EP1028289B1 - Temperatur-Regeleinrichtung für Backöfen mit mehreren Heizsystemen - Google Patents

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EP1028289B1
EP1028289B1 EP19990102675 EP99102675A EP1028289B1 EP 1028289 B1 EP1028289 B1 EP 1028289B1 EP 19990102675 EP19990102675 EP 19990102675 EP 99102675 A EP99102675 A EP 99102675A EP 1028289 B1 EP1028289 B1 EP 1028289B1
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temperature
heating systems
control
temperature gradient
controller
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Klaus Anders
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Siebe Appliance Controls GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/087—Arrangement or mounting of control or safety devices of electric circuits regulating heat

Definitions

  • the invention relates to a temperature control device for ovens with several heating systems, for example for Top heat, bottom heat, recirculation mode, grill, with one Temperature sensor in the oven space for specifying the actual temperature value for an electronic controller for regulation the oven temperature to predefinable setpoints, the Controller different controller parameters depending of the heating system switched on and / or each activated combination of heating systems for Controller adjustment can be fed.
  • Means for detecting the temperature gradient at the temperature sensor and to compare the detected temperature gradient with the various heating systems and / or Combinations of heating systems associated with saved Temperature gradients are provided that each saved Temperature gradient a controller parameter or a Set of controller parameters is assigned and that depending the assigned by comparison Temperature gradient of the controller with the corresponding one Controller parameters or set of controller parameters can be applied is.
  • the temperature control device can in advantageously on the cost-intensive and prone to failure Control inputs of the controller waive, and also a corresponding assembly and connecting lines to Function selection switches can be omitted.
  • the each switched on heating system or the respectively switched on Combination of controller parameters assigned to heating systems are automatically assigned internally to the control loop, so that no additional lines or external Switching operations would be required.
  • the assignment of the suitable controller parameters are therefore only via Software when training the controller as a microcomputer. By recording the respective temperature gradient to select the controller parameter (s) assigned this selection is practically independent of one Function switch.
  • the controller which is designed in particular as a microcomputer in an advantageous manner in addition to the detection of the temperature gradient and / or for comparison with the saved ones Temperature gradients and / or to assign the corresponding Controller parameters or set of controller parameters educated. Thus, despite being more comfortable and extensive Functions of the hardware effort minimized.
  • Offsets and / or in particular are the controller parameters Gain factors and / or tables for controller settings provided, each depending on the control loop of the recorded temperature gradient.
  • a storage arrangement For storing the temperature gradients and / or controller parameters a storage arrangement is preferably provided, for the in particular the already existing memory of the microcomputer used as a controller can be.
  • the temperature gradients are expedient filed in a table.
  • a flow chart to explain the mode of operation is in the only one Drawing shown and in the description below explained in more detail.
  • Ovens for example ovens
  • These heating systems act it is, for example, those for generating top heat and / or bottom heat, for circulating air or hot air operation, for a grill or the like.
  • a temperature controller Used to set a desired oven temperature a temperature controller on the part of a single temperature sensor The actual temperature value is supplied in the oven compartment becomes.
  • the temperature setpoint is over a corresponding Setting element, for example a rotary switch, fed to the temperature controller.
  • a function selector switch or a single button or a single switch is switched on by a switch 10 the determination of the temperature gradient in one calculation step 11 performed. In principle, this is done by a time derivative of the signal from the temperature sensor.
  • a comparison step 12 the detected Temperature gradient with different, in a table stored temperature gradients compared that typical of the various heating systems and different possible combinations of heating systems are. These typical temperature gradients are, for example stored in the memory of a microcomputer that as Regulator is used. This microcomputer can in addition to its controller function, there are also other functions take over how the detection of a heating system or due to a certain combination of heating systems the comparison of a detected temperature gradient with stored typical temperature gradients.
  • controller parameters can, for example Offsets, amplification factors and other typical control specifications be used to influence and adjust the Controller behavior are required. In the simplest case it can only be a single controller parameter act.
  • the controller parameter or parameters corresponding tables can also be stored in the memory of the Microprocessor.
  • controller parameters selected in this way or only a single controller parameter are now in step 14 to adjust the controller behavior the temperature controller supplied so that the temperature in an optimal manner T can regulate in the oven space or cooking space.
  • a controller parameter can only from a correction value or a correction factor or a correction function for the actual temperature value or the temperature setpoint.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Temperatur-Regeleinrichtung für Backöfen mit mehreren Heizsystemen, beispielsweise für Oberhitze, Unterhitze, Umluftbetrieb, Grill, mit einem Temperatursensor im Backofenraum zur Vorgabe des Temperatur-Istwerts für einen elektronischen Regler zur Regelung der Backofentemperatur auf vorgebbare Sollwerte, wobei dem Regler unterschiedliche Reglerparameter in Abhängigkeit des jeweils eingeschalteten Heizsystems und/oder der jeweils eingeschalteten Kombination von Heizsystemen zur Regleranpassung zuführbar sind.
Bei Backöfen mit mehreren Heizsystemen wird üblicherweise aus Kostengründen nur ein Regler mit nur einem Temperatursensor verwendet, und ein Umschalter dient zur Umschaltung zwischen den Heizelementen für die verschiedenen Heizsysteme. Da alle Heizsysteme unterschiedlich arbeiten, läßt sich in der Praxis keine praktikable Position für den Temperatursensor im Backofenraum bzw. Garraum finden, welche für alle Heizsysteme das gleich gute Ergebnis liefert. In bekannter Weise werden daher jedem Heizsystem spezielle Reglerparameter, wie Offset und Verstärkung oder Tabellen für Reglereinstellungen, zugeordnet, und mittels des Funktionswählschalters zur Einstellung des gewünschten Heizsystems werden dann diese Reglerparameter dem Regler über Steuereingänge mitgeteilt. Nachteilig an der bekannten Lösung ist die Vielzahl von kostenintensiven Steuereingängen und Steuerkabeln, die häufig Ursache von Störungen sind. Darüber hinaus ist auch die Montage, also die Verkabelung, aufwendig und teuer.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine einfachere und sicherere Lösung zur Vorgabe der den einzelnen Heizsystemen zugeordneten Reglerparameter zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel zur Erfassung des Temperaturgradienten am Temperatursensor und zum Vergleich des erfaßten Temperaturgradienten mit den verschiedenen Heizsystemen und/oder Kombinationen von Heizsystemen zugeordneten gespeicherten Temperaturgradienten vorgesehen sind, daß jedem gespeicherten Temperaturgradienten ein Reglerparameter oder ein Satz von Reglerparametern zugeordnet ist und daß in Abhängigkeit des durch Vergleich ermittelten zugeordneten Temperaturgradienten der Regler mit dem entsprechenden Reglerparameter oder Satz von Reglerparametern beaufschlagbar ist.
Die erfindungsgemäße Temperatur-Regeleinrichtung kann in vorteilhafter Weise auf die kostenintensiven und störungsanfälligen Steuereingänge des Reglers verzichten, und auch eine entsprechende Montage sowie Verbindungsleitungen zum Funktionswahlschalter können entfallen. Die dem jeweils eingeschalteten Heizsystem oder der jeweils eingeschalteten Kombination von Heizsystemen zugeordneten Reglerparameter werden vollautomatisch intern dem Regelkreis zugeordnet, so daß keinerlei zusätzliche Leitungen oder externe Schaltvorgänge erforderlich wären. Die Zuordnung der passenden Reglerparameter erfolgt somit ausschließlich per Software bei einer Ausbildung des Reglers als Mikrorechner. Durch die Erfassung des jeweiligen Temperaturgradienten zur Auswahl des oder der jeweiligen zugeordneten Reglerparameter ist diese Auswahl praktisch unabhängig von einem Funktionswahlschalter.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Temperatur-Regeleinrichtung möglich.
Der insbesondere als Mikrorechner ausgebildete Regler ist in vorteilhafter Weise zusätzlich zur Erfassung des Temperaturgradienten und/oder zum Vergleich mit den gespeicherten Temperaturgradienten und/oder zur Zuordnung des entsprechenden Reglerparameters oder Satzes von Reglerparametern ausgebildet. Somit wird trotz komfortabler und umfangreicher Funktionen der Hardware-Aufwand minimiert.
Als Reglerparameter sind insbesondere Offsets und/oder Verstärkungsfaktoren und/oder Tabellen für Reglereinstellungen vorgesehen, die jeweils dem Regelkreis in Abhängigkeit des erfaßten Temperaturgradienten zugeordnet werden.
Zur Speicherung der Temperaturgradienten und/oder Reglerparameter ist vorzugsweise eine Speicheranordnung vorgesehen, für die insbesondere der ohnehin vorhandene Speicher des als Regler dienenden Mikrorechners verwendet werden kann. Die Temperaturgradienten sind dabei zweckmäßigerweise in einer Tabelle abgelegt. Ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise ist in der einzigen Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
In bekannter Weise sind Backöfen, beispielsweise Backöfen von Haushaltsherden, separate Backöfen und professionelle Backöfen, wie Industriebacköfen, mit mehreren Heizsystemen ausgestattet, wobei ein Funktionswahlschalter oder einzelne Bedienungstasten oder -schalter zum Einschalten der einzelnen Heizsysteme oder zum Einschalten von Kombinationen dieser Heizsysteme dienen. Bei diesen Heizsystemen handelt es sich beispielsweise um solche zur Erzeugung einer Oberhitze und/oder Unterhitze, für den Umluft- bzw. Heißluftbetrieb, für einen Grill oder dergleichen.
Zur Einstellung einer gewünschten Backofentemperatur dient ein Temperaturregler, dem seitens eines einzigen Temperatursensors im Backofenraum der Temperatur-Istwert zugeführt wird. Der Temperatur-Sollwert wird über ein entsprechendes Einstellelement, beispielsweise einen Drehschalter, dem Temperaturregler zugeführt.
In der Praxis läßt sich keine praktikable Position für den Temperaturfühler im Backofenraum finden, der für alle Heizsysteme und Kombinationen von Heizsystemen ein optimales Ergebnis für den Temperatur-Istwert liefert. Die Erfindung geht nun von der Tatsache aus, daß jedes Heizsystem und jede Kombination von Heizsystemen am Temperatursensor einen anderen Meßgradienten für den Temperatur-Istwert bewirkt. Bei Heißluft ist zum Beispiel die Temperaturänderung am Temperatursensor nach dem Ein- oder Ausschalten der Heizung viel schneller als bei Oberhitze. Dies wird dazu verwendet, das jeweils eingeschaltete Heizsystem oder die jeweils eingeschaltete Kombination von Heizsystemen über den Temperaturgradienten zu erkennen und dann dem Regler diejenigen Reglerparameter zuzuführen, die für das jeweilige Heizsystem benötigt werden bzw. optimal sind.
Nach dem Einschalten eines bestimmten Heizsystems oder einer bestimmten Kombination von Heizsystemen mittels eines Funktionswahlschalters oder einer Einzeltaste bzw. eines Einzelschalters wird über eine Einschalterkennung 10 die Bestimmung des Temperaturgradienten in einem Berechnungsschritt 11 durchgeführt. Dies erfolgt prinzipiell durch eine zeitliche Ableitung des Signals des Temperatursensors. In einem Vergleichsschritt 12 wird nun der erfaßte Temperaturgradient mit verschiedenen, in einer Tabelle gespeicherten Temperaturgradienten verglichen, die jeweils typisch für die verschiedenen Heizsysteme und die verschiedenen möglichen Kombinationen von Heizsystemen sind. Diese typischen Temperaturgradienten sind beispielsweise im Speicher eines Mikrorechners abgelegt, der als Regler eingesetzt wird. Dieser Mikrorechner kann somit außer seiner Reglerfunktion auch noch weitere Funktionen übernehmen, wie hier die Erkennung eines Heizsystems bzw. einer bestimmten Kombination von Heizsystemen auf Grund des Vergleichs eines erfaßten Temperaturgradienten mit gespeicherten typischen Temperaturgradienten.
Nachdem durch Zuordnung des erfaßten Temperaturgradienten mit einem der gespeicherten typischen Temperaturgradienten das jeweils wirksame Heizsystem oder die wirksame Kombination von Heizsystemen erkannt wurde, wird in einem Zuordnungsschritt 13 eine Tabelle mit Reglerparametern angewählt, die zur Regelung des gewählten Heizsystems oder der gewählten Kombination von Heizsystemen erforderlich und optimal ist. Solche Reglerparameter können beispielsweise Offsets, Verstärkungsfaktoren und andere typische Reglervorgaben sein, die zur Beeinflussung und Einstellung des Reglerverhaltens erforderlich sind. Im einfachsten Falle kann es sich hierbei auch nur um einen einzelnen Reglerparameter handeln. Der oder die Reglerparameter bzw. die entsprechenden Tabellen können ebenfalls im Speicher des Mikrorechners abgelegt sein.
Die auf diese Weise ausgewählten Reglerparameter oder auch nur ein einzelner Reglerparameter werden nun im Schritt 14 zur Einstellung des Reglerverhaltens dem Temperaturregler zugeführt, so daß dieser in optimaler Weise die Temperatur T im Backofenraum bzw. Garraum regeln kann.
Im einfachsten Falle kann ein Reglerparameter auch lediglich aus einem Korrekturwert oder einem Korrekturfaktor oder einer Korrekturfunktion für den Temperatur-Istwert oder dem Temperatur-Sollwert bestehen.

Claims (6)

  1. Temperatur-Regeleinrichtung für Backöfen mit mehreren Heizsystemen, beispielsweise für Oberhitze, Unterhitze, Umluftbetrieb, Grill oder dergleichen, mit einem Temperatursensor im Backofenraum zur Vorgabe des Temperatur-Istwerts für einen elektronischen Regler zur Regelung der Backofentemperatur auf vorgebbare Sollwerte, wobei dem Regler unterschiedliche Reglerparameter in Abhängigkeit des jeweils eingeschalteten Heizsystems und/oder der jeweils eingeschalteten Kombination von Heizsystemen zur Regleranpassung zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Erfassung (11) des Temperaturgradienten am Temperatursensor und zum Vergleich des erfaßten Temperaturgradienten mit den verschiedenen Heizsystemen und/oder Kombinationen von Heizsystemen zugeordneten gespeicherten Temperaturgradienten vorgesehen sind, daß jedem gespeicherten Temperaturgradienten ein Reglerparameter oder ein Satz von Reglerparametern zugeordnet ist und daß in Abhängigkeit des durch Vergleich ermittelten zugeordneten Temperaturgradienten der Regler mit dem entsprechenden Reglerparameter oder Satz von Reglerparametern beaufschlagbar ist.
  2. Temperatur-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Regler ein Mikrorechner vorgesehen ist.
  3. Temperatur-Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrorechner zusätzlich zur Erfassung des Temperaturgradienten und/oder zum Vergleich mit dem gespeicherten Temperaturgradienten und/oder zur Zuordnung des entsprechenden Reglerparameters oder Satzes von Reglerparametern ausgebildet ist.
  4. Temperatur-Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Reglerparameter Offsets und/oder Verstärkungsfaktoren und/oder Tabellen für Reglereinstellungen vorgesehen sind.
  5. Temperatur-Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speicheranordnung, insbesondere der Speicher eines Mikrorechners, zur Speicherung der Temperaturgradienten und/oder Reglerparameter vorgesehen ist.
  6. Temperatur-Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturgradienten in einer Tabelle abgelegt sind.
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