EP2887764A2 - Haushaltsgerät und Überwachungsverfahren für ein Haushaltsgerät - Google Patents
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- EP2887764A2 EP2887764A2 EP14198582.0A EP14198582A EP2887764A2 EP 2887764 A2 EP2887764 A2 EP 2887764A2 EP 14198582 A EP14198582 A EP 14198582A EP 2887764 A2 EP2887764 A2 EP 2887764A2
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- H05B1/00—Details of electric heating devices
- H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
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- H05B1/0252—Domestic applications
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- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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- A47L15/00—Washing or rinsing machines for crockery or tableware
- A47L15/42—Details
- A47L15/4285—Water-heater arrangements
Definitions
- the present invention relates to a household appliance, for example a dishwasher, and a monitoring method for such a household appliance.
- Heating elements of household appliances can be controlled by means of relays.
- a circuit may consist of a safety relay and a respective working relay for each heating element.
- Existing processes use relays with changeover contacts to monitor the heating elements.
- One of the contacts can be used as a feedback signal.
- this arrangement is unfavorable in terms of robustness of the monitoring against false errors, since the contact used as a feedback signal must be used in the small signal range and thus is prone to oxide formation.
- Another possibility of monitoring is the measurement of the heating current of a heating element.
- the respective heating element must be completely switched to the mains in order to detect whether the heating element has burned out. Furthermore, this error can not be distinguished from a relay error.
- EP 2 386 806 B1 discloses a domestic appliance comprising a heating circuit for heating a fluid, wherein the fluid heating circuit comprises a heating element which can optionally be supplied with power to effect the heating of the fluid, and a monitoring unit for monitoring the operation of the heating circuit.
- the monitoring unit is configured to monitor at least one electrical potential inherent in the heating circuit, wherein the at least one electrical potential inherent in the heating circuit is at least one of an internal electrical potential connected to a first terminal of the heating element connected to an on / off switch of the heating circuit , and an internal electrical potential connected to a second terminal of the heating element connected to a power switch of the device or to a circuit breaker for switching off the heating circuit in case of malfunction of the on / off switch connected is detected.
- the monitoring unit is further configured to determine a value of the voltage of the power distribution network and calculate a first and a second electrical reference potential based on the detected value of the voltage of the power distribution network, comparing the at least one detected internal electrical potential with the first and second electrical reference potential, and Detecting a condition of proper operation or malfunction of the heating circuit, wherein the condition of malfunction is detected in the event that the at least one detected internal electric potential does not fall within a range of values lying between the first and second electrical reference potentials.
- EP 0 924 331 B1 discloses a safety circuit for a heating circuit of a washing machine, a dishwasher or a dryer, the heating circuit having a series circuit comprising a heating switch contact, a heating resistor and a safety switch.
- a monitoring arrangement monitors the heating circuit for faults and, in the event of an error, causes the heating circuit or the machine to be shut down.
- an object of the present invention is to provide an improved monitoring of a household appliance.
- a domestic appliance in particular a water-conducting household appliance which has at least two heating elements, wherein a respective heating element of the at least two heating elements is coupled via a respective first node to a respective working relay for driving the respective heating element, wherein the first nodes via a feedback device for providing a common working relay feedback signal are high impedance coupled, and having a monitoring device for monitoring the provided work relay feedback signal to detect a fault condition of the household appliance.
- heating elements can be controlled in this way in the household appliance, taking into account the functional safety. Detecting an error condition, and in particular a fault diagnosis, can result in an unsafe one Operation of the household appliance can be avoided. Since the monitoring device does not receive a feedback signal from a contact of a relay, the monitoring is robust with respect to fake errors. The switching state of the relay can be monitored with little effort and cost, since only a high-impedance coupling of the first node by the feedback device, such as a feedback circuit, is realized.
- the household appliance is for example a dishwasher.
- the working relay feedback signal is formed by this high-impedance coupling.
- the heating elements act in this constellation as short circuits, so have low-resistance properties. An error of one of the heating elements or one of the working relay thus leads to a change in the working relay feedback signal and can therefore be easily detected.
- the at least two heating elements are, for example, as heaters, in particular as a thin-film heating and a heater for drying a drying material, for. As zeolite formed.
- the feedback device has a voltage divider.
- the voltage divider can be formed for example by resistors. These can be made high impedance compared to the heating elements in order to realize the high-impedance coupling of the heating elements to the first node.
- the at least two heating elements are coupled to a second node and connected to a safety relay.
- the safety relay is used to disconnect the heating elements from the power supply.
- this safety relay can be included in the monitoring by the monitoring device.
- the monitoring device is configured to monitor a safety relay feedback signal provided at the second node and dependent on the safety relay.
- the safety relay feedback signal is affected by both the safety relay and the heating elements. To all three relays, i. Both the safety relay and the safety relay can be monitored using the safety relay feedback signal and the working relay feedback signal.
- the monitoring device is configured to monitor a relationship of the safety relay feedback signal and the working relay feedback signal to each other and to detect a fault condition when the ratio changes.
- the heating elements and the relays there is an adjusting signal relationship between the safety relay feedback signal and the working relay feedback signal. If, for example, one of the heating elements has burned out, the working relay feedback signal shifts and the fault state can be detected by means of a ratio formation of the two feedback signals without one of the heating elements having to be switched on.
- the resistors of the feedback device are selected such that the safety relay feedback signal and the working relay feedback signal are identical in error-free operation of the heating elements, the working relay and the safety relay.
- the two feedback signals may be at identical or nearly identical levels in error-free operation. A deviation between the signals can thus be regarded as an error case.
- the monitoring device is configured to perform a predefined switching sequence of the working relay and the safety relay and to evaluate the ratio of the working relay feedback signal to the safety relay feedback signal in each switching state of the switching sequence.
- Whether one of the relays can not be switched on can be checked using the predefined switching sequence. In each switching state of the sequence, certain signal ratios are expected. If these do not set within a defined time, it can be assumed that one of the relays does not switch. Which relay is this can be determined via the respective switching step of the sequence.
- the monitoring device is configured to turn on one of the work relays and to evaluate the resulting work relay feedback signal.
- one of the work relays can be turned on and the resulting work relay feedback signal evaluated.
- the monitoring device is configured to perform a predefined switching sequence of the working relay and to evaluate the resulting work relay feedback signal.
- the predefined switching sequence for example, first one and then the other working relay can be switched on. Subsequently, the respective work relay feedback signal can then be evaluated or evaluated.
- the monitoring device is a microcontroller.
- the microcontroller may be a microcontroller of the household appliance, which also has other functions.
- the monitoring device is configured to detect a shifting of the potential of the safety relay feedback signal.
- Ground fault in this context means that one of the heating elements is an unintentional electrically conductive connection got to earth potential. This may be the case, for example, if the PE conductor is incorrectly connected.
- the fault state of the household appliance has one of the fault conditions: an error state of one of the heating elements, a fault state of both heating elements, a fault state of a safety relay, a fault state of a working relay and / or a faulty connection of one of the heating elements to the protective conductor.
- An error condition of the heating elements may be a burnout of one or both heating elements.
- a fault condition of the relay may be a stuck relay or a non-switched relay.
- a faulty connection of one of the heating elements to the protective conductor can be a ground fault of one of the heating elements.
- a method for monitoring a household appliance in particular a water-conducting household appliance, which has at least two heating elements, wherein a respective heating element of the at least two heating elements is coupled via a respective first node with a respective working relay for driving the respective heating element proposed.
- the method includes providing a common working relay feedback signal via a feedback device to which the first nodes are high impedance coupled, and monitoring the provided working relay feedback signal to detect a fault condition of the household appliance.
- the at least two heating elements are switched off in the provision of the common working relay feedback signal.
- the heating elements are simple low-resistance resistors. In case of failure of one of the heating elements, ie when one of the heating elements is blown, one of the low-resistance connections represented by the heating elements is missing, which is detected as a change in the working relay feedback signal.
- a computer program product such as a computer program means may, for example, be used as a storage medium, e.g. Memory card, USB stick, CD-ROM, DVD, or even in the form of a downloadable file provided by a server in a network or delivered. This can be done, for example, in a wireless communication network by transmitting a corresponding file with the computer program product or the computer program means.
- Fig. 1 shows a schematic view of a first embodiment of a household appliance 1, in particular a dishwasher.
- the dishwasher 1 has a first heating element 3 and a second heating element 4. These are connected via a respective first node K1, K2 to a respective working relay 5, 6.
- the working relay 5 controls the first heating element 3 and the working relay 6, the second heating element 4 at.
- the first nodes K1, K2 are coupled in a high-impedance manner via a feedback device FB for providing a common working relay feedback signal 7.
- the high-impedance coupling can be done for example by a voltage divider formed by the resistors R1, R2, R3.
- the values of the resistors R1, R2, R3 are high-resistance compared to the resistance values representing the two heating elements 3, 4.
- a monitoring device 2 monitors the provided working relay feedback signal 7 to detect a fault condition of the dishwasher 1. Such a fault condition may be an error of one of the heating elements 3, 4 or one of the working relay 5, 6.
- Fig. 2 shows a schematic view of a second embodiment of a dishwasher 1.
- the two heating elements 3, 4 are connected via a second node 3 to a safety relay 8.
- a resistor R6 is connected.
- Other resistors R4, R5, R7 may be provided in the assembly.
- the safety relay 8 is connected to potential L (high).
- the working relay 5, 6 are connected to potential N (low, ground).
- the monitoring device 2 receives in this embodiment not only the Working relay feedback signal 7, but also a safety relay feedback signal 9, which depends on the safety relay 8 and the heating elements 3, 4.
- a ground fault of a heating element here heating element 3, via a resistor R PE done (reference numeral 10). This can also be detected by the monitoring device 2.
- the following states may occur and be detected by the monitoring device 2.
- exemplary signal values will be specified.
- the feedback signals 7, 9 have the same signal level in error-free operation. However, this may vary depending on the specific embodiment.
- Heating elements 3, 4 off and no error the two feedback signals 7, 9 have the same signal level in the error-free state.
- the signal level is approximately in the middle of the measuring range at 1.
- the working relay feedback signal 7 and the safety relay feedback signal 9 are connected to ground (N) low resistance. Both signals are equal to 0.
- Heating elements 3, 4 and the safety relay 8 glued The work relay feedback signal 7 and the safety relay feedback signal 9 are low impedance connected to mains potential (L). Both signals are equal to 3.
- Heating elements 3, 4 and a heating element 3, 4 blown The work relay feedback signal 7 and the safety relay feedback signal 9 are no longer the same, since the low-resistance connection through a heating element 3, 4 is missing. This shifts the voltage divider ratio of the work relay feedback signal 7 and the error condition can be detected by a ratio of the two feedback signals 7, 9. However, it can not be distinguished as to which of the heating elements 3, 4 is burned.
- the monitoring device 2 can perform a fault diagnosis.
- test sequence With the help of a test sequence can be checked in the case of a blown heating element 3, 4, which of the two heating elements 3, 4 is burned.
- one of the two working relays 5, 6 is switched on and the working relay feedback signal 7 is evaluated.
- Whether one of the relays 5, 6, 8 can not be switched on can be checked with the aid of a defined switch-on sequence, as described by way of example in FIG Fig. 3 is shown. In each switching state of the sequence, certain signal ratios are expected. If these do not set within a defined time, it can be assumed that one of the relays 5, 6, 8 does not switch. Which relay 5, 6, 8 is that can be determined via the switching step of the sequence.
- the signal levels of the two feedback signals 7, 9 shift in the direction of GND or L. This signal shift can be used as a measure of a ground fault.
- switching sequence represents S0 the initial state.
- both working relay 5, 6 are turned on.
- both working relay 5, 6 are turned off.
- the safety relay 8 is turned on.
- switching state S4 a working relay 5, 6 and the associated heating element 3, 4 are turned on.
- switching state S5 a working relay 5, 6 and the associated heating element 3, 4 are turned off again.
- switching state S6 the safety relay 8 is turned off.
- Dishwasher 1 described here can detect whether one or more heating relays 5, 6, 8 are glued. It can also be recognized whether a relay 5, 6, 8 can not be turned on. It is also possible to detect a burned-out heating element 3, 4 without connecting the heating element 3, 4 to the mains. Furthermore, a ground fault 10 of the heating elements 3, 4 can be detected without connecting the heating elements 3, 4 to the mains. For the monitoring of three relay switching states only two signals 7, 9 are required. In particular, no changeover relays are necessary.
- Fig. 4 shows a schematic flow diagram of an embodiment of a method for monitoring a dishwasher 1, as shown in Fig. 1 or 2 is shown.
- a common working relay feedback signal 7 is provided via a feedback device FB, with which the first nodes K1, K2 are coupled in a high-impedance manner.
- the provided work relay feedback signal 7 is monitored in a second step 202 to detect a fault condition of the household appliance 1. This can be done, as described above, by changing the working relay feedback signal 7 or by changing a ratio between this and another feedback signal 9.
Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Washing And Drying Of Tableware (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät, beispielsweise eine Geschirrspülmaschine, und ein Überwachungsverfahren für ein solches Haushaltsgerät.
- Heizelemente von Haushaltsgeräten, wie beispielsweise Geschirrspülmaschinen, können mit Hilfe von Relais angesteuert werden. Um die Funktion der Heizelemente zu gewährleisten, kann eine solche Schaltung aus einem Sicherheitsrelais und jeweils einem Arbeitsrelais für jedes Heizelement bestehen. Bestehende Verfahren nutzen für die Überwachung der Heizelemente Relais mit Wechsler-Kontakten. Einer der Kontakte kann dabei als Feedbacksignal verwendet werde. Diese Anordnung ist jedoch in Hinblick auf eine Robustheit der Überwachung gegenüber Scheinfehlern ungünstig, da der als Feedbacksignal verwendete Kontakt im Kleinsignalbereich genutzt werden muss und damit anfällig für eine Oxidbildung ist.
- Eine andere Möglichkeit der Überwachung besteht in der Messung des Heizstroms eines Heizelements. Bei diesem Verfahren muss jedoch das jeweilige Heizelement komplett ans Netz geschaltet werden, um erkennen zu können, ob das Heizelement durchgebrannt ist. Des Weiteren ist dieser Fehler nicht von einem Relaisfehler zu unterscheiden.
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EP 2 386 806 B1 offenbart ein Haushaltsgerät, welches einen Heizkreislauf zum Erhitzen eines Fluides umfasst, wobei der Fluid-Heizkreislauf ein Heizelement umfasst, das wahlweise mit Strom versorgt werden kann, um die Erhitzung des Fluides zu bewirken, und eine Überwachungseinheit zur Überwachung des Betriebs des Heizkreislaufs. Die Überwachungseinheit ist konfiguriert zum Überwachen wenigstens eines dem Heizkreislauf innewohnenden elektrischen Potenzials, wobei das wenigstens eine dem Heizkreislauf innewohnende elektrische Potenzial wenigstens eines ist aus einem internen elektrischen Potenzial, das an einem ersten Anschluss des Heizelements, welches an einen Ein/ Ausschalter des Heizkreislaufs angeschlossen ist, festgestellt wird, und einem internen elektrischen Potenzial, das an einem zweiten Anschluss des Heizelements, welches an einem Netzschalter des Geräts oder an einem Schutzschalter zum Ausschalten des Heizkreislaufs im Falle einer Fehlfunktion des Ein/Ausschalters angeschlossen ist, festgestellt wird. Die Überwachungseinheit ist ferner konfiguriert zum Feststellen eines Werts der Spannung des Stromverteilernetzes und Berechnen eines ersten und eines zweiten elektrischen Referenzpotenzials, ausgehend vom festgestellten Wert der Spannung des Stromverteilernetzes, Vergleichen des wenigstens einen festgestellten internen elektrischen Potenzials mit dem ersten und dem zweiten elektrischen Referenzpotenzial, und Erkennen eines Zustands eines ordnungsgemäßen Betriebs oder einer Fehlfunktion des Heizkreislaufs, wobei der Zustand der Fehlfunktion in dem Fall erkannt wird, dass das wenigstens eine festgestellte interne elektrische Potenzial nicht in eine Bandbreite von Werten fällt, die zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Referenzpotenzial liegen. -
EP 0 924 331 B1 offenbart eine Sicherheitsschaltung für eine Erwärmungsschaltung einer Waschmaschine, einer Geschirrspülmaschine oder eines Trockners, wobei die Erwärmungsschaltung eine Serienschaltung aufweist, die einen Erwärmungsschaltkontakt, einen Erwärmungswiderstand und einen Sicherheitsschalter aufweist. Eine Überwachungsanordnung überwacht die Erwärmungsschaltung auf Fehler und, in einem Fehlerfall, verursacht, dass die Erwärmungsschaltung oder die Maschine abgeschaltet wird. - Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Überwachung eines Haushaltsgerätes zu schaffen.
- Erfindungsgemäß wird ein Haushaltsgerät, insbesondere ein wasserführendes Haushaltsgerät vorgeschlagen, welches zumindest zwei Heizelemente, wobei ein jeweiliges Heizelement der zumindest zwei Heizelemente über einen jeweiligen ersten Knoten mit einem jeweiligen Arbeitsrelais zur Ansteuerung des jeweiligen Heizelementes gekoppelt ist, wobei die ersten Knoten über eine Feedback-Einrichtung zur Bereitstellung eines gemeinsamen Arbeitsrelais-Feedback-Signals hochohmig gekoppelt sind, und eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen des bereitgestellten Arbeitsrelais-Feedback-Signals aufweist, um einen Fehlerzustand des Haushaltsgerätes zu erkennen.
- Mehrere Heizelemente können auf diese Weise in dem Haushaltsgerät unter Berücksichtigung der funktionalen Sicherheit angesteuert werden. Durch die Erkennung eines Fehlerzustands und insbesondere durch eine Fehlerdiagnose kann ein unsicherer Betrieb des Haushaltsgeräts vermieden werden. Da die Überwachungseinrichtung kein Feedback-Signal eines Kontakts eines Relais empfängt, ist die Überwachung robust in Bezug auf Scheinfehler. Der Schaltzustand der Relais kann mit geringem Aufwand und Kosten überwacht werden, da lediglich eine hochohmige Kopplung der ersten Knoten durch die Feedback-Einrichtung, beispielsweise eine Feedback-Schaltung, realisiert wird.
- Das Haushaltsgerät ist beispielsweise eine Geschirrspülmaschine.
- Das Arbeitsrelais-Feedback-Signal wird durch diese hochohmige Kopplung gebildet. Die Heizelemente wirken in dieser Konstellation wie Kurzschlüsse, haben also niederohmige Eigenschaften. Ein Fehler eines der Heizelemente oder eines der Arbeitsrelais führt somit zu einer Veränderung des Arbeitsrelais-Feedback-Signals und kann daher auf einfache Weise erkannt werden. Die zumindest zwei Heizelemente sind beispielsweise als Heizungen, insbesondere als eine Dünnschichtheizung und eine Heizung zur Trocknung eines Trocknungsmaterials, z. B. Zeolith, ausgebildet.
- Bei einer Ausführungsform des Haushaltsgeräts weist die Feedback-Einrichtung einen Spannungsteiler auf.
- Der Spannungsteiler kann beispielsweise durch Widerstände gebildet werden. Diese können im Vergleich zu den Heizelementen hochohmig ausgestaltet sein, um die hochohmige Kopplung der Heizelemente an den ersten Knoten zu realisieren.
- Bei einer weiteren Ausführungsform sind die zumindest zwei Heizelemente an einem zweiten Knoten gekoppelt und mit einem Sicherheitsrelais verbunden.
- Das Sicherheitsrelais dient dazu, die Heizelemente von der Stromversorgung zu trennen. Zusätzlich kann dieses Sicherheitsrelais in die Überwachung durch die Überwachungseinrichtung aufgenommen werden.
- Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung dazu eingerichtet, ein an dem zweiten Knoten bereitgestelltes und von dem Sicherheitsrelais abhängiges Sicherheitsrelais-Feedback-Signal zu überwachen.
- Das Sicherheitsrelais-Feedback-Signal wird sowohl durch das Sicherheitsrelais als auch die Heizelemente beeinflusst. Um alle drei Relais, d.h. die beiden Arbeitsrelais sowie das Sicherheitsrelais, zu überwachen, können das Sicherheitsrelais-Feedback-Signal sowie das Arbeitsrelais-Feedback-Signal verwendet werden.
- Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung dazu eingerichtet, ein Verhältnis des Sicherheitsrelais-Feedback-Signals und des Arbeitsrelais-Feedback-Signals zueinander zu überwachen und bei einer Veränderung des Verhältnisses einen Fehlerzustand zu erkennen.
- Im fehlerfreien Betrieb des Haushaltsgeräts, d.h. der Heizelemente und der Relais, besteht ein sich einstellendes bzw. einpegelndes Signalverhältnis zwischen dem Sicherheitsrelais-Feedback-Signal und dem Arbeitsrelais-Feedback-Signal. Ist nun beispielsweise eines der Heizelemente durchgebrannt, so verschiebt sich das Arbeitsrelais-Feedbacksignal und der Fehlerzustand lässt sich über eine Verhältnisbildung der beiden Feedback-Signale erkennen, ohne dass eines der Heizelemente eingeschaltet werden muss.
- Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Widerstände der Feedback-Einrichtung derart gewählt, dass das Sicherheitsrelais-Feedback-Signal und das Arbeitsrelais-Feedback-Signal im fehlerfreien Betrieb der Heizelemente, der Arbeitsrelais und des Sicherheitsrelais identisch sind.
- In einer Implementierung können die beiden Feedback-Signale im fehlerfreien Betrieb einen identischen oder nahezu identischen Pegel aufweisen. Eine Abweichung zwischen den Signalen kann somit als Fehlerfall angesehen werden.
- Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung dazu eingerichtet, eine vordefinierte Schaltsequenz der Arbeitsrelais und des Sicherheitsrelais durchzuführen und das Verhältnis des Arbeitsrelais-Feedback-Signals zu dem Sicherheitsrelais-Feedback-Signal in jedem Schaltzustand der Schaltsequenz auszuwerten.
- Ob eines der Relais nicht eingeschaltet werden kann, kann mit Hilfe der vordefinierten Schaltsequenz geprüft werden. In jedem Schaltzustand der Sequenz werden bestimmte Signalverhältnisse erwartet. Stellen sich diese nicht innerhalb einer definierten Zeit ein, so kann davon ausgegangen werden, dass eines der Relais nicht schaltet. Welches Relais das ist, kann über den jeweiligen Schaltschritt der Sequenz ermittelt werden.
- Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung dazu eingerichtet, eines der Arbeitsrelais einzuschalten und das sich daraus ergebende Arbeitsrelais-Feedback-Signal auszuwerten.
- Um zu ermitteln, welches Heizelement durchgebrannt ist, oder einen sonstigen Fehler aufweist, kann eines der Arbeitsrelais eingeschaltet und das sich ergebende Arbeitsrelais-Feedback-Signal ausgewertet werden.
- Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung dazu eingerichtet, eine vordefinierte Schaltsequenz der Arbeitsrelais durchzuführen und das sich daraus ergebende Arbeitsrelais-Feedback-Signal auszuwerten.
- In der vordefinierten Schaltsequenz kann beispielsweise erst das eine und dann das andere Arbeitsrelais eingeschaltet werden. Anschließend kann dann das jeweilige Arbeitsrelais-Feedback-Signal bewertet bzw. ausgewertet werden.
- Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung ein Mikrocontroller.
- Der Mikrocontroller kann ein Mikrocontroller des Haushaltsgerätes sein, der auch andere Funktionen aufweist.
- Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung dazu eingerichtet, ein Verschieben des Potentials des Sicherheitsrelais-Feedback-Signals zu erkennen.
- Ein solches Verschieben des Potentials gibt einen Hinweis darauf, ob eines der Heizelemente einen Erdschluss besitzt. Erdschluss bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eines der Heizelemente eine nicht beabsichtigte elektrisch leitfähige Verbindung zum Erdpotential bekommen hat. Dies kann beispielsweise bei einem fehlerhaften Anschließen des PE-Leiters der Fall sein.
- Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Fehlerzustand des Haushaltsgerätes einen der Fehlerzustände auf: einen Fehlerzustand eines der Heizelemente, einen Fehlerzustand beider Heizelemente, einen Fehlerzustand eines Sicherheitsrelais, einen Fehlerzustand eines Arbeitsrelais und/oder einen Fehlanschluss eines der Heizelemente an den Schutzleiter.
- Ein Fehlerzustand der Heizelemente kann ein Durchbrennen eines oder beider Heizelemente sein. Ein Fehlerzustand der Relais kann ein verklebtes Relais oder ein nicht-geschaltetes Relais sein. Ein Fehlanschluss eines der Heizelemente an den Schutzleiter kann ein Erdschluss eines der Heizelemente sein.
- Ferner wird ein Verfahren zur Überwachung eines Haushaltsgeräts, insbesondere eines wasserführenden Haushaltsgeräts, welches zumindest zwei Heizelemente aufweist, wobei ein jeweiliges Heizelement der zumindest zwei Heizelemente über einen jeweiligen ersten Knoten mit einem jeweiligen Arbeitsrelais zur Ansteuerung des jeweiligen Heizelementes gekoppelt ist, vorgeschlagen. Das Verfahren weist das Bereitstellen eines gemeinsamen Arbeitsrelais-Feedback-Signals über eine Feedback-Einrichtung, mit der die ersten Knoten hochohmig gekoppelt sind, und das Überwachen des bereitgestellten Arbeitsrelais-Feedback-Signals auf, um einen Fehlerzustand des Haushaltsgerätes zu erkennen.
- Gemäß einer Ausführungsform sind die zumindest zwei Heizelemente bei dem Bereitstellen des gemeinsamen Arbeitsrelais-Feedback-Signals ausgeschaltet.
- In diesem Fall stellen die Heizelemente einfache niederohmige Widerstände dar. In einem Fehlerfall eines der Heizelemente, d.h. wenn eines der Heizelemente durchgebrannt ist, fehlt eine der durch die Heizelemente dargestellten niederohmigen Verbindungen, was als Veränderung an dem Arbeitsrelais-Feedback-Signal erkannt wird.
- Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung des wie oben erläuterten Verfahrens veranlasst.
- Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
- Die für das vorgeschlagene Haushaltsgerät beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.
- Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Geschirrspülmaschine;
- Fig. 2
- zeigt eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Geschirrspülmaschine;
- Fig. 3
- zeigt eine mögliche Schaltsequenz der Arbeitsrelais und des Sicherheitsrelais zur Erkennung eines Fehlerzustands; und
- Fig. 4
- zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Überwachung einer Geschirrspülmaschine.
- In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Haushaltsgeräts 1, insbesondere einer Geschirrspülmaschine. - Die Geschirrspülmaschine 1 weist ein erstes Heizelement 3 und ein zweites Heizelement 4 auf. Diese sind über einen jeweiligen ersten Knoten K1, K2 mit einem jeweiligen Arbeitsrelais 5, 6 verbunden. Das Arbeitsrelais 5 steuert das erste Heizelement 3 und das Arbeitsrelais 6 das zweite Heizelement 4 an.
- Die ersten Knoten K1, K2 sind über eine Feedback-Einrichtung FB zur Bereitstellung eines gemeinsamen Arbeitsrelais-Feedback-Signals 7 hochohmig gekoppelt. Die hochohmige Kopplung kann beispielsweise durch einen Spannungsteiler erfolgen, der durch die Widerstände R1, R2, R3 gebildet ist. Die Werte der Widerstände R1, R2, R3 sind im Vergleich zu den Widerstandswerten, die die beiden Heizelemente 3, 4 darstellen, hochohmig. Eine Überwachungseinrichtung 2 überwacht das bereitgestellte Arbeitsrelais-Feedback-Signals 7, um einen Fehlerzustand der Geschirrspülmaschine 1 zu erkennen. Ein solcher Fehlerzustand kann ein Fehler eines der Heizelemente 3, 4 oder eines der Arbeitsrelais 5, 6 sein.
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Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Geschirrspülmaschine 1. - Gemäß dieser Ausführungsform sind die beiden Heizelemente 3, 4 über einen zweiten Knoten 3 mit einem Sicherheitsrelais 8 verbunden. Parallel zu diesem Sicherheitsrelais 8 ist ein Widerstand R6 geschaltet. Weitere Widerstände R4, R5, R7 können in der Anordnung vorgesehen sein. Das Sicherheitsrelais 8 ist mit Potential L (High) verbunden. Die Arbeitsrelais 5, 6 sind mit Potential N (Low, Ground) verbunden. Die Überwachungseinrichtung 2 empfängt in dieser Ausführungsform nicht nur das Arbeitsrelais-Feedback-Signal 7, sondern auch ein Sicherheitsrelais-Feedback-Signal 9, welches von dem Sicherheitsrelais 8 sowie den Heizelementen 3, 4 abhängt.
- Wie in
Fig. 2 auch gezeigt ist, kann ein Erdschluss eines Heizelements, hier Heizelement 3, über einen Widerstand RPE erfolgen (Bezugszeichen 10). Dies kann ebenfalls durch die Überwachungseinrichtung 2 detektiert werden. - Die folgenden Zustände können auftreten und durch die Überwachungseinrichtung 2 erkannt werden. Hierbei werden beispielhafte Signalwerte angeben. Des Weiteren wird davon ausgegangen, dass die Feedback-Signale 7, 9 im fehlerfreien Betrieb den gleichen Signalpegel aufweisen. Dies kann jedoch je nach konkreter Ausgestaltung variieren.
- Heizelemente 3, 4 aus und kein Fehler: Die beiden Feedback-Signale 7, 9 weisen im fehlerfreien Zustand den gleichen Signalpegel auf. Der Signalpegel befindet sich in etwa in der Mitte des Messbereichs bei 1.
- Heizelemente 3, 4 aus und ein Arbeitsrelais 5, 6 verklebt: Das Arbeitsrelais-Feedback-Signal 7 und das Sicherheitsrelais-Feedback-Signal 9 sind niederohmig mit Masse (N) verbunden. Beide Signale sind damit gleich 0.
- Heizelemente 3, 4 aus und das Sicherheitsrelais 8 verklebt: Das Arbeitsrelais-Feedback-Signal 7 und das Sicherheitsrelais-Feedback-Signal 9 sind niederohmig mit Netzpotenzial (L) verbunden. Beide Signale sind damit gleich 3.
- Heizelemente 3, 4 aus und ein Heizelement 3, 4 durchgebrannt: Das Arbeitsrelais-Feedback-Signal 7 und das Sicherheitsrelais-Feedback-Signal 9 sind nicht mehr gleich, da die niederohmige Verbindung durch ein Heizelement 3, 4 fehlt. Damit verschiebt sich das Spannungsteilerverhältnis des Arbeitsrelais-Feedback-Signals 7 und die Fehlerbedingung kann über eine Verhältnisbildung der beiden Feedback-Signale 7, 9 erkannt werden. Es kann so allerdings nicht unterschieden werden, welches der Heizelemente 3, 4 durchgebrannt ist.
- Zusätzlich zu der Fehlerkennung kann die Überwachungseinrichtung 2 eine Fehlerdiagnose durchführen.
- Mit Hilfe einer Testsequenz kann im Falle eines durchgebrannten Heizelements 3, 4 geprüft werden, welches der beiden Heizelemente 3, 4 durchgebrannt ist. In der Testsequenz wird eines der beiden Arbeitsrelais 5, 6 eingeschaltet und das Arbeitsrelais-Feedback-Signal 7 bewertet.
- Ob eines der Relais 5, 6, 8 nicht eingeschaltet werden kann, kann mit Hilfe einer definierten Einschaltsequenz geprüft werden, wie sie beispielhaft in
Fig. 3 gezeigt ist. In jedem Schaltzustand der Sequenz werden bestimmte Signalverhältnisse erwartet. Stellen sich diese nicht innerhalb einer definierten Zeit ein, so kann davon ausgegangen werden, dass eines der Relais 5, 6, 8 nicht schaltet. Welches Relais 5, 6, 8 das ist, kann über den Schaltschritt der Sequenz ermittelt werden. - Bei einem Erdschluss eines der Heizelemente 3, 4 verschieben sich die Signalpegel der beiden Feedback-Signale 7, 9 Richtung GND oder L. Diese Signalverschiebung kann als Maß für einen Erdschluss verwendet werden.
- In der in
Fig. 3 dargestellten Schaltsequenz stellt S0 den Ausgangszustand dar. Im Schaltzustand S1 werden beide Arbeitsrelais 5, 6 eingeschaltet. Im Schaltzustand S2 werden beide Arbeitsrelais 5, 6 ausgeschaltet. Im Schaltzustand S3 wird das Sicherheitsrelais 8 eingeschaltet. Im Schaltzustand S4 werden ein Arbeitsrelais 5, 6 und das zugehörige Heizelement 3, 4 eingeschaltet. Im Schaltzustand S5 werden ein Arbeitsrelais 5, 6 und das zugehörige Heizelement 3, 4 wieder ausgeschaltet. Im Schaltzustand S6 wird das Sicherheitsrelais 8 ausgeschaltet. - Wie der
Fig. 3 entnommen werden kann, unterscheiden sich im Schaltzustand S4 das Arbeitsrelais-Feedback-Signal 7 (Wert 1,5) und das Sicherheitsrelais-Feedback-Signal 9 (Wert 3). - Der folgenden Tabelle können mögliche Fehlerfälle mit den zugehörigen Schaltzuständen der Relais 5, 6, 8 und der Heizelemente 3, 4, einem Masseschluss 10 sowie der Pegel der Feedback-Signale 7, 9 entnommen werden.
Fehlerfall Sicherheitsrelais 8 Arbeitsrelais 6 Arbeitsrelais 5 Heizelement 4 durchgebrannt Heizelement 3 durchgebrannt Masseschluss GND=N Masseschluss GND=L Arbeitsrelais-Feedback-Signal 7 Sicherheitsrelais-Feedback-Signal 9 Kein Fehler 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Masseschluss GND=L 0 0 0 0 0 0 1 2,5 2,5 Masseschluss GND=N 0 0 0 0 0 1 0 0,2 0,2 Heizelement 4 durchgebrannt 0 0 0 1 0 0 0 0,8 1,2 Heizelement 3 durchgebrannt 0 0 0 0 1 0 0 0,8 1,2 Sicherheitsrelais 8 verklebt 1 0 0 0 0 0 0 3 3 Arbeitsrelais 6 verklebt 0 1 0 0 0 0 0 0 Arbeitsrelais 5 verklebt 0 1 0 0 0 0 0 0 - Durch die hier beschriebene Geschirrspülmaschine 1 kann erkannt werden, ob eines oder mehrere Heizrelais 5, 6, 8 verklebt sind. Es kann des Weiteren erkannt werden, ob ein Relais 5, 6, 8 nicht eingeschaltet werden kann. Es ist auch möglich, ein durchgebranntes Heizelement 3, 4 zu erkennen, ohne das Heizelement 3, 4 mit dem Netz zu verbinden. Des Weiteren kann ein Erdschluss 10 der Heizelemente 3, 4 erkannt werden, ohne die Heizelemente 3, 4 mit dem Netz zu verbinden. Für die Überwachung von drei Relaisschaltzuständen sind nur zwei Signale 7, 9 erforderlich. Insbesondere sind keine Wechslerrelais notwendig.
-
Fig. 4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Überwachung einer Geschirrspülmaschine 1, wie sie inFig. 1 oder2 gezeigt ist. - In einem ersten Schritt 201 wird ein gemeinsames Arbeitsrelais-Feedback-Signal 7 über eine Feedback-Einrichtung FB, mit der die ersten Knoten K1, K2 hochohmig gekoppelt sind, bereitgestellt.
- Anschließend wird das bereitgestellte Arbeitsrelais-Feedback-Signal 7 in einem zweiten Schritt 202 überwacht, um einen Fehlerzustand des Haushaltsgerätes 1 zu erkennen. Dies kann, wie oben beschrieben, durch eine Veränderung des Arbeitsrelais-Feedback-Signals 7 oder durch eine Veränderung eines Verhältnisses zwischen diesem und einem weiteren Feedback-Signal 9 erfolgen.
- Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
-
- 1
- Haushaltsgerät, insbesondere Geschirrspülmaschine
- 2
- Überwachungseinrichtung
- 3, 4
- Heizelemente
- 5, 6
- Arbeitsrelais
- 7
- Arbeitsrelais-Feedback-Signal
- 8
- Sicherheitsrelais
- 9
- Sicherheitsrelais-Feedback-Signal
- 10
- Verbindung zwischen PE-Leiter und Masse
- FB
- Feedback-Einrichtung
- K1, K2
- erste Knoten
- K3
- zweiter Knoten
- PE
- Schutzleiter (PE-Leiter)
- R1, R2, R3
- Spannungsteiler
- R4, R5, R6, R7, RPE
- Widerstände
- N, L
- Potentiale
- GND
- Masse
- S0-S6
- Schaltzustände
- 201-202
- Verfahrensschritte
Claims (15)
- Haushaltsgerät (1), insbesondere wasserführendes Haushaltsgerät, mit:zumindest zwei Heizelementen (3, 4), wobei ein jeweiliges Heizelement der zumindest zwei Heizelemente (3, 4) über einen jeweiligen ersten Knoten (K1, K2) mit einem jeweiligen Arbeitsrelais (5, 6) zur Ansteuerung des jeweiligen Heizelementes (3, 4) gekoppelt ist, wobei die ersten Knoten (K1, K2) über eine Feedback-Einrichtung (FB) zur Bereitstellung eines gemeinsamen Arbeitsrelais-Feedback-Signals (7) hochohmig gekoppelt sind, undeiner Überwachungseinrichtung (2) zum Überwachen des bereitgestellten Arbeitsrelais-Feedback-Signals (7), um einen Fehlerzustand des Haushaltsgerätes (1) zu erkennen.
- Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feedback-Einrichtung (FB) einen Spannungsteiler (R1, R2, R3) aufweist.
- Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Heizelemente (3, 4) an einem zweiten Knoten (K3) gekoppelt und mit einem Sicherheitsrelais (8) verbunden sind.
- Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, ein an dem zweiten Knoten (K3) bereitgestelltes und von dem Sicherheitsrelais (8) abhängiges Sicherheitsrelais-Feedback-Signal (9) zu überwachen.
- Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, ein Verhältnis des Sicherheitsrelais-Feedback-Signals (9) und des Arbeitsrelais-Feedback-Signals (7) zueinander zu überwachen und bei einer Veränderung des Verhältnisses einen Fehlerzustand zu erkennen.
- Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstände (R1, R2, R3) der Feedback-Einrichtung (FB) derart gewählt sind, dass das Sicherheitsrelais-Feedback-Signal (9) und das Arbeitsrelais-Feedback-Signal (7) im fehlerfreien Betrieb der Heizelemente (3, 4), der Arbeitsrelais (5, 6) und des Sicherheitsrelais (8) identisch sind.
- Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, eine vordefinierte Schaltsequenz der Arbeitsrelais (5, 6) und des Sicherheitsrelais (8) durchzuführen und das Verhältnis des Arbeitsrelais-Feedback-Signals (7) zu dem Sicherheitsrelais-Feedback-Signal (9) in jedem Schaltzustand der Schaltsequenz auszuwerten.
- Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, eines der Arbeitsrelais (5, 6) einzuschalten und das sich daraus ergebende Arbeitsrelais-Feedback-Signal (7) auszuwerten.
- Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, eine vordefinierte Schaltsequenz der Arbeitsrelais (5, 6) durchzuführen und das sich daraus ergebende Arbeitsrelais-Feedback-Signal (7) auszuwerten.
- Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (2) ein Mikrocontroller ist.
- Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, ein Verschieben des Potentials des Sicherheitsrelais-Feedback-Signals (9) zu erkennen.
- Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehlerzustand des Haushaltsgerätes (1) einen der Fehlerzustände aufweist: einen Fehlerzustand eines der Heizelemente (3, 4), einen Fehlerzustand beider Heizelemente (3, 4), einen Fehlerzustand eines Sicherheitsrelais (8), einen Fehlerzustand eines Arbeitsrelais (5, 6) und/oder einen Fehlanschluss eines der Heizelemente (53, 4) an den Schutzleiter (PE).
- Verfahren zur Überwachung eines Haushaltsgeräts (1), insbesondere eines wasserführenden Haushaltsgeräts, welches zumindest zwei Heizelemente (3, 4) aufweist, wobei ein jeweiliges Heizelement (3, 4) der zumindest zwei Heizelemente (3, 4) über einen jeweiligen ersten Knoten (K1, K2) mit einem jeweiligen Arbeitsrelais (5, 6) zur Ansteuerung des jeweiligen Heizelementes (3, 4) gekoppelt ist, mit:Bereitstellen (201) eines gemeinsamen Arbeitsrelais-Feedback-Signals (7) über eine Feedback-Einrichtung (FB), mit der die ersten Knoten (K1, K2) hochohmig gekoppelt sind, undÜberwachen (202) des bereitgestellten Arbeitsrelais-Feedback-Signals (7), um einen Fehlerzustand des Haushaltsgerätes (1) zu erkennen.
- Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Heizelemente (3, 4) bei dem Bereitstellen des gemeinsamen Arbeitsrelais-Feedback-Signals (7) ausgeschaltet sind.
- Computerprogrammprodukt, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 14 veranlasst.
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