CN102888735B - 洗涤设备的振动控制 - Google Patents

Abstract

描述了在洗涤设备（例如洗衣机或烘干机）处于旋转循环中时检测高共振频率、并在随后的旋转循环中避免那些频率以及接近那些频率的频带（例如处于该共振频率的任一侧的75rpm）的方法和系统。本发明的方面还提供对洗涤设备的设置是否已经改变（例如由于物理位置或设置的改变）进行检测，并且提供在检测到新设置时对共振频率或已知的高振动速度进行重新校准。本发明的方面认为使振动最小化的解决方案并不是必需的。无需为了使洗涤设备适当工作而对振动进行优化或使振动最小化，而是确保洗涤设备不会以引起过度振动的速度来旋转滚筒就足够了。

Description

洗涤设备的振动控制

本申请是申请日为2009年3月25日、申请号为200980113132.2、发明名称为“洗涤设备的振动控制”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明主要涉及诸如洗衣机和干衣机之类的衣物洗涤设备。更具体来说，本发明提供了一种方法和系统，用于在洗涤设备中在旋转循环期间避免最大振动级，并且用于在洗涤设备的安装已被改变且需要重新校准振动级时进行检测。

背景技术

清洗机和烘干机这样的洗涤设备通常包括大致呈圆筒状的滚筒，该滚筒用于容置正在该设备中洗涤和/或烘干的物品。通常使该滚筒旋转，有时以极高速旋转，以便在该设备中洗涤、搅动、漂洗、甚至是烘干物品。当该滚筒以高速旋转时，例如，当该滚筒以产生该设备的共振频率的速度旋转时，该滚筒可能在该设备内产生振动。剧烈的振动会妨碍洗涤设备的效率，并且在极端的情况下甚至导致损坏该洗涤设备。

在先解决方案包括试图使振动最小化，以使振动对于洗涤设备的冲击最小化。例如，美国专利No.5,930,855描述了一种用于优化洗衣机桶（滚筒）的旋转速度从而使洗衣机振动最小化的方法和系统。但是这种解决方案将过多的资源用以发现最佳旋转速度以使机器振动最小化。

发明内容

以下呈现本发明的简明概要，以便提供对于本发明的一些方面的基本理解。该概要并不是本发明的广泛概述。该概要无意于标识本发明的关键性的或必要的元件、或者描绘出本发明的范围。以下概要仅以简明的形式呈现本发明的一些概念作为下面所提供的更为详细的描述的序言。

为了克服上述现有技术中的局限性，并且为了克服在阅读和理解本说明书时将明白的其它局限性，本发明的各方面涉及一种方法和系统，其在洗衣机或其它洗涤设备处于旋转循环中时检测高共振频率，并在随后的旋转循环中避免那些频率以及接近那些频率的频带（例如，处于共振频率的任一侧的75rpm）。本发明的各方面还提供一种用于检测洗衣机的设置是否已经改变（例如，由于从一个安装位置至另一个安装位置的移动），并允许在检测到新设置时重新校准共振频率的方法和系统。

发明人实现了本发明的各方面，发明人计划在无需优化振动或使振动最小化以使洗涤设备适当工作的情况下，不必使振动最小化，而是足以确保洗涤设备不会以导致过度振动的速度旋转滚筒。即，一些振动是可接受的，并且通过利用于此所述的避振而不是现有技术的振动最小化技术，可使处理器资源最小化，从而降低费用。

本发明的第一方面提供了一种避免高振动级的洗涤设备。该洗涤设备可包括处理器，其控制该设备的一个或多个操作；和存储器，其存储计算机可读指令，当由该处理器执行这些计算机可读指令时，所述计算机可读指令将该设备配置成避免高振动级。该洗涤设备通过在检测到最大振动级的第一旋转循环期间识别谐波速度来避免高振动级。当用于随后的循环的设定旋转速度处于谐波速度的预定的范围内时，该洗涤设备将该旋转速度调节为处于该谐波速度的预定的范围之外。随后，该洗涤设备基于调节后的旋转速度来完成随后的旋转循环。还描述了一种互补的方法。

本发明的第二方面提供了一种洗涤设备，当该洗涤设备检测到设备的谐波速度或设备的安装已经改变时，该洗涤设备重新校准已知的高振动速度（其可如于此所述的那样用于避振）。该洗涤设备可包括：滚筒容器，用于接收将要在该洗涤设备中被洗涤的一个或多个物品；马达，其连接于滚筒，从而在致动该马达时，该马达使滚筒旋转；控制器，其将指令发送至马达以便在旋转循环期间以可控的方式以由控制器规定的一个或多个速度旋转滚筒；以及存储器，其存储计算机可读指令，当控制器执行该计算机可读指令时，该计算机可读指令将该洗涤设备配置成重新校准振动设定。在一个实施方式中，洗涤设备在第一旋转循环期间确定洗涤设备的机器谐波速度。当检测到用于在第一旋转循环之后的多个连续的旋转循环中的每一个的循环谐波速度不同于机器谐波速度时，并且进一步当检测到用于从这多个连续的旋转循环中的第二旋转循环开始的多个连续的旋转循环中的每一个的循环谐波速度处于用于这多个连续的旋转循环中的第一旋转循环的循环谐波速度的预定的范围内时，所述洗涤设备将该机器谐波速度调节为与这多个连续的旋转循环中的第一旋转循环的循环谐波速度相同。还描述了一种互补的方法。

当在参看附图的情况下阅读下面的详细说明时，将容易地理解本发明的这些和其它方面。

附图说明

对于本发明及其优点的更为全面的理解可在考虑附图的情况下参照下列说明而获得，在附图中，相同的附图标记表示相同的特征，并且其中：

图1示出了洗涤设备的结合有本发明的一个或多个说明性方面的示意图。

图2示出了一种根据本发明的一个或多个说明性方面的用于确定高振动级并基于检测新的高振动级而重新校准高振动级的方法。

图3示出了一种根据本发明的一个或多个说明性方面的用于避免在先检测到的高振动级的方法。

具体实施方式

在下列对于各种实施方式的描述中，参照了附图，这些附图形成了该说明的一部分，并且在附图中以说明的方式示出了可实施本发明的各种实施方式。要理解的是，可利用其它实施方式，并可在不脱离本发明的范围的情况下作出结构性的改变和功能性的改变。

如上所示，并参照图1，本发明的方面提供了一种方法和系统，其检测洗衣机101或其它洗涤设备在旋转循环期间的高共振频率。洗衣机101随后在稍后的旋转循环中避免该高振动频率，以及接近该频率的频带（例如，处于该共振频率的任一侧的75rpm）。本发明的方面还提供了一种方法和系统，用于检测洗衣机101的设置是否已经改变（例如，由于从一个安装位置至另一个安装位置的移动），并且在检测到新的设置时允许重新校准共振频率。尽管在整个说明书中出于说明的目的使用洗衣机进行说明，但于此所述的原理同样适用于并且意欲涵盖包括旋转滚筒的其它类型的设备。

洗衣机101可包括提供一个或多个控制器的用户界面面板103，用户能够通过该用户界面面板103来控制该洗涤设备。例如，在诸如洗衣机101这样的洗衣机上，控制器可包括一个或多个转盘、按钮、显示屏、指示灯等，用户能够通过这些控制器来选择负荷大小（例如，小、中、大等）、负荷类型（例如，柔和、棉、免烫等）、预洗参数（例如，无、短时间浸泡、长时间浸泡等）、织物柔软剂参数、以及能够由用户选择的任一其它的循环变量。

洗衣机还包括滚筒105，滚筒105基于从马达107接收的输入而旋转。马达107可以是能够在滚筒105充满或部分充满衣物（或者意欲与可应用设备一起使用的其它物品）时使滚筒105旋转的任何类型的马达，并且可包括电驱动马达、机械驱动马达、机电驱动马达、和/或磁驱动马达。马达107由中央处理器（CPU）/控制器109控制，该CPU/控制器109控制洗衣机101的全面运转。控制器109可读取和处理来自存储器111的例如在软件、硬件、固件等中存储为计算机可读指令之类的指令。即，本发明的一个或多个方面可具体实现为由一个或多个计算机或其它装置执行的例如一个或多个程序模块中的计算机可用数据和计算机可执行指令。通常，程序模块包括例行程序、编制程序、数程体、程序基本部分、数据结构等，它们在被计算机或其它装置中的处理器执行时执行特定的任务或实现特定的抽象数据类型。计算机可执行指令可被存储在诸如硬盘、光盘、可移动存储介质、固态存储器、随机存取存储器（RAM）等之类的计算机可读介质上。如将由本领域技术人员所理解的那样，可在各种实施方式中根据需要结合或分配程序模块的功能。此外，该功能可完全或部分地具体表现在诸如集成电路、现场可编程门阵列（FPGA）等之类的固件或硬件中。特定的数据结构可用于更为有效地执行本发明的一个或多个方面，并且设想这种数据结构处于在此所述的计算机可执行指令和计算机可用数据的范围内。

洗衣机101还可包括机械振动仪113以便在运转期间检测洗衣机的振动。可替代地，可使用检测和/或感应振动的任意传感器。机械振动仪113的输出能由控制器109基于从存储器111所读取的指令而使用。洗衣机101当然可包括诸如给皂器、水位控制器等之类的其它部件和子系统。但是这种特征与本发明的范围无关，因而无需在此进一步讨论。

图2示出了一种用于在例如洗衣机101的滚筒105这样的洗涤设备滚筒处于旋转循环中时确定高共振频率的方法。术语高共振频率、高振动级和谐波速度在此是可互换使用的，并且指的是洗衣机在其机器振动最大时的状态，最大机器振动通常发生于洗衣机的共振频率下。此外，下列一套方法是相对于执行特定行为的洗衣机101来进行说明的。应该理解的是，该洗衣机是在控制器109的控制下运转的，并且事实上，可能正是控制器109采取某些行为或使洗衣机以所述方式运转。

如在图2中所使用的那样，VS表示在当前循环期间的最大振动速度；HS表示洗衣机的已知的谐波速度；CC表示计数器以识别洗衣机的安装设置已经改变的时间；DS表示当前滚筒速度；NVS表示在洗衣机检测到在谐波速度下并未发生旋转期间的最大振动时的新的振动速度；以及SS表示用于旋转循环的预期旋转速度，如由控制器109所确定的那样。

最初，在步骤205中，洗衣机101对用于新的旋转循环的、包括SS、VS、HS和CC在内的相关变量进行初始化。即，洗衣机使用图3中所述的一套方法（下文中描述）、基于用于当前所洗衣物的负荷的循环变量来查找预期或期望的旋转速度。循环变量（例如，负荷大小、类型等）可经由控制面板103而被接收作为用户输入，或者可通过洗衣机101中的一个或多个传感器或算法而被自动检测到或自动确定。洗衣机101在启动新的旋转循环之前重置最大振动速度VS，这是由于该变量VS将被用于监控在当前旋转循环期间达到最大振动时的速度。洗衣机101读取和/或存储供将来参考所用的已知的谐波速度HS，以及变更计数器变量CC。

在步骤210中，洗衣机101判定预期的旋转速度是否大于一阈值水平，低于该阈值水平，洗衣机就会忽略机器振动。在本示例中，该阈值水平为400RPM。即，当洗衣机101以低于400RPM的旋转速度来旋转滚筒105时，洗衣机101不会追踪机器振动，这是因为所公知的是，当滚筒速度低于该阈值水平时，振动不会引起问题。

当SS高于该阈值水平时，在步骤215中，洗衣机使滚筒105加速至期望速度，并且从机械振动仪113周期性地读取或接收数据，以确定在旋转循环期间振动最大时的速度。洗衣机101在VS变量或数据结构中存储旋转循环期间振动最大时的速度以及由机械振动仪检测到的振动级。在步骤220中，洗衣机101使滚筒105旋转如由控制器109基于循环变量所确定的指定的时间量。在旋转循环的末端，洗衣机101在步骤225中使滚筒105减速。如在步骤230中所判定，如果旋转速度低于该阈值水平（在此为400RPM），则该方法终止，这是由于洗衣机不会基于所检测到的低于400RPM的振动来追踪或更新谐波速度。

当旋转速度高于该阈值水平时，洗衣机101进行至步骤230-270以判定洗衣机的安装是否已经改变，并且如果已经改变，则还判定是否应该改变已知的谐波速度。在步骤230中，洗衣机101判定谐波速度HS是否为零，即，洗衣机是否是新的、从未在用户环境中运行过、和/或已经被重置为工厂默认设置。即，用户、安装者或技术工人所用的初始化程序的一部分可能包括重置谐波速度变量。可在日常维护期间或在需要时由用户将HS设定为零。无论为何HS为零，当HS为零时，将谐波速度HS设定为等于最大振动速度VS，并且该方法终止。

可替代地，当已经预先设定了谐波速度HS时，洗衣机对照刚刚完成的旋转循环所用的最大振动速度VS并在步骤240中将该最大振动速度VS与该谐波速度相比较。在步骤240中，洗衣机101判定最新检测到的最大振动速度VS是否处于已知的谐波速度的预定的范围内，例如，是否处于谐波速度HS的50RPM内。该预定的范围用于在谐波速度的附近形成“溢出区”，这是由于谐波速度实际上可能因为不同循环而略有改变，然而谐波速度通常基本上不会改变，除非洗衣机的安装已经改变，例如，由于被从地下室的混凝土楼板移至住宅上层的木质底层地板。但是，如同在下文中进一步说明的那样，即使谐波速度在单次循环期间发生异常变化而超出预定的范围，变更计数器变量也必须仍旧在谐波速度将被改变之前达到预定值。

如在步骤240中所判定，如果刚完成的循环所用的最大振动速度VS处于谐波速度HS的预定的范围内，则该方法在不对谐波速度HS或变更计数器CC作出任何改变的情况下终止。但是，如果最大振动速度VS不处于谐波速度HS的预定的范围内，则洗衣机101在步骤245中进行检查以确定新振动速度NVS变量是否为零，即，这是否是洗衣机第一次检测到不同于谐波速度HS的高振动速度。如果NVS为零，则洗衣机101在步骤250中将NVS设定为与在刚完成的旋转循环期间所检测到的最大振动速度相等、将变更计数器重置为1、并且终止。

如果新振动速度NVS不为零，即，洗衣机已经在先检测到不同于谐波速度HS的、在旋转循环期间达到最大振动的速度，则洗衣机101在步骤255中判定最大振动速度VS是否处于预定的范围内，例如，是否处于新振动速度NVS的50RPM内。出于与在步骤240中将最大振动速度VS同谐波速度HS相比较的相似原因，即，由于最大振动速度VS可能因为不同循环而略有改变，但是它不应该大幅度地改变，除非机器安装或设置已经改变，所以使用所述预定的范围。

如果最大振动速度VS不处于在先已知的新振动速度NVS的预定的范围内，则该方法返回到步骤250，在步骤250处，将新振动速度NVS设定为与最大振动速度VS相等、将变更计数器CC重置为一（1）、并且该方法终止。如在步骤255中所判定，如果最大振动速度VS处于新振动速度NVS的预定的范围内，则在步骤260中，洗衣机101使变更计数器增加一。即，变更计数器CC表示连续循环的数目，在这些连续循环期间，洗衣机已经检测到相对恒定的新振动速度，即，速度全都处于预定的范围内。

在步骤265中，洗衣机判定变更计数器CC是否至少是10，即，在连续九（9）次旋转循环中，洗衣机101已经检测到最大振动发生于不同于谐波速度的速度处，并且已经检测到其它速度已保持恒定（或者至少处于其自身的预定的范围内）。当满足步骤265的条件时，随后在步骤270中洗衣机101基于新振动速度NVS设定谐波速度HS，并重置变更计数器CC。该方法随后终止旋转循环程序。如果在步骤265中变更计数器尚未达到十（10），则该方法同样终止该旋转循环程序。

图2的这套方法意欲表示一种用于监控和改变洗衣机的最大振动速度、谐波速度、或共振频率的可能的实施方式，并且可替代地，可使用其它方法。图2中的一个或多个步骤可以是任选的，并且可以不同于所述的它们的次序来执行这些步骤。每个步骤中的功能均可被组合，或者可以被分为更细的水平。阈值和/或预定的范围可从上述的阈值和/或预定的范围修改得到。例如，基于这样的阈值的确定：即，低于该阈值则振动基本不妨碍机器功能，步骤210中的阈值旋转值可以是400RPM、350RPM、450RPM、或者任意其它的预期值。此外，预定的范围可以加上或减去50RPM、加上或减去75RPM、加上或减去100RPM，或者可以是任意其它期望范围、或者甚至是加上和减去不同值的范围，例如加上75RPM并减去50RPM的范围。可使用任意可计算的范围。变量名仅是代表性的，并且只要替代性变量表示同一功能或含义，就可改为使用替代性名称。

例如，上述方法在最大振动速度VS不处于NVS的预定的范围内时自动改变预期的新谐波速度NVS。然而，单个循环的VS的改变可以是不规则的或者是外部输入的结果，所述外部输入例如为洗衣篮或洗涤剂的盒子搁置在洗涤设备的顶部上，从而改变该设备的振动特性。由此，在替代实施方式中，上述方法可结合有第二计数器，该第二计数器对已经连续检测到多少次最大振动速度VS（处于预定的范围内，与上述情况相似）进行追踪，并且仅在已经连续检测到最大振动速度VS预定次数例如连续两次、连续三次等之后改变NVS。对于该方法的调整可包括，在新振动速度NVS不处于在先已知的新振动速度NVS的范围内并且还处于谐波速度HS的范围外的情况下，则可以使变更计数器递增，使第二（新的）计数器递增并且保存第二可能的新振动速度以供将来参考。在该第二新振动速度持续达预定循环数的情况下，则该第二新振动速度取代第一新振动速度。在第二新振动速度未持续的情况下或者在第二新振动速度取代第一新振动速度的情况下，则将第二计数器和第二新振动速度清零。当根据本节内容改变新振动速度NVS时，可以重置也可不重置变更计数器CC。

图3示出了根据本发明的一个或多个方面的一种用于避免最大振动速度或谐波速度的方法。最初，在步骤305中，洗衣机101查找或以其它的方式确定期望的旋转速度SS。洗衣机101可基于用于该设备中衣物或其它物品的当前负荷的一个或多个循环变量来确定旋转速度。循环变量（例如，负荷大小、类型等）可经由控制面板103接收作为用户输入，或者可由洗衣机101中的一个或多个传感器或由洗衣机101所使用的一个或多个算法自动检测或确定。

在步骤310中，洗衣机101判定期望的旋转速度是否处于由洗衣机的已知谐波速度所限定的谐波带内（如果尚未设定谐波速度，则可跳过步骤310-325）。谐波带可通过谐波速度HS加上或减去预定的范围，例如HS加上或减去75RPM来限定。如上参照图2所述，可使用其它值和范围。

如果旋转速度SS不处于谐波带内，则图3的方法终止并将旋转速度SS返回至洗衣机以在旋转循环中使用。然而，如果旋转速度处于谐波带内，则在步骤315-325中，洗衣机101根据原来的旋转速度是高于还是低于已知谐波速度而将旋转速度调节为超出谐波带的上边界或下边界。如果原来预期的旋转速度如在步骤315中所判定的那样高于谐波速度、但仍旧如通过步骤310所判定的那样处于谐波带内，则洗衣机101在步骤320中将旋转速度SS调节为超出谐波带的上边界（除非该上边界超出了可用于给定模型的最大旋转速度，在该情况下，将旋转速度调节为用于该模型的最大可允许旋转速度）。类似地，如果原来预期的旋转速度如在步骤315中所判定的那样低于谐波速度、但仍旧如通过步骤310所判定的那样处于谐波带内，则洗衣机101在步骤325中将旋转速度SS调整为超出谐波带的下边界。常规程序随后终止并将该调节后的旋转速度返回至洗衣机以在旋转循环期间使用。

尽管已经以针对结构特征和/或方法指令的语言描述了该主题，但应当理解的是，在所附权利要求中所限定的主题无需被限定于上述具体特征或指令。相反，上述具体特征和指令是被作为实现权利要求的示例形式而公开的。

Claims (6)

1.一种用于调节洗涤设备的谐波速度的方法，所述洗涤设备包括可旋转的滚筒，当所述滚筒由马达致动时，所述滚筒在每个旋转循环期间以由控制器所规定的速率旋转，所述方法包括：

在所述洗涤设备的第一旋转循环期间，确定振动最大时的第一谐波速度；以及

将当前的谐波速度参数设定为与所述第一谐波速度相等；

其特征在于，所述方法还包括：

在所述第一旋转循环之后的第二旋转循环期间，确定振动最大时的第二谐波速度不同于所述第一谐波速度；

当在确定所述第二谐波速度的旋转循环之后的多个连续的旋转循环中的每一个旋转循环期间检测到振动最大时的速度处于所述第二谐波速度的预定的范围内时，将所述当前的谐波速度参数调节为与所述第二谐波速度相等。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个连续的旋转循环包括至少十个旋转循环。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定的范围处于50RPM内。

4.一种洗涤设备，所述洗涤设备包括：

滚筒容器，所述滚筒容器用于接收将要在所述洗涤设备中洗涤的一个或多个物品；

马达，所述马达连接于滚筒，从而在致动所述马达时，所述马达使所述滚筒旋转；以及

控制器，所述控制器将指令发送至所述马达以在旋转循环期间以由所述控制器所规定的一个或多个速度来可控地旋转所述滚筒；

存储器，所述存储器存储计算机可读指令，当通过所述控制器执行所述计算机可读指令时，所述计算机可读指令将所述洗涤设备配置成：

在所述洗涤设备的第一旋转循环期间，确定振动最大时的第一谐波速度；以及

将当前的谐波速度参数设定为与所述第一谐波速度相等；

其特征在于，所述洗涤设备还配置成：

在所述第一旋转循环之后的第二旋转循环期间，确定振动最大时的第二谐波速度不同于所述第一谐波速度；以及

当在确定所述第二谐波速度的旋转循环之后的多个连续的旋转循环中的每一个旋转循环期间检测到振动最大时的速度处于所述第二谐波速度的预定的范围内时，将所述当前的谐波速度参数调节为与所述第二谐波速度相等。

5.如权利要求4所述的洗涤设备，其中，所述多个连续的旋转循环包括至少十个旋转循环。

6.如权利要求4所述的洗涤设备，其中，所述预定的范围处于50RPM内。