DE69424409T2

DE69424409T2 - Verfahren zum Optimieren der Wasserausnutzung in Waschmaschinen

Info

Publication number: DE69424409T2
Application number: DE69424409T
Authority: DE
Inventors: Claudio Civanelli; Raffaele Paganini; Daniele Turetta
Original assignee: Whirlpool Europe BV
Current assignee: Whirlpool Europe BV
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1994-06-09
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2014-06-10
Also published as: EP0686721B1; DE69424409D1; EP0686721A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Wasserausnutzung einer Waschmaschine, einer Wasch-Trocknungsmaschine oder dergleichen beim Waschen und Spülen einer Ladung oder Wäsche, die sich in der üblichen Trommel der Maschine befindet, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die EP-A-0441984 empfiehlt für eine Waschmaschine eine Steuereinheit, die die Fuzzy-Logik zur Bewertung der Wäscheladung und der Wassermenge in verschiedenen Zyklen benutzt, wobei Mittel zur Messung der Wasserleitfähigkeit verwendet werden.
Verschiedene Anordnungen (Verfahren und entsprechende Vorrichtungen), mit denen der Wasserverbrauch einer Waschmaschine oder dergleichen auf der Basis der Menge der von der Ladung absorbierten Reinigungsmittel vermindert werden kann, sind bekannt, insbesondere solche, mit denen eine geeignete Wasserausnutzung mindestens während des Spülens erreicht werden kann.
Diese Anordnungen haben jedoch verschiedene Nachteile. Im einzelnen lösen sie nicht die gestellte Aufgabe, weil sie entweder immer noch einen erheblichen Wasserverbrauch, insbesondere während des Spülens, haben oder beim Versuch, diesen zu vermeiden, nicht das Reinigungsmittel aus der Ladung vollständig entfernen. Dadurch kann der Benutzer allergisch auf die noch in der Wäsche befindlichen Reinigungsmittel beim Tragen dieser Wäsche reagieren.
Verfahren und Vorrichtungen sind bekannt, die die in einer Waschmaschine während des Wäschewaschens und -spülens verwendete Wassermenge aus werten. Insbesondere sind Vorrichtungen bekannt, die die Wasserleitfähigkeit bei Beendigung der Wasch- oder Spülphase messen, um die Wassermenge zu bestimmen, die bei der nächsten Phase der Behandlung der Ladung in dieser Maschine verwendet werden soll. Diese bekannten Vorrichtungen und Verfahren arbeiten jedoch nach Logiken, die die Definition der genauen, vorbestimmten Wasserpegel aufweisen, die auf der gemessenen Wasserleitfähigkeit basieren. Diese Pegel können entweder völlig ungenügend für eine vollständige Entfernung des Reinigungsmittels oder beträchtlich höher sein, als für diese Entfernung nötig ist.
Es sind ferner Verfahren und Vorrichtungen zur Auswertung des Gewichts der in der Waschmaschine oder dergleichen gelegten Ladung bekannt, die eine geeignete Wassermenge bestimmen (die damit festgelegt ist), die in jeder Maschinenbetriebsphase verwendet wird. Diese Wassermenge wird nach der Waschphase in keiner Weise verändert, sogar dann nicht, wenn nach der ersten Spülphase die Wäsche nur sehr wenig Reinigungsmittel zurückbehält; das Reinigungsmittel könnte mit einer Wassermenge entfernt werden, die viel kleiner als die beim Start des Waschmaschinenbetriebs eingestellte ist. Diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen lösen daher nicht vollständig die Aufgabe, die bei der Behandlung von der Maschine verwendete Wassermenge in geeigneter Weise zu begrenzen; sie nutzen auch nicht, zumindest in jeder Spülphase nicht, eine abgemessene Wassermenge aus, die auf der Reinigungsmittelmenge beruht, die nach der vorhergehenden Behandlungsphase (beispielsweise einer Spülphase) noch in der Ladung vorhanden ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, die die Optimierung der Wasserausnutzung in einer Waschmaschine oder dergleichen erlauben, insbesondere während jeder Spülphase auf der Basis von Reinigungsmitteln, die beim Waschen benutzt werden und in der Ladung nach einer vorhergehenden Spülphase zurückbleiben.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, die einen hohen Spülwirkungsgrad erreichen, d. h. die Wäsche vom Reinigungsmittel bei jeder zugeführten Reinigungsmittelmenge befreien können, sogar dann, wenn der Benutzer in den üblichen Reinigungsmitteleinschub eine Reinigungsmittelmenge eingegeben hat, die größer als die für das Waschen der zu behandelnden Ladung erforderliche ist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, die ein optimales Waschen und Spülen der Ladung erreichen können, sogar dann, wenn das Ladungsgewicht während der Anfangsphase der Ladungsbehandlung falsch ausgewertet worden ist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, das die Spülphase verkürzen und damit die Betriebskosten der Maschine vermindern kann. Diese Aufgaben und weitere vom Fachmann erkennbare Aufgaben werden durch ein Verfahren und eine dieses Verfahren durchführende Vorrichtung gelöst, die nach den beigefügten Ansprüchen ausgebildet sind.
Gemäß der Erfindung wird mindestens die Auswertung der Wassermenge, die in der einer ersten Waschphase folgenden Spülphase verwendet werden soll, durch die bekannte Fuzzy-Logikprozedur vorgenommen. Die letztere ist seit einiger Zeit bekannt und auf verschieden technischen Bereichen verwendet worden. Beispielsweise beschreibt die US 4,910,684 ein Verfahren zur Steuerung eines Drehtrockners während der Startphase dieses Trochners. Diese Schrift beschreibt in ausführlicher Weise die Verwendung der Fuzzy-Logik. Diese Fuzzy-Logik, die aus dieser früheren Schrift bekannt und dort beschrieben ist, verwendet Regeln, die durch "Sprachoperationen" definiert sind, welche sich auf die vorzunehmenden Steuervorgänge auf der Basis eines gegebenen Prozeßzustands beziehen, d. h., "wenn" ein bestimmter Zustand auftritt, "dann" wird ein bestimmter Steuervorgang vorgenommen. Die Schlüsselelemente bei den Steuerregeln sind Ausdrücke wie "mittelmäßige Verminderung", "ein wenig öffnen", "hoch", "etwas niedrig" und dergleichen. In sprachlicher Annäherung gemäß der Fuzzy-Logik wird jeder dieser Ausdrücke durch eine einzelne Fuzzy- Funktion dargestellt, die für einen bestimmten Prozeßzustand dazu benutzt wird, einen Wert im Bereich (0,1) zu erstellen. Damit kann der Logikwert eines Zustands, der bei der Binärlogik üblicherweise auf "wahr" oder "falsch" (0 oder 1) beschränkt ist, jeden Wert im Bereich (0,1) der Fuzzy-Logik haben, wobei der Logikwert ein Maß der Erfüllung des Zustands für einen gegebenen Prozeßzustand ist.
Die vorliegende Erfindung geht klarer aus den beigefügten Zeichnungen hervor, die den Schutzumfang nicht begrenzende Ausführungsbeispiele darstellen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 1 A
eine schematische Darstellung einer ersten Ausführung einer Waschmaschine, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist,
Fig. 2 und 3
schematische Darstellungen einer zweiten Ausführung einer - Waschmaschine während zweier verschiedner Durchführungsphasen des Verfahrens gemäß der Erfindung,
Fig. 4 einen Teil der Waschmaschine der Fig. 2 und 3,
Fig. 5 ein Flußdiagramm des Verfahrens gemäß der Erfindung, das bei der Waschmaschine der Fig. 1 A angewandt wird,
Fig. 5A, 5B, 5C und 5D
der Reihe nach: eine Tabelle mit Variablen, die von der Fuzzy- Logik zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung bei der Maschine der Fig. 1 A verwendet wird, ein Schaubild zur Darstellung der Leitfähigkeit in Abhängigkeit vom Skalenhöhenwert, ein Schaubild zur Darstellung des Wasserpegels in einer vorausgehenden Spülphase in Abhängigkeit vom Skalenhöhenwert und ein Schaubild zur Darstellung der Wasserpegeleinstellung in einer folgenden Spülphase in Abhängigkeit vom Skalenhöhenwert, wobei diese Schaubilder die für die Vorrichtung der Fig. 1 verwendete Fuzzy-Logik zeigen,
Fig. 6 und 7
ein Schaubild zur Darstellung der Zeit in Abhängigkeit von der Drehzahl bzw. ein Schaubild zur Darstellung der Zeit in Abhängigkeit vom Strom, wobei diese bei einem Schritt zur Durchführung des Verfahrens der Fig. 5 verwendet werden,
Fig. 8, 9 und 10
der Reihe nach eine Tabelle der von der Fuzzy-Logik verwendeten Variablen, um einen Schritt des Verfahrens gemäß der Erfindung auszuführen, und Schaubilder gemäß der Fuzzy-Logik, die den Strom (Dl) in Abhängigkeit vom Skalenhöhenwert (Fig. 9) und den Spülwasserpegel (WRL) in Abhängigkeit vom Skalenhöhenwert (Fig. 10) zeigen,
Fig. 11
ein ausführlicheres Flußdiagramm der besonderen Durchführung des Verfahrens der Fig. 5 bei der Maschine der Fig. 2, 3 und 4,
Fig. 12
eine schematische Darstellung einer dritten Ausführung einer Waschmaschine, bei der das Verfahren gemäß der Erfindung ausgeführt wird,
Fig. 12A
ein ausführliches Flußdiagramm einer besonderen Durchführung des Verfahrens der Fig. 5 bei der Maschine der Fig. 12,
Fig. 13
einen Schritt des Verfahrens der Fig. 12A,
Fig. 14
ein Schaubild zur Darstellung der Zeit in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit des Wassers in der Waschmaschine nach einem ersten bzw. zweiten bzw. dritten Spülschritt.
In den Fig. 1 bis 4 weist eine Waschmaschine (oder dergleichen) ein Gehäuse 1 und eine Trommel 2 auf, die in einer Wanne 3 rotiert. In diese Wanne mündet nach den Fig. 2 und 3 oben eine Leitung 4 (von einem üblichen Waschmittelverteileinschub 5) und unten eine Leitung 6. Die Leitung 6 kommt von einer Leitung 7 her, an die die Leitung 6 über ein Dreiwegemagnetventil 8 angeschlossen ist. Die Leitung 7 ist mit ihrem einen Ende in den Einschub 5 geführt und mit ihrem anderen Ende in Betriebsaufwärtsrichtung hinter dem Magnetventil 8 zu einer Waschwasserzuführungsleitung 10 und einer Vorwäsche- Wasserzuführungsleitung 11 geführt. Ein Magnetventil 12 ist in der Leitung 10 und ein Magnetventil 13 ist in der Leitung 11 angeordnet (s. Fig. 4).
Unter besonderer Bezugnahme auf die Fig. 1 und 1 A ist auf dem Boden der Wanne 3 ein Leitfähigkeitssensor 14, beispielsweise eine Leitfähigkeitszelle, angeordnet. Ein weiterer Sensor 14A ist in der Leitung 7 angeordnet. Jeder Sensor 14, 14A ist mit einer Betriebs- und Steuereinheit 15 für die Waschmaschine verbunden. Diese Einheit ist vorzugsweise ein Mikroprozessor, arbeitet nach der Fuzzy-Logik und ist mit einem bekannten Stromsensor 16 verbunden. Dieser Stromsensor ist mit dem üblichen Elektromotor der Maschine verbunden und wird zur Messung des vom Elektromotor absorbierten Stroms mindestens vor der Waschphase verwendet. Diese Einheit ist auch mit einem Drucksensor 17 zur Ausgabe einer ständigen Information über den Wasserpegel in der Wanne 3 und mit einem Temperatursensor 18 (beispielsweise einem Sensor mit negativem Temperaturkoeefizienten oder NTC-Sensor) verbunden, der die Einheit 15 in die Lage versetzt, die Temperatur des Wannenwassers auszuwerten. Der Sensor 17 kann durch einen Durchflußmesser 18A ersetzt werden, der ermöglicht, dass die Wanne 3 bis zu einem bestimmten Pegel gefüllt wird. Die Einheit 15 empfängt demnach Signale von den Sensoren und steuert nach der Fuzzy-Logik die Magnetventile 8, 12, 13, ggf. den Durchflußmeeser 18A, ein übliches, in der Wanne 3 angeordnetes Heizelement 19, eine übliche Wasserablaßpumpe 20 und ein Steuerglied 21 (bekannter Art) für den Elektromotor. Die Einheit 15 kommuniziert auch mit einer Schnittstelle 22 (beispielsweise eine Wähltastatur, ein oder zwei Knöpfe und ein Anzeigefeld), die auf einer Seite des Gehäuses 1 angeordnet ist (nicht gezeigt). Mit Hilfe dieser Schnittstelle wählt der Benutzer in bekannter Weise das von der Maschine auszuführende Waschprogramm aus und nimmt den Ausführungsgang dieses Programms zu Kenntnis. Fig. 1 zeigt auch eine übliche, an das öffentliche Netz 24 angeschlossene Stromversorgung 23.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nun anfangs anhand der Fig. 1, 1 A, 5, 5A, 5B, 5C, 5D und 6 bis 10 beschrieben.
Nach Auswahl des Waschprogramms über die Schnittstelle 22 drückt der Benutzer den Startknopf (nicht gezeigt), um den in Fig. 5 gezeigten Prozeß zu starten.
Der Block 30 stellt den Start der Prozedur des genannten Verfahrens dar. Nach Drücken des Startknopfes wirkt die Einheit 15 auf das Motorsteuerglied 21 ein, um den Elektromotor der Maschine einzuschalten. Dadurch erhöht der Motor (s. Fig. 6) anfangs allmählich seine Drehzahl; dann steigt die Drehzahl innerhalb kurzer Zeit steil an (Anstiegsrampe), worauf sie wieder bis zum Stillstand abfällt. Dies entspricht der in Fig. 7 gezeigten Motorstromaufnahme, wobei diese Figur einen Stromspitzenwert (IMAX) und einen mittleren Bezugswert (IREF) zeigt, der in bekannter Weise berechnet ist. Zu diesem Zeitpunkt wertet die Einheit 15 die Differenz DI zwischen dem Strom IMAX und dem Strom IREF aus.
Wie beispielsweise in Fig. 9 gezeigt ist, werden die Werte des Skalenhöhenwerts des berechneten Werts Dl mit der Fuzzy-Logik innerhalb der kartesischen Ebene in Flächen nach den bekannten Regeln dieser Logik unterteilt: die Fläche A1 entspricht einem niedrigen Skalenhöhenwert (L1), die Fläche A2 entspricht einem mittleren Skalenhöhenwert (M), und die Fläche A3 entspricht einem hohen Skalenhöhenwert (H). Wenn beispielsweise der Wert Dl = 285 ist, dann hat die Fuzzy-Logik einen niedrigen Skalenhöhenwert von etwa 40% und einen Mittelwert von etwa 70%. Gemäß der Fuzzy-Logik und daher in bekannter Weise setzt die Einheit 15 im wesentlichen die Ausgangswerte fest, die auf der Basis der genannten Skalenhöhenwerte gewichtet sind. Diese Einheit berechnet nach der folgenden bekannten, mathematischen Formel:
den resultierenden Wert, der der Wassermenge entspricht, die für den nächsten Verfahrensschritt in der Waschmaschine zu benutzen ist. In der Formel ist in bekannter Weise:
- COG die Gewichtungsmitte der Summe der resultierenden Vektoren, die zu der Vektorenanordnung gehören, die über die entsprechenden Ausgangsverbindungen gemäß den Werten festgesetzt werden, die in der Fuzzy-Logik, wie schematisch in Fig. 10 gezeigt, definiert sind;
- u(Xj) der generische Vektor, der dem Scheitel jeder geometrischen Figur (Dreieck) in Fig. 10 entspricht, wobei dieser Vektor eine Amplitude hat, die auf der Basis des Skalenhöhenwerts definiert ist, der so festgesetzt wird, wie es anhand der Fig. 9 beschrieben wurde;
- Xj der generische Abszissenwert, der dem vorerwähnten Vektor entspricht.
Das resultierende Ausgangssignal, das damit der Gewichtungsmitte der individuellen Ausgangssignale entspricht, die nach den bekannten Regeln der Fuzzy- Logik gewichtet worden sind, wird durch die Einheit 15 berechnet. Dies wird alles in den Blöcken 31 (Strommessung) und 32 (Durchführung der Fuzzy- Logikroutine) erreicht, in denen das Gewicht der in der Trommel 2 befindlichen Ladung ausgewertet wird (Fig. 5).
Nachdem der Wert DI (und damit das Gewicht der in der Trommel 2 vorhandenen Ladung) durch die Regeln der Fuzzy-Logik (die schematisch in der "Wahrheitstabelle" der Fig. 8 gezeigt ist) bestimmt und dieser Wert als "Eingabewert" benutzt worden ist, verwendet die Einheit 15 bekannte Berechnungsalgorithmen zur Bestimmung der proportionalen Wassermenge (in Liter oder Pegelwerten), die zum wirksamen Waschen der Ladung und zum Ausführen eines ersten Spülschritts (oder einfach eines ersten Spülens) nötig ist.
Die Blöcke 31, 32 und 33 definieren einen Schritt 34, in dem das Gewicht der Ladung und des Wassers, das zum Waschen dieser Ladung und für den ersten Spülschritt nötig ist, bestimmt wird. Alternativ kann der Schritt 34 zum Festsetzen der Wassermenge verwendet werden, die nur für den ersten Spülschritt benutzt werden soll, wobei die zu verwendende Wassermenge für das Waschen eindeutig durch das Erreichen eines geeigneten Wasserpegels in der Wanne 3 festgelegt wird. Dieser Pegel wird (durch die Einheit 15) über den Durchflußmesser 18A erreicht und geprüft, falls dieser vorgesehen ist.
Nach dem dem Block 33 entsprechenden Schritt startet die Einheit 15 das Waschen der Ladung (Block 35). Während des Waschens überwacht die Einheit 15 den Wasserpegel mittels des Drucksensors und die Wassertemperatur mittels des Semsors 18. Der durch den Block 35 dargestellte Schritt wird durch übliche Prozeduren ausgeführt, bei deren Beendigung (ausgewertet während des durch den Block 36 dargestellten Schritts) die Pumpe 20 eingeschaltet wird, um das Wasser aus der Wanne 3 abzupumpen. Gleichzeitig wird die Trommel 2 (in bekannter Weise) in Drehung versetzt, und zwar mit einer Schleudergeschwindigkeit, die das Wasser aus der Ladung treibt.
Ein weiterer Schritt 34 kann dann ausgeführt werden, um die Auswertung des Ladungsgewichts zu verbessern, bevor der Spülschritt ausgeführt wird; damit kann der Wert optimiert werden, der die zur Ausführung des ersten Spülschritts zu verwendende Wassermenge darstellt. Dieser dem Waschen folgende, weitere Schritt 34 könnte auch den dem Waschen vorhergehenden, analogen Schritt voll ersetzen.
Nach dem Leeren der Wanne 3 und nach dem Schleudern beginnt ein erster Spülschritt (Block 37), wobei in die Wanne eine Wassermenge eingelassen wird, die in dem dem Block 33 entsprechenden Schritt (oder einem äqivalenten, nach dem Waschen ausgeführten Schritt) festgestellt wurde. Während dieses Spülens wird die Leitfähigkeit des Wassers in der Wanne 3 ständig gemessen. Dies erfolgt in der im folgenden beschriebenen Weise.
Wenn das erste Spülen beendet ist (erfaßt im Block 38), beispielsweise wenn eine geeignete Zeitperiode (typischerweise 180 Sekunden) ab Spülbeginn vergangen ist, wertet die Einheit 15 die relative Leitfähigkeit des Wassers durch Vergleich (durch Differenzbildung) der Leitfähigkeit (Bezugsleitfähigkeit Cr) des in die Wanne 3 eingelassenen Wassers mit der während des Spülschritts ausge werteten Leitfähigkeit (Cd) aus. Auf der Basis dieser Auswertung (Block 39) und der im ersten Spülschritt verwendeten Wassermenge setzt die mit der Fuzzy-Logik (Block 40) arbeitende Einheit 15 den neuen Wasserpegel (Block 41) fest, der beim folgenden, zweiten Spülschritt (Block 42) zu verwenden ist, nachdem das Wasser, das beim vorhergehenden Spülschritt verwendet wurde, abgelassen worden ist.
Auf den Block 42 folgen die Blöcke 43, 44, 45 und 46, die Schritte ausführen, die identisch mit denen der Schritte 38, bzw. 39 bzw. 40 bzw. 41 sind und diesen entsprechen.
In dem durch den Block 46 dargestellten Schritt wird eine Auswertung der Wassermenge vorgenommen (in der vorerwähnten Weise), die in einem dritten Spülschritt zu verwenden ist, der üblicherweise im Arbeitsprogramm der Waschmaschine enthalten ist. Nach Beendigung dieses dritten Spülschritts und Auswertung (Block 48) des Endes dieses Spülschritts veranlaßt die Einheitn 15 schließlich das Ablassen des Wassers aus der Wanne 3 und das Anhalten der Maschine (Block 49 nach einem üblichen Schleuderschritt.
Es sei insbesondere darauf hingewiesen, dass die Auswertung der Wasserleitfähigkeit während des Schritts 44 durch Vergleich der Leitfähigkeit (Cr) des in die Wanne 3 eingelassenen Wassers (mit dem Sensor 14A ständig gemessen) mit der Leitfähigkeit des in der Wanne 3 nach dem zweiten Spülen vorhandenen Wassers vorgenommen wird. Dieser letztgenannte Wert ist von dem entsprechenden Wert verschieden, der im Block 39 verwendet wird, weil das erste Spülen bereits einen großen Teil des Waschmittels (das für die Leitfähigkeitsänderung des Wassers verantwortlich ist, das mit der Ladung nach deren Waschen in Kontakt kommt, verglichen mit dem Bezugswert Cr) aus der in der Trommel 2 befindlichen Wäsche entfernt hat.
Eine unterschiedliche Ausführung des vorbeschriebenen (allgemeinen), in Fig. 5 dargestellten Verfahrens wird nun anhand der in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigten Waschmaschinenausführung und anhand der Fig. 11 beschrieben. In diesen Figuren sind Teile, die denen der bereits beschriebenen Figuren entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen.
Wie bereits erwähnt worden ist, ist die Leitfähigkeit des in der Wanne 3 vorhandenen Wassers (oder besser der wässrigen Lösung) ein Wert, der für die Menge des im Wasser gelösten Waschmittels oder für die Waschmittelrestmenge repräsentativ ist, die in der in der Trommel vorhandenen Wäsche nach deren Waschen oder nach dem vorhergehenden Spülschritt noch vorhanden ist. Dieser Wert nimmt generell mit den darauffolgenden Spülgängen ab, doch wie er sich ändert, kann nicht im voraus mit Bestimmtheit angegeben werden. Dieser Wert hängt tatsächlich von verschiedenen Variablen ab, beispielsweise von der Wäschestoffart und der Menge und der Art des in den Einschub 5 eingegebenen Waschmittels.
Um die Einheit 15 hinsichtlich der Bezugsleitfähigkeit (Cr) des in die Wanne 3 eingelassenen Wassers zu starten, führt die Einheit 15 beispielsweise den Schritt 51 des in Fig. 11 gezeigten Verfahrens aus. Im ersten Moment (Block 52) wirkt die Einheit 15 auf das Magnetventil 8 ein, um den Zugang des mindestens von einer der Leitungen 10, 11 stammenden Wassers zum Einschub 5 zu sperren und um dieses Wasser der Leitung 6 zuzuführen (dies ist durch den Block 52 der Fig. 11 gezeigt). Die Einheit schaltet danach mindestens ein Magnetventil 12 oder 13 ein (um der Wanne Wasser zuzuführen) und wertet den Wasserpegel in der Wanne 3 aus, ohne den Motor über das Glied 21 einzuschalten. Wenn ein bestimmter Wasserminimalpegel in der Wanne erreicht worden ist, der ausreichend ist, um die zu messende Leitfähigkeit des Wassers mit dem Sensor 14 messen zu können, veranlaßt die Einheit 15 das Zurückstellen des Ventils 8 in eine Stellung, die die Leitung 6 vom Wasser absperrt und in der das Wasser in den Einschub 5 fließt. Die Einheit setzt dann den Wert der durch den Sensor 14 (Block 54) gemessenen Leitfähigkeit fest und verwendet diesen Wert als Bezugswert CR.
Die aufeinander folgenden Auswertungen (Blöcke 39 und 44) der Differenz zwischen dem gemessenen oder momentanen Wert (Cd) und dem Bezugswert (Cr) können durch irgendeine bekannte Methode ausgeführt werden.
Ein weiteres Beispiel für die Auswertung der Wasserleitfähigkeit und deren Folgen zur mit der Fuzzy-Logik vorgenommenen Definition der Wassermenge, die bei jedem auf den ersten Spülschritt folgenden Spülen zu verwenden ist, ist den Fig. 12 bis 14 zu entnehmen. In diesen Figur sind Teile, die denen der bereits beschriebenen Figuren entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen. Im einzelnen ist die Waschmaschine der Fig. 12 ähnlich wie die der Fig. 1 A aufgebaut, mit Ausnahme des Sensors 14A. Es sei angenommen, dass jedes
Spülen (Fig. 14) eine erste Phase "i", in der Wasser der Wanne 3 zugeführt wird, eine Phase "a", in der die Ladung behandelt wird (möglicherweise die Phase "i" enthaltend), und eine Phase "ds" von bestimmter Dauer aufweist, während der die Ladung geschleudert und das Wasser abgelassen wird. Insbesondere nach dem Beginn jedes Spülens (Block 13A der Fig. 13), d. h. in der instabilen Phase, unterliegt die Leitfähigkeit beträchtlichen Schwankungen, die vom "Fallen" des Waschmittel enthaltenden Wassers in der Wanne herrührt (wobei das Waschmittel der Ladung entzogen wird). Gemäß dem besonderen Aspekt der Erfindung findet eine erste Auswertung der Wasserleitfähigkeitsmessung (Block 13B der Fig. 13) statt, wenn die Ladungsbehandlungsphase beginnt (Phase "a" in Fig. 14).
Während der ganzen Ladungsbehandlungsphase "a" und damit während einer Zeit T1 (wie in Fig. 14 gezeigt) inbezug auf das erste Spülen oder T2 oder T3 für die anderen Spülungen nimmt die durch den Sensor 14 gemessene Leitfähigkeit nach einer Potenzregel zu (Kurve X). Um die Waschmittelkonzentration im Wasser auszuwerten, analysiert die Einheit 15 den Winkel Gamma (γ), den die Tangente Z an der Kurve X mit einer geraden Linie P bildet, die parallel zur Leitfähigkeitsachse liegt, die durch den Punkt der Zeitachse zu Beginn der Periode verläuft, die auf die instabile Phase "i" folgt, d. h. beim Start der Periode T1 (d. h., wenn die Einheit 15 eine stetig ansteigende Leitfähigkeit erkennt). Die vorgenannte Auswertung wird gemäß dem Flußdiagramm der Fig. 13 und dem Block 37A (oder 42A) der Fig. 12A ausgeführt. Insbesondere wird die Bestimmung des Winkels gamma indirekt durch die Auswertung des Winkels alpha (α) vorgenommen. Es sei daran erinnert, dass γn = 90º - αn, wobei das tiefgestellte n die verschiedenen Spülungen anzeigt und der Winkel α der Winkel ist, der die Tangente Z mit einer Geraden Q bildet, die parallel zur Zeitachse liegt und durch den Tangentenpunkt zwischen der geraden Linie Z und der Kurve X läuft. Mehr im einzelnen mit Bezug auf Fig. 13 gesagt: nach der Bestimmung des Leitfähigkeitswerts C1 wartet die Einheit 15 (Block 13C der Fig. 13) eine bestimmte Zeit lang; nachdem der Ablauf dieser Zeit festgestellt worden ist (Block 13D), liest diese Einheit den Leitfähigkeitswert (C2), der in jedem Augenblick durch das Wasser in der Wanne während der Periode T1 (Block 13E) oder während äqivalenter Perioden anderer Spülungen erreicht worden ist. Diese Einheit berechnet dann die Differenz zwischen diesem Wert und dem Bezugswert (Bloch 13F), um eine Leitfähigkeitsänderung (ΔC = C2 - C1) zu definieren, die zusammen mit der Zeit T1 von der Einheit 15 (Block 13 G) dazu benutzt wird, nach der Fuzzy-Logik den Wert des Winkels y aus dem Winkel α zu bestimmen, wobei bekannte Berechnungsalgorithmen benutzt werden. Dieser Wert ist für die Menge des in der Ladung vor dem Start des betreffenden Spülschritts vorhandenen Waschmittels repräsentativ und wird von der Einheit 15 dazu benutzt, nach der Fuzzy-Logik (und durch Prozeduren, die analog zu denen verlaufen, die zuvor in Verbindung mit den Fig. 5A, 5B, 5C, 5D beschrieben wurden) die für das nächste Spülen zu verwendende Wassermenge festzulegen.
Nach der Bestimmung des Winkels α (und damit des Winkels γ) vergleicht (Block 13H) die Einheit 15 ihren Wert mit einem bestimmten Wert (Γ) und wenn ihr Wert kleiner als der bestimmte Wert ist, nimmt sie eine Neuberechnung des Leitfähigkeitswerts nach dem Ersetzen des Bezugswerts (C1) durch den vorher berechneten (C2) vor. Wenn dieser Wert jedoch niedriger als der bestimmte Wert (Γ) ist, wird das Spülen gestoppt (Block 13L). Dies geschieht deshalb, weil die Leitfähigkeitsänderung vernachlässigbar oder geringer als ein optimaler, bestimmter Minimalwert ist. Daher ist es durch Messung der Leitfähigkeitsänderung möglich, denjenigen Moment zu bestimmen, in dem erwogen werden kann, ob die Ladungsbehandlung (Phase "a" des Spülens) beendet werden sollte, da es nicht mehr möglich ist, noch weiter Waschmittel aus der betreffenden Wäsche nach dieser Spülphase zu entfernen. Der Winkel γ wird während jedes Spülens ausgewertet. Wie aus den vorgenannten Figur hervorgeht, sucht der Winkel γ (gekennzeichnet durch die tiefgestellten Zahlen 1, 2 und 3, abhängig vom Spülschritt) zunehmend größer zu werden (d. h., dass der Winkel α zunehmend kleiner wird), was für eine Abnahme der Waschmittelmenge repräsentativ ist, die aus der in der Trommel 2 vorhandenen Ladung entfernt ist. Das Spülen wird bei Erreichen der vorgenannten Lage gestoppt, was dem Block 13L der Fig. 14 entspricht (diese Lage wird gewöhnlich beim dritten Spülen erreicht). Alternativ wird das Spülen nach einer bestimmten Zeit gestoppt.
Wie erwähnt wird der Wert des Winkel γ (indirekt aus dem Winkel α ermittelt) von der Einheit 15 dazu benutzt, nach der Fuzzy-Logik diejenige Wassermenge zu bestimmen, die in die Wanne für denjenigen Arbeitsschritt einzulassen ist, die dem vorhergehenden Arbeitsschritt folgt, in dem dieser Winkel berechnet worden war. Diese Bestimmung wird dadurch vorgenommen, dass die Wassermenge berücksichtigt wird, die bei dem vorangehenden Schleudern benutzt und nach den Regeln der Fuzzy-Logik berechnet wurde (analog zu den Vorgängen, die in den Fig. 5A, 5B, 5C und 5D gezeigt sind).
Wegen der Fuzzy-Logik ist diese Bestimmung so genau wie möglich, wodurch eine Wasserausnutzung möglich ist, die während des gesamten Wasch- und Spülzyklus der Maschine zu optimieren ist. Diese Logik ergibt eine im wesentlichen stetige Bestimmung der Wassermenge, die in der Waschmaschine zur Entfernung des Waschmittels aus der Ladung zu entfernen ist, ohne dass Schätzungen (generell viel zu hohe) nötig sind, die üblicherweise zu einer beträchtlichen Wasserverschwendung führen.
Durch genaues Abmessen der Wassermenge, die der Maschine während der verschiedenen Arbeitsschritte der Maschine und insbesondere während des Spülschritts zuzuführen ist, wird ferner die Ausführungszeit dieser Schritte verkürzt. Diese Ausführungszeitverkürzung führt zu erheblichen Zeit- und Energieeinsparungen.

Claims

1. Verfahren zur Optimierung der Wasserausnutzung einer Waschmaschine (1), einer Wasch-Trocknungsmaschine oder dergleichen während ihrer Benutzung, wobei diese Maschine eine Ladung oder Wäsche behandelt, die in eine in einer Wanne (3) rotierende und durch einen Elektromotor betriebene Trommel (2) eingelegt ist, diese Behandlung aus einem Waschschritt und einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Spülschritten besteht, das Gewicht der Ladung in der Trommel (2) und die Leitfähigkeit des Waschwassers und/oder des Wassers für jeden Spülschritt ausgewertet wird, um mindestens eine Festlegung der beim Spülen zu verwendenden Wassermenge zu erhalten, und diese Auswertung nach der Fuzzy-Logik erfolgt,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Bestimmung der Wasserleitfähigkeit, die für die Menge des von der Wäsche absorbierten Reinigungsmittels repräsentativ ist, während jedes Spülschritts erfolgt, wobei diese Auswertung eine genaue Bestimmung der in die Maschinenwanne (3) einzulassenden Wassermenge für die Ausführung jedes der aufeinanderfolgenden Spülschritte erlaubt, damit diese Reinigungsmittelmenge auf einen Wert verringert werden kann, der geringer als ein bestimmter Minimalwert ist, und wobei die in die Wanne (3) einzulassende Wassermenge genau nach der Reinigungsmittelmenge abgemessen ist, die nach der Fuzzy-Logik berechnet und in der Ladung nach einem vorhergehenden Behandlungsschritt verblieben ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein Wert, der der Wassermenge für ein vorhergehendes Spülen (37, 42) entspricht, in Kombination mit einem Wert, der der beim vorhergehenden Spülen verwendeten Reinigungsmittelmenge entspricht, nach der Fuzzy-Logik zur Bestimmung derjenigen Wassermenge dient, die in die Wanne (3) zur Ausführung des nächsten Spülschritts (42, 47) einzulassen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Fuzzy-Logikauswertung der mindestens für den ersten Spülschritt (37) auszunutzenden Wassermenge auf der Basis des nach der Fuzzy-Logik ausgewerteten Gewichts der in die Drehtrommel (2) eingeführten Ladung erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Fuzzy-Logikauswertung des Ladungsgewichts auch zur Bestimmung derjenigen Wassermenge verwendet wird, die zur Ausführung des Waschschritts zu verwenden ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass nach der Fuzzy-Logik ein Leistungsmerkmal des Elektromotors (31) bestimmt wird und

dass auf der Basis dieses Leistungsmerkmals das Gewicht der in die Trommel (2) eingelegten Ladung bestimmt wird, wobei der Wert dieses Leistungsmerkmals von dieser Logik dazu benutzt wird, die in die Wanne (3) zum Waschen der Ladung (35) und/oder für den ersten Spülschritt (37) einzulassende Wassermenge aufeinanderfolgend festzulegen.

6. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein weiterer Schritt (34) vorgesehen ist, der dem Waschen der Ladung (35) folgt, jedoch vor dem ersten Spülschritt (37) liegt, und der nach der Fuzzy-Logik das Gewicht der in die Trommel eingelegten Ladung auswertet.

7. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass vor dem Waschen (35) und nach dem Schritt (34) zur Auswertung des Ladungsgewichts ein Schritt (51) ausgeführt wird, bei dem die Leitfähigkeit des in die Wanne (3) eingelassenen Wassers ausgewertet wird, um als Bezugswert zu dienen.

8. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Fuzzy-Logikauswertung der im Wasser in der Wanne (3) gelösten Reinigungsmittelmenge dadurch bewirkt wird, dass die Wasserleitfähigkeit mindestens beim Start jedes Spülschritts (37, 42) gemessen wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruchs 1 in einer Waschmaschine mit einer Steuereinheit (15) für das Waschprogramm der Maschine und einem Elektromotor zum Drehen einer Trommel in der Wanne, der Waschwasser zugeführt wird, wobei die Steuereinheit (15) mindestens mit Mitteln (14) zur Messung der Leitfähigkeit des Wassers verbunden ist, das bestimmt mit der in der Drehtrommel (2) vorhandenen Wäsche in Berührung kommt,

dadurch gekennzeinet,

dass die Steuereinheit (15) nach den Regeln der Fuzzy-Logik arbeitet, um diejenige Wassermenge, die in den Wasch- und/oder Spülschritten nötig ist, auf der Basis der gemessenen Leitfähigkeit auszuwerten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass weitere Mittel (14A) zur Messung der Leitfähigkeit des Wassers, das in die Wanne (3) eingelassen worden, aber nicht mit der Wäsche in Berührung gekommen ist, vorgesehen sind, wobei diese Mittel mit der nach der Fuzzy-Logik arbeitenden Steuereinheit (15) verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass Mittel (16) zur Messung eines Leistungsparameters des Elektromotors vorgesehen und mit der nach den Regeln der Fuzzy-Logik arbeitenden Steuereinheit verbunden sind und

dass diese Mittel (16) der Einheit ermöglichen, das Gewicht der in die Drehtrommel (2) eingelegten Ladung auszuwerten.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Mittel (14) zur Messung der Leitfähigkeit des bestimmt mit der Ladung in der Drehtrommel (2) in Berührung kommenden Wassers in der Wanne (3) in der Nähe des Bodens der Wanne angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass die weiteren Leitfähigkeitsmessmittel (14A) in einer Leitung (7) zur Zuführung von Wasser zu einem üblichen Reinigungsmitteleinschub (5) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine Leitung (6) vorgesehen ist, die die Wasser zum Reinigungsmitteleinschub zuführende Leitung (7) mit dem Boden der Wanne (3) verbindet,

dass am Schnittpunkt dieser Leitungen ein gesteuertes Ventilglied vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, dass es das in die Maschine eingelassene Wasser anfangs zum Boden der Wanne (3) und dann zum Einschub (5) hin lenkt, und

dass in Verbindung mit dem Wannenboden Mittel zur Messung der Leitfähigkeit des in die Maschine eingelassenen Wassers und dann der Leitfähigkeit desjenigen Wassers angeordnet sind, das mit der das Reinigungsmittel enthaltenden Ladung in Berührung gekommen ist.