用于控制包括多个感应线圈的感应烹饪灶具的方法与流程

本发明涉及一种用于控制包括多个感应线圈的感应烹饪灶具的方法。此外，本发明涉及一种包括多个感应线圈的感应烹饪灶具。

许多目前的感应烹饪灶具包括形成灵活的烹饪区的多个感应线圈。所述灵活的烹饪区可以适配于不同烹饪用具的形状。感应线圈由感应发生器驱动。感应发生器的频率取决于感应线圈的功率。如果相邻的感应线圈使用在听觉范围内的频率差进行工作，则可能发生声干扰噪声。

本发明的目的是提供一种用于控制包括多个感应线圈的感应烹饪灶具的方法，其中，所述方法允许由具有合适的热量分布的一个或多个感应线圈形成烹饪区，并且其中，避免了声干扰噪声。

所述目的是通过根据权利要求1所述的方法来实现的。

本发明提供了一种用于控制包括多个感应线圈的感应烹饪灶具的方法，其中，加热过程包括多个后续的固定时间周期，这些时间周期被划分为一个或多个灵活的时隙，并且其中，每个感应线圈由至少一个专用的感应发生器驱动，并且其中，该方法包括以下步骤：

-设定每个有待被用户激活的感应线圈的请求功率，

-限定至少一组一个或多个感应线圈，其中，一个组中的感应线圈具有相同的请求功率，

-确定每个时间周期的时隙数量，其中，时隙的数量由具有相同的请求功率的感应线圈的组的数量给出，

-以相同的电流功率激活在第一时隙期间有待激活的所有感应线圈组持续已计算的持续时间，并且

-如果限定了多于一个感应线圈组，则在至少一个进一步的时隙内以相同的电流功率激活在每个时隙期间有待激活的多个感应线圈组的一部分持续已计算的持续时间，

-使得在该时间周期内每个感应线圈的平均电流功率与所述感应线圈的请求功率相对应。

本发明的核心是将固定时间周期分成一个或多个灵活的时隙，其中，在一个时隙内感应线圈以相同频率工作，并且其中，时隙的数量由具有相同的请求功率的感应线圈的组的数量给出。相同频率避免了声干扰噪声，而灵活的时隙允许时间周期内的每个感应线圈的平均电流功率与所述感应线圈的请求功率相对应。

优选地，该方法被提供用于控制感应烹饪灶具，其中，这些感应线圈被布置成矩阵。

具体地，限定了不同的请求功率的阵列，其中，所述不同的请求功率增大，其中，所述不同的请求功率的数量对应于每个时间周期中的时隙的数量，并且其中，限定了对应的权重阵列以便指示具有相同的请求功率的感应线圈的数量。

进一步，在第一时隙内已激活的感应线圈的数量由待激活的感应线圈的数量给出，并且在进一步的时隙内已激活的感应线圈的数量由以下给出：

nic(1)＝numzonesactive

nic(i)＝nic(i-1)-w(i-1)，其中i>1，

并且其中，w(i)是在第i个时隙内已激活的感应线圈的数量。

在该第一时隙内平均功率(ap(1))可以由以下给出：

ap(1)＝rp(1)*nic(1)，

其中，rp(1)是最低请求功率，并且nic(1)是在该第一时隙内已激活的感应线圈的数量，并且在这些进一步的时隙i内平均功率由以下给出：

ap(i)＝[rp(i)-rp(i-1)]*nic(i)，其中i>1。

这些时隙i的持续时间可以由以下给出：

t(i)＝ap(i)/rp，

其中，ap(i)是这些感应线圈的平均功率，并且rp是总的请求功率。

在一个时隙i内每个感应线圈的功率百分比可以由以下给出：

pp(i)＝1/nic(i)，

其中，nic(i)是在第i个时隙内已激活的感应线圈的数量。

例如，确定每个感应线圈的估计功率并且将其与所述感应线圈的请求功率相比较，其中，如果该估计功率与该请求功率之间的关系超过高阈值和/或低于低阈值，则排除该感应线圈。

此外，可以确定每个感应线圈的功率损耗，其中，所述功率损耗由该请求功率与该估计功率之间的差值给出。

而且，感应线圈的功率损耗可以形成功率损耗阵列，其中，所述功率损耗阵列被周期性地更新。

优选地，每个时间周期的持续时间在3秒与10秒之间，优选地是6秒。

进一步，本发明涉及一种感应烹饪灶具，包括多个感应线圈，其中，所述感应烹饪灶具执行的加热过程包括多个后续固定时间周期，这些时间周期被划分为一个或多个灵活的时隙，并且其中，该感应烹饪灶具包括用于每个感应线圈的至少一个感应发生器，使得每个感应线圈由至少一个专用的感应发生器驱动，其中，该电磁感应烹饪灶被提供用于上述方法。

具体地，这些感应线圈被布置成矩阵。

进一步，该感应烹饪灶具可以包括用于控制这些感应发生器的至少一个控制单元。

此外，该感应烹饪灶具可以包括连接或能连接到该控制单元的至少一个用户界面。

最后，本发明涉及一种存储在计算机可用介质上的计算机程序，该计算机可用介质包括用于使计算机执行上述方法的计算机可读程序工具。

在所附权利要求中阐述了本发明的新颖性和创造性特征。

参考附图，将进一步详细说明本发明，在附图中

图1展示了根据本发明的优选实施例的感应烹饪灶具的示意性俯视图，

图2展示了根据本发明的优选实施例的感应烹饪灶具的进一步示意性俯视图，

图3展示了根据本发明的优选实施例的感应烹饪灶具的示意性框图，

图4展示了根据本发明的进一步实施例的感应烹饪灶具的示意性俯视图，

图5展示了根据本发明的优选实施例的感应加热发生器的频率与功率之间的关系的示意图，

图6展示了根据本发明的优选实施例的用于评估感应线圈的估计功率的算法的示意性流程图，并且

图7展示了根据本发明的优选实施例的用于功率收敛例行程序的算法的示意性流程图。

图1展示了根据本发明的优选实施例的感应烹饪灶具10的示意性俯视图。在这个实例中，感应烹饪灶具10包括被布置成二乘二的矩阵的四个感应线圈12、14、16、和18。通常，感应烹饪灶具10可以包括以矩阵形式布置的任意数量的感应线圈。在这个实例中，感应线圈12、14、16、和18具有椭圆形的基础区域。通常，感应线圈12、14、16、和18可以具有任意的基础区域。例如，感应线圈12、14、16、和18可以具有圆形的、方形的、矩形的基础区域。

煎锅20被布置在第二感应线圈14和第四感应线圈18上。在这种情况下，第二感应线圈14和第四感应线圈18被激活，而第一感应线圈12和第三感应线圈保持停用。感应烹饪灶具10的受热区域可以适配于煎锅20的尺寸。

图2展示了根据本发明的优选实施例的感应烹饪灶具10的进一步示意性俯视图。感应烹饪灶具10包括被布置成二乘二的矩阵的四个感应线圈12、14、16、和18。在这种情况下，煎锅20被布置在感应线圈12、14、16、和18上。全部四个感应线圈12、14、16、和18被激活。图2中的煎锅20大于图1中示出的煎锅20。

图3展示了根据本发明的优选实施例的感应烹饪灶具10的示意性框图。

感应烹饪灶具10包括四个感应线圈12、14、16、和18。感应线圈12、14、16、和18各自分别连接到专用的感应发生器22、24、26、或28。例如，感应发生器22、24、26、或28是半桥逆变器。感应发生器22、24、26、和28中的每一者连接到电源线34。所述电源线34为感应发生器22、24、26、和28提供整流市电电压。

进一步，感应发生器22、24、26、和28经由控制线36连接到控制单元30。每个感应发生器22、24、26、和28可以被单独控制和激活。而且，控制单元30连接到用户界面32。

如以上所提到的，四个感应线圈12、14、16、和18被布置成二乘二的矩阵。一个或多个感应线圈12、14、16、和18形成一组感应线圈。一个组中的感应线圈12、14、16、和18以相同的功率设定进行工作。这样做时，一个组中的感应线圈12、14、16、和18以相同工作频率被激活以便避免声干扰噪声。如果相邻的感应线圈具有在人耳可听范围内的频率差，则会发生声干扰噪声。

被布置成二乘二的矩阵的四个感应线圈12、14、16、和18可以形成五个不同组构型。第一，四个感应线圈12、14、16、和18分别以单一功率设定进行工作。第二，四个感应线圈12、14、16、和18形成一个组。第三，两个组分别由两个线圈12、14、16、和/或18形成。第四，一个组由三个感应线圈12、14、16、和/或18形成，并且另一个组由一个感应线圈12、14、16、或18形成。第五，一个组由两个感应线圈12、14、16、和/或18形成，并且两个组分别由一个感应线圈12、14、16、或18形成。

本发明的算法根据用户请求来管理各组感应线圈12、14、16、和/或18的激活，其中避免了声干扰噪声。加热或烹饪过程包括多个后续固定时间周期，使得每个时间周期具有相同时间段。时间周期在3秒与10秒之间，优选地是6秒。时间周期被划分为一个或多个灵活的时隙，使得所述时隙的数量和时间段是可变的。

设定每个有待被用户激活的感应线圈12、14、16、和/或18的请求功率rpj，其中j表示感应线圈12、14、16、和18的数量。具有相同请求功率rpj的感应线圈12、14、16、和/或18形成一个组。感应线圈12、14、16、和/或18的组的数量限定一个时间周期内的时隙的数量nts。换言之，时隙的数量nts由具有大于零的不同请求功率rp(i)的感应线圈12、14、16、和/或18的数量给出。例如，如果用于感应线圈12、14、16、和18的请求功率rpj为：rp1＝500w、rp2＝500w、rp3＝1000w、和rp4＝1000w，则在每个时间周期中时隙的数量为：nts＝2，并且不同的请求功率为：rp(1)＝500w和rp(2)＝1000w。在这个实例中，总的请求功率为：rp＝3000w。总的请求功率rp是全部待激活的感应线圈12、14、16、和18的请求功率rpj的总和。

在请求功率阵列中对待激活的感应线圈12、14、16、和18的不同的请求功率rp(i)进行排序，

{rp(1),rp(2),rp(3),…,rp(nts)}，其中，rp(i+1)>rp(i)，

并且其中，nts是每个时间周期中的时隙的数量。在以上所提到的实例中，请求功率的阵列由以下给出

{rp1＝rp2,rp3＝rp4}＝{500w,1000w}。

进一步限定了对应的权重阵列

{w(1),w(2)}＝{2,2}

以便指示具有相同请求功率rp(i)的感应线圈12、14、16、和/或18。在这个实例中，权重阵列{2,2}以及不同的请求功率{500w,1000w}的阵列指示了两个感应线圈的请求功率rp(i)为rp(1)＝rp1＝rp2＝500w，而另外两个感应线圈的请求功率rp(2)为rp(2)＝rp3＝rp4＝1000w。

基于时隙的数量nts、请求功率的阵列、以及权重阵列来计算每个时隙内每个感应线圈12、14、16、和/或18的电流功率cpj以及每个时隙的持续时间t。

在时隙i内激活的感应线圈12、14、16、和/或18的数量nic(i)由以下给出：

nic(1)＝nic，

nic(i)＝nic(i-1)-w(i-1)，其中i>1，

并且其中，nic是待激活的感应线圈12、14、16、和/或18的数量。每个时隙的平均功率ap(i)由以下给出

ap(1)＝rp(1)*nic(1)，

ap(i)＝[rp(i)-rp(i-1)]*nic(i)，其中i>1。

时隙的持续时间t(i)由以下给出

t(i)＝ap(i)/rp

一个时隙i内每个感应线圈12、14、16、和/或18的功率百分比pp(i)由以下给出

pp(i)＝1/nic(i)。

对于以上所提及的实例，每个时隙i内每个感应线圈的功率百分比pp(i)由以下给出：

在两个时隙内递送了总的请求功率rp＝3000w，其中，在总时间周期中，第一时隙的持续时间为t(1)＝0.66，并且第二时隙的持续时间为t(2)＝0.33。在第一时隙内，总功率被等同地分在4个感应线圈12、14、16、和18上，其中，每个感应线圈12、14、16、和18接收总功率的25％。在第二时隙内，总功率被等同地分在两个感应线圈12、14、16、和/或18上，其中，所述两个感应线圈12、14、16、和/或18接收总功率的50％。

在第一时隙和第二时隙内每个感应线圈的电流功率cp(i)由以下给出：

根据另一个实例，形成了一组四个的感应线圈12、14、16、和18。每个感应线圈12、14、16、和18的请求功率为：rp1＝rp2＝rp3＝rp4＝500w。在时隙内每个感应线圈12、14、16、和18的功率百分比pp(i)由以下给出：

在这种特殊的情况下，时间周期仅包括一个时隙1。在这一个时隙1中每个感应线圈的电流功率cp(i)由以下给出：

根据接下来的实例，4个感应线圈12、14、16、和18具有不同的请求功率rp1＝200w，rp2＝400w，rp3＝600w，和rp4＝800w。在每个时隙i内每个感应线圈12、14、16、和18的功率百分比pp(i)由以下给出：

在每个时隙i内已激活的感应线圈12、14、16、和18的电流功率cp(i)由以下给出：

在接下来的实例中，一个感应线圈12、14、16、或18具有请求功率rp1＝500w，并且一组三个感应线圈12、14、16、和/或18具有请求功率rp2＝rp3＝rp4＝1000w。在每个时隙内已激活的感应线圈12、14、16、和/或18的功率百分比pp(i)由以下给出：

在每个时隙i内已激活的感应线圈12、14、16、和/或18的电流功率cp(i)由以下给出：

根据进一步的实施例，两个单一的感应线圈12、14、16、和/或18具有请求功率rp1＝500w和rp2＝700w，并且一组两个感应线圈12、14、16、和/或18具有请求功率rp3＝rp4＝1000w。在每个时隙内已激活的感应线圈12、14、16、和18的功率百分比pp(i)由以下给出：

在每个时隙i内已激活的感应线圈12、14、16、和/或18的电流功率cp(i)由以下给出：

图4展示了根据本发明的进一步的实施例的感应烹饪灶具10的示意性俯视图。感应烹饪灶具10包括被布置成二乘三的矩阵的六个感应线圈12、14、16、18、38、和40。

根据实例，感应线圈12、14、16、18、38、和40具有请求功率rp1＝200w、rp2＝200w、rp3＝300w、rp4＝300w、rp5＝400w、和rp6＝700w。因此，感应线圈12、14、16、18、38、和40的总的请求功率是rp＝2100w。由于两对感应线圈12和14以及16和18分别具有相同请求功率rpj，因此功率阵列由以下给出

{200w,300w,400w,700w}，

并且权重阵列由以下给出

{w(1),w(2),w(3),w(4)}＝{2,2,1,1}。

具有四组感应线圈12、14、16、18、38、和40。对应于所述组的数量的时隙数量为：

nts＝4。

在时隙i内已激活的感应线圈12、14、16、18、38、和/或40的数量nic(i)由以下给出：

nic(1)＝nic＝6，

nic(2)＝nic(1)-w(1)＝6-2＝4，

nic(3)＝nic(2)-w(2)＝4-2＝2，

nic(4)＝nic(3)-w(3)＝2-1＝1。

在时隙i内的平均功率ap(i)由以下给出

ap(1)＝rp(1)*nic(1)＝200w*6＝1200w，

ap(2)＝[rp(2)-rp(1)]*nic(2)＝(300w-200w)*4

＝400w，

ap(3)＝[rp(3)-rp(2)]*nic(3)＝(400w-300w)*2

＝200w，

ap(4)＝[rp(4)-rp(3)]*nic(4)＝(700w-400w)*1

＝300w。

时隙的持续时间t(i)由以下给出

t(1)＝ap(1)/rp＝1200w/2100w＝0.57，

t(2)＝ap(2)/rp＝400w/2100w＝0.19，

t(3)＝ap(3)/rp＝200w/2100w＝0.09，

t(4)＝ap(4)/rp＝300w/2100w＝0.15。

每个感应线圈的功率百分比ppi由以下给出：

pp(1)＝1/nic(1)＝1/6＝0.16，

pp(2)＝1/nic(2)＝1/4＝0.5，

pp(3)＝1/nic(3)＝1/2＝0.25，

pp(4)＝1/nic(4)＝1/1＝1。

以下详细示出了每个时隙内每个感应线圈的功率百分比：

每个时隙内已激活的感应线圈的电流功率cp(i)由以下给出：

图5展示了根据本发明的优选实施例的感应加热发生器22、24、26、和/或28的频率f与功率p之间的关系42和44的示意图。

第一图解42示出了烹饪锅基本上覆盖对应的感应线圈的情况下感应加热发生器22、24、26、和/或28的频率f与功率p之间的关系。第二图解44示出了烹饪锅不良地覆盖对应的感应线圈的情况下感应加热发生器22、24、26、和/或28的频率f与功率p之间的关系。在后一种情况下，递送到烹饪锅的功率低于预期。相邻的感应线圈具有相同请求功率、并且以相同频率运行，使得可以限制相邻的感应线圈的表现。

为了避免烹饪锅不良地覆盖在对应的感应线圈12、14、16、18、38、和/或40上，可以提供功率估计和调整环。

图6展示了根据本发明的优选实施例的用于评估感应线圈12、14、16、18、38、和/或40的估计功率的算法的示意性流程图。

在第一步骤50中，估计每个感应线圈j的实际功率epj。在接下来的步骤52中，每个感应线圈j的估计功率epj与请求功率rpj之间的关系与预定高阈值thrh相比较。例如，所述高阈值thrh为约70％。如果感应线圈j的估计功率epj与请求功率rpj之间的关系大于高阈值thrh，则步骤50被再次激活。如果感应线圈j的估计功率epj与请求功率rpj之间的关系低于高阈值thrh，则进一步的步骤54被激活。

在步骤54中，感应线圈j的估计功率epj与请求功率rpj之间的关系与预定低阈值thrl相比较。例如，所述低阈值thrl为约30％。如果感应线圈j的估计功率epj与请求功率rpj之间的关系小于低阈值thrl，则在步骤56排除感应线圈j。如果感应线圈j的估计功率epj与请求功率rpj之间的关系大于低阈值thrl，则在步骤58中执行功率收敛例行程序。

图7展示了根据本发明的优选实施例的用于功率收敛例行程序58的算法的示意性流程图。

作为第一步骤60，执行时间扭曲。在这个实例中，时间扭曲延长了两个时间周期。在接下来的步骤62中，计算每个感应线圈j的功率损耗lpj。总的功率损耗由所有已激活的感应线圈j的功率损耗lpj的总和给出。在进一步的步骤64中，在功率损耗阵列中对功率损耗lpj进行排序：

{lp1,lp2,lp3,…,lp(nic)}，

其中，从功率损耗lpj的最高值到最低值对功率损耗lpj进行排序。在特定时间之后、尤其是每两个时间周期，对功率损耗阵列进行排序和再次更新。在接下来的步骤66中，检查两个时间周期之后的功率损耗lpj的减小量。如果所述减小量小于阈值thr，则功率收敛例行程序返回步骤60。如果功率损耗lpj的减小量大于阈值thr，则在步骤68降低需功率rpj。在步骤68中，请求功率rpj降低的量等于感应线圈j的功率损耗的某一百分比引用。当lpj在阈值thr内降低时，停止感应线圈j的请求功率的减量。进一步，周期性地检查原始请求功率以便避免永久性功率降低。

尽管本文中参照附图描述了本发明的说明性实施例，但应理解的是，本发明并不局限于那个明确的实施例，并且本领域技术人员在不脱背本发明的范围或精神的情况下可以完成其他各种改变和修改。所有这样的改变和修改都旨在包括在由所附权利要求所限定的本发明的范围内。

附图标记清单

10感应烹饪灶具

12第一感应线圈

14第二感应线圈

16第三感应线圈

18第四感应线圈

20煎锅

22第一感应发生器

24第二感应发生器

26第三感应发生器

28第四感应发生器

30控制单元

32用户界面

34电源线

36控制线

38第五感应线圈

40第六感应线圈

42作为递送功率的函数的频率的图解

44作为递送功率的函数的频率的图解

50估计功率的步骤

52比较估计功率的步骤

54进一步比较估计功率的步骤

56排除感应线圈的步骤

58执行功率收敛例行程序的步骤

60时间扭曲步骤

62计算功率损耗的步骤

64更新功率损耗阵列的步骤

66检查功率减小量的步骤

68降低请求功率的步骤

p感应线圈的功率

rp感应线圈的总的请求功率

rpj第j个感应线圈的请求功率

pp(i)时隙i内每个感应线圈的功率百分比

cp(i)时隙i内每个感应线圈的电流功率

apj第j个感应线圈的平均功率

nts时隙的数量

nic待激活的感应线圈的数量

nic(i)时隙i内已激活的感应线圈的数量

ts时隙

t(i)时隙i的持续时间

f频率

epj第j个感应线圈的估计功率

thrh高阈值

thrl低阈值

lpj第j个感应线圈的功率损耗

thr功率损耗减小量的阈值