用于驱动冰箱抽屉的系统和方法 【技术领域】
本公开涉及用于驱动冰箱抽屉的系统和方法。背景技术 一般而言， 冰箱是用于在冷藏或冷冻状态中储藏食物的家用电器。
具体地， 取决于冷冻室和冷藏室的各自位置， 冰箱可主要分为上冷冻式、 下冷冻式 以及对开门冰箱。
下冷冻式配置中冷冻室设置在冷藏室下面。用于打开和关闭冷藏室的门被设置 为能够绕主体边缘枢转， 用于打开和关闭冷冻室的门被设置在前后运动的储物盒门的配置 中。
因为冷冻室设置在冷藏室下面， 所以用户必须弯腰抓住门并向前拉门以便打开冷 冻室。因此， 用户必须施加比从直立姿势拉门时更大的力， 导致打开冷冻门时很不方便。
已经出现了通过使冷冻室门的打开变得容易来避免这种不便的配置。
一个实例是自动打开配置， 通过感应用户进行抓住门把手的运动来确定用户何时 想要打开冷冻门， 基于该感应， 冷冻室门从主体前表面向前移动预定距离。
提出的另一方法包括在冷冻室的底板上固定地安装电机， 并通过来自电机的驱动 力拉出冷冻室门。 详细地讲， 电机固定地安装在冷冻室的底板上， 并且诸如齿轮的转动构件 连接到电机轴。冷冻室支架的底面与转动构件接触， 因此冷冻室支架根据转动构件的转动 而前后运动。
然而， 以上相关技术储物盒型冰箱具有以下限制。
首先， 就自动抽出储物盒的相关技术配置而言， 用户仍然必须抓住从储物盒的前 表面伸出的把手并向把手施加拉力。然而， 因为诸如密封垫的密封构件附加到冰箱储物盒 的后表面以防止冷气泄露， 诸如磁铁的粘附构件设置在密封构件内部。因此， 储物盒关闭 时， 通过与冰箱主体相对的磁力来保持严格密封。在这种状态下， 为了使储物盒伸出， 用户 必须通过施加大于磁力的力来抓住并拉动储物盒。 此外， 当储物盒设置在冰箱下部时， 用户 必须弯腰将其拉出， 潜在地使身体劳损。也就是说， 对于儿童、 老人和女性来说打开冰箱储 物盒可能需要体力。
而且， 为了允许拉动储物盒， 把手从储物盒的前表面伸出， 从而增加了冰箱封装的 尺寸。 当冰箱安装在室内时， 由于需要更多的安装空间来容纳伸出的把手， 因此产品的实用 性降低。
此外， 因为把手是从冰箱前表面凸出的伸出物， 所以对于走路时会撞上它的用户 以及跑着的儿童来说存在着危险。
对于设置有推动储物盒一段距离以使储物盒与冰箱主体分开的储物盒抽出装置 的上述冰箱， 还伴随有以下限制。
第一， 即使在设置有使储物盒与主体分开的装置的冰箱中， 也仍然需要把手。 也就 是说， 因为该装置配置为仅当用户抓住把手并向前拉动储物盒时使储物盒与主体分开， 所
以把手是必要元件， 因此包括了上面描述的限制。
第二， 与用户抓住把手并向前拉动储物盒所用的时间相比， 控制器感应该运动并 驱动储物盒抽出装置所用的时间过多， 因此降低了实用性。 也就是说， 当进行抽出储物盒的 运动时， 储物盒抽出装置的反应速度很慢， 因此用户可能察觉不到任何便利性上的改进。
第三， 由于储物盒抽出装置只是将储物盒推动足够使其与冰箱主体分开的距离， 因此存在在此之后用户必须直接抓住把手然后向前拉动储物盒的限制。在这种情况下， 当 储物盒中储藏的食物的重量相当大时， 并不容易抽出储物盒。
设置有电机固定地安装在冰箱主体的底板上的储物盒抽出结构的冰箱具有以下 限制。
第一， 为了将上述结构应用到冰箱， 必须在冷藏室或冷冻室的底板上安装驱动电 机和齿轮组件， 因此， 冰箱内的储藏空间减少了， 即， 减少的体积为由电机和齿轮组件所消 耗的体积。
第二， 如果要将驱动电机和齿轮组件向内安装到冰箱的内壳中， 这可能引发冰箱 主体内绝热损失的限制。 换种说法， 冰箱主体由外壳、 内壳以及设置在二者之间的绝热层形 成。在这种结构中， 如果要使内壳凹进以安装电机， 则绝热层将变薄很多， 存在冰箱内部和 室内之间绝热降低的限制。
第三， 在电机和齿轮组件固定地安装在冰箱内的底板上的情况下， 啮合到齿轮的 齿条必须沿着储物盒底板从前到后延伸安装。这里， 齿条的最大允许长度是储物盒底板的 总长度。内置有压缩机和冷凝器的机室设置在冰箱的后下部。因此， 下冷冻式冰箱中冷冻 室储物盒的后表面向前倾斜。也就是说， 冷冻室储物盒下部的长度小于其上部的长度。
如果以上储物盒抽出结构设置在下冷冻式冰箱的冷冻室储物盒上， 则齿条必须设 置在冷冻室储物盒的底板上。 在这种情况下， 当冷冻室最大限度地抽出时， 冷冻室储物盒的 上部、 后部不能完全从冷冻室伸出。
第四， 当冰箱的多个储物盒设置为一个在另一个上面时， 必须设置单独的电机和 齿轮组件以抽出上面的储物盒， 从而使得为上面的储物盒和下面的储物盒提供单独的隔层 成为必要。
第五， 在相关技术的配置有固定地安装在冰箱主体的底板上的电机以抽出储物盒 的冰箱中， 没有伴随的在储物盒抽出过程期间监视和控制储物盒抽出速度的功能。换句话 说， 在相关技术冰箱中， 在安装在冰箱底板上的齿条的前后处安装有行程开关， 来简单地感 应储物盒是否已经被完全抽出或关闭。 因此， 存在以下限制 ： 不可能感应到是否正以正常速 度抽出储物盒、 是否存在障碍物阻碍储物盒的抽出、 以及是否正以设定速度抽出储物盒而 无论其中储藏的食物重量是多少。 发明内容
技术问题
为了避免和克服上述限制， 本公开的目的在于提供一种不需要把手结构来抽出储 物盒的储物盒型冰箱。
本公开的另一目的在于提供一种利用改进的用于冰箱储物盒的抽出结构来允许 根据用户的意愿自动抽出储物盒的冰箱。本公开的又一目的在于提供一种具有相对于相关技术改进的用于固定地安装抽 出和插入冰箱储物盒的驱动单元的结构的冰箱， 以最小化冰箱在内部储藏容积和绝热效果 上的降低。
本公开的另一目的在于提供一种用于驱动冰箱抽屉的系统和方法， 无论储物盒中 储藏的食物重量是多少， 总能以预设速度抽出和插入储物盒。
技术方案
为了根据本公开实施例达到以上目的， 提供一种用于控制冰箱抽屉的驱动的方 法， 包括 ： 输入抽屉运动命令 ； 将所述运动命令发送到控制器 ； 通过所述控制器向联结到所 述抽屉的驱动电机发送运动信号 ； 以及通过转动所述驱动电机使所述抽屉运动。
另外， 为了根据本公开实施例达到以上目的， 提供一种用于驱动冰箱抽屉的系统， 包括 ： 输入单元， 用于输入抽屉运动命令 ； 驱动电机， 根据通过所述输入单元输入的运动命 令转动 ； 以及控制器， 发送用于所述驱动电机的转动速度命令和转动方向命令， 并运行所述 驱动电机， 其中所述控制器控制所述抽屉的运动速度。
有益效果
根据本公开的冰箱储物盒的抽出结构的如上配置的实施例具有以下优点和效果。 第一， 当用户进行简单地按压储物盒输入按钮的行为时， 储物盒自动抽出或插入， 因此具有向儿童或老人提供极大的使用便利性的效果。 此外， 由于储物盒能自动抽出， 所以 无论储物盒中储藏的食物重量是多少， 都能方便地抽出储物盒。
第二， 不需要单独的把手来抽出和插入冰箱的储物盒。 具体地， 因为不需要把手来 抽出和插入储物盒， 能简洁地完成冰箱的外部设计。此外， 由于没有把手从冰箱主体伸出， 因此能改善对安装冰箱的空间的利用， 并能降低事故发生的可能性。
第三， 用于自动抽出储物盒的驱动电机并不是固定地安装在冰箱主体上， 而是与 储物盒一起可移动地设置， 因此消除了减少储藏空间的限制。
第四， 用于自动抽出储物盒的驱动电机并不是固定地安装在冰箱主体上， 而是与 储物盒一起可移动地设置， 因此消除了由于减少冰箱主体的绝热层厚度而带来的降低的绝 热效果的限制。
第五， 因为无论储物盒内部储藏的食物重量是多少， 抽屉总是以预设速度抽出或 插入， 所以增加了抽屉驱动系统的可靠性。
附图说明 图 1 是根据本公开第一实施例的设置有抽屉抽出和插入结构的冰箱的透视图。
图 2 是显示用于设置有抽屉抽出和插入结构的冰箱的储物盒组件在抽出状态下 的透视图。
图 3 是根据本公开实施例的抽屉抽出装置的透视图。
图 4 是抽屉抽出装置的分解透视图。
图 5 是显示根据本公开悬挂部分另一端的配置的部分透视图。
图 6 是显示根据本公开第二实施例的冰箱的内部结构的透视图。
图 7 是根据本公开第三实施例的冰箱的透视图。
图 8 是根据本公开第四实施例的冰箱的透视图。
图 9 是根据本公开实施例的冰箱抽屉的驱动系统的框图。
图 10 是显示由霍尔传感器根据驱动电机的正 / 反向转动检测到的脉冲信号形状 的波形图。
图 11 是显示根据本实施例的冰箱抽屉在抽屉抽出期间的运动速度的图表。
图 12 是显示用于根据本实施例驱动冰箱抽屉的控制方法的流程图。 具体实施方式
下面， 将参考附图提供根据本公开的实施例的详细描述。然而， 应该理解， 此公开 的原理的精神和范围将不限于这里提供的实施例， 能通过添加、 改变或删除其它元件容易 地得出包括在其它倒退发明中或落在本公开的精神和范围内的替换实施例。
图 1 是根据本公开第一实施例的设置有抽屉抽出和插入结构的冰箱的透视图， 图 2 是显示用于设置有抽屉抽出和插入结构的冰箱的储物盒组件在抽出状态下的透视图。
参考图 1 和图 2， 根据本公开实施例的冰箱 10 包括主体 11， 其中设置有冷藏室 ( 未 示出 ) 和冷冻室 111 ； 冷藏室门 12， 可转动地安装在主体 11 的前面上以打开和关闭冷藏室 ； 以及抽屉 13， 设置在冷藏室下面以能够插入到冷冻室 111 内部并从中抽出。 具体地， 抽屉 13 包括门 131， 构成抽屉的前面外部并用于打开和关闭冷冻室 111 ； 以及储物盒 132， 设置在门 131 后面以储藏食物。
另外， 冰箱 10 包括框架 15， 从冷冻室门 131 后部向后延伸以支撑储物盒 132 ； 以 及轨道组件 16， 用于允许储物盒 132 插入到冷冻室 111 内并从中抽出。具体地， 轨道组件 16 的一端固定到冷冻室 111 的内周， 另一端固定到允许轨道组件在长度上进行调整的框架 15。
另外， 冰箱 10 还包括抗晃动装置， 用于防止抽出或插入储物盒 132 时的晃动 ； 导轨 17， 设置在冷冻室 111 的任一侧以夹持轨道组件 16 ； 以及抽出装置， 用于自动抽出和插入储 物盒 132。具体地， 抗晃动装置包括悬挂部分 18， 联结到框架 15 后部以防止抽出或插入储 物盒 132 时的横向晃动 ； 以及引导构件， 设置在导轨 17 上以引导悬挂部分 18 的运动。更具 体地， 轨道安装凹槽 171 形成在导轨 17 中以接收轨道组件 16。另外， 对应于引导构件的引 导齿条 172 在轨道安装凹槽 171 的下部从前向后延伸形成。
悬挂部分 18 包括轴 181， 其任一端分别连接到每对框架 15 ； 以及小齿轮 182， 分别 设置在轴 181 的任一端。多个齿轮形成在小齿轮 182 的外周表面上， 轮齿形成在引导齿条 172 的上表面上用于使小齿轮 182 啮合并沿其运动。因此， 当小齿轮 182 在与引导齿条 172 啮合的状态下转动时， 抽屉 13 不会偏向左侧或右侧， 而是沿直线路径抽出。 另外， 当抽屉 13 抽出时， 能防止横向晃动。
此外， 在冰箱 10 中设置抽屉抽出装置以自动抽出抽屉 13。
具体地， 抽屉抽出装置包括驱动力产生器， 设置在一个或一对小齿轮 182 上以传 给小齿轮 182 转动力 ； 以及驱动力传送器， 用于传送由驱动力产生器产生的驱动力以允许 储物盒 132 抽出。这里， 驱动力产生器可以是向小齿轮 182 提供转动力的驱动电机 20。另 外， 驱动力传送器可以是由悬挂部分 18 和引导齿条 172 形成的抗晃动装置。也就是说， 抗 晃动装置运行以防止抽屉 13 的横向晃动， 同时用作自动抽出抽屉 13 的驱动力传送器。驱 动力产生器与冷冻室门 131 一体运动。 这里， 驱动力产生器不限于驱动电机 20， 并可包括能
够自动抽出抽屉 13 的任意驱动装置， 例如利用电磁线圈的储物盒的传动装置。
此外， 轨道组件 16 包括固定到轨道安装凹槽 171 的固定轨道 161、 固定到框架 15 的运动轨道 162、 以及连接固定轨道 161 和运动轨道 162 的延伸轨道 163。
具体地， 固定轨道 161、 运动轨道 162 和延伸轨道 163 连接以能够阶段地抽出。可 在轨道组件 16 中设置单个或多个延伸轨道 163， 这取决于储物盒 132 从前到后的长度。轨 道组件 16 可配置为仅具有固定轨道 161 和运动轨道 162。另外， 轴 181 和配置悬挂部分 18 的驱动电机 20 可固定在框架 15 的后部， 或可固定到运动轨道 162 的后部， 取决于设计的类 型。
储物盒 132 可拆卸地联结到框架 15， 允许用户周期性地清洁储物盒 132。
用于分配水或冰的分配器 19 可设置在冷藏室门 12 的前面。
具体地， 容器贮槽 193 从分配器 19 的前表面部分凹进预定深度。排冰道 194 以及 用于分配水的分配龙头 ( 未视出 ) 设置在容器贮槽 193 的顶板上， 其中冰通过排冰道 194 分 配。用于分配冰的分配杆 195 设置在排冰道 194 后面。水盘 196 设置在容器贮槽 193 的底 板上。设置在分配器 19 的一侧的还有显示器 191， 用于显示诸如冰箱运行状态和冰箱内部 温度的各种数据， 以及包括冰分配按钮或输入按钮 192a 的按钮面板 192， 该输入按钮 192a 用于输入储物盒的抽出和插入命令。 更具体地， 用于输入抽出或插入储物盒的命令的输入按钮 192a 能以各种形式设 置， 例如利用静电容量变化的电容式开关、 广泛使用的轻触开关、 或扳钮开关。
此外， 输入按钮 192a 可设置在显示器 19 一侧， 或可选择地以触摸按钮的配置形式 设置在冷冻室门 131 的前表面或侧表面上。
另外， 输入按钮 192a 可设置在冷冻室门 131 前表面上的一侧， 并可以是通过检测 传送到冷冻室门 131 的振动来运行的振动传感器开关。也就是说， 如果用户不能使用任一 只手， 而用脚传给冷冻室门 131 轻的碰撞， 则可感应到从碰撞传送的振动并可运行驱动电 机 20。
图 3 是根据本公开实施例的抽屉抽出装置的透视图， 图 4 是抽屉抽出装置的分解 透视图。
参考图 3 和图 4， 根据本公开实施例， 形成抽屉抽出装置的驱动力产生器可以是驱 动电机 20， 并且驱动电机 20 一体联结到悬挂部分 18。
具体地， 抗晃动装置可由悬挂部分 18 和引导齿条 172 形成， 并且如上所述， 悬挂部 分 18 可由轴 181 和小齿轮 182 形成。 这里， 当引导齿条 172 和小齿轮 182 形成根据第一实施 例的抗晃动装置时， 只要它们执行抗晃动功能就行， 它们在设计结构上可以不同。例如， 可 应用其外周包有摩擦构件而非小齿轮 182 的滚轴， 并可应用接触滚轴的而非引导齿条 172 的摩擦构件来产生摩擦力。换句话说， 可利用使得滚动构件接触引导构件正反向转动而不 会滑动的任意配置， 例如小齿轮 182 和引导齿条 172 的配置。
驱动电机 20 可以是内转子式电机， 小齿轮 182 可以连接到与转子连接的电机轴 22。驱动电机 20 可以是既能正向转动又能反向转动并且能以可变速度运行的任意电机。
具体地， 形成驱动电机 20 的转子和定子由壳 21 保护。紧固架 31 从框架 15 后部 延伸以将驱动电机 20 固定在其上， 紧固架 31 和驱动电机 20 的壳 21 可通过托架 30 连接。 因此， 驱动电机 20 和悬挂部分 28 的组件固定地联结到框架 15 后部， 小齿轮 182 形成联结
到电机轴 22 并能够转动的结构。
这里， 可提出用于将驱动电机 20 固定到框架 15 的各种方法， 所有方法均将落入本 公开的精神和范围内。 另外， 驱动电机 20 可固定到运动轨道 162 后部而非框架 15 后部。 换 句话说， 驱动电机 20 可与框架 15 一体形成， 本公开的精神和范围包括与储物盒 132 和冷冻 室门 131 一起前后运动的任意结构组件。
图 5 是显示根据本公开悬挂部分另一端的配置的部分透视图。
参考图 5， 在本实施例中， 已经描述为驱动电机 20 仅设置在悬挂部分 18 一侧的端 部上。然而， 驱动力产生器或驱动电机 20 可分别设置在一对小齿轮 182 的每一个上。
具体地， 小齿轮 182 也可转动地联结到悬挂部分 18 的另一端。如果不连接驱动电 机 20， 则可使轴 181 穿过小齿轮 182 并插入框架 15 中。换句话说， 托架 30 设置在框架 15 后部， 轴 181 可穿过小齿轮 182 并插入托架 30 中。因此， 悬挂部分 18 的两端都能牢固地联 结到框架 15， 以防止抽出和插入储物盒 132 期间储物盒 132 的一端从框架 15 脱离， 或储物 盒 132 的横向晃动。
在这种情况下， 如上所述， 轴 181 当然可插入到运动轨道 162 的后部。
下面将给出设置有如上配置的储物盒抽出装置的冰箱中的储物盒 132 的自动抽 出过程的描述。
首先， 为了抽出储物盒 132 来储藏或取出食物， 用户按压设置在分配器 19 或冰箱 10 一侧处的输入按钮 192a。当按压输入按钮 192a 来输入储物盒抽出命令时， 该命令被发 送到冰箱 10 的控制器。冰箱 10 的控制器向控制驱动电机 20 运行的驱动电机控制器发送 运行信号。 具体地， 运行信号包括用于使储物盒运动的方向数据， 以及储物盒的运动速度数 据。也就是说， 方向数据确定驱动电机转动的方向， 速度数据确定驱动电机的每分钟转数 (RPM)。
更具体地， 驱动电机根据运行信号驱动， 以便向前抽出冷冻室门 131。因此， 储物 盒 132 能自动抽出， 而无需用户的抽出运动， 消除了在冷冻室门 131 的前表面上附加单独的 把手构件的需要。 也就是说， 冷冻室门 131 可如此形成 ： 外壳具有没有任何伸出物的齐平表 面， 内壳联结到外壳后部， 绝热层介于外壳和内壳之间。
冰箱 10 的控制器实时接收驱动电机 20 的 RPM 数据， 并计算储物盒 132 的抽出速 度 (m/s)。例如， 使用驱动电机 20 的转动速度和小齿轮 182 的圆周长值， 能计算出每单位 时间储物盒 132 的运动速度。使用此数据， 能以预设速度抽出储物盒 132。无论储物盒 132 中储藏的食物重量是多少， 都能以预设速度抽出储物盒 132。
根据操作输入按钮 192a 的情况， 能使储物盒 132 连续或断续地抽出或插入。
例如， 如果按压一次输入按钮 192a， 则可使储物盒 132 完全抽出。另外， 如果以一 定间隔在按压之间重复按压输入按钮 192a， 则可使储物盒 132 阶段地抽出。
另外， 如果抽出时遇到障碍， 可控制储物盒 132 自动停止或重新插入。
可控制储物盒 132 当抽出预定距离时停止， 并可根据用户的意愿控制储物盒 132 重新插入或完全抽出。换句话说， 当储物盒 132 抽出预定距离后停止时， 如果感应到用户拉 动冷冻室门 131 则可完全抽出储物盒 132， 或者如果感应到用户推动冷冻室门 131 则可插入 储物盒 132。
当通过输入按钮 192a 输入储物盒抽出命令时， 如果储物盒 132 没有抽出或抽出期间停止， 则可感应到这些并可产生错误信号 (error signal)。
根据本实施例的冰箱储物盒 132 的特征在于它不仅能自动抽出， 还能手动抽出。 例如， 倘若不能向驱动电机 20 供应电力的断电事件情况发生或当用户不操作输入按钮 192a 而是用手抓住并拉动冷冻室门 131 时， 储物盒 132 不会经受来自驱动电机 20 的阻力， 并能顺利抽出。换句话说， 即使当驱动电机 20 不运行时， 储物盒的抽出也不会受到驱动电 机 20 的阻碍。
可控制储物盒 132 使得当停留在抽出状态超出预定期间时自动关闭， 以便最小化 冷气损失。
作为配置有连接到冰箱 10 的控制器的信号线和用于提供电流的电线的驱动电机 20 的替代方案， 可在驱动电机 20 一侧提供充电装置， 并可安装近距离无线发射器 - 接收器 系统以使得能够省略信号线和电线。
图 6 是显示根据本公开第二实施例的冰箱的内部结构的透视图。
参考图 6， 本实施例的特征在于， 将根据第一实施例的抽屉抽出装置应用到对开门 冰箱。
具体地， 根据第二实施例的冰箱 60 包括其中设置有冷冻室 511 和冷藏室 512 的主 体 51、 打开和关闭冷冻室 511 的冷冻室门 52、 以及打开和关闭冷藏室 512 的冷藏室门 53。 可在冷冻室 511 内设置多个堆叠配置的冷冻室抽屉 513， 以储藏需要在冷冻状态 保存的食物。冷冻室抽屉 513 中的一个可保持在低于冷冻室 511 内部其他处的温度。
另外， 可在冷藏室 512 内设置多个冷藏室抽屉 514， 以在约 3℃ -4℃的冷藏温度下 保存食物。也可向抽屉 513 和 514 提供第一实施例中描述的抽屉抽出结构。
图 7 是根据本公开第三实施例的冰箱的透视图。
参考图 7， 本实施例的特征在于， 第一实施例的抽屉抽出装置应用到立式泡菜 (kimchi) 冰箱。
具体地， 根据第三实施例的冰箱 60 包括内有多个储藏室的主体 61 ； 可转动地设置 在主体前面以打开和关闭储藏室的上门 62 ； 以及从储藏室向后抽出并向前插入到储藏室 中的抽屉 63， 设置在由上门 62 来打开和关闭的储藏室下面。
可设置抽屉 63 以形成多个纵向的层。多个储物盒 64 置于由上门 62 打开和关闭 的多个储藏室中。抽屉 63 由储物盒 632 和纵向设置在储物盒 631 前面以配置主体 61 的前 面的门 631 形成， 该抽屉 63 如第一实施例中描述的抽屉那样。另外， 轨道 65 设置在抽屉 63 的侧表面上以允许抽屉 63 向前、 多阶段地抽出。
具体地， 根据第一实施例的抽屉抽出装置可同样地设置在抽屉 63 的后部以及置 有抽屉 63 的储藏室的侧部。
图 8 是根据本公开第四实施例的冰箱的透视图。
参考图 8， 本实施例的特征在于， 将第一实施例中描述的抽屉抽出装置应用到具有 盖的顶开门式泡菜冰箱。
具体地， 根据第四实施例的泡菜冰箱 70 包括其中设置有上储藏室 74 和下储藏室 75 的主体 71、 可转动地设置在主体 71 的上部以打开和关闭上储藏室 74 的上门 72、 以及置 于下储藏室 75 内的抽屉 73。
更具体地， 上储藏室 74 向下凹进主体 71， 下储藏室 75 在上储藏室 74 下面从前向
后凹进。 上储藏室 74 可横向或从前向后划分为多个室。多个储物盒 76 可堆叠置于上储藏 室 74 内。设置在下储藏室 75 中的抽屉 73 可由储物盒 732 和设置在储物盒 732 前面的门 731 形成， 该抽屉 73 如第一实施例或第三实施例中那样。轨道 76 可设置在抽屉 73 的侧部 上以允许阶段地抽出。另外， 抽屉抽出结构可设置在抽屉 73 的后部以及下储藏室 75 的侧 部。
图 9 是根据本公开实施例的冰箱抽屉的驱动系统的框图。
参考图 9， 根据本公开的抽屉驱动系统 800 包括主控制器 810， 控制冰箱 10 的总体 运行 ； 电机控制器 860， 控制驱动电机 20 的驱动 ； 输入单元 840， 用于向主控制器 810 输入抽 出和插入抽屉的命令 ； 显示器， 显示冰箱 10 的运行状态 ； 警告单元 830， 当冰箱 10 运行期间 发生系统错误时发出警告 ； 存储器 850， 存储从电机控制器 860 和输入单元 840 输入的各种 数据 ； 开关式电源 SMPS(880)， 向各种电气元件施加电力以运行冰箱 10 ； 以及转动方向检测 单元 870， 根据驱动电机 20 是正向转动还是反向转动输出 LOW 或 HIGH 信号。
具体地， 驱动电机 20 由定子和转子形成， 并可以是转子上设置有 3 个霍尔传感器 (hall sensor)(HU、 HV、 HW)23 的 3- 相无刷直流 (BLDC) 电机。电机控制器 860 包括驱动器 集成电路 (IC)862， 接收从主控制器 810 输入的电机驱动信号以控制驱动电机 20 的运行 ； 以及逆变器 861， 接收从 SMPS 880 施加的 DC 电压， 并根据从驱动器 IC 862 发送的开关信号 向驱动电机 20 施加 3- 相电流。
下面， 将描述抽屉驱动系统的操作。
首先， SMPS 880 将家用 110V 或 220V 交流电 (AC) 变压整流为 DC。因此， 从 SMPS 880 输出预定电平的 DC 电压 ( 例如， 220V 的 DC)。逆变器 861 切换由 SMPS 880 施加的 DC 电压以产生正弦波形的 3- 相 AC 电压。从逆变器 861 输出的 3- 相 AC 电压包括 U- 相、 V- 相 和 W- 相电压。
由于驱动电机 20 是设置有霍尔传感器 23 的 BLDC 电机， 因此向驱动电机 20 施加 电力以使转子转动 - 也就是说， 从驱动器 IC 862 向逆变器 861 发送开关信号， 逆变器 861 根据具有 120°相移的开关信号分别向缠绕定子的三个线圈绕组 U、 V 和 W 施加电压。将不 提供关于其进一步的描述， 因为对本领域技术人员来说都是熟知的。
具体地， 通过用户从输入单元 840 输入的抽屉抽出命令， 主控制器 810 向电机控制 器 860 发送用于驱动电机 20 的速度命令信号 VSP， 并发送转动方向命令信号 CW/CCW。速度 命令信号和转动方向命令信号发送到电机控制器 860 以使驱动电机 20 转动。
在驱动电机 20 转动期间， 霍尔传感器 23 产生数目上与设置在转子上的永磁铁磁 极的数目相对应的检测传感器或脉冲。例如， 如果设置在转子上的永磁铁磁极的数目是 8， 则为驱动电机 20 的每次转动产生 24 个脉冲。
具体地， 霍尔传感器 23 产生的脉冲信号发送到驱动器 IC 862 和转动方向检测单 元 870。转动方向感应单元 870 使用脉冲信号来检测驱动电机 20 的转动方向， 并将检测到 的数据发送给主控制器 810。
驱动器 IC 862 使用脉冲信号来产生频率产生器 (FG) 脉冲信号。也就是说， 在设 置在驱动器 IC 862 内的 FG 电路中， 从霍尔传感器 23 输出的脉冲信号用于产生和输出与驱 动电机 20 的转动次数相对应的 FG 脉冲信号。例如， 假设驱动电机 20 每次转动有 A 数目的
FG 脉冲信号， 如果在抽屉 13 抽出期间产生了 B 数目的 FG 脉冲信号， 则驱动电机的转动次数 是 B/A。 另外， 因为转动方向检测单元 870 能感应到驱动电机 20 的转动方向， 当驱动电机 20 的转动方向是正向时， FG 脉冲信号的数目可被计数为正值， 对于反向转动， 该数目可被计数 为负值。因此， 能确定驱动电机 20 或抽屉 13 的绝对位置， 并能容易地确定用户是否拉动或 推动抽屉 13。这里， 主控制器 810 的存储器 850 将有关根据抽屉 13 的运动距离的 FG 脉冲 信号数目的数据存储为表。
输出的 FG 脉冲信号发送给主控制器 810。主控制器 810 使用发送的 FG 脉冲信号 来计算驱动电机 20 的转动速度。另外， 通过使用驱动电机 20 的转动速度和时间， 能计算出 驱动电机 20 的运动速度和距离， 或抽屉的运动速度和距离。
当驱动电机 20 的转子转动时， 各个霍尔传感器 23 检测到脉冲信号， 如图 10 所示。 也就是说， 当驱动电机 20 正向转动时， 以 HU → HV → HW 的顺序检测脉冲信号， 对于反向转动 则以 HU → HW → HV 的顺序检测脉冲信号。
此外， 转动方向检测单元 870 将霍尔传感器感应到的以上信号中的部分与 0- 电平 参考值进行比较， 并确定驱动电机 20 的转动方向。
具体地， 转动方向检测单元 870 包括 ： 第一比较器 871， 将从霍尔传感器 23 输出的 第一信号与参考信号进行比较 ； 第二比较器 872， 将从霍尔传感器 23 输出的第二信号与参 考信号进行比较 ； D- 触发器 874， 将从第一比较器 871 输出的信号指定为输入信号 D， 对从 第二比较器 872 输出的信号进行反相并进行逻辑组合以产生时钟信号 CK， 以及输出对应的 信号作为输出信号 ； 第三比较器 873， 比较并输出根据驱动电机 20 的发动、 制动和其它控制 而变化的两个驱动电压 Ec 和 Ecr ； 以及与 (And) 门 875， 对 D- 触发器 874 的输出与第三比 较器 873 的输出进行与逻辑组合。 通过如此配置的转动方向检测单元 870， 当驱动电机反向转动时， 与门 875 输出高 信号， 当驱动电机正向转动时输出低信号。高信号或低信号发送到主控制器 810， 主控制器 810 将有关驱动电机 20 的当前转动方向的数据存储在存储器 850 中。从驱动器 IC 862 发 送的 FG 脉冲信号也存储在存储器 850 中。
图 11 是显示根据本实施例的冰箱抽屉在抽屉抽出期间的运动速度的图表。
参考图 11， 根据本实施例的用于抽出抽屉的驱动电机与抽屉 13 一起运动， 因此抽 屉的运动速度和距离表示驱动电机的运动速度和距离。
如所显示的， 当输入抽屉抽出命令时， 抽屉在运动中以加速度加速 (a)， 直到达到 预设速度 (VSET)。当达到预设速度时， 抽屉以恒速运动 (b)。在抽屉完全打开的参考点之前 的预定时间， 抽屉 13 以减速度减速 (c)。这是为防止抽屉 13 在完全打开之前连续加速， 因 此防止了抽屉 13 在完全打开时产生 “铛” (thunk) 的噪声并损坏抽屉抽出装置。这里， 加速 区占据了整个抽屉抽出过程中的较小部分。
当然， 从完全打开状态关闭抽屉 13 的过程也涉及像打开过程中那样的相同速度 分布。
如果在抽屉运动到打开位置之后经过预设时间后， 没有输入使抽屉再次运动的命 令或没有施加外力， 能使抽屉自动关闭。
由于抽屉 13 中储藏的食物的重量， 对抽屉 13 的抽出或插入可能不能维持有规律 的速度分布。也就是说， 当向驱动电机 20 施加预定电压时， 抽出速度可能取决于抽屉 13 的
重量而变化， 因此不能保证在一致性和速度上的可靠性。
本公开的特征在于提供一种控制方法， 无论抽屉 13 中储藏的食物重量变化所带 来的效果， 都能一致地以预设速度分布抽出或插入抽屉 13。
图 12 是显示用于根据本实施例驱动冰箱抽屉的控制方法的流程图。
参考图 12， 本公开的实施例提供了一种控制方法， 无论储藏的食物重量是多少， 都 能一致地以预设速度分布抽出或插入冰箱抽屉， 将在下面对其进行描述。
首先， 在操作 S10 中， 用户按压输入按钮， 输入抽屉抽出命令。在操作 S11 中， 向主 控制器发送抽屉抽出命令。然后， 在操作 S12 中， 主控制器向电机控制器发送命令， 也就是 说， 向驱动器 IC 发送用于电机转动速度的命令和用于电机转动方向的命令。
在操作 S13 中， 从电机控制器的驱动器 IC 向逆变器发送与从主控制器发送的命令 相对应的速度和方向命令， 作为开关信号。因此， 根据输入开关信号， 逆变器中的电流以对 应的相移施加到缠绕在电机定子上的三个线圈之间。 因此， 通过使转子转动的电流， 在定子 线圈处产生磁场。利用霍尔传感器检测转子处形成的磁场的强度， 根据检测到的磁场强度 顺序打开 / 关闭每个开关设备， 以使转子连续转动并在操作 S14 中驱动驱动电机。
在操作 S15 中， 根据驱动电机的驱动将有关电机转子的转动速度和转动方向的数 据发送到主控制器。
具体地， 当驱动电机的转子转动时， 以预定距离间隔排列在定子上的 3 个霍尔传 感器分别产生脉冲信号 HU、 HV 和 HW。另外， 该脉冲信号发送到驱动器 IC 和转动方向检测单 元。发送到驱动器 IC 的脉冲信号通过 FG 产生电路产生 FG 脉冲信号， 并发送到主控制器。 发送到转动方向检测单元的脉冲信号由转动方向检测电路根据转子的转动方向检测到， 并 发送到主控制器。
主控制器从发送的 FG 脉冲信号中检测驱动电机的转动速度 (rpm)。在操作 S16 中， 根据检测到的驱动电机的转动速度计算出驱动电机的运动速度和运动距离。
具体地， 能从以下等式中得出驱动电机的运动速度 ( 或抽屉的运动速度 )。
(1) 驱动电机的运动速度 (m/s) ＝驱动电机的转动速度 (rpm)* 小齿轮的周长 (m)/60。
(2) 驱动电机的转动速度 (rpm) ＝每单位时间 ( 每分钟 ) 产生的 FG 脉冲的数目 / 驱动电机每次转动产生的 FG 脉冲的数目。
能根据设定期间内驱动电机的运动速度得出驱动电机的运动距离。
另外， 在操作 S17 中， 主控制器根据以上值确定驱动电机当前是否以预设速度运 动。
具体地， 当确定驱动电机以不同于预设速度的速度运动时， 在操作 S18 中主控制 器向电机控制器发送新的电机转动速度命令。 相反， 当确定驱动电机以预设速度运动时， 在 操作 S19 中主控制器确定驱动电机当前是否到达预设距离。如果确定没有到达预设距离， 则驱动电机连续转动， 如果确定已经到达预设距离， 在操作 S20 中驱动电机停止。
在以上控制方法中， 当输入抽屉抽出命令时驱动电机转动， 并且实时监视驱动电 机的转动速度。因此， 能以预设速度抽出抽屉， 而无论抽屉中储藏的食物重量是多少。
另外， 因为控制抽屉总是以预设速度运动， 所以能防止突然打开或关闭抽屉。因 此， 能防止抽屉关闭时由于主体上的碰撞或振动而重新打开抽屉。此外， 不需要提供单独的速度感应设备来确定驱动电机的运动速度和距离 ( 即抽 屉的抽出或插入速度和距离 )。具体地， 由于仅利用由安装在感应式 BLDC 电机中的霍尔传 感器感应到的脉冲信号， 就能检测抽屉的抽出 / 插入速度和距离， 因此不但使精确的速度 控制成为可能， 还能实现降低生产成本的进一步好处。