专利名称：冰箱专用制冰器的加热器控制装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种，尤其涉及一种冰箱专用制冰器的加热器控制装置及方法。
如图所示的制冰器是利用从制冰容器(12)的上部延长出去的连接托座(2a，2b)固定到冷冻室的后壁上的，例如利用连接托座(2a，2b)上的小孔，通过连接螺丝固定到冷冻室的后壁上。
制冰器中的制冰容器(12)是为了制冰而将水注入其中从而制成一定形状的冰块用的容器，其截面是半月形，是用热传导性好的材质如铝制成的。该制冰容器(12)中的水是通过制冰容器一侧的给水管注入的。
在上述制冰容器(12)的上部装有推冰杆(14)。为将制冰容器(12)中完全成型的冰块取出，推冰杆(14)是利用装在机壳(20)内部的驱动电机的旋转力旋转动作的。
从
图1b所示中可知，为了能将制成的冰从上述制冰容器(12)中分离出来需进行微量加热，因此在制冰容器(12)的下部装有加热器(15)。在一定时间段内供给冷气并完成制冰过程后，上述的加热器(15)即开始加热以使粘在制冰容器(12)上的冰块从中分离出来。这种分离出来的半月型的冰块是通过上述推冰杆(14)的旋转作用被倒出来的。并且这些倒出来的冰块会落到位于下方的冰块储藏容器(图中未示)中。另外，为了防止已倒出来的冰重新掉到制冰容器(12)内，在该制冰容器(12)前部上方装有挡板条(6)。
在冰块从制冰容器(12)中分离出来之前，首先要检测冰块储藏容器中是否已装满冰块，这是通过探冰杆(16)来完成的。上述探冰杆(16)通过机壳(20)内部的电机的驱动在一定的角度范围内可以上下移动，并以此来检测冰块储藏容器中是否已装满冰块。
上述的挡板条(6)呈茄子状，并排设有数个，从前面板(18)一直延长到后面。并且将上述挡板条(6)的各个空隙设计成推冰杆(14)可以在其中来回活动。另外，在制冰容器(12)的前部形成的前面板(18)从制冰容(12)所处的高度向下方延伸出来一定的长度。这样设计的前面板(18)实际上是为了防止装在位于其下方的冰块储藏容器中的冰块同制冰容器(12)相接触。
这里的制冰器如上所述是安装在冰箱的冷冻室的内部，并且由于冷冻室内部产生的冷气的作用，将装在制冰容器(12)中的水制成冰。
如果冷冻室内部的冷气是按照箭头所指的方向流动，则冷气从前面板(18)的后方通过并与制冰容器(12)接触，由此降低制冰容器(12)的温度以达到制冰的效果。
在倒冰的过程中上述加热器(15)会产生热量。在加热器(15)正常工作的状态下，加热一定时间，在超过制冰容器(12)中的冰块倒出所需的时间时，加热应自动停止。但万一加热器(15)不是在正常的工作状态下而一直加热的话，这种持续的加热会给冰箱的冷冻室造成致命的坏影响。
如上所述的现有技术的倒冰动作是通过感测制冰容器(12)的温度来完成的。虽然图中未标示，但为了感测制冰容器(12)的温度而特别设置了温度感测器件，根据温度感测器件所感测到的温度得知制冰结束之后，控制加热器的加热动作和倒冰的动作。
但由于温度感测器件一般很容易受周围环境的影响，因周围环境的变化而给感测温度带来误差的现象频繁发生。例如，在根据冰箱的运行条件向冷冻室供给冷气的时候和不供冷气的时候、风扇动作的时候和不动作的时候、由使用者控制的冰箱门开启的时候和关闭的时候等情况下，周围环境的变化就会给温度感测器件对于温度的感测带来直接的影响。
一般在感测到制冰完成了之后，为了开始倒冰动作，在启动加热器的过程中制冰所需时间通常超过预定时间(约1小时)，因此即使因周围环境的影响使温度感测器件的感测温度出现误差，也不过是使为倒冰动作而启动的加热器的开启延迟而已，不会给冷冻室带来坏的影响。
但是在感测到倒冰动作完成了之后，为了结束倒冰动作，在关闭加热器的过程中倒冰动作所需时间(约3分钟)通常很短，因此，上述感测温度的误差会产生很大影响。例如，如果太早关闭加热器会使倒冰动作不能正常进行，相反，如果太晚关闭加热器，则加热器所产生的热量会波及到整个冷冻室并给在冷冻室里储藏中的食品带来坏影响。
之所以存在这种问题，是因为现有的制冰器在倒冰过程中对加热器动作的控制是以感测制冰容器(12)的温度的温度感测器件的感测温度为基础完成的。即存在周围环境给上述温度感测器件的感测温度造成影响，致使加热器的动作不能得到准确控制问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种冰箱专用制冰器的加热器控制装置，在制冰容器的上部装有推冰杆，下部装有加热器；其特征在于设有与所述推冰杆一起旋转的、当推冰杆处于制冰容器的内部空间之外的位置上时，能够使其被感测而设置的第1磁铁；感测第1、2磁铁的传感器；所述第1、2磁铁安装在动力传动部分的一端，该第1磁铁与第2磁铁的安装位置关系是，第1磁铁应安装在能够感知到推冰杆处于初始位置的位置上，而第2磁铁则安装在能够感知冰块被推冰杆作用而使冰块从制冰容器脱离的那个时间点的位置上。
一种如权利要求1所述的冰箱专用制冰器的加热器控制方法，其特征在于，其包括当制冰完成时，驱动为使冰与制冰容器分离开来而产生热量的加热器驱动阶段；为使推冰杆旋转而向其提供动力的阶段；通过传感器检测出第1磁铁和第2磁铁的阶段；若第2磁铁被检测出来则停止对加热器驱动的阶段；在加热器停机之后，到通过传感器再次检测出第1磁铁为止一直执行倒冰的动作的阶段；为使推冰杆旋转而向其提供动力的阶段，该阶段是在加热器被驱动后超过所定时间后开始的。
本发明的有益效果是，本发明的冰箱专用制冰器的加热器控制方法及装置能够最有效地控制加热器的动作时间，通过适当地控制开机时间减少了由于加热器不必要地工作所造成的费电现象。由于本发明不会象现有技术一样在倒冰动作完成后加热器还进行不必要的加热动作，因此可以防止由于制冰容器内的冰融化而造成的冰块阻塞现象。并且本发明能够防止由于周围环境的变化而使加热器的动作时间发生变化，具有防止给冷冻室带来不必要的热量的功能。
图1a、图1b为普通冰箱专用制冰器的侧视图。
图2为本发明中制冰器机壳内部的结构示意图。
图3为本发明中制冰器的控制结构示意图。
图4为本发明中用于检查推冰杆的初始位置的动作流程图。
图5为本发明中用于控制加热器的动作的动作流程图。
图6a、6b为本发明中的动作状态图。
本发明中的加热器(15)在制冰器进行倒冰动作时方被使用。即加热器(15)开始工作就意味着倒冰动作开始，加热器(15)停止工作就意味着倒冰动作结束。并且，对于本发明中的加热器(15)的开/关的控制过程将在同倒冰动作的机械结构一并予以说明。
电机是为了实现倒冰动作，为推冰杆(14)的旋转提供旋转力的装置。另外，电机还为用于感测冰块是否装满的凸轮(36)提供旋转力。即上述电机(30)是产生制冰器所需的动力的装置。
如图所示，本发明中为了感测推冰杆的位置利用了传感器和磁铁。即在受电机(30)的旋转力的驱动而旋转的齿轮(59)的一端安装了磁铁1(56)。另外在装有上述齿轮(59)的电路板(48)的一端安装了传感器1(53)。在与上述齿轮(59)的旋转轴(51)为同一个轴的上面安装了推冰杆(14)。也就是说上述齿轮(59)能旋转多大程度，推冰杆(14)就能旋转多大程度。当装在被电机(30)的旋转带动旋转的齿轮(59)的一端的磁铁1(56)到达传感器1(53)的感测位置上时，则从上述传感器1(53)发出推冰杆(14)的初始位置传感信号。因此，上述传感器1(53)和磁铁1(56)的安装位置应在能够感测到上述推冰杆(14)的初始位置的部分上。
另外，上述齿轮(59)的另一侧装有另外一个磁铁3(55)。此磁铁3(55)也能够由传感器1(53)将其感测到。由于随着电机的旋转而旋转的推冰杆(14)的作用使冰块从制冰容器(12)中脱离出来，而上述磁铁3(55)就安装在能够以物理的方法感测到冰块从制冰容器(12)中脱离的那个时间点的位置上。因此，磁铁1(53)被传感器1(56)感测到，磁铁3(55)也被感测到，那么就可以判断出倒冰动作已经结束。
在上述齿轮(59)的旋转轴(51)上装有凸轮(36)。此凸轮(36)的结构要做到也能从上述旋转轴(51)上得到旋转动力。凸轮(36)的旋转量是从使探冰杆(16)上下移动的曲柄(39)一侧传过来的。这是通过使与探冰杆(16)连动的延长部分(45)的一侧按曲柄(39)的移动量而转动来完成的。
另外，在上述延长部分(45)的一侧安装了磁铁2(65)。并且为了检测出磁铁2(65)的位置还在电路板(48)上安装了传感器2(62)，此传感器2(62)安装在能够感测到探冰杆(16)是否处于冰块装满的位置上的地方。当上述磁铁2(65)到达传感器2(62)的感测位置上时，那么传感器2(62)就发出传感信号，这就是确认冰块是否已装满的信号。
图3是本发明中用于根据加热器的开/关而控制倒冰动作的控制结构图。
传感器1(53)是推冰杆(14)处于初始位置时感测其位置的传感器。当传感器1(53)感测到磁铁1(56)时即发出初始位置传感信号。
所谓初始位置，是指推冰杆(14)不在制冰容器(12)所形成的空间范围内，而是在如图1所示的在其上部的一个特定位置。但推冰杆(14)的初始位置不一定限定在图1所示的位置上。也就是说只要不在制冰容器所形成的空间范围内，可将任意一个位置设定为初始位置。
传感器1(53)在感测到磁铁1(56)之后，接下来又感测到磁铁3(55)时即发出倒冰动作完成的信号。磁铁1(56)与磁铁3(55)的间隔要设定成总是能够以物理方法感测到冰块从制冰容器中脱离的那个时间点。也就是说磁铁1(56)的初始位置发生变动的话，磁铁3(55)的位置也要随之变动。
传感器2(62)是一种探冰杆(16)在冰块装满的位置上时感测其位置的传感器。当传感器2(62)感测到磁铁2(65)时即发出传感信号。
从上述传感器1(53)发出的初始位置传感信号被输入到控制部分(70)。控制部分(70)则根据传感器1(53)所发出的信号判断出推冰杆(14)的位置。从上述传感器2(62)发出的信号也被输入到控制部分(70)。而控制部分(70)则根据传感器2(62)所发出的信号判断出冰块是否装满。
本发明中控制部分(70)在根据传感器1(53)感测到磁铁1(56)，从而做出推冰杆(14)的初始位置的判断之后，经过所规定的时间后又将传感器1(53)感测到磁铁3(55)的信号输入后，即作出倒冰动作完成的判断。也就判断出随倒冰动作而动作的加热器的关机的那个时间点。伴随磁铁3(55)的感测而来的倒冰动作的结束是在倒冰动作进行的过程中完成的。
上述两个传感器1、2(53、62)安装在同一控制基板(PCB)(48)上并同时接收供电，实现控制的功能。并且，如果可能的话，最好是上述控制部分(70)也设置在同一控制基板上。
为了能使传感器1、2具备信号感测功能，上述控制部分(70)要进行给传感器1、2提供电源的控制。上述控制通过传感器供电部分(72)同时完成。
本发明的控制部分包括驱动上述电机(30)的电机驱动部分(74)、通过给水管连接部分(4)向上述制冰容器(12)内注入水时驱动螺线管(图中未示)的螺线驱动部分(76)。另外，标号78是根据需要有选择地计算时间的计时部分，82是感测制冰容器(12)的温度并传送到控制部分(70)的温度感测部分。
本发明中还包括驱动加热器(15)的加热器驱动部分(80)。此加热器驱动部分(80)在控制部分(70)的控制下控制加热器(15)的开/关，特别是加热器(15)的关机时间点应该是传感器1(53)检测出磁铁3(55)的那个时间点。
下面就本发明的制冰器中为了控制加热器的动作的倒冰动作过程予以说明。
首先参阅图4，对本发明的制冰器中为了感测推冰杆的初始位置的动作过程予以说明。
如果给制冰器供了电，那么控制部分(70)就会向传感器供电部分(72)发出驱动信号，促使向安装在控制基板(54)上的传感器1、2(53、62)提供电源(第100阶段)。通过第100阶段的控制，上述传感器1、2得到供电，进入能够感测磁铁1、2的状态。
之后，控制部分(70)就要首先确认从传感器2(62)是否发出了传感信号(第110阶段)。
在本发明中制冰器对冰块是否装满的感测是通过探冰杆(16)的上下移动得来的。受电机(30)的动力驱动齿轮(59)发生旋转时，借助齿轮(59)的旋转而旋转的凸轮(36)的旋转量通过曲柄(39)向探冰杆一侧传出并以此带动探冰杆(16)上下移动。
而在安装在制冰器下方的盛冰容器(图中未示)中的冰没有满的状态下，探冰杆(16)随着凸轮(36)的旋转量移动到上部并处于如图5b所示的位置时，从传感器2(62)发出感测到磁铁2(65)的信号。但在凸轮(36)不再有旋转量的位置[曲柄(39)脱离了凸轮(36)时]上探冰杆(16)将如图2所示复原到下部。即在冰没有装满的情况下，传感器2(62)感测到磁铁2(65)，而发出的传感信号在所定时间之内消失。
像这种探冰杆(16)为了探测冰块是否装满而上下移动的动作在电机(30)为了倒冰动作而启动期间会周期性地进行。
但是在冰块装满的状态下，即使在随着倒冰动作而旋转的齿轮终止旋转之后，移动到上部的探冰杆(16)还是会继续停留在如图5b所示的位置上。这时，传感器2(62)感测到磁铁2(65)的传感信号会超出所定的时间持续发出。因此，控制部分(70)会根据从传感器2(62)所持续发出的传感信号感测到冰块装满的状态。
与此相同，上述第110阶段是为了控制在从传感器2(62)感测到冰块已装满的情况下制冰器不再制冰。由于制好的冰块已经装满了盛冰容器，如果再制冰将会使制好的冰块掉到盛冰容器的外面，因此要防止这种情况的发生(第120阶段)。
但在上述第110阶段中若判断出不是冰块装满的状态，那么控制部分(70)就要判断传感器1(53)是否感测到了推冰杆(14)的初始位置(第130阶段)。也就是要判断从传感器1(53)是否发出了感测到推冰杆(14)的初始位置的信号。
随着电机(30)的旋转而带动上述推冰杆(14)，即在电机(30)的旋转力的驱动下齿轮(59)旋转时，与齿轮(59)的旋转轴安装在同一轴上的推冰杆(14)也将旋转。
一方面，在上述齿轮(59)的一端装有磁铁1(56)。因此，在齿轮(59)的旋转量达到某种程度时，磁铁1(56)就会被传感器1(53)检测出来。这时传感器1(53)发出初始位置传感信号。
而在第130阶段中，传感器1(53)没有发出初始位置传感信号，这就意味着推冰杆(14)没有在初始位置上而是处于其它范围内。万一这时推冰杆(14)位于制冰容器(12)的空间范围内，就会有与水冻结在一起的危险。正因为如此，控制部分(70)要在第130阶段对是否从传感器1(53)处检测出了推冰杆(14)初始位置的传感信号做出判断。
在第130阶段中没有从传感器1(53)处检测出初始位置的传感信号时，控制部分(70)会向电机驱动部分(74)发出电机驱动信号。电机(30)根据此信号被驱动，齿轮(59)开始旋转并且推冰杆(14)也随之旋转。在驱动电机的同时，将计时部分(78)的值初始化以后，开始计电机驱动时间(第150阶段)。
若在上述第150阶段中计时得出的电机驱动时间在所定时间之内时，从传感器1(53)发出感测到了磁铁1(56)的初始位置传感信号(第160阶段)，则控制部分就会做出现在的位置是推冰杆(14)的初始位置的判断。这时的动作状态如图6a所示。
在上述第160阶段中已被设定的所定时间，是在推冰杆(14)进行一次旋转所需要的时间基础上略增加一定值而设定出来的。通常推冰杆(14)旋转一次的时间大约设定为3分钟。因此，将上述所定时间设定为4分钟是比较可取的。
若在正常状态下，由于在上述第160阶段设定的所定时间内推冰杆(14)可以充分地旋转一次，因此初始位置即使处于最远的位置上也能被充分地感测到。并且电机的驱动速度也有必要设定成保持一贯的速度。这在本发明中为了上述第160阶段的控制也是必要的。
但是，若在所定时间内没有从传感器1(53)发出感测到磁铁1(56)的传感信号，那么就会得出受电机(30)驱动的齿轮(59)没有正常旋转的判断。例如，在推冰杆(14)与水冻结到一起的情况下，由于齿轮(59)的旋转被制约而不能正常旋转。
在上述第160阶段若在所定时间内感测到了推冰杆(14)的初始位置，那么就会依第140阶段进行制冰操作。但在上述第160阶段若在所定时间内没有感测到推冰杆(14)的初始位置，那么就会依第170阶段进行倒冰操作。
上述依第170阶段进行的倒冰操作是利用加热器(图中未示)的热量强制进行的阶段。例如推冰杆(14)与水冻结在一起的情况。
若依上述第140阶段进行制冰操作的话，推冰杆(14)如图1所示，由于它不在制冰容器(12)所形成的空间范围，因此不必担心会与水冻结在一起。随之控制部分(70)控制给水驱动部分(76)使水能够被注入到制冰容器(12)中，之后控制制冰过程所需要的动作。
下面参照如图5所示的倒冰动作流程图，对本发明的加热器控制方法予以说明。
通过上述过程，在推冰杆(14)处于正常位置时开始制冰之后，若超过了所定时间，则感测制冰容器(12)的温度的温度感测部分(82)的感测值就会告知制冰完成了。
若上述温度感测器件(82)所感测到数值达到了制冰完成的数值点，那么控制部分(70)就向加热器驱动部分(80)发出驱动信号。根据此信号加热器(15)开始加热(第200阶段)。
若上述加热器(15)开始加热，则加热器所发出的热量将向制冰容器(12)传导。随之制冰容器(12)中冰块的下面被加热融化，冰块处于可活动的状态。
控制部分(70)在第200阶段使加热器(15)开始加热的同时通过计时部分(78)开始计时(第210阶段)。计时是为了提供一定的时间以使冰块的下面吸收加热器(15)所产生的热量而被融化。因此，第220阶段所设定的时间要设定成能使冰块融化的时间。
并且，控制部分(70)在电机驱动之前将从传感器1(53)感测由于磁铁1(56)的作用而产生的推冰杆(14)的初始位置的信号(第230阶段)。如前面所述，由于制冰动作是在推冰杆(14)处于初始位置时进行的，因此在制冰动作正常进行的情况下是能够感测到推冰杆(14)的初始位置的。此时的动作状态如图6a所示。
接下来控制部分(70)向电机驱动部分(74)发出驱动信号并驱动电机(30)(第240阶段)。
依照第240阶段的动作，如果电机被驱动，那么由此产生的动力向齿轮(59)传导，随着齿轮(59)的旋转推冰杆(14)也一起旋转。这时安装在齿轮(59)一端的磁铁3(55)也随之旋转。
一方面，推冰杆(14)在旋转，吸收了加热器的热量，融化了下面冻在制冰容器(12)中的冰，由于推冰杆(14)的作用被渐渐推到制冰容器(12)的外面。这种动作在推冰杆(14)不断旋转期间持续进行，因此冰块就会从制冰容器(12)中脱离落到位于制冰器下方的储藏容器中。
另外，由于推冰杆(14)的旋转与齿轮(59)的旋转一同进行，那么在冰块由于推冰杆(14)的作用而从制冰容器(12)中脱离时，磁铁3(55)将会被传感器1(53)感测到(第250阶段)。此传感信号被输入到控制部分(70)，则控制部分将会识别出冰块已从制冰容器(12)中脱离。此时的动作状态如图6b所示。
随之，控制部分(70)向加热器驱动部分(80)发出停止信号，停止加热器(15)的加热动作(第260阶段)。
通过以上的动作控制了加热器的动作之后，当磁铁1(56)再次被传感器1(53)感测时，电机(30)停止，倒冰动作完成(第270阶段，第280阶段)。
如上所述的本发明的特征是考虑到风扇的动作状态、门的开启状态等冰箱的运行条件会对温度感测部分(52)所感测到的温度产生影响，因此根据利用了传感器的电机的旋转量，以物理的方法来感测冰块从制冰容器中脱离出来的时间点并控制加热器的停机动作。并且，本发明能使周围环境所造成的影响降到最低，特别是能够在倒冰的动作过程中准确地控制加热器的动作时间。
权利要求
1.一种冰箱专用制冰器的加热器控制装置，在制冰容器的上部装有推冰杆，下部装有加热器；其特征在于设有与所述推冰杆一起旋转的、当推冰杆处于制冰容器的内部空间之外的位置上时，能够使其被感测而设置的第1磁铁；感测第1、2磁铁的传感器；所述第1、2磁铁安装在动力传动部分的一端，该第1磁铁与第2磁铁的安装位置关系是，第1磁铁应安装在能够感知到推冰杆处于初始位置的位置上，而第2磁铁则安装在能够感知冰块被推冰杆作用而使冰块从制冰容器脱离的那个时间点的位置上。
2.一种如权利要求1所述的冰箱专用制冰器的加热器控制方法，其特征在于，其包括当制冰完成时，驱动为使冰与制冰容器分离开来而产生热量的加热器驱动阶段；为使推冰杆旋转而向其提供动力的阶段；通过传感器检测出第1磁铁和第2磁铁的阶段；若第2磁铁被检测出来则停止对加热器驱动的阶段；在加热器停机之后，到通过传感器再次检测出第1磁铁为止一直执行倒冰动作的阶段；为使推冰杆旋转而向其提供动力的阶段，该阶段是在加热器被驱动后超过所定时间后开始的。
全文摘要
一种冰箱专用制冰器的加热器控制装置及方法，制冰容器的上、下部分别装有推冰杆和加热器；第1、2磁铁；感测第1、2磁铁的传感器；第1、2磁铁安装在动力传动部分的一端。其加热器的控制方法是当制冰完成时，驱动为使冰与制冰容器分离开来而产生热量的加热器驱动阶段；为使推冰杆旋转而向其提供动力的阶段；通过传感器检测出第1磁铁和第2磁铁的阶段；若第2磁铁被检测出来则停止对加热器驱动的阶段；在加热器停机之后，到通过传感器再次检测出第1磁铁为止一直执行倒冰的动作的阶段；为使推冰杆旋转而向其提供动力的阶段，该阶段是在加热器被驱动后超过所定时间后开始的。其用物理的方法感测冰块从制冰器中脱落的时间点，能够有效地控制加热器的动作。
文档编号F25C1/00GK1435659SQ02100540
公开日2003年8月13日 申请日期2002年1月31日 优先权日2002年1月31日
发明者金日信 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司