CN104963169A - 滚筒洗衣机及其不平衡检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于洗衣机检测控制技术领域，提供了一种滚筒洗衣机及其不平衡检测方法和装置。在滚筒按照低速进行匀速运转时，对滚筒转矩进行检测并获取转矩平均值，然后在滚筒恒加速运转时，实时获取滚筒的转矩平均值及其最小值，判断转矩平均值与转矩平均值的最小值的差值是否大于预设不平衡阀值，若差值大于预设不平衡阀值，则判定滚筒出现动态不平衡，否则，判定滚筒未出现动态不平衡，因此本发明无需采用传感器进行不平衡检测，降低了成本和检测难度，且避免了在滚筒高速运转时进行动态不平衡检测使机械部件出现碰撞损坏的问题。

Description

滚筒洗衣机及其不平衡检测方法和装置

技术领域

本发明属于洗衣机检测控制技术领域，尤其涉及一种滚筒洗衣机及其不平衡检测方法和装置。

背景技术

在滚筒洗衣机中，当变频电机所带动的滚筒不平衡时，变频电机的转速越高，则***的振动和噪声就会越大，从而会降低滚筒洗衣机的使用寿命。变频电机具有负载不平衡检测功能，在发现负载(如滚筒)不平衡时，可通过调整转速或者对负载的不平衡状态进行改变，以达到减小***的振动和噪声的目的。

现有技术提供了以下两种不平衡检测方法：

(1)通过采用传感器对滚筒是否平衡进行检测，但传感器的成本较高且不便于安装，从而导致检测难度大。

(2)通过在低速运行阶段和高速运行阶段根据变频电机的转速或转矩判断滚筒是否平衡；然而，本方法在低速运转阶段(电机是按照固定的旋转速度匀速运行)对滚筒进行静态不平衡检测时无法同时实现动态不平衡检测，且由于滚筒在高速运转阶段是高速运转的，在高速运转过程中进行动态不平衡检测会使洗衣机内部的机械部件发生碰撞而导致洗衣机受到损坏。

综上所述，现有技术存在成本高、检测难度大、在低速运行阶段无法对滚筒进行动态不平衡检测且在高速运行阶段进行动态不平衡检测易使洗衣机内部的机械部件出现碰撞损害的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚筒洗衣机不平衡检测方法，旨在解决现有技术所存在的成本高、检测难度大、在低速运转阶段无法对滚筒进行动态不平衡检测且在高速运转阶段进行动态不平衡检测易使洗衣机内部的机械部件出现碰撞损害的问题。

本发明是这样实现的，一种滚筒洗衣机不平衡检测方法，所述滚筒洗衣机不平衡检测方法包括以下步骤：

A.在所述滚筒按照恒定加速度进行加速运转的过程中，对滚筒的转矩进行检测获取所述滚筒每旋转一周时间内的转矩平均值和转矩平均值的最小值；

B.判断所述转矩平均值与所述转矩平均值的最小值的差值是否大于预设不平衡阀值，若所述差值大于所述预设不平衡阀值，则判定所述滚筒出现动态不平衡，否则，判定所述滚筒未出现动态不平衡。

本发明还提供了一种滚筒洗衣机不平衡检测装置，所述滚筒洗衣机不平衡检测装置包括：

转矩平均值获取模块以及动态不平衡判断模块；

所述转矩平均值获取模块在所述滚筒按照恒定加速度进行加速运转的过程中，对滚筒的转矩进行检测获取所述滚筒每旋转一周时间内的转矩平均值和转矩平均值的最小值；

所述动态不平衡判断模块用于判断所述转矩平均值与所述转矩平均值的最小值的差值是否大于预设不平衡阀值，若所述差值大于所述预设不平衡阀值，则判定所述滚筒出现动态不平衡，否则，判定所述滚筒未出现动态不平衡。

本发明还提供了一种滚筒洗衣机，其包括滚筒以及上述的滚筒洗衣机不平衡检测装置。

在对滚筒洗衣机进行不平衡检测的过程中，本发明在滚筒按照低速进行匀速运转时，对滚筒的转矩进行检测并获取转矩平均值，然后在滚筒按照恒定加速度进行加速运转时，实时获取滚筒的转矩平均值及转矩平均值的最小值，并根据所述转矩平均值和该转矩平均值的最小值判断滚筒是否出现动态不平衡，若是，则控制滚筒停止加速运转，并判断滚筒已执行的抖散操作次数是否大于预设次数值，是，则控制滚筒停止运转，否，则控制滚筒执行抖散操作并随后进行低速运转，且在滚筒低速运转时对其进行静态不平衡检测，在此过程中无需采用传感器进行不平衡检测，降低了成本和检测难度，且可在滚筒低速运转和加速运转时进行动态不平衡检测，避免了在滚筒高速运转时进行动态不平衡检测而导致机械部件出现碰撞损害的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测方法的另一实现流程图；

图3是本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测方法的另一实现流程图；

图4是本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测方法所涉及的参数变化波形图；

图5是本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测方法所涉及的参数变化波形图；

图6是本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测方法所涉及的参数变化波形图；

图7是本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测方法所涉及的参数变化波形图；

图8是本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测方法所涉及的参数变化波形图；

图9是本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测方法所涉及的参数变化波形图；

图10是本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测方法所涉及的参数变化波形图；

图11是本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测方法所涉及的参数变化波形图；

图12是本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测装置的结构图；

图13是本发明实施例提供的另一种滚筒洗衣机不平衡检测装置的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的滚筒洗衣机不平衡检测方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S1中，在所述滚筒按照恒定加速度进行加速运转的过程中，对滚筒的转矩进行检测获取所述滚筒每旋转一周时间内的转矩平均值和转矩平均值的最小值。

上述步骤S1中对滚筒的转矩进行检测并获取转矩平均值的步骤具体包括以下步骤：

在所述滚筒每旋转一周的时间内对所述滚筒的转矩进行实时检测，并根据所检测到的多个转矩值和旋转一周的时间得到所述转矩平均值。

此处需要说明的是：上述通过对多个转矩进行积分并除以旋转一周的时间得到转矩平均值。

其中，上述步骤S1中实时获取滚筒的转矩平均值的最小值的步骤具体为：

判断所述转矩平均值是否大于预先记录的转矩平均值的最小值，是，则将预先记录的转矩平均值的最小值是设定为转矩平均值的最小值，否，则将所述转矩平均值设定为转矩平均值的最小值。

此处需要说明的是：在开始时，将转矩平均值设定为转矩平均值的最小值并进行记录，当滚筒再旋转一圈得到转矩平均值时，将其与所记录的转矩平均值的最小值进行比较，根据比较值更新转矩平均值的最小值，因此，滚筒每旋转完一圈既可以得到转矩平均值及转矩平均值的最小值。

在步骤S2中，判断转矩平均值与转矩平均值的最小值的差值是否大于预设不平衡阀值，是，则执行步骤S3，否，则执行步骤S4。

在步骤S3中，判定所述滚筒出现动态不平衡。

在步骤S4中，判定所述滚筒未出现动态不平衡。

此时，在步骤S4后可以根据预设洗涤程序控制所述滚筒继续运转，其中，此处的预设洗涤程序可以是滚筒洗衣机在完成对衣物的洗涤操作后所需要执行的高速脱水操作。

进一步的，如图2所示，步骤S3之后还包括以下步骤：

在步骤S5中，判断滚筒已执行的抖散操作次数是否大于预设次数值，是，则执行步骤S6，否，则执行步骤S7。

在步骤S6中，控制滚筒停止运转。

在步骤S7中，控制滚筒执行抖散操作并随后进行低速运转，且返回执行步骤S1。

其中，抖散操作是指滚筒在电机的控制下进行抖动以使其内部所容纳的当前所洗物品均匀分散的操作，通过执行抖散操作可使滚筒恢复平衡；预设次数值是指预先设定的抖散操作次数，其用于衡量滚筒洗衣机所执行的抖散操作是否已达到规定的次数，如果是，则表明滚筒的动态不平衡已无法通过执行抖散操作来解决，需要停止运转以避免滚筒洗衣机中的部件受到损坏；如果否，则可控制滚筒执行抖散操作以使滚筒恢复平衡。

此外，如图3所示，对于上述步骤S1之前还包括以下步骤：

步骤S8.在滚筒匀速运转时对滚筒进行静态不平衡检测；

步骤S9.判断所述滚筒静态不平衡是否低于预设不平衡阀值，是，则执行所述步骤S1，否，则执行所述步骤S5。

由此可知，在滚筒出现静态不平衡时，也可以通过控制滚筒执行抖散操作恢复平衡，操作过程与步骤S5至步骤S7相同，因此不再赘述。

此外，在另一种实施方式中，在步骤S7中，控制滚筒执行抖散操作并随后进行低速运转，且返回执行步骤S8。

以下结合具体实例对上述的滚筒洗衣机不平衡检测方法作进一步说明：

假设滚筒在低速运转时的转速为90rpm(转/分钟)，在按照恒定加速度进行加速运转的过程中是从90rpm加速至220rpm，在滚筒按照恒定加速度从90rpm加速至220rpm的过程中，实时获取滚筒的转矩平均值和转矩平均值的最小值，具体是在滚筒每旋转一周的时间内对滚筒的转矩进行检测，并根据所检测到的转矩获取转矩平均值A，在将转矩获取转矩平均值与记录的转矩平均值的最小值进行比较得到新转矩平均值的最小值的B，然后根据转矩平均值A和转矩平均值的最小值B判断滚筒是否出现动态不平衡，此判断过程时将转矩平均值的最小值B与转矩平均值A进行求差运算得到差值C(即C＝B-A)，并判断差值C是否大于预设波动阈值X，如果是，判定滚筒出现动态不平衡，如果否，则判定滚筒未出现动态不平衡。在滚筒出现动态不平衡时，控制滚筒停止加速运转，以便减轻洗衣机中的机械部件出现碰撞损坏，并同时判断已执行的抖散操作次数是否大于预设次数值Y，如果是，则表明滚筒已无法通过抖散操作而恢复平衡，需要立刻控制滚筒停止运转，以避免洗衣机中的机械部件发生进一步的碰撞磨损；如果否，则可控制滚筒执行抖散操作以使滚筒恢复平衡，并在滚筒低速运转时继续对滚筒进行静态不平衡检测。在滚筒未出现动态不平衡时，根据预设洗涤程序(如高速脱水操作)控制滚筒按照220rpm进行高速运转以对衣服继续脱水操作。

此外，在对滚筒进行静态不平衡检测时，如果滚筒静态不平衡超过规定阀值，则判断已执行的抖散操作次数是否大于预设次数值Y，如果是，则表明滚筒已无法通过抖散操作而恢复平衡，需要立刻控制滚筒停止运转，以避免洗衣机中的机械部件发生进一步的碰撞磨损；如果否，则可控制滚筒执行抖散操作以使滚筒恢复平衡，并在滚筒低速运转时继续对滚筒进行静态不平衡检测。

通过采用上述的滚筒洗衣机不平衡检测方法，可在滚筒加速运转时进行动态不平衡检测，避免了在滚筒高速运转时进行动态不平衡检测而导致机械部件出现碰撞损害的问题。在实际应用中，对滚筒进行不平衡检测时，根据不同负载重量下(空桶、30％负载、50％负载、80％负载)，检测结果如下：

第一种为空桶平衡负载状态下，图4为滚筒加速过程中的速度指令、实时转矩、动态不平衡量的波形，随着转速的增加，转矩略有泵升，动态不平衡量达不到设定的动态不平衡阀值，可以继续加速至高速段，测试结果与设计预期一致。

第二种为30％平衡负载状态下，如图5所示，与空桶相比，转矩整体增大，但是加速过程中转矩泵升的大小接近，动态不平衡量达不到设定的动态不平衡阀值，可以继续加速至高速段，测试结果与设计预期一致。

第三种为50％平衡负载状态下，如图6所示，与空桶、30％均载相比，转矩整体增大，但是加速过程中转矩泵升的大小接近，动态不平衡量达不到设定的动态不平衡阀值，可以继续加速至高速段，测试结果与设计预期一致。

第四种为80％平衡负载状态下，如图7所示，与空桶、30％、50％均载相比，转矩整体增大，但是加速过程中转矩泵升的大小接近。动态不平衡量达不到设定的动态不平衡阀值，可以继续加速至高速段，测试结果与设计预期一致。

验证平衡负载状态和动态不平衡负载状态的检测结果，通常分为以下四种情况

第一种为滚筒满足动态不平衡负载状态(空桶，800g对角偏心)，图8为滚筒加速过程中的速度指令、实时转矩、动态不平衡量的波形，随着转速的增加，转矩泵升很大，动态不平衡量超过设定的动态不平衡阀值，不可以继续加速至高速段，需要停止后进行抖散操作。测试结果与设计预期一致。

第二种为滚筒满足动态不平衡负载状态下(30％均载，800g对角偏心)，如图9所示，与空桶30％均载相比，转矩整体增大，但是加速过程中转矩泵升的大小接近。随着转速的增加，转矩泵升很大，动态不平衡量超过设定的动态不平衡阀值，不可以继续加速至高速段，需要停止后进行抖散操作。测试结果与设计预期一致。

第三种为滚筒满足动态不平衡负载状态下(50％均载，800g对角偏心)，如图10所示，与空桶、30％均载相比，转矩整体增大，但是加速过程中转矩泵升的大小接近，随着转速的增加，转矩泵升很大，动态不平衡量超过设定的动态不平衡阀值，不可以继续加速至高速段，需要停止后进行抖散操作。测试结果与设计预期一致。

第四种为动态不平衡负载状态下(50％均载，800g对角偏心)，如图11所示，与空桶、30％、50％均载相比，转矩整体增大，但是加速过程中转矩泵升的大小接近。随着转速的增加，转矩泵升很大，动态不平衡量超过设定的动态不平衡阀值，不可以继续加速至高速段，需要停止后进行抖散操作。测试结果与设计预期一致。

综上所述，在对滚筒洗衣机进行不平衡检测的过程中，本发明实施例在滚筒按照低速进行匀速运转且静态平衡时，对滚筒的转矩进行检测并获取转矩平均值，然后在滚筒按照恒定加速度进行加速运转时，实时获取滚筒的转矩平均值及其最小值，并根据转矩平均值和该转矩平均值的最小值判断滚筒是否出现动态不平衡，若是，则控制滚筒停止加速运转，并判断滚筒已执行的抖散操作次数是否大于预设次数值，是，则控制滚筒停止运转，否，则控制滚筒执行抖散操作并随后进行低速运转，且在滚筒低速运转时对其进行静态不平衡检测，在此过程中无需采用传感器进行不平衡检测，降低了成本和检测难度，且可在滚筒低速运转和加速运转时进行动态不平衡检测，避免了在滚筒高速运转时进行动态不平衡检测而导致机械部件出现碰撞损害的问题。

基于上述的滚筒洗衣机不平衡检测方法，本发明实施例还提供了滚筒洗衣机不平衡检测装置，如图12所示，其包括转矩平均值获取模块200以及动态不平衡判断模块300。

转矩平均值获取模块200用于在滚筒按照恒定加速度进行加速运转的过程中，对滚筒的转矩进行检测获取滚筒每旋转一周时间内的转矩平均值和转矩平均值的最小值。

动态不平衡判断模块300用于判断转矩平均值与转矩平均值的最小值的差值是否大于预设不平衡阀值。

当动态不平衡判断模块300的判断结果为是时，判定滚筒出现动态不平衡。

当动态不平衡判断模块300的判断结果为否时，判定滚筒未出现动态不平衡。

进一步的，转矩平均值获取模块200对滚筒的转矩进行检测并获取转矩平均值的过程具体为：

在滚筒每旋转一周的时间内对滚筒的转矩进行实时检测，并根据所检测到的多个转矩值和旋转一周的时间得到转矩平均值。

进一步的，动态不平衡判断模块300实时获取滚筒的转矩平均值的最小值的过程具体为：

判断转矩平均值是否大于预先记录的转矩平均值的最小值，是，则将预先记录的转矩平均值的最小值是设定为转矩平均值的最小值，否，则将转矩平均值设定为转矩平均值的最小值。

进一步的，如图13所示，滚筒洗衣机不平衡检测装置还包括抖散次数判断模块500，抖散次数判断模块500用于判断滚筒已执行的抖散操作次数是否大于预设次数值；当判断结果为是时，控制滚筒停止运转；当判断结果为否时，控制滚筒执行抖散操作并进行低速运转，且驱动转矩平均值获取模块200工作。

此外，滚筒洗衣机不平衡检测装置还包括静态不平衡检测模块100，静态不平衡检测模块100用于在滚筒低速运转时对滚筒进行静态不平衡检测，判断滚筒静态不平衡是否低于预设不平衡阀值，当判断结果为是时，则驱动转矩平均值获取模块200工作，当判断结果为否时，则驱动抖散次数判断模块500工作。

基于上述的滚筒洗衣机不平衡检测装置，本发明实施例还提供了一种滚筒洗衣机，其包括滚筒和上述的滚筒洗衣机不平衡检测装置。

在对滚筒洗衣机进行不平衡检测的过程中，由转矩平均值获取模块在滚筒按照低速进行匀速运转时，对滚筒的转矩进行检测并获取转矩平均值，然后由动态不平衡判断模块在滚筒按照恒定加速度进行加速运转时，实时获取滚筒的转矩平均值的最小值，并根据所述转矩平均值和该转矩平均值的最小值判断滚筒是否出现动态不平衡，若是，则滚筒控制模块控制滚筒停止加速运转，并由抖散次数判断模块判断滚筒已执行的抖散操作次数是否大于预设次数值，是，则滚筒控制模块控制滚筒停止运转，否，则滚筒控制模块控制滚筒执行抖散操作并进行低速运转，且驱动静态不平衡检测模块工作，在此过程中无需采用传感器进行不平衡检测，降低了成本和检测难度，且可在滚筒低速运转和加速运转时进行动态不平衡检测，避免了在滚筒高速运转时进行动态不平衡检测而导致机械部件出现碰撞损害的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种滚筒洗衣机不平衡检测方法，其特征在于，所述滚筒洗衣机不平衡检测方法包括以下步骤：

A.在所述滚筒按照恒定加速度进行加速运转的过程中，对滚筒的转矩进行检测获取所述滚筒每旋转一周时间内的转矩平均值和转矩平均值的最小值；

B.判断所述转矩平均值与所述转矩平均值的最小值的差值是否大于预设不平衡阀值，若所述差值大于所述预设不平衡阀值，则判定所述滚筒出现动态不平衡，否则，判定所述滚筒未出现动态不平衡。

2.如权利要求1所述的滚筒洗衣机不平衡检测方法，其特征在于，所述步骤A中对滚筒的转矩进行检测并获取所述滚筒每旋转一周时间内的转矩平均值的步骤具体包括以下步骤：

在所述滚筒每旋转一周的时间内对所述滚筒的转矩进行实时检测，并根据所检测到的多个转矩值和旋转一周的时间得到所述转矩平均值。

3.如权利要求1所述的滚筒洗衣机不平衡检测方法，其特征在于，所述步骤A中对滚筒的转矩进行检测获取所述滚筒每旋转一周时间内的转矩平均值的最小值的步骤具体为：

判断所述转矩平均值是否大于预先记录的转矩平均值的最小值，是，则将预先记录的转矩平均值的最小值是设定为转矩平均值的最小值，否，则将所述转矩平均值设定为转矩平均值的最小值。

4.如权利要求1所述的滚筒洗衣机不平衡检测方法，其特征在于，在所述步骤B中判定所述滚筒出现动态不平衡之后还包括以下步骤：

C.判断所述滚筒已执行的抖散操作次数是否大于预设次数值，是，执行步骤D，否，则执行步骤E；

D.控制所述滚筒停止运转；

E.控制所述滚筒执行抖散操作并随后进行低速运转，且返回执行步骤A。

5.如权利要求4所述的滚筒洗衣机不平衡检测方法，其特征在于，在所述步骤A之前还包括以下步骤：

在滚筒匀速运转时对滚筒进行静态不平衡检测；

判断所述滚筒静态不平衡是否低于所述预设不平衡阀值，是，则执行所述步骤A，否，则执行所述步骤C。

6.一种滚筒洗衣机不平衡检测装置，其特征在于，所述滚筒洗衣机不平衡检测装置包括：

转矩平均值获取模块以及动态不平衡判断模块；

所述转矩平均值获取模块在所述滚筒按照恒定加速度进行加速运转的过程中，对滚筒的转矩进行检测获取所述滚筒每旋转一周时间内的转矩平均值和转矩平均值的最小值；

所述动态不平衡判断模块用于判断所述转矩平均值与所述转矩平均值的最小值的差值是否大于预设不平衡阀值，若所述差值大于所述预设不平衡阀值，则判定所述滚筒出现动态不平衡，否则，判定所述滚筒未出现动态不平衡。

7.如权利要求6所述的滚筒洗衣机不平衡检测装置，其特征在于，所述转矩平均值获取模块对所述滚筒的转矩进行检测并获取转矩平均值的过程具体为：

在所述滚筒每旋转一周的时间内对所述滚筒的转矩进行实时检测，并根据所检测到的多个转矩值和旋转一周的时间得到所述转矩平均值。

8.如权利要求6所述的滚筒洗衣机不平衡检测装置，其特征在于，所述转矩平均值获取模块获取所述滚筒的转矩平均值的最小值的过程具体为：

判断所述转矩平均值是否大于预先记录的转矩平均值的最小值，是，则将预先记录的转矩平均值的最小值是设定为转矩平均值的最小值，否，则将所述转矩平均值设定为转矩平均值的最小值。

9.如权利要求6所述的滚筒洗衣机不平衡检测装置，其特征在于，所述滚筒洗衣机不平衡检测装置还包括抖散次数判断模块；

所述抖散次数判断模块用于判断所述滚筒已执行的抖散操作次数是否大于预设次数值；

当判断结果为是时，控制所述滚筒停止运转；

当判断结果为否时，控制所述滚筒执行抖散操作并随后进行低速运转，且驱动所述转矩平均值获取模块工作。

10.如权利要求9所述的滚筒洗衣机不平衡检测装置，其特征在于，所述滚筒洗衣机不平衡检测装置还包括静态不平衡检测模块；

所述静态不平衡检测模块用于在滚筒低速运转时对滚筒进行静态不平衡检测；

判断所述滚筒静态不平衡是否低于所述预设不平衡阀值，是，则驱动所述转矩平均值获取模块工作，否，则驱动所述抖散次数判断模块工作。

11.一种滚筒洗衣机，包括滚筒，其特征在于，所述滚筒洗衣机还包括如权利要求6-10任一项所述的滚筒洗衣机不平衡检测装置。