专利名称：带有浮筒式离合器的洗衣机和浮筒式离合器的控制方法
背景技术：
也就是说，在洗涤和漂洗过程中由于被洗涤水提升浮筒与甩干轴分离。所以电机的旋转力只传递给了洗涤轴，这样就会使震动器正向或反向旋转进行洗涤和漂洗工作。在洗涤和漂洗完成之后的排水过程中，浮筒由于自身重力而下降，这样它就和甩干轴相接触。所以当其高速沿一个方向旋转时，洗衣缸就会进行甩干操作。
图1是带有传统浮筒式离合器的洗衣机的部分剖视图。
下面结合图1描述上述洗衣机的结构。
如图1所示，洗衣机包括储水缸12，可旋转地安装在储水缸12内的洗涤缸14，洗涤缸14上安装的并位于洗涤缸14内部的震动器16，震动器16适用于按驱动电机22向洗涤轴74传送的旋转力正向或反向旋转的同时洗涤衣物。同样安装在洗衣机中的驱动电机22用来提供洗涤缸14和震动器16旋转的动力。洗衣机还包括浮筒式离合器60和传动装置70，浮筒式离合器60根据洗涤用水的存在与否可选择地与洗涤缸14和震动器16相连，传动装置70将动力从驱动电机22传递到洗涤缸14和震动器16上。传动装置70包括固定地连接到洗涤缸14的中空甩干轴72。洗涤轴74还包括在传动装置70中。洗涤轴74固定地在其上端连接到震动器16上，而在其下端连接到驱动电动机22上。而且传动装置70还包括多个支承甩干轴72的轴承76。
浮筒式离合器60包括与洗涤轴74细齿连接的浮筒62，其连接方式使之按洗涤用水的进水和排水而竖直移动；固定地安装在甩干轴72上端，独立地连接浮筒62分开的固定构件63。
浮筒62包括和洗涤轴74细齿连接的中心部621，以及沿中心部621环绕设置的管状部分622。中心部621在其下面具有细齿形结构，管状部分622具有闭合的中空结构。
固定构件63的上表面具有细齿结构，这样就可以和带有浮筒62内的中心部621的下表面进行啮合。
图2和图3说明了上述带有传统浮筒式离合器的洗衣机操作过程。下面我们结合图2和图3说明上述洗衣机的操作过程。
当向洗涤缸14供应洗涤用水时，浮筒62由于水位上升而上升，从而与固定构件63分开。结果，浮筒式离合器就转换到其动力关断位置，使驱动电机22发出的动力只传递给洗涤轴74。
这样洗涤操作就开始了，当驱动电机22对应于洗涤操作运转时，和洗涤轴74相连的震动器16就开始旋转。由于驱动电机22交替进行正向和反向旋转，震动器16也对应地进行正向和反向旋转。
对应于震动器16的正向和反向旋转，就会形成涡旋洗涤水流。当震动器16在一个方向上连续旋转预定的时间或者更长的时间，洗涤缸14同样借助涡旋洗涤水流也以相同的方向旋转，这样就会产生一个离心力。这个离心力使洗涤用水从洗涤缸14向外排出。排出的洗涤用水经过界定于洗涤缸14和储水缸12之间的水流通路之后再次被引入洗涤缸14。这样就可以进行一种称为“瀑布洗涤”的方式的离心洗涤。
洗涤操作之后相继地进行漂洗和甩干操作。在甩干操作之前，先将漂洗过程中的漂洗用水排放干净。在漂洗用水排放净之后，浮筒62由于自身重力而位置下降，这样它就可以和固定构件63啮合，也就是说浮筒式离合器被转换到其动力传递位置。
当洗涤轴74在这种状态下靠驱动电机22工作而旋转时，浮筒62与旋转的洗涤轴74细齿连接。所以和浮筒的中心部621接合的固定构件63以及与固定构件63相连的洗涤缸14也沿与洗涤轴74相同的旋转方向旋转。
当洗涤缸14沿一方向快速旋转时，就会产生离心力，使洗涤缸14中的衣物和洗动缸14的内壁相接触。在这种状态下由于离心力进行脱水，也就是离心力将衣物甩干。并通过多个形成在洗涤缸14内壁上的孔14a将衣物中的水分排除掉。由于洗涤缸14和震动器16的旋转方向相同，所以衣物不会缠在震动器16上，这样就可以防止震动器16损坏衣物。
当上述带有浮筒式离合器的洗衣机在脱水后或长时间没有洗涤后进行洗涤过程时，浮筒62由于洗涤工作的供水而受提升，从而和固定构件63分开，从而阻止向洗涤缸14传递动力。
但是，这种洗衣机的问题在于随着水流向外排放缠在浮筒62中心部621或固定构件63上的衣物形成的异物，因为当浮筒62由于水位上升而提高时，没有能够形成气层防止洗涤用水被引入到中心部621和固定构件63之间的结构。
如果毛绒之类的异物牢牢地卡在中心部621和固定构件63之间时，中心部621和固定构件63之间的啮合就会由于大于浮筒62浮力的摩擦力受到滞留。所以在这种情况下，可能会在浮筒62也没有通过供水与固定构件63分开的条件下进行洗涤操作。这样中心部621和固定构件63就会由于被擦伤而产生噪音。而且包括洗涤缸的洗衣机的整个旋转结构都旋转，从而使驱动电机过载。
尽管在脱水过程中，降低浮筒中心部621位置以与固定构件63啮合，但这种啮合精确度很低，在这种情况下，在齿轮之间就会产生打滑，在其甩干过程的旋转中就会引起这些发生齿轮擦伤。而且上述齿轮还会相互冲突，从而产生相当大的噪音。严重时不能正常完成脱水工作。
发明简述基于上述问题，本发明的目的是提供一种带有浮筒式离合器的洗衣机，其中在浮筒因供或排洗涤水向上或向下时，浮筒把电动机的旋转力连接到甩干轴，或者把该旋转力从甩干轴脱开，从而使得洗涤和脱水工作能够进行，同时形成一个气层以防止洗涤用水接触浮筒式离合器中的齿轮。
本发明的另一个目的就是提供一种带有浮筒式离合器的洗衣机的离合器控制方法，包括判断浮筒和甩干轴是否啮合，并基于判断结果执行啮合或脱离操作过程的算法，以及对应于浮筒是否啮合的判断算法来识别是否完成脱离或啮合过程的算法，从而提高了浮筒啮合或脱离操作的可靠性。
本发明的洗衣机在排放洗涤用水时，可以防止洗涤用水中毛绒之类的异物卡在浮筒式离合器齿轮之间，从而获得可靠的浮筒式离合器的齿轮啮合动作和分离动作。也就是说，本发明中的洗衣机具有提高防止异物滞留的可靠性的强大作用。
而且本发明中的离合器控制方法具有提高浮筒啮合和分离动作的可靠性的强大作用。
图10示意地根据本发明的浮筒式离合器控制方法中离合器脱开算法；图11示意地示出根据本发明的浮筒式离合器控制方法中离合器啮合算法；图12是示意图，示出应用于图4中洗衣机的转动传感器原理；图13是示意图，示出基于驱动电机的角转动加速度，识别浮筒式离合器操作的离合器操作识别算法。
优选实施例的描述下面，参看附图详细描述根据本发明的带有浮筒式离合器的洗衣机和根据本发明的浮筒式离合器的控制方法。
首先，描述根据本发明的带有浮筒式离合器的洗衣机。
图4是示出根据本发明的带有浮筒式离合器的洗衣机的剖视图。
现在参考图4说明这种洗衣机结构。
洗衣机包括驱动电机22；在洗涤操作中容纳洗涤用水的储水缸12、储水缸12内安装的洗涤缸14；可旋转地安装在洗涤缸14底部的震动器16；按照电机22发出的旋转力转动洗涤缸14的中空甩干轴72，洗涤轴74伸经甩干轴72，并在其上端固定地连接在洗涤轴连接构件上，在其下端连接驱动电机22，洗涤轴连接件18和震动器16相连，从而按照电机22的旋转力正向和反向旋转震动器16；以及传动装置70，该传动装置70包括多个支承甩干轴72的轴承，并且起高效地把电机的旋转力传递到洗涤缸14和震动器16上的作用。
上述洗衣机包括具有浮动部82的浮筒81的浮筒式离合器，浮动部82用于按照洗涤用水的进水和排水向上或向下移动，在浮动部82的内侧上端设有一个中空圆柱中心部84和一个浮筒齿轮85，以及一个U形连接部83和浮动部82、中心部84形成一体。浮筒式离合器还包括一个设置在甩干轴72上端的甩干轴齿轮87，形状和浮筒齿轮85相同，这样就可以按照浮筒81的竖直运动来有选择地和浮筒齿轮85相啮合。
洗衣机还包括一个形成在洗涤轴连接件18下端的屏障20，其形成方式是与洗涤轴连接件18形成一体，并插入到浮筒81的连接部83中。在驱动电机22的底部安装有一个转动传感器24用来检测驱动电机22产生的转动脉冲。
图5是根据本发明的浮筒式离合器透视图。
下面参考图5来详细描述这种浮筒式离合器结构。
如图5所示，标号为80a的浮筒式离合器包括具有浮动部82的浮筒81、中空圆柱中心部84、以及一个和浮动部82、中心部84形成一体的U形连接部83。浮动部82形成在浮筒81下端，并限定了一个具有预定量的空间，这样它就可以按照洗涤用水的进水和排水沿着洗涤轴74上下移动。当浮筒81由于排水而向下移动时，在浮动部82的内侧上端设置的浮筒齿轮85就会和设置在甩干轴72上端的甩干轴齿轮87啮合。
形成在洗涤轴连接件18下端的屏障20在浮筒81由于进水而向上移动时，位于浮筒81连接部83底部的下端。
浮筒81还包括具有预定直径的通孔86，用于在屏障20内部形成气层88。通孔86形成在连接浮动部82、中心部84的连接部83底部。设置在甩干轴72上端的甩干轴齿轮87和浮筒齿轮85形状相同，这样就可以在浮筒81由于排水因其自身重量而向下运动时和设在圆柱中心部84上的浮筒齿轮85相啮合，从而使洗涤缸14和震动器16同时旋转。
如图5所示，浮筒81最好是圆锥形结构，以便于它可以向上移动到和震动器16下面发生紧密接触处却不受震动器的任何影响，从而能够去减小构成洗衣机的洗涤缸14和震动器16所占据的轴向空间。
下面，更详细地介绍根据本发明带有浮筒式离合器的洗衣机结构。
本发明中的洗衣机是通过在结合相关技术所述洗衣机构形中加入浮筒式离合器80a而构成的。
如图4和图5所示，浮筒式离合器80a包括浮筒81和甩干轴齿轮87。浮筒81设置在震动器16和洗涤缸14之间，从而可以按照洗涤用水的进水和排水沿着洗涤轴74上下移动，当浮筒齿轮85和甩干轴齿轮87啮合时，洗涤缸14和震动器16就会同时地按甩干轴72的旋转旋转。
如图5所示，包括在浮筒式离合器80a中的浮筒81具有形成在浮筒81下端的浮动部82，并限定有一个具有所需量的空间，这样它就会由于在洗涤缸14和震动器16之间灌入一定水位的洗涤用水所产生的浮力而向上移动。
如上所述，浮筒齿轮85设置在通过有所需要深度的U形连接部83与浮动部82连成一体的圆柱中心部84内表面上端。浮筒齿轮85具有花键结构，从而当浮筒81在排水而向下移动时，与甩干轴72上端的甩干轴齿轮87啮合。
具有预定直径的通孔86形成在用于与浮动部82、圆柱中心部84相连的连接部83的下端，用于防止形成在屏障20内部的气层88向屏障20外部移动。如上所述，屏障20形成在洗涤轴连接件18下端。
当洗涤用水被引入洗涤缸14和震动器16之间限定的空间时，洗涤用水就会通过通孔86进入屏障20内部的空间，结果屏障20中的气层88就会因屏障20内空隙中的洗涤用水上升而受压，所以气层88不能从屏障20中的空间脱出。
当屏障20内空隙中的洗涤用水压力和气层88的压力达到平衡时，洗涤用水停止上升。因此可以防止洗涤用水上升到安装在浮筒81中心部84的甩干轴齿轮87上。
如图5所示，甩干轴齿轮87形成在甩干轴72上端，和浮筒齿轮85形状相同，从而浮筒81由于排水因其自身重量而向下运动时能够与包括在浮筒内的圆柱中心部84上上端形成的齿轮85相啮合。
当浮筒齿轮85和甩干轴齿轮87相啮合时，洗涤缸14、震动器16同时按甩干轴72的转动而旋转。
图6所示为根据本发明的浮筒式离合器中所含的浮筒的另一个实施例。
参照图6所示的浮筒81a。该浮筒81a包括设有多个洗涤用水导引缝89的锥形浮动部82a和圆柱形中心部84a。通过洗涤水引导缝89的作用，可以把洗涤水引入圆柱形的中心部84a周围，从而防止形成在从洗涤轴连接件18下端伸出的屏障20内的气层88向屏障20外移动。为了使进入浮动部82a内部的洗涤用水量最小，在浮动部82a的下侧以点阵的形式安排有多个空间90。
当洗涤用水进入浮筒81a内部时，气层88由于屏障20空隙中的洗涤用水上升受压。当屏障20内空隙中的洗涤用水压力和气层88的压力达到平衡时，洗涤用水停止上升，因此可以防止洗涤用水上升到安装在中心部84a的甩干轴齿轮87。
当洗涤操作完成后，排放洗涤用水时，洗涤用水中的异物会被留在震动器16和洗涤缸14之间的空隙中，而不被排放出去。但是洗涤用水再次进入震动器16和洗涤缸14之间的空隙时，由于洗涤水不能抵达甩干轴齿轮87浮筒齿轮85，留在震动器16和洗涤缸14之间空隙中的异物就不可能接触到甩干轴齿轮87和浮筒齿轮85，这样就达到了所需的可靠性要求。
在洗涤过程中，浮筒式离合器81a随着洗涤轴74和震动器16一起旋转时，洗涤用水可能会通过浮动部82a下侧就会进入浮动部82a内部。但是因这些空间的点阵形式，洗涤用水只能进入空间90中的一部分，所以浮动部82a仍然会受到浮力作用。
图7和图8分别示出根据本发明的洗衣机洗涤操作和甩干操作时浮筒式离合器的操作。
下面结合图7和图8分别说明根据本发明的洗衣机洗涤和甩干操作时浮筒式离合器的操作。
由于水流的浮力作用，洗衣机进行洗涤操作，洗涤用水进入洗涤缸14时，设置在洗涤缸14和震动器16之间的浮筒式离合器81a的浮筒81上升到震动器16的下表面，同时与甩干轴齿轮87分开。
结果，浮筒式离合器81a就被转换到其动力切断状态，这样驱动电机22发出的旋转力就只传递给洗涤轴74。在这种情况进行洗涤时，洗涤轴74，浮筒81和震动器16就会同时地正向旋转或反向旋转。
下面更详细的描述这种过程。当洗涤用水沿着浮筒81下端进入设置在洗涤缸14和震动器16之间的浮筒式离合器81a内部时，水流渐渐地灌充限定有预定量空间的浮动部82和中空圆柱中心部84。所以浮筒81就会借助洗涤用水的浮力向上移动。
当浮动部82中的空气受水位上升的洗涤用水的压力压缩时，从而由于受洗涤用水加压气层压力超过了浮筒81的自身重力，从而相当于减轻了浮筒81的重量，这时浮筒81向上移动。
当浮筒81上升到某一确定的水位时，也就是上升到震动器16的下面时，由于浮动部82中的气层存在，洗涤用水不再进入浮筒81中，所以浮筒81也不再上升。
进入浮动部82的洗涤用水也可以引入分别形成在中心部84和U形连接部83上的空间中。如上所述，连接部83构成得连接中心部84与浮动部82。通过形成在连接部83下面的通孔86，可以将洗涤用水引入到连接部83中。在这种条件下，经过通孔86的洗涤用水充满到一定水位时，向上和连接部83的下端相隔开，洗涤轴连接件18下端伸出的屏障20就会位于浮筒81的连接部83的底部下端。
当洗涤用水的水位上升时，洗涤轴连接件18下端的屏障20内形成的气层88由于洗涤用水的进入而压力增大，因为气层88受阻不能沿着屏障20的下端移出屏障20。
进入中心部84内部的洗涤用水阻止洗涤轴连接件18下端的屏障20内形成的气层88离开屏障20。屏障20内的气层88和中心部84内的气层由于洗涤用水的水位上升而受压。
当洗涤用水压力和屏障20内气层88以及中心部84内气层的压力达到平衡时，洗涤用水停止上升。
所以，可以防止洗涤用水上升抵达浮筒齿轮85和甩干轴齿轮87。
完成洗涤操作之后，就开始甩干操作。为了甩干操作，首先排净洗涤缸14中的洗涤用水。当排净洗涤用水后，上升到震动器16下表面的浮筒式离合器81a的浮筒81就会由于自身重力而下降，如图8所示。结果，中心部84内容纳的甩干轴齿轮87与形成在中心部84内侧的浮筒齿轮85相啮合，所以洗涤缸14和震动器16就会沿一个方向按甩干轴72和旋转同时旋转。这样就可以甩干洗涤缸14中的衣物。
根据本发明中的浮筒式离合器浮筒的浮动部已经说明可以有锥形结构，但它的形状并不限定于此。
下面来描述根据本发明的洗衣机浮筒式离合器的控制方法。
图9示出根据本发明的洗衣机的离合器控制方法的流程图。
下面参考图9详细说明上述控制方法。如图9所示，控制方法包括一个在洗衣机洗涤过程中第一预定水位判断步骤100，它用来判断洗涤用水是否达到第一预定水位；一个基本离合器操作识别算法执行步骤110，用于当判断洗涤用水达到第一预定水位时，通过离合器操作识别算法判断浮筒式离合器81a是否转换到其脱开状态，也就是，是否浮筒齿轮85脱开甩干轴齿轮87；一个离合器脱开算法执行步骤120，当步骤110判断浮筒式离合器81a并没有转换到脱开状态时，该执行步骤可以根据该离合器脱开算法使浮筒齿轮85脱开甩干轴齿轮87；一个第二预定水位判断步骤130，当浮筒式离合器80转换到其脱开状态时，它用来开始进水操作，并判断洗涤用水是否达到取决于要洗涤衣物量的第二预定水位；
一个洗涤和漂洗步骤140，当在步骤130中判定洗涤用水达到第二预定水位时，该步骤根据洗衣机的洗涤和漂洗操作，在洗涤缸14中洗涤和漂洗衣物；一个在步骤140中的洗涤缸14内衣物洗涤和漂洗操作完成之后的排水步骤150；一个离合器啮合算法执行步骤160，根据离合器啮合算法，在洗涤用水排放完之后，它用来执行由于其自身重力相下移动的浮筒齿轮85与甩干轴齿轮87啮合；一个第二离合器操作识别算法执行步骤170，根据离合器啮合算法，该步骤用来判定浮筒式离合器81a是否处于啮合状态；一个脱水步骤180，当在步骤170中判定浮筒式离合器81a处于啮合状态时，根据洗衣机的甩干操作，旋转洗涤缸14，从而将衣物甩干。
下面详细描述这种控制方法。
当在洗涤操作开始洗涤衣物时，供应洗涤用水达到第一预定水位，使浮筒式离合器81a转换到其脱开状态，也就是浮筒齿轮85脱开甩干轴齿轮87(步骤100)。当浮筒齿轮85脱开甩干轴齿轮87时，驱动电机22产生的旋转力只传递给洗涤轴74，这样就会使震动器16正向或反向旋转。于是震动器16执行洗涤操作。
当洗涤用水水位达到第一预定水位时，离合器操作识别算法就开始执行，来判断浮筒式离合器80a的浮筒齿轮85是否由于洗涤水流的浮力脱开甩干轴齿轮87(步骤110)。
当离合器脱开操作算法判定浮筒式离合器80已经转换到其脱开状态时，程序转入按照第二进水操作把洗涤用水供应达到第二预定水位的步骤。另一方面，如果判定浮筒式离合器80a还没有转换到其脱开状态时，离合器脱开算法就会在很短的时间间隔内正向或反向驱动电机，从而产生松开浮筒式离合器80a啮合的冲击(步骤120)。
此后，根据离合器操作识别算法判定浮筒式离合器80a是否转换到其脱开状态，也就是，判断浮筒齿轮85是否和甩干轴齿轮87脱开。
如果离合器操作识别算法判定浮筒式离合器80a转换到其脱开状态时，程序就转入到按照第二进水操作把洗涤用水供应达到第二预定水位的步骤。另一方面，如果判定浮筒式离合器80a还没有转换到其脱开状态时，离合器脱开算法就会再次执行(步骤120)。然后通过离合器操作识别算法再次判定浮筒式离合器80a是否转换到其脱开状态。
当浮筒式离合器80a的浮筒齿轮85由于上述程序和甩干轴齿轮87脱开时，把洗涤用水供应到取决于要洗涤衣物量的第二预定水位。
当判定洗涤用水供应到第二预定水位时(步骤130)，洗衣机的震动器16就会因为驱动电机22传递给洗涤轴14的旋转力而正向旋转或反向旋转(步骤140)。当洗涤水流供应达到第二预定水位时，浮筒式离合器80a的浮筒81就会由于洗涤水的浮力上升到震动器16的下面。
在完成洗涤和漂洗程序之后(步骤140)，洗涤缸14中的洗涤用水就开始向外排放。当洗涤用水排放到相应于浮筒式离合器80a的中部位置时，也就是排放到浮筒81的下端，由于洗涤水的浮力上升到震动器16下面的这个浮筒81因自身的重力而下降。
排水完成后，浮筒81通常可以处在甩干轴齿轮87的上端，不必在下降之后与甩干轴齿轮87啮合。为了保证浮筒式离合器80a啮合的可靠性，执行离合器啮合算法(步骤160)。根据离合器啮合算法，驱动电机22在短时间内重复地正向旋转方向旋转，然后反向旋转。这样浮筒85就会可靠地与甩干轴齿轮87啮合。
之后，通过离合器操作识别算法判断浮筒式离合器80a是否处在其啮合状态，也就是判断浮筒齿轮85是否处于与甩干轴齿轮87啮合的状态(步骤170)。
浮筒式离合器80a处于啮合状态时，通过电机22发出的旋转力，甩干轴72，浮筒式离合器80a，洗涤轴74沿一个方向高速旋转，以此状态下进行甩干。另一方面，如果浮筒式离合器80a没有处于啮合状态，就会再次执行离合器啮合算法(步骤160)。此之后，根据离合器操作识别算法再次判断浮筒式离合器80a的啮合状态。
通过上述的程序，也就是离合器操作识别算法判断浮筒式离合器80a的浮筒齿轮85与甩干轴齿轮87啮合时，就执行甩干程序，这样，就会甩干洗涤缸14中的衣物(步骤180)。根据上述的程序，包括洗涤，漂洗和脱水工作等的一个循环就完成了。
如图13所示，当驱动电机22沿一个方向旋转预定周期时，离合器操作识别算法就会基于驱动电机22产生的角转动加速度区分浮筒式离合器80a的操作。下面介绍这种情况。
图10示意说明根据本发明的浮筒式离合器控制方法中离合器脱开算法。
下面参考图10来说明离合器脱开算法。
尽管可以通过驱动电机22在很短的间隔内交替地正、反向旋转产生的冲击，松开浮筒式离合器80a的浮筒齿轮85与甩干轴齿轮87之间的啮合，但是离合器脱开算法配置成可以控制驱动电机反复地先短时间正向旋转，然后再反向旋转。在这种情况下，就有可能在很短的时间内有效地释放浮筒式离合器80a的啮合力。
根据离合器脱开算法，驱动电机22在正向旋转过程中反复接通/关断操作2到5次，其中接通大约1到50毫秒，关断大约0.1到1秒，然后在反向旋转过程中再重复接通/关断操作2到5次。进行上述整个过程至少一次。变通地，驱动电机22在正向旋转和反向旋转过程中还可以交替的进行接通/关断操作。其中对于后者，这种整个的操作重复2到5次。
图11示意地表示根据本发明的浮筒式离合器控制方法中离合器啮合算法。
下面参考图11说明离合器啮合算法。
这种离合器啮合算法设计成使驱动电机22在正向旋转过程中先短时间重复旋转几次，然后使驱动电机22在反向旋转过程中再短时间重复旋转几次，这样能够可靠地获得浮筒式离合器80a所需啮合。
但是，如果浮筒式离合器80的甩干轴齿轮87旋转量超过其齿轮节距，它就不可能和浮筒齿轮85啮合，这是因为其每个齿都没有对齐浮筒齿轮85相关的邻齿之间所限定的空隙。为了避免这样的现象发生，对于一个驱动间期内，驱动电机22的转动角优选地设置成小于浮筒齿轮85和甩干轴齿轮87的齿轮节，也就是说，在驱动电机22的一个驱动间期内，甩干轴齿轮87的旋转位移量不要超过和其啮合的浮筒齿轮85的齿轮节距。
根据离合器啮合算法，驱动电机22在正向旋转过程中反复地接通/关断操作2到5次，其中接通操作大约1到50毫秒，关断操作大约0.1到1秒，然后在反向旋转过程中再重复接通/关断操作2到5次。进行上述整个过程至少一次。变通地，驱动电机22在正向旋转和反向旋转过程中还可以交替的进行接通/关断操作。其中对于后者，这种整个的操作需要重复2到5次。
下面，更详细的说明在根据本发明的洗衣机洗涤，漂洗和甩干操作中浮筒式离合器的啮合和分离控制方法。
为了可靠地执行浮筒式离合器控制方法，在驱动电机22的底部安装有转动传感器24。转动传感器24起检测驱动电机22产生的转动脉冲的作用。如图4所示装备有转动传感器24的洗衣机结构。
图12示意地示出应用于图4中洗衣机的转动传感器的原理。
下面参考图12说明应用于本发明洗衣机上的转动传感器原理。如图12所示，转动传感器24包括至少一个磁铁26和一个磁力传感器28，磁铁26围绕驱动电机22转轴安排，以按照驱动电机22的旋转绕转轴旋转，磁力传感器28安排在可以检测旋转磁铁26磁力的位置上。转动传感器24基于顺序的时间之间磁力传感器28检测出的旋转磁铁26磁力差别，检测驱动电机22转速的变化。在本实施例中，安排了四个磁铁26。所以转动传感器24可以检测磁铁26。
图13示意地说明基于驱动电机角转动加速度的基础上，识别浮筒式离合器操作的方法。
下面参考图13来说明基于驱动电机角转动加速度，离合器操作识别方法。
可以用下列表达式来表达基于传感器28的检测时间识别角加速度的方法[表达式]α(i)＝{4π·[T(i)-T(i+1)]}/{N·T(i)·T(i+1)·[T(i)+T(i+1)])其中，
α(i)从i时刻检测时间到“i+1”时刻检测时间的这段时间内的平均角转动加速度；T(i)i时刻的检测时间；N磁铁的数量；离合器啮合状态α(i)＜第一预定值；离合器脱开状态α(i)＞第二预定值；其中，第一预定值＜第二预定值。
当离合器80a处于脱开状态时，离合器操作识别算法就会对驱动电机22的角加速度进行识别，根据上述的表达式，判断是否超过第二预定值，这是因为此时施加在驱动电机上的载荷很小。而另一方面，当离合器80a处于啮合状态时，离合器操作识别算法就会对驱动电机22的角加速度进行识别，根据上述的表达式，判断是否小于第一预定值。这样根据识别的结果，我们就可以有效的避免洗衣机的错误操作。
如果驱动电机22的角加速度超过第一预定值，但却小于第二预定值(也就是第一预定值＜α(i)＜第二预定值)，那么离合器操作识别算法就会再次进行识别。
上述表达式中驱动电机22的角转动加速度还可以作为检测衣物量或检测甩干操作之前发生的不平衡的数值参数。尤其是，其中驱动电机22的角转动加速度较小表示衣物量较大。而且，如果取决于转速或时间变化的驱动电机22角转动加速度变化增大，那么表示较大的不平衡。
而且，离合器操作识别算法中的识别方法可以使用给定时间内相继的磁检测时间的平均时间间期得出的数值。在这种情况下，平均时间间隔短表示浮筒式离合器80a处于脱开状态，而平均时间间隔长则表示浮筒式离合器80a处于啮合状态。当然合适的识别条件也可以根据载荷条件和其它环境条件来判断。
尽管为了说明发明目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域中的技术人员能够理解不偏离本发明权利要求精神和范围可以有各种修改、添加和替换。
权利要求
1.一种洗衣机，包括一个驱动电机；一个容纳在洗涤操作中提供的洗涤用水的储水缸；一个储水缸上设置的洗涤缸；一个可旋转的安装在洗涤缸上的震动器；一个依从电机的旋转力来转动洗涤缸的中空甩干轴；一个洗涤轴，它伸过甩干轴并固定在其上端和震动器相连的洗涤轴连接件上并在下端连接在驱动电机上，从而依从电机的旋转力来正向和反向地旋转震动器；一个传动装置，它包括多个支撑甩干轴的轴承，这些轴承适用于高效的将电机发出的旋转力传递到洗涤缸和震动器上；一个浮筒式离合器，它包括具有浮动部的浮筒，所述浮动部依洗涤用水的进水和排水或向上或向下移动，在浮动部的内表面上端设置的一个中空圆柱中心部和一个浮筒齿轮；以及一个把浮动部和中心部连接成一体的U形连接部，浮筒式离合器还包括一个设置在甩干轴上端的甩干轴齿轮，形状和浮筒齿轮相同，从而依浮筒的竖直运动来有选择地与浮筒齿轮相啮合；一个形成在洗涤轴连接件下端的屏障，其与洗涤轴连接件形成一体，并插入到浮筒的连接部中。
2.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，连接部底端至少形成有一个通孔，可以把洗涤用水竖直地引进到连接部所限定的空间中。
3.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，浮动部上至少形成一个洗涤用水导引缝，使洗涤用水能够从浮动部外面引入到环绕中心部的区域。
4.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，在浮动部下侧以点阵的形式设置有多个空间。
5.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，浮动部具有其直径朝着其上端逐渐减小的锥形形状。
6.一种洗衣机包括一个驱动电机；一个容纳在洗涤操作中供给洗涤用水的储水缸；一个储水缸上设置的洗涤缸；一个可旋转的安装在洗涤缸上的震动器；一个依从电机的旋转力来转动洗涤缸的中空甩干轴；一个洗涤轴，它伸过甩干轴并在其上端固定地连接在和震动器相连的洗涤轴连接件上并在其下端连接驱动电机，从而依从电机的旋转力来正向和反向旋转震动器；一个传动装置，它包括多个支撑甩干轴的轴承，这些轴承适用于高效的将电机的旋转力传递到洗涤缸和震动器上；一个浮筒式离合器，所述浮动部依从洗涤用水的进水和排水或向上或向下移动，从而与甩干轴齿轮啮合或分离；一个形成在洗涤轴连接件下端的屏障，从而与洗涤轴连接件形成一体，并插入到浮筒的连接部中；以及一个安装在驱动电机底部的转动传感器用来检测驱动电机产生的转动脉冲。
7.一种带有浮筒式离合器的洗衣机的离合器控制方法，包括(A)一个在洗衣机洗涤过程中第一预定水位判断步骤，它用来判断洗涤用水是否供给抵达第一预定水位；(B)一个离合器脱开算法执行步骤，基于步骤(A)的结果，将浮筒式离合器转换到脱开状态，所述脱开状态下浮筒式离合器的浮筒齿轮与甩干轴齿轮相互脱开；(C)一个第二预定水位判断步骤，当浮筒式离合器转换到其脱开状态时，它用来开始进水操作，并判断洗涤用水是否供应抵达取决于要洗涤衣物量的第二预定水位；(D)一个洗涤和漂洗步骤，当在步骤(C)中判定洗涤用水达到第二预定水位时，该步骤按照洗衣机的洗涤和漂洗操作，在洗涤缸中洗涤和漂洗衣物；(E)一个在步骤(D)中的洗涤缸内衣物洗涤和漂洗操作完成之后的排水步骤；(F)一个离合器啮合算法执行步骤，在洗涤用水排放完之后，它用来执行由于其自身重力向下移动的浮筒齿轮和甩干轴齿轮啮合；(G)一个甩干步骤，在步骤(F)之后按照洗衣机的甩干操作，旋转洗涤缸，从而将衣物甩干。
8.如权利要求7所述的离合器控制方法，其特征在于，实施离合器脱开算法可以通过重复地短时间正向旋转驱动电机，然后反复地反向旋转驱动电动机，从而松开浮筒式离合器的啮合状态。
9.如权利要求7所述的离合器控制方法，其特征在于，实施离合器啮合算法可以通过反复地短时间正向旋转驱动电机，然后反复地反向旋转驱动电动机，从而有效的达到浮筒式离合器的啮合状态。
10.如权利要求8所述的离合器控制方法，其特征在于，根据离合器脱开算法，驱动电机在正向旋转过程中反复接通/关断操作2到5次，其中接通操作大约1到50毫秒，关断操作大约0.1到1秒，然后在反向旋转过程中再重复接通/关断操作2到5次，进行上述整个过程至少一次。
11.如权利要求9所述的离合器控制方法，其特征在于，根据离合器啮合算法，驱动电机在正向旋转过程中反复接通/关断操作2到5次，其中接通操作大约1到50毫秒，关断操作大约0.1到1秒，然后在反向旋转过程中再重复接通/关断操作2到5次，进行上述整个过程至少一次。
12.如权利要求9所述的离合器控制方法，其特征在于，实施离合器啮合算法需要在这样的条件下进行，那就是驱动电机一个驱动间期的转动角设定为小于浮筒齿轮和甩干轴齿轮的齿轮节距。
13.如权利要求7所述的离合器控制方法，其特征在于，通过在一个方向上很短的时间内，旋转驱动电机2到5次，来执行离合器啮合算法，从而松开浮筒式离合器的啮合状态。
14.如权利要求7所述的离合器控制方法，其特征在于，通过在一个方向上很短的时间内，旋转驱动电机2到5次，来执行离合器啮合算法，从而有效的达到浮筒式离合器的啮合状态。
15.如权利要求14所述的离合器控制方法，其特征在于，实施离合器啮合算法需要在这样的条件下进行，那就是驱动电机在一个驱动间期中的转动角设定为小于浮筒齿轮和甩干轴齿轮的齿距。
16.一种带有浮筒式离合器的洗衣机的离合器控制方法，包括(A)一个第一预定水位判断步骤，它用来判断洗衣机洗涤工作中洗涤用水是否提供低达第一预定水位；(B)一个基本离合器操作识别算法执行步骤，当判断洗涤用水提供低达到第一预定水位时，通过离合器操作识别算法判断浮筒式离合器是否转换到其脱开状态，也就是使浮筒式离合器的浮筒齿轮和甩干轴齿轮相互脱开的状态；(C)一个离合器脱开算法执行步骤，当步骤(B)判定浮筒式离合器还没有转换到其脱开状态时，按照离合器脱开算法将浮筒齿轮和甩干轴齿轮相互脱开；(D)一个第二预定水位判断步骤，当浮筒式离合器转换到其脱开状态时，它用来开始进水操作，并判断洗涤用水是否达到取决于要洗涤衣物量的第二预定水位；(E)一个洗涤和漂洗步骤，当在步骤(C)中判定洗涤用水达到第二预定水位时，该步骤按照洗衣机的洗涤和漂洗操作在洗涤缸中洗涤和漂洗衣物；(F)一个在步骤(E)中的洗涤缸内衣物洗涤和漂洗操作完成之后的排水步骤；(G)一个离合器啮合算法执行步骤，在洗涤用水排放完之后，它用来执行由于其自身重力向下移动的浮筒齿轮和甩干轴齿轮啮合；(H)一个第二离合器操作识别算法执行步骤，根据离合器啮合算法，该步骤用来判定浮筒式离合器是否处于啮合状态；(I)一个甩干步骤，当在步骤(H)中判定浮筒式离合器处于啮合状态时，按照洗衣机的甩干操作，旋转洗涤缸，从而将衣物甩干。
17.如权利要求16所述的离合器控制方法，其特征在于，当驱动电机沿一个方向旋转预定时间后，离合器操作识别算法基于驱动电机产生的角转动加速度判断浮筒式离合器的动作。
18.如权利要求17所述的离合器控制方法，其特征在于，离合器操作识别算法包括下列步骤识别驱动电机的角转动加速度；当识别的角转动加速度小于第一预定值时，判定浮筒式离合器处于啮合状态，而当识别的角转动加速度大于第二预定值时，判定浮筒式离合器处于脱开状态，其中，第二预定值大于第一预定值。
19.如权利要求17所述的离合器控制方法，其特征在于，基于分别安装在驱动电机轴上的磁铁相应的传感器的相继的检测时间之间的时间间隔数值，来识别驱动电机的角转动加速度。
20.如权利要求17所述的离合器控制方法，其特征在于，驱动电机的角转动加速度通过对安装在驱动电机轴上的磁铁起作用的传感器进行识别，识别基于下列表达式[表达式]α(i)＝{4π·[T(i)-T(i+1)]}/{N·T(i)·T(i+1)·[T(i)+T(i+1)]}其中，α(i)从i时刻检测时间到“i+1”时刻检测时间的这段时间内的平均角转动加速度；T(i)i时刻的检测时间；N磁铁的数量；离合器啮合状态α(i)＜第一预定值；离合器脱开状态α(i)＞第二预定值；其中，第一预定值＜第二预定值。
21.如权利要求17所述的离合器控制方法，其特征在于，驱动电机的角转动加速度还可以作为检测要洗衣物量或检出甩干操作之前发生不平衡的数值参数，从而驱动电机的角转动加速度较小表示衣物量较大，而且如果取决于转速或时间变化的驱动电机角转动加速度变化增大，代表较大的不平衡。
全文摘要
本发明公开了一种带有浮筒式离合器的洗衣机，其中通过电机的旋转力，由于洗涤用水进水或排水而浮筒或向上或向下移动时，浮筒把电动机发出的旋转力相应地耦连到甩干轴或者把该旋转力与甩干轴脱开，从而使之能够进行洗涤或甩干操作，而且还形成有气层以防止洗涤用水接触到浮筒式离合器的齿轮。本发明还公开了一种带有浮筒式离合器的洗衣机的离合器控制方法，包括判断浮筒和甩干轴是否啮合，并基于判断结果执行啮合或脱离操作过程的算法，以及根据浮筒是否啮合的判断算法识别来是否完成脱离或啮合过程的算法，从而提高了浮筒啮合或脱离操作过程的可靠性。
文档编号D06F37/40GK1425822SQ02122890
公开日2003年6月25日 申请日期2002年6月17日 优先权日2001年12月14日
发明者李泰喜, 金镇雄, 全时汶 申请人:Lg电子株式会社