CN101295166A - 用于家用电器的控制方法和控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于家用电器的控制方法和控制设备，该家用电器包括把危险呈现给用户的元件、和用来保护用户免受由危险元件呈现的危险的保护元件，该控制设备具有：控制部件，监视危险元件和保护元件的操作状态并且也致动和/或停止保护元件；和保护装置，在危险元件的停止操作范围外防止由控制部件停止保护元件，在该范围中，保护元件的停止是允许的。控制设备也具有：保护装置监视装置，它，为了在危险元件的模拟操作范围内启动保护元件的停止，在该范围中危险元件的操作状态不把危险呈现给用户并且该范围在停止操作范围外；并且也设计控制部件，以便当保护元件的停止由保护装置监视装置启动时，如果实际停止保护元件，则识别到保护装置的故障。

Description

用于家用电器的控制方法和控制设备

技术领域

本发明涉及用于家用电器(例如洗衣机)的一种控制设备和一种控制方法。

背景技术

如在图6中表明的那样，家用电器(例如洗衣机)具有危险的、电气可控制元件(例如洗衣筒)，该元件把直接或间接危险呈现给用户。危险状态可能是例如旋转运动、高温或高水位。这种类型的危险状态呈现连续-值特性，就是说，存在在其处危险非常高的操作状态或信号值，并且存在在其处可认为这种危险不显著的至少一种操作状态或信号值。元件10的相应操作状态在其输出处以可电气评估的形式是可得到的，从而这个信号可由控制部件(微控制器14)在其输入14a处直接地或借助于信号-调节级(这里未示出)监视。

为了保护家用电器的用户免受由元件10呈现的危险，也有以适当方式保护用户免受相应危险的电气或电子可控制保护元件12。保护元件12是例如洗衣机的门锁，该门锁防止门被打开，并因此防止危险部分由用户触及。保护元件12的操作状态由控制部件14直接地或借助于在其输入14b处的评估电路监视。

保护元件12由控制部件14借助于其输出14c致动和停止。作为选择例，保护元件12可例如通过关闭洗衣机的门锁被致动。在这种情况下，保护元件12的意外停止(例如，考虑到控制部件14的故障)可导致危险状态。

为此，提供一种保护装置-所谓的PEC(保护电子电路)，所述保护装置由反馈支路16和逻辑组合18形成。保护装置16-18具有防止通过由控制部件14可能已经不正确地产生的控制信号14c停止保护元件12的任务，条件是危险元件10仍然呈现危险，如以上描述的那样，并且这可从元件10的输出信号识别。当保护元件12的实际停止由控制部件14的程序序列控制时，保护装置16-18形成第二保护实例。

尽管保护装置16-18在图6的例子中由硬件元件形成，但保护装置16-18能可选择地在控制部件14中实施为软件解决方案。

在这种保护装置16-18中的可能故障可导致例如反馈电路16的输出总是输出逻辑1，而不管危险元件10的操作状态。这样一种故障也可发生在逻辑组合18中，结果是控制部件的控制信号14c总是可无阻碍地通过。这种类型的保护装置16-18的故障初始保持未被识别，因为控制部件14(如打算的那样)仅当危险元件10处于对于用户不危险的状态时才停止保护元件12。在保护装置16-18中的故障是显然的，因为它仅当控制部件14在危险元件10的危险状态期间，例如由于实施软件的错误行为，发出停止信号14c时，才没有保护效果。然而，对于用户危险的状态那么会已经产生。这种类型的故障也叫做“潜在故障”。

发明内容

本发明因此基于提供用于家用电器的一种控制设备和一种控制方法的目的，在把用户置于危险情形中之前，该设备和方法可识别用于保护元件的保护装置的“潜在故障”。

这个目的由具有权利要求1的特征的一种控制设备和具有权利要求9的特征的一种控制方法实现。本发明的有利细化和发展是相应附属权利要求的主题。

用于家用电器的控制设备，所述家用电器包括把危险呈现给用户的元件、和用来保护用户免受由危险元件呈现的危险的保护元件，所述控制设备包含：控制部件，它设计成监视危险元件和保护元件的操作状态并且也致动和/或停止保护元件；保护装置，它设计成在危险元件的停止操作范围外防止由控制部件停止保护元件，在该停止操作范围中，保护元件的停止是允许的；及保护装置监视装置，它设计成，为了在危险元件的模拟操作范围内启动保护元件的停止，在该模拟操作范围中，危险元件的操作状态不把危险呈现给用户并且该模拟操作范围在危险元件的停止操作范围外，当保护元件的停止由保护装置监视装置启动时，如果实际停止保护元件，则使控制部件识别保护装置的故障。

控制设备通过控制部件故意地模拟用于保护元件的错误停止信号。当保护装置起作用时，它在危险元件的模拟操作范围中防止保护元件的实际停止。然而，如果保护装置的故障存在，则保护元件实际上被停止，并且这由控制部件检测。控制部件识别保护装置的故障，并且可通过例如防止家用电器的进一步操作以适当方式作出反应。这种模拟在仍然不把任何危险呈现给用户的危险元件的操作范围内进行，从而对于用户没有危险。

在本发明的特别有成本效果的实施例中，保护装置和/或保护装置监视装置可实施成在控制部件中的软件序列。作为选择例，用来实现两个装置的硬件解决方案也是可行的。

在本发明的特定用途中，家用电器是洗衣机，并且保护元件是门锁。在这种情况下，危险元件是例如洗衣机的洗衣筒或其电机，并且例如借助于洗衣机的洗衣筒的转速、水位及/或温度限定危险元件的停止操作范围和/或模拟操作范围。

保护装置监视装置可选择性地停止保护元件：在家用电器接通之后执行一次；在控制部件的程序序列部分之前执行一次，在该部分中，危险元件的危险状态可能出现；以规则时间间隔；在控制部件的程序序列部分之前的每一种情况下，在该部分中，危险元件的危险状态可能出现；或者连续地。

在本发明的进一步细化中，保护装置的故障通过故障的重复识别确认。

在本发明的更进一步细化中，当由控制部件识别到保护装置的故障时，防止家用电器的进一步操作。

附图说明

在参照附图的优选、非限制示范实施例的如下描述中更好地解释本发明的以上和另外的特征和优点，在附图中：

图1是用于洗衣机的控制设备的简化方块图，在该洗衣机中可使用本发明；

图2表示来自图1的控制设备的通常控制序列的流程图；

图3表示来自图1的、带有根据优选示范实施例的保护装置和保护装置监视装置的控制设备的简化方块图；

图4表示来自图3的控制设备的控制序列的流程图；

图5表示来自图1的、带有保护装置和可选择保护装置监视装置的控制设备的简化方块图；及

图6是带有根据现有技术的保护装置的控制设备的简化方块图。

具体实施方式

在第一实例中，参照图1和2解释用于家用电器的控制设备的基本设计和方式，在该洗衣机中可使用本发明并以此为例。在这种情况下，相同或等效的元件由与来自图6的上述常规设备中相同的附图标记标识。

洗衣机具有洗衣筒电机形式的危险元件10和门锁形式的保护元件12。当洗衣机的门要被打开时，必须保证，例如，在门被打开时，洗衣转速不超过特定阈值，该阈值把危险呈现给用户。

在这种情况下，驱动洗衣筒的电机10的转速由控制部件(微控制器)控制。为此，控制部件14在其输入14a处监视转速信号，该转速信号由电机10在其测速发电机20中产生，并且在A/D转换器22中转换成数字信号，使数字信号的频率与电机10的转速成比例。

控制部件14也具有用来输出用来致动和/或停止门锁12的控制命令的输出14c。作为选择例，门锁12可通过关闭洗衣机的门被致动。用来停止门锁12的控制命令与致动电路24一起产生用于三端双向可控硅元件26的触发信号，该三端双向可控硅元件26借助于门锁12可解除门的锁定。门锁12的操作状态反馈回控制部件14的监视输入14b，以便能够识别和可能指示状态“门解锁”。

参照图2，这种控制设备的“正常”控制序列如下。

在洗衣机在步骤S1中被接通之后，在步骤S2中首先执行主控制程序。在步骤S3中，控制部件14检查是否有打开门的请求。如果没有打开门的请求(在步骤S3中为“否”)，则控制序列返回到步骤S2。

如果相反，门要被打开(在步骤S3中为“是”)，则控制序列运动到步骤S4，在步骤S4中确定洗衣筒的电机10的检测转速是否低于预定阈值。如果转速仍然高于这个阈值(在步骤S4中为“否”)，则重复步骤S4。只有当转速足够低(在步骤S4中为“是”)，从而电机10的停止操作范围呈现，就是说，对于用户危险的状态不再存在时，控制序列才运动到步骤S5以便停止门锁12，就是说解锁门，从而它可由用户打开。

尽管在这个例子中危险元件10的危险状态已经假定是洗衣筒电机的高转速，但有可能，作为选择例或另外，高水位或高温用作危险状态。

为了提高洗衣机相对于不允许门解锁的安全性，控制设备也具有保护装置，如图3中示出的那样。

反馈线从测速发电机20的到控制部件的控制输入14a的信号线分支，并且积分器16提供在所述反馈线中，且只要方波信号在其输入处存在，就由方波转速信号产生具有正电压的输出信号。积分器16的这个输出信号接通晶体管18，该晶体管18阻塞用于三端双向可控硅元件26的致动电路24的任何触发信号。当没有转速信号时，就是说，电机10静止时，积分器16的输出信号变到0V，从而晶体管18被断开。因此，现在有可能的是，控制部件14的停止信号14c以上述方式产生用于三端双向可控硅元件26的触发信号，并因而停止门锁12。辅助保护装置16-18也称作PEC(保护电子电路)。

然而，如在对于本描述的开始部分中解释的那样，当这个保护装置具有故障时，有“潜在故障”的危险。如果例如控制部件在高电机转速下由于另外的缺陷把停止信号14c输出到门锁12，则已不再有保护功能，并且门被解锁，尽管电机10或洗衣筒在危险状态中。

为了避免这个问题，所述设备提出用于控制设备的另外保护装置监视装置，该保护装置监视装置在控制部件14中实施为软件序列(就是说，使得可行而没有另外的硬件元件)，并且现在参照图4的流程图将更详细地描述其作用。

在步骤S1中接通洗衣机之后，首先执行参照图2已经解释的“正常”控制序列(步骤S2至S5)、和与此并行的保护装置监视装置(步骤S6至S9)的控制序列。由于步骤S2至S5的“正常”控制序列不变，所以不再解释所述控制序列。

在保护装置监视装置的控制序列中，在步骤S6中首先进行检查，以确定危险元件10是否在其模拟操作范围内，就是说，它是否在其停止操作范围外，但洗衣筒电机10的希望转速仍然低于预定阈值，并且危险元件10因此仍然在不把危险呈现给用户的操作范围内。重复步骤S6的估计，直到电机10在安全模拟操作范围中(在步骤S6中为“是”)。如果电机10的希望转速是如此之低，从而门仍然可被打开而不呈现危险，则保护装置监视装置试图在步骤S7中使用适当致动信号停止门锁12。

如果用于门锁12的上述保护装置16-18是起作用的，则它在电机10的模拟操作范围中防止门锁12的这种停止。然而，如果保护装置呈现故障，则门被解锁。由于在步骤S8中进行检查以确定门是否已经解锁，就是说，门锁12是否已经被停止，所以控制部件14可识别保护装置16-18的故障，门锁12的操作状态已经报告给控制部件14的输入14b。如果在电机的安全停止操作范围期间也进行了以上模拟过程，则保护装置16-18如打算的那样允许保护元件12的停止，就是说，保护装置的故障不能识别。电机的模拟操作范围因此定义为其在停止操作范围外的安全操作范围。

当识别到保护装置16-18的这样一种故障时(在步骤S8为“是”)，在步骤S9中控制部件14切换到故障模式，在该故障模式中，例如(永久地)防止洗衣机的进一步操作。如果相反，保护装置16-18正确地操作(在步骤S8为“否”)，则控制序列返回到步骤S6，以便通过保护装置监视装置重复门锁12的以上停止模拟。

借助于这种保护装置监视装置(S6-S9)可可靠地识别保护装置16-18的“潜在故障”，从而如有必要，则可启动用来防止对于用户的危险的适当对策。

在保护装置监视装置(S6-S9)的上述控制序列中，危险元件10的安全模拟操作范围在步骤S6中借助于洗衣筒电机的希望转速定义。作为选择例或除此之外，也可使用电机的实际转速。不用说，依据家用电器的危险元件10的类型，这里也可使用其它变量。

此外，门锁12的停止模拟在图4中表明的保护装置监视装置(S6-S9)的控制序列中被连续地执行。然而，作为选择例，这个过程在本发明的范围内也可按如下执行：

-在家用电器接通之后执行一次；

-在控制部件14的程序序列部分之前执行一次，在该部分中，危险元件10的危险状态可能出现；

-以规则时间间隔；或

-在控制部件14的程序序列部分之前的每一种情况下，在该部分中，危险元件10的危险状态可能出现。

此外，在识别到保护装置16-18的故障之后，在图4的以上控制序列中进行到故障模式的转换(步骤S9)。同样有可能，在最后识别到故障状态并且在进行到故障模式的转换之前，通过重复方法步骤S6至S8首先检验保护装置16-18的故障状态。

另外，在上述示范实施例中，保护装置监视装置S6-S9实施为在控制部件14中的软件序列。以这种方式，与常规控制设备相比不要求另外的硬件元件，并且所述装置也可在现有电路中没有问题地实施。

然而，作为选择例，也可行的是借助于硬件形成保护装置监视装置，如在图5中表明的那样。为此目的，控制设备除来自图3的控制设备的结构外，具有用来耦合输出保护装置16-18的输出信号的耦合输出装置28、和用来数字化以这种方式耦合输出的输出信号的A/D转换器30。

控制部件14可基于供给到另外输入14d的保护装置16-18的输出信号检查保护装置的功能性。为了防止这种保护装置监视装置28-30的失效，耦合输出装置28的元件双份地提供，如在图5中表明的那样。这些变形的缺点包括另外要求硬件元件28和30和在微控制器14处另外要求输入14d。

Claims (13)

1.用于家用电器的控制设备，所述家用电器包括把危险呈现给用户的元件(10)、和用来保护用户免受由危险元件(10)呈现的危险的保护元件(12)，所述控制设备具有

控制部件(14)，设计成监视危险元件(10)和保护元件(12)的操作状态并且也致动和/或停止保护元件(12)；和

保护装置(16-18)，设计成在危险元件(10)的停止操作范围外防止由控制部件(14)停止保护元件(12)，在该停止操作范围中，保护元件(12)的停止是允许的，

其特征在于

控制设备也具有保护装置监视装置(S6-S9)，它设计成，为了在危险元件(10)的模拟操作范围内启动保护元件(12)的停止，在该模拟操作范围中，危险元件(10)的操作状态不把危险呈现给用户并且该模拟操作范围在停止操作范围外；并且

控制部件(14)还被设计成，当由保护装置监视装置启动保护元件(12)的停止时，如果实际停止保护元件(12)，则识别到保护装置(16-18)的故障。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，保护装置监视装置(S6-S9)实施成在控制部件(14)中的软件序列。

3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于，保护装置(16-18)实施成在控制部件(14)中的软件序列。

4.根据权利要求1至3之一所述的控制设备，其特征在于，家用电器是洗衣机，并且保护元件(12)是门锁。

5.根据权利要求4所述的控制设备，其特征在于，危险元件(10)是洗衣机的洗衣筒或其电机；并且借助于洗衣机的洗衣筒的转速、水位及/或温度限定危险元件的停止操作范围和/或模拟操作范围。

6.根据权利要求1至5之一所述的控制设备，其特征在于，保护装置监视装置(S6-S9)被设计成在以下情况停止保护元件(12)：

-在家用电器接通之后执行一次；

-在控制部件(14)的程序序列部分之前执行一次，在该部分中，危险元件(10)的危险状态可能出现；

-以规则时间间隔；

-在控制部件(14)的程序序列部分之前的每一种情况下，在该部分中，危险元件(10)的危险状态可能出现；或者

-连续地。

7.根据权利要求1至6之一所述的控制设备，其特征在于，控制设备被设计成通过故障的重复识别而检验保护装置(16-18)的故障。

8.根据权利要求1至7之一所述的控制设备，其特征在于，控制设备被设计成当识别到保护装置(16-18)的故障时，防止家用电器的操作。

9.用于家用电器的控制方法，所述家用电器包括把危险呈现给用户的元件(10)、用来保护用户免受由危险元件(10)呈现的危险的保护元件(12)、及用来致动和/或停止保护元件(12)的控制部件(14)，所述控制方法包括步骤：

由控制部件(14)监视危险元件(10)和保护元件(12)的操作状态；

在危险元件(10)的停止操作范围外防止由控制部件(14)停止保护元件(12)，在该停止操作范围中，保护元件(12)的停止是允许的，

由保护装置监视装置(S6-S9)在危险元件(10)的模拟操作范围内启动保护元件(12)的停止，在该模拟操作范围中危险元件(10)的操作状态不把危险呈现给用户并且该模拟操作范围在停止操作范围外；及

当由保护装置监视装置启动保护元件(12)的停止时，如果实际停止保护元件(12)，则识别到保护装置(16-18)的故障。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于

家用电器是洗衣机；

保护元件(12)是门锁；

危险元件(10)是洗衣机的洗衣筒或其电机；及

借助于洗衣机的洗衣筒的转速、水位及/或温度限定危险元件的停止操作范围和/或模拟操作范围。

11.根据权利要求9至10之一所述的控制方法，其特征在于，保护装置监视装置(S6-S9)在以下情况启动保护元件(12)：

-在家用电器接通之后执行一次；

-在控制部件(14)的程序序列部分之前执行一次，在该部分中，危险元件(10)的危险状态可能出现；

-以规则时间间隔；

-在控制部件(14)的程序序列部分之前的每一种情况下，在该部分中，危险元件(10)的危险状态可能出现；或者

-连续地。

12.根据权利要求9至11之一所述的控制方法，其特征在于，通过故障的重复识别而检验保护装置(16-18)的识别故障。

13.根据权利要求9至12之一所述的控制方法，其特征在于，当识别到保护装置(16-18)的故障时，防止家用电器的操作。

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