DE102022206214A1

DE102022206214A1 - Betreiben eines Haushalts-Gargeräts mit einem Feuchtesensor

Info

Publication number: DE102022206214A1
Application number: DE102022206214.0A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Wagner; Rolf Sauerbier; Alexandra Jenz; Tim Bender
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2022-06-22
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2023-12-28
Also published as: WO2023247182A1

Abstract

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

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts mit einem Garraum, einer einstellbaren Entlüftungseinrichtung zum Entlüften des Garraums und mindestens einem Feuchtesensor zum Messen einer Feuchtigkeit in dem Garraum. Die Erfindung betrifft auch ein Haushalts-Gargerät mit einem Garraum, einer steuerbaren Entlüftungseinrichtung zum Entlüften des Garraums und mindestens einem Feuchtesensor zum Messen einer Feuchtigkeit in dem Garraum, wobei das Haushalts-Gargerät zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein System aus einem Haushalts-Gargerät und einer mit dem Haushalts-Gargerät kommunikativ koppelbaren externen Instanz, wobei die externe Instanz dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil des Verfahrens durchzuführen. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Backöfen, insbesondere mit Dampfgarfunktionalität und Garschubladen, insbesondere mit Dampfgarfunktionalität, sowie Dampfbehandlungsschubladen.
DE 10 2012 200 586 A1 offenbart Verfahren zur Regelung eines Garvorganges bei einem Gargerät, bei dem eine sich im Gargerät während des Garvorganges verändernde Gaskonzentration bestimmt wird, umfassend folgende Schritte: Wiederholtes Messen der Gaskonzentration im Gargerät und Vergleichen jeweils zweier zeitlich aufeinanderfolgender Messwerte, Erkennen eines Extremwertes der Gaskonzentration als eine erste Abschaltbedingung, Nach Erkennen des Extremwertes Fortführen des Messvorganges für eine Zeitdauer und Reduzieren einer Leistung einer Heizeinrichtung des Gasgeräts so weit, dass eine Warmhaltefunktion gegeben ist, wenn nach Erkennen der ersten Abschaltbedingung innerhalb der Zeitdauer zumindest eine weitere Abschaltbedingung erfüllt wird.
DE 103 27 864 B4 offenbart ein Verfahren zur berührungslosen Steuerung eines Garvorgangs bei einem Gargerät mit einem Garraum, einem Sensor zur Erfassung einer Gaskonzentration in dem Garraum und einer elektrischen oder elektronischen Steuerung, die eine Auswerteschaltung und einen Speicher aufweist und mit dem Sensor in Signalübertragungsverbindung steht, wobei das Verfahren den folgenden Verfahrensschritt aufweist: Auslösen einer Gargerätefunktion, sobald die erste Ableitung der Gaskonzentration nach der Zeit nach dem erstmaligen Erreichen eines Extremwerts gleich Null geworden ist und dass nach dem erstmaligen Erreichen des Extremwerts der ersten Ableitung der Gaskonzentration nach der Zeit die Restgardauer in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Sensors extrapoliert und auf einem Anzeigeelement des Gasgeräts zur Anzeige gebracht wird.
In DE 10 2008 040 398 A1 wird, um eine Gargerätevorrichtung bereitzustellen, mittels der ein Prozess innerhalb eines Garraums verbessert werden kann, eine Gargerätevorrichtung mit einer Regelungseinheit vorgeschlagen, die zur Regelung einer von einer Temperaturkenngröße abweichenden Kenngröße in einem Garraum vorgesehen ist. Die Regelungseinheit kann dazu vorgesehen sein, eine Luftfeuchtigkeitskenngröße zu regeln. In einer Variante ist die Regelungseinheit dazu vorgesehen, über eine Abluft und/oder über eine Umgebungszuluft die Kenngröße zu regeln. In einer Variante ist eine Garraumverschlusseinheit vorgesehen, die mittels der Regelungseinheit zur Regelung ansteuerbar ist. In einer Variante ist die Garraumverschlusseinheit über zumindest einen Bereich stufenlos einstellbar. In einer Variante weist die Garraumverschlusseinheit wenigstens zwei Verschlusselemente auf. In einer Variante ist eine Feuchtigkeitsmesseinheit vorhanden. In einer Variante weist die Regelungseinheit eine Speichereinheit auf, in der gutspezifische Daten zur Regelung gespeichert sind.
EP 1 847 203 A1 offenbart, dass in einem Gargerät gemessen wird, wann es zu einem Dampfaustritt aus dem Gargut kommt. Der entsprechende Zeitpunkt gibt Aufschluss darüber, wie das weitere Verfahren verlaufen soll. Vorzugsweise wird nach Detektion des Dampfaustritts die Temperatur im Garraum reduziert, so dass eine Schwärzung oder Austrocknung der Oberfläche des Garguts verhindert wird. Die Messung des Zeitpunkts des Dampfaustritts erlaubt es auch, Dauer und Temperatur weiterer Verfahrensschritte auf das jeweilige Gargut optimal abzustimmen.
EP 1 595 453 A1 offenbart ein Verfahren zum automatischen Backen von Lebensmittelprodukten in einem Elektro- oder Gasofen mit einem Backraum, umfassend eine Elektro- oder Gasheizung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Beginnen zu einem vorbestimmten Startzeitpunkt mit dem Backen eines Nahrungsmittelprodukts innerhalb des Backraums des Ofens; Überwachen der Konzentration einer Substanz in der Luft innerhalb des Backraums nach dem Startzeitpunkt; Bestimmen eines maximalen Zeitpunkts, in dem die Konzentration der Substanz einen maximalen Wert erreicht; Berechnen der Dauer eines ersten Zeitintervalls zwischen dem Startzeitpunkt und dem Maximalzeitpunkt; Berechnen der Dauer eines zweiten Zeitintervalls auf der Basis der Dauer des ersten Zeitintervalls; und Beenden des Backens des Nahrungsmittelprodukts am Ende des zweiten Zeitintervalls.
DE 10 2007 016 501 A1 offenbart, dass bei einem Verfahren zur Regelung eines Garvorgangs eines Gargutes in einem Garraum eines Dampfgarers während des Garvorgangs zumindest zeitweise eine aus dem Gargut austretende Feuchte im Garraum durch einen Feuchtesensor über der Zeit erfasst wird, wobei während einer Messphase ein Einbringen von Dampf in den Dampfgarraum unterbleibt und der Feuchtesensor ausgewertet wird. Bei vorgegebenem Garvorgang mit festgelegten Zeiten der Zuführung von Dampf wird aufgrund der Auswertung des Feuchtesensors während der Messphase das Garende bestimmt. Dabei wird vor der Messphase während einer Dampfphase Dampf in den Garraum eingebracht, wobei die Dampfzufuhr nach der Dampfphase und vor der Messphase während einer Belüftungsphase beendet und durch Belüftung die Konzentration von Dampf im Garraum stark reduziert wird.
DE 10 2005 035 564 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines Haushaltsbackofens, bei welchem im Betrieb mindestens die Luftfeuchtigkeit in einer Backmuffel und/oder innerhalb von dem Wrasen als Back- oder Garparameter während eines Back- oder Garvorgangs erfasst und ausgewertet wird, wobei die Luftfeuchtigkeit eingestellt wird durch Beeinflussung einer Luftabfuhr und/oder einer Luftzufuhr der Backmuffel.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit bereitgestellt wird, einen Garzustand von Gargut, insbesondere dessen voraussichtliches Garzeitende, zu bestimmen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts mit einem Garraum, einer einstellbaren Entlüftungseinrichtung zum Entlüften des Garraums und mindestens einem Feuchtesensor zum Messen einer Feuchtigkeit in dem Garraum, wobei bei dem Verfahren während eines Garablaufs

- ein Verlauf der Feuchtigkeit bei einem ersten eingestellten Entlüftungszustand ausgewertet wird,
- von dem ersten Entlüftungszustand auf einen zweiten eingestellten Entlüftungszustand, der eine im Vergleich zu dem ersten Entlüftungszustand unterschiedlich starke Entlüftung ermöglicht, umgestellt wird,
- ein Verlauf der Feuchtigkeit während des zweiten Entlüftungszustands oder nach Beendigung des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird und
- aus einem Vergleich der Auswertungen ein Garzustand von in dem Garraum behandeltem Gargut bestimmt wird.

Diese Art der Messdatenerfassung (auch als „Sprungantwort“ bezeichenbar") enthält deutlich mehr Information als ein kontinuierlicher Messdatenverlauf bei gleichem Entlüftungszustand und ermöglicht vorteilhafterweise selbst bei ungenaueren Messdaten eine verbesserte Bestimmung eines Garzustands von in dem Garraum behandeltem Gargut und damit auch eine verbesserte Einstellung des Garablaufs. Insbesondere kann ein Garzeitende genauer, früher und zuverlässiger automatisch bestimmt werden. Dies wiederum ermöglicht den Einsatz von günstigeren Sensorsystemen und/oder erweitert eine Sensorfunktionalität auf eine breitere Gerätevarianz (insbesondere abgedichtete Geräte) bzw. ermöglicht ein breiteres Anwendungsspektrum.
Das Haushalts-Gargerät kann beispielsweise ein Backofen, eine Garschublade, ein Mikrowellengerät oder Kombination daraus sein. Insbesondere kann das Haushalts-Gargerät auch eine Dampfgarfunktionalität aufweisen und dazu einen Dampferzeuger aufweisen. Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren bei einem Haushalts-Gargerät mit Dampfgarfunktionalität während einer Trockenphase zugeführt wird, während der kein Dampf mittels des Dampferzeugers erzeugt bzw. kein Dampf in den Garraum eingeführt wird.
Die steuerbare Entlüftungseinrichtung ist zum Entlüften des Garraums eingerichtet, so dass zumindest ein Teil der Garraumatmosphäre gezielt aus dem Garraum entweichen bzw. austreten kann. Sie weist dazu insbesondere mindestens eine Entlüftungsöffnung auf. Die aus dem Garraum austretende Garraumatmosphäre bzw. Abluft (Luft, Dampf, Wrasen usw.) kann insbesondere in die Umgebung abgegeben werden, ggf. nach seiner Reinigung, beispielsweise in einen Entlüftungskanal oder einen Wrasenabzug.
Es ist eine Weiterbildung, dass ein Querschnitt der mindestens einen Entlüftungsöffnung oder eines daran anschließenden Entlüftungskanals einstellbar ist, z.B. mittels einer Klappe. Der Querschnitt kann in einer besonders einfach umsetzbaren Weiterbildung auf die Entlüftungszustände „offen“ und „geschlossen“ eingestellt werden, in noch einer Weiterbildung auch in Zwischenschritten mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten.
Es ist eine zusätzlich oder alternative Weiterbildung, dass der mindestens einen Entlüftungsöffnung bzw. einem daran anschließenden Entlüftungskanal mindestens ein Lüfter zugeordnet ist („forcierte Entlüftung“). In einer besonders einfach umsetzbaren Weiterbildung kann der Lüfter auf die Entlüftungszustände „ein“ und „aus“ eingestellt werden. Ist der Lüfter drehzahlregelbar, kann in noch einer Weiterbildung auch die Drehzahl eingestellt werden. Die Verwendung eines Lüfters ergibt den Vorteil, dass ein Entlüftungsvolumenstrom besonders genau einstellbar ist. Auch kann so vorteilhafterweise ein besonders starker Entlüftungsvolumenstrom erreicht werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Entlüftungseinrichtung zusätzlich einen den Garraum mit der Umgebung verbindenden Zuluftkanal aufweisen. Dadurch kann vorteilhafterweise eine Entlüftung schneller durchgeführt werden, insbesondere, wenn der Garraum dampfdicht abgeschlossen ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Zuluftkanal ein permanent offener Kanal ist, insbesondere mit einer geringen Querschnittsfläche. Dies ist vorteilhafterweise besonders einfach umsetzbar. Diese Weiterbildung ist besonders vorteilhaft einsetzbar bei einem ansonsten dampfdichten Garraum, weil durch den Zuluftkanal eine Ausbildung eines geringen Drucks oder Unterdrucks im Garraum bei forcierter Entlüftung vermeidbar ist, welcher dazu führen könnte, dass kein ausreichend großer Entlüftungsvolumenstrom erzeugt werden würde.
Dem Zuluftkanal kann ein Lüfter zugeordnet ist, der bei Aktivierung Umgebungsluft in den Garraum drückt („forcierte Belüftung“). In einer besonders einfach umsetzbaren Weiterbildung kann der Lüfter auf die Entlüftungszustände „ein“ und „aus“ eingestellt werden. Ist der Lüfter drehzahlregelbar, kann in noch einer Weiterbildung auch die Drehzahl eingestellt werden. Die Verwendung eines Lüfters am oder im Zuluftkanal ergibt den Vorteil, dass ein Entlüftungsvolumenstrom besonders genau einstellbar ist. Auch kann so vorteilhafterweise ein besonders starker Entlüftungsvolumenstrom erreicht werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass ein Querschnitt des Zuluftkanals und/oder ein Querschnitt einer in den Garraum mündenden Zuluftöffnung des Zuluftkanals einstellbar ist, z.B. mittels einer Klappe. Der Querschnitt kann in einer besonders einfach umsetzbaren Weiterbildung auf die Zustände „offen“ und „geschlossen“ eingestellt werden, in noch einer Weiterbildung auch in Zwischenschritten mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten. Auch dies ergibt den Vorteil, dass ein Entlüftungsvolumenstrom besonders genau einstellbar ist.
Ein Entlüftungszustand entspricht insbesondere einer bestimmten Einstellung der Entlüftungseinrichtung, insbesondere um eine Stärke des abgeführten Abluftvolumenstroms einzustellen. Unterschiedliche Entlüftungszustände unterscheiden sich durch die Möglichkeit, unterschiedliche Abluftvolumenströme zu erzeugen. Unterschiedliche Entlüftungszustände können sich beispielsweise durch unterschiedliche Klappenstellungen und/oder durch unterschiedliche Lüfterleistungen ergeben.
In einer besonders einfach und preiswert umsetzbaren Weiterbildung ist die Lüftungseinrichtung dazu eingerichtet, zwei unterschiedliche Entlüftungszustände zu erzeugen, nämlich einerseits eine Entlüftung des Garraums und andererseits keine oder zumindest keine forcierte Entlüftung des Garraums. Dies kann durch Ein- bzw. Ausschalten des Lüfters und/oder durch Öffnen bzw. Schließen der Klappe umgesetzt werden.
Mögliche Beispiele, zwei unterschiedliche Entlüftungszustände zu erzeugen, können unter anderem umfassen:

- Der Garraum ist nicht oder nicht hochgradig dampfdicht: der erste Entlüftungszustand umfasst einen geschlossenen Entlüftungskanal und/oder einen dem Entlüftungskanal zugeordneten Lüfter im ausgeschalteten Zustand. Der zweite Entlüftungszustand umfasst einen geöffneten Entlüftungskanal und/oder einen dem Entlüftungskanal zugeordneten Lüfter im eingeschalteten Zustand. Wird die Garraumatmosphäre bzw. Abluft durch den Entlüftungskanal mittels forcierter Entlüftung abgesaugt, kann Umgebungsluft durch Leckageöffnungen nachströmen. Ein Verlauf der Feuchtigkeit kann insbesondere einerseits unmittelbar vor Umschalten in den zweiten Entlüftungszustand und andererseits unmittelbar nach Rückkehr in den ersten Entlüftungszustand aus dem zweiten Entlüftungszustand (d.h., im ersten Entlüftungszustand nach vorheriger Entlüftung des Garraums) ausgewertet werden.
- Der Garraum ist dampfdicht: der erste Entlüftungszustand umfasst einen geschlossenen Entlüftungskanal und einen geschlossenen Zuluftkanal. Der zweite Entlüftungszustand umfasst einen geöffneten Entlüftungskanal und einen geöffneten Zuluftkanal sowie einen dem Entlüftungskanal zugeordneten Lüfter im eingeschalteten Zustand und/oder einen dem Zuluftkanal zugeordneten Lüfter im eingeschalteten Zustand. Ein Verlauf der Feuchtigkeit kann insbesondere einerseits unmittelbar vor Umschalten in den zweiten Entlüftungszustand und andererseits unmittelbar nach Rückkehr in den ersten Entlüftungszustand aus dem zweiten Entlüftungszustand (d.h., im ersten Entlüftungszustand nach vorheriger Entlüftung des Garraums) ausgewertet werden.

Mittels des Feuchtesensors kann die Feuchtigkeit in dem Garraum bzw. der Garraumatmosphäre direkt oder indirekt (z.B. über den Sauerstoffgehalt) gemessen werden. Beispiele für Feuchtesensoren umfassen Gassensoren, Sauerstoffsensoren, insbesondere Lambda-Sensoren, Taupunkt-Sensoren, optische Sensoren, Luftdichte-Sensoren usw.
Während eines Garablaufs wird in dem Garraum vorhandenes Gargut behandelt, z.B. durch Einbringung von Wärmestrahlung, beispielsweise durch elektrische Widerstands-heizkörper, Mikrowellenenergie und/oder Dampf.
Der mittels des mindestens einen Feuchtesensors gemessene Verlauf der Feuchtigkeit umfasst mehrere zeitlich aufeinanderfolgend gemessene oder abgeleitete Messwerte.
Dass der Verlauf der Feuchtigkeit ausgewertet wird, umfasst insbesondere, dass mindestens eine charakteristische Eigenschaft des Verlaufs bzw. der Kurve bestimmt wird. Die mindestens eine charakteristische Eigenschaft kann z.B. ein Steigungswert sein. Dass der Verlauf der Feuchtigkeit bei einem bestimmten eingestellten Entlüftungszustand ausgewertet wird, umfasst, dass Feuchtigkeitsmesswerte, die während dieses Entlüftungszustands direkt oder indirekt gemessen worden sind, ausgewertet werden. Die mindestens eine charakteristische Eigenschaft ist jedoch nicht auf den Steigungswert beschränkt, sondern kann zusätzlich oder alternativ eine Änderung der Steigung, ein Kurvenintegral, ein Extremwert (Minimum und/oder Maximum), eine Einschwingzeit, usw. sein.
Durch Vergleich der mindestens einen charakteristische Eigenschaft bei dem ersten Entlüftungszustand und der gleichen mindestens einen charakteristische Eigenschaft bei dem zweiten Entlüftungszustand, insbesondere einem jeweiligen Steigungswert im Feuchtigkeitsverlauf, wird der Garzustand des Garguts bestimmt. Der Garzustand kann beispielsweise einen aktuellen Gargrad und/oder - insbesondere durch Vergleich mit einem Soll-Garzustand - ein voraussichtliches Garzeitende bzw. eine Restgardauer umfassen. Insbesondere kann das voraussichtliche Garzeitende mittels des vorliegenden Verfahrens früher festgestellt werden als bisher und dadurch z.B. eine Anpassung des Garablaufs genauer erfolgen.
Zur Bestimmung des Garzustands, insbesondere des Garzeitendes kann ein entsprechender Algorithmus verwendet werden. Dieser kann auf Basis von realen Versuchen und/oder Simulationen erstellt worden sein. Es ist eine Weiterbildung, dass zur Ermittlung des Algorithmus Datensätze aus realen Versuchen in ein lernendes Modell gegeben werden. Das Modell errechnet beispielsweise in Abhängigkeit der Feuchtewerte, insbesondere der charakteristischen Eigenschaften der Feuchtigkeitsverläufe, den Garzustand des jeweiligen Garguts. Weitere Eingangsparameter des Modells können beispielsweise umfassen:

- Einstellungen des Gargeräts wie Soll-Garraumtemperatur, Art aktivierter Heizkörper (z.B. Unterhitze, Oberhitze, Heißluft, usw.), usw.
- eine Art des Garguts, die nutzerseitig eingegeben oder automatisch bestimmt worden sein kann;
- eine Größe und/oder ein Volumen des Garguts;
- ein Gewicht des Garguts;
- eine Saftigkeit des Garguts;
- ein Soll-Garzustand des Garguts;
- ein, z.B. mittels einer Kamera bestimmbarer, Bräunungsgrad des Garguts.

Das Verfahren umfasst insbesondere, dass der Entlüftungszustand mindestens einmal zwischen dem ersten Entlüftungszustand und dem zweiten Entlüftungszustand gewechselt bzw. umgeschaltet wird. Dies kann umfassen, dass der Entlüftungszustand mehrfach gewechselt wird. Wird der Entlüftungszustand mehrfach gewechselt, kann der Garzustand anhand jedes Umschaltvorgangs bestimmt werden, auch im Kombination. So wird vorteilhafterweise die Bestimmung des Garzustands, z.B. die Vorhersage des Garzeitendes, genauer bestimmbar. Es ist eine Weiterbildung, dass bei einem mehrfachen Wechsel des Entlüftungszustands von dem ersten Entlüftungszustand zu dem zweiten Entlüftungszustand und zurück gewechselt wird, in einer Weiterbildung auch mehrmals. Jedoch ist das Verfahren nicht darauf beschränkt, und es kann grundsätzlich zu beliebigen Entlüftungszuständen hin gewechselt werden, z.B. von dem ersten Entlüftungszustand zu dem zweiten Entlüftungszustand, dann zu einem dritten Entlüftungszustand, usw. Wenn bei der Beschreibung des vorliegenden Verfahrens daher von einem ersten Entlüftungszustand und einem zweiten Entlüftungszustand die Rede ist, so ist damit nur gemeint, dass von einen bestimmten Entlüftungszustand zu einem anderen Entlüftungszustand gewechselt wird, solange sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt.
Es ist eine Weiterbildung, dass einer der Entlüftungszustände so eingestellt ist, dass sich eine günstigste Einstellung für den Garablauf bzw. Garprozess ergibt. Dieser Entlüftungszustand kann insbesondere ein Entlüftungszustand sein, der auch ohne Nutzung des vorliegenden Verfahrens zur Gargutbehandlung eingestellt werden würde. Der andere Entlüftungszustand ist dann insbesondere ein Entlüftungszustand, der keiner günstigsten Einstellung für den Garprozess entspricht bzw. ohne Nutzung des vorliegenden Verfahrens nicht eingestellt werden würde. Diese Weiterbildung ist besonders dann vorteilhaft, wenn der nicht optimale Entlüftungszustand nur für eine kurze Zeitdauer eingestellt wird, weil sich dann dessen Effekt auf das Gargut nicht merklich auf den Garzustand und/oder das Garzeitende auswirkt.
Dass der Verlauf der Feuchtigkeit während des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird, kann in einer Weiterbildung umfassen, dass der Verlauf der Feuchtigkeit unmittelbar nach Beginn des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird. Dazu wird insbesondere der erste Feuchtigkeitsmesswert unmittelbar nach Beginn des zweiten Entlüftungszustands gemessen.
Dass der Verlauf der Feuchtigkeit während des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird, kann in einer Weiterbildung umfassen, dass der Verlauf der Feuchtigkeit nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit nach Beginn des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird. Dazu wird insbesondere der erste Feuchtigkeitsmesswert erst nach Ablauf der vorgegebenen Verzögerungszeit gemessen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass dann, wenn der Verlauf der Feuchtigkeit während des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird, der Verlauf der Feuchtigkeit unmittelbar nach Beginn des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird. Dies kann vorteilhafterweise eine besonders genaue Bestimmung des Garzustands und/oder der Bestimmung des Garzeitendes ermöglichen.
Jedoch kann die Auswertung bzw. Messwertaufnahme grundsätzlich zu beliebigen Zeitpunkten und unter Verwendung beliebiger Messpunkte durchgeführt werden, auch mehrmals.
Dass der Verlauf der Feuchtigkeit nach Beendigung des zweiten Entlüftungszustands ausgewertet wird, kann in einer Ausgestaltung umfassen, dass nach Durchführen des zweiten Entlüftungszustands in den ersten oder noch einen weiteren (z.B. dritten) Entlüftungszustand zurückgekehrt wird und der Verlauf der Feuchtigkeit zu Beginn des sich an den zweiten Entlüftungszustand anschließenden Entlüftungszustands gemessen wird, insbesondere unmittelbar (d.h., ohne gezielte Verzögerung) zu Beginn des sich an den zweiten Entlüftungszustand anschließenden Entlüftungszustands.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Auswertungen eine Bestimmung eines Steigungswerts eines Verlaufs der jeweiligen Feuchtigkeit als der charakteristische Eigenschaft umfassen und der Vergleich eine Bestimmung eines Unterschieds der Steigungswerte umfasst. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich Steigungswerte anhand vergleichsweise weniger Messwerte, im Extremfall auch nur anhand von zwei Messwerten bestimmen lassen. Zudem ist der Steigungswert eine vergleichsweise robuste charakteristische Eigenschaft.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Steigungswert eine Steigung (als solche) umfasst oder ist. Bei mehr als zwei Messpunkten kann z.B. eine Steigung durch Kurvenfit o.ä. bestimmt werden. Beispielweise kann die Feuchtigkeit F(t₁) und F(t₂) der Garraumatmosphäre (absolute Feuchtigkeit f oder relative Feuchtigkeit φ) bei dem ersten Entlüftungszustand Z₁ zu den Zeitpunkten t₁ bzw. t₂ gemessen werden, wobei diese Zeitpunkte nicht die direkt aufeinanderfolgenden Messwerte zu sein brauchen, es aber sein können. In einer allgemeinen Weiterbildung kann die Feuchtigkeit F zyklisch, z.B. alle 10 s oder alle 30 s, gemessen werden. Daraus kann dann die Steigung ΔS(Z₁) = ΔF(Z₁) / Δt(Z₁) = [F(t₂) - F(t₁)] / (t₂ - t₁) bei dem ersten Entlüftungszustand Z₁ berechnet werden. Es wird nun auf den zweiten Entlüftungszustand Z₂ umgeschaltet und es wird während des zweiten Entlüftungszustands Z₂ - insbesondere nach einer bestimmten Verzögerungsdauer - oder nach dem zweiten Entlüftungszustands Z₂ analog die Steigung ΔS(Z₂) = ΔF(Z₂) / Δt(Z₂) = [F(t₂) - F(t₁)] / (t₂ - t₁) bei dem berechnet. Die Steigungen ΔS(Z₁) und ΔS(Z₂) oder eine daraus abgeleitete Größe wie z.B. deren Differenz können dann als Eingangsgröße(n) in den Algorithmus zum Berechnen des Garzeitendes eingegeben werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Steigungswert eine aus mehreren zu unterschiedlichen Zeitintervallen ermittelten Steigungen gemittelte Steigung umfasst. Dies ist vorteilhafterweise besonders robust. Diese gemittelte Steigung kann auch als „mittlere Änderungsrate“ bezeichnet werden und z.B. anstelle nur einer Steigung angewandt werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der zweite Entlüftungszustand eine stärkere Entlüftung ermöglicht, z.B. weil eine Klappe weiter geöffnet ist und/oder der Lüfter eingeschaltet ist oder auf einen höheren Durchsatz eingestellt ist als im erstem Entlüftungszustand. Dies deckt vorteilhafterweise den Fall ab, dass zum Bestimmen des Garzeitendes das Feuchtigkeitsniveau mittels des zweiten Entlüftungszustands für kurze Zeit gesenkt wird, um danach wieder ansteigen zu können.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der erste Entlüftungszustand eine stärkere Entlüftung ermöglicht als der zweite Entlüftungszustand. Dies kann vorteilhaft sein, um mittels des zweiten Entlüftungszustands eine Dampfabgabe durch das Gargut besonders genau feststellen zu können.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mittels des zweiten Entlüftungszustands eine Feuchtigkeit in dem Garraum auf oder unter ein vorgegebenes Niveau abgesenkt wird und die Auswertung insbesondere erst dann durchgeführt wird. So wird der Vorteil erreicht, dass sich eine Dampfabgabe von Gargut ganz besonders genau feststellen lässt, da in der Garraumatmosphäre noch zuvor eingebrachter Dampf die Dampfabgabe des Garguts nicht oder nur geringfügig überlagert. Insbesondere kann durch die Umschaltung auf den zweiten Entlüftungszustand der im Garraum zunächst vorhandene zunächst praktisch gänzlich abgeführt werden, bevor die Auswertung durchgeführt wird.
Da die Änderung des Feuchtigkeitswerts bzw. der Feuchtigkeitsverlauf außer von dem Entlüftungszustand auch davon abhängt, wieviel Wasser als Dampf von dem Gargut abgegeben wird, kann daraus auf den sog. AW („Available Water“)-Wert, welcher ein Maß für in dem Gargut vorhandenes freies Wasser, das für Reaktionen verfügbar ist, darstellt, geschlossen werden und daraus wiederum auf das Gargut (Wassergehalt, Art des Garguts, usw.) geschlossen werden.
Ferner kann über die Änderung des Feuchtigkeitswerts bzw. den Feuchtigkeitsverlauf auf eine die Porosität des Garguts und wie sich diese Porosität während des Garvorgangs ändert geschlossen werden. Dabei erzeugen verschiedene Lebensmittel unterschiedlich Profile von Feuchte im Garraum. Es ist daher auch möglich, die Art des Garguts und/oder die Menge des Garguts zu bestimmen, wenn Temperatur/Energieeintrag und Feuchteverlauf sowie die Abfuhr der Feuchte bekannt sind.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Haushalts-Gargerät mit einem Garraum, einer steuerbaren Entlüftungseinrichtung zum Entlüften des Garraums und mindestens einem Feuchtesensor zum Messen einer Feuchtigkeit in dem Garraum, wobei das Haushalts-Gargerät zur Durchführung des obigen Verfahrens eingerichtet ist. Das Haushalts-Gargerät kann analog zu dem Verfahren ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Haushalts-Gargerät eine Dampfgarfunktionalität aufweist. Es kann dazu eingerichtet sein, mittels eines Dampferzeugers erzeugten Dampf während des ersten eingestellten Entlüftungszustands und/oder während des zweiten eingestellten Entlüftungszustands zu erzeugen und in den Garraum einzuleiten. Der Algorithmus zum Bestimmen des Garzustands bzw. Garzeitendes kann dann dazu eingerichtet sein, die mittels des Dampferzeugers bewirkte Dampfzugabe zu berücksichtigen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Gargerät einen dampfdichten Garraum aufweist. Dies ist besonders vorteilhaft zur Bestimmung des Garzustands bzw. Garzeitendes, weil dann ein parasitäres Austreten der Garraumatmosphäre aus dem Garraum durch Spalte zwischen Tür und Garraum oder andere Leckagen wie Buchsen, Garraumdurchbrüche (z.B. für die Motorachse eines Lüfterrads) usw. vermieden werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Gargerät eine Steuereinrichtung aufweist, welche zur Durchführung zumindest eines Teils des Verfahrens eingerichtet ist, insbesondere zum Auswerten der Verläufe und Bestimmen des Garzustands eingerichtet ist. Dies ergibt den Vorteil, dass das Verfahren autonom auf dem Haushaltsgerät durchgeführt werden kann.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein System aus einem Haushalts-Gargerät, insbesondere wie oben beschrieben, und einer mit dem Haushalts-Gargerät kommunikativ koppelbaren externen Instanz, wobei die externe Instanz dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil des Verfahrens durchzuführen, insbesondere zum Auswerten der Verläufe und Bestimmen des Garzustands. So wird der Vorteil erreicht, dass das Haushalts-Gargerät rechentechnisch entlastet werden kann. Die externe Instanz kann beispielsweise ein Nutzerendgerät, insbesondere mobiles Nutzerendgerät wie ein Smartphone oder Tablet usw., ein Netzwerkserver oder ein Cloudrechner sein.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Haushalts-Gargerät in Form eines Backofens, der zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist;
2 zeigt einen möglichen Ablauf des Verfahrens.

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Haushalts-Gargerät in Form eines Backofens 1 mit einem Garraum 2, dessen frontseitige Beschickungsöffnung mittels eines Tür 3 dampfdicht verschließbar ist. Der Garraum 2 weist eine Entlüftungsöffnung 4 auf, die in einen Entlüftungskanal 5 übergeht. Der Entlüftungskanal 5 ist mit einer Klappe 6 (oder einem anderen Durchlassventil) und/oder mit einem Lüfter 7 zum Absaufen von Abluft aus dem Garraum 2 ausgerüstet. Die Klappe 6 und der Lüfter 7 sind von einer Steuereinrichtung 8 ansteuerbar, welche hier beispielhaft auch weitere Funktionen des Backofens 1 steuert, z.B. Garabläufe bzw. -prozesse steuert. Hier kann die Steuereinrichtung 8 beispielhaft Widerstands-Heizkörper wie mindestens einen Oberhitze-Heizkörper 9, einen Unterhitze-Heizkörper (o. Abb.), einen Heißluft-Heizkörper (o. Abb.) usw. ansteuern, beispielsweise um eine Garraumtemperatur einzustellen. Vorliegend weist der Backofen 1 auf einen Dampferzeuger 10 auf, der zur Dampferzeugung ebenfalls von der Steuereinrichtung 8 ansteuerbar ist. Außerdem weist der Backofen einen Feuchtigkeitssensor 11 auf, z.B. eine Lambda-Sonde, die mit der Steuereinrichtung 8 gekoppelt ist und aufgenommene Messwerte an die Steuereinrichtung 8 übermittelt. Ferner kann ein Kommunikationsmodul 12 wie ein Ethernet-Modul, ein WLAN-Modul und/oder ein Bluetooth-Modul vorhanden sein, um den Backofen 1 mit einer externen Instanz wie einem Smartphone S, einem Tablet, usw., einem Netzwerkserver N, einem Cloudrechner usw. datentechnisch zu verbinden.
Optional kann der Backofen 1 auch eine Zulufteinrichtung 13, 14, 15 mit einem den Garraum 2 mit der Umgebung verbindenden Zuluftkanal 13 aufweisen, wobei dem Zuluftkanal 13 ein Lüfter 14 zugeordnet ist, der bei Aktivierung Umgebungsluft in den Garraum 2 drückt. Zusätzlich kann eine Klappe 15 vorhanden sein, um den Zuluftkanal 13 wahlweise zum Durchlass der Umgebungsluft zu öffnen oder den Zuluftkanal 13 dampfdicht zu verschließen. Die der Lüfter 14 und die Klappe 15 sind ebenfalls durch die Steuereinrichtung 8 ansteuerbar. Die Zulufteinrichtung 13, 14, 15 kann dazu verwendet werden, eine Entlüftung des Garraum 2 zu unterstützen.
2 zeigt einen möglichen Ablauf des Verfahrens beispielhaft anhand des Backofens 1.
In einem Schritt S1 wird der Garraum 2 mit Gargut, z.B. Brotteig, beschickt und der Garablauf gestartet. Dazu können z.B. ein Soll-Garzustand und eine Art des Garguts nutzerseitig eingegeben worden sein oder aus einem Garprogramm aufgerufen worden sein. Auch kann die Art des Garguts durch den Backofen 1 automatisch bestimmt worden sein. Mit Beginn des Garablaufs ist der erste Entlüftungszustand so eingestellt, dass die Klappe 6 geöffnet ist und/oder der Lüfter 7 läuft. Typischerweise erhöht sich durch von dem Gargut abgegebenem Dampf eine Feuchtigkeit in dem Garraum 2.
In einem Schritt S2 werden, vorteilhafterweise unmittelbar nach Beginn des Garablaufs, mittels des Feuchtigkeitssensors 11 zu unterschiedlichen Zeitpunkten Feuchtigkeitsmesswerte aufgenommen.
In einem Schritt S3 berechnet die Steuereinrichtung 8 daraus eine, insbesondere mittlere, Steigung.
In einem Schritt S4 wird der Entlüftungszustand auf einen zweiten Entlüftungszustand umgeschaltet, bei dem die Klappe 6 geschlossen ist und/oder der Lüfter 7 stillsteht. Dadurch erhöht sich die Feuchtigkeit in dem Garraum 2 deutlich schneller als im ersten Entlüftungszustand.
In einem Schritt S5 werden nun analog zu Schritt S2 mittels des Feuchtigkeitssensors 11 zu unterschiedlichen Zeitpunkten Feuchtigkeitsmesswerte aufgenommen.
In einem Schritt S6 berechnet die Steuereinrichtung 8 folgend daraus analog zu Schritt S3 eine, insbesondere mittlere, Steigung.
In einem Schritt S7 berechnet die Steuereinrichtung 8 aus den zu den beiden Entlüftungszuständen berechneten Steigungen mittels eines in der Steuereinrichtung 8 implementierten, z.B. programmierten, Algorithmus ein voraussichtliches Garzeitende und kann insbesondere das Garzeitende einem Nutzer anzeigen und/oder den Garablauf daran anpassen.
In einem Schritt S8 wird zurück auf den ersten Entlüftungszustand geschaltet. Die Feuchtigkeitsmesswerte sinken dadurch oder steigen wieder deutlich langsamer.
In einem optionalen Schritt S9 können nun analog zu Schritt S2 erneut Messwerte aufgenommen und in einem ebenfalls optionalen Schritt S10 analog zu Schritt S3 durch Bestimmung der Steigung ausgewertet werden. In einem weiteren optionalen Schritt S11 kann die Steuereinrichtung 8 analog zu Schritt S7 diese Steigung zusätzlich mittels des Algorithmus zur Bestimmung des Garzeitendes verwenden.
Ist in einem Schritt S12 das Garzeitende erreicht, wird der Garablauf beendet.
Insbesondere kann die Zeitdauer bzw. Phase, bei welcher der zweite Entlüftungszustand vorliegt, vergleichsweise kurz sein, z.B. 1 min, während Zeitdauer bzw. Phase, bei welcher der erste Entlüftungszustand vorliegt, dagegen vergleichsweise lang ist, z.B. 15 min.
In einer Variante kann die Phase, bei welcher der zweite Entlüftungszustand vorliegt, mit den entsprechenden Auswertungen und ggf. Aktionen mehrfach während des Garablaufs eingestellt bzw. durchgeführt werden.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So können beispielsweise die Schritte S2, S3, S5 bis S7 und ggf. S9 bis S11 auch in dem Smartphone S oder in dem Netzwerkserver N ablaufen.
Auch kann in dem ersten Entlüftungszustand die Zulufteinrichtung 13 bis 15 aktiviert sein.
Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste

1: Backofen
2: Garraum
3: Tür
4: Entlüftungsöffnung
5: Entlüftungskanal
6: Klappe
7: Lüfter
8: Steuereinrichtung
9: Oberhitze-Heizkörper
10: Dampferzeuger
11: Feuchtigkeitssensor
12: Kommunikationsmodul
13: Zuluftkanal
14: Lüfter
15: Klappe
N: Netzwerkserver
S: Smartphone
S1-S12: Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012200586 A1 [0002]
DE 10327864 B4 [0003]
DE 102008040398 A1 [0004]
EP 1847203 A1 [0005]
EP 1595453 A1 [0006]
DE 102007016501 A1 [0007]
DE 102005035564 A1 [0008]

Claims

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