DE102015108959A1 - A method of sensing a level of a liquid in a tub of a washing machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (200) zum Sensieren eines Niveaus (104) einer Flüssigkeit (106) in einem Laugenbehälter (108) einer Waschmaschine (100), wobei das Verfahren (200) einen Schritt (202) des Zuführens eines Wärmestroms zu der Flüssigkeit (106), einen Schritt (204) des Messens eines Temperaturgradienten (120) der Flüssigkeit (106) und einen Schritt (206) des Bereitstellens eines, das Niveau (104) der Flüssigkeit (106) repräsentierenden Niveausignals (122) unter Verwendung des Temperaturgradienten (120) aufweist.The invention relates to a method (200) for sensing a level (104) of a liquid (106) in a tub (108) of a washing machine (100), the method (200) comprising a step (202) of supplying a heat flow to the liquid (106), a step (204) of measuring a temperature gradient (120) of the liquid (106) and a step (206) of providing a level signal (122) representing the level (104) of the liquid (106) using the temperature gradient (120).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sensieren eines Niveaus einer Flüssigkeit in einem Laugenbehälter einer Waschmaschine, ein Verfahren zum Betreiben einer Waschmaschine sowie eine entsprechende Vorrichtung. The invention relates to a method for sensing a level of a liquid in a tub of a washing machine, a method for operating a washing machine and a corresponding device.
Bei einer Waschmaschine ist ein wärmeleitender Kontakt einer Wäsche in einer Trommel der Waschmaschine zu einer Waschlauge in einem Laugenbehälter der Waschmaschine wünschenswert. Der Kontakt kann sichergestellt werden, indem mehr Flüssigkeit als eigentlich nötig in den Laugenbehälter gefüllt wird. Dadurch taucht die Trommel mit der Wäsche tief in die Waschlauge. In a washing machine, a thermally conductive contact of a laundry in a drum of the washing machine to a wash liquor in a tub of the washing machine is desirable. Contact can be ensured by adding more liquid than is actually needed to the tub. This immerses the drum with the laundry deep into the wash.
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Sensieren eines Niveaus einer Flüssigkeit in einem Laugenbehälter einer Waschmaschine, ein Verfahren zum Betreiben einer Waschmaschine, eine entsprechende Vorrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen der Hauptansprüche vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen. Against this background, with the approach presented here, a method for sensing a level of a liquid in a tub of a washing machine, a method for operating a washing machine, a corresponding device and a computer program product with the features of the main claims are presented. Advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent from the following subclaims.
Um Energie, Zeit und Wasser zu sparen, ist es vorteilhaft, nur eine minimale Menge Flüssigkeit in einem Laugenbehälter einer Waschmaschine zu erwärmen. Die minimale Menge ist erreicht, wenn eine Trommelunterkante einer Trommel der Waschmaschine die Flüssigkeit im Laugenbehälter berührt. Dann weist die Wäsche in der Trommel einen direkten Flüssigkeitskontakt zu der Flüssigkeit beziehungsweise Waschlauge auf. To save energy, time and water, it is advantageous to heat only a minimal amount of liquid in a tub of a washing machine. The minimum amount is reached when a drum bottom edge of a drum of the washing machine touches the liquid in the tub. Then the laundry in the drum has a direct liquid contact with the liquid or wash liquor.
Der Kontakt kann über einen Temperaturgradienten der Flüssigkeit festgestellt werden. Wenn die Trommel Kontakt zu der Flüssigkeit hat, kühlt die Trommel die Flüssigkeit. Die Trommel wirkt also als Wärmesenke. Dadurch ist der Temperaturgradient niedrig. Verliert die Trommel den Kontakt zu der Flüssigkeit, wird die Wärme nicht mehr aus der Flüssigkeit abgeführt, wodurch der Temperaturgradient ansteigt. The contact can be detected via a temperature gradient of the liquid. When the drum is in contact with the fluid, the drum cools the fluid. The drum acts as a heat sink. As a result, the temperature gradient is low. If the drum loses contact with the liquid, the heat is no longer removed from the liquid, causing the temperature gradient to increase.
Es wird ein Verfahren zum Sensieren eines Niveaus einer Flüssigkeit in einem Laugenbehälter einer Waschmaschine vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Zuführen eines Wärmestroms zu der Flüssigkeit;
Messen eines Temperaturgradienten der Flüssigkeit; und
Bereitstellen eines, das Niveau der Flüssigkeit repräsentierenden, Niveausignals unter Verwendung des Temperaturgradienten. A method is presented for sensing a level of a liquid in a tub of a washing machine, the method comprising the steps of:
Supplying a heat flow to the liquid;
Measuring a temperature gradient of the liquid; and
Providing a level signal representative of the level of the fluid using the temperature gradient.
Unter einem Sensieren kann ein Erfassen verstanden werden. Ein Niveau kann eine Füllhöhe sein. Eine Waschmaschine kann als Waschautomat bezeichnet werden. Ein Laugenbehälter kann ein Gefäß sein, in dem eine drehbare Wäschetrommel der Waschmaschine angeordnet ist. Der Laugenbehälter selbst kann schwingungsgedämpft in der Waschmaschine gelagert sein. Ein Wärmestrom kann eine thermische Energiemenge pro Zeiteinheit sein. Der Wärmestrom kann als Wärmeleistung bezeichnet werden. Der Schritt des Messens kann während der Ausführung des Schritts des Zuführens ausgeführt werden. Ein Temperaturgradient kann ein Temperaturanstieg pro Zeiteinheit sein. Wenn die Temperatur konstant ansteigt oder fällt, ist der Temperaturgradient konstant. Ein Niveausignal kann ein elektrisches Signal sein. Sensing can be understood to mean detection. A level can be a level. A washing machine can be called a washing machine. A lye container may be a vessel in which a rotatable laundry drum of the washing machine is arranged. The tub itself can be stored vibration damped in the washing machine. A heat flow may be a thermal energy amount per unit time. The heat flow can be referred to as heat output. The step of measuring may be performed during the execution of the step of feeding. A temperature gradient may be a temperature increase per unit time. If the temperature rises or falls constantly, the temperature gradient is constant. A level signal may be an electrical signal.
Das Niveausignal kann ein Niveau der Flüssigkeit über einem Schwellenwert repräsentieren, wenn der Temperaturgradient kleiner als ein Referenzwert ist. Das Niveausignal kann ein Niveau der Flüssigkeit unter dem Schwellenwert repräsentieren, wenn der Temperaturgradient größer als der Referenzwert ist. Über dem Schwellenwert kann ein wärmeleitender Kontakt der Flüssigkeit zu einer Wäschetrommel der Waschmaschine bestehen. Unterhalb des Schwellenwerts kann der wärmeleitende Kontakt unterbrochen sein. Der Schwellenwert kann kurz oberhalb der Trommelunterkante angeordnet sein. Wenn die Flüssigkeit am oder oberhalb des Schwellenwerts steht, wird die Flüssigkeit stark bewegt, wodurch ein guter Wärmeübergang des Wärmestroms auf die Wäsche in der Wäschetrommel erreicht wird. The level signal may represent a level of the fluid above a threshold when the temperature gradient is less than a reference value. The level signal may represent a level of the liquid below the threshold when the temperature gradient is greater than the reference value. Above the threshold may be a thermally conductive contact of the liquid to a laundry drum of the washing machine. Below the threshold, the thermally conductive contact may be interrupted. The threshold may be located just above the lower drum edge. When the liquid is at or above the threshold, the liquid is moved strongly, whereby a good heat transfer of the heat flow is achieved on the laundry in the laundry drum.
Das Verfahren kann einen Schritt des Kalibrierens aufweisen, in dem ein Pegelwert eines in der Flüssigkeit angeordneten Pegelsensors der Waschmaschine auf einen Kalibrierwert gesetzt wird, wenn das Niveausignal ein Niveau der Flüssigkeit auf dem Schwellenwert repräsentiert. Ein Pegelsensor kann beispielsweise ein Drucksensor sein. Da der Schwellenwert bekannt ist, kann der Pegelsensor kalibriert werden, wenn das Niveausignal das Niveau der Flüssigkeit auf dem Schwellenwert repräsentiert. Dadurch kann eine genauere Mengenmessung der Flüssigkeit im Laugenbehälter erreicht werden. The method may include a step of calibrating in which a level value of a level sensor of the washing machine disposed in the liquid is set to a calibration value when the level signal represents a level of the liquid at the threshold. A level sensor may be, for example, a pressure sensor. Since the threshold is known, the level sensor can be calibrated if the level signal represents the level of the liquid at the threshold. This allows a more accurate quantitative measurement of the liquid can be achieved in the tub.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben einer Waschmaschine vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Furthermore, a method for operating a washing machine is presented, wherein the method comprises the following steps:
Erfassen einer Füllhöhe einer Waschlauge in einem Laugenbehälter der Waschmaschine; und Vergrößern der Füllhöhe, wenn die Füllhöhe niedriger als eine Unterkante einer Wäschetrommel der Waschmaschine ist. Detecting a fill level of a wash liquor in a tub of the washing machine; and increasing the filling height when the filling height is lower than a lower edge of a washing drum of the washing machine.
Unter einer Waschlauge kann eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser mit Waschmittel verstanden werden. Eine Füllhöhe kann dem Niveau entsprechen. A wash liquor can be understood as meaning a liquid, in particular water with detergent. A filling level can correspond to the level.
Zum Vergrößern der Füllhöhe kann Wasser zu der Waschlauge hinzugefügt werden, bis die Füllhöhe höher als die Unterkante der Wäschetrommel ist. To increase the fill level, water can be added to the wash liquor until the fill level is higher than the bottom edge of the laundry drum.
Ebenso kann zum Vergrößern eine Maximaldrehzahl der Wäschetrommel erhöht werden, bis die Füllhöhe höher als die Unterkante der Wäschetrommel ist. Durch die vergrößerte Maximaldrehzahl wird Waschlauge aus der Wäsche in der Wäschetrommel ausgetrieben. Dadurch kann Flüssigkeit eingespart werden. Likewise, to increase a maximum speed of the laundry drum can be increased until the filling height is higher than the lower edge of the laundry drum. Due to the increased maximum speed, wash liquor is expelled from the laundry in the laundry drum. As a result, liquid can be saved.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. The approach presented here also creates a device that is designed to perform the steps of a variant of a method presented here in appropriate facilities to drive or implement. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.
Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um Eingangssignale einzulesen und unter Verwendung der Eingangssignale Ausgangssignale zu bestimmen und bereitzustellen. Ein Eingangssignal kann beispielsweise ein über eine Eingangsschnittstelle der Vorrichtung einlesbares Sensorsignal darstellen. Ein Ausgangssignal kann ein Steuersignal oder ein Datensignal darstellen, das an einer Ausgangsschnittstelle der Vorrichtung bereitgestellt werden kann. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um die Ausgangssignale unter Verwendung einer in Hardware oder Software umgesetzten Verarbeitungsvorschrift zu bestimmen. Beispielsweise kann die Vorrichtung dazu eine Logikschaltung, einen integrierten Schaltkreis oder ein Softwaremodul umfassen und beispielsweise als ein diskretes Bauelement realisiert sein oder von einem diskreten Bauelement umfasst sein. The apparatus may be configured to read in input signals and to determine and provide output signals using the input signals. An input signal can represent, for example, a sensor signal which can be read in via an input interface of the device. An output signal may represent a control signal or a data signal that may be provided at an output interface of the device. The apparatus may be configured to determine the output signals using a processing instruction implemented in hardware or software. For example, the device may for this purpose comprise a logic circuit, an integrated circuit or a software module and be implemented, for example, as a discrete component or be comprised by a discrete component.
Ferner wird eine Waschmaschine mit einer Vorrichtung gemäß dem hier vorgestellten Ansatz vorgestellt. Furthermore, a washing machine is presented with a device according to the approach presented here.
Von Vorteil ist auch ein Computer-Programmprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann. Wird das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt, so kann das Programmprodukt oder Programm zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden. Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory. When the program product or program is executed on a computer or device, the program product or program may be used to perform, implement, and / or control the steps of the method of any of the embodiments described above.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt An embodiment of the invention is shown purely schematically in the drawings and will be described in more detail below. It shows
Dazu nutzt die Einrichtung
Wenn das Niveau
Diese Änderung des Temperaturanstiegs, also der Temperaturgradient
Unter Verwendung des Niveausignals
Der Pegelsensor
Die Waschmaschine
In einem Ausführungsbeispiel steuert das Steuergerät
Das Steuergerät
Es wird eine Niveausensierung über einen Temperaturgradient
Für ein umweltschonendes Waschverfahren ist die Durchführung des Heizschrittes bei einem Kontakt der Trommelunterkante
Der hier vorgestellte Ansatz beschreibt die Niveausensierung der Trommelunterkante
Bisher wird in einem Waschautomat
Mit der zu Verfügung stehenden Genauigkeit des analogen Drucksensors
Mit dem hier vorgestellten Ansatz wird eine Sensierung des Trommelkontaktes vorgestellt, um im Heizschritt eines Waschverfahrens einen möglichst guten Wärmeübergang zwischen einem Rohrheizkörper
Dabei wird im Heizschritt, unter Verwendung eines Temperaturfühlers
Der Trommelkontakt zwischen der Lauge
Ein resultierender Wärmeleitwiderstand kann als Summe von Einzelwiderständen zwischen dem Rohrheizkörper
Verliert dagegen die Trommelunterkante
Durch Ermitteln des Temperaturgradienten
Durch den hier vorgestellten Ansatz können aufgrund der Detektion des Trommelkontaktverlustes Gegenmaßnahmen getroffen werden. Sowohl durch die Erhöhung der Trommeldrehzahl als auch durch einen Nachtankschritt wird der Trommelkontakt wiederhergestellt und somit ein guter Wärmeübergang vom Rohrheizkörper
Durch die hier vorgestellte Zweipunktkalibrierung wird die Kalibriergenauigkeit verbessert. Die aktuell vorhandene Nullpunktkalibrierung kann durch die Zweipunktkalibrierung ersetzt werden. The two-point calibration presented here improves the calibration accuracy. The currently existing zero point calibration can be replaced by the two-point calibration.
Zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens
In einem Ausführungsbeispiel erfolgt eine Niveauanhebung durch eine Erhöhung der Trommeldrehzahl. In one embodiment, a level boost is done by increasing the drum speed.
In einem Ausführungsbeispiel erfolgt eine Zweipunktkalibrierung des Drucksensors. In one embodiment, a two-point calibration of the pressure sensor is performed.
Die Zeit t ist in drei Abschnitte Δt1, Δt2, Δt3 eingeteilt. The time t is divided into three sections Δt1, Δt2, Δt3.
Das dargestellte Diagramm beschreibt, wie die hier vorgestellte Sensierung des Trommelkontaktes für den Heizprozess genutzt werden kann. Es sind zeitliche Verläufe des Laugenniveaus
Der Zeitraum Δt1 beschreibt eine Prozessphase, bei der die Wäsche mit einer Wassermenge befeuchtet ist, die unterhalb ihrer Sättigungsgrenze liegt. Als Sättigungsgrenze wird diejenige Wassermenge bezeichnet, die die Wäsche aufnehmen kann, ohne dass Wasser abtropft. Das Niveau
Die Heizung ist in allen Zeiträumen Δt1 bis Δt3 eingeschaltet. Da der Wärmeleitwiderstand vom Rohrheizkörper zur Wäsche niedrig ist, was gleichbedeutend mit einem guten Wärmeübergang ist, steigt die Temperatur am in der Nähe des Rohrheizkörper befindlichen Temperaturfühlers mit einer geringen Steigung an, messbar durch den geringen Wert des Temperaturgradienten T´1. The heating is switched on in all periods .DELTA.t1 to .DELTA.t3. Since the thermal resistance from the tubular heater to the laundry is low, which is synonymous with a good heat transfer, the temperature located temperature sensor rises at near the tubular heating element with a low slope at, measurable by the low value of the temperature gradient T'. 1
Zu Beginn von Zeitraum Δt2 ist das Niveau der Lauge bis zur Trommelunterkante abgesunken, da die Wäsche das gesamt Wasser, das für sie erreichbar ist, aufgesaugt hat. Zu diesem Zeitpunkt geht der Kontakt der Lauge zur Trommelunterkante verloren und es befindet sich eine (sehr kurze) Luftstrecke zwischen Lauge und Trommelunterkante. Der Wärmeleitwiderstand steigt sprunghaft an, messbar durch einen schnelleren Temperaturanstieg und einen größeren Temperaturgradienten T´2. At the beginning of period Δt2, the level of the liquor has dropped to the lower edge of the drum, since the laundry has absorbed all the water that can be reached for it. At this time, the contact of the liquor is lost to the lower edge of the drum and there is a (very short) air gap between the liquor and drum bottom edge. The thermal resistance is increasing by leaps and bounds, measurable by a rapid rise in temperature and a greater temperature gradient T'. 2
Wenn der Mikrocontroller der Waschautomatensteuerung im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ein Überschreiten des Temperaturgradienten über einen festgelegten Grenzwert von T´grenz feststellt, so wird der Reversierrhythmus angepasst. If the microcontroller of the washing machine control in the embodiment shown here detects an exceeding of the temperature gradient over a defined limit of T'grenz, so the reversing rhythm is adjusted.
Zu Beginn des Zeitraumes Δt3 wird die maximale Drehzahl des Reversierrhythmus auf eine Drehzahl n2 erhöht, beispielsweise auf einen Wert zwischen 80 und 150 U/min. Bei einer Wäschefeuchte von 140 bis 170 % wird in diesem Drehzahlbereich wieder etwas Wasser aus der Wäsche ausgetrieben, sodass das Niveau der Lauge geringfügig ansteigt und sie wieder Kontakt zur Trommelunterkante bekommt. Dadurch sinkt der Wärmeleitwiderstand sprunghaft ab, der Wärmeübergang vom Rohrheizkörper zur Wäsche und der gebundenen Flotte erreicht wieder die Größenordnung von Zeitraum Δt1. Der Temperaturanstieg verlangsamt sich und der Temperaturgradient sinkt wieder in den Größenbereich von T´1. Der Reversierprozess wird bei dieser Drehzahl weiter betrieben, bis der Heizprozess abgeschlossen ist. At the beginning of the period Δt3, the maximum rotational speed of the reversing rhythm is increased to a rotational speed n2, for example to a value between 80 and 150 rpm. At a laundry humidity of 140 to 170%, some water is expelled from the laundry again in this speed range, so that the level of the liquor rises slightly and it gets back in contact with the lower edge of the drum. As a result, the thermal resistance drops abruptly, the heat transfer from the tubular heater to the laundry and the bonded liquor again reaches the order of magnitude .DELTA.t1. The rise in temperature slows down, and the temperature gradient falls back into the size range of T '. 1 The reversing process continues to operate at this speed until the heating process is completed.
In einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Niveauanhebung durch einen Wasserzulauf. In one embodiment, the level increase is effected by a water inlet.
Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel durch die Reaktion auf den durch den Anstieg des Temperaturgradienten über den Grenzwert T´grenz detektierten Verlust des Trommelkontaktes zwischen Trommelunterkante und Lauge. This exemplary embodiment differs from the previously described exemplary embodiment by the reaction to the loss of the drum contact between the lower edge of the drum and the liquor detected by the rise in the temperature gradient above the limit value T ' limit.
Wenn der Verlust des Trommelkontaktes festgestellt wird, wird eine definierte Wassermenge, beispielsweise 0,1 Liter bis 0,5 Liter über das Wassereinlaufventil zu der bereits im Laugenbehälter vorhandenen Wassermenge hinzugefügt. Hierdurch steigt das Niveau im Laugenbehälter geringfügig an, sodass der Kontakt zwischen Lauge und Trommelunterkante wiederhergestellt ist und damit ein guter Wärmeübergang zwischen dem Rohrheizkörper und der Wäsche und der darin gebundenen Lauge besteht. Die Temperatur steigt nicht mehr so schnell an und der Temperaturgradient sinkt unter den definierten Grenzwert T´grenz ab. Hat die Wäsche das Laugenniveau durch ihr Saugverhalten wieder so weit abgesenkt, dass der Trommelkontakt verloren geht, wird der Verfahrensschritt des Wasserzulaufes erneut durchgeführt. Diese Schritte können wiederholt werden, bis der Heizprozess abgeschlossen ist. If the loss of the drum contact is detected, a defined amount of water, for example, 0.1 liter to 0.5 liters is added via the water inlet valve to the amount of water already in the tub. As a result, the level in the tub slightly increases, so that the contact between the liquor and drum bottom edge is restored and thus there is a good heat transfer between the tubular heater and the laundry and the liquor bound therein. The temperature does not rise as fast and the temperature gradient decreases cross below the defined threshold T '. If the laundry has again lowered the liquor level through its suction behavior so that the drum contact is lost, the process step of the water feed is carried out again. These steps can be repeated until the heating process is completed.
Ein analoger Drucksensor kann über eine sogenannte Nullpunktkalibrierung kalibriert werden. Diese Kalibriermethode minimiert Fehlmessungen im Messbereich nahe des Nullpunkts. Abweichungen für Messwerte im übrigen Messbereich des Sensors können durch diese Art der Kalibrierung nicht kompensiert werden. Der hier vorgestellte Ansatz bietet die Möglichkeit, einen zweiten Messpunkt, der geometrisch eindeutig definiert ist, zur Kalibrierung zu nutzen und somit eine Zweipunktkalibrierung durchzuführen. Der zweite Kalibrierpunkt erhöht die Messgenauigkeit in einem für den Waschprozess wichtigen Messbereich. So kann beispielsweise für ein Bedämpfungsverfahren beziehungsweise Vorbügeln oder Komfortglätten ein Niveau
Zur Kalibrierung am zweiten Messpunkt kann ein Heizverfahren wie oben beschrieben durchgeführt werden. Das Niveau
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- 2015-06-08 DE DE102015108959.9A patent/DE102015108959A1/en not_active Withdrawn
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