EP3357300A1 - Household appliance - Google Patents

Household appliance

Info

Publication number
EP3357300A1
EP3357300A1 EP16760744.9A EP16760744A EP3357300A1 EP 3357300 A1 EP3357300 A1 EP 3357300A1 EP 16760744 A EP16760744 A EP 16760744A EP 3357300 A1 EP3357300 A1 EP 3357300A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
relay
switching
coil current
domestic appliance
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16760744.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernhard Koch
Manfred Plankl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP3357300A1 publication Critical patent/EP3357300A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3277—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches
    • G01R31/3278—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches of relays, solenoids or reed switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/0252—Domestic applications

Definitions

  • the invention relates to a household appliance, comprising at least one mechanical relay and a switch detection device for detecting a switching of at least one mechanical relay.
  • the invention also relates to a method for operating a domestic appliance, which has at least one mechanical relay.
  • the invention is particularly advantageously applicable to cooking appliances, in particular ovens, hobs and / or cookers, in particular for switching heating elements.
  • Household appliances often use electronic circuits with mechanical relays to switch radiators, motors and other electrical loads or consumers.
  • a number of switching operations with adhesive effects increase or a contact sticks permanently. This can, for example, overheating of the heating elements or other
  • a zero-crossing circuit of the relays is currently due to turn-on and turn-off delays of the relays - e.g. be influenced by a mounting position, life, relay coil voltage, ambient temperature and manufacturing tolerances - not easily feasible.
  • DE 195 24 755 A1 discloses a device for stroke monitoring of solenoids, which can be used to monitor whether switching solenoids have actually switched after being switched on.
  • the criterion for this is the mathematical derivation of the current used by the relay coil of the solenoid.
  • the mathematical derivation of the current through the relay coil of the solenoid can be represented by means of a transformer.
  • WO 2008/064694 A1 discloses a method for detecting the operability of an electrical relay, which is charged for opening and / or closing an electrical contact device with a control coil current, wherein an armature moves due to a control coil current induced magnetic field. The functionality is derived from the determination of a current armature travel when switching on and / or off the relay.
  • WO 2013/189527 A1 discloses a relay coil having relay contacts and a relay armature operatively connected to the relay contacts, and a monitoring device adapted to monitor the operation of the relay.
  • a current measuring device is provided in the current path of the relay coil, which is used to measure a coil current flowing through the relay coil and to discharge a current signal indicative of the coil current is set up to the monitoring device, and the monitoring device for monitoring the functionality of the relay uses the current signal.
  • US 201 1/0228438 A1 discloses a relay failure detecting apparatus comprising: an opening-closing unit that is driven by a relay coil for opening and closing a current path; a detection unit that detects a current value of a coil current flowing in the relay coil; an opening-closing instruction unit that outputs an instruction signal for instructing opening and closing of the opening-closing unit; and an error detection unit that detects an error in the opening-closing unit using the current value output from the detection unit within a predetermined period of time.
  • US 6,233,132 B1 discloses an electromechanical relay drive system which prolongs relay life by ensuring that, during operation of the relay, contact between the contact electrodes is closed and opened at a zero crossing point of the waveform. Relay aging and environmental changes are dynamically compensated each time the electromechanical relay is actuated to ensure the correct timing of the relay turning on and off at the zero crossing point.
  • a household appliance comprising at least one mechanical relay and a switch detection device for detecting a switching of at least one mechanical relay, wherein the switch detection means at least one measuring device for measuring an electric coil current, which flows through the relay when switching the relay, and at least one Having evaluation device for detecting the switching of the at least one relay based on the measured coil current.
  • This household appliance has the advantage that it can be reliably detected whether and when a contact of the relay is actually switched or switched.
  • the most frequent failure phenomenon namely the sticking of the relay contact
  • Bonding is critical, especially for cooking appliances, as it can lead to overheating of the heaters activated by them.
  • safety-critical conditions can be prevented by a failure of a relay, without having to perform the effort of a switching contact monitoring with respect to load current or load voltage.
  • a delay time after applying a voltage (“relay coil voltage”) to a relay coil of the relay and the actual switching time can be determined, for example, from a mounting position, a remaining Lifespan, the relay coil voltage, an ambient temperature and manufacturing tolerances of the relay, etc. is dependent and therefore difficult to predict exactly in practice.
  • the at least one relay may be part of an electronic circuit.
  • An electronic circuit may, in particular, be understood to mean a control, regulating and / or amplifier circuit and components used therefor.
  • a relay or mechanical relay is in particular a operated by electric current, electromagnetically acting remote-controlled switch understood in particular two switching positions.
  • the relay is e.g. activated by the electronic circuit and can switch at least one circuit or alternatively open and close.
  • An electronic switch such as a transistor is in particular no mechanical relay.
  • the mechanical relay can be operated so that a coil current in a relay coil generates a magnetic flux through a ferromagnetic core and a movably mounted, likewise ferromagnetic, armature thereon. At an air gap, there is an effect of force on the armature, causing it to switch one or more contacts.
  • the anchor may e.g. be reset by spring force in the starting position as soon as the relay coil is no longer energized.
  • the contact of the mechanical relay can be designed as a normally open or normally open contact, ie, the contact is closed when the armature or currentless relay coil is open and when the armature or current-carrying relay coil is energized.
  • the contact can also be designed as a normally closed contact or normally closed, ie, that it interrupts the circuit in the attracted state of the relay.
  • a combination of normally closed and normally open is referred to as a changeover or changeover contact.
  • a relay may have one or more such contacts. Consequently, the relay can be a "quiescent current relay” when it is powered by current and energized in idle mode. It may alternatively be a "working current relay” when it is de-energized at rest.
  • the switch detection device can also be used as a "monitoring device” or the like. be designated.
  • the household appliance may have at least one mechanical relay that is not monitored for switching.
  • the detection of the switching of the at least one relay may include a positive detection of a switching ("switching successful") and / or a negative detection of a switching ("switching not done”).
  • the switching may include switching on and / or off the relay or establishing and / or releasing the contact of the relay.
  • the switch identification device and the evaluation device can be different modules or can be functionally integrated in an assembly.
  • the switch detection device and / or the evaluation device may be part or function of the electronic circuit, which also has the at least one mechanical relay.
  • the electronic circuit can thus have a switch detection and / or evaluation function.
  • the domestic appliance is a large household appliance (for example, a cooking appliance, a laundry care appliance such as a washing machine and / or a tumble dryer, a dishwashing appliance such as a dishwasher and / or a dishwashing disinfector, a refrigerator such as a refrigerator and / or a freezer, etc.).
  • the household appliance is in particular a kitchen appliance (for example in the sense of "white goods").
  • the domestic appliance has, in particular, an oven or an oven functionality and / or a hob or a hob function. So the home appliance can be a stand-alone oven or a stove as an oven / hob combination.
  • the oven may also have a steam cooking and / or microwave function.
  • the household appliance may have at least one relay-controlled load or at least one relay-controlled consumer, for example a fan motor, a heating element, etc.
  • the at least one evaluation device is set up to detect the switching of the at least one associated relay on the basis of a local extreme point of a course of the measured coil current. This is a particularly safe and easily implementable manner for detecting a switching (or a fault) of the relay and / or a delay time.
  • the minimum of the power dip at power up is the time at which the relay contact is closed, and thus the time of actually closing the contact can be determined.
  • the maximum of the current increase is the time of the actual opening of the switching contact. If the contact armature is not moved, eg because of a gluing effect ("glue") or another mechanical or electrical defect, no current incursion or current increase occurs, and thus a non-switching of the relay can also be due to a lack of current sag or current increase be detected.
  • the at least one evaluation device is set up to switch the at least one associated relay by means of an Nes local minimum (in particular current sinking) of the course of the measured coil current when turning on the relay and / or based on a local maximum (in particular increase in current) to detect the course of the measured coil current when switching off the relay.
  • an Nes local minimum in particular current sinking
  • a local maximum in particular increase in current
  • the delay time between the start of the application of the relay coil voltage and the actual closing of the contact or the contacting of the coil contact can also be determined in a simple manner.
  • the delay time between the switching off of the relay coil voltage and the actual opening of the contact or the release of the coil contact can be determined in a simple manner from a current increase during a switch-off operation. In general, the delay time between a change in the applied relay coil voltage and the actual switching of the contact can thus be easily determined.
  • the household appliance and in particular its electronic circuit is adapted to determine a delay time (duration) between a start of application of the relay coil voltage and a time of actually closing the contact of the contact elements of the relay and this period of time to be used as an input for phase-dependent switching of the relay.
  • a delay time duration
  • consumers can be switched on or off at certain phase positions in a circuit that can be switched by the relay.
  • the phasing-dependent switching may in particular comprise a switching of the relay or the associated at least one consumer.
  • the consumers can be switched on or off at specific phase positions of a supply alternating voltage, for example a mains voltage.
  • the phase position can thus correspond to an alternating voltage (especially mains voltage) phase angle.
  • the domestic appliance can have a switching time point control which is dependent on a mains voltage phase position in order, for example, to switch consumers on or off at specific phase positions. It can be realized by detecting the actual switching time so phasenlageuke switching times.
  • the switching timing controller may be a part or function of the electronic circuit.
  • the shift timing control may be a shift timing control. Due to the phase-dependent switching timing control, in particular expensive relays such as inrush relays etc. can be replaced by standard relays and thus costs can be saved. Inrush relays have been used in part for capacitive loads because they can withstand the high inrush current when switching capacitors.
  • the household appliance is set up to measure the local extreme point in the current course (eg the current dip) at each switching or switching cycle, since the delay time between the application of the relay coil voltage and the actual switching time may depend on time-varying conditions, eg from the ambient temperature, the remaining life of the relay, etc.
  • the home appliance, and more particularly its electronic circuit is arranged to have a delay time between a start of a relay coil voltage of the relay and an actual closure of the associated contact of the relay and to use this time as an input to a zero-crossing circuit of the relay.
  • the household appliance and in particular its electronic circuit, is arranged to determine a delay time between an end of applying a relay coil voltage of the relay and an actual opening of the associated contact of the relay and this time period as an input for to use a zero crossing circuit of the relay.
  • the zero crossing circuit may be a special case of phasing dependent switching.
  • the relay contacts switch de-energized circuits, and thus increases the life of the relay drastically. This results in a significant increase in their service life, especially for relays that switch high ohmic loads such as heating elements.
  • cheaper relays eg, standard relays instead of inrush relays
  • E MV disturbances like "Flicker” or "click disturbances” etc., which can occur for example when switching heating elements, can be avoided.
  • the zero-crossing circuit in particular creates the possibility of designing the domestic appliance (eg by a corresponding design of the electronic circuit) so that at least one relay is switched on and / or off precisely in the voltage zero crossing of the supply alternating voltage, in particular the mains voltage.
  • the relays switching high resistive loads results in a significant increase in service life.
  • the household appliance - and in particular its electronic circuit - are adapted to trigger at least one action when detecting a non-performed switching (and thus a relay defect) of at least one relay.
  • the action comprises the issuing of at least one reference.
  • the note can be displayed, for example, in a display of the household appliance and / or wirelessly on a mobile device (eg a smartphone) are output.
  • the hint may be a customer alert requesting the customer or user to contact customer support.
  • the hint can be alternatively or additionally communicated directly to a customer service, for example via a corresponding communication interface of the household appliance.
  • the output of the at least one hint can be triggered, for example, by the electronic circuit.
  • the domestic appliance and in particular its electronic circuit are adapted to bring the electronic circuit in a predefined state upon detection of a non-performed switching of at least one relay (and thus a relay defect).
  • the household appliance is adapted to detect the switching of at least one relay based on a test coil current. This provides the advantage that the at least one relay can be checked without actual load current. This is especially true in the event that a main switch relay is present.
  • the household appliance is a cooking appliance (eg oven, a hob and / or a stove) and at least one relay is provided to switch a circuit with at least one heating element and / or at least one fan motor. It is a development of that at least one heating element by means of the associated relay clocked is operated or energized. In this case, a duty cycle of the clock, for example, depends on a set cooking level or temperature and can be, for example, several seconds.
  • the object is also achieved by a method for operating a household appliance, which has at least one mechanical relay, wherein in the method, an electrical coil current, which flows when switching the relay, is measured and based on the measured coil current switching of the relay is detected.
  • the method can be designed analogously to the household appliance and has the same advantages. Thus, a success or failure of a switching (switching on and / or off) of the relay and / or a delay time can be determined.
  • FIG. 1 shows a (electro) mechanical relay 1 with a relay coil 2 and a ferromagnetic armature 3.
  • the relay coil 2 can be charged and energized via a switching connection 4 with a relay coil voltage, wherein a coil current I (t ) flows.
  • the coil current I (t) generates in the relay coil 2 a magnetic flux through its ferromagnetic core (not shown) and the movably mounted, likewise ferromagnetic armature 3.
  • At an air gap S there is a force on the armature 3, whereby this one or more contacts with corresponding contact elements 5 switches.
  • the armature 3 is returned by spring force to the starting position as soon as the relay coil 2 is no longer energized.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a household appliance 7 with a switch detection device 8.
  • the switch detection device 8 is part of an electronic, electronic module or electronic circuit 9 of the household appliance 7.
  • the electronic circuit 9 can, for example via a microcontroller 10 specifically (here: four) relay 1 turn.
  • a microcontroller 10 specifically (here: four) relay 1 turn.
  • the household appliance 7 may be or have an oven and / or a hob
  • the load L may be an electrically operable heating element such as a circulating air, bottom heat, top heat radiator, cooking surface heating element, etc., or a fan motor, and many more.
  • the microcontroller 10 can switch on a transistor 14 via corresponding control lines 12 and series resistors 13, here e.g. by applying a voltage to a base of a pnp bipolar transistor 14 and thereby generating a corresponding switching current.
  • the transistor 14 is connected to its emitter with an equipotential 15, while the collector is connected to one of the load terminals 6 of the relay 1.
  • the equipotential 15 may be e.g. be a predetermined DC potential.
  • the other load terminal 6 is connected in series via a shunt 16 to ground GND, so that a voltage is applied between the equipotential 15 and the ground GND.
  • a coil current I (t) for switching the relay 1 flowing from the equipotential 15 through the PNP bipolar transistor 14, the relay coil 2 and the shunt 16 to the ground GND may be generated.
  • a diode 17 is connected in anti-parallel to the series circuit of relay coil 2 and shunt 16. The diode may act as a freewheeling diode to prevent voltage spikes generated when the relay 1 is turned off from the transistor 14.
  • a "fast" Schottky diode 18 is used, the anode to the load terminal 6, which is also connected to the shunt 16 is connected.
  • the cathode of the Schottky diode 18 is connected to an input of an A D converter 19 of the microcontroller 10.
  • the measuring device may therefore comprise in particular the shunt 16, the Schottky diode 18 and the A / D converter 19.
  • the microcontroller 10 can also be used as an evaluation device for detecting a switching of the at least one relay 1 on the basis of the measured coil current I (t).
  • the microcontroller 10 can detect, for example, the switching of the at least one associated relay 1 on the basis of a local minimum when the relay is switched on and / or on the basis of a local maximum when the relay 1 is switched off. Also, the microcontroller 10 may determine a delay time between application of the equipotential voltage to the relay 1 and a timing of switching of the relay 1, and to use this time as an input to phase shift dependent switching of the relay 1, particularly for a zero crossing circuit. For the implementation of the zero crossing circuit, a phase zero crossing signal is required. For this purpose, a zero-crossing signal generator is used, which is already known from electronic hearths. The zero crossing signal generator may for example represent a part of the electronic circuit 9 or be functionally integrated in the electronic circuit 9.
  • the microcontroller 10 waits for a phase zero crossing signal (which detects a zero crossing of the mains voltage) from the zero crossing signal generator. After receipt of this signal, the microcontroller 10 switches the relay 1 eg after 10 ms (which corresponds to a time of another zero crossing of the mains voltage) less a typical delay time of the relay 1 of eg 4 ms, ie in this example 6 ms after receipt of the phase zero crossing signal , In this case, the coil current I (t) is measured by the relay coil 2 and the time of the current minimum of the current dip is determined.
  • Analog can be moved when opening the contact elements 5. For example, this is particularly advantageous for ohmic loads L or consumers such as heating elements, so that no arc is formed, which could affect the contact elements 5 and the associated contact.
  • the microcontroller 10 again waits for the phase zero-crossing signal. If this is detected, the voltage of the relay coil 2 is switched off after 10 ms minus an associated stored delay time of the relay 1 (which can be readjusted like the delay time during switch-on). In this case, the coil current I (t) is measured and the time of the current maximum of the local current increase is detected.
  • the contact elements 5 have been opened exactly in the voltage zero crossing. If there is a deviation, the switch-off time of the relay coil voltage is readjusted so that a safe zero-crossing switching is achieved at the next switch-off operation.
  • the delay time at switch-on can be equated to the delay time when switching off, or vice versa. If, during the measurement of the coil current I (t), no current dip has been detected during switch-on and / or no current increase has been detected during switch-off, it is possible to detect a defect of the relay 1, e.g. as a result of an "adhesive".
  • the microcontroller 10 may then be configured to switch off the main switch relays upon detection of a relay error in order to bring the household appliance 7, in particular its electronic circuit 9, into a predefined state and / or a message about the relay error to a user and / or or to a customer service, manufacturer, etc.
  • a number may include exactly the specified number as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.

Abstract

The invention relates to a household appliance (7) having at least one mechanical relay (1) and a switch detection device (8) for detecting a switch of at least one relay (1). The switch detection device (8) has at least one measuring device (16, 18, 19) for measuring an electric coil current (I) which flows through the relay (1) when the relay (1) is switched and at least one analysis device (10) for detecting the switch of the at least one relay (1) on the basis of the measured coil current (I). A method is used to operate a household appliance (7) which has at least one mechanical relay (1). According to the method, an electric coil current (I) which flows through the relay when the relay (1) is switched is measured, and a switch of the relay (1) and/or a delay time of the relay (1) is detected using the measured coil current (I). The invention can be advantageously used on cooking devices, in particular ovens, in particular for switching heating elements.

Description

Haushaltsgerät  household appliance
Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät, aufweisend mindestens ein mechanisches Re- lais und eine Schalterkennungseinrichtung zum Erkennen eines Schaltens mindestens eines mechanischen Relais. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts, das mindestens ein mechanisches Relais aufweist. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Gargeräte, insbesondere Backöfen, Kochfelder und/oder Herde, insbesondere zum Schalten von Heizelementen. The invention relates to a household appliance, comprising at least one mechanical relay and a switch detection device for detecting a switching of at least one mechanical relay. The invention also relates to a method for operating a domestic appliance, which has at least one mechanical relay. The invention is particularly advantageously applicable to cooking appliances, in particular ovens, hobs and / or cookers, in particular for switching heating elements.
In Haushaltsgeräten werden häufig elektronische Schaltungen mit mechanischen Relais zum Schalten von Heizkörpern, Motoren und anderen elektrischen Lasten oder Verbrauchern verwendet. Wird das Lebensdauerende eines Relais erreicht, steigt eine Zahl von Schaltvorgängen mit Klebungseffekten ("Klebern") oder ein Kontakt verklebt dauerhaft. Dies kann beispielsweise zu Überhitzungen an den Heizelementen oder an sonstigenHousehold appliances often use electronic circuits with mechanical relays to switch radiators, motors and other electrical loads or consumers. When the end of life of a relay is reached, a number of switching operations with adhesive effects ("adhesives") increase or a contact sticks permanently. This can, for example, overheating of the heating elements or other
Geräteteilen und damit zu gefährlichen Zuständen führen. So kann sich z.B. eine Heizleistung bei Kochmulden oder Backöfen selbstständig erhöhen. Derzeit werden diese Verkle- bungseffekte von der Elektronik des Haushaltsgeräts nicht erfasst. Bei üblichen Fehlererfassungsszenarien wird nur eine Relaisansteuerung überwacht, nicht aber der Schaltkon- takt selbst. Alternativ wird bei bisherigen Ansätzen auf eine Messung eines Kontaktstroms oder einer Verbraucherspannung zurückgegriffen. Dies ist allerdings nur mit Einsatz von kostenintensiven elektronischen Bauteilen möglich, die zudem zur ihrer Platzierung eine große Leiterplattenfläche benötigt, da die Strommessung auf der Netzspannungsseite durchgeführt werden muss und dies eine notwendige Einhaltung von Abständen zur Folge hat. Device parts and thus lead to dangerous conditions. Thus, for example, Increase a heating capacity for cooktops or ovens independently. Currently, these bonding effects are not detected by the electronics of the household appliance. In conventional fault detection scenarios, only one relay activation is monitored, but not the switching contact itself. Alternatively, in previous approaches, a measurement of a contact current or a consumer voltage is used. However, this is only possible with the use of expensive electronic components, which also requires a large PCB area for their placement, since the current measurement must be performed on the line voltage side and this has a necessary adherence to intervals result.
Auch ist eine Nulldurchgangsschaltung der Relais derzeit aufgrund von Einschalt- und Ausschaltverzögerungen der Relais - die z.B. von einer Einbaulage, Lebensdauer, Relaisspulenspannung, Umgebungstemperatur und Fertigungstoleranzen beeinflusst werden - nicht gut realisierbar. Also, a zero-crossing circuit of the relays is currently due to turn-on and turn-off delays of the relays - e.g. be influenced by a mounting position, life, relay coil voltage, ambient temperature and manufacturing tolerances - not easily feasible.
DE 195 24 755 A1 offenbart eine Einrichtung zur Hubüberwachung von Schaltmagneten, mit der überwacht werden kann, ob Schaltmagnete nach dem Einschalten auch tatsächlich geschaltet haben. Als Kriterium wird hierzu die mathematische Ableitung des Stromes durch die Relaisspule des Schaltmagneten herangezogen. Die mathematische Ableitung des Stromes durch die Relaisspule des Schaltmagneten kann mit Hilfe eines Transformators dargestellt werden. WO 2008/064694 A1 offenbart ein Verfahren zur Funktionsfähigkeitserkennung eines elektrischen Relais, welches zum Öffnen und/oder Schließen einer elektrischen Kontakteinrichtung mit einem Steuerspulenstrom beschickt wird, wobei sich ein Anker aufgrund eines steuerspulenstrominduzierten magnetischen Feldes bewegt. Die Funktionsfähigkeit wird aus der Bestimmung eines aktuellen Ankerwegs beim Einschalten und/oder Aus- schalten des Relais abgeleitet. DE 195 24 755 A1 discloses a device for stroke monitoring of solenoids, which can be used to monitor whether switching solenoids have actually switched after being switched on. The criterion for this is the mathematical derivation of the current used by the relay coil of the solenoid. The mathematical derivation of the current through the relay coil of the solenoid can be represented by means of a transformer. WO 2008/064694 A1 discloses a method for detecting the operability of an electrical relay, which is charged for opening and / or closing an electrical contact device with a control coil current, wherein an armature moves due to a control coil current induced magnetic field. The functionality is derived from the determination of a current armature travel when switching on and / or off the relay.
WO 2013/189527 A1 offenbart eine Relaisspule, Relaiskontakte und einen mit den Relaiskontakten in Wirkverbindung stehenden Relaisanker aufweist, und mit einer Überwachungseinrichtung, die zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit des Relais eingerichtet ist. Um eine solche Schaltanordnung anzugeben, mit der eine vorausschauende Überprüfung der Relaiskontakte und des Relaisankers auf ggf. aufgetretene Fehler ermöglicht werden kann, wird vorgeschlagen, dass im Strompfad der Relaisspule eine Strommesseinrichtung vorgesehen ist, die zur Messung eines durch die Relaisspule fließenden Spulenstroms und zur Abgabe eines den Spulenstrom angebenden Stromsignals an die Überwachungseinrichtung eingerichtet ist, und die Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit des Relais das Stromsignal heranzieht. Die WO WO 2013/189527 A1 discloses a relay coil having relay contacts and a relay armature operatively connected to the relay contacts, and a monitoring device adapted to monitor the operation of the relay. In order to provide such a switching arrangement with which a forward-looking check of the relay contacts and the relay armature can be made possible for any errors that have occurred, it is proposed that a current measuring device is provided in the current path of the relay coil, which is used to measure a coil current flowing through the relay coil and to discharge a current signal indicative of the coil current is set up to the monitoring device, and the monitoring device for monitoring the functionality of the relay uses the current signal. The WO
2013/189527 A1 betrifft auch ein entsprechendes Verfahren zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit eines Relais. US 201 1/0228438 A1 offenbart eine Relais-Versagens-Erfassungsvorrichtung, die um- fasst: eine Öffnungs-Schließ-Einheit, die von einer Relaisspule zum Öffnen und Schließen eines Stromwegs angesteuert wird; eine Erfassungseinheit, die einen Stromwert eines in der Relaisspule fließenden Spulenstroms erfasst; eine Öffnungs-Schließ- Anweisungseinheit, die ein Anweisungssignal zum Anweisen eines Öffnens und Schlie- ßens der Öffnungs-Schließ-Einheit ausgibt; und eine Fehlererfassungseinheit, die einen Fehler in der Öffnungs-Schließ-Einheit unter Verwendung des von der Erfassungseinheit innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer ausgegebenen Stromwerts erkennt. US 6,233,132 B1 offenbart ein elektromechanisches Relais-Antriebssystem, das eine Relaislebensdauer verlängert, indem sichergestellt wird, dass bei Betrieb des Relais ein Kontakt zwischen den Kontaktelektroden an einem Nulldurchgangspunkt der Wellenform geschlossen und geöffnet wird. Relais-Alterung und eine Änderungen der Umgebungsbe- dingungen werden bei jeder Betätigung des elektromechanischen Relais dynamisch kompensiert, um das richtige Timing des Einschaltens und Ausschaltens des Relais bei dem Nulldurchgangspunkt zu gewährleisten. 2013/189527 A1 also relates to a corresponding method for monitoring the functionality of a relay. US 201 1/0228438 A1 discloses a relay failure detecting apparatus comprising: an opening-closing unit that is driven by a relay coil for opening and closing a current path; a detection unit that detects a current value of a coil current flowing in the relay coil; an opening-closing instruction unit that outputs an instruction signal for instructing opening and closing of the opening-closing unit; and an error detection unit that detects an error in the opening-closing unit using the current value output from the detection unit within a predetermined period of time. US 6,233,132 B1 discloses an electromechanical relay drive system which prolongs relay life by ensuring that, during operation of the relay, contact between the contact electrodes is closed and opened at a zero crossing point of the waveform. Relay aging and environmental changes are dynamically compensated each time the electromechanical relay is actuated to ensure the correct timing of the relay turning on and off at the zero crossing point.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Möglichkeit zum Betrei- ben eines Haushaltsgeräts mit mechanischen Relais bereitzustellen. It is the object of the present invention to provide an improved possibility for operating a household appliance with mechanical relays.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Haushaltsgerät, aufweisend mindestens ein mechanisches Relais und eine Schalterkennungseinrichtung zum Erkennen eines Schaltens mindestens eines mechanischen Relais, wobei die Schalterkennungseinrichtung mindestens eine Messvorrichtung zum Messen eines elektrischen Spulenstroms, welcher beim Schalten des Relais durch das Relais fließt, und mindestens eine Auswerteeinrichtung zum Erkennen des Schaltens des mindestens einen Relais auf Grundlage des gemessenen Spulenstroms aufweist. This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments are in particular the dependent claims. The object is achieved by a household appliance, comprising at least one mechanical relay and a switch detection device for detecting a switching of at least one mechanical relay, wherein the switch detection means at least one measuring device for measuring an electric coil current, which flows through the relay when switching the relay, and at least one Having evaluation device for detecting the switching of the at least one relay based on the measured coil current.
Dieses Haushaltsgerät weist den Vorteil auf, dass so sicher erkannt werden kann, ob und wann ein Kontakt des Relais tatsächlich schaltet bzw. geschaltet worden ist. So kann bei- spielsweise auch die häufigste Ausfallerscheinung, nämlich das Verkleben des Relaiskontakts, sicher erkannt werden. Das Verkleben ist insbesondere bei Gargeräten kritisch, da es zu Überhitzungen der davon aktivierten Heizungen führen kann. Somit können sicherheitskritische Zustände durch ein Versagen eines Relais verhindert werden, ohne den Aufwand einer Schaltkontaktüberwachung bezüglich Laststrom oder Lastspannung durch- führen zu brauchen. This household appliance has the advantage that it can be reliably detected whether and when a contact of the relay is actually switched or switched. Thus, for example, the most frequent failure phenomenon, namely the sticking of the relay contact, can be reliably detected. Bonding is critical, especially for cooking appliances, as it can lead to overheating of the heaters activated by them. Thus, safety-critical conditions can be prevented by a failure of a relay, without having to perform the effort of a switching contact monitoring with respect to load current or load voltage.
Auch kann mit hoher Genauigkeit eine Verzögerungszeit nach Anlegen einer Spannung ("Relaisspulenspannung") an eine Relaisspule des Relais und dem tatsächlichen Schaltzeitpunkt bestimmt werden, die beispielsweise von einer Einbaulage, einer verbleibenden Lebensdauer, der Relaisspulenspannung, einer Umgebungstemperatur und Fertigungstoleranzen des Relais usw. abhängig ist und deshalb in der Praxis nur schwer genau vorherbestimmbar ist. Das mindestens eine Relais kann einen Teil einer elektronischen Schaltung darstellen. Unter einer elektronischen Schaltung kann insbesondere eine Steuer-, Regel- und/oder Verstärkerschaltung sowie hierfür verwendete Bauelemente verstanden werden. Also, with high accuracy, a delay time after applying a voltage ("relay coil voltage") to a relay coil of the relay and the actual switching time can be determined, for example, from a mounting position, a remaining Lifespan, the relay coil voltage, an ambient temperature and manufacturing tolerances of the relay, etc. is dependent and therefore difficult to predict exactly in practice. The at least one relay may be part of an electronic circuit. An electronic circuit may, in particular, be understood to mean a control, regulating and / or amplifier circuit and components used therefor.
Unter einem Relais oder mechanischen Relais wird insbesondere ein durch elektrischen Strom betriebener, elektromagnetisch wirkender, fernbetätigter Schalter mit insbesondere zwei Schaltstellungen verstanden. Das Relais wird z.B. mittels der elektronischen Schaltung aktiviert und kann mindestens einen Stromkreis schalten bzw. wahlweise öffnen und schließen. Ein elektronischer Schalter wie ein Transistor stellt insbesondere kein mechanisches Relais dar. Under a relay or mechanical relay is in particular a operated by electric current, electromagnetically acting remote-controlled switch understood in particular two switching positions. The relay is e.g. activated by the electronic circuit and can switch at least one circuit or alternatively open and close. An electronic switch such as a transistor is in particular no mechanical relay.
Das mechanische Relais kann so betrieben werden, dass ein Spulenstrom in einer Relaisspule einen magnetischen Fluss durch einen ferromagnetischen Kern und einen daran befindlichen, beweglich gelagerten, ebenfalls ferromagnetischen Anker erzeugt. An einem Luftspalt kommt es zu einer Kraftein Wirkung auf den Anker, wodurch dieser einen oder mehrere Kontakte schaltet. Der Anker kann z.B. durch Federkraft in die Ausgangslage zurückversetzt werden, sobald die Relaisspule nicht mehr erregt ist. The mechanical relay can be operated so that a coil current in a relay coil generates a magnetic flux through a ferromagnetic core and a movably mounted, likewise ferromagnetic, armature thereon. At an air gap, there is an effect of force on the armature, causing it to switch one or more contacts. The anchor may e.g. be reset by spring force in the starting position as soon as the relay coil is no longer energized.
Der Kontakt des mechanischen Relais kann als Schließer oder Arbeitskontakt ausgebildet sein, d.h., dass der Kontakt bei abgefallenem Anker bzw. stromloser Relaisspule offen und bei angezogenem Anker bzw. stromdurchflossener Relaisspule geschlossen ist. Der Kontakt kann aber auch als Ruhekontakt oder Öffner ausgebildet sein, d.h., dass er in angezogenem Zustand des Relais den Stromkreis unterbricht. Eine Kombination aus Öffner und Schließer wird als Wechsler oder Umschaltkontakt bezeichnet. Ein Relais kann einen oder mehrere solcher Kontakte aufweisen. Das Relais kann folglich ein "Ruhestrom- relais" sein, wenn es im Ruhezustand vom Strom durchflössen und angezogen ist. Es kann alternativ ein "Arbeitsstrom relais" sein, wenn es im Ruhezustand stromlos ist. Die Schalterkennungseinrichtung kann auch als "Überwachungseinrichtung" o.ä. bezeichnet werden. Das Haushaltsgerät kann mindestens ein mechanisches Relais aufweisen, das nicht auf ein Schalten hin überwacht wird. Das Erkennen des Schaltens des mindestens einen Relais kann ein positives Erkennen eines Schaltens ("Schalten erfolgreich") und/oder ein negatives Erkennen eines Schaltens ("Schalten nicht erfolgt") umfassen. Das Schalten kann ein Einschalten und/oder ein Ausschalten des Relais bzw. ein Herstellen und/oder ein Lösen des Kontakts des Relais umfassen. The contact of the mechanical relay can be designed as a normally open or normally open contact, ie, the contact is closed when the armature or currentless relay coil is open and when the armature or current-carrying relay coil is energized. The contact can also be designed as a normally closed contact or normally closed, ie, that it interrupts the circuit in the attracted state of the relay. A combination of normally closed and normally open is referred to as a changeover or changeover contact. A relay may have one or more such contacts. Consequently, the relay can be a "quiescent current relay" when it is powered by current and energized in idle mode. It may alternatively be a "working current relay" when it is de-energized at rest. The switch detection device can also be used as a "monitoring device" or the like. be designated. The household appliance may have at least one mechanical relay that is not monitored for switching. The detection of the switching of the at least one relay may include a positive detection of a switching ("switching successful") and / or a negative detection of a switching ("switching not done"). The switching may include switching on and / or off the relay or establishing and / or releasing the contact of the relay.
Die Schalterkennungseinrichtung und die Auswerteeinrichtung können unterschiedliche Baugruppen sein oder funktional in einer Baugruppe integriert sein. Die Schalterkennungseinrichtung und/oder die Auswerteeinrichtung können Teil oder Funktion der elektronischen Schaltung, die auch das mindestens eine mechanische Relais aufweist, sein. Die elektronische Schaltung kann also eine Schalterkennungs- und/oder Auswertefunktion aufweisen. The switch identification device and the evaluation device can be different modules or can be functionally integrated in an assembly. The switch detection device and / or the evaluation device may be part or function of the electronic circuit, which also has the at least one mechanical relay. The electronic circuit can thus have a switch detection and / or evaluation function.
Das Haushaltsgerät ist insbesondere ein Haushaltsgroßgerät (z.B. ein Gargerät, ein Wäschepflegegerät wie eine Waschmaschine und/oder ein Wäschetrockner, ein Geschirrbe- handlungsgerät wie eine Geschirrspülmaschine und/oder ein Geschirrdesinfektionsgerät, ein Kühlgerät wie ein Kühlschrank und/oder ein Gefriergerät usw.). Das Haushaltsgerät ist insbesondere ein Küchengerät (z.B. im Sinne "weißer Ware"). In particular, the domestic appliance is a large household appliance (for example, a cooking appliance, a laundry care appliance such as a washing machine and / or a tumble dryer, a dishwashing appliance such as a dishwasher and / or a dishwashing disinfector, a refrigerator such as a refrigerator and / or a freezer, etc.). The household appliance is in particular a kitchen appliance (for example in the sense of "white goods").
Das Haushaltsgerät weist insbesondere einen Backofen bzw. eine Backofenfunktionalität und/oder ein Kochfeld bzw. eine Kochfeldfunktionalität auf. So kann das Haushaltsgerät ein eigenständiger Backofen oder ein Herd als eine Backofen/Kochfeld-Kombination sein. Der Backofen kann auch eine Dampfgar- und/oder Mikrowellenfunktion aufweisen. Das Haushaltsgerät kann mindestens eine relaisgesteuerte Last bzw. mindestens einen relaisgesteuerten Verbraucher aufweisen, beispielsweise einen Lüftermotor, ein Heizele- ment usw. The domestic appliance has, in particular, an oven or an oven functionality and / or a hob or a hob function. So the home appliance can be a stand-alone oven or a stove as an oven / hob combination. The oven may also have a steam cooking and / or microwave function. The household appliance may have at least one relay-controlled load or at least one relay-controlled consumer, for example a fan motor, a heating element, etc.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, das Schalten des mindestens einen zugehörigen Relais auf Grundlage einer lokalen Extremstelle eines Verlaufs des gemessenen Spulenstroms zu erkennen. Dies ist eine besonders sichere und einfach umsetzbare Weise zum Erkennen eines Schaltens (oder eines Fehlers) des Relais und/oder einer Verzögerungszeit. Dabei wird ausgenutzt, dass nach Anlegen der Relaisspulenspannung an die Relaisspule des Relais aufgrund einer Gegeninduktion der Relaisspule ein Stromfluss entsteht, der erst nach einer bestimmten Zeitdauer so groß wird, dass eine auf einen Relaisanker ausgeübte magnetische Kraft ausreicht, um den Kontakt des Relais zu schließen. Während des tatsächlichen Schaltzeitpunktes des Kontakts wird die Gegeninduktion in der Relaisspule durch die mechanische Bewegung des Kontaktankers so beeinflusst oder verändert, dass ein - insbesondere starker - Stromeinbruch messbar ist. It is an embodiment that the at least one evaluation device is set up to detect the switching of the at least one associated relay on the basis of a local extreme point of a course of the measured coil current. this is a particularly safe and easily implementable manner for detecting a switching (or a fault) of the relay and / or a delay time. It is exploited that after applying the relay coil voltage to the relay coil of the relay due to a mutual induction of the relay coil, a current flow that becomes so large only after a certain period of time that a force exerted on a relay armature magnetic force is sufficient to close the contact of the relay , During the actual switching time of the contact, the mutual induction in the relay coil is influenced or changed by the mechanical movement of the contact armature in such a way that a - particularly strong - current collapse can be measured.
Dabei kann z.B. angenommen werden, dass dann, wenn an eine Relaisspule die Relaisspannung U angelegt wird, der theoretische Anstieg des Spulenstroms l(t) der Formel In this case, e.g. It can be assumed that when the relay voltage U is applied to a relay coil, the theoretical increase of the coil current I (t) of the formula
/(t) = U/R * (l - e-f*R/L) (1 ) entspricht. Grund für diesen Stromanstieg ist die Gegeninduktion der Relaisspule. Nach einer bestimmten Zeit ist die Gegeninduktionsspannung gleich null und es wirkt nur noch der ohmsche Widerstand der Relaisspule. Die Stromanstiegskurve weist beim Einschaltvorgang einen starken Stromeinbruch im Zeitpunkt des Kontakteinschaltens und einen starken Stromanstieg im Zeitpunkt des Kontaktausschaltens auf, da die Bewegung des Kontaktankers eine Änderung der Gegeninduktion bewirkt. Dieser Stromeinbruch bzw. Stromanstieg ist so stark, dass er sich mit sehr geringem Bauteilaufwand messen lässt, beispielsweise mittels eines A/D-Wandlers eines Mikrocontrollers. Das Minimum des Stromeinbruches beim Einschalten ist der Zeitpunkt, an dem der Relaiskontakt geschlos- sen ist, und folglich kann der Zeitpunkt des tatsächlichen Schließens des Kontaktes daraus ermittelt werden. Beim Ausschalten des Relais ist das Maximum der Stromerhöhung der Zeitpunkt des tatsächlichen Öffnens des Schaltkontaktes. Wird der Kontaktanker nicht bewegt, z.B. aufgrund eines Verklebungseffekts ("Klebers") oder eines anderen mechanischen oder elektrischen Defekts, entsteht kein Stromeinbruch bzw. keine Stromerhöhung, und somit kann ein Nicht-Schalten des Relais auch über ein Fehlen des Stromeinbruchs bzw. der Stromerhöhung detektiert werden. / (t) = U / R * (l - e - f * R / L ) (1). The reason for this increase in current is the mutual induction of the relay coil. After a certain time, the mutual induction voltage is zero and only the ohmic resistance of the relay coil is effective. The current rise curve has a strong power dip at the time of contact switching and a strong current increase at the time of contact switching off, since the movement of the contact armature causes a change in the mutual induction at power-up. This power inrush or current increase is so strong that it can be measured with very little component complexity, for example by means of an A / D converter of a microcontroller. The minimum of the power dip at power up is the time at which the relay contact is closed, and thus the time of actually closing the contact can be determined. When switching off the relay, the maximum of the current increase is the time of the actual opening of the switching contact. If the contact armature is not moved, eg because of a gluing effect ("glue") or another mechanical or electrical defect, no current incursion or current increase occurs, and thus a non-switching of the relay can also be due to a lack of current sag or current increase be detected.
Es ist folglich noch eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, das Schalten des mindestens einen zugehörigen Relais anhand ei- nes lokalen Minimums (insbesondere Stromeinbruchs) des Verlaufs des gemessenen Spulenstroms bei einem Einschalten des Relais und/oder anhand eines lokalen Maximums (insbesondere Stromerhöhung) des Verlaufs des gemessenen Spulenstroms bei einem Ausschalten des Relais zu erkennen. It is therefore still an embodiment that the at least one evaluation device is set up to switch the at least one associated relay by means of an Nes local minimum (in particular current sinking) of the course of the measured coil current when turning on the relay and / or based on a local maximum (in particular increase in current) to detect the course of the measured coil current when switching off the relay.
Wird ein Stromeinbruch beim Einschaltvorgang gemessen, kann auch die Verzögerungszeit zwischen dem Beginn des Anlegens der Relaisspulenspannung und dem tatsächlichem Schließen des Kontakts bzw. des Kontaktieren des Spulenkontakts auf einfache Weise ermittelt werden. Analog kann aus einer Stromerhöhung bei einem Ausschaltvor- gang die Verzögerungszeit zwischen dem Ausschalten der Relaisspulenspannung und dem tatsächlichem Öffnen des Kontakts bzw. dem Lösen des Spulenkontakts auf einfache Weise ermittelt werden. Allgemein kann so die Verzögerungszeit zwischen einer Änderung der angelegten Relaisspulenspannung und dem tatsächlichem Schalten des Kontakts auf einfache Weise ermittelt werden. If a current dip during the switch-on process is measured, the delay time between the start of the application of the relay coil voltage and the actual closing of the contact or the contacting of the coil contact can also be determined in a simple manner. Analogously, the delay time between the switching off of the relay coil voltage and the actual opening of the contact or the release of the coil contact can be determined in a simple manner from a current increase during a switch-off operation. In general, the delay time between a change in the applied relay coil voltage and the actual switching of the contact can thus be easily determined.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät und insbesondere dessen elektronische Schaltung dazu eingerichtet ist, eine Verzögerungszeit(dauer) zwischen einem Beginn eines Anlegens der Relaisspulenspannung und einem Zeitpunkt des tatsächlichen Schließen des Kontakts bzw. Kontaktierens der Kontaktelemente des Relais zu bestimmen und diese Zeitdauer als eine Eingangsgröße für ein phasenlagenabhängi- ges Schalten des Relais zu verwenden. Dadurch wiederum können in einem durch das Relais schaltbaren Stromkreis vorhandene Verbraucher zu bestimmten Phasenlagen ein- bzw. auszugeschaltet werden. Das phasenlagenabhängige Schalten kann insbesondere ein Schalten des Relais bzw. des zugehörigen mindestens einen Verbrauchers umfassen. Die Verbraucher können insbesondere zu bestimmten Phasenlagen einer Versorgungs- Wechselspannung, z.B. einer Netzspannung, ein- oder ausgeschaltet werden. Die Phasenlage kann also einer Wechselspannungs- (speziell Netzspannungs-) Phasenlage entsprechen. Das Haushaltsgerät kann diesbezüglich eine von einer Netzspannungs- Phasenlage abhängige Schaltzeitpunktssteuerung aufweisen, um z.B. Verbraucher zu bestimmten Phasenlagen ein- bzw. auszuschalten. Es können durch Erkennen des tatsächlichen Schaltzeitpunkts also phasenlageabhängige Schaltzeitpunkte realisiert werden. Die Schaltzeitpunktssteuerung kann einen Teil oder eine Funktion der elektronischen Schaltung darstellen. Die Schaltzeitpunktssteuerung kann eine Schaltzeitpunktsregelung sein. Durch die phasenlageabhängige Schaltzeitpunktssteuerung können insbesondere teure Relais wie Inrush-Relais usw. durch Standardrelais ersetzt werden und somit Kosten gespart werden. Inrush-Relais werden bisher teilweise für kapazitive Lasten verwendet, da sie den hohen Einschaltstrom beim Schalten von Kapazitäten aushalten. It is a further embodiment that the household appliance and in particular its electronic circuit is adapted to determine a delay time (duration) between a start of application of the relay coil voltage and a time of actually closing the contact of the contact elements of the relay and this period of time to be used as an input for phase-dependent switching of the relay. As a result, in turn, consumers can be switched on or off at certain phase positions in a circuit that can be switched by the relay. The phasing-dependent switching may in particular comprise a switching of the relay or the associated at least one consumer. In particular, the consumers can be switched on or off at specific phase positions of a supply alternating voltage, for example a mains voltage. The phase position can thus correspond to an alternating voltage (especially mains voltage) phase angle. In this regard, the domestic appliance can have a switching time point control which is dependent on a mains voltage phase position in order, for example, to switch consumers on or off at specific phase positions. It can be realized by detecting the actual switching time so phasenlageabhängige switching times. The switching timing controller may be a part or function of the electronic circuit. The shift timing control may be a shift timing control. Due to the phase-dependent switching timing control, in particular expensive relays such as inrush relays etc. can be replaced by standard relays and thus costs can be saved. Inrush relays have been used in part for capacitive loads because they can withstand the high inrush current when switching capacitors.
Es ist eine zum besonders sicheren Erkennen oder Bestimmen des tatsächlichen Schaltzeitpunkts vorteilhafte Weiterbildung, dass das Haushaltsgerät dazu eingerichtet ist, die lokale Extremstelle im Stromverlauf (z.B. der Stromeinbruch) bei jedem Schalten oder Schaltzyklus zu messen, da die Verzögerungszeit zwischen dem Anlegen der Relaisspulenspannung und dem tatsächlichen Schaltzeitpunkt von sich zeitabhängig ändernden Bedingungen abhängen kann, z.B. von der Umgebungstemperatur, der Restlebensdauer des Relais usw. Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät und insbesondere dessen elektronische Schaltung dazu eingerichtet ist, eine Verzögerungszeit(dauer) zwischen einem Beginn eines Anlegens einer Relaisspulenspannung des Relais und einem tatsächlichen Schließens des zugehörigen Kontakts des Relais zu bestimmen und diese Zeitdauer als eine Eingangsgröße für eine Nulldurchgangsschaltung des Relais zu verwenden. Es ist eine analoge Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät und insbesondere dessen elektronische Schaltung dazu eingerichtet ist, eine Verzögerungszeit(dauer) zwischen einem Ende eines Anlegens einer Relaisspulenspannung des Relais und einem tatsächlichen Öffnen des zugehörigen Kontakts des Relais zu bestimmen und diese Zeitdauer als eine Eingangsgröße für eine Nulldurchgangsschaltung des Relais zu verwenden. It is a particularly advantageous for detecting or determining the actual switching time advantageous development that the household appliance is set up to measure the local extreme point in the current course (eg the current dip) at each switching or switching cycle, since the delay time between the application of the relay coil voltage and the actual switching time may depend on time-varying conditions, eg from the ambient temperature, the remaining life of the relay, etc. It is still another configuration that the home appliance, and more particularly its electronic circuit, is arranged to have a delay time between a start of a relay coil voltage of the relay and an actual closure of the associated contact of the relay and to use this time as an input to a zero-crossing circuit of the relay. It is an analogous embodiment that the household appliance, and in particular its electronic circuit, is arranged to determine a delay time between an end of applying a relay coil voltage of the relay and an actual opening of the associated contact of the relay and this time period as an input for to use a zero crossing circuit of the relay.
Die Nulldurchgangsschaltung kann ein Spezialfall des phasenlagenabhängigen Schaltens sein. Dadurch schalten die Relaiskontakte stromlose Stromkreise, und somit erhöht sich die Lebensdauer der Relais drastisch. Dies hat insbesondere bei Relais, die hohe ohm- sche Lasten wie z.B. Heizelemente schalten, eine starke Erhöhung ihrer Lebensdauer zur Folge. Alternativ können preisgünstigere Relais (beispielsweise Standardrelais anstelle von Inrush-Relais) verwendet werden. Aber z.B. auch E MV-Störungen wie "Flicker" oder "Knackstörungen" usw., die beispielsweise beim Schalten von Heizelementen auftreten können, können vermieden werden. Durch die Nulldurchgangsschaltung entsteht insbesondere die Möglichkeit, das Haushaltsgerät (z.B. durch eine entsprechende Auslegung der elektronischen Schaltung) so auszulegen, dass mindestens ein Relais präzise im Spannungsnulldurchgang der Versor- gungs-Wechselspannung, insbesondere der Netzspannung, eingeschaltet und/oder aus- geschaltet wird. Dies hat bei den Relais die hohe ohmsche Lasten schalten eine starke Erhöhung der Lebensdauer zur Folge. So kann z.B. bei einem Öffnen des Kontakts eines Relais für mindestens ein Heizelement verhindert werden, dass ein Lichtbogen entsteht, der die Kontaktelemente bzw. den zugehörigen Kontakt beeinträchtigen könnte. Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät - und insbesondere dessen elektronische Schaltung - dazu eingerichtet sind, bei einem Erkennen eines nicht durchgeführten Schaltens (und damit eines Relaisdefekts) mindestens eines Relais mindestens eine Aktion auszulösen. Es ist eine Weiterbildung, dass die Aktion ein Ausgeben mindestens eines Hinweises um- fasst. Der Hinweis kann beispielsweise in einem Display des Haushaltsgeräts angezeigt und/oder drahtlos auf ein mobiles Endgerät (z.B. ein Smartphone) ausgegeben werden. Der Hinweis kann ein Kundenhinweis sein, der den Kunden oder Nutzer auffordert, einen Kundendienst zu kontaktieren. Der Hinweis kann alternativ oder zusätzlich direkt an einen Kundendienst kommuniziert werden, z.B. über eine entsprechende Kommunikationsschnittstelle des Haushaltsgeräts. Die Ausgabe des mindestens einen Hinweises kann beispielsweise von der elektronischen Schaltung ausgelöst werden. The zero crossing circuit may be a special case of phasing dependent switching. As a result, the relay contacts switch de-energized circuits, and thus increases the life of the relay drastically. This results in a significant increase in their service life, especially for relays that switch high ohmic loads such as heating elements. Alternatively, cheaper relays (eg, standard relays instead of inrush relays) may be used. But eg also E MV disturbances like "Flicker" or "click disturbances" etc., which can occur for example when switching heating elements, can be avoided. The zero-crossing circuit in particular creates the possibility of designing the domestic appliance (eg by a corresponding design of the electronic circuit) so that at least one relay is switched on and / or off precisely in the voltage zero crossing of the supply alternating voltage, in particular the mains voltage. For the relays, switching high resistive loads results in a significant increase in service life. Thus, for example, when the contact of a relay is opened for at least one heating element, it is possible to prevent an arc which could impair the contact elements or the associated contact. It is also an embodiment that the household appliance - and in particular its electronic circuit - are adapted to trigger at least one action when detecting a non-performed switching (and thus a relay defect) of at least one relay. It is a further development that the action comprises the issuing of at least one reference. The note can be displayed, for example, in a display of the household appliance and / or wirelessly on a mobile device (eg a smartphone) are output. The hint may be a customer alert requesting the customer or user to contact customer support. The hint can be alternatively or additionally communicated directly to a customer service, for example via a corresponding communication interface of the household appliance. The output of the at least one hint can be triggered, for example, by the electronic circuit.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät und insbesondere dessen elekt- ronische Schaltung dazu eingerichtet sind, bei einem Erkennen eines nicht durchgeführten Schaltens mindestens eines Relais (und damit eines Relaisdefekts) die elektronische Schaltung in einen vordefinierten Zustand zu bringen. It is also an embodiment that the domestic appliance and in particular its electronic circuit are adapted to bring the electronic circuit in a predefined state upon detection of a non-performed switching of at least one relay (and thus a relay defect).
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät dazu eingerichtet ist, das Schalten mindestens eines Relais anhand eines Test-Spulenstroms zu erkennen. Dies ergibt den Vorteil, dass das mindestens eine Relais auch ohne tatsächlichen Laststrom überprüft werden kann. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass ein Hauptschalterrelais vorhanden ist. Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät ein Gargerät (z.B. Backofen, ein Kochfeld und/oder ein Herd) ist und mindestens ein Relais dazu vorgesehen ist, einen Stromkreis mit mindestens einem Heizelement und/oder mindestens einem Lüftermotor zu schalten. Es ist eine Weiterbildung davon, dass mindestens ein Heizelement mittels des zugehörigen Relais getaktet betreibbar oder bestrombar ist. Dabei ist eine Einschaltdauer des Takt z.B. von einer eingestellten Kochstufe oder Temperatur abhängig und kann beispielsweise mehrere Sekunden betragen. It is also an embodiment that the household appliance is adapted to detect the switching of at least one relay based on a test coil current. This provides the advantage that the at least one relay can be checked without actual load current. This is especially true in the event that a main switch relay is present. It is also an embodiment that the household appliance is a cooking appliance (eg oven, a hob and / or a stove) and at least one relay is provided to switch a circuit with at least one heating element and / or at least one fan motor. It is a development of that at least one heating element by means of the associated relay clocked is operated or energized. In this case, a duty cycle of the clock, for example, depends on a set cooking level or temperature and can be, for example, several seconds.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts, das mindestens ein mechanisches Relais aufweist, wobei bei dem Verfahren ein elektrischer Spulenstrom, welcher beim Schalten des Relais fließt, gemessen wird und anhand des gemessenen Spulenstroms ein Schalten des Relais erkannt wird. Das Verfahren kann analog zu dem Haushaltsgerät ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf. So können ein Erfolg oder Misserfolg eines Schaltens (Einschaltens und/oder Ausschaltens) des Relais und/oder eine Verzögerungszeit bestimmt werden. The object is also achieved by a method for operating a household appliance, which has at least one mechanical relay, wherein in the method, an electrical coil current, which flows when switching the relay, is measured and based on the measured coil current switching of the relay is detected. The method can be designed analogously to the household appliance and has the same advantages. Thus, a success or failure of a switching (switching on and / or off) of the relay and / or a delay time can be determined.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbei- spiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following schematic description of an embodiment which will be described in detail in conjunction with the drawings.
Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung ein mechanisches Relais; und 1 shows a sectional view of a mechanical relay; and
Fig.2 zeigt eine Skizze eines Haushaltsgeräts mit einer Schalterkennungseinrichtung. Fig.1 zeigt ein (elektro)mechanisches Relais 1 mit einer Relaisspule 2 und einem ferro- magnetischen Anker 3. Die Relaisspule 2 kann über einen Schaltanschluss 4 mit einer Relaisspulenspannung beaufschlagt und bestromt werden, wobei durch den Schaltanschluss 4 dann ein Spulenstrom l(t) fließt. Der Spulenstrom l(t) erzeugt in der Relaisspule 2 einen magnetischen Fluss durch deren ferromagnetischen Kern (o. Abb.) und den be- weglich gelagerten, ebenfalls ferromagnetischen Anker 3. An einem Luftspalt S kommt es zu einer Krafteinwirkung auf den Anker 3, wodurch dieser einen oder mehrere Kontakte mit entsprechenden Kontaktelementen 5 schaltet. Der Anker 3 wird durch Federkraft in die Ausgangslage zurückversetzt, sobald die Relaisspule 2 nicht mehr erregt ist. Befinden sich auch die Kontaktelemente 5 in Kontakt bzw. ist der daraus bestehende Kontakt ge- schlössen, so ist auch das Relais 1 tatsächlich geschlossen. Dann sind auch die beiden Arbeits- oder Lastanschlüsse 6 kurzgeschlossen und können einen zugehörigen Stromkreis schließen. Fig.2 eine Schaltskizze eines Haushaltsgeräts 7 mit einer Schalterkennungseinrichtung 8. Die Schalterkennungseinrichtung 8 ist ein Teil einer Elektronik, elektronischen Baugruppe oder elektronischen Schaltung 9 des Haushaltsgeräts 7. Die elektronische Schaltung 9 kann z.B. über einen Mikrocontroller 10 gezielt (hier: vier) Relais 1 schalten. Durch das Schalten mindestens eines Relais 1 kann z.B. wahlweise ein zugehöriger Stromkreis des Haushaltsgeräts 7 geschlossen oder geöffnet werden, der eine Last L aufweist. Beispielsweise kann das Haushaltsgerät 7 ein Backofen und/oder ein Kochfeld sein oder aufweisen und die Last L ein elektrisch betreibbares Heizelement wie eine Umluft-, Unterhitze, Oberhitze-Heizkörper, Kochstellen-Heizelement usw. oder ein Lüftermotor u.v.m. sein. 2 shows a sketch of a household appliance with a switch detection device. 1 shows a (electro) mechanical relay 1 with a relay coil 2 and a ferromagnetic armature 3. The relay coil 2 can be charged and energized via a switching connection 4 with a relay coil voltage, wherein a coil current I (t ) flows. The coil current I (t) generates in the relay coil 2 a magnetic flux through its ferromagnetic core (not shown) and the movably mounted, likewise ferromagnetic armature 3. At an air gap S there is a force on the armature 3, whereby this one or more contacts with corresponding contact elements 5 switches. The armature 3 is returned by spring force to the starting position as soon as the relay coil 2 is no longer energized. Are the contact elements 5 also in contact, or is the contact made therefrom closed, so the relay 1 is actually closed. Then the two working or load terminals 6 are short-circuited and can close an associated circuit. 2 is a circuit diagram of a household appliance 7 with a switch detection device 8. The switch detection device 8 is part of an electronic, electronic module or electronic circuit 9 of the household appliance 7. The electronic circuit 9 can, for example via a microcontroller 10 specifically (here: four) relay 1 turn. By switching at least one relay 1, for example, optionally an associated circuit of the household appliance 7 can be closed or opened, which has a load L. For example, the household appliance 7 may be or have an oven and / or a hob, and the load L may be an electrically operable heating element such as a circulating air, bottom heat, top heat radiator, cooking surface heating element, etc., or a fan motor, and many more.
Der Mikrocontroller 10 kann insbesondere über entsprechende Steuerleitungen 12 und Vorschaltwiderstände 13 einen Transistor 14 leitend schalten, hier z.B. durch Anlegen einer Spannung an eine Basis eines pnp-Bipolartransistors 14 und damit Erzeugen eines entsprechenden Schaltstroms. Der Transistor 14 ist mit seinem Emitter mit einem Äqui- Potenzial 15 verbunden, während der Kollektor mit einem der Lastanschlüsse 6 des Relais 1 verbunden ist. Das Äquipotenzial 15 kann z.B. ein vorgegebenes Gleichspannungspotenzial sein. Der andere Lastanschluss 6 ist in Reihe über einen Shunt 16 mit Masse GND verbunden, so dass zwischen dem Äquipotenzial 15 und der Masse GND eine Spannung anliegt. Folglich kann bei leitend geschaltetem Transistor 14 ein Spulenstrom l(t) zum Schalten des Relais 1 erzeugt werden, der von dem Äquipotenzial 15 durch den pnp-Bipolartransistor 14, die Relaisspule 2 und den Shunt 16 zur Masse GND fließt. Ferner ist eine Diode 17 antiparallel zu der Reihenschaltung aus Relaisspule 2 und Shunt 16 geschaltet. Die Diode kann als eine Freilaufdiode wirken, um Spannungsspitzen, die bei einem Ausschalten des Relais 1 erzeugt werden, von dem Transistor 14 abzuhalten. In particular, the microcontroller 10 can switch on a transistor 14 via corresponding control lines 12 and series resistors 13, here e.g. by applying a voltage to a base of a pnp bipolar transistor 14 and thereby generating a corresponding switching current. The transistor 14 is connected to its emitter with an equipotential 15, while the collector is connected to one of the load terminals 6 of the relay 1. The equipotential 15 may be e.g. be a predetermined DC potential. The other load terminal 6 is connected in series via a shunt 16 to ground GND, so that a voltage is applied between the equipotential 15 and the ground GND. Thus, with the transistor 14 turned on, a coil current I (t) for switching the relay 1 flowing from the equipotential 15 through the PNP bipolar transistor 14, the relay coil 2 and the shunt 16 to the ground GND may be generated. Further, a diode 17 is connected in anti-parallel to the series circuit of relay coil 2 and shunt 16. The diode may act as a freewheeling diode to prevent voltage spikes generated when the relay 1 is turned off from the transistor 14.
Zur Strommessung des durch die Relaisspule 2 fließenden Spulenstroms l(t) wird eine "schnelle" Schottky-Diode 18 verwendet, deren Anode mit dem Lastanschluss 6, welcher auch mit dem Shunt 16 verbunden ist, verbunden ist. Die Kathode der Schottky-Diode 18 ist mit einem Eingang eines A D-Wandlers 19 des MikroControllers 10 verbunden. Wird also das Relais 1 betätigt, kann der Mikrocontrollers 10 direkt einen für den Spulenstrom l(t) repräsentativen Stromverlauf aufnehmen. Die Messvorrichtung kann folglich insbesondere den Shunt 16, die Schottky-Diode 18 und den A/D-Wandler 19 umfassen. Der Mikrocontroller 10 kann auch als Auswerteeinrichtung zum Erkennen eines Schaltens des mindestens einen Relais 1 auf Grundlage des gemessenen Spulenstroms l(t) verwendet werden. Alternativ können andere Komponenten der elektronischen Schaltung 9 oder des Haushaltsgeräts 7 als Auswerteeinrichtung dienen. Der Mikrocontroller 10 kann beispielsweise das Schalten des mindestens einen zugehörigen Relais 1 anhand eines lokalen Minimums bei einem Einschalten des Relais und/oder anhand eines lokalen Maximums bei einem Ausschalten des Relais 1 erkennen. Auch kann der Mikrocontroller 10 eine Verzögerungszeit zwischen einem Anlegen der Äquipotenzial-Spannung an das Relais 1 und einem Zeitpunkt des Schaltens des Relais 1 bestimmen und diese Zeitdauer als eine Eingangsgröße für ein phasenlagenabhängiges Schalten des Relais 1 zu verwenden, insbesondere für eine Nulldurchgangsschaltung. Für die Realisierung der Nulldurchgangsschaltung wird ein Phasennulldurchgangssignal nötig. Dazu wird ein Nulldurch- gangssignalerzeuger verwendet, der bisher schon von Herdelektroniken bekannt ist. Der Nulldurchgangssignalerzeuger kann z.B. einen Teil der elektronischen Schaltung 9 darstellen oder funktional in die elektronische Schaltung 9 integriert sein. To measure the current flowing through the relay coil 2 coil current l (t), a "fast" Schottky diode 18 is used, the anode to the load terminal 6, which is also connected to the shunt 16 is connected. The cathode of the Schottky diode 18 is connected to an input of an A D converter 19 of the microcontroller 10. Becomes Thus, when the relay 1 is actuated, the microcontroller 10 can directly record a current waveform representative of the coil current I (t). The measuring device may therefore comprise in particular the shunt 16, the Schottky diode 18 and the A / D converter 19. The microcontroller 10 can also be used as an evaluation device for detecting a switching of the at least one relay 1 on the basis of the measured coil current I (t). Alternatively, other components of the electronic circuit 9 or the household appliance 7 can serve as an evaluation device. The microcontroller 10 can detect, for example, the switching of the at least one associated relay 1 on the basis of a local minimum when the relay is switched on and / or on the basis of a local maximum when the relay 1 is switched off. Also, the microcontroller 10 may determine a delay time between application of the equipotential voltage to the relay 1 and a timing of switching of the relay 1, and to use this time as an input to phase shift dependent switching of the relay 1, particularly for a zero crossing circuit. For the implementation of the zero crossing circuit, a phase zero crossing signal is required. For this purpose, a zero-crossing signal generator is used, which is already known from electronic hearths. The zero crossing signal generator may for example represent a part of the electronic circuit 9 or be functionally integrated in the electronic circuit 9.
Soll beispielsweise ein Heizelement eingeschaltet werden, um mit einer 50 Hz- Netzfrequenz versorgt zu werden, wartet der Mikrocontroller 10 auf ein Phasennulldurchgangssignal (das einen Nulldurchgang der Netzspannung detektiert) von dem Nulldurchgangssignalerzeuger. Nach Erhalt dieses Signals schaltet der Mikrocontroller 10 das Re- lais 1 z.B. nach 10 ms (was einem Zeitpunkt eines weiteren Nulldurchgangs der Netzspannung entspricht) abzüglich einer typischen Verzögerungszeit des Relais 1 von z.B. 4 ms, also in diesem Beispiel 6 ms nach Erhalt des Phasennulldurchgangssignals. Dabei wird der Spulenstrom l(t) durch die Relaisspule 2 gemessen und der Zeitpunkt des Stromminimums des Stromeinbruches ermittelt. Befindet sich dieses Stromminimum ge- nau an dem Zeitpunkt, an dem der nächste Phasennulldurchgang der Netzspannung auftritt bzw. das nächste Phasennulldurchgangssignal detektiert wird, hat das Relais 1 genau zum Spannungsnulldurchgang geschaltet. Gibt es allerdings eine Abweichung, muss der Zeitpunkt des Ansteuerns des Relais 1 anhand der gemessenen Verzögerungszeit bzw. deren Abweichung korrigiert werden. Das hat zur Folge, dass beim nächsten Schaltvor- gang das Relais 1 bzw. seine Kontaktelemente 5 dann wieder im Nulldurchgang schaltet. Dieses Nachregeln der Ansteuerungszeit ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da sich die Verzögerungszeit der Relais 1 im Vergleich zu der Periodendauer der Netzspannung von 20 ms nur langsam verändert. Eine sprunghafte Änderung der Verzögerungszeit ist folg- lieh nicht zu erwarten. Ein Schließen der Kontaktelemente 5 im Spannungsnulldurchgang ist beispielsweise eine schonende Möglichkeit, kapazitive Lasten oder Verbraucher zu schalten, da beim Einschalten kein Einschaltstrom entsteht. For example, if a heating element is to be turned on to be supplied with a 50 Hz mains frequency, the microcontroller 10 waits for a phase zero crossing signal (which detects a zero crossing of the mains voltage) from the zero crossing signal generator. After receipt of this signal, the microcontroller 10 switches the relay 1 eg after 10 ms (which corresponds to a time of another zero crossing of the mains voltage) less a typical delay time of the relay 1 of eg 4 ms, ie in this example 6 ms after receipt of the phase zero crossing signal , In this case, the coil current I (t) is measured by the relay coil 2 and the time of the current minimum of the current dip is determined. If this current minimum is exactly at the point in time when the next phase zero crossing of the mains voltage occurs or the next phase zero crossing signal is detected, the relay 1 has switched exactly to the voltage zero crossing. However, if there is a deviation, the timing of the triggering of relay 1 must be corrected on the basis of the measured delay time or its deviation. As a result, at the next switchover gang the relay 1 and its contact elements 5 then switches again in the zero crossing. This readjustment of the drive time is particularly advantageous because the delay time of the relay 1 changes only slowly compared to the period of the mains voltage of 20 ms. A sudden change in the delay time is therefore unlikely to be expected. A closing of the contact elements 5 in the voltage zero crossing is, for example, a gentle way to switch capacitive loads or consumers, since no inrush current arises when switching.
Analog kann beim Öffnen der Kontaktelemente 5 verfahren werden. Beispielsweise ist dies für ohmsche Lasten L oder Verbraucher wie Heizelemente besonders vorteilhaft, damit kein Lichtbogen entsteht, der die Kontaktelemente 5 bzw. den zugehörigen Kontakt beeinträchtigen könnte. Soll beispielsweise die Last L in Form eines Heizelements wieder ausgeschaltet werden, wartet der Mikrocontroller 10 wieder auf das Phasennulldurch- gangssignal. Ist dieses detektiert, wird nach 10 ms abzüglich einer zugehörigen gespei- cherten Verzögerungszeit des Relais 1 (die wie die Verzögerungszeit beim Einschalten nachgeregelt werden kann) die Spannung der Relaisspule 2 ausgeschaltet. Dabei wird der Spulenstrom l(t) gemessen und der Zeitpunkt des Strommaximums der lokalen Stromerhöhung detektiert. Fällt dieser Zeitpunkt genau auf das nächste Phasennulldurch- gangssignal, sind die Kontaktelemente 5 genau im Spannungsnulldurchgang geöffnet worden. Gibt es eine Abweichung, wird die Ausschaltzeit der Relaisspulenspannung nachgeregelt, so dass ein sicheres Nulldurchgangsschalten beim nächsten Ausschaltvorgang erreicht wird. Die Verzögerungszeit beim Einschalten kann der Verzögerungszeit beim Ausschalten gleichgesetzt werden, oder umgekehrt. Ist beim Messen des Spulenstromes l(t) beim Einschalten kein Stromeinbruch und/oder beim Ausschalten keine Stromerhöhung detektiert worden, kann von einem Defekt des Relais 1 z.B. infolge eines "Klebers" ausgegangen werden. Der Mikrocontroller 10 kann dann dazu eingerichtet sein, bei einem Feststellen eines Relaisfehlers die Hauptschalterrelais ausschalten, um das Haushaltsgerät 7, insbesondere dessen elektronische Schal- tung 9, in einen vordefinierten Zustand zu bringen und/oder eine Mitteilung um den Relaisfehler an einen Nutzer und/oder an einen Kundenservice, Hersteller usw. auszugeben. Analog can be moved when opening the contact elements 5. For example, this is particularly advantageous for ohmic loads L or consumers such as heating elements, so that no arc is formed, which could affect the contact elements 5 and the associated contact. If, for example, the load L is to be switched off again in the form of a heating element, the microcontroller 10 again waits for the phase zero-crossing signal. If this is detected, the voltage of the relay coil 2 is switched off after 10 ms minus an associated stored delay time of the relay 1 (which can be readjusted like the delay time during switch-on). In this case, the coil current I (t) is measured and the time of the current maximum of the local current increase is detected. If this time coincides exactly with the next phase zero-crossing signal, the contact elements 5 have been opened exactly in the voltage zero crossing. If there is a deviation, the switch-off time of the relay coil voltage is readjusted so that a safe zero-crossing switching is achieved at the next switch-off operation. The delay time at switch-on can be equated to the delay time when switching off, or vice versa. If, during the measurement of the coil current I (t), no current dip has been detected during switch-on and / or no current increase has been detected during switch-off, it is possible to detect a defect of the relay 1, e.g. as a result of an "adhesive". The microcontroller 10 may then be configured to switch off the main switch relays upon detection of a relay error in order to bring the household appliance 7, in particular its electronic circuit 9, into a predefined state and / or a message about the relay error to a user and / or or to a customer service, manufacturer, etc.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw. Of course, the present invention is not limited to the embodiment shown. Generally, "on", "an", etc. may be taken to mean a singular or a plurality, in particular in the sense of "at least one" or "one or more", etc., as long as this is not explicitly excluded, eg by the expression "exactly a "etc.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist. Also, a number may include exactly the specified number as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Relais 1 relay
2 Relaisspule  2 relay coil
3 Anker 3 anchors
4 Schaltanschluss  4 switching connection
5 Kontaktelement  5 contact element
6 Lastanschluss  6 load connection
7 Haushaltsgerät  7 home appliance
8 Schalterkennungseinrichtung8 switch detection device
9 Elektronische Schaltung 9 Electronic circuit
10 MikroController  10 microcontroller
12 Steuerleitung  12 control line
13 Vorschaltwiderstand  13 ballast resistor
14 pnp-Bipolartransistor 14 pnp bipolar transistor
15 Äquipotenzial  15 equipotential
16 Shunt  16 shunt
17 Diode  17 diode
18 Schottky-Diode  18 Schottky diode
19 A D-Wandler des MikroControllers19 A D converter of the microcontroller
I Spulenstrom I coil current
L Last  L load
S Luftspalt  S air gap

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Haushaltsgerät (7), aufweisend mindestens ein mechanisches Relais (1 ) und aufweisend eine Schalterkennungseinrichtung (8) zum Erkennen eines Schaltens mindestens eines Relais (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Schalterkennungseinrichtung (8) mindestens eine Messvorrichtung (16, 18, 19) zum Messen eines elektrischen Spulenstroms (I), welcher beim Schalten des Relais (1 ) durch das Relais (1 ) fließt, und mindestens eine Auswerteeinrichtung (10) zum Erkennen des Schaltens des mindestens einen Relais (1 ) auf Grundlage des gemessenen Spulenstroms (I) aufweist. Domestic appliance (7), comprising at least one mechanical relay (1) and comprising a switch detection device (8) for detecting a switching of at least one relay (1), characterized in that the switch detection device (8) at least one measuring device (16, 18, 19) for measuring an electrical coil current (I) which flows through the relay (1) when the relay (1) is switched, and at least one evaluation device (10) for detecting the switching of the at least one relay (1) on the basis of the measured coil current (I ) having.
Haushaltsgerät (7) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gargerät ist und mindestens ein Relais (1 ) dazu vorgesehen ist, einen Stromkreis mit mindestens einem Heizelement (L) und/oder Lüftermotor (L) zu schalten. Domestic appliance (7) according to claim 1, characterized in that it is a cooking appliance and at least one relay (1) is provided to switch a circuit with at least one heating element (L) and / or fan motor (L).
Haushaltsgerät (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Auswerteeinrichtung (10) dazu eingerichtet ist, das Schalten des mindestens einen zugehörigen Relais (1 ) auf Grundlage einer lokalen Extremstelle eines Verlaufs des gemessenen Spulenstroms (I) zu erkennen. Domestic appliance (7) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one evaluation device (10) is adapted to detect the switching of the at least one associated relay (1) based on a local extreme point of a course of the measured coil current (I) ,
Haushaltsgerät (7) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Auswerteeinrichtung (10) dazu eingerichtet ist, das Schalten des mindestens einen zugehörigen Relais (1 ) anhand eines lokalen Minimums des Verlaufs des gemessenen Spulenstroms (I) bei einem Einschalten des Relais (1 ) und/oder anhand eines lokalen Maximums bei einem Ausschalten des Relais (1 ) zu erkennen. Domestic appliance (7) according to claim 3, characterized in that the at least one evaluation device (10) is adapted to switch the at least one associated relay (1) based on a local minimum of the course of the measured coil current (I) at a turn on the relay (1) and / or based on a local maximum when turning off the relay (1) to recognize.
Haushaltsgerät (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät (7) dazu eingerichtet ist, eine Verzögerungszeit zwischen einem Beginn eines Anlegens einer Relaisspulenspannung an das Relais (1 ) und einem Zeitpunkt eines Schließens eines Kontakts des Relais (1 ) zu bestimmen und diese Verzögerungszeit als eine Eingangsgröße für ein phasenla- genabhängiges Schalten des Relais (1 ) zu verwenden. Domestic appliance (7) according to one of the preceding claims, characterized in that the domestic appliance (7) is adapted to provide a delay time between a start of application of a relay coil voltage to the relay (1) and a time of closure of a contact of the relay (1). to and to use this delay time as an input for a phase-dependent switching of the relay (1).
Haushaltsgerät (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Haushaltsgerät (7) dazu eingerichtet ist, eine Verzögerungszeit zwischen einem Ende eines Anlegens einer Relaisspulenspannung an das Relais (1 ) und einem Zeitpunkt eines Öffnen des Kontakts des Relais (1 ) zu bestimmen und diese Verzögerungszeit als eine Eingangsgröße für ein phasenlagenabhängi- ges Schalten des Relais (1 ) zu verwenden. Haushaltsgerät (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät (7) dazu eingerichtet ist, eine Verzögerungszeit zwischen einem Beginn eines Anlegens einer Relaisspulenspannung an das Relais (1 ) und einem Zeitpunkt eines Schließens eines Kontakts des Relais (1 ) und/oder zwischen einem Ende des Anlegens der Relaisspulenspannung und einem Zeitpunkt eines Öffnen des Kontakts des Relais (1 ) zu bestimmen und diese Verzögerungszeit als eine Eingangsgröße für eine Nulldurchgangsschaltung des Relais (1 ) zu verwenden. Domestic appliance (7) according to one of the preceding claims, characterized gekenn characterized in that the home appliance (7) is adapted to determine a delay time between an end of application of a relay coil voltage to the relay (1) and a time of opening the contact of the relay (1) and this delay time as an input for a phasing dependent - Use the switching of the relay (1). Domestic appliance (7) according to one of the preceding claims, characterized in that the domestic appliance (7) is adapted to provide a delay time between a start of application of a relay coil voltage to the relay (1) and a time of closure of a contact of the relay (1). and / or between an end of application of the relay coil voltage and a time of opening the contact of the relay (1) and to use this delay time as an input to a zero-crossing circuit of the relay (1).
Haushaltsgerät (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät (7) dazu eingerichtet ist, bei einem Erkennen eines nicht durchgeführten Schaltens mindestens eines Relais (1 ) mindestens eine Aktion auszulösen. Domestic appliance (7) according to any one of the preceding claims, characterized in that the household appliance (7) is adapted to trigger at least one action when detecting a non-performed switching of at least one relay (1).
Haushaltsgerät (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät (7) dazu eingerichtet ist, bei einem Erkennen eines nicht durchgeführten Schaltens mindestens eines Relais (1 ) die elektronische Schaltung (9) in einen vordefinierten Zustand zu bringen. Domestic appliance (7) according to any one of the preceding claims, characterized in that the household appliance (7) is adapted to bring the electronic circuit (9) in a predefined state upon detection of a shift not performed at least one relay (1).
Haushaltsgerät (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät (7) dazu eingerichtet ist, das Schalten mindestens eines Relais (1 ) anhand eines Test-Spulenstroms zu erkennen. Domestic appliance (7) according to any one of the preceding claims, characterized in that the household appliance (7) is adapted to detect the switching of at least one relay (1) based on a test coil current.
1 1 . Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts (7), das mindestens ein mechanisches Relais (1 ) aufweist, wobei bei dem Verfahren 1 1. Method for operating a domestic appliance (7), which has at least one mechanical relay (1), wherein in the method
- ein elektrischer Spulenstrom (I), welcher beim Schalten des Relais (1 ) fließt, gemessen wird und  - An electrical coil current (I), which flows when switching the relay (1), is measured and
- anhand des gemessenen Spulenstroms (I) ein Schalten des Relais (1 ) erkannt wird.  - Based on the measured coil current (I) a switching of the relay (1) is detected.
12. Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts (7), das ein mechanisches Relais (1 ) aufweist, wobei bei dem Verfahren 12. A method for operating a household appliance (7) having a mechanical relay (1), wherein in the method
- ein elektrischer Spulenstrom (I), welcher beim Schalten des Relais (1 ) fließt, gemessen wird und  - An electrical coil current (I), which flows when switching the relay (1), is measured and
- anhand des gemessenen Spulenstroms (I) eine Verzögerungszeit des Relais (1 ) erkannt wird.  - Based on the measured coil current (I) a delay time of the relay (1) is detected.
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