EP3267113A1 - Verfahren zum betrieb eines kochfelds und kochfeld - Google Patents

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EP3267113A1
EP3267113A1 EP17177450.8A EP17177450A EP3267113A1 EP 3267113 A1 EP3267113 A1 EP 3267113A1 EP 17177450 A EP17177450 A EP 17177450A EP 3267113 A1 EP3267113 A1 EP 3267113A1
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EP
European Patent Office
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temperature
cooking
cooking vessel
water
case
Prior art date
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Granted
Application number
EP17177450.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3267113B1 (de
Inventor
Marcus Frank
Achim Lauser
Matthias Weigold
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EGO Elektro Geratebau GmbH
Original Assignee
EGO Elektro Geratebau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by EGO Elektro Geratebau GmbH filed Critical EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority to PL17177450T priority Critical patent/PL3267113T3/pl
Publication of EP3267113A1 publication Critical patent/EP3267113A1/de
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Publication of EP3267113B1 publication Critical patent/EP3267113B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • 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
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/083—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on tops, hot plates
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a hob, in which a state given at the time of activating should be able to be maintained, in particular because an operator has triggered a corresponding holding function. This is particularly advantageous if the state given at this time by the operator as desired or advantageous for further cooking or further operation of the hob for this cooking vessel looks. Furthermore, the invention relates to a trained for performing this method hob.
  • the invention has for its object to provide an aforementioned method for operating a hob and a hob mentioned above, with which an advantageously usable for an operator ability to hold a given time at a state of an inductively heated cooking of a hob with cooking vessel is possible, wherein preferably with the method in the hob also to different conditions or states or state changes should be able to react.
  • a hob is operated with a hotplate to specification, while a cooking vessel is placed and just heated, is advantageously heated inductively.
  • the cooking vessel is heated or remains hot.
  • the cooking vessel is preferably filled or contains something, such as water or similar liquid or a solid food such as a steak odgl .
  • a temperature change of the cooking vessel is detected as a change of state, preferably with a according to the aforementioned EP 2330866 A2 known methods, especially with an inductively heated cooking. So it is advantageously possible that the measured variable, which correlates with the cooking vessel temperature, the period of the resonant circuit of this cooking is and / or another variable is derived from this.
  • the temperature will rise, usually from room temperature.
  • a heating process of the cooking vessel can be detected, advantageously be detected from the beginning. This is done particularly advantageously by means of a control of the hob.
  • the power supplied to the heating device or to the cooking vessel and / or a temperature change of the cooking vessel can be detected and evaluated, in particular if these detected variables are still changing. This can also apply to the time course of power and / or temperature change of the cooking vessel.
  • the term “capture” should be understood the same as under "Watch”.
  • an operator can trigger a holding function, whereby the state given at this time should be kept at the cooking position with cooking vessel set up.
  • this is relevant, for example, when, at rather low temperatures, a sauce in the cooking vessel simmers or simmers slightly with an optical appearance as deemed convenient and desirable by the operator. So it should not be bubbly cooking.
  • Another example is the boiling of water in the cooking vessel with or without food in it. For example, while cooking potatoes or noodles, blistering cooking is usually desired, but excessive blistering with resultant splash of water is usually to be avoided. This is a special process at the boiling point of water.
  • searing meat in a pan as a cooking vessel at temperatures generally above 200 ° C, for example, when fat introduced into the pan shows behavior that appears to the operator as the desired temperature. At this temperature or in this state, so the meat in the pan to be prepared or fried.
  • the current state at the cooking point is distinguished, on the one hand, by a process at the boiling point of water, in particular, when water or a similar liquid is boiling.
  • a distinction is made in a different process, which takes place at a different temperature and especially without a phase transition of water in the cooking vessel, which can be done both at temperatures below 100 ° C and well above 100 ° C. Even at 100 ° C such a process could be carried out as a second case, if no water is involved, so for example a searing at this temperature.
  • the temperature is known to be relatively constant and relatively precisely 100 ° C.
  • the temperature may also rise slightly or drop slightly, for example 1 ° C. to 5 ° C. Since the operator in this case has already visually recognized the boiling of water, so it must already be present and by the largely constant temperature on the cooking vessel, this can be detected by the hob.
  • the power supply or an area power supply at this time should be maintained largely constant, since it has led, after all, not only to the boiling of water in the cooking vessel, but also to a desired appearance.
  • a common power density for boiling water may be adjusted, for example, between 2 W / cm 2 and 4 W / cm 2 .
  • a size of the erected cooking vessel is determined by a known in the hob size of the hob or its heating device on which the cooking vessel is placed.
  • known discrete heating devices or induction heating coils as heating devices their diameters and thus surfaces are known, so that the supplied area power can also be determined on the basis of a known supplied power.
  • a cooktop with a plurality of smaller heaters or induction heating coils which are then operated together to form a cooking hob for a cooking vessel, wherein a cooking vessel usually covers three to seven or nine heaters, also a size of the cooking vessel on the basis of the degree of coverage the heating devices are determined.
  • an area power supply can be determined on the basis of the sum of the power supplied to the heaters.
  • a temperature change of the cooking vessel can be detected. This is based on a temperature control according to the second case.
  • the holding function can be kept in one embodiment of the invention either so long until an operator either switches off or changes a power at this hotplate or for this cooking vessel conscious and targeted. Alternatively it can be provided that the holding function is terminated after a certain time by itself, so automatically.
  • This time can be given as absolute time, for example 30 minutes to 60 minutes or even 90 minutes.
  • the maximum duration up to an automatic shutdown may depend on the level of an estimated temperature at the cooking location, which can be estimated via a level of a power supply or, in particular, an area power supply. The maximum run time should be shorter the higher the area power supply or the higher an estimated temperature is.
  • a sudden drop in temperature after the triggering of the holding function is detected, in particular within two to ten or even 20 seconds. This can be triggered in practice by placing cooler food or fried food in the cooking vessel, and finally by adding water or similar liquids with boiling temperatures close to that of water.
  • the duration and / or slope can be detected from the sudden drop in temperature up to the compensation of the temperature drop or the change in temperature. Depending on this duration and / or slope, it can be detected what triggered the temperature drop.
  • the sudden drop in temperature over a period of less than 10 seconds is considered until the compensation as the introduction of a food or cooking in the cooking vessel. Then the cooking vessel just continues to be heated with the previous or now reached again temperature. This applies both for liquid food as well as solid fried food or food.
  • the prevailing state in the cooking vessel should here, as has been explained above, be maintained as desired by the operator.
  • the sudden drop in temperature is considered to be the introduction of water or a liquid cooking product with a similar boiling point into the cooking vessel. Then usually a larger amount of food to be cooked has been introduced into the cooking vessel, which can usually just be just water or a corresponding liquid.
  • the cooking vessel with the previous power density or surface power density is still heated or with a conventional surface power density for boiling water.
  • the temperature profile is still monitored. This introduction of additional water can be recognized when the temperature course becomes constant by the boiling point of water has been reached after the compensation of the temperature drop. This can be detected anyway by a self-adjusting constant temperature.
  • the heater can be supplied with a constant power or area power, which can advantageously be between 0.5 W / cm 2 and 5 W / cm 2 . Especially between 2 W / cm 2 and 4 W / cm 2 , boiling water is achieved with great certainty. Although a higher power input or area power supply is possible, but usually not necessary to keep water from boiling. Rather, only unnecessarily much energy would be consumed, and in addition could be caused too much boiling of water, which is then considered disturbing because of excessive blistering and water splashes.
  • an empty cooking can be detected within processes at the boiling point, when no more water covers the bottom of the pot and this is warmer than with covering water. This can be suitably signaled to an operator, advantageously acoustically and / or optically, and / or the power output can be reduced or terminated.
  • an operator may, during the holding process, have the possibility of once again adapting or fine-tuning the actual height of the held temperature.
  • the setpoint temperature can be adjusted during this fine adjustment and / or in the case of water at the boiling point, the set area power density can be adjusted.
  • an operator can interrupt the holding process and resume it later or, in the meantime, choose other power-controlled areal power densities.
  • a corresponding operating action on an operating element even after a few minutes can be returned to a surface power density, which was previously set with a holding function during a holding process.
  • a hob 11 as an induction hob, which is adapted to carry out the inventive method.
  • the hob 11 has a hob plate 12 and an induction coil 14 arranged thereunder.
  • a power electronics 16 for the induction coil 14 is controlled by a controller 17 for setting a power supply or area power supply.
  • the controller 17 is still connected to a control element 18 of the hob 11, shown here with a capacitive sensor element under the hob plate 12th
  • the induction coil 14 defines, so to speak, a cooking point 20 on the hob 11, on which a cooking vessel 22 is placed. This is shown here rather than cooking pot, which can indeed be fried in a saucepan. Alternatively, it can of course also be a significantly higher cooking pot or a much lower pan. Also shown are options for adding to the cooking vessel 22. On the right is a piece of meat 24 is shown, which is possibly fried in the cooking vessel. On the left, the addition of water 25 is shown in the cooking vessel 22 with a vessel 26.
  • a hotplate 20 may be formed depending on the size of the cooking vessel 22 and of a plurality of induction coils, for example, two to four or even more.
  • induction coils are for example in the EP 2945463 A1 and the WO 2009/016124 A1 disclosed. But several of these induction coils are then operated as a single common induction coil, advantageously with a same surface power density for the bottom of the cooking vessel 22 so that they can be considered here as a single induction coil. For the aforementioned temperature control then just all induction coils are considered a cooking place and not just a single induction coil.
  • the controller 17 can by connecting to the power electronics 16 and the induction coil 14 according to the aforementioned EP 2330866 A2 recognize a temperature change to operating parameters of the induction coil 14. For the details is expressly on this EP 2330866 A2 Referenced.
  • Fig. 2 In the function diagram in Fig. 2 is shown schematically how the process of the invention can proceed.
  • the power supply or area power supply to the induction coil 14 by means of the power electronics 16 are already detected by the controller 17.
  • the area power supply can be calculated from a current flowing through the power electronics 16 power supply. If the named holding function is then activated as a function activation at a certain point in time, an attempt must be made to distinguish the current state depending on the process at the boiling point of water on the one hand and the process at a different temperature on the other hand, ie a kind of characterization. This leads to the case analysis.
  • the controller 17 Upon function activation of the hold function due to the presence of a condition where a substantially constant temperature on the cooking vessel 22 can be detected without much need for regulation, it can be concluded during characterization that a process is at the boiling point of water.
  • the controller 17 also evaluate various additional factors that are not shown here, such as the height of the current area power supply.
  • a surface power input between 0.5 W / cm 2 and 6 W / cm 2 is usually required. If the current area power supply is significantly higher or lower than this, there may be a fault and the hold function may not be activated. However, if such a plausibility check also shows that a process can be present at the boiling point, then there is a state with a constant evaporation rate, namely the boiling of the water. The further steps will be explained in more detail below.
  • a temperature controller will start operating after the hold function has been activated. This means that the controller 17 then just tries to regulate the power supply or area power supply by means of the power electronics 16 in such a way that the temperature prevailing at the time of the function activation of the holding function is maintained. Temperature deviations are thus corrected. This can then be continued in both cases for a long time or indefinite duration as a held state.
  • a significant reduction in the area power supply can take place, for example to 10% to 30% or 50%.
  • the area power supply can be completely switched off. Before reducing or switching off, an operator can be made aware visually and / or acoustically, but this does not necessarily have to be the case.
  • Fig. 3 For example, the behavior over time for the temperature T on the left y-axis and the area power supply P on the right y-axis are shown for the first case, wherein, above all, the area power supply P is shown non-linearly.
  • the temperature T increases, and indeed relatively slowly, because yes water is heated in the cooking vessel 22 and thus once much energy must be introduced for a temperature increase.
  • the water boils in the cooking vessel 22, whereupon the temperature T becomes constant.
  • the holding function is activated, ie if the operator is of the opinion that exactly this state should be continued with boiling water and also this degree of boiling. From then on, the temperature T remains constant.
  • An area power supply may initially have been slightly higher initially, as shown by the thick line, for example 10 W / cm 2 . Then it may have been slightly reduced by an operator before time t *, for example because the water in the cooking vessel 22 has cooked too much, for example 4 W / cm 2 . Has then set a desired cooking image at the second slightly lower area power supply, the hold function is activated. The further cooking takes place with the surface power supply of the time t *. This too is in the Fig. 3 shown.
  • the area power supply may be increased at least until a constant temperature T has been established again, for example increased to the area power supply used at the beginning of the heating, here 10 W / cm 2 . This is shown in dashed lines. If then a constant temperature T is detected, then it is possible to switch back to the previous area power supply at the time t *.
  • a displacement of the cooking vessel 22 on the hob 11 can be inferred, for example by 0.5 cm to 3 cm.
  • the cooking vessel may also have been removed from the cooking area 20 for a short time and then set up again.
  • the controller 17 can advantageously maintain the area power supply from the time t * and needs no short-term increase.
  • Fig. 4 shows how, in a second case, the desired searing of meat 24 in the cooking vessel 22 will look like the curves for the temperature T and the area power supply P over time.
  • an operator will greatly heat the cooking vessel 22 if frying of, for example, steak is desired. It is likely in a pan as a cooking vessel 22 only a little oil or fat, so it must not be heated much.
  • the temperature T increases fairly steadily.
  • time t ' a temperature is reached which is considered by a operator to be good and sufficient for the desired frying of steak, usually just over 220 ° C.
  • the holding function is thus activated at time t '.
  • the temperature control already carried out attempts to compensate for this and to regulate it as quickly as possible back to the temperature from the time t.At the beginning of the heating, a very high or possibly even the maximum Area power density has been selected, for example, 7 W / cm 2 , a lower areal power density has been used after t 'just chosen to maintain this temperature, for example, 3 W / cm 2, around the sudden drop in temperature at the time t "compensate, the surface power density can be increased again and in particular set again maximum. Once the sudden drop in temperature is then corrected again and the temperature is reached again at time t ', the temperature control will again reduce the surface power density, as shown here.
  • the control behavior of the temperature controller for example, as shown here, be designed as a two-step controller. In an advantageous embodiment, however, a continuous controller is used, which adjusts the power setting proportional to the temperature deviation from the controller setpoint, or even in addition depending on its derivative and / or integral.
  • Such regulators for example P, PI, PD or PID controllers, are known to the person skilled in the art.
  • the temperature control 17 determines that the sudden drop in temperature has been made to a temperature significantly lower than that at time t ', and if a temperature increase is likely to occur very rapidly, for example within 15 seconds, a process of quenching may occur a sautéed meat or steak. This is represented by the dotted temperature profile. The seared meat is therefore added a certain amount of liquid. Then, the operation of the controller 17 changes as the Fig. 2 also shows, from the case of constant temperature control to the case of a constant area power density. Usually, after a quenching of seared meat, um For example, to produce a sauce, this brought to very light simmer or simmer. However, she certainly should not cook bubbly.
  • the controller 17 can also include how large the surface power density was at the time t ', in order to be able to roughly estimate whether an operation takes place at rather high temperatures or rather lower temperatures.
  • the initial slope of the temperature after the time t " can also be taken into account.

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Abstract

Ein Verfahren zum Betrieb eines Kochfelds (11) zum Halten eines zum Zeitpunkt eines Aktivierens des Haltens gegebenen Zustands an einer Kochstelle (20) des Kochfelds mit Kochgefäß (22) darauf erfasst einer Temperaturänderung des Kochgefäßes als Zustandsänderung, wobei zugeführte Leistung und/oder eine Temperaturänderung des Kochgefäßes ausgewertet werden. Eine Haltefunktion zum Halten des zu diesem Zeitpunkt gegebenen Zustands an der Kochstelle mit aufgestelltem Kochgefäß kann ausgelöst werden. Dabei wird der aktuelle Zustand an der Kochstelle einerseits in einen Prozess am Siedepunkt von Wasser und andererseits in einen davon verschiedenen Prozess unterschieden bzw. in einen Prozess, der bei einer anderen Temperatur stattfindet ohne einen Phasenübergang von Wasser.

Description

    ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kochfelds, bei dem ein zum Zeitpunkt eines Aktivierens gegebener Zustand gehalten werden können soll, insbesondere weil eine Bedienperson eine entsprechende Haltefunktion ausgelöst hat. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der zu diesem Zeitpunkt gegebene Zustand von der Bedienperson als gewünscht bzw. vorteilhaft für ein Weiterkochen bzw. einen weiteren Betrieb des Kochfelds für dieses Kochgefäß ansieht. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein zur Durchführung dieses Verfahrens ausgebildetes Kochfeld.
  • Aus der EP 2330866 A2 ist es bekannt, wie bei einer induktiv beheizten Kochstelle mit einem Kochgefäß darauf Temperaturänderungen am Kochgefäß erkannt werden können. Dazu muss eine genaue absolute Temperatur nicht bekannt sein bzw. wird nicht ermittelt, da nur auf Temperaturänderungen abgestellt wird bzw. nur Temperaturänderungen erfasst werden können.
    • AUFGABE UND LÖSUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zum Betrieb eines Kochfelds und ein eingangs genanntes Kochfeld zu schaffen, mit denen eine für eine Bedienperson vorteilhaft nutzbare Möglichkeit zum Halten eines zu einem bestimmten Zeitpunkt gegebenen Zustandes an einer induktiv beheizten Kochstelle eines Kochfeldes mit Kochgefäß darauf möglich ist, wobei vorzugsweise mit dem Verfahren bei dem Kochfeld auch auf verschiedene Gegebenheiten bzw. Zustände oder Zustandsänderungen reagiert werden können soll.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Kochfeld mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für das Verfahren oder nur für das Kochfeld beschrieben. Sie sollen unabhängig davon jedoch sowohl für das Verfahren als auch für das Kochfeld selbständig und unabhängig voneinander gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht.
  • Es ist vorgesehen, dass ein Kochfeld mit einer Kochstelle nach Vorgabe betrieben wird, wobei dabei ein Kochgefäß aufgestellt wird und eben beheizt wird, vorteilhaft induktiv beheizt wird.
  • Entweder von einem Kochprogramm oder vorteilhaft von einer Bedienperson ist eine bestimmte Leistungsstufe vorgegeben worden und das Kochgefäß erhitzt sich bzw. bleibt heiß. Dabei ist das Kochgefäß bevorzugt gefüllt bzw. enthält etwas, beispielsweise Wasser oder ähnliche Flüssigkeit oder ein festes Gargut wie ein Steak odgl.. Dabei wird eine Temperaturänderung des Kochgefäßes als Zustandsänderung erfasst, vorzugsweise mit einem gemäß der eingangs genannten EP 2330866 A2 bekannten Verfahren, insbesondere also mit einer induktiv beheizten Kochstelle. Es ist also vorteilhaft möglich, dass die Messgröße, die mit der Kochgefäßtemperatur korreliert, die Periodendauer des Schwingkreises dieser Kochstelle ist und/oder eine andere Größe aus dieser abgeleitet wird.
  • Vor allem zu Beginn des Betriebs des Kochfelds ist davon auszugehen, dass die Temperatur noch ansteigen wird, in der Regel ausgehend von Raumtemperatur. Ein Beheizungsvorgang des Kochgefäßes kann erfasst werden, vorteilhaft von Anfang an erfasst werden. Besonders vorteilhaft wird dies mittels einer Steuerung des Kochfelds gemacht. In ähnlicher Form können die zu der Heizeinrichtung bzw. zu dem Kochgefäß zugeführte Leistung und/oder eine Temperaturänderung des Kochgefäßes erfasst und ausgewertet werden, insbesondere wenn diese erfassten Größen sich noch ändern. Dies kann auch für den zeitlichen Verlauf von Leistung und/oder Temperaturänderung des Kochgefäßes gelten. Hier soll unter dem Begriff "Erfassen" dasselbe verstanden werden wie unter "Beobachten".
  • Zu einem beliebigen Zeitpunkt kann eine Bedienperson eine Haltefunktion auslösen, womit der zu diesem Zeitpunkt gegebene Zustand an der Kochstelle mit aufgestelltem Kochgefäß gehalten werden soll. In der Praxis ist dies beispielsweise dann relevant, wenn bei eher niedrigen Temperaturen eine Soße in dem Kochgefäß simmert oder leicht köchelt mit einem optischen Erscheinungsbild, wie es der Bedienperson angebracht und wünschenswert erscheint. Es soll also nicht sprudelnd kochen. Ein weiterer Beispielsfall ist das Kochen von Wasser in dem Kochgefäß mit oder ohne Gargut darin. Beispielsweise beim Kochen von Kartoffeln oder Nudeln wird üblicherweise zwar ein Kochen mit Blasenbildung erwünscht, eine zu starke Blasenbildung mit resultierendem Spritzen von Wasser soll aber üblicherweise vermieden werden. Dies ist ein spezieller Prozess am Siedepunkt von Wasser.
  • Ein weiteres Beispiel ist das Anbraten von Fleisch in einer Pfanne als Kochgefäß bei Temperaturen von üblicherweise über 200°C, wenn beispielsweise in die Pfanne eingebrachtes Fett ein Verhalten zeigt, das der Bedienperson als der gewünschten Temperatur entsprechend scheint. Bei dieser Temperatur bzw. bei diesem Zustand soll also das Fleisch in der Pfanne zubereitet bzw. angebraten werden.
  • In allen vorgenannten Fällen ist es wünschenswert, wenn die Bedienperson diesen Zustand halten kann bzw. sozusagen einfrieren kann, ohne dass sie auf die dazu notwendige Leistungsstufe oder sich dabei einstellende Temperatur achten. Dies soll die sogenannte Hold-Funktion bieten.
  • Erfindungsgemäß wird der aktuelle Zustand an der Kochstelle unterschieden in einerseits einen Prozess am Siedepunkt von Wasser, insbesondere also wenn Wasser oder eine ähnliche Flüssigkeit kocht. Andererseits wird unterschieden in einen davon verschiedenen Prozess, der bei einer anderen Temperatur stattfindet und vor allem ohne einen Phasenübergang von Wasser in dem Kochgefäß, wobei dies sowohl bei Temperaturen unter 100°C als auch deutlich über 100°C erfolgen kann. Selbst bei 100°C könnte ein solcher Vorgang als zweiter Fall durchgeführt werden, wenn kein Wasser beteiligt ist, also beispielsweise ein Anbraten bei dieser Temperatur.
  • Im erstgenannten Fall, bei dem vorzugsweise eine weitgehend konstante Temperatur am Kochgefäß direkt vor dem Auslösen der Heizfunktion vorliegt, wird ein Prozess am Siedepunkt von Wasser erkannt, da am Siedepunkt von Wasser bekanntermaßen die Temperatur relativ konstant und relativ genau 100°C beträgt. Alternativ zu einer weitgehend konstanten Temperatur am Kochgefäß direkt vor dem Auslösen der Haltefunktion kann die Temperatur auch noch leicht steigen oder leicht abgefallen sein, beispielsweise 1°C bis 5°C. Da die Bedienperson in diesem Fall schon das Kochen von Wasser optisch erkannt hat, muss es also schon vorliegen und durch die weitgehend konstante Temperatur am Kochgefäß kann dies von dem Kochfeld erkannt werden. Dann soll die Leistungszufuhr bzw. eine Flächenleistungszufuhr zu diesem Zeitpunkt weitgehend konstant beibehalten werden, da sie ja schließlich nicht nur zum Sieden von Wasser in dem Kochgefäß geführt hat, sondern auch zu einem gewünschten Erscheinungsbild. Alternativ kann eine übliche Leistungsdichte für ein Fortkochen von Wasser eingestellt werden, beispielsweise zwischen 2 W/cm2 und 4 W/cm2.
  • Im zweiten Fall wird bei einem Prozess mit einer Temperatur entfernt bzw. unterschiedlich vom Siedepunkt von Wasser auf eine weitgehend gleichbleibende Temperatur des Kochgefäßes geregelt durch Anpassen der Leistungszufuhr, und zwar auf die Temperatur, die zum Zeitpunkt des Auslösens der Haltefunktion vorherrscht bzw. es wird, ohne dass diese Temperatur als absoluter Wert an sich erfassbar ist, auf diese Temperatur geregelt durch Vermeiden einer Temperaturänderung. Die Temperatur wird also konstant gehalten. Dies ist aus dem Verfahren gemäß der eingangs genannten EP 2330866 A2 bekannt.
  • Bei einer Entscheidung im ersten Fall wird also auf eine konstante Leistungszufuhr bzw. Flächenleistungszufuhr geregelt, im zweiten Fall wird auf eine konstante Temperatur geregelt. Dies kommt daher, dass bei einer Entscheidung im zweiten Fall davon ausgegangen wird, dass bei Temperaturen unterschiedlich von 100°C, also bei einem Prozess entfernt vom Siedepunkt, verschiedene Temperaturänderungen ausgeregelt werden können und somit auch eine Temperatur konstant gehalten werden kann durch Ändern der Leistungszufuhr, wie es eben notwendig ist. Direkt am Siedepunkt von Wasser beim ersten Fall ist dies ja nicht möglich, da ja bei einer erhöhten Leistungszufuhr bzw. Flächenleistungszufuhr keine Temperaturänderung feststellbar wäre, die 100°C können nicht überschritten werden. Des Weiteren wird davon ausgegangen, dass im zweiten Fall ein aufgrund einer bestimmten Temperatur vorherrschendes Kochbild vorliegt und erkannt wird, und die Bedienperson dieses Kochbild halten möchte, unabhängig von einer dazu notwendigen Leistungszufuhr bzw. Flächenleistungszufuhr.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass eine Größe des aufgestellten Kochgefäßes bestimmt wird anhand einer im Kochfeld bekannten Größe der Kochstelle bzw. deren Heizeinrichtung, auf die das Kochgefäß aufgestellt ist. Bei bekannten diskreten Heizeinrichtungen bzw. Induktionsheizspulen als Heizeinrichtungen sind deren Durchmesser und somit Flächen ja bekannt, so dass anhand einer bekannten zugeführten Leistung auch die zugeführte Flächenleistung bestimmt werden kann. Alternativ kann bei dem Vorliegen eines Kochfeldes mit einer Vielzahl kleinerer Heizeinrichtungen bzw. Induktionsheizspulen, die dann gemeinsam betrieben werden um eine Kochstelle für ein Kochgefäß zu bilden, wobei ein Kochgefäß üblicherweise drei bis sieben oder neun Heizeinrichtungen bedeckt, ebenfalls eine Größe des Kochgefäßes anhand des Überdeckungsgrades der Heizeinrichtungen bestimmt werden. Dies ist beispielsweise aus der EP 2945463 A1 und der WO 2009/016124 A1 bekannt. Daraus kann dann wiederum anhand der Summe der zu den Heizeinrichtungen zugeführten Leistung eine Flächenleistungszufuhr bestimmt werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann gemäß der eingangs genannten EP 2330866 A2 aus Betriebsparametern für die induktive Heizeinrichtung eine Temperaturänderung des Kochgefäßes erfasst werden. Diese wird einer Temperaturregelung gemäß dem zweiten Fall zugrunde gelegt.
  • Die Haltefunktion kann in einer Ausgestaltung der Erfindung entweder so lange gehalten werden, bis eine Bedienperson sie entweder abschaltet oder aber eine Leistung an dieser Kochstelle bzw. für dieses Kochgefäß bewusst und gezielt ändert. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Haltefunktion nach einer gewissen Zeit von alleine beendet wird, also selbsttätig.
  • Diese Zeit kann als absolute Zeit vorgegeben sein, beispielsweise 30 Minuten bis 60 Minuten oder sogar 90 Minuten. Alternativ kann die maximale Dauer bis zu einem selbsttätigen Abschalten von der Höhe einer abgeschätzten Temperatur an der Kochstelle abhängen, was über eine Höhe einer Leistungszufuhr bzw. vor allem einer Flächenleistungszufuhr abgeschätzt werden kann. Dabei sollte die Maximallaufzeit kürzer sein je höher die Flächenleistungszufuhr bzw. je höher eine abgeschätzte Temperatur ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein plötzlicher Temperaturabfall nach dem Auslösen der Haltefunktion festgestellt wird, insbesondere innerhalb von zwei bis zehn oder sogar 20 Sekunden. Dies kann in der Praxis ausgelöst werden durch ein Einlegen von kühlerem Gargut oder Bratgut in das Kochgefäß, schließlich auch durch Zugabe von Wasser oder ähnlichen Flüssigkeiten mit Siedetemperaturen nahe derjenigen von Wasser.
  • Wird ein solcher plötzlicher Temperaturabfall festgestellt, so kann in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung bzw. das Kochfeld oder seine Steuerung in beiden eingangs genannten Fällen versucht, die Temperatur wieder zu erhöhen. Im Fall eines Betriebs mit weitgehend konstanter Leistungszufuhr bzw. Flächenleistungszufuhr wird dies ohnehin erfolgen, da das eingebrachte Gargut oder die Flüssigkeit ja auch erhitzt wird, was eben zu einem erneuten Ansteigen der Temperatur führt. Schließlich soll der Kochvorgang mit großer Wahrscheinlichkeit weitergehen. Wegen der konstanten Leistungszufuhr bzw. Flächenleistungszufuhr wird dies in der Regel etwas länger dauern. Liegt der vorgenannte Fall einer Regelung auf eine konstante Temperatur des Kochgefäßes vor, so wird die Leistung bzw. Flächenleistung erhöht oder sogar deutlich erhöht für ein schnelleres Ausgleichen des Temperaturabfalls bzw. der Temperaturänderung, vorzugsweise um 30% bis 100% oder sogar 200%. Dabei soll der grundsätzlich bis dahin vorherrschende Fall weiterhin beibehalten werden, es soll also während des Ausgleichens des Temperaturabfalls als auch danach weiterhin entweder mit konstanter Leistungszufuhr weiter beheizt werden oder auf eine vorher herrschende konstante Temperatur geregelt werden.
  • Dabei kann vorteilhaft noch die Dauer und/oder Steilheit erfasst werden ab dem plötzlichen Temperaturabfall bis zu dem Ausgleich des Temperaturabfalls bzw. der Temperaturänderung. Abhängig von dieser Dauer und/oder Steilheit kann erkannt werden, was den Temperaturabfall ausgelöst hat. In Ausgestaltung der Erfindung wird beispielsweise der plötzliche Temperaturabfall bei einer Dauer von weniger als 10 Sekunden bis zum Ausgleichen als das Einbringen eines Bratgutes oder Gargutes in das Kochgefäß gewertet. Dann wird das Kochgefäß eben weiterhin mit der vorherigen bzw. jetzt auch wieder erreichten Temperatur beheizt. Dies gilt sowohl für flüssiges Gargut als auch festes Bratgut oder Gargut. Der vorher herrschende Zustand im Kochgefäß sollte hier ja, wie zuvor erläutert worden ist, nach Wunsch der Bedienperson beibehalten werden.
  • Dauert es beispielsweise mehr als 10 Sekunden bis zum Ausgleichen, so wird der plötzliche Temperaturabfall als das Einbringen von Wasser oder eines flüssigen Garguts mit ähnlicher Siedetemperatur in das Kochgefäß gewertet. Dann wird nämlich üblicherweise eine größere Menge an Gargut in das Kochgefäß eingebracht worden sein, was in aller Regel eben nur Wasser oder eine entsprechende Flüssigkeit sein kann. Somit wird das Kochgefäß mit der vorherigen Leistungsdichte bzw. Flächenleistungsdichte weiterhin beheizt oder mit einer üblichen Flächenleistungsdichte zum Fortkochen von Wasser. Alternativ kann aber auch auf den vorherigen Temperaturwert geregelt werden, der dann als Soll-Temperatur wieder herrscht.
  • Hier ist aber wichtig, dass sich nach von der Dauer des Ausgleichens des Temperaturabfalls abhängiger erfolgter Wertung das grundsätzliche Verfahren während der Haltefunktion auch ändern kann. Insbesondere kann von einem vorherigen Regeln auf eine konstante Temperatur entfernt vom Siedepunkt von Wasser gemäß dem zweiten Fall auf eine entsprechende konstante Leistungszufuhr gewechselt werden, um eben einen Kochvorgang am Siedepunkt von Wasser mit konstanter Leistungszufuhr bzw. Flächenleistungszufuhr fortzuführen. Dies gilt insbesondere dann, wenn zuvor mit großer Wahrscheinlichkeit aufgrund einer hohen Leistungszufuhr bzw. Flächenleistungszufuhr ein Bratvorgang mit Temperaturen weit über 100°C, insbesondere über 200°C, vorliegt, bei dem beispielsweise angebratenes Fleisch mit Flüssigkeit abgeschreckt wird. Dann soll das Fleisch in der Flüssigkeit üblicherweise wieder zum Kochen oder zumindest Köcheln gebracht werden.
  • Besonders bei Messsystemen, in denen die magnetischen Eigenschaften des Kochgefäßes als Messgröße für die Temperatur benutzt werden, kann es vorkommen, dass eine Signalveränderung der Kochfeldsteuerung zunächst als eine Temperaturveränderung vorkommt, wobei es sich in Wirklichkeit jedoch um einen anderen Einfluss handelt. Hier ist besonders ein Verschieben des Kochgefäßes zu nennen. Beim Verschieben ändert sich die Flächenbedeckung des Kochgefäßes über einer Induktionsheizspule, und somit ändert sich die gemessene Induktivität, ebenso, wie wenn sich temperaturbedingt die Permeabilität des Kochgefäßes ändern würde. Zur Realisierung einer zuverlässigen Funktion muss dieser Effekt von tatsächlichen Temperaturänderungen unterschieden werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es daher vorgesehen sein, dass im Fall einer Dauer einer Signaländerung oder Temperaturänderung von weniger als 5 Sekunden lediglich ein Verschieben des Kochgefäßes auf dem Kochfeld erkannt wird und keine tatsächliche Temperaturänderung am Kochgefäß. Dies wird somit nicht als Regelabweichung angesehen. In diesem Fall ist es möglich, dass die Signaländerung ignoriert wird und der sich neu einstellende Wert als neuer Regelwert verwendet wird.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass zusätzlich eine Steigung der Signaländerung bzw. Temperaturänderung ausgewertet nach dem plötzlichen Temperaturabfall. Im vorgenannten Fall des Einbringens von Wasser in das Kochgefäß wird diese Steigung nach einigen Sekunden langsamer ansteigen als bei einem Einbringen von Bratgut oder Gargut in das Kochgefäß.
  • Nach dem Erkennen des Einbringens von zusätzlichem Wasser in das Kochgefäß wird der Temperaturverlauf weiterhin überwacht. Dieses Einbringen von zusätzlichem Wasser kann erkannt werden, wenn der Temperaturverlauf konstant wird, indem der Siedepunkt von Wasser erreicht worden ist nach dem Ausgleichen des Temperaturabfalls. Dies kann ohnehin durch eine sich einstellende konstante Temperatur erkannt werden.
  • Wird ein Prozess mit einer Temperatur am Siedepunkt von Wasser erkannt, so kann der Heizeinrichtung eine konstante Leistung bzw. Flächenleistung zugeführt werden, die vorteilhaft zwischen 0,5 W/cm2 und 5 W/cm2 liegen kann. Vor allem zwischen 2 W/cm2 und 4 W/cm2 wird mit großer Sicherheit ein Kochen von Wasser erreicht. Eine höhere Leistungszufuhr bzw. Flächenleistungszufuhr ist zwar möglich, in aller Regel aber nicht notwendig um Wasser am Kochen zu halten. Vielmehr würde nur unnötig viel Energie verbraucht werden, und zusätzlich könnte ein zu starkes Kochen von Wasser bewirkt werden, was dann als störend angesehen wird wegen zu starker Blasenbildung und Wasserspritzern.
  • Die physikalische Messgröße bei dieser Erfindung ist vorteilhaft die Periodendauer (Per) des Schwingkreises mit der Induktionsspule, wenn er zu Messzwecken angeregt wird und frei ausschwingt, siehe die EP 2330866 A2 . Sie ändert sich durch eine Permeabilitätsänderung des Kochgefäßes bei zunehmender Temperatur (T). Es gilt also Per = f(T).
  • Gleichzeitig wird die Periodendauer jedoch auch von der Position des Kochgefäßes bestimmt. Wird ausgehend von einer konzentrischen Aufstellung eines runden Kochgefäßes auf einer runden Induktionsspule mit ähnlichem Durchmessers das Kochgefäß nach außen geschoben, so ändert sich die Periodendauer ebenfalls. Das Messsignal ist also auch abhängig von einer Exzentrizität (e) des Kochgefäßes zur Spule. Es gilt also auch Per = f(e).
  • Soll nun durch Messung des Periodensignals eine Temperaturregelung aufgebaut werden, so besteht die Herausforderung, dass diese Messgröße nicht nur von der Temperatur des Kochgefäßes selbst abhängt, sondern auch von seiner Position Per = f(T, e). Dass der Benutzer während eines Koch-/ Bratprozesses das Kochgefäß verschiebt, ist jedoch durchaus üblich. Es muss also ein Verfahren gefunden werden, um eine Signaländerung durch Verschieben des Kochgefäßes von einer tatsächlichen Temperaturänderung zu unterscheiden.
  • Bei einem möglichen Verfahren kann innerhalb von Prozessen am Siedepunkt ein Leerkochen erkannt werden, wenn kein Wasser mehr den Topfboden bedeckt und dieser dadurch wärmer als mit bedeckendem Wasser wird. Dies kann einer Bedienperson geeignet signalisiert werden, vorteilhaft akustisch und/oder optisch, und/oder die Leistungsabgabe kann reduziert oder beendet werden.
  • Bei einem möglichen weiteren Verfahren kann eine Bedienperson während des Halteprozesses die Möglichkeit haben, die eigentliche Höhe der gehaltenen Temperatur nochmals anzupassen bzw. feinabzustimmen. Bei dieser Feinanpassung kann im Falle einer Temperaturregelung die Solltemperatur angepasst werden und/oder im Falle von Wasser am Siedepunkt kann die eingestellte Flächenleistungsdichte angepasst werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass eine Bedienperson den Halteprozess unterbrechen und später wiederaufnehmen kann bzw. in der Zwischenzeit andere, leistungsgesteuerte Flächenleistungsdichten wählen kann. So kann beispielsweise durch eine entsprechende Bedienaktion an einem Bedienelement auch noch nach einigen Minuten wieder auf eine Flächenleistungsdichte zurückgegangen werden, die zuvor einmal eingestellt war mit Haltefunktion während eines Halteprozesses.
  • Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte und Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine sehr schematische Darstellung eines Kochfelds, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann,
    Fig. 2
    ein möglicher Funktionsablauf zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
    Fig. 3 und 4
    verschiedene Verläufe für Temperatur und Flächenleistungszufuhr bei verschiedenen Beheizungsvorgängen bzw. Zuständen am Kochfeld entsprechend Fig. 1.
    DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • In der Fig. 1 ist sehr schematisch ein Kochfeld 11 als Induktionskochfeld dargestellt, das dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Das Kochfeld 11 weist eine Kochfeldplatte 12 und eine darunter angeordnete Induktionsspule 14 auf. Eine Leistungselektronik 16 für die Induktionsspule 14 wird von einer Steuerung 17 angesteuert zur Einstellung einer Leistungszufuhr bzw. Flächenleistungszufuhr. Die Steuerung 17 ist noch mit einem Bedienelement 18 des Kochfelds 11 verbunden, hier dargestellt mit einem kapazitiven Sensorelement unter der Kochfeldplatte 12.
  • Die Induktionsspule 14 definiert sozusagen eine Kochstelle 20 am Kochfeld 11, auf welche ein Kochgefäß 22 aufgesetzt ist. Dies ist hier eher als Kochtopf dargestellt, wobei ja auch in einem Kochtopf gebraten werden kann. Alternativ kann es natürlich auch ein deutlich höherer Kochtopf sein oder eine deutlich niedrigere Pfanne. Dargestellt sind auch Möglichkeiten zur Zugabe in das Kochgefäß 22. Rechts ist ein Stück Fleisch 24 dargestellt, das eventuell in dem Kochgefäß angebraten werden soll. Links ist die Zugabe von Wasser 25 in das Kochgefäß 22 mit einem Gefäß 26 dargestellt.
  • Anstelle einer einzigen Induktionsspule 14 kann eine Kochstelle 20 abhängig von der Größe des Kochgefässes 22 auch von mehreren Induktionsspulen gebildet sein, beispielsweise zwei bis vier oder sogar noch mehr. Derartige Induktionsspulen sind beispielsweise in der EP 2945463 A1 und der WO 2009/016124 A1 offenbart. Mehrere dieser Induktionsspulen werden dann aber wie eine einzige gemeinsame Induktionsspule betrieben, vorteilhaft mit einer gleichen Flächenleistungsdichte für den Boden des Kochgefässes 22, so dass sie hier wie eine einzige Induktionsspule betrachtet werden können. Zur vorgenannten Temperaturregelung werden dann eben alle Induktionsspulen einer Kochstelle betrachtet und nicht nur eine einzige Induktionsspule.
  • Die Steuerung 17 kann durch die Verbindung mit der Leistungselektronik 16 und der Induktionsspule 14 gemäß der eingangs genannten EP 2330866 A2 an Betriebsparametern der Induktionsspule 14 eine Temperaturänderung erkennen. Für die Details wird ausdrücklich auf diese EP 2330866 A2 Bezug genommen.
  • In dem Funktionsdiagramm in Fig. 2 ist schematisch dargestellt, wie das erfindungsgemäße Verfahren ablaufen kann. Bei einem Beginn eines Aufstellens des Kochgefäßes 22 mit unbekanntem Inhalt darin auf die Kochstelle 20 und Beginn des Heizbetriebs werden bereits von der Steuerung 17 die Leistungszufuhr bzw. Flächenleistungszufuhr an der Induktionsspule 14 mittels der Leistungselektronik 16 erfasst. Aus einer der Steuerung 17 bekannten geometrischen Größe der Induktionsspule 14 kann aus einer über die Leistungselektronik 16 fließenden Leistungszufuhr die Flächenleistungszufuhr berechnet werden. Wird dann zu einem bestimmten Zeitpunkt die genannte Haltefunktion aktiviert als Funktions-Aktivierung, so muss versucht werden, den aktuellen Zustand zu unterscheiden je nach Prozess am Siedepunkt von Wasser einerseits und Prozess bei einer anderen Temperatur andererseits, also eine Art Charakterisieren. Dies führt eben zu der Fallanalyse.
  • Bei Funktionsaktivierung der Haltefunktion aufgrund des Vorliegens eines Zustandes, bei dem eine weitgehend konstante Temperatur am Kochgefäß 22 erkannt werden kann, ohne dass viel geregelt werden muss, kann beim Charakterisieren darauf geschlossen werden, dass ein Prozess am Siedepunkt von Wasser vorliegt. Dazu kann die Steuerung 17 beispielsweise auch verschiedene zusätzliche Faktoren bewerten, die hier nicht dargestellt sind, wie beispielsweise die Höhe der aktuellen Flächenleistungszufuhr. Um einen Prozess am Siedepunkt von Wasser zu halten, also um Wasser zum Kochen zu bringen und am Kochen zu halten, wird üblicherweise eine Flächenleistungszufuhr zwischen 0,5 W/cm2 und 6 W/cm2 benötigt. Liegt die aktuelle Flächenleistungszufuhr deutlich darüber oder deutlich darunter so liegt möglicherweise eine Fehlerfall vor und die Haltefunktion kann dann unter Umständen nicht mehr aktiviert werden. Ergibt jedoch auch eine solche Plausibilitätsprüfung, dass durchaus ein Prozess am Siedepunkt vorliegen kann, so liegt ein Zustand mit einer konstanten Abdampfrate vor, nämlich das Kochen des Wassers. Die weiteren Schritte werden nachfolgend noch näher erläutert.
  • Ergeben das Charakterisieren und die Fallanalyse dagegen, dass kein Prozess am Siedepunkt von Wasser stattfindet, sondern ein sogenannter Temperaturregelprozess, weil die Temperaturregelung also durchaus eingreifen muss, um leicht schwankende Temperaturen auszugleichen, so wird nach Aktivieren der Haltefunktion ein Temperaturregler den Betrieb aufnehmen. Dies bedeutet, dass die Steuerung 17 dann eben versucht, mittels der Leistungselektronik 16 die Leistungszufuhr bzw. Flächenleistungszufuhr so zu regeln, dass die zum Zeitpunkt der Funktions-Aktivierung der Haltefunktion herrschende Temperatur weiter gehalten wird. Temperaturabweichungen werden also ausgeregelt. Dies kann in beiden Fällen für längere Zeit oder unbestimmte Dauer dann als gehaltener Zustand weitergeführt werden. Es können als Sicherheitsfunktion gewisse Maximaldauern vorgesehen sein, nach denen das Verfahren beendet wird, da ja schließlich eine Art von automatischem Kochprogramm abläuft und somit eine Bedienperson möglicherweise vergessen könnte, dass das Kochfeld 11 eingeschaltet ist. So kann beispielsweise nach 30, 60 oder 90 Minuten ein deutliches Reduzieren der Flächenleistungszufuhr stattfinden, beispielsweise auf 10% bis 30% oder 50%. Alternativ kann nach Ablauf dieser Zeit die Flächenleistungszufuhr ganz abgeschaltet werden. Vor einem Reduzieren oder Abschalten kann eine Bedienperson optisch und/oder akustisch darauf aufmerksam gemacht werden, was aber nicht unbedingt so sein muss.
  • In Fig. 3 sind für den ersten Fall das Verhalten über der Zeit für die Temperatur T an der linken y-Achse und die Flächenleistungszufuhr P an der rechten y-Achse dargestellt, wobei vor allem die Flächenleistungszufuhr P nicht linear dargestellt ist. Die Temperatur T steigt an, und zwar relativ langsam, weil ja Wasser in dem Kochgefäß 22 erhitzt wird und somit erst einmal viel Energie eingebracht werden muss für eine Temperaturerhöhung. Bei einer Temperatur von 100°C kocht das Wasser in dem Kochgefäß 22, woraufhin die Temperatur T konstant wird. Zu einem bestimmten Zeitpunkt t* wird die Haltefunktion aktiviert, wenn also die Bedienperson der Ansicht ist, dass genau dieser Zustand mit kochendem Wasser und auch diesem Grad des Kochens weitergeführt werden soll. Ab dann bleibt die Temperatur T konstant. Eine Flächenleistungszufuhr kann am Anfang zuerst etwas höher gewesen sein, wie mit der dicken Linie dargestellt ist, beispielsweise 10 W/cm2. Dann kann sie von einer Bedienperson etwas reduziert worden sein vor dem Zeitpunkt t*, beispielsweise weil das Wasser in dem Kochgefäß 22 zu stark gekocht hat, beispielsweise auf 4 W/cm2. Hat sich dann bei der zweiten etwas niedrigeren Flächenleistungszufuhr ein gewünschtes Kochbild eingestellt, so wird die Haltefunktion aktiviert. Das weitere Fortkochen erfolgt mit der Flächenleistungszufuhr des Zeitpunkts t*. Auch dies ist in der Fig. 3 dargestellt.
  • Tritt nun der eingangs genannte Fall eines plötzlichen Temperaturabfalls ein, hier beispielsweise auf eine Temperatur von etwa 60°C, so geht die Temperatur T nach unten und die Flächenleistungszufuhr bleibt erst einmal erhalten. Da dann die Steuerung 17 sieht, dass die Temperatur T nur langsam ansteigt, ist klar, dass eine größere Menge an zusätzlichem Gargut, insbesondere zusätzliches Wasser 25 gemäß Fig. 1, in das Kochgefäß 22 eingebracht worden ist. Dann kann entweder weiterhin mit der Flächenleistungszufuhr P wie zum Zeitpunkt t* beheizt werden, bis das Wasser im Kochgefäß 22 wieder kocht und wieder die Temperatur T = 100°C erreicht ist mit einem Kochbild, das sich dann dem vorherigen vom Zeitpunkt t* wieder weitgehend angenähert haben wird. Diese konstante Flächenleistungszufuhr ist dargestellt mit 4 W/cm2. Alternativ kann die Flächenleistungszufuhr zumindest solange erhöht werden, bis wieder eine konstante Temperatur T festgestellt worden ist, beispielsweise auf die zu Beginn des Aufheizens genutzte Flächenleistungszufuhr erhöht werden, hier 10 W/cm2. Dies ist gestrichelt dargestellt. Wird dann eine konstante Temperatur T festgestellt, so kann wieder auf die vorherige Flächenleistungszufuhr zum Zeitpunkt t* geschaltet werden. Die kurzzeitige Erhöhung der Flächenleistungszufuhr dient dann zum schnelleren Wiedererreichen der Temperatur T = 100°C. Dies ist in der Fig. 2 rechts unten dargestellt mit dem Fall einer Abkühlung als plötzlicher Temperaturabfall sowie dem Wiederaufheizen, bis der Siedepunkt wieder erreicht worden ist.
  • Stellt die Steuerung 17 fest, dass ein Signalabfall plötzlich und ggf. sogar stufenförmig erfolgt, beispielsweise innerhalb weniger Sekunden, so kann auf ein Verschieben des Kochgefäßes 22 auf dem Kochfeld 11 geschlossen werden, beispielsweise um 0,5 cm bis 3 cm. Alternativ kann das Kochgefäß auch kurz von der Kochstelle 20 entfernt worden sein und dann wieder aufgestellt worden sein. In diesem Fall kann die Steuerung 17 vorteilhaft die Flächenleistungszufuhr vom Zeitpunkt t* beibehalten und braucht keine kurzzeitige Erhöhung.
  • In Fig. 4 ist dargestellt, wie in einem zweiten Fall beim gewünschten Anbraten von Fleisch 24 in dem Kochgefäß 22 die Verläufe für die Temperatur T und die Flächenleistungszufuhr P über der Zeit aussehen. Mit einer üblicherweise hohen Flächenleistungszufuhr wird eine Bedienperson das Kochgefäß 22 stark aufheizen, falls ein Anbraten von beispielsweise Steak gewünscht ist. Dabei befindet sich in einer Pfanne als Kochgefäß 22 voraussichtlich nur etwas Öl oder Fett, es muss also nicht sehr viel erhitzt werden. Die Temperatur T steigt einigermaßen stetig an. Zum Zeitpunkt t' ist eine Temperatur erreicht, die durch eine Bedienperson als gut und ausreichend angesehen wird zum gewünschten Braten von Steak, üblicherweise etwas über 220°C. Die Haltefunktion wird hier also zum Zeitpunkt t' betätigt. Da zu diesem Zeitpunkt die Steuerung 17 über die Leistungselektronik 16 noch eine Temperaturänderung des Kochgefäßes 22 festgestellt hat, weiß sie also, dass kein Prozess am Siedepunkt von Wasser stattfinden kann, wie zuvor erläutert worden ist. Deswegen wird zu diesem Zeitpunkt nach der Fallanalyse auf eine Temperaturregelung gestellt und die Temperatur vom Zeitpunkt t' wird von nun an konstant gehalten. Auch wenn auf den ersten Blick der Vorgang sehr demjenigen aus Fig. 3 mit der konstanten Flächenleistungszufuhr des ersten Falls ähnelt, so ist doch die Ursache jeweils eine andere. Bei der Fig. 3 wird durch das Kochen von Wasser in dem Kochgefäß 22 die Temperatur zwingend bei 100°C gehalten, solange kein Abschrecken odgl. erfolgt. Bei der Fig. 4 wird tatsächlich eine erste Temperaturregelung auf den zum Zeitpunkt t' festgestellt Wert durchgeführt.
  • Wird zum Zeitpunkt t" ein plötzlicher Temperaturabfall festgestellt, so versucht die ohnehin gerade durchgeführte Temperaturregelung diesen wieder auszugleichen und wieder möglichst schnell auf die Temperatur vom Zeitpunkt t' zurück zu regeln. Während zu Beginn des Aufheizens eine sehr hohe bzw. unter Umständen auch die maximale Flächenleistungsdichte gewählt worden ist, beispielsweise 7 W/cm2, so ist nach t' eine geringere Flächenleistungsdichte verwendet worden, die eben so gewählt ist, um diese Temperatur zu halten. Beispielsweise sind dies 3 W/cm2. Um den plötzlichen Temperaturabfall zum Zeitpunkt t" auszugleichen, kann die Flächenleistungsdichte noch einmal erhöht werden und insbesondere wieder maximal eingestellt werden. Sobald der plötzliche Temperaturabfall dann wieder ausgeregelt ist und wieder die Temperatur zum Zeitpunkt t' erreicht wurde, wird die Temperaturregelung auch wieder die Flächenleistungsdichte verringern, wie hier dargestellt ist. Das Regelverhalten des Temperaturreglers kann beispielsweise, wie hier dargestellt, als Zweipunktregler ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch ein stetiger Regler verwendet, der die Leistungsvorgabe proportional zur Temperaturabweichung vom Reglersollwert, oder sogar zusätzlich in Abhängigkeit von dessen Ableitung und/oder Integral, einstellt. Derartige Regler, beispielsweise P-, PI-, PD-, oder PID-Regler, sind dem Fachmann bekannt.
  • Stellt die Temperaturregelung bzw. die Steuerung 17 fest, dass der plötzliche Temperaturabfall auf eine deutlich niedrigere Temperatur erfolgt ist als diejenige zum Zeitpunkt t', und geht möglicherweise ein Temperaturanstieg sehr schnell vonstatten, beispielsweise innerhalb von 15 Sekunden, so kann ein Vorgang eines vorgenannten Abschreckens eines angebratenen Fleisches oder Steaks erkannt werden. Dies ist durch den gepunkteten Temperaturverlauf dargestellt. Dem angebratenen Fleisch wird also eine gewisse Menge an Flüssigkeit zugegeben. Dann wechselt der Betrieb der Steuerung 17, wie dies die Fig. 2 auch zeigt, vom Fall der konstanten Temperaturregelung auf den Fall einer konstanten Flächenleistungsdichte. Üblicherweise wird nämlich nach einem Abschrecken von angebratenem Fleisch, um beispielsweise eine Soße zu erzeugen, diese zwar zum ganz leichten Köcheln oder Simmern gebracht. Sie soll jedoch sicherlich nicht sprudelnd kochen. Deswegen kann dann nach dem Wiederaufheizen eine Temperatur von T = 100°C nicht überschritten werden, die eingebrachte Flüssigkeit verhindert dies. Nun soll also auf eine konstante Abdampfrate bzw. eine konstante Flächenleistungsdichte gewechselt werden. Diese ist der Steuerung 17 aber eigentlich nicht bekannt, da die Flächenleistungsdichte zum Zeitpunkt t' ja zu hoch war und zu einer Temperatur von 220°C geführt hat bzw. diese gehalten hat. Hier kann dann nach Erreichen einer konstanten Temperatur, im vorliegenden Fall nämlich von etwa 100°C, auf einen frei gewählten festen Wert für die Flächenleistungszufuhr gewechselt werden. Dieser kann zwischen den eingangs genannten 0,5 W/cm2 und 5 W/cm2 liegen, beispielsweise bei 2 W/cm2 oder 3 W/cm2 liegen, hier gepunktet dargestellt mit 2 W/cm2. Hier kann die Steuerung 17 auch noch einbeziehen, wie groß die Flächenleistungsdichte zum Zeitpunkt t' war, um daraus in etwa abschätzen zu können, ob ein Vorgang bei eher hohen Temperaturen oder eher niedrigeren Temperaturen abläuft. Auch die Anfangssteigung der Temperatur nach dem Zeitpunkt t" kann berücksichtigt werden.
  • Schließlich ist in der Fig. 2 noch dargestellt, dass ausgehend von einem Fall einer konstanten Flächenleistungsdichte das Wasser im Kochgefäß 22 verkocht ist, also ein Fall des Trockenkochens vorliegt. Wenn dann die Temperatur wieder zu steigen beginnt, kann nämlich eine Sicherheits-Abschaltung eingreifen, um eine Beschädigung oder ein Verbrennen von restlichem Gargut oder Lebensmittel im Kochgefäß 22 zu vermeiden.
  • Beim zweiten Fall eines Regelns auf konstante Temperatur kann dieser Fall nicht so leicht erkannt werden, da ja eben auf eine konstante Temperatur geregelt wird. Es kann jedoch erkannt werden, ob zum Erreichen der konstanten Temperatur ab einem bestimmten Zeitpunkt eine niedrigere bzw. deutliche niedrigere Flächenleistungsdichte benötigt wird. Auch dies könnte als Fall eines Trockenkochens erkannt werden mit einer daraus resultierenden Sicherheits-Abschaltung.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Kochfelds (11) zum Halten eines zum Zeitpunkt eines Aktivierens des Haltens gegebenen Zustands an einer Kochstelle (20) des Kochfelds (11) mit Kochgefäß (22) darauf, gekennzeichnet durch die Schritte:
    - ein Kochgefäß (22) wird auf eine Kochstelle (20) des Kochfelds (11) aufgestellt und wird von der Kochstelle (20) bzw. einer induktiven Heizeinrichtung (14) der Kochstelle nach Vorgabe beheizt,
    - Erfassen einer Temperaturänderung des Kochgefäßes (22) als Zustandsänderung,
    - Erfassen des Beheizungsvorgangs des Kochgefäßes (22) und Auswerten der zugeführten Leistung und/oder einer Temperatur des Kochgefäßes und/oder deren zeitlichen Verlaufs
    - Auslösen einer Haltefunktion durch eine Bedienperson zum Halten des zu diesem Zeitpunkt gegebenen Zustands an der Kochstelle (20) mit aufgestelltem Kochgefäß (22),
    - Unterscheiden des aktuellen Zustands an der Kochstelle (20) einerseits in einen Prozess am Siedepunkt von Wasser und andererseits in einen davon verschiedenen Prozess bzw. in einen Prozess, der bei einer anderen Temperatur stattfindet ohne einen Phasenübergang von Wasser,
    - wobei im Fall einer Entscheidung für einen Prozess am Siedepunkt von Wasser daraufhin die Leistungszufuhr zu diesem Zeitpunkt weitgehend konstant gehalten oder eine übliche Leistungszufuhr zum Fortkochen eingestellt wird,
    - wobei im Falle einer Entscheidung für einen Prozess entfernt vom Siedepunkt von Wasser auf eine konstante Temperatur des Kochgefäßes (22) geregelt wird durch Anpassen der Leistungszufuhr.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Bestimmen einer Größe des aufgestellten Kochgefäßes (22) anhand einer im Kochfeld (11) bekannten Größe der für das Kochgefäß (22) betriebenen Kochstelle (20) bzw. deren Heizeinrichtung (14).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kochfeld ein Induktionskochfeld (11) ist mit einer induktiv beheizten Heizeinrichtung (14), wobei aus Betriebsparametern für die induktiv beheizte Heizeinrichtung (14) eine Temperaturänderung des Kochgefäßes (22) erfasst wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines plötzlichen Temperaturabfalls nach dem Auslösen der Haltefunktion die Temperatur wieder auf die vorherige Temperatur vor dem plötzlichen Temperaturabfall gebracht wird und die Dauer erfasst wird, bis die Temperatur wieder auf der vorherigen Temperatur vor dem plötzlichen Temperaturabfall ist bzw. bis die Temperaturänderung wieder ausgeglichen ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass direkt nach Erfassen des plötzlichen Temperaturabfalls die zuvor verwendete Regelgröße Temperatur oder Leistungszufuhr weiter verwendet wird bis zum Ausgleichen.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der plötzliche Temperaturabfall im Falle einer Dauer von weniger als 10 Sekunden bis zum Ausgleichen als das Einbringen eines Bratgutes (24) in das Kochgefäß (22) gewertet wird, wobei dann das Kochgefäß mit Halten der vorherigen bzw. wieder erreichten Temperatur weiterhin beheizt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein plötzlicher, starker Temperaturabfall, vorzugsweise mit anschließender Temperaturbegrenzung, als das Einbringen von Wasser (25) in das Kochgefäß (22) gewertet wird, wobei dann das Kochgefäß mit der vorherigen Leistungszufuhr bzw. Leistung weiterhin beheizt wird oder mit einer üblichen Leistung zum Fortkochen von Wasser beheizt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall einer sprungartigen Signaländerung bzw. Temperaturänderung mit einer Änderungszeit von weniger als 5 Sekunden ein Verschieben des Kochgefäßes (22) erkannt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erkannten Verschieben des Kochgefäßes die Signalabweichung, die durch das Verschieben und nicht durch eine tatsächliche Temperaturänderung bedingt ist, nicht als Regelabweichung angesehen wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass ein Prozess mit einer Temperatur am Siedepunkt von Wasser erkannt worden ist, der Heizeinrichtung (14) eine konstante Leistung zugeführt wird zwischen 0,5 W/cm2 und 7 W/cm2.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb von Prozessen am Siedepunkt ein Leerkochen erkannt wird, wenn kein Wasser mehr den Topfboden bedeckt und dieser dadurch wärmer als mit bedeckendem Wasser wird und dies einer Bedienperson geeignet signalisiert und/oder die Leistungsabgabe reduziert oder beendet wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bedienperson während des Halteprozesses die Möglichkeit hat, das eigentliche Halteniveau nochmals anzupassen bzw. feinabzustimmen, wobei bei dieser Feinanpassung im Falle einer Temperaturregelung die Solltemperatur angepasst wird und/oder im Falle von Wasser am Siedepunkt die eingestellte Flächenleistungsdichte angepasst wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bedienperson den Halteprozess unterbrechen und später wiederaufnehmen kann bzw. in der Zwischenzeit andere, leistungsgesteuerte Leistungsdichten wählen kann.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße, die mit der Kochgefäßtemperatur korreliert, die Periodendauer des Schwingkreises dieser Kochstelle ist und/oder eine andere Größe aus dieser abgeleitet wird.
  15. Kochfeld (11) gekennzeichnet durch eine Steuerung (17), die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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