DE10204455A1

DE10204455A1 - Verfahren zur Beeinflussung und/oder Steuerung des Programmlaufs eines wasserführenden Haushaltgerätes, insbesondere Geschirrspülmaschine, sowie Geschirrspülmaschine zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10204455A1
Application number: DE2002104455
Authority: DE
Inventors: Walter Asmann; Andre Bertram; Erik Ekelhoff; Guenther Ennen; Andreas Gutsch; Ulrich Hettenhausen; Martin Schlief; Dirk Wegener
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2003-08-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung und/oder Steuerung des Programmlaufs eines mit Geräusche erzeugenden Funktionseinheiten, wie Pumpen, Ventile und dergleichen ausgestatteten Haushaltgerätes, insbesondere einer Geschirrspülmaschine, durch Auswertung von im Spülbetrieb abgefragten Sensorsignalen. Ferner betrifft der Gegenstand der Erfindung eine Geschirrspülmaschine zur Durchführung des Verfahrens. Dabei werden vom Gerät erzeugte Betriebsgeräusche von einem oder mehreren akustischen Sensoren aufgenommen und abhängig von den sensierten Geräuschmustern wird ein Einfluss auf den Spülvorgang genommen oder die sensierten Geräuschmuster werden zur Defekterkennung von Maschinenkomponenten herangezogen. Durch einen Vergleich der im Betrieb des Gerätes sensierten Geräuschmustern mit zugeordneten im Programmwerk des Gerätes einprogrammierten Soll-Geräuschbildern oder charakteristischen Kenngrößen wird der Spülprogrammlauf bestimmt und/oder die Funktion eines Gerätemoduls oder Bausteins überwacht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung und/oder Steuerung des Programmlaufs eines mit Geräusche erzeugenden Funktionseinheiten, wie Pumpen, Ventile und dergl. ausgestatteten Haushaltgerätes, insbesondere einer Geschirrspülmaschine, durch Auswertung von im Spülbetrieb abgefragten Sensorsignalen. Ferner betrifft der Gegenstand der Erfindung eine Geschirrspülmaschine zur Durchführung des Verfahrens.

Programmgesteuerte Haushaltgeräte, wie beispielsweise Geschirrspülmaschinen oder Waschmaschinen können durch den Einsatz von Sensoren, die im Spülprozess beispielsweise durch Trübungsmessungen der Spülflüssigkeit eine Aussage über den jeweiligen Verschmutzungsgrad des Spülwassers treffen, wasser- und energiesparend betrieben werden, indem der Strom- und Wasserverbrauch in Relation zur Menge des zum Spülen in den Spülbehälter geladenen Geschirrs oder der Wäsche gesetzt wird. Auch ist es aus der EP 0 943 287 A1 bekannt, im Spülbehälter einer Haushaltgeschirrspülmaschine elektromagnetische Wellen und/oder Schallwellen erkennende Sensoren im Abstand voneinander anzuordnen. Eine zeitliche Auswertung der von den Sensoren empfangenen Signale gibt hierbei jeweils über die Anordnung des Spülguts bzw. die Geschirrmenge Aufschluss, wodurch das Spülprogramm in seinem Ablauf beeinflussbar ist. Dies kann beispielsweise durch eine der Beladung entsprechende Zufuhr von Spülflüssigkeit in den Spülbehälter und durch ein an die Flüssigkeitsmenge angepasstes Aufheizen der Lauge geschehen. Auch ist bei Spülmaschinen der Einsatz von Sensoren zum Zwecke der Funktionsüberwachung der am Spülergebnis maßgeblich beteiligten Baueinheiten, wie Umwälzpumpen, Sprüharme oder Magnetventile für den Spülwassereinlauf bekannt. So kann beispielsweise aus dem Betriebsgeräusch einer laufenden Pumpe oder von dem Rotationsgeräusch eines Sprüharmes auf den ordnungsgemäßen Betrieb dieser Einrichtungen geschlossen werden. Fehlt z. B. das Pumpengeräusch oder ist dieses nicht typisch ausgeprägt, so könnte das Problem z. B. eine defekte Umwälzpumpe bzw. eine unzureichende Wasserfüllung des Spülbehälters sein (siehe EP 0 326 893 A2). Die Folge davon ist ein schlechtes Spülergebnis.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Beeinflussung und/oder bedarfsgerechten Steuerung des Programmlaufs eines wasserführendes Haushaltgerätes, insbesondere einer Geschirrspülmaschine zu schaffen, welches verschiedene Betriebs- und auch Fehlerzustände überwacht, erkennt und den Programmlauf davon abhängig beeinflusst. Die Geschirrspülmaschine zur Durchführung des Verfahrens ist derart weiterzuentwickeln, dass die programmgemäße Steuerung auf einfache und zuverlässige Weise gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Verfahrensmerkmale gemäß Patentanspruch 1 gelöst, wobei die erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine zur Durchführung des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 20 gekennzeichnet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der universelle Einsatz von schwingungsempfindlichen Sensoreinheiten mit einem einfachen Auswerteverfahren für die sensierten Signale ist vorteilhaft, um bei Geschirrspülmaschinen verschiedene Betriebs- und Fehlerzustände steuern bzw. überwachen zu können. Vorteilhaft werden durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Technik mit akustischen Sensoren bzw. Beschleunigungs- oder Schwingungsaufnehmer im Spülbetrieb des Gerätes erzeugte Betriebsgeräusche aufgenommen und davon abhängig Geräuschmuster erzeugt, mit denen durch Vergleich mit zugeordneten im Programmwerk des Gerätes einprogrammierten Soll- Geräuschbildern oder charakteristischen Kenngrößen der Spülprogrammlauf bestimmt wird und/oder die Funktion eines Gerätemoduls oder Bauteils überwacht wird. So ist beispielsweise eine einfache Kontrolle sowie Steuerung des Wasserzulaufs zur Beladungserkennung ebenso wie eine Überwachung des Abpumpbetriebes, der Dosiereinrichtung für Reiniger und Klarspüler, der Sprüharme sowie des Pumpenlaufs von Umwälz- und Laugenpumpe und die Überwachung der Enthärtungseinrichtung möglich. Darüber hinaus können sensierte typische Geräuschmusterbilder zur Erkennung von Maschinenkomponenten-Defekte sowie zur Bestimmung des Fehlerortes oder zur Bestimmung der Fehlerquelle selbst herangezogen werden. Dies ist sowohl für den Gerätebediener als auch für den Kundendiensttechniker vorteilhaft.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Geschirrspülmaschine in vereinfachter Darstellung mit den betriebswichtigen Baueinheiten,
Fig. 2 ein Geräuschmusterbild vom sensierten Signalverlauf einer Laugenpumpe der Geschirrspülmaschine,
Fig. 3 ein Geräuschmuster vom sensierten Signalverlauf der steuernden Funktionsteile eines Dosiergerätes der Geschirrspülmaschine,
Fig. 4a ein Geräuschmuster vom sensierten Signalverlauf eines nicht blockierten Sprüharmes,
Fig. 4b ein Geräuschmuster vom sensierten Signalverlauf eines blockierten Sprüharmes der Geschirrspülmaschine und
Fig. 5 verschiedene Geräuschmuster mit sensierten Signalverläufen einer Umwälzpumpe in Abhängigkeit von in den Spülbehälter der Geschirrspülmaschine einlaufender Wassermengen.
Die Erfindung geht gemäß Fig. 1 von einer elektronisch programmgesteuerten Geschirrspülmaschine (1) als wasserführendes Haushaltgerät aus, dessen manuell oder automatisch anwählbare Spülprogramme jeweils separate Programmabschnitte, wie Vorspülen, Reinigen, Zwischenspülen und Klarspülen beinhalten, wobei je nach festgestelltem Verschmutzungsgrad des geladenen Geschirrs bzw. der Spülflüssigkeit die Vorspül- und/oder Zwischenspülgänge aus- oder zusätzlich eingesteuert werden können. Nach dem fetzten wasserführenden Programmabschnitt Klarspülen schließt sich im Spülprozess wie an sich bekannt ein separater Programmabschnitt Trocknen an, in welchem das gereinigte Geschirr unterstützt durch ein nicht gezeigtes Trocknungsgebläse bei Wärmezugabe getrocknet wird. Solche Geschirrspülmaschinen sind Stand der Technik und weisen im wesentlichen Bauelemente und Zubehör auf, wie dies in Fig. 1 vereinfacht dargestellt ist. Auf die konkrete Darstellung der schematisch gezeigten Programmsteuerung (2) der Geschirrspülmaschine (1) ist der besseren Übersicht halber verzichtet worden. Diese umfasst zumindest einen Mikroprozessor sowie an sich bekannte flüchtige und nichtflüchtige Programm- und Datenspeicher, in denen die auswählbaren Spülprogramme und den Spülverlauf bestimmende Prozessvariablen hinterlegt sind. Eine so konzipierte moderne Geschirrspülmaschine (1) ist zur Optimierung des Spülprogrammlaufes sowie für einen wasser- und energiesparenden Betrieb in aller Regel mit einer in den Programmlauf eingreifenden Sensorik ausgestattet, welche beispielsweise einen Trübungssensor verwendet, der Spülwassertrübungen in den wasserführenden Programmschritten sensiert und ggf. zusätzliche Wasserwechsel veranlasst.
Die frontseitig zu beladende Haushalt-Geschirrspülmaschine (1) weist einen Spülbehälter (3) und mehrere Sprüharme (4 bis 6) auf, die über, unter und zwischen Geschirrkörben (7, 8) und einer separaten Besteckschublade (9) in unterschiedlichen Spülebenen im Spülbehälter (3) angeordnet sind. Die Sprüharme (4 bis 6) werden über zugeordnete Sprüharm-Leitungswege (10, 11) von der umlaufenden Spülflüssigkeit einer vorgeschalteten Umwälzpumpe (12) gespeist, wobei die Spülflüssigkeit im Spülbetrieb ständig über eine Filtersiebkombination (13) geführt wird, die aus einem im Spülbehälterboden angeordneten Feinsieb sowie aus einem Grobsieb und einem Feinstsieb besteht. Dort werden Speisereste aus der Spülflüssigkeit herausgefiltert. Mit (14) ist ein Frischwasseranschluss bezeichnet, über welchen die Spülflüssigkeit zur Geschirrreinigung in den wasserführenden Programmabschnitten in den Spülbehälter (3) gelangt und dabei den Weg über einen Durchflussmengenmesser (15) sowie eine Enthärtungseinrichtung (16) nimmt. Dabei werden Wasserwege über Magnetventile (17) freigeschaltet oder gesperrt. Die Magnetventile (17) steuern auch den Wasserweg der Enthärtungseinrichtung (16), deren zugeordneter Ionenaustauscher (16a) das zugeführte Frischwasser enthärtet. Der Ionenaustauscher (16a) ist von Zeit zu Zeit mittels Salzsole zu regenerieren. Dafür ist dem Ionenaustauscher (16a) ein Salzbehälter (16b) zugeordnet, welcher mit kristallinem Kochsalz befüllbar ist und im Regenerierzeitpunkt von einer bestimmten Menge an bevorratetem Frischwasser aus einer nicht gezeigten sog. Wassertasche ventilgesteuert durchströmt wird. Das enthärtete Spülwasser wird insbesondere im Klarspülgang verwendet, in welchem auch ein Klarspülmittel zudosiert wird.
Die Dosiereinrichtung für Klarspüler und Reiniger ist allgemein als Kombidosiergerät bekannt, vieler Orts beschrieben und deshalb nicht dargestellt. Die Dosiereinrichtung ist in aller Regel an der Innenseite der Gerätetür der Geschirrspülmaschine (1) dem Spülraum zugewandt montiert und weist eine nachfüllbare Kammer für ein Reinigungsmittel in Pulver- oder Tablettenform und eine Vorratskammer für flüssiges Klarspülmittel auf. Zumindest die Kammer für den Reiniger ist durch einen Klappdeckel verschlossen, welcher im Verlauf des Spülprogramms per Geräteprogramm geöffnet wird. Hierdurch kann bevorrateter Reiniger im zugeordneten Spülabschnitt (Vorspülen und/oder Reinigen) vom rotierenden Sprüharm (5) ausgespült bzw. der umlaufenden Spülflüssigkeit zugemischt werden. Die Klappensteuerung des Dosiergerätes erfolgt mittels eines Elektromagneten. Ebenso ist für die Zudosierung des Klarspülers in an sich bekannter Weise ein elektrisches Dosierventil vorgesehen, welches im Programmabschnitt Klarspülen ebenfalls per Geräteprogramm angesteuert wird. Die Schaltgeräusche der Magneten können, wie auch die Schaltgeräusche der im Wasserlauf des Gerätes eingesetzten Magnetventile (17) neben dem Betriebsgeräusch der rotierenden Sprüharme (4 bis 6) der Spülmaschine akustisch wahrgenommen werden. Jeweils am Ende eines wasserführenden Programmabschnitts Vorspülen, Reinigen, Zwischenspülen oder Klarspülen wird die benutzte Spülflüssigkeit mittels der geräteeigenen Laugenpumpe (18) aus dem Spülbehälter (3) entfernt.
Zur Beeinflussung und/oder zur Steuerung des Programmlaufs der vorgenannten Geschirrspülmaschine (1) ist das Haushaltgerät erfindungsgemäß mit einem oder mehreren "akustischen" Sensoren (19, 19') ausgestattet, welche die von der Geschirrspülmaschine (1) im laufenden Spülprozess oder im Wartungsbetrieb (z. B. im laufenden Kundendienstprogramm) erzeugten Betriebsgeräusche sensieren. Verwendbare akustische Sensoren (19, 19') sind beispielsweise handelsübliche Schallwandler, wie Mikrofone, Piezo-Schallwandler oder dergl. Derartige Akustiksensoren, bekannt unter dem Begriff "Körperschallsensoren", sind Beschleunigungssensoren, die mittels eines schwingenden Feder-Masse-Systems ihr Signal (mV) pro Beschleunigung (g) generieren. Darüber hinaus gibt es Beschleunigungssensoren auf mikromechanischer Basis (Slliziumchips), Luftschallsensoren (Mikrofone) oder piezokeramische Elemente, welche die Verformung der Oberfläche aufnehmen. Körperschall- oder Beschleunigungssensoren auf der Basis piezokeramischer Werkstoffe gestatten die Umwandlung von mechanischer in elektrischer Energie und umgekehrt. Solche erfindungsgemäß eingesetzten akustischen Sensoren (19, 19') ergänzen einen ggf. vorhandenen Trübungssensor, welcher zur Feststellung von Spülwassertrübungen herangezogen wird, beim Modifizieren des Programmlaufs.
Mehrere akustische Sensoren (19, 19') sind vorzugsweise in verschiedenen Ebenen im Gerät, beispielsweise am Spülbehälter (3) im Bereich der Sprüharme (4 bis 6) sowie im unteren Maschinenbereich installiert. Ein bevorzugter Einbauplatz ist die Montage eines akustischen Sensors am Sammeltopf (20) mit dem angeschlossenen Spülbehälter (3) als Resonanzkörper. Dieser Einbauplatz ist auch bei nur einem im Gerät installierten Akustiksensor zu bevorzugen, da hier sehr gut auswertbare Geräuschmuster sowohl von den am Spülbehälter (3) angeschlossenen Pumpen (Umwälzpumpe 12, Laugenpumpe 18) als auch der Magnetventile (17) im Wasserweg zum Spülbehälter (3) sowie der Sprüharmrotation abgenommen werden können. Es kann auch der Fehlerfall der geräteeigenen Heizung, welche beispielsweise als Durchlauferhitzer am Spülbehälter (3) oder als Rohrheizkörper im Behälter oder der Umwälzpumpe ausgebildet ist, bzw. der zugeordneten Elektronik (Temperaturfühler) durch Erkennen von Siedegeräuschen im Heizungskreislauf detektiert werden, wenn es z. B. zu einem unkontrollierten Hochheizen der Spülflotte kommt. Durch einen akustischen Sensor in der Nähe der Umwälzpumpe (12) bzw. im Unterbau der Geschirrspülmaschine (1) kann bei ca. 93°C Spülwassertemperatur eine Dampfblasenbildung als Geräuschmuster festgestellt und erkannt werden, so dass ein Befehl zum Abschalten des Gerätes generierbar ist. Der Sensor kann darüber hinaus auch für die Wasserzulaufsteuerung eingesetzt werden. Im Spülbetrieb ist auch darüber hinaus die Offenstellung des Klappdeckels der türmontierten Dosiereinrichtung gut zu sensieren. Treten solch typische Geräuschmuster im Verlauf des Spülprozesses nicht auf, so können Fehlerfälle augenblicklich aufgezeichnet und dem Benutzer mitgeteilt werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden im laufenden Spülbetrieb über die Dauer eines Spülprogramms erzeugte typische Betriebsgeräusche der Geschirrspülmaschine (1) auswählbar oder insgesamt sensiert und die sensierten Geräuschmuster werden mit zugeordneten und gespeicherten Geräuschbildern vom Rechner verglichen. Bei erkennbaren Abweichungen wird ein Einfluss auf den Spülprogrammlauf genommen. Dabei ist vorzugsweise jedem abgespeicherten möglichen Spülprogramm ein typisches Geräuschmusterbild eigen, welches z. B. alle in einem ordnungsgemäß ablaufenden Spülprogrammlauf vorkommenden Geräuschmuster einschließlich derer der separaten Funktionseinheiten beinhaltet. Die typischen Geräuschmuster der separaten Funktionseinheiten sind dabei jeweils zu bestimmten Zeiten oder Zeitabschnitten im Musterbild des jeweiligen Spülprogrammlaufs zu erwarten. Den geräuscherzeugenden Funktionseinheiten, wie Umwälz- und Laugenpumpe (18), Magnetventile (17) für den Zu- und Ablauf von Frisch- oder Spülwasser, rotierende Sprüharme (4 bis 6) oder dergl. sind jeweils eigene Geräuschmuster sowohl bei korrekter Betriebsweise als auch im gestörten Betrieb charakteristisch. Diese den Einheiten jeweils zugeordneten Geräuschmuster sind aus dem vom Gerät erzeugten Gesamt-Geräuschmusterbild herausfilterbar. Die Geräuschmuster von den Funktionseinheiten sind gezielt zu den zugeordneten Zeitpunkten, an denen diese Geräusche zu erwarten sind, separat abfrag- und analysierbar.
Das von den akustischen Sensoren (19, 19') abgenommene Geräuschmuster wird einer den Sensoren gemeinsam nachgeschalteten Einrichtung (21) für den Geräuschmustervergleich zugeführt. In dieser Einrichtung (21), welche mit der Programmsteuerung (2) des Gerätes im Datenaustausch steht, werden die sensierten Geräuschmuster der Pumpen usw. mit den eingespeicherten Geräuschbildern oder deren charakteristischen Kenngrößen verglichen. Die Einrichtung (21) ist für den Istwert-Sollwertvergleich der Geräuschmusterbilder ausgebildet und weist einen nichtflüchtigen Speicher für hinterlegte typische Geräuschbilder und/oder charakteristische Kenngrößen einzelner Spülprogramme, Spülprogrammabschnitte, Schaltgeräusche von Magnetventilen (17), Relais, Siebbelastungen und dergl. für den Geräuschmustervergleich auf.
Die sensierten Geräuschmuster werden online mit den Werten im nichtflüchtigen Speicher verglichen. Das Vergleichsergebnis aus den Geräuschbildmustern beider Speicher wird als Maßgabe für den weiteren Spülprogrammlauf der Geschirrspülmaschine (1) herangezogen. Bei Signalübereinstimmung der miteinander verglichenen Geräuschbilder wird wie vorgegeben der Spülbetrieb fortgeführt und/oder durch das Programm modifiziert fortgeführt. Bei Nichtübereinstimmung unterbricht die Programmsteuerung (2) das laufende Spülprogramm oder es wird eine Fehlermeldung angezeigt und/oder protokolliert. Siebbelastungen können beispielsweise über das Geräuschmuster der Umwälzpumpe (12) detektiert werden.
Es sind auch die Geräuschbilder einzelner Spülprogramme und/oder Korbbeladungszustände und/oder einzelner Spülprogrammabschnitte, wie Vorspülen, Reinigen, Zwischenspülen, Klarspülen und Geschirrtrocknen im nichtflüchtigen Speicher hinterlegt. Verschiedene Korbbeladungen oder Geschirr-Beladungszustände könnten sensiert werden, da ein Geschirrkorb (7, 8, 9) mit nur wenig Spülgut ein auffallend anderes Geräuschmuster bei der Umwälzpumpe (12) erzeugt, als beispielsweise ein voll beladener Geschirrkorb (7 bis 9). Auch kann aus dem sensierten Geräuschmuster durch Vergleich mit dem im Speicher der Einrichtung (21) bzw. der Programmsteuerung (2) hinterlegten Geräuschbild beispielsweise erkannt werden, ob der beladene Korb der untere oder obere Geschirrkorb (8) ist, um so den Sprüharm (4 bis 6) des voll beladenen Korbes intensiver zu betreiben als den Sprüharm (4 bis 6) für den leeren Korb. Ein leerer oberer Geschirrkorb (8) erzeugt ein anderes Geräuschmuster als ein unbeladener unterer Geschirrkorb (7), und umgekehrt. Die Geräuschbilder typischer Betriebsgeräusche bei Siebverschmutzungen können ebenso wie Geräuschmuster vom Zu- und Ablauf von Frischwasser oder Spülflüssigkeit erfasst und zur Steuerung des Programms herangezogen werden.
Auch sind im nichtflüchtigen Speicher Geräuschbilder für stabile und/oder instabile Pumpenläufe und für typische Maschinenkomponenten-Defekte zur Fehlerermittlung von Maschinenkomponenten hinterlegt. Dies ermöglicht beim Auftreten einer Störung im Programmlauf, beispielsweise hervorgerufen durch eine defekte Umwälzpumpe (12) oder durch ein blockiertes Trocknungsgebläse die Bestimmung des Fehlerortes sowie die Bestimmung der Fehlerquelle selbst. Hier liegt sowohl für den Gerätebediener als auch für den Kundendiensttechniker ein großer Vorteil hinsichtlich einfacher Erkennung des Fehlers und niedriger Reparaturkosten sowie einer geringen Reparaturzeit.
Vorteilhaft besteht durch den Einsatz der Akustiksensoren die Möglichkeit, dass beim Regeneriersalznachfüllen auch ein dafür typisches Geräuschbild erkannt und im flüchtigen bzw. nichtflüchtigen Speicher hinterlegt werden kann. Durch den Signalvergleich wird festgestellt, ob ein genügender Salzvorrat im Salzbehälter (16b) der Enthärtungseinrichtung (16) zum Zeitpunkt des Regenerierens vorhanden ist, denn das beim Salznachfüllen erzeugte Rieselgeräusch erzeugt ein Geräuschmuster, welches die Geschirrspülmaschine (1) als Salzvorrat erkennt. Durch die Positionierung eines akustischen Sensors im Bereich der Salzeinfüllöffnung oder direkt am Salzbehälter (16b) erkennt der akustische Sensor das Rauschen der Salzkörner, welches beim Schütten entsteht. Dadurch liegt die Information "Salz wurde eingefüllt" unmittelbar nach dem Einfüllen vor.
In den Fig. 2 bis 5 sind typische von den akustischen Sensoren (19, 19') erzeugte und der Einrichtung (21) für den Ist-/Sollwertvergleich zugeführte Standard-Geräuschmuster gezeigt, die beispielsweise den Signalverlauf oder das Geräuschmuster (GL) der Laugenpumpe (18) der Geschirrspülmaschine (1) beim Abpumpen von Spülflüssigkeit (Fig. 2), den Signalverlauf (GD) gemäß Fig. 3 der Funktionsteile der nicht gezeigten Dosiereinrichtung, Signalverläufe oder Geräuschmuster (GS oder GS') gemäß Fig. 4a, 4b eines nicht blockierten bzw. blockierten Sprüharmes (4 bis 6) sowie schließlich nach Fig. 5 verschiedene Geräuschmuster (GU1 bis GU8) der laufenden Umwälzpumpe (12) in Abhängigkeit von in den Spülbehälter (3) der Geschirrspülmaschine (1) zeitgesteuert einlaufenden Spülwassermengen wiedergeben. Bei dem Geräuschmuster (GD) nach Fig. 3 ist das Ein- und Ausschalten der Elektromagneten für die Dosierung und auch das Aufschlagen des Reiniger-Klappendeckels der Dosiereinrichtung am Türinnenblech der nicht gezeigten Gerätetür markiert (sh. Position GDK).
Den erzeugten Geräuschmusterbildern, die hier bis auf Fig. 4b aus einem ordnungsgemäßen Arbeiten aller zugeordneten Funktionsmodule des Haushaltgerätes, wie Dosierventile, Pumpen usw. resultieren, entsprechen hinterlegte in den Kennwerten gleiche Geräuschbilder im nichtflüchtigen Speicher. Das von den Sensoren erzeugte Geräuschmuster (GS') eines blockierten Sprüharmes (4 bis 6) gemäß Fig. 4b wird durch den Ist-/Sollwertvergleich in der Einrichtung (21) erkannt und dementsprechend wird eine Fehlermeldung erzeugt, welche eine Unterbrechung des laufenden Spülprogramms bis zur Behebung des Fehlers oder gar den Abbruch des Programms einsteuert.
Besonders ausgeprägt sind die in Fig. 5 sensierten Geräuschmuster (GU1 bis GU8), welche das Pumpverhalten der Umwälzpumpe (12) in Abhängigkeit von in den Spülbehälter (3) der Geschirrspülmaschine (1) einlaufenden Wassermengen verdeutlichen. Solche Signalverläufe sind beispielsweise geeignet, um die Beladung einer Geschirrspülmaschine (1) zu ermitteln. Es kann die Menge des in den Spülbehälter (3) geladenen Geschirrs indirekt über die für einen stabilen Pumpenlauf notwendige Wassermenge bestimmt werden. Folgende Verfahrensweise ist dabei möglich:
Zunächst wird eine Mindestwassermenge in den Spülbehälter (3) eingelassen. Dann wird die Umwälzpumpe (12) gestartet. Es stellt sich das Geräuschmuster (GU1) ein, welches ausgewertet wird. Würde nun gleich am Anfang ein stabiler Pumpenlauf, wie in (GU8) verdeutlicht, erkannt, so würde daraus gefolgert, dass die Maschine nicht beladen ist. Wird entsprechend dem Normalfall ein instabiler Pumpenlauf (GU1) am Anfang akustisch sensiert, so wird daraus geschlossen, dass in der Geschirrspülmaschine (1) Geschirr eingeräumt ist. Es wird dann in einem weiteren Schritt eine definierte Wassermenge nachgetankt. Es ergibt sich das Geräuschmuster (GU2). Die Signale des akustischen Sensors (19, 19') werden fortlaufend weiter erfasst. Zeigt sich anhand der Signalauswertung auch nach einem mehrmaligen Nachtanken immer noch ein instabiler Pumpenlauf (z. B. Geräuschmuster GU5), so wird eine weitere Teilwassermenge nachgetankt. Dieser Vorgang wiederholt sich mit/ohne Abschalten der Umwälzpumpe (12) mehrmals so lange, bis das Geräuschmuster (GU8) für einen stabilen Pumpenlauf vorliegt und erkannt wird. Dabei können durch den Durchflußmengenmesser 15 (z. B. Flügelradzähler) die zugeführten Teilwassermengen bis zu einer maximalen Höchstwassermenge vorgegeben werden.
Der vorgenannten Verfahrensweise liegt die Erkenntnis zugrunde, dass immer mehr Wasser notwendig wird, je mehr Geschirr sich in der Maschine zum Spülen befindet. Denn je mehr Geschirr vorhanden ist, je mehr Wasser wird am Geschirr hängen bleiben und dieses benetzen. Der Vorteil der vorbeschriebenen Methode ist, dass sowohl Teilbeladungen des Spülbehälters (3) als auch umgestürzte Gefäße (evtl. eingeschränkt bis zur Höchstwassermenge) durch die erzielten Geräuschmuster erkannt werden. Entsprechend wird der Spülprogrammlauf beeinflusst. Umgestürzte Gefäße verursachen zwar einen Wassermehrverbrauch, diese führen aber nicht dazu, dass die Umwälzpumpe (12) instabil läuft und damit das Reinigungsergebnis schlechter und das Geräuschniveau höher wird. Die Menge der nicht im Umlauf befindlichen in den Gefäßen "festgesetzte" Flüssigkeit wird erfindungsgemäß durch die automatische Zugabe von Flüssigkeit zur umlaufenden Spülflüssigkeit ersetzt. Die Entscheidung hierfür liefern die akustischen Sensoren (19, 19'). Die in Fig. 5 bei den einzelnen Geräuschmusterbildern (GU1 bis GU8) jeweils oberen Signalkurven (GUP1 bis GUP8) geben Aufschluss über den jeweils herrschenden Pumpendruck der Umwälzpumpe (12). Der Pumpendruck (GUP1) ist bei instabil laufender Umwälzpumpe (12) bspw. gemäß Geräuschmuster (GU1) ebenfalls instabil. Hingegen ist gemäß dem Geräuschmuster (GU8) der Pumpendruck (GUP8) als stabil anzusehen. Im Geräuschmusterbild (GU8) rotiert die Umwälzpumpe (12) gleichmäßig und ist dabei sehr leise.
Auch kann ein defekter Durchflussmengenmesser (15) im Wasserkreislauf der Geschirrspülmaschine (1) mit den akustischen Sensoren (19, 19') erkannt werden, indem nach einer festlegbaren Grundzeit generell der Wassereinlauf im laufenden Spülprogramm oder in einem Prüfprogramm unterbrochen und der Pumpenlauf akustisch untersucht wird. Ist der Pumpenlauf stabil, obgleich die zu erwartende Mindestwassermenge noch nicht eingezählt ist, dann kann hieraus auf einen defekten Mengenmesser geschlossen werden. Wird hingegen ein Geräuschmuster sensiert, welches durch den Bildmustervergleich für einen instabilen Pumpenlauf charakteristisch ist, kann weiterhin bis zum stabilen Pumpenlauf oder zur Höchstwassermenge "nachgetankt" werden. Diese Besonderheit kann auch zur "Erkennung" einer starken Schaumbildung bei der Spülflüssigkeit ausgenutzt werden.
Weiterführend ist es möglich, mittels der akustischen Sensoren (19, 19') genau zu erfassen, wann die Laugenpumpe (18) vom "Schlürfbetrieb" in den Förderbetrieb übergeht, wie dies Fig. 2 verdeutlicht. Der Signalverlauf bzw. das sensierte Geräuschmuster (GL) zeigt den typischen Verlauf eines Abpumpvorganges. Nach dem Einschalten der Laugenpumpe (18) ist zunächst ein höheres Geräuschniveau vorhanden. Dies ist dadurch bedingt, dass die Pumpe noch nicht entlüftet ist. Danach fördert die Laugenpumpe (18) intensiv ab und läuft mit einem niedrigen Geräuschniveau weiter. Ist das Förderende erreicht, so steigt das Geräuschniveau wieder an. Ein entsprechendes charakteristische Geräuschmuster ist im nichtflüchtigen Speicher der Programmsteuerung (2) als Vergleichs-Geräuschbild hinterlegt. Über eine anschließende zeitlich begrenzte Förderdauer der Laugenpumpe (18) kann die abzufördernde Spülwassermenge bestimmt werden. Im darauffolgenden Wassereinlaufschritt eines nächsten wasserführenden Programmschrittes wird dann solange das Wassereinlaufventil (17) geöffnet, bis der Akustiksensor einen stabilen Pumpenlauf sensiert. Ein solches Verfahren ist vorteilhaft, wenn beispielsweise nicht alle Spülflüssigkeit vom Vorspülen abgepumpt, sondern im Reinigungsgang mitverwendet werden soll. Hier besteht auch eine sinnvolle Ergänzung eines Akustiksensors in Kombination mit einem den Verschmutzungsgrad der Lauge erfassenden Trübungssensors, welcher die Programmsteuerung (2) zu einem Wasserwechsel oder zum teilweisen Abpumpen der Spülflüssigkeit sensibilisieren kann.
Weiterhin ist es möglich, über die Förderdauer der Laugenpumpe (18) und der durch den Mengenmesser ermittelten Spülwassermenge die Abpumpbedingungen am Aufstellort zu erfassen und diese bei einem nächsten Abpumpschritt mit einzubeziehen. So kann beispielsweise eine bestimmte Abpumphöhe oder ein ggf. verstopfter Abfluß erkannt werden. Die durch die Geräuschsensorik erfassten Parameter beeinflussen laufende und/oder nachfolgende Spülprogrammläufe für einen energie- und wassersparenden Spülbetrieb bedarfsgerecht.
Zur Überwachung und ggf. zur Modifizierung des Spülprogrammlaufs genügt an sich ein erfindungsgemäß eingesetzter akustischer Sensor (19, 19'), wenn dieser an einem Ort im Gerät platziert wird, an welchem alle wesentlichen Betriebsgeräusch erfassbar sind. Ein solcher Einbauplatz ist beispielsweise der mit dem Spülbehälter (3) direkt gekoppelte Sammeltopf (20). Der Spülbehälter (3) in Funktion eines "Resonanzkörpers" oder Schwingungsverstärkers überträgt die jeweiligen Geräuschmuster der Funktionseinheiten des Gerätes bzw. das Geräuschmuster-Signalgemisch auf den angeflanschten Sammeltopf (20), so dass hier die Geräusche vom Akustiksensor gut sensiert werden können. Mehrere dieser vorteilhaft gleichartigen Sensoren, von denen auch einer am Spülbehälter (3) im Bereich der rotierenden Sprüharme (4 bis 6) vorgesehen werden kann, können im Bedarfsfall das Ergebnis optimieren. Die Einflussnahme auf den Spülprozess kann, wie schon erwähnt, durch einen ggf. vorhandenen Trübungssensor noch unterstützt werden.
Um äußere Störgeräusche nicht nachteilig auf die Geräuschsensierung wirken zu lassen, kann eine aktive Gegenkopplung stattfinden, oder aber das Störsignal wird durch einen separaten akustischen Sensor erfasst und dann aus dem Nutzsignal der Akustiksensoren herausgefiltert.
Vorteilhaft ist es auch einfach möglich, im Gerät erzeugte und von den Sensoren (19, 19') erfasste Geräusche zur Spülbehälter-Innenraumüberwachung heranzuziehen, beispielsweise als "Kindersicherung". In diesem besonderen Fall könnte auf ein im Spiel oder sonst wie in den Spülbottich gelangtes Kleinkind aufmerksam gemacht und das Gerät für den Wasch- oder Spülbetrieb blockiert werden. Sollte die Gerätetür schon geschlossen sein, so wird die Türverriegelung automatisch aufgehoben, die Tür wird aufspringen oder von innen aufgestoßen werden können. Die Ausführung dieser Sicherheitsmaßnahme kann auch hier durch einen Vergleich von erzeugten Geräuschmustern mit im nichtflüchtigen Speicher der Programmsteuerung hinterlegten Geräuschbildern realisiert werden. Die beschriebene Innenraumüberwachung ist zweckmäßig bei gewerblich eingesetzten Großgeräten einsetzbar.
Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch bei einer programmgesteuerten Waschmaschine oder einem Wäschetrockner eingesetzt werden kann, wobei ermittelte Geräuschbilder neben der Möglichkeit zur Programmbeeinflussung auch beispielsweise zur Detektierung von Waschtrommeldrehungen, Schleuderdrehzahlen und ähnl. herangezogen werden können.

Claims

1. Verfahren zur Beeinflussung und/oder Steuerung des Programmlaufs eines mit Geräusche erzeugenden Funktionseinheiten, wie Pumpen, Ventile und dergl. ausgestatteten Haushaltgerätes, insbesondere einer Geschirrspülmaschine, durch Auswertung von im Spülbetrieb abgefragten Sensorsignalen, dadurch gekennzeichnet, dass vom Gerät erzeugte Betriebsgeräusche von einem oder mehreren akustischen Sensoren (19, 19') aufgenommen und abhängig von den sensierten Geräuschmustern (GL bis GU) ein Einfluss auf den Spülprogrammlauf genommen wird, oder dass die sensierten Geräuschmuster (GL bis GU) zur Defekterkennung von Maschinenkomponenten herangezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils erzeugten Geräuschmuster (GL bis GU) mit in einem nichtflüchtigen Speicher der Programmsteuerung (2) hinterlegten Geräuschbildern (GL bis GU) oder deren charakteristischen Kenngrößen verglichen werden, wobei das Vergleichsergebnis als Maßgabe für den Spülprogrammlauf der Geschirrspülmaschine (1) oder zur Detektierung der Maschinenkomponenten-Defekte herangezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Signalübereinstimmung der miteinander verglichenen Geräuschbilder (GL bis GU) oder Kenngrößen der Spülbetrieb fortgeführt und bei Nichtübereinstimmung angehalten oder eine Fehlermeldung angezeigt und/oder protokolliert wird oder eine Programmänderung des Spülablaufs erfolgt oder Programmschritte wiederholt oder abgebrochen werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Geräuschbilder (GL bis GU) für stabile und/oder instabile Pumpenläufe im Speicher hinterlegt sind.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Geräuschbilder (GL bis GU) über den Wasserzulauf sowie vom Wasserabpumpen und den Sprüharmgeräuschen im nichtflüchtigen Speicher hinterlegt sind.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Geräuschmuster (GL bis GU) von der Drehbewegung der Sprüharme (4 bis 6), Umwälz- und Laugenpumpe (12 bzw. 18), Trocknungsgebläse und dergl. sensiert werden.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Geräuschmuster (GL bis GU) vom Zu- und Ablauf von Frischwasser oder Spülflüssigkeit im Gerät sensiert werden.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Geräuschbilder (GL bis GU) einzelner Spülprogramme und/oder Korbbeladungszustände und/oder einzelner Spülprogrammabschnitte, wie Vorspülen, Reinigen, Zwischenspülen, Klarspülen und Geschirrtrocknen und/oder Spülprogrammteilabschnitte, wie Wassereinlauf und Abpumpen im nichtflüchtigen Speicher hinterlegt sind.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Geräuschbilder (GL bis GU) über typische Maschinenkomponenten-Defekte im Speicher hinterlegt sind.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Geräuschmuster (GL bis GU) für eine Defekterfassung von Maschinenkomponenten herangezogen werden.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Geräuschmuster (GL bis GU) vom Betrieb der elektromagnetisch schaltenden Bauelemente, wie Ventile (17), Relais oder dergl. sensiert werden.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Geräuschbilder (GL bis GU) über die Enthärtersteuerung, den Reiniger- oder Klarspülmitteldosierer im nichtflüchtigen Speicher hinterlegt sind.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Geräuschbilder (GL bis GU) typischer Betriebsgeräusche von Siebverschmutzungen oder Heizungs-Siedegeräusche im Speicher hinterlegt sind und mit entsprechend sensierten Geräuschmustern verglichen werden.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Geräuschbilder (GL bis GU) typischer Betriebgeräusche beim Nachfüllen verschiedenster Regeneriersalze im Speicher hinterlegt sind.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das beim Salznachfüllen erzeugte Rieselgeräusch mit mindestens einem im Speicher hinterlegten Geräuschmuster (GL bis GU) übereinstimmt, welches die Geschirrspülmaschine (1) als Salzvorrat erkennt.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend vom erzeugten Geräuschmuster (GL bis GU) nach anschließendem Geräuschbildvergleich die Auswahl eines geeigneten Spülprogramms durch die Programmsteuerung (2) des Gerätes selbsttätig getroffen und eingesteuert wird.

17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Gerät erzeugte und von den Sensoren (19, 19') erfasste Geräusche zur Spülbehälter-Innenraumüberwachung (Kindersicherung) herangezogen werden.

18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Geräuschbilder (GL bis GU) für Prüf- oder Kundendienstprogrammen zur Fehlerermittlung von Maschinenkomponenten im Speicher hinterlegt sind.

19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung des Einflusses von äußeren Störgeräuschen auf die sensierten Geräuschmusterbilder (GL bis GU) eine aktive Geräuschgegenkopplung stattfindet oder aber dass das Störsignal durch einen separaten akustischen Sensor erfasst und aus dem Nutzsignal herausgefiltert wird.

20. Programmgesteuerte Geschirrspülmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Spülbehälter, separaten Geschirrkörben mit zugeordneten Sprühvorrichtungen und weiteren ggf. geräuscheerzeugenden Funktionseinheiten, wie Umwälz- und Laugenpumpe, Ventile für den Zu- und Ablauf von Frisch- oder Spülwasser oder dergl., sowie mit einer Spülmitteldosiervorrichtung, einer Wasserenthärtungseinrichtung und ggf. einem Trübungssensor zur Beeinflussung des Programmlaufs, dadurch gekennzeichnet, dass an oder im Umfeld der geräuscherzeugenden Funktionseinheiten zum ggf. vorhandenen Trübungssensor ein oder mehrere akustische Sensoren (19, 19') angeordnet sind, welche die vom laufenden Gerät im Spülprogramm erzeugten Betriebsgeräusche erfassen, wobei den akustische Sensoren (19, 19') eine der Programmsteuerung (2) des Gerätes zugeordnete Einrichtung (21) für einen Geräuschmustervergleich mit eingespeicherten Geräuschbildern (GL bis GU) zur Steuerung des Spülprozesses nachgeordnet ist.

21. Programmgesteuerte Geschirrspülmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (21) für einen Ist-Sollwert-Geräuschmustervergleich ausgebildet ist und einen nichtflüchtigen Speicher für typische Geräuschmuster (GL bis GU) einzelner Spülprogrammabschnitte, Schaltgeräusche von Magnetventilen (17), Relais, Siebbelastungen und dergl. für den Geräuschmustervergleich aufweist.

22. Programmgesteuerte Geschirrspülmaschine nach den Ansprüchen 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass handelsübliche Schallwandler oder Beschleunigungsaufnehmer, wie Mikrofone, Piezo- Schallwandler in Art von Körperschall- oder Bewegungssensoren bzw. mikromechanische Sensoren oder piezokeramische Bieger als akustische Sensoren (19, 19') verwendet sind.

23. Programmgesteuerte Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass akustischen Sensoren (19, 19') in verschiedenen Ebenen im Gerät installiert sind.

24. Programmgesteuerte Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein akustischer Sensor (19, 19') am Spülbehälter (3) im Bereich der Sprüharme (4 bis 6), in Nähe der Magnetventile (17) im Wasserleitungsweg und/oder im unteren Maschinenbereich am Sammeltopf (20) oder Laugenablaufsystem angeordnet ist.