洗衣機自整定檢測方法及使用該方法的洗衣機的製作方法

2023-06-19 06:11:26 1

專利名稱：洗衣機自整定檢測方法及使用該方法的洗衣機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於洗衣機的自整定檢測方法；同時，本發明涉及一種具有該自整定檢測功能的洗衣機，尤其是這樣的模糊控制洗衣機，在國際專利分類表中，可屬於D06F33/02。
背景技術：
現有技術具有檢測功能的洗衣機，尤其是模糊控制洗衣機，可具有布量、布質、洗滌液渾濁度和溫度等傳感器，所檢測到的參數輸入控制器，按照模糊邏輯等程序驅動電器機械，實施洗衣工藝過程；可見本申請人主要起草的國家標準GB/T17165.4-1997《模糊控制裝置和系統第4部分洗衣機模糊控制基本性能檢測要求》、中國發明專利申請公開說明書CN1125275A《一種洗衣機模糊控制方法及其控制電路》和中國發明專利說明書CN1058309C《用於洗衣機電機的模糊控制的從屬度函數的中間變數的設定方法》等。由於成本限制，洗衣機的傳感器往往難以達到如工業自動化儀表一樣的檢測穩定性。對這些傳感器，若按照固定的參數設定控制器，對所涉及的部件及其安裝就需要相當一致或現場調整，以致工藝複雜，影響生產效率，且無法保證日後長期使用。例如對於全自動波輪式洗衣機，以主驅動電動機兼作布量傳感器的方法是啟動洗衣機對電動機以一定的周期間斷通電，自動檢測發生於斷電間隔的電動機感應電動勢波形數據，對該數據按照規定的布量和電動勢波形數據的輸入輸出關係計算，得到布量檢測結果。
此外，影響該檢測穩定性的因素還包括電動機、波輪或脫水桶及其間的皮帶和減速器等傳動輪系的情況，中國發明專利說明書CN1100907C《洗衣機模糊控制方法》披露了改善其檢測穩定性的方法。該方法主要是在空桶無水的情況下進行傳感器初始狀態自整定在洗衣機的程序中，存儲對應於通過實驗或計算得到的不同初始狀態的布量和所述電動勢波形數據的輸入輸出關係；在洗衣機總成裝配後或使用一段時間後，在空桶無水的情況下，啟動洗衣機使電動機按前述布量檢測方法運轉，以所檢測的數據對控制器存儲對應於該數據計算結果的EEPROM重寫，作為該檢測初始狀態的設定或使用一段時間後的重新設定。無水檢測比較簡單且易於實施，但其檢測結果，對於轉桶方式，是依靠旋轉系統的轉動慣量，因乾衣物所佔質量小，故靈敏度相當低；對於轉波輪與衣物摩擦的方式，除實驗表明靈敏度也不高外，還受摩擦係數欠穩定的影響，均與真實洗滌狀態下的布量偏離較大，且容易損傷衣物，也未解決除布量外其它傳感器的測試穩定性問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提出一種具有自整定檢測功能的洗衣機，其可以克服現有技術的不足，檢測結果更接近真實洗滌狀態下的情況，並可有利於解決除衣物量外的其它傳感器的測試穩定性問題。
本發明解決所述技術問題的技術方案是一種洗衣機自整定檢測方法，在控制器內存儲對應於傳感器不同初始狀態下的輸入輸出值M0，在洗衣機放入衣物進行洗滌之前，向洗滌桶進水，先啟動傳感器檢測輸入輸出值Mj是否在存儲的輸入輸出值M0範圍內，如果是，則在控制器中將檢測的輸入輸出值Mj替換存儲的輸入輸出值M0，進入自整定檢測程序；如果不是，則報警或結束檢測。
為實現上述自整定檢測方法，進一步包括以下步驟，所述的自整定檢測程序步驟如下首先，在洗滌桶內無衣物的情況下往洗衣機的洗滌桶注水至設定水位；然後，啟動傳感器，所述的傳感器檢測獲得初始輸入輸出值Mj，並將結果存入洗衣機的程序控制器中；接著，將洗滌的衣物放入洗滌桶，再啟動傳感器進行檢測獲得洗衣機的第二輸入輸出值M；第四，在程序控制器中，將初始傳感器檢測獲得輸入輸出值Mj與第二輸入輸出值M進行比較，計算獲得輸入輸出差值ΔM；最後，程序控制器中，將初始輸入輸出值Mj與輸入輸出差值ΔM結合，來獲得此次洗衣的進水、洗滌時間和脫水時間。
在洗衣機的程序控制器中，首先根據可能的初始輸入輸出值Mj和輸入輸出差值ΔM，至少設置3檔進水和洗滌時間的選擇。
所述的檢測方法，從檢測洗滌物的布量或布質方面定義，通過檢測電動運轉中電動勢波數、洗滌液混濁度或溫度，來決定所洗衣物所需的進水、洗滌時間和脫水時間。
所述的傳感器為溫度傳感器或布量傳感器。
所述的布量傳感器為電動機，即啟動洗衣機對電動機以一定的周期間斷通電，自動檢測發生於斷電間隔的電動機感應電動勢波形數據，對該數據的統計結果按照規定的布量和所述電動勢波形數據的輸入輸出關係計算，得到布量檢測結果。
所述電動機首先正轉間斷通電，接著反轉間斷通電，該正反轉控制循環進行，檢測發生於每一斷電間隔的電動機感應電動勢波數；統計各斷電間隔的電動勢波數，選出正轉控制中波數出現最多的一個數據和反轉控制中波數出現最多的一個數據；對該二個數據求和為所述統計結果。
所述間斷通電周期為首先正轉通電0.3秒，斷電0.7秒，共4次；然後反轉通電0.3秒，斷電0.7秒，共4次；該正反轉控制共循環3次；所述電動勢波形數據的統計結果規定合格範圍為8～25。
對於大容量的洗衣機，為了適應大量的衣物洗滌，進一步將水位增設至4檔、5檔、6檔、7檔、8檔等等，當衣物重量超過2kg時，再注水至第5檔水位、甚至更高水位重新進行檢測。
一種具有自整定檢測功能的洗衣機，包括傳感器、內設程序的程序控制器和其它電器機械系統，所述的程序控制器包括驅動電路、具有可重寫傳感器初始狀態的可擦除只讀存儲器和單片機；在所述程序控制器內設有自整定程序，存儲對應於傳感器不同初始狀態的輸入輸出關係，並對所述傳感器的輸出規定有合格範圍；所述程序控制器接收傳感器的輸出，按照內設程序控制其它電器機械系統；按下控制器中的任意至少2個按鍵啟動自整定程序進行檢測。
所述洗衣機的電器機械系統包括注水系統；所述的傳感器為溫度傳感器或布量傳感器。
所述洗衣機的電器機械系統包括主驅動電動機，並以該電動機兼作布量傳感器。
該洗衣機為波輪式洗衣機或攪拌式洗衣機，額定容量為4～7kg，所述電動機為4極，額定功率為180W。
使用本發明的有益效果在於本技術方案是在有水無衣物的情況下進行檢測初始狀態自整定，更接近真實洗滌狀態下的情況，可以克服前述現有技術的種種不足，有利於解決除布量、布質、洗滌液渾濁度和溫度等傳感器的測試穩定性問題，並且本發明的自整定檢測方法精確度高。


以下附圖用於說明本發明的具體實施方式
。
圖1是本發明實施例洗衣機機械結構圖；圖2是本發明實施例洗衣機的電路框圖；圖3是本發明實施例洗衣機自整定程序流程圖；圖4是本發明實施例洗衣機布量檢測程序流程圖；具體實施方式
本發明實施例洗衣機是在現有技術一種模糊控制全自動洗衣機的基礎上改進而成，整機結構如圖1所示在設置於底座上的外箱體1內通過吊杆2可自由擺動地吊置有盛水桶3，在盛水桶3內可自由迴轉地設置有底部帶迴轉攪拌器4的洗滌脫水槽5，在盛水桶3的底部安裝有經減速離合器7驅動攪拌器4或洗滌脫水槽5的電動機6和牽引器排水閥13，外箱體1和盛水桶3的上方安裝有頂蓋9，頂蓋9上裝有可自由開閉的機蓋10，水位傳感器14、接收傳感信號並對電動機6等電器進行控制的程序控制器12和進水電磁閥8安裝於洗衣機頂蓋9之內。電動機6是符合關於洗衣機電動機的國家專業標準要求的4極、180W電容運轉電動機。
其中，程序控制器12是以具有模糊邏輯的單片機為核心的電腦控制器。該單片機內存有現有技術常規的布量和布質檢測程序在無水無衣物的情況下啟動電動機6以一定的周期間斷通電，經連接於電動機6電源端子上的光電隔離電路輸入發生於斷電間隔的電動機感應電動勢波數，對該波數按照規定的布量或布質和電動勢波數的輸出輸入關係計算，得到布量或布質檢測結果。單片機的控制程序進一步以該結果按照設定的模糊邏輯運算，得到水位和洗滌時間的控制數據，並通過電腦板的輸出電路驅動進水電磁閥8和電動機6執行，即實施所謂模糊控制，有關性能按照國家標準GB/T17165.4-1997《模糊控制裝置和系統第4部分洗衣機模糊控制基本性能檢測要求》的規定。
以上描述為現有技術模糊控制波輪式全自動洗衣機的典型結構和工作情況，模糊控制攪拌式全自動洗衣機也類同。表1為本發明實施例洗衣機布量檢測輸出輸入數據關係。
本發明實施例洗衣機相對於如上述模糊控制全自動洗衣機的改進主要是——相對於原程序控制器12，程序控制器12』的電路板中增加了一EEPROM元件(型號24C01A)，如圖2所示為本發明實施例洗衣機的電路框圖包括一單片機15(型號S3P9228)及驅動電路16；驅動電路16包括一由單片機15的1路2個I/O口觸發控制的2路雙向晶閘管I和另2路各1個I/O口觸發控制的2路雙向晶閘管。第1路2個I/O口觸發控制的各1雙向晶閘管驅動電動機6，第2路雙向晶閘管的輸出連接進水電磁閥8，第2路雙向晶閘管的輸出連接牽引器排水閥13。洗滌、漂洗和脫水等方式選擇開關17，水位傳感器14和光電隔離電路11的輸出連接單片機15的3個I/O口；光電隔離電路11的輸入連接電動機6的輸入端子；——相對於原程序控制器12，程序控制器12』的內設程序中增加了表1中所示初始狀態下所述斷電間隔的電動機感應電動勢波數Mj＝8，9，10，11，12，13，14，15，16，17～23這樣10列負載狀態下的布量和所述電動勢波數的輸出輸入關係，以及如圖3所示布量檢測自整定程序；並以方式選擇開關的規定操作，同時按下任意至少2個按鍵，例如洗滌、漂洗、脫水等等中間的任意至少2鍵，為自整定程序的開始；如圖3，為洗衣機自整定程序流程圖，步驟30、開始，在無衣物的情況下進行自整定；步驟31、注水至規定值；步驟32、啟動作為傳感器的電動機運轉，控制器接收來自傳感器的信號；步驟33、初始傳感器檢測獲得輸入輸出值Mj存入洗衣機的程序控制器中(也可設計成不存入洗衣機的程序控制器)；步驟34、在程序控制器中，判斷初始傳感器檢測獲得輸入輸出值Mj是否在設定的範圍值8-23內，如果是，則執行步驟35，如果不是，則執行步驟37；步驟35、將初始傳感器檢測獲得輸入輸出值Mj寫入或重寫為Mo，並記存入程序控制器的EEPROM中，交付使用，再執行步驟36；步驟37、蜂鳴2響以上和顯示「00」，表明自整定失敗，可交付維修後重新自整定；步驟36、蜂鳴2響和顯示「88」，表明自整定成功；步驟38、結束程序。
——布量檢測程序，如圖4所示，其要點在於，與前述現有技術使用僅1列布量檔位和所述電動勢波數的輸出輸入關係相比，本實施例使用的是表1中所示10列之中按照自整定結果所得的那1列布量檔位和所述電動勢波數的輸出輸入關係。
如圖4，步驟41、程序開始；步驟42、進水至第一檔水位；步驟43、啟動電動機運轉，進行檢測；步驟44、將初始傳感器檢測獲得輸入輸出值Mj與第二輸入輸出值M進行比較，計算獲得輸入輸出差值ΔM；步驟45、查表1中Mj列的關係，得對應於ΔM的布量檔位；步驟46、程序結束。
實施例1如圖3中所述「啟動電動機運轉檢測」是電動機首先正轉通電0.3秒，斷電0.7秒，共4次；接著反轉通電0.3秒，斷電0.7秒，共4次；以上正反轉控制共循環3次，檢測發生於每一斷電間隔的電動機感應電動勢波數；統計各斷電間隔的電動勢波數，選出所有正轉控制中波數出現最多的一個數據M1和所有反轉控制中波數出現最多的一個數據M2；對M1和M2求和，即M＝M1+M2為該檢測結果。初始狀態下M的測試結果記為Mo。例如第1次循環的4次正轉斷電間隔的電動勢波數為11，10，13，12；第1次循環的4次反轉斷電間隔的電動勢波數為9，11，12，9；第2次循環的4次正轉斷電間隔的電動勢波數為11，11，13，10第2次循環的4次反轉斷電間隔的電動勢波數為12，11，10，9；第3次循環的4次正轉斷電間隔的電動勢波數為11，10，13，11；
第3次循環的4次反轉斷電間隔的電動勢波數為10，10，12，9。
則M1＝11，M2＝9，M＝20。由於是初始狀態下的測試結果，即Mo＝20。
該洗衣機裝配後或使用一段時間後，即可在不放入衣物的情況下，同時按下程序控制器12』任意至少2個按鍵，啟動自整定程序，洗衣機將按圖3所示自整定程序進行布量檢測的自整定。程序控制器12』最後若蜂鳴2響和顯示「88」，表明自整定成功，初始狀態下M的測試結果Mo記存入程序控制器12』的EEPROM，首次寫入或重寫Mj為Mo，可交付使用；若蜂鳴2響以上和顯示「00」，表明自整定失敗，可交付維修後重新自整定。
自整定成功後的洗衣機，加入衣物使用時，在如圖4所示布量檢測程序中將首先注水後按照如圖3所示自整定程序中的「啟動電動機運轉檢測」，對所檢測到的所述電動勢波數M，計算ΔM＝Mj-M，按照表1中所示Mj＝Mo那一列的布量和ΔM的輸出輸入關係，得到布量檔位的檢測結果。例如，按照前述初始狀態下的測試結果，Mo＝20記存入程序控制器12』的EEPROM，首次寫入或重寫Mj為20，加入衣物使用時檢測到的所述電動勢波數M＝25，則ΔM＝5，按照表1中所示Mj＝17～23那一列布量和ΔM的輸出輸入關係，得到布量檔位的檢測結果為第2檔。洗衣機將按照布量為第2檔進行水位和洗滌時間的控制。
本實施例僅針對有關布量的檢測設計。對於布質檢測，圖3的自整定程序也適用，但對所述電動勢波數的測定改為檢測各個電動勢波形的波幅，計算各斷電間隔中自斷電開始至斷電結束電動勢波形的波幅的衰減值——斷電開始後第1個電動勢波形的波幅與斷電結束前的最後1個電動勢波形的波幅之差；表1中改為布質和所述電動勢波幅衰減的輸出輸入關係和所述電動勢波幅衰減的合格範圍。如洗衣機還設置了洗滌液渾濁度和溫度等傳感器，且其輸出與單片機15的I/O口連接，也可以增設如布量或布質檢測類似的自整定程序，滿足改善其檢測穩定性的要求。可通過實驗獲得具體數據的輸入輸出關係和合格範圍值，編制在單片機15的程序中。
本發明的檢測是洗衣機注水後進行。為表明本發明於在先技術無水檢測的優越性，對一臺額定容量5kg的模糊控制全自動洗衣機進行了改造前後的對比實驗。
該洗衣機改造前為在無水的情況下啟動電動機6以一定的周期間斷通電，經連接於電動機6電源端子上的光電隔離電路輸入發生於斷電間隔的電動機感應電動勢波數，對該波數按照規定的布量或布質和電動勢波數的輸出輸入關係計算，得到布量檢測結果。以各布量檔的標準衣物量檢測到的波數為檔號無衣物1234波數1414 13 12 12該洗衣機改造後為在有水的情況下啟動電動機6以一定的周期間斷通電，經連接於電動機6電源端子上的光電隔離電路輸入發生於斷電間隔的電動機感應電動勢波數，對該波數按照規定的布量或布質和電動勢波數的輸出輸入關係計算，得到布量檢測結果。以各布量檔的標準衣物量檢測到的波數為檔號無衣物1234波數1311 963可以看出，在無水的情況下相鄰檔(指無衣物和第1檔，或第1檔和第2檔，或第2檔和第3檔，或第3檔和第4檔)檢測到的波數之差最多為1，尤其是對於較低或較高布量檔時(例如無衣物和第1檔，或者第3檔和第4檔)已無差異。其中，對於第1檔水位、第2檔水位，或者，第3檔水位等等的設定，針對不同的機型、不同的廠家設定不一致，但是，對本領域技術人員來說是一個公知的技術常識，設定水位是按設計任意設定，作為參照，本說明書後附帶一份某型號洗衣機的檔位與對應水位的對照表2，僅供審查員老師參考。
同樣的相鄰檔(例如同是對第1檔和第2檔檢測)檢測到的波數之差，在有水的情況下至少是在無水的情況下的2倍。可見，在有水的情況下比在無水的情況下有高得多的檢測靈敏度。該檢測靈敏度影響正常的檢測，例如在有水的情況下，布量檢測的檔數可設計4檔；在無水的情況下，由於較低或較高布量檔時相鄰檔檢測到的波數之差為零，只能設計3檔。該檢測靈敏度也影響自整定檢測功能的設計，例如在無水的情況下由於相鄰檔檢測到的波數之差最多為1，故難以設計出如同本發明實施例表1的布量檢測輸出輸入數據關係，明顯影響自整定檢測的穩定性。
表1
附表2某型號洗衣機的檔位與對應水位的對照表

權利要求
1.一種洗衣機自整定檢測方法，在控制器內存儲對應於傳感器不同初始狀態下的輸入輸出值(M0)，其特徵在於，在洗衣機放入衣物進行洗滌之前，向洗滌桶進水，先啟動傳感器檢測輸入輸出值(Mj)是否在存儲的輸入輸出值(M0)範圍內，如果是，則在控制器中將檢測的輸入輸出值(Mj)替換存儲的輸入輸出值(M0)，進入自整定檢測程序；如果不是，則報警或結束檢測。
2.根據權利要求1所述的洗衣機自整定檢測方法，其特徵在於，所述的自整定檢測程序步驟如下首先，在洗滌桶內無衣物的情況下往洗衣機的洗滌桶注水至設定水位；然後，啟動傳感器，所述的傳感器檢測獲得初始輸入輸出值(Mj)，並將結果存入洗衣機的程序控制器中；接著，將洗滌的衣物放入洗滌桶，再啟動傳感器進行檢測獲得洗衣機的第二輸入輸出值(M)；第四，在程序控制器中，將初始傳感器檢測獲得輸入輸出值(Mj)與第二輸入輸出值(M)進行比較，計算獲得輸入輸出差值(ΔM)；最後，程序控制其中，將初始輸入輸出值(Mj)與輸入輸出差值(ΔM)結合，來獲得此次洗衣的進水、洗滌時間和脫水時間。
3.根據權利要求1所述的洗衣機自整定檢測方法，其特徵在於，在洗衣機的程序控制器中，首先根據可能的初始輸入輸出值(Mj)和輸入輸出差值(ΔM)，至少設置3檔進水和洗滌時間的選擇。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的洗衣機自整定檢測方法，其特徵在於，所述的檢測方法，從檢測洗滌物的布量或布質方面定義，通過檢測電動運轉中電動勢波數、洗滌液混濁度或溫度，來決定所洗衣物所需的進水、洗滌時間和脫水時間。
5.根據權利要求1-3中任意一項所述的洗衣機自整定檢測方法，其特徵在於，所述的傳感器為溫度傳感器或布量傳感器。
6.根據權利要求5所述的洗衣機自整定檢測方法，其特徵在於，所述的布量傳感器為電動機，即啟動洗衣機對電動機以一定的周期間斷通電，自動檢測發生於斷電間隔的電動機感應電動勢波形數據，對該數據的統計結果按照規定的布量和所述電動勢波形數據的輸入輸出關係計算，得到布量檢測結果。
7.根據權利要求6所述的洗衣機自整定檢測方法，其特徵在於，所述電動機首先正轉間斷通電，接著反轉間斷通電，該正反轉控制循環進行，檢測發生於每一斷電間隔的電動機感應電動勢波數；統計各斷電間隔的電動勢波數，選出正轉控制中波數出現最多的一個數據和反轉控制中波數出現最多的一個數據；對該二個數據求和為所述統計結果。
8.根據權利要求7所述的洗衣機自整定檢測方法，其特徵在於，所述間斷通電周期為首先正轉通電0.3秒，斷電0.7秒，共4次；然後反轉通電0.3秒，斷電0.7秒，共4次；該正反轉控制共循環3次；所述電動勢波形數據的統計結果規定合格範圍為8～25。
9.根據權利要求2或3所述的洗衣機自整定檢測方法，其特徵在於對於大容量的洗衣機，為了適應大量衣物的洗滌，進一步設置4檔、5檔、6檔、7檔、8檔、9進水水位，當洗滌的衣物重量超過2kg時，再注水至第5檔水位重新檢測。
10.一種具有自整定檢測功能的洗衣機，包括傳感器、內設程序的程序控制器和其它電器機械系統，所述的程序控制器包括驅動電路、具有可重寫傳感器初始狀態的可擦除只讀存儲器和單片機；其特徵在於在所述程序控制器內設有自整定程序，存儲對應於傳感器不同初始狀態的輸入輸出關係，並對所述傳感器的輸出規定有合格範圍；所述程序控制器接收傳感器的輸出，按照內設程序控制其它電器機械系統；按下控制器中的任意至少2個按鍵啟動自整定程序進行檢測。
11.根據權利要求10所述的具有自整定檢測功能的洗衣機，其特徵在於，所述電器機械系統包括注水系統；所述的傳感器為溫度傳感器或布量傳感器。
12.根據權利要求10所述的具有自整定檢測功能的洗衣機，其特徵在於所述電器機械系統包括主驅動電動機，並以該電動機兼作布量傳感器。
13.按照權利要求10-12中任意一項所述洗衣機，其特徵在於該洗衣機為波輪式洗衣機或攪拌式洗衣機，額定容量為4～7kg，所述電動機為4極，額定功率為180W。
全文摘要
一種洗衣機自整定檢測方法及使用該方法的洗衣機，在控制器內存儲對應於傳感器不同初始狀態下的輸入輸出值(M
文檔編號D06F33/02GK1752326SQ20051008988
公開日2006年3月29日 申請日期2005年8月10日 優先權日2004年9月21日
發明者伍卓銓, 李耀強 申請人:江門市洗衣機廠