Способ управления циклом центрифугирования в стиральной машине и стиральная машина для осуществления способа
Изобретение относится к способу управления циклом центрифугирования в стиральной машине с упруго закрепленным в корпусе баком для стирального раствора, в котором размещен вращающийся на, в целом, горизонтальной оси барабан, с приводом барабана с регулируемым числом оборотов, с устройством измерения колебаний бака для стирального раствора, вызванных неравномерным распределением белья в барабане, и с программным контроллером, управляющим циклом центрифугирования. Способ включает этапы: ускорение барабана до первого числа оборотов (n1), при котором белье, в целом, прилегает к обечайке барабана; измерение колебаний бака для стирального раствора, как минимум, в одном направлении за, как минимум, один заданный период во время вращения барабана с числом оборотов (n), превышающим первое значение числа оборотов (n1) или равным ему; определение амплитуды колебаний (А) в зарегистрированном направлении; определение изменения (dA/dn) амплитуды колебаний (А) в зависимости от числа оборотов (n) и управление циклом центрифугирования в зависимости от изменения (dA/dn) амплитуды колебаний (А). Техническим результатом является разработка способа и стиральной машины, позволяющих обеспечить надежный цикл центрифугирования и избежать обусловленного дисбалансом смещения стиральной машины или повреждения стиральной машины вследствие биения бака для стирального раствора. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники
Изобретение относится к способу управления циклом центрифугирования в стиральной машине с баком для стирального раствора, упруго закрепленным в корпусе, в котором размещен вращающийся на в целом горизонтальной оси барабан, с приводом барабана с регулируемым числом оборотов, с устройством измерения колебаний бака для стирального раствора, вызванных неравномерным распределением белья в барабане, и с программным управлением, управляющим циклом центрифугирования, включая этапы, раскрытые в ограничительной части п.1 формулы изобретения. Далее, изобретение относится к стиральной машине для осуществления способа.
Уровень техники
Согласно DE 2204325 А1 известен способ управления циклом центрифугирования и стиральная машина с упруго закрепленным в корпусе баком для стирального раствора, в котором размещен вращающийся на в целом горизонтальной оси барабан. Стиральная машина имеет устройство измерения колебаний бака для стирального раствора, вызванного неравномерным распределением белья в барабане, то есть его дисбалансом. Для измерения колебаний стиральная машина располагает электромеханическим преобразователем, который расположен между корпусом и баком для стирального раствора и может измерять смещение бака для стирального раствора относительно корпуса в одном направлении. Известная стиральная машина имеет управляющее устройство, которое может воздействовать на привод стиральной машины, так что в случае очень неравномерного распределения белья число оборотов при центрифугировании может быть снижено или даже цикл центрифугирования может быть остановлен. В ходе цикла центрифугирования при помощи электромеханического преобразователя измеряется напряжение, пропорциональное амплитуде колебаний бака для стирального раствора. Колебания бака для стирального раствора, вызванные дисбалансом белья, возникают, в особенности, при числе оборотов барабана, при котором белье в основном плотно прилегает к стенкам барабана, и более высоком числе оборотов.
Меры, приведенные в DE 2204325 А1, должны ограничить обусловленные дисбалансом колебания и тем самым влияющие на узлы стиральной машины силы. Недостаток известного способа заключается в том, что может измеряться только возникающее в данный момент колебание. Прогноз колебаний, возникающих в ходе дальнейшего выполнения цикла центрифугирования, особенно прогноз колебаний при прохождении резонанса колеблющегося бака для стирального раствора, возможен лишь в ограниченном объеме. Поэтому цикл центрифугирования не может быть отрегулирован настолько своевременно, насколько это необходимо для устранения колебаний большой амплитуды, могущих вызвать биение бака для стирального раствора или смещение стиральной машины.
Сущность изобретения
Поэтому задачей изобретения является разработка способа и стиральной машины, позволяющих обеспечить надежный цикл центрифугирования и избежать обусловленного дисбалансом смещения стиральной машины или повреждения стиральной машины вследствие биения бака для стирального раствора.
Эта задача решается способом с признаками по пункту 1 формулы изобретения и стиральной машиной с признаками по пункту 14 формулы изобретения. Выгодные варианты изобретения раскрываются зависимыми пунктами формулы изобретения.
Способ управления циклом центрифугирования согласно изобретению может быть выгодным образом применен в стиральной машине, имеющей упруго закрепленный в корпусе бак для стирального раствора с вращающимся на в целом горизонтальной оси барабаном, привод барабана с регулируемым числом оборотов, устройство измерения колебаний бака для стирального раствора, вызванных неравномерным распределением белья в барабане, и программное управление, управляющее циклом центрифугирования. Способ включает этапы ускорения барабана до первого числа оборотов, при котором белье в целом плотно прилегает к обечайке барабана, измерения колебаний бака для стирального раствора как минимум в одном направлении за как минимум один заданный период во время вращения барабана со скоростью, превышающей первое значение числа оборотов или равной ему, и расчета или определения амплитуды колебаний для числа оборотов в зарегистрированном направлении. Способ характеризуется тем, что на основании измеренных или известных чисел оборотов в течение заданного периода и рассчитанных амплитуд колебаний можно определить изменение амплитуды колебаний в зависимости от числа оборотов и управлять дальнейшим выполнением цикла центрифугирования в зависимости от изменения амплитуды колебаний. Число оборотов во время измерения колебания особенно удобно определять по параметрам регулировки числа оборотов, например, измеренному числу оборотов в данный момент или известному заданному числу оборотов привода или барабана.
В способе согласно изобретению особенно выгодно то, что по изменению амплитуды колебаний можно прогнозировать, будет ли амплитуда колебаний бака для стирального раствора увеличиваться при дальнейшем повышении числа оборотов, и на какую величину увеличится амплитуда колебаний при повышенном числе оборотов. Таким образом, можно гарантированно удержать колебания бака для стирального раствора в допустимых пределах, так как еще до достижения максимально допустимой амплитуды колебаний можно будет противодействовать избыточному колебанию бака для стирального раствора путем воздействия на цикл центрифугирования. В частности, устраняется биение бака для стирального раствора об узлы стиральной машины во время ускорения барабана до критического диапазона числа оборотов, при котором могут возникать колебания максимальной амплитуды. Можно надежно воспрепятствовать смещению стиральной машины или ее повреждению вследствие биения. Под критическим диапазоном числа оборотов понимается диапазон, в котором барабан вращается с частотой, близкой к резонансной частоте колеблющегося бака для стирального раствора.
Предпочтительно измерять колебания в направлении, в котором можно ожидать максимальных колебаний бака для стирального раствора.
Изменение амплитуды колебаний в зависимости от числа оборотов согласно одному из возможных вариантов определяется за счет того, что на первом этапе определяются и сохраняются амплитуды колебаний для различных чисел оборотов. На втором этапе изменение амплитуды колебаний в зависимости от числа оборотов определяется с помощью сохраненных значений за счет того, что увеличение амплитуды колебаний рассчитывается как функция числа оборотов.
Колеблющиеся баки для стирального раствора, которые вместе с жестко закрепленными на них узлами могут рассматриваться как колебательные системы, для каждого возможного направления колебания характеризуются колебательным процессом, зависящим от механической конструкции стиральной машины. Обычно такие колебательные системы имеют шесть степеней свободы колебаний, из них три линейные и три вращательные. Каждая степень свободы характеризуется специфичным для этой степени свободы резонансом, способствующим усилению движения колебательной системы при ее возбуждении в резонансе, то есть, когда барабан бака для стирального раствора вращается с числом оборотов, соответствующим резонансной частоте. Таким образом, во время резонанса возникают максимальные колебания колебательной системы. Резонансная частота и коэффициент усиления зависят от масс или инерции, жесткости пружин, постоянных затухания и геометрической структуры колебательной системы.
В выгодном варианте способа колебания бака для стирального раствора измеряются в различных направлениях, в частности, во взаимно перпендикулярных направлениях X, Y и Z. Таким образом, колебания могут анализироваться по отдельности для каждого направления. Преимущество этого способа заключается в том, что колебательный процесс может учитываться по отдельности для измеренных степеней свободы и свободного места, оставшегося в каждом направлении для колебания бака для стирального раствора и ограниченного корпусом и внутренними устройствами в корпусе.
Колебания по отдельным направлениям предпочтительным образом могут быть объединены в результирующее колебание. При этом амплитуда колебаний определяется относительно результирующего колебания. В таком варианте выгодным образом получается один единственный управляющий параметр, который одновременно учитывает влияние колебаний бака для стирального раствора в различных направлениях.
Колебательное движение бака для стирального раствора в первом приближении представляет собой синусоиду, поэтому будет выгодно выбрать для измерения амплитуды колебаний заданный период таким образом, чтобы этот период был как минимум равен или превышал период, за который барабан может выполнить как минимум половину оборота. Таким образом, можно измерить как минимум полупериод колебательного движения и надежно определить амплитуду полупериода. Под амплитудой понимается максимальная ширина положительного или отрицательного полупериода колебания в пределах заданного промежутка времени или заданного интервала измерения. В смысле изобретения под амплитудой понимаются также величины, в целом пропорциональные амплитуде. Такой величиной может быть, например, ширина между максимальным и минимальным значением (от пика до пика) колебания, действующее значение колебания или средняя амплитуда колебания в пределах интервала измерения.
В другом предпочтительном варианте изобретения изменение амплитуды колебаний в зависимости от числа оборотов определяется по как минимум двум последовательным измерениям колебания. В таком варианте значение изменения может быть получено особенно просто, например, путем определения разницы между значениями двух последовательных измерений, причем процесс измерения в каждом случае может выполняться одинаково. Необходимые средства накопления данных в таком варианте могут быть меньше, чем в возможном альтернативном варианте, в котором на первом этапе для известного диапазона числа оборотов определяются и сохраняются амплитуды и числа оборотов, а на втором этапе на основании сохраненных данных определяется изменение амплитуды колебаний в зависимости от числа оборотов.
Изменение амплитуды колебаний в зависимости от числа оборотов может особенно просто определяться на основании разностного отношения, то есть определяется отношение разности двух амплитуд колебаний и разности чисел оборотов, соответствующих амплитудам колебаний. В альтернативном варианте можно учитывать только изменение амплитуды колебаний, то есть разность двух амплитуд колебаний для различных чисел оборотов. Это возможно, если изменения амплитуды колебаний всегда определяются для одной и той же разности чисел оборотов. Также можно рассчитывать первую производную функции амплитуды колебаний, зависящей от числа оборотов. Для этого уже на первом этапе можно определить функцию амплитуды колебаний от числа оборотов, первая производная которой известна или может быть легко определена. Такая функция может представлять собой, например, полином.
Воздействие на цикл центрифугирования может быть особенно просто реализовано в следующем варианте, согласно которому изменение амплитуды колебаний в зависимости от числа оборотов сравнивается с заданным предельным значением изменения амплитуды колебаний. Простое сравнение изменения амплитуды колебаний с предельным значением при превышении предельного значения может генерировать соответствующий управляющий сигнал. При этом особенное преимущество заключается в том, что такое превышение может быть настроено для числа оборотов, которое меньше резонансного числа оборотов, так как максимум изменения амплитуды колебаний в зависимости от числа оборотов наступает при числе оборотов, которое меньше числа оборотов при резонансе бака для стирального раствора. Исходя из сказанного, величина изменения амплитуды колебаний зависит в том числе от амплитуды колебаний, так что по величине изменения амплитуды колебаний можно определить величину дисбаланса белья. Таким образом, только с помощью наблюдения за процессом изменения амплитуды колебаний в зависимости от числа оборотов можно гарантированно оценить колебание, близкое к резонансу, но еще не достигшее его, то есть еще до достижения максимального колебания бака для стирального раствора. Предпочтительно задать предельное значение таким образом, что значение, меньшее предельного значения, указывает на то, что число оборотов может увеличиваться далее, так как при дальнейшем увеличении числа оборотов, в частности, при вращении барабана в резонансном диапазоне или при ускорении барабана сверх резонансного диапазона, колебания бака для стирального раствора остаются достаточно малыми и не превышают допустимых пределов.
Амплитуда колебаний бака для стирального раствора, ожидаемая в ходе цикла центрифугирования, может быть экстраполирована на следующее возможное число оборотов барабана, исходя из текущего графика определения амплитуды колебаний по числу оборотов. Известно несколько способов такой экстраполяции, например, можно продолжить кривую диаграммы изменения амплитуды колебаний по времени. Экстраполированная амплитуда колебаний может сравниваться с заданным предельным значением. Согласно альтернативному варианту изобретения, такое сравнение может выполняться равновесно за счет того, что предельное значение определяется для изменения амплитуды колебаний в зависимости от измеренного числа оборотов и/или измеренной амплитуды колебаний. В таком варианте не требуется проводить экстраполяцию, достаточно простого сравнения изменения амплитуды колебаний с предельным значением, зависящим от измеренного числа оборотов и/или измеренной амплитуды колебаний. Сравнение может выполняться своевременно для каждого числа оборотов.
Коэффициент изменения амплитуды колебаний в настоящий момент может быть использован как мера амплитуды колебаний в настоящий момент. В таком случае достаточно вывести предельное значение изменения амплитуды колебаний только в зависимости от числа оборотов. Предпочтительно следует учитывать уже и так определенную амплитуду колебаний. Предельное значение изменения амплитуды колебаний может также зависеть исключительно от амплитуды колебаний в настоящий момент, при этом контроль предельного значения выполняется для жестко заданного числа оборотов. Амплитуда колебаний в настоящий момент может быть определена на основании измеренного дисбаланса белья. Так, например, анализ неправильности числа оборотов барабана, вызванной неравномерным распределением загрузки белья в барабане, может быть использован для определения дисбаланса белья. Определенный таким образом дисбаланс белья пропорционален амплитуде колебаний бака для стирального раствора, ориентированной перпендикулярно оси барабана. Таким образом, в этом варианте предельное значение изменения амплитуды колебаний может выводиться также в зависимости от дисбаланса белья.
В следующем варианте предпочтительно число оборотов барабана ограничивается при превышении предельного значения для экстраполированной амплитуды колебаний или предельного значения изменения амплитуды колебаний. В частности, цикл центрифугирования прерывается, то есть барабан останавливается. Тем самым устраняется чрезмерное увеличение колебаний при дальнейшем увеличении числа оборотов барабана. После такого уменьшения числа оборотов или остановки запускается повторный цикл центрифугирования, причем белье во время первого этапа ускорения перераспределилось в барабане, а повторный цикл центрифугирования управляется способом согласно изобретению. Особенно удобно то, что благодаря прогнозу чрезмерно большой амплитуды колебаний можно своевременно остановить центрифугирование. Это позволит избежать слишком длительного центрифугирования белья с большим дисбалансом.
В следующем варианте жесткость пружин с и/или коэффициент демпфирования k опоры бака для стирального раствора активно изменяются органом управления стиральной машины при превышении предельного значения для экстраполированной амплитуды колебаний или предельного значения изменения амплитуды колебаний. Путем целенаправленного изменения жесткости пружин с и/или коэффициента демпфирования k опоры бака для стирального раствора, в частности, регулируемого демпфера, можно изменить резонансную частоту колебательной системы и тем самым колебательный процесс. Поэтому возможно воздействовать на движение колебательной системы таким образом, что при увеличении числа оборотов в текущем цикле центрифугирования будут наблюдаться заметно уменьшенные амплитуды колебаний колебательной системы. Такие органы управления, предназначенные для изменения жесткости пружин с и/или коэффициента демпфирования k опоры бака для стирального раствора, предпочтительно входят в конструкцию стиральной машины.
Предпочтительно предусмотреть несколько предельных значений для экстраполированной амплитуды колебаний или предельных значений изменения амплитуды колебаний, причем запускаемые управляющие меры зависят от того, какое предельное значение превышено.
Так, в следующем варианте изобретения можно предусмотреть, что при превышении одного из предельных значений изменения амплитуды колебаний или предельных значений амплитуды колебаний будет изменяться максимальное число оборотов барабана, коэффициент ускорения вращения барабана и/или текущий движущий момент. На этом этапе способа можно выгодным образом с помощью изменения коэффициента ускорения вращения барабана и/или движущего момента создать силу, воздействующую на бак для стирального раствора, так что в ходе дальнейшего цикла центрифугирования амплитуды колебаний бака для стирального раствора уменьшаются.
Превышение предельного значения может, однако, указывать также на то, что амплитуды колебаний, несмотря на относительно высокий дисбаланс белья, остаются достаточно малыми, если резонанс пройден быстро. Это означает, что при превышении предельного значения устанавливается высокий коэффициент ускорения вращения барабана и, предпочтительно, уменьшенное максимальное число оборотов барабана. В таком варианте предпочтительно контролировать максимальное предельное значение, которое, несмотря на все вышесказанное, все же не должно превышаться.
Колебания бака для стирального раствора измеряются, предпочтительно как минимум одним датчиком, в частности, датчиком положения, расстояния или ускорения, который может зарегистрировать изменение положения бака для стирального раствора в одном и/или нескольких направлениях. Такие датчики могут легко устанавливаться в стиральную машину. Предпочтительно они устанавливаются в баке для стирального раствора. При этом важно, что датчики могут измерять колебания бака для стирального раствора, то есть изменение положения бака для стирального раствора относительно корпуса стиральной машины или смещение и/или прокручивание бака для стирального раствора относительно корпуса. Значения, измеренные датчиками, могут пересчитываться соответствующими устройствами стиральной машины в изменения расстояния и/или угла.
Для осуществления способа предусмотрена стиральная машина с упруго закрепленным в корпусе баком для стирального раствора, в котором размещен вращающийся на в целом горизонтальной оси барабан, причем стиральная машина имеет привод барабана с регулируемым числом оборотов, устройство измерения колебаний бака для стирального раствора, вызванных неравномерным распределением белья в барабане, устройство измерения числа оборотов, программное управление, управляющее циклом центрифугирования с точки зрения числа оборотов барабана и длительности цикла, и, согласно изобретению, устройство для определения изменения амплитуды колебаний бака для стирального раствора в зависимости от числа оборотов. Устройство для определения изменения амплитуды колебаний связано с программным контроллером или входит в состав программного управления, причем далее устанавливается соединение между модулем устройства и управляющим модулем программного обеспечения.
Краткое описание чертежей
Изобретение подробно поясняется ниже на основании схематичных чертежей.
На чертежах изображено:
Фигура 1: типичные графики амплитуды колебаний в одном направлении в зависимости от числа оборотов барабана стиральной машины для различных значений дисбаланса белья во время цикла центрифугирования.
Фигура 2: типичные графики изменения амплитуды колебаний в одном направлении в зависимости от числа оборотов барабана для различных значений дисбаланса белья во время цикла центрифугирования.
Фигура 3: схематичное изображение стиральной машины для осуществления способа.
Способ управления циклом центрифугирования стиральной машины подробно описывается ниже на основании примера. Под циклом центрифугирования понимается часть программы стирки или специальная программа, в которой барабан для удаления влаги из помещенного в барабан белья приводится в движение с относительно большим числом оборотов, то есть число оборотов достаточно велико для центрифугирования белья.
Осуществление изобретения
Показанная на фигуре 3 стиральная машина имеет корпус 1, в котором упруго закреплен бак 3 для стирального раствора. В варианте стиральной машины бак 3 для стирального раствора подвешивается в корпусе 1 на двух пружинах 9 и опирается на два демпфера 6 в корпусе 1. Бак 3 для стирального раствора может колебаться с шестью степенями свободы, тремя линейными и тремя вращательными.
На баке 3 для стирального раствора размещаются прочие детали 2, 4, 5 и 11, в частности противовесы 11 и привод 5, который с помощью ременной передачи 4 соединяется с вращающимся в баке 3 для стирального раствора барабаном 8. Колебательный узел, включающий бак 3 для стирального раствора со всеми навесными и встроенными элементами, называется также колебательной системой. Барабан 8 имеет в целом горизонтальную ось вращения.
Привод 5 управляется блоком управления с регулировкой числа оборотов, входящим в состав программного контроллера 10. В альтернативных вариантах блок управления с регулировкой числа оборотов, соединенный с программным контроллером 10, может входить в конструкцию стиральной машины. Привод 5 имеет тахометр, измеряющий число оборотов двигателя, которое в соответствии с передаточным числом ременной передачи 4 соответствует числу оборотов барабана n. В программном контроллере 10 записана логическая схема разделенных на отрезки циклов центрифугирования, которая может последовательно выполняться программным контроллером 10 в зависимости от прочих управляющих параметров. Это означает, что в программном контроллере 10 записаны заданные числа оборотов барабана, коэффициенты ускорения барабана и длительность отрезков, которые последовательно передаются на блок управления приводом 5.
В начале цикла центрифугирования барабан 8 ускоряется с заданным коэффициентом ускорения до первого значения числа оборотов, при котором центрифугируемое белье 7 в целом плотно прилегает к стенкам барабана под действием центробежных сил. Во время такого первого ускорения барабана 8 белье 7 должно более или менее равномерно распределиться по обечайке барабана. Однако в общем случае остается известная неравномерность. Белье 7, расположенное на обечайке барабана, в зависимости от неравномерности своего распределения вызывает дисбаланс, который возбуждает колебания бака 3 для стирального раствора при вращении барабана 8. Бак 3 для стирального раствора вследствие дисбаланса колеблется в общем случае во всех шести степенях свободы, так как в большинстве случаев белье распределяется несимметрично главным осям инерции колебательной системы. В описываемой стиральной машине с барабаном 8, вращающимся вокруг горизонтальной оси, в большинстве случаев максимальны колебания, направленные перпендикулярно оси вращения. Для измерения такого колебания бака 3 для стирального раствора стиральная машина имеет датчик 2 положения, который может регистрировать положение бака 3 для стирального раствора относительно трех взаимно перпендикулярных осей X, Y и Z. Путем сравнения двух последовательных измерений положения определяются значения смещения бака 3 для стирального раствора по трем осям X, Y и Z. В частности, амплитуда А или ширина полного колебания бака 3 для стирального раствора в перпендикулярном оси вращения барабана направлении Х или Y может служить мерой статичного дисбаланса белья.
Колебания бака 3 для стирального раствора во время вращения барабана 8 контролируются, начиная с первого значения числа оборотов. Для этого в течение заданного периода для каждого из трех направлений X, Y и Z измеряется максимальное и минимальное смещение бака 3 для стирального раствора и число оборотов барабана 8 или двигателя 5. На основании разницы между максимальным и минимальным смещением получается в среднем удвоенная амплитуда А колебания за период, причем длительность периода достаточна для совершения барабаном 8 как минимум одного полного оборота. Устройство для определения амплитуды А входит в конструкцию стиральной машины, в частности, в состав программного контроллера 10 или датчика 2 положения. Значения смещения и амплитуда колебаний А определяются для различных чисел оборотов барабана n.
В альтернативном варианте длительность периода измерения смещения выбирается таким образом, чтобы барабан 8 за этот период мог совершить как минимум пол-оборота. В этом варианте амплитуда А определяется по значению максимального или минимального смещения относительно начала координат или точки покоя бака 3 для стирального раствора. Также возможны другие способы определения амплитуды.
В изобретении используется свойство колебания колебательной системы с независимым возбуждением. В таком колебании функция амплитуды колебаний А от числа оборотов n или частоты вращения ω демонстрирует максимум при резонансном числе оборотов n0 или резонансной частоте ω0, причем точки экстремума первой производной этой функции обозначают точки поворота функции. Точка поворота функции представляет собой точку функции, в которой левая линия кривизны переходит в правую линию кривизны или наоборот. Максимум первой производной обозначает первую точку поворота функции при числе оборотов nw или при частоте ωw, которое меньше резонансного числа оборотов n0. Упомянутая функциональная взаимосвязь между амплитудой колебаний А и числом оборотов барабана n показана на фигуре 1 на примере типичных графиков амплитуд колебаний А бака 3 для стирального раствора в одном направлении в зависимости от числа оборотов барабана n или частоты вращения барабана ω для малого дисбаланса белья (сплошная линия), для среднего дисбаланса белья (пунктирная линия) и для большого дисбаланса белья (штрихпунктирная линия). Каждый из отображенных графиков или каждая функция демонстрирует максимум при резонансном числе оборотов n0 или резонансной частоте ω0. Пунктирная горизонтальная линия обозначает максимально допустимую амплитуду A1, при которой бак 3 для стирального раствора еще может свободно колебаться. Колебания бака 3 для стирального раствора измеряются при нескольких постоянных числах оборотов барабана n. В альтернативном варианте также возможно измерять колебания во время увеличивающегося числа оборотов n. Графики, показанные на фигуре 1, могут быть слегка искажены в зависимости от выбранного во время измерения колебаний ускорения барабана, то есть в зависимости от коэффициента ускорения максимум будет достигнут при более высоком или более низком числе оборотов по сравнению с максимумами, представленными на фигуре 1.
Как показано на фигуре 1, для каждого графика амплитуды колебаний А имеет место подъем dA/dn соответствующего графика в первой точке поворота для числа оборотов nw. Такой подъем представляет собой изменение dA/dn амплитуды колебаний А в зависимости от числа оборотов n. Подъем dA/dn в первой точке поворота каждого графика максимален и увеличивается с увеличением дисбаланса белья; поэтому изменение dA/dn амплитуды колебаний А в зависимости от числа оборотов n может также служить мерой дисбаланса белья.
На фигуре 2 показана диаграмма подъемов dA/dn для показанных на фигуре 1 графиков в зависимости от числа оборотов n. При этом на диаграмме показаны графики для малого (сплошная линия), среднего (пунктирная линия) и большого дисбаланса белья (штрихпунктирная линия). Подъем dA/dn демонстрирует максимум при числе оборотов n0, которое меньше резонансного числа оборотов n0. Горизонтальная пунктирная линия на диаграмме фигуры 2 обозначает предельное значение (dA/dn)1 изменения амплитуды колебаний А, причем в показанном примере предельное значение (dA/dn)1 превышается только при большом дисбалансе белья. Превышение предельного значения (dA/dn)1 наблюдается уже при числе оборотов, которое меньше числа оборотов nw или числа оборотов n0. Это означает, что благодаря контролю за изменением dA/dn амплитуды колебаний А можно определить возможное превышение амплитуды колебаний в момент времени, в который амплитуда колебаний А еще существенно меньше предельного значения A1. Поэтому большие амплитуды колебаний А могут быть своевременно спрогнозированы путем контроля за подъемом dA/dn или изменением dA/dn амплитуды колебаний А.
По достижении первого числа оборотов, при котором белье 7 в целом плотно прилегает к обечайке барабана, в ходе дальнейшего выполнения цикла центрифугирования число оборотов n поэтапно или последовательно увеличивается, и при этом с помощью устройства стиральной машины определяется изменение dA/dn. С помощью того же самого или другого устройства изменение dA/dn сравнивается с предельным значением (dA/dn)1. При превышении предельного значения (dA/dn)1 число оборотов барабана n уменьшается настолько, чтобы белье 7 могло отлипнуть от обечайки барабана, после чего вышеперечисленные этапы повторяются. В альтернативном варианте барабан 8 тормозится до остановки.
В следующем варианте в программном контроллере 10 сохраняется несколько предельных значений (dA/dn)1, (dA/dn)2 и т.д. В зависимости от того, какое предельное значение превышено, запускаются различные управляющие мероприятия. Таким образом, после превышения одного из предельных значений (dA/dn)1, (dA/dn)2 и т.д. возможно продолжить выполнение цикла центрифугирования, причем параметры, используемые в последующем цикле центрифугирования, например, движущий момент, коэффициент ускорения и/или максимальное число оборотов выбираются в зависимости от превышенного предельного значения (dA/dn)1, (dA/dn)2 и т.д.
Исходя из сказанного, в альтернативных вариантах на основании превышения предельного значения (dA/dn)1 жесткость с пружин 9 и демпфирующий коэффициент k демпферов 6 бака 3 для стирального раствора активно изменяются не показанным на чертеже блоком управления стиральной машины. Пружины 9 и демпферы 6 образуют опоры бака 3 для стирального раствора.
Изобретение может применяться не только для стиральных машин с горизонтальной осью вращения барабана, но и для стиральных машин с вертикальной или косой осью вращения.
1. Способ управления циклом центрифугирования в стиральной машине с упруго закрепленным в корпусе (1) баком (3) для стирального раствора, в котором размещен вращающийся на в целом горизонтальной оси барабан (8), с приводом (5) барабана (8) с регулируемым числом оборотов, с устройством (2) измерения колебаний бака (3) для стирального раствора, вызванных неравномерным распределением белья (7) в барабане (8), и с программным контроллером (10), управляющим циклом центрифугирования, включающий этапы:
a) ускорение барабана (8) до первого числа оборотов (n1), при котором белье (7), в целом, прилегает к обечайке барабана (8);
b) измерение колебаний бака (3) для стирального раствора как минимум в одном направлении за как минимум один заданный период во время вращения барабана (8) с числом оборотов (n), превышающим первое значение числа оборотов (n1) или равным ему, и
c) определение амплитуды колебаний (А) в зарегистрированном направлении,
отличающийся тем, что имеет следующие этапы:
d) определение изменения (dA/dn) амплитуды колебаний (А) в зависимости от числа оборотов (n) и
е) управление циклом центрифугирования в зависимости от изменения (dA/dn) амплитуды колебаний (А).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряются колебания бака (3) для стирального раствора в различных направлениях, в частности во взаимно перпендикулярных направлениях (X, Y, Z).
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что на основании измеренных колебаний определяется результирующее колебание, и что амплитуда колебаний (А) определяется по результирующему колебанию.
4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что заданный период измерения амплитуды колебаний (А) больше или равен периоду, за который барабан (8) может совершить как минимум пол-оборота.
5. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что изменение (dA/dn) амплитуды колебаний (А) в зависимости от числа оборотов (n) определяется по как минимум двум последовательным измерениям колебаний.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что изменение (dA/dn) амплитуды колебаний (А) в зависимости от числа оборотов (n) определяется как разностное отношение.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что на основании изменения (dA/dn) амплитуды колебаний (А) экстраполируется амплитуда колебаний, которая сравнивается с заданным предельным значением (A1) амплитуды колебаний (А).
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение (dA/dn) амплитуды колебаний (А) в зависимости от числа оборотов (n) сравнивается с заданным значением ((dA/dn)1) изменения (dA/dn) амплитуды колебаний (А).
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что заданное значение ((dA/dn)1) изменения (dA/dn) амплитуды колебаний (А) зависит от числа оборотов (n) и/или измеренного дисбаланса белья (U), в частности измеренной амплитуды колебаний (А).
10. Способ по одному из пп.7-9, отличающийся тем, что при превышении предельного значения ((dA/dn)1, A1) уменьшается текущее число оборотов барабана (n), в частности цикл центрифугирования останавливается.
11. Способ по одному из пп.7-9, отличающийся тем, что при превышении предельного значения ((dA/dn)1, A1) изменяется максимальное число оборотов барабана, коэффициент ускорения вращения барабана (8) и/или движущий момент.
12. Способ по одному из пп.7-9, отличающийся тем, что при превышении предельного значения ((dA/dn)1, A1) блок управления стиральной машины активно изменяет жесткость пружин (с) и/или демпфирующий коэффициент (к) опор бака (3) для стирального раствора.
13. Способ по одному из пп.1-3 и 7-9, отличающийся тем, что колебания (3) бака для стирального раствора измеряются с помощью как минимум одного датчика (2), в частности с помощью датчика положения, расстояния или ускорения, который может регистрировать изменение положения бака (3) для стирального раствора в одном и/или нескольких направлениях.
14. Стиральная машина для осуществления способа по одному из пп.1-13 с упруго закрепленным в корпусе (1) баком (3) для стирального раствора, в котором размещен вращающийся на в целом горизонтальной оси барабан (8), с приводом (5) барабана (8) с регулируемым числом оборотов, с устройством (2) измерения колебаний бака (3) для стирального раствора, вызванных неравномерным распределением белья (7) в барабане (8), и с программным контроллером (10), управляющим циклом центрифугирования относительно числа оборотов барабана (n) и длительности цикла, отличающаяся тем, что она имеет устройство для определения изменения (dA/dn) амплитуды колебаний (А) бака (3) для стирального раствора в зависимости от числа оборотов (n), соединенное с программным контроллером (10).
15. Стиральная машина по п.14, отличающаяся тем, что устройство (2) для измерения колебаний бака (3) для стирального раствора имеет как минимум один датчик (2), в частности датчик положения, расстояния или ускорения, который может регистрировать изменение положения бака (3) для стирального раствора в одном и/или нескольких направлениях.
16. Стиральная машина по одному из пп.14 или 15, отличающаяся тем, что стиральная машина имеет блок управления, изменяющий жесткость пружин (с) и/или демпфирующий коэффициент (к) опор бака (3) для стирального раствора, в частности регулируемый демпфер.
