WO2006042708A1 - Verfahren zur steuerung eines garvorgangs bei einem gargerät - Google Patents

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WO2006042708A1
WO2006042708A1 PCT/EP2005/011080 EP2005011080W WO2006042708A1 WO 2006042708 A1 WO2006042708 A1 WO 2006042708A1 EP 2005011080 W EP2005011080 W EP 2005011080W WO 2006042708 A1 WO2006042708 A1 WO 2006042708A1
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cooking
comparison
sensor
evaluation circuit
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PCT/EP2005/011080
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Thomas KRÜMPELMANN
Ulrich Sillmen
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Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/20—Removing cooking fumes
    • F24C15/2007—Removing cooking fumes from oven cavities
    • F24C15/2014—Removing cooking fumes from oven cavities with means for oxidation of cooking fumes

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a cooking process in a cooking appliance.
  • a generic method for controlling a cooking process in a cooking appliance from EP 0 074 764 B1 is known.
  • the known method can be used for various food items.
  • the output signal of a arranged in the oven gas sensor is evaluated at two different times at the beginning of the cooking process in an electric control of the cooking appliance, the type of food by means of the quotient formed from two sensor output signals is determined.
  • the cooking process is terminated as soon as the sensor output signal has reached a value dependent on the type of food.
  • a method for controlling a cooking process in a cooking appliance is known.
  • the cooking appliance for example, a sensor designed as a humidity sensor, which is in signal transmission connection with an electrical control of the cooking appliance.
  • the electrical control has a memory and an evaluation circuit, wherein in the memory a plurality of reference value quantities is stored, each of which parameter sets are assigned for the electrical control.
  • a value set is generated from the gas concentration detected during the cooking process in the evaluation circuit, which corresponds to the time profile of a function dependent on the gas concentration from the start time t 0 to a current time t "during the cooking process.
  • a comparison value element for the comparison at the time t n is generated from the reference value sets in each case, wherein the plurality of comparison value sets are compared with the value set.
  • the set of values that is closest to the set of values is automatically selected by means of the evaluation circuit and the set of parameters assigned to this set of comparisons is transformed to the time t n via a calculation rule. In this way, the cooking process is controlled by means of the electrical control until the end of the cooking time.
  • BESTATI Q UNGSKOPIE User of one of the stored baking mixes and thus a reference value set whose associated parameters are taken over by the controller for the cooking process. If, during the cooking process controlled in this way, deviations occur between the values detected by the gas sensor and the reference values, the baking process is changed or stopped.
  • US 5,681,496 A discloses another method for controlling a cooking process using a humidity sensor. Similar to the method known from DE 103 0 465 A1, the comparison between a measured set of values and a multiplicity of stored comparison value quantities is again performed only once. The parameters determined above are determined for the further cooking process, which is regulated after the comparison, independently of the further development of the moisture in the cooking chamber.
  • the invention thus raises the problem of providing a method for controlling a cooking process, which is also applicable to a variety of very similar in kind cooking goods with different cooking times.
  • the achievable with the present invention consist in particular in the provision of a method for controlling a cooking process, which is applicable to a variety of very similar cooking goods with different cooking times.
  • DE 196 09 116 A1 is determined for determining the Garendezeitticians determined during a current cooking process course of 5 core temperature in a larger piece of meat stored in a memory of an electrical control temperature curves.
  • a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention provides that in the comparison, the determination of the similarity of a comparison value set with the associated end time t z to the set of values as a function of the difference between iö the time t n and the respective end time t z occurs.
  • the quality in the selection of the most similar comparison value sets is improved since it is assumed that the farther the end time t z of the respective comparison value set or reference value set from the current time t n is removed, the comparison value set of the current value set is increasingly dissimilar.
  • Value set corresponds to the time course of the first derivative of the oxygen concentration after the time.
  • the oxygen concentration is changed characteristically by the vapor during each cooking process.
  • a further advantageous refinement provides that an oxidizable gas is detected by the sensor at least 5 concentration. In this way, the use of low-cost semiconductor sensors is possible.
  • a particularly advantageous further development of the teaching according to the invention provides that the sensor detects the concentrations of at least two different gases and each reference value quantity stored in the memory has in each case as many partial value quantities 0 as gases have been detected. This further improves the quality of the results in the comparisons according to the invention.
  • the selectivity between similar and not similar comparison value quantities in the comparison with the value set is increased because not only a single gas or its concentration is used for the comparison, but a plurality of gases or concentrations.
  • the comparison is so multidimensional and includes as many partial comparisons as gases or gas concentrations are detected and are stored for the data in each reference value set.
  • the predetermined response of the electrical control to the comparison can be selected according to type and scope within wide suitable limits.
  • the residual cooking time is / are displayed on a display of the cooking appliance by means of the generated parameter set and / or the heating source for heating the cooking space is automatically switched off and / or an acoustic cooking signal is triggered.
  • a particularly advantageous embodiment of the teaching according to the invention provides that by means of the generated parameter set the type of food in the current cooking process is determined lo and the mode and the cooking chamber temperature for the cooking process are selected and / or displayed. In this way, a largely automated cooking process is possible.
  • the Stahlßignal the sensor is processed in the evaluation circuit only after a predetermined time delay after the i 5 starting time to.
  • the quality of the comparison is further improved because, after a lead time, the value set for the comparison is larger and therefore more meaningful.
  • FIG. 1 shows a front view of a cooking appliance with a cooking chamber
  • FIG. 2 is a side view of the cooking appliance of FIG. 1 in partially cut
  • FIG. 3 shows a side view of another cooking appliance analogous to FIG. 2,
  • FIG. 4 shows exemplary gas concentration-time profiles at a time t n .
  • FIG. 5 shows exemplary gas concentration-time profiles at a time t n + 1 .
  • FIG. 6 shows another exemplary gas concentration-time profile
  • Figure 7 further exemplary gas concentration time-course, not normalized and FIG. 8 shows the gas concentration-time profiles from FIG. 7, twice normalized.
  • Fig. 1 a designed as an oven cooking device is shown.
  • the cooking appliance has a cooking chamber 4 closable by a door 2 with a viewing window 6 and a control panel 8, wherein a display 10 and two control knobs 12 are arranged on the control panel 8.
  • Fig. 2 shows the cooking appliance of Fig. 1 in a partially sectioned side view.
  • the cooking chamber 4 designed as a carbon dioxide sensor sensor 14 for detecting the carbon dioxide concentration in the cooking chamber 4 is arranged and a parked on a food support food 16 is inserted.
  • the cooking appliance has an electrical control 18 which contains an evaluation circuit with a timer and a memory and is in signal transmission connection with the carbon dioxide sensor 14 and a heating source 20 designed as a resistance heating for heating the cooking chamber 4.
  • the vapor is discharged from the cooking chamber 4 in a manner known to those skilled in the art via a catalyst 22 and a vapor channel 24. This is symbolized in FIG. 2 by arrows 26.
  • a current gas concentration is detected by the sensor 14, since the gases resulting from the cooking process are continuously removed from the cooking chamber 4. There is no concentration of these gases in the cooking chamber. 4
  • the inventive method is not limited to cooking appliances with catalyst 22, but the cooking appliance for carrying out the method according to the invention can be optionally equipped with or without catalyst 22, wherein the catalyst 22 is arranged on the specialist in known manner on or in the vapor channel 24.
  • the carbon dioxide concentration As an alternative to the carbon dioxide concentration, other gas concentrations known to the person skilled in the art and suitable for the process according to the invention, such as, for example, the oxygen concentration, can also be used.
  • a cooking appliance with a catalyst 22 it is basically advantageous to arrange the then formed as an oxygen sensor sensor 1-4 in the flow direction after the catalyst 22, since in this way the to the Evaluation circuit forwarded output signal of the sensor 14 is amplified. See Fig. 3. This is because the gas molecules escaping from the feed 16 and oxidizable by the action of the catalyst 22 oxidize, thus increasing the number of gas molecules displacing the oxygen after the catalyst 22. This oxygen is consumed. So if an oxygen sensor is used as a sensor 14, so is the Oxygen concentration is reduced to a greater extent than when installed in the flow direction before the catalyst.
  • sensors 14 which detect gases which are produced during the cooking process and are emitted by the feed 16, their output signal is likewise amplified due to the increase in the number of gas molecules. As a result, on the one hand, the evaluation of the output signal of the sensor 14 and thus the control of the cooking process is further improved. On the other hand, it is possible to use a less sensitive and therefore less expensive sensor 14. The same applies to the use of a humidity sensor.
  • Embodiment to be made of carbon dioxide.
  • the arrangement of the sensor 14 in the flow direction in front of the catalyst 22 shown in FIG. 2 is possible in all gases suitable for the process according to the invention.
  • the food 16 is inserted into the cooking chamber 4 and the door 2 is closed. Will the
  • Cooking process started by means of one of the control knob 12, so the heating source 20 is turned on, resulting in the course shown in Fig. 4.
  • FIG. 4 shows exemplary gas concentration-time profiles, the course of the gas concentration detected by the sensor 14 during the current cooking process being shown as a solid line a.
  • the dashed lines b and c represent by way of example two reference value quantities stored in the memory. In fact, a multiplicity of reference value quantities are stored in the memory, each time delay of a reference function from a start time t 0 to an end time t z of a reference cooking operation correspond and each of which parameter sets for the electrical control 18 are assigned. All curves a, b and c shown in FIG. 4 start at the start time to. The circular ring at the other end of the line a symbolizes the time t n of the currently running cooking process.
  • the reference value set b corresponds to a reference function with a short cooking duration
  • the reference value set c corresponds to a reference function with a long cooking time.
  • the end time t z of the reference function represented by b has already expired.
  • the carbon dioxide concentration increases in the Garraurn 4 after the start time to the cooking process to a maximum value and then decreases until it reaches the current time t n again.
  • the time course of the carbon dioxide concentration of the currently running cooking process is detected in a manner known to those skilled in the art from the start time t 0 to the time t n and stored in the memory.
  • the value set a generated in this way in the evaluation circuit of the electrical control 18 can not be directly compared with the stored reference value sets b and c at the time t n , since the reference value sets, as already explained, at least partially correspond to reference functions whose end time t z is not coincides with the time of the current comparison t n . Therefore, from the
  • Reference value quantities b and c in the evaluation before the comparison respectively generates a comparison value set for the comparison at the time t n .
  • the values of the reference value sets of reference functions with an end time t z become smaller than t n , that is, for example, from the reference value set b, by means of a calculation rule of t z until the time t n added to allow in this way a comparison with the set of values a.
  • the calculation rule could be that the values of the reference value set b are set from the time t z to t n equal to the values of the value set a in this time interval.
  • An alternative to this is to set the values of the reference value set b equal to 0 in this time interval.
  • a further alternative provides that the values of the reference value set b in this time interval is set equal to the product of a number between 0 and 1 and the maximum value of the reference value set b in the time interval t 0 to t z .
  • the last alternative thus represents a middle ground between the first and the second calculation rule.
  • a corresponding comparison value set has been generated from the reference value set b, which can then be compared with the value set a in the evaluation circuit.
  • sets of reference values of reference functions to an end time point t z is greater than t s, that is, for example, c from the set of reference values.
  • the value set a is supplemented by means of a calculation rule from t n to the time t z .
  • the reference value set does not necessarily have to be converted into a comparison value set.
  • a fundamental transformation may still be useful, for example, to be able to perform the comparison at an earlier time during the current cooking process. This will be explained later in the text.
  • the value set a in the evaluation circuit is compared with the multiplicity of reference value quantities assigned to the reference value quantities, for example b and c, in a manner known to the person skilled in the art.
  • the three of the set of values at time 5 t n most similar comparison value quantities are now automatically selected by means of the evaluation circuit.
  • the similarity is a comparative value quantity with the associated end time point t z to the value set in dependence on the difference between the time t n and t z Endezeitpunlct made.
  • the distance between the end time t z iQ and the current comparison time t n itself is used for the comparison.
  • Another possibility is to use the above-explained calculation rules for generating the comparison value quantities for this purpose.
  • the reference value set b would be more similar to the set of values a than the reference value set c.
  • both reference value quantities b and c in the i 5 initial phase of the current cooking process are approximately equal to the value set a, they differ very greatly by their end times t z . If, as stated above, the distance between the respective end times t 2 and the current comparison instant t n would be used for the comparison, the reference value set b would be more similar to the value set a at the current comparison time t n than the result
  • a single set of parameters is generated via a predetermined calculation rule, which is used for the electrical control 18 until the next comparison at the time t n + 1 .
  • the parameter set generated in this way contains at least the cooking end time for the currently running cooking process, which has been determined from the individual end times t z of the three parameter sets. This can be done, for example, by the formation of the arithmetic mean value from the end times t z of the selected reference value quantities or reference value quantities. Other mathematical methods known and suitable to those skilled in the art are also conceivable.
  • the method according to the invention is repeated continuously during the currently running cooking process. It is automatically ended as soon as a cooking end time determined by means of the evaluation circuit and as a function of the comparisons made has been reached during the cooking process currently taking place.
  • the parameter sets assigned to the individual reference value sets and thus the parameter set used for the control of the current cooking process can contain a multiplicity of suitable parameters.
  • the display of the remaining cooking time on the display 10 of the cooking appliance and / or 5 the automatic switching off of the heating source 20 for heating the cooking chamber ⁇ 4 and / or an acoustic cooking signal is triggered by means of the parameter set generated in the manner explained above.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention provides that by means of the generated parameter set the type of feed 16 is determined during the current cooking process and the operating mode and the cooking space temperature for the cooking process are selected. For this purpose, it is necessary that the comparison according to the invention takes place already in the initial phase of the current cooking process. Up to this point in time, for example, an operating program of the cooking appliance identical for all dishes 16 or for individual groups of dishes 16 is used in order to produce a suitable set of values for the comparison.
  • the output signal of the sensor 14 in the evaluation circuit is processed in accordance with the invention only after a predetermined lead time has elapsed after the start time to.
  • disturbances in the output signal may be due to rapid heating, ie heating with the maximum heating power, or by switching on a circulating air fan, not shown.
  • the result is local extreme values, ie local minimum and maximum values of the set of values. It can the Time duration for the lead time can be determined and determined for example by experiments.
  • the lead time can be stored in the simplest case even in the memory.
  • the duration of the lead time is determined only during the current cooking process.
  • the end of the lead time can be determined as a function of the course of the gas concentration detected by the sensor 14.
  • the sensor 14 easily detectable changes in the course of Gaskonze are ntration, such as extreme values or turning points.
  • this plurality of gases in the electrical control 18th evaluate and use for the comparison according to the invention.
  • a plurality of respectively multidimensional reference value sets would thus be compared with a multidimensional set of values at the comparison time t n in the manner explained above.
  • the number of dimensions in the reference value quantities is identical to the number of dimensions in the value set and is equal to the number of gases detected by the sensor 14. Instead of dimensions one could also speak of subvaluations.
  • the temperature cycle shown in Fig. 6 is repeated continuously throughout the duration of the current cooking process.
  • the duration of a temperature cycle may be equal to the time interval between two consecutive comparison times t n and t n + 1 .
  • the duration of a single temperature cycle is much shorter than the time interval between two successive comparison times t n and t n + i.
  • measured values are recorded with the sensor 14 at mutually different times. In this case, the concentrations of mutually different gases are detected by the sensor 14 in at least two different time points in the present embodiment. In this way, an artificial curve, which is shown by way of example in FIG.
  • the values of the curve e correspond to the concentrations of at least two different gases detected with the sensor 14 during the temperature cycle d. If, for example, four different gases were detected by the sensor 14, the concentration of each of the four gases would be detected by the sensor 14 alternately at the times of the measured value recording. From the individual values recorded in this way, a time profile would then be generated in the electrical control 18 in a manner known to the person skilled in the art. The further processing is as already explained. The A.number of dimensions or the partial value quantities of the value set generated thereby and the stored reference value quantities would be four in this case.
  • This pre-selection can be effected, for example, by preselecting those whose maximum value or their first maximum value fall within a predetermined time interval by the time of the maximum value or of the first maximum value of the value set from the total quantity of reference value sets or comparison value sets.
  • a supplementary or alternative possibility to reduce the amount of data to be processed in the electrical control unit 8 in the case of a large number of reference value sets is to normalize the value set before the comparison and compare it later with likewise standardized reference value sets. Basically, it is possible to simply normalize the set of values and the stored reference value sets. Conveniently, this is a two-fold normalization used, which is explained in more detail with reference to FIGS. 7 and 8.
  • FIG. 7 shows by way of example a set of values f and a stored reference value quantity g generated from the detected carbon dioxide concentration during a current cooking process. The two curves are not normalized and each have a maximum value, f max and g max , on.
  • FIG. 8 shows the set of values f and the reference value set g from FIG. 7 in a two-standard representation, wherein in this example the maximum value of the set of values f max and the time t max associated with this maximum value have been set to 1. For courses with several local maximum values, it is also possible to normalize to the temporally first maximum value and the time allocated to it. Other standardizations known to the person skilled in the art are also conceivable.
  • a further advantageous development of the aforementioned embodiment provides that, in each case, a derivative according to time, for example the first derivative with respect to time, is generated from the curves of FIG. 7 before their normalization. This allows extremes and inflection points to be used for normalization to be generated at an even earlier point in time during the current cooking process. Thus, the evaluation in the electrical control 18 can be started earlier, as a result of which information from the cooking appliance to the user can be generated early on in an already explained manner.
  • the teaching of the invention is not limited to the present embodiment.
  • the plurality of most similar comparison value sets are freely selectable within appropriate limits and are not limited to a number of three.
  • other computational rules known to the person skilled in the art for generating the comparative value sets and for carrying out the comparison as well as generating the parameter set used for the controller 18 up to the respectively next comparison are conceivable.
  • the Ari of the sensor 14 and the thus detectable gas types can be selected within wide suitable limits. For example, the evaluation of the

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Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Garvorgangs bei einem Gargerät mit einem Garraum, mindestens einem Sensor zur Erfassung einer Gaskonzentration in dem Garraum und einer elektrischen Steuerung, die eine Auswerteschaltung mit einem Zeitglied und einen Speicher aufweist und mit dem Sensor in Signalübertragungsverbindung steht, wobei in dem Speicher eine Vielzahl von Referenzwertemengen abgespeichert ist, die jeweils dem zeitlic en Verlauf einer Referenzfunktion von einem Startzeitpunkt to bis zu jeweils einem Endezeitp nkt tZ eines Garvorgangs entsprechen und denen jeweils Parametersätze für die elektrische S euerung zugeordnet sind, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: aus der während des Garvorgangs erfassten Gaskonzentration wird in der Ausw rteschaltung eine Wertemenge erzeugt, die dem zeitlichen Verlauf einer von der Gaskonzentration abhängigen Funktion von dem Startzeitpunkt to bis zu einem momentanen Zeitpun t tn während des Garvorgangs entspricht, in der Auswerteschaltung wird aus den Referenzwertemengen jeweils eine Vergleichswertemenge für den Vergleich zum Zeitpunkt tn erzeugt, die Wertemenge wird in der Auswerteschaltung mit der Vielzahl von Vergleichswertemengen verglichen, eine Mehrzahl von der Wertemenge ähnlichsten Vergleichswertemengen wird mittels der Auswerteschaltung automatisch ausgewählt und aus den zugeordneten Parametersätzen wird über eine Rechenvorschrift der für die elektrische Steuerung bis zu dem nächsten Vergleich zum Zeitpunkt tn+1 verwendete Parametersatz, insbesondere der Garendezeitpunkt, erzeugt und das Verfahren wird automatisch beendet, sobald ein mittels der Auswerteschaltung und in Abhängigkeit der durchgeführten Vergleiche ermittelter Garendezeitpunkt erreicht worden ist.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Steuerung eines Garvorgangs bei einem Gargerät
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Garvorgangs bei einem Gargerät.
Beispielsweise ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Steuerung eines Garvorgangs bei einem Gargerät aus der EP 0 074 764 B1 bekannt. Das bekannte Verfahren kann für verschiedene Gargüter verwendet werden. Um auf das momentan zu garende Gargut zu schließen, wird das Ausgangssignal eines in dem Garraum angeordneten Gassensors zu zwei voneinander verschiedenen Zeiten am Anfang des Garvorgangs in einer elektrischen Steuerung des Gargeräts ausgewertet, wobei die Art des Garguts mittels des aus beiden Sensor- Ausgangssignalen gebildeten Quotienten ermittelt wird. Der Garvorgang wird beendet, sobald das Sensor-Ausgangssignal einen von der Art des Garguts abhängigen Wert erreicht hat.
Aus der DE 103 00 465 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Garvorgangs bei einem Gargerät bekannt. Hierfür weist das Gargerät beispielsweise einen als Feuchtesensor ausgebildeten Sensor auf, der mit einer elektrischen Steuerung des Gargeräts in Signalübertragungsverbindung steht. Die elektrische Steuerung weist einen Speicher und eine Auswerteschaltung auf, wobei in dem Speicher eine Vielzahl von Referenzwertemengen abgespeichert ist, denen jeweils Parametersätze für die elektrische Steuerung zugeordnet sind. Bei dem bekannten Verfahren wird aus der während des Garvorgangs erfassten Gaskonzentration in der Auswerteschaltung eine Wertemenge erzeugt, die dem zeitlichen Verlauf einer von der Gaskonzentration abhängigen Funktion von dem Startzeitpunkt t0 bis zu einem momentanen Zeitpunkt t„ während des Garvorgangs entspricht. In der Auswerteschaltung wird aus den Referenzwertemengen jeweils eine Vergleichswertemencje für den Vergleich zum Zeitpunkt tn erzeugt, wobei die Vielzahl von Vergleichswertemengen mit der Wertemenge verglichen werden. Die der Wertemenge ähnlichste Vergleichswertemenge v^ird mittels der Auswerteschaltung automatisch ausgewählt und der dieser Vergleichswertemenge zugeordnete Parametersatz wird über eine Rechenvorschrift auf den Zeitpunkt tn transformiert. Auf diese Weise wird der Garvorgang mittels der elektrischen Steuerung bis zu dem Garendezeitpunkt gesteuert.
Aus der EP 1 382 260 A2 ist ferner ein Verfahren bekannt, bei dem in Abhängigkeit des Ausgangssignals eines Gassensors ein Gargerät, insbesondere zum Backen, gesteuert wi rd. Hierfür sind einzelnen Backmischungen zugeordnete Referenzwertemengen des Gassensors in einem Speicher der Gerätesteuerung abgespeichert. Über eine Eingabeeinrichtung wählt der
BESTÄTIQUNGSKOPIE Benutzer eine der abgespeicherten Backmischungen und damit eine Referenzwertemenge aus, deren zugeordnete Parameter von der Steuerung für den Garvorgang übernommen werden. Kommt es während des auf diese Weise gesteuerten Garvorgangs zu Abweichungen zwischen den durch den Gassensor erfassten Werten und den Referenzwerten, wird der Backvorgang verändert oder gestoppt.
Die US 5,681 ,496 A offenbart ein weiteres Verfahren zur Steuerung eines Garvorgangs, wobei ein Feuchtesensor eingesetzt wird. Ähnlich dem aus der DE 103 OO 465 A1 bekannten Verfahren wird auch hier der Vergleich zwischen einer gemessenen Wertemenge und einer Vielzahl von abgespeicherten Vergleichswertemengen lediglich ein malig durchgeführt. Die darüber ermittelten Parameter sind für den weiteren Garvorgang festgelegt, der nach dem Vergleich unabhängig von der weiteren Entwicklung der Feuchte im Garraum geregelt wird.
Schließlich ist aus der US 5,349,163 A ein Verfahren zur Steuerung eines Garvorgangs bekannt, bei dem ein Kohlendioxidsensor verwendet wird. Je nachdem wie sich die Konzentration an Kohlendioxid am Sensor während des Garvorgangs verändert, wird der weitere Verlauf des Garvorgangs festgelegt.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem ein Verfahren zur Steuerung eines Garvorgangs anzugeben, das auch auf eine Vielzahl von in der Art sehr ähnlichen Gargütern mit voneinander verschiedenen Gardauern anwendbar ist.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen insbesondere in der Schaffung eines Verfahrens zur Steuerung eines Garvorgangs, das auf eine Vielzahl von in der Art sehr ähnlichen Gargütern mit voneinander verschiedenen Gardauern anwendbar ist.
Zwar ist aus der US 4,281 ,022 ein Verfahren zur Steuerung eines Gargeräts bekannt, bei dem der Garendezeitpunkt mittels eines Vergleichs zwischen einer von den Ausgangssignalen eines in einem Garraum angeordneten Feuchtesensors abhängigen Wertemenge und einer in einem Speicher einer elektrischen Steuerung abgespeicherten Referenzwertemenge ermittelt wird. Da der Verlauf eines momentanen Garvorgangs von den Umgebungsbedingungen beeinflusst wird, sieht das bekannte Verfahren vor, den Garendezeitpunkt für den momentan ablaufenden
Garvorgang durch die obige Verfahrensweise abzuschätzen. Im U nterschied zu der Erfindung ist das bekannte Verfahren lediglich auf eine einzige Gargutart, nämlich ein dünnes Stück Fleisch, anwendbar.
Ferner ist aus der DE 196 09 116 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem zur Ermittlung des Garendezeitpunkts der während eines momentanen Garvorgangs ermittelte Verlauf der 5 Kerntemperatur in einem größeren Fleischstück mit in einem Speicher einer elektrischen Steuerung abgespeicherten Temperaturverläufen verglichen wird.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass bei dem Vergleich die Bestimmung der Ähnlichkeit einer Vergleichswertemenge mit dem zugeordneten Endezeitpunkt tz zu der Wertemenge in Abhängigkeit von der Differenz zwischen iö dem Zeitpunkt tn und dem jeweiligen Endezeitpunkt tz erfolgt. Auf diese Weise ist die Qualität bei der Auswahl der ähnlichsten Vergleichswertemengen verbessert, da davon auszugehen ist, dass je weiter der Endezeitpunkt tz der jeweiligen Vergleichswertemenge bzw. Referenzwertemenge von dem momentanen Zeitpunkt tn entfernt ist, die Vergleichswertemenge der momentanen Wertemenge immer unähnlicher ist.
i5 Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass durch den Sensor mindestens die Konzentration von Kohlendioxid erfasst wird und die in der Auswerteschaltung erzeugte Wertemenge dem zeitlichen Verlauf der Kohlendioxidkonzentration entspricht. Kohlendioxid wird beispielsweise bei jedem Backvorgang erzeugt.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass durch den Sensor mindestens die 20 Konzentration von Sauerstoff erfasst wird und die in der Auswerteschaltung erzeugte
Wertemenge dem zeitlichen Verlauf der ersten Ableitung der Sauerstoffkonzentration nach der Zeit entspricht. Die Sauerstoffkonzentration wird durch den Wrasen bei jedem Garvorgang charakteristisch verändert.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass durch den Sensor mindestens die 5 Konzentration eines oxidierbaren Gases erfasst wird. Auf diese Weise ist der Einsatz von preisgünstigen Halbleitersensoren ermöglicht.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, dass der Sensor die Konzentrationen von mindestens zwei voneinander verschiedenen Gasen erfasst und jede in dem Speicher abgespeicherte Referenzwertemenge jeweils soviel Teilwertemengen 0 aufweist wie Gase erfasst worden sind. Hierdurch ist die Qualität der Ergebnisse bei den erfindungsgemäßen Vergleichen weiter verbessert. Die Trennschärfe zwischen ähnlichen und nicht ähnlichen Vergleichswertemengen bei dem Vergleich mit der Wertemenge ist erhöht, da nicht nur ein einziges Gas bzw. dessen Konzentration für den Vergleich herangezogen wird, sondern eine Mehrzahl von Gasen bzw. Konzentrationen. Der Vergleich ist also mehrdimensional und umfasst soviel Teilvergleiche wie Gase bzw. Gaskonzentrationen erfasst werden und für die Daten in jeder Referenzwertemenge abgespeichert sind.
Grundsätzlich ist die vorher festgelegte Reaktion der elektrischen Steuerung auf den Vergleich nach Art und Umfang in weiten geeigneten Grenzen wählbar. Zweckmäßigerweise wird/werden 5 mittels des erzeugten Parametersatzes die Restgardauer auf einer Anzeige des Gargeräts angezeigt und/oder die eine Heizquelle zur Beheizung des Garraums automatisch abgeschaltet und/oder ein akustisches Garendesignal ausgelöst.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, dass mittels des erzeugten Parametersatzes die Art der Speise bei dem momentanen Garvorgang ermittelt lo wird und die Betriebsart sowie die Garraumtemperatur für den Garvorgang ausgewählt werden und/oder zur Anzeige gebracht wird/werden. Auf diese Weise ist ein weitestgehend automatisierter Garvorgang ermöglicht.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass das Ausgangsßignal des Sensors in der Auswerteschaltung erst nach Ablauf einer vorher festgelegten Vorlaufzeit nach dem i5 Startzeitpunkt to verarbeitet wird. Hierdurch ist die Qualität des Vergleichs weiter verbessert, da nach einer Vorlaufzeit die Wertemenge für den Vergleich größer und damit aussagekräftiger ist.
Grundsätzlich ist es möglich, dass die Wertemenge zu jedem Zeitpunkt tn mit allen aus den abgespeicherten Referenzwertemengen erzeugten Vergleichswertemengen verglichen wird. Zweckmäßigerweise wird in Abhängigkeit einer Eingabe über ein Bedienelement des Gargeräts 20 oder eines mittels der Auswerteschaltung durchgeführten Vorvergleichs zwischen der Wertemenge und der Vielzahl von Vergleichswertemengen zu einem vorher festgelegten Zeitpunkt t,, mit ti größer als t0 und kleiner als tn, für den Vergleich zum Zeitpunkt tn eine Teilmenge aus der Vielzahl von Vergleichswertemengen vorausgewählt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und 25 wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
Figur 1 eine Vorderansicht eines Gargeräts mit einem Garraum,
Figur 2 eine Seitenansicht des Gargeräts aus Fig. 1 in teilweise geschnittener
Darstellung,
Figur 3 eine Seitenansicht eines anderen Gargeräts analog zu Fig. 2,
3o Figur 4 beispielhafte Gaskonzentrationen-Zeit-Verläufe zu einem Zeitpunkt tn,
Figur 5 beispielhafte Gaskonzentrationen-Zeit- Verläufe zu einem Zeitpunkt tn+1,
Figur 6 einen anderen beispielhaften Gaskonzentration-Zeit-Verlauf und einen
Temperatur-Zeit-Verlauf, Figur 7 weitere beispielhafte Gaskonzentrationen-Zeit-Verläufe, nicht normiert und Figur 8 die Gaskonzentrationen-Zeit-Verläufe aus Fig. 7, zweifach normiert.
In Fig. 1 ist ein als Backofen ausgebildetes Gargerät dargestellt. Das Gargerät weist einen durch eine Tür 2 verschließbaren Garraum 4 mit einer Sichtscheibe 6 und eine Bedienblende 8 auf, wobei an der Bedienblende 8 eine Anzeige 10 und zwei Bedienknebel 12 angeordnet sind.
Fig. 2 zeigt das Gargerät aus Fig. 1 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht. In dem Garraum 4 ist ein als Kohlendioxidsensor ausgebildeter Sensor 14 zur Erfassung der Kohlendioxidkonzentration in dem Garraum 4 angeordnet und eine auf einem Gargutträger abgestellte Speise 16 eingeschoben. Ferner weist das Gargerät eine elektrische Steuerung 18 auf, die eine Auswerteschaltung mit einem Zeitglied und einen Speicher enthält und mit dem Kohlendioxidsensor 14 und einer als Widerstandsbeheizung ausgebildeten Heizquelle 20 zur Beheizung des Garraums 4 in Signalübertragungsverbindung steht.
Im Betrieb des Gargeräts wird der Wrasen auf dem Fachmann bekannte Weise über einen Katalysator 22 und einen Wrasenkanal 24 aus dem Garraum 4 abgeleitet. Dies ist in Fig. 2 durch Pfeile 26 symbolisiert. Somit wird durch den Sensor 14 eine momentane Gaskonzentration detektiert, da die durch den Garvorgang entstehenden Gase fortlaufend aus dem Garraum 4 entfernt werden. Es kommt nicht zu einer Aufkonzentration dieser Gase in dem Garraum 4.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf Gargeräte mit Katalysator 22 beschränkt, sondern das Gargerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann wahlweise mit oder ohne Katalysator 22 ausgerüstet sein, wobei der Katalysator 22 auf dem Fachmann bekannte Weise an oder in dem Wrasenkanal 24 angeordnet ist.
Alternativ zu der Kohlendioxidkonzentration sind auch andere dem Fachmann bekannte und für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Gaskonzentrationen, wie beispielsweise die Sauerstoffkonzentration, verwendbar. Handelt es sich dabei, wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bereits erläutert, um ein Gargerät mit Katalysator 22, so ist es grundsätzlich vorteilhaft, den dann als Sauerstoffsensor ausgebildeten Sensor 1-4 in Strömungsrichtung nach dem Katalysator 22 anzuordnen, da auf diese Weise das an die Auswerteschaltung weitergeleitete Ausgangssignal des Sensors 14 verstärkt wird. Siehe hierzu Fig. 3. Dies ist der Fall, weil die aus der Speise 16 entweichenden und oxidierbaren Gasmoleküle durch die Einwirkung des Katalysators 22 oxidieren und so die Anzahl der Gasmoleküle, die den Sauerstoff verdrängen, nach dem Katalysator 22 ansteigt. Dabei wird Sauerstoff verbraucht. Wird also ein Sauerstoffsensor als Sensor 14 verwendet, so wird die Sauerstoffkonzentration in stärkerem Maße verringert als bei einem Einbau in Strömungsrichtung vor dem Katalysator.
Werden Sensoren 14 eingesetzt, die Gase detektieren, die bei dem Garvorgang entstehen und von der Speise 16 abgegeben werden, wird deren Ausgangssignal aufgrund der Zunahme der Anzahl der Gasmoleküle ebenfalls verstärkt. Dadurch wird zum einen die Auswertung des Ausgangssignals des Sensors 14 und damit die Steuerung des Garvorgangs weiter verbessert. Zum anderen ist es möglich, einen weniger empfindlichen und damit kostengünstigeren Sensor 14 zu verwenden. Gleiches gilt für die Verwendung eines Feuchtesensors.
Die vorbeschriebene Anordnung des Sensors 14 ist nicht möglich, wenn mit dem Sensor 14 die Konzentration mindestens eines oxidierbaren Gases oder, wie in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel, von Kohlendioxid erfolgen soll. Im Gegensatz hierzu ist die in Fig. 2 gezeigte Anordnung des Sensors 14 in Strömungsrichtung vor dem Katalysator 22 bei allen für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Gasen möglich.
Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Figuren näher erläutert:
Die Speise 16 ist in den Garraum 4 eingeschoben und die Tür 2 ist geschlossen. Wird der
Garvorgang mittels einem der Bedienknebel 12 gestartet, also die Heizquelle 20 eingeschaltet, ergibt sich der in Fig. 4 dargestellte Verlauf.
In Fig. 4 sind beispielhafte Gaskonzentrationen-Zeit-Verläufe dargestellt, wobei der Verlauf der während des momentanen Garvorgangs durch den Sensor 14 erfassten Gaskonzentration als durchgezogene Linie a dargestellt ist. Die gestrichelten Linien b und c stellen exemplarisch zwei in dem Speicher abgespeicherte Referenzwertemengen dar. Tatsächlich ist in dem Speicher eine Vielzahl von Referenzwertemengen abgespeichert, die jeweils dem zeitlichen Verlsuf einer Referenzfunktion von einem Startzeitpunkt t0 bis zu jeweils einem Endezeitpunkt tz eines Referenz-Garvorgangs entsprechen und denen jeweils Parametersätze für die elektrische Steuerung 18 zugeordnet sind. Alle in Fig. 4 dargestellten Verläufe a, b und c beginnen im Startzeitpunkt to. Der Kreisring am anderen Ende der Linie a symbolisiert den Zeitpunkt tn des momentan ablaufenden Garvorgangs. Die quadratischen Symbole an den anderen Enden der Linien b und c symbolisieren den jeweils in dem Speicher abgespeicherten Endezeitpunkt tz. Wie aus Fig. 4 deutlich hervorgeht, entspricht die Referenzwertemenge b einer Referenzfunktion mit einer kurzen Gardauer, während die Referenzwertemenge c einer Referenzfunktion mit einer langen Gardauer entspricht. Zu dem Zeitpunkt tn ist der Endezeitpunkt tz der durch b dargestellten Referenzfunktion bereits abgelaufen. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, steigt die Kohlendioxidkonzentration in dem Garraurn 4 nach dem Startzeitpunkt to des Garvorgangs bis auf einen Maximalwert an und sinkt danach bis zum Erreichen des aktuellen Zeitpunkts tn wieder ab. Der zeitliche Verlauf der Kohlendioxidkonzentration des momentan ablaufenden Garvorgangs wird auf dem Fachmann bekannte Weise von dem Startzeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt tn erfasst und in dem Speicher abgespeichert. Die auf diese Weise in der Auswerteschaltung der elektrischen Steuerung 18 erzeugte Wertemenge a kann zu dem Zeitpunkt tn nicht direkt mit den abgespeicherten Referenzwertemengen b und c verglichen werden, da die Referenzwertemengen, wie bereits erläutert, zumindest teilweise Referenzfunktionen entsprechen, deren Endezeitpunkt tz nicht mit dem Zeitpunkt des aktuellen Vergleichs tn übereinstimmt. Deshalb wird aus den
Referenzwertemengen b und c in der Auswerteschaltung vor dem Vergleich jeweils eine Vergleichswertemenge für den Vergleich zu dem Zeitpunkt tn erzeugt.
Um die oben genannten U nterschiede in der Laufzeit der Wertemenge a zu den einzelnen Referenzwertemengen b und c zu kompensieren, werden die Werte der Referenzwertemengen von Referenzfunktionen mit einem Endezeitpunkt tz kleiner als tn, also beispielsweise von der Referenzwertemenge b, mittels einer Rechenvorschrift von tz bis zu dem Zeitpunkt tn ergänzt, um auf diese Weise einen Vergleich mit der Wertemenge a zu ermöglichen. Die Rechenvorschrift könnte sein, dass die Werte der Referenzwertemenge b von dem Zeitpunkt tz bis tn gleich den Werten der Wertemenge a in diesem Zeitintervall gesetzt werden. Eine Alternative hierzu ist, die Werte der Referenzwertemenge b in diesem Zeitintervall gleich 0 zu setzen. Ein weitere Alternative sieht vor, dass die Werte der Referenzwertemenge b in diesem Zeitintervall gleich dem Produkt aus einer Zahl zwischen 0 und 1 und dem Maximalwert der Referenzwertemenge b in dem Zeitintervall t0 bis tz gesetzt ist. Die letzte Alternative stellt somit einen Mittelweg zwischen der ersten und der zweiten Rechenvorschrift dar. Auf diese Weise ist aus der Referenzwertemenge b eine entsprechende Vergleichswertemenge erzeugt worden, die dann in der Auswerteschaltung mit der Wertemenge a verglichen werden ka nn. Ähnliches gilt für Referenzwertemengen von Referenzfunktionen mit einem Endezeitpunkt tz größer als tn, also beispielsweise von der Referenzwertemenge c. Hier wird allerdings anstelle der Referenzwertemenge c die Wertemenge a mittels einer Rechenvorschrift von tn bis zu dem Zeitpunkt tz ergänzt.
Bei Referenzwertemengen, deren Endezeitpunkt tz identisch dem momentanen Vergleichszeitpunkt tn ist, braucht die Referenzwertemenge nicht zwangsweise in eine Vergleichswertemenge umgewandelt werden. Eine grundsätzliche Umwandlung kann dennoch sinnvoll sein, um beispielsweise den Vergleich zu einem früheren Zeitpunkt während des momentanen Garvorgans durchführen zu können. Dies wird weiter unten im Text näher erläutert. Anschließend wird die Wertemenge a in der Auswerteschaltung mit der Vielzahl von den Referenzwertemengen, beispielsweise b und c, zugeordneten Vergleichswertemengen auf dem Fachmann bekannte Weise verglichen.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden nun die drei der Wertemenge zum Zeitpunkt 5 tn ähnlichsten Vergleichswertemengen mittels der Auswerteschaltung automatisch ausgewählt. Um die Qualität des erfindungsgemäßen Vergleichs zu erhöhen, wird die Ähnlichkeit einer Vergleichswertemenge mit dem zugeordneten Endezeitpunkt tz zu der Wertemenge in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Zeitpunkt tn und dem Endezeitpunlct tz vorgenommen. Beispielsweise ist es möglich, dass der Abstand zwischen dem Endezeitpunkt tz iQ und dem aktuellen Vergleichszeitpunkt tn selbst für den Vergleich verwendet wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die oben bereits erläuterten Rechenvorschriften zur Erzeugung der Vergleichswertemengen hierfür heranzuziehen.
In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel wäre also die Referenzwertemenge b der Wertemenge a ähnlicher als die Referenzwertemenge c. Obwohl beide Referenzwertemengen b und c in der i5 Anfangsphase des momentanen Garvorgangs der Wertemenge a etwa gleich ähnlich sind, unterscheiden sich diese aber sehr stark durch deren Endezeitpunkte tz. Würde man nun, wie oben ausgeführt, den Abstand zwischen den jeweiligen Endezeitpunkten t2 und dem aktuellen Vergleichszeitpunkt tn selbst für den Vergleich verwenden, wäre die Referenzwertemenge b der Wertemenge a zum aktuellen Vergleichszeitpunkt tn im Ergebnis ähnlicher als die
2Q Referenzwertemenge c.
In dem Beispiel aus Fig. 5, das die gleichen Referenzwertemengen b und c zeigt, wäre es genau umgekehrt, sofern die gleichen Kriterien wie bei dem Beispiel aus Fig. 4 fü r die Bestimmung der Ähnlichkeit der jeweiligen Referenzwertmenge b, c mit der Wertemenge a herangezogen würden. Zu dem in Fig. 5 dargestellten späteren Zeitpunkt tn+1 ist die 25 Wertemenge a weiter fortgeschritten, so dass nun die Referenzwertemenge c der Wertemenge a ähnlicher als die Referenzwertemenge b ist.
Auf diese Weise werden die drei der Wertemenge a ähnlichsten Vergleichswerternengen ausgewählt. Diesen ausgewählten Vergleichswertemengen sind entsprechende Referenzwertemengen mit Parametersätzen zugeordnet.
0 Aus diesen drei Parametersätzen wird über eine vorher festgelegte Rechenvorschrift ein einziger Parametersatz erzeugt, der für die elektrische Steuerung 18 bis zu dem nächsten Vergleich zu dem Zeitpunkt tn+1 verwendet wird. Der auf diese Weise erzeugte Parametersatz enthält zumindest den Garendezeitpunkt für den momentan ablaufenden Garvorgang, der aus den einzelnen Endezeitpunkten tz der drei Parametersätze ermittelt worden ist. Dies kann beispielsweise durch die Bildung des arithmetischen Mittelwerts aus den Endezeitpunkten tz der ausgewählten Vergleichswertemengen bzw. Referenzwertemengen erfolgen. Andere dem s Fachmann bekannte und geeignete mathematische Verfahren sind ebenfalls denkbar.
Wie bereits erläutert, wird das erfindungsgemäße Verfahren während des momentan ablaufenden Garvorgangs fortlaufend wiederholt. Es wird automatisch beendet, sobald ein mittels der Auswerteschaltung und in Abhängigkeit der durchgeführten Vergleiche ermittelter Garendezeitpunkt während des momentan ablaufenden Garvorgangs erreicht worden ist.
o Grundsätzlich können die den einzelnen Referenzwertemengen zugeordneten und abgespeicherten Parametersätze und damit der für die Steuerung des momentanen Garvorgangs verwendete Parametersatz eine Vielzahl geeigneter Parameter enthalten. Zweckmäßigerweise wird/werden mittels des auf die oben erläuterte Weise erzeugten Parametersatzes die Anzeige der Restgardauer auf der Anzeige 10 des Gargeräts und/oder 5 das automatische Abschalten der Heizquelle 20 zur Beheizung des Garraums <4 und/oder ein akustisches Garendesignal ausgelöst.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mittels des erzeugten Parametersatzes die Art der Speise 16 bei dem momentanen Garvorgang ermittelt wird und die Betriebsart sowie die Garraumtemperatur für den Garvorgang ausgewählt o werden. Hierfür ist es erforderlich, dass der erfindungsgemäße Vergleich bereits in der Anfangsphase des momentanen Garvorgangs erfolgt. Bis zu diesem Zeitpunkt wird beispielsweise ein für alle Speisen 16 oder für einzelne Gruppen von Speisen 16 identisches Betriebsprogramm des Gargeräts verwendet, um eine für den Vergleich geeignete Wertemenge zu erzeugen.
5 Alternativ oder in Ergänzung hierzu wird das Ausgangssignal des Sensors 14 in der Auswerteschaltung erst nach Ablauf einer vorher festgelegten Vorlaufzeit nach dem Startzeitpunkt to auf erfindungsgemäße Weise verarbeitet. Hierdurch ist gewährleistet, dass sich Störungen des Ausgangssignals während eines Anfangszeitraums nach dern Beginn des Garvorgangs nicht in ungewünschter Weise auf die Verarbeitung des Ausgangssignals 0 auswirken können. Beispielsweise können Störungen des Ausgangssignals durch Schnellaufheizen, also ein Aufheizen mit der maximalen Heizleistung, oder durch das Einschalten eines nicht dargestellten Umluftgebläses bedingt sein. Die Folge sind lokale Extremwerte, also lokale Minimal- und Maximalwerte der Wertemenge. Dabei kann die Zeitdauer für die Vorlaufzeit beispielsweise durch Versuche ermittelt und festgelegt werden. Die Vorlaufzeit kann dabei im einfachsten Fall selbst in dem Speicher abgespeichert sein. Alternativ hierzu ist es denkbar, dass die Dauer der Vorlaufzeit erst während des momentanen Garvorgangs ermittelt wird. Beispielsweise kann das Ende der Vorlaufzeit in Abhängigkeit des Verlaufs der durch den Sensor 14 erfassten Gaskonzentration bestimmt werden. Hierfür eignen sich mittels des Sensors 14 leicht erfassbare Änderungen in dem Verlauf der Gaskonze ntration, wie beispielsweise Extremwerte oder Wendepunkte.
Hierbei ist zu beachten, dass die Formulierungen Extremwert und Maximal- bzw. Minimalwert nicht streng mathematisch zu verstehen sind. Bei der vorliegenden Erfindung ist darunter ebenfalls ein Plateau zu verstehen, also wenn die Gaskonzentration für eine Zeitdauer auf dem höchsten bzw. niedrigsten Wert konstant bleibt.
Wird anstelle eines Sensors 14, der lediglich ein einziges Gas erfasst, ein Sensor 14 verwendet, der eine Mehrzahl von Gasen erfasst, so besteht die Möglichkeit, in einer zu dem vorliegenden Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens alternativen Ausführungsform diese Mehrzahl von Gasen in der elektrischen Steuerung 18 auszuwerten und für den erfindungsgemäßen Vergleich zu nutzen. Hierfür würde also zu dem Vergleichszeitpunkt tn auf die oben erläuterte Weise eine Vielzahl von jeweils mehrdimensionalen Referenzwertemengen mit einer mehrdimensionalen Wertemenge verglichen. Dabei ist die Anzahl der Dimensionen bei den Referenzwertemengen mit der Anzahl der Dimensionen bei der Wertemenge identisch und gleich der Anzahl der durch den Sensor 14 erfassten Gase. Anstelle von Dimensionen könnte man auch von Teilwertemengen sprechen.
In Versuchen wurde festgestellt, dass die an die Auswerteeinheit der elektrischen Steuerung 18 weitergeleiteten Ausgangssignale eines derartigen Sensors 14 dann besonders geeignet für eine Auswertung und somit für den erfindungsgemäßen Vergleich sind, wenn die abgespeicherten mehrdimensionalen Referenzwertemengen und die Wertemenge des momentan ablaufenden Garvorgangs in Abhängigkeit eines vorher festgelegten und sicln fortlaufend wiederholenden Temperaturverlaufs an dem Sensor 14 oder in dessen Umgebung erzeugt worden sind. Ein derartiger Temperaturverlauf ist in Fig. 6 beispielhaft gezeigt.
Der in Fig. 6 dargestellte Temperaturzyklus wiederholt sich fortlaufend während der gesamten Dauer des momentan ablaufenden Garvorgangs. Dabei kann die Dauer eines Temperaturzyklus gleich dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vergleichszeitpunkten tn und tn+1 sein. Bei der hier erläuterten alternativen Ausführungsform ist die Dauer eines einzelnen Temperaturzyklus sehr viel kürzer als das Zeitintervall zwischen zwei aufeinander folgenden Vergleichzeitpunkten tn und tn+i. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde in Fig. 6 lediglich ein einziger Temperaturzyklus d mit der diesem zugeordneten Konzentrationskurve e dargestellt. Während des Temperaturzyklus d werden zu voneinander verschiedenen Zeitpunkten Messwerte mit dem Sensor 14 erfasst. Dabei werden bei dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel mindestens zu zwei voneinander verschiedenen Zeitpunkten mit dem Sensor 14 die Konzentrationen voneinander verschiedener Gase erfasst. Auf diese Weise ergibt sich ein künstlicher Kurvenverlauf, der in Fig. 6 exemplarisch dargestellt ist. Die Werte der Kurve e entsprechen den Konzentrationen von zumindest zwei voneinander verschiedenen Gasen, die mit dem Sensor 14 während des Temperaturzyklus d erfasst worden sind. Würden durch den Sensor 14 beispielsweise vier voneinander verschiedene Gase erfasst, so würde zu den Zeitpunkten der Messwertaufnahme abwechselnd die Konzentration jedes der vier Gase durch den Sensor 14 erfasst werden. Aus den auf diese Weise erfassten einzelnen Werten würde dann in der elektrischen Steuerung 18 auf dem Fachmann bekannte Weise ein zeitlicher Verlauf erzeugt. Die weitere Verarbeitung ist wie bereits erläutert. Die A.nzahl der Dimensionen bzw. der Teilwertemengen der damit erzeugten Wertemenge sowie der abgespeicherten Referenzwertemengen wäre in diesem Fall gleich vier.
Bei einer sehr großen Anzahl von Referenzwertemengen kann es sinnvoll sein, dass in Abhängigkeit einer Eingabe über die Bedienelemente 12 des Gargeräts oder eines mittels der Auswerteschaltung durchgeführten Vorvergleichs zwischen der Wertemenge und der Vielzahl von Vergleichswertemengen zu einem vorher festgelegten Zeitpunkt t-i, mit ^ größer als t0 und kleiner als tn, für den Vergleich zum Zeitpunkt tn eine Teilmenge aus der Vielzahl von Vergleichswertemengen vorausgewählt wird. Diese Vorauswahl kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass aus der Gesamtmenge an Referenzwertemengen bzw. Vergleichswertemengen diejenigen vorausgewählt werden, deren Maximalwert oder deren erster Maximalwert in ein vorher festgelegtes Zeitintervall um den Zeitpunkt des Maximalwerts bzw. des ersten Maximalwerts der Wertemenge fallen.
Eine ergänzende oder alternative Möglichkeit die in der elektrischen Steuerung 1 8 zu verarbeitende Datenmenge bei einer großen Anzahl von Referenzwertemengen zu verringern besteht darin, die Wertemenge vor dem Vergleich zu normieren und zeitlich nachfolgend mit ebenfalls normierten Referenzwertemengen zu vergleichen. Grundsätzlich ist es möglich, die Wertemenge und die abgespeicherten Referenzwertemengen lediglich einfach zu normieren. Zweckmäßigerweise wird hierfür eine zweifache Normierung verwendet, die anhand der Fig. 7 und 8 näher erläutert ist. In Fig. 7 sind beispielhaft eine während eines momentan ablaufenden Garvorgangs aus der erfassten Kohlendioxidkonzentration erzeugte Wertemenge f und eine abgespeicherte Referenzwertemenge g dargestellt. Die beiden Verläufe sind nicht normiert und weisen jeweils einen Maximalwert, fmax und gmax, auf.
Fig. 8 zeigt die Wertemenge f und die Referenzwertemenge g aus Fig. 7 in zweifach normierter Darstellung, wobei in diesem Beispiel der Maximalwert der Wertemenge fmax und die diesem Maximalwert zugeordnete Zeit tmax gleich 1 gesetzt wurden. Bei Verläufen mit mehreren lokalen Maximalwerten kann auch auf den zeitlich ersten Maximalwert und die diesem zugeordnete Zeit normiert werden. Andere dem Fachmann bekannte Normierungen sind ebenfalls denkbar.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, dass aus den Verläufen aus Fig. 7 vor deren Normierung jeweils eine Ableitung nach der Zeit, beispielsweise die erste Ableitung nach der Zeit, erzeugt wird. Hierdurch können Extremwerte und Wendepunkte, die für eine Normierung verwendet werden sollen, zu einem noch früheren Zeitpunkt während des momentan ablaufenden Garvorgangs erzeugt werden. Somit kann mit der Auswertung in der elektrischen Steuerung 18 früher begonnen werden, wodurch auch Informationen von dem Gargerät an den Benutzer frühzeitig auf bereits erläuterte Weise erzeugbar sind.
Die erfindungsgemäße Lehre ist jedoch nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise ist die Mehrzahl von ähnlichsten Vergleichswertemengen in geeigneten Grenzen frei wählbar und nicht auf eine Anzahl von drei beschränkt. Ferner sind andere dem Fachmann bekannte und geeignete Rechenvorschriften für die Erzeug ung der Vergleichswertemengen und für die Durchführung des Vergleichs sowie der Erzeug ung des bis zu dem jeweils nächsten Vergleich für die Steuerung 18 verwendeten Parametersatzes denkbar. Darüber hinaus ist die Ari des Sensors 14 und die damit erfassbaren Gasarten in weiten geeigneten Grenzen wählbar. Beispielsweise ist die Auswertung der
Sauerstoffkonzentration oder der Konzentration von einzelnen oxidierbaren Gasen möglich. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf eine Auswahl von Rezepten, Betriebsarten oder Garraumtemperaturen beschränkt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Garvorgangs bei einem Gargerät mit einem Garraum, mindestens einem Sensor zur Erfassung einer Gaskonzentration in dem Garraum und einer elektrischen Steuerung, die eine Auswerteschaltung mit einem Zeitglied und einen Speicher
5 aufweist und mit dem Sensor in Signalübertragungsverbindung steht, wobei in dem Speicher eine Vielzahl von Referenzwertemengen abgespeichert ist, die jeweils dem zeitlichen Verlauf einer Referenzfunktion von einem Startzeitpunkt t0 bis zu jeweils einem Endezeitpunkt tz eines Garvorgangs entsprechen und denen jeweils Parametersätze für die elektrische Steuerung zugeordnet sind, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrenssclnritte aufweist: iö - aus der während des Garvorgangs erfassten Gaskonzentration wird in der
Auswerteschaltung eine Wertemenge erzeugt, die dem zeitlichen Verlauf einer von der Gaskonzentration abhängigen Funktion von dem Startzeitpunkt to bis zu einem momentanen Zeitpunkt tn während des Garvorgangs entspricht,
- in der Auswerteschaltung wird aus den Referenzwertemengen jeweils eine is Vergleichswertemenge für den Vergleich zum Zeitpunkt tn erzeugt,
- die Wertemenge wird in der Auswerteschaltung mit der Vielzahl von Vergleichswertemengen verglichen,
- eine Mehrzahl von der Wertemenge ähnlichsten Vergleichswertemengen wird mittels der Auswerteschaltung automatisch ausgewählt und aus den zugeordneten Pararnetersätzen 0 wird über eine Rechenvorschrift der für die elektrische Steuerung bis zu dem nächsten Vergleich zum Zeitpunkt tn+1 verwendete Parametersatz, der zumindest den Garendezeitpunkt für den momentan ablaufenden Garvorgang enthält, erzeugt und
- das Verfahren wird automatisch beendet, sobald ein mittels der Auswerteschaltung und in Abhängigkeit der durchgeführten Vergleiche ermittelter Garendezeitpunkt erreicht worden ist.
5 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Vergleich die Bestimmung der Ähnlichkeit einer Vergleichswertemenge mit dem zugeordneten Endezeitpunkt tz zu der Wertemenge in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Zeitpunkt tn und dem jeweiligen Endezeitpunkt tz erfolgt.
0 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Sensor (14) mindestens die Konzentration von Kohlendioxid erfasst wird und die in der Auswerteschaltung erzeugte Wertemenge dem zeitlichen Verlauf der Kohlendioxidkonzentration entspricht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Sensor (14) mindestens die Konzentration von Sauerstoff erfasst wird und die in der Auswerteschaltung erzeugte Wertemenge dem zeitlichen Verlauf der ersten 5 Ableitung der Sauerstoffkonzentration nach der Zeit entspricht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Sensor (14) mindestens die Konzentration eines oxidierbaren Gases erfasst wird.
lo
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14) die Konzentrationen von mindestens zwei voneinander verschiedenen Gasen erfasst und jede in dem Speicher abgespeicherte Referenzwerternenge jeweils soviel Teilwertemengen aufweist wie Gase erfasst worden sind.
i5
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des erzeugten Parametersatzes die Anzeige der Restgardauer auf einer Anzeige (10) des Gargeräts und/oder das automatische Abschalten einer Heizquelle (20) zur Beheizung des Garraums (4) und/oder ein akustisches Garendesignal ausgelöst
20 wird/werden.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des erzeugten Parametersatzes die Art der Speise bei dem momentanen Garvorgang ermittelt wird und die Betriebsart sowie die Garraumtemperatur für den 5 Garvorgang ausgewählt werden und/oder zur Anzeige gebracht wird/werden.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Sensors (14) in der Auswerteschaltung erst nach Ablauf einer vorher festgelegten Vorlaufzeit nach dem Startzeitpunkt t0 verarbeitet wird.
0 10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer Eingabe über ein Bedienelement (12) des Gargeräts oder eines mittels der Auswerteschaltung durchgeführten Vorvergleichs zwischen der Wertemenge und der Vielzahl von Vergleichswertemengen zu einem vorher festgelegten Zeitpunkt ti, mit t-i größer als t0 und kleiner als tn, für den Vergleich zum Zeitpunkt tn eine Teilmenge aus der Vielzahl von Vergleichswertemengen vorausgewählt wird.
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