DE3843175C2

DE3843175C2 -

Info

Publication number: DE3843175C2
Application number: DE3843175A
Authority: DE
Inventors: Ki Tae Changwon Kyungsangnam Kr Oh
Original assignee: Gold Star Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1987-12-22
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1990-07-05
Also published as: GB2212299B; KR890011478A; DE3843175A1; FR2625065A1; JPH0567851B2; CA1307834C; GB8829855D0; KR900003967B1; JPH01210727A; TR24772A; FR2625065B1; US4899026A; GB2212299A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Steuerung für einen Mikrowellenofen, mit den im Oberbegriff des Patentanpruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine solche Steuerung ist aus der DE 32 24 853 A1 bekannt.

Die hieraus bekannte Steuerung dient zur Steuerung eines Mikrowellenofens, bei welchem die einströmende Luft durch ein Gebläse in das Kammervolumen eingebracht wird und durch einen Luftauslaß ausströmt. Über einen am Luftauslaß angeordneten Temperatursensor erfolgt die Steuerung des Kochprogramms. Bei dieser bekannten Steuerung ist jedoch kein Sensor für die Erfassung der in das Kammervolumen einströmenden Luft am Gebläse vorgesehen, so daß Schwankungen in der Temperaturhöhe der einströmenden Luft zu einer Verfälschung des Garergebnisses führen können.

Entsprechend dem Gegenstand der älteren Patentanmeldung DE 38 34 909 A1 wird eine in einer Heizkammer befindliche Speise auf folgende Art und Weise gekocht:
Erfassung der Temperatur der einströmenden Luft am Anfang, wenn Luft in die Heizkammer strömt.
Erfassung der Temperatur der einströmenden Luft in Zeitabständen von etwa 10 Sekunden.
Vergleich der augenblicklichen Temperatur mit der unmittelbar davor erfaßten Temperatur.
Bei gleichen Temperaturen Erfassung der Temperaturveränderung der einströmenden Luft durch Subtraktion der Temperatur der einströmenden Luft, die zu Beginn der Betätigung eines Ventilators festgestellt wird, von der Temperatur der einströmenden Luft, die im Augenblick festgestellt wird.
Erfassung der Temperaturdifferenz zwischen der ein- und ausströmenden Luft durch Subtraktion der Temperatur der einströmenden Luft, die im Augenblick festgestellt wird, von der Temperatur der ausströmenden Luft, die im Augenblick aus der Heizkammer strömt.
Berechnung des Temperaturanstieges über die Temperaturveränderung der einströmenden Luft und der Temperaturdifferenz zwischen der ausströmenden und einströmenden Luft.
Danach Durchführung einer ersten Heizstufe durch Aktivierung eines Magnetrons bis die Temperatur der ausströmenden Luft der Heizkammer auf den berechneten Temperaturanstieg angestiegen ist.
Durchführung einer zweiten Heizstufe während einer Zeit, die sich durch Multiplikation einer vorgegebenen Konstante mit der Zeit der ersten Heizstufe ergibt.

Bei einer solchen Steuerung des Ofens gibt es einige Nachteile, die darin bestehen, daß die Temperaturveränderung und -differenz in einem Stadium festgestellt und berechnet werden, bei dem die Temperatur der einströmenden Luft mit der Außentemperatur um etwa 70 bis 80% konvergiert, weil die Temperatur der einströmenden Luft mit ungefähr 10 Sekunden erfaßt wird und mit der Temperatur der einströmenden Luft verglichen wird, die gerade vorher erfaßt worden ist. Deshalb wird die Speise unter Umständen nicht richtig gekocht. Dies basiert auf dem Auflösungsvermögen eines A/D-Wandler, der das Signal der gemessenen Temperatur an einem Temperatursensor erfaßt, in ein digitales Signal umwandelt und es an sich Mikrocomputer liefert. Das Auflösungsvermögen eines A/D-Wandlers liegt im allgemeinen bei 0,5°C, weshalb Temperaturänderungen unter 0,5°C wie eine Temperaturänderung von 0°C behandelt werden.

Das heißt, daß infolge des Auflösungsvermögens des A/D-Wandlers der Microcomputer, selbst wenn die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der einströmenden Luft, die im Augenblick festgestellt wird, und der Temperatur der einströmenden Luft, die gerade vorher festgestellt wurde, in gewissem Umfang tatsächlich besteht, die Temperaturdifferenz derart bewertet wird, daß keine Temperaturdifferenz besteht, wenn die Temperaturdifferenz kleiner als das Auflösungsvermögen des A/D-Wandlers ist. Angenommen, daß beispielsweise das Auflösungsvermögen des A/D-Wandlers 0,5°C beträgt und daß eine Differenz von 0,5°C zwischen der Temperatur U₄ der einströmenden Luft, die zur Zeit t₄ gemessen wurde, und der Temperatur U₅ der einströmenden Luft, die zur Zeit t₅ gemessen wurde, beträgt, wie in Fig. 1 dargestellt, dann bewertet der Mikrocomputer die beiden Temperaturen U₄ und U₅ als identisch und sucht die Temperaturveränderung und -differenz und den Temperaturanstieg unter der Bedingung, daß die Temperatur U der einströmenden Luft mit der Außentemperatur U _N um 70 bis 80% konvergiert und dann die Speise aufheizt. In diesem Augenblick gilt, daß je größer die Zeitkonstante der Temperaturfühler ist, je größer der oben erwähnte Fehler ist.

Die oben erwähnten Schwierigkeiten können in einem gewissen Umfang dadurch überwunden werden, daß die Perioden, in denen die Temperatur der einströmenden Luft erfaßt wird, verlängert werden. Im Falle, daß die Periode für die Erfassung der Temperatur U der einströmenden Luft verdoppelt wird, wird die Temperaturveränderung und Differenz unter der Bedingung gesucht, daß die Temperatur der einströmenden Luft mit der Außentemperatur U _N um 85 bis 90% konvergiert, und der Temperaturanstieg wird so berechnet, daß die Speise richtiger aufgeheizt wird. Allerdings resultiert aus einer solchen Verlängerung der Perioden für die Erfassung der Temperatur U der einströmenden Luft auch eine Verlängerung der Zeit für die Berechnung des Temperaturanstieges.

Mit anderen Worten, wenn die Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen U₂ und U₃, die zu den Zeiten t₂ und t₃ infolge einer Änderung der Temperatur U der einströmenden Luft gemessen werden, 0,4°C beträgt, wie in Fig. 2 dargestellt, dann berechnet der Mikrocomputer den Temperaturanstieg zur Zeit t₃; wenn aber die Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen U₂ und U₃ 0,5° C beträgt, dann berechnet der Mikrocomputer den Temperaturanstieg nach einer Wartezeit bis zur Zeit t₄, und dann erst wird die Speise aufgeheizt, wodurch der Anfangsbetrieb unnötig verlängert wird.

Wenn die Periode für die Erfassung der Temperatur ausgedehnt wird, wird dadurch zwar im Ergebnis die Zuverlässigkeit der Aufheizung verbessert, doch wird die Zeit für die Berechnung des Temperaturanstieges zu lang.

Ein anderes Hochsteuersystem ist aus der US 41 62 381 bekannt. Im Unterschied zum System der eingangs genannten Art weist dieses Kochsteuersystem einen Temperatursensor wie auch einen Feuchtigkeitssensor im Innenraum des Mikrowellenherdes auf, um auf diese Weise am Ort des zu kochenden Gutes die Umgebungsbedingungen zu erfassen.

Ein anderes Kochsteuersystem ist aus der US 41 15 678 bekannt. Dieses Kochsteuersystem weist sowohl an dem Lufteinlaß der Erhitzungskammer als auch an deren Auslaß Temperatursensoren auf, die auf das Steuersystem einwirken. Die Steuerung des Erhitzungsvorganges erfolgt bei diesem bekannten Geräten durch Veränderung der Luftgeschwindigkeit, die von einem Lüfter bewirkt wird. Hierdurch lassen sich feuchtbedingte Niederschläge auf den Wänden der Erhitzungskammer oder auf dem Sichtfenster wirksam vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Steuerung für das Kochen zu entwickeln, die hinsichlich der Zuverlässigkeit beim automatischen Kochen von Speisen verbessert ist, ohne daß dabei die Zeit für die Berechnung des Temperaturanstiegs verlängert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im Unteranspruch angegeben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 3 einen Mikrowellenofen entsprechend der Erfindung in schematischer Darstellung und

Fig. 4 ein Flußdiagramm für den Mikrocomputer der Steuerung gemäß Fig. 3.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mikrowellenofens umfaßt einen Mikrocomputer 1, der den gesamten Betrieb des Mikrowellenofens steuert, eine Stromquelle 2, die unter der Kontrolle des Mikrocomputers den Betriebsstrom liefert, ein Magnetron 3, das Mikrowellen bei Zufuhr elektrischer Energie von der Stromquelle 2 erzeugt, eine Heizkammer 4, die Speisen mittels der vom Magnetron erzeugten Mikrowelle erwärmt, ein Gebläse 5, das Luft durch einen Lufteinlaß 4 A in die Heizkammer 4 bläst, Temperaturfühler 6, 6′, die die Temperatur der ein- und ausgeblasenen Luft erfassen und am Lufteinlaß 4 A und Luftauslaß 4 B der erwähnten Heizkammer angeordnet sind, A/D-Wandler 7, 7′, die die entsprechenden Signale der Lufttemperatur, die von den erwähnten Temperaturfühlern 6, 6′ erfaßt werden, in digitale Signale umwandeln und sie dem erwähnten Mikrocomputer 1 zuführen.

Wenn bei einem solchen Mikrowellenofen eine zu kochende Speise in die Heizkammer 4 eingebracht wird und ein automatischer Kochvorgang durch Drücken eines Einschaltknopfes gestartet wird, wie in Fig. 4 dargestellt ist, wird ein Gebläse 5 durch den Mikrocomputer 1 in Betrieb gesetzt, um dann Luft in die Heizkammer 4 durch den Lufteinlaß 4 A zu blasen. Nachdem eine Variable i auf Null gesetzt ist, wird die Temperatur der Luft U₀, die durch den Lufteinlaß 4 A geblasen wrid, gemessen und in Speichern MR, M₁ gespeichert. Das heißt, die Temperatur T₀ der anfänglich einströmenden Luft, die am Anfang des automatischen Kochprozesses erfaßt wird und durch den Analog/Digitalkonverter 7 in ein digitales Signal umgewandelt wird, wird in den Speichern MR, M₀ gespeichert. Nach 8 Sekunden wird 1 zur Variablen i addiert, und die Temperatur U _i der einströmenden Luft wird erneut gemessen. In allen konstanten Perioden wiederholt sich die Abspeicherung der Meßwerte im Speicher M _i. Das heißt, daß die Temperatur U _i der einströmenden Luft alle 8 Sekunden gemessen wird und in den Speichern M₀, M₁, M₂ abgespeichert wird. Wenn die Variable i den Wert 3 annimmt, wird die Temperatur U _i der einströmenden Luft gemessen und mit der im Speicher M₀ abgespeicherten Temperatur verglichen. In diesem Augenblick, wenn die Temperatur U _i der einströmenden Luft nicht mit der im Speicher M₀ gespeicherten Temperatur identisch ist, wird die in den Speichern M₁, M₂ gespeicherte Temperatur in die Speicher M₀, M₁ geschoben, und die gerade gemessene Temperatur U _i wird im Speicher M₂ gespeichert. Nach 8 Sekunden wird 1 zur Variablen i addiert, und die Temperatur der einströmenden Luft wird erneut gemessen und mit der im Speicher M₀ gespeicherten Temperatur verglichen.

Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis die Temperatur der augenblicklich gemessenen einströmenden Luft gleich der im Speicher M₀ gemessenen Temperatur ist.

Wenn die augenblicklich gemessene Temperatur U _i gleich der im Speicher M₀ gespeicherten Temperatur wird, wird die Temperatur V _i der ausströmenden Luft, die durch den Temperatursensor 6′ am Auslaß 4 B erfaßt wird und durch den A/D-Wandler 7′ in eine digitales Signal umgewandelt wird, gemessen. Nachdem die Temperatur V _i in einem Register B gespeichert ist, werden die Temperaturveränderung Δ U und die Temperaturdifferenz Δ V berechnet, indem die augenblickliche Temperatur U _i der einströmenden Luft, die mit der Temperatur der äußeren Luft konvergiert, von der Anfangstemperatur U₀ der einströmenden Luft, die im Speicher MR gespeichert ist abgezogen wird. Ferner wird die Temperaturdifferenz Δ V berechnet, indem die Temperatur U _i der einströmenden Luft von der augenblicklichen Temperatur U _i der ausströmenden Luft abgezogen wird. Demgemäß werden, wenn die Temperaturveränderung ΔU und die Temperaturdifferenz Δ V gesucht werden, die experimentell gesuchten zusätzlichen Werte a, b jeweils mit der Temperaturveränderung Δ U und der Temperaturdifferenz Δ V mittels des Mikrocomputers 1 multipliziert. Die Werte werden dann wieder addiert und danach multipliziert mit dem Temperaturanstieg Δ T in Übereinstimmung mit der Art und Weise, wie die Speise gekocht werden soll. Dann wird ein Ausgleichswert des Temperaturanstieges durch Teilung des erwähnten Wertes durch einen experimentellen Koeffizienten A ermittelt. Danach wird ein kompensierter Temperaturanstieg Δ T′ ermittelt, indem der Kompensationswert δ des Temperaturanstieges von dem Temperaturanstieg Δ T abgezogen wird.

Demzufolge wird die Speise, wenn der kompensierte Temperaturanstieg Δ T′ ermittelt ist, durch Einschalten des Magnetrons 3 über den Mikrocomputer 1 aufgeheizt. Nachdem eine Variable j auf Null gesetzt worden ist, wird 1 zur Variablen j nach Ablauf einer Sekunde addiert. Die Messung einer Temperatur V _j der Luft, die durch den Luftauslaß 4 B der Heizkammer 4 strömt, wird wiederholt. Es wird festgestellt, ob oder nicht die Temperatur V _j der gegenwärtig ausströmenden Luft mehr als ein kompensierter Temperaturanstieg T′ angestiegen ist. Das heißt, eine Temperatur V _i der ausströmenden, die im Register B gespeichert ist, wird abgezogen von der augenblicklichen Temperatur V _j der ausströmenden Luft, und die obige Operation wird wiederholt bis der genannte abgezogene Wert stärker angestiegen ist als ein kompensierter Temperaturanstieg Δ T′. Wenn die Temperatur V _j der ausströmenden Luft genausoviel angestiegen ist wie der kompensierte Temperaturanstieg Δ T′, dann ist eine zweite Aufheizstufe abgeschlossen.

Nach Beendigung der ersten Heizstufe läuft die zweite Heizstufe während einer Zeit, die sich durch Multiplikation einer vorgegebenen, von der Art der Speise abhängigen Konstanten α mit der Zeit der ersten Heizstufe ergibt.

Wenn demzufolge die erste Aufheizstufe und die zweite Aufheizstufe abgeschlossen sind, dann ist der automatische Kochvorgang der Speise abgeschlossen.

Andererseits ist gemäß der obigen Beschreibung die Temperatur U _i der einströmenden Luft in Zeitintervallen von 8 Sekunden gemessen worden, und die gemessene augenblickliche Temperatur ist mit einer Temperatur verglichen worden, die im Speicher gespeichert und 24 Sekunden vorher gemessen wurde. Allerdings läßt sich bei Verwirklichung der Erfindung die Zeitfolge für die Erfassung der Temperatur U _i der einströmenden Luft und die Zeitfolge für den Vergleich der Temperatur U _i der einströmenden Luft in Übereinstimmung mit der Kapazität des Speichers variieren.

Claims

1. Automatische Steuerung für einen Mikrowellenofen

- mit einem Luftein- und -auslaß (4 A, 4 B),
- mit einer am Luftauslaß (4 B) angeordneten Einrichtung (6′ zur Temperaturerfassung,
- mit einem Gebläse (5) am Lufteinlaß (4 B),
- mit einem Mikrocomputer (1), der die von der Temperaturerfassungseinrichtung (6) herrührenden Signale auswertet und eine Stromquelle (2) für ein Magnetron (3) steuert,

gekennzeichnet durch

- eine weitere Temperaturerfassungseinrichtung (6) am Lufteinlaß (4 A), deren Signale ebenfalls von dem Mikrocomputer (1) ausgewertet werden, wobei die Steuerung wie folgt arbeitet:
- a) Am Anfang wird die Temperatur (U₀) der in eine Heizkammer eingeblasenen Luft als Anfangstemperatur gespeichert;
- die Temperatur (U _i) der einströmenden Luft wird in konstanten Zeitintervallen erfaßt und nacheinander in Speichern (M₁ bis M₀) abgespeichert;
- die in den Speichern (M₁, M₂) abgespeicherten Temperaturen werden in Speicher (M₀, M₁) geschoben;
- das wiederholte Abspeichern der augenblicklichen Temperatur (U _i) der einströmenden Luft im Speicher (M₂) erfolgt so lange, bis die augenblickliche Temperatur (U _i) gleich der im Speicher (M₂) bei einem vorgegebenen Zeitintervall gespeicherten Temperatur ist;
- eine Temperaturveränderung Δ U zwischen der anfänglich gemessenen Temperatur (U₀) und der Temperatur (U₂) der einströmenden Luft und eine Temperaturdifferenz Δ V zwischen der Temperatur der aus- und einströmenden Luft (V _i, U _i) wird gesucht, wenn die augenblickliche Temperatur (U _i) gleich der im Speicher (M₀) abgespeicherten Temperatur (U₀) ist;
- ein kompensierender Temperaturanteil (δ) wird aus der Temperaturveränderung (Δ U) und der Temperaturdifferenz (Δ V) gewonnen;
- ein kompensierter Temperaturanstieg (Δ T′) wird durch Subtraktion des kompensierten Temperaturanteils von dem vorher festgestellten Temperaturanstieg (Δ T) festgestellt.
- b) In einer ersten Erhitzungsstufe wird so lange aufgeheizt, bis die Temperatur der aus der Heizkammer ausströmenden Luft genausoviel angestiegen ist wie der kompensierte Temperaturanstieg (Δ T′).
- c) In einer zweiten Erhitzungsstufe wird für eine Zeit aufgeheizt, die gleich der Aufheizzeit in der ersten Heizphase, multipliziert mit einem vorgegebenen Wert ist, der von der Art der zu kochenden Speise bestimmt ist.

2. Automatische Kochsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturzuwachskompensationsanteil (δ) aus der Gleichung berechnet ist, wobei Δ T der vorher festgelegte Temperaturzuwachs, Δ U die Temperaturveränderung der einströmenden Luft, Δ V der Temperaturunterschied zwischen der einströmenden und ausströmenden Luft und a, b, A vorgebbare Konstanten sind, die experimentell für bestimmte zu kochende Speisen derart vorbestimmbar sind, daß sich in dem zur Verfügung stehenden Heizraumvolumen für die jeweilige Speise ein ausreichendes Garungsergebnis einstellt.