专利名称：确定洗涤滚筒中的湿洗涤物质量的方法
技术领域：
本发明涉及一种借助被调参数确定洗涤滚筒中的湿洗涤物质量的方法，该洗涤滚筒可通过一个调速万能电机驱动。
欧洲专利申请410827公开了一种这样的方法，用其在具有恒定加速度的起动阶段中确定洗涤物的质量。在该起动阶段中，测量相位角和供电电压并在考虑电机常数和空滚筒的加速性能的情况下，用上述测量值计算洗涤物的惯量。由于滚筒尺寸和加速度是已知的，所以也可从计算出的惯量值中反推出洗涤物的质量。由于洗涤物在起动过程中尚在洗涤滚筒内猛烈坠落，直至洗涤物以一个洗涤物圈的形式结实地分布在滚筒的内壁上为止，所以就相位而言，保持加速恒定是极其困难的。因此，不能排除加速度额定值偏差。有时也不能形成一致的洗涤物圈，因为譬如在这批洗涤物中包括部分较大的洗涤物，这部分较大的洗涤物不能一致地固定在洗涤物圈内，因为这些洗涤物的质量重心部分距滚筒轴线近很多，并且必须的离心力分派不到这些质量重心。在此情况下测量相位角和供电电压是不准确的，因为对起动阶段滚筒的具体转速的最小误差都会造成很大的测量不精确度。此外，测量供电电压和相位角需要特殊的装置，这些装置用于万能电机的调速是不需要的。
本发明的任务在于改善本文开头所述方法的精确度并尽可能通过不增加部件使该方法的实施得以筒化。
按照发明，解决以上任务的技术方案在于，在甩于程序进行之前和/或进行过程中，洗涤滚筒在三个阶段范围内的质量确定段中受到驱动，在该质量确定段中，第一个阶段的特点在于，转速缓慢升高，直到该阶段的最终转速，该最终转速高于洗涤物贴靠滚筒内壁时的贴靠转速，并接近但低于驱动系统的共振转速，第二阶段具有与斜坡的最终转速相同的、恒定的额定转速，在第三阶段中，滚筒在不受驱动的情况下，转速一直下降，直到最低转速，该最低转速仍然相当高，其表现在于，事先形成的洗涤物圈不从滚筒内壁上脱落或只有少部分脱落，并且，测量从切断驱动装置电源的时间点至达到最低转速时的时间点所持续的时间，用该时间作为衡量洗涤物质量的标准。
在低于驱动系统的共振转速时(在驱动系统的共振转速时，通过重力不平均的滚筒导致的偏摆频率低于振动悬挂的驱动系统的共振频率)，洗涤滚筒的运行尚比较平衡并且偏摆量也小。在起动阶段转速缓慢增加的过程中，洗涤物一般是相当均匀地分布在滚筒的内壁上，而在第二阶段中可能会从转速波动中识别出洗涤物的重力分布可能不均匀到不能允许的程度，并从调速电机电压的平均相位角的确定中，把洗涤物重力分布不平衡的原因追溯到在相关机器中皮带的典型摇摆打晃、轴承摩擦和在减振器中有时出现的摩擦损失。从确定洗涤物质量的角度出发，了解这些值对评价在第三阶段中由切断驱动装置电源的时间点至达到最低转速时的时间点的持续时间是有意义的。
在本发明方法的一个有利的派生形式中，在第二阶段中确定驱动电机的平均功率，用以作为衡量滚筒的制动力矩的标准，在确定质量时把滚筒的制动力矩作为变量加以考虑。如上所述，滚筒的制动力矩可能是通过皮带摇摆打晃、轴承摩擦和减振器中的摩擦损失造成的。如果滚筒不平衡地运行并因此而产生的偏摆得到来自减振器的反作用，则减振器中的摩擦损失值总是相当大的。
在假设电源电压恒定的情况下，本发明方法的另一有利的派生形式在于，为了确定驱动电机的功率，确定出驱动电机的调速装置的平均相位角。在忽略轻微的电源电压波动的情况下，求得平均相位角可确保驱动电机的功率得到足够精确的确定。从功率的这一确定中又可反推出滚筒的制动力矩。为此毋须增加部件，因为反正已存在来自调速装置的相位角值。
在假设电源电压不恒定并考虑此事实的情况下，本发明的方法的另一个有利的派生形式在于，除确定相位角外，还规定测量电源电压，在确定制动力矩时把测出的电源电压值当作修正值加以考虑。这样，可再次更精确地对制动力矩进行确定。附加的投资费用很少并且仅由一个设在调速装置和一个一般在微处理机内反正存在的模拟-数字转换器的底板上的附加分压器构成。
如果按照本发明方法的一个有利的实施形式，在甩干程序的进行过程中，对洗涤物的质量至少进行另一次确定，则可从质量的各个确定结果中求得甩干程序的进展状况。
在本发明方法的另一派生形式中，把从后一次质量确定中得出的质量值与从先前的洗涤过程之前或开始时进行的一次干洗涤物质量确定中得出的质量值进行对照比较，以便以一个残余湿度值的形式确定所达到的甩干效果。根据该对比结果，视情况结束甩干过程。这是有利的，其特别原因在于，迄今尚不存在其它可能性，在洗涤一批洗涤物时，尤其在洗涤一批吸水能力不相同的洗涤物时，把甩干程序的效果定为结束甩干程序的标准。
在先前的洗涤过程开始时没有进行质量确定的情况下，仍能有利地对残余湿度进行确定，即把后一次质量确定得出的值与先前一次质量确定得出的值进行对照比较，并应用一个在先前的洗涤过程之前或开始时进行的洗涤物吸水能力确定中得出的值，推出后一次质量确定时存在的残余湿度。由于在现代化的洗衣机中在洗涤过程开始时总要进行直接的或间接的吸水能力确定，作为水量自动配合的基准，所以吸水能力的确定结果在确定湿洗涤物的质量后可作为求得残余湿度的衡量标准。
下面借助在附图
中所示的曲线图所描述的一个本发明方法的实施例说明本发明。
曲线图示出可用在甩干过程开始时的转速状况。因此在曲线图中列出了转速和时间的关系曲线。其中，滚筒由静止到时间点to先被缓慢加速至终点转速n1。该转速n1高于贴靠转速nA，在贴靠转速nA时，处在滚筒内的洗涤物贴靠在滚筒的内壁上，并一般是逐渐均匀地分布在滚筒的四周。这样，洗涤滚筒的不平衡保持在可允许的界限内。在起动阶段A中，直至时间点to，可借助转速信号或驱动电机的调节装置的调节参数“相位角”通过对升速均匀性的观察监视此界限。如果超越了此界限，则可马上中断起动阶段并重新使其开始。但该终点转速n1低于共振转速nR。共振转速nR取决于弹性和阻尼悬挂的盛水容器装置。一个振动系统总有谐振频率。如果洗涤滚筒的承载出现不平衡并以一个与谐振相当的角速度驱动滚筒，那么，盛水容器装置在此情况下会以谐振频率振动。在此情况下，振幅会达到最大值。在最大振幅时不再能足够精确地测量滚筒的制动力矩。
到时间点to时，向滚筒的驱动力电机供给与恒定转速n1相当的电压。在这个直至时间点t1的第二个阶段B中，通过观察调速装置的平均相位角推断由驱动电机输入给洗涤滚筒的功率。该输入功率虽可被视为在一定界限内是恒定的，并可作为已知值立即用于在第三个阶段C中再次确定洗涤物质量。但为了提高质量的确定精确度，有利的是，通过驱动电机的输入功率求出第二阶段B中的洗涤滚筒的制动力矩，以便在第三阶段C中确定洗涤物质量时使该制动力矩作为可变的计算值。洗涤滚筒的制动力矩可通过轴承摩擦，也可通过传动皮带摇摆打晃造成。在通过滚筒内洗涤物的不均匀分布造成盛水容器装置明显偏摆时，滚筒受到制动的原因在于，能量通过盛水容器装置的减振构件的偏摆被消耗。通过观察调速装置的相位角观察所有这些作用于滚筒上的制动力矩，并对其进行处理，得出一个平均值，在第三阶段C确定洗涤物质量时予以考虑。
第三阶段C自时间点t1开始，至时间点t2结束。到时间点t1时，切断驱动电机的电源。洗涤滚筒马上开始惯性运动阶段。在惯性运动阶段内，到时间点t2时滚筒的转速降至值n2。该转速n2尚高到可使先前构成洗涤物圈的洗涤物仍然贴靠在滚筒壁上或刚开始脱落。测量惯性运动阶段C中由时间点t1至时间点t2的持续时间TC，并结合先前求得的制动力矩，用以计算滚筒内的洗涤物量(质量)。
在洗涤物分布不均衡的情况下，选择时间点t1，使分布不均衡的质量的重心总具有同一转角位置。把时间点t1特别容易地定在一个固定点上的措施在于，总是在波动的角速度的一个极端值(最大或最小)时或总是在沿同一方向通过额定转速时切断电源。
当惯性运动的滚筒的转速达到转速下限n2时，重新启动电机，并开始甩干过程。测量电机关闭时间点t1和重新启动时间点t2之间的持续时间TC。在纳入事先确定的或通过第二阶段B求得的滚筒制动力矩的情况下，可以从持续时间TC中通过计算洗涤物的惯性矩算出洗涤物的质量。
为了提高洗涤物质量的计算精度，可在阶段B中通过相位角更精确地确定驱动电机的输入功率。为了确定上述功率，先假设工作电压是恒定的。但事实表明，在不同的处理过程中，工作电压肯定会有波动。通过本发明的方法的另一派生形式，可在阶段B中在考虑电压波动的情况下更精确地计算驱动电机的输入功率。为此，需要一个用以识别工作电压高低的装置，该装置譬如是一个设在确定质量所需的微处理机的一个特定输入端之前的分压器。
本发明的方法也能有利地用于评定洗涤物中的残余湿度。为此，在甩干过程中和/或甩干过程结束时再次应用发明的方法步骤并与事先的应用结果对照比较。为了求得甩干过程中的残余湿度，可把结果用于控制甩干过程本身，其应用方式譬如是在达到预定的残余湿度时，中断甩干过程。而在甩干过程结束时得出的残余湿度值能以直接显示的形式或建议对洗涤物继续处理的形式显示。
对照现有技术，本发明的方法有很多优点。本发明的方法在不增加附加部件费用的情况下可简单地得到实施。有了质量确定结果，就可在甩干过程中更确切地理解通过转速波动识别所鉴定的不均匀性。这样，可更有把握地决定进行中的甩干过程是否必须中断和/或必须重复。用本发明的方法正确估计洗涤物质量与通过洗衣机器件对水面高度、水压、上水量、盛水容器装置的振幅、去水速度和不同过程阶段的持续时间等有影响的公差完全无关。可在甩干过程进行之前和/或甩干过程进行中的任何时间再次进行质量确定。这样，可使质量确定的结果具有多方面的应用可能性。
权利要求
1.借助被调参数确定洗涤滚筒中的湿洗涤物质量的方法，其中，洗涤滚筒可通过一个调速万能电机驱动，其特征在于，在甩干程序进行之前和/或进行过程中，洗涤滚筒在三个阶段(A、B和C)范围内的质量确定段(M)中受到驱动，在该质量确定段(M)中，第一个阶段(A)的特点在于，转速缓慢升高，直到该阶段的最终转速(n1)，该最终转速高于洗涤物贴靠滚筒内壁时的贴靠转速(nA)，并接近但低于驱动系统的共振转速(nR)，第二阶段(B)具有与斜坡的最终转速(n1)相同的、恒定的额定转速，在第三阶段(C)中，滚筒在不受驱动的情况下，转速一直下降，直到最低转速(n2)，该最低转速仍然相当高，其表现在于，事先形成的洗涤物圈不从滚筒内壁上脱落或只有少部分脱落，并且，测量从切断驱动装置电源的时间点(t1)至达到最低转速(n2)的时间点(t2)所持续的时间(TC)，用该时间作为衡量洗涤物质量的标准。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在第二阶段(B)中确定驱动电机的平均功率，用以作为衡量滚筒的制动力矩的标准，在确定质量时把滚筒的制动力矩作为变量加以考虑。
3.按照权利要求2所述的方法，在假设电源电压是恒定的情况下，其特征在于，为了确定驱动电机的功率，确定出驱动电机的调速装置的平均相位角。
4.按照权利要求2所述的方法，在假设电源电压不恒定的情况下，其特征在于，为了确定驱动电机的功率，除确定驱动电机的调速装置的平均相位角外，还测量电源电压，在确定制动力矩时把测出的电源电压值当作修正值加以考虑。
5.按照以上权利要求之一项所述的方法，其特征在于，在甩干程序的进行过程中对洗涤物的质量至少进行另一次确定。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，把从后一次质量确定中得出的质量值与从先前的洗涤过程之前或开始时进行的一次干洗涤物质量确定得出的质量值进行对照比较，以便以一个残余湿度值的形式确定所达到的甩干效果。
7.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，把后一次质量确定得出的值与先前一次质量确定得出的值进行对照比较，并应用先前的洗涤过程之前或开始时进行的洗涤物吸水能力确定中得出的值推断出后一次质量确定时存在的残余湿度。
全文摘要
在甩干过程进行之前和/或进行过程中，洗涤滚筒在三个阶段的质量确定段中受到驱动。第一个阶段的特点是，转速缓慢升高，直到该阶段的最终转速n1，该最终转速高个贴靠转速并低于共振转速。第二阶段具有与斜坡的最终转速n1相同的，恒定的额定转速。在第三阶段中，滚筒不受驱动，其转速一直下降至最低转速n2，该最低转速尚高于洗涤物脱落时的转速。测量从切断驱动装置电源的时间点t1至达到最低转速时的时间点t2所持续的时间TC，用该时间作为衡量洗涤物质量的标准。
文档编号D06F39/00GK1109529SQ9411763
公开日1995年10月4日 申请日期1994年10月25日 优先权日1993年10月25日
发明者P·布劳尔特, F·波尔特, M·沃肯迈耶, P·T·皮尔格兰姆, U·里富斯 申请人:博施-西门子家用器具有限公司