DE10115101C1 - Verfahren zum Ausgleichen des Ansprechfehlers einer Füllstands-Druckdose in einer Waschmaschine - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Erfassen der konstanten Fehlerwerte des Ansprechwertes einer Druckdose zur Messung eines Wasserfüllstand-Festniveaus einer Waschmaschine und der Wasserdurchflußmenge pro Zeiteinheit eines Ventils der Waschmaschine beschrieben, wobei die erfaßten Fehlerwerte zur Kalibrierung des Festniveaus und der Ventil-Durchflußmenge in einem Speicher der Waschmaschinensteuerung abgespeichert werden. Zu diesem Zwecke erfolgt zuerst ein Befüllen der Waschmaschine durch das entsprechende Ventil, wobei die Füll-Wassermenge und die zugehörige Füllzeit gemessen werden. Anschließend erfolgt ein Befüllen der Waschmaschine durch dasselbe Ventil und/oder durch ein anderes Ventil bis zum Erreichen des Festniveaus, wobei die Gesamt-Wassermenge und die zugehörige Gesamtfüllzeit gemessen werden. Die gemessenen bzw. berechneten Werte werden mit den entsprechenden Sollwerten verglichen und die aus den Meßwerten sich ergebenden Fehlerwerte werden zu Kalibrierzwecken im Speicher der Waschmaschinenansteuerung abgespeichert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleichen des Ansprechfehlers einer Füllstands-Druckdose in einer Waschmaschine und ist vor dem Hintergrund zu sehen, daß es für eine angestrebte optimale Einstufung einer Waschmaschine im Rahmen von Verbrauchertests notwendig ist, die maximal aufgenommene Was­ sermenge genau einzuhalten; denn die besagte Einstufung wird neben der Waschwirkung entscheidend bestimmt vom Energie- und Wasserverbrauch.

Um einen Arbeitsgang der Waschmaschine stets mit optimierter Füllmenge des Laugenbehälters starten zu können, ist es aus der DE 39 09 021 A1 bekannt, das vom aktuellen Füllzustand hinsichtlich Wäschemenge und Wäscheart abhängige Saugverhalten des Waschgutes dadurch zu berücksichtigen, daß die mit Waschgut gefüllte Maschine mit Frischwasser beschickt wird, bis ein Niveauschalter an­ spricht und den Arbeitsvorgang starten läßt. Die gemessene Füllzeit wird mit Be­ wertungsfaktoren versehen abgespeichert, um sie als Steuerungsvorgabe für später folgende Bearbeitungsgänge mit derselben Waschgutfüllung zur Verfügung zu haben. Eine Kontrolle hinsichtlich Wasserverbrauchsvorgaben ist damit allerdings nicht erreichbar, weil nicht der tatsächliche Wasserverbrauch erfaßt wird, sondern der Wasserbedarf in Hinblick auf eine bestimmte Wäschefüllung.

Die DE 199 33 807 A1 bezieht sich darauf, daß aufgrund der geometrischen Ge­ gebenheiten beim Laugenbehälter das Füllvolumen nicht linear abhängig ist vom Füllniveau. Wenn also mittels einer sogenannten analogen Druckdose aufeinan­ derfolgend linear sich ändernde Meßniveaus erfaßt werden, entsprechen die keiner linearen Volumenänderung. Um dennoch mittels des Füllniveaus eine Aussage über das Füllvolumen, also über die in der Waschmaschine enthaltene Wasser­ menge machen zu können, ist dort vorgeschlagen, eine Tabelle zu hinterlegen, in der zu jedem der aufeinanderfolgend über die Druckdose abfragbaren Niveaus die in der Waschmaschine gerade enthaltene Wassermenge eingetragen wird. Dazu wird in einem Kalibriergang die in die Maschine einlaufende Wassermenge ge­ messen und jeweils beim Ansprechen der Druckdose das gerade erreichte Ge­ samtvolumen aus der Volumenmeßeinrichtung abgefragt und in Zuordnung zum gerade erreichten Ansprechniveau abgespeichert.

Zur Kostenreduktion muß man künftig allerdings auf solche sog. analogen Druck­ dosen, die auf unterschiedliche Füllniveaus ansprechen, verzichten und sich mit dem Einbau einer Druckdose begnügen, die auf nur ein bestimmtes Füllniveau anspricht, das je nach den konstruktiven Gegebenheiten hinsichtlich der Geomet­ rie des Laugenbehälters nur einer einzigen ganz bestimmten Füll-Wassermenge entspricht. Diese ist gewöhnlich die für den Betrieb aus Sicherheitsgründen erfor­ derliche Mindestwassermenge. Auf größere Füllniveaus entsprechend größeren Wassermengen spricht diese Druckdose dann nicht mehr an. Andere Füllhöhen als jener Ansprechwert müssen dann dadurch gesteuert werden, daß nach Erreichen des Festniveaus das Einlaufventil zur Waschmaschine noch für eine entsprechen­ de Zeit geöffnet bleibt.

Wenn man dabei noch die Nachlaufmenge berücksichtigen will, die nach dem auf ein Magnetventil ausgegebenen Abschaltbefehl noch unvermeidlich folgt, kann man gemäß DE 42 22 240 A1 durch wiederholtes Ein- und Abschalten des Mag­ netventils bis zum Ansammeln einer bestimmten Durchlaufmenge unter Berück­ sichtigung der Anzahl der Schaltvorgänge die Nachlaufmenge pro Schaltvorgang ermitteln. Hinsichtlich etwaiger Schwankungen des Druckes in der Wasserleitung kann davon ausgegangen werden, daß die Durchflußmenge davon unabhängig ist, weil gängige Einlaufventile einfache Mechanismen zur druckunabhängigen Re­ gulierung der Durchflußmenge aufweisen.

Bei einem solchen Füllvorgang sind zwei relevante fehlerbehaftete Größen kaum vermeidbar:

• 1. Das Festniveau der jeweiligen Druckdose weist eine konstante Fertigungs- Streuung auf, die größenordnungsmäßig 10% betragen kann, und
• 2. die Wasserdurchflußmenge pro Zeiteinheit des jeweiligen Ventiles weist eine konstante Fertigungsstreuung auf, die größenordungsmäßig 20% betragen kann.

Aus diesen großen Fertigungs-Streuungen resultiert, daß die gesamte, für einen Waschvorgang benötigte Wassermenge so stark streuen kann, daß das Erreichen der für eine Einstufung bei Verbrauchstests geforderten Kriterien nur schwer oder überhaupt nicht möglich ist.

Eine genaue Angabe der Verbrauchswerte einer Waschmaschine gegenüber dem Endverbraucher ist erst seit wenigen Jahren gebräuchlich, d. h. die oben beschriebene Problematik war bis dahin nicht von wesentlicher Relevanz. Eine bekannte Lösung dieser Probleme ist beispielsweise die Verwendung kostenaufwendiger kalibrierter Analogdruckdosen. Bei einer anderen Lösung werden die oben genannten Druckdosen einzeln kalibriert und beispielsweise jeweils mit einem zugehörigen Barcode versehen, der den jeweiligen Kalibrationswert enthält. Während des Produktionsprozesses, d. h. bei der Herstellung der Waschmaschine, ist dann ein Abgleich mit der Waschmaschinensteuerung in der Weise möglich, daß in einem nicht flüchtigen Speicher der Waschmaschinensteuerung der dem jeweiligen Barcode entsprechende Korrekturwert abgespeichert wird.

Eine automatische Waschmaschine mit einer Steuerungsanordnung, die einen Mikroprozessor enthält, um die Waschmaschine eine Anzahl unterschiedlicher auswählbarer Waschprogramme durchlaufen zu lassen, ist aus der DE 36 32 056 A1 bekannt. Zumindest in einem dieser Programme steuert der Mikroprozessor eine elektrisch betreibbare Vorrichtung dahingehend, daß sie die Temperatur der Waschflüssigkeit für entsprechend festgesetzte Zeitperioden auf zwei oder mehreren vorbestimmten Werten, stufenweise zunehmend, annähernd konstant hält. Der Mikroprozessor steuert ferner eine Vorrichtung an, die Waschflüssigkeit für vorbestimmte Zeitspannen während dieser Zeitperioden entweder kontinuierlich oder intermittierend hin und her bewegt, d. h. umwälzt. Der Mikroprozessor kann zur Steuerung und Überwachung von Füllstandssensoren und Ventilen sowie von Pump-, Spül-, Schleuder- und Trockenvorgängen dienen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem die konstanten Fehler des Ansprechwertes einer Druckdose und der Wasserdurchflußmenge pro Zeiteinheit von Ventilen einer Waschmaschine erfaßt und der Waschmaschinensteuerung zugänglich gemacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen (Ansprüche 2 bis 8) gekennzeichnet.

Zur Erfindung gehört es, dass die Waschmaschinensteuerung eine Korrektur der zeitlichen Füllmenge derartig vornehmen kann, daß bei zu geringer Ansprechschwelle des Festniveaus die Einlaßzeit verlängert und bei zu hoher Ansprechschwelle die Einlaßzeit im Rahmen der zur Verfügung stehenden normalen Füllzeit passend verkürzt wird. In analoger Weise kann bei zu geringer Durchflußmenge die Füllzeit erhöht und bei zu großer Durchflußmenge die Füllzeit entsprechend reduziert werden. Der jeweilige Korrekturfaktor der Füllzeit wird in Abhängigkeit von den zugänglichen Werten der konstanten Fehler des Ansprechwertes der Druckdose und der Wasserdurchflußmenge pro Zeiteinheit des mindestens einen Ventiles der Waschmaschine mit Hilfe der Waschmaschinensteuerung bzw. mit Hilfe eines Mikrokontrollers der Waschmaschinensteuerung berechnet. Zu diesem Zwecke müssen die Fehlerwerte zu einer geeigneten Zeit erfaßt und im Speicher der Waschmaschinensteuerung abgespeichert werden. Vorzugsweise geschieht dies zum Zeitpunkt des ohnehin stattfindenden Funktionstests der Waschmaschine nach deren Fertigstellung und vor der Verpackung, d. h vor ihrer Auslieferung. Beinhaltet dieser Funktionstest ohnehin eine Wasser-Füllmengenmessung und besteht eine Möglichkeit, den Zeitpunkt zu erfassen, zu welchem die Druckdose nach Erreichen des Festniveaus schaltet, so können die notwendigen Informationen ohne wesentlichen Mehraufwand gewonnen werden. Dabei wird wie folgt vorgegangen:
Befüllen der Waschmaschine über ein bestimmtes Ventil. Dabei wird gleichzeitig die Zeit T1 und die während dieser Zeit T1 eingeflossene Wassermenge V1 erfaßt. Die Durchflußmenge pro Zeiteinheit beträgt dann F1 = V1/T1.

Anschließend erfolgt ein Befüllen der Waschmaschine - gegebenenfalls alternativ oder gleichzeitig über ein zweites Ventil - bis zum Erreichen des Festniveaus. Dabei wird gleichzeitig die Gesamtzeit T2 und die gesamte eingeflossene Wassermenge V2 erfaßt. Die Ansprechschwelle S der Druckdose entspricht dieser gesamten eingeflossenen Wassermenge V2, S = V2.

Die Durchflußmenge pro Zeiteinheit durch das zweite Ventil ergibt sich zu F2 = (V2 - (F1 × T2))/(T2 - T1).

Die Abspeicherung der berechneten Werte (vergl. auch die Ansprüche 2 und 3) kann ohne Mehraufwand erfolgen, wenn während des oben erwähnten Funktionstests eine Kommunikation der Prüfeinrichtung mit dem Mikrokontroller der Waschmaschinensteuerung vorgesehen ist und wenn diese einen Befehl beinhaltet, der die Abspeicherung der Fehlerwerte oder anderer Werte, die zu diesen in Beziehung stehen, ermöglicht.

Die Kalibrierung einer ungebrauchten neuen Waschmaschine wird derzeit z. B. dadurch erschwert, daß das Gesamtsystem der Waschmaschine einschließlich aller Schläuche, des Pumpengehäuses usw. ursprünglich nicht mit Wasser gefüllt ist. Nach dem ersten Abpumpen verbleibt eine bestimmte, weitgehend konstante Wassermenge im System, d. h. beispielsweise in den Schläuchen. Diese konstante Wassermenge darf beim Kalibrierungsprozeß nicht erfaßt werden. Ein Verfahren (vergl. Anspruch 4) zum Eliminieren dieses Fehlers schlägt deshalb vor, nach dem Herstellungsprozeß der Waschmaschine einen einmaligen Wassereinlaß so lange durchzuführen, bis auch alle genannten Fehler-Volumina zuverlässig gefüllt sind. Anschließend erfolgt während einer ausreichend langen Zeitspanne ein Abpumpen des Wassers aus der Waschmaschine. Dann verbleibt in der Waschmaschine die besagte annähernd konstante Wassermenge, die bei dem nachfolgenden Kalibrationsverfahren, wie es oben beschrieben worden ist, sich nicht störend bemerkbar macht, d. h. die Kalibrierung nicht beeinflußt.

Nachfolgend werden erfindungsgemäße Verfahren noch weiter beschrieben, die eine Kalibrierung bei der Waschmaschinen-Produktion überflüssig machen:
Wird der Fehlererfassungsprozeß auf die Durchflußmengenabweichung beschränkt und ist das Ansprechniveau der Druckdose beispielsweise durch geeignete Kalibration oder durch andere oben beschriebene Verfahren der Waschmaschinensteuerung bekannt, so kann der Fehlerwert auch durch eine Selbstkalibrierung während eines aktiv ausgeführten Waschgangs ermittelt werden, indem die Füllzeit bis zum Erreichen des Festniveaus erfaßt und die bekannte Ansprechschwelle der Druckdose durch die erfaßte Füllzeit dividiert wird. Der errechnete, der Durchflußmenge entsprechende Quotient wird dann mit dem Sollwert verglichen.

Auf ähnliche Weise kann der Fehler der Ansprechschwelle der Druckdose durch eine Selbstkalibrierung erfaßt werden, wenn die Durchflußmenge pro Zeiteinheit des mindestens einen Ventiles der Waschmaschine bekannt ist. Hierbei wird während eines aktiv ausgeführten Waschgangs die Zeit bis zum Erreichen des Festniveaus erfaßt und mit der bekannten Durchflußmenge pro Zeiteinheit multipliziert. Das errechnete, der Ansprechschwelle entsprechende Produkt wird dann mit dem Sollwert verglichen.

Weist die Waschmaschine mehrere Ventile auf, so können diese - wie bereits erwähnt worden ist - durch Einzelmessungen kalibriert werden. Ist jedoch die Durchflußmenge pro Zeiteinheit eines Ventiles bekannt, so ist es auch während eines aktiven Waschvorgangs möglich, eine Selbstkalibrierung des Fehlerwertes anderer Ventile der Waschmaschine durchzuführen. Zu diesem Zwecke wird mit Hilfe der Steuerung die Waschmaschine zunächst durch das bekannte Ventil bis zum Ansprechen des Festniveaus gefüllt und die hierfür benötigte Zeit bestimmt und abgespeichert. Während eines auf den Programmschritt "Abpumpen" folgenden nächsten Füllschrittes benutzt die Waschmaschine zu ihrer Füllung ein anderes Ventil - soweit dies vom Waschprogramm zugelassen wird. Hierbei wird erneut die entsprechende Zeit erfaßt. Durch Vergleich dieser erfaßten Zeit dieses anderen Ventiles mit der Füllzeit des bekannten Ventiles ist es dann möglich, den jeweiligen Fehler zu ermitteln.

Während also bislang beispielsweise der auf der Druckdose angebrachte Kalibrationswert zunächst erfaßt und anschließend in den Speicher des Mikrokontrollers der Waschmaschinensteuerung eingegeben werden muß, wobei das Ablesen nur bei geöffneter Waschmaschine erfolgen kann, so daß die Abspeicherung des Kalibrationswertes entweder ebenfalls bei geöffneter Waschmaschine erfolgen muß, was einen zusätzlichen Arbeitsschritt und Zeitaufwand bzw. einen erheblichen zusätzlichen technischen Aufwand z. B. der Programmierung erfordert, oder der Kalibrationswert in einen externen Zwischenspeicher eingelesen und so lange vorgehalten werden muß, bis die Endprüfung der Waschmaschine den Programmiervorgang erlaubt, ist es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in vorteilhafter Weise möglich, sowohl die Ansprechschwelle des Festniveaus als auch die Durchflußmenge durch das mindestens eine Ventil der Waschmaschine auf einfache Art zu kalibrieren.

Claims (8)

1. Verfahren zum Ausgleichen des Ansprechfehlers einer - in einer speicherprogrammiert zeitgesteuerten Waschmaschine zum Ansprechen auf ein vorgegebenes Füllstands-Festniveau eingesetzten - Druckdose, deren Festniveau einer einbaubedingt bestimmten Füll-Wasser­ menge entspricht, umfassend die Verfahrensschritte:
Abpumpen des Wassers aus der Waschmaschine, die zuvor schon einmal mit Wasser be­ schickt worden war,
Messen der in die Waschmaschine durch ein bestimmtes Füll-Ventil einlaufenden Füll-Wassermenge (V1) bis zum Ansprechen der Druckdose,
Erfassen des Differenzwertes zwischen einerseits der einbaubedingt bestimmten Füll-Wasser­ menge und andererseits der tatsächlich gemessenen, in die Waschmaschine eingelaufenen Füll-Wassermenge (V1),
Abspeichern des Differenzwertes der Wassermengen als Kalibrierwert für die zeitgesteuerte Wassermenge,
Messen der Füll-Zeitspanne (T1) bis zum Ansprechen der Druckdose,
Abspeichern des Quotienten (V1/T1) aus gemessener Wassermenge (V1) und gemessener Zeitspanne (T1) als Kalibrierwert für eine Zufluß-Mengeneinheit (F1) und
Bereitstellen dieser Kalibrierwerte zur Modifikation aktueller Steuerungsvorgaben für den Betrieb der Waschmaschine mit zeitgesteuerten Füllvorgängen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abspeicherung der Meßwerte während einer Funktionsprüfung der ungebrauchten, neuen Waschmaschine durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Funktionsprüfung eine Datenübertragung von einer Prüfeinrichtung an einen Mikrokontroller der Waschmaschinesteuerung durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eliminierung vorhandener Waschmaschinen-Fehlervolumina dadurch erfolgt, daß die Waschmaschine in ihrem ungebrauchten Neuzustand mit Wasser gefüllt wird, bis auch alle Fehlervolumina gefüllt sind, wonach das Wasser mittels der Waschmaschinensteuerung abgepumpt wird, wobei die Fehlervolumina gefüllt bleiben.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während eines aktiven, durch die Waschmaschinensteuerung gesteuerten Waschvorgangs der Fehlerwert der Durchflußmengenabweichung, bei vorbestimmter Ansprechschwelle der Druckdose, ermittelt und eine Selbstkalibrierung dadurch durchgeführt wird, daß die Füllzeit bis zum Erreichen der Ansprechschwelle erfaßt und im Mikrokontroller der Waschmaschinensteuerung der Quotient aus der vorgegebenen Ansprechschwelle der Druckdose und dieser Füllerzeit berechnet und mit dem entsprechenden Sollwert verglichen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während eines aktiven, durch die Waschmaschinensteuerung gesteuerten Waschvorgangs der Fehlerwert der Ansprechschwelle der Druckdose, bei vorbestimmter Durchflußmenge pro Zeiteinheit, ermittelt und eine Selbstkalibrierung dadurch durchgeführt wird, daß die Füllzeit bis zum Erreichen des Festniveaus gemessen und im Mikrokontroller der Waschmaschinensteuerung das Produkt aus der Füllzeit mit der vorbestimmten Durchflußmenge berechnet und mit dem entsprechenden Sollwert verglichen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer mehrere Ventile aufweisenden Waschmaschine die Ventile jeweils durch Einzelmessungen kalibriert werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß während eines aktiven, durch die Waschmaschinensteuerung gesteuerten Waschvorgangs eine Selbstkalibrierung des jeweiligen Fehlerwertes eines weiteren Ventils einer Anzahl Ventile einer Waschmaschine in der Weise durchgeführt wird, daß die Waschmaschine zuerst durch ein bekanntes definiertes Ventil mittels der Waschmaschinensteuerung bis zum Ansprechen des Festniveaus gefüllt und die Füllzeit erfaßt und im Speicher der Waschmaschinensteuerung abgespeichert wird, wonach ein gesteuertes Abpumpen und ein erneutes gesteuertes Füllen der Waschmaschine durch das jeweils andere Ventil erfolgt, wobei die Füllzeit erfaßt und diese Füllzeit mit der Füllzeit des bekannten definierten Ventils verglichen und aus diesem Vergleich der Fehler dieses anderen Ventiles bestimmt wird.