DE602006000888T2

DE602006000888T2 - Methode und Vorrichtung zur Unwuchtüberwachung in einer horizontalachsigen Waschmaschine

Info

Publication number: DE602006000888T2
Application number: DE602006000888T
Authority: DE
Inventors: Zheng St. Joseph Zhang; Tao St. Joseph Xie; Gregory M. St. Joseph Garstecki; Mark M. St. Joseph Xie; Scott D. St. Joseph Slabbekoorn; Ali R. Benton Harbor Buendia
Original assignee: Whirlpool Corp
Current assignee: Whirlpool Corp
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2026-02-10
Also published as: BRPI0601510A; US20100241276A1; CA2535677A1; US7958585B2; AU2006200617A1; NZ545475A; US7739764B2; US20060242768A1; DE602006000888D1; EP1736590B1; CN1854377A; EP1736590A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Waschgutmenge und zur Ermittlung und Korrektur der Unwucht der rotierenden Trommel einer Waschmaschine aus Informationen über den fließenden elektrischen Strom aus einer Motorsteuerung bzw. -regelung. Insbesondere ist sie anwendbar auf eine Waschmaschine mit einer Trommel mit anderer als vertikaler Achse.
Waschmaschinen arbeiten mit einer im Allgemeinen zylindrischen Lochtrommel zur Aufnahme von Kleidung und anderem Waschgut, die in einem dichten Bottich drehbar gelagert ist; er nimmt die Waschlauge auf, bei der es sich generell um Wasser, Waschmittel bzw. Seife und ggf. auch andere Bestandteile handelt. In einigen Maschinen dreht sich die Trommel unabhängig vom Bottich, in anderen drehen die Trommel und der Bottich gemeinsam. Für die vorliegende Erfindung ist der drehbare Vorrichtungsteil – die Trommel allein oder diese gemeinsam mit dem Bottich oder jeder andere Vorrichtungsteil, der Waschgut aufnimmt und umwälzt – als "Trommel" bezeichnet. Typischerweise wird die Trommel von einem Elektromotor angetrieben. Verschiedene Waschzyklen führen der Bekleidung Lauge zu und extrahieren sie, üblicherweise abgeschlossen von einem oder mehr Schleuderzyklen, in denen durch schnelles Umlaufenlassen der Trommel das Spülwasser aus der Bekleidung extrahiert wird.
Üblicherweise werden Waschmaschinen nach der Trommellage kategorisiert. Bei vertikalachsigen Waschmaschinen ist die Trommel um eine relativ zur Schwerkraft vertikale, bei horizontalachigen Waschmaschinen um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbar gelagert.
In vertikal- wie auch horizontalachsigen Waschmaschinen wird Wasser aus der Bekleidung extrahiert, indem man die Trommel um ihre Achse drehen lässt, so dass die Zentrifugalkraft das Wasser aus der Bekleidung schleudert. Die Schleuderdrehzahlen sind typischerweise hoch, um die größtmögliche Wassermenge schnellstmöglich auszuschleudern und damit Zeit und Energie zu sparen. Sind jedoch die Bekleidung und das Wasser nicht gleichmäßig um die Trommelachse verteilt, tritt ein Unwuchtzustand auf. Typische Schleuderdrehzahlen einer vertikalachsigen Waschmaschine sind 600 U/min bis 700 U/min, einer horizontalachsigen Waschmaschine 1100 U/min oder 1200 U/min. Der Bedarf an größeren Waschgutkapazitäten fordert größere Trommeln. Höhere Schleuderdrehzahlen gekoppelt mit größeren Waschguttrommeln verschärfen die Unwuchtprobleme speziell in horizontalachsigen Waschmaschinen. Unwuchtzustände werden dann schwieriger zu erfassen und zu korrigieren.
Beim Drehen der Waschtrommel um ihre Achse können generell zwei Arten von Unwuchten auftreten: eine statische und eine dynamische Unwucht. Die 1–4 zeigen schaubildliche unterschiedliche Unwuchtkonfigurationen in einer horizontalachsigen Waschmaschine mit einer Trommel 10 mit geometrisch horizontaler Achse 12. Zur Drehung ist die Trommel 10 in einer Kammer 14 mit einer Vorderseite 16 (wo normalerweise der Zugang zum Trommelinneren stattfindet) und einer Rückseite 18 aufgehängt. Auf der Rückseite 18 befindet sich typischerweise ein Antriebspunkt 19 (gewöhnlich eine Motorwelle).
Die 1(a) und 1(b) zeigen einen statischen Umwuchtzustand, den eine ungleichgewichtige statische Last erzeugt. Eine Last 20 befindet sich auf einer Seite der Trommel 10, aber zentriert zwischen der Vorderseite 16 und der Rückseite 18. Ein Netto-Drehmoment t bewirkt, dass die geometrische Achse 12 um die Rotationsachse 22 der kombinierten Masse aus Trommel 10 und Last 20 dreht, so dass sich ein Versatz d der Trommel 10 ergibt. Dieser – oft geringfügige – Versatz d wird bei höheren Drehzahlen oft als Vibration wahrgenommen. Die Aufhängung ist konstruiert, derartige Vibrationen unter normalen Bedingungen aufzunehmen. Statische Unwuchten sind bei verhältnismäßig niedrigen Drehzahlen – bspw. 85 U/min oder 90 U/min – erfassbar, indem man die Größe der Lastunwucht (MOB) misst, da eine statische Unwucht mit der MOB in Zusammenhang steht.
Die dynamische Unwucht ist komplexer und kann unabhängig von einer statischen Unwucht auftreten. Die 2–4 zeigen mehrere verschiedene Zustände, in denen eine dynamische Unwucht vorliegt. Die 2(a) und 2(b) zeigen eine dynamische unwuchtige Last aus zwei identischen Massen 30, wobei eine auf einer Seite der Trommel 10 nahe der Vorderseite 16 und die anderen nahe der Rückseite 18 liegen. M. a. W.: die Massen 30 liegen auf einer Linie 32, die relativ zur geometrischen Achse 12 schräg liegt. Das Netto-Moment t₁ um die geometrische Achse 12 ist null; es liegt also keine statische Unwucht vor. Es existiert jedoch ein Netto-Moment t₂ entlang der geometrischen Achse 12 vor, so dass die Trommel dazu neigt, um eine andere als die geometrische Achse zu taumeln. Ist das Moment hoch genug, kann die Taumelbewegung inakzeptabel werden.
Die 3(a) und 3(b) zeigen eine kombiniert statische und dynamische Unwucht in Folge einer zur Vorderseite hin ungleichgewichtigen Last. Es liege eine einzelne Last 40 in der Trommel 10 zur Vorderseite 16 hin versetzt. Es tritt ein Netto-Moment t₁ um die geometrische Achse 12 auf, folglich liegt eine statische Unwucht vor. Weiterhin liegt ein Moment t₂ entlang der geometrischen Achse 12 und damit eine dynamische Unwucht vor. Die resultierende Trommelbewegung setzt sich aus einer Verschiebung und einem Taumeln zusammen.
Die 4(a) und 4(b) zeigt eine kombiniert statische und dynamische Unwucht in Folge einer rückseitig ungleichgewichtigen Last. Es liegt eine einzige Last 50 in der Trommel 10 zur Rückseite 18 hin versetzt. Es liegt ein Netto-Moment t₁ um die geometrische Achse 12 und damit eine statische Unwucht vor. Desgl. liegt ein Netto-Moment t₂ entlang der geometrischen Achs 12 und damit eine dynamische Unwucht vor. Die resultierende Trommelbewegung setzt sich aus einer Verschiebung und einem Taumeln zusammen.
Wie ersichtlich hat jede Einzel-Unwucht statische und dynamische Auswirkungen. Eine gekoppelte Unwucht, wie in 2 gezeigt, trägt jedoch nicht zu einer statischen Unwucht bei. Diese gekoppelte Unwucht entspricht in der Analyse einer Kombination der beiden Einzel-Unwuchten; es handelt sich um den Bewegungsimpuls der 3 vermindert um den der 4.
Oberhalb einer bestimmten Drehzahl, bei der die Bekleidung in der Trommel zur Ruhe kommt, ist eine einzige Unwuchtlast erfassbar. Bei der statischen Unwuchterfassungsdrehzahl (etwa 85 U/min für eine horizontalachsige Waschmaschine) wird das Moment t₁ auf die Motorwelle übertragen und bewirkt Drehzahl- oder Stromschwankungen im Motor. Der geschätzte Wert steht jedoch nur in Beziehung mit dem Effekt der statischen Unwucht. Bspw. ergeben in 1, 3 und 4 die drei einzelnen Unwuchtlasten einen identischen Wert unabhängig davon, ob die Last vorderseitig (3) oder rückseitig (4) versetzt liegt. Diese statische Unwucht steht im Zusammenhang mit der Größe der Unwucht (MOB). Dynamisch besteht jedoch ein erheblicher Unterschied, ob die Unwuchtlast vorder- oder rückseitig liegt. Die vorderseitige Unwuchtlast in 3 erzeugt ein weit höheres Moment t₂ als die rückseitige in 4, da der Motorantriebspunkt rückseitig liegt.
Der dynamische Unwuchteffekt in einer horizontalachsigen Waschmaschine ist in 5 dargestellt, wo die Unwuchtlast (MOB) und das dynamische Moment (bzw. der Ort der vorder- zur rückseitigen Unwucht) als zwei Achsen in einer kartesischen Koordinatenebene definiert sind. In dieser Ebene wird die Gesamtfläche durch eine Grenzkurve BE des dynamischen Moments, die von den Toleranzen der jeweiligen Waschmaschine defininiert wird, zu zwei Teilen getrennt. Auf Grund der Theorie der dynamischen Mechanik stellt die Kurve BE das mit den Auswirkungen einer dynamischen Unwuchtlast bei einer gegebenen Drehzahl zusammenhängende Moment dar. Es existiert eine Familie derartiger Kurven jeweils entsprechend einer hohen Schleuderdrehzahl. Die Fläche über dieser Grenzkurve ist der Bereich nicht akzeptabler Unwucht bei einer gegebenen Schleuderdrehzahl. Die Fläche unter der Grenzekurve ist der akzeptable Arbeitsbereich. Angemerkt sei, dass, wie oben erläutert, ein signifikanter Unterschied im Effekt des Moments auf die Kurve BE dahingehend liegt, ob die Unwuchtlast vorder- oder rückseitig liegt. Eine vorderseitige Unwucht wirkt dynamisch stärker und erzeugt stärkere Vibrationen.
Es wird nun nur die MOB, d. h. die statische Unwucht erfasst; dynamische Effekte bleiben unberücksichtigt. Um starke vorderseitige Vibrationen zu vermeiden, muss durch Annahme des schlimmsten Falls in der Waschmaschine für eine niedrige MOB (Linie AB) gesorgt werden. Folglich stellt die gesamte Fläche zwischen der Kurve BE und über der Linie AB eine überschätzte Differenz zwischen der vom Motorregler zugelassenen Ist-Drehzahl (durch die Linie AB begrenzt) und der Höchstdrehzahl dar, mit der die Maschine arbeiten könnte (begrenzt durch die Linie BE). Eine Konsequenz hieraus ist ein zusätzlicher Energieverbrauch im Trockenzyklus. Setzt man die MOB höher – bspw. bei der Linie CD – an, stellen die Fläche zwischen der Kurve BE und unter der Linie CD für eine vorderseitige Unwucht eine Unterschätzung und die Fläche zwischen der Kurve BE und über der Linie CD für eine rückseitige Unwucht eine Überschätzung dar. Eine Konsequenz sind inakzeptable Vibrationen und Geräusche bei hoher Drehzahl in Folge der Unterschätzung. Es besteht also zusätzlicher Bedarf an einer Erfassung des Orts einer Unwuchtlast in einer horizontalachsigen Waschmaschine sowie der dynamischen Unwuchten.
Leider lässt sich eine dynamische Unwucht (DOB) oft nur bei höheren Drehzahlen erfassen. Statische Unwuchten treten bei sowohl vertikal- als auch horizontalachsigen Maschinen auf; dynamische Unwuchten wiegen jedoch bei horizontalachsigen Maschinen schwerer. Durch Unwuchten erzeugte Virbationen erhöhen den Stromverbrauch im Antriebsmotor, bewirken eine übermäßige Geräuschentwicklung und führen zu Leistungseinbußen.
Man hat zahlreiche Lösungen zum Erfassen und Korrigieren sowohl statischer als auch dynamischer Unwuchten vorgeschlagen. Die Korrektur ist im Allgemeinen auf einen Abbruch des Schleudergangs, ein Verringern der Schleuderdrehzahl oder eine Änderung der Lasten in bzw. auf der Trommel beschränkt. Die Erfassung ist dabei das schwierigere Problem. Bekannt ist das direkte Erfassen von Vibrationen mittels Kontakten wie bspw. Quecksilberkontakten oder Mikroschaltern, die bei überstarken Schwingungen schließen bzw. öffnen. Das Betätigen dieser Schalter geht an einen Regler, der den Arbeitszustand der Maschine ändert. Ebenfalls bekannt ist die Anwendung elektrischer Signale aus Lastdosen an den Trommellagern, die an die Regelung gesandt werden. Nach anderen bekannten Verfahren werden Geschwindigkeitsschwankungen im Schleudergang probenweise erfasst und in Beziehung zum Stromverbrauch gesetzt. So ist bekannt, dass ein Regler ein impulsbreitenmoduliertes (bzw. PWM-)Signal an einen Regler für den Trommelmotor schickt und bei jeder Trommelumdrehung ein Rückführsignal für die erreichte Drehzahl gemessen wird. Bei allen Drehzahlen entsprechen die Schwankungen im PWM-Signal der Trommelunwucht. Bei anderen Verfahren misst man Strom- bzw. Momentschwankungen durch Erfassen von Stromänderungen im Antriebsmotor. Weiterhin liegen zahlreiche Lösungen zum Erfassen statischer Unwuchten durch Messen von Momentschwankungen im Motor vor. Es ist jedoch bisher kein Zusammenhang zwischen statischen und dynamischen Unwuchtzuständen erfasst; mit dem Anwenden eines statischen Unwuchtalgorithmus auf Momentschwankungen lässt sich eine dynamische Unwucht nicht präzise ermitteln. Bspw. wird eine durch eine vorderseitige Unwuchtlast (vergl. 3) erzeugte Unwucht von vorhandenen Systemen zur Erfassung statischer Unwuchten unterschätzt. Umgekehrt wird eine Unwucht, der von einer rückseitigen Unwuchtlast erzeugt wird (vergl. 4) von vorhandenen Systemen zur Messung statischer Unwuchten überschätzt.
Darüberhinaus können die Drehzahl, das Drehmoment und der Strom eines Motors allesamt aus Gründen schwanken, die in keinerlei Zusammenhang mit einer Trommelunwucht stehen. Bspw. ändert sich die Reibung im Zeitverlauf und ist unter verschiedenen Systemen unterschiedlich. Die Reibung in Waschmaschinen hat zwei Ursachen. Die eine lässt sich als "Systemreibung" bezeichnen. In Folge von Unterschieden der Lagerungen, der Steife der Aufhängung, des Maschinenalters, des normalen Verschleißes, der Motortemperatur, der Riemenspannung u. dergl. kann der Unterschied der Systemreibung von einer Waschmaschine zur anderen erheblich sein. Eine zweite Ursache von Reibung in einer gegebenen Waschmaschine betrifft die Waschgutmenge sowie Unwuchtzustände. Die US-PS 6 640 372 der Anmelderin lehrt eine Lösung zum "Ausblenden" von Zuständen, die in keinem Zusammenhang mit Unwuchten der Trommel stehen, durch Ansetzen eines Drehzahl-Schrittprofils, bei dem in jedem Schritt die mittlere Motorleistung gemessen und auf vorbestimmte Schritte ein Algorithmus angesetzt wird, um einen Unwuchtzustand der Trommel zu erfassen. Eine Korrektur durch den Regler soll dabei die Schleuderdrehzahl so weit herabsetzen, dass Vibrationen minimiert werden. Der in der genannten Patentschrift offenbart Algorithmus kann zum Ermitteln statischer Unwuchten genau sein; für horizontalachsige Waschmaschinen ist er jedoch unzureichend, da er weder die verschiedenen dynamischen Unwuchtzustände noch die Waschgutmenge genau genug erfasst.
Bei einer Waschtrommel gibt es einen noch anderen inakzeptablen Zustand, der weder statische noch dynamische Unwuchten betrifft: eine Punktverteilung, die zu einer Verformung der Trommel führen kann. Ein Punktverteilungszustand ist in den 6(a) und 6(b) dargestellt. Man stelle sich zwei identische Lasten 60 vor, die um die geometrische Achse 12 und auf einer zu ihr rechtwinkligen Linie 52 gleichverteilt sind. Es liegt kein Moment um die oder entlang der geometrischen Achse vor; folglich lässt sich bei keiner Drehzahl eine Unwucht erfassen. Jedoch will die auf die Lasten 60 wirkende Zentrifugalkraft f die Trommel verformen. Wäre die Trommel, wie bei vielen horizontalachsigen Waschmaschinen üblich, ein in einem festen Bottich drehender Korb, kann dieser sich so stark verformen, dass er den Bottich berührt, was zu stärkerer Reibung und Leistungseinbußen sowie zu unnötigem Verschleiß und Geräuschen führt.
Ein anderes Problem hinsichtlich einer zuverlässigen Erfassung von Unwuchten in Produktions-Waschmaschinen unabhängig von der Achslage liegt in dem Umstand, dass Motoren, Regler und Signalstörungen von Maschine zu Maschine stark unterschiedlich sein können. Bspw. kann eine Änderung des Motormoments in einer bestimmten Maschine in einem genauen Zusammenhang mit einem gegebenen Unwuchtzustand in derselben stehen, nicht jedoch in einer anderen. In der Tat sind die Probleme der Varianz zwischen Maschinenexemplaren und Signalstörungen häufig für jedes Haushaltsgerät, bei dem die Leistungsmessung auf Signalen basiert, die an elektronischen Bauteilen abgenommen und für die Weiterverwendung be- bzw. verarbeitet werden.
Es besteht in der einschlägigen Technik Bedarf an einem Unwuchterfassungssystem für insbesondere horizontalachsige Waschmaschinen, mit dem sich die Waschgutmenge, das Vorliegen und die Größe von Unwuchtzuständen sowie andere Hindernisse wirksam, zuverlässig und genau erfassen lassen, die das Verhalten und die Leistung der Maschine beeinträchtigen könnten. Weiterhin besteht Bedarf an einer genauen Ermittlung von stabilen und robusten Leistungsinformationen, die Unterschiede der Motore, Regler, der Systemreibung und der Signalstörungen zwischen den Maschinenexemplaren aufzufangen gestatten.
Diese und andere Probleme werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen der Größe einer Last aus ihrer Trägheit in einer gegebenen Waschmaschine mit einer von einem Variomotor angetriebenen drehbaren Trommel. Nach diesem Verfahren wird für die Waschmaschine ein Drehzahlprofil mit einem Intervall konstanter Drehzahl, mit einem Beschleunigungs- und einem Verlangsamungsintervall angelegt; der Motor so betrieben, dass er die Trommel nacheinander im Intervall konstanter Drehzahl-, im Beschleunigungs- und im Verlangsamungsintervall dreht; in jedem Intervall die Ausgangsleistung des Motors misst, eine durchschnittliche Ausgangsleistung durch Mittel der Ausgangsleistung im Intervall konstanter Drehzahl berechnet; ein Leistungsschwankungsintegral durch Summieren der Integralfläche über der mittleren Ausgangsleistung im Beschleunigungsintervall mit der Integralfläche unter der mittleren Ausgangsleistung im Verlangsamungsintervall berechnet; einen Wert berechnet, der die gesamte Lastgröße durch Anwenden eines vorbestimmten Algorithmus auf das Leistungsschwankungsintegral abschätzt; und den Wert der gesamten Lastgröße in einem Speicherplatz ablegt.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich für eine gegebene Last deren Gesamtgröße selbsttätig und ohne Berücksichtigung der Reibung in der Waschmaschine ermitteln. Der Wert ist für die spätere Verwertung bei der Unwuchtermittlung verfügbar.
Vorzugsweise erhält man den Algorithmus empirisch durch Modellieren einer Waschmaschine mit Parametern ähnlich denen der gegebenen Waschmaschine. Daten für das Leistungsschwankungsintegral erhält man mit Lasten bekannter Größe.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung lässt sich die Größe einer Lastunwucht in der gegebenen Waschmaschine ermitteln, indem man einen anderen vorbestimmten Algorithmus auf das Leistungsschwankungsintegral und den Größenwert der Gesamtlast anwendet. Der resultierende Wert wird bevorzugt in einem Speicherplatz abgelegt. Der Wert stellt die Größe einer Lastunwucht dar und gibt an, ob in einer gegebenen Waschmaschine eine statische Unwucht vorliegt oder nicht. Der gespeicherte Wert ist für die spätere Verwendung bei der Ermittlung dynamischer Unwuchten verfügbar.
Bevorzugt ermittelt man den Algorithmus empirisch durch Modellieren einer Waschmaschine mit Parametern ähnlich denen der gegebenen Waschmaschine. Daten für das Leistungsschwankungsintegral erhält man aus Lasten bekannter Größe an bekannten Orten entlang der horizontalen Achse. Das Verfahren wird bevorzugt in einer horizontalachsigen Waschmaschine angewandt.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung lassen sich das Vorliegen und die Größe einer dynamischen Lastunwucht in einer gegebenen Waschmaschine ermitteln durch Rückholen der Größe einer beliebigen Lastunwucht; Laufenlassen des Motors zum Drehen der Trommel mit der niedrigsten resonanten Drehzahl der gegebenen Waschmaschine für die Dauer eines vorgegebenen Zeitintervalls; Messen der Ausgangsleistung des Motors während des Zeitintervalls; Berechnen des Leistungsintegrals der Ausgangsleistung, ver mindert um die Durchschnittsleistung; Berechnen eines Momentwerts durch Anwenden eines ersten vorbestimmten Algorithmus auf das Leistungsintegral und der Gesamtlastgröße, falls die Größe einer Lastunwucht gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert; und Berechnen eines Momentwerts durch Anwenden eines zweiten vorbestimmten Algorithmus auf das Leistungsintegrals und der Gesamtlastgröße, falls die Größe einer Lastunwucht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert.
Auf diese Weise lässt sich in einem nachfolgenden Zyklus der gegebenen Waschmaschine eine Korrektur dahingehend anwenden, dass vom Momentwert abhängige Vibrationen derselben minimiert werden.
Bevorzugt erhält man den ersten und den zweiten Algorithmus empirisch durch Modellieren einer Waschmaschine mit Parametern ähnlich denen der gegebenen Waschmaschine. Daten für das Leistungsintegral erhält man aus bekannten Lastgrößen an bekannten Orten entlang der horizontalen Achse.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ermittelt und behandelt man Lastunwuchten, indem man wie oben das Leistungsschwankungsintegral, die Größe einer Lastunwucht und einen Momentwert ermittelt; das Leistungsschwankungsingegral mit einem ersten Höchstwert vergleicht; an den Benutzer ein Signal abgibt, das ihm die Notwendigkeit eines Umordnens der Last von Hand anzeigt, wenn das Leistungsschwankungsintegral gleich oder größer ist als der Höchstwert; die Größe einer Lastunwucht mit einem zweiten Höchstwert vergleicht, wenn das Leistungsschwankungsintegral kleiner ist als der erste Höchstwert; an den Benutzer ein Signal schickt, das die Notwendikeit eines Umordnens der Last von Hand anzeigt, falls die Größe einer Lastunwucht gleich oder größer ist als der zweite Höchstwert; den Momentwert mit einem dritten Höchstwert vergleicht, falls die Größe einer Lastunwucht geringer ist der zweite Höchstwert; dem Benutzer ein Signal schickt, das die Notwendigkeit eines Umordnens der Last von Hand anzeigt, falls die Höhe des Moments gleich dem oder höher ist als der dritte Höchstwert; und dem Motor signalisiert, eine optimale Schleuderdrehzahl anzunehmen, falls die Höhe des Momentwerts geringer ist als der dritte Höchstwert.
Die vorgenannten Verfahren lassen sich in einer Waschmaschine mit einer drehbaren Trommel, einem Motor variabler Drehzahl zum Antrieb der Trommel und einer programmierbaren Motorsteuerung anwenden. Hier ist die Steuerung programmiert, den Motor nach einem der vorgehenden Verfahren zu betreiben.
Die Erfindung wird nun an Hand von Beispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben.
1(a) und 1(b) zeigen schaubildlich das Konzept der statischen Unwucht;
2(a) und 2(b) zeigen schaubildlich das Konzept der durch eine ungleichgewichtige Last verursachten dynamischen Unwucht;
3(a) und 3(b) zeigen schaubildlich das Konzept einer von einer vorderseitig ungleichgewichtigen Last verursachen Unwucht;
4(a) und 4(b) zeigen schaubildlich das Konzept einer von einer rückseitig ungleichgewichtigen Last verursachen Unwucht;
5 zeigt als Graph die Größe einer Unwuchtlast (MOB) als Funktion des dynamischen Moments (Orts) der Last;
6(a) und 6(b) zeigen schaubildlich das Konzept eines Punktverteilungszustands;
7 zeigt perspektivisch eine horizontalachsige Waschmaschine, auf die die Erfindung anwendbar ist;
8 zeigt als Graph ein erfindungsgemäßes Drehzahlprofil;
9 zeigt schaubildlich eine Schaltung zum Messen der Busgleichspannung eines Motorsteuerungsinverters nach vorliegender Erfindung;
10 zeigt schaubildlich eine Schaltung zum Messen des Busgleichstroms eines Motorsteuerungsinverters nach vorliegender Erfindung;
11 zeigt als Flussdiagramm ein erfindungsgemäßes Offset-Abgleichverfahrens;
12 zeigt schaubildlich die Berechnung des Leistungsschwankungsintegrals Pintegral;
13 zeigt als Graph die Drehzahl- und Leitungskurven als Funktion der Zeit für eine gleichgewichtige 7-kg-Last;
14 zeigt als Graph die Drehzahl- und Leitungskurven als Funktion der Zeit für eine gleichgewichtige 3-kg- und eine ungleichgewichtige 1-kg-Last;
15 zeigt Pintegral als Funktion der Gesamtlastgröße;
16 zeigt Pintegral als Funktion des dynamischen Moments für mehrere, von empirischen Modelldaten abgeleitete Lastgrößen;
17 zeigt die Kurve, die sich aus der auf die Kurven der 16 angewandten Regressionsfunktion ergibt;
18 zeigt als Flussdiagramm die erfindungsgemäße Bestimmung der Größe einer Lastunwucht (MOB) und der Gesamtlastgröße (TL);
19 zeigt als Graph das Leistungsintegral der Ist-Leistung vermindert um die Durchschnittsleistung bei Spd2(PINTmot) als Funktion des dynamischen Moments für mehrere verschiedene Lastgrößen mit statischer Unwucht, die aus empirischen Modelldaten abgeleitet wurden;
20 zeigt als Graph ein Momentverhältnis über der Gesamtlastgröße, abgeleitet aus den empirischen Modelldaten der 19;
21 zeigt als Graph das Leistungsintegral der Ist-Leistung vermindert um die Durchschnittsleistung bei Spd2(PINTmot) als Funktion des dynamischen Moments für mehrere verschiedene Lastgrößen mit dynamischer Unwucht, die aus empirischen Modelldaten abgeleitet wurden;
22 zeigt als Graph ein Momentverhältnis über der Gesamtlastgröße abgeleitet aus den empirischen Modelldaten der 21;
23 zeigt als Flussdiagramm die Bestimmung des Vorliegens und der Größe einer dynamischen Lastunwucht; und
24 zeigt als Flussdiagramm ein erfindungsgemäßes Unwuchterfassungssystem.
Das System
Die 7 zeigt eine horizontalachsige Waschmaschine (Frontlader) 100 der für die vorliegende Erfindung am besten geeigneten Art. Abgesehen von den erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen in der Waschmaschine 100 ist deren körperlicher Aufbau herkömmlich. Intern weist die Waschmaschine 100 eine Trommel 102 in Form eines rotierenden Korbs 104 auf, die in einen lochfreien, d. h. mit durchgehenden Seitenwänden ausgestatteten Bottich 106 eingesetzt ist, der in den verschiedenen Zyklen eines Waschvorgangs Waschlauge aufnimmt. Angemerkt sei, dass der Ausdruck "Trommel" hier den drehbaren Maschinenteil bezeichnet, der die Bekleidung und Waschlauge aufnimmt, und zwar unabhängig davon, ob es sich um den Korb 104 allein oder sowohl diesen als auch den Bottich 106 oder einen beliebigen anderen Konstruktionsteil handelt. Ein Motor 108 variabler Drehzahl treibt typischerweise die Trommel 102 direkt oder über einen Riementrieb an. Der Bottich 106 sitzt typischerweise in einer Aufhängung (nicht gezeigt) mit Federn, Dämpfern u. dergl.
Die vorliegende Erfindung stellt, wie in 8–24 gezeigt, ein System zum zuverlässigen und effektiven Erfassen der Gesamtlastgröße (TL), der Größe einer Lastunwucht (MOB) und des Vorliegens einer dynamischen Unwucht (DOB) nur aus Leistungsinformationen aus der Motorsteuerung bereit, und dies früh genug in einem Waschzyklus, dass sich inakzeptable Vibrationen vermeiden und die Drehzahl für eine gegeben Waschgutlast optimieren lassen.
Es wird ein vorbestimmtes Drehzahlprofil 120 festgelegt, wie in 9 gezeigt, wobei die Steuerung programmiert ist, den Motor in Intervallen von T0–T9 mit steigenden bzw. fallenden Flanken mit vorbestimmten Drehzahlen Spd1–Spd4 arbeiten zu lassen. Sämtliche Intervalle dauern nicht mehr als einige Sekunden. Mit Leistungsmessungen aus der Motorsteuerung werden Werte für TL, MOB und DOB erfasst. Auf Grund der abgeleiteten Werte kann die Steuerung geeignete Korrekturmaßnahmen ergreifen. Generell dient das Intervall T0–T6 zur Abschätzung von TL und MOB, das Intervall T7–T9 zur DOB-Erfassung.

1) Durchschnittsleistung: Zur Verwendung in späteren Berechnungen wird im Intervall T0–T1 die Durchschnittsleistung gemessen und berechnet. P_av wird bevorzugt bei Spd2 bestimmt, die in der dargestellten Ausführungsform 100 U/min beträgt.
2) Leistungsschwankungsintegral: Im Intervall T1–T2 erfolgt die Messung und Berechnung des Leistungsschwankungsintegrals auf Grund der zuvor bestimmten Durchschnittsleistung. Das Leistungsschwankungsintegral ist mit MOB korreliert.
3) Geschätzte Gesamtlast: Im Intervall T3–T6 erfolgt eine Abschätzung der Gesamtlast (TL) durch Messen und Berechnen der Gesamtträgheit auf den steigenden und fallenden Flanken identischer Steigung. Bevorzugt wird zwischen Spd1 und Spd3 gearbeitet, wobei in der dargestellten Ausführungsform Spd1 gleich 85 U/min und Spd3 gleich 150 U/min betragen. Die Drehzahldifferenz zwischen Spd1 und Spd3 ist das Drehzahlfenster für die TL-Abschätzung.
4) Erfassung dynamischer Unwucht: Das Intervall T7–T9 dient zum Erfassen des DOB-Effekts. Die Trommel wird auf eine Drehzahl nahe, aber noch unter der ersten Resonanzdrehzahl Spd4 hochgefahren. In der vorliegen den Ausführungsform ist Spd4 gleich 160 U/min. Die niedrigste Resonanzdrehzahl für die dargestellte Ausführungsform ist als 175 U/min bekannt. Im Intervall T7–T8 fährt die Trommel von Spd1 bis Spd4 hoch.

Leistungsmessung
Erfindungsgemäß wurde ein Algorithmus zur Leistungsüberwachung in Echtzeit entwickelt. Die Leistungsinformation errechnet sich aus der Gleichspannung und dem Gleichstrom des GS-Bus des Wechselrichters in der Motorsteuerung. Die Signalverarbeitung erfolgt mit einem Mikrocontroller oder einem digitalen Signalprozessor (DSP). Die Motordrehzahl wird mit einem Regelkreis angetrieben, um die Trommel dem Bezugsprofil entsprechend zu drehen. Störungen in der Signalverarbeitung werden nach einem Filterverfahren abgeschwächt.
Im erfindungsgemäßen System wird die Leistung P zum Erfassen von TL, MOB und DOB aus der Bus-Gleichspannung (V_dc) und dem Bus-Gleichstrom (I_dc) abgeleitet. Der DSP tastet V_dc und I_dc bevorzugt einmal alle 50 μs bzw. 20.000 mal pro Sekunde (20 kHz) ab. Die Abtastfrequenz kann generell im Bereich von 20 kHz bis 50 kHz liegen. Die 9 und 10 zeigen beispielhafte Schaltungen zum Erfassen der Bus-Gleichspannung bzw. des Bus-Gleichstroms. Ersichtlich können die Bauteile der Erfassungsschaltungen – bspw. Widerstände – von Steuerung zu Steuerung variieren, wobei sich ein Offset ergibt, wenn I_dc mit einer gegebenen Steuerung gemessen wird. Folglich ist u. U. die berechnete Leistung P von Steuerung zu Steuerung nicht gleich. In der Praxis sind jedoch Strom-Offsets in Messungen unvermeidbar. Daher erfordert eine genaue Leistungsberechnung einen Selbstabgleich für den Strom-Offset.
Der anfängliche Offset-Abgleich erfolgt selbsttätig durch Ermitteln von sowohl V_dc als auch I_dc beim Einschalten der Steuerung, Bestimmen und dann Beseitigen des Offsets. Die Ermittlung bei einer normalen Abtastfrequenz von 20 kHz bis 50 kHz erfolgt beim Initialisieren der Motorsteuerung, wo der Indukti onsmotor nicht angesteuert wird (PWM ist deaktiviert) und die Bus-Gleichspannung eingestellt wird. Beim Initialisieren stellt der gemessene Strom den momentanen Offset dar. Folglich wird der Strom-Offset mit jeder Abtastung gemessen und über eine variable Anzahl von Malen – bevorzugt 216–512 (allgemein ausreichend für Genauigkeit) – gemittelt. Der Standard-Vorgabewert beträgt bevorzugt n = 512. Die Mittelwertbildung erfolgt wie folgt: ioffset = (1/n)(i1 + i2 + ... + in)
Nach n-maligem Mitteln des gemessenen Stroms (Offset-Stroms) wird ein Abgleichwert berechnet, der, wenn bei laufendem Motor auf einen Strom-Abtastwert angewandt, einen Offset = 0 ergibt. Bei Berechnungen der Leistung P auf Grund von Strom- und Spannung-Abtastwerten werden danach Offsets mit dem Abgleichwert kompensiert. Die 11 zeigt die Schrittfolge des Abgleichvorgangs. Beim Aktivieren 200 der Motorsteuerung erfolgt unabhängig von der Architektur eine normale Initialisierung bspw. durch Initialisieren von S/W-Modulen, Zeitgebern und anderen Systemparametern (202, 204, 206, 208). Hat das System einen vorbestimmten Interrupt 210 erreicht, werden die Kontexte gesichert und Interrupt-Merker (Flags) gelöscht. Im Schritt 212 fragt das System ab, ob ein Abgleich erfolgt ist oder nicht. Falls nicht, beginnt eine Programmschleife bei deaktivierten PWM-Signalen, so dass der Motor nicht anläuft, und beginnt die Stromabtastung mit der vorbestimmten Abtastrate (20 kHz– 50 kHz). Offset-Werte werden entsprechend dem laufenden Mittelwert i_offset berechnet, bis die Anzahl der Abtastwerte m (bevorzugt 216–512) erreicht; an diesem Punkt ist der Abgleich abgeschlossen und wird der Merker für die Abfrage bei 212 auf "wahr" gesetzt. An diesem Punkt wird die Motorsteuerung 214 aktiviert, während der die Messungen der Leistung P (mit Offset-Korrektur) erfolgen.
Die Abtastsignale aus den Schaltungen am GS-Strom- und -Spannungsbus sind immer störungsbehaftet. Die Genauigkeit der Leistungsberechnungen lässt sich durch Ausfiltern von Datenpunkten verbessern, an denen Störspitzen vorliegen. Derartige Signale enthalten innerhalb der Abtastwerte scharfe Übergänge. Erfindungsgemäß filtert ein Mittelwertfilter mit adaptivem Gleitfenster derartige "schlechte" Datenpunkte adaptativ aus; es ist unten beschrieben.
Es sei an einem Zeitpunkt k die Durchschnittsleistung der letzten n Abtastwerte (bspw. 256 Punkte) einer Datenfolge gegeben durch:
Entsprechend ist im vorgehenden Zeitpunkt (k – 1) die Durchschnittsleistung der letzten n Abtastwerte
Daher gilt
was sich ausdrücken lässt als
Folglich dient in jedem Zeitpunkt ein Gleitfenster von n Werten dazu, die Durchschnittsleistung der Datenfolge zu berechnen. Für das Gleitfenster lassen sich drei Werte ständig berechnn:
Weiterhin lassen sich Fehler unter den drei Durchschnittswerten der Leistung ständig wie folgt berechnen und vergleichen:
Ein laufender Fehlervergleich ergibt, welche Fehler groß genug sind, um über einem voreingestellten Grenzwert zu liegen. In diesem Fall ist der zugehörige Abtastwert, der den großen Fehler erzeugte, als "schlechter" Datenpunkt zu behandeln und in dem Sinne zu verwerfen, dass er für die weitere Verarbeitung nicht mehr verfügbar ist. Man erreicht so eine höhere Genauigkeit und Stabilität. In der dargestellten Ausführungsform läuft das Verwerfen eines "schlechten" Abtastwerts darauf hinaus, dass weder die gegebenen Strom- und Spannung-Abtastwerte noch die daraus berechneten Leistungen in die im Folgenden beschriebenen Unwuchterfassungsroutinen eingehen und auch weder für den Abgleich noch zum Erstellen des Gleitfensters für die Filterung verwendet werden.
Um stabile Informationen über die Ausgangsleistung zu gewährleisten, muss die Motorsteuerung in einem stationären bzw. "eingeschwungenen" Zustand innerhalb eines bestimmten Drehzahlbereichs arbeiten. In diesem Drehzahlbereich liegen alle Parameter von Controllern und Reglern in ihren nicht gesättigten Bereichen, während die Trommel mit größtmöglicher Genauigkeit entlang des speziellen Drehzahlprofils angetrieben wird.
Bestimmung von TL und MOB
Für eine horizontalachsige Waschmaschine liegt ein Zusammenhang zwischen der Gesamtlastgröße (TL) des Waschgutinhalts der Trommel und dessen Trägheit vor. Die Trägheit ist also eine geeignete Variable zum Messen der Lastgröße. Wird die Trommeldrehzahl abrupt geändert, erzeugt die Systemträgheit einen dynamischen Bewegungsimpuls (Moment). Der Motor muss ein höheres Drehmoment liefern, um die Trommel zu zwingen, dem Soll-Drehzahlprofil 120 zu folgen. Daher korreliert die Motor-Drehmoment-Information mit der Systemträgheit. In einem System mit einem drehzahlvariablen Motor überträgt die Leistungsanforderung die Drehmomentänderung auf die aus V_dc und I_dc berechnete Leistung P. Daher wird hier die Leistungsinformation als zu verarbeitende Variable verwendet.
Andererseits erzeugt eine ggf. vorliegende ungleichgewichtige Last entweder Drehzahl- oder Leistungsschwankungen. Eine solche Schwankung stellt eine dominante Verbindung zur MOB dar. Zum Erfassen der MOB lässt sich also das Schwankungssignal verarbeiten. Diese Schwankung steht aber als natürliche Eigenschaft auch mit der TL in Wechselwirkung. Folglich muss die TL-Information benutzt werden, um eine genaue Bestimmung der MOB zu vervollständigen.
Durchschnittswert der Leistung
Wie bereits erwähnt, ist (T0 bis T1) das Intervall für die Berechnung des Durchschnittswerts P_av der Leistung vorzugsweise bei einer geringfügig erhöhten Drehzahl Spd2. Diese Durchschnittsleistung dient als Leistungs-Grundwert für die weiteren Erfassungsalgorithmen. Die Durchschnittsleistung wird berechnet zu:
mit Pk = Echtzeit-Leistungsmesswert in jeder Abtastung und N = Gesamtanzahl der Abtastungen im Intervall.
Leistungsschwankungsintegral
Wie ebenfalls bereits festgestellt, erfolgt von T1 bis T2 die Berechnung des Integralwerts der Leistungsschwankungen bevorzugt bei Spd2. Die 12 zeigt als Graph die Berechnung der Integralfläche mit Pintpos = Leistungsintegralfläche über der Durchschnittsleistung und Pintneg = Leistungsintegralfläche unter der Durchschnittleistung. Das gesamte Leistungsschwankungsintegral ist die Summe der beiden Werte:
Dieser Wert steht in Beziehung zur Größe der Unwuchtlast (MOB). Pintegral gibt jedoch die Auswirkung der Unwuchtlast nur teilweise wieder. Der endgültige MOB-Wert wird bestimmt, wenn die TL-Information verfügbar ist.
Abschätzung der Gesamt-Lastgröße
Die Bestimmung der Lastgröße TL an einem gegebenen Zeitpunkt in einer gegebenen Waschmaschine muss die Systemreibung und die lastbedingte Reibung berücksichtigen. Wie bereits festgestellt, wird sie in einem Fenster zwischen Spd1 und Spd3 gemessen. So wird das Intervall T2–T3 vorgegeben, damit das System sich bei der niedrigeren Spd1 von etwa 85 U/min stabilisiert. T3–T6 ist das Intervall für die Abschätzung der Lastgröße TL. Dieser Teil des Drehzahlprofils 120 lässt sich wegen seines Aussehens als "Profil A" bezeichnen. Bemerkt sei, dass die Beschleunigung von T3–T4 zahlenmäßig gleich der Verlangsamung von T5–T6 ist. Generell lässt das dynamische Systemverhalten sich als Gleichung ausdrücken: Te – Tl = J(dω/dt) + Bω + C(ω)F(ω) (5)mit (für alle Varianten) Te = elektromagnetisches Drehmoment des Motors, Tl = Lastmoment, J = Trägheit (als im Erfassungsintervall konstant angenommen), ω = Winkelgeschwindigkeit des Motors, B = viskose Reibungskonstante, C(ω) = eine Funktion der drehzahlbedingten Reibung in Folge der Ungleichverteilung der Last, F(ω) = eine Funktion von Drehzahlschwankungen.
Ist die Last ungleichgewichtig, zeigt das System in Folge von Unterschieden innerhalb der Bestandteile der Aufhängung ein komplexes dynamisches Verhalten. Diese Dynamik ist zu komplex, als dass es sich mit einer einzigen wohldefinierten Funktion ausdrücken ließe.
Jedoch ist Folgendes bekannt: Ohne Wasser in der Trommel ist Tl = 0. Im Beschleunigungsintervall T3–T4 lässt sich Gl. (5) auf beiden Seiten als Zeitintegral ausdrücken: ∫Teposdt = ∫J(dω/dt)dt + ∫Bωdt + ∫C(ω)F(ω) (6)
In Gl. (6) entspricht die linke Seite der Kurve des Motordrehmoments der 5 und lässt sie sich ausdrücken als TEINTpos = ∫(Tepos – Tαv)dt (7)
Der erste Term auf der rechten Seite von Gl. (6) lässt sich ausdrücken als: ∫J((dω/dt)dt = J·W int (8) mit W int = Zeitintegralfläche der Winkelgeschwindigkeit und J = konstante Trägheit.
Im Verlangsamungsintervall T5–T6 lässt die Gl. (5) sich auf beiden Seiten als Zeitintegral ausdrücken: ∫Tenegdt = ∫J(dω/dt)dt + ∫Bωdt + ∫C(ω)F(ω)dt (9)
Angemerkt sei, dass der erste Term auf der rechten Seite in Folge der Verlangsamung negativ ist. Die linke Seite der Gl. (9) lässt sich auch ausdrücken als: TEINTneg = ∫(Teneg – Tαv)dt (10)
Der erste Term auf der rechten Seite der Gl. (10) ist gleich der Gl. (8) mit Ausnahme des Vorzeichens. Wie ersichtlich, sind die Terme auf der rechten Seite für beide Gln. (6) und (9) identisch, da im Drehzahlprofil 120 die Beschleunigungen und die Verlangsamungen zahlenmäßig gleich sind. Subtrahieren der Gl. (9) von der Gl. (6) ergibt: J = (TEINTpos – TEINTneg)/2·W int (11)
W int ist konstant, da die Flankensteilheit durch die Drehzahlvorgabe festgelegt ist. Werden das Drehmoment durch die Leistung und die Trägheit durch TL ersetzt, lässt die Gesamtlastgröße TL sich ausdrücken als:
K1 und K2 sind zwei Konstanten, die von den Parametern einer gegebenen Maschine abhängen.
PINTpos und PINTneg sind die berechneten Leistungen bei Beschleunigung bzw. Verlangsamung. Pintegral ist also gleich PINTpos + PINTneg.
Angemerkt sei, dass die Gl. (12) ohne Berechnen der Reibung zu einem TL-Wert führt. Augenscheinlich lässt die Systemträgheit sich mit den beiden Integralen der Bus-GS-Leistung ohne direkte Berücksichtigung der Systemreibung berechnen. Erfindungsgemäß ist also der Effekt der Reibung automatisch entfallen. Das Leistungsintegral für die Beschleunigung ist – unter Antriebsbedingungen – positive Leistung; die Verlangsamungsleistung ist – unter Bremsbedingungen – meist negativ, kann aber positiv sein (Antriebsbedingungen), wenn die Systemträgheit zu niedrig ist entsprechend der definierten Flankensteilheit. Nach diesem Verfahren lassen sich also sowohl das Drehmoment als auch die Leistung anwenden.
Es mag hilfreich sein, die Reibungskompensation ausführlicher zu diskutieren. Auf der steigenden Flanke T3–T4 überwindet die Ist-Motorleistung eine etwaige Trägheit und Systemreibung, um Spd3 zu erreichen. Typischerweise besteht ein hoher Bedarf an positiver Leistung, als bei kleinen oder minimalen Reibungskräften zu erwarten. Auf der fallenden Flanke T5–T6 bremst der Motor jedoch. Die Reibung wirkt immer der Bewegungsrichtung entgegen und absorbiert die im schnell laufenden System gespeicherte dynamische Energie. Beim Verlangsamen gibt daher der Motor nur einen Teil der Leistung ab, die ansonsten erforderlich wäre, um dem Drehzahlprofil zu folgen. Da die Reibung größer ist, wird die positive Motorleistung auf der steigenden Flanke höher sein; auf der fallenden FLanke ist die negative Motorleistung jedoch geringer, da die dy namische Systemenergie den Energieverbrauch der Reibung liefert. Daher hängt die Summe der Motorleistung über den gesamten Erfassungszyklus nur von der Systemträgheit ab und ist reibungsunabhängig.
Diese Effekte lassen sich empirisch bestätigen. Die 13 zeigt eine Drehzahl- und eine Leistungskurve als Funktion der Zeit für eine gleichgewichtige 7-kg-Last in einer horizontalachsigen Waschmaschine. Der Drehzahlverlauf repliziert einen Teil des Drehzahlprofils 120 von T3 bis T6. Wie ersichtlich, ist die Leistung auf der steigenden Flanke höher als die auf der fallenden Flanke. Entsprechend zeigt die 14 die gleichen Kurven für eine ungleichgewichtige 1-kg-Last in einer horizontalachsigen Waschmaschine, wo die Leistung auf der steigenden Flanke immer noch höher ist als auf der fallenden.
Da die Berechnung von TL auf differentiellen Werten beruht, werden Änderungen im System vom erfindungsgemäßen Verfahren effektiv aufgehoben, so dass sich eine robuste Schätzung von TL ergibt. Das Verfahren führt eine präzise Schätzung unabhängig davon aus, wie die Systemreibung variiert und wieviel ungleichgewichtige Last vorliegt.
Die Bestimmung der Konstanten K1, K2 für eine gegebene Waschmaschine erfolgt durch Modellieren der Waschmaschine mit bekannten Gesamtlastgrößen (TL). Die Daten werden mittels einer bekannten Last an einem bekannten Ort in der Trommel und Messen von Pk im Teil A des Drehzahlprofils aufgenommen. TL wird berechnet als die Summe der bekannten Last und der ungleichgewichtigen Last aus dem Moment in Folge ihres Orts. Ein Graph von TL über Pintegral ergibt eine Gerade. Die Steigung der Kurve ist die Konstante K1, der Schnittpunkt mit der Y-Achse die Konstante K2. Vergl. die 15 und deren beispielhafte Kurve aus einer horizontalachsigen Waschmaschine nach vorliegender Erfindung, bei der K1 = 0,4835 und K2 = 927,3 betragen.
Wie festgestellt, ist die MOB eine Funktion des Leistungsschwankungsintegrals Pintegral sowie der Gesamtlastgröße TL. Folglich lässt der MOB-Wert sich quantifizieren durch eine Funktion, die definiert ist als MOB = F(Pintegral, TL) (15)
Eine genaue Bestimmung dieser Funktion erfordert eine weitergehende Modellierung für eine gegebene Waschmaschine. Trägt man bekannte ungleichgewichtige Lastwerte für verschiedene bekannte Lastgrößen auf, erhält man eine Serie von Geraden. Vergl. bspw. die 16, die für eine beispielhafte Kurve für die oben erwähnte horizontalachsige Waschmaschine gilt. Die Kurven haben unterschiedliche Steigungen. Der Schlüssel ist die Änderung der Steigung. Unter Verwendung einer Regressionsfunktion erhält man eine Kurve, wie sie in der 17 gezeigt ist und die sich definieren lässt als Kmob1·(1 + (Kmob2 × TL))bei der Kmob1 = 1/1450 und Kmob2 = 0,2. Der Mittelwert der Schnittpunkte mit der Y-Achse der 16 ergibt (in diesem Fall) eine Konstante Kmob3 = 380. Für dieses Beispiel gilt also MOB = Kmob1·(1 + (Kmob2 × TL) × (Pintegral – Kmob3) (16)
Sind die Konstanten und Funktionen aus der Modellierung einer gegebenen Waschmaschine bestimmt, lassen TL und MOB sich für jede nachfolgende Last aus dem Profilteil A mit den in den Gln. (12) und (16) definierten Funktionen berechnen.
Die 18 ist ein Flussdiagramm der Logik, mit der ein Prozessor mit den vorgenannten Algorithmen erfindungsgemäß MOB- und TL-Werte bestimmen kann. Nach dem Füllen der Waschmaschine leitet der Benutzer einen Start 300 ein, um das System zu aktivieren. Ein Zeitgeber wird auf T0 gesetzt und bei 302 die Trommeldrehzahl auf Spd2 hochgefahren. Die Abtastrate ist vorbestimmt. Echtzeit-Leistungsmessungen am Motor erfolgen von T0–T1 und P_av wird berechnet (304). Leistungsschwankungen werden von T1–T2 gemessen und Pintegral wird berechnet und gespeichert (306).
Danach wird der Lastgrößenerfassungszyklus im Profilteil A von T3–T6 durchlaufen. Bei 308 wird die Trommeldrehzahl auf Spd1 gesenkt und der Zeitgeber auf T3 getaktet. Von T3 bis T4 wird erneut die Echtzeit-Leistung bei der Abtastrate gemessen und PINTpos berechnet (310). Entsprechend wird im Intervall T5–T6 (312) PINTneg berechnet und danach – normalerweise im Intervall T6–T7 – TL berechnet und gespeichert (314). Im Block 316 werden TL und Pintegral in die vorbestimmte MOB-Funktion eingegeben und wird der MOB-Wert berechnet.
Dynamische Lasterfassung
Im erfindungsgemäßen System beruht die Erfassung einer dynamischen ungleichgewichtigen Lastverteilung (DOB) auf dem Umstand, dass unterhalb der Arbeitsdrehzahl mehrere Resonanzdrehzahlen vorliegen, bei denen DGB-bedingte Vibrationen auftreten können. Eine Waschmaschine kann erfassbar vibrieren, wenn sie mit einer dieser Resonanzdrehzahlen arbeitet. Dieses Phänomen erlaubt eine frühe DGB-Erkennung, da DGB-Effekte sich bereits zu zeigen beginnen, wenn die Ist-Drehzahl sich einer Resonanzdrehzahl nähert. Das System benutzt dabei bevorzugt eine Drehzahl Spd4, die für eine gegebene Waschmaschine nahe der untersten Resonanzdrehzahl, aber unter ihr liegt. Bei dieser Drehzahl zeigen sich DGB-Effekte und treten messbare Vibrationen auf. Die Vibrationen bewirken eine erfassbare Zunahme der Systemreibung und des Energieverbrauchs. Folglich muss die Motorsteuerung mehr Leistung abgeben, um Spd4 aufrecht zu erhalten. Durch Verarbeiten der Leistungsinformation lässt die DOB sich quantifizieren, während das System innerhalb des Drehzahlprofils 120 arbeitet. Die zur DOB-Erfassung jeweils zu verwendende Drehzahl ist wegen der Unterschiede zwischen den Aufhängungen der Waschmaschine unterschiedlich und hängt von der ersten Ist-Resonanzdrehzahl der jeweiligen Waschmaschine ab.
Erreicht die Trommel eine stabile Drehzahl Spd4, lässt das Leistungsintegral der Ist-Leistung P_k bei Spd4, vermindert um die Durchschnittsleistung P_av bei Spd2, sich im Zeitintervall T8–T9 berechnen.
mit Kc als eine willkürlich gewählte Konstante, die zur besseren Verarbeitbarkeit den Ergebniswert erhöht. Es ist einzusehen, dass zuweilen der Wert von Pk nahe bei Pav liegt, so dass PINTmot zu klein wird, um nutzbar zu sein. In diesem Fall gilt Kc = 2,0.
Wie bei der MOB ist das berechnete Leistungsintegral im Intervall T8–T9 (PINTmot) eine Funktion der DOB. Der endgültige DOB-Wert ist jedoch auch eine Funktion der MOB, falls sie existiert, sowie der TL. Es ist also das Vorliegen einer MOB zu bestimmen. Für die Festlegung eines Schwellenwerts für das Vorliegen der MOB wird bevorzugt ein Wert von 0,25 kg angesetzt. Darunter gilt eine MOB als nicht vorhanden. Bei MOB = 0,25 kg oder weniger nimmt die Waschmaaschine ohne den schädlichen Effekt einer gekoppelten DOB eine maximale Schleuderdrehzahl an. Ohne eine MOB erfolgt die dynamische Erfassung für das Moment MOT mit einer ungleichgewichtigen Einzellast (SOB). Liegt eine MOB vor, erfolgt die MOT-Erfassung durch eine ungleichgewichtige gekoppelte Last (COB).
Überschreitet MOB den Schwellenwert, lässt sich MOT ausdrücken als
mit Kf1, Kf2, Kf3, Kf4 und Kf5 = const.
Die Funktion und die Konstanten werden durch Modellieren der gegebenen Waschmaschine wie oben bestimmt. Hier ist die Lastgröße TL empirisch bekannt (wie zuvor bestimmt). Auch das Moment MOT ist bekannt, da die Größe der verschiedenen Lasten und ihre Orte in der Trommel bekannt sind. PINTmot wird für die verschiedenen Leistungsmessungen bei unterschiedlichen Lasten und Momenten berechnet. Trägt man das Moment (MOT) über PINTmot für verschiedene Lastgrößen auf, erhält man verschiedene, angenähert lineare Kurven. Vergl. bspw. die 19, deren Beispielsgraph an der oben erwähnten horizontalachsigen Waschmaschine aufgenommen wurde. Die Kurven haben jeweils eine andere Steigung. Näherungen der Kurve ergeben einen einzigen Schnittpunkt auf der X-Achse, bei dem es sich um die Konstante Kf5 handelt. Die Konstante Kf4 ist der Mindestwert von PINTmot beim Schnittpunkt Kf5. Trägt man weiterhin TL über dem Verhältnis der Differenz zwischen dem bekannten MOT und Kf5 zur Differenz zwischen PINTmot und Kf4 auf, erhält man eine Kurve, die sich definieren lässt als Kf1/(1 + Kf2·ABS(TL – Kf3))wo Kf3 ein größtes Verhältnis ist. Vergl. die 20 als Beispielsgraph des Verhältnisses über TL für die erwähnte Waschmaschine. In diesem Fall haben die Konstanten folgende Werte:
Kf1 = 4,45 × 10^–3
Kf2 = 0,09
Kf3 = 12
Kf4 = 7000
Kf5 = 17.
Ist MOB kleiner als 0,25 kg, lässt sich MOT ausdrücken als MOT = (Km1/(1 + Km2·TL))·PINTmot – Km3) + Km4 mit PINTmot ≥ Km3 (19)und MOT = Km5·(PINTmot – Km6) + Km7 mit PINTmot < Km3 (20)Km1, Km2, Km3, Km4, Km5, Km6 und Km7 sind Konstanten.
Wie zuvor, werden die Funktion und die Konstanten durch Modellieren der gegebenen Waschmaschine ermittelt. Trägt man hier ein bekanntes Moment (MOT) über die berechnete PINTmot für diesen MOT-Wert bei verschiedenen Lastgrößen auf, erhält man oberhalb eines bestimmtes Punkts fast geradlinige Kurven und unterhalb des gleichen Punkts einen fast gemeinsamen linearen Kurvenzug. Vergl. bspw. die 21, die einen Beispielsgraphen zeigt, der an der oben erwähnten horizontalachsigen Waschmaschine aufgenommen wurde. Sind Km3 und Km4 die Y- bzw. die X-Koordinate des bestimmten Punktes, ist zu ersehen, dass die Kurven über der Koordinate (Km3, Km4) unterschiedlich steil sind. Entsprechend scheint die gemeinsame Kurve unterhalb der Koordinate (Km4, Km3) an einem Punkt zu enden, wo PINTmot sich nivelliert. Der Punkt lässt sich als (Km7, Km6) definieren, die Steigung der gemeinsamen Kurve als Km5.
Trägt man TL über dem Verhältnis der Differenz zwischen dem bekannten MOT und Km4 zur Differenz zwischen PINTmot und Km3 auf, erhält man eine Kurve, die sich definieren lässt als Km1/(1 + (Km2 × TL)) wobei Km1 und Km2 Konstanten sind. Vergl. die 22 mit einem Beispielsgraph des Verhältnisses über TL für die vorgenannte Waschmaschine. In diesem Fall haben die Konstanten die folgenden Werte:
Km1 = 2,8 × 10^–3
Km2 = 0,11
Km3 = 9445
Km4 = 20,63
Km5 = 2,1 × 10^–3
Km6 = 7300
Km7 = 14,44
Die 23 ist ein Flussdiagramm der Logik, mit der ein Prozessor unter Verwendung der vorgenannten erfindungsgemäßen Algorithmen das Vorliegen und die Größe einer dynamischen Lastunwucht (DOB) bestimmen kann – einschl. einer Bestimmung, ob es sich um eine ungleichgewichtige Einzellast (SOB) oder ungleichgewichtige gekoppelte Lasten (COB) handelt. Beim Initialisieren der Sequenz im Block 400 werden der Zeitgeber auf T8 und die Trommeldrehzahl auf Spd4 gesetzt. Im Block 402 wird mit der Gl. (17) PINTmot im Zeitintervall T8–T9 berechnet. Im Block 404 werden MOB und TL aus dem Speicher abgerufen und wird PINTmot gespeichert. MOB wird im Block 406 mit dem Schwellenwert – in der gezeigten Ausführungsform 0,25 kg – verglichen. Ist MOB größer als der oder gleich dem Schwellenwert, erfolgt beginnend mit dem Block 408 die MOT-Bestimmung für eine Last aus einer einzelnen Lastmasse. Liegt MOB unter dem Schwellenwert, geht das Programm zum Block 410, um die MOT-Bestimmung für eine Last aus gekoppelten Massen zu beginnen.
Beginnend mit dem Block 408 erfolgt bei 412 ein Vergleich von PINTmot mit der Konstanten Kf4. Ist PINTmot größer als oder gleich Kf4, wird bei 414 mit der Gl. (18) MOT berechnet. Ist PINTmot kleiner als Kf4, ist MOT sehr nahe bei Kf5 und wird daher zu Kf5 angenommen. Beginnend mit dem Block 410 erfolgt bei 416 ein Vergleich von PINTmot mit der Konstanten Km3. Ist PINTmot größer als oder gleich Km3, wird bei 418 MOT nach der Gl. (19) berechnet. Ist PINTmot kleiner als Km3, wird bei 420 MOT nach der Gl. (20) berechnet. Unabhängig vom Pfad wird MOT für die weitere Verwendung abgespeichert.
Mit der selbsttätigen Bestimmung von Pintegral, MOB, TL und MOT hat das erfindungsgemäße System die umfassende Fähigkeit, einen Schleuderzyklus unabhängig von der Größe und Verteilung der Last in der Trommel abzuarbeiten. Möglicherweise ist jedoch die Last so ungleichgewichtig, dass sich eine weitere Korrektur ohne direktes Umverteilen nicht erreichen lässt. Für jede Waschmaschine gilt daher ein Satz Höchstwerte für die Pintegral-, MOB- und MOT-Werte auf.
Die 24 zeigt ein Flussdiagramm eines typischen erfindungsgemäßen Unwuchterfassungsvorgangs mit Verwendung der vorgenannten Werte. Zu Beginn des Zyklus (500) wird Pintegral berechnet, wie oben erläutert. Ist Pintegral bei 502 gleich dem oder größer als der entsprechende Höchstwert Max1, kommt das System bei 504 in den Stillstand, wo eine Umverteilung der Last möglich ist. Abhängig von der jeweiligen Waschmaschine lässt sich eine Umverteilung erreichen, indem man den Bottich mit Wasser füllt und das Waschgut umwälzt oder eine andere bekannte Umverteilungsmethode anwendet. So kann auch eine Umverteilung von Hand nötig sein, was das System dem Benutzer dann mitteilt. Vorzugsweise wird bei 504 ein Zählwert geführt und bei jedem Durchlauf des Umverteilungszyklus hochgezählt. Idealerweise wird ein Höchstwert M vorgegeben und bei 505 mit dem Zählwert verglichen, so dass eine Endlosschleife bei 504 vermieden wird.
Ist der Zählwert kleiner als der Grenzwert M, initialisiert sich das System erneut und geht es zum Start 500 zurück. Liegt Pintegral unter Max1, wird MOB bei 506 berechnet, wie oben erläutert. Ist bei 508 MOB gleich dem oder größer als der entsprechende Höchstwert Max2, stoppt das System bei 504 und meldet dem Benutzer, dass das Schleudergut von Hand umverteilt werden muss. Liegt MOB unter Max2, wird bei 510 MOT berechnet, wie oben erläutert. Ist MOT gleich oder größer als der entsprechende Höchstwert Max3 (bei 512), stoppt das System bei 504 und meldet dem Benutzer, dass das Schleudergut von Hand umverteilt werden muss. Liegt MOT unter Max3, kann das System eine geeignete Schleuderdrehzahl annehmen. Bevorzugt wird diese Schleuderdrehzahl nach dem "Leistungsschleuderverfahren" der Anmeldung Nr. 10/874 465 der Anmelderin vom 23. Juni 2004 ermittelt, die durch die Bezugnahme als Teil der vorliegenden Anmeldung gelten soll.
Wie in diesem Prozess gezeigt, lässt sich mit der erfindungsgemäßen Erfassung dynamischer Unwuchten der Ort einer einzelnen Unwucht (unter Verwendung des MOB-Schätzwerts) ermitteln und eine präzise Entscheidung treffen, ob eine hohe Schleuderdrehzahl angefahren werden soll oder nicht. Bspw. erfordert in der dargestellten Ausführungsform das System für eine ungleichgewichtige 1-kg-Last an der Trommelvorderseite entweder ein manuelles Umverteilen des Schleuderguts oder eine niedrigere Schleuderdrehzahl. Andererseits lässt das System die maximale Schleuderdrehzahl für die gleiche Last zu, wenn sie sich an der Trommelrückseite befindet. Zusätzlich wird jede gekoppelte Unwucht erfasst und die Schleuderdrehzahl nachgestellt, lange bevor sie Schäden verursacht.
Während die Erfindung speziell in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, dass dies zur Erläuterung, nicht zur Einschränkung erfolgte, Vielmehr ist der Umfang der beigefügten Ansprüche so breit wie nach dem Stand der Technik möglich auszulegen.

5

(Ordinate): MOB (Einheiten)
(Abszisse): Moment oder horizontaler Abstand in der Trommel
Over-estimate ...: Bereich zu hoher Schätzung
Moment limit curve: Momentgrenzkurve
Under-estimate ...: Bereich niedriger Schätzung
Back: Rückseite
Front: Vorderseite

8

(Ordinate): Drehzahl (U/min)
(Abszisse): Zeit (Einheiten)
Power: Leistung

11

200: Start
202: S/W-Module initialisieren
204: Zeitgeber (T1) und Echtzeit-Überwachung initialisieren
206: Zeitgeber-Unterlauf-Interrupt und Kern-Interrupt2 freischalten
208: Andere Systemparameter initialisieren
210: Interrupt
Main loop: Haupt-Programmschleife
210: Zeitgeber-Interrupt 2
Save contexts ...: Kontexte sichern und Interrupt löschen
212: Abgleich durchgeführt?
Yes: Ja
No: Nein
Shut-down ...: PWM-Signale abschalten
Take current ...: Strommessungen durchführen
Execute Offset ...: Offset-Abgleich ausführen
Restore ...: Kontexte wiederherstellen
Return: Rücksprung
214: Motorsteuer-Code ausführen

13, 14

(Ordinate): Leistung (Einheiten)
(Abszisse): Zeit
Ramp-up ...: Leistung auf steigender Flanke
Rampe-down ...: Leistung auf fallender Flanke
Speed: Drehzahl
Power: Leistung

18

302: Start
302: MOB-Schätzung starten; Zeitgeber t = T0; Trommeldrehzahl Spd2 = 100 U/min; Abtastrate setzen
304: Leistungsintegral in T0–T1 berechnen; Leistungsdurchschnitt Pav berechnen
306: Leistungsschwankungsintegral in T1–T2 berechnen; Pintegral berechnen; Pav als Fixpunkt ansetzen
Save Pintegral ...: Pintegral abspeichern; zum Gesamtlast-Schätzwert TL gehen
308: TL-Lasterfassungszyklus starten; Profil A laufen lassen; Zeitgeber t = T3 setzen; Trommeldrehzahl Spd 1, Abtastrate setzen
310: Leistungsintegral PINTpos in T3–T4 berechnen; Pav als Fixwert benutzen
312: Leistungsintegral PINTneg in T5–T8 berechnen; Pav als Fixwert benutzen
314: TL auf Grund von PINTpos und PINTneg berechnen
316: MOB – Kmob1(1 + Kmob2 × TL)(Pintegral – Kmob3) berechnen
Save TL ...: TL abspeichern, senden
Input TL ...: TL-Wert aus TL-Schätzung eingeben

20, 22

Ratio: Verhältnis

23

400: DOB-Schätzung starten; Zeitgeber t = T8; Trommeldrehzahl Spd4 (160 U/min), Abtastrate setzen
402: Leistungsintegral von T8–T9 berechnen; Leistungsintegral mit Pav berechnen
404: MOB, TL aufrufen; PINTmot abspeichern
406: Prüfen auf Vorliegen von MOB; ist MOB ≥ Min?
Yes: Ja
No: Nein
408: Zu Einzelmassenlast gehen, DOB-Erfassung
410: Zu Koppelmassenlast gehen, DOB-Erfassung
Detect MOT ...: Bei Einzellast: PINT3 lesen; bei Koppellast: PINT3 lesen
412, 416: PINT3 ≥ Kf4
MOT ...: MOT ≤ Kf5
Output ...: MOT ausgeben

24

Repeat ...: Wiederholwert = M?
Start ...: Start N = 0
No: Nein
Yes: Ja
500: MOB-Schätzung starten; Pintegral berechnen
502: Pintegral ≥ Max1?
504: Zählwert N = N + 1; Waschgut umverteilen
506: TL-Abschätzung starten, MOB abschließen
508: MOB ≥ Max2?
510: DOB-Erfassung starten, MOB, TL benutzen
512: MOT ≥ Max3?
Go to spinning ...: Zur "Leistungsüberwachung" gehen

Claims

Verfahren zum Bestimmen der Größe einer Last auf Grund ihrer Trägheit in einer gegebenen Waschmaschine, die eine drehbaren, von einem mit variabler Drehzahl arbeitenden Motor angetriebene Trommel aufweist, mit folgenden Schritten: Aufnehmen eines Drehzahlprofils für die Waschmaschine, das eine Periode konstanter Drehzahl, eine Beschleunigungs- sowie eine Verlangsamungsperiode aufweist; Laufenlassen des Motors derart, dass er die Trommel nacheinander in der Periode konstanter Drehzahl, in der Beschleunigungs- und in der Verlangsamungsperiode dreht; Messen der Ausgangsleistung des Motors in jeder Periode; Berechnen einer durchschnittlichen Ausgangsleistung durch Mitteln der Ausgangsleistung in der Periode konstanter Geschwindigkeit; Berechnen eines Leistungsschwankungsintegrals durch Summieren der Flächenintegrals über der gemittelten Ausgangsleistung in der Beschleunigungsperiode mit dem Flächenintegral unter der gemittelten Ausgangsleistung in der Verlangsamungsperiode; Berechnen eines Schätzwerts für die Größe der Last insgesamt durch Anwenden des Leistungsschwankungsintegrals auf einen vorbestimmten Algorithmus; und Abspeichern des Werts der Gesamtgröße der Last; wobei die Gesamt-Lastgröße ohne Berücksichtigung der Reibung in der Waschmaschine bestimmt wird und für die spätere Anwendung beim Erfassen von Unwuchten verfügbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Algorithmus empirisch ermittelt wird, indem man eine Waschmaschine mit Parametern ähnlich denen der gegebenen Waschmaschine modelliert, und aus Lasten bekannter Größe Daten für das Leistungsschwankungsintegral aufgenommen werden.
Verfahren zum Bestimmen der Größe einer Lastunwucht in einer gegebenen Waschmaschine mit einer drehbaren Trommel, die von einem mit variabler Drehzahl arbeitenden Motor um eine horizontale Achse angetrieben wird, durch Anwenden des Leistungsschwankungsintegrals des Anspruchs 1 und des Werts der Größe der Gesamtlast des Anspruchs 1 auf einen vorbestimmten Algorithmus und durch Abspeichern des Ergebniswerts; wobei der Wert die Größe einer Lastsunwucht darstellt und angibt, ob eine statische Unwucht in der gegebenen Waschmaschine vorliegt oder nicht, und wobei weiterhin der Wert für die spätere Erfassung von dynamischen Unwuchten verfügbar ist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Algorithmus empirisch durch Modellieren einer Waschmaschine mit Parameter ähnlich denen der gegebenen Waschmaschine erhalten wird und Daten für das Leistungsschwankungsintegral aus Lasten bekannter Größe an bekannten Orten entlang der horizontalen Achse aufgenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei dem die Waschmaschine eine Waschmaschine mit horizontaler Achse ist.
Verfahren zum Bestimmen des Vorliegens und der Größe einer dynamischen Lastsunwucht in einer gegebenen Waschmaschine mit einer drehbaren Trommel, die von einem mit variabler Geschwindigkeit arbeitenden Motor angetrieben wird, mit folgenden Schritten: Bestimmen der Größe einer Lastunwucht nach Anspruch 3; Laufenlassen des Motors derart, dass die Trommel während einer Periode vorbestimmter Dauer mit der niedrigsten Resonanz-Drehzahl für die gegebene Waschmaschine dreht; Messen der Ausgangsleistung des Motors während der Periode; Berechnen des Leistungsintegrals der Ausgangsleistung vermindert um die Durchschnittsleistung; Berechnen eines Moments durch Anwenden des Leistungsintegrals und des Werts der Gesamtgröße der Last auf einen ersten vorbestimmten Algorithmus, falls die Größe einer Lastsunwucht gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist oder ihn übersteigt; und Berechnen eines Moments durch Anwenden des Leistungsintegrals und des Werts der Gesamtgröße der Last auf einen zweiten vorbestimmten Algorithmus, falls die Lastsunwucht kleiner ist als der vorbestimmten Schwellenwert; wobei in einem nachfolgenden Arbeitszyklus der gegebenen Waschmaschine ein Eingriff erfolgen kann, um Vibrationen der Waschmaschine in Abhängigkeit vom Wert des Moments zu minimieren.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem man den ersten Algorithmus empirisch erhält, indem man eine Waschmaschine mit Parametern ähnlich denen der gegebenen Waschmaschine modelliert, und Daten für das Leistungsintegral aus Lasten bekannter Größe an bekannten Orten entlang der horizontalen Achse aufgenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem man den zweiten Algorithmus erhält, indem man eine Waschmaschine mit Parametern ähnlich denen der gegebenen Waschmaschine modelliert, und Daten für das Leistungsintegral aus Lasten bekannter Größe an bekannten Orten entlang der horizontalen Achse aufgenommen werden.
Verfahren zum Bestimmen von Lastsunwuchten in einer gegebenen Waschmaschine mit einer drehbaren, von einem mit variabler Drehzahl arbeitenden Motor angetriebenen Trommel, mit folgenden Schritten: Bestimmen des Leistungsschwankungsintegrals, der Größe einer vorliegenden Lastsunwucht sowie eines Momentenwerts nach Anspruch 6; Vergleichen des Leistungsschwankungsintegrals mit einem ersten Maximum; Senden eines Signals an den Benutzer, das anzeigt, dass die Last von Hand umgeordnet werden muss, falls das Leistungsschwankungsintegral gleich dem ersten Maximum ist oder es übersteigt; Vergleichen der Größe einer vorliegenden Lastsunwucht mit einem zweiten Maximum, falls das Leistungsschwankungsintegral kleiner ist als das erste Maximum; Senden eines Signals an den Benutzer, das anzeigt, dass die Last von Hand umgeordnet werden muss, falls die Größe einer Lastsunwucht gleich dem zweiten Maximum ist oder es übersteigt; Vergleichen des Moments mit einem dritten Maximum, falls die Größe einer vorliegenden Lastsunwucht niedriger ist als das zweite Maximum; Senden eines Signals an den Benutzer, das anzeigt, dass die Last von Hand umgeordnet werden muss, falls das Moment gleich dem dritten Maximum ist oder es übersteigt; und Senden eines Signals an den Motor, auf eine optimale Schleuderdrehzahl überzugehen, falls das Moment niedriger ist als das dritte Maximum.
Waschmaschine mit drehbarer Trommel, einem mit variabler Drehzahl arbeitenden Motor zum Antrieb der Trommel und einer programmierbaren Steuerung zum Steuern des Motors, wobei die Steuerung programmiert ist, den Motor nach dem Verfahren des Anspruchs 9 anzusteuern.