專利名稱：用于檢測(cè)洗衣機(jī)洗衣桶失衡的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及洗衣機(jī)，特別是涉及一種用于檢測(cè)在洗衣機(jī)中洗衣桶失衡的情況的方法及系統(tǒng)。
相關(guān)技術(shù)說(shuō)明家用的和商用的洗衣機(jī)為人們所熟知。用于裝要洗的衣物和其它物件的普通圓柱型的洗衣桶或桶被可旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)體內(nèi)。通常，洗衣桶由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。在一個(gè)洗滌周期，水和洗滌劑或肥皂受力經(jīng)過(guò)衣物對(duì)其進(jìn)行洗滌。洗滌劑被從衣物中漂洗出來(lái)，接著，在一個(gè)或多個(gè)甩干周期(spin cycle)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)洗衣桶將水從衣物中脫出。
分類洗衣機(jī)的一種方法是按洗衣機(jī)洗衣桶的方向分類。常規(guī)上，垂直軸洗衣機(jī)的洗衣桶是繞垂直軸旋轉(zhuǎn)方向安裝的。要洗的衣物從機(jī)門裝入洗衣桶中，機(jī)門通常位于洗衣機(jī)的頂端。垂直軸洗衣機(jī)的洗衣桶包括一個(gè)安裝在其內(nèi)的攪動(dòng)器，其通過(guò)將衣物在水中上下推拉來(lái)洗凈衣物。除了在甩干周期旋轉(zhuǎn)垂直方向的洗衣桶外，馬達(dá)通常用來(lái)驅(qū)動(dòng)攪動(dòng)器。馬達(dá)通常勻速地運(yùn)行，并配置有一連串的齒輪或皮帶用于在每一洗衣機(jī)的周期中在適當(dāng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)適當(dāng)?shù)牟考?br> 洗衣桶基本上繞水平軸旋轉(zhuǎn)方向安裝的水平軸洗衣機(jī)不包括攪動(dòng)器，由變速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)洗衣桶。在洗滌周期中，水平軸洗衣機(jī)的洗衣桶以相對(duì)低的速度旋轉(zhuǎn)。洗衣桶的旋轉(zhuǎn)速度是這樣的，即，使用分布在洗衣桶中的擋板，將衣物提出水面，然后當(dāng)洗衣桶旋轉(zhuǎn)時(shí)使衣物落回到水中。
垂直軸和水平軸洗衣機(jī)都通過(guò)旋轉(zhuǎn)洗衣桶將水從衣物中脫出，即利用離心力將水從衣物中脫出。期望的是能以高速旋轉(zhuǎn)洗衣桶以在最短的可能時(shí)間內(nèi)將最大量的水脫出，從而節(jié)省時(shí)間和能量。衣物在洗衣桶邊緣的分布影響洗衣機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)洗衣桶的能力。
垂直軸洗衣機(jī)尤其易受失衡問題的影響。產(chǎn)生這個(gè)問題有幾個(gè)因素。例如，當(dāng)洗滌或漂洗周期完成、水從洗衣桶中排出時(shí)，衣物聚集在洗衣桶的底部，而不是分散在整個(gè)洗衣桶內(nèi)。在常規(guī)的洗衣機(jī)中，典型地，洗衣桶不是標(biāo)準(zhǔn)的圓柱型；而是包括通氣裝置(draft)。當(dāng)洗衣桶旋轉(zhuǎn)時(shí)，衣物“爬”上洗衣桶的邊沿。但是，因?yàn)橥ǔＳ脛蛩亳R達(dá)驅(qū)動(dòng)垂直方向的洗衣桶，該馬達(dá)急速地使洗衣桶達(dá)到最大旋轉(zhuǎn)速度。衣物幾乎沒有機(jī)會(huì)沿洗衣桶的邊緣分散，因此衣物以失衡的方式爬上洗衣桶的邊沿。
失衡旋轉(zhuǎn)的洗衣桶在機(jī)體內(nèi)振動(dòng)。在常規(guī)的垂直軸洗衣機(jī)中，如果振動(dòng)很嚴(yán)重，洗衣桶斷開安裝在機(jī)體內(nèi)的一個(gè)開關(guān)，停止洗衣桶的旋轉(zhuǎn)并啟動(dòng)洗衣桶失衡報(bào)警。然后用戶人工地將濕的衣物重新分散在洗衣桶內(nèi)，并重新開始甩干周期。
水平軸洗衣機(jī)一般不易受洗衣桶失衡的影響。如上所述，在水平軸洗衣機(jī)內(nèi)的洗衣桶由變速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。這樣就可以包括一個(gè)“分散”(distribution)周期，在該周期中，洗衣桶的旋轉(zhuǎn)速度比洗滌周期的旋轉(zhuǎn)速度快，但比甩干周期的慢。洗衣桶的旋轉(zhuǎn)速度是逐漸增加的，直到衣物因離心力開始“貼”在洗衣桶的邊沿上。較慢的旋轉(zhuǎn)速度使衣物能更均勻地分散到洗衣桶的邊沿。當(dāng)衣物分散到洗衣桶內(nèi)后，速度增加到最大旋轉(zhuǎn)速度以將水從衣物中脫出。
即使水平軸洗衣機(jī)可能不易受洗衣桶失衡的影響，但不能免除洗衣桶失衡問題。如果在分散周期衣物不能均勻地分散，當(dāng)洗衣桶旋轉(zhuǎn)時(shí)，洗衣桶中的失衡的負(fù)載將引起所不希望的振動(dòng)。功率被浪費(fèi)在洗衣桶的運(yùn)動(dòng)和機(jī)體的振動(dòng)上，而非將所有的馬達(dá)功率用于最高速地轉(zhuǎn)動(dòng)洗衣桶。
因此，期望能檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)洗衣桶的失衡情況的存在，并采取校正措施。但是，用于檢測(cè)失衡情況的現(xiàn)有技術(shù)方法很大程度上不能令人滿意。本發(fā)明解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的上述及其它的缺點(diǎn)。
發(fā)明概述在本發(fā)明的一個(gè)方面中，檢測(cè)旋轉(zhuǎn)洗衣機(jī)洗衣桶失衡情況的方法包括接收實(shí)際洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度指示并比較實(shí)際的洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度與預(yù)定的期望旋轉(zhuǎn)速度以計(jì)算速度誤差。確定最大和最小速度誤差，并計(jì)算最大和最小速度誤差之間的差。至少部分地根據(jù)所計(jì)算出的差檢測(cè)出洗衣桶失衡情況。
在本發(fā)明的另一方面中，檢測(cè)旋轉(zhuǎn)洗衣機(jī)洗衣桶失衡情況的方法包括接收實(shí)現(xiàn)給定的洗衣機(jī)旋轉(zhuǎn)速度所需的功率電平(power level)的指示，并比較所需的功率電平和與給定的旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)功率電平。響應(yīng)該比較檢測(cè)出洗衣桶失衡情況。
在本發(fā)明的再一方面中，檢測(cè)旋轉(zhuǎn)洗衣機(jī)洗衣桶失衡情況的系統(tǒng)包括處理器和該處理器能存取的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)速度要求值。速度檢測(cè)設(shè)備被采用以指示洗衣機(jī)洗衣桶的旋轉(zhuǎn)速度。將處理器編程以比較由速度檢測(cè)設(shè)備指示的速度與速度要求值，從而計(jì)算出速度誤差。還將該處理器編程以確定最小和最大速度誤差，并計(jì)算最大和最小速度誤差之間的差以檢測(cè)失衡情況。在另一系統(tǒng)中，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)與給定旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)功率電平。將該處理器編程以計(jì)算實(shí)現(xiàn)由速度檢測(cè)設(shè)備指示的給定洗衣機(jī)旋轉(zhuǎn)速度所需的功率電平，并比較所需的功率電平與預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)功率電平，以檢測(cè)洗衣桶失衡情況。
在本發(fā)明的再一方面中，提供了控制裝有正在洗滌的衣物的洗衣機(jī)洗衣桶的方法。該方法包括接收用于第一操作周期的第一洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度要求值的指示，并接收在第一操作周期期間實(shí)際洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度的指示。該方法還包括通過(guò)確定在第一操作周期的至少一個(gè)洗衣桶旋轉(zhuǎn)中在預(yù)定點(diǎn)第一旋轉(zhuǎn)速度要求值和實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度之間的差，計(jì)算速度誤差并確定速度誤差范圍。響應(yīng)速度誤差的范圍，洗衣桶旋轉(zhuǎn)受到影響。
在本發(fā)明的再一方面中，洗衣機(jī)包括機(jī)體、可旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)體內(nèi)的洗衣桶和連接到洗衣桶用于在機(jī)體內(nèi)旋轉(zhuǎn)洗衣桶的馬達(dá)。該洗衣機(jī)還包括用于存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)速度要求值的存儲(chǔ)器和旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)設(shè)備。將處理器編程，以便至少部分地通過(guò)比較洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度與速度要求值以計(jì)算速度誤差、確定最小和最大速度誤差值并計(jì)算最大和最小速度誤差值之間的差，檢測(cè)旋轉(zhuǎn)洗衣桶的失衡情況。在一特定的實(shí)施例中，馬達(dá)包括開關(guān)磁阻馬達(dá)(switchedreluctance motor)。在另一實(shí)施例中，存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)與給定旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)功率電平。處理器被編程以計(jì)算由實(shí)現(xiàn)速度檢測(cè)設(shè)備指示的給定洗衣機(jī)旋轉(zhuǎn)速度所需的功率電平，并比較所需的功率電平與預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)功率電平以檢測(cè)洗衣桶失衡情況。


通過(guò)參閱下述詳細(xì)的描述和參考附圖，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1是示意性地說(shuō)明按照本發(fā)明的實(shí)施例的用于檢測(cè)洗衣機(jī)洗衣桶失衡情況的系統(tǒng)的方框圖；圖2按照本發(fā)明的示例的實(shí)施例的水平軸洗衣機(jī)的透視圖；
圖3是說(shuō)明按照本發(fā)明的檢測(cè)洗衣機(jī)洗衣桶失衡的方法的流程圖；圖4是說(shuō)明按照本發(fā)明的實(shí)施例的速度控制回路的方框圖；圖5是圖4的速度控制回路的具體的實(shí)施例；圖6是說(shuō)明按照本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖7是說(shuō)明按照本發(fā)明的用于檢測(cè)和校正洗衣機(jī)洗衣桶失衡情況的另一可選擇的方法的流程圖；和圖8是說(shuō)明按照本發(fā)明的控制洗衣機(jī)的一種方法的流程圖；本發(fā)明可以進(jìn)行各種修改和具有各種形式，通過(guò)附圖中的示例的方式顯示了具體的實(shí)施例，并在此進(jìn)行了詳細(xì)的描述。但是，應(yīng)當(dāng)理解，此處的具體的實(shí)施例的描述不是為了將本發(fā)明限制在所公開的特定的形式，相反，本發(fā)明是涵蓋由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有的修改、等同和替換。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明下文將對(duì)本發(fā)明的示例性的實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚起見，在本說(shuō)明書中不對(duì)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有特征進(jìn)行描述。當(dāng)然可理解在任何這種實(shí)際的實(shí)施例的開發(fā)中，為了實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的具體目標(biāo)，必須作出很多具體實(shí)現(xiàn)的策略，例如符合與系統(tǒng)有關(guān)的和與行業(yè)有關(guān)的的約束，這些約束從一個(gè)實(shí)施例到另一實(shí)施例均不同。此外，應(yīng)當(dāng)理解這種開發(fā)工作可能很復(fù)雜和花費(fèi)時(shí)間，但對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)借助于公開的本發(fā)明這種開發(fā)是很普通的工作。
圖1是示例性地說(shuō)明按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的洗衣機(jī)100的方框圖。洗衣機(jī)100包括機(jī)體102，在機(jī)體中可旋轉(zhuǎn)地安裝有洗衣桶104。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，洗衣機(jī)100是水平軸洗衣機(jī)。換句話說(shuō)，洗衣桶104被配置為在機(jī)體102內(nèi)基本上繞水平軸旋轉(zhuǎn)。圖2說(shuō)明按照本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例的水平軸洗衣機(jī)101。
參照?qǐng)D1，馬達(dá)106可操作地連接到洗衣桶104以例如經(jīng)皮帶驅(qū)動(dòng)洗衣桶104。洗衣機(jī)100還包括存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)速度要求值的存儲(chǔ)器108。速度檢測(cè)設(shè)備110耦合到馬達(dá)106以確定馬達(dá)106的實(shí)際速度，從而確定洗衣桶104的旋轉(zhuǎn)速度?；蛘?，速度檢測(cè)設(shè)備110可以直接耦合到洗衣桶104以檢測(cè)其旋轉(zhuǎn)速度。在另一實(shí)施例中，馬達(dá)106的旋轉(zhuǎn)速度及洗衣桶104的速度通過(guò)監(jiān)測(cè)馬達(dá)106的電磁參數(shù)而不使用傳感器來(lái)確定。這種無(wú)傳感器的操作的一個(gè)示例在美國(guó)專利文獻(xiàn)No.5,701,064中進(jìn)行了描述，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的申請(qǐng)人，并且其全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考的方式引用在本發(fā)明中。
處理器112被編程以便至少部分地根據(jù)洗衣桶104的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度(由設(shè)備110檢測(cè)出)和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器108中的速度要求值的差檢測(cè)旋轉(zhuǎn)洗衣桶104的失衡情況。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)圖3所示的方法處理器112被編程以確定洗衣桶104失衡的情況。參照?qǐng)D3的流程圖，洗衣桶104的實(shí)際轉(zhuǎn)速指示在方框120中被接收。在方框122中，通過(guò)比較在方框120中確定的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器108中的速度要求值計(jì)算速度誤差。換句話說(shuō)，從速度要求值中減去實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度以獲得速度誤差。
在方框124中，最大和最小速度誤差被確定。在特定的實(shí)施例中，對(duì)洗衣桶104的每一個(gè)旋轉(zhuǎn)確定其最大和最小誤差。在方框126中，計(jì)算最大和最小速度誤差之間的差以確定失衡情況。在方框126中計(jì)算的最大和最小速度誤差之間的差提供了洗衣桶104失衡程度的指示。最大和最小速度誤差之間的差越大，洗衣桶104失衡越嚴(yán)重。
在本發(fā)明的一個(gè)示例性的實(shí)施例中，洗衣機(jī)100包括控制洗衣桶104的旋轉(zhuǎn)速度的控制器。圖4說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中使用的速度控制回路130。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器108中的速度要求值132與設(shè)備110所指示的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度134在求和點(diǎn)136進(jìn)行比較以產(chǎn)生速度誤差138。速度誤差138被輸入到控制器140，控制器140產(chǎn)生輸出142，該輸出施加到馬達(dá)106以校正速度誤差138?？刂破?40能有效地保持較小的速度誤差。從而，控制器140的最小和最大輸出142可以被用于檢測(cè)失衡情況。
圖5說(shuō)明用于在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中的比例積分微分(PID)速度控制回路150。速度控制回路150是通過(guò)處理器112用軟件實(shí)現(xiàn)的，在該示例性的實(shí)施例中，處理器112包括一微控制器。摩托羅拉MC68HC05P9型微處理器是一種適合的處理器。摩托羅拉MC68HC05P9型微處理器包括片內(nèi)存儲(chǔ)器，因此，存儲(chǔ)器108包含在處理器112中。
在圖5所示的使用PID速度控制回路150的實(shí)施例中，馬達(dá)106包括本領(lǐng)域所公知的開關(guān)磁阻馬達(dá)。開關(guān)磁阻馬達(dá)是一種馬達(dá)，其轉(zhuǎn)矩通過(guò)可移動(dòng)部分移動(dòng)到激勵(lì)繞組的電感最大(即，磁阻最小)的位置的趨勢(shì)產(chǎn)生。開關(guān)磁阻馬達(dá)的構(gòu)成通常不包括旋轉(zhuǎn)部分(被稱作轉(zhuǎn)子)上的導(dǎo)電繞組或永磁鐵，而包括在靜止部分(被稱為定子)上的具有無(wú)方向性電流的電開關(guān)繞組。通常，徑向相對(duì)的成對(duì)的定子電極可以串聯(lián)或并聯(lián)連接，以形成可能的多相開關(guān)磁阻馬達(dá)中的一相。
通過(guò)以與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角位置同步的預(yù)定順序?qū)γ恳幌嗬@組施加電壓，產(chǎn)生馬達(dá)轉(zhuǎn)矩，使得當(dāng)轉(zhuǎn)子和定子的電極相互靠近時(shí)在轉(zhuǎn)子和定子的電極之間產(chǎn)生磁吸引力。因此，在開關(guān)磁阻馬達(dá)中，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器通常用于提供對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角位置的信號(hào)，使得相繞組能夠被適當(dāng)?shù)乇患?lì)作為轉(zhuǎn)子位置的函數(shù)。
轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器可以有多種形式。在一些系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器可以包括轉(zhuǎn)子位置轉(zhuǎn)換器，每次轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到在功率變換器中需要不同的轉(zhuǎn)換配置的位置時(shí)，該轉(zhuǎn)換器提供改變狀態(tài)的輸出信號(hào)。在另外一些系統(tǒng)中，馬達(dá)位置檢測(cè)器可以包括相對(duì)位置編碼器，每次轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)通過(guò)預(yù)選的角度時(shí)該編碼器提供一個(gè)脈沖(或類似的信號(hào))。
在使用開關(guān)磁阻馬達(dá)的本發(fā)明的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器的輸出用作產(chǎn)生速度反饋信號(hào)152的轉(zhuǎn)速表，指示馬達(dá)106的速度，從而指示洗衣桶104的旋轉(zhuǎn)速度。在示例性的速度檢測(cè)系統(tǒng)中，馬達(dá)106的轉(zhuǎn)子位置傳感器對(duì)馬達(dá)106的每一個(gè)旋轉(zhuǎn)提供48個(gè)脈沖。轉(zhuǎn)子位置傳感器的每轉(zhuǎn)48個(gè)脈沖由馬達(dá)106的控制器芯片(未示出)分為每轉(zhuǎn)8個(gè)脈沖。這8個(gè)脈沖提供給處理器112。洗衣機(jī)使用皮帶驅(qū)動(dòng)來(lái)旋轉(zhuǎn)洗衣桶104，該系統(tǒng)具有12∶1的皮帶傳輸比。因此，洗衣桶104的每轉(zhuǎn)96個(gè)轉(zhuǎn)速表脈沖提供給處理器112。但是，本發(fā)明并不局限于這種速度檢測(cè)。使用非轉(zhuǎn)速表的其它方法，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠確定實(shí)際洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度。例如，在使用無(wú)傳感器開關(guān)磁阻馬達(dá)的另一示例性的實(shí)施例中，根據(jù)通過(guò)檢查馬達(dá)參數(shù)確定的馬達(dá)速度提供了每轉(zhuǎn)8個(gè)脈沖。在使用感應(yīng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)洗衣桶104的實(shí)施例中，可以檢查轉(zhuǎn)差(slip)以確定轉(zhuǎn)速。
指示實(shí)際速度的轉(zhuǎn)速表反饋152在相加點(diǎn)136與速度要求值132進(jìn)行比較以產(chǎn)生速度誤差138。速度誤差138被施加到控制器的比例模式154、積分模式156和微分模式158，并且PID調(diào)節(jié)在相加點(diǎn)160相加?？刂破鞯妮敵鍪切Ｕ俣日`差138所需的轉(zhuǎn)矩要求值162?？刂破?40能有效地保持較小信號(hào)的速度誤差138?？刂破?40的輸出是用于抵消速度變化的趨勢(shì)?？刂破?40的最小和最大輸出之間的差直接指示失衡。
在另一實(shí)施例中，在速度控制回路150中不是比例控制模式154、積分控制模式156和微分控制模式158的每一種模式都被使用。例如，借助公開的本發(fā)明，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅使用比例控制調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明是很普通的工作。
圖6說(shuō)明了在如圖5所示的速度控制回路的實(shí)施例中使用的一種示例性的方法。在洗衣機(jī)洗衣桶104的每一次旋轉(zhuǎn)中，在方框170中捕獲并比較每一轉(zhuǎn)矩要求值信號(hào)162以確定最小和最大轉(zhuǎn)矩要求值162。在方框172中通過(guò)從最大轉(zhuǎn)矩要求值162中減去最小轉(zhuǎn)矩要求值162確定洗衣桶104的每一旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩要求值信號(hào)162的范圍。在另一可選擇的實(shí)施例中，最小和最大轉(zhuǎn)矩要求值在每一次洗衣桶旋轉(zhuǎn)中沒有被確定，而是在例如每隔一次旋轉(zhuǎn)或每半次旋轉(zhuǎn)這樣一些預(yù)選的旋轉(zhuǎn)中被確定。在另一實(shí)施例中，最小和最大轉(zhuǎn)矩要求值可以例如以預(yù)定的時(shí)間間隔被周期性地確定。
存儲(chǔ)器108包含預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩要求范圍，在分散期間在方框174中最小和最大轉(zhuǎn)矩要求值之間的差與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩要求范圍比較。在判定方框176中，處理器112確定實(shí)際范圍是否超出標(biāo)準(zhǔn)范圍。如果實(shí)際范圍在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，則繼續(xù)操作。如果實(shí)際范圍超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，則在方框178中可以執(zhí)行校正措施。例如，如果實(shí)際轉(zhuǎn)矩要求范圍超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，則重新滾動(dòng)衣物，并可以重新開始分散周期。此方法經(jīng)常用于校正失衡?；蛘?，可以改變分散速率以使洗衣桶104更好地平衡。
而且，因?yàn)樽钚『妥畲筠D(zhuǎn)矩要求值根據(jù)轉(zhuǎn)速表反饋152在多個(gè)轉(zhuǎn)角位置被確定，洗衣桶104的失衡位置可以被確定。例如，對(duì)于給定的負(fù)載，從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，與最小和最大轉(zhuǎn)矩要求值和轉(zhuǎn)矩要求范圍的轉(zhuǎn)角位置有關(guān)的信息可能與失衡負(fù)載的轉(zhuǎn)角位置相關(guān)。這些關(guān)系可以提供在存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器108的查尋表中，并通過(guò)處理器112存取以實(shí)現(xiàn)在具體的失衡位置上的校正措施。例如如果生產(chǎn)的洗衣桶失衡的話，這種校正措施可能是必須的。應(yīng)當(dāng)注意的是，使用輸出142或轉(zhuǎn)矩要求值162以確定失衡可能會(huì)引起估計(jì)的失衡位置的相移。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員使用控制器時(shí)間常數(shù)和其它控制器參數(shù)方面的知識(shí)能夠補(bǔ)償這種相移。
如在本發(fā)明的背景部分所闡述的，洗衣機(jī)通常包括多個(gè)操作周期。洗衣機(jī)，特別是水平軸洗衣機(jī)，包括一個(gè)或多個(gè)洗滌周期、分散周期和甩干周期。上述的檢測(cè)失衡的方法可以用于任何的洗衣機(jī)周期，雖然洗衣桶失衡極少在洗滌周期中發(fā)生，在水平軸洗衣機(jī)中，在洗滌周期中使用大約每分鐘50轉(zhuǎn)的洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度來(lái)使衣物在水中滾動(dòng)或滾出上面。結(jié)合圖3和圖5描述的方法特別適合于以大約每分鐘55至110轉(zhuǎn)的洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度操作的分散周期(在大約每分鐘60轉(zhuǎn)時(shí)衣物開始“貼”在洗衣桶104的邊沿)。
相比而言，一般認(rèn)為“甩干周期”的最小旋轉(zhuǎn)速度是大約每分鐘250轉(zhuǎn)。在本發(fā)明特定實(shí)施例中，每分鐘350至450轉(zhuǎn)的洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度被認(rèn)為是“低”甩干速度，每分鐘650至850轉(zhuǎn)的洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度被認(rèn)為是“中等”甩干速度，每分鐘1000轉(zhuǎn)的洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度被認(rèn)為是“高”甩干速度。如上所述，期望以高速旋轉(zhuǎn)洗衣桶104以從衣物中最大量地脫出水份。對(duì)甩干周期的洗衣桶高旋轉(zhuǎn)速度，可能難于實(shí)現(xiàn)圖3或圖5所說(shuō)明的方法，這取決于處理速度和可用功率。
圖7說(shuō)明按照本發(fā)明的另一檢測(cè)洗衣機(jī)洗衣桶失衡的方法。圖7中說(shuō)明的實(shí)施例特別適合于使用甩干周期的高旋轉(zhuǎn)速度，雖然該方法也可以用于諸如洗滌周期的其它周期。在方框200中，接收實(shí)現(xiàn)給定的洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度所需的功率的指示。在特定的實(shí)施例中，在洗衣桶104加速期間得到功率電平指示。在方框202中，在方框200中接收的功率電平與實(shí)現(xiàn)給定負(fù)載的要求速度所需的預(yù)定的“正?！钡墓β孰娖交蚬β孰娖椒秶M(jìn)行比較。如判定方框204所示，如果實(shí)際功率電平超出給定速度要求值的標(biāo)準(zhǔn)功率電平，在方框206中采取校正措施。如果實(shí)際功率電平?jīng)]超出標(biāo)準(zhǔn)功率電平，系統(tǒng)則進(jìn)行操作。
圖8說(shuō)明了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制洗衣機(jī)的方法。在該示例性的實(shí)施例中，洗衣機(jī)是至少包括第一和第二周期的水平軸洗衣機(jī)，其可以分別包括分散和甩干周期。對(duì)于分散周期，其中洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度逐漸增加直到衣物“貼”到洗衣桶的邊沿，基本如圖5所示的處理被用于檢測(cè)洗衣桶失衡情況。對(duì)于甩干周期，其中洗衣桶以高速旋轉(zhuǎn)以從衣物中將水分脫出，使用了圖7中所示的沿該線路進(jìn)行的處理。
在方框210中，分散周期開始。在方框212中，最小轉(zhuǎn)矩要求值162作為PID控制回路150的輸出從最大轉(zhuǎn)矩要求值中減去以確定轉(zhuǎn)矩要求范圍。在判定方框214中，轉(zhuǎn)矩要求范圍與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩要求值比較，如果轉(zhuǎn)矩要求范圍超出了標(biāo)準(zhǔn)范圍，采取校正措施。在一個(gè)實(shí)施例中，如方框216所示，衣物被重新滾動(dòng)并且分散周期重新開始。如果轉(zhuǎn)矩要求范圍沒超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，如方框218所示，分散周期繼續(xù)直到衣物被分散到洗衣桶104的邊沿。
當(dāng)衣物被適當(dāng)?shù)胤稚?，在方?22中，通過(guò)增加洗衣桶104的甩干速度到期望的旋轉(zhuǎn)速度開始甩干周期(方框220)。在方框224中，在各種速度下監(jiān)測(cè)平均轉(zhuǎn)矩要求值162以確定功率。為了確定對(duì)給定的負(fù)載的給定甩干速度是否需要額外的功率，對(duì)功率進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在判定方框226中，對(duì)給定速度的功率與給定負(fù)載的標(biāo)準(zhǔn)的或“正常”的功率電平比較。如果實(shí)際功率超出標(biāo)準(zhǔn)值，則功率沒有提供給負(fù)載，而是被浪費(fèi)在洗衣桶104的振動(dòng)上。因此，在方框228中，如果實(shí)際功率沒有超出標(biāo)準(zhǔn)值，在繼續(xù)甩干周期。如果在判定方框226中實(shí)際功率超出標(biāo)準(zhǔn)值，采取校正措施。在該示例性的實(shí)施例中，在方框230中，衣物被重新以洗滌速度滾動(dòng)，并且分散周期重復(fù)進(jìn)行。在可選擇的實(shí)施例中可以使用其它的校正措施，例如，降低甩干速度。
因?yàn)榘凑者@里公開的本發(fā)明的一些實(shí)施例使用控制器140的輸出，所以在特定的洗衣機(jī)周期中在任何點(diǎn)都可以確定失衡情況。洗衣桶104不必以期望的分散或甩干周期速度旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法。而是在洗衣桶104開始旋轉(zhuǎn)后可以在任何點(diǎn)檢測(cè)失衡情況。而且，實(shí)際速度可以與任何預(yù)選的速度要求值132進(jìn)行比較。這使得失衡情況可以在該周期中被盡快地檢測(cè)和校正，減少能量的浪費(fèi)和與失衡情況相關(guān)的其它問題。
借助于公開的本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述示出的實(shí)施例在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以進(jìn)行各種變化。本發(fā)明的目的是力圖在其范圍內(nèi)涵蓋所有的各種變化而不局限于上述公開的具體的實(shí)施例。因此，尋求保護(hù)的所有權(quán)利在所附權(quán)利要求中描述。
權(quán)利要求
1．一種檢測(cè)旋轉(zhuǎn)洗衣機(jī)的洗衣桶失衡情況的方法，該方法包括接收實(shí)際洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度的指示；比較實(shí)際洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度與預(yù)定的期望的旋轉(zhuǎn)速度以計(jì)算速度誤差；確定最大和最小速度誤差；計(jì)算最大和最小速度誤差之間的差；和至少部分地根據(jù)所計(jì)算的差檢測(cè)洗衣桶失衡情況。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其中至少部分地根據(jù)所計(jì)算的差檢測(cè)洗衣桶失衡情況包括比較最大和最小速度誤差之間的差與預(yù)定的限定值；和響應(yīng)該比較檢測(cè)洗衣桶失衡情況。
3．如權(quán)利要求1所述的方法，其中在從洗滌周期、分散周期和甩干周期中選擇的至少一個(gè)洗衣機(jī)周期中，檢測(cè)失衡情況。
4．如權(quán)利要求1所述的方法，其中在預(yù)定次數(shù)的洗衣機(jī)洗衣桶旋轉(zhuǎn)期間確定最大和最小速度誤差。
5．如權(quán)利要求4所述的方法，其中預(yù)定的洗衣機(jī)洗衣桶旋轉(zhuǎn)包括每一個(gè)洗衣機(jī)洗衣桶旋轉(zhuǎn)。
6．如權(quán)利要求4所述的方法，其中預(yù)定的洗衣機(jī)洗衣桶旋轉(zhuǎn)包括每一個(gè)洗衣機(jī)洗衣桶旋轉(zhuǎn)的一半。
7．如權(quán)利要求1所述的方法，其中接收實(shí)際洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度的指示包括從轉(zhuǎn)速表接收反饋。
8．如權(quán)利要求1所述的方法，其中比較實(shí)際洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度與預(yù)定的期望的旋轉(zhuǎn)速度包括比較實(shí)際洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度與從多個(gè)預(yù)定的期望的旋轉(zhuǎn)速度中預(yù)選的一個(gè)。
9．如權(quán)利要求1所述的方法，還包括施加速度誤差到提供輸出信號(hào)的控制器；其中確定最大和最小速度誤差包括確定最大和最小控制器的輸出信號(hào)。
10．如權(quán)利要求9所述的方法，其中施加速度誤差到控制器包括施加速度誤差到比例模式、積分模式和微分模式至少其中之一。
11．如權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定失衡情況的轉(zhuǎn)角位置。
12．一種檢測(cè)旋轉(zhuǎn)洗衣機(jī)洗衣桶的失衡情況的方法，該方法包括接收維持給定的洗衣機(jī)旋轉(zhuǎn)速度所需的功率電平的指示；比較所需的功率電平與和給定的旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)功率電平；以及響應(yīng)該比較檢測(cè)洗衣桶失衡情況。
13．如權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)洗衣機(jī)洗衣桶加速時(shí)確定功率電平的指示。
14．如權(quán)利要求12所述的方法，其中在從洗滌周期、分散周期和甩干周期中至少選擇的一個(gè)洗衣機(jī)周期中，檢測(cè)失衡情況。
15．如權(quán)利要求12所述的方法，其中給定的速度包括多個(gè)預(yù)定的期望的旋轉(zhuǎn)速度中的預(yù)選的一個(gè)。
16．如權(quán)利要求12所述的方法，其中接收功率電平的指示包括確定給定速度所需的轉(zhuǎn)矩要求值。
17．一種檢測(cè)旋轉(zhuǎn)洗衣機(jī)洗衣桶的失衡情況的方法，該方法包括接收實(shí)際洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度的指示；比較實(shí)際洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度與預(yù)定的期望旋轉(zhuǎn)速度以計(jì)算速度誤差；施加該速度誤差到提供輸出信號(hào)的控制器；確定最大和最小控制器的輸出信號(hào)；和至少部分地根據(jù)最大和最小控制器輸出信號(hào)之間的差檢測(cè)洗衣桶失衡情況。
18．如權(quán)利要求17所述的方法，其中施加速度誤差到控制器包括施加速度誤差到比例模式、積分模式和微分模式至少其中之一。
19．一種檢測(cè)旋轉(zhuǎn)洗衣機(jī)洗衣桶的失衡情況的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括處理器；存儲(chǔ)器，能夠由處理器存取并存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)速度要求值；和速度檢測(cè)設(shè)備，用于提供洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度指示到處理器；處理器被編程以比較洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度與速度要求值來(lái)計(jì)算速度誤差，確定最小和最大速度誤差，并計(jì)算最大和最小速度誤差之間的差以檢測(cè)失衡情況。
20．如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)器存儲(chǔ)預(yù)定的速度誤差限定值；其中處理器被編程以比較最大和最小速度誤差之間的差與預(yù)定的限定值。
21．如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中處理器被編程以便在預(yù)定次數(shù)的洗衣桶旋轉(zhuǎn)期間確定最小和最大速度誤差值。
22．如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中處理器被編程以便在每一次的洗衣桶旋轉(zhuǎn)期間確定最小和最大速度誤差值。
23．如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中處理器被編程以便在每半次的洗衣桶旋轉(zhuǎn)期間確定最小和最大速度誤差值。
24．如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)設(shè)備包括轉(zhuǎn)速表。
25．如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，還包括控制器，該控制器至少部分地根據(jù)速度誤差輸出轉(zhuǎn)矩要求值信號(hào)；該處理器被編程以確定最小和最大轉(zhuǎn)矩要求值信號(hào)。
26．如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中控制器包括比例模式、積分模式和微分模式至少其中之一。
27．一種檢測(cè)旋轉(zhuǎn)洗衣機(jī)洗衣桶的失衡情況的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括處理器；存儲(chǔ)器，能夠由處理器存取并存儲(chǔ)與給定旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)功率電平；和速度檢測(cè)設(shè)備，用于指示洗衣機(jī)洗衣桶的旋轉(zhuǎn)速度；處理器被編程以計(jì)算實(shí)現(xiàn)由速度檢測(cè)設(shè)備指示的給定洗衣機(jī)旋轉(zhuǎn)速度所需的功率電平，并比較所需的功率電平與預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)功率電平以便確定洗衣桶失衡情況。
28．如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，還包括輸出轉(zhuǎn)矩要求值信號(hào)的控制器；該控制器被編程以根據(jù)轉(zhuǎn)矩要求值和由速度檢測(cè)設(shè)備指示的速度確定所需的功率。
29．如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中控制器包括比例模式、積分模式和微分模式至少其中之一。
30．一種控制裝有正在洗滌的物件的洗衣機(jī)洗衣桶的方法，該方法包括接收用于第一操作周期的第一洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度要求值的指示；接收在第一操作周期期間實(shí)際洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度的指示；通過(guò)在第一操作周期的至少一個(gè)洗衣桶旋轉(zhuǎn)中在預(yù)定點(diǎn)確定第一旋轉(zhuǎn)速度要求值和實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度之間的差計(jì)算速度誤差。確定速度誤差的范圍；和響應(yīng)速度誤差的范圍改變洗衣桶旋轉(zhuǎn)。
31．如權(quán)利要求27所述的方法，其中至少一個(gè)洗衣桶旋轉(zhuǎn)包括第一操作周期的每一個(gè)洗衣桶旋轉(zhuǎn)。
32．如權(quán)利要求27所述的方法，還包括接收用于第二操作周期的第二洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度要求值的指示；確定實(shí)現(xiàn)第二速度所需的功率；和響應(yīng)實(shí)現(xiàn)第二速度所需的功率影響洗衣桶旋轉(zhuǎn)。
33．一種洗衣機(jī)包括機(jī)體；洗衣桶，可旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)體內(nèi)；馬達(dá)，可操作地連接到洗衣桶，用于在機(jī)體內(nèi)旋轉(zhuǎn)洗衣桶；存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)速度要求值；旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)設(shè)備；處理器，被編程至少部分地通過(guò)比較洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度與速度要求值以計(jì)算速度誤差、確定最小和最大速度誤差值并計(jì)算最大和最小速度誤差值之間的差以便檢測(cè)旋轉(zhuǎn)洗衣桶的失衡情況。
34．如權(quán)利要求33所述的洗衣機(jī)，其中存儲(chǔ)器存儲(chǔ)預(yù)定的速度誤差限定值；其中處理器被編程以比較最大和最小速度誤差之間的差與預(yù)定的限定值。
35．如權(quán)利要求33所述的洗衣機(jī)，其中馬達(dá)包括開關(guān)磁阻馬達(dá)。
36．如權(quán)利要求35所述的洗衣機(jī)，其中開關(guān)磁阻馬達(dá)包括指示馬達(dá)速度的轉(zhuǎn)子位置傳感器。
37．如權(quán)利要求35所述的洗衣機(jī)，其中采用開關(guān)磁阻馬達(dá)以根據(jù)馬達(dá)的操作參數(shù)確定馬達(dá)速度。
38．如權(quán)利要求35所述的洗衣機(jī)，其中旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)設(shè)備包括轉(zhuǎn)速表。
39．如權(quán)利要求35所述的洗衣機(jī)，還包括控制器，該控制器至少部分地根據(jù)速度誤差輸出轉(zhuǎn)矩要求值信號(hào)；該處理器被編程以確定最小和最大轉(zhuǎn)矩要求值信號(hào)，其中存儲(chǔ)器存儲(chǔ)預(yù)定的轉(zhuǎn)矩要求限定值，并且處理器被編程以比較最大和最小轉(zhuǎn)矩要求值信號(hào)之間的差與預(yù)定的限定值。
40．如權(quán)利要求39所述的洗衣機(jī)，其中控制器包括比例模式、積分模式和微分模式至少其中之一。
41．如權(quán)利要求35所述的洗衣機(jī)，其中洗衣桶繞基本水平的軸旋轉(zhuǎn)。
42．如權(quán)利要求35所述的洗衣機(jī)，其中洗衣桶繞基本垂直的軸旋轉(zhuǎn)。
43．如權(quán)利要求35所述的洗衣機(jī)，其中存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)與給定旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)功率電平。處理器還被編程以計(jì)算實(shí)現(xiàn)由速度檢測(cè)設(shè)備指示的給定洗衣機(jī)旋轉(zhuǎn)速度所需的功率電平，并比較所需的功率電平與預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)功率電平來(lái)檢測(cè)洗衣桶失衡情況。
全文摘要
一種用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的洗衣機(jī)洗衣桶失衡情況的方法和系統(tǒng),包括:接收實(shí)際洗衣桶旋轉(zhuǎn)速度指示;比較實(shí)際洗衣桶的旋轉(zhuǎn)速度與預(yù)定的期望的旋轉(zhuǎn)速度以計(jì)算速度誤差;和確定最大和最小速度誤差。計(jì)算最大和最小速度誤差之間的差,并至少部分地根據(jù)所計(jì)算出的差檢測(cè)出洗衣桶失衡情況。在一個(gè)實(shí)施例中,速度誤差被輸入到控制器,該控制器產(chǎn)生用于最小化絕對(duì)速度誤差的輸出。最小和最大控制器輸出之間的差被用于確定洗衣桶的失衡。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中,該方法和系統(tǒng)包括接收實(shí)現(xiàn)給定的洗衣機(jī)旋轉(zhuǎn)速度所需的功率電平的指示,并比較所需的功率電平和與給定的旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)功率電平。響應(yīng)該比較檢測(cè)出洗衣桶失衡情況。
文檔編號(hào)D06F37/20GK1325469SQ99813134
公開日2001年12月5日 申請(qǐng)日期1999年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月20日
發(fā)明者艾倫·P·弗倫奇, 約翰·S·索恩 申請(qǐng)人:埃莫森電器公司