DE102012200586A1

DE102012200586A1 - Method for detecting the end of a cooking process in an oven

Info

Publication number: DE102012200586A1
Application number: DE102012200586A
Authority: DE
Inventors: Harald Pfersch; Hans-Jürgen Bauer; Werner Bosch; Sebastian Schmidl
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-07-18
Also published as: ES2664780T3; EP2618064B1; EP2618064A1; PL2618064T3

Abstract

Ein Verfahren zur Regelung eines Garvorganges bei einem Gargerät, bei dem eine sich im Gargerät während des Garvorganges veränderte Gaskonzentration bestimmt wird, umfasst folgende Schritte: – Wiederholtes Messen der Gaskonzentration im Gargerät und Vergleich jeweils zweiter zeitlich aufeinanderfolgender Messwerte (Ma, Ms), – Erkennen eines Extremwertes (Me) der Gaskonzentration als eine erste Abschaltbedingung (A1), – Nach Erkennen des Extremwertes (Me) Fortführen des Messvorganges für eine Zeitdauer (T2) und – Auslösen einer Gargerätefunktion, wenn nach Erkennen der ersten Abschaltbedingung innerhalb der Zeitdauer (T2) zumindest eine weitere Abschaltbedingung (A2) erfüllt wird.A method for controlling a cooking process in a cooking appliance, in which a gas concentration changed during the cooking process is determined, comprises the following steps: Repeated measurement of the gas concentration in the cooking appliance and comparison of second temporally successive measured values (Ma, Ms), detection an extreme value (Me) of the gas concentration as a first switch-off condition (A1), - after detection of the extreme value (Me), continuing the measuring process for a period of time (T2) and - triggering a cooking appliance function, if within the time duration (T2) after detecting the first switch-off condition at least one further switch-off condition (A2) is fulfilled.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Garvorgangs bei einem Gargerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Gargerät zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9. The present invention relates to a method for controlling a cooking process in a cooking appliance according to the preamble of patent claim 1, as well as a cooking appliance for carrying out the method according to the preamble of patent claim 9.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 103 27 864 B4 bekannt. Dieses Verfahren zur berührungslosen Steuerung eines Garvorganges bei einem Gargerät mit einem Garraum weist einen Sensor zur Erfassung einer Gaskonzentration in dem Garraum, sowie eine elektrische oder elektronische Steuerung auf. Die Steuerung weist eine Auswerteschaltung und einen Speicher auf und steht mit dem Sensor in Signalübertragungsverbindung. Dabei wird eine Gargerätefunktion ausgelöst, sobald die erste Ableitung der Gaskonzentration nach der Zeit nach dem erstmaligen Erreichen eines Extremwertes gleich Null geworden ist.Such a method is known from DE 103 27 864 B4 known. This method for non-contact control of a cooking process in a cooking appliance with a cooking chamber has a sensor for detecting a gas concentration in the oven, and an electrical or electronic control. The controller has an evaluation circuit and a memory and is in signal transmission connection with the sensor. In this case, a Gargerätefunktion is triggered when the first derivative of the gas concentration after the time after the first reaching an extreme value has become zero.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu entwickeln. The invention has for its object to develop a comparison with the prior art improved process.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Gargerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Furthermore, the object is achieved by a cooking appliance with the features of claim 9.

Das Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Regelung eines Garvorgangs bei einem Gargerät, bei dem eine sich im Gargerät während des Garvorganges verändernde Gaskonzentration bestimmt wird, umfasst folgende Schritte:The method according to claim 1 for controlling a cooking process in a cooking appliance, in which a changing in the cooking appliance during the cooking process gas concentration is determined, comprising the following steps:

Wiederholtes Messen der Gaskonzentration im Gargerät und Vergleich jeweils zweier zeitlich aufeinanderfolgender Messwerte, Repeated measurement of the gas concentration in the cooking appliance and comparison of two temporally successive measured values,

Erkennen eines Extremwertes der Gaskonzentration als eine erste Abschaltbedingung,
Nach Erkennen des Extremwertes Fortführen des Messvorganges für eine bestimmte Zeitdauer und
Auslösen einer Gargerätefunktion, wenn nach Erkennen der ersten Abschaltbedingung innerhalb der Zeitdauer zumindest eine weitere Abschaltbedingung erfüllt wird. Detecting an extreme value of the gas concentration as a first shutoff condition,
After detection of the extreme value continuation of the measuring process for a certain period of time and
Triggering a cooking appliance function, if after detecting the first shutdown condition within the time period at least one further shutdown condition is met.

Durch eine derartige Regelung ist es möglich, den Garvorgang weitgehend automatisiert ablaufen zu lassen. In vorteilhafter Weise wird der Garvorgang dann beendet, wenn z.B. ein Gargut den idealen Bräunungsgrad erreicht hat oder ein Teig durchgebacken ist. Durch die Regelung des Garvorganges sind darüber hinaus beispielsweise ein knuspriger Boden bei Pizzen bzw. Flammkuchen oder saftige Früchte bei einem Früchtekuchen erreichbar. Das Gas, dessen Konzentration gemessen wird, ist dabei bevorzugt Sauerstoff. Die Änderung der Konzentration an Sauerstoff im Garraum ist ein Maß für eine Feuchteänderung im Garraum. Über die Feuchteänderung im Garraum lässt sich der Garfortschritt bewerten. Eine Verminderung des Sauerstoffgehalts ist dabei auf eine Zunahme des Feuchtegehalts zurückzuführen, umgekehrt bedeutet eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts eine Abnahme des Feuchtegehalts. Der Extremwert der Gaskonzentration wird durch wiederholtes Messen derselben und durch Vergleichen jeweils zweier zeitlich aufeinanderfolgender Messwerte erreicht, wobei die Messwerte zeitlich nicht unmittelbar aufeinander folgen müssen. Eine typische Abtastrate zur Bildung der Messwerte liegt beispielsweise bei 10 Sekunden. Als Abtastrate ist dabei die Zeitdauer zwischen den jeweiligen Messungen der Gaskonzentration zu verstehen. Der Extremwert kann abhängig vom gemessenen Gas als Maximum oder als Minimum ausgebildet sein. Wird beispielsweise die Sauerstoffkonzentration gemessen und in einen Gehalt an gasförmigen Wasser, bzw. einen Feuchtegehalt umgerechnet, so ist der Extremwert des Feuchtegehalts als Maximum ausgebildet. Zum Auslösen der Gargerätefunktion müssen mindestens zwei Abschaltbedingungen erfüllt sein. Eine erste Abschaltbedingung ist der erkannte Extremwert der Gaskonzentration. Ist nach Feststellung der ersten Abschaltbedingung innerhalb einer festgelegten Zeitdauer eine weitere Abschaltbedingung erfüllt, wird der Messvorgang gestoppt. Die ausgelöste Gargerätefunktion kann beispielsweise eine Beendigung des Garvorganges durch das Abschalten einer Heizeinrichtung sein. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein optisches oder akustisches Warnsignal für einen Benutzer des Gargerätes vorgesehen sein. By such a scheme, it is possible to run the cooking largely automated. Advantageously, the cooking process is terminated when e.g. a food has reached the ideal degree of browning or a dough is baked through. By regulating the cooking process, for example, a crispy bottom with pizzas or tarte flambée or juicy fruits with a fruit cake can be reached. The gas whose concentration is measured is preferably oxygen. The change in the concentration of oxygen in the cooking chamber is a measure of a change in humidity in the oven. About the change in humidity in the cooking chamber can be the cooking progress rate. A reduction in the oxygen content is due to an increase in the moisture content, conversely, an increase in the oxygen content means a decrease in the moisture content. The extreme value of the gas concentration is achieved by repeatedly measuring it and by comparing in each case two temporally successive measured values, the measured values not having to follow one another directly in time. A typical sampling rate for forming the measured values is for example 10 seconds. The sampling rate is understood to be the time duration between the respective measurements of the gas concentration. The extreme value may be formed as a maximum or a minimum depending on the measured gas. If, for example, the oxygen concentration is measured and converted into a content of gaseous water or a moisture content, then the extreme value of the moisture content is formed as a maximum. To trigger the cooking appliance function at least two shutdown must be met. A first shutdown condition is the detected extreme value of the gas concentration. If, after the first switch-off condition has been determined, a further switch-off condition has been met within a defined period of time, the measuring process is stopped. The initiated cooking appliance function can be, for example, a termination of the cooking process by switching off a heater. Additionally or alternatively, an optical or audible warning signal may be provided for a user of the cooking appliance.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die weitere Abschaltbedingung erfüllt, wenn die bis zum Ende der Zeitdauer gemessenen Werte den Extremwert bestätigen. Bei einem Maximum als Extremwert müssen dabei für dessen Bestätigung alle nachfolgenden, während der festgelegten Zeitdauer gemessenen Werte kleiner oder gleich dem Maximum sein. Dadurch wird verhindert, dass bei Erkennen eines lokalen Extremwertes bereits die Gargerätefunktion ausgelöst wird, obwohl sich ein Kurvenverlauf der Gaskonzentration nach einem kurzzeitigen Einbruch wieder in Richtung eines neuen Extremwertes bewegt. Wird der Extremwert nicht bestätigt, so wird die erste Abschaltbedingung zurückgesetzt, bzw. gelöscht und entsprechend dem ersten Verfahrensschritt durch wiederholtes Messen der Gaskonzentration im Gargerät und Vergleich jeweils zweier zeitlich aufeinanderfolgender Messwerte nach einem neuen Extremwert gesucht.In a preferred embodiment, the further switch-off condition is fulfilled if the values measured until the end of the time duration confirm the extreme value. In the case of a maximum as an extreme value, all subsequent values measured during the specified period of time must be less than or equal to the maximum for its confirmation. This prevents that when a local extreme value is detected already the cooking appliance function is triggered, although a curve of the gas concentration moves after a brief burglary again in the direction of a new extreme value. If the extreme value is not confirmed, then the first switch-off condition is reset or deleted and, in accordance with the first method step, repeated measurements of the gas concentration in the cooking appliance and comparison of two temporally successive measured values are searched for a new extreme value.

In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die zweite Abschaltbedingung erfüllt ist, wenn mehrmals jeweils innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls eine Veränderung des aktuellen Messwertes in Richtung eines zu Beginn des Verfahrens gemessenen Wertes der Gaskonzentration oder ein gleichbleibender Wert der Gaskonzentration festgestellt wird. Der zu Beginn des Verfahrens gemessene Wert kann dabei beispielsweise ein Startwert oder ein zu allererst gemessener Wert der Gaskonzentration sein. Eine Veränderung des Messwertes in Richtung eines zu Beginn des Verfahrens gemessenen Wertes muss dabei innerhalb des festgelegten Zeitintervalls erfolgen. Ist dies nicht der Fall, so wird die erste Abschaltbedingung zurückgesetzt, bzw. gelöscht und das Verfahren mit dem ersten Verfahrensschritt fortgeführt. Das Zeitintervall kann beispielsweise 5 Minuten betragen. Innerhalb eines Zeitintervalls wird dabei mehrfach die jeweils aktuelle Gaskonzentration gemessen. Zum Erfüllen der weiteren Abschaltbedingung muss dieses Zeitintervall beispielsweise 4-mal mit positivem Ergebnis (Veränderung des Messwertes in Richtung eines zu Beginn des Verfahrens gemessenen Wertes, bzw. gleichbleibender Messwert) durchlaufen werden. Die Zeitdauer zum Erfüllen der weiteren Abschaltbedingung beträgt in diesem Beispiel somit 20 Minuten.In a further embodiment, it is proposed that the second switch-off condition is met if a change in the current one of several times occurs within a defined time interval Measured value is detected in the direction of a measured at the beginning of the process value of the gas concentration or a constant value of the gas concentration. The value measured at the beginning of the method can be, for example, a starting value or a value of the gas concentration measured first of all. A change in the measured value in the direction of a value measured at the beginning of the method must take place within the specified time interval. If this is not the case, then the first switch-off condition is reset or deleted and the method continues with the first method step. The time interval can be, for example, 5 minutes. Within a time interval, the respective current gas concentration is measured several times. To meet the further switch-off condition, this time interval must, for example, be traversed four times with a positive result (change in the measured value in the direction of a value measured at the beginning of the method, or a constant measured value). The time duration for fulfilling the further switch-off condition is thus 20 minutes in this example.

Bevorzugt ist es, wenn mit Erfüllen der weiteren Abschaltbedingung eine Heizeinrichtung des Gargerätes in ihrer Leistung reduziert oder abgeschaltet wird. Als Heizeinrichtung ist dabei beispielsweise ein Widerstandsheizkörper, ein Mikrowellengenerator oder ein Dampferzeuger zu verstehen. Eine Reduzierung der Leistung der Heizeinrichtung erfolgt beispielsweise derart, dass lediglich eine Warmhaltefunktion gegeben ist. Durch Abschalten der Heizelemente wird der Garvorgang beendet und insbesondere das Gargerät abgeschaltet, bzw. in einen Standby-Modus versetzt. It is preferred if a heater of the cooking appliance is reduced in power or turned off when fulfilling the further shutdown condition. As heating means is to be understood, for example, a resistance heater, a microwave generator or a steam generator. A reduction in the power of the heater is carried out, for example, such that only a warming function is given. By switching off the heating elements of the cooking process is stopped and in particular the cooking appliance off, or put into a standby mode.

Wird zu Beginn des Verfahrens durch einen Benutzer des Gargerätes ein gargutspezifischer Wert ausgewählt und/oder eingegeben, so kann beispielsweise durch eine Steuerung des Gargerätes eine passende Betriebsart (zum Beispiel Pizzastufe) in Verbindung mit einer Gartemperatur vorgegeben, bzw. vorgeschlagen werden. Als gargutspezifischer Wert ist dabei beispielsweise eine Gargutart, ein Gewicht des Gargutes oder ein Gargrat (z. B. medium) zu verstehen.If a gargutspezifischer value is selected and / or entered by a user of the cooking appliance at the beginning of the process, so for example by a control of the cooking appliance a suitable mode (for example pizza stage) in conjunction with a cooking temperature specified or proposed. As a food-specific value is for example a Gargutart, a weight of the food or a Gargrat (eg., Medium) to understand.

Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass zumindest ein Parameter, insbesondere eine Zeitkonstante des Verfahrens durch den gargutspezifischen Wert beeinflusst wird. Dadurch ist es beispielsweise ermöglicht, unterschiedliches Garverhalten verschiedener Gargutarten (wie z.B. Fisch, Geflügel, Kuchen) in das Verfahren mit einzubinden und dadurch einen idealen Garzustand bei Erfüllung der weiteren Abschaltbedingung zu erreichen. Derartige Parameter, bzw. Zeitkonstanten sind in einem Speicher des Gargerätes mit Bezug auf die gargutspezifischen Werte hinterlegt. Der Bezug kann dabei eine Wertetabelle oder eine Rechenoperation darstellen.A preferred development consists in that at least one parameter, in particular a time constant of the method, is influenced by the food-specific value. This makes it possible, for example, to incorporate different cooking behaviors of different types of food (such as fish, poultry, cakes) into the process, thereby achieving an ideal state of cooking when the further shutdown condition is met. Such parameters or time constants are stored in a memory of the cooking appliance with reference to the food-specific values. The reference can represent a value table or an arithmetic operation.

Bevorzugt ist es, wenn die Heizeinrichtung unabhängig von der gemessenen Gaskonzentration nach Überschreiten einer festgelegten Maximaldauer in ihrer Leistung reduziert oder abgeschaltet wird. Dadurch wird beispielsweise ein Verbrennen des Gargutes bei einer Fehlfunktion des Gargerätes verhindert. Die Maximaldauer ist dabei insbesondere von einer durch den Benutzer des Gargerätes voreingestellten Gargutart abhängig. It is preferred if the heating device is reduced or switched off regardless of the measured gas concentration after exceeding a fixed maximum duration in their performance. As a result, for example, a burning of the food is prevented in case of malfunction of the cooking appliance. The maximum duration is particularly dependent on a default by the user of the cooking appliance Gargutart.

Indem jeweils zwei Messwerte miteinander verglichen werden, die zeitlich ein mehrfaches einer Abtastrate auseinander liegen, ist das Verfahren auch bei Garvorgängen einsetzbar, bei denen sich die Gaskonzentration nur sehr langsam ändert. Eine derartige Abfolge kann beispielsweise durch ein Schieberegister umgesetzt werden. Dabei ist unter einem Schieberegister ein Speicherbereich zu verstehen, der mehrere Zahlen (Messwerte) speichern kann und in Form eines indizierten Feldes aufgebaut ist. Jeder Zahl ist dabei ein Index zugewiesen. Bei Hinzufügen eines neuen Wertes zu einem bereits gefüllten Schieberegister bewirkt dies, dass der erste Wert aus dem Feld gelöscht wird und die anderen Werte jeweils nachrücken. Der hinzugefügte Wert ist als letztes Element im Schieberegister gespeichert. By each two measured values are compared with each other, which are temporally a multiple of a sampling rate apart, the method can also be used in cooking processes in which the gas concentration changes only very slowly. Such a sequence can be implemented, for example, by a shift register. A shift register is to be understood as a memory area which can store several numbers (measured values) and is constructed in the form of an indexed field. Each number is assigned an index. Adding a new value to an already filled shift register causes the first value to be deleted from the field and the other values to move up. The added value is stored as the last element in the shift register.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Gargerät mit einer Regeleinheit zur automatisierten Regelung eines Garvorganges entsprechend dem vorgenannten Verfahren. Bevorzugt detektiert dabei die Regeleinheit ein Öffnen der Gargerätetür und bricht als Folge das wiederholte Messen der Gaskonzentration ab. Dadurch werden Fehlmessungen und deren Folgen, wie z. B. nicht ganz durchgegarte oder verbrannte Lebensmittel verhindert. Ein Benutzer des Gargerätes wird dabei bevorzugt durch ein opisches, bzw. akustisches Signal auf den Abbruch des Meßvorganges hingewiesen.Furthermore, the invention relates to a cooking appliance with a control unit for the automated control of a cooking process according to the aforementioned method. In this case, the control unit preferably detects an opening of the cooking appliance door and as a consequence terminates the repeated measurement of the gas concentration. As a result, incorrect measurements and their consequences, such. B. not completely durchgegarte or burned food prevented. A user of the cooking appliance is preferably pointed by an optical or acoustic signal to the termination of the measuring process.

Indem die Regeleinheit nach dem Öffnen ein Schließen der Gargerätetür detektiert und daraufhin einen neuen Messzyklus startet, wird die automatisierte Regelung des Garvorgangs ohne Zutun des Benutzers fortgesetzt. By the control unit detects a closing of the cooking appliance door after opening and then starts a new measuring cycle, the automated control of the cooking process continues without user intervention.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of two embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:

1 den zeitlichen Verlauf des Sauerstoffgehalts bzw. der Feuchteänderung; 1 the time course of the oxygen content or the change in humidity;

2 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; 2 a flowchart of the method according to a first embodiment;

3 den zeitlichen Verlauf der Feuchteänderung mit lokalen Maxima Mel; 3 the time course of the change in humidity with local maxima Mel;

4 eine Ergänzung des Ablaufdiagramms aus 2 unter Berücksichtigung des Öffnens der Tür; 4 an addition to the flowchart 2 taking into account the opening of the door;

5 eine Ergänzung des Ablaufdiagramms aus 2 unter Berücksichtigung einer Maximaldauer; 5 an addition to the flowchart 2 taking into account a maximum duration;

6 einen von 1 abweichenden, zeitlichen Verlauf der Feuchteänderung als Grundlage für ein zweites Ausführungsbeispiel und 6 one of 1 deviating, time course of the change in humidity as a basis for a second embodiment and

7 ein Ablaufdiagramm des zweiten Ausführungsbeispiels. 7 a flowchart of the second embodiment.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt als gestrichelte Linie einen typischen Verlauf des Sauerstoffgehalts im Garraum während eines Garprozesses. Dieser entspricht zu Anfang dem Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft von ca. 21% Vol. Die Änderung des Sauerstoffgehalts während des Garvorgangs steht in direkter Abhängigkeit mit dem Verlauf des Feuchtegehalts im Garraum. Dadurch ist es möglich, durch fortwährendes Messen des Sauerstoffgehalts den Verlauf der Feuchteänderung während des Garvorganges zu errechnen. Dieser Effekt wird in den beiden Ausführungsbeispielen genutzt, um einen automatisierten Garvorgang bereitzustellen, bei dem der Backofen selbsttätig erkennt, wann der ideale Zeitpunkt zum Abschalten des Garprozesses erreicht ist. Der gemessene Sauerstoffgehalt (Sauerstoffkonzentration) wird durch die Formel: Ma = (1 – Sauerstoffkonzentration[%] / 21%) × 100 % in einen Wert der Feuchteänderung Ma gegenüber einem Anfangswert umgerechnet. Dabei wird nur der prozentuale Wert einer Feuchteänderung bezüglich einer zu Beginn der Messung im Backrohr herrschenden Feuchte (Anfangswert) bestimmt. Der temperaturabhängige Anfangswert der Feuchte ist dabei ohne Bedeutung, wodurch sich die Auswertung vereinfacht und störende Einflussgrößen, wie z.B. die Temperatur unberücksichtigt bleiben können. Der zeitliche Verlauf der prozentualen Feuchteänderung wird zur Ermittlung des Garzeitendes herangezogen. Während des Garvorgangs steigt der Wert für die Feuchteänderung Ma beispielsweise bis auf 22 %. Das Maximum Me mit 22 % wird nach einer Zeit von 27 Minuten erreicht. Nach dem Maximum Me fällt der Feuchtegehalt stetig ab. Der ideale Abschaltzeitpunkt ist 3 Minuten nach Auftreten des Maximums Me erreicht und wird in Abhängigkeit von der Gargutart empirisch ermittelt. Der Verlauf der Feuchteänderung ist stark vom Gargut und dessen Eigenschaften abhängig. Vor Start des automatisierten Garvorganges wählt ein Benutzer des Gargerätes mehrere gargutspezifische Werte G aus. Dabei wählt er ein Gericht aus einer Liste aus (z.B. Rührteig, Hefeteig, Tiefkühlpizza, Flammkuchen oder ähnliches). Bei manchen Gartutarten kann der Benutzer auch ein Gewicht des Gargutes und/oder zusätzlich noch einen Gargrat, wie z.B. medium oder kross wählen. Anschließend startet er den Garvorgang. In einem Speicher des Gargerätes sind mit Bezug auf das gewählte Gericht mehrere gartutspezifische Parameter bzw. Zeitkonstanten, sowie die zu verwendende Heizart mit einer Gartemperatur hinterlegt, die gegebenenfalls noch entsprechend den Benutzereingaben des Gargutgewichtes, sowie dem Gargrat angepasst werden. Eine Konstante D, ein Zähler P, eine Vorlaufzeit T1, eine Zeitdauer T2, ein Zeitintervall T3 und die Maximaldauer T4 werden in Abhängigkeit der gargutspezifischen Werte G ausgewählt, bzw. angepasst und finden in den folgenden Ausführungsbeispielen Verwendung. 1 shows a dashed line a typical course of the oxygen content in the cooking chamber during a cooking process. This initially corresponds to the oxygen content of the ambient air of about 21% vol. The change in the oxygen content during the cooking process is directly dependent on the course of the moisture content in the cooking chamber. This makes it possible to calculate the course of the change in humidity during the cooking process by continuously measuring the oxygen content. This effect is used in the two embodiments to provide an automated cooking process in which the oven recognizes automatically when the ideal time to shut down the cooking process is reached. The measured oxygen content (oxygen concentration) is given by the formula: Ma = (1 - oxygen concentration [%] / 21%) × 100% converted into a value of the humidity change Ma compared to an initial value. Only the percentage value of a change in humidity with respect to a moisture prevailing at the beginning of the measurement in the oven (initial value) is determined. The temperature-dependent initial value of the moisture is of no importance, which simplifies the evaluation and can disregard disturbing factors such as the temperature. The time course of the percentage change in humidity is used to determine the end of cooking time. During the cooking process, the value for the humidity change Ma, for example, increases up to 22%. The maximum me with 22% is reached after a time of 27 minutes. After the maximum Me, the moisture content drops steadily. The ideal switch-off time is reached 3 minutes after the maximum Me has occurred and is determined empirically as a function of the type of food to be cooked. The course of the moisture change is highly dependent on the food and its properties. Before starting the automated cooking process, a user of the cooking appliance selects several food-specific values G. He chooses a dish from a list (eg batter, yeast dough, frozen pizza, tarte flambée or the like). In some garden species, the user can also choose a weight of the food and / or additionally a Gargrat, such as medium or crisp. Then he starts the cooking process. In a memory of the cooking appliance with reference to the selected dish several garden-specific parameters or time constants, as well as the type of heating to be used with a cooking temperature deposited, which may still be adjusted according to the user inputs of Gargutgewichtes, as well as the Gargrat. A constant D, a counter P, a lead time T1, a time duration T2, a time interval T3 and the maximum duration T4 are selected as a function of the cooking product-specific values G, or adapted and used in the following embodiments.

Der Programmablauf bzw. Algorithmus entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels ist in 2 dargestellt. Nach erfolgter Benutzereingabe der gargutspezifischen Werte G, sowie dem Start des Garprogrammes wird ein Countdown 1 auf eine Vorlaufzeit T1 gesetzt und läuft rückwärts ab. T1 ist empirisch ermittelt und stellt eine gargutspezifische Mindestgardauer dar. Nach Ablauf des Countdowns 1 beginnt der eigentliche Meßvorgang, bzw. der Meßzyklus Z, wobei zuvor noch die Variablen F und Ms auf Null gesetzt werden. Die Variable F kann während des Programmablaufs den Wert Null oder den Wert Eins zugewiesen bekommen. Im Anschluss wird ein Countdown 2 auf T2 (empirisch ermittelte Zeitdauer für die zweite Abschaltbedingung) gesetzt und gestartet. Nächster Ablaufschritt ist das Einlesen des aktuellen Wertes des Sauerstoffsensors, der in einen entsprechenden Wert der Feuchteänderung Ma umgerechnet wird. Beim erstmaligen Durchlauf sind die Werte für F und Ms jeweils = 0. Daraufhin folgt eine Verzweigung über eine Abfrage. Ist dabei die Variable F gleich Null oder die aktuelle Feuchteänderung Ma größer gleich als ein gespeicherter Wert der Feuchteänderung Ms zuzüglich einer Konstanten D, so wird F auf Eins und Ms auf den aktuellen Feuchtewert Ma gesetzt. D ist dabei eine empirisch ermittelte, gargutspezifische Konstante. Ms ist als Speicherplatz für den zuletzt gemessenen Wert der Feuchteänderung ausgebildet. Das Programm kehrt nun zurück an die Position, bei der Countdown 2 auf T2 gesetzt wird. Ist F ungleich Null und die aktuelle Feuchteänderung Ma kleiner Ms zuzüglich dem D-Wert, so läuft das Programm weiter zur nächsten Verzweigung in Form einer Abfrage, bei der geprüft wird, ob der Countdown 2 abgelaufen ist. Ist der Countdown 2 nicht abgelaufen, so springt das Programm zurück an die Position, bei der der aktuelle Sensorwert eingelesen wird. Ist der Countdown 2 abgelaufen, so werden die Heizelemente abgeschaltet und das Garprogramm ist beendet. Der Countdown 2 ist dabei als Schleife mit der Zeitdauer T2 ausgebildet, innerhalb derer nach Erkennen eines erstmaligen Extremwertes Me in Form eines Maximums Me die Feuchteänderung Ma weiter gemessen und nach einem erneuten Maximum Me Ausschau gehalten wird. Dadurch werden lokal auftretende Spitzen bzw. lokale Maxima Mel der Feuchteänderung nicht für den Abschaltvorgang herangezogen. The program sequence or algorithm according to a first embodiment is in 2 shown. After the user input of the food-specific values G and the start of the cooking program, a countdown 1 is set to a preprocessing time T1 and runs backwards. T1 is empirically determined and represents a gargutspezifische Mindestgardauer. After the expiration of the countdown 1 begins the actual measurement process, or the measurement cycle Z, where previously the variables F and Ms are set to zero. The variable F can be assigned the value zero or the value one during the program execution. Subsequently, a countdown 2 is set to T2 (empirically determined time duration for the second switch-off condition) and started. Next step is the reading of the current value of the oxygen sensor, which is converted into a corresponding value of the humidity change Ma. The first time through, the values for F and Ms are each = 0. This is followed by a branch via a query. If the variable F is equal to zero or the current humidity change Ma is greater than a stored value of the humidity change Ms plus a constant D, F is set to one and Ms to the current humidity value Ma. D is an empirically determined, property-specific constant. Ms is designed as storage space for the last measured value of the humidity change. The program will now return to the position where Countdown 2 is set to T2. If F is not equal to zero and the current humidity change Ma is less than Ms plus the D value, then the program proceeds to the next branch in the form of a query, in which it is checked whether the countdown 2 has expired. If countdown 2 has not expired, the program jumps back to the position at which the current sensor value is read. If countdown 2 has expired, the heating elements are switched off and the cooking program is ended. The countdown 2 is formed as a loop with the time duration T2 within which, after recognizing a first-time extreme value Me in the form of a maximum Me, the moisture change Ma is further measured and looked for a renewed maximum Me. As a result, locally occurring peaks or local maxima Mel of the change in humidity are not used for the switch-off process.

Dies ist nochmals in dem Diagramm der 3 veranschaulicht. Darin sind drei lokale Maxima Mel exemplarisch ausgewählt und jeweils derjenige Zeitbereich markiert, der notwendig ist, um diese lokalen Maxima Mel zu überwinden. Alle lokalen Maxima Mel, nach denen sich innerhalb der Ablaufzeit T2 des Countdowns 2 ein neues Maximum Me einstellt, werden nicht berücksichtigt und führen somit nicht zum Abschalten der Heizelemente. This is again in the diagram of 3 illustrated. Therein, three local maxima Mel are selected by way of example and in each case that time range is marked which is necessary in order to overcome these local maxima Mel. All local maxima Mel, according to which a new maximum Me sets within the expiration time T2 of the countdown 2, are not considered and thus do not lead to the switching off of the heating elements.

4 zeigt eine vorteilhafte Erweiterung des Algorithmus aus 2, bei der ein Öffnen der Gargerätetür während des Verfahrens erkannt und dementsprechend berücksichtigt wird. Durch das Öffnen und Schließen der Gargerätetür, wie es sich z. B. beim Übergießen eines Bratens ergibt, kann sich der Feuchtegehalt im Garraum durch die teilweise Vermischung der Garraumatmosphäre mit der außerhalb des Gargerätes befindlichen Atmosphäre sprunghaft ändern. Der Vergleich der aktuellen Feuchteänderung Ma mit der gespeicherten Feuchteänderung Ms kann dabei beispielsweise zu einer verfrühten Abschaltung des Gargerätes führen. Um dies zu verhindern, wird im Ablaufdiagramm der 4 nach der ersten verzweigenden Abfrage eine weitere Abfrage eingefügt, die während des Öffnens der Tür den Programmablauf auf die Stelle unmittelbar nach Ablauf des ersten Countdowns (2) zurücksetzt. Der eigentliche Messzyklus Z wird dabei solange von Neuem gestartet, bis die Tür wieder geschlossen ist. 4 shows an advantageous extension of the algorithm 2 in which an opening of the cooking appliance door is detected during the process and taken into account accordingly. By opening and closing the cooking appliance door, as it is z. B. results in the pouring of a roast, the moisture content in the oven can change abruptly by the partial mixing of the cooking chamber with the atmosphere located outside the cooking appliance. The comparison of the current moisture change Ma with the stored moisture change Ms can lead, for example, to a premature shutdown of the cooking appliance. To prevent this, the flowchart of the 4 after the first branching query another query is inserted, which during the opening of the door, the program flow to the place immediately after the first countdown ( 2 ) resets. The actual measuring cycle Z is restarted until the door is closed again.

Eine Ergänzung des Algorithmus aus 2 um eine Abfrage einer Maximaldauer T4 ist in 5 gezeigt. Dabei wird nach dem Einlesen der Messwerte die seit dem Einschalten der Heizeinrichtung vergangene Zeit mit der Maximaldauer T4 verglichen. Ein Überschreiten der Maximaldauer führt dabei zum Abschalten der Heizeinrichtung. Dadurch wird sichergestellt, dass bei einer unerwarteten Fehlfunktion das Gargut nicht verbrennt. Der ideale Garzeitpunkt kann dabei allerdings überschritten werden. An addition to the algorithm 2 to a query of a maximum duration T4 is in 5 shown. After reading the measured values, the time that has elapsed since the heater was switched on is compared with the maximum duration T4. Exceeding the maximum duration leads to switching off the heater. This ensures that the food does not burn in the event of an unexpected malfunction. However, the ideal cooking time can be exceeded.

In Praxisversuchen hat sich gezeigt, dass es Gargut gibt (z. B. Kuchen in Backformen), bei dem entsprechend dem Diagramm in 6 zu Anfang des Garprozesses die Feuchteänderung rasch ansteigt, dann aber nur langsam bis hin zu einem breit ausgebildeten Maximum Me zunimmt. Das Maximum Me ist also nur undeutlich ausgebildet und benötigt zur sicheren Erkennung einen modifizierten Algorithmus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Modifizierung betrifft im Wesentlichen ein Schieberegister, das die Messwerte jeweils zeitlich verzögert miteinander vergleicht, sowie eine geänderte Abfrage zur Erkennung des Maximums Me. In practical experiments it has been shown that there are food to be cooked (eg cakes in bakeware), in which according to the diagram in 6 At the beginning of the cooking process, the moisture change increases rapidly, but then slowly increases to a broad maximum Me. The maximum Me is therefore only indistinctly formed and requires a modified algorithm according to a second exemplary embodiment for reliable detection. The modification essentially relates to a shift register, which compares the measured values in each case with a time delay, as well as a modified query for the detection of the maximum Me.

Das entsprechende Ablaufdiagramm des Algorithmus ist dabei in 7 gezeigt. Nach Programmstart wird der Countdown 1 auf T1 gesetzt und läuft ab. Alle 10 Sekunden wird dabei dem Schieberegister ein aktueller Wert der Feuchteänderung Ma hinzugefügt. Ist der Countdown 1 abgelaufen, so wird ein Zähler P auf Null gesetzt und der Countdown 2 als deaktiviert gekennzeichnet. Daraufhin wird wieder alle 10 Sekunden ein aktueller Wert Ma für die Feuchteänderung ermittelt und dem Schieberegister hinzugefügt. In der nachfolgenden Verzweigung wird abgefragt, ob der Countdown 2 aktiviert und abgelaufen ist. Ist diese Bedingung erfüllt, so wird der Zähler P auf Null gesetzt und der Countdown 2 deaktiviert. Danach, oder wenn die vorgenannte Bedingung nicht erfüllt ist, erfolgt eine weitere Abfrage, ob der letzte Wert im Schieberegister kleiner gleich dem ersten Wert im Schieberegister ist. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so wird das Programm am Beginn des Meßzyklusses Z fortgesetzt. Ist diese Bedingung erfüllt, so wird der Zähler P um 1 erhöht und Countdown 2 auf fünf Minuten gesetzt und aktiviert. Daran schließt sich die Verzweigung mit der Abfrage, ob P größer gleich P_max ist, an. Ist Bedingung nicht erfüllt, so wird das Programm an den Anfang des Meßzyklusses Z zurückgesetzt. Ist P größer gleich P_max, so werden die Heizelemente abgeschaltet und das Garprogramm ist beendet. Je nach den Erfordernissen durch die verwendeten Gargutarten kann es sinnvoll sein, bei der vorletzten Verzweigung zusätzlich eine Und-Verknüpfung einzubringen. Die Abfrage in der Verzweigung würde dann lauten: Ist letzter Wert im Schieberegister kleiner gleich erster Wert im Schieberegister und ist die Differenz der beiden Feuchtigkeitsänderungen größer gleich einer minimalen (festgelegten) Differenz. Dies bewirkt, dass kleine unwesentliche Feuchtigkeitsänderungen nicht mit berücksichtigt werden. Der vorangegangene Programmablauf ist dabei derart ausgebildet, dass nach erstmaligem Erkennen eines Extremwertes, bzw. Maximums Me eine erste Abschaltbedingung A1 erfüllt ist. Die weitere Abschaltbedingung A2 ist erfüllt, wenn nach erstmaligem Erkennen eines Maximums Me P-Mal hintereinander, jeweils innerhalb einer festgesetzten Zeitspanne T3 von 5 Minuten, ein gegenüber dem im Schieberegister gespeicherten Wert der Feuchteänderung Ms abgesenkter oder zumindest gleichbleibender, aktueller Wert Ma festgestellt wird. Die Zeitdauer zur Erfüllung der weiteren Abschaltbedingung A2 ergibt sich dabei aus P mal T3. Die Größe des Schieberegisters ist so bemessen, dass es die Feuchteänderungen der letzten 5 Minuten bei einer Abtastrate von 10 Sekunden aufnehmen kann. Das Schieberegister umfasst somit 30 Werte. Die vorgenannten beiden Ausführungsbeispiele des Verfahrens lassen sich leicht auf eine Vielzahl von Gerichten anwenden. Die Parameter sind empirisch ermittelbar, die Werte sind dabei reproduzierbar. Statt eines Sauerstoffsensors kann auch ein anderer Gas- oder Feuchtesensor Verwendung finden.

A: = Abtastrate
A1: = erste Abschaltbedingung
A2: = weitere Abschaltbedingung
D: = Konstante
G: = gargutspezifischer Wert
Ma: = aktueller Messwert; aktueller Wert der Feuchteänderung
Me: = Extremwert; Maximum
Mel: = lokales Maximum
Mo: = Startwert
Ms: = gespeicherter Messwert; gespeicherter Feuchteänderung
P: = Zähler
T1: = Vorlaufzeit
T2: = Zeitdauer für A2
T3: = Zeitintervall
T4: = Maximaldauer
Z: = Meßzyklus

The corresponding flow chart of the algorithm is in 7 shown. After program start the countdown 1 is set to T1 and expires. Every 10 seconds, a current value of the humidity change Ma is added to the shift register. If the countdown 1 has expired, then a counter P is set to zero and the countdown 2 is marked as deactivated. Then every 10 seconds a current value Ma for the humidity change is determined and added to the shift register. In the following branch is queried whether the countdown 2 is activated and has expired. If this condition is met, the counter P is set to zero and the countdown 2 is deactivated. Thereafter, or if the above condition is not satisfied, another query is made as to whether the last value in the shift register is less than or equal to the first value in the shift register. If this condition is not fulfilled, then the program is continued at the beginning of the measuring cycle Z. If this condition is met, the counter P is increased by 1 and countdown 2 is set to five minutes and activated. This is followed by the branching with the query whether P is greater than or equal to P _max . If the condition is not fulfilled, the program is reset to the beginning of the measuring cycle Z. If P is greater than or equal to P _max , the heating elements are switched off and the cooking program is ended. Depending on the requirements of the types of food used, it may be useful to additionally introduce an AND link in the penultimate branch. The query in the branch would then be: If the last value in the shift register is less than or equal to the first value in the shift register, and the difference of the two humidity changes is greater than or equal to a minimum (specified) difference. This causes small insignificant changes in humidity to be disregarded. The preceding program sequence is designed in such a way that after the first detection of an extreme value or maximum Me, a first shut-off condition A1 is fulfilled. The further switch-off condition A2 is fulfilled if after the first detection of a maximum Me P times in succession, in each case within a fixed time period T3 of 5 minutes, a reduced or at least constant, current value Ma is detected compared to the value of the humidity change Ms stored in the shift register. The time duration for fulfilling the further switch-off condition A2 results from P times T3. The size of the shift register is such that it can absorb the humidity changes of the last 5 minutes at a sampling rate of 10 seconds. The shift register thus comprises 30 values. The aforementioned two embodiments of the method are easy to apply to a variety of dishes. The parameters can be determined empirically, the values are reproducible. Instead of an oxygen sensor, another gas or humidity sensor can be used.

A: = Sampling rate
A1: = first shutdown condition
A2: = further shutdown condition
D: = Constant
G: = food specific value
Ma: = current measured value; current value of the humidity change
me: = Extreme value; maximum
Mel: = local maximum
Not a word: = Start value
ms: = stored reading; stored humidity change
P: = Counter
T1: = Lead time
T2: = Duration for A2
T3: = Time interval
T4: = Maximum duration
Z: = Measuring cycle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10327864 B4 [0002]

Claims

Method for controlling a cooking process in a cooking appliance, in which a gas concentration which changes in the cooking appliance during the cooking process is determined, comprising the following steps: Repeated measurement of the gas concentration in the cooking appliance and comparison of two temporally successive measured values (Ma, Ms), Detecting an extreme value (Me) of the gas concentration as a first switch-off condition (A1), - After detecting the extreme value (Me), continue the measuring process for a period (T2) and - Triggering a cooking appliance function, if after detection of the first shutdown condition (A1) within the time period (T2) at least one further shutdown condition (A2) is met.

A method according to claim 1, characterized in that the further switch-off condition (A2) is met when the measured values (Ma) up to the end of the time duration (T2) confirm the extreme value (Me).

A method according to claim 1, characterized in that the further switch-off condition (A2) is met, if several times within a specified time interval (T3), a change of the current measured value (Ma) in the direction of a measured at the beginning of the method value (Mo) of the gas concentration or a constant value of the gas concentration is detected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that when fulfilling the further shutdown condition (A2), a heating device of the cooking appliance is reduced in its power or switched off.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at the beginning of the cooking process by a user of the cooking appliance at least one gargutspezifischer value (G) is selected and / or entered.

A method according to claim 5, characterized in that at least one parameter (P, D), in particular a time constant (T1, T2, T3, T4) of the method by the gargutspezifischen value (G) is influenced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a heating device of the cooking appliance is reduced or switched off regardless of the measured gas concentration after exceeding a predetermined maximum duration (T4) in their performance.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in each case two measured values (Ma, Ms) are compared with each other, which are temporally a multiple of a sampling rate (A) apart.

Cooking appliance with a control unit for the automated control of a cooking process according to a method according to one of the preceding claims.

Cooking appliance according to claim 9, characterized in that the control unit detects an opening of a cooking appliance door and as a result the repeated measurement of the gas concentration stops.

Cooking appliance according to claim 10, characterized in that the control unit detects a closing of the cooking appliance door after opening and then starts a new measuring cycle (Z).