CN109479019A - 具有改进的控制装置的家用器具和用于运行该家用器具的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种家用器具(8)，其具有控制装置(23)和至少一个传感器节点(2，12，32)，所述传感器节点包括至少一个传感器(4，6，34‑39)、至少一个评估单元(4，6，33)、自给自足的供能装置和用于无线数据通信(7，33)的接口，其中，控制装置(23)和传感器节点(2，12，32)设置用于彼此无线通信，其中，至少一个传感器(4，6，34‑39)是微机械传感器(4，6，34‑39)，并且至少一个传感器节点(2，12，32)设置为使得其不仅能够由控制装置(23)控制，而且能够独立地检测、评估至少一个测量信号并且将该测量信号传输给控制装置(23)。此外，本发明涉及一种适合用于运行该家用器具的方法。

Description

具有改进的控制装置的家用器具和用于运行该家用器具的 方法
技术领域
本发明涉及一种家用器具，其具有控制装置和至少一个传感器节点，所述传感器节点包括至少一个传感器、至少一个评估单元、自给自足的供能装置和用于无线数据通信的接口，其中，控制装置和传感器节点设置用于彼此无线通信。
背景技术
家用器具的改进集中于设计对于用户更可靠并且更容易的运行以及持续不断地对其中进行的程序在工作特性、时间、能量消耗和环境可持续发展性方面进行改进。为此，能够任何时间确定与运行相关的参数的可能性是绝对必要的。
通常为此在家用器具中使用传感器。所述传感器可以例如是电阻式或电容式工作的传感器，该传感器能够通过测量电阻例如来确定洗涤物中的剩余湿度。压力传感器、温度传感器或加速传感器的使用也已经是公知的，用于例如在洗涤烘干机中的烘干过程期间监测温度或者也用于确定装载量。缺点是，传感器大多数位于家用器具中的不同部位上，从而可能由于传感器测量不同的测量部位而导致测量信号高的不准确性。传感器节点大多数需要大的结构空间，从而所述布置在此不能灵活地设计并且大多出现实际测量物体和传感器节点之间大的间距并且测量信号则相应地不准确。因此值得期望的是，可以在尽可能小的结构空间内实现传感器布置。此外，工作的传感器节点通常不是独立地工作，而是需要通过控制装置来控制，从而不根据通过控制装置的预给定参数则不检测测量信号。然而这总体上对于家用器具的可靠运行是值得期望的。
已经公知了具有传感器布置的家用器具。
公开文献DE 10 2012 217 975 A1描述了一种家用器具，其具有用于控制家用器具的运行过程的控制装置和用于检测家用器具的至少一个运行参数的无电池的电子传感器单元，其中，传感器单元具有用于由非电能为传感器单元提供电能的发电机和发射器，所述发射器构造用于将表征至少一个运行参数的无线电信号无线地传输给控制装置。发电机是具有两个热接触面的热电发电机，所述热电发电机构造用于基于所述接触面之间的温度差提供电能。
公开文献EP 1 895 043 A1描述了一种洗衣机和/或洗涤物烘干机，其特别是用于家政应用并且配备有用于接收待洗涤的和/或待烘干的洗涤物的旋转滚筒以及控制装置，所述控制装置可以测量机器的至少一个功能参数、例如洗涤物的湿度。所提及的测量装置与控制板连接，以便相应于识别的测量参数运行所述控制板。测量装置在此包括电能发电机，所述发电机直接与旋转的滚筒联合并且与机器的控制板无线通信。电能发电机包括永磁体，所述永磁体在不导电材料构成的管中自由地滑动，其中，至少一个线圈缠绕在所述管的外表面上，所述线圈与配电板连接，所述配电板能够产生电压信号并且发送给机器的控制板。
公开文献EP 1 997 951 A1描述了一种洗衣机，其包括旋转的洗涤滚筒，所述旋转的洗涤滚筒具有正面的进入开口。洗衣机还包括电子装置，所述电子装置与滚筒和发电机相匹配，所述发电机装入到滚筒中并且使滚筒旋转，以便产生用于运行电子装置所需的电能。
公开文献WO 2004/022836 A2描述了一种洗涤物烘干机，其具有用于接收待烘干的洗涤物的旋转的滚筒，其中，滚筒具有传感器装置用于确定滚筒内部的物理值，其中，传感器装置与洗涤物烘干机的控制装置传输信号地连接。在此，传输信号的连接设计为无线的并且不接触的。
发明内容
在所述背景下，本发明的任务在于，提供一种具有改进的控制装置的家用器具。优选地，在此也应该实现家用器具在可靠性方面改进的运行。此外，应该提供一种适合用于运行该家用器具的方法。
该任务的解决方案根据本发明通过具有相应的独立权利要求的特征的家用器具以及适合用于运行该家用器具的方法。根据本发明的家用器具以及根据本发明的方法的优选的实施方式在相应的从属权利要求中实施。根据本发明的家用器具的优选的实施方式相应于根据本发明的方法的优选的实施方式并且反之亦然，即使这在此未详细地强调说明。
本发明的主题由此是一种家用器具，其具有控制装置和至少一个传感器节点，所述传感器节点包括至少一个传感器、至少一个评估单元、自给自足的供能装置和用于无线数据通信的接口，其中，控制装置和传感器节点设置用于彼此无线通信，其中，至少一个传感器是微机械传感器，并且至少一个传感器节点设置为使得其不仅能够由控制装置控制，而且能够独立地检测、评估至少一个测量信号并且将该测量信号传输给控制装置。微机械传感器在本发明的意义中理解为下述的传感器，所述传感器作为由一个或多个传感器、执行器和电子控制装置构成的微系统的部件构造在基底或芯片上。在此，各个部件的尺寸在几微米范围内变动。特别是在本发明中传感器和传感器节点共同构造在基底或芯片上。即使传感器或一些传感器自身不包含能机械运动的部分，该传感器在本文中也称为微机械传感器，因为该传感器具有微机械结构并且通过对于微机械系统所使用的工艺制造。
在根据本发明的家用器具中，控制装置和至少一个传感器节点设置用于将数据无线通信。在根据本发明的家用器具的一个优选的实施方式中，无线通信通过低功率蓝牙连接进行。该连接在此能够以所有可能的方式实现，例如通过特定的无线电接口或者也通过评估单元和控制装置中的接口实现。
在根据本发明的家用器具中，控制装置和至少一个传感器节点之间的无线数据通信在两个方向上是主动的。也就是说，可以例如将通过传感器节点独立地检测和评估的测量信号传输给控制装置，然而另一方面控制装置也可以将信号传输给传感器节点例如用于询问测量信号。控制装置在此优选的设置为根据由至少一个传感器节点传输的信号实施行动。
“行动”在本发明的意义中意味着任何控制根据本发明的家用器具的可能性。也就是说，所述行动可以例如是执行处理程序或者也是处理程序的部分阶段。在此，处理程序在本发明的意义中是在家用器具的工厂中执行的处理程序、一个或多个辅助可选程序也或者用户定义的处理程序。因此，概念处理程序在此非常宽地定义。然而此外，所述行动在本发明的意义中也是单纯地接通或关闭所述器具、接通或关闭加热装置、输入或泵出水、将显示信息也或者声学信号输出到操作元件上或者将信息输出给用户。
不管怎样对根据本发明的家用器具的任何可能的控制方式都包括该概念“行动”。
在根据本发明的家用器具中设置，至少一个传感器节点包括自给自足的供能装置。以所述方式，当家用器具关闭时，则传感器节点也能够独立地检测、评估测量信号并且将该测量信号传输给控制装置。供能装置的类型在此不受限。所述传感器节点例如可以是借助电池或蓄电池运行的传感器节点，然而供应能量例如也可以通过热电方式或者也通过感应方式进行。在此可以是任何由现有技术公知的解决方案。
在根据本发明的家用器具中，至少一个传感器节点同样包括评估单元。评估单元的种类和构型是不受限的，所述评估单元可以是至少一个微机械传感器的一部分，所述评估单元构造在所述至少一个微机械传感器上。然而评估单元也可以是单独的处理器单元。不管怎样评估单元在此设置用于将测量信号评估并且传输给控制装置。
在根据本发明的家用器具的一个优选的实施方式中，也将评估例行程序存储在评估单元中，并且评估单元设置用于根据例如额定值/实际值比较和/或根据标定值/曲线独立地不仅评估而且评价由传感器节点检测的测量信号并且当评价之后才接着传输给控制装置。也就是说，例如当实际值超过或者低于所存储的额定值时。
如果根据本发明的家用器具是洗衣机并且至少一个传感器节点布置在底部组件的区域内并且包括作为至少一个微机械传感器的温度传感器，则传感器独立地例如在能存储在传感器节点的评估单元中的预给定的时间段内检测洗衣机中的温度，这与洗衣机是接通还是关闭无关。在低于存储在评估单元中的额定值Tsoll时，则至少一个传感器节点将低于该额定值的实际温度Tsoll传输给控制装置并且所述控制装置引发接通加热装置直到由达到额定温度值。当洗衣机例如安装在无加热装置的地下室或户外建筑中时，则洗衣机能够在通过用户启动时以所述方式保护免受由于结冰的管路导致的损害。
如果根据本发明的家用器具是具有用于接收洗涤物的滚筒的洗涤烘干机，并且至少一个传感器节点在滚筒中布置在洗涤物携动件中，并且至少一个微机械传感器是压力传感器，则可以用于下述情况，即压力传感器探测通过放入洗涤物导致的测量信号，至少一个传感器节点将已评估的测量信号传输给控制装置并且所述控制装置引发接通洗涤烘干机。
如果根据本发明的家用器具是具有洗涤烘干机，并且至少一个传感器节点布置在滚筒中的洗涤物携动件中，并且至少一个微机械传感器是用于湿度识别的传感器，则在烘干过程期间通过控制装置以规律的间隔测量滚筒中的洗涤物的剩余湿度。通过布置在洗涤物携动件中，微机械的湿度识别传感器可以在此特别靠近要探测的洗涤物安置并且由此非常准确地确定湿度。
不管怎样至少一个传感器节点包括至少一个微机械传感器。至少一个传感器的类型根据本发明不受限。然而所述至少一个传感器的类型通常与要通过传感器节点检测的测量信号相关以及与传感器节点在根据本发明的家用器具中的布置相关。不管怎样可以使用所有类型的微机械传感器。
在根据本发明的家用器具的一个优选的实施方式中，至少一个微机械传感器是光学传感器，所述光学传感器从由雷达传感器和光谱传感器组成的组中选择。
通常尤其能够多样地使用光谱传感器。通过评估相应的光谱和/或吸收光谱带可以例如确定洗涤物的剩余湿度、洗涤液或清洁液的混浊度和/或成分、材料种类、例如不同纺织物中的颜色也或者处理剂量或污染方式。
如果至少一个微机械传感器是光谱传感器，则优选地同样将关于相应的测量对象、即例如对于处理剂也或者织物类型的与波长相关的光谱吸收特性的数据存储在评估单元和/或控制装置中。尤其也有利的是，附加地将标定光谱和/或标定曲线存储在评估单元和/或控制装置中。也就是说，也可以进行测量信号的定量分析，例如以便确定处理剂量。
微机械的光谱传感器所探测的波长范围不受限。可以例如使用红外(IR)传感器、紫外线(UV)传感器或UV-VIS(紫外线和可见光范围)传感器。微机械的光谱传感器的构型也不受限，可以使用所有由现有技术公知的解决方案。
在根据本发明的家用器具的一个优选的实施方式中，所述光学传感器是光谱传感器，所述光谱传感器在红外范围内探测。特别优选的是近红外范围(NIR)。
在根据本发明的家用器具的一个另外的优选的实施方式中，至少一个传感器节点附加地也具有位置识别传感器和/或距离识别传感器。
如果根据本发明的家用器具例如是洗衣机或洗涤烘干机，其具有碱液容器和布置在所述碱液容器中的洗涤滚筒，并且至少一个传感器节点例如布置在碱液容器壳层中，则位置识别传感器可以实现借助微机械的红外传感器通过滚筒的周长上的一个或多个孔探测洗涤滚筒中的洗涤物，其方式是，探测所述滚筒相对于碱液容器壳层中的传感器节点的位置。以所述方式可以通过这两个传感器测量信号的相关性也在滚筒旋转时实现非常准确地探测洗涤物。
在根据本发明的家用器具的一个另外的优选的实施方式中，至少一个传感器从由剩余湿度识别传感器、压力传感器、温度传感器和加速度传感器组成的组中选择。相应的微机械传感器的构型在此不受限。可以使用由现有技术公知的微机械传感器。
剩余湿度即可以通过磁式、电容式、电阻式或电感式的微机械传感器实现。
压力传感器可以例如是电容式工作的微机械传感器、根据背压方法的传感器、压阻式工作的传感器、也基于特定导电性、折射率或导磁性以及固体的荧光性的改变的传感器。
在根据本发明的家用器具的一个优选的实施方式中，然而微机械的压力传感器是具有膜片的压力传感器。在此，通过施加到膜片上的力将压力脉冲传递到微机械的压力传感器中的压力元件上。当压力传感器可以直接与测量对象、即例如洗涤物接触时，则通过膜片的力传递是有利的。
此外，这种压力传感器也可以用助于根据本发明的家用器具更可靠地运行，因为通过直接的力传递也可以例如确定生物在洗衣机或洗涤烘干机的滚筒中的生物的存在性。控制单元接着可以通过传输由传感器节点评估的测量信号而引发停止处理程序或者根本不启动所述处理程序。也可以实现将报警信号输出给用户、例如显示在家用器具的显示装置上和/或显示在外部的显示装置、例如智能手机上。
例如电容式工作的传感器可以用作加速度传感器。也能够使用基于电阻应变片的传感器。此外不仅可以使用单轴的传感器，而且可以使用两个或多个测量轴的传感器
在根据本发明的家用器具的一个优选的实施方式中，微机械传感器是具有三个测量轴的微机械的加速度传感器。以所述方式也可以通过评估各个测量轴信号及其频率分量来探测具有动态部件、即例如滚筒的根据本发明的家用器具中的磨损现象或者不平衡。
在根据本发明的家用器具的一个优选的实施方式中，微机械的温度传感器由以平面工艺制造的导电的n型硅晶构成。
至少一个传感器节点中的微机械传感器的数量不受限。所述至少一个传感器节点包括至少一个微机械传感器。然而在根据本发明的家用器具的一个优选的实施方式中，至少一个传感器节点包括两个微机械传感器、优选地多个微机械传感器。
因为微机械传感器是特别微小的元件、即需要少的结构空间，所以完全可以将两个或者更多个传感器构造在传感器节点中。为此，传感器节点可以特别是模块化地构造。然而此外微机械传感器的微小构型还提供一个决定性的优点。也就是说，如果使用微机械传感器，则所有传感器可以探测相同的测量部位。测量部位由此都具有共同的位置参考点。因此，由各个测量信号获得的参数可以是特别准确地彼此相关，因为可以避免处理剂量或纺织物中的湿度关于位置的波动。
在根据本发明的家用器具中，此外微机械传感器的任何组合是可能的，也就是说，至少一个传感器节点可以例如包含压力传感器和/或、优选地或加速度传感器。然而传感器节点也可以包含温度传感器和光谱传感器，其中，附加地还可以存在位置识别传感器。传感器节点同样可以包含剩余湿度识别传感器、压力传感器和温度传感器。传感器节点中的微机械传感器的组合和数量在此通常与期望的要检测的测量信号相关，以及与至少一个传感器节点在根据本发明的家用器具中的布置相关。
在根据本发明的家用器具的一个另外的优选的实施方式中，至少一个传感器节点附加地包括微机械麦克风。通过声音信号评估则可以例如确定装载类型、例如识别洗衣机、洗涤烘干机或烘干机中的鞋或衣物。因为此外也可以识别生物的存在性，所以微机械麦克风也实现了更安全地运行。
在根据本发明的家用器具中，传感器节点的数量不受限。在优选的实施方式中，根据本发明的家用器具具有两个传感器节点。然而特别优选的是，家用器具具有三个或多个传感器节点。所述传感器节点则可以优选地布置在家用器具中不同的位置上。同样，传感器节点也可以分别具有不同的数量、类型和/或组合的微机械传感器。
不管怎样可以在特别小的结构空间上实现包括至少一个传感器、评估单元、用于无线数据通信的接口和自给自足的供能装置的至少一个传感器节点。优选地，传感器节点的部件可以模块化地集成在具有盖的壳体中。在根据本发明的家用器具的一个优选的实施方式中，至少一个传感器节点是具有在2-4×2-4×0.5-1.5mm3的范围内的尺寸的模块化构件。由于小的空间需求，至少一个传感器节点可以灵活地定位在根据本发明的家用器具中。此外，通过以具有盖的壳体形式封装也可以在不利的环境条件下、例如在碱液中或者在高温下使用。
根据本发明的家用器具的类型和构型不受限。然而在一个优选的实施方式中，家用器具是导水的家用器具，所述导水的家用器具从由洗衣机、洗涤烘干机、烘干机和餐具洗涤机组成的组中选择。
此外，在一个优选的实施方式中，导水的家用器具是洗衣机或洗涤烘干机，其具有碱液容器和用于接收洗涤物的滚筒，其中，在滚筒中布置至少一个洗涤物携动件，并且至少一个传感器节点布置在至少一个洗涤物携动件中。传感器节点能够以所述方式特别靠近滚筒中的洗涤物安置。
在根据本发明的家用器具的一个另外的优选的实施方式中，布置在洗衣机或洗涤烘干机的洗涤物携动件中的至少一个微机械传感器是具有多个测量轴的加速度传感器。
也就是说，则可以有利地不仅计算装载量，而且计算滚筒相对于驱动马达的滑移和滚筒的不平衡度并且必要时通过控制装置补偿。此外，通过z测量轴信号则可以识别滚筒的位置和速度。此外，通过加速度信号也可以探测老化效果、例如滚筒轴承的磨损或传动系的老化并且必要时接着通过控制装置将信息输出给用户。
在根据本发明的家用器具的一个另外的优选的实施方式中，布置在洗衣机或洗涤烘干机的洗涤物携动件中的至少一个微机械传感器是具有膜片的压力传感器。
则可以有利地将洗涤物在与洗涤物携动件接触时施加到膜片上的压力传递到压力传感器中的压力元件上。同样则可以借助所述传感器节点通过作用到膜片上的压力识别对安全性关键的情况、例如在滚筒中的孩子或动物，并且接着控制装置通过被传输已评估的信号而引发停止或者不启动处理程序和/或发出报警信号。
在根据本发明的家用器具的一个另外的优选的实施方式中，布置在洗衣机或洗涤烘干机的洗涤物携动件中的至少一个微机械传感器是光谱传感器，所述光谱传感器在NIR(近红外光谱)范围内探测。以所述方式可以特别靠近洗涤物探测并且由此实现好的信号强度。
在根据本发明的家用器具的一个另外的优选的实施方式中，布置在洗涤物携动件中的传感器节点也具有两个或更多个微机械传感器，以便可以有利地使所述测量信号彼此相关。
如果根据本发明的家用器具是例如具有碱液容器、滚筒和至少一个传感器节点的洗衣机，所述传感器节点布置在滚筒中的洗涤物携动件中并且所述传感器节点包括作为微机械传感器的具有膜片的压力传感器和红外传感器，则当洗涤物放入到滚筒中时，可以例如通过传感器节点同时确定装载量、织物类型和存在于织物上的处理剂的剩余量。接着通过控制装置可以接通家用器具并且接着使相应的处理程序非常准确地与处于滚筒中的洗涤物相匹配并且给用户提出建议和/或自动地执行。
此外，根据本发明的家用器具在一个优选的实施方式中也可以是具有在洗涤滚筒中的两个或更多个洗涤物携动件的洗衣机或洗涤烘干机，其中，在至少两个然而更多个洗涤物携动件中可以分别布置具有至少一个微机械传感器的传感器节点。在此，至少一个微机械传感器的类型和构型也可以对于至少两个传感器节点是不同的。然而微机械传感器的数量以及微机械传感器的组合同样可以对于至少两个布置在洗涤物携动件中的传感器节点是不同的。
在根据本发明的家用器具的一个优选的实施方式中，家用器具是具有配量单元的洗衣机或洗涤烘干机。配量单元是自动配量单元，所述配量单元与控制装置连接并且可以由所述控制装置控制，以便例如在通过至少一个传感器节点探测到低于最优配量Copt时给处理剂配量。
特别是对于具有联网的器具的家用系统，根据本发明的家用器具附加地具有用于无线数据传输的接口，其中，家用器具则可以借助外部的操作单元、例如手机和/或平板电脑优选地通过App来操作。
特别优选地，根据本发明的家用器具则也集成在具有至少一个另外的家用器具的家庭网络中。有利地可以将例如用于控制运行程序的信息从一个家用器具传输到一个另外的家用器具上。
通常，家用器具也具有至少一个显示单元，所述至少一个显示单元可以构造用于彩色和/或黑白地、静态和/或动态地以文字、图案和符号的形式输出信息。优选地，可以通过显示装置将信息和/或报警信号输出给用户。然而完全优选地，显示装置是外部的显示装置、例如智能手机或平板电脑的触摸屏。
此外，本发明的主题是一种用于运行家用器具的方法，所述家用器具具有控制装置和至少一个传感器节点，所述传感器节点包括至少一个传感器、至少一个评估单元、自给自足的供能装置和用于无线数据通信的接口，其中，所述控制装置和所述传感器节点设置用于彼此无线通信，其中至少一个传感器是微机械传感器，并且至少一个传感器节点设置为使得其不仅能够由控制装置控制，而且能够独立地检测、评估至少一个测量信号并且将该测量信号传输给控制装置，其中，所述方法包括下述步骤：
(b)通过至少一个传感器节点的至少一个传感器探测信号；
(c)通过评估单元评估所述信号并且将已评估的信号传输给控制装置。
根据本发明的方法设置，步骤(b)不仅可以通过控制装置引发，而且也可以独立地通过传感器节点进行，而不通过控制装置引发。也就是说，控制装置可以例如将用于检测测量信号的信号传输给传感器节点并且由此进入所述方法的步骤(b)。然而也可以例如将例行程序存储在至少一个传感器节点的评估单元中，独立地引发测量并且由此进入根据本发明的方法的步骤(b)。
在根据本发明的方法的一个优选的实施方式中，家用器具是具有洗衣机或洗涤烘干机，其具有碱液容器和用于接收洗涤物的滚筒，并且至少一个传感器节点布置在碱液容器的下部区域中并且具有作为至少一个微机械传感器的温度传感器。在此将例行程序存储在传感器节点的评估单元中，所述例行程序在规律的时间段内、也在器具关闭时引发温度测量。因为至少一个传感器节点自给自足地被供应能量，所以这是可能的。此外在评估例行程序中将最小温度阈值Tmin存储在洗衣机或洗涤烘干机中，在该最小温度阈值下还可以进行处理程序。如果微机械的温度传感器在这个优选的实施方式中探测到低于Tmin的温度，则评估单元将已评估的信号传输给控制装置。控制装置接着将洗衣机或洗涤烘干机中的加热装置如此长时间地接通，直到又超过Tmin。为此，控制装置由在规律的时间段内引发通过至少一个传感器节点的微机械的温度传感器的温度测量。
在根据本发明的方法的一个另外的优选的实施方式中，家用器具是洗衣机或洗涤烘干机，其具有碱液容器和用于接收洗涤物的滚筒。滚筒具有两个洗涤物携动件。在所述两个洗涤物携动件中分别布置传感器节点。除了评估单元、用于无线数据通信的接口和自给自足的供能装置以外，每个传感器节点还分别具有带有膜片的压力传感器。如果用户此时在器具关闭时将待洗涤的洗涤物放入到滚筒中，则洗涤物将压力施加到至少一个压力传感器的膜片上。评估单元评估压力信号并且将其传输给控制装置，所述控制装置接着接通洗衣机或洗涤烘干机。
在根据本发明的方法的一个优选的实施方式中，家用器具是洗衣机或洗涤烘干机，其具有碱液容器和用于接收洗涤物的滚筒，其中，在所述滚筒中布置至少一个洗涤物携动件，并且至少一个传感器节点布置在至少一个洗涤物携动件中，并且至少一个传感器是具有多个测量轴的加速度传感器，其中，所述方法附加地包括下述步骤：(a)滚筒在至少一个预给定的转速Nset，1下旋转。
也就是说，则可以准确地测量滚筒的洗涤物装载程度。通过滚筒的旋转使洗涤物与洗涤物携动件相撞并且以所述方式产生加速度脉冲，所述加速度脉冲通过加速度传感器了检测。接着由所述测量信号的类型和大小可以确定装载程度。在此通过多个不同转速的改变提高测量的准确性。因此特别优选的是，在步骤(a)中滚筒在多个不同的预给定转速Nset，i下旋转。
本发明具有多个优点。通过使用微机械传感器可以特别灵活地并且节省空间地构造传感器节点。多个不同的传感器类型能够在此以可变的数量实施在传感器节点中。特别是光学传感器的使用在此也能够可变地调整测量任务，因为特别是该传感器能够如说明书中所述地多样地使用。此外特别有利的是，通过微机械传感器的微小的构造方式可以与位置相关地在相同的测量部位上探测所有测量信号。由此能够使所有值特别准确地相关。此外通过自给自足的供能装置不再需要控制单元和传感器节点之间的电接触或机械接触。此外，低功率无线接口的使用确保了在电池运行的情况中由低的能量消耗实现长的使用寿命。通过传感器节点的小的空间需求，所述传感器节点也可以非常灵活地定位在家用器具中并且由此特别是也靠近测量部位定位，由此可以再次提高信号强度和信号精度。在作为紧凑的、封装的构件的构型中，传感器特别是也可以布置在家用器具的可运动的部分上并且同样也能够在不利的条件下、例如在碱液中或者在高温下使用。
附图说明
本发明的其他细节由不受限的实施方式的下述说明得出。在此参考图1、2和3。
具体实施方式
图1示出在一个不受限的实施方式中根据本发明的构造为洗衣机的家用器具的适应性的局部截面图。该局部截面图示出滚筒1的布置有洗涤物携动件3的部分。具有自给自足的供能装置的传感器节点2布置在洗涤物携动件3中。传感器节点2在此具有带有多个测量轴和集成的评估单元的微机械的加速度传感器4以及带有膜片5和集成的评估单元的微机械的压力传感器6。此外，传感器节点2也具有用于无线地将数据传输给控制装置的无线电单元7，所述无线电单元在此未示出。传感器节点2在此构造为具有3×3×0.95mm3的尺寸的节省空间的模块化构件。通过这两个微机械传感器4和6在该模块化构件中的空间相邻，这两个传感器检测相同的测量部位。测量部位在此是洗涤物携动件3的传感器节点侧的面。
在这个实施方式中，例如当滚筒旋转时，则处于滚筒1中的洗涤物通过与布置在洗涤物携动件3中的传感器节点2接触而触发压力脉冲或加速度脉冲。压力脉冲到压力传感器4上的传递在此通过膜片5进行。相应的测量信号接着通过集成在传感器4和6中的评估单元评估并且通过无线电接口传输给洗衣机的控制装置(在此未示出)。接着借助所述测量信号可以例如探测出洗涤物放入到滚筒中或者也确定装载程度。
此外在这个实施方式中压力传感器6也提供识别对安全性关键的情况、例如孩子或动物在滚筒1中的可能性。
此外，配备有多个测量轴的加速度传感器4也可以考虑用于识别滚筒1的位置和速度。例如其方式是评估z轴加速度信号。此外，由加速度信号也可以通过评估相应的频率分量来探测老化效果、例如滚筒轴承的磨损或传动系的老化。
图2示出在一个不受限的实施方式中根据本发明的构造为洗衣机8的家用器具。洗衣机8具有壳体17，碱液容器9布置在该壳体中，用于接收洗涤物26的滚筒10能绕着垂直于附图平面的轴线旋转地支承在该碱液容器中。在碱液容器9中能达到的最高的水位28通过水平线示意性地示出。此外，洗涤物携动件27布置在滚筒10中。
在这里示出的实施方式中，碱液容器排出管路22与碱液容器9的底部中的排出开口29连接，该碱液容器排出管路通过绒毛分离器24通到泵19的抽吸侧。泵19的压力侧与排流管路18连接。泵19与调节转速的驱动马达25驱动作用地连接，该驱动马达可以例如构造为具有MOSFET元件和功率检测器20的、永磁激励的多级同步电动机。排流管路18在壳体外部(在此未示出)通到房屋下水管道或地板下水道中。
此外，图2示出用于处理剂的自动配量单元13，所述自动配量单元与冲入壳16连接。通过冲入壳16能够将水从新鲜水管路15导入并输送到碱液容器9。为此，截止阀14位于新鲜水管路15中，所述截止阀由控制装置23相应于处理程序过程或者必要时相应于传输的传感器信号来控制。
缺口11位于碱液容器9的壳层中，具有自给自足的供能装置的传感器节点12布置在所述缺口中。在这个不受限的实施方式中，传感器节点12由电池驱动。传感器节点12还具有评估单元33，该评估单元具有用于通过低功率蓝牙连接与控制装置23无线通信的接口。在这个不受限的实施方式中，传感器节点12还包括微机械的近红外传感器38、位置识别传感器39和微机械的温度传感器37。传感器节点12的部件模块化地集成到具有盖的壳体中，所述壳体被装配入碱液容器的缺口11中。
在这个实施方式中，滚筒10具有孔环30。在此，借助位置识别传感器39可以确定滚筒10的孔环30相对于传感器节点12的位置。以所述方式可以这样使通过近红外传感器38对滚筒10中的洗涤物26的探测与孔环30的位置同步，以使得NIR(近红外)射线从传感器节点12的近红外传感器39射入到滚筒10中并且由滚筒10中的洗涤物26放射的射线可以穿过孔环30的孔被探测。
在这个不受限的实施方式中，借助微机械的温度传感器37可以特别是探测洗衣机壳体17内的温度。因为传感器节点12具有自给自足的供能装置，所以这同样可以在洗衣机8关闭时进行。为此，优选地将用于温度测量的测量时间段和最小阈值Tmin存储在传感器节点12的评估单元33中。在低于值Tmin时，在例如可以是在冬天在洗衣机8的未供暖的放置位置上的情况中，评估单元33将已评估的温度测量信号传输给控制装置23，以便该控制装置引发接通加热装置31直到由超过阈值Tmin。用户能够以所述方式在任何时候在没有由于例如结冰的管路或类似情况导致损坏的风险的情况下启动洗衣机8。
图3同样示出根据本发明的构造为洗衣机8的家用器具。洗衣机8同样具有壳体17，碱液容器9布置在该壳体中，用于接收洗涤物26的滚筒10能绕着垂直于附图平面的轴线旋转地支承在该碱液容器中。
在这里示出的实施方式中，碱液容器排出管路22同样与碱液容器9的底部中的排出开口29连接，该碱液容器排出管路通过绒毛分离器24通到泵19的抽吸侧。泵19的压力侧与排流管路18连接。泵19与调节转速的驱动马达25驱动作用地连接，该驱动马达可以例如构造为具有MOSFET元件和功率检测器20的、永磁激励的多级同步电动机。排流管路18在壳体外部(在此未示出)通到房屋下水管道或地板下水道中。
此外，图3同样示出用于处理剂的自动配量单元13，所述自动配量单元与冲入壳16连接。通过冲入壳16能够将水从新鲜水管路15导入并输送到碱液容器9。为此，截止阀14位于新鲜水管路15中，所述截止阀由控制装置23相应于处理程序过程或者必要时相应于传输的传感器信号来控制。
滚筒10在此具有两个洗涤物携动件27，为了更加简明而放大地示出所述洗涤物携动件。在洗涤物携动件27中分别布置具有自给自足的供能装置的传感器节点32。在这个不受限的实施方式中，供能装置通过未示出的压电元件实现。压电元件为此优选地布置在相应的洗涤物携动件27的暴露的部位并且在与洗涤物26接触时变形。
在这个不受限的实施方式中，传感器节点32包括具有多个测量轴的加速度传感器34、具有膜片的压力传感器35、具有用于与控制装置23无线数据通信的低功率蓝牙接口的评估单元33以及微机械麦克风36。
在这个不受限的实施方式中，微机械麦克风36实现通过相应的信号评估探测装载类型、例如鞋或衣物26。附加地，微机械麦克风也具有安全方面，因为通过探测到的声音信号也可以识别出滚筒中的生物，或者也可以检测洗衣机8的功能性故障。
通过加速度传感器34和压力传感器35可以在此同时确定相同测量部位上的装载量。如果光学传感器还附加地构造在传感器节点32中，则在同样相同的测量部位上接着也探测例如处理剂量和/或污染方式和/或污染量。
在任何情况中，根据本发明的家用器具通过传感器节点和控制装置的主动通信并且通过结合借助根据本发明的方法获得的与位置相关的测量信号实现下述的可能性，以使处理程序个别地并且非常准确地与待处理的物体相匹配，以及也使家用器具更可靠地运行。
附图标记列表
1 滚筒
2 具有自给自足的供能装置的传感器节点
3 洗涤物携动件
4 具有集成的评估单元的微机械的加速度传感器
5 膜片
6 具有集成的评估单元的微机械的压力传感器
7 用于无线数据传输的无线电单元、低功率蓝牙
8 导水的家用器具、洗衣机
9 碱液容器
10 滚筒
11 碱液容器缺口
12 具有自给自足的供能装置的传感器节点
13 (自动)配量单元
14 截止阀
15 新鲜水管路
16 冲入壳
17 壳体
18 排流管路
19 泵
20 功率检测器
21 显示装置
22 碱液容器排出管路
23 控制装置
24 绒毛分离器
25 驱动马达
26 洗涤物
27 洗涤物携动件
28 水位
29 排出开口
30 孔环
31 加热装置
32 具有自给自足的供能装置的传感器节点
33 具有低功率蓝牙接口的评估单元33
34 具有多个测量轴的微机械的加速度传感器
35 具有膜片的微机械的压力传感器
36 微机械麦克风
37 微机械的温度传感器
38 微机械的光学传感器、近红外传感器
39 微机械的位置识别传感器。

Claims (15)

1.一种家用器具(8)，其具有控制装置(23)和至少一个传感器节点(2，12，32)，所述传感器节点包括至少一个传感器(4，6，34-39)、至少一个评估单元(4，6，33)、自给自足的供能装置和用于无线数据通信(7，33)的接口，其中，所述控制装置(23)和所述传感器节点(2，12，32)设置用于彼此无线通信，其特征在于，所述至少一个传感器(4，6，34-39)是微机械传感器(4，6，34-39)，并且所述至少一个传感器节点(2，12，32)设置为使得其不仅能够由所述控制装置(23)控制，而且能够独立地检测、评估至少一个测量信号并且将该测量信号传输给所述控制装置(23)。
2.根据权利要求1所述的家用器具(8)，其特征在于，所述传感器节点构造为具有在共同的基底上的传感器的微系统。
3.根据权利要求1或2所述的家用器具(8)，其特征在于，所述至少一个微机械传感器(4，6，34-39)是光学传感器(38)，所述光学传感器从由雷达传感器和光谱传感器(38)组成的组中选择。
4.根据权利要求3所述的家用器具(8)，其特征在于，所述光学传感器(38)是光谱传感器(38)，所述光谱传感器在红外范围内探测。
5.根据权利要求3或4所述的家用器具(8)，其特征在于，所述传感器节点(2，12，32)附加地具有位置识别传感器(39)和/或距离识别传感器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的家用器具(8)，其特征在于，所述至少一个传感器(4，6，34-39)从由剩余湿度识别传感器、压力传感器(6，35)、温度传感器(37)和加速度传感器(4，34)组成的组中选择。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的家用器具(8)，其特征在于，所述至少一个传感器节点(2，12，32)包括两个微机械传感器(4，6，34-39)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的家用器具(8)，其特征在于，所述传感器节点(2，12，32)附加地包括微机械麦克风(36)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的家用器具(8)，其特征在于，所述家用器具(8)是导水的家用器具(8)，所述导水的家用器具从由洗衣机(8)、洗涤烘干机、烘干机和餐具洗涤机组成的组中选择。
10.根据权利要求9所述的家用器具(8)，其特征在于，所述导水的家用器具(8)是洗衣机(8)或洗涤烘干机，其具有碱液容器(9)和用于接收洗涤物(26)的滚筒(1，10)，其中，在所述滚筒(1，10)中布置至少一个洗涤物携动件(3，27)，并且所述至少一个传感器节点(2，12，32)布置在所述至少一个洗涤物携动件(3，27)中。
11.根据权利要求10所述的家用器具(8)，其特征在于，布置在所述洗涤物携动件(3，27)中的传感器节点(2，12，32)的至少一个微机械传感器(4，6)是具有多个测量轴的加速度传感器(4，34)和/或具有膜片(5)的压力传感器(6，35)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的家用器具(8)，其特征在于，所述家用器具(8)具有两个传感器节点(2，12，32)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的家用器具(8)，其特征在于，所述传感器节点(2，12，32)和所述控制装置(23)设置用于通过低功率蓝牙连接(7，33)彼此无线通信。
14.一种用于运行家用器具(8)的方法，所述家用器具具有控制装置(23)和至少一个传感器节点(2，12，32)，所述传感器节点包括至少一个传感器(4，6，34-39)、至少一个评估单元(4，6，33)、自给自足的供能装置和用于无线数据通信(7，33)的接口，其中，所述控制装置(23)和所述传感器节点(2，12，32)设置用于彼此无线通信，所述至少一个传感器(4，6，34-37)是微机械传感器(4，6，34-39)，并且所述至少一个传感器节点(2，12，32)设置为使得其不仅能够由所述控制装置(23)控制，而且能够独立地检测、评估至少一个测量信号并且将该测量信号传输给所述控制装置(23)，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
a)通过所述至少一个传感器节点(2，12，32)的至少一个传感器(4，6，34-39)探测信号；
b)通过所述评估单元(4，6，33)评估所述信号并且将已评估的信号传输给所述控制装置(23)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述家用器具(8)是洗衣机(8)或洗涤烘干机，其具有碱液容器(9)和用于接收洗涤物(26)的滚筒(1，10)，其中，在所述滚筒(1，10)中布置至少一个洗涤物携动件(3，27)，并且所述至少一个传感器节点(2，12，32)布置在所述至少一个洗涤物携动件(3，27)中，并且所述至少一个传感器(4，6，34-39)是具有多个测量轴的加速度传感器(4，34)，其特征在于，所述方法附加地包括下述步骤：(a)所述滚筒(1，10)在至少一个预给定的转速Nset，1下旋转。
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