CN108430296B - 确定用于洗涤和冲洗物品的器具的循环泵中是否存在处理用水的方法以及用于洗涤和冲洗物品的器具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种确定用于洗涤和冲洗物品的器具的循环泵中是否存在处理用水的方法、一种执行该方法的器具、以及一种用于执行方法步骤的计算机程序。所述确定用于洗涤和冲洗物品的器具(1)的循环泵(21)中是否存在处理用水的方法包括：测量表示在预定第一速度下该循环泵(21)的负荷的特性的最小值，测量表示在预定第二速度下该循环泵(21)的负荷的特性的最大值，该第二速度高于该第一速度，确定所述最小值与所述最大值之间的关系，并且根据所述关系确定循环泵(21)中是否存在处理用水。

Description

确定用于洗涤和冲洗物品的器具的循环泵中是否存在处理用 水的方法以及用于洗涤和冲洗物品的器具
技术领域
本发明涉及一种确定用于洗涤和冲洗物品的器具的循环泵中是否存在处理用水的方法、以及一种执行该方法的器具。
背景技术
在诸如洗碗机等洗涤器具中，需要传感器用于监测洗碗机的隔室中的水位，特别是当经由洗碗机入口供应水至隔室时，以避免溢出情况，或简单地只是用于监测洗碗机中的大致水位。
进一步地，即使可能不需要确定水位，仍然可能期望检测洗碗机的循环泵中是否存在处理用水。为了确定本领域中的泵中存在处理用水与否，需要例如流量传感器、压力传感器、压力开关、浮动开关等传感器。这些传感器增加了洗碗机的复杂性，并且因此增加了成本。
发明内容
本发明的目的是解决或至少减轻本领域中的这个问题并且提供一种确定用于洗涤和冲洗物品的器具的循环泵中是否存在处理用水的改进方法。
这在本发明的第一方面是通过一种确定用于洗涤和冲洗物品的器具的循环泵中是否存在处理用水的方法达到的。该方法包括：测量在预定第一速度下循环泵的最小负荷，测量在预定第二速度下循环泵的最大负荷，该第二速度高大于该第一速度，确定所述最小负荷与所述最大负荷之间的关系，并且根据所述关系确定循环泵中是否存在处理用水。
这在本发明的第二方面是通过一种用于洗涤和冲洗物品的器具达到的。该器具包括：循环泵、感测装置，该感测装置被安排用于测量表示在预定第一速度下循环泵的负荷的特性的最小值以及测量表示在预定第二速度下循环泵的负荷的特性的最大值，该第二速度大于该第一速度。该器具进一步包括控制器，该控制器被安排用于控制循环泵的速度，并且进一步用于确定所述最小值与所述最大值之间的关系，并且根据所述关系确定循环泵中是否存在处理用水。
有利地，通过确定表示在预定第一速度下循环泵的负荷的特性的最小值和表示在预定更高的第二速度下循环泵的负荷的特性的最大值，例如通过测量特性，诸如在实施例中执行的泵的工作电流，可以由此确定这两者之间的关系，例如差。与泵是干的情况相比，当循环泵的蜗壳中存在处理用水时，这个差通常更大。
因此，通过本发明，有利地确定用于洗涤和冲洗物品的器具(例如，洗碗机)的循环泵中是否存在处理用水而无需使用传统的传感器，例如流量传感器、压力传感器、压力开关、浮动开关等传统传感器。
在本发明的实施例中，有利地通过测量在较低预定速度下循环泵的工作电流的最小值和在较高预定速度下循环泵的工作电流的最大值来测量表示循环泵负荷的特性的最小值和最大值。
有利地，如本发明的实施例中所做的，计算最小值与最大值之间的以差为形式的关系，然后确定所计算的差是否超过预定阈值。如果超过预定阈值，则指示循环泵中存在处理用水。
在本发明的进一步实施例中，计算最小值与最大值之间的以商为形式的关系。
在本发明的实施例中，在通过将表示最大负荷的值除以表示最小负荷的值来计算商的情况下，确定所计算的商是否超过预定阈值。如果超过预定阈值，则指示循环泵中存在处理用水。
在本发明的替代性实施例中，在通过将表示在较低速度下的最小负荷的值除以表示在较高速度下最大负荷的值来计算商的情况下，确定所计算的商是否低于预定阈值。如果超过预定阈值，则指示循环泵中存在处理用水。
在又一个实施例中，通过测量驱动循环泵的电机的工作电流来测量循环泵的负荷。这可以通过测量电机中的已知分流电阻器的电压并使用欧姆定则计算电流来间接测量。所测得的电流可以直接转换成循环泵扭矩；扭矩越高，则驱动泵的电机的工作电流越高，并且越高的泵扭矩意味着越大流量的处理用水通过循环泵。与使用相对昂贵的压力传感器或流速传感器测量循环泵中是否存在处理用水相比，测量循环泵电机的工作电流其本身是有利的。
一般而言，除非本文中另有明确定义，否则在权利要求中所使用的所有用语是根据它们在技术领域中的普通含义来解释的。除非另有明确声明，所有引用的“一/一个/元件、设备、部件、手段、步骤等”是如参考该元件、设备、部件、手段、步骤等中的至少一个实例开放性解释的。除非明确声明，本文中披露的任何方法的步骤不必完全按照所披露的顺序执行。
附图说明
现在将通过实例方式通过参照附图来描述本发明，在附图中：
图1示出了可以在其中实施本发明的现有技术洗碗机；
图2示意性地展示了沿着截面II截取的图1的洗碗机的截面视图；
图3a和b展示了可以根据本发明的实施例控制的循环泵的两个不同视图；
图4至图6示出了根据本发明的增大循环泵速度以测量泵负荷从而确定循环泵中存在处理用水与否的三种不同的情境；并且
图7示出了流程图，展示了根据本发明的确定循环泵中存在处理用水与否的方法的实施例。
具体实施方式
现在将参考这些附图在下文中更为全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的某些实施例。然而，本发明可以采用许多不同的形式来实施，并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例；而是，这些实施例是以举例方式提供的，这样使得本披露将变得全面和完整，并且将向本领域技术人员充分地表示本发明的范围。贯穿本说明书，相同的数字指代相同的元件。随后将通过洗碗机举例说明本发明的洗涤器具。
图1示出了可以在其中实施本发明的现有技术洗碗机1。应注意的是，洗碗机可以呈现为许多形式并且包括许多不同的功能。因此，图1中展示的洗碗机1用于解释本发明的不同实施例并且应仅被看作是可以在其中应用本申请的洗碗机的实例。
示例性洗碗机1包括洗涤隔室或桶2、被配置用于关闭和密封洗涤隔室2的门4、具有下喷射臂3和上喷射臂5的喷射系统、下搁架6以及上搁架7。此外，其可以包括餐具(未示出)的特定顶搁架。控制器11(诸如微处理器)被安排在洗碗机的内部、用于控制洗涤程序，并且通信地连接至界面8，使用者可以通过该界面选择洗涤程序。
图1中所展示的现有技术洗碗机1的门4在其内侧进一步安排有小洗涤剂投放器9，该小洗涤剂投放器具有通过控制器11被可控制地打开和关闭以便将洗涤剂从投放器9投放到桶2中的盖子10。
图2示意性地展示了沿着截面II截取的图1的洗碗机1的截面视图，以进一步展示包括在洗碗机1中的部件。因此，如前所述，洗碗机1包括洗涤隔室或桶2，该洗涤隔室或桶容置用于容纳待洗涤的物品(如餐具、盘子、饮水玻璃杯、托盘等)的上部篮子7以及下部篮子6。
使用者将呈液体、粉末或片剂形式的洗涤剂投入位于洗碗机1的门(图2未示出)内侧的洗涤剂隔室中，洗涤剂是根据所选定的洗涤程序以可控制的方式投放到洗涤隔室2中的。如前所述，洗碗机1的工作通常是通过控制器11执行存储在存储器13中的适当的软件12来控制的。
通过进水口15和供水阀16将清水供应至洗涤隔室2。此清水最终被收集在所谓的集水槽17中，在那里清水与所投放的洗涤剂混合，从而产生处理用水18。供水阀16的打开和关闭通常由控制器11控制。
在此使用的表述“处理用水”是指主要包含水的液体，该液体用于洗碗机中并且在其中进行循环。处理用水是可以含有不同量的清洁剂和/或清洗助剂的水。处理用水还可含有污物，如食物残渣或其他类型的固体颗粒、以及溶解的液体或化合物。在主洗涤周期中使用的处理用水有时被称作洗涤液体。在冲洗周期中使用的处理用水有时被称作冷冲洗水或热冲洗水，这取决于该冲洗周期中的温度。因此，供应给根据本发明的实施例的洗涤剂投放装置的加压流体至少部分包含处理用水。
在洗涤室的底部是过滤器19，该过滤器用于在处理用水经由处理用水出口20离开隔室以用于随后通过循环泵21再次进入洗涤隔室2之前将污物从处理用水中过滤掉。因此，处理用水18穿过过滤器19并且经由管道23和相应的处理用水阀24通过循环泵21(该循环泵通常由无刷直流(BLDC)电机22驱动)进行泵送，并且经由与各个篮子6、7相关联的相应洗涤臂3、5的喷嘴(未示出)喷射到洗涤隔室2中。因此，处理用水18经由过滤器19离开洗涤隔室2并且经由循环泵21进行再循环，并且经由洗涤臂3、5的喷嘴喷射到被容纳在相应的篮子中的待洗涤的物品上。进一步地，可控加热器14通常被安排在集水槽17中、用于加热处理用水18。
洗碗机1的洗涤隔室2用由BLDC电机30驱动的排水泵29排放处理用水18。应注意的是，可以设想到排水泵29和循环泵21可以由同一个电机驱动。
在本发明的实施例中，感测装置25被安排在循环泵21处，用于测量循环泵21的例如以工作电流、电压或功率为形式的负荷。可以以安排在循环泵电机22处的电阻器的形式实施感测装置25，用于测量电机的工作电流。实际上，这是通过测量循环泵21的电机22中的已知分流电阻器的工作电压和计算工作电流来进行的。
测得的以例如工作电流为形式的泵负荷可以直接转换成给定循环泵速度的循环泵扭矩；扭矩越高，则驱动泵21的电机22的工作电流越高，并且越高的扭矩意味着越大流量的处理用水18通过循环泵。
图3a示出了示例性循环泵21的视图。循环泵21的速度通常由控制器11控制。图3a示出了循环泵21的出口40(被称为排放口)和入口41。循环泵21的外壳42被称为蜗壳并且可以从循环泵21的主体43上移除。
图3b示出了图3a的循环泵21的进一步视图，其中，已经从循环泵的主体43上移除了蜗壳42，由此露出了循环泵的叶轮44，该叶轮在工作时泵送经由入口41进入循环泵21的处理用水。由叶轮44泵送的处理用水随后由减慢处理用水的流速的蜗壳42接收，并经由出口40离开循环泵21。
现在将在下文参考图4至图6描述根据本发明的实施例的确定洗碗机1的循环泵21中是否存在处理用水18的方法。在这个示例性实施例中，通过测量循环泵的工作电流来确定其负荷。
图4展示了第一种情境，其中，当测量循环泵的工作电流时，循环泵的速度从第一速度v1增大至高于第一速度的第二速度v2。现在，如果循环泵21中存在处理用水18，泵21的叶轮44将使水运动并且引起其在泵的蜗壳42中旋转。图4展示了泵充满水的情况。
图5展示了当循环泵21中不存在处理用水18时的情境。在这第二种情境中，当泵的速度从v1变到v2时叶轮44将不感受到任何处理用水负荷(或反之亦然)。
图6展示了第三种情境，其中，循环泵21中只存在少量的处理用水18。在这个情境中，当叶轮44引起处理用水在泵蜗壳42中旋转时，叶轮44将感受到微小的处理用水负荷。
在实施例中，假设例如，在较高速度v2下的最大电流In(v2)max与在较低速度v1下的最小电流In(v1)min之间的关系Δn(其中，n表示相应的情境)计算为：
Δn＝In(v2)max-In(v1)min
参考整个图4至图6所讨论的三种情境，可以得出以下结论：
Δ1>Δ2，以及
Δ3>Δ2。
针对当泵是空的这第二情境，使用示例性数值，泵工作电流假设为：
I2(v2)max＝205mA，以及
I2(v1)min＝95mA。
因此，在这个特定实施例中，Δ2＝205-95＝110。
此外，针对第一和第三情境假设：
I1(v2)max＝325mA，
I1(v1)min＝130mA，＝>Δ1＝325-130＝195，
I3(v2)max＝240mA，
I3(v1)min＝85mA，＝>Δ3＝240-85＝155。
因此，在这个特定示例性实施例中，通过针对这三种不同的情境测量在两个限定的泵速度v1、v2下的泵工作电流，例如在洗碗机的生产期间，可以有利地确定在正常工作期间泵中是否存在处理用水。
在实施例中，使用例如T＝120的阈值，并且如果测得的差Δ超过预定阈值T，则认为泵中包含水。
在图4至图6的情境中，Δ1＝195>Δ3＝155>T＝120，而Δ2＝110<T，并且可以得出以下结论：针对图4和图6中的情境，泵中包含水，而在第二情境中认为泵中不包含水。
图7展示了确定洗碗机的循环泵中是否存在处理用水的方法的实施例的流程图。将进一步参考图6，其是这个示例性实施例中设想的情境。
因此，在第一步骤S101中，在预定第一速度v1下测量循环泵的最小负荷。这是通过在第一速度v1下测量最小工作电流I3(v1)min进行的。然后，在步骤S102中将泵的速度提升至第二速度v2，在该第二速度下测量了最大负荷，即最大工作电流I3(v2)max。
如前面已经讨论的，在步骤S103中确定在较低速度v1下的最小泵负荷与在较高速度v2下的最大泵负荷之间的关系。在这个特定实施例中，确定差Δ3＝I3(v2)max-I3(v1)min，并且根据这个差在步骤S104中得出循环泵中是否存在处理用水的结论。
在这个实例中Δ3＝155，而预定阈值T＝130。因此，Δ3>T，并且因此循环泵中存在处理用水。
应注意的是，在该方法中步骤S101和S102可以反过来；是否在测得最小负荷之前测得最大负荷并不重要，或反之亦然。
在进一步实施例中，在第一速度v1下的最小循环泵负荷与在第二速度v2下的最大循环泵负荷之间的关系被计算为商：
Figure BDA0001652560320000081
针对图4至图6中的这三种情境，这将产生：
Figure BDA0001652560320000082
在这种实施例中，预定阈值可以设为例如T＝2.2。
因此，对于q>T的任何测量值，认为泵中包含水。
在又进一步实施例中，在第一速度v1下的最小循环泵负荷与在第二速度v2下的最大循环泵负荷之间的关系计算为：
Figure BDA0001652560320000083
即p＝1/q。
针对图4至图6中的这三种情境，这将产生：
Figure BDA0001652560320000084
在此实施例中，预定阈值可以设为例如T＝0.45。
因此，对于p<T的任何测量值，认为泵中包含水。
实际上，根据本发明的实施例，由洗碗机1执行的方法的步骤是由以一个或多个微处理器或处理单元形式实施的控制器11引起的，该控制器被安排用于执行被下载到与微处理器相关联的合适存储介质13中的计算机程序12，该存储介质诸如是随机存取存储器(RAM)、快闪存储器或硬盘驱动器。控制器11被安排用于引起洗碗机1在包括计算机可执行指令的适当计算机程序12被下载至存储介质13并且被控制器11执行时实施根据本发明的实施例的方法的步骤。存储介质13还可以是包括计算机程序12的计算机程序产品。可替代地，计算机程序12可以借助于合适的计算机程序产品(诸如数字化通用磁盘(DVD)或者记忆棒)来传递至存储介质13。作为进一步替代方案，计算机程序12可以通过网络下载至存储介质13。控制器11可以替代地以数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等的形式来实施。
上文已经参照一些实施例主要描述本发明。然而，本领域技术人员容易了解的是，除以上披露的实施例之外的其他实施例在由所附专利权利要求限定的本发明的范围内同样是可能的。

Claims (18)

1.一种确定用于洗涤和冲洗物品的器具(1)的循环泵(21)中是否存在处理用水(18)的方法，该方法包括：
测量(S101)表示在预定第一速度(v1)下该循环泵(21)的负荷的特性的最小值；
将所述循环泵(21)的速度从所述第一速度(v1)增加到第二速度(v2)；
测量(S102)表示在预定第二速度(v2)下该循环泵(21)的负荷的特性的最大值，该第二速度高于该第一速度；
确定(S103)所述最小值与所述最大值之间的关系；并且
根据所述关系确定(S104)该循环泵(21)中是否存在处理用水(18)。
2.如权利要求1所述的方法，测量(S101，S102)该最小值和该最大值包括：
测量在该预定第一速度(v1)下该循环泵(21)的工作电流的最小值(I(v1)min)；以及
测量在该预定第二速度(v2)下该循环泵(21)的工作电流的最大值(I(v2)max)。
3.如权利要求1或2中所述的方法，确定(S103)所述最小值与所述最大值之间的关系包括：
计算所述最小值与所述最大值之间的差(Δ)。
4.如权利要求3所述的方法，确定(S104)该循环泵(21)中是否存在处理用水(18)包括：
确定所计算的差(Δ)是否超过预定阈值(T)，其中，指示该循环泵(21)中存在处理用水(18)。
5.如权利要求1或2中所述的方法，确定(S104)所述最小值与所述最大值之间的关系包括：
计算所述最小值与所述最大值之间的商(p,q)。
6.如权利要求5所述的方法，通过将表示最大负荷的值除以表示最小负荷的值来计算该商(q)；确定该循环泵(21)中是否存在处理用水(18)包括：
确定所计算的商(q)是否超过预定阈值(T)，其中，指示该循环泵(21)中存在处理用水(18)。
7.如权利要求5所述的方法，通过将表示最小负荷的值除以表示最大负荷的值来计算该商(p)；确定该循环泵(21)中是否存在处理用水(18)包括：
确定所计算的商(p)是否低于预定阈值(T)，其中，指示该循环泵(21)中存在处理用水(18)。
8.一种用于洗涤和冲洗物品的器具(1)，该器具包括：
循环泵(21)；
感测装置(25)，该感测装置被安排用于测量表示在预定第一速度(v1)下该循环泵(21)的负荷的特性的最小值，以及测量表示在预定第二速度(v2)下该循环泵的负荷的特性的最大值，该第二速度高于该第一速度；
控制器(11)，该控制器被安排用于控制该循环泵(21)的速度，使得速度从所述预定第一速度(v1)增加到所述预定第二速度(v2)，其中，该控制器(11)进一步安排用于
确定所述最小值与所述最大值之间的关系；以及
根据所述关系确定该循环泵(21)中是否存在处理用水(18)。
9.如权利要求8所述的器具(1)，该感测装置(25)进一步被安排用于当测量该最小值和最大值时：
测量在该预定第一速度(v1)下该循环泵(21)的工作电流的最小值(I(v1)min)；以及
测量在该预定第二速度(v2)下该循环泵(21)的工作电流的最大值(I(v2)max)。
10.如权利要求8所述的器具(1)，该控制器(11)进一步被安排成当确定所述最小值与所述最大值之间的关系时包括：
计算所述最小值与所述最大值之间的差(Δ)。
11.如权利要求10所述的器具(1)，该控制器(11)进一步被安排用于当确定该循环泵(21)中是否存在处理用水(18)时：
确定所计算的差(Δ)是否超过预定阈值(T)，其中，指示该循环泵(21)中存在处理用水(18)。
12.如权利要求8所述的器具(1)，该控制器(11)进一步被安排用于当确定所述最小值与所述最大值之间的关系时：
计算所述最小值与所述最大值之间的商(p,q)。
13.如权利要求12所述的器具(1)，该控制器(11)被进一步安排用于：
通过将表示最大负荷的值除以表示最小负荷的值来计算该商(q)；并且进一步用于当确定该循环泵(21)中是否存在处理用水(18)时：
确定所计算的商(q)是否超过预定阈值(T)，其中，指示该循环泵(21)中存在处理用水(18)。
14.如权利要求12所述的器具(1)，该控制器(11)被进一步安排用于：
通过将表示最小负荷的值除以表示最大负荷的值来计算该商(p)；并且进一步用于当确定该循环泵(21)中是否存在处理用水(18)时：
确定所计算的商(p)是否低于预定阈值(T)，其中，指示该循环泵(21)中存在处理用水(18)。
15.如权利要求8至14中任一项所述的器具(1)，该感测装置(25)进一步被安排用于通过测量驱动该循环泵(21)的电机(22)的工作电流的值来测量表示循环泵负荷的特性的值。
16.如权利要求15所述的器具(1)，其中，该感测装置(25)包括：
安排在驱动该循环泵(21)的该电机(22)处的电阻器，通过该电阻器测量该电机的工作电流。
17.如权利要求8至14中任一项所述的器具(1)，所述器具包括洗碗机或洗衣机。
18.一种计算机程序产品，包括计算机可读介质(13)，该计算机可读介质具有包括计算机可执行指令的计算机程序(12)，当该指令被执行时，执行根据权利要求1至7中任意一项所述的方法。
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