本发明属于洗干衣机领域，具体地说，涉及一种干衣剩余时间显示方法和使用该方法的干衣机。
背景技术：
衣干即停已经是干衣机的基本配置，但是剩余时间显示往往是按照设定时间递减，没有根据衣物多少、湿度进行及时调整，显示时间不能准确反映剩余时间。使用者希望干衣机能够比较准确的显示剩余时间，以便及时取出衣物。为此我们设计和研究了一种利用温度传感器实现干衣剩余时间估算和显示的办法。
中国专利CN 200410072481.3公开了“一种洗衣机的自动烘干方法”其包括洗衣机桶内部第1温度传感器和烘干风道内部的第2温度传感器的温度检测值，并计算两个温度的差值。可以划分为3个阶段，第1阶段烘干系统内部温度快速上升，第2阶段温度检测值缓慢上升，温度差值保持不变，第3阶段温度差值快速上升。通过对上述温度检测值和温度差值的实时检测，从而对衣物的干燥程度做出判断，决定烘干的行程和操作。本发明虽然同样利用了在干衣机烘干衣物的过程中温度上升三个阶段的规律特征，提供了一种自动烘干的控制方法。该方法的目的是为了提高衣物干燥度的判断准确性，从而提高烘干机的控制精度，并没有公开利用斜率算法来预测剩余烘干时间的方法。
进一步的，中国专利CN 200910047294.2公开了“一种滚筒洗衣机的自动烘干方法”，其通过检测风道内的第1温度传感器的温度T1，滚筒内的第2温度传感器温度值T2，计算两者的差值ΔT，当运行时间大于等于设定时间1时，计算ΔT斜率，如果ΔT斜率＞设定值1情况下，ΔT＞限定值1ΔTmax，且T1＞限定值2，烘干过程停止加热，进入冷却，直至结束；或者计算温度差值ΔT和均值ΔT0的差值σ，如果σ大于参考值σ0的次数n达到了参考值n0，或者运行时间大于设定时间2时，那么烘干过程停止加热，进入冷却，直至结束。本方法虽然提到了ΔT以及斜率关系的概念，但是主要是通过斜率来控制烘干的进程，并没有将温度变化的规律与时间变化规律结合起来，并没有如本方法一样，通过斜率判断剩余烘干时间。
有鉴于此特提出本发明。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种干衣剩余时间显示方法和使用该方法的干衣机，该干衣机设有温度检测装置、计时装置和时间显示装置，所述方法利用干衣机在烘干衣物过程中升温阶段，相邻时间节点温度随时间变化的线性规律，采用干衣机出风口处温度变化估算干衣剩余时间，并且以倒计时的方法将该时间通过干衣机的时间显示装置显示出来。本方法及使用该方法的干衣机对于烘干衣物的剩余时间估算准确，实现简单，解决了在干衣机上准确显示干衣剩余时间，方便用户及时取出衣物的需求，具有很好的使用效果。
为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：
一种干衣剩余时间显示方法，用于干衣机，该干衣机设有温度检测装置、计时装置和时间显示装置，所述时间显示装置以倒计时的方式显示烘干过程剩余时间，其特征在于,所述方法包括如下步骤：
步骤S1,进行系统预置，预置用于判断当前时刻是否处于温度平衡阶段的平衡温度温差变化常数m，预置用于判断当前时刻是否从温度平衡阶段跳变至温度上升区间的状态跳变温差常数n,预置烘干结束温度阀值Tj，预置烘干结束后的冷风时长为时间常数η；
步骤S2,开启烘干过程，温度检测装置按照预定时间间隔对干衣机出风口温度进行检测，得到温度值Ti；
步骤S3,计算两个相邻时间节点的温度差值△T＝Ti-Ti-1；
步骤S4,当∣△T∣≤m时，则判定当前时刻的即时温度Ti的值为平衡温度TP，此时处于温度平衡阶段；
步骤S5,计算平衡温度偏差值△TC＝Ti-TP，并将△TC与状态跳变温差常数n相比较，△TC>n时，表明此时开始进入温度上升区间，记录当前的拐点时刻tG；
步骤S6,在烘干过程处于温度上升区间时，在任意时刻ti时，烘干衣物的剩余时间tY＝(ti-tG)*[(Tj-TP)/△TC-1]+η，并通过时间显示装置显示tY数值。
进一步地，其中步骤S2还包括，时间显示装置从预置的时间长度为起始点以倒计时的方式显示烘干过程剩余时间。
进一步地，所述预置的时间长度为根据洗衣机通常情况下满负载时烘干衣物所需要的总时长t。
进一步地，设置倒计时比较剩余时间tY’，所述tY’为经验值，0.2t<tY’<0.3t；当倒计时装置到达tY’时，进行步骤S5；所述t为根据洗衣机通常情况下满负载时烘干衣物所需要的总时长，
并且，
若△TC>n，说明此时烘干已经进入温度上升区间，继续进行步骤S6，此时的时间显示装置显示tY数值，否则说明此时仍然处于温度平衡阶段，则将时间显示装置所显示的剩余时间调整为tY”,所述tY”＝tY’+ε，所述ε为经验数值，表示预计从当前状态到拐点时刻tG所需要的时间。
进一步地，当倒计时装置还没有到达tY’时，干衣机出风口温度Ti已经达到预置烘干结束温度阀值Tj，则判定此时烘干过程已经完成，开始进入烘干结束后的冷风阶段，此时的时间显示装置将以冷风时长时间常数η为起始点，以倒计时的方式显示烘干过程剩余时间。
进一步地，其中步骤S3中，所述相邻时间节点的时间间隔为4分钟。
进一步地，其中步骤S1中，所述预置的烘干结束后的冷风时长时间常数η＝10分钟。
进一步地，其中步骤S1中，所述预置的用于判断当前时刻是否处于温度平衡阶段的平衡温度温差变化常数m＝2K。
进一步地，其中步骤S1中，所述预置的用于判断当前时刻是否从温度平衡阶段跳变至温度上升区间的状态跳变温差常数n＝2K。
同时公开了一种干衣机，使用上述干衣剩余时间显示方法。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明所揭示的一种干衣剩余时间显示方法，采用在干衣机的出风口设置温度传感器，利用干衣机在烘干衣物过程中升温阶段，相邻时间节点温度随时间变化的线性规律，估算干衣剩余时间。解决了在干衣机上准确显示烘干剩余时间，方便用户及时取出衣物的需求。
通过大量的实验数据证明在不考虑冷风时长的情况下，烘干衣物需要经过温升三阶段：初段温度持续上升，中段温度平衡，和终段温度上升，其中在终段温度上升阶段的时间和温度接近于线性关系。本发明运用这个规律，并结合洗衣机本身自有的时间倒计时机制，采用线性估算的方法，程序设计简单易行，并且结果准确，可以方便地解决烘干衣物剩余时间的估算问题。使用本方法的剩余时间显示办法，用户可以准确地了解到目前干衣的进行情况，解决了目前市面上洗衣机上烘干衣物显示时间和烘干实际进度不匹配的状况。
而且本方法还考虑到，在烘干衣物过程中由于衣物数量少，或者含水量低等因素造成在取样时间点前，干衣机已经完成干衣过程的情况，进一步采用温度阀值来对烘干状态进行监测。补充了本方法的应用情境，增加了本方法的适用性。
另外还揭示了一种使用该方法的洗衣机，使用上述任一项所述烘干剩余时间显示方法。通过对干衣机出风口设置温度传感器，同时对现有剩余时间显示处理单元增加简单的运行程序就可以方便地实现预期的效果，改造简单并且应用的效果好。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1是本发明一种干衣剩余时间显示方法流程图；
图2是干衣机烘干过程温度随时间变化的实验数据分布示意图；
图3是本发明中揭示的干衣机烘干衣物的温度变化规律示意图；
图4是本发明干衣机的剩余时间显示方法计算原理示意图。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
此处描述的各种技术和工具可以独立使用。技术和工具中的某些可组合使用。如下参考处理动作的流程图来描述各种技术。在流程图中示出的各种处理动作可以合并为更少的动作或者分割成更多的动作。为了简明，在特定流程图中示出的各动作与在其它地方描述的各动作之间的关系通常没有示出。在许多情况下，可以重排流程图中的动作。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本方法包括如下步骤：步骤S1,进行系统预置，预置用于判断当前时刻是否处于温度平衡阶段的平衡温度温差变化常数m，预置用于判断当前时刻是否从温度平衡阶段跳变至温度上升区间的状态跳变温差常数n,预置烘干结束温度阀值Tj，预置烘干结束后的冷风时长为时间常数η；步骤S2,开启烘干过程，温度检测装置按照预定时间间隔对干衣机出风口温度进行检测，得到温度值Ti；步骤S3,计算两个相邻时间节点的温度差值△T＝Ti-Ti-1；步骤S4,当∣△T∣≤m时，则判定当前时刻的即时温度Ti的值为平衡温度TP，此时处于温度平衡阶段；步骤S5,计算平衡温度偏差值△TC＝Ti-TP，并将△TC与状态跳变温差常数n相比较，△TC>n时，表明此时开始进入温度上升区间，记录当前的拐点时刻tG；步骤S6,在烘干过程处于温度上升区间时，在任意时刻ti时，烘干衣物的剩余时间tY＝(ti-tG)*[(Tj-TP)/△TC-1]+η，并通过时间显示装置显示tY数值。
以下对该方法实施的整个过程进行详细描述。
1、步骤S1,进行系统预置，预置用于判断当前时刻是否处于温度平衡阶段的平衡温度温差变化常数m，预置用于判断当前时刻是否从温度平衡阶段跳变至温度上升区间的状态跳变温差常数n,预置烘干结束温度阀值Tj，预置烘干结束后的冷风时长为时间常数η：
如图1所示，所述步骤1主要是进行系统的预置。本发明中在干衣机的出风口处设置有温度传感器，对衣物烘干过程中的烘干机出风口温度进行实时检测。通过多次的重复试验可以得到类似图2所示的干衣机烘干过程温度随时间变化的实验数据分布示意图。从图2中可以看出，整个的烘干过程温度的变化时呈现一定的规律的。将图2的过程进行总结就可以得到图3，即干衣机烘干衣物的温度变化规律示意图。
如图3所示，烘干衣物总的来说有以下几个阶段：升温三阶段和冷风降温四个阶段。如图3所示，从0到时间t0阶段，属于初段温度上升阶段。本阶段属于烘干的起始阶段，此时衣物的含水量较高，温度随着加热时间的持续不断升高。这个阶段距离烘干完成时间较长，通常用户并不会在这个阶段关心具体的剩余时间，并不是本方法应用的重点。本实施例主要是计算烘干处于温度平衡阶段或者是该阶段之后的温度上升阶段时，所剩余的烘干时间。
从t0到tG属于烘干的中段温度平衡阶段，此时水蒸气的汽化热与电加热功率之间处于比较平衡的状态，烘干机内的加热装置的热量主要被水在汽化为水蒸气的过程所吸收，也就是热功率转化为水的汽化热，此时干衣机的出风口处的温度传感器检测到的温度基本没有变化。
为了判断烘干过程是否处于这个阶段，本方法定义了平衡温度温差变化常数m。在本实施例中m＝2K。在后续的步骤中，通过对相邻的时间节点中测试的出风口温度差值，与平衡温度温差变化常数m相比较就可以判断出目前烘干状态是否属于温度平衡阶段。进一步在步骤S1时还设置了状态跳变温差常数n，该常数的运用方法是对即时温度和平衡温度的差值与其相比较，作用是用于判断当前时刻是否从温度平衡阶段跳变至温度上升区间，为后续的计算判断提供基础。本实施例中设置n＝2K。当即时温度与平衡温度的温度差大于等于n时，说明此时烘干机已经进入了温升的第三个阶段，即终段温度上升阶段。结合图3，也就是图中的tG至t-η的阶段。其中t为预置的时间长度，是根据洗衣机通常情况下满负载时烘干衣物所需要的总时长。这个数值是行业内对于衣物烘干所用时间的的平均时长，例如，在通常情况下8公斤的衣物，在满载的情况下烘干过程的总时长t是2小时30分钟。
另外还预置了烘干结束温度阀值Tj。需要注意的是，烘干机内的温度必须具有最高温度限值，因为烘干过程进入到温升的第三阶段的末端，当温度达到一定的限值时，此时的衣物烘干程度已经到达本系统的烘干极值，如果继续加热就会损坏衣物。因此需要设定温度阀值Tj，当出风口温度达到Tj时，即停止加热。此时，开启冷风吹风机，快速降低烘干机内温度的同时利用流动气流吹出湿热气体。一般而言从烘干机到达温度阀值Tj到冷风结束可以取出衣物的时间根据不同的洗衣机风机功率和其他要求，都具有相应的固定时间，本实施例预置的烘干结束后的冷风时长时间常数η＝10分钟。
2、步骤S2,开启烘干过程，温度检测装置按照预定时间间隔对干衣机出风口温度进行检测，得到温度值Ti：
本步骤开始启动烘干衣物的动作程序，烘干机的加热和检测器件开始运行。干衣机设有温度检测装置、计时装置和时间显示装置。此时干衣机时间显示装置开始从上述的预置时间长度t为起始点，利用干衣机内的计时装置，以倒计时的方式显示烘干过程剩余时间，本实施例预置干衣的总时长t是2小时30分钟。
同时，温度传感器在烘干机的出风口处开始实时对出风温度进行检测，一般每秒钟会检测两次。本实施例为了减少计算量和个别跳变温度对于整体趋势的干扰，取相邻的时间节点的时间间隔为4分钟。以每4分钟为一个观察窗口，取得当时的烘干机出风口温度Ti。
在本方法的另一个实施例中，Ti数值的还可以选择为相邻的时间段的温度平均值，即计算相邻的指定时间间隔内，温度传感器测量温度的平均值来作为参考值，这样可以进一步减少偶然因素对最终结果的干扰。
3、步骤S3,计算两个相邻时间节点的温度差值△T＝Ti-Ti-1：
通过烘干机的运算程序，不断计算相邻的时间节点处的温度差值△T
4、步骤S4,当∣△T∣≤m时，则判定当前时刻的即时温度Ti的值为平衡温度TP，此时处于温度平衡阶段：
对于计算得到的△T的绝对值，要时刻与步骤S1所设置的平衡温度温差变化常数m相比较。当∣△T∣≤m时，则判定当前时刻的即时温度Ti的值为平衡温度TP，此时处于升温三阶段的第二个阶段—温度平衡阶段。也就是图3中t0-tG的阶段。此时的烘干机出风口温度稳定变换范围在m以内。通过大量的实验总结，设置m＝2K是比较合适的温度区间判断参数。
同时，烘干机内的计算程序要记录下此时平衡温度的温度值TP，此数值作为烘干过程的状态参数，是本方法后续计算的重要参数，被记录在烘干机的内部运算程序中。
5、步骤S5,计算平衡温度偏差值△TC＝Ti-TP，并将△TC与状态跳变温差常数n相比较，△TC>n时，表明此时开始进入温度上升区间，记录当前的拐点时刻tG：
随着烘干过程的进行，烘干机内含水量的减少，烘干过程将进入到上述升温三阶段的第三个阶段，温度将持续升高的阶段。烘干过程进入到这个阶段的时间拐点是tG，判断方式是通过状态跳变温差常数n和△TC的来判断的，具体方式如下：
烘干机内的运算单元，不断地计算温度传感器的即时温度Ti与上述平衡温度TP的偏差值△TC，△TC＝Ti-TP，同时将此数值与步骤S1所设置的状态跳变温差常数n相比较(显而易见地，n≥m)。本实施例中设置n＝2K。
当△TC>n时，表明此时开始进入温度上升区间，记录当前的拐点时刻tG，该参数在后续的剩余时间计算中也将是一个重要的参数，同样被记录在烘干机的内部运算程序中。
6、步骤S6,在烘干过程处于温度上升区间时，在任意时刻ti时，烘干衣物的剩余时间tY＝(ti-tG)*[(Tj-TP)/△TC-1]+η，并通过时间显示装置显示tY数值：
如图2、3所示，在烘干过程的升温第三阶段时，温度升高的趋势与时间近似成线性关系。运用如图4所示的比例关系，设定烘干结束后的冷风时长为时间常数η，此时在任意时刻ti时，烘干衣物的剩余时间tY＝(ti-tG)*[(Tj-TP)/△TC-1]+η。该数值可以在洗衣机的时间显示装置上显示出来。
以上详细描述了本方法—烘干衣物的剩余时间tY的运算过程和逻辑，我们使用上述实施例的参数设置来描述一下在实践应用中的场景。
首先，将待烘干的衣物放入烘干机中，并开启烘干衣物的程序。依照上述系统的预设值，此时的时间显示装置显示的剩余时间是2小时30分钟(即150分钟)，并开始倒计时计数。此时烘干机开始工作，温度检测装置开始实时检测烘干机出风口处的温度值。
此时需要设置倒计时比较剩余时间tY’，所述tY’为经验值，通过对用户使用习惯和大量的烘干过程实验数据表明，设置tY’为0.2t<tY’<0.3t比较合适，当倒计时时间进入到tY’的时间内时，通常情况下烘干的过程早已经远离烘干升温的第一个阶段，至少处于烘干升温的第二阶段—温度平衡阶段。在本实施例中设置tY’为40分钟，此时系统已经通过步骤S4得到了平衡温度TP。
当倒计时装置到达tY’，也就是干衣机的倒计时显示为剩余40分钟时，系统进行步骤S5；计算平衡温度偏差值△TC＝Ti-TP
并且，若△TC>n也就是平衡温度偏差值△TC超过2K时，说明此时烘干已经进入烘干升温的第三个阶段，也就是温度上升区间。则继续进行步骤S6，
通过公式tY＝(ti-tG)*[(Tj-TP)/△TC-1]+η
其中ti＝tY’＝40分钟，
Tj为预置烘干结束温度阀值，
TP为平衡温度，
△TC为平衡温度偏差，是此时的检测温度与平衡温度之差，△TC＝Ti-TP；
η为冷风时长为时间常数η，这里设置为10分钟。
通过以上的运算公式，计算出烘干剩余的实际时间tY，tY将替换当前时间显示装置的剩余时间tY’，并且以tY的数值为起点进行倒计时。
否则如果△TC≤n说明此时仍然处于温度平衡阶段，则将时间显示装置所显示的剩余时间调整为tY”,所述tY”＝tY’+ε，所述ε为经验数值，表示预计从当前状态到拐点时刻tG所需要的时间。ε的长度设置的目的是为了设置下一次的检测时间，以使该检测时间可以落入到升温的第三阶段中。比如在本实施例中ε的长度设置为5分钟，当剩余时间显示为40分钟时，根据当前温度和平衡温度计算得到的△TC≤n，说明此时仍然处于平衡状态，时间显示装置剩余时间跳变为tY”＝40+5＝45分钟。进一步，在五分钟之后，当干衣机剩余时间显示装置再一次到达tY’(40分钟时)，则再进行一次△TC与n的比较运算。直到判断到烘干已经进入到升温的第三阶段，可以计算出准确的tY值为止，并同时执行步骤S6。
在另外一个实施例当中，当倒计时装置还没有到达tY’时，干衣机出风口温度Ti已经达到预置烘干结束温度阀值Tj，则判定此时烘干过程已经完成，开始进入烘干结束后的冷风阶段，此时的时间显示装置将以冷风时长时间常数η为起始点，以倒计时的方式显示烘干过程剩余时间。
本过程设置的目的是为了解决由于某种原因，包括但不限于所放入的衣物较少时所出现的烘干状况。这样的情况下，干衣过程进行的很快，在很短的时间内就已经完成了升温的三个阶段。在倒计时装置还没有到达tY’(40分钟)时，干衣机出风口温度Ti已经达到预置烘干结束温度阀值Tj，表示此时烘干过程已经完成，则立即开启冷风降温程序，此时的时间显示装置的倒计时时间直接跳转为冷风时长时间常数η(比如说10分钟)，以倒计时的方式显示烘干过程剩余时间。
在一个实施例中，揭示了一种干衣机，使用了以上实施例的任一所述的烘干剩余时间显示计算方法，对于烘干衣物的剩余时间估算准确，实现简单，解决了在干衣机上准确显示烘干剩余时间，方便用户及时取出衣物的需求。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。