DE69807055T3

DE69807055T3 - Waschmaschine

Info

Publication number: DE69807055T3
Application number: DE69807055T
Authority: DE
Inventors: Bong-An Paldal-Gu Suwon-City Jang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2018-12-03
Also published as: CN1242447A; JP3068070B2; US6065170A; DE69807055D1; EP0972874B2; CN1159483C; TW415981B; DE69807055T2; EP0972874B1; JP2000037589A; EP0972874A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Waschmaschine mit einer Wanne, einer Trommel, die drehbar in der Wanne montiert ist, um zu waschende Wäsche aufzunehmen, einem Sensor mit einem Magneten zum Erzeugen von Signalen, die die Menge an Wäsche und Wasser in der Wanne anzeigen, indem die Verlagerung der Wanne erfasst wird, wenn Wäsche in die Trommel gegeben und Wasser zugeführt wird, und einem Steuermittel zum Steuern des Betriebs der Waschmaschine in Abhängigkeit von den Signalen. Eine solche Waschmaschine ist aus EP-A-0396058 bekannt.
In einer herkömmlichen Waschmaschine wird ein Rührwerk durch einen Motor gedreht, um Wasserströme zu erzeugen und in diese gelegte Wäsche zu Waschen. Wasch-, Spül- Ablass- und Schleudertrockenzyklen sind in einen Mikrocomputer vorprogrammiert, welcher den Betrieb der Waschmaschine steuert. Wenn ein spezielles Programm vom Benutzer ausgewählt wird, wird die Wäsche gemäß diesem Programm gewaschen.
In einer Art herkömmlicher Trommelwaschmaschine wird das Gewicht der in die Trommel gelegten Wäsche festgestellt und eine geeignete Menge an Wasser wird entsprechend dem festgestellten Wäschegewicht ausgewählt. Um einen vollautomatischen Waschprozess zu erreichen, ist ein Sensor zum Erfassen des Gewichts der Wäsche und auch zum Erfassen des Volumens des in die Wanne zugeführten Wassers erforderlich. Ein dritter Sensor ist im Allgemeinen vorgesehen, um irgendeine Unwucht in der Trommel während der Drehung aufgrund einer ungleichmäßigen Verteilung der Wäsche zu erfassen.
Eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Waschmaschine der vorstehend beschriebenen Art ist in 1 dargestellt und umfasst einen Wäschegewichtssensor 10; einen Wassersensor 20 zum Feststellen, wenn ein spezielles Wasservolumen entsprechend dem festgestellten Wäschegewicht in die Wanne 2 zugeführt wurde; und einen Unwuchtsensor 30 zum Feststellen einer dynamischen Unwucht der Trommel 3 während der Drehung.
Der Wäschegewichtssensor 10 umfasst einen Permanentmagneten 11, der fest an einer Riemenscheibe 6 eines Waschmotors 5 montiert ist, und eine Spule 12 zum Erzeugen eines variablen elektrischen Signals, wenn sie am Permanentmagneten 11 vorbei läuft. Der Sensor 10 stellt das Gewicht der Wäsche durch Ermitteln der Anzahl von Drehungen der Motorriemenscheibe 6 fest, die aufgrund einer Trägheit auftreten, wenn die Stromversorgung für den Motor einmal beendet wurde. Die Anzahl von Drehungen hängt vom Gewicht der Wäsche in der Trommel 3 ab.
Das Wäschegewicht wird durch Ermitteln der Anzahl von Signalimpulsen, die von der Spule 12, welche durch den Permanentmagneten 12 magnetisiert wird, während einer Trägheitsdrehung der Trommel erzeugt werden, erhalten. Sobald das Wäschegewicht ermittelt ist, legt die Steuereinheit dementsprechend ein geeignetes Wasservolumen fest.
Der Wassersensor 20 umfasst eine Luftfalle 21, die in einem unteren Teil der Wasserwanne 2 vorgesehen ist, innerhalb welcher Luft in Abhängigkeit von der Menge an Wasser in der Wanne 2 komprimiert wird, und ein mechanisches Druckfeststellungselement 22 zum Erzeugen von variablen Frequenzen im Bereich von 22 kHz bis 26 kHz gemäß dem Druck der Luft in der Luftfalle 21. Wenn der Pegel des Wassers in der Wanne 2 ansteigt, wird die Luft in der Luftfalle 21 komprimiert und übt einen Druck auf das mechanische Druckfeststellungselement 22 aus, das dadurch variable Frequenzen im Bereich von 26 kHz–22 kHz erzeugt.
Die erzeugte Frequenz wird in die Steuereinheit eingegeben, die das vorliegende Wasservolumen in der Wanne 2 ermittelt. Wenn das Wasservolumen einen vorbestimmten Pegel entsprechend dem vom Sensor 10 festgestellten Wäschegewicht erreicht, wird die Wasserzufuhr gestoppt und die Wasch-, Spül- und Schleudertrockenschritte werden nacheinander durchgeführt.
Der Unwuchtsensor 30 umfasst einen Hebel 31 entfernt von einem oberen Ende der Wasserwanne 2 zum Feststellen einer anomalen Bewegung der Wasserwanne 2 aufgrund der unwuchtigen Drehung der Waschtrommel 3; und einen Schalter 32, der mit einem Ende des Hebels 31 verbunden ist und der in Abhängigkeit von der Bewegung des Hebels 31 oder des Öffnens der Tür ein Signal erzeugt.
Wenn die Wasserwanne 2 aufgrund der unwuchtigen Drehung der Trommel 3 vibriert, wird der Hebel 31 betätigt und der Schalter 32 erzeugt ein Signal, das in die Steuereinheit eingegeben wird.
Eine herkömmliche Waschmaschine umfasst auch ein Gehäuse 1, ein Rührwerk 4 und Wannenhängestäbe 8.
Ein Nachteil bei einer herkömmlichen Waschmaschine der vorstehend beschriebenen Art ist, dass die Bereitstellung eines Wäschegewichtssensors, eines Wasserpegelsensors und eines Unwuchtsensors die Produktionskosten der Waschmaschine wesentlich erhöht und sie signifikant komplizierter und zeitaufwändiger herzustellen macht.
Wenn der Wäschegewichtssensor das Wäschegewicht unter Verwendung der Trägheitskraft feststellt, ist es ferner schwierig, das Gewicht der Wäsche genau zu messen, wenn sie ungleichmäßig in der Trommel verteilt ist. Eine ungenaue Messung des Wäschegewichts verhindert, dass eine optimale Menge an Wasser zum Waschen zur Trommel geliefert wird, wodurch die Effizienz der Waschmaschine verringert wird.
Waschmaschinen mit einem Mittel zum Ermitteln des Gewichts der Wäsche, der Menge an Wasser, das zur Waschtrommel zugeführt wird, und einer unwuchtigen Drehung während eines Schleuderzyklus sind auch aus DE-A-4141213 bekannt. Dieses Dokument offenbart eine Waschmaschine mit einem Sensor zum Ermitteln der Position der Trommel und der Höhe des Wasserpegels, der in diese eingeleitet wird. Die gemessenen Werte werden einem Computer zugeführt, der Parameter ermittelt, wie z.B. die Masse von trockener Wasche, die Art der Wäsche, den Wasserpegel und die Wassermenge, die von der Wäsche aufgenommen wird. Der Sensor umfasst einen ferromagnetischen Kern, der innerhalb einer Spule verschiebbar ist, wobei die Position des Kerns von der Menge an Wäsche und/oder Wasser in der Trommel abhängt. DE-A-3838998 offenbart eine Waschmaschine mit einem Lastanzeiger, der eine elektrische Spule verwendet, die eine Feder und einen Magnetkernkern umgibt, der an der Wanne befestigt ist. Die Bewegung der Wanne und des Kerns wird als Änderung des magnetischen Flusses erfasst, welche verwendet wird, um die Änderung des Gewichts der Trommel zu ermitteln.
Die DE 43 19 614 offenbart einen Vibrazionsdämpfer mit einem Hall-Effekt-Element zum Erfassen des Wäschegewichts, des Wassergewichts und der Unwucht während eines Schleudervorgangs.
Eine erfindungsgemäße Waschmaschine ist nachstehend im Anspruch 1 definiert.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun lediglich anhand eines Beispiels mit Bezug auf die 2 bis 9 der zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen gilt:
1 ist eine Querschnittsansicht einer Waschmaschine des Standes der Technik mit insgesamt einem Wäschegewichtssensor, einem Wasserpegelsensor und einem Unwuchtsensor;
2 ist eine Querschnittsansicht einer Waschmaschine mit dem Hybridsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 ist ein Blockdiagramm einer Waschmaschine mit dem Hybridsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 ist eine Querschnittsansicht des Hybridsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 ist ein Schaltplan, der ein Grundprinzip des Hybridsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
6A–6B zeigen Ausgangskennlinien eines Hybridsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
7 ist ein Ablaufplan, der ein Steuerverfahren einer Waschmaschine mit dem Hybridsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, welches auf einen Wasserzufuhrschritt von einem Leistungsversorgungsschritt angewendet wird;
8 ist ein Ablaufplan, der ein Steuerverfahren der Waschmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, welches auf einen Ablasszyklus angewendet wird; und
9A–9B sind Ablaufpläne, die ein Steuerverfahren der Waschmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen, welches auf einen Schleudertrockenzyklus angewendet wird.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Waschmaschine ein Gehäuse 41; eine Tür 49, die in der oberen Oberfläche des Gehäuses 41 vorgesehen ist; eine Wasserwanne 42, die im Gehäuse 41 vorgesehen ist; eine Trommel 43, die drehbar in der Wanne 42 montiert ist; ein Rührwerk 44, das in der Trommel 43 montiert ist und in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung drehbar ist, um Wasserströme zu erzeugen; einen Motor 45, der unterhalb der Wanne 42 vorgesehen ist und der das Rührwerk 44 über eine Kraftübertragungsvorrichtung 46 während des Waschzyklus mit niedriger Geschwindigkeit oder sowohl die Waschtrommel 43 als auch das Rührwerk 44 während des Schleudertrockenzyklus mit hoher Geschwindigkeit antreibt.
Die Waschmaschine umfasst ferner ein Wasserzufuhrventil 47, das mit einer Wasserversorgung verbunden ist, ein Ablassventil 48 zum Ablassen von Wasser aus der Wanne 42, mindestens einen Hängestab 50 mit einem oberen Ende 50a, das mit dem Gehäuse 41 gekoppelt ist, und einem unteren Ende 50b, das mit der Wanne 42 gekoppelt ist, um die Wanne 42 abzustützen; und einen Hybridsensor 100, der an einem oberen Ende 50a des Hängestabes 50 montiert ist und der in der Lage ist, Signale zu erzeugen, die das Gewicht der Wäsche und des in die Wanne 42 gespeisten Wassers und eine dynamische Unwucht der Waschwanne 43 anzeigen, die durch Messung der Verlagerung des Hängestabes 50 ermittelt wird, die durch eine ungleichmäßige Verteilung der Wäsche und eine anschließende Änderung der auf die Wanne 42 während der Drehung der Trommel 43 aufgebrachten Last verursacht wird.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Waschmaschine ferner einen Funktionsauswahlteil 201, um zu ermöglichen, dass ein Benutzer verschiedene Steuerparameter eingibt, ein Anzeigefeld 202 zum Anzeigen der ausgewählten Funktionen, die über den Funktionsauswahlteil 203 eingegeben werden, um ein Warnsignal zu erzeugen, wenn eine anormale Betriebsbedingung festgestellt wird; eine Steuereinheit 200, die ein Ausgangssignal vom Hybridsensor 100 empfängt und das Gewicht der Wäsche, das Wasserspeisegewicht und die dynamische Unwucht der Wanne 42 auf der Basis des Ausgangssignals des Hybridsensors 100 ermittelt und Steuersignale erzeugt, einen Motorantriebsteil 45a zum Steuern des Motors 45, um Wasserströme zu erzeugen und den Schleudertrockenzyklus gemäß dem aus der Steuereinheit 200 ausgegebenen Signal durchzuführen; einen Wasserzufuhrventil-Antriebsteil 48a zum Steuern des Ablassventils 48, um Wasser aus der Wanne 42 gemäß einem aus der Steuereinheit 200 ausgegebenen Signal abzulassen.
Um die Waschwanne 42 abzustützen, verläuft das obere Ende 50a des Hängestabes 50 durch ein erstes Befestigungselement 51 an der Innenwand des Gehäuses 44, das untere Ende 50b verläuft durch ein zweites Befestigungselement 52 an der Außenseite der Wanne 42. Das untere Ende 50b des Hängestabes 50 ist mit einem Dämpfer 53 versehen, um Erschütterungen der Wanne 42 zu absorbieren.
Die auf den Hängestab 50 ausgeübte Last variiert in Abhängigkeit vom Gewicht der Wäsche und des Wassers in der Wanne 42 und der Erschütterung der Wanne 42, die während des Schleudertrockenzyklus erzeugt wird. Die Last wird auf den Hybridsensor 100 übertragen, der am oberen Ende 50a des Hängestabes 50 montiert ist, welcher das Wäschegewicht und eine dynamische Unwucht in Abhängigkeit von der Laständerung feststellt.
Eine Querschnittsansicht des Hybridsensors 100 ist in 4 dargestellt und ein Schaltplan, der das Grundprinzip des Hybridsensors 100 zeigt, ist in 5 dargestellt. Der Hybridsensor 100 umfasst ein Gehäuse 100; einen Permanentmagneten 115, der innerhalb des Gehäuse 110 in einer vertikalen Richtung zusammen mit dem Hängestab 50 gemäß der Veränderung der auf die Wanne 42 aufgebrachten Last beweglich angeordnet ist; ein elastisches Element 130, das zwischen der Basis 111a des Gehäuses 110 und dem Permanentmagneten 115 angeordnet ist und das im Verhältnis zur auf die Wanne 42 aufgebrachten Last zusammengedrückt wird, und ein Hall-Element 140, das beabstandet von der oberen Oberfläche des Permanentmagneten 115 und diesem zugewandt montiert ist, zum Erzeugen von Spannungssignalen entsprechend der Änderung der Magnetkraft, die durch die Bewegung des Permanentmagneten 115 verursacht wird.
Der Hybridsensor 100 umfasst ferner einen Signalverstärker 144, um die Spannungssignale zu verstärken, die vom Hall-Element 140 erzeugt werden, um zu ermöglichen, dass das Signal verarbeitet wird; einen Signalumwandlungsteil 141, der das verstärkte Spannungssignal vom Signalverstärker 144 empfängt und es von einer Spannung, die zum Abstand zwischen dem Permanentmagneten 115 und dem Hall-Element 140 umgekehrt proportional ist, in eine Spannung, die zum Abstand zwischen dem Permanentmagneten 115 und dem Hall-Element 140 proportional ist, umwandelt, eine Leiterplatte 142, die an der Innenseite des Gehäuses 110 befestigt ist, auf der das Hall-Element 140, der Signalverstärker 144 und der Signalumwandlungsteil 141 montiert sind, eine Abdeckung 150, die an der Oberseite des Gehäuses 110 angeordnet ist, und eine Ausgangsleitung 151 zum Übertragen von Signalen, die im Signalumwandlungsteil 141 verarbeitet werden, zur Steuereinheit 200.
Das Innere des Gehäuses 110 ist mit einem ersten Ansatz 112, auf dem die Leiterplatte 142 sitzt, und einem zweiten Ansatz 113, auf dem die Abdeckung 150 sitzt, versehen. Der erste Ansatz 112 ist so angeordnet, dass er das Hall-Element 150 in einem vorbestimmten Abstand vom Permanentmagneten 115 positioniert, wenn der Magnet 115 am nächsten in seinem Bewegungsbereich liegt. Der zweite Ansatz 113 ist auch vom ersten Ansatz 112 um einen vorbestimmten Abstand entfernt, um zu ermöglichen, dass der Signalumwandlungsteil 141 auf der Leiterplatte 142 montiert wird.
Der Permanentmagnet 115 ist in einem Element 120 angeordnet, das am oberen Ende 50a des Hängestabes 50 befestigt ist und das einen napfförmigen Teil 121 zum Aufnehmen des Permanentmagneten 115 umfasst; und einen hohlen Verbindungsabschnitt 122, der sich außerhalb des Gehäuses 110 vom napfförmigen Teil 121 erstreckt, der das obere Ende 50a des Hängestabes 50 aufnimmt. Ein Verbindungsloch 124 ist in einem oberen Ende 50a des Hängestabes 50 bzw. einem unteren Teil des Verbindungsabschnitts 122 vorgesehen und ein Fixierstift 125 ist in die Verbindungslöcher 124 eingesetzt, um den Verbindungsabschnitt 122 mit dem oberen Ende des Hängestabes 50 zu verbinden. Der Verbindungsabschnitt 122 verläuft durch eine Öffnung 114 im Gehäuse 110 und ein Dichtungselement 160 ist zwischen diesen angeordnet.
Mit Bezug auf 5 wird von einer Quelle 143 ein konstanter Strom I an das Hall-Element 140 angelegt, und das Hall-Element 140 wird einem Magnetfeld H in rechten Winkeln zur Quelle I ausgesetzt. Folglich erzeugt das Hall-Element 140 lineare Spannungssignale, die der Magnetkraft des Magnetfeldes H entsprechen. Wenn der Permanentmagnet 115 nahe dem Hall-Element 140 angeordnet ist, wird das Magnetfeld H verstärkt, wodurch das Spannungssignal, das vom Hall-Element 140 erzeugt wird, erhöht wird. Wenn sich jedoch der Permanentmagnet 15 vom Hall-Element 140 weiter weg bewegt, schwächt sich das Magnetfeld H ab, wodurch das Spannungssignal, das vom Hall-Element 140 erzeugt wird, verringert wird.
Je kleiner der Abstand zwischen dem Permanentmagneten 115 und dem Hallelement 140 ist, desto geringer ist die auf den Hängestab 50 aufgebrachte Last. Wenn sich die auf den Hängestab 50 aufgebrachte Last verringert, erzeugt das Hall-Element 140 folglich ein höheres Spannungssignal. Ein größerer Abstand zwischen dem Permanentmagneten 115 und dem Hall-Element 140 bedeutet dagegen, dass die auf den Hängestab 50 aufgebrachte Last zugenommen hat. Folglich erzeugt das Hall-Element 140 ein niedrigeres Spannungssignal.
Wenn das Ausgangssignal aus dem Hall-Element 140 durch den Signalumwandlungsteil 141 umgekehrt transformiert wird, wird eine Ausgangsspannung, wie in 6A gezeigt, erzeugt, aus der es klar ist, dass sich das Ausgangsspannungssignal des Hybridsensors 100 im Verhältnis zur auf den Hängestab 50 aufgebrachten Last ändert.
Die Steuereinheit 200 empfängt Spannungssignale vom Sensor 100 und ermittelt das Gewicht der Wäsche, wenn sie trocken ist. Sie ermittelt auch das Volumen des Wassers, wenn es in die Trommel 24 eingespeist wird, während die Wasserzufuhr offen ist, und das Gesamtvolumen des Wassers, wenn die Zufuhr geschlossen ist.
Der Schleudertrockenzyklus umfasst eine Anzahl von intermittierenden Schritten und der Hybridsensor 100 liefert ein Ausgangsspannungssignal zu einem Analog-Digital-(A/D)Umwandlungsanschluss der Steuereinheit 200, wobei er während jedes intermittierenden Schritts es in einen digitalen Wert umwandelt, aus dem die Steuereinheit 200 irgendeine Unwucht in der Wanne 42 feststellt, die durch eine ungleichmäßige Verteilung der Wäsche in der Trommel verursacht wird.
Wenn die Wanne unwuchtig ist, verändert sich die Ausgangsspannungskennlinie des Hybridsensors 100 intermittierend während des Schleudertrockenzyklus und kann numerisch als Unwuchtgewicht gemäß Versuchsdaten ausgedrückt werden. Wenn beispielsweise die Ausgangsspannung des Hybridsensors gemessen wird, wenn die Last, die auf den Hängestab 50 aufgebracht wird, 0,1 kg beträgt, kann durch intermittierendes Anwenden der gemessenen Ausgangsspannung auf die Ausgangsspannung des Hybridsensors 100 während des Schleudertrockenzyklus ein Unwuchtgewicht berechnet werden.
Wenn eine Unwucht vorhanden ist, erzeugt der Signalumwandlungsteil 141 das in 6B gezeigte Spannungssignal während des Schleudertrockenzyklus. Insbesondere wenn eine unwuchtige Drehung der Waschtrommel 43 aufgrund der ungleichmäßigen Verteilung von Wäsche innerhalb der Trommel 43 auftritt, vibriert die Wanne 42 und der Hängestab 50 bewegt sich auf und ab, wobei sich somit die Position des Permanentmagneten 115 im Hybridsensor 100 in bezug auf das Hall-Element 140 ändert. Dies verursacht, dass das Hall-Element 140 ein Spannungssignal vom Impulstyp erzeugt, wie in 6B gezeigt.
Dieses Spannungssignal vom Impulstyp wird in die Steuereinheit 200 über den Signalumwandlungsteil 141 eingespeist, und wenn es größer ist als eine vorbestimmte Referenzspannung, kann durch Anwenden der Ausgangsspannung des Hybridsensors 100 durch eine Referenzlast auf dieses Spannungssignal, das höher ist als die vorbestimmte Referenzspannung, eine Unwucht festgestellt werden.
Ein Verfahren zum Steuern einer Waschmaschine, die den Hybridsensor 100 enthält, wird nun mit Bezug auf die 7–9 beschrieben.
Wenn der Waschmaschine Leistung zugeführt wird (S101), prüft die Steuereinheit 200 mit Bezug auf 7 eine anfängliche Ausgangsspannung Vout des Hybridsensors 100, bevor Wäsche in die Waschtrommel 43 gelegt wird (S102). Wenn die Wäsche in die Trommel 43 gelegt wird (S103), nimmt die auf den Hängestab 50 aufgebrachte Last in einem Ausmaß zu, das gleich dem Wäschegewicht ist, wobei somit die Ausgangsspannung des Hybridsensors 100 erhöht wird. Die Steuereinheit 200 ermittelt das Wäschegewicht durch Berechnen der Spannungsdifferenz zwischen den zwei Spannungen (S104).
Die Steuereinheit ermittelt ein optimales Wasservolumen in Abhängigkeit von dem festgestellten Wäschegewicht (S105) und erzeugt ein Steuersignal zum Steuern des Wasserzufuhrventil-Antriebsteils 47a, um zu bewirken, dass Wasser zur Wanne 42 zugeführt wird. Eine Wasserzufuhrzeit wird durch Auslösen eines Zählers, wenn sich das Zufuhrventil 47 öffnet, auch ermittelt (S106).
Das Volumen des zur Wanne 42 zugeführten Wassers erhöht die Last auf dem Hängestab 50, wodurch die Ausgangsspannung Vout weiter erhöht wird. Die Steuereinheit 200 liest kontinuierlich die Ausgangsspannung Vout, während sie zunimmt, während Wasser der Wanne 42 zugeführt wird, und vergleicht sie mit der anfänglichen Ausgangsspannung (S102), wodurch das Wasservolumen in der Wanne 42 ermittelt wird (S107).
Die Steuereinheit 200 stellt fest (S108), wann das Volumen des Wassers, das im Schritt (S107) festgestellt wird, ein vorbestimmtes Referenzvolumen von 10 Litern erreicht, und die benötigte Zeit. Aus der gemessenen Zeit kann die Zeit dafür, dass das optimale Volumen von Wasser, das in Schritt (S105) ermittelt wird, der Wanne 42 zugeführt wird, berechnet werden (S109).
Wenn die optimale Wasserzufuhr in Schritt (S109) berechnet wurde, stellt Schritt (S110) fest, ob das vorliegende Wasservolumen das optimale Speisewasservolumen erreicht hat, das gemäß dem festgestellten Wäschegewicht in Schritt (S105) festgelegt wird. Wenn es erreicht wurde, erzeugt die Steuereinheit 200 ein Steuersignal, das in den Wasserzufuhrventil-Antriebsteil 47a eingespeist wird, um das Wasserzufuhrventil 47 und jegliche weitere Zufuhr zur Wanne zu schließen (S112).
Wenn jedoch das vorliegende Wasservolumen in Schritt (S110) nicht das optimale Speisevolumen erreicht hat, stellt Schritt (S111) fest, ob die Wasserzufuhrzeit über der optimalen Wasserzufuhrzeit liegt, die in Schritt (S109) ermittelt wird. Wenn dies der Fall ist, wird ein Steuersignal in den Wasserzufuhrventil-Antriebsteil 47a eingespeist, um das Wasserzufuhrventil 47 zu schließen und den Wasserzufuhrvorgang zu beenden (S112). Schritt (S111) ist vorgesehen, um sicherzustellen, dass verhindert wird, dass zu viel Wasser der Wanne 42 zugeführt wird.
Wenn das Wasser der Wanne 42 zugeführt wurde, führt die Waschmaschine einen Waschzyklus, gefolgt von einem Ablasszyklus durch.
Ein Ablaufplan, der ein Steuerverfahren der Waschmaschine im Ablassschritt darstellt, ist in 8 gezeigt. Wenn der Ablasszyklus beginnt (S201), berechnet die Steuereinheit eine Ablasszyklus-Beendungszeit in Abhängigkeit von der optimalen Wasserzufuhrzeit, die in Schritt (S109) von 7 ermittelt wird (S202). Die Ablasszyklus-Beendungszeit ist kürzer als die Wasserzufuhr-Beendungszeit, da einiges des Wassers von der Wäsche zurückgehalten wird und nicht aus dieser abgelassen werden kann.
Wenn der Zyklus eingeleitet wird, wird ein Steuersignal in einen Ablassventil-Antriebsteil 48a eingespeist, um das Ablassventil 48 zu öffnen. Die Dauer der Ablasszeit wird ab dem Zeitpunkt gemessen, zu dem sich das Ablassventil öffnet (S203). Wen das Wasser in der Wanne abgelassen wurde, wird die auf den Hängestab 50 ausgeübte Last verringert und er wird infolge der Rückstellkraft, die vom elastischen Element 130 bereitgestellt wird, wieder an seinen ursprünglichen Ort zurückgebracht. Der im Element 120 montierte Permanentmagnet 15 bewegt sich zusammen mit dem Hängestab, was den Abstand zwischen dem Hall-Element 140 und dem Permanentmagneten 115 verringert. Folglich verringert sich die Ausgangsspannung des Hybridsensors 100, wenn das Wasser aus der Wanne 42 abgelassen wird. Die Steuereinheit 200 ermittelt kontinuierlich die Ausgangsspannung des Hybridsensors 100 und vergleicht sie mit der Spannung, die gespeichert wurde, bevor der Ablasszyklus begonnen hat, wodurch das Wasserablassvolumen während des Ablasszyklus ermittelt wird (S204).
In Schritt (S205) stellt die Steuereinheit fest, ob das Ablassvolumen einen vorbestimmten Referenzwert (d.h. einen Ablassbeendungswert) erreicht hat, der in Abhängigkeit von der Art der Wäsche, die einiges des Wassers zurückhält, festgelegt wird.
Wenn das Ablassvolumen den Ablassbeendungswert in Schritt (S205) erreicht, stellt die Steuereinheit 200 fest, ob die Ablasszeit die Ablasszyklus-Beendungszeit überschreitet, die in Schritt (S202) festgelegt wurde, (S207). Wenn dies der Fall ist, erzeugt die Steuereinheit 200 über den Warnteil 202 ein Warnsignal (S208), und stoppt den Ablasszyklus (S206).
Nach dem Durchführen des Ablasszyklus wird ein Spülzyklus durchgeführt, gefolgt von einem Schleudertrockenzyklus.
Ein Verfahren zum Feststellen einer Unwucht unter Verwendung des Hybridsensors 100 wird nun mit Bezug auf die 9A–9B beschrieben. Der Schleudertrockenzyklus umfasst drei oder vier intermittierende Trockenschritte und einen Haupttrockenschritt. Während jedes Schritts ermittelt die Steuereinheit 200 das Unwuchtgewicht nach dem Empfang eines Ausgangssignals vom Hall-Element 140 über einen Signalumwandlungsteil 141. Die intermittierenden Schleudertrockenschritte verhindern eine Beschädigung des Motors 45, die durch eine Überlast verursacht wird, und unterstützen die Verhinderung einer ungleichmäßigen Verteilung der Wäsche in der Trommel 43. Eine gewisse Unwucht tritt jedoch immer noch auf, die durch die intermittierenden Schleudertrockenschritte nicht verhindert werden kann.
Wenn der Schleudertrockenzyklus beginnt (S301), wie in den 9A–9B gezeigt, ermittelt die Steuereinheit 200 das Gewicht x der Wasserwanne 42 unter Verwendung des Hybridsensors 100 (S302), und die Schleudertrockenzeit Tb wird in Abhängigkeit von dem festgestellten Gewicht x berechnet (S303).
Um die Entwässerungszeit Tb zu berechnen, wird die Gleichung K = (x – A1)/A1 verwendet, wobei K die auf die Wasserwanne 42 aufgebrachte Last darstellt und A1 das Wäschegewicht angibt.
Das Wäschegewicht A1 ist jenes, das in Schritt (S104) ermittelt wird, und das Gewicht x der Wanne 42 umfasst das Gewicht der Wäsche, die einiges Wasser zurückgehalten hat. Folglich stellt die Variable K dar, wie viel Wasser durch die Wäsche zurückgehalten wird. Wenn die Variable K einen hohen Wert aufweist, wird der Schleudertrockenzyklus Tb auf eine lange Zeit eingestellt, wohingegen, wenn die Variable K einen niedrigen Wert aufweist, die Schleudertrockenzeit Tb auf eine kürzere Zeit eingestellt wird.
Die Steuereinheit 200 gibt ein Steuersignal aus, um den Motor 45 während einer vorbestimmten Zeit in einem ersten Beschleunigungsschritt anzutreiben (S304). Eine erste Ausgangsspannung P1 des Hybridsensors 100 wird anschließend für eine Periode von 5 Sekunden festgestellt (S305). Wenn die erste Ausgangsspannung P1 in Schritt (S305) festgestellt wurde, wird ein zweiter Beschleunigungsschritt durchgeführt (S306) und eine zweite Ausgangsspannung P2 des Hybridsensors 100 wird festgestellt (S307). Ein dritter Beschleunigungsschritt wird durchgeführt (S308) und eine dritte Ausgangsspannung P3 wird anschließend während 5 Sekunden nach dem dritten Beschleunigungsschritt festgestellt (S309).
Wenn die erste bis dritte Ausgangsspannung (P1, P2 und P3) erhalten werden, liest die Steuereinheit 200 die Ausgangsspannungen P1–P3 über ihren A/D-Umwandlungsanschluss und wandelt jede von ihnen in digitale Signale um und vergleicht das digitale Signal mit einer vorbestimmten Referenzspannung, um eine Unwucht zu ermitteln. Wenn das digitale Signal über der vorbestimmten Referenzspannung liegt, wird jede der Ausgangsspannungen P1–P3 unter Verwendung der Ausgangsspannung des Hybridsensors 100 und einer vorbestimmten Referenzlast (z.B. 0,1 kg) in das Unwuchtgewicht umgewandelt (S310). Hierbei wird die erste Ausgangsspannung P1 in das erste Unwuchtgewicht g1 umgewandelt, die zweite Ausgangsspannung P2 wird in das zweite Unwuchtgewicht g2 umgewandelt und die dritte Ausgangsspannung P3 wird in das dritte Unwuchtgewicht g3 umgewandelt.
Die Steuereinheit 200 verwendet eine Gleichung g1 = g2 ± 5% zum Feststellen, ob das erste Unwuchtgewicht g1 und das zweite Unwuchtgewicht g2 innerhalb eines Fehlers liegen (S311).
Wenn die Gleichung g1 = g2 ± 5% in Schritt (S311) erfüllt ist, berechnet die Steuereinheit 200 (S312) ein mittleres Unwuchtgewicht G unter Verwendung einer Gleichung G = (g1 + g2)/2.
Wenn das mittlere Unwuchtgewicht G in Schritt (S312) berechnet wird, vergleicht die Steuereinheit 200 (S313) das mittlere Unwuchtgewicht G mit einem vorbestimmten Referenzunwuchtgewicht (z.B. 0,8 kg), um festzustellen, ob die Unwucht übermäßig ist, in welchem Fall der Schleudertrockenzyklus gestoppt wird.
Wenn das mittlere Unwuchtgewicht G in Schritt (S313) über dem Referenzunwuchtgewicht 0,8 kg liegt, gibt die Steuereinheit 200 ein Steuersignal an den Waschmotor-Antriebsteil 45a aus, um den Waschmotor 45 zu stoppen (S314), und führt dann einen Unwuchtverringerungsschritt (S315) durch, um die Unwucht zu verringern. Dieser Unwuchtverringerungsschritt (S315) umfasst einen Spülzyklus, um die Wäsche innerhalb der Trommel 43 gleichmäßiger zu verteilen, und einen weiteren Ablasszyklus, bevor der Schleudertrockenzyklus erneut gestartet wird.
Wenn das mittlere Unwuchtgewicht G in Schritt (S313) unterhalb des Referenzunwuchtgewichts 0,8 kg liegt, stellt die Steuereinheit 200 einen Unwuchtzustand fest, mit dem sie in der Lage ist, den Schleudertrockenzyklus kontinuierlich durchzuführen, und führt den Schleudertrockenzyklus durch Beschleunigen des Waschmotors 45 kontinuierlich durch (S316).
Die Steuereinheit 200 stellt dann fest (S317), ob das Schleudertrocknen die vorbestimmte Schleudertrockenzeit Tb von Schritt (S303) erreicht hat. Wenn die vorliegende Schleudertrockenzeit die vorbestimmte Entwässerungszeit Tb in Schritt (S317) erreicht hat, gibt die Steuereinheit 200 ein Steuersignal an den Motorantriebsteil 45a aus und stoppt sowohl den Motor 45 als auch den Schleudertrockenzyklus (S318).
Wenn die Gleichung g1 = g2 ± 5% in Schritt (S311) nicht erfüllt ist, vergleicht die Steuereinheit 200 (S319) das erste Unwuchtgewicht g1 mit dem dritten Unwuchtgewicht g3 und vergleicht das zweite Unwuchtgewicht g2 mit dem dritten Unwuchtgewicht g3 unter Verwendung anderer Gleichungen g1 = g3 ± 5% und g2 = g3 ± 5%. Folglich stellt die Steuereinheit fest, ob jedes Unwuchtgewicht innerhalb des Fehlerlimits liegt.
Wenn die Gleichungen g1 = g3 ± 5% und g2 = g3 ± 5% in Schritt (S319) erfüllt sind, berechnet die Steuereinheit (S320) ein mittleres Unwuchtgewicht G unter Verwendung einer Gleichung G = (g1 + g2 + g3). Dann wird das mittlere Unwuchtgewicht G mit dem Referenzunwuchtgewicht 0,8 kg in Schritt (S313) verglichen, um festzustellen, ob der Schleudertrockenzyklus kontinuierlich durchgeführt wird. Gemäß dem Ergebnis von Schritt (S313) fährt die Steuereinheit 2C mit den Schritten (S314–S315) oder den Schritten (S316–S318) fort.
Wenn die Gleichungen g1 = g3 ± 5% und g2 = g3 ± 5% in Schritt (S319) nicht erfüllt sind, bedeutet dies, dass die gemessenen drei Unwuchtmengen g1–g3 das zulässige Fehlerlimit überschreiten. Dies geschieht, wenn ein anormaler Zustand in der Unwuchtfeststellungsvorrichtung vorliegt. Folglich stoppt die Steuereinheit 200 den Motor 45 und den Schleudertrockenzyklus und warnt den Benutzer über den Warnteil 203 (S321).
Wie vorstehend beschrieben, stellt die Waschmaschine mit dem Hybridsensor das Wäschegewicht, das Speisewassergewicht und das Unwuchtgewicht unter Verwendung nur eines Hybridsensors fest, weist eine einfache Struktur auf und führt leicht eine Signalverarbeitung durch.

Claims

Waschmaschine, aufweisend ein Gehäuse, eine Wanne (42), mindestens einen Aufhängungsarm mit einem oberen Ende, das mit dem Gehäuse gekoppelt ist, und einem unteren Ende, das mit der Wanne gekoppelt ist, um die Wanne innerhalb des Gehäuses abzustützen, eine Trommel (43), die drehbar in der Wanne (42) montiert ist, um zu waschende Wäsche aufzunehmen, einen am oberen Ende des Aufhängungsarms montierten Sensor (100) mit einem Magnet (115) zum Erzeugen von Signalen, die die Menge an Wäsche und Wasser in der Wanne (42) anzeigen, indem die Verlagerung der Wanne (42) erfasst wird, wenn Wäsche in die Trommel (43) gegeben und Wasser zugeführt wird, und ein Steuermittel (200) zum Steuern des Betriebs der Waschmaschine in Abhängigkeit von den genannten Signalen, wobei der Sensor (100) ferner ein Hall-Element aufweist, das relativ zum Magnet (115) fixiert und davon beabstandet ist, um ein Spannungssignal zu erzeugen, das dem von dem Magnet (115) erzeugten Magnetfeld entspricht, wobei eine Aufwärts- oder Abwärtsverlagerung des Aufhängungsarms aufgrund einer Laständerung oder einer unausgeglichenen Drehung der Trommel verursacht, dass sich der Magnet (115) zu dem Hall-Element (140) hin oder von ihm weg bewegt, wodurch verursacht wird, dass sich das Magnetfeld ändert und das von dem Hall-Element (140) erzeugte Spannungssignal ändert, wobei das Hall-Element (140) ein Signalverstärkungsmittel (144) zum Verstärken des von dem Hall-Element (140) erzeugten Spannungssignals und ein Signalumwandlungsmittel (141) aufweist, um das Spannungssignal in einen Wert umzuwandeln, der proportional zur Entfernung zwischen dem Hall-Element (140) und dem Magnet (115) ist, wobei der Wert dem Gewicht der in der Trommel befindlichen Wäsche, dem Gewicht des zur Trommel gelieferten Wassers und dem dynamischen Ungleichgewicht der Trommel während deren Drehung entspricht.
Waschmaschine nach Anspruch 1, wobei der Sensor (100) die Aufgabe hat, eine Verlagerung der Wanne (42) zu erfassen, die durch eine Erschütterung infolge einer ungleichmäßigen Verteilung von Wäsche in der Trommel (43) während der Drehung verursacht wird.
Waschmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Wanne (42) gegen die Wirkung einer Feder (130) verlagert wird.
Waschmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Sensor (100) ein Gehäuse (110) mit einer Leiterplatte (142) aufweist, an der das Hall-Element (100), das Signalverstärkungsmittel (144) und das Signalumwandlungsmittel (141) angebracht sind.
Waschmaschine nach Anspruch 4, wobei der Sensor (100) eine Abdeckung (150) aufweist, wobei die Leiterplatte (142) und die Abdeckung (150) jeweils an einem ersten und einem zweiten Ansatz (112, 113) angebracht sind, die an dem Gehäuse (110) ausgebildet sind.
Waschmaschine nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei: sich der Magnet (115) in einem Teil (120) befindet, das am oberen Ende des Hängearms (50) befestigt ist, wobei das Teil einen Sitz (121) für den Magneten (115) aufweist und ein hohler Verbindungsabschnitt (122) von einem unteren Bereich des Sitzes (121) mit dem oberen Ende des Hängestabs (50) verbunden ist.
Waschmaschine nach Anspruch 6, wobei der hohle Verbindungsabschnitt (122) ein Stiftloch (124) zum Einsetzen eines Fixierstifts (125) aufweist.
Waschmaschine nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei ein Dichtungselement (160) zwischen einem äußeren Umfang des Verbindungsabschnitts (122) und einem inneren Umfang des Gehäuses (110) vorgesehen ist.
Waschmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Hall-Element ein lineares Spannungssignal gemäß der auf den Hängestab (50) aufgebrachten Last ausgibt.
Verfahren zum Steuern einer Waschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das die folgenden Schritte aufweist: a) Erfassen einer ersten Ausgangsspannung des Hall-Elements (100) und Ermitteln des Gewichts der in der Wanne (42) liegenden Wäsche; b) Bestimmen eines optimalen Speisewassergewichts entsprechend dem erfassten Wäschegewicht; c) Bestimmen einer Spannungsdifferenz zwischen einer erhöhten Ausgangsspannung und der ersten Ausgangsspannung als das vorliegende Speisewassergewicht und kontinuierliches Durchführen eines Wasserzufuhrschritts, bis das optimale Speisewassergewicht erreicht ist; d) Bestimmen einer niedrigeren Ausgangsspannung als ein vorliegendes Abflussgewicht und kontinuierliches Durchführen des Abflussschritts, bis das Ende des Abflussvorgangs ermittelt wird; e) Bestimmen einer Ausgangsspannung des Hall-Elements (100) infolge der Verlagerung eines Hängestabs (50), die in einer Mehrzahl von intermittierenden Entwässerungsschritten erzeugt wird, die beim Entwässerungsschritt eingeschlossen sind, Ermitteln anhand der Ausgangsspannung des Hall- Elements (100), ob eine Unwucht vorhanden ist, und Steuern eines Entwässerungsvorgangs.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei Schritt (a) die folgenden Schritte umfasst: Erfassen einer ersten Ausgangsspannung des Hall-Elements (100), bevor die Waschwanne (42) mit Wäsche beladen wird; Erfassen einer erhöhten Ausgangsspannung des Hall-Elements (100), nachdem die Waschwanne (42) mit Wäsche beladen wurde; und Erfassen eines Wäschegewichts durch Verwenden einer Spannungsdifferenz zwischen der ersten Ausgangsspannung und der erhöhten Ausgangsspannung.
Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei Schritt (c) die folgenden Schritte umfasst: Erfassen einer ersten Ausgangsspannung des Hall-Elements (100), bevor Wasser der Waschwanne (42) zugeführt wird; und Auslösen eines Zeitgebers simultan mit der Auslösung der Wasserzufuhr zur Waschwanne (42); Vergleichen der ersten Ausgangsspannung mit der erhöhten Ausgangsspannung des Hall-Elements und Erfassen des vorliegenden Speisewassergewichts; Ermitteln, ob das erfasste vorliegende Speisewassergewicht ein Referenz-Speisewassergewicht erreicht, um den Zeitpunkt des Endes der Wasserzufuhr zu berechnen; Messen der Zeit, die das vorliegende Speisewassergewicht benötigt, um das Referenz-Speisewassergewicht zu erreichen, und Bestimmen des Zeitpunktes des Endes der Wasserzufuhr; und Unterbrechen der Wasserzufuhr, wenn das vorliegende Speisewassergewicht das optimale Speisewassergewicht erreicht oder die Wasserzufuhrzeit den Zeitpunkt des Endes der Wasserzufuhr erreicht.
Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei Schritt (d) die folgenden Schritte umfasst: Erfassen einer ersten Ausgangsspannung des Hall-Elements (100) und Auslösen einer Zeit simultan mit der Auslösung des Wasserabflusses aus der Waschwanne (42), Vergleichen der ersten Ausgangsspannung mit der niedrigeren Ausgangsspannung des Hall-Elements (100) und Erfassen eines vorliegenden Abflussgewichts; Ermitteln, ob das erfasste Abflussgewicht einen Abflussende-Referenzwert erreicht, um das Ende des Abflussvorgangs zu ermitteln; und Unterbrechen des Abflussvorgangs, wenn das vorliegende Abflussgewicht den Abflussende-Referenzwert erreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei Schritt (e) die folgenden Schritte umfasst: Erfassen des Gewichts der Waschwanne (42) anhand eines Ausgangssignals des Hall-Elements (100); Berechnen einer Entwässerungszeit auf der Basis des erfassten Gewichts; Erfassen einer ersten Ausgangsspannung des Hall-Elements bei einem ersten intermittierenden Entwässerungsschritt; Erfassen einer zweiten Ausgangsspannung des Hall-Elements bei einem zweiten intermittierenden Entwässerungsschritt; Erfassen einer dritten Ausgangsspannung des Hall-Elements bei einem dritten intermittierenden Entwässerungsschritt; Ermitteln, ob die erste bis dritte Ausgangsspannung über eine vorbestimmte Referenzspannung hinausgehen, um eine Unwucht zu ermitteln; Umwandeln der ersten Ausgangsspannung in ein erstes Unwuchtgewicht, Umwandeln der zweiten Ausgangsspannung in ein zweites Unwuchtgewicht und Umwandeln der dritten Ausgangsspannung in ein drittes Unwuchtgewicht, wenn die erste bis dritte Ausgangsspannung über die genannte vorbestimmte Referenzspannung hinausgehen; Ermitteln, ob die erste bis dritte Unwuchtmenge innerhalb eines Fehlerlimits liegen, Berechnen eines durchschnittlichen Unwuchtgewichts und Vergleichen des durchschnittlichen Unwuchtgewichts mit einem vorbestimmten Referenzunwuchtgewicht; und Durchführen eines Unwuchtfreigabeschrittes, wenn das durchschnittliche Unwuchtgewicht über das Referenzunwuchtgewicht hinausgeht, und kontinuierliches Durchführen eines Entwässerungsschrittes, wenn das durchschnittliche Unwuchtgewicht unter dem Referenzunwuchtgewicht liegt.