EP3560279A1 - Gargerätevorrichtung - Google Patents

Gargerätevorrichtung

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EP3560279A1
EP3560279A1 EP17822461.4A EP17822461A EP3560279A1 EP 3560279 A1 EP3560279 A1 EP 3560279A1 EP 17822461 A EP17822461 A EP 17822461A EP 3560279 A1 EP3560279 A1 EP 3560279A1
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EP
European Patent Office
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heating
control unit
heating element
temperature
operating state
Prior art date
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Application number
EP17822461.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3560279B1 (de
Inventor
Sergio Llorente Gil
Dan Neumayer
Carlos Obon Abadia
Jose Manuel Palacios Gasós
Edgar Jorge RAMIREZ LABOREO
Fernando Sanz Serrano
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3560279A1 publication Critical patent/EP3560279A1/de
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Publication of EP3560279B1 publication Critical patent/EP3560279B1/de
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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
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • H05B6/129—Cooking devices induction ovens
    • 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
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/0252—Domestic applications
    • H05B1/0258—For cooking
    • H05B1/0261—For cooking of food
    • H05B1/0263—Ovens
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a Garellavorsch according to claim 1 and a method for operating a Garellavorsch according to claim 13.
  • a Garellavorsch with a heating element is already known, which heats an object in a Schubsschreib.
  • the heating element is designed as an induction heating element and part of a cooking appliance designed as a hob, which has the cooking appliance device.
  • a sensor unit detects, outside the heating operating state, three electrical characteristics, namely an electrical current flowing through the heating element in the heating mode, an electrical voltage applied to the heating element in the heating state and a power supplied to the system in the heating state. Outside the heating operating state, the sensor unit transmits the detected electrical parameters to a control unit, which then determines a temperature of the object heated by the heating element.
  • the object of the invention is in particular to provide a generic device with improved properties with respect to a temperature determination.
  • the object is achieved by the features of claims 1 and 13, while advantageous embodiments and developments of the invention, the dependent claims can be removed.
  • Garellavoriques in particular an Indu Vietnamesesgarellavoriques, advantageously an oven apparatus and preferably an induction baking oven apparatus, with at least one heating element, which is provided in at least one SchubetnebsSh for heating at least one object, and proposed with a control unit, which is provided in the SchubetnebsSh to determine from an impedance of a system comprising the heating element and the object a temperature of the object heated by the heating element.
  • a “cooking appliance device” in particular under a “Indu Vietnamesesgarierivorraum”, advantageously under an “oven device” and preferably under an “induction baking oven device”, in particular at least one part, in particular a subassembly of a cooking appliance, in particular a Indu Vietnamesesgarologies, advantageously a baking oven and preferably a Induction oven, to be understood.
  • a "heating element” is to be understood as meaning, in particular, an element which is intended to convert energy, preferably electrical energy, into heat and in particular to supply it to at least one object to be heated.
  • the heating element is designed as an induction heating element and preferably intended to generate an electromagnetic alternating field, in particular with a frequency between 17 kHz and 150 kHz, which is intended in particular to be converted into heat in a particular metallic, preferably ferromagnetic object to be heated by eddy current induction and / or Ummagnetmaschines freee.
  • the object to be heated could be, for example, a cooking utensil, which could be provided in particular for placement on a hob plate of a hob.
  • the object to be heated could be, for example, a cooking utensil, which could be provided for introduction into a cooking chamber of a cooking appliance, such as a baking oven.
  • the object to be heated consists in particular at least partially and advantageously at least to a large extent of a particular ferromagnetic metal. At least "for the most part" is to be understood in particular to a proportion of at least 70%, in particular at least 80%, advantageously at least 90% and preferably at least 95%.
  • the cooking appliance device has at least one supply unit.
  • the supply unit is provided in particular for connection to at least one mains current and / or to at least one household network, in particular to at least one phase of the mains current and / or the household network.
  • the supply unit in the heating operating state, provides at least one high-frequency alternating current for the heating element designed in particular as an induction heating element.
  • the supply unit has at least one inverter, which in particular generates the high-frequency alternating current for the heating element designed in particular as an induction heating element in the heating operating state.
  • heating operating state is to be understood in particular as meaning a state in which the control unit operates the heating element and thereby heats the object to be heated, in particular, in particular in the heating operation. was the supply unit and leads by means of the supply unit to the particular designed as an induction heating heating element electrical energy, in particular in the form of at least one high-frequency alternating current to.
  • control unit is intended in particular to mean an electronic unit which is preferably at least partially integrated in a control and / or regulating unit of a cooking appliance, in particular an induction cooking appliance, advantageously an oven and preferably an induction baking oven, and which is preferably provided for this purpose
  • the control unit preferably comprises an arithmetic unit and, in particular in addition to the arithmetic unit, a memory unit with a control and / or regulating program stored therein, which is provided for execution by the arithmetic unit to become.
  • the control unit is provided in particular for determining the temperature of the object heated by the heating element during the heating of the object and in particular while avoiding switching off the supply unit and / or interrupting the heating of the object.
  • the temperature of the object can be accurately determined, which in particular a simple control and / or a low programming effort of the control unit and / or high performance can be achieved / can.
  • Detection of the temperature of the object by means of at least one temperature sensor, for example by means of at least one infrared sensor and / or by means of at least one resistance sensor, can be dispensed with in particular.
  • the temperature of the object By indirectly determining the temperature of the object, it is possible to dispense, in particular, with at least one temperature sensor, as a result of which, in particular, low costs and / or a low level of storage can / can be made possible.
  • a high accuracy can be achieved regardless of a value of the temperature of the object, since a restriction of the accuracy, for example, by a limited measuring range at least one sensor unit and / or at least one temperature sensor can be avoided.
  • control unit be designed to take into account in determining the temperature a frequency with which the control unit operates the heating element in the heating operating state.
  • control unit "operates" the heating element in the heating operating state
  • the control unit controls the supply unit in the heating operating state and supplies electrical energy, in particular in the form of at least one high-frequency alternating current, to the heating element by means of the supply unit
  • the frequency is at least substantially and advantageously exactly identical to a frequency of the high-frequency alternating current which the supply unit provides in the heating operating state, in particular errors due to unconsidered fluctuations in the frequency can be avoided and / or a particularly accurate determination of the temperature can be made possible.
  • the cooking device device has at least one sensor unit which is provided to detect at least one electrical parameter in the heating mode and to transmit at least one sensor parameter identifying the detected parameter to the control unit for determining the temperature.
  • a "sensor unit” is to be understood as meaning, in particular, at least one unit which has at least one detector for detecting at least the electrical parameter and which is provided to output at least one sensor parameter characterizing the detected parameter.
  • the control unit has, in particular, at least one receiving module, which is provided to read the sensor parameter in the heating operating state from the sensor unit, in particular in the heating operating state to the control unit, in particular to at least one receiving module of the control unit.
  • the control unit is provided, in particular, for the impedance of the system comprising the heating element and the object and for this impedance, in particular, from the sensor parameter received by the sensor unit dere to determine the temperature of the heated by the heating object.
  • additional sensor units and / or temperature sensors can be dispensed with, as a result of which, in particular, low costs and / or low complexity can / can be achieved.
  • the sensor unit could be provided in the heating operating state to detect the frequency with which the control unit operates the heating element in the heating operating state.
  • the electrical parameter could in particular be the frequency with which the control unit operates the heating element in the heating operating state.
  • the control unit advantageously predefines the frequency in the heating operating state and in particular uses the frequency predefined by the control unit in the heating operating state for determining the temperature of the object.
  • the sensor unit is preferably provided in the heating operating state to detect the electrical current flowing through the heating element in the heating operating state and / or the electrical voltage applied to the heating element in the heating operating state and / or the electrical power supplied to the system in the heating operating state, and in particular in the form of at least one sensor parameter to be transmitted to the control unit.
  • the electrical parameter is an electrical current flowing through the heating element in the heating operating state and / or an electrical voltage applied to the heating element in the heating operating state and / or an electric power supplied to the system in the heating operating state.
  • the sensor unit could, for example, have at least one ammeter and / or at least one voltmeter and / or at least one power meter and / or at least one analog-to-digital converter.
  • the electrical parameter can be detected in a simple manner, which in particular allows low complexity.
  • control unit be provided to take into account at least one inductance of the heating element designed in particular as an induction heating element in the heating operating state when determining the temperature.
  • the sensor unit could be provided to detect at least one further electrical parameter in the heating operating state and to transmit at least one further sensor parameter characterizing the detected further parameter to the control unit for determining the temperature.
  • the further electrical parameter could be the inductance of the heating element designed in particular as an induction heating element.
  • the control unit could be provided to determine the inductance of the heating element, in particular as an induction heating element, from the sensor parameter in the heating operating state.
  • a value independent of a mains voltage to which the supply unit is connected in particular can be used to determine the temperature, as a result of which the temperature can in particular be determined exactly.
  • the control unit be provided to take into account at least one effective, in particular ohmic resistance of the system in the heating operating state when determining the temperature.
  • the further electrical parameter could be the effective, in particular ohmic, resistance of the system.
  • the control unit could be provided to determine the effective, in particular ohmic resistance of the system from the sensor parameter in the heating operating state. This can be made possible in particular a high accuracy in the determination of the temperature.
  • control unit when determining the temperature, to take into account at least one relationship between an effective, in particular, ohmic resistance of the system in the heating operating state and the impedance of the system in the heating operating state.
  • the further electrical parameter could be the ratio between an effective, in particular, ohmic resistance of the system in the heating operating state and the impedance of the system.
  • control unit could be provided, in the heating operating state, to determine the relationship between an effective, in particular, ohmic resistance of the system in the heating operating state and the impedance of the system from the sensor parameter. In particular, this makes it possible to achieve a low error rate when determining the temperature.
  • control unit has at least one memory unit and is provided for determining the temperature by comparing the impedance of the system with at least one dependency of an impedance on a temperature stored in the memory unit.
  • the stored dependency could be stored in the storage unit in the form of at least one table and the control unit could be provided in particular for assigning the temperature by assigning the impedance to at least one temperature stored in the table, which could be assigned to at least one corresponding and / or closest impedance value. to investigate.
  • the dependency could be stored in the memory unit in the form of at least one mathematical function, in particular, and the control unit be provided in particular for determining the temperature by calculating the temperature by means of the function at the given impedance.
  • At least two, in particular at least four, advantageously at least eight, particularly advantageously at least twelve and preferably a plurality of dependencies could be stored in the memory unit.
  • Each dependency stored in the storage unit could be specific to at least one given frequency be provided and / or at least be assigned to a given frequency, with which the control unit in the heating operating state could operate the heating element in particular.
  • a high degree of accuracy can be achieved when determining the temperature.
  • the cooking device device could have the object, which could be designed as a cooking utensil and in particular could be provided for placement on a hob plate of a cooking hob.
  • the cooking device device preferably has the object, which is designed as a muffle wall.
  • the muffle wall could be designed, for example, as a muffle back wall and / or as a muffle side wall and / or as a muffle ceiling wall and / or as a muffle bottom wall.
  • the cooking appliance device has at least one muffle, which forms the muffle wall in particular at least essentially.
  • the cooking appliance device has, in particular, at least one appliance door which at least partially delimits the cooking space in the heating operating state.
  • the muffle has in particular at least one muffle back wall and / or at least one muffle side wall, advantageously at least two muffle side walls, and / or at least one muffle cover wall and / or at least one muffle bottom wall.
  • the muffle delimits the cooking chamber, in particular at least partially and advantageously in the heating operating state together with the appliance door, at least substantially.
  • the cooking chamber is provided in particular for the introduction of food to be cooked, such as food, for heating and / or for heating and / or for keeping the food warm.
  • the system comprising the heating element and the object heated by the heating element can in particular be precisely defined, whereby in particular a high degree of accuracy and / or a low error rate in the determination of the temperature can / can be made possible.
  • the temperature can be determined precisely and / or with a minimum error rate.
  • a particularly accurate temperature determination can be achieved, in particular, by a cooking appliance, in particular by an induction cooker, advantageously by an oven and preferably by an induction oven, with at least one cooking apparatus according to the invention, in particular with at least one induction cooking appliance according to the invention, advantageously with at least one oven appliance according to the invention and preferably with at least one induction baking oven device according to the invention.
  • the temperature determination can in particular be further improved by a method for operating a cooking device device according to the invention, in particular an induction cooking device according to the invention, advantageously an oven device according to the invention and preferably an induction baking oven device according to the invention, with at least one heating element which is provided in at least one heating operating state for heating at least one object, wherein, in the heating operation state, a temperature of the object heated by the heating element is determined from an impedance of a system comprising the heating element and the object.
  • the cooking appliance device should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the cooking appliance device may have a different number than a number of individual elements, components and units mentioned herein.
  • FIG. 1 shows a cooking appliance with a cooking appliance device in a heating operating state in a schematic representation
  • FIG. 3 is a circuit diagram of the cooking appliance device in a schematic representation
  • FIG. 4 shows a diagram in which a voltage applied to the heating element in the heating operation state over a time and in the heating mode by the heating element flowing electric current over time, in a schematic representation
  • FIG. 5 shows a diagram in which a dependency of an impedance on a temperature is shown in each case for two different frequencies, in a schematic illustration and FIG
  • FIG. 6 is a flowchart of a method for operating the cooking appliance device in a schematic representation.
  • FIG. 1 shows a cooking device 24 with a cooking device device 10.
  • the cooking device 24 could be designed as a grill device and / or as a steam cooker and / or as a microwave device and / or as a hob.
  • the cooking appliance 24 is designed as an oven, in particular as an induction baking oven.
  • the cooking device device 10 is designed as an oven device, in particular as an induction baking oven device.
  • the cooking appliance device 10 has a muffle 26.
  • the muffle 26 limits a cooking chamber 28 partially.
  • the muffle 26 limits the cooking chamber 28 together with a cooking appliance door 30 substantially.
  • the cooking appliance device 10 has the cooking appliance door 30.
  • the muffle 26 has a muffle bottom wall 32, a muffle ceiling wall 34, two muffle side walls 36, 38 and a muffle back wall 40.
  • the muffle bottom wall 32, the muffle ceiling wall 34, the muffle side walls 36, 38 and the muffle rear wall 40 together with the cooking appliance door 30 essentially define the cooking chamber 28.
  • the cooking device device 10 has an operator interface 42 for inputting and / or selecting operating parameters (see FIG. 1), for example a heating power and / or a heating power density and / or a heating zone.
  • the operator interface 42 is provided for outputting a value of an operating parameter to an operator.
  • the cooking appliance device 10 has a control unit 16.
  • the control unit 16 is provided to execute actions and / or to change settings as a function of operating parameters entered via the user interface 42. In a heating operating state, the control unit 16 regulates an energy supply to at least one heating element 12 (compare FIGS. 2 and 3).
  • the cooking device device 10 has two heating elements 12.
  • the cooking appliance device 10 could in particular have a different number of heating elements 12.
  • the cooking appliance device 10 could have exactly one heating element 12.
  • the cooking appliance device 10 could, for example, have at least three, in particular at least four, advantageously at least five, and preferably a plurality of heating elements 12.
  • the heating elements 12 are arranged outside the cooking chamber 28.
  • a lower heating element 12 of the heating elements 12 is in an installed position below the Muf- felbodenwand 32 arranged.
  • the lower heating element 12 is arranged in a vicinity of the muffle bottom wall 32.
  • An upper heating element 12 of the heating elements 12 is arranged in an installed position above the muffle ceiling wall 34.
  • the upper heating element 12 is arranged in a vicinity of the muffle ceiling wall 34. In the following, only one of the heating elements 12 will be described.
  • the heating element 12 is designed as an induction heating element. In the heating operation state, the heating element 12 is provided for heating an object 14. The heating element 12 inductively heats the object 14 in the heating mode.
  • the cooking device device 10 has the object 14 (see FIGS. 1 to 3).
  • the object 14 is formed as a muffle wall.
  • the object 14 is formed as the muffle bottom wall 32.
  • the object is formed as the muffle ceiling wall 34.
  • the cooking device device 10 has a supply unit 44 (see Fig. 3).
  • the supply unit 44 is provided for connection to a household network 46. In the heating operating state, the supply unit 44 provides a high-frequency alternating current with a frequency f for supplying the heating element 12.
  • control unit 16 activates the supply unit 44 to supply the heating element 12.
  • control unit 16 operates the heating element 12 by means of the supply unit 44 with the frequency f.
  • the control unit 16 determines from an impedance Z 0 of a system 18 comprising the heating element 12 and the object 14 a temperature T of the object 14 heated by the heating element 12.
  • the control unit 16 takes the frequency into account f, with which the control unit 16 in the heating operating state, the heating element 12 operates.
  • the control unit 16 determines the impedance Z 0 of the system 18 from sensor parameters.
  • the control unit 16 receives the sensor parameters from a sensor unit 20 (see Fig. 1).
  • the cooking device device 10 has the sensor unit 20 (see Fig. 1).
  • the sensor unit 20 detects electrical characteristics.
  • the sensor unit 20 detects three electrical parameters. Following the detection of the electrical parameters, the sensor unit 20 transmits one sensor parameter, which characterizes the corresponding detected parameter, to the control unit 16 for determining the temperature T.
  • the sensor unit 20 detects an electric current I 0 flowing through the heating element 12 in the heating operation state (see FIGS. 3 and 4).
  • the electrical characteristic is an electric current I 0 flowing through the heating element 12 in the heating mode.
  • the sensor unit 20 detects an electrical voltage V 0 applied to the heating element 12 in the heating operating state (see FIGS. 3 and 4).
  • the electrical parameter is an electrical voltage V 0 applied to the heating element 12 in the heating operating state.
  • the sensor unit 20 detects an electric power P 0 supplied to the system 18 in the heating operation state (see FIGS. 3 and 4).
  • the electrical characteristic is an electric power P 0 supplied to the system 18 in the heating operation state. In the following, only one of the electrical characteristics will be described.
  • the control unit 16 determines the impedance Z 0 of the system 18 from the electrical characteristic.
  • the control unit 16 in the heating operating state comprises an impedance Z 0 of the system comprising the heating element 12 and the object 14 18 determines the temperature T of the heated by the heating element 12 object 14.
  • the control unit 16 uses a pending on the electrical characteristic formula. From the determined impedance Z 0 of the system 18, the control unit 16 determines the temperature T of the object 14 in the heating operating state.
  • the control unit 16 takes into account an inductance L eq of the heating element 12 in the heating operation state (see Fig. 3). From the electrical parameter, the control unit 16 determines the inductance L eq of the heating element 12 in the heating operating state. In determining the inductance L eq of the heating element 12, the control unit 16 uses a formula dependent on the electrical parameter. In determining the temperature T, the control unit 16 takes into account an effective resistance R eq of the system 18 in the heating operation state (see Fig. 3). The control unit 16 determines from the electrical characteristic the effective resistance R eq of the system 18 in the heating mode. In determining the effective resistance R eq of the system 18, the control unit 16 uses a formula pending on the electrical characteristic.
  • the control unit 16 uses in the heating mode when determining the impedance Z 0 of the system 18 and in determining the inductance L eq of the heating element 12 and in determining the effective resistance R eq of the system 18 following formulas:
  • C is a capacity 48 of the system 18 (see Fig. 3).
  • the quantity ⁇ is proportional to the frequency f at which the control unit 16 operates the heating element 12 in the heating mode.
  • the control unit 16 determines the impedance Z 0 of the system 18 and the inductance L eq of the heating element 12 and the effective resistance R eq of the system 18 in the heating mode.
  • the sensor unit 20 could be at least one in the heating operating state detect further electrical characteristic and transmit a corresponding number of further, the further detected characteristic characterizing sensor parameters to the control unit 16.
  • the further electrical parameter could be, for example, the impedance Z 0 of the system 18 and / or the inductance L eq of the heating element 12 and / or the effective resistance R eq of the system 18.
  • the control unit 16 In determining the temperature T, the control unit 16 takes into account a ratio between the effective heat resistance R eq of the system 18 in the heating mode and the impedance Z 0 of the system 18 in the heating mode. In the present embodiment, in the heating operation state, the control unit 16 determines the relationship between the effective resistance R eq of the system 18 in the heating mode and the impedance Z 0 of the system 18 from the above formulas. Alternatively or additionally, the further electrical parameter could be, for example, the ratio between the effective resistance R eq of the system 18 in the heating operating state and the impedance Z 0 of the system 18.
  • the control unit 16 has a memory unit 22 (see Fig. 1).
  • the control unit 16 determines the temperature T by comparing the impedance Z 0 of the system 18 with a dependency of an impedance Z 0 on a temperature stored in the memory unit 22 (see Fig. 5).
  • Fig. 5 shows the dependence of impedance Z 0 of the temperature at two different frequencies f ⁇ f 2.
  • the frequency is substantially 110 kHz.
  • the frequency f 2 is substantially 130 kHz.
  • the temperature T of the object 14 is dependent on the impedance Z 0 of the system 18.
  • the temperature T of the object 14 is dependent on the frequency f at which the control unit 16 operates the heating element 12 in the heating mode.
  • the temperature T of the object 14 depends on the inductance L eq of the heating element 12.
  • the temperature T of the object 14 depends on the effective resistance R eq of the system 18.
  • the temperature T of the object 14 depends on the relationship between the effective resistance R eq of the system 18 in the heating mode and the impedance Z 0 of the system 18.
  • the control unit 16 adjusts, depending on the determined temperature T of the object 14, the frequency f at which the control unit 16 operates the heating element 12 in the heating operating state. By adjusting the frequency f at which the control unit 16 operates the heating element 12 in the heating operating state, the control unit 16 in the heating operating state regulates a cooking chamber temperature prevailing in the cooking chamber 28.
  • the control unit 16 could use the electrical characteristic, for example, to control and / or regulate a heating power density provided by the heating element 12 and / or a power supplied to the heating element 12 in the heating operating state. Alternatively or additionally, the control unit 16 could use the electrical characteristic, for example, to protect electrical and / or electronic units.
  • an operator inputs an objective temperature T 0bj via the user interface 42 (see Fig. 6).
  • the control unit 16 could, for example, a objective temperature T 0 bj use, which could be defined and / or predetermined, for example, by a particular automatic cooking program and / or by a cooking strategy and / or by a particular selected function.
  • the control unit 16 compares the objective temperature T 0 bj and the temperature T of the object 14 in a temperature control step 50 with each other. Depending on the comparison of the objective temperature T 0 bj and the temperature T of the object 14, the control unit 16 determines an objective power P ob j in the temperature control step 50.
  • the control unit 16 determines in the SchubetnebsTalk in a power control step 52 from the objective power P 0 bj at least one modulation parameter.
  • the modulation parameter could, for example, be the frequency f at which the control unit 16 operates the heating element 12 in the heating condition.
  • the modulation parameter could be, for example, a duty cycle D, with which the control unit 16 in the Schubetnebsschreib operates the heating element 12.
  • control unit 16 operates the heating element 12 with the modulation parameter.
  • the control unit 16 transmits the modulation parameter to the supply unit 44 in the heating operation state.
  • the supply unit 44 provides the objective power P 0 bj in the heating operation state by means of the modulation parameter.
  • the sensor unit 20 detects in the SchubetnebsSullivan at least one output signal of the supply unit 44.
  • the output signal and the electrical characteristic are in particular at least substantially and advantageously completely identical.
  • the output signal is an electric current I 0 flowing through the heating element 12 in the heating operation state.
  • the output signal is an electrical voltage V 0 applied to the heating element 12 in the heating state condition.
  • the output is an electric power Po supplied to the system 18 in the heating operation state.
  • the sensor unit 20 transmits the electrical characteristic to the control unit 16.
  • the control unit 16 takes into account the electrical characteristic in the power control step 52.
  • the control unit 16 determines in the SchubetnebsSullivan in a temperature determination step 54, the temperature T of the object 14th reference numeral

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Abstract

Um eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Temperaturbestimmung bereitzustellen, wird eine Gargerätevorrichtung, insbesondere Induktionsgargerätevorrichtung, mit zumindest einem Heizelement (12), welches in wenigstens einem Heizbetriebszustand zu einer Erhitzung zumindest eines Objekts (14) vorgesehen ist, und mit einer Steuereinheit (16) vorgeschlagen, welche dazu vorgesehen ist, in dem Heizbetriebszustand aus einer Impedanz (Z0) eines das Heizelement (12) und das Objekt (14) umfassenden Systems (18) eine Temperatur (T) des von dem Heizelement (12) erhitzten Objekts (14) zu ermitteln.

Description

GARGERÄTEVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Gargerätevorrichtung nach dem Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Gargerätevorrichtung nach dem Anspruch 13. Aus dem Stand der Technik ist bereits eine Gargerätevorrichtung mit einem Heizelement bekannt, welche in einem Heizbetnebszustand ein Objekt erhitzt. Das Heizelement ist als ein Induktionsheizelement ausgebildet und Teil eines als Kochfeld ausgebildeten Gargeräts, welches die Gargerätevorrichtung aufweist. Eine Sensoreinheit detektiert außerhalb des Heizbetriebszustands drei elektrische Kenngrößen, und zwar einen in dem Heizbetriebszu- stand durch das Heizelement fließenden elektrischen Strom, eine in dem Heizbetnebszustand an dem Heizelement anliegende elektrische Spannung und eine in dem Heizbetnebszustand dem System zugeführte elektrische Leistung. Die Sensoreinheit übermittelt außerhalb des Heizbetriebszustands die detektierten elektrischen Kenngrößen an eine Steuereinheit, welche daraufhin eine Temperatur des von dem Heizelement erhitzten Objekts ermittelt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Temperaturbestimmung bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprü- chen entnommen werden können.
Es wird eine Gargerätevorrichtung, insbesondere eine Induktionsgargerätevorrichtung, vorteilhaft eine Backofenvorrichtung und vorzugsweise eine Induktionsbackofenvorrichtung, mit zumindest einem Heizelement, welches in wenigstens einem Heizbetnebszustand zu einer Erhitzung zumindest eines Objekts vorgesehen ist, und mit einer Steuereinheit vorgeschlagen, welche dazu vorgesehen ist, in dem Heizbetnebszustand aus einer Impedanz eines das Heizelement und das Objekt umfassenden Systems eine Temperatur des von dem Heizelement erhitzten Objekts zu ermitteln. Unter einer„Gargerätevorrichtung", insbesondere unter einer„Induktionsgargerätevorrichtung", vorteilhaft unter einer„Backofenvorrichtung" und vorzugsweise unter einer„Induktionsbackofenvorrichtung", soll insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Gargeräts, insbesondere eines Induktionsgargeräts, vorteilhaft eines Backofens und vorzugsweise eines Induktionsbackofens, verstanden werden. Beispielsweise könnte ein die Gargerätevorrichtung aufweisendes Gargerät als ein Grillgerät und/oder als ein Dampfgargerät und/oder als ein Mikrowellengerät und/oder als ein Kochfeld und/oder als ein Backofen ausgebildet sein.
Unter einem„Heizelement" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element ver- standen werden, welches dazu vorgesehen ist, Energie, vorzugsweise elektrische Energie, in Wärme umzuwandeln und insbesondere zumindest einem zu erhitzenden Objekt zuzuführen. Vorteilhaft ist das Heizelement als Induktionsheizelement ausgebildet und dabei vorzugsweise dazu vorgesehen, ein elektromagnetisches Wechselfeld insbesondere mit einer Frequenz zwischen 17 kHz und 150 kHz zu erzeugen, das insbesondere dazu vorgesehen ist, in einem insbesondere metallischen, vorzugsweise ferromagnetischen zu erhitzenden Objekt durch Wirbelstrominduktion und/oder Ummagnetisierungseffekte in Wärme umgewandelt zu werden.
Das zu erhitzende Objekt könnte beispielsweise ein Gargeschirr sein, welches insbesondere zu einem Aufstellen auf einer Kochfeldplatte eines Kochfelds vorgesehen sein könnte. Alternativ oder zusätzlich könnte das zu erhitzende Objekt beispielsweise ein Gargeschirr sein, welches zu einem Einbringen in einen Garraum eines Gargeräts, wie beispielsweise eines Backofens, vorgesehen sein könnte. Das zu erhitzende Objekt besteht insbesondere wenigstens teilweise und vorteilhaft wenigstens zu einem Großteil aus einem insbesondere ferro- magnetischen Metall. Unter wenigstens„zu einem Großteil" soll insbesondere zu einem Anteil von mindestens 70 %, insbesondere zu mindestens 80 %, vorteilhaft zu mindestens 90 % und vorzugsweise zu mindestens 95 % verstanden werden.
Insbesondere weist die Gargerätevorrichtung zumindest eine Versorgungseinheit auf. Die Versorgungseinheit ist insbesondere zu einem Anschluss an zumindest einen Netzstrom und/oder an zumindest ein Haushaltsnetz, insbesondere an zumindest eine Phase des Netzstroms und/oder des Haushaltsnetzes, vorgesehen. Insbesondere stellt die Versorgungseinheit in dem Heizbetriebszustand zumindest einen hochfrequenten Wechselstrom für das insbesondere als Induktionsheizelement ausgebildete Heizelement bereit. Die Versorgungsein- heit weist insbesondere zumindest einen Wechselrichter auf, welcher in dem Heizbetriebszustand insbesondere den hochfrequenten Wechselstrom für das insbesondere als Induktionsheizelement ausgebildete Heizelement erzeugt.
Unter einem „Heizbetriebszustand" soll insbesondere ein Zustand verstanden werden, in welchem die Steuereinheit das Heizelement betreibt und dieses dadurch insbesondere das zu erhitzende Objekt erhitzt. Insbesondere steuert die Steuereinheit in dem Heizbetriebszu- stand die Versorgungseinheit an und führt mittels der Versorgungseinheit dem insbesondere als Induktionsheizelement ausgebildeten Heizelement elektrische Energie, insbesondere in Form zumindest eines hochfrequenten Wechselstroms, zu. Unter einer„Steuereinheit" soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden wer-den, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit eines Gargeräts, insbesondere eines Induktionsgargeräts, vorteilhaft eines Backofens und vorzugsweise eines Induktionsbackofens, wenigstens teilweise integriert ist und die vorzugsweise dazu vorgesehen ist, zumindest die Versorgungseinheit und/oder das Heizelement zu steuern und/oder zu regeln. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuer- und/oder Regelprogramm, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden.
Die Steuereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, die Temperatur des von dem Heizele- ment erhitzten Objekts während der Erhitzung des Objekts und insbesondere unter Vermeidung eines Abschaltens der Versorgungseinheit und/oder einer Unterbrechung der Erhitzung des Objekts zu ermitteln.
Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestat- tet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Temperaturbestimmung erreicht werden. Ferner kann insbesondere ein hoher Bedienkomfort erreicht werden. Insbesondere kann die Temperatur des Objekts genau ermittelt werden, wodurch insbesondere eine einfache Steuerung und/oder ein geringer Programmierungsaufwand der Steuereinheit und/oder eine hohe Leistungsfähigkeit erzielt werden können/kann. Auf eine Detektion der Temperatur des Objekts mittels zumindest eines Temperatursensors, wie beispielsweise mittels zumindest eines Infrarot-Sensors und/oder mittels zumindest eines Widerstandssensors, kann insbesondere verzichtet werden. Durch eine indirekte Ermittlung der Temperatur des Objekts kann insbesondere auf zumindest einen Temperatursensor verzichtet werden, wodurch insbesondere geringe Kosten und/oder eine geringe Lagerhaltung ermöglicht werden können/kann. Insbesondere kann unabhängig von einem Wert der Temperatur des Objekts eine hohe Genauigkeit erreicht werden, da eine Beschränkung der Genauigkeit beispielsweise durch einen eingeschränkten Messbereich zumindest einer Sensoreinheit und/oder zumindest eines Temperatursensors vermieden werden kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, bei der Ermittlung der Temperatur eine Frequenz, mit welcher die Steuereinheit in dem Heizbetriebszustand das Heizelement betreibt, zu berücksichtigen. Unter der Wendung, dass die Steuereinheit in dem Heizbetriebszustand das Heizelement„betreibt", soll insbesondere verstanden werden, dass die Steuereinheit in dem Heizbetriebszustand die Versorgungseinheit ansteuert und mittels der Versorgungseinheit dem Heizelement elektrische Energie, insbesondere in Form zumindest eines hochfrequenten Wechselstroms, zuführt. Insbesondere ist die Frequenz wenigstens im Wesentlichen und vorteilhaft genau identisch mit einer Frequenz des hochfrequenten Wechselstroms, welchen die Versorgungseinheit in dem Heizbetriebszustand insbesondere bereitstellt. Dadurch können insbesondere Fehler aufgrund von unberücksichtigten Schwankungen in der Frequenz vermieden und/oder eine besonders genaue Ermittlung der Temperatur ermöglicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Gargerätevorrichtung zumindest eine Sensoreinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, in dem Heizbetriebszustand zumindest eine elektrische Kenngröße zu detektieren und zumindest einen, die detektierte Kenngröße kennzeich- nenden Sensorparameter an die Steuereinheit zu der Ermittlung der Temperatur zu übertragen. Unter einer„Sensoreinheit" soll insbesondere zumindest eine Einheit verstanden werden, welche zumindest einen Detektor zu einer Detektion wenigstens der elektrischen Kenngröße aufweist und welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen, die detektierte Kenngröße kennzeichnenden Sensorparameter auszugeben. Insbesondere weist die Sensoreinheit zu- mindest ein Sendemodul auf, welches dazu vorgesehen ist, den Sensorparameter in dem Heizbetriebszustand an die Steuereinheit, insbesondere an zumindest ein Empfangsmodul der Steuereinheit, zu übertragen. Die Steuereinheit weist insbesondere zumindest ein Empfangsmodul auf, welches dazu vorgesehen ist, den Sensorparameter in dem Heizbetriebszustand von der Sensoreinheit, insbesondere von dem Sendemodul der Sensoreinheit, zu empfangen. Die Steuereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, aus dem von der Sensoreinheit empfangenen Sensorparameter die Impedanz des das Heizelement und das Objekt umfassenden Systems und aus dieser Impedanz insbesondere die Temperatur des von dem Heizelement erhitzten Objekts zu ermitteln. Dadurch kann insbesondere auf zusätzliche Sensoreinheiten und/oder Temperatursensoren verzichtet werden, wodurch insbesondere geringe Kosten und/oder eine geringe Komplexität erzielt werden können/kann. Beispielsweise könnte die Sensoreinheit dazu vorgesehen sein, in dem Heizbetriebszustand die Frequenz, mit welcher die Steuereinheit in dem Heizbetriebszustand das Heizelement betreibt, zu detektieren. Die elektrische Kenngröße könnte insbesondere die Frequenz sein, mit welcher die Steuereinheit in dem Heizbetriebszustand das Heizelement betreibt. Vorteil- haft gibt die Steuereinheit in dem Heizbetriebszustand die Frequenz vor und verwendet zu der Ermittlung der Temperatur des Objekts insbesondere die von der Steuereinheit in dem Heizbetriebszustand vorgegebene Frequenz. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit dazu vorgesehen in dem Heizbetriebszustand den in dem Heizbetriebszustand durch das Heizelement fließender elektrischer Strom und/oder die in dem Heizbetriebszustand an dem Heiz- element anliegende elektrische Spannung und/oder die in dem Heizbetriebszustand dem System zugeführte elektrische Leistung zu detektieren und insbesondere in Form zumindest eines Sensorparameters an die Steuereinheit zu übertragen. Insbesondere ist die elektrische Kenngröße ein in dem Heizbetriebszustand durch das Heizelement fließender elektrischer Strom und/oder eine in dem Heizbetriebszustand an dem Heizelement anliegende elektri- sehe Spannung und/oder eine in dem Heizbetriebszustand dem System zugeführte elektrische Leistung. Die Sensoreinheit könnte beispielsweise zumindest ein Amperemeter und/oder zumindest ein Voltmeter und/oder zumindest ein Leistungsmessgerät und/oder zumindest einen Analog-Digital-Wandler aufweisen. Dadurch kann die elektrische Kenngröße insbesondere in einfacher Weise detektiert werden, wodurch insbesondere eine geringe Komplexität ermöglicht werden kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, bei der Ermittlung der Temperatur zumindest eine Induktivität des insbesondere als Induktionsheizelement ausgebildeten Heizelements in dem Heizbetriebszustand zu berücksichtigen. Beispielsweise könnte die Sensoreinheit dazu vorgesehen sein, in dem Heizbetriebszustand zumindest eine weitere elektrische Kenngröße zu detektieren und zumindest einen, die detektierte weitere Kenngröße kennzeichnenden weiteren Sensorparameter an die Steuereinheit zu der Ermittlung der Temperatur zu übertragen. Insbesondere könnte die weitere elektrische Kenngröße die Induktivität des insbesondere als Induktionsheizelement ausgebildeten Heizelements sein. Alternativ oder zusätzlich könnte die Steuereinheit dazu vorgesehen sein, in dem Heizbetriebszustand die Induktivität des insbesondere als Induktionsheizelement ausgebildeten Heizelements aus dem Sensorparameter zu ermitteln. Dadurch kann insbesondere ein von einer Netzspannung, an welche die Versorgungseinheit insbesondere angeschlossen ist, unabhängiger Wert zu der Ermittlung der Temperatur herangezogen werden, wodurch die Temperatur insbesondere exakt ermittelt werden kann. Zudem wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, bei der Ermittlung der Temperatur zumindest einen effektiven insbesondere ohmschen Widerstand des Systems in dem Heizbetriebszustand zu berücksichtigen. Beispielsweise könnte die weitere elektrische Kenngröße der effektive insbesondere ohmsche Widerstand des Systems sein. Alternativ oder zusätzlich könnte die Steuereinheit dazu vorgesehen sein, in dem Heizbetriebszustand den effektiven insbesondere ohmschen Widerstand des Systems aus dem Sensorparameter zu ermitteln. Dadurch kann insbesondere eine hohe Genauigkeit bei der Ermittlung der Temperatur ermöglicht werden. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, bei der Ermittlung der Temperatur zumindest ein Verhältnis zwischen einem effektiven insbesondere ohmschen Widerstand des Systems in dem Heizbetriebszustand und der Impedanz des Systems in dem Heizbetriebszustand zu berücksichtigen. Beispielsweise könnte die weitere elektrische Kenngröße das Verhältnis zwischen einem effektiven insbesondere ohmschen Widerstand des Systems in dem Heizbetriebszustand und der Impedanz des Systems sein. Alternativ oder zusätzlich könnte die Steuereinheit dazu vorgesehen sein, in dem Heizbetriebszustand das Verhältnis zwischen einem effektiven insbesondere ohmschen Widerstand des Systems in dem Heizbetriebszustand und der Impedanz des Systems aus dem Sensorparameter zu ermitteln. Dadurch kann insbesondere eine geringe Fehlerquote bei der Ermittlung der Tem- peratur erzielt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zumindest eine Speichereinheit aufweist und dazu vorgesehen ist, die Temperatur durch Vergleich der Impedanz des Systems mit zumindest einer in der Speichereinheit hinterlegten Abhängigkeit einer Impedanz von einer Temperatur zu ermitteln. Beispielsweise könnte die hinterlegte Abhängigkeit in Form zumindest einer Tabelle in der Speichereinheit hinterlegt und die Steuerreinheit insbesondere dazu vorgesehen sein, die Temperatur durch Zuordnung der Impedanz zu zumindest einer in der Tabelle hinterlegten Temperatur, welche zumindest einem entsprechenden und/oder nächstgelegenen Impedanzwert zugeordnet sein könnte, zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich könnte die Abhängigkeit in Form zumindest einer insbesondere mathematischen Funktion in der Speichereinheit hinterlegt und die Steuereinheit insbesondere dazu vorgesehen sein, die Temperatur durch Berechnung der Temperatur mittels der Funktion bei der gegebenen Impedanz zu ermitteln. Insbesondere könnten in der Speichereinheit zumindest zwei, insbesondere zumindest vier, vorteilhaft zumindest acht, besonders vorteilhaft zumindest zwölf und vorzugsweise eine Vielzahl an Abhängigkeiten hinterlegt sein. Jede in der Speichereinheit hinterlegte Anhängigkeit könnte insbesondere für zumindest eine gegebene Frequenz vorgesehen und/oder zumindest einer gegebenen Frequenz zugeordnet sein, mit welcher die Steuereinheit in dem Heizbetriebszustand das Heizelement insbesondere betreiben könnte. Dadurch kann bei der Ermittlung der Temperatur insbesondere ein hohes Maß an Genauigkeit erzielt werden.
Beispielsweise könnte die Gargerätevorrichtung das Objekt aufweisen, welches als ein Gargeschirr ausgebildet sein und insbesondere zu einem Aufstellen auf einer Kochfeldplatte eines Kochfelds vorgesehen sein könnte. Vorzugsweise weist die Gargerätevorrichtung das Objekt auf, welches als eine Muffelwandung ausgebildet ist. Die Muffelwandung könnte bei- spielsweise als eine Muffelrückwand und/oder als eine Muffelseitenwand und/oder als eine Muffeldeckenwand und/oder als eine Muffelbodenwand ausgebildet sein. Insbesondere weist die Gargerätevorrichtung zumindest eine Muffel auf, welche die Muffelwandung insbesondere wenigstens im Wesentlichen ausbildet. Die Gargerätevorrichtung weist insbesondere zumindest eine Gerätetür auf, welche den Garraum in dem Heizbetriebszustand wenigstens teilweise begrenzt. Die Muffel weist insbesondere zumindest eine Muffel rückwand und/oder zumindest eine Muffelseitenwand, vorteilhaft zumindest zwei Muffelseitenwände, und/oder zumindest eine Muffeldeckenwand und/oder zumindest eine Muffelbodenwand auf. Die Muffel begrenzt den Garraum insbesondere wenigstens teilweise und vorteilhaft in dem Heizbetriebszustand gemeinsam mit der Gerätetür wenigstens im Wesentlichen. Der Garraum ist insbesondere zu einer Einbringung von Gargut, wie beispielsweise Lebensmitteln, zu einer Erhitzung und/oder zu einer Erwärmung und/oder zu einem Warmhalten des Garguts vorgesehen. Dadurch kann das System aus Heizelement und von dem Heizelement erhitztem Objekt insbesondere genau definiert sein, wodurch insbesondere eine hohe Genauigkeit und/oder eine geringe Fehlerquote bei der Ermittlung der Temperatur ermöglicht werden können/kann. Insbesondere kann die Temperatur bei gegebener Impedanz für jede Frequenz, mit welcher die Steuereinheit insbesondere das Heizelement betreibt, exakt und/oder mit minimaler Fehlerquote ermittelt werden.
Eine besonders genaue Temperaturermittlung kann insbesondere erreicht werden durch ein Gargerät, insbesondere durch ein Induktionsgargerät, vorteilhaft durch einen Backofen und vorzugsweise durch einen Induktionsbackofen, mit zumindest einer erfindungsgemäßen Gargerätevorrichtung, insbesondere mit zumindest einer erfindungsgemäßen Induktionsgar- gerätevorrichtung, vorteilhaft mit zumindest einer erfindungsgemäßen Backofenvorrichtung und vorzugsweise mit zumindest einer erfindungsgemäßen Induktionsbackofenvorrichtung. Die Temperaturermittlung kann insbesondere weiter verbessert werden durch ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Gargerätevorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Induktionsgargerätevorrichtung, vorteilhaft einer erfindungsgemäßen Backofenvorrichtung und vorzugsweise einer erfindungsgemäßen Induktionsbackofenvorrichtung, mit zumindest einem Heizelement, welches in wenigstens einem Heizbetriebszustand zu einer Erhitzung zumindest eines Objekts vorgesehen ist, wobei in dem Heizbetriebszustand aus einer Impedanz eines das Heizelement und das Objekt umfassenden Systems eine Temperatur des von dem Heizelement erhitzten Objekts ermittelt wird.
Die Gargerätevorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Gargerätevorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Gargerät mit einer Gargerätevorrichtung in einem Heizbetriebszustand in einer schematischen Darstellung,
Fig. 2 ein vergrößerter Ausschnitt des Gargeräts mit der Gargerätevorrichtung in dem Heizbetriebszustand in einer schematischen Darstellung,
Fig. 3 eine Schaltskizze der Gargerätevorrichtung in einer schematischen Darstellung,
Fig. 4 ein Diagramm, in welchem eine in dem Heizbetriebszustand an dem Heizelement anliegende elektrische Spannung über einer Zeit und ein in dem Heizbetriebszustand durch das Heizelement fließender elektrischer Strom über der Zeit dargestellt sind, in einer schematischen Darstellung,
Fig. 5 ein Diagramm, in welchem für zwei verschiedene Frequenzen jeweils eine Abhängigkeit einer Impedanz von einer Temperatur dargestellt ist, in einer schematischen Darstellung und
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der Gargerätevorrichtung in einer schematischen Darstellung. Fig. 1 zeigt ein Gargerät 24 mit einer Gargerätevorrichtung 10. Beispielsweise könnte das Gargerät 24 als ein Grillgerät und/oder als ein Dampfgargerät und/oder als ein Mikrowellengerät und/oder als ein Kochfeld ausgebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gargerät 24 als ein Backofen, insbesondere als ein Induktionsbackofen, ausgebildet. Die Gargerätevorrichtung 10 ist als eine Backofenvorrichtung, insbesondere als eine Induktionsbackofenvorrichtung, ausgebildet.
Die Gargerätevorrichtung 10 weist eine Muffel 26 auf. Die Muffel 26 begrenzt einen Garraum 28 teilweise. Die Muffel 26 begrenzt den Garraum 28 gemeinsam mit einer Gargerätetür 30 im Wesentlichen. Die Gargerätevorrichtung 10 weist die Gargerätetür 30 auf.
Die Muffel 26 weist eine Muffelbodenwand 32, eine Muffeldeckenwand 34, zwei Muffelseitenwände 36, 38 und eine Muffelrückwand 40 auf. Die Muffelbodenwand 32, die Muffeldeckenwand 34, die Muffelseitenwände 36, 38 und die Muffelrückwand 40 definieren gemein- sam mit der Gargerätetür 30 den Garraum 28 im Wesentlichen.
Die Gargerätevorrichtung 10 weist eine Bedienerschnittstelle 42 zu einer Eingabe und/oder Auswahl von Betriebsparametern auf (vgl. Fig. 1), beispielsweise einer Heizleistung und/oder einer Heizleistungsdichte und/oder einer Heizzone. Die Bedienerschnittstelle 42 ist zu einer Ausgabe eines Werts eines Betriebsparameters an einen Bediener vorgesehen.
Die Gargerätevorrichtung 10 weist eine Steuereinheit 16 auf. Die Steuereinheit 16 ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von mittels der Bedienerschnittstelle 42 eingegebenen Betriebsparametern Aktionen auszuführen und/oder Einstellungen zu verändern. Die Steuer- einheit 16 regelt in einem Heizbetriebszustand eine Energiezufuhr zu zumindest einem Heizelement 12 (vgl. Fig. 2 und 3).
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Gargerätevorrichtung 10 zwei Heizelemente 12 auf. Alternativ könnte die Gargerätevorrichtung 10 insbesondere eine andere Anzahl an Heizelementen 12 aufweisen. Beispielsweise könnte die Gargerätevorrichtung 10 genau ein einziges Heizelement 12 aufweisen. Alternativ könnte die Gargerätevorrichtung 10 beispielsweise zumindest drei, insbesondere zumindest vier, vorteilhaft zumindest fünf und vorzugsweise mehrere Heizelemente 12 aufweisen. In einem Betriebszustand sind die Heizelemente 12 außerhalb des Garraums 28 angeordnet. Ein unteres Heizelement 12 der Heizelemente 12 ist in einer Einbaulage unterhalb der Muf- felbodenwand 32 angeordnet. Das untere Heizelement 12 ist in einem Nahbereich der Muffelbodenwand 32 angeordnet.
Ein oberes Heizelement 12 der Heizelemente 12 ist in einer Einbaulage oberhalb der Muffel- deckenwand 34 angeordnet. Das obere Heizelement 12 ist in einem Nahbereich der Muffeldeckenwand 34 angeordnet. Im Folgenden wird lediglich eines der Heizelemente 12 beschrieben.
Das Heizelement 12 ist als ein Induktionsheizelement ausgebildet. In dem Heizbetriebszu- stand ist das Heizelement 12 zu einer Erhitzung eines Objekts 14 vorgesehen. Das Heizelement 12 erhitzt in dem Heizbetriebszustand das Objekt 14 induktiv.
Die Gargerätevorrichtung 10 weist das Objekt 14 auf (vgl. Fig. 1 bis 3). Das Objekt 14 ist als eine Muffelwandung ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Objekt 14 als die Muffel bodenwand 32 ausgebildet. Das Objekt ist als die Muffeldeckenwand 34 ausgebildet.
Die Gargerätevorrichtung 10 weist eine Versorgungseinheit 44 auf (vgl. Fig. 3). Die Versorgungseinheit 44 ist zu einem Anschluss an ein Haushaltsnetz 46 vorgesehen. In dem Heiz- betriebszustand stellt die Versorgungseinheit 44 einen hochfrequenten Wechselstrom mit einer Frequenz f zur Versorgung des Heizelements 12 bereit.
Die Steuereinheit 16 steuert in dem Heizbetriebszustand die Versorgungseinheit 44 zu einer Versorgung des Heizelements 12 an. In dem Heizbetriebszustand betreibt die Steuereinheit 16 das Heizelement 12 mittels der Versorgungseinheit 44 mit der Frequenz f.
In dem Heizbetriebszustand ermittelt die Steuereinheit 16 aus einer Impedanz Z0 eines das Heizelement 12 und das Objekt 14 umfassenden Systems 18 eine Temperatur T des von dem Heizelement 12 erhitzten Objekts 14. Bei der Ermittlung der Temperatur T des Objekts 14 berücksichtigt die Steuereinheit 16 die Frequenz f, mit welcher die Steuereinheit 16 in dem Heizbetriebszustand das Heizelement 12 betreibt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ermittelt die Steuereinheit 16 die Impedanz Z0 des Systems 18 aus Sensorparametern. In dem Heizbetriebszustand empfängt die Steuereinheit 16 die Sensorparameter von einer Sensoreinheit 20 (vgl. Fig. 1). Die Gargerätevorrichtung 10 weist die Sensoreinheit 20 auf (vgl. Fig. 1). In dem Heizbetriebszustand detektiert die Sensoreinheit 20 elektrische Kenngrößen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel detektiert die Sensoreinheit 20 drei elektrische Kenngrößen. Im Anschluss an die Detektion der elektrischen Kenngrößen überträgt die Sensoreinheit 20 jeweils einen, die entsprechende detektierte Kenngröße kennzeichnenden Sensorparameter an die Steuereinheit 16 zu der Ermittlung der Temperatur T.
In dem Heizbetriebszustand detektiert die Sensoreinheit 20 einen in dem Heizbetriebszustand durch das Heizelement 12 fließenden elektrischen Strom l0 (vgl. Fig. 3 und 4). Die elektrische Kenngröße ist ein in dem Heizbetriebszustand durch das Heizelement 12 fließender elektrischer Strom l0.
In dem Heizbetriebszustand detektiert die Sensoreinheit 20 eine in dem Heizbetriebszustand an dem Heizelement 12 anliegende elektrische Spannung V0 (vgl. Fig. 3 und 4). Die elektri- sehe Kenngröße ist eine in dem Heizbetriebszustand an dem Heizelement 12 anliegende elektrische Spannung V0.
In dem Heizbetriebszustand detektiert die Sensoreinheit 20 eine in dem Heizbetriebszustand dem System 18 zugeführte elektrische Leistung P0 (vgl. Fig. 3 und 4). Die elektrische Kenn- große ist eine in dem Heizbetriebszustand dem System 18 zugeführte elektrische Leistung P0. Im Folgenden wird lediglich eine der elektrischen Kenngrößen beschrieben.
In einem Verfahren zum Betrieb der Gargerätevorrichtung 10 ermittelt die Steuereinheit 16 aus der elektrischen Kenngröße die Impedanz Z0 des Systems 18. In dem Verfahren wird durch die Steuereinheit 16 in dem Heizbetriebszustand aus einer Impedanz Z0 des das Heizelement 12 und das Objekt 14 umfassenden Systems 18 die Temperatur T des von dem Heizelement 12 erhitzten Objekts 14 ermittelt.
Bei der Ermittlung der Impedanz Z0 verwendet die Steuereinheit 16 eine von der elektrischen Kenngröße anhängige Formel. Aus der ermittelten Impedanz Z0 des Systems 18 ermittelt die Steuereinheit 16 in dem Heizbetriebszustand die Temperatur T des Objekts 14.
Bei der Ermittlung der Temperatur T berücksichtigt die Steuereinheit 16 eine Induktivität Leq des Heizelements 12 in dem Heizbetriebszustand (vgl. Fig. 3). Die Steuereinheit 16 ermittelt aus der elektrischen Kenngröße die Induktivität Leq des Heizelements 12 in dem Heizbe- triebszustand. Bei der Ermittlung der Induktivität Leq des Heizelements 12 verwendet die Steuereinheit 16 eine von der elektrischen Kenngröße anhängige Formel. Bei der Ermittlung der Temperatur T berücksichtigt die Steuereinheit 16 einen effektiven Widerstand Req des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand (vgl. Fig. 3). Die Steuereinheit 16 ermittelt aus der elektrischen Kenngröße den effektiven Widerstand Req des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand. Bei der Ermittlung des effektiven Widerstands Req des Systems 18 verwendet die Steuereinheit 16 eine von der elektrischen Kenngröße anhängige Formel.
Die Steuereinheit 16 verwendet in dem Heizbetriebszustand bei der Ermittlung der Impedanz Z0 des Systems 18 und bei der Ermittlung der Induktivität Leq des Heizelements 12 und bei der Ermittlung des effektiven Widerstands Req des Systems 18 nachfolgend angegebene Formeln:
Hierbei ist C eine Kapazität 48 des Systems 18 (vgl. Fig. 3). Die Größe ω ist proportional zu der Frequenz f, mit welcher die Steuereinheit 16 in dem Heizbetriebszustand das Heizelement 12 betreibt. Die Größe ω berechnet sich zu ω = 2πί.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ermittelt die Steuereinheit 16 in dem Heizbetriebszu- stand die Impedanz Z0 des Systems 18 und die Induktivität Leq des Heizelements 12 und den effektiven Widerstand Req des Systems 18. Alternativ oder zusätzlich könnte die Sensoreinheit 20 in dem Heizbetriebszustand beispielsweise zumindest eine weitere elektrische Kenngröße detektieren und eine entsprechende Anzahl an weiteren, die weitere detektierte Kenngröße kennzeichnenden Sensorparametern an die Steuereinheit 16 übertragen. Die weitere elektrische Kenngröße könnte beispielsweise die Impedanz Z0 des Systems 18 und/oder die Induktivität Leq des Heizelements 12 und/oder der effektive Widerstand Req des Systems 18 sein.
Bei der Ermittlung der Temperatur T berücksichtigt die Steuereinheit 16 ein Verhältnis zwi- sehen dem effektiven Wderstand Req des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand und der Impedanz Z0 des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ermittelt die Steuereinheit 16 in dem Heizbetriebszustand das Verhältnis zwischen dem effektiven Widerstand Req des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand und der Impedanz Z0 des Systems 18 aus den oben genannten Formeln. Alternativ oder zusätzlich könnte die weitere elektrische Kenngröße beispielsweise das Verhältnis zwischen dem effektiven Widerstand Req des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand und der Impedanz Z0 des Systems 18 sein.
Die Steuereinheit 16 weist eine Speichereinheit 22 (vgl. Fig. 1) auf. Die Steuereinheit 16 ermittelt die Temperatur T durch Vergleich der Impedanz Z0 des Systems 18 mit einer in der Speichereinheit 22 hinterlegten Abhängigkeit einer Impedanz Z0 von einer Temperatur (vgl. Fig. 5). Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit einer Impedanz Z0 von einer Temperatur bei zwei verschiedenen Frequenzen f^ f2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Frequenz ^ im Wesentlichen 110 kHz. Die Frequenz f2 beträgt im Wesentlichen 130 kHz.
Die Temperatur T des Objekts 14 ist abhängig von der Impedanz Z0 des Systems 18. Die Temperatur T des Objekts 14 ist abhängig von der Frequenz f, mit welcher die Steuereinheit 16 in dem Heizbetriebszustand das Heizelement 12 betreibt. Die Temperatur T des Objekts 14 ist abhängig von der Induktivität Leq des Heizelements 12. Die Temperatur T des Objekts 14 ist abhängig von dem effektiven Widerstand Req des Systems 18. Die Temperatur T des Objekts 14 ist abhängig von dem Verhältnis zwischen dem effektiven Widerstand Req des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand und der Impedanz Z0 des Systems 18.
Die Steuereinheit 16 passt in Abhängigkeit der ermittelten Temperatur T des Objekts 14 die Frequenz f an, mit welcher die Steuereinheit 16 in dem Heizbetriebszustand das Heizelement 12 betreibt. Durch die Anpassung der Frequenz f, mit welcher die Steuereinheit 16 in dem Heizbetriebszustand das Heizelement 12 betreibt, regelt die Steuereinheit 16 in dem Heizbetriebszustand eine in dem Garraum 28 herrschende Garraumtemperatur.
In dem Heizbetriebszustand könnte die Steuereinheit 16 die elektrische Kenngröße beispielsweise zu einer Steuerung und/oder Regelung einer von dem Heizelement 12 bereitge- stellten Heizleistungsdichte und/oder einer dem Heizelement 12 in dem Heizbetriebszustand zugeführten Leistung verwenden. Alternativ oder zusätzlich könnte die Steuereinheit 16 die elektrische Kenngröße beispielsweise zu einem Schutz elektrischer und/oder elektronischer Einheiten verwenden. In dem Verfahren gibt ein Bediener eine objektive Temperatur T0bj mittels der Bedienerschnittstelle 42 ein (vgl. Fig. 6). Alternativ könnte die Steuereinheit 16 beispielsweise eine objektive Temperatur T0bj verwenden, welche beispielsweise durch ein insbesondere automatisches Garprogramm und/oder durch eine Garstrategie und/oder durch eine insbesondere ausgewählte Funktion definiert und/oder vorgegeben sein könnte. In dem Heizbetnebszustand vergleicht die Steuereinheit 16 in einem Temperaturkontrollschritt 50 die objektive Temperatur T0bj und die Temperatur T des Objekts 14 miteinander. In Abhängigkeit des Vergleichs der objektiven Temperatur T0bj und der Temperatur T des Objekts 14 ermittelt die Steuereinheit 16 in dem Temperaturkontrollschritt 50 eine objektive Leistung Pobj.
Die Steuereinheit 16 ermittelt in dem Heizbetnebszustand in einem Leistungskontrollschritt 52 aus der objektiven Leistung P0bj zumindest einen Modulationsparameter. Der Modulationsparameter könnte beispielsweise die Frequenz f sein, mit welcher die Steuereinheit 16 in dem Heizbetnebszustand das Heizelement 12 betreibt. Alternativ oder zusätzlich könnte der Modulationsparameter beispielsweise ein Tastgrad D sein, mit welcher die Steuereinheit 16 in dem Heizbetnebszustand das Heizelement 12 betreibt.
In dem Heizbetnebszustand betreibt die Steuereinheit 16 das Heizelement 12 mit dem Modulationsparameter. Die Steuereinheit 16 überträgt in dem Heizbetnebszustand den Modula- tionsparameter an die Versorgungseinheit 44. Die Versorgungseinheit 44 stellt in dem Heizbetnebszustand mittels des Modulationsparameters die objektive Leistung P0bj bereit.
Die Sensoreinheit 20 detektiert in dem Heizbetnebszustand zumindest ein Ausgangssignal der Versorgungseinheit 44. Das Ausgangssignal und die elektrische Kenngröße sind insbesondere wenigstens im Wesentlichen und vorteilhaft vollständig identisch. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Ausgangssignal ein in dem Heizbetnebszustand durch das Heizelement 12 fließender elektrischer Strom l0. Das Ausgangssignal ist eine in dem Heizbetnebszustand an dem Heizelement 12 anliegende elektrische Spannung V0. Das Ausgangssignal ist eine in dem Heizbetnebszustand dem System 18 zugeführte elektrische Leistung Po.
In dem Heizbetnebszustand überträgt die Sensoreinheit 20 die elektrische Kenngröße an die Steuereinheit 16. Die Steuereinheit 16 berücksichtigt die elektrische Kenngröße in dem Leistungskontrollschritt 52. Die Steuereinheit 16 ermittelt in dem Heizbetnebszustand in einem Temperaturermittlungsschritt 54 die Temperatur T des Objekts 14. Bezugszeichen
10 Gargerätevorrichtung
12 Heizelement
14 Objekt
16 Steuereinheit
18 System
20 Sensoreinheit
22 Speichereinheit
24 Gargerät
26 Muffel
28 Garraum
30 Gargerätetür
32 Muffelbodenwand
34 Muffeldeckenwand
36 Muffelseitenwand
38 Muffelseitenwand
40 Muffelrückwand
42 Bedienerschnittstelle
44 Versorgungseinheit
46 Haushaltsnetz
48 Kapazität
50 Temperaturkontrollschritt
52 Leistungskontrollschritt
54 Temperaturermittlungsschritt
T Temperatur
f Frequenz
lo Strom
Vo Spannung
Po Leistung
Z0 Impedanz
Leq Induktivität
Req Effektiver Widerstand

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Gargerätevorrichtung, insbesondere Induktionsgargerätevorrichtung, mit zumindest einem Heizelement (12), welches in wenigstens einem Heizbetriebszustand zu einer Erhitzung zumindest eines Objekts (14) vorgesehen ist, und mit einer Steuereinheit (16), welche dazu vorgesehen ist, in dem Heizbetriebszustand aus einer Impedanz (Z0) eines das Heizelement (12) und das Objekt (14) umfassenden Systems (18) eine Temperatur (T) des von dem Heizelement (12) erhitzten Objekts (14) zu ermitteln.
Gargerätevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) dazu vorgesehen ist, bei der Ermittlung der Temperatur (T) eine Frequenz (f), mit welcher die Steuereinheit (16) in dem Heizbetriebszustand das Heizelement (12) betreibt, zu berücksichtigen.
Gargerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Sensoreinheit (20), welche dazu vorgesehen ist, in dem Heizbetriebszustand zumindest eine elektrische Kenngröße zu detektieren und zumindest einen, die detektierte Kenngröße kennzeichnenden Sensorparameter an die Steuereinheit (16) zu der Ermittlung der Temperatur zu übertragen.
Gargerätevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (20) dazu vorgesehen ist, in dem Heizbetriebszustand den in dem Heizbetriebszustand durch das Heizelement (12) fließenden elektrischen Strom (l0) zu detektieren.
Gargerätevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (20) dazu vorgesehen ist, in dem Heizbetriebszustand die in dem Heizbetriebszustand an dem Heizelement (12) anliegende elektrische Spannung (V0) zu detektieren.
Gargerätevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (20) dazu vorgesehen ist, in dem Heizbetriebszustand die in dem Heizbetriebszustand dem System (18) zugeführte elektrische Leistung (P0) zu detektieren.
Gargerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) dazu vorgesehen ist, bei der Ermittlung der Tem- peratur (T) zumindest eine Induktivität (Leq) des Heizelements (12) in dem Heizbetnebszustand zu berücksichtigen.
Gargerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) dazu vorgesehen ist, bei der Ermittlung der Temperatur (T) zumindest einen effektiven Widerstand (Req) des Systems (18) in dem Heizbetriebszustand zu berücksichtigen.
Gargerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) dazu vorgesehen ist, bei der Ermittlung der Temperatur (T) zumindest ein Verhältnis zwischen einem effektiven Widerstand (Req) des Systems (18) in dem Heizbetriebszustand und der Impedanz (Z0) des Systems (18) in dem Heizbetriebszustand zu berücksichtigen.
10. Gargerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) zumindest eine Speichereinheit (22) aufweist und dazu vorgesehen ist, die Temperatur (T) durch Vergleich der Impedanz (Z0) des Systems (18) mit zumindest einer in der Speichereinheit (22) hinterlegten Abhängigkeit einer Impedanz von einer Temperatur zu ermitteln.
1 1. Gargerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Objekt (14), welches als eine Muffelwandung ausgebildet ist.
12. Gargerät mit zumindest einer Gargerätevorrichtung (10) nach einem der vorhergehen- den Ansprüche.
13. Verfahren zum Betrieb einer Gargerätevorrichtung (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , mit zumindest einem Heizelement (12), welches in wenigstens einem Heizbetriebszustand zu einer Erhitzung zumindest eines Objekts (14) vorgesehen ist, wobei in dem Heizbetriebszustand aus einer Impedanz (Z0) eines das Heizelement
(12) und das Objekt (14) umfassenden Systems (18) eine Temperatur des von dem Heizelement (12) erhitzten Objekts (14) ermittelt wird.
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