CN103255600A - 一种滚筒洗衣机的偏心感知方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚筒洗衣机的偏心感知方法，该偏心感知方法包括步骤：将电机驱动到目标转速，自驱动过程开始计算电机由于偏心而产生的反电动势；当电动势对应物理参量小于预设限制时，维持目标转速，采集维持转速的控制信号占空比，并数学计算占空比均值；利用这个占空比控制洗衣机运行，计算N个滚筒旋转周期内，最大和最小电机脉冲周期的差值；最后通过带入周期的差值，利用软件中公式计算偏心大小。本发明滚筒洗衣机的偏心感知方法可以精确判断滚筒洗衣机不平衡偏心，保证脱水振动性能良好。

Description

一种滚筒洗衣机的偏心感知方法

技术领域

本发明涉及家电领域，尤其涉及一种洗衣机的偏心感知方法。

背景技术

洗衣机是利用洗涤水和洗涤剂的作用，并通过洗涤、清洗、脱水、干燥等步骤，去除洗涤物中粘有的污垢的装置。洗衣机洗涤时，通过不锈钢桶的内壁对衣物进行不停的摩擦，进而实现对衣物的洗涤；脱水时，在电机的驱动下，整个洗衣机内筒旋转，衣物中含有的水分在离心力的作用下脱离衣物并通过洗衣机内筒上的脱水孔排出洗衣机内筒，然后通过洗衣机外桶的排水结构将水排出洗衣机，从而完成衣物的脱水过程。

滚筒洗衣机相对于其他种类的洗衣机，具有对洗涤物损伤小、用水量少的优点，被消费者广泛的使用。现有技术中的滚筒洗衣机，在脱水前进行偏心感知，区分水准为±200G，如果是在高偏心情况下，区分能力较差。然而随着用户对滚筒洗衣机整体系能的要求越来越高，只有低振动噪声，高智能控制的洗衣机才能适合市场的需求。所以现有技术中也有相关滚筒洗衣机偏心情况的测试，以此保证滚筒洗衣机的智能性，提升滚筒洗衣机的整体性能。

请参阅图1所示，现有技术中的一种滚筒洗衣机，其包括机身1、洗涤桶2、滚筒3、热调节器4、洗涤剂桶5、给水管6、排水管7、泵8、排水管9、固定在洗涤桶2内的被减震器(未表示)、电机10、传送带11。热调节器4用以测定供给到滚筒3内的洗涤水的温度。操作时将洗涤物投入到滚筒3内部，再借助电机10的驱动力使得滚筒3旋转，从而完成洗涤过程。

上述滚筒洗衣机的工作过程包括：首先，使用者打开安装在机身1前面的机门，投入洗涤物，再输入洗涤指令，洗涤水会沿着给水管6的引导并充满滚筒3内部；接着水位传感器监视相应于所投入的洗涤物的设定水位的洗涤水，而将监视值输出到控制部，控制部根据输出的监视值识别给水完毕之后，电机10驱动滚筒3进行旋转洗涤；在洗涤过程结束后，泵8就会进行驱动，而使得洗涤水经过排水管7及排水管9排到外部，在排水过程结束后，继续执行清洗、脱水工作，最终完成洗涤过程。

为了完成脱水操作，首先要完成偏心测试，但是这一过程是通过开环控制方式对电机进行加速，然后再检测在这一加速区间段上的洗涤泡量的变化，通过采集洗涤泡量的变化量完成偏心测试。

上述滚筒洗衣机的偏心测试方法是通过开环方式对电机进行加速而完成的，在其加速过程中，经常会出现不能达到目标速度的情况，或者出现转速不规律变化的现象，这样就容易导致洗涤泡不能均匀的扩散开来，进而不能准确的进行偏心检测。

另外，在这样没有准确的检测出偏心的状态下进行脱水操作时，随着洗涤桶的震动，会产生噪音，而且滚筒洗衣机可能从原来的位置上发生移动，情况严重时，还会导致洗涤桶难因为难以承受这种震动而损坏。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种具有改良结构的滚筒洗衣机的偏心感知方法，以克服上述缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种滚筒洗衣机的偏心感知方法，该滚筒洗衣机的偏心感知方法克服了现有技术中的缺陷，能够提供较为准确的检测滚筒洗衣机的偏心情况，提升了滚筒洗衣机的性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种滚筒洗衣机的偏心感知方法，所述感知方法包括下列步骤：

1)将电机驱动到目标转速，在驱动过程中，电机由于偏心会产生反电动势，计算一段时间内每一前一采样周期和后一采样周期的反电动势的差值，并选取最大差值；

2)将该最大反电动势差值与程序中预先定义的电动势差值做对比，决定是否进行下一步过程，当达到要求时，维持目标转速，采集维持转速的控制信号占空比，并数学计算占空比均值；

3)控制洗衣机运行，计算N个滚筒旋转周期内，最大和最小相邻两个电机脉冲时间的差值；

4)通过带入脉冲时间的差值，利用软件中公式计算偏心大小。

优选的，在上述滚筒洗衣机的偏心感知方法中，所述步骤1)中加速到的目标转速范围是90转/分～110转/分。

优选的，在上述滚筒洗衣机的偏心感知方法中，所述步骤1)中加速到的目标转速为与重力常数相等的转速98转/分。

优选的，在上述滚筒洗衣机的偏心感知方法中，所述步骤2)中维持目标转速的控制信号占空比计算方法，是通过一定时间的总值求平均值得到的。

优选的，在上述滚筒洗衣机的偏心感知方法中，所述步骤2)中达到要求是指比较后的电动势差值小于预定值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)可以精确判断滚筒洗衣机不平衡偏心，保证脱水振动性能良好；

(2)可以将滚筒洗衣机的偏心区分能力提高到±100G，使得滚筒洗衣机的智能性更高，整体性能能够大大提升；

(3)在恒定转速检测时，计算电机脉冲周期的差值，这种周期反应转速的方法对芯片要求更高，但是相对于频率周期法的方法，不存在脉冲数溢出或者不足的问题，转速判定更加准确，提高了感知的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1是现有技术中一种滚筒洗衣机的示意图；

图2是本发明滚筒洗衣机的偏心感知方法中占空比取值示意；

图3是本发明滚筒洗衣机的偏心感知方法中负载及偏心增加趋势图；

图4是本发明滚筒洗衣机的偏心感知方法中偏心高精计算的示意图；

图5是本发明滚筒洗衣机的偏心感知方法中偏心感知分布能力示意图；

图6是本发明滚筒洗衣机的偏心感知方法具体步骤的流程示意图。

其中：100、占空比；    200、反电动势。

具体实施方式

正如背景技术中所述的，滚筒洗衣机在脱水前需要进行偏心感知，现有技术中的滚筒洗衣机的偏心感知区分水准为±200G，如果是在高偏心情况下，区分能力较差。请参阅图1所示，图1为现有技术中一种滚筒洗衣机的偏心测试方法，该偏心测试方法是通过开环方式对电机进行加速而完成的，在其加速过程中，经常会出现不能达到目标速度的情况，或者出现转速不规律变化的现象，这样就容易导致洗涤泡不能均匀的扩散开来，进而不能准确的进行偏心检测。另外，在这样没有准确的检测出偏心的状态下进行脱水操作时，随着洗涤桶的震动，会产生噪音，而且滚筒洗衣机可能从原来的位置上发生移动，情况严重时，还会导致洗涤桶难因为难以承受这种震动而损坏。

随着用户对滚筒洗衣机整体系能的要求越来越高，只有低振动噪声，高智能控制的洗衣机才能适合市场的需求。现有技术中也有相关滚筒洗衣机偏心情况的测试，通过选用高性能芯片，加上多步骤判断，进行滚筒洗衣机数据多线程的采集与控制实现高精度偏心感知，提高整机偏心区分能力。实现该功能后，滚筒洗衣机智能性更高，整体性能能够大大提升。

本发明公开了一种能够提供较为准确的检测洗衣机偏心情况的滚筒洗衣机的偏心感知方法，该偏心感知方法能够提供较为准确的检测滚筒洗衣机的偏心情况，提升了滚筒洗衣机的性能。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2至图5所示，要计算滚筒洗衣机的偏心值，首先将电机驱动到目标转速，在驱动过程开始计算电机由于偏心而产生的反电动势200；当电动势对应物理参量小于预设限制时，维持目标转速，采集维持转速的控制信号占空比(duty)100，并数学计算占空比100均值；然后利用这个占空比100控制洗衣机运行，计算N个滚筒旋转周期内，最大和最小电机脉冲周期的差值；最后通过带入周期的差值，利用软件中公式计算偏心大小。本发明滚筒洗衣机的偏心感知方法可以精确判断滚筒洗衣机不平衡偏心，保证脱水振动性能良好。

本发明滚筒洗衣机的偏心感知方法，与众不同之处在于：首先将电机驱动到目标转速，在驱动过程开始计算电机由于偏心而产生的反电动势200；当电动势对应物理参量小于预设限制时，维持目标转速，采集维持转速的控制信号占空比100，并数学计算占空比100均值；然后利用这个占空比100控制洗衣机运行，计算N个滚筒旋转周期内，最大和最小电机脉冲周期的差值；最后通过带入周期的差值，利用软件中公式计算偏心大小。本发明滚筒洗衣机的偏心感知方法可以精确判断滚筒洗衣机不平衡偏心，保证脱水振动性能良好。

本发明滚筒洗衣机的偏心感知方法的实施方式中，电机加速到的目标转速范围选用90～110转/分(RPM)之间。

结合本发明的实际使用情况，主要包括如下部分：即在电机加速到目标转速过程中采集反电动势200，由于加速过程中的转速是波动的，因此无法准确计算，但是输入电流与控制的占空比100有关，而占空比100的大小与前一次控制反馈的转速有关，这个转速的变化可以产生反电动势，由此可以在加速过程中对滚筒洗衣机的偏心情况进行一次检测，确保后面稳定转速二次检测准确性；在恒定转速检测时，计算电机脉冲周期的差值，这种周期反应转速的方法对芯片要求更高，但是相对于频率周期法的方法，不存在脉冲数溢出或者不足的问题，转速判定更加准确，提高了感知的准确性。

同样的控制信号下，无偏心情况洗衣机转速恒定，只有在出现不同偏心时，桶上任意一点的转速会在一定周期内出现波动。通过不同的转速波动可以判定洗衣机内部偏心情况。目前通过采用本发明滚筒洗衣机的偏心感知方法后，可以精确判断滚筒偏心大小，识别整机状态，偏心感知实际区分能力可以提高到±100G，相较于现有技术中的滚筒洗衣机产品区分水准为±200G，本发明实施例的滚筒洗衣机的偏心感知方法可以精确判断滚筒洗衣机不平衡偏心，保证脱水振动性能良好。

请参阅图6所示，本发明实施例的滚筒洗衣机的偏心感知方法，包括下列步骤：

1)将电机驱动到目标转速，在驱动过程中，电机由于偏心会产生反电动势，计算一段时间内每一前一采样周期和后一采样周期的反电动势的差值，并选取最大差值；

2)将该最大反电动势差值与程序中预先定义的电动势差值做对比，决定是否进行下一步过程，当达到要求时，维持目标转速，采集维持转速的控制信号占空比，并数学计算占空比均值；

3)控制洗衣机运行，计算N个滚筒旋转周期内，最大和最小相邻两个电机脉冲时间的差值；

4)通过带入脉冲时间的差值，利用软件中公式计算偏心大小。

其中，在步骤1)中加速到的目标转速范围是90转/分～110转/分。特别的，在步骤1)中加速到的目标转速为与重力常数相等的转速98转/分。在步骤2)中维持目标转速的控制信号占空比计算方法，是通过一定时间的总值求平均值得到的。在步骤2)中达到要求是指比较后的电动势差值小于预定值。

软件中偏心的公式为：F_X＝A±B*(δ_RPM)

其中：F_X是偏心值；

A是普通常数，A跟产品型号有关；

B是普通常数，是偏心的斜率；

δ_RPM是滚筒转速差。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)可以精确判断滚筒洗衣机不平衡偏心，保证脱水振动性能良好；

(2)可以将滚筒洗衣机的偏心区分能力提高到±100G，使得滚筒洗衣机的智能性更高，整体性能能够大大提升；

(3)在恒定转速检测时，计算电机脉冲周期的差值，这种周期反应转速的方法对芯片要求更高，但是相对于频率周期法的方法，不存在脉冲数溢出或者不足的问题，转速判定更加准确，提高了感知的准确性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种滚筒洗衣机的偏心感知方法，其特征在于：所述感知方法包括下列步骤：

1)将电机驱动到目标转速，在驱动过程中，电机由于偏心会产生反电动势，计算一段时间内每一前一采样周期和后一采样周期的反电动势的差值，并选取最大差值；

2)将该最大反电动势差值与程序中预先定义的电动势差值做对比，决定是否进行下一步过程，当达到要求时，维持目标转速，采集维持转速的控制信号占空比，并数学计算占空比均值；

3)控制洗衣机运行，计算N个滚筒旋转周期内，最大和最小相邻两个电机脉冲时间的差值；

4)通过带入脉冲时间的差值，利用软件中公式计算偏心大小。

2.根据权利要求1所述滚筒洗衣机的偏心感知方法，其特征在于：所述步骤1)中加速到的目标转速范围是90转/分～110转/分。

3.根据权利要求2所述滚筒洗衣机的偏心感知方法，其特征在于：所述步骤1)中加速到的目标转速为与重力常数相等的转速98转/分。

4.根据权利要求1所述滚筒洗衣机的偏心感知方法，其特征在于：所述步骤2)中维持目标转速的控制信号占空比计算方法，是通过一定时间的总值求平均值得到的。

5.根据权利要求1所述滚筒洗衣机的偏心感知方法，其特征在于：所述步骤2)中达到要求是指比较后的电动势差值小于预定值。

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