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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Garen eines Garguts in einem Garraum eines Gargeräts mit zumindest einem Sensor zum Überwachen des Garguts und/oder des Garraums. Weiterhin betrifft die Erfindung ein zum Ausführen eines solchen Verfahrens ausgebildetes Gargerät, insbesondere einen Backofen.
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Hintergrund der Erfindung
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Aus dem Stand der Technik sind Gargeräte beispielsweise als Backöfen bekannt, bei denen der Garprozess mittels Sensoren beobachtet wird und anhand der von den Sensoren erfassten Daten Einstellungen des Gargeräts bestimmt werden. So ist etwa bekannt, eine Garraumtemperatur oder eine mittels eines Spießthermometers gemessene Garguttemperatur zu erfassen und als Grundlage für eine Entscheidung über zumindest eine Einstellung des Gargeräts zu verwenden. Insbesondere sind auch Gargeräte mit Kameraeinrichtungen als Sensoren bekannt, bei denen mittels der Kameraeinrichtung das Gargut identifiziert oder ein Zustand des Garguts erkannt werden kann.
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So ist etwa aus
DE 10 2008 042 804 A1 ein Gargerät mit einer Kamera zum Beobachten von Gargut bekannt, wobei die von der Kamera aufgenommenen Bilder an ein externes Gerät zur dortigen Wiedergabe auf einem Display gesendet und zudem in dem Gargerät gespeichert werden. Das Gargerät weist eine Vergleichseinheit zum Vergleich zweier zeitlich versetzt aufgenommener Bilder auf, um einen Bräunungsfortschritt zu erkennen. Das Bild des Garguts kann auch dazu verwendet werden, um über eine entsprechende Bildauswertung den Garungsgrad auszuwerten und damit den Backvorgang automatisch zu steuern und/oder zu beenden.
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Nachteilig sind mittels Sensoren erfasste Sensordaten interpretationsbedürftig und vielfältigen Einflüssen durch das Gargerät selbst, die Umgebung des Gargeräts und/oder das Gargut ausgesetzt. Die Sensordaten sind zudem für manche Gargüter einfacher einem charakteristischen Verlauf zuordenbar als für andere Gargütern. Diese Umstände führen dazu, dass Sensordaten falsch interpretiert und daraufhin falsche Entscheidungen über Einstellungen des Gargeräts getroffen werden können. Beispielsweise wird dann ein Gargerät abgeschaltet, obwohl das Gargut noch nicht fertig gegart wurde.
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Beschreibung der Erfindung
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Ausgehend von dem Hintergrund der Erfindung ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, mittels dem der Garprozess besser gesteuert werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Sofern technisch möglich, können die Lehren der Unteransprüche beliebig mit den Lehren der Haupt- und Unteransprüche kombiniert werden.
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Insbesondere wird die Aufgabe demnach gelöst durch ein Verfahren zum Garen eines Garguts in einem Garraum eines Gargeräts mit zumindest einem Sensor zum Überwachen des Garguts und/oder des Garraums, wobei anhand von mittels des Sensors erfassten Sensordaten zumindest ein Eigenschaftswert des Garguts ermittelt wird, wobei anhand einer thermischen Simulation eine simulierte Temperatur des Garguts errechnet wird, wobei anhand der simulierten Temperatur der zumindest eine anhand der Sensordaten ermittelte Eigenschaftswert auf Plausibilität überprüft wird, und wobei anhand eines plausiblen Eigenschaftswerts zumindest eine Einstellung des Gargeräts bestimmt wird.
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Nachfolgend werden vorteilige Aspekte der beanspruchten Erfindung erläutert und weiter nachfolgend bevorzugte modifizierte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Erläuterungen, insbesondere zu Vorteilen und Definitionen von Merkmalen, sind dem Grunde nach beschreibende und bevorzugte, jedoch nicht limitierende Beispiele. Sofern eine Erläuterung limitierend ist, wird dies ausdrücklich erwähnt.
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Ein Gargerät ist insbesondere als Backofen ausgebildet, bei dem zur Zubereitung eines Garguts beispielsweise Temperaturen von etwa 100-250°C in dem Garraum vorgesehen sind. Das Gargerät kann auch als Backofen mit einer Pyrolysefunktion, einer Dampfgarfunktion und/oder mit einer integrierten Mikrowelle ausgebildet sein. Das Gargerät kann ferner als Dampfgarer, Mikrowelle oder als Herd ausgebildet sein.
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Der Garraum des Gargeräts ist bevorzugt als gegenüber einer Außenwandung des Gargeräts mittels einer Wärmedämmung gedämmte Kavität in einem Gehäuse des Gargeräts ausgebildet. Bevorzugt kann der Garraum über eine Öffnung mit Gargut befüllt werden oder solches Gargut kann über die Öffnung aus dem Garraum entnommen werden, wobei die Öffnung mittels einer Garraumtür verschließbar ist. In oder an dem Garraum sind bevorzugt Mittel zum Aufheizen und/oder Mittel zum Umwälzen der in dem Garraum befindlichen Luft vorgesehen. Weiterhin können in dem Garraum Mittel zum Abstrahlen von Wärme und/oder zum Übertragen von Wärme mittels Wärmeleitung und/oder Induktion vorgesehen sein.
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Ein Sensor ist bevorzugt als Kameraeinrichtung zum Beobachten des Garguts ausgebildet. Ein Sensor kann alternativ oder ergänzend auch als Temperatursensor zum Erfassen der Garraumtemperatur oder der Garguttemperatur oder als Feuchtesensor zum Erfassen der Feuchtigkeit in dem Garraum ausgebildet sein. Ferner kann ein Sensor auch als Gewichtssensor zum Erfassen der Masse des Garguts oder als Zeitmesser ausgebildet sein.
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Ein als Kameraeinrichtung ausgebildeter Sensor ist insbesondere außerhalb des Garraums angeordnet, wobei in einer Garraumwandung ein Sichtfenster eingelassen ist, durch das die Kameraeinrichtung das Gargut beobachten kann. Bevorzugt ist die Kameraeinrichtung oberhalb des Garguts, also oberhalb des Garraums angeordnet und blickt von oben auf den Bereich, der zum Anordnen des Garguts vorgesehen ist. Die Kameraeinrichtung kann ferner auch seitlich des Garguts bzw. Garraums angeordnet sein und seitlich auf den genannten Bereich blicken. Es ist auch eine Anordnung mit einer schrägen Perspektive auf das Gargut möglich. Die Kameraeinrichtung umfasst beispielsweise eine 2D-Kamera, kann jedoch alternativ oder ergänzend auch eine 3D-Kamera, beispielsweise als TOF-Kamera ausgebildet, aufweisen.
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Als Eigenschaftswert wird bevorzugt ein Garzustand des Garguts ermittelt. Ein solcher Garzustand wird beispielsweise ermittelt, indem der Verlauf der Sensordaten mit einem für diese Sensordaten beim vorliegenden Gargut charakteristischen Verlauf verglichen wird und einem jeweiligen Garzustand zugeordnete Bereiche des Verlaufs identifiziert werden. Der Garzustand kann auch aus einer anderen durch die Sensordaten erfassten Eigenschaft des Garguts, etwa einer räumliche Dimension, einer Masse, einer Oberfläche, einer Färbung, insbesondere Bräunung, und/oder einer thermischen Kapazität des Garguts ermittelt werden, oder der Eigenschaftswert bildet eine der genannten Eigenschaften direkt ab. Der Eigenschaftswert wird besonders bevorzugt als ein aus den Sensordaten abgeleiteter Wert ermittelt.
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Eine thermische Simulation ist eine über den Garprozess ausgeführte Berechnung der Garguttemperatur, die zumindest eine ausreichende Zahl von Einflussfaktoren berücksichtigt. Eine simulierte Temperatur kann fortlaufend zeitlich parallel zu dem Garprozess oder prädiktiv errechnet werden. Einflussfaktoren sind beispielsweise die Garraumtemperatur, die anfängliche Garguttemperatur, die Heizleistung von verschiedenen Mitteln zum Aufheizen des Garraums und/oder Garguts, die Masse, Oberfläche ungefähre Zusammensetzung und/oder Wärmekapazität des Garguts oder Wärmeübergangskoeffizienten. Insbesondere berücksichtigt die thermische Simulation die Veränderung diese Einflussfaktoren über den Garprozess.
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Die thermische Simulation bedient sich bevorzugt einem stark vereinfachten Modell des Garguts und vereinfachten Modellen der Wärmeübergangsphänomene an dem Gargut, um die für die Simulation notwendige Kapazität einer Datenverarbeitungsvorrichtung gering zu halten. Dabei wird folglich eine Temperatur des Garguts simuliert, die entsprechenden Ungenauigkeiten unterworfen ist, diese Ungenauigkeiten liegen jedoch ausreichend weit unterhalb einer für eine Plausibilitätsprüfung kritischen Größenordnung.
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Die vorstehende Lösung der Aufgabe umfasst nun die Lehre, dass mittels der thermischen Simulation der Eigenschaftswert zunächst auf Plausibilität überprüft wird, bevor er als Entscheidungsgrundlage für die Bestimmung einer Einstellung des Gargeräts verwendet wird. Wird beispielsweise ein Eigenschaftswert ermittelt, anhand dessen ein Gargut als fertig gegart interpretiert wird, die simulierte Temperatur liegt jedoch zu dem betreffenden Zeitpunkt noch deutlich unterhalb der für die fertige Garung erforderlichen Temperatur, so wird der Garprozess entgegen des Eigenschaftswertes nicht beendet, sondern fortgesetzt. Die Interpretation des Eigenschaftswert war demnach fehlerhaft und hätte zu einer falschen Entscheidung geführt und das Gargut wäre untergart geblieben, beispielsweise weil der Eigenschaftswert durch einen Störeinfluss verfälscht wurde. Die thermische Simulation dient folglich zur verbesserten Interpretation bzw. zu eine Möglichkeit der Überprüfung einer Interpretation und eine Einstellung des Gargeräts wird erst dann bestimmt, wenn der dafür notwendige Eigenschaftswert in Verbindung mit der simulierten Temperatur Plausibel erscheint. Das Verfahren ist gegenüber einem Verfahren ohne Plausibilitätsprüfung durch die simulierte Temperatur also stabiler und ermöglicht eine zuverlässige Steuerung des Gargeräts.
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Die Sensordaten können auf diese Weise für mehr Gargüter verwendet werden, insbesondere auch für solche, bei denen der Verlauf des Eigenschaftswert einem charakteristischen Verlauf nur schlecht oder unter starken Schwankungen folgt, oder bei dem vermehrt Phänomene auftreten, die den Eigenschaftswert verfälschen.
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Das Gargut kann bevorzugt durch eine Kameraeinrichtung bzw. durch Auswertung von Bildern der Kameraeinrichtung automatisch von dem Gargerät erkannt werden oder mittels manueller Eingabe beispielsweise bei einer Programmwahl eingestellt werden, wobei dann zumindest eine Variable und/oder zumindest ein Parameter für die thermische Simulation und/oder ein charakteristische Verlauf, der für den Eigenschaftswert bei diesem Gargut erwartet wird, oder zumindest daraus abgeleitete Werte in einer Speichervorrichtung des Gargeräts hinterlegt sein und für das Verfahren genutzt werden können. Die zumindest eine Einstellung des Gargeräts, die bestimmt wird, ist beispielsweise eine Gartemperatur, eine Aufheizkurve, ein Abschaltzeitpunkt oder ein Einschaltzeitpunkt zumindest eines Mittels zum Aufheizen oder Abkühlen des Garraums oder des Garguts oder eine Stellung der Garraumtür. Besonders bevorzugt werden der Eigenschaftswert und die simulierte Temperatur während des Garprozesses fortlaufend bestimmt und anhand des Eigenschaftswerts der Garprozess vollumfänglich, also bezüglich aller relevanten Einstellungen, gesteuert und insbesondere nach Fertigstellung des Garguts beendet. Durch die anhand des Eigenschaftswerts bestimmte Beendung des Garprozesses, also Abschaltung des Gargeräts, wird besonders vorteilhaft ein Übergaren, Austrocknen oder Verbrennen des Garguts verhindert. Ein Abschalten kann bevorzugt auch auf energiesparsame Weise erfolgen, bevor das Gargut fertig gegart ist, sodass das Gargut mit der im Garraum vorhandenen Restwärme fertig gart.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Eigenschaftswert als Bewegungswert ermittelt, der ein Maß für die zu einem Beobachtungszeitpunkt an dem Gargut auftretende Bewegungsamplitude ist und einen aus den Sensordaten, insbesondere Kamerabildern, abgeleiteten Wert darstellt. Dabei ist zu unterscheiden zwischen systematischen Bewegungen, also solche die sich über eine signifikante Zeit des Garprozesses erstrecken, vergleichsweise langsam erfolgen und gerichtet sind, wie beispielsweise Aufgehvorgänge, Zerlaufen oder Bräunungsvorgänge und spontanen Bewegungen, die über eine kurze Zeit mit hoher Bewegungsamplitude auftreten und ungerichtet sind.
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Spontane Bewegungen entstehen beispielsweise durch Köcheln, schnelles Aufreißen des Garguts oder ferner auch durch Störeinflüsse wie sich ändernden Lichtverhältnissen, etwa durch Personen vor dem Gargerät. Für viele Gargüter folgt ein solcher Bewegungswert über zumindest einen Teil des Garprozesses einem charakteristischen Verlauf und erlaubt daher Rückschlüsse auf den Garprozess, die als Entscheidungsgrundlage dienen können.
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Der Eigenschaftswert wird alternativ oder ergänzend als Kantenenergiewert ermittelt, der ein Maß für die in einem Kantenbild erfassten Kanten ist und insofern Rückschlüsse auf die Größe des Backguts erlaubt. Der Kantenenergiewert stellt ebenfalls einen aus den Sensordaten, insbesondere Kamerabildern, abgeleiteten Wert dar. Auch ein solcher Kantenenergiewert folgt für viele Gargüter über zumindest einen Teil des Garprozesses einem charakteristischen Verlauf und erlaubt daher Rückschlüsse auf den Garprozess, die als Entscheidungsgrundlage dienen können. Sowohl ein Bewegungswert als auch ein Kantenenergiewert lassen sich unmittelbar aus durch eine Kameraeinrichtung aufgenommenen Bildern ermitteln und auf vergleichsweise einfache Weise mittels einer Datenverarbeitungsvorrichtung verarbeiten.
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In einer Ausführungsform wird die simulierte Temperatur anhand eines 1D-Punktmodell des Garguts simuliert. Die thermische Simulation ist dann besonders einfach und kann mit geringer Kapazität einer Datenverarbeitungsvorrichtung durchgeführt werden. Für das 1 D-Modell wird eine homogene Garguttemperatur für eine in einem Punkt konzentrierte Gargutmasse angenommen, wobei dem Gargut für die Berechnung von Wärmeübergangsphänomenen weitere Eigenschaften wie eine Oberfläche zugeordnet werden. Die simulierte Temperatur kann alternativ auch anhand eines komplexeren Modells, etwa einem 3D-Modell simuliert werden. Es können auch weitere Effekte in der Simulation berücksichtigt werden, beispielsweise Massenveränderungen, Aufgehen, Schrumpfen, Feuchteverlust, Verdampfen oder Porenbildung.
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Besonders bevorzugt werden bei der thermischen Simulation, insbesondere bei dem 1 D-Modell, als Wärmeübergangsphänomene Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung berücksichtigt. Es kann zudem auch ein Wärmeeintrag durch Mikrowellenstrahlung als Mikrowellenleistung berücksichtigt werden, wenn das Gargerät Mittel zum Abstrahlen von Mikrowellen umfasst.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor als Kameraeinrichtung zum Beobachten des Garguts ausgebildet, wobei in zeitlich bestimmten Abständen von der Kameraeinrichtung Bilder des Garguts aufgenommen werden und anhand der Kamerabilder der zumindest eine Eigenschaftswert des Garguts ermittelt wird. Ein solcher Eigenschaftswert ist insbesondere ein Bewegungswert, ein Bräunungswert oder ein Kantenenergiewert. Durch eine Kameraeinrichtung ist vorteilhaft für eine Vielzahl von Gargütern eine Ermittlung von zumindest einem Eigenschaftswert möglich, der zur Steuerung des Gargeräts geeignet ist, insbesondere einem charakteristischen Verlauf folgt und Rückschlüsse auf einen Garzustand zulässt. Gerade bei durch Kameraeinrichtungen ermittelte Bewegungswerte liegen jedoch oft Störeinflüsse und/oder fehlinterpretierbare Ereignisse während des Garprozesses vor, gegen die das Verfahren durch die Plausibilitätsprüfung anhand der simulierten Temperatur besonders vorteilhaft stabilisiert werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Sensor als Feuchtesensor zum Bestimmen der Feuchte in dem Garraum ausgebildet ist, wobei in zeitlich bestimmten Abständen von dem Feuchtesensor erfasste Sensordaten aufgenommen werden und anhand der Sensordaten der zumindest eine Eigenschaftswert des Garguts ermittelt wird. Auch die Feuchte im Garraum kann je nach Gargut einem charakteristischen Verlauf folgen und Rückschlüsse auf einen Garzustand ermöglichen, wobei auch hier Störeinflüsse, etwa durch ein Öffnen einer Garraumtür, einen erfassten Eigenschaftswert verfälschen können. Es ist dann wiederum durch die Plausibilitätsprüfung anhand der simulierten Temperatur vorteilhaft eine Stabilisierung des Verfahrens gegenüber solchen Störeinflüssen zu erreichen.
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Bevorzugt wird zumindest ein Parameter des Garguts für die thermische Simulation anhand von Sensordaten zumindest eines Sensors zum Erfassen einer Eigenschaft des Garguts ermittelt. Ein solcher Parameter ist beispielsweise ein Wärmeleitungskoeffizient oder eine über den Garprozess unveränderliche Eigenschaft des Garguts. Der für das Verfahren verwendete Sensor oder mehrere solche Sensoren wird bzw. werden dann vorteilhaft auch zum Ermitteln der für die thermische Simulation notwendigen Parameter verwendet und es muss kein weiterer Sensor oder nur wenige weitere Sensoren zu diesem Zweck vorgesehen werden. Insbesondere kann durch eine Kameraeinrichtung das Gargut erkannt werden und für verschiedene Gargüter Parameter in einer Speichervorrichtung des Gargeräts gespeichert sein, die dann für das Verfahren abhängig von dem erkannten Gargut aus der Speichervorrichtung abgerufen werden. Vorteilhaft kann das Gargerät das Verfahren dann vollständig oder zumindest weitestgehend automatisiert durchführen. Alternativ oder ergänzend wird zumindest ein Parameter des Garguts für die thermische Simulation anhand von manueller Eingabe an einer Bedieneinrichtung des Gargeräts bestimmt. Eine fälschliche oder fehlerhafte Bestimmung des Parameter ist dann weitgehend ausgeschlossen.
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Weiterhin bevorzugt wird zumindest eine Variable für die thermische Simulation anhand von Sensordaten zumindest eines Sensors zum Erfassen einer Eigenschaft des Garguts und/oder des Garraums ermittelt. Eine solche Variable ist beispielsweise eine Garraumtemperatur, eine Garraumfeuchte oder im Garprozess veränderliche Eigenschaft des Garguts. Der für das Verfahren verwendete Sensor oder mehrere solche Sensoren wird bzw. werden dann vorteilhaft auch zum Ermitteln der für die thermische Simulation notwendigen Variablen, insbesondere während des gesamten Garprozesses, verwendet und es muss kein weiterer Sensor oder nur wenige weitere Sensoren zu diesem Zweck vorgesehen werden.
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Eine Garraumtemperatur wird weiterhin bevorzugt durch einen Temperatursensor ermittelt, der als Sensor in dem Verfahren dienen kann oder zumindest an dem Gargerät zum Steuern zumindest eines Mittels zum Aufheizen des Garraums und/oder Garguts vorgesehen sein kann.
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In einer Ausführungsform wird anhand des Eigenschaftswerts ein Zeitpunkt zum Abschalten des Gargeräts bestimmt. Es wird dann ein Untergaren, Übergaren oder Verbrennen des Garguts sicher vermieden. Insbesondere ist keine Festlegung einer Gardauer und keine Beobachtung des Gargeräts durch eine bedienende Person notwendig. Es kann auch abhängig von dem Eigenschaftswert bei als ausreichend angenommenem oder erkanntem Garzustand ein Verfahren zum Erkennen einer Bräunung des Garguts ausgelöst werden, das beispielsweise mittels einer Kameraeinrichtung ausgeführt wird und ein Abschalten des Gargeräts bedingt, wenn eine ausreichende Bräunung erkannt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform wird anhand der simulierten Temperatur ein Verbrennen beim Ausbleiben eines Eigenschaftswertes verhindert. Für das bekannte Gargut ist in der Steuereinheit eine maximale Temperaturgrenze hinterlegt bei dessen Erreichen das Gargut sicher gegart ist und ein Übergaren mittels einer Abschaltung durch die Simulierte Temperatur verhindert wird. Das ist besonders dann sinnvoll, wenn der Sensorverlauf weniger aussagekräftig ist.
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Besonders bevorzugt und mit den bereits vorbeschriebenen Vorteilen ist das Gargerät als Backofen zum Backen eines Backguts ausgebildet, wobei der Garraum als Backmuffe ausgebildet ist. Das Verfahren kommt dann insbesondere beim Backen von Backgütern zu Anwendung, die während des Backens eine signifikante Änderung aufweisen oder in dem Garraum bedingen, wie etwa Kuchen, Muffins, Brot, Plätzchen, Aufbackbrötchen oder -croissants, Pizza, Ofengemüse, Aufläufe, Quiche, Gratins oder Lasagne. Insbesondere ist das Verfahren auch bei mehreren auf einem Backblech liegenden Backgütern in dem Backofen ausführbar, wobei dann die simulierte Temperatur bevorzugt für nur ein Gargut, beispielsweise ein Gargut mit durchschnittlichen Eigenschaften errechnet wird. Es kann alternativ auch für mehrere oder sogar jedes Gargut eine simulierte Temperatur errechnet werden.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Gargerät, insbesondere ein Backofen, zum Garen eines Garguts, aufweisend einen Garraum und zumindest einen Sensor zum Überwachen des Garguts und/oder des Garraums, wobei das Gargerät zum Ausführen eines vorbeschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Insbesondere weist das Gargerät eine Datenverarbeitungsvorrichtung auf, die zum Ausführen des Verfahrens eingerichtet ist. Weiterhin bevorzugt weist das Gargerät auch eine Speichervorrichtung zum Speichern von Daten auf. Das Gargerät weist dann die bezüglich des Verfahrens vorbeschriebenen Vorteile entsprechend auf.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Formulierung Figur ist in den Zeichnungen mit Fig. abgekürzt.
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In den Zeichnungen zeigen
- 1 eine schematische Schnittansicht durch ein Gargerät nach einem Aspekt der Erfindung;
- 2a eine Diagrammdarstellung einer ersten nach einem Aspekt der Erfindung errechneten simulierten Temperatur des Garguts und einer Garraumtemperatur über der Zeit;
- 2b eine Diagrammdarstellung einer zweiten nach einem Aspekt der Erfindung errechneten simulierten Temperatur des Garguts und einer Garraumtemperatur über der Zeit;
- 3: eine Diagrammdarstellung eines nach einem Aspekt der Erfindung ermittelten Bewegungswerts über der Zeit; und
- 4 ein Verfahrensschaubild eines Verfahrens nach einem Aspekt der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele
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1 zeigt ein als Backofen ausgebildetes Gargerät 1 mit einem nicht dargestellten Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten Garraum 3. Der Garraum 3 ist zu einer oberen Seite durch eine erste Garraumwandung 4.1, zu einer unteren Seite durch eine zweite Garraumwandung 4.2, zu einer vorderen Seite durch eine dritte Garraumwandung 4.3 und zu einer hinteren Seite durch eine vierte Garraumwandung 4.4 begrenzt, wobei der Garraum 3 weiterhin durch nicht dargestellte Garraumwandungen jeweils zu einer rechten Seite und zu einer linken Seite begrenzt ist. In dem Garraum 3 ist eine Gargutträger 5 angeordnet, auf dem Gargut 6 aufliegt. Die Garraumwandungen 4.1, 4.2, 4.4 können in nicht dargestellter Weise gegenüber dem Gehäuse gedämmt sein.
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Die dritte Garraumwandung 4.3 ist durch eine Garraumtür 7 gebildet, wobei die Garraumtür 7 aufschwingbar ist, um eine Öffnung 8 des Garraums 3 freizugeben oder zu verschließen. Die Garraumtür 7 ist aus einer Mehrfachverglasung gebildet, weist einen Griff 7.1 auf und ist mittels einer Dichtung 10 gegenüber der ersten Garraumwandung 4.1 gedichtet.
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Oberhalb und außerhalb des Garraums 3 ist eine Kameraeinrichtung 15 angeordnet, die als ein erster Sensor zum Überwachen des Garguts 6 und/oder des Garraums 3 ausgebildet ist. Zwischen der Kameraeinrichtung 15 und dem Garraum 3 ist ein Sichtfenster 9 in der ersten Garraumwandung 4.1 eingelassen. Die Kameraeinrichtung 15 ist nach unten gerichtet und beobachtet das in dem Garraum 3 befindliche Gargut 6 durch das Sichtfenster 9 in Draufsicht, wie mit einem Sichtkegel der Kameraeinrichtung 15 angedeutet ist.
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In dem Gargut 6 ist ein Spießthermometer 18 angeordnet, das als ein zweiter Sensor zum Überwachen des Garguts 6 ausgebildet ist und die Garguttemperatur misst. Weiterhin ist in dem Gargerät 1 innerhalb des Garraums 3 ein Feuchtesensor 19 angeordnet, der als dritter Sensor zum Überwachen des Garguts 6 und/oder des Garraums 3 ausgebildet ist. Letztlich ist in dem Garraum 3 auch ein Temperatursensor 14 angeordnet, der zum Bestimmen der Garraumtemperatur dient.
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Das Gargerät 1 weist weiterhin eine Datenverarbeitungsvorrichtung 16 zum Ausführen eines Verfahrens, insbesondere zum Verarbeiten von Bildern der Kameraeinrichtung 15 und zum Bestimmen zumindest einer Einstellung des Gargeräts 1, auf. Insbesondere ist die Datenverarbeitungsvorrichtung 16 zum Datenaustausch mit dem Temperatursensor 14, der Kameraeinrichtung 15, dem Spießthermometer 18 und/oder dem Feuchtesensor 19 eingerichtet. Zudem weist das Gargerät 1 eine Speichervorrichtung 17 zum Speichern von Daten auf, die bevorzugt zum Datenaustausch mit der Datenverarbeitungsvorrichtung 16 eingerichtet ist.
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Die 2a und 2b zeigen den Verlauf einer simulierten Temperatur 20 für eine Lasagne über die Zeit eines Backvorgangs in einem Backofen, wobei jeweils auch der Verlauf der durch einen Temperatursensor 14 erfassten Garraumtemperatur 21 aufgetragen ist. In 2a ist der Backofen zu Beginn des Prozesses bereits vorgeheizt, in 2b beginnt der Garprozess mit Raumtemperatur im Garraum und das Aufheizen des Backofens ist Teil des Garprozesses. Die simulierte Temperatur 20 ergibt sich aus einem stark vereinfachten 1 D-Modell. Es ist weiterhin ein Schwellwert bei 80°C abgetragen, den die Lasagne hier beispielsweise überschreiten muss, damit ein anhand der Sensordaten ermittelter Eigenschaftswert, der auf eine fertige Lasagne hindeutet, als plausibel angenommen werden kann. Für einen vorgeheizten Backofen gemäß 2a ist der Schwellwert bei etwa 25 Minuten erreicht, bei einem nicht vorgeheizten Backofen gemäß 2b ist der Schwellwert bei etwa 30 Minuten erreicht.
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3 zeigt den Verlauf eines Bewegungswerts, der aus wiederholt durch eine Kameraeinrichtung aufgenommenen Bildern während dem Backvorgang eines Rührkuchens ermittelt wurde und das Auftreten systematischer Bewegungen an der Oberfläche des Kuchens abbildet, die durch Aufgehen des Kuchens entstehen. Auf der x-Achse ist die Zeit in Minuten aufgetragen, auf der y-Achse eine Amplitude des Bewegungswerts. Es ist ausgehend von einer anfänglich geringen Amplitude eine zunehmende Amplitude während eines Aufheizens des Gargeräts 1 zu erkennen, die ein Vormaximum 22 bei etwa 12 Minuten erreicht. Das Vormaximum 22 ist durch ein Zerlaufen des Kuchenteiges bedingt durch eine steigende Viskosität bedingt. Der Bewegungswert steigt nach dem Vormaximum 22 weiter an, bis er ein Maximum 23 etwa bei Minute 28 erreicht, bei dem der Kuchen stark aufgeht. Der Kuchen ist zu dieser Zeit durchgeheizt, so dass das Triebmittel im gesamten Volumen des Kuchens das Aufgehen bewirkt. Darauffolgend fällt der Bewegungswert bis zu einem Minimum 24 etwa bei Minute 50 wieder ab, was durch einen Verbrauch des Triebmittels begründet ist. Ist das Triebmittel aufgebraucht und das Minimum 24 erreicht, ist der Kuchen fertig gebacken.
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Bei dem in 3 abgebildeten Verlauf des Bewegungswerts, bei dem das Auftreten eines Maximums als Entscheidungsgrundlage zum Bestimmen der Einstellung oder Einstellungen des Gargeräts dient, besteht die Gefahr, dass des Vormaximum 22 fälschlicherweise bereits als Maximum 23 interpretiert wird, und anhand dessen der Backprozess beendet wird, bevor der Kuchen tatsächlich durchgegart ist. Es ist dann anhand der simulierten Temperatur 20 möglich, bei Auftreten des Vormaximums 22 abzuprüfen, ob ein fertiger Garzustand des Kuchens plausibel erscheint, ob also eine entsprechende Temperatur durch die simulierte Temperatur 20 erreicht wird. Wird diese Plausibilität beim Vormaximum 22 negiert, erfolgt daraufhin keine Einstellung des Gargeräts 1 und der Backprozess wird fortgesetzt.
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4 zeigt ein Verfahrensschaubild eines Verfahrens 29 nach einem Aspekt der Erfindung. In einem ersten Schritt 30 werden Sensordaten durch zumindest einen Sensor zum Überwachen des Garguts 6 und/oder des Garraums 3 erfasst. Aus den Sensordaten wird in einem zweiten Schritt 31 zumindest ein Eigenschaftswert ermittelt. In einem dritten Schritt 32 wird anhand einer thermischen Simulation eine simulierte Temperatur 20 des Garguts 6 errechnet. In einem vierten Schritt 33 wird anhand der simulierten Temperatur 20 der zumindest eine anhand der Sensordaten ermittelte Eigenschaftswert auf
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Plausibilität überprüft, beispielsweise indem ein Schwellwert definiert wird, den die simulierte Temperatur 20 überschritten haben muss, bevor der Eigenschaftswert als Plausibel angenommen wird. Ergibt die Überprüfung keine Plausibilität, so wird das Verfahren 29 beim ersten Schritt 30 erneut begonnen. Ergibt die Überprüfung hingegen eine Plausibilität, wird in einem in einem fünften Schritt 34 anhand des plausiblen Eigenschaftswerts zumindest eine Einstellung des Gargeräts 1 bestimmt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gargerät
- 3
- Garraum
- 4.1
- erste Garraumwandung
- 4.2
- zweite Garraumwandung
- 4.3
- dritte Garraumwandung
- 4.4
- vierte Garraumwandung
- 5
- Gargutträger
- 6
- Gargut
- 7
- Garraumtür
- 7.1
- Griff der Garraumtür
- 8
- Öffnung
- 9
- Sichtfenster
- 14
- Temperatursensor
- 15
- Kameraeinrichtung
- 16
- Datenverarbeitungsvorrichtung
- 17
- Speichervorrichtung
- 18
- Spießthermometer
- 19
- Feuchtesensor
- 20
- simulierte Temperatur
- 21
- Garraumtemperatur
- 22
- Vormaximum
- 23
- Maximum
- 24
- Minimum
- 29
- Verfahren
- 30
- erster Schritt
- 31
- zweiter Schritt
- 32
- dritter Schritt
- 33
- vierter Schritt
- 34
- fünfter Schritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008042804 A1 [0003]
