DE102010039665A1

DE102010039665A1 - Verfahren zum Einnehmen eines sicheren Betriebszustands einer Einrichtung eines Hausgeräts, Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Hausgeräts und Hausgerät

Info

Publication number: DE102010039665A1
Application number: DE102010039665A
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: 2010-08-24
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2012-03-01
Also published as: WO2012025373A1

Abstract

Das Einnehmen eines sicheren Betriebszustands durch eine Einrichtung 5, insbesondere eine Türverriegelungseinrichtung 5, eines Hausgeräts soll ohne viel Aufwand bezüglich der Software ermöglicht werden. Es wird ein Verfahren bereitgestellt, bei welchem eine Hauptsteuereinheit 7 des Hausgeräts ein Eingabesignal 51 empfängt und die Türverriegelungseinrichtung 5 von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand aufgrund des Eingabesignals 51 überführt. Es wird eine Motorsteuereinheit 13 zum Steuern einer elektrischen Maschine 12 des Hausgeräts mit elektrischer Energie versorgt. Die Hauptsteuereinheit 7 überträgt einen ersten Steuerbefehl an die Motorsteuereinheit 13, der die Motorsteuereinheit 13 dazu veranlasst, die elektrische Maschine 12 in Betrieb zu nehmen. Nach Erfülltsein eines ersten vorbestimmten Kriteriums steuert die Motorsteuereinheit 13 eine Blockierschaltung 36 an, wobei durch die Blockierschaltung 36 abhängig von der Ansteuerung verhindert wird, dass die Hauptsteuereinheit 7 die Türverriegelungseinrichtung 5 von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand überführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, durch welches das Einnehmen eines sicheren Betriebszustands einer Einrichtung eines Hausgeräts ermöglicht wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Hausgeräts. Die Erfindung bezieht sich schließlich auf ein Hausgerät mit einer solchen Schaltungsanordnung.
Vorliegend richtet sich das Interesse insbesondere auf das Einnehmen eines sicheren Betriebszustands einer Türverriegelungseinrichtung eines solchen Hausgeräts, bei welchem zwei Steuereinheiten, eine Motorsteuereinheit zum Steuern einer elektrischen Maschine sowie eine Hauptsteuereinheit zum Steuern der Motorsteuereinheit vorhanden sind. Insbesondere bei Waschmaschinen, Waschtrocknern oder Wäschetrocknern müssen besondere Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, die ein Verriegeln der Tür dann gewährleisten, wenn die Drehzahl der Wäschetrommel einen vorbestimmten Wert – in der Regel etwa 60 Umdrehungen pro Minute – überschreitet. Die Motorsteuereinheit sendet Daten an die Hauptsteuereinheit, die die jeweils augenblickliche Drehzahl der Wäschetrommel beinhalten. Bei Überschreiten des vorgegebenen Drehzahlwerts verriegelt die Hauptsteuereinheit die Tür des Hausgeräts. Unterschreitet die Drehzahl der Wäschetrommel den vorgegebenen Wert, kann die Hauptsteuereinheit die Tür des Hausgeräts entriegeln.
Also erfolgen die Verriegelung und die Entriegelung der Tür abhängig von den Informationen über die aktuelle Drehzahl der Wäschetrommel, die von der Motorsteuereinheit an die Hauptsteuereinheit übermittelt werden. Dies bedeutet, dass die Motorsteuereinheit die Verriegelung bzw. Entriegelung der Tür auf dem Software-Niveau freigeben bzw. verhindern kann. Es müssen somit zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen bezüglich der Software getroffen werden, die eine sichere Verriegelung bzw. Entriegelung der Tür gewährleisten. Solche Sicherheitsmaßnahmen bezüglich der Software sind besonders aufwändig. Eine besondere Herausforderung besteht daher darin, das Einnehmen eines sicheren Betriebszustands der Türverriegelungseinrichtung ohne viel Aufwand zu ermöglichen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie das Einnehmen eines sicheren Betriebszustands einer Einrichtung eines Hausgeräts ohne viel Aufwand ermöglicht werden kann, nämlich insbesondere ohne zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen bezüglich der Software.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Schaltungsanordnung und auch durch ein Hausgerät mit den Merkmalen gemäß jeweiligem unabhängigem Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie nachfolgender Beschreibung.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ermöglicht einer Einrichtung eines Hausgeräts das Einnehmen eines sicheren Betriebszustands. Bei dem Verfahren empfängt eine Hauptsteuereinheit des Hausgeräts ein Eingabesignal. Die Hauptsteuereinheit überführt die Einrichtung von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand aufgrund des Eingabesignals. Es wird eine Motorsteuereinheit zum Steuern einer elektrischen Maschine des Hausgeräts mit elektrischer Energie versorgt. Die Hauptsteuereinheit überträgt einen ersten Steuerbefehl an die Motorsteuereinheit, welcher die Motorsteuereinheit dazu veranlasst, die elektrische Maschine in Betrieb zu nehmen. Die Motorsteuereinheit überprüft, ob ein erstes vorbestimmtes Kriterium erfüllt ist, und steuert eine Blockierschaltung nach Erfülltsein des ersten vorbestimmten Kriteriums an. Abhängig von dieser Ansteuerung verhindert die Blockierschaltung, dass die Hauptsteuereinheit die Einrichtung von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand überführt.
Also wird ein erfindungsgemäßer Effekt dadurch erzielt, dass die Motorsteuereinheit das Überführen der Einrichtung von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand verhindern kann, nämlich durch Ansteuerung der Blockierschaltung. Das Überführen der Einrichtung von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wird somit auf dem Hardware-Niveau, nämlich durch die Blockierschaltung verhindert. Es erübrigen sich deshalb zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen bezüglich der Software mit dem damit verbundenen Implementierungsaufwand.
Bei der Ansteuerung der Blockierschaltung sind unterschiedliche Ausführungsformen vorgesehen. Die Ansteuerung kann beinhalten, dass eine elektrische Spannung an einen Eingang der Blockierschaltung angelegt wird. Alternativ kann die Ansteuerung umfassen, dass der Eingang der Blockierschaltung mit einem Bezugspotential gekoppelt wird, d. h. auf Masse gezogen wird. Dann kann dadurch ein Stromfluss – z. B. über eine Leuchtdiode eines Optokopplers – verursacht werden, und dieser Stromfluss kann die Entriegelung der Tür verhindern, nämlich z. B. durch Ansteuerung eines Steuerelements.
Besonders bevorzugt ist die Einrichtung eine Türverriegelungseinrichtung zum Verriegeln einer Tür des Hausgeräts. Dann ist der erste Betriebszustand ein solcher Zustand, in welchem die Türverriegelungseinrichtung das Öffnen der Tür verriegelt, und der zweite Betriebszustand ist ein solcher Zustand, in welchem die Verriegelungseinrichtung das Öffnen der Tür freigibt. Bei dieser Ausführungsform kommen die Vorteile der Erfindung vollständig zum Tragen. Die Motorsteuereinheit kann nämlich durch Ansteuerung der Blockierschaltung verhindern, dass die Tür des Hausgeräts – zum Beispiel während des Betriebs der elektrischen Maschine – entriegelt wird und eine Bedienperson die Tür öffnen kann. Dies kann zum Beispiel so aussehen: Die Bedienperson betätigt einen Taster und schaltet somit ein zuvor ausgewähltes Programm des Hausgeräts ein. Die Hauptsteuereinheit schließt einen elektrischen Schalter und verriegelt damit die Tür des Hausgeräts und versorgt die Motorsteuereinheit mit elektrischer Energie. Die Hauptsteuereinheit sendet den ersten Steuerbefehl über einen Datenübertragungskanal an die Motorsteuereinheit. Aufgrund des ersten Steuerbefehls nimmt die Motorsteuereinheit die elektrische Maschine in Betrieb und überprüft, ob das erste vorbestimmte Kriterium erfüllt ist oder nicht. Ist das erste Kriterium erfüllt, so steuert die Motorsteuereinheit die Blockierschaltung an, und die Blockierschaltung verhindert, dass die Tür des Hausgeräts durch die Hauptsteuereinheit entriegelt wird.
Das erste vorbestimmte Kriterium kann zum Beispiel beinhalten, dass die Drehzahl einer Wäschetrommel des Hausgeräts einen vorgegebenen Wert überschreitet. Ein solcher Schwellwert kann zum Beispiel in einem Wertebereich zwischen 0 und 60 Umdrehungen pro Minute liegen. Besonders bevorzugt wird der Schwellwert auf 0 Umdrehungen pro Minute eingestellt. Dann wird die Entriegelung der Tür dann verhindert, wenn sich die Wäschetrommel dreht.
Die Hauptsteuereinheit kann einen zweiten Steuerbefehl an die Motorsteuereinheit übertragen, nämlich beispielsweise über einen Datenübertragungskanal. Der zweite Steuerbefehl veranlasst dann die Motorsteuereinheit dazu, die elektrische Maschine abzuschalten. Nach Erfülltsein eines zweiten vorbestimmten Kriteriums bewirkt die Motorsteuereinheit, dass die Blockierschaltung das Überführen der Einrichtung von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand freigibt. Das zweite vorbestimmte Kriterium kann beinhalten, dass das erste Kriterium nicht erfüllt ist. Ist die Einrichtung eine Türverriegelungseinrichtung, so kann dies in einem solchen Ablauf umgesetzt werden: Die Motorsteuereinheit erhält den zweiten Steuerbefehl und schaltet die elektrische Maschine ab; die Wäschetrommel wird abgebremst. Die Motorsteuereinheit überprüft, ob das zweite vorbestimmte Kriterium erfüllt ist oder nicht, nämlich zum Beispiel ob die Drehzahl der Wäschetrommel den Wert Null erreicht hat. Ist das zweite Kriterium erfüllt, bewirkt die Motorsteuereinheit, dass die Blockierschaltung die Entriegelung der Tür durch die Hauptsteuereinheit freigibt. Die Bedienperson kann nun die Tür des Hausgeräts öffnen.
Das Überführen der Einrichtung zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand kann beispielsweise durch ein Ansteuern eines elektrischen Schalters erfolgen. Dann kann ein solcher Schalter durch die Hauptsteuereinheit angesteuert werden. Der elektrische Schalter kann einen Stromkreis schließen oder unterbrechen, in welchem eine Spule angeordnet ist. Das Bestromen der Spule kann das Überführen der Einrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand und bevorzugt auch gleichzeitig ein Schließen eines weiteren elektrischen Schalters bewirken, über welchen die Motorsteuereinheit mit einem Schaltungseingang gekoppelt und hierdurch mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Also erfolgt das Überführen der Einrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand durch ein einfaches Schließen bzw. Öffnen des elektrischen Schalters.
Das Überführen der Einrichtung von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand kann durch ein Blockieren des Ansteuerns des elektrischen Schalters verhindert werden, nämlich insbesondere durch Koppeln eines Steueranschlusses dieses Schalters mit einem Bezugspotential. Die Blockierschaltung kann ein Steuerelement – zum Beispiel einen Transistor oder ein Relais – umfassen, mittels welchem der Steueranschluss des elektrischen Schalters mit dem Bezugspotential koppelbar ist. Dann kann die Ansteuerung des elektrischen Schalters und somit das Überführen der Einrichtung von dem zweiten in den ersten Betriebszustand ohne viel Aufwand durch einfaches Schließen des Steuerelements verhindert werden.
Zwischen der Hauptsteuereinheit und der Motorsteuereinheit kann eine Potentialtrennung vorliegen. Dann ist ein Eingang der Blockierschaltung von einem Ausgang derselben galvanisch getrennt. Somit wird die galvanische Trennung zwischen der Motorsteuereinheit und der Hauptsteuereinheit durch die Blockierschaltung nicht beeinträchtigt. Zu diesem Zwecke kann die Blockierschaltung zum Beispiel einen Optokoppler aufweisen, über welchen das Steuerelement angesteuert werden kann.
Die Hauptsteuereinheit überführt die Einrichtung von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand aufgrund des Eingabesignals. Ein solches Eingabesignal kann zum Beispiel von einem Taster an die Hauptsteuereinheit abgegeben werden, nämlich insbesondere bei dessen Betätigung durch eine Bedienperson. Eine Bedienperson kann somit den Taster betätigen, um ein zuvor ausgewähltes Programm des Hausgeräts zu beginnen und gleichzeitig die Einrichtung in den zweiten Betriebszustand zu überführen, insbesondere die Tür des Hausgeräts zu verriegeln.
Zur Erfindung gehört auch eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Hausgeräts. Die Schaltungsanordnung umfasst eine Hauptsteuereinheit zum Steuern des Hausgeräts. Die Hauptsteuereinheit ist dazu ausgebildet, eine Einrichtung des Hauptgeräts zwischen einem ersten Betriebszustand und einem zweiten Betriebszustand zu überführen. Die Schaltungsanordnung umfasst außerdem eine Motorsteuereinheit zum Steuern einer elektrischen Maschine des Hausgeräts. Die Schaltungsanordnung umfasst auch eine Blockierschaltung, die durch die Motorsteuereinheit ansteuerbar ist. Die Blockierschaltung ist dazu ausgebildet, zu verhindern, dass die Hauptsteuereinheit die Einrichtung zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand überführt.
Ein erfindungsgemäßes Hausgerät umfasst eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung oder eine bevorzugte Ausgestaltung davon. Das Hausgerät ist insbesondere ein solches Hausgerät, welches eine Tür aufweist, die mittels einer Verriegelungseinrichtung verriegelt werden kann. Unter dem Hausgerät wird also insbesondere ein Hausgerät zur Pflege von Wäschestücken verstanden, also z. B. eine Waschmaschine, ein Waschtrockner oder ein Wäschetrockner.
Die auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sowie für das erfindungsgemäße Hausgerät.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figur und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Eine in der Figur dargestellte Schaltungsanordnung 1 dient zum Betreiben eines Hausgeräts, beispielsweise einer Waschmaschine. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst einen Schaltungseingang 2 mit einem ersten Eingangsanschluss L und einem zweiten Eingangsanschluss N. Zwischen dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss L, N liegt eine Versorgungswechselspannung UN an, die von einem Wechselspannung-Versorgungsnetz bereitgestellt wird. Der zweite Eingangsanschluss N stellt ein erstes Bezugspotenzial der Schaltungsanordnung 1 dar. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst eine Haupteinheit 3, eine Motoreinheit 4 sowie eine Türverriegelungseinrichtung 5, die zum Verriegeln einer Tür des Hausgeräts dient. Mit der Tür kann eine Öffnung des Hausgeräts verschlossen werden, durch welche Wäschestücke in eine Wäschetrommel aufgenommen werden können.
Die Haupteinheit 3 umfasst ein Netzteil 6, welches mit dem Schaltungseingang 2 verbunden ist und Gleichspannungen U₁ und U₂ bereitstellt, nämlich bezüglich des ersten Bezugspotentials N. Die Gleichspannungen U₁ und U₂ dienen zum Versorgen der Haupteinheit 3. Mit der Gleichspannung U₁ wird eine Hauptsteuereinheit 7 versorgt, die zum Steuern von Programmen des Hausgeräts dient und im Beispiel ein Mikroprozessor ist. Die Gleichspannung U₁ beträgt beispielsweise 5 V. Die Gleichspannung U₂ kann z. B. 9 V betragen.
Der zweite Eingangsanschluss N ist ebenfalls mit einer Motorversorgungsschaltung 8 gekoppelt, die Gleichspannungen U₃, U₄ sowie U₅ bereitstellt, nämlich bezüglich eines zweiten Bezugspotenzials 9. Die Gleichspannung U₃ beträgt beispielsweise 330 V; mit dieser Gleichspannung U₃ wird ein Wechselrichter 10 versorgt. Der Wechselrichter 10 stellt jeweils eine Wechselspannung an jeder Wicklung 11a, 11b, 11c eines Stators einer elektrischen Maschine 12 aus der Gleichspannung U₃ bereit. Die elektrische Maschine 12 ist im Beispiel ein permanent erregter Synchronmotor bzw. bürstenloser Gleichstrommotor und dient zum Antreiben der Wäschetrommel des Hausgeräts.
Die Motorversorgungsschaltung 8 kann einen Brückengleichrichter, sowie einen Zwischenkreiskondensator umfassen. Durch den Brückengleichrichter ist eine Potentialtrennung zwischen der Haupteinheit 3 und der Motoreinheit 4 gegeben, d. h. die Haupteinheit 3 liegt auf dem ersten Bezugspotential N, und die Motoreinheit 4 liegt auf dem zweiten Bezugspotential 9. Der Zwischenkreiskondensator glättet die gleichgerichtete Versorgungswechselspannung UN und stellt die Gleichspannung U₃ von etwa 330 V bereit.
Die Gleichspannung U₄ kann beispielsweise 15 V betragen und wird zum Versorgen einer Treiberschaltung für den Wechselrichter 10 verwendet.
Der Wechselrichter 10 wird durch eine Motorsteuereinheit 13 angesteuert, die im Beispiel ein Mikroprozessor ist und mit der Gleichspannung U₅ von etwa 3,3 V versorgt wird. Also steuert die Motorsteuereinheit 13 die Drehzahl und auch die Drehrichtung der elektrischen Maschine 12, dies unter Vermittlung des Wechselrichters 10.
Die Motorversorgungsschaltung 8 ist über einen ersten elektrischen Schalter 14 sowie über einen zwischen dem ersten Schalter 14 und dem ersten Eingangsanschluss L angeordneten zweiten elektrischen Schalter 15 mit dem ersten Eingangsanschluss L koppelbar. Die Motorversorgungsschaltung 8 kann somit mit der Versorgungswechselspannung UN dann versorgt werden, wenn der erste und der zweite Schalter 14, 15 geschlossen sind.
Der zweite Schalter 15 ist der Türverriegelungseinrichtung 5 zugeordnet. Beim Schließen des zweiten Schalters 15 erfolgt gleichzeitig auch eine Verriegelung der Tür des Hausgeräts. Beim Öffnen des zweiten Schalters 15 erfolgt gleichzeitig eine Entriegelung der Tür. Der zweite Schalter 15 ist als bistabiles Relais bereitgestellt, er weist zwei mechanisch stabile Schaltzustände auf. Durch Beaufschlagen einer Spule 16 mit einem Stromimpuls kann der zweite Schalter 15 in seinen elektrisch leitenden Schaltzustand bzw. in seinen elektrisch sperrenden Schaltzustand geschaltet werden. Beim Beaufschlagen der Spule 16 mit einem Stromimpuls wird auch ein Verriegelungselement (nicht dargestellt) betätigt, mittels welchem die Tür verriegelt werden kann. Ist also der zweite Schalter 15 geschlossen, so verriegelt das Verriegelungselement die Tür. Ist der zweite Schalter 15 geöffnet, gibt das Verriegelungselement das Öffnen der Tür frei.
Ebenfalls ist der erste elektrische Schalter 14 als bistabiles Relais bereitgestellt. Durch Beaufschlagen einer Spule 17 mit einem Stromimpuls kann der erste Schalter 14 geschlossen bzw. geöffnet werden.
Der erste elektrische Schalter 14 wird durch die Hauptsteuereinheit 7 angesteuert. Zu diesem Zwecke ist eine erste Ansteuerschaltung 18 vorgesehen, die ausgangsseitig mit der Spule 17 und eingangsseitig mit einem Ausgang 7a der Hauptsteuereinheit 7 gekoppelt ist. Die erste Ansteuerschaltung 18 umfasst einen Transistor 19, der im Beispiel ein Bipolartransistor bzw. ein so genannter Digitaltransistor ist. Der Kollektor-Anschluss des Transistors 19 ist mit der Spule 17 gekoppelt, und der Emitter-Anschluss ist mit dem Bezugspotential N gekoppelt ist. Zwischen dem Basisanschluss und dem Bezugspotenzial N sind ein Kondensator 20 sowie eine Freilaufdiode 21 geschaltet. Zwischen dem Ausgang 7a der Hauptsteuereinheit 7 und dem Basisanschluss des Transistors 19 sind außerdem zwei Ohmsche Widerstände 22 in Reihe geschaltet. Die Spule 17 ist andererseits mit einem Anschluss 23 verbunden, an welchem die Gleichspannung U₂ von 9 V anliegt. Durch Überführen des Transistors 19 in seinen elektrisch leitenden Zustand kann die Hauptsteuereinheit 7 bewirken, dass die Spule 17 mit einem Stromimpuls beaufschlagt und der erste Schalter 14 somit geschlossen bzw. geöffnet wird.
Zum Ansteuern des zweiten elektrischen Schalters 15 ist eine zweite Ansteuerschaltung 24 vorgesehen. Diese zweite Ansteuerschaltung 24 ist eingangsseitig mit einem Ausgang 7b der Hauptsteuereinheit 7 verbunden. Ausgangsseitig ist sie über die Spule 16 mit dem ersten Eingangsanschluss L gekoppelt. Die zweite Ansteuerschaltung 24 umfasst einen Transistor 25, der im Beispiel ebenfalls ein Bipolartransistor ist. Sein Basisanschluss ist über einen Kondensator 26 mit dem Ausgang 7b der Hauptsteuereinheit 7 gekoppelt. Der Ausgang 7b der Hauptsteuereinheit 7 ist außerdem über eine Parallelschaltung eines Kondensators 27 und eines Ohmschen Widerstands 28 mit dem ersten Bezugspotential N gekoppelt. Der Kollektor-Anschluss des Transistors 25 ist mit dem Anschluss 23 gekoppelt, an welchem die Gleichspannung U₂ von 9 V anliegt. Der Emitter-Anschluss des Transistors 25 ist mit einer Steuerelektrode 29 eines Triacs 30 verbunden. Die Steuerelektrode 29 des Triacs 30 ist außerdem über eine Parallelschaltung eines Kondensators 31 und eines Ohmschen Widerstands 32 mit dem Bezugspotenzial N verbunden. Die erste Anode des Triacs 30 ist über die Spule 16 mit dem ersten Eingangsanschluss L gekoppelt, und die zweite Anode des Triacs 30 ist mit dem ersten Bezugspotenzial N gekoppelt. Parallel zum Triac 30, das heißt zwischen der ersten und der zweiten Anode des Triacs 30 ist ein Varistor 33 geschaltet. Dieser Varistor 33 hat dabei die Aufgabe, den Triac 30 vor Überspannungen – in der Regel vor Spannungen größer als 270 V – zu schützen.
Der zwischen dem Ausgang 7b der Hauptsteuereinheit 7 und dem Basisanschluss des Transistors 25 geschaltete Kondensator 26 verhindert eine kontinuierliche Ansteuerung des Transistors 25 und somit des Triacs 30. Er dient somit zum Schutz der zweiten Ansteuerschaltung 24 vor Dauerströmen. Dies bedeutet, dass der Transistor 25 lediglich pulsweise angesteuert werden kann, was eine ordnungsgemäße Ansteuerung des zweiten Schalters 15 gewährleistet.
Die Schaltzustände des ersten und des zweiten Schalters 14, 15 können durch die Hauptsteuereinheit 7 abgefragt werden. Dies wird durch Abfrageleitungen 14a und 15a ermöglicht. Die Abfrageleitung 14a koppelt dabei einen zwischen dem ersten Schalter 14 und der Motorversorgungsschaltung 8 liegenden Pol 14b mit einem Eingang 7c der Hauptsteuereinheit 7. Die Abfrageleitung 15a koppelt einen zwischen dem ersten und dem zweiten Schalter 14, 15 liegenden Pol 15b mit einem Eingang 7d der Hauptsteuereinheit 7. Durch eine Auswertung der an den Eingängen 7c und 7d anliegenden Spannungen kann also die Hauptsteuereinheit 7 die jeweiligen Schaltzustände des ersten und des zweiten Schalters 14, 15 überprüfen.
Die Hauptsteuereinheit 7 kommuniziert mit der Motorsteuereinheit 13 über einen Datenübertragungskanal 34. Die Potenzialtrennung zwischen der Hauptsteuereinheit 7 und der Motorsteuereinheit 13 wird dabei aufrechterhalten. Der Datenübertragungskanal 34 umfasst dabei eine Übertragungsschaltung 35, welche eingangsseitig mit der Gleichspannung U₂ von 9 V versorgt wird und auf dem ersten Bezugspotenzial N liegt und ausgangsseitig auf dem zweiten Bezugspotenzial 9 liegt und mit der Motorsteuereinheit 13 gekoppelt ist. Über den Datenübertragungskanal 34 können zum Beispiel Steuerbefehle von der Hauptsteuereinheit 7 an die Motorsteuereinheit 13 übertragen werden. Es können aber auch Informationen von der Motorsteuereinheit 13 an die Hauptsteuereinheit 7 übertragen werden, nämlich beispielsweise Messwerte für die Drehzahl der Wäschetrommel.
Die Schaltungsanordnung 1 umfasst ferner eine Blockierschaltung 36, die einen Eingang 37 sowie einen Ausgang 38 aufweist. Der Eingang 37 ist mit einem Ausgang 39 der Motorsteuereinheit 13 verbunden, und der Ausgang 38 ist mit dem Basisanschluss des Transistors 25 verbunden. Die Blockierschaltung 36 umfasst einen Optokoppler 40, der eine Leuchtdiode 41 sowie einen Fototransistor 42 aufweist. Die Kathode der Leuchtdiode 41 ist mit dem Eingang 37 der Blockierschaltung 36 und somit mit dem Ausgang 39 der Motorsteuereinheit 13 verbunden, und die Anode der Leuchtdiode 41 ist über einen Ohmschen Widerstand 43 mit einem Anschluss 44 verbunden, an welchem die Gleichspannung U₅ von 3,3 V bezüglich des zweiten Bezugspotentials 9 anliegt. Der Kollektor-Anschluss des Fototransistors 40 ist mit einem Anschluss 45 verbunden, an welchem die Gleichspannung U₂ von 9 V bezüglich des ersten Bezugspotentials N anliegt. Der Emitter-Anschluss des Fototransistors 40 ist über zwei Ohmsche Widerstände 46 mit dem Basisanschluss eines Steuerelements 47 verbunden, das im Beispiel ein Transistor ist. Der Transistor 47 ist hier ein Bipolartransistor bzw. ein Digitaltransistor. Der Basisanschluss des Transistors 47 ist über eine Parallelschaltung eines Kondensators 48 und einer Freilaufdiode 49 mit dem ersten Bezugspotenzial N verbunden. Die Freilaufdiode 49 hat hier die Aufgabe, die Reaktionszeiten beim Schalten des Transistors 47 zu minimieren. Der Kollektor-Anschluss des Transistors 47 stellt den Ausgang 38 der Blockierschaltung 36 dar und ist somit mit dem Basisanschluss des Transistors 25 gekoppelt. Der Emitter-Anschluss des Transistors 47 ist mit dem ersten Bezugspotenzial N verbunden. Der Basisanschluss des Transistors 25 kann somit über den Transistor 47 mit dem ersten Bezugspotenzial N gekoppelt werden, und es kann verhindert werden, dass der Transistor 25 in seinen leitenden Schaltzustand überführt wird. Die Verriegelung bzw. Entriegelung der Tür kann somit durch die Blockierschaltung 36 blockiert werden.
Nachfolgend wird ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Bezug nehmend weiterhin auf die in der Figur dargestellte Schaltungsanordnung 1, näher erläutert.
Eine Bedienperson wählt zunächst ein Programm des Hausgeräts aus einer Vielzahl von Programmen aus, z. B. mithilfe eines Programmdrehwählers. Um das Hausgerät zu starten, betätigt die Bedienperson einen Taster 50, der dann ein Eingabesignal 51 an die Hauptsteuereinheit 7 übermittelt. Die Hauptsteuereinheit 7 startet nun das ausgewählte Programm.
Zunächst steuert die Hauptsteuereinheit 7 den Transistor 25 an, nämlich pulsweise unter Ausgabe eines Stromimpulses. Der Transistor 25 wird in seinen elektrisch leitenden Schaltzustand überführt und steuert somit den Triac 30 an. Der Triac 30 koppelt die Spule 16 mit dem ersten Bezugspotenzial N und verursacht somit einen Stromimpuls durch die Spule 16. Die Spule 16 überführt den zweiten Schalter 15 in seinen geschlossenen Schaltzustand, und die Tür des Hausgeräts wird verriegelt. Zu diesem Zeitpunkt ist der erste Schalter 14 noch geöffnet, so dass die Motoreinheit 4 von dem Schaltungseingang 2 entkoppelt ist. Der zweite Schalter 15 wird also im stromlosen Zustand geschaltet – er wird geschlossen, während der erste Schalter 14 noch geöffnet ist. Die Hauptsteuereinheit 7 kann nun über die Abfrageleitung 15a überprüfen, ob das Schließen des zweiten Schalters 15 erfolgreich erfolgte oder nicht.
Bestätigt die Hauptsteuereinheit 7, dass der zweite Schalter 15 geschlossen ist, steuert sie den Transistor 19 pulsweise an und verursacht somit einen Stromimpuls durch die Spule 17. Die Spule 17 schließt den ersten Schalter 14, und die Motorversorgungsschaltung 8 wird mit der Versorgungswechselspannung UN versorgt. Die Motorversorgungsschaltung 8 stellt die Gleichspannungen U₃, U₄ und U₅ bereit, und die Motorsteuereinheit 13 kann mit der Gleichspannung U₅ von 3,3 V versorgt werden. Die Motoreinheit 4 ist nun zur Inbetriebnahme der elektrischen Maschine 12 bereit. Der Schaltzustand des ersten Schalters 14 wird durch die Hauptsteuereinheit 7 über die Abfrageleitung 14a überprüft.
Die Hauptsteuereinheit 7 sendet einen ersten Steuerbefehl an die Motorsteuereinheit 13, nämlich über den Datenübertragungskanal 34. Der erste Steuerbefehl veranlasst die Motorsteuereinheit 13 dazu, die elektrische Maschine 12 in Betrieb zu nehmen. Die Motorsteuereinheit 13 überprüft nun, ob ein erstes vorbestimmtes Kriterium erfüllt ist oder nicht. Dieses erste Kriterium umfasst, dass eine Wäschetrommel des Hausgeräts eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, hier eine Drehzahl größer als Null Umdrehungen pro Minute. Also umfasst das erste Kriterium, dass sich die Wäschetrommel dreht. Ist das erste Kriterium erfüllt, so steuert die Motorsteuereinheit 13 die Blockierschaltung 36 an. Dies erfolgt derart, dass die Kathode der Leuchtdiode 41 mit dem zweiten Bezugspotenzial 9 gekoppelt wird, was einen Stromfluss durch die Leuchtdiode 41 bewirkt. Der Fototransistor 42 wird angesteuert, und es fließt über den Fototransistor 42 elektrischer Strom. Dieser Strom bewirkt, dass der Transistor 47 in seinen elektrisch leitenden Schaltzustand überführt wird. Der Basisanschluss des Transistors 25 wird somit mit dem ersten Bezugspotenzial N gekoppelt, und eine Ansteuerung des Transistors 25 durch die Hauptsteuereinheit 7 wird verhindert. Die Motorsteuereinheit 13 steuert die Blockierschaltung 36 im Betrieb der elektrischen Maschine 12 kontinuierlich an, sodass über den Fototransistor 42 ein Dauerstrom fließt, und der Transistor 47 dauernd leitend ist. Im Betrieb der elektrischen Maschine 12 sind somit die Ansteuerung des Transistors 25 und hierdurch die Entriegelung der Tür des Hausgeräts verhindert.
Die Hauptsteuereinheit 7 kann einen zweiten Steuerbefehl über den Datenübertragungskanal 34 an die Motorsteuereinheit 13 übertragen. Der zweite Steuerbefehl veranlasst dann die Motorsteuereinheit dazu, die elektrische Maschine 12 abzuschalten. Die Motorsteuereinheit 13 schaltet also die elektrische Maschine 12 aufgrund des zweiten Steuerbefehls ab, und die Wäschetrommel wird gebremst. Nun überwacht die Motorsteuereinheit 13, ob ein zweites vorbestimmtes Kriterium erfüllt ist oder nicht. Dieses zweite Kriterium beinhaltet, dass das erste Kriterium nicht mehr erfüllt ist, also die Wäschetrommel stillsteht. Ist das zweite Kriterium erfüllt, entkoppelt die Motorsteuereinheit 13 die Kathode der Leuchtdiode 41 von dem zweiten Bezugspotenzial 9. Die Motorsteuereinheit 13 steuert die Blockierschaltung 36 also nicht mehr an, und die Blockierschaltung 36 gibt die Ansteuerung des Transistors 25 und hierdurch die Entriegelung der Tür frei.
Es kann vorkommen, dass die Motoreinheit 4 im Betrieb der elektrischen Maschine 12 von dem Schaltungseingang 2 entkoppelt wird, nämlich beispielsweise durch Öffnen des ersten Schalters 14. Die Motorsteuereinheit 13 erkennt dies durch einen Abfall der Gleichspannung U₅. Da die Motorversorgungsschaltung 8 den Zwischenkreiskondensator aufweist, kann die Motoreinheit 4 noch mit gespeicherter elektrischer Spannung aus dem Zwischenkreiskondensator versorgt werden, dies für etwa 30 bis 60 Sekunden. Dies bedeutet, dass die Motorsteuereinheit 13 eine bestimmte Zeit dafür hat, die elektrische Maschine 12 abzuschalten, um dann die Freigabe der Entriegelung der Tür durch die Blockierschaltung 36 ordnungsgemäß zu veranlassen.
Zusätzlich liefert auch die elektrische Maschine 12 im Generatorbetrieb – das heißt beim Abbremsen der Wäschetrommel – elektrische Energie. Diese elektrische Energie wird im Zwischenkreiskondensator gespeichert. Mit dieser Energie kann die Motorsteuereinheit 13 nach dem Öffnen des ersten Schalters 14 versorgt werden.
Insgesamt werden also eine Schaltungsanordnung sowie ein Verfahren geschaffen, welche und welches das Einnehmen eines sicheren Betriebszustands der Türverriegelungseinrichtung 5, nämlich ein sicheres Verriegeln der Tür ermöglichen. Die Motorsteuereinheit 13 kann unter Vermittlung der Blockierschaltung 36 verhindern, dass die Hauptsteuereinheit 7 die Tür des Hausgeräts entriegelt. Diese Blockierung wird also rein auf dem Hardware-Niveau vorgenommen. Dies wird durch Koppeln des Basisanschlusses des Transistors 25 mit dem ersten Bezugspotential N erreicht. Wird die elektrische Maschine 12 abgebremst, so gibt die Motorsteuereinheit 13 die Entriegelung der Tür frei, nämlich durch Unterbrechen der Ansteuerung des Transistors 47. Ein weiterer Vorteil besteht hier darin, dass durch die Blockierschaltung 36 ein weiterer, von dem Datenübertragungskanal 34 unabhängiger Kanal zwischen der Motorsteuereinheit 13 und der Hauptsteuereinheit 7 eröffnet wird. Durch diesen durch die Blockierschaltung 36 gebildeten Kanal kann die Motorsteuereinheit 13 auch z. B. Fehlermeldungen an die Hauptsteuereinheit 7 übertragen, nämlich dann, wenn beispielsweise der Datenübertragungskanal 34 einen Betriebsfehler aufweist.
Bezugszeichenliste

1: Schaltungsanordnung
1: Schaltungseingang
2: Haupteinheit
3: Motoreinheit
4: Türverriegelungseinrichtung
5: Netzteil
6: Hauptsteuereinheit
7a, 7b: Ausgänge
7c, 7d: Eingänge
7: Motorversorgungsschaltung
8: zweites Bezugspotenzial
9: Wechselrichter
11a, 11b, 11c: Wicklungen eines Stators
12: elektrische Maschine
13: Motorsteuereinheit
14: erster Schalter
14a: Abfrageleitung
15: zweiter Schalter
15a: Abfrageleitung
16, 17: Spulen
18, 24: Ansteuerschaltungen
19: Transistor
20: Kondensator
21: Freilaufdiode
22: Widerstände
23: Anschluss
25: Transistor
26, 27: Kondensatoren
28: Ohmscher Widerstand
29: Steuerelektrode
30: Triac
31: Kondensator
32: Ohmscher Widerstand
33: Varistor
34: Datenübertragungskanal
35: Übertragungsschaltung
36: Blockierschaltung
37: Eingang
38: Ausgang
39: Ausgang
40: Optokoppler
41: Leuchtdiode
42: Fototransistor
43: Ohmscher Widerstand
44: Anschluss
45: Anschluss
46: Widerstände
47: Transistor
48: Kondensator
49: Freilaufdiode
50: Taster
51: Eingabesignal
L, N: Eingangsanschlüsse
UN: Versorgungswechselspannung
U₁, U₂, U₃, U₄, U₅: Gleichspannungen

Claims

Verfahren zum Einnehmen eines sicheren Betriebszustands durch eine Einrichtung (5) eines Hausgeräts, mit den Schritten: – Empfangen eines Eingabesignals (51) durch eine Hauptsteuereinheit (7) des Hausgeräts, – Überführen der Einrichtung (5) von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand durch die Hauptsteuereinheit (7) aufgrund des Eingabesignals (51), – Versorgen einer Motorsteuereinheit (13) zum Steuern einer elektrischen Maschine (12) des Hausgeräts mit elektrischer Energie, – Übertragen eines ersten Steuerbefehls von der Hauptsteuereinheit (7) an die Motorsteuereinheit (13), der die Motorsteuereinheit (13) dazu veranlasst, die elektrische Maschine (12) in Betrieb zu nehmen, – Ansteuern einer Blockierschaltung (36) durch die Motorsteuereinheit (13) nach Erfülltsein eines ersten vorbestimmten Kriteriums, – wobei durch die Blockierschaltung (36) abhängig von der Ansteuerung verhindert wird, dass die Hauptsteuereinheit (7) die Einrichtung (5) von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand überführt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Einrichtung (5) eine Türverriegelungseinrichtung zum Verriegeln einer Tür des Hausgeräts ist und der erste Betriebszustand ein solcher Zustand ist, in welchem die Türverriegelungseinrichtung (5) das Öffnen der Tür verriegelt, und der zweite Betriebszustand ein solcher Zustand ist, in welchem die Türverriegelungseinrichtung (5) das Öffnen der Tür freigibt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die elektrische Maschine (12) eine Wäschetrommel zur Aufnahme von Wäschestücken antreibt und das erste vorbestimmte Kriterium umfasst, dass die Drehzahl der Wäschetrommel einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den weiteren Schritten: – Übertragen eines zweiten Steuerbefehls von der Hauptsteuereinheit (7) an die Motorsteuereinheit (13), der die Motorsteuereinheit (13) dazu veranlasst, die elektrische Maschine (12) abzuschalten, und – wenn ein zweites vorbestimmtes Kriterium erfüllt ist: Bewirken durch die Motorsteuereinheit (13), dass die Blockierschaltung (36) das Überführen der Einrichtung (5) von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand freigibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Überführen der Einrichtung (5) zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand durch ein Ansteuern eines elektrischen Schalters (25) durch die Hauptsteuereinheit (7) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem das Verhindern des Überführens der Einrichtung (5) von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand durch ein Blockieren des Ansteuerns des elektrischen Schalters (25), insbesondere durch Koppeln eines Steueranschlusses dieses Schalters (25) mit einem Bezugspotential (N), durch die Blockierschaltung (36) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem eine Potentialtrennung zwischen der Hauptsteuereinheit (7) und der Motorsteuereinheit (13) vorliegt und ein Eingang (37) der Blockierschaltung (36) von einem Ausgang (38) derselben galvanisch getrennt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Eingabesignal (51) von einem Taster (50) bei dessen Betätigung durch eine Bedienperson an die Hauptsteuereinheit (7) abgegeben wird.
Schaltungsanordnung (1) zum Betreiben eines Hausgeräts, mit – einer Motorsteuereinheit (13) zum Steuern einer elektrischen Maschine (12) des Hausgeräts, – einer Hauptsteuereinheit (7) zum Steuern der Motorsteuereinheit (13), wobei die Hauptsteuereinheit (7) dazu ausgebildet ist, eine Einrichtung (5) des Hausgeräts zwischen einem ersten Betriebszustand und einem zweiten Betriebszustand zu überführen, und – einer Blockierschaltung (36), die durch die Motorsteuereinheit (13) ansteuerbar und dazu ausgebildet ist, zu verhindern, dass die Hauptsteuereinheit (7) die Einrichtung (5) zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand überführt.
Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 9, bei welcher die Einrichtung (5) eine Türverriegelungseinrichtung zum Verriegeln einer Tür des Hausgeräts ist und der erste Betriebszustand ein solcher Zustand ist, in welchem die Türverriegelungseinrichtung (5) das Öffnen der Tür verriegelt, und der zweite Betriebszustand ein solcher Zustand ist, in welchem die Türverriegelungseinrichtung (5) das Öffnen der Tür freigibt.
Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 9 oder 10, bei welcher ein elektrischer Schalter (25) durch die Hauptsteuereinheit (7) ansteuerbar ist, mit dessen Hilfe die Einrichtung (5) zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand überführbar ist,
Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 11, bei welcher die Blockierschaltung (36) ein durch die Motorsteuereinheit (13) ansteuerbares elektrisches Steuerelement (47) umfasst, mittels welchem ein Steueranschluss des elektrischen Schalters (25) mit einem Bezugspotential (N) koppelbar ist.
Schaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei welcher die Blockierschaltung (36) ein Bauelement (40) zur galvanischen Trennung, insbesondere einen Optokoppler (40), aufweist.
Schaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei welcher die Motorsteuereinheit (13) dazu ausgebildet ist, die Blockierschaltung (36) nach Erfülltsein eines vorbestimmten Kriteriums anzusteuern, und durch die Blockierschaltung (36) abhängig von der Ansteuerung verhindert wird, dass die Hauptsteuereinheit (7) die Einrichtung (5) zwischen dem ersten Betriebszustand und dem Betriebszustand überführt, wobei bevorzugt das vorbestimmte Kriterium umfasst, dass die Drehzahl einer Wäschetrommel des Hausgeräts in einem vorgegebenen Wertebereich liegt.
Hausgerät mit einer Schaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 14.