WO2023247182A1 - Betreiben eines haushalts-gargeräts mit einem feuchtesensor - Google Patents

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WO2023247182A1
WO2023247182A1 PCT/EP2023/065192 EP2023065192W WO2023247182A1 WO 2023247182 A1 WO2023247182 A1 WO 2023247182A1 EP 2023065192 W EP2023065192 W EP 2023065192W WO 2023247182 A1 WO2023247182 A1 WO 2023247182A1
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cooking
venting
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moisture
ventilation
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PCT/EP2023/065192
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French (fr)
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Benjamin Wagner
Rolf Sauerbier
Alexandra JENZ
Tim Bender
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Hausgeraete GmbH
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A21—BAKING; EDIBLE DOUGHS
    • A21B—BAKERS' OVENS; MACHINES OR EQUIPMENT FOR BAKING
    • A21B3/00—Parts or accessories of ovens
    • A21B3/04—Air-treatment devices for ovens, e.g. regulating humidity
    • 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
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/085—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on baking ovens

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a household cooking appliance with a cooking chamber, an adjustable ventilation device for venting the cooking chamber and at least one moisture sensor for measuring moisture in the cooking chamber.
  • the invention also relates to a household cooking appliance with a cooking space, a controllable ventilation device for venting the cooking space and at least one moisture sensor for measuring moisture in the cooking space, the household cooking appliance being set up to carry out the method.
  • the invention also relates to a system comprising a household cooking appliance and an external entity that can be communicatively coupled to the household cooking appliance, the external entity being set up to carry out at least part of the method.
  • the invention is particularly advantageously applicable to ovens, in particular with steam cooking functionality and cooking drawers, in particular with steam cooking functionality, as well as steam treatment drawers.
  • DE 10 2012 200 586 A1 discloses a method for controlling a cooking process in a cooking appliance, in which a gas concentration that changes in the cooking appliance during the cooking process is determined, comprising the following steps: repeatedly measuring the gas concentration in the cooking appliance and comparing two consecutive measured values, recognizing a Extreme value of the gas concentration as a first switch-off condition, after recognizing the extreme value, continuing the measuring process for a period of time and reducing the power of a heating device of the gas appliance to such an extent that a warm-keeping function is provided if, after recognizing the first switch-off condition, at least one further switch-off condition is met within the period of time .
  • DE 10327 864 B4 discloses a method for contactless control of a cooking process in a cooking appliance with a cooking chamber, a sensor for detecting a gas concentration in the cooking chamber and an electrical or electronic control which has an evaluation circuit and a memory and is in signal transmission connection with the sensor, wherein the method has the following step: triggering a cooking appliance function as soon as the first derivative of the gas concentration after the time after an extreme value has been reached for the first time has become equal to zero and that after the extreme value of the first derivative of the gas concentration has been reached for the first time, the remaining cooking time is extrapolated depending on the output signal of the sensor and displayed on a display element of the gas appliance.
  • a cooking appliance device with a control unit which is provided for controlling a parameter in a cooking space that deviates from a temperature parameter.
  • the control unit can be intended to regulate an air humidity parameter.
  • control unit is intended to regulate the parameter via an exhaust air and/or via an ambient supply air.
  • a cooking chamber closure unit is provided, which can be controlled for regulation by means of the control unit.
  • the cooking space closure unit is continuously adjustable over at least one area.
  • the cooking space closure unit has at least two closure elements.
  • control unit has a storage unit in which good-specific data for control is stored.
  • EP 1 847203 A1 discloses that a cooking appliance measures when steam escapes from the food being cooked. The corresponding time provides information about how the further procedure should proceed. Preferably, after the steam escape is detected, the temperature in the cooking space is reduced so that the surface of the food to be cooked is prevented from blackening or drying out. Measuring the time at which steam emerges also allows the duration and temperature of further process steps to be optimally tailored to the food being cooked.
  • EP 1 595453 A1 discloses a method for automatically baking food products in an electric or gas oven with a baking chamber comprising an electric or gas heater, the method comprising the following steps: starting at a predetermined start time with baking a food product within the baking chamber of the oven ; monitoring the concentration of a substance in the air within the baking chamber after the start time; determining a maximum time at which the concentration of the substance reaches a maximum value; calculation nen the duration of a first time interval between the start time and the maximum time; calculating the duration of a second time interval based on the duration of the first time interval; and terminating baking of the food product at the end of the second time interval.
  • DE 10 2007 016 501 A1 discloses that in a method for controlling a cooking process of a food to be cooked in a cooking space of a steam cooker, moisture emerging from the food to be cooked in the cooking space is detected at least temporarily during the cooking process by a moisture sensor over time, with a during a measurement phase Steam is not introduced into the steam cooking chamber and the humidity sensor is evaluated. For a given cooking process with set steam supply times, the end of cooking is determined based on the evaluation of the moisture sensor during the measuring phase. Steam is introduced into the cooking chamber during a steam phase before the measuring phase, with the supply of steam being stopped after the steam phase and before the measuring phase during a ventilation phase, and the concentration of steam in the cooking chamber is greatly reduced by ventilation.
  • DE 10 2005 035 564 A1 discloses a method for controlling a household oven, in which during operation at least the air humidity in a baking muffle and / or within the vapor is recorded and evaluated as a baking or cooking parameter during a baking or cooking process, the air humidity being adjusted by influencing air removal and/or air supply to the baking muffle.
  • the task is solved in particular by a method for operating a household cooking appliance with a cooking space, an adjustable ventilation device for ventilation ventilating the cooking space and at least one moisture sensor for measuring moisture in the cooking space, in the method during a cooking process
  • a cooking state of food treated in the cooking chamber is determined from a comparison of the evaluations.
  • This type of measurement data acquisition (also referred to as a "step response") contains significantly more information than a continuous measurement data progression with the same venting state and advantageously enables an improved determination of a doneness of food treated in the cooking chamber even with less precise measurement data and thus also an improved setting of the cooking process .
  • an end of cooking time can be determined automatically more precisely, earlier and more reliably. This in turn enables the use of cheaper sensor systems and / or expands a sensor functionality to a wider range of devices (particularly sealed devices) or enables a wider range of applications.
  • the household cooking appliance can be, for example, an oven, a cooking drawer, a microwave oven or a combination thereof.
  • the household cooking appliance can also have a steam cooking functionality and can also have a steam generator.
  • the method is applied to a household cooking appliance with steam cooking functionality during a drying phase during which no steam is generated by the steam generator or no steam is introduced into the cooking space.
  • the controllable ventilation device is set up to ventilate the cooking space, so that at least part of the cooking space atmosphere can escape or exit the cooking space in a targeted manner.
  • it has at least one ventilation opening.
  • the cooking chamber atmosphere or exhaust air air, steam, Vapors, etc.
  • a cross section of the at least one ventilation opening or an adjoining ventilation channel is adjustable, for example by means of a flap.
  • the cross section can be adjusted to the ventilation states "open” and "closed”, and in another development also in intermediate steps with different opening cross sections.
  • At least one fan is assigned to the at least one ventilation opening or an adjoining ventilation channel ("forced ventilation").
  • the fan can be set to the ventilation states "on” and "off”. If the speed of the fan can be controlled, the speed can also be adjusted in a further development.
  • the use of a fan has the advantage that a ventilation volume flow can be set particularly precisely. A particularly strong ventilation volume flow can also advantageously be achieved in this way.
  • the ventilation device additionally has a supply air duct connecting the cooking chamber with the environment. This advantageously allows ventilation to be carried out more quickly, especially if the cooking chamber is sealed in a steam-tight manner.
  • the supply air duct is a permanently open duct, in particular with a small cross-sectional area. This is advantageously particularly easy to implement. This development can be used particularly advantageously in an otherwise vapor-tight cooking chamber, because the supply air duct can prevent the formation of a low pressure or negative pressure in the cooking chamber during forced ventilation, which could lead to a sufficiently large ventilation volume flow not being generated.
  • a fan can be assigned to the supply air duct, which, when activated, pushes ambient air into the cooking space ("forced ventilation”).
  • the fan can be set to the ventilation states "on” and “off”. Is The fan speed can be controlled, and in a further development the speed can also be adjusted.
  • the advantage of using a fan on or in the supply air duct is that a ventilation volume flow can be set particularly precisely. A particularly strong ventilation volume flow can also advantageously be achieved in this way.
  • a cross section of the supply air duct and/or a cross section of a supply air opening of the supply air duct which opens into the cooking space can be adjusted, for example by means of a flap.
  • the cross section can be set to the states “open” and “closed” in a particularly easy to implement further development, and in another further development also in intermediate steps with different opening cross sections. This also has the advantage that a ventilation volume flow can be set particularly precisely.
  • a venting state corresponds in particular to a specific setting of the venting device, in particular in order to adjust a strength of the discharged exhaust air volume flow.
  • Different ventilation states differ in the ability to generate different exhaust air volume flows. Different ventilation states can result, for example, from different flap positions and/or from different fan performance.
  • the ventilation device is set up to generate two different ventilation states, namely, on the one hand, ventilation of the cooking space and, on the other hand, no or at least no forced ventilation of the cooking space. This can be done by switching the fan on or off and/or by opening or closing the flap.
  • Possible examples of creating two different venting states may include, but are not limited to:
  • the first ventilation state includes a closed ventilation channel and/or a fan assigned to the ventilation channel in the switched off state.
  • the second ventilation state includes an open ventilation channel and/or a fan assigned to the ventilation channel in the switched-on state. If the cooking chamber atmosphere or exhaust air is sucked out through the ventilation duct using forced ventilation, ambient air can flow in through leakage openings. A progression of moisture can be particularly special on the one hand immediately before switching to the second venting state and on the other hand immediately after returning to the first venting state from the second venting state (ie, in the first venting state after previous venting of the cooking space).
  • the first ventilation state includes a closed ventilation duct and a closed supply air duct.
  • the second ventilation state includes an open ventilation channel and an open supply air channel as well as a fan assigned to the ventilation channel in the switched-on state and/or a fan assigned to the supply air channel in the switched-on state.
  • a course of moisture can be evaluated in particular, on the one hand, immediately before switching to the second venting state and, on the other hand, immediately after returning to the first venting state from the second venting state (i.e., in the first venting state after previous venting of the cooking space).
  • the moisture in the cooking space or the cooking space atmosphere can be measured directly or indirectly (e.g. via the oxygen content).
  • humidity sensors include gas sensors, oxygen sensors, especially lambda sensors, dew point sensors, optical sensors, air density sensors, etc.
  • thermal radiation for example through electrical resistance heaters, microwave energy and/or steam.
  • the course of the moisture measured by means of the at least one moisture sensor includes several measured values measured or derived in succession.
  • the fact that the course of the moisture is evaluated includes, in particular, that at least one characteristic property of the course or curve is determined.
  • the at least one characteristic property can be, for example, a slope value.
  • the fact that the course of the moisture is evaluated at a certain set ventilation state includes that moisture measurements that were measured directly or indirectly during this ventilation state are evaluated.
  • the at least one characteristic property is not limited to the slope value, but can additionally or alternatively be a change in slope, a curve integral, an extreme value (minimum and/or maximum), a settling time, etc.
  • the cooking state of the food to be cooked is determined.
  • the cooking state can, for example, include a current degree of doneness and/or - in particular by comparison with a target cooking state - an expected end of the cooking time or a remaining cooking time.
  • the expected end of the cooking time can be determined earlier than before using the present method and, for example, the cooking process can be adjusted more precisely.
  • a corresponding algorithm can be used to determine the cooking status, in particular the end of the cooking time. This may have been created based on real tests and/or simulations. It is a further development that data sets from real experiments are put into a learning model to determine the algorithm. For example, the model calculates the doneness of the respective food depending on the moisture values, in particular the characteristic properties of the moisture gradients. Other input parameters of the model may include, for example:
  • - Settings of the cooking appliance such as target cooking chamber temperature, type of activated radiator (e.g. bottom heat, top heat, hot air, etc.), etc.
  • a degree of browning of the food to be cooked e.g. determined using a camera.
  • the method includes in particular that the venting state is changed at least once between the first venting state and the second venting state. since or is switched over. This may include changing the venting state multiple times. If the venting status is changed several times, the cooking status can be determined based on each switching process, even in combination. In this way, the determination of the cooking state, for example the prediction of the end of the cooking time, can advantageously be determined more precisely. It is a further development that when the venting state is changed several times, the system changes from the first venting state to the second venting state and back, in a further development also several times.
  • the method is not limited to this, and in principle it can be changed to any venting states, for example from the first venting state to the second venting state, then to a third venting state, etc. Therefore, when describing the present method, when referring to a first venting state and When we talk about a second venting state, this only means that a change is made from a certain venting state to another venting state, as long as nothing else arises from the context.
  • one of the ventilation states is set in such a way that the most favorable setting for the cooking sequence or cooking process results.
  • This venting state can in particular be a venting state that would also be set for the treatment of food without using the present method.
  • the other venting state is then in particular a venting state that does not correspond to a most favorable setting for the cooking process or would not be set without using the present method.
  • This development is particularly advantageous if the non-optimal venting state is only set for a short period of time, because its effect on the food to be cooked does not have a noticeable effect on the cooking state and/or the end of the cooking time.
  • the fact that the course of the moisture is evaluated during the second venting state can include, in a further development, that the course of the moisture is evaluated immediately after the start of the second venting state.
  • the first moisture measurement value is measured immediately after the start of the second ventilation state.
  • the fact that the course of the moisture is evaluated during the second venting state can include, in a further development, that the course of the moisture after a predetermined delay time after the start of the second ventilation state is evaluated.
  • the first moisture measurement value is only measured after the specified delay time has expired.
  • the evaluation or recording of measured values can in principle be carried out at any time and using any measuring points, even several times.
  • the course of the moisture is evaluated after the end of the second venting state, which can include returning to the first or a further (e.g. third) venting state after the second venting state has been carried out and the course of the moisture at the beginning of the second venting state is measured, in particular immediately (i.e., without specific delay) at the beginning of the venting state following the second venting state.
  • the evaluations include a determination of a slope value of a course of the respective moisture as the characteristic property and the comparison includes a determination of a difference in the slope values. This is particularly advantageous because slope values can be determined using comparatively few measured values, or in extreme cases only based on two measured values. In addition, the slope value is a comparatively robust characteristic property.
  • the slope value includes or is a slope (as such). If there are more than two measuring points, a slope can be determined by curve fitting or similar.
  • the humidity F(h) and F(t 2 ) of the cooking space atmosphere can be measured in the first venting state Zi at times h and t2, respectively, these times not being those directly recorded. consecutive measured values need to be, but can be.
  • the humidity F can be measured cyclically, for example every 10 s or every 30 s.
  • the slope value comprises a slope averaged from several slopes determined at different time intervals. This is advantageously particularly robust. This average slope can also be referred to as the “average rate of change” and can be used, for example, instead of just one slope.
  • the second venting state enables greater venting, for example because a flap is opened further and/or the fan is switched on or is set to a higher throughput than in the first venting state. This advantageously covers the case in which, in order to determine the end of the cooking time, the moisture level is reduced for a short time by means of the second venting state in order to then be able to increase again.
  • the first venting state enables greater venting than the second venting state. This can be advantageous in order to be able to determine particularly precisely whether steam is released by the food to be cooked using the second venting state.
  • AW Absolute Water
  • the change in the moisture value or the moisture profile can be used to determine the porosity of the food being cooked and how this porosity changes during the cooking process. Different foods produce different moisture profiles in the cooking chamber. It is therefore also possible to determine the type of food to be cooked and/or the amount of food to be cooked if the temperature/energy input and moisture profile as well as the moisture removal are known.
  • the task is also solved by a household cooking appliance with a cooking space, a controllable ventilation device for venting the cooking space and at least one moisture sensor for measuring moisture in the cooking space, the household cooking appliance being set up to carry out the above method.
  • the household cooking appliance can be designed analogously to the method and has the same advantages.
  • the household cooking appliance has a steam cooking functionality. It can be set up to generate steam generated by a steam generator during the first set venting state and/or during the second set venting state and to introduce it into the cooking space. The algorithm for determining the cooking state or end of cooking time can then be set up to take into account the addition of steam caused by the steam generator.
  • the household cooking appliance has a vapor-tight cooking chamber. This is particularly advantageous for determining the cooking status or the end of the cooking time, because then a parasitic escape of the cooking chamber atmosphere from the cooking chamber gaps between the door and the cooking chamber or other leaks such as sockets, openings in the cooking chamber (e.g. for the motor axis of a fan wheel), etc. can be avoided.
  • the household cooking appliance has a control device which is set up to carry out at least part of the method, in particular is set up to evaluate the courses and determine the cooking state. This has the advantage that the process can be carried out autonomously on the household appliance.
  • the task is also solved by a system consisting of a household cooking appliance, in particular as described above, and an external entity that can be communicatively coupled to the household cooking appliance, the external entity being set up to carry out at least part of the method, in particular for evaluating the Progressions and determining the doneness.
  • the external instance can be, for example, a user terminal, in particular a mobile user terminal such as a smartphone or tablet, etc., a network server or a cloud computer.
  • Fig. 1 shows a sectional view in side view of a household cooking appliance in the form of an oven, which is set up to carry out the method
  • Fig.2 shows a possible sequence of the method.
  • Fig. 1 shows a sectional view in side view of a household cooking appliance in the form of an oven 1 with a cooking chamber 2, the front loading opening of which can be closed in a vapor-tight manner by means of a door 3.
  • the cooking chamber 2 has a ventilation opening 4, which merges into a ventilation channel 5.
  • the ventilation duct 5 is equipped with a flap 6 (or another passage valve) and/or with a fan 7 for draining exhaust air from the cooking space 2.
  • the flap 6 and the fan 7 can be controlled by a control device 8, which here also includes other functions Oven 1 controls, e.g. controls cooking sequences or processes.
  • control device 8 can, for example, control resistance radiators such as at least one top heat radiator 9, a bottom heat radiator (not shown), a hot air heater (not shown), etc., for example to set a cooking space temperature.
  • the oven 1 has a steam generator 10, which can also be controlled by the control device 8 to generate steam.
  • the oven also has a humidity sensor 11, for example a lambda probe, which is coupled to the control device 8 and transmits recorded measured values to the control device 8.
  • a communication module 12 such as an Ethernet module, a WLAN module and/or a Bluetooth module can be present in order to connect the oven 1 to an external entity such as a smartphone S, a tablet, etc., a network server N, a cloud computer etc. to connect data-technically.
  • the oven 1 can also have a supply air device 13, 14, 15 with a supply air duct 13 connecting the cooking chamber 2 with the environment, the supply air duct 13 being assigned a fan 14 which, when activated, pushes ambient air into the cooking chamber 2.
  • a flap 15 can be present in order to either open the supply air duct 13 to allow the ambient air to pass through or to close the supply air duct 13 in a vapor-tight manner.
  • the fan 14 and the flap 15 can also be controlled by the control device 8.
  • the supply air device 13, 14, 15 can be used to support ventilation of the cooking chamber 2.
  • Fig. 2 shows a possible sequence of the method using the oven 1 as an example.
  • a step S1 the cooking chamber 2 is loaded with food to be cooked, for example bread dough, and the cooking process is started.
  • food to be cooked for example bread dough
  • a target cooking state and a type of food to be cooked may have been entered by the user or called up from a cooking program.
  • the type of food to be cooked may also have been determined automatically by the oven 1.
  • the first ventilation state is set so that the flap 6 is open and/or the fan 7 is running.
  • moisture in the cooking chamber 2 increases due to steam released by the food to be cooked.
  • moisture measurement values are recorded at different times using the moisture sensor 11, advantageously immediately after the start of the cooking process.
  • control device 8 calculates an incline, in particular an average one.
  • a step S4 the venting state is switched to a second venting state in which the flap 6 is closed and/or the fan 7 is at a standstill.
  • the humidity in the cooking space 2 increases significantly faster than in the first venting state.
  • step S5 moisture measurement values are now recorded at different times using the moisture sensor 11, analogous to step S2.
  • control device 8 calculates a gradient, in particular an average gradient, analogously to step S3.
  • the control device 8 calculates an expected end of the cooking time from the gradients calculated for the two venting states using an algorithm implemented, for example programmed, in the control device 8 and can in particular display the end of the cooking time to a user and / or adapt the cooking process to it.
  • step S8 the system switches back to the first venting state. As a result, the moisture readings decrease or rise again much more slowly.
  • step S9 analogous to step S2
  • measured values can now be recorded again and evaluated in a likewise optional step S10, analogous to step S3, by determining the slope.
  • step S11 the control device 8, analogous to step S7, can additionally use this gradient using the algorithm to determine the end of the cooking time.
  • the cooking process is ended.
  • the period of time or phase in which the second venting state is present can be comparatively short, for example 1 minute, while the period of time or phase in which the first venting state is present can be comparatively long, for example 15 minutes.
  • the phase in which the second venting state occurs can be set or carried out several times during the cooking process with the corresponding evaluations and, if necessary, actions.
  • steps S2, S3, S5 to S7 and possibly S9 to S11 can also take place in the smartphone S or in the network server N.
  • the supply air device 13 to 15 can also be activated in the first ventilation state.
  • a numerical statement can also include exactly the number specified as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.

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Abstract

Verfahren (S1-S12) zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts (1) mit einem Garraum (2), einer einstellbaren Entlüftungseinrichtung (4-7) zum Entlüften des Garraums (2) und mindestens einem Feuchtesensor (11) zum Messen einer Feuchtigkeit in dem Garraum (2), wobei bei dem Verfahren während eines Garablaufs ein Verlauf der Feuchtigkeit bei einem ersten eingestellten Entlüftungszustand ausgewertet wird (S2, S3), von dem ersten Entlüftungszustand auf einen zweiten eingestellten Entlüftungszustand, der eine im Vergleich zu dem ersten Entlüftungszustand unterschiedlich starke Entlüftung ermöglicht, umgestellt wird (S4), ein Verlauf der Feuchtigkeit während des zweiten Entlüftungszustands oder nach Beendigung des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird (S5, S6) und aus einem Vergleich der Auswertungen ein Garzustand von in dem Garraum behandeltem Gargut bestimmt wird (S7).

Description

Betreiben eines Haushalts-Gargeräts mit einem Feuchtesensor
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts mit einem Garraum, einer einstellbaren Entlüftungseinrichtung zum Entlüften des Garraums und mindestens einem Feuchtesensor zum Messen einer Feuchtigkeit in dem Garraum. Die Erfindung betrifft auch ein Haushalts-Gargerät mit einem Garraum, einer steuerbaren Entlüftungseinrichtung zum Entlüften des Garraums und mindestens einem Feuchtesensor zum Messen einer Feuchtigkeit in dem Garraum, wobei das Haushalts-Gargerät zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein System aus einem Haushalts-Gargerät und einer mit dem Haushalts-Gargerät kommunikativ koppelbaren externen Instanz, wobei die externe Instanz dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil des Verfahrens durchzuführen. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Backöfen, insbesondere mit Dampfgarfunktionalität und Garschubladen, insbesondere mit Dampfgarfunktionalität, sowie Dampfbehandlungsschubladen.
DE 10 2012 200 586 A1 offenbart Verfahren zur Regelung eines Garvorganges bei einem Gargerät, bei dem eine sich im Gargerät während des Garvorganges verändernde Gaskonzentration bestimmt wird, umfassend folgende Schritte: Wiederholtes Messen der Gaskonzentration im Gargerät und Vergleichen jeweils zweier zeitlich aufeinanderfolgender Messwerte, Erkennen eines Extremwertes der Gaskonzentration als eine erste Abschaltbedingung, Nach Erkennen des Extremwertes Fortführen des Messvorganges für eine Zeitdauer und Reduzieren einer Leistung einer Heizeinrichtung des Gasgeräts so weit, dass eine Warmhaltefunktion gegeben ist, wenn nach Erkennen der ersten Abschaltbedingung innerhalb der Zeitdauer zumindest eine weitere Abschaltbedingung erfüllt wird.
DE 10327 864 B4 offenbart ein Verfahren zur berührungslosen Steuerung eines Garvorgangs bei einem Gargerät mit einem Garraum, einem Sensor zur Erfassung einer Gaskonzentration in dem Garraum und einer elektrischen oder elektronischen Steuerung, die eine Auswerteschaltung und einen Speicher aufweist und mit dem Sensor in Signalübertragungsverbindung steht, wobei das Verfahren den folgenden Verfahrensschritt aufweist: Auslösen einer Gargerätefunktion, sobald die erste Ableitung der Gaskonzentration nach der Zeit nach dem erstmaligen Erreichen eines Extremwerts gleich Null geworden ist und dass nach dem erstmaligen Erreichen des Extremwerts der ersten Ableitung der Gaskonzentration nach der Zeit die Restgardauer in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Sensors extrapoliert und auf einem Anzeigeelement des Gasgeräts zur Anzeige gebracht wird.
In DE 102008 040 398 A1 wird, um eine Gargerätevorrichtung bereitzustellen, mittels der ein Prozess innerhalb eines Garraums verbessert werden kann, eine Gargerätevorrichtung mit einer Regelungseinheit vorgeschlagen, die zur Regelung einer von einer Temperaturkenngröße abweichenden Kenngröße in einem Garraum vorgesehen ist. Die Regelungseinheit kann dazu vorgesehen sein, eine Luftfeuchtigkeitskenngröße zu regeln.
In einer Variante ist die Regelungseinheit dazu vorgesehen, über eine Abluft und/oder über eine Umgebungszuluft die Kenngröße zu regeln. In einer Variante ist eine Garraumverschlusseinheit vorgesehen, die mittels der Regelungseinheit zur Regelung ansteuerbar ist. In einer Variante ist die Garraumverschlusseinheit über zumindest einen Bereich stufenlos einstellbar. In einer Variante weist die Garraumverschlusseinheit wenigstens zwei Verschlusselemente auf. In einer Variante ist eine Feuchtigkeitsmesseinheit vorhanden. In einer Variante weist die Regelungseinheit eine Speichereinheit auf, in der gutspezifische Daten zur Regelung gespeichert sind.
EP 1 847203 A1 offenbart, dass in einem Gargerät gemessen wird, wann es zu einem Dampfaustritt aus dem Gargut kommt. Der entsprechende Zeitpunkt gibt Aufschluss darüber, wie das weitere Verfahren verlaufen soll. Vorzugsweise wird nach Detektion des Dampfaustritts die Temperatur im Garraum reduziert, so dass eine Schwärzung oder Austrocknung der Oberfläche des Garguts verhindert wird. Die Messung des Zeitpunkts des Dampfaustritts erlaubt es auch, Dauer und Temperatur weiterer Verfahrensschritte auf das jeweilige Gargut optimal abzustimmen.
EP 1 595453 A1 offenbart ein Verfahren zum automatischen Backen von Lebensmittelprodukten in einem Elektro- oder Gasofen mit einem Backraum, umfassend eine Elektrooder Gasheizung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Beginnen zu einem vorbestimmten Startzeitpunkt mit dem Backen eines Nahrungsmittelprodukts innerhalb des Backraums des Ofens; Überwachen der Konzentration einer Substanz in der Luft innerhalb des Backraums nach dem Startzeitpunkt; Bestimmen eines maximalen Zeitpunkts, in dem die Konzentration der Substanz einen maximalen Wert erreicht; Berech- nen der Dauer eines ersten Zeitintervalls zwischen dem Startzeitpunkt und dem Maximalzeitpunkt; Berechnen der Dauer eines zweiten Zeitintervalls auf der Basis der Dauer des ersten Zeitintervalls; und Beenden des Backens des Nahrungsmittelprodukts am Ende des zweiten Zeitintervalls.
DE 10 2007 016 501 A1 offenbart, dass bei einem Verfahren zur Regelung eines Garvorgangs eines Gargutes in einem Garraum eines Dampfgarers während des Garvorgangs zumindest zeitweise eine aus dem Gargut austretende Feuchte im Garraum durch einen Feuchtesensor über der Zeit erfasst wird, wobei während einer Messphase ein Einbringen von Dampf in den Dampfgarraum unterbleibt und der Feuchtesensor ausgewertet wird. Bei vorgegebenem Garvorgang mit festgelegten Zeiten der Zuführung von Dampf wird aufgrund der Auswertung des Feuchtesensors während der Messphase das Garende bestimmt. Dabei wird vor der Messphase während einer Dampfphase Dampf in den Garraum eingebracht, wobei die Dampfzufuhr nach der Dampfphase und vor der Messphase während einer Belüftungsphase beendet und durch Belüftung die Konzentration von Dampf im Garraum stark reduziert wird.
DE 10 2005 035 564 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines Haushaltsbackofens, bei welchem im Betrieb mindestens die Luftfeuchtigkeit in einer Backmuffel und/oder innerhalb von dem Wrasen als Back- oder Garparameter während eines Backoder Garvorgangs erfasst und ausgewertet wird, wobei die Luftfeuchtigkeit eingestellt wird durch Beeinflussung einer Luftabfuhr und/oder einer Luftzufuhr der Backmuffel.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit bereitgestellt wird, einen Garzustand von Gargut, insbesondere dessen voraussichtliches Garzeitende, zu bestimmen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts mit einem Garraum, einer einstellbaren Entlüftungseinrichtung zum Ent- lüften des Garraums und mindestens einem Feuchtesensor zum Messen einer Feuchtigkeit in dem Garraum, wobei bei dem Verfahren während eines Garablaufs
- ein Verlauf der Feuchtigkeit bei einem ersten eingestellten Entlüftungszustand ausgewertet wird,
- von dem ersten Entlüftungszustand auf einen zweiten eingestellten Entlüftungszustand, der eine im Vergleich zu dem ersten Entlüftungszustand unterschiedlich starke Entlüftung ermöglicht, umgestellt wird,
- ein Verlauf der Feuchtigkeit während des zweiten Entlüftungszustands oder nach Beendigung des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird und
- aus einem Vergleich der Auswertungen ein Garzustand von in dem Garraum behandeltem Gargut bestimmt wird.
Diese Art der Messdatenerfassung (auch als "Sprungantwort" bezeichenbar") enthält deutlich mehr Information als ein kontinuierlicher Messdatenverlauf bei gleichem Entlüftungszustand und ermöglicht vorteilhafterweise selbst bei ungenaueren Messdaten eine verbesserte Bestimmung eines Garzustands von in dem Garraum behandeltem Gargut und damit auch eine verbesserte Einstellung des Garablaufs. Insbesondere kann ein Garzeitende genauer, früher und zuverlässiger automatisch bestimmt werden. Dies wiederum ermöglicht den Einsatz von günstigeren Sensorsystemen und/oder erweitert eine Sensorfunktionalität auf eine breitere Gerätevarianz (insbesondere abgedichtete Geräte) bzw. ermöglicht ein breiteres Anwendungsspektrum.
Das Haushalts-Gargerät kann beispielsweise ein Backofen, eine Garschublade, ein Mikrowellengerät oder Kombination daraus sein. Insbesondere kann das Haushalts-Gargerät auch eine Dampfgarfunktionalität aufweisen und dazu einen Dampferzeuger aufweisen.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren bei einem Haushalts-Gargerät mit Dampfgarfunktionalität während einer Trockenphase zugeführt wird, während der kein Dampf mittels des Dampferzeugers erzeugt bzw. kein Dampf in den Garraum eingeführt wird.
Die steuerbare Entlüftungseinrichtung ist zum Entlüften des Garraums eingerichtet, so dass zumindest ein Teil der Garraumatmosphäre gezielt aus dem Garraum entweichen bzw. austreten kann. Sie weist dazu insbesondere mindestens eine Entlüftungsöffnung auf. Die aus dem Garraum austretende Garraumatmosphäre bzw. Abluft (Luft, Dampf, Wrasen usw.) kann insbesondere in die Umgebung abgegeben werden, ggf. nach seiner Reinigung, beispielsweise in einen Entlüftungskanal oder einen Wrasenabzug.
Es ist eine Weiterbildung, dass ein Querschnitt der mindestens einen Entlüftungsöffnung oder eines daran anschließenden Entlüftungskanals einstellbar ist, z.B. mittels einer Klappe. Der Querschnitt kann in einer besonders einfach umsetzbaren Weiterbildung auf die Entlüftungszustände "offen" und "geschlossen" eingestellt werden, in noch einer Weiterbildung auch in Zwischenschritten mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten.
Es ist eine zusätzlich oder alternative Weiterbildung, dass der mindestens einen Entlüftungsöffnung bzw. einem daran anschließenden Entlüftungskanal mindestens ein Lüfter zugeordnet ist ("forcierte Entlüftung"). In einer besonders einfach umsetzbaren Weiterbildung kann der Lüfter auf die Entlüftungszustände "ein" und "aus" eingestellt werden. Ist der Lüfter drehzahlregelbar, kann in noch einer Weiterbildung auch die Drehzahl eingestellt werden. Die Verwendung eines Lüfters ergibt den Vorteil, dass ein Entlüftungsvolumenstrom besonders genau einstellbar ist. Auch kann so vorteilhafterweise ein besonders starker Entlüftungsvolumenstrom erreicht werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Entlüftungseinrichtung zusätzlich einen den Garraum mit der Umgebung verbindenden Zuluftkanal aufweisen. Dadurch kann vorteilhafterweise eine Entlüftung schneller durchgeführt werden, insbesondere, wenn der Garraum dampfdicht abgeschlossen ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Zuluftkanal ein permanent offener Kanal ist, insbesondere mit einer geringen Querschnittsfläche. Dies ist vorteilhafterweise besonders einfach umsetzbar. Diese Weiterbildung ist besonders vorteilhaft einsetzbar bei einem ansonsten dampfdichten Garraum, weil durch den Zuluftkanal eine Ausbildung eines geringen Drucks oder Unterdrucks im Garraum bei forcierter Entlüftung vermeidbar ist, welcher dazu führen könnte, dass kein ausreichend großer Entlüftungsvolumenstrom erzeugt werden würde.
Dem Zuluftkanal kann ein Lüfter zugeordnet ist, der bei Aktivierung Umgebungsluft in den Garraum drückt ("forcierte Belüftung"). In einer besonders einfach umsetzbaren Weiterbildung kann der Lüfter auf die Entlüftungszustände "ein" und "aus" eingestellt werden. Ist der Lüfter drehzahlregelbar, kann in noch einer Weiterbildung auch die Drehzahl eingestellt werden. Die Verwendung eines Lüfters am oder im Zuluftkanal ergibt den Vorteil, dass ein Entlüftungsvolumenstrom besonders genau einstellbar ist. Auch kann so vorteilhafterweise ein besonders starker Entlüftungsvolumenstrom erreicht werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass ein Querschnitt des Zuluftkanals und/oder ein Querschnitt einer in den Garraum mündenden Zuluftöffnung des Zuluftkanals einstellbar ist, z.B. mittels einer Klappe. Der Querschnitt kann in einer besonders einfach umsetzbaren Weiterbildung auf die Zustände "offen" und "geschlossen" eingestellt werden, in noch einer Weiterbildung auch in Zwischenschritten mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten. Auch dies ergibt den Vorteil, dass ein Entlüftungsvolumenstrom besonders genau einstellbar ist.
Ein Entlüftungszustand entspricht insbesondere einer bestimmten Einstellung der Entlüftungseinrichtung, insbesondere um eine Stärke des abgeführten Abluftvolumenstroms einzustellen. Unterschiedliche Entlüftungszustände unterscheiden sich durch die Möglichkeit, unterschiedliche Abluftvolumenströme zu erzeugen. Unterschiedliche Entlüftungszustände können sich beispielsweise durch unterschiedliche Klappenstellungen und/oder durch unterschiedliche Lüfterleistungen ergeben.
In einer besonders einfach und preiswert umsetzbaren Weiterbildung ist die Lüftungseinrichtung dazu eingerichtet, zwei unterschiedliche Entlüftungszustände zu erzeugen, nämlich einerseits eine Entlüftung des Garraums und andererseits keine oder zumindest keine forcierte Entlüftung des Garraums. Dies kann durch Ein- bzw. Ausschalten des Lüfters und/oder durch Öffnen bzw. Schließen der Klappe umgesetzt werden.
Mögliche Beispiele, zwei unterschiedliche Entlüftungszustände zu erzeugen, können unter anderem umfassen:
- Der Garraum ist nicht oder nicht hochgradig dampfdicht: der erste Entlüftungszustand umfasst einen geschlossenen Entlüftungskanal und/oder einen dem Entlüftungskanal zugeordneten Lüfter im ausgeschalteten Zustand. Der zweite Entlüftungszustand umfasst einen geöffneten Entlüftungskanal und/oder einen dem Entlüftungskanal zugeordneten Lüfter im eingeschalteten Zustand. Wird die Garraumatmosphäre bzw. Abluft durch den Entlüftungskanal mittels forcierter Entlüftung abgesaugt, kann Umgebungsluft durch Leckageöffnungen nachströmen. Ein Verlauf der Feuchtigkeit kann insbe- sondere einerseits unmittelbar vor Umschalten in den zweiten Entlüftungszustand und andererseits unmittelbar nach Rückkehr in den ersten Entlüftungszustand aus dem zweiten Entlüftungszustand (d.h., im ersten Entlüftungszustand nach vorheriger Entlüftung des Garraums) ausgewertet werden.
- Der Garraum ist dampfdicht: der erste Entlüftungszustand umfasst einen geschlossenen Entlüftungskanal und einen geschlossenen Zuluftkanal. Der zweite Entlüftungszustand umfasst einen geöffneten Entlüftungskanal und einen geöffneten Zuluftkanal sowie einen dem Entlüftungskanal zugeordneten Lüfter im eingeschalteten Zustand und/oder einen dem Zuluftkanal zugeordneten Lüfter im eingeschalteten Zustand. Ein Verlauf der Feuchtigkeit kann insbesondere einerseits unmittelbar vor Umschalten in den zweiten Entlüftungszustand und andererseits unmittelbar nach Rückkehr in den ersten Entlüftungszustand aus dem zweiten Entlüftungszustand (d.h., im ersten Entlüftungszustand nach vorheriger Entlüftung des Garraums) ausgewertet werden.
Mittels des Feuchtesensors kann die Feuchtigkeit in dem Garraum bzw. der Garraumatmosphäre direkt oder indirekt (z.B. über den Sauerstoffgehalt) gemessen werden. Beispiele für Feuchtesensoren umfassen Gassensoren, Sauerstoffsensoren, insbesondere Lambda-Sensoren, Taupunkt-Sensoren, optische Sensoren, Luftdichte-Sensoren usw.
Während eines Garablaufs wird in dem Garraum vorhandenes Gargut behandelt, z.B. durch Einbringung von Wärmestrahlung, beispielsweise durch elektrische Widerstandsheizkörper, Mikrowellenenergie und/oder Dampf.
Der mittels des mindestens einen Feuchtesensors gemessene Verlauf der Feuchtigkeit umfasst mehrere zeitlich aufeinanderfolgend gemessene oder abgeleitete Messwerte.
Dass der Verlauf der Feuchtigkeit ausgewertet wird, umfasst insbesondere, dass mindestens eine charakteristische Eigenschaft des Verlaufs bzw. der Kurve bestimmt wird. Die mindestens eine charakteristische Eigenschaft kann z.B. ein Steigungswert sein. Dass der Verlauf der Feuchtigkeit bei einem bestimmten eingestellten Entlüftungszustand ausgewertet wird, umfasst, dass Feuchtigkeitsmesswerte, die während dieses Entlüftungszustands direkt oder indirekt gemessen worden sind, ausgewertet werden. Die mindestens eine charakteristische Eigenschaft ist jedoch nicht auf den Steigungswert beschränkt, sondern kann zusätzlich oder alternativ eine Änderung der Steigung, ein Kurvenintegral, ein Extremwert (Minimum und/oder Maximum), eine Einschwingzeit, usw. sein.
Durch Vergleich der mindestens einen charakteristische Eigenschaft bei dem ersten Entlüftungszustand und der gleichen mindestens einen charakteristische Eigenschaft bei dem zweiten Entlüftungszustand, insbesondere einem jeweiligen Steigungswert im Feuchtigkeitsverlauf, wird der Garzustand des Garguts bestimmt. Der Garzustand kann beispielsweise einen aktuellen Gargrad und/oder - insbesondere durch Vergleich mit einem Soll- Garzustand - ein voraussichtliches Garzeitende bzw. eine Restgardauer umfassen. Insbesondere kann das voraussichtliche Garzeitende mittels des vorliegenden Verfahrens früher festgestellt werden als bisher und dadurch z.B. eine Anpassung des Garablaufs genauer erfolgen.
Zur Bestimmung des Garzustands, insbesondere des Garzeitendes kann ein entsprechender Algorithmus verwendet werden. Dieser kann auf Basis von realen Versuchen und/oder Simulationen erstellt worden sein. Es ist eine Weiterbildung, dass zur Ermittlung des Algorithmus Datensätze aus realen Versuchen in ein lernendes Modell gegeben werden. Das Modell errechnet beispielsweise in Abhängigkeit der Feuchtewerte, insbesondere der charakteristischen Eigenschaften der Feuchtigkeitsverläufe, den Garzustand des jeweiligen Garguts. Weitere Eingangsparameter des Modells können beispielsweise umfassen:
- Einstellungen des Gargeräts wie Soll-Garraumtemperatur, Art aktivierter Heizkörper (z.B. Unterhitze, Oberhitze, Heißluft, usw.), usw.
- eine Art des Garguts, die nutzerseitig eingegeben oder automatisch bestimmt worden sein kann;
- eine Größe und/oder ein Volumen des Garguts;
- ein Gewicht des Garguts;
- eine Saftigkeit des Garguts;
- ein Soll-Garzustand des Garguts;
- ein, z.B. mittels einer Kamera bestimmbarer, Bräunungsgrad des Garguts.
Das Verfahren umfasst insbesondere, dass der Entlüftungszustand mindestens einmal zwischen dem ersten Entlüftungszustand und dem zweiten Entlüftungszustand gewech- seit bzw. umgeschaltet wird. Dies kann umfassen, dass der Entlüftungszustand mehrfach gewechselt wird. Wird der Entlüftungszustand mehrfach gewechselt, kann der Garzustand anhand jedes Umschaltvorgangs bestimmt werden, auch im Kombination. So wird vorteilhafterweise die Bestimmung des Garzustands, z.B. die Vorhersage des Garzeitendes, genauer bestimmbar. Es ist eine Weiterbildung, dass bei einem mehrfachen Wechsel des Entlüftungszustands von dem ersten Entlüftungszustand zu dem zweiten Entlüftungszustand und zurück gewechselt wird, in einer Weiterbildung auch mehrmals. Jedoch ist das Verfahren nicht darauf beschränkt, und es kann grundsätzlich zu beliebigen Entlüftungszuständen hin gewechselt werden, z.B. von dem ersten Entlüftungszustand zu dem zweiten Entlüftungszustand, dann zu einem dritten Entlüftungszustand, usw. Wenn bei der Beschreibung des vorliegenden Verfahrens daher von einem ersten Entlüftungszustand und einem zweiten Entlüftungszustand die Rede ist, so ist damit nur gemeint, dass von einen bestimmten Entlüftungszustand zu einem anderen Entlüftungszustand gewechselt wird, solange sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt.
Es ist eine Weiterbildung, dass einer der Entlüftungszustände so eingestellt ist, dass sich eine günstigste Einstellung für den Garablauf bzw. Garprozess ergibt. Dieser Entlüftungszustand kann insbesondere ein Entlüftungszustand sein, der auch ohne Nutzung des vorliegenden Verfahrens zur Gargutbehandlung eingestellt werden würde. Der andere Entlüftungszustand ist dann insbesondere ein Entlüftungszustand, der keiner günstigsten Einstellung für den Garprozess entspricht bzw. ohne Nutzung des vorliegenden Verfahrens nicht eingestellt werden würde. Diese Weiterbildung ist besonders dann vorteilhaft, wenn der nicht optimale Entlüftungszustand nur für eine kurze Zeitdauer eingestellt wird, weil sich dann dessen Effekt auf das Gargut nicht merklich auf den Garzustand und/oder das Garzeitende auswirkt.
Dass der Verlauf der Feuchtigkeit während des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird, kann in einer Weiterbildung umfassen, dass der Verlauf der Feuchtigkeit unmittelbar nach Beginn des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird. Dazu wird insbesondere der erste Feuchtigkeitsmesswert unmittelbar nach Beginn des zweiten Entlüftungszustands gemessen.
Dass der Verlauf der Feuchtigkeit während des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird, kann in einer Weiterbildung umfassen, dass der Verlauf der Feuchtigkeit nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit nach Beginn des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird. Dazu wird insbesondere der erste Feuchtigkeitsmesswert erst nach Ablauf der vorgegebenen Verzögerungszeit gemessen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass dann, wenn der Verlauf der Feuchtigkeit während des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird, der Verlauf der Feuchtigkeit unmittelbar nach Beginn des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird. Dies kann vorteilhafterweise eine besonders genaue Bestimmung des Garzustands und/oder der Bestimmung des Garzeitendes ermöglichen.
Jedoch kann die Auswertung bzw. Messwertaufnahme grundsätzlich zu beliebigen Zeitpunkten und unter Verwendung beliebiger Messpunkte durchgeführt werden, auch mehrmals.
Dass der Verlauf der Feuchtigkeit nach Beendigung des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird, kann in einer Ausgestaltung umfassen, dass nach Durchführen des zweiten Entlüftungszustands in den ersten oder noch einen weiteren (z.B. dritten) Entlüftungszustand zurückgekehrt wird und der Verlauf der Feuchtigkeit zu Beginn des sich an den zweiten Entlüftungszustand anschließenden Entlüftungszustands gemessen wird, insbesondere unmittelbar (d.h., ohne gezielte Verzögerung) zu Beginn des sich an den zweiten Entlüftungszustand anschließenden Entlüftungszustands.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Auswertungen eine Bestimmung eines Steigungswerts eines Verlaufs der jeweiligen Feuchtigkeit als der charakteristische Eigenschaft umfassen und der Vergleich eine Bestimmung eines Unterschieds der Steigungswerte umfasst. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich Steigungswerte anhand vergleichsweise weniger Messwerte, im Extremfall auch nur anhand von zwei Messwerten bestimmen lassen. Zudem ist der Steigungswert eine vergleichsweise robuste charakteristische Eigenschaft.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Steigungswert eine Steigung (als solche) umfasst oder ist. Bei mehr als zwei Messpunkten kann z.B. eine Steigung durch Kurvenfit o.ä. bestimmt werden. Beispielweise kann die Feuchtigkeit F(h) und F(t2) der Garraumatmosphäre (absolute Feuchtigkeit f oder relative Feuchtigkeit cp) bei dem ersten Entlüftungszustand Zi zu den Zeitpunkten h bzw. t2 gemessen werden, wobei diese Zeitpunkte nicht die direkt auf- einanderfolgenden Messwerte zu sein brauchen, es aber sein können. In einer allgemeinen Weiterbildung kann die Feuchtigkeit F zyklisch, z.B. alle 10 s oder alle 30 s, gemessen werden. Daraus kann dann die Steigung AS(Zi) = AF(Zi) / At(Zi) = [F ) - F(h)] / (t2 - h) bei dem ersten Entlüftungszustand Zi berechnet werden. Es wird nun auf den zweiten Entlüftungszustand Z2 umgeschaltet und es wird während des zweiten Entlüftungszustands Z2 - insbesondere nach einer bestimmten Verzögerungsdauer - oder nach dem zweiten Entlüftungszustands Z2 analog die Steigung AS(Z2) = AF(Z2) / At(Z2) = [F ) - F(ti)] / (t2 - h) bei dem berechnet. Die Steigungen AS(Zi) und AS(Z2) oder eine daraus abgeleitete Größe wie z.B. deren Differenz können dann als Eingangsgröße(n) in den Algorithmus zum Berechnen des Garzeitendes eingegeben werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Steigungswert eine aus mehreren zu unterschiedlichen Zeitintervallen ermittelten Steigungen gemittelte Steigung umfasst. Dies ist vorteilhafterweise besonders robust. Diese gemittelte Steigung kann auch als "mittlere Ände- rungsrate" bezeichnet werden und z.B. anstelle nur einer Steigung angewandt werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der zweite Entlüftungszustand eine stärkere Entlüftung ermöglicht, z.B. weil eine Klappe weiter geöffnet ist und/oder der Lüfter eingeschaltet ist oder auf einen höheren Durchsatz eingestellt ist als im erstem Entlüftungszustand. Dies deckt vorteilhafterweise den Fall ab, dass zum Bestimmen des Garzeitendes das Feuchtigkeitsniveau mittels des zweiten Entlüftungszustands für kurze Zeit gesenkt wird, um danach wieder ansteigen zu können.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der erste Entlüftungszustand eine stärkere Entlüftung ermöglicht als der zweite Entlüftungszustand. Dies kann vorteilhaft sein, um mittels des zweiten Entlüftungszustands eine Dampfabgabe durch das Gargut besonders genau feststellen zu können.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mittels des zweiten Entlüftungszustands eine Feuchtigkeit in dem Garraum auf oder unter ein vorgegebenes Niveau abgesenkt wird und die Auswertung insbesondere erst dann durchgeführt wird. So wird der Vorteil erreicht, dass sich eine Dampfabgabe von Gargut ganz besonders genau feststellen lässt, da in der Garraumatmosphäre noch zuvor eingebrachter Dampf die Dampfabgabe des Garguts nicht oder nur geringfügig überlagert. Insbesondere kann durch die Umschaltung auf den zweiten Entlüf- tungszustand der im Garraum zunächst vorhandene zunächst praktisch gänzlich abgeführt werden, bevor die Auswertung durchgeführt wird.
Da die Änderung des Feuchtigkeitswerts bzw. der Feuchtigkeitsverlauf außer von dem Entlüftungszustand auch davon abhängt, wieviel Wasser als Dampf von dem Gargut abgegeben wird, kann daraus auf den sog. AW ("Available Water")-Wert, welcher ein Maß für in dem Gargut vorhandenes freies Wasser, das für Reaktionen verfügbar ist, darstellt, geschlossen werden und daraus wiederum auf das Gargut (Wassergehalt, Art des Garguts, usw.) geschlossen werden.
Ferner kann über die Änderung des Feuchtigkeitswerts bzw. den Feuchtigkeitsverlauf auf eine die Porosität des Garguts und wie sich diese Porosität während des Garvorgangs ändert geschlossen werden. Dabei erzeugen verschiedene Lebensmittel unterschiedlich Profile von Feuchte im Garraum. Es ist daher auch möglich, die Art des Garguts und/oder die Menge des Garguts zu bestimmen, wenn Temperatur/Energieeintrag und Feuchteverlauf sowie die Abfuhr der Feuchte bekannt sind.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Haushalts-Gargerät mit einem Garraum, einer steuerbaren Entlüftungseinrichtung zum Entlüften des Garraums und mindestens einem Feuchtesensor zum Messen einer Feuchtigkeit in dem Garraum, wobei das Haushalts- Gargerät zur Durchführung des obigen Verfahrens eingerichtet ist. Das Haushalts- Gargerät kann analog zu dem Verfahren ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Haushalts-Gargerät eine Dampfgarfunktionalität aufweist. Es kann dazu eingerichtet sein, mittels eines Dampferzeugers erzeugten Dampf während des ersten eingestellten Entlüftungszustands und/oder während des zweiten eingestellten Entlüftungszustands zu erzeugen und in den Garraum einzuleiten. Der Algorithmus zum Bestimmen des Garzustands bzw. Garzeitendes kann dann dazu eingerichtet sein, die mittels des Dampferzeugers bewirkte Dampfzugabe zu berücksichtigen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Gargerät einen dampfdichten Garraum aufweist. Dies ist besonders vorteilhaft zur Bestimmung des Garzustands bzw. Garzeitendes, weil dann ein parasitäres Austreten der Garraumatmosphäre aus dem Garraum durch Spalte zwischen Tür und Garraum oder andere Leckagen wie Buchsen, Garraumdurchbrüche (z.B. für die Motorachse eines Lüfterrads) usw. vermieden werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Gargerät eine Steuereinrichtung aufweist, welche zur Durchführung zumindest eines Teils des Verfahrens eingerichtet ist, insbesondere zum Auswerten der Verläufe und Bestimmen des Garzustands eingerichtet ist. Dies ergibt den Vorteil, dass das Verfahren autonom auf dem Haushaltsgerät durchgeführt werden kann.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein System aus einem Haushalts-Gargerät , insbesondere wie oben beschrieben, und einer mit dem Haushalts-Gargerät kommunikativ koppelbaren externen Instanz, wobei die externe Instanz dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil des Verfahrens durchzuführen, insbesondere zum Auswerten der Verläufe und Bestimmen des Garzustands. So wird der Vorteil erreicht, dass das Haushalts- Gargerät rechentechnisch entlastet werden kann. Die externe Instanz kann beispielsweise ein Nutzerendgerät, insbesondere mobiles Nutzerendgerät wie ein Smartphone oder Tablet usw., ein Netzwerkserver oder ein Cloudrechner sein.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Haushalts-Gargerät in Form eines Backofens, der zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist;
Fig.2 zeigt einen möglichen Ablauf des Verfahrens.
Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Haushalts-Gargerät in Form eines Backofens 1 mit einem Garraum 2, dessen frontseitige Beschickungsöffnung mittels eines Tür 3 dampfdicht verschließbar ist. Der Garraum 2 weist eine Entlüftungsöffnung 4 auf, die in einen Entlüftungskanal 5 übergeht. Der Entlüftungskanal 5 ist mit einer Klappe 6 (oder einem anderen Durchlassventil) und/oder mit einem Lüfter 7 zum Absaufen von Abluft aus dem Garraum 2 ausgerüstet. Die Klappe 6 und der Lüfter 7 sind von einer Steuereinrichtung 8 ansteuerbar, welche hier beispielhaft auch weitere Funktionen des Backofens 1 steuert, z.B. Garabläufe bzw. -prozesse steuert. Hier kann die Steuereinrichtung 8 beispielhaft Widerstands-Heizkörper wie mindestens einen Oberhitze-Heizkörper 9, einen Unterhitze-Heizkörper (o. Abb.), einen Heißluft-Heizkörper (o. Abb.) usw. ansteuern, beispielsweise um eine Garraumtemperatur einzustellen. Vorliegend weist der Backofen 1 auf einen Dampferzeuger 10 auf, der zur Dampferzeugung ebenfalls von der Steuereinrichtung 8 ansteuerbar ist. Außerdem weist der Backofen einen Feuchtigkeitssensor 11 auf, z.B. eine Lambda-Sonde, die mit der Steuereinrichtung 8 gekoppelt ist und aufgenommene Messwerte an die Steuereinrichtung 8 übermittelt. Ferner kann ein Kommunikationsmodul 12 wie ein Ethernet-Modul, ein WLAN-Modul und/oder ein Bluetooth-Modul vorhanden sein, um den Backofen 1 mit einer externen Instanz wie einem Smartphone S, einem Tablet, usw., einem Netzwerkserver N, einem Cloudrechner usw. datentechnisch zu verbinden.
Optional kann der Backofen 1 auch eine Zulufteinrichtung 13, 14, 15 mit einem den Garraum 2 mit der Umgebung verbindenden Zuluftkanal 13 aufweisen, wobei dem Zuluftkanal 13 ein Lüfter 14 zugeordnet ist, der bei Aktivierung Umgebungsluft in den Garraum 2 drückt. Zusätzlich kann eine Klappe 15 vorhanden sein, um den Zuluftkanal 13 wahlweise zum Durchlass der Umgebungsluft zu öffnen oder den Zuluftkanal 13 dampfdicht zu verschließen. Die der Lüfter 14 und die Klappe 15 sind ebenfalls durch die Steuereinrichtung 8 ansteuerbar. Die Zulufteinrichtung 13, 14, 15 kann dazu verwendet werden, eine Entlüftung des Garraum 2 zu unterstützen.
Fig.2 zeigt einen möglichen Ablauf des Verfahrens beispielhaft anhand des Backofens 1.
In einem Schritt S1 wird der Garraum 2 mit Gargut, z.B. Brotteig, beschickt und der Garablauf gestartet. Dazu können z.B. ein Soll-Garzustand und eine Art des Garguts nutzerseitig eingegeben worden sein oder aus einem Garprogramm aufgerufen worden sein. Auch kann die Art des Garguts durch den Backofen 1 automatisch bestimmt worden sein. Mit Beginn des Garablaufs ist der erste Entlüftungszustand so eingestellt, dass die Klappe 6 geöffnet ist und/oder der Lüfter 7 läuft. Typischerweise erhöht sich durch von dem Gargut abgegebenem Dampf eine Feuchtigkeit in dem Garraum 2. In einem Schritt S2 werden, vorteilhafterweise unmittelbar nach Beginn des Garablaufs, mittels des Feuchtigkeitssensors 11 zu unterschiedlichen Zeitpunkten Feuchtigkeitsmesswerte aufgenommen.
In einem Schritt S3 berechnet die Steuereinrichtung 8 daraus eine, insbesondere mittlere, Steigung.
In einem Schritt S4 wird der Entlüftungszustand auf einen zweiten Entlüftungszustand umgeschaltet, bei dem die Klappe 6 geschlossen ist und/oder der Lüfter 7 stillsteht. Dadurch erhöht sich die Feuchtigkeit in dem Garraum 2 deutlich schneller als im ersten Entlüftungszustand.
In einem Schritt S5 werden nun analog zu Schritt S2 mittels des Feuchtigkeitssensors 11 zu unterschiedlichen Zeitpunkten Feuchtigkeitsmesswerte aufgenommen.
In einem Schritt S6 berechnet die Steuereinrichtung 8 folgend daraus analog zu Schritt S3 eine, insbesondere mittlere, Steigung.
In einem Schritt S7 berechnet die Steuereinrichtung 8 aus den zu den beiden Entlüftungszuständen berechneten Steigungen mittels eines in der Steuereinrichtung 8 implementierten, z.B. programmierten, Algorithmus ein voraussichtliches Garzeitende und kann insbesondere das Garzeitende einem Nutzer anzeigen und/oder den Garablauf daran anpassen.
In einem Schritt S8 wird zurück auf den ersten Entlüftungszustand geschaltet. Die Feuchtigkeitsmesswerte sinken dadurch oder steigen wieder deutlich langsamer.
In einem optionalen Schritt S9 können nun analog zu Schritt S2 erneut Messwerte aufgenommen und in einem ebenfalls optionalen Schritt S10 analog zu Schritt S3 durch Bestimmung der Steigung ausgewertet werden. In einem weiteren optionalen Schritt S11 kann die Steuereinrichtung 8 analog zu Schritt S7 diese Steigung zusätzlich mittels des Algorithmus zur Bestimmung des Garzeitendes verwenden.
Ist in einem Schritt S12 das Garzeitende erreicht, wird der Garablauf beendet. Insbesondere kann die Zeitdauer bzw. Phase, bei welcher der zweite Entlüftungszustand vorliegt, vergleichsweise kurz sein, z.B. 1 min, während Zeitdauer bzw. Phase, bei welcher der erste Entlüftungszustand vorliegt, dagegen vergleichsweise lang ist, z.B. 15 min.
In einer Variante kann die Phase, bei welcher der zweite Entlüftungszustand vorliegt, mit den entsprechenden Auswertungen und ggf. Aktionen mehrfach während des Garablaufs eingestellt bzw. durchgeführt werden.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So können beispielsweise die Schritte S2, S3, S5 bis S7 und ggf. S9 bis S11 auch in dem Smartphone S oder in dem Netzwerkserver N ablaufen.
Auch kann in dem ersten Entlüftungszustand die Zulufteinrichtung 13 bis 15 aktiviert sein.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste
1 Backofen
2 Garraum
3 Tür
4 Entlüftungsöffnung
5 Entlüftungskanal
6 Klappe
7 Lüfter
8 Steuereinrichtung
9 Oberhitze-Heizkörper
10 Dampferzeuger
11 Feuchtigkeitssensor
12 Kommunikationsmodul
13 Zuluftkanal
14 Lüfter
15 Klappe
N Netzwerkserver
S Smartphone
S1-S12 Verfahrensschritte

Claims

Patentansprüche Verfahren (S1-S12) zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts (1) mit einem Garraum (2), einer einstellbaren Entlüftungseinrichtung (4-7) zum Entlüften des Garraums (2) und mindestens einem Feuchtesensor (11) zum Messen einer Feuchtigkeit in dem Garraum (2), wobei bei dem Verfahren während eines Garablaufs
- ein Verlauf der Feuchtigkeit bei einem ersten eingestellten Entlüftungszustand ausgewertet wird (S2, S3),
- von dem ersten Entlüftungszustand auf einen zweiten eingestellten Entlüftungszustand, der eine im Vergleich zu dem ersten Entlüftungszustand unterschiedlich starke Entlüftung ermöglicht, umgestellt wird (S4),
- ein Verlauf der Feuchtigkeit während des zweiten Entlüftungszustands oder nach Beendigung des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird (S5, S6) und
- aus einem Vergleich der Auswertungen ein Garzustand von in dem Garraum behandeltem Gargut bestimmt wird (S7). Verfahren (S1-S12) nach Anspruch 1 , bei dem dann, wenn der Verlauf der Feuchtigkeit während des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird (S5, S6), der Verlauf der Feuchtigkeit unmittelbar nach Beginn des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird. Verfahren (S1-S12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem dann, wenn nach Durchführen des zweiten Entlüftungszustands zurück in den ersten oder zu noch einen weiteren Entlüftungszustand zurückgekehrt wird (S8), der Verlauf der Feuchtigkeit zu Beginn des sich an den zweiten Entlüftungszustand anschließenden Entlüftungszustands ausgewertet wird (S9-S11). Verfahren (S1-S12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Auswertungen eine Bestimmung eines Steigungswerts eines Verlaufs der jeweiligen Feuchtigkeit umfassen (S2, S3, S5, S6) und der Vergleich eine Bestimmung eines Unterschieds der Steigungswerte umfasst. 5. Verfahren (S1-S12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Entlüftungszustand eine stärkere Entlüftung ermöglicht als der zweite Entlüftungszustand.
6. Verfahren (S1-S12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zweite Entlüftungszustand eine stärkere Entlüftung ermöglicht als der erste Entlüftungszustand.
7. Verfahren (S1-S12) nach Anspruch 6, bei dem mittels des zweiten Entlüftungszustands eine Feuchtigkeit in dem Garraum (2) auf oder unter ein vorgegebenes Niveau abgesenkt wird und die Auswertung erst dann durchgeführt wird.
8. Haushalts-Gargerät (1) mit einem Garraum (1), einer steuerbaren Entlüftungseinrichtung (4-7) zum Entlüften des Garraums (2) und mindestens einem Feuchtesensor (11) zum Messen einer Feuchtigkeit in dem Garraum (2), wobei das Haushalts- Gargerät (1) zur Durchführung des Verfahrens (S1-S12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
9. Haushalts-Gargerät (1) nach Anspruch 8, wobei das Haushalts-Gargerät (1) einen dampfdichten Garraum (2) aufweist.
10. Haushalts-Gargerät (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, bei dem das Haushalts- Gargerät eine Steuereinrichtung (8) aufweist, welche zur Durchführung zumindest eines Teils des Verfahrens (S2, S3, S5-S7, S9-S11) eingerichtet ist.
11. System (1 , S, N) aus einem Haushalts-Gargerät (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10 und einer mit dem Haushalts-Gargerät (1) kommunikativ koppelbaren externen Instanz (S, N), wobei die externe Instanz (S, N) dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil des Verfahrens (S2, S3, S5-S7, S9-S11) durchzuführen.
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