CN103789962A - 衣物处理机及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种衣物处理机及其操作方法。操作衣物处理机的方法包括：使滚筒以第一速度旋转；在第一速度旋转区段期间使用强制振动生成信号而使滚筒强制地振动；以及在强制振动之后确定使滚筒加速或者减速。通过此方法，可以确定衣物位置。

Description

衣物处理机及其操作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国知识产权局于2012年10月31日提交的韩国专利申请No.10-2012-0122446的优先权，其全部内容通过引用整体合并在此。

技术领域

本发明涉及一种衣物处理机及其操作方法，并且更加具体地，涉及一种其中衣物位置是可确定的衣物处理机和操作该衣物处理机的方法。

背景技术

通常，衣物处理机在其中洗涤剂、洗涤水、以及衣物被引入滚筒中的状态下使用衣物和在接收马达的驱动电力之后旋转的滚筒之间的摩擦实现洗涤。这样的衣物处理机可以以对衣物较少的损坏并且在没有衣物的缠结的情况下实现衣物洗涤。

为了衣物处理机基于衣物量实现衣物洗涤，已经讨论感测衣物量的各种方法。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种其中衣物位置是可确定的衣物处理机和操作该衣物处理机的方法。

在根据本发明的一个方面中，通过提供一种操作衣物处理机的方法能够实现以上和其它的目的，该方法包括：以第一速度旋转滚筒；在第一速度旋转区段期间使用强制振动生成信号强制地振动滚筒；以及在强制振动之后确定是否使滚筒加速或者减速。

根据本发明的另一方面，提供一种衣物处理机，包括：滚筒；马达，该马达被配置成旋转滚筒；驱动单元，该驱动单元被配置成以第一速度旋转滚筒并且在第一速度旋转区段期间使用强制振动生成信号强制地振动滚筒；以及控制器，该控制器被配置成在强制振动之后确定是否使滚筒加速或者减速。

附图说明

结合附图，从下面的详细描述中将会更加清楚地理解本发明的以上和其它的目的、特征以及其它优点，其中：

图1是示出根据本发明的实施例的衣物处理机的透视图；

图2是在图1中示出的衣物处理机的内部框图；

图3是在图2中示出的驱动单元的内部电路图；

图4是在图3中示出的逆变器控制器的内部框图；

图5是示出被供应给图4中示出的马达的交流电的一个示例的视图；

图6是示出滚筒内的衣物位置的各种示例的视图；

图7A是示出根据本发明的一个实施例的操作衣物处理机的方法的流程图；

图7B是示出根据本发明的另一实施例的操作衣物处理机的方法的流程图；并且

图8至图17是解释用于图7A或者图7B的操作方法的参考视图。

具体实施方式

现在详细地参考本发明的优选实施例，在附图中图示其示例。如有可能，在整个附图中将会使用相同的附图标记以指代相同或相似的部件。

关于在下面的描述中使用的组成元件，考虑到本说明书的准备的简单仅给出后缀“模块”和“单元”，并且不具有或者用作特定的重要意义或者任务。因此，“模块”和“单元”可能被相互混合。

图1是示出根据本发明的实施例的衣物处理机的透视图。

参考图1和图2，衣物处理机100是滚筒式衣物处理机，并且包括：外壳110，该外壳110限定衣物处理机100的外观；桶120，该桶120被放置在外壳110内并且通过机壳110支撑；滚筒122，该滚筒122被放置在桶120内以实现其中的衣物洗涤；马达230，该马达230被配置成驱动滚筒122；洗涤水供应装置（未示出），该洗涤水供应装置被放置在机壳主体111的外部处以将洗涤水供应到机壳110内；以及排水装置（未示出），该排水装置位于桶120下方以向外排放洗涤水。

滚筒122具有多个通孔122A，通过其洗涤水能够通过。另外，滚筒122可以具有提升器124，提升器124被布置在其内表面处以在滚筒122的旋转期间在给定的高度范围内提升和降落衣物。

机壳110包括：机壳主体111；机壳盖112，该机壳盖112位于和被联接到机壳主体111的前表面；控制面板115，该控制面板115位于机壳盖112的顶部并且被联接到机壳主体111；以及顶板116，该顶板116位于控制面板115的顶部处并且被联接到机壳主体111。

机壳盖112具有衣物引入/去除开口114，该衣物引入/去除开口114允许衣物被引入到滚筒122或者从滚筒122去除；和门113，该门113以向左/向右枢转的方式被安装以打开或者闭合衣物引入/去除开口114。

控制面板115包括：操纵键117，该操纵键117设置衣物处理机110的操作状态；和显示装置118，该显示装置118位于操纵键117的一侧处以显示衣物处理机100的操作状态。

被设置在控制面板115处的操纵键117和显示装置118被电气地连接到控制器（未示出），其电气地控制衣物处理机110的各自的组件。稍后将会描述控制器（未示出）的操作。

滚筒122可以被设有自动平衡器（未示出）。自动平衡器（未示出）用作削弱响应于在滚筒122中容纳的衣物的失衡而产生的振动。例如，自动平衡器（未示出）可以采用液体平衡器或者球式平衡器的形式。

虽然在附图中未示出，但是衣物处理机100可以进一步包括振动传感器，该振动传感器测量滚筒122的振动或者机壳110的振动。

图2是在图1中示出的衣物处理机的内部框图。

参考图2，在衣物处理机100中，在控制器210的控制下控制驱动单元220以驱动马达230。从而，通过马达230旋转滚筒122。

在接收通过操纵键117输入的操作信号之后操作控制器210。因此，可以实现洗涤、清洗以及脱水处理。

另外，控制器210可以控制显示装置118，从而控制洗涤过程的显示、洗涤时间、脱水时间、清洗时间、当前操作状态等等。

控制器210控制驱动单元220以操作马达230。例如，控制器210可以基于来自于检测通过马达230流动的输出电流的电流检测器225和感测马达230的位置的位置传感器235的信号控制驱动单元220以旋转马达230。附图示出被输入到驱动单元220的检测到的电流和感测到的位置信号，但是本公开不限于此，并且其可以被输入到控制器210或者可以被输入到控制器210和驱动单元220两者。

用作驱动马达230的驱动单元220，可以包括逆变器（未示出）和逆变器控制器（未示出）。另外，驱动单元220可以进一步包括，例如，将输入的直流电（DC）供应到逆变器（未示出）的转换器。

例如，如果逆变器控制器（未示出）将脉冲宽度调制（PWM）型切换控制信号（图3的Sic）输出到逆变器（未示出），则逆变器（未示出）可以经由快速切换的实现来将预定频率的交流电（AC）电力供应到马达230。

稍后将会参考图3更加详细地描述驱动单元220。

另外，控制器210可以起到基于通过电流检测器225检测到的电流值i_o或者通过位置传感器235感测到的位置信号H检测衣物量的作用。例如，控制器210可以在滚筒122的加速旋转期间基于马达230的电流值i_o检测衣物量。

控制器210也可以起到检测滚筒122的失衡，即，滚筒122的失衡（UB）的作用。在滚筒122的恒定速度旋转期间基于马达230的电流值i_o可以实现失衡的检测。特别地，基于通过电流检测器220检测到的电流值i_o的波纹分量或者滚筒120的旋转的比率（rate of rotation）的变化可以实现失衡的检测。

图3是在图2中示出的驱动单元的内部电路图。

参考图3，根据本发明的实施例的驱动单元220可以包括转换器410、逆变器420、逆变器控制器430、DC端子电压检测器B、平滑电容器C、以及输出电流检测器E。另外，例如，驱动单元220可以进一步包括输入电流检测器A和反应器L。

反应器L位于商用AC电源（405，v_s）和转换器410之间，并且实现功率因子校正或者升压。另外，反应器L可以起到由于快速切换限制谐波电流的作用。

输入电流检测器A可以检测从商用AC电源405输入的输入电流i_s。为此，电流变压器（CT）、分流电阻器等等可以被用作输入电流检测器A。检测到的输入电流i_s可以是离散脉冲信号并且被输入到控制器430。

转换器410将从商用AC电源405接收到的并且经过反应器L的AC电力转换成DC电力。图4示出商用AC电源405作为单相AC电源，但是商用AC电源405可以是三相AC电源。取决于商用AC电源405的种类，转换器410的内部配置被更改。

在没有切换元件的情况下转换器410可以是由二极管等等组成，并且在没有切换的情况下实现整流。

例如，转换器410可以包括以假定单相AC电源的桥的形式的四个二极管，或者可以包括假定三相AC电源的桥的形式的六个二极管。

例如，转换器410可以是半桥式转换器，其中两个切换元件和四个二极管被互连。在三个相位AC电源的假定下，转换器410可以包括六个切换元件和六个二极管。

如果转换器410包括切换元件，则转换器410可以通过切换元件经由切换实现升压、功率因子校正、以及DC电力转换。

平滑电容器C实现输入电力的平滑并且对其进行存储。图3示出单个平滑电容器C，但是多个平滑电容器可以被提供以实现稳定性。

图3示出平滑电容器C被连接到转换器410的输出端子，但是本公开不限于此，并且DC电力可以被直接地输入到平滑电容器C。例如，来自于太阳能电池的DC电力可以被直接地输入到平滑电容器C，或者可以被DC/DC转换并且然后被输入到平滑电容器C。下面的描述将会集中于附图的图示。

平滑电容器C的两个端子存储DC电力，并且因此可以被称为DC端子或者DC链路端子。

dc端子电压检测器B可以在平滑电容器C的任意的dc端子处检测电压Vdc。为此，dc端子电压检测器B可以包括电阻器、放大器等等。检测到的dc端子电压Vdc可以是离散脉冲信号并且可以被输入到逆变器控制器430。

逆变器420可以包括多个逆变器切换元件，并且通过切换元件经由导通/截止切换将平滑的DC电力Vdc转换成预定频率的三相AC电力va、vb、vc，从而将其输出到三相同步马达230。

逆变器420包括被串联地连接的一对上臂切换元件Sa、Sb、Sc和下臂切换元件S’a、S’b、S’c，并且总共三对上和下臂切换元件Sa&S’a、Sb&S’b、Sc&S’c被串联地连接。二极管被反并联地连接到各自的切换元件Sa、S’a、Sb、S’b、Sc、S’c。

基于来自于逆变器控制器430的逆变器切换控制信号Sic，被包括在逆变器420中的切换元件分别被接通或者断开。从而，具有预定频率的三相AC电力被输出到三相同步马达230。

逆变器控制器430可以控制逆变器420中的切换。为此，逆变器控制器430可以接收通过输出电流检测器E检测到的输出电流值i_o。

为了控制逆变器420中的切换，逆变器控制器430将逆变器切换控制信号Sic输出到逆变器420。逆变器切换控制信号Sic是PWM切换控制信号，并且基于通过输出电流检测器E检测到的输出电流值i_o生成和输出。参考图4接下来进行与逆变器控制器430中的逆变器切换控制信号Sic的输出有关的详细描述。

输出电流检测器E检测在逆变器420和三相同步马达230之间流动的输出电流i_o。即，输出电流检测器E检测通过马达230流动的电流。输出电流检测器E可以使用三相平衡检测各个相位输出电流ia、ib、ic，或者可以检测两相输出电流。

输出电流检测器E可以位于逆变器420和马达230之间。为了检测电流，电流变压器（CT）、分路电阻器等等可以被用作输出电流检测器E。

假定分路电阻器的使用，三个分路电阻器可以位于逆变器420和同步马达230之间，或者可以在其一端处分别连接到三个下臂切换元件S’a、S’b、S’c。可替选地，可以基于三相平衡使用两个分路电阻器。但是可替选地，假定单个分路电阻器的使用，分路电阻器可以位于上述电容器C和逆变器420之间。

检测到的输出电流i_o可以是离散脉冲信号，并且被施加到逆变器控制器430。因此，基于检测到的输出电流i_o生成逆变器切换控制信号Sic。下面的描述将会解释检测到的输出电流i_o是三相输出电流ia、ib、ic。

三相同步马达230包括定子和转子。转子随着预定频率的各个相位AC电力被施加到具有各个相位a、b、c的定子的线圈旋转。

例如，马达230可以包括表面安装永磁同步马达（SMPMSM）、内置式永磁同步马达（IPMSM）或同步磁阻马达（SynRM）。在这些马达当中，SMPMSM和IPMSM是永磁同步马达（PMSM），并且SynRM不包含永磁。

假定转换器410包括切换元件，逆变器控制器430可以通过被包括在转换器410中的切换元件控制切换。为此，逆变器控制器430可以接收通过输入电流检测器A检测到的输入电流i_s。另外，为了控制转换器410中的切换，逆变器控制器430可以将转换器切换控制信号Scc输出到转换器410。转换器切换控制信号Scc可以是PWM切换控制信号并且可以基于通过输入电流检测器A检测到的输入电流i_s生成和输出。

位置传感器235可以感测马达230的转子的位置。为此，位置传感器235可以包括霍尔传感器。感测到的转子H的位置被输入到逆变器控制器430并且被用于速度计算。

图4是在图3中示出的逆变器控制器的内部框图。

参考图4，逆变器控制器430可以包括轴变压器510、速度计算器550、电流命令生成器530、电压命令生成器540、轴变压器550、以及切换控制信号输出单元560。

轴变压器510接收通过输出电流检测器E检测到的三相输出电流ia、ib、ic，并且将其转换成绝对坐标系统的两相电流iα、iβ。

轴变压器510可以将绝对坐标系统的两相电流iα、iβ转换成极坐标系统的两相电流id、iq。

速度计算器520可以基于从位置传感器235输入的转子位置信号H计算速度即，基于位置信号，可以经由相对于时间的除法计算速度。

速度计算器520可以输出位置

和速度

基于输入转子位置信号H进行计算两者。

电流命令生成器530基于被计算的位置

和目标速度ω计算速度命令值ω^* _r，并且基于速度命令值ω^* _r生成电流命令值i^* _q。例如，电流命令生成器530可以基于是被计算的速度和目标速度ω之间的差的速度命令值ω^* _r生成电流命令值i^* _q同时PI控制器535实现PI控制。虽然附图示出q轴电流命令值i^* _q作为电流命令值，可替选地，可以进一步生成d轴电流命令值i^* _d。d轴电流命令值i^* _d可以被设置为零。

电流命令生成器530可以包括限制器（未输出），该限制器限制电流命令值i^* _q的电平以防止电流命令值i^* _q超过可容许的范围。

接下来，电压命令生成器540基于通过轴变压器510已经被轴转变成两相极坐标系统的d轴和q轴电流i_d、i_q生成d轴和q轴电压命令值v^* _d、v^* _q，和来自于电流命令生成器530的电流命令值i^* _d、i^* _q。例如，电压命令生成器540可以基于q轴电流i_q和q轴电流命令值i^* _q之间的差生成q轴电压命令值v^* _q同时PI控制器544实现PI控制。另外，电压命令生成器540可以基于d轴电流i_d和d轴电流命令值i^* _d之间的差生成d轴电压命令值v^* _d同时PI控制器548实现PI控制。d轴电压命令值v^* _d可以被设置为零以对应于被设置为零的d轴电流命令值i^* _d。

电压命令生成器540可以包括限制器（未示出），该限制器限制d轴和q轴电压命令值v^* _d、v^* _q的电平以防止这些电压命令值v^* _d、v^* _q超过可容许的范围。

被生成的d轴和q轴电压命令值v^* _d、v^* _q被输入到轴变压器550。

轴变压器550接收来自速度计算器520的被计算的位置

和d轴和q轴电压命令值v^* _d、v^* _q，以实现其的轴转变。

首先，轴变压器550实现从两相极坐标系统转变成两相绝对坐标系统。在这样的情况下，可以使用从速度计算器520计算的位置

轴变压器550实现从两相绝对坐标系统转变成三相绝对坐标系统。通过此转变，轴变压器550输出三相输出电压命令值v^* _a、v^* _b、v^* _c。

切换控制信号输出单元560基于三相输出电压命令值v^* _a、v^* _b、v^* _c生成和输出PWM逆变器切换控制信号Sic。

通过栅极驱动单元（未示出）输出逆变器切换控制信号Sic可以被转换成栅极驱动信号，并且然后将其输入到被包括在逆变器420中的各个切换元件的栅极。因此，被包括在逆变器420中的各自的切换元件Sa、S’a、Sb、S’b、Sc、S’c实现切换。

在本发明的实施例中，切换控制信号输出单元560可以生成和输出逆变器切换控制信号作为两相PWM和三相PWM逆变器切换控制信号的混合。

例如，切换控制信号输出单元560可以在下文中将会描述的被加速的旋转区段中生成和输出三相PWM逆变器切换控制信号Sic，并且在恒定速度旋转区段中生成和输出两相PWM逆变器切换控制信号Sic以便于检测反电动势。

图5是示出被供应到图4的马达的交流电的一个示例的视图。

参考图5，示出取决于逆变器420中的切换的通过马达230流动的电流。

更加具体地，马达230的操作区段可以被划分成启动操作区段T1作为初始操作区段和初始启动操作之后的正常的操作区段T3。

启动操作区段T1可以被称为马达对准区段，在其期间恒定电流被施加到马达230。即，为了对准在给定的位置处保持固定的马达230的转子，逆变器420的三个上臂切换元件当中的任意一个切换元件被接通，并且没有与被接通的上臂切换元件配对的其它的两个下臂切换元件被接通。

恒定电流的振幅可以是数个A。为了将恒定电流供应到马达230，逆变器控制器430可以将启动切换控制信号Sic施加到逆变器420。

在本发明的实施例中，启动操作区段T1可以被细分成在其期间第一电流被施加的区段和在其期间第二电流被施加的区段。

强制加速区段T2可以进一步被设置在启动操作区段T1和正常操作区段T3之间，在该强制加速区段T2期间马达230的速度被强制地增加。在此区段T2中，在没有通过马达230流动的电流i_o的反馈的情况下响应于速度命令增加马达230的速度。逆变器控制器430可以输出相对应的切换控制信号Sic。在强制加速区段T2中，在下文中将会参考图5描述的反馈控制，即，向量控制没有被实现。

在正常操作区段T3中，在逆变器控制器430中可以实现基于参考图4在上面描述的检测到的输出电流i_o的反馈控制，预定频率的AC电力可以被施加到马达230。此反馈控制可以被称为向量控制。

根据本发明的实施例，正常操作区段T3可以包括用于感测衣物量的恒定速度旋转区段。

更加具体地，在恒定速度旋转区段期间，滚筒122的旋转速度被设置为恒定值，在恒定速度旋转区段期间检测到的输出电流i_o被反馈，并且基于输出电流i_o使用电流命令值可以感测衣物量。

图6是示出滚筒内的衣物位置的各种示例的视图。

参考图6，滚筒122内的衣物可以在各种位置处出现。在本发明的实施例中，衣物位置可以被分类成大约5个位置。

图6（a）示出衣物600接近滚筒122内的门113。此衣物位置可以被称为前负载。

图6（b）示出衣物600位于滚筒122的中间。此衣物位置可以被称为平面负载。

图6（c）示出衣物600位于滚筒122的横向侧面处，即，远离门113。此衣物位置可以被称为后负载。

图6（d）示出衣物600a和600b在滚筒内被相互隔开。特别地，如所示的，第一衣物600a接近于门113并且第二衣物600b远离门113。此衣物位置可以被称为对角线负载。

图6（e）示出衣物600不存在于滚筒122内。在这样的情况下，衣物位置可以被称为无负载，因为衣物不存在于滚筒122内。除了其中如附图中所示不存在衣物的情况之外，其中衣物被均匀地分布在滚筒122内的情况可以对应于无负载。

在图6（a）至图6（c）中示出的情况在衣物位置方面中不同，尽管在所有的情况下衣物量是恒定的。这可能引起在滚筒122的旋转期间在各自的情况中不同的过多的谐振部分或者不同的振动。

特别地，在图6（a）中示出的前负载的情况下，与图6（b）的平面负载和图6（c）的后负载相比出现更多的振动和噪声。因此，有必要区别前负载与平面负载和后负载。

注意的是，传统的失衡感测方法可以在图6（d）和图6（e）的情况下感测相同的失衡。然而，对角线负载和无负载在负载的存在或者不存在方面不同，并且特别地，对角线负载造成实质的振动和噪声。因此，有必要区别对角线负载与无负载。

本发明的实施例能够经由衣物位置的感测实现适合于衣物处理机的操作。特别地，在脱水之后出现失衡位置的感测是更加必要的。衣物位置的感测确保衣物处理机的稳定操作。

在下文中将会参考图7和下面的附图描述衣物位置感测方法。

图7A是示出根据本发明的一个实施例的操作衣物处理机的方法的流程图，并且图7B是示出根据本发明的另一实施例的操作衣物处理机的方法的流程图，并且图8至图17是用于图7A或者图7B的操作方法的解释的参考视图。

首先，图7A示出本发明的第一实施例。

参考图7A，根据本发明的实施例，衣物处理机100的驱动单元220以第一速度旋转滚筒122（S710）。

具体地，驱动单元220以第一速度ω1旋转滚筒122，以便于感测衣物位置。为此，目标速度ω_r被设置为第一速度ω1，并且逆变器控制器430可以实现向量控制以跟随目标速度ω_r。即，可以基于通过输出电流检测器E和位置传感器235感测到的输出电流和位置信号实现反馈控制。因此，以大约恒定的第一速度ω1旋转滚筒122。

第一速度ω1可以具有各种值，但是优选的是衣物被附着到滚筒122的圆周表面时的速度。第一速度ω1可以具有处于大约80rpm至120rpm的范围内的任意一个值。

接下来，在第一速度旋转区段期间使用强制振动生成信号驱动单元220强制地振动滚筒122（S730）。

参考图9，虽然已经引入衣物600的滚筒122以第一速度ω1实现恒定的速度旋转，但是驱动单元220输入对应于衣物处理机的谐振带频的强制振动生成信号SI，作为操作命令值。在此，谐振带频可以对应于250rpm至400rpm的范围内的速度。

响应于强制输入的振动生成信号SI，滚筒122的强制振动910出现同时滚筒122以第一速度ω1旋转。

在此，强制振动生成信号SI指的是与旋转速度带相对应的谐振频率信号，其中在以低的RPM旋转滚筒122的假定下滚筒122或者桶120谐振。例如，谐振频率信号可以是电流信号或者电压信号。

如果强制振动生成信号SI作为操作命令值被添加到正在以恒定速度旋转的滚筒122，则在恒定速度旋转期间出现附加的强制振动。

本发明的实施例使用上述强制振动提供衣物位置和量的快速预测。即，在输入强制振动生成信号SI之后，感测衣物的失衡，这能够进行衣物位置和量的快速预测。

通过上述方法，在没有添加诸如振动传感器的单独的硬件的情况下可以完成衣物位置和量的快速预测。

注意的是，谐振的可能性低，因为基本上没有马达噪声，并且强制振动小于过多的振动，不论强制振动生成信号SI的输入如何。

例如，强制振动生成信号SI可以是用于强制振动生成的电流命令值、用于强制振动生成的速度命令值、以及用于强制振动生成的电压命令值。

图10示出作为强制振动生成信号SI的用于强制振动生成的电流命令值的使用。

图10是图4的逆变器控制器430的简化内部框图。参考图10，逆变器控制器430将用于强制振动生成的电流命令值i^* _si添加到从电流命令生成器530输出的电流命令值i^*，从而输入强制振动生成信号SI。

因此，电压命令生成器540基于用于以第一速度ω1旋转的电流命令值和用于强制振动生成的电流命令值i^* _si的总和输出电压命令值。总之，基于电压命令值驱动逆变器420，从而马达230以第一速度ω1被强制地振动。

如在图11（a）中示例性地示出，如果用于以第一速度ω1旋转的电流命令值当中的d轴电流命令值i^* _d被设置为零，如在图4中在上面所描述的，则基于q轴电流命令值i^* _q以第一速度ω1旋转马达230。

在这样的情况下，如果用于q轴强制振动生成的电流命令值SI_Iq被添加，如在图11（b）中示例性地示出，基于是用于q轴强制振动生成的电流命令值SI_Iq和q轴电流命令值i^* _q的总和的总命令值Total_iq，马达230以第一速度ω1强制地振动，同时以第一速度ω1旋转。

图16示出作为强制振动生成信号SI的用于强制振动生成的速度命令值的使用。

图16是图4的逆变器控制器430的简化内部框图。参考图16，逆变器控制器430将用于强制振动生成的速度命令值ω^* _si添加到速度命令值ω_r，从而输入强制振动生成信号SI。

因此，电流命令生成器530基于用于以第一速度ω1的旋转的速度命令值ω_r和用于强制振动生成的速度命令值ω^* _si的总和生成电流命令值。另外，电压命令生成器540基于电流命令值输出电压命令值。总之，基于电压命令值逆变器420被驱动，从而马达230以第一速度ω1强制地振动同时以第一速度ω1被旋转。

图17示出作为强制振动生成信号SI的用于强制振动生成的电压命令值的使用。

图17是图4的逆变器控制器430的简化内部框图。参考图17，逆变器控制器430将用于强制振动生成的电压命令值v^* _si添加到电压命令值v_r，从而输入强制振动生成信号SI。

因此，基于电压命令值v_r和用于强制振动生成的电压命令值v^* _si驱动逆变器420，从而马达230以第一速度ω1强制地振动同时以第一速度ω1被旋转。

强制振动生成信号SI，如在图11中示例性地示出，可以具有恒定的电平和恒定的频率（例如，近似于与300rpm相对应的4Hz的频率），但是各种其它的示例是可能的。

在一个示例中，如在图14（a）中示例性地示出，强制振动生成信号SI的频率可以逐步地增加。频率可以从近似于3Hz到近似于7Hz（与200rpm至450rpm的范围相对应的）逐步地增加。正因如此，如在图14（b）中示例性地示出，滚筒122以第一速度ω1强制地振动。滚筒122基于每个频率呈现不同的强制振动特性。

基于每个频率使用不同的强制振动特性在失衡的感测之后可以确定衣物位置。例如，可以基于每个频率使用离心率的平均值来确定衣物位置。

在另一示例中，如在图15（a）中示例性地示出，强制振动生成信号的频率可以从近似3Hz连续地增加到近似7Hz。正因如此，如在图15（b）中示例性地示出，滚筒122以第一速度ω1强制地振动。滚筒122基于每个频率呈现不同的强制振动特性。

基于每个频率使用不同的强制振动特性在感测失衡之后可以确定衣物位置。例如，基于每个频率使用离心率的平均值可以确定衣物位置。

接下来，在被包括在第一速度旋转区段中的强制振动区段期间驱动单元220中的逆变器控制器430或者控制器210感测失衡（S740）。然后，驱动单元220中的逆变器控制器430或者控制器210计算关于滚筒122内的衣物位置的信息（S750）。然后，驱动单元220中的逆变器控制器430或者控制器210基于感测到的失衡在以第一速度旋转之后确定是否使滚筒122减速或者加速（S760）。

响应于在滚筒122以第一速度ω1的恒定速度旋转期间被输入的强制振动生成信号控制器210感测在强制振动区段期间的失衡。

在一个示例中，在以第一速度ω1的旋转期间基于感测到的速度的变化、在最大速度和最小速度之间的差、平均速度值等等可以感测失衡。

在另一示例中，可以基于在以第一速度ω1旋转期间的速度命令值ω^*的变化、在最大命令值和最小命令值之间的差、平均命令值等等感测失衡。

在又一示例中，可以基于在以第一速度ω1旋转期间的电流命令值的变化、最大命令值和最小命令值之间的差、平均命令值等等来感测失衡。在此，如果d轴电流命令值i^* _d被设置为零，如在图4中在上面所描述的，则电流命令值可以是q轴电流命令值i^* _q。

在又一示例中，可以基于在以第一速度ω1旋转期间的电压命令值ω^*的变化、在最大命令值和最小命令值之间的差、平均命令值等等感测失衡。在此，如果d轴电流命令值i^* _d被设置为零，如在图4中在上面所描述的，则电压命令值可以是q轴电压命令值q^* _q。

图8示出，滚筒122从静态加速到第一速度ω1，并且然后以第一速度ω1实现恒定的速度旋转。其后，如果在第一速度旋转区段期间感测到的失衡小于容许值则滚筒122被再次加速到第二速度ω2。

在这样的情况下，第一速度旋转区段可以被划分为四个区段，如在图8中示例性地示出。第一区段P1是稳定区段，在其期间已经被加速到第一速度ω1的滚筒122被稳定。第二区段P2是第一速度旋转区段的主失衡感测区段并且对应于步骤S720。第三区段P3是稳定区段，在其期间在主失衡感测之后滚筒122被稳定。第四区段P4对应于步骤S730和步骤S740，并且是次失衡感测区段，在其期间已经以第一速度ω1实现恒定的速度旋转的滚筒122，响应于被输入的强制振动生成信号强制地振动，并且在强制振动区段期间其次感测失衡。

在图7A中，步骤S730和步骤S740对应于图8的第四区段P4。

图12B示出在步骤S740中，即，在图8的第四区段P4期间的感测到的失衡的结果。

第一重量W1的衣物被引入到滚筒122以对应于如在图6中所示的五个负载条件。然后，如果在强制振动区段期间感测到失衡，如在图12B中所示，则失衡按照无负载P02、对角线负载P01、前负载P03、平面负载P04、以及后负载P05（UB2<UB1<UB3<UB4<UB5）的顺序增加。

控制器201可以基于每个失衡区段相互区别无负载P02、对角线负载P01、前负载P03、平面负载P04、以及后负载P05。

特别地，使用基于每个失衡的表可以区别各自的负载。以这样的方式，可以获取关于衣物位置的信息。

基于每个失衡的表可以与衣物量相关联，因为失衡根据衣物量变化。即，失衡区段可以根据衣物量变化。

在没有表的情况下使用失衡，控制器210可以区别无负载P02、对角线负载P01、前负载P03、平面负载P04、以及后负载P05。

可替选地，控制器210可以在没有表的情况下使用感测到的量和感测到的失衡区别无负载P02、对角线负载P01、前负载P03、平面负载P04、以及后负载P05。

这样，可以响应于输入的强制振动生成信号简单地确定衣物位置。

如果在图8的第四区段P4期间由于强制振动感测到的失衡等于或者大于容许值，则控制器210可以以低于第一速度ω1的速度旋转滚筒122。例如，在对角线负载P01、前负载P03、平面负载P04、以及后负载P05的情况下，各自的感测到的离心率UB1、UB3、UB4、以及UB5可以等于或者大于容许值（例如，图12B的200）。在这样的情况下，滚筒122可以以低于第一速度ω1的速度减速和旋转。

图8中的虚线表示：如果感测到的失衡等于或者大于容许值则减速，即，减小用于衣物分布的旋转的比率。在预定的时间已经流逝之后控制器210可以再次以第一速度旋转滚筒122。

如果在图8的第四区段P4期间由于强制振动感测到的失衡小于容许值，则控制器210可以以高于第一速度ω1的第二速度ω2使滚筒122加速和旋转。例如，在无负载P02的情况下，感测到的失衡UB2可能小于容许值。在这样的情况下，如在图8中示例性地示出，可以以高于第一速度ω1的第二速度ω2使滚筒122加速和旋转。总之，不同于现有技术，根据本发明，可以区别无负载和对角线负载，这能够实现与衣物分布相对应的操作。

接下来，图7B示出本发明的第二实施例。

图7B的操作方法几乎与图7A的操作方法相类似，不同之处在于其进一步包括失衡感测步骤S720，基于在步骤S720中感测到的失衡以及在步骤S740中感测到的失衡实现关于步骤S750中的衣物位置的信息的计算。

参考图7B，根据本发明的另一实施例，衣物处理机100的驱动单元220以第一速度ω1旋转滚筒122（S710）。将会参考图7A的描述省略步骤S710的描述。

接下来，驱动单元220中的控制器210或者逆变器控制器430在第一速度旋转区段期间感测失衡（S720）。

在滚筒122以第一速度ω1的恒定速度旋转区段期间如果速度波纹存在则控制器210使用速度波纹感测失衡。

例如，如果滚筒122内的衣物被失衡，则滚筒122不以第一速度ω1旋转，即使其试图以第一速度ω1恒定地旋转滚筒122。实际上，滚筒122可以根据衣物位置等等以高于第一速度ω1的速度旋转，并且然后以低于第一速度ω1的速度旋转。即，在第一速度ω1处的速度波纹可能出现。基于速度波纹可以实现失衡感测。

在一个示例中，可以基于在以第一速度ω1旋转期间感测到的速度的变化、最大速度和最小速度之间的差、平均速度值等等感测失衡。

在另一示例中，可以基于在第一速度ω1旋转期间的速度命令值ω*的变化、在最大命令值与最小命令值之间的差、平均命令值等等感测失衡。

在又一示例中，可以基于在以第一速度ω旋转期间的电流命令值的变化、在最大命令值和最小命令值之间的差、平均命令值等等感测失衡。在此，如果d轴电流命令值i^* _d被设置为零，如在图4中在上面所描述的，则电流命令值可以是q轴电流命令值i^* _q。

在又一示例中，可以基于在以第一速度ω旋转期间的电压命令值ω^*的变化、在最大命令值和最小命令值之间的差、平均命令值等等感测失衡。在此，如果d轴电流命令值i^* _d被设置为零，如在图4中在上面所描述的，则电压命令值可以是q轴电压命令值q^* _q。

图12A示出在图8的第二区段P2期间，即，图7B的步骤S720中的感测到的失衡的结果。

第一重量的衣物被引入到滚筒122中以对应于如在图6中所示的五个负载条件。然后，如果在第一速度旋转区段期间感测到失衡，如在图12A中所示，则对角线负载P01和无负载P02具有最小的失衡。前负载P01和后负载P02具有第二最大的失衡，并且平面负载P04具有最大的失衡。

参考图12A，将会理解，对角线负载P01和无负载P02的离心率UB1和UB2几乎彼此相似，并且前负载P03、平面负载P04、以及后负载PO5的离心率UB3、UB4、以及UB5大于对角线负载P01和无负载P02的离心率UB1和UB2。

在图12A中，对角线负载P01和无负载P02的离心率几乎彼此相同，并且因此有必要相互区别对角线负载PO1和无负载PO2。此外，有必要相互区别前负载PO3、平面负载PO4、以及后负载PO5。在下文中将会参考步骤S730和步骤S740进行描述。

如果在强制振动S730之前感测到的失衡等于或者大于容许范围则控制器210可以以低于第一速度ω1的速度使滚筒122减速和旋转。参考图8，如果在第二区段P2期间感测到的失衡等于或者大于容许范围，则为了衣物分布可以实现减速，即，减小旋转比率。在图8中，如果感测到的失衡等于或者大于容许值则虚线表示用于衣物分布的旋转的比率减小。控制器120可以在预定的时间已经流逝之后以第一速度ω1再次旋转滚筒122。

接下来，在第一速度旋转区段期间驱动单元220使用强制振动生成信号使滚筒122强制地振动（S730）。接下来，驱动单元22中的控制器210或者逆变器控制器430在第一速度旋转区段的强制振动区段期间感测第二失衡（S740）。在此参考图7A的描述将会省略步骤S730和步骤S740的描述。

接下来，驱动单元220中的控制器210或者逆变器控制器430基于在步骤S720中感测到的失衡和在步骤S740中感测到的失衡计算关于滚筒122内的衣物位置的信息（S750）。驱动单元220中的控制器210或者逆变器控制器430基于感测到的失衡确定在以第一速度旋转之后是否使滚筒122加速或者减速（S760）。在此将会参考图7A的描述省略步骤S760的描绘。下面的描述将会集中于图7B的步骤S750。

更加具体地，控制器210可以基于在强制振动之前感测到的失衡和在强制振动期间感测到的失衡计算关于滚筒122内的衣物的位置的信息。

在一个示例中，使用在图12A的强制振动之前感测到的失衡，控制器210可以将衣物位置分类成两组。无负载P02和对角线负载P01可以被包括在第一组中，并且前负载P3、平面负载P04、以及后负载PO5被包括在第二组中。

控制器210可以使用在图12B的强制振动期间感测到的失衡相互区别第一组的无负载P02和对角线负载P01并且相互区别第二组的前负载P03、平面负载PO4、以及后负载PO5。

特别地，在图12B的强制振动区段期间无负载P02和对角线负载PO1的离心率的差别以及前负载PO3和后负载PO5的离心率的差别能够确定关于衣物位置的信息。

在另一示例中，控制器210可以基于在强制振动之前感测到的失衡和在强制振动区段期间感测到的失衡之间的差确定关于衣物位置的信息。

图13是示出在强制振动之前感测到的失衡和在强制振动区段期间感测到的失衡之间的差的视图。

参考图13，将会理解，无负载P02和前负载PO3基本上没有呈现失衡变化，并且对角线负载P01、平面负载PO4、以及后负载PO5基本呈现失衡变化。

因此，如果不发生失衡变化，则控制器210可以确定无负载P02和前负载P03中的任何一个，并且也可以基于失衡的振幅相互区别无负载P02和前负载P03。

如果不发生失衡变化，则控制器210可以确定对角线负载P01、平面负载P04和后负载P05中的任何一个，并且也可以根据失衡的振幅按照此序列区别对角线负载P01、平面负载P04和后负载P05。

这样，可以响应于输入的强制振幅生成信号简单地确定衣物位置。

实现与衣物位置相对应的操作可以实现运行时间和变化噪声中的减少。总之，衣物处理机的能量消耗可以被减少。

上述感测衣物位置的方法可以在衣物处理机100脱水期间被实现，但是不限于此。这种方法可以在洗涤或者清洗期间被实现。

根据本发明的实施例的衣物处理机不限于上述配置和上面实施例的方法，并且上面的实施例的全部或者一些可以被选择地组合来获得各种修改。

根据本发明的衣物处理机的操作方法可以被实现为能够被写在被包括在衣物处理机中的处理器可读记录介质上的处理器可读代码。处理器可读记录介质可以是其中以处理器可读的方式存储数据的任何类型的记录装置。

根据上面的描述显然的是，根据本发明的实施例，衣物处理机使用强制的振动生成信号使滚筒强制振动同时以第一速度旋转滚筒。通过强制振动，可能确定是否使滚筒加速或者减速。此外，可以完成衣物位置和量的快速预测。即，在强制振动生成信号的输入之后通过感测衣物的失衡可以快速地确定衣物位置和量。因此，可以实现考虑衣物位置的操作。

通过此方法，在没有诸如振动传感器的附加单独的硬件的情况下，可以完成衣物位置和量的快速预测。

根据本发明的另一实施例，在强制振动之前感测第一速度旋转区段期间的失衡，并且基于在强制振动之前感测到的失衡和在强制振动区段期间感测到的失衡计算关于滚筒内衣物位置的信息。这样，可以确定精确的衣物位置。因此，可以实现考虑衣物位置的操作。

衣物位置的确定能够进行精确的失衡感测，并且因此实现相对应的操作，这可能导致操作时间和振动噪声的减少。总之，通过衣物处理机消耗的能量可能被减少。

虽然为了说明性目的已经公开本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员将会理解，在没有脱离如在随附的权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替代是可能的。

Claims (24)

1.一种利用布置在衣物处理机中的控制器来操作衣物处理机的方法，所述衣物处理机包括滚筒，所述方法包括：

使所述滚筒以第一速度旋转；

在第一速度旋转区段期间使用强制振动生成信号使所述滚筒强制地振动；以及

在强制振动之后确定使所述滚筒加速或者减速。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在强制振动区段期间感测滚筒失衡量；和

基于所述滚筒失衡量来计算所述滚筒内的衣物位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一速度是在所述滚筒的旋转期间衣物被附着到所述滚筒的圆周表面时的速度。

4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：

在所述强制振动之前感测在所述第一速度旋转区段期间的失衡，

其中，所述衣物位置的计算包括：基于在强制振动之前感测到的滚筒失衡量和在所述强制振动区段期间感测到的滚筒失衡量，计算所述滚筒内的衣物位置。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述滚筒的强制振动包括：通过将用于强制振动生成的操作命令值添加到用于以所述第一速度旋转的操作命令值而使所述滚筒强制地振动。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，用于强制振动生成的所述命令值是与所述衣物处理机的谐振带频相对应的操作命令值。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述滚筒的强制振动包括：通过将用于强制振动生成的电流命令值添加到用于以所述第一速度旋转的电流命令值而使所述滚筒强制地振动，并且

其中，所述位置的计算包括：基于与在所述强制振动生成信号输入之前和之后的电流命令值的变化或者所述滚筒的旋转的比率的变化对应的滚筒失衡量，来计算所述位置。

8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述滚筒的强制振动包括:通过将用于强制振动生成的速度命令值添加到用于以所述第一速度旋转的速度命令值而使所述滚筒强制地振动，并且

其中，所述位置的计算包括：基于与在所述强制振动生成信号输入之前和之后的速度命令值的变化、所述滚筒的旋转的比率的变化、或者用于以所述第一速度旋转的电流命令值的变化对应的滚筒失衡量，来计算所述位置。

9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述滚筒的强制振动包括：通过将用于强制振动生成的电压命令值添加到用于以所述第一速度旋转的电压命令值而使所述滚筒强制地振动，并且

其中，所述位置的计算包括：基于与在所述强制振动生成信号输入之前和之后的电压命令值的变化、所述滚筒的旋转的比率的变化、用于以所述第一速度旋转的电流命令值的变化、或者用于以所述第一速度旋转的速度命令值的变化对应的滚筒失衡量，来计算所述位置。

10.根据权利要求4所述的方法，其中，在强制振动之前感测滚筒失衡量包括：基于速度命令值的变化、电流命令值的变化、电压命令值的变化、或者用于以所述第一速度旋转的所述滚筒的旋转的比率的变化来感测所述滚筒失衡量。

11.根据权利要求4所述的方法，其中，所述位置的计算包括：

基于在强制振动之前感测到的滚筒失衡量，将所述衣物位置分类成多个组；和

基于在强制振动期间感测到的滚筒失衡量，计算每个组中的详细位置。

12.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：

如果在强制振动之前感测到的滚筒失衡量等于或者大于容许值，则使所述滚筒从所述第一速度减速。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述强制振动生成信号的频率连续地或者逐步地增加。

14.一种衣物处理机，包括：

滚筒；

马达，所述马达使所述滚筒旋转；

驱动单元，在第一速度旋转区段期间,所述驱动单元控制所述马达以使所述滚筒以第一速度旋转，并且使用强制振动生成信号使所述滚筒强制地振动；以及

控制器，所述控制器确定在强制振动之后使所述滚筒加速或者减速。

15.根据权利要求14所述的衣物处理机，其中，所述控制器在强制振动区段期间感测滚筒失衡量，并且基于所述滚筒失衡量来计算所述滚筒内的衣物位置。

16.根据权利要求14所述的衣物处理机，其中，所述第一速度是在所述滚筒的旋转期间衣物被附着到所述滚筒的圆周表面时的速度。

17.根据权利要求14所述的衣物处理机，其中，所述控制器在强制振动之前感测在所述第一速度旋转区段期间的滚筒失衡量，并且基于在所述强制振动之前感测到的滚筒失衡量和在强制振动区段期间感测到的滚筒失衡量来计算所述滚筒内的衣物位置。

18.根据权利要求14所述的衣物处理机，其中，通过将用于强制振动生成的操作命令值添加到用于以所述第一速度旋转的操作命令值，所述驱动单元使所述滚筒强制地振动。

19.根据权利要求17所述的衣物处理机，其中，通过将用于强制振动生成的电流命令值添加到用于以所述第一速度旋转的电流命令值，所述驱动单元使所述滚筒强制地振动，并且

其中，所述控制器基于与在所述强制振动生成信号输入之前和之后的电流命令值的变化或者所述滚筒的旋转的比率的变化对应的滚筒失衡量来计算所述位置。

20.根据权利要求17所述的衣物处理机，其中，通过将用于强制振动生成的速度命令值添加到用于以所述第一速度旋转的速度命令值，所述驱动单元使所述滚筒强制地振动，并且

其中，所述控制器基于与在所述强制振动生成信号输入之前和之后的速度命令值的变化、所述滚筒的旋转的比率的变化、或者用于以所述第一速度旋转的电流命令值的变化对应的滚筒失衡量来计算所述位置。

21.根据权利要求17所述的衣物处理机，其中，通过将用于强制振动生成的电压命令值添加到用于以所述第一速度旋转的电压命令值，所述驱动单元使所述滚筒强制地振动，并且

其中，所述控制器基于与在所述强制振动生成信号输入之前和之后的电压命令值的变化、所述滚筒的旋转的比率的变化、用于以所述第一速度旋转的电流命令值的变化、或者用于以所述第一速度旋转的速度命令值的变化对应的滚筒失衡量来计算所述位置。

22.根据权利要求17所述的衣物处理机，其中，所述控制器基于在强制振动之前感测到的滚筒失衡量将所述衣物位置分类成多个组，并且基于在强制振动期间感测到的滚筒失衡量来计算每个组中的详细位置。

23.根据权利要求14所述的衣物处理机，其中，所述驱动单元包括：

逆变器，所述逆变器将直流（DC）电转换成具有预定频率的交流（AC）电，并且将所述AC电力输出到所述马达；

输出电流检测器，所述输出电流检测器检测流动通过所述马达的输出电流；

位置传感器，所述位置传感器感测所述马达的转子位置；以及

逆变器控制器，所述逆变器控制器基于所检测到的电流或者所感测到的位置信息来驱动所述马达。

24.根据权利要求23所述的衣物处理机，其中，所述逆变器控制器包括：

速度计算器，所述速度计算器基于所检测到的电流或者所检测到的位置信息来计算所述马达的转子速度；

电流命令生成器，所述电流命令生成器基于速度信息和速度命令值来生成电流命令值；

电压命令生成器，所述电压命令生成器基于所述电流命令值和所检测到的电流来生成电压命令值；以及

切换控制信号输出单元，所述切换控制信号输出单元基于所述电压命令值来输出切换控制信号以驱动所述逆变器。

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