CN105648708B - 洗衣机中衣物的自动称重方法 - Google Patents

Abstract

用于洗衣机的自动称重方法，加入了通过调频器确定电机温度的程序，在此期间测量无动作状态下流经洗衣机电机绕组的电流量，然后基于测量的电流计算洗衣机电机绕组的电阻，随后洗衣机滚桶的角速度增加至旨在分配洗衣机滚桶中衣物的分散角速度(ω₀)，随后洗衣机滚桶角速度增至旨在将衣物铺在洗衣机滚桶内表面上的中间角速度(ω₁)，之后洗衣机滚桶角速度减至测量角速度(ω₂)，在此期间洗衣机滚桶不平衡值被确定，随后洗衣机滚桶角速度增至最大角速度(ω₃)，在此期间用于洗衣机滚桶加速的能量消耗被测量，而后洗衣机滚桶中衣物的重量通过测定电机绕组电阻、洗衣机滚桶中衣物的不平衡值以及在洗衣机滚桶加速至最大角速度(ω₃)过程中消耗的电能量而计算出。

Description

洗衣机中衣物的自动称重方法

技术领域

本发明涉及用于洗衣机中衣物的自动称重方法。

背景技术

在洗衣过程中，洗衣机消耗一定量的水、洗涤剂以及电能。如今，没有称重系统的洗衣机对这些原料的消耗取决于洗衣机的最大容积。因此，如果洗衣机只装满其最大容积的四分之一，那么，水、电能和洗涤剂的消耗将会和洗衣机全部被装满一样。为了能够使洗衣机需要的水和能量的消耗理想化地降低，就需要有关于为具体的洗衣过程放入洗衣机滚桶的衣物量的信息。有很多方法可以检测放入洗衣机滚桶的衣物的重量。

在专利US 2010/0320007中，介绍了称量洗衣机滚桶中衣物的重量的方法，包括如下步骤：

通过以第一角速度旋转洗衣机滚桶来分配洗衣机滚桶中的衣物；

以第二角速度旋转洗衣机滚桶，其中第二角速度比第一角速度快，因此衣物平稳地铺在洗衣机滚桶的内表面上，通过这种方法衣物以固定转动惯量发生惯性运动；

测量在第三角速度和第四角速度期间电机驱动洗衣机滚桶所吸收的能量，其中第三角速度和第四角速度在第一角速度和第二角速度之间。

在专利EP 2264239A1中，介绍了用于洗衣机的衣物称重方法，包括如下步骤：

对洗衣机滚桶中的衣物进行最优化分配；

以固定转动惯量限制衣物惯性运动；

在填充有衣物的桶的预置正和负的角加速过程中，测量电机驱动洗衣机滚桶所吸收的能量。

在专利EP2009169A2中，介绍了一种洗衣机，包括用于测量桶转动的传感器，以及基于确定的洗衣机滚桶的第一加速度和确定的洗衣机滚桶的第二加速度用于计算衣物量的控制单元。然而，仅基于已知加速度以及洗衣机滚桶的转动来测量衣物重量是不够的也是不准确的。

在WO2004/081276A1中，介绍了用来检测自动洗衣机的桶中衣物量的系统，包括:

用于测量电机传入接触电压的电压传感器；

用于测量电机转动的转动传感器；

与定时器相连的控制单元，包括电压传感器和转动传感器，通过加速工作时间以及中断工作时间来测量洗衣机滚桶填充量。通过从桶中填充物的惯性减去桶的惯性产生的信号来表示洗衣机滚桶中衣物的数量，各自的重量。

上述所有系统的缺点在于，没有任何带有基于电机温度和洗衣机滚桶衣物惯性值的修正因素的计算。在工业洗衣机的情况中，接二连三地进行多个洗涤循环，在这些循环中洗衣机组成部分的温度不同是本质性的。轴承被加热，它的阻力下降。导致电机电阻下降而洗衣机滚桶加速所需的能量减少。能量下降可以在几千克的范围内影响衣物的测重。由于衣物可能产生的不平衡也会引起同样结果。在桶加速过程中高不平衡性意味着高能耗。

本发明的目的在于公开一种用于洗衣机的自动称重方法，该方法消除了上述已知系统的缺点并且能够在没有大幅增加系统价格的前提下准确称量衣物重量。

发明内容

上述缺点通过采用本发明的用于洗衣机的自动称重方法可被克服，其中执行通过调频器来测定电机的温度的步骤，在此期间，测量洗衣机电机无动作状态下流经电机绕组的电流量，然后基于测量的电流量计算出洗衣机电机绕组电阻，而后洗衣机滚桶角速度增长到分散角速度，该分散角速度旨在将洗衣机滚桶内的衣物平均分配，然后洗衣机滚桶角速度增长到中间角速度，该中间角速度旨在将洗衣机滚桶内表面的衣物进行铺开，而后洗衣机滚桶角速度降低到测量角速度，在此期间洗衣机滚桶的不平衡值被确定，而后洗衣机滚桶角速度增长到最大角速度，在此期间测量洗衣机滚桶加速所消耗的能量，之后通过确定的电机绕组的电阻、通过洗衣机滚桶中衣物的不平衡值以及通过在将洗衣机滚桶加速到最大角速度期间电能的消耗量计算出洗衣机滚桶中衣物的重量。

在优选实施例中，角速度被步进式升高到分散角速度。

在另一个优选实施例中，分散角速度是90到150rpm。

在另一个优选实施例中，平均速度是300到500rpm。

在另一个优选实施例中，最大角速度是450到550rpm。

在另一个优选实施例中，最大角速度高于中间角速度。

在另一个优选实施例中，不平衡值测定取决于在测量角速度恒定的过程中电机电流幅值与电流平均值之比。

附图说明

本发明将通过图1作进一步说明：

图1展示了洗衣机滚桶角速度的连续变化图。

具体实施方式

依据本发明的用于洗衣机中衣物的自动称重方法基于节能原则，也就是电机产生的用于开始旋转填充有衣物的洗衣机滚桶的能量直接与置于洗衣机滚桶中的衣物重量成比例。因此，重的衣物意味着高效做功。因为实现的做功值不仅仅受放入洗衣机滚桶的衣物重量影响，因此在没有修正因素的情况下该方法无法投入使用。

第一个修正因素是桶中衣物的不平衡因素。衣物越不平衡意味着将装有相同重量衣物的洗衣机滚桶开始旋转到预设角速度的工作越明显。可通过测量和随后设置正确的因素来测定这种关系。为此，需要在测量序列中加入测量洗衣机滚桶中衣物不平衡性的程序。

另一个修正因素是电机以及整个洗衣机机械系统的温度。高温意味着对装有相同重量衣物的洗衣机滚桶进行加速旋转的有效做功量低。可通过测量以及随后设定正确的参数来测定这种关系。系统温度通过电机温度来表明，这无需任何附加的调频传感器就可测定。

依据本发明的用于洗衣机中衣物自动称重方法继续包括图1所示的后述步骤，图1介绍了在称量衣物重量的过程中洗衣机滚桶的角速度连续变化图：

通过调频器确定电机温度，也就是测量无动作状态下间流经洗衣机电机绕组的电流，然后基于测量的电流量计算洗衣机电机绕组的电阻；

通过将桶加速到分散角速度ω₀在洗衣机桶内表面分配衣物，基于洗衣机的尺寸，该分散角速度可以是90到150rpm，其中该分散角速度是步进式加速的。

通过加速到中间角速度ω₁将衣物铺在洗衣机滚桶内壁上，基于洗衣机类型，该角速度可以是300到500rpm。

将洗衣机角速度降至测量角速度ω₂。在此期间洗衣机中衣物产生的不平衡值被确定了。在测量角速度ω₂平稳期间从电机电流幅值和电机平均电流值之间的比率测定不平衡值。测量角速度ω₂可与分散角速度ω₀相同。

将洗衣机滚桶角速度增加至最大角速度ω₃，基于洗衣机类型，该速度可在450到550rpm。在加速期间电机因加速而消耗的能量被测量。最大角速度ω₃高于中间角速度ω₁。

通过测量参数，也就是电机电阻，洗衣机滚桶中衣物的不平衡量，在洗衣机滚桶加速到最大角速度ω₃时消耗的电能量，计算洗衣机滚桶中衣物重量，通过下述公式(1)进行计算：

其中：

I是加速期间的电流总和；

T是电机温度；

U_n是不平衡值；

K是无负荷情况下洗衣机的校定常数；

a，b，c，d是通过经验定义的常数。

洗衣机滚桶衣物重量的计算基于在桶加速过程中消耗的能量和洗衣机滚桶中衣物的重量之间成正比关系的原则，进一步地，基于先前设定的与电机温度以及洗衣机滚桶中衣物不平衡值之间的从属关系。

本技术方案的优点与之前的技术相比在于不使用任何附加的安置在洗衣机结构中的传感器来测定衣物重量，因此洗衣机产品的价格不会增加。

如前所述，已知洗衣机滚桶中衣物重量对于洗衣机的节能工作很重要。由于已知衣物重量而将有效的水量加入洗衣机成为可能，因为桶中水量取决于衣物的重量。因此，在整个循环中洗衣机可以比通常耗水量节省50％以上。节能的另一点在于加热水所消耗的电能。假如桶中有少量的水，加热时间就会缩短，因此整个洗涤循环中消耗的电能也会变少。已知的洗衣机滚桶中衣物的重量同样以正比关系影响洗涤剂的消耗量。

Claims (4)

1.用于洗衣机的自动称重方法，包括：

执行利用调频器确定电机温度的步骤，在此期间测量无动作状态下流经洗衣机电机绕组的电流量，而后，基于测量的电流量计算洗衣机电机绕组的电阻；

然后将洗衣机滚桶角速度升高到分散角速度(ω₀)，该分散角速度用于分散洗衣机滚桶中的衣物；

然后将洗衣机滚桶角速度升高到中间角速度(ω₁)，该中间角速度用于将衣物铺在洗衣机滚桶内表面上；

然后将洗衣机滚桶角速度降低到测量角速度(ω₂)，在此期间洗衣机滚桶不平衡值被确定；

然后将洗衣机滚桶角速度升高到最大角速度(ω₃)，在此期间洗衣机滚桶加速所消耗的能量被测量；

然后通过确定的电机绕组的电阻、洗衣机滚桶中衣物的不平衡值、将洗衣机滚桶加速到最大角速度(ω₃)所消耗的电能总和来计算洗衣机滚桶中衣物的重量；

其中，角速度被步进式增加至分散角速度(ω₀)；

所述最大角速度(ω₃)高于中间角速度(ω₁)；

所述不平衡值的确定取决于测量角速度(ω₂)恒定期间的电机电流幅值与电机的平均电流值之比。

2.根据权利要求1的用于洗衣机的自动称重方法，其特征在于，分散角速度(ω₀)是从90到150rpm。

3.根据权利要求1的用于洗衣机的自动称重方法，其特征在于，中间角速度(ω₁)是从300到500rpm。

4.根据权利要求1的用于洗衣机的自动称重方法，其特征在于，最大角速度(ω₃)是从450到550rpm。