CN110325082A - 饮料制备机器和控制这种饮料制备机器的热调节装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种饮料制备机器(1)，该饮料制备机器包括热调节装置(71)，诸如加热器或冷却器，所述热调节装置(71)包括控制单元(4)，用于控制热调节装置(71)的启动阶段，使其从非活动温度达到工作温度，控制单元(4)包括：控制器，该控制器具有启动配置特征，用于启动热调节装置(71)，其中启动配置特征具有至少一个参数，并且控制器具有自学模式，用于调整该至少一个参数；以及连接到控制器的温度传感器，用于测量热调节装置(71)的温度；其中自学模式使控制器在启动阶段：计算表示热调节装置在启动阶段的温度变化速率的斜坡值；根据调整过的斜坡值调整该至少一个参数；将调整过的至少一个参数用于启动阶段的剩余部分。本发明还提供了一种方法，该方法用于操作和校准这种饮料制备机器的热调节装置。

Description

饮料制备机器和控制这种饮料制备机器的热调节装置的方法

技术领域

本发明涉及一种饮料制备机器，该饮料制备机器包括具有优化启动特性的热调节装置。本发明尤其涉及一种饮料制备机器，该饮料制备机器具有附带了优化启动特性的用于加热或冷却流体例如水以制备饮料的热调节装置。本发明还涉及一种方法，用于控制这种饮料制备机器的热调节装置，具体地讲，用于优化启动阶段，以便使饮料制备机器的热调节装置精确地从静止温度进入工作温度。

出于本说明书的目的，“饮料”意在包括任一种液体食品，诸如茶、咖啡、热巧克力或冷巧克力、牛奶、汤、婴儿食品等。“胶囊”意在包括封闭包装内尤其是气密包装内的任一种预先分份的饮料配料，该封闭包装为任意材质，例如，塑料包装、铝包装、可回收包装和/或可生物降解包装，并且可以是任意形状和结构，包括容纳配料的软质易理包或刚性料盒。

背景技术

饮料制备机器为人所知已有多年。例如，US5,943,472公开了一种在浓缩咖啡机的贮水器与热水或蒸汽分配室之间的水循环系统。循环系统包括阀门、金属加热管和泵，它们经由不同有机硅软管一起连接到贮存器，并通过夹紧卡圈接合起来。

EP 1 646 305公开了一种具有加热装置的饮料制备机器，该加热装置加热循环水然后将其提供给冲煮单元的入口。冲煮单元经布置，将热水传到包含待进行冲煮的饮料配料的胶囊中。冲煮单元具有：腔室，其由第一部件以及相对于第一部件可活动的第二部件所限定；和引导件，其用于在将第一部件和第二部件一起从冲煮单元的打开构型移动至闭合构型之前，将胶囊定位在第一部件与第二部件之间的中间位置。

用于加热循环液体特别是水的直排式加热器同样为人们所熟知，并且公开于例如以下文档中：CH 593 044、DE 103 22 034、DE 197 32 414、DE 197 37 694、EP 0 485 211、EP 1 380 243、FR 2 799 630、US 4,242,568、US 4,595,131、US 5,019,690、US 5,392,694、US 5,943,472、US 6,393,967、US 6,889,598、US 7,286,752、WO 01/54551和WO 2004/006742。

更具体地，CH 593 044和US 4,242,568公开了一种具有直排式热块加热器的咖啡机，该直排式加热器具有金属块，其中该金属块中浇注了一种电阻型加热线缆，并且具有使待加热的水循环的管道。

热块就是直排式加热器，液体通过该加热器进行循环加热。它们通常包括加热室，诸如，一个或多个管道，具体地由钢制成，贯穿金属块，具体地讲由铝、铁和/或另一金属或合金制成的大金属块，其具有用于积蓄热能的高热容量、以及用于在需要时将所需量的积蓄热量传递给循环其间的液体的高热导率。除了特制管道，热块管道可以是经加工或以其它方式形成于热块主体之中的贯通通道，例如，在热块体的浇注步骤中形成的通道。当热块体由铝制成时，出于健康考虑，优选提供不同材质的管道，例如钢制管道，以避免循环液体与铝之间的接触。热块体可以由围绕管道的一个或若干个组装部件制成。热块通常包括将电能转换成热能的一个或多个电阻型加热元件，比如，独立电阻器或集成电阻器。这种电阻型加热元件通常在热块之中或之上，与管道的距离大于1mm，具体地讲，2mm至50mm、或5mm至30mm。将热量提供给热块体，并经由热块体提供给循环液体。可以将加热元件浇铸或封装到金属块之中，或固定在金属块的表面上。一个或多个管道可以沿热块具有螺旋形或其它布置方式，以使其长度以及通过该热块传递的热量最大化。

热块的缺点在于：难以精确地控制温度并优化所需的热能以将液体加热至所需温度。的确，金属块的热惯性、金属块的局部和非均匀的电阻式加热、以及金属块加热时热量动态扩散至金属块的不同部分影响了金属块在预定位置所测得的温度，这使精确控制热块以将循环液体加热至所需的预定温度相当困难，并且也需要相当长的预热时间，就浓缩咖啡机而言，通常是1至2分钟。此外，难以预测后续使用热块所涉及的按顺序产生的各种参数，例如，环境温度、电源的净电压、热块的加热电阻器的实际值、热块的绝热性、通过热块循环的液体的初始温度。因此，热块通常与动态回路控制的供电电路相关联，该动态回路控制的供电电路通过至少一个温度传感器连续地测量温度，来调整热块的供电。然而，由于这种系统的热流很复杂，在根据待循环液体流的实际加热需求进行调整之后，某温度水平下的热块稳定下来耗时很长，并且仍然难以实现。

一种用于提高加热精确性的方案可见于EP 1 380 243中。此专利公开了一种专为咖啡机所设的加热装置。此加热装置包括金属管，待加热液体可通过该金属管，从入口管道流到出口管道。在其长度的若干区段上，管道的外表面覆盖有多组串联的电阻元件。圆柱形插件在管道内部延伸，以与管道内壁共同形成螺旋管道，液体可通过该螺旋管道循环，从而促进湍流以及能量从管道到液体的快速传递。流量计也定位在入口管道的上游。该装置还包括多个温度传感器，该多个温度传感器沿着管道的长度分布在每组电阻元件的出入口。在此情况下，控制液体热能分布的原理是基于：调制电阻元件所产生的电力，电阻元件可根据管道入口处的水温，彼此单独地或按顺序进行切换。尽管就加热速度而言，此装置给出了令人满意的结果，但因为待加热的水的体积决定了管道的高度，所以此装置相对体积较大，并且价格昂贵，因为它要求电阻元件通过目前所谓的“厚膜”技术，以厚膜的形式印制在管道表面上。

此外，以下专利提出了或多或少复杂的尝试，用以优化对间歇式加热器、或直排式低惯量加热器的热控制：DE 197 11 291、EP 1 634 520、US 4,700,052和US 6,246,831。

其它加热器控制方法可见于其它文档，像WO 2008/023132，其描述了系统加热速度的评估过程和所需能量的计算过程，但大多是基于中继技术以及加热器(像，热水壶)的不同水容量。

WO 2011/157675描述了一种单元，用于控制传输给饮料制备机器的热调节装置的功率。热调节装置包括具有启动配置特征的控制器，该启动配置特征用于将所述装置从非活动温度启动至工作温度，以使循环其间的流体在启动结束之时达到目标温度。控制器经布置，使流体可以在启动结束之时循环通过该装置，并且将在启动结束之时算出的流体的确定温度与目标温度进行比较。然后由此得出温差。启动配置特征具有至少一个参数，并且控制器具有自学模式，用于根据所得的温差来调整该参数。然后存储调整过的参数，以用于所述装置的后续启动。虽然此装置和相应的方法实现了改善热调节装置的后续启动，但每次改变相应饮料制备机器的操作或环境状况时，由于液体的实际温度和目标温度之间的差异，在启动完成之后所制备的第一饮料的质量可能是次优的。

EP 0 935 938 B1示出了加热目标实现之后泵如何自动启动、以及用电阻型温度传感器大致测量温度以监测加热器温度的问题。根据加热器在其通电时的温度，预期加热器具有不同的加热切断温度。

仍然需要对热调节装置(具体地讲，热块)的启动阶段提供简单而可靠的控制，用于在启动阶段结束时，精确地达到热调节装置的工作温度，使得循环通过热调节装置的液体在目标温度下直接加热。

发明内容

本发明的目的是提供一种饮料制备机器，该饮料制备机器包括热调节装置，例如加热装置，优选地具有蓄热器，诸如热块，其具有优化的启动配置特征，以便在启动结束之时尽可能精确地达到工作温度，使第一饮料可以在启动之后的最佳条件下进行制备。

本发明的目的具体是提供一种包括附带了启动配置特征的热调节装置的饮料制备机器、以及实现了启动结束之时避免或减小任意温度过高或过低的相应控制方法。

这些目的和其它优点具体地由以下项来实现：根据相应的独立权利要求及其从属权利要求的饮料制备机器。

此外，这些目的和其它优点通过以下项来实现：这种饮料制备机器的热调节装置的操作和/或自校准方法。

这些目的和其它优点通过包括热调节装置诸如加热器或冷却器的饮料制备机器来实现，所述热调节装置包括控制单元，用于控制热调节装置的启动阶段，使其从非活动温度达到工作温度，该控制单元包括：控制器，其具有用于启动热调节装置的启动配置特征，其中该启动配置特征具有至少一个参数，并且该控制器具有自学模式，用于调整该至少一个参数；和温度传感器，其连接到控制器以测量热调节装置的温度；其中自学模式使控制器在启动阶段：计算表示热调节装置在启动阶段的温度变化速率的斜坡值；根据调整过的斜坡值调整该至少一个参数；将调整过的至少一个参数用于启动阶段的剩余部分。

该至少一个参数为例如至少一部分启动阶段的持续时间、以及/或者在至少一部分启动阶段传输给热调节装置的电能。

在多个实施方案中，该控制器被配置成将斜坡值计算成：控制器所测量的热调节装置在启动阶段从第一校准温度达到第二校准温度的斜坡持续时间除以第二校准温度与所述第一校准温度之间的差值。

在多个实施方案中，热调节装置具有蓄热器或热块。

控制器优选地包括至少一个时钟，用以按定期时间间隔来发起温度测量。

优选地，控制器还被配置成，在启动阶段之后，使用表示热调节装置在液体循环通过该装置的同时保持在工作温度所需的功率的流动系数，向热调节装置提供能量，其中该流动系数基于最近一次算出的斜坡值来确定。

饮料制备机器例如经布置，用于制备咖啡。饮料制备机器例如包括胶囊处理装置，用以使用一个或多个胶囊中所含的配料(例如，研磨咖啡)来制备饮料，诸如咖啡。饮料制备机器通常还包括将胶囊处理装置连接到液体源例如水源的流体回路，用于将液体供应给胶囊处理装置。然后，流体回路通常包括用于加热和/或冷却供应给胶囊处理装置的液体的热调节装置。

此外，这些目的和其它优点可通过用于控制热调节装置(诸如，加热器或冷却器)的启动阶段的方法来实现，热调节装置包括例如蓄热器或热块，该方法包括：加载表示热调节装置在前一启动阶段的温度变化速率的斜坡值；基于热调节装置的起始温度、所存储的热调节装置的工作温度以及所加载的斜坡值，确定启动阶段的参数；使热调节装置通电；如果热调节装置的温度不在预定温度阈值与工作温度之间，则进入自学模式；在自学模式下，测量热调节装置从第一校准温度到达第二校准温度的斜坡持续时间；基于此斜坡持续时间，计算调整过的斜坡值；基于算出的斜坡值来调整该参数，并且用调整过的参数继续该启动阶段。

在多个实施方案中，该参数为至少一部分启动阶段的持续时间。一旦此持续时间已经过去，优选地立即恢复启动阶段。在多个实施方案中，通过将斜坡持续时间除以第二校准温度与第一校准温度之间的差值，来计算调整过的斜坡值。

优选地，该方法还包括以下步骤：在启动阶段之后，使用表示热调节装置在液体循环通过该装置的同时保持在工作温度所需的功率的流动系数，向热调节装置提供能量，其中该流动系数基于最近一次算出的斜坡值来确定。

根据本发明，对启动阶段进行精确地控制，因为启动配置特征的至少一个参数，例如启动阶段的持续时间，可以在启动阶段通过自学模式进行校正，以便根据当前环境和/或供电状况对其进行调整，从而避免在启动阶段结束时温度过高或过低，而温度过高或过低会损害在启动后所制备的第一饮料的质量。

此外，使用最近一次算出的斜坡值来调整和/或校正流动系数，该流动系数用于确定热调节装置在液体循环通过该装置的同时保持在工作温度所需的能量，即，热调节装置使循环通过该装置的液体例如水达到目标温度所需的能量，实现了在饮料制备期间，向热调节装置提供适量电能，以便在几乎任何环境和/或机器供电状况下，获得某液体以及由此获得处于正确目标温度下的饮料。

附图说明

现在参考附图来描述本发明，其中：

-图1是饮料制备机器的示意图，该饮料制备机器包括热调节装置；

-图2是饮料制备机器的剖视图，该饮料制备机器包括热调节装置；

-图3是根据本发明的示出了用于控制热调节装置的方法的流程图；

-图4是本发明的方法的具体示例的流程图。

具体实施方式

根据本发明的示例性实施方案的以下描述涉及多种用于制备饮料的电气装置，具体地讲，涉及多种用于由胶囊所含成分来制备饮料的机器。

图1示例性地示出了这种饮料制备机器1的示例性实施方案。该饮料制备机器例如包括流体回路7，该流体回路将胶囊处理装置11连接至液体源例如水源，诸如，通过贮液器出口80连接至流体回路7的贮液器8。流体回路7优选地包括至少一个装置70,71，选自：泵70，例如，螺线管(往复活塞)泵、或蠕动泵、或隔膜泵；以及包括例如热块的热调节装置71，例如加热器和/或冷却器。流体回路还可包括一个或多个传感器，诸如：温度传感器，例如集成于或独立于热调节装置71的温度传感器；或压力传感器，例如泵70下游的压力传感器；或流量计，例如，泵70上游的流量计。这种装置70,71和/或多个传感器优选地经由控制单元4进行控制和/或供电。

胶囊处理装置11适于使用一个或多个胶囊例如两个胶囊中所含的成分，用第一回路7供应的液体例如水来制备饮料。胶囊处理装置11例如包括冲煮单元、溶解单元、混合单元、或它们的组合。在打开位置，胶囊处理装置11例如限定胶囊插入通道，以使一个或多个胶囊插入其中。在闭合位置，胶囊处理装置11可以将所插入的胶囊保持在优选封闭的室中，以处理胶囊并制备相应的饮料或饮料的一部分。

机器1为例如饮料制备机器，该饮料制备机器具有胶囊处理装置11，例如冲煮、注液或稀释单元，用于一次处理单个胶囊，并且按以下方式进行操作：

首先，打开胶囊处理装置11，例如通过致动柄部20，该柄部控制胶囊处理装置11的关闭和打开。为了打开胶囊处理装置11，将柄部20例如围绕轴线21，从柄部20与机器1的外壳3对齐并且胶囊处理装置11处于其闭合位置的第一位置处，枢转至附图中未示出的第二位置，在第二位置，柄部升高到外壳上方，并且胶囊处理装置处于其打开位置。

然后，例如经由如上所述的胶囊插入通道，将胶囊例如插入处于打开位置的胶囊处理装置11。

然后通过如下方式将胶囊处理装置11闭合：围绕其旋转轴线21在第一位置与第二位置之间枢转柄部20，以将所插入的胶囊紧固在胶囊处理装置11之内的处理构型中。

然后，将该胶囊进行处理以制备饮料，例如通过启动上文所述的流体回路7的一个或多个装置。胶囊处理例如通过启动用户界面元素来发起，例如，按钮41，优选地由控制单元4进行控制。所制备的饮料经由机器1的出口14分配到放置在所述出口14下方的用户容器，该出口与胶囊处理装置11流体连通。

最后，将柄部20例如再次围绕其旋转轴线21，在第一位置和第二位置之间进行枢转，使胶囊处理装置11进入打开位置，以便例如通过重力，移除胶囊处理装置11中处理过的胶囊。可以将处理过的胶囊移除到饮料制备机器1的可移除受器5中。

胶囊例如包含一种或多种成分，用于至少部分制备茶、咖啡、热巧克力、冷巧克力、牛奶、汤、或婴儿食品。

图2示出了图1的咖啡机形式的饮料制备机器1的一个示例性实施方案，其中胶囊处理装置是冲煮单元11，用于用包含研磨咖啡的胶囊来制备咖啡，并且热调节装置71是热块。

参考图1和图2，控制单元4优选地控制热调节装置71和泵70的传输功率。控制单元4例如包括控制器，例如微控制器或处理器，其未在附图中示出，用于控制控制单元4的功能，其具有启动配置特征，用于启动热调节装置71，使其从起始温度例如非激活温度在启动阶段结束时达到工作温度，其中工作温度优选地对应于热调节装置71的温度，用于使循环通过所述热调节装置71的流体达到目标温度。控制单元4包括第一温度传感器，该传感器连接到控制器，并且热耦接到热调节装置11，用于感测热调节装置71的温度。

控制单元4优选地被配置成，通过启动泵70，使流体在启动阶段结束时，即，一旦热调节装置71已达到其工作温度时，可以循环通过热调节装置71。控制单元4任选地包括第二温度传感器，该传感器连接到控制器，用以测量流体例如水在热调节单元71输出端的温度。控制单元4可例如被配置成，将流体在启动阶段之后循环通过热调节单元71的温度与目标温度进行比较。

根据本发明，启动配置特征具有至少一个参数。该参数优选地为至少一部分启动阶段的持续时间、以及/或者在至少一部分启动阶段传输给热调节装置71的电能量。根据本发明，控制器具有自学模式，用于在启动阶段调节至少一个参数，并且使用调节过的至少一个参数来控制启动阶段的剩余部分。该至少一个参数优选地根据斜坡值进行调节，该斜坡值表示在启动阶段所确定的热调节装置的温度变化速率。优选地存储该斜坡值并将其用于计算至少一部分后续启动阶段的持续时间。

在下文进一步详细说明的一个优选实施方案中，启动配置特征的至少一个参数是至少一部分启动阶段的持续时间。

参考图3，在步骤100处启动饮料制备机器。例如，在一段非活动时期之后，启动饮料制备机器。因此，控制单元发起了启动阶段，使热调节装置从起始温度(即，热调节装置在启动阶段开始时的温度)达到预定的工作温度。工作温度通常对应于热调理装置使循环通过该装置的液体例如水达到适于制备给定饮料的目标温度所需的温度。

在101处，控制单元4的控制器加载先前存储的表示热调节装置的温度变化速率的斜坡值。先前存储的斜坡值为例如在机器生产期间存储在控制单元的存储器中的默认斜坡值。优选地，先前存储的斜坡值是在饮料制备机器的先前启动阶段所确定的斜坡值。

在102处，控制器测量热调节装置的温度；基于以下项计算启动阶段持续时间：所测量的起始温度、已知的工作温度、以及在101处加载的斜坡值；并且开始使热调节装置通电，使其达到工作温度。启动阶段持续时间例如计算为：

t_启动＝(TO-TS)〃R (1)其中TO是以℃为单位的工作温度，TS是以℃为单位的起始温度，并且R是以s/℃为单位的斜坡值。因此，斜坡值例如表示以秒为单位的时间，该时间是在启动阶段对热调节装置进行供电时，即优选地没有液体循环通过热调节装置时，将热调节装置的温度改变1℃所需要的时间。

优选地，在发起启动阶段之后，在103处，控制器立即检查热调节装置的温度例如其起始温度或其瞬时温度是否等于阈值温度，或其是否在阈值温度与工作温度之间，即，控制器检查是否

T_阈值＝<T<TO (2)

假如启动阶段为加热阶段，或如果

TO<T＝<T_阈值 (3)

假如启动阶段是冷却阶段，其中T_阈值是阈值温度，T是热调节装置在步骤103处的温度，并且TO是工作温度。

如果测试103的结果为正，即，如果满足上述条件(2)或(3)中的一个合适条件，则控制器继续为热调节装置供电，直到达到102中算出的启动阶段持续时间的结尾(测试111)。

一旦达到所算出的启动阶段持续时间，则热调节装置处于其工作温度，并且饮料制备机器在步骤120处进入就绪模式，在该模式下，饮料制备机器做好饮料制备的准备。

如果测试103的结果为负，即，如果不满足上述条件(2)或(3)中的一个合适条件，则控制器进入自学模式。

在自学模式下，控制器定期测量热调节装置的温度，并且在104处检查其是否已达到第一校准温度，即，控制器检查是否

T>＝TC₁ (4)

假如启动阶段为加热阶段，或如果

T＝<TC₁， (5)

假如启动阶段为冷却阶段，其中T是热调节装置在步骤104处的温度，并且TC₁是第一校准温度。优选地，假如启动阶段为加热阶段，TC₁>T_阈值，并且假如启动阶段为冷却阶段，TC₁<T_阈值。

只要其结果为负，则按定期间隔重复测试104。

如果测试104为正，即，一旦达到第一校准温度，控制器立即在步骤105处发起斜坡时间测量阶段。

在斜坡上升时间测量阶段，控制器继续定期测量热调节装置的温度，并且在106处检查其是否已达到第二校准温度，即，控制器检查是否

T>＝TC₂ (4)

假如启动阶段为加热阶段，或如果

T＝<TC₂， (5)

假如启动阶段为冷却阶段，其中T是热调节装置在步骤104处的温度，并且TC₂是第二校准温度。优选地，假如启动阶段为加热阶段，TC₁<TC₂<TO，并且假如启动阶段为冷却阶段，TC₁>TC₂>TO。

只要其结果为负，则按定期间隔重复测试106。

如果测试106为正，即，一旦达到第二校准温度，控制器立即在步骤107处停止斜坡时间测量阶段。

在步骤108处，控制器将调整过的斜坡值计算为：斜坡时间测量阶段的持续时间除以第二校准温度与第一校准温度之间的差值：

R_调整后＝t_斜坡/(TC₂-TC₁) (6)其中R_调整后是调整过的斜坡值(单位：s/℃)，并且t_斜坡是所测量的以秒为单位的斜坡时间测量阶段的持续时间。

在步骤109处，该控制器基于热调节装置在步骤109处的温度、已知的工作温度、以及调整过的斜坡值，计算剩余的启动阶段持续时间：

t_剩余启动＝(TO-T)〃R_调整后 (7)其中t_剩余启动是从步骤109到启动阶段结束的剩余时间，T是热调节装置在步骤109处的温度。

另选地或除此之外，在步骤109处，控制器基于起始温度、工作温度、和调整过的斜坡值，重新计算整个启动阶段持续时间：

t_{重新计算的启动}＝(TO-TS)〃R_调整后 (8)其中t_{重新计算的启动}是重新计算后的以秒为单位的启动阶段持续时间。

优选地存储调整过的斜坡值，以用于下一个启动阶段，并且优选地替换先前存储的斜坡值。

在步骤109后，控制器继续为热调节装置供电，直到达到以下项的结尾：在步骤109处算出的、以及通过步骤109测得的剩余的启动阶段持续时间；以及/或者在109处算出的、以及通过步骤102测得的重新算出的启动阶段持续时间(测试110)。

如果测试110为正，即，一旦剩余的启动阶段持续时间和/或重新算出的启动阶段已经过去，热调节装置即处于其工作温度，启动阶段结束，对热调节装置的供电中断或减少，并且饮料制备机器在步骤120中进入就绪模式，在此模式下，饮料制备机器做好饮料制备的准备。

一旦机器在步骤120处准备就绪，则其可例如自动地或在用户界面(例如，按钮)用户启动之后，进入饮料制备周期121,122。

在步骤121处，控制器优选地加载流动系数，该流动系数表示热调节装置在液体循环通过该装置的同时保持在工作温度下所需的功率，即表示热调节装置使流出其中的液体保持在目标温度下所需的功率。例如，流动系数基于最近一次算出的热调节装置的斜坡值、以及已知或测得的特性来确定。

在步骤122处，控制器使用先前加载的流动系数向热调节装置供应能量，并且启动饮料制备机器的流体回路，使液体例如水通过热调节装置从贮液器循环至胶囊处理装置中，以制备饮料。一旦饮料制备完成，在步骤120处，机器立即返回就绪状态。

图4按示例性而绝非限制性具体实施方案示出了上文所述的方法，其中饮料制备机器是咖啡机，该咖啡机将热块作为热调节装置，温度阈值为33℃，第一校准值为48℃，并且第二校准值为56℃。工作温度为例如95℃。

根据此实施方案，启动阶段因此为加热阶段。冷加热例如可定义为：从低于阈值温度33℃的热块温度开始的加热过程，对应于例如咖啡机在数小时不活动之后通电的情形。在每个此类冷加热阶段，考虑到机器的当前运行状况(例如，主电源电压、环境温度等)会影响其加热时间，为了优化加热阶段持续时间，计算调整过的斜坡值和相应校正结果，以及/或者重新计算加热阶段持续时间。在必须将热块从高于阈值温度33℃的起始温度加热至工作温度时进行预热。然后，系统无法确定斜坡值，因此考虑了最近一次存储的斜坡值来确定加热阶段持续时间。这种情形例如在以下情况下会发生：在数分钟的非活动状态之后，例如，已经进入待机模式之后数分钟，重新启动该机器时。

根据此实施方案，在冷加热的情况下，一旦机器已经启动或重新启动，控制器即加载最近一次存储的斜坡值，并且基于以下项来计算加热阶段的持续时间：加载的斜坡值、热块的瞬时温度、以及存储的工作温度。然后，控制器通过以下方式开始加热阶段：开始对热块供电，以便使其受热。然后，控制器优选地立即检查热块的瞬时温度或其起始温度是否等于或高于33℃。由于并非如此，机器进入自学模式。在自学模式下，控制器测量热块的温度并定期将其与第一校准温度核对。一旦所测量的温度等于或高于48℃，控制器就开始测量时间，以确定斜坡上升时间。控制器继续测量热块的温度，并定期将其与第二校准温度核对。一旦测得的温度等于或高于56℃，就停止测量时间。因此，所测量的斜坡上升时间对应于在对应时间测量开始和停止之间所测得的时间。然后将斜坡上升时间(以秒为单位)除以8℃，以便获得以s/℃为单位的调整过的斜坡值。加热阶段的剩余持续时间基于以下项进行计算：调整过的斜坡值、热块的瞬时温度、和工作温度；以及/或者基于以下各项重新计算加热阶段持续时间：调整过的斜坡值、热块的起始温度、和工作温度。进一步加热热块，直至达到剩余的加热阶段持续时间或重新计算的加热阶段持续时间之一。然后机器进入就绪模式，并且可如上所述制备饮料。

在预热的情况下，控制器加载最近一次存储的斜坡值，并基于以下项来计算加热阶段持续时间：斜坡值、起始温度、和存储的工作温度。然后，控制器通过以下方式开始加热阶段：开始对热块供电，以便使其受热。然后，控制器优选地立即检查热块的瞬时温度或其起始温度是否等于或高于33℃。由于确实如此，控制器继续加热热块，直到达到算出的加热阶段的持续时间。然后机器进入就绪模式，并且可如上所述制备饮料。

根据本发明的启动配置特征、以及对应的方法经安排，以便优化针对饮料制备机器的热调节装置的启动阶段，例如，针对咖啡机，其中液体循环通过热块，然后被引导至冲煮腔室，用于冲煮咖啡以供应到包含胶囊的冲煮单元中。

根据本发明的装置和方法，基于以下项来调整启动配置特征的至少一个参数，例如启动阶段的持续时间：在启动阶段所作的温度测量、或前一启动阶段所作的温度测量，即在发起饮料制备之前，即，在机器的流体回路未启动的时候。因此，用于计算例如至少一部分启动阶段的时间的斜坡值表示：在没有液体循环通过热调节装置时热调节装置的温度变化。

这实现了精确地确定启动配置特征的参数，具体地讲，其实现了计算启动阶段的准确持续时间、以及/或者传递给热调节装置的能量，以便在启动阶段结束时准确地达到工作温度，并因此在机器启动之后，具有自第一饮料起的最佳饮料制备条件。

在多个实施方案中，控制单元包括：

-至少第一温度传感器，其连接或集成到控制器以测量热调节装置的温度；以及

-至少一个时钟，用以按定期时间间隔发起温度测量。

优选地，它还包括：

-数据存储装置，用于按所述定期时间间隔存储至少一个斜坡值、工作温度、第一校准温度和第二校准温度、以及所述测量温度；以及

-计算装置，用于计算启动阶段持续时间、斜坡值等。

根据本发明，这些计算装置经布置用于：

a)计算所存储的不同校准温度值之间的斜坡值；以及

b)通过将所述工作温度减去起始或当前温度并将其乘以斜坡值，来计算至少一部分启动阶段的持续时间。斜坡值可取决于例如机器的环境和/或供电状况。

本发明所实现的改进和优点包括一种自校准系统，该系统用以优化饮料制备机器的启动，从而针对每个起始温度、任意热调节装置功率偏差、电网电压偏差、热块中的水量、热调节装置能量耗损、和环境温度而形成经过最优调整的启动阶段，由于定期调整启动配置特征的参数以及立即将任意刚刚调整过的参数用于当前启动阶段，从而实现了热调节装置温度的精确调节、以及最佳饮料制备结果，即使是针对启动之后的第一饮料而言也是如此。

此外，使用最近一次算出的斜坡值来调整和/或校正流动系数，该流动系数用于确定热调节装置在液体循环通过该装置的同时保持在工作温度所需的能量，即，热调节装置使循环通过该装置的液体例如水达到目标温度所需的能量，实现了在饮料制备期间，向热调节装置提供适量电能，以便在几乎任何环境和/或机器供电状况下，获得某液体以及由此获得处于正确目标温度下的饮料。

Claims (15)

1.一种饮料制备机器(1)，所述饮料制备机器(1)包括热调节装置(71)，诸如加热器或冷却器，所述热调节装置(71)包括：

-控制单元(4)，所述控制单元(4)用于控制所述热调节装置(71)的启动阶段，使其从非活动温度达到工作温度，所述控制单元(4)包括：

-控制器，所述控制器具有用于启动所述热调节装置(71)的启动配置特征，其中所述启动配置特征具有至少一个参数，并且所述控制器具有用于调整所述至少一个参数的自学模式；和

-温度传感器，所述温度传感器连接到所述控制器用于测量所述热调节装置(71)的温度，

其中所述自学模式使得所述控制器在启动阶段：

-计算表示在所述热调节装置(71)的所述启动阶段的温度变化速率的斜坡值；

-根据所述计算的斜坡值调整所述至少一个参数；

-将所述调整过的至少一个参数用于所述启动阶段的剩余部分。

2.根据权利要求1所述的饮料制备机器(1)，其中所述至少一个参数是至少一部分所述启动阶段的持续时间。

3.根据权利要求1或2所述的饮料制备机器(1)，其中所述至少一个参数是在至少一部分所述启动阶段传输给所述热调节装置(11)的电能。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的饮料制备机器(1)，其中所述控制器被配置成将所述斜坡值计算成：所述控制器所测量的所述热调节装置在所述启动阶段从第一校准温度达到第二校准温度的斜坡持续时间除以所述第二校准温度与所述第一校准温度之间的差值。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的饮料制备机器(1)，其中所述热调节装置(71)包括蓄热器或热块。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的饮料制备机器(1)，其中所述控制器包括至少一个时钟，以按定期时间间隔发起温度测量。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的饮料制备机器(1)，其中所述控制器被配置成，在所述启动阶段之后，使用表示所述热调节装置在液体循环通过该装置的同时保持在所述工作温度所需的功率的流动系数，向所述热调节装置(71)提供能量，其中所述流动系数基于最近一次算出的斜坡值来确定。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的饮料制备机器(1)，所述饮料制备机器(1)经布置用于制备咖啡。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的饮料制备机器(1)，还包括：胶囊处理装置(11)，所述胶囊处理装置(11)用以使用一个或多个胶囊中所含的成分来制备饮料；和流体回路(7)，所述流体回路(7)将所述胶囊处理装置(11)连接到液体源，例如水源，用于将所述液体供应给所述胶囊处理装置(11)，所述流体回路(7)包括所述热调节装置(71)，用于加热和/或冷却供应给所述胶囊处理装置的所述液体。

10.一种用于控制饮料制备机器(1)的热调节装置(71)诸如加热器或冷却器的启动阶段的方法，所述方法包括：

-加载表示所述热调节装置在前一启动阶段的温度变化速率的斜坡值；

-基于所述热调节装置的起始温度、所存储的所述热调节装置的工作温度以及所述加载的斜坡值，确定所述启动阶段的参数；

-使所述热调节装置通电；

-如果所述热调节装置的温度不在预定温度阈值与所述工作温度之间，则进入自学模式；

-在所述自学模式下，测量所述热调节装置从第一校准温度到达第二校准温度的斜坡持续时间；

-基于所述斜坡持续时间，计算调整过的斜坡值；

-基于所述调整过的斜坡值来调整所述参数，并且用所述调整过的参数继续所述启动阶段。

11.根据前述权利要求所述的方法，其中所述参数为至少一部分所述启动阶段的持续时间。

12.根据权利要求10或11中的任一项所述的方法，其中一旦所述持续时间过去，所述启动阶段立即恢复。

13.根据权利要求10至12中的任一项所述的方法，其中所述调整过的斜坡值通过如下方式计算：使所述斜坡持续时间除以所述第二校准温度与所述第一校准温度之间的差值。

14.根据权利要求10至13中的任一项所述的方法，在启动阶段之后，还包括以下步骤：

-使用表示所述热调节装置在液体循环通过该装置的同时保持在所述工作温度所需的功率的流动系数，向所述热调节装置(71)提供能量，其中所述流动系数基于最近一次算出的斜坡值来确定。

15.根据权利要求10至14中的任一项所述的方法，其中所述热调节装置(71)包括蓄热器或热块。