CN1506522A - 洗衣机控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种洗衣机控制方法，根据在停止对马达的驱动时计算的脉冲宽度调制的平均值和马达靠惯性旋转而停止时的马达转角精确确定洗衣机中的衣物量，包括以下步骤：通过周期性地对马达施加具有预定占空比的脉冲宽度调制(PWM)信号将马达加速到目标转速；通过探测马达转速将与所述加速步骤中施加的信号对应的一组PWM值储存在存储器中；在探测到的马达转速到达目标转速后，输出具有零占空比的PWM信号以允许马达依靠惯性自由转动直到其停止；计算储存的PWM值的平均值；测量当马达依靠惯性自由转动到停止时马达的转角；根据储存的PWM平均值和马达转角计算衣物量估计值；通过比较计算的衣物量估计值和一组储存的衣物量参考值来确定衣物量。

Description

洗衣机控制方法
本申请要求在2002年12月10日提出的、韩国专利申请No.10-2002-0078289的优先权，在这里将其引入作为参考。
技术领域
本发明涉及洗衣机，更具体地说，本发明涉及洗衣机控制方法，其中根据在停止对马达的驱动时计算出来的脉冲宽度调制的平均值和马达靠惯性旋转而停止时的马达转角来确定洗衣机中的要洗衣物量。
背景技术
一般来讲，洗衣机是根据用户所选择的程序通过执行洗涤、漂洗和脱水等步骤洗涤衣物的设备。洗衣机通常根据洗涤类型分类并且可以包括波轮式、振动式和滚筒式。
为了利用洗衣机对放在洗衣机内的衣物进行洗涤，根据洗涤类型选择一种洗涤程序，并且根据探测到的洗衣机中的衣物量以预定的水位给洗衣机加水，最后根据预定的水位进行洗涤。在水到达预定的水位时，驱动马达来进行洗涤。但是，这时衣物会吸收一部分水，从而水位降低使得要重新加水直到到达理想的水位。因此，很难精确探测洗衣机中的衣物量。
在图1中示出了一种普通的滚筒式洗衣机，它包括桶2和滚筒3，其中桶2容纳洗涤用水，滚筒3容纳衣物，它可转动地安装在桶内并且通过皮带5和滑轮41和31接受马达4的驱动力来进行和洗涤相关的步骤。在衣物放置在滚筒3内时，桶2中的水充满到预定水位。在这样的负载下，在微处理器(未示出)的控制下驱动马达4以进行洗涤、漂洗和脱水等步骤。一旦开始了洗涤步骤，就将桶2内的水加到预定水位，并且驱动马达4向前和向后转动滚筒3使得衣物均匀地浸泡在水中，于是衣物部分地吸收了一些水，使得水位降低到预定水位以下。
上面洗衣机中的微处理器探测水位以确定是否需要再次供水操作。也就是说如果水位降低到预定水位以下，就确定出需要进行再次供水操作，这时停止对滚筒3的转动(驱动)同时再次将水供应到预定水位，这之后滚筒3重新转动。微处理器重复执行上面的步骤直到经过了预定的时间，同时计算再次供水操作的次数，从而根据在预定时间内再次供水操作的次数确定衣物量。为了完成这个操作，微处理器设有查找表以储存一组参考值，这些值对给定的洗衣机预先设定好，这样就可以确定出衣物量是几个预定衣物负载量中的一个，即小、中或大衣物负载。参考值是能够知道的，这是因为大衣物负载吸收更多的水从而需要的再次供水操作的次数会多一些；与之相反，再次供水操作的次数小的话就意味着小衣物负载。
在经过几次再次供水操作后就到达了理想的水位，这样根据上述过程确定出来的衣物量就可以执行洗涤步骤。但是，在这种方法中，达到理想水位的供水时间是很长的，这就不必要地延长了洗涤步骤并且可能浪费水。而且利用查找表来确定衣物量在本质上来讲是不精确的。
发明内容
因此，本发明是针对一种洗衣机控制方法，它能够避免一个或多个由于相关技术的局限和缺点所引起的问题。
本发明的一个目的是提供一种洗衣机控制方法，它被设计成能够解决前面的问题，通过在执行洗涤步骤前精确探测衣物量能够节约水并且缩短执行洗涤步骤所需的时间。
本发明的另一个目的是提供一种洗衣机控制方法，通过这种方法能够精确确定衣物量。
本发明的其它特点和优点将在下面的描述中阐明，它们中的一部分对于本领域普通技术人员来讲在仔细阅读下面的描述将是很明显的，或者通过实际应用本发明可以学习到。本发明得目的和优点可以通过在说明书、权利要求和附图中所特别指出的主题实现和达到。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，如所具体体现出来的和在这里所概括描述的，本发明提供一种洗衣机控制方法，它包括以下步骤：通过周期性地对马达施加一个具有预定占空比的脉冲宽度调制(PWM)信号将马达加速到目标转速；通过探测马达转速将在与所述加速步骤中施加的信号对应的一组PWM值储存在存储器中；在探测到马达转速到达目标转速后输出具有零占空比的PWM信号以允许马达依靠惯性自由转动直到其停止；计算储存的PWM值的平均值；测量当马达依靠惯性自由转动直到停止时马达的转角；并且根据储存的PWM的平均值和马达转角计算衣物量估计值。优选方法进一步包括通过比较计算的衣物量估计值和一组储存在查找表中的衣物量参考值来确定衣物量。
应该理解本发明前面的说明和后面的详细描述都是解释性和示例性的，它们意图为所要求的本发明提供进一步的解释。
附图说明
这里包括的附图是为了帮助进一步理解本发明，它们被包含在本说明书中并且构成了本说明书的一部分，附图说明了本发明的实施例并且和描述一起起到解释本发明原理的作用。在附图中：
图1是普通滚筒型洗衣机的横截面视图；
图2是根据本发明的洗衣机控制方法的流程图；和
图3是马达速度-时间图，用来解释根据本发明的洗衣机控制方法。
具体实施方式
现在详细参考本发明的优选实施例，在附图中描述了它的示例。在附图中，只要可能，用相同或相似的附图标记指示类似的元件。
图2示出了根据本发明的洗衣机控制方法，在图1示出的普通洗衣机中可以采用这种方法。图3绘出了在微处理器控制下驱动采用本发明方法的滚筒式洗衣机的马达时马达速度(rpm)相对于时间的图。
参考图2，衣物放在滚筒中，在选择了洗涤程序后洗涤步骤开始，洗衣机的微处理器输出驱动马达的马达驱动信号，马达的转动力矩转动滚筒(S1)。马达驱动信号是脉冲宽度调制(PWM)信号，控制这个信号使之具有预定的占空比。在马达加速时，微处理器周期性地(如以4毫秒(ms)速率)探测马达速度并且将探测到的速度与目标速度比较以根据探测到的速度差确定一组对应于PWM信号的值。作为受控PWM信号的所施加的占空比，PWM值储存在微处理器的存储器(S2)中以便于后面的计算。
上面的加速和对应的PWM值的储存一直持续到马达速度到达目标转速(以转/每分钟(rpm)计量)。一旦马达转速到达目标转速(S3)，微处理器控制PWM的值使得马达转速在预定时间t内保持恒定(S4和S5)，在这段时间内微处理器继续储存施加的PWM信号，它们基本保持为与目标转速一致的常数。因此，所有储存的PWM值都来自施加给马达的PWM信号，施加信号的过程从马达驱动初始点到中断马达驱动的时间。
在预定时间t结束时，停止对马达的驱动(S6)，但是由于惯性的作用马达的转动会继续下去(自转动)。在停止驱动马达的时刻，即在输出具有零占空比的马达驱动信号时，微处理器计算储存的PWM值的平均值(S7)，即那些从洗涤步骤开始就储存的值的平均值。同时，在马达依靠惯性继续转动并且马达缓慢停止(即rpm＝0)时微处理器测量测量马达的转角(S8)。根据在停止对马达的驱动时计算出来的PWM值的平均值和马达靠惯性旋转时的转角来计算衣物量估计值，利用衣物量估计值确定衣物量(S9)，其中PWM值的平均值和马达转角是给定洗衣机的马达的特征运行特性。最终确定出来的衣物量根据假定的衣物量和一组衣物量参考值之间的关系来得到，其中假定的衣物量根据选择的洗涤程序来设定，那一组衣物量参考值是通过对给定的洗衣机类型反复对洗衣机的样品进行测试确定的，并且这些参考值储存在微处理器存储器中的查找表中。
估计的衣物量(Aest)用Aest＝w1PWMave+w2θmotor来计算，其中PWMave是用储存的PWM值计算出来的平均值，θmotor是马达转角，w1和w2是根据洗衣机型号由制造者任意设定的权重常数。权重常数将给衣物量估计值一个特殊的值(例如零)，这个特殊的值是指在没有负载时驱动滚筒式洗衣机执行衣物量探测过程时的衣物量估计值。
利用加速过程的PWM值的平均值和靠惯性旋转的转角，本发明能够对衣物量进行精确确定，这是因为驱动马达的运行特性正比于负载量。即小的衣物量给马达施加小的负载，产生的PWM值也相应地小，而大的衣物量给马达施加大的负载，产生的PWM值也相应地大。换言之，衣物负载的大小直接确定了马达和承载衣物的滚筒之间所存在的摩擦力，并且为了使马达具有一定的加速度增量，施加给马达的所需PWM信号的占空比正比于衣物负载。
同时，自由转动的转角也类似地正比于衣物载荷的大小，即衣物量，这是由于作用在马达上的惯性力幅度对应于衣物量。即惯性力正比于衣物量。
通过利用施加给马达的PWM值和马达靠惯性旋转的转角来估计衣物量，本发明的方法能够通过对衣物量估计值和在开始洗涤步骤时所假设的衣物量的迭代来产生精确的衣物量值。因此，采用本发明的洗衣机可以更精确地确定衣物量，从而可以合适地设定供水水位和洗涤时间，这样就节约了水并且缩短了执行洗涤步骤所需的时间。
对那些本领域技术人员来讲，很明显无须偏离本发明的精神和范围就可以进行各种改进和变化。因此，只要这些改进和变化在所附权利要求和它们的等效体的范围内，本发明就意图包括它们。

Claims (8)

1.一种洗衣机控制方法，它包括以下步骤：
通过周期性地对马达施加一个具有预定占空比的脉冲宽度调制(PWM)信号将马达加速到目标转速；
通过探测马达转速将与所述加速步骤中施加的信号对应的一组PWM值储存在存储器中；
在探测到的马达转速到达目标转速后，输出具有零占空比的PWM信号以允许马达依靠惯性自由转动直到其停止；
计算储存的PWM值的平均值；
测量当马达依靠惯性自由转动到停止时马达的转角；和
根据储存的PWM值的平均值和马达转角计算衣物量估计值。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括通过比较计算的衣物量估计值和一组储存在查找表中的衣物量参考值来确定衣物量的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其中衣物量估计值等于w1PWMave+w2θmotor，其中PWMave是所储存的PWM值计算出来的平均值，θmotor是测量的转角，w1和w2是权重常数。
4.如权利要求3所述的方法，其中任意设定权重常数w1和w2，当没有负载的情况下驱动马达时，这两个常数的设定将一个特殊的值提供给衣物量估计值。
5.如权利要求1所述的方法，其中在所述的平均值计算步骤中用到的储存的PWM值是与施加给马达的PWM信号对应的PWM值，其中从马达驱动初始点一直到中断马达驱动的时间向马达施加信号。
6.如权利要求1所述的方法，其中在所述的输出步骤之前，以对应于目标转速的恒定速度将马达驱动预定的时间。
7.如权利要求6所述的方法，其中在所述的平均值计算步骤中用到的储存的PWM值是与施加给马达的PWM信号对应的PWM值，其中从马达驱动初始点一直到中断马达驱动的时间向马达施加信号。
8.如权利要求1所述的方法，其中根据4毫秒的周期对马达施加PWM值。
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