Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
COOKING APPLIANCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/116057
Kind Code:
A1
Abstract:
The aim of the invention is to provide an appliance of the type in question having improved properties with respect to temperature determination. This aim is achieved, according to the invention, by a cooking appliance, in particular an induction cooking appliance, having at least one heating element (12), which is provided for heating at least one object (14) in at least one heating operation state, and having a control unit (16), which control unit is provided for determining a temperature (T) of the object (14) heated by the heating element (12) from an impedance (Z0) of a system (18) comprising the heating element (12) and the object (14) in the heating operation state.

Inventors:
LLORENTE GIL, Sergio (Juan Carlos I Borbón, 45-4°D, Zaragoza, 50009, ES)
NEUMAYER, Dan (Römerstrasse 16, Bernau, 83233, DE)
OBON ABADIA, Carlos (Victor Jara 24, Zaragoza, 50016, ES)
PALACIOS GASÓS, Jose Manuel (C/ María Zayas 12, 1ºC, Zaragoza, 50018, ES)
RAMIREZ LABOREO, Edgar Jorge (Miguel Servet 174 esc. 1 5ºC, Zaragoza, 50013, ES)
SANZ SERRANO, Fernando (C/ Bañón Nº 5, Calamocha, 44200, ES)
Application Number:
IB2017/057818
Publication Date:
June 28, 2018
Filing Date:
December 12, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BSH HAUSGERÄTE GMBH (Carl-Wery-Str. 34, München, 81739, DE)
International Classes:
H05B6/12; H05B1/02; H05B6/06
Domestic Patent References:
WO2004103028A12004-11-25
Foreign References:
DE19818831A11999-10-28
DE19852617A12000-01-20
JP2006228541A2006-08-31
Other References:
None
Download PDF:
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.

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 Z 0 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 Z 0 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 l 0 (vgl. Fig. 3 und 4). Die elektrische Kenngröße ist ein in dem Heizbetriebszustand durch das Heizelement 12 fließender elektrischer Strom l 0 .

In dem Heizbetriebszustand detektiert die Sensoreinheit 20 eine in dem Heizbetriebszustand an dem Heizelement 12 anliegende elektrische Spannung V 0 (vgl. Fig. 3 und 4). Die elektri- sehe Kenngröße ist eine in dem Heizbetriebszustand an dem Heizelement 12 anliegende elektrische Spannung V 0 .

In dem Heizbetriebszustand detektiert die Sensoreinheit 20 eine in dem Heizbetriebszustand dem System 18 zugeführte elektrische Leistung P 0 (vgl. Fig. 3 und 4). Die elektrische Kenn- große ist eine in dem Heizbetriebszustand dem System 18 zugeführte elektrische Leistung P 0 . 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 Z 0 des Systems 18. In dem Verfahren wird durch die Steuereinheit 16 in dem Heizbetriebszustand aus einer Impedanz Z 0 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 Z 0 verwendet die Steuereinheit 16 eine von der elektrischen Kenngröße anhängige Formel. Aus der ermittelten Impedanz Z 0 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 L eq des Heizelements 12 in dem Heizbetriebszustand (vgl. Fig. 3). Die Steuereinheit 16 ermittelt aus der elektrischen Kenngröße die Induktivität L eq des Heizelements 12 in dem Heizbe- triebszustand. Bei der Ermittlung der Induktivität L eq 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 R eq des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand (vgl. Fig. 3). Die Steuereinheit 16 ermittelt aus der elektrischen Kenngröße den effektiven Widerstand R eq des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand. Bei der Ermittlung des effektiven Widerstands R eq 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 Z 0 des Systems 18 und bei der Ermittlung der Induktivität L eq des Heizelements 12 und bei der Ermittlung des effektiven Widerstands R eq 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 Z 0 des Systems 18 und die Induktivität L eq des Heizelements 12 und den effektiven Widerstand R eq 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 Z 0 des Systems 18 und/oder die Induktivität L eq des Heizelements 12 und/oder der effektive Widerstand R eq des Systems 18 sein.

Bei der Ermittlung der Temperatur T berücksichtigt die Steuereinheit 16 ein Verhältnis zwi- sehen dem effektiven Wderstand R eq des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand und der Impedanz Z 0 des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ermittelt die Steuereinheit 16 in dem Heizbetriebszustand das Verhältnis zwischen dem effektiven Widerstand R eq des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand und der Impedanz Z 0 des Systems 18 aus den oben genannten Formeln. Alternativ oder zusätzlich könnte die weitere elektrische Kenngröße beispielsweise das Verhältnis zwischen dem effektiven Widerstand R eq des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand und der Impedanz Z 0 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 Z 0 des Systems 18 mit einer in der Speichereinheit 22 hinterlegten Abhängigkeit einer Impedanz Z 0 von einer Temperatur (vgl. Fig. 5). Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit einer Impedanz Z 0 von einer Temperatur bei zwei verschiedenen Frequenzen f^ f 2 . Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Frequenz ^ im Wesentlichen 110 kHz. Die Frequenz f 2 beträgt im Wesentlichen 130 kHz.

Die Temperatur T des Objekts 14 ist abhängig von der Impedanz Z 0 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 L eq des Heizelements 12. Die Temperatur T des Objekts 14 ist abhängig von dem effektiven Widerstand R eq des Systems 18. Die Temperatur T des Objekts 14 ist abhängig von dem Verhältnis zwischen dem effektiven Widerstand R eq des Systems 18 in dem Heizbetriebszustand und der Impedanz Z 0 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 T 0bj mittels der Bedienerschnittstelle 42 ein (vgl. Fig. 6). Alternativ könnte die Steuereinheit 16 beispielsweise eine objektive Temperatur T 0 bj 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 T 0 bj und die Temperatur T des Objekts 14 miteinander. In Abhängigkeit des Vergleichs der objektiven Temperatur T 0 bj und der Temperatur T des Objekts 14 ermittelt die Steuereinheit 16 in dem Temperaturkontrollschritt 50 eine objektive Leistung P ob j.

Die Steuereinheit 16 ermittelt in dem Heizbetnebszustand in einem Leistungskontrollschritt 52 aus der objektiven Leistung P 0 bj 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 P 0 bj 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 l 0 . Das Ausgangssignal ist eine in dem Heizbetnebszustand an dem Heizelement 12 anliegende elektrische Spannung V 0 . 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

Z 0 Impedanz

Leq Induktivität

Req Effektiver Widerstand




 
Previous Patent: COOKING APPLIANCE

Next Patent: COOKING APPLIANCE