PROCEDE DE COMMANDE DE LA DUREE DE RECHAUFFAGE ET/OU DE CUISSON DANS UN FOUR ET FOUR POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé de commande de la durée de réchauffage et/ou de cuisson d'une quantité Z indéterminée d'un produit alimentaire de type donné placée dans l'enceinte d'un four comportant une source de chauffage et un capteur d'un signal caractéristique de l'état de réchauffage et/ou de cuisson du produit alimentaire.

[0002] De nombreuses méthodes de commande automatique ont déjà été proposées avec différents types de capteurs susceptibles de mesurer un signal particulier caractéristique de l'état de réchauffage et/ou de cuisson de l'aliment.

[0003] Il a notamment été proposé d'utiliser une sonde à plonger directement au coeur de l'aliment pour mesurer la température interne de cet aliment. Devant les difficultés rencontrées dans certaines situations, en particulier dans le cas d'aliments congelés dans lesquels il est impossible de faire pénétrer la sonde, d'autres méthodes se sont développées préconisant l'utilisation d'un capteur mesurant un signal caractéristique sans nécessiter de contact physique avec l'aliment, ce capteur étant par exemple un détecteur mesurant l'atmosphère d'échappement (température ou humidité) de l'enceinte de cuisson, ou bien un capteur infrarouge mesurant la température superficielle de l'aliment.

[0004] Le brevet FR-2 437 577 notamment décrit un four dans lequel un capteur infrarouge mesure la température superficielle de l'aliment et fonctionne soit selon un premier mode de commande dans lequel le chauffage est arrêté dès qu'une température de consigne est atteinte, soit selon un second mode de commande dans lequel on module la puissance du four en fonction de la température superficielle mesurée. La modulation de la puissance proprement dite consiste soit à réaliser des cycles successifs d'alimentation à une puissance fixe suivie d'une coupure de l'alimentation, soit à effectuer une diminution progressive par palier de la puissance.

[0005] La méthode précédente permet d'apporter de l'énergie à l'aliment de manière douce. Elle n'est cependant pas optimale lorsque la source d'énergie utilisée est une source hyperfréquence, car elle va à l'encontre de l'effet recherché généralement dans les fours à micro-ondes, à savoir la rapidité de cuisson.

[0006] En outre, la méthode précédente suppose que la température de l'aliment au cours d'une opération de réchauffage et/ou de cuisson suive une évolution temporelle monotone croissante, avec peu, voire pas du tout de fluctuations, comme le représente la courbe C₁ de la figure 1 illustrant la variation théorique de la température T d'un aliment de type donné en fonction du temps t. Cette hypothèse se révèle être fausse en pratique, comme on peut le constater d'après la courbe C₂ de la figure 1 représentant un cas réel de variation de la température T dudit aliment en fonction du temps t. L'observation de cette courbe montre qu'une mesure de température instantanée est peu significative, notamment dans la portion de courbe comprise dans l'intervalle de temps [t_a ; t_b]. En effet, dans cet intervalle, on peut enregistrer le temps t_a comme représentant l'instant auquel la température de consigne a été atteinte, alors qu'en l'absence de fluctuations du signal (courbe C₁), on enregistrerait le temps t_b comme temps nécessaire pour atteindre la consigne.

[0007] On connaît par ailleurs du brevet US-4,812,606 un autre procédé de commande de la durée de cuisson d'un aliment dans un four à micro-ondes dans lequel on mesure la température de l'air dans l'enceinte de cuisson à un instant prédéterminé après le commencement de la cuisson, on détermine le temps résiduel de cuisson à partir d'une équation polynomiale pré-établie de façon empirique reliant la température mesurée audit temps résiduel, puis on stoppe l'alimentation lorsque le temps résiduel est écoulé.

[0008] Là encore, ce procédé n'est efficace que si l'on considère que la température subit peu de fluctuations au cours du temps, ce qui n'est en général pas le cas dans la réalité.

[0009] On conçoit donc aisément que toutes les méthodes préconisant l'utilisation d'une mesure instantanée de la température pour décider d'une action sur l'alimentation d'une source d'énergie sont peu fiables.

[0010] On connaît également, par le document EP -A-0 098 402, un procédé de commande de la durée de réchauffage et/ou de cuisson d'un produit placé dans un four micro-ondes, ce dernier comportant un capteur infrarouge ainsi qu'un chopper, ces deux éléments prenant alternativement la radiation émise par le produit mis à chauffer et délivrant ainsi un signal alternatif. Ce document se propose d'améliorer ce type de dispositifs en réduisant l'influence des changements de la température du chopper.

[0011] La présente invention a pour but un nouveau procédé de commande de la durée de réchauffage et/ou de cuisson d'une quantité indéterminée Z de produit alimentaire dans un four qui permette de s'affranchir des problèmes liés à la fluctuation des signaux caractéristiques de l'état de chauffage et/ou de cuisson du produit mesurés par le capteur.

[0012] Plus précisément, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à :

• alimenter ladite source de chauffage à un instant initial to pour qu'elle délivre une puissance constante Po prédéterminée ;
• mesurer ledit signal caractéristique T_car(t) à une pluralité d'instants t successifs sur un intervalle de mesure allant dudit instant initial t_o à un instant final t_c préfixé, et calculer sur cet intervalle de mesure la valeur S_ZC de l'intégrale des mesures du signal caractéristique prises en valeur absolue ;
• en déduire le temps résiduel t_r de réchauffage et/ou de cuisson pour ladite quantité indéterminée Z de produit alimentaire selon une équation polynomiale prédéterminée et mémorisée reliant ledit temps résiduel t_r à la valeur S_Zc de l'intégrale calculée, en fonction dudit type de produit alimentaire ; et
• stopper l'alimentation de la source de chauffage lorsque le temps résiduel t_r est écoulé.

[0013] La présente invention a également pour objet un four pour la mise en oeuvre du procédé de commande, du type comportant une enceinte alimentée par une source d'énergie hyperfréquence formant la source de chauffage, un capteur infrarouge mesurant à distance la température superficielle du produit alimentaire, et des moyens de commande de la durée de réchauffage et/ou de cuisson,
caractérisé en ce que lesdits moyens de commande sont connectés au capteur infrarouge pour recevoir les mesures de la température superficielle sur l'intervalle de mesure et comportent un module de calcul de la valeur S_Zc de l'intégrale sur ledit intervalle des mesures de la température prises en valeur absolue, et du temps résiduel t_r de réchauffage et/ou de cuisson selon ladite équation polynomiale pré-mémorisée, lesdits moyens de commande délivrant un signal de commande pour stopper l'alimentation de la source d'énergie hyperfréquence lorsque le temps résiduel t_r est écoulé.

[0014] L'invention ainsi que les avantages qu'elle procure seront mieux compris au vu de la description ci-après d'un exemple de mise en oeuvre du procédé dans un four à micro-ondes décrit en référence aux figures annexées dans lesquelles :

• la figure 1 illustre, d'une part, l'évolution théorique (courbe C₁), et d'autre part, l'évolution réelle (courbe C₂) de la température superficielle d'un produit alimentaire de type donné en fonction du temps ;
• la figure 2 illustre l'évolution dans le temps de la surface S située entre la courbe C₂ de la figure 1 et l'axe du temps ;
• la figure 3 représente un synoptique des étapes du procédé de commande selon l'invention en phase opérationnelle ; et
• la figure 4 illustre schématiquement une vue de face en coupe d'un four à micro-ondes mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.

[0015] Comme cela a été expliqué précédemment en référence à la figure 1, le signal caractéristique mesuré par le capteur, par exemple la température en surface de l'aliment dans le cas de la figure 1, peut subir d'importantes fluctuations. L'originalité de l'invention réside dans le fait qu'elle propose de s'intéresser non pas à l'évolution de la valeur instantanée de la température superficielle donnée par la courbe C₂, mais à l'évolution au cours du temps de la surface S engendrée par la courbe C₂, située entre cette courbe C₂ et l'axe des temps t. La courbe C₃ illustrée sur la figure 2 représente l'évolution de cette surface. Comme on peut le constater, la surface S, qui correspond mathématiquement à chaque instant t à l'intégrale sur le temps des valeurs de température prises en valeur absolue, est une fonction strictement monotone croissante du temps, quelles que soient les fluctuations subies en réalité par la température.

[0016] Il est nécessaire, pour obtenir cette surface, de prendre les mesures du signal caractéristique en valeur absolue. En effet, dans le cas du réchauffage d'un produit congelé, les mesures sont négatives au départ du cycle de réchauffage, puis deviennent positives.

[0017] Suite à cette constatation, des essais menés par la Demanderesse ont permis de montrer qu'il était possible, pour une quantité inconnue de produit alimentaire d'un type donné à réchauffer et/ou à cuire, de relier la valeur de la surface S à un instant donné à la valeur du temps résiduel nécessaire pour l'obtention d'un réchauffage et/ou d'une cuisson optimale selon une équation polynomiale pré-mémorisée, fonction du type de produit alimentaire.

[0018] Le procédé selon l'invention consiste donc à effectuer les étapes minimales suivantes, décrites en référence à la figure 3 :

• Etape A : Une fois que la quantité Z de produit de type donné a été placée dans l'enceinte du four, on alimente, à un instant initial t₀, la source de chauffage pour qu'elle délivre une puissance fixe prédéfinie P₀.
• Etape B : On réalise une pluralité de mesures successives du signal caractéristique T_car(t), par exemple de la température en surface du produit alimentaire, jusqu'à un instant final t_C. Les mesures peuvent être faites en continu. En variante, on prélève seulement quelques échantillons à une fréquence choisie.
• Etape C : On calcule l'intégrale des valeurs mesurées, prises en valeur absolue. L'intégrale sera référencée dans la suite par S_Zc pour indiquer qu'elle est fonction de la quantité Z de produit alimentaire, et qu'elle est calculée sur un intervalle de temps allant jusqu'à t_c. Si l'on dispose seulement d'échantillons, l'intégrale est en fait une somme au sens de l'intégration sur les échantillons pris en valeur absolue.
• Etape D : On calcule le temps résiduel t_r en appliquant l'équation polynomiale pré-mémorisée et fonction du type de produit alimentaire. On note que la connaissance de ce temps résiduel t_r permet d'obtenir le temps total t_Z nécessaire à la cuisson de la quantité Z en ajoutant à t_r le temps t_c.
• Etape E : On stoppe l'alimentation de la source de chauffage dès lors que le temps résiduel t_r calculé est écoulé.

[0019] Le synoptique de fonctionnement tel que représenté sur la figure 3 comporte en outre deux autres étapes D' et D" qui seront explicitées par la suite.

[0020] L'équation polynomiale utilisée est de préférence établie expérimentalement lors d'une phase préalable de mise au point du four, en effectuant par exemple les étapes suivantes :

• On choisit deux quantités distinctes X et Y du produit alimentaire de type donné. On supposera dans la suite que la première quantité X est inférieure à la seconde quantité Y.
• Pour chacune des quantités X et Y, on réalise une opération de réchauffage et/ou de cuisson en alimentant la source de chauffage de manière à ce qu'elle délivre la puissance P₀, on effectue, sur l'intervalle de mesure allant de l'instant initial t₀ jusqu'à l'instant t_c, des mesures successives du signal caractéristique , et on calcule les intégrales S_Xc et S_Yc correspondantes.
• Pour chacune des quantités X et Y, on mesure les durées totales t_X et t_Y nécessaires pour obtenir un réchauffage et/ou une cuisson optimale du produit alimentaire concerné.

[0021] On démontre alors qu'il est possible, pour n'importe quelle quantité Z de produit alimentaire du même type, de calculer, au bout du temps t_c à partir du début de l'opération de cuisson et/ou de réchauffage, le temps résiduel t_r en appliquant, lors de l'étape D précédemment décrite, la relation linéaire :

[0022] La durée totale de réchauffage et/ou de cuisson pour la quantité Z est donc donnée par la relation :

soit

[0023] De manière avantageuse, l'instant final t_c, correspondant à la limite supérieure de l'intervalle de mesure sur lequel on effectue l'intégration, est choisi pour chaque type de produits alimentaires susceptibles d'être réchauffés et/ou cuits dans le four.

[0024] L'équation polynomiale pour un type d'aliment donné dépend également, de préférence, de la puissance délivrée par la source de chauffage et choisie par l'utilisateur.

[0025] De cette manière, pendant la phase préalable de mise au point du four, précédant la commercialisation de ce four, le constructeur établit une bibliothèque d'équations polynomiales fonctions du type d'aliments et de la puissance. En phase opérationnelle, l'utilisateur choisit uniquement le type d'aliment et la puissance de chauffage. Ces deux données suffisent pour connaître l'instant t_c au bout duquel l'intégration des mesures sera faite et pour choisir l'équation polynomiale associée permettant de définir le temps résiduel t_r et la durée totale t_Z.

[0026] Dans une variante préférée du procédé selon l'invention, on prévoit en outre de faire fonctionner la source de chauffage à la puissance P₀ pendant une durée minimum t_min prédéfinie, fonction avantageusement du type de produit alimentaire. Ainsi, une étape D' (Figure 3) supplémentaire consiste à identifier les cas anormaux où la durée totale t_Z calculée lors de l'étape D est inférieure à la durée minimum t_min , et à stopper l'alimentation seulement lorsque la durée minimum est écoulée.

[0027] La durée minimum t_min peut être déterminée expérimentalement pendant la phase préalable de mise au point du four en choisissant, pour la première quantité X de produit alimentaire de type donné, la plus faible quantité de produit susceptible d'être cuite et/ou réchauffée dans le four. La durée totale t_X nécessaire au réchauffage et/ou à la cuisson de ladite quantité X et mesurée pendant la phase préalable correspond alors à la durée minimum de cuisson t_min.

[0028] En variante, si les quantités X et Y ont été choisies de manière quelconque, en respectant toutefois la condition selon laquelle la quantité X est inférieure à la quantité Y, on effectue, lors de la phase préalable de mise au point du four, une opération de réchauffage et/ou de cuisson sur une troisième quantité W correspondant à la plus faible quantité de produit alimentaire susceptible d'être cuite et/ou réchauffée, on calcule pour cette quantité W l'intégrale S_Wc des mesures de température prises en valeur absolue et effectuées sur l'intervalle de mesure [t₀;t_c], et on calcule la durée t_min par application de la relation (II), à savoir :

avec S_max=S_Wc

[0029] En outre, le procédé selon l'invention peut également prévoir de faire fonctionner la source de chauffage à la puissance P₀ pendant une durée maximum t_max prédéfinie, fonction avantageusement du type de produit alimentaire. Ainsi, une étape D" (Figure 3) supplémentaire consiste à identifier les cas anormaux où la durée totale t_Z calculée lors de l'étape D est supérieure à la durée maximum t_max , et à stopper l'alimentation dès que la durée maximum est écoulée, et ce même si le temps résiduel t_r calculé à l'étape D n'est pas encore écoulé. Ceci garantit une sécurité de fonctionnement pour l'utilisateur.

[0030] Tout comme dans le cas de la durée minimum, la durée maximum t_max peut être déterminée expérimentalement pendant la phase préalable de mise au point du four en choisissant, pour la seconde quantité Y de produit alimentaire de type donné, la plus forte quantité de produit susceptible d'être cuite et/ou réchauffée dans le four. La durée totale t_Y nécessaire au réchauffage et/ou à la cuisson de ladite quantité Y et mesurée pendant la phase préalable correspond alors à la durée maximum de cuisson t_max.

[0031] En variante, si les quantités X et Y ont été choisies de manière quelconque, en respectant toutefois la condition selon laquelle la quantité X est inférieure à la quantité Y, on effectue, lors de la phase préalable de mise au point du four, une opération de réchauffage et/ou de cuisson sur une troisième quantité W' correspondant à la plus forte quantité de produit alimentaire susceptible d'être cuite et/ou réchauffée, on calcule pour cette quantité W' l'intégrale S_W'c des mesures de température prises en valeur absolue et effectuées sur l'intervalle de mesure [t₀;t_c], et on calcule la durée t_max par application de la relation (II), à savoir :

avec S_min=S_W'c

[0032] Un exemple de four mettant en oeuvre le procédé selon l'invention va maintenant être décrit en référence à la figure 4 :

[0033] Le four à micro-ondes représenté à titre d'exemple non limitatif sur la figure 4 comporte une enceinte de cuisson 1 délimitée par une paroi de voûte 10, une paroi de sole 11, deux parois latérales 12,13 et une paroi de fond 14. Un source de chauffage comprenant une source d'énergie hyperfréquence 2 de type magnétron située à l'extérieur de l'enceinte alimente l'intérieur de l'enceinte de cuisson 1 en énergie micro-ondes. L'alimentation de la source de chauffage est pilotée par des moyens de commande 3 selon le procédé de la présente invention. Un capteur infrarouge 4, placé par exemple au-dessus de la paroi de voûte 10, permet de capter, par une ouverture 15 dans la paroi 10, le rayonnement infrarouge provenant d'un produit alimentaire 5 de type quelconque placé à l'intérieur de l'enceinte de cuisson 1, par exemple sur un plateau 6 entraîné en rotation par un moteur électrique non représenté, lorsque les moyens de commande 3 autorisent l'alimentation de la source de chauffage 2. Le capteur 4 effectue ainsi des mesures de la température superficielle du produit alimentaire.

[0034] Selon l'invention, le capteur 10 est piloté par les moyens de commande 3 pour réaliser des mesures de la température en surface de l'aliment pendant l'intervalle de mesure [t₀;t_c]. Les moyens de commande comportent en outre un module de calcul déterminant les différents calcul d'une part, de l'intégrale S_Zc, et d'autre part, des temps résiduel t_r et total t_Z. Lorsque le temps résiduel est écoulé, les moyens de commande 3 délivrent un signal de commande permettant de stopper l'alimentation de la source d'énergie. Les moyens de commandes peuvent être réalisés par un microprocesseur comportant une mémoire pour stocker une pluralité d'équations polynomiales, et une horloge pour contrôler l'écoulement des durées.

[0035] Le nouveau procédé de commande selon l'invention permet d'atteindre deux objectifs :

• Améliorer les résultats de réchauffage et/ou de cuisson des produits alimentaires;
• Donner à l'utilisateur, suffisamment tôt dans le cycle de réchauffage et/ou de cuisson, une idée sur le temps résiduel de fonctionnement, en exploitant uniquement le signal caractéristique.

[0036] En outre, dans l'application particulière à un four à microondes, on peut réaliser une opération de réchauffage et/ou de cuisson à puissance constante.

[0037] L'invention peut être généralisée à tout type de source d'énergie de chauffage, et à tout type de capteur susceptible de donner une information sur l'état de réchauffage et/ou de cuisson du produit alimentaire.

Revendications

1. Procédé de commande de la durée de réchauffage et/ou de cuisson d'une quantité Z indéterminée d'un produit alimentaire (5) de type donné placée dans l'enceinte (1) d'un four comportant une source (2) de chauffage et un capteur (4) d'un signal caractéristique T_car(t) de l'état de réchauffage et/ou de cuisson du produit alimentaire, caractérisé en ce qu'il consiste à :

- (A) alimenter ladite source (2) de chauffage à un instant initial to pour qu'elle délivre une puissance constante Po prédéterminée ;

- (B) mesurer ledit signal caractéristique T_car(t) à une pluralité d'instants t successifs sur un intervalle de mesure allant dudit instant initial t_o à un instant final t_c préfixé, et (C) calculer sur cet intervalle de mesure la valeur S_ZC de l'intégrale des mesures du signal caractéristique prises en valeur absolue ;

- (D) en déduire le temps résiduel tr de réchauffage et/ou de cuisson pour ladite quantité indéterminée Z de produit alimentaire selon une équation polynomiale prédéterminée et mémorisée, en fonction du type de produit alimentaire, reliant ledit temps résiduel t_r à la valeur S_ZC de l'intégrale calculée en fonction dudit type de produit alimentaire ; et

- (E) stopper l'alimentation de la source de chauffage lorsque le temps résiduel t_r est écoulé.

2. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le temps résiduel tr est calculé en appliquant l'équation polynomiale suivante :

dans laquelle

• t_r représente ledit temps résiduel ;

• S_Zc représente la valeur de l'intégrale calculée ;

• S_Xc et S_Yc sont les valeurs d'intégrales sur des mesures de signal caractéristique prises en valeur absolue et réalisées, dans une phase préalable de mise au point du four, sur ledit intervalle de mesure lors du réchauffage et/ou de la cuisson à ladite puissance P₀ respectivement d'une première quantité X et d'une seconde quantité Y dudit produit alimentaire de type donné, la seconde quantité Y étant supérieure à la première quantité X ; et

• t_X et t_Y sont les durées totales de réchauffage et/ou de cuisson nécessaires, mesurées dans ladite phase préalable, dans le cas respectivement de la première quantité X et de la seconde quantité Y.

3. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'il prévoit (D",E) de stopper l'alimentation de la source de chauffage avant que le temps résiduel t_r ne soit écoulé dès lors que la durée de fonctionnement du four depuis l'instant initial t₀ devient égale à une durée maximum d'utilisation t_max prédéterminée.

4. Procédé de commande selon la revendication 3,
caractérisé en ce que la durée maximum d'utilisation t_max est prédéterminée pour chaque type de produits alimentaires susceptibles d'être réchauffés et/ou cuits dans le four.

5. Procédé de commande selon les revendications 2 et 4,
caractérisé en ce que, pour un type donné de produit alimentaire, la durée maximum t_max d'utilisation du four est déterminée expérimentalement en choisissant, pour la seconde quantité Y de produit alimentaire, la plus forte quantité dudit produit susceptible d'être réchauffée et/ou cuite dans le four, la durée totale t_y nécessaire au réchauffage et/ou la cuisson pour cette seconde quantité et mesurée lors de ladite phase préalable correspondant à ladite durée maximum t_max.

6. Procédé de commande selon les revendications 2 et 4,
caractérisé en ce que, pour un type donné de produit alimentaire, la durée maximum t_max d'utilisation du four est déterminée en calculant la relation


dans laquelle S_min est la valeur de l'intégrale sur des mesures du signal caractéristique prises en valeur absolue et réalisées dans la phase préalable de mise au point du four sur ledit intervalle de mesure lors du réchauffage et/ou de la cuisson à ladite puissance P₀ de la plus forte quantité de produit alimentaire du type donné susceptible d'être réchauffée et/ou cuite dans le four.

7. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'instant final t_c correspondant à la limite supérieure de l'intervalle de mesure est choisi pour chaque type de produits alimentaires susceptibles d'être réchauffés et/ou cuits dans le four.

8. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 2 à 7,
caractérisé en ce qu'il prévoit en outre (D', E) de faire fonctionner l'alimentation de la source de chauffage (2) pendant une durée minimum t_min pour un type donné de produit alimentaire à partir dudit instant initial t₀, la durée minimum t_min étant déterminée expérimentalement en choisissant, pour la première quantité X de produit alimentaire, la plus faible quantité dudit produit susceptible d'être réchauffée et/ou cuite dans le four, la durée totale t_x nécessaire au réchauffage et/ou la cuisson pour cette seconde quantité et mesurée lors de ladite phase préalable correspondant à ladite durée minimum t_min.

9. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le signal caractéristique T_car(t) de l'état de réchauffage et/ou de cuisson du produit alimentaire est constitué par une mesure de la température superficielle du produit alimentaire.

10. Four pour la mise en oeuvre du procédé de commande selon les revendications 1 à 9, du type comportant une enceinte (1) alimentée par une source d'énergie hyperfréquence (2) formant la source de chauffage, un capteur infrarouge (4) mesurant à distance la température superficielle du produit alimentaire, et des moyens de commande (3) de la durée de réchauffage et/ou de cuisson,
caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (3) sont connectés au capteur infrarouge (4) pour recevoir les mesures de la température superficielle sur l'intervalle de mesure et comportent un module de calcul de la valeur S_Zc de l'intégrale sur ledit intervalle des mesures de la température prises en valeur absolue, et du temps résiduel t_r de réchauffage et/ou de cuisson selon ladite équation polynomiale pré-mémorisée, lesdits moyens de commande (3) délivrant un signal de commande pour stopper l'alimentation de la source d'énergie hyperfréquence (2) lorsque le temps résiduel t_r est écoulé.

Ansprüche

1. Verfahren zur Steuerung der Aufwärm- und/oder Gardauer einer unbestimmten Menge Z eines Nahrungsmittels (5) eines vorgegebenen Typ, die in den Garraum (1) eines Ofens eingelegt ist, der eine Heizquelle (2) und einen Sensor (4) zum Erfassen eines charakteristischen Signals T_car(t) für den Aufwärmund/oder Garzustand des Nahrungsmittels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht,

- (A) die Heizquelle (2) zu einem Ausgangszeitpunkt t_o zu speisen, damit sie eine vorgegebene konstante Leistung P₀ liefert;

- (B) das charakteristische Signal T_car(t) zu mehreren aufeinanderfolgenden Zeitpunkten t in einem Messintervall zu messen, das vom Ausgangszeitpunkt t₀ bis zum einem vorbestimmten Endzeitpunkt t_c läuft, und (C) in diesem Messintervall den Wert S_zc des Integrals der Messungen des charakteristischen Signals zu berechnen, die als Absolutwert genommen werden;

- (D) daraus die Aufwärm- und/oder Garrestzeit t_r für die unbestimmte Menge Z von Nahrungsmitteln gemäß einer vorbestimmten und gespeicherten Polynomgleichung in Abhängigkeit vom Nahrungsmitteltyp abzuleiten, indem die Restzeit t_r mit dem Wert S_zc des in Abhängigkeit vom Nahrungsmitteltyp errechneten Integrals in Verbindung gesetzt wird; und

- (E) die Speisung der Heizquelle zu stoppen, wenn die Restzeit t_r abgelaufen ist.

2. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Restzeit t_r unter Anwendung folgender Polynomgleichung berechnet wird:

in welcher

- t_r die Restzeit darstellt;

- S_Zc den Wert des berechneten Integrals darstellt;

- S_Xc und S_Yc Werte von Integralen von Messungen des charakteristischen Signals sind, die als Absolutwert genommen und in einer vorhergehenden Phase des Einstellens des Ofens in dem Messintervall beim Aufwärmen und/oder beim Garen, mit der Leistung P₀, einer ersten Menge X bzw. einer zweiten Menge Y des Nahrungsmittels eines vorgegebenen Typs realisiert werden, wobei die zweite Menge Y größer ist als die erste Menge X; und

- t_X und t_Y die notwendigen Aufwärm- und oder Gargesamtdauer sind, die in der vorhergehenden Phase im Falle der ersten Menge X bzw. der zweiten Menge Y gemessen wurden.

3. Steuerungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass es (D",E) vorsieht, die Speisung der Heizquelle zu stoppen, bevor die Restzeit t_r abgelaufen ist, sobald die Betriebsdauer des Ofens seit dem Ausgangszeitpunkt t_o gleich einer vorbestimmten maximale Verwendungsdauer t_max wird.

4. Steuerungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Verwendungsdauer t_max für jeden Typ von Nahrungsmitteln vorbestimmt ist, die im Ofen aufgewärmt und/oder gegart werden können.

5. Steuerungsverfahren nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass für einen vorgegebenen Typ von Nahrungsmittel die maximale Verwendungsdauer t_max des Ofens experimentell vorbestimmt wird, indem für die zweite Nahrungsmittelmenge Y die größte Menge des Nahrungsmittels ausgewählt wird, die im Ofen aufgewärmt und/oder gegart werden kann, wobei die für die Aufwärmung und/oder das Garen dieser zweiten Menge notwendige und während der vorhergehenden Phase gemessenen Gesamtdauer t_y der maximalen Dauer t_max entspricht.

6. Steuerungsverfahren nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass für einen vorgegebenen Typ von Nahrungsmittel die maximale Verwendungsdauer t_max des Ofens vorbestimmt wird, indem die Beziehung

berechnet wird, in welcher S_min der Wert des Integrals von Messungen des charakteristischen Signals sind, die als Absolutwert genommen und in einer vorhergehenden Phase des Einstellens des Ofens während des Messintervalls beim Aufwärmen und/oder beim Garen der größten Menge des Nahrungsmittels des vorgegebenen Typs, die im Ofen aufgewärmt und/oder gegart werden kann, mit der Leistung P₀ erhalten wurden.

7. Steuerungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der der oberen Grenze des Messintervalls entsprechende Endzeitpunkt tc für jeden Typ von Nahrungsmitteln ausgewählt wird, die im Ofen aufgewärmt und/oder gegart werden können.

8. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es zudem (D', E) vorsieht, die Speisung der Heizquelle (2) während einer minimalen Dauer t_min für einen vorgegebenen Nahrungsmitteltyp ab dem Ausgangszeitpunkt t₀ zu betreiben, wobei die minimale Dauer t_min experimentell bestimmt wird, indem für die erste Nahrungsmittelmenge X die kleinste Menge des Nahrungsmittels ausgewählt wird, die im Ofen aufgewärmt und/oder gegart werden kann, wobei die für die Aufwärmung und/oder das Garen dieser zweiten Menge notwendige und während der vorhergehenden Phase gemessene Dauer t_x der minimalen Dauer t_min entspricht.

9. Steuerungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das charakteristische Signal T_car(t) des Zustands des Aufwärmens und/oder des Garens des Nahrungsmittels aus einer Messung der Oberflächentemperatur des Nahrungsmittels besteht.

10. Ofen zum Durchführen des Steuerungsverfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, vom Typ mit einem Raum (1), der von einer HF-Energiequelle (2) gespeist ist, die die Heizquelle bildet, mit einem Infrarotsensor (4), der die Oberflächentemperatur des Nahrungsmittels aus der Entfernung misst, und mit Mitteln zum Steuern der Aufwärm- und/oder Gardauer, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsmittel (3) mit dem Infrarotsensor (4) verbunden sind, um die Messungen der Oberflächentemperatur in dem Messintervall zu erhalten, und ein Modul zum Berechnen des Werts S_zc des Integrals in dem Intervall der als Absolutwert genommenen Temperaturmessungen und der Aufwärm- und/oder Garrestzeit t_r gemäß der vorgespeicherten Polynomgleichung aufweisen, wobei die Steuerungsmittel (3) ein Steuersignal liefern, um die Speisung der HF-Energiequelle (2) zu stoppen, wenn die Restzeit t_r abgelaufen ist.

Claims

1. A method of controlling the duration of heating and/or cooking an undetermined quantity Z of food (5) of given type placed in the enclosure (1) of an oven having a heat source (2) and a sensor (4) of a characteristic signal T_car(t) representative of the heating and/or cooking state of the food, the method being characterized in that it consists in:

A) supplying power to said heat source (2) at an initial instant to so that it delivers a constant predetermined power P₀;

B) measuring said characteristic signal T_car(t) at a plurality of successive instants t over a measurement time interval going from said initial instant t₀ to a predetermined final instant t_c, and C) calculating over said measurement interval the value S_Zc of the integral of the characteristic signal measurements in absolute value;

D) deducing the residual heating and/or cooking time t_r for said predetermined quantity Z of food in application of a stored predetermined polynomial equation, as a function of the type of food, the equation relating said residual time t_r to the value S_Zc of the integral calculated as a function of said type of food; and

E) ceasing to supply power to the heat source when the residual time t_r has elapsed.

2. A control method according to claim 1, characterized in that the residual time t_r is calculated in applying the following polynomial equation:


in which:

· t_r represents said residual time;

· S_Zc represents the value of the calculated integral;

· S_Xc and S_Yc are the values of integrals of characteristic signal measurements in absolute value and taken, during a prior stage of developing the oven, over said measurement interval while heating and/or cooking at said power P₀ respectively a first quantity X and a second quantity Y of said food of given type, the second quantity Y being greater than the first quantity X; and

· t_X and t_Y are the total heating and/or cooking durations needed as measured in said prior stage respectively with the first quantity X and with the second quantity Y.

3. A control method according to either preceding claim, characterized in that provision is made (D", E) to stop supplying power to the heat source before the residual time t_r has elapsed whenever the duration of oven operation since the initial instant t₀ becomes equal to a predetermined maximum utilization duration t_max.

4. A control method according to claim 3, characterized in that the maximum utilization duration t_max is predetermined for each type of food likely to be heated and/or cooked in the oven.

5. A control method according to claims 2 and 4, characterized in that for a given type of food, the maximum utilization duration t_max of the oven is determined experimentally by selecting for the second quantity Y of the food the greatest quantity of said food that is liable to be heated and/or cooked in the oven, with the total duration t_Y needed for heating and/or cooking said second quantity as measured during said prior stage corresponding to said maximum duration t_max.

6. A control method according to claims 2 and 4, characterized in that, for a given type of food, the maximum utilization duration t_max of the oven is determined by calculating the following relationship:


in which S_min is the value of the integral of the characteristic signal measurements in absolute value as taken in the prior development stage of the oven over said measurement interval while heating and/or cooking at said power P₀ the largest quantity of food of the given type that is liable to be heated and/or cooked in the oven.

7. A control method according to any preceding claim, characterized in that the final instant t_c corresponding to the top limit of the measurement interval is selected for each type of food liable to be heated and/or cooked in the oven.

8. A control method according to any one of claims 2 to 7, characterized in that provision is also made (D', E) to cause the power supply to the heat source (2) to operate during a minimum duration t_min for a given type of food starting from said initial instant t₀, the minimum duration t_min being determined experimentally by selecting, for the first quantity X of the food, the smallest quantity of said food liable to be heated and/or cooked in the oven, the total duration t_x needed for heating and/or cooking said second quantity and measured during said prior stage corresponding to said minimum duration t_min.

9. A control method according to any preceding claim, characterized in that the characteristic signal T_car(t) characteristic of the heating and/or cooking state of the food is constituted by measuring the surface temperature of the food.

10. An oven for implementing the control method according to claims 1 to 9, the oven being of the type comprising an enclosure (1) fed by a microwave energy source (2) forming the heat source, an infrared sensor (4) remotely measuring the surface treatment of the food, and control means (3) for controlling the duration of heating and/or cooking, the oven being characterized in that said control means (3) are connected to the infrared sensor (4) to receive the surface temperature measurements over the measurement interval, and include a module for calculating both the value S_Zc of the integral over said measurement interval of the temperature measured in absolute value, and the residual time t_r for heating and/or cooking in application of said prestored polynomial equation, said control means (3) delivering a control signal to stop supplying power to the microwave energy source (2) when the residual time t_r has elapsed.

Dessins