wandler 118 tastet die Einstellungen der Potentiometer 110-116 ab, um an den Mikropro­ zessor 102 ein digitales Eingangssignal abzugeben, welches den für jedes Heizelement gewählten Leistungswert darstellt. Abtast­ signale werden von dem Mikroprozessor 102 an Ausgangsanschlüssen O₀ bis O₄ abgegeben. Das Leistungswertsignal wird in den Mi­ kroprozessor 102 an einem Eingangsanschluß K 1 eingegeben.

Steuerprogramm

Der Mikroprozessor 102 wird als Serienprodukt so ausgelegt, daß er die Steuerfunktionen nach der Erfindung erfüllt, indem der ROM des Mikroprozessors dauerhaft so konfiguriert wird, daß er die vorbestimmten Steuerbefehle ausführt. Die Fig. 7-11 sind Flußdia­ gramme, die die Steuerroutinen veranschaulichen, welche in dem Steuerprogramm des Mikroprozessors 102 enthalten sind, um die Steuerfunktionen gemäß der Erfindung auszuführen. Aus diesen Dia­ grammen kann jeder, der gewöhnliche Programmierkenntnisse hat, einen Satz von Befehlen zur permanenten Speicherung in dem ROM des Mikroprozessors 102 anfertigen. Der Einfachheit und der Kürze halber werden die auszuführenden Steuerroutinen unter Bezugnahme auf die Steuerung des Heizelements 12 beschrieben. Es ist klar, daß für die Steueranordnung nach Fig. 1 die Routinen einmal für jedes Heizelement 12-18 während jedes Steuerintervalls ausgeführt werden. Zusätzlich zu den Steuerfunktionen der hier beschriebe­ nen Steueranordnung gibt es weitere Steuerfunktionen, die in Ver­ bindung mit anderen Betriebskenndaten des Elektroherdes auszufüh­ ren sind. Befehle zum Ausführen der Routinen, die in den Diagram­ men angegeben sind, können mit Befehlen und Routinen für andere Steuerfunktionen verschachtelt werden, die nicht Teil der Erfin­ dung sind.

Das Steuerprogramm besteht aus einer Folge von Routinen, die in den Flußdiagrammen dargestellt sind. Das Steuerprogramm wird bei jedem Steuerintervall für jedes Heizelement einmal durchlaufen. Es sei beachtet, daß die Steuerschaltung ständig mit Strom ver­ sorgt wird, während der Elektroherd an das Netz angeschlossen ist, ungeachtet der gewählten Leistungseinstellung. Eine Be­ schreibung jeder Routine mit Bezug auf das Flußdiagramm schließt sich an.

(a) ABTASTROUTINE - Fig. 7

Die Funktion dieser Routine besteht darin, die durch die Be­ dienungspersonen betätigten Eingabepotentiometer abzufragen, um die für jedes Heizelement gewählte Leistungseinstellung zu ermitteln. Während der Ausführung dieser Routine für ein besonderes Heizele­ ment wird das Potentiometer, das diesem Heizelement zugeordnet ist, abgefragt.

Es sei daran erinnert, daß es 10 mögliche Leistungseinstellungen gibt, die durch Digitalsignale dargestellt werden, welche der Zahl der Einstellungen von 0 bis 9 entsprechen. In dieser Routine ist PLR ein 4-Bit-Digitalwort, welches die Referenzspannung in dem A/D-Umwandlungsschema über einen ohmschen Leiternetzwerksteil des A/D-Wandlers 118 einstellt. PLR wird gemäß einer sukzessiven Approximationstechnik verändert, und die Spannung, die in dem A/D-Wandler erzeugt wird, wird dann mit der Spannung an dem ent­ sprechenden Potentiometer der durch die Bedienungsperson ein­ stellbaren Potentiometer 110-116 verglichen, um den gewählten Leistungswert zu bestimmen.

Die Suche beginnt bei PLR gleich 8 (PLR→1000) (Block 130). Die Abfrage 132 stellt fest, ob die durch die Bedienungsperson ge­ wählte Leistungseinstellung höher (K 1=1) oder niedriger (K 1=0) ist. Wenn sie höher ist, wird PLR gleich 12 gesetzt, indem das Bit 2 gesetzt wird (PLR→1100) (Block 134). Wenn sie niedriger ist, wird PLR gleich 4 gesetzt, indem Bit 3 rückgesetzt (Block 136) und Bit 2 gesetzt wird (Block 134) (PLR→0100).

Eine Abfrage 138 stellt fest, ob die Einstellung höher oder nie­ driger als die dann vorhandene PLR ist. Wenn sie höher ist (K 1=1), wird PLR um 2 erhöht, indem Bit 1 gesetzt wird (Block 140). Wenn sie niedriger ist (K 1=0), wird PLR um 2 verringert, indem Bit 2 rückgesetzt (Block 142) und Bit 1 gesetzt wird.

Eine Abfrage 144 bestimmt, ob der gegenwärtige Wert von PLR höher oder niedriger als der Referenzwert ist. Wenn er höher ist, wird PLR um 1 erhöht, indem Bit 0 gesetzt wird (Block 146). Wenn er niedriger ist, wird PLR um 1 vermindert, indem Bit 1 rückgesetzt wird (Block 148).

Eine Abfrage 150 wiederholt den Höher- oder Niedriger-Test an dem gewählten Wert. Wenn sich Höher ergibt, wird die Variable KB, die die gewählte Leistungseinstellung darstellt, dem Wert PLR zuge­ ordnet (Block 152). Wenn sich Niedriger ergibt, wird PLR um 1 re­ duziert, indem Bit 0 rückgesetzt wird (Block 154), und dann wird KB dem Wert PLR zugeordnet (Block 152). Die Variable M(KB), wel­ che den tatsächlichen Leistungswert darstellt, der zu benutzen ist, wird dem Wert KB zugeordnet (Block 155). M(KB) wird in der Leistungsvergleich-Routine (Fig. 9A und 9B) benutzt, um den Lei­ stungswert zu bestimmen, der für das Heizelement benutzt wird. Unter stationären Betriebsbedingungen ist M(KB) gleich KB. In den vorübergehenden Schnelles-Aufheizen- und Schnelles-Abkühlen- Betriebsarten kann sich jedoch M(KB) von KB unterscheiden, was mit Bezug auf die Fig. 8A und 8B beschrieben wird.

Der Hauptzähler (ZCM) wird inkrementiert (Block 156). Der ZCM- Zählwert wird in einer Abfrage 158 geprüft. Wenn er größer als 128 ist, wird ZCM rückgesetzt (Block 160). Das Programm verzweigt dann (Block 162) zu der Eingangstest-Routine, Fig. 9.

(b) SCHNELLES-ERHITZEN-/SCHNELLES-ABKÜHLEN-ROUTINE - Fig. 8A und 8B

Diese Routine spricht auf den Zählwert des Heizelementenergiezäh­ lers an, und ihre Funktion ist es, einen Leistungswert zu substi­ tuieren, der höher oder niedriger als der stationäre Leistungs­ wert ist, welcher der gewählten Leistungseinstellung zugeordnet ist, wenn der Zählerstand des Heizelementenergiezählers bedeutet, daß ein Betrieb in der Betriebsart Schnelles Erhitzen oder Schnelles Abkühlen in Ordnung ist. In dieser Routine wird der Zählwert des Heizelementenergiezählers mit dem Minimal- und dem Maximalschwellenzählwert für die gewählte Leistungseinstellung verglichen, um festzustellen, ob der Betrieb in der Betriebsart Schnelles Erhitzen oder Schnelles Abkühlen verlangt wird. Wenn der Zählwert des Heizelementenergiezählers niedriger als der Mi­ nimalschwellenzählwert für die gewählte Leistungseinstellung ist, wird der Leistungswert um drei Leistungswerte nach oben oder auf den Maximalleistungswert eingestellt, wenn der gewählte Wert in­ nerhalb von drei Werten des Maximalleistungswertes ist. Ebenso, wenn der Zählwert größer als der Maximalzählwert für die gewählte Leistungseinstellung ist, wird der Leistungswert, der zu verwen­ den ist, um drei Leistungswerte oder auf die niedrigste Lei­ stungseinstellung, nämlich AUS, verringert, wenn die gewählte Leistungseinstellung innerhalb von drei Werten von AUS ist.

Gemäß dem Flußdiagramm in Fig. 8A wird, wenn die Leistungsein­ stellung 1 oder 2 gewählt wird, was durch eine Abfrage 170 er­ mittelt wird, durch eine Abfrage 172 geprüft, ob der Zählwert kleiner als der minimale Schwellenzählwert für diese Leistungs­ einstellungen, 1/2 K, ist. Wenn dem so ist, wird die Variable M(KB), die den Leistungswert darstellt, der bei dem Heizelement verwendet werden soll, um 3 inkrementiert (Block 174), und das Programm verzweigt (176) zu der Leistungsvergleich-Routine (Fig. 9A). Wenn der Zählwert nicht kleiner als 1/2 K ist, stellt eine Abfrage 178 fest, ob der Zählwert größer als der maximale Schwellenzählwert für die Einstellungen 1 und 2 von 5 K ist. Wenn dem so ist, wird M(KB) auf 0 gesetzt, was die AUS-Einstellung darstellt (Block 180), und das Programm verzweigt (Block 176) zu der Leistungsvergleich-Routine.

Ebenso, wenn eine der Leistungseinstellungen 3, 4 oder 5 gewählt wird, was durch eine Abfrage 182 bestimmt wird, stellt eine Ab­ frage 184 fest, ob der Zählwert kleiner als der minimale Schwel­ lenzählwert für diese Leistungseinstellungen von 2 K ist. Wenn dem so ist, wird M(KB) um 3 erhöht (Block 186), und das Programm ver­ zweigt (Block 176) zu der Leistungsvergleich-Routine. Wenn der Zählwert nicht kleiner als 2 K ist, stellt eine Abfrage 188 fest, ob der Zählwert größer als 6 K ist, dem maximalen Schwellenzähl­ wert für diese Leistungseinstellungen. Wenn dem so ist, wird die Leistungseinstellung um 3 reduziert (Block 190), und das Pro­ gramm verzweigt (Block 176) zu der Leistungsvergleich-Routine.

Wenn eine der Leistungseinstellungen 6 und 7 gewählt wird, was gemäß dem Flußdiagramm in Fig. 8B durch eine Abfrage 192 ermit­ telt wird, stellt eine Abfrage 194 fest, ob der HEC-Zählwert kleiner als der minimale Schwellenzählwert von 4 K ist. Wenn dem so ist, wird der verwendete Leistungswert M(KB) auf die Lei­ stungseinstellung 9 erhöht (Block 196), und das Programm ver­ zweigt (Block 198) zu der Leistungsvergleich-Routine. Wenn der Zählwert nich kleiner als 4 K ist, stellt eine Abfrage 200 fest, ob der Zählwert größer als der maximale Schwellenzählwert von 7 K ist. Wenn dem so ist, wird die Leistungseinstellung um 3 re­ duziert (Block 202), und das Programm verzweigt (Block 198) zu der Leistungsvergleich-Routine.

Wenn einer der Leistungswerte 8 und 9 gewählt wird, was durch ei­ ne Abfrage 204 festgestellt wird, bestimmt eine Abfrage 206, ob der Zählwert des Heizelementenergiezählers kleiner als der mini­ male Schwellenzählwert von 5 K für diese Leistungseinstellungen ist. Wenn dem so ist, wird M(KB) gleich 9 gesetzt, der maximalen Leistungseinstellung. Wenn dem nicht so ist, verzweigt das Pro­ gramm einfach (Block 198) zu der Leistungsvergleich-Routine. Wenn die gewählte Leistungseinstellung KB nicht eine der Einstellungen 1-9 ist (ein Nein bei der Abfrage 204), arbeitet die Kochzone in der AUS-Betriebsart (KB=0), und das Programm verzweigt lediglich (Block 210) zu der Leistungsvergleich-Routine von Fig. 9A.

(c) LEISTUNGSVERGLEICH-ROUTINE - Fig. 9A-9C

Diese Routine bestimmt während jedes Steuerintervalls, ob das Heizelement für das nächste Steuerintervall einzuschalten ist oder nicht. Das erfolgt durch Vergleichen des Zählerstands des Hauptzählers (ZCM) mit einer Zahl, die der Zahl von Steuerinter­ vallen entspricht, für die das Heizelement pro Steuerperiode eingeschaltet wird, um das Tastverhältnis für den Leistungswert, der zu verwenden ist, zu realisiern.

Für M(KB)=0, was die AUS-Leistungseinstellung darstellt, bringen eine Abfrage 220 und ein Block 224 das Programm zu der Zählerde­ krementierroutine HECDL (Fig. 9C) nach dem Rücksetzen eines Aus­ gangsleistung-Speicherglieds (POL oder Power Out Latch) (Block 222), das in der Ausgangsleistung-Routine (Fig. 11) benutzt wird. Für M(KB), das die Leistungswerteinstellungen 1-5 dar­ stellt (Abfragen 226-234), wird der ZCM-Zählerstand mit Referenz­ zählwerten 4, 10, 18, 26 bzw. 42 verglichen (Abfragen 236-244). Wenn der zu verwendende Leistungswert einer der Werte 1-2 ist und wenn der ZCM-Zählerstand kleiner als der Referenzzählwert ist, der diesem Leistungswert entspricht, wird das Heizelement während des folgenden Steuerintervalls mit Strom versorgt, und das Programm verzweigt (Block 245) zu der Heizelementenergiezäh­ ler-Routine, Eintrittspunkt HECMA (Fig. 10A), um den Energiezäh­ ler mit der passenden Geschwindigkeit für den verwendbaren Lei­ stungswert zu inkrementieren. Für die Leistungswerte 3-5, wenn der ZCM-Zählwert kleiner als der entsprechende Referenzzählwert ist, verzweigt das Programm (Block 246) zu dem Eintrittspunkt HECMB der Heizelementenergiezähler-Routine, um den Heizelement­ energiezähler mit der passenden Geschwindigkeit für den verwend­ baren Leistungswert zu inkrementieren. Wenn der ZCM-Zählwert nicht kleiner als der entsprechende Referenzwert für den verwend­ baren Leistungswert ist, wird POL rückgesetzt (Block 248), und das Programm verzweigt (Block 250) zu der Ausgangsleistung-Routi­ ne. Wenn der verwendbare Leistungswert nicht einer der Werte 1-5 ist, geht das Programm weiter zum Leistungsvergleich II (Fig. 9B).

Gemäß Fig. 9B ermitteln Abfragen 252, 254 und 256, ob der ver­ wendbare Leistungswert der Wert 6, 7 oder 8 ist. Die entsprechen­ den Referenzwerte für diese Leistungswerte sind 53, 72 bzw. 96. Wenn der verwendbare Leistungswert 6 oder 7 ist und der ZCM- Zählwert kleiner als der entsprechende Referenzwert ist, was durch Abfragen 258-260 ermittelt wird, wird das Heizelement wäh­ rend des folgenden Steuerintervalls mit Strom versorgt, und das Programm verzweigt (Block 262) zu der Heizelementenergiever­ gleich-Routine, Eintrittspunkt HECMC (Fig. 10A), um den Heizele­ mentenergiezähler mit der passenden Geschwindigkeit zu inkremen­ tieren. Für den Leistungswert 8 vergleicht eine Abfrage 266 den ZCM-Zählwert mit dem Referenzzählwert 96 für den Leistungswert 8. Wenn der Zählwert kleiner als der Referenzwert ist, wird das Heizelement während des folgenden Steuerintervalls mit Strom versorgt, und das Programm verzweigt (Block 264) zu dem Ein­ trittspunkt HECMD der Heizelementenergiezähler-Routine. Wenn ei­ ner dieser Leistungswerte 6-8 verwenden ist, aber der Zähl­ wert größer als der entsprechende Referenzwert ist, wird das Heizelement während des folgenden Steuerintervalls nicht mit Strom versorgt. POL wird rückgesetzt (Block 266), und das Pro­ gramm verzweigt (Block 268) zu der Ausgangsleistung-Routine (Fig. 11).

Darüber hinaus muß, wenn die Antwort auf eine Abfrage 340 Nein ist, die Wahl den Leistungswert 9 darstellen, welches der maxima­ le Leistungswert ist. Für den Leistungswert 9 wird das Heizele­ ment während jedes Steuerintervalls mit Strom versorgt. Wenn der Leistungswert 9 für das Heizelement benutzt wird, verzweigt das Programm (Block 264) zu der Heizelementenergievergleich-Routine an dem Eintrittspunkt HECMD (Fig. 11).

(d) HEIZELEMENTENERGIEVERGLEICH-ROUTINE - Fig. 10A und 10B

Diese Routine erfüllt die Funktion der Zählersteuereinrichtung 48 von Fig. 2 durch Inkrementieren des Heizelementenergiezählers (HEC) mit der Geschwindigkeit, die dem Leistungswert zugeordnet ist, auf dem das Heizelement arbeitet, immer dann, wenn der HEC- Zählwert kleiner als der stationäre Zählwert für diesen Lei­ stungswert ist, und durch Dekrementieren des Zählers mit einer Geschwindigkeit, die dem verwendbaren Leistungswert zugeordnet ist, wenn der Zählwert größer als der stationäre Zählwert für diesen Leistungswert ist. Wenn das Heizelement während des näch­ sten Steuerintervalls mit Strom versorgt werden soll, was durch die zuvor beschriebene Leistungsvergleich-Routine ermittelt wird, wird in diese Routine in einem der Punkte HECMA-HECMD ein­ getreten, je nach dem Leistungswert, der für das Heizelement zu verwenden ist. Wenn an einem dieser Punkte eingetreten wird, wird der Heizelementenergiezähler mit der vorbestimmten geeigneten An­ zahl von Zählwerten inkrementiert. Nach passendem Inkrementieren oder Dekrementieren des Heizelementenergiezählers wird das Aus­ gangsleistung-Speichergeld (POL) gesetzt. POL wird in der Aus­ gangsleistung-Routine zum Steuern des Heizelement-Steuerrelais benutzt. Wenn POL gesetzt ist, wird ein Signal bei R 4 am Beginn des nächsten Steuerintervalls für das Heizelement 12 erzeugt, um die Kontakte RL 1 A und RL 1 B für die Dauer dieses Steuerintervalls geschlossen zu halten. In diese Routine erfolgt der Eintritt nur an einem der Eintrittspunkte HECMA-HECMD, und infolgedessen wird der Heizelementenergiezähler nur inkrementiert, wenn die Lei­ stungsvergleich-Routine feststellt, daß das Heizelement während des nächsten Steuerintervalls mit Strom zu versorgen ist.

Gemäß dem Flußdiagramm in Fig. 10A erfolgt, wenn einer der Lei­ stungswerte 1-2 gewählt wird, der Eintritt in diese Routine an dem Eintrittspunkt HECMA. Eine Abfrage 270 ermittelt, ob der Heizelementenergiezähler den Zählwert von 1 K erreicht hat. Wenn der Zählwert kleiner als 1 K ist, wird der Zähler um 32 Zählwerte inkrementiert (Block 272), und das Ausgangsleistungs-Speicher­ glied (POL) wird gesetzt (Block 274). Das inkrementiert den Heiz­ elementenergiezähler HEC mit Geschwindigkeiten von 128 und 320 Zählwerten pro Steuerperiode für die Werte 1 bzw. 2, wenn der Zählwert kleiner als 1 K ist. Das Setzen von POL veranlaßt das Heizelementsteuerrelais, für das nächste Steuerintervall zu schließen.

Wenn der Zählwert größer als 1 K, aber kleiner als 2 K ist, was durch eine Abfrage 276 ermittelt wird, wird der Heizelementener­ giezähler um 8 Zählwerte inkrementiert (Block 278), was einer Ge­ schwindigkeit von 32 und 80 Zählwerten pro Steuerperiode für die Werte 1 bzw. 2 entspricht, und das Programm geht zu dem Block 274.

Wenn der Zählwert größer als 2 K ist, was bedeutet, daß das Ele­ ment vorher auf einem Leistungswert gearbeitet hat, der höher ist als der gegenwärtig verwendbare Leistungswert, bestimmt eine Ab­ frage 280, ob der Zählwert größer als 6 K ist. Wenn dem so ist, wird der Zähler um 96 Zählwerte dekrementiert (Block 282), und das Programm geht zu dem Block 274. Das dekrementiert den Zähler mit Geschwindigkeiten von 384 und 960 Zählwerten pro Steuerperio­ de für die Leistungswerte 1 bzw. 2, wenn der Zählerstand des Energiezählers größer als 6 K ist. Wenn er kleiner als 6 K, aber größer als 4 K ist, was durch eine Abfrage 284 ermittelt wird, wird der Zähler um 48 Zählwerte dekrementiert (Block 286), was den Zähler mit Geschwindigkeiten von 192 und 480 Zählwerten pro Steuerperiode für die Einstellungen 1 bzw. 2 dekrementiert. Wenn der Zählerstand größer als 2 K, aber kleiner als 4 K ist, wird der Zähler um 16 Zählwerte dekrementiert (Block 288). Das hat zur Folge, daß der Zähler mit Geschwindigkeiten von 64 und 160 Zähl­ werten pro Steuerperiode für die Einstellungen 1 bzw. 2 dekremen­ tiert wird.

Wenn das Heizelement auf einem der Werte 3, 4 und 5 betrieben wird, erfolgt der Eintritt in diese Routine bei HECMB. Eine Ab­ frage 290 stellt fest, ob der Zählwert größer als 2 K ist. Wenn dem so ist, wird der Zähler um 32 Zählwerte (Block 292) inkremen­ tiert, was Geschwindigkeiten von 576, 832 und 1344 Zählwerten pro Steuerperiode für die Werte 3, 4 bzw. 5 entspricht. Wenn der Zählwert größer als 2 K ist, stellt eine Abfrage 294 fest, ob der Zählwert größer als der stationäre Zählwert für die Leistungswer­ te 3-5 von 4 K ist. Wenn dem nicht so ist, wird der Zählwert um 8 Zählwerte inkrementiert (Block 296), was Geschwindigkeiten von 144, 208 und 336 Zählwerten pro Steuerperiode für die Werte 3, 4 bzw. 5 entspricht. Wenn der Zählwert größer als der stationäre Zählwert ist, ist es notwendig, den Zähler zu dekrementieren. Ei­ ne Abfrage 298 stellt fest, ob der Zählwert größer als 6 K ist. Wenn dem so ist, wird der Zähler um 16 Zählwerte dekrementiert (Block 300), was Geschwindigkeiten von 288, 416 und 672 Zählwer­ ten pro Steuerperiode für die Leistungswerte 3, 4 bzw. 5 ent­ spricht. Wenn der Zählwert größer als 4 K, aber kleiner als 6 K ist, wird der Zähler um 8 Zählwerte dekrementiert (Block 302), was Dekrementiergeschwindigkeiten von 144, 208 und 336 pro Steu­ erperiode für die Einstellungen 3-5 entspricht.

Wenn der Zähler inkrementiert oder dekrementiert worden ist, wird POL gesetzt (Block 274), und das Programm verzweigt (Block 304) zu der Ausgangsleistung-Routine.

Gemäß Fig. 10B wird, wenn das Heizelement auf dem Leistungswert 6 oder 7 betrieben wird, an dem Eintrittspunkt HECMC in diese Rou­ tine eingetreten, und eine Abfrage 306 ermittelt, ob der Energie­ zählwert größer als 4 K ist. Wenn dem nicht so ist, wird der Zäh­ ler um 16 Zählwerte für Geschwindigkeiten von 848 und 1024 Zähl­ werten pro Steuerperiode für die Werte 6 bzw. 7 inkrementiert (Block 308). Wenn der Zählwert größer als 4 K ist, stellt eine Ab­ frage 310 fest, ob der Zählwert größer als der stationäre Zähl­ wert von 6 K ist. Wenn dem nicht so ist, wird der Zähler um 4 Zählwerte inkrementiert (Block 312) für Geschwindigkeiten von 212 und 256 Zählwerten pro Steuerperiode für die Werte 6 bzw. 7. Wenn der Zählwert größer als 6 K ist, wird der Zählwert um 8 Zählwerte dekrementiert (Block 314) für Dekrementiergeschwindigkeiten von 424 und 512 Zählwerten pro Steuerperiode für die Werte 6 bzw. 7.

Wenn das Heizelement auf dem Leistungswert 8 oder 9 betrieben wird, erfolgt der Eintritt in diese Routine an dem Eintrittspunkt HECMD. Eine Abfrage 316 stellt fest, ob der Zählwert größer als 2 K ist. Wenn dem nicht so ist, wird der Zähler um 16 Zählwerte inkrementiert (Block 318), was Geschwindigkeiten von 1536 und 2048 Zählwerten pro Steuerperiode für die Werte 8 bzw. 9 ent­ spricht. Wenn eine Abfrage 320 feststellt, daß der Zählwert grö­ ßer als 2 K, aber kleiner als 8 K ist, dem stationären Zählwert für die Leistungswerte 8 und 9, wird der Zähler um 8 Zählwerte inkre­ mentiert (Block 322), was Inkrementiergeschwindigkeiten von 768 und 1024 Zählwerten pro Steuerperiode für die Leistungseinstel­ lungen 8 bzw. 9 entspricht.

Nachdem der Heizelementenergiezähler inkrementiert oder dekremen­ tiert worden ist, wird das Ausgangsleistung-Speicherglied gesetzt (Block 324), und das Programm verzweigt zu der Ausgangsleistung- Routine (Block 326).

Wenn die Leistungseinstellung AUS realisiert wird, erfolgt der Eintritt in diese Routine an dem Eintrittspunkt HECDL (Fig. 10C). Eine Abfrage 328 stellt fest, ob der Zählwert größer als 6 K ist. Wenn dem so ist, wird der Zähler um 8 Zählwerte dekrementiert (Block 330). Das dekrementiert den Zähler mit einer Geschwindig­ keit von 1024 Zählwerten pro Steuerperiode, wenn der Zählwert größer als 6 K ist. Wenn der Zählwert kleiner als 6 K ist, stellt eine Abfrage 332 fest, ob der Zählwert größer als 4 K ist. Wenn dem so ist, wird der Zähler um 4 Zählwerte (Block 334) dekremen­ tiert, entsprechend einer Dekrementiergeschwindigkeit von 512 Zählwerten pro Steuerperiode. Wenn der Zählwert nicht größer als 4 K ist, stellt eine Abfrage 336 fest, ob der Zählwert größer als 2 K ist. Wenn dem so ist, wird der Zählerstand um 2 Zählwerte de­ krementiert (Block 338), für die Dekrementiergeschwindigkeit von 256 Zählwerte pro Steuerperiode. Wenn der Zählwert nicht größer als 2 K ist, stellt eine Abfrage 340 fest, so der Zählwert größer als 1 K ist. Wenn dem so ist, wird der Zählwert effektiv um 1/2 Zählwert dekrementiert (Block 342), entsprechend einer De­ krementiergeschwindigkeit von 64 Zählwerten pro Steuerperiode. Wenn der Zählwert nicht größer als 1 K ist, stellt eine Abfrage 344 fest, ob der Zählwert größer als 0 ist. Wenn dem so ist, wird der Zähler effektiv um einen Mittelwert von 1/8 Zählwert de­ krementiert, was einer Dekrementiergeschwindigkeit von 16 Zähl­ werten pro Steuerperiode entspricht (Block 346). Nach passendem Dekrementieren des Heizelementenergiezählers verzweigt das Pro­ gramm (Block 348) zu der Ausgangsleistung-Routine.

(e) AUSGANGSLEISTUNG-ROUTINE - Fig. 11

Die Funktion dieser Routine ist es, die Ausgangssignale an Aus­ gangsanschlüssen R 4-R 7 zum Steuern der Relais RL 1-RL 4 zu erzeu­ gen. Eine Abfrage 350 prüft den Zustand des Ausgangsleistung- Speicherglieds (POL). Wenn es gesetzt ist, wird der Ausgangsan­ schluß R(n) gesetzt (Block 352). Der Index n bezeichnet den Aus­ gangsanschluß, der der besonderen Heizelementroutine zugeordnet ist, die ausgeführt wird. Für die Heizelemente 12-18 sind die zu­ geordneten Ausgangsanschlüsse R 4-R 7. Für die Routinen der Heiz­ elemente 12-18 ist daher der Index n gleich 4-7. Wenn R 4 gesetzt wird, werden die Relaiskontakte RL 1 (a) und RL 1 (b) geschlossen, was gestattet, das Heizelement 12 mit Strom zu versorgen. Wenn POL für das Heizelement 12 nicht gesetzt ist, wird der Aus­ gangsanschluß R 4 rückgesetzt (Block 354), wodurch die Kontakte RL 1 (a) und RL 1 (b) geöffnet werden und das Heizelement 12 abge­ schaltet wird.

Abfragen 356, 358, 360 und 362 prüfen den Zustand des Anschlus­ ses K 8, um eine Verzögerung von zwei Zyklen des Leistungssignals hervorzurufen. Der Eingangsanschluß K 8 empfängt null Durchgangs­ signale aus der Schaltung 103 (Fig. 6). Positive Halbzyklen wer­ den durch K 8=1 und negative Halbzyklen durch K 8=0 dargestellt. Im Anschluß an diese Verzögerung kehrt das Programm zurück (Block 364) zu der Abtastroutine für das nächste Heizelement. Die Steu­ erroutine für jedes Heizelement wird also pro 8 Zyklen des Lei­ stungssignals einmal ausgeführt, um das gewünschte Acht-Zyklus- Steuerintervall für jedes Heizelement zu schaffen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Steuern der Ausgangsleistungs eines Widerstands­ heizelements, das durch eine externe Stromversorgung aufgrund einer Leistungseinstellung mit Strom versorgt wird, die durch eine Bedienungsperson unter mehreren verfügbaren Leistungsein­ stellungen gewählt wird, welches die Zeit reduziert, die das Heiz­ element benötigt, um auf Änderungen in der Leistungseinstellung anzusprechen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Inkrementieren eines Energiezählers mit einer Geschwindigkeit, die als eine Funktion des für das Heizelement benutzten Lei­ stungswerts festgelegt wird, unabhängig von der tatsächlichen Heizelementtemperatur, wenn der Zählwert kleiner als ein vorbe­ stimmter stationärer Zählwert ist, der ungefährt proportional zu der stationären Temperatur des Heizelements ist, wenn dieses auf dem benutzten Leistungswert betrieben wird, wobei die Ge­ schwindigkeit ungefähr proportional zu der Anstiegsgeschwindig­ keit der Heizelementtemperatur ist, wenn das Heizelement auf dem benutzten Leistungswert betrieben wird;
Dekrementieren des Energiezählers mit einer Geschwindigkeit, die ungefähr proportional zu der Abnahmegeschwindigkeit der Heizele­ menttemperatur ist, wenn der Zählwert des Heizelementenergiezäh­ lers größer als der stationäre Zählwert für den benutzten Lei­ stungswert ist; und
Betreiben des Heizelements auf einem Leistungswert, der höher als der Leistungswert ist, welcher der gewählten Leistungseinstellung entspricht, immer dann, wenn der Zählwert des Energiezählers kleiner als ein vorbestimmter minimaler Schwellenzählwert ist, der der gewählten Leistungseinstellung zugeordnet ist, wobei der minimale Schwellenzählwert niedriger als ihr stationärer Zählwert ist.

2. Verfahren zum Steuern der Ausgangsleistung eines Widerstands­ heizelements, das aus einer externen Stromquelle aufgrund einer Leistungseinstellung gespeist wird, die durch eine Bedienungsper­ son unter mehreren verfügbaren Leistungseinstellungen gewählt wird, welches die Zeit verringert, die das Heizelement benötigt, um auf Änderungen in der Leistungseinstellung anzusprechen, ge­ kennzeichnet durch folgende Schritte:
Inkrementieren eines Energiezählers mit einer Geschwindigkeit, die als Funktion des für das Heizelement benutzten Leistungswerts festgelegt wird, unabhängig von der tatsächlichen Heizelement­ temperatur, wenn der Zählwert wenigstens gleich einem vorbestimm­ ten stationären Zählwert ist, der ungefähr proportional zu der stationären Temperatur des Heizelements ist, wenn dieses auf dem benutzten Leistungswert betrieben wird, wobei die Geschwindig­ keit ungefähr proportional zu der Anstiegsgeschwindigkeit der Heizelementtemperatur ist, wenn das Heizelement auf dem benutzten Leistungswert betrieben wird;
Dekrementieren des Energiezählers mit einer Geschwindigkeit, die ungefähr proportional zu der Abnahmegeschwindigkeit der Heizele­ menttemperatur ist, wenn der Zählwert des Heizelementenergiezäh­ lers größer als der stationäre Zählwert für den benutzten Lei­ stungswert ist;
Betreiben des Heizelements auf einem Leistungswert, der höher als der Leistungswert ist, welcher der gewählten Leistungsein­ stellung entspricht, immer dann, wenn der Zählwert des Heizele­ mentenergiezählers kleiner als ein minimaler Schwellenzählwert ist, der der gewählten Leistungseinstellung zugeordnet ist, wo­ bei der minimale Schwellenzählwert niedriger als ihr stationärer Zählwert ist;
Betreiben des Heizelements auf einem Leistungswert, der niedri­ ger als der gewählte Leistungswert ist, immer dann, wenn der Zählwert des Heizelementenergiezählers größer als ein maximaler Schwellenzählwert ist, der der gewählten Leistungseinstellung zugeordnet ist, wobei der maximale Schwellenzählwert größer als ihr stationärer Zählwert ist; und
Betreiben des Heizelements auf dem gewählten Leistungswert, wenn der Zählwert des Heizelementenergiezählers größer als der minimale Schwellenzählwert und kleiner als der maximale Schwel­ lenzählwert ist.

3. Leistungssteueranordnung für ein Haushaltskochgerät zum Steu­ ern der Ausgangsleistung eines Heizelements (12, 14, 16, 18), das durch eine externe Stromversorgung aufgrund einer Leistungs­ einstellung mit Strom versorgt wird, die durch eine Bedienungs­ person unter mehreren verfügbaren Leistungseinstellungen gewählt wird, gekennzeichnet durch:
eine Leistungssteuereinrichtung (42) zum Betreiben des Heizele­ ments (12, 14, 16, 18) auf anderen gewählten Leistungswerten auf­ grund der Wahl von anderen Leistungseinstellungen, wobei jede Einstellung einen entsprechenden stationären Leistungswert hat;
einen Heizelementenergiezähler (46);
wobei jeder Leistungseinstellung ein entsprechender vorbestimm­ ter stationärer Energiezählwert zugeordnet ist, der ungefähr proportional zu der stationären Betriebstemperatur des Heizele­ ments ist, wenn dieses auf seinem entsprechenden stationären Lei­ stungswert betrieben wird, und ein entsprechender minimaler Schwellenzählwert, der kleiner als ihr stationärer Zählwert ist;
eine Zählersteuereinrichtung (48) zum wahlweisen Inkrementieren des Zählers (46) mit einer Geschwindigkeit, die ungefähr propor­ tional zu der Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur des Heiz­ elements ist, wenn der Zählwert kleiner als der stationäre Zähl­ wert für den benutzten Leistungswert ist, und zum Dekrementieren des Zählers (46) mit einer Geschwindigkeit, die ungefähr propor­ tional zu der Abnahmegeschwindigkeit der Temperatur des Heizele­ ments ist, wenn der Zählwert größer als der stationäre Zählwert für den benutzten Leistungswert ist;
wobei die Leistungssteuereinrichtung (42) eine Einrichtung auf­ weist, die auf den Heizelementenergiezähler (46) hin immer dann das Heizelement auf einem Leistungswert betreibt, der höher als der Leistungswert ist, welcher der gewählten Leisungseinstellung entspricht, wenn der Heizelementenergiezählwert kleiner als der minimale Schwellenzählwert für die gewählte Leistungseinstellung ist, wodurch die Zeit verringert wird, die die Heizelementtempe­ ratur benötigt, um auf die stationäre Betriebstemperatur aufgrund von Umschaltungen der gewählten Leistungseinstellung von einer niedrigeren Einstellung oder AUS auf eine höhere Einstellung an­ zusteigen.

4. Leistungssteueranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens einige der Leistungseinstellungen entspre­ chende maximale Schwellenzählwerte haben, die größer als die sta­ tionären Zählwerte sind, und daß die Einrichtung in der Lei­ stungssteuereinrichtung (42), die auf den Heizelementenergiezäh­ ler (46) anspricht, weiter immer dann das Heizelement (12, 14, 16, 18) auf einem Leistungswert betreibt, der niedriger als der Leistungswert ist, der der gewählten Leistungseinstellung ent­ spricht, wenn der Heizelementenergiezählwert größer als der ent­ sprechende maximale Schwellenzählwert ist, wodurch die Zeit re­ duziert wird, die die Heizelementtemperatur benötigt, um bei ei­ ner Umschaltung der gewählten Leistungseinstellung von einer höheren Leistungseinstellung auf eine niedrigere Leistungsein­ stellung auf die stationäre Temperatur abzusinken.

5. Leistungssteueranordnung für ein Haushaltskochgerät zum Steu­ ern der Ausgangsleistung eines Heizelements (12, 14, 16, 18), das durch eine externe Stromversorgung aufgrund einer Leistungsein­ stellung mit Strom versorgt wird, die durch eine Bedienungsperson unter mehreren verfügbaren Leistungseinstellungen gewählt wird, gekennzeichnet durch:
eine Leistungssteuereinrichtung (42) zum Betreiben des Heizele­ ments (12, 14, 16, 18) auf unterschiedlichen gewählten Leistungs­ werten aufgrund der Wahl von unterschiedlichen Leistungseinstel­ lungen, wobei jede Einstellung einen entsprechenden stationären Leistungswert hat;
einen Heizelementenergiezähler (46);
wobei jeder Leistungseinstellung ein entsprechender vorbestimmter stationärer Energiezählwert zugeordnet ist, der ungefähr propor­ tional zu der stationären Betriebstemperatur des Heizelements ist, wenn dieses auf seinem entsprechenden stationären Leistungs­ wert betrieben wird;
eine Zählersteuereinrichtung (48) zum wahlweisen Inkrementieren des Zählers (46) mit einer Geschwindigkeit, die ungefähr proportio­ nal zu der Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur des Heizele­ ments (12, 14, 16, 18) ist, wenn der Zählwert kleiner als der stationäre Zählwert für den benutzten Leistungswert ist, und zum Dekrementieren des Zählers (46) mit einer Geschwindigkeit, die ungefähr proportional zu der Abnahmegeschwindigkeit der Tempera­ tur des Heizelements ist, wenn der Zählwert größer als der sta­ tionäre Zählwert für den benutzten Leistungswert ist;
wobei wenigstens einige der Leistungseinstellungen entsprechende minimale Schwellenzählwerte haben, die kleiner als die stationä­ ren Zählwerte sind, und maximale Schwellenzählwerte, die größer als die stationären Zählwerte sind;
wobei die Leistungssteuereinrichtung (42) eine Einrichtung ent­ hält, die auf den Heizelementenergiezähler (46) hin bewirkt, daß das Heizelement (12, 14, 16, 18) auf einem Leistungswert betrie­ ben wird, der höher als der Leistungswert ist, welcher der ge­ wählten Leistungseinstellung entspricht, wenn der Heizelement­ energiezählwert kleiner als der minimale Schwellenzählwert für die gewählte Leistungseinstellung ist, daß das Heizelement auf einem Leistungswert betrieben wird, der niedriger als der Lei­ stungswert ist, welcher der gewählten Leistungseinstellung ent­ spricht, wenn der Heizelementergiezählwert größer als der maximale Schwellenzählwert für die gewählte Leistungseinstellung ist, und daß das Heizelement auf dem Leistungswert betrieben wird, der der gewählten Leistungseinstellung entspricht, wenn der Zählwert des Heizelementenergiezählers (46) zwischen dem mi­ nimalen und dem maximalen Schwellenzählwert ist, wodurch die Zeit reduziert wird, die das Heizelement benötigt, um seine stationä­ re Betriebstemperatur bei Umschaltungen in der gewählten Lei­ stungseinstellung zu erreichen.

6. Leistungssteueranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der höhere Leistungswert eine vorbestimmte Zahl von Lei­ stungswerten ist, die höher sind als der Leistungswert, der der gewählten Leistungseinstellung zugeordnet ist, oder der maximale Leistungswert, je nachdem, welcher niedriger ist.

7. Leistungssteueranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der niedrigere Leistungswert eine vorbestimmte Anzahl von Werten niedriger ist als der Leistungswert, der der gewählten Leistungseinstellung zugeordnet ist, oder der Leistungswert AUS, wenn die Anzahl der Leistungswerte zwischen dem gewählten Lei­ stungswert und AUS kleiner als die vorbestimmte Zahl von Werten ist.