CN107059326B - 洗衣机的惯量检测方法、洗衣机及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种洗衣机的惯量检测方法、洗衣机及存储介质。本发明在洗衣机的变频电机驱动桶体进行匀速转动时，对第一预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第一积分结果；控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动；在所述变频电机驱动桶体进行加速转动时，对第二预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第二积分结果；根据第一积分结果和第二积分结果计算所述洗衣机的惯量，在计算所述惯量的过程中并不涉及桶体摩擦，消除了桶体摩擦的差异性对于检测的影响，提高了检测精度。

Description

洗衣机的惯量检测方法、洗衣机及存储介质

技术领域

本发明涉及洗衣机技术领域，尤其涉及一种洗衣机的惯量检测方法、洗衣机及存储介质。

背景技术

用户在使用洗衣机时希望洗衣机能够根据衣物的重量自动给出合适的水位和洗涤剂量，从而避免盲目选择会带来的衣服洗不干净或者费水费电的问题。目前的洗衣机很多都具有自动检测洗涤衣物重量的功能，其中，测量衣物重量的主要方法有两大类：一类是采用称重传感器直接测量衣物的重量；另一类是利用检测洗衣机中的电机在不同负载条件下加速或者加速到另一转速所需的时间、电流等参数，来测量桶体内衣物的惯量，由于重量与惯量基本上是成比例的，根据它们之间的比例关系就可将惯量转换成重量。

但是，采用称重传感器来检测衣物的重量方法需要在洗衣机中安装称重传感器，这样不仅会增加成本，并且安装也不便；而利用洗衣机中的电机测量衣物惯量的方法不需要专门的传感器，因此不存在安装问题，在洗衣机领域应用较为广泛，但这种方法没有考虑到不同洗衣机桶体摩擦的差异性对于检测的影响，导致检测精度偏差较大。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种洗衣机的惯量检测方法、洗衣机及存储介质，旨在解决现有技术中惯量检测的检测精度偏差较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种洗衣机的惯量检测方法，所述方法包括以下步骤：

在洗衣机的变频电机驱动桶体进行匀速转动时，对第一预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第一积分结果；

控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动；

在所述变频电机驱动桶体进行加速转动时，对第二预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第二积分结果；

根据第一积分结果和第二积分结果计算所述洗衣机的惯量。

优选地，所述控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动，具体包括：

获取所述桶体在匀速转动中速度波动的过零点对应的目标位置；

在所述桶体旋转至所述目标位置时，控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动。

优选地，所述获取所述桶体在匀速转动中速度波动的过零点对应的目标位置，具体包括：

获取所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置。

优选地，所述获取所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置，具体包括：

根据所述变频电机的转子位置和反馈速度进行不平衡位置估算，获得所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置。

优选地，所述根据第一积分结果和第二积分结果计算所述洗衣机的惯量，具体包括：

计算所述第一积分结果和第二积分结果之间的差值，根据所述差值计算所述洗衣机的惯量。

优选地，所述计算所述第一积分结果和第二积分结果之间的差值，根据所述差值计算所述洗衣机的惯量，具体包括：

计算所述第一积分结果和第二积分结果之间的差值，将所述差值与预设转换系数相乘，并将相乘结果作为所述洗衣机的惯量。

优选地，所述第一预设时间和第二预设时间均为所述桶体旋转周期的N倍，所述N为大于等于1的整数。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种洗衣机，所述洗衣机包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的惯量检测程序，所述惯量检测程序配置为实现所述的惯量检测方法的步骤。

优选地，所述洗衣机还包括：桶体和变频电机，所述变频电机配置为在所述处理器的控制下驱动所述桶体进行旋转。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有惯量检测程序，所述惯量检测程序被处理器执行时实现所述的惯量检测方法的步骤。

本发明在洗衣机的变频电机驱动桶体进行匀速转动时，对第一预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第一积分结果；控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动；在所述变频电机驱动桶体进行加速转动时，对第二预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第二积分结果；根据第一积分结果和第二积分结果计算所述洗衣机的惯量，在计算所述惯量的过程中并不涉及桶体摩擦，消除了桶体摩擦的差异性对于检测的影响，提高了检测精度。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的洗衣机结构示意图；

图2为本发明洗衣机的惯量检测方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明实施例中变频电机的速度波动轨迹示意图；

图4为对图3进行简化后的速度波动轨迹示意图；

图5为本发明洗衣机的惯量检测方法第二实施例的流程示意图；

图6为本发明实施例中筒体的运转过程的控制原理图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的洗衣机结构示意图。

如图1所示，该洗衣机可以包括：处理器1001，例如CPU，桶体1002，用户接口1003，变频电机1004和存储器1005。其中，桶体1002为被所述变频电机1004驱动的对象。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

在具体实现中，所述洗衣机可为滚筒洗衣机，也可为波轮洗衣机，本实施例对此不加以限制。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的洗衣机结构并不构成对洗衣机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、用户接口模块以及惯量检测程序。

在图1所示的洗衣机中，所述洗衣机通过处理器1001调用存储器1005中存储的惯量检测程序，并执行以下操作：

在洗衣机的变频电机驱动桶体进行匀速转动时，对第一预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第一积分结果；

控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动；

在所述变频电机驱动桶体进行加速转动时，对第二预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第二积分结果；

根据第一积分结果和第二积分结果计算所述洗衣机的惯量。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的惯量检测程序，还执行以下操作：

获取所述桶体在匀速转动中速度波动的过零点对应的目标位置；

在所述桶体旋转至所述目标位置时，控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的惯量检测程序，还执行以下操作：

获取所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的惯量检测程序，还执行以下操作：

根据所述变频电机的转子位置和反馈速度进行不平衡位置估算，获得所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的惯量检测程序，还执行以下操作：

计算所述第一积分结果和第二积分结果之间的差值，根据所述差值计算所述洗衣机的惯量。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的惯量检测程序，还执行以下操作：

计算所述第一积分结果和第二积分结果之间的差值，将所述差值与预设转换系数相乘，并将相乘结果作为所述洗衣机的惯量。

本实施例通过上述方案，在洗衣机的变频电机驱动桶体进行匀速转动时，对第一预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第一积分结果；控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动；在所述变频电机驱动桶体进行加速转动时，对第二预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第二积分结果；根据第一积分结果和第二积分结果计算所述洗衣机的惯量，在计算所述惯量的过程中并不涉及桶体摩擦，消除了桶体摩擦的差异性对于检测的影响，提高了检测精度。

基于上述硬件结构，提出本发明洗衣机的惯量检测方法实施例。

参照图2，图2为本发明洗衣机的惯量检测方法第一实施例的流程示意图。

在第一实施例中，所述洗衣机的惯量检测方法包括以下步骤：

S10：在洗衣机的变频电机驱动桶体进行匀速转动时，对第一预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第一积分结果；

可理解的是，对第一预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，可得到第一积分结果，因此，所述第一积分结果可理解为所述第一预设时间内所述变频电机的电磁转矩的总和。

S20：控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动；

需要说明的是，可按照随机加速度来控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动，但考虑到后续计算的方便性，本实施例中，可按照固定加速度来控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动。

S30：在所述变频电机驱动桶体进行加速转动时，对第二预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第二积分结果；

可理解的是，对第二预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，可得到第二积分结果，因此，所述第二积分结果可理解为所述第二预设时间内所述变频电机的电磁转矩的总和。

为了保证计算的准确性及简便性，本实施例中，所述第一预设时间和第二预设时间均为所述桶体旋转周期的N倍，所述N为大于等于1的整数。

S40：根据第一积分结果和第二积分结果计算所述洗衣机的惯量。

为便于计算所述洗衣机的惯量，本实施例中，可计算所述第一积分结果和第二积分结果之间的差值，根据所述差值计算所述洗衣机的惯量。

具体地，由于惯量与所述差值之间可进行系数换算，因此，可计算所述第一积分结果和第二积分结果之间的差值，将所述差值与预设转换系数相乘，并将相乘结果作为所述洗衣机的惯量。

需要说明的是，所述洗衣机的惯量计算原理的推导过程如下：

假设变频电机的运动方程为：

其中，T_e为所述变频电机的电磁转矩，T_d为桶体的不平衡转矩，B为阻尼系数，ω为所述桶体的转动速度，J为所述洗衣机的惯量。

假设所述变频电机的速度波动轨迹如图3所示，AB段与CD段均为一个滚筒周期，CD段的目标速度

设为：

所以AB段和CD段的时间一样，T＝T_AB＝T_CD。

在不考虑桶体不平衡状态的影响时，由于AB段为加速段，变频电机的电磁转矩T_eAB为：

其中，ω_AB为所述桶体在AB段的转动速度。

由于CD段为匀速段，变频电机的电磁转矩T_eCD为：

其中，ω_CD为所述桶体在CD段的转动速度。

考虑负载不平衡转矩T_d，在AB段，变频电机的电磁转矩为：

在匀速段CD，变频电机的电磁转矩为：

对公式(1)和公式(2)两边分别在AB段和CD段时间内积分：

由公式(3)和公式(4)取差：

由于CD段的加速度为0，因此，对CD段的速度在一个滚筒周期内取导数再积分为零，即

可得：

假设：∫Bω_ABdt＝∫Bω_CDdt

那么：

其中，

为常数，那么惯量J正比于AB段与CD段之间的电磁转矩积分之差。

将之前的速度波动轨迹简化为如图4所示，由于AB段的转速与EF段的转速比较接近，可认定为：

∫T_eCDdt＝∫T_eEFdt

其中，T_eEF为在EF段的变频电机的电磁转矩。

可推导出：

其中，

为常数，那么惯量J正比于AB段与EF段之间的电磁转矩积分之差，可根据

来确定预设转换系数。

需要说明的是，根据上述公式可知，在惯量的计算公式中，已经消除了阻尼系数B，因此，消除了洗衣机桶体摩擦的差异性对于检测的影响，提高了检测精度。

本实施例在洗衣机的变频电机驱动桶体进行匀速转动时，对第一预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第一积分结果；控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动；在所述变频电机驱动桶体进行加速转动时，对第二预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第二积分结果；根据第一积分结果和第二积分结果计算所述洗衣机的惯量，在计算所述惯量的过程中并不涉及桶体摩擦，消除了桶体摩擦的差异性对于检测的影响，提高了检测精度。

进一步地，如图5所示，基于第一实施例提出本发明洗衣机的惯量检测方法第二实施例，在本实施例中，步骤S20具体包括：

S21：获取所述桶体在匀速转动中速度波动的过零点对应的目标位置；

S22：在所述桶体旋转至所述目标位置时，控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动。

需要说明的是，所述匀速转动可理解为所述桶体按照一个固定的预设速度(例如：90rpm)来转动的过程，但通常变频电机会存在摩擦力等固有因素，因此，在该过程中所述桶体的旋转可能存在速度波动。

在具体实现中，所述桶体由于衣物放置不均匀等问题可能处于不平衡状态，而不平衡状态也会导致速度波动，若在惯量检测时，不平衡状态所引起的速度波动会随机地与固有因素所引起的速度波动叠加，最终出现不同惯量测试之间的波动波形差异较大、精度较低的问题，为避免该问题，本实施例中，可在固定的位置来控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动，以保证桶体在不平衡状态下每次检测的速度波形都是一致的，以提高检测精度。

由于过零点相对而言，更容易进行检测，并且检测精度高，为保证在固定的位置来控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动，本实施例中，获取所述桶体在匀速转动中速度波动的过零点对应的目标位置，在所述桶体旋转至所述目标位置时，控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动。

当然，为防止不平衡状态所引起的速度波动与固有因素所引起的速度波动相互抵消，本实施例中，可获取所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置，在所述桶体旋转至所述目标位置时，控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动。

具体地，为便于获取所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置，可根据所述变频电机的转子位置和反馈速度进行不平衡位置估算，获得所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置。

应理解的是，桶体的运转过程通常会采用自动控制原理实现，参照图6，可根据指令生成单元生成目标速度V_ref，由减法器计算目标速度与速度运算器发送的实际速度V_real之间的速度偏差V_err，由速度控制器根据所述速度偏差V_err确定对应的目标转矩(即目标电磁转矩)T_asr，电流控制器根据变频电机的实际电流I_fdb计算实际转矩(由于所述实际转矩和实际电流I_fdb之间具有换算系数，因此，可通过所述实际电流I_fdb及换算系数来计算实际转矩)，根据所述目标转矩T_asr和计算出的实际转矩确定目标电流I，并将所述目标电流I传输至变频电机，位置检测单元获取所述变频电机的旋转角度θ，速度运算器根据所述旋转角度θ以及旋转时间可计算实际速度V_real，加速度起始点计算单元可根据所述变频电机的旋转角度θ(即变频电机的转子位置)和实际速度V_real(即所述变频电机的反馈速度)来确定目标位置，在所述桶体旋转至所述目标位置时，由指令生成单元来控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动，转矩计算单元可计算所述变频电机的实际转矩，当然，所述指令生成单元能够确定所述第一预设时间和第二预设时间，最后可将转矩计算单元计算的所述变频电机的实际转矩和所述指令生成单元确定的第一预设时间和第二预设时间作为上述惯量检测方法的数据源。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有惯量检测程序，所述惯量检测程序被处理器执行时实现如下操作：

在洗衣机的变频电机驱动桶体进行匀速转动时，对第一预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第一积分结果；

控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动；

在所述变频电机驱动桶体进行加速转动时，对第二预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第二积分结果；

根据第一积分结果和第二积分结果计算所述洗衣机的惯量。

进一步地，所述惯量检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

获取所述桶体在匀速转动中速度波动的过零点对应的目标位置；

在所述桶体旋转至所述目标位置时，控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动。

进一步地，所述惯量检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

获取所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置。

进一步地，所述惯量检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

根据所述变频电机的转子位置和反馈速度进行不平衡位置估算，获得所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置。

进一步地，所述惯量检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

计算所述第一积分结果和第二积分结果之间的差值，根据所述差值计算所述洗衣机的惯量。

进一步地，所述惯量检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

计算所述第一积分结果和第二积分结果之间的差值，将所述差值与预设转换系数相乘，并将相乘结果作为所述洗衣机的惯量。

本实施例通过上述方案，在洗衣机的变频电机驱动桶体进行匀速转动时，对第一预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第一积分结果；控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动；在所述变频电机驱动桶体进行加速转动时，对第二预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第二积分结果；根据第一积分结果和第二积分结果计算所述洗衣机的惯量，在计算所述惯量的过程中并不涉及桶体摩擦，消除了桶体摩擦的差异性对于检测的影响，提高了检测精度。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种洗衣机的惯量检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在洗衣机的变频电机驱动桶体进行匀速转动时，对第一预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第一积分结果；

控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动；

在所述变频电机驱动桶体进行加速转动时，对第二预设时间内所述变频电机的电磁转矩进行积分，得到第二积分结果；

根据第一积分结果和第二积分结果计算所述洗衣机的惯量；

其中，所述根据第一积分结果和第二积分结果计算所述洗衣机的惯量，具体包括：

计算所述第一积分结果和第二积分结果之间的差值，将所述差值与预设转换系数相乘，并将相乘结果作为所述洗衣机的惯量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动，具体包括：

获取所述桶体在匀速转动中速度波动的过零点对应的目标位置；

在所述桶体旋转至所述目标位置时，控制所述变频电机驱动所述桶体进行加速转动。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述桶体在匀速转动中速度波动的过零点对应的目标位置，具体包括：

获取所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置，具体包括：

根据所述变频电机的转子位置和反馈速度进行不平衡位置估算，获得所述桶体在匀速转动中速度波动的正向过零点对应的目标位置。

5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一预设时间和第二预设时间均为所述桶体旋转周期的N倍，所述N为大于等于1的整数。

6.一种洗衣机，其特征在于，所述洗衣机包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的惯量检测程序，所述惯量检测程序配置为实现如权利要求1至5中任一项所述的惯量检测方法的步骤。

7.如权利要求6所述的洗衣机，其特征在于，所述洗衣机还包括：桶体和变频电机，所述变频电机配置为在所述处理器的控制下驱动所述桶体进行旋转。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有惯量检测程序，所述惯量检测程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的惯量检测方法的步骤。

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