CN112039158B - 一种清洗泵的控制方法 - Google Patents

一种清洗泵的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112039158B
CN112039158B CN202010912264.XA CN202010912264A CN112039158B CN 112039158 B CN112039158 B CN 112039158B CN 202010912264 A CN202010912264 A CN 202010912264A CN 112039158 B CN112039158 B CN 112039158B
Authority
CN
China
Prior art keywords
state
starting
battery
signal
cleaning machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010912264.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112039158A (zh
Inventor
张俊杰
杨登金
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Taifu Pump Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Yundi Intelligent Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Yundi Intelligent Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Yundi Intelligent Technology Co ltd
Priority to CN202010912264.XA priority Critical patent/CN112039158B/zh
Publication of CN112039158A publication Critical patent/CN112039158A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112039158B publication Critical patent/CN112039158B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/20—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by changing the driving speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304—Overcurrent protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306—Overdischarge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00308—Overvoltage protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00309—Overheat or overtemperature protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power

Abstract

本发明公开了一种清洗泵的控制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)启动和自检；(2)启动默认状态，系统启动状态正常后，进行遥控解析；(3)启动控制：清洗机在停机状态下，接收端得到解析出的启动信号后，将解析信号通过MCU转化为PWM信号控制电机，PWM启动按时间给定信号步长逐步递增，直到挡位设定值；(4)系统控制：通过控制电机两端的电压来控制清洗机的输出压力。本发明通过一种无线信号传输和主机系统控制的方式，通过控制把电池、电机、泵等部分进行系统结合，按照各个部分的不同特性，作为系统整体进行控制，通过优化算法，实现系统操控的便利性，以及系统运行的稳定性和可靠性，并延长系统运行的寿命。

Description

一种清洗泵的控制方法
技术领域
本发明涉及清洗泵领域，具体涉及一种清洗泵的控制方法，该清洗泵主要用于小轿车、户外工具、地板、墙壁、窗户等家庭环境的高压清洗。
背景技术
清洗泵包含柱塞泵单元(电机，泵)，电池单元(电池，控制板)，手柄单元(无线遥控模块、喷水装置)三个单元组成，柱塞泵的小流量、高压力特性被广泛用于清洗场景，近年来，随着汽车保有量逐年增长，家用汽车清洗市场未被广泛满足。以锂电池为动力源，以无线遥控模块为控制端的柱塞泵可有效满足这一市场。目前家用柱塞泵存在有以下缺点：
1、柱塞泵运行档位设置在柱塞泵端，用户调整档位时需要从清洗点返回柱塞泵安放点，并通过触碰柱塞泵调档按钮实现换挡，若柱塞泵通常使用220V电源，对用户来说不安全，也不方便。
2、柱塞泵的特性是压力越高，电机负荷越大。当压力升高到高水压泄流机构+机械式开关的组合动作时，电机的负荷增大到正常运行时的2.5倍；传统柱塞泵通过操作手柄截断出水产生的压力变化实现柱塞泵的起停，电流值变化较大，对电机和控制元器件都有较大的损伤。
3、目前市场上清洗机若用锂电池作为动力源，由于采用压力为7Mpa～8Mpa的高水压泄流机构+机械式开关的组合控制电机电源，浪费了约10％的电量。还会严重影响锂电池寿命和续航时间。
为了解决上面提到的问题，本发明将对清洗机几个组成部分进行研究，从整体操控性能，可靠性以及电池寿命和续航等方面进行优化改进，对清洗机的操控和系统整体控制的优化，具有非常重要的研究价值和实际应用意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种清洗泵的控制方法，该控制方法可以提高清洗泵续航时间,降低运行噪音，提高使用寿命和运行安全。
为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种清洗泵的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)启动和自检：清洗机在关闭的状态下打开电源开关唤醒清洗泵；系统开机运行时，对系统中的电池、芯片和信号接收器进行状态自检，如果启动状态正常，系统会进一步运行，如果出现异常，系统将会进入故障保护状态；
(2)启动默认状态，系统启动状态正常后，进行遥控解析；
(a)信号解析时间设定：控制遥控器的输出频率、高电平脉冲时间和低电平脉冲时间，芯片解析时间在40-55us执行一次数据；
(b)解析数据状态切换：当控制器收到同步码24位地址和4位数据后，解析出状态信号；
(3)启动控制：清洗机在停机状态下，接收端得到解析出的启动信号后，将解析信号通过MCU转化为PWM信号控制电机，PWM启动按时间给定信号步长逐步递增，直到挡位设定值；
(4)系统控制：通过控制电机两端的电压来控制清洗机的输出压力，根据公式n＝Ea/CeΦ，其中Ea为电机两端的电压，Ce为电动势常数，Φ是磁通量，n为电机转速，
转速大小由加在电机两端的电压Ea决定，清洗机的输出压力大小由转速决定，由此通过控制电机两端电压来控制清洗机的输出压力；
当输出压力位于低压状态时，清洗机为打湿状态；当输出压力位于高压状态时，清洗机为冲洗状态；打湿状态和冲洗状态的状态切换通过解析出的遥控信号进行协议设置。
进一步，电池进行状态自检包括电池过充、电池过放和电池过热；
电池过充：检测电池组总电压，将信号进行调理后送至MCU，在MCU内部做一阶滤波去除干扰部分，最终将滤波后的值通过计数判断是否超过总电压U1，当检测的电压超过总电压U1属于过充，切断开充电部分，小于总电压U1自检通过；
电池过放：检测电池组总电压，将信号进行调理后送至MCU，在MCU内部做一阶滤波去除干扰部分，最终将滤波后的值通过计数判断是否低于设定电压U2，当检测的电压低于设定电压U2属于过放，切断开输出部分，大于设定电压U2自检通过；
电池过热：NTC材料紧贴着电池外壳，检测NTC材料两端电压再经过一阶滤波处理去除干扰部分，通过当前值能相应的计算出当前温度值，温度大于设定温度T表示当前温度过高，切断输出部分，低于设定温度T自检通过。
进一步，芯片自检通过检测电池组总电压来读取电池管理芯片电平信号来识别电池管理芯片是否存在异常，当总电压与电池管理芯片符合时自检通过。
进一步，信号接收器自检在清洗机在处于唤醒模式下，前t分钟内都是处于遥控自检模式，在遥控自检模式下连续收到启停指令和挡位切换指令后自检完成；如果自检模式下连续t分钟内都收不到自检信号，那么自检失败清洗机接收端提示自检失败。
进一步，故障保护状态包括可恢复保护状态和不可恢复保护状态，
可恢复保护状态包括电池过放、电池过充、电池过载、电池过热和管路超压；
不可恢复保护状态包括包括系统短路和芯片异常。
进一步，解析数据状态切换的方式包括启动压力换挡方式、唤醒启动压力方式和启动默认压力切换方式，
启动压力换挡方式通过控制器收到同步码24位地址和4位数据后转换后，根据协议转换的信号，切换为启动压力一档信号状态、启动压力二档信号状态和停机状态；
唤醒启动压力方式通过控制器收到同步码24位地址和4位数据后转换后，根据协议转换的信号，切换为唤醒连接状态、启动压力切换状态和停机状态；
启动默认压力切换方式通过控制器收到同步码24位地址和4位数据后转换后，根据协议转换的信号，切换为启动默认使用上次挡位状态、压力切换状态和停机状态。
进一步，当清洗机为打湿状态时，输出压力控制在0.8Mpa-1.2Mpa，输出占空比设置区间为50％-60％；清洗机为冲洗状态时，输出最大压力占空比设置100％。
进一步，打湿状态和冲洗状态的状态切换时，需要进行系统的电流检测和电压检测；
电流检测为硬件电路通过电阻串接在电流主回路中，通过检测电阻两端电压再进行放大调理后送入芯片检测，检测时间为1ms-3ms，保证电机每转动一圈电流能检测到，在触发故障时能够快速响应；
电压检测通过电池包最高点电压经过分压限幅后送至芯片端口后，芯片内部每10ms检测一次电池组最高电压。
进一步，清洗机在停机或者运行状态下需要进行电池监测和泵体超压，电池监测包括电池监测过放、电池监测过充、电池监测过载、电池监测过热和电池监测短路。
进一步，清洗机在使用过程中需要进行手枪的脱手控制，手枪的脱手控制包括长按档位键方式、捏紧手枪方式和捏紧手枪触发启动按键方式。
由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明为一种清洗泵的控制方法，本发明通过一种无线信号传输和主机系统控制的方式，通过控制把电池、电机、泵等部分进行系统结合，按照各个部分的不同特性，作为系统整体进行控制，通过优化算法，实现系统操控的便利性，以及系统运行的稳定性和可靠性，并延长系统运行的寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明中一种清洗泵的控制方法的控制功能框图；
图2为本发明中一种清洗泵的控制方法的流程示意图；
图3为本发明中遥控器的遥控编码图形图；
图4为本发明中电机控制电路图；
图5为本发明中单极性PWM图；
图6为本发明中占空比与电机转速的关系图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例
如图1所示，根据该清洗泵需要实现的功能，对该系统的整体功能进行模块化划分，主要分为系统自检，故障处理，遥控信号处理，启动默认状态，系统控制，电机控制，运行状态检测以及电量显示等几个部分。
参看图2，一种清洗泵的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)启动：清洗机在关闭的状态下打开电源开关唤醒清洗泵，在本实施例中可设置2中启动方式。
方式1：清洗机在关闭的状态下打开电源开关唤醒清洗泵，手枪上任意按键按下后发送手枪端会发送挡位信号出去，当清洗机接收端收到信号后，解析出相应的档位后进入连接状态计数等待，当接收端收到同一个挡位信号时间超过3S后连接完成启动设备。当接收端处于连接状态计数等待时一但出现数据断开时，则连接失败需要重新长按进入连接模式。如果已经处于连接完成正常工作模式下时出现数据断开那么清洗机停止输出，2分钟内如果数据重新连接上，那么手枪和清洗机接收端不需要重新连接既可启动设备。一但断开连接时间超过5分钟未连接上那么清洗机需要重新连接配对。
方式2：清洗机在关闭的状态下打开电源开关唤醒清洗泵，当捏住手枪时手枪端会发送挡位信号出去，当清洗机接收端收到信号后解析出相应的模式后进入连接状态计数等待，当接收端收到同一个模式信号时间超过3S后连接完成。再通过挡位信号进入启动模式(第一次低档运行)，接收端处于连接状态计数等待时一但出现数据断开时，则连接失败需要重新捏紧手枪进入连接模式。如果已经处于连接完成正常工作模式下时出现数据断开那么清洗机停止输出，2分钟内如果数据重新连接上那么手枪和清洗机接收端不需要重新连接既可启动设备。一但断开连接时间超过5分钟未连接上那么清洗机需要重新连接配对。
优点：由于输出压力过大，有效地防止使用者在没有握紧手枪的情况下触发手枪遥控造成对周边人或物不必要的损伤和损失，同时机器唤醒时间过长会导致使用不便体验不佳。实际体验过程中在防止操作的情况下长按时间合适区间为2-5S，优选时间3S。
系统自检：系统开机运行时，对系统中的电池、芯片和信号接收器进行状态自检，如果启动状态正常，系统会进一步运行，如果出现异常，系统将会进入故障保护状态。
具体地，电池进行状态自检包括电池过充、电池过放和电池过热；
电池过充：检测电池组总电压，将信号进行调理后送至MCU，在MCU内部做一阶滤波去除干扰部分，最终将滤波后的值通过计数判断是否超过总电压U1，当检测的电压超过总电压U1属于过充，切断开充电部分，小于总电压U1自检通过。
在本实施例中，设置总电压U1为21V。
电池过放：检测电池组总电压，将信号进行调理后送至MCU，在MCU内部做一阶滤波去除干扰部分，最终将滤波后的值通过计数判断是否低于设定电压U2，当检测的电压低于设定电压U2属于过放，切断开输出部分，大于设定电压U2自检通过。
在本实施例中，设置设定电压U2为13.5V。
电池过热：NTC材料紧贴着电池外壳，检测NTC材料两端电压再经过一阶滤波处理去除干扰部分，通过当前值能相应的计算出当前温度值，温度大于设定温度T表示当前温度过高，切断输出部分，低于设定温度T自检通过。
在本实施例中，设置设定温度T为60摄氏度。
具体的，芯片自检通过检测电池组总电压来读取电池管理芯片电平信号来识别电池管理芯片是否存在异常，当总电压与电池管理芯片符合时自检通过。
在MCU已检测出电池没有异常情况下。总电压21V时电池管理芯片的输出控制脚输出高电平(高电平表示允许放电)，输入控制脚也为高电平(高电平表示禁止充电)。当总电压小于等于20V、大于15V时输出控制脚输出高电平(高电平表示允许放电)，输入控制脚输出低电平(低电平表示允许充电)。当总电压低于13.5V时输出控制脚输出低电平(低电平表示禁止放电)，输入控制脚输出低电平(低电平表示允许充电)。通过检测电池组总电压来读取电池管理芯片电平信号来识别电池管理芯片是否存在异常。当总电压与电池管理芯片符合时自检通过。
具体的，信号接收器自检在清洗机在处于唤醒模式下，前t分钟内都是处于遥控自检模式，在遥控自检模式下连续收到启停指令和挡位切换指令后自检完成；如果自检模式下连续t分钟内都收不到自检信号，那么自检失败清洗机接收端提示自检失败。
在本实施例中，设置t分钟设置为2分钟。
进一步，如果出现异常，系统将会进入故障保护状态。
故障处理，根据电机，电池，控制模块等不同部分的异常状态进行处理，根据系统控制所判断出的故障类型，实施控制，减少对系统造成的影响，以及可能造成的危害。
由于该系统是电池供电，异常状态包括了正常清洗和充电两种不同的工作状态，需要进行的保护不同。
运行状态——关闭输出：清洗机在工作的时候发现系统异常状态出现时会立即停止运行。
充电状态——关闭充电：清洗机在停机充电的时候发现系统过热、过充的异常情况出现时会立即停止充电。
根据故障类型，可以把异常状态分为可恢复和不可恢复两种处理方式，可恢复，在异常状态恢复后，系统可以在自动恢复正常运行。不可恢复状态，为故障比较严重，必须通过人为检查，并通过处理排出故障后，才可以重新开机。
具体地，故障保护状态包括可恢复保护状态和不可恢复保护状态，可恢复保护状态包括电池过放、电池过充、电池过载、电池过热和管路超压；不可恢复保护状态包括包括系统短路和芯片异常。
可恢复保护状态：
电池过放：保护后充电设备接入后，充电电量从保护点增加10％电量后故障取消。
电池过充：断开充电设备后系统就清除故障保护。
电池过载：保护后接收到启动指令会清除故障再次启动，如在一定时间内出现连续出现3保护，则判断系统存在故障转为不可恢复保护。
电池过热：温度减低至温度保护的70％后清除保护。
管路超压：当管路压力下降至10％后清除保护。
不可恢复保护状态：
短路：系统处理优先级最高。一旦出现短路保护，只有通过断电才能消除短路故障，需要对系统进行检查，排除故障，才可以重新上电开机工作。
芯片异常、电池异常：该故障出现后，需要断电操作，排除故障后，系统才能重新正常工作。
(2)启动默认状态：清洗机在唤醒或停机后再次接收到的挡位指令默认为低挡。如果设定启动高档运行，使用者在未处于清洗状态时，进行挡位误触碰或误操作时机器瞬间的水压大于2.2MPa喷出，会导致对周边人或事物造成损伤。低档模式好处在于即使用户在进行挡位误触碰或误操作时机器瞬时水压也是小于1.2MPa，从而不会对事物造成伤害，则启动默认工作优选低挡模式。并且，一般用户在清洗过程中，先进行低档打湿，然后再进行高档冲洗操作，符合正常的清洗的使用操作。
系统启动状态正常后，进行遥控解析；
该遥控解析的遥控器为单片机预编程的遥控器，参看图3，单片机预编程的遥控器是一片由CMOS设计制造的可预烧内码的学习码编码IC，由软件解码，每次发4帧，每帧24位加一个同步码此24位中，前20位为芯片内码(既ID，共有2的20次方，既1048576组组合，大大降低使用上编码重复的机率)，后4位是按键值(数据)。
其中逻辑1是一个长高电平加一个短低电平；逻辑0是一个短高电平加一个长低电平。同步码在24位编码后面。这样解码的时候只要检测高电平和低电平的持续时间就可以判断是逻辑1还是逻辑0了，因为他们都是以高电平开头的，另外末尾的一个同步码的第一个上升沿刚好可以作为第24位的低电平的持续时间判断用。
(a)信号解析时间设定：控制遥控器的输出频率、高电平脉冲时间和低电平脉冲时间，芯片解析时间在40-55us执行一次数据；
具体地，手柄控制板所输出频率是433MHZ，高电平脉冲时间920us～940us,低电平脉冲时间240us-220us，高电平脉冲时间是低电平脉冲时间的4倍关系，所以芯片合理解析时间在40-55us执行一次，小于40us执行这个时间芯片太过于频繁解析浪费芯片资源，大于55us容易增加数据采集错误率，优选在50us执行一次数据。
(b)解析数据状态切换：当控制器收到同步码24位地址和4位数据后，解析出状态信号；
具体地，解析数据状态切换的方式包括启动压力换挡方式、唤醒启动压力方式和启动默认压力切换方式。
协议解析方式1--表1
Figure BDA0002663747690000091
Figure BDA0002663747690000101
可参看表1，启动压力换挡方式通过控制器收到同步码24位地址和4位数据后转换后，根据协议转换的信号，切换为启动压力一档信号状态、启动压力二档信号状态和停机状态；
协议解析方式2--表2
协议 协议转换 状态
地址+1000 唤醒连接信号 唤醒连接
地址+1001/1010 切换信号 启动+压力切换
无数据 停机信号 停机
可参看表2，唤醒启动压力方式通过控制器收到同步码24位地址和4位数据后转换后，根据协议转换的信号，切换为唤醒连接状态、启动压力切换状态和停机状态；
协议解析方式3--表3
Figure BDA0002663747690000102
可参看表3，启动默认压力切换方式通过控制器收到同步码24位地址和4位数据后转换后，根据协议转换的信号，切换为启动默认使用上次挡位状态、压力切换状态和停机状态。
以上三种解析方式优缺点：
方式1用户体验不是最优，但是功耗较低。
方式2用户体验最优，但是功耗较高。
方式3是用户体验比较优，功耗也同比较低。
在结合使用耗电量和实际体验等各方面因素考虑，方式3的体验效果优于方式1和方式2，所以在控制方式上一般优选方式3。
(3)启动控制：清洗机在停机状态下，接收端得到解析出的启动信号后，将解析信号通过MCU转化为PWM信号控制电机，PWM启动按时间给定信号步长逐步递增，直到挡位设定值；
(4)系统控制：通过控制电机两端的电压来控制清洗机的输出压力。
参看图4，根据基尔霍夫第二定律，得到电机电压电动势平衡方程式(1)：
U＝Ea-Ia(Ra+Rc) (1)
式(1)中，Ra为电机回路电阻，电机回路串联绕阻与电刷接触电阻的总和；
Rc是外接在电机回路中的调节电阻。
由此可得到直流电机的转速公式为：
n＝Ua-IR/CeΦ (2)
式中，Ce为电动势常数，Φ是磁通量。
由(1)式和(2)式得
n＝Ea/CeΦ (3)
由式(3)中可以看出，当励磁电压和负载转矩恒定时，它的转速大小由加在电机两端的电压Ea决定，清洗机的输出压力大小由转速决定，由此可以通过控制电机两端电压来控制清洗机的输出压力；
电机的等效输出电压可以通过PWM输出进行等效，通过调节PWM输出的占空比来调节输出电压的大小，对电机的转速进行控制，如图5所示。图6为出电机转速与占空比的对应关系，通过调整开关管的开通和断开时间来控制转速。
转速大小由加在电机两端的电压Ea决定，清洗机的输出压力大小由转速决定，由此通过控制电机两端电压来控制清洗机的输出压力。
当输出压力位于低压状态时，清洗机为打湿状态；当输出压力位于高压状态时，清洗机为冲洗状态；打湿状态和冲洗状态的状态切换通过解析出的遥控信号进行协议设置。
当清洗机为打湿状态时，输出压力控制在0.8Mpa-1.2Mpa，不然输出压力太低了影响使用效果，电池组单节保护电压为2.7V那么总电压要在大于13.5V的时候压力大于0.8Mpa，输出占空比要大于50％，压力在1.2Mpa，输出占空比是60％。输出占空比设置区间为50％-60％，考虑到电池电压在工作时和停机时，电压降低等因素影响，优选60％；
清洗机为冲洗状态时，输出最大压力占空比设置100％。
进一步，打湿状态和冲洗状态的状态切换时，需要进行系统的电流检测和电压检测；
电流检测为硬件电路通过电阻串接在电流主回路中，通过检测电阻两端电压再进行放大调理后送入芯片检测，因为柱塞泵特点电流突变很快20000/60s，检测时间为1ms-3ms，保证电机每转动一圈电流能检测到，在触发故障时能够快速响应；
电压检测通过电池包最高点电压经过分压限幅后送至芯片端口后，芯片内部每10ms检测一次电池组最高电压。
电池二级保护：现有的方案多数电池组控制方案中通常只通过一级电池管理芯片保护，清洗机在恶劣的环境中使用难免出现芯片或者电路损害等情况，一但出现电池包保护失效会导致不可预估的后果，这时候就要在原来基础上加入二级保护，即使某个电路失效或者芯片损坏都能保护电池包，从而来降低故障造成的进一步损害。本系统主要使用MCU来进行二级保护，通过时时检测电池管理芯片信息和系统信息来监控异常状态，充电控制、放电控制、过流检测、过热检测、同时两个芯片同时输出才能正常使用，一但管理芯片损坏等，将关闭输出有效保护电池组。
电量指示：经过上面系统控制电流检测已知工作电流，通过计算：放电量C＝放电电流(mA)I×放电时间(小时)T；剩余电量＝电池容量-放电量)。
单节电压低于2.7V关闭所有灯，电量大于0％小于30％显示(红色)一个灯，电量大于等于30％小于60％显示(红色黄色)2个灯，电量大于等于60％显示(红色黄色绿色)3个灯。
进一步，清洗机在停机或者运行状态下需要进行电池监测和泵体超压，电池监测包括电池监测过放、电池监测过充、电池监测过载、电池监测过热和电池监测短路。
电池监测过放：电池包最高点电压经过分压限幅后送至芯片端口，芯片内部每10ms检测一次，连续出现5次低于13.5V判断为过放。
电池监测过充：电池包最高点电压经过分压限幅后送至芯片端口，芯片内部每10ms检测一次，连续出现5次高于21V判断为过充。
电池监测过载：通过电阻串接在电流主回路中，通过检测电阻两端电压再将信号放大后送至芯片端口，芯片内部每1ms检测一次，连续出现5次大于额定电流1.5倍时为过载。
电池监测过热：通过检测NTC的分压值然后送至芯片端口，芯片内部每10ms检测一次连续出现5次判断电池包温度大于60度为过热。
电池监测短路：通过电阻串接在电流主回路中，通过检测电阻两端电压再将信号放大后送至芯片端口，芯片内部每1ms检测一次，连续出现5次大于额定电流2倍以上，管路压力无变化，且电池包温度大于60度判断为短路。
泵体超压：当管路压力大于6Mpa时判断为超压。
进一步，清洗机在使用过程中需要进行手枪的脱手控制，手枪的脱手控制包括长按档位键方式、捏紧手枪方式和捏紧手枪触发启动按键方式。
一方面从安全角度考虑，防止异常滑落，造成对人或物的伤害；另一方面为了符合国家标准要求；手枪脱离手后清洗机立即停止工作，需要采取一些相应的控制措施来实现相关的功能。主要有几种不同的实施方式：
方式一长按档位键方式：手枪上面使用1档和2档两个按键，当识别出1档按键或者2档按键被长按时立即发送指令开启清洗机并切换挡位。当清洗机正常工作后，出现用户手脱离按键时检测按键未被按下，手枪立即每间隔10ms发送一组停机数据连续发送五次停机指令清洗机关闭输出。
方式二捏紧手枪方式：手枪上面使用1档和2档两个按键，使用者捏紧手枪时射频芯片每间隔0.5s发送一组连接数据，清洗机机收到连接数据后唤醒，清洗机在接收到挡位信号时启动输出压力，当清洗机正常工作后，使用者脱离手后数据断开，清洗机在没有收到数据1s后关闭输出。
方式三捏紧手枪触发启动按键方式：手枪上有启动和挡位两个按键，使用者捏紧手枪时触发启动按键，当MCU检测到高电平或低电平跳变高电平时，判断为用户已经捏紧手枪，射频芯片每间隔0.5s发送一组启动数据连续发送10次，清洗机收到启动数据后等待挡位信息，清洗机在接收到挡位信号时启动输出压力，当清洗机正常工作后，使用者脱离手后手枪每间隔10ms发送一组停机数据连续发送五次，清洗机接收端接收到数据后关闭输出，异常情况下使用者将手枪脱离手后接收端在没有收到数据，那么由于单向阀关闭管路水压增大导致电流增大，于是通过主回路电流检测过流过流后关闭输出。
在结合使用耗电量和实际体验等各方面因素考虑，方式三的体验效果优于方式一和方式二，所以在控制方式上优选方式三。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种清洗泵的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)启动和自检：清洗机在关闭的状态下打开电源开关唤醒清洗泵；系统开机运行时，对系统中的电池、芯片和信号接收器进行状态自检，如果启动状态正常，系统会进一步运行，如果出现异常，系统将会进入故障保护状态；
启动：清洗机在关闭的状态下打开电源开关唤醒清洗泵，有如下2种启动方式；方式1：清洗机在关闭的状态下打开电源开关唤醒清洗泵，手枪上任意按键按下后发送手枪端会发送挡位信号出去，当清洗机接收端收到信号后，解析出相应的档位后进入连接状态计数等待，当接收端收到同一个挡位信号时间超过3S后连接完成启动设备；当接收端处于连接状态计数等待时一但出现数据断开时，则连接失败需要重新长按进入连接模式；如果已经处于连接完成正常工作模式下时出现数据断开那么清洗机停止输出，2分钟内如果数据重新连接上，那么手枪和清洗机接收端不需要重新连接既可启动设备；一但断开连接时间超过5分钟未连接上那么清洗机需要重新连接配对；方式2：清洗机在关闭的状态下打开电源开关唤醒清洗泵，当捏住手枪时手枪端会发送挡位信号出去，当清洗机接收端收到信号后解析出相应的模式后进入连接状态计数等待，当接收端收到同一个模式信号时间超过3S后连接完成；再通过挡位信号进入启动模式，接收端处于连接状态计数等待时一但出现数据断开时，则连接失败需要重新捏紧手枪进入连接模式；如果已经处于连接完成正常工作模式下时出现数据断开那么清洗机停止输出，2分钟内如果数据重新连接上那么手枪和清洗机接收端不需要重新连接既可启动设备；一但断开连接时间超过5分钟未连接上那么清洗机需要重新连接配对；
(2)启动默认状态，系统启动状态正常后，进行遥控解析；
启动默认状态：清洗机在唤醒或停机后再次接收到的挡位指令默认为低挡；(a)信号解析时间设定：控制遥控器的输出频率、高电平脉冲时间和低电平脉冲时间，芯片解析时间在40-55us执行一次数据；
(b)解析数据状态切换：当控制器收到同步码24位地址和4位数据后，解析出状态信号；
(3)启动控制：清洗机在停机状态下，接收端得到解析出的启动信号后，将解析信号通过MCU转化为PWM信号控制电机，PWM启动按时间给定信号步长逐步递增，直到挡位设定值；
(4)系统控制：通过控制电机两端的电压来控制清洗机的输出压力，根据公式n＝Ea/(CeΦ)，其中Ea为电机两端的电压，Ce为电动势常数，Φ是磁通量，n为电机转速，
转速大小由加在电机两端的电压Ea决定，清洗机的输出压力大小由转速决定，由此通过控制电机两端电压来控制清洗机的输出压力；
当所述输出压力位于低压状态时，清洗机为打湿状态；当输出压力位于高压状态时，清洗机为冲洗状态；所述打湿状态和冲洗状态的状态切换通过解析出的遥控信号进行协议设置；
电池二级保护：使用MCU来进行二级保护，通过实时检测电池管理芯片信息和系统信息来监控异常状态，充电控制、放电控制、过流检测、过热检测、同时两个芯片同时输出才能正常使用，一但管理芯片损坏，将关闭输出有效保护电池组。
2.根据权利要求1所述的一种清洗泵的控制方法，其特征在于：所述电池进行状态自检包括电池过充、电池过放和电池过热；
所述电池过充：检测电池组总电压，将信号进行调理后送至MCU，在MCU内部做一阶滤波去除干扰部分，最终将滤波后的值通过计数判断是否超过总电压U1，当检测的电压超过总电压U1属于过充，切断开充电部分，小于总电压U1自检通过；
所述电池过放：检测电池组总电压，将信号进行调理后送至MCU，在MCU内部做一阶滤波去除干扰部分，最终将滤波后的值通过计数判断是否低于设定电压U2，当检测的电压低于设定电压U2属于过放，切断开输出部分，大于设定电压U2自检通过；
所述电池过热：NTC材料紧贴着电池外壳，检测NTC材料两端电压再经过一阶滤波处理去除干扰部分，通过当前值能相应的计算出当前温度值，温度大于设定温度T表示当前温度过高，切断输出部分，低于设定温度T自检通过。
3.根据权利要求1所述的一种清洗泵的控制方法，其特征在于：所述芯片自检通过检测电池组总电压来读取电池管理芯片电平信号来识别电池管理芯片是否存在异常，当总电压与电池管理芯片符合时自检通过。
4.根据权利要求1所述的一种清洗泵的控制方法，其特征在于：所述信号接收器自检在清洗机在处于唤醒模式下，前t分钟内都是处于遥控自检模式，在遥控自检模式下连续收到启停指令和挡位切换指令后自检完成；如果自检模式下连续t分钟内都收不到自检信号，那么自检失败清洗机接收端提示自检失败。
5.根据权利要求1所述的一种清洗泵的控制方法，其特征在于：所述故障保护状态包括可恢复保护状态和不可恢复保护状态，
所述可恢复保护状态包括电池过放、电池过充、电池过载、电池过热和管路超压；
所述不可恢复保护状态包括系统短路和芯片异常。
6.根据权利要求1所述的一种清洗泵的控制方法，其特征在于：所述解析数据状态切换的方式包括启动压力换挡方式、唤醒启动压力方式和启动默认压力切换方式，
所述启动压力换挡方式通过控制器收到同步码24位地址和4位数据后转换后，根据协议转换的信号，切换为启动压力一档信号状态、启动压力二档信号状态和停机状态；
所述唤醒启动压力方式通过控制器收到同步码24位地址和4位数据后转换后，根据协议转换的信号，切换为唤醒连接状态、启动压力切换状态和停机状态；
所述启动默认压力切换方式通过控制器收到同步码24位地址和4位数据后转换后，根据协议转换的信号，切换为启动默认使用上次挡位状态、压力切换状态和停机状态。
7.根据权利要求1所述的一种清洗泵的控制方法，其特征在于：当所述清洗机为打湿状态时，输出压力控制在0.8Mpa-1.2Mpa，输出占空比设置区间为50％-60％；所述清洗机为冲洗状态时，输出最大压力占空比设置100％。
8.根据权利要求1所述的一种清洗泵的控制方法，其特征在于：所述打湿状态和冲洗状态的状态切换时，需要进行系统的电流检测和电压检测；
所述电流检测为硬件电路通过电阻串接在电流主回路中，通过检测电阻两端电压再进行放大调理后送入芯片检测，检测时间为1ms-3ms，保证电机每转动一圈电流能检测到，在触发故障时能够快速响应；
所述电压检测通过电池包最高点电压经过分压限幅后送至芯片端口后，芯片内部每10ms检测一次电池组最高电压。
9.根据权利要求1所述的一种清洗泵的控制方法，其特征在于：所述清洗机在停机或者运行状态下需要进行电池监测和泵体超压，所述电池监测包括电池监测过放、电池监测过充、电池监测过载、电池监测过热和电池监测短路。
10.根据权利要求1所述的一种清洗泵的控制方法，其特征在于：所述清洗机在使用过程中需要进行手枪的脱手控制，所述手枪的脱手控制包括长按档位键方式、捏紧手枪方式和捏紧手枪触发启动按键方式。
CN202010912264.XA 2020-09-02 2020-09-02 一种清洗泵的控制方法 Active CN112039158B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010912264.XA CN112039158B (zh) 2020-09-02 2020-09-02 一种清洗泵的控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010912264.XA CN112039158B (zh) 2020-09-02 2020-09-02 一种清洗泵的控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112039158A CN112039158A (zh) 2020-12-04
CN112039158B true CN112039158B (zh) 2021-11-19

Family

ID=73590614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010912264.XA Active CN112039158B (zh) 2020-09-02 2020-09-02 一种清洗泵的控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112039158B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107051939A (zh) * 2016-11-22 2017-08-18 常州格力博有限公司 自反馈式清洗机及其控制方式
CN108672362A (zh) * 2018-06-12 2018-10-19 苏州金莱克精密机械有限公司 遥控式高压清洗机
CN109474224A (zh) * 2018-11-02 2019-03-15 安徽越谷智能科技有限公司 一种多路输出智能电机控制器
CN109660000A (zh) * 2019-01-08 2019-04-19 东莞博力威电池有限公司 一种多电池控制方法、系统及装置
CN110211356A (zh) * 2019-05-31 2019-09-06 上海奇佳电子有限公司 一种电器设备的无线遥控智能控制系统
CN209810768U (zh) * 2019-04-15 2019-12-20 艾纶锐祈清洁设备（上海）有限公司 一种具有人机交互功能的高压清洗机
CN209918436U (zh) * 2019-04-30 2020-01-10 艾纶锐祈清洁设备（上海）有限公司 一种具有工作模式切换功能的高压清洗机
CN111347853A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 比亚迪股份有限公司 电机控制电路、充放电方法、加热方法及车辆

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7029456B2 (en) * 2003-10-15 2006-04-18 Baxter International Inc. Medical fluid therapy flow balancing and synchronization system
CN203832449U (zh) * 2014-05-09 2014-09-17 杜好峰 一种多功能自助洗车机
CN205887526U (zh) * 2016-07-27 2017-01-18 温岭市九洲电机制造有限公司 一种清洗机
CN206506870U (zh) * 2016-11-10 2017-09-22 李伟 一种新型手推拉式施肥机
CN207839479U (zh) * 2017-12-11 2018-09-11 苏州宝时得电动工具有限公司 一种手持式压力清洗机
CN209476786U (zh) * 2018-09-21 2019-10-11 金夏生 一种高压清洗机
CN110333030A (zh) * 2019-06-18 2019-10-15 宁波水分子电器科技有限公司 一种高压清洗机压力监测方法
CN111022287A (zh) * 2019-11-26 2020-04-17 浙江信见科技有限公司 一种带降压管道的柱塞泵

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107051939A (zh) * 2016-11-22 2017-08-18 常州格力博有限公司 自反馈式清洗机及其控制方式
CN108672362A (zh) * 2018-06-12 2018-10-19 苏州金莱克精密机械有限公司 遥控式高压清洗机
CN109474224A (zh) * 2018-11-02 2019-03-15 安徽越谷智能科技有限公司 一种多路输出智能电机控制器
CN111347853A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 比亚迪股份有限公司 电机控制电路、充放电方法、加热方法及车辆
CN109660000A (zh) * 2019-01-08 2019-04-19 东莞博力威电池有限公司 一种多电池控制方法、系统及装置
CN209810768U (zh) * 2019-04-15 2019-12-20 艾纶锐祈清洁设备（上海）有限公司 一种具有人机交互功能的高压清洗机
CN209918436U (zh) * 2019-04-30 2020-01-10 艾纶锐祈清洁设备（上海）有限公司 一种具有工作模式切换功能的高压清洗机
CN110211356A (zh) * 2019-05-31 2019-09-06 上海奇佳电子有限公司 一种电器设备的无线遥控智能控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112039158A (zh) 2020-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110211356B (zh) 一种电器设备的无线遥控智能控制系统
CN101452264A (zh) 一种零功耗待机及安全运行电源控制装置
CN211503145U (zh) 一种待机控制装置及空调
CN111076370B (zh) 一种待机控制装置、空调及其待机控制方法
CN102536770B (zh) 具有自保护功能的水泵
CN112039158B (zh) 一种清洗泵的控制方法
CN101655270A (zh) 空调器pfc使能控制方法
CN104201754B (zh) 柴油发电机组蓄电池用市电智慧充电器及其控制方法
CN208445503U (zh) 电机控制电路及清洁工具
CN201528093U (zh) 一种自动节能插座电路
CN101615780A (zh) 智能电源保护器
CN220020138U (zh) 一种基于脉冲触发的低功耗唤醒电路及低功耗吹风筒电路
CN205051670U (zh) 掉电自启控制电路
CN201584744U (zh) 智能电源保护器
CN202488368U (zh) 一种降低待机功耗的阻容降压电源装置
CN209489927U (zh) 一种便携式食品加工机
CN203761081U (zh) 一种蓄电池充电设备及柴油发电机组的启动系统
CN201035362Y (zh) 一种多功能节能控制模块
CN213182362U (zh) 电源控制装置及电子设备
CN201061131Y (zh) 一种搅拌机上的保护电路
CN112902416B (zh) 一种空调的控制装置、方法和空调
CN205485487U (zh) 基于WiFi控制的智能开关
CN105006959A (zh) 逆变电源缓启动控制电路及控制方法
CN209352457U (zh) 一种塔式起重机用涡流控制器
CN209539602U (zh) 便携式充电风扇

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220321

Address after: 310000 room 313, 3 / F, Yifu science and technology building, East District, China University of metrology, No. 258 Xueyuan street, Qiantang new area, Hangzhou, Zhejiang

Patentee after: Hangzhou gaide electromechanical Co.,Ltd.

Address before: 223600 No.25 Yiwu Road, Shuyang Development Zone, Suqian City, Jiangsu Province

Patentee before: Jiangsu Yundi Intelligent Technology Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220908

Address after: 317500 No. 5, Longmen Avenue, East New Area, Wenling City, Taizhou City, Zhejiang Province

Patentee after: ZHEJIANG TAIFU PUMP CO.,LTD.

Address before: 310000 room 313, 3 / F, Yifu science and technology building, East District, China University of metrology, No. 258 Xueyuan street, Qiantang new area, Hangzhou, Zhejiang

Patentee before: Hangzhou gaide electromechanical Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right