DE102013215675A1

DE102013215675A1 - Betreiben eines Wäschetrocknungsgeräts mit horizontal drehbarer Wäschetrommel

Info

Publication number: DE102013215675A1
Application number: DE102013215675.8A
Authority: DE
Inventors: Hasan Gökcer Albayrak; Heiko Jahnke; Jörg Skrippek
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2015-02-12

Abstract

Ein Verfahren dient zum Betreiben eines Wäschetrocknungsgeräts mit einer horizontal gelagerten, drehbaren Wäschetrommel, wobei das Verfahren mindestens den folgenden Schritt aufweist: Bestimmen eines Grades einer Wäscheverknotung von in der Wäschetrommel befindlichen Wäschestücken. Ein Haushalts-Wäschetrocknungsgerät, mag zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrocknungsgeräts mit einer horizontal gelagerten, drehbaren Wäschetrommel. Die Erfindung betrifft ferner ein Haushalts-Wäschetrocknungsgerät, welches zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.
Beim Trocknen von Wäsche mittels eines Wäschetrocknungsgeräts mit einer horizontal gelagerten, drehbaren Wäschetrommel (z.B. einem Frontlader) kann verhältnismäßig gut ein Feuchtigkeitsgrad „Bügeltrocken“ der Wäsche erkannt werden. Bei diesem Feuchtigkeitsgrad ist die Wäsche noch leicht feucht, um ein Bügeln zu erleichtern. Ab diesem Erkennen beginnt die sogenannte Nachtrocknungsphase bis zur vollständigen Trocknung, deren Dauer üblicherweise fest vorgegeben wird. Jedoch mag die tatsächlich benötigte Dauer der Nachtrocknungsphase auch geringer sein, so dass durch die fest vorgegebene Dauer unnötig Energie verbraucht wird. Es können auch Fälle auftreten, in denen die tatsächlich benötigte Dauer der Nachtrocknungsphase höher ist als die fest vorgegebene Dauer, z.B. wenn sich die Wäsche verknotet hat. Diese „Wäscheverknotung“ verschlechtert die Effizienz der Trocknung erheblich.
Unter einer „Wäscheverknotung“ mag insbesondere die Tendenz von Wäschestücken verstanden werden, so aneinander anzugreifen, dass sie sich bei einer Bewegung der Wäschetrommel nur noch zusammen bewegen lassen. Dies entspricht also einer Bildung eines Wäscheknäuels aus mehreren Wäschestücken. Durch die Wäscheverknotung wird eine Wäschetrocknung verschlechtert, da warme Luft nicht oder nur geringfügig an ineinander greifende Bereiche von Wäschestücken gelangen kann. Ferner kann es durch die Wäscheverknotung bei unterschiedlichen Anfangsrestfeuchten der Wäsche zu einem unterschiedlichen Wäschefall kommen. Der Wäschefall ist stark abhängig von der Art der Wäsche (Material, geometrische Abmessungen). Der Grad der Wäscheverknotung ist typischerweise abhängig von der Beladung und einer Wäscheart sowie der Anfangsrestfeuchte.
Bisher wird die Wäscheverknotung nur dadurch berücksichtigt, dass die Dauer der Nachtrocknungsphase so lang gewählt wird, dass auch verknotete Wäsche in vielen Fällen bügeltrocken getrocknet wird. Dies ist jedoch im Hinblick auf einen Energieverbrauch ungünstig, insbesondere falls keine signifikante Wäscheverknotung vorliegt. Zur Auflösung einer Verknotung ist es zudem bekannt, die Wäschetrommel während des Trocknungsvorgangs, insbesondere auch während der Nachtrocknungsphase, in gewissen zeitlichen Abständen langsam in beide Richtungen zu drehen. Ist die verknotete Wäsche für einen Nutzer nach dem Ende der Nachtrocknungsphase noch zu feucht, muss er die Wäsche selbst entknoten bzw. entzerren und erneut trocknen.
EP 2 403 986 B1 offenbart ein Verfahren zum Gewinnen einer Information über die Beladung und/oder über die Unwucht einer Wäschetrommel einer Waschmaschine, wobei die Wäschetrommel mittels eines Elektromotors angetrieben wird, dessen Stator zumindest eine Wicklung aufweist, die mit einem von einer Steuereinheit angesteuerten Wechselrichter gekoppelt ist, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: Beschleunigen der Wäschetrommel auf eine vorbestimmte Drehzahl, Abbremsen der Wäschetrommel, d.h. Betreiben des Elektromotors in einem Generatorbetrieb, beim Abbremsen der Wäschetrommel Messen eines über die zumindest eine Wicklung des Stators fließenden elektrischen Stromes und/oder Messen einer elektrischen Zwischenkreisspannung, Auswerten eines Verlaufs der vom Elektromotor im Generatorbetrieb gelieferten elektrischen Leistung jeweils für die Zeitdauer einer Umdrehung der Wäschetrommel, Rückschließen auf die Unwucht und/oder die Beladung abhängig von den Messwerten für den Strom und/oder für die Zwischenkreisspannung und abhängig von der ausgewerteten Leistung. Dabei können die Messwerte für den Strom und/oder für die Zwischenkreisspannung mit in einem Speicher der Steuereinheit abgelegten Werten verglichen werden und abhängig von dem Ausgang dieses Vergleichs die Beladung und/oder die Unwucht ermittelt werden. Es kann ein Zusammenhang der Unwucht und/oder der Beladung zu der berechneten Energie in der Steuereinheit modelliert werden. Der Zusammenhang kann mithilfe einer mathematischen Gleichung modelliert werden. Der Zusammenhang kann auch mithilfe einer Kennlinie modelliert werden. Es kann ein Trägheitsmoment der Wäschetrommel unter Verwendung der Messwerte für den Strom und/oder für die Zwischenkreisspannung ermittelt und als ein Maß für die Bela dung der Wäschetrommel verwendet werden. Es kann abhängig von dem Verlauf der vom Elektromotor im Generatorbetrieb gelieferten Leistung die Unwucht der Wäschetrommel ermittelt werden, wobei die Unwucht der Wäschetrommel anhand einer Schwankung des Verlaufs der Leistung für die Zeitdauer einer Trommelumdrehung erfasst werden kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zur Trocknung von Wäsche in einem Wäschetrocknungsgerät bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung entnehmbar.
Die Aufgabe wird demnach gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrocknungsgeräts mit einer horizontal gelagerten, drehbaren Wäschetrommel, wobei das Verfahren mindestens den folgenden Schritt aufweist: Bestimmen eines Grades der Wäscheverknotung von in der Wäschetrommel befindlichen Wäschestücken. Bisher wird die Wäscheverknotung bzw. ein Grad der Wäscheverknotung zum Betreiben eines Wäschetrocknungsgeräts weder erkannt noch quantitativ berücksichtigt. Vielmehr wird in Kauf genommen, dass es durch die Wäscheverknotung zu einem unnötigen Energieverbrauch oder zu einem nicht ausreichenden Trocknen der Wäsche kommt. Im Gegensatz dazu wird bei dem vorliegenden Wäschetrocknungsgerät ein Grad der Wäscheverknotung bestimmt. Dadurch kann das Wäschetrocknungsgerät seinen Trocknungsbetrieb gezielt an den zuvor bestimmten Grad der Wäscheverknotung anpassen. Beispielsweise können die Dauer der Nachtrocknungsphase angepasst und/oder Aktionen zum Entknoten durchgeführt werden. So lässt sich Energie einsparen, und es kann ein besseres Trocknungsergebnis erreicht werden.
Der „Grad der Wäscheverknotung“ mag insbesondere ein Maß für die Masse der Wäsche der miteinander zusammenhängenden bzw. verknoteten Wäsche bzw. eines Wäscheknotens sein. Die Masse mag insbesondere ein Massenanteil des Wäscheknotens im Vergleich zu der gesamten Masse der Wäsche in der Wäschetrommel sein.
Der Grad der Wäscheverknotung mag beispielsweise nur die zwei Werte oder Zustände „verknotet“ und „nicht verknotet“ umfassen. Der Grad der Wäscheverknotung mag jedoch z.B. auch mehrere Bereiche oder Stufen der Wäscheverknotung umfassen, z.B. die Werte oder Zustände „nicht verknotet“, „leicht verknotet“ und „stark verknotet“ oder auch „nicht verknotet“, „leicht verknotet“, „mittelstark verknotet“ und „stark verknotet“. Auch mag der Grad der Wäscheverknotung ein numerischer Wert sein, z.B. ein stufenweise bestimmbarer Wert oder ein kontinuierlich bestimmbarer Wert.
Das Wäschetrocknungsgerät ist insbesondere ein Haushaltsgerät. Das Wäschetrocknungsgerät mag beispielsweise ein dedizierter Wäschetrockner oder eine Wasch/Trocknungs-Kombination (Waschtrockner) sein. Das Wäschetrocknungsgerät ist z.B. ein Frontlader. Die Wäschetrommel wird üblicherweise mittels eines Elektromotors angetrieben. Das Wäschetrocknungsgerät weist insbesondere eine Steuereinrichtung auf, welche den Elektromotor steuert, beispielsweise indem sie die Drehzahl vorgibt. Dazu mag z.B. ein Stator des Elektromotors zumindest eine Wicklung aufweisen, die mit einem von einer Steuereinheit angesteuerten Wechselrichter gekoppelt ist. Der Elektromotor mag alternativ ein bürstenloser Gleichstrommotor sein. Das Wäschetrocknungsgerät mag ein Umluft- Wäschetrocknungsgerät oder ein Abluft-Wäschetrocknungsgerät sein.
Das Wäschetrocknungsgerät ist insbesondere dazu eingerichtet, einen Motorstrom und/oder eine an dem Motor anliegende Antriebsspannung abfühlen zu können. Der Motorstrom mag z.B. ein durch zumindest eine Wicklung des Stators fließender elektrischer Strom sein. Er mag z.B. mittels eines Messgrößenwandlers in Form eines Shunts abgefühlt werden. Die Antriebsspannung mag z.B. als eine elektrische Zwischenkreisspannung abgefühlt werden. Der Messgrößenwandler mag dann ein Zwischenkreis sein. Aus dem Motorstrom und der Antriebsspannung mag beispielsweise auch die momentane elektrische Leistung des Motors bestimmt werden. Im Folgenden werden der Motorstrom, die Antriebsspannung und/oder die Leistung auch als „elektrische Motorsignale“ bezeichnet. Die elektrischen Motorsignale mögen insbesondere im Motorbetrieb abgefühlt werden.
Es ist eine bevorzugte Ausgestaltung, dass der Schritt des Bestimmens ein Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung aus einer Auswertung von regelmäßig wiederkehrenden Spitzen eines über eine Drehlage φ der Wäschetrommel (auch als Phasenlage oder Drehwinkel bezeichenbar) bestimmten elektrischen Motorsignals umfasst. Das Motorsignal mag beispielsweise den Motorstrom, die Antriebsspannung und/oder die Leistung umfassen. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine sichere Erkennung einer Wäscheverknotung. Es wird ausgenutzt, dass ein Wäscheknoten, bestehend aus verknoteter Wäsche, mit der sich drehenden Wäschetrommel mitgenommen wird und ab einer bestimmten Höhe wieder herabfällt. Aufgrund der vergleichsweise großen Masse des Wäscheknotens im Vergleich zu anderen, nicht verknoteten Wäschestücken, mag sich das Mitnehmen und Herabfallen des Wäscheknotens deutlich in dem elektrischen Motorsignal bemerkbar machen. Da der Wäscheknoten aufgrund seiner großen Masse in seiner Bewegung durch die anderen Wäschestücke eher geringfügig beeinflusst wird, ergeben sich in regelmäßig wiederkehrenden Abständen der Drehlage φ der Wäschetrommel Spitzen des elektrischen Motorsignals. Durch die Auswertung der Spitzen (z.B. deren Amplitude, deren relativer Amplitude zu anderen Spitzen, deren Lage usw.) lassen sich Aussagen über den Grad der Wäscheverknotung erhalten. Dabei wird ausgenutzt, dass Wäschestücke ohne Vorliegen einer Wäscheverknotung typischerweise einen weitgehend gleichmäßigen Wäschefall zeigen, so dass auch ein zugehöriges elektrisches Motorsignal, z.B. der Motorstrom, keine signifikanten Spitzen zeigt. Je höher jedoch der Grad der Wäscheverknotung ist, desto mehr prägen sich signifikante Spitzen im Motorsignal aus. In dem Extremfall, dass die Wäschestücke sich zu einem einzigen Wäscheknoten vereinigt hätten, würden nur noch Spitzen in dem Motorsignal auftreten, die der Bewegung des Wäscheknotens zugeordnet werden könnten.
Es ist eine bevorzugte Ausgestaltung, dass das über die Drehlage φ der Wäschetrommel bestimmte elektrische Motorsignal eine Überlagerung mehrerer elektrischer Motorsignale für verschiedene Werte eines Satzes mit mindestens einem Trommeldrehparameter ist. Dies erhöht eine Auswertungssicherheit, insbesondere Erkennungssicherheit. Bei dieser Ausgestaltung wird die Wäschetrommel also mit verschiedenen Werten mindestens eines Trommeldrehparameters, z.B. der Drehzahl, gedreht und dann die sich ergebenden Motorsignale überlagert. So können die sich durch die Wäscheverknotung ergebenden Spitzen stärker herausgestellt werden, da diese in der Regel auch bei geändertem Trommeldrehparameter bei der gleichen Drehlage φ auftreten, während das Rauschen in dem Motorsignal durch die nicht verknoteten Wäschestücke vergleichmäßigt wird.
Zudem ist so auch eine Feststellung, ob überhaupt (noch) eine Wäscheverknotung vorliegt, einfach möglich. Die Wäscheverknotung mag insbesondere dann vorliegen, wenn die Spitzen bei allen verwendeten Trommeldrehparametern deutlich zu erkennen sind, insbesondere auch nach einer Reversierung der Drehrichtung.
Der Satz mag beispielsweise eine Drehzahl (z.B. eine Ist- oder eine Solldrehzahl, z.B. in U/min), eine zeitliche Dauer eines Solldrehzahlabschnitts (bei welchem die Wäschetrommel mit der bestimmten Solldrehzahl gedreht wird) und/oder einen Solldrehzahlgradienten (z.B. in [U/min]/s) als den mindestens einen Trommeldrehparameter umfassen. Zur Erzeugung eines bei der Überlagerung verwendeten Motorsignals mag einer oder mögen mehrere der Trommeldrehparameter variiert werden. Der Wertebereich, in welchem der mindestens eine Trommeldrehparameter variiert wird, mag fest vorgegeben sein oder auch von anderen Parametern, z.B. einer Beladung, abhängen. Beispielsweise können über die Drehlage φ aufgetragene Motorsignale überlagert werden, bei denen die Drehzahl beispielsweise zwischen 10 U/min und 100 U/min in Schritten von 10 U/min variiert worden ist.
Es ist auch eine bevorzugte Ausgestaltung, dass der Schritt des Bestimmens ein Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung aus einer Auswertung von n regelmäßig wiederkehrenden Spitzen pro Umdrehung der Wäschetrommel umfasst, wobei n die Zahl der Mitnehmer pro Wäschetrommel ist. Dabei wird ausgenutzt, dass bei einem Vorhandensein von Mitnehmern an der Innenseite der Wäschetrommel ein Wäscheknoten von dem Mitnehmer mitgenommen wird. Da sich die Mitnehmer an vorbestimmten Positionen befinden, ist auch der Abstand in der Drehlage φ zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mitnahmen (einschließlich des Wäschefalls) des Wäscheknotens bekannt. Eine Wäschetrommel weist typischerweise drei bis fünf Mitnehmer auf, die in Drehrichtung oder Umfangsrichtung gleichverteilt bzw. äquidistant angeordnet sind. Bei n = 3 Mitnehmern können beispielsweise Spitzen alle Δφ = 360° / 3 = 120° erwartet werden, bei n = 4 Mitnehmern alle Δφ = 360° / 4 = 90° usw. Diese Vorhersagbarkeit des Auftretens der Spitzen vereinfacht deren Auswertung, insbesondere Erkennung, im Motorsignal. Die Mitnehmer weisen den weiteren Vorteil auf, dass der Wäscheknoten weiter mitgenommen wird und folglich auch tiefer fällt als ohne Mitnehmer und dadurch die damit zusammenhängenden Spitzen des Motorsignals deutlicher ausgeprägt werden. Zudem wird eine Position der Spitzen bei sich änderndem Trommeldrehparameter geringer beeinflusst.
Falls der Wäscheknoten einen sehr großen Durchmesser aufweist und also erheblich breiter ist als eine Höhe eines Mitnehmers (z.B. bei einem sehr hohen Grad an Wäscheverknotung), mag der Mitnehmer den Wäscheknoten nur eine kurze Strecke mitnehmen, so dass sich kein so deutlicher Wäschefall ausbildet. Es kann auch vorkommen, dass der Wäscheknoten manchmal von einem Mitnehmer vergleichsweise weit mitgenommen wird und es daher zu einem deutlichen Wäschefall kommt und sonst von einem Mitnehmer vergleichsweise weniger mitgenommen wird und es dann zu einem weniger deutlichen Wäschefall bei einer leicht verschobenen Drehlage φ kommt. In dem über eine Trommeldrehung aufgenommenen (und ggf. über mehrere Volldrehungen bei gleicher Drehzahl überlagerten) Motorsignal kann es so zu besonders ausgeprägten Spitzen (im Folgenden auch als „Vollspitzen“ bezeichnet) kommen, die der weiten Mitnahme des Wäscheknotens entsprechen, als auch zu nahe dabei liegenden, aber versetzten Spitzen (im Folgenden auch als „Nebenspitzen“ bezeichnet), die der weniger weiten Mitnahme des Wäscheknotens entsprechen. Die Nebenspitzen mögen weniger stark ausgeprägt sein als die Vollspitzen, sind in der Regel aber immer noch deutlicher ausgeprägt als bei einem Wäschefall eines nicht verknoteten Wäschestücks. In einem Motorsignal mögen nur Vollspitzen, nur Nebenspitzen oder eine Mischung aus Vollspitzen und Nebenspitzen auftreten. Das Auftreten, die Amplitude und/oder die Drehlage insbesondere der Nebenspitzen mag von einer Drehzahl der Wäschetrommel abhängig sein.
Der Schritt des Bestimmens des Grades der Wäscheverknotung mag beispielsweise ein Bestimmen eines Werts einer zu den regelmäßig wiederkehrenden Spitzen zugehörigen Amplitude (z.B. einer maximalen Amplitude oder einer gemittelten Amplitude, beispielsweise als absoluter Wert oder relativ z.B. zu der nächstkleineren Amplitude oder einem Rauschpegel, insbesondere ausgedrückt als Signal-zu-Rausch-Verhältnis) umfassen, gefolgt von einem Ableiten des Grades der Wäscheverknotung aus dem Wert der Amplitude. Das Ableiten mag beispielsweise mittels einer Formel oder auf der Grundlage von Kennlinien geschehen. So mag also ein bestimmter Amplitudenwert oder Amplitudenbereich einem bestimmten Grad der Wäscheverknotung zugeordnet sein. Dieser Zusammenhang mag beispielsweise empirisch bestimmt worden sein.
Es ist eine weitere bevorzugte Ausgestaltung, dass der Schritt des Bestimmens die Teilschritte (a) Fourier-Transformieren des elektrischen Motorsignals und (b) Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung aus dem fouriertransformierten Spektrum umfasst. Die Nutzung der Fourier-Transformation weist den Vorteil auf, dass sich die der Bewegung des Wäscheknotens zugeordneten Spitzen noch besser identifizieren lassen.
Die Fourier-Transformation mag insbesondere eine „Diskrete Fourier-Transformation“, DFT, sein.
Das Bestimmen in Schritt (b) mag beispielsweise mittels einer Formel oder auf der Grundlage von Kennlinien geschehen. So mag ein bestimmter Wert oder Wertebereich mindestens einer Fourieramplitude einem bestimmten Grad der Wäscheverknotung zugeordnet sein. Dieser Zusammenhang mag beispielsweise empirisch bestimmt worden sein. Es ist eine Weiterbildung, dass ein Wert der höchsten Fourieramplitude (welche im Fall einer Wäscheverknotung dem Wäschefall eines Wäscheknotens entspricht) einem bestimmten Grad der Wäscheverknotung zugeordnet wird. Alternativ mag z.B. ein Wert der höchsten Fourieramplitude innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs verwendet werden.
Es ist eine bevorzugte Ausgestaltung, dass das fouriertransformierte Spektrum ein mit Gewichtungsfaktoren gewichtetes fouriertransformiertes Spektrum ist, wobei die Gewichtungsfaktoren insbesondere von der zum Zeitpunkt der Ausnahme des Motorsignals anliegenden Drehzahl der Wäschetrommel abhängig sein können.
So ist es noch eine bevorzugte Weiterbildung, dass nach Schritt (a) und vor Schritt (b) oder im Rahmen von Schritt (b) zumindest einige der Fourieramplituden des fouriertransformierten Spektrums gewichtet werden. So können durch eine Übergewichtung von zu Nebenspitzen gehörigen Fourieramplituden auch große Wäscheknoten sicher identifiziert und bewertet werden. Dadurch mag sich eine noch bessere Bestimmung oder Ermittlung des Grades der Wäscheverknotung ergeben. Der Grad der Wäscheverknotung lässt sich z.B. durch Korrelation mit einer (ggf. gewichteten) Summe ausgewählter Fourieramplituden ermitteln. Die Gewichtungsfaktoren mögen z.B. empirisch bestimmt sein und/oder mögen z.B. drehzahlabhängig sein.
Es ist noch eine weitere bevorzugte Ausgestaltung, dass vor dem Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung ein Schritt eines Bestimmens einer Beladung der Wäschetrommel durchgeführt wird und das Bestimmen des Vorliegens, das Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung und/oder eine Auswahl einer Aktion zur Wäscheentknotung unter Berücksichtigung der bestimmten Beladung durchgeführt wird. Denn es hat sich gezeigt, dass die Bestimmung(en) deutlich genauer waren und/oder die Aktion(en) effektiver waren, wenn die Beladung mitberücksichtigt wurde. Beispielsweise kann bei einer vollen Trommel und damit einer hohen Beladung ein Wäschefall verhindert werden, obwohl ein Wäscheknoten vorliegt. Auch kann es bei einer sehr vollen Trommel vorkommen, dass sich der Wäscheknoten nicht mehr entknoten lässt, da kein ausreichender Platz für seine Bewegung mehr vorhanden ist. Dann mag sogar auf eine Aktion verzichtet werden, da diese keine Auswirkungen auf eine Entknotung haben mag. Insbesondere in anderen Fällen mögen beispielsweise die Drehzahl, die Zahl der Umdrehungen oder die Zeitdauer bis zu einer Trommelreversierung und/oder eine Änderung des Prozessluftstroms an die Beladung angepasst werden.
Es ist eine bevorzugte Weiterbildung, dass vor dem Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung ein Schritt eines Bestimmens einer Unwucht der Wäschetrommel durchgeführt wird und das Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung unter Berücksichtigung der bestimmten Unwucht durchgeführt wird. Auch so mag die Ermittlung des Grades der Wäscheverknotung genauer werden.
Die Beladung und/oder die Unwucht mögen nach beliebigen Methoden bestimmt werden, z.B. wie in EP 2 403 986 B1 beschrieben im Generatorbetrieb des Elektromotors.
Es ist ferner eine bevorzugte Ausgestaltung, dass der Schritt des Bestimmens der Beladung der Wäschetrommel mindestens folgende Teilschritte umfasst: (i) Drehen der Wäschetrommel mit einem gewählten Satz aus mindestens einem Trommeldrehparameter; (ii) Bestimmen eines maximalen Werts des elektrischen Motorsignals für den gewählten Satz; (iii) Variieren mindestens eines Trommeldrehparameters des Satzes und erneutes Durchführen der Schritte (i) und (ii); und (iv) Bestimmen der Beladung durch Korrelie ren mit demjenigen Satz, für welchen der höchste maximale Wert des elektrischen Motorsignals erreicht worden ist. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass sie sich besonders einfach implementieren lässt, insbesondere zusammen mit dem oben beschriebenen Verfahren zur Bestimmung einer Wäscheverknotung.
Es mag also beispielsweise die Wäschetrommel in einem vorbestimmten Wertebereich eines oder mehrerer der Trommeldrehparameter variiert werden, z.B. durch Variation der Drehzahl zwischen 10 U/min und 100 U/min in Schritten von 10 U/min, wobei jeder Schritt z.B. eine Minute lang durchgeführt wird. Es wird dann derjenige Drehzahlwert bestimmt, für den das Motorsignal am größten ist. Bei Vorliegen einer Wäscheverknotung wird dies der Amplitude der der Bewegung des Wäscheknotens zugeordneten Spitzen entsprechen. Die Beladung wird dann durch Korrelieren dieser Drehzahl mit einem bestimmten Beladungswert ermittelt. Die Korrelation mag über eine Formel oder über mindestens eine Kennlinie erfolgen. Dieser Zusammenhang bzw. diese Korrelation mag beispielsweise empirisch bestimmt worden sein.
Es ist außerdem eine bevorzugte Ausgestaltung, dass das Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung anhand des in Schritt (iv) verwendeten Satzes durchgeführt wird. Dadurch wird eine besonders gute Detektierbarkeit und Auswertbarkeit der mit der Bewegung des Wäscheknotens zusammenhängenden Spitzen für die Bestimmung des Grades der Wäscheverknotung erreicht, da sie besonders stark ausgeprägt sind.
Es ist eine bevorzugte Weiterbildung, dass anhand der bei mindestens einem variierten Trommeldrehparameter aufgenommenen Motorsignale nicht nur die Beladung bestimmt wird, sondern auch bestimmt wird, ob überhaupt eine Wäscheverknotung vorliegt. Dies kann wie bereits oben beschrieben geschehen, z.B. durch Erkennen von ausgeprägten Spitzen bei Motorsignalen von einigen ausgewählten, den meisten oder allen variierten Trommeldrehparametern. Wird erkannt, dass keine Wäscheverknotung vorliegt, braucht auch das Verfahren zum Erkennen des Grades der Wäscheverknotung nicht durchgeführt zu werden.
Es ist noch eine bevorzugte Weiterbildung, dass die bei mindestens einem variierten Trommeldrehparameter aufgenommenen Motorsignale sowohl zur Bestimmung der Beladung und/oder Unwucht als auch zur zumindest ersten oder anfänglichen Bestimmung des Grades der Wäscheverknotung verwendet werden. Für eine folgende Bestimmung des Vorliegens oder des Grades der Wäscheverknotung mögen die Motorsignale erneut abgefühlt werden.
Es ist zudem eine bevorzugte Ausgestaltung, dass sich dem Schritt des Bestimmens des Grades der Wäscheverknotung ein Schritt: Auslösen mindestens einer Aktion zur Reduzierung der Wäscheverknotung, falls der Grad der Wäscheverknotung ein vorbestimmtes Maß (z.B. einen vorbestimmten Schwellwert) erreicht, anschließt. Dadurch wird eine noch effektivere und im Ergebnis verbesserte Wäschetrocknung ermöglicht. Das Erreichen mag ein Erreichen, ein Überschreiten oder ein Unterschreiten des Grades, insbesondere Schwellwerts oder Wertebereichs, umfassen. Die Aktion mag z.B. unter Kenntnis der Wäscheart und/oder der Beladung angepasst werden.
Es ist noch eine bevorzugte Ausgestaltung, dass das Auslösen der mindestens einen Aktion zur Reduzierung der Wäscheverknotung ein Drehen der Wäschetrommel mit auf den Grad der Wäscheverknotung angepassten Drehzahlen umfasst. Dies bewirkt eine besonders effektive Wäscheentknotung.
Es ist eine bevorzugte Weiterbildung, dass sich die Drehzahlen an den Grad der Wäscheverknotung angepasst zyklisch ändern. Dies bewirkt eine noch effektivere Entknotung der Wäsche.
Es ist noch eine bevorzugte Weiterbildung, dass das Drehen der Wäschetrommel ein Drehen in verschiedenen Richtungen (Richtungsreversion) umfasst. Auch dies bewirkt eine noch effektivere Entknotung der Wäsche.
Es ist eine bevorzugte Weiterbildung, dass die Drehzahl der Wäschetrommel, die Drehdauer bzw. Zahl der Trommelumdrehungen und/oder die Dauer zwischen zwei Trommelreversierungen für einen bestimmten Grad der Verknotung und ggf. der Beladung vorgegeben sind.
Gemäß noch einer bevorzugten Weiterbildung mag das Wäschetrocknungsgerät beispielsweise regelmäßig den Grad der Verknotung bestimmen und die Trommeldrehparameter automatisch so anpassen, dass sich eine möglichst effektive Entknotung ergibt. Hierbei mag z.B. nur ein Satz von Startparametern für die Trommeldrehung (z.B. umfassend einen bestimmten Wert für die Drehzahl der Wäschetrommel, die Drehdauer bzw. Zahl der Trommelumdrehungen und/oder die Dauer zwischen zwei Trommelreversierungen) vorgegeben sein und das Wäschetrocknungsgerät dazu eingerichtet sein, diese Startparameter im Hinblick auf eine verbesserte Entknotungswirkung selbsttätig anzupassen. Dieses „Selbstlernen“ mag z.B. im Rahmen einer sog. „Fuzzy-Logik“ implementiert sein.
Es ist auch noch eine bevorzugte Weiterbildung, dass das Auslösen der mindestens einen Aktion zur Reduzierung der Wäscheverknotung ein Ändern einer Stärke eines Prozessluftstroms durch die Wäschetrommel in Abhängigkeit von dem Grad der Wäscheverknotung umfasst. Auch so wird eine noch effektivere Entknotung der Wäsche bewirkt, da diese so z.B. frühzeitig durch den Luftstrom von der Wand der Wäschetrommel abgelöst werden kann und zudem stärker durchlüftet werden kann.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Haushalts-Wäschetrocknungsgerät, wobei das Haushalts-Wäschetrocknungsgerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist. Das Haushalts-Wäschetrocknungsgerät kann analog zu dem Verfahren ausgestaltet werden und weist die gleichen Vorteile auf.
Das Haushalts-Wäschetrocknungsgerät mag dazu insbesondere eine Auswerteeinheit aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, die Wäscheverknotung und ggf. die Beladung und/oder Unwucht anhand der Motorstromsignale zu bestimmen. Die Auswerteeinheit mag eine gesonderte Baugruppe sein, welche insbesondere mit einer zentralen Steuereinrichtung gekoppelt ist. Alternativ mag die zentrale Steuereinrichtung auch als Auswerteeinheit dienen.
Das Haushalts-Wäschetrocknungsgerät mag beispielweise mindestens einen Messgrößenwandler zum Wandeln elektrischer Motorsignale in entsprechende analog oder digital vorliegende Daten aufweisen.
Das Haushalts-Wäschetrocknungsgerät mag zudem eine Einheit oder Funktion zur Durchführung einer Fourier-Transformation des (insbesondere spektral analysierten und gewichteten) Motorsignals aufweisen, insbesondere zur Durchführung einer Diskreten Fourier-Transformation („DFT-Einheit“). Die Fourieranalyse mag anhand überlagerter Motorsignale (z.B. für unterschiedliche Drehzahlen) erfolgen. Auch mögen verschiedene Fourierspektren für jeweils ein Motorsignal mit einer bestimmten Drehzahl erzeugt und dann überlagert werden. Das Überlagern mag also anhand des Motorsignals und/oder des Fourierspektrums erfolgen.
Das Haushalts-Wäschetrocknungsgerät mag ferner eine Einheit oder Funktion zur Gewichtung des Fourierspektrums mit bestimmten Gewichtungsgrößen oder Gewichtungsfunktionen aufweisen, z.B. einen Summierer.
Das Haushalts-Wäschetrocknungsgerät mag auch eine Einheit oder Funktion zur Bestimmung des Grades der Wäscheverknotung anhand des (gewichteten oder ungewichteten) Fourierspektrums aufweisen.
Das Haushalts-Wäschetrocknungsgerät mag außerdem einen oder mehrere Vergleichseinheiten oder Komparatoren zum Vergleich des Ergebnisses der Fourier-Transformation mit vorbestimmten Referenzwerten oder Referenzbereichen zum Grad der Wäscheverknotung aufweisen. Die mindestens eine Vergleichseinheit mag auch dazu eingerichtet sein, mindestens eine Aktion in Abhängigkeit von dem Grad der Wäscheverknotung auszulösen.
Insbesondere mag das Haushaltsgerät mittels eines oder mehrerer der folgenden Schritte betrieben werden:
In einem ersten Schritt wird die Beladung der Wäschetrommel bestimmt, und zwar in einem ersten Teilschritt durch Einstellen einer vorbestimmten Drehzahl, z.B. von 10 U/min, und Drehen der Wäschetrommel bei dieser Drehzahl für z.B. eine Minute. Dabei wird ein Motorsignal in Form eines Motorstroms abgefühlt. In einem zweiten Teilschritt wird der maximale Wert des Motorstroms bestimmt. Bei Vorliegen einer Wäscheverknotung entspricht dieser maximale Wert dem Amplitudenwert einer durch die Mitnahme des Wäscheknotens erzeugten Spitze. In einem folgenden dritten Teilschritt wird die Drehzahl um 10 U/min erhöht, und es werden der erste und der zweite Teilschritt nochmals durchlaufen. Dies wird wiederholt, bis die Drehzahl ihren höchsten voreingestellten Wert von 100 U/min erreicht hat. In einem vierten Teilschritt wird die Beladung bestimmt, indem diejenige Drehzahl, z.B. 70 U/min, für welche sich der höchste maximale Wert des Motorstroms ergeben hat, mit einem Beladungswert korreliert wird, z.B. mittels einer Kennlinie. Der Beladungswert mag zusätzlich oder alternativ z.B. auch durch die Änderung des maximalen Werts des Motorstroms über die Drehzahl bestimmt werden. Der erste Schritt mag zudem dazu verwendet werden, ein Vorliegen einer Wäscheverknotung zu bestimmen, wie bereits zuvor beschrieben.
In einem zweiten Schritt wird ein Grad der Wäscheverknotung bestimmt. Dazu wird in einem ersten Teilschritt mindestens ein Motorsignal ermittelt, insbesondere in Abhängigkeit von der Drehlage φ der Wäschetrommel. Dieses Motorsignal mag gesondert ermittelt werden. Alternativ mag das mindestens eine Motosignal mindestens ein bereits in dem ersten Schritt der Beladungsermittlung bestimmtes Motorsignal sein, z.B. das die höchsten Spitzen ergebende Motorsignal bei einer Drehzahl von 70 U/min.
Da die durch eine Wäscheverknotung erzeugten Spitzen im Motorsignal meist gut erkennbar sind und zudem ihr Abstand Δφ aufgrund der bekannten Abstände der Mitnehmer in der Wäschetrommel bekannt ist, lassen sie sich gut detektieren und auswerten. Zur Erhöhung der Auswertesicherheit mag die Zahl der Umläufe der Wäschetrommel erhöht werden. Alternativ oder zusätzlich mögen verschiedene Drehphasen bei unterschiedlichen Drehzahlen (z.B. bei 50, 60, 70, 80 und 90 U/min) durchgeführt werden und die entsprechenden Motorsignale überlagert werden.
Das Drehen der Wäschetrommel bei unterschiedlichen Drehzahlen und/oder in unterschiedlichen Richtungen mag in einer Weiterbildung zur Bestätigung herangezogen werden, dass tatsächlich ein Wäscheknoten vorliegt. Diese Bestätigung mag beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Spitzen im Motorsignal bei allen eingestellten Drehzahlen erscheinen und sich z.B. nicht bei einigen Drehzahlen signifikant verflachen. Zur Bestätigung, dass tatsächlich ein Wäscheknoten vorliegt, mag zusätzlich oder alternativ herangezogen werden, dass die Spitzen im Motorsignal auch nach einem Reversieren der Drehrichtung erscheinen. Zur Bestätigung, dass tatsächlich ein Wäscheknoten vorliegt, mag auch die Beladung verwendet werden.
In einem folgenden Teilschritt wird das Motorsignal, welches z.B. über eine Trommeldrehung Δφ = 360° aufgetragen ist, einer Fourier-Transformation unterzogen, insbesondere einer Diskreten Fourier-Transformation, DFT. Da das auszuwertende Motorsignal bei Vorliegen einer Wäscheverknotung bei n (n >= 1) äquidistant beabstandeten Mitnehmern in der Wäschetrommel auch n in Bezug auf die Drehlage φ äquidistant beabstandete Spitzen (Vollspitzen und/oder Nebenspitzen) aufweist, ergibt sich mindestens eine deutlich im Fourierspektrum erkennbare Amplitude („Fourieramplitude“) an einer bekannten Position, welche besonders einfach auswertbar ist. Die Fourieramplituden mögen gewichtet werden, insbesondere mit drehzahlabhängigen Gewichtungsfunktionen.
Beispielsweise über einen Wert einer mindestens einer ausgewählten und ggf. gewichteten Fourieramplitude, über einen Wert einer Summe solcher ausgewählten und ggf. gewichteten Fourieramplituden und/oder über einen Wert eines Amplitudenverhältnisses mehrerer ausgewählter und ggf. gewichteter Fourieramplituden lässt sich in einem folgenden Teilschritt das Vorliegen und/oder der Grad der Verknotung z.B., durch eine Korrelation bestimmen, beispielsweise über eine Formel oder mindestens eine Wert/Verknotungsgrad-Kennlinie. Die Bestimmung des Grades der Verknotung kann verbessert werden, wenn auch die Beladung mitberücksichtigt wird, z.B. über ein Kennlinienfeld mit den Kenngrößen Wert, Verknotungsgrad und Beladung oder über eine Formel, welche bei Kenntnis des Werts und der Beladung den Grad der Verknotung berechnet.
In einem nächsten Schritt wird in Abhängigkeit von dem ermitteltem Grad der Verknotung und ggf. der Beladung mindestens eine Aktion ausgelöst, oder nicht. Beispielsweise mag die Wäschetrommel so gedreht werden, dass die Verknotung reduziert wird. Insbesondere wird die Wäschetrommel mit auf den Grad der Wäscheverknotung angepassten, sich zyklisch ändernden Drehzahlen in verschiedenen Richtungen gedreht.
Dabei können gemäß einer Variante z.B. die Drehzahlen für einen bestimmten Grad der Verknotung und ggf. der Beladung vorgegeben sein. Gemäß einer weiteren Variante mag das Wäschetrocknungsgerät beispielsweise regelmäßig den Grad der Verknotung bestimmen und die Trommeldrehparameter automatisch so anpassen, dass sich eine möglichst effektive Entknotung ergibt.
Zusätzlich oder alternativ zu den Trommeldrehparametern mag eine Stärke eines Prozessluftstroms durch die Wäschetrommel in Abhängigkeit von dem Grad der Wäscheverknotung und ggf. der Beladung selbsttätig eingestellt oder angepasst werden, z.B. auch durch das Wäschetrocknungsgerät änderbar.
Ganz allgemein mag das Wäschetrocknungsgerät zur Bestimmung des Grades der Verknotung weitere Parameter heranziehen, z.B. Betriebsparameter wie eine Wäscheart. So mag der Grad der Verknotung dann z.B. über ein Kennlinienfeld mit den Kenngrößen Wert, Verknotungsgrad, Wäscheart und Beladung oder über eine Formel, welche bei Kenntnis des Werts, der Wäscheart und der Beladung den Grad der Verknotung berechnet.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 zeigt als Schnittdarstellung in Frontalansicht einen Wäschetrockner;
2 zeigt eine Auftragung eines Motorstroms gegen die Drehlage φ der Wäschetrommel des Wäschetrockners aus 1;
3 zeigt eine Auftragung verschiedener Werte von Fourieramplituden der Diskreten Fourier-Analyse;
4 zeigt ein mögliches Verfahren zum Betreiben des Wäschetrockners; und
5 skizziert ein mögliches Schaltungsdiagramm zur Durchführung des Verfahrens.
1 zeigt als Schnittdarstellung in Frontalansicht einen Haushalts-Wäschetrockner 1. Der Wäschetrockner 1 weist eine horizontal um eine Drehachse A drehbare Wäschetrommel 2 auf.
Die Wäschetrommel 2 ist hier in einer Drehrichtung ω im Uhrzeigersinn gezeigt. Die Wäschetrommel 2 weist an ihrer Innenseite 3 drei in Umfangsrichtung um die Drehachse A äquidistant angeordnete Mitnehmer 4 auf. Die Mitnehmer 4 sind länglich parallel zu der Drehachse ausgerichtet und füllen mindestens 80% der Tiefe der Wäschetrommel 2 aus. Die Wäschetrommel 2 wird mittels eines Elektromotors 5 angetrieben, welcher von einer Steuereinrichtung 6 antreibbar ist. Insbesondere mag ein Motorstrom I, eine an dem Elektromotor 5 anliegende Spannung U und/oder sich eine daraus ergebende Leistungsaufnahme P bestimmbar sein und z.B. mittels der Steuereinrichtung 6 ausgewertet werden.
Die Wäschetrommel 2 ist Teil eines hier geschlossenen Prozessluftkreislaufs 7, in welchem Prozessluft L umgewälzt wird. Dazu wird ein Lüfter 8 verwendet. Durch eine Variation der Drehzahl des Lüfters 8 lässt sich insbesondere auch eine Stärke des in die Wäschetrommel 2 eingeleiteten Stroms der Prozessluft ändern. Ferner können an dem Prozessluftkreislauf 7 beispielsweise ein Kondensator 9 zum Entfeuchten von aus der Wäschetrommel 2 entweichender Prozessluft L und eine dazu stromabwärts angeordnete Heizung 10 zum Aufwärmen der entfeuchteten Prozessluft angeordnet sein. Der Kondensator 9 und die Heizung 10 können beispielsweise Teile eines Energierückgewinnungskreislaufs, z.B. einer Wärmepumpe, sein (o. Abb.).
Die Wäschetrommel 2 wird mit einer variierbaren Drehzahl ω gedreht, wobei die Drehzahl ω von der Steuereinrichtung 6 vorgegeben wird. Dabei wird ein Wäscheknoten W von einem der Mitnehmer 4 mitgenommen, bis dieser eine gewisse Höhe erreicht hat, woraufhin der Wäscheknoten W herabfällt. Dieser Wäschefall ist durch den hohlen Pfeil angedeutet. Bei der Mitnahme des Wäscheknotens W ab dem unteren Scheitelpunkt der Wäschetrommel muss der Elektromotor 5 eine im Vergleich zu nicht verknoteter Wäsche erhöhte Antriebsleistung P aufwenden, um die Drehzahl zu halten. Dies mag sich insbesondere in einem erhöhten Motorstrom I und/oder in einer erhöhten Antriebsspannung U niederschlagen. Mit dem Fall des Wäscheknotens W wird der Elektromotor 5 entlastet, bis der nächste Mitnehmer 4 den Wäscheknoten wieder mitnimmt. Dabei ist eine Drehlage φ der Wäschetrommel 2 bekannt.
2 zeigt eine Auftragung des Motorstroms I gegen die Drehlage φ der Wäschetrommel 2 für eine volle Umdrehung der Wäschetrommel 2. Wiederholte Umdrehungen zeigen üblicherweise einen grundsätzlich gleichen Verlauf des Motorstroms I. Da an der Wäschetrommel 2 drei Mitnehmer 4 vorhanden sind, können in der Auftragung auch drei ausgeprägte Vollspitzen S auf. Je höher der Grad der Wäscheverknotung ist, desto höher werden diese Vollspitzen S. Falls Nebenspitzen N erzeugt werden (wie gestrichelt angedeutet), liegen diese typischerweise links von den Vollspitzen S und weisen eine geringere Amplitude auf, die jedoch in der Regel größer ist als die Amplituden unverknoteter Wäschestücke.
Der Motorstrom I kann für mehrere Umdrehungen überlagert sein, und zwar für gleiche Werte von Trommeldrehparametern, z.B. einer Drehzahl, zusätzlich oder alternativ aber auch für verschiedene Werte von Trommeldrehparametern.
Die gezeigte Auftragung kann einer Fourier-Analyse unterzogen werden.
3 zeigt eine Auftragung verschiedener Ergebniswerte F von (z.B., addierten und/oder gewichteten Werten von) Fourieramplituden der Diskreten Fourier-Analyse, welche zu den Vollspitzen S und/oder den Nebenspitzen N in 2 gehören. Je höher die Ergebniswerte F sind, desto höher ist in der Regel (z.B. bei nicht übervoller Wäschetrommel) der Grad G der Verknotung. Dabei können die Ergebniswerte F verschiedenen Werten G1, G2, G3 des Grades G der Verknotung zugeordnet werden bzw. damit korreliert werden, beispielsweise ein geringer Ergebniswert F1 einem geringen Grad G1 der Verknotung, ein mittlerer Ergebniswert F2 einem mittleren Grad G2 der Verknotung und ein großer Ergebniswert F3 einem hohen Grad G3 der Verknotung. Ein Ergebniswert F unterhalb von G1 mag beispielsweise auf einen nicht verknoteten Zustand hindeuten.
Die Werte F können beispielsweise durch Auswahl einer maximalen Fourieramplitude oder durch Summation oder andere Verknüpfung ausgewählter gewichteter Fourieramplituden bestimmt werden. Die Fourieramplituden können z.B. anhand ihrer Drehlage bzw. anhand ihrer Lage in einem vorbestimmten Drehlagenbereich ausgewählt werden.
4 zeigt ein mögliches Verfahren zum Betreiben des Wäschetrockners 1.
In einem ersten Schritt S1 wird die Beladung der Wäschetrommel 2 bestimmt, und zwar in einem ersten Teilschritt S1a durch Einstellen einer vorbestimmten Drehzahl ω, z.B. von 10 U/min, und Drehen der Wäschetrommel 2 bei dieser Drehzahl ω für z.B. eine Minute. Dabei wird der Motorstrom I abgefühlt.
In einem zweiten Teilschritt S1b wird der maximale Wert des Motorstroms I bestimmt. Bei Vorliegen einer Wäscheverknotung entspricht dieser maximale Wert dem Amplitudenwert einer durch die Mitnahme des Wäscheknotens W erzeugten Spitze S.
In einem folgenden dritten Teilschritt S1c wird die Drehzahl ω um 10 U/min erhöht, und es werden der erste und der zweite Teilschritt nochmals durchlaufen. Dies wird wiederholt, bis die Drehzahl ω ihren höchsten voreingestellten Wert von 100 U/min erreicht hat.
In einem vierten Teilschritt S1d wird die Beladung bestimmt, indem diejenige Drehzahl ω, z.B. 70 U/min, für welche sich der höchste maximale Wert des Motorstroms I ergeben hat, mit einem Beladungswert korreliert wird, z.B. mittels einer Kennlinie. Der Beladungswert mag zusätzlich oder alternativ z.B. auch durch die Änderung des maximalen Werts des Motorstroms I über die Drehzahl ω bestimmt werden.
In einem zweiten Schritt S2 wird ein Grad G der Wäscheverknotung bestimmt.
Dazu wird in einem ersten Teilschritt S2a der Motorstrom I ermittelt, z.B. als Auftragung gegen die Drehlage φ der Wäschetrommel 2. Da die durch eine Wäscheverknotung erzeugten Vollspitzen S und/oder Nebenspitzen N in dem Verlauf des Motorstroms I meist gut erkennbar sind und zudem ihr Abstand Δφ aufgrund der bekannten Abstände der Mitnehmer 4 in der Wäschetrommel 2 bekannt ist, lassen sie sich gut detektieren und auswerten. Zur Erhöhung der Auswertesicherheit mag die Zahl der Umläufe der Wäschetrommel erhöht werden. Alternativ oder zusätzlich mögen verschiedene Drehphasen bei unterschiedlichen Drehzahlen (z.B. bei 50, 60, 70, 80 und 90 U/min) durchgeführt werden und die entsprechenden Motorsignale überlagert werden.
In einem folgenden Teilschritt S2b wird der über die Drehlage φ aufgenommene Motorstrom I einer Fourier-Transformation unterzogen, insbesondere einer Diskreten Fourier-Transformation, DFT. Da das auszuwertende Motorsignal bei drei äquidistant beabstandeten Mitnehmern 4 auch drei in Bezug auf die Drehlage φ äquidistant beabstandete Vollspitzen S und/oder Nebenspitzen N aufweist, ergibt sich mindestens eine deutlich im Fourierspektrum erkennbare Fourieramplitude an einer bekannten Position oder in einem bekannten Frequenzbereich, welche besonders einfach auswertbar ist.
Beispielsweise über den aus dem Fourierspektrum bestimmten Wert F1, F2 oder F3 lässt sich in einem folgenden Teilschritt S2c der Grad G bzw. G1, G2, G3 der Verknotung ermitteln Dies kann ein Korrelieren des aus dem Fourierspektrum bestimmten Ergebniswerts F1, F2 oder F3 mit dem entsprechenden Grad G1, G2, G3 der Verknotung (z.B. über Kennlinien) und/oder ein Berechnen des Grades G1, G2, G3 der Verknotung zumindest aus dem bestimmten Ergebniswerts F1, F2 oder F3 umfassen.
In einem nächsten Schritt S3 wird nach Ermittlung des Vorliegens und mit dem ermittelten Grad der Verknotung und ggf. unter Berücksichtigung der Beladung und/oder der Wäscheart usw. die Wäschetrommel 2 so gedreht, dass die Verknotung reduziert wird. Insbesondere wird die Wäschetrommel 2 mit auf den Grad G bzw. G1, G2, G3 der Wäscheverknotung angepassten, sich zyklisch ändernden Drehzahlen ω in verschiedenen Richtungen gedreht.
5 skizziert ein mögliches Schaltungsdiagramm zur Durchführung des Verfahrens. Der Wäschetrockner 1 weist eine Motorsteuerung 11 zum Steuern des Elektromotors 5 auf.
Die Motorsteuerung 11 ist mit einem Messgrößenwandler 12 gekoppelt, welcher beispielsweise einen Motorstrom I in entsprechende digitale Daten umwandeln kann. Der Messgrößenwandler 12 gibt die dem gemessenen Motorstrom I entsprechenden digitalen Daten sowohl an eine Einheit zur Durchführung einer diskreten Fouriertransformation (DFT-Einheit 13) als auch an eine Einheit 14 zur Drehzahlsollwerterzeugung und Parameterschätzung aus.
Ausgewählte Fourieramplituden des in der DFT-Einheit 13 erzeugten Fourierspektrums werden durch Gewichtungsfunktionen oder Gewichtungswerte gewichtet, und zwar in einer entsprechenden Verknüpfungseinrichtung 23. Die Gewichtungsfunktionen oder Gewichtungswerte werden von einer Einheit 16 zur Ausgabe von Gewichtungsfunktionen bereitgestellt.
Das so gewichtete Fourierspektrum wird einem der Verknüpfungseinrichtung 23 nachgeschalteten Summierer 17 bereitgestellt, welcher die gewichteten Fourieramplituden geeignet verknüpft, z.B. aufsummiert. Dies ergibt einen bestimmten Wert, z.B. F1, F2 oder F3. Dieser Wert wird einer Auswerteeinheit 18 bereitgestellt, welche daraus den Wert G bzw. G1, G2 oder G3 der Wäscheverknotung bestimmt, z.B. anhand geeigneter Kennlinien. Zur Bestimmung des Grades G der Wäscheverknotung mag der Verknüpfungseinrichtung 23 auch ein Beladungswert B bereitgestellt werden.
Der so bestimmte Wert G der Wäscheverknotung wird zusammen mit in einem Referenzwertspeicher 19 abgelegten Referenzwerten oder Referenzbereichen in zwei Komparatoren 20 bzw. 21 eingespeist. Dort wird Wert G der Wäscheverknotung mit den Referenzwerten oder Referenzbereichen verglichen und als Ergebnis des Vergleichs mindestens eine Aktion ausgelöst. Auch die Aktion mag von dem Beladungswert B abhängig sein.
Beispielsweise mag der Komparator 20 das Ergebnis des Vergleichs an die Einheit 14 zur Drehzahlsollwerterzeugung und Parameterschätzung ausgeben, welche daraufhin z.B. die Drehzahl ω der Wäschetrommel 2 anpasst und insbesondere durch eine entsprechende Steuerung des Motorreglers 11 eine Drehung mit sich zyklisch ändernden Drehzahlen ω in verschiedenen Richtungen veranlasst. Die Einheit 14 zur Drehzahlsollwerterzeugung und Parameterschätzung mag auf der Grundlage des Vergleichs auch die Gewichtungsfunktionen anpassen. Da die Gewichtungsfunktionen und/oder Gewichtungswerte hier drehzahlabhängig sind, kann die Einheit 16 zur Ausgabe drehzahlangepasster Gewichtungsfunktionen und/oder Gewichtungswerte von der Einheit 14 angesteuert werden.
Die Einheit 14 zur Drehzahlsollwerterzeugung und Parameterschätzung kann auch dazu dienen, Trommeldrehparameter zur selbsttätig optimierten Entknotung abzuschätzen und anzupassen.
Der (optionale) Komparator 21 mag das Ergebnis des Vergleichs an eine Einheit 22 zur Einstellung eines Drehzahlsollwerts des Lüfters 8 ausgeben, um eine Stärke des Stroms der in die Wäschetrommel eingeblasenen Prozessluft L zur Reduzierung der Wäscheverknotung zu ändern.
Beispielsweise können die Einheiten oder Funktionsblöcke 13, 14 und/oder 16 bis 22 eigenständige Funktionseinheiten oder Baugruppen sein oder mögen z.B. als Funktionen der Steuereinrichtung 6 vorliegen.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste

1: Wäschetrockner
2: Wäschetrommel
3: Innenseite der Wäschetrommel
4: Mitnehmer
5: Elektromotor
6: zentrale Steuereinrichtung
7: Prozessluftkreislauf
8: Lüfter
9: Kondensator
10: Heizung
11: Motorsteuerung
12: Messgrößenwandler
13: DFT-Einheit
14: Einheit zur Drehzahlsollwerterzeugung und Parameterschätzung
16: Einheit zur Ausgabe von Gewichtungsfunktionen
17: Summierer
18: DFT-Einheit
19: Referenzwertspeicher
20: Komperator
21: Komperator
22: Einheit zur Einstellung eines Drehzahlsollwerts des Lüfters
23: Verknüpfungseinrichtung
A: Drehachse
B: Beladungswert
F: Ergebniswert
F1: geringer Ergebniswert des Fourierspektrums
F2: mittelgroßer Ergebniswert des Fourierspektrums
F3: großer Ergebniswert des Fourierspektrums
G: Grad der Verknotung
G1: geringer Grad der Verknotung
G2: mittlerer Grad der Verknotung
G3: hoher Grad der Verknotung
I: Motorstrom
L: Prozessluft
N: Nebenspitze
P: Antriebsleistung
S: Vollspitze
S1: Schritt Beladung der Wäschetrommel
S1a: Teilschritt Einstellen einer vorbestimmten Drehzahl
S1b: Teilschritt Bestimmung des maximalen Wert des Motorstroms
S1c: Teilschritt Erhöhung der Drehzahl ω und Wiederholung Teilschritte 1a und 1b
S1d: Teilschritt Bestimmung der Beladung
S2: Schritt Bestimmung des Grades der Wäscheverknotung
S2a: Teilschritt Analyse des Motorstroms
S2b: Teilschritt Fourier-Transformation des aufgenommenen Motorstroms
S2c: Teilschritt Bestimmung des Grades der Verknotung
S3: Schritt Drehung der Wäschetrommel zur Reduzierung der Verknotung
U: Spannung
W: Wäscheknoten
φ: Drehlage
ω: Drehrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2403986 B1 [0005, 0027]

Claims

Verfahren (S1, S2, S3) zum Betreiben eines Wäschetrocknungsgeräts (1) mit einer horizontal gelagerten, drehbaren Wäschetrommel (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens den folgenden Schritt aufweist: – Bestimmen (S2) eines Grades einer Wäscheverknotung (G, G1, G2, G3) von in der Wäschetrommel (2) befindlichen Wäschestücken (W).
Verfahren (S1, S2, S3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens (S2) ein Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung (G, G1, G2, G3) aus einer Auswertung von regelmäßig wiederkehrenden Spitzen (S, N) eines über eine Drehlage (φ) der Wäschetrommel (2) bestimmten elektrischen Motorsignals (I, U, P), insbesondere Motorstromsignals (I), umfasst.
Verfahren (S1, S2, S3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das über die Drehlage (φ) der Wäschetrommel (2) bestimmte elektrische Motorsignal (I) eine Überlagerung mehrerer elektrischer Motorsignale (I) für verschiedene Werte eines Satzes mit mindestens einem Trommeldrehparameter (ω) ist.
Verfahren (S1, S2, S3) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens (S2) ein Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung (G, G1, G2, G3) aus einer Auswertung von n regelmäßig wiederkehrenden Spitzen (S, N) pro Umdrehung der Wäschetrommel (2) umfasst, wobei n die Zahl der Mitnehmer (4) pro Wäschetrommel (2) ist.
Verfahren (S1, S2, S3) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens (S2) die Teilschritte – Fourier-Transformieren (S2b) des elektrischen Motorsignals (I); und – Ermitteln (S2c) des Grades der Wäscheverknotung (G, G1, G2, G3) aus dem fouriertransformierten Spektrum.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das fouriertransformierte Spektrum ein mit Gewichtungsfaktoren gewichtetes fouriertransformiertes Spektrum ist, wobei die Gewichtungsfaktoren von der Drehzahl (ω) abhängig sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Bestimmen (S2c) des Grades der Wäscheverknotung (G, G1, G2, G3) ein Schritt (S1) eines – Bestimmens einer Beladung (B) der Wäschetrommel (2) durchgeführt wird und das Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung (G, G1, G2, G3) unter Berücksichtigung der bestimmten Beladung (B) durchgeführt wird.
Verfahren (S1, S2, S3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens der Beladung (B) der Wäschetrommel (2) mindestens folgende Teilschritte umfasst: (i) Drehen der Wäschetrommel (2) mit einem gewählten Satz aus mindestens einem Trommeldrehparameter; (ii) Bestimmen eines maximalen Werts des elektrischen Motorsignals (I) für den gewählten Satz; (iii) Variieren mindestens eines Trommeldrehparameters (ω) des Satzes und erneutes Durchführen der Schritte (i) und (ii); und (iv) Bestimmen der Beladung (B) durch Korrelieren mit demjenigen Satz, für welchen der höchste maximale Wert des elektrischen Motorsignals (I) erreicht worden ist.
Verfahren (S1, S2, S3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung (G, G1, G2, G3) anhand des in Schritt (iv) verwendeten Satzes aus Anspruch 7 durchgeführt wird.
Verfahren (S1, S2, S3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich dem Schritt des Bestimmens ein Schritt (S3): – Auslösen mindestens einer Aktion zur Reduzierung der Wäscheverknotung, falls der Grad der Wäscheverknotung (G, G1, G2, G3) ein vorbestimmtes Maß erreicht, anschließt.
Verfahren (S1, S2, S3) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S3) des Auslösens der mindestens einen Aktion zur Reduzierung der Wäscheverknotung ein Drehen der Wäschetrommel (2) mit auf den Grad der Wäscheverknotung (G, G1, G2, G3) angepassten, sich zyklisch ändernden Drehzahlen (ω) in verschiedenen Richtungen umfasst.
Verfahren (S1, S2, S3) nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S3) des Auslösens der mindestens einen Aktion zur Reduzierung der Wäscheverknotung ein Ändern einer Stärke eines Prozessluftstroms (L) durch die Wäschetrommel (2) in Abhängigkeit von dem Grad der Wäscheverknotung (G, G1, G2, G3) umfasst.
Haushalts-Wäschetrocknungsgerät (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Haushalts-Wäschetrocknungsgerät (1) zur Durchführung des Verfahrens (S1, S2, S3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.