滚筒洗衣机及其控制方法、装置、机器可读存储介质与流程
本发明涉及洗衣机控制技术领域，具体地涉及一种滚筒洗衣机控制方法、装置、机器可读存储介质以及滚筒洗衣机。
背景技术：
在变频滚筒洗衣机中，当变频电机所带动的滚筒不平衡时，变频电机的转速越高，则系统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。因此，变频滚筒洗衣机需要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，以达到减小系统的振动和噪声的目的。
如图1所示，传统的负载不平衡检测功能是在洗衣机启动后的滚筒低转速时低速不平衡量检测，例如根据变频电机的转速或转矩判断滚筒是否平衡，是否进入高速脱水，并根据偏心大小判断脱水的预设转速(通常为最高脱水转速)，从而控制滚筒在预设转速下进行高速脱水，直至结束。
但是在高速脱水时，由于衣物吸水率的不同，随着水量的流失，偏心的大小会发生变化，一旦出现较大的偏心，就会导致洗衣机在高速脱水时出现震动和噪音。但同时，随着水量的流失也有可能使偏心变小，从而可以提高脱水转速。
技术实现要素：
本发明实施例的目的是提供一种方法及设备，该方法及设备能够实现滚筒高速旋转时的偏心检测，实时调整电机转速，及时改变不平衡状态，减少系统振动和噪音，提高脱水效率。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种滚筒洗衣机控制方法，该方法包括：
在滚筒以当前档速旋转脱水过程中，确定所述滚筒至少一个偏振方向的位移幅值；以及
将所述位移幅值中的最大者依次与第一预设阈值、第二预设阈值相比较；
其中，当最大者的所述位移幅值大于所述第一预设阈值时，控制所述滚筒停止运行；
当最大者的所述位移幅值大于所述第二预设阈值且小于所述第一预设阈值时，保持所述滚筒以所述当前档速旋转；否则当最大者的所述位移幅值不大于所述第二预设阈值时，控制所述滚筒朝向高于所述当前档速的高位档速加速。
可选地，该方法包括：该方法还包括：在所述滚筒洗衣机启动时进行低速不平衡检测以确定脱水的预设转速，并且在达到所述预设转速之前的脱水过程中，以分档提速方式控制所述滚筒旋转提速。
可选地，该方法包括：在所述滚筒的所述当前档速达到所述预设转速时，确定所述滚筒至少一个偏振方向的位移幅值，将所述位移幅值中的最大者与第三预设阈值相比较，当所述预设转速时的最大者的所述位移幅值小于所述第三预设阈值，将所述预设转速升档，否则当所述预设转速时的最大者的所述位移幅值不小于所述第三预设阈值，保持所述滚筒以所述预设转速旋转。
可选地，所述第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值与所述当前档速相关联，所述当前档速越大，相应预设的所述第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值越小。
可选地，所述位移幅值与所述滚筒的偏振加速度的波动值和滚筒转速相关联，其中，所述偏振加速度的波动值为所述滚筒旋转一周过程中，所述偏振加速度的最大值与最小值的差值。
可选地，通过以下等式计算所述位移幅值a：
其中，△s为所述偏振加速度的波动值，v为滚筒转速。
可选地，该方法还包括：
当所述位移幅值的最大者大于所述第一预设阈值并控制所述滚筒停止运行后，执行预设抖散操作。
可选地，在所述滚筒以所述当前档速运行设定时长后，检测并计算所述位移幅值。
另一方面，本发明实施例提供一种滚筒洗衣机控制装置，该装置包括：
转速控制器、平衡控制器以及与该平衡控制器耦合的加速度传感器和转速检测器，其中
所述转速控制器，被配置成控制电机驱动滚筒以设定转速旋转，并且在所述滚筒洗衣机的脱水阶段产生分档转速指令，以分档提速方式控制所述滚筒旋转提速；
所述加速度传感器，被配置成测量所述滚筒的偏振加速度；
所述转速检测器，被配置成测量所述滚筒的滚筒转速；以及
所述平衡控制器，被配置成：
当滚筒以当前档速旋转脱水过程中，确定所述滚筒至少一个偏振方向的位移幅值；以及
将所述位移幅值中的最大者依次与第一预设阈值、第二预设阈值相比较；
其中，当最大者的所述位移幅值大于所述第一预设阈值时，控制所述滚筒停止运行；
当最大者的所述位移幅值大于所述第二预设阈值且小于所述第一预设阈值时，保持所述滚筒以所述当前档速旋转；否则当最大者的所述位移幅值不大于所述第二预设阈值时，通过所述转速控制器控制所述滚筒朝向高于所述当前档速的高位档速加速。
可选地，所述滚筒洗衣机控制装置还包括低速不平衡检测器，该低速不平衡检测器配置为在所述滚筒洗衣机启动时进行低速不平衡检测以确定脱水的预设转速。
可选地，所述平衡控制器还被配置成：在所述滚筒的所述当前档速达到所述预设转速时，确定所述滚筒至少一个偏振方向的位移幅值并将所述位移幅值中的最大者与第三预设阈值相比较；当所述预设转速时的所述位移幅值的最大者小于所述第三预设阈值，将所述预设转速升档，否则当所述预设转速时的所述位移幅值的最大者不小于所述第三预设阈值，保持所述滚筒以所述预设转速旋转。
可选地，所述位移幅值与所述滚筒的偏振加速度的波动值和滚筒转速相关联，所述平衡控制器，被配置成，通过以下等式计算所述位移幅值a：
其中，△s为偏振加速度的波动值，v为滚筒转速，所述偏振加速度的波动值为所述滚筒旋转一周过程中，所述偏振加速度的最大值与最小值的差值。
可选地，所述平衡控制器，被配置成：当所述位移幅值的最大者大于所述第一预设阈值并控制所述滚筒停止运行后，执行预设抖散操作。
另一方面，本发明的实施例提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的方法。
另一方面，本发明的实施例提供一种滚筒洗衣机，该滚筒洗衣机包括上述的装置。
通过上述技术方案，根据偏振方向的位移幅值能够判断滚筒洗衣机是否处于动态不平衡状态，并且根据滚筒的位移幅值与各个预设阈值的比较，可在偏心过大时采取滚筒停转措施，保障系统安全，偏心较大但可接受时保持既有速度的脱水旋转，以及在偏心较小时及时提高预设转速，提高脱水效率。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是传统滚筒洗衣机控制方法的流程图；
图2是本发明示例实施例提供的滚筒洗衣机控制方法的流程图；
图3是本发明另一示例实施例提供的滚筒洗衣机控制方法流程图；
图4是本发明示例实施例提供的滚筒洗衣机控制装置的组成示意图；
图5是以分档提速方式控制滚筒旋转提速的滚筒转速曲线，其中时间轴上标示了检测并计算位移幅值的检测点。
附图标记说明
301平衡控制器302转速控制器
303电机驱动控制部304电机
305转速检测器306加速度传感器
307低速不平衡检测器
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，本发明的说明书中使用的措辞“包括”及“包含”是指存在上述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
以下以变频滚筒洗衣机的脱水过程为例对本发明的原理进行说明，需要说明的是本发明的实施方式并不限于此。
图2是本发明示例实施例提供的滚筒洗衣机控制方法流程图。如图2所示，本发明实施例提供的滚筒洗衣机控制方法可以包括：
s101，在滚筒以当前档速旋转脱水过程中，确定所述滚筒至少一个偏振方向的位移幅值。
其中，滚筒以不同的档速旋转脱水，以下将具体述及。
其中为便于测量、计算，偏振方向可以是径向，也可以是轴向。至少一个偏振方向可以是例如，一个径向方向、两个径向方向、三个径向方向、更多个径向方向等，在不同的实施例中，至少一个偏振方向还可以是至少一个径向方向和一个轴向方向。位移幅值可以表示滚筒圆周(例如，外沿)在滚筒转动过程中位移变化的最大值。位置幅值可以直接反映滚筒转动过程中的偏心或动态不平衡程度。
在实施例中，位移幅值可以与滚筒的偏振加速度的波动值和滚筒转速相关联。其中，偏振加速度的波动值△s可以为所述滚筒旋转一周过程中，一个偏振加速度的最大值smax与最小值smin的差值，具体关系可以如以下等式(1)所示：
△s＝smax－smin(1)
在示例的实施方式中，可以通过以下等式(2)计算位移幅值a：
其中，△s为偏振加速度的波动值，v为滚筒转速。
在不同的实施方式中，可以将滚筒洗衣机脱水时的滚筒运行等价为单自由度的简谐运动，其运动表达式可以如以下等式(3)所示：
其中，x(t)为等效运动曲线位移，a为位移幅值，ω为转速，
可以看出，偏振加速度和滚筒转速与位移幅值之间的关系。通过偏振加速度和滚筒转速可以得到位移幅值。
在实施例中，可以通过在滚筒洗衣机外桶上设置的加速度传感器来测量偏振加速度。例如，可以为每个径向方向设置一个加速度传感器。在不同的示例中，可以设置3d(三维)加速度传感器对诸如三个正交方向的多个方向的加速度进行测量。通常，3d加速度传感器的三个测量方向包括上下左右前后三个方向，其中的上下左右为径向方向，前后则为轴向方向。
s102，将所述位移幅值中的最大者依次与第一预设阈值、第二预设阈值相比较；
其中，当最大者的所述位移幅值大于所述第一预设阈值时，控制所述滚筒停止运行；
当最大者的所述位移幅值大于所述第二预设阈值且小于所述第一预设阈值时，保持所述滚筒以所述当前档速旋转；否则当最大者的所述位移幅值不大于所述第二预设阈值时，控制所述滚筒朝向高于所述当前档速的高位档速加速。
举例来说，在实施例中，通过对位移幅值设定阈值可以量化洗衣机偏心或动态不平衡状态的程度。例如，在三个径向方向的示例中，针对三个径向方向适用同一组预设阈值。
在以下实施例中，以三个径向方向为例，各个径向方向均适用同一组预设阈值。三个径向方向中的三个位移幅值取最大值，以该最大值的位移幅值分别与第一预设阈值、第二预设阈值相比较，从而采取对应措施。
第一预设阈值、第二预设阈值根据具体机型和参数具体设定。第一预设阈值、第二预设阈值与当前档速相关联，当前档速越大，相应预设的第一预设阈值、第二预设阈值越小。即脱水转速越高，所能容忍的振动量越小，相同振动量带来的噪音越大。
需要特别说明的是，本发明的滚筒洗衣机在启动时进行低速不平衡检测以确定脱水的预设转速，但并非一步到位地执行相应预设转速的脱水操作，而是在达到所述预设转速之前，以分档提速方式控制所述滚筒旋转提速。
如图5所示，从低到高至少分有400、600、800、1000rpm四档的转速，以逐档提速方式靠近预设转速。此时在进行上述步骤s101时，应在滚筒以当前档速运行设定时长后，检测并计算所述位移幅值。优选地，如图5所示，每个检测偏振加速度、滚筒转速以计算位移幅值的检测点均设置在以当前档速稳定运行一段设定时长后，尤其是在靠近加速跃进的高位档速之前。这些设定时长、档速等都可通过以下将阐述的转速控制器、平衡控制器等具体设置，以进行过程控制。
在滚筒的当前档速达到预设转速时，确定滚筒至少一个偏振方向的位移幅值，将位移幅值中的最大者与第三预设阈值相比较，当预设转速时的最大者的位移幅值小于第三预设阈值，将预设转速升档，否则当预设转速时的最大者的位移幅值不小于第三预设阈值，保持滚筒以预设转速旋转。将预设转速升档，可提高脱水转速，加快脱水过程，提升效率。
图3是本发明另一个示例实施例提供的滚筒洗衣机控制方法流程图，其对图2流程进行了细化阐述。
其中，在步骤s201、s202、s203中进行低速不平衡检测，以确定是否脱水及脱水转速(即预设转速)。在确定进行高速脱水的步骤s204后，步骤s205读取3d(三维)加速度传感器对三个正交方向的径向加速度的测量值，步骤s206通过电机转速计算滚筒转速或通过感应器直接获取滚筒转速等。在实施例中，在步骤s206中所确定的滚筒转速值可以是滚筒转动一周时的即时转速值。在不同的实施例中，上述转速值也可以是滚筒在转动一周过程中的平均转速值。在步骤s207中根据步骤s205、s206的检测值计算位移幅值。而后进入逐次比较的过程，在步骤s208、s210、s214中将位移幅值的最大者分别与第一预设阈值、第二预设阈值相比较，从而采取对应措施，进入相应的下位步骤进程中，如步骤s209、s211、s215。直至步骤s216达到脱水时间，到步骤s217脱水结束。
其中，在步骤s210、s212、s213中，在到达预设转速之前的当前档速时，若检测的位移幅值的最大者不大于第二预设阈值时，则继续升速脱水，控制滚筒朝向高于当前档速的高位档速加速，直至达到预设转速。
在实施例中，步骤s209之后执行抖散操作，可以采用诸如减小滚筒转速以使衣物在滚筒中重新分布、或者向滚筒中进水以使衣物在滚筒中重新分布等滚筒洗衣机可用的平衡调整技术。另外，在s209处控制滚筒停止后，方法还可以包括报警步骤，例如通过声音对洗衣机不平衡进行报警。
本发明实施例的另一个方面提供了一种滚筒洗衣机控制装置，可以执行本发明上述实施例提供的滚筒洗衣机控制方法。
图4是本发明示例实施例提供的滚筒洗衣机控制装置组成示意图。如图4所示，滚筒洗衣机控制装置可以包括：
转速控制器302、平衡控制器301以及与该平衡控制器301耦合的加速度传感器306和转速检测器305，其中：
转速控制器302，被配置成控制电机304驱动滚筒以设定转速旋转，并且在滚筒洗衣机的脱水阶段产生分档转速指令，以分档提速方式控制滚筒旋转提速；转速控制器302发出的速度指令传送至电机驱动控制部303，电机驱动控制部303控制电机304以指令速度转动，从而驱动滚筒达到所需转速或档速；
加速度传感器306，被配置成测量滚筒的偏振加速度；在实施例中，加速度传感器306可以被设置在滚筒洗衣机的外桶处。在实施例中，加速度传感器306可以是能够检测多个方向加速度的3d加速度传感器。在不同的实施例中，加速度传感器306可以是包括分别测量多个方向的传感器组。
转速检测器305，被配置成测量滚筒的滚筒转速；
平衡控制器301，被配置成：
当滚筒以当前档速旋转脱水过程中，确定滚筒至少一个偏振方向的位移幅值；其中，位移幅值与滚筒偏振方向的加速度波动值和滚筒转速相关联；加速度波动值可以为滚筒旋转一周过程中，偏振方向加速度的最大值与最小值的差值，该最大值和最小值可以从加速度传感器306获得；以及
将位移幅值中的最大者依次与第一预设阈值、第二预设阈值相比较；
其中，当最大者的位移幅值大于第一预设阈值时，控制滚筒停止运行；
当最大者的位移幅值大于所述第二预设阈值且小于第一预设阈值时，保持滚筒以当前档速旋转；否则当最大者的位移幅值不大于第二预设阈值时，通过转速控制器控制滚筒朝向高于当前档速的高位档速加速。
在实施例中，滚筒洗衣机控制装置还可包括低速不平衡检测器307，该低速不平衡检测器配置为在所述滚筒洗衣机启动时进行低速不平衡检测以确定脱水的预设转速。低速不平衡检测器307将预设转速传送至转速控制器302。
因此进一步地，平衡控制器301还被配置成：在滚筒的当前档速达到预设转速时，确定滚筒至少一个偏振方向的位移幅值并将位移幅值中的最大者与第三预设阈值相比较；当预设转速时的位移幅值的最大者小于第三预设阈值，将预设转速升档，否则当预设转速时的位移幅值的最大者不小于第三预设阈值，保持滚筒以预设转速旋转。
显然，平衡控制器301可进一步细化包括依次电连接的检测部、比较部和处理部，检测部用于检测确定位移幅值的最大者，比较部用于将位移幅值的最大者依次与第一预设阈值、第二预设阈值相比较，处理部用于根据比较结果向转速控制器302发送处理指令，例如转速为零的停机指令、向高位档速加速的升速脱水指令、保持当前档速的保持指令、将预设转速升档的预设转速提升指令等。转速控制器302接收到上述各种指令后，相应控制电机304执行停机、加速、匀速等操作。
在实施例中，利用上述控制原理，平衡控制器301还可被配置成：当位移幅值的最大者大于第一预设阈值并控制滚筒停止运行后，执行预设抖散操作。
本发明的实施例另一方面，提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的滚筒洗衣机控制方法。
本发明的实施例的再一方面，提供一种滚筒洗衣机，该滚筒洗衣机包括上述的滚筒洗衣机控制装置。
本发明实施例提供的上述技术方案，根据偏振方向的位移幅值能够判断所述滚筒洗衣机是否处于动态不平衡状态，并且根据滚筒的位移幅值的最大者与各个预设阈值的比较，可在偏心过大时采取滚筒停转措施，及时保障洗衣机的结构安全，防止高噪音污染，偏心较大但可接受时保持既有速度的脱水旋转，以及在偏心较小时及时升速脱水或提高预设转速，从而提高了脱水效率。
以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！