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Patent Searching and Data


Title:
HOB APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/013008
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hob apparatus (10a; 10b; 10c), in particular an induction hob apparatus, having: at least one heating unit (12a; 12b); at least one sensor unit (14a; 14b; 14c), which is separate from the heating unit (12a; 12b), has at least one electric resonant circuit (16a) and is provided for detecting at least one sensor signal (18a; 18c); and a control unit (20a; 20c), which is provided for controlling the sensor unit (14a; 14b; 14c) and analysing the sensor signal (18a; 18c). In order to provide a hob apparatus with improved user comfort properties, according to the invention the control unit (20a; 20c) determines, in an operating state, at least one state variable (22a; 22c) relating to the heating unit (12a; 12b) on the basis of a phase shift (24a; 24c) and/or an amplitude ratio between the sensor signal (18a; 18c) and one further signal.

Inventors:
DEL CUETO BELCHI ALEJANDRO (ES)
ELENA VALERO LAURA (DE)
FELICES BETRAN JORGE (ES)
FERNANDEZ MARTINEZ MANUEL (ES)
GIL NARVION JOSE MIGUEL (ES)
HERNANDEZ BLASCO PABLO JESUS (ES)
IMAZ MARTINEZ EDUARDO (ES)
MURESAN PAUL (ES)
PALACIOS GASOS JOSE MANUEL (ES)
PEREZ BOSQUE ALBERTO (ES)
PUYAL PUENTE DIEGO (ES)
SERRANO TRULLEN JAVIER (ES)
Application Number:
PCT/EP2021/068641
Publication Date:
January 20, 2022
Filing Date:
July 06, 2021
Export Citation:
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Assignee:
BSH HAUSGERAETE GMBH (DE)
International Classes:
H05B6/06
Domestic Patent References:
WO2020079611A12020-04-23
WO2014090864A12014-06-19
Foreign References:
EP3422810A12019-01-02
EP2854477A12015-04-01
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Claims:
Ansprüche

1. Kochfeldvorrichtung (10a; 10b; 10c), insbesondere Induktionskochfeldvorrich tung, mit zumindest einer Heizeinheit (12a; 12b), mit zumindest einer von der Heizeinheit (12a; 12b) getrennt ausgebildeten Sensoreinheit (14a; 14b; 14c), welche zumindest einen elektrischen Schwingkreis (16a) aufweist und zu einer Detektion zumindest eines Sensorsignals (18a; 18c) vorgesehen ist, und mit ei ner Steuereinheit (20a; 20c), welche zu einer Steuerung der Sensoreinheit (14a; 14b; 14c) und zu einer Auswertung des Sensorsignals (18a; 18c) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a; 20c) in einem Betriebs zustand zumindest eine die Heizeinheit (12a; 12b) betreffende Zustandsgröße (22a; 22c) anhand einer Phasenverschiebung (24a; 24c) und/oder eines Amplitudenverhältnisses zwischen dem Sensorsignal (18a; 18c) und einem wei teren Signal ermittelt.

2. Kochfeldvorrichtung (10a) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine ober halb der Heizeinheit angeordnete Platteneinheit (28a), welche die Sensoreinheit (14a) zumindest teilweise aufweist.

3. Kochfeldvorrichtung (10b) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Halterungseinheit (30b), welche zumindest ein Heizelement (32b) der Heizeinheit (12b) und zumindest einen Teil der Sensoreinheit (14b) zusammen fixiert. 4. Kochfeldvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a; 20c) zumindest eine Signalerzeugungseinheit (34a; 34c) aufweist, welche zu einer Erzeugung eines Signals (36a; 36c) zu der Steuerung der Sensoreinheit (14a; 14b; 14c) vorgese hen ist. 5. Kochfeldvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a; 20c) eine Signalverstärkungseinheit (34a; 34c) zu einer Verstärkung des Signals (36a; 36c) und zu einer Erhöhung eines Signal- Rausch-Verhältnisses gegenüber Störsignalen aufweist.

6. Kochfeldvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal (36a; 36c) eine Frequenz (94a; 94c) aufweist, welche zumindest im Wesentlichen einer Resonanzfrequenz (66a; 66c) des Schwing kreises (16a) entspricht.

7. Kochfeldvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Referenzsignal (26a; 26c), welches ei ne in einem Referenzzustand gemessene Differenz zwischen zumindest einer Größe des Sensorsignals (18a; 18c) und zumindest einer Größe des weiteren Signals umfasst, in der Steuereinheit (20a; 20c) gespeichert ist.

8. Kochfeldvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a; 20c) zumindest eine De tektionseinheit (40a; 40c) zu einer Detektion der Phasenverschiebung (24a; 24c) und/oder einer Amplitude aufweist.

9. Kochfeldvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (40a; 40c) als ein Lock-In-Verstärker ausgebildet ist.

10. Kochfeldvorrichtung (10a; 10b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a) zu der Ermittlung der Zustandsgröße (22a) in dem Betriebszustand einen Phasenwinkel des Sensor signals (18a) mit einem Phasenwinkel des weiteren Signals und/oder eine Amplitude des Sensorsignals mit einer Amplitude des weiteren Signals ver gleicht. 11. Kochfeldvorrichtung (10c) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20c) zu der Ermittlung der Zustandsgröße (22c) in dem Betriebszustand die Frequenz (94c) des Signals so lange variiert, bis ein Phasenwinkel des Sensorsignals (18c) und ein Phasenwinkel des Refe- renzsignals (26c) übereinstimmen.

12. Kochfeld (42a) mit einer Kochfeldvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

13. Verfahren zum Betrieb einer Kochfeldvorrichtung (10a; 10b; 10c), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit zumindest einer Heizeinheit (12a; 12b) und zumindest einer von der Heizeinheit (12a; 12b) getrennt ausgebildeten Sen soreinheit (14a; 14b; 14c), welche zumindest einen elektrischen Schwingkreis (16a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensorsignal (18a; 18c) detektiert wird und zumindest eine die Heizeinheit (12a; 12b) betref fende Zustandsgröße (22a; 22c) anhand einer Phasenverschiebung (24a; 24c) und/oder eines Amplitudenverhältnisses zwischen dem Sensorsignal (18a; 18c) und einem weiteren Signal ermittelt wird.

Description:
Kochfeldvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kochfeldvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Kochfeldvorrichtung nach dem Oberbegriff des An spruchs 12.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Induktionskochfelder mit Sensoren zu einer De tektion von Gargeschirr bekannt. In einigen bekannten Ausgestaltungen wird dabei ein ohnehin vorhandener Schaltkreis aus Heizspulen und Wechselrichtern als Sensor zur Detektion von Gargeschirr auf dem Induktionsfeld genutzt, indem anhand einer Verände rung eines elektrischen Parameters des Schaltkreises, beispielsweise einer veränderten Induktivität, auf eine Anwesenheit eines Gargeschirrs oberhalb der Heizeinheit rückge schlossen wird. In anderen bekannten Induktionskochfeldern aus dem Stand der Technik kommt zu einer Detektion von Gargeschirr ein zusätzlicher separater Sensorschaltkreis, welcher auch als so genannter Colpitts-Oszillator bekannt ist, zum Einsatz. Hierbei kann, neben einer Detektion einer reinen Anwesenheit eines Gargeschirrs oberhalb einer Heiz spule, auch ein Bedeckungsgrad einer oder mehrerer Heizspulen durch das Gargeschirr detektiert werden, indem eine Oszillationsfrequenz des Sensorschaltkreises gemessen wird, welche sich in Abhängigkeit eines Materials des Gargeschirrs und/oder des Bede ckungsgrades des Gargeschirrs verändert. Aufgrund der während eines Betriebs durch die Heizspulen erzeugten elektromagnetischen Felder kann es zu unerwünschten Wech selwirkungen mit dem Sensorschaltkreis und somit zu Fehlern bei der Detektion kommen. In den bekannten Vorrichtungen mit separatem Sensorschaltkreis ist deshalb eine eini germaßen zuverlässige Detektion ausschließlich während des Zeitraums eines Nulldurch gangs der Netzwechselspannung, aufgrund der in diesem Zeitraum verringerten elektro magnetischen Wechselwirkungen zwischen der Heizspule und dem Sensorschaltkreis, möglich. Somit kann keine kontinuierliche Detektion erfolgen. Bei bekannten Induktions vorrichtungen, welchen zu einem gleichzeitigen Betrieb mehrere Heizspulen über mehrere Außenleiter eines Netzanschlusses mit zueinander phasenversetzten Netzwechselspan nungen ausgelegt sind, kommt es aufgrund des Phasenversatzes auch während eines Nulldurchgangs einer Phase zu verstärkten elektromagnetischen Wechselwirkungen mit phasenversetzt betriebenen benachbarten Heizspulen und somit zu einer besonders gro ßen Fehleranfälligkeit bei der Detektion von Gargeschirr. Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere, aber nicht beschränkt darauf, darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines Be dienkomforts bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 12 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil dungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.

Die Erfindung geht aus von einer Kochfeldvorrichtung, insbesondere von einer Indukti onskochfeldvorrichtung, mit zumindest einer Heizeinheit, mit zumindest einer von der Hei zeinheit getrennt ausgebildeten Sensoreinheit, welche zumindest einen elektrischen Schwingkreis aufweist und zu einer Detektion zumindest eines Sensorsignals vorgesehen ist, und mit einer Steuereinheit, welche zu einer Steuerung der Sensoreinheit und zu einer Auswertung des Sensorsignals vorgesehen ist.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit in einem Betriebszustand zumindest eine die Heizeinheit betreffende Zustandsgröße anhand einer Phasenverschiebung und/oder eines Amplitudenverhältnisses zwischen dem Sensorsignal und einem weiteren Signal ermittelt.

Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Bedienkomfort und/oder ein Be dienerlebnis für einen Nutzer verbessert werden. Es kann vorteilhaft eine besonders zu verlässige, insbesondere wenig störungsanfällige, und/oder genaue Detektion des Sen sorsignals und folglich eine besonders zuverlässige und genaue Ermittlung der die Heiz einheit betreffenden Zustandsgröße, beispielsweise einer Anwesenheit eines Garge schirrs auf eine Kochfeldplatte oberhalb der Heizeinheit und/oder ein Bedeckungsgrad eines Heizelements der Heizeinheit mit dem Gargeschirr, erreicht werden. Indem die die Heizeinheit betreffende Zustandsgröße anhand einer Phasenverschiebung und/oder eines Amplitudenverhältnisses zwischen dem Sensorsignal und dem weiteren Signal durch die Steuereinheit ermittelt wird, kann vorteilhaft eine Genauigkeit der ermittelten Zu standsgröße weiter verbessert werden. Da die Sensoreinheit getrennt von der Heizeinheit ausgebildet ist, können vorteilhaft Fehldetektionen aufgrund elektromagnetischer Wech selwirkungen mit der Heizeinheit verringert und vorzugsweise durch einen Einsatz einer Signalverstärkungseinheit minimiert werden. Ferner kann vorteilhaft ein von der Heizein heit unabhängiger Betrieb der Sensoreinheit und somit eine kontinuierliche Ermittlung der die Heizeinheit betreffenden Zustandsgröße erreicht werden, wodurch vorteilhaft ein Be dienkomfort und/oder ein Bedienerlebnis für einen Nutzerweiter verbessert werden kann. Beispielsweise wäre während eines Betriebes der Kochfeldvorrichtung eine besonders schnelle und zuverlässige Detektion einer Verschiebung eines Gargeschirrs auf eine Kochfeldplatte und eine automatische Anpassung der zu betreibenden Heizelemente der Heizeinheit denkbar. Zudem wird durch die getrennte Ausbildung von Sensoreinheit und Heizeinheit vorteilhaft ein Einsatz besonders hochauflösender Sensoreinheiten ermög licht, wodurch neben der Anwesenheit und des Bedeckungsgrades auch weitere die Hei zeinheit betreffende Zustandsgrößen, etwa eine Form und/oder eine Größe und/oder ein Material, des Gargeschirrs ermittelbar sind.

Unter einer „Kochfeldvorrichtung“, insbesondere unter einer „Induktionskochfeldvorrich tung“, soll zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Kochfelds, ins besondere eines Induktionskochfelds, verstanden werden. Die Kochfeldvorrichtung könn te beispielsweise zumindest eine Aufstellplatte, insbesondere zumindest eine Kochfeld platte, aufweisen, welche beispielsweise zu einem Aufstellen von Gargeschirr, insbeson dere zum Zweck einer Beheizung des Gargeschirrs, vorgesehen sein könnte. Die Koch feldvorrichtung, insbesondere die Induktionskochfeldvorrichtung, kann auch das gesamte Kochfeld, insbesondere das gesamte Induktionskochfeld, umfassen. Vorzugsweise ist die Kochfeldvorrichtung als Induktionskochfeldvorrichtung ausgebildet. Alternativ wäre jedoch auch denkbar, dass die Kochfeldvorrichtung Teil eines anderen Kochfeldtyps, beispiels weise eines Glaskeramikkochfelds oder dergleichen, ist.

Unter einer „Heizeinheit“ soll eine Einheit verstanden werden, welche zumindest ein Heiz element aufweist, welches in wenigstens einem Betriebszustand Energie an zumindest ein Objekt, beispielsweise an ein Gargeschirr, bereitstellt. Das Heizelement der Heizein heit könnte beispielsweise als ein Wärmestrahler-Heizelement für ein Glaskeramik- Kochfeld ausgebildet sein und in dem Betriebszustand Energie in Form von Wärmestrah lung an das Objekt bereitstellen. Vorzugsweise ist die Heizeinheit als eine Induktionsheiz einheit ausgebildet und weist zumindest ein Heizelement auf, welches als ein Induktions heizelement ausgebildet ist. Das als Induktionsheizelement ausgebildete Heizelement ist dazu vorgesehen, in dem Betriebszustand Energie in Form eines elektromagnetischen Wechselfelds, vorteilhaft zum Zweck einer induktiven Energieübertragung, an das Objekt bereitzustellen. Vorteilhaft weist die Heizeinheit zumindest zwei, besonders vorteilhaft zumindest vier, vorzugsweise zumindest acht und besonders bevorzugt eine Vielzahl von Heizelementen auf. Die Heizelemente der Heizeinheit können verteilt, beispielsweise mat rixartig verteilt, angeordnet sein.

Unter einer „Sensoreinheit“ soll eine Einheit mit zumindest einer Sensorbaugruppe, wel che zumindest den elektrischen Schwingkreis, zumindest einen mit dem elektrischen Schwingkreis elektrisch leitend verbundenen Signaleingang und zumindest einen mit dem elektrischen Schwingkreis elektrisch leitend verbundenen Signalausgang aufweist und welche zu einer Detektion des zumindest einen Sensorsignals vorgesehen ist, verstanden werden. Der elektrische Schwingkreis umfasst vorzugsweise zumindest einen elektri schen Widerstand, zumindest eine Induktionsspule und zumindest einen Kondensator.

Der Signaleingang ist vorzugsweise als ein elektrisches Bauteil, insbesondere als ein An schlusspunkt, zu einem Einspeisen eines Signals in den elektrischen Schwingkreis, ins besondere zu der Ansteuerung mittels der Steuereinheit, ausgebildet. Der Signalausgang ist vorzugsweise als ein elektrisches Bauteil, beispielsweise als ein elektrischer Neben schlusswiderstand, an welchem zumindest ein Ausgangssignal anfällt, ausgebildet. Da runter, dass „die Sensoreinheit zu der Detektion des zumindest einen Sensorsignals vor gesehen ist“ soll dabei verstanden werden, dass das Sensorsignal an zumindest einem elektrischen Bauteil der Sensoreinheit, insbesondere an dem Signaleingang und/oder dem Signalausgang, messbar ist, wobei eine Messung des Sensorsignals zumindest teil weise auch mittels von der Sensoreinheit verschiedenen weiteren Einheiten der Kochfeld vorrichtung, insbesondere mittels der Steuereinheit, erfolgen kann. Bei dem Sensorsignal handelt es sich vorzugsweise um ein elektrisches Signal, welches, in Form einer elektri schen Spannung und/oder eines elektrischen Stroms, insbesondere in Form einer elektri schen Wechselspannung und/oder eines elektrischen Wechselstroms, an dem Signalein gang und/oder an dem Signalausgang der Sensorbaugruppe anliegt und/oder abfällt und/oder fließt und welches zumindest eine elektrische Größe des elektrischen Schwing kreises, insbesondere eine äquivalente Impedanz des elektrischen Schwingkreises, be schreibt. Bei dem weiteren Signal handelt es sich vorzugsweise um ein elektrisches Sig nal, welches, in Form einer elektrischen Spannung und/oder eines elektrischen Stroms, insbesondere in Form einer elektrischen Wechselspannung und/oder eines elektrischen Wechselstroms, an dem Signaleingang und/oder an dem Signalausgang der Sensorbau gruppe anliegt und/oder abfällt und/oder fließt und welches zumindest eine elektrische Größe des elektrischen Schwingkreises, insbesondere eine äquivalente Impedanz des elektrischen Schwingkreises, beschreibt. Die Sensoreinheit kann eine Vielzahl von Sen- sorbaugruppen aufweisen, welche jeweils zu einer Detektion zumindest eines Sensorsig nals vorgesehen sind. Vorteilhaft weist die Sensoreinheit eine Anzahl von Sensorbau gruppen auf, welche zumindest einer Anzahl von Heizelementen der Heizeinheit ent spricht. Vorzugsweise weist die Sensoreinheit eine gegenüber der Anzahl von Heizele menten der Heizeinheit größere Anzahl von Sensorbaugruppen auf.

Unter einer „Steuereinheit“ soll eine elektronische Einheit verstanden werden, welche in der Kochfeldvorrichtung zumindest teilweise integriert ist und welche dazu vorgesehen ist, zumindest die Sensoreinheit anzusteuern und das Sensorsignal auszuwerten. Zu der Steuerung der Sensoreinheit kann die Steuereinheit elektrisch leitend mit dem Signalein gang und/oder dem Signalausgang der Sensoreinheit verbunden sein. Vorzugsweise ist die Steuereinheit, neben der Steuerung der Sensoreinheit, auch zu einer Steuerung und Energieversorgung der Heizeinheit und/oder weiterer Einheiten der Kochfeldvorrichtung vorgesehen. Vorzugsweise weist die Steuereinheit zu der Steuerung und Energieversor gung der Heizeinheit zumindest eine Wechselrichtereinheit auf, welche insbesondere als ein Resonanzinverter und/oder als ein dualer Halbbrückeninverter ausgebildet sein kann. Die Wechselrichtereinheit umfasst bevorzugt zumindest zwei Schaltelemente, welche durch die Steuereinheit einzeln ansteuerbar sind. Unter einem „Schaltelement“ soll ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zwischen zwei Punkten, insbeson dere Kontakten des Schaltelements, eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen und/oder zu trennen. Vorzugsweise weist das Schaltelement zumindest einen Steuerkon takt auf, über den es geschaltet werden kann. Vorzugsweise ist das Schaltelement als Halbleiterschaltelement, insbesondere als Transistor, beispielsweise als Metall-Oxid- Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) oder Organischer Feldeffekttransistor (OFET), vorteilhaft als Bipolartransistor mit vorzugsweise isolierter Gate- Elektrode (IGBT), ausge bildet. Alternativ ist denkbar, dass das Schaltelement als mechanisches und/oder elekt romechanisches Schaltelement, insbesondere als ein Relais, ausgebildet ist. Zu der Aus wertung des Sensorsignals und zu der Ermittlung der zumindest einen die Heizeinheit betreffenden Zustandsgröße umfasst die Steuereinheit vorzugsweise zumindest eine Re cheneinheit. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit zumindest eine Speichereinheit, in welcher zumindest ein Referenzsignal und vorzugsweise zumindest ein Algorithmus zu der Ermittlung der die Heizeinheit betreffenden Zustandsgröße gespeichert ist. Bei der die Heizeinheit betreffenden Zustandsgröße könnte es sich, ohne darauf be schränkt zu sein, beispielsweise um eine Anwesenheit und/oder um einen Bedeckungs grad einer oder mehrerer Heizelemente der Heizeinheit und/oder eine Form und/oder eine Größe und/oder eine elektrische und/oder elektromagnetische Kenngröße, beispielsweise um einen elektrischen Widerstand und/oder eine Induktivität, eines Objekts, insbesondere eines Gargeschirrs, an welches die Heizeinheit in dem Betriebszustand die Energie be reitstellt, handeln.

Unter „vorgesehen“ soll speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstan den werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem An- wendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kochfeldvorrichtung eine oberhalb der Heizeinheit angeordnete Platteneinheit, welche die Sensoreinheit zumindest teilweise aufweist, um fasst. Durch die Platteneinheit kann vorteilhaft eine besonders leistungsfähige, insbeson dere hochauflösende, Sensoreinheit in der Kochfeldvorrichtung integriert werden, wodurch ein Bedienkomfort und/oder ein Bedienerlebnis für einen Nutzer der Kochfeldvor richtung weiter verbessert werden kann. Vorzugsweise weist die Platteneinheit zumindest den elektrischen Schwingkreis der Sensoreinheit auf. Die Platteneinheit könnte beispiels weise zumindest eine Leiterplatte aufweisen, an welcher elektrische Bauteile der Sen soreinheit, insbesondere elektrische Bauteile des elektrischen Schwingkreises der Sen soreinheit, befestigt und elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Bei der Leiterplatte könnte es sich beispielsweise um ein oberflächenmontiertes Bauelement (engl. Surface Mounted Device, kurz SMD) in einlagiger oder mehrlagiger Ausführung handeln, welches in einem dafür geeigneten Verfahren hergestellt ist. Die Leiterplatte könnte als eine feste Leiterplatte ausgebildet sein Alternativ könnte die Leiterplatte als eine flexible Leiterplatte, beispielsweise als eine starrflexible Leiterplatte oder als eine semiflexible Leiterplatte, ausgebildet sein.

In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Kochfeld vorrichtung eine Halterungseinheit, welche zumindest ein Heizelement der Heizeinheit und zumindest einen Teil der Sensoreinheit zusammen fixiert, umfasst. Die Halterungs einheit fixiert das zumindest eine Heizelement der Heizeinheit und den zumindest einen Teil der Sensoreinheit zusammen, insbesondere relativ zu einer weiteren Einheit, bei- spielsweise der Steuereinheit. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine besonders kompakte und/oder kostengünstige Bauweise der Kochfeldvorrichtung erreicht werden. Die Halterungseinheit könnte beispielsweise als ein Spulenträger zu einer Auf nahme und Positionierung einer Induktionsspule eines als ein Induktionsheizelement aus gebildeten Heizelements der Heizeinheit ausgebildet sein, welcher zusätzlich dazu vorge sehen ist, zumindest einen Teil der Sensoreinheit, beispielsweise die Induktionsspule des elektrischen Schwingkreises, aufzunehmen und zu positionieren. Alternativ oder zusätz lich wäre denkbar, dass zumindest ein Teil der Sensoreinheit in einer Isolationsschicht der Halterungseinheit, an welcher das zumindest eine Heizelement der Heizeinheit fixiert ist, integriert ist.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zumindest eine Signalerzeugungsein heit aufweist, welche zu einer Erzeugung eines Signals zu der Steuerung der Sensorein heit vorgesehen ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders zuverlässige und wenig fehleranfällige Steuerung des Sensoreinheit erfolgen. Bei dem Signal handelt es sich vor zugsweise um ein Eingangssignal, welches an dem zumindest einen Signaleingang der Sensoreinheit anlegbar ist. Die Signalerzeugungseinheit ist als eine von der Wechselrich tereinheit verschiedene Einheit ausgebildet. Das mittels der Signalerzeugungseinheit er zeugte Signal unterscheidet sich von einem Wechselrichtersignal, welches von einem Wechselrichter der Wechselrichtereinheit zu einer Ansteuerung und Energieversorgung eines Heizelements der Heizeinheit erzeugt wird, zumindest hinsichtlich einer Frequenz. Vorzugsweise handelt es sich bei dem mittels der Signalerzeugungseinheit erzeugten Signal um ein hochfrequentes Signal mit einer, gegenüber einer Wechselrichterfrequenz des Wechselrichtersignals zu einer Ansteuerung und Energieversorgung eines Heizele ments der Heizeinheit, erhöhten Frequenz. Beispielsweise ist die Frequenz des Signals um einen Faktor von zumindest 2, vorteilhaft um einen Faktor von zumindest 3, beson ders vorteilhaft um einen Faktor von zumindest 4, vorzugsweise um einen Faktor von zu mindest 5 und besonders bevorzugt um einen Faktor von zumindest 10, größer als die Wechselrichterfrequenz. Beispielsweise beträgt die Frequenz des Signals zumindest 1 MHz, vorteilhaft zumindest 2 MHz, besonders vorteilhaft zumindest 5 MHz, vorzugswei se zumindest 10 MHz und besonders bevorzugt zumindest 20 MHz. Hierdurch können vorteilhaft elektromagnetische Wechselwirkungen zwischen der Sensoreinheit und der Heizeinheit und damit einhergehende potentielle Fehldetektionen weiter minimiert werden. Vorzugsweise ist die Signalerzeugungseinheit zu einer digitalen Signalerzeugung vorge- sehen. Die Signalerzeugungseinheit könnte zu der Erzeugung des Signals beispielsweise einen Synthesizer mit direkter digitaler Synthese (DDS) und einen Digital-Analog-Wandler (DAC) aufweisen, welche insbesondere als ein integrierter Schaltkreis (IC) ausgebildet sind. Ferner könnte die Signalerzeugungseinheit beispielsweise ein so genanntes R2R- Widerstandsnetzwerk und/oder einen analogen Multiplexer oder einen digitalen Multiple xer aufweisen. Alternativ wäre denkbar, dass das Signal mittels eines Mikroprozessors der Steuereinheit als ein rechteckförmiges Signal erzeugbar und anschließend mittels eines Filters, beispielsweise mittels eines seriellen RLC-Schaltkreises, filterbar und in ein sinusförmiges Signal wandelbar ist.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit eine Signalverstärkungsein heit zu einer Verstärkung des Signals und zu einer Erhöhung eines Signal-Rausch- Verhältnisses gegenüber Störsignalen aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft die Detektion des Sensorsignals weitert verbessert und ein Auftreten von Fehldetektionen weiter mini miert werden. Ohne darauf beschränkt zu sein, könnte die Signalverstärkungseinheit zu der Verstärkung des Signals beispielsweise einen Differenzverstärker und/oder einen Operationsverstärker und/oder einen Impedanzwandler aufweisen.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Signal eine Frequenz aufweist, welche zu mindest im Wesentlichen einer Resonanzfrequenz des Schwingkreises entspricht. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft die Ermittlung der die Heizeinheit betreffen den Zustandsgröße durch die Steuereinheit weiter verbessert werden. Wenn die Fre quenz des Signals zumindest im Wesentlichen der Resonanzfrequenz des Schwingkrei ses entspricht, kann vorteilhaft ein besonders aussagekräftiges Sensorsignal detektiert und folglich eine besonders genaue Ermittlung der die Heizeinheit betreffenden Zu standsgröße erreicht werden. Bei der Resonanzfrequenz handelt es sich um eine auf ei nen Referenzzustand des Schwingkreises der Sensoreinheit bezogene Größe. Die Fre quenz des Signals, welche zumindest im Wesentlichen der Resonanzfrequenz des Schwingkreises entspricht, weicht von einem Betrag der Resonanzfrequenz höchstens um 10 %, vorteilhaft höchstens um 5 %, vorzugsweise höchstens um 2 % und besonders bevorzugt höchstens um 1 % ab. Alternativ wäre denkbar, dass das Signal eine Frequenz aufweist, welche größer oder kleiner ist als die Resonanzfrequenz des elektrischen Schwingkreises. Zudem wird vorgeschlagen, dass ein Referenzsignal, welches eine in einem Referenzzu stand gemessene Differenz zwischen zumindest einer Größe des Sensorsignals und zu mindest einer Größe des weiteren Signals umfasst, in der Steuereinheit gespeichert ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders genaue und/oder zuverlässige Ermittlung der zumindest einen die Heizeinheit betreffenden Zustandsgröße ermöglicht werden. Unter einem „Referenzsignal“ soll ein Signal verstanden werden, welches an der Sensoreinheit in einem Referenzzustand detektierbar ist. Bei dem Referenzzustand handelt es sich da bei um einen Zustand, in welchem die Kochfeldvorrichtung, insbesondere die Sensorein heit der Kochfeldvorrichtung, unter Abwesenheit externer Einflüsse, insbesondere unter Abwesenheit eines externen Objekts, wie beispielsweise eines Gargeschirrs, welche das Signal beeinflussen würden, betrieben wird. Bei der Größe des Signals und/oder des wei teren Signals kann es sich, beispielsweise um eine Phase einer Spannung und/oder eines Stroms und/oder um eine Amplitude einer Spannung und/oder eines Stroms handeln. Die Differenz zwischen der Größe des Sensorsignals und der Größe des weiteren Signals kann dabei eine Differenz zwischen zwei gleichartigen Größen, beispielsweise eine Diffe renz zwischen einer Amplitude einer Spannung des Sensorsignals und einer Amplitude einer Spannung des weiteren Signals, oder eine Differenz zwischen zwei unterschiedli chen Größen, beispielsweise eine Differenz zwischen einem Phasenwinkel einer Span nung des Sensorsignals und eines Phasenwinkels eines Stroms des weiteren Signals, sein.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zumindest eine Detektionseinheit zu einer Detektion der Phasenverschiebung und/oder einer Amplitude aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders zuverlässige und/oder genaue Detektion der Phasenver schiebung und/oder der Amplitude ermöglicht werden. Die Detektionseinheit kann als ein analoger Phasenvergleicher, beispielsweise als ein Analog-Multiplizierer oder als voll symmetrischer Mischer oder als ein Diodenmischer ausgebildet und zu einer analogen Detektion der Phasenverschiebung und/oder der Amplitude vorgesehen sein. Alternativ könnte die Detektionseinheit als ein digitaler Phasenvergleicher und/oder als ein digitaler Amplitudenvergleicher ausgebildet sein, wobei eine digitale Detektion der Phasenver schiebung und/oder der Amplitude, ausgehend von einem zuvor gewandelten rechteck förmigen Signal beispielsweise mittels eines XOR-Gatters oder einer Flip-Flop-Schaltung oder dergleichen erfolgen könnte. io

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Detektionseinheit als ein Lock-In-Verstärker ausge bildet ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein Signal-Rausch-Verhältnis erhöht und somit eine Fehleranfälligkeit bei der Detektion weiter verringert werden. Vorzugsweise ist die als ein Lock-In-Verstärker ausgebildete Detektionseinheit, neben der Detektion der Phasenver schiebung, zusätzlich zu einer Detektion einer Amplitude des Sensorsignals und einer Amplitude des weiteren Signals, insbesondere des Referenzsignals, vorgesehen. Anhand der mittels der als Lock-In-Verstärker ausgebildeten Detektionseinheit detektierten Pha senverschiebung und der detektierten Amplitude des Sensorsignals und einer Amplitude des weiteren Signals, insbesondere des Referenzsignals, ist eine Impedanz und somit ein äquivalenter Widerstand und eine äquivalente Induktivität eines verwendeten Garge schirrs, vorzugsweise durch die Steuereinheit, berechenbar. Hierdurch kann vorteilhaft ein Betrieb weiter verbessert werden, indem beispielsweise eine speziell auf ein bestimmtes Gargeschirr abgestimmte Ansteuerung der Heizeinheit durch die Steuereinheit ermöglicht ist.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zu der Ermittlung der Zu standsgröße in dem Betriebszustand einen Phasenwinkel des Sensorsignals mit einem Phasenwinkel des weiteren Signals, insbesondere des Referenzsignals, und/oder eine Amplitude des Sensorsignals mit einer Amplitude des weiteren Signals, insbesondere des Referenzsignals, vergleicht. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft die Er mittlung der die Heizeinheit betreffenden Zustandsgröße mit einfachen Mitteln realisiert werden. Vorzugsweise erfolgt der Vergleich des Phasenwinkels und/oder der Amplitude des Sensorsignals mit dem Phasenwinkel und/oder der Amplitude des weiteren Signals, insbesondere des Referenzsignals, mittels der Detektionseinheit der Steuereinheit.

In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Steuerein heit zu der Ermittlung der Zustandsgröße in dem Betriebszustand die Frequenz des Sig nals so lange variiert, bis ein Phasenwinkel des Sensorsignals und ein Phasenwinkel des Referenzsignals übereinstimmen. Durch eine derartige Ausgestaltung wird vorteilhaft eine weitere Möglichkeit zu der Ermittlung der Zustandsgröße bereitgestellt. Vorzugsweise variiert die Steuereinheit in dem Betriebszustand die Frequenz des Signals mittels der Signalerzeugungseinheit so lange, bis der Phasenwinkel des Sensorsignals mit dem Pha senwinkel des Referenzsignals übereinstimmt, speichert die zu einer Übereinstimmung der Phasenwinkel erforderliche Frequenz ab, vergleicht diese, insbesondere mittels eines in der Speichereinheit gespeicherten Algorithmus, mit der Resonanzfrequenz in dem Re ferenzzustand und ermittelt daraus die die Heizeinheit betreffende Zustandsgröße.

Die Erfindung betrifft zudem ein Kochfeld mit einer Kochfeldvorrichtung gemäß einer der vorgenannten Ausgestaltungen. Ein derartiges Kochfeld zeichnet sich unter anderem durch die vorgenannten vorteilhaften Eigenschaften der Kochfeldvorrichtung und den da mit einhergehenden Vorteilen für einen Nutzer im Hinblick auf einen verbesserten Bedien komfort und/oder ein verbessertes Bedienerlebnis aus.

Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zum Betrieb einer Kochfeldvorrichtung mit zumindest einer Heizeinheit und zumindest einer von der Heizeinheit getrennt ausge bildeten Sensoreinheit, welche zumindest einen elektrischen Schwingkreis aufweist.

Es wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Sensorsignal detektiert wird und zumindest eine die Heizeinheit betreffende Zustandsgröße anhand einer Phasenverschiebung und/oder eines Amplitudenverhältnisses zwischen dem Sensorsignal und einem weiteren Signal, insbesondere einem gespeicherten Referenzsignal, ermittelt wird. Indem die die Heizeinheit betreffende Zustandsgröße anhand einer Phasenverschiebung und/oder eines Amplitudenverhältnisses zwischen dem Sensorsignal und einem weiteren Signal, insbe sondere einem gespeicherten Referenzsignal, ermittelt wird, kann vorteilhaft eine beson ders zuverlässige, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, bei welchen eine Zustandsgröße anhand einer detektierten Frequenz ermittelt wird, weniger störungs anfällige, und genaue Ermittlung der Zustandsgröße ermöglicht werden.

Die Kochfeldvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Kochfeldvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten An zahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeich nung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Be schreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fach mann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen: Fig. 1 ein Kochfeld mit einer Kochfeldvorrichtung, umfassend eine Heizeinheit, eine Sensoreinheit und eine Steuereinheit, in einer schematischen Draufsicht,

Fig. 2 eine schematische Explosionsdarstellung der Kochfeldvorrichtung mit einer oberhalb der Heizeinheit angeordneten Platteneinheit,

Fig. 3 ein schematisches elektrisches Schaltbild eines elektrischen Schwing kreises der Sensoreinheit,

Fig. 4 zwei schematische Diagramme zur Darstellung eines durch die Sen soreinheit detektierten Sensorsignals und eines Referenzsignals,

Fig. 5 ein schematisches Diagramm zur Darstellung der Steuereinheit,

Fig. 6 ein schematisches Verfahrensfließbild eines Verfahrens zu einem Be trieb der Kochfeldvorrichtung,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Halterungseinheit einer Kochfeld vorrichtung in einem weiteren Ausführungsbeispiel und Fig. 8 ein schematisches Diagramm zur Darstellung einer Steuereinheit einer Kochfeldvorrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels.

Figur 1 zeigt ein Kochfeld 42a in einer schematischen Draufsicht. Das Kochfeld 42a ist als ein Induktionskochfeld ausgebildet. Das Kochfeld 42a weist eine Kochfeldvorrichtung 10a auf. Die Kochfeldvorrichtung 10a ist als eine Induktionskochfeldvorrichtung ausgebildet. Die Kochfeldvorrichtung 10a umfasst eine Heizeinheit 12a. Die Heizeinheit 12a weist eine Mehrzahl von Heizelementen 32a auf, welche jeweils als Induktionsheizelemente ausge bildet sind.

Von mehrfach vorhandenen Objekten ist in den Figuren jeweils lediglich eines mit einem Bezugszeichen versehen.

Die Kochfeldvorrichtung 10a umfasst eine Sensoreinheit 14a. Die Sensoreinheit 14a ist separat von der Heizeinheit 12a ausgebildet. Die Sensoreinheit 14a weist einen elektri schen Schwingkreis 16a auf (vgl. Figur 3). Die Sensoreinheit 14a ist zu einer Detektion eines Sensorsignals 18a (vgl. Figur 4) vorgesehen.

Die Kochfeldvorrichtung 10a umfasst eine Steuereinheit 20a. Die Steuereinheit 20a ist zu einer Steuerung der Sensoreinheit 14a vorgesehen. Die Steuereinheit 20a ist zu einer Auswertung des Sensorsignals 18a vorgesehen. In einem Betriebszustand der Kochfeld vorrichtung 10a ermittelt die Steuereinheit 20a zumindest eine die Heizeinheit 12a betref fende Zustandsgröße 22a (vgl. Figur 5) anhand einer Phasenverschiebung 24a und/oder eines Amplitudenverhältnisses zwischen dem Sensorsignal 18a und einem weiteren Sig nal.

In der Steuereinheit 20a ist ein Referenzsignal 26a gespeichert. Das Referenzsignal 20a umfasst eine in einem Referenzzustand gemessene Differenz zwischen einer Größe des Sensorsignals 18a und einer Größe des weiteren Signals. Vorliegend handelt es sich bei der Größe des Sensorsignals 18a um einen Phasenwinkel und bei der Größe des weite ren Signals um einen weiteren Phasenwinkel.

Figur 2 zeigt die Kochfeldvorrichtung 10a in einer schematischen Explosionsdarstellung. Die Kochfeldvorrichtung 10a weist eine Platteneinheit 28a auf. In einem montierten Zu stand der Kochfeldvorrichtung 10a ist die Platteneinheit 28a oberhalb der Heizeinheit 12a und unterhalb einer Kochfeldplatte 62a des Kochfeld 42a angeordnet angeordnet. Die Platteneinheit 28a weist die Sensoreinheit 14a zumindest teilweise auf. Die Platteneinheit 28a weist den Schwingkreis 16a der Sensoreinheit 14a auf. Der Schwingkreis 16a der Sensoreinheit 14a ist auf einer Leiterplatte aufgebracht, welche mit der Platteneinheit 28a verbunden ist.

Figur 3 zeigt ein schematisches elektrisches Schaltbild der Sensoreinheit 14a. Die Sen soreinheit 14a umfasst den elektrischen Schwingkreis 16a. Die Sensoreinheit 14a umfasst einen Signaleingang 44a und einen Signalausgang 46a, welche jeweils elektrisch leitend mit dem elektrischen Schwingkreis 16a verbunden sind. Der elektrische Schwingkreis 46a umfasst einen elektrischen Widerstand 48a, eine Induktionsspule 50a und einen Konden sator 52a.

Der Signaleingang 44a der Sensoreinheit 14a ist elektrisch leitend mit einer Signalver stärkungseinheit 38a und mit einer Signalerzeugungseinheit 34a der Steuereinheit 20a verbunden. In einem Betriebszustand wird ein mittels der Signalerzeugungseinheit 34a erzeugtes und mittels der Signalverstärkungseinheit 38a verstärktes Signal über den Sig naleingang 44a in den elektrischen Schwingkreis 16a eingespeist. Der Signalausgang 46a ist als ein Nebenschlusswiderstand 64a ausgebildet. In Figur 4 sind zwei Diagramme dargestellt. Auf einer Abszisse 54a eines linken Dia gramms ist eine Frequenz in Megahertz aufgetragen. Auf einer Ordinate 56a des linken Diagramms ist ein Betrag einer Impedanz in Ohm aufgetragen. In dem linken Diagramm ist das Referenzsignal 26a mit einer Volllinie dargestellt. In dem linken Diagramm ist das Sensorsignal 18a mit einer Strichlinie dargestellt. Der Betrag der Impedanz des Referenz signals weist ein Maximum bei einer Resonanzfrequenz 66a des Schwingkreises auf.

Auf einer Abszisse 58a eines rechten Diagramms ist die Frequenz in Megahertz aufgetra gen. Auf einer Ordinate 60a des rechten Diagramms ist ein Phasenwinkel aufgetragen. In dem rechten Diagramm ist das Referenzsignal 26a mit einer Volllinie dargestellt. In dem linken Diagramm ist das Sensorsignal 18a mit einer Strichlinie dargestellt. Ein Phasen winkel des Referenzsignals 26a, welcher in dem elektrischen Schwingkreis 16a der Sen soreinheit 14a in einem Referenzzustand bei der Resonanzfrequenz 66a messbar ist, beträgt beispielsweise 20°. Ein Phasenwinkel des Sensorsignals 18a, welcher in dem elektrischen Schwingkreis 16a der Sensoreinheit 14a in einem Betriebszustand der Koch feldvorrichtung 10a, in dem ein Gargeschirr (nicht dargestellt) oberhalb der Sensoreinheit 14a platziert ist, bei der Resonanzfrequenz 66a messbar ist, beträgt beispielsweise -20°. Daraus ergibt sich die Phasenverschiebung 24a, welche in diesem Beispiel 40° beträgt.

Das Sensorsignal 18a beschreibt ein Verhältnis zwischen einem Signal 36a (vgl. Figur 5) und einem Ausgangssignal 92a des elektrischen Schwingkreises 16a und kann als eine äquivalente Impedanz des elektrischen Schwingkreises 16a in dem Betriebszustand be trachtet werden. Das Referenzsignal 26a kann als eine äquivalente Impedanz des elektri schen Schwingkreises 16a in dem Referenzzustand betrachtet werden.

In Figur 5 ist ein schematisches Diagramm der Steuereinheit 20a dargestellt. Die Steuer einheit 20a weist die Signalerzeugungseinheit 34a auf. Die Signalerzeugungseinheit 34a ist zu einer Erzeugung des Signals 36a zu der Steuerung der Sensoreinheit 14a vorgese hen.

Die Steuereinheit 20a weist die Signalverstärkungseinheit 38a auf. Die Signalverstär kungseinheit 38a ist zu einer Verstärkung des Signals 36a und zu einer Erhöhung eines Signal-Rausch-Verhältnisses gegenüber Störsignalen vorgesehen. Störsignale könnten in dem Betriebszustand beispielsweise durch ein von einem Heizelement 32a der Heizein heit 12a zu einer Beheizung bereitgestelltes elektromagnetisches Feld bedingt sein. In dem Betriebszustand wird das mittels der Signalerzeugungseinheit 34a erzeugte und mittels der Signalverstärkungseinheit 38a verstärkte Signal 36a über den Signaleingang 44a in den elektrischen Schwingkreis 16a der Sensoreinheit 14a eingespeist (vgl. Figur 3). Das Signal 36a weist eine Frequenz auf, welche im Wesentlichen der Resonanzfre quenz 66a des elektrischen Schwingkreises 16a entspricht. Die Resonanzfrequenz 66a ist in einer Speichereinheit 70a der Steuereinheit 20a gespeichert und wird in dem Betriebs zustand zu der Erzeugung des Signals 36a an die Signalerzeugungseinheit 34a übermit telt.

Die Steuereinheit 20a weist eine Detektionseinheit 40a auf. Die Detektionseinheit 40a ist zu einer Detektion der Phasenverschiebung 24a und/oder einer Amplitude vorgesehen.

Die Detektionseinheit 40a ist als ein Lock-In-Verstärker ausgebildet. Eine in dem Be triebszustand an dem als Nebenschlusswiderstand 64a ausgebildeten Signalausgang 46a abfallende Spannung ist als das Ausgangssignal 92a detektierbar und wird an die Detek tionseinheit 40a übermittelt. Das Signal 36a wird ebenfalls an die Detektionseinheit 40a übermittelt.

Die Steuereinheit 20a vergleicht zu der Ermittlung der Zustandsgröße 24a in dem Be triebszustand einen Phasenwinkel und/oder eine Amplitude des Sensorsignals 18a und einen Phasenwinkel und/oder eine Amplitude des Referenzsignals 26a. In dem vorliegen den Ausführungsbeispiel erfolgt der Vergleich der Phasenwinkel mittels der Detektions einheit 40a. Die Detektionseinheit 40a detektiert in dem Betriebszustand die Phasenver schiebung 24a und übermittelt diese an eine Recheneinheit 68a der Steuereinheit 20a.

Das Referenzsignal 26a ist in der Speichereinheit 70a gespeichert. In dem Betriebszu stand greift die Recheneinheit 68a auf die Speichereinheit 70a zu und ermittelt die Zu standsgröße anhand der Phasenverschiebung 24a zwischen dem Sensorsignal 18a und dem weiteren Signal. Die Zustandsgröße 24a enthält in dem vorliegenden Ausführungs beispiel eine Information über einen Bedeckungsgrad eines Heizelements 32a der Heiz einheit 12a (vgl. Figur 1) mit einem Gargeschirr (nicht dargestellt).

In Figur 6 ist ein schematisches Verfahrensfließbild eines Verfahrens zum Betrieb der Kochfeldvorrichtung 10a dargestellt. In dem Verfahren wird das zumindest eine Sensor signal 18a detektiert und zumindest die die Heizeinheit 12a betreffende Zustandsgröße 22a anhand der Phasenverschiebung 24a und/oder des Amplitudenverhältnisses zwi schen dem Sensorsignal 18a und dem weiteren Signal, welches als das Referenzsignal 26a in der Steuereinheit gespeichert ist, ermittelt. Das Verfahren umfasst mehrere Verfah rensschritte. In einem Verfahrensschritt 80a wird mittels eines Mikroprozessors in der Signalerzeugungseinheit 34a ein Rechtecksignal erzeugt. In einem weiteren Verfahrens schritt 82a wird das Rechtecksignal mittels der Signalerzeugungseinheit 34a in das Signal 36a gewandelt. Das Signal 36a ist nun sinusförmig und wird an die Signalverstärkungs einheit 38a übermittelt. In einem weiteren Verfahrensschritt 84a wird das Signal 36a ver stärkt und anschließend über den Signaleingang 44a in den elektrischen Schwingkreis 16a der Sensoreinheit 14a eingespeist (vgl. Figur 3) sowie an die Detektionseinheit 40a übermittelt. In einem weiteren Verfahrensschritt 86a wird das Ausgangssignal 92a an dem Signalausgang 46a des elektrischen Schwingkreises detektiert und an die Detektionsein heit 40a übermittelt. In einem weiteren Verfahrensschritt 88a detektiert die Detektionsein heit 40a die Phasenverschiebung 24a zwischen dem Sensorsignal 18a und dem gespei cherten weiteren Signal und übermittelt dieses an die Recheneinheit 68a der Steuerein heit 20a. In einem weiteren Verfahrensschritt 90a ermittelt die Recheneinheit 68a die Zu standsgröße 22a anhand der Phasenverschiebung 24a.

In Figuren 7 und 8 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merk male und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 6 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 6 durch die Buch staben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der Figuren 7 und 8 er setzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Be schreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 6 verwiesen werden.

Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Halterungseinheit 30b einer Kochfeld vorrichtung 10b. Die Kochfeldvorrichtung 10b weist eine Sensoreinheit 14b und eine Hei zeinheit 12b auf. Die Halterungseinheit 30b fixiert ein Heizelement 32b der Heizeinheit 12b und zumindest einen Teil der Sensoreinheit 14b zusammen. Die Kochfeldvorrichtung 10b unterscheidet sich von der Kochfeldvorrichtung 10a des vorhergehenden Ausfüh rungsbeispiels im Wesentlichen hinsichtlich einer Anordnung der Sensoreinheit 14b. Hin- sichtlich einer Funktionsweise der Kochfeldvorrichtung 10b sei an dieser Stelle auf die obige Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 6 verwiesen.

Die Halterungseinheit 30b umfasst ein erstes Halterungselement 76b und ein zweites Hal terungselement 78b. An dem ersten Halterungselement 76b der Halterungseinheit 30b ist eine Induktionsspule 50b der Sensoreinheit 14b fixiert. An dem zweiten Halterungsele ment 78b der Halterungseinheit 30b ist das Heizelement 32b der Heizeinheit 12b fixiert. Das erste Halterungselement 76b und das zweite Halterungselement 78b sind in einem montierten Zustand miteinander verbunden und bilden die Halterungseinheit 30b.

Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kochfeldvorrichtung 10c. Die Koch feld Vorrichtung 10c unterscheidet sich von der Kochfeldvorrichtung 10a des Ausführungs beispiels der Figuren 1 bis 6 im Wesentlichen hinsichtlich einer Ausgestaltung einer Steu ereinheit 20c. Im Hinblick auf weitere Komponenten der Kochfeldvorrichtung 10c sei an dieser Stelle auf die obige Beschreibung der Figuren 1 bis 6 verwiesen.

In der Figur 8 ist ein schematisches Diagramm der Steuereinheit 20c dargestellt. In einem Betriebszustand der Kochfeldvorrichtung 10c ermittelt die Steuereinheit 20c zumindest eine Zustandsgröße 22c anhand einer Phasenverschiebung 24c zwischen einem Sensor signal 18c und einem gespeicherten Referenzsignal 26c. In dem Betriebszustand der Kochfeldvorrichtung 10c variiert die Steuereinheit 20c zu einer Ermittlung der Zu standsgröße 22c eine Frequenz 94c eines Signals 36c so lange, bis ein Phasenwinkel des Sensorsignals 18c und ein Phasenwinkel des Referenzsignals 26c übereinstimmen.

Die Steuereinheit 20c weist eine Signalerzeugungseinheit 34c auf, welche zu einer Er zeugung des Signals 26c zu einer Steuerung einer Sensoreinheit 14c vorgesehen ist. In dem Betriebszustand der Kochfeldvorrichtung 10c erzeugt die Signalerzeugungseinheit 34c das Signal 36c zunächst anhand einer in einer Speichereinheit 70c der Steuereinheit 20c gespeicherten Resonanzfrequenz 66c und übermittelt das Signal 36c an die Sen soreinheit 14c und an eine Detektionseinheit 40c der Steuereinheit 20c. Die Detektions einheit 40c ermittelt aus dem Signal 36c und einem Ausgangssignal 92c der Sensorein heit 14c die Phasenverschiebung 24c. So lange die Phasenverschiebung 24c einen Be trag ungleich Null aufweist, variiert die Steuereinheit 20c die Frequenz 94c, indem entwe der eine Frequenzverringerung 72c oder Frequenzerhöhung 74c an die Signalerzeu gungseinheit 34 c übermittelt wird. Wenn der Phasenwinkel des Sensorsignals 18c und der Phasenwinkel des Referenzsignals 26c übereinstimmen, also die Phasenverschie bung 24c Null beträgt, speichert die Steuereinheit 20c die zugehörige Frequenz 94c in der Speichereinheit 70c ab. Eine Recheneinheit 68c der Steuereinheit 20c greift auf die Spei chereinheit 20c zu, vergleicht die Frequenz 94c mit der Resonanzfrequenz 66c und ermit- telt daraus die Zustandsgröße 22.

Bezugszeichen

10 Kochfeldvorrichtung 12 Heizeinheit 14 Sensoreinheit 16 Schwingkreis 18 Sensorsignal 20 Steuereinheit 22 Zustandsgröße 24 Phasenverschiebung 26 Referenzsignal 28 Platteneinheit 30 Halterungseinheit 32 Heizelement 34 Signalerzeugungseinheit 36 Signal

38 Signalverstärkungseinheit 40 Detektionseinheit 42 Kochfeld 44 Signaleingang 46 Signalausgang 48 elektrischer Widerstand 50 Induktionsspule 52 Kondensator 54 Abszisse 56 Ordinate 58 Abszisse 60 Ordinate 62 Kochfeldplatte Nebenschlusswiderstand

Resonanzfrequenz

Recheneinheit

Speichereinheit

Frequenzverringerung

Frequenzerhöhung

Halterungselement

Halterungselement

Verfahrensschritt weiterer Verfahrensschritt weiterer Verfahrensschritt weiterer Verfahrensschritt weiterer Verfahrensschritt weiterer Verfahrensschritt

Ausgangssignal

Frequenz