EP2379788B1 - Verfahren zum vorhersagen einer unwucht, entsprechende vorrichtung und haushaltgerät mit einer solchen vorrichtung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorhersagen bzw. Prognostizieren einer in einer Trommel eines Haushaltgeräts zur Pflege von Wäschestücken auftretenden, durch eine Verteilung der Wäschestücke in einem Innenraum der Trommel bewirkten Unwucht, bei welchem das Vorhersagen in einem unteren Wertebereich einer Drehzahl, insbesondere in einem Wäscheverteilbetrieb, durchgeführt wird, und ein Wert und/oder ein Verlauf der Unwucht für einen oberen Wertebereich der Drehzahl, insbesondere für einen Schleuderbetrieb, ermittelt wird. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Vorhersagen bzw. Prognostizieren einer Unwucht bzw. ein Haushaltgerät mit einer solchen Vorrichtung.
• Waschmaschinen weisen üblicherweise einen elektronisch geregelten Antrieb auf. Vor einem Übergang in einen so genannten Schleuderbetrieb wird eine Trommel über einen festen langsamen Wäscheverteilbetrieb beschleunigt und eine Unwucht abgeschätzt. Dabei erfolgt die Abschätzung der Unwucht üblicherweise über eine Motordrehzahl bzw. eine Beladung der Trommel. Dabei ist jederzeit die Möglichkeit gegeben, den Schleuderbetrieb abzubrechen bzw. den weiteren Schleuderablauf zu beeinflussen. Hierzu sind aus dem Stand der Technik in vielfacher Weise Verfahren bekannt, bei welchen aus einem Drehzahl- oder Stromverlauf die Unwucht bestimmt wird. Darüber hinaus ist bekannt, eine Korrektur des Messwerts der Unwucht bezüglich der Wäschebeladung durchzuführen, wobei die Wäschebeladung einmalig vor oder zu Beginn eines Schleuderablaufs ermittelt wurde.
• Ein Verfahren zum Vorhersagen einer sich beim Schleudern von Wäsche ausbildenden Unwucht ist aus DE 10 2006 032 337 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Amplitude der Bewegung eines federnd abgestützten Laugenbehälters einer Waschmaschine und die Drehzahl einer in dem Laugenbehälter angeordneten Wäschetrommel während eines Schleuderablaufes bestimmt. Aus der Bewegungsamplitude und der Trommeldrehzahl wird ferner die Änderung der Amplitude über der Drehzahl ermittelt und der weitere Schleuderablauf in Abhängigkeit dieser ermittelten Amplitudenänderung gesteuert. Darüber hinaus wird in einer Ausgestaltung des in DE 10 2006 032 337 A1 offenbarten Verfahrens aus den ermittelten Werten für die Drehzahl, die Amplitude und der Amplitudenänderung für eine mögliche Drehzahl des weiteren Schleuderablaufs extrapoliert.
• Ein Verfahren zum Ermitteln einer Umverteilung bzw. einer Unwuchtänderung ist aus DE 197 38 310 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird der Amplitudengang von Niesswerten berechnet und darauf basierend eine Unwuchtsänderung ermittelt.
• Es gilt ein besonderes Interesse einem Bestimmen der Unwucht zu einem möglichst frühen Zeitpunkt, so dass eine entsprechende Korrektur und eine Regelung des Schleuderablaufs sichergestellt werden. Demzufolge handelt es sich bei den bekannten Verfahren lediglich um ein Prognostizieren bzw. ein Vorausschätzen der Unwucht, da sich diese während des weiteren Schleuderablaufs noch ändern kann. Eine wesentliche Ursache dafür ist, dass noch zum Zeitpunkt der Prognose in den Wäschestücken gebundenes Wasser mit der Zeit ausgeschleudert wird. Hierdurch ändern sich während eines Schleuderablaufs, auch bei fest an der Trommelwand anliegenden Wäschestücke, fortwährend die sich ausbildende Wäscheunwucht und Masse der feuchten Wäsche. Beide Größen beeinflussen maßgeblich die Bewegungsamplitude des Laugenbehälters während des Schleuderablaufes.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bzw. ein Haushaltgerät mit einer solchen Vorrichtung vorzuschlagen, welche ein frühzeitiges und zuverlässiges Vorhersagen der Unwucht gewährleisten.
• Diese Aufgabe wird erfingdungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 11 und einem Haushaltgerät mit den Merkmalen gemäß Anspruch 13, gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben; welche einzeln oder beliebig kombiniert mit dem Patentanspruch 1, 11 oder 13 kombinierbar sind, sofern eine solche Kombination technisch möglich und sinnvoll ist. Die Merkmale der Verfahren und ihrer vorteilhaften Ausführungen definieren auch ein Haushaltgerät, welches die in den Merkmalen genannten Ein- bzw. Vorrichtungen bzw. die zur Durchführung der einzelnen Verfahrensschritte ausgebildeten Ein- bzw. Vorrichtungen umfasst.
• Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Vorhersagen bzw. Prognostizieren einer in einer Trommel eines Haushaltgeräts zur Pflege von Wäschestücken auftretenden, durch eine Verteilung der Wäschestücke in einem Innenraum der Trommel bewirkten Unwucht ausgelegt. Bei diesem Verfahren wird das Vorhersagen in einem unteren Wertebereich einer Drehzahl, insbesondere in einem Wäscheverteilbetrieb, durchgeführt, und ein Wert und/oder ein Verlauf der Unwucht für einen oberen Wertebereich der Drehzahl, insbesondere für einen Schleuderbetrieb, ermittelt. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die Unwucht in Abhängigkeit einer Mess- und/oder Steuergröße prognostiziert wird, wobei durch die Mess- und/oder Steuergröße ein Bewegungsverhalten eines Schwingsystems des Haushaltgeräts charakterisiert wird.
• Unter dem Begriff Haushaltgerät wird hier insbesondere eine Waschmaschine verstanden. Unter den Begriff fallen aber auch andere Hausgeräte zur Pflege von Wäschestücken, wie beispielsweise ein Trockner oder ein Waschtrockner.
• Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht mit anderen Worten darin, die Unwucht auf der Grundlage einer Mess- und/oder Steuergröße vorherzusagen bzw. zu prognostizieren, welche eine Änderung eines Gewichts von nassen Wäschestücken während eines Schleuderbetriebs bzw. eine Entwässerung charakterisiert. Die Mess - und/oder Steuergröße stellt insbesondere eine Funktion der Unwucht dar. Insbesondere wird eine Amplitude der Mess- und/oder Steuergröße, bevorzugt eine mittlere Amplitude, ermittelt, wobei das Vorhersagen bzw. das Prognostizieren vorzugsweise in Abhängigkeit der ermittelten Amplitude und der Drehzahl vorgenommen wird. Vorzugsweise wird der untere Wertebereich der Drehzahl, in welchem das Prognostizieren der Unwucht durchgeführt wird, auf der Grundlage eines Verlaufs der Mess- und/oder Steuergröße, insbesondere eines Verlaufs der mittleren Amplitude, in Abhängigkeit der Drehzahl ausgewählt, und in diesem Verlauf auftretende Resonanzen werden bevorzugt berücksichtigt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Messung der Amplitude der Mess- und/oder Steuergröße bei einer Drehzahl von etwa 235 Umdrehungen pro Minute erfolgt, wodurch die Prognose der Unwucht verbessert werden kann. In vorteilhafter Weise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, dass sehr frühzeitig eine zuverlässige Prognose der Unwucht für den oberen Wertebereich der Drehzahl, insbesondere für den Schleuderbetrieb, vorgenommen und die Unwucht ermittelt werden kann. Hierdurch wird darüber hinaus erreicht, dass die Schleuderzeit gespart werden kann, da frühzeitig ein optimaler Schleuderablauf bzw. eine verbesserte Regelung der Drehzahl durchgeführt werden kann.
• Vorzugsweise wird als die Mess- und/oder Steuergröße ein Wegsignal ausgewählt, welches eine Auslenkung eines Laugenbehälters des Haushaltgeräts aus einer Ruhestellung charakterisiert. Es kann vorgesehen sein, dass das Wegsignal mittels eines Wegsensors erzeugt wird, welcher vorzugsweise in einem Federkolben-Dämpfer des Laugenbehälters angeordnet ist. Unter dem Begriff Auslenkung des Laugenbehälters wird dabei insbesondere eine Amplitude verstanden, mit welcher der Laugenbehälter um eine Ruhestellung schwingt. Insbesondere wird zum Prognostizieren der Unwucht eine mittlere Amplitude des Wegsignals über mindestens eine halbe Periode, insbesondere über eine bis drei Perioden, ermittelt, wobei die mittlere Amplitude bevorzugt aus einem Abstand zwischen einer oberen und einer unteren Einhüllende des Verlaufs des Wegsignals bestimmt wird. Vorzugsweise kann eine Unwuchtmasse direkt in Abhängigkeit der Auslenkung des Laugenbehälters, insbesondere in Abhängigkeit der mittleren Amplitude des Wegsignals, bestimmt werden. Da das Wegsignal ab einem Wert der Drehzahl von etwa 800 Umdrehungen pro Minute aufgrund seines asymptotischen Verlaufs praktisch keine Änderungen der Amplitude mehr aufweist, ist es von besonders großem Interesse, die Unwucht bzw. die Auslenkung des Laugenbehälters aus der Ruhestellung für diesen Wert der Drehzahl zu prognostizieren. Die Unwucht stellt dann insbesondere ein Maß für die in dem Schleuderbetrieb auftretende Unwucht dar.
• In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zum Vorhersagen der Unwucht ein Sprungverhalten eines Verlaufs der Mess- und/oder Steuergröße, insbesondere eines Wegsignals, gefiltert wird. Insbesondere werden Sprünge eines Mittelwerts der Mess - und/oder Steuergröße, insbesondere ein sprunghaftes Verhalten einer Ruhestellung des Laugenbehälters, gefiltert. Insbesondere im Falle, dass ein Federkolben-Dämpfer verwendet wird, ändert sich die Ruhestellung des Laugenbehälters teilweise sprunghaft. Diese Sprünge sind keine Folge einer Gewichtsänderung der Wäschestücke bzw. einer Entwässerung, sondern resultieren aus einer sprunghaften Lageänderung eines Reibelements innerhalb des Federkolben-Dämpfers. Bevorzugt werden diese Sprünge mittels eines geeigneten Filters aus dem Verlauf der Mess- und/oder Steuergröße, insbesondere des Wegsignals, entfernt. Hierdurch wird erreicht, dass die Unwucht genauer ermittelt werden kann.
• Bevorzugt wird die Mess- und/oder Steuergröße, insbesondere ein Wegsignal, ab einem Zeitpunkt einer ersten vollständigen Entleerung eines Laugenbehälters des Haushaltgeräts beobachtet.
• In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass beim Vorhersagen bzw. Prognostizieren der Unwucht ein Korrekturwert einer Entwässerung bestimmt wird, und die im Voraus ermittelte Unwucht um den bestimmten Korrekturwert korrigiert wird, insbesondere additiv korrigiert wird. Insbesondere wird während der Beobachtung der Mess- und/oder Steuergröße, insbesondere des Wegsignals, eine Ausgleichsfunktion bestimmt, anhand derer ein Wert einer Restentwässerung bis zum Schleuderbetrieb extrapoliert wird. Die Ausgleichsfunktion weist dabei bevorzugt einen exponentiellen Anteil auf. Vorzugsweise wird der Korrekturwert auf einen Wertebereich von etwa -0,05 mm bis etwa 0,7 mm begrenzt. Unter der Entwässerung werden dabei insbesondere ein Abgeben von Wasser und eine Kompression der Wäschestücke verstanden.
• Insbesondere kann ein möglicher Fehler der Unwuchtprognose derart begründet werden, dass bei großen Beladungen der Trommel eine Endunwucht durch Abgeben von Wasser und Kompression der Wäschestücke bzw. durch die Entwässerung kleiner wird, wobei gilt, dass je kleiner die Beladung der Trommel ist, desto schwächer dieser Effekt ist. Hierzu zeigt sich die Korrektur der Entwässerung besonders vorteilhaft. Vorzugsweise wird beim Bestimmen des Korrekturwerts überdies ein Beladungszustand der Trommel ermittelt.
• Insbesondere wird der Korrekturwert der Entwässerung, um welchen die prognostizierte Unwucht korrigiert wird, in Abhängigkeit einer Steigung eines Mittelwerts der Mess - und/oder Steuergröße und/oder einer Summe von Quadraten einer Änderung des Mittelwerts der Mess- und/oder Steuergröße im Vergleich zu einer vorangegangenen Umdrehung der Trommel und/oder einer extrapolierten Restentwässerung bestimmt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass dieses für verschiedene Wäschebeladungen anwendbar ist bzw. es sich auf eine aktuelle Beladungssituation einstellen kann.
• Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Vorhersagen bzw. Prognostizieren einer in einer Trommel eines Haushaltgeräts zur Pflege von Wäschestücken auftretenden, durch eine Verteilung der Wäschestücke in einem Innenraum der Trommel bewirkten Unwucht ausgebildet. Die Vorrichtung umfasst eine Unwuchtprognoseeinrichtung, mittels welcher das Vorhersagen in einem unteren Wertebereich einer Drehzahl, insbesondere in einem Wäscheverteilbetrieb, durchführbar ist, und ein Wert und/oder ein Verlauf der Unwucht für einen oberen Wertebereich der Drehzahl, insbesondere für einen Schleuderbetrieb, ermittelbar sind. Ein wesentlicher Gedanke besteht darin, dass die Unwuchtprognoseeinrichtung zum Vorhersagen der Unwucht in Abhängigkeit einer Mess - und/oder Steuergröße ausgebildet ist, durch welche eine Änderung eines Gewichts von nassen Wäschestücken während eines Schleuderbetriebs bzw. eine Entwässerung ist. Vorzugsweise ist durch die Mess- und/oder Steuergröße zugleich auch ein Bewegungsverhalten eines Schwingsystems des Haushaltgeräts charakterisierbar.
• Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzusehen. Die Verfahrensschritte definieren zugleich Einrichtungen zum Durchführen der Verfahrensschritte, wobei die Einrichtungen von der Vorrichtung zum Vorhersagen einer Unwucht umfasst oder mit ihr verbunden sein können.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1

einen Verlauf einer Drehzahl sowie einen Verlauf eines Wegsignals eines Laugenbehälters über die Zeit;

Fig. 2

einen Vergleich einer Unwuchtprognose bei zwei verschiedenen Beladungen einer Trommel;

Fig. 3

für zwei verschiedene Beladungen der Trommel jeweils einen Verlauf einer Änderung einer Ruhestellung eines Laugenbehälters, einen Verlauf einer relativen Änderung der Ruhestellung des Laugenbehälters sowie einen Verlauf einer Drehzahl;

Fig. 4

einen beispielhaften Verlauf einer relativen Änderung der Ruhestellung des Laugenbehälters zur Erläuterung einer Bestimmung einer Ausgleichsfunktion;

Fig. 5

eine schematischen Darstellung einer Waschmaschine.

• Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Beispiels näher erläutert. Gegeben ist ein in Fig. 5 gezeigtes Haushaltgerät zur Pflege von Wäschestücken 7, vorliegend eine Waschmaschine, welches in einem Gehäuse 1 einen an Federn 8 aufgehängten Laugenbehälter 3 mit einer darin drehbar gelagerten Trommel 2 aufweist. Am Laugenbehälter 3 ist ein Ausgleichsgewicht 10 befestigt. Die Trommel 2 wird von einem Motor 5 über einen Riemen 4 angetrieben. In einem Dämpfer 6 des Laugenbehälters 3 ist im vorliegenden Beispiel ein nicht dargestellter Wegsensor angeordnet, welcher in der Lage ist, eine Auslenkung des Laugenbehälters 3 aus einer Ruhestellung zu detektieren, und ein diese Auslenkung charakterisierendes Signal zu erzeugen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Dämpfer als ein sogenannter Federkolben-Dämpfer 6 ausgeführt. Im Rahmen der Erfindung können auch andere Dämpfer mit einem zugeordneten Wegsensor, der die Bewegung des Dämpfers erfasst, angewendet werden. Nachfolgend wird dieses Signal als Wegsignal bezeichnet. Von der Erfindung sind auch alternative Anordnungen des Sensors umfasst, sofern ein solcher Sensor eine Bewegung des Laugenbehälters 3 gegenüber dem Gehäuse 1 detektieren kann.
• Ferner umfasst das Haushaltgerät eine Steuerung 9, welche mit elektrischen Verbrauchern, wie dem Motor 5, und Messeinrichtungen, wie dem Wegsensor, elektrisch verbunden sind. Die Steuerung 9 ist dazu ausgebildet, dass die zum Betrieb des Haushaltgeräts erforderlichen Steuersignale generiert werden und dass mit von der Steuerung umfassten Mitteln die von den Messeinrichtungen erfassten Signale ausgewertet werden können. Eine solche Steuerung 9 kann die Vorrichtung zum Vorhersagen der in der Trommel 2 bewirkten Unwucht selbst umfassen oder mit einer solchen Vorrichtung verbunden sein. In Abhängigkeit der von der Vorrichtung zum Vorhersagen der Unwucht bestimmten Unwucht E_800p kann die Steuerung 9 Steuersignale generieren, die den weiteren Programmablauf beeinflussen, insbesondere den Schleuderbetrieb hinsichtlich der Steuerung und/oder Regelung der Drehzahl der Trommel 2. So ist beispielsweise eine Reduzierung einer Trommeldrehzahl bei Überschreitung eines vorgegebenen Unwuchtgrenzwerts für die ermittelte Unwucht E_800p möglich, um übermäßige Bewegungen des Laugenbehälters 3 und übermäßige mechanische Belastungen zu vermeiden.
• Vorliegend gilt das Interesse einem Vorhersagen bzw. Prognostizieren einer in der Trommel 2 des Haushaltgeräts auftretenden, durch eine Verteilung der Wäschestücke 7 in einem Innenraum der Trommel 2 bewirkten Unwucht. Das Vorhersagen der Unwucht erfolgt dabei in einem unteren Wertebereich einer Drehzahl n der Trommel 2, im vorliegenden Beispiel in einem Wäscheverteilbetrieb der Waschmaschine. Als Ergebnis des Vorhersagens wird vorliegend ein Wert bzw. ein Verlauf der Unwucht für einen oberen Wertebereich der Drehzahl n ermittelt. Unter dem oberen Wertebereich der Drehzahl n wird vorliegend ein Schleuderbetrieb der Waschmaschine verstanden, welche zeitlich insbesondere nach dem Wäscheverteilbetrieb während eines Waschprozesses durchgeführt wird.
• Zum Vorhersagen der Unwucht umfasst das Haushaltgerät vorliegend einen Wegsensor, welcher vorzugsweise in einem Federkolben-Dämpfer 6 eines im Haushaltgerät angeordneten Laugenbehälters 3 gelagert ist. Anstatt des Wegsensors kann alternativ ein Beschleunigungssensor vorgesehen sein. Der Wegsensor hat dabei die Aufgabe, eine Auslenkung des Laugenbehälters 3 aus einer Ruhestellung zu detektieren, und anschließend ein diese Auslenkung charakterisierendes Wegsignal zu erzeugen. Vorliegend wird das Wegsignal zum Vorhersagen bzw. zum Prognostizieren der durch die Verteilung der Wäschestücke 7 in der Trommel 2 bewirkten Unwucht herangezogen.
• Fig. 1 gibt einen beispielhaften Verlauf einer Drehzahl n (oben) sowie einen darunter eingezeichneten und der Drehzahl n zugeordneten Verlauf eines Wegsignals W wieder. Wie bereits erwähnt, entspricht das Wegsignal W einer Auslenkung des Laugenbehälters 3 aus einer Ruhestellung. Zum Ermitteln der Unwuchtprognose wird zunächst vorliegend eine aktuelle Amplitude aus dem Wegsignal W einer letzten Trommelumdrehung berechnet. Dabei wird eine mittlere Amplitude aus den Einhüllenden des Wegsignals W über mindestens eine halbe Periode, also über mindestens eine halbe Trommelumdrehung, vorzugsweise über zwei bis drei Perioden, bestimmt. Diese mittlere Amplitude stellt dann ein Maß für die aktuelle Unwucht dar. Da die Amplitude des Wegsignals W ab einer bestimmten Drehzahl von etwa 800 Umdrehungen pro Minute einen asymptotischen Verlauf aufweist, richtet sich vorliegend ein besonderes Interesse auf ein Vorhersagen der bei dieser Drehzahl von etwa 800 Umdrehungen pro Minute auftretenden Unwucht. Auf die im Schleuderbetrieb auftretende Unwucht kann dann direkt aus der für die Drehzahl von 800 Umdrehungen pro Minute ermittelten Unwucht geschlossen werden. Die für dieses Ausführungsbeispiel gewählte Drehzahl von 800 Umdrehungen pro Minute ist abhängig von gerätespezifischen Parametern. Die Drehzahl wird so ausgewählt, dass sie deutlich oberhalb der Resonanzdrehzahl liegt.
• So wird die bei der Drehzahl von 800 Umdrehungen pro Minute auftretende Amplitude des Wegsignals W in Abhängigkeit der aktuellen Amplitude aus dem Wegsignal W sowie der aktuellen Drehzahl n prognostiziert. Vorliegend gilt die nachstehende Formel $${\mathrm{E}}_{\mathrm{800}}\mathrm{=}{\mathrm{E}}_{\mathrm{800}}\left(\mathrm{A},\mathrm{n}\right)\mathrm{=}\mathrm{A}\mathrm{\cdot }{\mathrm{E}}_{\mathrm{800}}\left(\mathrm{n}\right)\mathrm{,}$$

  

  
  wobei A die Amplitude des Wegsignals W bezeichnet. Daraus ergibt sich eine Abhängigkeit der bei der Drehzahl von 800 Umdrehungen pro Minute auftretenden Unwucht wie folgt: $$\frac{\mathrm{1}}{{\mathrm{E}}_{\mathrm{800}}\left(\mathrm{n}\right)}\mathrm{=}{\mathrm{p}}_{\mathrm{1}}\mathrm{+}\frac{{\mathrm{p}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}}{\sqrt{{\left({\mathrm{n}}^{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{p}}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}}\right)}^{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{p}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}}}}\mathrm{,}$$

  

  
  wobei p₁, p₂, p₃, p₄ vorliegend anzupassende Koeffizienten sind. Somit kann die bei der Drehzahl von 800 Umdrehungen pro Minute, und damit bei dem Schleuderbetrieb auftretende Unwucht E₈₀₀ bei jeder beliebigen Drehzahl n aus der aktuellen Amplitude des Wegsignals W vorhergesagt werden. Betrachtet man einen Verlauf der Amplitude des Wegsignals W in Abhängigkeit der Drehzahl n, so kann festgestellt werden, dass eine erste Resonanz bei einer Drehzahl n von etwa 190 bis 200 Umdrehungen pro Minute auftritt. Unterhalb der ersten Resonanzdrehzahl kann ein großer Prognosefehler festgestellt werden, wobei sich durch das Voraussagen der Unwucht E₈₀₀ bei einer Drehzahl n von etwa 235 Umdrehungen pro Minute die Prognose drastisch verbessert.
• Fig. 2 gibt einen Vergleich einer prognostizierten Unwucht E_800p und einer gemessenen Unwucht E_800g bei einer Drehzahl von etwa 800 Umdrehungen pro Minute wieder. In Fig. 2 ist links der Vergleich für eine große Beladung der Trommel 2 und rechts der Vergleich für eine kleine Beladung der Trommel 2 dargestellt. Wie zu erkennen ist, zeigt der prognostizierte Wert der Unwucht E_800p bei der großen Beladung der Trommel 2 eine gute Übereinstimmung mit dem gemessenen Wert der Unwucht E₈₀₀g. Demgegenüber zeigt der vorhergesagte Wert der Unwucht E_800p bei kleineren Beladungen der Trommel 2 eine geringere Streuung, aber eine systematische Unterschätzung der tatsächlichen Unwucht E_800g. Dies ist in Fig. 2 rechts zu erkennen. Diese systematische Abweichung wird mit abnehmender Beladungsmenge stärker. Der systematische Fehler kann derart begründet werden, dass bei großen Beladungen der Trommel 2 die Unwucht durch Abgeben von Wasser und Kompression der Wäschestücke 7 kleiner wird, wobei je kleiner die Beladung der Trommel 2 ist, desto schwächer ist dieser Effekt. Das Abgeben von Wasser und Kompression der Wäschestücke 7 wird nachfolgend als Entwässerung bezeichnet. Mit erneutem Bezug auf Fig. 1 kann erkannt werden, dass das Wegsignal W eine Schwingung um einen Mittelwert aufweist, wobei der Mittelwert einer Ruhestellung des Laugenbehälters 3 entspricht. Wie in Fig. 1 eingezeichnet ist, verändert sich diese Ruhestellung mit der Zeit t, was gerade auf das Abgeben von Wasser und die Kompression der Wäschestücke 7 bzw. auf die Entwässerung zurückzuführen ist.
• Um nun dem systematischen Fehler Rechnung zu tragen, wird vorliegend eine Korrektur der Entwässerung der vorhergesagten Unwucht vorgenommen. Fig. 3 gibt Verläufe einer Veränderung der Ruhestellung M des Laugenbehälters 3 sowie Verläufe der Drehzahl n in Abhängigkeit von der Anzahl s der Trommelumdrehungen für eine kleine (links) sowie eine große (rechts) Beladung der Trommel 2 wieder. Die oberen Kurven stellen jeweils einen Verlauf der Veränderung der Ruhestellung M des Laugenbehälters 3 versus der Anzahl s der Trommelumdrehungen, wobei die mittleren Kurven jeweils einen Verlauf der relativen Änderung der Ruhestellung M des Laugenbehälters 3 zeigen. Überdies stellen die unteren Kurven jeweils einen Verlauf der Drehzahl n versus der Anzahl s der Trommelumdrehungen dar. Da im vorliegenden Beispiel der Federkolben-Dämpfer 6 verwendet wird, ändert sich die Ruhestellung M, wie in Fig. 3 eingezeichnet, teilweise sprunghaft. Diese Sprünge sind keine Folge einer Gewichtsänderung bei der Entwässerung, sondern resultieren aus einer sprunghaften Lageänderung eines Reibelements innerhalb des Federkolben-Dämpfers 6. Vorliegend werden diese Sprünge mittels eines Filters aus dem Verlauf entfernt, wie dies bei dem Verlauf der relativen Veränderung der Ruhestellung M in Fig. 3 der Fall ist. In Fig. 4 ist ein beispielhafter Verlauf der relativen Änderung der Ruhestellung M des Laugenbehälters 3 in Abhängigkeit der Anzahl s der Trommelumdrehungen dargestellt. Anhand von Fig. 4 wird nun das Bestimmen der Korrektur der Entwässerung näher erläutert.
• An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Messung und das Beobachten des Wegsignals W zu einem Zeitpunkt einer ersten vollständigen Entleerung des Laugenbehälters 3 und dem Beginn einer Wäscheentfeuchtung mittels Drehbewegung beginnen. Ab diesem Zeitpunkt wird die relative Änderung der Ruhestellung M des Laugenbehälters 3 beobachtet. Während der Beobachtung wird kontinuierlich oder sequentiell eine Ausgleichsfunktion bestimmt, wobei anhand der Ausgleichsfunktion eine Restentwässerung bis zum Schleuderbetrieb extrapoliert wird. Dabei wird die Ausgleichsfunktion gemäß nachstehender Formel bestimmt: $${\mathrm{k}}_{\mathrm{1}}\mathrm{+}{\mathrm{k}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\cdot }\exp \left({\mathrm{k}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\cdot }\mathrm{s}\right)\mathrm{.}$$

  
• Dabei bezeichnen k₁, k₂, k₃ Parameter, welche an die obige Formel angepasst werden. Überdies bezeichnet s die Zahl der Trommelumdrehungen seit dem Beginn der Wäscheentfeuchtung bzw. der Entwässerung. Diese Ausgleichsfunktion und darüber hinaus eine Näherung der Ausgleichsfunktion sind in Fig. 4 anhand der durchgezogenen bzw. der gestrichelten Kurve dargestellt.
• Vorliegend wird der prognostizierte Wert der Unwucht E_800p additiv um den Korrekturwert der Entwässerung korrigiert. Der Korrekturwert der Entwässerung kann dabei auf ein bestimmtes Intervall, beispielsweise von -0,05 bis 0,7 mm, begrenzt werden. Vorliegend sei erwähnt, dass der Korrekturwert abhängig von der extrapolierten Restentwässerung, einer Steigung einer linearen Ausgleichsfunktion (k₁ + k₂·s) und einer Summe der Quadrate der Änderung der Ruhestellung M im Vergleich zur vorangegangenen Trommelumdrehung ist. Dieser Zusammenhang wird vorliegend durch ein neuronales Netz mit drei Eingabeknoten und einem Ausgabeknoten angepasst, wobei dem neuronalen Netz eine Transferfunktion sowie drei Gewichte zugeordnet werden.

Claims (13)

1. Verfahren zum Vorhersagen einer in einer in einem Laugenbehälter (3) drehbar gelagerten Trommel (2) eines Haushaltgeräts zur Pflege von Wäschestücke (7) auftretenden, durch eine Verteilung der Wäschestücke (7) in einem Innenraum der Trommel (2) bewirkten Unwucht (E_800p), bei welchem das Vorhersagen in einem unteren Wertebereich einer Drehzahl (n), insbesondere in einem Wäscheverteilbetrieb, durchgeführt wird, und ein Wert und/oder ein Verlauf der Unwucht (E_800p) für einen oberen Wertebereich der Drehzahl (n = 800 U/min), insbesondere für einen Schleuderbetrieb, ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwucht (E_800p) in Abhängigkeit einer Mess- und/oder Steuergröße (W), welche eine Änderung eines Gewichts von nassen Wäschestücke während eines Schleuderbetriebs bzw. eine Entwässerung charakterisiert, vorhergesagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als die Mess- und/oder Steuergröße ein Signal, insbesondere ein Wegsignal (W), ausgewählt wird, welches als das Bewegungsverhalten eines Schwingsystems des Haushaltsgeräts charakterisiert.
3. Verfahrenen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als die Mess - und/oder Steuergröße ein Signal, insbesondere ein Wegsignals (W), ausgewählt wird, welches als das Bewregungsverhalten des Schwingsystems eine Auslenkung des Laugenbehälters (3) aus einer Ruhestellung charakterisiert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wegsignal (W) mittels eines vom Haushaltgerät umfassten Wegsensors erzeugt wird, welcher insbesondere in einem Federlcolben-Dämpfer (6) des Laugen behälters (3) angeordnet ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vorhersagen der Unwucht (E_800p) ein Sprungverhalten eines Verlaufs der Mess- und/oder Steuergröße, insbesondere eines Wegsignals (W), gefiltert wird.
6. Verfahren nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und/oder Steuergröße, insbesondere ein Wegsignal (W), ab einem Zeitpunkt einer ersten vollständigen Entleerung eines Laugenbehälters (3) des Haushaltgeräts beobachtet wird.
7. Verfahren nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorhersagen der Unwucht (E_800p) ein Korrekturwert einer Entwässerung bestimmt wird, und die voraus ermittelte Unwucht (E_800p) um den bestimmten Korrekturwert korrigiert wird, insbesondere additiv korrigiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert der Entwässerung in Abhängigkeit einer Veränderung eines Mittelwerts (M) der Mess - und/oder Steuergröße (W), insbesondere in Abhängigkeit einer Veränderung einer Ruhestellung (M) eines Laugenbehälters (3), ermittelt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8; dadurch gekennzeichnet, dass ein Verlauf der Entwässerung an Hand einer Ausgleichsfunktion bis zu einem Zeitpunkt des Schleuderbetriebs extrapoliert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsfunktion einen exponentiellen Anteil aufweist.
11. Vorrichtung zum Vorhersagen einer in einer in einem Laugenbehälter (3) drehbar gelagerten Trommel (2) eines Haushaltgeräts zur Pflege von Wäschestücken (7) auftretenden, durch eine Verteilung der Wäschestücke (7) in einem Innenraum der Trommel (2) bewirkten Unwucht (E_800p), mit einer Unwuchtprognoseeinrichtung, mittels welcher das Vorhersagen in einem unteren Wertebereich einer Drehzahl (n), insbesondere in einem Wäscheverteilbetrieb, durchführbar ist, und ein Wert und/oder ein Verlauf der Unwucht (E_800p) für einen oberen Wertebereich der Dreizahl (n = 800 U/min), insbesondere für einen Schleuderbetrieb, ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtprognoseeinrichtung zum Vorhersagen der Unwucht (E_800p) in Abhängigkeit einer Mess- und/oder Steuergröße (W), welche eine Änderung eines Gewichts von nassen Wäschestücken während eines Schleuderbetriebs bzw. eine Entwässerung charakterisiert ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Mess - und/oder Steuergröße (W) ferner ein Bewegungsverhalten eines Schwingsystems des Haushaltgeräts charakterisiert ist.
13. Haushaltgerät, insbesondere Waschmaschine oder Waschtrockner, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12 umfasst ist.

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