DE3833267A1

DE3833267A1 - Automatisches kochsteuersystem fuer einen mikrowellenherd

Info

Publication number: DE3833267A1
Application number: DE3833267A
Authority: DE
Inventors: Ki Tae Oh
Original assignee: Gold Star Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1989-04-20
Also published as: GB2210476B; FR2621106B1; GB2210476A; JPH01114628A; US4970359A; GB8822949D0; FR2621106A1; JPH0641813B2; DE3833267C2; CA1309753C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Kochsteuersystem für einen Mikrowellenherd, mit dem unter Verwendung eines Temperatursensors automatisch Speisen gekocht werden können, die in einer Kammer zum Erhitzen angeordnet sind. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein automatisches Kochsteuersystem für einen Mikrowellenherd, das es ermöglicht, Speisen zu kochen, indem die für die Speisen erforderliche Erhitzungsperiode genau eingestellt wird, und zwar selbst dann, wenn die Temperatur der in die Kammer zum Erhitzen durch ein Gebläse einströmenden Luft aufgrund eines Anstieges oder eines Abfalls der Umgebungstemperatur um den Mikrowellenherd herum Veränderungen unterworfen ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt ein herkömmlich ausgebildeter Mikrowellenherd einen Mikrocomputer 1, der die Gesamtfunktion des Mikrowellenherdes steuert, eine Stromquelle 2, die in Abhängigkeit von der Steuerung durch den Mikrocomputer 1 den erforderlichen elektrischen Strom zuführt, ein Magnetron 3, das in Abhängigkeit von dem von der Stromquelle 2 abgegebenen elektrischen Strom eine Mikrowelle erzeugt, eine Kammer 4 zum Erhitzen, in der die Speisen mit den vom Magnetron 3 erzeugten Mikrowellen erhitzt werden, ein Gebläse 5, durch das Luft durch einen Lufteinlaß 4 A der Kammer 4 zum Erhitzen strömen kann, einen Sensor 6 zum Ertasten der Temperatur, der die Temperatur der aus einem Luftauslaß 4 B der Kammer 4 zum Erhitzen strömenden Luft erfaßt, und einen Analog/Digital-Wandler 7, der das Temperatursignal der ausströmenden Luft, das vom Temperatursensor 6 erfaßt worden ist, in ein Digitalsignal umwandelt.

Wenn bei einem herkömmlich ausgebildeten Mikrowellenherd der vorstehend beschriebenen Art ein Benutzer mit einem Kochvorgang beginnt, indem er die zu kochenden Speisen in die Kammer 4 zum Erhitzen einschiebt und einen Knopf zum Beginn des Kochens drückt, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, beginnt ein Mikrocomputer 11 einen Initialisierungsvorgang über eine bestimmte Zeitdauer t₁. Mit anderen Worten, die Lufttemperatur in der Kammer 4 zum Erhitzen kann sich ausgleichen, indem durch Betätigung des Gebläses 5 für etwa 16 s Luft durch den Lufteinlaß 4 A in die Kammer 4 zum Erhitzen eingeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Temperatur der durch den Luftauslaß 4 B der Kammer 4 ausströmenden Luft am Temperatursensor 6 erfaßt, von dem das erfaßte Signal an einen Analog/Digital-Wandler 7 weitergegeben und dort in Digitalsignale umgewandelt wird, um ein entsprechendes Ausgangssignal zu erzeugen.

Wenn unter diesen Bedingungen eine bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, nachdem der Mikrocomputer 1 das Signal der gegenwärtigen Temperatur T₁ durch Empfang desselben vom Analog/Digital-Wandler 7 gespeichert hat sowie die Stromquelle 2 steuert und dann das Magnetron 3 betätigt und wenn das Magnetron 3 betätigt worden ist, erzeugt dieses Mikrowellen und erhitzt die Speisen in der Kammer 4. Da die Temperatur der durch den Luftauslaß 4 B der Kammer 4 ausströmenden Luft durch das Erhitzen der Speisen allmählich ansteigt, steigt auch das Temperatursignal, das am Temperatursensor 6 erfaßt und dem Mikrocomputer über den Analog/Digital-Wandler 7 zugeführt worden ist, allmählich an.

Wenn der Temperaturzuwachs unter diesen Bedingungen einen bestimmten Temperaturwert Δ T erreicht, d. h., wenn der Temperaturzuwachs aufgrund der Tatsache, daß die am Temperaturfühler 6 erfaßte Temperatur auf eine bestimmte Temperatur T₂ angestiegen ist, einen bestimmten Temperaturwert Δ T erreicht, beendet der Mikrocomputer 1 einen ersten Schritt zum Erhitzen und beginnt mit der Ausführung eines zweiten Schrittes zum Erhitzen. Mit anderen Worten, eine Zeitdauer t₂, die für die erste Heizstufe benötigt wurde, wird gespeichert, dann wird eine Konstante α in Abhängigkeit von der Art der Speise, die gekocht werden soll, mit der Zeitdauer T₂, die für den ersten Heizschritt benötigt wurde, multipliziert, wodurch die Zeitdauer t₃ für die zweite Heizstufe errechnet wird. Die Speisen werden durch kontinuierliches Betätigen des Magnetrons 3 während der Zeitdauer t₃ der zweiten Heizperiode erhitzt. Wenn die zweite Heizperiode t₃ abgelaufen ist, sollen das Magnetron 3 und das Gebläse 5 gestoppt werden, so daß der Kochvorgang der Speisen beendet ist.

Bei einem herkömmlich ausgebildeten automatischen Kochsteuersystem der vorstehend beschriebenen Weise kann jedoch der automatische Kochvorgang für die Speisen nicht genau durchgeführt werden, da dann, wenn die Temperatur der in die Kammer 4 durch ein Gebläse 5 einströmenden Luft aufgrund von Schwankungen der Umgebungstemperatur während der Durchführung der ersten Heizstufe schwankt, sich auch die vom Temperatursensor 6 erfaßte Temperatur ändert.

Wenn, wie in Fig. 4A gezeigt, die Temperatur der Luft, die das Gebläse 5 in die Kammer 4 einführt, gemäß einem Anstieg der Außentemperatur ansteigt, und zwar um einen bestimmten Betrag des Temperaturwertes Δ T 1 unter den Bedingungen der ersten Heizstufe während einer bestimmten Zeitdauer t₂, steigt die am Temperatursensor 6 erfaßte Temperatur um einen bestimmten Betrag eines bestimmten Temperaturwertes Δ T 2 einer regulären Temperatur in Abhängigkeit vom Temperaturanstieg an, so daß daher die Zeitdauer t₂, die für die erste Heizstufe benötigt wird, eine bestimmte Zeitdauer Δ t₂ vorgerückt wird, so daß auf diese Weise der Kochvorgang der Speisen in einem Zustand gestoppt wird, in welchem der Kochvorgang noch nicht vollständig beendet ist. Wenn, wie des weiteren in Fig. 4B gezeigt ist, die Temperatur der Luft, die das Gebläse 5 in die Kammer 4 einführt, um einen bestimmten Temperaturwert Δ T′₁ in Abhängigkeit von einem Abfall der Umgebungstemperatur abfällt, fällt auch die am Temperatursensor 6 erfaßte Temperatur in Abhängigkeit von diesem Temperaturabfall um einen bestimmten Temperaturwert Δ T′₂ gegenüber einer regulären Temperatur ab. Daher wird die Zeitdauer t₂, die zur Ausführung der ersten Heizstufe benötigt wird, um eine bestimmte Zeitdauer Δ T′₂ verzögert, so daß der automatische Kochvorgang erst dann gestoppt wird, nachdem die Speisen überhitzt worden sind.

Darüber hinaus tritt bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen automatischen Kochverfahren ein Fehler auf, da bei der Festlegung der Heizperiode nicht die Umgebungstemperatur um den Mikrowellenherd in bezug auf die jeweilige Jahreszeit berücksichtigt wird. Mit anderen Worten, selbst wenn Speisen der gleichen Art und der gleichen Menge erhitzt werden sollen, wird dann, wenn sich die Umgebungstemperatur auf einem mittleren Wert befindet, wie beispielsweise im Frühling oder im Herbst, eine konstante Temperaturänderung erhalten, während bei einer hohen Umgebungstemperatur, wie im Sommer, der Temperaturanstieg geringer als im Frühling oder Herbst ist, während bei einer niedrigen Umgebungstemperatur der Temperaturanstieg höher ist als im Frühling oder Herbst. Wenn daher ein konstanter Temperaturanstieg Δ T zugrundegelegt wird, wie üblich, wird die Dauer der Erhitzung der Speisen in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur um den Mikrowellenherd herum aufgrund der Änderung der Jahreszeiten nicht richtig festgelegt, so daß die Speisen entweder verkocht werden oder das Erhitzen vor Durchführung des vollständigen Kochvorgangs beendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Kochsteuersystem für einen Mikrowellenherd zu schaffen, mit dem ein automatisches Kochen von Speisen im optimalen Zustand möglich ist, indem der Temperaturzuwachs der ausströmenden Luft genau und richtig festgelegt wird, und zwar selbst dann, wenn sich die Temperatur der in eine Kammer zum Erhitzen einströmenden Luft aufgrund einer Änderung der Umgebungstemperatur um den Mikrowellenherd herum während der ersten Heizstufe des Mikrowellenherdes ändert.

Erfindungsgemäß soll ferner ein automatisches Kochsteuersystem für einen Mikrowellenherd zur Verfügung gestellt werden, mit dem ein automatisches Kochen von Speisen in einem optimalen Zustand möglich ist, indem ein Temperaturzuwachs auf der Basis einer vorgegebenen speziellen Temperatur selbst dann kompensiert wird, wenn sich die Umgebungstemperatur in Abhängigkeit von der jeweiligen Jahreszeit ändert.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Temperaturzuwachs der während der ersten Heizstufe ausströmenden Luft auf der Basis der vorgegebenen speziellen Temperatur in Abhängigkeit von einer Jahreszeitänderung derart festgelegt wird, daß dann, wenn die Umgebungstemperatur über die spezielle Temperatur ansteigt, der Temperaturzuwachs umgekehrt proportional dazu niedriger festgelegt wird, während dann, wenn die Umgebungstemperatur unter die spezielle Temperatur fällt, der Temperaturzuwachs umgekehrt proportional dazu höher festgelegt wird, und wenn die Temperatur der in die Kammer zum Erhitzen während einer ersten Heizstufe einströmenden Umgebungsluft ansteigt oder abfällt, der Temperaturzuwachs der aus der Kammer zum Erhitzen während der ersten Heizstufe ausströmenden Luft je nach der ansteigenden oder abfallenden Temperatur unterschiedlich kompensiert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines herkömmlich ausgebildeten Mikrowellenherdes;

Fig. 2 ein Signalablaufdiagramm eines Mikrocomputers, der bei einem herkömmlich ausgebildeten Mikrowellenherd Verwendung findet;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Temperaturänderung beim Betrieb eines herkömmlich ausgebildeten Mikrowellenherdes zeigt;

die Fig. 4A und 4B Diagramme, die die Funktionsweise eines herkömmlichen Mikrowellenherdes bei einer Temperaturänderung der einströmenden Luft verdeutlichen, wobei
Fig. 4A die Funktionsweise bei ansteigender Temperatur und
Fig. B die Funktionsweise bei abfallender Temperatur zeigt;

die Fig. 5A und 5B Diagramme zur Verdeutlichung der Auswirkung einer Temperaturänderung der einströmenden Luft auf die Temperatur der ausströmenden Luft zur Erläuterung der Erfindung, wobei
Fig. 5A die Auswirkung bei steigender Temperatur und
Fig. 5B die Auswirkung bei fallender Temperatur zeigt;

Fig. 6 ein Diagramm, in dem die Gradienten einer Temperaturänderung der einströmenden und ausströmenden Luft zur Erläuterung der Erfindung dargestellt sind;

Fig. 7 ein Blockdiagramm, das das Prinzip der Erfindung verdeutlicht;

die Fig. 8A bis 8C Diagramme, die die Kurven von verschiedenen Funktionen, die bei der Erfindung Anwendung finden, zeigen;

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Mikrowellenherdes;

Fig. 10 ein Signalablaufdiagramm eines erfindungsgemäß eingesetzten Computers;

die Fig. 11 bis 13 Diagramme, die einen herkömmlichen und einen erfindungsgemäß durchgeführten Kochvorgang von Kohl verdeutlichen;

Fig. 14 ein Diagramm, das den Gradienten in bezug auf Fig. 13 zeigt;

Fig. 15 ein Blockdiagramm, das das Prinzip des Temperaturzuwachses in Abhängigkeit von einer Jahreszeitänderung gemäß der Erfindung verdeutlicht; und

Fig. 16 ein Ablaufdiagramm in bezug auf die Wiederherstellung des Temperaturzuwachses in Abhängigkeit von einer Jahreszeitänderung gemäß der Erfindung.

Als erstes wird der Temperaturkompensationswert für die Temperaturänderung der in eine Kammer zum Erhitzen einströmenden Luft erläutert. Da dieser Temperaturkompensationswert proportional zur Temperaturänderung der in die Kammer zum Erhitzen einströmenden Luft ist, wird dieser Temperaturkompensationswert größer als 0, wenn die Temperatur ansteigt, und kleiner als 0, wenn die Temperatur abfällt.

Selbst wenn sich die Temperatur mit entsprechender Größe ändert, sollte eine unterschiedliche Temperaturkompensation je nach dem Zeitpunkt, an dem die Temperaturänderung stattfindet, durchgeführt werden. Mit anderen Worten, in einer Anfangsperiode sollte der Temperaturkompensationswert groß sein, in Abhängigkeit von der abgelaufenen Zeit sollte der zusätzliche Wert abfallen und bei Beendigung des Betriebes sollte sich der Temperaturkompensationswert nahezu 0 annähern.

Zuerst wird die Temperaturänderung der in die Kammer zum Erhitzen einströmenden und aus dieser herausströmenden Luft in Verbindung mit den Fig. 5A und 5B erläutert. Diese Temperaturänderung läßt sich wie folgt mathematisch ausdrücken:

V = f (UQ) (1)

wobei bedeuten: U die Temperatur der in die Kammer einströmenden Luft, V die Temperatur der aus der Kammer ausströmenden Luft und Q die von den Speisen erzeugte Wärmekapazität.

Es existiert somit eine vorgegebene proportionale Beziehung zwischen den Temperaturänderungen Δ U, Δ V der in die Kammer einströmenden oder aus dieser ausströmenden Luft. Wenn die Temperatur U der einströmenden Luft ansteigt, steigt die Temperatur V der ausströmenden Luft schneller an als im Normalfall, d. h. zu einer Zeit, zu der der Temperaturänderungsanteil Δ U 0 ist. Folglich wird ein Temperaturzuwachs A schnell erreicht. Um die Erhitzungsperiode einem Standardzustand entsprechend anzupassen, sollte der kompensierte Temperaturzuwachs Δ A größer sein als der festgesetzte Temperaturzuwachs A in diesem Moment, und der kompensierte Temperaturzuwachs Δ A sollte proportional größer sein als der Temperaturzuwachs Δ U der einströmenden Luft. Wenn die Temperatur U der einströmenden Luft abfällt, sollte der kompensierte Temperaturzuwachs Δ A geringer sein als der festgesetzte Temperaturzuwachs A.

Als nächstes wird die Auswirkung beschrieben, mit der die Temperatur A der einströmenden Luft die Temperaturänderung Δ V der ausströmenden Luft in Abhängigkeit von der Zeit beeinflußt.

Die Temperatur V der ausströmenden Luft ändert sich in Abhängigkeit von der Temperaturänderung Δ U der einströmenden Luft stark, da die Wärmekapazität der Speisen zu Beginn der Betriebsdauer, in der die Speisen erhitzt werden, gering ist. Da aufgrund der abgelaufenen Zeit eine große Wärmekapazität Q erzeugt wird, steigt die Innentemperatur der Kammer zum Erhitzen zu stark an, so daß aufgrund der Temperaturänderung Δ U der einströmenden Luft die Temperaturänderung Δ V der ausströmenden Luft weniger beeinflußt wird.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm, in dem die experimentell ermittelte Temperaturänderung Δ U, Δ V der einströmenden und ausströmenden Luft wiedergegeben sind.

Es bedeuten: δ ein Temperaturkompensationswert, Vt die Temperatur der ausströmenden Luft, nachdem eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Erhitzen der Speisen abgelaufen ist, Vt₀ die Temperatur der innerhalb der anfänglichen Zeitdauer t₀ des Erhitzens der Speisen ausströmenden Luft und fv ein Gradient gemäß der abgelaufenen Zeit.

Obwohl sich die verschiedenen Eigenschaften einschließlich der Gradienten fv in Abhängigkeit von der Größe der Kammer zum Erhitzen etwas ändern, nimmt mit dem Zeitablauf zum Erhitzen der Speisen der Effekt ab, daß die Temperaturänderung Δ U der in Richtung eines Pfeiles einströmenden Luft die Temperaturänderung Δ V der ausströmenden Luft beeinflußt.

Fig. 7 zeigt einen Algorithmus in bezug auf die Temperaturänderung Δ U der ausströmenden Luft gemäß der Erfindung.

Wenn Us die Temperatur der vorhandenen einströmenden Luft ist und wenn der Temperaturkompensationswert δ errechnet wurde, indem man die Temperatur V der einströmenden Luft zu einem Zeitpunkt zugrundelegte, als sich diese Temperatur um Δ U von Us auf U änderte, ergibt sich die folgende Formel (3):

δ = fv + Δ U (3)

In der vorstehend wiedergegebenen Formel (3) nehmen die Gradienten fv relativ zur Temperaturänderung Vt-Vt₀ ab, und ihre Größe übersteigt 1 nicht.

In Fig. 8 sind mögliche Funktionen der verschiedenen Gradienten fv gemäß der Erfindung wiedergegeben.

Wenn in der vorstehend beschriebenen Weise vorgegangen wird, wird in dem Fall, daß die Temperatur U der einströmenden Luft beim Erhitzen der Speisen ansteigt, der Temperaturkompensationswert zu einem positiven Wert. Da zu diesem Zeitpunkt ein vorher festgesetzter Temperaturzuwachs A wieder zu einem kompensierten Temperaturzuwachs Δ A festgesetzt wird, wird die Betriebsdauer eines Magnetrons länger als üblich. Diese erhöhte Betriebsdauer des Magnetrons steigt in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der Temperaturänderung Δ U der einströmenden Luft bis zu einem Zeitpunkt an, bis zu dem die Temperaturänderung Δ U angestiegen ist. Wenn die Temperatur U der einströmenden Luft abfällt, wird gemäß der vorstehend erwähnten Logik die Betriebsdauer des Magnetrons in geeigneter Weise verkürzt.

Die Temperatur Us der einströmenden Basisluft wird zu einer Anfangszeit auf eine Anfangstemperatur Ut₀ festgesetzt. Wenn sich die Temperatur jedoch ändert und wenn sich der Temperaturzuwachs A aufgrund des Anstieges des Temperaturkompensationswertes δ in einen kompensierten Temperaturzuwachs Δ A ändert, wird die Temperatur wieder auf die Temperatur Ui zu dem Zeitpunkt, an dem die Veränderung aufgetreten ist, festgesetzt.

Die vorliegende Erfindung, die die vorstehend wiedergegebenen Prinzipien anwendet, wird nunmehr im einzelnen in Verbindung mit den Fig. 9 bis 14 erläutert.

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Mikrowellenherdes. Wie der Figur zu entnehmen ist, ist der Mikrowellenherd mit einem Mikrocomputer 11 versehen, der den Gesamtbetrieb des Mikrowellenherdes steuert, mit einer elektrischen Stromquelle 12, die in einer vom Mikrocomputer 11 gesteuerten Weise den für den Betrieb erforderlichen elektrischen Strom liefert, einem Magnetron 13, das die entsprechenden Mikrowellen in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung der elektrischen Stromquelle 12 erzeugt, einer Kammer 14 zum Erhitzen, in der die entsprechenden Speisen durch die vom Magnetron 12 erzeugten Mikrowellen erhitzt werden, einem Gebläse 15, das Luft in den Lufteinlaß 14 A der Kammer 14 bläst, Temperatursensoren 16, 16′, die die Temperatur der einströmenden und ausströmenden Luft erfassen und sowohl am Lufteinlaß 14 A als auch am Luftauslaß 14 B der Kammer 14 angeordnet sind, und Analog/Digital-Wandlern 17, 17′, die mit dem Temperatursignal der Luft, das von den Temperatursensoren 16, 16′ ermittelt wurde, beaufschlagt werden und dieses Signal in ein Digitalsignal umwandeln und zum Mikrocomputer 11 führen.

Wenn bei dem vorstehend ausgebildeten Mikrowellenherd der Kochvorgang begonnen wird, werden die in dem Ablaufdiagramm der Fig. 10 dargestellten Schritte durchgeführt. Zuerst führt der Mikrocomputer 11 einen Initialisierungsvorgang durch, d. h., er ermöglicht einen Ausgleich der Lufttemperatur in der Kammer 14 zum Erhitzen, indem das Gebläse 15 über eine vorgegebene Zeitdauer t₁ betätigt wird. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer t₁ beginnt der Mikrocomputer 11, die erste Heizstufe durchzuführen, d. h. der Mikrocomputer empfängt die Signale der vorhandenen Temperaturen Ut₀, Vt₀ der einströmenden und ausströmenden Luft, die von den Temperatursensoren 16, 16′ am Lufteinlaß 14 A und Luftauslaß 14 B der Kammer 14 erfaßt und an den Analog/Digital-Wandlern 17, 17′ in Digitalsignale umgewandelt worden sind, und speichert diese. In diesem Augenblick werden die momentan vorhandene Temperatur Us der einströmenden Basisluft und der Temperaturzuwachs A, der als Basis mit der momentan vorhandenen Temperatur Vt₀ festgesetzt wird, für den Temperaturzuwachs Δ A festgelegt. Danach wird ein Magnetron 13 betätigt, indem die Stromquelle entsprechend gesteuert wird. Die durch den Betrieb des Magnetrons 13 erzeugten Mikrowellen erhitzen die in der Kammer 14 vorhandenen Speisen.

Unter diesen Bedingungen mißt der Mikrocomputer 11 kontinuierlich die Temperaturen Ut, Vt der einströmenden und ausströmenden Luft. Wenn dabei festgestellt wird, daß sich die Temperatur Ut der einströmenden Luft nicht verändert, wenn Ut = Us war und wenn die Temperatur Vt der ausströmenden Luft soviel ansteigt wie der Temperaturzuwachs A, der bei der Anfangstemperatur Vt₀ festgesetzt wurde, d. h. der kompensierte Temperaturzuwachs Δ A, beendet der Mikrocomputer 11 den ersten Heizvorgang.

Wenn in diesem Moment aufgrund einer Änderung der Temperatur Ut der einströmenden Luft während der Ausführung der ersten Heizstufe Ut nicht = Us war, wird die Temperaturänderung Δ U errechnet, indem man die Anfangstemperatur Ut₀ von der Temperatur Ut abzieht. Der Temperaturkompensationswert δ wird errechnet, indem man den Temperaturänderungswert Δ U und den Gradienten fv eines Zeitpunktes, an dem sich die Temperatur änderte, addiert, d. h. δ = fv + U. Danach wird der kompensierte Temperaturzuwachs Δ A erneut festgesetzt als Δ A = Δ A + δ, und die Temperatur Ut der momentan vorhandenen einströmenden Luft wird für die Temperatur Us der einströmenden Basisluft festgesetzt. Der vorstehend beschriebene Vorgang wird so lange wiederholt, bis die Temperatur Vt der ausströmenden Luft so stark wie der kompensierte Temperaturzuwachs Δ A angestiegen ist. Wenn die Temperatur Vt der ausströmenden Luft so stark wie der kompensierte Zuwachs Δ A angestiegen ist, wird die erste Heizstufe beendet, wie vorstehend beschrieben.

Wenn die erste Heizstufe der in der Kammer 14 zum Erhitzen enthaltenen Speisen beendet worden ist, wird die Zeitdauer t₃ für die zweite Heizstufe errechnet, indem man einen vorgegebenen Wert α, der in Abhängigkeit von der zu erhitzenden Speise festgesetzt wurde, mit der Zeitdauer t₂ der ersten Heizperiode multipliziert. Die Speisen werden erhitzt, indem man das Magnetron 13 kontinuierlich während der Zeitdauer t₃ betätigt. Wenn die zweite Heizperiode t₃ abgelaufen ist, werden der Betrieb des Magnetrons 13 und des Gebläses 15 gestoppt, wonach der Erhitzungsvorgang der Speisen beendet ist.

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen, bei denen Kohl gekocht wird, und von Vergleichsbeispielen im einzelnen erläutert.

Vergleichsbeispiel 1

Kohl wurde automatisch unter der Bedingung gekocht, daß sich die Temperatur Ut der einströmenden Luft während der Zeitdauer t₂ der ersten Heizstufe nicht veränderte. Es wurde dabei das in Fig. 11 dargestellte Ergebnis erzielt.

Der Temperaturzuwachs A wurde auf 6°C festgesetzt, und der vorgegebene Wert α in bezug auf die Durchführung der ersten Heizstufe wurde auf 1 gesetzt.

Wenn Kohl automatisch unter der Bedingung gekocht wurde, daß die Temperatur Ut₀ der einströmenden Luft 22°C betrug, wurde die erste Heizstufe mit einer Temperatur von 28°C beendet, wobei sich die Temperatur Vt der ausströmenden Luft um 6°C erhöhte. Die für die Durchführung der ersten Heizstufe erforderliche Zeitdauer betrug 4 Minuten. Auch die für die Durchführung der zweiten Heizstufe erforderliche Zeit machte 4 Minuten aus.

Vergleichsbeispiel 2

Die erste Heizstufe wurde begonnen, wobei die Temperatur Ut₀ der anfangs einströmenden Luft 22°C betrug. Als 40 s abgelaufen waren, erfolgte ein Abfall um 2°C auf 20°C. Als wiederum 3 Minuten abgelaufen waren, erfolgte ein Anstieg um 2°C auf 22°C. Beim automatischen Kochen mit diesem herkömmlichen Verfahren wurde das in Fig. 12 dargestellte Ergebnis erhalten.

Da der Temperaturzuwachs A konstant auf 6°C gehalten wurde, ergab sich eine um eine Minute längere Zeitdauer t₂ zur Durchführung der ersten Heizstufe als für den Fall, bei dem keine Temperaturänderung vorhanden war. Es waren daher fünf Minuten erforderlich. Auch für die zweite Heizstufe wurden 5 Minuten benötigt, so daß die gesamte Periode des Erhitzens 10 Minuten betrug. Der Kohl wurde auf diese Weise überhitzt und konnte nicht gegessen werden.

Ausführungsbeispiel

Unter den gleichen Bedingungen wie beim Vergleichsbeispiel 2 wurde Kohl erhitzt, indem der Gradient fv wie in Fig. 14 eingesetzt wurde. Es wurde das in Fig. 13 dargestellte Ergebnis erzielt.

Nachdem seit dem Beginn der ersten Heizstufe 40 s abgelaufen waren, wurde die Temperatur Ut der einströmenden Luft abgesenkt. Dann wurde der kompensierte Temperaturzuwachs Δ A in der folgenden Weise festgesetzt:

δ = (Ut-Ut₀) · fv
δ = (20-22) · 1
δ = -2
A = A + δ = 6 + (-2) = 4

Nachdem 3 Minuten abgelaufen waren, wurde die Temperatur Ut der einströmenden Luft um 2°C auf 22°C erhöht. Dann wurde der kompensierte Temperaturzuwachs Δ A wieder in der folgenden Weise festgesetzt:

δ = (22-20) × 0,5 = 1
A = 4 + 1 = 5

Die erste Heizstufe wurde daher mit 27°C beendet, wobei die Temperatur Vt der ausströmenden Luft um 5°C auf 22°C erhöht wurde. Zur Durchführung der ersten Heizstufe wurden 3 min und 50 s benötigt. Auch für die Durchführung der zweiten Heizstufe benötigte man 3 min und 50 s. Die Gesamterhitzungsdauer betrug somit 7 min und 40 s. Sie war daher etwa 20 s geringer als bei dem Fall, bei dem keine Temperaturänderung vorgenommen wurde, und der Kohl war in ausgezeichneter Weise gekocht worden.

Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das das erfindungsgemäße Prinzip der Einstellung des Temperaturzuwachses in Abhängigkeit von der Änderung der Jahreszeiten zeigt.

Wenn R eine vorgegebene Basistemperatur und U die Umgebungstemperatur ist, dann wird ein Temperaturfehler E errechnet, indem die momentan vorhandene Umgebungstemperatur U von der Basistemperatur R abgezogen wird. Der Temperaturfehler E wird mit einem vorgegebenen Temperaturzuwachs A multipliziert. Der Kompensationswert α 1 wird durch Teilen eines vorgegebenen konstanten Wertes F, der experimentell bestimmt wurde, ermittelt, und der vorgegebene Temperaturzuwachs A wird zum Kompensationswert α 1 addiert. Mit diesem Wert wird danach der Temperaturzuwachs A erneut festgesetzt.

Die erneute Festsetzung des Temperaturzuwachses A in Abhängigkeit von der Jahreszeitveränderung unter Einsatz des vorstehend erläuterten Prinzips ist im Ablaufdiagramm der Fig. 16 wiedergegeben.

Wenn durch Drücken des Startknopfes für den Kochvorgang eine Information über den Beginn des Kochvorgangs eingegeben wird, führt als erstes der Mikrocomputer 11 einen Initialisierungsvorgang in der in Verbindung mit Fig. 10 beschriebenen Art und Weise durch. Durch Betätigung des Gebläses 15 kann sich die Temperatur innerhalb der Kammer 14 zum Erhitzen ausgleichen. Wenn danach eine vorgegebene Zeitdauer t₁ abgelaufen ist, wird die Temperatur am Temperatursensor 16 ertastet, und der Mikrocomputer 11 empfängt die gegenwärtig vorhandene Temperatur U der einströmenden Luft, die am Analog/Digital-Wandler 17 in ein Digitalsignal umgewandelt worden ist, und speichert diesen Wert. Danach wird der Temperaturzuwachs A aus der gegenwärtig existierenden Temperatur U der einströmenden Luft gemäß der nachfolgend wiedergegebenen Formel neu festgesetzt:

Hierbei ist F ein vorgegebener konstanter Wert, der experimentell ermittelt wurde.

Nachdem der Temperaturzuwachs A erneut festgesetzt worden ist, kann der automatische Kochvorgang durch Beginn der ersten Heizstufe in der in Verbindung mit Fig. 10 beschriebenen Art und Weise und durch Durchführung der nächsten Vorgänge in der vorstehend geschilderten Weise optimal durchgeführt werden, und zwar unabhängig von der Änderung der Umgebungstemperatur, die durch einen Wechsel der Jahreszeiten bewirkt wird.

Wie vorstehend erläutert, werden somit die Speisen durch Kompensation des Temperaturzuwachses in Abhängigkeit von der Größe und dem Zeitpunkt, mit der und an dem sich die Temperatur verändert, wenn sich die Temperatur der in die Kammer zum Erhitzen einströmenden Luft während der ersten Heizstufe ändert erhitzt. Es kann damit unter optimalen Bedingungen mit genauer Festlegung der Heizperiode gekocht werden, obwohl sich die Temperatur der einströmenden Luft ändert. Es wird mit der ersten Heizstufe nach der erneuten Festsetzung mit einer Kompensation des Temperaturzuwachses begonnen, der in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen der Umgebungstemperatur und der Basistemperatur auf einen vorgegebenen Wert festgesetzt wird, obwohl sich die Umgebungstemperatur durch einen Wechsel der Jahreszeiten ändert. Daher kann der Kochvorgang optimal durchgeführt werden, und zwar unabhängig davon, ob sich die Jahreszeit ändert.

Claims

1. Automatisches Kochsteuersystem für einen Mikrowellenherd, gekennzeichnet durch:
Einen einleitenden Vorgang, gemäß dem ein Mikrocomputer (11) ein Gebläse (15) betätigt und einen Ausgleich der Lufttemperatur im Inneren einer Kammer (14) zum Erhitzen bewirkt;
eine erste Erhitzungsstufe, bei der der Mikrocomputer (11) die momentan existierenden Temperaturen (Ut₀, Vt₀) der in die Kammer (14) einströmenden und ausströmenden Luft empfängt, wenn der einleitende Vorgang über eine vorgegebene Zeitdauer (t₁) abgelaufen ist, wobei die gegenwärtig existierende Temperatur (Ut₀) der einströmenden Luft als Temperatur (Us) der regulär einströmenden Luft festgesetzt wird, und bei der ein Magnetron (13) betätigt wird, nachdem ein Temperaturzuwachs ( Δ A) durch Kompensation des vorher festgesetzten Temperaturzuwachses (A) mit der Basis der vorher existierenden Temperatur (Vt₀) der ausströmenden Luft festgesetzt worden ist, wobei ein Temperaturkompensationswert ( δ ) durch Multiplizieren eines Temperaturänderungsanteiles ( Δ U) mit einem Gradienten (fv) gemäß dem Zeitpunkt, an dem sich die Temperatur geändert hat, ermittelt wurde, und bei der der Temperaturzuwachs ( Δ A) durch Addition des Temperaturkompensationswertes ( δ ) zum Temperaturzuwachs ( Δ A) erneut festgesetzt und der Vorgang kontinuierlich wiederholt wird, bis die Temperatur (Vt) der ausströmenden Luft so stark angestiegen ist wie der Temperaturzuwachs ( Δ A); und
eine zweite Erhitzungsstufe, bei der eine zusätzliche Erhitzungszeit (t₃) durch Multiplikation eines vorgegebenen Wertes ( α ), der gemäß der Art der Speise festgesetzt wurde, mit der Zeitdauer (t₂) der ersten Erhitzungsstufe während dieser zusätzlichen Zeitdauer (t₃) durchgeführt wird.

2. Automatisches Kochsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene Zeitdauer (t₁) des einleitenden Vorganges abgelaufen ist, nachdem das die gegenwärtige Temperatur (U) der einströmenden Luft der Kammer (14) zum Erhitzen wiedergebende Signal vom Mikrocomputer (11) empfangen und gespeichert worden ist, und daß ein Temperaturfehler (E) durch Subtraktion der momentanen Lufttemperatur (U) des einströmenden Gases von einer Basistemperatur (R) errechnet wird, daß der vorher festgesetzte Temperaturzuwachs (A) mit dem Temperaturfehler (E) multipliziert wird, das des weiteren ein Kompensationswert ( δ 1) durch Teilen mit einem vorgegebenen konstanten Wert (F), der experimentell bestimmt wurde, errechnet wird und daß der vorher festgesetzte Temperaturzuwachs (A) zu dem Kompensationswert ( δ 1) addiert wird, mit welchem Wert der Temperaturzuwachs (A) erneut festgesetzt wird, wonach mit der ersten Erhitzungsstufe begonnen wird.