用于操作感应炉的方法与流程

本发明涉及一种用于操作感应炉(hob)的方法，特别是带有专门设计的烹调容器的感应炉。

背景技术：

de102004016631a1公开一种可用来检测烹调容器何时放置在加热装置或加热区域上以及它在加热装置或加热区域上的位置(在炉的情况下)的布置。在该情况下，多个起电容作用的传感器设在加热装置的外部区域中。

技术实现要素：

本发明基于提供在开头处提到的方法和设计成执行所述方法的感应炉的目标，利用该方法和感应炉可消除现有技术中的问题，且特别地，可能能够可靠地检测烹调容器何时放置到加热区域上或加热区域中以及烹调容器的标识(identity)，且如果必要，将这向操作者显示。

该目标借助于具有权利要求1的特征的方法和借助于具有权利要求31的特征的感应炉来实现。本发明的有利且优选的配置是另外的权利要求的主题且在下文更详细地解释。在该情况下，特征中的一些仅对于方法或仅对于感应炉来描述和解释。然而，不管这如何，它们意在能够自主地且彼此独立地应用于方法和感应炉。权利要求书的用词通过明确的引用并入说明书的内容中。

对于用于操作具有多个感应加热线圈的感应炉的方法，对于每个感应加热线圈具有加热区域作出规定。后者基本上由它上方对应于感应加热线圈的尺寸的表面形成。烹调容器可布置在感应炉上，使得它覆盖至少一个加热区域，有利地仅覆盖一个感应加热线圈的单个加热区域。每个感应加热线圈设计成传送或传输能量以用于加热在加热区域中的烹调容器，在该情况下它由转换器以已知方式控制。每个烹调容器具有带有传送天线的传送设备，以用于传送信号，该信号取决于所接收的能量或来自感应加热线圈的所传输能量的类型，感应加热线圈的加热区域至少部分地由烹调容器覆盖。有利地，该烹调容器大部分地或完全地覆盖加热区域。

接收装置提供用于从烹调容器的传送设备或从感应炉上烹调容器的所有传送设备接收信号的目的。该接收装置可设在感应炉上，且可备选地或另外设在外部操作装置或移动终端上。

提供一种控制器，该控制器从接收装置接收信号且具有或接收关于来自感应加热线圈的能量传送或传输的信息。以与接收装置类似的方式，该控制器可设在感应炉上，且可备选地或另外设在外部操作装置或移动终端上。接收装置和控制器优选地布置在一起或在相同装置中。

方法具有以下步骤：

将至少一个烹调容器布置在感应加热线圈的加热区域上，有利地，精确的一个烹调容器对于精确的一个检测操作。这可在感应炉切断或接通的情况下执行，且同样可在感应炉已经操作或提供热量的情况下执行。控制多个感应加热线圈(特别是所有的感应加热线圈)以其中持续时间(duration)和/或幅度按编码变化的模式(pattern)传送或传输能量。编码涉及使编码内传送或传输能量的幅度随着时间变化(特别是在零与编码最大值之间)，和/或使能量传输的持续时间变化，和/或使两个能量传输操作之间的持续时间变化，和/或使能量传输操作的数量变化。这些可能性可单独或组合使用，在该情况下，这还取决于待检查的感应加热线圈或所需要编码的数量。

如果烹调容器覆盖具有以特定或单独编码传输能量的感应加热线圈的加热区域，烹调容器的传送设备将信号或多个信号的序列(其唯一地取决于该接收编码且/或可精确地分配(assign)给该接收编码)传送到接收装置。控制器接收由接收装置接收的信号，且将所述信号与关于由感应加热线圈按为控制器已知的编码传送或传输的能量的信息比较。控制器因此可确定来自特定感应加热线圈的传输能量的哪个编码匹配接收的信号或多个信号的序列，其中该信号同时或不久以后接收。在其基础上，控制器可将传送该信号或该多个信号的序列的烹调容器分配给加热区域或与加热区域相关联的感应加热线圈，因为明显烹调容器仅可从布置在它下面的感应加热线圈接收确定信号的编码。控制器因此可确定该烹调容器覆盖该感应加热线圈的加热区域。备选地，在本发明中，传送感应加热线圈的确定或烹调容器对于感应加热线圈的分配的确定也可从根本上在烹调容器其本身中进行，例如在烹调容器的集成电路或微控制器中。关于此的信息项然后有利地传送到所述控制器。

该感应加热线圈然后可精确地控制来用于加热该烹调容器(例如使用本身也已知的烹调程序)。在有利的配置中，传感器可布置在烹调容器上，以用于监测烹调容器中的烹调过程的目的，且然后可准确地分配它们的数据。

在本发明的有利配置中，烹调容器具有接收线圈，以便存储感应加热线圈的交变磁场，该感应加热线圈用来传输能量(如电能)或将它转换为电能。信号然后可借助于传送设备的传送天线来发射。有利地，对于该目的所需要的能量可为先前接收或存储的能量。

能量存储装置可设在烹调容器中且连接到接收线圈，其中如上文描述的，由接收线圈接收的能量存储在能量存储装置中。信号或多个信号的序列然后可利用或根据所存储的能量由传送设备发射。这有利地对应于所接收的编码，或包含后者或其标识。

由接收线圈接收的能量可直接用来电控制传送天线传送信号或多个信号的序列，其可为对上文提到的能量存储装置的备选方案。在该情况下，至少一个信号(特别是多个信号的序列)的长度和/或强度可对应于编码的持续时间和/或幅度的变化。因此，可能在烹调容器所处的且因此其编码被接收的加热区域中传输信息项，例如该感应加热线圈的编号或标识符。

在该情况下，可对于传送天线作出规定：能量一由感应加热线圈传输到接收线圈，就传送信号，该感应加热线圈的加热区域由烹调容器覆盖或具有布置在该处的烹调容器。有利地，只要能量从感应加热线圈按编码传输或传送到接收线圈，传送设备就传送信号。能量一不再从感应加热线圈传输到接收线圈，传送设备也就不再传送信号。

在另外的配置中，感应加热线圈中的能量的传送或传输(在未知它们的加热区域是否由烹调容器覆盖的情况下)可频繁地和/或有规律地重复，以便检测布置在它们的加热区域中的烹调容器。这特别地可以以对应于小于1分钟、优选地小于5秒的时间间隔的频率或重复频率来执行。因此，此类烹调容器一布置在感应加热线圈的加热区域中，就非常快速地通知控制器。

有利地，仅当带有用于检测编码的传送设备的烹调容器向感应炉报告时或当操作者将这输入到感应炉的控制器中时，来自感应加热线圈的能量可随编码传送或传输。

可有利地对于下者作出规定：如果检测到加热区域由烹调容器的覆盖方面的改变，至少也执行来自感应加热线圈的能量随编码的传送或传输以用于检测布置在加热区域中的烹调容器。这意指其中烹调容器移动远离或离开加热区域或仅移动有几厘米的情况。这也可检测到。

在方法的另外的配置中，可对于方法作出规定：仅当外部控制装置激活时或当移动终端上的应用运行时，在带有控制器和接收装置的外部控制装置或移动终端上执行。利用特定烹调容器的实际上文提到的烹调程序然后可在该移动终端或外部控制装置上执行。如果这些不运行，方法也不需要执行。可对于下者作出规定：移动终端或外部控制装置何时接通或联接到感应炉的检测自动地促使方法开始。

也可对于方法作出规定：仅当在感应炉上或在加热区域中发现带有上文提到的接收线圈和传送设备的特定烹调容器时执行。此外，所谓的锅检测传感器也可用于该目的。如上文解释的，烹调容器优选地还具有集成电路和至少一个传感器。集成电路可评估(evaluate)传感器，且可用来将关于传感器的评估的信息(换句话说，有利地不仅是传感器信号直接且单独地)传送到移动终端或外部控制装置的控制器或传送到感应炉的控制器。

编码优选地由非常短的功率输出(下文被称为“冲激脉冲”(ping))或以包含感应加热线圈的谐振电路的谐振频率或操作频率振荡的脉冲构成。冲激脉冲或脉冲具有一个或多个振荡，且持续与振荡一样长，且因此由振荡形成。冲激脉冲或脉冲的总持续时间优选地在1微秒与500微秒之间，特别是在20微秒与100微秒之间，换句话说，其与当传输能量以用于实际加热时的情况相比显著较短且具有较低的能量。该过程为本领域技术人员已知，且不需要任何进一步解释。

可有利地对于下者作出规定：编码内两个冲激脉冲或脉冲之间的间隔具有功率供应部的功率供应半周期或其倍数(优选为其整数倍)的持续时间。功率供应部的频率可为如家用(domestic)功率供应部的50hz或60hz，结果是，间隔于是可为10毫秒或稍微大于8毫秒。

传送设备可选自下组：蓝牙、ble、zigbee、nfc、wifi。另外的传送装置自然是可能的，例如包括具有专有传输协议的那些。由于蓝牙和ble协议的广泛使用，蓝牙和ble是优选的，而ble由于非常低的能量消耗是特别优选的。

如上文论述的，接收装置和控制器可布置在感应炉外侧，优选地在外部操作装置中。该外部操作装置然后具有操作元件和至少一个显示装置。它可为移动终端，诸如智能手机或平板计算机，但它也可为用于该感应炉的非常特定的外部操作装置。新功能(仅除非带有复杂的替换或转换(如果有)，否则其将是可能的)可因此可能集成在感应炉中或启用。

除了接收线圈和传送设备之外，烹调容器优选地还具有实质上作为智能装置(intelligence)的集成电路。一定量的智能装置于是也可设在传送设备中，使得它可相应地预处理待传送的信号。优选地还提供至少一个传感器，例如温度传感器或压力传感器。所提到的烹调程序因此可控制或可以以其本身已知的方式进行，因为状态可使用传感器在烹调容器本身中获得和考虑。另外，上文提到的能量存储装置可为电池、可再充电的电池或电容器。备选地，除了电容器之外，无能量存储装置可设在烹调容器中，结果是，仅用于操作集成电路和还有传送设备的能量可存储于其中。

如果控制所有感应加热线圈来传输能量以用于检测布置在加热区域中的烹调容器的目的，能量首先可在短时间内作为冲激脉冲来传输，在该情况下然后有停顿，且然后可使用不同数量的传输能量的短序列和停顿或通过等待特定倍数的等待时间来生成多种不同编码。等待时间的倍数特别地可在整个编码的持续时间的5%与20%或30%之间。在该情况下，感应加热线圈中的每个随不同的编码来控制以随该编码传送或传输能量，但每个感应加热线圈始终随相同的编码循环地控制。该编码可优选地持久地属于该感应加热线圈。

控制器有利地存储哪个烹调容器布置在哪个感应加热线圈的加热区域中。这至少保持直到某物改变或直到控制器和/或感应炉被切断。控制器以相同方式检测新布置在感应加热线圈的加热区域中的烹调容器。

控制器优选地存储哪个烹调容器移动离开加热区域，其由控制器基于包含感应加热线圈的谐振电路的操作参数方面的改变来检测，换句话说，可以说至少借助于感应加热线圈其本身且在某些情况下还借助于上文提到的锅检测传感器。

在本发明的配置中，只要感应加热线圈在检测到烹调容器和将烹调容器分配给其本身或其加热区域之后没有记录到该烹调容器在其加热区域中的任何改变或移动，编码的传送或传输就停止。如上文提到的，该记录有利地通过检测包含感应加热线圈的谐振电路的操作参数方面的改变来执行。优选地，仅当记录到烹调容器在它/它们的加热区域中的改变或移动(其优选地可通过感应加热线圈或简单地通过其它传感器来记录)时，编码再次传送到该感应加热线圈或所有感应加热线圈。

优选地对于所有感应加热线圈同时开始传输编码或传送能量作出规定。结果，该操作可能可更好地与感应炉的其它操作一致。

每个编码有利地首先具有冲激脉冲或能量短暂地传输以用于同步的目的，这被称为所谓的同步冲激脉冲。它用来同步所有烹调容器中的时间，且如果必要，使它们为即将跟随的另外的冲激脉冲或为编码作好准备。每个感应加热线圈在该同步冲激脉冲之后可且应具有不同的编码，使得它们可区分开，使得烹调容器可传送对应于相应编码的不同信号。

在所有编码内，有利地对于至少一个另外的冲激脉冲以一定时间间隔跟随同步冲激脉冲作出规定，在该情况下跟随的冲激脉冲的数量优选地对应于单独感应加热线圈的数量或感应加热线圈的编号。特别有利地，编码内两个冲激脉冲之间的时间间隔在每种情况下是相同的，直到下一同步冲激脉冲之前的最后的冲激脉冲。

备选地，在所有编码内，精确的一个另外的冲激脉冲以特定限定的间隔持续时间的整数倍的时间间隔跟随同步冲激脉冲。精确的一个另外的冲激脉冲的间隔持续时间的整数倍的数量可对应于感应加热线圈的编号，结果是，此处决定性的不是冲激脉冲的数量，而是它们之间的时间间隔。此处可能以较少的冲激脉冲来操作。由于信息密度主要在时间序列中，编码可具有例如除了同步冲激脉冲之外的三个冲激脉冲。

作为另一备选方案，可对于二进制数借助于编码来传输作出规定。如从信令技术中本身已知的，通过在每种情况下在预先限定的时间模式的点处传送冲激脉冲或不传送冲激脉冲来进行二进制区分。在传输二进制数之前，冲激脉冲优选地首先传送或能量短暂地传输以用于同步的目的或作为上文提到的同步冲激脉冲。这在此处又是重要的，以便能够更好地检测单独的冲激脉冲。

在所有编码内，两个连续冲激脉冲之间的时间间隔优选地可为间隔持续时间的整数倍。两个连续冲激脉冲之间的间隔持续时间的整数倍的数量对应于感应加热线圈的数量或编号，其中每个编码仅具有两个冲激脉冲或三个冲激脉冲，特别地，各自相对于彼此带有特定间隔。

在本发明的有利配置中，可对于所有编码具有(n+1)个冲激脉冲带有(两至n)个不同的间隔持续时间作出规定。因此可能区分n个感应加热线圈。在该情况下，间隔持续时间然后可相对于它们的组合来评估，这使得可能准确地检测传送该编码的感应加热线圈。

大体上，有利地对于传送设备将已经处理的信息项作为信号传送作出规定；特别地，这直接为感应加热线圈的编号，其根据从感应加热线圈接收的编码来评估。评估有利地在烹调容器的集成电路中或传送设备中执行，该集成电路继而以特别有利的方式形成在传送设备中或与传送设备一起形成。在带有蓝牙或ble或zigbee的传送设备的上文提到的情况下，无论如何必须提供集成电路。备选地，编码可在接收装置或控制器中评估。

优选地对于方法仅在感应加热线圈上执行作出规定，该感应加热线圈的加热区域实际上由烹调容器覆盖。即使在没有带有接收线圈的烹调容器的情况下，其它感应加热线圈可免除该方法且可仅传送或传输单独的冲激脉冲(其无论如何是需要的以检测烹调容器的存在，且也是常规的)。方法也可仅在其加热区域仅精确地由一个烹调容器覆盖的那些感应加热线圈上执行。

在所谓的平面炉的情况下，对于烹调容器来说可能覆盖多个感应加热线圈的加热区域。结果，该烹调容器接收所有感应加热线圈的冲激脉冲模式，感应加热线圈的加热区域由所述烹调容器覆盖。因此，烹调容器必须可能从不同冲激脉冲模式的叠加(其是可能的)中检测和提取单独感应加热线圈的多个冲激脉冲模式。在检测到此类情况之后，检测感应加热线圈也可将它们的编码按特定情况连续地一次传送。

平面炉的炉控制器通常能够确定哪个感应加热线圈由哪个烹调容器覆盖。因此，在烹调容器覆盖多个感应加热线圈的情况下，方法优选地在每种情况下可仅在一个感应加热线圈上(优选地仅在被覆盖最多的感应加热线圈上)执行。

此外，可为可能的是，感应加热线圈由多个烹调容器覆盖。优选地对于方法作出规定：仅在其加热区域仅由一个烹调容器覆盖的那些感应加热线圈上执行。如果确定多个烹调容器，可出现问题：由于布置在加热区域中的两个烹调容器接收相同的编码，不可能将编码仅精确地分配给一单个烹调容器。

这些和其它特征不仅从权利要求书中而且从说明书和图中显现，在该情况下，各个特征可在本发明的实施例中和其它领域中单独地或成倍地呈子组合的形式在每种情况下实现，且可构成此处要求对于其保护的有利且可独立保护的实施例。将申请分为单独的节和子标题不在其普遍适用性方面限制在这些下作出的陈述。

附图说明

本发明的另外的优点和方面从权利要求书中和从下文基于图解释的本发明的优选示例性实施例的以下说明书中显现，图中：

图1示出根据本发明的感应炉的示意图，其成具有连同外部操作装置一起的放置在感应加热线圈的加热区域上的烹调容器的布置，

图2示出带有智能装置的烹调容器的功能的简化图，

图3至图8示出不同的编码。

具体实施方式

图1示出根据本发明的具有感应炉13的布置11。感应炉13具有炉面板14，两个感应加热线圈16a和16b布置在炉面板14下方。实际上，有利地存在更多的感应加热线圈16，例如在上文提到的平面炉中四个或六个最多达二十个或三十个。

感应炉13还具有连接到转换器设备20的功能单元的炉控制器18、传送/接收装置22，以及在炉面板14的下侧上的操作模块24。这些功能单元各自以常规方式设计。如开头处解释的，用于传送/接收装置22的无线电标准可从根本上具有各种设计。其有利地来自上文提到的可能性：蓝牙或ble，还有zigbee、wlan等，以及没有通用标准的专有解决方案。

在加热感应线圈16a和16b上方，加热区域分别形成为带有在每种情况下与感应加热线圈16的区域大致对应的区域。烹调容器27布置在加热区域17a中或放置到该处炉面板14的上侧上。烹调容器27具有在基部29中的凹部30中的接收线圈32。接收线圈32具有几匝且布置在基部29的下侧上，使得它暴露且未与感应加热线圈16a的磁场由基部的其余所屏蔽。这对于上文描述的能量传输是重要的。接收线圈32连接到烹调容器模块34，烹调容器模块34在图2中呈放大形式示出。

在右边，图1示出外部操作装置46，外部操作装置46在一方面可为用于感应炉13的特定操作装置或备选的移动终端(诸如平板计算机或智能手机)。如示出的，外部操作装置46具有大面积的显示器。如已知的(特别是对于所提到的移动终端)，它还具有接收装置、传送装置以及处理器或集成电路。此处的无线电标准匹配传送/接收装置22，换句话说，有利地为蓝牙或ble。关于外部操作装置46不需要说太多；在开头处解释的烹调程序可在其上运行，例如借助于应用或特定程序。示出的外部操作单元不是绝对必要的。它的功能同样可集成在炉内侧的操作和控制单元中。

图2示出呈放大形式的烹调容器模块34。烹调容器模块34借助于呈线缆等形式的电连接件连接到接收线圈32。以类似的方式，烹调容器模块34以电传导方式连接到温度传感器36，温度传感器36布置在烹调容器模块外侧且有利地根据图1布置在烹调容器27内侧，结果是，它由处于其中的待烹调的水或食物包绕且可确定其温度。如果意在获得基部温度而不是待烹调的食物的温度，该温度传感器同样可嵌入烹调容器的基部中。代替温度传感器36，备选地或另外可构思还另外的传感器，诸如压力传感器、重量传感器等。

烹调容器模块34还具有能量存储装置38，能量存储装置38直接连接到接收线圈32。这可为可再充电的电池，且有利地为上文提到的电容器，由于它不需要存储特别大量的能量，特别是如果传送使用蓝牙或ble或zigbee来执行，而应尽可能快速地且无损地做这件事。

集成电路40作为控制器的一种类型设在烹调容器模块34中，且有利地相对于持续时间和/或间隔和/或幅度以及存储在能量存储装置38中的总能量，精确地获得能量或由接收线圈32接收的信号或冲激脉冲。集成电路40控制带有传送天线44的传送设备42，传送天线44有利地构造有上文提到的蓝牙或ble标准或zigbee。

图3示出用于例如四个感应加热线圈i1至i4的编码的第一示例。首先，对于所有四个感应加热线圈，使用虚线示出的同步冲激脉冲可同时生成，但情况不需要是这样。此类同步冲激脉冲和另外的冲激脉冲或脉冲有利地以在开头处提到的方式从相应的感应加热线圈处于其中的谐振电路的谐振频率或操作频率生成。其持续时间可在上文提到的范围中。

在短时间之后，在所有四个感应加热线圈处生成在持续时间t内具有特定电平的第一冲激脉冲。在感应加热线圈i1中，然后仅在时间间隔a0之后再次生成带有相同形式的下一单独的冲激脉冲。

在第二感应加热线圈i2中，在第一冲激脉冲之后不久(即在时间间隔a下)生成带有相同形式的第二冲激脉冲。然后经过一段时间，即(a0-t-a)，直到再次与第一感应加热线圈i1同时生成第一冲激脉冲，且然后在短时间间隔a之后生成第二冲激脉冲。

对于第三感应加热线圈i3和对于第四感应加热线圈i4，编码模式现在以类似的方式继续，其中快速连续地生成三个冲激脉冲和快速连续地生成四个冲激脉冲，这些冲激脉冲各自相对于彼此带有相同的间隔a。发射该编码的感应加热线圈的编号可通过对这些冲激脉冲(可能在同步冲激脉冲之后)计数来直接读取。该信息然后可由集成电路40识别，且与传送设备42协作，可作为信息传送到外部操作装置46。例如，该传送的信息然后可已经是被评估的数字，换句话说，“1”或“i1”等。

在根据图4的编码模式中，同时在所有四个感应加热线圈i1至i4处在持续时间t内生成第一冲激脉冲。在第一冲激脉冲之后时间t0之后，在第一感应加热线圈i1处生成第二冲激脉冲。在随后的时间间隔a处，在第二感应加热线圈i2处生成第二冲激脉冲，且相对于此在时间间隔a处再次在第三感应加热线圈i3处生成第二冲激脉冲等。在该情况下，时间间隔t0可对应于时间间隔a，结果是，感应加热线圈的编号可通过对这些时间间隔计数(直到编码模式再次开始)来读出。

对于四个感应加热线圈i1至i4，图5示出二进制编码如何在第一同步冲激脉冲和短时间间隔之后作为关于相应感应加热线圈的陈述来传送。在该情况下，第一感应加热线圈i1按二进制码传送“1”。第二感应加热线圈i2按二进制码传送“2”等；因此，每个感应加热线圈按二进制码传送其自身的数字或编号。通过将相应的冲激脉冲按顺序布置在使用虚线示出的用于二进制码的网格中，这可容易实现且可从根本上对非常大量的感应加热线圈执行。此处也可使用另一码来代替二进制码。

图6示出在四个感应加热线圈i1至i4的情况下(在每种情况下在对于所有感应加热线圈同时传送的同步冲激脉冲之后)使用随后传送的冲激脉冲的幅度进行区分的可能方式。在该情况下，幅度随着感应加热线圈更高的编号来逐渐增加。此处同时传送不同幅度的冲激脉冲，但它们自然也可以以一定的延时来传送。

图7示出非常短的冲激脉冲可如何用于四个感应加热线圈i1至i4。为了借助于三个传送的冲激脉冲来区分单独的感应加热线圈，使第二冲激脉冲与第三冲激脉冲之间的间隔分别不同。这可容易从图7看出。

图8示出对于八个感应加热线圈i1至i8，对于两组感应加热线圈(即，在一方面是i1至i4，且在另一方面是i5至i8)如何使用两个感应加热线圈分别同时传送第一冲激脉冲。到随后的第二冲激脉冲的时间间隔(其从t1到t8不同)揭示传送该编码的感应加热线圈的编号。

基于相应感应加热线圈的所传送的编码，烹调容器27处于其上方且其编码可在加热区域中接收的感应加热线圈的编号可在烹调容器27中通信到外部操作装置46，同样也可能到炉控制器18。该烹调容器27然后可精确地可靠地分配给精确的该感应加热线圈的该加热区域，这是非常重要的。由于烹调容器27还具有另外的传感器，准确运行的烹调程序等可以以已知方式执行。