DE102022211201A1 - Improved determination of the idle current consumption of drain pumps - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Leerlaufstromaufnahme von einer Entwässerungspumpe, beispielsweise in Form einer Laugenpumpe eines wasserführenden Haushaltsgeräts, wobei die Entwässerungspumpe derart durch eine Steuereinheit angesteuert wird, dass die Entwässerungspumpe während eines ersten Zeitintervalls mit einer ersten Drehzahl betrieben wird, wobei ein für den Betrieb mit der ersten Drehzahl benötigter erster Strom ermittelt wird, wobei die Entwässerungspumpe während eines zweiten Zeitintervalls mit einer zweiten Drehzahl betrieben wird, wobei die erste Drehzahl und die zweite Drehzahl geringer als eine Nullförderdrehzahl der Entwässerungspumpe sind und die zweite Drehzahl größer als die erste Drehzahl ausgestaltet ist, wobei und ein für den Betrieb mit der zweiten Drehzahl benötigter zweiter Strom der Entwässerungspumpe ermittelt wird, wobei basierend auf dem ermittelten ersten Strom und zweiten Strom eine Leerlaufstromaufnahme für eine beliebige Drehzahl der Entwässerungspumpe ermittelt wird; oder wobei eine Temperatur der Entwässerungspumpe gemessen wird, wobei basierend auf dem ermittelten ersten Strom und der gemessenen Temperatur eine Leerlaufstrom-aufnahme für eine beliebige Drehzahl der Entwässerungspumpe ermittelt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Haushaltsgerät.The invention relates to a method for determining an idle current consumption of a drainage pump, for example in the form of a drain pump of a water-conducting household appliance, wherein the drainage pump is controlled by a control unit in such a way that the drainage pump is operated at a first speed during a first time interval, wherein a first current required for operation at the first speed is determined, wherein the drainage pump is operated at a second speed during a second time interval, wherein the first speed and the second speed are lower than a zero delivery speed of the drainage pump and the second speed is designed to be greater than the first speed, wherein and a second current of the drainage pump required for operation at the second speed is determined, wherein based on the determined first current and second current, an idle current consumption for any speed of the drainage pump is determined; or wherein a temperature of the drainage pump is measured, wherein based on the determined first current and the measured temperature, an idle current consumption for any speed of the drainage pump is determined. Furthermore, the invention relates to a household appliance.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Leerlaufstromaufnahme von einer Entwässerungspumpe, beispielsweise in Form einer Laugenpumpe eines wasserführenden Haushaltsgeräts, bei dem die Entwässerungspumpe derart durch eine Steuereinheit angesteuert wird, dass die Entwässerungspumpe während eines ersten Zeitintervalls mit einer ersten Drehzahl betrieben wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Haushaltsgerät.The present invention relates to a method for determining an idle current consumption of a drainage pump, for example in the form of a drain pump of a water-conducting household appliance, in which the drainage pump is controlled by a control unit in such a way that the drainage pump is operated at a first speed during a first time interval. The invention also relates to a household appliance.
Bei der Steuerung von Laugenpumpen besteht üblicherweise ein lineares Verhältnis zwischen dem Förderstrom und der elektrischen Stromaufnahme des Pumpenmotors in Abhängigkeit von der Drehzahl des Pumpenmotors bzw. der Laugenpumpe. Somit kann der Förderstrom in Form einer Geradengleichung beschrieben werden. Der Startwert dieser Geradengleichung bzw. der Schnittpunkt dieser Gerade mit der Y-Achse stellt die Stromaufnahme dar, die bereits ohne Förderstrom benötigt wird. Der Startwert setzt sich aus einer hydraulischen Komponente zum Druckaufbau und dem inneren Drehmoment des Pumpenmotors zusammen. Das innere Drehmoment, welches sich aus Reibung und elektrischen Verlusten zusammensetzt, ist von veränderlichen Einflüssen, insbesondere von der Pumpenmotortemperatur, abhängig. Die exakte Pumpenmotortemperatur und das innere Drehmoment sind regulär nicht bekannt, daher ist auch der Startwert der Förderstrom/Stromaufnahme-Geraden unbekannt und es ist keine präzise Bestimmung des Förderstroms der Laugenpumpe möglich.When controlling drain pumps, there is usually a linear relationship between the flow rate and the electrical current consumption of the pump motor depending on the speed of the pump motor or the drain pump. The flow rate can therefore be described in the form of a straight line equation. The starting value of this straight line equation or the intersection of this line with the Y axis represents the current consumption that is required even without flow rate. The starting value consists of a hydraulic component for building up pressure and the internal torque of the pump motor. The internal torque, which consists of friction and electrical losses, depends on changing influences, in particular the pump motor temperature. The exact pump motor temperature and the internal torque are usually not known, so the starting value of the flow rate/current consumption line is also unknown and it is not possible to determine the flow rate of the drain pump precisely.
Wird die Pumpe im Leerbetrieb, d.h. ohne Wasser, bei konstanter Motortemperatur, betrieben, so ergibt sich entsprechend
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei dem eine Leerlaufstromaufnahme einer Entwässerungspumpe bzw. Laugenpumpe unter Berücksichtigung der Pumpenmotortemperatur bestimmt wird.It is therefore the object of the present invention to provide a method in which an idle current consumption of a drainage pump or drain pump is determined taking into account the pump motor temperature.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Haushaltsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a household appliance having the features of claim 9.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Leerlaufstromaufnahme von einer Entwässerungspumpe bereitgestellt. Die Entwässerungspumpe kann auch als Ablaufpumpe bezeichnet sein. Die Entwässerungspumpe kann beispielsweise in Form einer Laugenpumpe eines wasserführenden Haushaltsgeräts ausgestaltet sein. Darüber hinaus kann die Laugenpumpe als eine sogenannte Freistrompumpe oder als eine Kreiselpumpe ausgeführt sein.According to one aspect of the present invention, a method is provided for determining an idle current consumption of a drainage pump. The drainage pump can also be referred to as a drain pump. The drainage pump can be designed, for example, in the form of a drain pump of a water-conducting household appliance. In addition, the drain pump can be designed as a so-called free-flow pump or as a centrifugal pump.
In einem Schritt wird die Entwässerungspumpe derart durch eine Steuereinheit angesteuert, dass die Entwässerungspumpe während eines ersten Zeitintervalls mit einer ersten Drehzahl betrieben wird. Während des ersten Zeitintervalls wird ein für den Betrieb mit der ersten Drehzahl benötigter erster Strom ermittelt.In one step, the drainage pump is controlled by a control unit such that the drainage pump is operated at a first speed during a first time interval. During the first time interval, a first current required for operation at the first speed is determined.
Weiterhin wird die Entwässerungspumpe während eines zweiten Zeitintervalls mit einer zweiten Drehzahl betrieben. Hierbei sind die erste Drehzahl und die zweite Drehzahl geringer als eine Nullförderdrehzahl der Entwässerungspumpe ausgestaltet. Die erste Drehzahl und die zweite Drehzahl unterscheiden sich. Vorzugsweise ist die zweite Drehzahl größer als die erste Drehzahl.Furthermore, the drainage pump is operated at a second speed during a second time interval. The first speed and the second speed are designed to be lower than a zero delivery speed of the drainage pump. The first speed and the second speed are different. Preferably, the second speed is higher than the first speed.
Während des zweiten Zeitintervalls wird ein für den Betrieb mit der zweiten Drehzahl benötigter zweiter Strom der Entwässerungspumpe ermittelt. Basierend auf dem ermittelten ersten Strom und zweiten Strom wird eine Leerlaufstromaufnahme für eine beliebige Drehzahl der Entwässerungspumpe ermittelt.During the second time interval, a second current of the drainage pump required for operation at the second speed is determined. Based on the determined first current and second current, an idle current consumption is determined for any speed of the drainage pump.
Das erste Zeitintervall und das zweite Zeitintervall können gleich lang oder unterschiedlich lang ausgeführt sein.The first time interval and the second time interval can be the same length or different lengths.
Alternativ zum Betreiben der Entwässerungspumpe mit der zweiten Drehzahl während des zweiten Zeitintervalls und dem Ermitteln des zweiten Stroms wird eine Temperatur der Entwässerungspumpe gemessen und basierend auf dem ermittelten ersten Strom und der gemessenen Temperatur eine Leerlaufstromaufnahme für eine beliebige Drehzahl der Entwässerungspumpe ermittelt. Somit kann die Ermittlung der Leerlaufstromaufnahme beschleunigt werden, da die Messung des zweiten Stroms während des zweiten Zeitintervalls entfällt.As an alternative to operating the drainage pump at the second speed during the second time interval and determining the second current, a temperature of the drainage pump is measured and an idle current consumption is determined for any speed of the drainage pump based on the determined first current and the measured temperature. The determination of the idle current consumption can thus be accelerated because the measurement of the second current during the second time interval is omitted.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Haushaltsgerät bereitgestellt, welches eine Steuereinheit und mindesten seine Entwässerungspumpe aufweist. Die Entwässerungspumpe ist durch die Steuereinheit ansteuerbar. Vorteilhafterweise ist das Haushaltsgerät dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.According to a further aspect of the invention, a household appliance is provided which has a control unit and at least its drainage pump. The drainage pump can be controlled by the control unit. The household appliance is advantageously set up to carry out the method according to the invention.
Das Haushaltsgerät kann beispielsweise als ein wasserführendes Haushaltsgerät ausgestaltet sein, welches als eine Waschmaschine, ein Trockner, ein Waschtrockner, ein Geschirrspüler und dergleichen ausgestaltet sein kann. Dabei kann durch das Verfahren eine in-situ Kalibrierung bei der Inbetriebnahme der Entwässerungspumpe durchgeführt werden, wodurch eine präzise Einstellung der Fördermenge resultiert. Hierdurch kann eine besonders genaue Restdaueranzeige für ein Reinigungsprogramm des Haushaltsgeräts realisiert werden, welches nicht mit variierender Temperatur der Entwässerungspumpe schwankt.The household appliance can be designed, for example, as a water-conducting household appliance, which can be designed as a washing machine, a dryer, a washer-dryer, a dishwasher and the like. The method can be used to carry out an in-situ calibration when the drainage pump is put into operation, which results in a precise setting of the flow rate. This makes it possible to implement a particularly accurate remaining duration display for a cleaning program of the household appliance, which does not fluctuate with varying temperatures of the drainage pump.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Leerlaufstromaufnahme für eine beliebige Drehzahl der Entwässerungspumpe hergeleitet werden. Grundsätzlich sind für den Betrieb der Entwässerungspumpe die Auswahl eines Waschprogramms und die Umgebungsbedingungen n nicht bekannt. Somit ist auch die thermische Beanspruchung der Entwässerungspumpe bei einer Ansteuerung nicht bekannt. Vorteilhafterweise kann das Verfahren bei einer Inbetriebnahme der Entwässerungspumpe oder kurz zuvor durchgeführt werden, um die Temperatur der Entwässerungspumpe bzw. eines Motors der Entwässerungspumpe bei der Ermittlung der Leerlaufstromaufnahme zu berücksichtigen. Somit kann für jede beliebige Zieldrehzahl bzw. mehrere Zieldrehzahlen der Leerlaufstrom, beispielsweise in Form einer Leerlaufbetriebskurve, ermittelt werden, der den Einfluss der Motortemperatur beim Pumpenstart enthält.The method according to the invention can be used to derive the idle current consumption for any desired speed of the drainage pump. In principle, the selection of a washing program and the ambient conditions n are not known for the operation of the drainage pump. Thus, the thermal stress on the drainage pump during activation is also not known. The method can advantageously be carried out when the drainage pump is started up or shortly beforehand in order to take the temperature of the drainage pump or a motor of the drainage pump into account when determining the idle current consumption. Thus, the idle current can be determined for any desired target speed or several target speeds, for example in the form of an idle operating curve, which includes the influence of the motor temperature when the pump starts.
Durch die Berücksichtigung der Motortemperatur bei der Leerlaufstromaufnahme kann die Ansteuerung der Entwässerungspumpe thermisch entkoppelt werden, wodurch eine Unabhängigkeit der Ansteuerung der Entwässerungspumpe von der Motortemperatur resultiert. Insbesondere kann eine einzustellende Soll-Fördermenge der Entwässerungspumpe über einen breiten Temperaturbereich konstant eingestellt werden, da der hydraulische Betriebspunkt gleich bliebt.By taking the engine temperature into account when calculating the idle current consumption, the control of the drainage pump can be thermally decoupled, which results in the control of the drainage pump being independent of the engine temperature. In particular, a set target flow rate of the drainage pump can be set to be constant over a wide temperature range, since the hydraulic operating point remains the same.
Die thermische Beanspruchung der Entwässerungspumpe kann optimal bei der Ermittlung der Leerlaufstromaufnahme berücksichtigt werden, wenn die Entwässerungspumpe während eines Waschprogramms und/oder zum Ende eines Waschprogramms durch die Steuereinheit zum Einstellen der ersten Drehzahl und/oder der zweiten Drehzahl angesteuert wird. Der thermische Einfluss eines Waschprogramms auf die Entwässerungspumpe variiert mit dem eingestellten Waschprogramm und kann abhängig von äußeren Einflüssen und den variierenden Betriebsbedingungen des Haushaltsgeräts ebenfalls schwanken. Durch das Verfahren kann unmittelbar vor dem Betrieb der Entwässerungspumpe eine Kalibrierung durchgeführt werden, die die thermischen Einflüsse auf die Betriebsparameter des Motors der Entwässerungspumpe berücksichtigt.The thermal stress on the drainage pump can be optimally taken into account when determining the idle current consumption if the drainage pump is controlled by the control unit to set the first speed and/or the second speed during a washing program and/or at the end of a washing program. The thermal influence of a washing program on the drainage pump varies with the set washing program and can also fluctuate depending on external influences and the varying operating conditions of the household appliance. The method allows a calibration to be carried out immediately before the drainage pump is operated, which takes into account the thermal influences on the operating parameters of the drainage pump motor.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine, als eine von einer Drehzahl abhängige Funktion zweiten Grades ausgestaltete, Stromaufnahme zum Druckaufbau durch die Entwässerungspumpe bei der ersten Drehzahl und/oder der zweiten Drehzahl ermittelt. Bei diesem Anteil Pumpenleistung bzw. des Pumpenmotorstroms baut die Entwässerungspumpe einen Druck in dem Fördermedium auf, jedoch erfolgt bei diesem Anteil der Stromaufnahme keine Förderstromgenerierung. Dieser Teil der Stromaufnahme der Entwässerungspumpe weist keinen Temperatureinfluss auf und beschreibt die Stromaufnahme der Entwässerungspumpe bei einer mit dem Fördermedium befüllten Entwässerungspumpe abzüglich einer Stromaufnahme bei einer leeren Entwässerungspumpe. Durch die Berücksichtigung des Druckaufbaus durch die Auflaufpumpe, beispielsweise in einem Abwasserschlauch des Haushaltsgeräts, kann die Genauigkeit der ermittelten Leerlaufstromaufnahme weiter gesteigert werden.According to a further embodiment, a current consumption for pressure build-up by the drainage pump at the first speed and/or the second speed, designed as a second-order function dependent on a speed, is determined. With this proportion of pump power or pump motor current, the drainage pump builds up pressure in the conveying medium, but with this proportion of the current consumption, no conveying flow is generated. This part of the current consumption of the drainage pump is not influenced by temperature and describes the current consumption of the drainage pump when the drainage pump is filled with the conveying medium, minus a current consumption when the drainage pump is empty. By taking into account the pressure build-up by the overflow pump, for example in a waste water hose of the household appliance, the accuracy of the determined idle current consumption can be further increased.
Die Berücksichtigung des Druckaufbaus bei der Ansteuerung der Entwässerungspumpe kann technisch besonders einfach umgesetzt werden, wenn diese als eine Funktion zweiten Grades der Stromaufnahme zum Druckaufbau ausgestaltet ist und zwei konstante Approximationsparameter des Druckaufbaus d1 und d2 aufweist, welche basierend auf dem ersten Strom und dem zweiten Strom ermittelt werden.Taking the pressure build-up into account when controlling the drainage pump can be implemented particularly easily from a technical perspective if it is designed as a second-order function of the current consumption for pressure build-up and has two constant approximation parameters of the pressure build-up d1 and d2, which are determined based on the first current and the second current.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird ein Leerbetriebsstrom als eine von der Drehzahl abhängige Gleichung zweiten Grades mit konstanten Approximationsparametern des Leerbetriebs a und b angenähert und für eine beliebige Drehzahl berechnet. Vorteilhafterweise hängen die Approximationsparameter a und b jeweils linear von einer Temperatur ab und basierend auf einer Differenz des zweiten Stroms und des ersten Stroms abzüglich eines Druckanteils. Somit können die Approximationsparameter des Leerbetriebs der Entwässerungspumpe mit Hilfe der ermittelten Stromdifferenz aus dem ersten Strom und dem zweiten Strom berechnet werden. Insbesondere können die Approximationsparameter des Leerbetriebs der Entwässerungspumpe jeweils linear von der Stromdifferenz abhängen.According to a further embodiment, an idle operating current is approximated as a second degree equation dependent on the speed with constant approximation parameters of the idle operation a and b and calculated for any speed. Advantageously, the approximation parameters a and b each depend linearly on a temperature and are based on a difference between the second current and the first current minus a pressure component. The approximation parameters of the idle operation of the drainage pump can thus be calculated using the determined current difference from the first current and the second current. In particular, the approximation parameters of the idle operation of the drainage pump can each depend linearly on the current difference.
Entsprechende Geradengleichungen zum Berechnen der Approximationsparameter basierend auf der ermittelten Stromdifferenz können für einen Pumpentyp im Rahmen einer erstmaligen Inbetriebnahme unter verschiedenen Temperaturen bestimmt werden. Dabei können insbesondere die konstanten Bestandteile der Geradengleichung für die Approximationsparameter bestimmt und in dem Speicher der Steuereinheit hinterlegt werden.Corresponding straight line equations for calculating the approximation parameters based on the determined current difference can be determined for a pump type during initial commissioning at different temperatures. In particular, the constant components of the straight line equation for the approximation parameters can be determined and stored in the memory of the control unit.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Leerlaufstromaufnahme für eine beliebige Drehzahl als eine Summe aus einem Leerbetriebsstrom und einer Stromaufnahme zum Druckaufbau ermittelt. Durch diese Maßnahme können alle relevanten Strombestandteile der Entwässerungspumpe addiert werden, um eine besonders genaue Bestimmung der Leerlaufstromaufnahme zu erlangen. Dabei kann mit Hilfe der Leerlaufstromaufnahme eine Fördermenge bzw. ein einzustellender Volumenstrom der Entwässerungspumpe geregelt werden, welcher unabhängig von thermischen Einflüssen auf die Entwässerungspumpe regelbar ist.According to a further embodiment, the idle current consumption for any speed is determined as a sum of an idle operating current and a current consumption for pressure build-up. This measure allows all relevant current components of the drainage pump to be added together in order to achieve a particularly precise determination of the idle current consumption. The idle current consumption can be used to regulate a delivery rate or a volume flow of the drainage pump that can be regulated independently of thermal influences on the drainage pump.
Die Einstellung einer beliebigen Zieldrehzahl der Entwässerungspumpe kann besonders schnell erfolgen, wenn die Approximationsparameter des Druckaufbaus und die Approximationsparameter des Leerbetriebs nach dem ersten Zeitintervall und dem zweiten Zeitintervall durch die Steuereinheit ermittelt und zumindest zeitweise in einem Speicher der Steuereinheit hinterlegt werden. Die hinterlegten Approximationsparameter können durch ein Pumpenmodell oder durch einen mathematischen Algorithmus bei der Bestimmung der erforderlichen Drehzahl zum Einstellen einer gewünschten Fördermenge bzw. eines Volumenstroms verwendet werden.Any target speed of the drainage pump can be set particularly quickly if the approximation parameters of the pressure build-up and the approximation parameters of the idle operation are determined by the control unit after the first time interval and the second time interval and are stored at least temporarily in a memory of the control unit. The stored approximation parameters can be used by a pump model or by a mathematical algorithm to determine the required speed for setting a desired delivery rate or volume flow.
Nach einer weiteren Ausführungsform werden die Approximationsparameter des Leerbetriebs in Form einer temperaturabhängigen Gleichung oder in Form einer Tabelle für unterschiedliche Temperaturen in dem Speicher der Steuereinheit hinterlegt. Hierdurch kann die Messung der Pumpenmotortemperatur für die Bestimmung der erforderlichen Approximationsparameter des Leerbetriebs herangezogen werden. Die jeweilige Temperaturabhängigkeit der Approximationsparameter kann beispielsweise im Vorfeld ermittelt werden und ist vorzugsweise für eine Baureihe der Entwässerungspumpe oder einen bestimmten Typ der Entwässerungspumpe uneingeschränkt nutzbar.According to a further embodiment, the approximation parameters of the idle operation are stored in the form of a temperature-dependent equation or in the form of a table for different temperatures in the memory of the control unit. This allows the measurement of the pump motor temperature to be used to determine the required approximation parameters of the idle operation. The respective temperature dependence of the approximation parameters can, for example, be determined in advance and can preferably be used without restriction for a series of drainage pumps or a specific type of drainage pump.
Die Pumpenmotortemperatur kann vorteilhafterweise durch einen motorseitigen Sensor oder indirekt durch die Messung einer Umgebungstemperatur, beispielsweise in einem Laugenbehälter bzw. Sumpf des Haushaltsgeräts, ermittelt werden.The pump motor temperature can advantageously be determined by a motor-side sensor or indirectly by measuring an ambient temperature, for example in a suds container or sump of the household appliance.
Der Sensor kann vorzugsweise datenleitend mit der Steuereinheit gekoppelt sein.The sensor can preferably be coupled to the control unit in a data-conducting manner.
Die Vorteile und Merkmale, die oben im Zusammenhand mit der Vorrichtung erläutert wurden, gelten analog auch für das Verfahren und andersherum. Einzelne Merkmale oder Aspekte der vorliegenden Erfindung können miteinander kombiniert werden und haben die in diesem Zusammenhang erläuterten Vorteile.The advantages and features explained above in connection with the device also apply analogously to the method and vice versa. Individual features or aspects of the present invention can be combined with one another and have the advantages explained in this context.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von vorteilhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Figuren im Detail erläutert. Dabei zeigen:
-
1 ein Leerbetriebsstrom-Drehzahl-Diagramm zum Veranschaulichen einer Temperaturabhängigkeit eines Leerbetriebsstroms einer Entwässerungspumpe. -
2 eine Frontansicht eines Haushaltsgeräts gemäß einer Ausführungsform. -
3 ein schematisches Diagramm zum Veranschaulichen einer Stromaufnahme der Ablaufpumoe zum Druckaufbau in einem Fördermedium. -
4 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines quadratischen Approximationsparameters einer Annäherungskurve zweiten Grades für den Verlauf des Leerbetriebsstroms aus1 . -
5 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines linearen Approximationsparameters einer Annäherungskurve zweiten Grades für den Verlauf des Leerbetriebsstroms aus1 . -
6 ein Diagramm, welches ein Verfahren zur Bestimmung eines Leerlaufstroms für jede beliebige Drehzahl veranschaulicht. -
7 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform. -
8 ein Diagramm zum Veranschaulichen einer Temperaturabhängigkeit von Approximationsparametern einer Annäherungskurve zweiten Grades für den Verlauf des Leerbetriebsstroms aus1 . -
9 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform.
-
1 an idle operating current-speed diagram to illustrate a temperature dependence of an idle operating current of a drainage pump. -
2 a front view of a household appliance according to an embodiment. -
3 a schematic diagram illustrating the current consumption of the drain pump for building up pressure in a pumped medium. -
4 a diagram illustrating a quadratic approximation parameter of a second degree approximation curve for the course of the no-load current from1 . -
5 a diagram illustrating a linear approximation parameter of a second degree approximation curve for the no-load current curve from1 . -
6 a diagram illustrating a method for determining an idle current for any speed. -
7 a diagram illustrating a method according to the invention according to a first embodiment. -
8th a diagram illustrating a temperature dependence of approximation parameters of a second degree approximation curve for the course of the no-load current from1 . -
9 a diagram illustrating a method according to the invention according to a second embodiment.
In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Faktoren wie beispielsweise numerische Werte, Formen, Komponenten, Positionen von Komponenten und die Weise, wie die Komponenten miteinander verbunden sind, sind lediglich illustrativ und nicht einschränkend. In den Zeichnungen sind aus Gründen der Übersicht und zur Verbesserung der Erkennbarkeit teilweise unterschiedliche Maßstäbe verwendet.In the figures, like or corresponding elements are designated by like reference numerals. Factors such as numerical values, shapes, components, locations of components, and the manner in which the components are connected are merely illustrative and not limiting. In the For reasons of clarity and to improve recognizability, some drawings use different scales.
Die Figuren dienen insbesondere der Veranschaulichung eines Verfahrens zum Ermitteln einer Leerlaufstromaufnahme IL von einer Entwässerungspumpe 110 eines Haushaltsgeräts 100.The figures serve in particular to illustrate a method for determining an idle current consumption IL of a
Die
In der
In der
Das Messen der Stromaufnahmen bzw. der Motorströme eines, nicht dargestellten, Antriebmotors der Entwässerungspumpe 110, welche ein, nicht dargestelltes, Pumpenlaufrad direkt oder indirekt über eine Kupplung antreibt, erfolgt beispielsweise durch eine geräteinterne Sensorik der Steuereinheit 120 und/oder durch zusätzliche Sensoren 141. Dabei können beispielsweise Spannungsmesser zur indirekten Strommessung, Hall-Sensoren und dergleichen eingesetzt werden, um die für die Aufrechterhaltung der jeweiligen Drehzahlen n erforderlichen Motorströme I zu ermitteln.The measurement of the current consumption or the motor currents of a drive motor (not shown) of the
In einem Schritt 11 wird die Entwässerungspumpe 110 derart durch die Steuereinheit 120 angesteuert, dass die Entwässerungspumpe 110 während eines ersten Zeitintervalls t1 mit einer ersten Drehzahl n1 betrieben wird. Während des ersten Zeitintervalls t1 wird ein für den Betrieb mit der ersten Drehzahl n benötigter erster Strom I(n1) ermittelt.In a
Weiterhin wird die Entwässerungspumpe 110 während eines zweiten Zeitintervalls t2 mit einer zweiten Drehzahl n2 betrieben 12. Hierbei sind die erste Drehzahl n1 und die zweite Drehzahl n2 geringer als eine Nullförderdrehzahl der Entwässerungspumpe 110 ausgestaltet. Des Weiteren ist die zweite Drehzahl n2 größer als die erste Drehzahl n1 ausgeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gleicht das erste Zeitintervall t1 dem zweiten Zeitintervall t2.Furthermore, the
Während des zweiten Zeitintervalls t2 wird ein für den Betrieb mit der zweiten Drehzahl n2 benötigter zweiter Strom I(n2) der Entwässerungspumpe 110 ermittelt. Basierend auf dem ermittelten ersten Strom I(n1) und zweiten Strom I(n2) wird eine Leerlaufstromaufnahme I0 für eine beliebige Drehzahl n der Entwässerungspumpe 110 ermittelt 13. Anschließend kann die Entwässerungspumpe 110 basierend auf der ermittelten Leerlaufstromaufnahme I0 zum Einstellen einer Soll-Fördermenge durch die Steuereinheit 120 angesteuert werden 14.During the second time interval t2, a second current I(n2) of the
Die Leerlaufstromaufnahme bzw. der Leerlaufstrom I0 entspricht einem Startwert einer Förderstrom-Strom-Geraden. Dies entspricht einer mit Wasser gefüllten Entwässerungspumpe 110, die allerdings nicht fördert. Ein derartiger Fall liegt beispielsweise bei einem verschlossenen Abflussschlauch vor.The idle current consumption or the idle current I0 corresponds to a starting value of a flow rate-current line. This corresponds to a
Das Verfahren 10 kann beim Start der Entwässerungspumpe 110 ausgeführt werden. Dabei werden zwei verschiedene Drehzahlen n1, n2 eingestellt. Die Drehzahlen n1, n2 sind derart gering eingestellt, dass lediglich der Wasserstand im Abflussschlauch steigt und noch nicht gefördert wird. Die Entwässerungspumpe 110 kann somit nur Druck aufbauen. Diese Drehzahlen n1, n2 sind somit geringer als die sog. Nullförderdrehzahl. Eine Analyse der Daten der
Zwischen den Approximationsparametern a, b und der Stromdifferenz (I(n2=1400)-I(n1=1000)) besteht jeweils ein linearer Zusammenhang für alle gemessenen Pumpenmotortemperaturen. Diese Zusammenhänge sind in der
Die in der
Ebenfalls werden die konstanten Approximationsparameter d1 (für den quadratischen Anteil) und d2 (für den linearen Anteil) der Druckparabel aus
Auf einen der beiden eingestellten Drehzahlen n1, n2 wird die, hinsichtlich der Temperatur T, konstante Druckparabel und entsprechend der Differenz zwischen beiden Messwerten für den Strom I(n1) und I(n2) die entsprechende Leerbetriebskurve IL aus
Für das Verfahren 10 können die folgenden Rechenschritte im Rahmen einer Kalibrierung durch die Steuereinheit 120 verwendet werden:For
Für die konstanten Approximationsparameter a, b des Leerbetriebs und die konstanten Approximationsparameter d1, d2 des Druckaufbaus gelten die folgenden Zusammenhänge:
In einem weiteren Schritt werden die Stromanteile Ip(n1), Ip(n2) für den Druckaufbau von dem gemessenen ersten Strom I(n1) und zweiten Strom I(n2) abgezogen.
In einem anschließenden Schritt kann die Differenz zwischen dem ersten Strom und dem zweiten Strom abzüglich des Stromanteils Ip für den Druckaufbau ermittelt werden:
Mit dieser Differenz ΔI können die konstanten Approximationsparameter a, b des Leerbetriebs entsprechend der
Die Approximationsparameter a, b können alternativ oder zusätzlich im Rahmen einer linearen und/oder quadratischen Regression ermittelt werden.The approximation parameters a, b can alternatively or additionally be determined within the framework of a linear and/or quadratic regression.
In einem weiteren Schritt die die Leerlaufstromaufnahme I0 für eine beliebige Zieldrehzahl n, von beispielsweise 3000 U/min bestimmt. Hierzu erfolgt die Aufsummierung des Stromanteils Ip für den Druckaufbau und des Stromanteils IL für den Leerbetrieb:
Alternativ zu der ersten Drehzahl n1 kann hier auch die zweite Drehzahl n2 verwendet werden. In der
Somit kann für jede beliebige Zieldrehzahl n (bzw. mehrere Zieldrehzahlen n) der entsprechende Leerlaufstrom I0(n) ermittelt werden, der den Einfluss der Pumpenmotortemperatur T beim Pumpenstart enthält (s.
In der
Die
Beispielsweise kann die in
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- VerfahrenProceedings
- 100100
- HaushaltsgerätHousehold appliance
- 110110
- Freistrompumpe / EntwässerungspumpeFree-flow pump / drainage pump
- 120120
- SteuereinheitControl unit
- 130130
- LaugenbehälterLye container
- 140140
- TemperatursensorTemperature sensor
- 200200
- Abfluss Drain
- IpIP
- Stromanteil für DruckaufbauCurrent share for pressure build-up
- ILIL
- Stromanteil für LeerbetriebPower share for idle operation
- I0I0
- Leerlaufstrom / LeerlaufstromaufnahmeNo-load current / no-load current consumption
- TT
- PumpenmotortemperaturPump motor temperature
- nn
- Drehzahlnumber of revolutions
- I(n1)I(n1)
- erster Stromfirst stream
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- tt
- ZeitintervallTime interval
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R084 | Declaration of willingness to licence | ||
R085 | Willingness to licence withdrawn | ||
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