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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Drehzahl eines elektrischen Antriebsmotors eines Haushaltsgeräts mithilfe einer Regeleinrichtung, welcher ein Tachosignal einer Tachoeinrichtung zugeführt wird, das die aktuelle Drehzahl des Antriebsmotors charakterisiert, und welche in Abhängigkeit von dem Tachosignal ein Stellsignal erzeugt und an den Antriebsmotor abgibt. Das Tachosignal wird mittels der Regeleinrichtung auf Plausibilität überprüft. Falls eine Unplausibilität des Tachosignals festgestellt wird, wird der Antriebsmotor nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls ab der Feststellung der Unplausibilität abgeschaltet. Die Erfindung betrifft außerdem ein Haushaltsgerät zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.
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Das Interesse richtet sich vorliegend auf die Regelung der Drehzahl eines Antriebsmotors, mittels welchem eine Wäschetrommel einer Waschmaschine angetrieben wird. Es ist Stand der Technik, zur Messung der aktuellen Drehzahl der Wäschetrommel eine Tachoeinrichtung bzw. einen Tachometer einzusetzen. Die Tachoeinrichtung liefert ein Tachosignal, welches die jeweils augenblickliche Drehzahl der Wäschetrommel beschreibt. Und zwar beinhaltet das Tachosignal in der Regel so genannte Tachoimpulse, welche Spannungsimpulse sind. In Abhängigkeit von dem Tachosignal wird die Drehzahl der Wäschetrommel bzw. des Antriebsmotors geregelt, nämlich mittels einer Regeleinrichtung. Es geht vorliegend insbesondere um eine digitale Regeleinrichtung, welche einen digitalen Signalprozessor sowie einen Mikrocontroller beinhalten kann. Die Regelung erfolgt also mithilfe eines Computerprogramms, welches in der Regeleinrichtung abgelegt ist. Mit anderen Worten ist die Reglerstruktur mithilfe eines Programmcodes implementiert.
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Im Vordergrund steht nun das Verhalten der digitalen Reglerstruktur in einem Fehlerfall, bei welchem die Tachoeinrichtung kein plausibles Tachosignal liefert, wenn also keine Tachoimpulse während des Betriebs vorhanden sind oder aber die vorhandenen Tachoimpulse auf einen Fehler der Tachoeinrichtung schließen lassen. Tritt ein derartiger Tachodefekt während der Regelung der Drehzahl auf, so reagieren die bekannten Regeleinrichtungen mit einem schnellen Aufsteuern des Stellsignals auf 100%. Dies bedeutet, dass durch die Regeleinrichtung versucht wird, die Drehzahl des Antriebsmotors zu erhöhen. Das entspricht dem normalen Verhalten eines PI-Reglers bei einer großen Regelabweichung, wobei hier der P-Anteil zur Wirkung kommt. Durch eine beispielsweise aus
DE 41 04 887 A1 bekannte, unabhängige Sicherheitsfunktion wird nach Ablauf eines vorbestimmten – als Konstante festgelegten – Zeitintervalls erkannt, dass keine weiteren Tachoimpulse eintreffen, und der Antriebsmotor wird abgeschaltet. Innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls findet also eine beschleunigte Drehzahlerhöhung statt. Im Stand der Technik muss also dieses Zeitintervall so dimensioniert werden, dass innerhalb dieses Zeitintervalls keine Gefährdung durch Versetzen der Waschmaschine aufgrund der maximalen Beschleunigung der Wäschetrommel auftreten kann.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie ein Haushaltsgerät zu schaffen, bei denen das Risiko eines Versetzens bzw. Verschiebens des Haushaltsgeräts aufgrund eines Tachodefekts auf ein Minimum reduziert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren sowie durch ein Haushaltsgerät mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figur.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Regeln der Drehzahl eines elektrischen Antriebsmotors eines Haushaltsgeräts mittels einer Regeleinrichtung ausgelegt. Der Regeleinrichtung wird ein Tachosignal einer Tachoeinrichtung zugeführt, welches die aktuelle Drehzahl des Antriebsmotors charakterisiert. Die Regeleinrichtung erzeugt in Abhängigkeit von dem Tachosignal ein Stellsignal und gibt dieses Stellsignal an den Antriebsmotor ab. Mit dem Stellsignal wird die Drehzahl des Antriebsmotors eingestellt. Die Regeleinrichtung überprüft, ob das empfangene Tachosignal plausibel ist oder nicht. Wird eine Unplausibilität des Tachosignals festgestellt, so wird der Antriebsmotor nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls ab der Feststellung der Unplausibilität abgeschaltet. Insbesondere wird der Antriebsmotor dann abgeschaltet, wenn innerhalb des Zeitintervalls kein plausibles Tachosignal mehr empfangen wird bzw. die Unplausibilität über das gesamte vorbestimmte Zeitintervall hinweg andauert. Innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls wird das Stellsignal, so wie es zum Zeitpunkt der Feststellung der Unplausibilität des Tachosignals vorliegt, unverändert beibehalten.
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Anders als im Stand der Technik wird somit nach Feststellung der Unplausibilität des Tachosignals nicht versucht, die Drehzahl des Antriebsmotors – wie bei einem PI-Regler – zu erhöhen, sondern das Stellsignal wird unverändert aufrechterhalten, und zwar so, wie es zum Zeitpunkt der Feststellung der Unplausibilität des Tachosignals vorliegt. Das Stellsignal der Regeleinrichtung wird also für das vorbestimmte Zeitintervall konstant auf dem zuletzt durch die Regeleinrichtung eingestellten Wert gehalten. Somit verbleibt auch die Drehzahl des Antriebsmotors für das gesamte Zeitintervall konstant und wird nicht erhöht. Eine derartige Vorgehensweise hat den Vorteil, dass das Risiko eines Versetzens des Haushaltsgeräts aufgrund eines Tachodefekts auf ein Minimum reduziert ist, denn der Antriebsmotor wird nach Auftritt eines Tachodefekts nicht beschleunigt, sondern unverändert weiter betrieben, und zwar für das vorbestimmte Zeitintervall. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass im Stand der Technik die Dimensionierung des vorbestimmten Zeitintervalls relativ problematisch ist, weil immer Kompromisse erforderlich sind. Und zwar soll dieses Zeitintervall im Stand der Technik einerseits möglichst klein sein, um das Risiko des Versetzens des Haushaltsgeräts aufgrund der Beschleunigung der Trommel zu minimieren. Auf der anderen Seite soll dieses Zeitintervall im Stand der Technik auch möglichst groß sein, um das Abschalten des Antriebsmotors aufgrund von Anlaufproblemen – verursacht durch Wäscheklemmer, Unterspannung oder Ähnliches – zu verhindern. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird nun ermöglicht, dass das Zeitintervall größer als im Stand der Technik dimensioniert wird, weil das Risiko des mechanischen Versetzens des Haushaltsgeräts nicht mehr vorhanden ist.
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Bevorzugt ist das Haushaltsgerät ein Gerät zur Pflege von Wäschestücken – insbesondere eine Waschmaschine. Mittels des Antriebsmotors wird insbesondere eine Wäschetrommel zur Aufnahme der Wäschestücke angetrieben. Gerade bei einem Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken ergibt sich das Problem, dass das Haushaltsgerät aufgrund einer unkontrollierten Beschleunigung der Wäschetrommel im Schleuderbetrieb versetzt werden kann. Dieses Problem wird nun durch das erfindungsgemäße Verfahren umgangen.
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Also überprüft die Regeleinrichtung, ob das Tachosignal plausibel ist oder nicht. Im Rahmen der Überprüfung des Tachosignals kann die Regeleinrichtung überprüfen, ob das Tachosignal Spannungsimpulse bzw. Tachoimpulse beinhaltet oder nicht. Bei Nichtvorhandensein von Spannungsimpulsen – während der Regelung – wird das Tachosignal als unplausibel beurteilt. Eine Unplausibilität wird somit dann festgestellt, wenn während der Regelung der Drehzahl die Spannungsimpulse zunächst vorhanden waren und dann ein Ausbleiben der Spannungsimpulse detektiert wird. Das Ausbleiben der Spannungsimpulse deutet nämlich auf einen Defekt bzw. einen Fehler der Tachoeinrichtung hin.
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Ein Tachodefekt kann auch so aussehen, dass die Tachoimpulse zwar geliefert werden, selbige Impulse jedoch unplausibel sind. Das Überprüfen des Tachosignals auf Plausibilität kann also beinhalten, dass ein Spannungsimpuls des Tachosignals mit einem Referenzimpuls verglichen wird. Wird eine Abweichung des Spannungsimpulses von dem Referenzimpuls festgestellt, so wird das Tachosignal als unplausibel beurteilt. Somit können auch solche Tachofehler erkannt werden, bei denen die Spannungsimpulse zwar vorhanden sind, diese jedoch aufgrund eines Tachodefekts von einer Norm abweichen.
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Kehrt ein plausibles Tachosignal während des vorbestimmten Zeitintervalls nicht zurück, so kann nach Ablauf des vorbestimmten Zeitintervalls der Antriebsmotor abgeschaltet werden. In diesem Falle kann eine Fehlermeldung ausgegeben werden, dass die Tachoeinrichtung überprüft werden muss. Wird jedoch innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls das Tachosignal wieder als plausibel beurteilt, so kann die Regelung der Drehzahl fortgesetzt und der Betrieb des Antriebsmotors fortgeführt werden. Ein Abschalten des Antriebsmotors aufgrund einer Unterspannung oder aber eines anderen, wenig relevanten Fehlers wird somit verhindert.
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Ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät umfasst einen elektrischen Antriebsmotor, eine Tachoeinrichtung zum Erzeugen eines Tachosignals, wie auch eine Regeleinrichtung zum Abgeben eines Stellsignals an den Antriebsmotor in Abhängigkeit von dem Tachosignal. Die Regeleinrichtung kann das Tachosignal auf Plausibilität überprüfen und nach Feststellen einer Unplausibilität den Antriebsmotor nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls abschalten. Die Regeleinrichtung kann innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls das Stellsignal so, wie es zum Zeitpunkt der Feststellung der Unplausibilität des Tachosignals vorliegt, unverändert aufrechterhalten.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Haushaltsgerät.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figur und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Dabei veranschaulicht die einzige Figur in schematischer Darstellung ein Haushaltsgerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Ein Haushaltsgerät 1, wie es in der Figur dargestellt ist, ist im Ausführungsbeispiel eine Waschmaschine. Das Haushaltsgerät 1 beinhaltet eine Wäschetrommel 2, welche zur Aufnahme von Wäschestücken dient. Zum Antreiben der Wäschetrommel 2 ist ein elektrischer Antriebsmotor 3 bereitgestellt, welcher mittels einer Regeleinrichtung 4 angesteuert wird. Das Haushaltsgerät 1 beinhaltet auch eine Tachoeinrichtung 5, welche zum Messen der jeweils aktuellen Drehzahl der Wäschetrommel 2 ausgebildet ist. Alternativ kann mittels der Tachoeinrichtung 5 die aktuelle Drehzahl des Antriebsmotors 3 gemessen werden.
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Die Regeleinrichtung 4 ist eine digitale Reglerstruktur, welche beispielsweise einen digitalen Signalprozessor sowie einen Mikrocontroller umfasst. Die Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors 3 bzw. der Wäschetrommel 2 erfolgt mithilfe eines in der Regeleinrichtung 4 abgelegten Computerprogramms bzw. Programmcodes.
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Die Tachoeinrichtung 5 erzeugt ein Tachosignal 6, welches der Regeleinrichtung 4 zugeführt wird. Das Tachosignal 6 wird also an die Regeleinrichtung 4 abgegeben. Die Regeleinrichtung 4 empfängt das Tachosignal 6 und kennt somit die jeweils aktuelle Drehzahl der Wäschetrommel 2. In Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl erzeugt die Regeleinrichtung 4 ein Stellsignal 7, welches an den Antriebsmotor 3 abgegeben wird. Mit dem Stellsignal 7 wird ein Sollwert für die Drehzahl vorgegeben.
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Die Regeleinrichtung 4 überprüft auch, ob das Tachosignal 6 plausibel ist und somit die Tachoeinrichtung 5 einen Defekt aufweist oder nicht. Das Tachosignal 6 kann zum Beispiel in zwei Fällen als unplausibel bewertet werden. Das Tachosignal 6 wird als unplausibel beurteilt, falls während der Regelung der Drehzahl die Spannungsimpulse des Tachosignals 6 plötzlich ausbleiben, sodass keine weiteren Spannungsimpulse mehr vorhanden sind. Wird ein solches Ausbleiben von Spannungsimpulsen detektiert, so wird das Tachosignal 6 als unplausibel beurteilt und ein Defekt der Tachoeinrichtung 5 festgestellt. Das Tachosignal 6 wird auch dann als unplausibel beurteilt, wenn die vorhandenen Spannungsimpulse unplausibel sind bzw. von einem Referenzimpuls abweichen. Eine Unplausibilität kann sich hier dadurch ergeben, dass die Amplitude der empfangenen Spannungsimpulse von einer Amplitude des Referenzimpulses um einen vorbestimmten Wert abweicht.
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Wird das Tachosignal 6 als unplausibel beurteilt, so beginnt eine Zeitmessung in der Regeleinrichtung 4. Und zwar ist in der Regeleinrichtung 4 ein Zeitintervall vorgegeben, nach dessen Ablauf der Antriebsmotor 3 abgeschaltet werden soll. Dieses Zeitintervall kann zum Beispiel in einem Wertebereich von 1s bis 60 s, insbesondere in einem Wertebereich von 20 s bis 50 s, liegen.
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Das vorgegebene Zeitintervall läuft also mit der Feststellung der Unplausibilität des Tachosignals 6 an. Nach Ablauf dieses Zeitintervalls wird der Antriebsmotor 3 abgeschaltet, falls innerhalb dieses Zeitintervalls kein plausibles Tachosignal 6 festgestellt wird. Wird jedoch das Tachosignal 6 innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls wieder als plausibel beurteilt, so wird die Regelung der Drehzahl fortgesetzt.
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Nun richtet sich das Interesse auf das Verhalten der Regeleinrichtung 4 während des vorgegebenen Zeitintervalls nach Feststellung der Unplausibilität des Tachosignals 6. Und zwar verbleibt das Stellsignal 7 innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls unverändert, nämlich so, wie es zum Zeitpunkt der Feststellung der Unplausibilität des Tachosignals vorliegt. Dies bedeutet, dass auch die Drehzahl der Wäschetrommel 2 nach Feststellung der Unplausibilität konstant bleibt, und zwar so, wie sie unmittelbar vor der Feststellung der Unplausibilität war. Durch ein solches Verhalten der Regeleinrichtung 4 wird verhindert, dass das Haushaltsgerät 1 aufgrund einer Beschleunigung der Wäschetrommel 2 versetzt wird und mechanische Schäden verursacht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haushaltsgerät
- 2
- Wäschetrommel
- 3
- elektrischer Antriebsmotor
- 4
- Regeleinrichtung
- 5
- Tachoeinrichtung
- 6
- Tachosignal
- 7
- Stellsignal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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