CN110050096B - 洗衣机及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及洗衣机及其控制方法,针对投入到洗衣机内的洗涤物,利用在马达进行动作中的起到作用的重力和惯性来测量洗涤物的量,由此精确地计算出洗涤物的量,并且能够使因洗涤物的初始位置和洗涤物的流动而引起的影响最小化,而且,利用运行中的马达的电流值来与无传感器特性无关地能够测量洗涤物的量。另外,能够提高很对洗涤物量的准确性,并且能够在短时间内判断出洗涤物量,因此容易进入到脱水动作,并且能够缩短洗涤时间,从而存在有节省能量的效果。

Description

洗衣机及其控制方法
技术领域
本发明涉及洗衣机及其控制方法,尤其涉及一种用于检测投入到洗衣机内的洗涤物的量的洗衣机及其控制方法。
背景技术
一般而言,洗衣机是通过洗涤、脱水和/或烘干等各种操作来处理洗涤物的装置。
洗衣机向容纳有洗涤物的滚筒供应规定量的洗涤水,将适量的洗涤剂溶剂于洗涤水中,由此通过与所述洗涤剂的化学作用来去除附着于所述洗涤物的污渍,并且,随着装有洗涤物的洗涤槽进行旋转,所述洗涤水和洗涤物产生机械摩擦或震动,从而能够容易去除洗涤物的污染物。
洗衣机执行作为用于控制洗涤物的污染的过程的洗涤行程、漂洗行程、脱水行程。洗衣机不仅在洗涤过程中、脱水行程中进行脱水,而且也在洗涤和漂洗行程中进行脱水,从而去除洗涤物所含有的水。
脱水动作的原理是,当马达以高速进行旋转时,通过离心力作用于内部的洗涤物,来使洗涤物内部的水从洗涤物中去除。
当马达以高速进行旋转时,这种脱水动作因洗涤物的量和洗涤物的缠结而受到影响。洗涤物越多,高速旋转越困难,若大量的洗涤物缠结在一起并倾向于某一侧,则产生不平衡,由此会产生洗衣机因高速旋转而损坏的问题。
因此,洗衣机在执行脱水之前准确地确定洗涤物的量,由此根据洗涤物的量而对脱水的转速进行调节。
现有的洗衣机是,在启动已停止的马达的过程中通过测量施加于马达的电流来确定洗涤物量的。
然而,在启动时确定洗涤物量的情况下,难以区分少量的洗涤物量,并且因停止状态下的洗涤物的初始位置和由驱动马达所引起的洗涤物的移动而测量到的洗涤物的量变得不同。尤其,洗涤物的量越大,测量值的散布越大。
另外,由于具备无传感器马达的洗衣机在初期启动时难以进行位置对准,因此,增加了测量的洗涤物量的散布。当洗涤物量的散布增加时,无法从计算到的数据中区分出洗涤物量。
在无法准确地测量洗涤物量的情况下,需要花费很长时间来进行高速进行运转的脱水动作,因此,存在有洗涤时间增加且能量消耗相应增加的问题。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于,提供一种洗衣机及其控制方法,快速并准确地确定投入洗衣机内的洗涤物的量,设置有无传感器马达的洗衣机中也能够准确测量洗涤物的量,并且基于洗涤物的量能够容易执行脱水动作,从而节省洗涤时间。
解决问题的技术方案
本发明的洗衣机的特征在于,包括:马达,其连接于滚筒并使滚筒进行旋转;马达驱动部,其通过向所述马达施加动作电源来使所述马达进行动作或停止,并且通过控制所述马达来保持所述马达的转速或使所述马达的转速加速、减速;电流检测部,其对动作中的所述马达的电流进行测量;控制部,其为了判断容纳于所述滚筒中的洗涤物的量,将用于控制所述马达的控制指令施加于所述马达驱动部,并且根据从所述电流检测部输入的电流值而确定所述洗涤物的量,所述控制部将基于所述马达的转速的动作划分为:用于执行衣物分散的第一检测区间、和执行衣物量检测的第二检测区间,并且对应所述第一检测区间中检测到的偏心而判断所述第二检测区间的执行与否,而且基于所述第二检测区间中测量到的数据而计算出所述洗涤物的量。
另外,本发明的洗衣机的控制方法的特征在于,包括:通过启动马达来判断容纳于滚筒内的洗涤物的量的步骤;通过使所述马达以低速进行旋转来在第一检测区间执行衣物分散的步骤;根据所述第一检测区间测量到的数据而检测偏心的步骤;若所述偏心为设定值以上,则再次执行所述第一检测区间而使所述洗涤物分散的步骤;若所述偏心小于设定值,则执行第二检测区间,并且通过阶梯性地控制所述马达的转速来执行衣物量检测的步骤;以及将所述第二检测区间测量到的数据划分为基于所述马达的转速的保持区间、加速区间、减速区间,并且通过分析所述第二检测区间的数据来计算出所述洗涤物的量的步骤。
发明效果
如上所述那样构成的本发明的洗衣机及其控制方法,针对投入到洗衣机内的洗涤物利用马达的运转中所产生的重力和惯性来测量洗涤物的量,由此能够精确地计算出洗涤物的量,从而能够使由洗涤物的初始位置和洗涤物的流动所引起的影响最小化,并且利用运转中的马达的电流值来与无传感器特性无关地能够测量洗涤物的量。
另外,本发明通过将旋转速度控制为附着于滚筒的壁面而进行旋转的洗涤物的速度以上,来基于保持区间、加速区间、减速区间的数据而判断洗涤物的量,由此使由洗涤物的流动所引起的散布最小化,从而能够更加准确地确定洗涤物的量。
附图说明
图1是本发明的一实施例的洗衣机的立体图。
图2是示出剖开图1中所示的洗衣机的一部分的剖视图。
图3是示出本发明的一实施例的洗衣机的控制结构的方框图。
图4是用于说明本发明的一实施例的洗衣机中的作用于洗涤物的力的图。
图5是用于说明本发明的一实施例的洗衣机中的测量洗涤物的量的第一检测区间和第二检测区间的图。
图6是用于说明测量图5的洗涤物的量时的基于偏心的第一检测区间的速度变化的图。
图7是示出本发明的一实施例的洗衣机中的用于测量洗涤物的量的第一检测区间和第二检测区间的其他实施例的图。
图8是用于说明图7中的测量洗涤物的量时的基于偏心的第一检测区间的速度变化的图。
图9是用于说明测量本发明的洗涤物的量时的基于马达的速度变化的电流值的图。
图10是示出根据本发明的洗衣机的马达的旋转而测量的电流值的图。
图11是示出本发明的洗衣机的用于测量第一检测区间和第二检测区间的洗涤物的量的控制方法的流程图。
图12是示出用于测量基于图11的第一检测区间的速度变化的洗涤物的量的控制方法的流程图。
图13是示出用于测量基于图11的第一检测区间的速度变化的洗涤物的量的控制方法的其他实施例的流程图。
图14是示出基于本发明的洗涤物的重量的洗涤物量的测量结果的图。
图15是示出基于本发明的洗涤物重量的洗涤物量的测量结果的散布度的图。
具体实施方式
通过参照与附图一起详细描述的实施例,会更加明确本发明的优点、特征及其实现方法。然而,本发明不限于以下公开的实施例,可体现为互不相同的多种形态,本实施例仅为了充分公开本发明,并为了向本领域技术人员完整地公开本发明的范围而提供,本发明的保护范围仅由权利要求的范围来决定。在整个说明书中相同的附图标记表示同一构成要素。另外,本发明的包括在洗衣机中的控制部以及其他各部的构成,可以由一个或一个以上的处理器和硬件设备实现。
图1是本发明的一实施例的洗衣机的立体图,图2是示出剖开图1中所示的洗衣机的一部分的剖视图。
本发明的洗衣机100如图1和图2所示的方式构成。
壳体110形成洗衣机100的外观,用于存储水的外桶132悬挂在壳体110中,用于容纳洗涤物的滚筒134可旋转地设置在外桶132中。还可以设置有用于对存储在外桶132中的水进行加热的加热器143。
壳体110可以包括:箱体111,其形成洗衣机100的外观,并且其前侧面和上侧面开放;底座(未图示),其用于支撑箱体111;前盖112,其形成有洗涤物出入孔,使得洗涤物能够出入,并且结合于箱体111的前侧面;顶盖116,其设置于箱体111的上侧。在前盖112可设置有开闭所述洗涤物出入孔的门118。
玻璃118a设置于门118,以能够从洗衣机100的外部观察滚筒134内部的洗涤物。玻璃118a可以形成为突出的形状,在门118关闭的状态下,玻璃118a的顶端可以突出到滚筒134的内侧。
洗涤剂盒114用于容纳初级或主要洗涤剂、衣物柔顺剂、漂白剂等的添加剂,所述洗涤剂盒114可以以针对壳体110可进行引出的方式设置。在洗涤剂盒114可设置有多个划分的容纳空间,使得所述添加剂可以分开容纳而不会彼此混合。
外桶132可以通过弹簧悬挂在顶盖116,以能够缓解滚筒134进行旋转时所产生的振动,另外,还可以设置有从下侧对外桶132进行支撑的减震器。
在滚筒134形成有多个孔,使得水可以在外桶132和滚筒134之间进行流动,并且,可以沿着滚筒134的内周面设置有一个以上的提升器134a,使得洗涤物随着滚筒134的旋转而能够被提升后掉落。
滚筒134可以配置成具有规定的倾斜度,使得滚筒134的后方部下降到水平面的下方,而不是完全水平地配置。
可设置有马达,所述马达提供用于使滚筒134进行旋转的驱动力。根据将从马达提供的驱动力传递到滚筒134的方式,可以分为直接驱动方式和间接驱动方式。在直接驱动方式中,马达的旋转轴直接与滚筒134紧固,并且马达的旋转轴和滚筒134的中心在同一直线上对齐。在直接驱动方式的洗衣机100中,滚筒134通过设置在外桶132的后方和箱体111之间的空间的马达141进行旋转。
对于间接驱动方式而言,利用用于传递由马达所提供的驱动力的皮带(belt)或滑轮(pully)等的动力传递装置来使滚筒134进行旋转,马达的旋转轴和滚筒134的中心并非必须在同一直线上对齐。
本发明的洗衣机100可以配置为直接驱动方式和间接驱动方式中的任意一种。
在壳体110和外桶132之间设置有垫片120。垫片120用于防止存储于外桶132中的水泄漏到外桶132和壳体110之间。垫片120的一侧与壳体110相结合,而另一侧沿着外桶132的呈开口的前侧面部的外周相结合。另外,垫片120随着外桶132的振动而弹性地折叠,从而起到缓冲振动的作用。
垫片120可以由具有一定弹性力的可变形的或柔性的材质制成,并且可以利用天然橡胶或合成树脂形成。
洗衣机100通过热水软管和冷水软管来分别与用于供应热水的热水源(H.W)和用于供应冷水的冷水源(C.W)相连接,并且,通过针对供水部的控制,来将经由热水软管和冷水软管而流入的水供应到洗涤剂盒114、蒸汽产生装置和/或涡流喷嘴。
泵148通过排水波纹管147来将从外桶132排出的水经由排水软管149而排出到外部,或者将其压送到循环软管151。在本实施例中,泵148兼做作为排水泵的功能和作为循环泵的功能。在某些情况下,当然还可以单独设置有用于排水的泵和用于循环的泵。
在滚筒134进行旋转的期间,洗涤物10重复进行被提升器134a提升后掉落的动作,当滚筒进行高速旋转时,洗涤物附着于滚筒的壁面,由此通过离心力将被洗涤物吸收的洗涤水从洗涤物中分离出,并且经由滚筒内的孔排出到外桶,从而执行脱水。
控制面板180可以包括:过程选择部182,其从使用者接收过程选择;显示部184,其从使用者接收各种控制指令,并且显示洗衣机100的动作状态。
图3是示出本发明的一实施例的洗衣机的控制结构的方框图。
如图3所示,洗衣机100如上所述那样构成,另外,为了控制其动作,包括输入部230、输出部240、检测部220、马达驱动部260、马达270、电流检测部280、数据部250、以及对整体动作进行控制的控制部210。
另外,控制部210还包括控制结构,所述控制结构用于控制供水阀和排水阀用于加热洗涤水,根据情况可设置有用于与外部进行数据的发送和接收的通信部,以下将省略其说明。控制部210可以由一个或一个以上的处理器实现,并且可以由硬件设备实现。
输入部230包括至少一个的按钮、开关、触摸板等的输入装置,由此输入电源输入、洗涤过程、水位、温度等的运行设置。若经由过程选择部182选择洗涤过程,则输入部230将所选择的洗涤过程的数据输入到控制部。
输出部240包括显示部184,其显示由输入部230所输入的操作设置的信息,并且输出洗衣机的动作状态,并且,所述输出部240包括用于输出规定的声音效果或警告音的扬声器、蜂鸣器等。
在数据部250中存储有用于对洗衣机的动作进行控制的控制数据、被输入的运行设置数据、关于洗涤过程的数据、用于确定洗衣机的错误发生与否的参考数据。另外,在数据部250中存储有通过检测部在洗衣机动作中所检测或测量到的数据。
数据部250用于记录洗衣机的控制中所需的各种信息,可以包括易失性或非易失性记录介质。记录介质用于存储可由微处理器(micro processor)读取的数据,并且可以包括HDD(Hard Disk Drive,硬盘驱动器)、SSD(Solid State Disk,固态驱动器),SDD(Silicon Disk Drive,硅磁盘驱动器)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁带、软盘、光数据存储装置等。
检测部220包括多个传感器,多个所述传感器测量洗衣机的电压或电流,并且检测马达的转速、洗涤水的温度、洗涤水的水位、供应或排出的洗涤水的水压等的数据,而且将其输入到控制部210。
检测部220设置有电流传感器、电压传感器、水位传感器、温度传感器、压力传感器,速度传感器中的至少一个传感器。
水位传感器设置于滚筒或外桶内,用于检测洗涤水的水位来将水位数据输入到控制部210。温度传感器用于测量洗涤水的水温。另外,多个温度传感器配置在不同的位置,不仅可以检测洗涤水的水温,还可以检测控制电路内部的温度,而且在设置有用于加热洗涤水或用于烘干的加热器的情况下可以检测加热器的温度。电流检测部280测量施加于马达的电流并将其输入到控制部210。速度传感器检测马达的转速并将其输入到控制部。速度传感器通过连接于马达的旋转轴来从输出电压检测到速度,或者通过配置旋转轴光电传感器来进行测量,但并不限于此,可以使用各种方式。
马达270连接到滚筒,由此提供能够使滚筒进行旋转动作的动力。马达270可以使用无传感器马达。
马达驱动部260将动作电源施加到马达270。马达驱动部260对应于控制部210的控制指令而对马达进行控制,使得马达进行动作或停止,并且还控制马达的转速。
马达驱动部260根据控制指令对马达270的旋转方向、旋转角度及转速进行控制,并且根据设定的洗涤过程和执行的洗涤、漂洗、脱水的各个行程对马达270进行控制,使得马达270分别以不同的方式进行动作。此时,马达驱动部260通过将马达的旋转方向、旋转角度及转速控制成互不相同,来能够使滚筒内的洗涤水形成特定形式的水流。
控制部210根据从输入部230所输入到的操作设置而对供水和排水进行控制,并且生成控制指令并施加到马达驱动部260,使得滚筒根据马达270的动作而进行旋转并执行洗涤。控制部210对洗涤、漂洗、脱水的一系列的洗涤过程进行控制。
控制部210将输入的运行设置存储于数据部250,并且经由输出部240输出运行设置或动作状态。根据情况,在存在有安装了洗衣机控制用应用程序且与洗衣机无线连接的终端的情况下,控制部可以将关于运行设置的数据发送到终端。
控制部210在执行洗涤的过程中,基于从检测部220的多个传感器所输入的数据、和从电流检测部280所输入的数据而确定是否正常执行洗涤,当发生异常时,通过输出部240输出错误。
例如,控制部210对以下情况判断错误:在供水的过程中,洗涤水的水位在供水时间内未能达到指定水位的情况;在排水的过程中,在排水时间内无法形成空水位的情况;在执行洗涤的过程中,检测到空水位的情况;洗涤水的温度未能达到设定温度的情况;以规定的次数或在设定时间内未能实现脱水的情况。
控制部210将每个控制指令施加于马达驱动部260,以根据运行设定而进行洗涤、漂洗、脱水的洗涤过程。当马达进行运转时,控制部210存储由电流检测部280输入的电流值并对其进行分析,由此判断马达的状态,并且,确定容纳于滚筒内的洗涤物的量。另外,控制部210基于所测量到的电流而确定洗涤物的偏置程度、即偏心(Unbalance)。
尤其,当开始进行洗涤且滚筒以高速进行旋转动作时,控制部210确定滚筒内的洗涤物的量。即使洗涤物的量被控制部210确定过一次,在需要进行高速旋转的情况下,控制部210在进行高速旋转之前再次确定洗涤物的量,并且对应于所确定的洗涤物的量而使滚筒进行高速旋转。此时,控制部210可以对应所确定的洗涤物的量而改变最大转速。
若马达通过马达驱动部进行旋转动作,则控制部210将控制指令施加于马达驱动部260,使得马达的转速阶梯性地增大或减小,当马达进行旋转时,在加速区间、保持区间、减速区间中,分析由电流检测部280所输入的电流值,由此确定洗涤物的量。
控制部210对在马达进行旋转的过程中作用于滚筒内的重力和惯性力、以及马达制动时所产生的反电动势进行计算,由此确定洗涤物的量。
图4是用于说明本发明的一实施例的洗衣机中作用于洗涤物的力的图。
如上所述,控制部210在确定洗涤物的量的过程中,利用作用于滚筒的力来确定洗涤物的量。
如图4所示,各种力作用于投入了洗涤物的滚筒。
由于洗衣机通过旋转动作来从洗涤物中分离出异物,并且去除被洗涤物吸收的洗涤水,因此,将会施加有用于使滚筒进行旋转的马达扭矩(Torque)、惯性扭矩、摩擦扭矩、负载扭矩。
马达扭矩是为了使连接于滚筒的马达进行旋转动作而施加的力;惯性扭矩是,在旋转的过程中,当进行加速或减速时,为了保持现有的运动状态(旋转)的惯性而产生干扰的力;摩擦扭矩是因滚筒和洗涤物、门和洗涤物、或洗涤物之间的摩擦而干扰旋转的力;负载扭矩是因洗涤物的重量而干扰旋转的力。
以下,洗衣机在进行旋转动作的过程中判断洗涤物,而不是在启动马达时判断洗涤物的量,因此,将以角度θm作用于洗涤物的力作为示例进行说明。
如图4(a)所示,马达扭矩Te是马达进行动作时所需的力,因此,是惯性扭矩、摩擦扭矩、负载扭矩的总和值。马达扭矩Te是提升洗涤物的力F乘以滚筒的半径r的值。
如图4(b)所示,在进行旋转动作的过程中加速或减速时,惯性扭矩Jm用作以由滚筒和洗涤物的分布引起的惯性力而干扰旋转动作的力。
此时,惯性扭矩与质量m和滚筒的半径的平方成比例。
如图4(c)所示,摩擦扭矩Bm是作用于洗涤物和外桶之间、洗涤物和门之间的摩擦力,因此与转速Wm成比例。通过将摩擦系数乘以转速来能够计算摩擦扭矩。
如图4(d)所示,负载扭矩TL是启动时根据洗涤物的分布而起到作用的重力,其可以通过洗涤物的重量(质量)m、重力加速度g、滚筒的半径r、角度θm计算。
在角度θm上,由重力g所产生的力Fg是作用于洗涤物的力,但是,由于滚筒正进行旋转,因此,可以通过重力乘以sin(θm)的值计算。由重力所产生的力Fg由重力加速度、滚筒的半径、质量决定。
由于马达扭矩、惯性扭矩、摩擦扭矩、负载扭矩在滚筒进行旋转的期间同时起到作用,并且这种力的分量反映在马达的电流值中,因此,控制部210利用在马达进行动作中由电流检测部所测量到的电流值来计算洗涤物的量。
在马达扭矩的情况下,会存在有由重量所产生的重力的影响较大,在重量为一定重量以上的情况下会存在有分辨率降低的问题。即,若洗涤物的量增加到一定大小以上,则随着洗涤物的量的增加,由重量所产生的辨别力将会降低。
在洗涤物与门发生摩擦、洗涤物被夹在门的情况下,摩擦扭矩的值的变化将会变大,因此将会产生散布。尤其,若洗涤物的量增加,则摩擦扭矩的散布将会大大增加。
负载扭矩的值因洗涤物的移动而发生偏差。另外,在负载扭矩的情况下,若洗涤物的重量为一定大小以上,则洗涤物的移动将会减少,因此发生负载扭矩反而,降低的反向现象。
相反,虽然惯性扭矩受到洗涤物的流动的影响,但是,对洗涤物的量(重量)呈现线性,因此,能够更加准确地测量洗涤物的量。
此时,惯性扭矩是欲保持的力,因此,在加速或减速时会起到作用。即,惯性扭矩在加速区间和减速区间起到作用,但是,在转速保持为恒定的情况下,惯性扭矩不会起作用,而由重力所产生的马达扭矩、摩擦扭矩以及负载扭矩将会起到作用。
通过从加速区间和减速区间的数据中去除保持区间的数据,来能够计算有关惯性扭矩的特性。惯性可以通过如下方式计算出:从加速区间的电流值和减速区间的电流值减去保持区间的电流值,之后除以每单位时间的速度变化量、即加速度,然后乘以反电动势,由此计算出所述惯性。
因此,洗衣机对在加速区间、减速区间以及保持区间中起作用的力进行分析,并且基于惯性扭矩而确定洗涤物的量,并且,在保持区间计算出基于洗涤物量的重力的力,而且,在减速区间计算出因制动所产生的反电动势,由此计算出洗涤物的量。
另外,洗衣机通过对马达进行旋转动作的过程中的电流值测量来计算出衣物量检测值,因此,能够排除因启动时马达的位置对准所引起的误差,并且,通过保持区间来不改变负载状态,即,洗涤物不会不规则地流动,而是以固定的状态进行流动,由此能够使因负载的变化所引起的误差最小化。
此时,洗衣机分别将用于计算保持区间的衣物量检测值的衣物量数据、以及用于计算加速区间和减速区间的衣物量检测值的衣物量数据应用为不同。在保持区间中,惯性特性成为最小化,而在加速区间和减速区间中,惯性起到很大作用,因此,通过基于分别不同的数据而计算衣物量检测值,来进行相互比较分析,从而确定最终的洗涤物量。
如上所述,控制部210计算出马达进行动作的过程中起作用的惯性扭矩,由此确定洗涤物的量,因此,控制部210将马达的转速增加到一定转速,之后对马达进行控制,使得马达加速或减速。控制部210根据马达的转速划分为保持区间、加速区间、减速区间,并且,利用马达进行动作时的每个区间中测量到的电流值来确定洗涤物的量。
控制部210利用在低速的保持区间中受重力影响的摩擦扭矩和负载扭矩来计算洗涤物的量,并且从保持区间进行加速,由此以比保持区间更快的转速突显惯性扭矩的特性,从而通过加速区间中的惯性来确定洗涤物的量。另外,在控制部的减速区间算出反电动势,由此确定洗涤物的量。反电动势是,在马达制动时,从马达朝向相反方向形成的电流而产生的电动势。
控制部210计算出基于马达使转速保持、加速、减速的动作的不同区间的电流值的平均值,由此确定洗涤物的量。
控制部210通过基于区间的电流的平均值乘以反电动势来计算出衣物量,有关加速区间的泡量将参照针对惯性的衣物量数据,有关保持区间的衣物量将参照针对重力的衣物量数据,并进行比较分析。另外,对于控制部210而言,基于马达的种类或性能的特性反映在反电动势,因此,为了对其进行补偿,将反电动势在计算衣物量的过程中使用。此时,控制部210从加速区间的电流值减去保持区间的电流值,之后乘以反电动势,由此计算出惯性特性的数据。
图5是用于说明本发明的一实施例的洗衣机中的测量洗涤物的量的方法的图。
如图5所示,控制部210对马达的转速进行控制,以确定洗涤物的量。控制部210将加速区间和保持区间的电流值进行比较,并且在减速区间计算出反电动势,由此确定洗涤物的量。
控制部210以马达的转速为基准而设定多个检测区间,并且在各个检测区间,利用由电流检测部测量到的电流值来确定洗涤物的量。
控制部210在第一检测区间A执行偏心检测和用于减小偏心的衣物分散,而在第二检测区间B执行衣物量检测。
控制部210以洗涤物完全附着于滚筒壁面的转速为基准,将洗涤物完全附着于滚筒壁面的转速以下的转速设定为第一检测区间。
另外,控制部210将洗涤物完全附着于滚筒壁面的转速以上的转速设定为第二检测区间。不过,当马达的转速以一定转速以上进行旋转时,将会产生由旋转引起的共振,因此,控制部210将比产生共振的转速低的转速设定为第二检测区间。
控制部210在第一检测区间和第二检测区间内,将马达的转速控制成保持一定的转速、加速、减速,并且以在保持转速的保持区间、增加转速的加速区间、减小转速的减速区间内由电流检测部测量到的电流值和反电动势为基础,确定洗涤物的量。
控制部210在第一检测区间内检测偏心,当偏心小于设定值时,在第二检测区间中进行衣物量检测,当偏心为设定值以上时,再次执行第一检测区间并进行衣物分散。
控制部210在因洗涤物发生缠结或偏向一个方向、以及不均衡而将偏心检测为设定值以上时,执行第一检测区间的衣物分散,由此减少偏心。
控制部210再次执行第一检测区间并再次检测偏心,当偏心小于设定值时,执行第二检测区间,当偏心为设定值以上时,再次执行第一检测区间并进行衣物分散。
在以设定次数以上重复执行第一检测区间的情况下,控制部210判断为发生错误并终止用于确定洗涤物量的动作,而不执行第二检测区间。当以设定次数重复执行第一检测区间,并且第二检测区间未能正常执行时,控制部210生成错误信息并经由输出部输出。
在洗衣机中,因洗涤物的缠结或偏置而产生偏心,从而发生振动。随着滚筒的旋转速度增大而使基于偏心的振动大小将会增加,当所有洗涤物被离心力附着于滚筒壁面而不会掉落,并且马达以与滚筒一同进行旋转的转速以上旋转时,因由偏心所引起的振动而可能会存在滚筒与洗衣机的壳体发生碰撞的问题。虽然在低速下也会产生偏心,但是低速旋转时所产生的振动带来的损伤可能性较小。
由此,控制部210在执行以洗涤物完全附着于滚筒壁面的转速以上的转速进行动作的第二检测区间B之前,通过在第一检测区间A中检测偏心来判断是否执行第二检测区间B的衣物量检测。
若在第二检测区间B中正常执行衣物量检测,则控制部210以在第二检测区间B中测量到的数据为基准判断洗涤物的量。
控制部210将洗涤物因离心力完全附着于滚筒壁面而不会掉落且与滚筒一同进行旋转的转速,设定为第一速度S2。
另外,控制部210将不会产生共振的范围内的转速设定为第二速度S3,所述转速是大于第一速度S2的高速转速,并且是滚筒中的因旋转所引起的离心力增加而受到重力影响较小的转速、即重力对洗涤物产生的影响接近于零的转速。
例如,第一速度S2可以设定为75rpm至85rpm,第二速度(S3)可以设定为95rpm至110rpm。不过,根据滚筒的大小或马达的种类及性能,转速可能存在差异。
控制部210针对第二检测区间B生成控制指令并施加于马达驱动部260,以在第一速度S2至第二速度S3的范围内保持马达的转速、使马达的速度加速和减速。
控制部210针对第一检测区间A生成控制指令并施加于马达驱动部260,以在第三速度S1至第一速度S2的范围内保持马达的转速、使马达的转速加速和减速。因此,在第一检测区间A中执行衣物分散。
控制部210将洗涤物因滚筒的旋转而不会附着于滚筒壁面且被提升后掉落,由此洗涤物的流动最多的状态下的转速设定为第三速度S1,所述转速是通过马达的旋转来作用于滚筒内的离心力和重力变为相同的转速。第三速度S1的转速低于第一速度S2的低速的转速。
例如,第三速度S1为45rpm至55rpm。根据滚筒的大小或马达的种类及性能,转速可能存在差异。
如上所述,第三速度S1是洗涤物不会附着于滚筒壁面而被提升后掉落的状态下的转速,因此,在第一检测区间A中,洗涤物的流动较大,由此能够使洗涤物分散。
为了确定洗涤物的量,控制部210将有关第一检测区间A和第二检测区间B的控制指令施加于马达驱动部260,由此对马达的转速进行控制。
电流检测部280测量出第一检测区间的电流值并将其输入到控制部,将第二检测区间分别划分为保持区间、加速区间、减速区间并测量电流,并且将其输入到控制部210。
马达驱动部260对应控制指令而在第一时间t01上启动马达,由此使马达的转速加速到第三速度S1。
若马达驱动部260对应控制指令而使马达的转速在第一检测区间A中达到第三速度S1,则在规定时间(t02至t03)的期间保持第三速度S1。此时,随着洗涤物在滚筒被提升后掉落,执行衣物分散。
马达驱动部260在第三时间t03上将马达加速到第一速度S2。当马达的转速在第四时间t4上达到第一速度S2时(P0),电流检测部280测量马达的电流值并将其输入到控制部210,控制部210基于测量到的电流值检测偏心。
当偏心小于设定值时,控制部210控制马达驱动部以执行第二检测区间B。
马达驱动部260对应控制指令而使马达的转速以第一速度S2保持规定时间,即以第一速度S2保持第四时间t04至第五时间t05的保持区间D01的期间。
电流检测部28对第四时间至第五时间(t04至t05)的期间的保持区间D01的电流进行测量,并将其输入到控制部210。
马达驱动部260在第五时间t05上将马达的转速加速到第二速度S3(加速区间D02),若达到第二速度S3,则使第二速度保持第六时间t06至第七时间t07的保持区间D03的期间。此时,用于保持速度的保持区间分别可以设定为1.5至2.5秒。
电流检测部28分别对第五时间t05至第六时间t06的加速区间D02、和第六时间t06至第七时间t07的保持区间D03的期间的电流进行测量,并将其输入到控制部210。
在保持区间D03之后,马达驱动部260在第七时间t07上制动马达,由此降低马达的转速。据此,马达在第九时间t09上停止。
电流检测部280对马达转速将会降低的第七时间t07至第九时间t09中开始减速之后的规定时间的期间、即第七时间t07至第八时间t08的期间的减速区间D04的电流进行测量,并将其输入到控制部210。
由此,控制部210在第一检测区间A对应从电流检测部280输入的电流值而检测偏心,由此判断第二检测区间B的执行与否,若第二检测区间正常执行,则计算出用于保持第一速度S2和第二速度S3的各个保持区间D01、D03的电流值、加速区间D02的电流值、以及减速区间D04的反电动势,由此判断洗涤物的量。
控制部210计算出保持区间的重力特性和加速区间的惯性特性,由此确定洗涤物的量。通过从加速区间的电流值减去保持区间的电流值,来能够计算出加速区间的惯性特性。在保持区间中,重力起到较大的作用,但速度保持不变,因此由惯性所产生的影响较小,在加速区间中,重力起到作用的同时,欲保持现有的旋转动作的惯性随着速度的变化而起到较大的作用,因此,若从加速区间去除保持区间的数据,则能够计算出有关惯性的特性。
图6是用于说明测量图5的洗涤物的量时的基于偏心的第一检测区间的速度变化的图。
控制部210在第一检测区间A中检测偏心,由此判断第二检测区间的执行与否。据此,若在第一检测区间中检测到的偏心为设定值以上,则控制部210不会执行第二检测区间,重复执行第一检测区间而使洗涤物分散,之后再次检测偏心,由此执行第二检测区间。
如图6所示,马达驱动部260对应控制指令而在第十时间t10上启动马达,由此使马达的转速加速到第三速度S1。
对应于控制指令,若马达的转速在第一检测区间A中达到第三速度S1,则马达驱动部260在规定时间的期间保持第三速度S1。此时,洗涤物在滚筒内被提升后掉落,从而执行衣物分散。
马达驱动部260在第十一时间t11上使马达进行加速,直至转速达到第一速度S2。若马达的转速在第十二时间t12上达到第一速度S2,则控制部210基于从电流检测部所输入的电流值而检测偏心。
例如,控制部210通过对电流值的波纹(ripple)进行分析来能够检测偏心。这种偏心检测是一示例,但并不限于此,可适用各种偏心检测方法。
电流检测部可以将有关一次第一检测区间A01的电流值输入到控制部。
如上所述,当控制部210在第一点(point)P01上检测到的偏心小于设定值时,控制部210控制马达驱动部以执行第二检测区间B,当偏心为设定值以上时,再次执行第一检测区间。
马达驱动部260对应控制指令而制动马达,由此使转速降低到第三速度S1,从而执行二次第一检测区间A02。
当马达的转速达到第三速度S1时,马达驱动部260使第三速度保持规定时间。此时,在保持第三速度的期间将会执行衣物分散。马达驱动部260将马达加速到第一速度S2。
当马达的转速在第十三时间T13上达到第一速度S2时,控制部210以在第二点P02上从电流检测部280输入的有关二次第一检测区间A02的电流值为基础,检测偏心。
如上所述,若偏心小于设定值,则控制部210对马达驱动部进行控制,以执行第二检测区间B,若偏心为设定值以上,则再次执行第一检测区间。
马达驱动部260对应控制指令而制动马达,由此使马达的转速减速到第三速度S1,从而执行三次第一检测区间A03。马达驱动部通过使马达的转速保持为第三速度来执行衣物分散,之后再次加速到第一速度S2。
控制部210根据三次第一检测区间A03的偏心,再次执行第一检测区间,并且,马达驱动部制动马达而执行四次检测区间A04(t14至t15)。
控制部210根据四次检测区间A04的数据而检测偏心,若偏心小于设定值,则对马达驱动部进行控制,由此执行第二检测区间B。
由此,马达驱动部260使第一速度S2保持规定时间、即第十五时间t15至第十六时间t16的期间,之后将马达的转速加速到第二速度S3(t16至t17),若达到第二速度S3,则保持规定时间(t17至t18),然后制动马达而使其减速,并停止马达(t18至t20)。
电流检测部28对第十五时间t15至第十六时间t16的期间的保持区间、第十六时间t16至第十七时间t17的加速区间、第十七时间t17至第十八时间t18的保持区间、以及第十八时间t18至第十九时间t19的减速区间的电流进行测量,并将其输入到控制部210。
由此,控制部210基于保持区间、加速区间、减速区间的电流值和反电动势而计算洗涤物的量。
此时,对于重复执行第一检测区间A的次数,在以设定次数重复执行第一检测区间的情况下,控制部210判断为错误,由此停止动作并输出错误。即,即使以设定次数以上重复执行第一检测区间而反复进行衣物分散,使偏心也被检测为设定值以上,因此输出错误。而且,在继续重复执行第一检测区间的情况下,无法进行下一个动作,并且洗涤时间将会增加,因此只以设定次数重复执行。
图7是示出本发明的一实施例的洗衣机中的用于测量洗涤物的量的第一检测区间和第二检测区间的其他实施例的图。
如图7所示,控制部210为了确定洗涤物的量,对马达的转速进行控制。
控制部210以洗涤物完全附着于滚筒壁面时的转速、即第一速度S2、S13为基准而设定第一检测区间A和第二检测区间B。
控制部210为了确定洗涤物的量,将针对第一检测区间A和第二检测区间B的控制指令施加于马达驱动部260。
控制部210对第一检测区间和第二检测区间进行控制,以保持马达的转速、使马达的转速加速和减速,并且,基于在保持转速的保持区间、增加转速的加速区间、减小转速的减速区间中由电流检测部测量到的电流值和反电动势而确定洗涤物的量。
电流检测部280将第一检测区间A和第二检测区间B分别划分为保持区间、加速区间、减速区间并测量电流,并且将其输入到控制部210。
控制部210在第一检测区间A中检测偏心,若偏心小于设定值,则在第二检测区间B执行衣物量检测,若偏心为设定值以上,则再次执行第一检测区间,由此在第一检测区间内执行衣物分散和衣物量检测。
控制部210因洗涤物发生缠结或偏向一个方向、以及不均衡而将偏心检测为设定值以上,由此再次执行第一检测区间的衣物分散,从而降低偏心,在无法执行第二检测区间的情况下,在第一检测区间中执行衣物量检测,由此能够基于第一检测区间的数据而确定洗涤物的量。
若在第二检测区间B中正常地执行衣物量检测,则控制部210将会废弃在第一检测区间A中测量到的数据,并且基于在第二检测区间B中测量到的数据而确定洗涤物的量。
另外,在以设定次数n以上重复执行第一检测区间A而不执行第二检测区间B并结束动作的情况下,控制部210基于在第一检测区间A中测量到的数据而确定洗涤物的量。另外,随着第一检测区间重复被执行设定次数,控制部210生成错误,并经由输出部输出。
控制部210对马达驱动部260进行控制,以在第一检测区间A中执行衣物分散和衣物量检测,并且在第二检测区间B中执行衣物量检测。
如图5中进行说明那样,控制部210针对第二检测区间B生成控制指令并施加到马达驱动部260,以在第一速度S13、S2至第二速度S14、S3的范围内保持马达的转速、使马达的转速加速和减速。第二检测区间与之前进行说明的图5中的第二检测区间设定为相同,因此,省略其详细说明。
控制部210针对第一检测区间A生成控制指令并施加到马达驱动部260,以在第四速度S11至第一速度S13、S2的范围内保持马达的转速、使马达的转速加速和减速。据此,在第一检测区间A中执行衣物分散和衣物量检测。
控制部210将洗涤物在进行旋转的滚筒内处于翻滚的状态(滚落)的转速设定为第四速度S11。
另外,控制部210将如下的转数设定为第五速度S12,所述转速是洗涤物通过随着马达的转速增加而在滚筒中产生的离心力的作用,来开始附着于滚筒壁面的转速,并且是洗涤物的一部分附着于滚筒壁面并与滚筒一同进行旋转,洗涤物的另一部分通过滚筒的旋转来被提升后掉落的状态下的转速。此时,根据滚筒的大小或马达的种类及性能,转速可能存在差异。
此时,第四速度S11是小于如上所述的第三速度S1的低速转速;第五速度S12是大于第三速度S1的高速转速,并且是小于第一速度S13、S2的低速转速。
马达驱动部260对应控制指令而在第二十一时间t21上启动马达,由此使马达进行加速,直至马达的转速达到第四速度S11为止。
若在第一检测区间A中马达的转速达到第四速度S11,则马达驱动部260对应控制指令而使第四速度S11保持规定时间(t22至t23)的期间。随着滚筒进行旋转,洗涤物在滚筒被处于进行翻滚的状态,因此洗涤物将被分散。
马达驱动部260在第二十三时间t23上将马达加速到第五速度S12。
若马达的转速达到第五速度S12,则马达驱动部260使第五速度S12保持规定时间(t24至t25)的期间。
电流检测部280对保持第五速度S12的保持区间D11的电流进行测量,并将其输入到控制部210。
马达驱动部260在第二十五时间t25上将马达加速到第一速度S13、S2。电流检测部280对转速从第五速度S12增加到第一速度S13、S2的加速区间D12的电流进行测量,并将其输入到控制部210。
若马达的转速达到第一速度S13、S2,则马达驱动部260使第一速度S13、S3保持规定时间(t26至t27)。
电流检测部280对保持第一速度S13、S2的保持区间D13的电流进行测量,并将其输入到控制部210。
此时,控制部210在第一检测区间A中的马达的转速保持为第一速度S13、S2的保持区间,基于输入的电流而检测偏心P10。在一些情况下,针对第一检测区间中所输入的所有电流,可以检测偏心。
若偏心小于设定值,则控制部210执行第二检测区间B。此时,偏心的设定值是测量洗涤物量之前的值,因此,将洗涤物的量较大的情况下的偏心的参考值作为设定值,并判断偏心。
由此,马达驱动部260使马达的转速以第一速度S13、S2保持规定时间(t27至t28)(保持区间D01),之后加速到第二速度S14、S3(加速区间D02),并且使第二速度S14、S3保持规定时间(t29至t30)(保持区间D03),然后制动马达,由此减小转速(减速区间)。
电流检测部280对第二检测区间B中的保持区间D01、加速区间D02、保持区间D03、以及第三十时间t30至第三十一时间t31的减速区间D04的电流进行测量,并将其输入到控制部210。
此时,若因在第一检测区间A中测量到的偏心小于设定值而执行第二检测区间,则控制部210废弃在第一检测区间A中由电流检测部测量到的电流值,并且基于第二检测区间B中的保持区间、加速区间以及减速区间的电流值而确定洗涤物的量。
控制部210计算出保持区间的重力特性和加速区间的惯性特性,由此确定洗涤物的量。通过从加速区间的电流值减去保持区间的电流值,来计算出加速区间的惯性特性。在保持区间中,重力起到较大的作用,但速度保持不变,因此由惯性所产生的影响较小,在加速区间中,重力起到作用的同时,欲保持现有的旋转动作的惯性随着速度的变化而起到较大的作用,因此,若从加速区间去除保持区间的数据,则能够计算出有关惯性的特性。
另外,若在第一检测区间中偏心为设定值以上,则控制部210重复执行第一检测区间。
图8是用于说明图7中的测量洗涤物的量时的基于偏心的第一检测区间的速度变化的图。
如图8所示,马达驱动部260根据控制部210的控制指令,在第三十五时间t35上启动马达270,由此加速到第四速度S11。
若在第一检测区间A中马达的转速达到第四速度S11,则马达驱动部260使第四速度S11保持规定时间(t36至t38)的期间。随着滚筒进行旋转,洗涤物在滚筒内处于进行翻滚的状态,因此洗涤物将被分散。
马达驱动部260通过将马达的转速在第三十八时间t38至第四十二时间t42的期间增加或保持,来将马达的转速加速到第一速度S13、S2后进行保持。电流检测部280分别对第五速度S12的保持区间D11、到第一速度为止的加速区间D12、第一速度的保持区间D13的电流进行测量,并将其输入到控制部210。
控制部210在保持第一速度的保持区间中基于输入的电流而检测偏心P11。
若偏心为设定值以上,则可能会出现由高速旋转引起的损伤的忧虑,因此,控制部210不执行第二检测区间B,而是再次执行第一检测区间A,由此使洗涤物分散。
马达驱动部260在第四十二时间t42上制动马达,由此使马达的转速达到第四速度S11。此时,电流检测部280对减速区间D14的电流进行测量。
若马达的转速在第四十四时间t44上达到第四速度S11,则马达驱动部结束一次第一检测区间A11,并开始执行二次第一检测区间A12。
在第四十四时间t44至第四十五时间t45的期间,马达驱动部260使马达的转速保持为第四速度S11。随着滚筒进行旋转,洗涤物在滚筒内处于进行翻滚的状态,因此洗涤物将被分散。
马达驱动部260在第四十五时间t45上马达进行加速,由此使马达的转速达到第五速度S12。
若马达的转速达到第五速度S12,则马达驱动部260在规定时间(t46至t47)的期间保持第五速度S12。电流检测部280对保持第五速度S12的保持区间D21的电流进行测量,并将其输入到控制部210。
马达驱动部260在第四十七时间t47上将马达加速到第一速度S13、S2。电流检测部280对转速从第五速度S12增加到第一速度S13、S2的加速区间D22的电流进行测量,并将其输入到控制部210。
若马达的转速达到第一速度S13、S2,则马达驱动部260使第一速度S13、S3保持规定时间(t48至t49)的期间。
电流检测部280对保持第一速度S13、S2的保持区间D23的电流进行测量,并将其输入到控制部210。
此时,控制部210在第一检测区间A中,尤其在二次第一检测区间A12中的马达的转速保持为第一速度S13、S2的保持区间D23,基于输入的电流而检测偏心P12。
若偏心小于设定值,则控制部210执行第二检测区间B,若偏心为设定值以上,则再次执行第一检测区间。
据此,马达驱动部将马达的转速减速到第四速度S11,并结束二次第一检测区间,并且开始执行三次第一检测区间A13。此时,电流检测部对减速区间D24的电流进行测量,并将其输入到控制部。
马达驱动部在三次第一检测区间A13中的第五十一时间t51至第五十六时间t56的期间,将马达的转速从第四速度S11到第一速度S13、S2阶梯性地重复保持和加速。电流检测部分别对保持区间D31,D33、加速区间D32的电流进行测量,并将其输入到控制部。
控制部210在第五十六时间t56上再次检测偏心P13,若偏心小于设定值,则执行第二检测区间B。
据此,马达驱动部260使马达的转速在规定时间(t56至t57)的期间保持为第一速度S13、S2(保持区间D01),之后加速到第二速度S14、S3(加速区间D02),并且将第二速度S14、S3保持规定时间t58至t59的期间(保持区间D03),然后制动马达,由此降低转速(减速区间D04)。
电流检测部280对第二检测区间B中的保持区间D01、加速区间D02、保持区间D03、以及第五十九时间t59至第六十一时间t61中的一部分的减速区间D04(t59至t60)的电流进行检测,并将其输入到控制部210。
控制部210将第二检测区间B的电流值按照区间类别计算出平均值,并计算出反电动势,由此确定洗涤物的量。
若在第二检测区间B中正常地执行衣物量检测,则控制部210废弃在第一检测区间A中测量到的数据,并且基于在第二检测区间B中测量到的数据而确定洗涤物的量。
若以设定次数重复执行第一检测区间后,偏心也为设定值以上,则控制部210不执行第二检测区间B,并且在第一检测区间中结束动作。在因偏心而无法执行第二检测区间的情况下,控制部210将会输出错误。设定次数可以设定为五次至七次,但并非限定于此。
在以设定次数n以上重复执行第一检测区间A而不执行第二检测区间B并结束动作时的情况下,控制部210基于在第一检测区间A中测量到的数据而确定洗涤物的量。
控制部210计算第一检测区间A中测量到的电流,即,按照第一检测区间A11至A13的次数类别,计算出保持区间、加速区间、减速区间的电流值的平均值,并计算出减速区间的反电动势,由此从第一检测区间A中确定洗涤物的量。
当确定洗涤物的量时,控制部210根据其执行下一个动作。
图9是用于说明测量本发明的洗涤物的量时的基于马达的速度变化的电流值的图。
如图9所示,在保持第一速度S2的保持区间中,马达的电流Iq0保持为恒定。
如图所示,在马达的转速从第一速度增加到第二速度的加速区间中,马达的电流Iq1在加速的期间增加规定值后保持,之后降低。此时,电流值根据加速的程度而发生变化。
另外,在马达的转速以第二速度保持的保持区间中,马达的电流Iq2保持为恒定。
在保持区间中,电流保持为恒定,但是,因滚筒或洗涤槽的振动而在电流值中出现波纹。此时,振动的大小根据偏心的程度而发生变化,据此,波纹的大小变得不同,因此,控制部210通过对波纹进行分析来能够检测偏心。
此时,在图9中示出了电流的变化,第一速度保持区间和第二速度保持区间的电流值不一定是相同的。尽管电流在保持区间中保持为恒定,但是电流值可以根据速度而变得不同。
控制部210将第一速度的保持区间和第二速度的保持区间的电流值相加并计算出平均值,之后从加速区间的电流值的平均值减去,并且乘以反电动势,而且除以重力加速度,从而能够计算出惯性的特性。
图10是示出根据本发明的洗衣机的马达的旋转而测量的电流值的图。
图10(a)和图10(b)是示出在马达动作中进行测量的电流的图。
此时,在洗涤物发生缠结的情况下,在洗涤物偏向某一侧的情况下,在洗涤物为一个的情况下,洗涤物不会均匀地分散而发生偏置,从而产生振动。
此时,若振动的大小根据偏心的程度、即偏置的程度和转速而发生变化,则在保持为恒定的电流值中发生波纹。
由于波纹的大小根据偏心的程度而发生变化,因此,控制部210通过对波纹进行分析来能够检测偏心。
图11是示出本发明的洗衣机的用于测量第一检测区间和第二检测区间的洗涤物的量的控制方法的流程图。
控制部210为了检测洗涤物的量,将有关第一检测区间A和第二检测区间B的控制指令施加于马达驱动部。此时,在第一检测区间中,检测偏心,而在第二检测区间中,检测洗涤物的量。另外,在第一检测区间中,为了加你偏心而执行衣物分散。
如图11所示,根据控制指令启动马达270(S310)。
马达驱动部260通过加速到用于进行衣物分散的速度,并且将马达转速保持规定时间,来执行衣物分散(S320)。
马达驱动部260通过在从用于进行衣物分散的速度到第一速度S13、S2的范围内保持或加速马达的转速,来执行第一检测区间A(S330)。第一速度S2、S13是,所有的洗涤物附着于滚筒壁面且与滚筒一起进行旋转的速度。
电流检测部280对第一检测区间A中的电流值进行测量,并将其输入到控制部210。
控制部210分析在第一检测区间A中测量到的电流而检测偏心(Unbalance)(S340),并且与设定值进行比较(S350)。
例如,控制部210通过对第一检测区间A中测量到的电流的波纹进行分析,来能够检测偏心。此时,用于确定偏心的基准,根据洗涤物的量而设定为不同,但是,因为是测量洗涤物的量之前,因此,控制部210将洗涤物的量最多的情况下的偏心的参考值作为设定值,由此确定偏心。
当偏心为设定值以上时,控制部210将控制指令施加到马达驱动部260,以再次执行第一检测区间A。
此时,控制部210确定重复执行第一检测区间的次数(S360),在未达到设定次数n的情况下,重复执行第一检测区间。
由此,马达驱动部260制动马达以减速马达的转速(S370),并再次执行第一检测区间A。
马达驱动部260将马达的转速减速到用于进行衣物分散的速度,之后保持速度,由此执行衣物分散(S320),并且阶梯性地加速到第一速度S13、S2(S330)。
控制部210基于从电流检测部输入的电流而再次检测偏心(S340),当偏心为设定值以上时,再次执行第一检测区间(S360、S370、S320至S340)。
在偏心小于设定值的情况下,控制部210对马达驱动部260进行控制,以执行第二检测区间B。
马达驱动部260使马达的转速以第一速度S13、S2保持规定时间,电流检测部280对保持第一速度的第一保持区间D01的数据、即电流进行测量,并将其输入到控制部210(S380)。
另外,马达驱动部260将马达的转速从第一速度增加到第二速度S3、S14,电流检测部280对直至第二速度的第一加速区间D02的数据、即电流进行测量,并将其输入到控制部210(S390)。
当马达的转速达到第二速度S3、S14时,马达驱动部260使第二速度保持规定时间,电流检测部280对保持第二速度的第二保持区间D03的电流进行测量,并将数据输入到控制部210(S400)。
马达驱动部260通过制动马达来降低转速,电流检测部280对减速区间D04的电流进行测量,并将其输入到控制部210(S410)。
马达驱动部260通过制动马达来使马达减速,并且马达将会停止。
随着第二检测区间B结束结算,控制部210基于在第二检测区间B的期间所输入的数据、即第一保持区间、第二保持区间、第一加速区间、减速区间的电流值而计算出每个区间的平均值,并且在减速区间中计算出反电动势,由此确定洗涤物的量(S420)。
控制部210从电流值计算出在保持区间中起作用的重力、和在加速区间中起作用的惯性的特性,由此确定洗涤物的量。洗涤物的量越增加,由重力和惯性所产生的影响越增加,因此,从测量到的电流中计算出重力特性和惯性特性,并乘以反电动势,由此确定洗涤物的量。通过从加速区间的数据中去除保持区间的数据,来能够计算出惯性特性。
另外,当偏心为设定值以上,并且再次执行的次数达到设定次数n时,控制部210不执行第二检测区间B并结束动作。
由于控制部210因偏心而无法检测洗涤物,因此,生成针对偏心的错误,并经由输出部将其输出(S365)。
此时,当在第一检测区间中检测偏心,并且执行衣物分散时,输出错误,并停止动作。在一些情况下,可以任意设定洗涤物的量,以执行下一个动作。
另外,当在第一检测区间中检测偏心,并且执行衣物量检测和衣物分散时,可以基于第一检测区间中检测到的数据而确定洗涤物的量(S420)。
图12是示出用于测量基于图11的第一检测区间的速度变化的洗涤物的量的控制方法的流程图。
对如上所述的图11中的第一检测区间的动作进行更详细的说明如下。
如图12所示,马达驱动部260对应控制部的控制指令而启动马达270(S430),并且将马达的转速加速到第三速度S1(S440)。
第三速度作为因马达的旋转而作用于滚筒中的离心力和重力变为相同的转速,是洗涤物因滚筒的旋转而未附着于滚筒壁面且被提升后掉落,由此处于洗涤物的流动最多的状态下的转速。第三速度的转速是小于第一速度S2的低速转速。
当马达的转速达到第三速度S1时,马达驱动部260将第三速度保持规定时间,由此将洗涤物在滚筒分散,从而执行衣物分散(S450)。
马达驱动部260使马达进行加速,使得马达的转速从第三速度S1增加到第一速度S2(S460)。第一速度是,洗涤物因离心力而完全附着于滚筒壁面且不会掉落,并且与滚筒一同进行旋转时的转速。
当马达的转速达到第一速度S2时,在第一检测区间A对由电流检测部检测到的电流值进行分析,由此检测洗涤物的偏心(S470)。
当洗涤物发生缠结时,洗涤物偏向一侧,从而因不均衡而产生振动。控制部210对因这种洗涤物的偏置而引起的不均衡的偏心。
当偏心为设定值以上时,控制部210判断为因由偏心所引起的振动而无法进行高速旋转,并且对马达驱动部260进行控制,由此再次执行第一检测区间A,从而洗涤物被分散。
此时,由于是确定洗涤物的量之前,因此基于洗涤物量为最大的情况下的偏心的参考值而对设定值进行设定。
控制部210对第一检测区间的重复次数进行计数,由此确定第一检测区间是否已执行设定次数以上(S490),当少于设定次数时,再次执行第一检测区间,当达到设定次数时,生成由偏心所引起的错误或由无法确定洗涤物量所引起的错误并输出(S510)。
此时,第一检测区间的重复次数少于设定次数时,马达驱动部260制动马达,由此使马达的转速降低到第三速度S1(S500)。
如上所述,当马达的转速减速并达到第三速度时,马达驱动部260对马达进行控制,使得马达的转速保持为第三速度,由此进行衣物分散,并且,再次检测偏心,从而确定偏心(S450至S470)。
另外,当偏心小于设定值时,控制部210对马达驱动部进行控制,由此执行用于进行衣物量检测的第二检测区间B。
如上所述,在第二检测区间中,马达驱动部260将马达的转速以第一速度S2保持规定时间,并且加速到第二速度S3,之后以第二速度保持规定时间,而且通过制动马达降低转速。
第二速度S3是大于第一速度S2的高速转速,是滚筒内的由旋转所引起的离心力增加而使由重力所引起的影响较小的转速、即重力对洗涤物的影响接近于零的转速,因此设定为不会产生共振的范围的转速。
电流检测部280对在第二检测区间B中的保持第一速度的第一保持区间、加速到第二速度的加速区间、保持第二速度的第二保持区间、减速区间的电流进行测量,并将其输入到控制部。
若正常地执行第二检测区间B,由此输入有保持区间、加速区间、减速区间的数据,则控制部210对所述数据进行分析,由此确定洗涤物的量(S530)。
控制部210计算出每个区间的电流的平均值,并且在减速区间中计算出反电动势,之后将电流的平均值相加或减去,并乘以反电动势,由此计算出用于确定洗涤物的量的检测值,而且通过将检测值与衣物量数据进行比较,来最终确定洗涤物的量。
图13是示出用于测量基于图11的第一检测区间的速度变化的洗涤物的量的控制方法的其他实施例的流程图。
在如上所述的图11的第一检测区间中,洗衣机可以与图12中的动作不同地进行动作。第一检测区间的动作的其他实施例如下。
如图13所示,马达驱动部260对应控制部的控制指令而启动马达270(S550),并且将马达的转速加速到第四速度S11(S560)。
当马达的转速达到第四速度S11时,马达驱动部260使第四速度保持规定时间(S570)。据此,执行第一检测区间A。
此时,将洗涤物在旋转的滚筒内处于翻滚的状态(滚落)的转速设定为第四速度S11。
另外,将如下的转数设定为后述的第五速度S12,所述转速是通过随着转速的增加而在滚筒内产生的离心力的作用,来使洗涤物开始附着于滚筒壁面的转速,并且是洗涤物的一部分附着于滚筒壁面并与滚筒一同进行旋转,洗涤物的另一部分因滚筒的旋转而被提升后掉落的状态下的转速。根据滚筒的大小或马达的种类及性能,每个转速可能存在差异。
第四速度是小于第三速度的低速转速,第五速度是大于第三速度的高速转速,并且是小于第一速度的低速转速。
马达驱动部260从第四速度加速到第五速度S12(S580),之后,若马达的转速达到第五速度,则使第五速度保持规定时间(S590)。此时,电流检测部280对保持第五速度的第三保持区间的电流进行测量,并且将其作为第三保持区间的数据而输入到控制部。
另外,马达驱动部260从第五速度加速到第一速度S2、S13,若达到第一速度,则使第一速度保持规定时间(S610)。电流检测部280分别对到第一速度的第二加速区间、和保持第一速度的第四保持区间的电流进行测量,并将其输入到控制部。
控制部210通过控制马达驱动部260,来使马达的转速相对于第四速度、第五速度、第一速度保持规定时间,并且将转速阶梯性地增加,由此使洗涤物在滚筒内进行滚动,或者使一部分洗涤物进行旋转,而洗涤物的另一部分掉落,从而在第一检测区间进行衣物分散。另外,控制部210通过电流检测部来对每个转速的保持区间、加速区间的电流进行测量并输入,从而在第一检测区间执行偏心检测,还执行衣物量检测。
控制部210通过对从电流检测部输入的、有关第一检测区间的电流进行分析,来能够检测偏心。
当偏心为设定值以上时,控制部210判断为不能进行高速旋转,并且为了进行衣物分散,再次执行第一检测区间。
控制部210判断第一检测区间的重复次数是否达到设定次数n(S640),当未达到设定次数时,生成控制指令并施加到马达驱动部,以再次执行第一检测区间。
马达驱动部对马达进行控制,由此将马达的转速减速到第四速度,并由此再次执行第一检测区间(S650)。此时,电流检测部测量减速区间的数据,并将其输入到控制部。
当偏心小于设定值时,控制部210执行第二检测区间,从而执行衣物量检测。
马达驱动部260对应控制部的控制指令而使马达的转速以第一速度保持规定时间,之后加速到第二速度,然后将第二速度保持规定时间。并且,电流检测部分别对保持第一速度的第一保持区间、到第二速度的加速区间、保持第二速度的保持区间的电流进行控制,并将其输入到控制部。
另外,马达驱动部260对以第二速度进行旋转的马达进行致动,由此停止马达,并且电流检测部测量减速区间的电流,并将其输入到控制部。
因此,控制部210对在第二检测区间B中测量到的电流值进行测量,由此确定洗涤物的量(S680)。
此时,控制部210废弃第一检测区间A中的第三保持区间、第四保持区间、第二加速区间以及减速到第四速度的第二减速区间的数据,并且基于在第二检测区间B中测量到的数据而确定洗涤物的量。
另外,在偏心为设定值以上且以设定次数重复执行第一检测区间,并且不执行第二检测区间的情况下,控制部210结束用于检测洗涤物量的动作,并输出错误。
另外,随着不执行第二检测区间并结束动作,控制部210对在第一检测区间中测量到的数据、即第三保持区间、第四保持区间、第二加速区间以及减速到第四速度的第二减速区间的数据进行分析,由此确定洗涤物的量。
控制部210随着第一检测区间A重复执行设定次数,将分别以重复次数类别测量到的数据计算出每个区间的平均值,或者选择最后第一检测区间中检测到的数据,由此确定洗涤物的量。
在这种情况下,即使不执行第二检测区间,也能计算出洗涤物的量,由此,可以执行下一个动作。
图14是示出基于本发明的洗涤物的重量的洗涤物的量测量结果的图。
图14(a)是示出基于现有技术的根据洗衣机的洗涤物重量而确定洗涤物量的结果的图,图14(b)是示出基于本发明的洗衣机的洗涤物重量而确定洗涤物量的结果的图。
如图14(a)所示,在现有的洗衣机中,由于利用启动马达时测量到的电流值来确定洗涤物的量,由此现有的洗衣机对6kg以上的洗涤物进行检测的值的分布是重叠的,因此,难以确定6kg以上的洗涤物的衣物量。尤其,随着洗涤物的重量增加,存在有无法准确地确定洗涤物量的问题。
例如,在根据电流值而确定的泡量检测值为600的情况下,难以区分容纳于滚筒内的洗涤物是6kg还是8kg。另外,当衣物量检测值为900时,12kg到18kg的洗涤物具有相同的分布,因此,存在有难以特定12kg到18kg中的重量值的问题。
如图14(b)所示,本发明的洗衣机中,划分为第一检测区间和第二检测区间,并且利用在第二检测区间中测量到的电流值,即利用基于洗涤物全部附着于滚筒壁面的转速以上的转速而测量到的电流值,来确定洗涤物的量,由此与洗涤物的重量成比例地线性地计算检测值。据此,与现有技术相比,能够更加容易地确定洗涤物的量,并且检测值数据的分布发生重叠的情况较少,从而能够准确地判断衣物量。
图15是示出基于本发明的洗涤物重量的洗涤物量的测量结果的散布度的图。
图15(a)是现有技术的洗衣机的计算洗涤物量的过程中,按照洗涤物的不同重量的散布度,图15(b)是基于本发明的洗涤物的重量的散布度。
如图15(a)所示,当将每个洗涤物投入到洗衣机并测量洗涤物量时,对于相同的洗涤物的重量,其结果的偏差分别呈现出较大,从而可以确认到检测值的散布度较大。
例如,在3kg下散布度为12.05,这意味着已经从3kg开始难以特定散布度。尤其,7kg以上时,散布度为27.4,基于重量的散布将会继续增加,由此在18kg下测量为46.57。当每次对相同的洗涤物的重量进行测量时,均显示出不同的值,因此,以计算出的检测值难以设定洗涤物的重量。
如图15(b)所示,在本发明的洗衣机中,由于以第二检测区间的数据而确定洗涤物的量,因此,根据洗涤物的重量而测量到的检测值的散布度低于现有技术中的散布度。
基于洗涤物的重量的散布度按照重量类别显示出小于10,这意味着根据洗涤物的量的检测值是不能准确地区分出洗涤物的量。
因此,本发明不是对启动马达时的电流进行测量,而是将进行旋转动作的马达划分为保持转速的保持区间、加速区间、减速区间并测量电流,并计算出反电动势,由此确定洗涤物的量,从而能够排除启动时电流的不稳定性。本发明将转速控制为洗涤物附着于滚筒壁面并与滚筒进行旋转的速度以上,由此确定洗涤物的量,从而使由洗涤物的流动所引起的散布最小化,进而能够更加准确地确定洗涤物的量。另外,与因高速旋转而产生的振动相对应地,在第一检测区间中检测偏心而使马达稳定地进行旋转,假设,即使无法执行第二检测区间,也能基于在第一检测区间测量到的数据而确定洗涤物的量。
本发明将构成本发明实施例的所有构成要素结合为一体而进行动作的一例进行了说明,但本发明并非限定于该实施例。只要在本发明的目的范围内,所有的构成要素能够根据实施例选择性地结合为一个以上并进行动作。
以上的说明仅仅是对本发明的技术思想的示例性说明,对于本领域技术人员而言,在不脱离本发明的本质特性的范围内,能够进行各种修改和变形。
附图标记说明
100:洗衣机
132:外桶 134:滚筒
210:控制部 220:检测部
260:马达驱动部 270:马达
280:电流检测部。

Claims (16)

1.一种洗衣机,其特征在于,包括:
马达,连接于滚筒并使所述滚筒进行旋转;
马达驱动部,通过向所述马达施加动作电源来使所述马达进行动作或停止,并且通过控制所述马达来保持所述马达的转速或使所述马达的转速加速、减速;
电流检测部,对动作中的所述马达的电流进行测量;
控制部,为了判断容纳于所述滚筒内的洗涤物的量,将用于控制所述马达的控制指令施加于所述马达驱动部,并且根据从所述电流检测部输入的电流值而确定所述洗涤物的量,
所述控制部将基于所述马达的转速的动作划分为执行衣物分散的第一检测区间和执行衣物量检测的第二检测区间,对应所述第一检测区间中检测到的偏心而判断所述第二检测区间的执行与否,并且基于所述第二检测区间中测量到的数据而计算出所述洗涤物的量,
所述控制部以第一速度为基准,使所述马达以所述第一速度以下的转速进行动作而执行所述第一检测区间,并且使所述马达以所述第一速度以上的转速进行动作而执行所述第二检测区间,
所述第一速度是所述洗涤物因离心力完全附着于所述滚筒的壁面且不会掉落,并且与所述滚筒一同进行旋转的转速,
所述马达驱动部对应于所述控制指令,在所述第一检测区间中将第四速度保持规定时间,之后加速到第五速度,并且将所述第五速度保持规定时间之后加速到所述第一速度,然后将所述第一速度保持规定时间,
在设定成对应所述偏心而再次执行所述第一检测区间的情况下,减速到所述第四速度并再次执行所述第一检测区间,其中,
所述第四速度是小于所述第一速度的转数,是所述洗涤物在进行旋转的所述滚筒内处于翻滚状态的转速,
所述第五速度是大于所述第四速度且小于所述第一速度的转速,是所述洗涤物开始附着于所述滚筒的壁面,并且所述洗涤物的一部分附着于所述滚筒的壁面并与所述滚筒一同进行旋转,所述洗涤物的另一部分通过所述滚筒的旋转来被提升后掉落的状态下的转速。
2.根据权利要求1所述的洗衣机,其特征在于,
所述控制部通过控制所述马达驱动部来使所述马达的转速阶段性地增速、保持、减速,以在所述第二检测区间中计算出所述洗涤物的量。
3.根据权利要求1所述的洗衣机,其特征在于,
所述控制部在所述第二检测区间中,将从所述电流检测部输入的电流值划分为基于所述马达的转速的保持区间、加速区间、减速区间,并且通过分析每个区间的所述电流值来计算出所述洗涤物的量。
4.根据权利要求2所述的洗衣机,其特征在于,
若所述偏心为设定值以上,则所述控制部再次执行所述第一检测区间而使所述洗涤物分散,之后再次检测所述偏心,若所述第一检测区间重复执行设定次数以上,则输出错误,
若所述偏心小于设定值,则所述控制部通过执行所述第二检测区间来判断所述洗涤物的量。
5.根据权利要求1所述的洗衣机,其特征在于,
所述控制部在所述第一检测区间中,将控制指令施加于所述马达驱动部以阶段性地增加所述马达的转速,并且将从所述电流检测部输入的所述第一检测区间的电流值存储为数据,
若所述第一检测区间重复执行设定次数以上,则所述控制部根据所述马达的转速将所述第一检测区间中测量到的数据划分为保持区间、加速区间、减速区间,并且通过分析每个区间的所述电流值来计算出所述洗涤物的量。
6.根据权利要求5所述的洗衣机,其特征在于,
若在所述第一检测区间的重复次数达到所述设定次数之前执行所述第二检测区间,则所述控制部废弃所述第一检测区间的数据,并且基于所述第二检测区间的数据而判断所述洗涤物的量。
7.根据权利要求1所述的洗衣机,其特征在于,
所述马达驱动部对应于所述控制指令,在所述第二检测区间中使所述马达的转速以第一速度保持规定时间,之后加速到第二速度,并且使所述第二速度保持规定时间,然后制动所述马达并使所述马达减速,其中,
所述第二速度是大于所述第一速度的转速,是因旋转作用于所述滚筒内的离心力增加而重力对洗涤物所产生的影响接近于零,并且不会产生共振的转速。
8.根据权利要求1所述的洗衣机,其特征在于,
所述马达驱动部对应于所述控制指令,在所述第一检测区间中使第三速度保持规定时间,之后加速到所述第一速度,
在设定成对应所述偏心而再次执行所述第一检测区间的情况下,从所述第一速度减速到所述第三速度并再次执行所述第一检测区间,其中,
所述第三速度是小于所述第一速度的转速,是所述洗涤物不会因所述滚筒的旋转而附着于壁面且被提升后掉落,并处于所述洗涤物的流动最多的状态下的转速。
9.根据权利要求1所述的洗衣机,其特征在于,
所述电流检测部对所述第一检测区间中的保持所述第五速度的保持区间、转速从所述第五速度增加到所述第一速度的加速区间、保持所述第一速度的保持区间、转速降低到所述第四速度的减速区间的电流进行测量,并输入到所述控制部。
10.根据权利要求3所述的洗衣机,其特征在于,
所述控制部针对所述第二检测区间中的所述保持区间、所述加速区间以及所述减速区间计算出每个区间的电流值的平均值,
所述控制部基于在所述保持区间中作用于所述洗涤物的重力、在所述加速区间中作用于所述洗涤物的惯性、以及所述减速区间中的反电动势而判断所述洗涤物的量,
所述控制部通过从速度发生变化的所述加速区间的数据去除因保持速度而受到的惯性影响较少的所述保持区间的数据,来从所述加速区间提取出有关所述惯性的数据。
11.一种洗衣机的控制方法,其特征在于,包括:
通过启动马达来判断容纳于滚筒内的洗涤物的量的步骤;
通过使所述马达以低速进行旋转来在第一检测区间执行衣物分散的步骤;
根据所述第一检测区间中测量到的数据而检测偏心的步骤;
若所述偏心为设定值以上,则通过再次执行所述第一检测区间来分散所述洗涤物的步骤;
如所述偏心小于设定值,则执行第二检测区间,并且通过阶梯性地控制所述马达的转速来执行衣物量检测的步骤;以及
将所述第二检测区间中测量到的数据划分为基于所述马达的转速的保持区间、加速区间、减速区间,并且通过分析所述第二检测区间的数据来计算出所述洗涤物的量的步骤,
以第一速度为基准,所述马达在所述第一检测区间中以所述第一速度以下的转速进行动作,并且所述马达在所述第二检测区间中以所述第一速度以上的转速进行动作,其中,
所述第一速度是所述洗涤物因离心力完全附着于所述滚筒的壁面且不会掉落,并且与所述滚筒一同进行旋转的转速,
所述第一检测区间还包括:
使所述马达的转速以第四速度保持规定时间的步骤,其中,所述第四速度是小于所述第一速度的转数,是所述洗涤物在进行旋转的所述滚筒内处于翻滚状态的转速;
加速到第五速度的步骤,其中,所述第五速度是大于所述第四速度且小于所述第一速度的转速,是所述洗涤物开始附着于所述滚筒的壁面,并且所述洗涤物的一部分附着于所述滚筒的壁面并与所述滚筒一同进行旋转,所述洗涤物的另一部分通过所述滚筒的旋转来被提升后掉落的状态下的转速;
使所述第五速度保持规定时间的步骤;
加速到所述第一速度的步骤;
使所述第一速度保持规定时间的步骤;以及
在设定成对应所述偏心而再次执行所述第一检测区间的情况下,减速到所述第四速度的步骤。
12.根据权利要求11所述的洗衣机的控制方法,其特征在于,还包括:
若所述偏心为设定值以上,则通过再次执行所述第一检测区间来分散所述洗涤物,之后再次检测所述偏心的步骤;
若所述第一检测区间重复执行设定次数以上,则输出错误的步骤;以及
若所述偏心为设定值以上,并且所述第一检测区间重复执行设定次数以上,则根据所述第一检测区间中测量到的数据而确定所述洗涤物的量的步骤。
13.根据权利要求11所述的洗衣机的控制方法,其特征在于,
所述第二检测区间还包括:
将所述马达的转速以所述第一速度保持规定时间的步骤;
从所述第一速度加速到第二速度的步骤,其中,所述第二速度是大于所述第一速度的转数,是因旋转作用于所述滚筒内的离心力增加而重力对洗涤物所产生的影响接近于零,并且不会产生共振的转速;
将所述第二速度保持规定时间的步骤;
通过制动所述马达来使所述马达减速的步骤。
14.根据权利要求11所述的洗衣机的控制方法,其特征在于,
所述第一检测区间还包括:
使所述马达的转速以第三速度保持规定时间的步骤,其中,所述第三速度是小于所述第一速度的转数,是所述洗涤物不会因所述滚筒的旋转而附着于壁面且被提升后掉落,并且处于所述洗涤物的流动最多的状态下的转速;
加速到所述第一速度的步骤;以及
在设定成对应所述偏心而再次执行所述第一检测区间的情况下,从所述第一速度减速到所述第三速度的步骤。
15.根据权利要求11所述的洗衣机的控制方法,其特征在于,
还包括:
分别对所述第一检测区间中的保持所述第五速度的保持区间、转速从所述第五速度增加到所述第一速度加速区间、保持所述第一速度的保持区间、以及转速降低到所述第四速度的减速区间的电流值进行测量的步骤。
16.根据权利要求12所述的洗衣机的控制方法,其特征在于,还包括:
在所述第一检测区间的重复次数达到设定次数之前,若执行所述第二检测区间,则废弃所述第一检测区间的数据的步骤,
根据所述第二检测区间的数据而判断所述洗涤物的量。
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