EP4209114A1 - Kochfeldzubehörvorrichtung - Google Patents

Kochfeldzubehörvorrichtung

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Publication number
EP4209114A1
EP4209114A1 EP21752564.1A EP21752564A EP4209114A1 EP 4209114 A1 EP4209114 A1 EP 4209114A1 EP 21752564 A EP21752564 A EP 21752564A EP 4209114 A1 EP4209114 A1 EP 4209114A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
signal
hob
accessory device
pass filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21752564.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tomas Cabeza Gozalo
Javier Lasobras Bernad
Sergio Llorente Gil
Julio Rivera Peman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP4209114A1 publication Critical patent/EP4209114A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them
    • H05B6/1236—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them adapted to induce current in a coil to supply power to a device and electrical heating devices powered in this way
    • 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
    • H05B2213/06—Cook-top or cookware capable of communicating with each other

Definitions

  • the invention relates to a hob accessory according to claim 1 and a method for operating a hob accessory according to claim 12.
  • a cooking utensil with a temperature sensor and with a communication interface for communication with a hob is already known from the prior art.
  • An operating status of the hob can be transmitted wirelessly, for example using Bluetooth, from the hob to the communication interface of the cooking utensil, as a result of which the temperature sensor can be switched on or off depending on the operating status of the hob.
  • Disadvantages of such a solution are a relatively high level of technical complexity and high costs for the communication interface.
  • the cooking utensil is used with an induction hob, errors and/or faults in data transmission may occur due to alternating electromagnetic fields of the induction hob.
  • the functionality of such a cooking utensil is disadvantageously limited to such hobs that are equipped with a suitable communication interface for communication with the cooking utensil, which severely limits flexibility for a user.
  • the object of the invention is in particular to provide a generic device with improved properties in terms of efficiency.
  • the object is achieved according to the invention by the features of claims 1 and 12, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the dependent claims.
  • a cooktop accessory device is proposed with at least one detection coil, which is provided for detecting at least one inductive signal of at least one induction heating unit, in particular a cooktop, and with a signal evaluation unit, which is provided for determining at least one parameter of the inductive signal.
  • Such a configuration can advantageously provide a hob accessory device with a high degree of efficiency. It can be particularly beneficial cost efficiency can be improved over known devices from the prior art if the signal evaluation unit determines at least one parameter of the inductive signal, since units for transmitting the at least one parameter of the inductive signal from the hob having the induction heating unit to the hob accessory device can be dispensed with.
  • a hob accessory device with a high level of flexibility can be provided for a user, which enables particularly flexible use in combination with a large number of induction heating units of different hobs.
  • the parameter of the inductive signal and from it the operating state of the induction heating unit can advantageously be determined with particularly simple technical means and particularly reliably and with little susceptibility to faults.
  • the hob accessory device is preferably a functional part, in particular a structural and/or functional component, of a hob accessory.
  • the hob accessory device can in particular also include the entire hob accessory.
  • a cooktop accessory having the cooktop accessory device can be designed as a cooking utensil, preferably as an induction cooking utensil, for example as a cooking pot, in particular as an induction cooking pot, and/or as a pan, in particular an induction pan, or the like.
  • the hob accessory having the hob accessory device can be designed as an underlay mat, which could be provided in particular for setting up at least one cooking utensil.
  • the hob accessory having the hob accessory device is preferably provided for operation with the at least one induction heating unit, which in at least one operating state provides energy, preferably for the purpose of indirect or direct heating of the hob accessory, in the form of an alternating electromagnetic field.
  • the induction heating unit can be part of a hob, in particular an induction hob, with a hob plate on which the hob accessory having the hob accessory device can be placed, in particular for heating purposes.
  • the induction heating unit could be part of a cooking system which, in an assembled state, is arranged under a countertop, for example a kitchen worktop.
  • the inductive signal is preferably a signal which is induced in the detection coil by the alternating electromagnetic field when the induction heating unit is in the operating state.
  • the signal evaluation unit is preferably electrically conductively connected to the detection coil.
  • the signal evaluation unit preferably has a rectifier unit with at least one rectifier element, for example a rectifier diode, which is provided for converting the inductive signal, which is a bipolar signal with a periodically changing electrical polarity, for example an alternating voltage and/or an alternating current, into a to convert a unipolar signal with only one electrical polarity.
  • the unipolar signal can be a direct voltage, in particular a pulsating and/or smoothed one, and/or a direct current, in particular a pulsating and/or smoothed one.
  • the signal evaluation unit preferably has at least one amplifier unit, which can be in the form of an operational amplifier, for example.
  • the amplifier unit is preferably located electrically downstream of the rectifier unit and is intended to amplify the inductive signal converted into the unipolar signal by means of the rectifier unit.
  • the amplifier unit could be electrically upstream of the rectifier unit and provided for amplifying the inductive signal.
  • numerals such as “first” and “second” preceding certain terms are used only to distinguish objects and/or to associate objects with one another and do not imply a total number present and/or ranking of objects.
  • a “second object” does not necessarily imply the existence of a "first object”.
  • Provided is intended to mean specifically programmed and/or designed and/or equipped.
  • the fact that an object is provided for a specific function should be understood to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
  • the signal evaluation unit is provided to determine an operating state of the induction heating unit by means of the parameter.
  • Such a configuration can advantageously be used to determine the operating status State of the induction heating unit can be achieved with particularly simple technical means.
  • the signal evaluation unit preferably has at least one computing unit for determining the operating state of the induction heating unit.
  • the computing unit can include a microprocessor or the like, for example.
  • the hob accessory device has a control unit which is intended to change an operating state of at least one further unit depending on the operating state of the induction heating unit determined by the signal evaluation unit.
  • the control unit is preferably provided to automatically change the operating state of the at least one further unit as a function of the operating state of the induction heating unit determined by the signal evaluation unit, in particular using presettings that can be changed by a user.
  • the change in the operating state of the additional unit can, for example, switch the additional unit on or off or change from a first operating state of the additional unit, for example an active operating state, to at least one second operating state that differs from the first, for example an inactive operating state and /or an idle operating state of the other unit.
  • An energy consumption of the further unit in the inactive state is preferably lower than in the active operating state.
  • the energy consumption of the further unit in the idle operating state is preferably further reduced compared to the inactive operating state.
  • the control unit can be provided to change the operating state of the further unit and an operating state of at least one second further unit depending on the operating state of the induction heating unit determined by the signal evaluation unit.
  • the control unit could put the further unit and the second further unit into mutually different operating states depending on the operating state of the induction unit determined by the signal generating unit.
  • the control unit could switch on the further unit and switch off the second further unit depending on the operating state of the induction heating unit determined by the signal evaluation unit.
  • the at least one further unit whose operating state can be changed by the control unit depending on the operating state of the induction heating unit determined by the signal evaluation unit, could be part of the hob accessory having the hob accessory device, for example.
  • the hob accessory device includes the further unit, which has at least one sensor element. Such a configuration can advantageously improve operating convenience and/or an operating experience for a user.
  • the sensor element is preferably provided for recording at least one parameter and/or one physical property, with the recording being active, such as in particular by generating and sending out an electrical measurement signal, and/or passively, such as in particular by detecting changes in the properties of a sensor component of the sensor element, can take place.
  • the sensor element of the additional unit could be designed as a temperature sensor and/or as a volume sensor and/or as a weight sensor and/or as another sensor that appears sensible to a person skilled in the art. It is conceivable for the further unit to have further sensor elements which are designed differently from the sensor element and from one another and are intended in particular to provide various further sensor functions.
  • the hob accessory device could have at least one second further unit, which in particular can be designed differently from the further unit.
  • the further unit could be designed as a sensor unit and have at least one sensor element.
  • the second further unit could be designed as a further sensor unit, in particular with at least one further sensor element different from the sensor element, or as a unit different from a sensor unit, for example as a control panel or as a stirring unit or as another unit that appears sensible to a person skilled in the art be.
  • the parameter is an oscillation parameter of the inductive signal.
  • the operating state of the induction heating unit can advantageously be determined particularly easily and/or quickly and/or reliably by the signal evaluation unit using the parameter.
  • the oscillation parameter of the inductive signal could be, for example, a frequency and/or an amplitude and/or a duty cycle of the inductive signal.
  • the parameter it would be conceivable for the parameter to be one of an oscillation parameter different electromagnetic parameters of the inductive signal, for example a voltage induced in the detection coil by the inductive signal and/or a current and/or an electric and/or magnetic field strength of an electromagnetic field induced by the inductive signal in the detection coil or the like.
  • the signal evaluation unit is provided for determining at least one further parameter of the inductive signal.
  • the additional parameter could include, for example, an additional vibration parameter different from the vibration parameter and/or an additional electromagnetic parameter.
  • the additional parameter includes an activation sequence of the inductive signal.
  • the operating state of the induction heating unit can advantageously be determined particularly precisely by the signal evaluation unit. In order to regulate energy provided by the induction heating unit for the purpose of heating, a frequency of a high-frequency alternating current, by means of which the induction heating unit is operated, is usually varied.
  • the frequency of the high-frequency alternating current for operating the induction heating unit is preferably characterized by the oscillation parameter of the inductive signal.
  • the energy provided by the induction heating unit can be switched on and/or off sequentially within individual time intervals, which in particular are parts or multiples of a period of a mains frequency of a power supply network, by means of which the induction heating unit supplied with electrical energy, can be varied, such a variation preferably being characterized by the activation sequence of the inductive signal.
  • the signal evaluation unit has at least one first low-pass filter with a first cut-off frequency and at least one second low-pass filter with a second cut-off frequency different from the first cut-off frequency for further processing of the inductive signal.
  • the first limit frequency is preferably frequency of the first low-pass filter is greater than a maximum frequency of a high-frequency alternating current, by means of which the induction unit, in particular by an inverter, can be operated.
  • the first limit frequency is at least 80 kHz, advantageously at least 85 kHz, particularly advantageously at least 90 kHz, preferably at least 95 kHz and particularly preferably at least 100 kHz.
  • the second cut-off frequency of the second low-pass filter is preferably lower than the first cut-off frequency of the first low-pass filter, particularly preferably lower than 27 kHz, and higher than a mains frequency of a power supply network that provides energy for supplying the induction heating unit.
  • the second limit frequency preferably corresponds to at least twice the mains frequency of the power supply network which provides the energy for supplying the induction heating unit.
  • the signal evaluation unit determines the parameter of the inductive signal preferably by means of the first low-pass filter and by means of the second low-pass filter.
  • the first low-pass filter is preferably provided to generate a first evaluation signal from the inductive signal.
  • the second low-pass filter is preferably provided to generate a second evaluation signal from the inductive signal that is different from the first evaluation signal.
  • the signal evaluation unit preferably has at least one comparator which is provided to compare the first evaluation signal with the second evaluation signal and to determine the parameter of the inductive signal from this.
  • the comparator could be designed as an analog comparator.
  • the comparator is preferably designed as a digital comparator and is particularly preferably integrated in the processing unit of the signal generation unit.
  • the first low-pass filter and the second low-pass filter are arranged in parallel with one another. Such a configuration can advantageously improve a circuit.
  • the signal evaluation unit has at least one third low-pass filter with a third cut-off frequency that is different from the first cut-off frequency and the second cut-off frequency for the further processing of the inductive signal.
  • a signal evaluation can advantageously be further improved by such a configuration.
  • the third cut-off frequency of the third low-pass filter is in particular lower than the second cut-off frequency of the second low-pass filter, advantageously lower than the mains frequency of the power supply network which provides energy for supplying the induction heating unit.
  • the third limit frequency preferably corresponds to the third low-pass filter filters a tenth of the mains frequency of the power supply network, which provides the energy to supply the induction heating unit.
  • the third low-pass filter is preferably arranged in parallel with the first low-pass filter and in parallel with the second low-pass filter.
  • the third low-pass filter is preferably provided for determining the further parameter.
  • the signal evaluation unit determines the further parameter of the inductive signal preferably by means of the second low-pass filter and by means of the third low-pass filter.
  • the third low-pass filter is preferably provided to generate a third evaluation signal from the inductive signal, which differs from the first evaluation signal and from the second evaluation signal.
  • the signal evaluation unit preferably has at least one further comparator which is provided to compare the second evaluation signal with the third evaluation signal and to determine the parameter of the inductive signal from this.
  • the invention also relates to a hob accessory, in particular a cooking utensil or an underlay mat, with a hob accessory device according to one of the configurations described above.
  • a hob accessory is characterized in particular by the aforementioned advantages of the hob accessory device.
  • a method for operating a hob accessory device is also proposed, with at least one inductive signal of at least one induction heating unit being detected and at least one parameter of the inductive signal being determined.
  • a particularly simple and reliable method for determining at least one parameter of the inductive signal can advantageously be provided.
  • the method is also distinguished by an advantageously high degree of efficiency.
  • the hob accessory device should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the hob accessory device can have a number of individual elements, components and units that differs from the number specified here in order to fulfill a function described herein.
  • a hob accessory with a hob accessory device comprising a detection coil, a signal evaluation unit, a control unit and a further unit, in a schematic view,
  • FIG. 2 shows a schematic electrical circuit diagram of the signal evaluation unit with a first low-pass filter, a second low-pass filter and a third low-pass filter
  • FIG. 3 shows a schematic diagram to show a change in an operating state of the further unit by the control unit
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a method of operating the cooktop accessory device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a hob accessory 50.
  • the hob accessory 50 is designed as a cooking utensil.
  • the hob accessory 50 is set up above an induction heating unit 16 of a hob 52 .
  • the induction heating unit 16 is provided for heating the hob accessory 50 designed as a cooking utensil.
  • the induction heating unit 16 provides at least one inductive signal 14 for the heating of the cooktop accessory 50 embodied as a cookware.
  • the hob accessory 50 includes a hob accessory device 10 .
  • the hob accessory device 10 includes a detection coil 12.
  • the detection coil 12 is provided for detecting the at least one inductive signal 14.
  • the hob accessory device 10 has a signal evaluation unit 18 .
  • the signal evaluation unit 18 is provided for determining at least one parameter 20 (cf. FIG. 2) of the inductive signal 14 .
  • the signal evaluation unit 18 is electrically conductively connected to the detection coil 12 . In the operating state of the induction heating unit 16 the inductive signal 14 is induced in the detection coil 12 . In the present case, the signal evaluation unit 18 is provided to determine an operating state 22 (cf. FIG. 3) of the induction heating unit 16 by means of the parameter 20 .
  • the hob accessory device 10 has a further unit 28 .
  • the further unit 28 is designed as a sensor unit and includes at least one sensor element 30.
  • the sensor element 30 is designed as a temperature sensor.
  • the sensor element 30 is arranged within a food receiving space 70 of the cooktop accessory 50 designed as a cooking utensil and is provided for temperature measurement within the food receiving space 70 .
  • the hob accessory device 10 has a control unit 26 .
  • the control unit 26 is provided to change an operating state of the further unit 28 depending on the operating state of the induction heating unit 16 determined by the signal evaluation unit 18 .
  • FIG. 2 shows a schematic electrical circuit diagram of the signal evaluation unit 18.
  • the signal evaluation unit 18 has a rectifier diode 54, by means of which the inductive signal 14, which is initially present as a bipolar signal with periodically changing electrical polarity, is rectified.
  • the signal evaluation unit 18 has an operational amplifier 56 .
  • the operational amplifier 56 is electrically downstream of the rectifier diode 54 and is provided to amplify the inductive signal 14 rectified by the rectifier diode 54 .
  • the signal evaluation unit 18 has a first low-pass filter 38 for further processing of the inductive signal 14 .
  • the first low-pass filter 38 has a first cut-off frequency.
  • the signal evaluation unit 18 has a second low-pass filter 40 for the further processing of the inductive signal 14 .
  • the second low-pass filter 40 has a second cut-off frequency.
  • the second cut-off frequency of the second low-pass filter 40 differs from the first cut-off frequency of the first low-pass filter 38 .
  • the first low-pass filter 38 and the second low-pass filter 40 are arranged in parallel with one another.
  • the signal evaluation unit 18 has a third low-pass filter 42 .
  • the third low-pass filter 42 has a third cut-off frequency.
  • the third cutoff frequency of the third Low-pass filter 42 differs from the first cut-off frequency of first low-pass filter 38 and from the second cut-off frequency of second low-pass filter 40 .
  • the first limit frequency of the first low-pass filter 38 is greater than a maximum frequency of an alternating current, by means of which the induction heating unit 16 can be operated.
  • the induction heating unit 16 could be operated with a high-frequency alternating current with a maximum frequency of 75 kHz and the first limit frequency of the first low-pass filter 38 could be 100 kHz, for example.
  • the second cut-off frequency of the second low-pass filter 40 is lower than the first cut-off frequency of the first low-pass filter 38 and higher than a mains frequency of a power supply network (not shown), which provides energy for supplying the induction heating unit 16 .
  • the second limit frequency of the second inverter corresponds to twice the mains frequency of the power supply network and could be 100 Hz, for example, at a mains frequency of 50 Hz.
  • the third cut-off frequency of the third low-pass filter 42 is lower than the second cut-off frequency of the second low-pass filter 40 and lower than the mains frequency.
  • the third limit frequency of the third low-pass filter 42 could be 5 Hz, for example.
  • the first low-pass filter 38 generates a first evaluation signal 44 from the inductive signal 14 .
  • the signal evaluation unit 18 has a first impedance converter 82 .
  • the first impedance converter 82 is connected to an arithmetic unit (not shown) of the signal evaluation unit 18 and converts the first evaluation signal 44 into a form that is compatible with an input voltage of the arithmetic unit.
  • the second low-pass filter 40 generates a second evaluation signal 46 from the inductive signal 14.
  • the signal evaluation unit 18 has a second impedance converter 84, which converts the second evaluation signal 46 into a form that is compatible with an input voltage of the computing unit.
  • the third low-pass filter 42 generates a third evaluation signal 48 from the inductive signal 14.
  • the signal evaluation unit 18 has a third impedance converter 86, which correspondingly converts the third evaluation signal 48 into a form compatible with an input voltage of the computing unit.
  • the signal evaluation unit 18 has a comparator 58 .
  • the comparator 58 compares the first evaluation signal 44 with the second evaluation signal 46 and uses this to determine the parameter ter 20 of the inductive signal 14.
  • the parameter 20 is an oscillation parameter 32 of the inductive signal 14.
  • the oscillation parameter 32 is the frequency of the high-frequency alternating current by means of which the induction heating unit 16 is operated.
  • the signal evaluation unit 18 is provided for determining a further parameter 34 of the inductive signal 14 .
  • the signal evaluation unit 18 has a further comparator 60 .
  • further comparator 60 compares second evaluation signal 46 with third evaluation signal 48 and uses this to determine further parameter 34 of inductive signal 14.
  • the comparator 58 and the further comparator 60 are part of the computing unit (not shown) of the signal evaluation unit 18.
  • the further parameter 34 includes an activation sequence 36 of the inductive signal 14.
  • the activation sequence 36 of the inductive signal 14 describes a sequence of time periods in which the induction heating unit 16 is either switched on or off for the purpose of varying the energy provided to the hob accessory 50 .
  • Figure 3 shows a schematic diagram for an exemplary representation of a time profile of the operating state 22 of the induction heating unit 16 determined by the signal evaluation unit 18.
  • the further unit 28 is in an active operating state 24.
  • a first control period 72 begins.
  • the first control period 72 can correspond to a multiple of a period of a mains voltage of a power supply network (not shown).
  • the first control period 72 could correspond to three times the period of the mains voltage and last for a period of three milliseconds at a mains frequency of 50 Hz.
  • the control unit 26 After the first control period 72 has elapsed, the control unit 26 obtains first status information 76 relating to the operating status 22 of the induction heating unit 16 from the signal evaluation unit 18. If the first status information 76 includes that the induction heating unit 16 was inactive during the control period 72, the control unit 26 uses the operating state 22 of the induction heating unit 16 determined by the signal evaluation unit 18 to change the operating state of the further unit 28 from the active operating state 24 to an inactive operating state 66. In the inactive operating state 66 an energy consumption of the further unit 28 is reduced.
  • the control unit 26 After the end of a second control period 74, which includes the first control period 72 and which corresponds to a multiple of the first control period 72, for example a duration of at least 2 seconds, the control unit 26 obtains additional status information, which is either first additional status information 78 or a second further status information 80 can be.
  • the first additional status information item 78 includes a change in the operating status 22, in this case a renewed start-up of the induction heating unit 16.
  • the control unit 26 changes the operating status of the additional unit 28 from the inactive operating status 66 to the active operating status 24.
  • the second additional status information 80 does not contain any change in the operating status 22 of the induction heating unit 16 determined by the signal evaluation unit 18.
  • a third control period 88 which in turn corresponds to a multiple of the second control period 76, the control unit 26 regularly obtains status information from the signal evaluation unit 18. If the control unit 26 during the third control period 88 several times in succession, in the present case for example three times in a row, which receives the status information 76 and the second additional status information 80 from the signal evaluation unit 18, the control unit 26 changes the operating status of the additional unit 28 from the inactive operating status 66 to an idle operating status 68 In the idle operating state 68, the energy consumption of the further unit 28 is further reduced compared to the inactive operating state 66.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram showing a method for operating the hob accessory device 10.
  • the at least one inductive signal 14 of the at least one induction heating unit 16 is detected and at least the parameter 20 of the inductive signal 14 is determined.
  • the method includes a method step 62.
  • the inductive signal 14 is detected, specifically by means of the detection coil 12 (cf. FIG. 1).
  • the method includes a further method step 64.
  • at least the parameter 20 is determined.
  • the inductive signal 14 is first rectified, namely by means of the rectifier diode 54 of the signal evaluation unit 18.
  • the rectified inductive signal 14 is subsequently amplified in the further method step 64, specifically by means of the operational amplifier 56 of the signal evaluation unit 18.
  • the first evaluation signal 44 is generated.
  • the second evaluation signal 46 is generated by means of the second low-pass filter 40 of the signal evaluation unit 18 and the third evaluation signal 48 is generated by means of the third low-pass filter 42 of the signal evaluation unit 18 .
  • the first evaluation signal 44 is compared with the second evaluation signal 46, specifically by means of the comparator 58 of the signal evaluation unit 18, and the parameter 20 of the inductive signal 14 is determined therefrom.
  • the second evaluation signal 46 is compared with the third evaluation signal 48, specifically by means of the further comparator 60, and the further parameter 34 is determined therefrom.

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Abstract

Um insbesondere eine Kochfeldzubehörvorrichtung (10) mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen, wird eine Kochfeldzubehörvorrichtung (10) vorgeschlagen mit zumindest einer Detektionsspule (12), die zur Detektion zumindest eines induktiven Signals (14) zumindest einer Induktionsheizeinheit (16) vorgesehen ist, und mit einer Signalauswertungseinheit (18), welche zur Bestimmung zumindest eines Parameters (20) des induktiven Signals (14) vorgesehen ist.

Description

Kochfeldzubehörvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Kochfeldzubehörvorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Kochfeldzubehörvorrichtung nach Anspruch 12.
Aus dem Stand der Technik ist bereits ein Gargeschirr mit einem Temperatursensor und mit einer Kommunikationsschnittstelle zu einer Kommunikation mit einem Kochfeld bekannt. Ein Betriebszustand des Kochfelds kann drahtlos, beispielsweise mittels Bluetooth, von dem Kochfeld an die Kommunikationsschnittstelle des Gargeschirrs übertragen werden, wodurch der Temperatursensor in Abhängigkeit des Betriebszustands des Kochfelds ein- beziehungsweise ausgeschaltet werden kann. Nachteilig bei einer derartigen Lösung sind ein relativ hoher technischer Aufwand und hohe Kosten für die Kommunikationsschnittstelle. Zudem kann es im Falle einer Verwendung des Gargeschirrs mit einem Induktionskochfeld, bedingt durch elektromagnetische Wechselfelder des Induktionskochfelds zu Fehlern und/oder Störungen bei der Datenübertragung kommen. Außerdem ist nachteilig eine Funktionalität eines solchen Gargeschirrs auf solche Kochfelder beschränkt, welche mit einer geeigneten Kommunikationsschnittstelle zu einer Kommunikation mit dem Gargeschirr ausgestattet sind, wodurch eine Flexibilität für einen Nutzer stark eingeschränkt ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Es wird eine Kochfeldzubehörvorrichtung vorgeschlagen mit zumindest einer Detektionsspule, die zur Detektion zumindest eines induktiven Signals zumindest einer Induktionsheizeinheit, insbesondere eines Kochfelds, vorgesehen ist, und mit einer Signalauswertungseinheit, welche zur Bestimmung zumindest eines Parameters des induktiven Signals vorgesehen ist.
Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Kochfeldzubehörvorrichtung mit einem hohen Maß an Effizienz bereitgestellt werden. Es kann insbesondere vorteilhaft eine Kosteneffizienz gegenüber bekannten Vorrichtungen aus dem Stand der Technik verbessert werden, wenn die Signalauswertungseinheit zumindest einen Parameter des induktiven Signals bestimmt, da auf Einheiten zu einer Übertragung des zumindest einen Parameters des induktiven Signals von dem die Induktionsheizeinheit aufweisenden Kochfeld zu der Kochfeldzubehörvorrichtung verzichtet werden kann. Zudem kann eine Kochfeldzubehörvorrichtung mit einer hohen Flexibilität für einen Nutzer bereitgestellt werden, welche einen besonders flexiblen Einsatz in Kombination mit einer Vielzahl an Induktionsheizeinheiten verschiedener Kochfelder ermöglicht. Ferner kann vorteilhaft der Parameter des induktiven Signals und daraus der Betriebszustand der Induktionsheizeinheit mit besonders einfachen technischen Mitteln und besonders zuverlässig und wenig störanfällig bestimmt werden.
Die Kochfeldzubehörvorrichtung ist vorzugsweise ein funktionstüchtiger Bestandteil, insbesondere eine Konstruktions- und/oder Funktionskomponente, eines Kochfeldzubehörs. Die Kochfeldzubehörvorrichtung kann insbesondere auch das gesamte Kochfeldzubehör umfassen. Ein die Kochfeldzubehörvorrichtung aufweisendes Kochfeldzubehör kann als ein Gargeschirr, vorzugsweise als ein Induktionsgargeschirr, beispielsweise als ein Kochtopf, insbesondere als ein Induktionskochtopf, und/oder als eine Pfanne, insbesondere eine Induktionspfanne, oder dergleichen, ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das die Kochfeldzubehörvorrichtung aufweisende Kochfeldzubehör als eine Unterlegmatte, welche insbesondere zu einem Aufstellen zumindest eines Gargeschirrs vorgesehen sein könnte, ausgebildet sein. Das die Kochfeldzubehörvorrichtung aufweisende Kochfeldzubehör ist vorzugsweise zu einem Betrieb mit der zumindest einen Induktionsheizeinheit vorgesehen, welche in wenigstens einem Betriebszustand eine Energie, vorzugsweise zum Zweck einer mittelbaren oder unmittelbaren Beheizung des Kochfeldzubehörs, in Form eines elektromagnetischen Wechselfelds bereitstellt.
Die Induktionsheizeinheit kann Teil eines Kochfelds, insbesondere eines Induktionskochfelds, mit einer Kochfeldplatte sein, auf welcher das die Kochfeldzubehörvorrichtung aufweisende Kochfeldzubehör, insbesondere zum Zwecke einer Beheizung, aufstellbar ist. Alternativ könnte die Induktionsheizeinheit Teil eines Kochsystems sein, welches in einem montierten Zustand unter einer Aufstellplatte, beispielsweise einer Küchenarbeitsplatte, angeordnet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem induktiven Signal um ein Signal, welches in dem Betriebszustand der Induktionsheizeinheit durch das elektromagnetische Wechselfeld in der Detektionsspule induziert wird.
Vorzugsweise ist die Signalauswertungseinheit elektrisch leitend mit der Detektionsspule verbunden. Vorzugsweise weist die Signalauswertungseinheit eine Gleichrichtereinheit mit zumindest einem Gleichrichterelement, beispielsweise einer Gleichrichterdiode, auf, welches dazu vorgesehen ist, das induktive Signal, welches ein bipolares Signal mit einer periodisch wechselnden elektrischen Polarität, beispielsweise eine Wechselspannung und/oder ein Wechselstrom, ist, in ein unipolares Signal mit nur einer elektrischen Polarität zu wandeln. Bei dem unipolaren Signal kann es sich um eine, insbesondere pulsierende und/oder geglättete, Gleichspannung und/oder um einen, insbesondere pulsierenden und/oder geglätteten, Gleichstrom handeln. Vorzugsweise weist die Signalauswertungseinheit zumindest eine Verstärkereinheit, welche beispielsweise als ein Operationsverstärker ausgebildet sein kann, auf. Vorzugsweise ist die Verstärkereinheit der Gleichrichtereinheit elektrisch nachgelagert und dazu vorgesehen, das mittels der Gleichrichtereinheit in das unipolare Signal gewandelte induktive Signal zu verstärken. Alternativ könnte die Verstärkereinheit der Gleichrichtereinheit elektrisch vorgelagert und zu einer Verstärkung des induktiven Signals vorgesehen sein.
In der vorliegenden Anmeldung dienen Zahlwörter, wie beispielsweise „erste/r/s“ und „zweite/r/s“, welche bestimmten Begriffen vorangestellt sind, lediglich zu einer Unterscheidung von Objekten und/oder einer Zuordnung zwischen Objekten untereinander und implizieren keine vorhandene Gesamtanzahl und/oder Rangfolge der Objekte. Insbesondere impliziert ein „zweites Objekt“ nicht zwangsläufig ein Vorhandensein eines „ersten Objekts“.
Unter „vorgesehen“ soll speziell programmiert und/oder ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Signalauswertungseinheit dazu vorgesehen ist, mittels des Parameters einen Betriebszustand der Induktionsheizeinheit zu bestimmen. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Bestimmung des Betriebszu- Stands der Induktionsheizeinheit mit besonders einfachen technischen Mitteln erreicht werden. Vorzugsweise weist die Signalauswertungseinheit zu der Bestimmung des Betriebszustands der Induktionsheizeinheit zumindest eine Recheneinheit auf. Die Recheneinheit kann beispielsweise einen Mikroprozessor oder dergleichen umfassen.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Kochfeldzubehörvorrichtung eine Steuereinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, einen Betriebszustand zumindest einer weiteren Einheit in Abhängigkeit des durch die Signalauswertungseinheit bestimmten Betriebszustands der Induktionsheizeinheit zu verändern. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Effizienz weiter verbessert werden. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, den Betriebszustand der zumindest einen weiteren Einheit in Abhängigkeit des durch die Signalauswertungseinheit bestimmten Betriebszustands der Induktionsheizeinheit automatisch, insbesondere anhand von einem Nutzer veränderbaren Voreinstellungen, zu verändern. Die Veränderung des Betriebszustands der weiteren Einheit kann beispielsweise ein Einschalten oder ein Ausschalten der weiteren Einheit oder ein Wechsel von einem ersten Betriebszustand der weiteren Einheit, beispielsweise einem Aktiv-Betriebszustand, in zumindest einen von dem ersten verschiedenen zweiten Betriebszustand, beispielsweise einen Inaktiv-Betriebszustand und/oder einen Ruhe- Betriebszustand, der weiteren Einheit sein. Vorzugsweise ist ein Energieverbrauch der weiteren Einheit in dem Inaktiv-Zustand geringer als in dem Aktiv-Betriebszustand. Vorzugsweise ist der Energieverbrauch der weiteren Einheit in dem Ruhe-Betriebszustand gegenüber dem Inaktiv-Betriebszustand weiter verringert. Hierdurch kann vorteilhaft eine Energieeffizienz der Kochfeldzubehörvorrichtung verbessert werden. Die Steuereinheit kann dazu vorgesehen sein, den Betriebszustand der weiteren Einheit und einen Betriebszustand von zumindest einer zweiten weiteren Einheit in Abhängigkeit des durch die Signalauswertungseinheit bestimmten Betriebszustands der Induktionsheizeinheit zu verändern. Die Steuereinheit könnte dabei die weitere Einheit und die zweite weitere Einheit in Abhängigkeit des durch die Signalerzeugungseinheit bestimmten Betriebszustands der Induktionseinheit in zueinander unterschiedliche Betriebszustände versetzen. Beispielsweise wäre denkbar, dass die Steuereinheit in Abhängigkeit des durch die Signalauswertungseinheit bestimmten Betriebszustands der Induktionsheizeinheit die weitere Einheit einschaltet und die zweite weitere Einheit ausschaltet. Die zumindest eine weitere Einheit, deren Betriebszustand durch die Steuereinheit in Abhängigkeit des durch die Signalauswertungseinheit bestimmten Betriebszustands der Induktionsheizeinheit veränderbar ist, könnte beispielsweise Teil des die Kochfeldzubehörvorrichtung aufweisenden Kochfeldzubehörs sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Kochfeldzubehörvorrichtung die weitere Einheit, welche zumindest ein Sensorelement aufweist, umfasst. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Bedienkomfort und/oder ein Bedienerlebnis für einen Nutzer verbessert werden. Vorzugsweise ist das Sensorelement dazu vorgesehen, zumindest eine Kenngröße und/oder eine physikalische Eigenschaft aufzunehmen, wobei die Aufnahme aktiv, wie insbesondere durch Erzeugen und Aussenden eines elektrischen Messsignals, und/oder passiv, wie insbesondere durch eine Erfassung von Eigenschaftsänderungen eines Sensorbauteils des Sensorelements, stattfinden kann. Das Sensorelement der weiteren Einheit könnte als ein Temperatursensor und/oder als ein Volumensensor und/oder als ein Gewichtsensor und/oder als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Sensor ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass die weitere Einheit weitere Sensorelemente aufweist, welche zu dem Sensorelement und zueinander verschieden ausgebildet und insbesondere zu einer Bereitstellung verschiedener weiterer Sensorfunktionen vorgesehen sind. Die Kochfeldzubehörvorrichtung könnte alternativ oder zusätzlich zu der weiteren Einheit zumindest eine zweite weitere Einheit, welche insbesondere von der weiteren Einheit verschieden ausgebildet sein kann, aufweisen. Beispielsweise könnte die weitere Einheit als eine Sensoreinheit ausgebildet sein und das zumindest eine Sensorelement aufweisen. Die zweite weitere Einheit könnte als eine weitere Sensoreinheit, insbesondere mit zumindest einem von dem Sensorelement verschiedenen weiteren Sensorelement, oder als eine von einer Sensoreinheit verschiedene Einheit, beispielsweise als ein Bedienfeld oder als eine Rühreinheit oder als eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Einheit ausgebildet sein.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Parameter ein Schwingungsparameter des induktiven Signals ist. Wenn der Parameter ein Schwingungsparameter ist, kann vorteilhaft der Betriebszustand der Induktionsheizeinheit durch die Signalauswertungseinheit mittels des Parameters besonders einfach und/oder schnell und/oder zuverlässig bestimmt werden. Der Schwingungsparameter des induktiven Signals könnte beispielsweise eine Frequenz und/oder eine Amplitude und/oder ein Tastgrad des induktiven Signals sein. Alternativ wäre denkbar, dass der Parameter ein von einem Schwingungsparameter verschiedener elektromagnetischer Parameter des induktiven Signals, beispielsweise eine in der Detektionsspule durch das induktive Signal induzierte Spannung und/oder ein Strom und/oder eine elektrische und/oder magnetische Feldstärke eines durch das induktive Signal in der Detektionsspule induzierten elektromagnetischen Felds oder dergleichen, sein.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Signalauswertungseinheit zu einer Bestimmung zumindest eines weiteren Parameters des induktiven Signals vorgesehen ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Bestimmung des Betriebszustands der Induktionsheizeinheit weiter optimiert werden. Der weitere Parameter könnte beispielsweise einen von dem Schwingungsparameter verschiedenen weiteren Schwingungsparameter und/oder einen weiteren elektromagnetischen Parameter umfassen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass der weitere Parameter eine Aktivierungssequenz des induktiven Signals umfasst. Hierdurch kann vorteilhaft der Betriebszustand der Induktionsheizeinheit durch die Signalauswertungseinheit besonders präzise bestimmt werden. Zu einer Regelung einer durch die Induktionsheizeinheit zum Zwecke einer Beheizung bereitgestellten Energie wird für gewöhnlich eine Frequenz eines hochfrequenten Wechselstroms, mittels welchem die Induktionsheizeinheit betrieben wird, variiert. Vorzugsweise ist die Frequenz des hochfrequenten Wechselstroms zum Betrieb der Induktionsheizeinheit durch den Schwingungsparameter des induktiven Signals charakterisiert. Alternativ oder zusätzlich zu einer Variation der Frequenz des hochfrequenten Wechselstroms kann die von der Induktionsheizeinheit bereitgestellte Energie durch ein sequentielles Ein- und/oder Ausschalten der Induktionsheizeinheit innerhalb einzelner Zeitabschnitte, welche insbesondere Teilen oder Vielfachen einer Periodendauer einer Netzfrequenz eines Stromversorgungsnetzes, mittels welchem die Induktionsheizeinheit mit einer elektrischen Energie versorgt wird, entsprechen können, variiert werden, wobei eine derartige Variation vorzugsweise durch die Aktivierungssequenz des induktiven Signals charakterisiert ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Signalauswertungseinheit zu einer Weiterverarbeitung des induktiven Signals zumindest einen ersten Tiefpassfilter mit einer ersten Grenzfrequenz und zumindest einen zweiten Tiefpassfilter mit einer von der ersten Grenzfrequenz verschiedenen zweiten Grenzfrequenz aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft das induktive Signal zu der Bestimmung des Parameters mit einfachen technischen Mitteln weiterverarbeitet werden. Vorzugsweise ist die erste Grenzfre- quenz des ersten Tiefpassfilters größer als eine maximale Frequenz eines hochfrequenten Wechselstroms, mittels welchem die Induktionseinheit, insbesondere durch einen Wechselrichter, betreibbar ist. Insbesondere beträgt die erste Grenzfrequenz zumindest 80 kHz, vorteilhaft zumindest 85 kHz, besonders vorteilhaft zumindest 90 kHz, vorzugsweise zumindest 95 kHz und besonders bevorzugt zumindest 100 kHz. Vorzugsweise ist die zweite Grenzfrequenz des zweiten Tiefpassfilters kleiner als die erste Grenzfrequenz des ersten Tiefpassfilters, besonders bevorzugt kleiner als 27 kHz, und größer als eine Netzfrequenz eines Stromversorgungsnetzes, welches eine Energie zu der Versorgung der Induktionsheizeinheit bereitstellt. Vorzugsweise entspricht die zweite Grenzfrequenz zumindest der doppelten Netzfrequenz des Stromversorgungsnetzes, welches die Energie zu der Versorgung der Induktionsheizeinheit bereitstellt. Die Signalauswertungseinheit bestimmt den Parameter des induktiven Signals vorzugsweise mittels des ersten Tiefpassfilters und mittels des zweiten Tiefpassfilters. Vorzugsweise ist der erste Tiefpassfilter dazu vorgesehen, aus dem induktiven Signal ein erstes Auswertungssignal zu erzeugen. Vorzugsweise ist der zweite Tiefpassfilter dazu vorgesehen, aus dem induktiven Signal ein von dem ersten Auswertungssignal verschiedenes zweites Auswertungssignal zu erzeugen. Die Signalauswertungseinheit weist vorzugsweise zumindest einen Komparator auf, welcher dazu vorgesehen ist, das erste Auswertungssignal mit dem zweiten Auswertungssignal zu vergleichen und daraus den Parameter des induktiven Signals zu bestimmen. Der Komparator könnte als ein analoger Komparator ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Komparator als ein digitaler Komparator ausgebildet und besonders bevorzugt in der Recheneinheit der Signalerzeugungseinheit integriert.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der erste Tiefpassfilter und der zweite Tiefpassfilter zueinander in einer Parallelschaltung angeordnet sind. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Schaltung verbessert werden. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Signalauswertungseinheit zu der Weiterverarbeitung des induktiven Signals zumindest einen dritten Tiefpassfilter mit einer von der ersten Grenzfrequenz und der zweiten Grenzfrequenz verschiedenen dritten Grenzfrequenz aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Signalauswertung weiter verbessert werden. Die dritte Grenzfrequenz des dritten Tiefpassfilters ist insbesondere kleiner als die zweite Grenzfrequenz des zweiten Tiefpassfilters, vorteilhaft kleiner als die Netzfrequenz des Stromversorgungsnetzes, welches eine Energie zu der Versorgung der Induktionsheizeinheit bereitstellt. Vorzugsweise entspricht die dritte Grenzfrequenz des dritten Tiefpass- filters einem Zehntel der Netzfrequenz des Stromversorgungsnetzes, welches die Energie zu der Versorgung der Induktionsheizeinheit bereitstellt. Der dritte Tiefpassfilter ist vorzugsweise parallel zu dem ersten Tiefpassfilter und parallel zu dem zweiten Tiefpassfilter angeordnet. Vorzugsweise ist der dritte Tiefpassfilter zu der Bestimmung des weiteren Parameters vorgesehen. Die Signalauswertungseinheit bestimmt den weiteren Parameter des induktiven Signals vorzugsweise mittels des zweiten Tiefpassfilters und mittels des dritten Tiefpassfilters. Vorzugsweise ist der dritte Tiefpassfilter dazu vorgesehen, aus dem induktiven Signal ein von dem ersten Auswertungssignal und von dem zweiten Auswertungssignal verschiedenes drittes Auswertungssignal zu erzeugen. Vorzugsweise weist die Signalauswertungseinheit zumindest einen weiteren Komparator auf, welcher dazu vorgesehen ist, das zweite Auswertungssignal mit dem dritten Auswertungssignal zu vergleichen und daraus den Parameter des induktiven Signals zu bestimmen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Kochfeldzubehör, insbesondere ein Gargeschirr oder eine Unterlegmatte, mit einer Kochfeldzubehörvorrichtung nach einem der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen. Ein derartiges Kochfeldzubehör zeichnet sich insbesondere durch die vorhergenannten Vorteile der Kochfeldzubehörvorrichtung aus.
Es wird zudem ein Verfahren zum Betrieb einer Kochfeldzubehörvorrichtung vorgeschlagen, wobei zumindest ein induktives Signal zumindest einer Induktionsheizeinheit detek- tiert und zumindest ein Parameter des induktiven Signals bestimmt wird. Hierdurch kann vorteilhaft ein besonders einfaches und zuverlässiges Verfahren zu einer Bestimmung zumindest eines Parameters des induktiven Signals bereitgestellt werden. Das Verfahren zeichnet sich zudem durch ein vorteilhaft hohes Maß an Effizienz aus.
Die Kochfeldzubehörvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Kochfeldzubehörvorrichtung 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 Kochfeldzubehör mit einer Kochfeldzubehörvorrichtung, umfassend eine Detektionsspule, eine Signalauswertungseinheit, eine Steuereinheit und eine weitere Einheit, in einer schematischen Ansicht,
Fig. 2 ein schematisches elektrisches Schaltbild der Signalauswertungseinheit mit einem ersten Tiefpassfilter, einem zweiten Tiefpassfilter und einem dritten Tiefpassfilter,
Fig. 3 ein schematisches Diagramm zur Darstellung einer Veränderung eines Betriebszustands der weiteren Einheit durch die Steuereinheit und
Fig. 4 ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Betrieb der Kochfeldzubehörvorrichtung.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kochfeldzubehörs 50. Das Kochfeldzubehör 50 ist als ein Gargeschirr ausgebildet. In der Figur 1 ist das Kochfeldzubehör 50 oberhalb einer Induktionsheizeinheit 16 eines Kochfelds 52 aufgestellt. Die Induktionsheizeinheit 16 ist zu einer Beheizung des als Gargeschirr ausgebildeten Kochfeldzubehörs 50 vorgesehen. In einem Betriebszustand der Induktionsheizeinheit 16 stellt die Induktionsheizeinheit 16 zumindest ein induktives Signal 14 zu der Beheizung des als Gargeschirr ausgebildeten Kochfeldzubehörs 50 bereit.
Das Kochfeldzubehör 50 weist eine Kochfeldzubehörvorrichtung 10 auf. Die Kochfeldzubehörvorrichtung 10 umfasst eine Detektionsspule 12. Die Detektionsspule 12 ist zu einer Detektion des zumindest einen induktiven Signals 14 vorgesehen.
Die Kochfeldzubehörvorrichtung 10 weist eine Signalauswertungseinheit 18 auf. Die Signalauswertungseinheit 18 ist zur Bestimmung zumindest eines Parameters 20 (vgl. Figur 2) des induktiven Signals 14 vorgesehen.
Die Signalauswertungseinheit 18 ist elektrisch leitend mit der Detektionsspule 12 verbunden. In dem Betriebszustand der Induktionsheizeinheit 16 wird das induktive Signal 14 in der Detektionsspule 12 induziert. Vorliegend ist die Signalauswertungseinheit 18 dazu vorgesehen, mittels des Parameters 20 einen Betriebszustand 22 (vgl. Figur 3) der Induktionsheizeinheit 16 zu bestimmen.
Die Kochfeldzubehörvorrichtung 10 weist eine weitere Einheit 28 auf. Die weitere Einheit 28 ist als eine Sensoreinheit ausgebildet und umfasst zumindest ein Sensorelement 30. Vorliegend ist das Sensorelement 30 als ein Temperatursensor ausgebildet. Das Sensorelement 30 ist innerhalb eines Lebensmittelaufnahmeraums 70 des als Gargeschirr ausgebildeten Kochfeldzubehörs 50 angeordnet und zu einer Temperaturmessung innerhalb des Lebensmittelaufnahmeraums 70 vorgesehen.
Die Kochfeldzubehörvorrichtung 10 weist eine Steuereinheit 26 auf. Die Steuereinheit 26 ist dazu vorgesehen, einen Betriebszustand der weiteren Einheit 28 in Abhängigkeit des durch die Signalauswertungseinheit 18 bestimmten Betriebszustands der Induktionsheizeinheit 16 zu verändern.
Figur 2 zeigt ein schematisches elektrisches Schaltbild der Signalauswertungseinheit 18. Die Signalauswertungseinheit 18 weist eine Gleichrichterdiode 54 auf, mittels derer das induktive Signal 14, welches zunächst als ein bipolares Signal mit periodisch wechselnder elektrischer Polarität vorliegt, gleichgerichtet wird.
Die Signalauswertungseinheit 18 weist einen Operationsverstärker 56 auf. Der Operationsverstärker 56 ist der Gleichrichterdiode 54 elektrisch nachgelagert und zu einer Verstärkung des durch die Gleichrichterdiode 54 gleichgerichteten induktiven Signals 14 vorgesehen.
Die Signalauswertungseinheit 18 weist zu einer Weiterverarbeitung des induktiven Signals 14 einen ersten Tiefpassfilter 38 auf. Der erste Tiefpassfilter 38 weist eine erste Grenzfrequenz auf. Die Signalauswertungseinheit 18 weist zu der Weiterverarbeitung des induktiven Signals 14 einen zweiten Tiefpassfilter 40 auf. Der zweite Tiefpassfilter 40 weist eine zweite Grenzfrequenz auf. Die zweite Grenzfrequenz des zweiten Tiefpassfilters 40 ist von der ersten Grenzfrequenz des ersten Tiefpassfilters 38 verschieden. Der erste Tiefpassfilter 38 und der zweite Tiefpassfilter 40 sind zueinander in einer Parallelschaltung angeordnet.
Die Signalauswertungseinheit 18 weist einen dritten Tiefpassfilter 42 auf. Der dritte Tiefpassfilter 42 weist eine dritte Grenzfrequenz auf. Die dritte Grenzfrequenz des dritten Tiefpassfilters 42 ist von der ersten Grenzfrequenz des ersten Tiefpassfilters 38 und von der zweiten Grenzfrequenz des zweiten Tiefpassfilters 40 verschieden. Vorliegend ist die erste Grenzfrequenz des ersten Tiefpassfilters 38 größer als eine maximale Frequenz eines Wechselstroms, mittels welchem die Induktionsheizeinheit 16 betrieben werden kann. Beispielsweise könnte die Induktionsheizeinheit 16 mit einem hochfrequenten Wechselstrom mit einer maximalen Frequenz von 75 kHz betrieben werden und die erste Grenzfrequenz des ersten Tiefpassfilters 38 könnte beispielsweise 100 kHz betragen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite Grenzfrequenz des zweiten Tiefpassfilters 40 kleiner als die erste Grenzfrequenz des ersten Tiefpassfilters 38 und größer als eine Netzfrequenz eines Stromversorgungsnetzes (nicht dargestellt), welches eine Energie zu einer Versorgung der Induktionsheizeinheit 16 bereitstellt. Vorliegend entspricht die zweite Grenzfrequenz des zweiten Wechselrichters dem Doppelten der Netzfrequenz des Stromversorgungsnetzes und könnte bei einer Netzfrequenz von 50 Hz beispielsweise 100 Hz betragen. Vorliegend ist die dritte Grenzfrequenz des dritten Tiefpassfilters 42 kleiner als die zweite Grenzfrequenz des zweiten Tiefpassfilters 40 und kleiner als die Netzfrequenz. Die dritte Grenzfrequenz des dritten Tiefpassfilters 42 könnte beispielsweise 5 Hz betragen.
Der erste Tiefpassfilter 38 erzeugt aus dem induktiven Signal 14 ein erstes Auswertungssignal 44. Die Signalauswertungseinheit 18 weist einen ersten Impedanzwandler 82 auf. Der erste Impedanzwandler 82 ist mit einer Recheneinheit (nicht dargestellt) der Signalauswertungseinheit 18 verbunden und wandelt das erste Auswertungssignal 44 in eine mit einer Eingangsspannung der Recheneinheit kompatible Form. Der zweite Tiefpassfilter 40 erzeugt aus dem induktiven Signal 14 ein zweites Auswertungssignal 46. Die Signalauswertungseinheit 18 weist einen zweiten Impedanzwandler 84 auf, welcher das zweite Auswertungssignal 46 entsprechend in eine mit einer Eingangsspannung der Recheneinheit kompatible Form wandelt. Der dritte Tiefpassfilter 42 erzeugt aus dem induktiven Signal 14 ein drittes Auswertungssignal 48. Die Signalauswertungseinheit 18 weist einen dritten Impedanzwandler 86 auf, welcher das dritte Auswertungssignal 48 entsprechend in eine mit einer Eingangsspannung der Recheneinheit kompatible Form wandelt.
Die Signalauswertungseinheit 18 weist einen Komparator 58 auf. In einem Betriebszustand der Signalauswertungseinheit 18 vergleicht der Komparator 58 das erste Auswertungssignal 44 mit dem zweiten Auswertungssignal 46 und bestimmt daraus den Parame- ter 20 des induktiven Signals 14. Der Parameter 20 ist ein Schwingungsparameter 32 des induktiven Signals 14. Vorliegend handelt es sich bei dem Schwingungsparameter 32 um die Frequenz des hochfrequenten Wechselstroms, mittels dessen die Induktionsheizeinheit 16 betrieben wird.
Die Signalauswertungseinheit 18 ist zu einer Bestimmung eines weiteren Parameters 34 des induktiven Signals 14 vorgesehen.
Die Signalauswertungseinheit 18 weist einen weiteren Komparator 60 auf. In dem Betriebszustand der Signalauswertungseinheit 18 vergleicht der weitere Komparator 60 das zweite Auswertungssignal 46 mit dem dritten Auswertungssignal 48 und bestimmt daraus den weiteren Parameter 34 des induktiven Signals 14.
Der Komparator 58 und der weitere Komparator 60 sind Teil der Recheneinheit (nicht dargestellt) der Signalauswertungseinheit 18.
Der weitere Parameter 34 umfasst eine Aktivierungssequenz 36 des induktiven Signals 14. Die Aktivierungssequenz 36 des induktiven Signals 14 beschreibt eine Abfolge von Zeiträumen, in welchen die Induktionsheizeinheit 16, zum Zwecke einer Variation einer an das Kochfeldzubehör 50 bereitgestellten Energie, entweder ein- oder ausgeschaltet ist.
Figur 3 zeigt ein schematisches Diagramm zur bespielhaften Darstellung eines zeitlichen Verlaufs des durch die Signalauswertungseinheit 18 ermittelten Betriebszustands 22 der Induktionsheizeinheit 16. In dem Betriebszustand 22 der Induktionsheizeinheit 16 ist die weitere Einheit 28 in einem Aktiv-Betriebszustand 24. Sobald sich der durch die Signalauswertungseinheit 18 bestimmte Betriebszustand 22 der Induktionsheizeinheit 16 ändert, beginnt eine erste Kontrollperiode 72. Während der ersten Kontrollperiode 72 ist die weitere Einheit 28 weiterhin in dem Aktiv- Betriebszustand 24. Die erste Kontrollperiode 72 kann einem Vielfachen einer Periodendauer einer Netzspannung eines Stromversorgungsnetzes (nicht dargestellt) entsprechen. Beispielsweise könnte die erste Kontrollperiode 72 dem Dreifachen der Periodendauer der Netzspannung entsprechen und bei einer Netzfrequenz von 50 Hz einen Zeitraum von drei Millisekunden andauern.
Nach Ablauf der ersten Kontrollperiode 72 bezieht die Steuereinheit 26 eine erste Zustandsinformation 76 bezüglich des Betriebszustands 22 der Induktionsheizeinheit 16 von der Signalauswertungseinheit 18. Wenn die erste Zustandsinformation 76 beinhaltet, dass die Induktionsheizeinheit 16 während der Kontrollperiode 72 inaktiv war, verändert die Steuereinheit 26 anhand des durch die Signalauswertungseinheit 18 bestimmten Betriebszustands 22 der Induktionsheizeinheit 16 den Betriebszustand der weiteren Einheit 28 von dem Aktiv-Betriebszustand 24 in einen Inaktiv-Betriebszustand 66. In dem Inaktiv- Betriebszustand 66 ist ein Energieverbrauch der weiteren Einheit 28 reduziert.
Nach Ablauf einer zweiten Kontrollperiode 74, welche die erste Kontrollperiode 72 miteinschließt und welche einem Vielfachen der ersten Kontrollperiode 72, beispielsweise einer Dauer von zumindest 2 Sekunden, entspricht, bezieht die Steuereinheit 26 eine weitere Zustandsinformation, welche entweder eine erste weitere Zustandsinformation 78 oder eine zweite weitere Zustandsinformation 80 sein kann. Die erste weitere Zustandsinformation 78 beinhaltet eine Veränderung des Betriebszustands 22, vorliegend eine erneute Inbetriebnahme der Induktionsheizeinheit 16. Anhand der ersten weiteren Zustandsinformation 78 verändert die Steuereinheit 26 den Betriebszustand der weiteren Einheit 28 von dem Inaktiv-Betriebszustand 66 in den Aktiv-Betriebszustand 24.
Die zweite weitere Zustandsinformation 80 beinhaltet keine Veränderung des durch die Signalauswertungseinheit 18 bestimmten Betriebszustands 22 der Induktionsheizeinheit 16. Während einer dritten Kontrollperiode 88 welche wiederum einem Vielfachen der zweiten Kontrollperiode 76 entspricht, bezieht die Steuereinheit 26 regelmäßig Zustandsinformationen von der Signalauswertungseinheit 18. Falls die Steuereinheit 26 während der dritten Kontrollperiode 88 mehrmals hintereinander, vorliegend beispielsweise dreimal hintereinander, die Zustandsinformation 76 und die zweite weitere Zustandsinformation 80 von der Signalauswertungseinheit 18 bezieht, verändert die Steuereinheit 26 den Betriebszustand der weiteren Einheit 28 von dem Inaktiv-Betriebszustand 66 in einen Ruhe-Betriebszustand 68. In dem Ruhe-Betriebszustand 68 ist ein Energieverbrauch der weiteren Einheit 28 gegenüber dem Inaktiv-Betriebszustand 66 weiter verringert.
Figur 4 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Betrieb der Kochfeldzubehörvorrichtung 10. In dem Verfahren wird das zumindest eine induktive Signal 14 der zumindest einen Induktionsheizeinheit 16 detektiert und zumindest der Parameter 20 des induktiven Signals 14 bestimmt. Das Verfahren umfasst einen Verfahrensschritt 62. In dem Verfahrensschritt 62 wird das induktive Signal 14 detektiert und zwar mittels der Detektionsspule 12 (vgl. Figur 1). Das Verfahren umfasst einen weiteren Verfahrensschritt 64. In dem weiteren Verfahrensschritt 64 wird zumindest der Parameter 20 bestimmt. In dem weiteren Verfahrensschritt 64 wird das induktive Signal 14 zunächst gleichgerichtet und zwar mittels der Gleichrichterdiode 54 der Signalauswertungseinheit 18. Das gleichgerichtete induktive Signal 14 wird in dem weiteren Verfahrensschritt 64 anschließend verstärkt und zwar mittels des Operationsverstärkers 56 der Signalauswertungseinheit 18. Aus dem gleichgerichteten und verstärkten induktiven Signal wird anschließend, mittels des ersten Tiefpassfilters 38 der Signalauswertungseinheit 18, das erste Auswertungssignal 44 erzeugt. Gleichzeitig wird, mittels des zweiten Tiefpassfilters 40 der Signalauswertungseinheit 18, das zweite Auswertungssignal 46 und, mittels des dritten Tiefpassfilters 42 der Signalauswertungseinheit 18, das dritte Auswertungssignal 48 erzeugt. Anschließend wird in dem weiteren Verfahrensschritt 64 das erste Auswertungssignal 44 mit dem zweiten Auswertungssignal 46 verglichen, und zwar mittels des Komparators 58 der Signalauswertungseinheit 18, und daraus der Parameter 20 des in- duktiven Signals 14 bestimmt. Zugleich wird in dem weiteren Verfahrensschritt 64 das zweite Auswertungssignal 46 mit dem dritten Auswertungssignal 48 verglichen, und zwar mittels des weiteren Komparators 60, und daraus der weitere Parameter 34 bestimmt.
Bezugszeichen
10 Kochfeldzubehörvorrichtung
12 Detektionsspule
14 induktives Signal
16 Induktionsheizeinheit
18 Signalauswertungseinheit
20 Parameter
22 Betriebszustand
24 Aktiv- Betriebszustand
26 Steuereinheit
28 weitere Einheit
30 Sensorelement
32 Schwingungsparameter
34 weiterer Parameter
36 Aktivierungssequenz
38 erster Tiefpassfilter
40 zweiter Tiefpassfilter
42 dritter Tiefpassfilter
44 erstes Auswertungssignal
46 zweites Auswertungssignal
48 drittes Auswertungssignal
50 Kochfeldzubehör
52 Kochfeld
54 Gleichrichterdiode
56 Operationsverstärker
58 Komparator
60 weiterer Komparator
62 Verfahrensschritt
64 weiterer Verfahrensschritt Inaktiv-Betriebszustand
Ruhe- Betriebszustand
Lebensmittelaufnahmeraum erste Kontrollperiode zweite Kontrollperiode
Zustandsinformation erste weitere Zustandsinformation zweite weitere Zustandsinformation erster Impedanzwandler zweiter Impedanzwandler dritter Impedanzwandler dritte Kontrollperiode

Claims

Ansprüche Kochfeldzubehörvorrichtung (10) mit zumindest einer Detektionsspule (12), die zur Detektion zumindest eines induktiven Signals (14) zumindest einer Induktionsheizeinheit (16) vorgesehen ist, und mit einer Signalauswertungseinheit (18), welche zur Bestimmung zumindest eines Parameters (20) des induktiven Signals (14) vorgesehen ist. Kochfeldzubehörvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalauswertungseinheit (18) dazu vorgesehen ist, mittels des Parameters (20) einen Betriebszustand (22) der Induktionsheizeinheit (16) zu bestimmen. Kochfeldzubehörvorrichtung (10) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (26), welche dazu vorgesehen ist, einen Betriebszustand (24, 66, 68) zumindest einer weiteren Einheit (28) in Abhängigkeit des durch die Signalauswertungseinheit (18) bestimmten Betriebszustands (22) der Induktionsheizeinheit (16) zu verändern. Kochfeldzubehörvorrichtung (10) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die weitere Einheit (28), welche zumindest ein Sensorelement (30) aufweist. Kochfeldzubehörvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter (20) ein Schwingungsparameter (32) des induktiven Signals (14) ist. Kochfeldzubehörvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalauswertungseinheit (18) zu einer Bestimmung zumindest eines weiteren Parameters (34) des induktiven Signals (14) vorgesehen ist. 7. Kochfeldzubehörvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Parameter (34) eine Aktivierungssequenz (36) des induktiven Signals (14) umfasst.
8. Kochfeldzubehörvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalauswertungseinheit (18) zu einer Weiterverarbeitung des induktiven Signals (14) zumindest einen ersten Tiefpassfilter (38) mit einer ersten Grenzfrequenz und zumindest einen zweiten Tiefpassfilter (40) mit einer von der ersten Grenzfrequenz verschiedenen zweiten Grenzfrequenz aufweist.
9. Kochfeldzubehörvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Tiefpassfilter (38) und der zweite Tiefpassfilter (40) zueinander in einer Parallelschaltung angeordnet sind.
10. Kochfeldzubehörvorrichtung (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalauswertungseinheit (18) zu der Weiterverarbeitung des induktiven Signals (14) zumindest einen dritten Tiefpassfilter (42) mit einer von der ersten Grenzfrequenz und der zweiten Grenzfrequenz verschiedenen dritten Grenzfrequenz aufweist.
11. Kochfeldzubehör (50), insbesondere Gargeschirr oder Unterlegmatte, mit zumindest einer Kochfeldzubehörvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
12. Verfahren zum Betrieb einer Kochfeldzubehörvorrichtung (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei zumindest ein induktives Signal (14) zumindest einer Induktionsheizeinheit (16) detektiert und zumindest ein Parameter (20) des induktiven Signals (14) bestimmt wird.
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