TW415981B - Washing machine having a hybrid sensor and a control method thereof - Google Patents

Description

41SW1 c/006 A7 B1 五、發明説明（丨） 發明範園 本發明是有關於一種洗衣機及其控制方法，且特別是有 關於一種具有混合式感測器之洗衣機及其控制方法，混合 式感應器能感測衣物的重量、供水量(feed water)的重量以 及洗衣槽的動態之不平衡（dynamic unbalance)。 先前技藝說明 在洗衣機中水流係由馬達所轉動的振動機產生，以對衣 物施予衝擊的能量，並藉由這個能量來淸洗衣物。一般而 言，洗衣，沖水，排水，脫水這些指令會事先輸入洗衣機 中的微電腦中以使其控制這些淸洗的過程。只要使用者選 擇任何一項功能，待洗的衣物就會依所選擇之指令而自動 被洗^ 經^部中央標挲局負工消費合作社印掣 (郐先閱讀背而之注意事項#填寫本ΐ〕 也就是說洗衣機會感測被置放在洗衣槽(washing tub)中 的衣物之重量*並根據衣物的重量而設定相對應之水量等 級來執行洗衣與沖水的步驟。在沖水與洗衣的步驟結束之 後，洗衣機會執行脫水的步驟。爲了完成一個完全自動化 的洗衣機，傳統的洗衣機需要有用以感測衣物之重量的感 測器'用以感測供水量之重量的感測器與用以感測洗衣槽 之動態的不平衡狀態的感測器。 第1圖繪示的是具有上述之三種感測器的傳統的洗衣機 之剖面圖。 如第1圖所示’其中的傳統的洗衣機包括：衣物重量 感測器10，用以感測衣物的重量；供水量感測器20，用以 判斷供水量是否有依照所感測到之衣物重量而注入至供水 5 本紙張尺度適用中國國家棉準（CNS ) Λ4現格（210x297公餘、 經瀠部中央標隼局月工消費合作社印裝 4137pif.doc/006 A 7 415981__________ 五、發明説明（>) 量；不平衡感測器30，用以感測洗衣槽3的動態的不平衡 狀態。 衣物重量感測器10包括：永久磁鐵11 ’被固定於洗衣 馬達5的滑輪6上，以及會在接近永久磁鐵11時產生不同 的電性訊號的線圏12。衣物重量感測器10可以藉由洗衣 馬達在5在停止之後仍然會因慣性而旋轉，且旋轉的圈數 會因衣物之重量而異的原理來感測衣物的重量。也就是 說，若使用者將衣物置於洗衣槽中並將電源開關打開’洗 衣機的控制單元（圖中並未顯示)會在一個特定的時間內旋 轉洗衣馬達5，然後再使其停止。如此一來’洗衣馬達5 就會因慣性而多轉幾圈。 衣物的重量就是藉由計算因慣性而旋轉的時候’線圈12 與永久磁鐵11之間因磁力所產生的訊號的數量來取得。一 但衣物的重量決定之後，控制單元便可以根據衣物的重量 來設定適當的供水量。 供水量感測器20包括：位於水槽2下方的氣體門瓣’ 且其中的氣體會隨供水量而被壓縮；機械壓力感測裝置 22，用以根據氣體門瓣21中的氣體壓力而產生22KHZ到 26KHz的頻率。在供水量感測器20運作的時候’隨著水不 斷的進入洗衣機中的水槽2，供水量也不斷上升’氣體門 瓣21中的氣體也會被壓縮，並對機械壓力感測裝置22施 加壓力，而使其產生範圍在22KHz到26KHz的可變頻率 (variable frequencies) 〇 所產生的可變頻率會被輸入控制單元，控制單元也會因 6 (請先間讀背而之注意事項再填寫本K } 訂 適用中國國家標华（CNS ) ( 210κ2π公餘） 經"-部中央標卑局另工消費合作杜印裝 dmr°6 五、發明説明（$ ) 此而得知當時的供水量。若是當時的供水量已經到了衣物 重量感測器10所感測到的衣物重量之相對應的供水量預 設値，就會停止供水並開始執行洗衣、排水與脫水等步驟。 不平衡感測器30包括：一根槓桿31 ’與水槽2的上端 相隔一段距離，用以感測水槽2因洗衣槽3的不平衡的旋 轉而產生的不正常的運動。連接到槓桿31的開關32 ’係 用以根據槓桿31的運動或是洗衣機蓋子的打開而產生— 個打開訊號。 若是水槽2因洗衣槽3的平衡的旋轉而搖擺’開關32 就會產生打開訊號，且控制單元可藉由分析打開訊號來了 解洗衣槽3的不平衡的旋轉情形。 其中，標號爲1、4、8的分別爲洗衣機的機身、振動機 與支撐桿。 然而由於傳統的洗衣機必須有上述的各種不同的感測 器，也就是衣物感測器、供水量感測器與不平衡感測器’ 所以使得洗衣機的製造成本上揚’且由於洗衣機的內部結 構複雜，所以需要更多的製造步驟。 此外，由於衣物重量感測器10係利用慣性來感測衣物的 重量，所以在衣物並未均勻的分佈於洗衣槽3時便難以精 確的感測其重量。也使得根據衣物的重量來決定的最佳供 水量不易決定，而使得對衣物的淸潔效果降低。 發明之槪述 本發明係爲解決上述問題而製作。因此’本發明的目 的，就是在提供一種具有混合式感測器的洗衣機’其中的 7 本紙張尺度適用中國國家標卒（CNS ) Λ4规格（2丨㈣叫公牮）

(誚先閲讀背而之注意事7rl再填寫本s J i Λ 經漭部中央標嗥局β工消費合作社印製 4lSWi〇c/006 五、發明説明（斗） 混合式感測器可以感測衣物的重量、供水量與洗衣槽的動 態之不平衡，以及混合式感測器的控制方法。且這種混合 式感測器係藉由洗衣機中的一個非常簡單的結構所完成。 爲達成本發明之上述目的，根據本發明所製之洗衣機 中’包括一個主要的機身，機身中的水槽，以可旋轉的方 式固定於水槽中的洗衣槽，以及一根以上的支撐桿，其上 端耦接至主要機身的內部的上端，下端則與水槽的外部之 下端相接。 洗衣機中更包括了一個混合式感測器，裝設於支撐桿的 上端，用以產生相對應衣物的重量、供水量與洗衣槽的動 態之不平衡的訊號，且訊號之產生係基於支撐桿隨著水槽 的不平衡的旋轉而產生的上下移動。 混合式感測器包括一個套座。一個可在套座中隨著支撐 桿垂直移動的永久磁鐵，而支撐桿係隨著水槽中的水量而 移動彈性構件，位於永久磁鐵的下方，其壓縮量會隨著 水槽所負載的重量改變。霍耳元件(hali element)，被配置於 相隔一預設之距離而面對永久磁鐵，可以隨永久磁鐵的運 動而產生大小不同的電壓訊號的位置。訊號擴大器，用以 放大霍耳元件所產生的電壓訊號，使其成爲可以處埋的訊 號。訊號轉換部分，可在接收到由訊號擴大器傳來之以擴 大之電壓訊號並將其轉換。擴大之電壓訊號係與永久磁鐵 .與霍耳元件之間的距離成反比，而訊號轉換部分則可將其 轉換成與距離成正比。以及一個輸出線，係用以將訊號轉 換部分所輸出的訊號輸出到外界。 ("先閱讀背而之注意事項^填寫本石〇 、-=* r 本紙張尺度適用肀國园家榡準（CNS >八4规格（210Χ 2们公烚） 4 1 3 7 p i f. doc/0 0 6 A7 4 1 3 7 p i f. doc/0 0 6 A7 經Μ部中央標隼局β工消资合作社印製 B7____ 五、發明説明（$ ) 洗衣機中具有：主要機身，位於主要機身中的水槽，以 可以旋轉的方式固定於水槽中的洗衣槽β此外還有一根以 上的支撐桿，用以支撐水槽。混合式感測器，可以隨支撐 桿的升降而產生電性的訊號。其中用以控制具有混合式感 測器的洗衣機的方法包括下列步驟： a) 電源已經被供應至洗衣機之後，首先將複數件衣物置 入洗衣槽，混合式感測器會感測起始輸出電壓並決定衣物 之重量； b) 根據衣物的重量決定最佳供水量； c) 若是混合式感測器的輸出電壓由於開始供水的步驟 而增加的話，則根據當時的供水量判斷起始電壓與增加的 電壓之間的電壓差’並持續執行供水步驟，直到供水量已 達到最佳値； d) 若是混合式感測器的輸出電壓由於開始排水的步驟 而減少的話，則根據當時的排水量判斷減少的輸出電壓， 並持續執行排水步驟’直到排水步驟已經完成；以及 e) 若是在排水步驟之後的脫水步驟中’混合式感測器感 測到支撐桿因爲脫水步驟的複數個斷續的脫水步驟中而產 生的位移，便可藉由混合式感測器產生的輸出電壓來判斷 是否有不平衡的情況發生，並控制脫水步驟。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯 易懂，下文特舉一較佳實施例’並配合所附圖式，作詳細 說明如下： 圖式之簡簞說ϋ 9 本纸张尺度適用> 國國家標^^7^^& ( 210 X297 *^ ) ---.---：----^-- 誚先閱讀背而之注意事項#填艿本萸〕 ,π 4ismid oc/006 A7 B7 五、發明説明（6) 第1圖繪示傳統具有衣物感測器、供水量感測器與不平 衡感測器的洗衣機的剖面圖； 第2圖繪示根據本發明之目的所製作之具有混合式感應 器的洗衣機之剖面圖； 第3圖繪示根據本發明之目的所製作之具有混合式感應 器的洗衣機的方塊圖； 第4圖繪示的是本發明中的混合式感應器之剖面圖； 第5圖繪示的是本發明之混合式感應器的基本操作模式 的線路圖； 第6A圖與第6B圖顯示本發明之混合式感應器的的輸出 特色； 第7圖繪示的是本發明之具有混合式感應器的洗衣機在 供應電源之後的供水步驟的控制方法的流程圖； 第8圖繪示的是本發明之具有混合式感應器的洗衣機的 排水步驟中的控制方法的流程圖；以及 第9A圖與第9B圖繪示的是本發明之具有混合式感應器 的洗衣機的脫水步驟中的控制方法的流程圖。 圖式.之標記說明 請先間讀背而之注意事項再4寫本S ) 訂 經"'部中央標嗥局貝η消费合作社印裝 11 20 洗衣機的機身 洗衣槽 洗衣馬達 支撐桿 :永久磁鐵 :供水量感測器 2 :水槽 4 :振動機 6 :滑輪 10 :衣物重量感測器 12 :線圏 21 :氣體門瓣 10 本纸依尺度適用中囷國家榡準（CNS ) Λ4规格（2l〇X2y·^筇） 41A?P81 c/006 A7 五、發明説明（「 經Μ部中央標準局負工消费合作社印製 22 :機械壓力感測裝置 30 :不平衡感測器 31 :槓桿 32 :開關 41 :主要機身 42 :水槽 44 :振動機 45 :洗衣馬達 45a :洗衣馬達驅動部分 46 :能量傳導裝置 47 :供水閥 47a :供水閥驅動部分 48 :排水閥 48a :排水閥驅動部分 49 :蓋子 50 :支撐桿 50a :支撐桿的上端 50b :支撐桿的下端 51 :固定構件 52 :基座 53 :避震器 100 :混合式感測器 110 :套座 111a :套座底部 112 :第一凸起 113 :第二凸起 114 :開口 115 :永久磁鐵 120 :接合構件 121 :固定構件 122 :連接桿 124 :栓孔 125 :固定栓 130 :彈性構件 140 :霍耳元件 141 :訊號轉換部分 142 :印刷電路板 144 :訊號放大器 150 :蓋子 151 :輸出線 160 :封裝構件 200 :控制單元 201 :功能選擇部分 202 :顯示儀表板 203 :警告部分 較佳實施例之詳細說明 \ 1 本紙張尺廋適用中國國家標準（CHS ) Λ4规格（2】OxM7公#) (对先閱讀背而之注意事項洱填寫本頁)

r1T 經消部中央橾準局員工消费合作社印装 41 &玦 81dt)C/°°6 a? B7 五、發明説明（δ ) 接下來將隨所附之圖示說明對本發明之較佳實施例作 詳細介紹。 第2圖是根據本發明之目的所製作之具有混合式感測器 的洗衣機之剖面圖。第3圖繪示根據本發明之目的所製作 之具有混合式感應器的洗衣機的方塊圖。 如第2圖所示，其中洗衣機中包括主要機身41，在主要 機身41的上端有一個蓋子49。在主要機身中有一個水槽 42,水槽42底部有一個振動機44,可以正向或是逆向旋轉 以產生水流。在水槽42的下方有一個洗衣馬達45，在水 槽的正下方有一個能量傳導裝置46，在洗衣步驟中可將洗 衣馬達45所產生的扭力矩以低轉速傳至振動機44。在脫 水步驟中則可以同時傳至水槽43與振動機44。 洗衣機中更包括一個供水閥47，與外界的水源相接，可 以將水供應至水槽43。一個排水閥48，用以將水槽43中 的水排放到外界。一根以上的支撐桿50，其上端50a連接 至主要機身41內部的上半部，下端50b則連接至水槽42 的下半部，並支撐水槽42。一個混合式感測器1〇〇，裝設 於支撐桿50的上端50a上，可相對應衣物的重量、供水量 的重量與洗衣槽的動態的不平行的狀態來產生訊號。這是 由於支撐桿50會因爲水槽42的負載的變化而升降。 請參照第3圖，其中洗衣機更包括一個功能選擇部分 201，用以接收使用者輸入的功能控制。一個顯示儀表板 202，用以顯示功能選擇部分201中所選定的功能’並顯示 正在運作的功能。一個警告部分203 ’用以在洗衣機處於 I— I- II Γ- I - I - ---* 力衣 I I----- 1 !I (¾先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) I紙张尺度適用中國國家橾準（CNS ) /ϋ格(2S0X 297*^ ) 4137pif.doc/006 A7 B1 ___________ 五、發明説明（9 ) .不正常的狀態時提出警告。一個控制單元200，可以接收 混合式感測器100所發出的訊號，並以此判斷衣物與供水 量的重量，以及動態的不平衡，並發出控制訊號。一個洗 衣馬達軀動部分45a，用以根據控制單元200所發出的訊號 控制洗衣馬達45產生水流，並作脫水的動作。一個供水閥 驅動部分47a，用以根據控制單元200所發出的訊號控制供 水閥47a，以執行供水的步驟·一個排水閥48a，用以根據 控制單元200所發出的訊號來控制排水閥48的排水步驟。 此外，洗衣機用以與支撐桿50共同支撐水槽42的結構 更包括一個固定構件51，具有一個貫穿的孔，可使支撐桿 50的上端50a穿入孔中，如此可將支撐桿50固定於主要機 身41的內壁中。一個基座52，其中同樣具有一個貫穿的 孔，可以將支撐桿50固定於水槽42的較低處的外側。 圖號53爲一個用以吸收振動的避震器53。 支撐桿50的負載會隨著水槽42中的衣物與供水量的重 量，以及水槽42在脫水時所產生的晃動而改變。負載的改 變會被傳送至裝設於支撐桿50上的混合式感測器100。混 合式感測器100可以接收支撐桿50因衣物重量、供水量的 重量與動態不平衡的狀態而產生的負載的變化 第4圖繪示的是本發明中的混合式感應器1〇〇之剖面 圖，第5圖繪示的是本發明之混合式感應器1〇〇的基本操 作模式的線路圖。 請同時參照第4圖與第5圖’混合式感應器100包括一 個套座110，以及在套座中，可以隨著支撐桿50 —同 (碎先閱讀背而之注意事項再填本頁) V -

，1T 經漪部中央榡準局貝工消费合作社印" 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS > Λ4规构（210X2M公处） A7 B7 4137pif.doc/006 415981 五、發明説明（川） 隨水槽42的負載的改變而垂直移動的永久磁鐵115。在套 座110的底部11 la與永久磁鐵115間有一個彈性構件130， 其壓縮程度會隨水槽42的負載而改變。霍耳元件140可以 隨著永久磁鐵115的運動而產生電壓訊號，其位於面對永 久磁鐵115，並保持一段預設之距離的位置。 混合式感測器100更包括一個訊號放大器144，用以放 大由霍耳元件140所產生的電壓訊號，使其成爲適於處理 的適當訊號。一個訊號轉換部分141，用以接收由訊號放 大器144輸出的放大後的電壓訊號，使與永久磁鐵115與 霍耳元件M0的距離成反比的訊號變爲成正比的電壓訊 號。一個裝設於套座110內部的印刷電路板142,其中包括 了霍耳元件140，訊號放大器144與訊號轉換部分141。— 條輸出線151，用以傳送經訊號轉換部分141轉換過的訊號 到控制單元200。 在套座110中有一個第一凸起112，係用以承接印刷電 路板143。另外還有一個第二凸起113,係用以承接蓋子 150。 第一凸起112位於使霍耳元件140在永久磁鐵Π5移到 最高點時，依然可以與其保持一預設之距離的適當的位 置。第二凸起113與第一凸起112之間相隔一段預設之距 離，這是爲了要裝設印刷電路板142上的訊號轉換部分 141 0 永久磁鐵115與支撐桿50的上端50a之間彼此以一個接 合構件120接合。 14 中7國國家樣準（CNS ) Λ4^柏(210Χ ) ---.------VII (請先間讀背而之注^^項再填寫本I )

、1T 經"部中夾標隼扃負工消资合作社印繁 4 I 37pif.doc/006 A7 B7__一-.-.… -— 五、發明説明（// ) 接合構件12〇包括一個固定構件121 ’用以固定永久磁 鐵115。一個中空的連接桿122 ’由固定構件121的—端延 伸至套座110的末端的開口丨14外，可承接支撐桿50的上 端50a。栓孔124分別設於支撐桿50的上端50a與連接桿 122的底部，且裝設方向爲水平方向。 由於固定栓125被置入栓孔124中，所以接合構件I20 與支撐桿50的上端50a可以連在一起。永久磁鐵U5也由 於如此裝設，所以可以隨支撐桿5〇而移動。 由於連接桿122的直徑小於開口 U4,所以在連接桿I22 與開口 114之間會有縫隙。封裝構件160,係用以封住這個 縫隙。 請參照第5圖，其中有一個穩定電流源143 ’係用以 輸出穩定的電流I到霍耳元件丨40，磁場Η則以垂直於穩 定的電流I的方向影響霍耳元件140。所以霍耳元件140的 輸出端會隨磁場Η的磁力產生線性的電壓訊號。 也就是說，若永久磁鐵115接近霍耳元件140的話’磁 場Η的磁力就會增加’所以由霍耳元件140所產生的電壓 訊號就會增加。 相反的，若永久磁鐵115離開霍耳元件丨40的話，磁場 Η的磁力就會變小’所以由霍耳元件140所產生的電壓訊 號就會減小。 由此可知，若是永久磁鐵U5與霍耳元件140之間的距 離較小，就代表支撐桿50的負載較小。所以只要支撐桿50 的負載變小，霍耳元件140就會產生較強的電壓訊號。相 15 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4说格（21〇χ297'》>;^') (¾先閱讀背而之注意事項再填寫本頁)

經漪部中央標苹局負工消费合作社印聚 4 137pif-doc/006 B7 五、發明说明（丨之） 反的，若是永久磁鐵115與霍耳元件140之間的距離較大， 就代表支撐桿50的負載增加了。所以只要支撐桿50的負 載增加，霍耳元件140就會產生較弱的電壓訊號 若是霍耳元件140的輸出訊號被訊號轉換部分141反向 轉換，則輸出電壓訊號的圖形就會如第6A圖所示。所以混 合感測器1〇〇輸出的電壓訊號會隨著支撐桿50的負載而作 變化。 控制單元200接收到電壓訊號後會判斷衣物的重量，並 根據衣物的重量決定供水量，並在供水步驟期間讀取訊號 轉換部分141輸出的訊號，以隨時判斷供水量。 經"部中央桴牟局β工消费合作社印褽 (請先閱讀背而之注意事項馬填寫本页) 混合式感測器100的輸出電壓訊號會在斷續的脫水步驟 中被輸出至控制單元200的類比/數位(A/D)轉換端，並藉由 類比/數位轉換端來轉換成數位値。所以控制單元200可以 判斷不平衡的狀態。說的更明白一點，由於混合式感測器 100的起始電壓的特徵在於會隨不平衡的程度而改變，所 以混合式感測器100在斷續的脫水步驟中的輸出電壓可藉 由實驗，將不平衡的重量量化。舉例來說，使用者在支撐 桿50的負載爲0.1公斤的時候測量混合式感測器100的輸 出電壓，此時在斷續的脫水步驟中測量混合式感測器1〇〇 的輸出電壓便可得知不平衡的重量。 訊號轉換部分141在斷續的脫水步驟中會產生如第6B 圖中的電壓訊號。說的明白一點，若是洗衣槽43由於衣物 放的不均勻而造成不平衡的旋轉，水槽42就會振動，使支 撐桿50上下移動，混合式感測器100上的永久磁鐵115的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4圯梢（2丨OX2W公紿） ami a. __________137 五、發明说明（/d) — 位置就會變動，使霍耳元件140與永久磁鐵115之間的距 離產生變化。此時霍耳元件14〇就會產生如第6B圖所示的 脈衝式的電壓訊號。 {請先閱讀背面之注意事項#填{¾本頁 輸入控制單位200的電壓訊號會通過訊號轉換部分 141。若是有高於判斷是否爲不平衡狀態的參考電壓的電壓 訊號被輸入控制單兀200，也就是藉由感測混合式感測器 100對應參考重量的輸出電壓大於參考電壓來判斷不平衡 狀態。 接下來將參照第7圖到第9圖來說明具有混合式感測器 100的洗衣機的控制方法。 •έτ 第7圖繪示的是本發明之具有混合式感應器100的洗衣 機在供應電源輸入之後的供水步驟的控制方法的流程圖。 請參照第7圖，若電源已經供應給洗衣機(S101)，控制 單元200會在將衣物置入洗衣槽43之前先檢查混合式感測 器100的起始輸出電壓Vout(S102)。使用者將衣物放入洗 衣槽43 (S103)，支撐桿50的負載就會增加衣物的重量而變 得較大，因此混合式感測器1⑻的輸出電壓就會變得大於 起始電壓。 經请部中央標津局只工消费合作杜印1Ϊ 類似的情況，若混合式感測器1〇0的輸出電壓v〇ut有變 化的話，控制單元200可藉由分析儲存兩個電壓的電壓差 來判斷衣物的重量(si〇4) ° 控制單元200可依據所感應到的衣物的重量來判斷最佳 的供水量(S105)，旅發出控制訊號至供水閥驅動部分47a 以打開供水閥驅動部分47a ’使供水步驟開始進行，並同時 本紙张尺度適财關家料（CNS丨八4祕（2⑴心拉々 4l37pif.doc/006 A7 Η 7 五、發明説明（岭） 計算所需供水時間(S106)。 若是供水步驟已經開始進行，則進入水槽4的水的重量 會由支撐桿50所承擔，使混合式感測器100的輸出電壓 Vout增加。控制單元200可成功的讀取由於供水步驟造成 的輸出電壓Vout的增加，將增加後的輸出電壓與S102中 的起始電壓相比較，並以此判斷當時所注入的水的重量 (S107)。 控制單元200會判斷(S108)步驟S107中的供水量是否已 經到了預設的加崙(liter)的値。 若是當時的供水量已經到了 10加崙的話’控制單元200 就會測量由開始供水到供水量已經到10加崙的時間。再根 據這段供水的時間來計算要使供水量到達步驟S105中的 最佳値需要的最佳供水時間(Sl〇9)。 然而，若是當時的供水量的重量並不到步驟S108中的 10加崙，則步驟S108會再跳回步驟S107。 在步驟S109中計算出的最佳供水時間計算完畢之後’在 步驟S110中會判斷是否當時的供水量已經到達步驟S105 中的最佳供水量。 若是當時的供水量已經到達步驟S110中的最佳供水量 的話，控制單元200便會輸出控制訊號至供水閥驅動部分 47a，使供水閥驅動部分47a將供水閥47關閉’並停止供 水的運作(S112)。 若是當時的供水量尙未到達步驟S110中的最佳供水量 的話，在步驟S111中便會判斷是否所計算的供水時間大於 (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) τ 經浹部中央梯準局貝工消资合作社印繁 本紙張( CNS ) Λ娜（ /006 A7 137 __— 一^— 五、發明説明（) 步驟S109中的最佳供水時間。 若是所計算的供水時間已超過步驟SU1中的最佳供水 時間的話，控制訊號便會被發射至供水閥驅動部分47a’使 供供水閥47關閉而停止供水(S112)。步驟Sill係用以預防 供應過量的水。 在供水步驟結束之後’洗衣機便會開始執行洗衣步驟’ 然後執行排水步驟。 第8圖繪示的是本發明之具有混合式感應器的洗衣機的 排水步驟中的控制方法的流程圖。 ir 請參照第8圖，若是排水步驟開始(S201) ’控制單元200 會根據第7圖中的步驟S109中的供水結束時間來計算排水 結束時間（S202)。此時排水結束時間會被判斷爲比供水'結 束時間短，這是因爲會有一部份的水被衣物吸收而不會被 排到外界。 接著，會有一個控制訊號被輸出至排水閥驅動部分 48a，以使排水閥48打開，並在排水閥48打開的時候同時 計算排水時間（S203)。 嫂潢部中央梂嗥局βΗ消费合作社印製 若水槽42中的水被排到外界，則支撐桿50所負載的重 量就會減少。支撐桿50感測到減少的重量後會因爲彈性構 件130的回復力量而升高。裝置於接合構件120中並予支 撐桿50的上端50a相接的永久磁鐵115也會上升，使與霍 耳元件140之間的距離減小。所以混合式感測器1〇〇的輸 出電壓會在水槽42中的水排出的時候變小。控制單元200 會持續讀取混合式感測器100的輸出電壓，並與在脫水之 ί9 適用^ 國國家標準（CNsYa^WS (210X297^^1 ' 4137pirdoc/006 A 7 4137pirdoc/006 A 7 經滴部中央標準局員工消贽合作杜印製 五、發明説明（A) 前所儲存的電壓作比較’並以此判斷排放掉的水的重量 (S204)。 然後，在步驟S205中會判斷當時的排水量是否已到達預 設値，如排水結束量。在此，排水結束量會依照衣物的吸 水的狀態來判斷。 若是當時排水量已經到了步驟S205中的排水結束量，控 制單元200便會輸出控制訊號至排水閥驅動裝置48a，使排 水閥48關閉並結束排水的步驟(S206)。 若是排水步驟尙未到達步驟S205中的排水結束量，控制 單元200便會判斷所計算的排水時間是否已經超過在步驟 S202中所決定的排水結束時間(S207)。 若是所計算出的排水時間超過步驟S207中的排水結束 時間的話，控制單元200就會藉由一個警告部分203來警 告使用者有不正常的使用狀態發生（S208)，並強制性的停 止排水步驟(S206)。 同時，若是排水時間尙未到步驟S207中的排水結束時間 的話，就會由步驟S207再跳回步驟S205。 在經過上述的步驟之後，會進行沖洗的步驟，並在最後 作脫水的步驟。 第9A圖與第9B圖中所繪示的是利用混合式感測器1〇〇 來感測不平衡的重量的方法。 在脫水步驟中包括三到四次斷續的脫水步驟，其中控制 單元200會讀取霍耳元件140經過訊號轉換部分141所發 射的訊息，以便判斷不平衡的重量。脫水步驟中包括了三 20 本!良尺度S用中國國家$準（CNsT。说柏(210X2^?»^™~~ ' 一" (誚先閱讀背而之注意事項再填宵本K) 訂 4isa&i if. doc/006 A7 ηι 五、發明説明（Η) 到四次斷繪的脫水步驟以及〜個主要的脫水步驟。斷續的 脫水步驟係用以預防洗衣馬達45因爲衣物在洗衣槽43中 置放得不均勻，而負荷過重並受損。此外還可以預防脫水 步驟中不平衡的情況發生。然而，若是衣物已經嚴重的偏 向一邊的話，即使是斷續的脫水步驟也無法解決衣物的狀 態的問題。也就是說洗衣槽會因爲衣物嚴重的集中於一 邊，所以會在斷續的脫水步驟中不平衡的旋轉。在這種情 況下’不平衡的重量會被感測到，並經判斷而決定是否需 要重新脫水，且是在第三次或是第四次斷續的脫水步驟中 被有效的感應到。 請參照第9Α圖與第9Β圖，若脫水步驟已經開始(幻01)， 控制單元200會藉由混合式感測器1〇〇來判斷水槽42中的 重量w(S302) ’脫水時間Tb也會藉由所感測到的重量v/來 計算(S303)。 此時，爲了計算脫水時間Tb，會使用一個等式K=(x-Α1)/Α1 ’其中Κ代表水槽42中的負載，Α1代表衣物的重 量。 經滴部中央標麥局貝工消费合作社印^ (对先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 衣物的重量Α1是在步驟S104中所測量到的重量。水槽 42中的重量w則是吸了水之後的衣物的重量。因此，變數 Κ代表的是衣物的吸水程度。因此，若是變數κ的値高的 話，脫水時間Tb就會被設定爲較長的時間。若是若是變數 K的値低的話，脫水時間Tb就會被設定爲較短的時間。 控制單元200會輸出控制訊號至洗衣馬達驅動部分 45a，並在一個預設的時間之內執行第一加速步驟以驅動洗 表紙張疋度適用中國國家標孪（CNS )从規格（2;0X2W公焓） 4 I37pif.doc/006 ΑΊ 137 經满部中央榡準局另工消费合作社印衆 五、發明説明（/?) 衣馬達45(S304)。在執行完第一加速步驟（S304)之後，便會 在5秒中內收到混合式感測器100所發出的第一輸出電壓 P1(S305)。 若已經感測到步驟S305中的第一輸出電壓P1，則用以 驅動洗衣馬達45的第二加速步驟就會開始執行(S306)。在 5秒鐘之內會接收到混合式感測器100所發出的第二輸出 電壓P2(307)。然後，第三加速步驟會再度驅動洗衣馬達 45(S308)，在第三加速步驟之後的5秒鐘之內也會感測到第 三輸出電壓P3。 若第一輸出電壓到第三輸出電壓(PI，P2與P3)都已經接 收到，控制單元200就會經由類比/數位轉換端來讀取輸出 電壓PI，P2與P3，並以轉換過的數位訊號與預設的參考 値作比較，以判斷是否爲不平衡的狀態。若是經轉換過的 數位訊號已經超過預設的參考値，則輸出電壓PI，P2與P3 會藉由比對混合式感測器100在每一個預設的參考値(如 0.1公斤)時的輸出電壓，將PI，P2，與P3的重量轉換爲不 平衡重量(S310)。在此，第一輸出電壓P1被轉換爲第一不 平衡重量gl，第二輸出電壓P2被轉換爲第二不平衡重量 g2，第三輸出電壓P3被轉換爲第三不平衡重量β。 接著控制單元200再決定第一不平衡重量gl與第二不平 衡重量g2是否超過誤差限度時可以利用gl=g2+5%這個等 式(S311)。 若是等式gl=g2+5%符合步驟S311中的條件’則控制單 元200便會利用G=(gl+g2)/2這個等式來計算平均不平衡重 22 請 閱 ifi 15-

I 填 % 本 訂 本紙張尺度適用中國國家標攀（CNS ) Λ4规枯（) asm doc/006 A7 B7 五、發明説明（β) 量。 若是步驟S313中的平均不平衡重量G已經被計算出 來，混合式感測器1〇〇就會將G値與一個預設的不平衡參 考重量(例如0.8公斤）作比較(S313)。其中的預設之不平衡 參考重量係由控制單元200所決定，這是爲了判斷這次脫 水的步驟的不平衡程度是否到了應被強制停止的地步。 若是平均不平衡重量G已經超過步驟S313中的不平衡 參考重量0.8公斤，控制單元200就會輸出一個控制訊號 給洗衣馬達驅動部分45a，使其停止洗衣馬達45(S314)，並 接著執行一個不平衡解除步驟（S315)，以解決不平衡狀態 的問題。不平衡解除步驟S315會再次執行沖洗的步驟，以 解決衣物置放不均勻的問題，並再度執行脫水的步驟，使 其變成正常的脫水步驟。 若是平均不平衡重量G小於步驟S313中的不平衡參考 重量0.8公斤，控制單元200便會判斷在這樣的不平衡的 狀態還是可以繼續脫水，並藉由加速洗衣馬達45來繼續執 行脫水的步驟(S316)。 經浹部中戎標準局兵工消費合作社印製 -—I- I » - I I - - 11 - I ---. I (对先閲讀背而之注意事項再填贫？本裒) 然後，控制單元200會判斷脫水時間是否已到達步驟 S303中的預設脫水時間Tb(S317)。若是當時的脫水時間已 經到步驟S303中的預設脫水時間Tb，控制單元200就會 輸出一個控制訊號給洗衣馬達45a，以使洗衣馬達45停 止，結束脫水的步驟（S318) 〇 同時，若步驟S311並不符合等式gl=g2+5%，控制單元 200就會藉由等式gl=g3+5%將第一不平衡狀量gl與第三不 23 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS ) Λ4说格（210X297公焓）

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Ai κ<Μϋΐϊη<ιοι:/00:2 Βδ -Ί 乂 .〜ι,; sffl 9329 §f # fl| ^ 8a ί? [t f Q8 if IE fcl yf/12/15 — - …… .......... --- 六、申請專利範圍 1. -一種洗衣機，包括一主要機身；一水槽，位於該主荽 機身中；一洗衣槽，以可以旋轉的方式固定於該水槽中； 以及一根以上的支撐桿，具有一上端，耦接至該主要機身 的一內壁，以及一底端，耦接至該水槽的一外壁，並支擦 該水槽，該洗衣機包括： 一混合式感測器，裝設於該支撐桿的該上端，該支撐桿 會因負載的變化或是水槽的不平衡的旋轉而上下移動，該 混合式感測器可隨該支撐桿的升降而產生對應衣物重量、 水量的等級與動態的不平衡的訊號。 2. 如申請專利範圍第1項所述之洗衣機，其中該混合式 感測器包括： 一套座； 一永久磁鐵，在該套座中對應該水槽的負載而隨該支撐 桿垂直移動； —彈性構件，位於該永久磁鐵的下方，會隨該水槽的負 載而等比例的壓縮； 一霍耳元件，面對該永久磁鐵的一頂面，並相隔一段預 設之距離，產生一電壓訊號，該電壓訊號大小係相對該永 久磁鐵的運動所產生的磁力而變化； 一訊號放大器，放大由該霍耳元件所產生的該電壓訊 號，使該電壓訊號成爲一放大過的電壓說號， -訊號轉換部分，接收由該訊號放大器所發射的該放大 過的電壓訊號並將與該永久磁鐵與該霍耳元件的一間距成 反比的該放大過的電壓訊號轉換，使該放大過的電壓訊號 25 本纸張&度適用_國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 111-»111( I----I ----It----— I!--I f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A8B8C8D8 4 I 37ρϋΊ doc/002 415981 六、申請專利範圍 與該間距成正比；以及 一輸出線’輸出由該訊號轉換部分所輸出的一輸出訊號 至外界。 3. 如申請專利範圍第2項所述之洗衣機，該混合式感測 器更包括： 一印刷電路板’其中包括該霍耳元件、該訊號放大器以 及該訊號轉換部分，且該印刷電路板係裝設於該套座中； 以及 一蓋子，位於該套座的上端，用以遮蓋該套座的內部。 4. 如申請專利範圍第3項所述之洗衣機，其中該混合式 感測器更包括： —第一凸起，用以裝設該印刷電路板，以及一第=凸 起’位於該第一凸起的上方，用以裝設該蓋子，且該第一 凸起與該第二凸起均位於該套座的一上端中。 5. 如申請專利範圍第2項所述之洗衣機，其中： 該永久磁鐵與該該支撐桿的該上端彼此以一結合構件 互相接合，該接合構件包括： 一接合構件’用以裝設該永久磁鐵； 一中空的連接桿，由該接合構件的一底部開始延伸，並 耦接至該支撐改的該上端。 6. 如申請專利範圍第5項所述之洗衣機，其中： 該中空的連接桿中的底部有一栓孔，該栓孔中插有—固 定栓。 7. 如申請專利範圍第5項所述之洗衣機，其中： 26 本紙張义度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---i---1--------丨訂·！1111 ^^ (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 I 7ριΠ doc/002 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制代 、申請專利範圍 在該中空的連接桿的一外部的周圍與該套座的一內部 之間具有一封裝構件。 8. 如申請專利範圍第2項所述之洗衣機，其中： 該混合式感測器輸出一線性的電壓訊號，且該線性的電 壓訊號隨該支撐桿的負載而改變。 9. 一種洗衣機的控制方法，包括：一主要機身；一水槽， 位於該主要機身中；一洗衣槽，以可以旋轉的方式固定於 該水槽中；一根以上的支撐桿，用以支撐該水槽；以及一 混合式感測器，該混合式感測器可隨該支撐桿的升降而產 生一輸出電壓，用以控制該具有混合式感測器的洗衣機的 一方法包括下列步驟： a) 在有一電源被供應至該洗衣機之後，將複數件衣物被 置入該洗衣槽，該混合式感測器會感測一起始輸出電壓並 判斷該些衣物之重量； b) 根據該些衣物的重量而決定一最佳供水量； c) 若是該混合式感測器的該輸出電壓由於一供水步驟 的開始而增加的話，則根據當時的一供水量選定一個在該 起始電壓與該增加的電壓之間的一電壓差，並持續執行該 供水步驟，直到該供水量已達到該最佳的供水重量； d) 若是該混合式感測器的該輸出電壓由於一排水步驟 的開始而減少的話，則根據當時的一排水量選定一減少的 輸出電壓，並持續該執行排水步驟，直到該排水步驟已經 完成；以及 e) 若是在該排水步驟之後的一脫水步驟中，該混合式感 27 ---f I I--1 I I---· I I I I ! I 訂 _11 — 11— t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 00 05 8 55 A^CD 415#81 ! d « c / Ο Ο 2 六、申請專利範圍 測器感測到該支撐桿因爲該脫水步驟中的複數個斷續的脫 水步驟中而產生的位移，便可藉由該混合式感測器產生的 該輸出電壓來判斷是否有不平衡的情況發生，並控制一脫 水步驟。 10. 如申請專利範圍第9項所述之洗衣機的控制方法， 步驟（a)中包括下列步驟： 在將該些衣物置入該洗衣槽之前先感測該混合式改測 器的一起始輸出電壓； 若該些衣物已經被置入該洗衣槽中，則該混合式感測器 感測一增加輸出電壓；以及 藉由該起始電壓與該增加輸出電壓之間的一電壓差感 測該些衣物重量。 11. 如申請專利範圍第9項所述之洗衣機的控制方法， 其中步驟（c)中更包括下列步驟： 在一供水步驟開始之前先感測該混合式感測器的一起 始輸出電壓，在該供水步驟開始時同時計算一供水時間； 若該混合式感測器的該輸出電壓因該供水步驟而增 加，則比較該起始輸出電壓與增加的該輸出電壓，並感測 當時的該供水量； 判斷該當時的供水量是否到達一參考供水量，該參考供 水量係用以計算一供水結束時間； 測量該當時的該供水量到該參考供水重量所需要的一 持續時間，並判斷該供水結束時間；以及 若該當時的供水量已經到了該最佳供水量，或是計算出 28 —-----------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張义度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4imr A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 來的該供水時間已經到了該供水結束時間的話，停止該供 水步驟。 12. 如申請專利範圍第9項所述之洗衣機的控制方法， 其中步驟(d)中更包括下列步驟： 感測該混合式感測器的一起始輸出電壓，並預先決定一 脫水結束時間； 在該脫水步驟開始時同時計算一脫水時間； 若該混合式感測器的該輸出電壓因該脫水步驟而降 低’則比較該起始輸出電壓與減少的該輸出電壓，並感測 當時的該脫水量； 判斷該當時的該脫水量是否到達一脫水結束參考値，以 判斷開脫水步驟是否已經結束；以及 若該當時的脫水量已經到了該最脫水結束參考値，或是 s十算出來的該脫水時間已經到了該脫水結束時間的話，停 止該脫水步驟。 13. 如申請專利範圍第9項所述之洗衣機的控制方法， 其中步驟(e)中更包括下列步驟： 藉由該混合式感測器的一輸出電壓來感測該水槽的重 ’ 里， 根據所感測到的該水槽的重量來計算一脫水時間； 在複數個斷續脫水步驟中，感測該混合式感測器的複數 個輸出電壓； 判斷該些輸出電壓是否超過作爲不平衡判斷的一預定 參考電壓； ---- - - - -- - ---I - - I I l I - »(— — — — 11— (請先閱績背面之;i意事項再填寫本頁) 本纸張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） 415^81,dcU 六、申請專利範圍 當判斷爲不平衡時’將該些輸出電壓轉換爲複數個不平 衡重量； 判斷該些不平衡重量是否落於一誤差限度內，計算出一 平均不平衡重量，且比較該平均不平衡重量與一預定的不 平衡參考重量；以及 當該平均不平衡重量超過該預定的不平衡參考重量 時，進行一不平衡解除步驟，接著當該平均不平衡重量低 於該預定的不平衡參考重量，進行一脫水步驟。 ---r 1 I------—丨-裝---II--—訂---I----線 (請先閲讀背面之ii意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ϋ 3 本紙張尺度適用令因國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐）