專利名稱：洗衣機內(nèi)的衣物重量的檢測裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于檢測采用無傳感器的BLDC電動機的洗衣機內(nèi)的衣物重量的裝置及方法，具體涉及以下用于檢測采用無傳感器的BLDC電動機的洗衣機內(nèi)的衣物重量的裝置及方法，即該裝置及方法能夠通過使用視衣物重量而定的電動機轉(zhuǎn)速差檢測干燥狀態(tài)下的衣物重量。


圖1是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的BLDC電動機的驅(qū)動裝置的電路圖。
如圖1所示，驅(qū)動裝置包括整流器11，用于整流和平滑交流電；逆變器12，用于把所整流和平滑的電壓和電流施加給BLDC電動機，并控制電動機轉(zhuǎn)子(未顯示)的轉(zhuǎn)速；位置檢測器14，用于通過使用安裝在電動機13上的霍爾(Hall)裝置17，檢測電動機13的轉(zhuǎn)子位置；微計算機15，用于接收由位置檢測器14檢測的位置檢測信號，并控制電動機13的轉(zhuǎn)速；以及脈寬調(diào)制器16，用于接收來自微計算機15的控制信號，調(diào)制輸出脈寬，并控制逆變器12。
以下將對采用上述結構的常規(guī)BLDC電動機的驅(qū)動裝置進行閘述。
當整流器11整流和平滑輸入的交流電并把其施加給逆變器12時，逆變器12接收米自脈寬調(diào)制器16的驅(qū)動信號，并把三相電壓施加給電動機13。
因此，電動機13開始旋轉(zhuǎn)。此時，位置檢測器14通過使用安裝在電動機13上的霍爾裝置17，檢測電動機13的轉(zhuǎn)子位置，并根據(jù)所檢測的位置值把一個電壓值輸入到微計算機15。
微計算機15利用該電壓值計算電動機13的轉(zhuǎn)速，把所計算的轉(zhuǎn)速與預設的參考轉(zhuǎn)速進行比較，并把用于以期望轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)電動機13的控制信號輸出到脈寬調(diào)制器16。
一旦收到來自微計算機15的控制信號，脈寬調(diào)制器16便轉(zhuǎn)換控制信號的電平并把該電平輸出到逆變器12。
使用BLDC電動機檢測衣物重量的方法有兩種。
第一種方法是在預定時間內(nèi)使電動機13加速到一定轉(zhuǎn)速，然后切斷電源，以便檢查電動機13減速的速率，從而測量衣物重量。這就是說，就該方法而論，可測量電動機13隨衣物重量而改變的慣性，以檢測衣物重量。該方法主要用于采用脈沖器(未顯示)來減少電動機13的旋轉(zhuǎn)力或者通過離合器和齒輪來改變電動機方向的洗衣機。
第二種方法是測量電動機13達到一定轉(zhuǎn)速所用的時間。就該方法而論，由于電動機13直接與脈沖器(未顯示)或內(nèi)桶(未顯示)相連并被驅(qū)動，因而該方法適用于采用直接驅(qū)動法的洗衣機。
以下將參照圖2A至2E，對采用直接驅(qū)動法的洗衣機使用的衣物重量檢測法進行說明。
當電動機13在最初階段被校準在一定位置之后，施加給電動機13的電壓值被定期增加。
這就是說，如圖2A所示，控制占空比(逆變器12的6個晶體管開關的接通/斷開比)，以便與每相所對應的電壓值成比例，從而增加電壓值。
之后，當微計算機15定期增加施加給電動機13的相電壓時，直接與電動機13或脈沖器相連的內(nèi)桶的轉(zhuǎn)速被逐步增加。
在轉(zhuǎn)速增加的情況下，如圖2B所示，如果當前衣物重量與參考衣物重量相比較大，則電動機13將產(chǎn)生更大轉(zhuǎn)矩，從而使電動機13或內(nèi)桶達到參考轉(zhuǎn)速或參考位置所花的時間比參考時間多。
因而，在把一定轉(zhuǎn)矩施加給電動機13的這段時間中，如果當前衣物重量大于參考衣物重量，則在參考時間經(jīng)過之后，電動機13或內(nèi)桶達到參考轉(zhuǎn)速或參考位置。
相反，如果當前衣物重量較小，則電動機13或內(nèi)桶便用比參考時間較短的時間達到參考轉(zhuǎn)速或參考位置。
在把一定電壓施加給電動機13之后，計算電動機13或內(nèi)桶達到一定轉(zhuǎn)速或一定位置所用的時間，從而檢測衣物重量。
然而，在衣物重量檢測方法中，有許多因素影響所檢測的衣物重量的準確性，這些因素包括機械因素，例如，軸承箱的偏差，內(nèi)桶的振動差，阻尼器的偏差；電動機因素，例如，電動機13的電阻，或者電感；以及控制電路因素，例如，電壓檢測電路，電壓變化或溫度。其中，隨電源電壓變化而定的電壓檢測誤差是對檢測洗衣機內(nèi)的衣物重量影響最大的因素。
如圖3A至3D所示，如果圍繞洗衣機用電較多，則輸入到洗衣機的電源電壓值減少，并且根據(jù)在驅(qū)動洗衣機時的衣物重量和工作轉(zhuǎn)速，逆變器12的直流鏈路終端電壓隨電容器的有限容量而變化。
因而，難以在最初階段檢測電動機13的準確旋轉(zhuǎn)次數(shù)。此外，如圖3B所示，在檢測衣物重量時，如果電源電壓增加到高于參考電壓，則由于電動機轉(zhuǎn)速達到參考轉(zhuǎn)速所花的時間Δt1比Δt0短，因而出現(xiàn)與時間Δt1相對應的洗衣檢測誤差。
相反，如果電源電壓減少到低于參考電壓，則由于電動機轉(zhuǎn)速達到參考轉(zhuǎn)速所花時間為Δt2，因而檢測出與時間Δt2相對應的衣物重量較大。
因此，使用電動機達到參考轉(zhuǎn)速或參考位置所用的時間來檢測衣物重量的方法存在下列問題。
這就是說，為了準確計算衣物重量，無論衣物重量或周圍環(huán)境如何，都應施加一定電壓。但是如果由于周圍環(huán)境而沒有向電動機施加一定電壓，則所計算的衣物重量便會與實際值出入很大。
發(fā)明綜述因此，本發(fā)明的一個目的是提供下列一種用于檢測衣物重量的方法，即該方法能夠在未定期施加電壓以檢測衣物重量的環(huán)境下，準確測量衣物重量并能有效洗滌衣物，而無需準確檢測電動機的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。
本發(fā)明的另一目的是提供下列一種用于檢測衣物重量的裝置，即該裝置能采用簡單結構降低單位成本，而無需在采用BLDC電動機的洗衣機內(nèi)安裝霍爾傳感器及其外圍電路。
為獲得這些和其他優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的目的，正如本文所具體包含和全面說明的那樣，提供了一種用于檢測采用無傳感器的BLDC電動機的洗衣機內(nèi)的衣物重量的方法，該方法包括步驟在電動機起動并達到一定轉(zhuǎn)速之后，確定是否經(jīng)過一個第一預定時間；以及當?shù)谝活A定時間經(jīng)過時，采用轉(zhuǎn)矩控制方式控制電動機，并且在經(jīng)過一個第二預定時間之后，根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速檢測衣物重量。
通過以下結合附圖對本發(fā)明進行的詳細說明，將對本發(fā)明的上述和其他目的、特點、方面和優(yōu)點有更加清楚的了解。
圖3B和圖3C是示出了施加給電動機的平均電壓達到參考轉(zhuǎn)速所用時間隨電源電壓變化而不同的圖表；圖3D示出了電源電壓變化以及直流鏈路終端電壓變化的波形；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的無傳感器的BLDC電動機的驅(qū)動裝置的電路圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于檢測采用無傳感器的BLDC電動機的洗衣機內(nèi)的衣物重量的方法的流程圖；以及圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于檢測采用無傳感器的BLDC電動機的洗衣機內(nèi)的衣物重量的驅(qū)動圖形的圖表。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的無傳感器的BLDC電動機的驅(qū)動裝置的電路圖。
如圖4所示，無傳感器的BLDC電動機的驅(qū)動裝置包括整流器41，用于整流和平滑交流電；逆變器42，用于把所整流和平滑的電壓和電流施加給BLDC電動機，并控制電動機轉(zhuǎn)子(未顯示)的轉(zhuǎn)速；位置檢測器44，用于檢測施加給電動機43的電流，并檢測電動機43的轉(zhuǎn)子位置；微計算機45，用于接收由位置檢測器44檢測的位置檢測信號，并控制電動機43的轉(zhuǎn)速；存儲器47，用于存儲從微計算機45輸出的電動機的轉(zhuǎn)速值；以及脈寬調(diào)制器46，用于接收來自微計算機的控制信號，調(diào)制輸出脈寬，并控制逆變器42。
以下將參照圖4至圖6，并根據(jù)無傳感器的BLDC電動機(以下簡稱“電動機”)的驅(qū)動裝置，對根據(jù)本發(fā)明的用于檢測采用無傳感器的BLDC電動機的洗衣機內(nèi)的衣物重量的裝置及方法進行說明。
當用戶把待洗衣物放入內(nèi)桶(未顯示)之后，按下洗衣開始按鈕。然后，微計算機45對其進行識別并接通逆變器42的晶體管以旋轉(zhuǎn)電動機43，從而檢測衣物重量(步驟S51～S52)。
當電動機43開始旋轉(zhuǎn)時，由于在位置檢測中出現(xiàn)誤差并且難以準確控制轉(zhuǎn)矩，因而衣物重量檢測時間被分為兩個間隔，即電動機43以一定轉(zhuǎn)速被驅(qū)動的時間間隔(即可將位置檢測誤差忽略不計的時間(T1))，以及加速電動機43的時間間隔(T2)。
之后，當加速電動機43的時間間隔經(jīng)過時，基于視衣物重量而定的轉(zhuǎn)速差，確定準確的衣物重量。
換句話說，當電動機43開始旋轉(zhuǎn)時，微計算機45使用脈寬調(diào)制器45定期接通和斷開剩余的晶體管，直到電動機43達到一定轉(zhuǎn)速(V1RPM)。
當電動機43達到一定轉(zhuǎn)速時(V1 RPM(轉(zhuǎn)/分))，微計算機45在一段預定時間(T1)內(nèi)以一定轉(zhuǎn)速(V1 RMP)驅(qū)動電動機43(步驟S53)。
在驅(qū)動電動機54的最初階段，大體上，在位置檢測中出現(xiàn)誤差，并且尤其是施加給電動機43的電流和電壓的誤差，而且根據(jù)電流和電壓信號計算的位置檢測誤差也相當大。
于是，微計算機45將不會執(zhí)行準確的轉(zhuǎn)矩控制，并且即便微計算機45執(zhí)行轉(zhuǎn)矩控制，它也不會根據(jù)電動機43的轉(zhuǎn)速差準確測量衣物重量。
此外，盡管電動機按照某一轉(zhuǎn)速驅(qū)動以使電動機43的轉(zhuǎn)子位置穩(wěn)定，然而由于轉(zhuǎn)速因電動機43的加速特性而變得不恒定，因而轉(zhuǎn)速在某種程度上需要保持一段預定時間，以使位置檢測誤差可忽略不計(步驟S54)。
在此方面，根據(jù)實驗結果，所述的一定轉(zhuǎn)速(V1 rpm)和預定時間(T1)分別為70rpm和6秒，但也可依電動機性能而變化。
在預定時間(T1)經(jīng)過之后，微計算機45把電動機45的控制方法改為轉(zhuǎn)矩控制方法(電流控制)(步驟S55)。
因此，在電動機43以一定轉(zhuǎn)矩加速的情況下，將根據(jù)衣物重量在預定時間(T2)內(nèi)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差，根據(jù)該轉(zhuǎn)速差檢測衣物重量(步驟S56～S58)。此時，預定時間(T2)為1～2秒，但也可依電動機性能而變化。
這就是說，在預定時間(T2)經(jīng)過之后，電動機43的轉(zhuǎn)速視衣物重量而不同，并且微計算機45把各轉(zhuǎn)速均存儲在存儲器內(nèi)，根據(jù)所存儲的轉(zhuǎn)速檢測衣物重量，由此設置準確的供水量和洗衣時間并執(zhí)行洗衣工作，而不會超出或缺少洗衣時間。
另一種用于在預定時間(T2)內(nèi)檢測衣物重量的方法是微計算機45根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速把衣物重量作為查閱表存儲在存儲器內(nèi)，并通過在預定時間(T2)內(nèi)參照查閱表來確定衣物重量。
如上所述，用于檢測采用無傳感器的BLDC電動機的洗衣機內(nèi)的衣物重量的方法具有下列優(yōu)點即便在不定期施加電壓的環(huán)境下，也可準確測量衣物重量，并可有效洗滌待洗衣物。
此外，由于采用無傳感器的BLDC電動機的洗衣機的衣物重量檢測裝置不包括霍爾傳感器及其外圍電路，因而該衣物重量檢測裝置結構簡單，從而其價格可降低。
由于在不背離本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)特點的情況下本發(fā)明可采用幾種形式予以實施，因此也應理解成，如果未有其他規(guī)定，上述實施例不受前面任何一利詳細說明的限制，而應在按照所附權利要求中定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)作廣義解釋。因此，凡是在權利要求得到滿足和允許的范圍內(nèi)，或者在與此類權利要求得到滿足和允許的等效范圍內(nèi)所作的全部變動和修改，都將包含在所附權利要求之內(nèi)。
權利要求
1.一種用于檢測洗衣機內(nèi)的衣物重量的裝置，該洗衣機采用無傳感器的BLDC電動機，其特征在于，所述裝置包括整流器，用于整流和平滑交流電；逆變器，用于把所整流和平滑的電壓和電流施加給BLDC電動機，并控制電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；位置檢測器，用于檢測施加給電動機的電流，并檢測電動機的轉(zhuǎn)子位置；微計算機，用于接收由位置檢測器檢測的位置檢測信號，并控制電動機轉(zhuǎn)速；脈寬調(diào)制器，用于接收來自微計算機的控制信號，調(diào)制輸出脈寬，并控制逆變器；以及存儲器，用于存儲從微計算機輸出的電動機的轉(zhuǎn)速值。
2.一種用于檢測洗衣機內(nèi)的衣物重量的方法，該洗衣機采用無傳感器的BLDC電動機，該方法包括以下步驟在電動機被驅(qū)動并達到一定轉(zhuǎn)速之后，確定是否經(jīng)過一個第一預定時間；以及當經(jīng)過第一預定時間時，以轉(zhuǎn)矩控制方式控制電動機，并且在經(jīng)過一個第二預定時間之后，根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速來檢測衣物重量。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一預定時間是指微計算機可根據(jù)電動機轉(zhuǎn)子的位置檢測而忽略誤差的時間。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的一定轉(zhuǎn)速是指微計算機可根據(jù)電動機轉(zhuǎn)子的位置檢測而忽略誤差的轉(zhuǎn)速。
5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二預定時間是指可根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速檢測衣物重量所用的時間。
6.一種用于檢測洗衣機內(nèi)的衣物重量的方法，該洗衣機采用無傳感器的BLDC電動機，該方法包括以下步驟如果用戶所選方式是衣物重量檢測方式，則起動電動機并確定電動機是否達到一定轉(zhuǎn)速；如果電動機達到所述一定轉(zhuǎn)速，則確定是否已經(jīng)過一個第一預定時間，并且以轉(zhuǎn)矩控制方式控制電動機；在采用轉(zhuǎn)矩控制方式控制電動機之后，當經(jīng)過一個第二預定時間時，存儲電動機轉(zhuǎn)速；以及根據(jù)所存儲的電動機轉(zhuǎn)速來檢測衣物重量。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，在檢測衣物重量的步驟中，視電動機轉(zhuǎn)速而定的衣物重量被預先作為查閱表存儲，并且在經(jīng)過第二預定時間之后，通過參照查閱表來檢測衣物重量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于檢測采用無傳感器的BLDC電動機的洗衣機內(nèi)的衣物重量的方法，該方法包括步驟在電動機起動并達到一定轉(zhuǎn)速之后，確定第一預定時間是否經(jīng)過；以及當?shù)谝活A定時間經(jīng)過時，采用轉(zhuǎn)矩控制方式控制電動機，并且在第二預定時間經(jīng)過之后，根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速檢測衣物重量。即便在不定期施加電壓的環(huán)境下，也可準確測量衣物重量，并可有效洗滌衣物。此外，由于采用無傳感器的BLDC電動機的洗衣機的衣物重量檢測裝置不包含霍爾傳感器及其外圍電路，因而該衣物重量檢測裝置結構簡單，從而其價格可降低。
文檔編號D06F33/02GK1396330SQ01144500
公開日2003年2月12日 申請日期2001年12月19日 優(yōu)先權日2001年7月10日
發(fā)明者梁淳培, 趙寬烈, 洪讚熙 申請人:Lg電子株式會社