专利名称：洗衣机自整定检测方法及使用该方法的洗衣机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于洗衣机的自整定检测方法；同时，本发明涉及一种具有该自整定检测功能的洗衣机，尤其是这样的模糊控制洗衣机，在国际专利分类表中，可属于D06F33/02。
背景技术：
现有技术具有检测功能的洗衣机，尤其是模糊控制洗衣机，可具有布量、布质、洗涤液浑浊度和温度等传感器，所检测到的参数输入控制器，按照模糊逻辑等程序驱动电器机械，实施洗衣工艺过程；可见本申请人主要起草的国家标准GB/T17165.4-1997《模糊控制装置和系统第4部分洗衣机模糊控制基本性能检测要求》、中国发明专利申请公开说明书CN1125275A《一种洗衣机模糊控制方法及其控制电路》和中国发明专利说明书CN1058309C《用于洗衣机电机的模糊控制的从属度函数的中间变数的设定方法》等。由于成本限制，洗衣机的传感器往往难以达到如工业自动化仪表一样的检测稳定性。对这些传感器，若按照固定的参数设定控制器，对所涉及的部件及其安装就需要相当一致或现场调整，以致工艺复杂，影响生产效率，且无法保证日后长期使用。例如对于全自动波轮式洗衣机，以主驱动电动机兼作布量传感器的方法是启动洗衣机对电动机以一定的周期间断通电，自动检测发生于断电间隔的电动机感应电动势波形数据，对该数据按照规定的布量和电动势波形数据的输入输出关系计算，得到布量检测结果。
此外，影响该检测稳定性的因素还包括电动机、波轮或脱水桶及其间的皮带和减速器等传动轮系的情况，中国发明专利说明书CN1100907C《洗衣机模糊控制方法》披露了改善其检测稳定性的方法。该方法主要是在空桶无水的情况下进行传感器初始状态自整定在洗衣机的程序中，存储对应于通过实验或计算得到的不同初始状态的布量和所述电动势波形数据的输入输出关系；在洗衣机总成装配后或使用一段时间后，在空桶无水的情况下，启动洗衣机使电动机按前述布量检测方法运转，以所检测的数据对控制器存储对应于该数据计算结果的EEPROM重写，作为该检测初始状态的设定或使用一段时间后的重新设定。无水检测比较简单且易于实施，但其检测结果，对于转桶方式，是依靠旋转系统的转动惯量，因干衣物所占质量小，故灵敏度相当低；对于转波轮与衣物摩擦的方式，除实验表明灵敏度也不高外，还受摩擦系数欠稳定的影响，均与真实洗涤状态下的布量偏离较大，且容易损伤衣物，也未解决除布量外其它传感器的测试稳定性问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出一种具有自整定检测功能的洗衣机，其可以克服现有技术的不足，检测结果更接近真实洗涤状态下的情况，并可有利于解决除衣物量外的其它传感器的测试稳定性问题。
本发明解决所述技术问题的技术方案是一种洗衣机自整定检测方法，在控制器内存储对应于传感器不同初始状态下的输入输出值M0，在洗衣机放入衣物进行洗涤之前，向洗涤桶进水，先启动传感器检测输入输出值Mj是否在存储的输入输出值M0范围内，如果是，则在控制器中将检测的输入输出值Mj替换存储的输入输出值M0，进入自整定检测程序；如果不是，则报警或结束检测。
为实现上述自整定检测方法，进一步包括以下步骤，所述的自整定检测程序步骤如下首先，在洗涤桶内无衣物的情况下往洗衣机的洗涤桶注水至设定水位；然后，启动传感器，所述的传感器检测获得初始输入输出值Mj，并将结果存入洗衣机的程序控制器中；接着，将洗涤的衣物放入洗涤桶，再启动传感器进行检测获得洗衣机的第二输入输出值M；第四，在程序控制器中，将初始传感器检测获得输入输出值Mj与第二输入输出值M进行比较，计算获得输入输出差值ΔM；最后，程序控制器中，将初始输入输出值Mj与输入输出差值ΔM结合，来获得此次洗衣的进水、洗涤时间和脱水时间。
在洗衣机的程序控制器中，首先根据可能的初始输入输出值Mj和输入输出差值ΔM，至少设置3档进水和洗涤时间的选择。
所述的检测方法，从检测洗涤物的布量或布质方面定义，通过检测电动运转中电动势波数、洗涤液混浊度或温度，来决定所洗衣物所需的进水、洗涤时间和脱水时间。
所述的传感器为温度传感器或布量传感器。
所述的布量传感器为电动机，即启动洗衣机对电动机以一定的周期间断通电，自动检测发生于断电间隔的电动机感应电动势波形数据，对该数据的统计结果按照规定的布量和所述电动势波形数据的输入输出关系计算，得到布量检测结果。
所述电动机首先正转间断通电，接着反转间断通电，该正反转控制循环进行，检测发生于每一断电间隔的电动机感应电动势波数；统计各断电间隔的电动势波数，选出正转控制中波数出现最多的一个数据和反转控制中波数出现最多的一个数据；对该二个数据求和为所述统计结果。
所述间断通电周期为首先正转通电0.3秒，断电0.7秒，共4次；然后反转通电0.3秒，断电0.7秒，共4次；该正反转控制共循环3次；所述电动势波形数据的统计结果规定合格范围为8～25。
对于大容量的洗衣机，为了适应大量的衣物洗涤，进一步将水位增设至4档、5档、6档、7档、8档等等，当衣物重量超过2kg时，再注水至第5档水位、甚至更高水位重新进行检测。
一种具有自整定检测功能的洗衣机，包括传感器、内设程序的程序控制器和其它电器机械系统，所述的程序控制器包括驱动电路、具有可重写传感器初始状态的可擦除只读存储器和单片机；在所述程序控制器内设有自整定程序，存储对应于传感器不同初始状态的输入输出关系，并对所述传感器的输出规定有合格范围；所述程序控制器接收传感器的输出，按照内设程序控制其它电器机械系统；按下控制器中的任意至少2个按键启动自整定程序进行检测。
所述洗衣机的电器机械系统包括注水系统；所述的传感器为温度传感器或布量传感器。
所述洗衣机的电器机械系统包括主驱动电动机，并以该电动机兼作布量传感器。
该洗衣机为波轮式洗衣机或搅拌式洗衣机，额定容量为4～7kg，所述电动机为4极，额定功率为180W。
使用本发明的有益效果在于本技术方案是在有水无衣物的情况下进行检测初始状态自整定，更接近真实洗涤状态下的情况，可以克服前述现有技术的种种不足，有利于解决除布量、布质、洗涤液浑浊度和温度等传感器的测试稳定性问题，并且本发明的自整定检测方法精确度高。
以下附图用于说明本发明的具体实施方式
。
图1是本发明实施例洗衣机机械结构图；图2是本发明实施例洗衣机的电路框图；图3是本发明实施例洗衣机自整定程序流程图；图4是本发明实施例洗衣机布量检测程序流程图；具体实施方式
本发明实施例洗衣机是在现有技术一种模糊控制全自动洗衣机的基础上改进而成，整机结构如图1所示在设置于底座上的外箱体1内通过吊杆2可自由摆动地吊置有盛水桶3，在盛水桶3内可自由回转地设置有底部带回转搅拌器4的洗涤脱水槽5，在盛水桶3的底部安装有经减速离合器7驱动搅拌器4或洗涤脱水槽5的电动机6和牵引器排水阀13，外箱体1和盛水桶3的上方安装有顶盖9，顶盖9上装有可自由开闭的机盖10，水位传感器14、接收传感信号并对电动机6等电器进行控制的程序控制器12和进水电磁阀8安装于洗衣机顶盖9之内。电动机6是符合关于洗衣机电动机的国家专业标准要求的4极、180W电容运转电动机。
其中，程序控制器12是以具有模糊逻辑的单片机为核心的电脑控制器。该单片机内存有现有技术常规的布量和布质检测程序在无水无衣物的情况下启动电动机6以一定的周期间断通电，经连接于电动机6电源端子上的光电隔离电路输入发生于断电间隔的电动机感应电动势波数，对该波数按照规定的布量或布质和电动势波数的输出输入关系计算，得到布量或布质检测结果。单片机的控制程序进一步以该结果按照设定的模糊逻辑运算，得到水位和洗涤时间的控制数据，并通过电脑板的输出电路驱动进水电磁阀8和电动机6执行，即实施所谓模糊控制，有关性能按照国家标准GB/T17165.4-1997《模糊控制装置和系统第4部分洗衣机模糊控制基本性能检测要求》的规定。
以上描述为现有技术模糊控制波轮式全自动洗衣机的典型结构和工作情况，模糊控制搅拌式全自动洗衣机也类同。表1为本发明实施例洗衣机布量检测输出输入数据关系。
本发明实施例洗衣机相对于如上述模糊控制全自动洗衣机的改进主要是——相对于原程序控制器12，程序控制器12’的电路板中增加了一EEPROM元件(型号24C01A)，如图2所示为本发明实施例洗衣机的电路框图包括一单片机15(型号S3P9228)及驱动电路16；驱动电路16包括一由单片机15的1路2个I/O口触发控制的2路双向晶闸管I和另2路各1个I/O口触发控制的2路双向晶闸管。第1路2个I/O口触发控制的各1双向晶闸管驱动电动机6，第2路双向晶闸管的输出连接进水电磁阀8，第2路双向晶闸管的输出连接牵引器排水阀13。洗涤、漂洗和脱水等方式选择开关17，水位传感器14和光电隔离电路11的输出连接单片机15的3个I/O口；光电隔离电路11的输入连接电动机6的输入端子；——相对于原程序控制器12，程序控制器12’的内设程序中增加了表1中所示初始状态下所述断电间隔的电动机感应电动势波数Mj＝8，9，10，11，12，13，14，15，16，17～23这样10列负载状态下的布量和所述电动势波数的输出输入关系，以及如图3所示布量检测自整定程序；并以方式选择开关的规定操作，同时按下任意至少2个按键，例如洗涤、漂洗、脱水等等中间的任意至少2键，为自整定程序的开始；如图3，为洗衣机自整定程序流程图，步骤30、开始，在无衣物的情况下进行自整定；步骤31、注水至规定值；步骤32、启动作为传感器的电动机运转，控制器接收来自传感器的信号；步骤33、初始传感器检测获得输入输出值Mj存入洗衣机的程序控制器中(也可设计成不存入洗衣机的程序控制器)；步骤34、在程序控制器中，判断初始传感器检测获得输入输出值Mj是否在设定的范围值8-23内，如果是，则执行步骤35，如果不是，则执行步骤37；步骤35、将初始传感器检测获得输入输出值Mj写入或重写为Mo，并记存入程序控制器的EEPROM中，交付使用，再执行步骤36；步骤37、蜂鸣2响以上和显示“00”，表明自整定失败，可交付维修后重新自整定；步骤36、蜂鸣2响和显示“88”，表明自整定成功；步骤38、结束程序。
——布量检测程序，如图4所示，其要点在于，与前述现有技术使用仅1列布量档位和所述电动势波数的输出输入关系相比，本实施例使用的是表1中所示10列之中按照自整定结果所得的那1列布量档位和所述电动势波数的输出输入关系。
如图4，步骤41、程序开始；步骤42、进水至第一档水位；步骤43、启动电动机运转，进行检测；步骤44、将初始传感器检测获得输入输出值Mj与第二输入输出值M进行比较，计算获得输入输出差值ΔM；步骤45、查表1中Mj列的关系，得对应于ΔM的布量档位；步骤46、程序结束。
实施例1如图3中所述“启动电动机运转检测”是电动机首先正转通电0.3秒，断电0.7秒，共4次；接着反转通电0.3秒，断电0.7秒，共4次；以上正反转控制共循环3次，检测发生于每一断电间隔的电动机感应电动势波数；统计各断电间隔的电动势波数，选出所有正转控制中波数出现最多的一个数据M1和所有反转控制中波数出现最多的一个数据M2；对M1和M2求和，即M＝M1+M2为该检测结果。初始状态下M的测试结果记为Mo。例如第1次循环的4次正转断电间隔的电动势波数为11，10，13，12；第1次循环的4次反转断电间隔的电动势波数为9，11，12，9；第2次循环的4次正转断电间隔的电动势波数为11，11，13，10第2次循环的4次反转断电间隔的电动势波数为12，11，10，9；第3次循环的4次正转断电间隔的电动势波数为11，10，13，11；
第3次循环的4次反转断电间隔的电动势波数为10，10，12，9。
则M1＝11，M2＝9，M＝20。由于是初始状态下的测试结果，即Mo＝20。
该洗衣机装配后或使用一段时间后，即可在不放入衣物的情况下，同时按下程序控制器12’任意至少2个按键，启动自整定程序，洗衣机将按图3所示自整定程序进行布量检测的自整定。程序控制器12’最后若蜂鸣2响和显示“88”，表明自整定成功，初始状态下M的测试结果Mo记存入程序控制器12’的EEPROM，首次写入或重写Mj为Mo，可交付使用；若蜂鸣2响以上和显示“00”，表明自整定失败，可交付维修后重新自整定。
自整定成功后的洗衣机，加入衣物使用时，在如图4所示布量检测程序中将首先注水后按照如图3所示自整定程序中的“启动电动机运转检测”，对所检测到的所述电动势波数M，计算ΔM＝Mj-M，按照表1中所示Mj＝Mo那一列的布量和ΔM的输出输入关系，得到布量档位的检测结果。例如，按照前述初始状态下的测试结果，Mo＝20记存入程序控制器12’的EEPROM，首次写入或重写Mj为20，加入衣物使用时检测到的所述电动势波数M＝25，则ΔM＝5，按照表1中所示Mj＝17～23那一列布量和ΔM的输出输入关系，得到布量档位的检测结果为第2档。洗衣机将按照布量为第2档进行水位和洗涤时间的控制。
本实施例仅针对有关布量的检测设计。对于布质检测，图3的自整定程序也适用，但对所述电动势波数的测定改为检测各个电动势波形的波幅，计算各断电间隔中自断电开始至断电结束电动势波形的波幅的衰减值——断电开始后第1个电动势波形的波幅与断电结束前的最后1个电动势波形的波幅之差；表1中改为布质和所述电动势波幅衰减的输出输入关系和所述电动势波幅衰减的合格范围。如洗衣机还设置了洗涤液浑浊度和温度等传感器，且其输出与单片机15的I/O口连接，也可以增设如布量或布质检测类似的自整定程序，满足改善其检测稳定性的要求。可通过实验获得具体数据的输入输出关系和合格范围值，编制在单片机15的程序中。
本发明的检测是洗衣机注水后进行。为表明本发明于在先技术无水检测的优越性，对一台额定容量5kg的模糊控制全自动洗衣机进行了改造前后的对比实验。
该洗衣机改造前为在无水的情况下启动电动机6以一定的周期间断通电，经连接于电动机6电源端子上的光电隔离电路输入发生于断电间隔的电动机感应电动势波数，对该波数按照规定的布量或布质和电动势波数的输出输入关系计算，得到布量检测结果。以各布量档的标准衣物量检测到的波数为档号无衣物1234波数1414 13 12 12该洗衣机改造后为在有水的情况下启动电动机6以一定的周期间断通电，经连接于电动机6电源端子上的光电隔离电路输入发生于断电间隔的电动机感应电动势波数，对该波数按照规定的布量或布质和电动势波数的输出输入关系计算，得到布量检测结果。以各布量档的标准衣物量检测到的波数为档号无衣物1234波数1311 963可以看出，在无水的情况下相邻档(指无衣物和第1档，或第1档和第2档，或第2档和第3档，或第3档和第4档)检测到的波数之差最多为1，尤其是对于较低或较高布量档时(例如无衣物和第1档，或者第3档和第4档)已无差异。其中，对于第1档水位、第2档水位，或者，第3档水位等等的设定，针对不同的机型、不同的厂家设定不一致，但是，对本领域技术人员来说是一个公知的技术常识，设定水位是按设计任意设定，作为参照，本说明书后附带一份某型号洗衣机的档位与对应水位的对照表2，仅供审查员老师参考。
同样的相邻档(例如同是对第1档和第2档检测)检测到的波数之差，在有水的情况下至少是在无水的情况下的2倍。可见，在有水的情况下比在无水的情况下有高得多的检测灵敏度。该检测灵敏度影响正常的检测，例如在有水的情况下，布量检测的档数可设计4档；在无水的情况下，由于较低或较高布量档时相邻档检测到的波数之差为零，只能设计3档。该检测灵敏度也影响自整定检测功能的设计，例如在无水的情况下由于相邻档检测到的波数之差最多为1，故难以设计出如同本发明实施例表1的布量检测输出输入数据关系，明显影响自整定检测的稳定性。
表1
附表2某型号洗衣机的档位与对应水位的对照表
权利要求
1.一种洗衣机自整定检测方法，在控制器内存储对应于传感器不同初始状态下的输入输出值(M0)，其特征在于，在洗衣机放入衣物进行洗涤之前，向洗涤桶进水，先启动传感器检测输入输出值(Mj)是否在存储的输入输出值(M0)范围内，如果是，则在控制器中将检测的输入输出值(Mj)替换存储的输入输出值(M0)，进入自整定检测程序；如果不是，则报警或结束检测。
2.根据权利要求1所述的洗衣机自整定检测方法，其特征在于，所述的自整定检测程序步骤如下首先，在洗涤桶内无衣物的情况下往洗衣机的洗涤桶注水至设定水位；然后，启动传感器，所述的传感器检测获得初始输入输出值(Mj)，并将结果存入洗衣机的程序控制器中；接着，将洗涤的衣物放入洗涤桶，再启动传感器进行检测获得洗衣机的第二输入输出值(M)；第四，在程序控制器中，将初始传感器检测获得输入输出值(Mj)与第二输入输出值(M)进行比较，计算获得输入输出差值(ΔM)；最后，程序控制其中，将初始输入输出值(Mj)与输入输出差值(ΔM)结合，来获得此次洗衣的进水、洗涤时间和脱水时间。
3.根据权利要求1所述的洗衣机自整定检测方法，其特征在于，在洗衣机的程序控制器中，首先根据可能的初始输入输出值(Mj)和输入输出差值(ΔM)，至少设置3档进水和洗涤时间的选择。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的洗衣机自整定检测方法，其特征在于，所述的检测方法，从检测洗涤物的布量或布质方面定义，通过检测电动运转中电动势波数、洗涤液混浊度或温度，来决定所洗衣物所需的进水、洗涤时间和脱水时间。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的洗衣机自整定检测方法，其特征在于，所述的传感器为温度传感器或布量传感器。
6.根据权利要求5所述的洗衣机自整定检测方法，其特征在于，所述的布量传感器为电动机，即启动洗衣机对电动机以一定的周期间断通电，自动检测发生于断电间隔的电动机感应电动势波形数据，对该数据的统计结果按照规定的布量和所述电动势波形数据的输入输出关系计算，得到布量检测结果。
7.根据权利要求6所述的洗衣机自整定检测方法，其特征在于，所述电动机首先正转间断通电，接着反转间断通电，该正反转控制循环进行，检测发生于每一断电间隔的电动机感应电动势波数；统计各断电间隔的电动势波数，选出正转控制中波数出现最多的一个数据和反转控制中波数出现最多的一个数据；对该二个数据求和为所述统计结果。
8.根据权利要求7所述的洗衣机自整定检测方法，其特征在于，所述间断通电周期为首先正转通电0.3秒，断电0.7秒，共4次；然后反转通电0.3秒，断电0.7秒，共4次；该正反转控制共循环3次；所述电动势波形数据的统计结果规定合格范围为8～25。
9.根据权利要求2或3所述的洗衣机自整定检测方法，其特征在于对于大容量的洗衣机，为了适应大量衣物的洗涤，进一步设置4档、5档、6档、7档、8档、9进水水位，当洗涤的衣物重量超过2kg时，再注水至第5档水位重新检测。
10.一种具有自整定检测功能的洗衣机，包括传感器、内设程序的程序控制器和其它电器机械系统，所述的程序控制器包括驱动电路、具有可重写传感器初始状态的可擦除只读存储器和单片机；其特征在于在所述程序控制器内设有自整定程序，存储对应于传感器不同初始状态的输入输出关系，并对所述传感器的输出规定有合格范围；所述程序控制器接收传感器的输出，按照内设程序控制其它电器机械系统；按下控制器中的任意至少2个按键启动自整定程序进行检测。
11.根据权利要求10所述的具有自整定检测功能的洗衣机，其特征在于，所述电器机械系统包括注水系统；所述的传感器为温度传感器或布量传感器。
12.根据权利要求10所述的具有自整定检测功能的洗衣机，其特征在于所述电器机械系统包括主驱动电动机，并以该电动机兼作布量传感器。
13.按照权利要求10-12中任意一项所述洗衣机，其特征在于该洗衣机为波轮式洗衣机或搅拌式洗衣机，额定容量为4～7kg，所述电动机为4极，额定功率为180W。
全文摘要
一种洗衣机自整定检测方法及使用该方法的洗衣机，在控制器内存储对应于传感器不同初始状态下的输入输出值(M
文档编号D06F33/02GK1752326SQ20051008988
公开日2006年3月29日 申请日期2005年8月10日 优先权日2004年9月21日
发明者伍卓铨, 李耀强 申请人:江门市洗衣机厂