专利名称：器械中的电流检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及一种器械设备。更具体地，涉及具有电流检测电路的器械设备。
背景技术：
洗碗机、洗衣机、烘干机、烤箱、冰箱等器械设备通常包括电控制电路。这些控制电路接收来自用户的输入信息，并根据接收的输入信息对设备的操作进行控制。在很多情况下，将设备的整个操作预先定义为一个整体事件，而用户的输入信息仅仅按某些方式调整该预定义的操作。例如，洗碗机的典型操作包括注水、洗涤、排水和漂洗的处理过程。这些操作还涉及对水阀门、洗涤剂阀门和电机继电器的控制。这些操作的常规顺序一般是预先定义的。然而，可以利用用户的输入信息改变该顺序或者设定该顺序的某些参数。例如，用户的输入信息可以设定洗涤循环是否为正常、轻或重。虽然不需要根据选择洗涤循环来改变常规顺序，但是该顺序内某一过程的时间长短确实会改变。
另外，器械控制电路通常接收来自该器械中检测器设备的输入信息。这些检测器提供属于器械操作的反馈。例如，洗碗机或洗衣机可以包括允许控制电路对水温进行调节的温度检测器。洗碗机、洗衣机和衣物烘干机等具有电机的器械一般包括用于检测该电机的一个或多个电机绕组中的电流电平的电流检测电路。随后，该控制电路可根据各种目的来利用所检测到的电流电平。
电流电平的一个用处与电机内激励绕组的调速有关。尤其是，许多包括多相绕组的设备电机可受到单独的激励和去掉激励。其中，一个绕组可以是在电机稳态运行时受到激励的运行绕组，另一个绕组可以是在电机启动过程中受到激励的启动绕组。众所周知，使电机从停止加速到稳态速度所需要的能量要多于使电机保持在稳态速度所需要的能量。因此，同样众所周知，除了有运行绕组外，再采用启动绕组是为了向启动期间的电机提供额外的驱动能量。一旦电机到达稳态，便去掉对启动绕组的激励。
一个由于使用启动绕组而在设备电机上引起的问题在于要决定何时去掉对该启动绕组的激励。如果过早去掉启动绕组的激励，则主绕组或运行绕组中的电流会显著地增加，并导致低效率的操作或者甚至损坏绕组。如果启动绕组没有去掉激励，那么由于损耗作为全部绕组长度的函数而增加，电机的整个效率将会降低。
一个控制启动绕组去掉激励的公知方法是检测电机主绕组中的电流。电机主绕组中的电流随着启动后时间的增加而减少。也就是，启动时绕组电流会高，并且到达稳态时绕组电流会比较低。因此，电流检测器用于确定何时绕组电流对应于电机的稳态运行足够的低。控制电路接收来自电流检测电路的检测信号，并当控制电路检测到绕组电流处于与电机稳态运行相吻合的电平位置时，该控制电路去掉启动绕组的激励。
关于电流检测器电路的一个缺点在于它们通常要使用大电路元件，从而将增加重量、成本和制造复杂性。由于电机电流比较高，而且轻重量和低成本的微电子装置有电流处理容量的限制，所以轻重量和低成本的微电子装置将会失效。因此，电机电流检测器电路包括大的并且更昂贵的分立元件。在一个例子中，现有技术中的设备采用大的盘式线圈电流检测电阻作为电流检测电路的主元件。无论是制造还是往电路板上组装这种电流检测电阻都会花费很高成本。由于设备上的利润率比较低，所以通常需要避免昂贵的元件和制造工艺。
发明内容
本发明通过提供一种结合如同印刷电路板上的线路一样的电流检测电阻的器械控制装置来满足上述的和其它的需求。因为电路检测电阻是与其它印刷电路板线路同时形成的，所以采用作为电路检测电阻的电路板线路可以降低制造复杂性。另外，避免了获得独立的盘式线圈电阻所需要的成本。
一种电机控制电路是表现本发明的这个方面的具体实施例。该电机控制电路包括第一绕组开关、第一开关驱动电路和电流检测电路。第一绕组开关具有一个控制输入，并且可操作该第一绕组开关以启动第一电机绕组。第一开关控制电路和控制输入连接，电路检测电路可操作地与第二绕组连接。电流检测电路包括一个检测电阻。检测电阻包括在印刷电路板上的蚀刻线路，该蚀刻线路具有限定出该检测电阻阻值的几何形状。
一种包括电流检测电路和控制器的器械控制电路设置是结合了本发明的电流检测电阻的另一个实施例。该电流检测电路与设备电机的一个绕组可操作地进行连接。该电流检测电路包括一个检测电阻，检测电阻包括一个在印刷电路板上的蚀刻线路。该蚀刻线路具有限定出检测电阻阻值的几何形状。可操作该控制器以从电流检测电路获取电流检测信号，并根据从电流检测电路中获得的电流检测信号而响应产生第一信号。
上面所描述的实施方式不仅可应用于采用启动绕组来启动电机加速的情况下，还可以应用于与通过电机绕组的电流来控制与设备相关的任何情况下。
通过参考后面的详细说明以及附图，本领域技术人员可以更加清楚地了解上面所描述的细节、优点以及其它方面。
图1示出了可以结合本发明的一个或多个特征的示范洗碗机的透视及部分剖面图；图2示出了结合了本发明的一个或多个特征的示范器械电路的示意框图；图3示出了根据本发明的洗碗机的控制器执行的一组示范操作的流程图；图4示出了用于与图2的器械电路结合使用的示范性控制面板的前视图；图5示出了可以与图2中的器械电路结合使用的示范性控制面板和电路板的分解透视图；图6示出了图5中的控制面板和电路板组装到洗碗机框架中的截面图；图7、8和9示出了可以用作图2的器械电路的控制电路的示范性控制电路的示意框图；图10示出了根据本发明的电路板的示范性线路布置图；图11示出了一个其中配置了诊断工具设置以与图1中洗碗机的控制电路通信的示范布置；图12示出了图11中诊断工具连接器的接线端的分解图；图13示出了图11中诊断工具的一组示范性操作的流程图；图14示出了一组与图11中诊断工具通信的图2中洗碗机电路的控制器的示范性工作流程图。
具体实施例方式
图1示出了结合了本发明一个或多个方面的洗碗机50的示范实施例。洗碗机50包括一个框架51、一个控制面板52、一个门53和一个洗涤容器54。门53可绕枢轴转动地连接到框架51。门53和框架51限定出一个封闭空间，洗涤容器54位于该封闭空间中。控制面板52固定在框架51。由门53和框架51所形成的封闭空间也容纳了控制电路和已知技术的设备。门53、框架51和洗涤容器54的准确物理布置是和设计选择相关的问题。例如，在一些实施例中，可以把控制面板52安装到门53上。
图2示出了结合了本发明一个或多个特征的示范性器械电路9的示意性框图。器械电路9包括一个控制电路10和一组机电设备。在此处描述的示范性实施例中，该机电设备包括一个电机16a、一个加热器线圈16b、一个通风口16c、一个水压阀螺线管18a和一个洗涤剂释放制动器18b。将这些机电设备和诸如泵、转水喷雾器、盘架以及其它本领域公知类似物的机电设备布置在诸如图1中洗碗机50的洗碗机框架和/或洗涤容器中。如何将机电设备和机械设备准确布置是和设计选择相关的问题。
器械控制电路10控制一个或多个机电设备的运行，以实施一种或多种器械操作。在这里所描述的示范性实施例中，器械控制电路10对这些协同作业以执行洗碗操作的装置进行控制。然而，可以意识到本发明的原理也可适用于洗衣机、衣物烘干机以及其它器械设备中。
图1中的洗碗机控制电路10包括开关输入电路12、光学输入/输出(“I/O”)电路14、继电器控制电路16、阀门控制电路18、电机启动电路20、检测器电路22、控制器24和存储器26。
开关输入电路12包括一个旋转位置开关32和一个选择开关34。根据本发明，旋转位置开关34具有一个与第一器械功能相关的第一位置。例如，该第一位置可以是从多个可能的洗涤循环中选出第一洗涤循环的位置。根据本发明的一个方面，旋转位置开关32还包括一个与第二器械功能相关的第二位置，该第二器械功能修改第一器械功能。例如，该第二位置可以从诸如延迟启动、强制空气干燥循环等一种或多种使用者可选项中选择。选择开关34是一个可操作到启动状态的开关。将处于启动状态的选择开关34配置为当旋转位置开关在第一位置时，产生一个表示选择了第一器械功能的信号。进一步将处于启动状态的选择开关34配置为当旋转位置开关在第二位置时，产生一个表示选择了第二器械功能的信号。
旋转位置开关32和选择开关34可以为多种形式。下面结合附图4说明旋转位置开关32和选择开关34的示范实施例。但是，通常情况下，旋转位置开关32包括多个转动位置，在这些转动位置可由使用者或者操作人员对使用者选择循环进行标识。选择开关34是实际上基于用户选择而产生输入信号的设备，并且该输入信号和控制器24通信。
光学I/O电路14包括与器械控制面板的外表面进行通讯的至少第一和第二光学通信设备，在图2中未示出(例如，参见图9)。可以操作第一和第二光学通信设备，以在控制器24和外部设备之间通信诊断信息。在优选实施例中，光学I/O电路14进一步包括多个将有关洗碗机操作的信息传达到操作人员的指示灯。根据本发明的一个方面，至少一个光学通信装置也用作向操作员传输信息的指示灯。
继电器控制电路16是一个被配置成根据从控制器24中接收的控制信号来控制各继电器触点的状态的电路。继电器可以用于启动和停止各种器械机械，例如，电机16a、加热器线圈16b和通风扇16c。以下进一步讨论图8中更详细地示出的示范继电器控制电路16。
制动器控制电路18是一个被配置成根据从控制器24接收的信号来控制洗碗机中一个或多个制动器操作的电路。在这里所描述的示范性实施例中，配置制动器控制电路18以控制水压阀螺线管18a和洗涤剂释放机构18b的操作。下面将结合附图8提供更详细的制动器控制电路18的示范实施例。
电机启动电路20是一个被配置成用于控制电机16a的启动绕组19b和19c的电路。根据本发明的一个方面，电机启动电路20包括一个可操作地耦合到器械电机16a的运行绕组19a的电流检测电路(下面将结合附图8进一步详细论述)。电流检测电路包括一个由印刷电路板上的蚀刻线路形成的检测电阻。该蚀刻线路具有限定出检测电阻阻值的几何形状。其它方面，电流检测电路提供了一种机构，利用该结构可以获得关于电机绕组电流的信息。这些信息可以用于许多目的。例如，控制器24可以利用电机绕组电流信息以确定何时激励或不激励电机16a中的启动绕组19b和19c。然而，正如下文将要描述的，控制器24也可以利用来自电流检测电路的信息以调节水位。
检测器电路22是被配置用来向控制器24提供代表洗碗机操作的检测条件的电信号的电路。例如，在这里描述的示范实施例中的检测器电路22包括一个温度检测器、一个污物检测器和一个电机电流检测器。下面将结合附图8和10进一步详细介绍有关检测器电路22的情况。
控制器24是一个基于处理器的控制电路，可以操作该控制电路以响应来自开关输入电路12和检测器电路22的输入信号而向继电器控制电路16、制动器控制电路18和电机启动电路20提供控制信号。适当地，控制器24可包括一个微处理器、一个微控制器和/或其它数字和信号控制电路以及与之相关的附加电路。控制器24优选配置成根据存储在存储器26和/或控制器24内部的存储器中的程序指令执行操作。
存储器26包括一个或多个电子存储装置，适当地，该电子存储设备可以包括只读存储器、随机存储器(“RAM”)、电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)、其它类型存储器，或者上述任何存储器的组合。在一个优选实施例中，存储器26包括一个可编程永久性存储器，例如，EEPROM。其余方面，存储器26存储与电机启动电路20的电流检测电阻有关的校准因数。
在洗碗机控制电路10的常规操作中，操作人员一般经过开关输入电路12提供一个代表洗碗机选择循环操作的第一输入信号作为输入。例如，第一输入信号可以是一个对应于全洗涤循环请求的信号。操作人员也可以经过开关输入电路12提供一个代表操作修改可选项的第二输入信号作为第二输入，其中操作修改选择可选项举例可为附加加热烘干循环或延迟启动。包括洗碗机、洗衣机、衣物烘干机等在内的大多数器械具有一个共同特征，即可以通过一个或者多个独立可选项选择修改主循环选择。
无论如何，控制器24接收第一输入信号，如果可用的话，还有第二输入信号，并且据此开始洗碗操作。在一个典型的洗涤循环中，一般循环如下1)进水，2)喷水，3)释放洗涤剂，4)喷水，5)排水，6)进水，7)喷水，以及8)排水。应当意识到，正如现有技术所了解的，可以随时修改或者改变上述循环。
图3示出了控制器24所执行的以完成洗碗机正常循环操作的一组示范性操作流程图100。应当意识到，图3的流程图100仅是以示例的方式而给出，熟悉本领域的普通技术人员可以容易地修改该流程图以与他们的特定装置相适应。另外，如在下文将结合附图4所要说明的，可以根据使用者输入的循环选择而改变流程图100的操作。虽然如此，流程图100示出了根据本发明的洗碗机的典型控制器24的常规操作。
在步骤102中，控制器使得初始进水操作开始。为达到这个目的，控制器24向制动器控制电路18提供一个启动水压阀螺线管18a的信号，从而打开水压阀。控制器24进一步向继电器控制电路16提供一个给加热器线圈16b通电的信号。控制器24随后允许进水持续一个预定时间长度。应当注意到，如本领域公知，可以通过一个压力检测阀保持水压稳定。因此，控制器24通过控制时间，将接近恒定的水流量提供到洗涤容器54，从而有效地控制了水位。控制器24也利用来自检测器电路22的检测信号对水温进行监测。
当水位合适时，控制器24向制动器控制电路18提供一个给水压阀螺线管18a断电的信号，从而关闭水压阀。当水温合适时，控制器向继电器控制器电路16提供一个给加热线圈16b断电的信号。
在步骤104中，控制器使得喷射操作开始。喷射操作是一个将洗碗机洗涤容器54中的热水喷洒到整个洗涤容器54中要清洗的物品上的操作。在步骤104中，喷射操作起到一个预漂洗循环的作用，然而，如果洗涤剂松散地放置在洗涤容器中，那么步骤104中的喷射操作同时进行漂洗和清洗。为了执行喷射循环，控制器24给继电器控制电路16提供一个使电机16a的运行绕组19a受到激励的信号。电机16a驱动泵，使水喷洒到整个洗涤容器54中，该泵并没有示出。
控制器24进一步向电机启动电路20提供一个信号，使得启动绕组19b或19c中的一个受到激励。如本领域所公知的，使用一个单独的启动绕组来启动电机加速，并在电机一旦到达运行速度就不激励该启动绕组是很有利的。此后，在电机稳态运行期间，只有运行绕组受到激励。因此，当电机16a到达稳态时，控制器24向电机启动电路20提供一个信号，从而使得启动绕组不受激励。控制器24利用电流检测电路(前面结合附图2描述过)对电流进行监测，以确定电机16a何时处于稳态。
在步骤104开始之后的一个预定时间之后发生的步骤106中，控制器24使添加的洗涤剂释放出来。如本领域所公知，独立的洗涤剂容器设置在洗碗机中，以便在喷洒循环开始之后释放。在这里所描述的示范实施例中，控制器24通过向制动器控制电路18提供一个致使洗涤剂释放机构打开的信号，以释放添加的洗涤剂。但是，可以意识到，可以利用纯粹的机构元件来释放添加的洗涤剂。还可以意识到，在一些实施例中，步骤106可以通过排水、进水和喷射步骤完成，以从洗涤容器54中排出初始喷射步骤104中产生的污水。
无论在步骤106中是否在释放洗涤剂之前换水，控制器24在步骤108中继续喷射操作，以将水和新释放的洗涤剂喷射到要清洗的物品上。可以从步骤104到步骤108连续地进行喷射操作。在这种情况下，控制器24不需要改变电机继电器或电机启动控制电路20的状态。
在步骤104到108，或至少在步骤108中，预定时间之后，控制器24前进到步骤110，在步骤110中，将水从洗涤容器54中排出。为达到此目的，控制器24向继电器电路16提供一个信号，使继电器断开以不激励电机16a。在这里描述的示范实施例中，此后，控制器24向继电器电路16和电机启动电路20提供使得泵电机16a反向转动的信号。如本领域公知的，在这里描述的示范实施例中，电机的反向转动造成泵将水从洗涤容器54泵出的操作。然而，在其它实施方式中，可以实用独立的电机和/或水泵排空洗涤容器54。无论如何，当控制器24通过检测电路22检测到低水位时，控制器24使电机16a不受激励。在这里描述的实施方式中，可以使用电流检测器检测到的电机运行绕组电流，适当地检测低水位。
步骤112到116表示洗碗操作中的漂洗循环。在步骤112中，控制器24执行与前面结合步骤102描述的相类似的进水操作。然后，在步骤114中，控制器24执行类似于步骤104的喷射操作。如果使用所谓的漂洗助剂容器，那么控制器24可以在步骤114中向继电器控制设备16提供一个使得漂洗助剂释放机构打开的信号。无论如何，在步骤114中的预定喷射持续时间之后，控制器24前进到步骤116，将水从洗涤容器54中排出。为此目的，步骤116可以大体与步骤110一样。
如前面所论述的，流程图100的操作可以针对不同洗碗机而有某种程度的改变。另外，在任何特定的洗碗机中，可以通过使用者对特定循环和可选项的选择而改变流程图100的操作。然而，无论这种操作如何变化，在允许用户提供影响洗碗机操作的输入的环境中，通过结合使用旋转开关和选择开关，任何器械可以从容易地从本发明新颖的开关设置中受益。
另外，在任何采用电流反馈以控制电机或其它设备操作的器械中，通过结合使用本发明的检测电阻，都可以从本发明的电流检测电路中受益。另外，在任何结合了可实现数据通信的电子控制器的家用设备中，通过结合使用本发明第一和第二光学通信设备，都可以从本发明一方面的外部通信中受益。实际上，通过单独或结合利用前面描述的任何益处，洗碗机或其它器械的性能都可以得到提高。
图4示出了与图2中洗碗机控制电路10结合使用的示范性控制面板52的前视图。该控制面板52优选位于洗碗机装置的用户易接近部分上。控制面板52提供了界面，通过该界面操作员发出控制输入信号，并且通过该界面可以把涉及洗碗机的操作的信息通信到使用者。为此目的，控制面板52包括旋转位置开关32的示范性实施方式、选择开关34的示范性实施例以及多个指示灯36a到36i。
正如前面所论述的，旋转位置开关32和选择开关34构成了图2中开关输入电路的一部分。旋转位置开关32可转动地安装到洗碗机上，安装方式将在下文结合附图5和6进一步详细描述。旋转位置开关32包括一个定义旋转位置开关32的环形(也就是，旋转的)位置的参考点的位置指示灯35。
循环选择标志38a至38f和可选项选择标志40a至40d环绕设置在旋转位置开关32的不同环形位置。将指示灯36a至36d中的每个指示灯设置在与可选项选择标志40a到40d中相对应的可选项选择标志相邻接。
如图4所示，示范循环选择标志包括“取消/排水(Cancel/Drain)”标志38a，“仅漂洗(Raisn Only)”标志38b，“轻洗(Light Wash)”标志38c，“中洗(Medium Wash)”标志38d，“重洗(Heavy Wash)”标志38e和“罐/平底锅”标志38f。这些标记表示可用的循环选择。操作人员或用户通过转动旋转位置开关32，直到位置指示灯35邻接对准与希望的洗涤循环类型相对应的标志38x，以选择一个循环，这里x可以是a到f中的任何一个。在这里所描述的示范性实施例中，操作人员进一步启动选择开关34，以将循环选择输入到控制器24。
一般，通过改变或调节图3中的流程图100的操作，执行与标志38a至38f相关的使用者循环选择。例如，对“重洗”、“中洗”和“轻洗”的选择可以改变步骤104和/或步骤108的长度。另一实施例中，对“仅漂洗”的选择可以完全省略步骤102到110。对“排水/取消”的选择使得立即直接执行步骤116。可以意识到，本发明并没有对任何用户可进行的循环选择的具体数量或类型进行限制。循环选择以及如何进行选择由控制器24实现。另外，其它诸如洗衣机和烘干机的器械需要具有一组不同的循环选择。
在如上所述选择了一个循环选择之后，操作人员可以接着通过转动旋转位置开关32直到将位置指示灯35相邻对准所希望的可选项的可选项选择标志40x，选择一个可选操作，其中x可以是a到d中的任何一个。如图4所示，示范可选项选择标志包括“高温洗涤(Hi-Temp Wash)”标志40a，“风干(Air Dry)”标志40b，“2小时延迟(2 Hour Deley)”标志40c和“4小时延迟(4 Hour Deley)”标志40d。在这里所描述的示范实施例中，操作人员进一步启动选择开关34，以将循环选择输入控制器24。
每个指示灯36e至36i邻近对应的循环状态标志42a至42e设置。循环状态标志包括“清洗(Clean)”42a、“洗涤(Wash)”42b、“热水(HeatWater)”42c、“漂洗(Rinse)”42d和“干燥(Drying)”42e。在操作过程中，控制器24在图2中步骤116完成时，给邻近“清洗”标记42a的指示灯36e通电。在图2中的步骤104-110期间，控制器24给“洗涤”标志42b通电。在图2中的步骤102和112期间，控制器24给“热水”标志42c通电。在图2中的步骤114和116期间，控制器24给“漂洗”标志42d通电。在上述的可选空气干燥过程中，控制器24给“干燥”标志42e通电。
图5和6进一步详细示出了洗碗机框架51的一个部分中的控制面板52和控制电路10的示范机械结构。图5示出了脱离了洗碗机框架51的控制面板52的分解图。图6示出了洗碗机框架51的局部剖视图，其中控制面板52安装在该洗碗机框架51上。
同时参考图5和6，控制面板52包括一个主印刷电路板(“PCB”)62、次PCB64、双开关组件66和外壳68。主PCB62和次PCB64包含控制电路10(参见图1)。双开关组件66包括选择开关34和旋转位置开关32的元件。旋转位置开关32包括可转动手柄70、转轴72、触觉反馈构件73、导电凸轮74和垫片76。选择开关34包括一个按钮78、一个轴向位移轴80和一个弹性弹簧触点构件82。主PCB62进一步分别包括第一和第二选择器触点84和86、环形位置触点88a到88j以及环形连续触点89。
可转动手柄70包括实际上为圆形的外环120和实际上为圆形的内环122。碟形底表面123从内环122的底部边缘延伸到外环120的底部边缘。两个轮辐构件124和126径向从底部表面123向上延伸，并以相反的方向从内环122径向延伸到外环120。位置指示器35(参见图3)设置在轮辐构件124上。在内环122内部是一个占据了内环122的一部分的棘爪128。可转动手柄70设置在外壳68的第一侧90之上。
转轴72包括一个延伸轴130、顶环132、齿环134、基座136和中空内部137。中空内部127沿转轴72的整个长度轴向延伸。顶环132具有构成可以装配到可转动手柄70的内环122中的直径。为此目的，顶环132包括一个构造成允许顶环132配合在内环122的包括棘爪128的部分内的直线外表面区138。除了直线区138之外，顶环132优选是轻微的截头圆锥体形状的，从底部到顶部逐渐变细。(见图6)。
延伸轴130从顶环132处开始轴向向下延伸，并具有小于内环122内径的直径。齿环134设置在长轴的轴向下方，并且具有总体上超过长轴130和内环122半径的半径。齿环134包括多个位于对应于旋转触点88a至88i的环形位置上的小的径向凹陷形成的齿135。更具体地讲，每一对相邻的齿135被凹陷隔开。
基座136包括一个第一中空环136a和一个第二中空环136b。第一中空环136a紧挨齿环134下部而设置，并且具有稍大于齿环134的半径的外径。第二中空环136b紧挨着第一中空环136a下部而设置，并且具有大于第二中空环136a的半径的外径。
一般，长轴130一般在外壳68中延伸穿过一个开口94，从而使顶环132(和可转动手柄70)位于外壳68的第一表面90的上方，而齿环134和基座136位于外壳68的第二表面92的下方。
触觉反馈构件73包括一个敞开的矩形框架138，矩形框架长度和宽度尺寸总体上超过齿环134的半径，但总体上小于基座136的第二中空环136b的半径。棘爪140设置在框架138的两个内边缘上。棘爪140具有每个都构造成能够被齿环134的齿135之间的凹陷接收的尺寸。框架138一般围绕齿环134设置，轴向夹在外壳68的第二表面92与基座136之间。框架138优选至少可以部分弹性变形，以便施加到旋转轴72的手动转动力能够造成齿135克服和越过棘爪140。
导电凸轮74包括一个锚体142、一个第一凸轮触点144和一个第二凸轮触点146。锚体142固定到旋转轴72的基座136，更具体地讲，在基座136的第二中空环136b内。第一凸轮触点144在切线方向(相对于旋转轴72的旋转元件)从锚体142伸出，并且也稍微地倾斜，以从基座142轴向向下伸展。第一凸轮触点144设置在与主PCB 62的旋转位置触点88a至88j的径向位置对准的径向位置上。第二凸轮触点146设置在与第一凸轮触点144径向隔开，但是以类似的方式从锚体142延伸的位置上。第二凸轮触点144设置在与主PCB 62的连续触点89的径向位置对准的径向位置上。
垫片76包括一个从环状结构148的内缘径向向外逐渐轴向向下弯曲的拱形环状结构148。因此，环状结构148从靠近它的内缘的基本上平的、径向延伸的表面延伸到靠近它的外缘的基本上垂直的、轴向延伸的表面。垫片76进一步包括多个轴向伸出的腿150，每个腿具有设置在其上的固定倒钩152。多个腿150被主PCB 62中的对应的孔154接收，并且通过固定倒钩152与PCB 62相对的表面啮合而保持在孔154内。如图6中所示，环状结构148具有构造成适合在第一中空环136a内的外径。
按钮78总体上是帽形的，这种帽形被可滑动地接收在可转动手柄70内环122中。按钮78固定到轴向位移轴80。按钮78具有大于旋转轴72的顶环132的内径的外径，从而定义了按钮78向下行程的轴向极限。
弹性弹簧触点构件82包括一个基环156、一个截头圆锥体形状的弹簧部分158和一个触点/按钮构件160。基环156具有构造成配合在拱形环状结构148内，并且被拱形环状结构148固定的半径，如图6中所示。截头圆锥形状的弹簧部分158径向向内延伸，并且从基环156轴向向上延伸，并且终止在触点/按钮构件160。触点按钮构件160从拱形环状结构148轴向向外伸出，但是径向设置在其内部。触点/按钮构件160包括一个在其底侧的诸如碳之类的导电触点(未示出)，构造这个触点以便在弹簧触点构件82处于压缩或致动状态时，使第一和第二导电触点84和86接触。在一个可选实施例中，弹簧触点构件可以是由导电金属或包括导电触点的其它类型的非导电材料形成的。
轴向位移轴80包括延伸件162和底部凸缘164。轴向位移轴80从按钮78纵向延伸到触点按钮构件160。为此目的，将长形构件162可滑动地设置在旋转轴72的中空内部137内。底部突缘164具有大于中空内部137半径的半径，从而限制了轴向位移轴80的向上轴向移动。
双开关组件66有效地允许两个基本操作，即旋转位置开关32的旋转运动，以使使用者能够把位置指示器35与一个选择的循环选择或可选项选择对准(见图4)，以及选择开关34的启动将选择的循环或可选项选择“输入”到控制电路10的控制器24中。
操作人员通过握住可转动手柄70和施加转动力，执行旋转运动。手柄70的旋转力通过可转动手柄70的棘爪128与旋转轴72的直线区138的啮合，传送到旋转轴72。旋转轴72的旋转运动造成齿135越过触觉反馈构件73的棘爪140。更具体地讲，旋转力造成邻接棘爪140的齿135推动棘爪140。推动棘爪140的力通过矩形框架138的向外弯曲而释放。当每个齿135通过棘爪140时，矩形框架138的弹性特性造成矩形框架“啪地弹回”，从而将棘爪140接收在齿环134的下一个(齿135之间的)凹陷中。在齿135旋转通过棘爪140时的这种弯曲和啪地弹回，给使用者提供了触觉和优选的声音的反馈，并且进一步帮助使用者将旋转位置开关32对准对应于触点88a至88j的离散的环形位置。应当注意，旋转轴72的旋转运动也转动凸轮触点74。
当用户将位置指示器35和与期望的循环或可选项选择相关的标志对齐时(参见图4)，用户停止施加旋转力。当旋转力撤除时，触觉反馈构件73通过上述弹性特性的操作，进一步完成旋转位置开关32的对准。在最后的环形位置上，第一凸轮触点144直接与对应于使用者选择的触点88x接触，其中x是a至j中的一个。在所有的位置上，第二凸轮触点146与连续触点89直接电接触。由于第一凸轮触点144、第二凸轮触点146和锚体142形成了一个连续的导体，导电凸轮74将触点88x电连接到连续导体89。如下面要说明的，这种连接产生了一个单一信号，这种信号由控制器24根据使用者的选择进行识别。
因此，旋转位置开关32转动到一个它的环形位置，有效地产生了一个被控制器24识别为使用者的选择的唯一信号。然后，控制器24可以根据与触点88x相关的唯一信号的识别，执行对应于使用者选择的操作。
然而，根据本发明的一个方面，直到选择开关34启动之前，将使用者循环选择信息传递到控制器24的唯一信号并不被识别或生效。因此，只是将旋转位置开关32与希望的循环或可选项选择对准，并不是必然产生造成控制器24执行希望的操作。必须通过启动选择开关34“输入”选择。
在这里所述的实施例中，为了启动选择开关34，使用者按下按钮78，从而造成其轴向运动。按钮78的轴向运动造成轴向位移轴80类似的轴向运动。轴向位移轴80的轴向运动又把轴向力施加到触点/按钮160。触点/按钮160的轴向力造成截头圆锥形状的弹簧部分158弹性压缩，从而使得触点/按钮160能够向下轴向运动到第一和第二导电触点84和86。触点/按钮160底下的导体电连接触点84和86。当触点84和86被连接时，将信号提供到控制器24，造成控制器24接收、识别或处理通过旋转位置开关造成的选择触点88x与连接触点89之间的电连接产生的唯一信号。然后，控制器24如前面结合图3和4说明的那样，根据使用者的选择执行操作。
图7、8和9联合示出了图2的控制电路10的示范实施例的示意图。图7示出了图2的控制电路10的示范实施例的包括图5和6的控制器24和双开关组件66的元件的部分。图8示出了控制电路10的包括继电器控制电路16、制动器控制电路18和检测电路22的部分。图9示出了光学I/O电路14。
参考图7，图7中的示范实施例中的控制器24包括一个可以操作以接收标定模拟输入以及接收和产生数字信号的微控制器U1。这些设备在现有技术中是已知的。在这里所述的示范实施例中，微控制器U1是市场上可以买到的SG Thomson ST72324K。微控制器U1的支持电路包括一个晶体振荡电路202。应当知道，控制器24可以替代地采用其它形式，例如，具有一个或多个连接到它以接收模拟信号的模-数转换器的微处理器。一个EEPROM U5串联连接到微控制器U1，并且配置以存储校准信息、诊断数据以及其它需要的数据。
图7的实施例中的开关输入电路12包括多个串联连接的电阻器R4，R5，R7，R9，R11，R12，R13，R14，R16和R17，触点88a至88j，导电凸轮74，连续触点89，滤波电容器C2，滤波电阻器R19，触点84和86，以及按钮/触点160。
电阻器R4、R5、R7、R9、R11、，R12，R13，R14，R16和R17串联连接在地线与偏置电压-VC之间。触点88a电连接在电阻器R4和地线之间。其余的每个触点88b至88j连接在电阻器R4，R5，R7，R9，R11，R12，R13，R14，R16和R17的相邻的一对之间。连续触点89通过电容器C2和电阻器R19形成的滤波器电连接到触点86。触点84连接到地线。
从上面的说明中，熟悉本领域的人员应当知道电阻器R4，R5，R7，R9，R11，R12，R13，R14，R16和R17形成了一个十级分压器或电压阶梯。结果，每个触点88a至88j携带一个由它在电压阶梯上的位置定义的唯一电压电平。在这里所述的示范实施例中，电阻器R4，R5，R7，R9，R11，R12，R13，R14，R16和R17都具有相同的电阻值。结果，每个电阻器R4，R5，R7，R9，R11，R12，R13，R14，R16和R17两端的电压降是相同的。例如，如果电压-VC等于-10伏，那么每个电阻器R4，R5，R7，R9，R11，R12，R13，R14，R16和R17两端的电压降是1伏。在这样的一个示例中，在每个触点88a至88j产生的电压电平如下面表1中所示
表1
如上面结合图5和6描述的，导电凸轮74可以操作以有选择地将连续触点89与触点88a至88j中任何一个耦合。在图7中，导电凸轮74被示出处于连接连续触点89与触点88c的示范位置。结果，连续触点89上的电压等于触点88c上的电压。这个电压通过SWITCHIN输入端传导到微控制器U1，SWITCHIN耦合在电阻器R19和触点86之间。
如上所述，微控制器U1不按照来自连续触点89的电压自动动作。而是，微控制器U1必须在响应连续触点89上的电压电平之前，经过选择开关34接收一个触发信号。为此目的，当启动按钮/触点160并且因此触点84和86电连接时，微控制器输入端SWITCHIN短接到-VC。配置微控制器U1被构造成可以将-VC电压识别为一个触发信号，以根据导电凸轮74的位置接收输入。
更具体地讲，根据图7所示的示例，当按钮/触点160在它的正常打开位置时(未启动的)，SWITCHIN上的电压等于触点88c上的电压。但是，微控制器U1不响应SWITCHIN上的电压执行动作。因此，旋转位置开关32的运动，以及导致的导电凸轮74运动到另一个触点88x，将改变SWITCHIN上的电压，但是将不改变微控制器U1的操作。
但是，如果微控制器U1在SWITCHIN检测到-VC，那么它等待，直到-VC电压从SWITCHIN消失，在SWITCHIN读到稳态电压，然后根据稳态电压执行一系列操作。因此，当选择开关34启动时，微控制器U1在SWITCHIN检测到-VC，并等待后续电压。当释放选择开关34时，-VC不再连接到SWITCHIN。而是，来自导电凸轮74定位的触点88x的电压返回到SWITCHIN。从而，来自触点88x的电压构成微控制器U1检测到的后续电压。然后，微控制器U1执行与对应于触点88x的位置的使用者循环或可选项选择相关的操作。
总之，如结合图5和6说明的，通过触点88a至88j的环形定位，经过旋转位置开关32的环形位置传递使用者的选择。由于触点88a至88j每个连接到一个多级电压阶梯电路的离散位置，所以每个触点88a至88j将一个唯一的电压提供到微控制器U1。因此，微控制器U1检测到的电压电平唯一地对应于使用者选择的一个环形位置。
此外，在接收到一个唯一启动信号时，微控制器U1仅读出阶梯电压，即，启动选择开关34的产生的电压电平-VC。
应当知道，也可以使用其它电路将位置信息传送到微控制器U1。例如，可以用一个单独的可变电阻器来代替离散触点88a至88j，这个可变电阻器也形成了一个根据环形位置将电压电平提供到微控制器U1的分压器。在另一个实施例中，可以把每个位置触点88a至88j简单地连接到微控制器U1的一个不同输入端，或连接到一个将四数字位二进制代码提供到微控制器U1的多路转接器。尽管这些和其它替代是可行的，并且仍然获得本发明的许多利益，但是这里所述的实施例提供了额外的优点，因为它需要对微控制器U1的最少输入端，并且它能够取得比典型可变电阻器更为可靠的输入值分离。一个仅需要一个额外微控制器输入端的替代实施例是一个其中触点84和86将一个信号提供到一个不是对其提供阶梯电压的同一输入端的分离的微控制器输入端，而不是对其提供阶梯电压的同一输入端的替代实施例。
图8示出了控制电路10的包括继电器控制电路16、制动器电路18、电机启动电路20和检测电路22的部分的示意图。继电器控制电路16包括一个电机继电器K1、一个加热器继电器K2和一个通风口继电器K3。电机继电器K1包括一个线圈204和一组触点206，加热器继电器K2包括一个线圈208和一组触点210。通风口继电器K3包括一个线圈212和一组触点214。可操作地耦合电机继电器触点206，以有选择地和可控制地完成通过电机的运行绕组19a的电路(见图2)。可操作地耦合加热器继电器触点210，以有选择地和可控制地完成通过加热器线圈16b的电路(见图2)。可操作地耦合通风口继电器触点214，以有选择地和可控制地完成通过通风口16c的电路(见图2)。
电机继电器线圈204通过一对激励晶体管Q6和Q11可操作地耦合到微控制器U1的MTR COMMON输出端(也见图7)。加热器继电器线圈208通过一对激励晶体管Q5和Q10可操作地耦合到微控制器U1的加热器(HEATER)输出端(也见图7)。通风口继电器线圈212通过一对激励晶体管Q7和Q8可操作地耦合到微控制器U1的通风扇(VENT)输出端(也见图7)。
因此，当在洗碗机操作过程中(见图3和4)，要求微控制器U1启动电机16a时，微控制器U1提供启动信号到它的MTR COMMON输出端。启动信号通过激励晶体管Q6和Q11放大。放大的启动信号给电机继电器线圈204通电，从而造成电机继电器触点206闭合。电机继电器触点206的闭合使得电机驱动电流能够流过电机16a的运行绕组19a。但是，如下面要结合电机启动电路20进一步说明的，当电机16a首次开始运行时，也可以给启动绕组19b或19c中的一个通电。
同样地，当洗碗机的操作过程中(见图2和3)，需要微控制器U1给加热器线圈16b通电时，微控制器U1将启动信号提供到它的加热器(HEATER)输出端。启动信号通过激励晶体管Q5和Q10放大。放大的启动信号给加热器继电器线圈208通电，从而造成加热器继电器触点210闭合。加热器继电器触点210的闭合使得电流能够流过加热器线圈16b，从而产生热。
同样地，当在洗碗机的操作过程中(见图2和3)，要求微控制器U1给通风口16c通电时，微控制器U1将启动信号提供到它的VENT输出端。在这里所述的示范实施例中，通风口16c可以在图2的步骤116之后的可选“Air Dry”操作的执行过程中使用。在任何情况下，通风口启动信号通过激励晶体管Q7和Q8放大。放大的启动信号给通风口继电器线圈212通电，从而造成通风口继电器触点214闭合。通风口继电器触点214的闭合接通了到通风口16c的电力电路，从而启动通风口16c。
检测电路22包括一个污染检测器216、一个温度检测器218和一个电流检测器220。污染检测器216通过调节电路222耦合到微控制器U1的污染检测器(SOIL SENSOR)输入端。温度检测器218通过调节电路224耦合到微控制器U1的TEMP输入端。电流检测器220通过调节电路226耦合到微控制器U1的ISENSE输入端。
一般情况下，污染检测器216和对应的调节电路222协同操作，产生一个具有代表微控制器U1可识别的污染水平的特性的信号。微控制器U1可以利用来自污染检测器216的污染检测信号改变喷射步骤(例如，图3的步骤104～108)的持续时间，或造成洗涤循环的一个或更多步骤的重复。
温度检测器218和对应的调节电路224协同操作，产生一个具有代表微控制器U1可识别的水温的特性的信号。微控制器U1根据水温信号控制加热器继电器K2的操作。
电流检测器220和对应于的调节电路226协同操作，产生一个具有代表电机16a的运行绕组19a中电流电平的特性的信号。根据本发明的一个方面，微控制器U1使用电机16a的运行绕组19a中的电流电平确定是否给电机中一个或更多的启动绕组19b和/或19c激励或不激励。如现有技术中所知，当启动电机时，给一个附加启动绕组激励是有利的。在电机达到它的稳态速度时，不再需要激励附加启动绕组。
为此目的，微控制器U1处理在它的ISENSE输入端接收的电流检测信号，并且可控地给电机16a的两个启动绕组中的一个通电或断电。参考电机启动电路20和图7，微控制器U1包括耦合到电机启动电路20的一个CCW输出端和CW输出端。CCW输出端通过激励晶体管Q230耦合到三端双向可控硅开关Q231的控制输入。可操作地耦合三端双向可控硅开关Q231，以可控制地接通或断开通过电机16a的逆时针绕组19c(见图2)的电流。为此目的，将三端双向可控硅开关Q231的一侧耦合到电机中性线，并且配置另一侧以耦合到逆时针绕组19c(见图2)。以一种类似的方式，将CW输出端通过激励晶体管Q240耦合到三端双向可控硅开关Q241。将三端双向可控硅开关214的一侧耦合到电机中性线，并且配置另一侧，以耦合到电机16a的顺时针绕组19b(见图2)。
再总体参考检测电路22，这里所述的示范实施例中的电流检测器220是一个具有较低电阻率的分流电阻器。在图7的实施例中，分流电阻器220具有大约0.045欧姆的电阻值。根据本发明的一个方面，分流电阻器220被形成为主PCB 62上的一个蚀刻路径。
更具体地讲，图10示出了PCB 62的示范迹线布局。图10显示了在没有安装电子元件状态的主PCB 62。当安装了电子元件时，控制电路10的图7和8中所示的各种元件安装在主PCB 62上。主PCB 62上的迹线连接安装在PCB 62上的各种元件。
但是，如上所述，电流检测器220不是一个安装在主PCB 62上的独立的设备，而是由一个迹线形成的。例如，在图10中，电流检测器220是一个具有配置以产生大约0.045欧姆的电阻值的一定几何形状的迹线221，几何形状主要是它的长度和宽度。宽度必须足以承载电机16a的运行绕组19a的电流。在这里所述的实施例中，电流检测器220的迹线包括多个转回部分221a，以便在电路板表面的有限区域内获得希望的长度。但是，应当知道，可以使用其它迹线几何形状，并且仍然能够获得本发明的许多利益。图10进一步示出了构成开关触点88a至88j以及触点89的迹线。
将电流检测器结合为PCB 62上的一个迹线，有助于降低总成本。现有技术的具有低于1欧姆的电阻值的电流检测电阻器通常是由卷绕线构成的，卷绕线电阻器的制造和在电路板上的组装都需要较高的成本。将迹线用作电流检测器220导致较低的成本，并且导电迹线很适合于小的电阻值。
再参考图8，电流检测器220适合于耦合到一个测量点228，依次地测量点228又适合于耦合到电机的运行绕组。电流检测器220耦合在电机中性线的另一侧。结果，电流检测器220代表了一个从运行绕组到地线的很低电阻值的路径，从而形成了分路。然后，将微控制器U1的ISENSE输入端通过串联电阻器R32(10千欧)和R220(10千欧)耦合到测量点228。将一个偏置电阻R33(59千欧)和一个保护二极管D221耦合在两个电阻器R32和R220的结点与偏压之间。电容器C220(0.01微法)耦合在两个电阻器R32和R220的结点与地线之间。
一般情况下，流过电机16a的运行绕组19a的电流几乎全都通过电流检测器220分流到地线，因为任何其它路径通过大得多的电阻值的电阻器R220。但是，应当注意，如果电流检测器220成为开路，要通过二极管D220提供一个替代路径。不过，在正常情况下，在参考点电流228测量的被电流检测器220的电阻值分割的电压，提供了运行绕组电流的近似值。将参考点228的电压信号通过电阻器R32、R220、R33、二极管D221、220和电容器C220形成的调节电路226提供到ISENSE输入端。因此，在ISENSE输入端的电压信号代表电机16a的运行绕组19a中流动的电流。如上所述地配置，ISENSE输入端的信号具有跟踪运行绕组电流波形的波形。
因此，微控制器U1可以使用这个ISENSE信号波形控制洗碗机的各个方面。如下面要说明的，微控制器U1根据运行绕组电流的幅度，确定是否和何时激励和不激励电机16a的启动绕组19b或19c。一般，当电机16a启动时，运行绕组电流趋向于比较高。结果，ISENSE信号将可能具有比较高的幅度。给微控制器U1编程，以使当ISENSE信号具有比较高的幅度时，动绕组19b或19c受到激励。在电机16a达到其运行速度时，通过运行绕组19a的电流降低。因此，当ISENSE信号的幅度降低到一个给定阈值之下时，微控制器U1造成启动绕组19b或19c不受到激励。此外，微控制器U1可以至少部分地根据从ISENSE信号波形检测的运行绕组的相位以确定是否打开水压阀，从而调节洗涤容器54中的水位。
特别参考对启动绕组的控制，说明微控制器U1启动电机，如，开始图3的步骤104的喷射操作的示范操作。为了启动电机，微控制器U1将一个信号提供到它的MTR COMMON输入端和它的CW输出端。CW输出端的信号操作，以接通三端双向可控硅开关Q241，从而将顺时针启动绕组19c连接到电机中性线。MTR COMMON上的信号造成继电器触点206将电机16a的绕组19a和19c连接到一个共同电力连接点。结果，给电机16a的运行绕组19a和顺时针启动绕组19c通电，并且电机16a开始在顺时针方向转动。当电机16a开始趋近它的稳态速度时，运行绕组19a(和顺时针启动绕组19c)中的电流幅度开始降低。因此，在微控制器U1的ISENSE输入端的信号的幅度也降低。当ISENSE输入端的信号的幅度降低到一个预定电平以下时，微控制器U1撤消来自CW输出端的信号。结果，三端双向可控硅开关Q241关断，并且使顺时针启动绕组19c开路。ISENSE的预定电平是一个对应于与电机在或接近稳态运行一致的运行绕组电流的电平。在稳态，电机不再需要给启动绕组通电。熟悉本领域的人员，可以容易地确定切断启动绕组电流的适当运行绕组电流电平。
在稳态，电机16a仅利用运行绕组19a中的电流继续运行。当在步骤108完成微控制器U1停止电机16a时，微控制器U1取消来自它的MTRCOMMON输出端的信号。来自MTR COMMON输出端的信号的取消造成电机继电器线圈204打开电机继电器触点206，从而给不激励绕组19b。
微控制器U1也可以通过用它的CCW输出端取代CW输出端执行上述相同的操作，造成电机16a逆时针操作，这可以在图3的排水步骤110和116的过程中使用。
应当知道，电流检测器220优选具有高度的精确度(即，电阻值的精密公差)。在一些情况下，在形成为图10中所示的电路板上的迹线的低阻值电阻器中不容易取得高精确度。即使电流检测器的电阻值中的比较小的误差(例如，0.049欧姆，而不是0.045欧姆)，也可能导致微控制器U1的控制操作中的不可预测性。例如，考虑当运行绕组电流是N安培时，微控制器U1理想地造成从一个启动绕组撤消电流，并且电流检测器220的标称(理想)电阻值是0.045欧姆的情况。在这种情况下给微控制器U1编程，以在电流检测器220两端的电压降是N/0.045时造成撤消启动绕组电流。结果，当相对于电机中性线检测到测量点228的电压是N/0.045伏时，微控制器U1将造成电流从启动绕组撤消。但是，如果电流检测器220的实际电阻值是0.049，那么当测量点228的电压是N/0.049伏，而不是N/0.045伏时，运行绕组电流是N。不过，当测量点228的电压是N/0.045伏时，微控制器U1将造成电流从启动绕组撤消。当测量点228的电压是N/0.045伏时，由于电流检测器的误差，实际电流幅度高于N。因此，微控制器U1将在希望的时间之前关断启动绕组电流。
为了避免这种操作中的不可预测性，可以配置微控制器U1以补偿电流检测器220的误差(电阻值的变化)。为了补偿电阻值误差，微控制器U1通过电阻值误差量，数字地标度在ISENSE的信号的幅度。因此，如果电流检测器220的实际电阻值是0.049欧姆，那么微控制器U1通过0.045/0.049标度ISENSE信号。因此，不是在N/0.045撤消电流，而是在(0.045/0.049)*N/0.045，或N/0.049，撤消电流。如上所述，如果电流检测器220的实际电阻值是0.049欧姆，那么当测量点228的电压幅度是N/0.049时，电流是N。
电阻值误差的百分比可以在形成蚀刻电流检测器220之后的任何时间确定，甚至是在主PCB 62安装元件之前确定。然后可以把从确定的误差导出的补偿因数存储在EEPROM U5(见图7)，或其它非易失性存储器中(见图2的存储器26)。通过提供存储补偿因数的可编程存储器，可以调解从使用蚀刻电阻器产生的误差的可变性质。更具体地讲，由于电阻值比较低(即，小于1欧姆的十分之一)，即使迹线厚度、几何形状或宽度中的小的改变都足以改变电阻值。因此，电阻值可以作为制造公差的函数变化，从而在每个设备中需要定制补偿。使用可编程存储设备存储补偿因数使得能够对每个器件进行定制校准。
无论怎样，如果制造公差足够精密到取消对补偿的需要，那么也能一同取消对使用补偿因数的需要。
制动器电路18包括一个阀致动电路230和一个洗涤剂/漂洗助剂制动器电路232。阀制动器230包括一个选通未示出的水阀门螺线管到AC中性的半导体开关Q250。微控制器U1的VALVE CNTL输出端连接到开关Q250的控制输入。同样地通过一个三端双向可控硅开关Q260控制洗涤剂/漂洗助剂制动器电路232。在这里所述的示范实施例中，洗涤剂分配器释放机构通过第一二极管D260耦合，漂洗助剂分配器通过第二二极管D261耦合。对第二二极管D261施加相对于第一二极管D260反向的偏压。如此配置，如果微控制器U1仅在线电压的正半周期给三端双向可控硅开关Q260通电，那么仅致动漂洗助剂分配器。同样地，如果微控制器U1仅在线电压的负半周期给三端双向可控硅开关Q260通电，那么仅启动洗涤剂分配器。以这种方式，可以利用一个单一的微控制器输出和一个单一的半导体开关独立地控制两个分离的设备。
图9示出了示范控制电路的包括光学I/O电路14的部分的示意图。光学I/O电路14包括多个指示灯36a至36i，在这里说明的示范实施例中这些指示灯是光发射二极管(“LED”)。光学I/O电路14进一步包括一个检测器LED形式的光检测器设备37。
通常，指示灯36a至36i一般可操作地连接到微控制器U1。在洗碗机操作过程中，微控制器U1在选择的时间可控制地给指示灯36a至36i通电。更具体地讲，微控制器U1如下所述的那样可控制地给指示灯36a至36i通电。
当且如果操作人员选择了“Hi-Temp Wash”可选项时(见前面图3)，指示灯36a通电，并因此发光。当且如果操作人员选择了“Air Dry”可选项时(见前面图3)，微控制器U1同样地给指示灯36b通电。当且如果操作人员选择了“2 Hour Delay”可选项时(见前面图3)，微控制器U1同样地给指示灯36c通电。当且如果操作人员选择了“4 Hour Delay”可选项时，微控制器U1可控制地给指示灯36d通电(见前面图3)。在流程图100的各个步骤中(见前面图3)，微控制器U1进一步可控制地给对应于位于指示灯36e至36i附近的标志的指示灯36e至36i通电。
在这里所述的示范实施例中，指示灯36a至36i以下述方式连接到微控制器U1。第一LED激励晶体管Q1连接在微控制器输出端L1与每个指示灯36a至36e的正极之间。第二LED激励晶体管Q2连接在微控制器的输出端L2与每个指示灯36f至36i的正极之间。指示灯36a和36f的负极通过一个220欧姆电阻器R18耦合到微控制器U1的A1输出端。指示灯36b和36g的负极通过一个220欧姆电阻器R47耦合到微控制器U1的A2输出端。指示灯36c和36h的负极通过一个220欧姆电阻器R45耦合到微控制器U1的A3输出端。指示灯36d和36i的负极通过一个220欧姆电阻器R6耦合到微控制器U1的A4输出端。指示灯36e的负极通过一个220欧姆电阻器R36耦合到微控制器U1的A5输出端。
因此，通过在L1或L2与A1、A2、A3、A4和A5中的一个的唯一组合上提供一个输出信号，微控制器U1给每个指示灯36x通电。例如，为了给指示灯36h通电，微控制器给L2和A3二者通电。
根据本发明的一个方面，光学I/O电路14进一步包括可以操作以实施微控制器U1与外部处理设备之间通信的光学通信设备。优选地，至少一个光学通信设备是指示灯36a至36i中的一个。如此，通过使用至少一个作为指示灯和光学通信设备，可以减少光学设备的总数。
在这里所述的示范实施例中，指示灯36i也作为一个第一光学通信设备操作，并且光检测器37构成了一个第二光学通信设备。如上所述，结合图4，指示灯36i位于邻接光检测器37的位置上。
光检测器37通过一个放大器晶体管Q3耦合到微控制器U1的RX输入端。更具体地讲，光检测器37的正极连接到晶体管Q3的基极，晶体管Q3是一个NPN双板结晶晶体管。光检测器37的负极耦合到一个偏置电压源(-5V)。进一步把一个220千欧偏置电阻R2耦合在偏置电压源和晶体管Q3的基极之间。晶体管Q3的集电极通过一个47千欧的偏置电阻R3耦合到地线。微控制器U1的RX输入端耦合到晶体管Q3的集电极。晶体管Q3的集电极耦合到偏置电压源(-5V)。
在这里所述的示范实施例中，指示灯36a至36i，光检测器37，电阻器R2，和放大器晶体管Q3设置在一个副PCB 64上。所有其它元件设置在主PCB 62上。(见图5和6)。
在操作中，指示灯36i起到一个发射机的功能，而光检测器37起到一个光接收机的功能。为了发送数据信号，微控制器U1根据要发送的数据在它的L2和L4输出端提供控制信号。响应控制信号，指示灯36i发光或通电，将数据向外光通信到洗碗机50的控制面板52。为了接收数据信号，光检测器37通过控制面板52接收来自外部设备的光/光学信号。光学信号“开通”光检测器37，从而开通晶体管Q3。当晶体管开通时，RX上的电压显著降低。因此，微控制器U1通过输端RX上的电压变化，检测到光信号的接收。
控制电路10的光学通信设备36i和37与电连接到一个外部处理设备的类似设备进行光通信。外部处理设备可以是一个包括一个或多个数字处理电路的诊断工具。诊断工具可以使用光学通信设备36i和37获得诊断，或从微控制器U1获得其它信息，这种信息可以在评价洗碗机的性能和/或诊断故障源中使用。
图11示出了一种示范布置，在这个示范布置中配置了一个示范诊断工具240以通过通信设备36i和37从微控制器U1获得信息。更具体地讲，将连接器242连接到诊断工具240，并且配置以通过通信设备36i和37实施与微控制器U1的通信。为此目的，连接器242包括一个长导体244和一个接线端246。
图12进一步详细示出了接线端246的示范实施例的分解图。接线端246包括一个具有一个由背后构件248和一个前构件250形成的内部空间247的外壳。接线端246进一步包括经过支撑件254安装在外壳中的第一和第二通信设备250和252。支撑件254固定在内部空间247中。前构件250包括孔256和258，通过这两个孔可以经过第一和第二通信设备250和252对外壳外部的元件进行光通信。为此目的，孔256和258可以是完全敞开的，或可以包括一个实际上透明的(或其它透光的)元件。
接线端246进一步包括一个安装装置260，这个安装装置260可以操作以便相对于洗碗机将接线端246可移动地固定在一个位置，从而使第一和第二通信设备250和252能够与控制电路10的通信设备36i和37光通信。在这里所述的示范实施例中，安装装置260是一个设置在外壳内从而固定到外壳的永磁体。由于洗碗机框架51的金属含量，永磁体通过磁力将接线端246固定到控制面板52。
在操作中，使用者只要分别将光学设备250和252对准通信设备36i和37的上方，然后，向控制面板52推进接线端，直到磁力将接线端246固定到位。如果发生一些错位，那么使用者可以沿控制面板52在任何方向上滑动接线端246，直到诊断工具240和微控制器U1建立通信，这表示光学设备248和250已经与通信设备36i和37充分对准。
应当知道可以使用其它安装装置。例如，可以将机械安装装置设置在接线端246上，以便与洗碗机框架51机械部件配合，对准光学通信设备。当然，如果将对应的对准支撑设置在洗碗机控制面板52上，那么只要图12中所示的形状的示范接线端246能够构成合适的安装装置。但是，磁性安装装置的使用提供了洗碗机框架51上不需要任何特定的机械部件的附加优点。
图13和14示出了在诊断工具240和微控制器U1之间的典型通信操作中进行的操作的示范流程图。图13示出了诊断工具240的操作，图14示出了微控制器U1的对应操作。
参见图13，这里所述的实施例中，诊断工具240在步骤302中通过在自由运行、重复的基础上产生握手或“唤醒”消息或信号图形，开始通信操作。如步骤304中指出的，反复地执行步骤302直到诊断功能240接收到通知消息。更具体地讲，如下面要结合图14说明的，一旦洗碗机的微控制器U1接收和识别出握手或“唤醒”消息或信号图形，微控制器将收到的通知发送回诊断工具240。
一旦接收到收到通知(见步骤304)，诊断工具240优选向操作人员提供一个确认已经允许与器械控制电路通信的可见或可听见的信号。因此，再参考上面结合图10和11所述的安装装置260，技术人员可以试图在步骤302的执行过程中，将接线端246与控制面板52上的光学通信设备36i和37对准。一旦在步骤304中接收到可见或可听见的指示，技术人员停止移动接线端246。
然后，在步骤306，诊断工具240制定一个数据请求消息。更具体地讲，诊断工具240可以指定从微控制器U1检索的数据类型。如下面要进一步说明的，可以配置微控制器U1以存储各种不同的诊断或操作统计和数据。因此，在步骤306中，诊断工具240可以请求微控制器U1存储的一个特定数据子集。诊断工具240可以使用任何数量的机构，以允许技术操作人员规定要从洗碗机控制电路10检索数据类型。在一个可选实施例中，预先确定从微控制器U1检索的数据类型，从而可以取消对步骤306的需要。
在任何情况下，在步骤308，诊断工具240接收来自微控制器U1的数据，并且确定它是否接收到有效的应答数据。为此目的，诊断工具240利用多种已知方法中的任何方法检查数据完整性，并且也确定接收的信息是否在正确的数据协议中。如果没有接收到有效的数据，那么诊断工具240可以返回到步骤306，并且重新发送数据请求消息。但是，如果接收到有效的应答数据，那么诊断工具240前进到步骤310。
在步骤310，诊断工具240可以根据接收到的数据存储、打印和/或显示信息。诊断功能240可以在显示或打印之前进一步处理数据，或可以直接显示或打印检索的数据。
在步骤312，诊断工具240确定是否从洗碗机控制电路10请求了任何附加数据。例如，诊断工具240可以经过屏幕显示询问技术人员或操作人员，是否请求了附加数据。如果请求了附加数据，那么诊断工具240返回到步骤306。如果没有，那么诊断工具240已经完成通信操作。应当知道，可以在通信操作完成之后，完成对检索的数据或从中获得的信息的进一步处理、显示和打印。
图14示出了与图13中所述的通信操作结合执行的微控制器U1的操作。首先，在步骤322，微控制器U1周期性地扫描RX输入端，以寻找诊断工具240产生的握手或“唤醒”信号。这种周期性扫描可以利用正常的中断型处理在洗碗机的正常操作过程中发生。由于洗碗机50的操作一般不是计算密集的，所以步骤322中的周期性扫描可以容易地每秒进行数次，而不降低前面结合图3说明的洗碗操作的性能。
在步骤324，微控制器U1确定是否已经检测到握手或“唤醒”信号。如果微控制器U1在步骤322的扫描过程中没有识别出握手消息，那么微控制器U1返回以在后续时间重复步骤322。重复这个处理过程，一直到检测到信号为止。
但是，如果在步骤324中，微控制器U1识别出适当的握手或“唤醒”信号，那么微控制器U1前进到步骤326。在步骤326，微控制器U1利用指示灯36i向诊断工具发送确认信号。
然后，在步骤328，微控制器U1接收诊断工具240在图12的步骤306中产生的数据请求信号。微控制器U1分析消息，并且确定请求的数据。可以将请求的诊断数据本地存储在微控制器U1中，或EEPROM U5中。应当知道，诊断数据一般包括在洗碗机50的操作过程中收集和存储的数据。
这种数据可以包括有关检测的超范围条件的统计或信息。例如，如果温度检测器到达某个温度，或如果温度没有达到一个特定温度，那么微控制器U1可以记录一个超范围事件。其它诊断数据可以包括机器运行的循环次数的计数，电机操作的小时数，或类似的使用信息。得到的诊断信息的类型的准确性质，和存储它的方式，将根据特定实现的需要和策略改变。
在步骤330，微控制器U1从存储器(例如，内部存储器或EEPROM U5)检索请求的数据。如果需要，微控制器U1处理原始数据以获得请求的类型的数据。然后，在步骤332，微控制器U1经过指示灯36i将检索的数据发送到诊断工具240。为此目的，微控制器U1将信号和/或数据消息构造成诊断工具240期待的格式。
在步骤332，微控制器U1确定是否产生了任何进一步的数据请求。如果在超时之前没有接收到这种新的请求，那么微控制器U1返回到步骤322，以周期性地监视握手或“唤醒”信号。但是，如果在步骤330中接收到附加请求，那么微控制器U1返回到步骤328。
应当知道，替代图14中的步骤332，微控制器U1可以直接返回到步骤322。因此，必须以处理原始请求相同的方式处理附加请求。在这种情况下，图13中诊断工具240的操作相应地从步骤310直接前进到步骤302。在任何情况下，应当知道，发挥图13和14的功能的方式可以根据没计选择改变。
应当知道，上述实施例仅仅是示范性的，熟悉本领域的人员可以容易地结合本发明的原理在落入到本发明的精神和范围内的有他们自己的实现方式。例如，即使没有把旋转位置开关和选择开关组合成一个单一的机械组件，也能获得至少一些在器械中使用旋转位置开关和选择开关的优点。除了其它情况之外，这些优点来自于可选项的选择部件减少。同样地，即使不使用图5和6中所示的一样的结构，也可以获得将开关组合成一个单一机械组件的一些优点。最后，在不需要结合光学通信设备或使用利用PCB迹线的电流检测电路的洗碗机(或其它类型的器械单元)中，也可以获得使用旋转位置开关和选择开关的优点。这里所述的开关布置的优点可以应用到洗衣机、干衣机、甚至某些烹饪器械。
在其它例子中，即使使用具有PCB迹线的电流检测电路并不是为了操作电器启动电流，使用该电流检测电路也至少能得到一些优点。同样，使用可从电流检测电阻读出电流的不同的电路也具有一些优点。也就是，本发明电流检测电路对任何采用了非常低阻值的分路电阻的器械控制电路很有好处。至少一个优点源自这样的事实该电阻设置在电路板上，因为它支撑并连接器械控制电路的其它元件，该电路板已经是一个必要元件。无论所采用的控制开关接口是什么类型，以及无论是否采用了上述的光学通信电路，都可以获得上述优点。
权利要求
1.一种电机控制电路，包括具有控制输入的第一绕组开关，可操作该第一绕组开关以激励第一电机绕组；与该控制输入连接的第一开关驱动电路；可操作地与第二绕组连接的电流检测电路，该电流检测电路包括检测电阻，检测电阻包括在印刷电路板上的蚀刻线路，该蚀刻线路具有限定出检测电阻阻值的长度。
2.根据权利要求1所述的电机控制电路，其中第一开关驱动电路安装在该印刷电路板上。
3.根据权利要求1所述的电机控制电路，进一步包括控制器，可操作该控制器以从电流检测电路获得电流检测信号；响应于电流检测电路产生第一绕组控制信号；通过第一开关驱动电路向第一开关提供第一绕组控制信号。
4.根据权利要求3所述的电机控制电路，其中该控制器固定在印刷电路板。
5.根据权利要求3所述的电机控制电路，进一步包括存储器，该存储器存储基于检测电阻阻值和理想阻值之间差值的电流检测补偿值。
6.根据权利要求3所述的电机控制电路，其中该存储器为一个永久存储器。
7.根据权利要求1所述的电机控制电路，其中该检测电阻包括一个偏置电阻。
8.根据权利要求1所述的电机控制电路，其中该检测电阻的阻值小于十分之一欧姆。
9.一种器械控制电路布置，包括可操作地与器械电机的一个绕组相连接的电流检测电路，该电流检测电路包括检测电阻，检测电阻包括在印刷电路板上的蚀刻线路，该蚀刻线路具有限定出检测电阻阻值的几何形状；控制器，可操作该控制器从电流检测电路获取电流检测信号，并响应于从电流检测电路获得的电流检测信号而产生第一信号。
10.根据权利要求9所述的器械控制电路，其中进一步可操作该控制器以控制信号的形式产生该第一信号，可操作该控制信号以控制设备的操作。
11.根据权利要求10所述的器械控制电路，其中进一步可操作该控制器产生控制信号，可操作该控制信号以可控地引起该器械电机的启动绕组受到激励。
12.根据权利要求9所述的器械控制电路，其中该控制器为安装到印刷电路板上。
13.根据权利要求9所述的器械控制电路，进一步包括存储器，该存储器存储基于检测电阻阻值和理想阻值之间差值的电流检测补偿值。
14.根据权利要求9所述的器械控制电路，其中该存储器为永久性存储器。
15.根据权利要求9所述的器械控制电路，其中该检测电阻包括偏置电阻。
16.根据权利要求9的器械控制电路，其中该检测电阻的阻值小于十分之一欧姆。
17.一种方法，包括a)向印刷电路板上具有阻值的第一迹线提供电机绕组电流；b)产生表示第一迹线之间电压的检测信号；c)基于该检测信号在器械中控制设备的运行。
18.根据权利要求17所述的方法，其中c)进一步包括在器械中控制电机的运行。
19.根据权利要求18所述的方法，其中b)进一步包括利用控制器产生该检测信号。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括将设置控制器在该印刷电路板上。
全文摘要
一种电机控制电路包括第一绕组开关、第一开关驱动电路和电流检测电路。第一绕组开关具有控制输入，并可激励第一电机绕组。第一开关驱动电路与控制输入连接。该电流检测电路可操作地与第一绕组连接。电流检测电路包括检测电阻，该检测电阻在印刷电路板上包括蚀刻线路。该蚀刻线路具有限定出检测电阻阻值的几何形状。
文档编号G05B19/042GK1643771SQ03805975
公开日2005年7月20日 申请日期2003年1月15日 优先权日2002年1月24日
发明者格利高里·A·彼得森 申请人:艾默生电气公司