-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren eines Öffnens einer Tür eines Gargerätes mit einem Garraum, welcher durch die Tür verschließbar ist.
-
Aus der
DE 102 40 175 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Gargerätes mit einem Garraum, dem mittels einer Heizeinrichtung eine Wärmemenge zugeführt wird, bekannt, bei welchem in einem Regelintervall eine Garraumtemperatur auf einen Sollwert geregelt wird, in einem dem Regelintervall folgenden Steuerintervall die Garraumtemperatur nicht geregelt wird, sondern unabhängig vom Sollwert dem Garraum keine oder eine bestimmte Wärmemenge zugeführt wird, und nach dem Ende des Steuerintervalls die Garraumtemperatur in einer Nachregelung auf den Sollwertgeregelt wird. Dabei wird das Steuerintervall vorzeitig unterbrochen, wenn sich zumindest eine Einflussgröße ändert, die das Zeitverhalten der Garraumtemperatur im Regelintervall und/oder im Steuerintervall beeinflusst. Die Einflussgröße kann dabei durch eine Störgröße gebildet werden, bei deren Änderung sich die Garraumtemperatur unerwünscht ändert, wie etwa bei einem Öffnen der Garraumtür.
-
Für einen derartigen Betrieb ist folglich ein zuverlässiges Erkennen des Öffnens der Garraumtür erforderlich.
-
Auch bei programmgesteuerten Garvorgängen ist es häufig erforderlich, ein Öffnen der Garraumtür sicher zu erkennen, um sequentielle Abfolgen von Gar-Abschnitten erkennen und entsprechend des Steuerungsprogramms auswählen zu können. So kann je nach Garprogramm ein Öffnen der Tür z. B. auf das Wenden oder Aufgießen eines Bratens, das Umrühren von Gemüse oder das Abdecken von Fleischgerichten für Durchzieh-Vorgänge hindeuten.
-
Zum Detektieren des Öffnens der Garraumtür wird üblicher Weise, wie auch in der
DE 102 40 175 A1 angegeben, ein elektromechanischer Schalter verwendet. Dieser verursacht jedoch zusätzliche Beschaffungs- und Montagekosten und beansprucht darüber hinaus zusätzlichen Bauraum.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche mit verringertem Aufwand eine zuverlässige Detektion eines Öffnens einer Tür eines Gargerätes sicher stellen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren eines Öffnens einer Tür eines Gargerätes mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Detektieren eines Öffnens einer Tür eines Gargerätes mit einem Garraum, welcher durch die Tür verschließbar ist, wobei im Bereich des Garraums ein erster Temperaturwert und zeitlich versetzt zumindest ein zweiter Temperaturwert bestimmt werden. Auf Basis der bestimmten Temperaturwerte wird eine Temperaturveränderung in Form einer Temperaturdifferenz ermittelt, die Temperaturdifferenz mit einem vorgebbaren Schwellenwert verglichen, und in Abhängigkeit von der ermittelten Temperaturveränderung wird ein Öffnen der Tür detektiert, wenn die Temperaturdifferenz den Schwellenwert betragsmäßig übersteigt. Dazu wird die Temperaturdifferenz zumindest im Falle eines Temperaturanstieges mit dem Schwellenwert in Form eines Anstiegs-Schwellenwerts verglichen wird.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Detektieren eines Öffnens einer Tür eines Gargerätes mit einem Garraum, welcher durch die Tür verschließbar ist. Sie umfasst eine Sensoreinheit zum Bestimmen eines ersten Temperaturwerts und zeitlich versetzt zumindest eines zweiten Temperaturwerts im Bereich des Garraums sowie eine Auswerteeinheit, welche dazu eingerichtet ist, auf Basis der bestimmten Temperaturwerte eine Temperaturveränderung in Form einer Temperaturdifferenz zu ermitteln, die Temperaturdifferenz mit einem vorgebbaren Schwellenwert zu vergleichen und ein Öffnen der Tür zu detektieren, wenn die Temperaturdifferenz den Schwellenwert betragsmäßig übersteigt. Die Auswerteeinheit ist ferner dazu eingerichtet, die Temperaturdifferenz zumindest im Falle eines Temperaturanstieges mit dem Schwellenwert in Form eines Anstiegs-Schwellenwerts zu vergleichen.
-
Die Erfindung basiert auf der Grundidee, ein Öffnen der Tür nicht mehr direkt über einen elektromechanischen Schalter zu detektieren, sondern indirekt über eine Temperaturveränderung in dem Garraum. Da die meisten Gargeräte ohnehin mit einem Temperaturfühler, z.B. in Form eines temperaturabhängigen Widerstands, zur Erfassung der Garraumtemperatur ausgestattet sind, ist dafür kein zusätzlicher Hardwareaufwand erforderlich. Außerdem wird auch kein zusätzlicher Bauraum beansprucht.
-
Übersteigt dabei ein ermittelter Temperaturanstieg betragsmäßig den vorgebbaren Anstiegs-Schwellenwert so wird eine vorangegangene Öffnung der Tür detektiert. Dabei macht man sich zunutze, dass der Temperaturanstieg nach einem Schließen der Tür deutlich stärker ist als bei Temperaturschwankungen während des Normalbetriebs bei geschlossener Tür.
-
Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass erste Temperaturwert durch eine Temperatur gebildet wird, welche zu einem ersten Zeitpunkt erfasst wird und der zweite Temperaturwert durch eine Temperatur gebildet wird, welche zu einem zweiten Zeitpunkt erfasst wird.
-
Um die Wahrscheinlichkeit, dass Temperaturschwankungen bei geschlossener Garraumtür fälschlicher Weise als Öffnen der Tür interpretiert werden, zu verringern, kann aber der erste Temperaturwert auch durch einen Mittelwert, insbesondere arithmetischen Mittelwert, aus mindestens zwei Temperaturen gebildet werden, welche innerhalb eines ersten Zeitbereichs erfasst werden. Ebenso kann der zweite Temperaturwert durch einen Mittelwert, insbesondere arithmetischen Mittelwert, aus mindestens zwei Temperaturen gebildet werden, welche innerhalb eines zweiten Zeitbereichs erfasst werden. Auf diese Weise wird vermieden, dass kurzfristig erhöhte Schwankungen der Garraumtemperatur irrtümlich als Öffnung der Garraumtür interpretiert werden.
-
Zur Speicherung der Temperaturwerte kann ein Datenspeicher eingesetzt werden, welcher vorteilhaft als Schieberegister ausgestaltet ist, so dass automatisch jeweils nur die aktuellsten Temperaturwerte gespeichert werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Temperaturdifferenz zwischen dem ersten Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert ermittelt und die ermittelte Temperaturdifferenz wird zumindest im Falle eines Temperaturabfalles mit einem vorgebbaren Abfall-Schwellenwert verglichen. Übersteigt der ermittelte Temperaturabfall betragsmäßig den vorgebbaren Abfall-Schwellenwert so wird eine aktuelle Öffnung der Tür detektiert. Dabei macht man sich zunutze, dass ein durch ein Öffnen der Garraumtür bewirkter Temperaturabfall deutlich stärker ist als bei Temperaturschwankungen während des Normalbetriebs bei geschlossener Tür.
-
Die während des Normalbetriebs bei geschlossener Tür auftretenden Temperaturschwankungen hängen in entscheidendem Maße auch von einer eingestellten Soll-Temperatur für den Garraum und der gewählten Betriebsart des Gargerätes, z.B. der Heizart (Heißluft oder nicht) ab.
-
Um eine „normale“ Temperaturschwankung nicht irrtümlich als Öffnen der Tür zu detektieren, ist es daher gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, ein Öffnen der Tür nicht nur in Abhängigkeit von der ermittelten Temperaturveränderung, sondern auch abhängig von der eingestellten Soll-Temperatur für den Garraum und /oder der eingestellten Betriebsart des Gargerätes zu detektieren.
-
Hierzu können beispielsweise der Anstiegs-Schwellwert abhängig von der eingestellten Soll-Temperatur und/oder der eingestellten Betriebsart des Gargerätes vorgegeben werden. Wird auch der Abfall-Schwellenwert verwendet, kann auch der Abfall-Schwellenwert abhängig von der eingestellten Soll-Temperatur und/oder der eingestellten Betriebsart des Gargerätes vorgegeben werden,
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 einen Backofen in einer schematischen Seitenansicht in Schnittdarstellung, und
- 2 einen zeitlichen Temperaturverlauf in einem Garraum sowie einen zeitlichen Verlauf der auftretenden Temperaturdifferenzen in dem Garraum
-
In 1 ist ein Gargerät in Form eines Backofens 1 mit einer Backofenmuffel 3 gezeigt. Diese ist von einer Wärmeisolierungsschicht 5 umgeben. Die Backofenmuffel 3 grenzt einen Garraum 7 ein, der mittels einer frontseitigen Tür 8 verschlossen ist. In dem Garraum 7 ist ein Gargutträger 9 gehaltert, auf dem ein Gargut 11 liegt. Eine Aufheizung des Garraums 7 erfolgt über einen im Garraum 7 angeordneten Oberhitzeheizkörper 13 und einen Unterhitzeheizkörper 15. Die Temperatur innerhalb des Garraums 7 wird mit Hilfe einer Sensoreinrichtung 17, welche zumindest einen ebenfalls im Garraum 7 angeordneten Temperatursensor 25 umfasst, erfasst. Die Sensoreinrichtung 17 leitet über eine Signalleitung 18 ein entsprechendes Temperatursignal an eine Regeleinrichtung 19 des Backofens 1 weiter, welche auch eine Auswerteeinheit 20 zur Detektion eines Öffnens der Tür 8 umfasst. Die Auswerteeinheit 20 kann aber auch in einer von der Regeleinrichtung getrennten Einheit realisiert sein.
-
Die Regeleinrichtung 19 ist über ein Bedienfeld 21 betätigbar, das an der in der 1 rechten Frontseite des Backofens 1 vorgesehen ist. In das Bedienfeld 21 kann ein Benutzer Soll-Temperaturen für den Garraum 7 sowie gewünschte Betriebsarten eingeben, beispielsweise einen Oberhitze-/Unterhitzebetrieb oder einen Umluftbetrieb. Die Regeleinrichtung 19 ist wiederum mit den Oberhitze- und Unterhitzeheizkörpern 13, 15 sowie mit einem im Garraum 7 angeordneten Umluftgebläse 23 verbunden.
-
In der
2 ist beispielhaft ein mit dem Bezugszeichen 30 bezeichneter Temperaturverlauf in dem Garraum 7 gezeigt, wie er sich in einer Betriebsart des Backofens 1 ergibt, bei welcher die Garraumtemperatur zunächst in einem ersten Zeitintervall t1 kontinuierlich erhöht wird, bis eine durch eine Bedienperson eingestellte Solltemperatur, von im Beispielfall 160° C, erreicht ist. In einem darauf folgenden Zeitintervall t2, wird die Garraumtemperatur auf diesen Sollwert geregelt. Schließlich wir in einem Zeitintervall t3 die Garraumtemperatur nicht mehr geregelt, sondern unabhängig vom Sollwert dem Garraum 7 keine oder nur noch eine vorgegebene Wärmemenge zugeführt wird. Ein derartiges Betriebsverfahren ist beispielsweise aus der eingangs erwähnten
DE 102 40 175 A1 bekannt. Zum Zeitpunkt T_auf werde die Tür 8 des Garraums 7 durch eine Bedienperson geöffnet. In dem darauf folgenden Zeitintervall t4 wird die Garraumtemperatur wieder dem Sollwert nachgeregelt.
-
Nachfolgend wird nun das erfindungsgemäße Verfahren erläutert, mit Hilfe dessen das Öffnen der Tür 8 zum Zeitpunkt T_auf detektiert wird. Mit Hilfe der Sensoreinrichtung 17 wird ein erster Temperaturwert TW1 und zeitlich versetzt, z.B. 20 s später, ein zweiter Temperaturwert TW2 in dem Garraum 7 bestimmt. Bei den Temperaturwerten TW1 und TW2 kann es sich dabei um einzelne Temperaturmesswerte handeln, welche mit Hilfe des Temperatursensors 25 zu einem ersten bzw. einem zweiten Zeitpunkt aufgenommen wurden. Die Sensoreinrichtung 17 kann aber auch eine Verarbeitungseinheit umfassen, welche z.B. in den Temperatursensor 25 oder in die Auswerteeinheit 20 integriert sein kann und welche z.B. eine Mittelwertbildung mehrerer Einzelmesswerte erlaubt. In diesem Fall können die Temperaturwerte TW1 und TW2 auch jeweils durch einen Mittelwert, insbesondere einen arithmetischen Mittelwert, aus jeweils mindestens zwei Einzeltemperaturen gebildet werden, welche innerhalb eines ersten Zeitbereichs bzw. eines zeitversetzten zweiten Zeitbereichs erfasst werden. Vorteilhaft sind die beiden Zeitbereiche, in welchen die Temperaturmessungen für den ersten Temperaturwert TW1 und den zweiten Temperaturwert TW2 erfolgen dabei kürzer als die Zeit zwischen den beiden Zeitbereichen. So könnten zum Beispiel innerhalb eines ersten Zeitbereichs von 1s drei Temperaturmessungen erfolgen, deren Werte durch Mittelwertbildung den ersten Temperaturwert TW1 ergeben. 20 s später könnten dann innerhalb eines zweiten Zeitbereichs von ebenfalls 1s drei Temperaturmessungen erfolgen, deren Werte durch Mittelwertbildung den zweiten Temperaturwert TW1 ergeben.
-
Die Temperaturwerte TW1 und TW2 werden in einem Datenspeicher in Form eines nicht eigens dargestellten Schieberegisters, welches z.B. in die Auswerteeinheit 20 integriert sein kann, gespeichert. Dabei können in dem Datenspeicher auch mehr als zwei Temperaturwerte gespeichert sein. Insbesondere können auch Temperaturwerte gespeichert sein, welche in einem Zeitintervall zwischen dem ersten Zeitpunkt oder dem ersten Zeitbereich und dem zweiten Zeitpunkt bzw. dem zweiten Zeitbereich bestimmt wurden.
-
Aus Basis der Temperaturwerte TW1 und TW2 ermittelt die Auswerteeinheit 20 dann eine Temperaturveränderung und detektiert in Abhängigkeit davon ein Öffnen der Tür 8 des Garraums 7. Dazu ermittelt die Auswerteeinheit 20 zunächst eine Temperaturdifferenz ΔT zwischen dem ersten Temperaturwert TW1 und dem zweiten Temperaturwert TW2. Diese Temperaturdifferenz ΔT wird anschließend mit einem vorgebbaren Abfall-Schwellenwert, z.B. 4K, und einem vorgebbaren Anstiegs-Schwellenwert, z.B. ebenfalls 4K, verglichen, wobei die beiden Schwellwerte betragsmäßig gleich oder auch unterschiedlich sein können. Übersteigt die Temperaturdifferenz ΔT im Falle eines Temperaturabfalles (TW2 > TW1) betragsmäßig den vorgebbaren Abfall-Schwellenwert, so wird durch die Auswerteeinheit 20 eine aktuelle Öffnung der Tür 8 detektiert. In analoger Weise wird im Falle eines Temperaturanstieges bei betragsmäßigem Überschreiten des Anstiegs-Schwellenwertes eine vorangegangene Öffnung der Tür 8 detektiert.
-
Es ist selbstverständlich auch möglich, die Temperaturdifferenz ΔT im Falle eines Temperaturabfalles nur mit dem Abfall-Schwellenwert und im Falle eines Temperaturanstieges nur mit dem Anstiegs-Schwellenwert zu vergleichen.
-
Im unteren Teil von 2 ist exemplarisch ein mit dem Bezugszeichen 31 bezeichneter Verlauf der Temperaturdifferenz ΔT eingezeichnet, wie er sich bei einem Temperaturverlauf gemäß dem oberen Teil von 2 ergibt. Dabei ist deutlich zu erkennen, dass die Temperaturdifferenz ΔT zum Zeitpunkt T_auf des Öffnens der Tür und unmittelbar danach deutlich höhere Amplituden aufweist als während des „Normalbetriebs“ bei geschlossener Tür 8.
-
Vorteilhaft werden bei der Detektion des Öffnens der Tür 8 neben der Temperaturdifferenz ΔT auch die eingestellte Soll-Temperatur und/oder die Betriebsart des Gargerätes berücksichtigt. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der Abfall-Schwellenwert und der Anstiegs-Schwellenwert jeweils in Abhängigkeit von diesen Größen vorgegeben werden.
-
Das Verfahren zur Detektion des Öffnens der Tür 8 des Garraums 7 kann kontinuierlich währen des Betriebs des Gargerätes 1 ausgeführt werden. Es ist aber auch möglich, das Verfahren oder zumindest Teilschritte des Verfahrens nur unter vorgebbaren Betriebsbedingungen auszuführen.
-
Verwendete Bezugszeichen:
-
- 1
- Backofen
- 3
- Backofenmuffel
- 5
- Wärmeisolierungsschicht
- 7
- Garraum
- 8
- Tür
- 9
- Gargutträger
- 11
- Gargut
- 13
- Oberhitzeheizkörper
- 15
- Unterhitzeheizkörper
- 17
- Sensoreinrichtung
- 19
- Regeleinrichtung
- 20
- Auswerteeinheit
- 21
- Bedienfeld
- 23
- Umluftgebläse
- 25
- Temperatursensor
- 30
- Temperaturverlauf
- 31
- Temperaturdifferenz-Verlauf
