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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl eines Sprüharms einer Geschirrspülmaschine.
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Geschirrspülmaschinen als solche sind aus dem Stand der Technik gut bekannt, weshalb es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises an dieser Stelle nicht bedarf.
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Geschirrspülmaschinen verfügen typischerweise über einen einen Spülraum bereitstellenden Spülbehälter. Dieser ist verwenderseitig über eine Beschickungsöffnung zugänglich, die mittels einer verschwenkbar gelagerten Spülraumtür fluiddicht verschließbar ist. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall dient der Spülbehälter der Aufnahme von zu reinigendem Spülgut, bei dem es sich beispielsweise um Geschirr, Besteckteile und/oder dergleichen handeln kann.
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Zur Beaufschlagung von zu reinigendem Spülgut mit Spülflüssigkeit, der sog. Spülflotte, verfügt die Geschirrspülmaschine im Innenraum des Spülbehälters über eine Sprüheinrichtung. Diese Sprüheinrichtung stellt verdrehbar gelagerte Sprüharme zur Verfügung, wobei typischerweise zwei oder drei solcher Sprüharme vorgesehen sind. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall erfolgt eine Beaufschlagung des zu reinigenden Spülguts mit Spülflotte mittels sich drehender Sprüharme.
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Für eine Beladung der Geschirrspülmaschine mit zu reinigendem Spülgut kommen in der Regel Spülkörbe zum Einsatz, die für den Verwender aus dem Spülbehälter herausziehbar ausgebildet sind. Es sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zwei solcher Spülkörbe vorgesehen, die in Höhenrichtung der Geschirrspülmaschine übereinander im Spülbehälter Platz finden. Jedem dieser Spülkörbe ist typischerweise ein Sprüharm zugeordnet. Gemäß einer weiteren gängigen Ausführungsform kommt neben den beiden Geschirrkörben eine Besteckschublade zum Einsatz. Diese dient im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall der Aufnahme von zu reinigenden Besteckteilen. Einer solchen Besteckteilschublade kann ebenfalls ein Sprüharm zugeordnet sein.
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Zur Erzielung eines wunschgemäßen Reinigungsergebnisses ist es unerlässlich, dass sich im Anwendungsfall die Sprüharme der Sprüheinrichtung bestimmungsgemäß drehen. Unterbleibt eine solche Drehung, kann keine ordnungsgemäße Beaufschlagung des zu reinigenden Spülgutes mit Spülflotte erfolgen. Mögliche Gründe für das Ausbleiben einer Sprüharmdrehbewegung sind beispielsweise eine zu geringe Menge an Spülflotte, eine Sprüharmblockade durch im Spülbehälter fehlplatziertes Spülgut und/oder dergleichen. Um insoweit Abhilfe zu schaffen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, eine Sprüharmdrehzahlsensierung durchzuführen. Dies erfolgt bevorzugterweise mittels eines Hallsensors. Dieser ist in jedem zu überwachenden Sprüharm verbaut.
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Die Sprüharmdrehzahlsensierung mittels eines Hallsensors hat sich im alltäglichen Praxiseinsatz bewährt. Es besteht gleichwohl Verbesserungsbedarf.
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So hat sich insbesondere bei höhenverstellbaren Oberkörben die Drehzahlmessung eines am Oberkorb angeordneten Sprüharms mittels Hallsensor als aufwendig herausgestellt. So bedarf es ob der Höhenverstellbarkeit des Oberkorbes eines sehr komplex aufgebauten Hallsensors, der sehr empfindlich und teuer ist. Außer der Sprüharmdrehzahl vermag der Hallsensor im Übrigen keine weiteren Betriebszustände der Geschirrspülmaschine zu detektieren, was den Einsatz entsprechender anderer Sensoren erforderlich macht. Dabei steigt mit der Anzahl der eingesetzten Sensoren nicht nur der Kostenaufwand, sondern auch die Fehleranfälligkeit. Es gibt insofern ein ständiges Bemühen, die Anzahl der zur Funktionsüberwachung der Geschirrspülmaschine eingesetzten Sensoren zu minimieren.
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Vor dem vorerläuterten Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, ein neuerliches Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl eines Sprüharms einer Geschirrspülmaschine anzugeben, das einfach in der Anwendung und zudem betriebssicher bei gleichzeitiger Kostenminimierung ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen ein Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl eines Sprüharms einer Geschirrspülmaschine, bei dem vom Innenraum eines den Sprüharm beherbergenden Spülbehälters der Geschirrspülmaschine mittels einer Kamera Bilder erstellt werden, die dann zwecks Auswertung aufbereitet und anschließend miteinander verglichen werden, und bei dem die Drehzahl des Sprüharms in Abhängigkeit des Ergebnisses des Bildervergleichs berechnet wird.
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Zum Zwecke der Drehzahlermittlung kommt erfindungsgemäß anstelle eines Hallsensors eine Kamera als Sensor zum Einsatz. Im bestimmungsgemäßen Betrieb der Geschirrspülmaschine werden von dieser Kamera Aufnahmen des Innenraums des Spülbehälters der Geschirrspülmaschine erstellt. Diese werden alsdann zwecks Auswertung zunächst aufbereitet und anschließend miteinander verglichen. Im Ergebnis lässt der Bildervergleich einen Rückschluss auf die Drehzahl des überwachten Sprüharms zu, die anhand des Ergebnisses des Bildervergleichs berechnet wird.
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Gegenüber dem vorbekannten Hallsensor zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Drehzahlermittlung mittels Kamera im Wesentlichen durch zwei Vorteile aus. Zum einen ist der Sensoraufbau vergleichsweise einfach und damit wenig störanfällig. Es findet insbesondere eine von der Position eines höhenverstellbaren Oberkorbes unabhängige Sensierung statt. Zum anderen kann die Kamera nicht nur zur Drehzahlermittlung genutzt werden. Es lassen sich auch andere Betriebszustände der Geschirrspülmaschinen mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Kamera sensieren, beispielsweise der Beladungszustand der Geschirrspülmaschine und/oder der Verschmutzungsgrad des zu reinigenden Spülguts. Damit kann die Kamera eine Mehrzahl sensorischer Aufgaben übernehmen. Dies führt im Ergebnis zu einer Kostenreduzierung, weil einerseits auf den Einsatz vergleichsweise komplexer Hallsensoren verzichtet und andererseits die Anzahl der eingesetzten Sensoren insgesamt vermindert werden kann. Die Minimierung der Sensoranzahl verringert zudem das Ausfallrisiko.
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Die Beladungserkennung nach dem Stand der Technik wird indirekt mittels der Umwälzpumpe auf Basis eines stabilen Pumpenlaufs ermittelt. Zu diesem Zweck werden nach dem Wassereinlaufschritt mehrere geringfügige Wassermengen der Geschirrspülmaschine zugegeben. Ist die Mindestwassermenge zum stabilen Pumpenlauf erreicht, wird der Wassereinlauf gestoppt. Diese nach dem Stand der Technik bekannte Verfahrensdurchführung zur Beladungserkennung benötigt vergleichsweise viel Zeit und hat im Übrigen den Nachteil, dass der bis zum Erreichen eines stabilen Pumpenlaufs gegebene instabile Pumpenlauf akustisch wahrnehmbar ist, was verwenderseitig als unangenehm empfunden werden kann. Im Übrigen kann mittels dieser vorbekannten indirekten Beladungserkennung nicht nach Geschirrart und/oder Geschirrposition innerhalb des Spülraums differenziert werden.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Kamera schafft hier Abhilfe.
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Diese macht es neben einer Sprüharmdrehzahlsensierung möglich, eine direkte Beladungserkennung durchzuführen, wobei auch die Art der Beladung sowie die Platzierung innerhalb des Spülraums detektierbar ist.
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Die Beladungserkennung mittels Kamera ist aus dem Stand der Technik nicht unbekannt. So offenbart beispielsweise die
DE 100 48 081 A1 ein Verfahren zur Erkennung der Spülgutbeladung mittels eines Bildererkennungssystems. Danach ist vorgesehen, eine bildmäßig erfasste Ist-Belegung mit einem in der Programmsteuerung der Geschirrspülmaschine hinterlegten Referenzbild zu vergleichen. Eine Sprühdreharmerkennung ist mittels des aus der
DE 100 48 081 A1 vorbekannten Verfahrens aber nicht möglich, erst recht nicht eine kombinierte Detektion von Sprüharmdrehzahl und Beladungszustand. Im Übrigen ist das vorbekannte Verfahren hinsichtlich der Beladungserkennung in seinem Ergebnis von der Qualität des zuvor zu hinterlegenden Referenzbildes abhängig. Und so ist es nach dem Verfahren der
DE 100 48 081 A1 im Besonderen auch nicht möglich, Beladungszustände im Einzelnen zu differenzieren.
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Mit der Erfindung wird insgesamt ein Verfahren zur Drehzahlermittlung eines Sprüharms vorgeschlagen, das dank des Einsatzes einer Kamera vergleichsweise einfach und sicher durchzuführen ist. Darüber hinaus kann die Kamera als Sensor zur Detektion auch anderer Betriebszustände der Geschirrspülmaschine gleichermaßen genutzt werden, so dass insoweit ein synergetischer Effekt entsteht. Dabei sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass mittels der Kamera vom Innenraum des den Sprüharm beherbergenden Spülbehälters der Geschirrspülmaschine Bilder aufgenommen werden. Diese Bilder werden alsdann ausgewertet, wobei das Auswerteergebnis dazu dient, die Drehzahl des mit der Kamera abgelichteten Sprüharms zu berechnen.
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Über eine beispielsweise WLAN-gestützte Kommunikationsverbindung können die von der Kamera erstellten Bilder zur verwenderseitigen Ansicht auch auf ein Bildwiedergabeendgerät übertragen werden, beispielsweise auf ein Smartphone, einen PC, insbesondere Tablet-PC und/oder dergleichen. Die Möglichkeit der Bildsignalübertragung auf ein benutzerseitiges Endgerät kann insbesondere vom Kundenservice des Geschirrspülmaschinenherstellers genutzt werden, um eine Fehlerdiagnose vor Ort unterstützen zu können.
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Verfahrensseitig ist mit der Erfindung ferner vorgesehen, dass ein von der Kamera vom Innenraum erstelltes Bild auf einen den Sprüharmbereich wiedergebenden Ausschnitt reduziert wird. Gemäß diesem Verfahrensschritt findet also eine Reduzierung der Bildgröße statt. Dabei wird das von der Kamera erstellte Bild in seiner Größe auf den für die Drehzahlbestimmung notwendigen Bildbereich reduziert, das heißt den Bildbereich, der den zu sensierenden Sprüharm wiedergibt. Dieser Verfahrensschritt der Bildreduktion verringert in vorteilhafter Weise eine nachfolgende Bildauswertezeit und führt im Ergebnis auch zu einer sicheren Verfahrensdurchführung, da unter Umständen berechnungsbeeinflussende und für die Drehzahlbestimmung nicht zu beachtende Bildbereiche entfallen. Für eine Bestimmung der Sprüharmdrehzahl dient allein der den Sprüharm zeigende Ausschnitt des erstellten Bildes, so dass das im Weiteren auszuwertende Bild auf diesen Ausschnitt reduziert werden kann.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Aufbereitung eines Bildes durch Veränderung der Farbe, des Kontrasts, der Sättigung und/oder dergleichen erfolgt. Eine solche Aufbereitung des Bildes dient dazu, bildtechnische Vergleichsparameter in einfacher Weise zu erzeugen und hierauf basierend auch einen Vergleich in vereinfachter Weise zuverlässig vornehmen zu können. Erfindungsgemäß erfolgt mithin nicht ein Vergleich von Bildern, die den abgelichteten Innenraum 1:1 wiedergeben, sondern von solchen Bildern, die ob ihrer gezielten Aufbereitung auf Grund der sich daraus ergebenden spezifischen Bildmerkmale einen vereinfachten und vor allem schnelleren Vergleich ermöglichen.
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Gemäß einer ersten alternativen Verfahrensdurchführung ist vorgesehen, dass die Bilder mit einer vorgegebenen Frequenz, vorzugsweise unter 25 Hz, erstellt werden. Eine mögliche Bildaufnahmefrequenz liegt bei beispielsweise 5 Hz. Demnach werden pro Sekunde fünf Bilder erstellt.
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Die erstellten Bilder werden in schon vorbeschriebener Weise aufbereitet, beispielsweise durch Einstellung entsprechender Helligkeits- und Kontrastwerte, gefolgt von einer anschließenden Schwarz/Weiß-Bilderzeugung. Ein in dieser Form aufbereitetes Bild verfügt über Flächen, die eindeutig zuordbar jeweils entweder hell oder dunkel sind. Die Anzahl der die hellen und die dunklen Flächen eines Bildes jeweils repräsentierenden Pixel werden gemäß einem weiteren Merkmal des Verfahrens aufsummiert und die Summen in ein Kurvendiagramm übertragen. Auf diese Weise lässt sich der von Bild zu Bild ändernde Anteil von dunklen zu hellen Flächen und umgekehrt über die Zeit in einem Kurvendiagramm festhalten. Aufgrund wiederkehrender Flächenmuster kann sodann gemäß einem weiteren Merkmal des Verfahrens anhand des Kurvenverlaufs des Kurvendiagramms die Sprüharmdrehzahl errechnet werden.
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Bevorzugterweise wird zur erhöhten Sicherheit des Verfahrens eine Flächenbetrachtung je Bild sowohl für eine erste Hälfte des Bildes als auch für eine zweite Hälfte des Bildes vorgenommen, wobei sich die beiden Hälften anhand der Drehachse des bildtechnisch erfassten Sprüharms ergeben.
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Gemäß einer zweiten Alternative der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung ist vorgesehen, dass eine kontinuierliche Bilderzeugung, vorzugsweise mit einer Frequenz von wenigstens 25 Hz, bei gleichzeitiger Innenraumbeleuchtung in einem Lichtblitzbetrieb mit einer veränderlich vorgebbaren Frequenz erfolgt.
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Gemäß dieser Verfahrensdurchführung erfolgt eine Bilderzeugung mit einer im Unterschied zur vorerläuterten Variante gestiegenen Bilderzeugungsfrequenz von wenigstens 25 Hz. Es erfolgt mithin eine kontinuierliche Bilderzeugung.
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Die Innenraumbeleuchtung der Geschirrspülmaschine wird während der Bilderzeugung im Lichtblitzbetrieb gefahren. Die Frequenz der Lichtblitze ist veränderlich und wird von der Programmsteuerung der Geschirrspülmaschine kontinuierlich in vorzugweise frequenzäquidistanten Schritten verändert. Es findet mithin eine stroboskop-gleiche Ausleuchtung des Innenraums statt, die bei entsprechender Stroboskop-Frequenz zu einem von der Kamera erfassten „stehenden“ Bild führt. Die Sprüharmdrehzahl lässt sich sodann aus der Lichtbildfrequenz berechnen, die zum Zeitpunkt des von der Kamera erfassten „stehenden“ Bildes eingestellt ist. Es werden mithin aufeinander nachfolgend erstellte Bilder miteinander verglichen, wobei im Falle der Identität die Sprüharmdrehzahl anhand der Lichtbildfrequenz berechnet werden kann.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Bildvergleich mit einem zuvor erstellten und in der Steuerung des Geschirrspülautomaten hinterlegten Referenzbildes durchgeführt wird. Ein solcher Referenzbildabgleich kann dazu genutzt werden, eine Beladungserkennung durchzuführen. Die als Sensor für die Sprüharmbestimmung dienende Kamera dient mithin auch dazu, eine Beladungserkennung zu ermöglichen. Als Referenzbild dient beispielsweise ein Bild, das einen unbeladenen Spülraum zeigt. Das erstellte Bild des Ist-Zustandes wird mit diesem Referenzbild verglichen, wobei das Schnittbild eine Einschätzung über die prozentuale Spülraumausnutzung und damit über den Beladungszustand gibt.
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Bevorzugterweise ist sowohl das Referenzbild als auch das den Ist-Zustand zeigende Bild in Zonen unterteilt, so dass eine zonenweite Abschätzung möglich ist. Demnach kann nicht nur ein prozentualer Beladungszustand ermittelt werden, es lässt sich auch feststellen, in welchen Zonen der vordefinierten Zonen eine Beladung in welchem Umfang gegeben ist.
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Der Schnittbildvergleich lässt es zudem zu, den Beladungszustand nach Spülgutart zu differenzieren. So lässt die im Rahmen einer Bildaufbereitung durchgeführte Bildveränderung beispielsweise die Unterscheidung zwischen durchsichtigen Spülgütern und nicht durchsichtigen Spülgütern zu. Es kann mithin zwischen Porzellan- und Glasgeschirr unterschieden werden.
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Diese Möglichkeit der differenzierten Beladungserkennung gestattet es, eine auf den konkreten Beladungszustand optimierte Sprüharmdrehzahl einzuregeln. Mittels der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung kann eine kontinuierliche Überwachung der Sprüharmdrehzahl stattfinden, so dass im Falle festgestellter Abweichungen eine Anpassung im laufenden Spülbetrieb vorgenommen werden kann. Die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung gestattet es mithin, eine effektive Sprüharmdrehzahlregelung in Abhängigkeit des detektierten Beladungszustandes vornehmen zu können.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt eine Ermittlung der Drehzahl eines anderen Sprüharms akustisch. Zu diesem Zweck kommt bevorzugterweise eine mit Mikrofonen ausgerüstete Kamera zum Einsatz.
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Mittels der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung erfolgt eine Sensierung bevorzugterweise des mittleren Sprüharms. Ein unterer sowie ein oberer Sprüharm werden bildtechnisch nicht erfasst. Diese können mittels der in der Kamera integrierten Mikrofone hinsichtlich ihrer Drehzahl überwacht werden, wobei eine Ton-Auswertung stattfindet. Das akustische Signalverhalten der beiden anderen Sprüharme ist bei ausgeschaltetem mittlerem Sprüharm gut von den anderen im Spülraum entstehenden Geräuschen herauszufiltern.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
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1 in schematischer Schnittansicht von vorne einen Spülbehälter einer Geschirrspülmaschine nach der Erfindung;
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2 in einer schematischen Darstellung von vorne den Spülbehälter nach 1 mit geöffneter Spülraumtür;
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3 ein von einer Kamera in Entsprechung der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung erstelltes Bild vom Innenraum des Spülbehälters;
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4 das Bild nach 3 in aufbereiteter Darstellung;
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5a in schematischer Darstellung von vorne den Spülbehälter mit einem in einer ersten Stellung befindlichen Sprüharm;
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5b in schematischer Darstellung von vorne den Spülbehälter mit einem in einer zweiten Stellung befindlichen Sprüharm
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5c in schematischer Darstellung von vorne den Spülbehälter mit einem in einer dritten Stellung befindlichen Sprüharm;
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6 in schematischer Schnittansicht von der Seite den Spülbehälter nach 5 bei geschlossener Spülraumtür;
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7 in schematischer Schnittansicht von der Seite den Spülbehälter nach 5 bei geöffneter Spülraumtür;
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8 die Darstellung des Spülbehälters gemäß 7 mit herausgefahrener Besteckteilschublade;
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9 die Darstellung des Spülbehälters gemäß 7 mit herausgefahrenem Oberkorb;
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10 die Darstellung des Spülbehälters gemäß 7 mit herausgefahrenem Unterkorb;
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11 in einem Blockdiagramm die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung gemäß einer ersten Alternative;
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12 ein nach der Verfahrensdurchführung gemäß 11 erstelltes Kurvendiagramm;
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13 in einem Blockdiagramm die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung gemäß einer zweiten Alternative;
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14 in einer schematischen Draufsicht von vorn den Spülbehälter in einer Darstellung mit nicht blockiertem Sprüharm sowie in einer Darstellung mit blockiertem Sprüharm;
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15 in einem Blockdiagramm die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung gemäß einer dritten Alternative;
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16 in einer schematischen Darstellung eine nach Zonen unterteilte Beladungserkennung und
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17 anhand zweier Kurvendiagramme eine aufgrund einer detektierten Beladungserkennung eingestellte Spülflottenbeaufschlagung des zu reinigenden Spülguts.
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1 zeigt in schematischer Schnittansicht von vorne einen Spülbehälter 2 einer ansonsten nicht näher dargestellten Geschirrspülmaschine 1. Der Spülbehälter 2 definiert einen Innenraum 3, den sogenannten Spülraum. Dieser ist verwenderseitig über eine Beschickungsöffnung 4 zugänglich, die mittels einer verdrehbar am Spülbehälter 2 angeordneten Tür 5 fluiddicht verschließbar ist.
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Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall dient der Spülraum 3 der Aufnahme von zu reinigendem Spülgut 11, bei dem es sich beispielsweise um Teller 12, Töpfe und Pfannen 13 und weiteres Geschirr 14, wie beispielsweise Gläser, Schüsseln, Untertassen und dergleichen handeln kann, wie sich dies insbesondere aus der Darstellung nach 2 ergibt.
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Zur bestimmungsgemäßen Beherbergung von zu reinigendem Spülgut 11 verfügt die Geschirrspülmaschine 1 im gezeigten Ausführungsbeispiel über einen Unterkorb 8, einen Oberkorb 9 sowie eine Besteckteilschublade 10.
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Zur Beaufschlagung von zu reinigendem Spülgut 11 mit Spülflotte verfügt die Geschirrspülmaschine 1 über eine Sprüheinrichtung 15. Diese ist strömungstechnisch an eine Umwälzpumpe 16 der Geschirrspülmaschine 1 angeschlossen, mittels der die Sprüheinrichtung 15 mit Spülflotte versorgt wird.
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Die Sprüheinrichtung 15 verfügt im gezeigten Ausführungsbeispiel über drei Sprüharme, wobei ein oberer Sprüharm 17, ein mittlerer Sprüharm 18 und ein unterer Sprüharm 19 vorgesehen sind. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall wird die von der Umwälzpumpe 16 geförderte Spülflotte an die Sprüharme 17, 18 und 19 der Sprüheinrichtung 15 weitergeleitet, von wo aus dann die Spülflotte auf das zu reinigende Spülgut 11 abgegeben wird. Die Sprüharme 17, 18 und 19 sind jeweils in an sich bekannter Weise verdrehbar angeordnet und rotieren im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall.
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Wie sich insbesondere aus der Darstellung nach 2 ergibt, verfügt die erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine 1 über eine Kamera 7, die auf der Innenseite 6 der Tür 5 angeordnet ist. Dabei ist die Kamera 7 in ihrer Positionierung derart ausgerichtet, dass sie bei bestimmungsgemäß verschlossener Tür 5 dem mittleren Sprüharm 18 gegenüberliegt, das heißt das Kamerabild insbesondere den mittleren Sprüharm 18 einfängt, wie sich dies aus einer Zusammenschau insbesondere der 3 und 6 ergibt.
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3 zeigt ein von der Kamera 7 erstelltes Bild des Spülraums 3. Es sind gut das zu reinigende Spülgut 11 sowie der mittlere Sprüharm 18 zu erkennen.
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4 zeigt das von der Kamera 7 erstellte Bild gemäß 3 in einem aufbereiteten Zustand. Das Originalkamerabild nach 3 ist danach hinsichtlich Kontrast und Sättigung verändert und in ein Schwarz/Weiß-Bild umgewandelt worden. Im Ergebnis dieser Bildaufbereitung steht ein im Weiteren für die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung genutztes Vergleichsbild, das Dank der Aufbereitung über eindeutig identifizierbare Weißflächen einerseits und schwarze Flächen andererseits verfügt.
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5 zeigt in einer schematischen Draufsicht von vorn den Spülbehälter 2 der Geschirrspülmaschine 1, wobei die 5a, 5b und 5c jeweils unterschiedliche Stellungen des mittleren Sprüharms 18 wiedergeben.
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Die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung zur Ermittlung der Drehzahl des mittleren Sprüharms 18 ist in 11 schematisch dargestellt, wobei eine erste Verfahrensalternative gezeigt ist.
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Mittels der Kamera 7 werden vom Innenraum 3 des den Sprüharm 18 beherbergenden Spülbehälters 2 Bilder gemäß 3 erstellt. Die Bilderstellungsfrequenz beträgt beispielsweise 5 Hz. Für eine Innenraumbeleuchtung zur Bilderstellung dient die im Spülbehälter 2 ohnehin vorhandene Beleuchtungseinrichtung.
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Die von der Kamera erstellten Bilder werden alsdann zwecks Auswertung aufbereitet, wobei eine Umwandlung in ein Schwarz/Weiß-Bild stattfindet und eine Kontrast- und Sättigungsanpassung vorgenommen wird, so dass Vergleichsbilder gemäß der Darstellung nach 4 entstehen.
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In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt eine Reduzierung der Vergleichsbilder auf jeweils diejenigen Bildausschnitte, die den mittleren Sprüharm 18 zeigen. Es werden mithin diejenigen Bildabschnitte abgeschnitten, die für eine Sprüharmdrehzahl nicht benötigt werden.
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Alternativ könnten gemäß Verfahrensschritt 3a die oberen und unteren Bildbereiche für eine Anschmutzungserkennung und/oder für eine im Weiteren noch beschriebene Sprüharmblockadeerkennung genutzt werden.
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Im weiteren Verfahrensgang wird für jedes Vergleichsbild die Anzahl der die hellen und die dunklen Flächen eines Bildes jeweils repräsentierenden Pixel aufsummiert und die Summen werden in ein Kurvendiagramm gemäß einem 5. Verfahrensschritt übertragen.
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Gemäß einer alternativen Verfahrensdurchführung gemäß Verfahrensschritt 4a kann eine Pixelaufsummierung auch nur für eine Sprüharmhälfte stattfinden, wie dies gemäß der Darstellung nach 11 gezeigt ist. Anstelle einer Flächenbetrachtung zur Erstellung des Kurvendiagramms könnten gemäß einer Verfahrensalternative gemäß Verfahrensschritt 5a auch die ermittelten Maxima und Minima als Werte herangezogen werden.
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Im Ergebnis des 5. Verfahrensschritts steht jedenfalls ein Kurvendiagramm, wie es gesondert in 12 wiedergegeben ist.
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Mittels des Kurvendiagramms 12 lässt sich gemäß 6. Verfahrensschritt über beispielsweise eine Flächenbetrachtung die Drehzahl des Sprüharms 18 ableiten, so dass dann in einem 7. Verfahrensschritt eine Sprüharmdrehzahlberechnung pro Minute erfolgen kann.
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12 lässt anhand der beispielhaft wiedergegebenen Sprüharmstellungen der 5a, 5b und 5c erkennen, wie sich der Kurvenverlauf im Einzelnen darstellt. Dabei ergibt sich die Drehzahl des Sprüharms 18 als Abstand zwischen zwei hinsichtlich ihrer Schwarz/Weiß-Verteilung identischen Vergleichsbildern auf der Zeitachse. In 12 ist dieser zeitliche Abstand am Beispiel der wiederkehrenden Sprüharmstellungen nach 5a gezeigt.
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Mit dem vorbeschriebenen Verfahren wird in einfach durchzuführender Weise die sich im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall einstellende Drehzahl des mittleren Sprüharms 18 ermittelt. Das Verfahren wird dabei im Umwälzbetrieb der Umwälzpumpe 16 durchgeführt. Nach dem Einschalten der Kamera 7 und der entsprechenden Innenraumbeleuchtung in Schritt 1 folgt in Schritt 2 die Bildverarbeitung. Diese dient dazu, das Sichtfeld der Kamera zu normieren bzw. für einen späteren Rechenalgorithmus das Auswertebild zu vereinfachen. Zur Sprüharmdrehzahlerkennung wird jedes aufgenommene Bild auf das Wesentliche reduziert, wie sich aus einer Zusammenschau der Bilder von Schritt 2 zu Schritt 3 gemäß der 3 und 4 ergibt. Hier dient nur noch ein stark vereinfachter schmaler Bildausschnitt, um die Bewegungsbahn des Sprüharms 18 darzustellen. In Schritt 4 wird der Bildausschnitt der Sprüharmbewegungsbahn in zwei Hälften unterteilt. Abhängig von der Sprüharmstellung ergeben sich unterschiedliche Helligkeitsverläufe durch den rechten und linken Sprüharmflügel. Diese sind, durch das verarbeitete Bild aus Schritt 2, mit schwarzen (dunklen) und weißen (hellen) Flächen (Pixel) gut sichtbar und für eine elektronische Auswerteeinheit sehr gut zu erkennen. Diese Eigenschaft wird ausgenutzt, um die eigentliche Sprüharmrotation in eine vereinfachte Diagrammkurve umzuwandeln. Hierzu werden bevorzugterweise die hellen und dunklen Punkte für die jeweilige Sprüharmhälften aufsummiert. Ein möglicher umgewandelter Flächenverlauf ist für eine Sprüharmhälfte in einer vereinfachten Diagrammdarstellung in der schon vorerläuterten 12 dargestellt.
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Eine Verfahrensalternative zeigt 13. Gemäß dieser Verfahrensdurchführung werden Lichtblitze in regelbaren zeitlichen Abständen abgegeben, wodurch bei dunkler Umgebung Bewegungen abgehackt als eine Folge von stehenden Bildern erscheinen. Zu diesem Zweck wird die Innenraumbeleuchtung nach Art eines Stroboskops betrieben, wobei die Lichtblitzfrequenz in Entsprechung der Darstellung nach 13 nachgefahren wird.
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In Entsprechung der schon vorstehend erläuterten Verfahrensalternative nach 11 werden auch gemäß der Verfahrensvariante nach 13 zunächst in einem ersten Verfahrensschritt Bilder erstellt, die dann in einem zweiten Verfahrensschritt zur Verfahrensvereinfachung aufbereitet werden. Im Unterschied zur Verfahrensvariante nach 11 erfolgt jedoch bei der Verfahrensvariante nach 13 eine kontinuierliche Bilderfassung mit einer Frequenz von wenigstens 25 Hz.
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Gemäß drittem Verfahrensschritt folgt ein Vergleich aufeinander nachfolgend erstellter Bilder. Ergibt dieser Vergleich gemäß Verfahrensschritt 4 eine mangelnde Bildidentität, so erfolgt eine Nachregelung der Lichtblitzzeit gemäß Verfahrensschritt 4a.
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Ergibt der Bildvergleich gemäß Verfahrensschritt 4 indes eine Bildidentität, so kann gemäß fünftem Verfahrensschritt die Sprüharmdrehzahl mittels der gegebenen Lichtblitzzeit berechnet werden.
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Bevorzugterweise erfolgt gemäß Verfahrensschritt 5a noch eine Sprüharmstillstandskontrolle, indem die für eine Sprüharmumdrehung benötigte Zeit variiert wird. Bleiben die ermittelten Vergleichsbilder gleichwohl identisch, liegt ein Stillstand des Sprüharms 18 vor.
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Gemäß 6. Verfahrensschritt kann über die Geschirrspülmaschinensteuerung noch abgefragt werden, ob eine Beschickung des mittleren Sprüharms 18 mit Spülflüssigkeit stattfindet. Bejahendenfalls dreht der mittlere Sprüharm 18 bestimmungsgemäß und die zuvor ermittelte Drehzahl ist korrekt ermittelt. Gemäß Verfahrensschritt 7 kann dann die Messung beendet und Kamera und Licht können ausgeschaltet werden.
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Erfindungsgemäß kommt zur Verfahrensdurchführung zur Ermittlung der Sprüharmdrehzahl eine Kamera 7 zum Einsatz. Diese kann auch dazu benutzt werden, eine Beladungserkennung durchzuführen. Dies ist in den 8, 9 und 10 dargestellt. Wie sich aus diesen Figuren ergibt, kann die Kamera 7 bei geöffneter Tür 5 dazu benutzt werden, um einerseits zu erkennen, ob für eine Bestückung die Besteckteilschublade 10, der Oberkorb 9 und/oder der Unterkorb 8 aus dem Spülbehälter 2 herausverfahren sind sowie bejahendenfalls andererseits festzustellen, in welchem Maße eine Bestückung stattgefunden hat.
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Die Kamera 7 kann zudem dazu dienen, eine Sprüharmblockade zu detektieren. 14 lässt eine solche Sprüharmblockade beispielhaft erkennen.
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Die Sprüharmblockadeprüfung erfolgt beispielsweise derart, dass das Verfahren ein zuvor erstelltes Standardbild einer nicht blockierten Situation als Referenzbild nutzt. Im Zuge der Verfahrensdurchführung zur Drehzahlerkennung kann dann auch ein Abgleich mit diesem Referenzbild erfolgen. Sind diese Bilder nicht identisch, liegt eine Blockade vor, was dem Verwender alsdann mitgeteilt werden kann, beispielsweise über Anzeigevorrichtungen an der Geschirrspülmaschine selbst oder mittels einer entsprechenden Funkverbindung auch unter Verwendung eines mobilen Endgeräts, wie beispielsweise einem Smartphone. Eine Sprüharmblockadeprüfung mittels der Kamera 7 kann zur Steigerung der Prüfsicherheit optional ergänzt werden um eine gleichzeitige Prüfung der Wasserweichenstellung und/oder einer zeitlichen Zusatzkontrollabfrage.
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Mittels der Kamera 7 lässt sich nicht nur die schon anhand der 5 bis 9 erläuterte Beladeerkennung durchführen, es können auch zonenbezogene Beladungszustände erkannt werden, und zwar differenziert nach Oberkorb und Unterkorb, wie dies schematisch in 16 dargestellt ist.
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Wie sich aus der Darstellung nach 16 ergibt, ist sowohl die Beladung des Oberkorbs als auch die Beladung des Unterkorbs in vier Zonen unterteilt. Grafisch ist der Beladungszustand durch die unterschiedliche Schattierung der gezeigten Zonen dargestellt. So sind die beiden Zonen des Unterkorbs, in denen die Teller 12 angeordnet sind, schwarz dargestellt, was einem 100 %igen Beladungszustand entspricht. Die hintere rechte Beladungszone des Oberkorbs ist im Vergleich hierzu heller, was beispielsweise einem Beladungszustand von nur 20 % entspricht.
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Die Beladungserkennung nach 16 kann als einmalig durchzuführender Überprüfungsschritt parallel zum Verfahren der Drehzahlermittlung durchgeführt werden, wie sich dies aus der Darstellung nach 15 ergibt.
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Die dem Verfahrensschritt 3 zur Drehzahlbestimmung entstammenden Bilder werden gemäß Verfahrensschritt a mit einem zuvor erstellten Referenzbild einer nicht bestückten Geschirrspülmaschine 1 verglichen. Es erfolgt sodann gemäß Verfahrensschritt b eine Schnittbilderstellung aus den Vergleichsbildern, wobei das Schnittbild eine erste Abschätzung für den Beladungszustand liefert. Mittels des Schnittbildes kann beispielsweise eine prozentuale Beladungsverteilung hinsichtlich der beiden durch den Oberkorb und den Unterkorb gebildeten Ebenen erstellt werden.
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Gemäß Verfahrensschritt c erfolgt eine detaillierte Beladungserkennung, zu welchem Zweck eine Aufteilung des dargestellten Spülraums in die schon vorbeschriebenen Zonen erfolgt. Sodann kann dann ein konkreter Zonenvergleich vorgenommen werden, so dass eine detailliertere Beladungszustandserkennung gestattet ist.
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In Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses kann dann gemäß Verfahrensschritt d eine entsprechende Maßnahme eingeleitet werden, beispielsweise eine diskontinuierliche Regelung der Sprüharmdrehzahl, womit unterschiedlichen Beladungszuständen in einzelnen Zonen Rechnung getragen wird.
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Gemäß Verfahrensschritt e ist alsdann die Beladungserkennung beendet und es folgt die Fortsetzung der Drehzahlermittlung der Sprüharme gemäß den vorstehenden Darlegungen.
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Eine diskontinuierliche Regelung der Sprüharmdrehzahl ist beispielsweise in 17 dargestellt. Zu erkennen sind in dem Diagramm nach 17 im oberen Teil die Umwälzpumpendrehzahl sowie im unteren Teil die Wasserweichenstellung. Wie sich aus der Darstellung nach 17 ergibt, befindet sich die Wasserweichenstellung zunächst in einer ersten Position, der gemäß nur der mittlere Sprüharm betrieben wird. Während dieser Zeitspanne wird auch die Drehzahl der Umwälzpumpe konstant gehalten. Es erfolgt sodann eine Umstelllung der Wasserweiche auf einen gleichzeitigen Betrieb von oberem und unterem Sprüharm bei gleichzeitig ausgeschaltetem mittleren Sprüharm. Während dieser Sprüharmbedienung läuft die Umwälzpumpe mit gestiegener Drehzahl sowie diskontinuierlich, wie der Verlaufsgraph der Umwälzpumpendrehzahl zeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Geschirrspülmaschine
- 2
- Spülbehälter
- 3
- Innenraum (Spülraum)
- 4
- Öffnung
- 5
- Tür
- 6
- Innenseite
- 7
- Kamera
- 8
- Unterkorb
- 9
- Oberkorb
- 10
- Besteckteilschublade
- 11
- Spülgut
- 12
- Teller
- 13
- Topf/Pfanne
- 14
- weiteres Geschirr/Glas
- 15
- Sprüheinrichtung
- 16
- Umwälzpumpe
- 17
- oberer Sprüharm
- 18
- mittlerer Sprüharm
- 19
- unterer Sprüharm
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10048081 A1 [0016, 0016, 0016]
