EP2543233A1 - Kochfeld mit zumindest einer kochzone sowie verfahren zum betreiben eines kochfelds - Google Patents

Kochfeld mit zumindest einer kochzone sowie verfahren zum betreiben eines kochfelds

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EP2543233A1
EP2543233A1 EP11707358A EP11707358A EP2543233A1 EP 2543233 A1 EP2543233 A1 EP 2543233A1 EP 11707358 A EP11707358 A EP 11707358A EP 11707358 A EP11707358 A EP 11707358A EP 2543233 A1 EP2543233 A1 EP 2543233A1
Authority
EP
European Patent Office
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cooking zone
inductor
inductors
preparation vessel
zone
Prior art date
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EP11707358A
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English (en)
French (fr)
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EP2543233B1 (de
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Paul Muresan
Jose Maria De La Cuerda Ortin
Ignacio Garde Aranda
Oscar Gracia Campos
Pablo Jesus Hernandez Blasco
Sergio Llorente Gil
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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Publication date
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    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
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    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H05B6/065—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like using coordinated control of multiple induction coils
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    • 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
    • H05B2213/05—Heating plates with pan detection means

Definitions

  • the invention relates to a hob with at least one cooking zone and a device for detecting a preparation vessel on the cooking zone. Furthermore, the invention relates to a method for operating a hob.
  • Hobs are known from the prior art, which have several cooking zones. Each cooking zone considered by itself is heated by a radiator, which is located under a mounting plate of the hob, can be placed on the preparation vessels.
  • hobs are known in which a cooking zone by a plurality of heating units extending into each other, which are formed for example as a circular heating coils or induction coils, are heated. As a result, the cooking zone can be heated over an individual area with heating elements formed in one another and with a different radius.
  • the detection of a pot occupancy is essential. As a result, it can be recognized at which position and with which surface size a preparation vessel is set up on the mounting plate.
  • a heating device for a Indutationsgarêt comprises a circuit arrangement with a plurality of inductors, which can be interconnected differently.
  • the heater includes at least a first resonant circuit comprising at least a first and a second inductor for transmitting heat energy to a member to be heated and a first circuit for exciting the first resonant circuit and for supplying the heating energy to the inductors.
  • the heating device has a switching means by which the heating energy can optionally be supplied in parallel only to one of the inductors or simultaneously to both inductors.
  • An induction hob having the features of claim 1 and a method comprising the features of claim 5.
  • An induction hob according to the invention comprises a circuit arrangement for operating a cooking zone of the induction hob.
  • the circuit arrangement comprises a parallel circuit in which two inductors are connected in parallel. In series with the parallel circuit, a current measuring element is connected.
  • the induction hob also includes a device for occupancy detection of at least a partial cooking zone of the entire cooking zone with a preparation vessel. This occupancy detection apparatus includes the current measuring element.
  • the cooking zone can be heated by at least three inductors arranged side by side and two inductors can be supplied with electrical energy with a first driver circuit and the at least third inductor can be supplied with energy with a separate second driver circuit
  • An inductor is activated depending on a detection of a preparation vessel on the cooking zone via this inductor.
  • the formulation of a juxtaposition of the inductors is understood to mean such a positioning in which the inductors are positioned side by side to each other. It should therefore be understood an arrangement in which the surfaces formed by the inductors on the cooktop panel arranged above are arranged side by side and do not partially overlap or even a surface is completely absorbed by the other. This would be the case with inductors of different radius, which are arranged radially inside one another, which should not be included here.
  • the induction hob is preferably also formed with a circuit arrangement which has two separate driver circuits, wherein the at least three heating units in the form of the inductors are operated and supplied with energy by the two driver circuits.
  • the at least three inductors are also functionally assigned to these two driver circuits and are correspondingly supplied with individual power.
  • a particularly large cooking zone can be created by this concept, since the inductors are not in each other but positioned side by side, and moreover, the number is at least three inductors so large that a particularly large heatable surface can be generated.
  • a particularly large cooking zone can be created in this preferred embodiment, which, however, in a specific manner is operable so that again only individual Operakochzonen, which in turn may be formed of sub-zones, activated and heated as needed, this depends on the respective occupancy by a preparation vessel.
  • a correspondingly large cooking zone is present, which can be heated uniformly over the entire surface, so that even the very large preparation vessel can be uniformly heated.
  • a smaller preparation vessel is set up on this large cooking zone, it is also recognized by the circuitry principle and the device for detecting a zone occupancy that only a small area is occupied on this large cooking zone, whereby this small area can then be heated individually.
  • a fourth inductor is provided adjacent to the three inductors associated with the cooking zone and which is further energized by the second driver circuit.
  • two driver circuits are thus provided, which are each assigned two inductors for power supply.
  • the surface design of the cooking zone and the individual electronic mode of operation can be particularly adapted and coordinated.
  • the entire cooking zone can be formed in a specific operating mode of the induction hob of two Operakochzonen.
  • Each of these two partial cooking zones preferably each again comprises at least two subzones.
  • Each of these subzones can be heated in particular by an inductor.
  • the two inductors of the subzones of the first partial cooking zone can be supplied with energy by the first driver circuit and the two inductors of the subzones of the second partial cooking zone can be supplied with energy by the second driver circuit.
  • an inductor, in particular all inductors, of the cooking zone each have or have a single coil. It is therefore not provided in this embodiment, that each heating unit in the form of an inductor has a plurality of coils formed in each other, which are then separately activated and deactivated, but that only a single coil is provided, which is then activated and deactivated. It allows circuitry a relatively simple and robust Design. In addition, in this context, the entire surface can be heated evenly with the heating unit.
  • the heating units are wound in an oval shape with regard to their winding shape, so that the cooking zone comprises at least three, in particular four, adjacent to one another and directly adjoining oval lower zones.
  • the first driver circuit has a half-bridge which is electrically connected in series with two relays connected in parallel. It is therefore provided in particular that a first half-bridge circuit of the first driver circuit is connected to a first signal path in which the first relay and the first heating unit are connected. This first circuit path is connected in parallel to a second circuit path in which a second relay and the second heating unit are connected.
  • the second driver circuit is designed, which also has a half-bridge circuit in series with a parallel circuit, in which case the parallel circuit in each case has a circuit path with a relay and connected in series to a heating unit.
  • a circuitry relatively simple concept can be provided, which also particularly in connection with the device for detecting a preparation vessel on the cooking zone can be particularly simple and reliable to recognize the occupancy of specific areas of the cooking zone with a preparation vessel.
  • very specific drainage strategies for detecting occupied partial areas of the cooking zone can take place by means of such a circuit design.
  • the heating units connected to the first driver circuit are independently activatable and deactivatable.
  • heating units associated with a driver circuit and functionally connected to this driver circuit for the power supply can be separately activated and deactivated, which makes it possible to heat cooking zone surfaces in a particularly flexible and variable manner.
  • the total area of the cooking zone with at least three heating units is greater than half the depth of the top plate of the hob and / or greater than or equal to half the width of the mounting plate.
  • the invention relates to a method for operating a cooking zone of the induction hob, which is formed from at least two Operakochzonen and each Operakochzone can be heated by an associated inductor, wherein the inductors are connected in parallel in parallel.
  • a current measuring element is connected in series with the parallel circuit and, depending on the current values of the current-measuring element, an occupancy of a partial cooking zone with a preparation vessel is detected.
  • a multi-level search method is performed for the occupancy detection of the entire cooking zone. By such a procedure, the occupancy of partial cooking zones is detected with a preparation vessel in a particularly precise and accurate form.
  • This according to the present invention precisely because the cooking zone is formed of several Operakochzonen and thus can be accurately determined on which of the Operakochzonen is a preparation vessel.
  • This multi-stage search process can thus improve the precise local occupancy detection on the cooking zone. This results in an improved operating behavior, as the more precise detection can also make a more precise statement as to which inductors have to be activated for heating the specifically occupied partial cooking zone. This also results in a more energy efficient operation of the hob.
  • a switching element is connected in series to each inductor in the parallel circuit and in a first search step of the search process, a closing of both switching elements is performed for occupancy detection on the entire cooking zone.
  • a basic occupation of the cooking zone with one or more preparation vessels is detected, this being detected regardless of the exact location at which the preparation vessel is located on the cooking zone.
  • the switching element remains closed in series with a first inductor in a further subsequent search step.
  • the switching element in series with the second inductor is then opened.
  • the switching element is then opened in series with the first inductor and the switching element is closed in series with the second inductor.
  • it is then detected depending on the current value at the current measuring element if the second part cooking zone is occupied by a preparation vessel.
  • the one or more inductors are supplied with energy, on whose associated partial cooking zone or on the associated partial cooking zones an occupancy with a preparation vessel has been detected.
  • the switching elements connected in series with the respective inductors are then closed in the parallel circuit.
  • the hob is formed so that the one cooking zone can be heated by at least three juxtaposed inductors.
  • Two inductors are supplied with electrical energy by a first driver circuit.
  • the at least third inductor can be powered by a separate second driver circuit and is not connected to the first driver circuit and can not be powered by the first driver circuit.
  • An inductor is activated depending on detection of a cooking vessel on the cooking zone at a locally specific position via the driver circuit.
  • a very specific operating method of a cooking zone of a cooking field designed specifically for this purpose is made possible, so that a particularly large cooking zone can be operated in a particularly effective manner with regard to its areal design.
  • individually and variably the individual adjacently formed inductors can be activated and deactivated.
  • an occupancy of the entire first zone area which can be heated by the first two heating units is checked independently of a specific occupancy of a first subzone heatable by the first heating unit and a second subzone heatable by the second heating unit.
  • the approach to the detection of occupancy of the cooking zone with a preparation vessel is done in an efficient manner in view of the explicit size of the cooking zone in a strategic manner with different procedures and process steps to be performed.
  • a process operation in which not already the majority of the individual heating units with respect to the occupancy arranged thereon, but that in a higher search strategy initially associated with a driver circuit heating units and the entire area heated, namely the first zone area, in general, will be examined for occupancy.
  • this first step there is not already a detailed search as to whether a preparation vessel is installed on a single heating unit or on a surface of the cooking zone above each individual heating unit. Thereby, the process for occupancy detection of the cooking zone can be done faster and more accurate.
  • the most suitable heating unit activated which means that the respective heating unit of the first two heating units, which are provided for heating the first zone areas, is activated, on which then the preparation vessel is actually. If the vessel is located on both heating units which are assigned to the first driver circuit, then both heating units are activated. If the vessel is only located on one of the two heating units, only it is activated by the driver circuit and the other heating unit is deactivated by the first driver circuit.
  • this also applies to the at least third heating unit and the second driver circuit, wherein in an advantageous embodiment this applies analogously to the explanation of the first driver circuit with the first heating units, if the second driver circuit also supplies two separate heating units with energy.
  • an occupancy check of the entire second zone area which can be heated by the heating units connected to the second driver circuit is carried out simultaneously with the occupancy test for the first zone area.
  • this occupancy check method is a multi-stage process which progressively examines the entire cooking zone area in the first general steps and checks of the larger zone areas recognized thereon preparation unit is detected.
  • a further occupancy testing process is started next to a first preparation vessel that has already been set up and can be heated with at least one activated heating unit. It can therefore, if already a preparation process is running and at least one heating unit is activated by the functionally associated driver circuit, also in the wake of at least another preparation vessel are placed on this cooking zone and then there is another Beöns phenomenasvorgang.
  • the already activated heating unit remains in the active state and in particular the remaining areas of the cooking zone that are not occupied in the first occupancy check process are checked for occupancy. This is done in particular according to the above graded occupancy test method.
  • the further occupancy checking process is preferably started by the user by actuating an operating element. Unwanted activations of heating units can be prevented, so that no safety-critical operating conditions occur.
  • a method in which a relatively large cooking zone having at least three juxtaposed heating units, which are operated by at least two separate driver circuits, carried out a stepped occupancy testing method and is recognized depending on which heating units in a particularly efficient manner must be activated in order to heat the occupied areas.
  • a division of the cooking zone into such zone surfaces is generally carried out in the first place, which can be heated by the heating units connected to the separate driver circuits. Only then, if an occupancy is detected on one of these zone areas, is then further searched on this zone area, which subzone of this zone area is actually occupied by a preparation vessel. If this sub-zone is then detected, the most suitable heating unit for this heating of this sub-zone is activated.
  • the cooking zone area is divided into a corresponding equal number of zone areas regardless of how many heating units each of these zone areas is heated.
  • it is thus first checked in a method step whether preparation vessels are placed on one or more of these zone areas. Only then, when it is detected on a zone surface that a preparation vessel is placed on it, then in a further process step then checked more precisely within this zone area, where this preparation vessel is actually located locally.
  • those heating units which can heat this zone area are then checked with regard to their local positions of the subzones which can be heated for a respective occupation with the preparation vessel, this being carried out successively, in particular in chronological order.
  • searching in the zone areas of the entire cooking zone area is performed simultaneously.
  • FIG. 1 shows a schematic top view of an exemplary embodiment of a hob according to the invention
  • FIG. and 2 shows a schematic simplified representation of a circuit principle of the hob according to FIG. 1.
  • a plan view of a hob 1 is shown in a schematic representation, which has a mounting plate 2, which may be formed of glass or glass ceramic. On a top 3 of the mounting plate 2 preparation vessels, such as pans, pots or the like can be placed.
  • the hob 1 in the exemplary embodiment comprises three cooking zones 4, 5 and 6, which are different in terms of their surface dimensions and their surface shape.
  • the cooking zones 4 and 5 are circular and have different radii.
  • the maximum area size is indicated, which is thus recognizable to a user, where below the storage tray 2 in these positions for the cooking zones 4 and 5 is a radiator.
  • the hob 1 is formed in the embodiment as an induction hob, so that under the cooking zones 4 and 5 each have at least one inductor is formed.
  • each of these inductors has a single coil, which is wound in a corresponding circular, so that upon activation of the induction coil substantially the entire surface of the cooking zone 4, which is bounded by the contour 41, is heated, and in view of Cooking zone 5 which is limited by the contour 51, this is also heated by an induction coil.
  • the cooking zones 4 and 5 are arranged at a distance from one another, wherein, moreover, they are also arranged at a distance from the cooking zone 6.
  • the cooking zones 4 and 5 comprise a plurality of induction coils, which are separately activatable and deactivatable and are formed as circles arranged inside each other, so that these independent induction coils have different radii.
  • a cooking zone 4 and 5 can also be heated in radially smaller and larger surface areas.
  • the cooking zone 6 is formed as a particularly large cooking zone area, which is also formed rectangular in terms of their shape beyond.
  • the cooking zone 6 comprises four inductors arranged below the mounting plate 2, of which each inductor has a single induction coil. With regard to the shape of these are arranged side by side and have an oval shape, as shown in Fig. 1.
  • the inductors adjoin one another in such a way that the heatable surface can be heated almost completely. Owing to the oval shape of the wound induction coils of the individual inductors 6a, 6b, 6c and 6d designed as heating units, particularly uniform surface heating is possible. As can be seen, these inductors 6a to 6d with their induction coils are not arranged in cascade with one another, but next to each other and all have the same geometric dimensions.
  • the hob 1 comprises a device 16 for detecting a preparation vessel on the cooking zones 4, 5 and 6.
  • a device 16 for detecting a preparation vessel on the cooking zones 4, 5 and 6. this is to be seen with regard to the recognition of a preparation vessel on the cooking zone 6, which in terms of area very large and larger than the surfaces of the cooking zone 4 and 5 together.
  • the surface of the cooking zone 6 extends substantially over at least 80%, preferably at least 90% of the depth of the hob 1 and thus also the mounting plate 2, which means an extension in the y-direction.
  • the cooking zone 6 has a surface in the width (x-direction), which in the embodiment comprises at least 30%, preferably 40% of the total width extension of the mounting plate 2.
  • the device 16 preferably comprises a plurality of sensors, which are capacitive or inductive working, so that the occupancy can be reliably detected.
  • the hob 1 further comprises a circuit arrangement 7, which is designed to supply power to the individual heating units of the cooking zones 4 to 6, and the inductors 6a to 6d comprises.
  • the circuit arrangement comprises a first driver circuit 8 and a separate second driver circuit 9 for this purpose.
  • the first driver circuit 8 is used to supply the two first heating units or inductors 6a and 6b formed.
  • the second drive circuit 9 is designed to supply power to the two further heating units or inductors 6c and 6d.
  • the two driver circuits 8 and 9 are independently operable.
  • the hob 1 comprises a control unit, which is associated with the circuit arrangement 7 component-specific and functional. By means of the control unit, the individual inductors 6a to 6d are individually controlled and activated and deactivated accordingly, and the signals of the device 16 can be correspondingly processed with this control unit.
  • the first driver circuit 8 comprises a first half-bridge circuit 10, which is connected in series with a parallel circuit 20.
  • the parallel circuit 20 comprises a first circuit branch in which a first relay 1 1 is connected in series with the induction coil of the inductor 6a and thus of the first heating unit.
  • a relay 12 is also connected, which is connected in series with the induction coil of the second inductor 6b and the second heating unit.
  • the second driver circuit 9 is constructed analogously to the first driver circuit 8 and also comprises a half-bridge circuit 13 which is connected in series with a parallel circuit.
  • this parallel circuit comprises a first circuit branch in which a relay 14 is connected in series with an induction coil of the third inductor 6c or the third heating unit.
  • another relay 15 is connected in series with an induction coil of the fourth inductor 6d and the fourth heating unit, respectively.
  • These sub-zones 61a and 61b represent, in terms of area, the size of the oval configurations of the induction coils arranged underneath, which are characterized by the corresponding contours on the upper side 3 of the mounting plate 2.
  • the second driver circuit 9 is constructed analogously to the first driver circuit 8 and also comprises a half-bridge circuit 13 connected in series with one another Parallel circuit 21 is connected.
  • This parallel circuit 21 also here comprises a first circuit branch in which a relay 14 is connected in series with an induction coil of the third inductor 6c or the third heating unit.
  • another relay 15 is connected in series with an induction coil of the fourth inductor 6d and the fourth heating unit, respectively.
  • a current measuring element 22 is connected in series with the parallel circuit 20 in series with the parallel circuit 20, a current measuring element 22 is connected.
  • the current measuring element 22 is component-specific also associated with the device 16 for pot detection or occupancy detection of the cooking zone.
  • the second driver circuit 9 also has a current measuring element 23, which is connected in series with the parallel circuit 21.
  • the current measuring elements 22 and 23 of the separate driver circuits 8 and 9 are connected between the half-bridge circuits 10 and 13 and the parallel circuits 20 and 21, respectively.
  • the current measuring element 22 could also be connected in series with the parallel circuit 20 after the parallel circuit 20, as the dashed box symbolizes.
  • the interconnection of the current measuring element 23 could be provided after the parallel circuit 21 and in series.
  • the induction hob 1 also includes an operating device 24, which is formed on the hob plate or mounting plate 2.
  • This operating device 24 may be formed at least partially touch-sensitive. It can have a plurality of operating elements and, moreover, also comprise a display unit.
  • the operating device 24 has an operating element 25, which may also be formed touch-sensitive. With this control element 25 For example, a user-defined activation of an occupancy recognition test of the entire cooking zone 6 can be carried out.
  • the large-area cooking zone 6 is formed from several partial cooking zones.
  • two partial cooking zones 61 and 62 are provided, whose corresponding zone areas are identified. These are contiguous and immediately adjacent to each other.
  • Each of these partial cooking zones 61 and 62 has in the exemplary embodiment two sub-zones 61a and 61b and 62a and 62b.
  • the areas of the subzones are defined in terms of size by the coils of the inductors 6a to 6d, which are wound in an oval fashion, or their size.
  • the induction hob 1 is designed so that at least the cooking zone 6 can be operated in two different operating modes.
  • a first operating mode that the two partial cooking zones 61 and 62, which form the entire cooking zone 6, are operated together and thus form the entire cooking surface of the cooking zone 6.
  • this first operating mode provision is made in particular for all partial cooking zones 61 and 62 and in particular also the subzones 61 a, 61 b, 62 a and 62 b to be supplied with the same electrical power.
  • this relates to the partial cooking zones 61 and 62 occupied by a preparation vessel 17 or 18 and the subzones 61 a, 61 b, 62 a and 62 b formed.
  • the subzones 61 a, 61 b, 62 a and 62 b respectively locally and functionally associated inductors 6 a to 6 d can be fed only with the same power when this first mode of operation is activated.
  • those inductors 6a to 6d, their associated sub-zones 61a, 61b, 62a and 62b or the corresponding Operakochzonen 61 and 62 on the mounting plate 2, which are covered with a preparation vessel 17 or 18, only with the same electrical Power can be fed.
  • an occupancy recognition test is performed by means of the device 16, as will be explained later.
  • a first occupancy detection test is performed automatically. If a preparation vessel 17 or 18 is then detected at specific locations, the inductors 6a to 6d which are correspondingly occupied via the subzones 61a, 61b, 62a and 62b are activated. If a further occupancy check is subsequently required or is to be carried out, this can only be started user-defined. For this purpose, the user must press the control element 25. An automatic second occupancy detection test and thus starting a second occupancy detection phase automatically is therefore not possible.
  • the cooking zone 6 is also operable in its second mode of operation by allowing the partial cooking zones 61 and 62 to be independently switched on and off. In this second operating mode, the partial cooking zones 61 and 62 can also be operated independently of one another with different powers. In this second operating mode quasi an entire cooking zone 6 does not exist and the partial cooking zones 61 and 62 are to be seen as separate autonomous cooking zones analogous to the other cooking zones 4 and 5.
  • a multi-stage search method is performed with regard to the occupancy detection process-specific. For this purpose, it is checked in a first step, if ever a preparation vessel is arranged on the entire cooking zone 6, which is searched in this first search step only superordinate and not local specific for an occupancy.
  • the partial cooking zones 61 and 62 with their zone areas shown accordingly are preferably formed with regard to the number and their size depending on the number of driver circuits 8 and 9.
  • the first partial cooking zone 61 is thus formed such that it represents approximately half of the entire cooking zone surface of the cooking zone 6 and in particular includes the surfaces of the regions of the cooking zone 6, which can be heated with the two first inductors 6a and 6b.
  • the second partial cooking zone 62 is formed such that it the area of the cooking zone 6 comprises, through which the further inductors 6c and 6d can be heated.
  • a general occupancy of the cooking zone 6 is thus first checked in a general and higher-order search strategy.
  • low-voltage measuring signals are generated by the device 16, which generate an oscillation in one of the series resonant circuits formed by the inductors 6a to 6d and the indicated capacitors.
  • all switching elements in the form of relays 1 1 to 15 are closed.
  • the current measuring elements 22 and 23 then correspondingly occurring current values are detected, it being possible to detect, depending on the current values, whether at least one preparation vessel is located on the cooking zone 6.
  • the relays 1 1 and 14 are then opened and the relays 12 and 15 are closed.
  • inductor 6a to 6b is then supplied with electrical energy by closing the series-connected relay 1 1 to 15, whose associated sub-zone 61 a, 61 b, 62 a and 62 b is also explicitly occupied with a preparation vessel.
  • the remaining inductors, whose associated subzones are not occupied, are or will remain deactivated.
  • Such occupancy detection phase takes in the embodiment about 5 seconds. During this period, preparation vessels 17 and 18 can be removed or placed, and this is then also recognized. If an occupancy recognition phase has expired and ended accordingly, an additional installation of a preparation vessel on the cooking zone 6 will not be detected in the further course, and this further preparation vessel will then not be heated either. Only when the user actively activates the control element 25, a further occupancy detection test is started and then detected the additionally prepared after the first occupancy detection phase preparation vessel.
  • a cooking vessel detected during an occupancy detection phase can be displaced (but not removed) on the cooking zone 6 in this first operating mode after expiration of the occupancy detection phase on the cooking zone 6, and this displacement is detected. Then, those inductors 6a to 6d are activated which are required for heating the preparation vessel at the new location, whereby those inducers 6a to 6d, which are now not occupied compared to the original position of the preparation vessel before the displacement, are deactivated.
  • two preparation vessels 17 and 18 are shown, which are each smaller in size than a partial cooking zone 61 or 62.
  • the first operating mode of the hob 1 when a preparation vessel is placed on the cooking zone 6, which is larger in area than a sectionkochzone 61 or 62.
  • this first mode of operation is particularly advantageous because virtually in the second mode of operation, a total heating of such a large preparation vessel is not possible.
  • the sub-zones 61 a, 61 b, 62 a and 62 b shown by way of example are the same in terms of surface area in terms of area and also the same in terms of their shape. It can also be provided that at least one sub-zone is larger and / or formed with a different shape. This also depends in particular on the design and size of the inductor 6a to 6d arranged underneath and associated therewith.
  • the above-described explanation of the multi-stage search method can also be carried out in the specific embodiment shown in FIG. 2 in that after the basic principle detection of a preparation vessel somewhere on the cooking zone 6, the subsequent search steps in the subregions concerning the partial cooking zone 61 and the partial cooking zone 62 do not simultaneously, as explained above, but with a time delay.
  • the relay 13 is opened because no preparation vessel is placed on the sub-zone 62a.
  • the other sub-zones 61 a, 61 b and 62 b are occupied by the preparation vessels 17 and 18, so that the associated underneath and thus under the hob plate or mounting plate 2 arranged inductors 6 a, 6 b and 6 d must be supplied with energy, including the relay 1 1, 12 and 15 are closed.
  • Circuitry 9 driving circuits0, 13 half-bridge circuits1, 12, 14, 15 relays

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Induktionskochfeld mit einer Schaltungsanordnung (7) zum Betreiben einer Kochzone (6) des Induktionskochfelds (1), welche eine Parallelschaltung (20, 21) aufweist, in welcher zwei Induktoren (6a bis 6d) parallel geschaltet sind, wobei in Reihe zu der Parallelschaltung (20, 21) ein Strommesselement (22, 23) geschaltet ist und eine Vorrichtung (16) zur Belegungserkennung zumindest einer Teilkochzone (61, 62) der Kochzone (6) mit einem Zubereitungsgefäß (17, 18) ausgebildet ist, welche das Strommesselement (22, 23) aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Kochfelds.

Description

Kochfeld mit zumindest einer Kochzone sowie Verfahren zum Betreiben eines Kochfelds
Die Erfindung betrifft ein Kochfeld mit zumindest einer Kochzone und einer Vorrichtung zur Erkennung eines Zubereitungsgefäßes auf der Kochzone. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Kochfelds.
Aus dem Stand der Technik sind Kochfelder bekannt, welche mehrere Kochzonen aufweisen. Jede Kochzone für sich betrachtet wird durch einen Heizkörper geheizt, der unter einer Aufstellplatte des Kochfelds, auf der Zubereitungsgefäße aufgestellt werden können, angeordnet ist. In diesem Zusammenhang sind Kochfelder bekannt, bei denen eine Kochzone durch mehrere ineinander verlaufende Heizeinheiten, die beispielsweise als kreisförmige Heizwendeln oder Induktionsspulen ausgebildet sind, heizbar sind. Dadurch kann die Kochzone mit ineinander ausgebildeten und mit unterschiedlichem Radius ausgebildeten Heizelementen über eine individuelle Fläche beheizt werden.
Gerade im Hinblick auf eine individuelle Aktivierung und Deaktivierung derartiger separater Heizeinheiten ist die Erkennung einer Topfbelegung wesentlich. Dadurch kann erkannt werden, auf welcher Position und mit welcher Flächengröße ein Zubereitungsgefäß auf der Aufstellplatte aufgestellt ist.
Aus der EP 1 768 258 A2 ist eine Schaltungsanordnung zur Auswertung eines Sensorzustands bekannt, mittels welcher eine entsprechende Topfbelegung auf einem Kochfeld detektierbar ist.
Die bekannten Kochzonen eines Kochfelds sind im Hinblick auf ihre Größe eingeschränkt und darüber hinaus im Hinblick auf die Anordnung der Heizeinheiten sowie deren individueller Betriebsweise funktionell beschränkt. Aus der WO 2006/092179 A1 ist eine Heizeinrichtung für ein Induktionsgargerät bekannt. Diese umfasst eine Schaltungsanordnung mit mehreren Induktoren, die unterschiedlich miteinander verschaltet werden können. Die Heizeinrichtung umfasst dazu zumindest einen ersten Schwingkreis, der mindestens einen ersten und einen zweiten Induktor zur Übertragung von Heizenergie auf ein zu erwärmendes Element und eine erste Schaltung zur Anregung des ersten Schwingkreises und zur Zuführung der Heizenergie zu den Induktoren umfasst. Des Weiteren weist die Heizeinrichtung ein Schaltmittel auf, durch das die Heizenergie wahlweise nur einem der Induktoren oder gleichzeitig beiden Induktoren in Parallelschaltung zuführbar ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Induktionskochfeld sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Induktionskochfelds zu schaffen, mittels welchem eine großflächig ausgebildete Kochzone energieeffizient betrieben werden kann und in verbesserter Weise eine Topfbelegung durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Induktionskochfeld, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 5 aufweist, gelöst. Ein erfindungsgemäßes Induktionskochfeld umfasst eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Kochzone des Induktionskochfelds. Die Schaltungsanordnung umfasst eine Parallelschaltung, in welcher zwei Induktoren parallel geschaltet sind. In Reihe zu der Parallelschaltung ist ein Strommesselement geschaltet. Das Induktionskochfeld umfasst darüber hinaus eine Vorrichtung zur Belegungserkennung zumindest einer Teilkochzone der gesamten Kochzone mit einem Zubereitungsgefäß. Diese Vorrichtung zur Belegungserkennung umfasst das Strommesselement. Durch eine derartige Ausgestaltung des Induktionskochfelds kann zum einen ein energieeffizienterer Betrieb ermöglicht werden. Insbesondere wird durch eine derartige Ausgestaltung ein bauteilreduziertes und vereinfachtes Schaltungskonzept ermöglicht, da für eine Mehrzahl von Induktoren lediglich ein einziges Strommesselement erforderlich ist, um eine Belegung der Teilkochzone, die mit den jeweiligen Induktoren heizbar ist, erkennen zu können. Dadurch wird auch eine ganz spezifische Vorgehensweise bei der Topfbelegungserkennung ermöglicht. In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kochzone durch zumindest drei nebeneinander angeordnete Induktoren heizbar ist und zwei Induktoren mit einer ersten Treiberschaltung mit elektrischer Energie versorgbar sind und der zumindest dritte Induktor mit einer separaten zweiten Treiberschaltung mit Energie versorgbar ist, wobei ein Induktor abhängig von einem Erkennen eines Zubereitungsgefäßes auf der Kochzone über diesen Induktor aktivierbar ist.
Im Hinblick auf die Formulierung einer Heizbarkeit einer Kochzone mit einem Induktor ist darauf verwiesen, dass hiermit umfasst ist, dass durch die elektromagnetische Wechselwirkung einer Spule des Induktors mit einem geeigneten metallischen Material eines Zubereitungsgefäßes eine entsprechende Erwärmung des Zubereitungsgefäßes erzeugt wird. Genau diese spezifische physikalische Grundlage wird im Kontext der Erfindung durch die Formulierung der Heizbarkeit einer Kochzone bzw. einer Fläche davon oder einer Teilkochzone mit einem Induktor auch darunter verstanden.
Darüber hinaus wird mit der Formulierung einer Nebeneinanderanordnung der Induktoren eine derartige Positionierung verstanden, bei der die Induktoren Seite an Seite zueinander positioniert werden. Es soll also eine Anordnung darunter verstanden werden, bei der die durch die Induktoren auf der darüber angeordneten Kochfeldplatte gebildeten Flächen nebeneinander angeordnet sind und sich nicht teilweise überlappen oder sogar eine Fläche vollständig von der anderen aufgenommen ist. Dies wäre der Fall bei mit unterschiedlichem Radius ausgebildeten Induktoren, die radial ineinander angeordnet sind, was hier nicht umfasst sein soll. Das Induktionskochfeld ist vorzugsweise auch mit einer Schaltungsanordnung ausgebildet, die zwei separate Treiberschaltungen aufweist, wobei die zumindest drei Heizeinheiten in Form der Induktoren durch die beiden Treiberschaltungen betrieben und mit Energie versorgt sind. Durch diese Ausgestaltung sind auch die zumindest drei Induktoren diesen zwei Treiberschaltungen funktionell zugeordnet und werden entsprechend individuell mit Energie versorgt. Zum einen kann durch dieses Konzept eine besonders großflächige Kochzone geschaffen werden, da die Induktoren nicht ineinander sondern nebeneinander positioniert sind, und darüber hinaus die Anzahl mit zumindest drei Induktoren so groß ist, dass eine besonders groß beheizbare Fläche erzeugbar ist. Durch das erfindungsgemäße Induktionskochfeld und dem spezifischen Schaltungskonzept wird darüber hinaus gewährleistet, dass nicht immer alle Induktoren gleichzeitig aktiviert werden müssen, wodurch Energie gespart wird, da nicht unnötig entsprechende Flächen beheizt werden, auf denen grundsätzlich gar kein Zubereitungsgefäß aufgestellt ist. Durch das Induktionskochfeld kann in dieser bevorzugten Ausführung eine besonders großflächige Kochzone geschaffen werden, welche darüber hinaus jedoch in spezifischer Art und Weise so betreibbar ist, dass wiederum nur einzelne Teilkochzonen, die wiederum aus Unterzonen ausgebildet sein können, bedarfsgerecht aktiviert und erwärmt werden, wobei dies abhängig von der jeweiligen Belegung durch ein Zubereitungsgefäß ist. Zum einen wird somit gewährleistet, dass bei besonders großen Zubereitungsgefäßen eine entsprechend große Kochzone vorhanden ist, die über die gesamte Fläche gleichmäßig beheizbar ist, so dass auch das sehr große Zubereitungsgefäß entsprechend gleichmäßig beheizbar ist. Wird auf diese große Kochzone jedoch ein kleineres Zubereitungsgefäß aufgestellt, so wird durch das schaltungstechnische Prinzip und die Vorrichtung zur Erkennung einer Zonenbelegung auch erkannt, dass auf dieser großen Kochzone nur eine kleine Fläche belegt ist, wobei diese kleine Fläche dann individuell beheizt werden kann.
Vorzugsweise ist ein vierter Induktor neben den drei Induktoren vorgesehen, der der Kochzone zugeordnet ist und der darüber hinaus von der zweiten Treiberschaltung mit Energie versorgt ist. Insbesondere sind somit zwei Treiberschaltungen vorgesehen, denen jeweils zwei Induktoren zur Energieversorgung zugeordnet sind. Es kann somit die Flächengestaltung der Kochzone und die individuelle elektronische Betriebsweise besonders angepasst und abgestimmt erfolgen. So kann die gesamte Kochzone in einem spezifischen Betriebsmodus des Induktionskochfelds aus zwei Teilkochzonen gebildet werden. Jede dieser zwei Teilkochzonen umfasst vorzugsweise jeweils wieder zumindest zwei Unterzonen. Jede dieser Unterzonen ist insbesondere durch einen Induktor heizbar. So ist insbesondere vorgesehen, dass die beiden Induktoren der Unterzonen der ersten Teilkochzone durch die erste Treiberschaltung mit Energie versorgt werden können und die beiden Induktoren der Unterzonen der zweiten Teilkochzone durch die zweite Treiberschaltung mit Energie versorgt werden können.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Induktor, insbesondere alle Induktoren, der Kochzone jeweils eine einzige Spule aufweist bzw. aufweisen. Es ist also bei dieser Ausgestaltung nicht vorgesehen, dass jede Heizeinheit in Form eines Induktors mehrere ineinander ausgebildete Spulen aufweist, die dann separat aktivierbar und deaktivierbar sind, sondern dass lediglich eine einzige Spule vorgesehen ist, die dann aktivierbar und deaktivierbar ist. Es ermöglicht schaltungstechnisch eine relativ einfache und robuste Ausgestaltung. Darüber hinaus kann in diesem Zusammenhang auch die gesamte Fläche mit der Heizeinheit gleichmäßig beheizt werden.
Vorzugsweise sind die Heizeinheiten im Hinblick auf ihre Windungsform oval gewickelt, sodass die Kochzone zumindest drei, insbesondere vier nebeneinander ausgebildeten und direkt aneinander anschließenden ovalen Unterzonen umfasst. Durch diese spezifische Formgebung kann eine besonders gleichmäßig großflächige Abdeckung und somit auch Beheizung der gesamten Kochzonenfläche erzielt werden. Dies führt zu besonders hervorzuhebenden Kochergebnissen. Vorzugsweise weist die erste Treiberschaltung eine Halbbrücke auf, die in Reihe mit zwei parallel geschalteten Relais elektrisch verbunden ist. Es ist also insbesondere vorgesehen, dass eine erste Halbbrückenschaltung der ersten Treiberschaltung mit einem ersten Signalpfad verbunden ist, in dem das erste Relais und die erste Heizeinheit geschaltet sind. Dieser erste Schaltungspfad ist parallel zu einem zweiten Schaltungspfad geschaltet, in dem ein zweites Relais und die zweite Heizeinheit geschaltet sind.
In entsprechender Ausgestaltung ist die zweite Treiberschaltung konzipiert, die ebenfalls eine Halbbrückenschaltung in Reihe zu einer Parallelschaltung aufweist, wobei auch hier die Parallelschaltung jeweils einen Schaltungspfad mit einem Relais und in Reihe dazu geschaltet eine Heizeinheit aufweist.
Durch diese Ausgestaltung kann ein schaltungstechnisch relativ einfaches Konzept bereitgestellt werden, welches darüber hinaus auch in Verbindung mit der Vorrichtung zur Erkennung eines Zubereitungsgefäßes auf der Kochzone besonders einfach und zuverlässig die Belegung spezifischer Bereiche der Kochzone mit einem Zubereitungsgefäß erkennen lässt. Insbesondere können durch einen derartigen schaltungstechnischen Aufbau ganz spezifische Ablaufstrategien zur Erkennung von belegten Teilbereichen der Kochzone erfolgen. Gerade bei derartig großen Kochzonen ist es somit auch wesentlich eine besonders effektive und zielführende Suchstrategie im Hinblick darauf, welche Bereiche dieser großen Kochzone belegt sind, zu ermöglichen. Dies wird durch das schaltungstechnische Prinzip ebenfalls besonders vorteilhaft gewährleistet und unterstützt. Vorzugsweise sind die mit der ersten Treiberschaltung verbundenen Heizeinheiten unabhängig voneinander aktivierbar und deaktivierbar. Dadurch können auch einer Treiberschaltung zugeordnete und zur Energieversorgung funktionell mit dieser Treiberschaltung verbundene Heizeinheiten separat aktiviert und deaktiviert werden, was in besonders flexibler und variabler Weise die Beheizung von Kochzonenteilflächen ermöglicht.
Vorzugsweise ist die Gesamtfläche der Kochzone mit zumindest drei Heizeinheiten größer als die Hälfte der Tiefe der Aufstellplatte des Kochfelds und/oder größer oder gleich der Hälfte der Breite der Aufstellplatte.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Kochzone des Induktionskochfelds, welche aus zumindest zwei Teilkochzonen gebildet wird und jede Teilkochzone durch eine zugeordneten Induktor geheizt werden kann, wobei die Induktoren in einer Parallelschaltung parallel geschaltet werden. Ein Strommesselement wird in Reihe zu der Parallelschaltung geschalten und abhängig von den Stromwerten des Strommesselements wird eine Belegung einer Teilkochzone mit einem Zubereitungsgefäß erkannt. Durch ein derartiges Verfahren kann durch eine sehr bauteilreduzierte Schaltung zuverlässig und sicher eine Topfdetektion ermöglicht werden. Vorzugsweise wird für die Belegungserkennung der gesamten Kochzone ein mehrstufiges Suchverfahren durchgeführt. Durch eine derartige Vorgehensweise wird in besonders präziser und genauer Form die Belegung von Teilkochzonen mit einem Zubereitungsgefäß erkannt. Dies gemäß der vorliegenden Erfindung gerade deswegen, da die Kochzone aus mehreren Teilkochzonen gebildet wird und somit exakt festgestellt werden kann, auf welcher der Teilkochzonen sich ein Zubereitungsgefäß befindet. Durch diesen mehrstufigen Suchvorgang kann somit die präzise örtliche Belegungserkennung auf der Kochzone verbessert werden. Dadurch ergibt sich ein verbessertes Betriebsverhalten, da durch die präzisere Detektion auch eine präzisere Aussage dahingehend erfolgen kann, welche Induktoren zum Heizen der spezifisch belegten Teilkochzone aktiviert werden müssen. Dies hat auch eine energieeffizientere Betriebsweise des Kochfelds zur Folge. Vorzugsweise wird in Reihe zu jedem Induktor jeweils ein Schaltelement in die Parallelschaltung geschaltet und in einem ersten Suchschritt des Suchverfahrens wird zur Belegungserkennung auf der gesamten Kochzone ein Schließen beider Schaltelemente durchgeführt. Abhängig von dem Stromwert am Strommesselement wird eine grundsätzliche Belegung der Kochzone mit einem oder mehreren Zubereitungsgefäßen erkannt, wobei dies unabhängig von der genauen Örtlichkeit, an der das Zubereitungsgefäß auf der Kochzone steht, detektiert wird. Es wird also in einem ersten Schritt zunächst nur festgestellt, ob überhaupt ein Zubereitungsgefäß auf der Kochzone steht, wobei in diesem Zusammenhang noch nicht die genaue örtliche Position des Zubereitungsgefäßes ermittelt wird. Durch eine derartige Vorgehensweise kann somit grundsätzlich sehr schnell überhaupt detektiert werden, ob ein Zubereitungsgefäß aufgestellt ist.
Wird eine derartige Detektion eines Zubereitungsgefäßes irgendwo auf der Kochzone festgestellt, so verbleibt in einem weiteren nachfolgenden Suchschritt das Schaltelement in Reihe zu einem ersten Induktor geschlossen. Das Schaltelement in Reihe zu dem zweiten Induktor wird dann geöffnet. Abhängig von dem Stromwert am Strommesselement wird dann erkannt, ob die erste Teilkochzone mit einem Zubereitungsgefäß belegt ist. In einem weiteren nachfolgenden Suchschritt wird dann das Schaltelement in Reihe zu dem ersten Induktor geöffnet und das Schaltelement in Reihe zu dem zweiten Induktor geschlossen. Auch hier wird dann abhängig von dem Stromwert am Strommesselement erkannt, ob die zweite Teilkochzone mit einem Zubereitungsgefäß belegt ist. Durch diese spezifischen Suchschritte wird dann in sehr präziser Weise erkannt, wo ein Zubereitungsgefäß örtlich genau auf der Kochzone positioniert ist. Vorzugsweise wird nach der Belegungserkennung der oder die Induktoren mit Energie versorgt, auf deren zugeordneter Teilkochzone bzw. auf der zugeordneten Teilkochzonen eine Belegung mit einem Zubereitungsgefäß erkannt wurde. In diesem Zusammenhang werden dann die zu den jeweiligen Induktoren in Reihe geschalteten Schaltelemente in der Parallelschaltung geschlossen. Dadurch kann die Energieversorgung der Induktoren ermöglicht werden.
Vorzugsweise wird das Kochfeld so ausgebildet, dass die eine Kochzone durch zumindest drei nebeneinander angeordnete Induktoren geheizt werden kann. Zwei Induktoren werden mit einer ersten Treiberschaltung mit elektrischer Energie versorgt. Der zumindest dritte Induktor kann mit einer separaten zweiten Treiberschaltung mit Energie versorgt werden und ist mit der ersten Treiberschaltung nicht verbunden und kann mit der ersten Treiberschaltung nicht mit Energie versorgt werden. Ein Induktor wird abhängig von einem Erkennen eines Zubereitungsgefäßes auf der Kochzone an örtlich spezifischer Position über die Treiberschaltung aktiviert. Es wird diesbezüglich ein ganz spezifisches Betriebsverfahren einer ganz spezifisch ausgestalteten Kochzone eines Kochfelds ermöglicht, so dass eine besonders große Kochzone im Hinblick auf ihre flächenmäßige Ausgestaltung in besonders effektiver Weise betrieben werden kann. Darüber hinaus können sehr individuell und variabel die einzelnen nebeneinander ausgebildeten Induktoren aktiviert und deaktiviert werden.
Vorzugsweise wird zum Erkennen einer Belegung eines Kochzonenbereichs mit einem Zubereitungsgefäß eine Belegung der durch die ersten beiden Heizeinheiten heizbare gesamte erste Zonenfläche unabhängig von einer spezifischen Belegung einer durch die erste Heizeinheit heizbaren ersten Unterzone und einer durch die zweite Heizeinheit heizbaren zweiten Unterzone überprüft. Die Vorgehensweise im Hinblick auf die Erkennung einer Belegung der Kochzone mit einem Zubereitungsgefäß wird im Hinblick auf die explizite Größe der Kochzone in strategischer Weise mit verschiedenen Verfahrensabläufen und durchzuführenden Verfahrensschritten in effizienter Weise erledigt. Dies bedingt gemäß der vorzugsweisen Ausführung in einem ersten Schritt einen Verfahrensvorgang in dem nicht bereits die Mehrzahl der einzelnen Heizeinheiten im Hinblick auf die darauf angeordnete Belegung untersucht werden, sondern dass in übergeordneter Suchstrategie zunächst die einer Treiberschaltung zugeordneten Heizeinheiten und die damit beheizbare gesamte Fläche, nämlich die erste Zonenfläche, allgemein auf eine Belegung untersucht werden. Es erfolgt somit in diesem ersten Schritt nicht bereits eine Detailsuche, ob auf einer einzelnen Heizeinheit bzw. auf einer Fläche der Kochzone über jeder einzelnen Heizeinheit ein Zubereitungsgefäß aufgestellt ist. Dadurch kann der Vorgang zur Belegungserkennung der Kochzone schneller und auch genauer erfolgen.
Insbesondere wird bei einem Erkennen einer Belegung der ersten Zonenfläche mit einem Zubereitungsgefäß im weiteren dann überprüft, auf welcher Unterzone das Zubereitungsgefäß angeordnet ist und abhängig davon wird dann die für die Erhitzung der mit dem Zubereitungsgefäß belegten Fläche geeignetste Heizeinheit mit der ersten Treiberschaltung aktiviert. Gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung wird also dann, wenn beispielsweise erkannt wird, dass auf der ersten Zonenfläche irgendwo ein Zubereitungsgefäß aufgestellt ist, dies detektiert. In einem weiteren Schritt wird dann die weitere exakte Belegung dahingehend überprüft, auf welcher Unterzone dieser ersten Zonenfläche das Zubereitungsgefäß angeordnet ist. Also erst dann, wenn in einer allgemeinen Teilzone der gesamten Kochzone, nämlich der ersten Zonenfläche ein Zubereitungsgefäß detektiert wird, wird dann in einem weiteren Schritt detailliert überprüft wo sich das Zubereitungsgefäß in dieser ersten Zonenfläche genau befindet. Im Nachgang wird dies dann erkannt und die geeignetste Heizeinheit aktiviert, was bedeutet dass die jeweilige Heizeinheit der beiden ersten Heizeinheiten, die zur Beheizung der ersten Zonenflächen vorgesehen sind, aktiviert wird, auf der dann das Zubereitungsgefäß tatsächlich steht. Befindet sich das Gefäß auf beiden Heizeinheiten, die der ersten Treiberschaltung zugeordnet sind, so werden beide Heizeinheiten aktiviert. Befindet sich das Gefäß lediglich auf einer der beiden Heizeinheiten, so wird nur diese durch die Treiberschaltung aktiviert und die andere Heizeinheit durch die erste Treiberschaltung deaktiviert.
In entsprechender Ausgestaltung gilt dies auch für die zumindest dritte Heizeinheit und die zweite Treiberschaltung, wobei in vorteilhafter Ausgestaltung dies analog zu der Erläuterung zur ersten Treiberschaltung mit den ersten Heizeinheiten gilt, wenn die zweite Treiberschaltung ebenfalls zwei separate Heizeinheiten mit Energie versorgt.
Vorzugsweise wird zum Erkennen einer Belegung eines Kochzonenbereichs mit einem Zubereitungsgefäß eine Belegungsprüfung der durch die mit der zweiten Treiberschaltung verbundenen Heizeinheiten heizbare gesamte zweite Zonenfläche gleichzeitig mit der Belegungsprüfung für die erste Zonenfläche durchgeführt.
Dadurch kann eine besonders effiziente und schnelle Belegungsprüfung der gesamten Kochzone durchgeführt werden und insbesondere dann, wenn dieses Belegungsprüfungsverfahren, wie bereits oben erläutert, ein mehrstufiges Verfahren ist, welches schrittweise die gesamte Kochzonenfläche näher untersucht, wenn in ersten allgemeinen Schritten und Überprüfungen der größeren Zonenflächen eine darauf aufgestellte Zubereitungseinheit erkannt wird. Vorzugsweise wird mit dem zusätzlichen Aufstellen eines zweiten Zubereitungsgefäßes auf die Kochzone neben einem bereits aufgestellten und mit zumindest einer aktivierten Heizeinheit erwärmbaren ersten Zubereitungsgefäß ein weiterer Belegungsprüfungsvorgang gestartet. Es kann also dann, wenn bereits ein Zubereitungsvorgang läuft und zumindest eine Heizeinheit durch die funktionell zugeordnete Treiberschaltung aktiviert ist, auch im Nachgang ein zumindest weiteres Zubereitungsgefäß auf diese Kochzone aufgestellt werden und es erfolgt dann ein weiterer Belegungsprüfungsvorgang. Die bereits aktivierte Heizeinheit bleibt dabei weiterhin im aktiven Zustand und es werden insbesondere die noch verbleibenden im ersten Belegungsprüfungsvorgang nicht belegten Flächenbereiche der Kochzone auf eine Belegung hin überprüft. Dies erfolgt insbesondere auch gemäß dem oben angegebenen gestuften Belegungsprüfungsverfahren.
Vorzugsweise wird der weitere Belegungsprüfungsvorgang durch den Nutzer durch Betätigen eines Bedienelements gestartet. Unerwünschte Aktivierungen von Heizeinheiten können dadurch verhindert werden, sodass auch keine sicherheitskritischen Betriebszustände auftreten.
Insbesondere wird somit ein Verfahren zur Verfügung gestellt, bei dem bei einer relativ großen Kochzone, die zumindest drei nebeneinander angeordnete Heizeinheiten aufweist, die durch zumindest zwei separate Treiberschaltungen betrieben werden, ein gestuftes Belegungsprüfungsverfahren durchgeführt und abhängig davon in besonders effizienter Weise erkannt wird, welche Heizeinheiten aktiviert werden müssen, um die belegten Flächenbereiche heizen zu können. Dazu wird zunächst eine Aufteilung der Kochzone in derartige Zonenflächen allgemein durchgeführt, die durch die mit den separaten Treiberschaltungen verbundenen Heizeinheiten heizbar sind. Erst dann, wenn auf einer dieser Zonenflächen eine Belegung erkannt wird, wird dann auf dieser Zonenfläche detailliert weiter gesucht, welche Unterzone dieser Zonenfläche tatsächlich mit einem Zubereitungsgefäß belegt ist. Wird dann diese Unterzone detektiert, wird die geeignetste Heizeinheit für diese Heizung dieser Unterzone aktiviert.
Insbesondere ist vorgesehen, dass im Hinblick auf einen ersten Verfahrensschritt, bei dem abhängig von der vorhandenen Anzahl an Treiberschaltungen die Kochzonenfläche in eine entsprechende gleiche Anzahl von Zonenflächen aufgeteilt wird unabhängig davon, mit wieviel Heizeinheiten jede dieser Zonenflächen beheizbar ist. Somit übergeordnet und unabhängig von der Anzahl der Heizeinheiten pro Zonenfläche wird somit in einem Verfahrensschritt zunächst überprüft, ob auf einer oder mehrerer dieser Zonenflächen Zubereitungsgefäße abgestellt sind. Erst dann, wenn auf einer Zonenfläche erkannt wird, dass ein Zubereitungsgefäß darauf aufgestellt ist, wird in einem weiteren Verfahrensschritt dann innerhalb dieser Zonenfläche genauer überprüft, wo sich dieses Zubereitungsgefäß örtlich tatsächlich befindet. Dazu werden dann diejenigen Heizeinheiten, die diese Zonenfläche beheizen können im Hinblick auf ihre örtlichen Positionen der damit heizbaren Unterzonen auf eine jeweilige Belegung mit dem Zubereitungsgefäß hin überprüft, wobei dies insbesondere in zeitlicher Reihenfolge nacheinander durchgeführt wird.
Insbesondere wird das Suchen in den Zonenflächen der gesamten Kochzonenfläche gleichzeitig durchgeführt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kochfelds sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Draufsichtdarstellung auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kochfelds; und Fig. 2 eine schematische vereinfachte Darstellung eines Schaltungsprinzips des Kochfelds gemäß Fig. 1.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf ein Kochfeld 1 gezeigt, welches eine Aufstellplatte 2 aufweist, die aus Glas oder Glaskeramik ausgebildet sein kann. Auf einer Oberseite 3 der Aufstellplatte 2 können Zubereitungsgefäße, wie Pfannen, Töpfe oder dergleichen aufgestellt werden. Das Kochfeld 1 umfasst im Ausführungsbeispiel drei Kochzonen 4, 5 und 6, welche im Hinblick auf ihre Flächenausmaße und ihre Flächenform unterschiedlich sind. So sind die Kochzonen 4 und 5 kreisförmig ausgebildet und weisen unterschiedliche Radien auf. Mittels den Konturen 41 und 51 der Kochzonen 4 und 5 ist deren maximale Flächengröße kenntlich gemacht, wobei damit für einen Nutzer erkennbar ist, wo sich unterhalb der Abstellplatte 2 in diesen Positionen für die Kochzonen 4 und 5 ein Heizkörper befindet.
Das Kochfeld 1 ist im Ausführungsbeispiel als Induktionskochfeld ausgebildet, sodass unter den Kochzonen 4 und 5 jeweils zumindest ein Induktor ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass jeder dieser Induktoren eine einzige Spule aufweist, die entsprechend kreisförmig gewickelt ist, sodass bei Aktivieren der Induktionsspule im wesentlichen die gesamte Fläche der Kochzone 4, die durch die Kontur 41 begrenzt ist, heizbar ist, und im Hinblick auf die Kochzone 5 die durch die Kontur 51 begrenzt ist, diese ebenfalls durch eine Induktionsspule heizbar ist. Wie in der Darstellung gemäß Fig. 1 zu erkennen ist, sind die Kochzonen 4 und 5 beabstandet zueinander angeordnet, wobei sie darüber hinaus auch beabstandet zur Kochzone 6 angeordnet sind.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest einer der Kochzonen 4 und 5 mehrere Induktionsspulen umfassen, die separat aktivierbar und deaktivierbar sind und als ineinander angeordnete Kreise ausgebildet sind, sodass diese unabhängigen Induktionsspulen unterschiedliche Radien aufweisen. Dadurch kann eine Kochzone 4 und 5 auch in radial kleineren und größeren Flächenbereichen beheizt werden. Darüber hinaus ist die Kochzone 6 als besonders große Kochzonenfläche ausgebildet, welche darüber hinaus auch im Hinblick auf ihre Formgebung rechteckig ausgebildet ist. In der gezeigten Ausführung umfasst die Kochzone 6 vier unter der Aufstellplatte 2 angeordnete Induktoren, von denen jeder Induktor eine einzige Induktionsspule aufweist. Im Hinblick auf die Formgebung sind diese nebeneinander angeordnet und weisen eine ovale Formgebung auf, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die Induktoren grenzen so aneinander an, dass die beheizbare Fläche nahezu vollständig geheizt werden kann. Durch die ovale Formgebung der gewickelten Induktionsspulen der einzelnen als Heizeinheiten ausgebildeten Induktoren 6a, 6b, 6c und 6d ist eine besonders gleichmäßige Flächenaufheizung ermöglicht. Wie zu erkennen ist, sind diese Induktoren 6a bis 6d mit ihren Induktionsspulen nicht ineinander kaskadenartig angeordnet, sondern nebeneinander und weisen alle die gleichen geometrischen Ausmaße auf.
Darüber hinaus umfasst das Kochfeld 1 eine Vorrichtung 16 zur Erkennung eines Zubereitungsgefäßes auf den Kochzonen 4, 5 und 6. Insbesondere ist dies im Hinblick auf die Erkennung eines Zubereitungsgefäßes auf der Kochzone 6 zu sehen, welche flächenmäßig sehr groß und größer als die Flächen der Kochzone 4 und 5 zusammen ist.
Insbesondere erstreckt sich die Fläche der Kochzone 6 im Wesentlichen über zumindest 80 %, vorzugsweise zumindest 90 % der Tiefe des Kochfelds 1 und somit auch der Aufstellplatte 2, was eine Erstreckung in y-Richtung bedeutet. Darüber hinaus weist die Kochzone 6 eine Fläche in der Breite (x-Richtung) auf, welche im Ausführungsbeispiel zumindest 30 %, vorzugsweise 40 % der gesamten Breitenerstreckung der Aufstellplatte 2 umfasst. Die Vorrichtung 16 umfasst vorzugsweise mehrere Sensoren, welche kapazitiv oder induktiv arbeitend ausgebildet sind, sodass die Belegung zuverlässig erkannt werden kann.
Das Kochfeld 1 umfasst darüber hinaus eine Schaltungsanordnung 7, welche zur Energieversorgung der einzelnen Heizeinheiten der Kochzonen 4 bis 6 ausgebildet ist, und die Induktoren 6a bis 6d umfasst. Die Schaltungsanordnung umfasst in diesem Zusammenhang eine erste Treiberschaltung 8 und eine dazu separate zweite Treiberschaltung 9. Die erste Treiberschaltung 8 ist zur Energieversorgung der beiden ersten Heizeinheiten bzw. Induktoren 6a und 6b ausgebildet. Darüber hinaus ist die zweite Treiberschaltung 9 zur Energieversorgung der beiden weiteren Heizeinheiten bzw. Induktoren 6c und 6d ausgebildet. Die beiden Treiberschaltungen 8 und 9 sind unabhängig voneinander betreibbar. Darüber hinaus umfasst das Kochfeld 1 eine Steuereinheit, welche der Schaltungsanordnung 7 komponentenspezifisch und funktionell zugeordnet ist. Mittels der Steuereinheit werden die einzelnen Induktoren 6a bis 6d individuell gesteuert und entsprechend aktiviert und deaktiviert und die Signale der Vorrichtung 16 können mit dieser Steuereinheit entsprechend verarbeitet werden.
Im Hinblick auf den spezifischen Aufbau der Schaltungsanordnung 7 wird auf das vereinfachte Schaltbild in Fig. 2 verwiesen. Über ein Stromversorgungsnetz 19 wird Wechselspannung für die Schaltungsanordnung 7 bereitgestellt. Die erste Treiberschaltung 8 umfasst eine erste Halbbrückenschaltung 10, die in Reihe zu einer Parallelschaltung 20 geschaltet ist. Die Parallelschaltung 20 umfasst einen ersten Schaltungszweig, in dem ein erstes Relais 1 1 in Reihe zu der Induktionsspule des Induktors 6a und somit der ersten Heizeinheit geschaltet ist. Im dazu parallelen zweiten Schaltungszweig ist ebenfalls ein Relais 12 geschaltet, welches in Reihe zu der Induktionsspule des zweiten Induktors 6b bzw. der zweiten Heizeinheit geschaltet ist.
Darüber hinaus ist die zweite Treiberschaltung 9 analog zur ersten Treiberschaltung 8 aufgebaut und umfasst ebenfalls eine Halbbrückenschaltung 13, die in Reihe zu einer Parallelschaltung geschaltet ist. Diese Parallelschaltung umfasst auch hier einen ersten Schaltungszweig in dem ein Relais 14 in Reihe zu einer Induktionsspule des dritten Induktors 6c bzw. der dritten Heizeinheit geschaltet ist. In einem zweiten Schaltungszweig ist ein weiteres Relais 15 in Reihe zu einer Induktionsspule des vierten Induktors 6d bzw. der vierten Heizeinheit geschaltet. Diese Unterzonen 61 a und 61 b stellen im Wesentlichen flächenmäßig die Größe der ovalen Ausgestaltungen der darunter angeordneten Induktionsspulen dar, welche durch die entsprechenden Konturen auf der Oberseite 3 der Aufstellplatte 2 gekennzeichnet sind.
Darüber hinaus ist die zweite Treiberschaltung 9 analog zur ersten Treiberschaltung 8 aufgebaut und umfasst ebenfalls eine Halbbrückenschaltung 13, die in Reihe zu einer Parallelschaltung 21 geschaltet ist. Diese Parallelschaltung 21 umfasst auch hier einen ersten Schaltungszweig in dem ein Relais 14 in Reihe zu einer Induktionsspule des dritten Induktors 6c bzw. der dritten Heizeinheit geschaltet ist. In einem zweiten Schaltungszweig ist ein weiteres Relais 15 in Reihe zu einer Induktionsspule des vierten Induktors 6d bzw. der vierten Heizeinheit geschaltet.
In Reihe zu der Parallelschaltung 20 ist ein Strommesselement 22 geschaltet. Es ist somit ein Schaltungskonzept realisiert, bei dem bei der ersten Treiberschaltung 8 lediglich ein derartiges Strommesselement 22 vorhanden ist, welches nicht in der Parallelschaltung 20 selbst sondern in Reihe zu der Parallelschaltung 20 geschaltet ist. Eine sehr bauteilreduzierte Ausgestaltung kann dadurch geschaffen werden. Das Strommesselement 22 ist komponentenspezifisch auch der Vorrichtung 16 zur Topfdetektion bzw. zur Belegungserkennung der Kochzone zugeordnet. In analoger Weise weist die zweite Treiberschaltung 9 ebenfalls ein Strommesselement 23 auf, welches in Reihe zu der Parallelschaltung 21 geschaltet ist.
Im Ausführungsbeispiel sind die Strommesselemente 22 und 23 der separaten Treiberschaltungen 8 und 9 zwischen den Halbbrückenschaltungen 10 bzw. 13 und den Parallelschaltungen 20 bzw. 21 geschaltet. Wie in der Darstellung gemäß Fig. 2 angedeutet, könnte das Strommesselement 22 auch nach der Parallelschaltung 20 in Reihe zu der Parallelschaltung 20 geschaltet sein, wie das gestrichelte Kästchen symbolisiert. Analog könnte die Verschaltung des Strommesselements 23 nach der Parallelschaltung 21 und in Reihe dazu vorgesehen sein.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 umfasst im Ausführungsbeispiel das Induktionskochfeld 1 auch eine Bedieneinrichtung 24, welche auf der Kochfeld platte bzw. Aufstellplatte 2 ausgebildet ist. Diese Bedieneinrichtung 24 kann zumindest teilweise berührsensitiv ausgebildet sein. Sie kann mehrere Bedienelemente aufweisen und darüber hinaus auch eine Anzeigeeinheit umfassen. Insbesondere weist die Bedieneinrichtung 24 ein Bedienelement 25 auf, welches ebenfalls berührsensitiv ausgebildet sein kann. Mit diesem Bedienelement 25 kann eine nutzerdefinierte Aktivierung einer Belegungserkennungsprüfung der gesamten Kochzone 6 durchgeführt werden.
Wie bereits eingangs erläutert, ist die großflächige Kochzone 6 aus mehreren Teilkochzonen gebildet. Im Ausführungsbeispiel sind dazu zwei Teilkochzonen 61 und 62 vorgesehen, deren entsprechende Zonenflächen gekennzeichnet sind. Diese sind zusammenhängend und unmittelbar aneinander angrenzend ausgebildet. Jede dieser Teilkochzonen 61 und 62 weist im Ausführungsbeispiel zwei Unterzonen 61 a und 61 b sowie 62a und 62b auf. Die Flächen der Unterzonen sind quasi durch die mittels den oval gewickelten Spulen der Induktoren 6a bis 6d bzw. deren Größe größenmäßig definiert.
Im Hinblick auf die unmittelbare nebeneinander Anordnung der Teilkochzonen 61 und 62 sowie der Unterzonen 61 a, 61 b, 62a und 62b ist dies gemäß der Darstellung dahingehend zu versehen, dass die durch die jeweiligen Konturen begrenzten Flächen überlappungsfrei zueinander angeordnet sind.
Das Induktionskochfeld 1 ist so ausgebildet, dass zumindest die Kochzone 6 in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden kann. So ist in einem ersten Betriebsmodus vorgesehen, dass die beiden Teilkochzonen 61 und 62, die die gesamte Kochzone 6 bilden, gemeinsam betrieben werden und somit die gesamte Kochfläche der Kochzone 6 bilden. In diesem ersten Betriebsmodus ist insbesondere vorgesehen, dass alle Teilkochzonen 61 und 62 und insbesondere auch die Unterzonen 61 a, 61 b, 62a und 62b mit der gleichen elektrischen Leistung gespeist sind. Dies betrifft im Betrieb die mit einem Zubereitungsgefäß 17 bzw. 18 belegten Teilkochzonen 61 und 62 bzw. die gebildeten Unterzonen 61 a, 61 b, 62a und 62b. Es ist also vorgesehen, dass die den Unterzonen 61 a, 61 b, 62a und 62b jeweils örtlich und funktionell zugeordneten Induktoren 6a bis 6d nur mit der gleichen Leistung gespeist werden können, wenn dieser erste Betriebsmodus aktiviert ist. Das bedeutet, dass diejenigen Induktoren 6a bis 6d, deren zugeordnete Unterzonen 61 a, 61 b, 62a und 62b bzw. die entsprechenden Teilkochzonen 61 und 62 auf der Aufstellplatte 2, die mit einem Zubereitungsgefäß 17 oder 18 belegt sind, nur mit der gleichen elektrischen Leistung gespeist werden können.
In diesem ersten Betriebsmodus wird mittels der Vorrichtung 16 eine Belegungskennungsprüfung durchgeführt, wie dies im Späteren erläutert wird. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass bei einem Aktivieren des Kochfelds 1 und einem nutzerdefinierten oder automatisch gestarteten ersten Betriebsmodus der Kochzone 6 eine erste Belegungserkennungsprüfung automatisch durchgeführt wird. Wird dann an spezifischen Stellen ein Zubereitungsgefäß 17 oder 18 detektiert, werden die entsprechend über die Unterzonen 61 a, 61 b, 62a, und 62b belegten Induktoren 6a bis 6d aktiviert. Wird dann im Weiteren eine weitere Belegungsprüfung erforderlich oder soll durchgeführt werden, so kann dies nur nutzerdefiniert gestartet werden. Dazu muss der Nutzer das Bedienelement 25 betätigen. Eine automatische zweite Belegungserkennungsprüfung und somit ein Starten einer zweiten Belegungserkennungsphase automatisch ist daher nicht möglich.
Die Kochzone 6 ist darüber hinaus in ihrem zweiten Betriebsmodus betreibbar, indem die Teilkochzonen 61 und 62 unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet werden können. In diesem zweiten Betriebsmodus können die Teilkochzonen 61 und 62 unabhängig voneinander auch mit unterschiedlichen Leistungen betrieben werden. In diesem zweiten Betriebsmodus existiert quasi eine gesamte Kochzone 6 nicht und die Teilkochzonen 61 und 62 sind als separate eigenständige Kochzonen analog zu den weiteren Kochzonen 4 und 5 zu sehen.
Im Hinblick auf die Vorgehensweise bei einem Betrieb des Kochfelds 1 und insbesondere der großflächigen Kochzone 6 in dem genannten ersten Betriebsmodus wird verfahrensspezifisch im Hinblick auf die Belegungserkennung ein mehrstufiges Suchverfahren durchgeführt. Dazu wird in einem ersten Schritt überprüft, ob überhaupt ein Zubereitungsgefäß auf der gesamten Kochzone 6 angeordnet ist, wobei bei diesem ersten Suchschritt lediglich übergeordnet und nicht örtlich spezifisch nach einer Belegung gesucht wird.
Die Teilkochzonen 61 und 62 mit ihren entsprechend gezeigten Zonenflächen werden im Hinblick auf die Anzahl und ihre Größe vorzugsweise abhängig von der Anzahl der Treiberschaltungen 8 und 9 gebildet. Im Ausführungsbeispiel wird somit die erste Teilkochzone 61 dahingehend gebildet, dass sie in etwa die Hälfte der gesamten Kochzonenfläche der Kochzone 6 darstellt und insbesondere die Flächen der Bereiche der Kochzone 6 umfasst, die mit den beiden ersten Induktoren 6a und 6b beheizt werden können. In analoger Weise ist die zweite Teilkochzone 62 dahingehend gebildet, dass sie die Fläche der Kochzone 6 umfasst, durch die die weiteren Induktoren 6c und 6d beheizt werden können.
Gemäß dem ersten Suchschritt wird somit zunächst in einer allgemeinen und übergeordneten Suchstrategie eine generelle Belegung der Kochzone 6 geprüft. Im Hinblick auf diese Detektion werden durch die Vorrichtung 16 niedervoltige Messsignale erzeugt, die eine Oszillation in einen der von den Induktoren 6a bis 6d und den eingezeichneten Kondensatoren gebildeten Serienschwingkreise erzeugen. Bei diesem ersten Suchschritt sind alle Schaltelemente in Form der Relais 1 1 bis 15 geschlossen. Durch die Strommesselemente 22 und 23 werden dann entsprechend auftretende Stromwerte detektiert, wobei abhängig von den Stromwerten erkannt werden kann, ob sich auf der Kochzone 6 irgendwo zumindest ein Zubereitungsgefäß befindet.
Wird in diesem ersten Schritt festgestellt, dass sich zumindest ein Zubereitungsgefäß auf der Kochzone 6 befindet, so wird in einem weiteren nachfolgenden Suchschritt eine örtlich präzise Suche, wo sich das Zubereitungsgefäß genau befindet, durchgeführt.
Aufgrund des in Fig. 2 gezeigten Schaltungskonzepts, bei dem lediglich jeweils nur ein Strommesselement 22 bzw. 23 einer der Treiberschaltungen 8 und 9 zugeordnet ist und diese in spezifischer Weise in Reihe zu den Parallelschaltungen 20 bzw. 21 geschaltet sind, ist diesbezüglich eine weitere Suchstrategie in spezifischer Weise durchzuführen.
Dazu wird dann zunächst vorgesehen, dass das Relais 1 1 und das Relais 14 geschlossen bleiben, wohingegen das Relais 12 und das Relais 15 geöffnet werden. Durch diese Vorgehensweise kann über die Strommesselemente 22 und 23 detektiert werden, ob über dem Induktor 6a und dem Induktor 6c ein Zubereitungsgefäß angeordnet ist und die entsprechende Unterzone 61 a bzw. 62a belegt ist.
In einem weiteren Suchschritt werden dann die Relais 1 1 und 14 geöffnet und die Relais 12 und 15 geschlossen. Abhängig von den dann ebenfalls wieder detektierten Stromwerten über die Strommesselemente 22 und 23 kann auch hier erkannt werden, ob sich Zubereitungsgefäße über den Unterzonen 61 b und 62b befinden. Es kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass zunächst die Relais 1 1 und 14 geöffnet werden und die Relais 12 und 15 geschlossen bleiben und im Nachfolgenden dann die Relais 1 1 und 14 geschlossen werden und die Relais 12 und 15 geöffnet werden. Abhängig von diesen durchgeführten weiteren Suchschritten wird dann exakt festgestellt, auf weichen örtlich spezifischen Positionen der gesamten Kochzone 6 tatsächlich sich ein Zubereitungsgefäß befindet.
Nachfolgend wird dann nur derjenige Induktor 6a bis 6b durch Schließen des in Reihe dazu geschalteten Relais 1 1 bis 15 mit elektrischer Energie versorgt, dessen zugeordnete Unterzone 61 a, 61 b, 62a bzw. 62b auch explizit mit einem Zubereitungsgefäß belegt ist.
Die restlichen Induktoren, deren zugehörigen Unterzonen nicht belegt sind, sind bzw. bleiben deaktiviert.
Eine derartige Belegungserkennungsphase dauert im Ausführungsbeispiel etwa 5 Sekunden. Während dieser Zeitdauer können Zubereitungsgefäße 17 und 18 abgenommen oder aufgestellt werden, und dies wird dann auch erkannt. Ist eine Belegungserkennungsphase abgelaufen und entsprechend beendet, so wird im Weiteren eine zusätzliche Aufstellung eines Zubereitungsgefäßes auf die Kochzone 6 nicht detektiert und dieses weitere Zubereitungsgefäß wird dann auch nicht beheizt. Erst wenn der Nutzer aktiv das Bedienelement 25 betätigt, wird eine weitere Belegungserkennungsprüfung gestartet und dann das auch zusätzlich nach der ersten Belegungserkennungsphase aufgestellte Zubereitungsgefäß detektiert.
Des Weiteren ist noch zu erwähnen, dass ein während einer Belegungserkennungsphase detektiertes Zubereitungsgefäß auf der Kochzone 6 in diesem ersten Betriebsmodus nach Ablauf der Belegungserkennungsphase auf der Kochzone 6 verschoben (aber nicht abgenommen) werden kann und dieses Verschieben detektiert wird. Es werden dann diejenigen Induktoren 6a bis 6d aktiviert, die zum Erwärmen des Zubereitungsgefäßes an der neuen Stelle erforderlich sind, wobei diejenigen Induktoren 6a bis 6d, die im Vergleich zur ursprünglichen Position des Zubereitungsgefäßes vor der Verschiebung nunmehr nicht belegt sind, deaktiviert werden. In der beispielhaften Darstellung gemäß Fig. 1 sind zwei Zubereitungsgefäße 17 und 18 dargestellt, die größenmäßig jeweils kleiner als eine Teilkochzone 61 bzw. 62 sind. Besonders vorteilhaft ist der erste Betriebsmodus des Kochfelds 1 dann, wenn ein Zubereitungsgefäß auf die Kochzone 6 gestellt wird, welches flächenmäßig größer als eine Teilkochzone 61 oder 62 ist. Denn genau dann wird dieser erste Betriebsmodus besonders vorteilhaft, da quasi im zweiten Betriebsmodus eine gesamte Aufheizung eines derartig großen Zubereitungsgefäßes nicht möglich ist.
Die beispielhaft gezeigten Unterzonen 61 a, 61 b, 62a und 62b sind im Ausführungsbeispiel flächenmäßig gleich groß und auch im Hinblick auf ihre Formgebung gleich. Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest eine Unterzone größer und/oder mit unterschiedlicher Formgebung ausgebildet ist. Dies hängt insbesondere auch von der Ausgestaltung und Größe des darunter angeordneten und zugeordneten Induktors 6a bis 6d ab. Die vorab dargestellte Erläuterung des mehrstufigen Suchverfahrens kann bei dem in Fig. 2 gezeigten spezifischen Ausführungsbeispiel auch dahingehend durchgeführt werden, dass nach der prinzipiellen grundsätzlichen Erstdetektion eines Zubereitungsgefäßes irgendwo auf der Kochzone 6 die nachfolgenden Suchschritte in den Teilbereichen betreffend die Teilkochzone 61 und die Teilkochzone 62 nicht gleichzeitig, wie oben erläutert, sondern zeitversetzt erfolgen.
Im Hinblick auf die beispielhafte Darstellung in Fig. 1 ist das Relais 13 geöffnet, da auf der Unterzone 62a kein Zubereitungsgefäß aufgestellt ist. Die weiteren Unterzonen 61 a, 61 b und 62b sind mit den Zubereitungsgefäßen 17 und 18 belegt, so dass die zugeordneten darunter und somit unter der Kochfeld platte bzw. Aufstellplatte 2 angeordneten Induktoren 6a, 6b und 6d mit Energie versorgt werden müssen, wozu die Relais 1 1 , 12 und 15 geschlossen sind. Bezugszeichenliste
Kochfeld
Aufstellplatte
Oberseite
, 5, 6 Kochzonen
1 , 51 Konturen
a, 6b, 6c, 6d Induktoren
Schaltungsanordnung, 9 Treiberschaltungen0, 13 Halbbrückenschaltungen1 , 12, 14, 15 Relais
6 Vorrichtung
7, 18 Zubereitungsgefäße1 erste Teilkochzone1 a, 61 b Unterzonen
2 zweite Teilkochzone2a, 62b Unterzonen

Claims

Patentansprüche
1. Induktionskochfeld mit einer Schaltungsanordnung (7) zum Betreiben einer
Kochzone (6) des Induktionskochfelds (1 ), welche eine Parallelschaltung (20, 21 ) aufweist, in welcher zwei Induktoren (6a bis 6d) parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe zu der Parallelschaltung (20, 21 ) ein
Strommesselement (22, 23) geschaltet ist und eine Vorrichtung (16) zur
Belegungserkennung zumindest einer Teilkochzone (61 , 62) der Kochzone (6) mit einem Zubereitungsgefäß (17, 18) ausgebildet ist, welche das Strommesselement (22, 23) aufweist.
2. Induktionskochfeld nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kochzone (6) durch zumindest drei nebeneinander angeordnete Induktoren (6a bis 6d) heizbar ist und zwei Induktoren (6a bis 6d) mit einer ersten Treiberschaltung (8, 9) mit elektrischer Energie versorgbar sind und der zumindest dritte Induktor (6a bis 6d) mit einer separaten zweiten Treiberschaltung (8, 9) mit Energie versorgbar ist und ein Induktor (6a bis 6d) abhängig von einem Erkennen eines
Zubereitungsgefäßes (17, 18) auf der Kochzone (6) über diesem Induktor (6) aktivierbar ist.
3. Induktionskochfeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein vierter Induktor (6a bis 6d) von der zweiten Treiberschaltung (8, 9) mit Energie versorgt ist.
4. Induktionskochfeld nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der ersten Treiberschaltung (8, 9) verbundenen Induktoren (6a bis 6d) unabhängig voneinander aktivierbar und deaktivierbar sind.
5. Verfahren zum Betreiben einer Kochzone (6) eines Induktionskochfelds (1 ),
welche aus zumindest zwei Teilkochzonen (61 , 62) gebildet wird, und jede
Teilkochzone (61 , 62) durch einen zugeordneten Induktor (6a bis 6d) geheizt werden kann, wobei die Induktoren (6a bis 6d) in einer Parallelschaltung (20, 21 ) parallel geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Strommesselement (22, 23) in Reihe zu der Parallelschaltung (20, 21 ) geschaltet wird und abhängig von durch das Strommesselement (22, 23) erfassten
Stromwerten eine Belegung einer Teilkochzone (61 , 62) mit einem
Zubereitungsgefäß (17, 18) erkannt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die
Belegungserkennung der gesamten Kochzone (6) ein mehrstufiges Suchverfahren durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe zu jedem Induktor (6a bis 6d) jeweils ein Schaltelement (1 1 , 12, 14, 15) in die
Parallelschaltung (20, 21 ) geschaltet wird und in einem ersten Suchschritt zur Belegungserkennung auf der gesamten Kochzone (6) beide Schaltelemente (1 1 , 12, 14, 15) geschlossen werden und abhängig von dem Stromwert am
Strommesselement eine grundsätzliche Belegung der Kochzone (6) mit einem Zubereitungsgefäß (17, 18) unabhängig von der genauen Örtlichkeit des
Zubereitungsgefäßes (17, 18) auf der Kochzone (6) detektiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Suchschritt das Schaltelement (1 1 , 12, 14, 15) in Reihe zu dem ersten Induktor (6a bis 6d) geschlossen bleibt und das Schaltelement (1 1 , 12, 14, 15) in Reihe zu dem zweiten Induktor (6a bis 6d) geöffnet wird und abhängig von dem Stromwert am Strommesselement (22, 23) erkannt wird, ob die erste Teilkochzone (61 , 62) mit einem Zubereitungsgefäß (17, 18) belegt ist, und in einem weiteren Suchschritt das Schaltelement (1 1 , 12, 14, 15) in Reihe zu dem ersten Induktor (6a bis 6d) geöffnet und das Schaltelement (1 1 , 12, 14, 15) in Reihe zu dem zweiten Induktor (6a bis 6d) geschlossen wird und abhängig von dem Stromwert am
Strommesselement (22, 23) erkannt wird, ob die zweite Teilkochzone (61 , 62) mit einem Zubereitungsgefäß (17, 18) belegt ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach der
Belegungserkennung die Induktoren (6a bis 6d) mit Energie versorgt werden, auf deren zugeordneten Teilkochzonen (61 , 62) eine Belegung erkannt wurde und dazu die den jeweiligen Induktoren (6a bis 6d) in Reihe geschalteten
Schaltelemente (1 1 , 12, 14, 15) geschlossen werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kochfeld (1 ) so ausgebildet wird, dass die eine Kochzone (6) durch zumindest drei nebeneinander angeordnete Induktoren (6a bis 6d) geheizt werden kann und zwei Induktoren (6a bi 6d) mit einer ersten Treiberschaltung (8, 9) mit elektrischer Energie versorgt werden können und der zumindest dritte Induktor (6a bis 6d) mit einer separaten zweiten Treiberschaltung (8, 9) mit Energie versorgt werden kann und ein Induktor (6a bis 6d) abhängig von einem Erkennen eines
Zubereitungsgefäßes (17, 18) auf der Kochzone (6) über diesem Induktor (6a bis 6d) aktiviert wird.
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