CN109477280B - 用于家用器具的门监测电路 - Google Patents

Abstract

提出一种用于家用器具的门监测电路(10)，所述门监测电路具有发送器输入端(12)、状态发送器(30)、高压继电器输入端(16)、继电器控制输出端(56)和监测单元(50)，所述状态发送器连接在所述发送器输入端(12)上并且代表所述家用器具的装载门的状态，所述高压继电器输入端用于借助高压继电器控制信号(HVR_ON)来操控所述门监测电路(10)，所述继电器控制输出端用于操控所述家用器具的电网开关继电器(70)，所述监测单元与所述继电器控制输出端(56)、所述发送器输入端(12)、所述高压继电器输入端(16)以及所述门监测输出端(22)连接。在此，所述监测单元(50)设置用于仅在所述状态发送器指示所述家用器具的装载门关闭时，才根据所述高压继电器控制信号(HVR_ON)操控所述继电器控制输出端(56)。此外，提出一种具有这种门监测电路的家用器具。

Description

用于家用器具的门监测电路

技术领域

本发明涉及一种用于家用器具的门监测电路，所述门监测电路具有发送器输入端和状态发送器，所述状态发送器连接在发送器输入端上并且代表家用器具的装载门的状态。此外，本发明涉及一种具有这种门监测电路和微处理器的家用器具。

背景技术

为避免风险，对于具有装载门的允许接触可运动部件的家用器具来说，应采取预防措施来防止接通可能造成损坏的组件。在洗衣机和烘干机中，所述组件例如包括滚筒的驱动电机、泵以及加热装置等。

这种预防措施的已知的一种可能性在于，通过门开关引导这种组件的运行电压，在门打开时，该门开关中断对所提到的组件的能量供给。相应地，该开关必须能够切换相应的用电器。此外，在这种情况下必要时通过较长的且尺寸足够的线路引导所需的馈电电压。

例如在EP 2 290 147 A1中公开这种门监测电路。

使用微处理器来控制家用器具提供了实现广泛的安全功能的可能性。然而，应本质安全地实施这种电路，也就是说，应确保即使在微处理器功能故障的情况下也存在基本安全功能可供使用。

发明内容

本发明提供如下解决方案：借助该解决方案可以可靠但成本有利地避免所提及的风险。

这通过一种用于家用器具的门监测电路以及一种具有这种门监测电路的家用器具实现。

因此，在用于家用器具的门监测电路中，设置发送器输入端、状态发送器、高压继电器输入端、继电器控制输出端和监测单元，该状态发送器连接在发送器输入端上并且代表家用器具的装载门的状态，该高压继电器输入端用于借助高压继电器控制信号操控门监测电路，该继电器控制输出端用于操控家用器具的电网开关继电器，该监测单元与继电器控制输出端、发送器输入端、高压继电器输入端以及门监测输出端连接，其中，发送器输入端的一极构造成与监测单元连接的输入节点，并且监测单元设置用于仅在状态发送器指示家用器具的装载门关闭时，才根据高压继电器控制信号操控继电器控制输出端。

因此，与通过家用器具的控制装置对高压继电器输入端的操控无关，仅当装载门关闭时才接通电网开关继电器，该电网开关继电器接通关键性用电器(例如加热装置、驱动装置、风扇等)的电能供给。通过监测单元使状态发送器与电网开关继电器直接硬件关联确保本质安全的运行，而与家用器具的功能无关。

根据本发明的另一有利实施方式，状态发送器通过上拉电阻和下拉电阻连接在馈电电压与接地之间。因此，状态发送器集成到分压器中，借助该分压器的电势，不仅可以确定状态发送器的状态(该状态代表装载门的状态)，而且也可以确定状态传感器及其馈电线路中的错误(例如短路或断路)。

根据本发明的另一有利实施方式，门监测电路配备有触发器输入端，以便借助触发信号通过微处理器操控门监测电路，该触发信号可以改变输入节点的状态。因此，可以检查状态传感器或门监测电路是否具有硬件故障。

根据本发明的另一有利实施方式，设置门信号输出端，该门信号输出端根据输入节点的状态提供信号。因此，门监测电路提供如下电路点：在该电路点上，可以由家用器具的控制装置或其他单元询问装载门的状态。

根据另一方面，本发明提供一种家用器具，该家用器具具有门监测电路和微处理器，该微处理器用于操控高压继电器输入端并且用于监测门监测输出端。

根据本发明的另一有利实施方式，在该家用器具中，微处理器还设置用于操控触发器输入端。

附图说明

本发明的其他优点和特征由以下参照附图的描述得出。在附图中示出：

图1根据本发明的第一实施方式示出门监测电路的示意性方框图；

图2示出根据本发明的方法的示意性流程图；

图3根据本发明的一种扩展方案示出一种方法的示意性流程图。

具体实施方式

在图1中示意性示出用于家用器具的根据本发明的门监测电路10的第一实施方式。门监测电路具有发送器输入端12、触发器输入端14和高压继电器输入端16。此外，门监测电路还具有门信号输出端20和门监测输出端22。

在发送器输入端12上连接有状态发送器30。状态发送器30可以以不同的方式实施；例如作为闭合接通部30a形式的简单门开关(在图1中以实线示出)或霍尔传感器30b(在图1中替代地以虚线示出)。状态发送器30描述家用器具的装载门的状态——即门是打开的还是关闭的。在所示的实施方式中，当家用器具的装载门关闭时，状态发送器的闭合接通部30a闭合。

此外，门监测电路10具有触发器预处理单元40、监测单元50以及门信号预处理单元60，该触发器预处理单元具有触发器输入端42和触发器输出端44，该监测单元具有继电器操控输入端52、监测输入端54、继电器控制输出端56和继电器状态输出端58，该门信号预处理单元具有门信号输入端62和门信号输出端54。

状态发送器30连接在发送器输入端12的第一极12a与第二极12b之间。第一极12a通过上拉电阻32连接到门监测电路10的馈电电压或参考电压V_ss上。第二极12b连接到输入节点36上，该输入节点通过下拉电阻34与门监测电路10的接地GND连接。

触发器预处理单元40的触发器输入端42构造成门监测电路10的触发器输入端14。触发器预处理单元40的触发器输出端44与输入节点36连接。

门信号预处理单元60的门信号输入端62同样与输入节点36连接，并且门信号预处理单元60的门信号输出端64构造成门监测电路10的门信号输出端20。

最后，监测输入端54同样将监测单元50与输入节点36连接。监测单元50的继电器操控输入端52构造成门监测电路10的高压继电器输入端16，并且监测单元50的继电器状态输出端58构造成门监测电路10的门监测输出端22。监测单元50的继电器控制输出端56操控电网开关继电器70。电网开关继电器70连接到电网馈电电压的相P，以便通过开关接通部72接通和关断对家用器具中具有电网电压需求的用电器(例如加热装置、驱动电机等)的所连接的电网馈电电压P1。

门监测电路10的核心是输入节点36和该输入节点的电平。首先应在不考虑触发器预处理单元40的功能的情况下观察该电平以及该电平与家用器具的装载门的状态的相关性。

如果状态发送器的闭合接通部30a断开(这在示出的实施方式中相应于打开的装载门)，则输入节点36的电平由于通过下拉电阻34的连接而几乎处于接地电位GND上。在替代地将霍尔传感器30b用作状态发送器的情况下，输入节点36的状态将会以相同的方式与装载门的状态耦合。

反之，在装载门关闭的情况下，状态发送器的闭合接通部30a被接通。因此，输入节点36上的电平通过下拉电阻34置于馈电电压的值Vss上，其中，实际施加的电平基本上取决于上拉电阻32的电阻值与下拉电阻34的电阻值的关系，所述上拉电阻和下拉电阻构造成分压器。

此外，在家用器具的运行中，输入节点36上的电平还取决于触发器输入端14上的触发信号MAIN_TRIGGER的状态。在最简单的情况下，该触发信号由微处理器80提供在触发器输入端14上。优选地，在触发器预处理单元40中，例如以电平匹配、逆变、模拟/数字转换或这些的组合的形式来处理触发信号。触发器预处理单元40也可以构造用于通过触发器输入端14上的数字的或模拟的控制信号受控地产生触发信号。

在所示的实施方式中，借助微处理器80的主例行程序的时钟来操控触发器输入端14并且可以呈现状态MAIN_TRIGGER_ON或MAIN_TRIGGER_OFF。因此，可以通过触发器输入端14来影响输入节点36的电平，并且具体如此影响输入节点的电平，使得该电平不仅取决于触发信号MAIN_TRIGGER的状态、而且也取决于状态发送器30的状态，并且因此在所示的实施方式中取决于装载门的状态。

微处理器80在门信号输出端20上询问输入节点36的状态。通过门信号预处理单元60如此预处理门信号输出端20上的信号，使得该信号可以由微处理器80的模拟输入端分析处理。替代地，该预处理也可以设置用于以其他方式连接到门信号输出端20上的检测装置或控制装置上，并且该预处理例如包含电平匹配、逆变、模拟/数字转换或这些的组合。该预处理也可以完全地或部分地在微处理器80中实现。

微处理器80不仅可以通过询问门信号输出端20来确定状态发送器30的状态(该状态代表装载门的状态)，而且该微处理器也可以读取触发信号MAIN_TRIGGER的状态。

监测单元50控制电网开关继电器70，该电网开关继电器可以接通和关断对家用器具中的具有电网电压需求的用电器(例如加热装置、驱动电机等)的电压供给。监测单元50借助继电器控制输出端56上的继电器馈电电压V_HVR操控电网开关继电器70。有利地，提供给监测单元50的继电器馈电电压V_HVR可以是PWM调制电压，以便尤其在电网开关继电器70接通之后仅还需要较低的保持电流时，将电网开关继电器70中的损耗功率保持得很低。

此外，监测单元50以其监测输入端54同样检测输入节点36的状态。

原则上，借助门监测电路10的高压继电器输入端16上(即监测单元50的继电器操控输入端52上)的信号，微处理器80控制电网开关继电器70的接通和关断，并且因此控制上述用电器的电网电压供给。此外，监测单元50使电网开关继电器70的释放与输入节点36的状态相关联，并且使它们如此关联，使得在家用器具的装载门打开时无法接通电网开关继电器70，并且因此也可以防止在这种情况下存在用于运行关键性用电器(例如加热装置、驱动装置、风扇等)的电网电压可供使用。

因此，这种硬件监测功能附加地确保：在门打开时没有任何关键性用电器可以运行。

此外，在所示出的实施方式中，借助这种监测功能也实现了对微处理器功能的可选检查，这在下文中进行描述。

如以上已经描述的那样，微处理器80可以在触发器输入端14上提供触发信号MAIN_TRIGGER。

如果例如由于微处理器80失效而缺失触发信号，则监测单元50阻断电网开关继电器70的操控，从而防止存在用于运行关键性用电器的电网电压可供使用。所检测到的微处理器80失效可以是如下物理错误：例如由于ROM错误或故障的时钟发送器，软件在时间上和/或在逻辑上无法再正确地运行。

因此也确保：在微处理器80的功能故障的情况下，没有任何关键性用电器可以运行。

因为微处理器80在门信号输出端20上也询问状态节点36的状态，所以微处理器80也可以借助触发信号MAIN_TRIGGER确定：从状态发送器30至输入节点36的信号链是否具有确定的错误(例如断路或短路)。也就是说，如果微处理器80在触发器输入端14上提供触发信号MAIN_TRIGGER，则输入节点36的状态也根据触发信号MAIN_TRIGGER而发生变化。在提到的错误的情况下，输入节点36的状态不相应于如下预期值中的任一个：这些预期值根据状态发送器的状态、通过上拉电阻32和下拉电阻34的接线以及触发信号MAIN_TRIGGER的状态得出。因此，微处理器80通过将门信号输出端20上的信号ADC_DOOR与预给定的极限值进行比较来确定是否存在错误。

最后，监测单元50在继电器状态输出端58上将模拟信号提供给微处理器80，该模拟信号取决于输入节点36的状态、施加在高压继电器输入端16上的高压继电器控制信号HVR_ON以及继电器馈电电压V_HVR，并且该模拟信号用于使微处理器80监测对电网开关继电器70的常规操控。

优选地，在继电器状态输出端58上，用于微处理器80的信号被如此(例如借助低通滤波器)预处理，使得如果继电器馈电电压V_HVR是PWM调制的电压，则该信号也是静态信号。

继电器状态输出端58上的信号ADC_9V_DOOR向微处理器80指示：电网开关继电器70是否被接通。

在下文中结合对门测试例行程序的方法的描述来阐述门监测电路10的功能，可以借助门监测电路10执行该方法，并且接下来根据图2中的示意性流程图描述该方法。门监测电路的功能的流程由家用器具的微处理器控制。

在接通之后，如果确保给门监测电路10提供了所需的馈电电压，则微处理器80可以在定义的时刻开始启动102门测试例行程序。

为此，微处理器80在初始化步骤104中读取存储在器具中的配置。该配置包含关于门监测电路10的信息，该信息对于实施门测试例行程序来说是必需的。这可以是如下信息：哪个门状态发送器30安装在器具中，即例如是简单的门开关30a还是霍尔传感器30b。此外，可以存储关于待询问的状态信号的极限值的信息。

在第一步骤110中，微处理器将触发信号MAIN_TRIGGER关断一段时间T_troff。

在第二步骤112中，微处理器检查：施加在门信号输出端20上的模拟信号ADC_DOOR是否处于针对打开的门的下极限值open_low_level_Toff与上极限值open_high_level_Toff之间。

如果不是这种情况，则微处理器跳到第五步骤118。然而，如果是这种情况，则微处理器在第三步骤114中检查：施加在门监测输出端22上的模拟信号ADC_9V_DOOR是否小于针对打开的门的最大极限值adc_max_door_opened。

如果不是这种情况，则微处理器结束门的监测并且在最后的步骤128中输出错误。然而，如果是这种情况，则微处理器在第四步骤116中确定门是打开的，其方式是：该微处理器将监测值DOOR_OPENED置于1并且借助第八步骤124继续门监测。

在微处理器跳转的第五步骤118中，如果不符合第二步骤112的条件，则微处理器检查：施加在门信号输出端20上的模拟信号ADC_DOOR是否处于针对关闭的门的下极限值open_low_level_Toff与上极限值open_high_level_Toff之间。

如果不是这种情况，则微处理器结束门的监测并且在最后的步骤128中输出错误。然而，如果是这种情况，则微处理器在第六步骤120中检查：施加在门监测输出端22上的模拟信号ADC_9V_DOOR是否处于针对关闭的门的下极限值adc_min_door_closed与上极限值adc_max_door_closed之间。

如果不是这种情况，则微处理器结束门的监测并且在最后的步骤128中输出错误。然而，如果是这种情况，则微处理器在第七步骤122中确定门是关闭的，其方式是：该微处理器将监测值DOOR_OPENED置于0并且借助第八方法步骤124继续门监测。

在第八步骤124中，微处理器将触发信号接通一段时间T_tron并且继续进行第九步骤126。

在第九步骤126中，微处理器检查：施加在门信号输出端20上的模拟信号ADC_DOOR是否要么处于针对打开的门的下极限值open_low_level_Ton与上极限值open_high_level_Ton之间、要么处于针对关闭的门的下极限值closed_low_level_Ton与上极限值closed_high_level_Ton之间。

如果既不符合所述的一个条件、也不符合另外的条件，则这意味着，如以上描述的那样，从状态发送器30至输入节点36的信号链具有错误。因此，微处理器结束门的监测并且在最后的步骤128中输出错误。然而如果符合这两个条件中的一个，则处理器以新的第一步骤110重新开始门监测循环。

在本发明的一种有利扩展方案中，微处理器80在实施以上描述的例行程序之前(优选在接通器具之后)检查一次门监测电路10的硬件错误。在下文中根据图3中的流程图描述这种功能。

为此，如图3中所示那样，优选在初始化步骤104与图2中的门测试例行程序的第一步骤110之间、在步骤144中关断触发信号MAIN_TRIGGER，并且在回路148中在持续时间T期间检查：施加在门监测输出端22上的模拟信号ADC_9V_DOOR是否小于极限值ADOR_max_startup。一旦出现这种情况，则微处理器80以第一步骤110继续进行门测试例行程序。

如果在持续时间T期间，信号ADC_9V_DOOR不小于极限值ADOR_max_startup，则这意味着存在硬件错误。因此，微处理器80结束门测试例行程序并且在最后的步骤150中输出错误。

如此选择持续时间T，使得确保给门监测电路10提供所有所需的馈电电压，另一方面，不会不必要地延迟门测试例行程序的实施。在所示出的实施方式中，持续时间T被确定为500ms。

优选地，对于用于不同类型的状态发送器30a、30b的极限值ADOR_max_startup、open_low_level_Toff、open_high_level_Toff、closed_low_level_Toff、closed_high_level_Toff、open_low_level_Ton、open_high_level_Ton、closed_low_level_Ton、closed_high_level_Ton、adc_max_door_opened、adc_min_door_closed和adc_max_door_closed存储不同的值，在器具起动时，可以读取这些值并且为了实施门监测功能可以将所述值存储在微处理器的寄存器中。

Claims (5)

1.一种家用器具，所述家用器具具有微处理器(80)和门监测电路(10)，其中，所述门监测电路(10)具有：

发送器输入端(12)；

状态发送器(30)，所述状态发送器连接在所述发送器输入端(12)上并且代表所述家用器具的装载门的状态；

高压继电器输入端(16)；

继电器控制输出端(56)，所述继电器控制输出端用于操控所述家用器具的电网开关继电器(70)；

监测单元(50)，所述监测单元与所述继电器控制输出端(56)、所述发送器输入端(12)、所述高压继电器输入端(16)以及门监测输出端(22)连接；

其中，所述发送器输入端(12)的一极构造成输入节点(36)，所述输入节点与所述监测单元(50)连接，

其中，所述微处理器(80)构造用于，

监测所述门监测输出端(22)，并且

为了接通所述电网开关继电器(70)，借助高压继电器控制信号(HVR_ON)操控所述门监测电路(10)的高压继电器输入端(16)，

其中，所述监测单元(50)设置用于仅在所述状态发送器(30)指示所述家用器具的装载门关闭时，才根据所述高压继电器输入端(16)上的高压继电器控制信号(HVR_ON)操控所述继电器控制输出端(56)。

2.根据权利要求1所述的家用器具，在所述家用器具中，所述门监测电路(10)的状态发送器(30)通过上拉电阻(34)和下拉电阻(34)连接在馈电电压V_SS与接地GND之间。

3.根据权利要求1或2所述的家用器具，在所述家用器具中，所述微处理器(80)构造用于借助触发信号MAIN_TRIGGER操控所述门监测电路(10)的触发器输入端(14)，所述触发信号能够改变所述输入节点(36)的状态。

4.根据权利要求1或2所述的家用器具，在所述家用器具中，所述门监测电路(10)具有门信号输出端(20)，所述门信号输出端根据所述输入节点(36)的状态提供信号。

5.根据权利要求1或2所述的家用器具，其中，所述家用器具是洗衣机、干衣机或洗干机。

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