CN1079461C - 洗涤物处理机中洗涤量的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及洗涤物处理机中洗涤量的确定方法。为了避免较大的投资费用和改善洗涤量的确定精确度，在以一个届时洗涤物不通过离心力贴靠在滚筒壁上的处理转速驱动滚筒的滚筒起动阶段中，确定滚筒驱动电机的驱动力矩。

本发明可应用于洗衣机和洗涤物甩干机以及洗涤和鬼干组合在一起的洗衣机。

Description

洗涤物处理机中洗涤量的确定方法

本发明涉及一种借助对洗涤物处理机中工作参数的观察确定洗涤滚筒中洗涤量的方法，其中，洗涤滚筒至少是接近水平地设置，并可通过具有洗涤转速或甩干转速的万能电机驱动。

德国专利公告3030491和3329345公开了这种方法，其中，为了确定洗涤量或与洗涤量有关的洗涤需水量，测量盛水容器中两个确定的水位标志之间所需的进水时间，并从中推断最终需水量。该方法是很不精确的，因为电磁阀前的水压和处于电磁阀内的水量调节器以及水位传感器均有公差，这些公差在最不利的情况下甚至会累加在一起。此外，这种对水量的确定在洗涤物处理的整个过程中，即在第一次进水和通过这次进水对洗涤物进行浸渍的过程中，只能进行一次。

为了排除不精确度，曾有人建议，借助一个水表来确定进水量(见DE-A-2921911)或通过在洗涤物浸湿阶段所需的再次加水过程的计数来确定进水量(见DE-A3446288)。实现对水量和洗涤量的精确确定需增加投资费用，此外，在处理程序中，这种确定也只能进行一次。

由于精确、详细地确定洗涤量对下步处理程序的选择和构成可具有重大意义，所以人们对尽可能精确地确定洗涤量发生了兴趣。因此，本发明的任务在于，改善本文开始时述及的那种方法的精确度并为此尽可能不增加投资费用。

按照本发明，解决以上任务的技术方案在于，在以一个可调的、届时洗涤物不通过离心力贴靠在滚筒壁上的处理转速驱动滚筒的滚筒起动阶段中，确定滚筒驱动电机的驱动力矩。该滚筒驱动力矩是通过内有洗涤物的滚筒产生的负载力矩的一个直接反映，所述负载力矩是由于滚筒驱动电机通电后马上出现的、基于大的惯性导致的短暂尖峰负载和后来通过滚筒内的洗涤物带动器把洗涤物从滚筒的最低点升起造成的。批量大小不同的洗涤物自然造成大小不同的负载力矩。这些大小不同的负载力矩须由大小不同的驱动力矩克服。这样，就得知了驱动力矩与滚筒中待运动的洗涤物质量的直接关系。一个微处理机可借助适宜的计算方法从上述关系中足够精确地确定洗涤物的质量值。为此，不需要附加投资费用，因为在代入电机常数的情况下可从电机调速装置的电气参数中计算出驱动力矩。

在具有驱动电机相位控制装置的情况下，本发明方法的有利派生形式在于，在滚筒起动阶段中，连续记录相位角并得出相位角的几何平均值，作为驱动电机平均功率的衡量标准；从驱动电机的平均功率中通过这批洗涤物的惯性和负载力矩计算出这批洗涤物的质量。在微处理机作通常应用时，计算机能力总还可为其它控制任务服务，只需通过适宜的程序编制进行安装。在此情况下，相位角平均值的形成极适于作为计算洗涤物质量的基础。

在一个设有一个确定盛水容器中水量的装置的洗衣机中，本发明方法的另一个有利的派生形式其特点在于，把关于盛水容器中水量的信息作为质量计算中的修正值。

按照本发明的方法的一个派生形式，最好记录可能出现的、偏离升高的额定转速的转速偏差值并在计算质量时加以考虑。其优点主要在于，在起动阶段，滚筒内坠落的洗涤物也可能落到转到坠落途径上的带动器上，并因此产生附加的负载力矩。

如果按照上述派生方案的派生形式鉴定转速偏差状况(周期性的、零星的、平坦的、突发的等等)，并根据转速偏差的具体状况，将其与该批洗涤物的性质方面的特征(大件的、中等大小的、小件的、吸水力强的、吸水力不强的洗涤物等等)并列看待，则可识别出滚筒内这批洗涤物的其它特征并在刚开始的处理过程的构成方面加以利用。

本发明的方法可特别有利地借助一个装置确定驱动电机的工作电压，并把该工作电压值作为修正值在相关洗涤物的质量计算中加以考虑。这样，可排除不是测量方法导致的、而是通过电源电压波动造成的不精确度。

本发明方法也可特别有利地应用于滚筒式洗涤物甩干机，并且其可派生出的方法在于，在甩干过程开始时和进行中多次确定滚筒驱动电机的驱动力矩，并将其用于计算待甩干的那批洗涤物的质量，并且把相继得出的计算结果的差值作为确定该批洗涤物的当时残余湿度的衡量标准。这样，可根据所达到的残余湿度值以任意一种方式来控制甩干程序并在最后达到所希望的目标值时中断甩干程序。

为了进一步提高洗涤量的确定精确度，可在继滚筒起动阶段之后的转速保持阶段中算出滚筒驱动电机调速装置的平均相位角，并把其用作确定因机械原因产生的制动力矩的衡量标准。在借助起动阶段的相位角确定洗涤物质量时考虑上述制动力矩。这些制动力矩可通过洗涤物摩擦，通过滚筒传动皮带摇摆打晃，通过轴承摩擦等等机械原因产生。

下面借助附图中示出的曲线图和滚筒的运动阶段说明本发明的方法和其它特征，附图中表示：

图1滚筒起动阶段和随后的转速保持阶段中的转速与时间的关系曲线图，

图2起动阶段中的负载力矩与升高的转速或时间的关系曲线图，

图3至图5起动阶段中滚筒所处的三个不同位置图。

本发明的方法被应用于滚筒起动过程A的时间点t0和t1之间，在该起动阶段中，洗涤滚筒的转速由零升至处理转速n1。在一般结构的滚筒式洗衣机中，该处理转速n1约为55转/分，一般是用以在洗涤程序中使洗涤物运动。在随后的转速保持阶段B中可从因机械原因产生的滚筒制动力矩中得出修正值。该转速保持阶段B是由时间标记t1和t2界定的。

图2示出的是，在滚筒起动阶段，在滚筒转速由零升至譬如54转/分的过程中，装有洗涤物的滚筒的负载力矩的不同变化曲线。现结合滚筒在起动阶段A中所处的、图3至图5所示的位置，对负载力矩的变化曲线加以说明。在图3至图5中示出了两批大小不同的洗涤物。较小批的洗涤物由用窄网目表示的洗涤物部分构成。较大批的洗涤物由用窄网目表示的洗涤物部分与在其上方的、用宽网目表示的洗涤物部分之和构成。

首先借助较小批的洗涤物通过转速值的升高来说明负载力矩的变化情况。图3示出了内有由小件洗涤物组成的较小批洗涤物的滚筒静止不动时的位置。用点划线表示该较小批洗涤物的负载力矩ML的变化。图4示出了滚筒转动60°时的位置，图5表示滚筒继续转动30°时的位置，可由其上标有点的带动器识别上述滚筒位置的变动。

图3和图4所示位置之间的运动阶段首先包括一个在驱动电机通电后马上出现的负载力矩高峰MLK。该负载力矩高峰表示内有洗涤物的滚筒的高的、须由驱动装置克服的惯性矩。然后，负载力矩骤然下降至通过使滚筒连续加速而有的负载力矩值。在此期间，其上带点的带动器继续转动并逐渐高举用窄网目表示的洗涤物。按照图2中的点划线自约15转/分开始负载力矩缓慢升高表示了这一情况。

在约40转/分左右时，其上带点的带动器约达到图5所示的位置，在此位置时，有些处在带动器上方的洗涤物失重并越过带动器落回滚筒内的最低位置。图2中的点划线在大约40转/分左右时出现一向上圆弧表示这一情况。随着带动器的继续转动，最后所有的洗涤物均落下并在滚筒内几乎重新回到图3所示的位置。这样，负载力矩重新下降到几乎最低值。在此期间，几乎达到了譬如54转/分的额定转速。以此结束滚筒的起动阶段A(在时间点t1)。在采用大功率驱动电机的情况下，仅过去0.5秒时间。

较大批的洗涤物也造成较大的负载力矩。图3至图5中所示的、用宽网目表示的洗涤物加入校小批洗涤物，合在一起成为大批洗涤物。驱动电机通电时的惯性矩也相应增大，致使图2中的实线曲线在内有较重洗涤物的滚筒没怎么转动之前就先达到MLG值。然后，回转力矩却又下降至MLR值；这时，其上有点的带动器的位置又处在图3和图4所示位置之间。自此处起，其上有点的带动器把洗涤物举起并从而使滚筒的负载力矩增大。结果，实线曲线也升高至MLM值。MLM值是在相当一部分洗涤物越过带动器的突起部分重新落到滚筒底部之前达到的。

较小批的洗涤物是由一般为较小的洗涤物质量构成的。上述较小的洗涤量被随动的带动器紧凑地很长时间地收拢在一起并在个别洗涤物脱离和落下前高高举起。这是出现下列情况的原因所在，即与最小负载力矩相对而言，最大负载力矩大于大批洗涤物时的最大负载力矩，并且最大负载力矩值的达到时间迟于大批洗涤物时的最大负载力矩值的达到时间。由于在处理大批洗涤物时已有某些洗涤物脱离滚筒壁，而处在相同位置的较小批洗涤物却仍然被紧凑地收拢在一起，所以前者中待托举的总质量有所变小。因此，大批洗涤物的负载力矩曲线的变化较为平坦。此外，大批洗涤物中的部分洗涤物开始脱落使待托举的总质量大幅度下降，致使负载力矩ML开始下降，而处在同一滚筒位置的较小批洗涤物的负载力矩仍在升高。因此，由小件洗涤物组成的大批洗涤物的最大负载力矩值MLM早于小批洗涤物的最大负载力矩值到达。

按照图2中的短划线，在其中有小件洗涤物的大批洗涤物时，最小值MLR和最大值MLM之间的差值与其中有小件洗涤物的小批洗涤物时的相应差值相同，条件是，大批洗涤物中的小件洗涤物与这批洗涤物大小之比值等同于小批洗涤物时的该比值。但如果大批洗涤物只包含大件洗涤物，则如图2中的实线曲线所示，最小负载力矩值MLR与最大负载力矩值MLM之间的差值变小。

另外，如图2中的点线所示，小部分提前脱离洗涤物团的洗涤物如落到一个随后的带动器上，会造成附加的小幅负载力矩值MLF。如果这种洗涤物单单是滚过洗涤物团而落到容器的底(壁)上，则几乎不会造成反作用；但在撞到带动器的情况下，通过吸收这些洗涤物的动能造成一附加的负载力矩。

在起动阶段的整个过程中可记录和分析在时间和转速增量范围内相继出现的负载力矩。然后，可从与具体存储的基准值的比较中相当可靠地确定该批洗涤物的大小及其组成状况。如果另外在洗涤程序开始时的不同的时间点进行这种滚筒起动阶段，则也可算出这批洗涤物的吸水能力并从而可确定洗涤物的类别。为此，需要在新水浸湿洗涤物之前就进行本发明描述的滚筒起动阶段。在与后一个在浸湿洗涤物后进行的滚筒起动阶段的比较中，可直接确定这批洗涤物中的含水量。

在把本发明的确定方法应用于洗涤物甩干机时，可首先确定洗涤物的湿时重量，并在连续进行的甩干过程中一再进行洗涤量确定，以便跟踪洗涤物中残留湿度值的下降情况。根据洗涤物质量的减少情况，可控制某些过程参数，并在最后达到残余温度的目标值时结束甩干过程。

如果滚筒驱动装置设有一个万能电机，应用本发明的方法确定洗涤量就毋须附加部件。在洗衣机中，判断一批洗涤物的吸水能力的另一可能性在于，应用迄今通常的洗涤量确定方法，即通过对进水量的观察推导出洗涤物的质量。本发明的洗涤量确定方法几手与机械部件、如水位传感器、水量调节器、管路网中的水压等等的公差无关。可在处理过程的任一时间点按本发明方法重复确定洗涤量。即使洗衣机或洗涤物甩干机在程序进行过程中曾经关机的情况下，和甚至在洗涤物事先曾有变化，譬如洗涤物有所增、减的情况下，也能进行上述重复确定。

Claims (9)

1.借助对洗涤物处理机中工作参数的观察来确定洗涤滚筒中洗涤量的方法，其中，洗涤滚筒至少接近水平地设置，并可通过具有洗涤转速或甩干转速的万能电机驱动，其特征在于，在以一个可调的、届时洗涤物不通过离心力贴靠在滚筒壁上的处理转速(n1)驱动滚筒的滚筒起动阶段(A)中，确定滚筒驱动电机的驱动力矩。

2.按照权利要求1所述的方法，具有一个用于驱动电机的相位控制装置，其特征在于，在滚筒起动阶段(A)中，连续记录相位角并得出相位角几何平均值作为驱动电机平均功率的衡量标准；通过这批洗涤物的惯量和负载力矩，从驱动电机的平均功率中计算出这批洗涤物的质量。

3.按照权利要求2所述的方法，用在具有一个用于确定盛水容器中水量的装置的洗衣机时，其特征在于，把关于盛水容器中水量的信息作为质量计算中的修正值。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，记录可能出现的、偏离上升的额定转速的转速偏差值并在计算质量时加以考虑。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，鉴定转速偏差情况，并根据转速偏差的具体情况。将其与该批洗涤物的性质方面的特征并列看待。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，具有一个确定驱动电机工作电压的装置并把该工作电压值作为修正值在质量计算中加以考虑。

7.按照权利要求4～6之一项所述的方法，在滚筒式洗涤物甩干机中应用时，其特征在于，在甩干程序开始时和进行中多次确定滚筒驱动电机的驱动力矩，并将其用于计算待甩干的那批洗涤物的质量，并且把相继得出的计算结果的差值作为确定该批洗涤物的当时残余湿度的衡量标准。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，把确定的残余湿度值作为结束甩干程序的衡量标准。

9.按照权利要求6或8所述的方法，其特征在于，在继滚筒起动阶段(A)之后的转速保持阶段(B)中算出滚筒驱动电机的调速装置的平均相位角，并把其用作确定因机械原因产生的制动力矩的衡量标准，在借助起动阶段(A)的相位角确定洗涤物质量时考虑上述制动力矩。

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