WO2009068391A1 - Verfahren zur regelung eines spülgangs in einem wasserführenden haushaltsgerät - Google Patents

Verfahren zur regelung eines spülgangs in einem wasserführenden haushaltsgerät Download PDF

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Michael Rosenbauer
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a rinse cycle in a water-conducting household appliance.
  • DE 40 38 802 A1 discloses a dishwasher with a control of the sequence of work programs by a microcomputer, in which the inflowing amount of water is detected by a quantity meter connected to the microcomputer. This allows the work programs to be more accurately controlled.
  • the invention has for its object to reduce the glallmengetoleranz intimiden water consumption and thus also the energy required to heat the filled water without the cleaning performance is reduced.
  • the principle of the invention is to regulate other operating parameters, such as, for example, the pressure and / or the speed of a circulation pump or a circulation time of wash liquor on the basis of the actually filled actual filling amount so that an equal removal rate is achieved for a Target filling quantity would be required.
  • some predetermined rinses with predetermined sets of desired operating parameters are preprogrammed in a control device and selectable by the user.
  • the nominal operating parameter sets are designed for a specific standard load of items to be washed. For this purpose, a certain removal rate is provided.
  • More comfortable dishwashing machines comprise devices for determining the loading and for determining and setting load-dependent sets of desired operating parameters corresponding to a load-dependent removal rate, in order, for. B. to save time and energy at low load.
  • the removal rate (AE) provided for rinsing during a rinse cycle is a measure of the cleaning effect. It is proportional to the volume flow (dV / dt), i. the amount of water (flushing solution) circulated during the wash cycle, the pressure (p) at the spray nozzle and the circulation time (t) of the wash cycle:
  • the object is therefore achieved in a method for controlling a rinse cycle in a water-conducting domestic appliance, in particular dishwashing or washing machine, to a predetermined removal rate by adjusting at least one operating parameter of the water-bearing household appliance, comprising at least the steps: (A) detecting (S10) a sunken in the domestic appliance water
  • F flow rate per unit time
  • p pressure
  • n rotational speed
  • t purging duration
  • the filling quantity it is not necessary to calculate the filling quantity accurately, e.g. to dose or regulate to 3.5 ⁇ 0.1 liters. Instead, first the recessed actual filling quantity is measured, which is less technically complicated, and in step (b) determines the filling quantity deviation. Then, depending on the filling quantity deviation, a different operating parameter, different from the filling quantity, is determined and adapted such that, in spite of or with the actual filling quantity deviating from the nominal filling quantity, the removal rate and thus the desired cleaning performance are achieved.
  • the filling amount of, for example, 3.6 ⁇ 0.1 liter, to ensure a minimum quantity of 3.5 liters, can be reduced to 3.5 ⁇ 0.1 liters.
  • the filling time of a reference volume can be measured at a constant filling volume flow.
  • an impeller sensor can be provided and read out.
  • the delivery rate (F) per unit time or the number of revolutions per minute (s) of recirculation means can be adjusted during the wash cycle.
  • ), if by a flow deviation (.DELTA.F F reg ei - F so n) from a target Flow rate (F so n) deviates.
  • the delivery quantity deviation ( ⁇ F) is likewise positive or the control-flow (F r EGEi) is greater than the target flow rate (F so n) set and vice versa.
  • the delivery rate of the circulating means is normally directly proportional to the speed of the circulating pump. Underfilling must reduce the flow rate or speed to prevent the circulation pump from "draining" and sucking in air due to the lower water pressure at its suction side, resulting in increased noise, speed fluctuations, and reduced flow rate Overfilling the increased water pressure on the suction side of the circulating pump exploited by the fact that the flow rate and the speed increases while the time is shortened, for example, at the same removal rate.
  • the deviation from the desired flow rate or the desired speed can be determined so that the relative deviation of the flow rate (.DELTA.F / F so n) with respect to the target flow rate (Fsoii) or the relative deviation of the rotational speed (.DELTA.n /. n so n) with respect to the target rotational speed (n so n) is equal to the relative filling quantity deviation (.DELTA.V / V so n) with respect to the desired filling amount (V SO ⁇ ).
  • the circulation time (T) can be adjusted accordingly.
  • the regulation of the circulation time can be advantageously combined with the control of the flow rate or speed of the circulating means. Because in the case of an underfilling, the reduction of the delivery rate or the rotational speed, which corresponds to a reduction of the volume flow (dV / dt) and the pressure (p) in equation (AE), is compensated by an extension of the circulation time t, so that the removal rate decreases Equation (AE) remains constant. The energy consumption of the longer circulation time is compensated by the energy saving due to the smaller capacity.
  • the deviation (.DELTA.T) can be determined so that the relative deviation (.DELTA.T / T so n) of the circulation time with respect to the target circulation time (T soN ) equal to the relative deviation (.DELTA.V / V SO ⁇ ) of the fill in Reference to the desired filling quantity (V so n) is.
  • This also leads to a substantially proportional, ie technically simple and stable control algorithm.
  • step (c) may comprise the following substeps:
  • the rotational speed (n) is set to a target rotational speed (n soN ) and the circulation time (T) to a target revolving time (T so ii) adapted. From the speed (n), the flow rate per unit time (F) is adjusted.
  • the target speed (n S ⁇ ⁇ ) is a speed which is smaller than an operating point of the circulating means corresponding speed. Accordingly, the target circulation time (T so n) is a circulation time which is greater than a circulation time corresponding to the predetermined removal rate.
  • the circulation means can then be operated with a larger flow rate per unit of time, that is, at a higher speed (s). This is accompanied by an increase in the pressure (p) in the recirculation means and an increased energy consumption due to the larger filling quantity as well as an increase in the removal rate (see equation AE). The increased energy consumption and the increased removal rate are partially compensated by a corresponding shortening of the circulation time (t).
  • a driven with a speed-controllable motor circulation pump can be adjusted to a speed stable running by ( ⁇ n SO) with a deviating from the desired operating point of the operating point and with a with respect to a target rotational speed (different rule speed n (V
  • a target rotational speed different rule speed n (V
  • a control circulation time deviating from a desired circulation time can be determined.
  • a speed reduction in the first step is compensated by an extension of the circulation time (T) or an increase in speed in the first step by reducing the circulation time (T) so that the removal rate remains the same.
  • components which are already present in a water-conducting domestic appliance are generally used anyway, and no separate means for measuring the actual filling quantity are required.
  • the loading can first be determined. For this purpose, for example, the weight of the washware to be washed or its entire surface can be detected.
  • the removal rate including the desired filling amount (V so n) and / or the target circulation time (T SO ⁇ ) depending on the specific load be predetermined.
  • V so n the desired filling amount
  • T SO ⁇ target circulation time
  • the determination of the removal rate is proportional to the load in order to achieve a satisfactory cleaning result for each degree of loading. For example. will provide for glass a low removal rate than for normal items and especially heavily soiled items a particularly high removal rate.
  • a choice of Abtrags achieved by a program selection, with which a certain Abtrags effet is specified, the achievement of which is ensured by the inventive method.
  • To solve the above object also serves a water-conducting household appliance, such as. A dishwashing machine or a washing machine.
  • a water-conducting household appliance such as. A dishwashing machine or a washing machine.
  • it comprises a measuring device for the actually admitted filling quantity (V ⁇ st ).
  • a circulation time and a flow rate or speed of the circulating means are provided.
  • a certain target circulation time (T so n) as well as a working point of the circulation corresponding predetermined target flow rate (Fsoii) or target speed (n so n) are predetermined and preprogrammed in a control unit.
  • the water-conducting household appliance comprises a control unit for implementing the method described above. It determines deviations of the operating parameters from the particular operating parameters of the circulating means in order to regulate the operating parameters to a predetermined removal rate.
  • the circulation means may comprise a circulation pump with a speed-controllable electric motor. It can be an asynchronous motor, possibly with phase control and speed adaptation, a brushless DC motor with a permanent magnet (BLDC motor) or a synchronous motor with frequency converter, which enables sensorless speed detection.
  • a circulation pump with a speed-controllable electric motor. It can be an asynchronous motor, possibly with phase control and speed adaptation, a brushless DC motor with a permanent magnet (BLDC motor) or a synchronous motor with frequency converter, which enables sensorless speed detection.
  • BLDC motor permanent magnet
  • synchronous motor with frequency converter which enables sensorless speed detection.
  • the actual filling quantity (V s t) can be determined by means of a container with a reference volume, for example one in conventional water-carrying Domestic appliance already used water storage, which is in heat-conducting contact with the washing compartment, or detected with a level sensor.
  • the water reservoir preferably consists of a arranged on one side of a washing chamber, can be filled with water container having a narrow and tall shape. By this form, the height of the water level or the filling amount can be determined with a high resolution.
  • the fill level sensor can be designed as a capacitive or inductive sensor, or it can comprise a fan-shaped or sheet-shaped light barrier extending over the height interval covered by the sensor. Alternatively or additionally, the actually admitted filling quantity can be detected with an impeller wheel arranged in a water inlet line.
  • the means for detecting the actual amount of charge taken in a serving for driving the circulation pump electric motor with a load-dependent torque characteristic means for detecting the time dependence of the speed, means for controlling the speed of the electric motor and means for detecting a working point of the electric motor at constant speed, working together so that the electric motor experiences a constant load at a speed dependent on the actual charge (V
  • the water-conducting household appliance may comprise means for determining the load and further comprising means for predetermining the removal rate including the desired filling amount (V so ii) and / or the target circulation time (T so n) depending on the load. This ensures that even with a variable degree of loading always a consistently satisfactory cleaning result is achieved.
  • the means for determining the removal rate can be designed so that the removal rate is set proportionally to the load. This is technically, especially software-technically easy to implement.
  • weight or pressure sensors can be arranged on the wash ware baskets.
  • optical Serve means for. B. a system of arranged in the rinsing chamber light barriers and / or a camera with connected image processing means, with each of which the degree of loading of one or more Spülgutkörbe can be detected.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a dishwasher
  • FIG. 2 is a schematic representation of characteristics of a driven with an electric motor circulation pump
  • FIG. 3 shows a flow chart for the method for regulating a rinse cycle.
  • a dishwashing machine 2 shown schematically comprises a washing chamber 4 delimited by a washing chamber housing 6, washware baskets 8 displaceably mounted and removable in the washing chamber for receiving wash ware 10 and a spray arm 14 rotatably mounted in the wash chamber 4 with a plurality of spray nozzles 16 for illuminating the wash ware 10 with water or rinsing eye.
  • the dishwasher 2 further includes a water supply system with a next to a side wall of the Spellerschbachgepuruses 6 mounted water reservoir 30 as a heat storage for receiving water at a certain temperature, disposed on the top of the water reservoir 30 vent valve 32, a connecting line 38 to a water connection 42 with a water connection valve 44 for shutting off a fresh water supply (indicated in FIG.
  • the dishwasher 2 further comprises a circulation circuit, which consists of a rinsing chamber 4, arranged at the bottom of the rinsing chamber 4 drain 18, a Ummélzansaug réelle 20, a suction line 22, a supply line 12, the spray arm 14 and a circulating pump 24 as a circulating means with respect to his Speed controllable electric motor 26 as a drive. It is coupled directly or via a transmission with the circulation pump 24.
  • the dishwasher 2 includes a drain system 64 which is not described in more detail.
  • a signal line 58 transmits a measurement signal of the level sensor 48 and thus allows a direct measurement of the feed rate V ⁇ st .
  • a motor control line 62 passes measurement signals relating to the rotational speed of the electric motor 26 to the controller 76 and conversely transmits signals for switching on and off and for regulating the rotational speed.
  • the connecting line 38 connects the water connection 42 with the suction side of the feed pump 36.
  • the reservoir supply line 34 connects, switchable by means of the first inlet valve 37, the pressure side of the feed pump 36 with the water reservoir 30.
  • the supply line 50 connects, switchable by means of the second inlet valve 52 , the water reservoir 30 with the circulation circuit and goes to the confluence of the Ummélzansaugtechnisch 20 in the circulation pump intake passage 22.
  • the controller 76 causes the supply of fresh water from the water port 42 by a timing of the feed pump 36 or the first
  • the water reservoir 30 is bounded by substantially vertical walls, so that the size and shape of the water surface in the water reservoir 30 is constant regardless of the filling level.
  • the water reservoir is a regularly shaped, rectangular, flat container which has approximately the dimension of the side wall of the rinsing chamber 4.
  • the level sensor 48 is disposed approximately at the level of a reference level 46 and measures the actual level in a height interval of ⁇ 5% to the reference level height 46. It is designed as a capacitive sensor and outputs a signal through the signal line 58 for the exact Level of the water reservoir 30 and thus the actually accumulated filling quantity V ⁇ st on the controller 76 on.
  • FIG. 2 serves to illustrate a method for measuring the actual filling quantity V ⁇ st , in which components of the dishwasher 2 which are already present for the rinsing or circulating operation are used.
  • the controller 76 controls the timing of switching on and off of the electric motor 26 of the circulation pump 24 and thus the circulation time T via the control line 62.
  • the controller 76 also controls the speed n of the motor 26th
  • the rotational speed n of the electric motor 26 is plotted on the abscissa 82 and the torque M developed by the engine 26 is plotted as ordinate 80.
  • the curve 84 illustrates the characteristic of a motor 26 relationship between the torque M and the rotational speed n, so the motor characteristic.
  • the curve 86 indicates the characteristic of the circulation pump 24, monotonically increasing relationship between the load M and the rotational speed n of the circulation pump 24 for a certain amount, so the pump load curve for the target filling amount V so n.
  • the speed n of the motor 26 in accordance with the pump load M for the associated capacity and allows a smooth running of the motor 26 without fluctuations in the rotational speed n.
  • the circulation pump 24 in addition to the water also draw air, which leads to increased noise and to a load and speed fluctuation.
  • the suction pressure for the circulation pump 24 is too high and there may be pressure fluctuations in the intake pipe 22 and thus also to speed fluctuations.
  • Each filling quantity has its own operating point on its own characteristic curve.
  • To a ⁇ in comparison with the nominal filling quantity V SO to .DELTA.V larger capacity includes the pump characteristic curve 90, 84 (so n + .DELTA.V V)> n as n intersects the engine characteristic curve at the operating point 92 at the speed n.
  • To a by .DELTA.V / 2 smaller capacity includes the pump characteristic curve 94, which 84 ⁇ n as n intersects the engine characteristic curve at the operating point 96 at the speed n (V SO ⁇ -.DELTA.V).
  • the actual filling quantity V ⁇ st can thus be determined by measuring the rotational speed n of the associated operating point.
  • the rotational speed n of the pump-motor combination is varied by one of the nominal filling quantity V n associated target speed n so n until a running of the pump-motor combination with a stable speed n is established.
  • V ⁇ st ⁇ V so n results in a speed n ⁇ st ⁇ n so n-
  • the recirculation time T increases so that according to the equation (AE), the removal rate remains the same.
  • the increased by the increased circulation time T energy consumption is thus compensated by the energy savings due to the lower filling quantity V ⁇ st .
  • the resulting lower flow per unit time under underfilling reduces the risk of idling the intake manifold 22 and reduces associated noise.
  • the reduction of the delivery rate dV / dt or the speed n is also accompanied by a reduction of the pressure p.
  • the reduction of the delivery rate dV / dt or speed n and the reduction of the pressure p would lead according to equation (AE) to a reduction of the removal rate. This is compensated by a corresponding extension of the circulation time T. This ensures a consistently good cleaning result.
  • Fig. 3 illustrates the essential steps of the control process during a rinse cycle.
  • the loading 10 of the rinsing chamber 4 is first determined in S4.
  • the removal rate AE required for a sufficient cleaning result of the load 10 is determined in S6.
  • the desired operating parameters are determined which are required to achieve the removal rate AE.
  • the nominal filling quantity V n so the target delivery rate (dV / dt) soN or the speed n so as n n for the circulation mode and the target T circulation time.
  • the nominal filling quantity V is so in S10 n admitted to fresh water and actually filled actual filling quantity V ⁇ st measured in the beginning rinsing operation.
  • Circulating means and the control device take place in a different form from that described here.
  • the measuring devices can be configured in a different form, if this is necessary, for example, for space or designerischen reasons.
  • Control line for feed pump 58 Signal line from the level sensor

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Spülgangs in einem wasserführenden Haushaltsgeräts, insbesondere Geschirrspül- oder Waschmaschine, auf eine vorbestimmte Abtragsleistung durch Anpassen von wenigstens einem Betriebsparameter des wasserführenden Haushaltsgeräts, wenigstens umfassend die Schritte: a) Erfassen (S10) einer in das wasserführende Haushaltsgerät eingelassenen Füllmenge (Vιst), b) Bestimmen (S12) einer Füllmengenabweichung (ΔV) der eingelassenen Füllmenge (Vist) von einer vorbestimmte Soll-Füllmenge (Vsoll), und c) Anpassen (S24, S26) zumindest eines Betriebsparameters derart, dass unter Berücksichtigung der Füllmengenabweichung (ΔV) die vorbestimmte Abtragsleistung erreicht wird.

Description

Verfahren zur Regelung eines Spülgangs in einem wasserführenden Haushaltsgerät
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Spülgangs in einem wasserführenden Haushaltsgerät.
Bei wasserführenden Haushaltsgeräten, wie bspw. Geschirrspülmaschinen, werden bei der Bemessung der für den Spülgang einzufüllenden Wassermenge Toleranzen dadurch berücksichtigt, dass die Füllmenge größer als die Soll-Füllmenge gewählt wird. Um sicherzustellen, dass bei einer Geschirrspülmaschine mit einer Füllmengentoleranz von ±0,1 Itr. bei 100% der Geräte aus einer Produktionsreihe eine Soll-Füllmenge VSOιι von 3,5 Itr. zuläuft, werden daher 3,6 Itr. ± 0,1 Itr. eingefüllt. Viele Geräte arbeiten daher mit mehr Wasser als der Soll-Füllmenge. Da pro Spülgang je nach Gerätetyp und gewähltem Spülprogramm bis zu sechs Wasserwechsel ausgeführt werden, kann der zusätzliche Wassermehrverbrauch erheblich sein.
Um optimale Leistungswerte für die die Leistungsfähigkeit einer Geschirrspülmaschine beeinflussenden Größen zu erzielen, sind auch Toleranzen derjenigen Bauelemente des Geschirrspülmaschine zu minimieren, die diese Größen beeinflussen. Die Toleranzen zu verringern, beispielsweise durch sehr genaue Dosierung der Menge des zugeführten Wassers, ist jedoch aufwändig und wegen der benötigten zusätzlichen Elemente kostspielig.
DE 40 38 802 A1 offenbart eine Geschirrspülmaschine mit einer Regelung des Ablaufs von Arbeitsprogrammen durch einen Mikrocomputer, bei dem die zulaufende Wassermenge über einen an den Mikrocomputer angeschlossenen Mengenmesser erfasst wird. Damit können die Arbeitsprogramme bereits genauer gesteuert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den füllmengetoleranzbedingten Wassermehrverbrauch und damit auch die zum Aufheizen des eingefüllten Wassers benötigte Energie zu verringern, ohne das die Reinigungsleistung reduziert wird. Das Prinzip der Erfindung besteht darin, auf der Grundlage der tatsächlich eingefüllten Ist- Füllmenge andere Betriebsparameter, wie bspw. den Druck und/oder die Drehzahl einer Umwälzpumpe oder eine Umwälzzeit von Spülflotte so zu regeln, dass eine gleiche Abtragsleistung erreicht wird, die für eine Soll-Füllmenge erforderlich wäre.
Bei einfachen Geschirrspülmaschinen sind einige vorbestimmte Spülgänge mit vorbestimmten Sätzen von Soll-Betriebsparametern, wie Füllmenge des Wassers, Spültemperatur, Volumenstrom beim Umwälzen des Spülwassers und Spüldauer, in einer Steuerungsvorrichtung vorprogrammiert und durch den Benutzer wählbar. Die Soll- Betriebsparameter-Sätze sind auf eine bestimmte Standard-Beladung mit Spülgut ausgelegt. Dafür wird eine bestimmte Abtragsleistung bereitgestellt. Komfortablere Geschirrspülmaschine umfassen Einrichtungen zum Bestimmen der Beladung und zum Bestimmen und Einstellen von beladungsabhängigen Sätzen von Soll-Betriebsparametern entsprechend einer beladungsabhängigen Abtragsleistung, um damit z. B. bei geringer Beladung Zeit und Energie zu sparen.
Die während eines Spülgangs zum Spülen bereitgestellte Abtragsleistung (AE) ist ein Maß für die Reinigungswirkung. Sie ist proportional zu dem Volumenstrom (dV/dt), d.h. der während des Spülgangs umgewälzten Menge des eingefüllten Wassers (Spüllauge), dem Druck (p) an der Sprühdüse und der Umwälzzeit (t) des Spülgangs:
AE = const. x dV/dt x p x t. (Gl. AE)
In dieser Gleichung für die Abtragsleistung (AE) berücksichtigt die Konstante „const." weitere, in der Gleichung nicht explizit genannte Betriebsparameter, die die Abtragsleistung ebenfalls beeinflussen. Dazu gehören z. B. die Reinigungstemperatur und die Art des verwendeten Spülmittels.
Die Lösung der Aufgabe besteht daher in einem Verfahren zur Regelung eines Spülgangs in einem wasserführenden Haushaltsgeräts, insbesondere Geschirrspül- oder Waschmaschine, auf eine vorbestimmte Abtragsleistung durch Anpassen von wenigstens einem Betriebsparameter des wasserführenden Haushaltsgeräts, wenigstens umfassend die Schritte: (a) Erfassen (S10) einer in das wasserführende Haushaltsgerät eingelassenen
Füllmenge (Vιst),
(b) Bestimmen (S12) einer Füllmengenabweichung (ΔV) der eingelassenen Füllmenge (Vιst) von einer vorbestimmte Soll-Füllmenge (VsoN), und
(c) Anpassen (S24, S26) zumindest eines Betriebsparameters, derart, dass unter Berücksichtigung der Füllmengenabweichung (ΔV) die vorbestimmte Abtragsleistung erreicht wird
Die in Schritt c) zu regelnden Betriebsparameter können beispielsweise eine Fördermenge pro Zeiteinheit (F = dV/dt) der umgewälzten Spülflotte, deren Druck (p), eine Drehzahl (n) von Umwälzmitteln sowie die Umwälzzeit bzw. Spüldauer (t) des Spülgangs umfassen. Diese Betriebsparameter sind mit in herkömmlichen Geschirrspülmaschinen ohnehin vorhandenen Bauelementen leicht und mit deutlich geringeren Toleranzen regelbar als die Füllmenge.
Nach diesem Verfahren ist es nicht notwendig, die Füllmenge genau, z.B. auf 3,5 ± 0,1 Liter zu dosieren bzw. zu regeln. Stattdessen wird zunächst die eingelassene Ist- Füllmenge gemessen, was technisch weniger aufwändig ist, und in Schritt (b) die Füllmengen-Abweichung bestimmt. Dann wird in Abhängigkeit von der Füllmengenabweichung ein anderer, von der Füllmenge verschiedener Betriebsparameter so bestimmt und angepasst, dass trotz bzw. mit der von der Soll-Füllmenge abweichenden Ist-Füllmenge die Abtragsleistung und mithin die gewünschte Reinigungsleistung erzielt wird. So kann die Füllmenge von bspw. 3,6 ± 0,1 Liter, um eine Mindestmenge von 3,5 Litern zu gewährleisten, auf 3,5 ± 0,1 Liter reduziert werden.
Zur Erfassung der tatsächlichen Füllmenge (Vιst) kann bei einem konstanten Einfüll- Volumenstrom die Füllzeit eines Referenzvolumens gemessen werden. Auch kann ein Flügelradsensor bereitgestellt und ausgelesen werden.
In Schritt (c) können die Fördermenge (F) pro Zeiteinheit oder die Drehzahl (n) von Umwälzmitteln während des Spülgangs angepasst bzw. geregelt werden. Insbesondere kann die Fördermenge pro Zeiteinheit (F = dV/dt) in Abhängigkeit von der Füllmengenabweichung (ΔV) auf eine Regel-Fördermenge (FrΘgΘ|) angepasst werden, wenn sie um eine Fördermengen-Abweichung (ΔF = Fregei - Fson) von einer Soll- Fördermenge (Fson) abweicht. Bei einer drehzahlregelbaren Umwälzpumpe gilt Entsprechendes für eine Drehzahl (n) der Umwälzpumpe, die auf eine Regel-Drehzahl (nrΘgΘ|) angepasst wird, wenn sie um eine Drehzahl-Abweichung (Δn = nrΘgΘ| - nsoN) von der Soll-Drehzahl (nson) abweicht. Wenn die Ist-Füllmenge (Vιst) größer ist als die Soll- Füllmenge (Vsoii) bzw. die Füllmengenabweichung (ΔV = Vιst - VSOιι) positiv (Überfüllung), ist die Fördermengen-Abweichung (ΔF) ebenfalls positiv bzw. die Regel-Fördermenge (Fregei) größer als die Soll-Fördermenge (Fson) einzustellen und umgekehrt.
Die Fördermenge der Umwälzmittel ist im Normalfall direkt proportional zur Drehzahl der Umwälzpumpe. Bei einer Unterfüllung muss die Fördermenge bzw. die Drehzahl verringert werden, um zu vermeiden, dass die Umwälzpumpe aufgrund des geringeren Wasserdrucks an ihrer Ansaugseite „leerläuft" und Luft ansaugt. Dies führt zu erhöhter Geräuschentwicklung, Drehzahlschwankungen und einer reduzierten Förderleistung. Umgekehrt wird bei einer Überfüllung der erhöhte Wasserdruck an der Ansaugseite der Umwälzpumpe dadurch ausgenutzt, dass die Fördermenge bzw. die Drehzahl erhöht und dabei z.B. bei gleicher Abtragsleistung die Zeit verkürzt wird.
Die Abweichung von der Soll-Fördermenge oder der Soll-Drehzahl kann so bestimmt werden, dass die relative Abweichung der Fördermenge (ΔF/Fson) in Bezug auf die Soll- Fördermenge (Fsoii) bzw. die relative Abweichung der Drehzahl (Δn/nson) in Bezug auf die Soll-Drehzahl (nson) gleich der relativen Füllmengenabweichung (ΔV/Vson) in Bezug auf die Soll-Füllmenge (VSOιι) ist. Dies führt zu einem im Wesentlichen proportionalen, d. h. hardware-technisch und/oder software-technisch einfachen und stabilen Regelalgorithmus.
In Schritt (c) kann entsprechend auch die Umwälzzeit (T) angepasst werden. Insbesondere kann sie sich in Abhängigkeit von der Füllmengenabweichung (ΔV) auf eine Regel-Umwälzzeit (TrΘgΘι) einstellen, die um eine zur Füllmengenabweichung (ΔV) betragsgleiche Abweichung (ΔT) in Bezug auf eine Soll-Umwälzzeit (Tson) abweicht. Wenn die Ist-Füllmenge (Vιst) größer ist als die Soll-Füllmenge (Vson) bzw. die Füllmengenabweichung (ΔV = Vιst - Vson) positiv, d. h. größer als Null, ist jetzt die Regel- Umwälzzeit (TregΘ|) allerdings kleiner als die Soll- Umwälzzeit (Tson) bzw. die Abweichung der Umwälzzeit (ΔT) negativ zu wählen und umgekehrt. Die Regelung der Umwälzzeit kann mit der Regelung der Fördermenge bzw. Drehzahl der Umwälzmittel vorteilhaft kombiniert werden. Denn bei einer Unterfüllung wird die Verringerung der Fördermenge bzw. der Drehzahl, die einer Reduzierung des Volumenstroms (dV/dt) und des Drucks (p) in Gleichung (AE) entspricht, durch eine Verlängerung der Umwälzzeit t kompensiert, so dass die Abtragsleistung nach Gleichung (AE) konstant bleibt. Der Energieverbrauch der längeren Umwälzzeit wird durch die Energieeinsparung aufgrund der geringeren Füllmenge kompensiert. Umgekehrt wird bei einer Überfüllung die Erhöhung der Fördermenge bzw. der Drehzahl, der eine Vergrößerung des Volumenstroms (dV/dt) und des Drucks (p) in Gleichung (AE) entspricht, durch eine Verkürzung der Umwälzzeit t kompensiert, so dass die Abtragsleistung nach Gleichung (AE) wiederum konstant bleibt. Der Energieverbrauch durch die erhöhte Füllmenge wird durch die Energieeinsparung aufgrund der verkürzten Umwälzzeit teilkompensiert.
Dabei kann die Abweichung (ΔT) so bestimmt werden, dass die relative Abweichung (ΔT/Tson) der Umwälzzeit in Bezug auf die Soll-Umwälzzeit (TsoN) gleich der relativen Abweichung (ΔV/VSOιι) der eingelassenen Füllmenge in Bezug auf die Soll-Füllmenge (Vson) ist. Auch dies führt zu einem im Wesentlichen proportionalen, d. h. technisch einfachen und stabilen Regelungsalgorithmus.
In Kombination mit der proportionalen Regelung der Fördermenge bzw. Drehzahl der Umwälzpumpe kompensieren sich also die Regelungen der Fördermenge bzw. Drehzahl und der Umwälzzeit so, dass nach der Gleichung (AE) die Abtragsleistung und damit das Reinigungsergebnis konstant bleiben. In dieser Kombination kann der Schritt (c) folgende Teilschritte umfassen:
(i) Vergleichen der eingelassenen Füllmenge (Vst) mit der Soll-Füllmenge (Vson). Ist die eingelassene Füllmenge (Vιst) kleiner, wird die Drehzahl (n) auf eine Soll-Drehzahl (nson) und die Umwälzzeit (T) auf eine Soll-Umwälzzeit (Tson) einangepasst.
(ii) Ist die eingelassene Füllmenge (Vιst) größer als die Soll-Füllmenge (VsoN), wird die Drehzahl (n) auf eine Soll-Drehzahl (nsoN) und die Umwälzzeit (T) auf eine Soll-Umwälzzeit (Tsoii) einangepasst. Aus der Drehzahl (n) wird die Fördermenge pro Zeiteinheit (F) angepasst. Die Soll- Drehzahl (nSθιι) ist dabei eine Drehzahl, die kleiner als eine einem Arbeitspunkt der Umwälzmittel entsprechende Drehzahl. Entsprechend ist die Soll-Umwälzzeit (Tson) eine Umwälzzeit, die größer als eine der vorbestimmten Abtragsleistung entsprechende Umwälzzeit ist.
Wenn die eingelassene Ist-Füllmenge größer als die Soll-Füllmenge ist, verringert sich das Risiko des Leerlaufens der Ansaugseite der Umwälzmittel. Die Umwälzmittel können dann mit einer größeren Fördermenge pro Zeiteinheit, also mit einer höheren Drehzahl (n) betrieben werden. Damit gehen eine Erhöhung des Drucks (p) in den Umwälzmitteln und ein durch die größere Füllmenge erhöhter Energieverbrauch sowie eine Erhöhung der Abtragsleistung einher (vgl. Gleichung AE). Der erhöhte Energieverbrauch und die erhöhte Abtragsleistung werden durch eine entsprechende Verkürzung der Umwälzzeit (t) teilkompensiert.
In einem ersten Schritt kann eine mit einem drehzahlsteuerbaren Motor angetriebene Umwälzpumpe auf einen drehzahlstabilen Lauf angepasst werden, indem sie mit einem vom Soll-Arbeitspunkt abweichenden Arbeitspunkt und mit einer in Bezug auf eine Soll- Drehzahl (nSOιι) abweichenden Regel-Drehzahl (n(V|St+) bzw. n(V|St-)) betrieben wird. Dazu kann in einem zweiten Schritt eine von einer Soll-Umwälzzeit abweichenden Regel- Umwälzzeit bestimmt werden. Eine im ersten Schritt erfolgte Drehzahlverringerung wird durch eine Verlängerung der Umwälzzeit (T) bzw. eine im ersten Schritt erfolgte Drehzahlerhöhung durch eine Verringerung der Umwälzzeit (T) so kompensiert, dass die Abtragsleistung gleich bleibt. In dieser Ausführungsform des ersten Schritts werden in einem wasserführenden Haushaltsgerät in der Regel ohnehin vorhandene Bauelemente benutzt, und es sind keine gesonderten Mittel zum Messen der tatsächlichen Füllmenge erforderlich.
Als Grundlage für das Vorbestimmen der Abtragsleistung für jeden Beladungsgrad kann zuerst die Beladung bestimmt werden. Dazu können beispielsweise das Gewicht des zu spülenden Spülguts oder dessen Gesamtoberfläche erfasst werden. Zu Beginn des Verfahrens kann ferner die Abtragsleistung einschließlich der Soll-Füllmenge (Vson) und/oder die Soll-Umwälzzeit (TSOιι) in Abhängigkeit von der bestimmten Beladung vorbestimmt werden. Bei einem größeren Beladungsgrad als einem Standard wird eine größere Abtragsleistung vorbestimmt und umgekehrt. Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung der Abtragsleistung proportional zur Beladung, um für jeden Beladungsgrad ein zufriedenstellendes Reinigungsergebnis zu erzielen. Bspw. wird für Glas eine geringe Abtragsleistung als für normales Spülgut und für besonders stark verschmutztes Spülgut eine besonders hohe Abtragsleistung vorsehen. Ferner kann in einer bevorzugten Ausführungsform ein Wahl der Abtragsleitung durch eine Programmwahl erfolgen, mit der eine bestimmte Abtragsleitung vorgegeben wird, deren Erreichung durch das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet wird.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe dient auch ein wasserführendes Haushaltsgerät, wie bspw. eine Geschirrspül- oder ein Waschmaschine. Sie umfasst dazu insbesondere eine Messeinrichtung für die tatsächlich eingelassene Füllmenge (Vιst).
Als Betriebsparameter eines Arbeitsgangs sind in der Regel eine Umwälzzeit sowie eine Fördermenge oder eine Drehzahl der Umwälzmittel vorgesehen. In herkömmlichen wasserführenden Haushaltsgeräten sind dafür eine bestimmte Soll-Umwälzzeit (Tson) sowie eine einem Arbeitspunkt der Umwälzmittel entsprechende, bestimmte Soll- Fördermenge (Fsoii) oder Soll-Drehzahl (nson) vorbestimmt und in einer Regelungseinheit vorprogrammiert.
Erfindungsgemäß umfasst das wasserführende Haushaltsgerät eine Regelungseinheit zur Umsetzung des oben beschriebenen Verfahrens. Sie bestimmt Abweichungen der Betriebsparameter von den bestimmten Betriebsparametern der Umwälzmittel, um die Betriebsparameter auf eine vorbestimmte Abtragsleistung zu regeln.
Die Umwälzmittel können eine Umwälzpumpe mit einem drehzahlsteuerbaren Elektromotor umfassen. Er kann ein Asynchronmotor, ggf. mit Phasenanschnitt und Drehzahlanpassung, ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Permanentmagneten (BLDC-Motor) oder ein Synchronmotor mit Frequenzumrichter sein, der eine sensorlose Drehzahlerfassung ermöglicht.
Die tatsächliche Füllmenge (Vst) kann mittels eines Behälters mit einem Referenzvolumen, beispielsweise einem in herkömmlichen wasserführenden Haushaltsgeräts bereits verwendeten Wasserspeicher, der in wärmeleitendem Kontakt mit dem Spülraum steht, oder mit einem Füllstandssensor erfasst werden. Der Wasserpeicher besteht vorzugsweise aus einem an einer Seite einer Spülkammer angeordneten, mit Wasser befüllbarer Behälter, der eine schmale und hohe Form aufweist. Durch diese Form kann die Höhe des Wasserspiegels bzw. die Füllmenge mit einer hohen Auflösung bestimmt werden. Der Füllstandssensor kann als kapazitiver oder als induktiver Sensor ausgebildet sein, oder er kann eine sich über das vom Sensor abgedeckte Höhenintervall erstreckende, fächer- oder blattförmige Lichtschranke umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die tatsächlich eingelassene Füllmenge mit einer in einer Wassereinlassleitung angeordneten Flügelradzähler erfasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Mittel zum Erfassen der tatsächlich eingelassenen Füllmenge einen zum Antrieb der Umwälzpumpe dienenden Elektromotor mit einer lastabhängigen Drehmoment-Kennlinie, Mittel zum Erfassen der Zeitabhängigkeit der Drehzahl, Mittel zum Regeln der Drehzahl des Elektromotors und Mittel zum Erkennen eines Arbeitspunkts des Elektromotors mit konstanter Drehzahl, die so miteinander zusammenarbeiten, dass der Elektromotor auf einer von der tatsächlichen Füllmenge (V|St) abhängigen Drehzahl eine konstante Last erfährt. Da die dazu erforderliche Hardware ohnehin in herkömmlichen Geschirrspülmaschinen vorhanden ist, sind lediglich eine durch Software realisierbare Regelung und jedenfalls keine Kosten verursachenden Messgeräte erforderlich, um die Füllmenge zu messen.
Das wasserführende Haushaltsgerät kann Mittel zum Bestimmen der Beladung umfassen und ferner Mittel zum Vorbestimmen der Abtragsleistung einschließlich der Soll- Füllmenge (Vsoii) und/oder der Soll-Umwälzzeit (Tson) in Abhängigkeit von der Beladung aufweisen. Damit wird erreicht, dass auch bei variablem Beladungsgrad stets ein gleich bleibend zufrieden stellendes Reinigungsergebnis erzielt wird. Die Mittel zum Bestimmen der Abtragsleistung können so ausgebildet sein, dass die Abtragsleistung proportional zur Beladung angesetzt wird. Dies ist technisch, vor allem software-technisch besonders einfach zu realisieren.
Zur Bestimmung der Beladung können das Gewicht des Spülguts und/oder dessen Gesamtoberfläche erfasst werden. Dazu können Gewichts- oder Drucksensoren an den Spülgutkörben angeordnet sein. Zur Bestimmung der Gesamtoberfläche können optische Mittel dienen, z. B. ein System von in der Spülkammer angeordneten Lichtschranken und/oder eine Kamera mit angeschlossenen Bildverarbeitungsmitteln, mit denen jeweils der Grad der Beladung eines oder mehrerer Spülgutkörbe erfasst werden kann.
Das Prinzip der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beispielshalber noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Geschirrspülmaschine,
Fig. 2 eine schematische Darstellung von Kennlinien einer mit einem Elektromotor angetriebenen Umwälzpumpe,
Fig. 3 einen Ablaufplan für das Verfahren zum Regeln eines Spülgangs.
Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen.
Eine schematisch dargestellte Geschirrspülmaschine 2 umfasst eine von einem Spülkammergehäuse 6 begrenzte Spülkammer 4, in der Spülkammer verschiebbar gelagerte und herausnehmbare Spülgutkörbe 8 zum Aufnehmen von Spülgut 10 und einen in der Spülkammer 4 drehbar gelagerten Sprüharm 14 mit einer Vielzahl von Sprühdüsen 16 zum Anstrahlen des Spülguts 10 mit Wasser bzw. Spüllauge.
Die Geschirrspülmaschine 2 enthält ferner ein Wasserzufuhrsystem mit einem neben einer Seitenwand des Spülkammergehäuses 6 angebrachten Wasserreservoir 30 als Wärmespeicher zum Aufnehmen von Wasser mit einer bestimmten Temperatur, einem an der Oberseite des Wasserreservoirs 30 angeordneten Entlüftungsventil 32, einer Anschlussleitung 38 an einem Wasseranschluss 42 mit einem Wasseranschlussventil 44 zum Absperren einer Frischwasserzufuhr (in Fig. 1 gekennzeichnet durch einen Pfeil), einer Zulaufpumpe 36, einer Reservoirzulaufleitung 34, einem steuerbaren ersten Zulaufventil 37 zum Öffnen bzw. Schließen der Reservoirzulaufleitung 34, einer Zulaufleitung 50, einem steuerbaren, zweiten Zulaufventil 52 und einem am Wasserreservoir 30 angebrachten Füllstandssensor 48 im Wasserreservoir in der Nähe einer Referenz-Füllstandshöhe 46. Die Geschirrspülmaschine 2 umfasst ferner einen Umwälzkreislauf, der besteht aus einer Spülkammer 4, einem am Boden der Spülkammer 4 angeordneten Ablauf 18, einer Umwälzansaugleitung 20, einer Ansaugleitung 22, einer Zuführungsleitung 12, dem Sprüharm 14 sowie einer Umwälzpumpe 24 als Umwälzmittel mit einem hinsichtlich seiner Drehzahl steuerbaren Elektromotor 26 als Antrieb. Er ist direkt oder über ein Getriebe mit der Umwälzpumpe 24 gekoppelt.
Schließlich gehört zu der Geschirrspülmaschine 2 ein nicht näher beschriebenes Ablaufsystem 64.
An eine Regelungseinheit (Controller) 76 sind folgende für die Ausführung der Erfindung wichtigen Elemente angeschlossen: Eine Signalleitung 58 überträgt ein Messsignal des Füllstandssensors 48 und ermöglicht so eine direkte Messung der Zulaufmenge Vιst. Eine Motorsteuerleitung 62 leitet Messsignale bezüglich der Drehzahl des Elektromotors 26 an den Controller 76 und übermittelt umgekehrt Signale zum Einschalten und Ausschalten und zum Regeln der Drehzahl.
In dem Wasserzufuhrsystem verbindet die Anschlussleitung 38 den Wasseranschluss 42 mit der Saugseite der Zulaufpumpe 36. Die Reservoirzulaufleitung 34 verbindet, mittels des ersten Zulaufventils 37 schaltbar, die Druckseite der Zulaufpumpe 36 mit dem Wasserreservoir 30. Die Zulaufleitung 50 verbindet, mittels des zweiten Zulaufventils 52 schaltbar, das Wasserreservoir 30 mit dem Umwälzkreislauf und geht nach Einmündung der Umwälzansaugleitung 20 in die Umwälzpumpen-Ansaugleitung 22 über.
Im Betrieb veranlasst der Controller 76 die Zufuhr von frischem Wasser aus dem Wasseranschluss 42 durch eine Zeitsteuerung der Zulaufpumpe 36 oder des ersten
Zulaufventils 37. Eine Regelung der Wasserzulaufmenge Vson über die Zeitdauer der
Förderung durch die Zulaufpumpe 36 bzw. der Öffnung der Reservoirzulaufleitung 34 führt zu relativ großen Toleranzen in der zugeführten Wassermenge z. B. durch
Druckschwankungen am Wasseranschluss 42 bzw. im Wasserleitungsnetz, an dem die Geschirrspülmaschine 2 angeschlossen ist, oder durch Variationen der Einbauhöhe des
Wasseranschlusses 42 in Bezug auf die Höhe der Mündung der Zulaufleitung 50 in den
Umwälzkreislauf bzw. in die Spülkammer 4. Statt dass sich die Betriebsregelung auf eine Soll-Füllmenge VSOιι bezieht, wird nun die tatsächlich zugelaufene Wassermenge Vιst gemessen. Die dafür vorgesehene Messung geschieht über den Füllstandssensor 48 am Wasserreservoir 30 mit Signal an den Controller 76. Das Wasserreservoir 30 ist mit im Wesentlichen vertikalen Wandungen begrenzt, so dass die Größe und Form der Wasseroberfläche im Wasserreservoir 30 unabhängig von der Füllhöhe konstant ist. Das Wasserreservoir ist ein regelmäßig geformter, rechteckförmiger, flacher Behälter, der ungefähr die Abmessung der Seitenwand der Spülkammer 4 aufweist. Der Füllstandssensor 48 ist etwa auf der Höhe einer Referenz-Füllstandshöhe 46 angeordnet und misst den tatsächlichen Füllstand in einem Höhenintervall von ± 5% um die Referenz-Füllstandshöhe 46. Er ist als kapazitiver Sensor ausgebildet und gibt über die Signalleitung 58 ein Messsignal für den genauen Füllstand des Wasserreservoirs 30 und damit die tatsächlich zugelaufene Füllmenge Vιst an den Controller 76 weiter.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen.
Fig. 2 dient der Veranschaulichung eines Verfahrens zum Messen der tatsächlichen Füllmenge Vιst, bei dem ohnehin für den Spül- bzw. Umwälzbetrieb vorhandene Bauteile der Geschirrspülmaschine 2 verwendet werden. Im Spül- bzw. Umwälzbetrieb wird die tatsächlich eingelassene Wassermenge von der Umwälzpumpe 24 umgewälzt. Dabei steuert der Controller 76 über die Steuerleitung 62 den Zeitpunkt des Einschaltens und des Ausschaltens des Elektromotors 26 der Umwälzpumpe 24 und mithin die Umwälzzeit T. Im eingeschalteten Zustand des Motors 26 steuert der Controller 76 außerdem die Drehzahl n des Motors 26.
In Fig. 2 sind die Drehzahl n des Elektromotors 26 auf der Abszisse 82 und das vom Motor 26 entwickelte Drehmoment M als Ordinate 80 aufgetragen. Die Kurve 84 veranschaulicht den für einen Motor 26 charakteristischen Zusammenhang zwischen dem Drehmoment M und der Drehzahl n, also die Motor-Kennlinie. Die Kurve 86 gibt den für die Umwälzpumpe 24 charakteristischen, monoton steigenden Zusammenhang zwischen der Last M und der Drehzahl n der Umwälzpumpe 24 für eine bestimmte Füllmenge an, also die Pumpenlast-Kennlinie für die Soll-Füllmenge Vson. Der Schnittpunkt 88 der Pumpenlast-Kennlinie 86 mit der Motor-Kennlinie 84 ist der Arbeitspunkt für die Soll- Füllmenge Vsoii der Umwälzpumpe 24 bei der Drehzahl nSOιι = n(Vson). Am Arbeitspunkt ist die Drehzahl n des Motors 26 in Übereinstimmung mit der Pumpenlast M für die zugehörige Füllmenge und ermöglicht einen ruhigen Lauf des Motors 26 ohne Schwankungen der Drehzahl n. Bei einer in Bezug auf den Arbeitspunkt zu hohen Drehzahl kann die Umwälzpumpe 24 zusätzlich zum Wasser auch Luft ziehen, was zu einer erhöhten Geräuschentwicklung sowie zu einer Last- und Drehzahlschwankung führt. Bei einer in Bezug auf den Arbeitspunkt zu niedrigen Drehzahl n ist der Ansaugdruck für die Umwälzpumpe 24 zu hoch und es kann zu Druckschwankungen in der Ansaugleitung 22 und mithin ebenfalls zu Drehzahlschwankungen kommen.
Jede Füllmenge hat einen eigenen Arbeitspunkt auf einer eigenen Kennlinie. Zu einer im Vergleich zur Soll-Füllmenge VSOιι um ΔV größere Füllmenge gehört die Pumpen-Kennlinie 90, die die Motor-Kennlinie 84 am Arbeitspunkt 92 bei der Drehzahl n(Vson+ΔV) > nson schneidet. Zu einer um ΔV/2 kleineren Füllmenge gehört die Pumpen-Kennlinie 94, die die Motor-Kennlinie 84 am Arbeitspunkt 96 bei der Drehzahl n(VSOιι-ΔV) < nson schneidet. Für eine Pumpen-Motor-Kombination mit bekannter Motor-Kennlinie 84 kann also durch Messen der Drehzahl n des zugehörigen Arbeitspunkts die tatsächliche Füllmenge Vιst bestimmt werden.
Zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Drehzahl n der Pumpen- Motor-Kombination um eine der Soll-Füllmenge Vson zugeordnete Soll-Drehzahl nson variiert, bis sich ein Laufen der Pumpen-Motor-Kombination mit stabiler Drehzahl n einstellt. Bei einer Unterfüllung (Vιst < Vson) ergibt sich eine Drehzahl nιst < nson- Mit der Verringerung der Drehzahl n verringern sich auch der Pumpendruck p und die Fördermenge F = dV/dt. Im Gegenzug vergrößert sich die Umwälzzeit T so, dass nach der Gleichung (AE) die Abtragsleistung gleich bleibt. Der durch die erhöhte Umwälzzeit T vergrößerte Energieverbrauch wird also durch die Energieeinsparung aufgrund der geringeren Füllmenge Vιst kompensiert.
Bei einer Überfüllung (Vιst > Vson) stellt sich eine Drehzahl nιst > nsoN ein. Entsprechend vergrößern sich der Pumpendruck p und die Fördermenge F=dV/dt; die Umwälzzeit T verkleinert sich. Der Energieverbrauch aufgrund der höheren Füllmenge V|St wird also durch die verkürzte Umwälzzeit T kompensiert.
Die sich ergebende geringere Fördermenge pro Zeiteinheit bei einer Unterfüllung verringert das Risiko des Leerlaufens der Ansaugleitung 22 und vermindert eine damit verbundene Geräuschentwicklung. Mit der Reduzierung der Fördermenge dV/dt bzw. der Drehzahl n geht auch eine Reduzierung des Drucks p einher. Die Reduzierung der Fördermenge dV/dt bzw. Drehzahl n und die Reduzierung des Drucks p würden nach Gleichung (AE) zu einer Verringerung der Abtragsleistung führen. Dies wird durch eine entsprechende Verlängerung der Umwälzzeit T kompensiert. Dadurch wird ein gleichbleibend gutes Reinigungsergebnis gewährleistet.
Es wird jetzt auf Fig. 3 Bezug genommen.
Fig. 3 veranschaulicht die wesentlichen Schritte des Regelungsverfahrens während eines Spülgangs. Nach dem Start S2 wird in S4 zunächst die Beladung 10 der Spülkammer 4 bestimmt. Anschließend wird in S6 die für ein ausreichendes Reinigungsergebnis der Beladung 10 erforderliche Abtragsleistung AE ermittelt. Dazu wird das gemessene tatsächliche Gewicht der Beladung 10 mit dem gespeicherten Standardgewicht Wstandard einer Standardbeladung verglichen und die für die Standardbeladung gespeicherte StandardAbtragsleistung AEstandard gemäß der Formel AE = AEstandardχ(Wlst/Wstandard) angepasst. Dann werden in S8 für die in S4 bestimmte Beladung 10 die Soll- Betriebsparameter ermittelt, die zum Erreichen der Abtragsleistung AE erforderlich sind. Das sind insbesondere die Soll-Füllmenge Vson, die Soll-Fördermenge (dV/dt)soN bzw. die Drehzahl nson für den Umwälzbetrieb und die Soll-Umwälzzeit Tson. Anschließend wird in S10 die Soll-Füllmenge Vson an Frischwasser eingelassen und die tatsächlich eingefüllte Ist-Füllmenge Vιst im beginnenden Spülbetrieb gemessen. Daraufhin bestimmt der Controller 76 in S12 die Füllmengenabweichung ΔV = Vιst - VSOιι.
Danach wird in S14 überprüft, ob die Füllmengenabweichung ΔV positiv oder negativ ist. Wenn ΔV positiv ist (Vιst > Vson) und mithin eine Überfüllung vorliegt, wird in S20 die
Drehzahl n der Umwälzpumpe 24 erhöht, bis sich ein drehzahlstabiler Lauf einstellt. Damit ist die (erhöhte) Regel-Drehzahl nregΘ| für diesen Spülgang bestimmt. Dann wird die für diesen Spülgang einzuhaltende Regel-Umwälzzeit Tregei in S22 derart festgelegt, dass die Erhöhung der Regel-Drehzahl nrΘgΘι gegenüber der Soll-Drehzahl nSOιι durch eine in Bezug auf die Soll-Umwälzzeit TSOιι verringerte Regel-Umwälzzeit TrΘgΘι kompensiert und nach Gleichung (AE) die Regel-Abtragsleistung gleich der Soll-Abtragsleistung erreicht wird. Für ein negatives ΔV in S14 (V|St < Vson), also für eine Unterfüllung, wird in S16 die Drehzahl n der Umwälzpumpe 24 verringert, bis sie einen drehzahlstabiler Lauf erhält. Damit ist die (verringerte) Regel-Drehzahl nregei für diesen Spülgang bestimmt. Dann wird in S18 die Regel-Umwälzzeit TrΘgΘι derart festgelegt, dass die Verringerung der Regel- Drehzahl durch eine verlängerte Regel-Umwälzzeit TrΘgΘι kompensiert und nach Gleichung (AE) die Regel-Abtragsleistung gleich der Soll-Abtragsleistung erreicht wird. Ist Vιst = VSOιι, also ΔV = 0, dann muss keine Änderung der Drehzahl vorgenommen werden. Dieser seltene Fall ist in Fig. 3 nicht dargestellt.
Mit den so bestimmten Betriebsparametern wird dann in S24 der Spülgang durch- und zu Ende geführt, wobei die Umwälzpumpe 24 während der Regel-Umwälzzeit auf die Regel- Drehzahl nregei angepasst arbeitet. Beim Erreichen der Regel-Umwälzzeit TrΘgΘι in S26 wird die Umwälzpumpe 24 gestoppt und damit die Umwälzung beendet. Damit endet der Spülgang in S28.
Da es sich bei dem vorhergehenden, detailliert beschriebenen Geschirrspülmaschine und dem Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom
Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen der
Umwälzmittel und der Regeleinrichtung in anderer Form als in der hier beschriebenen erfolgen. Ebenso können die Messeinrichtungen in einer anderen Form ausgestaltet werden, wenn dies zum Beispiel aus Platz- bzw. designerischen Gründen notwendig ist.
Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Bezugszeichenliste
2 Geschirrspülautomat
4 Spülkammer
6 Spülkammergehäuse 8 Spülgutkorb
10 Spülgut
12 Zuführungsleitung
14 Sprüharm
16 Sprühdüsen 18 Umwälzablauf
20 Umwälzansaugleitung
22 Ansaugleitung
24 Umwälzpumpe
26 Motor für Umwälzpumpenantrieb 28 Auslass- bzw. Sprühgeschwindigkeit
30 Wasserreservoir
32 Entlüftungsventil
34 Reservoirzulaufleitung
36 Zulaufpumpe 37 erstes Zulaufventil
38 Anschlussleitung
42 Wasseranschluss
44 Wasseranschlussventil
46 Referenz-Füllstandshöhe 48 Füllstandssensor
50 Zulaufleitung
52 zweites Zulaufventil
54 Steuerleitung für erstes Zulaufventil
56 Steuerleitung für Zulaufpumpe 58 Signalleitung vom Füllstandssensor
60 Steuerleitung für zweites Zulaufventil
62 Steuerleitung / Motorsteuerung
64 Ablaufsystem 76 Steuer- und Regelungseinheit / Controller
80 Drehmoment-Ordinate
82 Motordrehzahl-Abszisse
84 Motor-Kennlinie
86 Pumpenlast für Soll-Füllmenge 88 Soll-Arbeitspunkt
90 Pumpenlast für größere Füllmenge
92 Arbeitspunkt für größere Füllmenge
94 Pumpenlast für kleinere Füllmenge
92 Arbeitspunkt für kleinere Füllmenge

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Regelung eines Spülgangs in einem wasserführenden Haushaltsgeräts, insbesondere Geschirrspül- oder Waschmaschine, auf eine vorbestimmte Abtragsleistung durch Anpassen von wenigstens einem
Betriebsparameter des wasserführenden Haushaltsgeräts, wenigstens umfassend die Schritte:
(a) Erfassen (S10) einer in das wasserführende Haushaltsgerät eingelassenen
Füllmenge (Vιst), (b) Bestimmen (S12) einer Füllmengenabweichung (ΔV) der eingelassenen
Füllmenge (Vιst) von einer vorbestimmten Soll-Füllmenge (Vson), und
(c) Anpassen (S24, S26) zumindest eines Betriebsparameters derart, dass unter
Berücksichtigung der Füllmengenabweichung (ΔV) die vorbestimmte Abtragsleistung erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) als Betriebsparameter eine Fördermenge pro Zeiteinheit, eine Drehzahl (S24) und/oder eine Umwälzzeit (T) (S26) von Umwälzmitteln (24, 26) angepasst wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) auf Erfassen eines Unterschreitens der Soll-Füllmenge (Vson) hin eine Fördermenge (F) oder eine Drehzahl (n) der Umwälzmittel (24, 26) auf eine Drehzahl (n(V|St-)) eingestellt wird, die kleiner als eine Soll-Drehzahl (nson) ist, und die Umwälzzeit (T) auf eine Umwälzzeit eingestellt wird, die größer ist als eine der vorbestimmten Abtragsleistung entsprechende Soll-Umwälzzeit (Tson); oder auf Erfassen eines Überschreitens der Soll-Füllmenge (Vson) hin eine Fördermenge (F) oder eine Drehzahl (n) der Umwälzmittel (24, 26) auf eine Drehzahl (n(V|St+)) eingestellt wird, die größer als eine Soll-Drehzahl (nson) ist, und die Umwälzzeit (T) auf eine Umwälzzeit eingestellt wird, die kleiner ist als eine der vorbestimmten Abtragsleistung entsprechende Soll-Umwälzzeit (Tson).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in
Schritt (c) eine Anpassung der Betriebsparameter derart erfolgt, dass Drehzahlschwankungen der Umwälzpumpe (24) minimiert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) eine von einer Soll-Umwälzzeit abweichende Regel-Umwälzzeit bestimmt wird, so dass eine in Schritt (c) erfolgte Drehzahlverringerung durch eine Verlängerung der Umwälzzeit oder eine in Schritt (c) erfolgte Drehzahlerhöhung durch eine Verringerung der Umwälzzeit kompensiert wird, sodass die Abtragsleistung (AE) gleich bleibt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt (a) die Beladung (S4), die Abtragsleistung (S6), die Soll-Füllmenge (Vsoii) und/oder die Soll-Umwälzzeit (Tson) bestimmt werden.
7. Wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere Geschirrspül- oder
Waschmaschine, ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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