(57)【要約】【課題】従来技術の欠点を回避することができ、特に従来の白金温度センサの代替物を提供する。【解決手段】  ホブ（１１）の制御装置（２１）は、輻射加熱要素（１４）の温度センサ（２０ａ，２０ｂ）に接続される。基本的に、２つの異なるグループの温度センサを利用することができ、これらの温度センサの抵抗値は、３分の１程度異なっている。ホブが最初に使用されるとき、前記温度センサ（２０ａ，２０ｂ）の抵抗値は、室温において測定されて、２つの典型的な温度グラフ曲線の間の境界値に基づいて、前記温度センサの２つのグループのうちの１つに分類される。この分類に基づいて、前記制御装置の校正処理を実行し、設定されたグループの温度センサに対する調整を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御ユニット（２１）に接続され、前記制御ユニット（２１）によって評価される温度センサ（２０ａ，２０ｂ）について、特に、加熱装置（１４）の直接作用領域内に配置される温度センサ（２０ａ，２０ｂ）についての識別を行う方法であって、前記制御ユニット（２１）を主電源または動作電圧に接続した時点で、第１のステップにおいて、接続された温度センサ（２０ａ，２０ｂ）の抵抗値が監視または測定され、第２のステップにおいて、前記抵抗値が、少なくとも１つの事前設定された境界値（Ｇ）と比較され、前記境界値（Ｇ）は、前記抵抗値に基づいて、少なくとも２つのグループの温度センサ（２０ａ，２０ｂ）を特徴付けるものであり、第３のステップにおいて、前記温度センサは、
前記境界値（Ｇ）を超える場合に、温度センサ（２０ａ，２０ｂ）の第１グループに属するものとして分類され、
前記境界値（Ｇ）を下回る場合に、温度センサ（２０ａ，２０ｂ）の第２グループに属するものとして分類され、
第４のステップにおいて、前記２つのグループのうちの１つに温度センサを関連付けることまたは分類することとは独立して、制御ユニット（２１）は、校正処理として、特に、温度センサのグループのうちの１つに対応する抵抗値に合わせて、温度センサの制御および／または評価の修正または調節を行うことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記温度センサ（２０ａ，２０ｂ）の前記抵抗値は、最初に、低温状態または室温において評価されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記主電源との接続の後で、前記加熱装置（１４）を最初に加熱したときの前記抵抗値の変化を検出または評価して、当該変化を評価に組み込むことと、好ましくは、前記抵抗値を、最初に、低温状態または室温において測定および評価し、その後で、加熱時における前記抵抗値の変化、特に、特定の抵抗差に相当する変化または特定の時間差内の変化を測定および評価することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１グループの温度センサ（２０ａ，２０ｂ）は、低温状態において、約１０００オームの抵抗値を有し、特に、白金温度センサ、好ましくは、ＰＴ１０００抵抗器温度センサを備えることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２グループの温度センサ（２０ａ，２０ｂ）は、低温状態において、約３００オームの抵抗値を有し、このグループの温度センサは、好ましくは、高温に耐える温度センサ、特に、タングステンまたはタングステン合金からなる温度センサであることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記加熱装置は、輻射加熱器（１４）であり、特に、最大１１００℃の温度範囲内にあることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記校正処理は、所定の時間間隔が経過した後で、前記第４のステップを実行することによって行われることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記校正処理は、前記制御ユニット（２１）が主電源から切断された後で、再接続されると同時に実行されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
校正処理または前記第１のステップの前に、サーミスタなどを用いて環境温度を確認し、前記主電源との接続時に特定された前記温度センサ（２０ａ，２０ｂ）の抵抗値は、確認された前記環境温度の関数として関連付けられることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
校正処理は、少なくとも６時間のあいだ前記加熱装置（１４）がオフに切り替えられていた場合、または温度センサ（２０ａ，２０ｂ）がほぼ低温状態または環境温度である場合に実行され、好ましくは、加熱装置（１４）をオンに切り替えた時点で、前記温度センサ（２０ａ，２０ｂ）の特性に対する新しい開始ポイントが、制御ユニット２１内に設定され、当該制御ユニットにおいて、設定された新しい開始ポイントを利用して、温度判定が実行されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
動作中における前記温度センサ（２０ａ，２０ｂ）の抵抗値の無限大またはゼロに向かう突然の変化は、障害、特に、断線または短絡として評価され、その評価によって、加熱装置（１４）の切断が実行され、好ましくは、オペレータへの信号出力も関連して実行されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法を実行する装置であって、自身に配設される温度センサ（２０ａ，２０ｂ）と、前記温度センサ（２０ａ，２０ｂ）に接続される制御ユニット（２１）とを備える前記加熱装置（１４）を特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御ユニットに接続された温度センサを識別する方法および装置に関する。前記温度センサは、特に、当該温度センサが加熱装置の作用領域内に配置されている場合に、温度を特定することを目的として、前記制御ユニットによって評価される。
【背景技術】
【０００２】
ガラスセラミック製ホブを加熱する輻射加熱器に温度制限装置を設けることが知られている。温度制限装置を設けることで、ガラスセラミックの過熱、および過熱による熱応力破断が生じないようにガラスセラミックを保護している。このような温度制限装置は、いわゆるロッドコントローラ形式の電気機械式温度制御装置であってもよく、この電気機械式温度制御装置は、温度の限界であると想定される事前設定された切り替え点に達した時点で、ガラスセラミック製ホブの加熱装置をオフに切り替えるものである。これに代わる構成として、加熱装置に、温度依存性の抵抗という形式の温度センサを備える電子的温度制限装置と共に、関連する電子的リミッタユニット、特に制御ユニットを設けることも可能である。
【０００３】
温度センサを用いる、２番目に提示した実現可能な構成の利点は、前述の保護機能に加え、たとえば、調整可能な開放点を有するガラスセラミック製ホブの熱表示装置や、温度調節される加熱板や、自動調理制御などの追加の機能を実現できることである。温度センサとして、ここでは、温度依存性の金属膜抵抗、特に白金抵抗、たとえば、いわゆるＰＴ１０００抵抗−温度センサなどが多く利用されている。ただし、これらのセンサは高価であることに加え、許容可能な費用で利用できる、約７５０℃というセンサの最大利用温度は、安全な動作に関して、特に輻射加熱器を備えるガラスセラミック製ホブでの利用において、十分に高い温度ではない。したがって、すでに知られているこのタイプの温度センサは、放射加熱器の直接作用領域内に配置することができず、その代わりに、周辺領域、または遮蔽板の下に配置されなければならないが、このような配置構成は、状況によっては測定を誤らせる原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、前述した方法および装置を提供することであり、この方法および装置は、従来技術の欠点を回避することができ、特に従来の白金温度センサの代替物を提供することができ、好ましくは、タイプや、形式や、グループが異なる温度センサを利用できる装置を備えた代替物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する方法、および請求項１２に記載の特徴を有する装置によって解決される。本発明の利点および好ましい展開は、さらに他の請求項の内容を構成し、その内容は、下記においてより詳細に説明される。明確な参照により、各請求項に記載の表現は、本明細書の内容の一部を構成するものとする。
【発明の実施形態】
【０００６】
本発明によれば、主電圧または動作電圧に制御ユニットを接続した時点、たとえば、対応する電気器具の本体プラグをソケットに差し込んだ時点において、接続された温度センサの抵抗値は、第１のステップにおいて確認または測定される。測定された抵抗値は、次のステップ、すなわち第２のステップにおいて、事前設定された少なくとも１つの境界値、好ましくは、事前設定された単一の境界値と比較される。境界値という用語は、本明細書において、特定の温度勾配を持つ境界値曲線を意味するものとして理解されたい。この境界値曲線は、常に、複数の抵抗値の温度勾配の間に位置する。このような境界値によって、少なくとも２つの異なるグループの温度センサを、抵抗値に基づいて特徴付けることが可能になる。２つのグループの温度センサの抵抗値は、前記境界値を十分明確に上回る、または下回ると有利であり、この場合、極めて高い安全性および明確さで判別を簡単に行うことができる。さらなるステップ、すなわち第３のステップにおいて、温度センサは、温度センサのグループの１つに分類される。温度センサの抵抗値が境界値を超えている場合、その温度センサは、第１グループの温度センサとして分類される。温度センサの抵抗値が境界値より下である場合、その温度センサは、第２グループの温度センサとして分類される。識別対象である温度センサは、無作為の抵抗値を持つのではなく、すでに知られているグループの温度センサのうちの１つに由来する抵抗値を持つ。さらなるステップ、すなわち第４のステップにおいて、温度センサのグループのうちの１つに所属または分類されている温度センサとの関連において、制御ユニットは、対象の温度センサの制御および／または評価を修正する。この修正は、校正という形式での調節として実行することもできる。したがって、制御ユニットによる温度センサの後の評価は、個別に設定された抵抗値によって決定されるのではなく、対象の温度センサが分類されている対応グループにとって特徴的、またはいわゆる典型的な値によって判定される。
【０００７】
これにより、比較的よく知られており、正確に定義された特性をそれぞれが有する温度センサの２つ以上のグループから派生した可能性がある温度センサについて、比較的単純でありながら信頼性の高い方法を利用して、前記グループへの分類を行うことが可能になる。特に、制御ユニットの故障を回避することができ、障害が発生した場合には、故障した一方のグループの温度センサを交換して、もう一方のグループの新しい温度センサを利用することができ、この交換の際に、制御ユニットの手動調整や個別の調整を追加して行う必要はない。このような追加の調整は、状況によっては、忘れられる可能性があり、その結果、障害を引き起こす原因となる。
【０００８】
電気製品または制御ユニットの再始動時に、温度センサの抵抗値は、特に、加熱装置の動作前に、低温状態または室温において測定および評価されると有利である。この低温状態における測定の結果として、指定の境界値との比較を実行したり、温度センサのグループへの分類を行ったりする。これにより、前述の低温状態は、通常、限定的な変動のみを有するものであるため、測定または比較測定に対応した安全な始動基準が存在するという利点が得られる。
【０００９】
本発明のさらなる展開において、加熱装置の最初の加熱時または動作時における抵抗値の変動は、主電源への接続後に、確認または評価することができ、その評価に取り入れることができる。したがって、抵抗値のみが低温状態で測定されるのではなく、抵抗の変動も測定される。これにより、特定の状況においては、温度センサを１つのグループに関連付けるための追加の特性を取得することができる。最初に、低温状態において抵抗値を測定および評価し、その後で、加熱時または加熱装置の動作時に、抵抗値の変化を測定および評価すると有利である。これは、特に、抵抗差または特定の時間差のいずれかが定義された範囲を確認するプロセスであり、温度センサの抵抗が変動する様子を確認および評価するために行われるものである。また、このプロセスによって、新たに導入された温度センサや、長期にわたって使用された温度センサを制御する追加の機能を実現することもできる。前記ステップは、たとえば、前述した第３のステップの後で、境界値との比較を行うことによって実行できる。
【００１０】
第１グループの温度センサは、低温状態において、約１０００オーム程度の大きさの抵抗値を有するものである。具体的には、これらの温度センサは、前述した白金温度センサである。
【００１１】
第２グループの温度センサは、低温状態において、２分の１から５分の１に低下した抵抗値、たとえば、約３００オームの抵抗値を有するものである。これらの温度センサは、高温に耐える温度センサ、特に、タングステン、タングステン合金、または同様の金属からなる温度センサであると有利である。
【００１２】
加熱装置は、輻射加熱器、特にガラスセラミック製ホブで用いられるタイプの輻射加熱器であると有利である。この加熱装置は、露出した発熱導体を備え、１０００℃より幾分高い温度に対応したものであるか、または、これよりかなり高い温度に対応するいわゆるハロゲン輻射加熱器である。
【００１３】
温度センサに関する前述の校正または識別は、主電源との再接続の後で行われるのみでなく、たとえば、所定の時間間隔で行われてもよい。この処理は、電気器具の全寿命、または既定の合計動作期間のいずれかの間にわたって行うことができる。これにより、温度センサの漸進的劣化を検出できるため、適切な時期に温度センサを交換することが可能になる。
【００１４】
また、校正処理の前、すなわち前述した第１ステップで、環境温度を確認することもできる。この確認を行うために、サーミスタなどを利用することができる。これにより、確認された既知の環境温度を利用して、主電源への接続時に確認された温度センサ抵抗値の関連付けを行うことができる。その結果、室温が異なることに起因する差異や不正確さを補正することができる。
【００１５】
所定の時間間隔における校正処理の代わりに、制御ユニットまたは対応する電気機器が主電源から切り離され、その後で再接続されるたびに前述の校正処理を行ってもよい。本発明のさらなる展開において、校正処理は、電気機器がオンに切り替えられるごと、加熱装置が低温状態から切り替えられるごと、または、数時間ごとに実行することができる。このような設定は、温度センサの経時変化または劣化状態を適切な時点で明らかにすることに特に役立つ。また、加熱装置をオンに切り替えた時点で、低温状態において特定された抵抗値に基づいて、温度センサの特性に対応した新たな開始ポイントを設定し、制御ユニット内での温度の判定にその開始ポイントを利用することも可能である。これは、特に、加熱装置の始動時に温度センサの温度がどのように変化するのかについて、制御ユニットに通知することや、また、制御ユニットにプログラムすることで実現できる。したがって、このような特性は、制御ユニット内に保存して、温度の判定に利用することができる。特定の状況において、校正処理は、指定された温度センサのグループの１つに温度センサを分類することのみでなく、特性を調整することも含んでよい。特に、このような特性と共に、主として開始ポイントが変化するため、この特性は、交換によってのみ変化するものである。
【００１６】
また、温度センサの機能を監視するために、加熱装置の動作中における温度センサの抵抗値の突然の変化を確認することもでき、特に、無限大またはゼロに向かった変化、すなわち、停電や短絡が生じかどうかを確認することができる。これらは致命的な障害状況であり、かつ、温度センサは、極めて重要な安全関連の部品と見なされることから、前述の変化によって、加熱装置の接続解除を行うことになる。このような状況に関連して、オペレータに信号出力を提示して、オペレータが障害に注目するように構成することができる。この信号出力は、音響的および光学的の少なくともいずれかの方式で行うことができるが、両方の方式で行うと有利である。信号伝達手段を利用することができ、この手段は、さらに他の機能を実行することもでき、また、さらに他の信号出力を行うように構成されてもよい。
【００１７】
前述した特徴および他の特徴は、請求項、明細書の説明、および図面から集約することができ、個々の特徴は、それぞれ独立して、または、その一部を組み合わせた形式で、本発明の実施形態および他の分野において実施できるものであり、本願において保護を請求している、個別に保護されるべき優れた構成を代表するものである。個別の段落および下位項目への本願の分割は、本願における請求内容の全体的な有効性を制限するものではない。
【００１８】
本発明の実施形態は、図面において、２種類の形式で模式的に表現されており、下記において、前記図面を参照しながらより詳細に説明される。
【実施形態の詳細な説明】
【００１９】
図１は、ホブプレート１２を有するホブ１１を示しており、このホブプレート１２の下には、加熱装置として、従来の輻射加熱器１４が配置されている。輻射加熱器１４は、たとえば、縦型に巻回された平帯状の発熱導体１７を備える絶縁材サポート１６の上に配設される。輻射加熱器１４は、スイッチ１８、たとえばリレーを利用して制御される。この機能は、特に、制御ユニット２１、またはこれに代わる電気機械的制御装置を用いて実現することができる。
【００２０】
輻射加熱器１４の上部領域には、交互に利用できる２つの温度センサ２０ａおよび２０ｂが示されている。温度センサ２０ａは、直接的に影響を受ける領域、すなわち輻射加熱器１４および発熱導体１７の加熱領域内に存在する。したがって、温度センサ２０ａは、最大で約１０００℃、通常はこの値を若干下回るレベルの温度に曝される。この温度センサ２０ａの温度指示動作は、発熱導体１７に向かって下向きに行うこともできるが、これに代えて、温度センサ２０ａは、その上面側で、好ましくは、下側を遮蔽して、主に、ホブプレート１２またはその下側の温度を特定してもよい。このことは、輻射加熱器１４から生じる過剰な温度による損傷からホブプレート１２を保護することに役立つ。これは、ホブ、特にガラスセラミック製のホブプレートの分野の専門家には周知の課題である。ここで説明および提示する温度センサ２０は、他の場合に使用されている電気機械的温度特定装置、いわゆる制御棒コントローラに代るものとして構成される。
【００２１】
温度センサ２０ｂは、輻射加熱器１４の外側に配置される。また、この温度センサ２０ｂは、ホブプレート１２やその下側の温度の特定に利用することもできる。別の選択肢として、温度センサ２０ｂは、環境温度を特定および監視することができる。本発明のさらなる展開において、対応する温度センサを配置する追加の可能性が存在する。特に、輻射加熱器に、複数の前述したような温度センサを設けることができる。
【００２２】
温度センサ２０ａおよび２０ｂは、抵抗器として構成されて、電気抵抗を有する。これらのセンサは、制御ユニット２１に接続され、制御ユニット２１は、温度を特定するために用いられる抵抗器を制御または評価する。図示したように、制御ユニット２１は、スイッチ１８にも接続することができる。スイッチ１８は、制御ユニット２１を起動したり、少なくとも制御ユニット２１の起動状態を判定したりでき、このことは、温度を評価する上で、特に、温度センサ２０を監視する上で有利である。
【００２３】
図２は、温度についての２つの典型的な抵抗曲線を示すグラフである。一方の曲線は、従来から温度測定にしばしば利用されているタイプである、いわゆるＰＴ１０００抵抗器に関するものである。この曲線は、曲線勾配の高い線形性を特徴とする。もう一方の曲線は、タングステンまたはタングステン合金からなる温度センサを表し、この温度センサは、気密方式で、たとえば、石英ガラス管の中に封止することができる。タングステン製の温度センサの利点は、約７５０℃という、許容可能なコストで入手できる白金測定式抵抗器の最大利用温度と比べて、たとえば、最大で９００℃までのかなり高い温度に耐え得ることである。このため、輻射加熱器の上方でも問題なく利用できることに加え、主な費用も削減される。
【００２４】
タングステン製センサ、たとえば、Ｗ３００センサの場合、温度に対する抵抗の曲線は、ＰＴ１０００白金センサの場合とは大きく異なるため、当然、温度判定にも大きな影響を与える。損傷した温度センサを交換する時に、間違ったタイプの温度センサを利用すること、たとえば、白金製の温度センサの代わりにタングステン製の温度センサを用いることを確実に回避するために、温度センサを異なるグループ、すなわち２つのグループに分ける細区分が存在する。この機能は、破線で示した境界値、すなわち、境界値曲線Ｇによって示されている。この曲線は、たとえば、２つの温度センサ曲線の中心に位置するものであってもよいが、一般には、単に２つの曲線の間であればよい。室温であったとしても、この２つのグループ間では初期抵抗に差があり、一方は、対応する境界値よりも上で、もう一方は下になる。したがって、この差は、たとえば、修理作業において温度センサを交換する場合に採用される温度センサを分類するのに利用できる、第１の可能性を提供する。
【００２５】
本方法のさらなる展開において、制御ユニットは、識別情報との関連において、識別された温度センサに合わせて調節される。したがって、制御ユニットは、校正処理を行うために、使用する温度センサの個別の特性を利用するのではなく、温度センサの個別の特性に基づいて、グループの１つへの温度センサの関連付けを決定する。このとき、制御ユニットは、保存されている当該グループの特性を、基準として利用する。本発明のさらなる展開において、輻射加熱器の加熱または動作後に、追加の測定処理を実行することもできる。この動作情報は、スイッチ１８との接続部を介して、制御ユニット２１に供給することができる。本発明のさらなる展開において、加熱動作での明確に定義された特定の状態を想定し、温度センサの対応する動作を監視することができ、その際に、さらなる校正処理を実行することも、または、特定の状況において、温度センサの特定の逸脱または過度な逸脱が存在する場合に、エラーメッセージを提供することもできる。本発明は、概して、制御ユニットが、２つのグループのうちのいずれに属する温度センサが使用されているのかを自動的に識別して、識別されたグループに合わせて制御ユニットを調整できるようにすることを目的とする。
【００２６】
サーミスタにおいて、第１の温度測定の開始時に環境温度を確認する前述の可能性について、本明細書には明示的には記載されておらず、また、サーミスタは、明示的には図示されていない。ただし、サーミスタは、特に制御ユニット２１の近傍で、任意のポイントに配置することができ、このことは、専門家であれば容易に実現可能である。
【００２７】
輻射加熱器１４の動作中に、制御ユニット２１は、温度センサ２０ａまたは２０ｂを利用して温度を特定する。上昇または下降の形式での明確な温度ジャンプを確認した場合に、障害事例を判定して、制御ユニットの対応する反応、特に警告信号および輻射加熱器１４の即時切断を設定できると有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る方法を実行する制御ユニットを備えるホブを示す側面図である。
【図２】特定のグループに温度センサを分類するために用いられる、温度に対する電気抵抗を表わした異なる複数の曲線を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2009528522.tif 000008
2009528522.tif 000009
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