CN112378041A - 空调器控制方法及空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种空调器控制方法，包括换热器脏堵检测步骤，检测步骤包括：空调器的风机电机以预设转速n运行；空调器的导风板处于预设状态；负载转矩观测器实时观测风机电机的实际负载转矩TL，并根据负载公式和实际负载转矩TL计算出风阻值K；判断风阻值K是否小于等于第一预设风阻值K堵1，若是，换热器发生脏堵，然后判断当前换热器的脏堵程度，空调器根据换热器的脏堵程度进行操作；还提出一种空调器，包括：风机，具有电机；控制器，控制器执行空调器控制方法；通过利用实际负载转矩计算得到的风阻值来判断换热器的脏堵情况，能够准确的反映换热器的脏堵情况，从而提高了对换热器脏堵检测的检测精度，降低了换热器发生脏堵误判断动作的风险。

Description

空调器控制方法及空调器
技术领域
本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种空调器控制方法及空调器。
背景技术
空调器在人们生活当中越来越普及，消费者对空调器的功能要求越来越高，空调器长时间放置或使用后，空调器的换热器容易堆积大量尘埃，致使空调器的性能下降，现有的空调器一般依赖空调器的开机时长来预估换热器的脏堵程度，并判读换热器是否需要清洁，或者通过遥控器按键选择是否进行清洁，但空调器使用过程中的其他因素，如空气质量、空气运行模式等对换热器的尘埃堆积速度有很大影响，因而现有技术的单一化控制方式无法起到对空调器的适时清洁。或者通过压力传感器检测换热器前后压力，单纯通过风机电流检测，通过盘管温度、露点空气温度检测，但使用压力传感器检测成本较高，单纯通过风机电流检测，因为电流检测精度的问题，容易发生误触发；通过盘管温度，露点空气温度，也容易发生误触发。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，
根据本公开的实施例，提供一种空调器控制方法，包括换热器脏堵检测步骤，所述换热器脏堵检测步骤包括：
S1：空调器的风机电机以预设转速n运行；
S2：所述空调器的导风板处于预设状态；
S3：负载转矩观测器实时观测所述风机电机的实际负载转矩TL，并根据负载公式和所述实际负载转矩TL计算出风阻值K；
S4：判断所述风阻值K是否小于等于第一预设风阻值K堵1，若是，所述换热器发生脏堵，然后判断当前换热器的脏堵程度，所述空调器根据所述换热器的脏堵程度进行操作，若否，所述空调器不处理，按正常逻辑进行。
通过利用实际负载转矩计算得到的风阻值来判断换热器的脏堵情况，由于实际负载转矩是根据负载转矩观测器计算得到，观测负载转矩的计算过程中，通过采用状态反馈增益矩阵补偿了电流，纠正了电流误差，根据纠偏后的电流值计算的观测负载转矩的误差较小，实际负载转矩的准确性更高，该风阻值会更加接近实际的风阻值，即该风阻值能够准确的反映换热器的脏堵情况，从而提高了对换热器脏堵检测的检测精度，降低了换热器发生脏堵误判断动作的风险。
根据本公开的实施例，在所述步骤S4中，所述空调器进行的操作具体为：仅通过显示屏发出提示信息，或，通过显示屏发出提示信息及空调器开启自清洁模式清洗换热器。
根据本公开的实施例，所述自清洁模式中清洗换热器的具体步骤为：
S41：室外机停机，室内机为制冷模式；
S42：室外机根据室内机当前模式开机运行，运行T1时间；
S43：制冷模式直接切换为制热模式，运行T2时间；
S44：室内机和室外机退出自清洁模式，并恢复自清洁之前的模式。
根据本公开的实施例，还设置第二预设风阻值K堵2和第三预设风阻值K堵3，K堵3<K堵2<K堵1，在所述步骤4中，判断当前换热器的脏堵程度具体为：当K堵2<K≤K堵1时，所述换热器处于轻度脏堵状态，若K堵3<K≤K堵2时，所述换热器处于重度脏堵状态，若K≤K堵3时，所述换热器处于完全脏堵状态。
根据本公开的实施例，在所述步骤S4中，所述空调器根据所述换热器的脏堵程度进行操作，具体为：
当判断出换热器处于轻度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出警报信息，提醒用户是否开启自清洁模式清洗换热器；
当判断出换热器处于重度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出严重警报信息，提醒用户是否开启自清洁模式清洗换热器；
当判断出换热器处于完全脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出最严重警报信息，提醒用户严重脏堵并自动开启自清洁模式清洗换热器。
根据本公开的实施例，当判断出换热器处于轻度脏堵状态或重度脏堵状态时，空调器通过显示屏发出提示信息，提醒用户是否开启自清洁模式清洗换热器后，是否开启自清洁模式由用户选择，若选择开启自清洁模式，则进入下一个选项，是否立即开启自清洁模式，若是，则当前模式切换为自清洁模式，若否，则用户发送关机指令后，开启自清洁模式，完成后，自动关机。
根据本公开的实施例，当判断出换热器处于轻度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出警报信息，具体为：在首次检测到换热器处于轻度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出清洗换热器的警报信息，并在显示屏持续显示T3时间后退出，之后空调器不再发送警报信息。
根据本公开的实施例，当判断出换热器处于重度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出严重警报信息，具体为：只要检测到换热器处于重度脏堵状态，所述空调器就会通过显示屏发出清洗换热器的严重警报信息，并且在显示屏上持续显示T4时间后退出，空调器累计工作T5时间后显示屏再次显示严重警报信息T4时间，然后再次退出，直到用户清洗换热器或者换热器进入完全脏堵状态，显示屏的严重警报信息提示模式才会退出。
根据本公开的实施例，所述预设风阻值K堵与所述导风板的预设状态和所述风机电机的预设转速相适配。
根据本公开的实施例，还提出一种空调器，包括：
风机，所述风机具有电机；
控制器，所述控制器执行上述所述的空调器控制方法。
通过设置能够执行空调器控制方法的控制器，使得转矩观测器计算负载转矩，提高了负载转矩的准确性，使得风阻值会更加接近实际的风阻值，利用负载转矩计算得到的风阻值来判断换热器的脏堵情况，提高了空调器对换热器脏堵检测的检测精度，降低了换热器发生脏堵误判断动作的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本公开实施方式空调器控制方法的流程图；
图2是根据本公开实施方式自清洁模式的流程图；
图3是根据本公开实施方式换热器脏堵等级确定的流程图；
图4是根据本公开实施方式轻度脏堵时的流程图；
图5是根据本公开实施方式重度脏堵时的流程图。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
本发明提出一种空调器控制方法，包括换热器脏堵检测步骤，空调器开机后，空调器便进入换热器脏堵检测模式，执行换热器脏堵检测步骤，参考图1，所述换热器脏堵检测步骤包括：
S1：空调器的风机电机以预设转速n运行；
S2：所述空调器的导风板处于预设状态；
S3：负载转矩观测器实时观测所述风机电机的实际负载转矩TL，并根据负载公式和所述实际负载转矩TL计算出风阻值K；
S4：判断所述风阻值K是否小于等于第一预设风阻值K堵1，若是，所述换热器发生脏堵，然后判断当前换热器的脏堵程度，所述空调器根据所述换热器的脏堵程度进行操作，若否，所述空调器不处理，按正常逻辑进行。
通过利用实际负载转矩计算得到的风阻值来判断换热器的脏堵情况，由于实际负载转矩是根据负载转矩观测器计算得到，观测负载转矩的计算过程中，通过采用状态反馈增益矩阵补偿了电流，纠正了电流误差，根据纠偏后的电流值计算的观测负载转矩的误差较小，实际负载转矩的准确性更高，该风阻值会更加接近实际的风阻值，即该风阻值能够准确的反映换热器的脏堵情况，从而提高了对换热器脏堵检测的检测精度，降低了换热器发生脏堵误判断动作的风险。
具体的，预设转速n的取值范围为350rpm-1000rpm。预设风阻值与导风板的预设状态和电机的预设转速适配。导风板处于不同状态，电机转速不同，出风的形式是不同的，使得风阻不同，所以设置预设风阻值与导风板的预设状态和电机预设转速相适配，能够消除导风板处于不同状态和电机转速不同带来的误差。导风板的预设状态可以是导风板处于固定位置，也可以是导风板处于摆动状态。预设风阻值为在电机控制设计阶段，换热器处于不同脏堵状态下，空调器风机电机以预设转速n运行，导风板处于预设状态，通过负载观测器观测得到实际负载转矩TL计算的风阻值，当导风板处于摆动时，预设风阻值为该状态下多次测量的平均值。通过改变电机预设转速和导风板预设状态，经过一系列的摸底测试，得到一系列预设风阻值。导风板可以为上下导风板或者为左右导风板，左右导风板的预设位置可以是导风板的固定位置，只有人为利用遥控器或面板才能实现导风板的摆动，该位置可以是中间位置，上下导风板的预定位置可以是处于第A格，其中A为整数，A小于等于空调器上下导风板的位置数。
风阻值K通过电机驱动算法中的观测器观测模型观测的实际负载转矩TL计算得出，风阻值K得计算步骤如下：
(1)电机控制系统实时计算电池转矩Te，电磁转矩Te的计算公式为：
Te＝Pn(ψfiq+(Ld-Lq)iqid)
其中，电磁转矩Te的单位为(N·m)，Ld为直轴电感，单位为H，Lq为交轴电感，单位为H，Ψf为永磁体产生的磁链幅值，单位为Wb，Pn为电机的极对数，id为定子电流直轴分量，单位为A，iq为定子电流交轴分量，单位为A，上述公式中的Ld、Lq、Ψf、Pn可通过电机的规格参数可得，id、iq可通过电机的电流计算得到。
(2)将计算得到的电磁转矩Te作负载转矩观测器的输入值，通过负载转矩观测器计算得到实际负载转矩TL，负载转矩观测器为：
Figure BDA0002774331190000061
上方公式中，A为状态矩阵，B为控制矩阵，C为输出矩阵，K为状态反馈增益矩阵，x为实际的状态变量，
Figure BDA0002774331190000062
为被估计的状态变量，u为系统的输入，，y为实际机械角速度，
Figure BDA0002774331190000063
为观测机械角速度。
其中，
Figure BDA0002774331190000064
C＝[1 0]，
Figure BDA0002774331190000065
Figure BDA0002774331190000066
u＝Te，y＝Ωr，
Figure BDA0002774331190000067
观测误差为：
Figure BDA0002774331190000068
其中，e为观测误差，
Figure BDA0002774331190000069
为观测误差，J为转动惯量，Ωr为实际机械角速度，
Figure BDA00027743311900000610
为观测机械角速度，其特征方程为：
det[sI-(A-KC)]＝s2+(k1+B/J)s-k2/J＝0
选择合适的K，使得(A-KC)有稳定性、适当的特征值，设期望极点为α、β，s为拉普拉斯变换中的辅助运算变量，I为二阶单位阵，则观测器的期望特征多项式为：
s2-(α+β)s+αβ＝0，
可得：
Figure BDA00027743311900000611
则，负载转矩观测器可写为：
Figure BDA0002774331190000071
通过上式推到可得观测负载转矩
Figure BDA0002774331190000072
和实际负载转矩TL之间的关系为：
Figure BDA0002774331190000073
(3)再由实际负载转矩TL计算得出风阻值K，风机负载公式：
TL＝KΩr 2，
其中，K为风阻值，Ωr为机械角速度，则得到风阻值K的公式为：
Figure BDA0002774331190000074
在所述步骤S4中，所述空调器进行的操作具体为：仅通过显示屏发出提示信息，或，通过显示屏发出提示信息及空调器开启自清洁模式清洗换热器。
具体的，仅通过显示屏发出提示信息时，空调系统按正常逻辑运行，不做任何处理。当空调器需要开启自清洁模式清洗换热器时，无论空调器处于任何模式，空调器都开启自清洁模式清洗换热器。
参考图2，所述自清洁模式中清洗换热器的具体步骤为：
S41：室外机停机，室内机为制冷模式；
S42：室外机根据室内机当前模式开机运行，运行T1时间；
S43：制冷模式直接切换为制热模式，运行T2时间；
S44：室内机和室外机退出自清洁模式，并恢复自清洁之前的模式。
参考图3，根据本公开的实施例，还设置第二预设风阻值K堵2和第三预设风阻值K堵3，K堵3<K堵2<K堵1，在所述步骤4中，判断当前换热器的脏堵程度具体为：当K堵2<K≤K堵1时，所述换热器处于轻度脏堵状态，若K堵3<K≤K堵2时，所述换热器处于重度脏堵状态，若K≤K堵3时，所述换热器处于完全脏堵状态。其中，风阻值K越小表示换热器的脏堵情况越严重，通过设置K堵1、K堵2和K堵3将换热器的脏堵程度划分为三个等级，进而判断换热器所处脏堵等级，当然，换热器的脏堵程度划分的等级数还可以其他数值，本发明对换热器脏堵程度的等级数的数量不做限制。
在所述步骤S4中，所述空调器根据所述换热器的脏堵程度进行操作，具体为：
当判断出换热器处于轻度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出警报信息，提醒用户是否开启自清洁模式清洗换热器；
当判断出换热器处于重度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出严重警报信息，提醒用户是否开启自清洁模式清洗换热器；
当判断出换热器完全脏堵堵状态时，所述空调器通过显示屏发出最严重警报信息，提醒用户严重脏堵并自动开启自清洁模式清洗换热器。
具体的，参考图4和图5，当判断出换热器处于轻度脏堵状态或重度脏堵状态时，空调器通过显示屏发出提示信息，提醒用户是否开启自清洁模式清洗换热器后，是否开启自清洁模式由用户选择，若选择开启自清洁模式，则进入下一个选项，是否立即开启自清洁模式，若是，则当前模式切换为自清洁模式，若否，则用户发送关机指令后，开启自清洁模式，完成后，自动关机。
当判断出换热器处于轻度脏堵状态，所述空调器通过显示屏发出警报信息，具体为：在首次检测到换热器处于轻度脏堵时，所述空调器会通过在显示屏发出清洗换热器的警报信息，并在显示屏持续T3时间之后退出，之后空调系统不再发送警报信息，空调器按正常逻辑工作。其中T3时间可为5分钟。
当判断出换热器处于重度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出严重警报信息，具体为：只要检测到换热器处于重度脏堵状态，所述空调器就会通过在显示屏发出清洗换热器的严重警报信息，并且在显示屏上持续显示T4时间后退出，空调器累计工作T5时间后显示屏再次显示严重警报信息T4时间，然后再次退出，空调器按正常逻辑工作，直到用户清洗换热器或者换热器进入完全脏堵状态，显示屏的严重警报信息提示模式才会退出。其中T4时间可为10分钟，T5时间可为半小时。
换热器脏堵状态通过显示屏显示代码提示，可以以文字的形式提示，例如：轻度脏堵、重度脏堵、完全脏堵；或者以代码标志的形式提示，例如通过C、CC、CCC代码标志显示，C代表轻度脏堵，CC代表重度脏堵，CCC代表完全脏堵，当然还可用其他字母或者形式显示换热器脏堵状态。
本发明还提出一种空调器，所述空调器包括风机，所述风机具有电机，所述空调器还包括控制器，所述控制器执行上述空调器控制方法。
通过设置能够执行空调器控制方法的控制器，使得转矩观测器计算负载转矩，提高了负载转矩的准确性，使得风阻值会更加接近实际的风阻值，利用负载转矩计算得到的风阻值来判断换热器的脏堵情况，提高了空调器对换热器脏堵检测的检测精度，降低了换热器发生脏堵误判断动作的风险。
在本申请中，空调器通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调器的制冷循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。
压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。
膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。
空调器包括室内机与室外机，室外机是指制冷循环的包括压缩机和室外换热器的部分，室内机包括室内换热器，并且膨胀阀可以提供在室内机或室外机中。
室内换热器和室外换热器用作冷凝器或蒸发器。当室内换热器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内换热器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种空调器的控制方法，其特征在于，包括换热器脏堵检测步骤，所述换热器脏堵检测步骤包括：
S1：空调器的风机电机以预设转速n运行；
S2：所述空调器的导风板处于预设状态；
S3：负载转矩观测器实时观测所述风机电机的实际负载转矩TL，并根据负载公式和所述实际负载转矩TL计算出风阻值K；
S4：判断所述风阻值K是否小于等于第一预设风阻值K堵1，若是，所述换热器发生脏堵，然后判断当前换热器的脏堵程度，所述空调器根据所述换热器的脏堵程度进行操作，若否，所述空调器不处理，按正常逻辑进行。
2.根据权利要求1所述的空调器控制方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述空调器进行的操作具体为：仅通过显示屏发出提示信息，或，通过显示屏发出提示信息及空调器开启自清洁模式清洗换热器。
3.根据权利要求2所述的空调器控制方法，其特征在于，所述自清洁模式中清洗换热器的具体步骤为：
S41：室外机停机，室内机为制冷模式；
S42：室外机根据室内机当前模式开机运行，运行T1时间；
S43：制冷模式直接切换为制热模式，运行T2时间；
S44：室内机和室外机退出自清洁模式，并恢复自清洁之前的模式。
4.根据权利要求2所述的空调器控制方法，其特征在于，还设置第二预设风阻值K堵2和第三预设风阻值K堵3，K堵3<K堵2<K堵1，在所述步骤4中，判断当前换热器的脏堵程度具体为：当K堵2<K≤K堵1时，所述换热器处于轻度脏堵状态，若K堵3<K≤K堵2时，所述换热器处于重度脏堵状态，若K≤K堵3时，所述换热器处于完全脏堵状态。
5.根据权利要求4所述的空调器控制方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述空调器根据所述换热器的脏堵程度进行操作，具体为：
当判断出换热器处于轻度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出警报信息，提醒用户是否开启自清洁模式清洗换热器；
当判断出换热器处于重度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出严重警报信息，提醒用户是否开启自清洁模式清洗换热器；
当判断出换热器处于完全脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出最严重警报信息，提醒用户严重脏堵并自动开启自清洁模式清洗换热器。
6.根据权利要求5所述的空调器控制方法，其特征在于，当判断出换热器处于轻度脏堵状态或重度脏堵状态时，空调器通过显示屏发出提示信息，提醒用户是否开启自清洁模式清洗换热器后，是否开启自清洁模式由用户选择，若选择开启自清洁模式，则进入下一个选项，是否立即开启自清洁模式，若是，则当前模式切换为自清洁模式，若否，则用户发送关机指令后，开启自清洁模式，完成后，自动关机。
7.根据权利要求5所述的空调器控制方法，其特征在于，当判断出换热器处于轻度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出警报信息，具体为：在首次检测到换热器处于轻度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出清洗换热器的警报信息，并在显示屏持续显示T3时间后退出，之后空调器不再发送警报信息。
8.根据权利要求6所述的空调器控制方法，其特征在于，当判断出换热器处于重度脏堵状态时，所述空调器通过显示屏发出严重警报信息，具体为：只要检测到换热器处于重度脏堵状态，所述空调器就会通过显示屏发出清洗换热器的严重警报信息，并且在显示屏上持续显示T4时间后退出，空调器累计工作T5时间后显示屏再次显示严重警报信息T4时间，然后再次退出，直到用户清洗换热器或者换热器进入完全脏堵状态，显示屏的严重警报信息提示模式才会退出。
9.根据权利要求1所述的空调器控制方法，其特征在于，所述预设风阻值K堵与所述导风板的预设状态和所述风机电机的预设转速相适配。
10.一种空调器，其特征在于，包括：
风机，所述风机具有电机；
控制器，所述控制器执行权利要求1-9任一所述的空调器控制方法。
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