EP1028602B1

EP1028602B1 - Detecting process of empty cooking dishes disposed on glass-ceramic panels and the associated device

Info

Publication number: EP1028602B1
Application number: EP99125600A
Authority: EP
Inventors: Harry Engelmann; Kurt Dr. Schaupert
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1999-02-13
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: DE19906115C1; ES2238809T3; US6300606B1; EP1028602A2; JP2000240949A; EP1028602A3; DE59911842D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr bei Kochfeldern mit einer Kochfläche, die mindestens eine Kochzone aufweist, welcher ein Heizkörper zugeordnet ist, dessen Energiezufuhr über Regel- und Steuerorgane eingestellt wird, und in welcher die Temperatur oder eine davon abgeleitete Größe als Signal (Temperatursignal) betrieblich erfaßt und mittels eines Schutztemperaturbegrenzers mit einstellbarer Abschalttemperatur begrenzt wird, durch Vergleichen des IST-Temperatürsignals mit der Abschalttemperatur und Bilden eines Steuersignals zum Erkennen des Leerkochens des Geschirres.The invention relates to a method for detecting the empty cooking of Dishes on hobs with a cooking surface that at least a cooking zone, which is associated with a radiator whose Energy supply is set via control and regulating bodies, and in which the temperature or a derived quantity as a signal (Temperature signal) operational detected and by means of a Protection temperature limiter limited with adjustable shutdown temperature is, by comparing the actual Temperatursignals with the shutdown temperature and forming a control signal for detecting the emptying of the dishes.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention further relates to a device for carrying out this Process.

Beim Kochen kann es bei zu langer oder zu hoher Energiezufuhr dazu kommen, daß die Feuchte im Kochgut des Geschirrs vollkommen verdampft. Dieser Zustand wird als leerkochendes Geschirr bezeichnet. Er kann im Fall von wässrigem Kochgut zur Beschädigung des Kochgerätes, insbesondere bei einer Glaskeramik-Kochfläche, und des Geschirrs führen. Bei anderem Kochgut besteht die Gefahr, daß das Kochgut in Brand gerät und umliegende Einrichtungen beschädigt. Bevorzugt soll in diesen Fällen die Energiezufuhr abgeschaltet werden oder der Benutzer zumindest gewarnt werden. Typischerweise tritt der Fehlerfall auf, wenn vergessen wird, die für ein schnelles Ankochen hohe Energiezufuhr für die Fortkochphase zurückzuschalten. When cooking it can be too long or too high energy supply come that the moisture in the cooking material of the dishes completely evaporated. This condition is called empty cooking utensils. He can in the case of aqueous cooking product for damage to the cooking appliance, especially in a Glass ceramic hob, and the dishes lead. For other food There is a risk that the food will catch fire and surrounding food Facilities damaged. Preferably, in these cases, the energy supply be turned off or the user at least be warned. Typically, the error occurs when it is forgotten that for a fast cooking high energy intake for the continued cooking phase return.

Nun wird zwar die Oberflächentemperatur der Kochzonen von Kochfeldern mit Glaskeramik-Kochflächen typischerweise mittels stabförmigen, mechanischen Schutztemperaturbegrenzern überwacht. Diese messen die mittlere Temperatur unterhalb der Kochzone und begrenzen diese. Die Abschalttemperatur, auch Schaltschwelle genannt, wird auf Basis der Eigenschaften des üblicherweise verwendeten Geschirrs und der Glaskeramik festgelegt. Auch eine elektronische Begrenzung der Temperatur ist bekannt. Dabei wird jedoch nur das Verhalten des mechanischen Schutztemperatur-Begrenzers nachempfunden, eine weitere Auswertung der Temperatur-Information erfolgt nicht.Now, although the surface temperature of the cooking zones of hobs with Glass ceramic cooking surfaces typically by means of rod-shaped, mechanical Protection temperature limit monitors. These measure the mean temperature below the cooking zone and limit this. The shutdown temperature, too Switching threshold is called, based on the characteristics of the commonly used harness and glass ceramic set. Also one Electronic limitation of the temperature is known. It will only modeled the behavior of the mechanical protective temperature limiter, a further evaluation of the temperature information does not take place.

Mittels der typischerweise bei Kochfeldern mit Glaskeramik-Kochflächen vorhandenen Schutztemperaturbegrenzern allein ist daher der Zustand des leerkochenden Geschirrs nicht zu erkennen.By means of typically on hobs with glass ceramic cooking surfaces existing protective temperature limiter alone is therefore the state of unrecognizable cooking utensils.

Durch die US 4,493,981 ist das eingangs bezeichnete Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr - dort als "Boil Dry Condition" bezeichnet - bekannt geworden. Bei dieser Methode wird als Indikator für diesen Zustand die erste zeitliche Ableitung der Temperatur benutzt. Übersteigt sie einen Grenzwert, wird ein Leerkochen erkannt. Der Grenzwert ist allerdings abhängig von der Art des Kochgerätes sowie von der aktuellen Leistungseinstellung. Weiterhin wird leergekochtes Geschirr erkannt, wenn die Temperatur am Kochgeschirr einen Grenzwert überschreitet. Auch dieser Wert ist abhängig von der Art des Kochgerätes sowie von der aktuellen Leistungseinstellung. Liegt ein Leerkochen vor, wird der Benutzer gewarnt oder das Gerät abgeschaltet.By US 4,493,981 the initially described method and a corresponding device for recognizing the empty cooking of dishes - there as "Boil Dry Condition" designated - known. This method is used as an indicator for this state uses the first time derivative of the temperature. exceeds a limit, an empty cooking is recognized. The limit is however, depending on the type of cooking appliance and the current Power setting. Furthermore, empty crockery is detected when the Temperature on cookware exceeds a limit. Also this value depends on the type of cooking appliance as well as on the current one Power setting. If there is an empty cook, the user is warned or the device is switched off.

Bei dieser bekannten Methode ist daher mit Nachteil die Erkennung des kritischen Betriebszustandes abhängig von der aktuellen Leistungseinstellung. Auch hat sich in der Praxis ergeben, daß durch die unterschiedlichen Kochgeschirr-Typen keine einheitlichen Grenzen der ersten zeitlichen Ableitung der Temperatur zuverlässig zur Erkennung des Leerkochens benutzt werden können. Bei gefülltem, schlecht wärmeableitendem Geschirr können schnellere Steigerungen der Temperatur auftreten als bei leerem, gut wärmeableitendem Geschirr.In this known method is therefore at a disadvantage the detection of critical operating state depending on the current power setting. Also, it has been found in practice that by the different Cookware types no uniform boundaries of the first temporal Derivation of the temperature reliably used to detect the empty cooking can be. When filled, bad heat-dissipating dishes can faster increases in temperature occur than when empty, good heat-dissipating dishes.

Durch die DE 40 22 846 C2 ist es bekannt, den Zustand des Leerkochens durch die Messung der Temperatur im Innen- und Außenbereich eines Zweikreis-Heizelementes zu bestimmen. Die bekannte Vorrichtung ist jedoch auf Glaskemmik-Kochflächen mit Zweikreis-Heizelementen beschränkt.DE 40 22 846 C2, it is known, the state of empty cooking the measurement of the temperature in the interior and exterior of a two-circuit heating element to determine. However, the known device is on Glaskemmik cooking surfaces with two-circuit heating elements limited.

Durch die DE 43 36 752 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr bei Kochfeldern mit einer Glaskeramik-Kochfläche und eine zugehörige Vorrichtung bekannt geworden, das sowohl die Messung der Temperatur als auch die Bestimmung deren erster Ableitung umfaßt. Erst wenn der Wert der ersten Ableitung einen Grenzwert übersteigt, wird die anfängliche Heizleistung von 100 % reduziert. Weiterhin ist dieser Druckschrift zu entnehmen, daß leerkochende Metalltöpfe aufgrund ihrer absinkenden elektrischen Heizleistung bei gleicher Temperatur erkannt werden und bei Absinken unter einem bestimmten Leistungswert die Stromzufuhr unterbrochen wird. Diese Methode besitzt die im Zusammenhang mit der vorgenannten US-Schrift beschriebenen Nachteile.DE 43 36 752 A1 discloses a method for detecting empty cooking of crockery on hobs with a ceramic hob and a associated device has become known that both the measurement of Temperature as well as the determination of their first derivative. Only when the value of the first derivative exceeds a threshold, the initial one Heating power reduced by 100%. Furthermore, this document is to infer that empty cooking metal pots due to their sinking electrical Heating capacity can be detected at the same temperature and when sinking under a certain power value, the power supply is interrupted. These Method has the in connection with the aforementioned US-Scripture described disadvantages.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs bezeichnete Verfahren so zu führen bzw. die zugehörige Vorrichtung so auszubilden, daß eine sichere Erkennung des kritischen Betriebszustandes des Leerkochens des Geschirrs unabhängig von der aktuellen Leistungseinstellung und auch unabhängig vom Kochgeschirr-Typ und damit ein sicherer Schutz der zugehörigen Kochzone bei diesem kritischen Betriebszustand möglich ist.The invention is based on the object, the method initially described so to lead or the associated device in such a way that a secure Detection of the critical operating condition of emptying the dishes regardless of the current power setting and also independent of Cookware type and thus a safe protection of the associated cooking zone This critical operating condition is possible.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt für das Verfahren, differenziert nach der Größe der Temperatur im Vergleich zu der Abschalttemperatur, gemäß der Erfindung bei einer ersten Temperaturkonstellation mit den Schritten:

Bilden sowohl der ersten als auch der zweiten zeitlichen Ableitung des Temperatursignals und Erfassen einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal außerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt, und
Bilden des Steuersignals, wenn beide zeitliche Ableitungen positiv sind, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Erhöhung der Leistungszufuhr betätigt wurden,

oder bei einer zweiten Temperaturkonstellation mit den Schritten:

Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal der Abschaltlemperatur entspricht, und
Bilden des Steuersignals, wenn die Energiezufuhr um einen vorgegebenen Betrag absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden,

oder bei einer dritten Temperaturkonstellation mit den Schritten:

Absenken der Abschalttemperatur auf den Wert des IST-Temperatursignals, wenn dieses im Temperaturgleichgewicht innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt,
Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, und
Bilden des Steuersignals, wenn die Energiezufuhr um einen vorgebenen Betrag absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden.

The solution to this problem succeeds for the method, differentiated according to the size of the temperature compared to the shutdown, according to the invention in a first temperature constellation with the steps:

Forming both the first and the second time derivative of the temperature signal and detecting an actuation of the control and regulating members, when the temperature signal is outside a predetermined distance interval to the shutdown, and
Forming the control signal when both time derivatives are positive, without the control and actuators were actuated within a previous predetermined time interval to increase the power supply,

or at a second temperature constellation with the steps:

Detecting the power supply to the radiator and an actuation of the control and regulating bodies, when the temperature signal corresponds to the Abschaltlemperatur, and
Forming the control signal when the power supply decreases by a predetermined amount, without the control and regulating members were operated within a previous predetermined time interval to a reduction of the power supply,

or at a third temperature constellation with the steps:

Lowering the switch-off temperature to the value of the ACTUAL temperature signal, if this is within the temperature equilibrium within a predetermined interval distance to the switch-off temperature,
Detecting the power supply to the radiator and an actuation of the control and regulating bodies, and
Forming the control signal when the power supply decreases by a predetermined amount, without the control and actuators have been actuated within a previous predetermined time interval to a reduction of the power supply.

Durch diese Maßnahmen ist mit großem Vorteil eine sichere Erkennung des Leerkochens des Geschirres unabhängig von der aktuellen Leistungseinstellung und auch unabhängig vom Kochgeschirr-Typ möglich. Dabei stellt die gewählte Folge der Verfahrensschritte keine zeitliche Abfolge dar, sondern beschreibt die Bedingungen für das Erkennen des Leerkochens. So kann das Kriterium über die Betätigung der Steuer- und Regelorgane zeitlich vor der Prüfung der Temperaturschwelle liegen.Through these measures is with great advantage a reliable detection of Empty the dishes regardless of the current power setting and also possible regardless of the type of cookware. It represents the chosen Sequence of the process steps is not a chronological sequence, but describes the Conditions for recognizing empty cooking. So the criterion about the Actuation of the control and regulation organs before the examination of the Temperature threshold lie.

Die einzelnen Temperaturkonstellationen sind miteinander verkoppelt, da die Temperatur der Kochzone keine konstante Größe ist, zumal die Regel- und Steuerorgane jederzeit betätigt werden können.The individual temperature constellations are coupled with each other, as the Temperature of the cooking zone is not a constant size, especially since the rule and Control bodies can be operated at any time.

Im Fall der zweiten Temperaturkonstellation ist daher die Verknüpfung der Erkennung des kritischen Betriebszustandes gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung so getroffen, daß bei einer Betätigung der Regel- und Steuerorgane im Sinne einer Reduzierung der Leistungszufuhr das Bilden des Steuersignals für eine vorgegebene Zeitdauer, vorzugsweise im Bereich von zwei Minuten, deaktiviert wird, und danach geprüft wird, ob die Temperatur noch an der Abschalttemperatur liegt oder soweit abgesunken ist, daß auf den Fall umgestellt wird, daß beide zeitliche Ableitungen positiv sind, d.h. es liegt dann eine Temperaturkonstellation mit den entsprechenden Signal-Bildungsbedingungen gemäß der ersten Temperaturkonstellation vor.In the case of the second temperature constellation, therefore, the link is the Detection of the critical operating state according to an embodiment of Invention made such that upon actuation of the control and control organs in For purposes of reducing the power supply, forming the control signal for a predetermined period of time, preferably in the range of two minutes, disabled is checked, and then checked whether the temperature is still at the Shutdown temperature is or has fallen so far that switched to the case is that both time derivatives are positive, i. it is then one Temperature constellation with the corresponding signal formation conditions according to the first temperature constellation.

Werden im Fall der dritten Temperaturkonstellation die Regel- und Steuerorgane betätigt, dann wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Abschalttemperatur wieder auf den ursprünglichen Wert angehoben, damit ggf. die volle Leistung bei hoher Temperatur bereit steht. Be in the case of the third temperature constellation, the regulatory and control bodies actuated, then according to an embodiment of the invention the Shutdown temperature raised back to the original value, so if necessary the full power at high temperature is ready.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß in der Regel erst mehrere Minuten nach Weggang des Benutzers vom Kochfeld ein Leerkochen auftreten kann. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird daher das Verfahren so geführt, daß das vorgegebene Zeitintervall für die Deaktivierung der Bildung eines Steuersignals nach einer Betätigung der Regel- und Steuerorgane im Bereich von zwei Minuten liegt.Experience has shown that usually only several minutes after leaving the user of the hob can occur an empty cooking. According to one Further development of the invention, therefore, the method is performed so that the predetermined time interval for the deactivation of the formation of a control signal after actuation of the control and regulation devices in the range of two minutes lies.

Selbst bei ungünstigen Bedingungen, z.B. wenig Flüssigkeit im Geschirr und hohe Energiezufuhr, kann dann ein Leerkochen sicher erkannt werden.Even in adverse conditions, e.g. little liquid in the dishes and high Energy supply, then an empty cooking can be detected safely.

Versuche haben gezeigt, daß man das Verfahren bei der ersten und dritten Temperaturkonstellation sicher führen kann, wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung das vorgegebene Abstandsintervall für das IST-Temperatursignal in Bezug auf die Abschalttemperatur im Bereich von 40K liegt.Experiments have shown that the method in the first and third Temperature constellation can safely lead, if according to one embodiment of Invention the predetermined distance interval for the actual temperature signal in Relative to the shutdown temperature in the range of 40K.

Weitere Versuche haben gezeigt, daß bei der zweiten und dritten Temperaturkonstellation der kritische Betriebszustand sicher erkannt werden kann, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der vorgegebene Mindestbetrag für das Absinken der Energiezufuhr im Bereich von 2 % pro Minute liegt.Further experiments have shown that at the second and third Temperature constellation the critical operating state can be reliably detected, if according to a further embodiment of the invention, the predetermined Minimum amount for the decrease in energy supply in the range of 2% per Minute is.

Wird die Energiezufuhr zum Heizkörper der Kochzone getaktet, dann hat es sich zur genaueren Erfassung der Temperatur als zweckmäßig erwiesen, wenn das Temperatursignal ebenfalls getaktet und synchron zum Taktsignal abgeleitet wird.If the energy supply to the radiator of the cooking zone clocked, then it has for more accurate detection of the temperature proved to be useful when the Temperature signal is also clocked and derived in synchronism with the clock signal.

Um die Erkennung des kritischen Betriebszustandes nicht zu verzögern, insbesondere dann, wenn die Energiezufuhr getaktet, beispielsweise mit einem Takt pro 40 Sekunden, erfolgt, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Verfahren so geführt, daß die zeitliche Ableitung des Temperatursignals aus einer Ausgleichsgeraden durch die früheren Temperatur-Werte und der Differenz von deren Extrapolation zum aktuellen Temperatur-Wert gebildet wird, sowie daß die zweite zeitliche Ableitung des Temperatursignals aus einer Ausgleichsgeraden durch die früheren Werte der ersten zeitlichen Ableitung und der Differenz von deren Extrapolation zum aktuellen Wert der ersten zeitlichen Ableitung gebildet wird.In order not to delay the detection of the critical operating state, especially when the power supply is clocked, for example with a Clock per 40 seconds, takes place, according to a development of the invention the method performed so that the time derivative of the temperature signal a regression line through the earlier temperature values and the difference whose extrapolation to the current temperature value is formed, and that the second time derivative of the temperature signal from a balancing line by the earlier values of the first time derivative and the difference of their extrapolation is formed at the current value of the first time derivative becomes.

Das Auswerten der Erkennung des kritischen Betriebszustandes kann auf verschiedene Weise erfolgen. Dieser Zustand kann im einfachsten Fall angezeigt werden, vorteilhaft jedoch verbunden mit einer Warnung, die akustisch, oder optisch aber auch über Fernwirkung (Homebus) erfolgen kann. Bei einer vollautomatisierten Regelung wird vorzugsweise direkt der Heizkörper ausgeschaltet.The evaluation of the detection of the critical operating state can on done in different ways. This condition can be displayed in the simplest case be advantageous, but associated with a warning, the acoustic, or optically but also by remote action (Homebus) can be done. At a fully automated control is preferably directly the radiator switched off.

Die Lösung der vorbeschriebenen Aufgabe gelingt hinsichtlich der eingangs bezeichneten Vorrichtung zur Durchführung der vorgenannten Verfahren, ausgehend von einem Kochfeld mit einer Kochfläche, die mindestens eine Kochzone aufweist, welcher ein Heizkörper zugeordnet ist, dessen Energiezufuhr über Regel- und Steuerorgane einstellbar ist, an welcher ein Temperaturfühler angebracht ist, der die Temperatur der Kochzone oder eine davon abgeleitete Größe als Signal (Temperatursignal) betrieblich erfaßt, und welcher ein Schutztemperaturbegrenzer mit einstellbarer Abschalttemperatur zugeordnet ist, gemäß der Erfindung dadurch, daß eine elektronische Auswerteund Steuereinheit vorgesehen ist, der neben dem Temperatursignal (T) Signale über die Abschalttemperatur (T_A), die Energiezufuhr (E_z) und über eine Betätigung (B_R) der Regel- und Steuerorgane zugeführt sind, und die ausgangsseitig mit der Einstellung der Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers, den Regel- und Steuerorganen und optional mit einer Anzeige- bzw. Warneinheit verbunden ist, und die eine erste Vergleichsstufe für den Vergleich der Kochzonentemperatur mit der Abschalttemperatur besitzt und die weitere Stufen zum Bilden eines Steuersignals zum Erkennen des Leerkochens des Geschirres abhängig von dem Vergleich aufweist,
wobei die weiteren Stufen eine solche zum Bilden sowohl der ersten als auch der zweiten zeitlichen Ableitung des Temperatursignals und Erfassen einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal außerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt, und zum Bilden des Steuersignals, wenn beide zeitliche Ableitungen positiv sind, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Erhöhung der Leistungszufuhr betätigt wurden, aufweisen,
oder wobei die weiteren Stufen eine solche zum Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal der Abschalttemperatur entspricht, und zum Bilden eines Steuersignals, wenn die Energiezufuhr absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden, aufweisen,
oder wobei die weiteren Stufen eine solche zum Absenken der Abschalttemperatur auf den Wert des IST-Temperatursignals, wenn dieses im Temperaturgleichgewicht innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt, sowie zum Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, und zum Bilden eines Steuersignals, wenn die Energiezufuhr um einen vorgegebenen Betrag absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden, aufweist.The solution of the above object is achieved with respect to the initially described apparatus for carrying out the aforementioned method, starting from a hob with a cooking surface having at least one cooking zone, which is associated with a radiator whose power supply is adjustable via control and regulating bodies, to which Temperature sensor is mounted, which detects the temperature of the cooking zone or a derived quantity as a signal (temperature signal) operational, and which is associated with a Schutztemperaturbegrenzer adjustable cut-off temperature, according to the invention in that an electronic Auswerteund control unit is provided, in addition to the temperature signal ( T) signals on the shutdown temperature (T _A ), the power supply (E _z ) and via an operation (B _R ) of the control and regulating organs are supplied, and the output side with the setting of the shutdown temperature of the protection temperature limiter, the un d control means and optionally connected to a display or warning unit, and having a first comparison stage for the comparison of the cooking zone temperature with the cut-off temperature and the further stages for forming a control signal for detecting the emptying of the dishes dependent on the comparison,
the further stages being one for forming both the first and second time derivatives of the temperature signal and detecting an actuation of the control and regulating members when the temperature signal is outside a predetermined interval of distance to the shutdown temperature and forming the control signal when both of the time derivatives are positive, without the control and regulating devices have been actuated within a previous predetermined time interval to increase the power supply have,
or wherein the further stages such as for detecting the power supply to the radiator and an actuation of the control and regulating organs, when the temperature signal corresponds to the cut-off temperature, and for forming a control signal when the power supply drops, without the control and regulating organs within a previous predetermined time interval have been actuated to reduce the power supply,
or wherein the further stages such as to lower the cut-off temperature to the value of the actual temperature signal, if this is within the temperature equilibrium within a predetermined distance interval to the shutdown temperature, and for detecting the power supply to the radiator and an actuation of the control and regulating members, and Forming a control signal when the power supply drops by a predetermined amount, without the control and regulating means have been actuated within a previous predetermined time interval to a reduction of the power supply having.

Weitere ausgestaltende Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Diagramme und Ausführungsbeispiele.Further ausgestaltende features and advantages of the invention will be apparent from the description of the diagrams shown in the drawings and Embodiments.

Es zeigen:

Fig. 1: ein Temperatur-Zeitdiagramm unter Darstellung des Temperaturverlaufes beim Ankochvorgang, einschließlich des Verlaufes der ersten und zweiten Ableitung der Temperaturkurve,
Fig. 2: ein Diagramm entsprechend Fig. 1, jedoch unter Darstellung der Kurven beim Leerkochen des Geschirres,
Fig. 3: ein Diagramm entsprechend Fig. 1, jedoch unter Darstellung der Kurven in der Ankochphase mit Verringerung der Leistung,
Fig. 4: ein Temperatur-Zeitdiagramm, bei der die Temperaturwerte der Vergangenheit mittels einer Ausgleichsgeraden gemittelt und der aktuelle Temperaturwert mit der zeitlichen Extrapolation der Ausgleichsgeraden verglichen wird,
Fig. 5: ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Erkennung des Leerkochens eines Geschirres, und
Fig. 6: ein Flußdiagramm für die Programmschritte eines in der Vorrichtung nach Fig. 6 enthaltenen Mikroprozessors.

Show it:

Fig. 1: a temperature-time diagram showing the temperature profile during the cooking process, including the course of the first and second derivative of the temperature curve,
Fig. 2: a diagram corresponding to FIG. 1, but showing the curves when emptying the dishes,
Fig. 3: a diagram corresponding to Figure 1, but showing the curves in the Ankochphase with reduction of power,
Fig. 4: a temperature-time diagram in which the temperature values of the past are averaged by means of a regression line and the current temperature value is compared with the temporal extrapolation of the regression line,
Fig. 5: a block diagram of the apparatus for performing the method for detecting the emptying of a harness, and
Fig. 6: a flowchart for the program steps of a microprocessor contained in the device of FIG. 6.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung des Leerkochens des Geschirrs beruht auf .der Auswertung der Veränderung des Wärmeflusses und der damit verbundenen Größen Temperatur und Einschaltdauer des Kochgerätes sowie der aus diesen beiden abgeleiteten Größen.The inventive method for detecting the empty cooking of the dishes is based on .the evaluation of the change in the heat flow and the so connected variables temperature and duty cycle of the cooking appliance and the from these two derived quantities.

Abhängig von der Abschalttemperatur von typisch 560° C des grundsätzlich bei einem Glaskeramik-Kochfeld vorhandenen Schutztemperaturbegrenzers sind drei Funktionsprinzipien zu unterscheiden:Depending on the shutdown temperature of typically 560 ° C of basically at a glass-ceramic hob existing Schutztemperaturbegrenzers are three To distinguish functional principles:

1. Temperatur des Kochfeldes unterhalb der Abschalttemperatur.1. Temperature of the hob below the shutdown temperature.

Der zeitliche Verlauf der Temperatur in diesem Bereich sowie die 1. und 2. zeitliche Ableitung der Werte der entsprechenden Kurve ist in Fig. 1 dargestellt. Nach dem Einschalten, d.h. während des Ankochens, steigt die Temperatur der Kochfläche an, um sich einem Sättigungswert zu nähern, der vom Gleichgewicht zwischen Energie-Zufuhr und Energie-Abfuhr durch Verluste und Verdampfung von wässrigem Kochgut charakterisiert wird (durchgezogene Kurve). Hierbei steigt die zeitliche Änderung (1. Ableitung) der Temperatur entsprechend der punktierten Kurve zunächst schnell auf ihren Maximalwert, um dann langsam abzusinken. Die Anlaufphase der ersten zeitlichen Ableitung der Temperatur entsteht durch die Aufwärmung des der Kochzone zugeordneten Heizkörpers. Danach sinkt die 1. zeitliche Ableitung, da der Anstieg der Temperatur durch die bei höher werdender Temperatur zunehmenden Verluste flacher wird. Die zweite zeitliche Ableitung (strichlierte Kurve) ist in der Anlaufphase positiv, danach während der weiteren Aufheizung negativ.The temporal course of the temperature in this area as well as the 1st and 2nd Time derivation of the values of the corresponding curve is shown in FIG. After switching on, i. while warming up, the temperature rises Cooking surface to approach a saturation value, the equilibrium between energy supply and energy dissipation through losses and evaporation characterized by aqueous cooking product (solid curve). in this connection the time change (1st derivative) of the temperature increases according to the dotted curve first quickly to its maximum value, then slowly decrease. The start-up phase of the first time derivative of the temperature caused by the heating of the cooking zone associated radiator. Thereafter, the 1st time derivative decreases, since the rise in temperature by the As the temperature increases, increasing losses become flatter. The second time derivation (dashed curve) is positive in the start-up phase, afterwards during the further heating negative.

Kocht ein auf die Kochfläche aufgestelltes Geschirr leer, schließt sich gemäß den in Fig. 2 analog der Fig. 1 dargestellten Temperatur-Kurven ein erneuter Anstieg der Temperatur an. Charakteristisch ist, daß hier die erste und die zweite Ableitung der Temperatur postiv sind. Hierdurch läßt sich diese Phase von der normalen Aufheizung nach der Anlaufphase gemäß Fig. 1 unterscheiden, in der die zweite zeitliche Ableitung negativ ist, und läßt sich somit zur Erkennung des Leerkochens des Geschirrs auswerten.When a kitchenware set up on the cooking surface empties, it closes according to the instructions in Fig. 2 analogous to the Fig. 1 illustrated temperature curves, a renewed increase the temperature. It is characteristic that here the first and the second Derivative of the temperature are positive. This makes this phase of the normal heating after the start-up phase of FIG. 1 differ, in the the second time derivative is negative, and thus can be used to detect the Evaluate empty cooking of the dishes.

Der Verlauf der Temperatur und damit die Werte der 1. und 2. Ableitung hängen jedoch auch von der Leistungszufuhr zu den Heizelementen der Kochzonen mittels der üblichen Steuer- bzw. Regelorgane ab. Diese Bedingung muß daher bei der Erkennung des kritischen Betriebszustandes des Leerkochens des Geschirrs mit berücksichtigt werden.The course of the temperature and thus the values of the 1st and 2nd derivative hang but also from the power supply to the heating elements of the cooking zones by means of the usual control or regulating organs. This condition must therefore in the recognition of the critical operating state of the empty cooking of the Dishes are taken into account.

Wird die Leistungszufuhr mittels der Steuer- und Regelorgane erhöht, wird die zweite Ableitung neben der 1. Ableitung ebenfalls positiv, d.h. es liegt die gleiche Wertekonstellation wie beim Leerkochen gemäß Fig. 2 vor. In diesem Fall ist der Benutzer jedoch offensichtlich anwesend, weshalb in diesem Fall die Erkennung des kritischen Betriebszustandes kurzfristig außer Kraft gesetzt werden kann, ohne daß der Schutz beeinträchtigt wird. Typischerweise 2 Min. nach einer Betätigung der Steuer- bzw. Regelorgane wird die Erkennung wieder aktiviert.If the power is increased by means of the control and regulating organs, the second derivative next to the first derivative also positive, i. it lies the same value constellation as in the empty cooking according to FIG. 2 before. In this Case, the user is obviously present, which is why in this case the Detection of the critical operating condition will be temporarily overridden without compromising protection. Typically 2 minutes after one Activation of the control or regulatory organs, the recognition is reactivated.

Wird die Leistungszufuhr mittels der Steuer- und Regelorgane erniedrigt, wird die zweite Ableitung nach einiger Zeit positiv, so wie es im Diagramm nach Fig. 3 dargestellt ist. Die erste Ableitung ist jedoch in diesem Fall negativ, wodurch dieser Fall als unkritisch unterschieden werden kann.If the power supply is lowered by means of the control and regulating organs, the second derivative after some time positive, as in the diagram of FIG. 3 is shown. However, the first derivative is negative in this case, causing this case can be distinguished as uncritical.

Die Wirksamkeit der Erkennung des kritischen Betriebszustandes des Leerkochens von Geschirr hängt im nicht unbeachtlichen Maße von der Genauigkeit der Temperaturerfassung bzw. der Erfassung ihres zeitlichen Verlaufes ab. Diese wird jedoch typischerweise auch von der Leistungssteuerung des Kochfeldes beeinflußt. Diese Abhängigkeit soll vorab im Zusammenhang mit dem ersten Fall dargestellt werden. Sie gilt auch für die anderen Temperaturbereiche, die noch dargestellt werden.The effectiveness of detecting the critical operating condition of empty cooking of crockery depends to a not inconsiderable extent on the accuracy of Temperature recording or recording their time course. These however, typically also depends on the power control of the hob affected. This dependency is intended in advance in connection with the first case being represented. It also applies to the other temperature ranges that still exist being represented.

Die Leistungssteuerung von Kochzonen erfolgt typischerweise gemäß dem Stand der Technik durch Takten der Stromzufuhr. Dabei wird bei fester Gesamtdauer des Intervalls von z.B. 40 s das Verhältnis von eingeschalteter, d.h. stromführender Dauer, zur Gesamtdauer, variiert. Dieses Ein- und Ausschalten führt zu einer periodischen Änderung der Glaskeramik-Temperatur, die der langfristigen Temperaturänderung überlagert ist. Um den störenden Einfluß dieser periodischen Änderung auszufiltern, wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Temperatur synchron zum Takten - z.B. immer an der Ausschaltflanke - gemessen.The power control of cooking zones is typically done according to the state the technology by clocking the power supply. It is at a fixed total duration the interval of e.g. 40 s the ratio of switched on, i. current-carrying duration, to the total duration, varies. This switching on and off leads to a periodic change in the glass-ceramic temperature, which is the overlaid with long-term temperature change. To the disturbing influence of this filter out periodic change is, according to one embodiment of the Invention the temperature synchronous to the clocking - e.g. always at the Cut-off edge - measured.

Eine weitere Möglichkeit der exakten Temperatur-Bestimmung besteht darin, die Leistung praktisch kontinuierlich - z.B. durch eine Pulspaktet-Steuerung - einzustellen, so daß auch der Temperaturverlauf entsprechend kontinuierlich verläuft. Another possibility of exact temperature determination is the Performance practically continuous - e.g. through a pulse-pact control - adjust, so that the temperature profile accordingly continuously runs.

Auch die Genauigkeit der Temperaturmessung bedarf der Berücksichtigung. Im praktischen Betrieb unterliegen nämlich die Temperaturmessungen Schwankungen durch Meßungenauigkeiten und Störgrößen. Üblicherweise werden zur Verringerung dieser Effekte mehrere Werte zeitlich gemittelt. Dies bedeutet jedoch eine Verzögerung bei der Erkennung des leerkochenden Geschirrs, da erst mehrere Werte zur Mittelung vorliegen müssen. Insbesondere beim Takten des Energiereglers mit der typischen Rate von einem Takt pro 40 s ist diese Verzögerung für die Erkennung des kritischen Betriebszustandes nicht tolerierbar.The accuracy of the temperature measurement requires consideration. in the In fact, the temperature measurements are subject to fluctuations in practical operation by measurement inaccuracies and disturbances. Usually, the Reducing these effects averaged several values over time. this means However, a delay in the detection of the empty cooking dishes, since only several values must be available for averaging. Especially when clocking the Energy controller with the typical rate of one clock per 40 s is this Delay for detecting the critical operating condition intolerable.

In einer.bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden daher nur die Temperaturwerte der Vergangenheit mittels einer Ausgleichsgeraden gewichtet, der aktuelle Wert jedoch nicht gemittelt, sondern mit der zeitlichen Extrapolation der Ausgleichsgeraden verglichen, so wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Dies ist in vorteilhafter Weise durchführbar, da vor dem Leerkochen das System mindestens annähernd im Gleichgewicht ist, sich durch das Leerkochen jedoch sprunghaft ändert.In einer.bevorzugten embodiment of the invention, therefore, only the Temperature values of the past weighted by a regression line, the current value is not averaged, but with the temporal extrapolation the equalization line, as shown in Fig. 4. This is in advantageously feasible, since before emptying the system at least is almost in equilibrium, but by leaking cooking but leaps and bounds changes.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muß nicht zwangsläufig direkt die Temperatur der Glaskeramik bestimmt werden. Das Verfahren läßt sich auch mit einer temperaturabhängigen Größe, wie dem Bahnwiderstand von Sensoren auf der Unterseite der Kochfläche gemäß DE 196 32 057 A1, erfolgreich durchführen. Vorteilhaft ist hier, daß die Alterung der Sensoren das Verfahren nicht behindert, da nur die zeitlichen Ableitungen der Widerstandswerte verwendet werden. Eine Temperatur-Kalibrierung der Sensoren ist nicht erforderlich.To carry out the method according to the invention does not necessarily have directly determine the temperature of the glass ceramic. The procedure can be also with a temperature-dependent variable, such as the sheet resistance of Sensors on the underside of the cooking surface according to DE 196 32 057 A1, successfully perform. It is advantageous here that the aging of the sensors Procedure not obstructed, since only the time derivatives of Resistance values are used. A temperature calibration of the sensors not necessary.

As far as the temperature measurement.

Der Betriebszustand des Leerkochens des Geschirrs wird daher im ersten Temperaturbereich als kritisch erkannt, wenn sowohl die erste und zweite zeitliche Ableitung der Temperatur positiv sind, ohne daß die Steuer- und Regelorgane innerhalb einer vorgegebenen Zeit zu einer Erhöhung der Leistungszufuhr bestätigt wurden. Diese Konstellation ist jedoch im nachfolgend beschriebenen 2. Temperaturbereich nicht mehr gegeben.The operating state of the empty cooking of the dishes is therefore in the first Temperature range detected as critical if both the first and second time derivative of the temperature are positive without the control and Regulatory bodies within a given time to increase the Power supply were confirmed. However, this constellation is below described 2nd temperature range is no longer given.

2. Temperatur an der Abschalttemperatur des Schutztemperatur- begrenzers2. Temperature at the shutdown temperature of the protective temperature limiter

Liegt die Temperatur der Glaskeramik-Kochfläche an der Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers, ändert sich die Temperatur beim Leerkochen nicht. Bei dieser Temperaturkonstellation regelt der Schutztemperaturbegrenzer auf konstante Temperatur. Die nach dem Leerkochen schlechtere Wärmeabfuhr des Systems äußert sich dann in einer verringerten Strom-Einschaltdauer pro Zyklus. Als Indikation des kritischen Betriebszustandes wird dann verwendet, daß sich die Strom-Einschaltdauer verringert, obwohl die Regel- und Steuerorgane nicht betätigt wurden.If the temperature of the glass ceramic cooking surface is at the shutdown temperature of the Protective temperature limiter, the temperature does not change when emptying. At this temperature constellation, the protection temperature limiter controls constant temperature. The after emptying worse heat dissipation of Systems then express themselves in a reduced current duty cycle per cycle. As an indication of the critical operating condition is then used that the Current duty decreases, although the control and regulating organs are not were pressed.

Werden die Regel- und Steuerorgane zur Erhöhung der Leistung bedient, ändert sich die relative Einschaltdauer nicht, da die Leistung des Systems vom Schutztemperaturbegrenzer begrenzt wird. Werden die Regel- und Steuerorgane zur Verringerung der Leistung bedient, kann sich jedoch die relative Einschaltdauer ebenfalls verringern, ohne daß ein kritischer Betriebsfall vorliegt. In einem solchen Bedienfall wird nach der Einstellung der Leistung daher die Überwachung kurzzeitig, typ. für 2 min., abgeschaltet. Die Temperatur sinkt dann unter die Abschalttemperatur und die Überwachung wird auf die Kriterien über die zeitlichen Ableitungen der Temperatur entsprechend der unter 1. beschriebenen Fallkonstellation umgestellt. Auch hier gilt jedoch, daß bei der Bedienung der Regel- und Schaltorgane offensichtlich eine Person anwesend ist und das Gerät beobachtet, so daß in der 2-minütigen Deaktivierungsphase kein Leerkochen auftreten kann.If the regulating and control organs are operated to increase the power, changes The relative duty cycle is not, because the performance of the system of Protective temperature limiter is limited. Become the regulatory and control organs However, to reduce the performance, the relative Also reduce duty cycle without a critical operating condition. In such an operating condition, therefore, after the adjustment of the power Monitoring for a short time, typ. For 2 min., Switched off. The temperature sinks then below the shutdown temperature and the monitoring will be based on the criteria about the time derivatives of the temperature according to the under 1. converted case constellation described. Again, however, that in the Operation of the control and switching organs obviously a person is present and the device is observed so that in the 2-minute deactivation phase no Empty cooking can occur.

3. Temperatur etwas unterhalb der Abschalttemperatur3. Temperature slightly below the shutdown temperature

Steigt bei gefülltem Geschirr die Temperatur so weit an, daß die Temperatur im Gleichgewicht etwas unterhalb der Abschalttemperatur liegt, erhöht sich beim Leerkochen die Temperatur nur geringfügig, bis sie durch den Schutztemperaturbegrenzer begrenzt wird. Für eine sichere Auswertung sind die Signale aus der ersten und zweiten Ableitung entsprechend der unter 1. beschriebenen Fallkonstellation dann zu gering.If the crockery is full, raise the temperature to such an extent that the temperature rises Balance is slightly below the shutdown temperature increases when Empty the temperature only slightly until it passes through the Protective temperature limiter is limited. For a safe evaluation, the Signals from the first and second derivative corresponding to the one under 1. described case constellation then too low.

In diesem Fall wird die Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers auf den aktuellen Wert abgesenkt und ein leerkochendes Geschirr wird dann wie bei der unter 2. beschriebenen Fallkonstellation erkannt.In this case, the shutdown temperature of the protection temperature limiter will increase lowered the current value and an empty cooking utensils then as at the case constellation described in 2. recognized.

Dieses Verfahren setzt zunächst das Erkennen eines Temperatur-Gleichgewichtszustandes voraus. Dieser Zustand wird erkannt, wenn sich die Temperatur über längere Zeit nur noch unwesentlich ändert. Liegt die Temperatur dann nur wenig unter der üblichen Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers, wird dessen Abschalttemperatur auf den aktuellen Temperaturwert herabgesetzt.This method first sets the detection of a temperature equilibrium state ahead. This condition is recognized when the Temperature changes over a longer period only insignificantly. Is the temperature then only slightly below the usual shutdown temperature of Protective temperature limiter, its shutdown temperature is on the current Temperature value reduced.

Normalerweise verringert eine niedrigere Abschalttemperatur des Temperaturbegrenzers die Leistungsfähigkeit des Kochgerätes und führt zu einer Verlängerung der Ankochdauer, da eine niedrigere Maximaltemperatur zur Verfügung steht. Beim vorstehenden Verfahren ist dies jedoch nicht der Fall, da die Temperatur nur angepaßt wird, wenn die Gleichgewichtstemperatur ohnehin im fraglichen Bereich liegt.Normally, a lower shutdown temperature of the Temperaturbegrenzers the performance of the cooking appliance and leads to a Extension of the warm-up time, as a lower maximum temperature for Available. However, in the above method, this is not the case since the temperature is adjusted only when the equilibrium temperature anyway in the area in question.

Werden die Regel- und Steuerorgane wieder betätigt, wird die Absenkung der Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers aufgehoben, um gegebenenfalls die volle Leistung bei hoher Temperatur bereitzustellen. If the control and regulating organs are operated again, the lowering of the Shutdown temperature of the protection temperature limiter canceled to optionally provide full power at high temperature.

In der Praxis hat sich dabei ein Bereich von 40 K unterhalb der normalen Abschalttemperatur für die Erkennung des kritischen Betriebszustandes nach der 3. Fallkonstellation als ausreichend erwiesen.In practice, this has a range of 40 K below the normal shutdown temperature for the recognition of the critical operating condition according to FIG. 3. Case constellation proved sufficient.

In der Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Erkennung des Leerkochens von Geschirr bei einem Kochfeld mit einer Glaskeramik-Kochfläche 1 dargestellt, die im Ausführungsbeispiel vier Kochzonen 2 besitzt. Jeder Kochzone 2 ist ein Heizkörper 3 zugeordnet, beispielsweise ein elektrisch betriebener Strahlungsheizkörper, dessen Energiezufuhr über eine Regelstufe 4, betätigbar über Stellelemente 5, beispielsweise Berührungsschalter, Drehschalter oder dergleichen, einstellbar ist. Jeder Kochzone 2 ist ferner ein Temperaturfühler 6 zugeordnet, der direkt die Temperatur in der Kochzone oder eine davon abgeleitete Größe betrieblich erfaßt. Derartige Temperaturfühler für Kochzonen sind in mannigfaltigen Ausführungsformen auf dem Markt bzw. im einschlägigen Schriftum, z.B. in der DE 196 32 057 A1, beschrieben. Der besseren Übersicht halber sind in Fig. 5 Heizkörper und Temperaturfühler nur für eine Kochzone dargestellt.In Fig. 5 is an embodiment of a device for detecting the Empty cooking utensils in a hob with a glass ceramic cooking surface 1, which has four cooking zones 2 in the embodiment. Everyone Cooking zone 2 is assigned a radiator 3, for example an electric operated radiant heater whose energy supply via a control stage 4, operable via control elements 5, for example, touch switch, rotary switch or the like, is adjustable. Each cooking zone 2 is also a temperature sensor 6, directly the temperature in the cooking zone or one of them Derived size is recorded operationally. Such temperature sensor for cooking zones are in various embodiments in the market or in the relevant Writing, e.g. in DE 196 32 057 A1, described. The better overview In Fig. 5, radiators and temperature sensors are only for one cooking zone shown.

Das entsprechende Temperatursignal T des Temperaturfühlers 6 wird einmal der Regelstufe 4 zugeführt, als IST-Wert für die übliche Temperaturregelung der Kochzone. Es gelangt zum anderen auf einen Schutztemperaturbegrenzer 7 mit einstellbarer Abschalttemperatur T_A, hier in elektronischer Ausführung, der mit der Regelstufe 4 ebenfalls verbunden ist. Dieser Schutztemperaturbegrenzer 7 begrenzt die Temperatur in der Kochzone auf den Wert der Abschalttemperatur T_A, auch als Schaltschwelle bezeichnet. Derartige Schutztemperaturbegrenzer mit einstellbarer Abschalttemperatur sind ebenfalls bekannt.The corresponding temperature signal T of the temperature sensor 6 is once fed to the control stage 4, as an actual value for the usual temperature control of the cooking zone. On the other hand, it reaches a protective temperature limiter 7 with adjustable switch-off temperature T _A , here in electronic design, which is also connected to the control stage 4. This protective temperature limiter 7 limits the temperature in the cooking zone to the value of the switch-off temperature T _A , also referred to as switching threshold. Such protective temperature limiter with adjustable shutdown temperature are also known.

Das Temperatursignal wird weiterhin einer zentralen Auswerte- und Steuereinheit 8 zugeführt, in der die Erkennung des kritischen Betriebszustandes des Leerkochens von Geschirr durchgeführt wird. Zu diesem Zweck werden der Auswerte- und Steuereinheit 8 weitere Signale zugeführt, nämlich:

die Abschalttemperatur T_A des Schutztemperaturbegrenzers,
das Signal E_Z, das ein Maß für die dem Heizkörper 3 zugeführte Energie ist, und
das Signal B_R, das ein Maß für die Betätigung des Stellelementes 5 ist, einschließlich der Richtung, in der das Stellelement betätigt wurde (Erniedrigen oder Erhöhen der Energiezufuhr).

The temperature signal is further supplied to a central evaluation and control unit 8, in which the detection of the critical operating state of the empty cooking of crockery is performed. For this purpose, the evaluation and control unit 8 further signals are supplied, namely:

the switch-off temperature T _{A of} the protective temperature limiter,
the signal E _Z , which is a measure of the energy supplied to the radiator 3, and
the signal B _R , which is a measure of the operation of the actuator 5, including the direction in which the actuator has been actuated (decreasing or increasing the power supply).

Ausgangsseitig wirkt die Auswerte- und Steuereinheit 8 mit ihrem Ausgang A1 auf den Schutztemperaturbegrenzer 7 hinsichtlich der Vorgabe der Abschalttemperatur T_A ein und sie ist über Ausgang A2 auch mit der Regelstufe 4 verbunden, um diese bei einem kritischen Betriebszustand abschalten zu können. Über den Ausgang A3 steht sie mit einer Anzeige- und/oder Warneinheit 9 in Verbindung, in der der kritische Betriebszustand angezeigt bzw. ein optisches oder akustisches Alarmsignal erzeugt wird.On the output side, the evaluation and control unit 8 acts with its output A1 on the protection temperature limiter 7 with respect to the specification of the cut-off temperature T _A and it is connected via output A2 also with the control stage 4, in order to switch off at a critical operating condition can. Via the output A3, it is connected to a display and / or warning unit 9 in which the critical operating state is displayed or an optical or acoustic alarm signal is generated.

In dieser Auswerte- und Steuereinheit, die vorzugsweise durch einen Mikroprozessor gebildet wird, werden die bereits eingehend beschriebenen Schritte zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr, das auf die Kochzonen 2 aufgestellt wird, durchgeführt. Die Verknüpfung der Schritte und der angelegten Signale ist nochmals in der Fig. 6 in Form eines üblichen Flußdiagrammes für die einzelnen Programmschritte dargestellt, aus dem sich auch die Zusammenhänge für die drei beschriebenen Temperaturkonstellationen unmittelbar ergeben. Aufgrund der eingehenden Beschreibung der Verfahrensschritte bei den einzelnen Temperaturkonstellationen und deren innerer Zusammenhang braucht an dieser Stelle das Flußdiagramm nach Fig. 6 nicht mehr umfassend näher beschrieben zu werden. Es dürften die nachfolgenden Anmerkungen ausreichen:In this evaluation and control unit, preferably by a Microprocessor formed, are already described in detail Steps to detect the emptying of dishes on the cooking zones 2 is erected. The linking of the steps and the created Signals is again in the Fig. 6 in the form of a conventional flow chart for the presented individual program steps, from which also the relationships directly result for the three described temperature constellations. Due to the detailed description of the process steps in the individual Temperature constellations and their inner connection needs at this Do not further describe the flowchart of FIG. 6 in more detail become. The following remarks should suffice:

Die Temperatur-Information T_A wird in der Auswerte- und Steuereinheit 8 gespeichert, um die Ausgleichsgerade durch die letzten 5 Meßpunkte und die Extrapolation auf den aktuellen Zeitpunkt entsprechend der Fig. 4 zu berechnen. Wird eine annähernd konstante Temperatur im Bereich innerhalb 40K der Schaltschwelle des Schutztemperaturbegrenzers 7 (560° C) festgestellt, wird diese Schaltschwelle auf den aktuellen Wert gesenkt, um gemäß Fall 3 weiter vorzugehen.The temperature information T _A is stored in the evaluation and control unit 8 to calculate the best-fit line through the last 5 measurement points and the extrapolation to the current time point corresponding to FIG. 4. If an approximately constant temperature in the range is determined within 40K of the switching threshold of the protection temperature limiter 7 (560 ° C), this switching threshold is lowered to the current value to continue according to case 3.

Ist die Temperatur der Kochzone an der Schaltschwelle (Fall 2), wird die relative Einschaltdauer für die letzten 5 Werte abgespeichert. Sinkt diese in zwei aufeinanderfolgenden Perioden um mindestens 2 % ab, wird ein leerkochendes Geschirr erkannt und z.B. die Kochzone abgeschaltet. Bei einem typischen Kochvorgang sinkt die Einschaltdauer von einem Gleichgewichtswert von 65 % beim Kochen mit Kochgut beim Leerkochen innerhalb von 6 min. auf 35 %, so daß ein Abfall um zweimal 2 % sehr frühzeitig und sicher erkannt wird. Werden die Stellelemente 5 zur Änderung der Leistungseinstellung betätigt, wird die Leerkocherkennung für 2 min. außer Kraft gesetzt, so daß es zu keinen Fehlabschaltungen kommt. Auch die Bildung der Ableitungen gemäß Fall 1 erfolgt in der Auswerte- und Steuereinheit 8.If the temperature of the cooking zone is at the switching threshold (case 2), the relative Duty cycle for the last 5 values saved. Drops this in two consecutive periods by at least 2%, becomes a empty cooking utensils are recognized and e.g. the cooking zone switched off. At a typical cooking process decreases the duty cycle of an equilibrium value of 65% when cooking with food in the case of empty cooking within 6 min. on 35%, so that a drop of 2% is detected very early and safely. If the adjusting elements 5 are actuated to change the power setting, is the empty cooker detection for 2 min. overridden, so that there is no False shutdowns comes. Also the formation of the derivatives according to case 1 takes place in the evaluation and control unit 8.

Alles was in diesem Zusammenhang auch zu den Besonderheiten der Temperaturmessung bzw. der Zufuhr der Energie zu den Heizkörpern gesagt worden ist, insbesondere die Besonderheiten bei einer getakteten Energiezufuhr, gelten direkt auch für die Vorrichtung nach Fig. 5 und braucht daher an dieser Stelle nicht nochmals wiederholt werden.Everything in this connection also to the peculiarities of Temperature measurement or the supply of energy to the radiators said especially the special features of a pulsed energy supply, apply directly to the device of FIG. 5 and therefore needs at this Do not repeat the job again.

In Fig. 5 ist der elektronische Schutztemperaturbegrenzer als separate Stufe 7 dargestellt. Er kann auch ein Teil der Auswerte- und Steuereinheit 8 sein, mit Vorgabe der Abschalttemperatur durch die Software.In Fig. 5, the electronic protection temperature limiter is as a separate stage. 7 shown. It can also be part of the evaluation and control unit 8, with Specification of the switch-off temperature by the software.

Falls der Benutzer das Geschirr, den Topf, während des Kochens ein wenig verschiebt, wird die Kochzone zu einem geringeren Prozentsatz bedeckt und die Temperatur steigt an bzw. die Einschaltdauer sinkt ab. Dies würde das erfindungsgemäße System als "leerkochenden Topf" qualifizieren und ein Steuersignal erzeugen. Dies wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Systems umgangen, wenn das Bilden des Steuersignals oder seine Weiterleitung für ein vorgegebenes Zeitintervall, vorzugsweise 2min., gesperrt wird, wenn das Geschirr, erkannt durch eine übliche Topferkennungsschaltung, die Kochzone nur zu einem vorgegebenen Prozentsatz bedeckt. Es ist unschädlich dies zu tun, da der Benutzer anwesend ist, wenn der Topf bewegt wird.If the user uses the dishes, the pot, while cooking a little shifts, the cooking zone is covered to a lesser extent and the Temperature rises or the duty cycle decreases. This would be that Qualify the system according to the invention as an "empty pot" and a Generate control signal. This is according to an advantageous embodiment of System bypassed when making the control signal or its forwarding is blocked for a given time interval, preferably 2min., when the Crockery, recognized by a usual pan detection circuit, the cooking zone only covered to a predetermined percentage. It is harmless to do so the user is present when the pot is moved.

Claims

Method for detecting whether pots and pans have boiled dry on hobs having a cooking surface which has at least one cooking zone with an associated heating element, the power supplied to this heating element being set by means of regulating and control elements, and in which cooking zone the temperature or a variable derived from the temperature is recorded as a signal (temperature signal) during operation and is limited by means of a protective temperature limiter, which has an adjustable switch-off temperature, by comparing the ACTUAL temperature signal with the switch-off temperature and forming a control signal for detecting whether the pan has boiled dry, characterized, in a manner differentiated on the basis of the value of the ACTUAL temperature in comparison to the switch-off temperature,
in a first temperature constellation by the steps of:

forming both the first and the second time derivative of the temperature signal and recording operation of the control and regulating elements if the temperature signal is outside a predefined interval from the switch-off temperature, and

forming the control signal if both time derivatives are positive, without the regulating and control elements having been operated within a preceding predefined time interval to increase the power supplied,

or in a second temperature constellation by the steps of:

recording the power supplied to the heating element and operation of the control and regulating elements if the temperature signal corresponds to the switch-off temperature, and

forming the control signal if the power supplied falls by a predefined amount, without the regulating and control elements having been operated within a preceding predefined time interval to reduce the power supplied,

or in a third temperature constellation by the steps of:

lowering the switch-off temperature to the value of the ACTUAL temperature signal if this signal is in temperature equilibrium within a predefined interval from the switch-off temperature,

recording the power supplied to the heating element and operation of the control and regulating elements, and

forming the control signal if the power supplied falls by a predefined amount, without the regulating and control elements having been operated within a preceding predefined time interval to reduce the power supplied.
Method according to Claim 1, characterized in that, in the case of the second temperature constellation, the formation of the control signal is deactivated for a predefined time period, preferably in the range of two minutes, when the regulating and control elements are being operated in the sense of reducing the power supplied, and a check is then made as to whether the temperature is still at the switch-off temperature or has fallen to such an extent that a change has occurred to the situation in which both time derivatives are positive.
Method according to Claim 1, characterized in that, in the case of the third temperature constellation, the switch-off temperature is raised to the original value again when the regulating and control elements are operated.
Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the predefined time interval for deactivating the formation of the control signal after operation of the regulating and control elements is in the region of two minutes.
Method according to Claim 1 or either of Claims 3 and 4, characterized in that, in the case of the third temperature constellation, the predefined interval for the ACTUAL temperature signal in relation to the switch-off temperature is in the region of 40 K.
Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that, in the case of the second temperature constellation, the predefined minimum amount for lowering the power supplied is in the region of 2% per minute.
Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that power is supplied in a pulsed manner and the temperature signal is likewise pulsed and derived in synchronism with the clock signal.
Method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the time derivative of the temperature signal is formed from a linear regression line through the previous temperature values and the difference between the extrapolation of this line and the current temperature value.
Method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the second time derivative of the temperature signal is formed from a linear regression line through the previous values of the first time derivative and the difference between the extrapolation of this line and the current value of the first time derivative.
Method according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the first and second time derivatives are formed from a temperature-dependent measured variable.
Method according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the control signal is a switch-off signal for the heating element and/or is a display and/or alarm signal, and this alarm signal is preferably an acoustic or visual signal, it also being possible for the alarm to be produced by remote control (home bus).
Method according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the formation of the control signal is suppressed or forwarding of this signal is blocked for a predefined interval if the pan covers only a predefined percentage of the cooking zone.
Apparatus for carrying out the method according to Claim 1 or the associated subclaims, based on a hob having a cooking surface (1) which has at least one cooking zone (2) with an associated heating element (3), it being possible to set the power supplied to this heating element by means of regulating and control elements (4, 5), to which cooking zone (2) a temperature sensor (6) is attached which records the temperature of the cooking zone (2) or a variable derived from this temperature as a signal (temperature signal) during operation, and which cooking zone (2) has an associated protective temperature limiter (7) with an adjustable switch-off temperature, characterized in that an electronic evaluation and control unit (8) is provided to which, in addition to the temperature signal (T), signals relating to the switch-off temperature (T_A), the power supplied (E_z) and relating to operation (B_R) of the regulating and control elements (4, 5) are supplied, and which at the output end is connected to the setting device for the switch-off temperature of the protective temperature limiter (7), to the regulating and control elements (4) and optionally to a display and/or warning unit (9), and which has a first comparison stage for comparing the temperature of the cooking zone with the switch-off temperature, and which has further stages for forming a control signal for detecting on the basis of the comparison whether the pan has boiled dry, in which case
the further stages include one such stage for forming both the first and the second time derivative of the temperature signal and recording operation of the control and regulating elements (4, 5) if the temperature signal is outside a predefined interval from the switch-off temperature, and for forming the control signal if both time derivatives are positive, without the regulating and control elements (4, 5) having been operated within a preceding predefined time interval to increase the power supplied, or in which case
the further stages include one such stage for recording the power supplied to the heating element (3) and operation of the control and regulating elements (4, 5) if the temperature signal corresponds to the switch-off temperature, and for forming a control signal if the power supplied falls, without the regulating and control elements (4, 5) having been operated within a preceding predefined time interval to reduce the power supplied, or in which case
the further stages include one such stage for lowering the switch-off temperature to the value of the ACTUAL . temperature signal if this signal is in temperature equilibrium within a predefined interval from the switch-off temperature, and for recording the power supplied to the heating element and operation of the control and regulating elements, and for forming a control signal if the power supplied falls by a predefined amount, without the regulating and control elements having been operated within a preceding predefined time interval to reduce the power supplied.
Apparatus according to Claim 13, characterized in that the control signal is a switch-off signal for the heating element (3) and/or is a display and/or alarm signal for an associated display and/or alarm stage (9).
Apparatus according to Claim 13 or 14 having a circuit for detecting a pot, characterized in that the stage for forming the control signal is coupled to the pot-detection circuit in such a manner that the formation of the control signal is suppressed or forwarding of this signal is blocked for a predefined time interval if the pan is moved on the cooking zone by a predefined amount.