一种豆浆机制浆控制方法及豆浆机与流程

本发明涉及一种小型家电领域，尤其涉及豆浆机，具体涉及一种豆浆机制浆控制方法及豆浆机。

背景技术：

豆浆机的主要功能电路是用于破碎原料的电动机电路及电动机驱动电路；以及加热浆液的加热电路及加热驱动电路。在使用过程中，往往电动机电路和加热电路会同时工作间或交替工作。电动机本身在运行过程中会产生热量，同时浆液加热时也会有热量传递到安装电动机的位置。而电动机在超过一定温度范围后将极易发生故障，故需要进行电动机温度和/或线路板温度的监测和控制，确保连续工作的电动机有足够的散热冷却时间。

目前豆浆机多采用温度传感器监控豆浆机是否连续制浆(热锅)；也就是将温度传感器安装在靠近电动机或线路板的位置，根据监测结果判断是否为连续制浆(热锅)。这种监测方式存在以下缺陷：

首先，采用温度传感器实现检测方式，易受外界环境影响，导致检测结果与实际情况偏差大。温度传感器不宜配置过多，只能监测局部温度，如果某个部分靠近热源或者被阳光照射一段时间，可能出现局部过热，通过温度传感器监测则有可能出现误报的情况。在无需进行停机冷却时，强制执行冷却，浪费使用者的时间。也有可能豆浆机局部靠近冷源，或者散热条件比较好，监测位置温度在适合工作的范围内，其他部分却可能已经过热，监测响应不及时，可能出现不能准确及时控制执行冷却，造成电动机不能正常运行甚至出现故障。

另外，温度传感器为附设的元件，能够灵敏监测电动机温度的温度传感器价格不菲，将增加额外的成本，提高产品的整体造价，降低产品的竞争优势。

同时，温度传感器必须紧靠电动机设置，否则难以准确监测相应温度变化，如此一来，温度传感器必须与电动机共同安装，即意味着必须在豆浆机的支撑结构例如壳体中设置相应安装空间及防护空间，进行整体设计时，必须考虑此项要求，一旦需要对电动机位置进行调整，则必须要同时考虑对壳体也进行相关适应性调整，这将不利于产品的集成化和紧凑化设计。并且降低了不同型号产品各组成部分的通用化程度，不利于产业应用。

另一方面，现有的制浆程序都是根据原料的种类、需要的成品口味等不同需求已设定好的，在保证电动机工作正常的前提下，需要确保制浆过程严格按照预设的程序执行，否则，将影响制得浆液的口感或品质，影响使用体验。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术所存在的技术问题，本发明的目的是提供了一种豆浆机制浆控制方法及对应执行该控制方法的豆浆机，提供的方案在豆浆机的主控单元上增加控制检测电路并结合控制方法，有效判断豆浆机是否为连续制浆，根据判断结果优化控制制浆流程，保证电动机的正常运行及对电动机进行过热保护。并且执行过热保护的相应措施时不会影响制浆程序的正常执行，保证制浆的可靠性和稳定性，能够获得品质稳定的浆液。能够同时提升豆浆机的使用寿命并改善用户体验。

本发明采取的技术方案为：

一种豆浆机制浆控制方法，包括以下步骤：

维护冷却等待时间t，根据t的值执行冷却等待后，将t置零并启动制浆；豆浆机上电后，读取接入电源及主控io口的rc判断电路的电压值v，根据所述电压值v调整t的值。

电动机的工作温度是否过高往往取决于其工作后是否经过了充足的冷却等待时间，连续工作时间超过一定时间，如不能进行充分的冷却等待，则将可能对电动机造成损害。故而通过维护冷却等待时间t确定开始启动制浆的初始时刻，以实现针对电动机的过热保护。在豆浆机断电后，其即进入冷却等待状态，当电源停止供电时，接入电源的rc判断电路进入放电状态，通过主控io接口能够实时检测rc判断电路的残留电压，根据rc电路的相关参数，即可通过残留电压计算出rc判断电路的放电时间，继而根据该放电时间调整冷却等待时间，避免不必要的等待。最重要的是，电动机启动制浆的时，总是满足已经进行了充分而恰当地冷却等待，能够有效对电动机进行过热防护。相对于通过温度传感器检测电动机温度继而采取相应措施进行冷却例如断电等待或调整制浆程序等操作，rc判断电路的放电时间曲线相对稳定，不会受外界影响，不会像温度传感器那样，一方面容易被外界影响检测结果；另一方面，只能针对电动机局部温度测量或电动机工作环境的某个区域进行温度测量。

而且rc判断电路结构轻巧简单，可以简单接入电源，通过豆浆机中的主控io口进行电压读取及充电控制，容易实现，且监控对象为电源的供电电路，并不过分依赖电动机，能够不必靠近电动机设置。相较于温度传感器而言，具有低的成本，而且无需设置防护措施，因为只需将rc判断电路设置在不易受外界影响或损坏的位置即可。

并且，上述方案仅针对冷却等待时间进行调整，仅通过执行冷却等待时间确保电动机经过充分冷却后才开始制浆，避免了中途过热断电，或调整制浆程序，延长制浆过程中电动机的工作间隔，以保证能够以固定的程序进行制浆，确保浆液品质和口感的稳定。

在优选的实施例中，还包括豆浆机上电后首先判断t是否置零，如是则读取电压值v，并比较v与预设阈值电压vd，如v≤vd，则启动制浆；

如否，则根据t的值执行冷却等待后，将t置零，通过主控io口向rc判断电路输出高电平充电，启动制浆。

如果t的值已经置零，则需要依据rc电路的放电情况判断，如果此时v的值小于预设阈值vd例如1v，则可以确定电源至少已停止供电超过了对应预设阈值vd的等待时间，可判断为正常冷却，那么此时，执行启动制浆程序。否则，rc判断电路的残留电压高于预设阈值vd，也就是虽然t的值已经置零，但是明显未经历充分的冷却等待，显然电动机并未进行充分冷却等待，需要执行充分冷却等待后才能够开始执行制浆的，并且于开始制浆的同时，向rc判断电路进行充电，回复其电压至允许最大电压值，即对应放电时间为0的值。如果t的值并未置零，则可能是出现了例如冷却等待中插拔电源、突然断电、程序中断等情况，此时，直接判断为连续加热需要进行冷却等待。

在优选的实施例中，方法还包括豆浆机上电后首先判断t是否置零，如是则读取电压值v，并比较v与预设阈值电压vd，如v＞vd，则根据t的值执行冷却等待后，将t置零，通过主控io口向rc判断电路输出高电平充电，启动制浆。通过rc判断电路的残余电压确定电动机是否正常执行冷却等待后t值才置零，如果通过残余电压确定放电时间并不足够长，则仍然根据t值(置零前，根据v值调整后)执行冷却等待，如此确保电动机充分冷却，不会热锅制浆，即采用双重判断机制。

在优选的实施例中，根据所述电压值v调整t的值包括根据rc判断电路的电压值v得到已放电时间t，将当前的t值减去t作为新的t值。

作为具体的调整依据，如rc电路中各元件的参数确定，那么其充电放电曲线都是相对稳定的，可以根据rc电路的残余电压精确地计算出放电时间，即准确地获知停止充电的时间，也即电源停止供电的时间。如果已经获知停止供电的时间，再依据原始的冷却等待时间，那么就可以得到欲实现充分的冷却需要执行的新的冷却等待时间。

在优选的实施例中，通过下式计算得到t：

t＝r×c×ln[(v02-v01)/(v02-vt)]

其中，v01为rc判断电路中电容的初始电压值，v02为rc判断电路中电容的最大电压值，vt为t时刻电容上的电压值，r为rc判断电路中的电阻的阻值，c为rc判断电路中的电容的电容量。

通过上述算式可以准确计算放电时间t，该计算过程可以由预存于主控单元中的计算程序执行，v01、v02、r、c的值均预存于主控单元中，vt由主控io口实时监控，一般在豆浆机上电时进行读取，然后依据上述参数进行计算获得放电时间t。由于rc判断电路的元件参数确定后，v01、v02、r、c的值也都是确定的，故放电时间实际上只和vt相关。这种检测方式并不会受外界环境的条件变化或者其他元件影响，总能够稳定地得出确定的放电时间的值，以指示实际调整需要执行的冷却等待时间。

对应实施上述控制方法通过一种豆浆机，其包括：

主控单元、存储单元、电源、主控io口及rc判断电路；

所述主控单元用以在所述存储单元维护冷却等待时间t，并根据t的值执行冷却等待后，将t置零并启动制浆；

豆浆机上电后，所述主控单元读取接入电源及主控io口的rc判断电路的电压值v，根据所述电压值调整t的值。

检测主要针对豆浆机执行，其中，主控单元例如可选豆浆机内置的主控芯片，单独选取芯片的一个接线脚作为io接口读取rc判断电路的电压值，并可选通过该接口输出高电平对rc判断电路进行充电。存储单元可选豆浆机控制普遍采用的eeprom，t的值存储在eeprom，根据主控单元的指令，进行更新或者执行置零。更具体控制方法的执行过程可参考前文。

在优选的实施例中，所述rc判断电路包括：

电阻r1，电阻r2，电阻r3，电容c1及二级管d1；

其中，电源中vcc端与所述电阻r1的一端连接，所述电阻r1的另一端分别与电阻r3的一端及所述二极管d1的正极相连，所述电阻r3的另一端与主控io口连接，电阻r2与电容c1并联，所述电容c1的正极与所述二极管d1的负极相连，所述电容c1的负极接地，当所述电源vcc掉电后再次上电，所述主控io口检测所述电阻r1与电阻r3连接处的电压值v。

rc判断电路结构中，选取并联方式的rc电路，通过供电电源vcc及主控io口输出高电平给rc回路(r2\c1)充电，选取相对于r1、r2电阻值较小的r3电阻值，从而将v0的电压值钳位于高电平可近似于vcc,保证rc回路充满电；

电阻r1、r3用于限流，通过限流保护主控io口及主控io口输出可靠；

豆浆机工作过程中主控io口通过二极管d1给rc回路充电，当断电时，利用二极管特性，即可保证rc回路正常放电，不受外围电路影响。

在优选的实施例中，所述电阻r1及电阻r2的阻值范围为0.5至2mω；

所述电阻r3的阻值小于2kω；

所述c1的电容量为电容量150至270uf。

上述参数的选取原则为：r1、r2的阻值尽可能选取较大的值，r3的阻值则相对r1、r2要小，c1的电容量根据制浆周期及充放电时间例如t＝η×r2×c1计算并选取，η主要与需要设定rc电路的初始电压值及极限电压值有关。

在优选的实施例中，还包括机头及杯体，所述机头内设置有制浆单元，所述电源通过机头与杯体的连接及拆卸实现通断；

所述rc判断电路设置于所述机头内。

或者在另外一个优选的实施例中，所述rc判断电路设置于所述杯体。

在将控制电路集中装置在机头的豆浆机中，将rc判断电路，设置在机头内，无疑可以提高电路元件的集成化程度，减少不必要的导线布置或导线防护。而另一方面，也可以选择将rc电路设置在杯体中，通过电源的通断检测放电时间，也就是可以不依赖于机头内的电动机布置，只要能够检测到断电信号即可。总之，能够实现rc电路或称过热防护功能电路的灵活布置，根据不同豆浆机型号、机体形状、形式选择rc电路的设置位置，只要确保能够与豆浆机同步断电并且连接主控io接口即可。并且，rc电路可实现集成化设计为模块化结构，体积较小，将元件干涉降至最低，故支持对原有机型进行改进升级设计。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1绘示了本发明一实施例中描述的豆浆机中rc判断电路接入主控电路的电路连接结构示意图；

图2绘示了本发明一实施例中描述豆浆机制浆控制方法的逻辑判断及执行流程图；

图3绘示了一种常规的rc判断电路的放电曲线图；

图4绘示了本发明一实施例中描述的豆浆机，具体体现rc判断电路于豆浆机中的安装位置示意。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，一个特征在另一特征“上”或“下”可以是两个特征直接接触，或两个特征通过中间媒介间接接触。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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在前述对于术语的解释的基础上，本发明的具体结构或实现方式以下面的实施例所描述或揭示。

需要说明的是，本发明所述豆浆机，可以理解为适用于将物料制备为豆浆及米糊等浆液或糊类食品的器械。本发明所指的物料是指粉碎前的豆子或大米等谷物原料，还可能包括辅料如红枣、枸杞、百合等。

现有豆浆机的豆浆制作方法主要需要在限定容量的容器中实现加热功能和粉碎物料功能，实现制浆功能的功能模块主要为粉碎单元和加热单元，其中，粉碎单元中，电动机与粉碎器例如搅拌刀叶相连，以驱动粉碎器转动；加热器，加热器用于加热容器中的物料和水的混合物；制浆程序通过主控单元控制执行，包括控制电动机驱动粉碎器，以对容纳在容器内的制浆物料进行粉碎并获得生豆浆或米糊；控制加热单元对生豆浆或米糊进行加热熬煮以及控制电动机驱动搅拌单元(粉碎器本身具搅拌功能，也可能附设额外的搅拌器)在加热熬煮过程中对生豆浆或米糊进行搅拌。

其中，电动机由于转子转动将自发热，同时，电动机驱动的粉碎器与物料摩擦会摩擦发热，加热单元加热时发出热量也会传递到电动机，故有必要确保电动机不在过热状态下工作。

现有技术的构思多是根据连续制浆次数和温度调整制浆程序，并未关注制浆的启动时间的调整，本方案基于冷却等待时间和rc电路的当前电压决定冷却等待时间，确保不会因为中间断电导致误判，而出现间隔过短又开始制浆的情况，而且现有控制方式有可能出现因温度过高在制浆过程中断开的情况，通过调整启动制浆时间，可以确保电动机执行了充分的冷却等待，以避免该情况的发生。

为了确保电动机不在过热状态下工作，本发明设置冷却等待时间，在电动机工作后，需要经过充分的冷却等待才再次工作，避免热锅状态下的连续制浆。另外，在豆浆机的主控电路上增加rc充放电控制电路，即为rc判断电路，通过主控io口检测rc电路的电压值大小判断是否为连续制浆。

核心构思即在于，主控单元通过主控io口采集rc充放电控制电路的rc两端电压值，与设定的参数阈值进行比较判断，根据电压值变化趋势，自适应调整二次制浆的等待时间。

传统豆浆机产品中，在豆浆机断电后，通过温度传感器检测电动机温度，该方式受外界温度变化、空气对流，豆浆机局部浸泡的影响导致检测结果往往与实际情况不符。而rc电路的放电时间固定由rc参数配置决定，不受外界环境变化及用户不同操作影响，能准确反映豆浆机制浆的间隔等待时间，并可基于此间隔自适应调整冷却等待时间，保证连续制浆时豆浆机执行充分的冷却等待时间，保证电动机的安全运行。

另外，rc电路的电路结构简单，配置成本也远低于温度传感器及相关控制电路。

参考图1，在一个实施例中，提供了rc判断电路的具体结构，电源中vcc端与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端分别与电阻r3的一端及二极管d1的正极相连，电阻r3的另一端与主控io口连接，电阻r2与电容c1并联，电容c1的正极与二极管d1的负极相连，电容c1的负极接地，当电源vcc掉电后再次上电，主控io口检测电阻r1与电阻r3连接处的电压值v。

通过供电电源vcc及主控io口分时给rc回路充电，若单独采用vcc给rc回路(r2\c1)充电时，v0的电压值为电阻r1和r2的分压值，将无法达到高电平，电容c1充不满电，在断电时rc回路电量会快速消耗，因此需要io口输出高电平给rc回路(r2\c1)充电，r3电阻值设置为相对于r1、r2电阻值较小，可忽略不计，从而将v0的电压值钳位于高电平可近似于vcc,保证rc回路充满电。

在工作过程中，主控io口持续维持高电平输出状态，保证rc回路处于充满状态，若主控io口不处于高电平输出状态时，由于电阻r1和r2分压及rc回路放电，rc回路就不能维持充满状态。电阻r1、r3起到限流作用保护主控io口，电阻r3通过限流保证主控io口输出可靠；工作过程中通过二极管d1给rc回路充电，当豆浆机断电时，利用二极管特性，保证rc回路正常放电，不受外围电路影响；在满足充放电时间需求的前提下，电阻r1、r2的阻值要尽量的大；电阻r3的阻值相对要小一些，与电阻r1、r2的阻值比小，既满足io口的输出能力、功耗及充电时间要求，又保证v0的电平近似于vcc；根据制浆周期及充放电时间，根据充放电时间t＝η×r2×c1，选择合适的c1电容值。

参考图2，主控io口采样判断逻辑如下：

在豆浆机上电时，主控先采集rc回路的电压值：

电压值v低于判断阈值vd，主控判断为初始制浆或器件冷却时间足够，主控执行制浆流程；

电压值v高于判断阈值vd，主控判断为连续制浆(热锅)，主控单元强制执行冷却等待；

主控io口充电控制逻辑如下：

当电压值采集完毕后，若判断为连续制浆时，rc回路由vcc单独供电，io口设置为高阻态，待冷却时间执行完毕后，主控将io设置为输出口输出高电平给rc回路持续充电；若判断为非连续制浆时，主控将io设置为输出口输出高电平给rc回路持续充电；

豆浆机冷却等待执行过程中插拔电处理如下：

主控单元在eeprom内设置一个字节用于存储冷却等待时间t,若判断为连续制浆主控将实际需等待的时间写入eeprom内,每次冷却等待时间执行完毕后将t清零。或者冷却等待时间t实时更新存储到eeprom内。

当豆浆机上电时先读取eeprom内的t值是否为零，若为零时，按照正常判断流程执行。若不为零时，则判断为冷却等待执行过程中被插拔电处理时，主控判断为连续制浆(热锅)，按照eeprom内存储的时间t继续执行等待。

通过主控io口采样判断及充电逻辑控制,达到准确控制的目的。

为了保证浆液品质和口感，制浆程序本身并不宜进行过多或频繁调整，比如搅拌时间及每次搅拌之间的间隔时间，进行调整后则很可能无法保证稳定的浆液品质，给用户较差的使用体验。

另外，作为优选方案，结合io口采样的电压值，自适应调整二次制浆的等待时间。

具体而言，豆浆机上电时，当主控采集电压值v且v>vd,此时的电压值v等同于t时刻(放电时间)电容上的电压值vt,利用充放电时间计算式：

t＝η×r2×c1＝r2×c1×ln[(v02-v01)/(v02-vt)]

得到已放电时间t，即得到二次制浆的等待时间为t＝t0-t，等待时间随用户连续制浆时间间隔不同动态调整。其中，v01为电容上的初始电压值；v02为电容最终可充放到的电压值；vt为t时刻电容上的电压值；to:主控设定的二次制浆的等待时间。放电曲线可参考图3所示。电压值与放电时间在放电曲线上一一对应。

上述方案，通过检测豆浆机连续制浆时放电回路的电压值，连续制浆的等待时间与用户放置时间相关联，保证豆浆机制浆周期一致性，改善用户体验。

一个优选的实施例中，在rc电路中，电阻r1、r2优选采用1mω,保证豆浆机上电时电源充电置判断阈值电压的时间远大于满足主控io口采集判断时间；电阻r3优选1kω,保证io充电电流符合主控芯片io输出的电流范围，又保证在豆浆机制浆流程执行时间内完成rc回路充满；判断阈值电压设置为1v，除掉二极管压降的问题，rc回路充电至判断阈值电压的时间达到60s，完全满足设计要求。

如上，判断阈值可根据应用的场景变化而进行适应性调整，通过设置合理的判断阈值，能够达到检测控制最优化，当然此阈值的设定与选择系本领域公知手段，无需赘述。

豆浆机各部分组装时，rc检测电路可放置豆浆机的任意控制模块内，例如，参考图4，rc判断电路可选择放置在机头内线路板1处，控制系统通过机头提起或放置操作读取rc判断电路的电平信号进行判断；

抑或，rc判断电路可选择放置在杯体底部线路板2或侧壁，控制系统通过电源插或拔操作读取rc判断电路的电平信号进行判断。

传统的检测方式中，温度传感器必须放置在机头内，利用机头相对封闭散热慢的特性检测是否连续制浆，若放置在杯体或侧壁，则由于受被检测部分本身温升低以及受外界环境影响大的缘故，导致检测结果与实际温度差别较大。rc判断电路则可放置在豆浆机任何位置不受任何影响因此采用rc充放电控制电路解决上述问题。并且，通过采用rc判断电路检测连续制浆并根检测结果执行冷却等待，可满足机头内没有控制系统的豆浆机应用需求，提升了产品的可拓展性和普适性。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。