DE102017223002A1 - Household appliance for the care of laundry with measuring device for determining a load and method - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät (1) zur Pflege von Wäschestücken (14), mit einem federnd aufgehängten Schwingungssystem (8) zur Aufnahme der Wäschestücke (14) und mit einer Messvorrichtung (13) zum Bestimmen einer Masse der Wäschestücke (14) innerhalb des Schwingungssystems (8), wobei die Messvorrichtung (13) eine Sensoreinrichtung (11) zum Bestimmen einer Schwingung des Schwingungssystems (8) nach einem Beladen des Schwingungssystems (8) mit den Wäschestücken (14) und eine Recheneinrichtung (12) zum Bestimmen der Masse der Wäschestücke (14) anhand der Schwingung aufweist, wobei die Sensoreinrichtung (11) dazu ausgelegt ist, die Schwingung des Schwingungssystems in einer ersten Richtung (y) und zumindest in einer zu der ersten Richtung (y) verschiedenen, zweiten Richtung (x, z) zu bestimmen und die Recheneinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, die Masse der Wäschestücke (14) anhand der Schwingung in der ersten Richtung (y) und in der zumindest einen zweiten Richtung (x, z) zu bestimmen.The invention relates to a domestic appliance (1) for the care of items of laundry (14), with a spring-suspended vibration system (8) for receiving the items of laundry (14) and with a measuring device (13) for determining a mass of the items of laundry (14) within the oscillation system (8), wherein the measuring device (13) comprises a sensor device (11) for determining a vibration of the vibration system (8) after loading the vibration system (8) with the laundry items (14) and a computing device (12) for determining the mass of the laundry items (14) based on the vibration, wherein the sensor device (11) is adapted to the vibration of the vibration system in a first direction (y) and at least in a direction different from the first direction (y), the second direction (x, z) determine and the computing device (12) is adapted to the mass of the laundry items (14) based on the vibration in the first direction (y) and in the at least one second Richtun g (x, z).
Description
Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken, mit einem federnd aufgehängten Schwingungssystem zur Aufnahme der Wäschestücke und mit einer Messvorrichtung zum Bestimmen einer Masse der Wäschestücke innerhalb des Schwingungssystems, wobei die Messvorrichtung eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Schwingung des Schwingungssystems nach einem Beladen des Schwingungssystems mit den Wäschestücken und eine Recheneinrichtung zum Bestimmen der Masse der Wäschestücke anhand der erfassten Schwingung aufweist. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer Masse von Wäschestücken.The invention relates to a household appliance for the care of laundry, with a spring-mounted vibration system for receiving the laundry items and with a measuring device for determining a mass of the laundry items within the vibration system, wherein the measuring device with a sensor device for detecting a vibration of the vibration system after loading the vibration system the laundry items and a computing device for determining the mass of the laundry items based on the detected vibration. In addition, the present invention relates to a method for determining a mass of laundry items.
Das Interesse richtet sich vorliegend auf Haushaltsgeräte zur Pflege von Wäschestücken, insbesondere Waschmaschinen. Übliche Waschmaschinen weisen ein im Gerätegehäuse federnd gelagertes Schwingungssystem auf, welches zur Aufnahme der Wäschestücke dient. Zu Beginn eines Waschprogramms, welches mit dem Haushaltsgerät durchgeführt wird, ist die Masse der Wäschestücke, die sich in dem Schwingungssystem befinden, beziehungsweise die Beladungsmenge zu bestimmen. Für die Messung der Beladungsmenge in Waschmaschinen macht man sich üblicherweise die statische Auslenkung des Schwingungssystems infolge der Gewichtskraft der Wäschestücke zunutze. Die Auslenkung des Schwingungssystems kann mithilfe einer entsprechenden Sensoreinrichtung bestimmt werden. Diese Sensoreinrichtung kann einen ein- oder mehrdimensionale Lagesensor aufweisen, mit welchem die Auslenkung des Schwingungssystems ermittelt werden kann. Bei bekannter Auslegung der Federn des Schwingungssystems kann dann auf die Masse der Wäschestücke geschlossen werden.The interest is directed here to household appliances for the care of laundry, especially washing machines. Conventional washing machines have a spring system mounted in the housing vibration system, which serves to accommodate the laundry items. At the beginning of a washing program, which is carried out with the household appliance, the mass of the laundry items that are in the vibration system, or to determine the loading amount. For the measurement of the load in washing machines, one usually makes use of the static deflection of the vibration system due to the weight of the laundry. The deflection of the vibration system can be determined by means of a corresponding sensor device. This sensor device can have a one- or multi-dimensional position sensor with which the deflection of the vibration system can be determined. With a known design of the springs of the vibration system can then be closed to the mass of the laundry items.
Ferner sind aus dem Stand der Technik Messvorrichtungen bekannt, mittels welchen eine Schwingung des Schwingungssystems nach dem Beladen erfasst werden kann und anhand der Schwingung bei bekannten Eigenschaften der Federn die Masse der Wäschestücke abgeschätzt werden kann. Hierzu beschreibt die
Darüber hinaus beschreibt die
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie die Masse von Wäschestücken innerhalb eines Haushaltsgeräts auf einfache Weise zuverlässiger bestimmt werden kann.It is an object of the present invention to provide a solution, as the mass of laundry within a household appliance can be determined in a simple manner reliable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Haushaltsgerät sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a household appliance and by a method having the features according to the respective independent claims. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät dient zur Pflege von Wäschestücken. Das Haushaltsgerät umfasst ein federnd aufgehängtes Schwingungssystem zur Aufnahme der Wäschestücke. Zudem umfasst das Haushaltsgerät eine Messvorrichtung zum Bestimmen einer Masse der Wäschestücke innerhalb des Schwingungssystems, wobei die Messvorrichtung eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Schwingung des Schwingungssystems nach einem Beladen des Schwingungssystems mit den Wäschestücken und eine Recheneinrichtung zum Bestimmen der Masse der Wäschestücke anhand der erfassten Schwingung aufweist. Dabei ist es vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung dazu ausgelegt ist, die Schwingung des Schwingungssystems in einer ersten Richtung und zumindest in einer zu der ersten Richtung verschiedenen, zweiten Richtung zu erfassen. Zudem ist die Recheneinrichtung dazu ausgelegt, die Masse der Wäschestücke anhand der Schwingung in der ersten Richtung und in der zumindest einen zweiten Richtung zu bestimmen.An inventive household appliance is used to care for items of laundry. The household appliance comprises a spring-suspended vibration system for receiving the laundry items. In addition, the household appliance comprises a measuring device for determining a mass of the laundry items within the vibration system, wherein the measuring device has a sensor device for detecting a vibration of the vibration system after loading the vibration system with the laundry items and a computing device for determining the mass of the laundry items based on the detected vibration. In this case, it is provided that the sensor device is designed to detect the oscillation of the oscillation system in a first direction and at least in a second direction different from the first direction. In addition, the computing device is designed to determine the mass of the laundry items based on the vibration in the first direction and in the at least one second direction.
Das Haushaltsgerät dient zur Pflege von Wäschestücken. Bei dem Haushaltsgerät kann es sich um eine Waschtrockner handeln. Insbesondere ist das Haushaltsgerät als Waschmaschine ausgebildet. Das Haushaltsgerät umfasst ein Gehäuse, in welchem das Schwingungssystem schwingend gelagert ist. Insbesondere kann das Schwingungssystem mittels einer oder mehreren Federn in einem Innenraum des Gehäuses gehalten sein. Das Schwingungssystem dient zur Aufnahme der Wäschestücke und kann insbesondere eine Waschtrommel aufweisen, in welche die Wäschestücke eingebracht werden können. Diese Wäschetrommel kann zur Pflege der Wäschestücke mithilfe eines Motors gedreht werden. Zudem kann das Schwingungssystem einen Laugenbehälter aufweisen. Des Weiteren umfasst das Haushaltsgerät die Messvorrichtung, mittels welcher die Masse der Wäschestücke, welche sich innerhalb des Schwingungssystems beziehungsweise der Wäschetrommel befinden, bestimmt werden kann. Die Messvorrichtung umfasst wiederum die Sensoreinrichtung, mittels welcher die Schwingung des Schwingungssystems erfasst werden kann. Die Sensoreinrichtung kann es besondere einen Wegsensor umfassen, mittels welchem die Auslenkung des Schwingungssystems in Abhängigkeit von der Zeit bestimmt werden kann. Des Weiteren umfasst die Messvorrichtung die Recheneinrichtung, welche mit der Sensorvorrichtung zur Datenübertragung verbunden ist. Mithilfe der Recheneinrichtung kann anhand der mit der Sensoreinrichtung erfassten Schwingung die Masse der Wäschestücke bestimmt werden. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass eine Schwingungsfrequenz des Schwingungssystems nach dem Beladen bestimmt wird. Anhand einer bekannten Federrate des Schwingungssystems beziehungsweise der zumindest einen Feder des Schwingungssystems kann dann anhand von bekannten Schwingungsgleichungen die Masse des Schwingungssystems inklusive der Wäschestücke bestimmt werden. Anhand der bekannten Masse des Schwingungssystems kann dann auf die Masse der Wäschestücke rückgeschlossen werden. Mithilfe der Schwingungsgleichungen kann das Schwingungssystem zusammen mit den Wäschestücken als Feder-Masse-System oder als Feder-Masse-Dämpfer-System beschrieben werden.The household appliance is used for the care of laundry items. The household appliance may be to act a washer-dryer. In particular, the household appliance is designed as a washing machine. The household appliance comprises a housing in which the vibration system is mounted swinging. In particular, the vibration system can be held by means of one or more springs in an interior of the housing. The vibration system serves to accommodate the items of laundry and may in particular comprise a washing drum into which the items of laundry can be introduced. This laundry drum can be rotated to maintain laundry by means of a motor. In addition, the vibration system may have a tub. Furthermore, the household appliance comprises the measuring device, by means of which the mass of the laundry items which are located within the vibration system or the laundry drum, can be determined. The measuring device in turn comprises the sensor device, by means of which the oscillation of the vibration system can be detected. The sensor device may particularly comprise a displacement sensor by means of which the deflection of the vibration system can be determined as a function of time. Furthermore, the measuring device comprises the computing device, which is connected to the sensor device for data transmission. By means of the computing device, the mass of the laundry items can be determined on the basis of the vibration detected by the sensor device. It is provided in particular that an oscillation frequency of the vibration system is determined after loading. Based on a known spring rate of the vibration system or the at least one spring of the vibration system, the mass of the vibration system including the laundry items can then be determined on the basis of known oscillation equations. Based on the known mass of the vibration system can then be deduced the mass of the laundry items. Using the vibration equations, the vibration system can be described together with the laundry as a spring-mass system or as a spring-mass-damper system.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung die Schwingung sowohl in eine erste Richtung als auch in zumindest eine zweite Richtung bestimmen kann. Die Recheneinrichtung kann dann die Masse der Wäschestücke beziehungsweise die Beladungsmenge anhand der Schwingung in der ersten Richtung und anhand der Schwingung in der zumindest einen zweiten Richtung bestimmten. Hierbei wird berücksichtigt, dass das Schwingungssystem aufgrund der Ausgestaltung des Schwingungssystems unterschiedliche Schwingungseigenschaften in die erste Richtung und in die zweite Richtung aufweist. Diese unterschiedlichen Schwingungseigenschaften zeichnen sich insbesondere durch verschiedenen Eigenfrequenzen beziehungsweise Resonanzfrequenzen des Schwingungssystems in die erste Richtung und in die zweite Richtung aus. Für die Schwingung in der ersten Richtung kann die Masse der Wäschestücke beispielsweise anhand der Frequenz oder Eigenfrequenz der Schwingung bestimmt werden. In gleicher Weise kann die Masse auf Grundlage der Schwingung in der zweiten Richtung bestimmt werden. Somit kann dann beispielsweise ein Wert für die Masse der Wäschestücke, welcher anhand der Schwingung in der ersten Richtung ermittelt wurde, mit einem Wert für die Masse der Wäschestücke, welcher auf Grundlage der zweiten Schwingung bestimmt wurde, verglichen werden. Auf diese Weise kann eine Plausibilisierung durchgeführt werden. Insgesamt kann somit die Masse der Wäschestücke beziehungsweise die Beladungsmenge auf einfache Weise zuverlässiger bestimmt werden.According to an essential aspect of the present invention, it is provided that the sensor device can determine the oscillation both in a first direction and in at least a second direction. The computing device can then determine the mass of the items of laundry or the amount of loading on the basis of the oscillation in the first direction and on the basis of the oscillation in the at least one second direction. In this case, it is considered that the vibration system has different vibration characteristics in the first direction and in the second direction due to the design of the vibration system. These different vibration characteristics are characterized in particular by different natural frequencies or resonance frequencies of the vibration system in the first direction and in the second direction. For the oscillation in the first direction, the mass of the laundry items can be determined, for example, based on the frequency or natural frequency of the oscillation. Likewise, the mass may be determined based on the vibration in the second direction. Thus, for example, a value for the mass of the laundry items, which was determined based on the oscillation in the first direction, can then be compared with a value for the mass of the laundry items which was determined on the basis of the second oscillation. In this way, a plausibility check can be carried out. Overall, therefore, the mass of the laundry items or the load can be determined reliably more easily.
Bevorzugt ist die Sensoreinrichtung dazu ausgelegt, eine erste Frequenz der Schwingung in der ersten Richtung und eine zweite Frequenz der Schwingung in der zumindest einen zweiten Richtung zu bestimmen und die Recheneinrichtung ist dazu ausgelegt, die Masse der Wäschestücke anhand der ersten Frequenz und einer vorbestimmten ersten Federrate für die Schwingung in der ersten Richtung sowie anhand der zweiten Frequenz und einer vorbestimmten zweiten Federrate für die Schwingung in der zumindest eine zweite Richtung zu bestimmen. Dabei beschreibt die erste Frequenz insbesondere die Eigenfrequenz des in der ersten Richtung schwingenden Schwingungssystems, in welchem die Wäschestücke angeordnet sind. Die zweite Frequenz beschreibt bevorzugt die Eigenfrequenz des in der zweiten Richtung schwingenden Schwingungssystems, in welchem die Wäschestücke angeordnet sind. Durch die Masse der Wäschestücke wird die erste Frequenz im Vergleich zu dem Schwingungssystem, in welchem sich keine Wäschestücke befinden, beeinflusst. Anhand der bestimmten ersten Frequenz und der bekannten ersten Federrate kann dann die Masse des Schwingungssystems inklusive der Wäschestücke bestimmt werden. Die Federrate, welche auch als Federkonstante bezeichnet werden kann, gibt das Verhältnis der auf eine Feder wirkenden Kraft zur dadurch bewirkten Auslenkung der Feder an. Dabei kann angenommen werden, dass die erste Frequenz der Wurzel aus dem Quotienten der ersten Federrate und der Masse des Schwingungssystems inklusive der Wäschestücke entspricht. Anhand der bekannten Masse des Schwingungssystems ohne Wäschestücke kann dann die Masse der Wäschestücke ermittelt werden. Bei der Bestimmung der Masse der Wäschestücke kann zudem eine bekannte beziehungsweise vorbestimmte Dämpfungskonstante für die Schwingung in der ersten Richtung berücksichtigt werden. In gleicher Weise kann die Masse auf Grundlage der zweiten Frequenz und der zweiten Federrate bestimmt werden. Dies ermöglicht die Bestimmung der Masse mit einem geringen Rechenaufwand.The sensor device is preferably designed to determine a first frequency of the oscillation in the first direction and a second frequency of the oscillation in the at least one second direction, and the arithmetic device is designed to measure the mass of the laundry items on the basis of the first frequency and a predetermined first spring rate for the oscillation in the first direction and based on the second frequency and a predetermined second spring rate for the oscillation in the at least one second direction to determine. In this case, the first frequency particularly describes the natural frequency of the vibration system vibrating in the first direction, in which the laundry items are arranged. The second frequency preferably describes the natural frequency of the oscillating vibration system in the second direction, in which the laundry items are arranged. Due to the mass of the laundry items, the first frequency is influenced compared to the vibration system in which there are no laundry items. On the basis of the determined first frequency and the known first spring rate, the mass of the vibration system including the laundry items can then be determined. The spring rate, which may also be referred to as the spring constant, indicates the ratio of the force acting on a spring to the deflection of the spring caused thereby. It can be assumed that the first frequency corresponds to the root of the quotient of the first spring rate and the mass of the vibration system including the laundry. Based on the known mass of the vibration system without laundry then the mass of the laundry items can be determined. When determining the mass of the laundry items, a known or predetermined damping constant for the oscillation in the first direction can additionally be taken into account. Likewise, the mass may be based on the second frequency and the second spring rate can be determined. This allows the determination of the mass with a low computational cost.
In einer Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung dazu ausgelegt, ein erstes Sensorsignal, welches die Schwingung in der ersten Richtung beschreibt, und zumindest ein zweites Sensorsignal, welches die Schwingung in der zumindest einen zweiten Richtung beschreibt, zu bestimmen und die Recheneinrichtung ist dazu ausgelegt, die erste Frequenz anhand des ersten Sensorsignals und die zweite Frequenz anhand des zweiten Sensorsignals zu bestimmen. Mittels der Sensoreinrichtung kann das erste Sensorsignal bereitgestellt werden, welches die Schwingung des beladenen Schwingungssystems in der ersten Richtung beschreibt. Das erste Sensorsignal kann mittels der Sensoreinrichtung beispielsweise in Form einer zeitlich veränderlichen elektrischen Spannung ausgegeben werden. Dieses erste Sensorsignal kann dann an die Recheneinrichtung übertragen werden. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise einen Analog-Digital-Wandler aufweisen, mittels welchem das erste Sensorsignal abgetastet beziehungsweise digitalisiert werden kann. Mithilfe der Recheneinrichtung, welche zudem einen Mikrocontroller, einen Prozessor oder dergleichen aufweisen kann, kann dann das erste Sensorsignal beziehungsweise das abgetastete erste Sensorsignal verarbeitet werden. Dabei kann die erste Frequenz bestimmt werden. In gleicher Weise kann das zweite Sensorsignal bereitgestellt und verarbeitet werden. Damit können die erste und die zweite Frequenz auf zuverlässige Weise bestimmt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann eine erste Recheneinrichtung die Sensorsignale digitalisieren und über eine digitale Schnittstelle einer zweiten Recheneinrichtung übermitteln. Die zweite Recheneinrichtung kann die Bestimmung der Frequenzen und die Berechnung der Masse übernehmen.In one embodiment, the sensor device is configured to determine a first sensor signal, which describes the oscillation in the first direction, and at least one second sensor signal, which describes the oscillation in the at least one second direction, and the arithmetic device is designed to be the first Determine frequency based on the first sensor signal and the second frequency based on the second sensor signal. By means of the sensor device, the first sensor signal can be provided, which describes the vibration of the loaded vibration system in the first direction. The first sensor signal can be output by means of the sensor device, for example in the form of a time-varying electrical voltage. This first sensor signal can then be transmitted to the computing device. The computing device can have, for example, an analog-to-digital converter, by means of which the first sensor signal can be sampled or digitized. By means of the computing device, which may also have a microcontroller, a processor or the like, then the first sensor signal or the sampled first sensor signal can be processed. The first frequency can be determined. In the same way, the second sensor signal can be provided and processed. Thus, the first and second frequencies can be reliably determined. In a further embodiment, a first computing device can digitize the sensor signals and transmit them via a digital interface to a second computing device. The second computing device can take over the determination of the frequencies and the calculation of the mass.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Recheneinrichtung dazu ausgelegt ist, ein erstes Frequenzspektrum des ersten Sensorsignals zu bestimmen und die erste Frequenz anhand des ersten Frequenzspektrums zu bestimmen sowie ein zweites Frequenzspektrum des zweiten Sensorsignals zu bestimmen und die zweite Frequenz anhand des zweiten Frequenzspektrums zu bestimmen. Das erste Sensorsignal beschreibt die Schwingung des Schwingungssystems inklusive der Wäschestücke in der ersten Richtung in Abhängigkeit von der Zeit. Insbesondere ist die Recheneinrichtung dazu ausgelegt, ein Frequenzspektrum des ersten Sensorsignals zu bestimmen und hieraus die erste Frequenz beziehungsweise die Eigenfrequenz abzuleiten. Zum Bestimmen der ersten Frequenz anhand des ersten Sensorsignals kann beispielsweise eine FFT (Fast-Fourier-Transformation) oder dergleichen genutzt werden. Dies gilt auch für die Bestimmung der zweiten Frequenz.Furthermore, it is advantageous if the computing device is designed to determine a first frequency spectrum of the first sensor signal and to determine the first frequency based on the first frequency spectrum and to determine a second frequency spectrum of the second sensor signal and to determine the second frequency based on the second frequency spectrum. The first sensor signal describes the vibration of the vibration system including the laundry in the first direction as a function of time. In particular, the computing device is designed to determine a frequency spectrum of the first sensor signal and to derive therefrom the first frequency or the natural frequency. To determine the first frequency based on the first sensor signal, for example, an FFT (fast Fourier transform) or the like can be used. This also applies to the determination of the second frequency.
Bevorzugt ist die Recheneinrichtung dazu ausgelegt, eine erste Periodendauer der Schwingung in der ersten Richtung zu bestimmen und die erste Frequenz anhand der ersten Periodendauer zu bestimmen sowie zumindest eine zweite Periodendauer der Schwingung in der zumindest einen zweiten Richtung zu bestimmen und die zweite Frequenz anhand der zweiten Periodendauer zu bestimmen. Das erste Sensorsignal beschreibt insbesondere den zeitlichen Verlauf der Schwingung des Schwingungssystems in der ersten Richtung. Mithilfe der Recheneinrichtung können beispielsweise die Maxima dieses zeitlichen Verlaufs der Schwingung bestimmt werden. Danach kann die Zeitdauer zwischen den Schwingungsmaxima bestimmt werden und hieraus die Periodendauer abgeleitet werden. Auf Grundlage der Periodendauer kann dann die erste Frequenz der Schwingung beziehungsweise die Eigenfrequenz bestimmt werden. In gleicher Weise kann die zweite Frequenz der Schwingung in der zweiten Richtung ermittelt werden.Preferably, the computing device is configured to determine a first period of the oscillation in the first direction and to determine the first frequency based on the first period and at least determine a second period of the oscillation in the at least one second direction and the second frequency based on the second Period to determine. In particular, the first sensor signal describes the time profile of the oscillation of the oscillation system in the first direction. By means of the computing device, for example, the maxima of this time profile of the oscillation can be determined. Thereafter, the time duration between the oscillation maxima can be determined and from this the period duration can be derived. On the basis of the period then the first frequency of the oscillation or the natural frequency can be determined. In the same way, the second frequency of the oscillation in the second direction can be determined.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Recheneinrichtung dazu ausgelegt, in dem ersten Sensorsignal einen Abschnitt zu bestimmen, welcher eine freie gedämpfte Schwingung des Schwingungssystems in der ersten Richtung beschreibt, und die erste Frequenz in dem Abschnitt zu bestimmen sowie in dem zweiten Sensorsignal einen Abschnitt zu bestimmen, welcher eine freie gedämpfte Schwingung des Schwingungssystems in der zweiten Richtung beschreibt, und die zweite Frequenz in dem Abschnitt zu bestimmen. Mithilfe der Recheneinrichtung kann der zeitliche Abschnitt des ersten Sensorsignals bestimmt werden, welcher die freie Schwingung des Schwingungssystems, in welchem sich die Wäschestücke befinden, beschreibt. Zu Beginn des Waschvorgangs wird beispielsweise die Ladenöffnung beziehungsweise das Fenster durch den Nutzer geöffnet. Anschließend werden die Wäschestücke in das Schwingungssystem beziehungsweise die Wäschetrommel eingelegt. Die freie gedämpfte Schwingung entsteht durch den Beladungsvorgang, in dem der Nutzer des Haushaltsgeräts (ungewollt) das Schwingungssystem anstößt und dann für einen Moment frei schwingen lässt. Der Anteil des ersten Sensorsignals, der diese freie gedämpfte Schwingung beschreibt, kann mittels der Recheneinrichtung erkannt werden. Zu diesem Zweck kann die Recheneinrichtung das erste Sensorsignal mit vorbestimmten Referenzsignalen vergleichen, welche eine freie gedämpfte Schwingung beschreiben. Alternativ oder zusätzlich kann dieser Anteil des ersten Sensorsignals anhand der Amplitude des ersten Sensorsignals, eines zeitlichen Verlaufs des ersten Sensorsignals oder dergleichen erkannt werden. Wenn nur der Anteil des ersten Sensorsignals, der die freie gedämpfte Schwingung des Schwingungssystems inklusive der Wäschestücke beschreibt, zur Bestimmung der ersten Frequenz herangezogen wird, kann die Masse der Wäschestücke zuverlässig bestimmt werden. Gleiches gilt für den entsprechenden Anteil in dem zweiten Sensorsignal.In a further refinement, the computing device is designed to determine in the first sensor signal a section which describes a free damped oscillation of the oscillation system in the first direction, and to determine the first frequency in the section and to determine a section in the second sensor signal , which describes a free damped vibration of the vibration system in the second direction, and to determine the second frequency in the section. By means of the computing device, the temporal portion of the first sensor signal can be determined, which describes the free vibration of the vibration system in which the laundry items are located. At the beginning of the washing process, for example, the shop opening or the window is opened by the user. Subsequently, the laundry items are inserted into the vibration system or the laundry drum. The free damped vibration is created by the loading process, in which the user of the household appliance (unintentionally) abuts the vibration system and then let oscillate freely for a moment. The proportion of the first sensor signal, which describes this free damped oscillation, can be detected by means of the computing device. For this purpose, the computing device can compare the first sensor signal with predetermined reference signals, which describe a free damped oscillation. Alternatively or additionally, this portion of the first sensor signal can be detected on the basis of the amplitude of the first sensor signal, a time profile of the first sensor signal or the like. If only the portion of the first sensor signal, including the free damped oscillation of the vibration system describes the laundry, is used to determine the first frequency, the mass of the laundry items can be reliably determined. The same applies to the corresponding proportion in the second sensor signal.
Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung dazu ausgelegt ist, die Schwingung des Schwingungssystems in drei zueinander senkrechten Richtungen zu bestimmen. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung die Schwingung des Schwingungssystems inklusive der Wäschestücke in drei verschiedene Raumrichtungen bestimmen kann. Dies bedeutet, dass mit der Sensoreinrichtung ein erstes Sensorsignal, ein zweites Sensorsignal und ein drittes Sensorsignal bereitgestellt werden. Mithilfe der Recheneinrichtung kann man neben der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz auch die dritte Frequenz bestimmt werden, welche die Schwingung in der dritten Richtung beschreibt. Anhand der ersten Frequenz, der zweiten Frequenz und der dritten Frequenz kann dann jeweils ein Wert für die Masse der Wäschestücke bestimmt werden und aus den jeweils bestimmten Werten die Masse der Wäschestücke zuverlässig abgeschätzt werden.Furthermore, it is preferably provided that the sensor device is designed to determine the vibration of the vibration system in three mutually perpendicular directions. It is preferably provided that the sensor device can determine the vibration of the vibration system including the laundry items in three different spatial directions. This means that a first sensor signal, a second sensor signal and a third sensor signal are provided with the sensor device. By means of the computing device, in addition to the first frequency and the second frequency, it is also possible to determine the third frequency, which describes the oscillation in the third direction. On the basis of the first frequency, the second frequency and the third frequency, a value for the mass of the laundry items can then be determined in each case and the mass of the laundry items can be reliably estimated from the respectively determined values.
Insbesondere ist die Sensoreinrichtung dazu ausgelegt, die Schwingung des Schwingungssystems in einer Höhenrichtung, einer Längenrichtung und einer Breitenrichtung des Haushaltsgeräts zu bestimmen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die erste Richtung der Höhenrichtung des Haushaltsgeräts entspricht, die zweite Richtung der Längenrichtung des Haushaltsgeräts entspricht und die dritte Richtung der Breitenrichtung des Haushaltsgeräts entspricht. Es kann auch vorgesehen sein, die erste Richtung in axialer Richtung der Wäschetrommel verläuft, die zweite Richtung radial zu der Wäschetrommel entlang der Höhenrichtung des Haushaltsgeräts verläuft und die dritte Richtung radial zu der Wäschetrommel entlang der Breitenrichtung des Haushaltsgeräts verläuft. Mit den Angaben „Tiefenrichtung“, „Breitenrichtung“, „Höhenrichtung“ etc. sind die bei bestimmungsgemäßen Gebrauch und bestimmungsgemäßem Anordnen des Haushaltsgeräts und bei einem dann vor dem Haushaltsgerät stehenden und in Richtung des Haushaltsgeräts blickenden Beobachter gegebenen Positionen und Orientierungen angegeben.In particular, the sensor device is designed to determine the vibration of the vibration system in a height direction, a length direction and a width direction of the household appliance. It may also be provided that the first direction corresponds to the height direction of the household appliance, the second direction corresponds to the length direction of the household appliance and the third direction corresponds to the width direction of the household appliance. It can also be provided that the first direction runs in the axial direction of the laundry drum, the second direction runs radially to the laundry drum along the height direction of the household appliance and the third direction runs radially to the laundry drum along the width direction of the household appliance. The statements "depth direction", "width direction", "height direction", etc., indicate the positions and orientations given during intended use and proper positioning of the household appliance and in the case of an observer standing in front of the household appliance and looking in the direction of the household appliance.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Sensorrichtung einen Wegsensor zum Bestimmen einer Auslenkung des Schwingungssystems in die erste Richtung und in die zumindest einen zweite Richtung auf. Bevorzugt ist der Wegsensor als magnetischer Wegsensor ausgebildet. Beispielsweise kann die Sensoreinrichtung zumindest einen Magnetsensor, insbesondere einen Hall-Sensor, und einen Magneten, insbesondere einem Permanentmagneten, aufweisen. Beispielsweise kann der Magnetsensor ortsfest an dem Schwingungssystem angeordnet sein und der Magnet kann ortsfest an dem Gehäuse des Haushaltsgeräts angeordnet sein oder umgekehrt. Mithilfe des Magnetsensors kann die magnetische Flussdichte und/oder die Feldrichtung des Magnetfelds des Magneten erfasst werden. Hieraus kann dann die relative Lage des Magnetsensors zu dem Magneten bestimmt werden. Die Sensoreinrichtung kann auch einen anderen Wegsensor, Positionssensor und/oder Beschleunigungssensor aufweisen.According to a further embodiment, the sensor direction has a displacement sensor for determining a deflection of the vibration system in the first direction and in the at least one second direction. Preferably, the displacement sensor is designed as a magnetic displacement sensor. For example, the sensor device may comprise at least one magnetic sensor, in particular a Hall sensor, and a magnet, in particular a permanent magnet. For example, the magnetic sensor may be stationarily arranged on the vibration system and the magnet may be fixedly arranged on the housing of the household appliance or vice versa. By means of the magnetic sensor, the magnetic flux density and / or the field direction of the magnetic field of the magnet can be detected. From this, the relative position of the magnetic sensor to the magnet can then be determined. The sensor device may also have another displacement sensor, position sensor and / or acceleration sensor.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Haushaltsgerät zumindest einen Freihubdämper zum Dämpfen der Schwingung des Schwingungssystems aufweist. Ein solcher Freihubdämpfer zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass dieser in Bereich einer Ruhelage des Schwingungssystems eine geringer Dämpfung aufweist. Dadurch kann die Dämpfung des Schwingungssystems vernachlässigt werden und zur Bestimmung der Masse der Wäschestücke eine vereinfachte Schwingungsgleichung herangezogen werden. Beispielsweise kann das Schwingungssystem als Feder-Masse-System beschrieben werden. Damit kann die Masse der Wäschestücke mit einem geringen Rechenaufwand bestimmt werden.Furthermore, it is advantageous if the household appliance has at least one free-lift damper for damping the vibration of the vibration system. Such a free lift damper is characterized in particular by the fact that it has a low damping in the region of a rest position of the vibration system. As a result, the damping of the vibration system can be neglected and a simplified oscillation equation can be used to determine the mass of the laundry items. For example, the vibration system can be described as a spring-mass system. Thus, the mass of the laundry items can be determined with a low computational cost.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Bestimmung einer Masse von Wäschestücken in einem Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken. Dabei wird mittels einer Messvorrichtung die Masse der Wäschestücke innerhalb eines Schwingungssystems zur Aufnahme der Wäschestücke bestimmt wird, wobei eine Schwingung des Schwingungssystems nach einem Beladen des Schwingungssystems mit den Wäschestücken mittels einer Sensoreinrichtung erfasst wird und mittels einer Recheneinrichtung die Masse der Wäschestücke anhand der erfassten Schwingung bestimmt wird. Zudem ist es vorgesehen, dass mittels der Sensoreinrichtung die Schwingung des Schwingungssystems in einer ersten Raumrichtung und in zumindest einer zu der ersten Richtung verschiedenen, zweiten Richtung zu bestimmt wird und mittels der Recheneinrichtung die Masse der Wäschestücke anhand der Schwingung in der ersten Richtung und in der zumindest einen zweiten Richtung bestimmt wird.An inventive method is used to determine a mass of laundry items in a household appliance for the care of laundry. In this case, the mass of the laundry items within a vibration system for receiving the laundry items is determined by means of a measuring device, wherein a vibration of the vibration system is detected after loading the vibration system with the laundry items by means of a sensor device and determined by means of a computing device, the mass of the laundry items on the basis of the detected vibration becomes. In addition, it is provided that by means of the sensor device, the oscillation of the oscillation system in a first spatial direction and in at least one to the first direction different second direction is determined and by means of the computing device, the mass of the laundry items on the basis of the vibration in the first direction and in the at least a second direction is determined.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Haushaltsgerät vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren.The preferred embodiments presented with reference to the household appliance according to the invention and their advantages apply correspondingly to the method according to the invention.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures are not only in the combination given, but also in other combinations usable, without departing from the scope of the invention. Thus, embodiments of the invention are to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated independent claim. Moreover, embodiments and combinations of features, in particular by the embodiments set out above, are to be regarded as disclosed which go beyond the feature combinations set out in the back references of the claims or deviate therefrom.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Frontansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts zur Pflege von Wäschestücken; -
2 einen zeitlichen Verlauf einer Schwingung eines Schwingungssystems des Haushaltsgeräts während und nach dem Beladen des Haushaltsgeräts mit Wäschestücken; und -
3 einen zeitlichen Verlauf der freien gedämpften Schwingung des Schwingungssystems nach dem Beladen des Haushaltsgeräts mit Wäschestücken.
-
1 a schematic front view of an embodiment of a household appliance according to the invention for the care of laundry items; -
2 a time course of a vibration of a vibration system of the household appliance during and after the loading of the household appliance with laundry; and -
3 a time course of the free damped oscillation of the vibration system after loading the household appliance with laundry.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
In
Die Wäschetrommel
Die erste Frequenz
Dabei ist es vorgesehen, dass mithilfe der Sensoreinrichtung
Die Auswertung der Frequenz
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Haushaltsgeräthousehold appliance
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Wäschetrommelwashing drum
- 44
- Laugenbehältertub
- 55
- Innenrauminner space
- 66
- Türdoor
- 77
- Antriebsmotordrive motor
- 88th
- Schwingungssystemvibration system
- 99
- Federfeather
- 1010
- Dämpferdamper
- 1111
- Sensoreinrichtungsensor device
- 1212
- Recheneinrichtungcomputing device
- 1313
- Messvorrichtungmeasuring device
- 1414
- Wäschestückelaundry
- 1515
- Sensorsignalsensor signal
- 1616
- Abschnittsection
- MM
- Maximummaximum
- ss
- Wegpath
- tt
- ZeitTime
- t1 t1
- Zeitpunkttime
- t2t2
- Zeitpunkttime
- tptp
- Periodendauerperiod
- xx
- Breitenrichtungwidth direction
- yy
- Höhenrichtungheight direction
- zz
- Längenrichtunglength direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014104635 A1 [0003]DE 102014104635 A1 [0003]
- DE 102011084267 A1 [0004]DE 102011084267 A1 [0004]
Claims (12)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
2017
- 2017-12-18 DE DE102017223002.9A patent/DE102017223002A1/en active Pending
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