DE19736419A1 - Verfahren zur Bestimmung der Beladungsmenge eines Wäschetrockners - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Beladungsmenge eines Wäschetrockners nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beim Trocknungsvorgang spielt neben der Feuchte und der Art der Wäsche, die übli­ cherweise in einer Trommel getrocknet wird, unter anderem auch die Beladungsmenge des Wäschetrockners eine große Rolle. Daher ist es aus verschiedenen Gründen, etwa zur genauen Restzeitvorhersage, zur optimalen Steuerung des Trocknungsprozesses oder zur bedarfsangepaßten Heizleistungsabgabe, von Vorteil, die Beladungsmenge des Wäschetrockners zu bestimmen.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Bestimmung der Beladungsmenge von Wäschtrocknern bekannt, die auf der Auswertung von Temperatur- bzw. Temperatur­ gradientenmessungen, auf der Stromaufnahme des Motors zum Bewegen der Wäsche­ trommel oder auf einer Messung der elektrischen Kapazität der Trommel beruhen.

Ferner ist aus der DE 29 45 696 A1 ein Verfahren zur Bestimmung der Beladungs­ menge von Wäschetrocknern bekannt, bei dem der elektrische Leitwert der Wäsche herangezogen wird. Gemäß dieser Druckschrift sind in der Trommel zwei Elektroden angebracht, die bei einer Drehung der Trommel die Wäsche zeitweise berühren und mittels derer der elektrische Wäscheleitwert bestimmt wird. Dieses Leitwertsignal, das mit der Bewegung der Wäsche in der Trommel variiert und Impulse aufweist, ist an eine Schwellenwertschaltung angeschlossen, die das Anliegen eines Wäschestückes selbst in trockenem Zustand an den Elektroden anzeigt, indem es ein Treffersignal konstanter Höhe abgibt, das anschließend integriert wird. Je häufiger und je länger ein Wäsche­ stück an den Elektroden anliegt, desto häufiger und länger sind die Treffersignale und desto höher ist der Wert der Integration dieser Treffersignale. Somit stellt die Integration dieser Treffersignale ein Maß für die Beladungsmenge des Wäschetrockners dar, das zur Steuerung des Trocknungsprozesses verwendet werden kann.

Bei Anwendung dieses Verfahrens zur Bestimmung der Beladungsmenge von Wäsche­ trocknern ergeben sich im wesentlichen folgende Nachteile.

Die Schwellenwertbildung mit anschließender Integration der Treffersignale erfordert einen hohen Bauteile- und Schaltungsaufwand, der unwirtschaftlich ist und die Ausfall­ gefahr erhöht. Ferner funktioniert dieses Verfahren nur, wenn der Leitwert auf einen sehr geringen Wert fällt, der noch unter dem liegt, der dem Leitwert trockener Wäsche entspricht, so daß bereits geringe Störungen bei der Leitwertmessung zu einer fehler­ haften Bestimmung der Beladungsmenge führen. Da zur Funktion dieses Verfahrens der bestimmte Leitwert zumindest zeitweise sehr geringe Werte annehmen muß, ist bei einer höheren Beladung, bei der immer ein Wäschestück an den Elektroden anliegt, keine genaue Bestimmung der Beladungsmenge mehr möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Beladungsmenge von Wäschetrocknern der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß es mit geringem Bauteile- und Schaltungsaufwand durchzu­ führen ist, eine hohe Störunempfindlichkeit aufweist und auch bei höherer Beladung eine sichere Bestimmung der Beladungsmenge ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck die Schwankungsbreite des elektrischen Leit­ wertes bestimmt und als Maß für die Beladungsmenge verwendet. Bei geringer Bela­ dungsmenge des Wäschetrockners ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß an der Elek­ trode kein Wäschestück anliegt, so daß sich eine große Schwankungsbreite des Leit­ wertes einstellt. Je größer die Beladungsmenge wird, desto geringer wird die Wahr­ scheinlichkeit, daß an der Elektrode kein Wäschestück anliegt und desto geringer wird die Schwankungsbreite des Leitwertes.

Dieses Verfahren ermöglicht die Bestimmung der Beladungsmenge mit geringem oder ganz ohne zusätzlichen Bauteile- und Schaltungsaufwand, da es auf einer Leitwertmes­ sung beruht, die in den meisten Wäschetrocknern zur Bestimmung der Wäschefeuchte ohnehin implementiert ist. Ferner ermöglicht dieses Verfahren auch bei höherer Bela­ dung eine genaue Bestimmung der Beladungsmenge, da jede Veränderung des bestimmten Leitwertes erfaßt wird, ohne daß eine bestimmte Schwelle unterschritten werden muß. Dadurch ergibt sich auch eine höhere Unempfindlichkeit gegenüber Störungen.

Vorteilhafterweise wird als Schwankungsbreite die Differenz zwischen dem Maximal- und Minimalwert des Leitwertes innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls bestimmt. Durch die Beschränkung der Bestimmung der Schwankungsbreite auf ein Zeitintervall läßt sich durch die Variierung des Zeitintervalls die Frequenz der ermittelten Schwan­ kungsbreitenwerte beeinflussen und durch Erhöhung der Dauer des Zeitintervalls der Einfluß kurzzeitiger Störungen verringern.

Ferner wird vorteilhafterweise der Leitwert in periodischen Abständen gemessen und die Schwankungsbreite der einzelnen Leitwertmessungen bestimmt. Durch die Gewinnung diskreter Leitwerte kann die Bestimmung und Auswertung der Schwankungsbreite pro­ blemlos mit digitalen Komponenten erfolgen. Ferner läßt sich durch Wahl der Meßperio­ de die Frequenz der ermittelten Leitwerte und damit der zur Auswertung nötige Rechen­ aufwand je nach den Erfordernissen und Möglichkeiten frei bestimmen.

Vorteilhafterweise werden die Maximal- und Minimalwerte des Leitwertes gemittelt und die Schwankungsbreite jeweils der Mittelwerte bestimmt. Durch diese Mittelwertbildung wird der Einfluß kurzzeitiger Störungen verringert und die Meßsicherheit der Bestim­ mung der Beladungsmenge erhöht. Zusätzlich ist es auch möglich, nicht plausibel er­ scheinende Werte, wie Ausreißer, zu unterdrücken und bei der Mittelung nicht zu berücksichtigen.

Von Vorteil ist es auch, die Schwankungsbreite mehrmals zu bestimmen, die erhaltenen Schwankungsbreiten zu mitteln und den Schwankungsbreitenmittelwert als Maß für die Beladung zu verwenden. Dadurch kann der Einfluß kurzfristiger Störungen verringert und die Meßsicherheit erhöht werden. Zusätzlich ist es auch hier möglich, nicht plausibel erscheinende Werte, wie Ausreißer, zu erkennen und bei der Mittelung nicht zu berück­ sichtigen.

Ferner ist es von Vorteil, die Bestimmung der Schwankungsbreite des Leitwertes im wesentlichen ab Beginn des Trocknungsvorganges und vorzugsweise nur über eine relativ kurze Zeitdauer durchzuführen, da zu diesem Zeitpunkt unterschiedlich schnell trocknende Wäschestücke noch eine annähernd gleiche Feuchte aufweisen und somit Leitwertunterschiede aufgrund verschiedener Feuchtegrade keinen störenden Einfluß auf die Bestimmung der Beladungsmenge haben.

Besonders vorteilhafterweise wird zur Bestimmung der Schwankungsbreite des Leitwer­ tes ein Mikrocontroller mit zugeordnetem Analog/Digital-Wandler verwendet. Dies ist ins­ besondere dann von Vorteil, wenn zur Steuerung des Wäschetrockners ohnehin ein Mikrocontroller mit zugeordnetem Analog/Digital-Wandler verwendet wird, da in so ei­ nem Fall überhaupt kein zusätzlicher Bauteile- und Schaltungsaufwand erforderlich wird. Unabhängig davon läßt sich dadurch in jedem Fall eine sehr hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der Beladungsmenge erreichen, und dies bei relativ geringem Bauteile- und Schaltungsaufwand.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin ist ein schematischer Schaltungsaufbau zum Durchführen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.

Wie aus der einzigen Figur ersichtlich, weist die Trommel 1 eine Elektrode 12 auf, wobei als zweite Elektrode die Trommel 1 selbst dient. Zur Gewinnung des Wäscheleitwertes ist die Trommel 1 mit der Masse 4 des Wäschetrockners verbunden und die Elektro­ de 12 über einen Vorwiderstand 13 an eine Konstantspannung 5 angeschlossen. Die Wäsche in der Trommel 1 weist einen Wäschewiderstand 14 auf, der einerseits über die Trommel 1 mit der Masse 5 des Wäschetrockners und andererseits über die Elektro­ de 12 mit dem Widerstand 13 verbunden ist und daher mit diesem einen Spannungstei­ ler bildet. An dem Verbindungspunkt zwischen dem Wäschewiderstand 14 und dem Widerstand 13 wird ein Meßsignal 15 gewonnen, das als Maß für den Wäscheleitwert dient. Dieses Leitwertmeßsignal ist mit dem Eingang eines Anti-Aliasing-Tiefpaßfilters 2 verbunden, dessen Ausgang mit einem Analogeingang eines Mikrocontrollers 3 verbunden ist.

Die Bestimmung der Beladungsmenge des Wäschetrockners geschieht bei Bewegung der Wäsche in der Trommel 1 durch deren Drehung. Dabei gerät die Wäsche zumindest zeitweise in Berührung mit der Elektrode 12, was ein zeitlich veränderliches Leitwert­ meßsignal 15 zur Folge hat. Bei jeder Berührung der Elektrode 12 durch ein Wäsche­ stück oder bei jeder Veränderung des zwischen der Elektrode 12 und der Trommel 1 gemessenen Wäschewiderstandes 14 wird das Leitwertmeßsignal 15 einen Sprung bzw. einen Impuls aufweisen. In den Fällen, in denen kein Wäschestück die Elektrode 12 be­ rührt, oder ein Wäschestück die Elektrode nur sehr wenig berührt, und daher ein gerin­ gerer Leitwert bestimmt wird, weist das Leitwertmeßsignal einen Minimalwert auf. Bei sehr guter elektrischer Verbindung zwischen der Elektrode 12 und der Wäsche wird da­ gegen das Signal 15 einen Maximalwert aufweisen. Dieses Leitwertsignal wird mittels eines Mikrocontrollers 3 gemessen, wobei zur Verhinderung von Fehlmessungen ein Anti-Aliasing-Filter 2 zwischengeschaltet ist. Der Mikrocontroller 3 mißt nun in periodi­ schen Abständen den Leitwert und bestimmt durch Differenzbildung zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert des Leitwertes innerhalb eines bestimmten Zeitinter­ valls die Schwankungsbreite.

Durch Berücksichtigung der Tatsache, daß sich bei geringer Beladungsmenge eine hö­ here Schwankungsbreite einstellt, kann der Mikrocontroller aus der Schwankungsbreite des elektrischen Leitwertes die Beladungsmenge des Wäschetrockners bestimmen.

Somit wird durch die erfindungsgemäße Lösung ein Verfahren zur Bestimmung der Be­ ladungsmenge eines Wäschetrockners geschaffen, mit dem unter Vermeidung eines ho­ hen Bauteile- und Schaltungsaufwandes auch bei höherer Beladung eine genaue Be­ stimmung der Beladungsmenge möglich ist und eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Störungen erreicht werden kann. Besonders vorteilhaft läßt sich dieses Verfahren in Wä­ schetrocknern einsetzen, in denen ohnehin ein Mikrocontroller eingesetzt und eine Leitwertmessung der Wäsche durchgeführt wird.

Claims (7)

1. Verfahren zur Bestimmung der Beladungsmenge eines Wäschetrockners, bei die Wäsche in einer Trommel (1) bewegt wird, und der elektrische Leitwert der Wäsche mittels Elektroden (12, 1) bestimmt wird, die die Wäsche zumindest zeitweise berühren, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwankungsbreite des elektrischen Leitwertes bestimmt wird und als Maß für die Beladungsmenge dient.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwankungsbrei­ te die Differenz zwischen dem Maximal- und dem Minimalwert des Leitwertes in­ nerhalb eines bestimmten Zeitintervalls bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitwert in periodischen Abständen gemessen wird und die Schwankungsbreite der einzel­ nen Leitwertmessungen bestimmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maximal- und die Minimalwerte des Leitwertes gemittelt werden und die Schwan­ kungsbreite jeweils der Mittelwerte bestimmt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwankungsbreite des elektrischen Leitwertes mehrmals bestimmt wird, die er­ haltenen Schwankungsbreiten gemittelt werden und der Schwankungsbreiten­ mittelwert als Maß für die Beladung dient.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der Schwankungsbreite des Leitwertes im wesentlichen ab Beginn des Trocknungsvorganges durchgeführt wird und vorzugsweise nur über eine relativ kurze Zeitdauer erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Schwankungsbreite des Leitwertes ein Mikrocontroller (3) mit zugeordnetem Analog/Digital-Wandler verwendet wird.