EP3177107B1 - Method for operating an induction cooking hob - Google Patents

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EP3177107B1
EP3177107B1 EP15197633.9A EP15197633A EP3177107B1 EP 3177107 B1 EP3177107 B1 EP 3177107B1 EP 15197633 A EP15197633 A EP 15197633A EP 3177107 B1 EP3177107 B1 EP 3177107B1
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EP
European Patent Office
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cooking vessel
temperature
heating
time
heating power
Prior art date
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EP15197633.9A
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German (de)
French (fr)
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EP3177107A1 (en
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Marcus Frank
Marius Lehner
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EGO Elektro Geratebau GmbH
Original Assignee
EGO Elektro Geratebau GmbH
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Priority to CN201611096593.1A priority patent/CN106895451B/en
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/06Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24CDOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/081Arrangement or mounting of control or safety devices on stoves
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/10Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12Cooking devices
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2206/00Aspects relating to heating by electric, magnetic, or electromagnetic fields covered by group H05B6/00
    • H05B2206/02Induction heating
    • H05B2206/024Induction heating the resistive heat generated in the induction coil is conducted to the load
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07Heating plates with temperature control means

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an induction hob, whereby a temperature adjustment is to be effected or a specific cooking vessel temperature is to be achieved or set as the target temperature and kept constant.
  • a special feature of the process is that no temperature measuring devices are used that record the absolute cooking vessel temperature.
  • the cooking vessel temperature is only determined indirectly via other properties of the cooking vessel, such as temperature-dependent changes in permeability. Only a relative temperature change can be recorded, but not an absolute temperature.
  • the measuring method is known from EP 2330866 A2 .
  • WO 2010/139598 A1 discloses a method for operating an induction hob according to the preamble of claim 1.
  • the invention is based on the object of creating a method mentioned at the beginning, with which problems of the prior art can be avoided and in particular it is possible for a predetermined or entered target temperature for an induction hob to be set in an advantageous manner Cooking vessel can be controlled and held automatically, so to speak.
  • An induction hob has a control and a hotplate with at least one induction heating coil.
  • a connection is advantageously stored in the control between a cooking vessel temperature and a heating output of the induction heating coil as area power or area power density, which sets or results in the specified and desired specific cooking vessel temperature in the steady state or stable state or in continuous operation.
  • a cooking vessel is placed on the hob and is inductively heated by the induction heating coil.
  • a target temperature for the cooking vessel or an application that implies a specific target temperature is entered into the control of the induction hob, for example as "roast steak".
  • the cooking vessel is heated for a first heating time with a first relatively large heating output as an area output, in order above all to bring about the fastest possible rise in temperature in order to quickly get close to the target temperature.
  • the heating output of the induction heating coil is reduced to a first relatively small heating output, which would lead to the target temperature in the long term.
  • This can correspond to the aforementioned relationship between cooking vessel temperature and heating output, if this is saved.
  • This first small heating output is significantly smaller than the aforementioned large heating output, preferably only about 1% to 20% or only up to 10%. Then it is checked, advantageously after a short checking time of one second to thirty seconds, whether the cooking vessel temperature remains constant, rises or falls at the first relatively small heating output. The process used for this will be explained in more detail below.
  • the cooking vessel temperature remains constant and corresponds to the target temperature, advantageously at least after the aforementioned short check time of a few seconds.
  • the target temperature is then considered to have been reached and is preferably maintained, for example the actual frying process can then begin.
  • the relatively small heating power is set by the control in adapted or changed to their size. You can try to find a different heating output that leads to a constant temperature during the short check time. This different heating output is advantageously also a relatively small heating output. This can also be used to get a temperature value at all to determine the temperature that is currently present in order to be able to approach the target temperature more specifically or quickly.
  • control After finding the corresponding correlation between heating power and cooking vessel temperature with sufficient accuracy, the control preferably considers the heating process to be complete and cooking or frying or cooking continues. This is advantageously signaled to an operator, and further procedural steps may also be initiated.
  • the cooking vessel temperature continues to rise after the short check time. Under certain circumstances, there may first be a brief drop in the signal used to determine the temperature, but this is not a problem here. Then the cooking vessel is heated again more strongly or further for an intermediate heating time with an intermediate heating power, since the cooking vessel temperature is still below the target temperature, so that its temperature increases again.
  • the intermediate heating output is advantageously greater than the first, relatively small heating output, but can also be the same size.
  • a cooking vessel temperature that is below the target temperature can be determined again.
  • the cooking vessel can then be heated more strongly again with an intermediate heating output for an intermediate heating time.
  • it can then be checked again by setting the relatively low heating output for a short checking time to see whether the cooking vessel temperature still increases or remains constant after this short checking time, with the cooking vessel temperature remaining constant being the first case of reaching the target temperature applies.
  • a cooking vessel temperature above the target temperature is determined.
  • the target temperature can then be achieved in different ways, which will be explained in more detail becomes. The simplest way is to simply continue heating with the relatively low heat output and after some time or a few minutes the target temperature will have been reached. Alternatively, the heating operation can be suspended for a short time, for example 5 seconds to 30 seconds or a minute.
  • the knowledge can be implemented that in a practically applied method a certain heating output as an area output leads to a certain final temperature or permanently maintained cooking vessel temperature, largely regardless of what is used for a cooking vessel.
  • the aforementioned relationship between the cooking vessel temperature and heating power as area power so to speak, requires the information as to what power the induction heating coil or several induction heating coils connected together in a cooking area generate, i.e. is introduced into the cooking vessel.
  • the approximate area of the cooking vessel or the bottom of the cooking vessel is required so that the area performance can be determined.
  • hotplates are usually designed for certain sizes of cooking vessels, and this is indicated in particular by a marking on the top of a hob plate, an approximate range of cooking vessel size to be expected for a defined hotplate is known. Furthermore, it is also possible, in particular, to determine whether the induction heating coil is covered by the cooking vessel by monitoring operating parameters of the induction heating coil, in particular an efficiency of the induction heating coil. If the size of the induction heating coil is known, the approximate area of the cooking vessel or the bottom of the cooking vessel can then be determined. This is already known to the person skilled in the art from another context. The method requires that there is no food in the dishes during the heating process and the determination of the cooking vessel temperature according to the invention. This would distort the temperature setting process described above. However, the falsification would be so significant that the control can detect this case and display it to an operator.
  • the target temperature can be entered into the control either by an operator using controls. Alternatively, the input can be through an automatic cooking program which takes place in the control itself. What is important is that a target temperature is given.
  • the first heating time mentioned can be relatively short. In particular, since relatively high target temperatures are to be approached, an attempt is made to select the first relatively large heating output as very large, advantageously as large as possible. So it can be 3 W/cm 2 to 12 or even 14 W/cm 2 , in particular 6 W/cm 2 to 10 W/cm 2 . Then this initial heating time can be between one minute and five minutes or even eight minutes. It can also be specified for a specific hotplate or induction heating coil depending on its size and thus an expected cooking vessel size from empirical values stored in a table in the control, for example two minutes for small induction heating coils, five minutes for medium-sized induction heating coils and eight minutes for large induction heating coils .
  • the first relatively small heating output can be significantly lower than the first large heating output.
  • the invention is between 0.3 W/cm 2 and 2 W/cm 2. Particularly advantageously it is between 0.6 W/cm 2 and 0.8 W/cm 2 .
  • cooking vessel temperatures between 200 ° C and 250 ° C can be maintained over the long term.
  • such cooking vessel temperatures could also be achieved simply by setting such a relatively small heating output as an area output, but this would then predictably take a very long time.
  • the first relatively small heating output is advantageously set or introduced into the cooking vessel for at least one second to 30 seconds or even a minute, i.e. the aforementioned short time as a check time before the cooking vessel temperature is expected to remain constant.
  • the temperature compensation processes usually take a few seconds, especially in the aforementioned first or second case, until the first small heating output defines the energy input.
  • the check time is advantageously 5 seconds to 20 seconds.
  • An aforementioned intermediate heating time can be in a range similar to the checking time, for example between 5 seconds and 60 seconds, preferably between 10 seconds and 20 seconds.
  • the intermediate heating output should advantageously be relatively larger than the first Small heating output, can also be significantly larger, but it doesn't have to be.
  • the intermediate heating power is between 1 W/cm 2 and 12 W/cm 2 , in particular between 1.5 W/cm 2 and 8 W/cm 2 , or it can be 5% to 100% larger than the first relatively small heating output.
  • the cooking vessel in the third case is simply heated with an intermediate heating power as described above after the cooking vessel temperature has been determined to be too high. Then, when the cooking vessel temperature becomes constant, it corresponds to the target temperature. However, this results in a somewhat slower drop in the cooking vessel temperature, which means that the determination of the specific cooking vessel temperature as the actual frying temperature can only take place later, in particular after several minutes, and therefore the operator can only start the frying process with a time delay.
  • heating can be carried out with a second intermediate heating output, which can then be slightly above the first, relatively small heating output, advantageously between 105% and 200% of it. It is waited until this second intermediate heating output leads to a constant cooking vessel temperature.
  • the cooking vessel temperature could then be determined from the relationship between the cooking vessel temperature and heating output stored in the control. This means that the control system can not only detect that the cooking vessel temperature is above the target temperature, but also how much it is above it. In this case, the cooking vessel temperature is not at the target temperature, but above it, but the control can again determine its absolute value based on the second intermediate heating power at a constant cooking vessel temperature. The heating output can then be reduced again.
  • the control can estimate this based on stored empirical values. Then the first relatively small heating output can be set, which leads to the target temperature. Alternatively, the operator can also be given the signal to start the frying process. The inserted food will then cool the cooking vessel to the target temperature relatively quickly. The control can then use the actually desired target temperature for the temperature control already described, even if this was not explicitly set beforehand.
  • the vibration response on at least one induction heating coil is used to determine whether the temperature of the cooking vessel or the bottom of the cooking vessel above this induction heating coil changes or whether this temperature increases.
  • a temperature gradient of the cooking vessel can thus be detected by the induction heating coil, which is preferably done according to a method as described in EP 2330866 A2 is described. If this determination of the vibration response only takes place periodically, it should advantageously be every 0.01 milliseconds to 1 second, advantageously up to 1 millisecond.
  • the vibration response of an induction heating coil can be understood as the evaluation of the change in oscillating circuit parameters due to temperature changes of the cooking vessel or cooking vessel bottom, in particular the changing permeability.
  • the vibration response can be recorded when operating several induction heating coils on the hotplate or, for this cooking vessel, on each induction heating coil.
  • This method advantageously comprises the steps: generating an intermediate circuit voltage at least temporarily depending on a single-phase or multi-phase, in particular three-phase, alternating network voltage; Generating a high-frequency control voltage or a control current from the intermediate circuit voltage, for example with a frequency in a range of 20kHz to 70kHz; and applying the control voltage or the control current to a resonant circuit comprising the induction heating coil.
  • the cooking vessel is conventionally heated inductively.
  • the following steps are then carried out: Generating the intermediate circuit voltage during predetermined time periods, in particular periodically, with a constant voltage level, the intermediate circuit voltage preferably being generated independently of the AC mains voltage during the time periods; Generating the control voltage during the predetermined time periods such that the resonant circuit oscillates at its natural resonance frequency in a substantially undamped manner; Measuring at least one vibration parameter of the vibration during the predetermined time periods; and evaluating the at least one measured vibration parameter to determine the temperature. Since the intermediate circuit voltage is kept constant during the temperature measurement, signal influences due to a changing intermediate circuit voltage can be eliminated, thereby enabling a reliable and interference-free temperature determination or determination of a temperature change.
  • the method includes the steps: determining zero crossings of the AC mains voltage and selecting the time periods in the area of the zero crossings.
  • the intermediate circuit voltage In the area of zero crossings with single-phase AC mains voltage, the intermediate circuit voltage usually decreases sharply.
  • the constant voltage level is preferably chosen such that it is greater than the voltage level that usually occurs in the area of zero crossings, so that the intermediate circuit voltage is clamped to the constant voltage level in the area of zero crossings. There are then constant voltage conditions in the area of zero crossings, which enable reliable temperature measurement. So no additional temperature sensors are needed here, even if they could be present.
  • induction heating coil it is possible for not just a single induction heating coil to be provided at the cooking point for the cooking vessel, but several. In principle, the same applies here, in which case the stated performance values are based on all induction heating coils that are present on the hob and are used to heat the cooking vessel. Your output or area output or heating output is then considered together as described above for temperature measurement.
  • the control can vary the heating output slightly or, above all, set the first heat-up time, the check time, the intermediate heating time or off times.
  • the aforementioned check times in the various cases can be the same or similar, but do not have to be. They can also differ by a factor of 1 to 5.
  • Fig. 2 is an induction hob 11 shown with a hob plate 12, on which a hotplate 13 is formed.
  • An induction heating coil 15 is arranged under the hob plate 12, which defines and also heats the hotplate 13. This could also consist of several induction heating coils, which plays no role for the invention.
  • the induction heating coil 15 is supplied with power and controlled by a controller 17, whereby the controller 17 can monitor the power fed into the induction heating coil 15.
  • the controller 17 has a memory, not shown, in which, so to speak Fig. 1 A connection is stored between the cooking vessel temperature and the area output. Either the mathematical relationships can be saved when the temperature curves are out Fig. 1 can be viewed as a straight line. Alternatively, temperature values for gradually increasing area performance can be stored with sufficiently good resolution.
  • this it is possible for this to be stored in the control 17 for several cooking vessels, so that the control 17 knows exactly which of the four or more curves from the Fig. 1 should be used in the respective case.
  • certain parameters could also be entered into the control 17 by an operator or programmed from the outside, which, detached from the specific cooking vessel present, inform the control 17 which cooking vessel is now being used or which of the stored curves applies.
  • the controller 17 can then also recognize the size range in which a cooking vessel placed above the hotplate 13 is located.
  • the area of the induction heating coil 15 is known.
  • the area output mentioned is not based on the area of the induction heating coil 15, but rather on the area of the cooking vessel 19.
  • Matching the cooking area 13, the surface or the bottom surface of the cooking vessel 19 will move in a relatively narrow range, since suitable cooking vessels within certain diameter classes usually only have a diameter variation of up to 3 cm. Cooking vessels that are significantly too large or significantly too small are rarely put on; this could also be recognized by the control 17 and signaled to an operator as an error.
  • a target person or an automatic control or the like Beforehand, a target person or an automatic control or the like. a target temperature of 200°C has been entered. This temperature should be maintained permanently on the cooking vessel 19, which here is a pan. This temperature applies advantageously to the top of the bottom of the cooking vessel, i.e. where food to be cooked, for example a steak to be fried, comes into contact with the cooking vessel 19. The top curve from the applies to the cooking vessel 19 Fig. 1 .
  • the heating output is greatly reduced and set to 0.68 W/cm 2 . This corresponds to the Fig. 1 the top curve or at this area performance the temperature of 200°C is permanently maintained.
  • the temperature T only drops slightly and then becomes constant relatively quickly, for example in 5 seconds to 20 or 30 seconds as the adaptation time.
  • Both the small temperature drop and the constant Temperature can be achieved by a method mentioned above or in accordance with the EP 2330866 A2 or the EP 2574144 A2 be recognized.
  • the second time or intermediate heating time with high heating output Fig. 4 between t2 ⁇ and t3 ⁇ could also be done with a different area performance than the heating time up to time t1'.
  • the heating processes should take place relatively quickly, so that at least a high area performance close to the maximum area performance should be selected.
  • the case of overheating during the heating time is in the Fig. 5 shown.
  • heating is carried out with the high power of 7 W / cm 2 , whereupon the temperature T increases.
  • time t1" for a check -Heated for a period of time with the low area output of 0.68 W/cm 2 i.e.
  • the controller 17 determines via the aforementioned temperature monitoring that the cooking vessel temperature falls permanently even after the check time has elapsed, even after one or two minutes as an adjustment time. This means that the cooking vessel temperature is well above the target temperature. Now either the power can be switched off completely for a short time, for example for 10 seconds to 30 seconds, in order to achieve rapid cooling to the target temperature or close to it. Then operation could start again with the low heating output of 0.68 W/cm 2 and experience has shown that the temperature would then have to become constant relatively quickly and then be the target temperature of 200°C.
  • the area output of 0.68 W/cm 2 corresponding to the target temperature can be set from time t3", so that the cooking vessel temperature T falls somewhat more slowly to the target temperature, which is then ultimately reached and maintained.
  • Faster cooling can also be achieved can be achieved by inserting the food to be cooked.
  • the measured value that corresponds to 200 ° C is used as the setpoint and not the measured value that corresponds to 230 ° C.
  • Fig. 6 shows a further advantageous embodiment of the method for achieving a specific cooking vessel temperature in a defined manner. If the constant steady-state temperature is not reached after a short period of time, regardless of whether the signal falls or rises, no discrete power levels are subsequently approached between t2′′′ and t3′′′. Rather, one will Setpoint T S of the temperature signal is determined after a set time, here at t2′′′ with 230°C. The control then regulates to this setpoint T S , for example using a proportional controller, which can also have integral or derivative components. This means that a constant temperature is reached relatively quickly at t3′′′, faster than would be possible with discrete temperature levels. According to Fig.
  • the invention is advantageous in that in a steady state, i.e. a permanently prevailing state, a thermal conduction resistor is connected in series to a parallel connection as a radiant heat resistance and a convection heat resistance. This results in the in Fig. 1 connection to be recognized.
  • the invention therefore uses an energy balance to solve the problem set out at the beginning.
  • a steady state i.e. a state without a change in the cooking vessel temperature
  • the internal energy of the cooking vessel is kept constant.
  • the energy introduced into the cooking vessel by the heating is completely released again, be it through convection, heat radiation or heat conduction into the hob surface.
  • the energy introduced can be measured by the heating.
  • the connection Fig. 1 is known, the absolute temperature can be determined by measuring energy per time or power, under certain general conditions.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der TechnikArea of application and state of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Induktionskochfelds, wobei eine Temperatureinstellung bewirkt werden soll bzw. eine bestimmte Kochgefäßtemperatur als Zieltemperatur erreicht oder eingestellt und konstant gehalten werden soll. Besonderheit bei dem Verfahren ist, dass keine Temperaturmesseinrichtungen verwendet werden, die die absolute Kochgefäßtemperatur erfassen. Die Kochgefäßtemperatur wird lediglich indirekt über andere Eigenschaften des Kochgefäßes bestimmt, wie beispielsweise temperaturabhängige Permeabilitätsänderung. Dabei kann nur eine relative Temperaturänderung, jedoch keine absolute Temperatur erfasst werden. Das Messverfahren ist bekannt aus der EP 2330866 A2 .The invention relates to a method for operating an induction hob, whereby a temperature adjustment is to be effected or a specific cooking vessel temperature is to be achieved or set as the target temperature and kept constant. A special feature of the process is that no temperature measuring devices are used that record the absolute cooking vessel temperature. The cooking vessel temperature is only determined indirectly via other properties of the cooking vessel, such as temperature-dependent changes in permeability. Only a relative temperature change can be recorded, but not an absolute temperature. The measuring method is known from EP 2330866 A2 .

Es ist aus der EP 2574144 A2 bekannt, eine Temperatur zum Braten, welche in der Regel etwas über 200 °C liegt, konstant halten zu können. Dabei muss eine erreichte Zieltemperatur sozusagen bestätigt werden.It's from the EP 2574144 A2 known to be able to maintain a constant temperature for frying, which is usually slightly above 200 °C. A target temperature that has been reached must be confirmed, so to speak.

WO 2010/139598 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Induktionskochfeld laut des Oberbegriffes des Anspruchs 1. WO 2010/139598 A1 discloses a method for operating an induction hob according to the preamble of claim 1.

Aufgabe und LösungTask and solution

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu schaffen, mit dem Probleme des Stands der Technik vermieden werden können und es insbesondere möglich ist, dass auf vorteilhafte Art und Weise, vorzugsweise bei einem Induktionskochfeld, eine vorgegebene bzw. eingegebene Zieltemperatur für ein Kochgefäß sozusagen selbsttätig angesteuert und gehalten werden kann.The invention is based on the object of creating a method mentioned at the beginning, with which problems of the prior art can be avoided and in particular it is possible for a predetermined or entered target temperature for an induction hob to be set in an advantageous manner Cooking vessel can be controlled and held automatically, so to speak.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This problem is solved by a method with the features of claim 1. Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of the further claims and are explained in more detail below. The wording of the claims is incorporated into the content of the description by express reference.

Ein Induktionskochfeld weist eine Steuerung und eine Kochstelle mit mindestens einer Induktionsheizspule auf. In der Steuerung ist vorteilhaft ein Zusammenhang abgespeichert zwischen einer Kochgefäßtemperatur und einer Heizleistung der Induktionsheizspule als Flächenleistung bzw. Flächenleistungsdichte, die im Beharrungszustand oder stabilen Zustand oder im Dauerbetrieb die genannte und gewünschte bestimmte Kochgefäßtemperatur einstellt bzw. ergibt.An induction hob has a control and a hotplate with at least one induction heating coil. A connection is advantageously stored in the control between a cooking vessel temperature and a heating output of the induction heating coil as area power or area power density, which sets or results in the specified and desired specific cooking vessel temperature in the steady state or stable state or in continuous operation.

Es ist vorgesehen, dass beim Verfahren zum Betrieb dieses Induktionskochfelds ein Kochgefäß auf die Kochstelle aufgestellt wird und von der Induktionsheizspule induktiv beheizt wird. Vor einem Aufheizvorgang des Kochgefäßes wird eine Zieltemperatur für das Kochgefäß oder ein eine bestimmte Zieltemperatur implizierender Anwendungsfall in die Steuerung des Induktionskochfelds eingegeben, beispielsweise als "Steak braten". Zu Beginn des Aufheizvorgangs wird das Kochgefäß für eine erste Aufheiz-Zeit mit einer ersten relativ großen Heizleistung als Flächenleistung beheizt, um so vor allem einen möglichst schnellen Temperaturanstieg zu bewirken um schnell nahe an die Zieltemperatur zu kommen.It is intended that in the process of operating this induction hob, a cooking vessel is placed on the hob and is inductively heated by the induction heating coil. Before the cooking vessel is heated up, a target temperature for the cooking vessel or an application that implies a specific target temperature is entered into the control of the induction hob, for example as "roast steak". At the beginning of the heating process, the cooking vessel is heated for a first heating time with a first relatively large heating output as an area output, in order above all to bring about the fastest possible rise in temperature in order to quickly get close to the target temperature.

Nach der ersten Aufheiz-Zeit wird die Heizleistung der Induktionsheizspule soweit reduziert auf eine erste relativ kleine Heizleistung, die auf Dauer zu der Zieltemperatur führen würde. Dies kann dem vorgenannten Zusammenhang zwischen Kochgefäßtemperatur und Heizleistung entsprechen, falls dieser abgespeichert ist. Diese erste kleine Heizleistung ist deutlich kleiner als die vorgenannte große Heizleistung, vorzugsweise beträgt sie nur etwa 1% bis 20% oder nur bis 10%. Dann wird überprüft, vorteilhaft nach einer kurzen Überprüf-Zeit von einer Sekunde bis dreißig Sekunden, ob bei der ersten relativ kleinen Heizleistung die Kochgefäßtemperatur konstant bleibt, ansteigt oder abfällt. Zu dem dazu verwendeten Verfahren wird nachfolgend noch mehr erläutert.After the first heating-up time, the heating output of the induction heating coil is reduced to a first relatively small heating output, which would lead to the target temperature in the long term. This can correspond to the aforementioned relationship between cooking vessel temperature and heating output, if this is saved. This first small heating output is significantly smaller than the aforementioned large heating output, preferably only about 1% to 20% or only up to 10%. Then it is checked, advantageously after a short checking time of one second to thirty seconds, whether the cooking vessel temperature remains constant, rises or falls at the first relatively small heating output. The process used for this will be explained in more detail below.

In einem ersten Fall bleibt bei Beheizen des Kochgefäßes für die kurze Überprüf-Zeit mit der ersten relativ kleinen Heizleistung die Kochgefäßtemperatur konstant und entspricht der Zieltemperatur, vorteilhaft zumindest nach der vorgenannten kurzen Überprüf-Zeit von wenigen Sekunden. Dann gilt die Zieltemperatur als erreicht und wird vorzugsweise weiterhin gehalten, beispielsweise kann dann der eigentliche Bratvorgang beginnen. Zum Halten der Brattemperatur vorteilhaft eine stetige Regelung oder eine Zweipunktregelung benutzt werden, wie sie Stand der Technik sind. Dabei kann allgemein die Temperatur in etwa konstant gehalten werden, unter Umständen mit einer leichten Erhöhung der Heizleistung wegen des zu bratenden Garguts.In a first case, when the cooking vessel is heated for the short check time with the first relatively small heating power, the cooking vessel temperature remains constant and corresponds to the target temperature, advantageously at least after the aforementioned short check time of a few seconds. The target temperature is then considered to have been reached and is preferably maintained, for example the actual frying process can then begin. To maintain the frying temperature, it is advantageous to use a continuous control or a two-point control, as is the state of the art. In general, the temperature can be kept approximately constant, possibly with a slight increase in heating power due to the food to be fried.

In einem weiteren Fall, dass durch die Einstellung der ersten, relativ kleinen Heizleistung die Kochgefäßtemperatur nicht innerhalb der kurzen Überprüf-Zeit bzw. nach der kurzen Überprüf-Zeit die Zieltemperatur oder gar keine konstante Temperatur erreicht, wird die relativ kleine Heizleistung von der Steuerung in ihrer Größe angepasst bzw. verändert. So kann versucht werden, eine andere Heizleistung zu finden, die während der kurzen Überprüf-Zeit zu einer konstanten Temperatur führt. Diese andere Heizleistung ist vorteilhaft auch noch eine relativ kleine Heizleistung. Das kann auch dazu verwendet werden, überhaupt einen Temperaturwert zu ermitteln, der gerade anliegt, um davon ausgehend die Zieltemperatur gezielter bzw. schneller anfahren zu können.In a further case that, due to the setting of the first, relatively small heating power, the cooking vessel temperature does not reach the target temperature or does not reach a constant temperature within the short checking time or after the short checking time, the relatively small heating power is set by the control in adapted or changed to their size. You can try to find a different heating output that leads to a constant temperature during the short check time. This different heating output is advantageously also a relatively small heating output. This can also be used to get a temperature value at all to determine the temperature that is currently present in order to be able to approach the target temperature more specifically or quickly.

Bevorzugt betrachtet die Steuerung nach ausreichend genauem Finden der entsprechenden Korrelation von Heizleistung und Kochgefäßtemperatur den Aufheizvorgang als beendet, ein Kochen oder Braten bzw. Garen wird fortgesetzt. Dies wird vorteilhaft einer Bedienperson signalisiert, evtl. können auch weitere Verfahrensschritte eingeleitet werden.After finding the corresponding correlation between heating power and cooking vessel temperature with sufficient accuracy, the control preferably considers the heating process to be complete and cooking or frying or cooking continues. This is advantageously signaled to an operator, and further procedural steps may also be initiated.

In Ausgestaltung der Erfindung steigt in einem weiteren Fall als zweiten Fall bei Beheizen des Kochgefäßes mit der ersten relativ kleinen Heizleistung die Kochgefäßtemperatur weiterhin an nach der kurzen Überprüf-Zeit. Es kann unter Umständen zuerst zu einem kurzzeitigen Abfall des zur Temperaturbestimmung verwendeten Signals kommen, was hier aber nicht stört. Dann wird das Kochgefäß für eine Zwischenheiz-Zeit noch einmal mit einer Zwischen-Heizleistung stärker bzw. weiter erhitzt, da die Kochgefäßtemperatur noch unter der Zieltemperatur liegt, so dass dessen Temperatur noch einmal ansteigt. Vorteilhaft ist die Zwischen-Heizleistung größer als die erste relativ kleine Heizleistung, kann aber auch gleich groß sein. Dann wird nach einer Zwischenheiz-Zeit durch erneutes Einstellen der relativ kleinen Heizleistung überprüft, ob die Kochgefäßtemperatur während einer kurzen Überprüf-Zeit dabei noch ansteigt oder konstant bleibt, unter Umständen nach einer kurzen Überprüf-Zeit von einer Sekunde bis eine halbe oder eine Minute. Bleibt dann die Kochgefäßtemperatur konstant ist nicht nur eine konstante Temperatur eingestellt, sondern es gilt der erste Fall, dass nämlich die Zieltemperatur als erreicht gilt.In another embodiment of the invention, in a second case, when the cooking vessel is heated with the first relatively small heating power, the cooking vessel temperature continues to rise after the short check time. Under certain circumstances, there may first be a brief drop in the signal used to determine the temperature, but this is not a problem here. Then the cooking vessel is heated again more strongly or further for an intermediate heating time with an intermediate heating power, since the cooking vessel temperature is still below the target temperature, so that its temperature increases again. The intermediate heating output is advantageously greater than the first, relatively small heating output, but can also be the same size. Then, after an intermediate heating time, it is checked by resetting the relatively low heating power to see whether the cooking vessel temperature increases or remains constant during a short checking time, possibly after a short checking time of one second to half a minute or a minute. If the cooking vessel temperature then remains constant, not only is a constant temperature set, but the first case applies, namely that the target temperature is considered to have been reached.

Vorteilhaft kann für den Fall, dass die Kochgefäßtemperatur nach der Zwischenheiz-Zeit und nach der kurzen Überprüf-Zeit bei Beheizen mit der ersten relativ kleinen Heizleistung noch weiter ansteigt, erneut eine unter der Zieltemperatur liegende Kochgefäßtemperatur festgestellt wird. Dann kann das Kochgefäß noch einmal mit einer Zwischen-Heizleistung für eine Zwischenheiz-Zeit stärker erhitzt werden. Nach der Zwischenheiz-Zeit kann dann erneut durch Einstellen der relativ kleinen Heizleistung für eine kurze Überprüf-Zeit überprüft werden, ob die Kochgefäßtemperatur nach dieser kurzen Überprüf-Zeit noch ansteigt oder konstant bleibt, wobei bei konstant bleibender Kochgefäßtemperatur der erste Fall des Erreichens der Zieltemperatur gilt.Advantageously, in the event that the cooking vessel temperature increases further after the intermediate heating time and after the short checking time when heating with the first relatively low heating power, a cooking vessel temperature that is below the target temperature can be determined again. The cooking vessel can then be heated more strongly again with an intermediate heating output for an intermediate heating time. After the intermediate heating time, it can then be checked again by setting the relatively low heating output for a short checking time to see whether the cooking vessel temperature still increases or remains constant after this short checking time, with the cooking vessel temperature remaining constant being the first case of reaching the target temperature applies.

In einem dritten Fall, wenn bei Beheizen des Kochgefäßes mit der ersten relativ kleinen Heizleistung die Kochgefäßtemperatur weiterhin auch nach Ablauf der Überprüf-Zeit noch abfällt, wird eine über der Zieltemperatur liegende Kochgefäßtemperatur festgestellt. Dann kann auf unterschiedliche Art und Weise die Zieltemperatur erreicht werden, was noch ausführlicher erläutert wird. Auf die einfachste Art und Weise wird einfach mit der relativ kleinen Heizleistung weiter geheizt und nach einiger Zeit bzw. einigen Minuten wird sich die Zieltemperatur eingestellt haben. Alternativ kann der Heizbetrieb für eine kurze Zeit, beispielsweise 5 Sekunden bis 30 Sekunden oder eine Minute, ausgesetzt werden.In a third case, if the cooking vessel temperature continues to fall when the cooking vessel is heated with the first relatively small heating output even after the check time has elapsed, a cooking vessel temperature above the target temperature is determined. The target temperature can then be achieved in different ways, which will be explained in more detail becomes. The simplest way is to simply continue heating with the relatively low heat output and after some time or a few minutes the target temperature will have been reached. Alternatively, the heating operation can be suspended for a short time, for example 5 seconds to 30 seconds or a minute.

Somit kann mit der Erfindung, insbesondere auch in ihren vorgenannten fakultativen Ausgestaltungen, vor allem die Erkenntnis umgesetzt werden, dass in einem praktisch angewendeten Verfahren eine bestimmte Heizleistung als Flächenleistung zu einer bestimmten Endtemperatur bzw. dauerhaft gehaltenen Kochgefäßtemperatur führt, und zwar weitgehend unabhängig davon, was für ein Kochgefäß verwendet wird. Dies gilt hauptsächlich im Bereich zwischen 150°C und 250°C, vor allem 200°C bis 250°C, was für Bratvorgänge vorteilhaft ist. Dazu ist zu beachten, dass der vorgenannte Zusammenhang zwischen Kochgefäßtemperatur und Heizleistung als Flächenleistung sozusagen die Information benötigt, welche Leistung die Induktionsheizspule bzw. mehrere in einer Kochstelle zusammengeschaltete Induktionsheizspulen erzeugen, also in das Kochgefäß eingebracht wird. Des Weiteren wird die ungefähre Fläche des Kochgefäßes bzw. des Kochgefäßbodens benötigt, damit eben die Flächenleistung bestimmt werden kann. Da aber Kochstellen üblicherweise für bestimmte Größen von Kochgefäßen ausgelegt sind, dies insbesondere auch durch eine Markierung auf der Oberseite einer Kochfeldplatte anzeigen, ist für eine definierte Kochstelle ein ungefähr zu erwartender Bereich der Kochgefäßgröße bekannt. Des Weiteren ist es insbesondere auch möglich, durch Überwachen von Betriebsparametern der Induktionsheizspule, insbesondere eines Wirkungsgrads der Induktionsheizspule, eine Überdeckung der Induktionsheizspule durch das Kochgefäß zu ermitteln. Bei bekannter Größe der Induktionsheizspule kann dann in etwa auf die ungefähre Fläche des Kochgefäßes bzw. des Kochgefäßbodens geschlossen werden. Dies ist dem Fachmann aus anderem Zusammenhang bereits bekannt. Das Verfahren setzt voraus, dass sich während des Aufheizvorgangs und der erfindungsgemäßen Bestimmung der Kochgefäßtemperatur kein Lebensmittel im Geschirr befindet. Dieses würde den vorbeschriebenen Einstellvorgang der Temperatur verfälschen. Die Verfälschung wäre jedoch derart signifikant, dass die Steuerung diesen Fall erkennen kann und ihn einer Bedienperson anzeigen kann.Thus, with the invention, in particular also in its aforementioned optional embodiments, the knowledge can be implemented that in a practically applied method a certain heating output as an area output leads to a certain final temperature or permanently maintained cooking vessel temperature, largely regardless of what is used for a cooking vessel. This mainly applies in the range between 150°C and 250°C, especially 200°C to 250°C, which is advantageous for frying processes. It should be noted that the aforementioned relationship between the cooking vessel temperature and heating power as area power, so to speak, requires the information as to what power the induction heating coil or several induction heating coils connected together in a cooking area generate, i.e. is introduced into the cooking vessel. Furthermore, the approximate area of the cooking vessel or the bottom of the cooking vessel is required so that the area performance can be determined. However, since hotplates are usually designed for certain sizes of cooking vessels, and this is indicated in particular by a marking on the top of a hob plate, an approximate range of cooking vessel size to be expected for a defined hotplate is known. Furthermore, it is also possible, in particular, to determine whether the induction heating coil is covered by the cooking vessel by monitoring operating parameters of the induction heating coil, in particular an efficiency of the induction heating coil. If the size of the induction heating coil is known, the approximate area of the cooking vessel or the bottom of the cooking vessel can then be determined. This is already known to the person skilled in the art from another context. The method requires that there is no food in the dishes during the heating process and the determination of the cooking vessel temperature according to the invention. This would distort the temperature setting process described above. However, the falsification would be so significant that the control can detect this case and display it to an operator.

Die Eingabe der Zieltemperatur in die Steuerung kann entweder durch eine Bedienperson mittels Bedienelementen erfolgen. Alternativ kann die Eingabe durch ein automatisches Kochprogramm erfolgen, welches in der Steuerung selbst abläuft. Wichtig ist eben, dass eine Zieltemperatur gegeben ist.The target temperature can be entered into the control either by an operator using controls. Alternatively, the input can be through an automatic cooking program which takes place in the control itself. What is important is that a target temperature is given.

Die genannte erste Aufheiz-Zeit kann relativ kurz sein. Insbesondere wird versucht, da ja relativ hohe Zieltemperaturen angefahren werden sollen, die erste relativ große Heizleistung sehr groß zu wählen, vorteilhaft maximal groß. So kann sie 3 W/cm2 bis 12 oder sogar 14 W/cm2 betragen, insbesondere 6 W/cm2 bis 10 W/cm2. Dann kann diese erste Aufheiz-Zeit zwischen einer Minute und fünf Minuten oder sogar acht Minuten liegen. Sie kann auch für eine bestimmte Kochstelle bzw. Induktionsheizspule abhängig von deren Größe und somit einer zu erwartenden Kochgefäßgröße aus in einer Tabelle in der Steuerung abgespeicherten Erfahrungswerten vorgegeben werden, beispielsweise zwei Minuten für kleine Induktionsheizspulen, fünf Minuten für mittelgroße Induktionsheizspulen und acht Minuten für große Induktionsheizspulen. Diese Erfahrungswerte gründen darauf, dass bei einem Aufstellen eines Kochgefäßes, insbesondere einer Pfanne, mit der entsprechenden Größe diese Zeit verstreicht, bis bei der ersten relativ großen Heizleistung eine Temperatur zwischen 200°C und 250°C erreicht wird. Alternativ kann die Aufheiz-Zeit auch theoretisch über Geschirrwärmekapazität, Flächenleistungsdichte und erwünschte Temperaturerhöhung in der Steuerung berechnet werden.The first heating time mentioned can be relatively short. In particular, since relatively high target temperatures are to be approached, an attempt is made to select the first relatively large heating output as very large, advantageously as large as possible. So it can be 3 W/cm 2 to 12 or even 14 W/cm 2 , in particular 6 W/cm 2 to 10 W/cm 2 . Then this initial heating time can be between one minute and five minutes or even eight minutes. It can also be specified for a specific hotplate or induction heating coil depending on its size and thus an expected cooking vessel size from empirical values stored in a table in the control, for example two minutes for small induction heating coils, five minutes for medium-sized induction heating coils and eight minutes for large induction heating coils . These empirical values are based on the fact that when a cooking vessel, in particular a pan, of the appropriate size is set up, this time elapses until a temperature between 200 ° C and 250 ° C is reached at the first relatively high heating output. Alternatively, the heating time can also be theoretically calculated using the heat capacity of the dishes, surface power density and the desired temperature increase in the control.

Die erste relativ kleine Heizleistung kann deutlich unter der ersten großen Heizleistung liegen.The first relatively small heating output can be significantly lower than the first large heating output.

Erfindungsgemäß liegt sie zwischen 0,3 W/cm2 und 2 W/cm2 Besonders vorteilhaft liegt sie zwischen 0,6 W/cm2 und 0,8 W/cm2. Im Rahmen der Erfindung hat sich herausgestellt, dass mit derartigen relativ kleinen Heizleistungen Kochgefäßtemperaturen zwischen 200°C und 250°C auf Dauer gehalten werden können. Natürlich könnten derartige Kochgefäßtemperaturen auch nur mit Einstellen einer solchen relativ kleinen Heizleistung als Flächenleistung erreicht werden, dies würde dann aber vorhersehbar sehr lange dauern.According to the invention it is between 0.3 W/cm 2 and 2 W/cm 2. Particularly advantageously it is between 0.6 W/cm 2 and 0.8 W/cm 2 . In the context of the invention, it has been found that with such relatively low heating powers, cooking vessel temperatures between 200 ° C and 250 ° C can be maintained over the long term. Of course, such cooking vessel temperatures could also be achieved simply by setting such a relatively small heating output as an area output, but this would then predictably take a very long time.

Vorteilhaft wird die erste relativ kleine Heizleistung für mindestens eine Sekunde bis 30 Sekunden oder sogar eine Minute eingestellt bzw. in das Kochgefäß eingebracht, also eine vorgenannte kurze Zeit als Überprüf-Zeit, bevor erwartet wird, dass die Kochgefäßtemperatur konstant bleibt. Die Temperatur-Ausgleichsvorgänge dauern in der Regel einige Sekunden, insbesondere im vorgenannten ersten oder zweiten Fall, bis die erste kleine Heizleistung die Energieeinbringung definiert. Vorteilhaft beträgt die Überprüf-Zeit 5 Sekunden bis 20 Sekunden. Eine vorgenannte Zwischenheiz-Zeit kann im Bereich ähnlich der Überprüf-Zeit liegen, beispielsweise zwischen 5 Sekunden und 60 Sekunden, vorzugsweise zwischen 10 Sekunden und 20 Sekunden. Die Zwischen-Heizleistung sollte zwar vorteilhaft größer sein als die erste relativ kleine Heizleistung, kann auch deutlich größer sein, muss es aber nicht. Der Vorteil einer Wahl einer etwas größeren Zwischen-Heizleistung liegt darin, dass dann, wenn die Kochgefäßtemperatur offensichtlich noch unter der Zieltemperatur liegt, das Erreichen der Zieltemperatur schneller erfolgen kann. Erfindungsgemäß liegt die Zwischen-Heizleistung zwischen 1 W/cm2 und 12 W/cm2, insbesondere zwischen 1,5 W/cm2 und 8 W/cm2, bzw. sie kann 5% bis 100% größer sein als die erste relativ kleine Heizleistung.The first relatively small heating output is advantageously set or introduced into the cooking vessel for at least one second to 30 seconds or even a minute, i.e. the aforementioned short time as a check time before the cooking vessel temperature is expected to remain constant. The temperature compensation processes usually take a few seconds, especially in the aforementioned first or second case, until the first small heating output defines the energy input. The check time is advantageously 5 seconds to 20 seconds. An aforementioned intermediate heating time can be in a range similar to the checking time, for example between 5 seconds and 60 seconds, preferably between 10 seconds and 20 seconds. The intermediate heating output should advantageously be relatively larger than the first Small heating output, can also be significantly larger, but it doesn't have to be. The advantage of choosing a slightly larger intermediate heating output is that if the cooking vessel temperature is obviously still below the target temperature, the target temperature can be reached more quickly. According to the invention, the intermediate heating power is between 1 W/cm 2 and 12 W/cm 2 , in particular between 1.5 W/cm 2 and 8 W/cm 2 , or it can be 5% to 100% larger than the first relatively small heating output.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann zwar vorgesehen sein, dass im dritten Fall das Kochgefäß nach Feststellen der zu hohen Kochgefäßtemperatur einfach mit einer Zwischen-Heizleistung wie zuvor beschrieben beheizt wird. Wenn dann die Kochgefäßtemperatur konstant wird, entspricht sie der Zieltemperatur. Dies hat jedoch einen etwas langsameren Abfall der Kochgefäßtemperatur zur Folge, was bedeutet, dass die Feststellung der bestimmten Kochgefäßtemperatur als tatsächliche Brattemperatur erst später erfolgen kann, insbesondere nach mehreren Minuten, und somit der Bediener den Bratvorgang auch erst zeitlich verzögert starten kann.In an advantageous embodiment of the invention it can be provided that in the third case the cooking vessel is simply heated with an intermediate heating power as described above after the cooking vessel temperature has been determined to be too high. Then, when the cooking vessel temperature becomes constant, it corresponds to the target temperature. However, this results in a somewhat slower drop in the cooking vessel temperature, which means that the determination of the specific cooking vessel temperature as the actual frying temperature can only take place later, in particular after several minutes, and therefore the operator can only start the frying process with a time delay.

Alternativ und schneller kann mit einer zweiten Zwischen-Heizleistung beheizt werden, die hier dann etwas über der ersten relativ kleinen Heizleistung liegen kann, vorteilhaft zwischen 105% und 200% davon beträgt. Es wird gewartet, bis diese zweite Zwischen-Heizleistung zu einer konstanten Kochgefäßtemperatur führt. Dann wäre aus dem in der Steuerung gespeicherten Zusammenhang zwischen Kochgefäßtemperatur und Heizleistung die Kochgefäßtemperatur bestimmbar. So kann die Steuerung nicht nur erkennen, dass die Kochgefäßtemperatur über der Zieltemperatur liegt, sondern auch wieviel sie darüber liegt. Die Kochgefäßtemperatur liegt in diesem Fall zwar nicht auf der Zieltemperatur, sondern darüber, die Steuerung kann jedoch wieder anhand der zweiten Zwischen-Heizleistung bei konstanter Kochgefäßtemperatur deren absoluten Wert feststellen. Dann kann die Heizleistung erneut reduziert werden. Entweder kann sie für kurze Zeit ausgeschaltet werden, um einen schnelleren Temperaturabfall hin zur Zieltemperatur zu bewirken. Da die Kochgefäßtemperatur und die Zieltemperatur bekannt sind, kann die Steuerung dies aufgrund abgespeicherter Erfahrungswerte abschätzen. Dann kann die erste relativ kleine Heizleistung eingestellt werden, die zur Zieltemperatur führt. Alternativ kann der Bedienperson auch gleich das Signal zum Start des Bratvorgangs gegeben werden. Durch das eingelegte Lebensmittel wird das Kochgefäß dann relativ schnell auf die Zieltemperatur abgekühlt werden. Die Steuerung kann dann für die bereits beschriebene Temperaturregelung die eigentlich gewünschte Zieltemperatur nehmen, auch wenn diese zuvor nicht explizit eingestellt wurde.Alternatively and more quickly, heating can be carried out with a second intermediate heating output, which can then be slightly above the first, relatively small heating output, advantageously between 105% and 200% of it. It is waited until this second intermediate heating output leads to a constant cooking vessel temperature. The cooking vessel temperature could then be determined from the relationship between the cooking vessel temperature and heating output stored in the control. This means that the control system can not only detect that the cooking vessel temperature is above the target temperature, but also how much it is above it. In this case, the cooking vessel temperature is not at the target temperature, but above it, but the control can again determine its absolute value based on the second intermediate heating power at a constant cooking vessel temperature. The heating output can then be reduced again. Either it can be switched off for a short time to cause a faster temperature drop towards the target temperature. Since the cooking vessel temperature and the target temperature are known, the control can estimate this based on stored empirical values. Then the first relatively small heating output can be set, which leads to the target temperature. Alternatively, the operator can also be given the signal to start the frying process. The inserted food will then cool the cooking vessel to the target temperature relatively quickly. The control can then use the actually desired target temperature for the temperature control already described, even if this was not explicitly set beforehand.

Das Überprüfen der Kochgefäßtemperatur bzw. das Überprüfen, ob sich die Kochgefäßtemperatur ändert oder ob sie konstant bleibt, erfolgt vorteilhaft über ein sensorloses Verfahren bzw. ohne eigens vorgesehenen Temperatursensor. Während des Heizbetriebs wird anhand der Schwingungsantwort an mindestens einer Induktionsheizspule erfasst, ob sich die Temperatur des Kochgefäßes bzw. des Kochgefäßbodens über dieser Induktionsheizspule ändert bzw. ob diese Temperatur ansteigt. So kann ein Temperaturgradient des Kochgefäßes von der Induktionsheizspule erfasst werden, was bevorzugt gemacht wird entsprechend einem Verfahren, wie es in der EP 2330866 A2 beschrieben ist. Findet diese Bestimmung der Schwingungsantwort nur periodisch statt sollte es vorteilhaft alle 0,01 Millisekunden bis 1 Sekunde sein, vorteilhaft bis 1 Millisekunde. Im Allgemeinen kann als Schwingungsantwort einer Induktionsheizspule die Auswertung der Veränderung von Schwingkreisparametern aufgrund von Temperaturänderungen des Kochgefäßes bzw. Kochgefäßbodens, im Besonderen der sich ändernden Permeabilität, verstanden werden. Bevorzugt kann die Schwingungsantwort beim Betrieb mehrerer Induktionsheizspulen an der Kochstelle bzw. für dieses Kochgefäß an jeder Induktionsheizspule erfasst werden.Checking the cooking vessel temperature or checking whether the cooking vessel temperature changes or whether it remains constant is advantageously carried out using a sensorless method or without a specially provided temperature sensor. During heating operation, the vibration response on at least one induction heating coil is used to determine whether the temperature of the cooking vessel or the bottom of the cooking vessel above this induction heating coil changes or whether this temperature increases. A temperature gradient of the cooking vessel can thus be detected by the induction heating coil, which is preferably done according to a method as described in EP 2330866 A2 is described. If this determination of the vibration response only takes place periodically, it should advantageously be every 0.01 milliseconds to 1 second, advantageously up to 1 millisecond. In general, the vibration response of an induction heating coil can be understood as the evaluation of the change in oscillating circuit parameters due to temperature changes of the cooking vessel or cooking vessel bottom, in particular the changing permeability. Preferably, the vibration response can be recorded when operating several induction heating coils on the hotplate or, for this cooking vessel, on each induction heating coil.

Dieses Verfahren umfasst vorteilhaft die Schritte: Erzeugen einer Zwischenkreisspannung zumindest zeitweise in Abhängigkeit von einer einphasigen oder mehrphasigen, insbesondere dreiphasigen, Netzwechselspannung; Erzeugen einer hochfrequenten Ansteuerspannung oder eines Ansteuerstroms aus der Zwischenkreisspannung, beispielsweise mit einer Frequenz in einem Bereich von 20kHz bis 70kHz; und Beaufschlagen eines Schwingkreises umfassend die Induktionsheizspule mit der Ansteuerspannung bzw. dem Ansteuerstrom. Auf diese Weise erfolgt herkömmlich eine induktive Erwärmung des Kochgefäßes. Zur Temperaturmessung werden dann folgende Schritte durchgeführt: Erzeugen der Zwischenkreisspannung während vorgegebener Zeitabschnitte, insbesondere periodisch, mit einem konstanten Spannungspegel, wobei während der Zeitabschnitte bevorzugt die Zwischenkreisspannung unabhängig von der Netzwechselspannung erzeugt wird; Erzeugen der Ansteuerspannung während der vorgegebenen Zeitabschnitte derart, dass der Schwingkreis im Wesentlichen entdämpft mit seiner Eigenresonanzfrequenz schwingt; Messen mindestens eines Schwingungsparameters der Schwingung während der vorgegebenen Zeitabschnitte; und Auswerten des mindestens einen gemessenen Schwingungsparameters zum Ermitteln der Temperatur. Da die Zwischenkreisspannung während der Temperaturmessung konstant gehalten wird, können Signalbeeinflussungen aufgrund einer veränderlichen Zwischenkreisspannung eliminiert werden, wodurch eine zuverlässige und störsichere Temperaturermittlung bzw. Ermittlung einer Temperaturänderung ermöglicht wird.This method advantageously comprises the steps: generating an intermediate circuit voltage at least temporarily depending on a single-phase or multi-phase, in particular three-phase, alternating network voltage; Generating a high-frequency control voltage or a control current from the intermediate circuit voltage, for example with a frequency in a range of 20kHz to 70kHz; and applying the control voltage or the control current to a resonant circuit comprising the induction heating coil. In this way, the cooking vessel is conventionally heated inductively. To measure the temperature, the following steps are then carried out: Generating the intermediate circuit voltage during predetermined time periods, in particular periodically, with a constant voltage level, the intermediate circuit voltage preferably being generated independently of the AC mains voltage during the time periods; Generating the control voltage during the predetermined time periods such that the resonant circuit oscillates at its natural resonance frequency in a substantially undamped manner; Measuring at least one vibration parameter of the vibration during the predetermined time periods; and evaluating the at least one measured vibration parameter to determine the temperature. Since the intermediate circuit voltage is kept constant during the temperature measurement, signal influences due to a changing intermediate circuit voltage can be eliminated, thereby enabling a reliable and interference-free temperature determination or determination of a temperature change.

In einer Weiterbildung umfasst das Verfahren die Schritte: Bestimmen von Nulldurchgängen der Netzwechselspannung und Wählen der Zeitabschnitte im Bereich der Nulldurchgänge. Im Bereich der Nulldurchgänge bei einphasiger Netzwechselspannung nimmt die Zwischenkreisspannung üblicherweise stark ab. Der konstante Spannungspegel wird bevorzugt derart gewählt, dass er größer als der sich üblicherweise im Bereich der Nulldurchgänge einstellende Spannungspegel ist, sodass die Zwischenkreisspannung im Bereich der Nulldurchgänge auf den konstanten Spannungspegel geklemmt wird. Es herrschen dann im Bereich der Nulldurchgänge konstante Spannungsverhältnisse, die eine zuverlässige Temperaturmessung ermöglichen. Hier werden also keine zusätzlichen Temperatursensoren benötigt, auch wenn sie vorhanden sein könnten.In a further development, the method includes the steps: determining zero crossings of the AC mains voltage and selecting the time periods in the area of the zero crossings. In the area of zero crossings with single-phase AC mains voltage, the intermediate circuit voltage usually decreases sharply. The constant voltage level is preferably chosen such that it is greater than the voltage level that usually occurs in the area of zero crossings, so that the intermediate circuit voltage is clamped to the constant voltage level in the area of zero crossings. There are then constant voltage conditions in the area of zero crossings, which enable reliable temperature measurement. So no additional temperature sensors are needed here, even if they could be present.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass an der Kochstelle für das Kochgefäß nicht nur eine einzige Induktionsheizspule vorgesehen ist, sondern mehrere. Hier gilt aber im Prinzip das Entsprechende, dann werden die genannten Leistungswerte eben auf sämtliche Induktionsheizspulen bezogen, die an der Kochstelle vorhanden sind und zur Beheizung des Kochgefäßes dienen. Ihre Leistung bzw. Flächenleistung oder Heizleistung wird dann gemeinsam betrachtet wie zuvor zur Temperaturmessung beschrieben.In an embodiment of the invention, it is possible for not just a single induction heating coil to be provided at the cooking point for the cooking vessel, but several. In principle, the same applies here, in which case the stated performance values are based on all induction heating coils that are present on the hob and are used to heat the cooking vessel. Your output or area output or heating output is then considered together as described above for temperature measurement.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Menge der eingebrachten Energie bzw. die Heizleistung der Induktionsheizspule über der Zeit zu erfassen und zu überwachen. Auch so können Abschätzungen über erreichte Temperaturen getroffen werden. Davon ausgehend kann die Steuerung die Heizleistungen etwas variieren oder aber vor allem die erste Aufheiz-Zeit, die Überprüf-Zeit, die Zwischenheiz-Zeit oder Aus-Zeiten einstellen. Die vorgenannten Überprüf-Zeiten in den verschiedenen Fällen können zwar gleich oder ähnlich groß sein, müssen dies aber nicht. Sie können sich durchaus auch um den Faktor 1 bis 5 unterscheiden.In an advantageous embodiment of the invention, it is possible to record and monitor the amount of energy introduced or the heating output of the induction heating coil over time. Estimates can also be made about the temperatures reached. Based on this, the control can vary the heating output slightly or, above all, set the first heat-up time, the check time, the intermediate heating time or off times. The aforementioned check times in the various cases can be the same or similar, but do not have to be. They can also differ by a factor of 1 to 5.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1
für mehrere verschiedene Kochgefäße ein Verlauf der stabil auf Dauer gehaltenen Kochgefäßtemperatur abhängig von einer Flächenleistung,
Fig. 2
eine Seitenansicht eines Induktionskochfelds mit einer Induktionsheizspule und aufgesetztem Kochgefäß,
Fig. 3 bis 6
verschiedene Verläufe der Kochgefäßtemperatur und der Flächenleistung über der Zeit in verschiedenen Fällen der Ansteuerung für leere Kochgefäße, also ohne Zugabe eines Lebensmittels.
Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and are explained in more detail below. Shown in the drawings:
Fig. 1
for several different cooking vessels, a course of the cooking vessel temperature that is kept stable over the long term depending on an area output,
Fig. 2
a side view of an induction hob with an induction heating coil and attached cooking vessel,
Fig. 3 to 6
different curves of the cooking vessel temperature and the area output over time in different cases of control for empty cooking vessels, i.e. without adding any food.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the exemplary embodiments

In der Fig. 1 ist aufgezeichnet, wie empirisch ermittelte Werte für vier verschiedene Kochgefäße den Zusammenhang angeben, wie die auf Dauer erreichte bzw. eingestellte Kochgefäßtemperatur von der entsprechenden Flächenleistung abhängt. Daraus ist zu ersehen, dass zum einen der Zusammenhang einigermaßen linear ist, also rechnerisch sehr leicht zu bestimmen ist. Zum anderen sind die Temperaturen bei einer bestimmten Flächenleistung nur maximal 30°C bis 35°C voneinander entfernt. Somit kann relativ genau bei einer bestimmten Flächenleistung Q*/A bestimmt werden, welche Kochgefäßtemperatur sich an einem Kochgefäß nach einer bestimmten längeren Dauer des Betriebs, beispielsweise 10 Minuten bis 30 Minuten, einstellt.In the Fig. 1 It is recorded how empirically determined values for four different cooking vessels indicate the relationship between how the long-term reached or set cooking vessel temperature depends on the corresponding area performance. This shows that, on the one hand, the relationship is somewhat linear and is therefore very easy to determine mathematically. On the other hand, the temperatures are only a maximum of 30°C to 35°C apart for a certain area performance. It is therefore possible to determine relatively precisely at a certain area output Q*/A which cooking vessel temperature will be reached on a cooking vessel after a certain longer period of operation, for example 10 minutes to 30 minutes.

In der Fig. 2 ist ein Induktionskochfeld 11 dargestellt mit einer Kochfeldplatte 12, an der eine Kochstelle 13 gebildet ist. Unter der Kochfeldplatte 12 ist eine Induktionsheizspule 15 angeordnet, die die Kochstelle 13 definiert und auch beheizt. Diese könnte auch aus mehreren Induktionsheizspulen bestehen, was für die Erfindung keine Rolle spielt. Die Induktionsheizspule 15 wird von einer Steuerung 17 mit Leistung versorgt und angesteuert, wobei die Steuerung 17 die in die Induktionsheizspule 15 eingespeiste Leistung überwachen kann. Des Weiteren weist die Steuerung 17 einen nicht dargestellten Speicher auf, in dem sozusagen entsprechend Fig. 1 ein Zusammenhang abgespeichert ist zwischen Kochgefäßtemperatur und Flächenleistung. Dabei können entweder die rechnerischen Zusammenhänge abgespeichert sein, wenn die Temperaturkurven aus Fig. 1 als Geraden angenähert betrachtet werden. Alternativ können mit ausreichend guter Auflösung Temperaturwerte für jeweils stufenweise zunehmende Flächenleistung abgespeichert sein.In the Fig. 2 is an induction hob 11 shown with a hob plate 12, on which a hotplate 13 is formed. An induction heating coil 15 is arranged under the hob plate 12, which defines and also heats the hotplate 13. This could also consist of several induction heating coils, which plays no role for the invention. The induction heating coil 15 is supplied with power and controlled by a controller 17, whereby the controller 17 can monitor the power fed into the induction heating coil 15. Furthermore, the controller 17 has a memory, not shown, in which, so to speak Fig. 1 A connection is stored between the cooking vessel temperature and the area output. Either the mathematical relationships can be saved when the temperature curves are out Fig. 1 can be viewed as a straight line. Alternatively, temperature values for gradually increasing area performance can be stored with sufficiently good resolution.

In erweiterter Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass dies in der Steuerung 17 für mehrere Kochgefäße abgespeichert ist, so dass die Steuerung 17 sozusagen genau weiß, welche der vier oder noch mehr Kurven aus der Fig. 1 im jeweiligen Fall zu verwenden sind. Alternativ könnten auch bestimmte Parameter in die Steuerung 17 durch eine Bedienperson eingegeben oder von außen einprogrammiert werden, die, losgelöst vom konkret vorhandenen Kochgefäß, der Steuerung 17 mitteilen, welches Kochgefäß nun verwendet wird bzw. welche der abgespeicherten Kurven gilt. Unter Umständen kann die Steuerung 17 dann auch erkennen, in welchem Größenbereich sich ein auf die Kochstelle 13 darüber aufgesetztes Kochgefäß befindet.In an expanded embodiment of the invention, it is possible for this to be stored in the control 17 for several cooking vessels, so that the control 17 knows exactly which of the four or more curves from the Fig. 1 should be used in the respective case. Alternatively, certain parameters could also be entered into the control 17 by an operator or programmed from the outside, which, detached from the specific cooking vessel present, inform the control 17 which cooking vessel is now being used or which of the stored curves applies. Under certain circumstances, the controller 17 can then also recognize the size range in which a cooking vessel placed above the hotplate 13 is located.

Selbstverständlich ist die Fläche der Induktionsheizspule 15 bekannt. Vorteilhaft wird die genannte Flächenleistung aber nicht auf die Fläche der Induktionsheizspule 15, sondern auf die Fläche des Kochgefäßes 19 bezogen. Passend zur Kochstelle 13 wird sich die Fläche bzw. die Bodenfläche des Kochgefäßes 19 in einem relativ engen Bereich bewegen, da passende Kochgefäße innerhalb bestimmter Durchmesserklassen meistens nur bis zu 3 cm Durchmesservariation aufweisen. Deutlich zu große oder deutlich zu kleine Kochgefäße werden selten aufgesetzt, dies könnte auch von der Steuerung 17 erkannt und einer Bedienperson als Fehler signalisiert werden.Of course, the area of the induction heating coil 15 is known. Advantageously, the area output mentioned is not based on the area of the induction heating coil 15, but rather on the area of the cooking vessel 19. Matching the cooking area 13, the surface or the bottom surface of the cooking vessel 19 will move in a relatively narrow range, since suitable cooking vessels within certain diameter classes usually only have a diameter variation of up to 3 cm. Cooking vessels that are significantly too large or significantly too small are rarely put on; this could also be recognized by the control 17 and signaled to an operator as an error.

In der Fig. 3 ist gezeigt, wie zum Zeitpunkt t=0 mit einer großen Heizleistung, hier 7 W/cm2, welche konstant ist, aufgeheizt wird. Dieses Aufheizen dauert bis zur Zeit t1 als Aufheiz-Zeit, welche vordefiniert sein kann.In the Fig. 3 is shown how heating takes place at time t=0 with a large heating output, here 7 W/cm 2 , which is constant. This heating lasts until time t1 as the heating time, which can be predefined.

Zuvor ist von einer Zielperson oder auch von einer automatischen Steuerung odgl. eine Zieltemperatur von 200°C eingegeben worden. Diese Temperatur soll auf Dauer am Kochgefäß 19, welches hier eine Pfanne ist, gehalten sein. Diese Temperatur gilt vorteilhaft für die Oberseite des Kochgefäßbodens, also dort, wo Gargut, beispielsweise ein anzubratendes Steak, mit dem Kochgefäß 19 in Berührung kommt. Für das Kochgefäß 19 gilt die oberste Kurve aus der Fig. 1.Beforehand, a target person or an automatic control or the like. a target temperature of 200°C has been entered. This temperature should be maintained permanently on the cooking vessel 19, which here is a pan. This temperature applies advantageously to the top of the bottom of the cooking vessel, i.e. where food to be cooked, for example a steak to be fried, comes into contact with the cooking vessel 19. The top curve from the applies to the cooking vessel 19 Fig. 1 .

Nach Ablauf der Aufheiz-Zeit t1 wird die Heizleistung stark reduziert und auf 0,68 W/cm2 eingestellt. Dies entspricht bei der Fig. 1 der obersten Kurve bzw. bei dieser Flächenleistung wird dauerhaft die Temperatur von 200°C gehalten.After the heating time t1 has elapsed, the heating output is greatly reduced and set to 0.68 W/cm 2 . This corresponds to the Fig. 1 the top curve or at this area performance the temperature of 200°C is permanently maintained.

Aus der Fig. 3 entsprechend dem ersten Fall ist zu erkennen, dass die Temperatur T nur leicht abfällt und dann relativ schnell, beispielsweise in 5 Sekunden bis 20 oder 30 Sekunden als Anpassungs-Zeit, konstant wird. Sowohl der geringe Temperaturabfall als auch die konstante Temperatur können durch ein vorgenanntes Verfahren oder entsprechend der EP 2330866 A2 oder der EP 2574144 A2 erkannt werden.From the Fig. 3 According to the first case, it can be seen that the temperature T only drops slightly and then becomes constant relatively quickly, for example in 5 seconds to 20 or 30 seconds as the adaptation time. Both the small temperature drop and the constant Temperature can be achieved by a method mentioned above or in accordance with the EP 2330866 A2 or the EP 2574144 A2 be recognized.

Da nun die Kochgefäßtemperatur bei der Flächenleistung 0,68 W/cm2 dauerhaft konstant bleibt, wird diese gemäß der Fig. 1 auf 200°C festgelegt und kann somit dauerhaft gehalten werden.Since the cooking vessel temperature remains permanently constant at an area output of 0.68 W/cm 2 , this is determined according to the Fig. 1 set at 200°C and can therefore be maintained permanently.

Beim nächsten Fall entsprechend der Fig. 4 wird bis zur Zeit t1' als Aufheiz-Zeit mit großer Flächenleistung von 7 W/cm2 aufgeheizt, wobei die Temperatur T wieder ansteigt. Zum Zeitpunkt t1' wird die Leistung reduziert auf 0,68 W/cm2 entsprechend einer auch hier gewünschten Zieltemperatur von 200°C. Die Steuerung 17 bzw. die Temperaturerfassung kann nun feststellen, dass bei dieser nun eingestellten Flächenleistung die Kochgefäßtemperatur noch ansteigt, wenngleich dies wahrscheinlich schwächer ist als zuvor. Dies bedeutet also, dass die Kochgefäßtemperatur zum Zeitpunkt t2` noch unterhalb der Zieltemperatur von 200°C liegt. Die Zeit zwischen t1' und t2` ist die vorgenannte Überprüf-Zeit. Deswegen wird zum Zeitpunkt t2`, der beispielsweise wenige Sekunden bis eine oder zwei Minuten nach dem Zeitpunkt t1' liegt, wieder eine deutlich größere und insbesondere die zuvor eingestellte große Leistung von 7 W/cm2 eingestellt. Dann steigt die Temperatur T wieder stärker an. Nach einer gewissen Zeit als Zwischenheiz-Zeit zwischen t2` und t3`, beispielsweise wenige Sekunden bis eine Minute bis drei Minuten, wird wieder auf die Leistung entsprechend der Zieltemperatur heruntergestellt, also wieder auf die erste kleine Heizleistung von 0,68 W/cm2. Nun erkennt die Temperaturerfassung, dass die Kochgefäßtemperatur T erst etwas abnimmt und dann aber relativ schnell, beispielsweise innerhalb von einer Minute oder sogar nur weniger Sekunden als Anpassungs-Zeit, nur noch einen geringen Abfall aufweist bzw. konstant wird. Somit liegt wieder der Fall vor, dass bei einer Flächenleistung von 0,68 W/cm2 eine konstante Kochgefäßtemperatur erreicht wird. Dies muss dann die Zieltemperatur 200°C sein entsprechend Fig. 1 bzw. wie zuvor zur Fig. 3 beschrieben. Das erneute Nachheizen mit der höheren Heizleistung war in diesem Fall erforderlich, da das Kochgefäß zum Erreichen der bestimmten Temperatur mehr Energie benötigt, als von der Steuerung angenommen. Die Wärmekapazität des Kochgefäßes wich also vom in der Steuerung hinterlegten Wert ab.In the next case according to the Fig. 4 is heated up to time t1' as a heating time with a large area output of 7 W/cm 2 , whereby the temperature T increases again. At time t1' the power is reduced to 0.68 W/cm 2 corresponding to a desired target temperature of 200°C here too. The control 17 or the temperature detection can now determine that with this area output now set, the cooking vessel temperature is still rising, although this is probably weaker than before. This means that the cooking vessel temperature at time t2` is still below the target temperature of 200°C. The time between t1' and t2` is the aforementioned check time. For this reason, at time t2', which is, for example, a few seconds to one or two minutes after time t1', a significantly larger power and in particular the previously set large power of 7 W/cm 2 is set again. Then the temperature T increases more strongly again. After a certain time as an intermediate heating time between t2` and t3`, for example a few seconds to one minute to three minutes, the output is reduced again to the target temperature, i.e. back to the first small heating output of 0.68 W/cm 2 . Now the temperature detection recognizes that the cooking vessel temperature T initially decreases slightly and then relatively quickly, for example within a minute or even just a few seconds as an adaptation time, only shows a small drop or becomes constant. This means that it is again the case that a constant cooking vessel temperature is achieved with an area output of 0.68 W/cm 2 . This must then be the target temperature of 200°C Fig. 1 or as before Fig. 3 described. In this case, reheating with the higher heating output was necessary because the cooking vessel requires more energy to reach the specific temperature than the control system assumed. The heat capacity of the cooking vessel therefore deviated from the value stored in the control.

Die zweite Zeit bzw. Zwischenheiz-Zeit mit hoher Heizleistung bei der Fig. 4 zwischen t2` und t3` könnte auch mit einer anderen Flächenleistung erfolgen als die Aufheiz-Zeit bis zum Zeitpunkt t1'. Allerdings sollen hier ja die Aufheizvorgänge relativ schnell ablaufen, so dass eben eine zumindest hohe Flächenleistung nahe der maximalen Flächenleistung gewählt werden sollte. Der Fall einer Überhitzung während der Aufheiz-Zeit ist in der Fig. 5 dargestellt. Hier wird auch bei einer gewünschten Zieltemperatur von 200°C für die Aufheiz-Zeit bis zu einem Zeitpunkt t1" mit der hohen Leistung von 7 W/cm2 beheizt, woraufhin die Temperatur T ansteigt. Dann wird ab dem Zeitpunkt t1" für eine Überprüf-Zeit mit der geringen Flächenleistung von 0,68 W/cm2 beheizt, also für einige Sekunden bis eine halbe Minute, um zu sehen, ob hier die Kochgefäßtemperatur relativ schnell konstant wird, was als Erreichen der Zieltemperatur gewertet werden würde. Die Steuerung 17 stellt aber über die vorgenannte Temperaturüberwachung fest, dass die Kochgefäßtemperatur auch nach Ablauf der Überprüf-Zeit dauerhaft fällt, auch noch nach einer oder zwei Minuten als Anpassungs-Zeit. Dies bedeutet, dass also eine Kochgefäßtemperatur deutlich oberhalb der Zieltemperatur vorherrscht. Nun kann entweder die Leistung für kurze Zeit ganz abgeschaltet werden, beispielsweise für 10 Sekunden bis 30 Sekunden, um ein schnelles Abkühlen hin zur Zieltemperatur oder in deren Nähe zu erreichen. Dann könnte der Betrieb wiederum mit der kleinen Heizleistung von 0,68 W/cm2 einsetzen, und erfahrungsgemäß müsste dann die Temperatur relativ schnell konstant werden und dann eben die Zieltemperatur von 200°C betragen.The second time or intermediate heating time with high heating output Fig. 4 between t2` and t3` could also be done with a different area performance than the heating time up to time t1'. However, the heating processes should take place relatively quickly, so that at least a high area performance close to the maximum area performance should be selected. The case of overheating during the heating time is in the Fig. 5 shown. Here, even at a desired target temperature of 200 ° C for the heating time up to a time t1 ", heating is carried out with the high power of 7 W / cm 2 , whereupon the temperature T increases. Then from time t1" for a check -Heated for a period of time with the low area output of 0.68 W/cm 2 , i.e. for a few seconds to half a minute, to see whether the cooking vessel temperature becomes constant relatively quickly, which would be considered as reaching the target temperature. However, the controller 17 determines via the aforementioned temperature monitoring that the cooking vessel temperature falls permanently even after the check time has elapsed, even after one or two minutes as an adjustment time. This means that the cooking vessel temperature is well above the target temperature. Now either the power can be switched off completely for a short time, for example for 10 seconds to 30 seconds, in order to achieve rapid cooling to the target temperature or close to it. Then operation could start again with the low heating output of 0.68 W/cm 2 and experience has shown that the temperature would then have to become constant relatively quickly and then be the target temperature of 200°C.

Oder es wird gemäß einer anderen Möglichkeit versucht, die vorherrschende Temperatur in etwa zu bestimmen. Deswegen wird eine etwas größere Heizleistung als Zwischen-Heizleistung für die Zwischenheiz-Zeit zwischen t2" und t3" in die Induktionsheizspule 15 eingespeist, nämlich hier die 0,8 W/cm2. Dabei stellt sich relativ schnell eine konstante Temperatur ein, welche gemäß der Fig. 1 bei etwa 230°C liegt. Somit weiß die Steuerung 17 also, dass die Temperatur noch ca. 30°C zu hoch liegt. Dann kann sie wieder, wie zuvor beschrieben, entweder für kurze Zeit die Induktionsheizspule 15 ganz abschalten für ein etwas schnelleres Abkühlen, beispielsweise für 10 Sekunden bis 30 Sekunden, wobei dann wieder die kleine Heizleistung zum Erreichen und Halten der Zieltemperatur eingestellt wird. Alternativ kann die der Zieltemperatur entsprechende Flächenleistung von 0,68 W/cm2 ab dem Zeitpunkt t3" eingestellt werden, so dass die Kochgefäßtemperatur T etwas langsamer auf die Zieltemperatur abfällt, welche dann aber letztlich erreicht und gehalten wird. Es kann auch eine schnellere Abkühlung durch Einlegen des zu garenden Lebensmittels erreicht werden. Vorteilhaft wird dann für eine der Lebensmittelzugabe nachfolgende Temperaturregelung der Messwert, der 200°C entspricht, als Sollwert verwendet und nicht der Messwert, der 230°C entspricht.Or, according to another possibility, an attempt is made to roughly determine the prevailing temperature. For this reason, a slightly larger heating output is fed into the induction heating coil 15 as an intermediate heating output for the intermediate heating time between t2" and t3", namely 0.8 W/cm 2 here. A constant temperature is established relatively quickly, which according to the Fig. 1 is around 230°C. The controller 17 therefore knows that the temperature is still approx. 30°C too high. Then, as described above, you can either switch off the induction heating coil 15 completely for a short time for a slightly faster cooling, for example for 10 seconds to 30 seconds, in which case the low heating output is then set again to reach and maintain the target temperature. Alternatively, the area output of 0.68 W/cm 2 corresponding to the target temperature can be set from time t3", so that the cooking vessel temperature T falls somewhat more slowly to the target temperature, which is then ultimately reached and maintained. Faster cooling can also be achieved can be achieved by inserting the food to be cooked. Advantageously, for temperature control following the addition of food, the measured value that corresponds to 200 ° C is used as the setpoint and not the measured value that corresponds to 230 ° C.

Fig. 6 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zum definierten Erreichen einer bestimmten Kochgefäßtemperatur. Wird die konstante Beharrungstemperatur nicht nach kurzer Zeitdauer erreicht, unabhängig davon, ob das Signal fällt oder steigt, werden nachfolgend zwischen t2‴ und t3‴ keine diskreten Leistungsstufen angefahren. Vielmehr wird ein Sollwert TS des Temperatursignals nach einer festgelegten Zeit ermittelt, hier bei t2‴ mit 230°C. Die Steuerung regelt dann beispielsweise durch einen Proportionalregler, der auch Integral- oder Differenzial-Anteile aufweisen kann, auf diesen Sollwert TS. Damit wird bei t3‴ relativ schnell eine konstante Temperatur erreicht, schneller, als dies mit diskreten Temperaturstufen möglich wäre. Gemäß Fig. 1 entspricht einer Kochgefäßtemperatur von 230°C eine Flächenleistung von 0,8 W/cm2. Deswegen wird bei dieser Flächenleistungsdichte die Kochgefäßtemperatur von 230°C gehalten. Auf diese Art und Weise wird wiederum die entsprechende Korrelation aus Leistung und konstanter Temperatur gefunden, wobei die Leistung bekannt ist, die eine Temperaturbestimmung und somit Temperatureinstellung ermöglicht. Nun kann anhand bekannter Zusammenhänge durch Leistungsreduktion ausgehend von der bekannten Temperatur die bestimmte Kochgefäßtemperatur von 200°C angefahren werden, beispielsweise mit gleichzeitigem Einlegen des Garguts. Fig. 6 shows a further advantageous embodiment of the method for achieving a specific cooking vessel temperature in a defined manner. If the constant steady-state temperature is not reached after a short period of time, regardless of whether the signal falls or rises, no discrete power levels are subsequently approached between t2‴ and t3‴. Rather, one will Setpoint T S of the temperature signal is determined after a set time, here at t2‴ with 230°C. The control then regulates to this setpoint T S , for example using a proportional controller, which can also have integral or derivative components. This means that a constant temperature is reached relatively quickly at t3‴, faster than would be possible with discrete temperature levels. According to Fig. 1 Corresponds to a cooking vessel temperature of 230°C and an area output of 0.8 W/cm 2 . That is why the cooking vessel temperature is kept at 230°C at this surface power density. In this way, the corresponding correlation between power and constant temperature is found, with the power being known, which enables temperature determination and thus temperature adjustment. Now, based on known relationships, the specific cooking vessel temperature of 200 ° C can be reached by reducing the power starting from the known temperature, for example with the simultaneous insertion of the food to be cooked.

Somit ist es mit der Erfindung möglich, ohne absolute Temperaturmessung und nur durch relative Temperaturmessung, also Überwachen, ob eine Temperatur ansteigt, abfällt oder konstant ist, und einem bekannten Zusammenhang zwischen Temperatur und dauerhaft eingestellter Flächenleistungsdichte eine Temperaturregelung bzw. das Anfahren und Halten einer bestimmten Temperatur an einem Kochgefäß zu ermöglichen.Thus, with the invention it is possible to regulate the temperature or start and hold a specific one without absolute temperature measurement and only by relative temperature measurement, i.e. monitoring whether a temperature rises, falls or is constant, and a known relationship between temperature and permanently set area power density To allow temperature on a cooking vessel.

Des Weiteren macht sich die Erfindung zugunsten, dass in einem eingeschwungenem Zustand, also einem dauerhaft herrschenden Zustand, ein Wärmeleitwiderstand seriell zu einer Parallelschaltung als Strahlungswärmewiderstand und Konvektionswärmewiderstand geschaltet ist. Daraus ergibt sich eben der in Fig. 1 zu erkennende Zusammenhang.Furthermore, the invention is advantageous in that in a steady state, i.e. a permanently prevailing state, a thermal conduction resistor is connected in series to a parallel connection as a radiant heat resistance and a convection heat resistance. This results in the in Fig. 1 connection to be recognized.

Die Erfindung nutzt also eine Energiebilanz, um die eingangs gestellte Aufgabe zu lösen. Durch das Aufsuchen eines eingeschwungenen Zustandes, also eines Zustandes ohne Änderung der Kochgefäßtemperatur, wird die innere Energie des Kochgefäßes konstant gehalten. Dadurch ist bekannt, dass die von der Beheizung in das Kochgefäß eingebrachte Energie vollständig wieder abgegeben wird, sei es durch Konvektion, Wärmestrahlung oder Wärmeleitung in die Kochfeldoberfläche. Die eingebrachte Energie kann jedoch von der Beheizung gemessen werden. Da der Zusammenhang aus Fig. 1 bekannt ist, kann somit über Messung einer Energie pro Zeit bzw. Leistung, unter bestimmten Rahmenbedingungen, auf die absolute Temperatur geschlossen werden.The invention therefore uses an energy balance to solve the problem set out at the beginning. By finding a steady state, i.e. a state without a change in the cooking vessel temperature, the internal energy of the cooking vessel is kept constant. As a result, it is known that the energy introduced into the cooking vessel by the heating is completely released again, be it through convection, heat radiation or heat conduction into the hob surface. However, the energy introduced can be measured by the heating. Because the connection Fig. 1 is known, the absolute temperature can be determined by measuring energy per time or power, under certain general conditions.

Claims (11)

  1. Method for operating an induction hob (11) for defined attainment of a specific cooking vessel temperature, the induction hob having a control (17) and a cooking point (13) with at least one induction heating coil (15), having the steps:
    - a cooking vessel (19) is placed on the cooking point (13) and is inductively heated by the induction heating coil (15),
    - prior to a heating process of a cooking vessel (19), a target temperature for the cooking vessel or a use case implying a certain target temperature is entered into the control (17) of the induction hob (11),
    - at the beginning of the heating process, the cooking vessel (19) is heated for a first heating time (t1) with a first relatively large heating power as area power,
    - after the first heating time (t1, t1', t1"), the heating power of the induction heating coil (15) is reduced to such an extent to a first relatively small heating power that would lead to the target temperature in the long run during operation with this first relatively small heating power,
    - it is checked whether, after a short checking time (t2'-t1', t2"-t1") at the first relatively small heating power, the cooking vessel temperature remains constant, rises or falls,
    - wherein in a first case, when the cooking vessel (19) is heated with the first relatively small heating power after the short review time, the cooking vessel temperature remains constant and corresponds to the target temperature, the target temperature is considered to be reached,
    characterized in that the first relatively small heating power is from 0.3 W/cm2 to 2 W/cm2,
    in that, in a second case, when the cooking vessel (19) is heated with the first relatively small heating power, the cooking vessel temperature continues to rise after the short checking time (t2'-t1'), a cooking vessel temperature below the target temperature is detected and the cooking vessel (19) is heated more strongly once again with an intermediate heating power of between 1 W/cm2 and 12 W/cm2 for an intermediate heating time (t3'-t2') and then after the intermediate heating time it is checked again by setting the first relatively small heating power whether the cooking vessel temperature still rises after the short checking time or remains constant, wherein with the cooking vessel temperature remaining constant the first case of reaching the target temperature applies,
    and in that in a third case, that by the setting of the first, relatively small heating power the cooking vessel temperature has not reached the target temperature after the short checking time (t2"-t1"), but drops, a cooking vessel temperature above the target temperature is detected and the first relatively small heating power is increased by the control (17) for an intermediate heating time to an intermediate heating power, which is 10% to 100% greater than the first relatively small heating power, so that a constant temperature is achieved, whereupon heating is resumed at the first relatively small heating power until the temperature has dropped to the target temperature and is maintained there.
  2. Method according to claim 1, characterized in that the target temperature is between 200°C and 250°C.
  3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that in the event that the cooking vessel temperature continues to rise after the intermediate heating time and after the short checking time (t2'-t1'), a cooking vessel temperature below the target temperature is again detected and the cooking vessel (19) is once again heated more strongly with the intermediate heating power for the intermediate heating time, and then, after the intermediate heating time, it is checked again by setting the first relatively small heating power for the short checking time whether the cooking vessel temperature still rises after the short checking time or remains constant, the first case of reaching the target temperature applying if the cooking vessel temperature remains constant.
  4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the short checking time (t2'-t1', t2"-t1") is 1 second to 30 seconds, preferably 5 seconds to 20 seconds.
  5. Method according to of the preceding claims, characterized in that the intermediate heating time (t3'-t2') is 5 seconds to 60 seconds, preferably 10 seconds to 30 seconds.
  6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cooking vessel (19) is operated at a cooking point (13) with one or more induction heating coils (15) and the power of the induction heating coils is jointly considered as area power or heating power.
  7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the amount of energy introduced or the heating power of the induction heating coil (15) is monitored over time.
  8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first relatively large heating power is 3 W/cm2 to 12 W/cm2, in particular 6 W/cm2 to 10 W/cm2.
  9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first relatively small heating power is 0.6 W/cm2 to 0.8 W/cm2.
  10. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate heating power is 1.5 W/cm2 to 8 W/cm2.
  11. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a cooking vessel size is determined by considering the efficiency of the induction heating device by overlapping the induction heating coil (15) with the placed cooking vessel (19).
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