DE102009028508A1

DE102009028508A1 - Method for determining an imbalance in a washing drum of a washing machine and washing machine

Info

Publication number: DE102009028508A1
Application number: DE102009028508A
Authority: DE
Inventors: Hasan Gökcer ALBAYRAK; Jörg SKRIPPEK; Rudolf Seidl
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2009-08-13
Filing date: 2009-08-13
Publication date: 2011-02-17
Also published as: WO2011018365A1

Abstract

Eine Unwucht, insbesondere eine diagonale Unwucht, bei einer Wäschetrommel (7) einer Waschmaschine (1) soll zuverlässig erkannt werden. Es wird ein Verfahren bereitgestellt, bei welchem eine Unwucht bei einer um eine Drehachse (10) drehbaren Wäschetrommel (7) einer Waschmaschine (1) in einem Schleuderbetrieb, in welchem die Wäschetrommel (7) auf einen vorgegebenen ersten Drehzahlwert zu beschleunigen ist, ermittelt wird. Die Wäschetrommel (7) wird mittels eines Antriebsmotors (11) angetrieben, welcher durch eine Steuereinrichtung (25) angesteuert wird. Die Wäschetrommel (7) wird zunächst auf einen vorgegebenen zweiten Drehzahlwert beschleunigt, der kleiner als der erste Drehzahlwert ist. Es wird eine ein räumliches Verlagern der Drehachse (i dem zweiten Drehzahlwert der Wäschetrommel (7) gemessen. Messwerte für die Größe werden an die Steuereinrichtung (25) ausgegeben, und die Unwucht wird durch die Steuereinrichtung (25) abhängig von den Messwerten ermittelt. Außerdem wird eine Waschmaschine (1) geschaffen.An imbalance, in particular a diagonal imbalance, in a laundry drum (7) of a washing machine (1) should be reliably detected. A method is provided in which an unbalance is determined in a washing drum (7) of a washing machine (1) which can be rotated about an axis of rotation (10) in a spin operation in which the washing drum (7) is to be accelerated to a predetermined first speed value , The laundry drum (7) is driven by a drive motor (11) which is controlled by a control device (25). The laundry drum (7) is first accelerated to a predetermined second speed value, which is less than the first speed value. A spatial displacement of the axis of rotation (i the second speed value of the laundry drum (7) is measured. Measured values for the size are output to the control device (25), and the unbalance is determined by the control device (25) depending on the measured values. In addition a washing machine (1) is created.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ermitteln einer Unwucht bei einer um eine Drehachse drehbaren Wäschetrommel einer Waschmaschine in einem Schleuderbetrieb, in welchem die Wäschetrommel auf einen vorgegebenen ersten Drehzahlwert zu beschleunigen ist. Die Wäschetrommel wird mittels eines Antriebsmotors angetrieben, welcher durch eine Steuereinrichtung angesteuert wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Waschmaschine, welche zum Durchführen des Verfahrens ausgebildet ist.The The invention relates to a method for determining an imbalance in a drum of a washing machine rotatable about a rotation axis in a spin operation, in which the laundry drum to a predetermined first speed value is to accelerate. The laundry drum is by means of a Drive motor driven, which by a control device is controlled. The invention also relates to a washing machine, which to perform of the method is formed.

Es geht vorliegend vorzugsweise um die Erkennung der Unwucht bei einer Wäschetrommel, die mittels eines permanentmagneterregten Synchronmotors beziehungsweise eines bürstenlosen Gleichstrommotors (BLDC) angetrieben wird. Solche Synchronmotoren werden unter Vermittlung eines Wechselrichters beziehungsweise Inverters angesteuert. Bei hohen Drehzahlen geht eine Synchronmaschine in einen so genannten Feldschwächbetrieb über, in welchem sie mit einer gegenüber der Nennspannung geringeren Spannung betrieben wird. Im Feldschwächbetrieb steigt aufgrund der geringeren Spannung bei einer konstanten Drehzahl die Stromstärke des Strangstromes des Stators an, es erhöht sich nämlich der Blindanteil des Strangstromes. Mit zusätzlicher Belastung der Wäschetrommel und somit des Synchronmotors erhöht sich auch der Wirkanteil des Strangstromes. Die Belastung kann zum Beispiel durch eine Unwucht verursacht werden. Sowohl die Erhöhung des Blindanteils als auch die Erhöhung des Wirkanteils des Strangstromes führt zu einem Anstieg der Stromstärke dieses Stromes, und die Wicklungsverluste steigen an.It in the present case is preferably the detection of imbalance in a Washing drum, by means of a permanent magnet synchronous motor or a brushless one DC motor (BLDC) is driven. Such synchronous motors be under the intermediation of an inverter or inverter driven. At high speeds, a synchronous machine goes into a so-called field weakening operation in which she with one opposite the rated voltage lower voltage is operated. In field weakening operation increases due to the lower voltage at a constant speed the current of the Strangstromes of the stator, namely it increases the reactive content of the string current. With additional Load the laundry drum and thus the synchronous motor increases also the active part of the string current. The burden can for Example caused by an imbalance. Both the increase of Blind share as well as the increase the effective portion of the strand current leads to an increase in the current strength of this Electricity, and the winding losses increase.

In einem Schleuderbetrieb einer Waschmaschine wird der Antriebsmotor bei hohen Drehzahlen betrieben, er geht in den Feldschwächbetrieb über. Der gesamte Antrieb für die Wäschetrommel soll somit für den Feldschwächbetrieb, also für hohe Ströme und somit für hohe Temperaturen, ausgelegt werden. Werden keine steuerungstechnischen oder regelungstechnischen Zusatzmaßnahmen vorgesehen, müssen der Antriebsmotor und der Wechselrichter gekühlt werden; diese Kühlung soll für die maximale Belastung und somit für maximale Temperaturen ausgelegt sein.In a spin operation of a washing machine is the drive motor operated at high speeds, he goes into the field weakening operation. Of the entire drive for the laundry drum should therefore for the field weakening operation, So for high currents and thus for high temperatures, be designed. Be no control technology or additional control measures, the Drive motor and the inverter to be cooled; this cooling should for the maximum load and thus for be designed for maximum temperatures.

Eine Unwucht bei der Wäschetrommel führt neben einer zusätzlichen Belastung des Antriebsmotors und somit neben der Erhöhung der Stromstärke des Strangstromes auch zu einer mechanischen Belastung eines gesamten Schwingsystems der Waschmaschine und der gesamten Waschmaschine. Eine mechanische Belastung des Schwingsystems kann zu einer Verkürzung seiner Lebensdauer führen.A Imbalance in the laundry drum leads next an additional one Load of the drive motor and thus in addition to the increase in Amperage of the String current also to a mechanical load of an entire Oscillation system of the washing machine and the entire washing machine. A mechanical stress on the vibration system can lead to a shortening of its Lead life.

Vorliegend soll insbesondere eine diagonale Unwucht bei einer Wäschetrommel erkannt werden. Bei einer diagonalen Unwucht sind in der Wäschetrommel zwei an der Innenwand der Wäschetrommel bezüglich der Drehachse sich gegenüberliegende Unwuchtmassen gegeben, eine erste Unwuchtmasse befindet sich in Erstreckungsrichtung der Drehachse an einem ersten Ende der Wäschetrommel und eine zweite Unwuchtmasse an einem zweiten Ende der Wäschetrommel. Bei einer diagonal ausgebildeten Unwucht kippt die Drehachse der Wäschetrommel, und das Schwingsystem beginnt unkontrolliert zu schwingen. Geht diese Schwingung in Resonanz, so erhöht sich die Amplitude dieser Schwingung mit der Zeit. Es ist eine besondere Herausforderung, ein solches instabiles Verhalten der Waschmaschine möglichst frühzeitig im Schleuderbetrieb zu erkennen und den Schleuderbetrieb gegebenenfalls zu unterbrechen.present in particular, a diagonal unbalance in a laundry drum be recognized. At a diagonal imbalance are in the laundry drum two on the inner wall of the laundry drum with respect to Rotary axis opposing imbalance masses given, a first imbalance mass is in the extension direction the axis of rotation at a first end of the laundry drum and a second Imbalance mass at a second end of the laundry drum. At a diagonal trained imbalance tilts the axis of rotation of the laundry drum, and the vibration system starts to swing uncontrollably. Does this vibration resonate, so increased The amplitude of this vibration over time. It is a special one Challenge, such unstable behavior of the washing machine preferably early to detect in the spin mode and the spin operation if necessary interrupt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung sowie eine Waschmaschine zu schaffen, mit welchem und bei welcher Maßnahmen getroffen sind, die eine zuverlässige Ermittlung der Unwucht bei einer Wäschetrommel der Waschmaschine gewährleisten.It Object of the invention, a method of the aforementioned Genus and a washing machine to create, with which and at which measures are taken, which is a reliable Determining the imbalance in a washing drum of the washing machine guarantee.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, wie auch durch eine Waschmaschine mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Vorteilhaft Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.These The object is achieved by a Method with the features according to claim 1, as well as by a washing machine with the features according to claim 9 solved. Advantageous versions The invention are the subject of the dependent claims and the description.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Unwucht bei einer um eine Drehachse drehbaren Wäschetrommel einer Waschmaschine in einem Schleuderbetrieb ermittelt, in welchem die Wäschetrommel auf einen vorgegebenen ersten Drehzahlwert zu beschleunigen ist. Die Wäschetrommel wird mittels eines Antriebsmotors angetrieben, welcher durch eine Steuereinrichtung angesteuert wird. Die Wäschetrommel wird zunächst auf einen vorgegebenen zweiten Drehzahlwert beschleunigt, der kleiner als der erste Drehzahlwert ist. Es wird bei dem zweiten Drehzahlwert der Wäschetrommel eine Größe durch einen Sensor gemessen, die ein räumliches Verlagern der Drehachse gegenüber einer Referenzlage beschreibt, und Messwerte für diese Größe werden an die Steuereinrichtung ausgegeben. Die Steuereinrichtung ermittelt die Unwucht abhängig von den Messwerten für die Größe.at a method according to the invention an imbalance in a rotary drum about a rotary drum a washing machine determined in a centrifugal operation, in which the laundry drum to accelerate to a predetermined first speed value. The laundry drum is driven by a drive motor, which by a Control device is controlled. The laundry drum is initially on accelerates a predetermined second speed value, the smaller as the first speed value. It will be at the second speed value the laundry drum a size through measured a sensor that is a spatial Relocate the axis of rotation opposite describes a reference position, and measurements for this size are sent to the controller output. The controller determines the imbalance depending on the measured values for the size.

Beispielsweise ist die Referenzlage eine solche Lage, in welcher sich die Drehachse dann befindet, wenn keine Unwucht bei der Wäschetrommel gegeben ist oder wenn die Wäschetrommel stillsteht. Mit anderen Worten kann die Referenzlage die Lage einer virtuellen Mitteldrehachse der Wäschetrommel sein, die sich ohne die Unwucht einstellen würde.For example, the reference position is such a situation in which the axis of rotation is then when there is no imbalance in the laundry drum or when the laundry drum is stationary. In other words, the reference position can be the position of a virtual center axis of rotation of the laundry drum be that would set without the imbalance.

Demnach wird eine Größe mithilfe eines Sensors gemessen, die ein Sichändern einer räumlichen Lage der Drehachse der Wäschetrommel charakterisiert, und die Unwucht wird abhängig von dieser Größe ermittelt. Also wird im Gegenstand der Erfindung insbesondere eine solche Größe gemessen, die die Präzession, also die Richtungsänderung der Drehachse der Wäschetrommel beschreibt, die durch eine auf die Wäschetrommel aufgrund einer Unwuchtmasse ausgeübte Kraft verursacht wird. Durch Auswertung einer solchen Größe kann eine Unwucht, insbesondere eine Unwuchtmasse, bei der Wäschetrommel ermittelt werden. Insbesondere kann eine in der Wäschetrommel diagonal ausgebildete Unwucht erkannt werden. Es gelingt durch das erfindungsgemäße Verfahren, instabile Schwingungen der Wäschetrommel und des gesamten Schwingsystems der Waschmaschine frühzeitig zu erkennen, und der Schleuderbetrieb kann gegebenenfalls unterbrochen werden oder die Schleuderdrehzahl kann reduziert werden.Therefore will use a size measured by a sensor, which is a change of a spatial Position of the axis of rotation of the laundry drum characterized and the imbalance is determined depending on this size. Thus, the subject of the invention, in particular such a size is measured, the the precession, So the change of direction the axis of rotation of the laundry drum describes by a on the laundry drum due to an imbalance mass practiced Force is caused. By evaluating such a size can an imbalance, especially an imbalance mass, the laundry drum be determined. In particular, one can be in the laundry drum diagonally formed imbalance can be detected. It is possible by the method according to the invention, unstable vibrations of the laundry drum and the entire vibrating system of the washing machine early to recognize, and the centrifugal operation may be interrupted or the spin speed can be reduced.

Es wird bevorzugt ein Gyrosensor als Sensor verwendet, mit welchem das Sichändern der Erstreckungsrichtung der Drehachse der Wäschetrommel gemessen wird. Es kann zum Beispiel der Gyrosensor XV-3500CB von Epson Toyocom zur Messung der Größe verwendet werden. Es ist mit einem Gyrosensor möglich, eine Winkelgeschwindigkeit beziehungsweise Winkelrate (angular rate) einer Bewegung eines Bezugspunktes der Drehachse der Wäschetrommel entlang eines Umfanges eines virtuellen beziehungsweise gedachten Kreises zu messen, der durch diesen Bezugspunkt aufgrund der auftretenden Unwucht durchlaufen wird. Im Mittelpunkt eines solchen Kreises steht dann eine sich ohne die Unwucht einstellende virtuelle Mitteldrehachse der Wäschetrommel. Durch Einsatz eines Gyrosensors kann also die Präzession der Wäschetrommel ermittelt werden. Der Gyrosensor kann ein MEMS-Sensor (Micro Electro-Mechanical Sensor) sein oder er kann ein MOES-Sensor (Micro Opto-Mechanical Sensor) sein.It Preferably, a gyrosensor is used as a sensor, with which the changing the extension direction of the axis of rotation of the laundry drum is measured. It can, for example, the gyrosensor XV-3500CB from Epson Toyocom used for measuring the size become. It is possible with a gyrosensor, an angular velocity or Angular rate of movement of a reference point of the Rotary axis of the laundry drum along a perimeter of a virtual or imaginary one Circle to be measured by this reference point due to the occurring Imbalance is passed through. At the center of such a circle stands then a virtual central axis of rotation without the imbalance the laundry drum. By using a gyro sensor so can the precession of the laundry drum be determined. The gyrosensor can be a MEMS sensor (Micro Electro-Mechanical Sensor) or it can be a MOES sensor (Micro Opto-Mechanical Sensor).

Der Sensor kann an einer Komponente eines die Wäschetrommel aufweisenden Schwingsystems der Waschmaschine angebracht sein, nämlich insbesondere an einem Laugenbehälter oder an dem Antriebsmotor. Um eine diagonale Unwucht bei der Wäschetrommel zu ermitteln, kann der Sensor in einer Erstreckungsrichtung der Drehachse mittig an der Komponente angeordnet sein. Im Stillstand der Wäschetrommel kann also der Abstand von dem Sensor zu einem ersten Ende der Komponente in Längsrichtung der Drehachse gleich dem Abstand des Sensors zu einem zweiten Ende der Komponente sein. Auf diesem Wege gelingt es, Richtungsänderungen der Drehzahl der Wäschetrommel beziehungsweise die Präzession der Wäschetrommel bei einer diagonalen Unwucht höchstgenau zu erfassen und somit die Unwucht zu erkennen.Of the Sensor can on a component of a washing drum having the vibrating system of Washing machine be attached, namely especially on a tub or on the drive motor. To a diagonal imbalance in the laundry drum To determine the sensor in an extension direction of the Rotary axis be centrally located on the component. At standstill the laundry drum Thus, the distance from the sensor to a first end of the component longitudinal the axis of rotation is equal to the distance of the sensor to a second end the component. In this way, it is possible to change direction the speed of the laundry drum or precession the laundry drum with a diagonal unbalance highly accurate to detect and thus detect the imbalance.

Der Sensor kann als Größe ein durch einen Bezugspunkt der Drehachse zurückgelegten Weg und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung des Verlagerns der Drehachse messen. Insbesondere kann als Größe ein durch den Bezugspunkt der Drehachse zurückgelegter Winkelweg und/oder eine Winkelgeschwindigkeit (angular rate) und/oder Winkelbeschleunigung einer Bewegung des Bezugspunktes entlang eines Umfanges eines gedachten Kreises gemessen werden. Ein solcher virtueller Kreis wird durch den Bezugspunkt der Drehachse aufgrund der Unwucht durchlaufen; im Zentrum dieses Kreises befindet sich eine Mitteldrehachse, die sich ohne die Unwucht einstellen würde. Ist eine Unwucht, insbesondere eine diagonale Unwucht, bei der Wäschetrommel gegeben, so kippt die Drehachse der Wäschetrommel beziehungsweise ändert sich die Orientierung der Drehachse aufgrund der durch eine Unwuchtmasse ausgeübten Kraft. Da diese Kraft ständig auf die Wäschetrommel wirkt, ändert sich auch die Orientierung der Drehachse der Wäschetrommel kontinuierlich; jegliche Punkte der Drehachse durchlaufen jeweils einen Umfang eines Kreises bezüglich eines virtuellen, sich im Stillstand der Wäschetrommel beziehungsweise ohne die Unwucht ergebenden Mittelpunktes. Die Messung der Winkelbeschleunigung und/oder der Winkelgeschwindigkeit und/oder des Winkelweges ermöglicht somit die Bestimmung der durch die Unwuchtmasse auf die Wäschetrommel ausgeübten Kraft und somit die Bestimmung der Unwuchtmasse. Diese Kraft aufgrund der Unwuchtmasse kann aus der bekannten Winkelbeschleunigung und/oder der Winkelgeschwindigkeit und/oder dem Winkelweg auch für einen bestimmten Drehzahlwert der Wäschetrommel prognostiziert werden. Die Messung der Winkelbeschleunigung und/oder der Winkelgeschwindigkeit und/oder des Winkelweges ermöglicht somit eine zuverlässige und frühzeitige Ermittlung der Unwucht, insbesondere auch eine Vorhersage der Unwucht für höhere Drehzahlen der Wäschetrommel.Of the Sensor can be a size through a reference point of the axis of rotation covered path and / or a Speed and / or acceleration of the relocation of the Measure the axis of rotation. In particular, as a size by the reference point the axis of rotation zurückgelegter Winkelweg and / or an angular velocity (angular rate) and / or Angular acceleration of a movement of the reference point along a Scope of an imaginary circle to be measured. Such a virtual Circle is defined by the reference point of the axis of rotation due to imbalance run through; in the center of this circle is a central axis of rotation, which would adjust without the imbalance. Is an imbalance, in particular a diagonal imbalance, given the laundry drum, so tilts the axis of rotation of the laundry drum respectively changes the orientation of the axis of rotation due to an unbalanced mass exerted Force. Because this force is constantly on the laundry drum works, changes also the orientation of the axis of rotation of the laundry drum continuously; Each point of the axis of rotation in each case through a circumference of a circle in terms of a virtual, at standstill the laundry drum respectively without the imbalance resulting midpoint. The measurement of the angular acceleration and / or the angular velocity and / or the angular path thus allows the determination of the imbalance mass on the laundry drum exerted Force and thus the determination of the imbalance mass. This force due the imbalance mass can from the known angular acceleration and / or the angular velocity and / or the angular path also for a certain speed value of the laundry drum predicted become. The measurement of the angular acceleration and / or the angular velocity and / or of the angular path allows thus a reliable one and early Determination of imbalance, in particular a prediction of imbalance for higher speeds the laundry drum.

Vorzugsweise wird abhängig von den Messwerten für die Größe eine die Unwucht hervorrufende Unwuchtmasse durch die Steuereinrichtung berechnet, nämlich bevorzugt bei dem zweiten Drehzahlwert, also bevor die Wäschetrommel auf den ersten Drehzahlwert (Schleuderdrehzahl) beschleunigt wird. Insbesondere wird die Unwuchtmasse unter Zwischenberechnung einer das Verlagern der Drehachse beziehungsweise die Richtungsänderung der Drehachse der Wäschetrommel bewirkenden Kraft berechnet. Also kann durch die Steuereinrichtung zunächst die Kraft berechnet werden, die die Verlagerung der Drehachse beziehungsweise die Änderung der Längsrichtung der Drehachse bewirkt; anschließend kann die Unwuchtmasse berechnet werden, die diese Kraft auf die Wäschetrommel ausübt. Ist die Unwuchtmasse bekannt, so kann auch für höhere Drehzahlwerte die durch die Unwuchtmasse ausgeübte Kraft prognostiziert werden. Also kann die Steuereinrichtung die auf die Wäschetrommel ausgeübte Kraft und/oder die daraus resultierende Änderung der Längsrichtung der Drehachse für höhere Drehzahlwerte vorhersagen – zum Beispiel für den ersten Drehzahlwert, auf welchen die Wäschetrommel im Schleuderbetrieb zu beschleunigen ist. Sind die prognostizierten Kräfte zu groß, so kann der Schleuderbetrieb unterbrochen werden oder die Drehzahl der Wäschetrommel kann reduziert werden. Die Berechnung der Unwuchtmasse hat außerdem den Vorteil, dass eine Verlustleistung des Antriebsmotors und/oder seine Temperatur für höhere Drehzahlwerte – also zum Beispiel für den ersten Drehzahlwert – abhängig von der Unwuchtmasse prognostiziert werden kann/können. Insbesondere bei hohen Drehzahlen, also in einem Feldschwächbetrieb des Antriebsmotors, kann die Verlustleistung des Antriebsmotors nämlich je nach Unwucht sehr groß werden. Die Berechnung der Unwuchtmasse sorgt somit für einen verlustarmen Schleuderbetrieb.Preferably, depending on the measured values for the variable, an imbalance mass causing the unbalance is calculated by the control device, namely preferably at the second rotational speed value, ie before the laundry drum is accelerated to the first rotational speed value (spin speed). In particular, the imbalance mass is calculated with intermediate calculation of a displacement of the axis of rotation or the change in direction of the axis of rotation of the laundry drum causing force. So can be calculated by the control device first, the force that causes the displacement of the axis of rotation or the change of the longitudinal direction of the axis of rotation; subsequently ßend the imbalance mass can be calculated, which exerts this force on the laundry drum. If the imbalance mass is known, the force exerted by the imbalance mass can also be predicted for higher rpm values. Thus, the controller may predict the force applied to the laundry drum and / or the resulting change in the longitudinal direction of the rotary axis for higher speed values - for example, the first speed value at which the laundry drum is to be accelerated in spin mode. If the predicted forces are too great, the spin operation can be interrupted or the speed of the laundry drum can be reduced. The calculation of the unbalanced mass also has the advantage that a power loss of the drive motor and / or its temperature for higher speed values - so for example for the first speed value - can be predicted depending on the imbalance mass / can. In particular, at high speeds, ie in a field weakening operation of the drive motor, the power loss of the drive motor namely depending on the imbalance can be very large. The calculation of the imbalance mass thus ensures a low-loss centrifugal operation.

Also kann für den ersten Drehzahlwert, auf welchen die Wäschetrommel im Schleuderbetrieb zu beschleunigen ist, eine Verlustleistung des Antriebsmotors und/oder seine Temperatur und/oder ein Wert der Größe abhängig von den Messwerten für die Größe, und insbesondere abhängig von der Unwuchtmasse, prognostiziert werden. Diese Ausführungsform beruht auf der Tatsache, dass im Feldschwächbetrieb des Antriebsmotors bei hohen Drehzahlen der Wäschetrommel die Verlustleistung relativ groß werden kann. Es gilt die Beziehung, dass je größer die Unwucht beziehungsweise die Belastung der Wäschetrommel ist, umso größer die Stromstärke des Strangstromes und somit die Verlustleistung des Wechselrichters sowie des Antriebsmotors sind. Auch die Temperatur des Antriebsmotors sowie des Wechselrichters steigt proportional mit der Verlustleistung an. Durch das Prognostizieren der Verlustleistung und/oder der Temperatur kann die Waschmaschine somit ohne eine aufwendige und teure Kühlung für den Antriebsmotor und den Wechselrichter auskommen. Die prognostizierte Verlustleistung und/oder die Temperatur des Antriebsmotors kann/können durch die Steuereinrichtung überprüft werden, und die Steuereinrichtung kann den Schleuderbetrieb gegebenenfalls unterbrechen oder die Schleuderdrehzahl reduzieren. Insbesondere wird der Schleuderbetrieb unterbrochen, wenn die prognostizierte Verlustleistung und/oder die Temperatur einen vorbestimmten Grenzwert überschreiten.So can for the first speed value on which the laundry drum in the spin mode is to accelerate, a power loss of the drive motor and / or its temperature and / or a value of size depending on the measurements for the size, and especially dependent from the imbalance mass, can be predicted. This embodiment relies on the fact that in field weakening operation of the drive motor at high speeds of the laundry drum the power loss will be relatively large can. It applies the relationship that the bigger the imbalance respectively the load on the laundry drum is, the bigger the amperage of the string current and thus the power loss of the inverter and the drive motor are. Also the temperature of the drive motor and the inverter increases proportionally with the power loss at. By predicting the power loss and / or the temperature The washing machine can thus without a complex and expensive cooling for the drive motor and the inverter. The predicted power loss and / or the temperature of the drive motor can be checked by the control device, and the controller may optionally perform the spin operation interrupt or reduce the spin speed. Especially the spin operation is interrupted if the forecasted Power loss and / or the temperature exceed a predetermined limit.

Bevor die Wäschetrommel auf den ersten Drehzahlwert im Schleuderbetrieb beschleunigt wird, wird sie auf den geringeren zweiten Drehzahlwert beschleunigt, und die Unwucht wird bei dem zweiten Drehzahlwert ermittelt. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zweite Drehzahlwert derart ausgewählt wird, dass der Antriebsmotor feldschwächungsfrei betrieben wird, das heißt dass der Antriebsmotor noch nicht in den Feldschwächbetrieb übergeht. Weist die Waschmaschine einen indirekten Antrieb, beispielsweise einen Riemenantrieb, auf und beträgt die Übersetzung des indirekten Antriebes etwa 10,6, so kann der zweite Drehzahlwert in einem Wertebereich bis 500 U/min liegen. Dies entspricht einer Drehzahl des Antriebsmotors von bis 5300 U/min. Die Unwucht kann somit bei einer solchen Drehzahl der Wäschetrommel ermittelt werden, bei welcher die Verluste des Antriebsmotors relativ gering sind, und die Unwucht kann für höhere Drehzahlen, zum Beispiel für den ersten Drehzahlwert der Wäschetrommel – also insbesondere für den Feldschwächbetrieb – prognostiziert werden.Before the laundry drum is accelerated to the first speed value in the spin mode is it accelerates to the lower second speed value, and the Imbalance is determined at the second speed value. In one embodiment it is provided that the second speed value is selected such that the drive motor field weakening free is operated, that is that the drive motor is not yet in the field weakening operation. Does the washing machine an indirect drive, for example a belt drive, and is about the translation of the indirect drive about 10.6, the second speed value can be in a range up to 500rpm. This corresponds to a speed of the drive motor from up to 5300 rpm. The unbalance can thus at such a speed the laundry drum be determined, in which the losses of the drive motor relative are low, and the imbalance can be for higher speeds, for example for the first speed value of the laundry drum - ie in particular for the Field weakening - predicted become.

Ist die Größe – wie bereits ausgeführt – eine Winkelgeschwindigkeit beziehungsweise eine so genannte Präzessionsfrequenz, so soll diese Größe bei einer konstanten Drehzahl der Wäschetrommel, zum Beispiel bei dem zweiten Drehzahlwert, konstant bleiben. Es gilt die Beziehung, dass je schneller die Wäschetrommel rotiert, desto weniger schnell sie präzediert. Diese Ausführungsform macht sich diese Tatsache zunutze, indem bei einer konstanten Drehzahl der Wäschetrommel – insbesondere bei dem zweiten Drehzahlwert der Wäschetrommel – die Messwerte für die Größe auf einen Anstieg hin überprüft werden. Rotiert die Wäschetrommel mit einer konstanten Drehzahl, so soll auch die Größe konstant verbleiben. Dies ist dann nicht der Fall, wenn das Schwingsystem einschließlich der Wäschetrommel ein instabiles Verhalten aufweist, nämlich wenn die Schwingung des Schwingsystems in Resonanz gerät. Einen solchen instabilen Zustand kann die Steuereinrichtung erkennen, indem sie die Messwerte auf einen Anstieg hin überprüft. Nach Erkennen eines Anstiegs der Größe kann die Steuereinrichtung den Schleuderbetrieb unterbrechen.is the size - as already executed - an angular velocity or a so-called precession frequency, so should this Size at one constant speed of the laundry drum, for example, at the second speed value, remain constant. It The relationship is that the faster the laundry drum rotates, the better Less quickly she precesses. This embodiment makes use of this fact by at a constant speed the laundry drum - in particular at the second speed value of the laundry drum - the measured values for the Size on one Rise to be checked. Rotates the laundry drum with a constant speed, so should the size constant remain. This is not the case when the vibration system including the laundry drum has an unstable behavior, namely when the oscillation of the Oscillation system resonates. Such an unstable state can be detected by the control device. by checking the readings for an increase. After detecting a rise the size can the control device interrupt the spin operation.

Eine erfindungsgemäße Waschmaschine umfasst ein Schwingsystem mit einer um eine Drehachse drehbaren Wäschetrommel und mit einem Antriebsmotor zum Antreiben der Wäschetrommel. Die Waschmaschine umfasst außerdem eine Steuereinrichtung zum Ansteuern des Antriebsmotors. An einer Komponente des Schwingsystems ist ein Sensor angeordnet, der zum Messen einer ein räumliches Verlagern der Drehachse beschreibenden Größe und zum Ausgeben von Messwerten für diese Größe an die Steuereinrichtung ausgebildet ist. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, in einem Schleuderbetrieb, in welchem die Wäschetrommel auf einen vorgebbaren ersten Drehzahlwert zu beschleunigen ist, die Wäschetrommel zunächst auf einen kleineren zweiten Drehzahlwert zu beschleunigen und bei dem zweiten Drehzahlwert eine Unwucht bei der Wäschetrommel abhängig von den Messwerten für die Größe zu ermitteln.A washing machine according to the invention comprises a vibrating system with a laundry drum rotatable about a rotation axis and with a drive motor for driving the laundry drum. The washing machine also includes a control device for driving the drive motor. Arranged on a component of the oscillating system is a sensor which is designed to measure a variable describing a spatial displacement of the axis of rotation and to output measured values for this variable to the control device. The control device is designed, in a spin operation, in which the laundry drum is to be accelerated to a predeterminable first speed value, first to accelerate the laundry drum to a smaller second speed value and in which second speed value to determine an imbalance in the laundry drum depending on the measurements for the size.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Waschmaschine.The with reference to the inventive method presented preferred embodiments and their advantages apply correspondingly to the washing machine according to the invention.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegeben Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further Advantages of the invention will become apparent from the claims, the Figures and the description of the figures. All mentioned above in the description Features and combinations of features and the following in the Character description mentioned and shown in the figures alone features and feature combinations are not only given in each case Combination, but also usable in other combinations or alone.

Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to individual preferred embodiments and explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer Waschmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei die Waschmaschine ein darin angeordnetes Schwingsystem umfasst und an einer Komponente des Schwingsystems ein Gyrosensor angebracht ist; 1 a schematic side view of a washing machine according to an embodiment of the invention, wherein the washing machine comprises a vibration system disposed therein and on a component of the vibration system, a gyrosensor is mounted;

2a bis 2c in schematischer Darstellung jeweils eine Draufsicht auf eine Wäschetrommel des Schwingsystems, anhand welcher die Entstehung einer diagonalen Unwucht sowie die Präzession der Wäschetrommel näher erläutert werden; und 2a to 2c in a schematic representation, in each case a plan view of a laundry drum of the oscillating system, by means of which the formation of a diagonal unbalance and the precession of the laundry drum are explained in more detail; and

3 in schematischer Darstellung die Waschmaschine anhand eines Blockschaltbildes. 3 in a schematic representation of the washing machine based on a block diagram.

In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In The figures are the same and functionally identical elements with the provided the same reference numerals.

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer Waschmaschine 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Waschmaschine 1 umfasst ein Schwingsystem 2, das über eine Federanordnung 3 auf einem Gehäuse 4 aufgehängt und über eine Abstützanordnung 5 an einem Boden 6 des Gehäuses 4 abgestützt ist. Das Schwingsystem 2 umfasst eine Wäschetrommel 7, in welcher sich Wäschestücke 8 befinden. Die Wäschetrommel 7 ist in einem Laugenbehälter 9 drehbar gelagert. Die Wäschetrommel 7 ist um eine Drehachse 10 drehbar, die im Stillstand der Wäschetrommel 7 beziehungsweise ohne eine Unwucht mit einer virtuellen beziehungsweise gedachten Mittelachse 10' zusammenfällt. Die Mittelachse 10' befindet sich in einer Referenzlage, bezüglich welcher ein räumliches Verlagern der Drehachse 10 – wie unten näher erläutert wird – gemessen wird. 1 shows a schematic representation of a side view of a washing machine 1 according to an embodiment of the invention. The washing machine 1 includes a vibration system 2 that has a spring arrangement 3 on a housing 4 suspended and via a support arrangement 5 on a floor 6 of the housing 4 is supported. The vibration system 2 includes a laundry drum 7 in which laundry items 8th are located. The laundry drum 7 is in a tub 9 rotatably mounted. The laundry drum 7 is about a rotation axis 10 rotatable, which stops the laundry drum 7 or without an imbalance with a virtual or imaginary central axis 10 ' coincides. The central axis 10 ' is in a reference position, with respect to which a spatial displacement of the axis of rotation 10 - As explained in more detail below - is measured.

Zum Antreiben der Wäschetrommel 7 umfasst das Schwingsystem 2 einen Antriebsmotor 11, der im Ausführungsbeispiel ein permanentmagneterregter Synchronmotor ist. Der Rotor des Antriebsmotors 11 ist über einen Riemen 12 mit der Wäschetrommel 7 verbunden; die Wäschetrommel 7 wird mit anderen Worten durch den Antriebsmotor 11 über den Riemen 12 angetrieben. Die Übersetzung des Riemenantriebes beträgt im Ausführungsbeispiel 10,6. Es gilt somit, dass die Drehzahl der Wäschetrommel 7 um 10,6 geringer als die Drehzahl des Antriebsmotors 11 ist.To drive the laundry drum 7 includes the vibration system 2 a drive motor 11 which is a permanent magnet synchronous motor in the embodiment. The rotor of the drive motor 11 is over a belt 12 with the laundry drum 7 connected; the laundry drum 7 in other words, by the drive motor 11 over the belt 12 driven. The translation of the belt drive is in the embodiment 10.6. It is thus true that the speed of the laundry drum 7 10.6 lower than the speed of the drive motor 11 is.

In Längsrichtung beziehungsweise in Erstreckungsrichtung der Drehachse 10 ist mittig an dem Laugenbehälter 9 ein Gyrosensor 13 angebracht. Der Gyrosensor 13 kann an einem Außenumfang des Laugenbehälters 9 an beliebiger Stelle, jedoch in Längsrichtung der Drehachse 10 (im Stillstand der Wäschetrommel 7) in der Mitte des Laugenbehälters 9 angebracht sein.In the longitudinal direction or in the extension direction of the axis of rotation 10 is centered on the tub 9 a gyrosensor 13 appropriate. The gyrosensor 13 may be on an outer periphery of the tub 9 at any point, but in the longitudinal direction of the axis of rotation 10 (at standstill the laundry drum 7 ) in the middle of the tub 9 to be appropriate.

Der Gyrosensor 13 misst als physikalische Größe eine Präzessionsfrequenz der Wäschetrommel 7, das heißt eine Winkelgeschwindigkeit (angular rate) einer Bewegung eines Bezugspunktes 14 der Drehachse 10 entlang eines Umfangs eines Kreises, den der Bezugspunkt 14 beim Präzedieren der Wäschetrommel 7 durchläuft. Eine Präzession, das heißt ein Sichändern der Erstreckungsrichtung der Drehachse 10 bezüglich der virtuellen Mittelachse 10' kann durch eine Unwucht aufgrund einer ungleichmäßigen Verteilung der Wäschestücke 8 in der Wäschetrommel 7 verursacht werden. Mithilfe des Gyrosensors 13 kann die Unwucht, insbesondere eine diagonale Unwucht, ermittelt werden.The gyrosensor 13 measures as a physical quantity a precession frequency of the laundry drum 7 that is, an angular rate of movement of a reference point 14 the axis of rotation 10 along a circumference of a circle, the reference point 14 when precessing the laundry drum 7 passes. A precession, that is, a change in the direction of extension of the axis of rotation 10 with respect to the virtual central axis 10 ' may be due to an imbalance due to uneven distribution of the laundry items 8th in the laundry drum 7 caused. Using the gyro sensor 13 the unbalance, in particular a diagonal unbalance, can be determined.

Die 2a bis 2c zeigen jeweils eine Draufsicht auf die Wäschetrommel 7. In 2a steht die Wäschetrommel 7 still oder dreht sich die Wäschetrommel 7 ohne Wäschestücke 8. Die Längsrichtung der Drehachse 10 verbleibt horizontal, die Drehachse 10 wird nicht verlagert.The 2a to 2c each show a plan view of the laundry drum 7 , In 2a is the laundry drum 7 Silent or spinning the laundry drum 7 without laundry 8th , The longitudinal direction of the axis of rotation 10 remains horizontal, the axis of rotation 10 will not be relocated.

In den 2b und 2c befinden sich Wäschestücke 8 in der Wäschetrommel 7. Die Wäschestücke 8 sind innerhalb der Wäschetrommel 7 derart verteilt, dass ein Teil der Wäschestücke 8 in Längsrichtung der Drehachse 10 an einem ersten Ende 15 der Wäschetrommel 7 und ein Teil der Wäschestücke 8 an einem zweiten Ende 16 der Wäschetrommel 7 liegt. Die Wäschestücke 8 liegen aufgrund der Zentrifugalkraft an einer Seitenwand 17 der Wäschetrommel 7 an. Der am ersten Ende 15 befindliche Teil der Wäschestücke 8 liegt des Weiteren bezüglich der Drehachse 10 gegenüber dem anderen Teil der Wäschestücke 8. In dem in den 2b und 2c dargestellten Fall liegt aufgrund der Anordnung der Wäschestücke 8 innerhalb der Wäschetrommel 7 eine so genannte diagonale Unwucht vor. Die aufgrund der ungleichmäßigen Verteilung der Wäschestücke 8 verursachte Unwuchtmaße übt auf die sich drehende Wäschetrommel 7 eine Kraft aus. Durch diese Kraft wird die Wäschetrommel 7 in Präzession gebracht, und die Drehachse 10 ändert die Orientierung ihrer Längsrichtung. Der Bezugspunkt 14 bewegt sich entlang eines Umfangs eines virtuellen Kreises 18, in dessen Zentrum sich die virtuelle Mittelachse 10' befindet. Die Winkelgeschwindigkeit dieser Bewegung wird durch den Gyrosensor 13 gemessen.In the 2 B and 2c are laundry items 8th in the laundry drum 7 , The laundry items 8th are inside the laundry drum 7 so distributed that part of the laundry 8th in the longitudinal direction of the axis of rotation 10 at a first end 15 the laundry drum 7 and a part of the laundry 8th at a second end 16 the laundry drum 7 lies. The laundry items 8th are due to the centrifugal force on a side wall 17 the laundry drum 7 at. The first end 15 located part of the laundry 8th is further with respect to the axis of rotation 10 opposite the other part of the laundry MOORISH malice 8th , In the in the 2 B and 2c illustrated case is due to the arrangement of the laundry items 8th inside the laundry drum 7 a so-called diagonal imbalance. The due to the uneven distribution of the laundry items 8th caused imbalance measures exercises on the rotating laundry drum 7 a power out. This force turns the laundry drum 7 brought into precession, and the axis of rotation 10 changes the orientation of its longitudinal direction. The reference point 14 moves along a perimeter of a virtual circle 18 in whose center is the virtual central axis 10 ' located. The angular velocity of this movement is determined by the gyrosensor 13 measured.

In 3 ist die Waschmaschine 1 anhand eines Blockschaltbildes dargestellt. Zum Ansteuern des Antriebsmotors 11 umfasst die Waschmaschine 1 eine Schaltungsanordnung 19, die an ihrem Ausgang 20 elektrische Wechselspannungen für Phasenstränge 21 des Stators des Antriebsmotors 11 bereitstellt. Im Ausführungsbeispiel umfasst der Antriebsmotor 11 drei Phasenstränge, die Schaltungsordnung 19 stellt entsprechend drei Wechselspannungen bereit. An einem Eingang 22 der Schaltungsanordnung 19 beziehungsweise an einem Zwischenkreiskondensator 23 liegt eine Zwischenkreisgleichspannung U_Z an. Aus dieser Zwischenkreisgleichspannung U_Z erzeugt ein Wechselrichter 24 die Wechselspannungen für den Antriebsmotor 11. Der Wechselrichter 24 wird durch eine Steuereinrichtung 25 angesteuert, die Steuereinrichtung 25 kann durch entsprechende Ansteuerung des Wechselrichters 24 die Frequenz der Wechselspannungen und somit auch die Drehzahl des Antriebsmotors 11 beziehungsweise der Wäschetrommel 7 steuern. Die Steuereinrichtung 25 erfasst auch die Zwischenkreisgleichspannung U_Z, nämlich über einen Spannungsteiler 26 mit zwei Ohmschen Widerständen 27. An einem zwischen den Ohmschen Widerständen 27 angeordneten Abgriffpol liegt eine elektrische Spannung U_S an, deren Amplitude ein Maß für die Amplitude der Zwischenkreisgleichspannung U_Z darstellt. Die Spannung U_S wird durch die Steuereinrichtung 25 gemessen.In 3 is the washing machine 1 illustrated by a block diagram. For driving the drive motor 11 includes the washing machine 1 a circuit arrangement 19 who are at their exit 20 alternating electrical voltages for phase strings 21 the stator of the drive motor 11 provides. In the exemplary embodiment, the drive motor comprises 11 three phase strings, the circuit order 19 provides three AC voltages accordingly. At an entrance 22 the circuit arrangement 19 or on a DC link capacitor 23 is a DC link _voltage U _Z on. From this DC _link voltage U _Z generates an inverter 24 the AC voltages for the drive motor 11 , The inverter 24 is controlled by a control device 25 controlled, the control device 25 can by appropriate control of the inverter 24 the frequency of the alternating voltages and thus also the speed of the drive motor 11 or the laundry drum 7 Taxes. The control device 25 also detects the DC _link voltage U _Z , namely via a voltage divider 26 with two ohmic resistors 27 , At one between the ohmic resistors 27 arranged Abgriffpol is an electrical voltage U _S , whose amplitude is a measure of the amplitude of the DC link voltage U _Z. The voltage U _S is determined by the control device 25 measured.

Die Steuereinrichtung 25 steuert den Wechselrichter 24 unter Vermittlung einer analogen Treiberstufe 28 an. Die Steuereinrichtung 25 erfasst des Weiteren Strangströme I₁, I₂, I₃, die in den Phasensträngen 21 des Antriebsmotors 11 fließen. Dazu ist die Steuereinrichtung 25 über eine analoge Verstärkerstufe 29 mit drei Abgriffpolen 30 gekoppelt, über welche die Strangströme I₁, I₂, I₃ fließen. Also kann die Steuereinrichtung 25 die Strangströme I₁, I₂, I₃ messen.The control device 25 controls the inverter 24 through the intermediation of an analog driver stage 28 at. The control device 25 further detects phase currents I ₁ , I ₂ , I ₃ , in the phase strands 21 of the drive motor 11 flow. This is the control device 25 via an analogue amplifier stage 29 with three tapping poles 30 coupled, over which the phase currents I ₁ , I ₂ , I ₃ flow. So the controller can 25 measure the phase currents I ₁ , I ₂ , I ₃ .

Die Steuereinrichtung 25 ist im Ausführungsbeispiel ein Mikroprozessor. Die Berechnung eines Soll-Werts für die Drehzahl des Antriebsmotors 11 und somit für die Drehzahl der Wäschetrommel 7 sowie die Regelung der Drehzahl erfolgt digital in der Steuereinrichtung 25. Nachfolgend wird die Funktionsweise der Steuereinrichtung 25 anhand von in 3 schematisch dargestellten Funktionsblöcken näher erläutert. Die in 3 in schematischer und höchstabstrakter Darstellung gezeigten Funktionsblöcke dienen also lediglich einer besseren Veranschaulichung sowie einem besseren Verständnis der Funktionsweise der Steuereinrichtung 25. Die Funktionsblöcke symbolisieren somit lediglich die digitale Funktionsweise der Steuereinrichtung 25.The control device 25 is a microprocessor in the embodiment. The calculation of a setpoint value for the speed of the drive motor 11 and thus for the speed of the laundry drum 7 as well as the control of the speed is digital in the control device 25 , The operation of the control device will be described below 25 based on in 3 explained function blocks explained in more detail. In the 3 Thus, functional blocks shown in schematic and highly abstracted representation serve only for better illustration and a better understanding of the mode of operation of the control device 25 , The function blocks thus merely symbolize the digital mode of operation of the control device 25 ,

In einem Funktionsblock 31 „Sollwertkennliniengenerator” ermittelt die Steuereinrichtung 25 eine Sollwertkennlinie, also so genannte Rampe für den Verlauf der Drehzahl des Antriebsmotors 11. Die Sollwertkennlinie beschreibt eine Soll-Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors 11 über der Zeit. Die Sollwertkennlinie kann der Steuereinrichtung 25 als Vorgabe von einer in der Waschmaschine 1 zentralen und in 3 nicht dargestellten Steuereinheit übermittelt werden. Also erfolgt im Funktionsblock 31 die Festlegung eines zeitlichen Verlaufs der Drehzahl des Antriebsmotors 11 für eine vorbestimmte Zeitdauer, zum Beispiel für die Zeitdauer eines gesamten Waschprozesses oder auch für die Zeitdauer eines Schleuderbetriebs.In a functional block 31 "Setpoint characteristic generator" determines the control device 25 a setpoint characteristic, that is to say so-called ramp for the course of the speed of the drive motor 11 , The setpoint characteristic describes a desired change in the speed of the drive motor 11 over time. The setpoint characteristic can the control device 25 as a prescription of one in the washing machine 1 central and in 3 Not shown control unit to be transmitted. So it's done in the function block 31 the determination of a time profile of the speed of the drive motor 11 for a predetermined period of time, for example, for the duration of an entire washing process or for the duration of a spinning operation.

In einem Funktionsblock 32 „Drehzahl-Sollwertgenerator” berechnet die Steuereinrichtung 25 einen momentanen Sollwert für die Drehzahl des Antriebsmotors 11. Diesen Sollwert berechnet die Steuereinrichtung 25 abhängig von einem Istwert der Drehzahl des Antriebsmotors 11, der in einem Funktionsblock 33 „Istwertberechnung” berechnet wird.In a functional block 32 "Speed reference generator" calculates the controller 25 a current setpoint for the speed of the drive motor 11 , This setpoint is calculated by the controller 25 depending on an actual value of the speed of the drive motor 11 who is in a functional block 33 "Actual value calculation" is calculated.

Der Istwert der Drehzahl wird bei der Berechnung des Sollwerts deshalb berücksichtigt, da die Drehzahl des Antriebsmotors 11 – im Ausführungsbeispiel eines Synchronmotors – nur gleichmäßig verändert werden kann.The actual value of the speed is therefore taken into account in the calculation of the setpoint, since the speed of the drive motor 11 - In the embodiment of a synchronous motor - can be changed evenly.

Bei der Berechnung des Istwerts der Drehzahl des Antriebsmotors 11 im Funktionsblock 33 berücksichtigt die Steuereinrichtung 25 auch eine Temperatur des Antriebsmotors 11, die in einem Funktionsblock 34 „Motortemperaturberechnung” ermittelt wird. Die Temperatur des Antriebsmotors 11 wird unter Zwischenberechnung einer elektrischen Leistung ermittelt, die vom Antriebsmotor 11 aufgenommen wird und die in einem Funktionsblock 35 „Leistungsberechnung” berechnet wird. Die Leistung wird aus den Messwerten für die Strangströme I₁, I₂, I₃, die in einem Funktionsblock 36 „Stromberechnung” aufgenommen werden, sowie aus den Messwerten für die Spannung U_S, die in einem Funktionsblock 37 „Spannungsmessung” gemessen wird, berechnet. Die Messwerte für die Strangströme I₁, I₂, I₃ werden auch an einen Funktionsblock 38 „Regler” zugeführt; im Funktionsblock 38 wird eine Drehzahlstellgröße berechnet, die in einem Funktionsblock 39 „Drehzahlstellgröße” als elektrische Spannung nach außen ausgegeben wird, nämlich an die Treiberstufe 28.When calculating the actual value of the speed of the drive motor 11 in the function block 33 takes into account the controller 25 also a temperature of the drive motor 11 working in a functional block 34 "Motor temperature calculation" is determined. The temperature of the drive motor 11 is determined by intermediate calculation of an electric power supplied by the drive motor 11 is recorded and in a functional block 35 "Performance calculation" is calculated. The power is calculated from the measured values for the phase currents I ₁ , I ₂ , I ₃ in a function block 36 "Current calculation" are recorded, as well as from the measured values for the voltage U _S , which in a function block 37 "Voltage measurement" is measured, calculated. The measured values for the phase currents I ₁ , I ₂ , I ₃ are also sent to a function block 38 Fed "regulator"; in the function block 38 a speed control variable is calculated that is in a function block 39 "Speed control variable" is output as electrical voltage to the outside, namely to the driver stage 28 ,

Die Ermittlung der Unwucht bei der Wäschetrommel 7 erfolgt in einem Funktionsblock 40 „Lasterkennung”. Dieser Funktionsblock 40 empfängt die Messwerte des Gyrosensors 13, nämlich die Messwerte für die Winkelgeschwindigkeit beziehungsweise Präzessionsfrequenz der Wäschetrommel 7. Aus den Messwerten, wie auch unter Berücksichtigung der Temperatur des Antriebsmotors 11, der Leistung, der Messwerte der Strangströme I₁, I₂, I₃ sowie des Istwerts der Drehzahl des Antriebsmotors 11 berechnet die Steuereinrichtung 25 eine die Präzession der Wäschetrommel 7 hervorrufende virtuelle Unwuchtmasse. Diese Unwuchtmasse berechnet die Steuereinrichtung 25 unter Zwischenberechnung einer Kraft, die auf die Wäschetrommel 7 aufgrund der Unwucht ausgeübt wird und somit die Präzession der Wäschetrommel 7 verursacht.The determination of the imbalance in the laundry drum 7 takes place in a function block 40 "Load detection". This function block 40 receives the readings of the gyro sensor 13 , namely the measured values for the angular velocity or precession frequency of the laundry drum 7 , From the measured values, as well as taking into account the temperature of the drive motor 11 , the power, the measured values of the phase currents I ₁ , I ₂ , I ₃ and the actual value of the speed of the drive motor 11 calculates the controller 25 one the precession of the laundry drum 7 causing virtual imbalance mass. This imbalance mass calculates the control device 25 with intermediate calculation of a force acting on the laundry drum 7 due to the imbalance is exercised and thus the precession of the laundry drum 7 caused.

In einem Schleuderbetrieb der Waschmaschine 1 soll die Wäschetrommel 7 auf einen vorgegebenen ersten Drehzahlwert, zum Beispiel auf 1200 U/min, beschleunigt werden. Bevor die Steuereinrichtung 25 die Wäschetrommel 7 auf den ersten Drehzahlwert beschleunigt, beschleunigt sie die Wäschetrommel 7 zunächst auf einen geringeren zweiten Drehzahlwert von zum Beispiel 300 U/min. Bei dem zweiten Drehzahlwert berechnet die Steuereinrichtung 25 die Unwuchtmasse bei der Wäschetrommel 7. Aus dieser Unwuchtmasse berechnet die Steuereinrichtung 25 eine Verlustleistung des Antriebsmotors 11 und/oder seine Temperatur, die sich bei dem ersten Drehzahlwert der Wäschetrommel 7 ergeben würde/würden. Also prognostiziert die Steuereinrichtung 25 die Verlustleistung und/oder die Temperatur für den ersten Drehzahlwert, auf welchen die Wäschetrommel 7 beschleunigt werden soll. Das Prognostizieren der Verlustleistung kann zum Beispiel so aussehen, dass die Steuereinrichtung 25 zunächst eine Kraft und/oder ein Drehmoment berechnet, die beziehungsweise das auf die Wäschetrommel 7 bei dem ersten Drehzahlwert ausgeübt werden würde. Aus dieser Kraft und/oder dem Drehmoment kann die Steuereinrichtung 25 dann die Verlustleistung des Antriebsmotors 11 prognostizieren, wie auch die Temperatur des Antriebsmotors 11.In a spin operation of the washing machine 1 should the laundry drum 7 be accelerated to a predetermined first speed value, for example to 1200 rpm. Before the controller 25 the laundry drum 7 accelerated to the first speed value, it accelerates the laundry drum 7 initially to a lower second speed value of, for example, 300 rpm. At the second speed value, the controller calculates 25 the imbalance mass at the laundry drum 7 , From this imbalance mass calculates the controller 25 a power loss of the drive motor 11 and / or its temperature, which is at the first speed value of the laundry drum 7 would / would. So the controller forecasts 25 the power loss and / or the temperature for the first speed value to which the laundry drum 7 should be accelerated. For example, predicting the power loss may look like the controller 25 first calculates a force and / or torque, the or on the laundry drum 7 would be exercised at the first speed value. From this force and / or torque, the control device 25 then the power loss of the drive motor 11 predict, as well as the temperature of the drive motor 11 ,

Überschreitet die vorhergesagte Verlustleistung und/oder die Temperatur des Antriebsmotors 11 einen vorgegebenen Grenzwert, so reduziert die Steuereinrichtung 25 die Schleuderdrehzahl von dem ersten Drehzahlwert auf einen geringeren dritten Drehzahlwert oder unterbricht die Steuereinrichtung 25 den Schleuderbetrieb.Exceeds the predicted power loss and / or the temperature of the drive motor 11 a predetermined limit, so reduces the controller 25 the spin speed from the first speed value to a lower third speed value or interrupts the controller 25 the spin operation.

Die Präzessionsfrequenz soll bei einer konstanten Drehzahl der Wäschetrommel 7 konstant bleiben. Je schneller die Wäschetrommel rotiert, desto weniger schnell präzediert sie. Die Steuereinrichtung 25 macht sich diese Tatsache zunutze, indem sie bei einer konstanten Drehzahl der Wäschetrommel 7 – zum Beispiel bei dem zweiten Drehzahlwert der Wäschetrommel 7 von 300 U/min – die Messwerte des Gyrosensors 13 auf einen Anstieg hin überprüft. Erkennt die Steuereinrichtung 25 bei einer konstanten Drehzahl der Wäschetrommel 7 einen Anstieg der Messwerte, so ist dies ein Zeichen dafür, dass das Schwingsystem 2 einschließlich der Wäschetrommel 7 ein instabiles Verhalten aufweist, dass nämlich die Schwingung des Schwingsystems 2 in Resonanz gerät. Nach Erkennen eines solchen instabilen Zustands kann die Steuereinrichtung 25 den Schleuderbetrieb unterbrechen.The precession frequency should be at a constant speed of the laundry drum 7 stay constant. The faster the laundry drum rotates, the less quickly it precesses. The control device 25 makes use of this fact by being at a constant speed of the laundry drum 7 - For example, at the second speed value of the laundry drum 7 of 300 rpm - the gyrosensor readings 13 checked for an increase. Detects the controller 25 at a constant speed of the laundry drum 7 An increase in the readings, this is a sign that the vibrating system 2 including the laundry drum 7 has an unstable behavior, namely that the vibration of the vibration system 2 resonates. Upon detection of such an unstable state, the controller may 25 interrupt the spin operation.

Insgesamt wird also ein Verfahren sowie eine Waschmaschine 1 bereitgestellt, mit welchem und bei welcher eine Unwucht, insbesondere eine diagonale Unwucht, bei einer Wäschetrommel 7 zuverlässig ermittelt werden kann. Erstmals erfolgt eine Messung einer eine Richtungsänderung der Drehachse 10 der Wäschetrommel 7 beschreibenden Größe mithilfe eines Gyrosensors 13. Aus den Messwerten für diese Größe ermittelt die Steuereinrichtung 25 eine Unwuchtmasse und kann daraus eine Verlustleistung und/oder eine Temperatur des Antriebsmotors 11 für höhere Drehzahlen prognostizieren.All in all, therefore, a procedure and a washing machine 1 provided with which and in which an imbalance, in particular a diagonal unbalance, in a laundry drum 7 can be determined reliably. For the first time, a measurement of a change in direction of the axis of rotation takes place 10 the laundry drum 7 descriptive size using a gyro sensor 13 , The control device determines from the measured values for this variable 25 an imbalance mass and can be a power loss and / or a temperature of the drive motor 11 forecast for higher speeds.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: WaschmaschineWashing machine
22: Schwingsystemoscillating system
33: Federanordnungspring assembly
44: Gehäusecasing
55: Abstützanordnungsupport arrangement
66: Boden des Gehäuses 4ground of the housing 4
77: Wäschetrommelwashing drum
88th: Wäschestückelaundry
99: Laugenbehältertub
1010: Drehachseaxis of rotation
10'10 ': Mittelachsecentral axis
1111: Antriebsmotordrive motor
1212: Riemenbelt
1313: Gyrosensorgyro sensor
1414: Bezugspunktreference point
1515: erstes Ende der Wäschetrommel 7first End of the laundry drum 7
1616: zweites Ende der Wäschetrommel 7second End of the laundry drum 7
1717: Seitenwand der Wäschetrommel 7Side wall the laundry drum 7
1818: Kreiscircle
1919: Schaltungsanordnungcircuitry
2020: Ausgangoutput
2121: Phasensträngephase strands
2222: Eingang der Schaltungsanordnung 19entrance the circuit arrangement 19
2323: ZwischenkreiskondensatorLink capacitor
2424: Wechselrichterinverter
2525: Steuereinrichtungcontrol device
2626: Spannungsteilervoltage divider
2727: Ohmsche Widerständeresistive resistors
2828: Treiberstufedriver stage
2929: Verstärkerstufeamplifier stage
3030: AbgriffpoleAbgriffpole
31 bis 4031 to 40: Funktionsblöckefunction blocks
I1, I2, I3I1, I2, I3: Strangströmephase currents
USUS: Spannungtension
UZUZ: ZwischenkreisgleichspannungIntermediate circuit voltage

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer Unwucht bei einer um eine Drehachse (10) drehbaren Wäschetrommel (7) einer Waschmaschine (1) in einem Schleuderbetrieb, in welchem die Wäschetrommel (7) auf einen vorgegebenen ersten Drehzahlwert zu beschleunigen ist, wobei die Wäschetrommel (7) mittels eines Antriebsmotors (11) angetrieben wird, welcher durch eine Steuereinrichtung (25) angesteuert wird, mit den Schritten: – Beschleunigen der Wäschetrommel (7) auf einen vorgegebenen zweiten Drehzahlwert, der kleiner als der erste Drehzahlwert ist, – Messen einer ein räumliches Verlagern der Drehachse (10) gegenüber einer Referenzlage (10') beschreibenden Größe durch einen Sensor (13) bei dem zweiten Drehzahlwert der Wäschetrommel (7) und Ausgeben von Messwerten für diese Größe an die Steuereinrichtung (25), und – Ermitteln der Unwucht durch die Steuereinrichtung (25) abhängig von den Messwerten.Method for determining an imbalance in relation to a rotation axis ( 10 ) rotatable laundry drum ( 7 ) a washing machine ( 1 ) in a spin operation, in which the laundry drum ( 7 ) is to accelerate to a predetermined first speed value, wherein the laundry drum ( 7 ) by means of a drive motor ( 11 ), which is controlled by a control device ( 25 ), with the steps: - accelerating the laundry drum ( 7 ) to a predetermined second speed value, which is smaller than the first speed value, - measuring a spatial displacement of the axis of rotation ( 10 ) compared to a reference position ( 10 ' ) descriptive size by a sensor ( 13 ) at the second speed value of the laundry drum ( 7 ) and outputting measured values for this variable to the control device ( 25 ), and - determining the imbalance by the control device ( 25 ) depending on the measured values.

Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem als Größe ein durch einen Bezugspunkt (14) der Drehachse (10) zurückgelegter Weg und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung des Verlagerns der Drehachse (10) durch den Sensor (13) gemessen wird/werden.Method according to Claim 1, in which a variable is defined by a reference point ( 14 ) of the axis of rotation ( 10 ) traveled distance and / or a speed and / or an acceleration of the displacement of the axis of rotation ( 10 ) through the sensor ( 13 ) is / are measured.

Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem als Größe ein durch den Bezugspunkt (14) der Drehachse (10) zurückgelegter Winkelweg und/oder eine Winkelgeschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung einer Bewegung des Bezugspunktes (14) entlang eines Umfanges eines durch den Bezugspunkt (14) aufgrund der Unwucht durchlaufenen virtuellen Kreises (18) gemessen wird.A method as claimed in claim 2, wherein the size is defined by the reference point ( 14 ) of the axis of rotation ( 10 ) Winkelweg and / or an angular velocity and / or an acceleration of a movement of the reference point ( 14 ) along a circumference of a through the reference point ( 14 ) due to the unbalance traversed virtual circle ( 18 ) is measured.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem eine die Unwucht hervorrufende Unwuchtmasse durch die Steuereinrichtung (25) abhängig von den Messwerten für die Größe, insbesondere unter Zwischenberechnung einer das Verlagern der Drehachse (10) bewirkenden Kraft, berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, in which an imbalance mass causing the unbalance is generated by the control device ( 25 ) depending on the measured values for the size, in particular with intermediate calculation of a displacement of the axis of rotation ( 10 ) causing force is calculated.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem für den ersten Drehzahlwert, auf welchen die Wäschetrommel (7) im Schleuderbetrieb zu beschleunigen ist, eine Verlustleistung des Antriebsmotors (11) und/oder eine Temperatur des Antriebsmotors (11) und/oder ein Wert der Größe abhängig von den Messwerten, bei Rückbezug auf Anspruch 4 insbesondere abhängig von der Unwuchtmasse, prognostiziert wird/werden.Method according to one of the preceding claims, in which for the first speed value to which the laundry drum ( 7 ) is to accelerate in the spin mode, a power loss of the drive motor ( 11 ) and / or a temperature of the drive motor ( 11 ) and / or a value of the size depending on the measured values, when referring back to claim 4 in particular depending on the imbalance mass, is / are predicted.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der zweite Drehzahlwert derart ausgewählt wird, dass der Antriebsmotor (11) feldschwächungsfrei betrieben wird, wobei bevorzugt der zweite Drehzahlwert in einem Wertebereich bis 500 U/min liegt.Method according to one of the preceding claims, in which the second speed value is selected such that the drive motor ( 11 ) is operated field weakening free, wherein preferably the second speed value is in a range of values up to 500 U / min.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem bei einer konstanten Drehzahl der Wäschetrommel (7), insbesondere bei dem zweiten Drehzahlwert der Wäschetrommel (7), die Messwerte für die Größe auf einen Anstieg hin überprüft werden, wobei bevorzugt nach Erkennen eines Anstiegs der Messwerte der Schleuderbetrieb unterbrochen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein at a constant speed of the laundry drum ( 7 ), in particular at the second speed value of the laundry drum ( 7 ), the measured values for the size are checked for an increase, whereby, preferably after detection of an increase in the measured values, the spinning operation is interrupted.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Sensor (13) ein Gyrosensor ist.Method according to one of the preceding claims, in which the sensor ( 13 ) is a gyrosensor.

Waschmaschine (1) mit: – einem Schwingsystem (2) mit einer um eine Drehachse (10) drehbaren Wäschetrommel (7) und mit einem Antriebsmotor (11) zum Antreiben der Wäschetrommel (7) und – einer Steuereinrichtung (25) zum Ansteuern des Antriebsmotors (11), gekennzeichnet durch einen an einer Komponente (7, 9, 11) des Schwingsystems (2) angeordneten Sensor (13) zum Messen einer ein räumliches Verlagern der Drehachse (10) gegenüber einer Referenzlage (10') beschreibenden Größe und zum Ausgeben von Messwerten für diese Größe an die Steuereinrichtung (25), wobei die Steuereinrichtung (25) dazu ausgelegt ist, in einem Schleuderbetrieb, in welchem die Wäschetrommel (7) auf einen vorgebbaren ersten Drehzahlwert zu beschleunigen ist, die Wäschetrommel (7) zunächst auf einen kleineren zweiten Drehzahlwert zu beschleunigen und bei dem zweiten Drehzahlwert der Wäschetrommel (7) eine Unwucht bei der Wäschetrommel (7) abhängig von Messwerten für die Größe zu ermitteln.Washing machine ( 1 ) with: - a vibration system ( 2 ) with one about a rotation axis ( 10 ) rotatable laundry drum ( 7 ) and with a drive motor ( 11 ) for driving the laundry drum ( 7 ) and - a control device ( 25 ) for driving the drive motor ( 11 ), characterized by a component ( 7 . 9 . 11 ) of the vibration system ( 2 ) arranged sensor ( 13 ) for measuring a spatial displacement of the axis of rotation ( 10 ) compared to a reference position ( 10 ' ) and outputting measured values of this size to the control device ( 25 ), wherein the control device ( 25 ) is designed, in a spin operation, in which the laundry drum ( 7 ) is to accelerate to a predetermined first speed value, the laundry drum ( 7 ) first to accelerate to a smaller second speed value and at the second speed value of the laundry drum ( 7 ) an imbalance in the laundry drum ( 7 ) depending on measurements for the size.

Waschmaschine (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (13) an einem Laugenbehälter (9) oder dem Antriebsmotor (11) angeordnet ist.Washing machine ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the sensor ( 13 ) on a tub ( 9 ) or the drive motor ( 11 ) is arranged.

Waschmaschine (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Erstreckungsrichtung der Drehachse (10) der Sensor (13) mittig an der Komponente (7, 9, 11) angeordnet ist.Washing machine ( 1 ) according to claim 9 or 10, characterized in that in an extension direction of the axis of rotation ( 10 ) the sensor ( 13 ) in the middle of the component ( 7 . 9 . 11 ) is arranged.

Waschmaschine (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (25) dazu ausgelegt ist, bei dem zweiten Drehzahlwert der Wäschetrommel (7) eine Unwuchtmasse abhängig von der gemessenen Größe, insbesondere unter Zwischenberechnung einer das Verlagern der Drehachse (10) bewirkenden Kraft, zu berechnen.Washing machine ( 1 ) according to one of claims 9 to 11, characterized in that the control device ( 25 ) is adapted, at the second speed value of the laundry drum ( 7 ) an imbalance mass depending on the measured size, in particular with intermediate calculation of a displacement of the axis of rotation ( 10 ) force to calculate.

Waschmaschine (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (25) dazu ausgelegt ist, für den ersten Drehzahlwert, auf welchen die Wäschetrommel (7) zu beschleunigen ist, eine Verlustleistung des Antriebsmotors (11) und/oder eine Temperatur des Antriebsmotors und/oder einen Wert der Größe abhängig von den Messwerten, bei Rückbezug auf Anspruch 12 insbesondere abhängig von der Unwuchtmasse, zu prognostizieren.Washing machine ( 1 ) according to one of claims 9 to 12, characterized in that the control device ( 25 ) is adapted for the first speed value to which the laundry drum ( 7 ) is to accelerate, a power loss of the drive motor ( 11 ) and / or a temperature of the drive motor and / or a value of the size depending on the measured values, with reference back to claim 12 in particular depending on the imbalance mass to predict.

Waschmaschine (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (25) dazu ausgelegt ist, bei einer konstanten Drehzahl der Wäschetrommel (7), insbesondere bei dem zweiten Drehzahlwert der Wäschetrommel (7), die Messwerte für die Größe auf einen Anstieg hin zu überprüfen, wobei bevorzugt die Steuereinrichtung (25) dazu ausgelegt ist, nach Erkennen eines Anstiegs der Messwerte den Schleuderbetrieb zu unterbrechen.Washing machine ( 1 ) according to one of claims 9 to 13, characterized in that the control device ( 25 ) is designed, at a constant speed of the laundry drum ( 7 ), in particular at the second speed value of the laundry drum ( 7 ), the measured values for the size to check for an increase, wherein preferably the control device ( 25 ) is designed to interrupt the spin operation after detecting an increase in the measured values.

Waschmaschine (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (13) ein Gyrosensor ist.Washing machine ( 1 ) according to one of claims 9 to 14, characterized in that the sensor ( 13 ) is a gyrosensor.