BE1029754B1

BE1029754B1 - Verfahren zur Erkennung einer Trommelblockierung in einem Wäschepflegegerät sowie Wäschepflegegerät

Info

Publication number: BE1029754B1
Application number: BE20215720A
Authority: BE
Inventors: Ulrich Gessat; Eugen Balzer; Rolf Stappenbeck
Original assignee: Miele & Cie
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-04-11
Also published as: BE1029754A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Trommelblockierung in einem Wäschepflegegerät (3), das Wäschepflegegerät (3) aufweisend eine rotierbare Trommel (7), welche über einen Antriebsriemen (17) von einem Motor (13) antreibbar ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a) Bestimmen wenigstens eines oder mehrerer der nachfolgenden Werte des Motors (13): drehmomentbildender Strom, Drehmoment, Phasenstrom und/oder Einhüllende des Phasenstroms, b) Berechnen eines Parametersatzes aus den in Schritt a) bestimmten Werten, c) Prüfen des Parametersatzes auf ein für eine Trommelblockierung charakteristisches Signal, d) Anpassen der Steuerung des Motors (13), wenn ein charakteristisches Signal festgestellt wurde. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein Wäschepflegegerät (3), welches ausgestaltet und eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Erkennung einer Trommelblockierung in einem Wäschepflegegerät sowie

Wäschepflegegerät

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Trommelblockierung in einem

Wäschepflegegerät sowie ein Wäschepflegegerät. Der Gegenstand der Erfindung ist in den beigefügten Patentansprüchen definiert.

Wäschepflegegeräte finden überall dort Verwendung, wo Wäsche entweder gewaschen oder getrocknet werden muss. Dabei erstrecken sich die Einsatzorte sowohl auf den privaten

Hausgebrauch als auch auf die industrielle Anwendung.

Im Stand der Technik sind Wäschepflegegerät z.B. als Haushalts- und Gewerbetrockner,

Haushalts- und Gewerbewaschmaschinen und -automaten und Waschtrockner bekannt.

Typischerweise umfasst ein Wäschepflegegerät wenigstens eine Trommel, welche in Bezug auf ein die Trommel umgebendes Gehäuse rotierbar gelagert ist, einen Motor mit einem

Motorritzel, einen Antriebsriemen, der den Motor über das Motorritzel mechanisch mit der

Trommel koppelt, und eine Steuerung, die den Motor steuert. Das Motorritzel überträgt zusammen mit dem Antriebsriemen Drehmoment vom Motor an die Trommel, wodurch die

Trommel in Abwesenheit von Schlupf in Rotation versetzt wird.

Die Trommel weist typischerweise in ihrem Inneren Rippen auf, welche im normalen Betrieb bei der Trommelrotation mit der Wäsche kollidieren und die Wäsche so vorteilhaft verteilen, bearbeiten und/oder pflegen.

Im Betrieb steuert die Steuerung wenigstens die Drehrichtung und die Drehzahl des Motors.

Der Motor wird üblicherweise mit Dreh- oder Wechselstrom betrieben. Die Steuerung kann den Motor derart steuern, dass sich die Trommel beispielsweise in nur einer oder in abwechselnder Richtung, d.h. reversierend, dreht.

Riementriebe weisen generell das Problem auf, dass Schlupf auftreten kann, da das übertragbare Drehmoment begrenzt ist. Bei Wäschepflegegeräten oder anderen riemenangetriebenen Trommeln wird der Schlupf durch eine sich zufällig ergebende ungünstige Wäscheverteilung verursacht. Dies kann beispielsweise durch ein Verkeilen der

Wäsche zwischen drehenden und stehenden Teilen auftreten. Beispielsweise kann ein

Verkeilen von Wäsche zwischen der rotierenden Trommel und dem umgebenden Gehäuse, z.B. einem sogenannten "Balkon", welcher ein Abschnitt im Gehäuse im Bereich der

Beladungsöffnung eines Trockners ist, auftreten. Eine bei der Drehung der Trommel auf die verkeilte Wäsche stoßende Rippe bleibt in der Wäsche stecken, was wiederum häufig zu einem Stillstand der Trommel und des Antriebsriemens und damit zu Schlupf zwischen dem

Antriebsriemen und dem Motorritzel bzw. Motor führt. Eine solche Trommelblockierung kann z.T. innerhalb weniger als einer Sekunde auftreten.

Typischerweise wird bei einer Blockierung der Trommel die Motorleistung nicht automatisch unterbrochen oder gemindert. In Folge dessen scheuert das sich weiterdrehende Motorritzel den stillstehenden Antriebsriemen innerhalb kurzer Zeit durch und es kommt zu einem

Riemenriss.

Das Resultat ist eine sehr aufwendige Reparatur des Gerätes durch Fachpersonal sowie dadurch entstehende hohe Kosten und Ausfallzeiten des Geräts.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher eine Erkennung einer Trommelblockierung, um so die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen und die Häufigkeit von Riemenrissen zu reduzieren.

Die Aufgabe wird durch das in den Ansprüchen 1 beschriebene Verfahren sowie das in

Anspruch 15 beschriebene Wäschepflegegerät gelöst. Bevorzugte erfindungsgemäße

Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden

Ausführungen.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur

Erkennung einer Trommelblockierung in einem Wäschepflegegerät gelöst. Das

Wäschepflegegerät weist eine rotierbare Trommel, welche über einen Antriebsriemen von einem Motor antreibbar ist, auf. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden

Schritte: a) Bestimmen wenigstens eines oder mehrerer der nachfolgenden Werte des Motors: drehmomentbildender Strom, Drehmoment, Phasenstrom und/oder Einhüllende des

Phasenstroms, b) Berechnen eines Parametersatzes aus den in Schritt a) bestimmten Werten, c) Prüfen des Parametersatzes auf ein für eine Trommelblockierung charakteristisches

Signal, d) Anpassen der Steuerung des Motors, wenn ein charakteristisches Signal festgestellt wurde.

Beispiele für Wäschepflegegeräte können Haushalts- und Gewerbetrockner, Haushalts- und

Gewerbewaschmaschinen und -automaten und Waschtrockner sein. Die rotierbare Trommel

3 BE2021/5720 kann vorzugsweise in Bezug auf ein sie wenigstens in Teilen umgebendes Gehäuse rotierbar sein. Der Antriebsriemen kann ein Flachriemen, Zahnriemen oder Keilriemen oder jeder andere Antriebsriemen sein, der geeignet ist, Drehmoment von dem mit dem Motor gekoppelten Motorritzel auf die Trommel zu übertragen und die Trommel in eine

Drehbewegung zu versetzen. Der Motor kann je nach Einsatzzweck ein Synchron- oder

Asynchronmotor mit beispielsweise zwei oder mehr Phasen sein. Die Schritte des Verfahrens laufen vorzugsweise in der Reihenfolge a), b), c), d) ab.

Es hat sich gezeigt, dass der drehmomentbildende Strom eine gut geeignete Größe ist, mit

Hilfe derer eine Trommelblockierung festgestellt werden kann. Der drehmomentbildende

Strom kann mittels eines geeigneten, aus dem Gebiet der Vektorregelung bekannten

Verfahrens aus dem Zuleitungsstroms des Motors bestimmt werden. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist eine nacheinander ausgeführte Clark- und Park-Transformation.

Eine alternative ebenso geeignete Größe zur Feststellung einer Trommelblockierung ist das

Drehmoment des Motors selbst. Das Drehmoment des Motors kann beispielsweise mit einem

Drehmomentbeobachter bestimmt werden, welcher das Drehmoment errechnet. Alternativ kann das Drehmoment aus dem drehmomentbildenden Strom mit bekannten Verfahren errechnet werden. Eine weitere alternative geeignete Größe zur Feststellung einer

Trommelblockierung ist die Einhüllende des Phasenstroms. Für den Fall, das für den Motor eine Asynchronmaschine verwendet wird, kann zusätzlich zu den beschriebenen Verfahren der motorinterne Schlupf als Differenz zwischen Statordrehzahl und Rotordrehzahl des

Motors als Maß für das Drehmoment verwendet werden.

Jede der in Schritt a) des erfindungsgemäBen Verfahrens bestimmten Größen zeigt bei einem sich drehenden Motor in den Fällen einer stillstehenden Trommel und einer sich drehenden Trommel unterschiedliche Charakteristika. Im Fall des normalen Betriebs einer rotierenden, d.h. sich drehenden Trommel, weichen die Geschwindigkeiten des miteinander in Reibkontakt stehenden Antriebsriemens und des Motorritzels nur wenig oder gar nicht voneinander ab und der Schlupf ist minimal oder nicht vorhanden. In diesem Fall zeigen die in Schritt a) bestimmten Größen z.B. Schwankungen im zeitlichen Verlauf oder nicht- verschwindende Amplituden bei charakteristischen Frequenzen im Frequenzraum. Im Fall einer Trommelblockierung steht die Trommel still und es liegt Schlupf zwischen dem sich nur langsam drehenden oder vollständig stillstehenden Antriebsriemen und dem sich weiterdrehenden Motorritzel (und damit dem Motor) vor. In diesem Fall verschwinden die

Schwankungen im zeitlichen Verlauf bzw. die Amplituden der charakteristischen Frequenzen.

Zusätzlich ist kurz vor und/oder im Moment der Trommelblockierung ein Gradient oder eine

Zunahme der Maximalwerte im zeitlichen Verlauf eines der in Schritt a) bestimmten Werte im

Vergleich zu den vorherigen Werten erkennbar.

° BE2021/5720

Im Rahmen dieser Erfindung kann ein für eine Trommelblockierung charakteristisches Signal jedes Einzelparameters oder jeder Satz von mehreren Parametern sein, mit denen die beiden vorbeschriebenen Fälle voneinander unterschieden werden kônnen. Im Rahmen dieser

Erfindung kann der Parametersatz wenigstens einen oder mehrere Parameter umfassen.

Diese Parameter können entweder vollständig oder teilweise aus den in Schritt a) bestimmten

Werten berechnet werden.

Das Berechnen und Prüfen des Parametersatzes in Schritt b) und c) kann beispielsweise mit

Hilfe einer Steuereinrichtung erfolgen. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise eine CPU, einen Microcontroller oder Microprozessor, einen ASIC, PLD oder FPGA aufweisen, welcher geeignet und eingerichtet ist, eine entsprechende Berechnung durchzuführen.

Das Anpassen der Steuerung des Motors kann vorzugsweise durch die Steuereinrichtung erfolgen. Die Steuereinrichtung ist beispielsweise eingerichtet, nach dem Feststellen eines charakteristischen Signals einer Trommelblockierung den Motor abzuschalten, seine

Drehzahl zu reduzieren und/oder seine Bewegungsrichtung umzukehren oder jede

Kombination davon. Das Ziel der Anpassung ist, das Durchscheuern des Antriebsriemens zu verhindern und das Verkeilen von Wäsche durch eine Gegenbewegung aufzulösen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise kontinuierlich oder in kurzen

Zeitabständen ausgeführt. Eine kontinuierliche Durchführung bedeutet in diesem

Zusammenhang, dass nach Beendigung des Schritts d) das erfindungsgemäße Verfahren unmittelbar wieder mit Schritt a) beginnend ausgeführt wird. Dadurch ist eine engmaschige

Überwachung des Wäschepflegegeräts sowie eine schnelle Reaktion auf eine

Trommelblockierung möglich und ein Durchscheuern des Antriebsriemens kann effektiv verhindert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass Schlupf zwischen dem Motorritzel bzw. dem Motor und dem Antriebsriemen im Fall einer Trommelblockierung schnell erkannt werden kann. Dadurch kann direkt durch Anpassung der Motorbewegung reagiert werden, wodurch ein Riss des Antriebsriemens verhindert wird. Zudem ist das Verfahren über ein

Software-Update auch bei bestehenden Wäschepflegegeräten leicht nachrüstbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren erst durchgeführt, wenn der Motor des Wäschepflegegeräts nach dem Anschalten eine Solldrehzahl erreicht hat.

Im Rahmen dieser Erfindung beschreibt die Solldrehzahl die Drehzahl der Trommel, welche sie im normalen Betrieb, d.h. im Betrieb ohne Trommelblockierung, aufweist. Die Solldrehzahl der Trommel kann z. B. 55 Umdrehung pro Minute betragen.

° BE2021/5720

Durch den Beginn des erfindungsgemäBen Verfahrens erst nach Erreichen der Solldrehzahl wird sichergestellt, dass die Bestimmung der Werte in Schritt a) ausschließlich bei Beginn des normalen Betriebs erfolgt und eine sich zeitlich verändernde Drehzahl des Motors beim

Hochlaufen des Wäschepflegegeräts die Messung nicht verfälscht.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Werte in Schritt a) während einer definierten Messdauer bestimmt und in Schritt c) wird der Parametersatz mit einem Grenzwertsatz verglichen und es wird ein für eine Trommelblockierung charakteristisches Signal festgestellt, wenn wenigstens ein Parameter des Parametersatzes einen damit korrespondierenden Grenzwert des Grenzwertsatzes unterschreitet, wobei der

Grenzwertsatz wenigstens einmalig aus dem Parametersatz berechnet wird.

Die definierte Messdauer kann im Rahmen dieser Erfindung eine zeitliche Dauer sein, innerhalb der die Bestimmung der Werte in Schritt a) des erfindungsgemäRen Verfahrens ausgeführt wird. Beispielsweise kann die Messdauer zwischen 0,5 und 5 s, vorzugsweise zwischen 1 und 3 s liegen. Die Messdauer ist bevorzugt so zu wählen, dass die Messdauer so grol wie möglich ist, um ein charakteristisches Signal detektieren zu können. Gleichzeitig ist die Messdauer bevorzugt so klein zu wählen, dass die weiteren Schritte des Verfahrens ausgeführt werden und der Antriebsriemen nicht bereits bei der Durchführung von Schritt a) durchgescheuert wird.

Im Rahmen dieser Erfindung kann der Grenzwertsatz wenigstens einen oder mehrere

Grenzwerte umfassen. Die Grenzwerte können beispielsweise vollständig oder teilweise aus dem Parametersatz berechnet werden. Bevorzugt kann der Grenzwertsatz beim ersten

Ausführen des erfindungsgemäBen Verfahrens nach dem Erreichen der Solldrehzahl aus dem Parametersatz berechnet werden und sich bei wiederholter Ausführung des erfindungsgemäBen Verfahrens nicht ändern. Der Grenzwertsatz kann aber auch nach einer festen Anzahl von Wiederholungen des Verfahrens aus dem Parametersatz und/oder aus den vorher bestimmten Grenzwertsätzen bestimmt und aktualisiert werden. Beispielsweise kann einer oder mehrere der Grenzwerte als Bruchteil oder Vielfaches eines Parameters des

Parametersatzes berechnet werden. Unterschreitet wenigstens ein Parameter des

Parametersatzes einen damit korrespondierenden Grenzwert des Grenzwertsatzes, liegt ein charakteristisches Signal einer Trommelblockierung vor.

Dies hat den Vorteil, dass das Verfahren individuell den jeweils im Wäschepflegegerät verbauten Motor berücksichtigt. Dies stellt eine zuverlässige und einfache Methode zur

Feststellung einer Trommelblockierung dar.

° BE2021/5720

In einer bevorzugten Ausführungsform werden in Schritt b) die Differenz zwischen dem

Maximum und dem Minimum und/oder die Standardabweichung der in Schritt a) bestimmten

Werte berechnet und bilden einen Parametersatz.

Das Minimum und das Maximum wird in Bezug auf alle in Schritt a) in der Messdauer bestimmten zeitlich aufgelösten Werte bestimmt. Aus diesen beiden Werten wird anschließend die Differenz zwischen Maximum und Minimum bestimmt. Alternativ dazu kann auch die Standardabweichung, wie sie im Stand der Technik hinreichend bekannt ist, berechnet werden.

Die Differenz zwischen dem Minimum und dem Maximum und die Standardabweichung haben den Vorteil, dass sie zwei mit wenig technischem Aufwand und minimaler

Rechenleistung berechenbare Werte darstellen, die eine einfache Unterscheidung der Fälle eines normalen Betriebs und der Trommelblockierung erlauben.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden nach dem Schritt a) in einem weiteren Schritt e) die in Schritt a) bestimmten Werte tiefpassgefiltert.

Die Tiefpassfilterung kann beispielsweise durch im Stand der Technik bekannte elektrische oder elektronische Bauteile erfolgen. Ebenso können die Signale auch SW-seitig gefiltert werden. Vorzugsweise kann die Grenzfrequenz derart gewählt werden, dass störende hochfrequente Anteile, z.B. durch Motor- oder Netzfrequenzen, welche nicht im

Zusammenhang mit der mechanischen Bewegung der Trommel, des Antriebsriemens und/oder des Motors stehen, eliminiert oder stark reduziert werden. Vorzugsweise liegt die

Grenzfrequenz im Bereich von 5 rad/s bis 30 rad/s, bevorzugt 7 rad/s bis 20 rad/s, weiter bevorzugt 9 rad/s bis 15 rad/s. Beispielsweise kann die Grenzfrequenz 10 rad/s sein.

Die Tiefpassfilterung hat den Vorteil, dass die in Schritt a) bestimmten Werte in Bezug auf das Signal-zu-Rausch-Verhältnis deutlich verbessert werden. Dies verbessert wiederum die

Genauigkeit der Erkennung einer Trommelblockierung.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden in Schritt b) die in Schritt a) bestimmten Werte in wenigstens eine Frequenz oder in ein kontinuierliches oder diskretes Frequenzspektrum zerlegt und bilden einen Parametersatz.

Durch die Drehung der Trommel sind in den in Schritt a) bestimmten Werten mit der Drehung

In Zusammenhang stehende Amplituden in charakteristischen Frequenzbereichen feststellbar. Diese Amplituden können z.B. durch die Kollision der Wäsche mit den Rippen entstehen. Durch ein "Überfliegen" der Wäsche einer Rippe bei der Trommeldrehung, d.h. einem Nicht-Kollidieren einer Rippe, können weitere Amplituden von höheren oder tieferen

Frequenzen hinzukommen. Im Fall einer Trommelblockierung und dem Stillstand der

Trommel sinken bzw. verschwinden die entsprechenden Amplituden der charakteristischen

Frequenzen bzw. Frequenzbereiche. Der Grenzwertsatz kann in diesem Fall beispielsweise aus dem Parametersatz multipliziert mit einem Faktor, der kleiner eins ist, berechnet werden.

Die Frequenzzerlegung hat den Vorteil, dass sie einen mit wenig technischem Aufwand berechenbaren Parameterwert bzw. einen Parametersatz darstellen, der eine einfache und fehlerrobuste Unterscheidung der Fälle eines normalen Betriebs und einer

Trommelblockierung erlaubt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt b) der Parametersatz durch eine diskrete Fouriertransformation, eine schnelle Fourier-Transformation oder einen Goertzel-

Algorithmus berechnet.

Diese Verfahren sind im Stand der Technik bekannt und haben den Vorteil einer einfachen

Umsetzung sowie der Ausführbarkeit mit minimalen Rechenaufwand.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Parametersatz die Summe der

Amplituden mehrerer Frequenzen in einem definierten Frequenzintervall.

Die Verwendung der Summe mehrerer Frequenzen verbessert die Erkennung eines charakteristischen Signals einer Trommelblockierung, da in diesem Fall die Amplituden mehrerer Frequenzen anstatt nur einer einzigen Frequenz zur Signaländerung beitragen.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Frequenzintervall Frequenzen von 0,5 Hz bis 2,5 Hz.

Dies ist ein Frequenzbereich, in dem die für die Kollision der Rippen mit der Wäsche bei der

Trommeldrehung charakteristischen Amplituden auftreten. Auf Basis der Amplituden dieses

Frequenzbereichs ist eine vorteilhafte Feststellung einer Trommelblockierung einfach möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Trommel oder eine oder mehrere Rippen der

Trommel des Wäschepflegegeräts eine künstliche Unwucht auf.

Eine künstliche Unwucht kann z.B. eine nicht vollständige homogene Gewichtsverteilung in der Trommel sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine künstliche Unwucht auch eine oder mehrere Rippen, die schwerer sind als die restlichen Rippen, sein. Eine künstliche Unwucht ist durch eine oder mehrere entsprechende Amplituden einer oder mehrerer charakteristischen Frequenzen deutlich im Frequenzspektrum der in Schritt a) bestimmten

Werte erkennbar. Im Fall einer Trommelblockierung und dem Stillstand der Trommel sinkt bzw. verschwinden die entsprechenden Amplituden.

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Eine künstliche Unwucht stellt für den Fall, dass die Trommel mit einer nur geringen

Wäscheladung beladen ist, die Erkennung einer Trommelblockierung sicher und vereinfacht die Erkennung. Zusätzlich kann die Unwueht die Erkennung einer Trommelblockierung auch im Fall einer normalen Beladung mit Wäsche verbessern.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden nach Schritt a) in einem weiteren Schritt f) die in Schritt a) bestimmten Werte in einem Datenspeicher gespeichert, und in Schritt b) werden aus allen oder einem Teil der gespeicherten Werte der Mittelwert und/oder der Maximalwert berechnet und werden in dem Parametersatz umfasst, und in Schritt c) wird der

Parametersatz mit dem letzten in Schritt a) bestimmten Wert verglichen und es wird ein für eine Trommelblockierung charakteristisches Signal festgestellt, wenn der letzte bestimmte

Wert einen Parameter des Parametersatzes überschreitet.

Eine Trommelblockierung kann innerhalb weniger als einer Sekunde auftreten. Es wurde festgestellt, dass im Fall der Trommelblockierung innerhalb wenigen hundert Millisekunden ein steiler Anstieg der in Schritt a) bestimmten Werte, insbesondere des drehmomentbildenden Stroms bzw. des Drehmoments, auftritt. Diese plötzlich zeitliche

Änderung der Werte, d.h. deren Gradient, kann zur Erkennung einer Trommelblockierung genutzt werden.

Ein für eine Trommelblockierung charakteristisches Signal bzw. der Parametersatz auf Basis des Gradienten kann mithilfe des Mittelwerts oder des Maximalwerts eines Teils oder aller im

Speicher gespeicherten Werte, die in der Vergangenheit bestimmt wurden, berechnet werden. Vorzugsweise wird zur Berechnung des Mittelwerts oder des Maximalwerts nur eine

Anzahl k der zuletzt gespeicherten Werte verwendet, wobei k eine ganzzahlige positive Zahl ist.

Diese Ausführungsform stellt eine einfach umsetzbare und zuverlässige Möglichkeit der

Erkennung einer Trommelblockierung bereit.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden in Schritt f) die in Schritt a) bestimmten Werte kontinuierlich in einem Ringspeicher abgelegt.

Im Rahmen dieser Erfindung beschreibt ein Ringspeicher einen im Stand der Technik bekannten Datenspeicher, dessen einzelne insgesamt k Speicherstellen zyklisch beschrieben werden, wobei k eine ganzzahlige positive Zahl ist: Nachdem alle Speicherstellen des

Ringspeichers das erste Mal beschrieben wurden, wird beim Speichern des nächsten

Speicherwerts bei der ersten Speicherstelle begonnen und der dort gespeicherte Wert überschrieben, usw. Anders ausgedrückt sind im Ringspeicher nur die letzten k Werte gespeichert, alle anderen Werte wurde überschrieben. Der Ringspeicher kann vorzugsweise

9 BE2021/5720 so bemessen sein, dass er ganzzahlige Vielfache der Trommeldrehung als Anzahl k der

Speicherstellen beinhaltet, da die in Schritt a) bestimmten Werte im Rhythmus der Rippen schwankt. Damit wird verhindert, dass die bestimmten Werte großen Schwankungen unterworfen sind.

Ein Ringspeicher stellt eine für den Zweck der Erfindung optimale Variante eines

Datenspeichers dar, da er immer nur die in Schritt a) bestimmten aktuellsten k Werte enthält, aus denen der Mittelwert und/oder der Maximalwert bestimmt wird. Ältere Werte sind nicht enthalten. Damit wird sichergestellt, dass der Mittelwert und/oder der Maximalwert immer aktuell sind.

Bevorzugt kann ein Microcontroller ohne Floating-Point-Unit zur Berechnung des Mittelwerts verwendet werden. In diesem Fall kann es bevorzugt sein, dass der Mittelwert über 2n Werte gebildet wird. Der Exponent n kann vorzugsweise so bemessen sein, dass er ganzzahlige

Vielfache der Trommeldrehung beinhaltet, da die in Schritt a) bestimmten Werte im Rhythmus der Rippen schwankt. Damit wird verhindert, dass die in Schritt a) bestimmten Werte großen

Schwankungen unterworfen sind. Die Mittelwertbildung kann durch Summation über die

Anzahl n der letzten Werte im Datenspeicher und anschließendem Schieben um n Stellen nach rechts gebildet werden.

Als Beispiel für eine mögliche Umsetzung der Berechnung des Mittelwerts kann folgender

Algorithmus verwendet werden: Die Werte in Schritt a) werden mit einem zeitlichen Abstand von 100 ms bestimmt und in dem Ringspeicher gespeichert. Vorzugsweise erfolgt dies erst nachdem das Wäschepflegegerät eine Solldrehzahl erreicht hat. Der Ringspeicher kann ein

Zeitfenster z.B. von 2,1 s umfassen, was in diesem Beispiel ungefähr zwei

Trommelumdrehungen entspricht. Auf das Dividieren durch Schiebeoperation wurde in diesem Beispiel verzichtet, da eine Floating-Point-Unit als gegeben angenommen wird.

Sobald der Ringspeicher mit den 21 Werten das erste Mal komplett befüllt ist, wird bei jedem

Durchlaufen von Schritt c) der als letztes bestimmte, d.h. aktuelle Wert mit dem Mittelwert der vergangenen 21 Werte im Parametersatz verglichen. Liegt der letzte bestimmte Wert mindestens z.B. 60 % über dem Mittelwert, kann eine Trommelblockierung vorliegen. Ein

Anstieg des letzten bestimmten Werts auf das 1,2-, beispielsweise das 1,6-fache des

Mittelwerts kann somit ein charakteristisches Signal einer Trommelblockierung darstellen. Der

Ringspeicher kann vorzugsweise beim Ausführen des Schritts d), d.h. bei der Anpassung der

Steuerung des Motors, insbesondere bei einem Reversieren, nicht geleert oder neu befüllt werden, sondern lediglich angehalten werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass beim Wiederanlauf eine etwaige Blockierung sofort erkannt werden kann.

Es kann vorteilhaft sein, dass der Drehmomentanstieg nicht innerhalb des

Mittelwertbildungsfensters liegt, insbesondere dann, wenn das Fenster eine kleine

Zeitspanne umfasst. Bei kleiner Zeitspanne würde der Anstieg den Mittelwert stark beeinflussen. Deswegen liegt bevorzugt zwischen den Elementen im Ringspeicher und dem aktuellen Wert ein vorgegebenes Zeitintervall.

Alternativ oder zusätzlich zum Mittelwert kann der Maximalwert der vergangenen im

Datenspeicher gespeicherten Werte mit dem letzten bestimmten Wert verglichen werden. In diesem Fall kann ein Anstieg des aktuellen Werts auf das 1,1-, beispielsweise das 1,5-fache des Maximalwerts ein charakteristisches Signal einer Trommelblockierung darstellen.

Vorzugsweise kann bei der Betrachtung des Maximalwerts der vergangenen Werte ein

Zeitfenster von ungefähr einem Rippenzyklus ausgeblendet werden.

Auch hier liegt bevorzugt zwischen den Elementen im Ringspeicher und dem aktuellen Wert ein vorgegebenes Zeitintervall.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das für eine Trommelblockierung charakteristische Signal festgestellt, wenn der zeitjüngste in Schritt a) bestimmte Wert das 1,2-, vorzugsweise das 1,6-fache des in Schritt b) bestimmten Mittelwerts oder das 1,1-, vorzugsweise das 1,5-fache des in Schritt b) bestimmten Maximalwerts überschreitet.

Im Rahmen dieser Erfindung beschreibt der zeitjüngste in Schritt a) bestimmte Werte den zeitlich gesehen als letztes bestimmten und damit aktuellsten Wert. Mit den hier beschriebenen Werten ist eine Trommelblockierung am deutlichsten feststellbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt d) der Motor derart angesteuert, dass der Motor seine Bewegungsrichtung umkehrt, seine Drehzahl ändert und/oder anhält.

Bevorzugt kann der Motor auch angesteuert werden, dass er eine beliebige Kombination aus einer Umkehr der Bewegungsrichtung, der Änderung der Drehzahl, z.B. eine Erhöhung oder

Absenkung, oder ein Anhalten ausführt.

Durch z.B. eine Umkehrung der Bewegungsrichtung dreht sich die Richtung des über den

Antriebsriemen auf die Trommel übertragenen Drehmoments um. Damit kann dem Verkeilen von Wäsche zwischen der Trommel und einem Teil des Gehäuses, z.B. dem Balkon, entgegengewirkt werden. Eine Trommelblockierung kann somit durch eine Umkehr der

Bewegungsrichtung des Motors und damit durch ein Reversieren der Trommel gelöst werden.

Die Wäschepflegemaschine kann damit selbstständig die Maschine in den normalen

Betriebszustand bringen. Dies verbessert den Bedienkomfort der Maschine. Zudem verhindert es lange Ausfallzeiten der Maschine, die durch manuelles Entfernen der blockierten Wäsche durch einen Bediener entstehen würden.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Wäschepflegegerät gemäß Anspruch 15 gelöst. Das erfindungsgemäße Wäschepflegegerät ist dabei ausgestaltet und eingerichtet, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen. Das

Wäschepflegegerät kann vorzugsweise ein Haushalts- oder Gewerbetrockner, eine

Haushalts- oder Gewerbewaschmaschine oder -automat oder ein Waschtrockner sein. Ein derartiges Wäschepflegegerät hat den Vorteil, dass deutlich seltener Reparaturen aufgrund eines durchgescheuerten Antriebsriemens notwendig sind. Dies spart Reparaturkosten und senkt die Ausfallzeiten des Geräts aufgrund von zeitaufwendigen Reparaturen.

Es sei hiermit klargestellt, dass eine oder mehrere der oben beschriebenen bevorzugten

Ausführungsformen, soweit widerspruchsfrei, miteinander kombinierbar sind und ebenfalls bevorzugte Ausführungsformen darstellen.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Trockners als Beispiel eines

Wäschepflegegeräâts in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 2 einen schematischen Aufbau des Motor-Trommel-Aufbaus eines Wäschepflegegeräts;

Fig. 3aeinen beispielhaften Ausschnitt eines zeitlich aufgelösten drehmomentbildenden

Stroms im Fall einer sich drehenden Trommel;

Fig. 3b einen beispielhaften Ausschnitt eines zeitlich aufgelösten drehmomentbildenden

Stroms im Fall einer Trommelblockierung;

Fig.4a einen beispielhaften Ausschnitt eines Frequenzspektrums eines drehmomentbildenden Stroms im Fall einer sich drehenden Trommel;

Fig.4b einen beispielhaften Ausschnitt eines Frequenzspektrums eines drehmomentbildenden Stroms im Fall einer Trommelblockierung;

Fig. 5 einen beispielhaften Ausschnitt eines Anstiegs des drehmomentbildenden Stroms im

Fall einer plötzlich auftretenden Trommelblockierung.

Figur 1 zeigt einen Haushaltstrockner 1 als Beispiel für ein Wäschepflegegerät 3. Der

Haushaltstrockner 1 weist ein äußeres Gehäuse 5 und eine darin drehbar gelagerte Trommel 7 auf. Die Trommel ist durch eine im Gehäuse 5 seitlich angeordnete Beladungsöffnung 9 mit

Wäsche beladbar. Im Bereich der Beladungsöffnung 9 ist ein Balkon 11 angeordnet. Der

Balkon 11 umfasst typischerweise ein Flusensieb. Eine Trommelblockierung kann beispielsweise durch das Verkeilen von Wäsche zwischen dem Balkon 11 und der Trommel 7 entstehen.

Figur 2 zeigt einen schematischen Aufbau des Wäschepflegegeräts 3. Das

Wäschepflegegerät 3 umfasst die Trommel 7, welche in Bezug auf das die Trommel 7 umgebendes Gehäuse 5 rotierbar gelagert ist, einen Motor 13 mit einem Motorritzel 15, einen

Antriebsriemen 17, der das Motorritzel 15 bzw. den Motor 13 mechanisch mit der Trommel 7 koppelt, und eine Steuerung, die den Motor 13 steuert. Das Motorritzel 15 überträgt zusammen mit dem Antriebsriemen 17 Drehmoment vom Motor 13 an die Trommel 7, wodurch die Trommel 7 in Rotation versetzt wird.

Um den Antriebsriemen 17 im Betrieb ausreichend zu spannen, kann der Motor 13 auf einem

Motorhalter 19 angeordnet sein. Der Motorhalter 19 kann wenigstens in einem Punkt 21 drehbar gelagert sein. Eine Spannfeder 23 beaufschlagt den Motorhalter 19, und damit auch den Motor 13 und das Motorritzel 15, mit einer Kraft und spannt dadurch den Antriebsriemen 17.

Die Trommel 7 weist in ihrem Inneren Rippen 25 auf, welche im normalen Betrieb des

Wäschepflegegeräts 3 bei der Trommelrotation mit der Wäsche 27 kollidieren und die

Wäsche so vorteilhaft bearbeiten und/oder pflegen.

Figur 3a und 3b zeigen einen beispielhaften Ausschnitt eines zeitlich aufgelösten drehmomentbildenden Stroms 29a des Motors 13 des Wäschepflegegeräts 3 ohne — Tiefpassfilterung und eines drehmomentbildenden Stroms 29b des Motors 13 mit

Tiefpassfilterung. Figur 3a zeigt den normalen Betriebsfall einer sich drehenden Trommel 7.

Figur 3b zeigt den Fall einer Trommelblockierung. Die Werte in Fig. 3a und Fig. 3b wurden dabei während des Schritts a) des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt bzw. gemessen.

Fig. 3a und 3b zeigen die deutliche Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses des

Stroms 29 b durch eine Tiefpassfilterung des Stroms 29a.

Die Erkennung einer Trommelblockierung durch das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt beispielhaft im Fall von Fig. 3b nach der vorangegangenen Messung des Stroms in Schritt a) wie folgt: Im Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Parametersatz mit einem einzigen Parameter aus den in Schritt a) gemessenen Werten des drehmomentbildenden

Stroms im normalen Betriebsfall, welcher in Fig. 3a gezeigt ist, berechnet. Im vorliegenden

Fall weist der Parameter die Differenz aus Maximum 43 und Minimum 45 des aufgenommenen drehmomentbildenden Stroms 29a auf. Die Differenz des nicht tiefpassgefilterten drehmomentbildenden Stroms 29a in Fig. 3a beträgt ungefähr 0,8 A — 0,2

A = 0,6 A. Die Differenz des tiefpassgefilterten drehmomentbildenden Stroms 29b in Fig. 3a beträgt ungefähr 0,62 A - 0,35 A = 0,27 A.

Im Schritt c) wird der Parameter auf ein für eine Trommelblockierung charakteristisches

Signal geprüft. Dazu wird beim ersten initialen Ausführen des erfindungsgemäfBen Verfahrens nach dem Erreichen der Solldrehzahl aus dem Parameter ein Grenzwertsatz mit einem einzigen Grenzwert bestimmt. Beispielsweise kann der Grenzwert aus zu 0,3 A im Fall des nicht tiefpassgefilterten Stroms 29a und zu 0,15 im Fall des tiefpassgefilterten Stroms 29b berechnet werden.

Die in Fig. 3b gezeigten Werte liegen mit einer Differenz zwischen Maximum und Minimum von ungefähr 0,2 A für den nicht tiefpassgefilterten Strom 29a und mit ungefähr 0,05 A des tiefpassgefilterten Stroms 29b jeweils unterhalb des Grenzwerts. Damit zeigt Fig. 3b den Fall einer Trommelblockierung. Im Fall von Fig. 3b wird in Schritt d) die Motorsteuerung angepasst und die Trommel beispielsweise reversiert, um die Blockierung zu lösen.

Figur 4a und 4b zeigen einen beispielhaften Ausschnitt eines Frequenzspektrums 31 eines drehmomentbildenden Stroms des Motors 13 des Wäschepflegegeräts 3. Figur 4a zeigt dabei den Fall einer sich drehenden Trommel 7. Figur 4b zeigt den Fall einer Trommelblockierung.

Das Frequenzspektrum 31 einer sich drehenden Trommel in Fig. 4a zeigt ein klares

Maximum 33. Dieses Maximum 33' fehlt in Fig. 4b im Fall einer Trommelblockierung. Der

Ablauf des erfindungsgemäBen Verfahrens erfolgt dabei analog zu der Beschreibung von Fig. 3a und 3b. Im Fall von Fig. 4a und 4b umfasst der Parameter und der daraus berechnete

Grenzwert beispielsweise die Summe der Amplituden in dem Frequenzbereich von 0,5 Hz bis 2,5 Hz. Wird der Grenzwert beispielweise als die Hälfte des Parameters berechnet, wird im

Fall von Fig. 4b in Schritt c) ein charakteristisches Signal einer Trommelblockierung festgestellt.

Fig. 5 zeigt einen beispielhaften Ausschnitt eines drehmomentbildenden Stroms eines

Wäschepflegegeräts 3. Ein erster Abschnitt 35 in Fig. 5 zeigt einen zeitlichen Verlauf des drehmomentbildenden Stroms 37 einer sich drehenden Trommel 7. Ein zweiter Abschnitt 39 zeigt einen sich ab einem Blockierzeitpunkt 41 plötzlich ansteigenden drehmomentbildenden

Strom 37'.

Die Erkennung einer Trommelblockierung durch das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt beispielhaft im Fall von Fig. 5 wie folgt: In Schritt a) wird der drehmomentbildende Strom Iq gemessen. Im nachfolgenden Schritt f) wird der gemessene Werte des drehmomentbildenden

Stroms in einem Ringspeicher gespeichert. Im darauffolgenden Schritt b) wird aus allen im

Ringspeicher gespeicherten Werten der Mittelwert und/oder der Maximalwert als Parameter des Parametersatzes berechnet. Im Schritt c) wird der letzte in Schritt a) gemessene Wert mit dem in Schritt b) bestimmten Parameter verglichen. Übersteigt der letzte gemessene Wert das Maximum z.B. um das 1,5-fache oder den Mittelwert z.B. um das 1,6-fache, liegt ein charakteristisches Signal einer Trommelblockierung vor. Im Schritt d) wird daher die

Motorsteuerung angepasst und die Trommel beispielsweise reversiert, um die Blockierung zu lösen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Erkennung einer Trommelblockierung in einem Wäschepflegegerät (3), das Wäschepflegegerät (3) aufweisend eine rotierbare Trommel (7), welche über einen Antriebsriemen (17) von einem Motor (13) antreibbar ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a) Bestimmen wenigstens eines oder mehrerer der nachfolgenden Werte des Motors (13): drehmomentbildender Strom, Drehmoment, Phasenstrom und/oder Einhüllende des Phasenstroms, b) Berechnen eines Parametersatzes aus den in Schritt a) bestimmten Werten, c) Prüfen des Parametersatzes auf ein für eine Trommelblockierung charakteristisches Signal, d) Anpassen der Steuerung des Motors (13), wenn ein charakteristisches Signal festgestellt wurde.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren erst durchgeführt wird, wenn der Motor (13) des Wäschepflegegeräts (3) nach dem Anschalten eine Solldrehzahl erreicht hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Werte in Schritt a) während einer definierten Messdauer bestimmt werden, wobei in Schritt c) der Parametersatz mit einem Grenzwertsatz verglichen wird und ein für eine Trommelblockierung charakteristisches Signal festgestellt wird, wenn wenigstens ein Parameter des Parametersatzes einen damit korrespondierenden Grenzwert des Grenzwertsatzes unterschreitet und wobei der Grenzwertsatz wenigstens einmalig aus dem Parametersatz berechnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei in Schritt b) die Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum und/oder die Standardabweichung der in Schritt a) bestimmten Werte berechnet werden und einen Parametersatz bilden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei nach dem Schritt a) in einem weiteren Schritt e) die in Schritt a) bestimmten Werte tiefpassgefiltert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 3, wobei in Schritt b) die in Schritt a) bestimmten Werte in wenigstens eine Frequenz oder ein kontinuierliches oder diskretes Frequenzspektrum zerlegt werden und einen Parametersatz bilden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei in Schritt b) der Parametersatz durch eine diskrete Fouriertransformation, eine schnelle Fourier-Transformation oder einen Goertzel- Algorithmus berechnet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Parametersatz die Summe der Amplituden mehrerer Frequenzen in einem definierten Frequenzintervall umfasst.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Frequenzintervall Frequenzen von 0,5 Hz bis 2,5 Hz umfasst.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Trommel oder eine oder mehrere Rippen der Trommel des Wäschepflegegeräts eine künstliche Unwucht aufweist.

11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei nach Schritt a) in einem weiteren Schritt f) die in Schritt a) bestimmten Werte in einem Datenspeicher gespeichert werden, wobei in Schritt b) aus allen oder einem Teil der gespeicherten Werte der Mittelwert und/oder der Maximalwert berechnet werden und in dem Parametersatz umfasst werden, wobei in Schritt c) der Parametersatz mit dem letzten in Schritt a) bestimmten Wert verglichen wird und ein für eine Trommelblockierung charakteristisches Signal festgestellt wird, wenn der letzte bestimmte Wert einen Parameter des Parametersatzes überschreitet.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei in Schritt f) die in Schritt a) bestimmten Werte kontinuierlich in einem Ringspeicher abgelegt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 10 bis 12, wobei das für eine Trommelblockierung charakteristische Signal festgestellt wird, wenn der zeitjüngste in Schritt a) bestimmte Wert das 1,2-, vorzugsweise das 1,6-fache des in Schritt b) bestimmten Mittelwerts oder das 1,1-, vorzugsweise das 1,5-fache des in Schritt b) bestimmten Maximalwerts überschreitet.

14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in Schritt d) der Motor (13) derart angesteuert wird, dass der Motor (13) seine Bewegungsrichtung umkehrt, seine Drehzahl ändert und/oder anhält.

15. Wäschepflegegerät (3), wobei das Wäschepflegegerät (3) ausgestaltet und eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche auszuführen.