VERFAHREN ZUM ERMITTELN EINER UNWUCHT BEI EINER WÄSCHETROMMEL EINER WASCHMASCHINE IM SCHLEUDERBETRIEB, ANTRIEBSVORRICHTUNG UND WASCHMASCHINE MIT EINER ANTRIEBSVORRICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Unwucht bei einer Wäschetrommel einer Waschmaschine nach Einleiten eines Schleuderbetriebs, in welchem die Wäschetrommel auf eine vorgegebene Schleuderdrehzahl zu beschleunigen ist. Die Wäschetrommel wird mittels eines Antriebsmotors angetrieben, und an Phasenstränge eines Stators des Antriebsmotors wird jeweils eine elektrische Wechselspannung angelegt, die aus einer elektrischen Zwischenkreisgleichspannung mithilfe eines Wechselrichters bereitgestellt wird. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben einer Wäschetrommel einer Waschmaschine sowie auf eine Waschmaschine mit einer solchen Antriebsvorrichtung.

[0002] Es ist Stand der Technik, die Unwucht bei einer Wäschetrommel in einer Waschmaschine nach Einleiten eines Schleuderbetriebs zu ermitteln. Bevor im Schleuderbetrieb die Wäschetrommel auf die höchste Drehzahl beschleunigt wird, sollte die gegebene Unwucht aufgrund ungleichmäßiger Verteilung der Wäschestücke an der Innenwand der Wäschetrommel noch einmal überprüft werden. Ein Verfahren zum Ermitteln der Unwucht im Schleuderbetrieb einer Waschmaschine ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 102 34 053 C1 bekannt. Es wird eine Schwankung der Leistungsaufnahme eines die Wäschetrommel antreibenden und dreiphasig ausgeführten Antriebsmotors ausgewertet, und die Unwucht wird abhängig von dieser Schwankung ermittelt. Die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors wird aus Messwerten für eine Zwischenkreisgleichspannung sowie aus Messwerten für einen Zwischenkreisstrom berechnet.

[0003] Also erfolgt im Gegenstand gemäß Druckschrift DE 102 34 053 C1 die Berechnung der vom Antriebsmotor aufgenommenen Leistung abhängig von der Zwischenkreisgleichspannung und dem Zwischenkreisstrom, die unmittelbar im Zwischenkreis, also vor Einspeisung in den Inverter beziehungsweise den Wechselrichter gemessen werden. !n die Berechnung der Leistung fließen somit die im Wechselrichter auftretenden Verluste mit ein, wie auch die elektrische Verlustleistung einer in der Regel vorhandenen Treiberstufe für den Wechselrichter. Aus diesem Grund, wie auch aufgrund des Einflusses der Schwankungen der vom Netz bereitgestellten Versorgungswechselspannung auf die Amplitude der Zwischenkreisgleichspannung, können im Stand der Technik die an den Motor abgegebene Leistung und somit die Unwucht nur ungenau ermittelt werden.

[0004] Ein weiteres Verfahren zur Ermittlung der Unwucht bei einer Wäschetrommel in einer Waschmaschine und einer Einrichtung der Waschmaschine zur Durchführung des Verfahrens ist aus US 5677606 A bekannt. Eine solche Waschmaschine weist einen dreiphasigen Antriebsmotor auf, an dessen Phasensträngen eine Wechselspannung angelegt wird, die aus einem Wechselrichter bereitgestellt wird. Zur Ermittlung der Unwucht werden bei dem bekannten Verfahren die Strangströme gemessen, eine Differenz zwischen den gemessenen Strangströmen und dem Mittelwert gebildet und die Anzahl der Überschreitung der Differenz in Bezug auf einen vorbestimmten Grenzwertes gezählt. Eine Unwucht wird mit dem Verfahren erkannt, wenn die gezählte Anzahl eine vorbestimmte Anzahl übersteigt.

[0005] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie die Unwucht bei einer Wäschetrommel einer Waschmaschine nach dem Einleiten eines Schleuderbetriebs besonders exakt ermittelt werden kann.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 14, wie auch durch eine Waschmaschine mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche und der nachfolgenden Beschreibung, wobei dementsprechend offenbarten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gemäß einer der Kategorien Verfahren, Antriebsvorrichtung und Waschmaschine im Rahmen des technisch möglichen stets auch bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gemäß der jeweils anderen Kategorien entsprechen, und dies auch dann, wenn darauf im Einzelfall nicht explizit hingewiesen ist.

[0007] Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ermittein einer Unwucht bei einer Wäschetrommel einer Waschmaschine nach Einleiten eines Schleuderbetriebs, in welchem die Wäschetrommel auf eine vorgegebene Schieuderdrehzahl zu beschleunigen ist, wird die Wäschetrommel mittels eines Antriebsmotors angetrieben. An Phasenstränge eines Stators des Antriebsmotors wird jeweils eine elektrische Wechselspannung angelegt, die aus einer elektrischen Zwischenkreisgleichspannung mithilfe eines Wechselrichters bereitgestellt wird. In zumindest einem Phasenstrang des Stators wird ein elektrischer Strangstrom gemessen, und die Unwucht wird abhängig von Messwerten für den Strangstrom ermittelt.

[0008] Demnach wird der Strangstrom in zumindest einem Phasenstrang des Antriebsmotors gemessen; aus den Messwerten für diesen Strangstrom wird dann die Unwucht bei der Wäschetrommel ermittelt. Ferner wird der Strom unmittelbar am Antriebsmotor gemessen. Somit wird nur der tatsächlich vom Antriebsmotor aufgenommene elektrische Strom der Ermittlung der Unwucht zugrunde gelegt. Wird der Strom im Zwischenkreis gemessen, so können die im Wechselrichter auftretenden Verluste bei der Ermittlung der Unwucht nicht berücksichtigt werden. Auch aufgrund des Einflusses von jeglichen, auf der Seite des elektrischen Versorgungsnetzes - das heißt vor einem Gleichrichter - auftretenden Schwankungen der Versorgungswechselspannung auf die Stromstärke des Stromes im Zwischenkreis kann eine exakte Ermittlung der Unwucht anhand dieses Stromes nicht erzielt werden. Demgegenüber liefert der durch einen Phasenstrang des Stators fließende Strangstrom eine genaue Aussage über die tatsächliche Leistungsaufnahme und somit über die Belastung beziehungsweise das Drehmoment des Antriebsmotors, wie auch über die Unwucht bei der Wäschetrommel. Jegliche, im Wechselrichter auftretenden elektrischen Verluste, wie auch die Abweichungen sowie Schwankungen der Versorgungswechselspannung fließen In die Ermittlung der Unwucht nicht ein; denn die Unwucht wird vorteilhaft aufgrund des nur im Antriebsmotor fließenden Strangstromes ermittelt.

[0009] Zusätzlich wirdiwerden bei der Ermittlung der Unwucht des Antriebsmotors in dem Schleuderbetrieb auch eine während, insbesondere seit dem Beginn, eines dem Schleuderbetrieb vorangegangenen Waschprozesses, also noch vor dem Einleiten des Schleuderbetriebs ermittelte Anfangsbeladung der Wäschetrommel und/oder eine seit dem Beginn des Waschprozesses aufintegrierte, an den Antriebsmotor abgegebene Energie berücksichtigt. Es wird nämlich bei der Ermittlung der Unwucht insbesondere auf die Belastung beziehungsweise das Drehmoment des Antriebsmotors zurückgeschlossen. Durch die Berücksichtigung der Anfangsbeladung bei der Ermittlung der Unwucht gelingt es somit, zwischen einem Drehmoment aufgrund der Anfangsbeladung und dem Drehmoment aufgrund der Unwucht unterscheiden zu können. Dabei wird von einem aus mehreren Prozessabschnitten bestehenden Waschprogramm ausgegangen, welches zumindest einen Waschprozess und einen Prozess mit einem Schleuderbetrieb aufweist, wobei der Waschprozess zum Reinigen und/oder Spülen von Wäsche dient und durch einen Betrieb mit einer niedrigen Drehzahl der Wäschetrommel, insbesondere einer Drehzahl kleiner als die im Schleuderbetrieb üblichen Drehzahl, auszeichnet.

[0010] Ferner ist es von besonderem Vorteil, dass ein solches Verfahren während des Schleuderbetriebs nicht nur bei niedrigen Drehzahlen der Wäschetrommel sondern auch bei höheren Drehzahlen angewendet werden kann. Dabei wird unter einer niedrigen Drehzahl eine Drehzahl kleiner gleich der so genannten Resonanzdrehzahl der Wäschetrommel, wobei die Resonanzdrehzahl entspricht der Hauptresonanzfrequenz eines im Gehäuse der Waschmaschine schwingend gelagertes Systems, welches zumindest die Wäschetrommel umfasst. Entsprechend ist eine hohe Drehzahl eine Drehzahl die deutlich größer als die Resonanzdrehzahl ist, vorzugsweise in einem Bereich der doppelt bis 5-fachen Resonanzdrehzahl liegt.

[0011] Vorzugsweise ist der Antriebsmotor ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) beziehungsweise ein permanentmagneterregter Synchronmotor. Der Antriebsmotor kann drei Phasenstränge umfassen; dann stellt der Wechselrichter drei Wechselspannungen bereit, nämlich jeweils eine Wechselspannung für jeden Phasenstrang des Antriebsmotors. Solche Synchronmotoren zeichnen sich durch hohe Wirkungsgrade gegenüber zum Beispiel Asynchronmotoren aus. Durch einen hohen Wirkungsgrad kann der Elektromotor kompakt ausgeführt werden, so dass auch Vorteile hinsichtlich der Kosten aufgrund des Materialersparnisses erzielt werden können. Ein großer Vorteil besteht bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor in der Möglichkeit, den Strangstrom exakt und ohne viel Aufwand zu messen. Die Strommessung kann zum Beispiel durch eine Steuereinrichtung erfolgen, die gleichzeitig den Wechselrichter ansteuert. Die Steuereinrichtung kann den Strangstrom messen, und ein Mikroprozessor der Steuereinrichtung kann die Messwerte für den Strom auswerten und die Unwucht ermitteln. Mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor beziehungsweise permanentmagneterregten Synchronmotor kann die Unwucht also aus den Messwerten für den Strangstrom einfach ermittelt werden.

[0012] Es werden bevorzugt Strangströme in zumindest zwei Phasensträngen, insbesondere in allen Phasensträngen, des Stators gemessen und im Hinblick auf die Unwucht der Wäschetrommel ausgewertet. Bei einem dreiphasigen Stator stehen dann Messwerte für vorzugsweise insgesamt drei Strangströme für die Ermittlung der Unwucht zur Verfügung. Zum Beispiei kann die Unwucht abhängig von den jeweiligen Messwerten der Strangströme redundant ermittelt werden, und die Ergebnisse dieser Ermittlung können dann miteinander verglichen werden. Ergänzend oder alternativ kann die Unwucht abhängig von zusammengefassten Messwerten zumindest zweier Strangströme, insbesondere aller Strangströme, ermittelt werden. Zum Beispiel kann/können hier eine Energie und/oder eine Leistung - wie nachstehend näher erläutert wird - aus den Messwerten für der Strangströme für die Ermittlung der Unwucht berechnet werden.

[0013] Eine sehr robuste und exakte Bestimmung der Unwucht kann dann erzielt werden, wenn zu zumindest einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Einleiten des Schleuderbetriebs eine seit einem vorbestimmten früheren Zeitpunkt, insbesondere seit dem Beginn des Schleuderbetriebs, an den Antriebsmotor abgegebene elektrische Energie aus den Messwerten für den Strangstrom berechnet wird. Dann kann die Unwucht abhängig von dem Wert der Energie ermittelt werden. Für die Berechnung der Energie wird bevorzugt auch die Amplitude der an den Phasenstrang angelegten Wechselspannung herangezogen. Diese Ausführungsform macht sich die Tatsache zunutze, dass die vom Antriebsmotor aufgenommene elektrische Energie von der Unwucht beziehungsweise von der Verteilung der Wäschestücke innerhalb der Wäschetrommel abhängt. Es gilt die Beziehung, dass je größer die Unwucht beziehungsweise je ungleichmäßiger die Verteilung der Wäschestücke an der Innenwand der Wäschetrommel ist, desto größer die Belastung beziehungsweise das Drehmoment des Antriebsmotors und somit die vom Antriebsmotor aufgenommene Energie ist. Ist eine Anfangsbeladung der Wäschetrommel bekannt - sie kann zum Beispiel am Anfang eines jeden Waschprozesses ermittelt werden - so kann aus der berechneten Energie auf die Belastung des Antriebsmotors aufgrund der ungleichmäßigen Verteilung der Wäschestücke in der Wäschetrommel rückgeschlossen werden. Für die Berechnung der Energie können die seit dem Beginn des Schleuderbetriebs ermittelten Messwerte des Strangstroms gespeichert werden, und die seit dem Einleiten des Schleuderbetriebs an den Antriebsmotor abgegebene Energie kann dann aus den gespeicherten Messwerten für den Strangstrom berechnet werden. Die Auswertung der seit dem Beginn des Schleuderbetriebs an den Antriebsmotor abgegebenen Energie hat gegenüber der Auswertung der Messwerte des Strangstromes den Vorteil, dass jegliche, in dem Verlauf des Strangstromes auftretenden Schwankungen mit berücksichtigt werden beziehungsweise in die Berechnung der Energie mit einfließen. Die Energie kann nämlich durch Aufintegrieren des Stromverlaufs beziehungsweise eines Leistungsverlaufs berechnet werden. Durch das Aufintegrieren werden die im Verlauf des Strangstromes zum Beispiel aufgrund einer ungleichmäßigen Verteilung der Wäschestücke in der Wäschetrommel auftretenden Schwankungen mit berücksichtigt, und die Unwucht beziehungsweise die Belastung des Antriebsmotors kann exakt ermittelt werden.

[0014] Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn ein zeitlicher Verlauf der seit einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Einleiten des Schleuderbetriebs, insbesondere seit dem Beginn des Schleuderbetriebs, an den Antriebsmotor abgegebenen Energie ermittelt wird; dann kann die Unwucht abhängig von einer Steigung beziehungsweise von einem Gradienten dieses Verlaufs ermittelt werden. Dies bedeutet, dass die an den Antriebsmotor abgegebene Energie seit dem vorbestimmten Zeitpunkt, insbesondere seit dem Einleiten des Schleuderbetriebs, stets aufintegriert wird, so dass während des Schleuderbetriebs kontinuierlich ein Verlauf der Energie entsteht. Dieser Verlauf ist ein ansteigender Verlauf, da die Energie aufsummiert wird und die an den Antriebsmotor abgegebene Gesamtenergie immer größer wird. Diese Ausführungsform beruht auf der Erkenntnis, dass die Steigung des Verlaufs der Energie ein exaktes Maß für die Unwucht darstellt; je größer ist die Unwucht beziehungsweise die Belastung des Antriebsmotors aufgrund ungleichmäßig verteilter Wäschestücke, desto größer ist die Steigung beziehungsweise der Gradient des Verlaufs der Energie. Die Auswertung der Steigung kann zum Beispiel so erfolgen, dass die Steigung zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem Beginn des Schleuderbetriebs ermittelt wird und mit in einem Speicher abgelegten Referenzwerten für die Steigung verglichen wird. Abhängig von diesem Vergleich kann dann ein Grad der Unwucht ermittelt werden. Zum Beispiel können die abgelegten Referenzwerte in zumindest zwei, insbesondere in zumindest drei, Referenzwertebereiche unterteilt sein, und es kann überprüft werden, in welchen der Referenzwertebereiche die ermittelte Steigung fällt. Ist jeder der Referenzwertebereiche jeweils einem bestimmten Grad der Unwucht - zum Beispiel "kleine Unwucht", "mittlere Unwucht" und "große Unwucht" - zugeordnet, so kann somit der Grad der Unwucht direkt ohne viel Aufwand ermittelt werden, und der weitere Schleuderbetrieb kann entsprechend gesteuert werden.

[0015] Ergänzend oder alternativ kann aus den Messwerten für den Strangstrom und bevorzugt auch aus der Amplitude der an den Phasenstrang angelegten Wechselspannung eine an den Antriebsmotor abgegebene momentane Leistung berechnet werden. Dann kann die Unwucht abhängig von der berechneten Leistung ermittelt werden. Es wird hier die Tatsache zunutze gemacht, dass je größer die Unwucht der Wäschetrommel ist, desto mehr Leistung durch den Antriebsmotor aufgenommen wird. Zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Beginn des Schleuderbetriebs kann also die Leistung berechnet und mit in einem Speicher abgelegten Referenzwerten verglichen werden. Zum Beispiel können die abgelegten Referenzwerte in zumindest zwei, insbesondere in zumindest drei, Referenzwertebereiche unterteilt sein, und es kann überprüft werden, in welchen der Referenzwertebereiche der berechnete Leistungswert fällt. Ist jeder der Referenzwertebereiche jeweils einem bestimmten Grad der Unwucht - zum Beispiel "kleine Unwucht", "mittlere Unwucht" und "große Unwucht" - zugeordnet, so kann somit der Grad der Unwucht direkt ohne viel Aufwand ermittelt werden, und der weitere Schleuderbetrieb kann entsprechend gesteuert werden.

[0016] Es kann ein Verlauf der im Schleuderbetrieb an den Antriebsmotor abgegebenen elektrischen Leistung über der Zeit ermittelt werden, und die Unwucht kann abhängig von einer Steigung beziehungsweise einem Gradienten dieses Verlaufs ermittelt werden. Je größer ist die Unwucht beziehungsweise die Belastung des Antriebsmotors aufgrund der Unwucht, desto größer ist die Steigung des Verlaufs der Leistung. Durch eine Auswertung der Steigung kann also festgestellt werden, ob der Antriebsmotor belastet ist und somit eine Unwucht bei der Wäschetrommel vorhanden ist oder nicht. Auch die Steigung des Verlaufs der Leistung kann mit in einem Speicher abgelegten Referenzwerten verglichen werden, und die Unwucht kann abhängig vom Ergebnis dieses Vergleichs ermittelt werden.

[0017] Der Verlauf der Leistung kann auch für die Zeitdauer einer Umdrehung der Wäschetrommel ausgewertet werden, und abhängig von diesem Verlauf kann die Position der Unwucht in der Wäschetrommel ermittelt beziehungsweise eine ungleichmäßige Verteilung der Wäschestücke innerhalb der Wäschetrommel erkannt werden. Dabei wird die Tatsache zunutze gemacht, dass sich die Unwucht der Wäschetrommel anhand einer Schwankung des Verlaufs der Leistung für die Zeitdauer einer Trommelumdrehung erfassen lässt. Die Schwankung dieses Verlaufs stellt dann ein direktes Maß für die Verteilung der Unwucht bei der Wäschetrommel dar.

[0018] Ergänzend oder alternativ kann der Verlauf des Strangstromes über der Zeit ausgewertet werden, und die Unwucht kann abhängig von dem Verlauf des Strangstromes ermittelt werden. Zum Beispiel kann bei dieser Ausführungsform ein Verlauf einer Hüllkurve des Strangstromes ausgewertet werden. Treten hohe Schwankungen in dem Verlauf des Strangstromes beziehungsweise im Verlauf der Hüllkurve auf, so ist dies ein Zeichen dafür, dass eine ungleichmäßige Verteilung der Wäschestücke innerhalb der Wäschetrommel vorliegt. Der Verlauf des Strangstromes kann auch für die Zeitdauer einer Umdrehung der Wäschetrommel ausgewertet werden, und abhängig von diesem Verlauf kann die Position der Unwucht in der Wäschetrommel ermittelt beziehungsweise eine ungleichmäßige Verteilung der Wäschestücke innerhalb der Wäschetrommel erkannt werden. Die Unwucht der Wäschetrommel kann demnach anhand einer Schwankung des Verlaufs des Strangstromes für die Zeitdauer einer Trommelumdrehung erfasst werden. Die Schwankung dieses Verlaufs stellt dann ein direktes Maß für die Verteilung der Unwucht bei der Wäschetrommel dar.

[0019] Wie bereits ausgeführt, können Referenzwerte in einem Speicher abgelegt sein und die Unwucht abhängig von einem Vergleich der ermittelten und/oder berechneten Größe mit den abgelegten Referenzwerten ermittelt werden. Zum Beispiel können die Messwerte für den Strangstrom und/oder die Energiewerte und/oder die Steigung des Verlaufs der Energie und/oder die Leistungswerte und/oder die Steigung des Verlaufs der Leistung mit in einem Speicher abgelegten, jeweils zugeordneten Referenzwerten verglichen werden. Abhängig von diesem Vergleich kann dann ein Grad der Unwucht ermittelt werden. Zum Beispiel können die abgelegten Referenzwerte in zumindest zwei, insbesondere in zumindest drei, Referenzwertebereiche unterteilt sein, und es kann überprüft werden, in welchen der Referenzwertebereiche die gemessene und/oder berechnete Größe fällt. Ist jeder der Referenzwertebereiche jeweils einem bestimmten Grad der Unwucht - zum Beispiel "kleine Unwucht", "mittlere Unwucht" und "große Unwucht" - zugeordnet, so kann somit der Grad der Unwucht direkt ohne viel Aufwand ermittelt werden, und der weitere Schleuderbetrieb kann entsprechend gesteuert werden.

[0020] Also kann der weitere Schleuderbetrieb abhängig von einem Grad der ermittelten Unwucht gesteuert werden. Ist die Unwucht bei der Wäschetrommel groß, so kann die Wäschetrommel nicht auf die vorgegebene Schleuderdrehzahl beschleunigt werden, da dies zu einer unkontrollierten Schwingung der Waschmaschine führen könnte. Dies gilt insbesondere für hohe Schleuderdrehzahlen der Wäschetrommel größer als 800 U/min. Aus diesem Grund werden insbesondere Sicherheitsmaßnahmen getroffen, durch welche unkontrollierte Schwingungen der Waschmaschine vermieden werden. Es kann zum Beispiel die vorgegebene Schleuderdrehzahl, auf welche die Wäschetrommel zu beschleunigen ist, dann reduziert werden, wenn die ermittelte Unwucht einen vorbestimmten ersten Grad - zum Beispiel "mittlere Unwucht" - erreicht. Ist die ermittelte Unwucht noch nicht kritisch - jedoch groß genug, um die Waschmaschine bei der vorgegebenen Schleuderdrehzahl der Wäschetrommel in unerwünschte Schwingung zu versetzten - so kann also die Wäschetrommel auf eine geringere Drehzahl beschleunigt werden. Das angestrebte Ziel, den Schleuderbetrieb durchführen zu können, kann also bei dieser Ausführungsform mit einer reduzierten Drehzahl erreicht werden.

[0021] Dies kann zum Beispiel in einem solchen Waschprozess umgesetzt werden: Ein Mikroprozessor der Waschmaschine leitet einen Schleuderbetrieb eines Waschprozesses ein. In diesem Schleuderbetrieb soll die Wäschetrommel auf eine Schleuderdrehzahl von 1200 U/min beschleunigt werden. Der Mikroprozessor steuert einen Wechselrichter an, der jeweils eine elektrische Wechselspannung an jeden Phasenstrang eines permanentmagneterregten Synchronmotors bereitstellt, nämlich aus einer Zwischenkreisgleichspannung. Mit dem permanentmagneterregten Synchronmotor wird die Wäschetrommel angetrieben. Unmittelbar nach dem Einleiten des Schleuderbetriebs beginnt der Mikroprozessor, die an den permanentmagneterregten Synchronmotor abgegebene elektrische Energie zu berechnen. Der Mikroprozessor berechnet die Energie zum Beispiel in regulären Zeitabständen, zum Beispiel in Zeitabständen von etwa 10 ms. Bei jeder Berechnung berücksichtigt der Mikroprozessor die seit dem Starten des Schleuderbetriebs an den Motor abgegebene Energie, das heißt die Energie wird jeweils aufintegriert. Es entsteht so ein zeitlicher Verlauf der an den Motor jeweils seit dem Einleiten des Schleuderbetriebs abgegebenen Energie. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach Einleiten des Schleuderbetriebs ermittelt der Mikroprozessor eine Steigung des zeitlichen Verlaufs der Energie und/oder den zu diesem Zeitpunkt absoluten Wert der seit dem Beginn des Schleuderbetriebs abgegebenen Energie. Diese Steigung und/oder den Absoluten Wert der Energie vergleicht der Mikrocontroller mit in einem Speicher abgelegten Referenzwerten für die Steigung respektive Energie. Und zwar überprüft der Mikrocontroller, in welchen Referenzwertebereich die ermittelte Steigung und/oder der absolute Wert der Energie fällt/fallen. Dabei berücksichtigt der Mikrocontroller auch eine Anfangbeladung, die zu Beginn des Waschprozesses ermittelt wurde. So kann der Mikrocontroller beurteilen, welche Unwucht bei der Wäschetrommel beziehungsweise welche Belastung des Antriebsmotors gegeben ist. Erkennt der Mikroprozessor eine "mittlere Unwucht", so wird die Schleuderdrehzahl von 1200 U/min auf zum Beispiel 800 U/min reduziert.

[0022] Erreicht die ermittelte Unwucht einen vorbestimmten zweiten Grad - zum Beispiel "große Unwucht" - so kann die Wäschetrommel vollständig abgebremst werden. Dann wird der Schleuderbetrieb kurzfristig unterbrochen, und die Wäschetrommel wird auf 0 U/min abgebremst und wieder beschleunigt. Die Wäschestücke werden also in der Wäschetrommel erneut verteilt, und die Unwucht wird nach erneutem Beschleunigen der Wäschetrommel wieder ermittelt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Waschmaschine nicht in eine unkontrollierte Schwingbewegung versetzt wird, es werden gefährliche Zustände der Waschmaschine vermieden.

[0023] Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung zum Antreiben einer Wäschetrommel einer Waschmaschine umfasst einen Antriebsmotor zum Antreiben der Wäschetrommel. Die Antriebsvorrichtung umfasst auch einen mit Phasensträngen eines Stators des Antriebsmotors gekoppelten Wechselrichter, an dessen Eingang eine Zwischenkreisgleichspannung anlegbar ist und welcher zum Bereitstellen jeweils einer elektrischen Wechselspannung für die Phasenstränge des Stators ausgebildet ist. Eine Steuereinrichtung steuert den Wechselrichter an. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, in zumindest einem Phasenstrang des Stators einen elektrischen Strangstrom zu messen, noch vor dem Einleiten des Schleuderbetriebs eine Anfangsbeladung der Wäschetrommel und/oder eine während, insbesondere seit dem Beginn, eines dem Schleuderbetrieb vorangegangenen Waschprozesses aufintegrierte, an den Antriebsmotor abgegebene Energie zu ermitteln und eine Unwucht bei der Wäschetrommel abhängig von Messwerten für den Strangstrom und abhängig von der Anfangsbeladung und/oder der während des Waschprozesses aufintegrierten Energie zu ermitteln.

[0024] Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung.

[0025] Eine erfindungsgemäße Waschmaschine umfasst eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung oder eine bevorzugte Ausgestaltung derselben.

[0026] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Alle 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 auch in Alleinstellung verwendbar.

[0027] Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, wobei

Fig. 1

in schematischer und höchstabstrakter Darstellung eine Waschmaschine gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht, wobei die Waschmaschine eine Antriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform aufweist;

Fig. 2

jeweils einem anderen Grad einer Unwucht zugeordnete zeitliche Verläufe einer an einen Antriebsmotor der Antriebsvorrichtung abgegebenen elektrischen Energie veranschaulicht; und

Fig. 3

einen zeitlichen Ausschnitt der Verläufe gemäß Fig. 2 veranschaulicht, wobei anhand der Verläufe ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform näher erläutert wird.

[0028] Eine in Fig. 1 in schematischer Darstellung gezeigte Waschmaschine 1 umfasst eine Antriebsvorrichtung 2, die zum mechanischen Antreiben einer in der Waschmaschine 1 angeordneten Wäschetrommel 3 dient. Die Wäschetrommel 3 ist zum Aufnehmen von Wäschestücken 4 ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung 2 umfasst einen Antriebsmotor 5 sowie eine Schaltungsanordnung 6 zum Betreiben des Antriebsmotors 5. Der Antriebsmotor 5 ist im Ausführungsbeispiel ein permanentmagneterregter Synchronmotor beziehungsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor und umfasst drei Phasenstränge 7, 8, 9. Der Phasenstrang 7 ist mit einem ersten Anschluss 10 des Antriebsmotors 5 elektrisch verbunden; der Phasenstrang 8 ist mit einem zweiten Anschluss 11 des Antriebsmotors 5 verbunden, und der Phasenstrang 9 ist mit einem dritten elektrischen Anschluss 12 des Antriebsmotors 5 verbunden.

[0029] Die Schaltungsanordnung 6 umfasst einen Schaltungseingang 13 mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluss 14, 15, zwischen denen eine elektrische Versorgungswechselspannung U_v anliegt. Die Versorgungswechselspannung U_v ist von einem elektrischen Versorgungsnetz bereitgestellt.

[0030] Die Schaltungsanordnung 6 weist außerdem drei Ausgangsanschlüsse 16, 17, 18 auf. Der erste Ausgangsanschluss 16 ist mit dem ersten Anschluss 10 des Antriebsmotors 5 verbunden, der zweite Ausgangsanschluss 17 ist mit dem zweiten Anschluss 11 des Antriebsmotors 5 verbunden und der dritten Ausgangsanschluss 18 ist mit dem dritten Anschluss 12 des Antriebsmotors 5 verbunden.

[0031] Mit den Eingangsanschlüssen 14, 15 ist ein in Fig. 1 lediglich schematisch dargestelltes Netzteil 19 gekoppelt, das - wie aus Fig. 1 hervorgeht - einen Brückengleichrichter aufweisen kann. Das Netzteil 19 kann aber auch andere Komponenten umfassen, wie insbesondere einen Netzfilter und dergleichen.

[0032] Das Netzteil 19 stellt zwischen seinen Ausganganschlüssen 20, 21 eine elektrische Zwischenkreisgleichspannung U_z bereit. Dabei ist an dem Ausgangsanschluss 21 ein Bezugspotential B bereitgestellt. Zwischen den Ausgangsanschlüssen 20, 21 des Netzteils 19, also parallel zum Netzteil 19 ist ein Zwischenkreiskondensator 22 geschaltet. Also liegt die vom Netzteil 19 bereitgestellte Zwischenkreisgleichspannung U_z an dem Zwischenkreiskondensator 22 an.

[0033] Parallel zum Zwischenkreiskondensator 22 ist ein Spannungsteiler 23 geschaltet, der im Ausführungsbeispiel zwei Ohmsche Widerstände 24 aufweist. Zwischen den Ohmschen Widerständen 24 ist ein Abgriffpol 25 angeordnet, an welchem eine Spannung U_s abgegriffen werden kann. Die Amplitude der durch den Spannungsteiler 23 bereitgestellten Spannung U_s stellt ein Maß für die Amplitude der Zwischenkreisgleichspannung U_z dar.

[0034] Parallel zu dem Netzteil 19, dem Zwischenkreiskondensator 22 und dem Spannungsteiler 23 ist ein Wechselrichter beziehungsweise ein Inverter 26 geschaltet. Der Wechselrichter 26 umfasst einen ersten Schaltungszweig 27, einen zweiten Schaltungszweig 28 und einen dritten Schaltungszweig 29. Der erste, der zweite und der dritte Schaltungszweig 27, 28, 29 sind einerseits mit dem Ausgangsanschluss 20 des Netzteils 19 und andererseits mit dem Bezugspotential B beziehungsweise dem Ausgangsanschluss 21 des Netzteils 19 gekoppelt. Der erste Schaltungszweig 27 umfasst zwei elektrische Schalter 30, 31; ein zwischen den elektrischen Schaltern 30, 31 angeordneter Pol 32 ist mit dem ersten Ausgangsanschluss 16 der Schaltungsanordnung 6 gekoppelt. Der zweite Schaltungszweig 28 weist entsprechend zwei elektrische Schalter 33, 34 auf; ein zwischen den elektrischen Schaltern 33, 34 angeordneter Pol 35 ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss 17 der Schaltungsanordnung 6 gekoppelt. Entsprechend weist der dritte Schaltungszweig 29 zwei elektrische Schalter 36, 37 auf; ein zwischen den elektrischen Schaltern 36, 37 vorgesehener Pol 38 ist mit dem dritten Ausgangsanschluss 18 der Schaltungsanordnung 6 und somit mit dem dritten Anschluss 12 des Antriebsmotors 5 gekoppelt. Die elektrischen Schalter 30, 31, 33, 34, 36, 37 im Ausführungsbeispiel Bipolartransistoren mit isolierten Gate-Elektroden (IGBT).

[0035] Die Schaltungsanordnung 6 umfasst außerdem eine Steuereinrichtung 39, die im Ausführungsbeispiel ein Mikroprozessor ist. Die Steuereinrichtung 39 dient zum Ansteuern des Wechselrichters 26, und genauer gesagt der elektrischen Schalter 30, 31, 33, 34, 36, 37.

[0036] Durch entsprechende Ansteuerung des Wechselrichters 26 kann die Steuereinrichtung 39 die Drehzahl des Antriebsmotors 5 und somit die Drehzahl der Wäschetrommel 3 steuern und/oder regeln. Die Steuereinrichtung 39 kann auch die Zwischenkreisgleichspannung U_z messen, nämlich abhängig von der durch den Spannungsteiler 23 bereitgestellten elektrischen Spannung U_s. Die Steuereinrichtung ist mit dem Abgriffpol 25 des Spannungsteilers 23 gekoppelt. Also erfasst die Steuereinrichtung 39 die Spannung U_s und kann somit auf die Zwischenkreisgleichspannung U_z rückschließen.

[0037] Um den Antriebsmotor 5 anzusteuern, werden jeweils eine elektrische Wechselspannung U₁₂, U₂₃, U₁₃ zwischen den Anschlüssen 10 und 11 beziehungsweise 11 und 12 beziehungsweise 10 und 12, also an die Phasenstränge 7, 8, 9 des Antriebsmotors 5 angelegt. Die Amplitude dieser Spannungen U₁₂, U₂₃, U₁₃ ist der Steuereinrichtung 39 bekannt; die Steuereinrichtung 39 erfasst nämlich die Zwischenkreisgleichspannung U_z und steuert den Wechselrichter 26 an.

[0038] Die Steuereinrichtung 39 erfasst auch Strangströme I₁, I₂, I₃, die über die Phasenstränge 7, 8, 9 des Antriebsmotors 5 fließen. Dazu ist die Steuereinrichtung 39 mit einem zwischen dem elektrischen Schalter 31 und einem in Serie dazu geschalteten Ohmschen Widerstand 40 angeordneten Abgriffpol 41 des ersten Schaltungszweiges 27 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 39 ist auch mit einem Abgriffpol 42 gekoppelt, der zwischen dem elektrischen Schalter 34 und einem in Serie dazu geschalteten Ohmschen Widerstand 43 im zweiten Schaltungszweig 28 angeordnet ist. Des Weiteren ist die Steuereinrichtung 39 mit einem Abgriffpol 44 gekoppelt, der zwischen dem elektrischen Schalter 37 und einem in Serie dazu geschalteten Ohmschen Widerstand 45 im dritten Schaltungszweig 29 angeordnet ist. Also kann die Steuereinrichtung 39 die jeweilige Stromstärke der Strangströme I₁, I₂, I₃ erfassen, die über die Phasenstränge 7, 8, 9 des Antriebsmotors 5 fließen.

[0039] Ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform wird nun bezugnehmend auf die Fig. 2 und 3 näher erläutert. Das Verfahren dient zum Ermitteln einer Unwucht bei der Wäschetrommel 3, die aufgrund ungleichmäßiger Verteilung der Wäschestücke 4 an einer Innenwand der Wäschetrommel 3 in einem Schleuderbetrieb auftreten kann. Im Schleuderbetrieb soll die Trommel 3 auf eine vorbestimmte Schleuderdrehzahl - zum Beispiel auf eine Drehzahl von 1200 U/min - beschleunigt werden, um die Wäschestücke 4 zu entwässern. Nach dem Starten des Waschprozesses, das heißt vor dem Einleiten des Schleuderbetriebs wird die Anfangsbeladung der Wäschetrommel 3, das heißt die Anfangsmasse der Wäschestücke 4 durch die Steuereinrichtung 39 ermittelt. Nach dem Einleiten des Schleuderbetriebs wird dann abhängig von den Messwerten für die Strangströme I₁, I₂, I₃ sowie abhängig von der ermittelten Anfangsbeladung der Wäschetrommel 3 die Belastung beziehungsweise das Drehmoment des Antriebsmotors 5 und somit die Unwucht bei der Wäschetrommel 3 ermittelt.

[0040] Die Steuereinrichtung 39 sammelt alle Messwerte für die Strangströme I₁, I₂, I₃ nach dem Einleiten des Schleuderbetriebs auf. Aus diesen Messwerten für die Strangströme I₁, I₂, I₃, wie auch aus der Amplitude der Spannungen U₁₂, U₂₃, U₁₃ berechnet die Steuereinrichtung 39 eine an den Antriebsmotor 5 abgegebene elektrische Energie E. Diese Energie E kann die Steuereinrichtung 39 auch im Waschbetrieb, also vor dem Einleiten des Schleuderbetriebs berechnen. Für die Ermittlung der Unwucht bei der der Wäschetrommel 3 berücksichtigt die Steuereinrichtung 39 jedoch bevorzugt nur die nach dem Einleiten des Schleuderbetriebs aufgenommenen Messwerte für die Strangströme I₁, I₂, I₃.

[0041] Mit Bezug auf Fig. 2 beginnt der Schleuderbetrieb zu einem Zeitpunkt t₀. Zu diesem Zeitpunkt t₀ beträgt die an den Antriebsmotor 5 im Schleuderbetrieb abgegebene Energie E noch 0 Wh; der Antriebsmotor 5 hat noch keine Energie E im Schleuderbetrieb aufgenommen. Während des Schleuderbetriebs berechnet die Steuereinrichtung 39 kontinuierlich, zum Beispiel in Zeitabständen von 10 ms, die jeweils seit dem Beginn des Schleuderbetriebs, also seit dem Zeitpunkt t₀, an den Antriebsmotor 5 abgegebene Energie E. Also steigt der Verlauf der Energie E über der Zeit t während des Schleuderbetriebs an. Mit anderen Worten wird die Energie E im Schleuderbetrieb aufintegriert, so dass am Ende des Schleuderbetriebs die im Schleuderbetrieb durch den Antriebsmotor 5 aufgenommene Gesamtenergie E berechnet wird.

[0042] Die Steuereinrichtung 39 ermittelt also einen zeitlichen Verlauf der Energie E während des Schleuderbetriebs. Abhängig von dem Verlauf der Energie E ermittelt die Steuereinrichtung 39 dann die Unwucht bei der Wäschetrommel 3; dabei wertet die Steuereinrichtung 39 eine Steigung ΔE/Δt des Verlaufs der Energie E aus. In Fig. 2 sind beispielhaft unterschiedliche Steigungen ΔE/Δt der Verläufe der Energie E dargestellt. Eine Steigung ΔE/Δt eines ersten Verlaufs V₁ entspricht einem großen Grad der Unwucht; die Energie E steigt relativ schnell an beziehungsweise der Antriebsmotor 5 hat relativ viel Energie E seit dem Beginn des Schleuderbetriebs aufgenommen. Die Steigung ΔE/Δt eines relativ flachen Verlaufs V₂ der Energie E entspricht einem geringen Grad der Unwucht; der Antriebsmotor 5 hat vergleichsweise wenig Energie E seit dem Zeitpunkt t₀ aufgenommen beziehungsweise die Energie steigt relativ langsam an.

[0043] Die Ermittlung der Unwucht kann derart erfolgen, dass die Wäschetrommel 3 zunächst auf eine geringere Drehzahl von zum Beispiel 100 U/min bis 300 U/min beschleunigt wird, bevor sie auf die Schleuderdrehzahl beschleunigt wird. Bei dieser geringeren Drehzahl kann die Steuereinrichtung 39 dann die Energie E auswerten, nämlich insbesondere die Steigung ΔE/Δt des Verlaufs der Energie E.

[0044] Die Steuereinrichtung 39 vergleicht die ermittelte Steigung ΔE/Δt mit in einem Speicher abgelegten Referenzwerten für die Steigung ΔE/Δt. Es können zum Beispiel unterschiedliche Referenzwertebereiche im Speicher abgelegt sein, die Steuereinrichtung 39 überprüft dann, in welchen der Referenzwertebereiche die ermittelte Steigung ΔE/Δt fällt. Jedem Referenzwertebereich kann jeweils ein Grad der Unwucht zugeordnet sein, nämlich beispielsweise "geringe Unwucht", "mittlere Unwucht" und "große Unwucht".

[0045] Redundant oder alternativ kann die Steuereinrichtung 39 auch die absoluten Werte der Energie E (gemessen in Wattstunden) auswerten und abhängig davon die Unwucht ermitteln. In Fig. 3 ist ein Ausschnitt der Verläufe der Energie E über der Zeit t abgebildet. Im Speicher können Referenzwertebereiche R1, R2, R3 abgelegt sein, die jeweils einem anderen Grad der Unwucht zugeordnet sind. Der Referenzwertebereich R1 kann einer "geringen Unwucht" zugeordnet sein, der Referenzwertebereich R2 einer "mittleren Unwucht", und der Referenzwertebereich R3 einer "großen Unwucht". Zu einem bestimmten Zeitpunkt nach Einleiten des Schleuderbetriebes wertet die Steuereinrichtung 39 den absoluten Wert der Energie E aus. Die Steuereinrichtung 39 überprüft dabei, in welchen der Wertebereiche R1, R2, R3 der berechnete Wert der Energie E fällt. So kann die Steuereinrichtung 39 unmittelbar auf den Grad der Unwucht rückschließen.

[0046] Für die Ermittlung der Unwucht können unterschiedliche Ausführungsformen vorgesehen sein: Die Steuereinrichtung 39 kann die Wäschetrommel 3 zunächst auf eine erste Drehzahl von zum Beispiel 100 U/min beschleunigen. Bei dieser Drehzahl kann die Steuereinrichtung 39 die an den Antriebsmotor 5 seit dem Beginn des Schleuderbetriebs abgegebene Energie E berechnen. Die Steuereinrichtung 39 kann dann überprüfen, in welchen der Referenzwertebereiche R1, R2, R3 der berechnete Wert der Energie E fällt. Die Ermittlung der Unwucht kann aber auch so aussehen, dass die Steuereinrichtung 39 die Trommel 3 zunächst auf eine vorbestimmte Drehzahl von zum Beispiel 100 U/min beschleunigt und ab dieser Drehzahl beginnt, die Energie E zu berechnen. Von dieser Drehzahl aus kann die Steuereinrichtung 39 dann die Wäschetrommel 3 auf eine vorbestimmte höhere Drehzahl von zum Beispiel 200 U/min beschleunigen und die bei dieser Beschleunigung an den Antriebsmotor 5 abgegebene Energie E berechnen. Also kann diejenige Energie E berechnet und der Ermittlung der Unwucht zu Grunde gelegt werden, welche an den Antriebsmotor 5 während eines Zeitintervalls abgegeben wird, während dessen die Wäschetrommel 3 von einer ersten vorgegebenen Drehzahl auf eine zweite vorgegebenen Drehzahl beschleunigt wird. Dann kann die Steuereinrichtung 39 überprüfen, in welchen Referenzwertenbereich R1, R2, R3 der berechnete Wert der Energie E fällt.

[0047] Redundant oder alternativ kann die Steuereinrichtung 39 auch die Messwerte für die Strangströme I₁, I₂, I₃ auswerten und die Unwucht bei der Wäschetrommel 3 abhängig von dieser Auswertung ermitteln. Zum Beispiel können zeitliche Verläufe der Strangströme I₁, I₂, I₃ analysiert werden, insbesondere kann eine Hüllkurve dieser Verläufe ausgewertet werden. Die Unwucht kann dann abhängig von Schwankungen dieser Verläufe ermittelt werden. Es kann hier auch vorgesehen sein, dass der Verlauf zumindest eines der Strangströme I₁, I₂, I₃ für die Zeitdauer einer Trommelumdrehung analysiert und die Unwucht abhängig von diesem Verlauf innerhalb einer Trommelumdrehung ermittelt wird.

[0048] Redundant oder alternativ kann die Steuereinrichtung 39 im Schleuderbetrieb eine an den Antriebsmotor 5 abgegebene elektrische Leistung berechnen und auswerten, nämlich aus den Messwerten für die Strangströme I₁, I₂, I₃. Zum Beispiel kann eine Steigung eines zeitlichen Verlaufs der Leistung berechnet und mit in dem Speicher abgelegten Referenzwerten verglichen werden. Abhängig von diesem Vergleich, insbesondere abhängig davon, in welchen Referenzwertebereich die ermittelte Steigung fällt, kann dann die Unwucht ermittelt werden. Auch für die Zeitdauer einer Trommelumdrehung kann der Verlauf der elektrischen Leistung analysiert werden, die Unwucht kann dann abhängig von Schwankungen dieses Verlaufs innerhalb einer Trommelumdrehung ermittelt werden.

[0049] Insgesamt wird also ein Verfahren bereitgestellt, mit welchem die Unwucht bei einer Wäschetrommel 3 einer Waschmaschine 1 beziehungsweise die mechanische Belastung eines die Wäschetrommel 3 antreibenden Antriebsmotors 5 im Schleuderbetrieb ermittelt werden kann. Es werden Strangströme I₁, I₂, I₃ des Antriebsmotors 5 gemessen, und abhängig von den Messwerten für die Strangströme I₁, I₂, I₃ wird die Unwucht ermittelt. Zum Beispiel kann eine, seit einem vorbestimmten Zeitpunkt nach Einleiten des Schleuderbetriebs, insbesondere seit dem Beginn des Schleuderbetriebs, an den Antriebsmotor 5 abgegebene elektrische Energie E berechnet werden, und die Unwucht kann abhängig von dem berechneten Wert der Energie E ermittelt werden. Eine Steigung ΔE/Δt eines zeitlichen Verlaufs der Energie E kann als ein Maß für die Unwucht beziehungsweise für ein Drehmoment des Antriebsmotors 5 herangezogen werden. Auf diesem Wege gelingt es, die Unwucht bei der Wäschetrommel 3 exakt zu ermitteln, und entsprechende Sicherheitsmaßnahmen im Schleuderbetrieb können getroffen werden. Zum Beispiel kann die ursprünglich festgelegte Schleuderdrehzahl, auf weiche die Wäschetrommel 3 im Schleuderbetrieb beschleunigt werden soll, reduziert werden oder es kann der Schleuderbetrieb unterbrochen werden und die Wäschestücke 4 können erneut in der Wäschetrommel 3 verteilt werden.

[0050] Die Unwucht kann auch während des weiteren Verlaufs des Scheuderbbetriebs sequenziell oder kontinuierlich auf einer der vorstehend genannten Art ermittelt werden. Hier durch kann auch noch bei höheren Drehzahlen festgestellt werden, ob sich die zuvor ermittelte Unwucht geändert hat und gegebenenfalls vor Erreichen der Schleuderdrehzahl diese an die bei höherer Drehzahl ermittelte Unwucht anpassen. Beispielsweise kann eine zuvor abhängig der ermittelten Unwucht festgesetzte Schleuderdrehzahl erniedrigt werden, wenn die Unwucht größer geworden ist, bzw. die festgesetzte Schleuderdrehzahl erhöht werden, wenn die Unwucht abgenommen hat.

Bezugszeichenliste

1	Waschmaschine
2	Antriebsvorrichtung
3	Wäschetrommel
4	Wäschestücke
5	Antriebsmotor
6	Schaltungsanordnung
7	Phasenstrang
8	Phasenstrang
9	Phasenstrang
10	Anschluss
11	Anschluss
12	Anschluss
13	Schaltungseingang
14	Eingangsanschluss
15	Eingangsanschluss
16	Ausgangsanschluss
17	Ausgangsanschluss
18	Ausgangsanschluss
19	Netzteil
20	Ausgangsanschluss
21	Ausgangsanschluss
22	Zwischenkreiskondensator
23	Spannungsteiler
24	Ohmsche Widerstände
25	Abgriffpol
26	Wechselrichter
27	Schaltungszweig
28	Schaltungszweig
29	Schaltungszweig
30	Schalter
31	Schalter
32	Pol
33	Schalter
34	Schalter
35	Pol
36	Schalter
37	Schalter
38	Pol
39	Steuereinrichtung
40	Ohmscher Widerstand
41	Abgriffpol
42	Abgriffpol
43	Ohmscher Widerstand
44	Abgriffpol
45	Ohmscher Widerstand
Uv	Versorgungswechselspannung
Uz	Zwischenkreisgleichspannung
Us	Spannung
U12, U23, U13	Wechselspannungen
I1, I2, I3	Strangströme
to	Zeitpunkt
E	Energie
ΔE/Δt	Steigung
V1, V2	Verlauf
R1, R2, R3	Referenzwertebereiche

Ansprüche

1. Verfahren zum Ermitteln einer Unwucht bei einer Wäschetrommel (3) einer Waschmaschine (1) nach Einleiten eines Schleuderbetriebs, in welchem die Wäschetrommel (3) auf eine vorgegebene Schleuderdrehzahl zu beschleunigen ist, wobei die Wäschetrommel (3) mittels eines Antriebsmotors (5) angetrieben wird, an Phasenstränge (7, 8, 9) eines Stators des Antriebsmotors (5) jeweils eine elektrische Wechselspannung (U₁₂, U₂₃, U₁₃) angelegt wird, die aus einer elektrischen Zwischenkreisgleichspanhung (U_z) mithilfe eines Wechselrichters (26) bereitgestellt wird, in zumindest einem Phasenstrang (7, 8, 9) des Stators ein elektrischer Strangstrom (I₁, I₂, I₃) gemessen wird und die Unwucht abhängig von Messwerten für den Strangstrom (I₁, I₂, I₃) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass noch vor dem Einleiten des Schleuderbetriebs eine Anfangsbeladung der Wäschetrommel und/oder eine während, insbesondere seit dem Beginn, eines dem Schleuderbetrieb vorangegangenen Waschprozesses aufintegrierte, an den Antriebsmotor abgegebene Energie ermittelt wird/werden und zusätzlich die Unwucht abhängig von der Anfangsbeladung und/oder der während des Waschprozesses aufintegrierten Energie ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (5) ein bürstenloser Gleichstrommotor, insbesondere mit drei Phasensträngen (7, 8, 9), ist

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest zwei Phasensträngen (7, 8, 9), insbesondere in allen Phasensträngen (7, 8, 9), des Stators jeweils ein elektrischer Strangstrom (I₁, I₂, I₃) gemessen wird und die Unwucht abhängig von den Messwerten für die Strangströme (I₁, I₂, I₃) ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu zumindest einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Einleiten des Schleuderbetriebs eine seit einem vorbestimmen früheren Zeitpunkt (t₀) nach dem Einleiten des Schleuderbetriebs, insbesondere seit dem Einleiten des Schleuderbetriebs, an den Antriebsmotor (5) abgegebene elektrische Energie (E) aus den Messwerten für den Strangstrom (I₁, I₂, I₃) berechnet wird und die Unwucht abhängig von der elektrischen Energie (E) ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Messwerten für den Strangstrom (I₁, I₂, I₃) ein Verlauf (V₁, V₂) einer seit einem vorbestimmen Zeitpunkt (t₀) nach dem Einleiten des Schleuderbetriebs, insbesondere seit dem Einleiten des Schleuderbetriebs, an den Antriebsmotor (5) abgegebenen elektrischen Energie (E) über der Zeit (t) ermittelt wird und die Unwucht abhängig von einer Steigung (ΔE/Δt) des Verlaufs ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Messwerten für den Strangstrom (I₁, I₂, I₃) eine an den Antriebsmotor (5) abgegebene momentane elektrische Leistung berechnet wird und die Unwucht abhängig von der elektrischen Leistung ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verlauf der im Schleuderbetrieb an den Antriebsmotor (5) abgegebenen elektrischen Leistung über der Zeit (t) ermittelt wird und die Unwucht abhängig von einer Steigung des Verlaufs ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verlauf des Strangstromes (I₁, I₂, I₃) über der Zeit (t) ausgewertet wird und die Unwucht abhängig von dem Verlauf, insbesondere abhängig von einer Hüllkurve dieses Verlaufs, ermittelt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte für den Strangstrom (I₁, I₂, I₃) und/oder die Werte einer daraus gewonnenen Größe mit in einem Speicher abgelegten Referenzwerten verglichen werden und die Unwucht abhängig vom Ergebnis dieses Vergleichs ermittelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die abgelegten Referenzwerte in zumindest zwei, insbesondere in zumindest drei, jeweils einem Grad der Unwucht zugeordnete Referenzwertebereiche unterteilt sind und bei dem Ermitteln der Unwucht überprüft wird, in welchen der Wertebereiche ein Messwert des Strangstromes (I₁, I₂, I₃) und/oder ein Wert der daraus gewonnenen Größe fällt/fallen.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuderbetrieb abhängig von einem Grad der ermittelten Unwucht gesteuert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Schleuderdrehzahl, auf welche die Wäschetrommel zu beschleunigen ist, dann reduziert wird, wenn die Unwucht einen vorbestimmten ersten Grad erreicht.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wäschetrommel (3) dann vollständig abgebremst wird, wenn die Unwucht einen vorbestimmten zweiten Grad erreicht.

14. Antriebsvorrichtung (2) zum Antreiben einer Wäschetrommel (3) einer Waschmaschine (1), mit:

- einem Antriebsmotor (5) zum Antreiben der Wäschetrommel (3),

- einem mit Phasensträngen (7, 8, 9) eines Stators des Antriebsmotors (5) gekoppelten Wechselrichter (26), an dessen Eingang eine Zwischenkreisgleichspannung (U₂) anlegbar ist und welcher zum Bereitstellen jeweils einer elektrischen Wechselspannung (U₁₂, U₂₃, U₁₃) für die Phasenstränge (7, 8, 9) aus der Zwischenkreisgleichspannung (U_z) ausgebildet ist, und

- einer Steuereinrichtung (39) zum Ansteuern des Wechselrichters (26), die dazu ausgebildet ist, in zumindest einem Phasenstrang (7, 8, 9) des Stators einen elektrischen Strangstrom (I₁, I₂, I₃) zu messen und eine Unwucht bei der Wäschetrommel (3) abhängig von Messwerten für den Strangstrom (I₁, I₂, I₃) zu ermitteln,

dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (39) ferner dazu ausgebildet ist, noch vor dem Einleiten des Schleuderbetriebs eine Anfangsbeladung der Wäschetrommel und/oder eine während, insbesondere seit dem Beginn, eines dem Schleuderbetrieb vorangegangenen Waschprozesses aufintegrierte, an den Antriebsmotor abgegebene Energie zu ermitteln und zusätzlich die Unwucht abhängig von der Anfangsbeladung und/oder der während des Waschprozesses aufintegrierten Energie zu ermitteln.

15. Waschmaschine (1) mit einer Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 14.

Claims

1. Method of determining an imbalance in a laundry drum (3) of a washing machine (1) after initiation of spinning operation, in which the laundry drum (3) is to be accelerated to a predetermined spinning rotational speed, wherein the laundry drum (3) is driven by means of a drive motor (5), a respective electrical alternating voltage (U₁₂, U₂₃, U₁₃) provided from an electrical intermediate circuit direct voltage (U_z) with the assistance of an inverter (26) is applied to each phase (7, 8, 9) of a stator of the drive motor (5), an electrical phase current (I₁, I₂, I₃) is measured in at least one phase (7, 8, 9) of the stator and the imbalance is determined in dependence on measurement values for the phase current (I₁, I₂, I₃), characterised in that even before initiation of the spinning operation an initial loading of the laundry drum and/or an energy delivered to the drive motor and integrated during, particularly since the start of, a washing process preceding the spinning operation is or are determined and in addition the imbalance is determined in dependence on the initial loading and/or the energy integrated during the washing process.

2. Method according to claim 1, characterised in that the drive motor (5) is a brushless direct-current motor, particularly with three phases (7, 8, 9).

3. Method according to claim 1 or 2, characterised in that a respective electrical phase current (I₁, I₂, I₃), is measured in at least two phases (7, 8, 9), particularly in all phases (7, 8, 9), of the stator and the imbalance is determined in dependence on the measurement values for the phase currents (I₁, I₂, I₃).

4. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that at at least one predetermined instant after initiation of the spinning operation an electrical energy (E) delivered to the drive motor (5) since a predetermined earlier instant (to) after initiation of the spinning operation, particularly since initiation of the spinning operation, is calculated from the measurement values for the phase current (I₁, I₂, I₃) and the imbalance is determined in dependence on the electrical energy (E).

5. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that a plot (V₁, V₂) of an electrical energy (E) delivered to the drive motor (5) since a predetermined instant (to) after initiation of the spinning operation, particularly since initiation of the spinning operation, over time (t) is determined from the measurement values for the phase current (I₁, I₂, I₃) and the imbalance is determined in dependence on a gradient (ΔE/Δt) of the plot.

6. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that an instantaneous electrical power delivered to the drive motor (5) is calculated from the measurement values for the phase current (I₁, I₂, I₃) and the imbalance is determined in dependence on the electrical power.

7. Method according to claim 6, characterised in that a plot of the electrical power, which is delivered to the drive motor (5) in spinning operation, over time (t) is determined and the imbalance is determined in dependence on a gradient of the plot.

8. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that a plot of the phase current (I₁, I₂, I₃) over time (t) is evaluated and the imbalance is determined in dependence on the plot, particularly in dependence on an envelope curve of this plot.

9. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the measurement values for the phase current (I₁, I₂, I₃) and/or the values of a magnitude obtained therefrom are compared with reference values filed in a memory and the imbalance is determined in dependence on the result of this comparison.

10. Method according to claim 9, characterised in that the filed reference values are subdivided into at least two, particularly into at least three, reference value ranges respectively associated with a degree of imbalance and in the determination of the imbalance it is checked in which of the value ranges a measurement value of the phase current (I₁, I₂, I₃) and/or a value of the magnitude obtained therefrom lies or lie.

11. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the spinning operation is controlled in dependence on a degree of the determined imbalance.

12. Method according to claim 11, characterised in that the predetermined spinning rotational speed to which the laundry drum is accelerated is reduced when the imbalance reaches a predetermined first degree.

13. Method according to claim 11 or 12, characterised in that the laundry drum (3) is fully braked when the imbalance reaches a predetermined second degree.

14. Drive device (2) for driving a laundry drum (3) of a washing machine (1), comprising:

- a drive motor (5) for driving the laundry drum (3),

- an inverter (26), which is coupled with phases (7, 8, 9) of a stator of the drive motor (5) and to the input of which an intermediate circuit direct voltage (U_z) can be applied, the inverter being constructed for providing a respective electrical alternating voltage (U₁₂, U₂₃, U₁₃) for each of the phases (7, 8, 9) from the intermediate circuit direct voltage (U_Z), and

- a control device (39) for controlling the inverter (26), the control device being constructed to measure an electrical phase current (I₁, I₂, I₃) in at least one phase (7, 8, 9) of the stator and to determine an imbalance in the laundry drum (3) in dependence on measurement values for the phase current (I₁, I₂, I₃),

characterised in that the control device (39) is further constructed for the purpose of determining even before initiation of the spinning operation an initial loading of the laundry drum and/or an energy delivered to the drive motor and integrated during, particularly since the start of, a washing process preceding the spinning operation and for additionally determining the imbalance in dependence on the initial loading and/or the energy integrated during the washing process.

15. Washing machine (1) with a drive device (2) according to claim 14.

Revendications

1. Procédé destiné à déterminer un balourd dans un tambour à linge (3) d'un lave-linge (1) après l'introduction d'un mode d'essorage, dans lequel le tambour à linge (3) doit être accéléré à une vitesse d'essorage prédéfinie, le tambour à linge (3) étant entraîné au moyen d'un moteur d'entraînement (5), une tension électrique alternative (U₁₂, U₂₃, U₁₃) étant respectivement appliquée sur des conducteurs de phase (7, 8, 9) d'un stator du moteur d'entraînement (5), laquelle est fournie à partir d'une tension électrique continue (U_z) d'un circuit intermédiaire à l'aide d'un convertisseur continu-alternatif (26), un courant de phase électrique (I₁, I₂, I₃) étant mesuré dans au moins un conducteur de phase (7, 8, 9) du stator et le balourd étant déterminé en fonction de valeurs mesurées pour le courant de phase (I₁, I₂, I₃), caractérisé en ce qu'une charge initiale du tambour à linge et/ou une énergie fournie au moteur d'entraînement, intégrée pendant, notamment depuis le début d'un processus de lavage précédant le mode d'essorage, est déterminée/sont déterminées avant l'introduction du mode d'essorage et en ce qu'en plus le balourd est déterminé en fonction de la charge initiale et/ou de l'énergie intégrée pendant le processus de lavage.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement (5) est un moteur à courant continu sans balai, notamment avec trois conducteurs de phase (7, 8, 9).

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un courant de phase électrique (I₁, I₂, I₃) est respectivement mesuré dans au moins deux conducteurs de phase (7, 8, 9), notamment dans tous les conducteurs de phase (7, 8, 9) du stator et en ce que le balourd est déterminé en fonction des valeurs mesurées pour les courants de phase (I₁, I₂, I₃).

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins à un moment prédéterminé après l'introduction du mode d'essorage, une énergie électrique (E) fournie au moteur d'entraînement (5) depuis un moment antérieur prédéterminé (t₀) après l'introduction du mode d'essorage, notamment depuis l'introduction du mode d'essorage, est calculée à partir des valeurs mesurées pour le courant de phase (I₁, I₂, I₃) et en ce que le balourd est déterminé en fonction de l'énergie électrique (E).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à partir des valeurs mesurées pour le courant de phase (I₁, I₂, I₃), une courbe (V₁, V₂) d'une énergie électrique (E) fournie au moteur d'entraînement (5) depuis un moment prédéterminé (t₀) après l'introduction du mode d'essorage, notamment depuis l'introduction du mode d'essorage, est déterminée par l'intermédiaire du temps (t) et en ce que le balourd est déterminé en fonction d'une pente (ΔE / Δt) de la courbe.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à partir des valeurs mesurées pour le courant de phase (I₁, I₂, I₃), une puissance électrique fournie momentanément au moteur d'entraînement (5) est calculée et en ce que le balourd est déterminé en fonction de la puissance électrique.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une courbe de la puissance électrique fournie au moteur d'entraînement (5) en mode d'essorage est déterminée par l'intermédiaire du temps (t) et en ce que le balourd est déterminé en fonction d'une pente de la courbe.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une courbe du courant de phase (I₁, I₂, I₃) est évaluée par l'intermédiaire du temps (t) et en ce que le balourd est déterminé en fonction de la courbe, notamment d'une enveloppante de cette courbe.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les valeurs mesurées pour le courant de phase (I₁, I₂, I₃) et/ou les valeurs d'une grandeur obtenue à partir de ces valeurs sont comparées à des valeurs de référence entrées en mémoire dans une mémoire et en ce que le balourd est déterminé en fonction du résultat de cette comparaison.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les valeurs de référence entrées en mémoire sont divisées en au moins deux, notamment en au moins trois domaines de valeurs de référence attribués à respectivement un degré du balourd et en ce que lors de la détermination du balourd, il est vérifié dans lequel des domaines de valeurs une valeur de mesure du courant de phase (I₁, I₂, I₃) et/ou une valeur de la grandeur obtenue à partir de ces valeurs tombe/tombent.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mode d'essorage est commandé en fonction d'un degré du balourd déterminé.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la vitesse d'essorage prédéfinie, à laquelle le tambour à linge doit être accéléré, est réduite lorsque le balourd atteint un premier degré prédéterminé.

13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que le tambour à linge (3) est complètement ralenti lorsque le balourd atteint un deuxième degré déterminé.

14. Dispositif d'entraînement (2) destiné à entraîner un tambour à linge (3) d'un lave-linge (1), comprenant :

- un moteur d'entraînement (5) destiné à entraîner le tambour à linge (3),

- un convertisseur continu-alternatif (26) couplé à des conducteurs de phase (7, 8, 9) d'un stator du moteur d'entraînement (5), à l'entrée duquel convertisseur une tension continue (U_z) d'un circuit intermédiaire peut être appliquée et lequel est réalisé pour fournir respectivement une tension électrique alternative (U₁₂, U₂₃, U₁₃) pour les conducteurs de phase (7, 8, 9) à partir de la tension continue (U_z) du circuit intermédiaire, et

- un dispositif de commande (39) destiné à commander le convertisseur continu-alternatif (26), lequel dispositif de commande est réalisé pour mesurer un courant de phase électrique (I₁, I₂, I₃) dans au moins un conducteur de phase (7, 8, 9) du stator et pour déterminer un balourd dans le tambour à linge (3) en fonction de valeurs mesurées pour le courant de phase (I₁, I₂, I₃),

caractérisé en ce que
le dispositif de commande (39) est en outre réalisé pour déterminer une charge initiale du tambour à linge et/ou énergie fournie au moteur d'entraînement, intégrée pendant, notamment depuis le début d'un processus de lavage précédant le mode d'essorage, avant l'introduction du mode d'essorage, et pour déterminer en plus le balourd en fonction de la charge initiale et/ou de l'énergie intégrée pendant le processus de lavage.

15. Lave-linge (1) comprenant un dispositif d'entraînement (2) selon la revendication 14.

Zeichnung