CN104213367B - 串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法，其通过洗衣机电路板主芯片发送预先设定的控制信号，将电机驱动到预定转速，且预定转速分为好几段，并在不同的转速下，采集电脑板和电机反馈的输出和输入信号，输出信号包括电机的输出功率，输入信号包括电机的反馈脉冲个数，不同阶段的时间，滚筒内存在的偏载质量等，通过设计时拟合的数学模型计算得到当前滚筒内的衣物重量。本发明实现了串激电机滚筒洗衣机具有衣物重量判断功能，可以自动选择洗衣方式，并且提高了脱水性能，优化了洗衣程序。

Description

串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法

技术领域

本发明涉及带串激电机的滚筒洗衣机，尤其涉及串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法。

背景技术

目前的滚筒洗衣机按电机分类有很多种，现在市场上比较多的有BLDC变频电机和串激电机两种，由于控制方式的原因，BLDC电机通过读取控制力矩推算衣物重量的方法已经非常成熟，衣物重量判定水准很高；串激电机由于控制力矩没有很好的办法获得，因此直接推算衣物重量的方法不能实现，必须通过别的物理参数来获得。所以设计一个能在串激电机上实现衣物重量判定的方法对于企业的技术力和产品的市场竞争力提升有很大的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法，实现在串激电机滚筒洗衣机上也能根据衣物的重量智能的选择洗衣以及脱水程序。

为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：

一种串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法，其包括：

洗衣机电路板控制芯片发送电机驱动信号，将电机驱动到特定的转速；电机反馈电路反馈电机信号，通过信号采集电路采集信号发送到控制芯片；电路板控制芯片通过反馈信号判定当前转速，比较目标转速，调整洗衣机运转过程；在特定过程中记录物理参数时间T，转速RPM，衣物偏载质量M和电机的功率P；通过把记录的物理参数量化的数值带入到软件中设置好的数学模型中得到衣物重量量化的数值，数学模型等效为Load=K₁T+K₂M+K₃P，K为软件中的常数，不同的电机型号和结构会有不同的值,得到当前洗衣机中衣物重量，并选择最佳的洗涤与脱水方式。

根据本发明上述实施例的一种串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实例，时间T，转速RPM，衣物偏载质量M和电机的功率P。

根据本发明的一个实例，时间T是从转速RPM1到RPM2变化的过程。

根据本发明的一个实例，转速时间差△T由电机减速时设定一个减速区间测得。

根据本发明的一个实例，衣物偏载质量M和电机的功率P根据不同内筒半径转速都是不同，一般在75-110RPM之间完成。

根据本发明的一个实例，最终重量的数学模型，其中的时间T，功率P和偏载质量M为数学模型的变量。

由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：

本发明可以使不同类型的串激电机滚筒洗衣机实现重量判断的功能；提高洗衣机洗涤与脱水的性能。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为重量判定流程图（T-RPM曲线）；

图2为滚筒内偏载质量等效示意图；

图3为偏载质量区分图；

图4为本发明串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法的模块图；

图5为恒定转速输出功率示意图；

图6为区分能力示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

按照转动惯量的理论，在稳定的转动系统中，其中包括转速，系统半径等都不发生变化，施加一个改变该转速的力，系统转速的变化速度与惯量的大小是成正比的，惯量越大的系统速度变化的时间越长。本发明利用这一物理理论对串激电机滚筒洗衣机的重量进行判定，在把洗衣机维持在某一恒定转速ω1的情况下，电机的输出功率P可以映射系统的摩擦力f，此时停止对洗衣机供电，电脑板开始计时，洗衣机转动将只守到摩擦力f的作用，洗衣机的转速会由ω1逐渐降低到转速ω2，得到ω1到ω2的时间T，根据前面所述转动惯量的理论，在其他因素不考虑的情况下，可以用时间T映射系统惯量及筒内衣物重量。在不同的衣物重量的情况下选择洗涤与脱水方式。

如图1至图6，本发明涉及整个高速脱水前的串激电机滚筒洗衣机衣物重量判定的方法，其主要过程包括：这个判定过程必须按照图1所示的流程进行，整机转速通过软件控制，按照设定的曲线进行。首先加速到RPM2时，维持一段时间，测定当前筒内的偏载质量M，且M在筒内的等效示意图如图2所示。然后洗衣机加速到RPM1维持一段时间，在这个过程中记录软件发出的为了维持该转速的输出功率P，当维持时间完成后，停止对洗衣机电机控制，让洗衣机自由降速到RPM2，记录洗衣机到达RPM2的时间T。通过把前面过程记录的三个物理参数M,P,T带入到软件中已经设定好的数学模型中得到当前的称重值，查表判定当前衣物重量。

整个过程各个模块的顺序如图4所示。

本发明通过对上述过程的测量可以得到如图3的偏载质量的区分，在不同惯量的衣物均匀分布在筒内的时候，没产生200G都能得到对应的不同的偏载质量量化值，确保洗衣机内不同的偏载质量能够判定出来。另如图5所示，恒定转速下监控的电机的输出功率，在不同的惯量和偏载质量的情况下用占空比表示的时候是不一样的，该占空比量化的数据及电机的输出功率P。

通过对不同容量，不同衣物的投放，在上述过程中进行相关物理参数的采集，统计出正式产品的数据模型中的相关系数K1(N=1.2.3…)最终得到数学模型Load=K1T+K2M+K3P。

用户在家进行实际使用时，洗衣机会根据上述流程得到相关物理参数，然后在软件中的数学模型中处理数据智能得到当前的衣物重量。换言之，本发明的串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法，也就是洗衣机电路板芯片根据预先设定的逻辑，发出控制信号，将电机驱动到目标转速，且目标转速是分段的，每一段的时间也是预先设计好的，最终能够通过一个横轴是时间，纵轴的是转速的曲线，在不同的转速下，采集电路板和电机反馈的输出和输入信号，其中包括输出功率，电机反馈信号等参数，其中还有计算出来的滚筒内存在的偏载质量，通过这些参数来计算滚筒内衣物质量，选择洗涤与脱水方式。

更细一步，采集的数据包括：滚筒脱水前衣物分布在筒内的偏载质量M，维持恒定转速的输出功率P和的转速变化的时间T。

筒内偏载质量M是脱水前衣物没有均匀分布在筒壁上产生的，当转速为75-120RPM中任意转速维持时，可以测定。

转速变化时间T是电机从某一转速开始停止控制，自由下降到另一转速的时间间隔。

维持恒定转速的输出功率P是电路板控制芯片发出的输出信号的量化数字，用以等效于输出功率

该方法最终的数学模型等效为Load=K1T+K2M+K3P，K为软件中的常数。不同的电机型号和结构会有不同的值。

由于采用了上述方案，本发明可以使不同类型的串激电机滚筒洗衣机实现重量判断的功能，提高洗衣机洗涤与脱水的性能。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (4)

1.一种串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法，其特征在于：

洗衣机电路板控制芯片发送电机驱动信号，将电机驱动到特定的转速；电机反馈电路反馈电机信号，通过信号采集电路采集信号发送到控制芯片；电路板控制芯片通过反馈信号判定当前转速，比较目标转速，调整洗衣机运转过程；在特定过程中记录物理参数时间T，转速RPM，衣物偏载质量M和电机的功率P；通过把记录的物理参数量化的数值带入到软件中设置好的数学模型中得到衣物重量量化的数值，数学模型等效为Load＝K1T+K2M+K3P，K为软件中的常数，不同的电机型号和结构会有不同的值,得到当前洗衣机中衣物重量，并选择最佳的洗涤与脱水方式。

2.如权利要求1所述的串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法，其特征在于：T是从转速RPM1变化到RPM2所需的转速变化时间。

3.如权利要求1所述的串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法，其特征在于：衣物偏载质量M是在转速处于75-110RPM之间时完成测定，电机的功率P是电机维持恒定转速时的输出功率。

4.如权利要求1所述的串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法，其特征在于：最终重量的数学模型，其中的时间T，功率P和偏载质量M为数学模型的变量。