-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Endung bezieht sich
auf ein Kochgerät
und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern
einer Heizeinrichtung in einem Kochgerät.
-
Hintergrund des Standes
der Technik
-
Ein Kochgerät, wie z. B. ein Gasherd und dergleichen,
ist allgemein mit einer Vielzahl von Heizeinrichtungen zum Erhitzen
und Kochen von Essen, einem System zum Zuführen und Unterbrechen einer an
die Heizeinrichtung angelegten Leistung und Steuermitteln zum Steuern
des Systems versehen. Da zudem eine Nennleistung und eine erforderliche Kochdauer
für jeden
Kochvorgang voreingestellt werden, wenn ein Benutzer einen der Kochvorgänge auswählt, werden
die Heizeinrichtungen so betrieben, daß sie die voreingestellte Nennleistung
und Kochdauer erreichen, sobald der Benutzer den Kochvorgang wählt. Unter
Bezugnahme auf 1 wird
ein Kochgerät
gemäß dem Stand
der Technik mit vier Fleizeinrichtungen beschrieben.
-
Die Heizeinrichtungen HTR1-NTR4 sind
zwischen einem Stromversorgungsanschluß und einer Erdungsspannung
parallel angeschlossen. Jeder der Stromversorgungsanschlüsse zu den
Heizeinrichtungen NTR1-HTR4 ist ein jeweils in Reihe an die Heizeinrichtungen
angeschlossenes Relais RY1-RY4. Das heißt, wenn das erste Relais RY1
eingeschaltet ist, wird der ersten Heizeinrichtung HTR1 eine Leistung
zugeführt,
um die erste Heizeinrichtung in Betrieb zu nehmen; wenn das zweite
Relais RY2 eirgeschaltet ist, wird der zweiten Heizeinrichtung HTR2 eine
Leistung zugeführt,
um die zweite Heizeirrichtung in Betrieb zu nehmen, und ebenso steuern
das dritte Relais RY3 eine Leistungszufuhr zur dritten Heizeinrichtung
HTR3 und das vierte Relais RY4 eine Leistungszufuhr zur vierten
Heizeinrichtung HTR4. Wenngleich sie nicht gezeigt sind, gibt es Steuermittel
zum Steuern des Ein-/Ausschaltens der Relais RY1-RY4. Das heißt, die
Steuermittel bestimmen eine Leistungsaufnahmerate für den gegenwärtigen Kochvorgang
zum Steuern des Betriebs der Relais RY1-RY4. Die Bestimmung der
Leistungsaufnahmerate des Kochvorgangs und die Steuerung der Relais
RY1-RY4 durch die Steuermittel erfolgen in Bezug auf voreingestellte
Werte. Das heißt,
die Steuerung des Kochvorgangs wird dem voreingestellten Wert entsprechend
mit der Maßgabe
durchgeführt, daß jede der
Heizeinrichtungen eine Nennleistungsaufnahme aufweist. Wenn die
Nennleistungsaufnahme jeder der Heizeinrichtungen NTR1-HTR4 r. B.
bei 1000 W liegt und der voreingestellte Kochwert bei 30 Min. 4000
W beträgt,
was einen 30-minütigen
Betrieb der vier Heizeinrichtungen HTR1-HTR4 erfordert, werden die
Relais RY1-RY4 eingeschaltet, um Ströme an die vier Heizeinrichtungen
HTR1-HTR4 anzulegen, und wenn der voreingestellte Kochwert 10 Min.
bei 4000 W beträgt,
werden die vier Relais 10 Minuten betrieben. Die Heizeinrichtungen
müssen
jedoch nicht immer bei der Nennleistungsaufnahme betreibbar sein.
Beispielsweise können
die Heizeinrichtungen statt bei 4000 W auch bei etwa 3800 W oder
bei mehr als 4000 W betreibbar sein. Es können also Abweichungen hinsichtlich
der Betriebsleistung vorliegen, was bedeutet, daß die Betriebsleistung eine
erforderliche Erwärmungsbedingung
nicht erfüllt,
was eine Eigenschaft des Kochvorgangs verschlechtert. Wenn beispielsweise
eine Heizeinrichtung mit einer Abweichung von ±5% zum Kochen mit einern
5000 W-Herd verwendet wird, beträgt
eine tatsächliche
Leistungsabweichung ±250W.
Das heißt, bei
einem Hochleistungsmodell mit 4000W und mehr beeinflußt eine
Kochdauer von 30 Sek, also eine Kochdauer von ±5% einer 10-minütigen Kochdauer, den
Kochvorgang sehr stark, wobei eine geringere/stärkere Erwärmung als erforderlich, die
durch eine Leistungsabweichung für
diesen Zeitraum verursacht ist, die Qualität des Kochvorgangs verschlechtert.
-
Die US-A-4 554 440 beschreibt eine
Vorrichtung zur Steuerung einer Heizeinrichtung in einem Kochgerät mit einer
Vielzahl von Heizeinrichtungen, einem Relaisteil zum Zuführen/Unterbrechen
einer an die Heizeinrichtungen angelegten Leistung, einem Stromertassungsteil
zum Erfassen eines an die Heizeinrichtungen angelegten Stromwertes
und einer Steuerung zum Steuern des Relaisteils.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Daher bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer
Heizeinrichtung in einem Kochgerät,
durch die eines oder mehrere der durch Einschränkungen und Nachteile des Standes
der Technik bedingten Probleme beseitigt werden.
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verahren zur Steuerung einer
Heizeinrichtung in einem Kochgerät
bereitzustellen, mit denen eine Kochdauerverstellung wegen einer
Abweichung von der Betriebsleistung der Heizeinrichtung ausgeglichen
werden kann.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch
eine Vorrichtung zum Steuern einer Heizeinrichtung in einem Kochgerät, mit einer
Vielzahl von Heizeinrichtungen, einem Relaisteil zum Zuführen/Unterbrechen
einer an die Heizeinrichtungen angelegten Leistung, einem Stromertassungsteil
zum Erfassen eines an die Heizeinrichtungen angelegten Stromwertes,
und einer Steuerung zum Steuern des Relaisteils, wobei die Steuerung
das Relaisteil gemäß einem
Verhältnis
eines vorgegebenen Stromwertes zum Stromwert, der am Stromertassungsteil
erfaßt
wird, steuert, um eine für
den gegenwärtigen
Kochvorgang vorgegebene Heizeinrichtungs-Betriebsdauer einzustellen,
wobei die Steuerung das Relaisteil den Heizeinrichtungen im Vergleich
zur vorgegebenen Betriebsdauer über eine
längere
Betriebsdauer Leistung zuführen
läßt, wenn
das Verhältnis
vergrößert ist,
oder über
eine kürzere
Betriebsdauer, wenn das Verhältnis
verkleinert ist.
-
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch
ein Verfahren zum Steuern einer Heizeinrichtung in einem Kochgerät mit einer
Vielzahl von Heizeinrichtungen, bei dem eine Kochdauer und eine
erforderliche Leistung für
jeden Kochvorgang vorgegeben werden, wobei das Verfahren die folgenden
Schritte umfaßt:
(a) Betrieb der Heizeinrichtungen entsprechend der Kochdauer und
der erforderlichen Leistung, die für den derzeit gewählten Kochvorgang
vorgegeben sind, (b) Erfassen eines Stromwertes, der für den Betrieb
der Heizeinrichtungen erforderlich ist, (c) Angleichen der Kochdauer
gemäß einem
Verhältnis
eines vorgegebenen Stromwertes zum erfaßten Stromwert, wobei die Kochdauer
verlängert
wird, wenn sich das Verhältnis
vergrößert, und
verkürzt
wird, wenn sich das Verhältnis
verkleinert, (d) Steuern des Betriebs der Heizeinrichtungen entsprechend
der angeglichenen Kochdauer.
-
Zusätzliche Merkmale und Vorteile
der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt und
sind z. T. aus der Beschreibung ersichtlich oder ergeben sich bei
der Ausführung
der Erfindung. Ausführungsformen
und Vorteile der Erfindung sind durch die hier in der schriftlichen
Beschreibung und den Ansprüchen
sowie in den beigefügten
Zeichnungen speziell angegebene Gestaltung realisierbar und erreichbar.
-
Es versteht sich, daß sowohl
die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende, detaillierte
Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und eine weitere
Erklärung
der beanspruchten Erfindung liefern rollen.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die beigefügten Zeichnungen, die beigefügt sind,
um die Erfindung verständlicher
zu machen, und in diese Beschreibung aufgenommen sind sowie einen
Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung
und dienen, zusammen mit der Beschreibung, zur Erklärung der
Prinzipien der Erfindung.
-
In den Zeichnungen zeigen:
-
1 ein
System von Heizeinrichtungen in einem Kochgerät gemäß dem Stand der Technik, und
-
2 ein
System einer Heizeinrichtungssteuerung in einem Kochgerät gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und
-
3 ein
Flußdiagramm,
das ein Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung in einem Kochgerät gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
Es wird nun ausführlich auf die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, für die Beispiele in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt sind. 2 zeigt
ein System einer Heizeinrichtungssteuerung in einem Kochgerät gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
Es sei auf eine Heizeinrichtungssteuerung
in einem Kochgerät
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, die eine Vielzahl von
Heizeinrichtungen HTR1'-HTR4' umfaßt, welche
parallel zwischen einem Stromversorgungsanschluß und einer Erdungsspannung
angeschlossen sind. Jede der Heizeinrichtungen HTR1'-HTR4' weist ein in Reihe
geschaltetes Relais RY1'-RY4' zur Steuerung der
Stromversorgung der Heizeinrichtung auf. Der Betrieb der Relais RY1'-RY4' wird durch die Steuerung 20 gesteuert. Die
Steuerung 20 steuert das Ein-/Ausschalten des Betriebs
der Relais gemäß der zum
Kochen verwendeten Leistung. Zudem ist ein Stromtransformator 10 zum
Erfassen eines bei den Heizeinrichtungen HTR1'-HTR4' verwendeten Stroms an die Steuerung 20 angeschlossen.
-
Nun wird der Betrieb der Heizeinrichtungssteuerung
in einem Kochgerät
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
-
Wenn der gegenwärtige Kochvorgang den Betrieb
aller vier Relais erfordert, wird allen Heizeinrichtungen HTR1'-HTR4' eine Leistung zugeführt, da alle
Relais RY1'-RY4', von der Steuerung 20 gesteuert,
eingeschaltet werden. Wenn der gegenwärtige Kochvorgang jedoch nicht
den Betrieb aller vier Relais erfordert, steuert die Steuerung 20 soviele
der Relais RY1'-RY4', wie für die Steuerung
der Leistungsaufnahme beim Kochen erforderlich sind. Andererseits
mißt der
Stromtransfomator 10 einen von den Heizeinrichtungen verwendeten
Strom und liefert der Steuerung 20 während des Betriebs der Heizeinrichtungen
einen Meßwert.
Die Steuerung 20 erfaßt die
gegenwärtige
Leistungsaufnahme anhand des am Stromtransformator 20 gemessenen
Stroms.
-
Ein Verfahren zur Steuerung einer
Heizeinrichtung in einem Kochgerät
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegendlen Efindung wird unter Bezugnahme auf 3 erläutert.
-
Nachdem ein gegenwärtig durchzuführender Kochvorgang
bekannt ist, liest die Steuerung 20 die Kochinformation
für den
Kochvorgang aus der in einem Speicher gespeicherten Kochinformation.
Die Kochinformation umfaßt
eine Kochdauer Tc, eine Koch-Leistungsaufnahme, die Kochtemperatur
und dergleichen. Zur zweckmäßigeren
Erläuterung
der vorliegenden Endung handelt es sich beim nachfolgend erläuterten
Kochvorgang in einem Kochgerät um
einen Fall, bei dem z. B. alle vier Heizeinrichtungen verwendet
wrerden. Dabei liest die Steuerung 20 einen voreingestellten
Nennstrom ,A' der
Heizeinrichtungen HTR1'-HTR4' bei einer Nennleistung
der Heizeinrichtungen HTR1'-HTR4' (Schritt 100). Dann steuert
die Steuerung 20 das Einschalten der Relais RY1'-RY4', um den Heizeinrichtungen
HTR1'-HTR4' Leistung zuzuführen. Auf
die Leistungszufuhr an die Heizeinrichtungen HTR1'-HTR4' beginnt der Betrieb der
Heizeinrichtungen (Schritt 110). In diesem Fall erfaßt der Stromtransformator 10 den
Strom Ad, der an den Heizeinrichtungen HTR1'-HTR4' verwendet wird, und liefert der Steuerung
20 einen erfaßten
Wert (Schritt 120). Die Steuerung 20 berechnet
anhand des im Schritt 120 erfaßten Stromwertes Ad, des Nennstromwertes
A der Heizeinrichtung und der vorliegenden Kochdauer Tc einen Kochdauer-Ausgleichswert
Ta (Schritt 130). Der Kochdauer-Ausgleichswert Ta wird im Schritt
130 unter Verwendung einer wie nachfolgend ausgedrückten Gleichung
berechnet.
-
Kochdauer-Ausgleichswert Ta = (Nennstrom A/erfaßter Strom
Ad)*voreingestellte Kochdauer Tc ---(1) Dies bedeutet, daß die Steuerung 20 eine
Kühl- bzw.
Kochdauer Tc kennt, die auf der Basis einer Nenn-Leistungsaufnahme
von 4000W eingestellt ist. Da die Leistung proportional zum Strom
ist (P=IV, worin P für
eine Leistung, 1 für
einen Strom und V für eine
Spannung steht). Wenn die an den Heizeinrichtungen aufgenommene
Leistung 3800W beträgt,
liegt das Verhältnis
von Nennstrom A zu erfaßtem
Strom Ad bei etwa 1,05; ebenso verhält sich die Nennleistung zu
einer tatsächlichen
Leistungsaufnahme. Daher werden 1,05, das Verhältnis des Nennstroms A zum
erfaßten
Strom Ad, und eine voreingestellte Kochdauer Tc multipliziert, um
eine angeglichene Kochdauer zu erhalten, d. h., daß eine geplante
Betriebsdauer Ta, die gegenüber
der voreingestellten Kochdauer Tc um 5% verlängert ist, berechnet werden
kann. Wenn im Gegensatz dazu die Leistungsaufnahme an der Heizeinrichtung
4200W beträgt, wird '0,95', das Verhältnis des
Nennstroms A zum erfaßten
Strom Ad, nach dem vorgenannten Prinzip mit einer voreingestellten
Kochdauer Tc multipliziert, um eine angeglichene Kochdauer zu erhalten,
d. h., daß die
geplante Betriebsdauer Ta, die gegenüber der voreingestellten Kochdauer
Tc um 5% verkürzt
ist, berechnet werden kann. Mit anderen Worten, wenn der erfaßte Strom
kleiner als der Nennstrom ist, wird die Kochdauer, dem Verhältnis angemessen,
verlängert,
und wenn der erfaßte
Strom größer als
der Nennstrom ist, wird die Kochdauer dem Verhältnis angemessen verkürzt. Somit
ist der Kochdauer-Ausgleichswert Ta festgelegt, und die Steuerung 20 steuert
die Relais RY1'-RY4' während der
Kochdauer Ta, um den Kochvorgang fortzusetzen.
-
Wie erklärt wurde, können die Vorrichtung und das
Verfahren zum Steuern einer Heizeinrichtung in einem Kochgerät eine Eigenschaft
des Kochvorgangs verbessern, indem sie eine Abweichung von der Betriebsleistung
beseitigen, die durch eine Änderung
der Heizeinrichtungen und/oder der Leistung verursacht ist, indem
sie die Kochdauer ausgleichen.
-
Für
den Fachmann ist ersichtlich, daß verschiedene Modifikationen
und Variationen der Vorrichtung und des Verfahrens zum Steuern einer
Heizeinrichtung in einem Kochgerät
der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken oder
Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher soll die vorliegende Erfindung
die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung abdecken, sofern
sie innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente
liegen.