專利名稱:洗衣機的控制方法
技術領域:
本發明涉及一種洗衣機的控制方法。
背景技術:
通常,洗衣機可包括洗滌、漂洗和脫水(甩干)三個工作循環。這里,脫水循環包括以最高RPM(每分鐘轉數)轉動設置在這種洗衣機內的滾筒的旋轉步驟。由于這一步驟, 脫水循環會產生相當大的噪音和振動,這是在本發明所屬領域內需要解決的問題。
發明內容
技術問題因此,本發明旨在提出一種洗衣機的控制方法。本發明的目的是提供能夠解決以上問題的洗衣機的控制方法。技術方案為解決這些問題,本發明的目的是提供一種包含平衡器的洗衣機的控制方法,該控制方法包括基于不平衡波(unbalance wave)在預定時間段中的不平衡最小值和不平衡最大值中的至少一者來確定滾筒的不平衡量。有益效果本發明具有下列有益效果根據上述本發明的控制方法,能夠計算出在包含球平衡器的洗衣機中產生的不平衡量。此外,可基于上述不平衡量,在較短時間內決定提高或降低滾筒的速度。
本說明書中包括附圖以供進一步理解本發明;這些附圖結合在本申請中并構成本申請的一部分,闡示了本發明的多個實施例,并與說明書一起用來解釋本發明的原理。在附圖中圖1是示出根據第一實施例的洗衣機的構造的示意圖,根據本發明的脫水循環的控制方法適用于該第一實施例;圖2是示出根據本發明的第二實施例的洗衣機的分解立體圖;圖3是示出圖2所示的洗衣機的連接狀態的剖視圖;圖4是示出根據本發明的脫水循環的控制方法的滾筒轉速的變化的曲線圖;圖5是示出不平衡波的變化的曲線圖;圖6和圖7是示出不同的不平衡波的變化的曲線圖;圖8是示出不平衡最大值的分布的曲線圖;圖9是示出表示質量與固有頻率的關系的曲線圖;以及圖10是示出圖3的洗衣機的振動特性的曲線圖。CN 102549208 A
具體實施例方式下面將詳細介紹本發明的具體實施例,在附圖中闡示了這些實施例的示例。盡可能地,在所有附圖中相同的附圖標記用于指代相同或者相似的部件。以下,將結合附圖對本發明的一個示例性實施例進行描述。首先將描述能夠應用根據本發明的實施例的控制方法的洗衣機,其后將描述根據本發明的實施例的控制方法。參照圖1,洗衣機100包括機殼10,其配置為用以限定該洗衣機的外觀;安裝在機殼10中的盛水桶20,用以盛裝洗滌水;以及滾筒30,可旋轉地設置在盛水桶20中。機殼10限定了洗衣機100的外觀,稍后將描述的多個構造元件可安裝在機殼10 中。門11聯接到機殼10的前部,使用者可打開門11以將包括衣服、床上用品、紡織品之類的衣物(以下稱“衣物”)裝入機殼10內。配置為用于盛裝洗滌水的盛水桶20可設置在機殼10中,而配置為用于容納衣物的滾筒可設置為在盛水桶20中可旋轉。在此情況中,在滾筒30中可設置多個升降器 (lifter) 31以使衣物在滾筒30的旋轉期間升起和下落。盛水桶20可由設置在盛水桶20上方的彈簧50支撐。這里,電機40安裝到盛水桶20的后表面,用以轉動滾筒30。S卩,電機40設置在盛水桶20的后壁并使滾筒30旋轉。 當在由電機40驅動旋轉的滾筒30中產生振動時,設置在根據本實施例的洗衣機中的盛水桶20可能與滾筒30相關聯地受到振動。當滾筒30旋轉時,滾筒30和盛水桶20中產生的振動可被設置在盛水桶20下方的減振器60吸收。如圖1中所示,盛水桶20和滾筒30可與機殼10的底部平行地設置,或者向下傾斜地設置(盡管圖中未示出該設置方式)。在使用者將衣物裝載到滾筒30中時,有利的是, 盛水桶20和滾筒30的前部應向上傾斜。為了抑制在滾筒旋轉(尤其以高速旋轉)的脫水循環中滾筒的振動,在前表面和 /或后表面設置平衡器70以使滾筒平衡,稍后將詳細描述該平衡器70。根據一實施例的洗衣機,盛水桶可固定地支撐到機殼上,或者可借助諸如之后將描述的懸置單元等柔性支撐結構設置到機殼上。此外,盛水桶的支撐方式可以介于懸置單元的支撐與完全固定支撐之間。S卩,盛水桶可由稍后將描述的懸置單元柔性地支撐,或者可被完全固定地支撐為更剛性地可移動的方式。與稍后將描述的實施例不同的是,可以不設置機殼,盡管附圖中未示出這種情形。例如,在內置式洗衣機的情況下,可由墻壁結構或類似物(而非機殼)來形成其中安裝該內置式洗衣機的預定空間。換言之,內置式洗衣機可以不包括被配置為獨立地限定其外觀的機殼。參照圖2和圖3,設置在洗衣機中的盛水桶12固定地支撐到機殼上。盛水桶12包括盛水桶前部100,其配置成限定該盛水桶的前部部件;以及盛水桶后部120,其配置成限定該盛水桶的后部部件。盛水桶前部100和盛水桶后部120通過螺釘彼此組裝在一起,以形成足夠大的預定空間來容納滾筒。盛水桶后部120的后部部分中形成有開口,并且構成盛水桶后部120的后部部分的內周緣與后襯墊250的外周緣相連接。盛水桶背部130具有在其中央形成的通孔,以供軸穿過其中。后襯墊250由不會將盛水桶背部130的振動傳遞到盛水桶后部120的柔性材料制成。
盛水桶后部120具有后表面128,該后表面128、盛水桶背部130以及后襯墊250 可限定盛水桶的后壁。后襯墊250與盛水桶背部130及盛水桶后部120密封連接,使得容納在盛水桶中的洗滌水不會滲漏。在滾筒的旋轉期間盛水桶背部130與滾筒一起振動。這時,盛水桶背部130與盛水桶后部120充分隔開,以便不與盛水桶后部干涉。由于后襯墊 250是由柔性材料構成的,因此其可以允許盛水桶背部130在不與盛水桶后部120干涉的情況下進行相對運動。后襯墊250可包括褶皺部252,該褶皺部可延伸至預定的長度以允許盛水桶背部130進行相對運動。配置為用以防止異物進入盛水桶和滾筒之間的防異物構件200可連接到盛水桶前部100的前部部分。防異物構件200由柔性材料支撐,并固定到盛水桶前部100。這里, 防異物構件200可由與構成后襯墊250的柔性材料相同的材料制成。以下,將防異物構件 200稱作“前襯墊”。滾筒32包括滾筒前部300、滾筒中間部和滾筒背部340。平衡器3 10和330可分別安裝在滾筒的前部部件和后部部件中。滾筒背部340與星形輪(spider) 350連接,而星形輪350與軸351連接。滾筒32被經由軸351傳遞的扭矩驅動而在盛水桶12中旋轉。軸351穿過盛水桶背部130直接與電機170連接。具體而言,構成電機170的轉子174直接與軸351連接。軸承座400固定到盛水桶背部130的后部部分,并且軸承座400 可旋轉地支撐位于電機170和盛水桶背部130之間的軸。構成電機170的定子172固定到軸承座400,轉子174圍繞定子172設置。如上文所述,轉子174直接與軸351連接。這里,電機170是外轉子型電機,其直接與軸351連接。軸承座400經由懸置單元而相對于機殼底座600被支撐。懸置單元180包括三個垂直支撐件和兩個傾斜支撐件,這兩個傾斜支撐件配置成用以相對于前-后方向傾斜地支撐軸承座400。懸置單元180可包括第一缸體彈簧520、第二缸體彈簧510、第三缸體彈簧500、第一缸體減振器540和第二缸體減振器530。第一缸體彈簧520連接在第一懸掛支架450與機殼底座600之間。第二缸體彈簧 510連接在懸掛支架440與機殼底座600之間。第三缸體彈簧500直接連接在軸承座400與機殼底座600之間。第一缸體減振器540傾斜地安裝在第一懸掛支架450與機殼底座600的后部部分之間。第二缸體減振器530傾斜地安裝在第二懸掛支架440與機殼底座600的后部部分之間。懸置單元180的缸體彈簧520、510和500可以彈性地連接到機殼底座600,其彈性足以允許非固定地連接到機殼底座600的滾筒沿前/后方向和左/右方向運動。即,這些彈簧由底座600彈性地支撐,以允許滾筒相對于連接部分沿前/后方向和左/右方向旋轉預定角度。在懸置單元中,直立的那些部件可配置為用以彈性地減緩滾筒的振動,而傾斜的那些部件可配置為用以衰減振動。即,在包括彈簧和減振裝置的振動系統之中,直立的裝置被用作彈簧,而傾斜的裝置被用作減振裝置。盛水桶前部100和盛水桶后部120固定安設到機殼110上,滾筒32的振動由懸掛系統180以懸浮方式支撐。盛水桶12和滾筒32的的支撐結構可稱為基本上“獨立”的支撐結構,由此即便在滾筒32振動時,盛水桶12也可不被振動。軸承座400和懸掛支架可通過第一配重部43 1和第二配重部430而彼此連接。在衣物1裝入到根據以上實施例的洗衣機的滾筒30和32之后使滾筒30和32旋轉的情況下,基于衣物1所處的位置,可能產生十分嚴重的噪音和振動。例如,當滾筒30和 32在其內的衣物并未均勻分布的狀態下旋轉(以下稱為“不平衡旋轉”)時,會產生很大的噪音和振動。尤其是如果滾筒30和32以高速旋轉以對衣物進行脫水時,噪音和振動將很成問題。因此,洗衣機可包含有平衡器,以防止因滾筒30和32的不平衡旋轉而產生的振動和噪音。上述平衡器可設置在滾筒30和32的前部部分或者后部部分,或者同時設置在滾筒30和32的前部部分和后部部分。這些平衡器被安裝到滾筒30和32上以減少不平衡。因此,平衡器的重心可以是能移動的。例如,平衡器可包括設于其中并具有預定重量的可動體以及這些可動體運動所沿循的通道。如果該平衡器可以是球平衡器(ball balancer),那么平衡器70、310和330 可包括設于其中的具有預定重量的球72、312和332以及這些球運動時所沿循的通道。更具體而言,這些球借助在滾筒30和32的旋轉期間產生的摩擦力而被旋轉,并且當滾筒旋轉時,這些球并非在滾筒中保持不動。因此,這些球以與滾筒的轉速不同的轉速旋轉。這里,由于與滾筒的內周面及設置在該內周面的升降器緊密接觸而產生的摩擦力,產生不平衡的衣物可能以與滾筒的轉速幾乎相同的轉速旋轉。這樣一來,衣物的轉速與這些球的轉速不同。在滾筒以相對低的速度旋轉的初始旋轉期間,衣物的轉速高于這些球的轉速, 具體而言,衣物的旋轉角速度更高。另外,這些球和衣物之間的相位差(其為相對于滾筒的旋轉中心的相位差)可能連續不斷地變化。因此,當滾筒的轉速逐漸提高時,這些球可在離心力作用下與通道的外周面緊密接觸。同時,這些球以預定的位置排列,該預定位置相對于衣物的相位差約為90°至 180°。如果滾筒的轉速為預定值或更高的話,該離心力逐漸增大,該外周面與這些球之間產生的摩擦力為預定值或者更大值,并且這些球可以與滾筒相同的速度被旋轉。此時,這些球以與滾筒相同的速度被旋轉,并保持相對于衣物具有90°到180°,優選為約180°的相位差的位置。在本發明的說明書中,如上文所述的處于預定位置的多個球的旋轉可被表達為“不平衡對應位置”或“平衡”。因此,在衣物導致的載荷集中于滾筒內部的預定部分的情況下,位于平衡器70、 310和330中的球可移動到不平衡對應位置以減小不平衡。以下,將描述根據上述實施例的、具有上述構造的洗衣機的控制方法。該洗衣機通常包括洗滌、漂洗和脫水三個循環,現在將參照相應附圖描述根據本發明的可應用于脫水循環的控制方法。圖4是示出了根據脫水循環的控制方法的滾筒轉速隨時間變化的曲線圖。根據圖 4,水平軸表示“時間”,豎直軸表示滾筒30和32的“轉速”,該“轉速”是RPM(每分鐘轉數) 的變化。參照圖4,根據本發明的脫水循環控制方法包括衣物分配步驟(S100)和脫水步驟 (S200)。衣物分配步驟(S100)使滾筒以相對低的速度旋轉從而使衣物均勻分布。脫水步驟(S200)使滾筒以相對高的速度旋轉以去除衣物中含有的水分。此處,這種衣物分配步驟和脫水步驟是針對其主要功能而命名的。這些步驟的功能可以不限于這些名稱上。例如, 衣物分散步驟可通過利用滾筒的旋轉而去除衣物的水分并同時分配衣物。構成本發明的控制方法的衣物分配步驟(S100)可包括濕衣物感測步驟(SllO)、 衣物松解步驟(S130)和不平衡感測步驟(S150)。脫水步驟(S200)可包括瞬態區域經過步驟(S210)和加速步驟(S230)。以下將分別描述以上每個步驟。一旦漂洗循環結束,位于滾筒30和32中的衣物被水分浸濕。當開始脫水循環操作時,控制部感測衣物的量,亦即位于滾筒30和32中的濕衣物量(SllO)。在洗滌循環的起始階段中測得的干衣物的量與含水分的濕衣物的量是不同的,這是為何要測量濕衣物的量的原因。所測得的濕衣物量可作為這樣一個要素使用該要素被用來基于瞬態區域經過步驟(S210)中的不平衡條件來確定滾筒加速的可容許條件或者決定在降低滾筒30和32的轉速之后(是否)再次實施衣物分配步驟。根據本發明的控制方法,當滾筒以通過加速一預定時段而達到的約100至IlOrpm 的恒定轉速旋轉之后再以降低的轉速旋轉時,測量處于滾筒30和32中的濕衣物量。如果滾筒的轉速降低,采用電阻制動。具體而言,濕衣物量是通過利用在使用于轉動滾筒30和 32的電機40和170加速時的加速周期旋轉(acceleration period rotation)的量、利用在使電機40和170減速時的加速周期旋轉的量以及所施加的直流電壓來測量的。在感測濕衣物量之后,控制部可執行衣物松解步驟(S130),該步驟用于將衣物在滾筒內部均勻地分布。衣物松解步驟使處于滾筒30和32內的衣物均勻分布,以防止衣物集中在滾筒中的特定區域,這種集中可使不平衡增大。如果不平衡增大,則在滾筒的RPM提高時噪音和振動將增大。衣物松解步驟以具有預定傾斜角的單個預定的方向使滾筒加速,并且該步驟一直執行到該RPM達到不平衡感測步驟的一轉速(其將于稍后描述)為止。因此,控制部感測滾筒的不平衡(S150)。如果衣物集中到滾筒30和32中的特定區域而并未均勻分布,當滾筒30和32的 RPM提高時不平衡增大,并且將產生噪音和振動。因此,控制部感測滾筒的不平衡并決定是否使滾筒加速。不平衡感測是利用滾筒30和32的旋轉期間的加速度的差異。即,基于所產生的不平衡的程度,滾筒沿重力方向向下旋轉時的加速度與其沿反向向上旋轉時的加速度是不同的。控制部通過利用諸如設置在電機40和170中的霍爾傳感器等速度傳感器來測量加速度的不同,以感測不平衡量。當感測到不平衡時,處于滾筒內的衣物與滾筒的內周面保持緊密接觸,即使在滾筒旋轉期間也不從內周面掉落。與這種情況對應的是,滾筒以接近于100 至IlOrpm的轉速旋轉。同時,當滾筒旋轉時,根據上述實施例的洗衣機可配備平衡器來降低因處于滾筒內部的衣物的不平衡而產生的噪音和振動。然而,平衡器的球可能成為與衣物一起作用到滾筒上的不平衡。尤其是,這些球隨著滾筒的旋轉而移動。因此,當配備了平衡器的洗衣機感測到不平衡時,可能具有看起來像具有預定周期的正弦波一樣的不平衡曲線。由此,在不平衡量像正弦波一樣周期性變化的情況下,滾筒的不平衡量不能夠通過預定的單個點處的不平衡量來簡單地確定。以下,將描述旨在解決該問題的本發明的控制方法。
圖5是示出當滾筒在配備有平衡器的洗衣機中旋轉時感測到的不平衡量的變化的曲線圖。水平軸是“時間”,豎直軸是“不平衡量”和“滾筒的RPM”。以下,將描述該洗衣機的控制方法,該方法用于基于類似具有周期性變化的不平衡的正弦波的不平衡曲線在預定時間段中的“不平衡最小值”和“不平衡最大值”中的至少一者來確定滾筒的不平衡量。參照圖5,在將滾筒的旋轉保持在第一轉速之后,控制部在一預定時間內確定不平衡波是增大還是減小,該第一轉速約為100至llOrpm,具體地為在圖5的時段1中。在滾筒剛好加速到預定的RPM之后,不平衡波是不穩定的,僅會產生錯誤。控制部在第一時段(時段1)中感測不平衡波的增大和減小,并且感測不平衡波中不平衡處于最小值和最大值的時刻。在此之后,控制部記憶“不平衡最小值”和“不平衡最大值”。即,當不平衡波增大時,控制部依次識別不平衡最大值和不平衡最小值。當不平衡波減小時,控制部依次識別不平衡最小值和不平衡最大值。例如,參照圖5中示出的不平衡波,“時段1”的不平衡波減小,并且控制部依次儲存當不平衡為“時段2”和“時段3”中的最小值和最大值時估測的值,作為不平衡最小值和不平衡最大值。因此,控制部儲存該不平衡最小值和該不平衡最大值這兩者的平均值作為滾筒的不平衡量。即,在滾筒以恒定RPM旋轉的情況下,控制部計算不平衡波的不平衡最小值和不平衡最大值,并確定出這兩個值的平均值以作為滾筒的不平衡量。因此,即使在不平衡量隨著不平衡波變化的情況下,仍能夠精確地確定不平衡量。控制部可從感測到不平衡最大/最小值的時刻起計算不平衡波的時段(period, 周期)。另外,控制部可基于從當在“時段3”中感測到不平衡最小值的時刻起計算出的時段來決定加速時間點。再次參照圖4,在濕衣物感測步驟(SllO)中感測到的濕衣物量和在不平衡感測步驟(S150)中感測到的不平衡量可被用作決定是否將滾筒30和32加速來經過瞬態區域的要素。具體而言,當感測到的具有預定量濕衣物的滾筒的不平衡量等于或大于參考不平衡值的情況下,如果滾筒在較高的轉速下被加速,則滾筒的振動和噪音將顯著增大且很難對滾筒加速。因此,控制部可儲存一參考不平衡值,其允許根據作為表格型數據的濕衣物量來加速。在此之后,控制部將感測到的濕衣物量和不平衡量應用到表格中并且決定是否將滾筒加速。即,當根據感測到的濕衣物量而測得的不平衡量等于或大于參考不平衡值的情況下,能夠確定不平衡量過大從而不能對滾筒加速,并且上述的濕衣物感測、衣物松解和不平衡感測步驟是重復進行的。如上文所述,濕衣物感測步驟、衣物松解步驟和不平衡感測步驟的重復可以持續進行到所感測到的不平衡量達到小于參考不平衡值的水平時為止。然而,如果洗衣機處于非正常狀態,或者衣物在滾筒中嚴重纏雜在一起,則感測到的不平衡量不能達到小于參考不平衡值的水平,這些步驟可能被重復。因此,優選的是如果滾筒在預定時間段內(例如在脫水循環開始后大于約20到30分鐘)未能加速,則控制部控制滾筒停止旋轉并且通知使用者脫水循環不完全正常。然而,根據上述基于平均值的感測不平衡量的方法,不平衡感測步驟必須要同時感測不平衡最小值和不平衡最大值。因此,當感測不平衡量時,需要花費很長時間等待通過不平衡波計算出不平衡最小值和不平衡最大值。以下將描述當感測不平衡量時減少耗時的方法。圖6和圖7分別為示出了具有不同型式(pattern)的不平衡波的曲線圖。參照圖6,控制部決定第一最大值是否等于或大于預設的“不平衡參考值(UB reference) 這里,當恒定轉速達到第一 RPM(RPM 1)時,第一最大值可以是在預設的時限中產生的最大值。不平衡參考值是這樣的數值,當該第一最大值等于或大于該不平衡參考值時,該不平衡參考值用于確定該不平衡波的不平衡是否大到允許該不平衡感測步驟完成。由此,如果第一最大值等于或大于不平衡參考值時,不平衡感測步驟結束,而不從不平衡波讀取不平衡最大值和不平衡最小值,并且濕衣物感測步驟、衣物松解步驟和不平衡感測步驟可以重復進行。如果第一最大值小于不平衡參考值,控制部可在預定的時限之后讀取下一個不平衡波的值。如果不平衡波的不平衡值在預設的時限內,則不平衡波是不穩定的,并且難以讀取精確的不平衡值。因此,如圖6所示,當不平衡波在預設的時限之后增大時,控制部確定該不平衡波是否達到“不平衡最大限度(UB max limit)”。例如,可將不平衡最大限度預設成約為允許滾筒加速的參考不平衡值的兩倍。由此,如果在不平衡波的增大中,不平衡值達到不平衡最大限度,那么平均值是該參考不平衡值或者更大值,即使具有的不平衡最大限度為“0”。如果在預設的時限之后,在不平衡波的增大中不平衡(值)達到不平衡最大限度,則控制部可能不再讀取不平衡波的不平衡值,而僅是結束不平衡感測步驟,并且控制部再次執行衣物松解步驟和不平衡感測步驟。這里,不平衡的不平衡最小值基本為“0”或者更大,并且優選的是不平衡最大限度預設為基本上低于參考不平衡量的兩倍的值。隨著不平衡波在預設的時限之后增大,在不平衡最大值小于不平衡最大限度(UB max limit)的情況下,控制部讀取不平衡最小值,并將這兩個值的平均值與參考不平衡量進行比較。圖7是示出了具有與圖6的型式不同的型式的不平衡波的曲線圖。參照圖7,控制部決定通過不平衡波計算的第一最大值是否為不平衡參考值或者更大值。在預設的時限之后讀取不平衡波的值的過程與圖6中的相同,因此將省略重復的描述。如果不平衡波在預設的時限之后減小,控制部決定不平衡波是否達到不平衡最小限度(UB min limit)。此時,可以適當地設置不平衡最小限度。例如,通過重復不平衡感測試驗而得到不平衡最大值的分布。圖8是示出不平衡最大值的分布的曲線圖。圖8的曲線圖中圖示的水平軸是不平衡最大值,豎直軸是對應的最大不平衡的百分比(%)。如圖8的曲線圖中所示,不平衡最大值(α)可出現在具有最大不平衡的50%到90%的帶中。用于計算與不平衡最大值的平均值(其對應于參考不平衡量)的不平衡最小值可基于最大的不平衡最大值(α)而計算,并且該不平衡最小值可被設定為不平衡最小限度。由此,如果在預設時限之后,在不平衡波的減小中不平衡值達到不平衡最小限度, 則控制部確定不平衡是否為參考不平衡量,而不讀取不平衡最大值,并且執行下一個步驟。 如果在不平衡最小值達到不平衡最小限度(UB min Limit)或者更大值的預設的時限之后不平衡波減小,則控制部讀取不平衡最大值,并將該最大值和該最小值的平均值與參考不平衡量比較。再次參照圖4,當根據感測到的濕衣物量所測得的不平衡量小于參考不平衡量的情況下,RPM的加速條件被滿足,并且控制部執行瞬態區域經過步驟(S210)。這里,瞬態區域是包括至少一個共振頻率的預定的RPM帶,該共振頻率根據洗衣機的系統而產生共振。當洗衣機的系統被確定時,瞬態區域是根據已確定的系統而產生的獨一無二的振動特性。瞬態區域根據洗衣機的系統的不同而可變。例如,瞬態區域包括根據第一實施例的洗衣機中的約200至270 RPM的范圍以及根據第二實施例的洗衣機中的約 200至350 RPM的范圍。圖9示出了表示質量與固有頻率的關系的曲線圖。假設在兩臺洗衣機的振動系統中,兩臺洗衣機分別具有質量m0和ml,并且最大的衣物容納量分別是Am。隨后,可分別以 Δη 和ΔηΠ為考慮因素來確定這兩臺洗衣機的過渡區域。在此情形中,將暫不考慮衣物中的含水量。同時,參照圖9,具有較小質量ml的洗衣機的過渡區域的范圍比具有較大質量mO 的洗衣機更大。即,當將衣物量的變化考慮在內時,隨著振動系統的質量變小,過渡區域的范圍變大。現在將評估現有技術的洗衣機與本實施例的洗衣機的過渡區域的范圍。現有技術的洗衣機具有這樣的結構在該結構中,振動會從滾筒傳遞到盛水桶而導致盛水桶振動。因此,考慮到現有技術的洗衣機的振動,盛水桶是不可缺少的。然而,盛水桶通常不僅具有其本身的重量,還在其前部、后部或周向表面具有多個用于平衡的實體配重部。由此,現有技術的洗衣機具有大的振動系統質量。與之相反的是,在本實施例的洗衣機中,由于盛水桶不僅不具有配重部,而且還借助支撐結構與滾筒相隔開,因此在考慮滾筒的振動時,可以不將盛水桶計算在內。因此,本實施例的洗衣機可具有相對小的振動系統質量。因此,參照圖9,現有技術的洗衣機具有質量mO,而本實施例的洗衣機具有質量 ml,最終使得本實施例的洗衣機具有更大的過渡區域。此外,如果簡單地考慮到衣物中的含水量,圖9中的Am將變得更大,導致過渡區域的范圍之差更大。并且,由于在現有技術的洗衣機中,即使水隨著滾筒旋轉而從衣物中脫出,水也會從滾筒落入盛水桶,因而通過脫水而減少的水的質量較小。由于考慮到振動因素,本實施例的洗衣機的盛水桶與滾筒彼此隔離,從滾筒脫出的水即時地影響滾筒的振動。 亦即,與現有技術的洗衣機相比,在本實施例的洗衣機中,水的質量變化的影響更大。基于上述原因,盡管現有技術的洗衣機具有約200 270rpm的過渡區域,根據本實施例的洗衣機的瞬態區域的起始RPM(每分鐘轉數)可以與傳統的洗衣機的瞬態區域的起始RPM相同。根據本實施例的洗衣機的瞬態區域的終止RPM可提高為大于通過將起始 RPM加上該起始RPM的約30%的數值而算得的RPM。例如,瞬態區域在通過將起始RPM加上該起始RPM的約80%的數值而算得的RPM處結束。根據本實施例,該瞬態區域可包括約 200 至!350rpm 的 RPM 帶。同時,通過降低滾筒的振動強度可以減小不平衡。為此,在滾筒的轉速進入過渡區域之前,執行平均分散(spreading)衣物(的步驟),以便盡可能地在滾筒內將衣物分散。
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在使用平衡器的情況下,可以考慮這樣一種方法滾筒的轉速經過過渡區域,同時設置在該平衡器中的可動體位于衣物的不平衡的相反側。在此情形下,優選的是在過渡區域的中間,可動體恰好位于不平衡的相反位置。然而,如上文所述,與傳統的洗衣機的瞬態區域相比,根據本實施例的洗衣機的瞬態區域相對較寬。因此,即使在低于瞬態區域的RPM帶實施了衣物的平均分散步驟或者球平衡(操作),但隨著滾筒轉速經過瞬態區域,衣物仍可能處于凌亂狀態,或者平衡可能失靈。因此,在滾筒轉速經過瞬態區域之前或同時,在根據本實施例的洗衣機中可以實施至少一次平衡。這里,平衡可被定義為滾筒在一預定時段中以恒速旋轉。這種平衡允許平衡器的可動體僅為了減小不平衡量而到達衣物的相反位置,引申地說,達到衣物平均分散的效果。最后,在滾筒轉速經過瞬態區域的同時實施平衡,并且可防止因瞬態區域的擴展而產生噪音和振動。這里,當在滾筒轉速經過瞬態區域之前實施平衡時,可在與傳統洗衣機的RPM不同的RPM帶中實施平衡。例如,如果瞬態區域起始于200RPM,則在低于約150 RPM的RPM帶內實施平衡。由于傳統的洗衣機具有相對較窄的瞬態區域,即使在低于約150 RPM的RPM 條件下實施平衡,滾筒轉速經過該瞬態區域也并不困難。然而,如上文所述,根據本實施例的洗衣機具有相對寬的擴展瞬態區域,如果在像傳統的洗衣機那樣低的RPM條件下實施平衡的話,則在經過瞬態區域的滾筒轉速下實施平衡就可能會造成可動體的位置混亂。因此, 當在滾筒轉速進入瞬態區域之前實施平衡時,與傳統的洗衣機相比,根據本實施例的洗衣機的平衡RPM可以提高。亦即,如果確定了瞬態區域的起始RPM,則在比通過從起始RPM減去該起始RPM的約25%的數值而算得的RPM更高的RPM帶中實施平衡。例如,瞬態區域的起始RPM為約200 RPM,則可在高于150 RPM而低于200RPM的RPM帶中實施平衡。此外,可在平衡期間測量不平衡量。也就是說,控制方法還可包括在平衡期間測量不平衡量并且將測得的不平衡量與允許滾筒加速的容許的不平衡量比較的步驟。如果測得的不平衡量小于容許的不平衡量,在平衡之后滾筒加速以離開瞬態區域。相反,如果測得的不平衡量為容許的不平衡量或者更大,可再次執行衣物分散步驟。在這種情況下,容許的不平衡量可不同于允許初始加速的容許的不平衡量。S卩,當滾筒30和32的轉速經過瞬態區域時,在洗衣機中發生共振,并且洗衣機產生相當大的噪音和振動。洗衣機的噪音和振動會給使用者造成不舒適的感覺,還會妨礙滾筒的加速。因此,當滾筒的轉速經過瞬態區域時,可在瞬態區域中合適地調整加速斜度 (acceleration inclination),使得在滾筒30和32的加速期間保持盡可能小的噪音和振動。同時,由于滾筒30和32在轉速經過瞬態區域的同時加速,滾筒30和32的不平衡量可由于外界所施加的非期望的震動而增大。如果滾筒30和32的不平衡量為預定值或更大,噪音將顯著增大,并且難以使滾筒連續地加速。因此,當轉速經過瞬態區域時,控制部可連續地感測滾筒30和32的不平衡量。另外,在洗衣機的滾筒中設置振動傳感器,以允許控制部在瞬態區域中感測滾筒的振動。尤其是,設置在盛水桶的振動與滾筒的振動分隔開的洗衣機中的盛水桶為固定安裝,而僅滾筒振動。因此,當轉速經過瞬態區域時,有必要由控制部連續地感測滾筒30和32的不平衡量,以防止滾筒和盛水桶之間接觸。在經過瞬態區域的步驟中感測到的滾筒30和 32的振動和/或不平衡量為預定值或更大,則控制部降低滾筒30和32的轉速,并重復上述的濕衣物感測步驟、衣物松解步驟和不平衡感測步驟。在轉速經過瞬態區域之后,控制部執行平衡步驟(232)。如上文所述,應用根據本發明的控制方法的洗衣機可包括平衡器310和330以避免因不平衡產生的噪音和振動。設置在平衡器310和330中的多個球移動到不平衡對應位置以減小不平衡。當滾筒被加速旋轉而不是以恒速旋轉的同時,這些球可以更順利地移動, 并且在高轉速下這些球可以比在低轉速下更為平滑地移動。因此,在滾筒以相對高的轉速轉動的情況下,這些球不能準確地移動到不平衡對應位置。為此,根據本發明的控制方法可包括平衡步驟,該平衡步驟被配置為在轉速經過瞬態區域之后使這些球能夠移動到不平衡對應位置。在此情況下,可將執行平衡所需的RPM設定為高于洗衣機的瞬態區域。在RPM較低時執行平衡是更有利的。如果滾筒30和32的RPM再次降低到低于瞬態區域以執行平衡步驟時,將出現因共振而產生的噪音和振動。因此,優選的是平衡步驟在高于瞬態區域的RPM 下執行。例如,根據本發明的控制方法的平衡步驟可在第二轉速下,即350至400 RPM下執行。如上文所述,在執行至少一次平衡之后,控制部控制滾筒30和32的RPM增加至目標RPM,以去除水分。在此情況下,控制部在預定的時段內將滾筒的轉速恒定地控制在該目標RPM,使得水分可從衣物中順利地移除。首先,將參照圖10描述根據本發明的該實施例的洗衣機的振動特性。隨著滾筒轉速增大,會形成具有高振幅的不規則瞬態振動的區域(以下稱之為 “瞬態振動區域”)。在振動過渡到穩態振動區域(以下稱之為“穩態區域”)之前,具有高振幅的該瞬態振動區域不規則地出現,并且具有在設計振動系統(洗衣機)時即已確定的振動特性。盡管對于不同類型的洗衣機,該瞬態振動區域是不同的,但瞬態振動在約200rpm 至270rpm的范圍內出現。瞬態振動被認為是由共振引起的。因此,有必要通過考慮在瞬態振動區域進行有效的平衡這一因素來設計平衡器。同時,如上文所述,在根據本發明的實施例的洗衣機中,振源(即電機和與該電機連接的滾筒)通過后襯墊250與盛水桶12連接。因此,在滾筒中發生的振動極少傳遞到盛水桶,并且滾筒由減振裝置和懸置單元180通過軸承座400支撐。因此,盛水桶12能夠直接固定到機殼110,無需設置任何減振裝置。作為本發明的發明人研究的結果,在根據本發明的洗衣機中出現了通常不會觀察到的振動特性。根據普通的洗衣機,在經過瞬態振動區域后振動(位移)變得穩定。然而, 在根據本發明的該實施例的洗衣機中,可能會產生在經過瞬態振動區域后振動變得穩定并且再次變大(以下稱為“不規則振動”)的區域。例如,若在低于瞬態區域的RPM帶(band) 內產生最大或者更大的滾筒位移,或者在高于瞬態區域的RPM帶內的穩態階段產生最大或者更大的滾筒位移,則確定產生了不規則振動。或者,如果產生了瞬態區域中的平均滾筒位移、產生了該瞬態區域中的平均滾筒位移的+20%至-20%的范圍內的位移、或者產生了大于或等于該瞬態區域的固有頻率內的最大滾筒位移的1/3的位移,則可以確定產生了不規則振動。
然而,作為研究的結果,不規則振動發生在高于瞬態區域的RPM帶中,例如發生在約350rpm至IOOOrpm轉速范圍內的區域(以下稱之為“不規則振動區域”)。不規則振動可能是由于平衡器、減振系統和后襯墊的使用而導致的。因此,在這種洗衣機中,需要兼顧不規則振動區域以及瞬態振動區域來設計平衡器。例如,平衡器被設置為球平衡器,則優選兼顧不規則振動區域以及瞬態振動區域來選定該平衡器的結構,即球的尺寸、球的數量、滾道的形狀、油的粘度和油的充注量。當以瞬態振動區域和/或不規則振動區域,尤其是以不規則振動區域作為考慮因素時,球平衡器具有255. 8 mm的較大直徑以及對9. 2 mm的較小直徑。滾道的容納球的空間的截面積為 411.93mm2。前部和后部的球的數量分別為14,球的尺寸為19. 05 mm。例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)的硅基油用作上述油。優選地,油在室溫下的粘度為300 CS,充注量為350cc。除了平衡器的結構之外,出于控制方面的考慮,優選兼顧不規則振動區域以及瞬態振動區域。例如,為防止不規則振動,如果是確定不規則振動區域,則可在滾筒轉速經過不規則振動區域之前、經過的同時或經過之后至少實施一次平衡。這里,如果滾筒的轉速相對高,則可能不能夠恰當地實施平衡器的平衡,并且可能要在降低滾筒轉速的情況下實施平衡,然而,如果將滾筒的轉速降低到低于瞬態區域來實施平衡,則該轉速必須再次經過瞬態區域。在降低滾筒的轉速來實施平衡的情況下,被降低的轉速可高于瞬態區域。對本領域技術人員而言顯而易見的是,在本發明中能夠做出不背離本發明的宗旨或范圍的各種更改和變型。因此,如果這類更改和變型落入隨附的權利要求書及其等同物的范圍之內,則本發明旨在涵蓋本發明的這些更改和變型。工業實用性本發明具有工業實用性。根據上述的本發明的控制方法,能夠計算出在包含球平衡器的洗衣機中產生的不
平衡量。此外,可基于上述不平衡量,在較短時間內決定是否提高或降低滾筒的速度。
權利要求
1.一種包括平衡器的洗衣機的控制方法,該控制方法包括基于不平衡波在預定時間段中的不平衡最小值和不平衡最大值中的至少一者來確定滾筒的不平衡量。
2.根據權利要求1所述的控制方法,其中,該控制方法還包括 識別該不平衡波的不平衡最大值和不平衡最小值;以及確定該不平衡最大值和該不平衡最小值的平均值為該滾筒的不平衡量。
3.根據權利要求2所述的控制方法,其中,該控制方法包括在使該滾筒以預定的恒定RPM旋轉一預定的時限之后,識別該不平衡波的不平衡最大值和不平衡最小值。
4.根據權利要求3所述的控制方法,其中,當該不平衡波增大時,依次識別該不平衡最大值和該不平衡最小值,并且當該不平衡波減小時,識別該不平衡最小值和該不平衡最大值。
5.根據權利要求3所述的控制方法,其中,當該預定的時限之前通過該不平衡波計算的最大值為預定的參考值或更大時,結束不平衡感測步驟,并且執行衣物松解步驟及不平衡感測步驟。
6.根據權利要求3所述的控制方法,其中,在該預定的時限之后,基于預設的不平衡限定值來結束不平衡感測步驟,并且執行衣物松解步驟及不平衡感測步驟或者執行脫水步馬聚ο
7.根據權利要求6所述的控制方法,其中,如果該不平衡波在增大時達到不平衡最大限定值,則結束不平衡感測步驟,并且執行該衣物松解步驟及不平衡感測步驟。
8.根據權利要求6所述的控制方法,其中,如果該不平衡波在減小時達到不平衡最小限定值,則結束不平衡感測步驟,并且執行該脫水步驟。
9.根據權利要求3所述的控制方法,其中,該不平衡波的周期是通過該不平衡最大值和該不平衡最小值之間的時間差而識別的。
10.根據權利要求9所述的控制方法,其中,滾筒速度的加速點是基于該周期而確定的。
11.根據權利要求1所述的控制方法,其中,該洗衣機包括驅動單元,該驅動單元包括 軸,連接到滾筒;軸承箱,用以可旋轉地支撐該軸;以及電機,用以轉動該軸,并且該洗衣機包括連接到該驅動單元的懸置組件。
12.根據權利要求1所述的控制方法,其中,該洗衣機包括后襯墊,其用于密封以防止洗滌水從驅動單元和盛水桶之間的空間中滲漏,并用于使該驅動單元能夠相對于該盛水桶移動。
13.根據權利要求1所述的控制方法,其中,與由懸置組件支撐的滾筒相比,盛水桶被更為剛性地支撐。
14.一種包括平衡器的洗衣機的控制方法,該控制方法包括感測滾筒的不平衡量,其中,當在一預定時限之前產生的最大值為預定的參考值或更大時,結束不平衡感測步驟,并執行衣物松解步驟及不平衡感測步驟,在該預定時限中,該滾筒的速度達到預定的RPM,以使該滾筒在不平衡感測步驟中以恒定速度旋轉。
15.根據權利要求14所述的控制方法,其中,在該時限之后基于一預設的不平衡限定值而結束不平衡感測步驟,并且執行衣物松解步驟及不平衡感測步驟,或者執行脫水步驟。
全文摘要
本發明公開了一種洗衣機的控制方法。這種包含平衡器的洗衣機的控制方法包括不平衡感測步驟,其中該不平衡感測步驟識別不平衡波的不平衡最大值和不平衡最小值,并且該不平衡感測步驟確定設置于該洗衣機中的滾筒所產生的不平衡的不平衡最大值和不平衡最小值這兩者的平均值。
文檔編號D06F37/22GK102549208SQ201080042483
公開日2012年7月4日 申請日期2010年8月27日 優先權日2009年8月27日
發明者具本權, 張宰赫 申請人:Lg電子株式會社