子母雙筒洗衣機結構設計含19張CAD圖.zip,子母,雙筒,洗衣機,結構設計,19,CAD 12 美 國 專 利 Petronilho et al 54 用于確定衣物洗滌機中 的負載的方法 76 發(fā)明人 Andre Petronilho Sao Carlos BR Marcelo Andrade Dias Rio Claro BR 注 意 根據(jù)任何免責聲明 本專利 的期限根據(jù) 35 U S C 延長或調整 154 b 59 天 21 App1 No 12 964 328 22 提交日期 2010 年 12 月 9 日 65 以前的出版物數(shù)據(jù) US 2011 0202303A1 2011 年 8 月 18 日 30 外國應用優(yōu)先級數(shù)據(jù) 2009 12 19 BR 0905317 51 Int Cl G01P 15 00 2006 01 G01P 3 00 2006 01 G01P 11 00 2006 01 D06F 33 00 2006 01 D06F 33 02 2006 01 52 US Cl USPC 702 145 702 141 702 146 68 1202 68 12 04 58 分類領域搜索 USPC 702 33 34 142 145 146 68 1201 68 1202 12 04 12 06 12 16 查看申請表完整的搜索歷史 56 參考文獻 美國專利文獻 5 241 845 A 9 1993 Ishibashi et 31 6 038 724 A 3 2000 Chbat et a1 6 505 369B1 l 2003 Weinmann 8 159 7 162 759 B2 l 2007 Weinmann 8 158 7 296 445B2 11 2007Zhang et a1 68 12 06 7 739 764 B2 6 2010 Zhang et a1 8 159 8 186 227B2 5 2012 Ashrafzadeh 73 760 10 專利號 US 8 489 358 B2 45 專利日期 2013 年 7 月 16 日 審查員引用 初級考官 Michael Nghiem 助理考官 Ricky Ngon 74 律師 代理或公司 Brian Colandreo Jeffrey T Placker Holland E3 減速 E4 移動組件的加速度和發(fā)動機電 流的測量 E5 測量 由此測量關于 發(fā)動機的參數(shù) E6 關閉發(fā)動機和測 量減速時間 E7 重復 其中在執(zhí)行 第八步驟 E8 之前 將第四步 E4 第五步 E5 和第六步 E6 重復至 少一次 E8 計算在第四 第五 第 六和第七步驟中測量的每個參數(shù)的平 均值 和 E9 衣物負荷值的獲得 用于確定衣物洗滌 機中的負載的方法 技術領域 本發(fā)明涉及一種用于確定衣物洗 滌機中的負載的方法 其基于所述洗 衣機的電子引擎的操作參數(shù)來確定衣 物負載 背景技術 在現(xiàn)有技術中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)用于測量 或估計衣物洗滌機中的負載的方法 這些方法是至關重要的 因為通過測 量衣物負載 可以更精確地編程用于 洗衣機的操作的洗滌時間和水量 因 此 還可以節(jié)省水和電能 這是許多 技術發(fā)展中常見和共同關注的問題 而不僅僅是屬于本發(fā)明相同領域的問 題 除了從經(jīng)濟視點引入優(yōu)點之外 現(xiàn)有技術的負載測量的方法已經(jīng)與控 制系統(tǒng)一起使用 以使洗衣機的操作 自動化 給用戶帶來實際優(yōu)點 作為洗衣機的負載測量方法的現(xiàn) 有技術的示例 可以引用美國專利 Pat No 5 241 845 該文獻描述了一 種根據(jù)發(fā)動機電流相位和其電 壓相位 之間的相位角的差的測量來估計洗衣 機中的衣物負載的方法 因此 該文 獻保持相位角的差的減小與發(fā)動機的 效能成比例 因此 考慮到發(fā)動機效 率與待洗滌的衣物的體積成比例 相 位角的改變與洗衣機的筐中的衣物量 相關聯(lián) 超過該測量特性 該美國文獻中 描述的方法使用其他變量來自動配合 洗衣機的操作 諸如 衣服類型 洗 滌劑體積 洗滌劑類型 水的透明度 和水的溫度 存在與這些變量中的每 一個相關聯(lián)的至少一個傳感器和至少 一個電路 因此 該方法通過神經(jīng)網(wǎng) 絡組合這些變量 以實現(xiàn)控制洗衣機 的洗滌操作的目的 正如你可以看到的 該專利中描 述的 方法美國專利 Pat No 5 241 845 考 慮了超過衣物負載的許多變量以使洗 衣機的操作自動化 雖然這些其他變 量給消費者帶來了好處 但是這種方 法的實現(xiàn)成本很高 考慮到測量和處 理變量所必需的組件數(shù)量 現(xiàn)有技術的另一示例包含在專利 文獻美國專利號 6 038 724 該文獻描 述了一種根據(jù)位置和速度的變量估計 洗衣機中的衣物負載的方法 更具體 地 該方法基于移動組件 在這種情 況下為攪拌器 的加速度和發(fā)動機相 位角來計算衣物負載的轉動慣量 貫穿文件 US的文本 據(jù)說所描述 的方法需要簡單的傳感器系統(tǒng)和用于 其可行性的控制器 然 而 盡管該方 法能夠通過低成本組件來實現(xiàn) 但是 應當注意 力矩的計算本慣例提出的 慣性不考慮移動裝置內(nèi)的載荷分布影 響該數(shù)量所采用的值 除此之外 還 沒有考慮其他因素可影響可移動組件 的加速度 例如發(fā)動機的溫度 的事 實 因此 不考慮慣性力矩的這些特 性的負載估計是不精確的 因此 需 要改進以便由本領域技術人員完全采 用成功 在這種意義上 應當注意 現(xiàn)有 技術仍然不包括用于估計效率高的衣 物負荷的方法 并且同時具有低的實 施成本 實施的目的因此 提供一種 在洗衣機中測量衣物 負荷的方法 該 方法效率高 可靠且耐用 同時成本 低是本發(fā)明的目的 發(fā)明內(nèi)容 本發(fā)明的目的通過一種在洗衣機 中的負載測量的方法來實現(xiàn) 該方法 包括以下步驟 加速洗衣機的移動組 件 直到移動組件達到低的旋轉速度 加速所述移動組件 直到所述移動組 件達到比所述第一步驟的速度更快的 中等旋轉速度 關閉所述發(fā)動機 從而 使所述移動組件轉動的發(fā)動機關閉 加速度 直到其達到低速 由此使可 移動組件轉動的發(fā)動機的速度增加到 預定的轉速極限 測量 由此測量相對 于發(fā)動機的參數(shù) 加速度 直到其達到 中速 由此測量發(fā)動機電流 切斷所述 發(fā)動機并測 量所述減速時間 由此測 量所述發(fā)動機關閉并通過慣性轉動并 且從達到所述預定最小速度限度所花 費的時間 重復 由此 下面的步驟被 重復至少一次 加速可移動組件 直 到其達到低的旋轉速度 測量 移動組 件的加速度 直到其達到發(fā)動機的中 速和關閉 并測量減速時間 計算在 前一步驟中測量的每個參數(shù)的平均值 以及基于在前一步驟中獲得的值獲得 衣物負荷值 附圖說明 附圖如下 FIG 1 圖 2示出了本發(fā)明的方法 的第一優(yōu)選實施例 FIG 2 圖 2是示出本發(fā)明的方法 的第二優(yōu)選實施例的圖 FIG 3 可以實施本發(fā)明的方法 的洗衣機的類型 FIG 4 是具有垂直軸的洗衣機 的剖視圖 FIG 5 其表示在本發(fā)明的方法 的第五和第六步驟中關于時間的轉速 方面的發(fā)動機的行為 FIG 6 圖 6是在本發(fā)明的實施例 之一中使用的神經(jīng)網(wǎng)絡的基本架構的 圖 具體實施方式 從圖中可以看出 在圖 3 中 示 出了可以應用本發(fā)明的洗衣機的類型 優(yōu)選但非排他地 本發(fā)明的方法應用 于具有垂直軸 6 的洗衣機 以及具有 攪拌器 2或葉輪 3的洗衣機 在這方面 為了支持本發(fā)明的方 法的描述發(fā)明內(nèi)容 基于圖 1 簡要描 述傳統(tǒng)的洗衣機 可從本發(fā)明的用于 確定負載的方法中獲益的常規(guī)洗衣機 基本上包括移動組件 發(fā)動機 5 用于 發(fā)動機的動力源和控制模塊 為了本發(fā)明的目的 移動組件可 以由籃子 1 和在具有豎直軸線 6 的機 器上由位于罐 4內(nèi)的攪拌器 2或葉輪 3 組成 籃子是洗衣機的部件 其中衣 服被安排為洗滌的實現(xiàn) 除此之外 筐可以與電動機 5 相關聯(lián) 以便角度 地移動 以便離開內(nèi)部的衣物 并且 因此通過存在于其側壁上的孔從衣物 去除過量的水 這加速了干燥過程 水箱 其部分是儲存器 在其中添加 與洗滌衣物相關的水 洗滌劑和其他 產(chǎn)品 除此之外 攪拌器通常是精密 的 并且葉輪具有帶有突出部的板的 形式 其中 兩個突出部都從籃狀物 1 的底部沿向上方向突出 也可以與電 動機發(fā)動機 5 以便角度地移動并促進 籃內(nèi)部的衣物之間的摩擦 因此 在這方面 應當理解 在 本發(fā)明的整個描述中使用的術語 移 動組件 是指衣服洗滌機的部件 其 移動并且可以取決于洗衣機的型號 籃和攪拌器 2或葉輪 3 在其部分上 在電動發(fā)動機的情 況下 發(fā)動機 5負責移動可移動組件 在本發(fā)明的上下文中 電動發(fā)動機 5 是傳統(tǒng)的洗衣機發(fā)動機 發(fā)動機的動 力源優(yōu)選地是電能網(wǎng)絡 然而 其可 以由不是電能網(wǎng)絡并且滿足發(fā)動機規(guī) 格的其它動力裝置包括 另一方面 發(fā)動機控制模塊包括基 于洗衣機的洗 滌功能來控制發(fā)動機的啟動 操作和 停止的控制電路 除此之外 控制模 塊包括用于存儲用于執(zhí)行過程和功能 的變量和參數(shù)的裝置 所述過程和功 能涉及例如調節(jié)籃中存在的水量 或 甚至每個操作所需的時間那洗衣機 在本發(fā)明的情況下 附加地 控制模 塊用于所提供的步驟的控制和執(zhí)行 其包括超過操作本身的控制 計算的 執(zhí)行 參數(shù)的獲取和提供退出 即 存在于洗衣機中的衣物負載的可用性 傳統(tǒng)的洗衣機還可包括將發(fā)動機 旋轉 5 傳遞到移動組件的裝置 這些 裝置通常包括帶 由于本發(fā)明已經(jīng)在上下文中 因 此將基于附圖解釋其優(yōu)選實施例 最 初 考慮到用戶將給定量的衣物添加 到洗衣機的筐內(nèi)部并選擇洗衣機的洗 滌選項中的一個 則通過致動控制模 塊來激活本發(fā)明的方法 在開始實際 洗滌衣服之前 同樣地 考慮到由于 僅稍微濕潤或僅被水輕微覆蓋 一些 小的衣服可能從籃筐中流出 本發(fā)明 的方法在第一步驟 E1中提供恒定的水 增加在衣服上 因此 第一步驟 E1包 括可移動組件從暫停開始的加速度 直到其達到低的旋轉速度 優(yōu)選地在 25 和 50rpm 之間 隨著移動組件正在 加速 給定量的水 大約 2 升 倒在 衣服上 因此 避免了最終從籃筐中出來 的任何小件衣物 盡管引用了優(yōu)選的 轉速值和水的 體積 但應當認識到 這些值可以根據(jù)所使用的發(fā)動機的類 型或者根據(jù)其他項目變量而變化 在避免這個問題之后 本發(fā)明的 方法繼續(xù)進行到第二步驟 E2 在該步 驟 E2中 移動組件再次加速 然而此 時 直到中等旋轉速度 優(yōu)選在 150 和 200rpm 該中等速度比第一步驟 E1 的速度快 將可移動組件旋轉到這種 中速的目的是將衣物分散在籃子周圍 以便改善負載的分布 并因此最小化 該負載的慣性矩處的變化 負載慣性 矩的變化損害了在本發(fā)明中使用的參 數(shù)的精確測量 因為負載的轉動慣量 影響發(fā)動機的旋轉和 例如 大的慣 性矩導致較慢的加速度 由于負載被適當?shù)亟]在水中 并以更均勻的方式分布 所以關閉轉 動移動組件的發(fā)動機 使得移動組件 減速直到停止 該減速對應于本發(fā)明 的方法的第三步驟 E3 在本發(fā)明的方法的第四步驟 E4中 移動組件再次被加速到低的旋轉速度 優(yōu)選地在 25和 50rpm之間 這樣做使 得移動組件離開靜止狀態(tài)并忽略靜摩 擦 可能在測量中產(chǎn)生更多的噪聲 除此之外 為了將本發(fā)明的方法應用 于其中機構和發(fā)動機的軸線之間的耦 合由致動器實現(xiàn)的機器 移動組件的 加速的步驟 E4直到達到低速度可以被 消除 在移動組件上施加低速的目的 是驗證機構是否正確接合 圖 圖 2 示出 了本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例 在 該方法的第五步驟 E5中 測量與發(fā)動 機相關的參數(shù) 該測量在移動組件的 加速度 E4期間以低速發(fā)生 這里描述 為單獨的步驟 目的是解釋本發(fā)明的 功能 在不使用移動組件的加速步驟 E4 到低速的本發(fā)明的實施例中 在發(fā) 動機停止的情況下進行測量 其在發(fā) 動機關閉步驟 E3之后發(fā)生 如可以看到的 本發(fā)明不直接在 衣物負載的慣性矩的情況下執(zhí)行測量 或計算 并且其實際上測量發(fā)動機所 消耗的能量的量 以加速移動組件 使內(nèi)部的負載通過以恒定的采樣速率 測量發(fā)動機電流并求和該電流 同時 發(fā)動機加速可移動組件直到其達到期 望速度 獲得能量 在該步驟中 由存在于機器中的 傳感器測量的參數(shù)是 線電壓 發(fā)動 機溫度和發(fā)動機控制模塊溫度 在下 面的步驟中 將測量可移動組件的發(fā) 動機電流和減速時間 以構成對衣物 負載的測量所必需的輸入變量 在測量了參數(shù)之后 在本發(fā)明的 第六步驟 E6中再次加速移動組件 直 到達到中速 在該步驟中 使可移動 組件轉動的發(fā)動機的速度增加到預定 的轉速限制 優(yōu)選地大約為 170rpm 但是根據(jù)應用的需要可以使用其它速 度 更確切地說 在第六步驟 E6 中 發(fā)動機從低轉速加速 如圖 6 所示 該低速的優(yōu)先值 為 35rpm 因此 通過 施加可變發(fā)動機供給電壓 機器的控 制模塊嘗試保持恒定的加速率 因此 與機器中的小負載的情況相比 機器 的筐中的負載越大 具有相同的加速 率所需的能量越多 這使得發(fā)動機的 電流與筐中的負載量成比例 控制模 塊維持所述電壓源的施加 直到發(fā)動 機達到預定的轉速 這優(yōu)選為 165rpm 當達到該值時 本發(fā)明的方法進行到 第七步驟 E7 即使在該加速階段 E6 期間 也測 量發(fā)動機電流 優(yōu)選地 發(fā)動機電流 在 55 和 155rpm 之間測量 如圖 5 所 示 然而 根據(jù)應用的需要和限制 可以采用其它值 考慮到更高的速度 有助于負 載的區(qū)分 但放大了將小的 衣物從外部穿過的問題機器 在達到最大轉速值之后 如已經(jīng) 提到的 本發(fā)明的方法進行到第七步 驟 E7 在該第七步驟 E7中 使得移動 組件轉動的發(fā)動機被關閉 從而導致 移動組件由于慣性而轉動 從關閉發(fā) 動機的時刻起 測量減速時間 即移 動組件達到預定最小速度限制所花費 的時間 該時間間隔也是用于確定筐 中的衣物負載的參數(shù) 重要的是注意 當?shù)谄卟襟E E7的 轉速達到預定的最大速度限制 第六 步驟 E6 的結束 時 第七步驟 E7 中 的發(fā)動機的關閉不一定發(fā)生 在達到 最大極限的情況和發(fā)動機關閉的情況 之間可能存在時間間隔 使得移動組 件的速度可以穩(wěn)定 在圖 1 中示出的 優(yōu)選情況 圖 5 示出了直到發(fā)動機關 閉為止的所述時間間隔 應當理解 該特性不是限制本發(fā)明的范圍的因素 在獲得該參數(shù)之后 本發(fā)明的方 法繼續(xù)到第八步驟 E8 其是在執(zhí)行下 面的步驟之前至少一次重復第四 E4 第五 E5 第六 E6 和第七 E7 步驟 這 些重復的目的是為每個參數(shù)形成數(shù)據(jù) 的選擇 因此 可以從這些參數(shù)中的 每一個的平均值的計算中獲得用于確 定負載的可靠值 在這方面 所述重復可以不止一 次地發(fā)生 這取決于對精度的需要或 其它因素 這使得有必要從更大量的 樣本組成平均值 因此 第九步驟 E9 僅包括計算通過執(zhí)行前面的步驟測量 的每個參數(shù)的平均值 包括重復這些 步驟的時間 因此 獲得了線路電壓 控制模 塊溫度 發(fā)動機溫度 發(fā)動機電流的 和和發(fā)動機達到最小轉速值所花費的 時間的平均值 最后 作為最后一步 本發(fā)明的方法使用在前一步驟期間計 算的平均值來測量洗衣機中的衣物負 荷 對于該第十步驟 E10 本發(fā)明提供 至少兩個可能的實施例 在優(yōu)選的第 一實施例中 負載根據(jù)以下經(jīng)驗方程 的應用來確定 Load a vn1n b Tmn1n c Tcn1n d Cn1n e Tdn1n 其中 VILine電壓 Tm發(fā)動機溫 度 Tc 控制模塊溫度 Ci 發(fā)動機電 流 Td 減速時間 發(fā)動機在關閉之 后停止的時間 n 第七步的重復次數(shù) 和 a b c d e是通過對所進行的 測試的分析而憑經(jīng)驗獲得的常數(shù) 更 精確地 參數(shù) a b c d e 是通過 統(tǒng)計方法 實驗設計 D O E 指定的測試獲得的重量 在第二 實施例中 通過使用神經(jīng)網(wǎng)絡中的平 均值來確定負載 圖 6 本發(fā)明中使 用的神經(jīng)網(wǎng)絡具有輸入層 該輸入層 包括在前面的步驟中測量的以下參數(shù) 線路電壓 發(fā)動機溫度 發(fā)動機控制 模塊溫度 發(fā)動機電流和減速時間的 和 除此之外 所述神經(jīng) 網(wǎng)絡包括至 少一個隱層和一個輸出神經(jīng)元 調整 權重和線性系數(shù) 對網(wǎng)絡進行一組訓 練數(shù)據(jù) 該訓練數(shù)據(jù)通過在幾個衣服 洗滌機中執(zhí)行所描述的算法而獲得 并且在每個機器中多次 因此 通過本發(fā)明的方法確定的 負載可以應用于洗衣機的控制系統(tǒng)以 調節(jié)水位 因此 如您所見 本發(fā)明的方法 簡單且成本低 因此實現(xiàn)了其提出的 目的 最后 重要的是注意 這里用來 說明步驟順序的序數(shù)的命名法可以根 據(jù)本發(fā)明的實施例而變化 例如 在 本發(fā)明的實施例的情況下 其不包括 加速移動組件 E4的步驟 以下步驟將 由順序一致的數(shù)字指定 在這方面 不應當理解 該指定 是限制本發(fā)明的 范圍的因素 因為它僅被用于便于描 述用于確定負載的方法的特性 通過已經(jīng)描述的優(yōu)選實施例的示 例 應當理解 本發(fā)明的范圍覆蓋其 它可能的變化 其僅由所附權利要求 的措辭限定 其中包括可能的等同物 本發(fā)明要求保護的是 1 一種用于確定衣物洗滌機中的 負載的方法 其特征在于包括以下步 驟 E1 加速洗衣機的移動組件 直到移動組件達到預定轉速 E2 移動組件的加速 直到移 動組件達到比第一步驟 E1 中的旋 轉速度快的旋轉速度 E3 切斷發(fā)動機 由此使移動 組件轉動的發(fā)動機關閉 E4 可移動組件的加速度 直 到其達到預定轉速 由此使可移動組 件轉動的發(fā)動機的轉速增加到預定轉 速極限 E5 測量 其中測量關于發(fā)動 機的參數(shù) E6 可移動組件的加速 直到 其達到比第四步驟 E4 中的旋轉速 度更快的旋轉速度 由此測量發(fā)動機 電流 E7 發(fā)動機的關閉和減速時間 的測量 其中所述發(fā)動機關閉并且通 過慣性轉動 隨著從關閉下降到達到 預定的最小轉速極限所花費的時間被 測量 E8 重復 由此重復至少一次 以下步驟 移動組件的加速 直到其 達到預定旋轉速度 由此使可移動組 件轉動的發(fā)動機的旋轉速度增加到預 定速度 確定的轉速極限 E4 測量 由此測量關于發(fā)動機的參數(shù) E5 加 速度 直到其達到比第四步驟 E4 中的旋轉速度更快的旋轉速度 由此 測量發(fā)動機電流 E6 以及測量所 述發(fā)動機和所述減速時間的測量 其 中所述發(fā)動機關閉并且通過慣性轉動 隨著從所述關閉到達到預定的最小轉 速極限所花費的時間被測量 E7 E9 計算在前一步驟 E8 中 測量的每個參數(shù)的平均值 和 E10 基于在前一步驟 E9 中 獲得的值獲得衣物負荷的值 其中衣 物負荷的值通過等式 Load a vn1n b Tmn1n c Tcn1n d Cn1n e Tdn1n 其中 VILine電壓 Tm發(fā)動機溫 度 Tc 控制模塊溫度 Ci 發(fā)動機電 流 Td 減速時間 發(fā)動機在關閉之 后停止的時間 n 第七步的重復次數(shù) 和 a b c d e 是通過對所進行的 測試的分析而憑經(jīng)驗獲得的常數(shù) 或 通過使用具有輸入層的神經(jīng)網(wǎng)絡中的 平均值 所述輸入層包括在先前步驟 中測量的以下參數(shù) 線電壓 發(fā)動機 溫度 發(fā)動機控制模塊溫度 發(fā)動機 電流和減速時間的總 和 2 根據(jù)權利要求 1 所述的用于確 定衣物洗滌機中的負載的方法 其特 征在于 在第一步驟 E1 中 給定 量的水被釋放到衣物上 3 根據(jù)權利要求 1 所述的衣服中 的負載測量方法 其特征在于 在第 五步驟 E5 期間 使所述移動組件 轉動的發(fā)動機的速度通過所述應用增 加到預定的轉速極限的可變電壓電源 提供給發(fā)動機 4 根據(jù)權利要求 1所述的用于確 定衣物洗滌機中的負載的方法 其特 征在于 在所述第五步驟 E5 中測 量的參數(shù)是在所述發(fā)動機以預定轉速 下測量的 5 根據(jù)權利要求 1所述的用于確 定衣物洗滌機中的負載的方法 其特 征在于 與在第五步驟 E5 中測量 的發(fā)動機相關的參數(shù)是 線路電壓 發(fā)動機溫度和發(fā)動機控制模塊溫度 6 一種用于確定衣物洗滌機中 的負載的方法 其特征在于包括以下 步驟 E1 洗衣機的移動組件的加速 度 直到移動組件達到預定轉速 E2 移動組件的加速度直到移 動組件達到比第一步驟中的速度更快 的轉速 E1 E3 切斷發(fā)動機 由 此使移動組件轉動的發(fā)動機關閉 E5 測量 其中測量關于發(fā)動 機的參數(shù) E6 可移動組件的加速 度 直到其達到比第一步 驟 E1 中 的旋轉速度更快的旋轉速度 由此測 量發(fā)動機電流 E7 發(fā)動機的關閉和減速時間 的測量 其中所述發(fā)動機關閉并且通 過慣性轉動 隨著從關閉下降到達到 預定最小轉速極限所花費的時間被測 量 E8 重復 由此至少重復一次 以下步驟 測量 由此測量發(fā)動機的 參數(shù) E5 加速度 直到其達到比第 一步驟 E1 中的旋轉速度更快的旋 轉速度 由此測量發(fā)動機電流 E6 和所述發(fā)動機的關閉和所述減速時間 的測量 其中所述發(fā)動機關閉并且通 過慣性轉動 隨著從所述關閉到達到 預定的最小轉速極限所花費的時間被 測量 E7 E9 計算在前一步驟 E8 中 測量的每個參數(shù)的平均值 和 E10 基于在前一步驟 E9 中 獲得的值獲得衣物負荷的值 其中衣 物負荷的值通過等式 Load a vn1n b Tmn1n c Tcn1n d Cn1n e Tdn1n 其中 VILine電壓 Tm輸入溫度 Tc 控制模塊溫度 C4 發(fā)電機電流 Td 減速時間 發(fā)動機在關閉后停止 的時間 n 第七步驟的重復次數(shù) a b c d e 是通過對所進行的試驗進 行分析而憑經(jīng)驗獲得的常數(shù) 或通過 使用具有輸入層的神經(jīng)網(wǎng)絡中的平均 值 所述輸入層包括在先前步驟中測 量的以下參數(shù) 線電壓 發(fā)動機溫度 發(fā)動機控制模塊溫度 發(fā)動機電流和 減速時間的總和 7 根據(jù)權利要求 6所述的用于確 定衣物洗滌機中的負載的方法 其特 征在于 在第一步驟 E1 中 給定 量的水被釋放到衣服上 8 根據(jù)權利 要求 6所述的衣服中的負載測量方法 其特征在于 在第五步驟 E5 期間 使所述移動組件轉動的發(fā)動機的速度 通過所述應用增加到預定的轉速極限 的可變電壓電源提供給發(fā)動機 9 根據(jù)權利要求 6所述的用于確 定衣物洗滌機中的負載的方法 其特 征在于 在所述第五步驟 E5 中測 量的參數(shù)是在所述發(fā)動機以預定轉速 下測量的 10 根據(jù)權利要求 6 所述的用于 確定衣物洗滌機中的負載的方法 其 特征在于 與在第五步驟 E5 中測 量的發(fā)動機相關的參數(shù)是 線路電壓 發(fā)動機溫度和發(fā)動機控制模塊溫度 XXX METHOD FOR DETERMINING LOADS IN CLOTHES WASHING MACHINES 用于確定衣物洗滌機中的負載的方法 資料來源：Andre Petronilho. Marcelo Andrade Dias. 論文題目： XXXXXXX 學生姓名： XXXXXXX 學院名稱： XXXXXXXXXXXX 專業(yè)名稱： XXXXXXXXXXXX 班級名稱： XXXXXXXX 學 號： XXXXXXXXXXXX 指導教師： XXXXXXXXX 教師職稱： XXXXXXXXX 完成時間： 20XX.3.10-20XX.3.17 20XX年 3月 17日 See discussions stats and author profiles for this publication at Method for determining loads in clothes washing machines Patent July 2013 CITATIONS 0 READS 5 2 authors including Marcelo Andrade Dias Ingersoll Rand United States Minnesota 1 PUBLICATION 0 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Marcelo Andrade Dias on 12 January 2017 The user has requested enhancement of the downloaded file 12 United States Patent Petronilho et al US008489358B2 US 8 489 358 B2 Jul 16 2013 10 Patent N0 45 Date of Patent 54 METHOD FOR DETERMINING LOADS IN CLOTHES WASHING MACHINES 76 Inventors Andre Petronilho Sao Carlos BR Marcelo Andrade Dias Rio Claro BR Notice Subject to any disclaimer the term of this patent is extended or adjusted under 35 U S C 154 b by 59 days 21 App1 No 12 964 328 22 Filed Dec 9 2010 65 Prior Publication Data US 2011 0202303 A1 Aug 18 2011 30 Foreign Application Priority Data Dec 9 2009 BR 0905317 51 Int Cl G01P 15 00 2006 01 G01P 3 00 2006 01 G01P 11 00 2006 01 D06F 33 00 2006 01 D06F 33 02 2006 01 52 US Cl USPC 702 145 702 141 702 146 68 1202 68 12 04 58 Field of Classi cation Search USPC 702 33 34 142 145 146 68 1201 68 1202 12 04 12 06 12 16 See application le for complete search history 56 References Cited U S PATENT DOCUMENTS 5 241 845 A 9 1993 Ishibashi et 31 6 038 724 A 3 2000 Chbat et a1 6 505 369 B1 l 2003 Weinmann 8 159 7 162 759 B2 l 2007 Weinmann 7 296 445 11 2007 Zhang et a1 7 739 764 6 2010 8 186 227 5 2012 Ashrafzadeh 73 760 cited by examiner Primary Examiner Michael Nghiem Assistant Examiner Ricky Ngon 74 Attorney Agent or Firm Brian Colandreo Jeffrey T Placker Holland E2 Acceleration of the mobile assembly until the mobile assembly reaches a medium rotation speed faster than the speed in the rst step El E3 Deceleration E4 Acceleration of the mobile assembly and measurement of the engine current E5 Measurement Whereby param eters regarding the engine are measured E6 Shutdown of the engine and measurement of the deceleration time E7 Repetition Whereby the forth E4 fth E5 and sixth E6 steps are repeated at least once before the performance of the eighth step E8 E8 Calculation of the average of each one of the parameters measured in the fourth fth sixth and seventh steps and E9 Obtainment of clothes load value 10 Claims 5 Drawing Sheets Accelexncion o the venue eelembly until it r ache e low epeea Aceeieutien of the mobile assembly untu it reaches a medium peea Shutdown of the engine Acceleration DC the mobile assembly until 11 reaches a low speed Measurement of the parameters relating to the engane Acceleration of the mobile assembly urn 11 it reaches a medium speed Shutdown ot the engine and measurement at the deceleration time Repetition or steps E4 B5 B5 and s1 Calculation or the average ct the parameters obtained at the repetition etep Obtainment e the clothes load value based en the values obtained during the R10 eighth step 1 US Patent Jul 16 2013 Sheet 1 015 US 8 489 358 B2 Start Acceleration of the mobile assembly until it reaches a low speed E1 Acceleration of the mobile assembly until it reaches a medium speed k E2 I Shutdown of the engine Acceleration of the mobile assembly until 11 reaches a low speed 54 Measurement of the parameters relating to engine E5 Acceleration of the mobile assembly until it reaches a medium speed E6 Shutdown of the engine and measurement of the deceleration time i Repetition of steps E4 E5 E6 and E7 E8 1 Calculation of the average of the parameters obtained at the repetition E9 step FIG 1 V Obtainment of the clothes load value based on the values obtained during the E10 eighth step US Patent FIG 2 Jul 16 2013 Sheet 2 of5 US 8 489 358 B2 1 Start Acceleration of the mobile assembly until it reaches a low speed Acceleration of the mobile assembly until it reaches a medium speed Shutdown of the engine Measurement of the parameters relating to the engine V Acceleration of the mobile assembly until it reaches a medium speed V Shutdown of the engine and measurement of the deceleration time E7 l Repetition of steps E5 E6 and E7 V Calculation of the average of the parameters obtained at the repetition E9 step Obtainment of the clothes load value based on the values obtained during the E10 eighth step US Patent Jul 16 2013 Sheet 3 of5 US 8 489 358 B2 Washing Machine Horizontal axis Vertical axis r m M Stirrer FIG 3 US Patent Jul 16 2013 Sheet 4 of5 US 8 489 358 B2 1111111111 11111111 1 I Ellllii lllllill m 4 FIG A Rotation speed RPM 165 H 55 3 Time 9 Applying voltage Deceleration Time 5 FIG US Patent Jul 16 2013 Sheet 5 of5 US 8 489 358 B2 Engine Current Voltage supply Control Module Temoerature Enaine Temperature Deceleration Time FIG 6 US 8 489 358 B2 1 METHOD FOR DETERMINING LOADS IN CLOTHES WASHING MACHINES FIELD OF THE INVENTION The present inventions refers to a method for determining loads in clothes Washing machines Which based on the opera tional parameters of the electronic engine of said Washing machine determines the clothes load BACKGROUND OF THE INVENTION Methods for measuring or estimating the load in a clothes Washing machine are frequently found in the state of the art These methods are of paramount importance as through the measurement of the clothes load it is possible to program the Washing time and quantity of Water used for the operations of a Washing machine more precisely Consequentially it is also possible to save Water and electrical energy Which has been a frequent and common concern With many technological developments not just those Which belong to the same eld as the present invention Besides introducing advantages from an economic vieW point the methods of load measurement of the state of the art have been used together With control systems to automate operations of the Washing machine bringing practical advan tages to the user As an example of the state of the art for a method of load measurement for Washing machines patent document US Pat No 5 241 845 may be cited This document describes a method Which estimates the clothes load in Washing machines from the measurement of the difference of phase angle betWeen the engine current phase and the voltage sup ply phase of the same Thus this document sustains that the decrease of the difference of the phase angle is proportional to the potency of the engine As such considering that the engine potency is proportional to the volume of clothes to be Washed the changing of the phase angles is associated With the quantity of clothes in the basket of the Washing machine Beyond this measurement characteristic the method described in this US document uses other variables to auto mate the operation of the Washing machine such as type of clothes volume of detergent type of detergent transparency of the Water and temperature of the Water There is at least one sensor and at least one circuit associated to each of these variables As such the method combines these variables through a neural network to achieve the objective of control ling the Washing operations of the Washing machine As you can see the method described in this patent US Pat No 5 241 845 takes many variables beyond the clothes load into consideration to automate the operation of the Wash ing machine Although these other variables bring advantages to the consumer the implementation cost of this method is high considering the number of components necessary to measure and deal With the variables Another example of the state of the art is contained in patent document US Pat No 6 038 724 This document describes a method Which estimates the clothes load in a Washing machine from variables of position and speed More speci cally the method calculates the clothes load s moment of inertia based on the acceleration of the mobile assembly in this case stirrer and the engine phase angle Throughout the text of document US Pat No 6 038 724 it is stated that the method described requires a simple system of sensors and a controller for its viability HoWever despite the method being able to be implemented through loW cost com ponents it should be noted that the calculation of the moment 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2 of inertia presented by this document does not take into con sideration that the load distribution Within the mobile assem bly in uences the value Which this quantity adopts Besides this the fact that other factors can in uence the acceleration of the mobile assembly such as for example the temperature of the engine is also not taken into consideration Therefore the load estimate that does not take into account these char acteristics of the moment of inertia is imprecise and there fore needs to be improved in order to be employed success fully by those skilled in the art In this sense it should be noted that the state of the art still does not include a method for the estimation of clothes load Which is e icient and at the same time has loW implemen tation cost Objectives of the Implementation Therefore providing a method to measure the clothes load in a Washing machine Which is ef cient reliable and robust While being loW cost is an objective of the present invention SUMMARY OF THE INVENTION The objectives of the present invention are achieved through a method of load measurement in Washing machines Which comprises the folloWing steps acceleration of the mobile assembly of the Washing machine until the mobile assembly reaches a loW rotation speed acceleration of the mobile assembly until the mobile assembly reaches a medium rotation speed faster than the speed of the rst step shutdoWn of the engine Whereby the engine Which turns the mobile assembly is turned off acceleration of the mobile assembly until it reaches a loW speed Whereby the speed of the engine Which turns the mobile assembly is increased up to a pre determined rotation speed limit measurement Whereby parameters relative to the engine are measured acceleration of the mobile assembly until it reaches a medium speed Whereby the engine current is measured shutdoWn of the engine and measurement of the deceleration time Whereby said engine is turned off and turns through inertia and the time spent from the shutdoWn up to a pre determined minimum speed limit is reached is measured repetition Whereby the folloWing steps are repeated at least once acceleration of the mobile assembly until it reaches a loW rotation speed mea surement acceleration of the mobile assembly until it reaches a medium speed and shutdoWn of the engine and measure ment of the deceleration time calculation of the average of each one of the parameters measured in the previous step and obtainment of the clothes load value based on the values obtained in the previous step BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The gures shoW FIG liA owchart that illustrates the rst preferential embodiment of the method of the present invention FIG 2iA oWchart that illustrates the second preferential embodiment of the method of the present invention FIG 3iThe types of Washing machine upon Which the method of the present invention may be implemented FIG 4iA sectional vieW of a Washing machine With a vertical axis FIG SiA graphic Which represents the behavior of the engine in terms of rotation speed in relation to time in the fth and sixth steps of the method of the present invention and FIG 6iA diagram of the basic architecture of the neural netWork used in one of the embodiments of the present inven tion US 8 489 358 B2 3 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As you can see from FIG 3 the types of Washing machine to Which the present invention can be applied are illustrated Preferably but not exclusively the method of the present invention is applied to a Washing machine With a vertical axis 6 as Well as those Which possess stirrer 2 or impeller 3 In this respect to support the description of the method of the present invention a conventional Washing machine shall be brie y described based on FIG 4 A conventional Washing machine Which may bene t from the method for determining loads of the present invention comprises basically a mobile assembly an engine 5 a source of poWer for the engine and a control module The mobile assembly for the purposes of this invention may consist of a basket 1 and on the machines With a vertical axis 6 by a stirrer 2 or impeller 3 located Within a tank 4 The basket is the component of the Washing machine in Which the clothes are arranged for the realiZation of Washing Besides this the basket may be associated With an electric engine 5 so as to move angularly in order to centrifuge the garments inside and therefore remove the excess of Water from the clothes via holes existing on its side Wall Which accelerate the drying process The tank on its part is a reservoir in Which Water detergents and other products related to Washing clothes are added Besides this the stirrer is generally elon gated and the impeller has the format of a plate With protru sions With it being that both project from the base of the basket 1 in an upWards direction also being able to be asso ciated to an electric engine 5 in order to move angularly and promote the friction betWeen the items of clothing inside the basket In this respect therefore it should be understood that the term mobile assembly used throughout the description of the invention refers to the parts of the clothes Washing machine Which move and may be depending on the model of the Washing machine the basket and the stirrer 2 or impeller 3 On its part the engine 5 in the case of an electric engine is responsible for moving the mobile assembly In the context of the present invention the electric engine 5 is a conventional Washing machine engine The engine s source of poWer is preferably the electrical energy netWork nevertheless it may be comprised by other means of poWer Which are not the electrical energy netWork and Which meet the speci cations of the engine The engine control module on the other hand comprises a control circuit to control the starting the opera tion and the stopping of the engine based on the Washing functions of the Washing machine Besides this the control module comprises means for storing variables and param eters shoWn for the performing of procedures and functions Which involve for example the regulation of the amount of Water present in the basket or even the time necessary for each operation of the Washing machine In the case of the present invention the control module is additionally respon sible for the control and execution of the steps provided Which involves beyond the control of the operation itself the performance of calculations acquisition of parameters and provision of an exit i e the availability of the clothes load present in the Washing machine The conventional Washing machines may furthermore comprise means Which Will transmit the engine rotation 5 to the mobile assembly these means comprising generally a belt Since the invention has been put into context beloW its preferential embodiments shall be explained based on the Figures 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4 Initially considering that a user adds a given amount of clothes to the inside of the basket of the Washing machine and selects one of the Washing options of the machine the method of the present invention is activated by actuating the control module preferably before the start of the actual Washing of clothes As such bearing in mind that some small items of clothing may be throWn out of the basket due to being only slightly Wet or covered only slightly by Water the method of the present invention provides in its rst step El a constant increase of Water over the clothes As such the rst step El comprises an acceleration of the mobile assembly from the pause until it reaches a loW rota tion speed preferably betWeen 25 and 50 rpm With it being that as the mobile assembly is being accelerated a given quantity of Water around 2 liters is poured over the clothes Thus any small item of clothing being eventually throWn out of the basket is avoided Despite preferential rotational speed values and volumes of Water being cited it should be under stood that these values may vary depending on the type of engine being used or furthermore depending on other project variables After avoiding the problem With the small items of cloth ing the method of the present invention continues to the second step E2 in Which the mobile assembly is again accel erated hoWever this time up to a medium rotation speed preferably betWeen 150 and 200 rpm this medium speed being faster than the speed of the rst step E1 The objective of spinning the mobile assembly to this medium speed is to disperse the clothes around the basket in order to improve the distribution of the load and consequentially minimize the variations at the moment of inertia of this load The variations at the moment of inertia of the load prejudice the precise measurement of the parameters to be used in the present invention since the moment of inertia of the load in uences the rotation and acceleration of the engine as for example a large moment of inertia causes a sloWer acceleration Since the load is duly immersed in Water and distributed in a more uniform Way the engine that turns the mobile assem bly is turned off causing the mobile assembly to decelerate until it stops This deceleration corresponds to the third step E3 of the method of the present invention In the forth step E4 of the method of the present invention the mobile assembly is again accelerated up to a loW rotation speed preferably betWeen 25 and 50 rpm this is done so that the mobile assembly leaves the stationary state and ignores the static friction Which may generate more noise in the measurements Besides this for the application of the method of the present invention to machines in Which the coupling betWeen the mechanism and the axis of the engine is done by an actuator this step E4 of acceleration of the mobile assem bly until a loW speed is reached may be eliminated The objective of imposing a loW speed upon the mobile assembly is to verify Whether the mechanism is correctly engaged FIG 2 illustrates the second preferential embodiment of the present invention In the fth step E5 of the method the parameters relating to the engine are measured This measurement occurs during the acceleration E4 of the mobile assembly at a loW speed being described here as a separate step With the objective of clari fying the explanation of the functioning of the invention In the embodiment of the invention that does not use the accel eration step E4 of the mobile assembly to a loW speed the measurement is done With the engine stopped Which occurs after the step of engine shutdoWn E3 As you can see the present invention does not perform the measurement or calculation at the moment of inertia of the clothes load directly and it indeed measures the amount of US 8 489 358 B2 5 energy spent by the engine to accelerate the mobile assembly With the load inside from a lower to a higher speed With the energy being obtained by measuring the engine current With a constant sampling rate and summing this current While the engine is accelerating the mobile assembly until it reaches a desired speed In this step the parameters measured by sensors present in the machine are line voltage engine temperature and engine control module temperature In the folloWing steps the engine current and the deceleration time of the mobile assembly are to be measured to compose the entry variables necessary to the measurement of clothes load After having measured the parameters the mobile assem bly is again accelerated in the sixth step E6 of the present invention until a medium speed is reached In this step the speed of the engine that turns the mobile assembly is increased up to a pre determined rotation speed limit prefer ably around l70 rpm but other speeds may be used depending on the necessities of the application More precisely in the sixth step E6 the engine is acceler ated from a loW