CN106062269B - 用于确定用于护理衣物的家用器具的振动系统的装载重量的方法以及家用器具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于确定用于护理衣物(4)的家用器具(1)的振动系统(16)的装载重量(B)的方法，其中，借助于至少一个减振器(10，11)对振动系统(16)相对于家用器具(1)的器具壳体(6)的振动进行减振，其中，借助于行程传感器(17)提供测量值，所述测量值表示振动系统(16)相对于参考位置的位移，并且借助于控制装置(14)根据所述测量值实现确定装载重量(B)，其中，在振动系统(16)的装载过程期间通过控制装置(14)分析所述测量值的时间变化，并且根据所述时间变化探测减振器(10，11)在振动系统(16)装载时的滑行，其中，由所述滑行导致的位移改变值(24)通过控制装置(14)来确定并且在确定所述装载重量(B)时被补偿。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于确定用于护理衣物的家用器具的振动系统的装载重量的方法，在该方法中，所述振动系统的振动借助于至少一个减振器相对于所述家用器具的器具壳体进行减振，在该方法中，借助于一行程传感器提供测量值，所述测量值表示所述振动系统相对于一参考位置的位移，并且借助于一控制装置根据所述测量值进行所述装载重量的确定。此外，本发明涉及一种用于护理衣物的家用器具，所述家用器具构造用于实施这种方法。
背景技术
在用于护理衣物的家用器具中、例如特别是在洗衣机中通常检测洗液容器相对于器具壳体的运动。如果测量出洗液容器的运动，则倒推出洗涤筒的装载。另一方面，也可以根据检测出的洗液容器运动探测在甩干运行中洗涤筒或振动系统的不平衡。现有技术已知的是为了检测洗液容器的运动而使用电容传感器，所述电容传感器以电容途径测量洗液容器相对于器具壳体的运动。例如由文献DE 10 2007 061 525 A1公知了这种家用器具。在此，衣物护理器具包含求取装置，所述求取装置用于检测运行参数，即特别是衣物容器的水装载。求取装置与电容器耦合，所述电容器的电容与运行参数相关。在此，薄膜电容器用作电容器，所述薄膜电容器与传统的电容器相比具有明显小的构造空间需求并且基于所述薄膜电容器的几何结构灵活性在不需大量耗费的情况下可以布置在家用器具内部的最优位置中。由此，确保了改善地检测运行参数。此外可以设置，薄膜电容器的一个电极相对于家用器具的壳体位置固定地布置，并且另一个电极或对应电极相对于洗液容器位置固定地布置。以所述方式可以除了求得水装载以外根据两个电极的几何布置确定洗液容器在壳体内部的位置或运动，由此，也可以求得洗液容器的总装载以及静态不平衡和动态不平衡。
文献DE 101 04 682 B4也描述了一种用于测量洗衣机筒的装载和不平衡的方法，其中，测量在洗涤过程期间电容传感器的电容变化并且由此求得洗液容器的运动。在此，传感器的导电面电隔离地作为电容式感测器相对于壳体位置固定地安装在洗液容器和器具壳体之间。
本发明关注于对洗衣机的洗涤筒的装载或装载重量的确定、特别是对衣物的所谓的干重的检测，所述衣物通过使用者放入到洗涤筒中。在此，通常使用的方法是利用在增加的装载量的情况下测量弹簧式悬置的振动系统的运动以确定处于筒中的质量。关于这一点，在出版物DE 10 2009 028 772 A1中描述了一种具有一维传感器的对称系统。一种另外的、也可使用在不对称系统中的用于确定衣物处理器具的装载量的方法由文献DE 10 2006034 190 A1公知。所有这种测量系统的共同点是，给洗衣机中对于对振动系统进行减振所需的摩擦减振器施加一力，所述力反作用于筒装载物的重力并且由此使测量结果失真。因此，在现有技术中必须使用下述的减振器，所述减振器在静态运行情况中几乎无摩擦。因此，在DE 102 25 335 B4中提出使用油液压式减振器，然而油液压式减振器在较大装载量的情况下产生非常不线性的力分量并且只能部分地解决测量结果失真的问题。
在DE 10 2010 042 173 A1提出，在甩干过程期间连续地求得在行程传感器上测得的振动幅度的平均值作为振动系统的当前位置，最后求得的位置被存储、与振动系统的零位的位置比较并且据此确定减振器的当前静止位置。由此可以确定，在取出刚甩干的一批衣物之后(即在卸载的系统中)减振器的活塞的静止位置与其理论的平均位置相距多远，就像其在不影响行程传感器对装载的测量那样。与平均位置的偏差在下一次装载测量时是用于测量值修正的基础。
此外，行程传感器用于确定洗衣机的装载重量的应用由文献DE 10 2004 043 838B3公知。对测量值的分析以如下方式进行：振动系统的静止位置借助于行程传感器检测并且存储，在检测值改变时将控制接到激活模式。为了求得装载重量而考虑振动系统的已检测到的静止位置。也就是说，静止位置的求得在此在下述时间内进行，在所述时间内控制单元是未激活的、即在睡眠模式中。在激活控制单元之后，行程传感器至少另一次地被读取，其中，从这个在装载下读入的值减去在睡眠模式中检测到的用于静止位置的值，并且由所述计算得出的结果用作衣物的重量。
此外，由DE 10 2008 055 092 A1公知了一种用于预测洗衣机中的不平衡的方法，在该方法中，由于弹簧活塞减振器的摩擦元件的位置改变导致测量信号的跃变。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种如何能在开头所述类型的方法中实现特别准确地确定装载重量的解决方案。
根据本发明，该目的通过具有根据相应的独立权利要求的特征的方法以及家用器具来实现。本发明的有利的实施方案是从属权利要求、说明书和附图的主题。
本发明的方法用于确定一用于护理衣物的家用器具的振动系统的装载重量。借助于至少一个减振器(所述减振器特别是构造为弹簧活塞式摩擦减振器)将振动系统的振动针对家用器具的器具壳体进行减振。借助于行程传感器提供测量值，所述测量值表示振动系统(特别是在家用器具的高度方向上)相对于参考位置的位移、即关于参考位置的相对位置。借助于电子控制装置根据测量值进行装载重量的确定，所述电子控制装置可以例如设计为数字信号处理器。根据本发明，在振动系统的装载过程期间(特别是在使用者将衣物放入到该系统的洗涤筒中期间)通过控制装置分析测量值的时间变化，并且根据所述时间变化探测减振器在振动系统装载时的滑行，其中，由所述滑行导致的位移改变值通过控制装置来确定并且在确定装载重量时被补偿。
本发明基于下述知识，即减振器的摩擦片衬的滑行消极地影响在用于护理衣物的家用器具中对装载重量的测量。所述滑行可以特别是也在装载过程期间出现。一个另外的知识在于，减振器的摩擦片衬的滑行产生行程传感器的测量值的典型的变化曲线。所述典型的信号变化曲线可以在装载过程期间通过控制装置来探测并且解释为摩擦片衬的滑行。如果探测到所述滑行，则所述位移的偏移值或改变值同时也被确定并且在确定装载重量时被补偿。由减振器施加到系统中的力原则上取决于振动系统的下降。包含装载物的振动系统的重力与弹簧装置的弹簧力和由至少一个减振器施加的力处于平衡。通过本发明来补偿位置改变，当至少一个减振器来到非线性的工作区域中并且滑行时，由于平衡状态的改变而产生所述位置改变。总之，本发明具有的优点是，总得来说可以非常准确地确定装载重量，因为对装载量的主要的干扰影响(即非线性的减振力)被补偿。此外可以使用具有小的静摩擦的弹簧活塞减振器，这特别是在减小噪音方面是有利的。相应地，不需要使用成本高的与速度相关的减振器、例如油液压减振器。
当根据测量值的时间变化在一预定长度的时间间隔内探测到振动系统的位移改变，所述位移改变大于预定的边界值时，则探测到所述滑行。所述实施方式基于下述知识，即振动系统的位置在非常短的时间间隔内的大改变原则上只能由减振器的滑行导致，而不是通过将衣物放入到洗涤筒中导致。如果振动系统的位置突然在例如两毫秒内改变，则可以认为该位置改变归因于摩擦片衬的滑行而不归因于附加的装载物。由此可以特别可靠地探测到减振器的滑行并且准确地确定装载重量。
这实际上也可以这样实现，即通过控制装置根据测量值的变化曲线确定一改变速度作为每时间单位的位移改变。根据改变速度则可以对减振器的滑行进行探测。如果改变速度超过预定的边界值，则探测到所述滑行，因为通过将衣物放入到洗涤筒中几乎不可能导致相对高的改变速度。
用于护理衣物的家用器具特别是理解为洗衣机或洗衣烘干机。
振动系统特别是包括洗液容器，所述洗液容器支撑在所述至少一个减振器上并且特别是也悬置在弹簧装置上。特别是洗涤筒也属于振动系统，所述洗涤筒能旋转地支承在洗液容器中。
在本例中，行程传感器理解为一个下述的传感器，所述传感器设计用于检测振动系统的高度位置。所述行程传感器可以基于任意的物理原理、例如光学和/或电学和/或机电和/或电磁作用。行程传感器的输出信号可以是模拟信号或数字信号。
在本例中，“减振器的滑行”理解为减振器的摩擦片衬相对于其摩擦对、特别是减振器缸的运动或滑移。特别是如文献DE 10 2010 042 173 A1中所述的减振器可以用作减振器。
借助于行程传感器检测振动系统相对于系统的参考位置的位移。所述参考位置可以特别是振动系统的静止位置，所述静止位置在无装载的系统中出现。所述静止位置可以例如在每个运行程序结束之后在洗涤筒卸载之后被测定。
在一个实施方式中设置，确定被放入到振动系统的洗涤筒中的衣物的干重作为装载重量。这意味着，在激活家用器具的运行程序之前还要确定洗涤筒的装载重量。
如果探测到滑行，则控制装置确定位移的前述的改变值(偏移)，所述改变值在确定装载重量时被补偿。这可以特别是通过以下方式实现，即由所述滑行导致的位移改变值被从行程传感器当前的测量值(在滑行之后)中减去，并且根据减去结果确定装载重量。由此可以防止装载重量的失真。
此外，本发明涉及一种用于护理衣物的家用器具，其具有振动系统、至少一个减振器、至少一个行程传感器和控制装置，所述振动系统包含用于接收衣物的洗涤筒，所述减振器用于针对家用器具的器具壳体对振动系统的振动进行减振，所述行程传感器用于提供测量值，所述测量值表示振动系统相对于参考位置的位移，所述控制装置用于根据所述测量值确定装载重量。控制装置设计为在振动系统的装载过程期间分析所述测量值的时间变化，根据时间变化探测减振器在所述振动系统装载时的滑行，由所述滑行导致的位移改变值被确定并且在确定装载重量时被补偿，并且当根据所述测量值的时间变化在一预定长度的时间间隔内探测到位移改变，所述位移改变大于预定的边界值时，则探测到所述滑行。
参考本发明的方法提出的优选实施方式及其优点相应地适用于本发明的家用器具。
本发明的其他特征由权利要求、附图和附图说明得出。所有前面在说明书中提及的特征和特征组合以及下面在附图说明提及的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合能够不仅以各自给出的组合而且以其他组合或者单独地使用。
附图说明
现在根据优选的实施例以及参考附图详细说明本发明。
附图中：
图1以简图示出根据本发明的一个实施方式的家用器具；
图2示出减振力与家用器具的振动系统的下降之间的关系；
图3示出测出的装载重量与放入的衣物的实际重量之间的关系，其中，详细阐述了根据本发明的一个实施方式的方法。
具体实施方式
在本实施例中，图1中所示的家用器具1是洗衣机。家用器具1包括洗液容器2，一洗涤筒3能旋转地支承在所述洗液容器中。衣物4位于洗涤筒3中，所述衣物在家用器具1中在护理过程期间被洗涤。
洗液容器2通过弹簧装置5悬置在家用器具1的器具壳体6上。在本实施例中，弹簧装置5包括第一和第二弹簧7、8，其中，所述弹簧的数量原则上可以是任意的。
此外，洗液容器2被支撑在减振器装置9上，所述减振器装置在本实施例中包括第一和第二减振器10、11。减振器10、11特别是摩擦减振器。所使用的减振器10，11的数量原则上也可以被任意地选择。例如，减振器装置9也可以包括三个或四个这种减振器10、11。
洗涤筒3能绕着一水平延伸的旋转轴线旋转地支承在洗液容器2中并且借助于电驱动马达13来驱动。驱动马达13的转子能够以已知的方式例如通过皮带与洗涤筒3连接。
洗液容器2以及洗涤筒3共同构成一振动系统16，所述振动系统通过所述弹簧7，8能运动地悬置在器具壳体6中。所述减振器10、11被用来对大振幅进行减振。
此外，一中央控制装置14以及一电马达控制单元15布置在家用器具1中。中央控制装置14用于控制家用器具1的护理过程并且由此是上级控制装置，而马达控制单元15的任务是控制电驱动马达13。例如，在此驱动马达13的转速借助于马达控制单元15来调整。中央控制装置14可以例如通过未示出的通讯总线或者无线地与马达控制单元15通讯。
为了控制家用器具1的护理过程，中央控制装置14需要关于家用器具1的不同运行参数的当前参数值的信息、特别是关于衣物4的装载重量或干重的信息。为了检测所述装载重量，使用一行程传感器17，所述行程传感器被夹紧在一方面振动系统16和器具壳体6的底部18之间并且检测洗液容器2或整个振动系统16相对于器具壳体6在高度方向z上并且由此垂直于旋转轴线12或者可选地也在多个维度上的运动。行程传感器17检测振动系统16相对于一参考位置的当前位置或位移，所述参考位置特别是相应于振动系统16的静止位置。由行程传感器17提供的测量值被传输给控制装置14，该控制装置则根据所述测量值求得当前的装载重量。
图2示出了由减振器10、11引入到振动系统16中的力F与振动系统16的下降之间的关系。在第一区段19中，包含装载物的振动系统16的重力与弹簧7、8的力和由减振器10、11施加的力F处于平衡。所述区段19的线性变化表明，减振器10、11的弹簧被连续地张紧。在一点20中，减振器10、11的静摩擦力FH被克服，并且摩擦片衬滑行，这可以根据一个另外的区段21看出，力F在该区段中减小。根据区段22，相应的减振器10、11的弹簧又被张紧，其中，在达到摩擦片衬的静摩擦力FH之后又滑行。在此，所述滑行在非常小的时间间隔T内发生。
当减振器10、11来到其非线性的工作区域中并且滑行时，在此关注的是由于平衡状态改变而对装载重量的确定进行补偿。为了在装载过程期间探测所述减振器10、11的滑行，所述控制装置14分析所述行程传感器17的测量值的时间变化。在此，所述控制装置14查验是否在非常短的时间间隔内出现了测量值的非常大的改变。如果在非常短的时间内(例如在两毫秒内)探测到这种改变，则可以以非常高的可能性认为该改变归因于减振器10、11的滑行。
所述控制装置14也可以确定一改变速度v＝ΔS/Δt作为每时间单位Δt的位移改变ΔS并且在整个测量时间间隔上来分析。测量值改变原则上可以对应于三个可能的原因：
改变速度v几乎等于零并且因此小于预定的第一边界值G1：小的改变速度表示装载重量的改变并且由此表示使用者的传统的装载过程。
改变速度v大于预定的第一边界值G1并且小于较高的第二边界值G2：这个适度的改变速度v表示振动系统16被使用者手动操作，这在本例中将被控制装置14忽略。也就是说，振动系统16的该位置改变在确定装载重量时不被修正。
改变速度v非常大并且因此大于第二边界值G2：如果探测到这一点，则认为是减振器10、11滑行了。也就是说，当行程传感器17的测量值迅速改变(这通过控制装置14根据改变速度v被探测到)时，则存在减振器10、11的滑行、即摩擦片衬在减振器10、11内部的位置移动了。
所测得的装载重量B与被放入的衣物4的实际装载量或实际重量B＇的典型关系在图3中示出。如由图3可知，改变速度v首先相对小并且几乎等于零。如同以23所示的那样，振动系统16的位置或移动在达到减振器10、11的静摩擦力之后突然改变。在探测到该滑行之后，控制装置14确定振动系统16的位置的由滑行导致的改变值24。所述改变值24是偏移量，其在确定装载重量B时被补偿。在图3中以25示出在没有进行所述补偿的情况下确定装载重量B的结果。如果改变值24被补偿，则装载重量B通过控制装置14来确定，该装载重量明显更真实可信。在图3中以26示出具有本发明的补偿的装载重量B。如由图3可知，在补偿的范围内，将求得的改变值24从行程传感器17的当前的、在探测到所述滑行后检测到的测量值中减去。
附图标记列表
1 家用器具
2 洗液容器
3 洗涤筒
4 衣物
5 弹簧装置
6 器具壳体
7，8 弹簧
9 减振器装置
10、11 减振器
12 旋转轴线
13 减振器
14 控制装置
15 马达控制单元
16 振动系统
17 行程传感器
18 底部
19 区段
20 点
21 区段
22 区段
23 位置改变
24 改变值
25 未补偿的变化曲线
26 补偿的变化曲线
A 下降
B，B＇ 装载重量
F 力
FH 静摩擦
G1，G2 边界值
T 时间间隔
v 改变速度
z 高度方向
ΔS 位移改变
Δt 时间单位
Claims (7)
1.一种用于确定用于护理衣物(4)的家用器具(1)的振动系统(16)的装载重量(B)的方法，在该方法中，所述振动系统(16)的振动借助于至少一个减振器(10，11)相对于所述家用器具(1)的器具壳体(6)进行减振，在该方法中，借助于一行程传感器(17)提供测量值，所述测量值表示所述振动系统(16)相对于一参考位置的位移，并且借助于一控制装置(14)根据所述测量值进行所述装载重量(B)的确定，其特征在于，在所述振动系统(16)的装载过程期间通过所述控制装置(14)分析所述测量值的时间变化，并且根据所述时间变化探测所述减振器(10，11)在所述振动系统(16)装载时的滑行，其中，所述位移的由所述滑行导致的改变值(24)通过所述控制装置(14)来确定并且在确定所述装载重量(B)时被补偿，并且当根据所述测量值的时间变化在一预定长度的时间间隔内探测到位移改变，所述位移改变大于预定的边界值时，则探测到所述滑行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定放入到所述振动系统(16)的洗涤筒(3)中的衣物(4)的干重作为装载重量(B)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述测量值的时间变化通过所述控制装置(14)确定一改变速度(v)作为每时间单位(Δt)的位移改变(ΔS)，并且根据所述改变速度(v)进行所述滑行的探测。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述改变速度(v)超过预定的边界值(G2)时，则探测到所述滑行。
5.根据权利要求1-2、4中任一项所述的方法，其特征在于，所述补偿包括：将所述位移的由所述滑行导致的改变值(24)从所述行程传感器(17)当前测量值中减去并且根据减去结果确定装载重量(B)。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述补偿包括：将所述位移的由所述滑行导致的改变值(24)从所述行程传感器(17)当前测量值中减去并且根据减去结果确定装载重量(B)。
7.一种用于护理衣物(4)的家用器具(1)，其具有振动系统(16)、至少一个减振器(10，11)、至少一个行程传感器(17)和控制装置(14)，所述振动系统包含用于接收衣物(4)的洗涤筒(3)，所述减振器用于相对于所述家用器具(1)的器具壳体(6)对所述振动系统(16)的振动进行减振，所述行程传感器用于提供测量值，所述测量值表示所述振动系统(16)相对于一参考位置的位移，所述控制装置用于根据所述测量值确定装载重量(B)，其特征在于，所述控制装置(14)设计为：在所述振动系统(16)的装载过程期间分析所述测量值的时间变化；根据所述时间变化探测所述减振器(10，11)在所述振动系统(16)装载时的滑行；确定所述位移的由所述滑行导致的改变值(24)并且在确定所述装载重量(B)时进行补偿；并且当根据所述测量值的时间变化在一预定长度的时间间隔内探测到位移改变，所述位移改变大于预定的边界值时，则探测到所述滑行。
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