专利名称：自动冷冻机的控制装置与方法
技术领域：
本发明涉及冰箱自动冷冻机的控制装置与方法，尤其涉及自动冷冻机的控制装置与方法，其中按照光传感器产生的检测信号可以进行冰盒的满冰块状态检测和进行冰块传送马达的驱动。
通常，自动冷冻机中的一系列操作是重复控制的使得给冷冻室内的冰盘供水，当检测到结冰状态时，通过驱动冰块传送马达使冰盘向下转动，从而将冰盘中凝结的冰块传送到冰盘下方的冰盘中存起来，然后重新执行制冰操作。
在冰块传送操作的初始阶段需要检测冰盒中是否已装满冰块以便确定冰块传送操作是否必须执行。如果冰盒中的冰没有装满，便执行冰块传送操作。此处，通过驱动冰块传送马达使冰盘斜着转动以便传送冰块，然后冰盘恢复到原来位置。冰盒的满冰块状态检测和冰块传送马达的转动操作是根据各个传感器的检测结果来控制的。
传感器是由机械开关操作构成的。然而，由于冰箱冷冻室总是处于低温与高湿度状态，因此传感器可能会被冻住，相应地在制冰和传送冰块时可能会产生误差。
图1是上述冰箱自动冷冻机的示意图。该自动冷冻机包括制冰容器120；装在制冰容器120底面上的用于检测制冰容器120的温度的冰块传感器121；具有使制冰容器120以预定角度斜着转动的冰块传送马达111的控制器110；用于检测制冰容器120的水平状态的水平检测开关115；用于切换冰块传送马达111的转动方向以便使倾斜的制冷容器120恢复到原始位置(水平状态)的极性开关112和用于用检测棒114检测冰盒130中的冰块131的装满度的满冰块状态检测开关113；用于检测水箱140中有水或没水的水箱检测开关143；用于储存预定量的水箱140中的水的储水容器142，用于通过供水管150将储水容器142中的水抽到制冰容器120中的水源马达141。
将参考图2对具有上述结构的自动冷冻机的冰块传送控制方法进行说明。参照图2，在步骤201中，确定结冰时间是否已达2小时或3小时。如果结冰时间已达2小时或3小时，便确定冷冻温度是否低于-9℃。如果通过步骤201和202已检测到结冰，便驱动冰块传送马达111将冰块传送到冰盒130中〔步骤203〕。
此处，制冰容器120向冰块传送方向转动，使得制冰容器120上的闩锁部分(没有画出)被支撑构件(没有画出)上的闩锁锁住，然后制冰容器120以预定角度斜着转动，以便制冰容器120中凝结的冰块落到冰盒30中的预定位置上，如图1所示。然后，极性开关112接通，因而冰块传送马达111反方向转动，使制冰容器120恢复到原来的位置。
如果以上述方式完成了冰块传送操作，控制器110便给满冰块检测开关113发出一个操作检测棒114的控制信号，以便检测冰盒130中是否已装冰块131，从而确定冰盒130中是否已装满冰块131(步骤204)。如果检测到满冰块状态，便中止所有操作，直到满冰块状态被消除为止(步骤205)。
按照以上传统的自动冷冻机控制装置，供检测冰块传送马达111旋转角度的控制信号用的极性开关112和供检测冰盒130的满冰块状态用的满冰块检测开关113可能会被冻住，这将会引起故障。还有，传统的自动冷冻机控制装置需要许多部件，制作成本高，结构复结。
为解决以上问题，本发明的目的是提供一种自动冷冻机的控制装置与方法，通过具有光发射装置和光接收装置的光传感器所产生的脉冲的宽度和个数，可以准确检测冰盒的满冰块状态和冰块传送马达的旋转角度。光发射装置和光接收装置位于两个脉冲检测盘的两侧。
为达到以上目的，提供了一种自动冷冻机的控制装置，它包括冰块传送马达；用于驱动冰块传送马达的马达驱动器；用于检测冰盒满冰块状态的满冰块状态检测杆，它与冰块传送马达转动轴的一端连接；第一检测盘，它装在冰块传送马达转动轴的另一端上，用于检测冰盘的初始位置、冰盒的满冰块状态和冰块送马达的旋转角度；第二检测盘，它装在满冰块状态检测杆的一端上，用于检测冰盒的满冰块状态；第一脉冲发生器，它用于根据第一检测盘和第二检测盘随冰块传送马达的驱动而作的复合运动产生脉冲列；控制器，它根据第一脉冲发生器提供的脉冲列产生正向或反向转动控制信号，并将此信号提供给马达驱动器。
为达到以上目的，提供了一种自动冷冻机的控制方法，其中，所述自动冷冻机具有第一检测盘，它装在冰块传送马达转动轴的一端上，它具有一个用于检测冰盘初始位置的第一槽、一个用于检测冰盒冰块状态的第二槽和多个用于检测冰块传送马达转动角度的第三槽，这些槽依次位于冰块传送马达的外圆周；第二检测盘，它装在满冰块状态检测杆的一端上，具有多个用于检测冰盒满冰块状态的第四槽；和脉冲发生器，它根据第一与第二检测盘随冰块传送马达的驱动而作的复合运动产生脉冲。该方法包括以下步骤(a)根据在冰块传送马达正向转动时脉冲发生器通过第二槽与第四槽产生的脉冲列的宽度和个数确定冰盒中是否装满了冰；(b)如果在步骤(a)中检测到冰盒中的冰块不满，便反向转动冰块传送马达，直到根据由脉冲发生器通过第一槽与第二槽产生的脉冲列的宽度和个数检测到冰盘位于初始位置为止；(c)如果在步骤(a)中检测到冰盒中已装满冰块，便正向转动冰块传送马达，直到根据由脉冲发生器通过第三槽产生的脉冲列的宽度和个数检测到冰块传送操作已经完成为止；(d)如果在步骤(c)中检测到冰块传送操作已经完成，便反向转动冰块传送马达，直到由脉冲发生器通过第一到第四槽产生的脉冲列的宽度和个数检测到冰盘位于初始位置为止。
通过详细说明优选实施例，本发明的目的和优点将更加清楚，在说明优选实施例时将参照以下附图，其中图1是传统的冰箱冷冻机的示意图；图2是图1所示自动冷冻机的冰块传送控制方法的流程图；图3A和3B是按照本发明的供冰盒的满冰块状态检测和冰块传送马达的转动角检测用的第一与第二检测盘的示意图；图4是按照本发明的自动冷冻机控制装置的框图；图5A和5B分别是在正常状态和满冰块状态下控制器的输入信号和输出信号的波形；和图6是按照本发明的自动冷冻机控制方法的流程图。
以下将参照
按照本发明优选实施例的自动冷冻机控制装置与方法。
图3A和3B是按照本发明的供满冰块状态检测和马达转动角检测用的第一与第二检测盘的剖视图和侧视图。
参照图3A，第一检测盘300和第二检测盘320位于构成光传感器350的光发射装置330与光接收装置340之间。圆盘形状的第一检测盘300装在冰块传送马达(没有示出)转动轴的一侧，与该轴一起转动，从而检测冰块传送马达的转动角。在第一检测盘300的圆周上以预定间隔设置了一个槽300a、一个槽300b和多个槽300c，其中，槽300a用于检测冰盘(没有示出)的初始水平位置，槽300b用于检测满冰块状态，它的长度与第二检测盘320上的槽320a的过渡区(transit section)的长度相同，槽300c用于检测冰块传送马达的转动角。槽300c的个数比如为7个，它们紧挨着，以便产生供光传感器350测量用的宽度分别为350ms的脉冲列。
参照图3B，提供了一个随着凸轮360的转动作垂直运动的满冰块状态检测杆310，凸轮360装在冰块传送马达的转动轴上。棒状的第二检测盘320装在用于检测冰盒(没有示出)满冰块状态的满冰块状态检测杆310的一端上，它的垂直方向上有几个槽320a。槽320a的个数比如为3个，它们紧挨着，以便产生供光传感器350测量用的宽度分别为50ms的脉冲列。
第二检测盘320上的槽320a和第一检测盘300上的槽300a、300b、300c穿过同一个垂直面。由光发射装置330与光接收装置340构成的光传感器350也装在该垂直面上，当各个槽320a、300a、300b和300c穿过该垂直面时光传感器350便产生脉冲列。
图4是按照本发明的自动冷冻机控制装置的框图。该自动冷冻机控制装置包括控制器400、马达驱动器410、多个开关A、A’、B和B’、冰块传送马达420、具有光发射装置430和光接收装置440的第一光传感器450、门开关460和第二光传感器470。
参照图4，控制器400接收第一光传感器450传来的脉冲信号并根据来自第一光传感器450的脉冲的宽度与个数向马达驱动器410提供顺时针(CW)控制信号或逆时针(CCW)控制信号。控制器400还接收第二光传感器470传来的脉冲信号并根据第二光传感器470的传来的检测结果向马达驱动器410提供顺时针(CW)控制信号。
马达驱动器根据CW控制信号接通开关A和A’，正向驱动冰块传送马达420；并根据CCW控制信号接通开关B和B’，反向驱动冰块传送马达420。
第一光传感器450根据第一检测盘300与第二检测盘320随冰块传送马达420的驱动而作的复合运动产生脉冲列，并将该脉冲列输入到控制器400的第一输入口I1上。此处，在冰块传送马达420驱动期间，第一光传感器450中的光发射装置430维持导通状态。
第二光传感器470随着门开关460的通一断操作产生脉冲信号，并将该脉冲信号输入到控制器400的第二输入口I2上。
总之，当满冰块状态检测杆3 10在冰块传送马达的初始驱动阶段向下垂直移动时，第二检测盘320便在光发射装置330或430与光接收装置340或440之间向上垂直移动。然后，光接收装置340或440上便产生3个上述槽320a的宽度为50ms的脉冲。当第二检测盘320移动时，第一检测盘300也转动。这时，当槽320a穿过第一光检测器350或450时，槽300b也同时穿过。相应地，不论第一检测盘300的操作如何，总可以检测到满冰块状态检测杆310的运动状态。如果在这些操作过程中没有检测到由槽320a引起的3个脉冲，控制器400便确定冰盒中已装满了冰并停止执行其它冰块传送操作。
下面将说明冰块传送马达420的转动角度检测。
冰块传送马达420的转动角一般是在作为满冰块检测区的槽300b经过之后才检测的。如果第一光传感器350或450检测到所有7个槽300c都已经过，便可确冰块传送操作已经完成，于是可以反向驱动冰块传送马达420使冰盘恢复到初始位置。此处，冰块传送马达420反向转动的结束时刻被定为由槽300c、300b和300a产生的所有脉冲的检测时刻，即以与上述冰块传送操作过程中的检测顺序相反的顺序。
下面将参照图5A、5B和6对上述按照本发明的自动冷冻机的控制方法作更详细的说明。
图5A和5B分别是在正常状态和满冰块状态下控制器400的输入信号与输出信号I1、CW和CCW的波形。在图5A的I1信号中，T11和T14代表由槽300b和320a产生的脉冲信号，T12和T13代表由槽300c产生的脉冲信号，T15代表由槽300a产生的脉冲信号。在图5A的CW和CCW控制信号中，T16和T20代表冰块传送马达420的正向转动时间，T17和T19代表冰块传送马达420的停止时间，T18代表冰块传送马达420的反向转动时间。在图5B的I1信号中，T21和T22代表由槽300b和320a产生的脉冲信号，T23代表由槽300a产生的脉冲信号。在图5B的CW和CCW控制信号中，T24和T28代表冰块传送马达420的正向转动时间。
图6是按照本发明的自动冷冻机控制方法的流程图。
在步骤S601中，当制冰容器中装入水之后检测到制冰容器的温度达到结冰温度，冰块传送马达420便在步骤S602中正向转动，如图5A的T16或图5B的T24所示。随着冰块传送马达420的正向转动，第一检测盘300也正向转动，第二检测盘320则垂直向上移动。随着槽320a和300b在装在第一与第二检测盘300与320两侧的光发射装置330或430与光接收装置340或440之间的复合运动，光接收装置340或440便产生脉冲，然后，控制器400对它进行检测。
在步骤S603中，确定是否检测到由槽300b和320a产生的3个脉宽为50ms的脉冲。如果检测到象图5A中的T11所示的3个脉宽为50ms的脉冲，便可确定冰盒中还没有装满冰块，因而可继续执行冰块传送操作。
在步骤S604中，随着槽300c的经过，检查是否已检测到7个脉宽为500ms的脉冲。如果检测到象图5A中的T12所示的7个脉宽为500ms的脉冲，便可确定冰块传送操作已经完成，因而在步骤S605中使冰块传送马达420停止转动，然后在步骤S606中使冰块传送马达420象在图5的T18所示的那样反向转动。
随着冰块传送马达420的反向转动，第一检测盘300也反向转动。如果以上述检测顺序的相反顺序在步骤S607中检测到象图5A中的T13所示的7个脉宽为500ms的脉冲以及在步骤S608中检测到象图5A中的T15所示的1个脉宽大于500ms的脉冲信号，即由槽300a产生的脉冲信号，冰盘便已恢复到初始位置，因而可确定冰盘已保持水平状态，从而停止对冰块传送马达420的驱动(步骤S609)。
接着，在步骤S610中使冰块传送马达420再次正向转动以便确定是否有象图5A中的T20所示的脉冲产生。如果在步骤S611中确定没有产生脉冲，便在步骤S612中停止对冰块传送马达420的驱动以及中止对自动冷冻机的控制操作。
另一方面，在步骤S603中，即在确定冰块传送马达420正向转动期间是否检测到3个脉宽为50ms的脉冲时，如果没有检测到象图5B中的T21所示的3个脉宽为50ms的脉冲，便可确定冰盒中已装满了冰，因而使冰块传送马达420反向转动，从而停止执行其它冰块传送操作并使冰盘返回到初始位置。为此，在步骤S613中使冰块传送马达420象图5B中的T26那样反向转动。在步骤S614中，确定是否检测到脉宽大于500ms的脉冲信号，以确定是否检测到槽300a产生的脉冲信号。如果检测到象图5B中的T23所示的由槽300a产生的脉冲信号，那么便在步骤S615中使冰块传送马达420象图5B中的T28所示的那样反向转动。
在步骤S616中，确定在冰块传送马达420正向转动期间有无脉冲产生。如果在冰块传送马达420正向转动过程中没有脉冲产生，便在步骤S617中使冰块传送马达420完全停止转动。
在步骤S618中，确定冷冻室的门是否被打开，如果门被打开，便在步骤S619中确定是否已过了10分钟。如果在步骤S619中已过了10分钟，使执行步骤S602后面的操作，进行冰块传送。
如上所述，按照本发明，用光电传感器和两个检测盘可以准确检测自动冷冻机中冰盒的满冰块状态。这可以避免用传统机械装置检测满冰块状态时的检测误差和避免冰块传送马达的驱动误差。因此可以提高产品的可靠性。
尽管此处已参照示意性实施例对本发明作了详细说明，但本发明并不局限于此，本发明领域范围内的行家在考虑到本发明的详细说明和附图后可以作出各种变动和修改。
权利要求
1.一种冰箱自动冷冻机的控制装置，所述冷冻机具有冰块传送马达，用于驱动冰块传送马达的马达驱动器和连接到冰块传送马达转动轴的一端用于检测冰盒的满冰块状态的满冰块状态检测杆，该控制装置的特征在于包括第一检测盘，它装在冰块传送马达转轴的另一端上，用于检测冰盘的初始位置、冰盒的满冰块状态和冰块传送马达的转角；第二检测盘，它装在满冰块状态检测杆的一端上，用于检测冰盒的满冰块状态；第一脉冲发生器，它用于根据所述第一与第二检测盘随冰块传送马达的驱动而作的复合运动产生脉冲列；和控制器，它用于根据所述第一脉冲发生器提供的脉冲列产生正向或反向转动控制信号，并将正向或反向转动控制信号提供给马达驱动器。
2.根据权利要求1所述的冰箱自动冷冻机控制装置，其特征在于所述第一检测盘为圆盘形，它包括一个用于检测冰盒初始位置的第一槽、一个用于检测冰盒满冰块状态的第二槽和多个用于检测冰块传送马达转角的第三槽，这些槽依次位于冰块传送马达的外圆周上。
3.根据权利要求2所述的冰箱自动冷冻机控制装置，其特征在于所述第二检测盘为棒形，它包括多个长度与第二槽对应的第四槽。
4.根据权利要求1所述的冰箱自动冷冻机控制装置，其特征在于所述第一检测盘的转动方向与冰块传送马达的运动方向相同，所述第二检测盘的移动方向与满冰块状态检测杆的移动方向相反。
5.根据权利要求1所述的冰箱自动冷冻机控制装置，其特征在于所述第一脉冲发生器是具有光发射装置和光接收装置的光电传感器，所述光发射装置和光接收装置分别位于所述第一与第二检测盘的两侧。
6.根据权利要求1所述的冰箱自动冷冻机控制装置，其特征在于还包括第二脉冲发生器，它用于通过所述控制器提供冷冻室门开关的通一断操作产生脉冲信号。
7.根据权利要求6所述的冰箱自动冷冻机控制装置，其特征在于；所述第二脉冲发生器是具有光发射装置和光接收装置的光传感器，所述光发射装置和光接收装置分别连接到所述门开关和控制器上。
8.一种冰箱自动冷冻机的控制方法，其中，所述冰箱自动冷冻机具有两个与冰块传送马达一起运动的检测盘和一个具有光发射装置和光接收装置的脉冲发生器，所述光发射装置和光接收装置位于两个检测盘的两侧，该方法的特征在于包括以下步骤(a)根据在冰块传送马达正向转动时脉冲发生器产生的脉冲列的宽度和个数确定冰盒中是否装满冰块；(b)如果在所述步骤(a)中检测到冰盒中的冰块不满，便使冰块传送马达反向转动，直到根据由脉冲发生器产生的脉冲列的宽度和个数检测到冰盘位于初始位置为止；(c)如果在所述步骤(a)中检测到冰盒中已装满冰块，便使冰块传送马达正向转动，直到根据由脉冲发生器产生的脉冲列的宽度和个数检测到冰块传送操作已经完成为止；(d)如果在所述步骤(c)中检测到冰块传送操作已经完成，便使冰块传送马达反向转动，直到根据由脉冲发生器产生的脉冲列的宽度和个数检测到冰盘位于初始位置为止。
9.一种冰箱自动冷冻机的控制方法，其中，所述冰箱自动冷冻机具有第一检测盘，它装在冰块传送马达转动轴的一端上，它具有一个用于检测冰盘初始位置的第一槽、一个用于检测冰盒满冰块状态的第二槽和多个用于检测传送马达转角的第三槽，这些槽依次位于冰块传送马达的外圆周上；第二检测盘，它装在满冰块状态检测杆的一端上，具有多个用于检测冰盒满冰块状态的第四槽；和脉冲发生器，它根据所述第一与第二检测盘随冰块传送马达的驱动而作的复合运动产生脉冲列，该控制方法的特征在于包括以下步骤(a)根据在冰块传送马达正向转动时脉冲发生器通过第二槽与第四槽产生的脉冲列的宽度和个确定冰盒中是否装满了冰；(b)如果在所述步骤(a)中检测到冰盒中的冰不满，便使冰块传送马达反向转动，直到根据由脉冲发生器通过第一槽与第二槽产生的脉冲列的宽度和个数检测到冰盘位于初始位置为止；(c)如果在所述步骤(a)中检测到冰盒中已装满了冰块，便使冰块传送马达正向转动，直到根据由脉冲发生器通过第三槽产生的脉冲列的宽度和个数检测到冰块传送操作已经完成为止；和(d)如果在所述步骤(c)中检测到冰块传送操作已经完成，便使冰块传送马达反向转动，直到根据由脉冲发生器通过第一到第四槽产生的脉冲列的宽度和个数检测到冰盘位于初始位置为止。
10.根据权利要求9所述的冰箱自动冷冻机控制方法，其特征在于还包括以下步骤(e)如果在所述步骤(b)中检测到冰盘位于初始位置，便在冰块传送马达正向转动之后停止对冰块传送马达的驱动；和(f)如果冷冻室的门已被打开预定时间，便重复执行所述步骤(a)到(e)。
全文摘要
冰箱自动冷冻机的控制装置与方法。第一检测盘,用于检测冰盘的初始位置、冰盒的满冰块状态和冰块传送马达的转动角度。第二检测盘装在满冰块状态检测杆的一端,用于检测冰盒的满冰块状态。脉冲发生器根据第一检测盘与第二检测盘随冰块传送马达的驱动的复合运动产生脉冲列。控制器根据脉冲列产生转动控制信号提供给马达驱动器。按照以上结构,可准确测量冰盒的满冰块状态并能避免满冰块状态的测量误差和冰块传送马达的驱动误差。
文档编号F25C5/18GK1246606SQ9910581
公开日2000年3月8日 申请日期1999年4月16日 优先权日1998年8月31日
发明者朴炯南 申请人:大宇电子株式会社