JP2004515738A - 調理プロセスプローブを用いる調理プロセス管理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも2個の温度センサにより少なくとも2つの温度を検出するために調理室内の被調理品内に少なくとも部分的に挿入する調理プロセスプローブによって、任意の調理プログラムに従って調理室内の調理プロセスの管理方法に関する。更に詳しくは、本発明は、調理プロセスプローブを用いて被調理品の表面温度T0の温度変化を検出すること、調理プロセスプローブを用いて被調理品の中心部温度KTを検出すること、および/または調理室温度を検出すること、を含む。
【0002】
【従来の技術】
特に肉片の形をした被調理品で検出した中心部温度から、調理作業のプロセス管理を導く方法がいろいろ知られている。そのような方法はしかし、中心温度を検出するセンサが肉片の中心部に正確に位置決めされず、被調理品の中心部以外の温度が検出するときには、不充分で再現不可能な調理結果につながる。
【0003】
従って、被調理品内の複数の温度と、被調理品の外側、特に被調理品表面のその他の温度を少なくとも一つ検出可能な、調理プロセスを管理する調理プロセスプローブが開発されていた。独国実用新案登録第299 23 215号参照。その際、調理プロセスプローブが中心部に正確に位置決めされていないときでも、時間変化率の外挿によって、被調理品内の検出温度から、調理時の被調理品の中心温度を決定可能である。従って、被調理品内に挿入した公知の調理プロセスプローブを用いて、調理プロセスを再現可能に制御することでき、調理プロセス時間の長さを前もって確定可能である。しかし、この公知の調理プロセスプローブは、それが確かに被調理品に挿入されているか、あるいは意図しない誤操作により調理室内でも被調理品外に位置しているか、あるいは調理室外に位置しているか、を検出不能である。このような場合、誤挿入は、調理プロセス管理にとって非重要で無意味な温度を検出することにつながり、この温度を調理プロセス管理の指標とすると、調理プロセスの管理エラーとなりかねない。
【0004】
独国特許第31 04 926号明細書から、調理プロセスプローブに設けた表示装置が知られている。この表示装置により、被調理品の抵抗を測定し、あらかじめ設定した基準値と比較する。その際、測定した抵抗と基準値の差が設定閾値を上回ると、調理プロセスプローブが被調理品内にないことを推定し、調理プロセスを中断する。この調理プロセスプローブの場合、温度センサに加え、表示装置と、表示装置に付属して、抵抗値を決定する処理装置等が必要であるので、基準値と閾値の設定とに不確実性が含まれ、このことにより調理プロセスの不要な中断につながるという問題がある。
【0005】
更に、米国特許第6,142,666号明細書により、調理プロファイルを監視するための診断システムが知られている。この診断システムは表示のほかに、調理装置の運転モード中の温度指標や特性を記憶可能である。この温度指標や特性を(調理温度を調整するのにも使用する)温度センサで測定する。この温度指標や特性を収集し、表に保存する。診断システムは、温度の一次またはそれ以上の導関数を好ましくは示す保存した温度指標から、調理機器が通常の運転条件で作動しているかどうかを判断する。一つは被調理品の状態を表示するため、また、診断システムを用いて基準プロファイルにより通常調理状態と異常調理状態を区別するため、調理プロファイル全体を取得し、グラフ表示し、基準調理プロファイルと比較するように診断システムを提供可能である。しかし、この診断システムでは、温度センサによって被調理品の温度ではなく調理媒体の温度のみ測定可能であるという不利点がある。調理機器の制御を保証するには、この診断システムは、特定の誤操作、特に温度システムの誤配置や誤設定を確認不能である。診断システムは、記憶ユニットを含め大規模な電子回路を要する。これは診断システムのコストが上昇する。
【0006】
更に、独国特許出願公開第198 55 971号明細書には、自動車の自動変速機用温度センサの監視方法が開示されている。この方法では、コールド開始中、温度センサのオフセットエラーが、比較温度、例えばエンジン温度または外気温度と、温度センサによって測定した温度値との減算による決定、または設定限界温度に達するまで温度センサが提供した値の時間導関数を求め、この導関数が設定境界値内にあるかどうかをチェックする。しかし、この方法の不利点は、温度センサエラーの種類を決定不能で、正常状態からの全体的な逸脱のみ監視することである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、関連技術の不利点を解決するように、特に被調理品内への調理プロセスプローブの挿入の不実施あるいは誤挿入の検出及び処理のため、冒頭に述べた方法を改良することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明に従い、取得した温度曲線により、被調理品の外側にある調理プロセスプローブの誤挿入を検出し、音響及び光学の少なくとも一方の性質を有する少なくとも1つの警告信号を発生し、調理プロセスプローブが少なくとも調理室内にある場合の緊急プログラムへの切換、及び、調理プロセスプローブが少なくとも調理室の外側にある場合の調理プログラムの中断、によって解決する。
【0009】
本発明の有利な第1の実施形は、次の温度曲線の確定と誤挿入の検出とを特徴とする。この温度曲線の確定は、表面温度T0及び中心部温度KTの時間tの一次導関数の確定を含む。その誤挿入の検出は、予加熱段階における誤挿入の確認及び、またはあぶり焼き開始段階における誤挿入の確定を含む。予加熱段階における誤挿入の確認とは、表面温度T0及び中心部温度KTの時間tの一次導関数が勾配を有し、中心部温度KTと表面温度T0との差が予加熱段階の開始後第1の時点t1で第1の閾値ΔT1より小さいときまたは表面温度T0及び中心部温度KTの時間tの導関数が同一の勾配を有するときである。あぶり焼き開始段階における誤挿入の確定とは、表面温度T0及び中心部温度KTの時間tの一次導関数に勾配がなく、表面温度T0と中心部温度KTの差があぶり焼き開始段階の開始後第2の時点t2で、第1の閾値ΔT1に好ましくは対応する第2の閾値ΔT2より小さいとき、あるいは表面温度T0及び中心部温度KTの時間tの導関数が共に正の勾配を有するときである。
【0010】
その際、緊急プログラムにおいてあぶり焼き開始段階が実質的に影響されず、あぶり焼き開始段階に冷却段階が続く。この冷却段階の間、調理室の温度GTが第1の閾値GT1に達するまで、調理プロセスの管理を調理室温度GTに基づいてすすめる。冷却段階に維持段階が続き、この維持段階の間、調理室温度GTを中心部温度の目標値KTsoll+2から15°Cに調節して、調理プロセスを調理室温度GTに基づいてすすめる。
【0011】
さらに、所定の誤挿入の場合、特にあぶり焼き開始段階の間、調理室のドアの開放後は緊急プログラムを終了して調理プログラムに戻ることを、本発明の利用上提案する。
【0012】
本発明の第2の好ましい実施形態は、温度曲線の確定と誤挿入の確定とを特徴とする。この温度曲線の確定は、中心部温度KT及び表面温度T0の時間による一次導関数の決定を含む。その誤挿入の確定は、n∈Nであり、第3の時点t3が調理室温度GTの第2の閾値GT2に達したとき、または、特に調理室温度GTが第2の閾値GT2を示す所定の時間経過により、第3の時間t3へ到達前最も最近のn次導関数からの誤挿入の確認を含む。これは、中心部温度KT及び表面温度T0の時間tの導関数に勾配がなく、表面温度T0と中心部温度KTとの差がプログラム開始後第4の時点t4で第3の閾値ΔT3よりも小さいとき、あるいは中心部温度KT及び表面温度T0の時間tの導関数が同一の勾配を有するときに行われる。
【0013】
誤挿入が発生しなかったと確定した場合、特に約+30から−30°Cまで、中心部温度KTの調理過程における急変動の検出後には、誤機能の確認と、光学及び音響の中で少なくとも一方の性質の警告信号を少なくとも一つ出すことと、を本発明の利用上、さらに提案する。
【0014】
独創的に、誤機能確認の際に調理プログラムを中断することが提供可能である。
【0015】
本発明の第3の好ましい実施形態は、誤挿入の確定が、表面温度T0と中調理室温度GTの差が第4の時点t5で第4の閾値ΔT4よりも大きいときの誤挿入の確認を含むことを特徴とする。
【0016】
その際、誤挿入の確定時、表面温度T0の一次導関数を確定し、表面温度T0の一次導関数が零でないと調理プロセスプローブが調理室内にあり、そうでなければ調理室の外側にあるとする。そして、調理プロセスプローブが調理室外にあると判断すると調理プログラムを中断し、調理プロセスプローブを調理室内に配置していると判断すると調理プログラムを緊急プログラムに移行する。
【0017】
本発明によって、調理室温度GTを調理プロセスプローブとは独立のセンサによって測定することをさらに提案する。
【0018】
誤挿入検出の場合に警告信号を伝達することにより、調理機器のユーザは、調理プロセスプローブの被調理品に未挿入などの操作エラーを早期に認識し、修正可能となろう。調理プロセスプローブによって検出した温度に基づいて公知の方法で調理プロセスを制御可能であり、それによって最適な調理結果を達成可能である。更に、調理プロセスプローブの配置異常を自動検出し、誤挿入の種類を確認し、被調理品に未挿入の調理プロセスプローブまたは調理室外にある調理プロセスプローブによって検出した温度に起因する調理プロセス異常を回避する。すなわち、調理プロセスプローブが調理室外に位置すると確定したときに、調理プログラムから緊急プログラムへの切換えによって、調理プロセス異常を回避する。それによって同時に、過熱防止を確実にする。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴と効果を以下の記載によって明らかにし、概略図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0020】
図1は、本発明による方法のために使用可能な調理プロセスプローブ10を示す。この調理プロセスプローブは先端部12と握り部14とケーブル16を備えている。この場合、先端部12は被調理品1内に挿入可能である。先端部12の範囲内に4個の温度センサ20,21,22,23が配置されている。この温度センサは、被調理品1内の温度を検出する働きをする。一方、握り部14には、被調理品1、特にその表面の温度を検出するための他の第5の温度センサ24を配置している。調理プロセスプローブ10には、検出した温度の分析ユニット(図示せず)を統合している。この評価ユニット自体は、調理機器用の制御部(図示せず)に接続している。この調理プロセスプローブ10にて、被調理品1内の温度を1つ以上、そして被調理品上の他の温度を1つ検出可能なので、独国特許出願第299 23 215.8号明細書の記載のように調理プロセスプローブ10を被調理品1の中心部に正確に挿入していないときにも、温度センサ20〜24によって検出した温度差値の温度曲線から、例えば外挿法によって、被調理品1の中心部の実際の温度を確定可能である。調理プロセスプローブ10によって検出した中心部温度KTと表面温度T0とは、本発明による調理プロセスプローブ10の誤操作、特に誤挿入を認識するのに導く。これは次に説明する。
【0021】
本発明の好ましい第1の実施の形態では、予加熱段階の間、調理プロセスプローブ10の被調理品1への挿入、非(未)挿入を検出する(図2a)。これは、調理室(図示せず)の加熱開始以降m秒毎の時間t0における温度センサ20〜24による温度の記録に基づいて、確定した中心部温度KTの時間による一次導関数f′KT及び検出表面温度T0の時間による一次導関数f′T0を、評価ユニットが微分商による近似解において作る。この場合、表面温度T0を温度センサ24が検出し、中心部温度KTを温度センサ20〜23の測定温度から補外によって確定する。時間t1後、確定した中心部温度KTと検出した表面温度T0の一次導関数f′KT,f′T0が勾配をもたず、同時に検出した表面温度T0と確定した中心部温度KTの差が、熱気加熱開始後の時点t1で第1の閾値ΔT1以上である場合、あるいは確定した中心部温度KTと検出した表面温度T0の一次導関数f′KT,f′T0が異なる勾配を有する場合は、調理プロセスプローブが予加熱段階において被調理品内に正確に挿入されていることが推定する。そして、新たなプローブの確認を要せず、あぶり焼き(ロースト)段階へ移行可能である。そうでない場合、誤挿入のあることが結論として導かれる。
【0022】
図2bに示すように、予加熱段階の間の調理プロセスプローブの被調理品への非挿入の確認、または、予加熱段階を万が一省略した場合の、調理プロセスプローブの被調理品への挿入、非(未)挿入の確認が、あぶり焼き段階で行われる。その際、あぶり焼き段階の開始後の時点t0以降m秒毎に、確定した中心部温度KTの、時間による一次導関数f′KTと、検出した表面温度T0の、時間による一次導関数f′T0が再び、微分商によって近似的に求められる。確定した中心部温度KTと検出した表面温度T0の一次導関数f′KT,f′T0が勾配をもたず、同時に検出した表面温度T0と確定した中心部温度KTの差があぶり焼き段階の開始後の時点t2で第2の閾値ΔT2よりも小さいかあるいは確定した中心部温度KTと検出した表面温度T0の導関数f′KT,f′T0が共に正の勾配を有する場合には、調理プロセスプローブがあぶり焼き段階においても挿入されていないと推定する。そうでない場合、調理プロセスプローブが被調理品内に正しく挿入されていると見なす。
【0023】
あぶり焼き段階における誤挿入の場合、誤確定した値、それゆえ、調理プロセス管理にとって無関係な値の利用による、調理プログラムの機能異常を防止するため緊急プログラムに切換える。同時に、警笛音のような音響信号、及び、調理機器の時計表示部または調理温度表示部(図示せず)上で点滅する単語“SENSOR”や“POSITION”のような光学的信号として、警告メッセージを出す。緊急プログラム全体の間、警告信号を発する。
【0024】
前記の警告信号により、あぶり焼き段階の間に調理室ドア(図示せず)を開けて、その後ユーザが調理プロセスプローブを被調理品に適切に挿入すれば、適切に挿入した調理プロセスプローブによって検出した温度値や温度曲線によって、公知の方法で調理プログラムを制御する。
【0025】
誤挿入をあぶり焼き段階の後で初めて確認すると、後で調理プロセスプローブを被調理品に挿入する際にも緊急プログラムを継続する。なぜなら、有意義な修正がもはや不可能であるからである。
【0026】
緊急プログラムでは、あぶり焼き段階に冷却段階が通常続く。この冷却段階において調理室温度GTを、第1の閾値GT1に達する(省略する、本質的に続く完了段階)まで調理プロセスの管理に使用し、最後の維持段階で間調理室温度GTを調理プロセスプローブによって検出したそのときの中心部の温度に基づいて調節しないが、例えばKTsoll+2から15°Cのような加算値を加えた設定目標中心部温度KTに調節する。
【0027】
図3に示した、代替的な、本発明第2の例示の実施形態の場合、プログラム開始時に調理プロセスプローブを既に被調理品に挿入したか否か確認する。その際、調理室ドアの閉鎖時点以降その都度、確定した中心部温度KTと温度センサ24によって検出した表面温度T0の、時間による一次導関数f′KT,f′T0が微分商によって近似において作られる。この場合、中心部温度KTは再び外挿によって、被調理品内の温度センサ20〜23によって検出した温度から導出可能である。
【0028】
調理プロセスプローブから独立の温度センサ(図示せず)によって検出した閾値GT2に達するとき、あるいはプログラム開始の際調理室が既に閾値GT1の温度である場合には時間t3経過後、最後に確定したn個の導関数f′KT,f′T0を逆上って評価し、プローブ挿入を確認するために用いる。その際、確定した中心部温度KTと検出した表面温度T0の、時間による一次導関数f′KT,f′T0が勾配をもたず、そしてまた検出した表面温度T0と確定した中心部温度KTの差がプログラム開始後時点t4で、第3の閾値ΔT3以上であるかあるいは確定した中心部温度KTと検出した表面温度T0の一次導関数f′KT,f′T0が異なる勾配を有すると、調理プロセスプローブ10を被調理品1に正しく挿入していると見なし、調理プロセスを、確定した中心温度KTを利用して調理プログラムにそって公知のように制御する。他のすべての場合、調理プロセスプローブを被調理品内に正しく挿入していないと見なす。
【0029】
誤挿入の場合、少なくとも調理室のドアが開放するまで、第1の実施の形態と関連して既述の音響的または光学的信号を出力する。同時に、調理プロセスプローブの被調理品への未挿入を確認すると、調理プログラムを中断する。
【0030】
調理プロセスプローブの正しい挿入を最初に検出していた場合、それ以降の調理過程で、調理プロセスプローブによって確定したそのときの中心部温度KTの約+30°Cから−30°Cでの急変動を確認すると、それに基づいて、調理作業中の調理プロセスプローブの引き抜きまたは破損を推測する。この場合、調理プログラムは同様に中断され、ドア開放まで既述の光学的および音響的信号を出力する。
【0031】
図4に示した、本発明の第3の実施の形態による他の代替的なプログラム進行の場合、調理室ドアの閉鎖後時間t5を経過した後で、温度センサ24によって検出した被調理品の表面温度T0を検査し、ある温度センサ(図示せず)によって検出した調理室温度GTと比較する。検出した被調理品の表面温度T0と検出した調理室温度GTの差が第4の閾値ΔT4よりも大きいと、調理プロセスプローブ10を被調理品1内に正しく挿入していないと見なす。他のすべての場合、調理プロセスプローブが正しく挿入していると見なす。
【0032】
誤挿入の場合、調理プロセスプローブが調理室内にあるかあるいは調理室外にあるか否かを検査する。加熱に一定の上昇があるにもかかわらず、検出した表面温度T0が上昇しないと、調理プロセスプローブが調理室外にあると推定可能である。従って、音響及び光学の少なくとも一方の性質の警告信号を出力すると同時に、調理プログラムを中断する。調理プロセスプローブを不適切に挿入し、調理プロセスプローブが調理室外ではないゆえに調理室の中にあると確認すると、調理プロセスプローブと独立に調理室内に設けた温度センサを使用し、調理プログラムを緊急制御によって最短時間で終了する。音響的および光学的信号の出力と関連し、緊急調整を再び起動する。
【0033】
上記、特許請求の範囲および図面に開示した本発明の特徴は、単独でもあらゆる任意の組み合わせにおいても、本発明をさまざまな形態で実施するのに重要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明の方法に使用する、被調理品内の調理プロセスプローブの概略図である。
【図2】
図2a,2bはそれぞれ本発明による方法の第1の実施の形態のフローチャートを示す。
【図3】
本発明による方法の第2の実施の形態のフローチャートである。
【図4】
本発明による方法の第3の実施の形態のフローチャートである。
【符号の説明】
1 被調理品
10 温度プローブ
12 先端部
14 握り部
16 ケーブル
20 温度センサ
21 温度センサ
22 温度センサ
23 温度センサ
24 温度センサ
KT 中心部温度
T0 表面温度
GT 調理室温度
Claims (10)
- 少なくとも2つの温度を検出する少なくとも2個の温度センサを備える調理プロセスプローブであって、調理室内の被調理品内に少なくとも部分的に挿入する前記調理プロセスプローブを用いて、任意の調理プログラムに従って調理室内の調理プロセスを管理する方法であって、前記調理プロセス管理方法が、調理プロセスプローブによって被調理品の表面温度T0の温度変化を検出することと、調理プロセスプローブによって被調理品の中心部温度KT及び調理室温度の少なくとも一方を検出することと、を含み、
記録した温度曲線を援用して、被調理品の外部にある前記調理プロセスプローブの誤挿入を発見すること、
音響及び光学の少なくとも一方の性質を有する警告信号を少なくとも一つ発生すること、
前記調理プロセスプローブが調理室内にあるときには少なくとも緊急プログラムに切換えること、及び
前記調理プロセスプローブが前記調理室の外部にあるときには少なくとも調理プログラムを中断すること、
を特徴とする、前記調理プロセス管理方法。 - 前記温度曲線の確定が、前記表面温度T0及び前記中心部温度KTの、時間tの一次導関数の確定を含み、
前記誤挿入の発見が、予加熱段階における誤挿入の確認及びあぶり焼き段階における誤挿入の確認の少なくとも一方を含み、前記予加熱段階における誤挿入の確認は、前記表面温度T0及び前記中心部温度KTの、時間tによる一次導関数が勾配を有し、前記中心部温度KTと前記表面温度T0の差が前記予加熱段階の開始後第1の時点t1で、第1の閾値ΔT1よりも小さいとき、または前記表面温度T0と前記中心部温度KTの、時間tによる導関数が同じ勾配を有するときの前記予加熱段階における誤挿入の確認であって、前記あぶり焼き段階における誤挿入の確認は、前記表面温度T0及び前記中心部温度KTの、時間tによる一次導関数が勾配を持たず、前記表面温度T0と前記中心部温度KTの差が前記あぶり焼き開始後の第2の時点t2で、好ましくは前記第1の閾値ΔT1に対応する第2の閾値ΔT2よりも小さいとき、あるいは前記表面温度T0及び前記中心部温度KTの、時間tによる導関数が共に正の勾配を有するときの前記あぶり焼き段階における誤挿入の確認である、ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 前記緊急プログラムにおいて前記あぶり焼き段階が実質的に影響を受けず、冷却段階が前記あぶり焼き段階に続き、この冷却段階の間、前記調理室の温度GTが第1の閾値GT1に達するまで、調理プロセスの管理を前記調理室の前記温度GTによって行い、維持段階が前記冷却段階に続き、この維持段階の間、前記調理室の前記温度GTを前記中心部温度の目標値KTsoll+2から15°Cに調節するようにして、前記調理プロセスが前記調理室の前記温度GTによって行われることを特徴とする請求項2記載の方法。
- 誤挿入の場合、特に前記あぶり焼き段階の間、前記調理室のドアを開放した後は前記緊急プログラムを終了し、前記調理プログラムに戻すことを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の方法。
- 前記温度曲線の確定が、前記中心部温度KT及び前記表面温度T0の、前記時間による一次導関数の確定を含み、前記誤挿入の確定が誤挿入の確認を含み、前記誤挿入の確認が第3の時点t3に達する前に最後に確定したn個の一次導関数による前記誤挿入の確認であって、この場合n∈Nであって、第3の時点t3が調理室温度GTの第2の閾値GT2に達したときかまたは特に前記調理室温度GTが第2の閾値GT2である予め設定した時間の経過によって示す場合の、前記中心部温度KT及び前記表面温度T0の、時間による一次導関数が勾配をもたず、前記表面温度T0及び前記中心部温度KTの差が前記調理プログラム開始後第4の時点t4で第3の閾値ΔT3よりも小さいとき、あるいは前記中心部温度KT及び前記表面温度T0の、前記時間による導関数が同じ勾配を有するときの前記誤挿入の確認である、を特徴とする請求項1記載の方法。
- 誤挿入でないことを確定している場合、機能異常を認識し、調理進行中に特に+30から−30°Cまでの前記中心部温度KTの急な変化を検出した後で、光学および音響の少なくとも一方の性質を有する警告信号を少なくとも1つ発生することを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の方法。
- 機能異常を確定したときに前記調理プログラムを中断することを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の方法。
- 前記誤挿入の確定が誤挿入の確認を含み、前記誤挿入の確認が、前記表面温度T0と前記調理室温度GTの差が第5の時点t5で第4の閾値ΔT4よりも大きいときの前記誤挿入の確認である、ことを特徴とする請求項1,4,6または7記載の方法。
- 前記誤挿入を確定する場合、前記表面温度T0の一次導関数が零ではないことで前記調理プロセスプローブが前記調理室内にあることと、前記表面温度T0の一次導関数が零であることを含むそのほかの条件で前記調理プロセスプローブが前記調理室外にあることと、を前記表面温度T0の一次導関数によって決定し実証して、前記調理プロセスプローブが調理室内にあると確定すると、前記調理プログラムを前記緊急プログラムに移行することを特徴とする請求項8記載の方法。
- 前記調理室温度GTを前記調理プロセスプローブと独立のセンサによって測定することを特徴とする請求項1から9のいずれか一つに記載の方法。
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