滾筒洗衣機自動稱重方法

專利名稱：滾筒洗衣機自動稱重方法
技術領域：
本發明涉及一種滾筒洗衣機自動稱重方法，特別涉及一種通過測試電機在不同 的負載條件下加速到一定轉速所需的能量和在某一速度勻速運轉時的能量的不同， 從而精確地檢測出洗衣機內待洗衣物重量的滾筒洗衣機自動稱重方法。
背景技術：
洗衣機包括機體、機門、盛水筒、衣物筒、驅動和控制系統，機門位于機體的 正面或頂面以進行打開和關閉，盛水筒通過懸掛機構固定在機體內，為朝向機門打 開的圓筒形，衣物筒安裝在盛水筒內，驅動系統驅動電動機旋轉，控制系統控制洗 衣機的全部洗滌過程。
現在的用戶在洗衣時都希望洗衣機能根據衣物的重量自動給出合適的水位，從 而避免盲目選擇，造成洗不干凈或費水費電的情況發生，所以，目前的洗衣機都具 有自動檢測洗滌衣物重量的功能，用戶只要將洗滌衣物放入到衣物筒內，選擇好洗 滌方式，并按下啟動開關，洗衣機就會自動檢測被放入到衣物筒內的洗滌衣物的重 量，再自動加入與洗滌衣物量相匹配的水，然后就開始全部的洗滌過程。
對于自動檢測待洗滌衣物量的方法，目前滾筒洗衣機普遍采用的是加稱重模塊 的方法，這種利用加稱重模塊的方法，不但成本高，而且安裝也比較困難。
另外，為了提高檢測精度及降低成本，在現有技術中，也有滾筒洗衣機利用檢 測電機在不同負載條件下的轉速及達到某一轉速所需要的時間、電壓等參數，進行 待洗衣物量的檢測。
如公告號為CN1350086的中國專利"滾筒式洗衣機"，就公開了一種洗滌物重量 的檢測方法，在開始洗滌運轉的時刻，通過反饋控制使電動機的轉速上升至100rpm 之后，在對電動機的供電為一定的狀態下使電動機加速，檢測電動機的轉速從110rpm 變為230rpm為止的上升時間。電動機上升至300rpm之后，使其呈自由旋轉狀態， 檢測電動機的轉速從290rpm下降至200rpm為止的下降時間。此后，用上升時間和 下降時間來檢測洗滌物的重量。在該重量檢測中，根據上升時間與下降時間之比檢 測平衡狀態，根據該檢測結果修正重量，該種方法需要分別測試轉速上升時間和轉速下降時間，會造成測試的時間較長。
再如公開號為CN1580362的中國專利"檢測洗衣機內衣物量的方法"，它在將適 于轉動該洗滌桶的電機加速到預定的轉速的加速步驟，當該電機的轉速按照該加速 步驟達到預定的轉速時，將該電機保持在該預定的轉速的恒速步驟，在恒速步驟之 后，斷開該電機以使該電機減速的減速步驟，以及通過利用在加速步驟、恒速步驟 和減速步驟中分別建立的運動方程來確定衣物量的衣物量確定步驟。
又如公開號為CN1396330的中國專利"洗衣機內的衣物重量的檢測裝置及方法"，
它包括步驟在電動機起動并達到一定轉速之后，確定第一預定時間是否經過；以
及當第一預定時間經過時，采用轉矩控制方式控制電動機，并且在第二預定時間經
過之后，根據電動機轉速檢測衣物重量。

發明內容
本發明主要目的在于提供另外一種檢測時間短，并可以高精度檢測洗衣機內待 測衣物重量的滾筒洗衣機自動稱重方法。
為實現上述發明目的，在本發明中提供了滾筒洗衣機自動稱重方法， 洗衣機預先設定電機的第一預定轉速、第二預定轉速，及電機驅動負載電能與
負載重量的對應關系參數，自動稱重包括如下步驟
第一步驟，控制電機使電機達到第一預定轉速，并使電機以第一預定轉速勻速
旋轉，測出此時電機驅動負載所耗的電能；
第二步驟，控制電機使電機從第一預定轉速加速到第二預定轉速，測出電機從
第一預定轉速上升到第二預定轉速時的上升電能；
第三步驟，根據上述第一步驟和第三步驟的檢測結果，計算相應的負載電能； 第四步驟，根據計算得出的負載電能，進一步確定洗衣機的負載重量。 本發明的進一步改進在于，在上述第一步驟中還包括在控制電機達到第一預
定轉速之前，還包括一個先控制電機使電機達到比第二預定轉速更高的第三預定轉
速，再減速至第一預定轉速的過程。
在上述第一步驟中，控制電機使電機在開始啟動后，以最大加速度達到第三預
定轉速。
在上述第二步驟中，控制電機使電機以最大加速度從第一預定轉速達到第二預 定轉速。上述第三步驟中的負載電能，是基于用所述電機從第一預定轉速上升至第二預 定轉速的上升電能乘以時間修正參數所得到的差值來確定的；其中，所述時間修正 參數為電機從第一預定轉速上升至第二預定轉速的上升時間與以第一預定轉速勻速 旋轉的時間的比值。
優選地，上述第三步驟中還包括一個修正步驟當計算得出一個負載電能后， 再重復至少一次上述第一至第三步驟，將每次得出的負載電能數值取平均值，作為 最終的負載電能。
上述第四步驟中的洗衣機的負載重量，是基于所述計算得出的負載電能與已存 入在洗衣機電腦控制器中的負載電能與負載重量的對應關系曲線進行比較，從而確 定出 一個最相近似的重量數據。
綜上內容，本發明通過測試電機在不同的負載條件下加速到一定轉速的所需的 電能和在某一速度勻速運轉時的驅動負載電能，用上升時測得的電能減去勻速時測 得的電能，就得到在電機轉動時負載的電能，通過計算便可以得到負載的重量，此 種方法更好地解決了小負載電流變化不明顯和負載較多時摩擦力較大，測出的數值 偏差較大的問題，從而使自動稱重更為準確，精度更高，另外采用此種方法可以縮 短測試時間，30秒左右就可以準確地測出數據。
在控制電機達到第一預定轉速之前，增加了一個先控制電機使電機達到比第二 預定轉速更高的第三預定轉速，再減速至第一預定轉速的過程，這樣可以使衣物筒 內的干的衣物在較大的離心力作用下很好的貼于衣物筒的內壁上，不但可以提高檢 測精度，另外也可以縮短檢測時間。
在對衣物筒內的衣物進行自動稱重的過程中，衣物筒內衣物的平衡狀態未必是 一定的，即使是相同重量的衣物，由于平衡狀態的不同，其電機在勻速旋轉時的電 能及上升電能都會有所差異，為了避免這種差異造成檢測精度的降低，所以本發明 增加了一個修正的步驟，也就是采用了多次檢測計算得出負載電能，然后取平均值 的方法，這樣就足以修正由于平衡狀態的不同所造成的檢測偏差，進一步提高檢測 精度。


圖l是本發明一種滾筒洗衣機的結構示意圖； 圖2是本發明流程圖；圖3是負載電能與負載重量的關系曲線圖。
如圖1至圖3所示，機體l，機門2，盛水筒3，衣物筒4，電機5，供水管路6， 排水管路7，排水闊8，進水閥9。
具體實施例方式
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述 如圖1所示，洗衣機包括機體1、機門2、盛水筒3、衣物筒4、控制面板、驅 動和控制系統。機體1整體呈矩形箱體狀，機門2設置在其正面的中間部位，盛水 筒3通過懸掛機構固定在機體1內，為朝向機門2打開的圓筒形，衣物筒4安裝在 盛水筒2內，打開機門2就可以向衣物筒4內投放要洗的衣物或者將其取出，控制 面板設置在機體1的表面上，用于用戶進行洗滌程序的選擇，驅動系統可以驅動電 機5旋轉，衣物筒4通過軸承與電機5的轉軸相連接，因此驅動電機5轉動就可以 直接帶動衣物筒4旋轉，從而洗滌衣物筒4內的衣物，控制系統控制洗衣機的全部 洗滌過程，根據由控制單元檢測的衣物量、水位以及根據用戶設定的洗衣程序，全 自動控制洗衣程序。
洗衣機盛水筒3的上部接有供水管路6，用于向盛水筒3內供入洗滌所需的洗 滌水，盛水筒3的下部接有排水管路7，排水管路7是用于當一個洗滌過程結束時將 盛水筒3內的洗滌水排出，在排水管路7上設有一個排水閥8，在供水管路6上設有 一個進水閥9。
洗衣時，首先打開機門2，向衣物筒4內投入需洗滌的衣物，然后向設在供水 管路6上的洗衣粉投入口中投入洗衣粉，接通電源開關，用戶在控制面板上根據洗 滌物的種類選擇操作模式，輸入啟動操作的指令，洗衣機控制系統即開始控制全部 操作過程。
在洗衣程序啟動后，首先要檢測投入到衣物筒4內的衣物量，然后打開進水閥 9，通過供水管路6向盛水筒3內供入混有洗衣粉的洗滌水，進水一直持續到水達到 與檢測到的衣物量相匹配的水位為止。
當洗衣機盛水筒3內的水位達不到設定水位時，進水閥9一直打開，當水位達 到設定水位時，控制單元就會發出控制指令將進水閥9關閉，從而停止向盛水筒3 內供水。此時，加入到盛水筒3內的水會被衣物筒4內的衣物所吸收，盛水筒3內 的水位會發生下降，因此，還需要和上面相同的方法進行補充進水，直到完全達到規定的水位。
當盛水筒3內的水位達到規定水位后，洗衣機就可以開始洗漆程序了，洗滌操 作過程完成后，盛水筒3下面的排水閥8就會打開，將盛水筒3內的洗滌水排出， 然后再實行脫水操作。
在脫水操作進行了規定的時間后，再次將排水閥8關閉，打開進水閥9，向盛水 筒3內加入新水，開始進行漂洗操作。
在進行了規定時間的漂洗操作之后，再進行脫水操作，反復上述過程，至所有 的洗衣操作過程全部結束，最后關閉電源開關，結束操作。
下面參照圖2和圖3說明本發明的工作流程。
用戶先打開機門2，向衣物筒4內投入需洗滌的衣物，關閉機門2，然后向設 在供水管路6上的洗衣粉投入口中投入洗衣粉，接通電源開關，用戶在控制面板上 根據洗漆物的種類選擇操作模式，輸入啟動操作的指令，洗衣機控制系統即開始控 制全部操作過程。
在洗衣程序啟動后，首先要檢測投入到衣物筒4內的衣物量，此時，洗衣機控 制系統中的電腦控制器上的CPU發出稱重指令給變頻板，變頻板上的CPU接受到 指令后，通過CPU驅動電機5開始工作，進入稱重程序。
洗衣機預先設定電機5的第一預定轉速、第二預定轉速，及電機5驅動負載電 能W與負載重量G的對應參數關系曲線，并存入洗衣機電腦控制器中，具體步驟如 下
第一步驟首先，驅動電機5啟動，帶動衣物筒4旋轉，對電機5進行反饋控 制，以使電機5的轉速快速上升至第三預定轉速(例如為400 。m)，使得衣物筒4 內的洗滌衣物由于離心力的作用而較好地貼附在衣物筒4的圓周內壁上，為了能更 好、更快速地將洗滌衣物貼附在衣物筒4的圓周內壁上，同時也為了縮短檢測時間， 可以控制電機5以最大加速度上升至第三預定轉速(400 rpm)。
接著，再控制電機5的轉速以最大減速度降至第一預定轉速(例如為200rpm)， 此時，也可以以電機5的默認減速度勻速下降，并控制電機5在第一預定轉速 (200rpm)勻速運轉一預定時間Tl (10秒)，時間Tl已預先存入洗衣機的電腦控制 器中，檢測電機5在勻速運轉時的電壓Ul、電流II、及時間Tl，通過公式電能 W=UIT，計算出此時電機5驅動負載所耗的電能W1，并存儲電能參數W1。第二步驟控制電機5使電機5從第一預定轉速(200rpm)以最大加速度加速 到第二預定轉速(例如為250rpm)，此時從第一預定轉速加速到第二預定轉速的時間 為T2，測出電機5從第一預定轉速(200rpm)上升到第二預定轉速(250rpm)時電 壓U2、電流12、及時間T2，計算出此時電機5驅動負載所耗的上升電能W2，并存 儲電能參數W2。
從第一預定轉速(200rpm)上升到第二預定轉速(250rpm)時，也可以以電機5 的默認加速度上升。
第三步驟根據上述第一步驟和第二步驟的檢測結果，計算相應的負載電能W， 負載電能W的依據如下公式計算 W=W2-W1XT2/T1
其中，T2/T1是為了使計算得出的負載電能W更加精確所加入的時間修正參數。 在理想狀態下，依據上述一次的檢測結果所得出的負載電能W就可以對衣物筒4 內的衣物筒進行判斷，但是衣物筒4內的衣物的平衡狀態未必是一定的，即使是相 同重量的衣物，由于平衡狀態的不同，其電機在勻速旋轉時的電能W1及上升電能W2 都會有所差異，為了避免這種差異造成檢測精度的降低，所以本發明增加了一個修 正的步驟。
修正的步驟包括當通過前三個步驟計算得出一個負載電能W后，再重復至少
一次上述第一至第三步驟，較理想的情況是再重復兩次上述步驟，次數少會得不到
較理想的修正結果，次數過多則會延長檢測時間。
將每次得出的負載電能W的數值取平均值，作為最終的負載電能W'。 第四步驟根據計算得出的負載電能W'，進一步確定洗衣機的負載重量G。 洗衣機的負載重量G是基于所述計算得出的負載電能W'與已存入在洗衣機電腦
控制器中的負載電能與負載重量的對應關系曲線進行比較，從而確定出一個最相近
似的重量數據。
如圖3所示，負載電能與負載重量的對應關系曲線是通過反復比較試驗得出的， 并事先存入洗衣機電腦控制器中，圖3中的橫坐標為負載重量，縱坐標為負載電能。
本發明將第一預定轉速和第二預定轉速分別設定為200rpm和250rpm，并不是特 定的數值，第一預定轉速可設定在200rpm至250rpm之間的任意數值，第二預定轉 速可相應地設定為250rpm至300rpm之間的任意數值，200rpm和250rpm是最優選的數值，檢測精度會更高。
在第一步驟中，首先將電機5的轉速以最大加速度上升至第三預定轉速(400 rpm)，將第三預定轉速設定為比第二預定轉速(250 rpm)高，是為了使衣物筒4內 的衣物更好地貼于衣物筒4的內壁上，進一步提高檢測精度。
洗衣機在依據上述步驟檢測出待洗衣物的重量后，就可以根據衣物量確定相應 的標準水位，進而開始所有洗滌程序。
如上所述，結合附圖和實施例所給出的方案內容，可以衍生出類似的技術方案。 但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的 任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1、一種滾筒洗衣機自動稱重方法，其特征在于洗衣機預先設定電機的第一預定轉速、第二預定轉速，及電機驅動負載電能與負載重量的對應關系參數，自動稱重包括如下步驟第一步驟，控制電機使電機達到第一預定轉速，并使電機以第一預定轉速勻速旋轉，測出此時電機驅動負載所耗的電能；第二步驟，控制電機使電機從第一預定轉速加速到第二預定轉速，測出電機從第一預定轉速上升到第二預定轉速時的上升電能；第三步驟，根據上述第一步驟和第三步驟的檢測結果，計算相應的負載電能；第四步驟，根據計算得出的負載電能，進一步確定洗衣機的負載重量。
2、 根據權利要求l所述的滾筒洗衣機自動稱重方法，其特征在于，上述第一步 驟中還包括在控制電機達到第一預定轉速之前，還包括一個先控制電機使電機達到比第二 預定轉速更高的第三預定轉速，再減速至第一預定轉速的過程。
3、 根據權利要求2所述的滾筒洗衣機自動稱重方法，其特征在于在上述第一 步驟中，控制電機使電機在開始啟動后，以最大加速度達到第三預定轉速。
4、 根據權利要求1至3任意項所述的滾筒洗衣機自動稱重方法，其特征在于 在上述第二步驟中，控制電機使電機以最大加速度從第一預定轉速達到第二預定轉 速。
5、 根據權利要求1或2所述的滾筒洗衣機自動稱重方法，其特征在于上述第 三步驟中的負載電能，是基于用所述電機從第一預定轉速上升至第二預定轉速的上 升電能減去以第一預定轉速勻速旋轉的電能乘以時間修正參數所得到的差值來確定 的；其中，所述時間修正參數為電機從第一預定轉速上升至第二預定轉速的上升時 間與以第一預定轉速勻速旋轉的時間的比值。
6、 根據權利要求5所述的滾筒洗衣機自動稱重方法，其特征在于，上述第三步驟中還包括一個修正步驟當計算得出一個負載電能后，再重復至少一次上述第一至第三步驟，將每次得出的負載電能數值取平均值，作為最終的負載電能。
7、 根據權利要求6所述的滾筒洗衣機自動稱重方法，其特征在于上述第四步驟中的洗衣機的負載重量，是基于所述計算得出的負載電能與己存入在洗衣機電腦 控制器中的負載電能與負載重量的對應關系曲線進行比較，從而確定出一個最相近 似的重量數據。
全文摘要
本發明涉及一種滾筒洗衣機自動稱重方法，首先控制電機使電機達到第一預定轉速，并使電機以第一預定轉速勻速旋轉，測出此時電機驅動負載的電能；然后控制電機使電機從第一預定轉速加速到第二預定轉速，測出電機從第一預定轉速上升到第二預定轉速時的上升電能，最后根據上述檢測結果，用所述電機從第一預定轉速上升至第二預定轉速的上升電能減去以第一預定轉速勻速旋轉的電能乘以時間修正參數所得到的差值，計算出相應的負載電能，通過修正步驟后，將得出的負載電能與已存入在洗衣機電腦控制器中的負載電能與負載重量的對應關系曲線進行比較，從而確定出一個最相近似的重量數據。本發明檢測精度高，而且檢測時間短。
文檔編號D06F39/00GK101575793SQ20081009413
公開日2009年11月11日 申請日期2008年5月5日 優先權日2008年5月5日
發明者呂佩師, 張惠玉, 皮曉杰, 升 許 申請人:海爾集團公司;青島海爾洗衣機有限公司