專利名稱：控制滾筒式干衣機的方法
技術領域：
本發明涉及控制滾筒式千衣機，優選地是家用干衣機的方法。
背景技術：
標準的家用滾筒式干衣機冷凝吹到干燥筒中的熱氣流，這種熱氣
流除去衣物的濕氣；并且筒的前端入口被鉸接的面板型的前門關閉。 更具體而言，已知的千衣機包括通風系統(即，通常是包括風扇和電 扇電動機的鼓風機)和加熱裝置，該加熱裝置從外部吸取空氣并通過 適當的管道裝置加熱并將空氣吹到衣物千燥筒中。隨后，熱的干燥空 氣直接從烘干機排出或者饋送到冷凝裝置，以冷凝在熱空氣中收集到 的濕氣。
過去，干燥循環的持續時間是恒定的且預先確定的。但是，要干 燥的衣物的重量和最初的濕度是可變的，使得固定持續時間的干燥循 環可能太短(即，在干燥循環結束的時候，衣物仍然太濕，因此干燥 循環是無效果的)或者太長(即，干燥循環使用了太多能量，因此是 無效率的)。
現代的滾筒式烘干機通常采用傳感器以在干燥循環中測量衣物 的相對濕度，并且依賴用戶所選擇的干燥循環，當衣物的濕度達到給 定值的時候停止干燥循環。測量濕度最有效的途徑是直接測量衣物的 電導率。有多種解決方案已經在市場上出售，這些方案測量筒和固定 到筒排水口或挺桿(lifter)的金屬嵌件之間的電導率，或者在這些方 案中筒被分成兩半并測量之間的電導率。
這后一種方法的限制在于，強加到筒的約束，在這種情況下，筒 必須由任何導電材料(例如，不銹鋼)制成并且不能襯著軟材料，例 如薄的硅層，因為它們是絕緣的。因此，該后一種方法不能用在滾筒
4式烘千機中，因為滾筒式烘千機中衣物的"輕柔處理"是通過給筒襯 著軟材料來實現的。
為了設計沒有由濕度感測系統強加約束的筒，基于一對固定到例 如門內側的機器不移動部分的小電極，已經提出了一種新的所謂"有 限電導系統，，。該"有限電導系統"(如今在市場上的滾筒式烘干機
中是非常普遍的)有多個弱點由于電極與衣物之間有限的接觸表面， 這種系統在及時停止千燥循環方面是相當不可靠的，尤其是對于小負 荷(例如，小于lkg)和濕循環(例如，超過3-4%的最終濕度)。即 使是對于標準負荷和千循環，在有些情況下，因為循環結束時的條件 不是完全可重復的，所以也會出現問題。測試顯示利用"有限電導系 統"的滾筒式烘干機很少對小于lkg的負荷及時停止干燥循環；并且， 對于濕循環，甚至2kg的負荷也會有問題。
換句話說，對于這種固定到門內側的電極，非常難以(如果不是 不可能的話)設計足夠可靠的算法，以在小負荷和/或濕循環的情況下 及時停止干燥循環。
圖l示出了比較利用"傳統電導系統"測得的第一電壓信號和利 用"有限電導系統"測得的第二電壓信號的圖表(關于大約3kg的負 荷)，其中在利用"傳統電導系統"測量時筒被分成兩半并且測量之 間的電導率(虛線)，而在利用"有限電導系統"測量時一對小電極 固定到門的內側(實線)。在"傳統電導系統"中，衣物總是與電導 系統良好地接觸，甚至對于非常小的負荷(小于lkg)也一樣，因此 電壓信號非常平滑而且有規律(圖1中的虛線)。相反，在"有限電 導系統"中，兩個電極與衣物之間的接觸表面相當有限，因此電壓信 號是不規律的(圖1中的實線)。此外，圖1的圖表涉及3kg負荷； 如果我們考慮更小的負荷，則關于"有限電導系統"的狀況更壞，而 傳統電導系統則總是可靠的。
US4531305公開了一種干衣機，其中監視濕衣物的電阻和排氣溫 度。當所監視的電阻瞬時達到預定值時，檢測所監視溫度改變的時間 變化率，以估計烘干機要保持運行多長時間；并且，在所估計的時間周期結束時，烘干機的熱循環被切斷。
EP0388939公開了 一種干衣機，該干衣機在外殼中包括用于濕衣 物的旋轉筒、用于驅動該旋轉筒的電動機、用于加熱衣物的電熱器、 用于檢測旋轉筒中溫度的溫度傳感器、用于檢測旋轉筒中絕對濕度的 絕對濕度傳感器和用于響應溫度傳感器與絕對濕度傳感器輸出而控制 干衣機操作的控制設備。該控制設備包括用于響應絕對濕度傳感器的 輸出而向電熱器提供動力的電路設備。
EP1420104公開了一種用于干燥千燥設備的衣物外罩(laundry enclosure)或筒中衣物的處理，其中的干燥設備例如是干燥機、附有 脫水機的洗衣機或干燥箱，該處理包括在由加熱裝置加熱并由通風裝 置饋送到衣物外罩的氣流中干燥衣物的一個或多個步驟、在由通風裝 置饋送到衣物外罩的周閨溫度的氣流中使衣物通風的步驟，并且其中 干燥處理以通風步驟開始，以通過周圍溫度的氣流減小衣物的最初峰 值濕氣含量。 一個實施例還使用傳感器裝置以例如通過測量衣物的電 導率來檢測衣物的濕氣含量。這是利用在衣物外罩內側包括至少兩個 金屬電極(與衣物接觸)的電導率傳感器(圖中沒有示出)進行的。 提供給加熱裝置和風扇裝置的功率及由此各個步驟的持續時間是由控 制單元根據溫度和/或電導率讀數及可選地由用戶輸入的值，還要考慮 尤其是在通風步驟中衣物濕度減小的目標值來計算的。
發明內容
本發明的目的是提供控制滾筒式干衣機的方法，該方法設計成消 除前面提到的缺陷，而且該方法是既便宜又容易實現的。
根據本發明，提供了如所附權利要求中所述的控制滾筒式干衣機 的方法。
以下將參考附圖借助例子來描述本發明的非限制性實施例，在附
圖中圖l示出了比較利用"傳統電導系統，，測得的第一電壓信號和利
用"有限電導系統"測得的第二電壓信號的圖表；
圖2示出了實現根據本發明的控制方法的干衣機的示意性側視
圖3示出了固定到圖1干衣機門內側的一對小電極的示意圖4示出了用于測量圖3電極之間電阻的電路的示意圖5示出了比較由圖4電路對不同負荷測得的四個電壓信號的圖
表；
圖6示出了比較由圖4電路對0.5kg負荷測得的四個電壓信號的 圖表；以及
圖7示出了比較由溫度傳感器測得的四個溫度信號的圖表。
具體實施例方式
圖2中的標號l整體上指示包括在多個腳4上支撐在地板3上的 外殼(casing) 2的干衣機。外殼2支撐繞水平旋轉軸6 (在可選實施 例中沒有示出，旋轉軸6可以是傾斜的或者垂直的)旋轉的衣物旋轉 筒5,及由鉸接到外殼2前壁的門7關閉的前端入口。由電動機8旋 轉筒5，并且干燥氣流通過離心式風扇9饋送到筒5并由加熱元件10 加熱該筒5。
筒5中衣物的濕氣通過蒸發到熱干燥氣流而釋放；且來自筒5的 潮濕的熱空氣被用管道輸送到冷凝器11，該冷凝器被由離心式吸氣器 12從外部吸入的相對冷的氣流冷卻。
在冷凝器ll中，熱氣流中的蒸汽通過冷卻冷凝成液體，并收集 在冷凝器儲存器13中；來自冷凝器11的干燥空氣被風扇9吸入并反 饋到筒5中，被加熱元件IO再次加熱；并且用于冷凝的外部空氣被排 出。
在冷凝器儲存器13中收集的冷凝液被泵14泵到位于比冷凝器儲 存器13更高水平的冷凝槽15中；而且當冷凝槽15滿的時候，激活已 知的水平傳感器(未示出)，來停止烘干機1。烘干機的操作是由程序裝置16控制的，其中程序裝置16是由前控制面板18上的按鈕或旋 鈕17操作的。
冷凝槽15與關閉筒5的裝載開口的門7配合，并與門7的內壁 19接觸。更具體而言，門7可以包括可拆卸地容納冷凝槽15的外殼。 冷凝槽15的外壁20與門7的內壁19接觸，而且當門7處于關閉位置 時，冷凝槽15的內壁21充當使衣物保留在筒5內的門蓋。換句話說， 當門7處于關閉位置時，冷凝槽15的內壁21將前端開口關閉到筒5， 以使衣物保留在筒5內，使得槽15既充當水容器，又充當用于將衣物 保留在筒5內的所謂門蓋。
程序裝置16連接到濕度傳感器22，以測量千燥循環中衣物的相 對濕度，程序裝置16還連接到溫度傳感器23，以測量來自筒5的潮 濕熱空氣的溫度。濕度傳感器22包括測量單元24;及一對小電極25 (在圖3中更清楚地示出)，其中電極25是弧形的、固定到門7的內 側并電連接到測量單元24。筒5內的衣物的電阻/電導率Rx是在兩個 電才及25之間測得的，并用于確定衣物的濕度。
圖4示出了設計成將電極25連接到測量單元24的電路26的例 子；Rx是衣物的電阻，而Rm是測量羊元24的內部阻抗。通過測量 Vcc與VREF (讓我們稱其為Vo)之間的電壓，Rx的值可以相當容易 地算出。這個簡單的示意圖基本上提供了隨后轉換成衣物電阻/電導率 Rx的電壓Vo。將要描述的算法只考慮了 Vo信號，但可以容易地直接 應用到Rx數據。
電極25的主要弱點是它們與衣物之間相當有限的接觸表面，使 得電極25之間的接觸是不確定的。換句話說，當其在筒5內旋轉時， 衣物在兩個電極25之間來回移動，4吏得衣物與兩個電極25之間的接 觸電阻持續變化，尤其是對于少量衣物，這比全衣物負荷更易變。
因此，由兩個電極25發出信號的噪聲是相當大的，如圖5中測 試圖表所示出的那樣。
來自很多次實驗室測試的大量數據獲得證明以下假定的有效性。 由兩個電極25發出的信號具有高噪聲電平(與傳統電導系統相比)，因為當筒5旋轉時，衣物處于隨機運動，使得與電極實際接觸的衣物 是持續改變的；因而，由測量單元24測得的電壓Vo和電阻Rx是不 穩定的。
對于比較大的負荷，由測量單元24測得的信號比對于小負荷測 得的信號更穩定，因為對于大負荷，從統計的角度上講衣物更有可能 與電極25接觸。因此，覆蓋由測量單元24測得的平均信號的"噪聲 量"或"振動，，與負荷的大小成反比。
由于噪聲(或振動)的量僅僅依賴于衣物與電極25的隨機接觸， 因此只要它是穩定的，即在干燥循環的開始，對于前10-60分鐘(依 賴于衣物中水的初始絕對含量)，衣物的濕度量對噪聲是沒有影響的。
由測量單元24測得的Vo (或Rx)信號的平均值依賴于衣物的 相對濕度和接觸表面的大小；而接觸表面的大小依賴于負荷的大小。
給出以上所述，已經發現通過評估由測量單元24測得的信號中 的噪聲量，有可能測量從0到6kg的衣物重量(精確到0.5-lkg)。換 句話說，通過評估在兩個電極25之間測得的電阻/電導率瞬時值中的 噪聲電平，估計筒5內衣物的重量。例如，如果在兩個電才及25之間測 得的電阻/電導率瞬時值中的噪聲電平高于噪聲電平閾值，則估計筒5 內衣物的重量低于重量閾值，而如果在兩個電極25之間測得的電阻/ 電導率瞬時值中的噪聲電平低于噪聲電平閾值，則估計筒5內衣物的 重量高于重量闊值。
在干燥循環的開始，可以因此估計筒5內衣物的重量。更具體而 言，有可能確定筒5內衣物的重量是高于還是低于重量閾值。在不同 的實施例中，筒5內衣物的重量可以不同方式測得，或者由用戶按下 程序裝置16上的小負荷按鈕來輸入。
通過將具有時間常數的低通濾波器應用到由測量單元24測得的 信號(即，兩個電極25之間的電阻/電導率)，可以獲得更平滑更容 易處理的曲線，如圖6中測試圖表所示的那樣，其中實線示出了在兩 個電極25之間測得的電阻/電導率的瞬時值，而虛線示出了在兩個電 極25之間測得的電阻/電導率的平均值。換句話說，測量兩個電極25之間的電阻/電導率還包括通過將低通濾波器應用到瞬時電阻/電導率 來計算給定時間幀中的瞬時電阻/電導率的平均值。
對很多次實驗室測試結果的分析顯示，如果衣物的重量高于重量
閾值，則當兩個電極2 5之間的電阻/電導率高于/低于電阻/電導率閾值 時，可以停止千燥/凝平循環。換句話說，如果衣物的重量高于重量閾 值，則結束干燥/凝平循環的決定僅僅基于由測量單元24測得的電阻/ 電導率。
例如，對于最大負荷為6kg的筒5，重量閾值可以設置成大約 0.5kg。
但是，如果衣物的重量低于重量閾值，則仍然有問題。在這種情 況下，還使用來自溫度傳感器23的溫度信息是有用的。其思想是，如 果負荷沒有足夠熱，則干媒/凝平循環一定不能停止；因此，在停止干 燥/熨平循環之前，筒輸出處的空氣溫度必須達到特定閾值(溫度閾 值)；無論什么時候當這個溫度閾值達到至少一次時，如果兩個電極 25之間的電阻/電導率高于/低于電阻/電導率閾值，則干燥/凝平循環停 止。溫度閾值設置成例如對所有干燥/燮平循環都是75°C，而且很明 顯依賴于溫度傳感器的類型(NTC、熱電耦……)及其在筒5外面的 位置。
圖7示出了比較由溫度傳感器23在不同測試中測得的四個溫度 信號的圖表；由溫度傳感器23測得的溫度信號在千燥/凝平循環中逐 漸增加，而在干燥/凝平循環結束后迅速減小。
簡言之，所述控制方法提供了估計筒5內衣物的重量；測量筒輸 出處的干燥空氣的溫度；如果衣物重量高于重量閾值，則當兩個電極 25之間的電阻/電導率高于/低于電阻/電導率閾值時，停止干燥/燮平循 環；并且如果衣物重量低于重量閾值，則當兩個電極25之間的電阻/ 電導率高于/低于電阻/電導率閾值而且當筒輸出處的干燥空氣溫度高
于溫度闊值時，停止千燥/熨平循環。
在優選實施例中，電阻/電導率閾值不是恒定的，而是依賴于循 環的類型(千燥或凝平)和筒5內衣物的重量。更具體而言，用于熨平循環的電阻/電導率閾值比用于干燥循環的更低/更高；此外，筒5 內衣物的重量越大，電阻/電導率閾值越低/越高。
上述的干衣機控制方法有很多優點，便宜而且容易實現，有效并 高效地確定何時停止干燥/凝平循環。因此，在筒設計/構造中強加重 要約束的傳統電導系統可以被新的有限電導系統取代，其中新的有限 電導系統對筒沒有約束而同時保持了同樣的干燥性能。
權利要求
1、一種控制滾筒式干衣機(1)的方法，該方法包括以下步驟啟動干燥/熨平循環并將干燥空氣從筒輸入到筒輸出饋送到筒(5)中；以及持續測量接觸筒(5)內衣物的兩個電極(25)之間的電阻/電導率；并且該方法的特征在于，包括以下步驟估計筒(5)內衣物的重量；測量筒輸出處的干燥空氣的溫度；如果衣物的重量高于重量閾值，則當兩個電極(25)之間的電阻/電導率高于/低于電阻/電導率閾值時，停止干燥/熨平循環；以及如果衣物的重量低于重量閾值，則當兩個電極(25)之間的電阻/電導率高于/低于電阻/電導率閾值而且當筒輸出處的干燥空氣的溫度高于溫度閾值時，停止干燥/熨平循環。
2、 如權利要求l所述的方法，其中，筒(5)內衣物的重量是通 過評估在兩個電極(25)之間測得的電阻/電導率瞬時值中的噪聲電平 來估計的。
3、 如權利要求2所述的方法，其中，如果在兩個電極(25)之 間測得的電阻/電導率瞬時值中的噪聲電平高于噪聲電平閾值，則估計 筒(5)內衣物的重量低于重量閾值，而如果在兩個電極(25)之間測 得的電阻/電導率瞬時值中的噪聲電平低于噪聲電平閾值，則估計筒(5)內衣物的重量高于重量閾值。
4、 如權利要求1、 2或3所述的方法，還包括確定作為筒(5) 內衣物重量函數的電阻/電導率閾值的步驟；筒(5)內衣物的重量越 大，電阻/電導率閣值就越低/越高。
5、 如4又利要求1-4中任何一項所述的方法，其中，測量兩個電極(25)之間電阻/電導率的步驟還包括計算給定時間幀中瞬時電阻/ 電導率的平均值的步驟。
6、 如權利要求5所述的方法，其中，瞬時電阻/電導率的平均值是通過將低通濾波器應用于瞬時電阻/電導率來計算的。
7、 如權利要求1-6中任何一項所述的方法，其中，對于最大負 荷為6kg的筒(5 )，重量閾值設置成0.5kg，而且溫度閾值設置成75。C。
8、 如權利要求1-7中任何一項所述的方法，其中，兩個電極(25) 位于關閉筒(5)的門(7)的內側。
9、 一種測量滾筒式干衣機(1)的筒(5)內衣物重量的方法， 該方法包括以下步驟啟動干燥/爽平循環并將千燥空氣從筒輸入到筒輸出饋送到筒 (5)中；以及持續測量接觸筒(5)內衣物的兩個電極(25)之間的電阻/電導率；該方法的特征在于，包括以下步驟通過評估在兩個電極(25)之間測得的電阻/電導率瞬時值中的 噪聲電平來估計筒(5)內衣物的重量。
10、 如權利要求9所述的方法，其中，如果在兩個電極(25)之 間測得的電阻/電導率瞬時值中的噪聲電平高于噪聲電平閾值，則估計 筒(5)內衣物的重量低于重量閾值；而如果在兩個電極(25)之間測 得的電阻/電導率瞬時值中的噪聲電平低于噪聲電平閾值，則估計筒(5)內衣物的重量高于重量閾值。
全文摘要
一種控制滾筒式干衣機(1)的方法，該方法包括以下步驟啟動干燥/熨平循環并將干燥空氣從筒輸入到筒輸出饋送到筒(5)中；持續測量位于門內側的兩個電極(25)之間的電阻/電導率；估計筒(5)內衣物的重量；測量筒輸出處的干燥空氣的溫度；如果衣物的重量高于重量閾值，則當兩個電極(25)之間的電阻/電導率高于/低于電阻/電導率閾值時，停止干燥/熨平循環；以及如果衣物的重量低于重量閾值，則當兩個電極(25)之間的電阻/電導率高于/低于電阻/電導率閾值而且當筒輸出處的干燥空氣的溫度高于溫度閾值時，停止干燥/熨平循環。
文檔編號D06F58/28GK101688354SQ200880014034
公開日2010年3月31日 申請日期2008年4月18日 優先權日2007年4月30日
發明者G·德萊歐西, M·尤格爾 申請人:伊萊克斯家用產品股份有限公司