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WO2025261960A1 - Betreiben eines gargeräts sowie gargerät - Google Patents

Betreiben eines gargeräts sowie gargerät

Info

Publication number
WO2025261960A1
WO2025261960A1 PCT/EP2025/066718 EP2025066718W WO2025261960A1 WO 2025261960 A1 WO2025261960 A1 WO 2025261960A1 EP 2025066718 W EP2025066718 W EP 2025066718W WO 2025261960 A1 WO2025261960 A1 WO 2025261960A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat treatment
treatment process
electric motor
inference
fan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2025/066718
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hakim Marko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of WO2025261960A1 publication Critical patent/WO2025261960A1/de
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24CDOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/082Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/085Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on baking ovens
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24CDOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00Details
    • F24C15/20Removing cooking fumes
    • F24C15/2007Removing cooking fumes from oven cavities

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a cooking appliance with a cooking chamber, in which at least one operating parameter of the electric motor of a steam fan is monitored during operation.
  • the invention also relates to a cooking appliance configured to carry out the method.
  • Cooking appliances are known in which at least one vapor fan with a speed-controlled electric motor is used as a drive to extract exhaust air from the cooking chamber.
  • the object of the present invention is to overcome at least some of the disadvantages of the prior art and, in particular, to provide an improved way of detecting and/or interpreting steam emitted by food being cooked.
  • the problem is solved by a method for operating a cooking appliance with a cooking chamber, in which, when an electric motor of a steam fan of the cooking appliance is operated, at least one operating parameter of the electric motor is monitored and, depending on the at least one monitored operating parameter, at least one conclusion is drawn about a heat treatment process for food located in the cooking chamber.
  • This method offers the advantage of being simple and cost-effective to implement. It is based, among other things, on the understanding that vapor (e.g., including steam, fumes, smoke, etc.) in the cooking chamber, and especially its density, can be a characteristic parameter of a heat treatment process. Density, in turn, influences the power consumption of the fume extractor fan that draws air or exhaust from the cooking chamber. Thus, a higher density can lead to the fume extractor fan requiring, or even needing to require, higher electrical power to maintain a predetermined speed. Alternatively, for example, a The motor speed of the steam fan decreases at a constant applied power when the density of the extracted atmosphere or vapors increases.
  • vapor e.g., including steam, fumes, smoke, etc.
  • Density influences the power consumption of the fume extractor fan that draws air or exhaust from the cooking chamber.
  • a higher density can lead to the fume extractor fan requiring, or even needing to require, higher electrical power to maintain a predetermined speed.
  • the monitored electrical value or the speed can represent a measure of the density of the vapors extracted from the cooking chamber, which depends on the vapor content.
  • This allows at least one inference to be drawn about the heat treatment process.
  • An inference about the heat treatment process can, for example, include inferences about the type and/or progress of the heat treatment process and/or about the type and/or condition of the food being cooked.
  • the cooking appliance can be an oven with or without additional functions (e.g., microwave function and/or steam function).
  • the oven can be a standalone oven or an oven with an integrated cooktop ("range").
  • the cooking appliance is, in particular, a household appliance.
  • a fume extractor can be understood to be, in particular, a fan or ventilator that, when in operation, can draw exhaust air from the cooking chamber, especially into the area surrounding the cooking appliance.
  • the fume extractor can either draw in or expel the exhaust air.
  • the fume extractor is connected to a ventilation duct (hereinafter referred to as a "fume duct" without limitation), which opens into the cooking chamber on one side and leads to the outside on the other.
  • the fume extractor can be located at an opening of the fume duct or within the fume duct itself. Generally, one or more fume extractors can be present.
  • the airflow generated by the steam fan can also be used to cool components of the cooking appliance.
  • the steam fan is designed to draw in ambient air and supply it to the steam duct.
  • Using the electric motor of the steam fan to carry out the method according to the invention is particularly advantageous because the steam fan is switched on regularly during operation of the cooking appliance, regardless of the heating mode used.
  • An operating size of the electric motor can, in particular, refer to a physical...
  • An operational variable can therefore be, for example, a control, regulation and/or output variable.
  • the monitoring of an operational parameter can include the fact that the operational parameter is measured or can be derived or calculated from at least one measured physical quantity, which can also be referred to as a "monitored" operational parameter.
  • the monitoring of an operational parameter can also include that this operational parameter is predefined and can be retrieved in order to draw at least one conclusion.
  • the at least one monitored operational parameter can be a quantity mathematically linked from at least one measured operational parameter and at least one predefined quantity.
  • Tracking company size in a training course can involve determining and storing one or more sequentially defined values of the company size for evaluation. This corresponds to recording a trend or curve.
  • the heat treatment process is, in particular, a process in which food, especially food to be cooked, is exposed to heat energy in the cooking chamber.
  • the heat treatment process can include, for example, baking, roasting, braising, grilling, thickening, defrosting, steaming, etc., but may also include a preheating phase, a post-ventilation phase, etc.
  • the preheating and/or post-ventilation phases may not be considered part of the heat treatment process, but only the phase during which the food is in the cooking chamber.
  • Haze refers to air, especially hot air, possibly containing additional substances.
  • haze can include air enriched with water ("steam") as well as air or steam enriched with fats (“fumes”).
  • Other substances can include, for example, VOCs (volatile organic compounds) and/or volatile and/or particulate combustion products. These combustion products can be generated particularly during abnormal operation, such as when food burns.
  • the condition of the goods can include, for example, a cooked state or an abnormal state such as burning or scorching, possibly with fire formation.
  • This configuration includes at least one operating parameter comprising at least one electrical parameter integrated into the electric motor.
  • This electrical parameter can be at least one measured parameter (e.g., current and/or voltage), a parameter derived from at least one measured parameter (e.g., calculated or converted, such as electrical power), and/or a predetermined parameter (e.g., a voltage applied with high accuracy that is not measured or does not need to be measured).
  • This configuration is particularly advantageous when a constant motor speed is required.
  • the electrical quantity is the electrical power delivered to the electric motor.
  • the electrical power is usually precisely known and often already monitored, for example, for speed control if the electric motor is a speed-controlled motor.
  • the electrical power can be calculated, for instance, by multiplying a measured motor current or current draw with a measured or specified drive voltage.
  • electrical energy can be used as the electrical quantity, for example by determining the electrical power and averaging it over a specified period, e.g. from a certain starting time or according to the type of a running time window.
  • This configuration includes at least one operating parameter, specifically the motor speed.
  • the motor speed can be measured directly (e.g., by a speed sensor) or derived from the electric motor's electrical parameters.
  • This configuration is particularly advantageous when the electrical power input to the electric motor needs to be kept constant.
  • the at least one operating parameter can be specified in a further training course in the form of a substitute parameter that represents a measure of the respective electrical quantity but, for example, does not have its physical units.
  • at least one electrical quantity can be a control parameter of a control system regulating the electric motor.
  • the control parameter can, in particular, be a manipulated variable, e.g., a PI or PID manipulated variable, and, for example, represent a measure of the applied electrical power.
  • One design allows for at least one inference about a heat treatment process to be drawn from a (curve) of at least one monitored, and in particular measured, operating parameter. This is advantageous for a particularly reliable inference about the heat treatment process.
  • the heat treatment process can be characterized or identified based on the number of extrema, the temporal position of at least one extremum, slopes, accelerations, plateaus, etc., in the curve.
  • all possible parameters that can be meaningfully evaluated using curve analysis can be used to draw inferences about the heat treatment process.
  • the curve represents the course of a deviation of the monitored operating parameter from a reference or target value, i.e., not the course of electrical power or motor speed, but rather the course of a deviation of the actual electrical power or motor speed from a target, standard, or normal value, e.g., for vaporless air, possibly additionally at normal temperature and/or normal atmospheric pressure.
  • At least one electrical parameter (as the at least one operating parameter) is monitored as a function of the motor speed of the fume fan. This allows for even higher reliability of the inference.
  • This design includes, in particular, that the inference is also dependent on a current target speed if the electric motor of the fume hood is speed-variable. It is a further development that different reference values, especially different reference curves, are available for different speeds or speed ranges.
  • One embodiment involves monitoring the motor speed (as at least one operating parameter) in relation to at least one electrical parameter. This also enables even greater reliability of the inference.
  • This embodiment includes, in particular, making the inference dependent on the at least one electrical parameter if the exhaust fan's electric motor is adjustable to multiple power levels.
  • a further development is the provision of different reference values, especially different reference curves, for different power levels.
  • At least one inference regarding the heat treatment process includes an inference regarding the presence of at least one specific heat treatment phase, i.e., a phase within a heat treatment process.
  • a phase could, for example, be a phase in which the food is thoroughly cooked or boiled and therefore releases a large amount of steam or vapor.
  • a heat treatment phase could, for example, be a phase of a multi-phase heat treatment process in which the phases differ by the release of noticeably different amounts of vapor.
  • At least one inference regarding the heat treatment process includes an inference regarding a transition to at least one specific heat treatment phase, e.g., between two consecutive heat treatment phases with significantly different steam generation. For example, when baking potato wedges, a phase in which a lot of steam escapes from the food can be distinguished from a subsequent browning phase in which far less steam escapes.
  • At least one inference includes the detection of ignition or burning.
  • This allows the method to advantageously also be used for... Hazard detection is used. This can be detected, for example, by observing that after a period of high steam production, the steam production noticeably decreases or even practically ceases, only to then increase again.
  • a further advantage is that it allows for the detection of burning or combustion processes outside the cooking chamber, the smoke from which can enter the cooking chamber. Such combustion processes can include, for example, the charring or burning of appliance components (electronic components, cable sheathing, etc.) and/or, in the case of built-in appliances, the surrounding cabinetry.
  • One embodiment involves the at least one inference being trained using artificial intelligence. This advantageously enables a particularly differentiated inference regarding the heat treatment process. This can be implemented by using an algorithm trained using artificial intelligence, especially based on experiments, to draw the at least one inference.
  • One embodiment involves drawing at least one conclusion about the heat treatment process based on the rotational speed, particularly the target speed, of the fume hood. This advantageously enables even greater reliability of the conclusion.
  • This embodiment includes, in particular, making the conclusion dependent on the current target speed of the fume hood if the electric motor of the exhaust fan is speed-variable.
  • a further development is the provision of different reference values, particularly different reference curves, for different rotational speeds or speed ranges.
  • One embodiment involves measuring the temperature within the cooking chamber and drawing at least one conclusion about the heat treatment process based on this measured temperature. This advantageously allows for consideration of the fact that the air density in the cooking chamber can decrease significantly with increasing temperature.
  • a further development is the provision of different reference values, particularly different reference curves, for different cooking chamber temperatures.
  • One design feature allows for at least one additional inference regarding the heat treatment process to be drawn based on the operation of a convection fan. This advantageously allows for consideration of the fact that the volume flow through the steam fan is influenced by the air circulated in the cooking chamber by the convection fan.
  • the convection fan is only used in certain heating or operating modes, e.g., in hot air mode, but not in other modes such as top/bottom heat or grilling.
  • the operation of the steam fan to draw inferences about the heat treatment process has the advantage over using the convection fan that the steam fan operates more frequently and under far more diverse operating conditions.
  • Possible parameters of the convection fan that can be considered include its operating state (on/off), possibly its rotational speed (e.g., the target or actual speed), and/or at least one electrical parameter associated with the electric motor of the convection fan.
  • different reference values, in particular different reference curves exist for different parameters of the operation of a recirculating fan, e.g. whether the recirculating fan is switched on or off and, if applicable, the target speed of the switched-on recirculating fan, if this is optionally variably adjustable.
  • One embodiment allows for at least one additional inference regarding the heat treatment process to be drawn based on the position of a fume flap.
  • the position of the fume flap is, in particular, motor-driven and adjustable. It can be specified, for example, as a rotation angle or pivot angle.
  • the fume flap can be located at an opening of the fume duct or within the duct itself.
  • a further embodiment provides that the fume duct is flow-impermeable in one position of the fume flap.
  • Another further embodiment provides different reference values, in particular different reference curves, for different positions of the fume flap.
  • At least one conclusion regarding the at least one heat treatment process is additionally drawn based on the ambient (air) temperature prevailing in the area of the cooking appliance. This increases the advantage This achieves a more reliable conclusion to be drawn about at least one heat treatment process.
  • at least one tracked operating parameter can be normalized or corrected with respect to the ambient temperature.
  • the ambient temperature can be measured, for example, by a temperature sensor in the cooking appliance, by an external temperature sensor and transmitted electronically, or obtained from weather forecasts.
  • At least one conclusion is drawn regarding the at least one heat treatment process, additionally based on the ambient air pressure of the cooking appliance.
  • This offers the advantage of more reliable conclusions regarding at least one heat treatment process.
  • at least one monitored operating parameter can be normalized or corrected with respect to the ambient air pressure. This takes into account the effect that the density of the extracted vapor, or of the extracted atmosphere containing the rising vapor, also depends on the ambient air pressure.
  • the ambient air pressure can be measured, for example, by a pressure sensor in the cooking appliance, by an external pressure sensor and transmitted electronically, or obtained from weather forecasts.
  • the problem can also be solved by a cooking appliance designed to at least partially perform the process described above.
  • the cooking appliance can be designed analogously to the process, and vice versa, and offers the same advantages.
  • One design feature of a cooking appliance is a cooking chamber to which at least one vapor fan driven by an electric motor is assigned to generate a forced extraction flow through the exhaust duct or vapor channel.
  • the cooking appliance has a control unit configured to control the electric motor of the extractor fan. It is a further development requirement that the control unit is also configured to control other functions of the extractor hood, e.g., a display, lighting, etc., if present, or to receive and, if applicable, process data from at least one measuring device or user interface.
  • the cooking appliance may have a data processing unit that is configured, in particular programmed, so that the process can run on it. It is a further development that the control unit corresponds to the data processing unit on which the process can run.
  • This configuration involves monitoring at least one electrical parameter using the motor electronics of an electric motor in a fume hood.
  • This is advantageously simple and can be implemented without additional components, since motor controllers or control electronics already monitor at least one electrical parameter associated with the electric motor, which can now also be used for the present method.
  • motor controllers often monitor motor currents and, if applicable, coil voltages, using them as inputs for a control algorithm.
  • the motor electronics can serve as its control electronics.
  • at least one dedicated monitoring device such as a voltmeter and/or a dedicated ammeter, can be used for monitoring.
  • the electric motor of the extractor fan is a speed-controlled, specifically variable-speed, electric motor. This allows for particularly precise adherence to a target speed.
  • a further advantage is the ability to adjust the speed to user preferences or the amount of fumes. For example, the speed can be reduced when the amount of fumes is low to minimize fan noise.
  • BLDC motor brushless DC motor
  • a BLDC motor offers several advantages, such as its speed control via motor electronics. This allows for precise speed adjustment and more efficient operation of the extractor fan. Another advantage is the efficient power transmission to the motor. This results in more consistent and therefore more powerful operation. Furthermore, no friction is generated by brushes.
  • the cooking appliance has at least one communication device configured to exchange data with at least one external entity, such as a user device and/or a network computer, such as a cloud computer or a dedicated network server.
  • This at least one communication device can, for example, include a wired communication device such as an Ethernet module and/or a wireless communication device such as a Bluetooth and/or WLAN module.
  • This configuration involves the cooking appliance being set up to transmit at least one monitored electrical parameter to a communicatively linked external instance (a user device such as a smartphone or tablet PC, or a cloud server, etc.).
  • a communicatively linked external instance a user device such as a smartphone or tablet PC, or a cloud server, etc.
  • This external instance is then configured to draw at least one conclusion about the at least one heat treatment process based on the transmitted electrical parameter.
  • the evaluation of the electrical parameter and the drawing of the at least one conclusion are then performed in the external instance. This is equivalent to considering the cooking appliance as a measuring device for the electrical parameter, while the "intelligence" for drawing the at least one conclusion resides in the external instance.
  • the at least one conclusion can then be transmitted back to the cooking appliance.
  • At least one action includes the output of a message to a user, e.g., a visual signal, an acoustic signal and/or a text or voice message such as "Cooking phase complete", "Attention: Food is burning”, etc.
  • At least one action involves at least one change or...
  • Adjusting at least one operating parameter of the cooking appliance includes, for example, adjusting the heating power in at least one of the heating elements. This can then be done if... If the procedure indicates that sufficient water has evaporated, the heating output can be reduced to save energy. In another case, the radiators can be switched off if scorching is detected.
  • Fig. 1 shows a simplified sketch of a household cooking appliance in the form of an oven 1, shown in a sectional side view.
  • the oven 1 has a cooking chamber 2, the front loading opening of which can be closed by a cooking chamber door 3.
  • the cooking chamber 2 can be heated by individually supplying current to electric resistance heating elements 4, 5, 5A, 6.
  • the resistance heating elements 4, 5, 5A, 6 include, for example, a bottom heating element 4, a top heating element 5, optionally a grill heating element 5A, and a ring heating element 6.
  • the ring heating element 6 is located near a convection fan 7, for example, surrounding it.
  • the ring heating element 6 and the convection fan 7 can be arranged behind a baffle (not shown).
  • the resistance heating elements 4, 5, 5A, 6 are controlled by a control unit 8.
  • control unit 8 is linked to a temperature sensor 9, which can sense the temperature prevailing in the cooking chamber 2 and, for example, regulate it to a target cooking chamber temperature – which may vary over time during a heat treatment process.
  • the target cooking chamber temperature can be set by a user directly via a user interface 10 linked to the control unit 8, or by selecting an automatic program, possibly also via a user device (not shown) on which a suitable application program or "app" is running.
  • the control unit 8 is further configured to control a fan (“vapor fan” 12) located in a fume extraction duct (“vapor duct” 13) that opens into the cooking chamber 2 on one side and into the surrounding area on the other.
  • the speed-controlled vapor fan 12 extracts exhaust air, e.g., hot air, steam, fumes, etc., from the cooking chamber 2.
  • the steam fan 12 typically has several blades driven by an electric motor 14.
  • the electric motor 14 is a brushless, variable-speed DC motor, which can be set to a specific target speed D_s by means of motor electronics 15, in particular, it can be regulated.
  • the target speed D_s is specified, for example, by the control unit 8, either in steps or continuously.
  • the control unit 8 can also be configured to control an optional flap ("vapor flap" 11).
  • the vapor flap 11 is motor-driven and rotatable or pivotable, thereby allowing the flow cross-section of the vapor channel 13 to be varied.
  • the motor electronics 15 not only regulate the electric motor 14 to a specific target speed D_s, but also determine the actual voltage U_i applied to the electric motor 14 and the current l_i in the electric motor 14, in particular at a predefined measurement rate.
  • the motor electronics 15 thus serves as a monitoring device, at least for the applied motor current l_i, and in particular for both electrical quantities.
  • at least one dedicated measuring device can be used as a monitoring device.
  • the applied actual voltage U_i can be specified with sufficient accuracy and therefore does not need to be measured.
  • determining l_i and, if applicable, U_i is only performed when the vapor fan 7 is switched on.
  • the determined values of l_i and, if applicable, U_i are forwarded to the cooking appliance control unit 8, where they are stored, for example, as a time series or time series, e.g., in a data memory of the cooking appliance control unit 4.
  • the onset of steam formation can be detected by a noticeable increase in the electrical power P_i applied to the steam fan 12, or conversely, the cessation of steam formation by a noticeable decrease in the electrical power P_i applied to the steam fan 12.
  • the at least one conclusion regarding the at least one heat treatment process can, in this case, for example, be drawn about the reaching of a cooking temperature above a boiling point by the food G (at the beginning of steam formation), the cooking of the food G through (during a plateau of steam formation), and the complete cooking of the food G (through the subsequent decrease in steam formation).
  • the complete cooking of the food G can also be associated with browning of the food G.
  • Additional or alternative curve characteristics can be used to evaluate the curve in order to draw at least one conclusion, for example, reaching a certain threshold, a plateau, a maximum slope, etc.
  • the actual curves of the applied power P_i can be compared with power reference curves.
  • At least one of the inferences can use an algorithm that has been trained using artificial intelligence.
  • the actual curves and/or the performance reference curves, and generally the transmitted values, can be evaluated in one variant depending on the cooking chamber temperature. At least one conclusion about the at least one heat treatment process can therefore also be drawn based on the cooking chamber temperature T.
  • actual curves and/or the performance reference curves, and generally the transmitted values can be used depending on the target value also transmitted.
  • the rotational speed D_s of the vapor fan 12 can be evaluated. At least one conclusion about the at least one heat treatment process can therefore additionally be drawn from the target rotational speed D_s and/or cooking chamber temperature.
  • the actual curves and/or the performance reference curves, and generally the transmitted values, can be evaluated additionally or alternatively depending on the operation of the recirculation fan 7. At least one conclusion regarding the at least one heat treatment process can therefore also be drawn based on the operation of the recirculation fan 7.
  • Possible parameters of the recirculation fan 7 that can be considered include its operating state (on/off), possibly also its rotational speed, e.g., the target speed D_s or actual speed, and/or at least one electrical quantity applied to the electric motor of the recirculation fan 7.
  • the actual curves and/or the performance reference curves, and generally the transmitted values, can be evaluated additionally or alternatively depending on the position of the vapor flap 11.
  • At least one conclusion can therefore be drawn not only from the at least one electrical parameter of the exhaust fan, but also from one, any combination, or all of the parameters mentioned above.
  • appropriately differentiated reference values especially reference curves, can be provided.
  • At least one action that can be triggered by recognizing the end of the cooking process, as a conclusion regarding the heat treatment process may include, for example: outputting a visual and/or acoustic signal, e.g., a beep; outputting a message to a user terminal device CE, in particular a mobile device, e.g., a message "Food cooked through”; reducing the power input to one or more of the resistance heating elements 4, 5, 5A, 6; starting a clock; etc.
  • the at least one inference can additionally include the detection of burning or scorching of the food being cooked, e.g., through a noticeable increase in steam development after a previous decline or even the cessation of steam development.
  • the triggering action can include, for example: emitting a visual and/or audible warning signal, e.g., a loud and assureent beeping;
  • the electrical power impressed into the electric motor 14 can be kept constant and the actual rotational speed, in particular the course of the actual rotational speed, can be evaluated to draw conclusions about the heat treatment process.
  • a numerical specification can also include exactly the specified number as well as a normal tolerance range, unless this is explicitly excluded.
  • Vapor fan 13 Vapor extraction duct

Landscapes

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts (1) mit einem Garraum (2), bei dem bei Betrieb eines Elektromotors (14) eines Wrasenlüfters (12) mindestens Betriebsgröße (U_i, I_i, D_s) des Elektromotors (14) nachgehalten wird und abhängig von der mindestens einen nachgehaltenen Betriebsgröße (U_i, I_i, D_s) mindestens ein Rückschluss auf einen Wärmebehandlungsprozess eines in dem Garraum (2) befindlichen Garguts (G) gezogen wird. Die Erfindung betrifft auch ein Gargerät (1), das dazu eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen.

Description

Betreiben eines Gargeräts sowie Gargerät
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts mit einem Garraum, bei dem bei Betrieb eines Elektromotors eines Wrasenlüfters mindestens eine Betriebsgröße des Elektromotors nachgehalten wird. Die Erfindung betrifft auch ein Gargerät, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen.
Es sind Gargeräte bekannt, bei denen zum Absaugen von Abluft aus dem Garraum mindestens ein Wrasenlüfter mit drehzahlgeregeltem Elektromotor als Antrieb verwendet wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit bereitzustellen, von Gargut abgegebenen Dunst zu detektieren und/oder zu interpretieren.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts mit einem Garraum, bei dem bei Betrieb eines Elektromotors eines Wrasenlüfters des Gargeräts mindestens eine Betriebsgröße des Elektromotors nachgehalten wird und abhängig von der mindestens einen nachgehaltenen Betriebsgröße mindestens ein Rückschluss auf einen Wärmebehandlungsprozess für ein in dem Garraum befindliches Gargut gezogen wird.
Dieses Verfahren ergibt den Vorteil, dass es einfach und kostengünstig implementierbar ist. Es beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass Dunst (z.B. umfassen Dampf, Wrasen, Rauch usw.) in dem Garraum, insbesondere seine Dichte, eine charakteristische Größe für einen Wärmebehandlungsprozess darstellen kann. Die Dichte wiederum besitzt einen Einfluss auf die Leistungsaufnahme des die Luft bzw. Abluft aus dem Garraum herausfordernden Wrasenlüfters. So kann eine höhere Dichte dazu führen, dass der Wrasenlüfter mit höherer elektrischer Leistung beaufschlagt wird oder werden muss, um eine vorgegebene Soll-Drehzahl einzuhalten. Alternativ kann beispielsweise eine Motordrehzahl des Wrasenlüfters bei konstanter eingeprägter Leistung sinken, wenn sich die Dichte der abgezogenen Atmosphäre bzw. Dunst erhöht. Folglich kann die nachgehaltene elektrische Größe oder die Drehzahl ein Maß für die Dichte der aus dem Garraum abgezogenen Dunstes darstellen, die von dem Dunstanteil abhängt, was wiederum mindestens einen Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess erlaubt. Ein Rückschluss auf einen Wärmebehandlungsprozess kann beispielsweise einen Rückschluss auf eine Art und/oder einen Fortschritt des Wärmebehandlungsprozesses und/oder auf eine Art und/oder einen Zustand des Garguts umfassen.
Das Gargerät kann ein Backofen mit oder ohne Zusatzfunktion (z.B. Mikrowellenfunktion und/oder Dampfbehandlungsfunktion) sein. Der Backofen kann ein eigenständiger Backofen oder ein Backofen mit integriertem Kochfeld ("Herd") sein. Das Gargerät ist insbesondere ein Haushaltsgerät.
Unter einem Wrasenlüfter kann insbesondere ein Lüfter oder Ventilator verstanden werden, der bei Betrieb Abluft aus dem Garraum fördern kann, insbesondere in eine Umgebung des Gargeräts. Der Wrasenlüfter kann die Abluft absaugen oder ausblasen. Es ist eine Weiterbildung, dass der Wrasenlüfter einem Dunstabzugskanal (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als auch als "Wrasenkanal" bezeichenbar) zugeordnet ist, der einerseits in den Garraum mündest und andererseits nach Außen führt. Der Wrasenlüfter kann an einer Mündung des Wrasenkanals oder in dem Wrasenkanal vorhanden sein. Grundsätzlich können ein oder mehrere Wrasenlüfter vorhanden sein.
Der von dem Wrasenlüfter erzeugte Luftstrom kann auch zur Kühlung von Bauteilen des Gargeräts dienen. Der Wrasenlüfter ist zu diesem Zweck so eingerichtet, dass er auch Umgebungsluft ansaugen und dem Wrasenkanal zuführen kann. Die Verwendung des Elektromotors des Wrasenlüfters zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist besonders vorteilhaft, weil der Wrasenlüfter während des Betriebs des Gargeräts regelmäßig eingeschaltet wird, unabhängig von der verwendeten Heizbetriebsart.
Unter einer Betriebsgröße des Elektromotors kann insbesondere eine physikalische
Größe verstanden werden, durch die der Betrieb des Elektromotors charakterisierbar ist. eine Betriebsgröße kann also beispielsweise eine Steuer-, Regel- und/oder Ergebnisgröße sein.
Dass eine Betriebsgröße nachgehalten wird, kann umfassen, dass die Betriebsgröße gemessen oder aus mindestens einer gemessenen physikalischen Größe abgeleitet bzw. berechnet werden kann, was auch als "überwachte" Betriebsgröße bezeichnet werden kann. Dass eine Betriebsgröße nachgehalten wird, kann auch umfassen, dass diese Betriebsgröße vorgegeben ist und abgerufen werden kann, um den mindestens eines Rückschluss zu ziehen. Die mindestens eine nachgehaltene Betriebsgröße kann eine aus mindestens einer gemessenen Betriebsgröße und mindestens einer vorgegebenen Größe mathematisch verknüpfte Größe sein.
Das Nachhalten der Betriebsgröße kann in einer Weiterbildung umfassen, dass ein oder mehrere zeitlich nacheinander bestimmte Werte der Betriebsgröße bestimmt und zur Auswertung gespeichert wird bzw. werden. Dies entspricht dem Aufnahmen eines Werteverlaufs bzw. einer Kurve.
Der Wärmebehandlungsprozess ist insbesondere ein Prozess, bei dem in dem Garraum befindliches Gut, insbesondere Gargut, mit Wärmeenergie beaufschlagt wird. Der Wärmebehandlungsprozess kann z.B. Backen, Braten, Schmoren, Grillen, Eindicken, Auftauen, Dünsten, usw. umfassen, aber ggf. auch eine Vorheizphase, eine Nachlüftungsphase, usw. In einer anderen Betrachtungsweise kann die Vorheizphase und/oder Nachlüftungsphase nicht zum Wärmebehandlungsprozess gerechnet werden, sondern nur diejenige Phase, während der sich das Gargut in dem Garraum befindet.
"Dunst" umfasst Luft, speziell heiße Luft, ggf. mit zusätzlichen Stoffen. So kann Dunst mit Wasser angereicherte Luft ("Dampf') sowie mit Fetten angereicherte Luft oder Dampf ("Wrasen") umfassen. Weitere Stoff können beispielsweise VOCs (engl. "Volatile Organic Compounds", flüchtige organische Verbindungen) und/oder flüchtige und/oder partikelförmige Verbrennungsprodukte umfassen. Die Verbrennungsprodukte können insbesondere während eines Abnormalbetriebs anfallen, z.B. beim Anbrennen von Gargut. Der Zustand des Guts kann beispielsweise einen Garzustand oder einen Abnormalzustand wie ein Anbrennen oder erbrennen, ggf. unter Feuerbildung, umfassen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Betriebsgröße mindestens eine in den Elektromotor eingeprägte elektrische Größe umfasst. Dabei kann die elektrische Größe mindestens eine gemessene Größe (z.B. ein Strom und/oder eine Spannung), eine aus mindestens einer gemessenen Größe abgeleitete, z.B. berechnete oder umgerechnete, Größe (z.B. eine elektrische Leistung) und/oder eine vorgegebene Größe (z.B. eine mit hoher Genauigkeit angelegte Spannung, die nicht gemessen wird oder nicht gemessen zu werden braucht) sein. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft anwendbar, wenn eine Motordrehzahl konstant gehalten wird.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die elektrische Größe die in den Elektromotor eingeprägte elektrische Leistung ist. Die elektrische Leistung ist vorteilhafterweise meist genau bekannt und wird häufig bereits nachgehalten, z.B. für eine Drehzahlregelung, falls der Elektromotor ein drehzahlgeregelter Motor ist. Die elektrische Leistung kann beispielsweise aus einem gemessenen Motorstrom bzw. einer Stromaufnahme und einer gemessenen oder vorgegebenen Antriebsspannung durch Multiplikation berechnet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Energie als die elektrische Größe verwendet werden, beispielsweise durch Ermittlung der elektrischen Leistung und Mittelung über einen vorgegebenen Zeitraum, z.B. ab einem bestimmten Anfangszeitpunkt oder nach Art eines mitlaufenden Zeitfensters.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Betriebsgröße mindestens eine mechanische Betriebsgröße umfasst, insbesondere die Motordrehzahl. Die Motordrehzahl kann direkt gemessen werden (z.B. durch einen Drehzahlsensor) oder kann aus elektrischen Größen des Elektromotors abgeleitet werden. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft anwendbar, wenn eine in den Elektromotor eingeprägte elektrische Leistung konstant gehalten wird. Die mindestens eine Betriebsgröße kann in einer Weiterbildung in Form einer Ersatzgröße angegeben werden, die ein Maß für die jeweilige elektrische Größe darstellt, aber z.B. nicht deren physikalische Einheiten aufweist. So kann bei einem drehzahlgeregelten Elektromotor mindestens eine elektrische Größe ein Regelparameter einer den Elektromotor regelnden Regelung sein. Der Regelparameter kann insbesondere eine Regelstellgröße sein, z.B. eine PI- oder PID-Regelstellgröße, und beispielsweise ein Maß für die eigeprägte elektrische Leistung darstellen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Rückschluss auf einen Wärmebehandlungsprozess aus einem (Kurven-)Verlauf der mindestens einen nachgehaltenen, insbesondere gemessenen, Betriebsgröße gezogen wird. Dies ist für einen besonders zuverlässigen Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess vorteilhaft. Beispielsweise kann der Wärmebehandlungsprozess anhand einer Zahl von Extrema, einer zeitlichen Lage mindestens eines Extremums, von Steigungen, Beschleunigungen, Plateaus, usw. in dem Verlauf charakterisiert bzw. erkannt werden. Grundsätzlich sind alle möglichen anhand einer Kurvendiskussion sinnvoll auswertbaren Größen nutzbar, um einen Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess zu ziehen. Es ist eine Weiterbildung, dass der Verlauf den Verlauf einer Abweichung der nachgehaltenen Betriebsgröße von einem Referenz- oder Sollwert darstellt, also z.B. nicht die den Verlauf der elektrischen Leistung oder der Motordrehzahl, sondern den Verlauf einer Abweichung der elektrischen Ist-Leistung oder der Ist-Motordrehzahl von einem Soll-, Standard- oder Normwert, z.B. für dunstlose Luft, ggf. zusätzlich unter Normaltemperatur und/oder Normal-Luftdruck.
Es ist eine Weiterbildung, dass für unterschiedliche Wärmebehandlungsprozesse Referenzkurven vorliegen, eine Übereinstimmung eines Ist-Kurvenverlaufs mit den Referenzkurven (z.B. nach der Methode der kleinsten Quadrate) bestimmt wird und bei Erkennen einer ausreichend hohen und/oder höchsten Übereinstimmung mit einer der Referenzkurven der Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess anhand dieser Referenzkurve erfolgt.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine elektrische Größe (als die mindestens eine Betriebsgröße) in Abhängigkeit von der Motordrehzahl des Wrasenlüfters nachgehalten wird. Dies ermöglicht eine noch höhere Zuverlässigkeit des Rückschlusses. Diese Ausgestaltung umfasst insbesondere, dass der Rückschluss auch von einer aktuellen Soll-Drehzahl abhängig gemacht wird, falls der Elektromotor des Wrasenlüfters drehzahlvariabel einstellbar ist. Es ist eine Weiterbildung, dass unterschiedliche Referenzwerte, insbesondere unterschiedliche Referenzkuren, für unterschiedliche Drehzahlen oder Drehzahlbereiche vorliegen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Motordrehzahl (als die mindestens eine Betriebsgröße) in Abhängigkeit von der mindestens einen elektrischen Größe nachgehalten wird. Auch dies ermöglicht eine noch höhere Zuverlässigkeit des Rückschlusses. Diese Ausgestaltung umfasst insbesondere, dass der Rückschluss auch von der mindestens einen elektrischen Größe abhängig gemacht wird, falls der Elektromotor des Abluftlüfters auf mehrere Leistungsstufen einstellbar ist. Es ist eine Weiterbildung, dass unterschiedliche Referenzwerte, insbesondere unterschiedliche Referenzkuren, für unterschiedliche Leistungsstufen vorliegen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess einen Rückschluss auf ein Vorliegen mindestens einer bestimmten Wärmebehandlungsphase umfasst, also einer Phase in einem Wärmebehandlungsprozess. Eine solche Phase kann beispielsweise eine Phase sein, bei der das Gargut durchgart oder kocht und daher viel Wasserdampf oder Wrasen abgibt. Eine Wärmebehandlungsphase kann beispielsweise eine Phase eines mehrphasigen Wärmebehandlungsprozesses sein, bei dem sich die Phasen durch Abgabe merklich unterschiedlicher Dunstmengen unterscheiden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess einen Rückschluss auf einen Übergang zu mindestens einer bestimmten Wärmebehandlungsphase umfasst, z.B. zwischen zwei aneinander anschließenden Wärmebehandlungsphasen mit deutlich unterschiedlicher Dunsterzeugung. So kann beim Backen von Kartoffelschnitzen eine Phase, in der viel Dampf aus dem Gargut austritt, von einer folgenden Phase eines Bräunens der Kartoffeln, in der weit weniger Dampf aus dem Gargut austritt, unterschieden werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Rückschluss ein Erkennen eines Anoder Verbrennens umfasst. Dadurch kann das Verfahren vorteilhafterweise auch zur Gefahrenerkennung verwendet werden. Dies kann beispielsweise dadurch erkannt werden, dass nach einer Phase mit hoher Dunstentwicklung die Dunstentwicklung merklich absinkt oder sogar praktisch zu erliegen kommt, um dann wieder anzusteigen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass dadurch Anbrenn- oder Verbrennungsvorgänge außerhalb des Garraums, deren Rauch in den Garraum ziehen kann, erkannt werden können. Solche Verbrennungsvorgänge können beispielsweise ein Verkohlen oder Brennen von Gerätekomponenten (Elektronikkomponenten, Kabelverkleidungen, usw.) und/oder bei Einbaugeräten des umgebenden Einbaumöbels umfassen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Rückschluss mittels künstlicher Intelligenz antrainiert worden ist. Dies ermöglicht vorteilhafterweise einen besonders differenzierten Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess. Dies kann so umgesetzt sein, dass zum Ziehen des mindestens einen Rückschlusses ein Algorithmus verwendet wird, der mittels künstlicher Intelligenz antrainiert worden ist, insbesondere antrainiert auf Grundlage von Experimenten.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess zusätzlich anhand der Drehzahl, insbesondere Soll-Drehzahl, des Wrasenlüfters gezogen wird. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine noch höhere Zuverlässigkeit des Rückschlusses. Diese Ausgestaltung umfasst insbesondere, dass der Rückschluss auch von einer aktuellen Soll-Drehzahl des Wrasenlüfters abhängig gemacht wird, falls der Elektromotor des Abluftlüfters drehzahlvariabel einstellbar ist. Es ist eine Weiterbildung, dass unterschiedliche Referenzwerte, insbesondere unterschiedliche Referenzkuren, für unterschiedliche Drehzahlen oder Drehzahlbereiche vorliegen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass eine in dem Garraum herrschende Garraumtemperatur gemessen wird und der mindestens eine Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess zusätzlich anhand der gemessenen Garraumtemperatur gezogen wird. Dadurch kann vorteilhafterweise berücksichtigt werden, dass die Dichte der Luft in dem Garraum mit steigender Garraumtemperatur merklich sinken kann. Es ist eine Weiterbildung, dass unterschiedliche Referenzwerte, insbesondere unterschiedliche Referenzkuren, für unterschiedliche Garraumtemperaturen vorliegen. Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess zusätzlich anhand des Betriebs eines Umluftlüfters gezogen wird. Dadurch kann vorteilhafterweise berücksichtigt werden, dass der Volumenstrom durch den Wrasenlüfter durch die mittels des Umluftlüfters in dem Garraum umgewälzte Luft beeinflussbar ist. Der Umluftlüfter wird nur bei bestimmten Heiz- bzw. Betriebsarten verwendet, z.B. in einer Heißluft-Betriebsart, nicht aber in anderen Betriebsarten wie einer Unter-/Oberhitze- oder einer Grill-Betriebsart. Daher hat die Nutzung des Betriebs des Wrasenlüfters zum Ziehen eines Rückschlusses auf den Wärmebehandlungsprozess gegenüber der Nutzung des Umluftlüfters den Vorteil, dass der Wrasenlüfter häufiger und unter weitaus mehr Betriebsbedingungen in Betrieb ist als der Umluftlüfter. Mögliche betrachtete Parameter des Umluftlüfters können seinen Betriebszustand (ein / aus) umfassen, ggf. auch seine Drehzahl, z.B. die Soll-Drehzahl oder Ist-Drehzahl, und/oder mindestens eine dem Elektromotor des Umluftlüfters zugeordnete elektrische Größe. Es ist eine Weiterbildung, dass unterschiedliche Referenzwerte, insbesondere unterschiedliche Referenzkuren, für unterschiedliche Parameter des Betriebs eines Umluftlüfters vorliegen, z.B. ob der Umluftlüfter ein- oder ausgeschaltet ist und ggf. die Soll-Drehzahl des eingeschalteten Umluftlüfters, falls diese optional variabel einstellbar ist.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess zusätzlich anhand einer Stellung einer Wrasenklappe gezogen wird. Dadurch kann vorteilhafterweise berücksichtigt werden, dass der Volumenstrom und der Strömungswiderstand durch den Wrasen(abzugs)kanal durch die Stellung der Wrasenklappe beeinflussbar sein kann. Die Stellung der Wrasenklappe ist insbesondere motorisch einstellbar. Sie kann z.B. als Drehwinkel oder Schwenkwinkel angegeben werden. Die Wrasenklappe kann an einer Mündung des Wrasenkanals oder in dem Wrasenkanal angeordnet sein. Es ist eine Weiterbildung, dass in einer Stellung der Wrasenklappe der Wrasenkanal strömungsundurchlässig ist. Es ist eine Weiterbildung, dass unterschiedliche Referenzwerte, insbesondere unterschiedliche Referenzkuren, für unterschiedliche Stellungen der Wrasenklappe vorliegen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Rückschluss auf den mindestens einen Wärmebehandlungsprozess zusätzlich anhand der im Bereich des Gargeräts herrschenden Umgebungs(luft)temperatur gezogen wird. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass noch zuverlässiger Rückschlüsse auf mindestens einen Wärmebehandlungsprozess gezogen werden können. Insbesondere kann so mindestens eine nachgehaltene Betriebsgröße in Bezug auf die Umgebungstemperatur normalisiert bzw. korrigiert werden. Die Umgebungstemperatur kann beispielsweise von einem Temperatursensor des Gargeräts gemessen werden, von einem externen Temperatursensor gemessen und datentechnisch übertragen werden oder kann aus Wettervorhersagen bezogen werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Rückschluss auf den mindestens einen Wärmebehandlungsprozess zusätzlich anhand des in der Umgebung des Gargeräts herrschenden Luftdrucks gezogen wird. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass noch zuverlässiger Rückschlüsse auf mindestens einen Wärmebehandlungsprozess gezogen werden können. Insbesondere kann so mindestens eine nachgehaltene Betriebsgröße in Bezug auf den Umgebungsluftdruck normalisiert bzw. korrigiert werden. Dabei wird der Effekt berücksichtigt, dass eine Dichte des abgezogenen Dunsts bzw. der abgezogenen Atmosphäre, welche den aufsteigenden Dunst enthält, auch dem Umgebungsluftdruck abhängt. Der Umgebungsluftdruck kann beispielsweise von einem Drucksensor des Gargeräts gemessen werden, von einem externen Drucksensor gemessen und datentechnisch übertragen werden oder kann aus Wettervorhersagen bezogen werden.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Gargerät, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren wie oben beschrieben zumindest teilweise durchzuführen. Das Gargerät kann analog zu dem Verfahren ausgebildet werden, und umgekehrt, und weist die gleichen Vorteile auf.
So ist es eine Ausgestaltung, dass Gargerät einen Garraum aufweist, dem mindestens ein mittels eines Elektromotors angetriebener Wrasenlüfter zum Erzeugen eines forcierten Abzugsstroms durch den Dunstabzugskanal bzw. Wrasenkanal zugeordnet ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Gargerät eine Steuereinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, den Elektromotor des Wrasenlüfters anzusteuern. Es ist eine Weiterbildung, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, noch andere Funktionen der Dunstabzugshaube anzusteuern, z.B. ein Display, eine Beleuchtung, usw., falls vorhanden, oder Daten mindestens einer Messeinrichtung oder einer Nutzerschnittstelle aufzunehmen und ggf. zu verarbeiten, falls vorhanden. Das Gargerät kann eine Datenverarbeitungseinrichtung aufweisen, die so eingerichtet, insbesondere programmiert, ist, dass das Verfahren darauf ablaufen kann. Es ist eine Weiterbildung, dass die Steuereinrichtung der Datenverarbeitungseinrichtung entspricht, auf der das Verfahren ablaufen kann.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine elektrische Größe mittels einer Motorelektronik eines Elektromotors des Wrasenlüfters nachgehalten wird. Dies ist vorteilhafterweise besonders einfach und ohne zusätzliche Komponenten umsetzbar, da in Motorregelungen bzw. Regelelektroniken mindestens eine in dem Elektromotor zugeordnete elektrische Größe sowieso überwacht wird, was nun auch für das vorliegende Verfahren verwendet werden kann. Beispielsweise werden in Motorregelungen häufig Motorströme und ggf. auch Spulenspannungen überwacht und als Eingangsgrößen für einen Regelalgorithmus verwendet. Die Motorelektronik kann für den Fall eines geregelten Elektromotors dessen Regelelektronik sein. Alternativ kann mindestens eine dedizierte Überwachungseinrichtung wie ein Spannungsmesser und/oder ein dedizierter Strommesser zur Überwachung vorhanden sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Elektromotor des Wrasenlüfters ein drehzahlgeregelter, insbesondere drehzahlvariabler, Elektromotor ist. Dies ermöglicht eine besonders genauer Einhaltung einer Soll-Drehzahl. Ein weiterer Vorteil besteht in der Anpassung der Drehzahl an Nutzerwünsche oder Dunstaufkommen. So kann bei einem niedrigen Dunstaufkommen die Drehzahl verringert werden, um Lüftergeräusche zu reduzieren.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Elektromotor des Wrasenlüfters ein bürstenloser Gleichstrommotor ("BLDC-Motor") ist. Ein BLDC-Motor weist verschiedene Vorteile auf, z.B. dass er auf der Basis einer Motorelektronik drehzahlregelbar ist. Dadurch lässt sich die Drehzahl exakt einstellen und der Wrasenlüfter und effizienter betreiben. Ein weiterer Vorteil ist die effiziente Stromübertragung zum Motor. Dieser läuft dadurch konstanter und ist damit leistungsfähiger. Auch wird keine belastende Reibung durch Bürsten erzeugt.
Der Motor erwärmt sich dadurch weniger und wird langlebiger. Es ist eine Weiterbildung, dass das Gargerät mindestens eine Kommunikationseinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, Daten mit mindestens einer externen Instanz wie einem Nutzerendgerät und/oder einem Netzwerkrechner wie einem Cloudrechner oder einem dedizierten Netzwerkserver auszutauschen. Die mindestens eine Kommunikationseinrichtung kann beispielsweise eine drahtgebundene Kommunikationseinrichtung wie ein Ethernetmodul und/oder eine drahtlose Kommunikationseinrichtung wie ein Bluetooth- und/oder ein WLAN-Modul umfassen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Gargerät dazu eingerichtet ist, die mindestens eine nachgehaltene elektrische Größe an die damit kommunikativ gekoppelte externe Instanz (an ein Nutzerendgerät wie z.B. ein Smartphone oder einen Tablet-PC oder an einen Cloudrechner usw.) zu übertragen und die externe Instanz dazu eingerichtet ist, auf Grundlage der übertragenen mindestens einen elektrischen Größe mindestens ein Rückschluss auf den mindestens einen Wärmebehandlungsprozess, zu ziehen. Die Auswertung der mindestens einen elektrischen Größe mit Ziehung des mindestens einen Rückschlusses wird dann folglich in der externen Instanz vorgenommen, was einer Betrachtung entspricht, dass das Gargerät als Messeinrichtung für die mindestens eine elektrische Größe dient, während die "Intelligenz" zum Ziehen des mindestens einen Rückschlusses in der externen Instanz verortet ist. Der mindestens eine Rückschluss kann dann an das Gargerät rückübertragen werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Gargerät dazu eingerichtet ist, auf Grundlage des mindestens einen Rückschlusses mindestens eine Aktion auszulösen. Dadurch ist das Verfahren vorteilhafterweise auch zur Verbesserung einer Funktionalität des Gargeräts nutzbar.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Aktion mindestens ein Ausgeben einer Nachricht an einen Nutzer umfasst, z.B. eines optischen Signals, eines akustischen Signals und/oder einer Text- oder Sprachnachricht wie z.B. "Garphase beendet", "Achtung: Speise brennt an", usw.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Aktion mindestens ein Ändern bzw.
Anpassen mindestens eines Betriebsparameters des Gargeräts umfasst, z.B. ein Anpassen einer Heizleistung in mindestens einen der Heizkörper. So kann dann, wenn mittels des Verfahrens der Rückschluss gezogen worden ist, dass Wasser ausreichend stark verdampft worden ist, die Heizleistung reduziert werden, um Energie zu sparen. In einem anderen Fall können die Heizkörper bei Erkennen eines Anbrennens ausgeschaltet werden.
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.
Fig .1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine vereinfachte Skizze eines Haushalts-Gargeräts in Form eines Backofens 1 . Der Backofen 1 weist einen Garraum 2 auf, dessen frontseitige Beschickungsöffnung durch eine Garraumtür 3 verschließbar ist. Der Garraum 2 ist durch eine individuelle Bestromung elektrischer Widerstandsheizkörper 4, 5, 5A, 6 beheizbar. Die Widerstandsheizkörper 4, 5, 5A, 6 umfassen hier beispielsweise einen Unterhitze-Heizkörper 4, einen Oberhitze-Heizkörper 5, ggf. einen Grillheizkörper 5A und einen Ringheizkörper 6. Der Ringheizkörper 6 befindet sich in der Nähe eines Umluftlüfters 7, umgibt diesen beispielsweise. Der Ringheizkörper 6 und der Umluftlüfter 7 können hinter einer Prallwand (o. Abb.) angeordnet sein. Die Widerstandsheizkörper 4, 5, 5A, 6 werden hier durch eine Steuereinrichtung 8 angesteuert. Dazu ist die Steuereinrichtung 8 mit einem Temperatursensor 9 datentechnisch gekoppelt, der die in dem Garraum 2 herrschende Garraumtemperatur abfühlen und z.B. auf eine - während eines Wärmebehandlungsprozesses ggf. zeitlich variierende - Soll-Garraumtemperatur einregeln kann. Die Soll-Garraumtemperatur kann von einem Nutzer direkt über eine mit der Steuereinrichtung 8 datentechnisch gekoppelte Nutzerschnittstelle 10 oder durch Wahl eines Automatikprogramms vorgegeben werden, ggf. auch über ein Nutzerendgerät (o. Abb.), auf dem ein passendes Applikationsprogramm oder "App" läuft.
Die Steuereinrichtung 8 ist ferner dazu eingerichtet, einen Lüfter ("Wrasenlüfter" 12) anzusteuern, der sich in einem einerseits in den Garraum 2 und andererseits in die Umgebung mündenden Dunstabzugskanal ("Wrasenkanal" 13) befindet. Der drehzahlsteuerbare Wrasenlüfter 12 saugt Abluft, z.B. Heißluft, Dampf, Wrasen, usw., aus dem Garraum 2 ab. Durch Einstellung einer Soll-Drehzahl D_s des Wrasenlüfters 12 lässt sich das durch den Wrasenkanal 13 strömende Strömungsvolumen und damit die Durchlüftung des Garraums 2 einstellen. Der Wrasenlüfter 12 weist typischerweise mehrere Flügel auf, die mittels eines Elektromotors 14 angetrieben werden. Der Elektromotor 14 ist hier ein bürstenloser, drehzahlvariabler Gleichstrommotor, der mittels einer Motorelektronik 15 auf eine bestimmte Soll-Drehzahl D_s einstellbar, insbesondere einregelbar, ist. Die Soll-Drehzahl D_s wird z.B. durch die Steuereinrichtung 8 vorgegeben, beispielsweise stufig oder stufenlos.
Die Steuereinrichtung 8 kann außerdem dazu eingerichtet sein, eine optional vorhandene Klappe ("Wrasenklappe" 11) anzusteuern. Die Wrasenklappe 11 ist motorisch drehbar bzw. verschwenkbar, wodurch ein Strömungsquerschnitt des Wrasenkanals 13 variierbar ist.
Es werde vorliegend angenommen, dass mittels der Motorelektronik 15 nicht nur der Elektromotor 14 auf eine bestimmte Soll-Drehzahl D_s eingeregelt wird, sondern auch eine aktuell an den Elektromotor 14 angelegte Ist-Spannung U_i und ein aktuell in den Elektromotor 14 bestimmt wird, insbesondere mit einer vorgegebenen Messrate. Die Motorelektronik 15 dient somit als Überwachungseinrichtung zumindest für den eingeprägter Motorstrom l_i, insbesondere für beide elektrische Größen. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine dedizierte Messvorrichtung als Überwachungsvorrichtung verwendet werden.
In einer Variante kann die angelegte Ist-Spannung U_i ausreichend genau vorgebbar sein und braucht dann nicht gemessen zu werden. Das Bestimmen von l_i und ggf. U_i wird in einer Variante nur durchgeführt, wenn der Wrasenlüfter 7 eingeschaltet ist. Die bestimmten Werte von l_i und ggf. U_i werden an die Gargerätesteuerung 8 weiterleitet, wo sie z.B. als zeitlicher Verlauf bzw. als zeitliche Verläufe gespeichert werden, z.B. in einem Datenspeicher der Gargerätesteuerung 4.
Es werde nun angenommen, dass in dem Garraum 2 Gargut G zubereitet werden soll. Dazu wird mit Starten des Wärmebehandlungsprozess zumindest einer der Widerstandsheizkörper 4, 5, 5A, 6 eingeschaltet, falls er nicht bereits zum Vorheizen eingeschaltet worden ist. Folgend werden die an dem Wrasenlüfter 12 bestimmten Werte von l_i und ggf. U_i an die Gargerätesteuerung 4 übertragen. Die Gargerätesteuerung 4 wertet die Werte von l_i und U_i aus, insbesondere den Verlauf der elektrischen Leistung P_i = (l_i • U_i). So kann z.B. ein bestimmter Garzustand des Garguts G durch eine Änderung der eingeprägten Leistung P_i und/oder der Abweichung (P_i - P_n) von einer bekannten Normalleistung P_n ohne Dampfbildung erkannt werden. Beispielsweise kann ein Einsetzen einer Dampfbildung durch einen merklichen Anstieg der in den Wrasenlüfter 12 eingeprägten elektrischen Leistung P_i erkannt werden, oder umgekehrt ein Versiegen einer Dampfbildung durch ein merkliches Absinken der in den Wrasenlüfter 12 eingeprägten elektrischen Leistung P_i. Dies beruht auf dem Effekt, dass der Wrasenlüfter 12 bei höherer Dampfbildung mehr elektrische Leistung benötigt, um seine Soll-Drehzahl D_s zu halten, als bei geringer oder fehlender Dampfbildung. Der mindestens eine Rückschluss auf den mindestens einen Wärmebehandlungsprozess kann in diesem Fall z.B. den Rückschluss auf das Erreichen einer Gartemperatur oberhalb eines Siedepunkts durch das Gargut G (bei Beginn der Dampfbildung), ein Durchgaren des Garguts G (während eines Plateaus der Dampfbildung) und ein fertiges Durchgaren des Garguts G (durch folgendes Absinken der Dampfbildung) ziehen. Das fertige Durchgaren des Garguts G kann auch mit einem Bräunen des Garguts G in Verbindung gebracht werden.
Es können zusätzlich oder alternativ andere Kurvencharakteristiken zur Auswertung der Kurve herangezogen werden, um mindestens einen Rückschluss zu ziehen, beispielsweise das Erreichen eines bestimmten Schwellwerts, eines Plateaus, einer maximalen Steigung, usw. In einer Variante können die Ist-Kurven der eingeprägten Leistung P_i mit Leistungs-Referenzkurven verglichen werden.
Der mindestens eine Rückschluss kann einen Algorithmus verwenden, der mittels künstlicher Intelligenz antrainiert worden ist.
Die Ist-Kurven und/oder die Leistungs-Referenzkurven, und allgemein die übertragenen Werte, können in einer Variante abhängig von der Garraumtemperatur, ausgewertet werden. Der mindestens eine Rückschluss auf den mindestens einen Wärmebehandlungsprozess kann also zusätzlich anhand der Garraumtemperatur T gezogen werden.
Zusätzlich oder alternativ können Ist-Kurven und/oder die Leistungs-Referenzkurven, und allgemein die übertragenen Werte, abhängig von der ebenfalls übertragenen Soll- Drehzahl D_s des Wrasenlüfters 12 ausgewertet werden. Der mindestens eine Rückschluss auf den mindestens einen Wärmebehandlungsprozess kann also zusätzlich anhand der Soll-Drehzahl D_s und/oder Garraumtemperatur gezogen werden.
Die Ist-Kurven und/oder die Leistungs-Referenzkurven, und allgemein die übertragenen Werte, können zusätzlich oder alternativ abhängig von dem Betrieb des Umluftlüfters 7 ausgewertet werden. Der mindestens eine Rückschluss auf den mindestens einen Wärmebehandlungsprozess kann also zusätzlich anhand des Betriebs des Umluftlüfters 7 gezogen werden. Mögliche betrachtete Parameter des Umluftlüfters 7 können seinen Betriebszustand (ein / aus) umfassen, ggf. auch seine Drehzahl, z.B. die Soll-Drehzahl D_s oder Ist-Drehzahl, und/oder mindestens eine in den Elektromotor des Umluftlüfters 7 eingeprägte elektrische Größe.
Die Ist-Kurven und/oder die Leistungs-Referenzkurven, und allgemein die übertragenen Werte, können zusätzlich oder alternativ abhängig von einer Stellung der Wrasenklappe 11 ausgewertet werden.
Der mindestens eine Rückschluss kann also außer anhand der mindestens einen elektrischen Größe des Wrasenlüfters anhand einer, einer beliebigen Kombination oder aller der obigen Größen gezogen werden. Insbesondere können entsprechend differenzierte Referenzwerte, insbesondere Referenz-Kurven, bereitgestellt werden.
Mindestens eine Aktion, die mit Erkennen den Endes des Durchgarens als dem Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess ausgelöst werden kann, kann beispielsweise umfassen: Ausgeben eines optischen und/oder akustischen Signals, z.B. eines Piepsens; Ausgeben einer Nachricht an ein, insbesondere mobiles, Nutzerendgerät CE des Nutzers, z.B. eine Nachricht "Gargut durchgekocht"; Reduzieren einer Leistungseinprägung in einen oder mehrere der Widerstandsheizkörper 4, 5, 5A, 6; Starten einer Uhr; usw.
Der mindestens eine Rückschluss kann zusätzlich ein Erkennen eines An- oder Verbrennens des Garguts umfassen, z.B. durch einen merklichen Anstieg einer Dunstentwicklung nach einem vorangegangenen Abfall oder sogar zum Erliegen kommen einer Dunstentwicklung. Mindestens eine Aktion, die mit Erkennen einer Verbrennung ausgelöst werden kann, kann beispielsweise umfassen: Ausgeben eines optischen und/oder akustischen Warnsignals, z.B. eines lauten und drängenden Piepsens;
Ausgeben einer Nachricht an das Nutzerendgerät CE, z.B. eine Nachricht "Achtung: mögliches Anbrennen"; Ausschalten der Heizkörper 4, 5, 5A, 6 usw.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So kann die in den Elektromotor 14 eingeprägte elektrische Leistung konstant gehalten werden und zum Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess die Ist-Drehzahl, insbesondere der Verlauf der Ist-Drehzahl, ausgewertet werden.
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 Garraumtür
4 Unterhitze-Heizkörper
5 Oberhitze-Heizkörper 5A Grillheizkörper 6 Ringheizkörper
7 Umluftlüfter
8 Steuereinrichtung 9 Temperatursensor
10 Nutzerschnittstelle 11 Wrasenklappe
12 Wrasenlüfter 13 Wrasenabzugskanal
14 Elektromotor 15 Motorelektronik D_s Soll-Drehzahl l_i Ist-Motorstrom U_i Motorspannung
G Gargut

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts (1) mit einem Garraum (2), bei dem bei Betrieb eines Elektromotors (14) eines Wrasenlüfters (12) mindestens eine Betriebsgröße (U_i, l_i, D_s) des Elektromotors (14) nachgehalten wird und abhängig von der mindestens einen nachgehaltenen Betriebsgröße (U_i, l_i, D_s) mindestens ein Rückschluss auf einen Wärmebehandlungsprozess eines in dem Garraum (2) befindlichen Garguts (G) gezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die mindestens eine Betriebsgröße (U_i, l_i, D_s) mindestens eine in den Elektromotor (14) eingeprägte elektrische Größe (U_i, l_i), insbesondere elektrische Leistung, und/oder eine Motordrehzahl (D_s) umfasst.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens ein Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess aus einem Verlauf der nachgehaltenen Betriebsgröße (U_i, l_i, D_s) gezogen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, bei dem
- die mindestens eine elektrische Größe (U_i, l_i) als die mindestens eine Betriebsgröße (U_i, l_i, D_s) in Abhängigkeit von der Motordrehzahl (D_s) nachgehalten wird oder
- die Motordrehzahl (D_s) als die mindestens eine Betriebsgröße (U_i, l_i, D_s) in Abhängigkeit von der mindestens einen elektrischen Größe (U_i, l_i) nachgehalten wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der mindestens eine Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess einen Rückschluss auf ein Vorliegen mindestens einer bestimmten Wärmebehandlungsphase und/oder auf einen Übergang zu mindestens einer bestimmten Wärmebehandlungsphase umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der mindestens eine Rückschluss ein Erkennen eines An- oder erbrennens umfasst.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der mindestens eine Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess zusätzlich anhand der Drehzahl (D_s) des Wrasenlüfters (12) gezogen wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Garraumtemperatur (T) in dem Garraum (2) gemessen wird und der mindestens eine Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess zusätzlich anhand der gemessenen Garraumtemperatur (T) gezogen wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der mindestens eine Rückschluss auf den mindestens einen Wärmebehandlungsprozess zusätzlich anhand des in der Umgebung des Gargeräts (1) herrschenden Luftdrucks gezogen wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der mindestens eine Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess zusätzlich anhand eines Betriebs eines Umluftlüfters (7) gezogen wird.
11 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der mindestens eine Rückschluss auf den Wärmebehandlungsprozess zusätzlich anhand einer Stellung einer Wrasenklappe (11) gezogen wird.
12. Gargerät (1), das dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
13. Gargerät (1) nach Anspruch 12, bei dem mindestens eine Betriebsgröße (U_i, l_i, D- S) mittels einer Motorelektronik (15) eines Elektromotors (14) des Wrasenlüfters (12) nachgehalten wird.
14. Gargerät (1) nach Anspruch 13, bei dem der Elektromotor (14) des Wrasenlüfters (12) ein drehzahlgeregelter, insbesondere drehzahlvariabler, Elektromotor (14) ist.
15. Gargerät (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem das Gargerät (1) dazu eingerichtet ist, auf Grundlage des mindestens einen Rückschlusses mindestens eine Aktion auszulösen.
PCT/EP2025/066718 2024-06-18 2025-06-16 Betreiben eines gargeräts sowie gargerät Pending WO2025261960A1 (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20013489U1 (de) * 2000-08-04 2001-01-18 Flick, Gernot, Dipl.-Ing., 65205 Wiesbaden Messung des Wasserdampfgehaltes im Garraum eines Umluftofens
EP1342414A1 (de) * 2002-03-07 2003-09-10 eloma GmbH Grossküchentechnik Verfahren zum Erfassen der Feuchte in einem Gerät zur Behandlung und Zubereitung von Nahrungsmitteln sowie Gerät zur Behandlung und Zubereitung von Nahrungsmitteln
WO2022268482A1 (de) * 2021-06-23 2022-12-29 Miele & Cie. Kg Verfahren zum betreiben eines gargeräts und gargerät

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