DE102017101183A1

DE102017101183A1 - Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes und Gargerät

Info

Publication number: DE102017101183A1
Application number: DE102017101183.8A
Authority: DE
Inventors: Ulf Nieten; Ulrich Sillmen; Francisco Villoria Domingues; Heinz-Jürgen Büker
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2018-07-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes (1) sowie ein Gargerät (1), bei dem mit einer Heizeinrichtung (2) Gargut (3) in einem Garraum (11) erwärmt wird. Das Gargut (3) wird mit einer Kameraeinrichtung (4) erfasst. Anhand der Erfassung des Garguts (3) wird wenigstens eine Gargutkenngröße ermittelt. Dabei umfasst die Heizeinrichtung (2) eine Heizquelle (12) mit einer Mehrzahl separat ansteuerbarer Heizmittel (5). Mit jeweils wenigstens einem Heizmittel (5) wird ein räumliches Segment (6) von einer Mehrzahl von räumlichen Segmenten (6) im Garraum (11) gezielt beheizt. Die Ansteuerung der einzelnen Heizmittel (5) wird in Abhängigkeit der Gargutkenngröße vorgenommen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes sowie ein Gargerät, bei dem mit wenigstens einer Heizeinrichtung Gargut in einem Garraum erwärmt wird.
Zur Erzielung optimaler Garergebnisse ist es oft hilfreich, möglichst viele Informationen über das Gargut zu berücksichtigen. Diese Informationen können beispielsweise durch eine Vorwahl einer Gargut-Kategorie erhalten werden. Einige Gargeräte bieten auch eine Sensorik oder eine Kameraeinrichtung, über die bestimmte Eigenschaften des Garguts vor oder während des Garvorgangs ermittelt werden können.
Für ein optimales Garergebnis müssen diese Informationen aber auch entsprechend verwertet werden. Beispielsweise wird aufgrund der ermittelten Garguteigenschaften die Gardauer oder die maximale Garraumtemperatur angepasst. Eine weitere Möglichkeit, den Garvorgang an das Gargut anzupassen, bietet die Auswahl der verwendeten Heizquellen. Beispielsweise wird anhand der Informationen zwischen einem Heißluftbetrieb und einer Unterhitze-/Oberhitzebeheizung gewählt oder eine Grillheizquelle zugeschaltet.
Die Möglichkeiten zur Anpassung des Garvorgangs an die ermittelten Eigenschaften des Garguts sind bei den bekannten Gargeräten sind somit in der Regel sehr beschränkt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gezieltere Anpassung des Garvorgangs an das Gargut zu ermöglichen. Insbesondere soll eine gezieltere Erwärmung und vorzugsweise Bräunung des Garguts ermöglicht werden. Bevorzugt soll die Anpassung des Garvorgangs besonders komfortabel erfolgen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Gargerät mit den Merkmalen des Anspruchs 20. Bevorzugte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Gargeräts. Es wird mit wenigstens einer Heizeinrichtung wenigstens ein Gargut in einem Garraum erwärmt. Das Gargut wird mit wenigstens einer Kameraeinrichtung erfasst. Anhand der Erfassung des Garguts wird, insbesondere mittels wenigstens einer Steuereinrichtung, wenigstens eine Gargutkenngröße ermittelt. Dabei umfasst die Heizeinrichtung wenigstens eine Heizquelle mit einer Mehrzahl separat ansteuerbarer Heizmittel. Mit jeweils wenigstens einem Heizmittel wird wenigstens ein räumliches Segment von einer Mehrzahl von räumlichen Segmenten im Garraum gezielt beheizt. Die Ansteuerung der einzelnen Heizmittel wird in Abhängigkeit der Gargutkenngröße vorgenommen.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass ein gezieltes Beheizen von räumlichen Segmenten im Garraum erfolgt. Dadurch kann das Gargut an gewünschten Stellen lokal erwärmt und z. B. gebräunt werden. Einen weiteren Vorteil bietet die gezielte Beheizung in Abhängigkeit der Gargutkenngröße. So kann die Auswahl und/oder auch die Regelung der beheizten räumlichen Segmente unter Berücksichtigung bestimmter Eigenschaften des Garguts erfolgen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit besonders schmackhafte Garergebnisse erzielt werden, da nicht nur wichtige Informationen über das Gargut ermittelt werden, sondern diese aufgrund der separat ansteuerbaren Heizmittel auch konkret verwertet bzw. umgesetzt werden können.
Bevorzugt beschreibt die Gargutkenngröße eine Position des Garguts im Garraum und/oder eine Ausdehnung des Garguts im Garraum. Die Berücksichtigung solcher Gargutkenngrößen ermöglicht ein besonders gezieltes Beheizen unter Berücksichtigung der Ausdehnung bzw. Position des Garguts. Besonders bevorzugt wird anhand der Position und/oder der Ausdehnung des Garguts im Garraum ermittelt, über welche der räumlichen Segmente sich das Gargut erstreckt. Insbesondere erfolgt anhand der Position und/oder der Ausdehnung des Garguts die Ansteuerung der Heizmittel. Beispielsweise beschreibt die Gargutkenngröße eine Ausdehnung des Garguts über eine Fläche des Gargutträgers bzw. des Garraums. Dazu kann beispielsweise die Kontur und/oder Form des Garguts mit der Kameraeinrichtung erfasst und im Rahmen einer entsprechenden Bildanalyse ausgewertet werden. Die Position des Garguts beschreibt beispielsweise eine links-rechts und/oder vorne-hinten Positionierung des Garguts im Garraum. Es ist möglich, dass anhand der Ausdehnung des Garguts über eine Fläche die Größe der Oberfläche des Garguts und/oder die Größe des Garguts näherungsweise ermittelt wird.
Vorzugsweise wird ein Heizmittel, welches zur Beheizung eines räumlichen Segments dient, in welchem sich das Gargut mehr erstreckt bzw. wenigstens teilweise erstreckt, mit einer höheren Heizleistung betrieben als ein Heizmittel, welches zur Beheizung eines räumlichen Segments dient, in welchem sich das Gargut weniger oder nicht erstreckt. Dadurch wird mit den Heizmitteln gezielt dort geheizt, wo sich das Gargut befindet. Es muss daher nicht der ganze Garraum gleichmäßig erwärmt werden. Dadurch können Energie und Zeit gespart und besonders umweltfreundliche Garergebnisse erziel werden. Es ist möglich, dass das Heizmittel zur Beheizung eines räumlichen Segments, in welchem sich das Gargut nicht erstreckt, inaktiv ist. Die Heizleistung beträgt dabei insbesondere null. Möglich ist aber auch, dass dieses Heizmittel aktiv ist und beispielsweise mit einer erheblich reduzierten Heizleistung oder einer Minimalheizleistung betrieben wird.
Möglich ist aber auch, dass mit den Heizmitteln gezielt in den räumlichen Segmenten geheizt wird, wo sich das Gargut nicht oder nur teilweise befindet. Die räumlichen Segmente, in denen mehr Gargut angeordnet ist, werden vorzugsweise nicht beheizt. So kann z. B. eine Bräunung gezielt unterdrückt werden.
Der Anteil eines Heizmittels an einer Gesamtheizleistung aller aktiven Heizmittel bzw. aller aktiven Heizquellen wird insbesondere danach eingestellt, ob das Heizmittel zur Beheizung eines räumlichen Segments dient, in welchem sich das Gargut mehr oder weniger bzw. nicht erstreckt. Beispielsweise können ein höherer oder maximaler Anteil für Heizmittel der Segmente mit Gargut und ein geringerer oder minimaler Anteil für Heizmittel der Segmente ohne Gargut eingestellt werden. Der minimale Anteil kann dabei auch null betragen. Insbesondere sind die Heizmittel für Segmente mit Gargut zu 100 % bzw. mit ihrer Maximalleistung an der Beheizung beteiligt. Die Heizmittel für Segmente, in denen nur teilweise Gargut angeordnet ist und/oder an Randbereichen des Garguts sind insbesondere zu weniger als 100 % und beispielsweise zu 50 % oder weniger beteiligt. Heizmittel der Segmente ohne Gargut sind insbesondere nicht oder nur mit einer reduzierten Leistung an der Beheizung beteiligt.
Die Einstellung der Heizleistung eines einzelnen Heizmittels erfolgt insbesondere über die Höhe und/oder Dauer der Leistungszufuhr. Beispielsweise wird das Heizmittel getaktet betrieben. Die Gesamtheizleistung aller Heizmittel setzt sich dabei insbesondere aus der jeweiligen Höhe und/oder Dauer der Leistungszufuhr der einzelnen aktiven Heizmittel zusammen.
Besonders bevorzugt ist auch, dass die Gargutkenngröße eine Bräunungsverteilung und/oder eine Oberflächentemperaturverteilung des Garguts beschreibt. Anhand der Bräunungsverteilung und/oder der Oberflächentemperaturverteilung erfolgt vorzugsweise eine Ansteuerung der Heizmittel. So kann das Gargut gezielt dort beheizt werden, wo die Gargutoberfläche im Vergleich zu anderen Bereichen kalt ist bzw. wo noch keine ausreichende Bräunung vorliegt. Benachteiligte bzw. bevorzugte Bereiche des Garguts erhalten so dynamisch eine lokal angepasste Leistung zum Garen und Bräunen. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit erhebliche Vorteile gegenüber Verfahren und Gargeräten, bei denen das ganze Gargut in der Regel statisch gleichbleibend erwärmt bzw. gebräunt wird.
Für die Ermittlung der Bräunungsverteilung wird das Gargut beispielsweise mit der Kameraeinrichtung aufgenommen und die Aufnahme einer entsprechenden Bildanalyse unterzogen. Zur Ermittlung der Oberflächentemperaturverteilung wird das Gargut beispielsweise mit einer Infrarotkamera bzw. Wärmebildkamera der Kameraeinrichtung aufgenommen. Die Aufnahme wird anschließend einer entsprechenden Bildanalyse unterzogen. Die Steuereinrichtung kann z. B. eine Auswerteeinrichtung mit Mitteln zur Bildanalyse umfassen. Die Kameraeinrichtung umfasst vorzugsweise eine Kamera, welche dazu geeignet und ausgebildet ist, Aufnahmen des Garguts im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts und/oder im Infrarotbereich aufzunehmen.
Vorzugsweise wird die Gargutoberfläche als ein Raster bestehend aus einer Mehrzahl von Rastersegmenten betrachtet. Die Bräunungsverteilung und/oder Oberflächentemperaturverteilung ist dabei insbesondere eine Verteilung eines Maßes für die Bräunung bzw. der Oberflächentemperatur über die Rastersegmente. Insbesondere wird für jedes Rastersegment ein Maß für die Bräunung bzw. eine Oberflächentemperatur anhand der entsprechenden Aufnahmen des Garguts ermittelt. Für ein Rastersegment kann aus mehreren Werten ein mittleres Maß für die Bräunung bzw. eine mittlere Oberflächentemperatur bestimmt werden.
Insbesondere wird ein Heizmittel, welches zur Beheizung eines räumlichen Segments dient, in welchem ein Rastersegment mit einer Bräunung und/oder Oberflächentemperatur unterhalb eines Sollwerts vorliegt, mit einer höheren Heizleistung betrieben als ein Heizmittel, welches zur Beheizung eines räumlichen Segments dient, in welchem ein Rastersegment mit einer Bräunung und/oder Oberflächentemperatur oberhalb eines Sollwerts vorliegt. Der Sollwert ist beispielsweise in einer Steuereinrichtung hinterlegt. So kann beispielsweise Geflügel stellenweise je nach Wunsch besonders hell oder besonders dunkel oder auch besonders gleichmäßig gebräunt werden.
Es ist möglich, dass ein Sollwert der Bräunung und/oder ein Sollwert der Oberflächentemperatur anhand wenigstens eines Zielwerts festgelegt wird. Der Zielwert ist insbesondere eine vom Benutzer gewünschte Zielbräune und/oder eine vom Benutzer gewünschte Zieltemperatur. Vorzugsweise ist der Zielwert für bestimmte Zonen und insbesondere für jede Zone des Garguts vorwählbar. Insbesondere ist der Zielwert durch eine Benutzereingabe einstellbar und/oder auswählbar. Besonders bevorzugt kann der Benutzer über eine Eingabeeinrichtung für jede Zone des Garguts einen Zielwert auswählen bzw. einstellen. So kann anhand der Zielwerte vorgegeben werden, dass ein Gänsebraten in den Zonen der Brust heller gebräunt werden soll als in den Zonen der Schenkel. Eine Zone entspricht beispielsweise einem Bereich auf der Gargutoberfläche.
Möglich ist auch, dass eine voreingestellte Vorwahl von Zonen und Zielwerten auswählbar ist. Beispielsweise kann eine Vorwahl auswählbar sein, welche eine gleichmäßige Bräune über alle Zonen des Garguts bietet. So kann der Benutzer besonders zügig einen Garvorgang mit einer gleichmäßigen Bräune starten. Möglich ist auch, dass eine bestimmte Oberflächentemperatur über die gesamte Gargutoberfläche auswählbar ist.
Der Zielwert wird insbesondere durch eine Steuereinrichtung in einen Sollwert umgesetzt. Das hat den Vorteil, dass für den Benutzer praktische bzw. leicht verständliche Zielwerte einstellbar sind. Für die Einstellung der Heizmittel können hingegen für eine Regelung besonders gut verwertbare Sollwerte eingesetzt werden. So muss der Benutzer beispielsweise nicht konkrete Oberflächentemperaturwerte oder konkrete Zahlen für das Maß der Bräunung kennen, um eine gewünschte Vorwahl zu treffen. Die Zielwerte sind beispielsweise Bräunungsstufen und/oder Oberflächentemperaturstufen entlang einer Skala. Die Skala umfasst beispielsweise fünf oder zehn oder mehr oder auch weniger Stufen. Der Zielwert kann aber auch dem Sollwert entsprechen. Beispielsweise kann eine Temperatur als Zielwert eingestellt und auch als Sollwert umgesetzt werden.
Die Umsetzung eines Zielwerts in einen Sollwert erfolgt vorzugsweise anhand wenigstens einer Zuordnungsfunktion. Die Zuordnungsfunktion ist insbesondere in der Steuereinrichtung hinterlegt. Die Zuordnungsfunktion kann beispielsweise im Vorfeld empirisch ermittelt werden.
Insbesondere entsprechen die Zonen für die Vorwahl des Zielwerts im Wesentlichen den Rastersegmenten und insbesondere den Rastersegmenten des Garguts. Eine Zone kann auch zwei oder mehr Rastersegmente umfassen. Das hat den Vorteil, dass für den Benutzer eine übersichtliche Anzahl der Zonen bereitgestellt wird und zugleich eine gute Auflösung anhand einer entsprechend größeren Anzahl an Rastersegmenten erreicht wird. Insbesondere entsprechen die Zonen in ihrer Anordnung einer Anordnung der Rastersegmente des Garguts.
Vorzugsweise werden die Zonen in Kombination mit einer Darstellung des Garguts über eine Anzeigeeinrichtung angezeigt. Insbesondere wird das Gargut dazu zuvor mit der Kameraeinrichtung aufgenommen. Anhand der Aufnahme wird vorzugsweise eine Skizze bzw. eine stark schematische Darstellung des Garguts erstellt. Die Darstellung des Garguts kann aber auch eine tatsächliche Aufnahme des Garguts sein. Besonders bevorzugt wird die Darstellung des Garguts mit einer grafischen Darstellung der verfügbaren Zonen überlagert. Die Zonen können aber auch alleine dargestellt werden.
Besonders bevorzugt erfolgt die Auswahl der Zonen und/oder die Einstellung der Zielwerte für die einzelnen Zonen über eine Bedieneinrichtung. Besonders bevorzugt werden die Anzeigeeinrichtung und die Bedieneinrichtung über wenigstens eine berührungsempfindliche Oberfläche und beispielsweise einen Touchscreen zur Verfügung gestellt. Über den Touchscreen erfolgt insbesondere die Einstellung der Zielwerte für die Bräune und/oder für die Oberflächentemperatur für jede Zone. Beispielsweise sieht der Benutzer das Gargut mit den überlagerten Zonen in der Anzeigeeinrichtung und kann durch Berühren einer Zone in ein Eingabemenü für den gewünschten Zielwert gelangen.
Möglich ist auch, dass das Gargerät mit wenigstens einem separaten Ausgabegerät und/oder Eingabegerät und beispielsweise einem Tablet, Smartphone und/oder PC verbindbar ist. Vorzugsweise können wenigstens die Auswahl der Zonen und die Einstellung der Zielwerte für die jeweiligen Zonen dann über solche Geräte erfolgen.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass ein Maß für die Bräunung in einem Rastersegment und/oder die Oberflächentemperatur in einem Rastersegment wenigstens einmal und vorzugsweise wiederholt als ein Istwert ermittelt wird. Vorzugsweise wird der Istwert des Rastersegments mit einem Sollwert für dieses Rastersegment verglichen. Der Sollwert des Rastersegments wurde beispielsweise anhand des Zielwerts für die dem Rastersegment zugehörige Zone festgelegt.
Insbesondere erfolgt eine Regelung der Heizmittel anhand des Vergleichs des Istwertes mit dem Sollwert. Vorzugsweise wird die durch die Heizmittel bereitgestellte Heizleistung wenigstens teilweise und insbesondere vollständig über den Istwert der Bräunungsverteilung und/oder der Oberflächentemperatur geregelt. So kann die für einen Garvorgang gewünschte Bräunung besonders gut eingehalten werden.
Eine solche Regelung ist für den Benutzer auch besonders komfortabel, da dieser nur eine gewünschte Zielbräune bzw. Zieltemperatur für alle oder bestimmte Zonen vorzugeben braucht. Das Gargerät bestimmt dann die notwendigen Sollwerte und regelt die Heizmittel derart, dass das Gargut auf die gewünschte Zielbräune bzw. Zieltemperatur zubereitet wird. Dabei wird durch diese Regelung vorzugsweise auch der Fertigzeitpunkt erkannt, sodass der Garvorgang automatisch beendet wird. Zudem können durch eine solche Regelung auch zwei Gargüter im gleichen Garraum unterschiedlich beheizt und beispielsweise unterschiedlich gebräunt werden.
Möglich ist aber auch eine Ausgestaltung, bei der anhand des Vergleichs des Istwertes mit dem Sollwert nur eine Auswahl der Heizmittel erfolgt, welche zur Beheizung eingesetzt werden. In diesem Fall erfolgt die Regelung der Heizmittel beispielsweise anhand einer Temperatursensierung im Garraum und beispielsweise der Garraummitten-Temperatur.
Für die wiederholte Ermittlung des Istwertes erfasst die Kameraeinrichtung vorzugsweise wiederholt Aufnahmen vom Gargut. Insbesondere ist auch ein wiederholter Vergleich des Istwertes mit dem Sollwert vorgesehen. Beispielsweise erfolgt die Ermittlung des Istwertes und/oder der Vergleich von Istwert mit Sollwert in einem definierten Zyklus.
Der Istwert des Maßes für die Bräunung wird vorzugsweise anhand wenigstens eines Bräunungsbildes ermittelt. Das Bräunungsbild wird insbesondere mit der Kameraeinrichtung erfasst. Insbesondere wird das Bräunungsbild wenigstens einer Bildanalyse unterzogen. Beispielsweise werden im Rahmen der Bildanalyse eine Graustufenverteilung und/oder eine Tonwertverteilung ermittelt. Insbesondere wird den Graustufen bzw. Tonwerten ein Maß für die Bräunung zugeordnet. Dazu kann eine Zuordnungsfunktion eingesetzt werden, welche beispielsweise empirisch bestimmt wurde. Möglich sind auch andere Auswertungen der Aufnahmen im Rahmen einer Bildanalyse zur Bestimmung einer Bräunungsverteilung des Garguts.
Bevorzugt wird der Istwert der Oberflächentemperatur anhand wenigstens einer Aufnahme des Garguts im Infrarotbereich ermittelt. Die Oberflächentemperatur kann durch eine Wärmebildanalyse ermittelt werden. Auch das Bräunungsbild zur Bestimmung des Maßes für die Bräunung kann im Infrarotbereich erfasst werden. Bevorzugt wird das Bräunungsbild im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts erfasst.
Es ist möglich, dass eine Veränderung des Istwertes über die Zeit erfasst wird. Die zeitliche Veränderung des Istwertes kann für eine Anpassung der Regelung der Heizmittel eingesetzt werden. Die Veränderung des Istwertes ist insbesondere ein Anstieg der Oberflächentemperatur oder die Zunahme eines Maßes für die Bräunung über die Zeit.
Möglich ist aber auch, dass die Veränderung des Istwertes über die Zeit zur Bestimmung wenigstens einer weiteren Gargutkenngröße herangezogen wird. Die weitere Gargutkenngröße beschreibt insbesondere wenigstens eine thermodynamische Eigenschaft bzw. Materialeigenschaft des Garguts und beispielsweise die spezifische Wärmekapazität. Die weitere Gargutkenngröße wird zum Beispiel zur Anpassung eines Garparameters und/oder eines Garprogramms bzw. einer Automatikfunktion herangezogen. Beispielsweise kann die Garzeit anhand der spezifischen Wärmekapazität verkürzt oder verlängert werden. Dadurch ist eine noch individuellere Anpassung des Garvorgangs an das jeweilige Gargut möglich.
Anhand des Istwertes und/oder der Istwerte als Funktion der Zeit und/oder des Sollwerts und/oder eines Vergleichs von Istwert mit Sollwert kann wenigstens eine Regelkurve für die Ansteuerung der einzelnen Heizmittel festgelegt werden. Es kann auch eine Zweipunktregelung und/oder Mehrpunktregelung vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist möglich, dass die durch die Heizmittel bereitgestellte Heizleistung wenigstens teilweise und vorzugsweise ausschließlich anhand wenigstens einer im Garraum erfassten Temperatur geregelt wird. Durch die Regelung anhand der im Garraum erfassten Temperatur wird insbesondere eine für einen Garvorgang geforderte Garraumtemperatur eingehalten. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine bereits im Gargerät vorhandene Temperaturregelung zur Ansteuerung der Heizmittel genutzt werden kann. Insbesondere erfolgt die Erfassung der Garraumtemperatur über wenigstens einen Temperatursensor im Garraum. Möglich ist aber auch, dass diese Regelung ergänzend zu der Regelung anhand der Gargutkenngröße und insbesondere anhand des Maßes für die Bräunung bzw. der Oberflächentemperatur eingesetzt wird.
Die Ansteuerung der einzelnen Heizmittel in Abhängigkeit der Gargutkenngröße kann auch nur eine Auswahl der Heizmittel umfassen. Die Regelung der Heizmittel erfolgt dann über die im Garraum erfasste Temperatur. Das ermöglicht eine technisch besonders unaufwendige Regelung der Heizmittel. Durch die gezielte Auswahl der Heizmittel wird zugleich auch eine besonders gute Bräunung geboten. Beschreibt die Gargutkenngröße z. B. die Position des Garguts im Garraum, werden die Heizmittel ausgewählt, welche die räumlichen Segmente mit dem Gargut beheizen. Beschreibt die Gargutkenngröße beispielsweise die Bräunungsverteilung, werden die Heizmittel ausgewählt, welche das Gargut dort beheizen, wo noch eine Bräunung erforderlich ist. Die Regelung der Heizleistung der ausgewählten Heizmittel erfolgt dabei vorzugsweise über die im Garraum erfasste Temperatur.
Insbesondere wird bei der Regelung der Garraumtemperatur wenigstens eine Zuordnungsfunktion berücksichtigt. Die Zuordnungsfunktion ordnet einen im Garraum erfassten Temperaturwert einer geforderten Garraumtemperatur danach zu, welche der Heizmittel mit welcher Heizleistung betrieben werden. Das ermöglicht eine angepasste Parametrierung für wenigstens einen Teil und vorzugsweise für jede umsetzbare Konstellation der Heizmittelansteuerung. Die geforderte Garraumtemperatur ist dabei insbesondere eine Temperatur in der Garraummitte. Eine solche Parametrierung hat den Vorteil, dass bei der Regelung der Garraumtemperatur auf die Temperatur eines im Garraum angeordneten Temperatursensors auch in der Garraummitte die geforderte Temperatur vorliegt. So können Abweichungen, welche beispielsweise durch den Betrieb von Heizmitteln in der Nähe des Temperatursensors auftreten, berücksichtigt und zuverlässig ausgeglichen werden.
In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass die Heizmittel durch segmentierte Strahlungsheizkörper bereitgestellt werden. Bei einem segmentierten Strahlungsheizkörper sind die Segmente vorzugsweise einzeln ansteuerbar. Möglich ist auch, dass die Heizmittel durch eine Mehrzahl einzelner Strahlungsheizkörper bereitgestellt werden. Die Heizmittel können auch durch eine Mehrzahl von Heißluftdüsen bereitgestellt werden. Die Heißluftdüsen können durch automatisiert öffenbar und/oder verschließbar sein. Dabei können die Heißluftdüsen jeweils eine eigene Heißluftquelle umfassen oder zusammen über wenigstens eine gemeinsame Heißluftquelle versorgbar sein. Durch solche Heizmittel können die räumlichen Segmente besonders gezielt beheizt werden.
Es ist bevorzugt, dass wenigstens ein Teil der Heizmittel oberhalb und/oder unterhalb und/oder seitlich des Garguts angeordnet ist. Insbesondere entspricht der unterhalb bzw. oberhalb bzw. seitlich jeweils eines Heizmittels liegende Bereich demjenigen räumlichen Segment, welches durch das jeweilige Heizmittel gezielt beheizbar ist. Beispielsweise sind die Heizmittel an der Garraumoberseite und/oder Garraumunterseite und/oder Garraumseitenwand angeordnet. Insbesondere weist ein Heizmittel eine oder mehrere Hauptabstrahlungsrichtungen auf. Das mit dem Heizmittel beheizbare räumliche Segment ist insbesondere in der Hauptabstrahlungsrichtung angeordnet. So wird ein Einfluss des Heizmittels auf andere Segmente vorteilhaft reduziert.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Mehrzahl der Heizmittel wenigstens drei und insbesondere wenigstens fünf separat ansteuerbare Heizmittel umfasst. Möglich ist auch, dass die Mehrzahl der Heizmittel wenigstens sechs oder wenigstens acht oder auch wenigstens zehn oder wenigstens 15 Heizmittel umfasst. Möglich ist auch, dass wenigstens 20 oder wenigstens 30 Heizmittel oder mehr vorgesehen sind.
Zudem kann die Heizeinrichtung zwei oder drei oder mehr gleiche oder auch unterschiedliche Heizquellen aufweisen. Dabei können eine oder auch mehrere oder auch alle Heizquellen mit separat ansteuerbaren Heizmitteln ausgestattet sein. Die Heizeinrichtung kann wenigstens eine Heizquelle aus einer Gruppe von Heizquellen aufweisen, umfassend: eine Oberhitzeheizquelle, eine Unterhitzeheizquelle, eine Grillheizquelle, eine Umluftheizquelle, eine Heißluftheizquelle, eine Mikrowellenheizquelle, eine Dampfheizquelle.
Das erfindungsgemäße Gargerät umfasst wenigstens eine Heizeinrichtung mit wenigstens einem beheizbaren Garraum zum Erwärmen von Gargut. Das Gargerät umfasst wenigstens eine Kameraeinrichtung zur Erfassung des Garguts. Das Gargerät umfasst wenigstens eine Steuereinrichtung, welche dazu geeignet und ausgebildet ist, anhand der Erfassung des Garguts wenigstens eine Gargutkenngröße zu ermitteln. Dabei umfasst die Heizeinrichtung wenigstens eine Heizquelle mit einer Mehrzahl separat von der Steuereinrichtung ansteuerbarer Heizmittel. Dabei ist mit jeweils wenigstens einem Heizmittel wenigstens ein räumliches Segment von einer Mehrzahl von räumlichen Segmenten im Garraum gezielt beheizbar. Die Steuereinrichtung ist dazu geeignet und ausgebildet, die Ansteuerung der einzelnen Heizmittel in Abhängigkeit der Gargutkenngröße vorzunehmen.
Auch das erfindungsgemäße Gargerät bietet die zuvor beschriebenen Vorteile. Zum Beispiel eine besonders gleichmäßige oder auch eine gezielt unterschiedliche Bräunung erzielt werden. Vorzugsweise ist das Gargerät dazu geeignet und ausgebildet, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben zu werden.
Insbesondere erfolgen während eines Garvorgangs mehrfach Zyklen mit jeweils einer Bestimmung der Gargutkenngröße und einer von der aktuell bestimmten Gargutkenngröße abhängigen Ansteuerung der Heizmittel. Die beteiligten Heizmittel können zeitgleich oder auch zeitversetzt angesteuert werden.
Es ist möglich, dass bei der Ansteuerung der Heizmittel zusätzlich zu der Gargutkenngröße auch wenigstens ein Garparameter berücksichtigt wird. Der Garparameter beschreibt beispielsweise eine geforderte Garraumtemperatur und/oder eine Garzeit und/oder die Art der einzusetzenden Heizquelle. Beispielsweise kann als Garparameter berücksichtigt werden, dass der Benutzer ein Niedrigtemperaturgaren mit einer entsprechend langen Garzeit wünscht. Dann wird z. B. die maximale Heizleistung der Heizmittel reduziert.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
In den Figuren zeigen:

1 eine rein schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gargerätes in einer Vorderansicht;
2 eine Skizze einer Unterteilung eines Garguts in Rastersegmente;
3 eine rein schematische Darstellung einer Bedieneinrichtung des Gargeräts;
4 eine Skizze einer Bräunungsverteilung; und
5 - 9 rein schematische Schaubilder zur Funktionsweise des Gargeräts bei der Zubereitung von verschiedenen Gargütern.

Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gargerät 1, welches hier als ein Backofen ausgebildet ist. Das Gargerät 1 wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben. Das Gargerät 1 ist hier als ein Einbaugerät vorgesehen. Möglich ist auch, dass das Gargerät 1 als ein Herd bzw. Standgerät ausgebildet ist.
Das Gargerät weist einen Garraum 11 auf, welcher durch eine hier nicht dargestellte Tür verschließbar ist. In den Garraum 11 befindet sich hier ein als Backblech ausgebildeter Gargutträger 100. Der Gargutträger 100 ist auf einer hier nicht dargestellten Gargutträgeraufnahme eingeschoben. Zur Bedienung des Gargeräts 1 ist hier eine Bedieneinrichtung 19 mit einer Anzeigeeinrichtung 29 vorgesehen.
Zur Beheizung des Garraums 11 ist eine Heizeinrichtung 2 mit verschiedenen Heizquellen 12 vorgesehen. Eine Heizquelle 12 ist hier als Heißluftheizquelle 22 ausgebildet. Zudem ist eine Heizquelle 12 als Oberhitzeheizquelle 32 und eine andere Heizquelle 12 als Unterhitzeheizquelle 42 ausgebildet. Es können auch noch weitere, hier nicht dargestellte Heizquellen 12 vorgesehen sein, z. B. eine Grillheizquelle, eine Dampfheizquelle und/oder eine Mikrowellenheizquelle.
Die Oberhitzeheizquelle 32 und die Unterhitzeheizquelle 42 werden jeweils durch einen Strahlungsheizkörper 15 bereitgestellt. Dabei umfassen die Strahlungsheizkörper 15 jeweils neun separat ansteuerbare Heizmittel 5. Jedes Heizmittel 5 wird hier durch ein Rechteck dargestellt. Die separate Ansteuerbarkeit kann beispielsweise durch eine entsprechende Segmentierung der Strahlungsheizkörper 15 erreicht werden. Die separate Ansteuerbarkeit kann aber auch dadurch erreicht werden, dass jedes Heizmittel 5 durch einen eigenen Strahlungsheizkörper 15 bereitgestellt wird.
Mit den Heizmitteln 5 werden gezielt räumliche Segmente 6 im Garraum 11 beheizt. Die einzelnen Heizmittel 5 sind so ausgelegt, das ein wesentlicher Teil ihrer Leistungsabgabe in das zugehörige Segment 6 eingetragen bzw. abgestrahlt wird. In der hier gezeigten Anordnung beheizt jedes Heizmittel 5 der Oberhitzeheizquelle 32 jeweils ein räumliches Segment 6, welches durch den darunterliegenden Bereich des Garraums 11 bereitgestellt wird. Die Heizmittel 5 der Unterhitzeheizquelle 42 beheizen hier jeweils ein räumliches Segment 6, welches durch den oberhalb des jeweiligen Heizmittels 5 liegenden Bereich des Garraums 11 gebildet wird. Eine teilweise Überschneidung von nebeneinander bzw. übereinander liegenden räumlichen Segmenten 6 ist dabei möglich.
Die Ansteuerung der Heizmittel 5 erfolgt unter Berücksichtigung einer Gargutkenngröße. Zur Ermittlung der Gargutkenngröße wird eine Kameraeinrichtung 4 eingesetzt, mit der Aufnahmen vom Gargut erfasst werden. Die Aufnahmen werden durch eine Steuereinrichtung 9 ausgewertet und zur Ermittlung der Gargutkenngröße herangezogen.
Die Kameraeinrichtung 4 ist hier an der Garraumoberseite angeordnet. Somit erfolgt die Aufnahme in einer Draufsicht auf das Gargut. Liegt das Gargut auf einem Grillrost oder befindet es sich auf einem durchsichtigen Gargutträger 100, kann die Bräunung auch auf der Unterseite des Garguts gemessen werden. Dazu kann eine Kameraeinrichtung 4 an der Garraumunterseite angeordnet sein.
Mit Bezug zu den 1 - 3 wird das erfindungsgemäße Verfahren nachfolgend an einem Beispiel beschrieben. Dabei erfolgt die Ansteuerung der Heizmittel 5 anhand einer Gargutkenngröße, welche eine Bräunungsverteilung und/oder eine Oberflächentemperaturverteilung des Garguts beschreibt.
In der 2 ist eine rein schematische Draufsicht eines im Garraum 11 aufgenommenen Garguts 3 gezeigt, welches hier zum Beispiel ein Gänsebraten oder ein Truthahnbraten ist. Die mit den Heizmitteln 5 beheizbaren räumlichen Segmente 6 sind hier durch gestrichelte Rechtecke rein schematisch angedeutet. Die Rechtecke mit durchgezogenen Linien verdeutlichen hier ein Raster 7 mit einzelnen Rastersegmenten 17.
Das Raster 7 wird zur Ermittlung der Bräunungsverteilung bzw. der Oberflächentemperaturverteilung herangezogen. Dazu wird anhand der Aufnahmen der Kameraeinrichtung 4 ein Maß für die Bräunung bzw. die Oberflächentemperatur in den einzelnen Rastersegmenten 17 bestimmt.
In der hier gezeigten Ausgestaltung ist eine höhere Anzahl von Rastersegmenten als von gezielt beheizbaren räumlichen Segmenten 6 vorgesehen. So werden hier insgesamt jeweils vier Rastersegmente 17 analysiert, um ein Heizmittel 5 für ein räumliches Segment 6 im Garraum 11 gezielt ansteuern zu können. Das ermöglicht eine entsprechend detaillierte und zuverlässige Ermittlung der Bräunungsverteilung bzw. Oberflächentemperaturverteilung. In anderen Ausgestaltungen kann die Anzahl der Rastersegmente 17 aber auch der Anzahl der räumlichen Segmente 6 entsprechen.
Während des Garvorgangs erfasst die Kameraeinrichtung 4 wiederholt oder kontinuierlich Aufnahmen von dem Gargut 3. Anhand der Aufnahmen und einer entsprechenden Bildanalyse ermittelt die Steuereinrichtung 9 ein Maß für die Bräunung in den einzelnen Rastersegmenten 17. Dazu wird die Bräunung beispielsweise anhand einer korrespondierenden Größe und zum Beispiel anhand von Graustufen oder Tonwerten oder dergleichen bestimmt. Dazu können auch mehrere Ist-Graustufenwerte, die innerhalb eines Rastersegments 17 auftreten, gemittelt werden, sodass für ein Rastersegment ein mittlerer Istwert vorliegt. Die Oberflächentemperatur wird vorzugsweise anhand von Aufnahmen im Infrarotbereich ermittelt. Dabei wird die Oberflächentemperatur des Garguts 3 z. B. für jedes Rastersegment 17 bestimmt. Es kann auch eine mittlere Oberflächentemperatur für jedes Rastersegment 17 bestimmt werden.
In der 3 ist eine Bedieneinrichtung 19 mit einer Anzeigeeinrichtung 29 des Gargeräts 1 rein schematisch dargestellt. Die Anzeigeeinrichtung 19 ist hier als eine berührungsempfindliche Oberfläche und beispielsweise als ein Touchscreen ausgebildet. So kann die Bedienung wenigstens teilweise über die Anzeigeeinrichtung 19 erfolgen. Möglich ist aber auch, dass die Bedieneinrichtung 19 und die Anzeigeeinrichtung 29 separat ausgebildet sind. Beispielsweise werden über ein Display Informationen angezeigt, während die Bedienung über Tasten erfolgt.
Zu Beginn eines Garvorgangs wird das Gargut 3 in den Garraum 11 eingebracht. Die Kameraeinrichtung 4 erstellt eine Aufnahme vom Gargut 3 im Garraum 11. Die Aufnahme wird entsprechend aufbereitet bzw. ausgewertet. Dem Benutzer wird in der Anzeigeeinrichtung 29 eine dem Gargut 3 entsprechende Abbildung angezeigt. Dabei kann eine Aufnahme des Garguts 3 gezeigt werden. Es kann aber auch eine abstrahierte Darstellung erfolgen. Zum Beispiel können Linien, Flächen oder andere grafische Objekte angezeigt werden, welche die Position und/oder Ausdehnung des Garguts 3 andeuten.
Zudem werden in der Anzeigeeinrichtung 29 Zonen 8 grafisch dargestellt, z. B. als eine Überlagerung der Darstellung des Garguts 3. Die Zonen 8 sind in der 3 als gestrichelte Rechtecke dargestellt. Für diese Zonen 8 kann hier eine gewünschte Bräunung und/oder eine gewünschte Temperatur vorgewählt werden. Beispielsweise kann zwischen mehreren Bräunungsstufen gewählt werden. Diese Eingaben werden als Zielwerte von der Steuereinrichtung 9 berücksichtigt. Durch die überlagerte Anzeige sieht der Benutzer sehr bequem, welche der Zonen 8 eingestellt werden müssen, um die Bräunung im Bereich der Brust oder im Bereich der Schenkel vorzuwählen.
Für eine Eingabe berührt der Benutzer den Bereich einer Zone 8 auf dem berührungsempfindlichen Display und wählt diese dadurch aus. Nun kann er beispielsweise über grafisch dargestellte Bedienelemente den Bräunungsgrad und/oder eine Temperatur oder andere Zielwerte für diese Zone 8 einstellen. So ist eine unkomplizierte Vorwahl der entsprechenden Zielwerte möglich. Die Vorwahl kann aber auch über ein mit der Steuereinrichtung 9 wirkverbundenes Tablet oder Smartphone oder dergleichen erfolgen.
Hier ist beispielsweise die mittlere Zone 8 ausgewählt, was durch eine durchgezogene Linie der Zone 8 symbolisiert wird. Die mittlere Zone 8 entspricht hier z. B. der Brust des Gänsebratens, was durch die grafische Darstellung des Garguts 3 besonders einfach zu erkennen ist. Als Zielwert für diese Zone 8 ist hier ein Wert von 4 eingestellt, was z. B. auf einer Skala von 1-10 einer mittleren Bräunung entspricht. Ebenso werden für die restlichen Zonen 8 Zielwerte eingestellt.
Die eingestellten Zielwerte werden anschließend anhand einer in der Steuereinrichtung 9 hinterlegten Zuordnungsfunktion in Sollwerte und beispielsweise in je einen Soll-Grauwert umgesetzt. Nun erfolgt eine Regelung auf die in der mittleren Zone 8 gewünschte Bräunung in der Weise, dass mit der Kameraeinrichtung 4 ein Ist-Grauwert in den der mittleren Zone 8 zugehörigen Rastersegmenten 17 erfasst wird. Die Steuereinrichtung 9 stellt dann die Heizleistung desjenigen Heizmittels 5 ein, welches das räumliche Segment 6 im Garraum 11 beheizt, das der mittleren Zone 8 bzw. den ausgewerteten Rastersegmenten 17 entspricht. Die Einstellung erfolgt beispielsweise durch Taktung.
Dabei wird die Heizleistung so geregelt, dass sich in den entsprechenden Rastersegmenten 17 der geforderte Soll-Grauwert einstellt. Dazu erfolgt wiederholt ein Abgleich von Istwert mit Sollwert. So wird das Gargut 3 nach den Vorgaben für die mittlere Zone 8 optimal erwärmt bzw. gebräunt. Wenn in dem vorliegenden Beispiel der Soll-Grauwert in den Rastersegmenten 17 der mittleren Zone 8 registriert wird, liegt in der Mitte des Gänsebratens die gewünschte Bräunung der Stufe 4 vor. Die Steuereinrichtung 9 kann nun den Garvorgang beenden oder auch nur die Beheizung der mittleren Zone 8 beenden und z. B. noch andere Zonen 8 weiter beheizen. Zum Beispiel können die Zonen 8 mit den Schenkeln besonders cross gebräunt werden, wenn für diese Zonen ein Zielwert von 8 oder 9 eingestellt wurde.
Besonders vorteilhaft ist hier, dass unterschiedliche Bräunungsstufen oder Temperaturverteilungen innerhalb des einen Garraums 11 gezielt zubereitet werden können. Zudem erfolgt durch das Gargerät leine selbstständige Regelung auf den gewünschten Bräunungsgrad und eine Erkennung des Fertiggarpunkts. Ohne die hier vorgestellte Überwachung von Oberflächentemperatur bzw. Bräunungsverteilung kann es vorkommen, dass ein Kuchen zwar vollständig durchgebacken ist, jedoch mit einer ungebräunten Oberfläche am Ende des Garvorgangs vorliegt.
Statt eines Garguts 3 kann der Benutzer auch zwei oder mehr Stücke in den Garraum 11 einbringen und für diese jeweils eine unterschiedliche Bräunungsverteilung bzw. Zieltemperatur vorwählen. Die verschiedenen Gargüter 3 werden mit der Kameraeinrichtung 4 aufgenommen und die ihnen zugeordneten Zonen 8 werden grafisch angezeigt. Über die Zonen 8 können nun Zielwerte für jedes Gargut 3 eingegeben werden. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit die Möglichkeit, unterschiedliche Gargüter 3 unterschiedlich in nur einem Garraum 11 zu behandeln. Der Einsatz von Garraumteilern oder Aluminiumfolie zur unterschiedlichen Bräunung von Gargütern ist nicht mehr nötig.
In einer Ausgestaltung wird mit der Steuereinrichtung 9 über einen Anstieg der Oberflächentemperatur und/oder des Maßes für die Bräunung wenigstens eine thermodynamische Garguteigenschaft ermittelt. Beispielsweise wird eine spezifische Wärmekapazität des Garguts 3 ermittelt. Die Steuereinrichtung 9 erfasst dabei fortlaufend die entsprechenden Istwerte und erstellt anhand des Ist-Zustandes und des Gradienten der Oberflächentemperatur bzw. des Gradienten der Bräunung sowie des Soll-Zustands eine entsprechende Regelkurve zur Ansteuerung der Heizmittel 5. So kann ein besonders gleichmäßiges Bräunungsbild erzielt werden. Besonders vorteilhaft ist, dass das gleichmäßige Bräunungsbild sowohl für große ungleichmäßige Gargüter, wie zum Beispiel einem Hähnchen, als auch für unterschiedliche Gargüter in einem Garraum 11, wie zum Beispiel Gemüse und Fleisch, erreicht werden kann.
Mit Bezug zu den 1 und 4 wird nachfolgend eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Dabei zeigt die 4 ein Beispiel einer Bräunungsverteilung eines Garguts 3 im Garraum 11.
Die Bräunungsverteilung wird anhand einer Bildanalyse einer Aufnahme der Kameraeinrichtung 4 erstellt. Die Bräunungsverteilung zeigt hier die Verteilung eines Maßes für die Bräunung und z. B. eines Grauwerts über ein Raster 7 mit insgesamt neun Rastersegmenten 17. Die Rastersegmente 17 sind mit den Buchstaben A bis I bezeichnet. Die Rastersegmente A und G weisen hier eine mittlere Bräunung und die Rastersegmente C und E eine starke Bräunung auf. Die restlichen Rastersegmente 17 weisen keine oder nur eine sehr geringe Bräunung auf.
Anhand der Bräunungsverteilung legt die Steuereinrichtung 9 fest, welche der Heizmittel 5 überhaupt für die Erwärmung des Garguts 3 eingesetzt werden und wenn ja, mit welchen Leistungsanteilen sie beteiligt werden. Insbesondere werden dabei nur die Heizmittel beteiligt, welche sich direkt über oder unter dem Gargut 3 befinden.
Aus der detektierten Bräunungsverteilung wird ein Maß erzeugt, dass die Heizleistung für die Segmente bestimmt, in dem Sinn: Geringe Bräunung erfordert lokal mehr Heizleistung, hohe Bräunung erfordert lokal eine Reduzierung der Heizleistung durch die zugehörigen Heizmittel 5. Die Heizleistungsverteilung ergibt sich z. B. reziprok proproportional aus der Bräunungsverteilung.
So ergeben sich aus der jeweils aktuellen Aufnahme und der daraus gewonnenen Bräunungsverteilung Zuordnungen von Heizleistungen für alle Heizmittel 5. In dieser Weise wird geheizt, erneut fotografiert, die Bräunungsverteilung erneut ausgewertet und ein neues Heizmuster bestimmt. Dieser Zyklus wiederholt sich vorzugsweise in gezielten Abständen.
Bei dem hier gezeigten Beispiel der Bräunungsverteilung werden die ausgewählten Heizmittel 5 folgendermaßen angesteuert: Wo die Oberfläche noch sehr hell ist, also in den Rastersegmenten B, D, F, H, I, wird die Heizleistung erhöht. Wo die Oberfläche schon dunkel ist, also in den Rastersegmenten C und E, wird die Heizleistung vollständig zurückgefahren. In den Bereichen mit mittlerer Bräunung, also den Rastersegmenten A und G, wird die Heizleistung reduziert oder beibehalten. Eine Heizleistung unterhalb der Maximalleistung kann beispielsweise durch Takten erreicht werden.
Nach einer Einstellung der Heizleistungsverteilung der Heizmittel 5 anhand der erfassten Bräunungsverteilung erfolgt nach einer vorgegebenen Zeit eine erneute Aufnahme durch die Kameraeinrichtung 4. Anschließend erfolgt wieder die Auswertung der Aufnahme zur Erstellung einer Bräunungsverteilung, welche nun wieder für eine erneute Einstellung der Heizleistungsverteilung eingesetzt wird.
So kann insgesamt eine sehr gleichmäßige Bräunung erreicht werden, ohne dass eine Überwachung durch den Benutzer notwendig ist. Zu stark oder zu schwach gebräunte Bereiche werden selbsttätig durch das Gargerät 1 vermieden.
Die ermittelte Bräunungsverteilung wird hier jedoch nur zur Auswahl der bei der Beheizung eingesetzten Heizmittel 5 sowie zur Bestimmung des Anteils der ausgewählten Heizmittel 5 an der Gesamtheizleistung herangezogen. Die Regelung des Garvorgangs und insbesondere die Feststellung des Fertiggarpunkts erfolgen hier mit einer Regelung über die Garraumtemperatur. Die Garraumbeheizung erfolgt dabei in wiederholten Perioden von einer Ein- und einer Auszeit.
Zur Temperaturregelung ist hier im Garraum 11 wenigstens ein Temperatursensor 39 und beispielsweise ein PT 1000 angeordnet. So werden alle Heizmittel 5 und vorzugsweise auch alle anderen Heizquellen 12 ausgeschaltet, wenn die Solltemperatur im Garraum 11 erreicht ist. Diese kann beispielsweise vom Benutzer voreingestellt oder durch ein Automatikprogramm vorgegeben sein. Die Heizmittel 5 werden dabei unabhängig von ihrer Beteiligung an der Gesamtheizleistung abgeschaltet.
Fällt die Garraumtemperatur unter einen Grenzwert, setzt die Heizphase wieder ein. Dabei werden die ausgewählten Heizmittel 5 wieder eingeschaltet und mit dem ermittelten Anteil an der Gesamtheizleistung beteiligt. Somit erfolgt nur die Auswahl und die Bestimmung des Anteils des jeweiligen Heizmittels 5 an der Gesamtheizleistung in Abhängigkeit der Gargutkenngröße. Die Regelung der Temperatur im Garraum 11 erfolgt hingegen anhand einer Temperaturregelung.
Während der Ein-Zeit sind die Leistungen entsprechend der anhand der Bräunungsverteilung ermittelten Zuordnung auf die beteiligten Heizmittel 5 verteilt. Die zu beteiligenden Heizmittel 5 können dafür zum Beispiel zeitgleich oder zeitversetzt oder nacheinander angesteuert werden. Die Heizleistungsverteilung wird mithilfe der Heizmittel 5 zeitlich je nach Bräunungsverteilung gerade so eingestellt, dass helle Stellen schneller dunkel werden bzw. dunkle Stellen aber weniger Leistung bekommen, um deren Bräunung zu bremsen.
Für die Regelung über die Garraumtemperatur ist hier eine Parametrierung vorgesehen. Dazu wird über eine Zuordnungsfunktion den im Garraum 11 erfassten Temperaturwert eine Garraumtemperatur unter Berücksichtigung davon zugeordnet, welche der jeweiligen Heizmittel 5 betrieben bzw. welche Heizmittel 5 mit welcher Heizleistung betrieben werden. Die Parametrierung sorgt dafür, dass sich die geforderte Temperatur in der Garraummitte einstellt. Dazu ist beispielsweise für jede vorgesehene Konstellation der Ansteuerung der Heizmittel 5 eine Parametrierung der im Garraum 11 erfassten Temperatur möglich.
Mit Bezug zu den 5 - 9 wird nachfolgend eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Dabei wird mit der Kameraeinrichtung 4 das Gargut 3 aufgenommen und die Aufnahme zur Erkennung der links-rechts und vorne-hinten Position des Garguts 3 im Garraum 11 ausgewertet. Zudem wird anhand der Aufnahme auch die Ausdehnung des Garguts 3 im Garraum bzw. über die Fläche des Gargutträgers 100 ermittelt.
Die Steuereinrichtung 9 legt dann abhängig von der Gargutposition und Gargutausdehnung fest, welche Heizmittel 5 in der Heizphase des Gargeräts 1 mit welchen Anteilen beteiligt werden. Dabei werden die Heizmittel 5 danach angesteuert, ob sie ein räumliches Segment 6 beheizen, in dem sich das Gargut 3 mehr oder weniger bzw. gar nicht erstreckt. Durch eine solche Auswahl und Ansteuerung der Heizmittel 5 muss nicht immer der ganze Garraum 11 erwärmt werden, sodass Energie und Zeit gespart werden. Die ausgewählten bzw. aktiven Heizmittel 5 sind schraffiert dargestellt.
Beispielsweise werden die Heizmittel 5, die komplett über und/oder unter dem Gargut 3 angeordnet sind zu 100 % beteiligt. Heizmittel 5 mit einem Überlapp am Rande des Garguts 3 werden nur mit ihrem Überlappwert und beispielsweise zu 50 % beteiligt. Heizmittel 5 ohne Überlapp zum Gargut 3 werden nicht beteiligt. Möglich sind aber auch andere Zuordnungen.
Nach der Auswahl der beteiligten Heizmittel 5 und der Festlegung ihrer Beteiligung an der Heizleistung beginnt die Heizphase. Dabei erfolgt die Garraumbeheizung temperaturgeregelt in wiederholten Perioden von einer Ein- und einer Auszeit. Zur Temperaturregelung ist im Garraum 11 ein Temperatursensor 39 angeordnet. Während einer Einzeit ist die Leistung entsprechend der Zuordnung auf die zu beteiligenden Heizmittel 5 verteilt. Die Temperaturregelung erfolgt hier vorzugsweise so, wie mit Bezug zu der 4 beschrieben. Zudem ist auch hier eine Parametrierung vorgesehen.
Die 5 zeigt den Garraum 11 mit einem Backblech als Gargutträger 100, das hier nur ein kleines und mittig angeordnetes Gargut 3 aufweist. Oben rechts ist eine Skizze einer stark schematisierten Aufnahme der Kameraeinrichtung 4 von dieser Garraumbeladung gezeigt. Anhand der Aufnahme erkennt die Steuereinrichtung 9, dass die Beladung hier im zentralen Rastersegment 17 des Rasters 7 angeordnet ist. Entsprechend wählt die Steuereinrichtung 9 auch das zentrale Heizmittel 5 an der Oberseite sowie auch an der Unterseite des Garraums 11 zur Beheizung aus. Diese ausgewählten Heizmittel 5 ermöglichen eine gezielte Beheizung des darunter bzw. darüber liegenden Garguts 3.
In der 6 ist eine Beladung des Gargutträgers 100 mit zwei kleineren bzw. punktförmigen und beabstandeten Gargütern 3 dargestellt. Die Steuereinrichtung 9 wählt die Heizmittel 5 an, welche sich oberhalb und unterhalb dieser Gargüter 3 befinden.
Die 7 zeigt eine großflächige Beladung, welche sich nicht über das gesamte Backblech 100 erstreckt. Anhand der Aufnahme ist zu erkennen, dass sich das Gargut 3 hier über insgesamt vier zusammenhängende Rastersegmente 17 erstreckt. Entsprechend werden die vier über bzw. unter dem Gargut 3 liegenden Heizmittel 5 von der Steuereinrichtung 9 angesteuert und zur Beheizung eingesetzt.
In der 8 befindet sich auf dem Gargutträger 100 eine Kastenform. Anhand der Aufnahme wählt die Steuereinrichtung 9 die oberhalb und unterhalb der Kastenform angeordneten Heizmittel 5 aus. So kann beim Backen eines Kastenkuchens viel Energie eingespart werden, da nicht der gesamte Garraum 11 gleichmäßig erhitzt werden muss.
Die 9 zeigt eine großflächige Beladung, bei der sich das Gargut über das gesamte Backblech erstreckt. In der Aufnahme der Kameraeinrichtung 4 ist zu erkennen, dass sich das Gargut 3 über alle Rastersegmente 17 erstreckt. Entsprechend werden alle Heizmittel 5 ausgewählt und eingeschaltet.
Bezugszeichenliste

1: Gargerät
2: Heizeinrichtung
3: Gargut
4: Kameraeinrichtung
5: Heizmittel
6: Segment
7: Raster
8: Zone
9: Steuereinrichtung
11: Garraum
12: Heizquelle
15: Strahlungsheizkörper
17: Rastersegment
19: Bedieneinrichtung
22: Heißluftheizquelle
29: Anzeigeeinrichtung
32: Oberhitzeheizquelle
39: Temperatursensor
42: Unterhitzeheizquelle
100: Gargutträger

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts (1), wobei mit wenigstens einer Heizeinrichtung (2) wenigstens ein Gargut (3) in einem Garraum (11) erwärmt wird und wobei das Gargut (3) mit wenigstens einer Kameraeinrichtung (4) erfasst wird und wobei anhand der Erfassung des Garguts (3) wenigstens eine Gargutkenngröße ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (2) wenigstens eine Heizquelle (12) mit einer Mehrzahl separat ansteuerbarer Heizmittel (5) umfasst und dass mit jeweils wenigstens einem Heizmittel (5) wenigstens ein räumliches Segment (6) von einer Mehrzahl von räumlichen Segmenten (6) im Garraum (11) gezielt beheizt wird und dass die Ansteuerung der einzelnen Heizmittel (5) in Abhängigkeit der Gargutkenngröße vorgenommen wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gargutkenngröße eine Position des Garguts (3) im Garraum (11) und/oder eine Ausdehnung des Garguts (3) im Garraum (3) beschreibt und dass anhand der Position und/oder der Ausdehnung die Ansteuerung der Heizmittel (5) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizmittel (5), welches zur Beheizung eines räumlichen Segments (6) dient, in welchem sich das Gargut (3) mehr erstreckt, mit einer höheren Heizleistung betrieben wird als ein Heizmittel (5), welches zur Beheizung eines räumlichen Segments (6) dient, in welchem sich das Gargut (3) weniger oder nicht erstreckt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gargutkenngröße eine Bräunungsverteilung und/oder eine Oberflächentemperaturverteilung des Garguts (3) beschreibt und dass anhand der Bräunungsverteilung und/oder der Oberflächentemperaturverteilung eine Ansteuerung der Heizmittel (5) erfolgt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gargutoberfläche als ein Raster (7) bestehend aus einer Mehrzahl von Rastersegmenten (17) betrachtet wird und dass die Bräunungsverteilung und/oder Oberflächentemperaturverteilung eine Verteilung eines Maßes für die Bräunung bzw. der Oberflächentemperatur über die Rastersegmente (17) ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizmittel (5), welches zur Beheizung eines räumlichen Segments (6) dient, in welchem ein Rastersegment (17) mit einer Bräunung und/oder Oberflächentemperatur unterhalb eines Sollwerts vorliegt, mit einer höheren Heizleistung betrieben wird als ein Heizmittel (5), welches zur Beheizung eines räumlichen Segments (6) dient, in welchem ein Rastersegment (17) mit einer Bräunung und/oder Oberflächentemperatur oberhalb eines Sollwerts vorliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sollwert der Bräunung und/oder der Oberflächentemperatur anhand wenigstens eines Zielwerts festgelegt wird und dass der Zielwert für bestimmte Zonen (8) des Garguts (3) vorwählbar ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonen (8) für die Vorwahl des Zielwerts im Wesentlichen den Rastersegmenten (17) des Garguts (3) entsprechen oder diese umfassen.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonen (8) in Kombination mit einer Darstellung des Garguts (3) über eine Anzeigeeinrichtung (21) angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maß für die Bräunung in einem Rastersegment (17) und/oder die Oberflächentemperatur in einem Rastersegment (17) wenigstens ein Mal, vorzugsweise wiederholt, als ein Istwert ermittelt wird und mit einem Sollwert für dieses Rastersegment (17) verglichen wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Istwert des Maßes für die Bräunung anhand wenigstens eines Bräunungsbildes ermittelt wird und/oder dass der Istwert der Oberflächentemperatur anhand wenigstens einer Aufnahme des Garguts (3) im Infrarot-Bereich ermittelt wird.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Veränderung des Istwertes über die Zeit erfasst wird und zur Bestimmung wenigstens einer weiteren Gargutkenngröße herangezogen wird.
Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Istwertes und/oder der Istwerte als Funktion der Zeit und/oder des Sollwerts und/oder eines Vergleichs von Istwert mit Sollwert wenigstens eine Regelkurve für die Ansteuerung der einzelnen Heizmittel (5) festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Heizmittel (5) bereitgestellte Heizleistung wenigstens teilweise anhand wenigstens einer im Garraum (11) erfassten Temperatur geregelt wird, sodass die für einen Garvorgang geforderten Garraumtemperaturen eingehalten werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der einzelnen Heizmittel (5) in Abhängigkeit der Gargutkenngröße nur eine Auswahl der Heizmittel (5) umfasst, während die Regelung der Heizmittel (5) über die im Garraum (11) erfasste Temperatur erfolgt.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Regelung der Garraumtemperatur wenigstens eine Zuordnungsfunktion berücksichtigt wird und dass die Zuordnungsfunktion einen im Garraum (11) erfassten Temperaturwert einer geforderten Garraumtemperatur danach zuordnet, welche der Heizmittel (5) mit welcher Heizleistung betrieben werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittel (5) durch segmentierte Strahlungsheizkörper (15) und/oder durch eine Mehrzahl einzelner Strahlungsheizkörper (15) und/oder durch eine Mehrzahl von Heißluftdüsen bereitgestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Heizmittel (5) oberhalb und/oder unterhalb und/oder seitlich des Garguts (3) angeordnet ist und dass der unterhalb bzw. oberhalb bzw. seitlich jeweils eines Heizmittels (5) liegende Bereich das räumliche Segment (6) ist, welches durch das jeweilige Heizmittel (5) gezielt beheizt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Heizmittel (5) wenigstens drei und insbesondere wenigstens fünf separat ansteuerbare Heizmittel (5) umfasst.
Gargerät (1) mit wenigstens einer Heizeinrichtung (2) und mit wenigstens einem beheizbaren Garraum (11) zum Erwärmen von Gargut (3) und mit wenigstens einer Kameraeinrichtung (4) zur Erfassung des Garguts (3) und mit wenigstens einer Steuereinrichtung (9), welche dazu geeignet und ausgebildet ist, anhand der Erfassung des Garguts (3) wenigstens eine Gargutkenngröße zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (2) wenigstens eine Heizquelle (12) mit einer Mehrzahl separat von der Steuereinrichtung (9) ansteuerbarer Heizmittel (5) umfasst, sodass mit jeweils wenigstens einem Heizmittel (5) wenigstens ein räumliches Segment (6) von einer Mehrzahl von räumlichen Segmenten (6) im Garraum (11) gezielt beheizbar ist und dass die Steuereinrichtung (9) dazu geeignet und ausgebildet ist, die Ansteuerung der einzelnen Heizmittel (9) in Abhängigkeit der Gargutkenngröße vorzunehmen.