WO2014186992A1 - 串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法 - Google Patents

串激电机滚筒洗衣机对衣物重量进行判断的方法 Download PDF

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熊明
沈琦
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    • D06F34/04—Signal transfer or data transmission arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a drum washing machine with a series motor, and more particularly to a method for judging the weight of a clothes by a series motor drum washing machine. Background technique
  • An object of the present invention is to provide a method for judging the weight of clothes by a series motor drum washing machine, which can also intelligently select a washing and dehydrating program according to the weight of the clothes on the series motor drum washing machine.
  • the solution adopted by the present invention is:
  • a method for judging the weight of a laundry by a series motor drum washing machine comprising:
  • the washing machine circuit board control chip sends a motor drive signal to drive the motor to a specific speed; the motor feedback circuit feeds back the motor signal, and the signal is collected by the signal acquisition circuit and sent to the control chip; the circuit board control chip determines the current speed through the feedback signal, and compares the target speed Adjusting the operation process of the washing machine; recording the physical parameter time T, the rotational speed RPM, the laundry eccentric mass M and the motor power P in a specific process; by bringing the quantified values of the recorded physical parameters into the mathematical model set in the software Got
  • the numerical value of the weight of the clothing, the mathematical model is equivalent to K is a constant in the software. Different motor models and structures have different values, get the weight of the clothes in the current washing machine, and choose the best washing and dehydrating method.
  • the method for judging the weight of the laundry by the series motor drum washing machine according to the above embodiment of the present invention may further have the following additional technical features:
  • time T time T, rotational speed RPM, laundry eccentric mass M and motor power P.
  • the time T is a process that varies from the rotational speeds RPM1 to RPM2.
  • the rotational speed time difference ⁇ is measured by setting a deceleration interval when the motor is decelerating.
  • the eccentric mass M of the laundry and the power P of the motor are different according to different inner cylinder radii, and are generally completed between 75 and 110 RPM.
  • the invention can realize the function of weight judgment of different types of series motor drum washing machines; and improve the washing and dehydrating performance of the washing machine.
  • Figure 2 is a schematic diagram of the equivalent mass of the eccentric load in the drum
  • Figure 3 is a partial difference map of the eccentric load
  • Figure 5 is a schematic diagram of constant speed output power
  • Figure 6 is a schematic diagram of the distinguishing ability. detailed description
  • the following disclosure provides many different embodiments or examples for implementing different structures of the present invention.
  • the components and arrangements of the specific examples are described below. Of course, they are merely examples and are not intended to limit the invention.
  • the present invention may repeat reference numerals and/or letters in different examples. This repetition is for the purpose of brevity and clarity and does not in itself indicate the relationship between the various embodiments and/or arrangements discussed.
  • the present invention provides examples of various specific processes and materials, but one of ordinary skill in the art will recognize the applicability of other processes and/or the use of other materials.
  • the structure of the first feature described below "on" the second feature may include embodiments in which the first and second features are formed in direct contact, and may include additional features formed between the first and second features. The embodiment, such that the first and second features may not be in direct contact.
  • a force is applied to change the rotational speed.
  • the speed of the system rotational speed is proportional to the magnitude of the inertia. The greater the inertia The longer the system speed changes.
  • the invention utilizes this physical theory to determine the weight of the series motor drum washing machine. When the washing machine is maintained at a constant speed ⁇ , the output power of the motor can map the frictional force f of the system, and the washing machine is stopped at this time.
  • the computer board starts timing, the washing machine will only rotate to the friction force f, the rotation speed of the washing machine will gradually decrease from ⁇ to the speed ⁇ 2, and the time ⁇ to ⁇ 2 will be obtained.
  • the system inertia and the weight of the laundry in the cylinder can be mapped in time. Choose washing and dewatering methods with different weights of clothing.
  • the present invention relates to a method for determining the weight of a washing machine of a series motor before the high speed dewatering.
  • the main process includes: The determination process must be performed according to the flow shown in Figure 1, and the whole machine speed is controlled by software. , according to the set curve.
  • RPM2 When accelerating to RPM2 first, it is maintained for a period of time, and the eccentric mass ⁇ in the current cylinder is measured, and the equivalent schematic diagram of the crucible in the cylinder is shown in FIG. 2 .
  • the washing machine accelerates to RPM1 for a period of time.
  • the output power sent by the software to maintain the speed is recorded.
  • the invention can obtain the difference of the partial load mass of FIG. 3 by measuring the above process, and when the clothes of different inertia are evenly distributed in the cylinder, the corresponding different offset mass quantization values can be obtained without generating 200G, ensuring Different eccentric loads in the washing machine can be judged.
  • the output power of the motor monitored at constant speed is different when the duty ratio is expressed under different inertia and eccentric mass.
  • the washing machine When the user performs actual use at home, the washing machine obtains relevant physical parameters according to the above process, and then processes the data intelligence in the mathematical model in the software to obtain the current weight of the laundry.
  • the method for judging the weight of the laundry by the series motor drum washing machine of the present invention that is, the washing machine circuit board chip sends a control signal according to a preset logic to drive the motor to the target rotation speed, and the target rotation speed is segmented. The time of each segment is also pre-designed. Finally, the horizontal axis is time, and the vertical axis is the speed curve. At different speeds, the output and input signals of the board and motor feedback are collected, including the output power. Parameters such as motor feedback signal, among them, the calculated eccentric load quality of the drum. Through these parameters, the quality of the laundry in the drum is calculated, and the washing and dehydrating methods are selected.
  • the collected data includes: the eccentric mass M of the laundry distributed in the cylinder before the drum is dehydrated, and the time T at which the output power of the constant speed is maintained at a constant speed.
  • the quality of the eccentric load in the cylinder ⁇ is not uniformly distributed on the wall of the cylinder before dewatering. It can be measured when the rotation speed is maintained at any speed of 75-120RPM.
  • the speed change time ⁇ is the time interval when the motor stops controlling from a certain speed and falls freely to another speed.
  • Maintaining a constant speed of output power ⁇ is the quantization of the output signal from the board control chip Number, equivalent to output power
  • the present invention can realize the function of weight judgment of different types of series motor drum washing machines, and improve the washing and dehydrating performance of the washing machine.
  • Any process or method description in the flowcharts or otherwise described herein may be understood as a module, segment or module representing code comprising one or more executable instructions for implementing a particular logical function or process.
  • the scope of the preferred embodiments of the invention includes additional implementations, in which the functions may be performed in a substantially simultaneous manner or in the reverse order, depending on the order in which they are illustrated. It should be understood by those skilled in the art to which the embodiments of the present invention pertain.
  • a "computer-readable medium” can be any apparatus that can contain, store, communicate, propagate, or transport a program for use in an instruction execution system, apparatus, or device, or in conjunction with such an instruction execution system, apparatus, or device.
  • computer readable media include the following: electrical connections (electronic devices) having one or more wires, portable computer disk cartridges (magnetic devices), random access memory (RAM), Read only memory (ROM), erasable editable read only memory (EPROM or flash memory), fiber optic devices, and portable compact disk read only memory (CDROM).
  • the computer readable medium may even be a paper or other suitable medium on which the program can be printed, as it may be optically scanned, for example by paper or other medium, followed by editing, interpretation or, if appropriate, other suitable The method proceeds to obtain the program electronically and then store it in computer memory. It should be understood that portions of the invention may be implemented in hardware, software, firmware or a combination thereof.
  • a plurality of steps or methods may be implemented in software or firmware stored in a memory and executed by a suitable instruction execution system.
  • a suitable instruction execution system For example, if implemented in hardware, as in another embodiment, it can be implemented with any one or combination of the following techniques well known in the art: having logic gates for implementing logic functions on data signals Discrete logic circuit, ASIC with suitable combination logic gate, programmable gate array
  • PGA Field Programmable Gate Array
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • each functional unit in each embodiment of the present invention may be integrated into one processing module, or each unit may exist physically separately, or two or more units may be integrated into one module.
  • the above integrated modules can be implemented in the form of hardware or in the form of software functional modules.
  • the integrated modules, if implemented in the form of software functional modules and sold or used as stand-alone products, may also be stored in a computer readable storage medium.
  • the above-mentioned storage medium may be a read only memory, a magnetic disk or an optical disk or the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

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
Figure imgf000004_0001
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 ΔΤ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 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
3；
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歩的说明。
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 ωΐ的情况下， 电机的输出功率 Ρ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 ωΐ逐渐降低到转速 ω2， 得到 ωΐ到 ω2的时间 Τ, 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 Τ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 Μ， 且 Μ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 Ρ, 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 Τ。 通过把前面过程记录的三个物理参数 Μ,Ρ,Τ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=KlT+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。
更细一歩， 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 Μ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 Τ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 Ρ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=KlT+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歩骤的可执行 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 /或歩骤， 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， 多个歩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 或部分歩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， 包括方法实施例的歩骤 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

权利要求书
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=KlT+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： 时间 T, 转速 RPM, 衣物偏载质量 M和电机的功率 P。
3、如权利要求 2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： 时间 T是从转速 RPM1到 RPM2变化的过程。
4、如权利要求 2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： 转速时间差 ΔΤ由电机减速时设定一个减速区间测得。
5、如权利要求 2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。
6、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。
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