Verfahren zum Überprüfen einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Garraumtemperatur eines Backofens und entsprechender Backofen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Garraumtemperatur eines Backofens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einem entsprechenden Backofen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein gattungsgemäßes Verfahren sind aus DE 198 35 622 A1 bekannt, die ein Haushaltsgerät mit mindestens zwei elektrischen Heizelement und einer Widerstands-Überwachungseinrichtung beschreibt, die den elektrischen Widerstandswert überwacht, während das Heizelement eingeschaltet ist. In Abhängigkeit vom Widerstand-Istwert des Heizelements wird automatisch ein Signal erzeugt.
Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung sind relativ aufwendig, da ein elektrischer Widerstand vorgesehen werden muß und zudem der Istwert des Widerstandes überwacht und ausgewertet werden muß.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzu- stellen, die einfacher aufgebaut und kostengünstiger zu fertigen ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch den Backofen mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die zumindest zwei Vorrichtungen zur Beeinflussung der Garraumtemperatur eines Backofens in einem Testbetrieb für eine vorgegebene Testzeit betrieben werden und die von den Vorrichtungen erzeugte Tempe-
ratur gemessen und in Abhängigkeit vom Wert der gemessenen Temperatur ein Signal erzeugt wird. Auf diese Weise kann ein üblicherweise zur Regelung der Garraumtemperatur ohnehin vorhandener Temperatursensor zusätzlich zur Überwachung der Funktionsfähigkeit mehrerer, insbesondere Heizvorrichtungen, verwendet werden.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Temperaturdifferenz ermittelt, die durch die Ansteuerung der Vorrichtung während der Testzeit erzeugt wird. Abhängig von dem Wert der Temperaturdifferenz wird ein Signal erzeugt. Die Temperaturdifferenz stellt einen präziseren Wert für die Überprüfung einer korrekten Funktionsweise der Vorrichtung dar, da damit eine Beeinflussung über die Umgebungstemperatur weitgehend vermieden wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden mehrere Vorrichtungen, die im Backofen integriert sind, nacheinander auf eine korrekte Funktionsweise hin überprüft. Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, daß alle Vorrichtungen des Backofens in einem einzigen Testbetrieb überprüft werden und somit eine Aussage über eine korrekte Funktionsweise des Haushaltsgerätes getroffen werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Vorrichtung zu vorgegebenen Zeitpunkten oder bei vorgegebenen Betriebszuständen des Backofens automatisch überprüft. Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, daß die Überprüfung der Vorrichtung laufend und unabhängig von der Eingabe einer Bedienperson erfolgt. Auf diese Weise wird si- chergestellt, daß eine Fehlfunktion des Backofens unabhängig von der Eingabe durch eine Bedienperson erkannt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das Verfahren über eine Datenleitung von einer örtlich entfernten Zentrale aus gestartet wird. Auf diese Weise kann eine Ferndiagnose des Haushaltsgerätes durchgeführt werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß während einer normalen Betriebsart des Backofens überwacht wird, ob der Temperaturanstieg für diese Betriebsart in einem vorgegebenen, charakteristischen Bereich liegt. Falls dies nicht der
Fall ist, wird das Verfahren zum Überprüfen der Vorrichtung gestartet, um den Fehler genauer zu charakterisieren.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren erläutert, es zeigen:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung den Aufbau eines Backofens:
Fig. 2 einen ersten Teil eines Ablaufdiagramms zur Durchführung des er- findungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 3 einen zweiten Teil des Ablaufdiagramms zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Fig. 4 ein Diagramm mit einer Temperaturkennlinie, die die Entwicklung der Temperatur des Backofens bei einem Testbetrieb des Backofens zeigt.
Fig. 1 zeigt einen Backofen 1 , der ein Steuergerät 2 aufweist, das über Leitungen mit einem Speicher 3, einem Temperatursensor 4, einer kleinen Unterhitzeeinrichtung 5, einer großen Unterhitzeeinrichtung 6, einer Ringheizung 7, einer äußeren Grilleinrichtung 8, einer inneren Grilleinrichtung 9 und einem Umluftgebläse 10 verbunden ist. Der Temperatursensor 4 erfasst dabei in an sich bekannter Weise die Garraumtemperatur zur deren Regelung durch das Steuergerät 2 mittels der Heizeinrichtungen. Weiterhin weist das Steuergerät 2 eine Schnittstelle 11 auf, über die eine Datenleitung an das Steuergerät 2 angeschlossen werden kann. An die Schnittstelle 11 kann beispielsweise ein externes Diagnosegerät 20 angeschlossen werden. Die kleine und die große Unterhitzeeinrichtung sind in Form von Heizelementen im unteren Bereich eines Backrohres ausgebildet. Die kleine Unterhitzeeinrichtung weist eine kleinere maximale Heizleistung als die große Unterhitzeeinrichtung auf. Die innere und die äussere Grilleinrichtung sind als Heizelemente im oberen Bereich des Backraums angeordnet. Die innere Grilleinrichtung weist eine größere maximale Leistung als die äußere Grilleinrichtung auf. Die
Ringheizung ist in Form eines Heizelements auf einer Rückwand des Backrohres angeordnet, die der Backofentür gegenüberliegend angeordnet ist.
Der Backofen 1 weist zudem ein Anzeigefeld 13 auf, das an das Steuergerät 2 ange- schlössen ist. Weiterhin sind Bedienelemente 12 vorgesehen, mit denen eine Bedienperson beispielsweise eine gewünschte Temperatur des Backofens und/ oder ein vorgegebenes Programm zum Backen eines bestimmten Backgutes einstellen kann. Die Bedienelemente 12 sind ebenfalls an das Steuergerät 2 angeschlossen.
Über die Bedienelemente 12 kann beispielsweise über die Eingabe einer vorgegebenen Tastenkombination oder die Einstellung einer vorgegebenen Stellung der Bedienelemente 12 der Start des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung der Vorrichtungen zur Beeinflussung der Temperatur ausgelöst werden.
Im Speicher 3 sind Steuerprogramme abgelegt, nach denen das Steuergerät 2 in Abhängigkeit von vorgegebenen Daten die Vorrichtung ansteuert, um eine gewünschte Temperatur im Backofen einzustellen oder um einen gewünschten Backvorgang durchzuführen. Die kleine Unterhitzeeinrichtung 5, die große Unterhitzeeinrichtung 6, die Ringheizung 7, die äußere Grilleinrichtung 8, die innere Grilleinrichtung 9 und das Umluftgebläse 10 stel- len Vorrichtungen zum Beeinflussen der Temperatur des Backofens 1 dar.
Die Funktionsweise des Backofens 1 wird im folgenden anhand des Ablaufdiagramms der Fig. 2 und 3 näher erläutert.
Die Fig. 2 und 3 zeigen ein Ablaufdiagramm zur Überprüfung der Vorrichtungen zur Beeinflussung der Temperatur des Backofens. Bei Programmpunkt 10 wird durch die Eingabe einer speziellen Tastenkombination das Verfahren gestartet. Daraufhin wird bei Programmpunkt 20 vom Steuergerät 2 die kleine Unterhitzeeinrichtung 5 für eine vorgegebene erste Testzeit von 120 sec eingeschaltet. Nach dem Ablauf der ersten Testzeit wird bei Programmpunkt 30 eine vorgegebene erste Wartezeit von 60 sec abgewartet. Anschlies- send wird bei Programmpunkt 40 vom Steuergerät 2 über den Temperatursensor 4 die Temperatur im Backrohr des Backofens 1 als erste Temperatur gemessen. Anschließend vergleicht bei Programmpunkt 50 das Steuergerät 2 die gemessene erste Temperatur mit einem im Speicher 3 abgelegten ersten Temperaturbereich. Ergibt der Vergleich, daß die
erste Temperatur nicht innerhalb des ersten Temperaturbereichs liegt, so wird zu Programmpunkt 60 (Fig. 3) verzweigt. Ergibt die Überprüfung bei Programmpunkt 50, daß die erste Temperatur in dem ersten Temperaturbereich liegt, so wird zu Programmpunkt 70 verzweigt.
Bei Programmpunkt 70 schaltet das Steuergerät 2 die große Unterhitzeeinrichtung 6 für eine vorgegebene zweite Testzeit von 90 sec ein. Nach Ablauf der zweiten Testzeit wird beim folgenden Programmpunkt 80 eine zweite Wartezeit von 90 sec abgewartet, bevor das Steuergerät 2 die Temperatur im Backrohr als zweite Temperatur beim folgenden Programmpunkt 90 erfaßt. Anschließend vergleicht das Steuergerät 2 beim folgenden Programmpunkt 100, ob die zweite Temperatur innerhalb eines zweiten vorgegebenen Temperaturbereiches liegt. Ergibt die Abfrage bei Programmpunkt 100, daß die zweite Temperatur außerhalb des zweiten Temperaturbereichs liegt, so wird zu Programmpunkt 60 verzweigt. Ergibt der Vergleich bei Programmpunkt 100, daß die zweite Temperatur innerhalb des zweiten Temperaturbereiches liegt, so wird zu Programmpunkt 110 verzweigt.
Bei Programmpunkt 110 schaltet das Steuergerät 2 die Ringheizung 7 für eine dritte Testzeit von 120 sec ein. Nach Ablauf der dritten Testzeit wird beim folgenden Programm- punkt 120 eine dritte Wartezeit von 60 sec abgewartet, bevor das Steuergerät 2 beim folgenden Programmpunkt 130 die Temperatur im Backrohr als dritte Temperatur erfaßt. Anschließend wird bei Programmpunkt 140 vom Steuergerät 2 überprüft, ob die dritte Temperatur innerhalb eines dritten vorgegebenen Temperaturbereichs liegt. Liegt die dritte Temperatur außerhalb des dritten Temperaturbereichs, so wird zu Programmpunkt 60 verzweigt. Ergibt die Abfrage bei Programmpunkt 140, daß die dritte Temperatur innerhalb des dritten Temperaturbereichs liegt, so wird zu Programmpunkt 150 verzweigt.
Der weitere Ablauf des Programms ist in Fig. 3 dargestellt.
Bei Programmpunkt 150 schaltet das Steuergerät 2 die äußere Grilleinrichtung 8 für eine vorgegebene vierte Testzeit von 60 sec ein. Nach Ablauf der dritten Testzeit wartet das Steuergerät 2 beim folgenden Programmpunkt 160 eine vorgegebene vierte Wartezeit von 60 sec, um anschließend beim folgenden Programmpunkt 170 die Temperatur im Backrohr als vierte Temperatur zu erfassen.
Daraufhin überprüft das Steuergerät 2 beim Programmpunkt 180, ob die vierte Temperatur in einem vorgegebenen vierten Temperaturbereich liegt. Ergibt der Vergleich bei Programmpunkt 180, daß die vierte Temperatur außerhalb des vorgegebenen vierten Tempe- raturbereichs liegt, so wird zu Programmpunkt 60 verzweigt. Ergibt der Vergleich bei Programmpunkt 180, daß die vierte Temperatur innerhalb des vierten Temperaturbereichs liegt, so wird zu Programmpunkt 190 verzweigt. Bei Programmpunkt 190 schaltet das Steuergerät 2 für eine vorgegebene fünfte Testzeit von 60 sec die innere Grilleinrichtung 9 ein. Nach Ablauf der fünften Testzeit wartet das Steuergerät 2 beim folgenden Pro- grammpunkt 200 eine vorgegebene fünfte Wartezeit von 60 sec ab, bevor das Steuergerät 2 beim folgenden Programmpunkt 210 die Temperatur im Backrohr als fünfte Temperatur erfaßt. Anschließend vergleicht das Steuergerät 2 beim folgenden Programmpunkt 220, ob die fünfte Temperatur in einem vorgegebenen fünften Temperaturbereich liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird zu Programmpunkt 60 verzweigt. Ergibt jedoch der Vergleich bei Programmpunkt 220, daß die fünfte Temperatur in dem fünften Temperaturbereich liegt, so wird anschließend zu Programmpunkt 230 verzweigt.
Bei Programmpunkt 230 schaltet das Steuergerät 2 für eine vorgegebene sechste Testzeit von 120 sec das Umluftgebläse 10 ein. Nach Ablauf der sechsten Testzeit mißt das Steuergerät bei Programmpunkt 240 die Temperatur im Backrohr als sechste Temperatur. Beim folgenden Programmpunkt 250 vergleicht das Steuergerät 2, ob die sechste Temperatur in einem vorgegebenen sechsten Temperaturbereich liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird nach Programmpunkt 60 verzweigt. Ergibt die Abfrage bei Programmpunkt 250, daß die sechste Temperatur innerhalb des sechsten Temperaturbereiches liegt, so wird nach Programmpunkt 260 verzweigt.
Bei Programmpunkt 260 erzeugt das Steuergerät 2 ein Signal, das anzeigt, daß alle überprüften Vorrichtungen zur Beeinflussung der Temperatur eine korrekte Funktionsweise aufweisen. Dieses Signal wird beispielsweise als optisches Signal über ein Anzeigefeld 13 ausgegeben.
Bei Programmpunkt 60 erzeugt das Steuergerät 2 ein Fehlersignal, das entweder im Speicher 3 abgelegt wird und/oder über das Anzeigefeld 13 als optisches Fehlersignal ausgegeben wird und/oder über die Schnittstelle 11 abgegeben wird.
In einer einfachen Ausführungsform werden als Vergleichswerte anstelle der Temperaturbereiche Temperaturwerte verwendet, die eine Untergrenze oder eine Obergrenze für die Temperatur des Haushaltsgerätes darstellen. Ergibt der Vergleich, daß die gemessene Temperatur unter der Unter- oder über der Obergrenze liegt, wird eine Minderleistung oder Überleistung der überprüften Vorrichtung erkannt.
Die Werte für die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte, sechste Testzeit und die Werte für die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte Wartezeit und die Werte für den ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten Temperaturbereich sind im Speicher 3 abgelegt.
In einer Weiterführung der Erfindung wird vom Steuergerät 2 beim Überprüfen einer Vorrichtung die Temperaturdifferenz ermittelt, die durch das Betreiben der Vorrichtung zur Beeinflussung der Temperatur erzeugt wird und die erzeugte Temperaturdifferenz mit ei- nem entsprechenden vorgegebenenTemperaturbereich verglichen, der im Speicher 3 abgelegt ist. Auf diese Weise wird eine präzisere Überprüfung der korrekten Funktionsweise der Vorrichtungen ermöglicht, da Temperatureinflüsse aus der Umgebung herausgefiltert werden. Durch die Verwendung der Temperaturdifferenzen können präzisere Temperaturbereiche als Vergleichswerte gewählt werden, da sich Abweichungen der einzelnen Vorrichtungen nicht addieren können.
Die Erfindung wurde anhand des Ablaufdiagramms der Fig. 2 und 3 beschrieben, bei dem mehrere Vorrichtungen nacheinander auf eine korrekte Funktionsweise hin überprüft wurden. In einer einfachen Ausführung der Erfindung können die einzelnen Vorrichtungen auch unabhängig voneinander und einzeln überprüft werden. Auch ist eine andere Reihenfolge der Vorrichtungen bei der Überprüfung möglich.
Vorzugsweise wird die Überprüfung der Vorrichtungen in regelmäßigen Zeitabständen oder in Abhängigkeit von vorgegebenen Betriebszuständen des Haushaltsgerätes durch- geführt. Beispielsweise bei einem Backofen wird das Programm zur Überprüfung der Vorrichtungen am Beginn eines Pyrrolysebetriebes gestartet.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Überprüfung der Vorrichtungen über eine Dateneingabe über die Schnittstelle 11 gestartet. Da-
bei kann die Schnittstelle 11 mit einem tragbaren Diagnosegerät, das direkt am Backofen 1 angeschlossen ist, oder über eine Internetverbindung mit einer örtlich entfernten Kundendienstzentrale in Verbindung stehen, die eine Ferndiagnose des Backofens 1 durchführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei einer normalen Betriebsart des Backofens der Temperaturanstieg für diese Betriebsart mit einem abgelegten Vergleichstemperaturanstieg verglichen und das Verfahren zur Überprüfung der Vorrichtungen gestartet, wenn der Temperaturanstieg mehr als einen vorgegebenen Wert von dem Vergleichstempera- turanstieg abweicht. Auf diese Weise wird bei Auftreten einer Fehlfunktion sofort eine Diagnose des Haushaltsgerätes durchgeführt. Dadurch wird eine genauere Information über die Fehlfunktion erhalten und/oder ein Notbetrieb durch eine Ersatzvorrichtung gestartet.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm, in dem eine erste Temperaturkennlinie A über die Zeit t aufge- tragen ist. Entlang der Zeitachse sind die Zeitbereiche dargestellt, in denen die einzelnen Vorrichtungen betrieben werden oder das Steuergerät die Wartezeiten abwartet. Die Wartezeiten sind in der Darstellung mit Pause bezeichnet. Die Zeit ist in Minuten aufgetragen. Die erste Kennlinie A stellt den Mittelwert der Temperaturbereiche dar, die für den Vergleich mit den gemessenen Temperaturwerten verwendet werden. Die Temperaturbe- reiche weisen vorgegebene Werte von + 3° bis 10° in Bezug auf die erste Kennlinie A auf. Die Abweichungen hängen von den überprüften Vorrichtungen ab und wurden experimentell ermittelt.
Entlang der Zeitachse sind verschiedene Betriebszustände des Backofens 1 angegeben. Während eines ersten Betriebszustands 14 ist die kleine Unterhitzeeinrichtung 5, während eines zweiten Betriebszustands 15 die große Unterhitzeeinrichtung 6, während eines dritten Betriebszustands 16 die Ringheizung 7, während eines vierten Betriebszustands 17 die äußere Grilleinrichtung 8, während eines fünften Betriebszustands 18 die innere Grilleinrichtung 9 und während eines sechsten Betriebszustands 19 ist das Umluftgebläse 10 eingeschaltet. Zwischen den einzelnen Betriebszuständen sind die erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Wartezeit W1 , W2, W3, W4 und W5 angeordnet.
In Fig. 4 ist eine zweite Kennlinie B dargestellt, die sich ungefähr bei dem Zeitpunkt zehn Minuten von der Kennlinie A trennt. Die zweite Kennlinie B stellt die Temperaturentwicklung ohne eine äußere und innere Grilleinrichtung 8, 9 und ohne Umluftgebläse 10 dar.
Zudem ist eine dritte Kennlinie C dargestellt, die sich bei in einem Zeitpunkt von ungefähr 11,5 Minuten von der ersten Kennlinie A trennt und die Temperaturentwicklung darstellt, die ohne eine innere Grilleinrichtung 9 auftritt.
Weiterhin ist eine vierte Kennlinie D dargestellt, die sich über bei einem Zeitpunkt von dreizehn Minuten von der ersten Kennlinie A trennt. Die vierte Kennlinie D beschreibt die Temperaturentwicklung, die sich ohne das Einschalten eines Umluftgebläses 10 einstellt.
Weicht nun die gemessene Temperatur des Backrohres einen vorgegebenen Wert von der ersten Kennlinie A ab, so erkennt das Steuergerät 2 eine Fehlfunktion. Je nachdem, zu welchem Betriebszustand die Abweichung auftritt, erkennt das Steuergerät 2 zudem, welche Vorrichtung eine Fehlfunktion aufweist. Diese Information kann angezeigt, abgespeichert oder über die Schnittstelle 11 ausgegeben werden.
Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens kann eine Vielzahl von Vorrichtungen eines Haus- haltsgerätes nacheinander auf eine Fehlfunktion überprüft werden und somit innerhalb kürzester Zeit eine komplette Diagnose eines Haushaltsgerätes durchgeführt werden. Die Erfindung ist nicht auf das im beschriebenen Ausführungsbeispiel angegebene Haushaltsgerät in Form eines Backofens beschränkt, sondern kann auf alle Arten von Haushaltsgeräte angewandt werden, bei denen Vorrichtungen zum Erwärmen oder Kühlen ei- nes Haushaltsgerätes verwendet werden. Beispielsweise ist auch die Anwendung auf ein Kochfeld eines Herds oder einen Kühlschrank möglich.
Die Reihenfolge, in der die Vorrichtungen nacheinander geprüft werden, kann vom Fachmann je nach Anwendungsfall gewählt werden. Vorzugsweise werden anfangs zuerst die Vorrichtungen überprüft, die eine geringe Änderung der Temperatur bewirken. Dadurch wird ein präziseres Ergebnis erhalten, da bei Vorrichtungen, die nur eine geringe Änderung der Temperatur bewirken, auch der zulässige Schwankungsbereich der Temperatur, der bei einer normalen Funktion auftritt, klein ist. Im Gegensatz dazu ist bei Vorrichtungen, die eine große Änderung der Temperatur erzeugen, auch die Schwankungsbreite der
Temperatur größer, so daß eine Vorrichtung mit einer kleinen Temperaturänderung eine geringere Temperaturänderung aufweisen kann als der Schwankungsbereich einer Vorrichtung mit einer großen Temperaturänderung. Somit kann kaum eine zuverlässige Aussage über eine Vorrichtung mit einer kleinen Temperaturänderung getroffen werden, wenn diese nach einer Vorrichtung mit einer großen Temperaturänderung überprüft wird. Die Werte für die Testzeiten, die Wartezeiten und die Temperaturbereiche für den Vergleich mit der gemessenen Temperatur werden von dem Fachmann je nach Anwendungsfall und Haushaltsgerät individuell gewählt und optimiert.
Bezugszeichenliste
1 Backofen
2 Steuergerät
3 Speicher
4 Temperatursensor
5 kleine Unterhitzeeinrichtung
6 große Unterhitzeeinrichtung
7 Ringheizung
8 äußere Grilleinrichtung
9 innere Grilleinrichtung
10 Umluftgebläse
11 Schnittstelle
12 Bedienelemente
13 Anzeigefeld
14 erster Betriebszustand
15 zweiter Betriebszustand
16 dritter Betriebszustand
17 vierter Betriebszustand
18 fünfter Betriebszustand
19 sechster Betriebszustand
20 Diagnosegerät
W1 erste Wartezeit
W2 zweite Wartezeit
W3 dritte Wartezeit
W4 vierte Wartezeit
W5 fünfte Wartezeit