EP3361827B1 - Verfahren zum betrieb eines kochfelds und kochfeld - Google Patents

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EP3361827B1
EP3361827B1 EP18156404.8A EP18156404A EP3361827B1 EP 3361827 B1 EP3361827 B1 EP 3361827B1 EP 18156404 A EP18156404 A EP 18156404A EP 3361827 B1 EP3361827 B1 EP 3361827B1
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EP
European Patent Office
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cooking vessel
heating devices
surface area
heating
covering
Prior art date
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Active
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EP18156404.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3361827A1 (de
Inventor
Christian Egenter
Etienne Fuchs
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EGO Elektro Geratebau GmbH
Original Assignee
EGO Elektro Geratebau GmbH
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Publication date
Application filed by EGO Elektro Geratebau GmbH filed Critical EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority to PL18156404T priority Critical patent/PL3361827T3/pl
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/03—Heating plates made out of a matrix of heating elements that can define heating areas adapted to cookware randomly placed on the heating plate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/05—Heating plates with pan detection means

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a hob as well as to a cooking hob designed for carrying out this method, in particular as an induction hob.
  • an induction hob is known with a cooktop panel under which a plurality of induction heating coils are arranged as heaters in a heating area. These cover an area which essentially corresponds to that of the heating area.
  • a cooking vessel of any size can be placed anywhere on the hob plate and there can be heated with a predetermined by an operator target power level.
  • a plurality of induction heating coils may be provided, for example sixteen and more induction heating coils.
  • a cooking vessel covers in most cases at least two induction heating coils, often also three or four induction heating coils.
  • an induction hob having a plurality of induction heaters and a plurality of sensor coils to detect if and where a cooking vessel is mounted over a plurality of the induction heaters.
  • These sensor coils are arranged, inter alia, over an intermediate region between adjacent induction heaters.
  • the invention has for its object to provide an aforementioned method and a suitable for carrying out this method hob, with which problems of the prior art can be solved and it is particularly possible, a target performance for a cooking vessel so to distribute on at least two heaters that the most uniform possible heating of the cooking vessel takes place, preferably with uniform power density in its soil ,.
  • the hob has a plurality of juxtaposed and successively arranged heating devices in a heating area.
  • the heaters are advantageously identical or identical, preferably, they can at least approximately be regarded as rectangular. Between each side juxtaposed heaters and between successively arranged heaters each a distance is given, so that in each case intermediate surfaces formed between two adjacent heaters, which are arranged side by side or one behind the other.
  • at least one additional pot detection sensor is arranged in the intermediate surfaces or above the intermediate surfaces.
  • These additional pot detection sensors are used to determine the position and size of an attached cooking vessel, which together or alternatively, the heaters themselves can be used. Also in the area of the heating devices or via a heating device, such additional pan detection sensors can advantageously be provided, as a result of which the recognition accuracy is improved.
  • the method according to the invention comprises the following steps. Initially, it is checked whether a cooking vessel is placed on the heating area over several heaters or more than a single heater. For this purpose, it is precisely the heating devices themselves and / or above all the aforementioned additional pot detection sensors that can be used. In this case, it is also clear that power distribution for heating the cooking vessel to the multiple heaters will most likely take place.
  • a position and a size of the placed cooking vessel are determined. For this purpose, based on the information of the heaters themselves and / or the additional pan detection sensors, a stored table can be used, advantageously a geometric model, which will be explained in more detail later.
  • a desired power level is set according to a desired power and / or a desired power density for the cooking vessel, advantageously at an operating device by an operator. Alternatively, it could also be predetermined by a cooking program. Then the user-dependent action is that of placing the cooking vessel on the hob plate or the heating area.
  • heaters are detected which are covered with less or less than a predetermined minimum cover from the cooking vessel. These heaters are not used or activated for heating the cooking vessel, thereby At a low coverage, a very inefficient heating can be avoided, in particular also with regard to possibly resulting interference due to a low coupling of the resulting magnetic field in the cooking vessel because of the low coverage. Furthermore, this may also better avoid conflict situations between cooking vessels or be solved because then so little covered heaters for heating another cooking vessel can be available.
  • Such a minimum coverage may be in a range of 4% to 20%, advantageously in a range of 5% to 10%, which will be explained later.
  • a sum of the areas covered by the cooking vessel on each minimum covered heater is determined or calculated as the sum coverage.
  • These covered areas can be determined particularly advantageous based on the known position and size of the cooking vessel, because it is known how the cooking vessel is placed.
  • the covered areas may be determined from electrical parameters of the heaters due to their cooking vessel detection function. This is especially true in the case that induction heating coils are used.
  • the sum covering is therefore an area.
  • a false area is calculated as the area difference from the determined size or area of the cooking vessel minus the aforementioned sum coverage. This false surface is in turn, just like the sum covering, an area.
  • the heating means corresponds more or less to the area of the air gaps which run between adjacent heating devices and which are covered by the cooking vessel because the heating means are at a certain distance from one another, for example 1 mm to 10 mm. Even if their designation refers only to the false surfaces or these air gaps or distances corresponding to the interfaces between adjacent heating devices, the covered surface of those heating devices which have a lower than the predetermined minimum cover by the cooking vessel is obviously also included here. Thus, this is just a kind of missing surface and the false surface indicates which surface of the cooking vessel is not heated by an underlying and therefore covered heater.
  • a footprint weighting is calculated or determined for each of the minimum coverage heaters. It is needed for splitting the footprint on the powered heaters.
  • heaters with relatively large cover by the cooking vessel can be given a small weight in this calculation, while heaters with relatively small cover by the cooking vessel get a great deal of weight.
  • it can be tried so to achieve the goal not only to somehow produce the predetermined and set target power in the bottom of the cooking vessel, but also to achieve the most uniform distribution of heating. Possible procedures for accurately calculating this error area weighting will be explained later.
  • an effective area for each minimum coverage heater is calculated from the area covered by the cooking vessel on each heater as well as the area difference and the error area weighting.
  • the aforementioned weighting can also be carried out. From the effective area of each heater as well as the set desired power or nominal power density for the cooking vessel, its desired power can be calculated or determined for each heater. Then, the heaters covered by the cooking vessel with the minimum cover are each operated at their desired power. In total, this target power then corresponds to the target power set by means of the desired power level.
  • a previously mentioned minimum covering can amount to 4% to 20% of the respective area of the heating device, advantageously 5% to 10%.
  • the surfaces covered by the cooking vessel on non-considered heating devices, which thus do not reach this minimum coverage, are each added to the area difference for compensation or are taken into account when calculating the error area weighting. This can be done relative to the coverage of the individual heater when slamming for compensation. Relatively heavily covered heaters can get more slammed here than relatively small covered heaters. Alternatively, it can advantageously be provided in the fault area weighting that relatively little covered heaters receive a disproportionate amount of the defective area.
  • the power density for this heating device can be determined from the desired power and the area covered by the cooking vessel and then this heating device can be operated therewith.
  • the proportion of the area covered by the cooking vessel on a minimum coverage heater at the sum coverage of 100% may be subtracted, thereby obtaining the relative false area portion. All relative mismatch portions of the minimum coverage heaters are added together to a mismatched share amount. With more than two covered heaters this can be well over 100%. Then, the relative proportion of each miscargin content at the miscargin portion is determined and multiplied by the previously determined miscar area, thereby obtaining a respective mesa area.
  • This false surface area is then added to the area covered by the cooking vessel, the proportion of this sum being determined on the total area of the cooking vessel, and the power to be delivered to each heater calculated in accordance with this proportion of the set cooking vessel power ,
  • a previously mentioned stronger weighting of low-coverage heaters takes place in the distribution of the unheated fault areas to the heaters covered with minimum coverage.
  • this is about weighting heaters with small coverage in the mismatch compensation that not the relative coverage itself but its difference to the full coverage is used.
  • the error area weighting results from the quotient of a single differential coverage to the sum of all difference coverage, whereby here too only the heaters with sufficient coverage greater than the minimum coverage are used.
  • heaters with a large coverage should also be assigned a negative error area weighting, in order to be able to overcompensate, if appropriate, for the defect area effect. This can be for example for the additional Compensation of the decreasing efficiency with small heater coverage may be necessary.
  • the distance between laterally juxtaposed heaters is smaller than between successively arranged heaters.
  • the distance may be at least 5 mm to 20 mm.
  • the distance can be at least 10 mm to 25 mm.
  • a geometric model mentioned at the outset can be used. This can be stored in a memory of a control of the hob, advantageously as a kind of table.
  • a center of the cooking vessel can be determined and then determined based on the assumption of a circular cooking vessel whose area and thus size.
  • a heating device with an above-average coverage by the cooking vessel experiences a below-average increase in its power owing to the specific relatively smaller proportion of the fault surface area or defective area share sum.
  • a heater with a below-average coverage by the cooking vessel experiences an above-average increase in their performance.
  • a change in position of a set up on the heating cooking vessel is detected. Subsequently, a change in their coverage by the positionally changed cooking vessel can be queried only on those heaters, which are adjacent to this additional pan detection sensor.
  • a heating device it is possible for a heating device to have a power density or a power also below the desired power density set on the operating device or target power is used. This can occur with certain covers or constellations of heaters and cooking vessel.
  • a target total power density of all of a cooking vessel covered and operated to its heating heaters is calculated from the sum of the individual power densities of each heater.
  • This nominal total power density is compared with a maximum power density permissible for a cooking vessel placed above it and to be heated.
  • This maximum power density is dependent on a set desired power density and / or conditions of temperature monitoring in a power control for the heater and / or a temperature monitoring under a cooktop. When the permissible maximum power density is exceeded, the power density is uniformly reduced at all heaters.
  • a heater in the event that it is determined by means of the heaters and the additional pot detection sensors that a heater is covered by at least two cooking vessels either each with more than a minimum cover, advantageously at least 5% or 10% , or covered with more than a minimum cover, preferably more than 10%.
  • a respective nominal power density or desired power is set, the relative proportion of the coverage on this heating device being calculated by the at least two cooking vessels, including a calculated error area weighting, which takes into account the total coverage on this heating device.
  • an induction hob 11 according to the invention is shown in plan view, but with removed or without hob plate, so to speak, a substructure 12.
  • This substructure 12 can, as shown here, be connected as usual with a cooktop.
  • the substructure 12 has a support plate 13, which with supports or the like. is connected to the hob plate.
  • induction heating coils 15a to 15h are arranged on the support plate 13 .
  • the Indutationswespulen 15 are all identical and aligned the same. They each have long pages and short pages. At the corners they are slightly rounded because of the better guidance of the outer coil turns, as they should not be bent. Nevertheless, induction heating coils with this shape are to be regarded below as rectangular or at least approximately rectangular, as explained in the introduction. Above the coil turns ferrite rods are placed. The coil turns themselves are applied to bobbins, and these bobbins are then in turn arranged on the support plate 13.
  • the induction heating coils 15a to 15h each have a certain distance to their adjacent coils, which in practice may be 1 cm to 3 cm, with rather smaller spacings being preferred. Laterally adjacent induction heating coils 15 have a smaller spacing than induction heating coils lying one behind the other. This forms interfaces between long sides of the induction heating coils. These interfaces are all the same width and the same length. Furthermore, the induction heating coils form 15 at their mutually facing or adjacent short sides further intermediate surfaces. These four interfaces are each the same length and the same width. They are in the illustrated embodiment just slightly wider than the long intermediate surfaces due to the slightly different distances.
  • sensor coils 25 are arranged. These sensor coils 25 are advantageous as in the DE 102014224051 A1 described trained, so flat, single-wind or single-layer coils in a round shape with 10 turns to 30 turns. In each case two such sensor coils 25 are arranged in the long intermediate surfaces. In the case of these sensor coils 25 arranged in the long intermediate surfaces, it can be seen that their center is in each case arranged exactly in the middle of the intermediate surfaces or exactly between the laterally adjacent induction heating coils 15 or their long sides. Otherwise, the sensor coils 25 overlap the Indutechnischswespulen 15 on the long sides of each piece, and similar. This may in practice be one to three or four coil turns.
  • the sensor coils 25 in the long intermediate surfaces are arranged mirror-symmetrically to an axis through the short intermediate surfaces.
  • the upper sensor coil 25 is located further from the upper short sides of the induction heating coils 15a and 15b than the lower sensor coil from the lower short sides. This difference can be a few cm, but it is clear.
  • the displacement may be a few cm, for example 1 cm to 5 cm.
  • sensor coils 25 are also arranged. These are also arranged exactly along a central longitudinal axis of the short intermediate surfaces, so overlap the respective upper and the respective lower induction heating coil 15 evenly. These sensor coils 25 also have a small offset from the centric arrangement to the induction heating coils. Finally, 15 sensor coils are still arranged in central regions of the induction heating coils.
  • All sensor coils 25 are connected to a control of the induction hob 11, not shown here.
  • a method for driving them may be the aforementioned DE 102014224051 A1 be removed.
  • the induction hob 11 has an operating area with indicators and controls for adjusting the power of cooking zones, which are formed in various ways by one or more induction heating coils 15. This does not matter much here.
  • a power level can be set on the controls.
  • Fig. 2 is a medium-sized cooking vessel 29 with a diameter of 15 cm placed on the induction hob 11, the surface of its bottom is 177 cm 2 . It can be seen that a center of the cooking vessel 29 is located above the upper right area of the induction heating coil 15e. A sensor coil 25 at the left upper edge of the cooking vessel 29 is just not covered.
  • a control of the induction hob 11 on the basis of the covering information of the induction heating coils 15e and 15f and the covered and just not covered sensor coils 25 determine the exact position and the size of the cooking vessel 29.
  • image of the coverage of the induction heating coils 15e and 15f are created by the cooking vessel 29, wherein the induction heating coils 15a and 15b and other induction heating coils are not covered.
  • the cooking vessel 29 covers interfaces between the induction heating coils 15, especially between the induction heating coils 15e and 15f, but also between the induction heating coils 15a and 15e. These surfaces of the cooking vessel 29, which do not cover Indutechnischsutzspulen should be compensated or compensated with the invention, so to speak.
  • the sum coverage of the cooking vessel 29 is about 151 cm 2 , that is, the sum of the areas covered by the cooking vessel 29 above the induction heating coils 15e and 15f. It follows that 26 cm 2 are not covered as the area difference or as the aforementioned total false area, mainly caused by the distances or air gaps between the induction heating coils.
  • the individual coverages of the induction heating coils 15 through the cooking vessel 29 are 117 cm 2 for the induction heating coil 15e and 34 cm 2 for the induction heating coil 15f.
  • the result for the induction heating coil 15e is a defect area share area of 6 cm 2 and for the induction heating coil 15f a defect area share area of 20 cm 2 .
  • This false surface share surface thus shows that the significantly less covered induction heating coil 15f is weighted considerably more heavily by the error area weighting or gets hit by a relatively more area.
  • the sum becomes an area of 123 cm 2 for the induction heating coil 15e and 54 cm 2 for the induction heating coil 15f.
  • Based on the total area of the cooking vessel 29 this results in 70% for the induction heating coil 15e and 30% for the induction heating coil 15f. From a comparison with the aforementioned relative coverages by the cooking vessel 29 of 78% and 22%, respectively, the greater weighting of the less-covered induction heating coil 15f is clearly visible.
  • a larger cooking vessel 29 with a diameter of 21 cm and a resulting bottom surface 346 cm 2 is placed so that the left upper induction heating coil 15a largely 197 cm 2 , the right upper induction heating coil 15b to almost a third with 91 cm 2 and the lower left induction heating coil 15e is only minimally covered with 2 cm 2 .
  • the lower right induction heating coil 15f is not covered at all. This position and size of the cooking vessel 29 can in turn be determined exactly as explained above.
  • the induction heating coil 15a is made to cover 68% of the cooking vessel bottom, 31.6% for the induction heating coil 15b, and less than 1% for the induction heating coil 15e.
  • the induction heating coil 15e is covered only very slightly and thus the coverage is below a minimum covering, for example, 4% specified, which has been explained in the beginning, it is considered to be not covered. It is therefore not used to heat the cooking vessel 29, which would obviously be nonsensical.
  • their areal proportion according to the invention is added to the other induction heating coils.
  • this is much more pronounced for the induction heating coil 15b with the lower coverage.
  • a corrected miscibility ratio of 68% of the area of the cooking vessel 29 for the induction heating coil 15a and 32% for the induction heating coil 15b results.
  • the result is a cumulative coverage of 288 cm 2 .
  • the induction heating coil 15a has 65% as the relative defective surface ratio, 92% for the induction heating coil 15B, 55% for the induction heating coil 15e, and 88% for the induction heating coil 15f.
  • This relative mismatch percentage adds up to 300% as a miscibility sum, and normalized to 1, just under 22% for the induction heating coil 15a, just under 31% for the induction heating coil 15b, 18% for the induction heating coil 15e, and 29% for the induction heating coil 15f respective normalized relative error area proportion.
  • each induction heating coil 15a to 15f receives these respective normalized relative proportion of the defective area of 76 cm 2 struck, what the induction heating coil 15a an additional 17 cm 2, the induction heating coil 15b 23 cm 2, the induction heating coil 15e 14 cm 2 and the induction heating coil 15f gives 22 cm 2 as the respective miscarginous area of area. It can be seen that these areas of defect surface area thus become relatively large for the two low-coverage induction heating coils 15b and 15f, ie they are weighted more strongly here.

Description

    Anwendungsgebiet und Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kochfelds sowie ein zur Durchführung dieses Verfahrens ausgebildetes Kochfeld, insbesondere als Induktionskochfeld.
  • Aus der DE 102015210650 A1 ist ein Induktionskochfeld bekannt mit einer Kochfeldplatte, unter der mehrere Induktionsheizspulen als Heizeinrichtungen in einem Heizbereich angeordnet sind. Diese überdecken eine Fläche, die im Wesentlichen derjenigen des Heizbereichs entspricht. So ist es möglich, dass ein Kochgefäß mit beliebiger Größe an beliebiger Stelle auf die Kochfeldplatte aufgesetzt werden kann und dort mit einer von einer Bedienperson vorgebbaren Soll-Leistungsstufe beheizt werden kann. Dabei kann eine Vielzahl von Induktionsheizspulen vorgesehen sein, beispielsweise sechzehn und mehr Induktionsheizspulen. Ein Kochgefäß bedeckt in den meisten Fällen mindestens zwei Induktionsheizspulen, häufig auch drei oder vier Induktionsheizspulen.
  • Aus der EP 3026981 A1 ist ein Induktionskochfeld bekannt mit mehreren Induktionsheizeinrichtungen und einer Vielzahl von Sensorspulen, um zu erkennen, ob und wo ein Kochgefäß über mehreren der Induktionsheizeinrichtungen aufgesetzt ist. Diese Sensorspulen sind unter anderem über einem Zwischenbereich zwischen benachbarten Induktionsheizeinrichtungen angeordnet.
  • Aus der EP 1688018 A1 und der EP 2420105 A1 sind weitere Induktionskochfelder bekannt mit jeweils einer Vielzahl von Induktionsheizeinrichtungen. Dort sind jeweils Möglichkeiten beschrieben, wie in dem Fall, dass ein Kochgefäß mehrere Induktionsheizeinrichtungen bedeckt, die Leistung auf die einzelnen Induktionsheizeinrichtungen verteilt wird. Dies wird bei der US 2010/0243642 A1 auch noch weiter dahin entwickelt, dass eine Überprüfung der Aktivierung einzelner Induktionsheizeinrichtungen erfolgt, wenn Änderungen der Bedeckung durch ein Kochgefäß festgestellt werden.
    • Aufgabe und Lösung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeignetes Kochfeld zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und es insbesondere möglich ist, eine Soll-Leistung für ein Kochgefäß so auf mindestens zwei Heizeinrichtungen zu verteilen, dass eine möglichst gleichmäßige Beheizung des Kochgefäßes erfolgt, vorteilhaft mit möglichst gleichmäßiger Leistungsdichte in seinem Boden,.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein entsprechend ausgebildetes Kochfeld mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für das Verfahren oder nur für das Kochfeld beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für das Verfahren als auch für das Kochfeld selbständig und unabhängig voneinander gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
  • Es ist vorgesehen, dass das Kochfeld eine Vielzahl von nebeneinander und hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen in einem Heizbereich aufweist. Die Heizeinrichtungen sind vorteilhaft gleichartig bzw. identisch ausgebildet, bevorzugt können sie zumindest angenähert als rechteckig angesehen werden. Zwischen seitlich nebeneinander angeordneten Heizeinrichtungen und zwischen hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen ist jeweils ein Abstand gegeben, so dass jeweils Zwischenflächen entstehen zwischen zwei benachbarten Heizeinrichtungen, die nebeneinander oder hintereinander angeordnet sind. In den Zwischenflächen oder über den Zwischenflächen ist jeweils mindestens ein Zusatz-Topferkennungssensor angeordnet. Diese Zusatz-Topferkennungssensoren dienen dazu, Position und Größe eines aufgesetzten Kochgefäßes zu bestimmen, wobei dazu gemeinsam oder auch alternativ auch die Heizeinrichtungen selbst herangezogen werden können. Auch im Bereich der Heizeinrichtungen oder über einer Heizeinrichtung können vorteilhaft derartige Zusatz-Topferkennungssensoren vorgesehen sein, wodurch die Erkennungsgenauigkeit verbessert wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet die folgenden Schritte. Eingangs wird überprüft, ob ein Kochgefäß auf dem Heizbereich über mehreren Heizeinrichtungen bzw. mehr als einer einzigen Heizeinrichtung aufgesetzt ist. Dazu können eben die Heizeinrichtungen selbst und/oder vor allem die vorgenannten Zusatz-Topferkennungssensoren verwendet werden. In diesem Fall ist auch klar, dass sehr wahrscheinlich eine Leistungsaufteilung zur Beheizung des Kochgefäßes auf die mehreren Heizeinrichtungen stattfinden wird. In einem folgenden Schritt werden eine Position und eine Größe des aufgesetzten Kochgefäßes bestimmt. Hierzu kann anhand der Informationen der Heizeinrichtungen selbst und/oder der Zusatz-Topferkennungssensoren eine abgespeicherte Tabelle verwendet werden, vorteilhaft ein geometrisches Modell, welches später noch näher erläutert wird. Anschließend wird eine Soll-Leistungsstufe entsprechend einer Soll-Leistung und/oder einer Soll-Leistungsdichte für das Kochgefäß eingestellt, vorteilhaft an einer Bedieneinrichtung durch eine Bedienperson. Alternativ könnte sie auch von einem Kochprogramm vorgegeben sein. Dann ist die benutzerabhängige Handlung diejenige des Aufsetzens des Kochgefäßes auf die Kochfeldplatte bzw. den Heizbereich.
  • In einem folgenden Schritt werden Heizeinrichtungen ermittelt, die mit weniger oder geringer als einer vorgegebenen Mindestbedeckung von dem Kochgefäß bedeckt werden. Diese Heizeinrichtungen werden nicht zum Beheizen des Kochgefäßes verwendet bzw. nicht aktiviert, wodurch bei einer geringen Bedeckung ein sehr ineffizientes Beheizen vermieden werden kann, insbesondere auch bezüglich möglicherweise entstehender Störstrahlung aufgrund einer geringen Einkopplung des entstandenen Magnetfelds in das Kochgefäß wegen der geringen Bedeckung. Des Weiteren können dadurch unter Umständen auch Konfliktfälle zwischen Kochgefäßen besser vermieden werden oder gelöst werden, weil dann derart gering bedeckte Heizeinrichtungen zur Beheizung eines anderen Kochgefäßes zur Verfügung stehen können. Eine solche Mindestbedeckung kann in einem Bereich von 4 % bis 20 % liegen, vorteilhaft in einem Bereich von 5 % bis 10 %, was später noch näher erläutert wird.
  • Danach wird eine Summe der von dem Kochgefäß auf jeder Heizeinrichtung mit Mindestbedeckung bedeckten Flächen als Summenbedeckung bestimmt oder berechnet. Diese bedeckten Flächen können besonders vorteilhaft auf der bekannten Position und Größe des Kochgefäßes basierend bestimmt werden, weil ja bekannt ist, wie das Kochgefäß aufgesetzt ist. Alternativ können die bedeckten Flächen aus elektrischen Parametern der Heizeinrichtungen bestimmt werden aufgrund deren Funktion zur Kochgefäßerkennung. Dies gilt vor allem für den Fall, dass Induktionsheizspulen verwendet werden. Die Summenbedeckung ist also eine Fläche. Dann wird eine Fehlfläche berechnet als Flächendifferenz aus der bestimmten Größe bzw. Fläche des Kochgefäßes minus der vorgenannten Summenbedeckung. Diese Fehlfläche ist wiederum, genauso wie die Summenbedeckung, eine Fläche. Sie entspricht quasi der Fläche der Luftspalte, die zwischen benachbarten Heizeinrichtungen verlaufen und die von dem Kochgefäß überdeckt sind, weil die Heizeinrichtungen einen gewissen Abstand zueinander aufweisen, beispielsweise 1 mm bis 10 mm. Auch wenn deren Bezeichnung nur auf die Fehlflächen bzw. diese Luftspalte oder Abstände entsprechend den Zwischenflächen zwischen benachbarten Heizeinrichtungen hindeutet, so ist hier ganz offensichtlich auch die bedeckte Fläche von denjenigen Heizeinrichtungen enthalten, die eine geringere als die vorgegebene Mindestbedeckung durch das Kochgefäß aufweisen. Somit ist dies eben eine Art fehlende Fläche und die Fehlfläche gibt an, welche Fläche des Kochgefäßes nicht durch eine darunter angeordnete und somit bedeckte Heizeinrichtung beheizt wird.
  • In einem nachfolgenden Schritt wird eine Fehlflächen-Gewichtung für jede der Heizeinrichtungen mit Mindestbedeckung berechnet oder ermittelt. Sie wird für das Aufteilen der Fehlfläche auf die betriebenen Heizeinrichtungen benötigt. Durch diese Fehlflächen-Gewichtung können Heizeinrichtungen mit relativ großer Bedeckung durch das Kochgefäß ein kleines Gewicht bekommen bei diesem Berechnen bzw. Aufteilen, während Heizeinrichtungen mit relativ kleiner Bedeckung durch das Kochgefäß ein großes Gewicht dabei bekommen. Dadurch soll berücksichtigt werden, dass bei Heizeinrichtungen mit relativ kleiner Bedeckung die unbedeckten Fehlflächen bzw. Zwischenflächen im Verhältnis zu der relativ kleinen Bedeckung stärker ins Gewicht fallen als bei Heizeinrichtungen mit relativ großer Bedeckung. Auch dies soll dazu dienen, nicht nur die unbeheizten Fehlflächen bzw. Zwischenflächen zu kompensieren, sondern auch möglicherweise geringere Wirkungsgrade von gering bedeckten Heizeinrichtungen zu kompensieren. Insgesamt kann so versucht werden das Ziel zu erreichen, nicht nur irgendwie die vorgegebene und eingestellte Soll-Leistung im Boden des Kochgefäßes zu erzeugen, sondern auch eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Beheizung zu erreichen. Mögliche Vorgehensweisen beim genauen Berechnen dieser Fehlflächen-Gewichtung werden später noch näher erläutert.
  • Des Weiteren wird eine wirksame Fläche für jede Heizeinrichtung mit Mindestbedeckung aus der von dem Kochgefäß auf jeder Heizeinrichtung bedeckten Fläche sowie aus der Flächendifferenz und aus der Fehlflächen-Gewichtung berechnet. Dabei kann eben auch die vorgenannte Gewichtung vorgenommen werden. Aus der wirksamen Fläche jeder Heizeinrichtung sowie der eingestellten Soll-Leistung bzw. Soll-Leistungsdichte für das Kochgefäß kann für jede Heizeinrichtung ihre Soll-Leistung berechnet werden bzw. bestimmt werden. Dann werden die von dem Kochgefäß mit der Mindestbedeckung bedeckten Heizeinrichtungen mit jeweils ihrer Soll-Leistung betrieben. In Summe entspricht diese Soll-Leistung dann der mittels der Soll-Leistungsstufe eingestellten Soll-Leistung.
  • Eine zuvor genannte Mindestbedeckung kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung 4 % bis 20 % der jeweiligen Fläche der Heizeinrichtung betragen, vorteilhaft 5 % bis 10 %. Die von dem Kochgefäß bedeckten Flächen auf nicht berücksichtigten Heizeinrichtungen, die also nicht diese Mindestbedeckung erreichen, werden der Flächendifferenz jeweils zur Kompensation zugeschlagen bzw. werden beim Berechnen der Fehlflächen-Gewichtung berücksichtigt. Dies kann relativ zur Bedeckung der einzelnen Heizeinrichtung erfolgen beim Zuschlagen zur Kompensation. Relativ stark bedeckte Heizeinrichtungen können hierbei mehr zugeschlagen bekommen als relativ gering bedeckte Heizeinrichtungen. Alternativ kann bei der Fehlflächen-Gewichtung vorteilhaft vorgesehen sein, dass dort relativ gering bedeckte Heizeinrichtungen überproportional viel Anteil der Fehlfläche zugeschlagen bekommen.
  • Bei einer Möglichkeit der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zum Berechnen der Fehlflächen-Gewichtung ermittelt wird, welches Verhältnis die Flächendifferenz zum jeweiligen Anteil der von dem Kochgefäß auf jeder Heizeinrichtung mit Mindestbedeckung bedeckten Fläche aufweist. Dieses Verhältnis kann mit der Flächendifferenz multipliziert werden als Fehlflächen-Anteil. Ein jeweiliger Fehlflächen-Anteil jeder Heizeinrichtung mit einer Mindestbedeckung kann zu der von dem Kochgefäß auf diese Heizeinrichtung bedeckten Fläche addiert werden, wodurch man eine Gesamtfläche pro Heizeinrichtung erhält. Abhängig vom Anteil dieser Gesamtfläche an der Fläche des Topfes ergibt sich die anteilige Soll-Leistung, mit der diese Heizeinrichtung dann beheizt werden kann. Vorteilhaft kann aus der Soll-Leistung und der von dem Kochgefäß bedeckten Fläche die Leistungsdichte für diese Heizeinrichtung bestimmt werden und dann diese Heizeinrichtung damit betrieben werden.
  • In alternativer und besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann zum Berechnen der Fehlflächen-Gewichtung der Anteil der von dem Kochgefäß auf einer Heizeinrichtung mit Mindestbedeckung bedeckten Fläche an der Summenbedeckung von 100 % abgezogen werden, wodurch man den relativen Fehlflächen-Anteil erhält. Sämtliche relativen Fehlflächen-Anteile der Heizeinrichtungen mit Mindestbedeckung werden addiert zu einer Fehlflächen-Anteilsumme. Bei mehr als zwei bedeckten Heizeinrichtungen kann diese deutlich über 100 % liegen. Dann wird der relative Anteil jedes Fehlflächen-Anteils an der Fehlflächen-Anteilsumme bestimmt und mit der zuvor bestimmten Fehlflächen-Fläche multipliziert, wodurch man eine jeweilige Fehlflächen-Anteilsfläche erhält. Diese Fehlflächen-Anteilsfläche wird dann zu der von dem Kochgefäß bedeckten Fläche addiert, wobei der Anteil dieser Summe an der gesamten Fläche des Kochgefäßes bestimmt wird, und die an jede Heizeinrichtung abzugebende Leistung entsprechend diesem Anteil an der eingestellten Soll-Leistung für das Kochgefäß berechnet wird. Dabei erfolgt also eine zuvor genannte stärkere Gewichtung gering bedeckter Heizeinrichtungen bei der Aufteilung der unbeheizten Fehlflächen auf die mit Mindestbedeckung bedeckten Heizeinrichtungen. Dies könnte grundsätzlich zwar auch bereits bei der Aufteilung der Flächen von nicht ausreichend bedeckten Heizeinrichtungen vorgenommen werden, vor allem weil diese auch erfahrungsgemäß sehr wahrscheinlich an eine zwar ausreichend, aber relativ gering bedeckte Heizeinrichtung heranreichen oder benachbart zu dieser angeordnet sind.
  • Einfach ausgedrückt geht hier es darum, um Heizeinrichtungen mit kleiner Bedeckung in der Fehlflächen-Kompensation hoch zu gewichten, dass nicht die relative Bedeckung selbst sondern deren Differenz zur Vollbedeckung verwendet wird. Die Fehlflächen-Gewichtung ergibt sich aus dem Quotient einer einzelnen Differenz-Bedeckung zur Summe aller Differenzbedeckungen, wobei auch hier nur die Heizeinrichtungen mit ausreichender Bedeckung größer der Mindestbedeckung verwendet werden.
  • Es soll im Besonderen auch möglich sein, dass Heizeinrichtungen mit großer Bedeckung eine negative Fehlflächen-Gewichtung zugeordnet bekommen können, um so gegebenenfalls den Fehlflächen-Effekt auch überkompensieren zu können. Dies kann beispielsweise für die zusätzliche Kompensation des abnehmenden Wirkungsgrads bei kleiner Heizeinrichtung-Bedeckung notwendig sein.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstand zwischen seitlich nebeneinander angeordneten Heizeinrichtungen kleiner als zwischen hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen. Bei seitlich nebeneinander angeordneten Heizeinrichtungen kann der Abstand mindestens 5 mm bis 20 mm betragen. Bei hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen kann der Abstand mindestens 10 mm bis 25 mm betragen.
  • In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann aufgrund der Position und der Größe des Kochgefäßes bestimmt werden, welcher Anteil des Kochgefäßes jeweils eine Heizeinrichtung bedeckt. Für das Bestimmen der Position und/oder der Größe des aufgesetzten Kochgefäßes und dann der Bedeckung der einzelnen Heizeinrichtungen durch das Kochgefäß kann ein eingangs genanntes geometrisches Modell verwendet werden. Dieses kann in einem Speicher einer Steuerung des Kochfelds abgespeichert sein, vorteilhaft als eine Art Tabelle. Dabei kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ein Mittelpunkt des Kochgefäßes bestimmt werden und dann basierend auf der Annahme eines kreisrunden Kochgefäßes dessen Fläche und somit Größe ermittelt werden.
  • Bei der vorgenannten Fehlflächen-Gewichtung und ihrer Mittelung kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass eine Heizeinrichtung mit einer überdurchschnittlichen Bedeckung durch das Kochgefäß eine unterdurchschnittliche Erhöhung ihrer Leistung erfährt aufgrund des bestimmten relativ geringeren Anteils an der Fehlflächen-Fläche bzw. Fehlflächen-Anteilsumme. Eine Heizeinrichtung mit einer unterdurchschnittlichen Bedeckung durch das Kochgefäß dagegen erfährt eine überdurchschnittliche Erhöhung ihrer Leistung.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mittels mindestens eines Zusatz-Topferkennungssensors, vorzugsweise auch zusätzlich mittels der Heizeinrichtungen selbst, eine Positionsveränderung eines auf den Heizbereich aufgestellten Kochgefäßes erkannt wird. Anschließend kann nur an denjenigen Heizeinrichtungen eine Veränderung ihrer Bedeckung durch das positionsveränderte Kochgefäß abgefragt werden, die benachbart zu diesem Zusatz-Topferkennungssensor sind.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass für eine Heizeinrichtung eine Leistungsdichte bzw. eine Leistung auch unterhalb der an der Bedieneinrichtung eingestellten Soll-Leistungsdichte bzw. Soll-Leistung verwendet wird. Dies kann bei bestimmten Bedeckungen bzw. Konstellationen von Heizeinrichtungen und Kochgefäß auftreten.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass eine Soll-Gesamtleistungsdichte aller von einem Kochgefäß bedeckten und zu dessen Beheizung betriebenen Heizeinrichtungen berechnet wird aus der Summe der einzelnen Leistungsdichten jeder Heizeinrichtung. Diese Soll-Gesamtleistungsdichte wird mit einer für ein darüber aufgestelltes und zu beheizendes Kochgefäß zulässigen Maximal-Leistungsdichte verglichen. Diese Maximal-Leistungsdichte ist von einer eingestellten Soll-Leistungsdichte und/oder von Zuständen einer Temperaturüberwachung in einer Leistungssteuerung für die Heizeinrichtung und/oder einer Temperaturüberwachung unter einer Kochfeldplatte abhängig. Bei Überschreiten der zulässigen Maximal-Leistungsdichte erfolgt eine gleichmäßige Reduzierung der Leistungsdichte an allen Heizeinrichtungen.
  • In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass für den Fall, dass mittels der Heizeinrichtungen und der Zusatz-Topferkennungssensoren festgestellt wird, dass eine Heizeinrichtung von mindestens zwei Kochgefäßen entweder jeweils mit mehr als einer Mindestbedeckung bedeckt wird, vorteilhaft mindestens 5 % bzw. 10 %, oder zusammen mit mehr als einer Mindestbedeckung bedeckt wird, bevorzugt mehr als 10 %. Dabei ist für jedes Kochgefäß eine jeweilige Soll-Leistungsdichte bzw. Soll-Leistung eingestellt, wobei der relative Anteil der Bedeckung auf dieser Heizeinrichtung durch die mindestens zwei Kochgefäße berechnet wird samt einer berechneten Fehlflächen-Gewichtung, welche die gesamte Bedeckung auf dieser Heizeinrichtung berücksichtigt. Dabei kann für das Kochgefäß mit der geringsten Soll-Leistungsdichte eine Erhöhung der Gesamt-Leistungsdichte an der Heizeinrichtung um maximal 40 % erfolgen, vorteilhaft maximal 30 %, um eine für das andere Kochgefäß eingestellte größere Soll-Leistungsdichte bzw. Soll-Leistung anzupassen. Dies kann dann möglicherweise an anderen Heizeinrichtungen, die dieses Kochgefäß bedeckt, ausgeglichen werden.
  • Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombination bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf ein Induktionskochfeld gemäß der Erfindung mit abgenommener Kochfeldplatte und verschiedenen Konfigurationen von Kochgefäßen darauf und
    Fig. 2 bis 4
    schematische Darstellungen, wie unterschiedlich große Kochgefäße an unterschiedlichen Stellen auf das Induktionskochfeld 11 aufgestellt sind und dabei verschiedene Bedeckungen der Induktionsheizspulen haben.
    Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Induktionskochfeld 11 in der Draufsicht gezeigt, allerdings mit abgenommener bzw. ohne Kochfeldplatte, also sozusagen ein Unterbau 12. Dieser Unterbau 12 kann, wie hier gezeigt, im Wesentlichen wie üblich mit einer Kochfeldplatte verbunden werden. Dazu weist der Unterbau 12 eine Trägerplatte 13 auf, die mit Halterungen odgl. mit der Kochfeldplatte verbunden wird.
  • Auf der Trägerplatte 13 sind acht im Wesentlichen rechteckige Induktionsheizspulen 15a bis 15h angeordnet. Die Induktionsheizspulen 15 sind sämtlich identisch ausgebildet und gleich ausgerichtet. Sie weisen jeweils lange Seiten und kurze Seiten auf. An den Ecken sind sie etwas abgerundet wegen der besseren Führung der äußeren Spulenwindungen, da diese nicht abgeknickt werden sollten. Dennoch sollen Induktionsheizspulen mit dieser Form im Folgenden als rechteckig oder zumindest angenähert rechteckig angesehen werden wie eingangs erläutert. Oberhalb der Spulenwindungen sind Ferritstäbe aufgelegt. Die Spulenwindungen selbst sind auf Spulenträgern aufgebracht, und diese Spulenträger sind dann wiederum auf der Trägerplatte 13 angeordnet.
  • Es ist zu erkennen, dass die Induktionsheizspulen 15a bis 15h zu ihren benachbarten Spulen jeweils einen gewissen Abstand aufweisen, der in der Praxis 1 cm bis 3 cm betragen kann, wobei eher geringere Abstände bevorzugt werden. Seitlich benachbarte Induktionsheizspulen 15 weisen geringeren Abstand auf als hintereinander liegende Induktionsheizspulen. Dadurch bilden sich Zwischenflächen zwischen langen Seiten der Induktionsheizspulen. Diese Zwischenflächen sind sämtlich gleich breit und gleich lang. Des Weiteren bilden die Induktionsheizspulen 15 an ihren zueinander hin weisenden bzw. benachbarten kurzen Seiten weitere Zwischenflächen. Auch diese vier Zwischenflächen sind jeweils gleich lang und gleich breit. Sie sind im hier dargestellten Ausführungsbeispiel eben etwas breiter als die langen Zwischenflächen aufgrund der etwas anderen Abstände.
  • In den Zwischenflächen sind Sensorspulen 25 angeordnet. Diese Sensorspulen 25 sind vorteilhaft wie in der DE 102014224051 A1 beschrieben ausgebildet, also flache, einwindige bzw. einlagige Spulen in runder Form mit 10 Windungen bis 30 Windungen. In den langen Zwischenflächen sind jeweils zwei solcher Sensorspulen 25 angeordnet. Bei diesen in den langen Zwischenflächen angeordneten Sensorspulen 25 ist zu erkennen, dass ihr Mittelpunkt jeweils genau in der Mitte der Zwischenflächen bzw. genau zwischen den seitlich nebeneinander benachbarten Induktionsheizspulen 15 bzw. deren langen Seiten angeordnet ist. Ansonsten überlappen die Sensorspulen 25 die Induktionsheizspulen 15 an deren langen Seiten jeweils ein Stück, und zwar gleichartig. Dies können in der Praxis eine bis drei oder vier Spulenwindungen sein. Des Weiteren sind die Sensorspulen 25 in den langen Zwischenflächen zwar spiegelsymmetrisch zu einer Achse durch die kurzen Zwischenflächen angeordnet. Es ist aber zu erkennen, dass beispielsweise im oberen Bereich des Induktionskochfelds 11 die obere Sensorspule 25 weiter von den oberen kurzen Seiten der Induktionsheizspulen 15a und 15b angeordnet ist als die untere Sensorspule von den unteren kurzen Seiten. Dieser Unterschied kann wenige cm betragen, ist aber deutlich. Die Verschiebung kann einige cm betragen, beispielsweise 1 cm bis 5 cm. Damit wird, wie eingangs angesprochen, die Sensorspulendichte bzw. Erfassungsgenauigkeit im Mittelbereich des gesamten Induktionskochfelds 11 im Vergleich zu den oberen und unteren Randbereichen verbessert.
  • In den kurzen Zwischenflächen sind ebenfalls Sensorspulen 25 angeordnet. Auch diese sind genau entlang einer Mittellängsachse der kurzen Zwischenflächen angeordnet, überlappen also die jeweils obere und die jeweils untere Induktionsheizspule 15 gleichmäßig. Auch diese Sensorspulen 25 weisen einen geringen Versatz von der zentrischen Anordnung zu den Induktionsheizspulen auf. Schließlich sind noch in Mittelbereichen der Induktionsheizspulen 15 Sensorspulen angeordnet.
  • Sämtliche Sensorspulen 25 sind mit einer hier nicht dargestellten Steuerung des Induktionskochfelds 11 verbunden. Ein Verfahren zu ihrer Ansteuerung kann der vorgenannten DE 102014224051 A1 entnommen werden.
  • Im vorderen Bereich weist das Induktionskochfeld 11 einen Bedienbereich auf mit Anzeigen und Bedienelementen zur Leistungseinstellung für Kochstellen, die auf verschiedene Art und Weise von einer oder mehreren Induktionsheizspulen 15 gebildet werden. Dies spielt hier aber keine große Rolle. An den Bedienelementen kann eine Leistungsstufe eingestellt werden.
  • Es sind mehrere Möglichkeiten für aufgestellte Kochgefäße 29 dargestellt. Im linken oberen Bereich ist ein sehr großes Kochgefäß 29a aufgestellt, im vorderen mittleren Bereich ein mittelgroßes Kochgefäß 29b und rechts oben ein kleines Kochgefäß 29c. Die möglichen Anordnungen der Kochgefäße 29a bis 29c der Fig. 1 zeigen verschiedene Möglichkeiten von Bedeckungen. Nachfolgend soll anhand vereinfachter Darstellungen dargelegt werden, wie jeweils die Soll-Leistung für jede Induktionsheizspule 15 abhängig von der Bedeckung durch ein Kochgefäß bestimmt werden kann.
  • In der Fig. 2 ist ein mittelgroßes Kochgefäß 29 mit einem Durchmesser von 15 cm auf das Induktionskochfeld 11 aufgesetzt, wobei die Fläche seines Bodens 177 cm2 beträgt. Es ist zu erkennen, dass ein Mittelpunkt des Kochgefäßes 29 über dem rechten oberen Bereich der Induktionsheizspule 15e liegt. Eine Sensorspule 25 am linken oberen Rand des Kochgefäßes 29 wird gerade nicht mehr überdeckt. Wie zuvor erläutert worden ist und im Prinzip aus der vorgenannten DE 102014224051 A1 leicht vorstellbar ist, kann eine Steuerung des Induktionskochfelds 11 anhand der Bedeckungsinformationen der Induktionsheizspulen 15e und 15f sowie der überdeckten und gerade nicht überdeckten Sensorspulen 25 die genaue Position und auch die Größe des Kochgefäßes 29 bestimmen. Anhand des zuvor genannten geometrischen Modells in der Steuerung kann sozusagen das in Fig. 2 dargestellte Bild von der Bedeckung der Induktionsheizspulen 15e und 15f durch das Kochgefäß 29 erstellt werden, wobei die Induktionsheizspulen 15a und 15b sowie sonstige Induktionsheizspulen nicht bedeckt sind.
  • Es ist auch zu erkennen, dass das Kochgefäß 29 Zwischenflächen zwischen den Induktionsheizspulen 15 bedeckt, vor allem zwischen den Induktionsheizspulen 15e und 15f, aber auch zwischen den Induktionsheizspulen 15a und 15e. Diese Flächen des Kochgefäßes 29, die keine Induktionsheizspulen bedecken, sollen mit der Erfindung sozusagen ausgeglichen bzw. kompensiert werden können.
  • Die Summenbedeckung des Kochgefäßes 29 beträgt etwa 151 cm2, also die Summe der Flächen, die das Kochgefäß 29 über den Induktionsheizspulen 15e und 15f bedeckt. Daraus ergibt sich, dass 26 cm2 nicht bedeckt sind als Flächendifferenz bzw. als eingangs genannte gesamte Fehlfläche, hauptsächlich hervorgerufen durch die Abstände bzw. Luftspalte zwischen den Induktionsheizspulen. Die einzelnen Bedeckungen der Induktionsheizspulen 15 durch das Kochgefäß 29 sind 117 cm2 für die Induktionsheizspule 15e und 34 cm2 für die Induktionsheizspule 15f.
  • Um nun die eingangs genannte Fehlflächen-Gewichtung zu berechnen für jede der Induktionsheizspulen 15e und 15f wird berechnet, welchen Anteil die jeweilige Bedeckung einer Induktionsheizspule an der Summenbedeckung beträgt. Dies sind 78 % für die Induktionsheizspule 15e und 22 % für die Induktionsheizspule 15f. Diese relativen Anteile werden von 1 bzw. von 100 % abgezogen um die relativen Fehlflächen-Anteile zu erhalten. Dies ergibt 22 % für die Induktionsheizspule 15e als relativer Fehlflächen-Anteil bzw. 78 % für die Induktionsheizspule 15f als relativer Fehlflächen-Anteil. Dies wird sozusagen auf 1 normiert, was im vorliegenden Fall relativ leicht ist, da die Summe ja genau 1 ergibt und bei zwei Induktionsheizspulen mit mehr als der Mindestbedeckung auch ergeben muss. Auf die Fehlfläche von 26 cm2 bezogen ergibt sich für die Induktionsheizspule 15e eine Fehlflächen-Anteilsfläche von 6 cm2 und für die Induktionsheizspule 15f eine Fehlflächen-Anteilsfläche von 20 cm2. Diese Fehlflächen-Anteilsfläche zeigt also, dass die deutlich geringer bedeckte Induktionsheizspule 15f durch die Fehlflächen-Gewichtung deutlich stärker gewichtet wird bzw. relativ mehr Fläche hinzugeschlagen bekommt. Somit ergeben sich zusammen mit den zuvor genannten bedeckten Flächen der Induktionsheizspulen als Summe eine Fläche von 123 cm2 für die Induktionsheizspule 15e und 54 cm2 für die Induktionsheizspule 15f. Bezogen auf die Gesamtfläche des Kochgefäßes 29 ergibt dies 70 % für die Induktionsheizspule 15e und 30 % für die Induktionsheizspule 15f. Aus einem Vergleich mit den vorgenannten relativen Bedeckungen durch das Kochgefäß 29 von 78 % bzw. 22 % ist die stärkere Gewichtung der geringer bedeckten Induktionsheizspule 15f deutlich erkennbar.
  • Wenn somit das Kochgefäß 29 auf dem Induktionskochfeld 11 mit einer bestimmten Soll-Leistungsstufe entsprechend einer bestimmten Soll-Leistungsdichte oder Soll-Leistung insgesamt beheizt werden soll, so entfallen auf die Induktionsheizspule 15e davon 70 % und die Induktionsheizspule 15f davon 30 % der Leistung.
  • Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist zu ersehen, dass ein größeres Kochgefäß 29 mit einem Durchmesser von 21 cm und einer daraus resultierenden Bodenfläche 346 cm2 so aufgesetzt ist, dass die linke obere Induktionsheizspule 15a weitgehend mit 197 cm2, die rechte obere Induktionsheizspule 15b zu knapp einem Drittel mit 91 cm2 und die linke untere Induktionsheizspule 15e mit 2 cm2 nur minimal bedeckt ist. Die rechte untere Induktionsheizspule 15f ist gar nicht bedeckt. Diese Position und Größe des Kochgefäßes 29 kann wiederum genau bestimmt werden wie zuvor erläutert.
  • Als genaue Bedeckung ergibt sich für die Induktionsheizspule 15a, dass sie 68 % des Kochgefäßbodens bedeckt, für die Induktionsheizspule 15b sind dies 31,6 % und für die Induktionsheizspule 15e ist dies weniger als 1 %. Da somit die Induktionsheizspule 15e nur sehr gering bedeckt ist und somit die Bedeckung unter einer beispielsweise zu 4 % festgelegten Mindestbedeckung liegt, die eingangs erläutert worden ist, wird sie als gar nicht bedeckt betrachtet. Sie wird also nicht verwendet zum Beheizen des Kochgefäßes 29, was offensichtlich unsinnig wäre. Des Weiteren wird ihr Flächenanteil erfindungsgemäß den anderen Induktionsheizspulen zugeschlagen. Auch dies erfolgt ähnlich wie bei der Fehlflächen-Gewichtung deutlich stärker für die Induktionsheizspule 15b mit der geringeren Bedeckung. So ergibt sich ein korrigierter Fehlflächen-Anteil von 68 % der Fläche des Kochgefäßes 29 für die Induktionsheizspule 15a und 32 % für die Induktionsheizspule 15b. Es ergibt sich eine Summenbedeckung von 288 cm2.
  • Somit liegen auch hier nur zwei zu betreibende Induktionsheizspulen 15 vor. Für die Fehlflächen-Gewichtung werden diese relativen Fehlflächen-Anteile also von 1 abgezogen, was für die Induktionsheizspule 15a 32 % und für die Induktionsheizspule 15b 68 % ergibt. Dann wird wieder auf 1 normiert, was wie zuvor zur Fig. 2 erläutert sehr einfach ist. Dies ergibt jeweils den normierten relativen Fehlflächen-Anteil, nämlich eben 32 % für die Induktionsheizspule 15a und 68 % für die Induktionsheizspule 15b. Somit wird eine Fehlflächen-Fläche zusammen mit der Fläche der zu gering bedeckten Induktionsheizspule 15e von 58 cm2 zu 32 % der Induktionsheizspule 15a und zu 68 % Induktionsheizspule 15b zugeschlagen. Dies ergibt jeweils eine Erhöhung der Fläche um 19 cm2 als Fehlflächen-Anteilsfläche bzw. 39 cm2 als Fehlflächen-Anteilsfläche. Damit ergibt sich für die Induktionsheizspule 15a eine Summe von 216 cm2 und für die Induktionsheizspule 15b von 130 cm2 und somit ein Anteil an der gesamten Fläche des Kochgefäßes 29 von 62 % für die Induktionsheizspule 15a und von 38 % für die Induktionsheizspule 15b. Wie zuvor zu Fig. 2 erläutert wird eine an der Bedieneinrichtung für das Kochgefäß 29 vorgegebene Soll-Leistung dann entsprechend auf die beiden Induktionsheizspulen 15a und 15b aufgeteilt.
  • Eine deutlich kompliziertere Situation liegt bei der Konstellation der Fig. 4 vor, bei der wiederum ein Kochgefäß 29 mit einem Durchmesser von 21 cm und einer Gesamtfläche 346 cm2 alle Induktionsheizspulen 15a, 15b, 15e, 15f bedeckt, und zwar offensichtlich relativ deutlich mit jeweils mehr als einer geforderten Mindestbedeckung. Die Summe der von dem Kochgefäß bedeckten Flächen der Induktionsheizspulen beträgt 270 cm2, somit ergibt sich eine Fehlfläche von 76 cm2. Die Bedeckung der Induktionsheizspule 15a beträgt 95 cm2, diejenige der Induktionsheizspule 15b 22 cm2, diejenige der Induktionsheizspule 15e 120 cm2 und für die Induktionsheizspule 15f 33 cm2. Damit ergeben sich relative Bedeckungen von 35 % für die Induktionsheizspule 15a, 8% für die Induktionsheizspule 15b, 45 % für die Induktionsheizspule 15e und 12% für die Induktionsheizspule 15f.
  • Bei der dann durchzuführenden Fehlflächen-Gewichtung werden diese vier %-Zahlen aufaddiert und ergeben, weil eben keine nicht-beheizte Induktionsheizspule bedeckt wird, 100 % bzw. 1. Dann wird die jeweilige Bedeckung von 1 bzw. 100 % abgezogen um den jeweiligen relativen Fehlflächen-Anteil zu berechnen, so dass sich hieraus für die Induktionsheizspule 15a 65 % als relativer Fehlflächen-Anteil ergibt, für die Induktionsheizspule 15b 92 %, für die Induktionsheizspule 15e 55 % und für die Induktionsheizspule 15f 88 %. Diese relativen Fehlflächen-Anteile aufaddiert ergibt 300 % als Fehlflächen-Anteilssumme, und auf 1 normiert sind dies knapp 22 % für die Induktionsheizspule 15a, knapp 31 % für die Induktionsheizspule 15b, 18 % für die Induktionsheizspule 15e und 29 % für die Induktionsheizspule 15f als jeweiliger normierter relativer Fehlflächen-Anteil. Jede Induktionsheizspule 15a bis 15f bekommt also diesen jeweiligen normierten relativen Anteil an der Fehlfläche von 76 cm2 zugeschlagen, was für die Induktionsheizspule 15a zusätzliche 17 cm2, für die Induktionsheizspule 15b 23 cm2, für die Induktionsheizspule 15e 14 cm2 und für die Induktionsheizspule 15f 22 cm2 als jeweilige Fehlflächen-Anteilsfläche ergibt. Es ist zu sehen, dass diese Fehlflächen-Anteilsflächen also für die beiden gering bedeckten Induktionsheizspulen 15b und 15f relativ groß ausfallen, diese also hierbei stärker gewichtet werden.
  • Damit ergeben sich als Summe gesamte Flächen von 112 cm2 für die Induktionsheizspule 15a, 45 cm2 für die Induktionsheizspule 15b, 134 cm2 für die Induktionsheizspule 15e und 55 cm2 für die Induktionsheizspule 15f. Daraus ergibt sich, dass 32 % der gesamten Leistung für die Beheizung des Kochgefäßes 29 von der Induktionsheizspule 15a erbracht werden, 13 % von der Induktionsheizspule 15b, 39 % von der Induktionsheizspule 15e und 16 % von der Induktionsheizspule 15f. Auch hier ist durch Vergleich mit den relativen Anteilen der Bedeckung von 35 %, 8 %, 45 % und 12 % zu ersehen, dass die erfindungsgemäße Fehlflächen-Gewichtung die gering bedeckten Induktionsheizspulen, hier die Induktionsheizspulen 15b und 15f, sozusagen in ihrer Leistung anhebt um diese geringe Bedeckung und vor allem die zwischen den Induktionsheizspulen liegenden unbedeckten und unbeheizten Zwischenflächen als Fehlfläche auszugleichen.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Kochfelds (11), wobei
    - das Kochfeld (11) eine Vielzahl von nebeneinander und hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen (15a-h) in einem Heizbereich aufweist,
    - zwischen seitlich nebeneinander angeordneten Heizeinrichtungen (15) und zwischen hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen (15) jeweils ein Abstand gegeben ist, der jeweils Zwischenflächen zwischen jeweils zwei nebeneinander bzw. hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen entstehen lässt,
    - in oder über den Zwischenflächen mindestens ein Zusatz-Topferkennungssensor (25) angeordnet ist,
    mit den Schritten:
    - Überprüfen ob ein Kochgefäß (29) auf dem Heizbereich über mehreren Heizeinrichtungen (15) aufgesetzt ist, wobei dazu die Heizeinrichtungen selbst und/oder die Zusatz-Topferkennungssensoren (25) verwendet werden,
    - Bestimmen einer Position und einer Größe des aufgesetzten Kochgefäßes (29), wobei dazu die Heizeinrichtungen (15) selbst und/oder die Zusatz-Topferkennungssensoren (25) verwendet werden,
    - Einstellen einer Soll-Leistungsstufe für das Kochgefäß (29) an einer Bedieneinrichtung, wobei die Soll-Leistungsstufe einer bestimmten Soll-Leistungsdichte und einer bestimmten Soll-Leistung entspricht,
    - Ermitteln von Heizeinrichtungen (15), die mit weniger als einer vorgegebenen Mindestbedeckung von dem Kochgefäß (29) bedeckt werden, wobei diese Heizeinrichtungen nicht zum Beheizen des Kochgefäßes verwendet werden,
    - Bestimmen einer Summe der von dem Kochgefäß (29) auf jeder Heizeinrichtung (15) mit Mindestbedeckung bedeckten Flächen als Summenbedeckung,
    - Berechnen einer Fehlfläche als Flächendifferenz aus der bestimmten Größe des Kochgefäßes (29) minus der Summenbedeckung,
    - Berechnen einer Fehlflächen-Gewichtung für jede Heizeinrichtung (15) mit Mindestbedeckung, wobei Heizeinrichtungen mit relativ großer Bedeckung durch das Kochgefäß (29) ein kleines Gewicht bekommen und Heizeinrichtungen mit relativ kleiner Bedeckung durch das Kochgefäß ein großes Gewicht bekommen,
    - Berechnen einer wirksamen Fläche für jede Heizeinrichtung (15) aus der von dem Kochgefäß (29) auf jeder Heizeinrichtung bedeckten Fläche sowie aus der Flächendifferenz und aus der Fehlflächen-Gewichtung,
    - Berechnen der Soll-Leistung jeder Heizeinrichtung (15) aus der wirksamen Fläche dieser Heizeinrichtung sowie der Soll-Leistungsdichte für das Kochgefäß (29),
    - Betrieb der von dem Kochgefäß (29) bedeckten Heizeinrichtungen (15) mit jeweils ihrer Soll-Leistung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestbedeckung 4 % bis 20 % beträgt, wobei insbesondere die vom Kochgefäß (29) bedeckten Flächen auf den nicht berücksichtigten Heizeinrichtungen (15) mit einer unter der Mindestbedeckung liegenden Bedeckung der Flächendifferenz jeweils zur Kompensation zugeschlagen werden oder beim Berechnen der Fehlflächen-Gewichtung berücksichtigt werden, vorzugsweise jeweils umgekehrt relativ zur Bedeckung der einzelnen Heizeinrichtungen zur Kompensation zugeschlagen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Berechnen der Fehlflächen-Gewichtung der Anteil der von dem Kochgefäß (29) auf einer Heizeinrichtung (15) mit Mindestbedeckung bedeckten Fläche an der Summenbedeckung von 100 % abgezogen wird um den relativen Fehlflächen-Anteil zu erhalten, wobei sämtliche relativen Fehlflächen-Anteile addiert werden zu einer Fehlflächen-Anteilssumme und dann auf den Wert 1 normiert werden, wobei der relative Anteil jedes Fehlflächen-Anteils an der Fehlflächen-Anteilssumme bestimmt wird und mit der Fehlfläche multipliziert wird um eine jeweilige Fehlflächen-Anteilsfläche zu erhalten, wobei diese Fehlflächen-Anteilsfläche zu der von dem Kochgefäß bedeckten Fläche addiert wird und der Anteil dieser Summe an der gesamten Fläche des Kochgefäßes bestimmt wird, wobei die an jede Heizeinrichtung abzugebende Leistung entsprechend diesem Anteil an der Soll-Leistung für das Kochgefäß berechnet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen seitlich nebeneinander angeordneten Heizeinrichtungen (15) kleiner ist als zwischen hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen, wobei vorzugsweise der Abstand mindestens 5 mm bis 20 mm zwischen seitlich nebeneinander angeordneten Heizeinrichtungen und/oder mindestens 10 mm bis 25 mm zwischen hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen beträgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Position und der Größe des Kochgefäßes (29) bestimmt wird, welcher Anteil des Kochgefäßes jeweils eine Heizeinrichtung (15) bedeckt, wobei vorzugsweise das Bestimmen der Position und/oder der Größe des aufgesetzten Kochgefäßes mittels eines geometrischen Modells erfolgt, vorzugsweise in abgespeicherter Form.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinrichtung (15) mit einer überdurchschnittlichen Bedeckung durch das Kochgefäß (29) eine unterdurchschnittliche Erhöhung ihrer Leistung erfährt und eine Heizeinrichtung mit einer unterdurchschnittlichen Bedeckung durch das Kochgefäß eine überdurchschnittliche Erhöhung ihrer Leistung erfährt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass mittels mindestens eines Zusatz-Topferkennungssensors (25), vorzugsweise zusätzlich auch mittels der Heizeinrichtungen (15) selbst, eine Positionsveränderung eines auf den Heizbereich aufgestellten Kochgefäßes (29) erkannt wird, anschließend nur an denjenigen Heizeinrichtungen eine Veränderung ihrer Bedeckung durch das positionsveränderte Kochgefäß abgefragt wird, die zu dem Zusatz-Topferkennungssensor benachbart sind.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Heizeinrichtung (15) eine Leistungsdichte bzw. Leistung auch unterhalb der an der Bedieneinrichtung eingestellten Soll-Leistungsdichte bzw. Soll-Leistung verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Soll-Gesamtleistungsdichte aller von einem Kochgefäß (29) bedeckten und zu dessen Beheizung betriebenen Heizeinrichtungen (15) berechnet wird aus der Summe der einzelnen Leistungsdichten jeder Heizeinrichtung, wobei diese Soll-Gesamtleistungsdichte mit einer für ein darüber aufgestelltes und zu beheizendes Kochgefäß zulässigen Maximal-Leistungsdichte verglichen wird, wobei die Maximal-Leistungsdichte von einer eingestellten Soll-Leistungsdichte und/oder von Zuständen einer Temperaturüberwachung in einer Leistungssteuerung für die Heizeinrichtung und/oder einer Temperaturüberwachung unter einer Kochfeldplatte abhängig ist, wobei bei Überschreiten der zulässigen Maximal-Leistungsdichte eine gleichmäßige Reduzierung der Leistungsdichte an allen Heizeinrichtungen erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass mittels der Heizeinrichtungen (15) und der Zusatz-Topferkennungssensoren (25) festgestellt wird, dass eine Heizeinrichtung von mindestens zwei Kochgefäßen (29) entweder jeweils einzeln oder zusammen mit mehr als einer Mindestbedeckung bedeckt wird, der relative Anteil der Bedeckung auf dieser Heizeinrichtung durch die mindestens zwei Kochgefäße berechnet wird samt einer berechneten Fehlflächen-Gewichtung, die die gesamte Bedeckung auf dieser Heizeinrichtung berücksichtigt, wobei für das Kochgefäß mit der geringsten Soll-Leistungsdichte eine Erhöhung der Gesamt-Leistungsdichte an der Heizeinrichtung um maximal 40 % erfolgt zur Anpassung an eine für das andere Kochgefäß eingestellte größere Soll-Leistungsdichte bzw. Soll-Leistung.
  11. Kochfeld (11) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:
    - eine Vielzahl von nebeneinander und hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen (15a-h) in einem Heizbereich,
    - zwischen seitlich nebeneinander angeordneten Heizeinrichtungen (15) und zwischen hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen ist jeweils ein Abstand gegeben, der jeweils Zwischenflächen zwischen jeweils zwei nebeneinander bzw. hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen entstehen lässt,
    - in oder über den Zwischenflächen ist mindestens ein Zusatz-Topferkennungssensor (25) angeordnet,
    - eine Steuerung, die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  12. Kochfeld (11) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen seitlich nebeneinander angeordneten Heizeinrichtungen (15) kleiner ist als zwischen hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen, wobei vorzugsweise der Abstand mindestens 5 mm bis 20 mm zwischen seitlich nebeneinander angeordneten Heizeinrichtungen und/oder mindestens 10 mm bis 25 mm zwischen hintereinander angeordneten Heizeinrichtungen beträgt.
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