EP3488042B1 - Türüberwachungsschaltung für ein haushaltsgerät - Google Patents

Türüberwachungsschaltung für ein haushaltsgerät Download PDF

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EP3488042B1
EP3488042B1 EP17739955.7A EP17739955A EP3488042B1 EP 3488042 B1 EP3488042 B1 EP 3488042B1 EP 17739955 A EP17739955 A EP 17739955A EP 3488042 B1 EP3488042 B1 EP 3488042B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
door
input
relay
household appliance
microprocessor
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.)
Active
Application number
EP17739955.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3488042A1 (de
Inventor
Christian HÖNLE
Ulrike Tim
Károly ZARUBA
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
Priority to PL17739955T priority Critical patent/PL3488042T3/pl
Publication of EP3488042A1 publication Critical patent/EP3488042A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3488042B1 publication Critical patent/EP3488042B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/42—Safety arrangements, e.g. for stopping rotation of the receptacle upon opening of the casing door

Definitions

  • the invention relates to a door monitoring circuit for a household appliance with a transmitter input and a status transmitter which is connected to the transmitter input and represents the state of a loading door of the household appliance.
  • the invention also relates to a household appliance with such a door monitoring circuit and a microprocessor.
  • a known possibility of such precautions is to lead the operating voltage of these units via a door switch, which interrupts the power supply to the units mentioned when the door is open.
  • the switch must accordingly be able to switch the corresponding load.
  • the necessary supply voltage may have to be routed over relatively long and sufficiently dimensioned lines.
  • Such a door monitoring circuit is for example in the EP 2 290 147 A1 disclosed.
  • microprocessors to control household appliances offers the possibility of implementing extensive security functions.
  • circuits are intrinsically safe, i.e. It must be ensured that basic safety functions are available even if the microprocessor malfunctions.
  • the invention creates a solution with which the risks mentioned can be avoided reliably but inexpensively.
  • a transmitter input a status transmitter that is connected to the transmitter input and the State of a loading door of the household appliance, a HV relay input for controlling the door monitoring circuit with an HV relay control signal, a relay control output for controlling a network switching relay of the household appliance, and a monitoring unit that is connected to the relay control output
  • the Encoder input, the HV relay input and the door monitoring output is connected, the pole of the encoder input forming an input node which is connected to the monitoring unit and the monitoring unit is set up to provide the relay control output as a function of the HV relay control signal only to be controlled when the status transmitter indicates that the loading door of the household appliance is closed.
  • the mains switching relay which switches on the energy supply for critical loads such as heating, drive, fan, etc., can only be switched when the loading door is closed, regardless of whether the HV relay input is activated by a control of the household appliance .
  • the direct hardware link between the status transmitter and the mains switching relay via the monitoring unit ensures intrinsically safe operation regardless of the function of the home appliance control.
  • the status transmitter is connected between a supply voltage and ground via a pull-up resistor and a pull-down resistor.
  • the status transmitter is thus integrated into a voltage divider, on the basis of which not only the status of the status transmitter, which represents the states of the loading door, can be determined, but also errors in the status sensor and its supply lines, e.g. Have a short circuit or interruption detected.
  • the door monitoring circuit is equipped with a trigger input for controlling the door monitoring circuit by a microprocessor with a trigger signal which can change the state of the input node. This can be used to check whether the status sensor or the door monitoring circuit has hardware errors.
  • a door signal output is provided which provides a signal depending on the state of the input node.
  • the door monitoring circuit thus offers a switching point at which the state of the loading door can be queried by the control of the household appliance or by other units.
  • the invention creates a household appliance with a door monitoring circuit and a microprocessor for controlling the HV relay input and for monitoring the door monitoring output.
  • the microprocessor of the household appliance is also provided for controlling the trigger input.
  • a first embodiment of a door monitoring circuit 10 according to the invention for a household appliance is shown schematically.
  • the door monitoring circuit has a transmitter input 12, a trigger input 14 and an HV relay input 16.
  • the door monitoring circuit also has a door signal output 20 and a door monitoring output 22.
  • a status transmitter 30 is connected to the transmitter input 12.
  • the state transmitter 30 can be designed in different ways; for example as a simple door switch in the form of a closing contact 30a (in Figure 1 in solid lines) or as a Hall sensor 30b (in Figure 1 alternatively shown in dotted lines).
  • the state transmitter 30 indicates the state of a loading door of the household appliance, that is, whether the door is open or closed. In the embodiment shown, the closing contact 30a of the status transmitter is closed when the loading door of the household appliance is closed.
  • the door monitoring circuit 10 also has a trigger processing unit 40 with a trigger input 42 and a trigger output 44, a monitoring unit 50 with a relay control input 52, a monitoring input 54, a relay control output 56 and a relay status output 58, and a door signal processing unit 60 with a door signal input 62 and a door signal output 54 on.
  • the status transmitter 30 is connected between a first pole 12a and a second pole 12b of the transmitter input 12.
  • the first pole 12a is connected to a supply or reference voltage V SS of the door monitoring circuit 10 via a pull-up resistor 32.
  • the second pole 12b is connected to an input node 36 which is connected to the ground GND of the door monitoring circuit 10 via a pull-down resistor 34.
  • the trigger input 42 of the trigger processing unit 40 forms the trigger input 14 of the door monitoring circuit 10.
  • the trigger output 44 of the trigger processing unit 40 is connected to the input node 36.
  • the door signal input 62 of the door signal processing unit 60 is also connected to the input node 36, and the door signal output 64 of the door signal processing unit 60 forms the door signal output 20 of the door monitoring circuit 10.
  • the monitoring input 54 of the monitoring unit 50 is also connected to the input node 36.
  • the relay control input 52 of the monitoring unit 50 forms the HV relay input 16 of the door monitoring circuit 10 and the relay status output 58 of the monitoring unit 50 forms the door monitoring output 22 of the door monitoring circuit 10.
  • the relay control output 56 of the monitoring unit 50 controls a network switching relay 70.
  • the mains switching relay 70 is connected to a phase P of a mains supply voltage in order to switch a switched mains supply voltage P1 for consumers with mains voltage requirements in the household appliance, e.g. Switch the heating, drive motor etc. on and off.
  • the core of the door monitoring circuit 10 is the input node 36 and its electrical level. This level and its dependency on the state of the loading door of the household appliance should initially be considered without taking into account the function of the trigger processing unit 40.
  • the level of the input node 36 is approximately at ground potential GND because of the connection via the pull-down resistor 34. In the same way, the state of the input node 36 would be coupled to the state of the loading door if a Hall sensor 30b was used as an alternative.
  • the closing contact 30a of the status transmitter is closed.
  • the level at the input node 36 is pulled up to the value of the supply voltage V SS via the pull-down resistor 34, the actual level being essentially dependent on the ratio of the resistance values of the pull-up resistor 32 and the pull-down resistor 34 that form a voltage divider.
  • the level at the input node 36 also depends on the status of a trigger signal MAIN_TRIGGER at the trigger input 14 when the household appliance is in operation.
  • the trigger signal is provided by the microprocessor 80 at the trigger input 14.
  • the trigger signal is preferably processed in the trigger processing unit 40, for example in the form of a level adjustment, an inversion, a D / A conversion or a combination thereof.
  • the trigger processing unit 40 can also be designed to generate the trigger signal itself, controlled by a digital or analog control signal at the trigger input 14.
  • the trigger input 14 is activated with the clock rate of the main routine of the microprocessor 80 and can assume the status MAIN_TRIGGER_ON or MAIN_TRIGGER_OFF .
  • the electrical level of the input node 36 can thus be influenced via the trigger input 14 in such a way that the level depends both on the status of the trigger signal MAIN_TRIGGER and on the status of the status transmitter 30 and thus, in the embodiment shown, the status of the loading door.
  • the state of the input node 36 is queried by the microprocessor 80 at the door signal output 20.
  • the signal at the door signal output 20 is processed by the door signal processing unit 60 so that it can be evaluated by an analog input of the microprocessor 80.
  • the preparation can alternatively also for a different way a detection or control device connected to the door signal output 20, and contain, for example, a level adjustment, an inversion, an A / D conversion or a combination thereof.
  • the preparation can also be implemented in whole or in part in the microprocessor 80.
  • the microprocessor 80 can determine both the status of the status transmitter 30, which represents the status of the loading door, and also read back the status of the trigger signal MAIN_TRIGGER .
  • the monitoring unit 50 controls the mains switching relay 70, which can switch on and off a voltage supply for consumers with a mains voltage requirement in the household appliance, such as heating, drive motor, etc.
  • the network switching relay 70 is activated by the monitoring unit 50 with a relay supply voltage V HVR at the relay control output 56.
  • the relay supply voltage V HVR which is made available to the monitoring unit 50, can advantageously be a PWM-modulated voltage in order to keep the power loss in the mains switching relay 70 low, especially if the mains switching relay 70 is only a lower one after switching Holding current required.
  • the monitoring unit 50 also detects the state of the input node 36 with its monitoring input 54.
  • the microprocessor 80 With a signal at the HV relay input 16 of the door monitoring circuit 10, i.e. At the relay control input 52 of the monitoring unit 50, the microprocessor 80 basically controls the switching on and off of the mains switching relay 70 and thus the mains voltage supply for the said consumers.
  • the monitoring unit 50 also links the release of the network switching relay 70 to the state of the input node 36, in such a way that the network switching relay 70 can not be switched when the loading door of the household appliance is open and thus also prevents the Mains voltage for the operation of critical consumers such as heating, drive, fan, etc. is available.
  • This hardware monitoring function thus represents an additional safeguard that none of the critical consumers can be in operation when the door is open.
  • the microprocessor 80 can, as already described above, provide the trigger signal MAIN_TRIGGER at the trigger input 14.
  • the monitoring unit 50 blocks the control of the mains switching relay 70, so that the mains voltage is prevented from being available for operating critical loads.
  • a failure of the microprocessor 80 that is detected may consist of a physical error or that the software is no longer running correctly in terms of time and / or logic, for example because of a ROM error or incorrect timing.
  • the microprocessor 80 can also use the trigger signal MAIN_TRIGGER to determine whether the signal chain from the status transmitter 30 to the input node 36 has certain errors, for example an interruption or a short circuit. If the microprocessor 80 provides a trigger signal MAIN_TRIGGER at the trigger input 14, then the state of the input node 36 also changes as a function of this trigger signal MAIN_TRIGGER.
  • the state of the input node 36 does not correspond to one of the expected values that are to be expected based on the state of the state transmitter, the wiring through the pull-up resistor 32 and the pull-down resistor 34 and the state of the trigger signal MAIN_TRIGGER would be.
  • the microprocessor 80 can thus determine whether an error is present by comparing the ADC_DOOR signal at the door signal output 20 with predetermined limit values.
  • the monitoring unit 50 provides an analog signal for the microprocessor 80 at the relay status output 58, which signal depends on the status of the input node 36 and the presence of a HV relay control signal HVR_ON at the HV relay input 16 and the relay supply voltage V HVR and which the Microprocessor 80 is used to monitor the proper control of the network switching relay 70.
  • the signal for the microprocessor 80 at the relay status output 58 is processed, for example with a low-pass filter, so that it is a static signal even when the relay supply voltage V HVR is a PWM-modulated voltage.
  • the signal ADC_9V_DOOR at the relay status output 58 indicates to the microprocessor 80 whether the mains switching relay 70 is switched or not.
  • the function of the door monitoring circuit 10 is illustrated below in connection with the description of a method of a door test routine that can be carried out with the aid of the door monitoring circuit 10 and that is based on the schematic flow diagram in FIG Figure 2 is described below.
  • the operation of the door monitoring circuit is controlled by the microprocessor of the household appliance.
  • the microprocessor 80 can start 102 the door test routine at a defined point in time, when it is ensured that the necessary supply voltages are provided for the door monitoring circuit 10.
  • the microprocessor 80 reads out a configuration stored in the device in an initialization step 104.
  • the configuration contains information about the door monitoring circuit 10, which is necessary to carry out the door test routine. This can be information about which door status transmitter 30 is installed in the device, for example a simple door switch 30a or a Hall sensor 30b. In addition, information on limit values for the status signals to be queried can be stored.
  • a first step 110 the microprocessor switches off the MAIN_TRIGGER trigger signal for a time T troff .
  • the microprocessor checks whether the analog signal ADC_DOOR applied to the door signal output 20 lies between a lower limit value open_low_level_Toff and an upper limit value open_high_level_Toff for an open door.
  • the microprocessor jumps to a fifth step 118. If this is not the case, however, then the microprocessor checks in a third step 114 whether the analog signal ADC_9V_DOOR present at the door monitoring output 22 is less than the maximum limit value adc_max_door_opened for an open door Door.
  • the microprocessor ends the door monitoring and outputs an error in a final step 128. If this is the case, however, then the microprocessor determines in a fourth step 116 that the door is open by setting the monitoring value DOOR_OPENED to 1 and continues the door monitoring with an eighth step 124.
  • the microprocessor checks whether the analog signal ADC_DOOR present at the door signal output 20 is between a lower limit value closed_low_level_Toff and an upper limit value closed_high_level_Toff for a closed door .
  • the microprocessor ends the door monitoring and outputs an error in a final step 128. If this is not the case, however, the microprocessor checks in a sixth step 120 whether the analog signal ADC_9V_DOOR applied to the door monitoring output 22 is between a lower limit value adc_min_door_closed and an upper limit value adc_max_door_closed for a closed door.
  • the microprocessor ends the door monitoring and outputs an error in a final step 128. If this is the case, however, then the microprocessor determines in a seventh step 122 that the door is closed by setting the monitoring value DOOR_OPENED to 0, and the door monitoring continues with an eighth step 124.
  • the microprocessor switches on the trigger signal for a time T tron and continues with a ninth step 126.
  • the microprocessor checks whether the analog signal ADC_DOOR applied to the door signal output 20 is either between a lower limit value open_low_level_Ton and an upper limit value open_high_level_Ton for an open one Door or between a lower limit value closed_low_level_Ton and an upper limit value closed_high_level_Ton for a closed door.
  • the microprocessor 80 checks the door monitoring circuit 10 once for hardware errors before executing the routine described above, preferably after the device has been switched on. This function is explained below using the flow chart in Figure 3 describe.
  • a step 144 the trigger signal MAIN_TRIGGER is switched off and it is checked in a loop 148 during a period T whether the analog signal ADC_9V_DOOR present at the door monitoring output 22 is less than a limit value ADOR_max_startup . Once this is the case, the microprocessor 80 continues the door test routine with the first step 110.
  • ADC_9V_DOOR is not less than a limit value ADOR_max_startup " during the time period T. This indicates that a hardware error is present.
  • the microprocessor 80 therefore terminates the door test routine and outputs an error in a final step 150.
  • the time T is chosen to ensure that all the necessary supply voltages for the door monitoring circuit 10 are available, but on the other hand the execution of the door test routine is not unnecessarily delayed. In the embodiment shown, the time T is set to 500 ms.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Türüberwachungsschaltung für ein Haushaltsgerät mit einem Gebereingang und einem Zustandsgeber, der an dem Gebereingang angeschlossen ist und den Zustand einer Beladungstür des Haushaltsgeräts repräsentiert. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Haushaltsgerät mit einer derartigen Türüberwachungsschaltung und einem Mikroprozessor.
  • Zur Vermeidung von Risiken sind bei Haushaltsgeräten mit einer Beladungstür, die Zugriff zu beweglichen Teilen gestattet, Vorkehrungen zu treffen, die ein Einschalten von Aggregaten verhindern, welche potentiell Schaden verursachen könnten. Dazu gehören beispielsweise bei Waschmaschinen und Trocknern der Antriebsmotor für die Trommel, aber auch Pumpen, Heizung und andere.
  • Eine bekannte Möglichkeit solcher Vorkehrungen besteht darin, die Betriebsspannung dieser Aggregate über einen Türschalter zu führen, der die Energieversorgung zu den genannten Aggregaten unterbricht, wenn die Tür geöffnet ist. Der Schalter muß dementsprechend in der Lage sein, die entsprechende Last zu schalten. Außerdem ist in diesem Fall die notwendige Versorgungsspannung gegebenenfalls über relativ lange und ausreichend dimensionierte Leitungen zu führen.
  • Eine derartige Türüberwachungsschaltung ist beispielsweise in der EP 2 290 147 A1 offenbart.
  • Der Einsatz von Mikroprozessoren zur Steuerung von Haushaltsgeräten bietet die Möglichkeit, umfangreiche Sicherheitsfunktionen zu verwirklichen. Allerdings sind solche Schaltungen eigensicher auszuführen, d.h. es ist zu gewährleisten, daß auch bei Fehlfunktionen des Mikroprozessors grundlegende Sicherheitsfunktionen verfügbar sind.
  • Die Erfindung schafft eine Lösung mit der sich zuverlässig aber kostengünstig die genannten Risiken vermeiden lassen.
  • Erreicht wird dies durch eine Türüberwachungsschaltung für ein Haushaltsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Haushaltsgerät mit einer solchen Türüberwachungsschaltung.
  • Demgemäß sind bei einer Türüberwachungsschaltung für ein Haushaltsgerät ein Gebereingang, ein Zustandsgeber, der an dem Gebereingang angeschlossen ist und den Zustand einer Beladungstür des Haushaltsgeräts repräsentiert, ein HV-Relais-Eingang zur Ansteuerung der Türüberwachungsschaltung mit einem HV-Relais-Steuersignal, ein Relais-Steuerausgang zur Ansteuerung eines Netz-Schaltrelais des Haushaltsgeräts, und einer Überwachungseinheit, die mit dem Relais-Steuerausgang, dem Gebereingang, dem HV-Relais-Eingang und dem Türüberwachungsausgang verbunden ist, vorgesehen, wobei Pol des Gebereingangs einen Eingangsknoten bildet, der mit der Überwachungseinheit verbunden ist und die Überwachungseinheit dazu eingerichtet ist, den Relais-Steuerausgang in Abhängigkeit von dem HV-Relais-Steuersignal nur dann anzusteuern, wenn der Zustandsgeber indiziert, daß die Beladungstür des Haushaltsgeräts geschlossen ist.
  • Damit kann, unabhängig von einer Ansteuerung des HV-Relais-Eingang durch eine Steuerung des Haushaltsgeräts, das Netz-Schaltrelais, welches die Energieversorgung für kritische Verbraucher wie Heizung, Antrieb, Gebläse etc. einschaltet, nur dann geschaltet werden, wenn die Beladungstür geschlossen ist. Die direkte Hardware-Verküpfung von Zustandsgeber und Netz-Schaltrelais über die Überwachungseinheit gewährleistet einen eigensicheren Betrieb unabhängig von der Funktion der Hausgerätesteuerung.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Zustandsgeber über einen Pull-up Widerstand und einen Pull-Down Widerstand zwischen eine Versorgungsspannung und Masse geschaltet ist. Der Zustandsgeber ist somit in einen Spannungsteiler eingebunden, anhand dessen Potentiale nicht nur der Zustand des Zustandsgebers, welcher die Zustände der Beladungstür repräsentiert, feststellbar ist, sondern auch Fehler im Zustandssensor und dessen Zuleitungen, wie z.B. Kurzschluß oder Unterbrechung feststellen lassen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Türüberwachungsschaltung, mit einem Triggereingang ausgestattet zur Ansteuerung der Türüberwachungsschaltung durch einen Mikroprozessor mit einem Triggersignal, welches den Zustand des Eingangsknotens verändern kann. Damit kann überprüft werden, ob der Zustandssensor oder die Türüberwachungsschaltung Hardwarefehler aufweist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Türsignalausgang vorgesehen, welcher ein Signal in Anhängigkeit vom Zustand des Eingangsknotens bereitstellt. Damit bietet die Türüberwachungsschaltung einen Schaltungspunkt, an dem von der Steuerung des Haushaltsgerät oder auch von anderen Einheiten der Zustand der Beladungstür abgefragt werden kann.
  • Gemäß einem anderen Aspekt schafft die Erfindung ein Haushaltsgerät mit einer Türüberwachungsschaltung und einem Mikroprozessor zur Ansteuerung des HV-Relais-Eingang und zur Überwachung des Türüberwachungsausgangs.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist bei dem Haushaltsgerät der Mikroprozessor weiterhin zur Ansteuerung des Triggereingangs vorgesehen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigt:
    • Fig. 1.
    ein schematisches Blockschaltbild einer Türüberwachungsschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
    Fig. 2.
    ein schematisches Ablaufdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren; und
    Fig. 3.
    ein schematisches Ablaufdiagram für ein Verfahren gemäß einer Weiterbildung der Erfindung.
  • In Fig. 1 ist schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Türüberwachungsschaltung 10 für ein Haushaltsgerät dargestellt. Die Türüberwachungsschaltung weist einen Gebereingang 12, einen Triggereingang 14 und einen HV-Relais-Eingang 16 auf. Die Türüberwachungsschaltung weist außerdem einen Türsignalausgang 20 und einen Türüberwachungsausgang 22 auf.
  • An den Gebereingang 12 ist ein Zustandsgeber 30 angeschlossen. Der Zustandsgeber 30 kann in unterschiedlicher Weise ausgeführt sein; beispielsweise als einfacher Türschalter in Form eines Schließkontaktes 30a (in Figur 1 in ausgezogenen Linien) oder als Hallsensor 30b (in Figur 1 alternativ in punktierten Linien dargestellt). Der Zustandsgeber 30 gibt den Zustand einer Beladungstür des Haushaltsgerätes wieder, also ob die Tür offen oder geschlossen ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Schließkontakt 30a des Zustandsgebers geschlossen, wenn die Beladungstür des Haushaltsgerätes geschlossen ist.
  • Die Türüberwachungsschaltung 10 weist weiterhin eine Triggeraufbereitungseinheit 40 mit einem Triggereingang 42 und einem Triggerausgang 44, eine Überwachungseinheit 50 mit einem Relais-Ansteuereingang 52, einem Überwachungseingang 54, einem Relais-Steuerausgang 56 und einem Relaiszustandsausgang 58, sowie eine Türsignalaufbereitungseinheit 60 mit einem Türsignaleingang 62 und einem Türsignalausgang 54, auf.
  • Der Zustandsgeber 30 ist zwischen einen ersten Pol 12a und einen zweiten Pol 12b des Gebereingangs 12 geschaltet. Der erste Pol 12a ist über einen Pull-Up-Widerstand 32 an eine Versorgungs- oder Referenzspannung VSS der Türüberwachungsschaltung 10 angeschlossen. Der zweite Pol 12b ist an einen Eingangsknoten 36 angeschlossen, welcher über einen Pull-Down-Widerstand 34 mit der Masse GND der Türüberwachungsschaltung 10 verbunden ist.
  • Der Triggereingang 42 der Triggeraufbereitungseinheit 40 bildet den Triggereingang 14 der Türüberwachungsschaltung 10. Der Triggerausgang 44 der Triggeraufbereitungseinheit 40 ist mit dem Eingangsknoten 36 verbunden.
  • Ebenfalls mit dem Eingangsknoten 36 verbunden ist der Türsignaleingang 62 der Türsignalaufbereitungseinheit 60, und der Türsignalausgang 64 der Türsignalaufbereitungseinheit 60 bildet den Türsignalausgang 20 der Türüberwachungsschaltung 10.
  • Von der Überwachungseinheit 50 schließlich ist der Überwachungseingang 54 ebenfalls mit dem Eingangsknoten 36 verbunden. Der Relais-Ansteuereingang 52 der Überwachungseinheit 50 bildet den HV-Relais-Eingang 16 der Türüberwachungsschaltung 10 und der Relaiszustandsausgang 58 der Überwachungseinheit 50 bildet den Türüberwachungsausgang 22 der Türüberwachungsschaltung 10. Der Relais-Steuerausgang 56 der Überwachungseinheit 50 steuert ein Netz-Schaltrelais 70 an. Das Netz-Schaltrelais 70 ist an eine Phase P einer Netz-Versorgungsspannung angeschlossen, um über einen Schaltkontakt 72 eine geschaltete Netz-Versorgungsspannung P1 für Verbraucher mit Netzspannungsbedarf in dem Haushaltsgerät, wie z.B. Heizung, Antriebsmotor etc. zu- und abzuschalten.
  • Kern der Türüberwachungsschaltung 10 ist der Eingangsknoten 36 und dessen elektrischer Pegel. Dieser Pegel und dessen Abhängigkeit vom Zustand der Beladungstür des Haushaltsgerätes soll zunächst ohne Berücksichtigung der Funktion der Triggeraufbereitungseinheit 40 betrachtet werden.
  • Ist der Schließkontakt 30a des Zustandsgebers offen, was in der gezeigten Ausführungsform einer offene Beladungstür entspricht, liegt der Pegel des Eingangsknotens 36 wegen der Verbindung über den Pull-Down-Widerstand 34 annähernd auf Massepotential GND. In gleicher Weise wäre der Zustand des Eingangsknotens 36 bei alternativer Verwendung eines Hall-Sensors 30b als Zustandsgeber mit dem Zustand der der Beladungstür gekoppelt.
  • Bei geschlossener Beladungstür ist der Schließkontakt 30a des Zustandsgebers hingegen geschlossen. Infolgedessen wird der Pegel am Eingangsknoten 36 über den Pull-down-Widerstand 34 zum Wert der Versorgungsspannung VSS hin hochgezogen, wobei der tatsächlich anliegende Pegel im wesentlichen vom Verhältnis der Widerstandswerte des Pull-up-Widerstands 32 und des Pull-Down-Widerstands 34 abhängt, die einen Spannungsteiler bilden.
  • Der Pegel am Eingangsknoten 36 ist außerdem im Betrieb des Haushaltsgeräts noch vom Status eines Triggersignals MAIN_TRIGGER am Triggereingang 14 abhängig. Das Triggersignal ist im einfachsten Fall von dem Mikroprozessor 80 am Triggereingang 14 bereitgestellt. Vorzugsweise wird das Triggersignal in der Triggeraufbereitungseinheit 40 beispielsweise in Form einer Pegelanpassung, einer Invertierung, einer D/A-Wandlung oder einer Kombination derselben, aufbereitet. Die Triggeraufbereitungseinheit 40 kann auch dazu ausgebildet sein, das Triggersignal an sich, gesteuert durch ein digitales oder analoges Steuersignal am Triggereingang 14, zu erzeugen.
  • In der dargestellten Ausführungsform wird der Triggereingang 14 mit dem Takt der Hauptroutine des Mikroprozessors 80 angesteuert und kann den Status MAIN_TRIGGER_ON oder MAIN_TRIGGER_OFF annehmen. Damit kann der elektrische Pegel des Eingangsknotens 36 über den Triggereingang 14 beeinflusst werden, und zwar so, daß der Pegel sowohl vom Status des Triggersignals MAIN_TRIGGER wie auch vom Zustand des Zustandsgebers 30 und damit in der dargestellten Ausführungsform dem Zustand der Beladungstür abhängt.
  • Der Zustand des Eingangsknotens 36 wird vom Mikroprozessor 80 am Türsignalausgang 20 abgefragt. Das Signal am Türsignalausgang 20 ist durch die Türsignalaufbereitungseinheit 60 so aufbereitet, daß es von einem Analog-Eingang des Mikroprozessors 80, ausgewertet werden kann. Die Aufbereitung kann alternativ auch für eine in anderer Weise an den Türsignalausgang 20 angeschlossenen Erfassungs- oder Steuereinrichtung, vorgesehen sein und beispielsweise eine Pegelanpassung, eine Invertierung, eine A/D-Wandlung oder eine Kombination derselben beinhalten. Die Aufbereitung kann auch ganz oder teilweise in dem Mikroprozessor 80 implementiert sein.
  • Der Mikroprozessor 80 kann also durch Abfrage des Türsignalausgangs 20 sowohl den Zustand des Zustandsgebers 30, welcher den Zustand der Beladungstür repräsentiert, feststellen, als auch den Status des Triggersignals MAIN_TRIGGER zurücklesen.
  • Die Überwachungseinheit 50 steuert das Netz-Schaltrelais 70 welches eine Spannungsversorgung für Verbraucher mit Netzspannungsbedarf in dem Haushaltsgerät, wie z.B. Heizung, Antriebsmotor etc. zu- und abschalten kann. Das Netz-Schaltrelais 70 wird von der Überwachungseinheit 50 mit einer Relaisversorgungsspannung VHVR am Relais-Steuerausgang 56 angesteuert. Die Relaisversorgungsspannung VHVR, die der Überwachungseinheit 50 zur Verfügung gestellte ist, kann vorteilhaft eine PWM-modulierten Spannung sein um die Verlustleistung im Netz-Schaltrelais 70 gering zu halten, insbesondere dann, wenn das Netz-Schaltrelais 70 nach dem Schalten nur noch einen geringeren Haltestrom benötigt.
  • Darüber hinaus erfaßt die Überwachungseinheit 50 mit ihrem Überwachungseingang 54 ebenfalls den Zustand des Eingangsknotens 36.
  • Mit einem Signal am HV-Relais-Eingang 16 der Türüberwachungsschaltung 10, d.h. am Relais-Ansteuereingang 52 der Überwachungseinheit 50 steuert der Mikroprozessor 80 prinzipiell das Ein- und Ausschalten des Netz-Schaltrelais 70 und damit der Netzspannungsversorgung für die besagten Verbraucher. Die Überwachungseinheit 50 knüpft darüber hinaus die Freigabe des Netz-Schaltrelais 70 an den Zustand des Eingangsknotens 36, und zwar so, daß bei geöffneter Beladungstür des Haushaltsgeräts das Netz-Schaltrelais 70 nicht geschaltet werden kann und damit auch verhindert wird, daß in diesem Fall die Netzspannung zum Betrieb kritischer Verbraucher wie Heizung, Antrieb, Gebläse o.ä. zur Verfügung steht.
  • Diese Hardware-Überwachungsfunktion stellt somit eine zusätzliche Sicherung dar, daß bei geöffneter Tür keiner der kritischen Verbraucher in Betrieb sein kann.
  • Weiterhin ist mithilfe dieser Überwachungsfunktion in der dargestellten Ausführungsform auch eine optionale Prüfung der Funktion des Mikroprozessors realisiert, die im folgenden beschrieben ist.
  • Der Mikroprozessor 80 kann am Triggereingang 14, wie bereits oben beschrieben, das Triggersignal MAIN_TRIGGER bereitstellen.
  • Fehlt das Triggersignal, weil beispielsweise der Mikroprozessor 80 versagt, dann sperrt die Überwachungseinheit 50 die Ansteuerung des Netz-Schaltrelais 70, sodaß verhindert wird daß die Netzspannung zum Betrieb kritischer Verbraucher zur Verfügung steht. Ein Versagen des Mikroprozessors 80, das erfasst wird, kann in einem physikalischen Fehler bestehen oder darin, daß die Software zeitlich und/oder logisch nicht mehr richtig abläuft, beispielsweise wegen eines ROM-Fehlers oder fehlerhafter Taktgebung.
  • So ist auch gewährleistet, daß bei fehlerhafter Funktion des Mikroprozessors 80 keiner der kritischen Verbraucher in Betrieb sein kann.
  • Da der Mikroprozessor 80 den Zustand des Zustandsknotens 36 auch am Türsignalausgang 20 abfragt, kann der Mikroprozessor 80 mithilfe des Triggersignals MAIN_TRIGGER auch feststellen, ob die Signalkette vom Zustandsgeber 30 zum Eingangsknoten 36 bestimmte Fehler aufweist, beispielsweise eine Unterbrechung oder einen Kurzschluß. Stellt der Mikroprozessor 80 nämlich an dem Triggereingang 14 ein Triggersignal MAIN_TRIGGER bereit, dann ändert sich der Zustand des Eingangsknotens 36 auch in Abhängigkeit von diesem Triggersignal MAIN_TRIGGER. Bei einem der genannten Fehler entspricht der Zustand des Eingangsknotens 36 nicht einem der erwarteten Werte, die aufgrund des Zustandes des Zustandsgebers, der Beschaltung durch den Pull-Up-Widerstand 32 und den Pull-Down-Widerstand 34 sowie den Zustand des Triggersignals MAIN_TRIGGER zu erwarten wären. Der Mikroprozessor 80 kann damit durch Vergleich des Signals ADC_DOOR am Türsignalausgang 20 mit vorgegebenen Grenzwerten feststellen ob ein Fehler vorliegt.
  • Schließlich stellt die Überwachungseinheit 50 am Relaiszustandsausgang 58 ein analoges Signal für den Mikroprozessor 80 zur Verfügung, welches vom Zustand des Eingangsknotens 36, sowie dem Anliegen eines HV-Relais-Steuersignals HVR_ON am HV-Relais-Eingang 16 und der Relaisversorgungsspannung VHVR abhängt und welches dem Mikroprozessor 80 zur Überwachung der ordnungsgemäßen Ansteuerung des Netz-Schaltrelais 70 dient.
  • Vorzugsweise ist das Signal für den Mikroprozessor 80 am Relaiszustandsausgang 58 so aufbereitet, z.B. mit einem Tiefpaß, daß es auch dann ein statisches Signal ist, wenn die Relaisversorgungsspannung VHVR eine PWM-modulierten Spannung ist.
  • Das Signal ADC_9V_DOOR am Relaiszustandsausgang 58 indiziert dem Mikroprozessor 80 ob das Netz-Schaltrelais 70 geschaltet ist oder nicht.
  • Die Funktion der Türüberwachungsschaltung 10 wird im folgenden verdeutlicht im Zusamenhang mit der Beschreibung eines Verfahrens einer Türtestroutine, das mithilfe der Türüberwachungsschaltung 10 durchgeführt werden kann und das anhand des schematischen Ablaufdiagrams in Figur 2 nachfolgend beschrieben ist. Der Ablauf der Funktion der Türüberwachungsschaltung wird von dem Mikroprozessor des Haushaltsgerätes gesteuert.
  • Nach dem Einschalten kann der Mikroprozessor 80 zu einem definierten Zeitpunkt, wenn sichergestellt ist, daß die notwendigen Versorgungsspannungen für die Türüberwachungsschaltung 10 bereitgestellt sind, mit dem Start 102 der Türtestroutine beginnen.
  • Dazu liest der Mikroprozessor 80 in einem Initialisierungsschritt 104 eine im Gerät hinterlegte Konfiguration aus. Die Konfiguration enthält Informationen über die Türüberwachungsschaltung 10, die zum Ausführen der Türtestroutine notwendig sind. Dies können Informationen darüber sein, welcher Türzustandsgeber 30 im Gerät verbaut ist, also beispielsweise, ein einfacher Türschalter 30a oder ein Hallsensor 30b. Des weiteren können Informationen zu Grenzwerten für abzufragende Zustandssignale hinterlegt sein.
  • In einem ersten Schritt 110 schaltet der Mikroprozessor das Triggersignal MAIN_TRIGGER für eine Zeit Ttroff ab.
  • In einem zweiten Schritt 112 prüft der Mikroprozessor, ob das an dem Türsignalausgang 20 anliegende analoge Signal ADC_DOOR zwischen einem unteren Grenzwert open_low_level_Toff und einem oberen Grenzwert open_high_level_Toff für eine geöffnete Tür liegt.
  • Trifft dies nicht zu, springt der Mikroprozessor zu einem fünften Schritt 118. Ist dies jedoch der Fall, dann prüft der Mikroprozessor in einem dritten Schritt 114, ob das an dem Türüberwachungsausgang 22 anliegende analoge Signal ADC_9V_DOOR kleiner ist als der maximale Grenzwert adc_max_door_opened für eine geöffnete Tür.
  • Trifft dies nicht zu, beendet der Mikroprozessor die Türüberwachung und gibt in einem letzten Schritt 128 einen Fehler aus. Ist dies jedoch der Fall, dann stellt der Mikroprozessor in einem vierten Schritt 116 fest, daß die Tür geöffnet ist, indem er den Überwachungswert DOOR_OPENED auf 1 setzt, und setzt die Türüberwachung mit einem achten Schritt 124 fort.
  • In dem fünften Schritt 118, den der Mikroprozessor anspringt, wenn die Bedingung des zweiten Schritts 112 nicht zutrifft, prüft der Mikroprozessor, ob das an dem Türsignalausgang 20 anliegende analoge Signal ADC_DOOR zwischen einem unteren Grenzwert closed_low_level_Toff und einem oberen Grenzwert closed_high_level_Toff für eine geschlossene Tür liegt.
  • Trifft dies nicht zu, beendet der Mikroprozessor die Türüberwachung und gibt in einem letzten Schritt 128 einen Fehler aus. Ist dies jedoch der Fall, dann prüft der Mikroprozessor in einem sechsten Schritt 120, ob das an dem Türüberwachungsausgang 22 anliegende analoge Signal ADC_9V_DOOR zwischen einem unteren Grenzwert adc_min_door_closed und einem oberen Grenzwert adc_max_door_closed für eine geschlossene Tür liegt.
  • Trifft dies nicht zu, beendet der Mikroprozessor die Türüberwachung und gibt in einem letzten Schritt 128 einen Fehler aus. Ist dies jedoch der Fall, dann stellt der Mikroprozessor in einem siebenten Schritt 122 fest, daß die Tür geschlossen ist, indem er den Überwachungswert DOOR_OPENED auf 0 setzt, und setzt die Türüberwachung mit einem achten Schritt 124 fort.
  • In dem achten Schritt 124 schaltet der Mikroprozessor das Triggersignal für eine Zeit Ttron an und fährt mit einem neunten Schritt 126 fort.
  • In dem neunten Schritt 126, prüft der Mikroprozessor, ob das an dem Türsignalausgang 20 anliegende analoge Signal ADC_DOOR entweder zwischen einem unteren Grenzwert open_low_level_Ton und einem oberen Grenzwert open_high_level_Ton für eine geöffnete Tür oder zwischen einem unteren Grenzwert closed_low_level_Ton und einem oberen Grenzwert closed_high_level_Ton für eine geschlossene Tür liegt.
  • Trifft weder die eine noch die andere Bedingung zu, so deutet dies darauf hin, daß die Signalkette vom Zustandsgeber 30 zum Eingangsknoten 36, wie oben beschrieben einen Fehler aufweist. Daher beendet der Mikroprozessor die Türüberwachung und gibt in einem letzten Schritt 128 einen Fehler aus. Trifft jedoch eine der beiden Bedingungen zu, so beginnt der Mikroprozessor den Türüberwachungszyklus mit dem ersten Schritt 110 von neuem.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfinder prüft der Mikroprozessor 80 vor Ausführen der oben beschriebenen Routine, vorzugsweise nach dem Einschalten des Geräts einmalig die Türüberwachungsschaltung 10 auf Hardwarefehler. Diese Funktion ist nachfolgend anhand, des Flußdiagramms in Figur 3 beschreiben.
  • Dazu wird, wie in Figur 3 dargestellt, vorzugsweise zwischen dem Initialisierungsschritt 104 und dem ersten Schritt 110 der Türtestroutine aus Figur 2, in einem Schritt 144 das Triggersignal MAIN_TRIGGER abgeschaltet und in einer Schleife 148 während einer Zeitdauer T überprüft, ob das an dem Türüberwachungsausgang 22 anliegende analoge Signal ADC_9V_DOOR kleiner als ein Grenzwert ADOR_max_startup ist. Sobald dies der Fall ist, führt der Mikroprozessor 80 die Türtestroutine mit dem ersten Schritt 110 fort.
  • Wird während der Zeitdauer T das Signal ADC_9V_DOOR nicht kleiner als ein Grenzwert ADOR_max_startup" so deutet dies darauf hin, daß ein Hardwarefehler vorliegt. Daher beendet der Mikroprozessor 80 die Türtestroutine und gibt in einem letzten Schritt 150 einen Fehler aus.
  • Die Zeitdauer T ist so gewählt, daß sichergestellt ist, daß alle notwendigen Versorgungsspannungen für die Türüberwachungsschaltung 10 bereitstehen, andererseits aber die Ausführung der Türtestroutine nicht unnötig verzögert wird.. In der dargestellten Ausführungsform ist die Zeitdauer T auf 500ms festgelegt.
  • Bevorzugt sind für die Grenzwerte ADOR_max_startup, open_low_level_Toff, open_high_level_Toff, closed_low_level_Toff, closed_high_level_Toff, open_low_level_Ton, open_high_level_Ton, closed_low_level_Ton, closed_high_level_Ton, adc_max_door_opened, adc_min_door_closed und adc_max_door_closed für verschiedene Arten von Zustandsgebern 30a, 30b unterschiedliche Werte hinterlegt, die beim Start des Geräts ausgelesen und für die Ausführung der Türüberwachungsfunktion in Register des Mikroprozessors hinterlegt werden können.

Claims (5)

  1. Haushaltsgerät mit einem Mikroprozessor (80) und mit einer Türüberwachungsschaltung (10) mit,
    - einem Gebereingang (12),
    - einem Zustandsgeber (30), der an dem Gebereingang (12) angeschlossen ist und den Zustand einer Beladungstür des Haushaltsgeräts repräsentiert,
    - einem HV-Relais-Eingang (16),
    - einem Relais-Steuerausgang (56) zur Ansteuerung eines Netz-Schaltrelais (70) des Haushaltsgeräts,
    - einer Überwachungseinheit (50), die mit dem Relais-Steuerausgang (56), dem Gebereingang (12), dem HV-Relais-Eingang (16) und dem Türüberwachungsausgang (22) verbunden ist,
    wobei ein Pol des Gebereingangs (12) einen Eingangsknoten (36) bildet, der mit der Überwachungseinheit (50) verbunden ist,
    wobei der Mikroprozessor dazu ausgebildet ist,
    - den Türüberwachungsausgang (22) zu überwachen, und
    - zum Einschalten des Netz-Schaltrelais (70), den HV-Refais-Eingang (16) der Türüberwachungsschaltung (10) mit einem HV-Relais-Steuersignal (HVR_ON) anzusteuern, und
    wobei die Überwachungseinheit (50) dazu eingerichtet ist, den Relais-Steuerausgang (56) in Abhängigkeit von dem HV-Relais-Steuersignal (HVR_ON) am HV-Relais-Eingang (16) nur dann anzusteuern, wenn der Zustandsgeber (30) indiziert, daß die Beladungstür des Haushaltsgeräts geschlossen ist.
  2. Haushaltsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Zustandsgeber (30) der Türüberwachungsschaltung (10) über einen Pull-up Widerstand (34) und einen Pull-Down Widerstand (34) zwischen eine Versorgungsspannung (VSS) und Masse (GND) geschaltet ist.
  3. Haushaltsgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Mikroprozessor (80) zur Ansteuerung eines Triggereingangs (14) der Türüberwachungsschaltung (10) mit einem Triggersignal (MAIN_TRIGGER) a ausgebildet ist, welches den Zustand des Eingangsknotens (36) verändern kann.
  4. Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Türüberwachungsschaltung (10) einen Türsignalausgang (20) aufweist, welcher ein Signal in Anhängigkeit vom Zustand des Eingangsknotens (36) bereitstellt.
  5. Haushaltsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Haushaltsgerät eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner oder ein Waschtrockner ist.
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