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WO2017067716A1 - Verfahren zum betreiben eines haushaltsgeräts mit erkennung einer schwingung einer lagereinrichtung sowie haushaltsgerät - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines haushaltsgeräts mit erkennung einer schwingung einer lagereinrichtung sowie haushaltsgerät Download PDF

Info

Publication number
WO2017067716A1
WO2017067716A1 PCT/EP2016/071587 EP2016071587W WO2017067716A1 WO 2017067716 A1 WO2017067716 A1 WO 2017067716A1 EP 2016071587 W EP2016071587 W EP 2016071587W WO 2017067716 A1 WO2017067716 A1 WO 2017067716A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing device
sensor data
vibration
speed
sensor
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/071587
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Günzel
Wolfram SCHUBERT
Jörg SKRIPPEK
Sven Vogel
Original Assignee
BSH Hausgeräte GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeräte GmbH filed Critical BSH Hausgeräte GmbH
Publication of WO2017067716A1 publication Critical patent/WO2017067716A1/de

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F33/00—Control of operations performed in washing machines or washer-dryers 
    • D06F33/30—Control of washing machines characterised by the purpose or target of the control 
    • D06F33/48—Preventing or reducing imbalance or noise
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2103/00—Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2103/24—Spin speed; Drum movements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2103/00—Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2103/26—Imbalance; Noise level
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2105/00—Systems or parameters controlled or affected by the control systems of washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2105/46—Drum speed; Actuation of motors, e.g. starting or interrupting
    • D06F2105/48—Drum speed
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F34/00—Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F34/14—Arrangements for detecting or measuring specific parameters
    • D06F34/16—Imbalance

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a domestic appliance for the care of laundry items, in which a laundry drum for receiving items of laundry by means of a drive motor is rotated at a current speed, wherein the laundry drum is rotatably supported by a bearing means are provided by sensor means sensor data, which describe a vibration of at least one component of the household appliance, and by means of an evaluation device, the sensor data is received and the drive motor is controlled to change the current speed in dependence on the received sensor data.
  • the present invention relates to a household appliance for the care of laundry items.
  • the interest is directed here to household appliances for the care of laundry, especially washing machines.
  • During operation of the washing machine usually low amounts of noise are emitted from the washing machine under conventional conditions. This also applies to the case in which the washing machine is operated in the so-called spin cycle. In the operation of the washing machine nevertheless occur situations in which the emitted sound is much higher than in the conventional conditions. This may be due, for example, to the fact that the items of laundry within the washing drum have a random and irregular distribution and thus form imbalances which may, for example, lead to vibrations of the laundry drum. It is now desirable to control the operation of the washing machine so that the emitted sound is minimized.
  • corresponding sensor devices are used in order to detect vibrations of at least one component of the household appliance during operation.
  • DE 10 201 1 083 568 A1 describes a method for identifying a property of a periodically oscillating unit, in particular a drive motor a household washing machine.
  • the vibrations of windings of a drive motor are monitored by means of a corresponding structure-borne noise measuring device, for example an acceleration sensor.
  • a frequency spectrum of the sensor signals can be determined.
  • US 5 930 855 A describes a method for optimizing the rotational speed of a laundry drum of a washing machine.
  • an acceleration sensor is used to detect machine vibrations. Depending on the detected vibrations, the speed with which the laundry drum is rotated can then be adjusted.
  • DE 10 2006 014 530 A1 discloses a method for detecting unbalance parameters of a laundry drum rotatably mounted with a bearing device in a washing machine and a washing machine set up for carrying out the method.
  • the unbalance parameters are detected by a device which determines a dynamic bearing load, the dynamic bearing load being understood to mean the forces and / or moments acting on the bearing device, which act on the bearing device due to an imbalance formed in the laundry drum.
  • Such dynamic bearing loads are preferably caused by a tumble pitch movement of the drum caused by the imbalance.
  • the device for imbalance parameter detection can be, for example, a force sensor arranged on the bearing device.
  • the control and / or regulating parameters for operating the washing machine can be adjusted.
  • An inventive method is used to operate a household appliance for the care of laundry, in which a laundry drum for receiving laundry by means of a drive motor is rotated at a current speed, wherein the laundry drum is rotatably supported by a bearing means.
  • sensor data are provided which describe a vibration of at least one component of the household appliance.
  • the sensor data is received by means of an evaluation device and the drive motor is controlled to change the current rotational speed as a function of the received sensor data.
  • a vibration of the bearing device is detected and the drive motor is driven to change the current speed, if the vibration of the bearing device is detected.
  • a characteristic value, in particular an energy value or an amplitude, of the oscillation of the bearing device is determined.
  • the drive motor for changing the current speed depending on the determined characteristic value, in particular the energy value or the amplitude, driven, in particular, the change of the current speed occurs when exceeding a predetermined threshold, which by comparing the determined characteristic value with the Threshold can be determined.
  • An energy value of an oscillation is understood in particular to mean the energy content of a determined oscillation.
  • the method is intended to operate a domestic appliance for the care of items of laundry, in particular a washing machine.
  • a washing machine has the laundry drum, in which the laundry items can be arranged.
  • the laundry drum is rotated by means of the drive motor.
  • the laundry drum is rotatably supported by means of a bearing device.
  • a bearing device for example, a bearing with corresponding rolling elements, For example, a ball bearing, have.
  • a vibration of at least one component of the household appliance or the washing machine is detected by means of a sensor device.
  • the sensor device may be, for example, an acceleration sensor.
  • the sensor data are provided, which describe, for example, the vibration of the component of the household appliance. These sensor data are received by the evaluation device and evaluated accordingly. If it is detected by the evaluation device that a component of the washing machine oscillates, the drive motor can be controlled with the evaluation device, so that the rotational speed is changed. For this purpose, the evaluation device, for example, send a corresponding control signal to the drive motor or control electronics of the drive motor. According to the invention, it is now provided that an oscillation of the bearing device is detected by means of the evaluation device on the basis of the sensor data. It should therefore be checked whether the bearing device or a bearing of the bearing device is excited to mechanical vibrations during operation of the washing machine.
  • noises may emanate from the bearing device or a bearing of the bearing device. This applies in particular to the case when the bearing device is designed as a rolling bearing or comprises a roller bearing. Depending on the current rotational speed and / or the loading state, situations may arise in which the rolling elements lift off from the running surface for a predetermined period of time and subsequently strike the running surface again. By the movement of the rolling elements, the bearing or the bearing device is excited to mechanical vibrations. These are transmitted as structure-borne noise, for example via the tub and are then perceived as airborne sound again. These sound noises can be perceived as disturbing by a user of the washing machine.
  • these vibrations of the bearing device can be detected and the speed can be changed. By changing the speed can then be achieved that the bearing device is no longer excited to vibrate. Thus, the noise can be effectively reduced.
  • the sensor device comprises an acceleration sensor.
  • an acceleration sensor can be arranged, for example, in the region of the tub.
  • the acceleration sensor can be arranged such that the vibrations of the bearing device can be detected with it.
  • structure-borne noise is detected with the acceleration sensor, which forms as a result of the vibrations of the bearing device.
  • the acceleration sensor is designed to measure the acceleration in all three spatial directions.
  • the vibration of the bearing device can be reliably detected.
  • the sensor device has a displacement sensor.
  • the sensor device is designed in the manner of a vibrometer.
  • the sensor device comprises a microphone, by means of which the sound waves, which form as a result of the vibration of the bearing device, can be detected.
  • a number of revolutions of the laundry drum during rotation is determined and the sensor data is evaluated for a predetermined number of revolutions.
  • the number of full or full revolutions of the laundry drum is detected.
  • the number of revolutions of the laundry drum is determined, it can be checked whether a corresponding sensor signal or a rash in the sensor signal is detected periodically in successive revolutions. It is provided in particular that, for example, sensor data for 16 or 32 consecutive drum revolutions are evaluated. In particular, it is provided that for 2 P revolutions the sensor data are evaluated, P being a natural number greater than 0. If such a number of revolutions is evaluated, for example, a frequency analysis, in particular a Fourier transform can be performed in a simple manner.
  • an equal number of discrete measured values is determined for each of the revolutions.
  • the speed is increased, for example.
  • the sensor signal is sampled at a constant sampling rate, this results in a different number of samples depending on the number of revolutions per revolution.
  • This problem can be remedied, in particular, by scanning the sensor signal at a constant sampling rate and, depending on the rotational speed at which the respective revolution was performed, for example, measuring values based on the sampled values are determined by means of interpolation.
  • it can be reliably achieved that the same number of discrete measured values are available for each revolution. This allows reliable comparison of the respective sensor data acquired during the respective revolutions.
  • an order analysis of the sensor data is carried out for detecting the oscillation of the bearing device, wherein the order analysis describes the respective energy of the sensor signal for a plurality of orders.
  • the energy content of the oscillation of the bearing device is plotted over the order.
  • the order can be a multiple of the speed.
  • each order in a known manner corresponds to a predetermined multiple of the rotational frequency defined by the rotational speed.
  • a frequency spectrum of the sensor signal is determined for detecting the oscillation of the bearing device.
  • it can be determined, for example, whether the sensor signal has corresponding frequency components that are due to the vibration of the bearing device.
  • those orders which are assigned to a possible oscillation of the bearing device are selected from the plurality of orders of the order analysis, and the selected orders for detecting the oscillation are checked.
  • those orders are selected from the plurality of orders, which are assigned to a so-called bang effect or a stroke of the bearing device.
  • the order analysis can not take into account those orders which, with a high probability, do not originate from the vibration of the storage facility.
  • the orders can be removed from the order analysis, which are due to an imbalance, for example. These are in particular dominant orders. Furthermore, higher orders can be removed. Thus, those orders can be examined, possibly derived from a possible vibration. Thus, for example, computing time can be saved.
  • an average value is determined for checking the selected orders from a predetermined number of the selected orders, and the predetermined number of selected orders is assigned to the vibration of the storage facility if the determined average exceeds a predetermined threshold.
  • a predetermined threshold From the selected orders, which are highly likely from the vibration of the storage facility, each of a certain number can be selected. From this certain number then the mean can be determined. In principle, it is also conceivable that a median is determined. The determined average may then be compared to a predetermined threshold. If this threshold is exceeded, it can be assumed with high probability that the orders of which the mean value was determined are attributable to the oscillation. Thus, the vibration of the bearing device can be easily identified. In addition, it can be determined which of the selected orders are to be assigned to the oscillation.
  • This window will be moved step by step along the orders. For each of the steps of moving the window, the average is then formed and compared to the threshold.
  • the orders can be evaluated with a low computational power within a short time duration.
  • the current speed is reduced by a predetermined speed value for changing the speed, if the current speed is within a predetermined Endwindiererios.
  • a predetermined speed value for changing the speed, if the current speed is within a predetermined Endwariererios.
  • an end speed range may extend over a range of 85 percent of a final speed to 100 percent of the final speed. It is provided that the speed is reduced by the predetermined speed value, if the vibration of the bearing device is detected.
  • the washing machine can be operated in a speed range in which the bearing device, for example, is no longer excited to the vibrations.
  • the current speed is increased by a predetermined speed value for changing the speed, if the current speed is below the predetermined end speed range. If the speed of the laundry drum has not yet reached the final speed range, it is possible to increase the speed if the vibration of the bearing device is detected. It can also be provided that the current speed is increased within a predetermined time duration by the predetermined speed value. Thus, it can be achieved, for example, that the critical speed range in which the bearing device is excited to oscillate is left as quickly as possible.
  • An inventive household appliance for the care of items of laundry comprises a laundry drum for receiving laundry items, wherein the laundry drum is rotatably supported by means of a bearing device.
  • the household appliance comprises a drive motor for rotating the laundry drum at a current speed.
  • the household appliance comprises a sensor device for providing sensor data which describe a vibration of at least one component of the household appliance.
  • the household appliance comprises an evaluation device for receiving the sensor data and for driving the drive motor for modification the current speed depending on the received sensor data.
  • the evaluation device is designed to detect a vibration of the bearing device based on the sensor data and to drive the drive motor to change the rotational speed of the laundry drum, if the vibration of the bearing device is detected.
  • FIG. 1 shows a household appliance for the care of laundry items in a schematic representation
  • FIG. 2 is a flow chart of a method of operating the household appliance according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows the evaluation of sensor signals of a sensor device of the household appliance on the basis of an order analysis
  • FIG. 4 is a schematic flow diagram of a method for evaluating the sensor signals
  • FIG. 5 is a schematic flow diagram for operating the household appliance according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a household appliance 1 according to an embodiment of the invention.
  • the household appliance 1 is a device for the care of laundry items, for example a washing machine, a tumble dryer or a washer-dryer.
  • the domestic appliance 1 has a laundry drum 2 for receiving items of laundry.
  • the laundry drum 2 is driven via a belt 3 by means of a drive device 4.
  • a direct drive can also be provided here.
  • the drive device 4 comprises an electric machine, which has a schematically indicated stator 5 as well as a rotor 6 likewise shown schematically.
  • the household appliance 1 has an evaluation device 7, by means of which the drive device 4 can be controlled.
  • the evaluation device 7 may include, for example, a microcontroller and / or a digital signal processor.
  • the household appliance 1 also comprises a control panel 8 with controls and optionally a display element or display. The control panel 8 is used to select an operating program and for setting further operating parameters of the household appliance. 1
  • the laundry drum 2 is mounted by means of a bearing device 9.
  • the bearing device 9 may have at least one roller bearing.
  • the household appliance 1 comprises a sensor device 10, which serves to detect vibrations of the bearing device 9.
  • the sensor device 10 can be, for example, an acceleration sensor that can absorb accelerations in three spatial directions. Vibrations of the bearing device 9 during operation of the household appliance 1 can be detected with the sensor device 10.
  • the sensor device 10 may be arranged, for example, in the region of the tub.
  • the sensor device 10 can also be designed to detect structure-borne noise and / or sound waves that result as a result of the vibration of the bearing device 9.
  • the oscillation of the bearing device 9 results, for example, in that the rolling bodies of the bearing device 9 lift off from the running surface in certain operating states and subsequently strike the running surface again.
  • the evaluation device 7 is connected to the sensor device 10 for data transmission. With the sensor device 10, sensor data are provided which describe the oscillation of the bearing device 9. These sensor data can then be evaluated by means of the evaluation device 7. If it is detected with the evaluation device 7 that the bearing device 9 oscillates, the drive motor 4 can be controlled accordingly. In particular, the rotational speed of the drive motor 4 and thus the rotational speed of the laundry drum 2 can be changed. Thus, the household appliance 1 can be operated at a speed at which the bearing device 9 is no longer excited to the vibrations. Thus, noise and in particular sound waves in the operation of the household appliance 1 can be reduced.
  • FIG. 2 shows a schematic flow diagram of a method for operating the household appliance 1.
  • the method is started in a step S1.
  • the method is started, for example, when the domestic appliance 1 or the drive device 4 reaches a starting rotational speed.
  • This starting speed may for example correspond to a predetermined spin speed. It can also be provided that the starting time or the time for the start of the process is made dependent on a loading amount of the laundry drum 2.
  • the method is started when it can be guaranteed that no resonance phenomena occur during the current and the following, increasing speed.
  • a sampling rate for the sensor device 10 or the acceleration sensor is specified.
  • the number of revolutions of the laundry drum 2 are determined.
  • a step S4 discrete measured values are determined on the basis of the sampled values of the sensor data and the specific number of revolutions of the laundry drum 2. In this case, the same number of discrete measured values can be determined for each of the revolutions. Thus, for example, a corresponding interpolation of the samples can be performed.
  • the determined discrete measured values are stored in a memory.
  • a step S6 a data reduction takes place.
  • the measured values can be converted to a number of 2 P.
  • data interpolation takes place.
  • the measured values can be entered one after the other in a common vector.
  • steps S6 and S7 make sure that the readings are the readings from multiple, complete drum revolutions. Subsequently, in a step S8, a frequency spectrum of the sensor signal or of the discrete measured values of the sensor signal is determined. Thereafter, an order analysis is performed or an order spectrum determined in a step S9. In a step S10, it is checked on the basis of the order analysis whether a vibration of the bearing device 9 is present. If an oscillation was detected, the speed of the drive device 4 is adjusted in a step S1 1. It should be noted that the speed is increased in the conventional process step up to a final speed. Increasing or decreasing the speed is a characteristic of the spin process itself. The method described here only influences the rotational speed if the oscillation of the bearing device 9 has been detected.
  • FIG. 3 shows schematically how the oscillation of the bearing device 9 can be detected on the basis of the order analysis.
  • a first diagram 11 of the order analysis is shown in FIG.
  • the individual orders 0 are plotted along the abscissa.
  • the ordinate describes the amount of energy of the respective orders.
  • those orders are determined that are not associated with the vibration of the bearing device 9. These are, for example, an offset 12 or a dominant order 13, which forms, for example, as a result of an imbalance.
  • higher orders 14 are not taken into account.
  • Another diagram 15 shows the selected orders that are relevant for detecting the vibration of the bearing device 9.
  • Another diagram 16 shows the check of these selected orders.
  • a window 17 is defined which comprises a predetermined number of selected orders.
  • the window 17 includes a predetermined number of selected orders.
  • a mean value 18 is determined.
  • the window 17 is along the orders gradually shifted. For each step or at each position then the average value 18 is determined.
  • step S12 shows a schematic flow diagram of a method for detecting the vibration of the bearing device 9 on the basis of the order analysis.
  • the method is started in a step S12.
  • step S13 as explained above in connection with FIG. 3, the respective average values are determined.
  • the window 17 is moved along the respective orders.
  • the arithmetic mean is then formed. By averaging very short orders, which arise in the calculation of the spectrum, can be compensated.
  • step S15 the method is continued in a step S15.
  • the predetermined number of consecutive average values 18 are greater than a certain factor times the average value at the start time.
  • step S16 the previous result is discarded. If the check in step S14 shows that the predetermined number of average values 18 following each other are greater than a certain factor times the mean value at the start time, the next mean value 18 in the series is checked and it is examined whether this is a predetermined one Factor, which may be, for example, 0.8 times the current mean 18, has dropped.
  • a predetermined one Factor which may be, for example, 0.8 times the current mean 18, has dropped.
  • step S18 it is checked in a step S18 whether a signal peak has been detected in the orders or the selected orders which is typical for the oscillation of the bearing device 9 or the oscillation generated thereby.
  • step S19 it can then be checked whether a predetermined number of signal peaks has been reached. If this is the case, an alarm can be output in a step S20 or the speed can be changed by means of the drive device 4.
  • FIG. 5 shows a schematic flow diagram for operating the household appliance 1 according to a further embodiment.
  • it is first checked in a step S21 whether the oscillation of the bearing device 9 based on the order analysis was detected.
  • a step S22 it is checked whether the predetermined final speed has been reached. If this is the case, the speed is reduced by a predetermined speed value in a step S23. This predetermined speed value may be, for example, 100 revolutions per minute.
  • the alarm which has been issued upon detecting the vibration of the stocker 9 is cleared.
  • a step S22 'it is checked whether the current rotational speed is greater than 85 percent of the final rotational speed. If this is the case, the speed in step S23 'can also be lowered by the predetermined speed value. It can also be provided that in a step S22 "it is checked whether the current rotational speed is less than 85 percent of the final rotational speed If this is the case, the current rotational speed can be increased in a step S23".
  • the household appliance 1 can be operated such that disturbing noises, which are due to the vibrations of the bearing device 9, are avoided. Thus, a low-noise operation of the household appliance 1 can be made possible.
  • the vibration of the bearing device 9 can be detected at an early stage.
  • this vibration of the bearing device 9 can be detected, for example, before the structure-borne noise propagates through the vibration of the bearing device, which can then result in an airborne sound again.
  • other statistical methods for evaluating the sensor signal can also be used. For example, only the frequency spectrum could be considered.
  • a group-based median can also be formed, which is compared, for example, with a corresponding threshold value.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts (1 ) zur Pflege von Wäschestücken, bei welchem eine Wäschetrommel (2) zur Aufnahme von Wäschestücken mittels eines Antriebsmotors (4) mit einer aktuellen Drehzahl gedreht wird, wobei die Wäschetrommel (2) mittels einer Lagereinrichtung (9) drehbar gelagert ist, mittels einer Sensoreinrichtung (10) Sensordaten bereitgestellt werden, welche eine Schwingung zumindest einer Komponente des Haushaltsgeräts (1 ) beschreiben, und mittels einer Auswerteeinrichtung (7) die Sensordaten empfangen werden und der Antriebsmotor (4) zur Veränderung der aktuellen Drehzahl in Abhängigkeit von den empfangenen Sensordaten angesteuert wird, wobei mittels der Auswerteeinrichtung (7) anhand der Sensordaten eine Schwingung der Lagereinrichtung (9) erkannt wird und der Antriebsmotor (4) zur Veränderung der aktuellen Drehzahl angesteuert wird, falls die Schwingung der Lagereinrichtung (9) erkannt wird.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts mit Erkennung einer Schwingung einer Lagereinrichtung sowie Haushaltsgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts zur Pflege von Wäschestücken, bei welchem eine Wäschetrommel zur Aufnahme von Wäschestücken mittels eines Antriebsmotors mit einer aktuellen Drehzahl gedreht wird, wobei die Wäschetrommel mittels einer Lagereinrichtung drehbar gelagert ist, mittels einer Sensoreinrichtung Sensordaten bereitgestellt werden, welche eine Schwingung zumindest einer Komponente des Haushaltsgeräts beschreiben, und mittels einer Auswerteeinrichtung die Sensordaten empfangen werden und der Antriebsmotor zur Veränderung der aktuellen Drehzahl in Abhängigkeit von den empfangenen Sensordaten angesteuert wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken.
Das Interesse richtet sich vorliegend auf Haushaltsgeräte zur Pflege von Wäschestücken, insbesondere Waschmaschinen. Während des Betriebs der Waschmaschine werden unter herkömmlichen Bedingungen üblicherweise geringe Schallmengen von der Waschmaschine ausgesendet. Dies gilt auch für den Fall, in dem die Waschmaschine in dem sogenannten Schleudergang betrieben wird. Im Betrieb der Waschmaschine treten dennoch Situationen auf, bei denen der ausgesendete Schall wesentlich höher ist als bei den herkömmlichen Bedingungen. Dies kann beispielsweise dadurch begründet sein, dass die Wäschestücke innerhalb der Waschtrommel eine zufällige und unregelmäßige Verteilung aufweisen und sich somit Unwuchten ausbilden die beispielsweise zu Schwingungen der Wäschetrommel führen können. Es ist nun wünschenswert, den Betrieb der Waschmaschine so zu steuern, dass der ausgesendete Schall möglichst gering ist.
Hierzu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass beispielsweise entsprechende Sensoreinrichtungen verwendet werden, um Schwingungen von zumindest einer Komponente des Haushaltsgeräts im Betrieb erfassen zu können. Hierzu beschreibt beispielsweise die DE 10 201 1 083 568 A1 ein Verfahren zum Identifizieren einer Eigenschaft einer periodisch schwingenden Einheit, insbesondere eines Antriebsmotors einer Haushaltswaschmaschine. Hierbei werden die Schwingungen von Wicklungen eines Antriebsmotors mithilfe einer entsprechenden Körperschallmessvorrichtung, beispielsweise einem Beschleunigungssensor, beobachtet. Zum Erkennen der Schwingungen kann beispielsweise ein Frequenzspektrum der Sensorsignale bestimmt werden.
Darüber hinaus beschreibt die US 5 930 855 A ein Verfahren zur Optimierung der Drehgeschwindigkeit einer Wäschetrommel einer Waschmaschine. Hierbei wird ein Beschleunigungssensor verwendet, um Maschinenschwingungen zu erfassen. In Abhängigkeit von den erfassten Schwingungen kann dann die Drehzahl, mit der die Wäschetrommel gedreht wird, angepasst werden.
Ferner ist aus DE 10 2006 014 530 A1 ein Verfahren zum Erfassen von Unwuchtparametern einer mit einer Lagereinrichtung drehbar gelagerten Wäschetrommel in einer Waschmaschine und eine zur Durchführung des Verfahrens eingerichtete Waschmaschine bekannt. Die Unwuchtparameter werden mit einer Einrichtung erfasst, welche eine dynamische Lagerbelastung ermittelt, wobei unter der dynamischen Lagerbelastung die auf die Lagereinrichtung einwirkenden Kräfte und/oder Momente verstanden werden, welche aufgrund einer in der Wäschetrommel ausgebildeten Unwucht auf die Lagereinrichtung einwirken. Bevorzugt werden solche dynamischen Lagerbelastungen durch eine eine von der Unwucht hervorgerufene Taumel- Nickbewegung der Trommel hervorgerufen. Die Einrichtung zur Unwuchtparametererfassung kann beispielsweise ein an der Lagereinrichtung angeordneter Kraftsensor sein. Abhängig von den erfassten Unwuchtparametern können die Steuer- und/oder Regelparameter zum Betreiben der Waschmaschine angepasst werden.
Neben Geräuschen, die durch Unwuchten der Wäschtrommel hervorgerufen werden, können in Abhängigkeit von einem aktuellen Drehzahl und/oder einem Beladungszustand der Wäschtrommel weitere Situationen ergeben, bei denen Geräusche entstehen können.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie die Geräuschentwicklung während des Betriebs einer Waschmaschine zuverlässiger reduziert werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren sowie durch ein Haushaltsgerät mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben eines Haushaltsgeräts zur Pflege von Wäschestücken, bei welchem eine Wäschetrommel zur Aufnahme von Wäschestücken mittels eines Antriebsmotors mit einer aktuellen Drehzahl gedreht wird, wobei die Wäschetrommel mittels einer Lagereinrichtung drehbar gelagert ist. Mittels einer Sensoreinrichtung werden Sensordaten bereitgestellt, welche eine Schwingung zumindest einer Komponente des Haushaltsgeräts beschreiben. Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass mittels einer Auswerteeinrichtung die Sensordaten empfangen werden und der Antriebsmotor zur Veränderung der aktuellen Drehzahl in Abhängigkeit von den empfangenen Sensordaten angesteuert wird. Darüber hinaus wird mittels der Auswerteeinrichtung anhand der Sensordaten eine Schwingung der Lagereinrichtung erkannt und der Antriebsmotor wird zur Veränderung der aktuellen Drehzahl angesteuert, falls die Schwingung der Lagereinrichtung erkannt wird. Bevorzugt wird ein Kennwert, insbesondere ein Energiewert oder eine Amplitude, der Schwingung der Lagereinrichtung ermittelt. In diesem Fall, wird der Antriebsmotor zur Veränderung der aktuellen Drehzahl in Abhängigkeit des ermittelten Kennwertes, insbesondere des Energiewertes oder der Amplitude, angesteuert, insbesondere erfolgt die Veränderung der aktuellen Drehzahl bei einer Überschreitung eines vorbestimmten Schwellwertes, welche durch einen Vergleich des ermittelten Kennwertes mit dem Schwellwert bestimmt werden kann. Unter einem Energiewert einer Schwingung wird insbesondere der Energiegehalt einer ermittelten Schwingung verstanden.
Mit dem Verfahren soll ein Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken, insbesondere eine Waschmaschine, betrieben werden. Eine derartige Waschmaschine weist die Wäschetrommel auf, in welcher die Wäschestücke angeordnet werden können. Im Betrieb der Waschmaschine wird die Wäschetrommel mithilfe des Antriebsmotors gedreht. Dabei ist die Wäschetrommel mittels einer Lagereinrichtung drehbar gelagert. Eine derartige Lagereinrichtung kann beispielsweise ein Lager mit entsprechenden Wälzkörpern, beispielsweise ein Kugellager, aufweisen. Im Betrieb der Waschmaschine, bei welchem die Wäschetrommel mit einer aktuellen Drehzahl gedreht wird, wird mithilfe einer Sensoreinrichtung eine Schwingung von zumindest einer Komponente des Haushaltsgeräts beziehungsweise der Waschmaschine erfasst. Bei der Sensoreinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Beschleunigungssensor handeln. Mit der Sensoreinrichtung werden die Sensordaten bereitgestellt, welche beispielsweise die Schwingung der Komponente des Haushaltsgeräts beschreiben. Diese Sensordaten werden von der Auswerteeinrichtung empfangen und entsprechend ausgewertet. Falls mit der Auswerteeinrichtung erkannt wird, dass eine Komponente der Waschmaschine schwingt, kann mit der Auswerteeinrichtung der Antriebsmotor angesteuert werden, so dass die Drehzahl verändert wird. Zu diesem Zweck kann die Auswerteeinrichtung beispielsweise ein entsprechendes Steuersignal an den Antriebsmotor beziehungsweise eine Steuerelektronik des Antriebsmotors senden. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass mittels der Auswerteeinrichtung anhand der Sensordaten eine Schwingung der Lagereinrichtung erkannt wird. Es soll also überprüft werden, ob die Lagereinrichtung beziehungsweise ein Lager der Lagereinrichtung zu mechanischen Schwingungen im Betrieb der Waschmaschine angeregt wird. Bei Untersuchungen zur Bestimmung des ausgesendeten Schalls im Betrieb der Waschmaschine wurde erkannt, dass in bestimmten Betriebssituationen Geräusche von der Lagereinrichtung beziehungsweise einem Lager der Lagereinrichtung ausgehen können. Dies gilt insbesondere für den Fall, wenn die Lagereinrichtung als Wälzlager ausgebildet ist beziehungsweise ein Wälzlager umfasst. In Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl und/oder dem Beladungszustand können sich Situationen ergeben, bei denen die Wälzkörper für eine vorbestimmte zeitliche Dauer von der Lauffläche abheben und anschließend wieder auf die Lauffläche auftreffen. Durch die Bewegung der Wälzkörper wird das Lager beziehungsweise die Lagereinrichtung zu mechanischen Schwingungen angeregt. Diese übertragen sich als Körperschall beispielsweise über den Laugenbehälter und sind dann wiederum als Luftschall wahrnehmbar. Diese Schallgeräusche können von einem Benutzer der Waschmaschine als störend wahrgenommen werden. Zudem kann es der Fall sein, dass durch diese Schallwellen entsprechende Grenzwerte für die Geräuschentwicklung nicht eingehalten werden können. Mittels des Verfahrens können diese Schwingungen der Lagereinrichtung erkannt werden und die Drehzahl verändert werden. Durch die Veränderung der Drehzahl kann dann erreicht werden, dass die Lagereinrichtung nicht mehr zu Schwingungen angeregt wird. Somit kann die Geräuschentwicklung effektiv reduziert werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung, mittels welcher die Sensordaten bereitgestellt werden, einen Beschleunigungssensor umfasst. Ein derartiger Beschleunigungssensor kann beispielsweise im Bereich des Laugenbehälters angeordnet sein. Insbesondere kann der Beschleunigungssensor derart angeordnet sein, dass mit ihm die Schwingungen der Lagereinrichtung erfasst werden können. Es kann auch vorgesehen sein, dass mit dem Beschleunigungssensor Körperschall erfasst wird, der sich infolge der Schwingungen der Lagereinrichtung ausbildet. Insbesondere ist der Beschleunigungssensor dazu ausgebildet, die Beschleunigung in alle drei Raumrichtungen zu messen. Somit kann die Schwingung der Lagereinrichtung auf zuverlässige Weise erfasst werden. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung einen Wegsensor aufweist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung nach Art eines Vibrometers ausgebildet ist. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Sensoreinrichtung ein Mikrofon umfasst, mittels welchem die Schallwellen, die sich infolge der Schwingung der Lagereinrichtung ausbilden, erfasst werden können.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Anzahl von Umdrehungen der Wäschetrommel während der Drehung bestimmt und die Sensordaten werden für eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen ausgewertet. Insbesondere wird die Anzahl an ganzen beziehungsweise vollen Umdrehungen der Wäschetrommel erfasst. Das oben beschriebene Phänomen, dass die Kugellager beziehungsweise die Wälzkörper im Betrieb der Lauffläche abheben und wieder auf die Lauffläche auftreten, kann beispielsweise mindestens einmal pro Umdrehung der Wäschetrommel erfolgen. Wenn zudem die Anzahl der Umdrehungen der Wäschetrommel bestimmt wird, kann überprüft werden, ob ein entsprechendes Sensorsignal beziehungsweise ein Ausschlag in dem Sensorsignal periodisch in aufeinanderfolgenden Umdrehungen erkannt wird. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass beispielsweise Sensordaten für 16 oder 32 aufeinanderfolgende Trommelumdrehungen ausgewertet werden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass für 2P-Umdrehungen die Sensordaten ausgewertet werden, wobei P eine natürliche Zahl größer als 0 ist. Wenn eine derartige Anzahl von Umdrehungen ausgewertet wird, kann beispielsweise auf einfache Weise eine Frequenzanalyse, insbesondere eine Fourier-Transformation durchgeführt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn anhand des Sensorsignals für jede der Umdrehungen eine gleiche Anzahl von diskreten Messwerten bestimmt wird. Im Betrieb der Waschmaschine kann es der Fall sein, dass die Drehzahl beispielsweise erhöht wird. Wenn das Sensorsignal mit einer konstanten Abtastrate abgetastet wird, führt dies dazu, dass sich in Abhängigkeit von der Drehzahl für die Umdrehungen eine unterschiedliche Anzahl von Abtastwerten ergibt. Dieses Problem kann insbesondere dadurch behoben werden, dass das Sensorsignal mit einer konstanten Abtastrate abgetastet wird und in Abhängigkeit von der Drehzahl, bei der die jeweilige Umdrehung durchgeführt wurde, beispielsweise Messwerte anhand der Abtastwerte mittels Interpolation bestimmt werden. Somit kann auf zuverlässige Weise erreicht werden, dass für jede Umdrehung die gleiche Anzahl an diskreten Messwerten zur Verfügung steht. Damit können die jeweiligen Sensordaten, die bei den jeweiligen Umdrehungen erfasst wurden, zuverlässig miteinander verglichen werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird zum Erkennen der Schwingung der Lagereinrichtung eine Ordnungsanalyse der Sensordaten durchgeführt, wobei die Ordnungsanalyse die jeweilige Energie des Sensorsignals für eine Mehrzahl von Ordnungen beschreibt. Hierbei wird der Energiegehalt der Schwingung der Lagereinrichtung über die Ordnung aufgetragen. Die Ordnung kann dabei ein Vielfaches der Drehzahl sein. Mit anderen Worten entspricht jede Ordnung in bekannter Weise einem vorbestimmten Vielfachen der durch die Drehzahl definierten Drehfrequenz. Mittels der Ordnungsanalyse kann auf einfache Weise bestimmt werden, bei welchen Ordnungen des Sensorsignals eine verhältnismäßig hohe Energiemenge vorliegt. Ferner kann untersucht werden, ob diese Ordnungen dann der Schwingung der Lagereinrichtung zuzuordnen sind. Somit kann die Schwingung der Lagereinrichtung auf einfache Weise erkannt werden.
Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass zum Erkennen der Schwingung der Lagereinrichtung ein Frequenzspektrum des Sensorsignals bestimmt wird. Somit kann beispielsweise bestimmt werden, ob das Sensorsignal entsprechende Frequenzanteile aufweist, die durch die Schwingung der Lagereinrichtung begründet sind. Zudem ist es vorteilhaft, wenn aus der Mehrzahl von Ordnungen der Ordnungsanalyse diejenigen Ordnungen ausgewählt werden, welche einer möglichen Schwingung der Lagereinrichtung zugeordnet werden, und die ausgewählten Ordnungen zum Erkennen der Schwingung überprüft werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass diejenigen Ordnungen aus der Mehrzahl von Ordnungen ausgewählt werden, welche einem sogenannten Knalleffekt oder einem Schlag der Lagereinrichtung zugeordnet werden. Mit anderen Worten können aus der Ordnungsanalyse diejenigen Ordnungen nicht berücksichtigt werden, die mit einer hohen Wahrscheinlichkeit nicht von der Schwingung der Lagereinrichtung stammen. Beispielsweise können die Ordnungen aus der Ordnungsanalyse entfernt werden, die beispielsweise durch eine Unwucht begründet sind. Hierbei handelt es sich insbesondere um dominante Ordnungen. Ferner können höhere Ordnungen entfernt werden. Somit können diejenigen Ordnungen untersucht werden, die gegebenenfalls von einer möglichen Schwingung stammen. Somit kann beispielsweise Rechenzeit eingespart werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird zum Überprüfen der ausgewählten Ordnungen von einer vorbestimmten Anzahl der ausgewählten Ordnungen ein Mittelwert bestimmt und die vorbestimmte Anzahl der ausgewählten Ordnungen wird der Schwingung der Lagereinrichtung zugeordnet, falls der bestimmte Mittelwert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Aus den ausgewählten Ordnungen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit von der Schwingung der Lagereinrichtung stammen, kann jeweils eine bestimmte Anzahl ausgewählt werden. Von dieser bestimmten Anzahl kann dann der Mittelwert bestimmt werden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass ein Median bestimmt wird. Der bestimmte Mittelwert kann dann mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen werden. Falls dieser Schwellenwert überschritten wird, kann mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass die Ordnungen, von denen der Mittelwert bestimmt wurde, der Schwingung zuzuordnen sind. Somit kann die Schwingung der Lagereinrichtung auf einfache Weise identifiziert werden. Zudem kann ermittelt werden, welche der ausgewählten Ordnungen der Schwingung zuzuordnen sind.
Hierbei ist es insbesondere vorgesehen, dass von den ausgewählten Ordnungen der Reihe nach jeweils die vorbestimmte Anzahl bestimmt wird und zur vorbestimmten Anzahl von ausgewählten Ordnungen der Mittelwert bestimmt wird. Mit anderen Worten wird ein Fenster definiert, in dem die vorbestimmte Anzahl der Ordnungen angeordnet sind. Dieses Fenster wird entlang der Ordnungen schrittweise verschoben. Für jeden der Schritte, bei dem das Fenster verschoben wird, wird dann der Mittelwert gebildet und mit dem Schwellenwert verglichen. Somit können die Ordnungen mit einer geringen Rechenleistung innerhalb einer kurzen zeitlichen Dauer ausgewertet werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zur Veränderung der Drehzahl die aktuelle Drehzahl um einen vorbestimmten Drehzahlwert reduziert wird, falls die aktuelle Drehzahl innerhalb eines vorbestimmten Enddrehzahlbereichs liegt. Ein Enddrehzahlbereich kann sich beispielsweise über einen Bereich von 85 Prozent einer Enddrehzahl bis 100 Prozent der Enddrehzahl erstrecken. Hierbei ist es vorgesehen, dass die Drehzahl um den vorbestimmten Drehzahlwert reduziert wird, falls die Schwingung der Lagereinrichtung erkannt wird. Somit kann die Waschmaschine in einem Drehzahlbereich betrieben werden, in dem die Lagereinrichtung beispielsweise nicht mehr zu den Schwingungen angeregt wird.
In einer weiteren Ausführungsform wird zur Veränderung der Drehzahl die aktuelle Drehzahl um einen vorbestimmten Drehzahlwert erhöht, falls die aktuelle Drehzahl unterhalb des vorbestimmten Enddrehzahlbereichs liegt. Wenn die Drehzahl der Wäschetrommel den Enddrehzahlbereich noch nicht erreicht hat, ist es möglich, die Drehzahl zu erhöhen, falls die Schwingung der Lagereinrichtung erkannt wird. Hierbei kann es auch vorgesehen sein, dass die aktuelle Drehzahl innerhalb einer vorbestimmten zeitlichen Dauer um den vorbestimmten Drehzahlwert erhöht wird. Somit kann beispielsweise erreicht werden, dass der kritische Drehzahlbereich, in dem die Lagereinrichtung zu den Schwingungen angeregt wird, möglichst schnell verlassen wird.
Ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken umfasst eine Wäschetrommel zur Aufnahme von Wäschestücken, wobei die Wäschetrommel mittels einer Lagereinrichtung drehbar gelagert ist. Darüber hinaus umfasst das Haushaltsgerät einen Antriebsmotor zum Drehen der Wäschetrommel mit einer aktuellen Drehzahl. Ferner umfasst das Haushaltsgerät eine Sensoreinrichtung zum Bereitstellen von Sensordaten, welche eine Schwingung zumindest einer Komponente des Haushaltsgeräts beschreiben. Ferner umfasst das Haushaltsgerät eine Auswerteeinrichtung zum Empfangen der Sensordaten und zum Ansteuern des Antriebsmotors zur Veränderung der aktuellen Drehzahl in Abhängigkeit von den empfangenen Sensordaten. Dabei ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt, anhand der Sensordaten eine Schwingung der Lagereinrichtung zu erkennen und den Antriebsmotor zur Veränderung der Drehzahl der Wäschetrommel anzusteuern, falls die Schwingung der Lagereinrichtung erkannt wird.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile geltend entsprechend für das erfindungsgemäße Haushaltsgerät.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalkombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 aus Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken in einer schematischen Darstellung;
Fig. 2 eine Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Haushaltsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 das Auswerten von Sensorsignalen einer Sensoreinrichtung des Haushaltsgeräts auf Grundlage einer Ordnungsanalyse; Fig. 4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Auswerten der Sensorsignale; und
Fig. 5 ein schematisches Ablaufdiagramm zum Betreiben des Haushaltsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Haushaltsgerät 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Haushaltsgerät 1 ist im Ausführungsbeispiel ein Gerät zur Pflege von Wäschestücken, beispielsweise eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner oder ein Waschtrockner. In an sich bekannter Weise weist das Haushaltsgerät 1 eine Wäschetrommel 2 zur Aufnahme von Wäschestücken auf. Die Wäschetrommel 2 wird über einen Riemen 3 mittels einer Antriebseinrichtung 4 angetrieben. Alternativ zu dem Riemenantrieb kann hier auch ein Direktantrieb vorgesehen sein. Die Antriebseinrichtung 4 umfasst eine elektrische Maschine, welche einen schematisch angedeuteten Stator 5 sowie einen ebenfalls schematisch dargestellten Rotor 6 aufweist. Darüber hinaus weist das Haushaltsgerät 1 eine Auswerteeinrichtung 7 auf, mittels welcher die Antriebseinrichtung 4 angesteuert werden kann. Die Auswerteeinrichtung 7 kann beispielsweise einen Mikrocontroller und/oder einen digitalen Signalprozessor beinhalten. Das Haushaltsgerät 1 umfasst außerdem eine Bedienblende 8 mit Bedienelementen und optional einem Anzeigeelement oder Display. Die Bedienblende 8 dient zur Auswahl eines Betriebsprogramms und zur Einstellung weiterer Betriebsparameter des Haushaltsgeräts 1.
Die Wäschetrommel 2 ist mittels einer Lagereinrichtung 9 gelagert. Insbesondere kann die Lagereinrichtung 9 zumindest ein Wälzlager aufweisen. Des Weiteren umfasst das Haushaltsgerät 1 eine Sensoreinrichtung 10, welche dazu dient, Schwingungen der Lagereinrichtung 9 zu erfassen. Bei der Sensoreinrichtung 10 kann es sich beispielsweise um einen Beschleunigungssensor handeln, der Beschleunigungen in drei Raumrichtungen aufnehmen kann. Mit der Sensoreinrichtung 10 können Schwingungen der Lagereinrichtung 9 im Betrieb des Haushaltsgeräts 1 erkannt werden. Hierzu kann die Sensoreinrichtung 10 beispielsweise im Bereich des Laugenbehälters angeordnet sein. Die Sensoreinrichtung 10 kann auch dazu ausgelegt sein, Körperschall und/oder Schallwellen zu erfassen, die sich infolge der Schwingung der Lagereinrichtung 9 ergeben. Die Schwingung der Lagereinrichtung 9 ergibt sich beispielsweise dadurch, dass sich die Wälzkörper der Lagereinrichtung 9 in bestimmten Betriebszuständen von der Lauffläche abheben und anschließend wieder auf die Lauffläche auftreffen.
Die Auswerteeinrichtung 7 ist zur Datenübertragung mit der Sensoreinrichtung 10 verbunden. Mit der Sensoreinrichtung 10 werden Sensordaten bereitgestellt, welche die Schwingung der Lagereinrichtung 9 beschreiben. Diese Sensordaten können dann mittels der Auswerteeinrichtung 7 ausgewertet werden. Falls mit der Auswerteeinrichtung 7 erkannt wird, dass die Lagereinrichtung 9 schwingt, kann der Antriebsmotor 4 entsprechend angesteuert werden. Insbesondere kann die Drehzahl des Antriebsmotors 4 und somit die Drehzahl der Wäschetrommel 2 verändert werden. Somit kann das Haushaltsgerät 1 mit einer Drehzahl betrieben werden, bei der die Lagereinrichtung 9 nicht mehr zu den Schwingungen angeregt wird. Somit können Geräusche und insbesondere Schallwellen im Betrieb des Haushaltsgeräts 1 reduziert werden.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Haushaltsgeräts 1. Das Verfahren wird in einem Schritt S1 gestartet. Das Verfahren wird beispielsweise gestartet, wenn das Haushaltsgerät 1 beziehungsweise die Antriebseinrichtung 4 eine Startdrehzahl erreicht. Diese Startdrehzahl kann beispielsweise einer vorbestimmten Schleuderdrehzahl entsprechen. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Startzeitpunkt beziehungsweise der Zeitpunkt für den Start des Verfahrens von einer Beladungsmenge der Wäschetrommel 2 abhängig gemacht wird. Insbesondere wird das Verfahren gestartet, wenn garantiert werden kann, dass keine Resonanzerscheinungen während der aktuellen und der folgenden, ansteigenden Drehzahl auftreten. In einem Schritt S2 wird eine Abtastrate für die Sensoreinrichtung 10 beziehungsweise den Beschleunigungssensor vorgegeben. In einem Schritt S3 werden die Anzahl der Umdrehungen der Wäschetrommel 2 bestimmt. In einem Schritt S4 werden auf Grundlage der Abtastwerte der Sensordaten und der bestimmten Anzahl der Umdrehungen der Wäschetrommel 2 diskrete Messwerte bestimmt. Dabei kann für jede der Umdrehungen die gleiche Anzahl von diskreten Messwerten bestimmt werden. So kann beispielsweise eine entsprechende Interpolation der Abtastwerte durchgeführt werden. In einem Schritt S5 werden die bestimmten diskreten Messwerte in einem Speicher gespeichert. Anschließend erfolgt in einem Schritt S6 eine Datenreduktion. Hierbei können die Messwerte auf eine Anzahl von 2P umgerechnet werden. Anschließend erfolgt in einem Schritt S7 Dateninterpolation. Hierbei können die Messwerte in einem gemeinsamen Vektor hintereinander eingetragen werden. Bei den Schritten S6 und S7 ist sicherzustellen, dass es sich bei den Messwerten um die Messwerte aus mehreren, vollständigen Trommelumdrehungen handelt. Anschließend wird in einem Schritt S8 ein Frequenzspektrum des Sensorsignals beziehungsweise der diskreten Messwerte des Sensorsignals bestimmt. Danach wird in einem Schritt S9 eine Ordnungsanalyse durchgeführt beziehungsweise ein Ordnungsspektrum bestimmt. In einem Schritt S10 wird anhand der Ordnungsanalyse überprüft, ob eine Schwingung der Lagereinrichtung 9 vorliegt. Falls eine Schwingung erkannt wurde, wird in einem Schritt S1 1 die Drehzahl der Antriebseinrichtung 4 angepasst. Dabei ist zu beachten, dass die Drehzahl im herkömmlichen Verfahrensschritt bis zu einer Enddrehzahl erhöht wird. Die Erhöhung oder Minderung der Drehzahl ist eine Eigenschaft des Schleuderprozesses an sich. Das hier beschriebene Verfahren nimmt nur dann Einfluss auf die Drehzahl, falls die Schwingung der Lagereinrichtung 9 erkannt wurde. Fig. 3 zeigt schematisch wie anhand der Ordnungsanalyse die Schwingung der Lagereinrichtung 9 erkannt werden kann. Dabei ist in Fig. 3 ein erstes Diagramm 1 1 der Ordnungsanalyse gezeigt. Dabei sind entlang der Abszisse die einzelnen Ordnungen 0 aufgetragen. Die Ordinate beschreibt die Energiemenge der jeweiligen Ordnungen. Zunächst werden in der Ordnungsanalyse diejenigen Ordnungen bestimmt, die nicht der Schwingung der Lagereinrichtung 9 zuzuordnen sind. Diese sind beispielsweise ein Offset 12 oder eine dominante Ordnung 13, die sich beispielsweise infolge einer Unwucht ausbildet. Zudem werden höhere Ordnungen 14 nicht berücksichtigt. Ein weiteres Diagramm 15 zeigt die ausgewählten Ordnungen, die zum Erkennen der Schwingung der Lagereinrichtung 9 relevant sind. In einem weiteren Diagramm 16 ist die Überprüfung dieser ausgewählten Ordnungen dargestellt. Hierzu wird ein Fenster 17 definiert, welches eine vorbestimmte Anzahl von ausgewählten Ordnungen umfasst. Das Fenster 17 umfasst eine vorbestimmte Anzahl von ausgewählten Ordnungen. Für diese Ordnungen wird jeweils ein Mittelwert 18 bestimmt. Dabei ist das Fenster 17 entlang der Ordnungen schrittweise verschoben. Für jeden Schritt beziehungsweise bei jeder Position wird dann der Mittelwert 18 bestimmt.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen der Schwingung der Lagereinrichtung 9 auf Grundlage der Ordnungsanalyse. Dabei wird das Verfahren in einem Schritt S12 gestartet. In einem anschließenden Schritt S13 werden, wie zuvor im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert, die jeweiligen Mittelwerte bestimmt. Dabei wird das Fenster 17 entlang der jeweiligen Ordnungen verschoben. An jeder der Positionen wird dann das arithmetische Mittel gebildet. Durch die Mittelwertbildung können sehr kurze Ordnungen, die bei der Berechnung des Spektrums entstehen, kompensiert werden. Anschließend wird in einem Schritt S14 überprüft, ob eine vorbestimmte Anzahl von Mittelwerten 18 größer ist als ein vorbestimmter Faktor mal den Mittelwert zum Startzeitpunkt. Beispielsweise kann überprüft werden, ob drei aufeinanderfolgende Mittelwerte 18 größer sind als das 1 ,5-Fache des Mittelwerts 18 zum Startzeitpunkt. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren in einem Schritt S15 fortgeführt. Hierbei wird festgestellt, dass die vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Mittelwerten 18 größer sind als ein bestimmter Faktor mal den Mittelwert zum Startzeitpunkt. Daraufhin wird in einem Schritt S16 das bisherige Ergebnis verworfen. Ergibt die Überprüfung im Schritt S14, dass die vorbestimmte Anzahl von Mittelwerten 18, die aufeinanderfolgen, größer sind als ein bestimmter Faktor mal den Mittelwert zum Startzeitpunkt, wird der nächste Mittelwert 18 in der Reihe überprüft und hierbei wird untersucht, ob sich dieser um einen vorbestimmten Faktor, der beispielsweise das 0,8- Fache des aktuellen Mittelwerts 18 sein kann, abgesunken ist. Anschließend wird in einem Schritt S18 überprüft, ob in den Ordnungen beziehungsweise den ausgewählten Ordnungen eine Signalspitze erkannt wurde, die für die Schwingung der Lagereinrichtung 9 beziehungsweise die dadurch erzeugte Schwingung typisch ist. In einem Schritt S19 kann dann überprüft werden, ob eine vorbestimmte Anzahl von Signalspitzen erreicht wurde. Ist dies der Fall, kann in einem Schritt S20 ein Alarm ausgegeben werden beziehungsweise die Drehzahl mittels der Antriebseinrichtung 4 verändert werden.
Fig. 5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm zum Betreiben des Haushaltsgeräts 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Hierbei wird zunächst in einem Schritt S21 überprüft, ob die Schwingung der Lagereinrichtung 9 auf Grundlage der Ordnungsanalyse erkannt wurde. In einem Schritt S22 wird überprüft, ob die vorbestimmte Enddrehzahl erreicht wurde. Ist dies der Fall, wird in einem Schritt S23 die Drehzahl um einen vorbestimmten Drehzahlwert reduziert. Dieser vorbestimmte Drehzahlwert kann beispielsweise 100 Umdrehungen pro Minute betragen. In einem Schritt S24 wird der Alarm, der beim Erkennen der Schwingung der Lagereinrichtung 9 ausgegeben wurde, gelöscht.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass in einem Schritt S22' überprüft wird, ob die aktuelle Drehzahl größer als 85 Prozent der Enddrehzahl ist. Ist dies der Fall, kann die Drehzahl in dem Schritt S23' ebenfalls um den vorbestimmten Drehzahlwert abgesenkt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass in einem Schritt S22" überprüft wird, ob die aktuelle Drehzahl geringer ist als 85 Prozent der Enddrehzahl. Ist dies der Fall, kann in einem Schritt S23" die aktuelle Drehzahl erhöht werden. Mit dem dargestellten Verfahren kann das Haushaltsgerät 1 derart betrieben werden, dass störende Geräusche, die durch die Schwingungen der Lagereinrichtung 9 begründet sind, vermieden werden. Somit kann ein geräuscharmer Betrieb des Haushaltsgeräts 1 ermöglicht werden. Durch die Verwendung der Sensoreinrichtung 10, insbesondere des Beschleunigungssensors, und die Signalauswertung mittels der Ordnungsanalyse kann die Schwingung der Lagereinrichtung 9 in einem frühen Stadium erkannt werden. Somit kann diese Schwingung der Lagereinrichtung 9 beispielsweise erkannt werden, bevor sich durch die Schwingung der Lagereinrichtung Körperschall ausbreitet, der dann wieder in einen Luftschall resultieren kann. Anstelle der oben beschriebenen Ordnungsanalyse können auch andere statistische Verfahren zur Auswertung des Sensorsignals verwendet werden. Beispielsweise könnte lediglich das Frequenzspektrum betrachtet werden. Anstelle der oben beschriebenen Mittelwertbildung kann auch ein gruppenbasierter Median gebildet werden, der beispielsweise mit einem entsprechenden Schwellenwert verglichen wird. Bezugszeichenliste
1 Haushaltsgerät
2 Wäschetrommel
3 Riemen
4 Antriebseinrichtung
5 Stator
6 Rotor
7 Auswerteeinrichtung
8 Bedienblende
9 Lagereinrichtung
10 Sensoreinrichtung
1 1 Diagramm
12 Offset
13 dominante Ordnung
14 höhere Ordnung
15 Diagramm
16 Diagramm
17 Fenster
18 Mittelwert
E Energie
S1-S24 Schritt
S22', S22" Schritt
S23', S23" Schritt
0 Ordnung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts (1 ) zur Pflege von Wäschestücken, bei welchem eine Wäschetrommel (2) zur Aufnahme von Wäschestücken mittels eines Antriebsmotors (4) mit einer aktuellen Drehzahl gedreht wird, wobei die Wäschetrommel (2) mittels einer Lagereinrichtung (9), welche Wälzkörper umfasst, drehbar gelagert ist, mittels einer Sensoreinrichtung (10) Sensordaten bereitgestellt werden, welche eine Schwingung zumindest einer Komponente des Haushaltsgeräts (1 ) beschreiben, und mittels einer Auswerteeinrichtung (7) die
Sensordaten empfangen werden und der Antriebsmotor (4) zur Veränderung der aktuellen Drehzahl in Abhängigkeit von den empfangenen Sensordaten angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Auswerteeinrichtung (7) anhand der Sensordaten eine durch die Bewegung der Wälzkörper angeregte Schwingung der Lagereinrichtung (9) erkannt wird und der Antriebsmotor (4) zur Veränderung der aktuellen Drehzahl angesteuert wird, falls die Schwingung der Lagereinrichtung (9) erkannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Kennwert, insbesondere ein Energiewert oder eine Schwingungsamplitude, der Schwingung der Lagereinrichtung ermittelt wird, und der Antriebsmotor zur Veränderung der aktuellen Drehzahl in Abhängigkeit des ermittelten Kennwertes, insbesondere des Energiewertes oder der Amplitude, angesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleich des ermittelten Kennwertes mit einem vorbestimmten Schwellwert durchgeführt wird und die Veränderung der aktuellen Drehzahl bei einer Überschreitung des vorbestimmten Schwellwertes erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (10), mittels welcher die Sensordaten bereitgestellt werden, einen Beschleunigungssensor umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Umdrehungen der Wäschetrommel (2) während der Drehung bestimmt wird und die Sensordaten für eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen ausgewertet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Sensorsignals für jede der Umdrehungen eine gleiche Anzahl von diskreten Messwerten bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen der Schwingung der Lagereinrichtung (9) eine Ordnungsanalyse der Sensordaten durchgeführt wird, wobei die Ordnungsanalyse die jeweilige Energie (E) des Sensorsignals für eine Mehrzahl von Ordnungen (0) beschreibt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Mehrzahl von Ordnungen (0) der Ordnungsanalyse diejenigen Ordnungen ausgewählt werden, welche einer möglichen Schwingung der Lagereinrichtung (9) zugeordnet werden und die ausgewählten Ordnungen zum Erkennen der Schwingung überprüft werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Überprüfen der ausgewählten Ordnungen von einer vorbestimmten Anzahl der ausgewählten Ordnungen ein Mittelwert (18) bestimmt wird und die vorbestimme Anzahl der ausgewählten Ordnungen der Schwingung zugeordnet werden, falls der bestimmte Mittelwert (18) einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass von den ausgewählten Ordnungen der Reihe nach jeweils die vorbestimmte Anzahl bestimmt wird und zu jeder vorbestimmte Anzahl von ausgewählten Ordnungen der Mittelwert (18) bestimmt wird.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Drehzahl die aktuelle Drehzahl um einen vorbestimmten Drehzahlwert reduziert wird, falls die aktuelle Drehzahl innerhalb eines vorbestimmten Enddrehzahlbereichs liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Drehzahl die aktuelle Drehzahl um dem vorbestimmten Drehzahlwert erhöht wird, falls die aktuelle Drehzahl unterhalb des vorbestimmten Enddrehzahlbereichs liegt.
Haushaltsgerät (1 ) zur Pflege von Wäschestücken, mit einer Wäschetrommel (2) zur Aufnahme von Wäschestücken, wobei die Wäschetrommel (2) mittels einer Lagereinrichtung (9), welche Wälzkörper umfasst, drehbar gelagert ist, mit einem Antriebsmotor (4) zum Drehen der Wäschetrommel (2) mit einer aktuellen Drehzahl, mit einer Sensoreinrichtung (10) zum Bereitstellen von Sensordaten, welche eine Schwingung zumindest einer Komponente des Haushaltsgeräts (1 ) beschreiben, und mit einer Auswerteeinrichtung (7) zum Empfangen der Sensordaten werden und zum Ansteuern des Antriebsmotors (4) zur Veränderung der aktuellen Drehzahl in Abhängigkeit von den empfangenen Sensordaten, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (7) dazu ausgelegt ist, anhand der Sensordaten eine durch die Bewegung der Wälzkörper angeregte Schwingung der Lagereinrichtung (9) zu erkennen und den Antriebsmotor (4) zur Veränderung der Drehzahl anzusteuern, falls die Schwingung der Lagereinrichtung (9) erkannt wird.
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