CN101509929A - 测量负荷大小的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及测量负荷大小的装置和方法,并且具体涉及用于测量被可旋转地支承的洗涤篮中的负荷大小的方法和装置。该方法包括确定使洗涤篮加速所需的加速能量(AE);确定维持洗涤篮的稳定转速所需的摩擦能量(FE);从加速能量(AE)减去摩擦能量(FE)以获得负荷惯性能量(LE);以及从负荷惯性能量(LE)确定负荷大小。

Description

测量负荷大小的装置和方法
技术领域
本公开涉及测量由容器所支承的负荷状况。更具体地,本公开涉及测量经受旋转加速的洗涤桶或洗涤篮中的负荷大小。
背景技术
也称作顶部装载式洗衣机的立轴式洗衣机占美国整个洗衣机消费市场的较大份额。卧轴式洗衣机占美国市场的较小份额但在国外通常占整个洗衣机消费市场的较大份额。
许多立轴式洗衣机和卧轴式洗衣机包括利用离心力从衣物上除去水和/或洗涤剂并且使洗涤负荷桶旋转的旋转循环,洗涤负荷桶也被称作洗衣桶(“桶”)或洗涤篮。在典型的旋转循环中,洗衣机的电动机(典型地为感应电动机)使洗涤桶以较高的速度旋转。
在过去,在洗衣机中所使用的感应电动机为单相感应电动机或PSC感应电动机。近来,在某些市场上销售的洗衣机中已使用三相感应电动机。家用洗衣机中的三相电动机典型地由标准单相AC家庭电力供电。作为三相感应电动机洗衣机的一部分,与电动机相关的电路将单相AC家庭电力转换成三相电力;三相电力在电动机启动时是较佳的且比单相电力更有效地操作。
不管是否有所遗漏,感应电动机的简要说明如下:感应电动机具有带短路绕组的转子,其位于带旋转磁场的定子内部。来自旋转场的磁通在转子中产生电流。电流的频率等于在定子磁场的转速和转子转速之间的差异。这种定子磁场和转子磁场的速率或频率上的差异被称为转差(slip)。
转子电流造成转子磁场,其相对于转子以转差频率而旋转,并且相对于定子以定子施加频率而旋转。在转子磁场和定子磁场之间的相互作用产生了转子中的扭矩。
洗衣机洗涤循环具有各种模式,诸如注水、排水与旋转、搅动以及旋转。负荷感测可在洗涤循环的各个环节之前、期间或之后进行。了解在洗涤循环中所使用的水和洗涤剂的量可有助于提供有效运行的洗衣机。
装载到洗衣机中进行洗涤的衣物负荷的重量是确定将用于洗涤循环的水和洗衣机的合适量的重要参数。较大的衣物负荷需要比较小负荷更大量的水。当针对给定衣物负荷将适量水注入到洗涤桶内时,可实现更好的衣物洗涤性能和显著的水和能量的节约。过多的水或洗涤剂将造成浪费,过少的水或洗涤剂通常将会不利地影响洗涤效果,且由于衣物不能在水中自由地移动而导致电动机的较高负荷,这可能会造成能量消耗的增加。此外,负荷大小可有助于确定最大转速和负荷不平衡度。例如,具有0.5磅不均衡性的1磅负荷可能比具有0.5磅不均衡性的10磅负荷要严重。
人们需要洗衣机本身采用的对装载到洗衣机内的衣物负荷进行估计的技术或方法,这是因为这种技术或方法消除了可导致注入不适当的水或使用不适量的洗涤剂的洗衣机操作者的任何猜测。知道负荷的大小还可通过限制最大速度来防止对洗衣机的损坏。现有技术包括:安装在洗涤桶弹簧处的位移传感器;感测洗涤桶相对于底盘的相对位移的磁体和感应传感器;以及超声波换能器。使用感测硬件的现有技术洗衣机由于需要专用的感测硬件而成本昂贵。
另一技术涉及通过在施加已知刺激(诸如正速度阶跃或惰行)时测量负荷改变速度所需的时间来确定负荷大小。当适合于预期目的时,这种方法并不特别地适合于具有两个主摩擦源的卧轴式洗衣机。
卧轴式洗衣机中的第一摩擦源涉及衣物与洗衣机的门和/或窗的碰撞。随着衣物绕机器旋转,它们与窗的碰撞造成摩擦。随着向负荷添加更多的衣物,这种摩擦将增加。
第二摩擦源(立轴式洗衣机中的主摩擦源)涉及由于轴承、皮带张力和洗衣机的其它变量所造成的机器摩擦。机器摩擦也可由于皮带张力弱化或轴承开始磨损而随着时间改变。
因此,需要一种洗衣机,其克服、减轻和/或缓解现有洗衣机的前述和其它有害影响中的一种或多种有害影响。
发明内容
根据本发明的一实施例,测量被可旋转地支承的洗涤篮中负荷大小的方法包括:确定使洗涤篮加速所需的加速能量(AE);确定维持洗涤篮的稳定转速所需的摩擦能量(FE);从加速能量(AE)减去摩擦能量(FE)以获得负荷惯性能量(LE);以及从负荷惯性能量(LE)确定负荷大小。
在本发明的另一方面,洗衣机包括洗涤篮和与洗涤篮互连的电动机。该电动机包括电动机轴、邻近电动机轴安装的用于感测电动机轴的转速的速度传感器以及电动机控制电路。电动机控制电路包括与电动机连接的变换器和被连接为从速度传感器接收电动机速度反馈的处理器。该处理器可配置成与变换器通信以将洗涤篮加速到第一稳定转速;确定维持洗涤篮的第一稳定转速所需的初步摩擦能量(PFE);与变换器通信以将洗涤篮加速到第二稳定转速;重复地确定将洗涤篮从第一稳定转速加速到第二稳定转速所需的加速能量(AE);从初步摩擦能量(PFE)确定摩擦能量(FE);从加速能量(AE)减去摩擦能量(FE)以获得负荷惯性能量(LE);以及从负荷惯性能量(LE)确定负荷大小。
在另一方面,测量被可旋转地支承的洗涤篮中的负荷大小的方法包括:确定使洗涤篮加速所需的加速能量(AE);确定维持洗涤篮的稳定转速所需的摩擦能量(FE);从加速能量(AE)减去摩擦能量(FE)以获得负荷惯性能量(LE);以及从负荷惯性能量(LE)确定负荷大小。
在另一方面,电路配置成测量被可旋转地支承的洗涤篮中的负荷大小。该电路包括处理器,其中处理器配置成确定使洗涤篮加速所需的加速能量(AE);确定维持洗涤篮的稳定转速所需的摩擦能量(FE);从加速能量(AE)减去摩擦能量(FE)以获得负荷惯性能量(LE);以及从负荷惯性能量(LE)确定负荷大小。
上文的简要描述相当宽泛地陈述了本发明的较为重要的方面,以便能更好地理解下文的具体实施方式以及更好地理解本发明对本领域的贡献。当然,存在本发明的其它特征,这将在下文中描述并将作为本发明权利要求的主题。
在这个方面,在详细地解释本发明的若干实施例之前,应了解,本发明在其应用方面并不限于在下文的具体实施方式中所描述或在附图中所说明的构造的细节和构件的布置。本发明能够具有其它实施例且能够以多种方式来实践和执行。而且,应了解,本文所采用的术语和措辞是出于描述目的且不应被认为具有限制意义。
因此,本领域技术人员将了解本公开所依据的概念可易于用作设计实现本发明的多个目的的其它结构、方法和系统的基础。因此,重要的是权利要求书被认为包括这些等效构造,只要不偏离本发明的精神和范围。
而且,前文摘要的目的是为了使美国专利商标局以及通常的公众且特别是不熟悉专利或法律术语或短语的本领域的科学工作者、工程师和从业者通过粗略阅读即确定本申请的技术公开的性质和本质。因此,摘要预期并不限定本发明或本申请(仅由权利要求书限定),并且决不以任何方式限制本发明的范围。
另外,在背景技术和具体实施方式中所用的前述段落标题的目的在于使美国专利商标局以及通常的公众且特别是不熟悉专利或法律术语或短语的本领域的科学工作者、工程师和从业者通过粗略阅读即确定本申请的技术公开的性质和本质。因此,段落标题预期并不限定本发明或本申请(仅由权利要求书限定),并且决不以任何方式限制本发明的范围。
通过下文的具体实施方式、附图和权利要求书,本领域技术人员将了解并理解本公开的上述和其它特征和优点。
附图说明
图1是根据本发明的示范性实施例的立轴式洗衣机的截面图;
图2示出本发明的示范性卧轴式洗衣机的各种元件的横截面图;
图3示出沿着图2的横截面图的线2-2所截取的本发明的示范性洗衣机的侧视图;
图4示出根据本发明的负荷大小测量电路的示范性实施例的功能方块图;
图5是示出根据本发明的一个特定实施例的由处理器所执行的用于确定负荷大小的功能特征的流程图;
图6是电动机的转速与时间的图表;
图7a是示出负荷惯性能量倍增(multiplier)与线电压的能量倍增的图表;
图7b是示出计算的负荷惯性能量与线电压的线电压补偿结果的图表;以及
图8示出用于将所计算的负荷惯性能量转换成负荷大小(以千克为单位)的图表。
具体实施方式
本发明的一个实施例提供用于确定可旋转的洗涤篮中的负荷大小的方法和装置,其通过这种确定减小了摩擦的影响。在广泛的方面,从使洗涤篮加速所需的能量减去维持洗涤篮的稳定速度所需的能量,剩余的能量与负荷本身相关,即与负荷大小成比例。
洗衣机介绍
参看附图,且特别地参看图1,其示出了根据本发明的示范性实施例的洗衣机(“洗涤机”),该洗衣机整体上用附图标记10来表示。为了清楚起见,在本文中描述了理解本公开所必要的洗衣机10的方面以及有助于理解洗衣机10操作的方面。本文所述的洗衣机10可为图1所示的立轴式洗衣机10或图2和图3所示的卧轴式洗衣机10。本领域技术人员可使用任一配置来执行本文所述的本发明的示范性实施例。在立轴式洗衣机和卧轴式洗衣机图解中使用相似的附图标记。
洗衣机10包括电动机12和电动机控制单元14。电动机12为三相交流(AC)感应电动机,且在某些实施例中包括与之一体的电动机控制单元14。与之一体的电动机控制器在本文中称作集成控制器与电动机(ICM)或控制电路。电动机控制单元14可包括针对本发明的示范性实施例定制的电路。可选地,如可由本领域技术人员来决定,可使用独立于电动机而供应的电动机控制电路。出于说明目的,独立的控制电路14位于与集成电动机控制电路14相同的方块图配置中且因此将不再单独地说明。洗衣机10具有输入电力,诸如单相交流电输入48,如图4所示。
洗衣机10包括外壳或箱体20,外壳或箱体20以已知方式支承固定桶22、洗涤篮或移动桶(“洗涤桶”)25、搅拌器26、电动机12以及电动机控制单元14。也示出了搅拌器驱动轴30和洗涤篮驱动轴32。洗涤篮25配置成保持诸如待洗涤的衣物的物品(未示出)。电路14配置成使得电路14以确定负荷大小(负荷未示出)的方式控制电动机。如可由本领域技术人员来决定,控制电路包括计数器C和用于存储负荷大小数据和其它适当数据的存储器56。
在旋转循环期间,洗涤篮25和搅拌器26配置成由电动机12经由联接到驱动皮带29的电动机驱动轴来驱动,从而以较高速度绕轴线28旋转。以此方式,利用旋转循环所赋予的离心力来去除物品内的液体且允许液体通过开口(未示出)离开洗涤篮。然而,在洗涤循环期间,搅拌器26配置成由电动机12驱动以绕轴线28往复旋转,从而搅拌洗涤篮中的衣物。例如,搅拌器26固定到搅拌器驱动轴30上,洗涤篮25固定到洗涤篮驱动轴32上。电动机12由传动装置34联接到模式转换器16上。在图1的立轴式洗衣机配置中,传动装置34配置成经由驱动皮带29将由电动机12赋予到电动机轴36上的旋转运动传输到模式转换器16。在图2的卧轴式洗衣机配置中,直接皮带驱动装置配置成经由驱动皮带29将由电动机12赋予到电动机轴36上的旋转运动传输到洗涤桶25。图3示出沿着图2的横截面图的线2-2所截取的本发明的示范性洗衣机的侧视图。
在旋转循环期间,洗涤篮25和搅拌器26配置成由电动机12驱动,从而以较高速度绕轴线28旋转。以此方式,利用旋转循环所赋予的离心力来去除物品内的液体且允许液体通过开口(未示出)离开洗涤篮。在旋转循环期间,洗涤篮25具有惯性负荷,该惯性负荷包括来自物品的惯性负荷和洗涤篮25固有的惯性负荷。在旋转循环期间,物品或衣物变得以第一速度或粘贴(plaster)速度而粘贴于洗涤篮25的壁。粘贴是指旋转循环的离心力将衣物推到洗涤篮的壁或结构上。在第一速度或粘贴速度到旋转洗涤篮的第二速度或最大速度的时段期间,衣物由离心力保持定位。可由本领域技术人员确定粘贴速度或最大速度。
负荷检测
现参看图4,本发明的示范性电子控制电路包括如下构件,例如,处理器,诸如微处理器61,其可使用诸如C、C++或汇编语言的编程语言进行编程。可选地,微处理器可为专用集成电路(ASIC)。在控制电路中所用的微处理器类型可由本领域技术人员来决定。
在本发明的实例中所说明的另一构件是AC至DC转换构件62,其用于将诸如美国的110v、60Hz或其它地方的230v、50Hz的常规住宅电压的单相输入电力转换成DC电压。除了将在下文中更详细地描述的其它功能之外,微处理器61配置成驱动功率级64(变换器),功率级64适于典型地通过脉宽调制(PWM)将DC电压转换成三相AC。在功率级中的构件的选择可由本领域技术人员来决定。例如,功率级可包括IGBT(未示出)和门驱动器(未示出)。示范性变换器64的输出是标记为相U、V和W的三相电压。本领域的一些技术人员熟悉U、V和W相命名,而其它的一些技术人员可能熟悉典型/类似的相A、相B和相C命名(未示出)。变换器64的输出电压为到三相感应电动机12的输入电压58,三相感应电动机12为用于本文所述本发明实施例的示范性电动机。以已知方式,控制电路14经由微处理器61和功率变换器64调整输到电动机12的电压58的输出频率和幅值,以实现并维持所希望的速度水平。详言之,微处理器61输出信号到变换器;信号使变换器调整输到电动机12的电压的频率和幅值,这相应地改变电动机轴的转速。微处理器可包括转换率限制器模块,其防止变换器过度地改变频率和幅值,如本领域已知。
物品或衣物(未示出)向滚筒的粘贴是本发明的示范性实施例的计算和/或测量的前提。粘贴是重要的,因为负荷在滚筒内且相对于滚筒基本上停止移动。这允许机械速度稳定且使负荷准备好进行在本发明示范性实施例中所执行的计算和/或测量。与物品粘贴相关的粘贴速度68在图6中示出。在立轴式洗衣机应用中,粘贴可为不必要的,因为衣物在低速下更稳定。可调整负荷惯性能量与负荷大小的转换表,以校正衣物的放置。
在广泛方面,根据本发明的一实施例的微处理器61可配置成确定摩擦能量(FE)和加速能量(AE),并且其后从AE减去FE以提供负荷惯性能量(LE),负荷惯性能量(LE)可与负荷大小(以千克或磅为单位)相关。
一般而言,如果转差保持恒定,可使用方程式(1)来确定能量(在给定时段上)。
E = ∫ t 1 t 2 V 2 S dt - - - ( 1 )
其中:E=能量;
V=输出到电动机的输出电压幅值;
t=时间;以及
S=电动机速度
在本实施例中,可通过确定维持洗涤篮或洗涤桶22的稳态速度70(图6)所需的能量来确定FE。因此,用于确定FE的速度和电压可为处于稳态速度70的实际速度,该稳态速度70为粘贴速度68或超过粘贴速度68。
根据牛顿第一运动定律,当电动机使负荷在稳态下旋转时,必须仅克服摩擦来维持稳态速度。因此,如果在恒定的稳态速度下测量输出能量,那么所测量的是摩擦能量(FE)。
这假定摩擦恒定,因此衣物必须粘贴以防止衣物在该稳态周期移动。粘贴也确保更好的读取,因为在负荷朝向洗衣机滚筒的旋转中心移动时需要较少的能量。
应了解,如在下文中更详细地描述,实际速度可由理想速度或目标速度替代。
如图5所示,微处理器61可配置成利用来自转换率限制器模块74的理想驱动速度(DS)76作为方程式(1)的速度输入。转换率限制器模块74接收目标速度78和目标加速度80的输入,目标速度78和目标加速度80由控制模块77基于电动机12所希望的速度增加(或速度减小)来提供。
能量计算模块82连接成接收转换率限制器的输出速度值以及来自比例积分(PI)控制器63的输出的电压信息,比例积分控制器提供方程式(1)的另一输入。
微处理器61可配置成采用速度计算模块84,速度计算模块84计算实际速度,实际速度在86处与理想驱动速度(DS)76结合,以形成速度误差值,用于输入到比例积分(PI)控制器63并且随后输入到变换器64。
微处理器61还可通过在88处使固定的转差速度87与实际速度(其也可输入到变换器64)相结合来补偿或保持转差恒定。固定的转差速度87确保电动机12将以电动机的实际速度前面的频率被驱动,使得电动机转差保持恒定。这是必要的,因为在能量方程中的V2项是转矩的函数。如果允许转差改变,那么在速度-转矩曲线上的操作点将不是恒定的且转矩将是可变的,这违反了能量方程(1)中的主要假设。
参看图5和图6,在控制模块77经由速度计算模块84判断出洗涤篮22达到稳态速度70之后,能量计算模块82使用方程式(1)来计算初步FE。之后,控制模块77将经由转换率限制器模块74向PI63并且因此向变换器64提供目标速度78和目标加速度80,由此电动机12进行加速。电动机12进行加速,由时段90表示,直到电动机达到第二稳态速度92。之后,可使用能量计算模块82来计算AE。随着电动机12经由转换率限制器模块74进行加速,理想驱动速度(DS)76以及来自PI63的电压测量被插入到方程式(1)中。这重复地进行直到达到第二稳态速度92。可根据需要随着时间并且以规则间隔(诸如每10毫秒)进行确定,并且相加的总和表示AE。为了使初步FE与AE相关,初步FE乘以用于确定AE的间隔或读数的次数。FE和AE布置成代表将符合的相同时段(或相同的取样数)。
一旦确定了FE和AE,微处理器61配置成经由控制模块77从AE(其包含摩擦能量值和使负荷本身加速所需的能量值)减去FE(其包含与摩擦相关的能量值),从而得到负荷惯性能量(LE)。
在可选实施例中,微处理器61可进一步配置成进行至少两个确定,例如在不同稳态速度(诸如在稳态速度70和在稳态速度92)的FE和补充FE(SFE)。之后,FE和SFE可在一起平均,然后在从AE进行减法之前乘以用于确定AE的间隔或读数的次数,由此所有能量值布置成包含相同的取样数且代表相符的相同时段。
在另一可选实施例中,且现参看图7a和图7b,可针对LE的变化补偿线电压的变化。线电压不同于标称条件的变化影响能量测量的结果,因为,例如,电动机必须被更强烈地驱动以在低的线条件下维持速度,而高的线条件则相反。
可基于图7a的曲线94经由查找表来补偿负荷惯性能量(LE)值。这是必需的,因为DC链路上的脉动电压随着线电压降低而增加。如果不进行补偿,这将会影响能量方程(1)中的V2项。图7b示出未补偿的负荷能量结果96和补偿的负荷能量结果98如何基于各种线电压变化。
现参看图8,可基于负荷惯性能量与负荷大小的转换曲线100使用查找表将LE值转换成负荷大小。应了解,负荷大小以千克示出仅是出于说明目的且负荷大小可替代地以磅或其它质量量度示出。
应了解,虽然上述实施例被描述为包括首先使洗涤篮加速到第一稳定速度并确定FE,然后使洗涤篮加速到第二稳定速度并确定AE,本发明的另一实施例可包括在获得第一稳定速度之前在第一加速期间测量AE且然后在处于第一稳定速度时确定FE。而且,应了解,AE和/或FE的多次确定也可由本发明设想,诸如加速到第一稳定速度并确定第一AE值,且然后加速到第二稳定速度并确定第二AE值,并对这些值求和。这可能在第一稳定速度和/或第二稳定速度下测量FE的同时进行。另外,在又一实施例中,可进行多次PFE确定,多次PFE确定的重复次数与确定AE的重复次数相同且然后求和以获得FE。
本发明的实施例的优点包括降低了成本,因为不需要各种现有技术构件。另外,本发明的示范性方法可在干燥负荷或湿负荷上进行。在本发明的示范性实施例中并不使用专用传感器;测量和/或计算时间和速度,因此降低了每单位的材料成本。
如可由本领域技术人员来决定,本发明可在卧轴式洗衣机和立轴式洗衣机中执行。
本发明的上述实施例使用示范性电动机平台,其为AC感应电动机。在本发明的替代实施例中,可使用不为AC感应电动机的不同电动机平台。本领域技术人员可决定适合于本发明的电动机平台。应当指出的是,控制电路14可为市场上销售的集成电动机和控制器之外的电路。
本文所讨论的示范性发明通过排除诸如压力开关或压力换能器(例如,当洗涤桶静止时联接到洗涤桶上的压力开关)和确定负荷大小的相关电路和/或通过使用自适应电路来达成负荷检测,自适应电路在频率和幅值变化的电输入情况下提供洗衣机的一致操作。
应当指出的是,术语“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”等在此可用于修饰各种元件。除非特别地说明,否则这些修饰语并不暗示所修饰元件的空间、顺序或等级。
这些书面描述使用实例来公开本发明以及最佳实施方式,并且也使得本领域技术人员能够实践和使用本发明。本发明的专利权范围由权利要求书限定且可包括本领域技术人员所想到的其它实例。如果这些实例具有不同于权利要求书的书面语言的结构元件或者如果这些实例包括与权利要求书的书面语言没有实质差异的结构元件,那么预期这些实例也在权利要求书的范围内。

Claims (13)

1.一种测量被可旋转地支承的洗涤篮中的负荷大小的方法,所述方法包括:
将所述洗涤篮加速到第一稳定转速;
确定维持所述洗涤篮的第一稳定转速所需的初步摩擦能量(PFE);
将所述洗涤篮加速到第二稳定转速;
重复地确定将所述洗涤篮从所述第一稳定转速加速到所述第二稳定转速所需的加速能量(AE);
从所述初步摩擦能量(PFE)确定摩擦能量(FE);
从所述加速能量(AE)减去所述摩擦能量(FE)以获得负荷惯性能量(LE);以及
从所述负荷惯性能量(LE)确定负荷大小。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
将所述洗涤篮加速到第一稳定转速包括使所述洗涤篮加速直到负荷速度基本上等于或大于预定粘贴速度;
确定加速能量(AE)包括:
在加速到所述第二稳定转速时测量输出电压(V2)并且在加速到所述第二稳定转速时测量理想驱动速度(DS2);
计算初步加速能量(PAE)如下:
PAE=(V2 2)/DS2
以预定间隔重复计算PAE直到所述洗涤篮达到所述第二稳定转速;
对计算PAE的次数进行计数;
对所有的PAE值进行求和以获得AE;
确定初步摩擦能量(PFE)包括:
在所述第一稳定转速时测量输出电压(V1)并且在所述第一稳定转速时测量理想驱动速度(DS1);以及
计算初步摩擦能量(PFE)如下:
PFE=(V1 2)/DS1;以及
确定摩擦能量(FE)包括通过将PFE乘以计算PAE的次数来计算FE。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述第一稳定转速时测量理想驱动速度(DS1)和在所述第二稳定转速时测量理想驱动速度(DS2)各包括使用转换率限制器(SRL)。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,从所述负荷惯性能量(LE)确定负荷大小包括补偿线电压的变化。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,从所述负荷惯性能量(LE)确定负荷大小包括使用查找表,所述查找表将负荷惯性能量(LE)映射到以千克(Kg)和/或磅(1bs)为单位的负荷大小。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述转换率限制器(SLR)目标值是转换率限制器的输出,所述转换率限制器接收目标速度和目标加速度信息。
7.一种洗衣机,包括:
洗涤篮;
与所述洗涤篮互连的电动机,所述电动机包括电动机轴;
速度传感器,所述速度传感器安装在所述电动机轴附近,用于感测所述电动机轴的转速;和
电动机控制电路,包括:
变换器,其与所述电动机连接;以及
处理器,其连接成从所述速度传感器接收电动机速度反馈值,所述处理器配置成:
与所述变换器通信以将所述洗涤篮加速到第一稳定转速;
确定维持所述洗涤篮的第一稳定转速所需的初步摩擦能量(PFE);
与所述变换器通信以将所述洗涤篮加速到第二稳定转速;
重复地确定将所述洗涤篮从所述第一稳定转速加速到所述第二稳定转速所需的加速能量(AE);
从所述初步摩擦能量(PFE)确定摩擦能量(FE);
从所述加速能量(AE)减去所述摩擦能量(FE)来获得负荷惯性能量(LE);以及
从所述负荷惯性能量(LE)确定负荷大小。
8.根据权利要求7所述的洗衣机,其特征在于,所述处理器还配置成:
与所述变换器通信以使所述洗涤篮加速直到负荷速度基本上等于或大于预定的粘贴速度;
以如下方式确定所述加速能量(AE),在加速到所述第二稳定转速时测量输出电压(V2),在加速到所述第二稳定转速时测量理想驱动速度(DS2),计算初步加速能量(PAE)如下:
PAE=(V2 2)/DS2
以预定间隔重复计算PAE直到所述洗涤篮达到所述第二稳定转速;
对计算PAE的次数进行计数;
对所有的PAE值进行求和以获得AE;
以如下方式确定初步摩擦能量(PFE),在所述第一稳定转速时测量输出电压(V1),在所述第一稳定转速时测量理想驱动速度(DS1),计算初步摩擦能量(PFE)如下:
PFE=(V1 2)/DS1;以及
通过将PFE乘以计算PAE的次数来确定摩擦能量(FE)。
9.根据权利要求8所述的洗衣机,其特征在于,所述洗衣机还包括转换率限制器(SRL),所述转换率限制器与处理器连接以接收目标速度和目标加速度信息,并且在所述第一稳定转速时输出理想驱动速度(DS1)并在所述第二稳定转速时测量理想驱动速度(DS2)。
10.根据权利要求7所述的洗衣机,其特征在于,所述处理器还配置成使用用于补偿线电压变化的值的查找表。
11.根据权利要求7所述的洗衣机,其特征在于,所述处理器还配置成使用查找表,所述查找表将负荷惯性能量(LE)映射至以千克(Kg)和/或磅(1bs)为单位的负荷大小。
12.一种用于测量被可旋转地支承的洗涤篮中的负荷大小的方法,所述方法包括:
确定使所述洗涤篮加速所需的加速能量(AE);
确定维持所述洗涤篮的稳定转速所需的摩擦能量(FE);
从所述加速能量(AE)减去所述摩擦能量(FE)以获得负荷惯性能量(LE);以及
从所述负荷惯性能量(LE)确定负荷大小。
13.一种配置成测量被可旋转地支承的洗涤篮中的负荷大小的电路,所述电路包括:
处理器,所述处理器配置成:
确定使所述洗涤篮加速所需的加速能量(AE);
确定维持所述洗涤篮的稳定转速所需的摩擦能量(FE);
从所述加速能量(AE)减去所述摩擦能量(FE)以获得负荷惯性能量(LE);以及
从所述负荷惯性能量(LE)确定负荷大小。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106544814A (zh) * 2016-09-30 2017-03-29 无锡小天鹅股份有限公司 洗衣机及其湿布称重方法和装置
CN112805432A (zh) * 2018-10-02 2021-05-14 三星电子株式会社 洗衣机

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7780052B2 (en) * 2006-05-18 2010-08-24 Curt G. Joa, Inc. Trim removal system
SI2410653T1 (sl) * 2010-07-23 2019-07-31 Askoll Holding S.R.L. Naprava za nadziranje sinhronega električnega motorja s permanentnim magnetnim rotorjem
US8644992B2 (en) * 2011-05-05 2014-02-04 General Electric Company Method to improve washer motor efficiency and performance
KR101505189B1 (ko) * 2012-10-09 2015-03-20 엘지전자 주식회사 세탁물 처리기기, 및 그 동작방법
US9758913B2 (en) 2013-06-27 2017-09-12 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Washing machine appliance and a method for operating the same
US20150047396A1 (en) * 2013-08-13 2015-02-19 Whirlpool Corporation Laundry treating appliance and method of predicting mechanical degradation in a laundry treating appliance
US9206538B2 (en) 2013-09-19 2015-12-08 General Electric Company Washing machine appliance and method for calculating a load size of articles
US9840805B2 (en) 2015-06-17 2017-12-12 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Methods for determining load mass in washing machine appliances
JP6654373B2 (ja) * 2015-08-04 2020-02-26 青島海爾洗衣机有限公司QingDao Haier Washing Machine Co.,Ltd. 洗濯機
US10612175B2 (en) 2017-09-28 2020-04-07 Midea Group Co., Ltd. Automatic color composition detection for laundry washing machine
US11028517B2 (en) 2018-07-18 2021-06-08 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Washing machine appliance and methods for out-of-balance detection and mitigation
WO2020071739A1 (en) 2018-10-02 2020-04-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Washing machine
EP3715521A1 (en) 2019-03-27 2020-09-30 Electrolux Appliances Aktiebolag Laundry treatment appliance with dry estimate of the amount of laundry load
US11578453B2 (en) 2020-03-26 2023-02-14 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Fault detection for a water level detection system of a washing machine appliance
US11639571B2 (en) 2020-03-27 2023-05-02 Haier Us Appliance Solutions, Inc. System and method for determining dry load weight within a washing machine appliance
US11371175B2 (en) 2020-06-04 2022-06-28 Midea Group Co., Ltd. Laundry washing machine with dynamic selection of load type
US11773524B2 (en) 2020-12-18 2023-10-03 Midea Group Co., Ltd. Laundry washing machine color composition analysis during loading
US11866868B2 (en) 2020-12-18 2024-01-09 Midea Group Co., Ltd. Laundry washing machine color composition analysis with article alerts
US11898289B2 (en) 2020-12-18 2024-02-13 Midea Group Co., Ltd. Laundry washing machine calibration

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2553881B1 (fr) * 1983-10-25 1987-11-20 Esswein Sa Procede de determination d'une charge de linge dans un tambour tournant, et machine a laver et/ou a secher mettant en oeuvre ce procede
US5577283A (en) * 1995-03-20 1996-11-26 General Electric Company Energy efficient washer with inertia based method for determining load
IT1267587B1 (it) * 1994-09-28 1997-02-07 Zanussi Elettrodomestici Lavabiancheria perfezionata con determinazione automatica del peso
DE10305675B3 (de) * 2003-02-12 2004-05-27 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Verfahren zum Bestimmen der Trommel einer Wäschebehandlungsmaschine
BR0300737A (pt) * 2003-03-13 2004-11-16 Multibras Eletrodomesticos Sa Sistema e processo para detecção de carga de roupa em máquina lavadora automática
KR100548274B1 (ko) * 2003-07-23 2006-02-02 엘지전자 주식회사 세탁기의 포량 검출방법
KR100550545B1 (ko) * 2003-09-04 2006-02-10 엘지전자 주식회사 세탁기의 포량 감지 방법
JP4943772B2 (ja) * 2006-08-21 2012-05-30 三星電子株式会社 洗濯機及び布量算出方法
JP2008264329A (ja) * 2007-04-24 2008-11-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 洗濯機

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106544814A (zh) * 2016-09-30 2017-03-29 无锡小天鹅股份有限公司 洗衣机及其湿布称重方法和装置
CN106544814B (zh) * 2016-09-30 2019-01-18 无锡小天鹅股份有限公司 洗衣机及其湿布称重方法和装置
CN112805432A (zh) * 2018-10-02 2021-05-14 三星电子株式会社 洗衣机
CN112805432B (zh) * 2018-10-02 2023-02-28 三星电子株式会社 洗衣机

Also Published As

Publication number Publication date
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US20090205377A1 (en) 2009-08-20
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EP2090870A2 (en) 2009-08-19
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CN101509929B (zh) 2014-05-07
JP5248363B2 (ja) 2013-07-31

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