VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES HAUSHALTS-GARGERÄTS UND HAUSHALTS-GARGERÄT

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts, aufweisend einen Garraum, mindestens eine Gargutbehandlungseinrichtung zum Behandeln von in dem Garraum befindlichem Gargut mit mehreren Parameterkonfigurationen, wobei durch mindestens zwei Parameterkonfigurationen das Gargut lokal unterschiedlich behandelbar ist, und mindestens einen in den Garraum gerichteten Sensor zum Bestimmen von Verteilungen einer Oberflächeneigenschaft des Garguts, wobei bei dem Verfahren mindestens eine Gargutbehandlungseinrichtung in einem p-ten Iterationsschritt mit p ≥ 1 für eine vorgegebene Zeitdauer Δt mit einer q-ten Parameterkonfiguration S_q mit q ≤ p betrieben wird, um in dem Garraum befindliches Gargut zu behandeln und anschließend an den Ablauf der Zeitdauer Δt mittels des mindestens einen Sensors eine p-te Verteilung < V_p > einer Oberflächeneigenschaft des Garguts bestimmt wird. Die Erfindung betrifft auch ein Haushalts-Gargerät zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung ist vorteilhaft anwendbar auf Mikrowellengeräte.

[0002] US 2018/0098381 A1 und US 2017/0290095 A1 offenbaren ein computerimplementiertes Verfahren zum Erwärmen eines Gegenstands in einem Garraum eines elektronischen Ofens hin zu einem Zielzustand. Das Verfahren umfasst das Erwärmen des Gegenstands mit einem Satz von Energieanwendungen in Bezug auf den Garraum, während sich der Ofen in einer bestimmten Konfiguration befindet. Der Satz von Energieanwendungen und die Konfiguration definieren einen jeweiligen Satz variabler Energieverteilungen in der Kammer. Das Verfahren umfasst auch das Erfassen von Sensordaten, die einen jeweiligen Satz von Antworten des Garguts auf den Satz von Energieanwendungen definieren. Das Verfahren umfasst auch das Generieren eines Plans zum Erwärmen des Gegenstands in der Kammer. Der Plan wird von einem Steuerungssystem des Ofens erzeugt und verwendet die Sensordaten.

[0003] WO 2012/109634 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Behandlung von Objekten mit HF-Energie. Die Vorrichtung kann eine Anzeige enthalten, um einem Benutzer ein Bild eines zu bearbeitenden Objekts anzuzeigen, wobei das Bild wenigstens einen ersten Teil und einen zweiten Teil des Gegenstands umfasst. Die Vorrichtung kann auch eine Eingabeeinheit und mindestens einen Prozessor umfassen, der konfiguriert ist zum: Empfangen von Information basierend auf einer Eingabe, die an der Eingabeeinheit bereitgestellt wird, und zum Erzeugen von Verarbeitungsinformationen zur Verwendung beim Bearbeiten des Objekts basierend auf der empfangenen Information, um ein erstes Verarbeitungsergebnis in dem ersten Abschnitt des Objekts und ein zweites Verarbeitungsergebnis in dem zweiten Abschnitt des Objekts zu erzielen.

[0004] DE 10 2017 101 183 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes sowie ein Gargerät, bei dem mit einer Heizeinrichtung Gargut in einem Garraum erwärmt wird. Das Gargut wird mit einer Kameraeinrichtung erfasst. Anhand der Erfassung des Garguts wird wenigstens eine Gargutkenngröße ermittelt. Dabei umfasst die Heizeinrichtung eine Heizquelle mit einer Mehrzahl separat ansteuerbarer Heizmittel. Mit jeweils wenigstens einem Heizmittel wird ein räumliches Segment von einer Mehrzahl von räumlichen Segmenten im Garraum gezielt beheizt. Die Ansteuerung der einzelnen Heizmittel wird in Abhängigkeit der Gargutkenngröße vorgenommen.

[0005] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine besonders einfach umsetzbare und effektive Möglichkeit bereitzustellen, Gargut automatisch auf eine gewünschte Oberflächeneigenschaft hin zu behandeln.

[0006] Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.

[0007] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts, aufweisend die Merkmale des Anspruchs 1.

[0008] Dieses Verfahren ergibt den Vorteil, dass es das Gargut effektiv und in kurzer Zeit so behandeln kann, dass es eine der Ziel-Verteilung entsprechende gewünschte Oberflächeneigenschaft erhält.

[0009] Insbesondere ermöglicht das Verfahren eine gezielte Steuerung einer Erwärmungsverteilung von Gargut bei Verwendung von Mikrowellenstrahlung unter Zuhilfenahme der Daten eines Sensors. So kann mit geringem Aufwand eine intelligente Steuerung eines Gargeräts realisiert werden, welche dynamisch und nur auf den aktuellen Moment bezogen ein bestmögliches Garergebnis erzielen kann. Insbesondere ist der zugehörige Rechenaufwand gering, so dass die Iterationsschritte des Verfahrens besonders schnell durchführbar sind. Auch wird kein Speicher zur Speicherung großer Datenmengen benötigt. Somit können auch in konventionellen Gargeräten gezielte Temperaturmuster und Verteilungen eingestellt werden, und zwar lediglich unter Zuhilfenahme eines einfachen Sensors.

[0010] Die Oberflächeneigenschaft kann beispielsweise eine an der Oberfläche des Garguts gemessene Temperatur, eine Feuchtigkeit oder ein Bräunungsgrad sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Verteilung < V_p > wird im Folgenden auch als "Messwertverteilung" bezeichnet und stellt eine während einer Iteration p gemessene Ist-Verteilung des Garguts dar. Sie kann dann je nach Art der gemessenen Oberflächeneigenschaft als Temperaturverteilung, Bräunungsgradverteilung usw. bezeichnet werden. Die Zielverteilung < Z > kann analog bezeichnet werden und ist insbesondere dimensionslos.

[0011] Eine Parameterkonfiguration S_q entspricht allgemein einem bestimmten Werteraum, der durch die entsprechenden Einstell- oder Betriebsparameter aufgezogen ist. Eine Parameterkonfiguration S_q entspricht in anderen Worten einem bestimmten q-ten Satz von Einstell- oder Betriebswerten des Haushalts-Gargeräts. Eine Parameterkonfiguration S_q umfasst mindestens zwei mögliche Einstellwerte mindestens eines Einstell- oder Betriebsparameters des Haushalts-Gargeräts. Dabei kann jeder Betriebsparameter mindestens zwei Werte oder Zustände annehmen. Im einfachsten Fall können diese zwei Zustände "ein" und "aus" sein. Dadurch, dass mindestens zwei Parameterkonfigurationen das Gargut lokal unterschiedlich behandeln, ergibt sich bei entsprechender Einwirkung auf das Gargut durch die beiden Parameterkonfigurationen eine unterschiedliche Verteilung der Oberflächeneigenschaft.

[0012] Das Haushalts-Gargerät ist ein Mikrowellengerät, wobei die Gargutbehandlungseinrichtung dann mindestens eine Mikrowelleneinrichtung zum Einbringen von Mikrowellen in den Garraum aufweist. Die Mikrowelleneinrichtung weist insbesondere mindestens einen Mikrowellengenerator (z.B., ein Magnetron, einen invertergesteuerten Mikrowellengenerator, einen festkörperbasierten Mikrowellengenerator ("Solid State Microwave Generator") usw.) auf. Als Einstell- oder Betriebsparameter des Mikrowellengenerators, die eine Feldverteilung in dem Garraum ändern, können (insbesondere bei halbleiterbasierter Erzeugung der Mikrowellenleistung) z.B. die Betriebsfrequenz, bei mehreren Mikrowellengeneratoren und/oder Einspeisungspunkten deren relative Phase usw. verwendet werden. Die Mikrowelleneinrichtung kann ferner eine Mikrowellenführung zum Führen der von dem Mikrowellengenerator erzeugten Mikrowellen in den Garraum aufweisen. Die Mikrowellenführung kann z.B. ein Hohlleiter oder ein HF-Kabel sein oder aufweisen.

[0013] Die Mikrowelleneinrichtung kann ferner mindestens eine einstellbare feldverändernde Komponente aufweisen, d.h., dass je nach Stellung der feldverändernden Komponente eine Feldverteilung der Mikrowellen in dem Garraum unterschiedlich ist. Abhängig von der Einstellung der Einstell- oder Betriebsparameter dieser feldverändernden Komponenten wird sich eine bestimmte Feldverteilung und damit ein bestimmtes Erwärmungs- oder Veränderungsmuster im Gargut einstellen.

[0014] Die mindestens eine feldverändernde Komponente kann z.B. mindestens eine drehbare Antenne aufweisen oder sein, die Mikrowellenenergie in den Garraum auskoppelt, z.B. aus der Mikrowellenführung. Diese Drehantennen sind typischerweise nicht rotationssymmetrisch geformt, so dass für sie eine Winkelstellung als Einstell- oder Betriebsparameter angegeben werden kann, die z.B. über einen Schrittmotor gezielt einstellbar ist. Die mindestens eine drehbare Antenne kann in einer Weiterbildung auch in Bezug auf ihre Höhenposition einstellbar sein.

[0015] Die mindestens eine feldverändernde Komponente kann zusätzlich oder alternativ mindestens einen in Bezug auf seine räumliche Position einstellbaren Mikrowellenreflektor aufweisen. Der Mikrowellenreflektor kann drehbar und/oder verschiebbar sein. Ein drehbarer Mikrowellenreflektor kann als ein Modenrührer ("Wobbler") ausgebildet sein. Ein verschiebbarer Mikrowellenreflektor kann als ein räumlich verschiebbares Dielektrikum (z.B. aus Teflon) ausgebildet sein.

[0016] Da die mindestens eine Gargutbehandlungseinrichtung eine Mikrowelleneinrichtung aufweist oder umfasst, kann der mindestens eine Einstell- oder Betriebsparameter mindestens einen Betriebsparameter aus der Gruppe

• jeweiliger Drehwinkel mindestens einer drehbaren Antenne;
• jeweilige Höhenposition mindestens einer drehbaren Antenne;
• räumliche Position mindestens eines Mikrowellenreflektors;
• Mikrowellenfrequenz;
• relative Phasen zwischen unterschiedlichen Mikrowellengeneratoren;

umfassen. Dies schließt nicht aus, das sich auch noch weitere Betriebsparameter der Mikrowelleneinrichtung einstellen lassen, welche die Feldverteilung ändern können.

[0017] Für den Fall, dass das Haushalts-Gargerät ein Mikrowellengerät ist und die betrachtete Oberflächeneigenschaft eine Temperatur ist, kann das Verfahren auch so ausgedrückt werden, dass

• die mindestens eine Gargutbehandlungseinrichtung eine Mikrowelleneinrichtung zum Einbringen von Mikrowellen in den Garraum umfasst, wobei durch mindestens zwei Parameterkonfigurationen der Mikrowelleneinrichtung unterschiedliche Feldverteilungen der Mikrowellen in dem Garraum erzeugbar sind,
• die Oberflächeneigenschaft eine Oberflächentemperatur des Garguts ist und
• der mindestens eine Sensor mindestens einen in den Garraum gerichteten Infrarotsensor zum Bestimmen von Messwertverteilungen < V > auf dem Gargut umfasst,

wobei bei dem Verfahren

a) die Mikrowelleneinrichtung in einem p-ten Iterationsschritt mit p ≥ 1 für eine vorgegebene Zeitdauer Δt mit einer q-ten Parameterkonfiguration S_q mit q ≤ p betrieben wird, um in dem Garraum (2) befindliches Gargut (G) mit Mikrowellen zu behandeln,

b) anschließend an den Ablauf der Zeitdauer Δt mittels des mindestens einen Infrarotsensors eine p-te Messwertverteilung < V_p > des Garguts bestimmt wird,

c) aus einem Vergleich der p-ten Messwertverteilung < V_p > mit einer vor Schritt a) aufgenommenen (p-1)-ten Messwertverteilung < V_p-1 > ein Veränderungsmuster < E(S_q) > berechnet und gespeichert wird,

d) für alle bisher im Laufe dieses Verfahrens gespeicherten Veränderungsmuster {< E(S_q) >} ein jeweiliger Bewertungswert B_q berechnet wird, der einen Unterschied zwischen einer Abweichung einer Zielverteilung < Z > zu der Messwertverteilung < V_p > und einer Abweichung der Zielverteilung < Z > zu einem Prädiktionsmuster < V'_p > darstellt, wobei das Prädiktionsmuster < V'_p > eine Überlagerung der Messwertverteilung < V_p > mit dem zugehörigen Veränderungsmuster < E(S_q) > darstellt,

e) diejenige Parameterkonfiguration S_q eingestellt wird, deren Bewertungswert B_q mindestens ein vorgegebenes Kriterium erfüllt,

f) für die p-te Messwertverteilung < V_p > ein Qualitätswert Q_p berechnet wird, der eine Abweichung der Messwertverteilung < V_p > zu einer Ziel-Messwertverteilung < Z > angibt, und

g) falls sich für den Qualitätswert Q_p eine ausreichend geringerer Abweichung zu der Zielverteilung < Z > ergibt als für den (p-1)-ten Qualitätswert Q_p-1, unter Beibehaltung der aktuellen Parameterkonfiguration S_q iterativ zu Schritt a) verzweigt wird, und

h) falls sich für den Qualitätswert Q_p eine nicht ausreichend geringere Abweichung zu der Ziel-Messwertverteilung < Z > ergibt als für den Q_p, eine neue Parameterkonfiguration S_q+1 eingestellt wird und dann iterativ zu Schritt a) verzweigt wird.

[0018] Das Haushalts-Gargerät kann aber nicht erfindungsgemäß auch ein Backofen sein, wobei die Gargutbehandlungseinrichtung dann mindestens einen - insbesondere elektrisch betriebenen - Strahlungsheizkörper zum Einbringen von Wärmestrahlung in den Garraum aufweist, z.B. mindestens einen Unterhitzeheizkörper, mindestens einen Oberhitzeheizkörper und/oder mindestens einen Grillheizkörper.

[0019] Es ist eine nicht erfindungsgemäße Weiterbildung, dass für den Fall eines Backofens die mindestens eine Gargutbehandlungseinheit mindestens eine Gargutbehandlungseinheit aus der Gruppe aufweisend

• mindestens einen elektrischen Strahlungsheizkörper,
• mindestens eine Induktionsspule,
• mindestens ein strahlgerichtetes Kühlluftgebläse,
• mindestens eine strahlgerichtete Heißlufteinrichtung und/oder
• mindestens eine strahlgerichtete Wassereinspeisungseinrichtung

umfasst. So wird der Vorteil erreicht, dass sich die Oberflächeneigenschaft mit vielen Vorrichtungen (falls in dem Haushalts-Gargerät vorhanden) einzeln oder in beliebiger Kombination vereinheitlichen oder auf eine andere Ziel-Verteilung der Oberflächeneigenschaft einstellen lässt. Dies wiederum erhöht eine Effektivität des Verfahrens. Unter einer strahlgerichteten Vorrichtung kann insbesondere eine Stoffeinbringungseinheit verstanden werden, die dazu eingerichtet ist, mindestens einen lokal begrenzten, gerichteten Strom von Stoff zur lokalen Behandlung des Garguts in den Garraum einzubringen.

[0020] Der mindestens eine elektrische Strahlungsheizkörper dient zur Erwärmung des Garraums bzw. des in dem Garraum vorhandenen Garguts. Er kann ein jeweiliger Rohrheizkörper sein, alternativ oder zusätzlich z.B. eine gedruckte Leiterbahn, ein Widerstands-Flächenheizelement usw. Ist das Haushalts-Gargerät mit mindestens einem elektrischen Strahlungsheizkörper ausgestattet, kann der Garraum auch als Ofenraum bezeichnet werden.

[0021] Der mindestens eine Strahlungsheizkörper kann beispielsweise mindestens einen Unterhitze-Heizkörper zur Erzeugung einer Unterhitze oder Unterhitzefunktion, mindestens einen Oberhitze-Heizkörper zur Erzeugung einer Oberhitze oder Oberhitzefunktion, mindestens einen Grillheizkörper zur Erzeugung einer Grillfunktion (ggf. zusammen mit dem mindestens einen Oberhitze-Heizkörper), einen Ringheizkörper zur Erzeugung einer Heißluft oder Heißluftfunktion, usw. umfassen. Der Einstell- oder Betriebsparameter eines Strahlungsheizkörpers kann insbesondere unterschiedliche elektrische Leistungen oder Leistungsstufen umfassen, z.B. < 0 W, 200 W, ..., 800 W >.

[0022] Es ist eine nicht erfindungsgemäße Ausgestaltung, dass der mindestens eine elektrische Strahlungsheizkörper mindestens zwei Strahlungsheizkörper umfasst und die Parameterkonfiguration Einstellwerte für mindestens zwei der Strahlungsheizkörper umfasst. In anderen Worten können zur Durchführung des Verfahrens unterschiedliche Leistungsverteilung, die unterschiedlichen Sätzen von Einstellparametern von mindestens zwei Strahlungsheizkörpern entsprechen, genutzt werden.

[0023] Es ist eine nicht erfindungsgemäße Weiterbildung, dass die Strahlungsheizkörper einzeln oder individuell betrieben werden können, und zwar insbesondere unabhängig davon, ob mehrere Strahlungsheizkörper bei Auswahl einer bestimmten Betriebsart (z.B. Grillbetriebsart) zusammen betrieben werden. Dies ergibt den Vorteil, dass besonders gut auf das Erreichen einer gewünschten Verteilung der Oberflächeneigenschaft abgestimmte Leistungsverteilungen bereitstellbar sind.

[0024] Es ist eine nicht erfindungsgemäße Weiterbildung, dass die Strahlungsheizkörper (insbesondere nur) als funktionale "Betriebsart"-Gruppen oder Heizarten aktivierbar sind, die bestimmten Betriebsarten zugeordnet sind. Dabei kann in einer Variante bei mindestens einer Betriebsart genau ein Strahlungsheizkörper aktivierbar sein bzw. dieser Betriebsart genau ein Strahlungsheizkörper zugeordnet sein. In mindestens einer anderen Betriebsart werden mindestens zwei Strahlungsheizkörper aktiviert bzw. sind dieser anderen Betriebsart mindestens zwei Strahlungsheizkörper zugeordnet. Die zum Vergleich in Schritt b) vorgegebenen örtlichen Leistungsverteilungen können sich dann aus den Leistungseinträgen von zu verschiedenen Betriebsarten zugehörigen Strahlungsheizkörpern ergeben.

[0025] Auch kann das Haushalts-Gargerät eine Kombination aus Backofen und Mikrowellengerät sein, z.B. ein Backofen mit zusätzlicher Mikrowellenfunktionalität oder ein Mikrowellengerät mit zusätzlicher Ofenfunktion, wobei das Kombinationsgerät dann mindestens eine Mikrowelleneinrichtung und mindestens einen Strahlungsheizkörper aufweist.

[0026] Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Sensor mindestens einen Infrarotsensor und/oder mindestens einen optischen Sensor umfasst. So lässt sich eine Oberflächenbeschaffenheit besonders zuverlässig bestimmen und effektiv auswerten. Der optische Sensor eignet sich besonders zur Bestimmung eines Bräunungsgrads und/oder einer Bestimmung der Feuchtigkeit auf der Oberfläche des Garguts, während der Infrarotsensor sich besonders zur Bestimmung einer Temperaturverteilung auf der Oberfläche des Garguts eignet. Der Infrarotsensor ist insbesondere in einem nahen Infrarotbereich (NIR) empfindlich.

[0027] Es ist also eine Weiterbildung, dass aus den Messwerten des mindestens einen Sensors eine ortsaufgelöste, insbesondere bildpunktartige, Messwertverteilung < V > der Oberflächenbeschaffenheit des Garguts bereitgestellt wird, insbesondere als ein zweidimensionales Bild. Dazu kann mindestens ein Sensor ein ortsauflösend messender Sensor sein. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine besonders schnelle Durchführung des Verfahrens.

[0028] Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine optische Sensor eine Kamera umfasst oder ist, die ein bildpunktartig zusammengesetztes Bild des Garguts aufnimmt. Die Kamera - insbesondere Digitalkamera - ist vorteilhafterweise eine Farbkamera, kann aber auch eine Schwarz-Weiß-Kamera sein.

[0029] Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Infrarotsensor mindestens eine bildpunktartig auflösende IR-Kamera zur eine Aufnahme mindestens eines bildpunktartigen Wärmebilds umfasst (auch als Wärmebildkamera bezeichnet).

[0030] Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Sensor relativ zu dem Gargut bewegt werden (z.B. durch Befestigung auf einem verfahrbaren Träger) und an unterschiedlichen Raumpositionen Messungen durchführen, welche zu einem Gesamtbild zusammengeführt werden. So wird der Vorteil erreicht, dass die Oberfläche insbesondere auch von voluminösem oder nicht flachem Gargut vollständiger erfassbar oder ausmessbar ist. Alternativ oder zusätzlich können auch mehrere aus unterschiedlichen Blickwinkeln und/oder an unterschiedlichen Positionen in den Garraum gerichtete Sensoren verwendet werden, deren Messungen z.B. zu einem Gesamtbild zusammengeführt werden können. Der mindestens eine Infrarotsensor kann dann beispielsweise als mindestens eine sog. Thermosäule oder "Thermopile" usw. ausgebildet sein. Der mindestens ein Infrarotsensor kann aus als IR-Spektroskop ausgebildet sein.

[0031] Zusätzlich oder alternativ kann das Gargut bewegt werden, um seine Oberflächeneigenschaft(en) zu messen. Beispielsweise kann das Gargut auf einen Drehteller gelegt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Gargut in dem Garraum höhenverstellbar sein, z.B. durch eine - insbesondere motorisch - höhenverstellbare Halterung für einen Gargutträger oder durch einen höhenverstellbaren Gargutträger. Die Höhenverstellung des Garguts erfolgt insbesondere automatisch durch das Haushaltsgargerät.

[0032] Es ist eine Ausgestaltung, dass zum Bestimmen der Messwertverteilung < V > des Garguts dessen Messwertverteilung < V > in dem Wärmebild isoliert wird, d.h., dass nur die Messwertverteilung von Gargut für das Verfahren betrachtet wird, während die Oberflächeneigenschaft der Umgebung des Garguts (z.B. eines Gargutträgers, von Garraumwänden usw.) ignoriert oder entfernt wird. In anderen Worten werden Messwerte der Oberfläche des Garguts von Messwerten anderer Oberflächen oder Bildbereiche separiert. Um dies zu erreichen, kann ein durch den Sensor aufgenommenes Bild beispielsweise einer Bildauswertung, insbesondere Objekterkennung, unterworfen werden. Dies ermöglicht eine besonders präzise, automatische Bestimmung der Position des Garguts in dem Garraum.

[0033] Die Oberfläche des Garguts in dem Garraum kann alternativ oder zusätzlich durch eine Auswertung thermischer Änderungen zu Beginn des Garprozesses bestimmt werden. So wird sich die Oberfläche des Garguts in der Regel langsamer erwärmen als ein typischerweise metallischer Gargutträger, was beispielsweise in einer Wärmebildfolge erkennbar ist und auswertbar ist. Alternativ oder zusätzlich können zeitliche Änderungen in der wellenlängenabhängigen Reflektion ausgewertet werden.

[0034] Alternativ kann die Position des Garguts in dem Garraum auf andere Weise bestimmt werden, z.B. nutzerseitig. Beispielsweise kann in einer Weiterbildung ein optisches Bild des Garraums aufgenommen werden und einem Nutzer zur Ansicht bereitgestellt werden, z.B. auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm, beispielsweise des HaushaltsGargerät und/oder einem Nutzerendgerät wie einem Smartphone oder Tablet-PC. Der Nutzer kann nun diejenige Bildfläche bestimmen, die dem Gargut entspricht. Dies kann beispielsweise durch Entlangfahren der durch den Nutzer erkannten Kontur des Garguts mittels eines Fingers oder Stifts auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm erfolgen. Alternativ kann das aufgenommene Bild bildlich in Teilbereiche unterteilt werden, und ein Nutzer kann diejenigen Teilbereiche auswählen, auf denen das Gargut gezeigt ist, insbesondere auf denen das Gargut überwiegend gezeigt ist, insbesondere auf denen nur das Gargut gezeigt ist. Das Haushalts-Gargerät kann folgend nur die nutzerseitig ausgewählten Segmente zur Durchführung des Verfahrens nutzen.

[0035] Das Veränderungsmuster < E(S_q) > ist eine Funktion der im p-ten Iterationsschritt aufgenommenen Messwertverteilung < V_p > und der im vorherigen, (p-1)-ten Iterationsschritt aufgenommenen Messwertverteilung < V_p-1 >, was auch als < E > = f (< V_p >, < V_p-1 >) ausgedrückt werden kann, wobei die Messwertverteilungen < V_p > und < V_p-1 > wiederum auf den jeweiligen Parameterkonfigurationen S_q beruhen, die gleich oder unterschiedlich sein können. Der Vergleich kann insbesondere eine allgemeine Differenz sein.

[0036] Für den erfindungsgemäßen Fall, dass die Oberflächeneigenschaft eine Temperatur ist, bildet das Veränderungsmuster < E(S_q) > den Temperaturhub ab, der sich bei einer bestimmten Parameterkonfigurationen S_q ergibt und kann bestimmt werden, indem die Temperaturverteilungen zu den Iterationsschritten (p-1) und p miteinander verglichen werden.

[0037] Zudem wird für alle bisher im Laufe dieses Verfahrens gespeicherten Veränderungsmuster {< E(S_q) >} ein jeweiliger Bewertungswert B_q berechnet, der einen Unterschied zwischen einer Abweichung einer Zielverteilung < Z > zu der Messwertverteilung < V_p > und einer Abweichung der Zielverteilung < Z > zu einem Prädiktionsmuster < V'_p > darstellt, wobei das Prädiktionsmuster < V'_p > eine Überlagerung der Messwertverteilung < V_p > mit dem zugehörigen Veränderungsmuster < E(S_q) > darstellt. Das Prädiktionsmuster < V'_p > entspricht der Messwertverteilung, die entstünde, wenn das Veränderungsmuster < E(S_q) > auf < V_p > angewandt würde.

[0038] Der Bewertungswert B_q wiederum gibt an, wie stark ein Anwenden des zugehörigen Veränderungsmusters < E(S_q) > bezogen auf die aktuelle Messwertverteilung < V_p > diese Messwertverteilung < V_p > wahrscheinlich an die Zielverteilung < Z > annähert. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass auf einfache Weise eine Auswirkung einer Einstellung der zur Verfügung stehenden Parameterkonfigurationen S_q auf den nächsten Iterationsschritt abschätzbar ist.

[0039] Dass diejenige Parameterkonfiguration S_q eingestellt wird, deren Bewertungswert B_q mindestens ein vorgegebenes Kriterium erfüllt, umfasst, dass sich genau ein solcher Bewertungswert B_q ergibt, nämlich derjenige Bewertungswert B_q, dessen Anwendung im nächsten Iterationsschritt wahrscheinlich die beste Annäherung an die Zielverteilung < Z > erreicht.

[0040] Schritt g) wird für den Fall ausgeführt, dass die p-te Messwertverteilung < V_p > besser an die Zielverteilung < Z > angepasst ist als die vorherige, (p-1)-te Messwertverteilung < V_p-1 >, also eine Verbesserung der Ist-Verteilung < V > auf das Erreichen der Zielverteilung < Z > hin bewirkt hat. Unter einer "ausreichend geringen Abweichung" kann in einer Weiterbildung eine Abweichung verstanden werden, bei der sich für den Qualitätswert Q_p eine ausreichend geringere Abweichung zu der Zielverteilung < Z > ergibt als für den (p-1)-ten Qualitätswert Q_p-1. Schritt h) wird dann für den Fall ausgeführt, dass für den Qualitätswert Q_p eine nicht ausreichend geringere Abweichung zu der Ziel-Verteilung < Z > ergibt als für den Qualitätswert Q_p-1.

[0041] Schritt h) wird dann also für den Fall ausgeführt, dass die p-te Messwertverteilung < V_p > schlechter an die Zielverteilung < Z > angepasst ist als die vorherige Messwertverteilung < V_p-1 >, also eine Verschlechterung der Ist-Verteilung bewirkt hat, obwohl für die zugrundeliegende Parameterkonfigurationen S_q gemäß ihrem Bewertungswert B_q das wahrscheinlich beste Ergebnis aller bisher eingestellten Parameterkonfigurationen S_q zu erwarten war. Als Ausweg aus dieser Situation wird nun eine neue Parameterkonfigurationen S_q+1 ausgewählt und eingestellt, die zuvor noch nicht verwendet worden ist. Der Vorrat an Parameterkonfigurationen {S_q} zur Durchführung des Verfahrens wird also sukzessive und bedarfsorientiert erweitert. Ob die neue Parameterkonfigurationen S_q+1 eine bessere Messwertverteilung < V_p+1 > ergibt als zuvor die Messwertverteilung < V_p >, ist aber nicht bekannt.

[0042] Unter einer "ausreichend geringen Abweichung" kann in einer anderen Weiterbildung auch eine Abweichung verstanden werden, bei der sich für den Qualitätswert Q_p eine ausreichend geringere Abweichung zu der Zielverteilung < Z > ergibt als für den (p-1)-ten Qualitätswert Q_p-1 oder bei der die Verbesserung der p-ten Messwertverteilung < V_p > gegenüber der vorhergegangenen Messwertverteilung < V_p-1 > ein vorgegebenes Mindestmaß erreicht oder überschreitet. Dies kann so ausgedrückt werden, dass Q_p ≥ a · Q_p-1 mit a > 1 gelten muss, falls ein größeres Q eine bessere Übereinstimmung bedeutet. Der vorgegebene Faktor a kann auch als "Verbesserungs-Mindestmaß" bezeichnet werden. Falls ein kleineres Q eine bessere Übereinstimmung bedeutet, kann die Bedingung als Q_p ≤ a · Q_p-1 mit a < 1 formuliert werden.

[0043] Schritt h) wird dann für den Fall ausgeführt, dass sich die Verbesserung der p-ten Messwertverteilung < V_p > gegenüber der vorhergegangenen Messwertverteilung < V_p-1 > nicht ausreichend stark gewesen ist. Eine neue Parameterkonfigurationen S_q+1 wird in diesem Fall also auch dann ausgewählt oder eingestellt, wenn Q_p ≥ a · Q_p-1 mit a > 1 gilt, obwohl Q_p > Q_p-1 erfüllt sein kann.

[0044] Im nächsten Iterationsschritt wird nun aus dem vergrößerten Vorrat an Parameterkonfigurationen {S_q} wieder eine bestehende Parameterkonfigurationen S_q anhand des Bewertungswerts B_q ausgewählt, außer es wird erneut die zuletzt hinzugefügte ("neueste") Parameterkonfigurationen S_q ausgewählt, obwohl keine Verbesserung zu beobachten war.

[0045] Es ist eine Ausgestaltung, dass in Schritt h) so lange neue Parameterkonfigurationen S_q+1 eingestellt werden, bis bei der neuesten Parameterkonfiguration S_q eine (insbesondere ausreichend starke) Verbesserung der Messwertverteilung < V > eintritt. Es ist bei dem vorliegenden Verfahren also möglich, dass das Ergebnis der Gargutbehandlung zumindest für einen Iterationsschritt praktisch gleichbleibt oder sich sogar verschlechtern kann.

[0046] Es ist eine Weiterbildung, dass die Messwertverteilung < V_p > eine segmentweise Messwertverteilung dahingehend ist, dass sie verschiedene Teilbereiche mit jeweiligen einheitlichen Messwerten aufweist. Beispielsweise kann das von einer Kamera aufgenommene Bild in Bildsegmente einer bestimmten Kantenlänge oder bestimmten Zahl von Bildpunkten unterteilt werden. Der durch ein Segment dargestellte Wert ist ein für dieses Segment konstanter Messwert und kann z.B. durch Mittelwertbildung der in dem jeweiligen Segment enthaltenen Bildpunktwerte oder Pixelwerte bestimmt werden. In einem Extremfall entsprechen die Segmente einzelnen Bildpunkten, d.h., dass die zur Durchführung des Verfahrens verwendete Messwertverteilung des Garguts eine bildpunktweise Temperaturverteilung ist. Es ist eine Ausgestaltung, dass die (Ist-) Messwertverteilung < V_p >, die Zielverteilung < Z > und das Veränderungsmuster < E(S_q) > segmentartige Verteilungen mit jeweils k Segmenten sind.

[0047] Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren beendet wird, falls mindestens ein vorgegebenes Abbruchkriterium erfüllt ist. Das Abbruchkriterium kann insbesondere von der zuletzt aufgenommenen Messwertverteilung < V_p > abhängig sein.

[0048] Es ist eine Ausgestaltung, dass das Verfahren beendet wird, falls der Qualitätswerts Q_p ein vorgegebenes Kriterium erreicht und/oder das Gargut einen vorgegebenen Zielwert (V_Ziel) erreicht. So lässt sich eine besonders zuverlässige Annäherung des fertig behandelten Garguts an einen gewünschten Endzustand erreicht werden.

[0049] Es ist eine Ausgestaltung, dass das Kriterium des Qualitätswerts Q_p das Erreichen eines Zielqualitätswerts Q_Ziel umfasst. Unter der Voraussetzung, dass eine Messwertverteilung < V_p > umso besser an die Zielverteilung < Z > angenähert ist, je kleiner Q_p ist, kann das Abbruchkriterium z.B. erfüllt sein, wenn Q_p ≤ Q_Ziel gilt. Dieses Kriterium lässt sich also vorteilhafterweise verwenden, wenn das Verfahren abgebrochen werden soll, wenn die Messwertverteilung < V_p > ausreichend nahe an die Zielverteilung < Z > angenähert ist.

[0050] Falls das Kriterium umfasst, dass das Gargut einen vorgegebenen Zielwert V_Ziel erreicht, kann dieser Zielwert mit der Messwertverteilung < V_p > verglichen werden, braucht es aber nicht. So kann das Kriterium z.B. auch ein Erreichen einer nutzer- oder programmseitig vorgegebenen Gardauer, Kerntemperatur usw. umfassen.

[0051] Es ist eine Ausgestaltung, dass das Gargut den vorgegebenen Zielwert V_Ziel erreicht hat, wenn max (< V_p >) ≥ V_ziel oder min (< V_p >) ≥ V_ziel erfüllt ist. So lassen sich verschiedene gewünschte Endzustände des Garguts besonders zuverlässig erreichen. Das Kriterium max (< V_p >) ≥ V_ziel gibt beispielsweise an, dass das Verfahren beendet werden soll, wenn auch nur ein Segment den Zielwert V_Ziel erreicht hat. So kann vorteilhafterweise ein zu starkes oder zu langes Behandeln des Garguts verhindert werden. Das Kriterium min (< V_p >) ≥ V_ziel gibt an, dass das Verfahren beendet werden soll, wenn alle Segmente den Zielwert V_Ziel erreicht haben. So kann vorteilhafterweise ein nicht durchgehendes Behandeln des Garguts verhindert werden

[0052] Es ist eine Ausgestaltung, dass das Veränderungsmuster < E(S_q) > segmentweise als Differenz zwischen der p-ten Messwertverteilung < V_p > und der (p-1)-ten Verteilung < V_p-1 > berechnet wird, insbesondere gemäß

bzw. in Bezug auf das i-te Segment gemäß

berechnet wird. Das Veränderungsmuster < E(S_q) > stellt den Effekt einer Behandlung des Garguts bei Einstellung der Parameterkonfiguration S_q dar. Das Veränderungsmuster < E(S_q) > kann auch als Veränderungsverteilung bezeichnet werden.

[0053] Es ist eine Ausgestaltung, dass der Bewertungswert B_q = B(S_q) gemäß

bzw. für i = 1, ..., k Segmente

berechnet wird, wobei das Prädiktionsmuster < V'_p > beispielsweise gemäß

berechnet werden kann und der Exponentialfaktor d vorgegeben ist. < E(S_q) >, < V'_p > und < V_p > können im Folgenden Absoluttemperaturen als Komponenten aufweisen und sind dann insbesondere keine - z.B. normierten - Relativverteilungen.

[0054] < Z* > bezeichnet die Zielverteilung, die, bezogen auf die aktuelle Messwertverteilung < V_p > und auf den daraus abgeleiteten Durchschnittswert D der k Komponenten von < V_p > mit

als momentane Zielzustand unter Betrachtung von Temperaturwerten angestrebt wird ("Ziel-Messwertverteilung"). D ist insbesondere eine Temperaturangabe in °C. Während die Zielverteilung < Z > ist dimensionslos ist, wird < Z* > in °C geführt.

[0055] Somit kann die Ziel-Messwertverteilung < Z* > komponentenweise für alle Z*_i gemäß

definiert werden, was auch als < Z* > = D · < Z > geschrieben werden kann. Der Exponentialfaktor d gibt an, wie stark Abweichungen von der Zielverteilung < Z > berücksichtigt werden sollen. Für d > 1 bevorzugt der Bewertungswert B_q Erwärmungsmuster < E(S_q) >, die große Unterschiede der Ist-Messwertverteilung < V_p > zum der Zielverteilung < Z > ausgleichen.

[0056] Abhängig vom zu behandelnden Gargut kann eine individuelle Wahl von d vorteilhaft sein. Insbesondere kann so eine Unterscheidung von schnell zu erwärmenden Gargut mit geringer Wärmekapazität (z.B. Popcorn) oder Gargut mit höherer Wärmekapazität und entsprechend trägerem Ansprechverhalten (z.B. ein größeres Bratenstück) vorgenommen werden.

[0057] Das Prädiktionsmuster < V'_p > kann aber auch auf andere Weise berechnet werden, z.B. durch gewichtete Addition des Veränderungsmusters < E(S_q) > mit der Messwertverteilung < V_p >.

[0058] Es ist eine Ausgestaltung, dass der Qualitätswert Q_p gemäß

berechnet wird.

[0059] Im Fall von Z_i = 1 für alle i, also einer gleichmäßigen Zielverteilung < Z >, entspricht Q_p der Standardabweichung. Q_p kann daher auch als "modifizierte Standardabweichung" bezeichnet werden und gilt als Maß dafür, wie ähnlich die Ist-Messwertverteilung < V_p > der Ziel-Messwertverteilung < Z* > = D . < Z > ist.

[0060] Ebenso kann eine normierte modifizierte Standardabweichung Q_p,norm eingeführt werden. Diese weist insbesondere den Vorteil auf, dass sie die Ähnlichkeit der Ist-Messwertverteilung < V_p > zur Ziel-Messwertverteilung < Z* > = D . < Z > unabhängig von Absoluttemperaturen angibt und stets im Wertebereich von 0 bis 1 liegt.

[0061] Hierzu werden alle k Komponenten von < V_p > auf den Maximalwert V_max = max {V_p,i} hin normiert, wodurch < V_{p_norm} > komponentenweise bestimmt wird:

[0062] Analog zu Q_p kann Q_{p_norm} gemäß:

definiert werden. Im Folgenden werden Q_{p_norm} und Q_p gleichbedeutend verwendet. Allgemein kann das Verfahren gleichbedeutend mit normierten Werten oder Größen und mit nicht-normierten Werten oder Größen durchgeführt werden.

[0063] Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Haushalts-Gargerät, das zum Durchführen des Verfahrens wie oben beschrieben ausgestaltet ist. Das Haushalts-Gargerät ist analog zu dem Verfahren ausgebildet und weist die gleichen Vorteile auf.

[0064] Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Gargutbehandlungseinrichtung zum Behandeln von in dem Garraum befindlichem Gargut mit mehreren Parameterkonfigurationen, wobei durch mindestens zwei Parameterkonfigurationen das Gargut lokal unterschiedlich behandelbar ist, und mindestens einen in den Garraum gerichteten Sensor zum Bestimmen von Verteilungen < V > einer Oberflächeneigenschaft des Garguts, und eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Durchführen des Verfahrens aufweist.

[0065] 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 eine vereinfachte Skizze eines Haushalts-Gargeräts, das zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist; und

Fig.2

zeigt verschiedene Ablaufschritte des oben beschriebenen Verfahrens.

[0066] Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze eines Haushalts-Gargeräts in Form eines Mikrowellengeräts 1, das zum Ablauf des in Fig.2 näher beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Das Mikrowellengerät 1 weist einen Garraum 2 mit einer vorderseitigen Beschickungsöffnung 3, die mittels einer Tür 4 verschließbar ist, auf. In dem Garraum 2 ist auf einem Gargutträger 5 Gargut G angeordnet.

[0067] Das Haushalts-Gargerät 1 weist ferner mindestens eine Gargutbehandlungseinheit in Form einer Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung 6 auf. Die Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung 6 kann z.B. einen invertergesteuerten Mikrowellengenerator, eine drehund/oder höhenverstellbare Drehantenne 7 und/oder einen dreh- und/oder höhenverstellbaren Wobbler (o. Abb.) aufweisen. Zusätzlich kann das Mikrowellengerät 1 Infrarot-Strahlungsheizkörpern aufweisen (o. Abb.), z.B. einen Unterhitze-Heizkörper, einen Oberhitze-Heizkörper und/oder einen Grillheizkörper.

[0068] Die Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung 6 wird mittels einer Steuereinheit 8 angesteuert. Insbesondere kann die Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung 6 auf mindestens zwei Parameterkonfigurationen S_q mit unterschiedlichen Feldverteilungen in dem Garraum 2 eingestellt werden. Unterschiedliche Parameterkonfigurationen können z.B. unterschiedlichen Drehwinkeln der Drehantenne 7 entsprechen. Der Drehwinkel entspricht somit einem feldvariierenden Einstell- oder Betriebsparameter des Mikrowellengeräts 1 mit mindestens zwei Einstellwerten in Form von Drehwinkelwerten.

[0069] Die Steuereinheit 8 ist zudem mit einem optischen Sensor in Form einer Wärmebildkamera 9 verbunden. Die Wärmebildkamera 9 ist so angeordnet, dass sie in den Garraum 2 gerichtet ist und ein bildpunktartiges Wärmebild des Garguts G aufnehmen kann. Dadurch kann die Wärmebildkamera 9 zum Aufnehmen oder Bestimmen einer Temperaturverteilung < V > an der Oberfläche des Garguts G verwendet werden.

[0070] Die Steuereinheit 8 kann zudem dazu eingerichtet sein, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen und kann dazu auch als Auswerteeinrichtung dienen. Alternativ kann die Auswertung auf einer geräteexternen Instanz wie einem Netzwerkrechner oder der sog. "Cloud" ablaufen (o. Abb.).

[0071] Fig.2 zeigt verschiedene Ablaufschritte des oben beschriebenen Verfahrens, die z.B. in dem in Fig.1 beschriebenen Mikrowellengerät 1 ablaufen können. Dieses Verfahren ist als ein Iterationsverfahren ausgebildet, wobei die Zahl der Iterationen durch den Schritt- oder Iterationsindex p angegeben wird.

[0072] Nach Einbringen des Garguts G in den Garraum 2 wird das Verfahren gestartet und dazu zunächst ein Initial- oder Anfangsschritt S0 durchgeführt. Diesem Anfangsschritt S0 kann ein Iterationsindex p = 0 zugeordnet sein.

[0073] In einem ersten Teilschritt S0-1 des Anfangsschritt S0 wird eine Zieltemperatur T_Ziel für das Gargut G eingestellt.

[0074] Folgend wird in einem Teilschritt S0-2 eine erste Parameterkonfiguration S_q = S₁ für die Drehantenne 7 eingestellt und dann das Gargut G für eine vorgegebene Zeitdauer Δt (z.B. zwischen 2 s und 15 s) mittels von der Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung 6 abgegebenen Mikrowellen behandelt. Die Zahl der bisher im Rahmen des Verfahrens eingestellten Parameterkonfigurationen S_q wird mit dem Index q bezeichnet. Anfänglich gilt also q = 1. Die erste Parameterkonfiguration S₁ kann vorgegeben sein oder zufällig oder pseudozufällig gewählt werden.

[0075] Nach Ablauf der Zeitdauer Δt wird in einem dritten Teilschritt S0-3 mittels der Wärmekamera eine anfängliche Temperaturverteilung < V_p=0 > des Garguts G bestimmt.

[0076] Die Temperaturverteilung < V_p > des Garguts G ist eine segmentweise Temperaturverteilung dahingehend, dass sie verschiedene Teilbereiche mit jeweiligen einheitlichen Temperaturwerten aufweist. Beispielsweise kann das von der Wärmebildkamera aufgenommene Bild in Bildsegmente einer bestimmten Kantenlänge oder bestimmten Zahl von Bildpunkten unterteilt werden. Der durch ein Segment dargestellte Wert ist ein für dieses Segment konstanter Temperaturwert und kann z.B. durch Mittelwertbildung der in dem jeweiligen Segment enthaltenen Bildpunktwerte oder Pixelwerte bestimmt werden. In einem Extremfall entsprechen die Segmente einzelnen Bildpunkten, d.h., dass die zur Durchführung des Verfahrens verwendete Temperaturverteilung des Garguts eine bildpunktweise Temperaturverteilung ist. Im Folgenden sei beispielhaft angenommen, dass die Temperaturverteilung < V_p > des Garguts G in k Segmente V_p;i mit i = 1, ..., k unterteilt ist, d.h., dass < V_p > = < V_p;1; ...; V_p;k > gilt.

[0077] In einem Verfahrensschritt S1 wird die Mikrowelleneinrichtung für die vorgegebene Zeitdauer Δt mit einer q-ten Parameterkonfiguration S_q mit q ≤ p betrieben, um in dem Garraum befindliches Gargut G mit Mikrowellen zu behandeln. Wird Schritt S1 das erste Mal nach dem Anfangsschritt S0 durchlaufen bzw. schließt sich Schritt S1 unmittelbar an den Anfangsschritt S0 an, gilt p = q = 1. Da die Parameterkonfiguration S_q aus einer Gruppe von maximal p Parameterkonfigurationen auswählbar ist, liegt also dann, wenn Schritt S1 das erste Mal durchlaufen wird, zunächst nur die in Schritt S0-2 eingestellte Parameterkonfiguration S₁ vor.

[0078] In einem Schritt S2 wird nach Ablauf der Zeitdauer Δt mittels der Wärmekamera eine p-te Temperaturverteilung < V_p > des Garguts G bestimmt. Die Bestimmung der Temperaturverteilung kann ein Mitteln von den jeweiligen Segment V_p;i zugeordneten Temperaturmesswerten von Einzelbildpunkten umfassen, falls die Segmente V_p;i mehr als einen Bildpunkt umfassen.

[0079] In einem vereinfachten Beispiel mit k = 4 Segmenten kann die Temperaturverteilung < V_p > im Iterationsschritt p folgendermaßen aussehen:

wobei die einzelnen Temperaturwerte V_p,i in Grad Celsius angegeben sind..

[0080] In einem Schritt S3 wird abgefragt, ob die in Schritt S2 gemessene Temperaturverteilung < V_p > den Ziel-Temperaturwert T_Ziel erreicht oder überschritten hat. Falls ja ("J"), wird das Verfahren in einem Schritt S4 beendet. Die Bedingung oder Abfrage in Schritt S3 kann allgemein als < V_p > ≥ T_ziel geschrieben werden und in einem Beispiel als

ausgestaltet sein, d.h., dass das Verfahren beendet wird, wenn mindestens ein Segment V_p,i der Temperaturverteilung < V_p > die Zieltemperatur überschritten hat. Alternativ kann das Verfahren z.B. beendet werden, wenn eine bestimmte Zahl von Segmenten V_p,i, ein bestimmter Prozentsatz der Segmente V_p,i oder alle Segmente V_p,i den Ziel-Temperaturwert T_Ziel erreicht oder überschritten haben. Die letztere Bedingung kann auch als min {V_p,i} ≥ T_ziel bezeichnet werden.

[0081] Falls bei der in Schritt S3 durchgeführten Abfrage die Bedingung nicht erfüllt ist ("N"), wird zu Schritt S5 verzweigt.

[0082] In Schritt S5 wird die zuvor gemessene p-te Temperaturverteilung < V_p > mit der zuvor gemessenen Temperaturverteilung < V_p-1 > verglichen bzw. verknüpft und daraus ein für die aktuell eingestellte Parameterkonfiguration S_q spezifisches Veränderungsmuster < E(S_q) > berechnet, und dieses Veränderungsmuster < E(S_q) > dann abgespeichert. Dies kann insbesondere so durchgeführt werden, dass die Temperaturverteilungen < V_p-1 > und < V_p > segmentweise verglichen werden, also entsprechende Segmente der beiden Temperaturverteilungen < V_p-1 > und < V_p > mit gleichem Index i miteinander verknüpft werden.

[0083] Speziell kann das Veränderungsmuster < E(S_q) > als Differenz der beiden Temperaturverteilungen < V_p-1 > und < V_p > berechnet werden, d.h., dass < E(S_q) > = < V_p > - < V_p-1 > bestimmt wird. Das Veränderungsmuster < E(S_q) > ist daher ebenfalls in k Segmente E_i (S_q) unterteilt. Dabei werden insbesondere Segmente V_p;i und V_p-1;i mit gleichem Index i voneinander abgezogen, d.h., dass für alle Segmente E_i (S_q) die Verknüpfung

berechnet wird. Das Veränderungsmuster < E(S_q) > entspricht einer segmentweisen Verteilung der Temperaturdifferenzen zwischen den beiden zeitlich aufeinanderfolgenden Temperaturverteilungen < V_p-1 > und < V_p > und damit inhaltlich einem durch diese eingestellte Parameterkonfiguration S_q bewirkten Effekt auf das Gargut G.

[0084] Bezogen auf das obige Beispiel kann z.B. dann, wenn

gilt, ergibt sich dann ein Veränderungsmuster E_q = < E(S_q) > gemäß

[0085] Das Veränderungsmuster < E(S_q) > kann außer als Temperaturdifferenz z.B. auch als Temperaturerhöhung pro Zeiteinheit angeben werden. Die physikalische Einheit kann in diesem Fall z.B. als °C/s angegeben werden.

[0086] In einem Schritt S6 wird für alle bisher gespeicherten Veränderungsmuster < E(S) > = {< E(S_q) >} ein jeweiliger Bewertungswert B(S_q) berechnet. Beim ersten Durchlaufen des Schritts S5 ist nur das Veränderungsmuster < E(S₁) > vorhanden, so dass dann auch nur ein Bewertungswert B(S₁) berechnet wird.

[0087] Der Bewertungswert B(S_q) beruht hier auf einer jeweiligen Verknüpfung der Temperaturverteilung < V_p > und eines Prädiktionsmusters < V'_p> mit einem Zielmuster < Z > für das Gargut G. Dabei entspricht das Prädiktionsmusters < V'_p> einer segmentartigen Temperaturverteilung, die einer für den nächsten Iterationsschritt approximierten oder angenäherten Temperaturverteilung entspricht, falls die Parameterkonfiguration S_q angewandt würde.

[0088] Das Prädiktionsmusters < V'_p> kann für ein bestimmtes Veränderungsmuster < E(S_q) > z.B. segmentweise gemäß

berechnet werden. In dem obigen Beispiel würde sich dabei

ergeben.

[0089] Der Bewertungswert B(S_q) stellt eine Güte oder ein Maß für eine wahrscheinliche Abweichung des Prädiktionsmusters < V'_p > zu einem Zielmuster < Z > für das Gargut G dar. Der "beste" Berechnungswert B(S_q) gibt an, dass dann, wenn die Mikrowelleneinrichtung auf die dazu gehörige Parameterkonfiguration S_q eingestellt wird, das Zielmuster < Z > voraussichtlich besser angenähert wird als mit anderen bereits eingestellten oder ausprobierten Parameterkonfigurationen S_q. Der Bewertungswert B_q = B(S_q) kann auch als "Prädiktionsgüte" bezeichnet werden.

[0090] Speziell kann der Bewertungswert B(S_q) gemäß

berechnet werden, was in segmentbezogener Darstellung der Berechnung

mit k der Zahl der Segmente i entspricht. In diesem Fall wird die Zielverteilung < Z > umso besser angenähert, je größer der Wert von B_q ist.

[0091] Der Wert des Exponenten d ist ein voreingestellter Wert, der bestimmt, wie stark Abweichungen von der Zielverteilung < Z > berücksichtigt werden. Für d > 1 folgt, dass der Bewertungswert B solche Veränderungsmuster < E(S_q) > bevorzugt, die große Unterschiede der aktuellen Temperaturverteilung < V_p > zu der Zielverteilung < Z > ausgleichen.

[0092] In dem obigen Beispiel würde sich für den Fall, dass als (normierte) Zielverteilung < Z > eine gleichmäßige Temperaturverteilung mit T_Ziel = 80 °C gewünscht wird, d.h., dass

gilt, so dass bei d = 1 und einem Durchschnittswert D von ∅ (< V_p >) mit



folgt und sich daraus ein Bewertungswert

ergibt.

[0093] Zum Vergleich wird nun der Bewertungswert B_j eines weiteren, älteren Erwärmungsmusters < E_j > mit j < q bestimmt:

[0094] In der Folge würde das Veränderungsmuster < Ej > ≡ < E (S_j) > ausgewählt werden, da B(S_j) > B(S_q) gilt. Der Vergleich der Muster < V'_p (E_q) >, welches durch Anwenden von < E_q > ≡ < E(S_q) > entsteht und < V'_p (E_j) >, welches durch Anwenden von < E(S_j) > entsteht, zeigt, dass das Ergebnis < V'_p (E_j) > gleichmäßiger ist:

[0095] In einer Variante des Verfahrens kann anstelle von

ein Durchschnittswert D' verwendet werden, der die zu erwartende Erwärmung bei Anwenden eines Veränderungsmusters < E(S_q) > bereits mitberücksichtigt, was sich in der Form

darstellen lässt. D und D' können in °C angegeben werden.

[0096] In noch einer Variante kann die durchschnittliche Erwärmung eines Veränderungsmusters < E(S_q) > ebenfalls mitberücksichtigt werden, insbesondere im Vergleich zur durchschnittlichen Erwärmung der Gesamtheit aller Veränderungsmuster.

[0097] Es ist eine Weiterbildung, Veränderungsmuster auszuschließen, die nicht einen gewissen Mindestschwellwert in ihrer durchschnittlichen Erwärmung aufweisen. So kann eine fehlerhafte Steuerung des Verfahrens verhindert werden, da im Grenzfall < E(Sq) > = < 0 > mit

gilt.

[0098] In einem Schritt S7 wird diejenige Parameterkonfiguration S_q aus der verfügbaren Gruppe der bisher bereits zumindest einmal eingestellten Parameterkonfigurationen {S_q} eingestellt, welche die Zielverteilung < Z > voraussichtlich am besten annähert. Dies kann insbesondere diejenige Parameterkonfiguration S_q sein, die dem größten Bewertungswert B(S_q) entspricht.

[0099] In einem Schritt S8 wird für die p-te Temperaturverteilung < V_p > ferner ein zugehöriger (p-ter) skalarer Qualitätswert Q_p < V_p >, < Z >) berechnet, der eine Abweichung der aktuell gemessenen, p-ten Temperaturverteilung < V_p > mit der Zielverteilung < Z > bemisst oder ein Maß für die Ähnlichkeit der aktuell gemessenen, p-ten Temperaturverteilung < V_p > mit der Zielverteilung < Z > darstellt. Beispielsweise kann der Qualitätswert Q_p gemäß

berechnet werden, wobei D den Durchschnittswert aller Segmente V_p,i entspricht, was z.B. gemäß

berechnet werden kann. Dabei liegt D in einem Wertebereich 0 ≤ D ≤ 1. Je kleiner Q_p ist, umso näher liegt < V_p > an < Z >. Analog kann anstelle von Q_p auch Q_p,norm verwendet werden.

[0100] Im Fall einer gleichmäßigen Ziel-Temperaturverteilung (die z.B. als < Z > = konst. ausgedrückt werden kann), entspricht Q_p der Standardabweichung. Q_p kann daher in der obigen konkreten Ausgestaltung auch als "modifizierte Standardabweichung" bezeichnet werden.

[0101] In diesem Berechnungsschritt wird in einer Variante vorteilhafterweise anstelle der Temperaturverteilung < V_p > die auf den maximalen Temperaturwert V_p,max der Segmente V_p,i normierte Temperaturverteilung < V*_p > mit ihren Segmenten V*_p,i = z.B. V_p,i / V_p,max verwendet und dabei auch der Durchschnittswert D aus den normierten Segmenten V*_p,i berechnet.

[0102] In Schritt S9, welcher auch optional sein kann, wird überprüft, ob Q_p ≤ Q_Ziel gilt, d.h., ob der Qualitätswerts Q_p einen vorgegebenen Zielwert Q_Ziel erreicht hat, also ob die Zielverteilung < Z > oder < Z* > ausreichend genau erreicht worden ist. Falls ja ("J"), wird zurück zu Schritt S1 verzweigt.

[0103] Hat der Qualitätswert Q_p das mindestens eine Kriterium nicht erreicht ("N"), wird zu Schritt S10 verzweigt.

[0104] In Schritt S10 wird abgefragt, ob der Qualitätswert Q_p besser oder schlechter ist als der für den vorhergehenden (p-1)-ten Schritt berechnete Qualitätswert Q_p-1 (< V_p-1 >, < Z >), was durch den Ausdruck "Q_p ↕ Q_p-1?" symbolisiert wird. Falls ja ("J"), wird unter Beibehaltung der aktuellen Parameterkonfiguration S_q zu Schritt S1 zurückverzweigt. Dabei wird der Iterationsindex p um den Wert eins gemäß p := p+1 inkrementiert.

[0105] Falls in Schritt S10 der Qualitätswert Q_p schlechter ist als der Qualitätswert Q_p-1 ("N") (also die Übereinstimmung mit der Zielverteilung < Z > für den p-ten Durchlauf schlechter ist als im vorherigen (p-1)-ten Durchlauf), wird in einem Schritt S11 eine neue Parameterkonfiguration S_q+1 eingestellt und dann zu Schritt S1 zurückverzweigt. Dabei wird der Iterationsindex p um Eins gemäß p := p+1 inkrementiert ("iterative Rückverzweigung"). Die neue Parameterkonfiguration S_q+1 ist im Rahmen des Verfahrens bisher noch nicht eingestellt worden. Sie kann vorgegeben sein oder zufällig oder pseudozufällig gewählt werden. Dadurch erhöht sich die Zahl der Gruppenmitglieder der Gruppe {S_q} der Parameterkonfigurationen S_q um eins.

[0106] Das oben beschriebene Verfahren ermöglicht eine gezielte Steuerung einer Erwärmungsverteilung von Gargut bei Verwendung von Mikrowellen- Strahlung unter Zuhilfenahme von Daten einer Wärmebildkamera. So kann mit geringem Aufwand eine intelligente Steuerung eines Mikrowellengargeräts realisiert werden, welche dynamisch und nur auf den aktuellen Moment bezogen ein bestmögliches Garergebnis erzielen kann.

[0107] Somit können auch in konventionellen Mikrowellengeräten gezielte Temperaturmuster und Verteilungen eingestellt werden, was bislang als nahezu ausgeschlossen galt - und zwar lediglich unter Zuhilfenahme einer einfachen Thermokamera und eines Schrittmotors für die Drehantenne.

[0108] Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.

[0109] So können die obigen Verfahrensschritte auch in anderer Reihenfolgen oder ggf. auch parallel durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Reihenfolge der Schritte S5 bis S7 und S8 bis S10 umgekehrt werden, können die Schritte S3 und S4 unmittelbar vor Schritt S8 oder nach durchgeführt werden, usw.

[0110] Die Schritte S7 und S8 können auch bereits für den Schritt p = 1 durchgeführt werden, falls ein Qualitätswert Q₀ vorliegt, z.B. weil er im Rahmen des Anfangsschritts S0 berechnet worden ist.

[0111] Es kann in Schritt S10 zudem gefordert werden, dass die Verbesserung des Qualitätswerts Q_p gegenüber dem Qualitätswert Q_p-1 der vorherigen Iteration ein bestimmtes Mindestmaß a erreichen oder überschreiten muss, beispielsweise in Form der Bedingung Q_p ≤ Q_p-1 · a mit a < 1, z.B. a = 0,995, falls ein kleineres Q eine bessere Übereinstimmung bedeutet. Das Mindestmaß a kann beliebig, aber dann fest gewählt sein oder es kann dynamisch angepasst werden. So kann vorteilhafterweise verhindert werden, dass quasistatische Zustände eintreten, in denen sich lediglich ein infinitesimaler Garfortschritt einstellt. Falls die Bedingung nicht erfüllt ist, wird zu Schritt S11 verzweigt. Schritt S10 kann also so ausgebildet werden, dass nur dann direkt zu Schritt S1 zurückverzweigt wird, wenn die Bedingung Q_p < Q_p-1 als auch die Bedingung Q_p < Q_p-1 · a mit a < 1 erfüllt sind.

[0112] Wird eine abweichende Definition von Q_p verwendet, erfordert dies ggf. eine sinnfällige Anpassung. Beispielsweise lautet die Bedingung für einen Qualitätswert Q_p, der in der Form definiert ist, dass sein numerischer Funktionswert mit besserer Annäherung an die Zielverteilung < Z > steigt, entsprechend Q_p ≥ Q_p-1 · a, wobei a > 1.

[0113] In einer weiteren, auch allgemein nutzbaren Abwandlung kann Schritt S10 direkt im Anschluss an Schritt S7 durchgeführt werden (also auf die Schritte S8 und S9 verzichtet werden). Die Qualitätsbewertung Q kann dann prädiktiv in der Form Q = Q_p (< V_p > + < E(S_q) >, < Z >) durchgeführt werden, noch bevor die Parameterkonfiguration S_q tatsächlich eingestellt wird. Falls der Qualitätswert Q_p kleiner ist als der Qualitätswert Q_p-1, wird die Parameterkonfiguration S_q nicht verwendet, sondern eine neue Parameterkonfiguration S_q+1 aufgesucht und dann zu Schritt S1 zurückverzweigt. Dies hat den Vorteil, dass eine Parameterkonfiguration S_q nicht eingestellt wird, da sie das Gesamtergebnis nicht verbessern würde, obwohl sie basierend auf den Ergebnissen der Bewertungsfunktion B_q die Beste der im Moment zur Verfügung stehenden Möglichkeiten darstellt.

[0114] Auch kann berücksichtigt werden, dass es aufgrund der Veränderlichkeit des Garguts und des Gesamtsystems möglich ist, dass in der Vergangenheit bestimmte Veränderungsmuster < E(S_q) > nicht mehr gültig sind. Es kann dann allgemein vorteilhaft sein, wenn längere Zeit (z.B. ab einer Minute) nicht mehr verwendete Veränderungsmuster < E(S_q) > dynamisch aktualisiert werden bzw. sporadisch auf ihre Gültigkeit hin überprüft werden.

[0115] Dies kann z.B. durch einen Zwischenschritt geschehen, in dem das Mikrowellengerät 1 auf die zugehörige Parameterkonfiguration S_q eingestellt wird und dann nach Behandeln des Garguts mit dieser Parameterkonfiguration S_q das zugehörige Veränderungsmuster < E(S_q) > berechnet und anstelle des alten Veränderungsmusters < E(S_q) > abgespeichert wird.

[0116] Ferner kann die Schrittfolge S3, S4 mit der Schrittfolge S1, S2 getauscht werden. Es wird dann anstatt auf Schritt S1 auf Schritt S3 zurückverzweigt.

[0117] Allgemein kann das Verfahren mit normierten oder nicht-normierten Werten und Verteilungen durchgeführt werden.

Bezugszeichenliste

[0118] 

1

Mikrowellengerät

2

Garraum

3

Beschickungsöffnung

4

Tür

5

Gargutträger

6

Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung

7

Drehantenne

8

Steuereinheit

9

Wärmebildkamera

B(S_q)

Bewertungswert

< E(S_q) >

Veränderungsmuster

G

Gargut

p

Iterationsschritt

Q_p

Qualitätswert der p-ten Iteration

Q_Ziel

Ziel-Qualitätswert

S_q

Parameterkonfiguration

S1-S11

Verfahrensschritte

T_Ziel

Zieltemperatur

Δt

Zeitdauer

< V >

Temperaturverteilung auf der Oberfläche des Garguts

< V_p >

Temperaturverteilung in der p-ten Iteration

Ansprüche

1. Verfahren (S1-S11) zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts (1), aufweisend

- einen Garraum (2),

- mindestens eine Mikrowelleneinrichtung (6) zum Einbringen von Mikrowellen in den Garraum (G) zum Behandeln von in dem Garraum (2) befindlichem Gargut (G) mit mehreren Parameterkonfigurationen (S_q) der Mikrowelleneinrichtung (6), wobei durch mindestens zwei der Parameterkonfigurationen (S_q) unterschiedliche Feldverteilungen der Mikrowellen in dem Garraum (2) erzeugbar sind, mittels derer das Gargut (G) lokal unterschiedlich behandelbar ist, und

- mindestens einen in den Garraum (2) gerichteten Infrarotsensor (9) zum Bestimmen von Temperaturverteilungen < V > einer Oberflächentemperatur des Garguts (G),

wobei bei dem Verfahren

a) die mindestens eine Mikrowelleneinrichtung (6) in einem p-ten Iterationsschritt (p) mit p ≥ 1 für eine vorgegebene Zeitdauer (Δt) mit einer q-ten Parameterkonfiguration (S_q) mit q ≤ p betrieben wird, um in dem Garraum (2) befindliches Gargut (G) mit Mikrowellen zu behandeln,

b) anschließend an den Ablauf der Zeitdauer (Δt) mittels des mindestens einen Infrarotsensors (9) eine p-te Temperaturverteilung < V_p > des Garguts (G) bestimmt wird,

c) aus einem Vergleich der p-ten Temperaturverteilung < V_p > mit einer vor Schritt a) aufgenommenen (p-1)-ten Temperaturverteilung < V_p-1 > ein Veränderungsmuster < E(S_q) > berechnet und gespeichert wird,

d) für alle bisher im Laufe dieses Verfahrens gespeicherten Veränderungsmuster {< E(S_q) >} ein jeweiliger Bewertungswert B_q berechnet wird, der einen Unterschied zwischen einer Abweichung einer Ziel-Temperaturverteilung < Z > zu der Temperaturverteilung < V_p > und einer Abweichung der Ziel-Temperaturverteilung < Z > zu einem Prädiktionsmuster < V'_p > darstellt, wobei das Prädiktionsmuster < V'_p > eine Überlagerung der Temperaturverteilung < V_p > mit dem zugehörigen Veränderungsmuster < E(S_q) > darstellt,

e) diejenige Parameterkonfiguration (S_q) eingestellt wird, deren Bewertungswert B_q mindestens ein vorgegebenes Kriterium erfüllt,

f) für die p-te Temperaturverteilung < V_p > ein Qualitätswert Q_p berechnet wird, der eine Abweichung der Temperaturverteilung < V_p > zu der Ziel-Temperaturverteilung < Z > angibt, und

g) falls sich für den Qualitätswert Q_p eine ausreichend geringere Abweichung zu der Ziel-Temperaturverteilung < Z > ergibt als für den (p-1)-ten Qualitätswert Q_p-1, unter Beibehaltung der aktuellen Parameterkonfiguration (S_q) iterativ zu Schritt a) verzweigt wird, und

h) falls sich für den Qualitätswert Q_p eine höhere Abweichung zu der Ziel-Temperaturverteilung < Z > ergibt als für den Qualitätswert Q_p-1, eine neue Parameterkonfiguration (S_q+1) eingestellt wird und dann iterativ zu Schritt a) verzweigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem

- in einem initialen Schritt die Ziel-Temperaturverteilung < Z > eingestellt wird, eine erste Parameterkonfiguration (S_q) mit q = 1 eingestellt wird, dann das Gargut (G) für eine vorgegebene Zeitdauer (Δt) mittels von der Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung (6) abgegebenen Mikrowellen behandelt wird und nach Ablauf der Zeitdauer (Δt) mittels des Infrarotsensors (9) eine anfängliche Temperaturverteilung < V_p > des Garguts (G) mit p = 0 bestimmt wird und

- anschließend an den initialen Schritt beginnend mit p = 1 die Schritte a) bis h) durchgeführt werden, wobei in Schritt c) für p ≥ 1 jeweils aus einem Vergleich der p-ten Temperaturverteilung < V_p > mit der (p-1)-ten Temperaturverteilung < V_p-1 > ein Veränderungsmuster < E(S_q) > berechnet und gespeichert wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Temperaturverteilung < V_p >, die Ziel-Temperaturverteilung < Z > und das Veränderungsmuster < E(S_q) > segmentartige Verteilungen mit k Segmenten sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verfahren beendet wird, falls

- der Qualitätswerts Q_p ein vorgegebenes Kriterium erreicht und/oder

- das Gargut einen vorgegebenen Zielwert (V_Ziel) erreicht.

5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Kriterium des Qualitätswerts Q_p das Erreichen eines Zielqualitätswerts Q_Ziel umfasst.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem das Gargut (G) den vorgegebenen Zielwert (V_Ziel) erreicht hat, wenn max (< V_p >) ≥ V_ziel oder min (< V_p >) ≥ V_ziel erfüllt ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Veränderungsmuster < E(S_q) > segmentweise als Differenz zwischen der p-ten Temperaturverteilung < V_p > und der (p-1)-ten Temperaturverteilung < V_p-1 > berechnet wird, insbesondere gemäß

berechnet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Bewertungswert B_q gemäß

mit dem Prädiktionsmuster < V'_p> = < V_p > + < E(S_q) > und einem Exponentialfaktor d berechnet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Qualitätswert Q_p gemäß

mit D = ∅ (< V_k >) berechnet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, bei dem eine Parameterkonfiguration S_q jeweils einen Wert mindestens eines Betriebsparameters (S_q) der Mikrowelleneinrichtung (6) aus der Gruppe

- jeweiliger Drehwinkel mindestens einer drehbaren Antenne (7);

- jeweilige Höhenposition mindestens einer drehbaren Antenne (7);

- räumliche Position mindestens eines Mikrowellenreflektors;

- Mikrowellenfrequenz;

- relative Phasen zwischen unterschiedlichen MW-Erzeugern; umfasst.

11. Verfahren einem der Ansprüche 3 bis 10, bei dem der mindestens eine Infrarotsensor (9) mindestens eine Wärmebildkamera umfasst und Schritt b) eine Aufnahme mindestens eines bildpunktartigen Wärmebilds umfasst.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zum Bestimmen der Messwertverteilung < V_p > des Garguts (G) die Messwertverteilung < V_p > in einem mittels des mindestens einen Sensors (9) aus dem Garraum (2) aufgenommenen Bilds isoliert wird.

13. Haushalts-Gargerät (1), aufweisend

- mindestens eine Mikrowelleneinrichtung (6) zum Einbringen von Mikrowellen in den Garraum (G) zum Behandeln von in dem Garraum (2) befindlichem Gargut (G) mit mehreren Parameterkonfigurationen (S_q) der Mikrowelleneinrichtung (6), wobei durch mindestens zwei der Parameterkonfigurationen (S_q) unterschiedliche Feldverteilungen der Mikrowellen in dem Garraum (2) erzeugbar sind, mittels derer das Gargut (G) lokal unterschiedlich behandelbar ist, und

- mindestens einen in den Garraum (2) gerichteten Infrarotsensor (9) zum Bestimmen von Temperaturverteilungen < V > einer Oberflächentemperatur des Garguts (G), gekennzeichnet durch eine Datenverarbeitungseinrichtung (8), die zum Durchführen des Verfahrens (S1-S11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.

Claims

1. Method (S1-S11) for operating a household cooking appliance (1) having

- a cooking chamber (2),

- at least one microwave device (6) for introducing microwaves into the cooking chamber (G) for handling food (G) located in the cooking chamber (2) with a plurality of parameter configurations (S_q) of the microwave device (6), wherein different field distributions of the microwaves can be generated in the cooking chamber (2), by means of which the food (G) is able to be handled locally differently by at least two parameter configurations (S_q), and

- at least one infrared sensor (9) which is directed into the cooking chamber (2) for determining temperature distributions < V > of a surface temperature of the food (G), wherein in the method

a) the at least one microwave device (6) is operated in a p-th iteration step (p), where p ≥ 1 for a predetermined time period (Δt) with a q-th parameter configuration (S_q) where q ≤ p, in order to handle, with microwaves, food (G) located in the cooking chamber (2),

b) following the expiration of the time period (Δt), a p-th temperature distribution < V_p > of the food (G) is determined by means of the at least one infrared sensor (9),

c) a pattern of change < E(S_q) > is calculated and stored from a comparison of the p-th temperature distribution < V_p > with a (p-1)-th temperature distribution < V_p-1 > recorded before step a),

d) for all patterns of change {< E(S_q) >} stored hitherto in the course of said method, a respective assessment value B_q is calculated which represents a difference between a deviation of a target temperature distribution < Z > from the temperature distribution < V_p > and a deviation of the target temperature distribution < Z > from a prediction pattern < V'_p >, wherein the prediction pattern < V'_p > forms a superimposition of the temperature distribution < V_p > with the respective pattern of change < E(S_q) >,

e) the parameter configuration (S_q) of which the assessment value B_q meets at least one predetermined criterion is set,

f) a quality value Q_p is calculated for the p-th temperature distribution < V_p > which specifies a deviation of the temperature distribution < V_p > from the target temperature distribution < Z >, and

g) if a sufficiently smaller deviation from the target temperature distribution < Z > results for the quality value Q_p than for the (p-1)-th quality value Q_p-1, an iterative branching is carried out to step a) whilst maintaining the current parameter configuration (S_q), and

h) if a larger deviation from the target temperature distribution < Z > results for the quality value Q_p than for the quality value Q_p-1, a new parameter configuration S_q+1 is set and then an iterative branching is carried out to step a).

2. Method according to claim 1, wherein

- in an initial step the target temperature distribution < Z > is set, a first parameter configuration (S_q) is set, where q = 1, then the food (G) is handled for a predetermined time period (Δt) by means microwaves emitted by the microwave generating device (6) and following the expiration of the time period (Δt), an initial temperature distribution < V_p > of the food (G) is determined, where p = 0, and

- following the initial step, starting with p = 1, the steps a) to h) are carried out, wherein in step c) for p ≥ 1 in each case a pattern of change < E(S_q) > is calculated and stored from a comparison of the p-th temperature distribution < V_p > with the (p-1)-th temperature distribution < V_p-1 >.

3. Method according to one of the preceding claims, wherein the temperature distribution < V_p >, the target temperature distribution < Z > and the pattern of change < E(S_q) > are segmented distributions with in each case k segments.

4. Method according to one of the preceding claims, wherein the method is terminated if

- the quality value Q_p reaches a predetermined criterion and/or

- the food reaches a predetermined target value (V_target).

5. Method according to claim 3, wherein the criterion of the quality value Q_p comprises reaching a target quality value Q_target.

6. Method according to one of claims 3 or 4, wherein the food (G) has reached the predetermined target value V_target if max (< V_p >) ≥ V_target or min (< V_p >) ≥ V_target is fulfilled.

7. Method according to one of the preceding claims, wherein the pattern of change < E(S_q) > is calculated in segments as the difference between the p-th temperature distribution < V_p > and the (p-1)-th distribution < V_p-1 >, in particular according to

8. Method according to one of the preceding claims, wherein the assessment value B_q is calculated according to

with the prediction pattern < V'_p > = < V_p > + < E(S_q) > and an exponential factor d.

9. Method according to one of the preceding claims, wherein the quality value Q_p is calculated according to

where D = ∅ (< V_k >) .

10. Method according to one of claims 3 to 9, wherein a parameter configuration S_q in each case comprises a value of at least one operating parameter (S_q) of the microwave device (6) from the group

- respective rotational angle of at least one rotatable antenna (7);

- respective vertical position of at least one rotatable antenna (7);

- spatial position of at least one microwave reflector;

- microwave frequency;

- relative phases between different microwave generators.

11. Method according to one of claims 3 to 10 wherein the at least one infrared sensor (9) comprises at least one thermal imaging camera and step b) comprises a recording of at least one pixel-based thermal image.

12. Method according to one of the preceding claims, wherein for determining the measured value distribution < V_p > of the food (G) the measured value distribution < V_p > is isolated in an image recorded by means of the at least one sensor (9) from the cooking chamber (2).

13. Household cooking appliance (1) having

- at least one microwave device (6) for introducing microwaves into the cooking chamber (G) for handling food (G) located in the cooking chamber (2) with a plurality of parameter configurations (S_q) of the microwave device (6), wherein different field distributions of the microwaves can be generated in the cooking chamber (2) by at least two of the parameter configurations (S _q), by means of which the food (G) is able to be handled locally differently, and

- at least one infrared sensor (9) which is directed into the cooking chamber (2) for determining temperature distributions < V > of a surface temperature of the food (G),

characterised by a data processing device (8) for carrying out the method (S1-S11)
which is configured according to one of the preceding claims.

Revendications

1. Procédé (S1-S11) d'exploitation d'un appareil de cuisson ménager (1), présentant

- un espace de cuisson (2),

- au moins un dispositif à micro-ondes (6) pour l'introduction de micro-ondes dans l'espace de cuisson (G) pour le traitement d'une denrée à cuire (G) se trouvant dans l'espace de cuisson (2) selon plusieurs configurations de paramètres (S_q) du dispositif à micro-ondes (6), dans lequel au moins deux des configurations de paramètres (S_q) permettent de générer différentes répartitions de champ des micro-ondes dans l'espace de cuisson (2), lesquelles permettent de traiter localement différemment la denrée à cuire (G), et

- au moins un capteur infrarouge (9) dirigé dans l'espace de cuisson (2) pour la détermination de répartitions de températures < V > d'une température de surface de la denrée à cuire (G), dans lequel dans le procédé

a) l'au moins un dispositif à micro-ondes (6) est exploité selon une p^ième cadence d'itération (p) où p ≥ 1 pendant une durée prédéfinie (Δt) selon une q^ième configuration de paramètres (S_q) où q ≤ p, afin de traiter par micro-ondes la denrée à cuire (G) se trouvant dans l'espace de cuisson (2),

b) suite à l'écoulement de la durée (Δt), une p^ième répartition de températures < V_p > de la denrée à cuire (G) est déterminée au moyen de l'au moins un capteur infrarouge (9),

c) un schéma de variation < E(S_q) > est calculé et enregistré à partir d'une comparaison entre la p^ième répartition de températures < V_p > et une (p-1)^ième répartition de températures < V_P-1 > prise avant l'étape a),

d) pour l'ensemble des schémas de variation {< E(S_q) >} enregistrés jusqu'à cet instant au fil de ce procédé, une valeur d'évaluation B_q respective est calculée, laquelle représente une différence entre une divergence d'une répartition de températures cible < Z > par rapport à la répartition de températures < V_p > et une divergence de la répartition de températures cible < Z > par rapport à un schéma de prédiction < V'_p >, dans lequel le schéma de prédiction < V_p > représente une superposition de la répartition de températures < V_p > au schéma de variation correspondant < E(S_q) >,

e) la configuration de paramètres (S_q) dont la valeur d'évaluation B_q remplit au moins un critère prédéfini est réglée,

f) pour la p^ième répartition de températures < V_p > une valeur de qualité Q_p est calculée, laquelle indique une divergence de la répartition de températures < V_p > par rapport à la répartition de températures cible < Z >, et

g) dans le cas où pour la valeur de qualité Q_p une divergence suffisamment plus faible par rapport à la répartition de températures cible < Z > s'obtient que pour la (p-1)^ième valeur de qualité Q_p-1, un passage à l'étape a) s'opère par itération en conservant la configuration de paramètres actuelle (S_q), et

h) dans le cas où pour la valeur de qualité Q_p une divergence plus élevée par rapport à la répartition de températures cible < Z > s'obtient que pour la valeur de qualité Q_p-1, une nouvelle configuration de paramètres (S_q+1) est réglée et un passage à l'étape a) s'opère ensuite.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel

- la répartition de températures cible < Z > est réglée dans une étape initiale, une première configuration de paramètres (S_q) où q = 1 est réglée, ensuite la denrée à cuire (G) est traitée pendant une durée prédéfinie (Δt) au moyen des micro-ondes émises par le dispositif de génération de micro-ondes (6) et après l'écoulement de la durée (Δt), une répartition de températures initiale < V_p > de la denrée à cuire (G) où p = 0 est déterminée au moyen du capteur infrarouge (9), et

- suite à l'étape initiale débutant avec p = 1, les étapes a) à h) sont effectuées, dans lequel à l'étape c) pour p ≥ 1 un schéma de variation < E(S_q) > est respectivement calculé et enregistré à partir d'une comparaison entre la p^ième répartition de températures < V_p > et la (p-1)^ième répartition de températures < V_p-1 > .

3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la répartition de températures < V_p >, la répartition de températures cible < Z > et le schéma de variation < E(S_q) > sont des répartitions en segments avec k segments.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le procédé s'arrête dans le cas où

- la valeur de qualité Q_p atteint un critère prédéfini et/ou

- la denrée à cuire atteint une valeur cible (V_Ziel) prédéfinie.

5. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le critère de la valeur de qualité Q_p comprend l'atteinte d'une valeur de qualité cible Q_Ziel.

6. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, dans lequel la denrée à cuire (G) a atteint la valeur cible (V_Ziel) prédéfinie lorsque max (< V_p >) ≥ V_Ziel ou min (< V_p >) ≥ V_Ziel est satisfait.

7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le schéma de variation < E(S_q) > est calculé de façon segmentaire comme la différence entre la p^ième répartition de températures < V_p > et la (p-1)^ième répartition de températures < V_p-1 >, en particulier selon

8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la valeur d'évaluation B_q est calculée selon

avec le schéma de prédiction < V'_p > = < V_p > + < E(S_q) > et un facteur exponentiel d.

9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la valeur de qualité Q_p est calculée selon

où D = ø (< V_k >).

10. Procédé selon l'une des revendications 3 à 9, dans lequel une configuration de paramètres S_q comprend respectivement une valeur d'au moins un paramètre d'exploitation (S_q) du dispositif à micro-ondes (6) issu du groupe

- angle de rotation respectif d'au moins une antenne rotative (7) ;

- position en hauteur respective d'au moins une antenne rotative (7) ;

- position spatiale d'au moins un réflecteur de micro-ondes ;

- fréquence de micro-ondes ;

- phases relatives entre différents générateurs de micro-ondes.

11. Procédé selon l'une des revendications 3 à 10, dans lequel l'au moins un capteur infrarouge (9) comprend au moins une caméra thermique et l'étape b) comprend une prise d'au moins une image thermique de type point d'image.

12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, la répartition des valeurs de mesure < V_p > est isolée dans une image prise de l'espace de cuisson (2) au moyen de l'au moins un capteur (9) pour la détermination de la répartition des valeurs de mesure < V_p > de la denrée à cuire (G).

13. Appareil de cuisson ménager (1), présentant

- au moins un dispositif à micro-ondes (6) pour l'introduction de micro-ondes dans l'espace de cuisson (G) pour le traitement d'une denrée à cuire (G) se trouvant dans l'espace de cuisson (2) selon plusieurs configurations de paramètres (S_q) du dispositif à micro-ondes (6), dans lequel au moins deux des configurations de paramètres (S_q) permettent de générer différentes répartitions de champ des micro-ondes dans l'espace de cuisson (2), lesquelles permettent de traiter localement différemment la denrée à cuire (G), et

- au moins un capteur infrarouge (9) dirigé dans l'espace de cuisson (2) pour la détermination de répartitions de températures < V > d'une température de surface de la denrée à cuire (G), caractérisé par un dispositif de traitement des données (8) configuré pour la réalisation du procédé (S1-S11) selon l'une des revendications précédentes.

Zeichnung