CN1098945C - 洗衣机的甩干过程控制方法 - Google Patents

Abstract

控制洗衣机的甩干操作的方法，包括：以驱动电机的PMW₀工作方式初始化电机转动量、最大、最小加速度和加速度变化量；确定电机运转是否经过预定时间；如该时间未过去，测出速度变化量并与最大允许变化量比较；如过去，测出最大加速度，最小加速度和转动量，并确定内桶是否旋转一周；如旋转一周，将实测加速度变化量与最大加速度相比；如大于最大加速度，确定电机是否经过另一预定时间；如另一时间已过去，将加速度变化量与最大允许加速度相比较。

Description

洗衣机的甩干过程控制方法

本发明涉及一种洗衣机，特别是涉及一种控制洗衣机在甩干过程(dryingstroke)中感测其甩干速度的方法。

图1表示一种常规的洗衣机。如图1所示，常规的洗衣机包括一主体1，一机盖2，一内桶3(即洗衣桶)，一外桶4，多个支撑主体1和外桶4的支撑棒5，一安装在外桶4底部一侧上的电机6，一速度传感器7，一个用于控制整个系统的微计算机8，和一个用于感测外桶振动情况的安全开关9。

如图2所示，这种常规洗衣机的控制装置包括一个将交流电流变为直流电流的变流器11；一个将电源连接到电动机6的逆变器12；一个执行各种控制操作的微计算机8；一个过流保护电路13；一个用于驱动逆变器12的开关元件的开关驱动(gate driving)电路14；一个检测电机的转子位置Ha，Hb，Hc的转子位置检测电路15；以及一个调制器/缓冲器电路16，用于调制微计算机8的输出PWM₀和开关驱动信号Pgout，并且作为缓冲器；还包括一个在甩干阶段感测振动情况的安全开关9；和一个信号变换电路10。

如图3所示，由于衣物的偏离桶中心会引起外桶4的振动，安全开关9在这种振动期间产生位移，安全开关9根据其位移量变化。这里，位移量dmin是指开关根据在开关9和外桶4之间产生的振动量的位移宽度。这就是说，如果安全开关9的位移量低于dmin，甩干操作继续进行，即使外桶4与安全开关9接触上也无妨。反之，当安全开关9的位移量超过dmin，则甩干操作立即停止，之后将偏离中心的衣服放置平衡后再继续该甩干操作。

这种结构的洗衣机的甩干操作说明如下：

图4是常规洗衣机的甩干过程控制方法的流程图。参见图4，在常规的洗衣机内，如果采用交流电源，电动机以预定时间周期运转，见步骤S101，在步骤S102洗衣机确定安全开关信号Ps是否按照在安全开关9和外桶4之间产生的振动量而处于高电平(如图5所示)。此时，电机测量在控制器8内由转子位置检测电路15获取的转子位置检测信号Ha，Hb，Hc。如果安全开关信号Ps处于高电平，在步骤S103电机检测出安全开关信号Ps维持在高电平的时间T_H。如果在步骤104判断出测得的时间T_H小于一固定的时间T_HM，如图5所示，则在步骤S105调制器/缓冲器电路16控制预先输入的PWM₀。工作方式，从而控制电机速度，例如从固定甩干速度模式进行甩干操作直到在步骤S106以上述电机速度完成甩干时间，在步骤S107电机的惯性空转结束后该甩干操作完成。

图6表示按照电机启动后在甩干操作期间的安全开关的位移量的在电机的PWM₀工作方式控制下固定的甩干速度模式。

但是，这种控制洗衣机的甩干过程的传统的方法有缺陷，即它只能测出超过预定的振动位移dmin的外桶上部的振动情况。此外，如果甩干桶的下部出现严重的左/右振动或上/下振动，则不能检测出其振动量。因此，这会导致在甩干过程中产生强烈的噪声。而且，支撑棒，内/外桶和洗衣机主体被磨损，这样的磨耗将带来许多不利，减少了洗衣机的寿命。尤其是如果内桶突然偏向没有安全开关的部位，很难实现感测操作。因此，洗衣机可能会严重损坏，并且对用户的安全构成威胁。

本发明的目的是提供一种控制洗衣机的甩干过程的方法，它基本上消除了上述已有技术存在的局限性和不足。

下文将介绍本发明的特征和优越性，它们一方面将从以下说明中可看出，另一方面也可在实施本发明时体会出来。本发明的目的以及其它有益效果将通过在说明书和权利要求书及附图中提供的方案实现。

要实现本发明的目的和有益效果，从实施例和概括性描述中可知，本发明的控制洗衣机的甩干过程的方法包括以下步骤：(a)采用PMW₀工作方式在驱动电机的情况下初始化最大加速度，最小加速度，加速度变化量和电机旋转量；(b)确定电机是否运转了预定时间周期t1；(c)如果已经经过预定的电机运转时间周期，测出速度变化量，并将其与一最大允许变化量相比较；(d)如果经过了预定的电机运转的时间，测出最大加速度，最小加速度和旋转量，然后确定洗水桶是否旋转一周；(e)如果内桶旋转一周，比较加速度变化量与最大加速度；(f)如果加速度变化量大于最大加速度，确定电机是否运转了一预定时间周期；(g)如果已经过电机的预定运转时间，将加速度变化量与最大允许加速度比较。

下面的附图用于进一步理解本发明，并且附图是说明书的一个组成部分，图示说明本发明的实施例，与说明书的文字部分结合说明本发明的原理。

附图为：

图1表示常规的洗衣机的结构；

图2表示内部的洗衣机控制装置的详细电路图；

图3表示图1的安全开关的操作状态；

图4是常规的洗衣机甩干过程控制方法的流程图；

图5是表示常规的洗衣机甩干操作期间有关部分的波形图；

图6是常规洗衣机的甩干速度模式的曲线；

图7表示本发明的洗衣机结构；

图8是图7的洗衣机内部控制装置的详细电路图；

图9表示在内桶旋转期间由于衣物偏离中心放置导致的各种振动状态；

图10是本发明的洗衣机的甩干过程控制方法的流程图；

图11是在本发明的洗衣机甩干操作期间有关部分的波形图；

图12a是指由于衣物偏置导致内桶振动的速度波动曲线，代表甩干时间t＜t1的情况。

图12b是指由于衣物偏置导致内桶振动的速度波动曲线，代表甩干时间t＞t1的情况；

图13是本发明的洗衣机的甩干速度控制模式的曲线图。

以下参照附图所示的实例详细说明本发明的优选的实施例。

如图7所示，本发明的洗衣机包括主体1；机盖2；内桶即洗衣桶3；外桶4；多个支撑主体1和外桶4的支撑棒5；一安装在外桶4底部一侧上的电机6；速度传感器7，用于分析从转子位置检测信号感测的速度数据和感测振动量；和控制整个系统的微机8。

如图8所示，本发明的洗衣机的控制装置包括一个将交流变为直流的变流器11；一个控制加给电机6的电源的逆变器12；一个执行各种控制操作的微机8；一过流保护电路13用于检测过电流和保护电路；开关驱动电路14用于驱动逆变器12的开关元件；转子位置检测电路15用于检测电机6的转子的位置Ha，Hb，Hc；以及调制器/缓冲器电路1 6用于调制微机8的输出PWM₀和开关驱动信号Pgout，并起缓冲器作用。

此外，图9展示了在内桶旋转时由于衣物偏离中心放置而引起的各种振动情况，例如上部的右/左振动，下部的右/左振动，上/下振动和右/左振动。

下面将说明本发明的具有上述结构的洗衣机的甩干操作。

如图10所示，在本发明的洗衣机中，如在步骤S201将交流电源馈给电动机使电机开始运转，则由微处理器8输出一个预定信号PWM₀，如图11所示。在步骤S202，通过控制微处理器8输出的PWM₀工作方式来控制电机以固定的甩干速度模式运转。在步骤S203中，将Rmax(最大速度)、Rmin(最小速度)、ΔR(速度变化量)和∑R(累加的转动量)初始化为“0”，这里，电机测量出转子位置检测信号Ha，Hb，Hc，这是采用转子位置检测电路15在微机8控制下实现的，如图11所示。

在步骤S204确定前面的电机驱动周期的恒速段是否已经过该预定时间周期t1，如果该预定时间周期t1已过去，即(t＞t1)，在步骤S205测出速度变化量(ΔR＝ΔRmax-ΔRmin)。接着在步骤S206确定所测出的速度变化量是否大于或等于该最大允许变化量(固定值)，如果所测的速度变化量大于该最大允许变化量，则确定放入内桶的衣物偏置程度过大，于是在步骤S207停止电机运转，在调整内桶内衣物的平衡程度之后，在步骤S208重新驱动电机。如果测得的速度变化量小于该最大允许量(固定值)，操作返回到前面的步骤S202。

这里给出衣物偏置引起速度波动的等式：

RPM(t)＝RPM_avg(t)+K_p×sin(2πt/T_f)＝R_avg(0)+α×t+K_p×sin(2πt/T_f)……(1)

式中：

RPM_avg：平均速度，R_avg(0)：平均速度初始值，K_p：速度波动比例常数-衣物偏置比例常数，α：基本加速度，T_f：振动周期＝1/RPM_avg

如果t＜t1，ΔR＝RPM(tn)-RPM(tm)＝α(tn-tm)+K_p×{sin(2πt/T_f)-sin(2πt/T_f)}……(2)

如果t＞t1，

RPM(t)′＝dRPM(t)/dt＝α+K_p×sin(2πt/T_f)×cos(2πt/T_f)

Δ′R＝RPM(tn)′-RPM(tm)′＝K_p×sin(2πt/T_f)＝{cos(2πt/T_f)-sin(2πt/T_f)}……(3)

上述等式可参看附图12a和12b。

如果预定的电机运转时间周期已过去，则测出基本加速度α。

如果电机驱动初始恒速在尚未经过预定的时间周期t1，即(t＜t1)，为了测得内桶的振动量，而无论是在加速/减速或常速，则在步骤S209测得该内桶的每次转动，也就是说测得在周期T_f内的最大速度(R′max)、最小速度(R′min)和转动量∑R。

应当指出，在恒速段内初始感测的ΔR正比于振动量(α＝0)。但是在加速/减速的情况下，即α≠0时，ΔR包含α，这时不可能只测量振动量。因此为了测得在恒速或加/减速任一情况下的振动量，如果以等式(3)的方式测量加速度变化量ΔR′，则可得到与纯振动量成正比的信息而不受偏置加速度α的影响。

通过在步骤S210确定每一圈的转动量是否等于∑R，并在步骤S211将加速度变化量ΔR′与最大允许加速度变化量ΔR′max(固定值)相比较。该最大允许加速度变化量ΔR′max是一实验值，它包括在该预定段内的加速度变化。如果测得的加速度变化量大于该最大允许加速度变化值(固定值)，可确定衣物偏置程度过大，于是在步骤S207停止电机运转。接着调整平衡内桶内的衣物后，在步骤S208重新启动电机。如果测知的加速度变化量大于最大允许加速度变化值(固定值)，接着在步骤S212再确定预定的时间周期t2是否已经过。如果所预定的时间周期t2还未超过，则操作进入步骤S202。

如果在步骤S213确定预定的时间周期t2已过去且加速度变化量ΔR′大于R′max，在步骤S215将最终甩干速度被加速至快速R3，以减弱如图13所示的振动量，持续这一甩干操作直到在步骤S218中甩干时间已满，一旦余下惯性转动停止，甩干过程在步骤S219全部结束。

如果加速度变化量ΔR′等于最大允许加速度，则对甩干速度取平均，直到甩干操作完成。

如果加速度变化量ΔR′小于R′max，则与R′min相比较。如果该加速度变化量大于R′min，则该振动量是中等的，因而该最终甩干速度在步骤S216设置为中速R2，持续甩干操作直到在步骤218中定时结束，并且如惯性转动结束，在步骤S219中完成甩干步骤。

如果加速度变化量小于最大允许加速度变化量R′max，则与R′min相比较，由于加速度变化量小于R′min，则振动量小，从而在步骤S217将最终甩干速度设置为慢速R1，在步骤S218持续甩干操作直到甩干时间已满。如果电机惯性转动结束，在步骤S219甩干过程全部结束。

如上所述，该控制洗衣机甩干操作的方法可控制内桶甩干的速度，从而降低振动噪音，防止洗衣机的不正常运转，从而延长了洗衣机的使用寿命。

显然，本领域的技术人员能够对本发明的甩干过程控制方法作出各种在本发明范围内的各种改进和变化，这些改进方案均应涵盖在所附的权利要求和其等同物的范围内。

Claims (8)

1、一种控制洗衣机甩干操作的方法，包括以下步骤：

(a)以控制驱动电机的PMW₀工作方式初始化电机的转动量、最大速度、最小速度和速度变化量的；

(b)确定所述电机是否已运转经过一预定的时间周期t1；

(c)如果所述电机运转的预定时间周期已经过去，测出速度变化量，然后将测出的值与最大允许变化量比较；

(d)如果所述电机运转的预定时间周期已过去，测出最大加速度，最小加速度和转动量，然后确定内桶是否旋转一周；

(e)如果内桶旋转一周，将该加速度变化量与所述最大加速度相比较；

(f)如果所述加速度变化量大于所述最大加速度，确定所述电机运转是否经过另一预定的时间周期；

(g)如果所述另一电机运转预定时间周期已过去，将所述加速度变化量与最大允许加速度相比较。

2、如权利要求1的方法，其中所述步骤(c)包括下列步骤：

如果所述速度变化量大于最大允许变化值，停止电机运转，由用户调整内桶内偏置的衣物；

如果所述速度变化量小于最大允许变化量值，继续甩干操作。

3、如权利要求1的方法，其中所述步骤(e)包括以下步骤：如果所述加速度变化量大于最大加速度值，停止电机运转，由用户调整偏置的衣物。

4、如权利要求1的方法，其中所述步骤(f)包括以下步骤：如果所述电机运转的预定时间周期尚未过去，继续衣物的甩干操作。

5、如权利要求1的方法，其中所述步骤(g)包括下列步骤：如果所述加速度变化量大于最大允许加速度，加速所述甩干速度，直至甩干操作完成。

6、如权利要求1的方法，其中所述步骤(g)包括下列步骤：如果所述加速度变化量等于所述最大允许加速度，取平均甩干速度，直到甩干操作完成。

7、如权利要求1的方法，其中所述步骤(g)包括下列步骤：如果所述加速度变化量小于所述最大允许加速度变化量，降低甩干速度，直到甩干操作完成。

8、如权利要求1的方法，还包括步骤：如果预定的电机运转时间周期已过去，则测出基本的加速度α。

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