專利名稱：一種利用電機功率變化判斷內(nèi)桶起浮狀態(tài)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及洗衣機領(lǐng)域，具體涉及一種利用水浮力控制內(nèi)桶上升的浮力洗衣機的 內(nèi)桶浮起狀態(tài)的檢測方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中洗衣機的工作方式有多種情況，如圖1所示，其中有一種是利用外筒 內(nèi)不斷注入的水實現(xiàn)內(nèi)桶1浮起的離合工作方式。在這種工作方式中，電機直接驅(qū)動波輪 運轉(zhuǎn)，不需要減速和離合裝置。其工作原理是在內(nèi)桶1底部設(shè)置空腔2和花鍵槽3，當(dāng)外 筒內(nèi)的水進(jìn)到一定水量時，內(nèi)桶底的空腔能夠存儲一定量空氣而形成空氣腔，產(chǎn)生的浮力 可將內(nèi)桶托起，使內(nèi)桶底部的花鍵槽脫離電機軸上的花鍵齒輪4，這樣電腦程控器控制的電 機僅帶動波輪轉(zhuǎn)動，完成正反轉(zhuǎn)洗滌工作，內(nèi)桶在排水后失去浮力下落，電機軸上的花鍵齒 輪與內(nèi)桶底的花鍵槽嚙合，此時電機軸的轉(zhuǎn)動就會帶動波輪和內(nèi)桶共同旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)衣物的 脫水。此方案能夠減輕洗衣機的重量、簡化離合裝置，降低成本。但是此類洗衣機存在下述問題，對于利用浮力上浮的內(nèi)桶，其上升不僅只依靠水 量，還與內(nèi)桶本身重量、浮力室的大小、洗滌衣物量的多少、內(nèi)桶底部的花鍵槽與電機軸花 鍵齒輪的嚙合緊密度等有關(guān)，內(nèi)桶的上升不能自動控制。如果洗滌時內(nèi)桶未浮起，內(nèi)桶底部 的花鍵槽與電機軸上的花鍵齒輪一直處于嚙合狀態(tài)，此時電機的輸出要驅(qū)動波輪、內(nèi)桶以 及內(nèi)桶內(nèi)的水和衣物一起運轉(zhuǎn)，所需要的動力就增大，即電機運轉(zhuǎn)的阻力變大，此時就有可 能使電機出現(xiàn)故障，或是超出電機的額定功率而不能工作。而在內(nèi)桶浮起時，內(nèi)桶底部的花 鍵槽脫離電機軸上的花鍵齒輪，內(nèi)桶呈漂浮狀態(tài)，這時電機的輸出只需驅(qū)動波輪帶動桶內(nèi) 的衣物運轉(zhuǎn)，受到的阻力就會明顯變小，這不但有利于電機的正常工作還能延長電機的使 用壽命。另外，內(nèi)桶沒有浮起時進(jìn)行洗滌，還會產(chǎn)生較大的噪音，對內(nèi)桶底部的花鍵槽和電 機軸上的花鍵齒輪產(chǎn)生破壞。因此，在洗滌前必須判斷內(nèi)桶是否已經(jīng)浮起，并對未浮起的內(nèi) 桶采取相應(yīng)的措施使其浮起以完成正常洗滌工作。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中浮力洗衣機的內(nèi)桶在工作中不能判定是否浮起的問題，本發(fā)明 提供一種能夠確定浮力洗衣機的內(nèi)桶是否浮起并能對未浮起的內(nèi)桶進(jìn)行處理的檢測處理 方法。具體方案如下一種利用電機功率變化判斷內(nèi)桶起浮狀態(tài)的方法，其特征在于，包括 如下步驟步驟1、對洗衣機進(jìn)行注水，并設(shè)定一個電機起始啟動水位，當(dāng)注水到達(dá)該起始啟 動水位時；步驟2、按固定時間間隔啟動電機運行；步驟3、電腦程控器的CPU測量電機啟動時的電流、電壓并計算電機的啟動功率；步驟4、重復(fù)步驟2-3兩至三次，計算出啟動功率的平均值；步驟5、重復(fù)步驟2-4，同時利用在后平均值減去前一次所測平均值，用兩者的差值判斷內(nèi)桶的浮起狀態(tài)，判斷方法如下步驟51、兩者的差大于0，則表明內(nèi)桶未浮起，繼續(xù)執(zhí)行上述判斷步驟；步驟52、兩者的差小于0，則表明內(nèi)桶浮起，進(jìn)入下一步洗滌程序。本發(fā)明的另一優(yōu)選方案當(dāng)水到達(dá)洗滌水位而內(nèi)桶仍未浮起時，啟動設(shè)定次數(shù)的 抖動水流程序，使電機左右旋轉(zhuǎn)3-5次，再運行步驟2-5，以確定內(nèi)桶是否浮起步驟21、如內(nèi)桶仍未浮起，則電腦程控器向用戶發(fā)出報警信息；步驟22、如內(nèi)桶浮起，則洗衣機補進(jìn)水至洗滌水位，進(jìn)入下一步洗滌程序。本發(fā)明的另一優(yōu)選方案所述步驟1的設(shè)定啟動水位為低于洗衣機的洗滌水位且 水的浮力不足以浮起內(nèi)桶時的水位。本發(fā)明的另一優(yōu)選方案所述步驟2中的固定時間間隔為1000ms-1500ms。本發(fā)明的另一優(yōu)選方案所述步驟2中電機的運轉(zhuǎn)方向為順時針方向。本發(fā)明的另一優(yōu)選方案所述步驟52中優(yōu)選方式為，當(dāng)連續(xù)兩次相減的結(jié)果都小 于0時，才給出內(nèi)桶浮起的信息。本發(fā)明的另一優(yōu)選方案所述步驟52中，當(dāng)?shù)谝淮纬霈F(xiàn)差值小于0時，保留被減數(shù) 為固定被減數(shù)，后續(xù)測得的功率僅與固定被減數(shù)相減。本發(fā)明利用電機因為負(fù)荷不同，啟動功率不同從而確定內(nèi)桶是否浮起，當(dāng)內(nèi)桶未 浮起時，電機在啟動時不但要帶動水旋轉(zhuǎn)還要帶動嚙合的內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)，這需要更大的啟動功 率才能完成，同樣，內(nèi)桶浮起后，電機只需要帶動水和衣物旋轉(zhuǎn)即可，此時電機只需要較少 啟動的功率即可，將前后計算的啟動功率進(jìn)行相減，根據(jù)差值的變化即可確定內(nèi)桶是否浮 起。為防止出現(xiàn)誤差，本方案還進(jìn)一步采用多次啟動電機運轉(zhuǎn)，計算平均功率的測試方式， 從而保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確。本方案大大延長了洗衣機電機的壽命，避免了電機在內(nèi)桶未浮 起時進(jìn)行工作的問題，降低了電機的功耗和發(fā)熱量。利用抖動水流程序來克服內(nèi)桶上花鍵 槽與驅(qū)動軸上花鍵齒輪的嚙合力，加速了內(nèi)桶的上浮。本方案測試過程簡單，不需要增加新 的設(shè)備，幫助洗衣機電腦程控器了解當(dāng)前內(nèi)桶的沉浮狀態(tài)，為全自動洗衣控制提供了方便。


圖1現(xiàn)有技術(shù)中浮桶洗衣機的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明的實施例1的判斷過程示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，由于洗衣機是浮桶式結(jié)構(gòu)，內(nèi)桶1底部有空氣室2，當(dāng)洗衣機進(jìn)水時， 如果進(jìn)的水產(chǎn)生的浮力不足以將內(nèi)桶以及里面的衣物浮起，內(nèi)桶上的花鍵槽3與電機軸上 的花鍵齒輪4 一直處于嚙合狀態(tài)，此時如果啟動電機運轉(zhuǎn)工作，電機不僅要驅(qū)動波輪帶動 內(nèi)桶中的水以及衣物運轉(zhuǎn)，而且還要帶動內(nèi)桶一起運轉(zhuǎn)，所需要的功率很大。如果繼續(xù)進(jìn) 水，當(dāng)進(jìn)入的水產(chǎn)生的浮力足夠大，能將內(nèi)桶以及里面的衣服浮起時，內(nèi)桶底部的花鍵槽脫 離電機軸上的花鍵齒輪，內(nèi)桶漂浮起來呈自由漂浮狀態(tài)。這時電機只需驅(qū)動波輪帶動內(nèi)桶 中的水和衣物運轉(zhuǎn)，電機的阻力就會明顯變小，電機帶動內(nèi)桶運轉(zhuǎn)所需的功率就會變小。因 此，在相同條件下，電機所帶的負(fù)荷不同，啟動功率就不同，負(fù)荷大時，電機的啟動功率就 大，相反，負(fù)荷小時，電機的啟動功率就小。如果內(nèi)桶已經(jīng)漂浮起來，即使有水不斷注入，電機在負(fù)荷不變的情況下，啟動功率也基本會保持不變。這時只要測出電機啟動功率的變化， 就可以判斷出內(nèi)桶是否浮起。本方案設(shè)定一個電機起始啟動水位，電機起始啟動水位是指一個既可以減輕電機 的發(fā)熱又保證進(jìn)水到該水位時內(nèi)桶不會浮起的水位。該電機起始啟動水位需要低于洗衣機 設(shè)定的洗滌水位，這個水位高度根據(jù)洗衣機桶的大小會發(fā)生變化，需要根據(jù)不同的洗滌容 量事先測得，一般是2或3水位。電腦程控器驅(qū)動電機以順時針方向以固定時間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)， 測量電機啟動時的電流和電壓，計算出電機在啟動時的功率。電機順時針方向轉(zhuǎn)動，是因為 多數(shù)洗衣機內(nèi)注水時，水流會以順時針的方向在桶內(nèi)流動，因此采用啟動電機以順時針方 向轉(zhuǎn)動，能夠減少外界因素對電機的影響，減少電機過熱的情況。間隔一段時間后，此間隔 一般設(shè)定為1000ms-1500ms，繼續(xù)驅(qū)動電機在同樣的條件下旋轉(zhuǎn)同樣的時間，同時計算其啟 動功率，然后利用后一測量的平均功率值減去第一次測量的平均功率值，根據(jù)差值的大小 即可確定內(nèi)桶是否浮起。由于起始啟動水位時內(nèi)桶未浮起(此是專門設(shè)定)，因此電機此時 的負(fù)荷大，相應(yīng)的啟動功率也大。電機在第二次旋轉(zhuǎn)時，由于測量過程中洗衣機的注水一直 未停止，這時就可能出現(xiàn)兩種情況1、由于洗衣機內(nèi)的水增多但還不夠?qū)?nèi)桶浮起，此時計算的電機功率值有所增 長，用第二次的功率值減去第一次的功率值所得差會大于0，即表明內(nèi)桶未浮起。2、洗衣機內(nèi)不斷增多的水能夠?qū)?nèi)桶浮起，此時電機的轉(zhuǎn)動只需要帶動水和衣物 旋轉(zhuǎn)，大大減輕了負(fù)荷，因此電機啟動時的功率小于第一次或前次的功率值，用第二次功率 值減去第一次或前次的功率值所得差值會小于0，即表明內(nèi)1桶浮起。這就是本方案的基本 工作過程和原理。為減小上述確定過程的誤差，可以重復(fù)上述步驟2-3次，根據(jù)最終的平均結(jié)果來 判斷內(nèi)桶是否浮起。當(dāng)洗衣機內(nèi)的水到達(dá)洗滌水位而還不能確定內(nèi)桶是否浮起時，則停止 進(jìn)水，洗衣機電腦程控器會運行抖動水流程序，即驅(qū)動電機以慢速左右旋轉(zhuǎn)3-5圈以克服 內(nèi)桶與外桶上齒輪之間的嚙合力，幫助內(nèi)桶上浮，在此過程中繼續(xù)按上述方式計算啟動功 率值，并將計算的啟動功率值與前面作為被減數(shù)的功率值進(jìn)行比較，以同樣的判斷方式確 定內(nèi)桶是否浮起。如果判定結(jié)果為浮起，則繼續(xù)注水至洗滌水位，進(jìn)入下一個洗滌程序。如 果判定結(jié)果是內(nèi)桶仍為浮起，則電腦程控器發(fā)出報警信息通知用戶或服務(wù)人員。上述抖動 水流程序可以運行2-3次，以確保內(nèi)桶浮起。為保證測得的結(jié)果準(zhǔn)確，當(dāng)?shù)谝淮纬霈F(xiàn)差值小于0的結(jié)果時，即將此時的被減數(shù) 當(dāng)作固定被減數(shù)，以后計算的功率值都去減固定被減數(shù)，如連續(xù)出現(xiàn)兩次或以上的差值都 小于0時，給出內(nèi)桶浮起的信息。實施例1 如圖2所示，為本方案的工作流程，首先洗衣機進(jìn)水至電機起始啟動水位，然后以 固定的加速度，啟動電機，檢測此時電機的電流I和電壓U，利用P = U*I計算出此次電機的 啟動功率。為提供準(zhǔn)備的測量結(jié)果，可以重復(fù)2-3次上述過程，利用Pn= 1/Ν Σ Pi求出幾 次計算后的平均功率值，以1200ms的時間間隔重復(fù)計算上述過程2-3次，由第二次開始，每 次利用后面算出的平均功率值減去前一次算出的平均功率值，即Pn-(Pn-I) <0時(η為第 幾次測量)，確定內(nèi)桶浮起，記錄此時的被減數(shù)Pn-I作為固定被減數(shù)，然后再運行上述測量 程序2-3次，將每次測得的電機啟動功率都與固定被減數(shù)Pn-I相減，當(dāng)出現(xiàn)兩次結(jié)果都小于0時，則斷定內(nèi)桶已經(jīng)浮起，此時洗衣機繼續(xù)補水至洗滌水位，進(jìn)入下一個洗滌程序。
當(dāng)Pn-(Pn-I) > 0時，判斷內(nèi)桶未浮起，繼續(xù)上述電機運轉(zhuǎn)程序直至水位到達(dá)洗滌 水位仍然不能確定內(nèi)桶是否浮起時，則停止注水，運行抖動水流程序，每執(zhí)行一次抖動水流 程序后則執(zhí)行一次前面的運行計算過程，當(dāng)出現(xiàn)功率差值小于0時，重新運行計算過程一 次或兩次，以兩次或三次的相同的差值結(jié)果來確定內(nèi)桶已經(jīng)浮起，然后洗衣機補水至洗滌 水位。當(dāng)上述方式還無法確定內(nèi)桶是否浮起時，電腦程控器向用戶或服務(wù)人員發(fā)送報警信 息。
權(quán)利要求
1.一種利用電機功率變化判斷內(nèi)桶起浮狀態(tài)的方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟1、對洗衣機進(jìn)行注水，并設(shè)定一個電機起始啟動水位，當(dāng)注水到達(dá)該起始啟動水位時；步驟2、按固定時間間隔啟動電機運行；步驟3、電腦程控器的CPU測量電機啟動時的電流、電壓并計算電機的啟動功率； 步驟4、重復(fù)步驟2-3兩至三次，計算出啟動功率的平均值；步驟5、重復(fù)步驟2-4，同時利用在后平均值減去前一次所測平均值，用兩者的差值判 斷內(nèi)桶的浮起狀態(tài)，判斷方法如下步驟51、兩者的差大于0，則表明內(nèi)桶未浮起，繼續(xù)執(zhí)行上述判斷步驟； 步驟52、兩者的差小于0，則表明內(nèi)桶浮起，進(jìn)入下一步洗滌程序。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用電機功率變化判斷內(nèi)桶起浮狀態(tài)的方法，其特征在 于，當(dāng)水到達(dá)洗滌水位而內(nèi)桶仍未浮起時，啟動設(shè)定次數(shù)的抖動水流程序，使電機左右旋轉(zhuǎn) 3-5次，再運行步驟2-5，以確定內(nèi)桶是否浮起步驟21、如內(nèi)桶仍未浮起，則電腦程控器向用戶發(fā)出報警信息； 步驟22、如內(nèi)桶浮起，則洗衣機補進(jìn)水至洗滌水位，進(jìn)入下一步洗滌程序。
3.如權(quán)利要求1所述的一種利用電機功率變化判斷內(nèi)桶起浮狀態(tài)的方法，其特征在 于，所述步驟1的設(shè)定啟動水位為低于洗衣機的洗滌水位且水的浮力不足以浮起內(nèi)桶時的 水位。
4.如權(quán)利要求1所述的一種利用電機功率變化判斷內(nèi)桶起浮狀態(tài)的方法，其特征在 于，所述步驟2中的固定時間間隔為1000ms-1500ms。
5.如權(quán)利要求1所述的一種利用電機功率變化判斷內(nèi)桶起浮狀態(tài)的方法，其特征在 于，所述步驟2中電機的運轉(zhuǎn)方向為順時針方向。
6.如權(quán)利要求1所述的一種利用電機功率變化判斷內(nèi)桶起浮狀態(tài)的方法，其特征在 于，所述步驟52中優(yōu)選方式為，當(dāng)連續(xù)兩次相減的結(jié)果都小于0時，才給出內(nèi)桶浮起的信 息。
7.如權(quán)利要求6所述的一種利用電機功率變化判斷內(nèi)桶起浮狀態(tài)的方法，其特征在 于，所述步驟52中，當(dāng)?shù)谝淮纬霈F(xiàn)差值小于0時，保留被減數(shù)為固定被減數(shù)，后續(xù)測得的功 率僅與固定被減數(shù)相減。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用電機功率變化判斷內(nèi)桶起浮狀態(tài)的方法，屬于洗衣機領(lǐng)域，依次執(zhí)行下述步驟，1)對洗衣機進(jìn)行注水，當(dāng)注水到達(dá)該起始啟動水位時；2)電腦程控器按固定的時間間隔啟動電機運行；3)電腦程控器的CPU測量電機啟動時的電流、電壓并計算出電機的啟動功率；4)重復(fù)步驟2-3兩至三次，計算出啟動功率的平均值；5)重復(fù)步驟2-4，同時利用在后所測功率的平均值減去前一次所測功率的平均值，用兩者的差值判斷內(nèi)桶的浮起狀態(tài)兩者的差大于0，則表明內(nèi)桶未浮起；兩者的差小于0，則表明內(nèi)桶浮起。本發(fā)明利用電機因為負(fù)荷不同，輸出的功率不同而確定內(nèi)桶是否浮起，方法簡單，并避免了電機的異常發(fā)熱以及齒輪上花鍵等部件的損壞。
文檔編號D06F33/02GK102115969SQ20111004267
公開日2011年7月6日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者劉杰, 皮曉杰, 許升 申請人:海爾集團公司, 青島海爾洗衣機有限公司