CN110630103A - 控制门锁装置的操作的方法及其控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检测家用电器门的门锁装置的状态和故障的方法，门锁装置是具有电气或电子部件以及用于供电的第一和第二端子的类型，并具有不同状态，方法包括：施加具有第一极性的第一控制信号；检测由于施加第一控制信号而产生的第一和第二端子的端部阻抗；施加具有与第一控制信号相反极性的第二控制信号；检测施加第二控制信号后第一和第二端子的端部阻抗；提供参考表，其中提供了在每个门锁装置状态中，门锁装置的第一和第二端子的端部阻抗；以及对在第一和第二端子的端部测量的阻抗与比较表的阻抗进行比较，以根据检测的阻抗来检测门锁装置的状态并因此检测其故障。本发明还涉及控制系统，用于中央控制单元的程序和存储装置。

Description

控制门锁装置的操作的方法及其控制系统
技术领域
本发明涉及一种用于控制门锁装置的操作的方法及其控制系统。
更具体地，本发明涉及一种用于控制门锁的操作的方法，所述门锁特别是一种具有两个端子、为适用于例如洗衣机洗碗机等家用电器的类型、设计和制造为特别用于检测任何故障的电子门锁装置。
本发明的方法对象的操作原理可用于任何电路，最好是双端子类型电路，其中必须不断检测不同操作状态下的正确操作。
背景技术
在下文中，描述将针对旨在安装在家用电器上的门锁装置的正确操作的检测，但很明显，不应将其视为仅限于此特定用途。
众所周知，目前有一种称为门锁装置的装置，适用于检测何时家用电器(例如洗衣机)的门例如关闭并随后将其锁定关闭，以允许洗衣机安全地激活洗涤程序。
目前，有几种门锁装置可以在门关闭后锁定关闭的门。
举例来说，国际专利申请WO2015/114597公开了一种门锁装置，其能够检测家用电器的门何时关闭和/或锁定并且能够驱动其锁定和解锁。
然而，根据现有技术的这些门锁装置没有提供能够检测何时由于构成其的部件发生故障而导致其不正确操作的系统或标准。根据现有技术检测可能故障的原因则更加不可能。
发明内容
鉴于上述情况，因此本发明的目的是提出一种易于实现的方法，凭此家用电器的适当编程的中央控制单元可以在锁定家用电器门之前和期间检测门锁装置的电子电路的正确操作。
本发明的另一个目的是提出一种能够检测可能的故障原因的控制方法。
因此，本发明的特定目的是一种检测家用电器门的门锁装置的状态和故障的方法，其中所述门锁装置是具有电气或电子部件以及用于供电的第一和第二端子的类型，其中所述门锁装置具有不同的门锁状态，其中所述方法包括以下步骤：A.施加具有第一极性的第一控制信号；B.检测由于施加所述第一控制信号而产生的所述第一和第二端子的端部的阻抗；C.施加具有与所述第一控制信号相反的极性的第二控制信号；D.在施加所述第二控制信号之后检测所述第一和第二端子的端部的阻抗；E.提供参考表，其中提供了在所述门锁装置状态的每一个中，所述门锁装置的所述第一和第二端子的端部处的阻抗；和F.比较在所述第一和第二端子的端部测量的阻抗值与所述比较表的阻抗值，以根据检测的阻抗值来检测门锁装置的状态并因此检测所述门锁装置的任何故障。
总是根据本发明，所述门锁状态可包括：所述家用电器的打开的门；所述家用电器的解锁的关闭的门；和所述家用电器的锁定的门；其中所述状态中的每一个能够经历与门锁装置的故障方式一样多的变化。
仍根据本发明，所述步骤A-F可循环重复。
有利地根据本发明，所述第一控制信号可具有二次波形(quadratic waveform)，和/或所述第二控制信号可具有二次波形。
进一步地根据本发明，所述门锁装置可由供电电压供电，并且所述控制信号可具有低于所述供电电压的控制电压。
优选地根据本发明，每对所述第一和第二控制信号可以以预定的时间间隔发送。
总是根据本发明，所述预定的时间间隔可以等于30秒。
本发明的另一个目标是一种控制系统，包括：门锁装置；和中央控制单元，其连接到所述门锁装置的所述第一和第二端子，其中所述中央控制单元配置为执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的步骤。
总是根据本发明，所述门锁装置可以包括：第一和第二电端子，其能够连接到所述中央控制单元；闭合开关，其串联布置到所述第一或第二端子；至少一个线圈，其连接到所述第一和所述第二端子；和霍尔传感器，其连接到所述第一和所述第二端子，与所述至少一个线圈并联布置。
仍然根据本发明，所述门锁装置可以包括串联连接的第一线圈和第二线圈。
进一步根据本发明，所述门锁装置可以包括：第一和第二电端子，其能够连接到所述中央控制单元；闭合开关，其与所述第一或第二端子串联布置；线圈，其连接到所述第一和所述第二端子；开关，其由所述线圈控制；和二极管，其串联连接到所述开关，其中所述二极管和所述开关并联连接到所述线圈；和电阻，其串联连接到所述线圈和支路，其中所述开关和所述二极管串联连接。
本发明还有一个目的是一种用于中央控制单元的程序，所述程序包括指令，当所述程序由中央控制单元执行时，所述指令使所述中央控制单元执行如上所述的方法的步骤。
本发明另一个目的是一种能够从中央控制单元读取的存储介质，所述存储介质包括指令，当由中央控制单元执行所述指令时，其使中央控制单元执行如上所述的方法的步骤。
附图说明
为了说明而非限制的目的，现在将根据其优选实施例，特别是参考附图，描述本发明，其中：
图1示出了执行根据本发明的控制方法的门锁装置的控制系统的第一实施例的电气图；
图2示出了用于检测门锁装置的操作和控制的信号的时间图；和
图3示出了执行根据本发明的控制方法的门锁装置的控制系统的第二实施例的电气图。
在各个图中，类似的部件将用相同的附图标记表示。
具体实施方式
参考图1，可以观察到双端子门锁装置100的控制系统S，用于锁定例如洗衣机、洗碗机等家用电器(图中未示出)的门。
所述家用电器配备有中央控制单元U，其通常配置为执行工作程序，例如在洗衣机的情况下执行洗衣程序，或在洗碗机的情况下执行洗碗程序。所述中央控制单元U还配置成控制在正常情况(非故障)下门锁和安装有门锁的相关门的状态的改变，或者从未锁定的关闭的门到锁定的门的状态的改变。
所述中央控制单元U还用于执行根据本发明的控制方法U，下面将更好地对其进行定义。
门锁装置100包括：第一连接端子110和第二连接端子120，其可连接到所述家用电器的所述逻辑控制单元U；闭合开关130，其与所述第一端子110串联连接(但也可以与所述第二端子120串联连接)并且设置成当家用电器的门关闭时闭合(图中未示出)。
特别地，当家用电器的门打开时，闭合开关130保持打开，防止所述逻辑控制单元向所述门锁装置100供电。
门锁装置100还包括致动器140，致动器140在本例下中包括串联连接在一起并位于所述第一端子110和第二端子120之间的第一线圈141和第二线圈142。
此外，所述门锁装置100还包括检测工具150，检测工具150包括霍尔传感器151，霍尔传感器151具有三个端子151'，151”和151”'，其中的两个端子，即端子151'和151”连接到所述第一端子110和第二端子120，而第三端子151”'通过偏置电阻160连接到所述第一端子110。
当适当极化时，或当适当的极化施加到所述第一端子151'和第二端子151”时，所述霍尔传感器151能够检测周围磁场及其变化，改变其在所述第一端子151'和第二端子151”的端部处的阻抗。
相反，如果向所述霍尔传感器151提供相反的极化，则所述霍尔传感器151表现得像断路。
门锁装置1还包括致动组件170，致动组件170可操作地连接到所述致动器140，并且特别地，在本实施例中，可操作地连接到所述第一线圈141和第二线圈142。
仅在图中示意性地示出的所述致动组件170能够有效地(机械地)锁定或解锁安装有门锁装置100的家用电器的门。
特别地，在本实施例中，为了可操作地连接到所述第一线圈141和第二线圈142，所述致动组件170优选地由导磁材料制成。
通常，所述致动组件170能够采用：解锁位置，在所述解锁位置中，当家用电器的门关闭但未保持锁定时，门可以再次打开；锁定位置，在所述锁定位置，当家用电器的门关闭时，其也锁定关闭，以防止其打开。
如下面将更好地解释的，由于由所述第一线圈141和第二线圈142产生的磁场，所述致动组件170能够从所述解锁位置转到所述锁定位置。
所述致动组件170可以以不同的不同方式制成。
上述控制系统S和相关门锁装置100的操作如下。
当家用电器的门打开时，闭合开关130也打开。结果是，门锁装置电路1不能被供电。
当门关闭时，闭合开关130也闭合。因此，家用电器的中央控制单元U可以为门锁装置1供电。
为了锁定门，中央控制单元U利用所述门锁装置1的具有第一极性的直流DC供电电压为门锁装置100供电。通常，该电力供应电压设定为12伏。
所述供电电压的第一极性使得偏置霍尔传感器151，将其激活。
以这种方式，供电电流I通过产生预定磁场的所述第一线圈41和第二线圈42，该磁场与所述致动组件170相互作用，使其从所述解锁位置转到所述锁定位置。
因此，霍尔传感器151检测由于致动组件170的位移引起的磁场变化，致动组件170由于其磁导率，改变了所述霍尔传感器151周围的磁场。
因此，霍尔传感器151改变其端子151'和151”的端部处的阻抗，并且因此改变在门锁装置100的端子110和120的端部处检测的阻抗。
中央控制单元U能够检测所述第一端子110和第二端子120的端部处的阻抗。因此，所述中央控制单元U因此获得门除了关闭之外还被锁定的指示。
当需要解锁门时，中央控制单元U改变所述门锁装置100的所述第一端子110和第二端子120的端部处的供电极性。
在这种情况下，由所述第一线圈141和第二线圈142产生的磁场以这样的方式变化而使得所述致动组件170从所述锁定位置转到所述解锁位置。
霍尔传感器151现在是反向极化的，理想地将其阻抗增加到无穷大，在端子151'和151”的端部处产生一种断路。
在所述控制系统S的所述第一实施例的变型中，致动器140可包括单个线圈141。
可以看出，根据由中央控制单元U提供的门锁装置100的电力供应的状态和极性，所述第一端子110和第二端子120的端部处的阻抗变化。
根据本发明的控制方法提供具有合适极性和序列的测试信号的发送，检测所述门锁装置100的所述第一端子110和第二端子120的端部处的阻抗，基于检测到的阻抗来确定门锁装置的状态(打开的门、锁定的关闭的门和解锁的关闭的门)以及所述门锁装置100的任何故障。基本上，门锁装置的状态被定义为正常或异常情况，其中门锁装置可处于打开的、锁定的关闭的门和解锁的关闭的门的情况。
具体参考图2，其中在上象限中，门锁装置100通过所述第一端子110和第二端子120的电力供应被示出，其被供电并且由所述中央控制单元U控制。在本实施例中，该供电电压设置为12伏的电压值。该电压具有诸如激活所述致动器140的值。
控制信号显示在下象限中，定义控制电压并且具有低于供电电压的峰值电压，以不激活所述致动器140，并且此外，还具有适合于不激活所述致动器140的时间幅度。在所讨论的情况下，该控制电压等于5伏。
如上所述，供电电压和控制电压通常具有不同的最大值，但也可以相同，如果控制信号的持续时间不允许致动器激活。
根据本发明的控制方法在图2中由(i)，(ii)，(iii)和(iv)指示的四个机器步骤中示出。
在第一步骤(i)中，进行门关闭的检测和门锁的正确操作的第一检查。在该步骤中，提供：至控制电压的第一信号P1(p)的发送，在该实施例中，其是非常短的二次信号，以基本上接近正脉冲；以及至控制电压的第二信号P2(p)的发送，在本实施例中其也是二次的，是负的、或极化的信号，与第一信号P1(p)相反，具有合适的持续时间。
该信号或脉冲P1(p)和P2(p)循环由中央控制单元U发送至少一次，以在启用门锁的锁定命令之前检查门锁的正确操作，并且可以在门被锁定之前(门打开和门关闭)连续重复。如下面更详细地解释的，该脉冲循环允许在执行门锁的锁定之前定义门锁的状态，即门锁的正确操作。
随后，在步骤(ii)中，在成功控制门锁中无故障之后，发送用于锁定门的锁定信号SB。在该步骤中，中央控制单元U将至供电电压的二次波形信号发送到门锁装置100，并且持续时间例如允许致动器的激活。
在步骤(iii)中，通过连续发送由中央控制单元U发送的信号P1(p)和P2(p)的循环再次检测锁定的门。
特别地，在步骤(iii)中，在开始时，在家用电器的实际启动之前，存在用于检查门锁装置100的正确操作的第一子步骤(至少一对脉冲P1(p)和P2(p))，如下所述。
如上所述，这些脉冲循环连续发送，直到机器在操作循环中继续，以检查门锁装置100在整个操作循环中未发生故障。
在步骤(iv)中，门通过解锁信号SSB解锁，解锁信号SSB通常与锁定信号SB相等且极性相反。
表1中所示的真值表，其实际上是参考表，示出了在发送所述信号或控制脉冲P1(p)和P2(p)之后由中央控制单元U测量的所述第一端子110和所述第二端子120的阻抗，以在不同的操作步骤及其正确的操作中检测门锁装置100的状态。换句话说，该表总结了如通过中央控制单元U读取门锁装置100的端部处的阻抗所定义的门锁装置100的状态。
需要强调的是，这个真值表考虑了两种异常操作的最后两列(最相关的)，但是，可以用与门锁装置100和在该特定情况下存在于其中的霍尔传感器的电路的故障模式一样多的列和相应的值来丰富。
通过将脉冲阻抗读取到具有反转极性的控制电压，门锁装置100的正确操作的分析方法是完全可推广的。
表1
通常，表中给出了以下术语：“+”串联阻抗；“//”并联阻抗。
因此，符号Z＝(Z141+Z142)//R160表示总阻抗，其是电阻160与串联的阻抗141和142并联的结果。
可以观察到，在正常操作的情况下，当开关130打开并且因此门打开时，所述第一端子110和所述第二端子120之间的阻抗Z基本上是无穷大的。
当在脉冲P1(p)之后门关闭(但未锁定)时，闭合开关130闭合，阻抗Z等于Z＝Z141+Z142，并且对于脉冲P2(p)，由于脉冲极性变化考虑绝对值的阻抗或不考虑符号，Z＝Z141+Z142。
最后，当由于具有适于允许借助于所述第一线圈141和第二线圈142驱动所述致动组件170的适当的持续时间的锁定信号SB(即在步骤(iii)中)而使门被锁定时，由于脉冲P1(p)，存在阻抗Z＝(Z141+Z142)//R160，并且由于脉冲P2(p)，因此具有Z＝Z141+Z142。
表1中报告的这些特定检测及其顺序性允许确定门锁装置100的状态，或者确定其是否处于打开、关闭的解锁的和关闭的锁定的门的情况。
实际上，在发送脉冲对P1(p)和P2(p)之后读取的阻抗值唯一地确定为状态的函数。但是从真值表中可以看出，该系统还可以确定门锁装置100可发生的故障类型，并因此在检测到门锁装置100的故障及其原因后将家用电器设定在安全情况。
端子110和120之间的异常阻抗值显示在右侧的最后两列中，其中霍尔传感器151分别发生断路和短路故障。
在霍尔传感器151在断路(即，电阻160永远不与电路的其余部分电连通)中断开的情况下，则无论门的实际状态如何(锁定或解锁)，由于脉冲P1(p)和P2(p)两者的结果，阻抗总是会读取为等于Z＝(Z141+Z142)。
在霍尔传感器151断开且门未被锁定的情况下，不能检测到该断开，因为在这种情况下阻抗值等于解锁的门的正常情况。
然而，在锁定门之后，在通过一对脉冲P1(p)和P2(p)的第一检查循环中，对应于两个脉冲，相同对的阻抗，仍然读取为等于Z＝(Z141+Z142)：在此读取之后，可以识别门锁的异常。
在锁定门锁(步骤(iii))之后启动机器之前，必须在发出门锁锁定信号之后进行读取。在检查之后以及出现故障时，可以安全地启动机器循环。
在霍尔传感器151在短路(即，电阻160总是与电路的其余部分电连通)中断开的情况下，则无论门的实际状态如何(锁定或解锁)，由于脉冲P1(p)和P2(p)的结果，阻抗总是会读取等于Z＝(Z141+Z142)//R160。
这种情况与任何正常操作情况都不匹配，因此，一旦检测到这种情况，就可以定义门锁的异常，门锁的异常可以被定义以将机器设定在安全情况。
如上所述，即使在机器检测到门的关闭和锁定(步骤(iii))之后，并且中央控制单元U已激活例如家用电器中的操作循环，例如，在诸如洗衣机中的洗涤循环，控制系统S提供具有不同极性P1(p)-P2(p)的脉冲对的连续发送，以即使在操作循环期间检查门锁装置100可能的故障。
显然，这些脉冲P1(p)和P2(p)必须具有例如不激活致动器140的电压，以便在操作循环期间不会有解锁门的风险。
通常，一对脉冲P1(p)和P2(p)与随后的一个脉冲之间的可能时间间隔ΔT是30秒。然而，基于要制造的家用电器的控制水平，显然可以提供不同的时间间隔ΔT。
现在参考图3，可以看到控制系统S'的第二实施例，特别是具有门锁装置200，门锁装置200包括可能由线圈241制成的致动器240，与所述致动器240平行的支路，其包括由所述致动器240控制的开关252以及二极管251。最后，提供电阻260，其与所述线圈241和所述二极管251串联布置。
上述控制系统S'和相关门锁装置200的操作如下。
当门打开时，控制开关230和所述开关252打开。
当门关闭时，控制开关230闭合，而开关252保持打开。
当需要锁定门时，中央控制单元U为线圈141供电，将开关252闭合。
在这种情况下，供电电流I的一部分流过二极管251，使得门锁装置200的阻抗经历变化，允许所述中央控制单元U检测到门被锁定。
根据本发明的控制方法以与门锁装置200类似的方式应用。
特别地，通过下面的如表2所示的实际上是参考表的真值表，中央控制单元U能够利用上述方法检测正常操作中的门锁状态和门锁装置200的可能故障。
表2
可以看出，根据表2，根据中央控制单元U检测到的阻抗值，可以容易地检测二极管是否未正确操作。
此外，其他阻抗测量或响应可以存储在中央控制单元U中，使得后者可以更具体地检测其他电子元件的故障。
同样在这种情况下，控制系统S'还提供了在安装了门锁装置200的家用电器的操作循环的激活之后以适当的时间间隔ΔT发送多个控制脉冲时间间隔P1(p)和P2(p)。
本发明的优点是根据本发明的门锁装置的故障检测方法可以容易地存储或安装在用于控制家用电器的中央单元中，而无需特别的结构修改。
已经根据优选实施例描述了本发明的说明性而非限制性目的，但是应该理解，本领域技术人员可以在不脱离本发明所附的权利要求所限定的相关范围的情况下引入修改和/或改变。

Claims (13)

1.一种用于检测家用电器门的门锁装置(100，200)的状态和故障的方法，其中，所述门锁装置(100，200)是具有电气或电子部件以及用于供电的第一端子(110，120)和第二端子(210，220)的类型，其中，所述门锁装置(100，200)具有不同的门锁状态，其中，所述方法包括以下步骤：
A.施加具有第一极性的第一控制信号(P1(p))；
B.检测由于施加所述第一控制信号(P1(p))而产生的所述第一端子(110，120)和所述第二端子(210，220)的端部的阻抗；
C.施加具有与所述第一控制信号(P1(p))相反的极性的第二控制信号(P2(p))；
D.在施加所述第二控制信号(P2(p))之后检测所述第一端子(110，120)和所述第二端子(210，220)的端部的阻抗；
E.提供参考表，其中，提供了在所述门锁装置状态(100)的每一个中，所述门锁装置(100，200)的所述第一端子(110，120)和所述第二端子(210，220)的端部处的阻抗；和
F.对在所述第一端子(110，120)和所述第二端子(210，220)的端部处测量的阻抗值与所述比较表的阻抗值进行比较，以根据所检测的阻抗值来检测所述门锁装置(100)的状态，并因此检测所述门锁装置(100，200)的任何故障。
2.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述门锁状态包括：
-所述家用电器的打开的门；
-所述家用电器的解锁的关闭的门；和
-所述家用电器的锁定的门；
其中所述状态中的每一个能够经历与所述门锁装置(100)的故障方式一样多的变化。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤A-F循环重复。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述第一控制信号(P1(p))具有二次波形，和/或
所述第二控制信号(P2(p))具有二次波形。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述门锁装置(100，200)由供电电压供电，并且所述控制信号(P1(p)，P2(p))具有低于所述供电电压的控制电压。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，每对所述第一控制信号(P1(p))和所述第二控制信号(P2(p))以预定的时间间隔(ΔT)发送。
7.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述预定的时间间隔(ΔT)等于30秒。
8.一种控制系统(S，S')，包括：
门锁装置(100，200)，和
中央控制单元(U)，其连接到所述门锁装置(100，200)的所述第一端子(110，210)和所述第二端子(120，220)，其中，所述中央控制单元(U)配置为执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的步骤。
9.根据前一权利要求所述的控制系统(S)，其特征在于，所述门锁装置(100)包括：
第一电端子(110)和所述第二电端子(120)，其能够连接到所述中央控制单元(U)，
闭合开关(130)，其串联布置到所述第一端子(110)或所述第二端子(120)，
至少一个线圈(141，142)，其连接到所述第一端子(110)和所述第二端子(120)，和
霍尔传感器(151)，其连接到所述第一端子(110)和所述第二端子(120)，布置为并联于所述至少一个线圈(141，142)。
10.根据前一权利要求所述的系统(S)，其特征在于，所述门锁装置(100)包括串联连接的第一线圈(141)和第二线圈(142)。
11.根据权利要求8所述的系统(S')，其特征在于，所述门锁装置(200)包括：
第一电端子(110)和第二电端子(120)，其能够连接到所述中央控制单元(U)，
闭合开关(230)，其与所述第一端子(210)或第二端子(220)串联布置，
线圈(241)，其连接到所述第一端子(210)和所述第二端子(220)，
开关(252)，其由所述线圈(241)控制，和
二极管(251)，其串联连接到所述开关(252)，其中，所述二极管(251)和所述开关(252)并联连接到所述线圈(241)，和
电阻(260)，其串联连接到所述线圈(241)和支路，其中，所述开关(252)和所述二极管(251)串联连接。
12.一种用于中央控制单元的程序，所述程序包括指令，当所述程序由所述中央控制单元执行时，所述指令使所述中央控制单元执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。
13.一种从中央控制单元可读取的存储介质，其包括指令，当由所述中央控制单元执行所述指令时，使得所述中央控制单元执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。
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