EP2618064B1 - Verfahren zur Regelung eines Garvorgangs, sowie ein Gargerät zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Garvorgangs bei einem Gargerät, bei dem eine sich im Gargerät während des Garvorganges verändernde Gaskonzentration bestimmt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Gargerät mit einer Regeleinheit zur automatisierten Regelung eines Garvorganges, wobei das Gargerät dazu eingerichtet ist, das Verfahren durchzuführen.
  Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 103 27 864 B4 bekannt. Dieses Verfahren zur berührungslosen Steuerung eines Garvorganges bei einem Gargerät mit einem Garraum weist einen Sensor zur Erfassung einer Gaskonzentration in dem Garraum, sowie eine elektrische oder elektronische Steuerung auf. Die Steuerung weist eine Auswerteschaltung und einen Speicher auf und steht mit dem Sensor in Signalübertragungsverbindung. Dabei wird eine Gargerätefunktion ausgelöst, sobald die erste Ableitung der Gaskonzentration nach der Zeit nach dem erstmaligen Erreichen eines Extremwertes gleich Null geworden ist.
  EP 1 595 453 A1 offenbart ein Verfahren zum automatischen Backen von Nahrungsmittelprodukten in einem Ofen mit einem Backraum. Das Verfahren umfasst die Schritte: Beginnen, zu einem vorbestimmten Startzeitpunkt, des Backens eines Nahrungsmittelprodukts innerhalb des Backraums des Ofens; Überwachen eines Feuchtigkeitsniveaus innerhalb der Backraums nach dem Startzeitpunkt; Bestimmen eines maximalen Zeitpunkts, in dem das Feuchtigkeitsniveau einen Maximalwert erreicht; und Berechnen der Dauer eines ersten Zeitintervalls zwischen dem Startzeitpunkt und dem maximalen Zeitpunkt. Die Dauer eines zweiten Zeitintervalls wird dann auf der Grundlage der Dauer des ersten Zeitintervalls berechnet, und das Backen des Nahrungsmittelprodukts wird am Ende des zweiten Zeitintervalls beendet.
  DE 38 37 072 A1 offenbart eine Automatik-Backvorrichtung zum selbsttätigen Backen von Brot aus Brotausgangsstoffen mit Hilfe von zumindest Gehen- und Backvorgängen. Die Automatik-Backvorrichtung umfasst einen Gasdichte-Detektor zum Erfassen der Dichte von Gasen, die von den Brotausgangsstoffen erzeugt werden, und eine Steuerung zur Steuerung der Gehen- und Backvorgänge entsprechend den Änderungen in der Gasdichte, die während der Vorgänge durch den Gasdichte-Detektor erfaßt wurde. Bei den Gehen- und Backvorgängen besteht eine Korrelation zwischen der Dichte der Gase, die von den Brotausgangsstoffen erzeugt werden, und den Zuständen der jeweiligen Backvorgänge. Daher steuert die Automatik-Backvorrichtung die jeweiligen Backvorgänge, abhängig von den erfassten Ergebnissen der Gasdichte-Änderungen.
• DE 10 2007 003 225 A1 offenbart ein Verfahren zur Regelung eines Backvorgangs in einem Backofen. Das Verfahren sieht vor, dass ein zu garendes Gargut durch eine Bedienperson in eine Steuerung des Backofens eingegeben wird, dann eine aus dem Gargut austretende Konzentration einer Feuchte im Garraum bei eingebrachtem Gargut durch einen Gassensor im Verlauf über der Zeit erfasst wird. Die Steigung des Verlaufs der erfassten Konzentration im Verlauf über der Zeit wird ermittelt und ein mit dem zu garenden Gargut verknüpfter Trigger-Wert für die Steigung wird bestimmt. Der Zeitpunkt des Erreichens des Trigger-Werts wird bestimmt und eine mit diesem Zeitpunkt verknüpfte Nachlaufzeit wird zu dem Zeitpunkt ermittelt, zu dem der Trigger- Wert erreicht wird. Die Länge der Nachlaufzeit ist von dem Zeitpunkt des Erreichens des Trigger-Werts abhängig. Die Nachlaufzeit wird als Nachlaufvorgang fortgesetzt bis zum Ablauf der Nachlaufzeit für den Fall, dass der Trigger-Wert unterschritten bleibt.
• DE 103 27 864 A1 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. Um ein Verfahren zur berührungslosen Steuerung eines Garvorgangs anzugeben, das auf eine Vielzahl von Gargütern mit voneinander verschiedenen Gardauern anwendbar ist, weist das Verfahren den folgenden Verfahrensschritt auf: Auslösen einer Gargerätfunktion, sobald die Gaskonzentration nach dem Beginn des Garvorgangs und dem damit verbundenen Aufheizen des Garguts einen Extremwert erreicht hat oder die erste Ableitung der Gaskonzentration nach der Zeit nach dem erstmaligen Erreichen eines Extremwerts gleich Null geworden ist.
• EP 0 024 798 A2 offenbart ein Verfahren zur Nahrungsmittelheizungssteuerung, bei dem die Heizzeitlänge von einem Zeitpunkt aus, zu dem die Lebensmitteltemperatur, die sich mit der Erwärmung ändert, einen vorbestimmten Einstellwert erreicht bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Feuchte oder Gaskonzentration des durch Erhitzen des Nahrungsmittels freigesetzten Dampfs oder Gases sich zu erhöhen beginnt, als Grundlage für eine automatische Bestimmung einer nachfolgenden Heizzeitdauer dient.
• US 4,376,131 offenbart ein Nahrungsmittelheizverfahren und eine Vorrichtung, bei denen eine Heizzeitlänge, die für das zu kochende Nahrungsmittel geeignet ist, bestimmt wird, indem automatisch eine Änderung der Feuchtigkeit oder Konzentration des Dampfes oder des Gases, das jeweils aus dem Nahrungsmittel freigesetzt wird, erfasst wird. Die Anfangstemperatur des Lebensmittels wird gemessen und aus der gemessenen Anfangstemperatur und der Heizzeitlänge, die vor der Erfassung der Feuchtigkeits- oder Gaskonzentration erforderlich ist, eine zusätzliche Heizzeitlänge berechnet, wodurch eine Gesamtheizzeit bestimmt wird.
• US 5,698,126 offenbart eine Heizvorrichtung, wie z. B. einen Mikrowellenofen, die ein Magnetron enthält, das Ionen in eine Heizkammer einspeist, so dass das darin aufgenommene Nahrungsmittel erhitzt wird, und eine Mikrocomputer-basierte Steuerschaltung. Die Steuerschaltung unterscheidet das Nahrungsmittel unter drei Bedingungen, d.h., in einem ersten Zustand, in dem das Nahrungsmittel nicht in eine Verpackung eingewickelt ist, in einem zweiten Zustand, in dem das Nahrungsmittel in eine Verpackung gewickelt ist, und in einem dritten Zustand, der weder zu dem ersten noch zu dem zweiten Zustand gehört. Basierend auf den Ergebnissen der Unterscheidung berechnet die Steuerschaltung eine verbleibende Heizzeit.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu entwickeln.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und durch ein Gargerät mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche gelöst.
• Das Verfahren dient zur Regelung eines Garvorgangs bei einem Gargerät, bei dem eine sich im Gargerät während des Garvorganges verändernde Gaskonzentration bestimmt wird, und umfasst folgende Schritte:
• Wiederholtes Messen der Gaskonzentration im Gargerät und Vergleich jeweils zweier zeitlich aufeinanderfolgender Messwerte,
• Erkennen eines Extremwertes der Gaskonzentration als eine erste Abschaltbedingung,
• Nach Erkennen des Extremwertes Fortführen des Messvorganges für eine bestimmte Zeitdauer und
• Reduzieren einer Leistung einer Heizeinrichtung des Gargerätes so weit, dass eine Warmhaltefunktion gegeben ist, wenn nach Erkennen der ersten Abschaltbedingung innerhalb der Zeitdauer zumindest eine weitere Abschaltbedingung erfüllt wird. Als Heizeinrichtung ist dabei beispielsweise ein Widerstandsheizkörper, ein Mikrowellengenerator oder ein Dampferzeuger zu verstehen. Eine Reduzierung der Leistung der Heizeinrichtung erfolgt derart, dass lediglich eine Warmhaltefunktion gegeben ist.
• Durch eine derartige Regelung ist es möglich, den Garvorgang weitgehend automatisiert ablaufen zu lassen. In vorteilhafter Weise wird der Garvorgang dann beendet, wenn z.B. ein Gargut den idealen Bräunungsgrad erreicht hat oder ein Teig durchgebacken ist. Durch die Regelung des Garvorganges sind darüber hinaus beispielsweise ein knuspriger Boden bei Pizzen bzw. Flammkuchen oder saftige Früchte bei einem Früchtekuchen erreichbar. Das Gas, dessen Konzentration gemessen wird, ist dabei bevorzugt Sauerstoff. Die Änderung der Konzentration an Sauerstoff im Garraum ist ein Maß für eine Feuchteänderung im Garraum. Über die Feuchteänderung im Garraum lässt sich der Garfortschritt bewerten. Eine Verminderung des Sauerstoffgehalts ist dabei auf eine Zunahme des Feuchtegehalts zurückzuführen, umgekehrt bedeutet eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts eine Abnahme des Feuchtegehalts. Der Extremwert der Gaskonzentration wird durch wiederholtes Messen derselben und durch Vergleichen jeweils zweier zeitlich aufeinanderfolgender Messwerte erreicht, wobei die Messwerte zeitlich nicht unmittelbar aufeinander folgen müssen. Eine typische Abtastrate zur Bildung der Messwerte liegt beispielsweise bei 10 Sekunden. Als Abtastrate ist dabei die Zeitdauer zwischen den jeweiligen Messungen der Gaskonzentration zu verstehen. Der Extremwert kann abhängig vom gemessenen Gas als Maximum oder als Minimum ausgebildet sein. Wird beispielsweise die Sauerstoffkonzentration gemessen und in einen Gehalt an gasförmigen Wasser, bzw. einen Feuchtegehalt umgerechnet, so ist der Extremwert des Feuchtegehalts als Maximum ausgebildet. Zum Auslösen der Gargerätefunktion müssen mindestens zwei Abschaltbedingungen erfüllt sein. Eine erste Abschaltbedingung ist der erkannte Extremwert der Gaskonzentration. Ist nach Feststellung der ersten Abschaltbedingung innerhalb einer festgelegten Zeitdauer eine weitere Abschaltbedingung erfüllt, wird der Messvorgang gestoppt. Die ausgelöste Gargerätefunktion kann beispielsweise eine Beendigung des Garvorganges durch das Abschalten einer Heizeinrichtung sein. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein optisches oder akustisches Warnsignal für einen Benutzer des Gargerätes vorgesehen sein.
• Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die weitere Abschaltbedingung erfüllt, wenn die bis zum Ende der Zeitdauer gemessenen Werte den Extremwert bestätigen. Bei einem Maximum als Extremwert müssen dabei für dessen Bestätigung alle nachfolgenden, während der festgelegten Zeitdauer gemessenen Werte kleiner oder gleich dem Maximum sein. Dadurch wird verhindert, dass bei Erkennen eines lokalen Extremwertes bereits die Gargerätefunktion ausgelöst wird, obwohl sich ein Kurvenverlauf der Gaskonzentration nach einem kurzzeitigen Einbruch wieder in Richtung eines neuen Extremwertes bewegt. Wird der Extremwert nicht bestätigt, so wird die erste Abschaltbedingung zurückgesetzt, bzw. gelöscht und entsprechend dem ersten Verfahrensschritt durch wiederholtes Messen der Gaskonzentration im Gargerät und Vergleich jeweils zweier zeitlich aufeinanderfolgender Messwerte nach einem neuen Extremwert gesucht.
• In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die zweite Abschaltbedingung erfüllt ist, wenn mehrmals jeweils innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls eine Veränderung des aktuellen Messwertes in Richtung eines zu Beginn des Verfahrens gemessenen Wertes der Gaskonzentration oder ein gleichbleibender Wert der Gaskonzentration festgestellt wird. Der zu Beginn des Verfahrens gemessene Wert kann dabei beispielsweise ein Startwert oder ein zu allererst gemessener Wert der Gaskonzentration sein. Eine Veränderung des Messwertes in Richtung eines zu Beginn des Verfahrens gemessenen Wertes muss dabei innerhalb des festgelegten Zeitintervalls erfolgen. Ist dies nicht der Fall, so wird die erste Abschaltbedingung zurückgesetzt, bzw. gelöscht und das Verfahren mit dem ersten Verfahrensschritt fortgeführt. Das Zeitintervall kann beispielsweise 5 Minuten betragen. Innerhalb eines Zeitintervalls wird dabei mehrfach die jeweils aktuelle Gaskonzentration gemessen. Zum Erfüllen der weiteren Abschaltbedingung muss dieses Zeitintervall beispielsweise 4-mal mit positivem Ergebnis (Veränderung des Messwertes in Richtung eines zu Beginn des Verfahrens gemessenen Wertes, bzw. gleichbleibender Messwert) durchlaufen werden. Die Zeitdauer zum Erfüllen der weiteren Abschaltbedingung beträgt in diesem Beispiel somit 20 Minuten.
• Wird zu Beginn des Verfahrens durch einen Benutzer des Gargerätes ein gargutspezifischer Wert ausgewählt und/oder eingegeben, so kann beispielsweise durch eine Steuerung des Gargerätes eine passende Betriebsart (zum Beispiel Pizzastufe) in Verbindung mit einer Gartemperatur vorgegeben, bzw. vorgeschlagen werden. Als gargutspezifischer Wert ist dabei beispielsweise eine Gargutart, ein Gewicht des Gargutes oder ein Gargrad (z. B. medium) zu verstehen.
• Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass zumindest ein Parameter, insbesondere eine Zeitkonstante des Verfahrens durch den gargutspezifischen Wert beeinflusst wird. Dadurch ist es beispielsweise ermöglicht, unterschiedliches Garverhalten verschiedener Gargutarten (wie z.B. Fisch, Geflügel, Kuchen) in das Verfahren mit einzubinden und dadurch einen idealen Garzustand bei Erfüllung der weiteren Abschaltbedingung zu erreichen. Derartige Parameter, bzw. Zeitkonstanten sind in einem Speicher des Gargerätes mit Bezug auf die gargutspezifischen Werte hinterlegt. Der Bezug kann dabei eine Wertetabelle oder eine Rechenoperation darstellen.
• Bevorzugt ist es, wenn die Heizeinrichtung unabhängig von der gemessenen Gaskonzentration nach Überschreiten einer festgelegten Maximaldauer in ihrer Leistung reduziert oder abgeschaltet wird. Dadurch wird beispielsweise ein Verbrennen des Gargutes bei einer Fehlfunktion des Gargerätes verhindert. Die Maximaldauer ist dabei insbesondere von einer durch den Benutzer des Gargerätes voreingestellten Gargutart abhängig.
• Indem jeweils zwei Messwerte miteinander verglichen werden, die zeitlich ein mehrfaches einer Abtastrate auseinander liegen, ist das Verfahren auch bei Garvorgängen einsetzbar, bei denen sich die Gaskonzentration nur sehr langsam ändert. Eine derartige Abfolge kann beispielsweise durch ein Schieberegister umgesetzt werden. Dabei ist unter einem Schieberegister ein Speicherbereich zu verstehen, der mehrere Zahlen (Messwerte) speichern kann und in Form eines indizierten Feldes aufgebaut ist. Jeder Zahl ist dabei ein Index zugewiesen. Bei Hinzufügen eines neuen Wertes zu einem bereits gefüllten Schieberegister bewirkt dies, dass der erste Wert aus dem Feld gelöscht wird und die anderen Werte jeweils nachrücken. Der hinzugefügte Wert ist als letztes Element im Schieberegister gespeichert.
• Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Gargerät mit einer Regeleinheit zur automatisierten Regelung eines Garvorganges, wobei die Regeleinheit dazu eingerichtet oder konfiguriert ist, das entsprechende Verfahren durchzuführen. Dabei ist die Regeleinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, ein Öffnen der Gargerätetür zu detektieren und als Folge das wiederholte Messen der Gaskonzentration abzubrechen. Dadurch werden Fehlmessungen und deren Folgen, wie z. B. nicht ganz durchgegarte oder verbrannte Lebensmittel verhindert. Ein Benutzer des Gargerätes wird dabei bevorzugt durch ein optisches, bzw. akustisches Signal auf den Abbruch des Meßvorganges hingewiesen.
• Es ist eine Ausgestaltung, dass die Regeleinheit dazu eingerichtet ist, nach dem Öffnen ein Schließen der Gargerätetür zu detektieren und dazu eingerichtet ist, daraufhin einen neuen Messzyklus zu starten. Dadurch wird die automatisierte Regelung des Garvorgangs ohne Zutun des Benutzers fortgesetzt.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

Fig. 1

den zeitlichen Verlauf des Sauerstoffgehalts bzw. der Feuchteänderung;

Fig. 2

ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 3

den zeitlichen Verlauf der Feuchteänderung mit lokalen Maxima Mel;

Fig. 4

eine Ergänzung des Ablaufdiagramms aus Fig. 2 unter Berücksichtigung des Öffnens der Tür;

Fig. 5

eine Ergänzung des Ablaufdiagramms aus Fig. 2 unter Berücksichtigung einer Maximaldauer;

Fig. 6

einen von Fig. 1 abweichenden, zeitlichen Verlauf der Feuchteänderung als Grundlage für ein zweites Ausführungsbeispiel und

Fig. 7

ein Ablaufdiagramm des zweiten Ausführungsbeispiels.

• In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• Fig. 1 zeigt als gestrichelte Linie einen typischen Verlauf des Sauerstoffgehalts im Garraum während eines Garprozesses. Dieser entspricht zu Anfang dem Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft von ca. 21% Vol. Die Änderung des Sauerstoffgehalts während des Garvorgangs steht in direkter Abhängigkeit mit dem Verlauf des Feuchtegehalts im Garraum. Dadurch ist es möglich, durch fortwährendes Messen des Sauerstoffgehalts den Verlauf der Feuchteänderung während des Garvorganges zu errechnen. Dieser Effekt wird in den beiden Ausführungsbeispielen genutzt, um einen automatisierten Garvorgang bereitzustellen, bei dem der Backofen selbsttätig erkennt, wann der ideale Zeitpunkt zum Abschalten des Garprozesses erreicht ist. Der gemessene Sauerstoffgehalt (Sauerstoffkonzentration) wird durch die Formel: $$\mathrm{Ma}=\left(1-\frac{\mathrm{Sauerstoffkonzentration}\left[\%\right]}{21\%}\right)\times \mathrm{100}\mathrm{}\%$$

  

  in einen Wert der Feuchteänderung Ma gegenüber einem Anfangswert umgerechnet. Dabei wird nur der prozentuale Wert einer Feuchteänderung bezüglich einer zu Beginn der Messung im Backrohr herrschenden Feuchte (Anfangswert) bestimmt. Der temperaturabhängige Anfangswert der Feuchte ist dabei ohne Bedeutung, wodurch sich die Auswertung vereinfacht und störende Einflussgrößen, wie z.B. die Temperatur unberücksichtigt bleiben können. Der zeitliche Verlauf der prozentualen Feuchteänderung wird zur Ermittlung des Garzeitendes herangezogen. Während des Garvorgangs steigt der Wert für die Feuchteänderung Ma beispielsweise bis auf 22 %. Das Maximum Me mit 22 % wird nach einer Zeit von 27 Minuten erreicht. Nach dem Maximum Me fällt der Feuchtegehalt stetig ab. Der ideale Abschaltzeitpunkt ist 3 Minuten nach Auftreten des Maximums Me erreicht und wird in Abhängigkeit von der Gargutart empirisch ermittelt. Der Verlauf der Feuchteänderung ist stark vom Gargut und dessen Eigenschaften abhängig. Vor Start des automatisierten Garvorganges wählt ein Benutzer des Gargerätes mehrere gargutspezifische Werte G aus. Dabei wählt er ein Gericht aus einer Liste aus (z.B. Rührteig, Hefeteig, Tiefkühlpizza, Flammkuchen oder ähnliches). Bei manchen Gartutarten kann der Benutzer auch ein Gewicht des Gargutes und/oder zusätzlich noch einen Gargrat, wie z.B. medium oder kross wählen. Anschließend startet er den Garvorgang. In einem Speicher des Gargerätes sind mit Bezug auf das gewählte Gericht mehrere gartutspezifische Parameter bzw. Zeitkonstanten, sowie die zu verwendende Heizart mit einer Gartemperatur hinterlegt, die gegebenenfalls noch entsprechend den Benutzereingaben des Gargutgewichtes, sowie dem Gargrat angepasst werden. Eine Konstante D, ein Zähler P, eine Vorlaufzeit T1, eine Zeitdauer T2, ein Zeitintervall T3 und die Maximaldauer T4 werden in Abhängigkeit der gargutspezifischen Werte G ausgewählt, bzw. angepasst und finden in den folgenden Ausführungsbeispielen Verwendung.
• Der Programmablauf bzw. Algorithmus entsprechend eines nicht erfindungsgemäßen Beispiels ist in Fig. 2 dargestellt. Nach erfolgter Benutzereingabe der gargutspezifischen Werte G, sowie dem Start des Garprogrammes wird ein Countdown 1 auf eine Vorlaufzeit T1 gesetzt und läuft rückwärts ab. T1 ist empirisch ermittelt und stellt eine gargutspezifische Mindestgardauer dar. Nach Ablauf des Countdowns 1 beginnt der eigentliche Meßvorgang, bzw. der Meßzyklus Z, wobei zuvor noch die Variablen F und Ms auf Null gesetzt werden. Die Variable F kann während des Programmablaufs den Wert Null oder den Wert Eins zugewiesen bekommen. Im Anschluss wird ein Countdown 2 auf T2 (empirisch ermittelte Zeitdauer für die zweite Abschaltbedingung) gesetzt und gestartet. Nächster Ablaufschritt ist das Einlesen des aktuellen Wertes des Sauerstoffsensors, der in einen entsprechenden Wert der Feuchteänderung Ma umgerechnet wird. Beim erstmaligen Durchlauf sind die Werte für F und Ms jeweils = 0. Daraufhin folgt eine Verzweigung über eine Abfrage. Ist dabei die Variable F gleich Null oder die aktuelle Feuchteänderung Ma größer gleich als ein gespeicherter Wert der Feuchteänderung Ms zuzüglich einer Konstanten D, so wird F auf Eins und Ms auf den aktuellen Feuchtewert Ma gesetzt. D ist dabei eine empirisch ermittelte, gargutspezifische Konstante. Ms ist als Speicherplatz für den zuletzt gemessenen Wert der Feuchteänderung ausgebildet. Das Programm kehrt nun zurück an die Position, bei der Countdown 2 auf T2 gesetzt wird. Ist F ungleich Null und die aktuelle Feuchteänderung Ma kleiner Ms zuzüglich dem D-Wert, so läuft das Programm weiter zur nächsten Verzweigung in Form einer Abfrage, bei der geprüft wird, ob der Countdown 2 abgelaufen ist. Ist der Countdown 2 nicht abgelaufen, so springt das Programm zurück an die Position, bei der der aktuelle Sensorwert eingelesen wird. Ist der Countdown 2 abgelaufen, so werden die Heizelemente abgeschaltet und das Garprogramm ist beendet. Der Countdown 2 ist dabei als Schleife mit der Zeitdauer T2 ausgebildet, innerhalb derer nach Erkennen eines erstmaligen Extremwertes Me in Form eines Maximums Me die Feuchteänderung Ma weiter gemessen und nach einem erneuten Maximum Me Ausschau gehalten wird. Dadurch werden lokal auftretende Spitzen bzw. lokale Maxima Mel der Feuchteänderung nicht für den Abschaltvorgang herangezogen.
  Dies ist nochmals in dem Diagramm der Fig. 3 veranschaulicht. Darin sind drei lokale Maxima Mel exemplarisch ausgewählt und jeweils derjenige Zeitbereich markiert, der notwendig ist, um diese lokalen Maxima Mel zu überwinden. Alle lokalen Maxima Mel, nach denen sich innerhalb der Ablaufzeit T2 des Countdowns 2 ein neues Maximum Me einstellt, werden nicht berücksichtigt und führen somit nicht zum Abschalten der Heizelemente.
• Fig. 4 zeigt eine Erweiterung des Algorithmus aus Fig. 2, bei der ein Öffnen der Gargerätetür während des Verfahrens erkannt und dementsprechend berücksichtigt wird. Durch das Öffnen und Schließen der Gargerätetür, wie es sich z. B. beim Übergießen eines Bratens ergibt, kann sich der Feuchtegehalt im Garraum durch die teilweise Vermischung der Garraumatmosphäre mit der außerhalb des Gargerätes befindlichen Atmosphäre sprunghaft ändern. Der Vergleich der aktuellen Feuchteänderung Ma mit der gespeicherten Feuchteänderung Ms kann dabei beispielsweise zu einer verfrühten Abschaltung des Gargerätes führen. Um dies zu verhindern, wird im Ablaufdiagramm der Fig. 4 nach der ersten verzweigenden Abfrage eine weitere Abfrage eingefügt, die während des Öffnens der Tür den Programmablauf auf die Stelle unmittelbar nach Ablauf des ersten Countdowns (Fig. 2) zurücksetzt. Der eigentliche Messzyklus Z wird dabei solange von Neuem gestartet, bis die Tür wieder geschlossen ist.
  Eine Ergänzung des Algorithmus aus Fig. 2 um eine Abfrage einer Maximaldauer T4 ist in Fig. 5 gezeigt. Dabei wird nach dem Einlesen der Messwerte die seit dem Einschalten der Heizeinrichtung vergangene Zeit mit der Maximaldauer T4 verglichen. Ein Überschreiten der Maximaldauer führt dabei zum Abschalten der Heizeinrichtung. Dadurch wird sichergestellt, dass bei einer unerwarteten Fehlfunktion das Gargut nicht verbrennt. Der ideale Garzeitpunkt kann dabei allerdings überschritten werden.
• In Praxisversuchen hat sich gezeigt, dass es Gargut gibt (z. B. Kuchen in Backformen), bei dem entsprechend dem Diagramm in Fig. 6 zu Anfang des Garprozesses die Feuchteänderung rasch ansteigt, dann aber nur langsam bis hin zu einem breit ausgebildeten Maximum Me zunimmt. Das Maximum Me ist also nur undeutlich ausgebildet und benötigt zur sicheren Erkennung einen modifizierten Algorithmus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Modifizierung betrifft im Wesentlichen ein Schieberegister, das die Messwerte jeweils zeitlich verzögert miteinander vergleicht, sowie eine geänderte Abfrage zur Erkennung des Maximums Me.
• Das entsprechende Ablaufdiagramm des Algorithmus ist dabei in Fig. 7 gezeigt. Nach Programmstart wird der Countdown 1 auf T1 gesetzt und läuft ab. Alle 10 Sekunden wird dabei dem Schieberegister ein aktueller Wert der Feuchteänderung Ma hinzugefügt. Ist der Countdown 1 abgelaufen, so wird ein Zähler P auf Null gesetzt und der Countdown 2 als deaktiviert gekennzeichnet. Daraufhin wird wieder alle 10 Sekunden ein aktueller Wert Ma für die Feuchteänderung ermittelt und dem Schieberegister hinzugefügt. In der nachfolgenden Verzweigung wird abgefragt, ob der Countdown 2 aktiviert und abgelaufen ist. Ist diese Bedingung erfüllt, so wird der Zähler P auf Null gesetzt und der Countdown 2 deaktiviert. Danach, oder wenn die vorgenannte Bedingung nicht erfüllt ist, erfolgt eine weitere Abfrage, ob der letzte Wert im Schieberegister kleiner gleich dem ersten Wert im Schieberegister ist. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so wird das Programm am Beginn des Meßzyklusses Z fortgesetzt. Ist diese Bedingung erfüllt, so wird der Zähler P um 1 erhöht und Countdown 2 auf fünf Minuten gesetzt und aktiviert. Daran schließt sich die Verzweigung mit der Abfrage, ob P größer gleich P_max ist, an. Ist Bedingung nicht erfüllt, so wird das Programm an den Anfang des Meßzyklusses Z zurückgesetzt. Ist P größer gleich P_max, so werden die Heizelemente abgeschaltet und das Garprogramm ist beendet. Je nach den Erfordernissen durch die verwendeten Gargutarten kann es sinnvoll sein, bei der vorletzten Verzweigung zusätzlich eine Und -Verknüpfung einzubringen. Die Abfrage in der Verzweigung würde dann lauten: Ist letzter Wert im Schieberegister kleiner gleich erster Wert im Schieberegister und ist die Differenz der beiden Feuchtigkeitsänderungen größer gleich einer minimalen (festgelegten) Differenz. Dies bewirkt, dass kleine unwesentliche Feuchtigkeitsänderungen nicht mit berücksichtigt werden. Der vorangegangene Programmablauf ist dabei derart ausgebildet, dass nach erstmaligem Erkennen eines Extremwertes, bzw. Maximums Me eine erste Abschaltbedingung A1 erfüllt ist. Die weitere Abschaltbedingung A2 ist erfüllt, wenn nach erstmaligem Erkennen eines Maximums Me P-Mal hintereinander, jeweils innerhalb einer festgesetzten Zeitspanne T3 von 5 Minuten, ein gegenüber dem im Schieberegister gespeicherten Wert der Feuchteänderung Ms abgesenkter oder zumindest gleichbleibender, aktueller Wert Ma festgestellt wird. Die Zeitdauer zur Erfüllung der weiteren Abschaltbedingung A2 ergibt sich dabei aus P mal T3. Die Größe des Schieberegisters ist so bemessen, dass es die Feuchteänderungen der letzten 5 Minuten bei einer Abtastrate von 10 Sekunden aufnehmen kann. Das Schieberegister umfasst somit 30 Werte. Die vorgenannten beiden Ausführungsbeispiele des Verfahrens lassen sich leicht auf eine Vielzahl von Gerichten anwenden. Die Parameter sind empirisch ermittelbar, die Werte sind dabei reproduzierbar. Statt eines Sauerstoffsensors kann auch ein anderer Gas- oder Feuchtesensor Verwendung finden.
• A = Abtastrate
• A1 = erste Abschaltbedingung
• A2 = weitere Abschaltbedingung
• D = Konstante
• G = gargutspezifischer Wert
• Ma = aktueller Messwert; aktueller Wert der Feuchteänderung
• Me = Extremwert; Maximum
• Mel = lokales Maximum
• Mo = Startwert
• Ms = gespeicherter Messwert; gespeicherter Feuchteänderung
• P = Zähler
• T1= Vorlaufzeit
• T2 = Zeitdauer für A2
• T3 = Zeitintervall
• T4 = Maximaldauer
• Z = Meßzyklus

Claims (9)

1. 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 (Ma, Ms),

   - Erkennen eines Extremwertes (Me) der Gaskonzentration als eine erste Abschaltbedingung (A1),

   - Nach Erkennen des Extremwertes (Me) Fortführen des Messvorganges für eine Zeitdauer (T2) und

   - Reduzieren einer Leistung einer Heizeinrichtung des Gargerätes so weit, dass eine Warmhaltefunktion gegeben ist, wenn nach Erkennen der ersten Abschaltbedingung (A1) innerhalb der Zeitdauer (T2) zumindest eine weitere Abschaltbedingung (A2) erfüllt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Abschaltbedingung (A2) erfüllt ist, wenn die bis zum Ende der Zeitdauer (T2) gemessenen Werte (Ma) den Extremwert (Me) bestätigen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Extremwert (Me) nicht bestätigt wird, die erste Abschaltbedingung (A1) zurückgesetzt, und entsprechend dem ersten Verfahrensschritt durch wiederholtes Messen der Gaskonzentration im Gargerät und Vergleich jeweils zweier zeitlich aufeinanderfolgender Messwerte (Ma, Ms) nach einem neuen Extremwert (Me) gesucht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Abschaltbedingung (A2) erfüllt ist, wenn mehrmals jeweils innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls (T3) eine Veränderung des aktuellen Messwertes (Ma) in Richtung eines zu Beginn des Verfahrens gemessenen Wertes (Mo) der Gaskonzentration oder ein gleichbleibender Wert der Gaskonzentration festgestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Veränderung des aktuellen Messwertes (Ma) in Richtung des zu Beginn des Verfahrens gemessenen Wertes (Mo) nicht innerhalb eines der festgelegten Zeitintervalls (T3) erfolgt, die erste Abschaltbedingung (A1) zurückgesetzt wird und das Verfahren mit dem ersten Verfahrensschritt fortgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinrichtung des Gargerätes unabhängig von der gemessenen Gaskonzentration nach Überschreiten einer festgelegten Maximaldauer (T4) in ihrer Leistung reduziert oder abgeschaltet wird.
7. Gargerät mit einer Regeleinheit zur automatisierten Regelung eines Garvorganges, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit dazu eingerichtet ist, das Verfahren entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
8. Gargerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit dazu eingerichtet ist, ein Öffnen einer Gargerätetür zu detektieren und dazu eingerichtet ist, als Folge das wiederholte Messen der Gaskonzentration abzubrechen.
9. Gargerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit dazu eingerichtet ist, dem Öffnen ein Schließen der Gargerätetür zu detektieren und dazu eingerichtet ist, daraufhin einen neuen Messzyklus (Z) zu starten.

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