EP0967840A2 - Einrichtung zur Temperaturbegrenzung eines Glaskeramikfeldes - Google Patents

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EP0967840A2
EP0967840A2 EP99111237A EP99111237A EP0967840A2 EP 0967840 A2 EP0967840 A2 EP 0967840A2 EP 99111237 A EP99111237 A EP 99111237A EP 99111237 A EP99111237 A EP 99111237A EP 0967840 A2 EP0967840 A2 EP 0967840A2
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EP
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temperature
control
additional module
signal processing
heating current
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Martin Zapf
Heiko Friedrich
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ZF Electronics GmbH
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ZF Electronics GmbH
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/04—Heating plates with overheat protection means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • each heating element of the hotplate simple mechanical temperature limiters, so-called rod regulators, associated with heating the cooking zone over about Should prevent 600 ° C.
  • rod regulators form mechanical ones Temperature sensors and consist of a temperature sensor Expansion rod, which due to its temperature dependent Thermal expansion when a certain maximum temperature is exceeded actuates a mechanical switch contact, the in the load circuit of the power supply to the heating element is looped in.
  • a major disadvantage of such temperature limiting devices lies in the fact that it is quite imprecise and with great Working tolerance range. This is based on the constructive itself resulting, relatively large spatial distance between the glass ceramic plate and the rod regulator. The rod regulator thereby always grips one of the with its expansion rod true temperature value of the glass ceramic is significantly different Temperature. For safety reasons, the highest permissible Glass ceramic temperature set relatively low become.
  • EP-0 786 923 A2 is a temperature limiting device known for a glass ceramic cooktop, in which instead of the conventional mechanical temperature sensor in Shape of a rod regulator with one that works with thermal expansion Expansion rod an electronic temperature sensor is provided, the temperature of the glass ceramic plate measures, and in which the mechanical switching contact of the conventional Rod controller by a relay or a power semiconductor switching element is replaced by the output signal of the electronic temperature sensor is controlled.
  • the invention is therefore based on the object of being reliable and precisely working temperature protection limitation of a Ceramic hob to create an accurate Temperature detection and reliable temperature limiting function also meets the required safety standard.
  • the temperature detected by sensors directly on the glass ceramic so that always true temperature values are available and both temperature rise as well as temperature drop in each case precisely and without delay are measurable.
  • the temperature limitation function is carried out by evaluating the sensor signals via the cooktop control, namely the clock relay, which by way of pulse width control the heating current to the respective hotplate controls. Temperature monitoring is carried out in parallel in an additional module based on the sensor signals and a plausibility check instead, and if the cooktop control is faulty should work, or if a temperature rise is on a hotplate over the one that triggers the temperature limit Temperature value continues, the additional module switches a main relay, which is in the heating circuit of the cooktop control is connected upstream.
  • the temperature protection limiting device shown in the drawing consists of two electronic modules, namely a known hob control 10, as they for example from DE 44 19 866 A1, and one Additional module 20 for pot detection / temperature measurement, that out information available on the hob via sensors the pots 30 pots and temperature of the glass ceramic recorded and processed.
  • the hob 30 is for simplicity's sake with two hotplates, each with a heating element 31 or 32 shown. There is also only one temperature sensor per hotplate 33 and 34 respectively, although of course everyone Cooking zone several temperature sensors and also at least one Sensor (not shown) assigned to pot detection and the temperature sensors 33 and 34 shown are for reasons of clarity of presentation next to the heating element 31 or 32 of the hotplate in question drawn without doing anything about the actual spatial arrangement should testify.
  • the hob control not shown in the drawing 10 can accordingly from a control unit with one of the Number of hotplates on the hob corresponding number of subunits for activation and temperature pre-selection of the respective hotplate over which the electrical Control of the respective hotplate takes place. Shown in the drawing there is only one at a time Clock relay pulse width control 11 assigned to the hotplate or 12 in the form of a block leading into the heating current line the relevant hob heating element 31 or 32 turned on is.
  • the additional module 20 contains a microcontroller 3, which Evaluates sensor signals and for temperature measurement in temperature values or converted into status signals for pot detection.
  • the additional module 20 provides this information Hob control 10 via a communication interface 22 to disposal.
  • the hob control 10 receives the information about the Temperature of the glass ceramic the possibility of using each already available in the heat level control for each hotplate Clock relay also functions as a temperature limiter to fulfill.
  • the clock relay (blocks 11, 12), that in the power circuit of the respective hotplate heating element 31, 32 is looped in, serves in itself Pulse width control when powering the heating element the relevant hotplate. By holding the The hotplate can be activated by clock relays in the permanently open state if the maximum temperature of the Power supply to be disconnected.
  • the cooktop control 10 has a signal evaluation circuit 13 with the communication interface 22 of the additional module 20 is connected.
  • the signal evaluation circuit 13 asks the temperature of the individual hotplates via the communication interface 22 cyclically, and based on this query the additional module 20 transmits this information in each case via the communication interface 22 to the cooktop control 10.
  • the signal evaluation circuit 13 of the cooktop control 10 becomes the measured and transmitted actual temperature each hotplate with the maximum permissible Cooking zone temperature compared. If the The signal evaluation circuit controls the maximum temperature at a hotplate 13 assigned to the respective hotplate Block 11 or 12 and causes that this hotplate assigned pulse width control the clock relay constantly in holds the open position and so the relevant heating element 31st or 32 is separated from the feed current. This way it takes over the clock relay next to the pulse width control under the influence of the signal evaluation circuit 13 also Function of a temperature limiter for the respective hotplate.
  • the additional module 20 contains a load part 23 with at least a main relay, through which the supply current for the Radiators of the hotplates from the mains connection N to the hob control reached. It can be a single main relay for the entire hob or one main relay for each hob or a group of hotplates can be provided. On only the additional module 20 has this at least one main relay Access.
  • the Microcontroller 21 regardless of that in the signal evaluation circuit 13 of the cooktop control 10, whether the temperature measured for each hotplate is below the permissible maximum temperature is your own Comparison of the measured temperature with a slightly higher one Threshold to check if the measured temperature after reaching the maximum temperature, about even further increases. If this is the case, it would signal that the temperature limiter function from the hob control 10 is not perceived properly. So get one of the measured temperatures further than the maximum permissible Temperature on, speaks when the specified threshold is reached a trigger circuit 24 connected to the load part 23 is connected and the respective main relay is actuated and opened and thus the feed current even before the pulse width control the hob control 10 disconnects from the network.
  • the main relay (s) is also switched off the trigger circuit 24 is triggered when the microcontroller 21, who also constantly checks the plausibility of his incoming measurement data from the sensors, e.g. 33, 34, performs, serious errors in the measurement results determines how for example large temperature jumps in the seconds range, missing temperature signals, etc., due to sensor breakage, line faults etc. can indicate.
  • the additional module 20 monitors both the correct one Function of the sensors as well as the correct function of the Hob control 10, insofar as this is the temperature limiter function perceives.
  • the hob control 10 monitors via the signal evaluation circuit 13 in turn the function of the additional module 20. If, for example, the cooktop control determines that the microcontroller 21 of the additional module is not the hob control locks the clock relays (Blocks 11, 12) of all the heating elements 31, 32 and separates the heating elements from the supply current. Events that of signal evaluation circuit 13 of the hob control 10 as Malfunction of the additional module 20 are interpreted for example, breaking off communication between the two Modules, or the receipt of implausible information, For example, temperature signals from a system that is not in operation Hotplate, or very rapid temperature jumps. The hob control then blocks the clock relays of all heating elements in the open position, because then there is a lack of usability Temperature information no temperature limiter function is more possible.
  • the temperature protection limiting device according to the invention can therefore on the mechanical rod regulator in the heating element be dispensed with without compromising security becomes.
  • the temperature protection limiting device according to the invention fulfills the protective limiting function More precise temperature detection via sensors directly on the glass ceramic hob through the two controlling each other Hob control modules and additional module with double Safety.

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Abstract

Einrichtung zur Temperaturschutzbegrenzung bei Glaskeramik-Kochfeldern mit einer Kochfeldsteuerung (10), die den Heizstrom zu den einzelnen Kochstellen jeweils über eine Impulsbreitensteuerung (11, 12), mit Taktrelais steuert, wobei ein Zusatzmodul (20) mit einer Signalverarbeitungsschaltung (21) mit Temperatursensoren (33, 34) verbunden ist und an eine Signalauswerteschaltung (13) der Kochfeldsteuerung (10) Temperatursignale liefert, wobei weiter die Signalauswerteschaltung (13) die Temperatursignale ständig mit einem Maximaltemperaturwert vergleicht und bei dessen Erreichen durch Öffnen des Taktrelais die Heizstromzufuhr zu der betreffenden Kochstelle sperrt, und wobei die Signalauswerteschaltung (21) des Zusatzmoduls (20) ihrerseits überwacht, ob die Kochstellentemperatur nach Erreichen des Maximaltemperaturwerts noch weiter ansteigt und, falls dies der Fall ist, ein im Heizstromkreis der Kochfeldsteuerung vorgeschaltetes Hauptrelais (23) öffnet. <IMAGE>

Description

Glaskeramiken von Kochfeldern unterliegen einem temperaturabhängigen Alterungsprozeß, der sich negativ auf die Struktur der Glaskeramik auswirkt. Dies führt gegen Ende der Lebenszeit einer Glaskeramik durch thermische Verzerrungen zum Bruch des Kochfelds.
Um eine Lebenszeit von Glaskeramikkochfeldern von ca. 10 Jahren im normalen Gebrauchsfall gewährleisten zu können, muß dafür gesorgt werden, daß die maximale Temperatur der Glaskeramik im Bereich der Strahlungsheizkörper auf etwa 600°C begrenzt wird.
Bei herkömmlichen mechanischen sowie auch elektronischen Kochfeldsteuerungen erfolgt lediglich eine grobe Einstellung der Heizkörpertemperatur über eine Impulsbreitensteuerung des Heizstroms. Eine direkte Erfassung der Temperatur der Glaskeramik findet bei solchen herkömmlichen Kochfeldsteuerungen nicht statt. Vielmehr sind jedem Heizelement der Kochstelle einfache mechanische Temperaturbegrenzer, sogenannte Stabregler, zugeordnet, die eine Erhitzung der Kochzone über etwa 600°C verhindern sollen. Solche Stabregler bilden mechanische Temperaturfühler und bestehen aus einem die Temperatur aufnehmenden Ausdehnungsstab, der aufgrund seiner temperaturabhängigen Wärmedehnung bei Überschreiten einer bestimmten Maximaltemperatur einen mechanischen Schaltkontakt betätigt, der in den Lastkreis der Stromversorgung des Heizelements eingeschleift ist. Bei einer Überschreitung der Maximaltemperatur in der Kochzone wird also über diesen stabreglerbetätigten Schaltkontakt die Stromversorgung des Heizelements solange unterbrochen, bis die Kochstellentemperatur wieder eine zulässige Temperatur erreicht und der Stabregler dann durch weniger große Wärmedehnung des Ausdehnungsstabs den Schaltkontakt wieder schließen läßt. Diese Art der Temperaturbegrenzung ist allgemein gebräuchlich, und auf diese Weise arbeitende Temperaturschutzbegrenzungseinrichtungen bei Glaskeramikkochfeldern sind beispielsweise in der DE-OS 25 15 905, der DE-OS 30 07 037, der DE-OS 34 10 442, der DE-OS 34 23 085, der DE-OS 39 13 289, und der DE-OS 39 31 763, u.a. beschrieben.
Ein wesentlicher Nachteil solcher Temperaturbegrenzungseinrichtungen liegt darin, daß sie recht ungenau und mit großer Toleranzbreite arbeiten. Dies beruht schon auf der sich konstruktiv ergebenden, relativ großen räumlichen Distanz zwischen der Glaskeramikplatte und dem Stabregler. Der Stabregler erfaßt dadurch mit seinem Ausdehnungsstab immer eine vom wahren Temperaturwert der Glaskeramik erheblich abweichende Temperatur. Aus Sicherheitsgründen muß deshalb die höchstzulässige Glaskeramiktemperatur verhältnismäßig niedrig angesetzt werden.
Aus der EP-0 786 923 A2 ist eine Temperaturbegrenzungseinrichtung für ein Glaskeramikkochfeld bekannt, bei welcher statt des herkömmlichen mechanischen Temperaturfühlers in Form eines Stabreglers mit einem mit der Wärmedehnung arbeitenden Ausdehnungsstab ein elektronischer Temperaturfühler vorgesehen ist, der an der Glaskeramikplatte deren Temperatur mißt, und bei welcher der mechanische Schaltkontakt des herkömmlichen Stabreglers durch ein Relais oder ein Leistungshalbleiter-Schaltelement ersetzt ist, das durch das Ausgangssignal des elektronischen Temperaturfühlers gesteuert wird.
Damit wird zwar zweifelsohne gegenüber den herkömmlichen Stabreglern eine unmittelbarere Temperaturerfassung an der Glaskeramikplatte und damit eine genauere Temperaturmessung und eine feinfühligere Temperaturschutzbegrenzung ermöglicht.
Jedoch kann auch diese bekannte Temperaturschutzbegrenzung im Hinblick auf den vom VDE nunmehr geforderten Sicherheitsstandard nicht befriedigen, der zwei voneinander unabhängige Sicherheitsmodule fordert, die sich gegenseitig überwachen können und damit ein hohes Maß an Sicherheit gewährleisten.
Bei den herkömmlichen Stabreglern tritt das Sicherheitsproblem nicht in der Weise auf, wie das bei einer Temperaturschutzbegrenzung mit Hilfe eines elektronischen Temperaturfühlers und eines elektronischen Schaltelements der Fall ist, denn sowohl der Temperaturfühler als auch das Schaltelement können versagen oder es kann eine Leitungsunterbrechung, beispielsweise in der Signalleitung vom Temperaturfühler, auftreten. Ein derartiges Problem tritt bei dem rein mechanischphysikalisch arbeitenden Dehnungsstab eines Stabreglers nicht auf, der bei entsprechender Erhitzung den mechanischen Schaltkontakt öffnet. Dort sind Fehlfunktionen allenfalls in der Weise denkbar, daß der Schaltkontakt in der Offenstellung hängenbleibt oder der Kontakt bricht, was aber dann in jedem Fall eine bleibende Unterbrechnung des Heizstroms zur Folge hätte und deshalb kein Sicherheitsrisiko darstellt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässig und genau arbeitende Temperaturschutzbegrenzung eines Glaskeramikkochfelds zu schaffen, die neben einer genauen Temperaturerfassung und betriebssicheren Temperaturbegrenzungsfunktion auch dem geforderten Sicherheitsstandard entspricht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebene und nach den Unteransprüchen weiter ausgestaltete Temperaturschutzbegrenzungseinrichtung gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die Temperatur durch Sensoren direkt an der Glaskeramik erfaßt, so daß stets wahre Temperaturwerte zur Verfügung stehen und sowohl Temperaturanstieg als auch Temperaturabfall jeweils genau und verzögerungsfrei meßbar sind. Die Temperaturbegrenzungsfunktion erfolgt durch Auswertung der Sensorsignale über die Kochfeldsteuerung, nämlich das Taktrelais, das im Wege der Impulsbreitensteuerung den Heizstrom zu der jeweiligen Kochstelle steuert. In einem Zusatzmodul findet parallel eine Temperaturüberwachung anhand der Sensorsignale sowie eine Plausibilitätsüberwachung statt, und, wenn die Kochfeldsteuerung fehlerhaft arbeiten sollte, oder wenn ein Temperaturanstieg an einer Kochstelle über den die Temperaturbegrenzung auslösenden Temperaturwert weiter stattfindet, schaltet der Zusatzmodul ein Hauptrelais ab, welches im Heizstromkreis der Kochfeldsteuerung vorgeschaltet ist. Ebenso kontrolliert die Kochfeldsteuerung die Funktion des Zusatzmoduls ständig und unterbricht den Heizstrom zu einer Kochstelle, falls die Übermittlung von Temperatursignalen vom Zusatzmodul unterbrochen sein sollte oder die übermittelten Signale nicht plausibel erscheinen. Damit findet eine ständige gegenseitige Kontrolle von Kochfeldsteuerung und Zusatzmodul statt, so daß die Anforderung an zwei voneinander unabhängig arbeitende Sicherheitsmodule, die sich gegenseitig überwachen, sichergestellt ist und das geforderte hohe Maß an Sicherheit gewährleistet ist, um auch bei Störungen im einen oder anderen der beiden Module Kochfeldsteuerung und Zusatzmodul oder bei Fehlfunktion eines Sensors, eines elektronischen Schaltelements, einer Leitungsunterbrechung usw. die Sicherheitsabschaltung der betreffenden Kochstelle zuverlässig auszulösen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der anliegenden Zeichnung in Form eines Blockschaltbilds schematisch dargestellt und wird im folgenden mehr im einzelnen erläutert.
Die in der Zeichnung dargestellte Temperaturschutzbegrenzungseinrichtung besteht aus zwei elektronischen Modulen, nämlich einer an sich bekannten Kochfeldsteuerung 10, wie sie beispielsweise aus der DE 44 19 866 A1 hervorgeht, und einem Zusatzmodul 20 zur Topferkennung/Temperaturmessung, das aus dem Kochfeld über Sensoren erhältliche Informationen über auf dem Kochfeld 30 aufgestellte Töpfe und Temperatur der Glaskeramik erfaßt und verarbeitet.
Das Kochfeld 30 ist aus Gründen der Vereinfachung mit lediglich zwei Kochstellen mit jeweils einem Heizelement 31 bzw. 32 dargestellt. Auch ist pro Kochstelle jeweils nur ein Temperatursensor 33 bzw. 34 dargestellt, obwohl natürlich jeder Kochstelle mehrere Temperatursensoren und auch mindestens ein (nicht dargestellter) Sensor zur Topferkennung zugeordnet sein kann, und die dargestellten Temperatursensoren 33 und 34 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung jeweils neben das Heizelement 31 bzw. 32 der betreffenden Kochstelle gezeichnet, ohne daß dies etwas über die tatsächliche räumliche Anordnung aussagen soll.
Die in der Zeichnung nicht näher dargestellte Kochfeldsteuerung 10 kann demnach aus einer Steuereinheit mit einer der Anzahl der Kochstellen auf dem Kochfeld entsprechenden Anzahl von Untereinheiten zum Aktivieren und zur Temperaturvorwahl der jeweiligen Kochstelle bestehen, über welche die elektrische Ansteuerung der jeweiligen Kochstelle erfolgt. Dargestellt in der Zeichnung ist jeweils nur die jeweils einer Kochstelle zugeordnete Taktrelais-Impulsbreitensteuerung 11 bzw. 12 in Form eines Blocks, der in die Heizstromleitung zu dem betreffenden Kochfeldheizelement 31 bzw. 32 eingeschaltet ist.
Der Zusatzmodul 20 enthält einen Mikrocontroller 3, der die Sensorsignale auswertet und für die Temperaturmessung in Temperaturwerte bwz. für die Topferkennung in Statussignale umwandelt. Diese Informationen stellt der Zusatzmodul 20 der Kochfeldsteuerung 10 über eine Kommunikationsschnittstelle 22 zur Verfügung.
Die Kochfeldsteuerung 10 erhält mit der Information über die Temperatur der Glaskeramik die Möglichkeit, mit dem jeweils ohnehin in der Kochstufensteuerung für jede Kochstelle vorhandenen Taktrelais zusätzlich die Funktion eines Temperaturbegrenzers zu erfüllen. Das Taktrelais (Blöcke 11, 12), das in den Leistungskreis des jeweiligen Kochstellenheizelements 31, 32 eingeschleift ist, dient an sich der Impulsbreitensteuerung bei der Stromversorgung des Heizelements der betreffenden Kochstelle. Durch Halten des Taktrelais im ständig geöffneten Zustand kann die Kochstelle bei einem Überschreiten der Maximaltemperatur von der Stromversorgung abgetrennt werden.
Zur Bewerkstelligung dieser Temperaturbegrenzerfunktion enthält die Kochfeldsteuerung 10 eine Signalauswerteschaltung 13, die mit der Kommunikationsschnittstelle 22 des Zusatzmoduls 20 verbunden ist. Die Signalauswerteschaltung 13 fragt die Temperatur der einzelnen Kochstellen über die Kommunikationsschnittstelle 22 zyklisch ab, und aufgrund dieser Abfrage übermittelt jeweils der Zusatzmodul 20 diese Information über die Kommunikationsschnittstelle 22 an die Kochfeldsteuerung 10. In der Signalauswerteschaltung 13 der Kochfeldsteuerung 10 wird die gemessene und übermittelte Ist-Temperatur jeder Kochstelle permanent mit der maximal zulässigen Kochstellentemperatur verglichen. Bei einem Überschreiten der Maximaltemperatur an einer Kochstelle steuert die Signalauswerteschaltung 13 den der jeweiligen Kochstelle zugeordneten Block 11 bzw. 12 an und bewirkt, daß die dieser Kochstelle zugeordnete Impulsbreitensteuerung das Taktrelais ständig in der Offenstellung hält und so das betreffende Heizelement 31 bzw. 32 vom Speisestrom abgetrennt ist. Auf diese Weise übernimmt das Taktrelais neben der Impulsbreitensteuerung unter dem Einfluß der Signalauswerteschaltung 13 auch noch die Funktion eines Temperaturbegrenzers für die jeweilige Kochstelle.
Damit ist allerdings noch nicht die geforderte Sicherheit erfüllt. Sollte ein Taktrelais verkleben bzw. in der Offenstellung hängenbleiben, könnte die Kochstelle außer durch Entfernen der Gerätesicherung in der Hausinstallation nicht mehr abgeschaltet werden.
Um dieses Problem zu lösen, ist im Zusatzmodul 20 eine zweite Schutzabschaltungsmöglichkeit realisiert. Sie springt ein, wenn eine der gemessenen Temperaturen weiter über die maximal zulässige Temperatur ansteigt.
Dazu enthält der Zusatzmodul 20 einen Lastteil 23 mit mindestens einem Hauptrelais, über welches der Speisestrom für die Heizkörper der Kochstellen vom Netzanschluß N zur Kochfeldsteuerung gelangt. Es kann ein einziges Hauptrelais für das gesamte Kochfeld oder jeweils ein Hauptrelais für jede Kochstelle oder eine Gruppe von Kochstellen vorgesehen sein. Auf dieses mindestens eine Hauptrelais hat nur der Zusatzmodul 20 Zugriff.
Um diese Schutzabschaltungsfunktion wahrzunehmen, führt der Mikrocontroller 21 unabhängig von dem in der Signalauswerteschaltung 13 der Kochfeldsteuerung 10 durchgeführten Vergleich, ob die für jede Kochstelle gemessene Temperatur unterhalb der zulässigen Maximaltemperatur liegt, einen eigenen Vergleich der gemessenen Temperatur mit einem etwas höheren Schwellenwert durch, um zu überprüfen, ob die gemessene Temperatur nach Erreichen der Maximaltemperatur etwa noch weiter ansteigt. Sollte dies der Fall sein, würde das signalisieren, daß die Temperaturbegrenzerfunktion von der Kochfeldsteuerung 10 nicht ordnungsgemäß wahrgenommen wird. Steigt also eine der gemessenen Temperaturen weiter über die maximal zulässige Temperatur an, spricht bei Erreichen des vorgegebenen Schwellenwerts eine Auslöseschaltung 24 an, die mit dem Lastteil 23 verbunden ist und das jeweilige Hauptrelais betätigt und öffnet und damit den Speisestrom schon vorderhalb der Impulsbreitensteuerung der Kochfeldsteuerung 10 vom Netz abtrennt.
Ein Abschalten des oder der Hauptrelais wird ebenfalls über die Auslöseschaltung 24 ausgelöst, wenn der Mikrocontroller 21, der auch ständig eine Plausibilitätskontrolle der bei ihm einlaufenden Meßdaten von den Sensoren, z.B. 33, 34, durchführt, schwere Fehler in den Meßergebnissen feststellt wie beispielsweise große Temperatursprünge im Sekundenbereich, fehlende Temperatursignale usw., die auf Sensorbruch, Leitungsstörungen usw. hindeuten können.
Auf diese Weise überwacht der Zusatzmodul 20 sowohl die richtige Funktion der Sensoren als auch die richtige Funktion der Kochfeldsteuerung 10, soweit diese die Temperaturbegrenzerfunktion wahrnimmt.
Umgekehrt überwacht die Kochfeldsteuerung 10 über die Signalauswerteschaltung 13 ihrerseits die Funktion des Zusatzmoduls 20. Wird beispielsweise in der Kochfeldsteuerung festgestellt, daß der Mikrocontroller 21 des Zusatzmoduls nicht mehr korrekt arbeitet, sperrt die Kochfeldsteuerung die Taktrelais (Blöcke 11, 12) aller Heizelemente 31, 32 und trennt die Heizelemente dadurch vom Speisestrom ab. Ereignisse, die von Signalauswerteschaltung 13 der Kochfeldsteuerung 10 als Fehlfunktion des Zusatzmoduls 20 interpretiert werden, sind beispielsweise ein Abbrechen der Kommunikation zwischen beiden Modulen, oder der Empfang unplausibler Informationen, beispielsweise Temperatursignale einer nicht im Betrieb befindlichen Kochstelle, oder sehr schnelle Temperatursprünge. Die Kochfeldsteuerung sperrt dann die Taktrelais aller Heizelemente in der Offenstellung, da dann mangels brauchbarer Temperaturinformationen keine Temperaturbegrenzerfunktion mehr möglich ist.
Bei der erfindungsgemäßen Temperaturschutzsbegrenzungseinrichtung kann daher auf die mechanischen Stabregler im Heizelement verzichtet werden, ohne daß die Sicherheit beeinträchtigt wird. Die erfindungsgemäße Temperaturschutzbegrenzungseinrichtung erfüllt die Schutzbegrenzungsfunktion bei genauerer Temperaturerfassung über Sensoren direkt am Glaskeramikkochfeld durch die beiden sich gegenseitig kontrollierenden Module Kochfeldsteuerung und Zusatzmodul mit doppelter Sicherheit.

Claims (5)

  1. Einrichtung zur Temperaturschutzbegrenzung eines Glaskeramik-Kochfelds (30) mit einer Kochfeldsteuerung (10), die den Heizstrom zum Heizelement (31, 32) jeder Kochstelle entsprechend einer jeweiligen Heizstufenvorgabe über eine Impulsbreitensteuerung (11, 12) mittels eines in die Heizstromleitung geschalteten Taktrelais steuert, und mit am Glaskeramik-Kochfeld angeordneten, den einzelnen Kochstellen zugeordneten Sensoren (33, 34) zur Temperaturerfassung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) Der Kochfeldsteuerung (10) ist ein Zusatzmodul (20) zugeordnet, der eine Signalverarbeitungsschaltung (21) enthält, die mit den Sensoren (33, 34) verbunden ist und die Sensorausgangssignale in Temperatursignale umsetzt,
    b) die Kochfeldsteuerung (10) enthält eine Signalauswerteschaltung (13), welche die Temperatursignale von der Signalverarbeitungsschaltung (21) des Zusatzmoduls (20) empfängt und jeweils mit einem Maximaltemperaturwert vergleicht,
    c) die Signalauswerteschaltung (13) der Kochfeldsteuerung (10) bewirkt das Sperren des Taktrelais (11, 12) in der Heizstromleitung zum Heizelement (31, 32) der betreffenden Kochstelle in der Offenstellung, wenn und solange ein Temperatursignal für die betreffende Kochstelle den Maximaltemperaturwert erreicht,
    d) die Signalverarbeitungsschaltung (21) des Zusatzmoduls vergleicht die gemessenen Temperaturwerte ihrerseits mit einem etwas oberhalb des Maximaltemperaturwerts liegenden Schwellenwert,
    e) die Signalverarbeitungsschaltung (21) bewirkt, wenn ein einer Kochstelle zugeordneter Temperaturwert den Schwellenwert erreicht, das Öffnen eines der Kochfeldsteuerung (10 in der Heizstromleitung vorgeschalteten Hauptrelais (23).
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswerteschaltung (13) der Kochfeldsteuerung (10) die Temperatursignale zyklisch über eine der Signalverarbeitungsschaltung (21) des Zusatzmoduls (20) zugeordnete Kommunikationsschnittstelle (22) abfragt.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswerteschaltung (13) der Kochfeldsteuerung (10) außerdem die Plausibilität der von der Signalauswerteschaltung (21) übermittelten Temperatursignale überprüft und auch bei einer Kommunikationsunterbrechung mit der Signalverarbeitungsschaltung (21) oder bei Plausibilitätsfehlern, wie beispielsweise der Signalisierung schneller Temperatursprünge das Sperren der Taktrelais in der Heizstromleitung aller Kochstellen in der Offenstellung bewirkt.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverarbeitungsschaltung (21) des Zusatzmoduls (20) eine Auslöseschaltung (24) zugeordnet ist, die, wenn ein Temperatursignal den Schwellenwert erreicht, das Hauptrelais (23) öffnet.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Heizstromleitung jedes Heizelements (31, 32) oder für Heizelementgruppen jeweils ein eigenes Hauptrelais (23) vorgesehen ist.
EP99111237A 1998-06-24 1999-06-09 Einrichtung zur Temperaturbegrenzung eines Glaskeramikfeldes Expired - Lifetime EP0967840B1 (de)

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DE19828052A DE19828052A1 (de) 1998-06-24 1998-06-24 Einrichtung zur Temperaturbegrenzung eines Glaskeramikkochfelds

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Publication Number Publication Date
EP0967840A2 true EP0967840A2 (de) 1999-12-29
EP0967840A3 EP0967840A3 (de) 2001-11-14
EP0967840B1 EP0967840B1 (de) 2006-03-08

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EP99111237A Expired - Lifetime EP0967840B1 (de) 1998-06-24 1999-06-09 Einrichtung zur Temperaturbegrenzung eines Glaskeramikfeldes

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US (1) US6124576A (de)
EP (1) EP0967840B1 (de)
DE (2) DE19828052A1 (de)
ES (1) ES2258304T3 (de)

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