CN114646167B - 一种冰箱及其变频压缩机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冰箱及其变频压缩机的控制方法，在变频压缩机上电后，当前开停周期下，根据预设的运行率数组和转速数组，计算平均运行率和平均转速；其中，若当前开停周期具有前N个开停周期，运行率数组由前N个开停周期的运行率组成，转速数组由前N个开停周期的停机转速组成；若具有前M个开停周期，运行率数组由前M个开停周期的运行率和(N‑M)个预设的初始运行率组成，转速数组由前M个开停周期的停机转速和(N‑M)个预设的初始转速组成，0≤M＜N，N≥1；根据平均运行率、平均转速和预设的目标运行率范围确定启动转速，以控制变频压缩机启动运行。采用本发明，有效实现对变频压缩机的转速调整，以使变频压缩机达到较优的工作效率。

Description

一种冰箱及其变频压缩机的控制方法

技术领域

本发明涉及冰箱控制技术领域，尤其涉及一种冰箱及其变频压缩机的控制方法。

背景技术

变频压缩机由于具有节能、低噪音等优点，搭载变频压缩机的冰箱产品得到消费者的认可。变频压缩机可以通过转速的无级调整，使压缩机处于最佳的运行状态，以达到最优的工作效率。

变频压缩机的转速设计，一般来说是按照环境温度和设定的档位确定的。现有的转速控制策略中，针对压缩机的应用情况制定了相应的转速表和控制程序。

然而，发明人发现现有技术至少存在如下问题：为了避免由于国家标准定义的测试工况较少，可能存在一些工况下匹配不完善而又无法在测试过程中发现的风险，在制定压机转速表时，一般选择的转速偏大，这将导致很多情况下噪音和能耗比标准值高，造成噪音偏高、能源浪费或者制冷效率低下。并且，仅依据转速表来实现对压缩机转速的调整，没有综合考虑到压缩机的运行状态变化，难以使压缩机达到较优的工作效率。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种冰箱及其变频压缩机的控制方法，能够有效实现对变频压缩机的转速调整，以使变频压缩机达到较优的工作效率，减少变频压缩机的耗能，减少噪音，提高制冷效率。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种冰箱，包括变频压缩机和控制器；

在所述变频压缩机上电后，所述控制器用于执行以下启动转速控制策略：

在当前开停周期下，根据预设的运行率数组和转速数组，计算平均运行率和平均转速；其中，若当前开停周期具有前N个开停周期，所述运行率数组由前N个开停周期的运行率组成，所述转速数组由前N个开停周期的停机转速组成；若当前开停周期具有前M个开停周期，所述运行率数组由前M个开停周期的运行率和(N-M)个预设的初始运行率组成，所述转速数组由前M个开停周期的停机转速和(N-M)个预设的初始转速组成，0≤M＜N，N≥1；

根据所述平均运行率、所述平均转速和预设的目标运行率范围，确定启动转速；

控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述启动转速启动运行。

作为上述方案的改进，所述根据所述平均运行率、所述平均转速和预设的目标运行率范围，确定启动转速，具体包括：

当所述平均运行率处于预设的目标运行率范围之内时，确定所述平均转速为启动转速；

当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，计算调整后的转速，作为启动转速。

作为上述方案的改进，所述当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，计算调整后的转速，作为启动转速，具体包括：

当所述平均运行率小于所述预设的目标运行率范围的下限值时，根据所述预设的目标运行率范围和所述平均运行率，对所述平均转速进行下调，以得到所述调整后的转速；

当所述平均运行率大于所述预设的目标运行率范围的上限值时，根据所述预设的目标运行率范围和所述平均运行率，对所述平均转速进行上调，以得到所述调整后的转速。

作为上述方案的改进，所述当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述预设的目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，计算调整后的转速，作为启动转速，具体包括：

当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述预设的目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，通过以下计算公式计算调整后的转速：

其中，r为所述调整后的转速，

为所述平均转速，/>

为所述平均运行率，[η_min，η_max]为所述预设的目标运行率范围；m为预设的调整系数，m＞0。

作为上述方案的改进，在执行所述启动转速控制策略之前，所述控制器还用于：

判断当前开停周期是否为所述变频压缩机上电后的首个开停周期，或第二个开停周期，或冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期；

若是首个开停周期或第二个开停周期，根据当前环境温度确定所述变频压缩机在首个开停周期或第二个开停周期下的启动转速；

若是冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期，获取预设的最高转速作为所述启动转速；

若不是上述任一情况，则执行所述启动转速控制策略。

作为上述方案的改进，所述根据当前环境温度确定所述变频压缩机在首个开停周期下的启动转速，具体包括：

根据预设的环境温度与第一启动转速的对应关系，确定当前环境温度对应的第一启动转速，作为所述变频压缩机在首个开停周期下的启动转速；

所述根据当前环境温度确定所述变频压缩机在第二个开停周期下的启动转速，具体包括：

根据预设的环境温度、冰箱运行档位与第二启动转速的对应关系，确定当前环境温度和当前冰箱运行档位对应的第二启动转速，作为所述变频压缩机在第二个开停周期下的启动转速；

其中，在所述预设的环境温度与第一启动转速的对应关系，和所述预设的环境温度、冰箱运行档位与第二启动转速的对应关系中，同一环境温度下，所述第一启动转速大于等于所述第二启动转速。

作为上述方案的改进，在所述控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述启动转速启动运行之后，所述控制器还用于执行以下更新数组操作：

获取所述变频压缩机在当前开停周期下的停机转速，并计算所述变频压缩机在当前开停周期下的运行率；

根据所述变频压缩机在当前开停周期下的停机转速和运行率，更新所述转速数组和所述运行率数组。

作为上述方案的改进，在执行所述更新数组操作之前，所述控制器还用于：

判断当前开停周期是否为所述变频压缩机上电后的首个开停周期，或冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期；

若是，不更新所述转速数组和所述运行率数组；

若否，执行所述更新数组操作。

作为上述方案的改进，所述控制器还用于：

在当前开停周期内，若检测到所述变频压缩机的持续运行时间超过第一预设时长，则在所述第一预设时长之后，以预设的转速调整步长、每隔第二预设时长对所述变频压缩机的转速进行升频，直到所述变频压缩机的转速达到预设的最高转速或所述变频压缩机处于停机状态。

本发明实施例还提供了一种冰箱的变频压缩机的控制方法，包括：

在所述变频压缩机上电后，在当前开停周期下，根据预设的运行率数组和转速数组，计算平均运行率和平均转速；其中，若当前开停周期具有前N个开停周期，所述运行率数组由前N个开停周期的运行率组成，所述转速数组由前N个开停周期的停机转速组成；若当前开停周期具有前M个开停周期，所述运行率数组由前M个开停周期的运行率和(N-M)个预设的初始运行率组成，所述转速数组由前M个开停周期的停机转速和(N-M)个预设的初始转速组成，0≤M＜N，N≥1；

根据所述平均运行率、所述平均转速和预设的目标运行率范围，确定启动转速；

控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述启动转速启动运行。

与现有技术相比，本发明实施例公开的冰箱及其变频压缩机的控制方法，在所述变频压缩机上电后，在当前开停周期下，根据预设的运行率数组和转速数组，计算平均运行率和平均转速；其中，所述运行率数组包括在前开停周期的运行率，所述转速数组包括在前开停周期的停机转速。根据所述平均运行率、所述平均转速和预设的目标运行率范围，确定启动转速，进而控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述启动转速启动运行。采用本发明实施例的技术手段，在所述变频压缩机上电之后，所述控制器实时根据在前开停周期的运行参数，包括运行率和停机转速，来计算所述变频压缩机在当前开停周期的启动转速，从而实现对所述变频压缩机的每一开停周期的启动转速的实时调整，能够有效保证所述变频压缩机在每一开停周期下获得最优的运行转速，以使变频压缩机达到较优的工作效率。在所述转速调整方法下，在各个环境温度和档位下，所述变频压缩机的转速与热负荷匹配较好，使得所述变频压缩机能够高效运行，且能耗较低，噪音较小。并且，本方案不需要依据不同冰箱箱体和具体的压缩机型号制定不同的转速表和控制程序，有效的降低了生产成本，为用户提供了一个良好的使用体验。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种冰箱的结构示意图；

图2是本发明实施例中冰箱的控制器所执行工作在一种优选实施方式下的流程示意图；

图3是本发明实施例中更新数组操作在一种优选实施方式下的流程示意图；

图4是本发明实施例中冰箱的控制器所执行工作在另一种优选实施方式下的流程示意图；

图5是本发明实施例中确定启动转速在一种优选实施方式下的流程示意图；

图6是本发明实施例中确定启动转速在另一种优选实施方式下的流程示意图；

图7是本发明实施例中冰箱的控制器所执行工作在又一种优选实施方式下的流程示意图；

图8是本发明实施例中确定启动转速在另一种优选实施方式下的流程示意图；

图9是本发明实施例中更新数组操作在另一种优选实施方式下的流程示意图；

图10是本发明实施例中判断转速限值范围在一种优选实施方式下的流程示意图；

图11是本发明实施例提供的一种冰箱的变频压缩机的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种冰箱，包括至少一储物室，例如冷藏室和/或冷冻室，用于存放具有保鲜或冷冻需求的物品。所述冰箱还包括制冷系统，用于执行冰箱的制冷操作。

需要说明的是，所述冰箱通过所述制冷系统进行制冷操作，提供冷量传输到所述储物室中，以使所述储物室维持在一个恒定的低温状态。具体地，本发明实施例所述的冰箱的制冷系统由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器构成，所述制冷系统的工作构成包括压缩过程、冷凝过程、节流过程和蒸发过程。

其中，压缩过程为：插上电冰箱电源线，在温控器的触点接通的情况下，压缩机开始工作，低温、低压的制冷剂被压缩机吸入，在压缩机汽缸内被压缩成高温、高压的过热气体后排出到冷凝器中；冷凝过程为：高温、高压的制冷剂气体通过冷凝器散热，温度不断下降，逐渐被冷却为常温、高压的饱和蒸气，并进一步冷却为饱和液体，温度不再下降，此时的温度叫冷凝温度。制冷剂在整个冷凝过程中的压力几乎不变；节流过程为：经冷凝后的制冷剂饱和液体经干燥过滤器滤除水分和杂质后流入毛细管，通过它进行节流降压，制冷剂变为常温、低压的湿蒸气；蒸发过程为：随后在蒸发器内开始吸收热量进行汽化，不仅降低了蒸发器及其周围的温度，而且使制冷剂变成低温、低压的气体。从蒸发器出来的制冷剂再次回到压缩机中，重复以上过程，将电冰箱内的热量转移到箱外的空气中，实现了制冷的目的。

参见图1，是本发明实施例提供的一种冰箱的结构示意图。本发明实施例中冰箱10的所述压缩机为变频压缩机11，所述冰箱10还包括控制器12。所述控制器12与所述变频压缩机11连接，用于实现对所述变频压缩机的运行转速的控制和调整。

具体地，参见图2，是本发明实施例中冰箱的控制器所执行工作在一种优选实施方式下的流程示意图。在所述变频压缩机上电后，所述控制器用于执行以下启动转速控制策略，具体包括步骤S11至S13：

S11、在当前开停周期下，根据预设的运行率数组和转速数组，计算平均运行率和平均转速；其中，若当前开停周期具有前N个开停周期，所述运行率数组由前N个开停周期的运行率组成，所述转速数组由前N个开停周期的停机转速组成；若当前开停周期具有前M个开停周期，所述运行率数组由前M个开停周期的运行率和(N-M)个预设的初始运行率组成，所述转速数组由前M个开停周期的停机转速和(N-M)个预设的初始转速组成，0≤M＜N，N≥1；

S12、根据所述平均运行率、所述平均转速和预设的目标运行率范围，确定启动转速；

S13、控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述启动转速启动运行。

在变频压缩机上电之后，预先设置相应的开机条件或停机条件，用于触发所述控制器12在判定当前达到开机条件时控制所述变频压缩机11开机，也即启动运行，并在达到停机条件时控制所述变频压缩机11停机，也即停止运行，之后，当前再次达到开机条件时，再次控制所述变频压缩机11启动运行，以此循环。

需要说明的是，所述变频压缩机的开停周期是指变频压缩机的一次开机时长与停机时长之和，也即所述变频压缩机在本次开机时刻到下次开机时刻之间的时长。可以理解地，在本发明实施例中，不同的开停周期的开机时长和停机时长不一定相等。

所述变频压缩机的转速的调整发生在上一开停周期末与当前开停周期初，也即所述变频压缩机的转速的调整是在变频压缩机停机后并在下一次开机前进行调整的。

在本发明实施例中，预先设置运行率数组(η_i，η_i-1，η_i-2，...)和转速数组(r_i，r_i-1，r_i-2，...)，其中，所述运行率数组包括N个运行率值，所述转速数组包括N个转速值。所述运行率数组和所述转速数组会在当前开停周期结束后进行更新调整。在所述变频压缩机上电后的第一个开停周期内，构成所述运行率数组和所述转速数组的元素均为预设的值，也即，所述运行率数组由N个预设的初始运行率组成，记为η_set，则运行率数组为(η_set，η_set，η_set，...)；所述转速数组由N个预设的初始转速组成，记为r_set，则所述转速数组为(r_set，r_set，r_set，...)，所述第一个开停周期下，根据当前的运行率数组和转速数组，计算平均运行率

和平均转速/>

具体地，平均运行率/>

和平均转速/>

的计算方式如下：

进而，根据所述平均运行率

所述平均转速/>

和预设的目标运行率范围，确定启动转速，并控制所述变频压缩机在第一个开停周期下以所述启动转速启动运行。

进一步地，第一个开停周期结束后，计算第一个开停周期的运行率η₁，并获取结束时变频压缩机的停机转速r_off1，具体地，每一开停周期下的运行率η_i的计算方式如下：

其中，η_i为第i个开停周期对应的运行率，Ton_i为第i个开停周期的开机时长，Toff_i为第i个开停周期的停机时长。

根据所述第一个开停周期的运行率η₁和停机转速r_off1，更新所述运行率数组为(η₁，η_set，η_set，...)和所述转速数组为(r_off1，r_set，r_set，...)，所述第二个开停周期下，根据当前的运行率数组和转速数组，计算平均运行率

和平均转速/>

并根据所述平均运行率/>

所述平均转速/>

和预设的目标运行率范围进行启动转速的确定。

进一步地，第二个开停周期结束后，计算第二个开停周期的运行率η₂，并获取结束时变频压缩机的停机转速r_off2，更新所述运行率数组为(η₂，η₁，η_set，...)和所述转速数组为(r_off2，r_off1，r_set，...)，所述第二个开停周期下，根据当前的运行率数组和转速数组，计算平均运行率

和平均转速/>

并根据所述平均运行率/>

所述平均转速/>

和预设的目标运行率范围进行启动转速的确定。往后的每一开停周期均以此类推。

也就是说，当前开停周期之前已经运行有N个开停周期的情况下，其运行率数组和转速数组根据前N个开停周期的运行率和停机转速进行确定，而当前开停周期之前未运行有N个开停周期的情况下，其运行率数组和转速数组除了包括前几个开停周期的运行率和停机转速，同时还由预设的初始运行率和初始转速进行填补构成。

则，参见图3，是本发明实施例中更新数组操作在一种优选实施方式下的流程示意图。在本发明实施例中，在步骤S13，也即所述控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述启动转速启动运行之后，所述控制器还用于执行以下更新数组操作，具体包括步骤S21至S22：

S21、获取所述变频压缩机在当前开停周期下的停机转速，并计算所述变频压缩机在当前开停周期下的运行率；

S22、根据所述变频压缩机在当前开停周期下的停机转速和运行率，更新所述转速数组和所述运行率数组。

在具体的应用场景中，作为举例，取N为3，所述预设的初始运行率为85％，所述预设的转速为3000rpm，则在所述变频压缩机上电后，控制器12内预存的运行率数组为(85％，85％，85％)，所述转速数组为(3000，3000，3000)，计算得到平均运行率为85％，平均转速为3000，基于此计算得到所述启动转速为3000rpm，则控制所述变频压缩机在第一个开停周期内以启动转速为3000rpm启动运行。之后，所述变频压缩机可能会经过调整频率的步骤，直到达到停机条件并停止运行，第一个开停周期结束，假设停机时的转速为4410rpm，并计算得到第一个开停周期的运行率为60％，则更新运行率数组为(60％，85％，85％)，所述转速数组为(4410，3000，3000)，以此来计算平均运行率和平均转速，以此类推。

参见图4，是本发明实施例中冰箱的控制器所执行工作在另一种优选实施方式下的流程示意图。在步骤S13之后，所述控制器还用于执行步骤S14：

S14、在当前开停周期内，若检测到所述变频压缩机的持续运行时间超过第一预设时长，则在所述第一预设时长之后，以预设的转速调整步长、每隔第二预设时长对所述变频压缩机的转速进行升频，直到所述变频压缩机的转速达到预设的最高转速或所述变频压缩机处于停机状态。

在本发明实施例中，在所述变频压缩机的运行过程中，需要保证每一个开停周期的顺利进行，因此，为了避免所述变频压缩机的启动转速偏低导致压缩机不停机而无法计算运行率，本发明实施例通过设置一个“保护机制”，在每一开停周期内，若存在持续运行第一预设时长不停机的情况，则控制所述变频压缩机每隔第二预设时长升频，直到达到最高转速rpm_max，或所述变频压缩机停机，也即完成该次开停周期为止。

需要说明的是，所述第一预设时长大于所述第二预设时长，并且，所述第一预设时长、所述第二预设时长、所述预设的转速调整步长和所述最高转速可以根据实际情况具体设定。例如，将所述第一预设时长设置为90min，所述第二预设时长为25min，所述预设的转速调整步长为300rpm，所述最高转速rpm_max为4410rpm。

本发明实施例提供了一种冰箱，包括变频压缩机和控制器；在所述变频压缩机上电后，所述控制器用于：在当前开停周期下，根据预设的运行率数组和转速数组，计算平均运行率和平均转速；其中，所述运行率数组包括在前开停周期的运行率，所述转速数组包括在前开停周期的停机转速。根据所述平均运行率、所述平均转速和预设的目标运行率范围，确定启动转速，进而控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述启动转速启动运行。采用本发明实施例的技术手段，在所述变频压缩机上电之后，所述控制器实时根据在前开停周期的运行参数，包括运行率和停机转速，来计算所述变频压缩机在当前开停周期的启动转速，从而实现对所述变频压缩机的每一开停周期的启动转速的实时调整，能够有效保证所述变频压缩机在每一开停周期下获得最优的运行转速，以使变频压缩机达到较优的工作效率。在所述转速调整方法下，在各个环境温度和档位下，所述变频压缩机的转速与热负荷匹配较好，使得所述变频压缩机能够高效运行，且能耗较低，噪音较小。并且，本方案不需要依据不同冰箱箱体和具体的压缩机型号制定不同的转速表和控制程序，有效的降低了生产成本，为用户提供了一个良好的使用体验。

作为优选的实施方式，参见图5，是本发明实施例中确定启动转速在一种优选实施方式下的流程示意图。本发明实施例在上述实施例的基础上进一步实施，则步骤S12，也即根据所述平均运行率、所述平均转速和预设的目标运行率范围，确定启动转速，具体包括步骤S121至S122：

S121、当所述平均运行率处于预设的目标运行率范围之内时，确定所述平均转速为启动转速；

S122、当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，计算调整后的转速，作为启动转速。

在本发明实施例中，在计算得到所述平均运行率

和平均转速/>

所述控制器12根据所述平均运行率/>

所述平均转速/>

和预先设置的目标运行率范围，实现对当前开停周期的启动转速的调整。

需要说明的是，所述目标运行率范围可以根据人为经验进行设定，例如，设置一个足够大的运行率值η₀，并计算所述运行率值η₀的80％，作为所述目标运行率范围的下限值η_min，计算所述运行率值η₀的90％，作为所述目标运行率范围的上限值η_max。

当所述平均运行率

满足/>

时，表明所述平均运行率对应的平均转速为所述变频压缩机在当前运行状态下的合适的启动转速，因而控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述平均转速/>

启动运行。

采用本发明实施例的技术手段，将变频压缩机的目标运行率设置为一个范围，而当计算得到所述平均运行率处于该范围内时，则将对应的平均转速作为变频压缩机在当前开停周期的启动转速，可以避免变频压缩机在每个开停周期内都大幅度调整转速，从而有利于冰箱的控温稳定。

当所述平均运行率

满足/>

或/>

时，表明所述平均运行率对应的平均转速并不符合所述变频压缩机在当前运行状态下的合适的启动转速，可能无法最优地满足冰箱的储温要求，或耗电过大、噪音过大等，需要进行相应的调整。根据所述目标运行率范围[η_min，η_max]、所述平均运行速率/>

和所述平均转速/>

计算调整后的转速，并控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述调整后的转速启动运行。

作为优选的实施方式，参见图6，是本发明实施例中确定启动转速在另一种优选实施方式下的流程示意图。步骤S121具体通过步骤S1211至S1212执行：

S1211、当所述平均运行率小于所述预设的目标运行率范围的下限值时，根据所述预设的目标运行率范围和所述平均运行率，对所述平均转速进行下调，以得到所述调整后的转速；

S1212、当所述平均运行率大于所述预设的目标运行率范围的上限值时，根据所述预设的目标运行率范围和所述平均运行率，对所述平均转速进行上调，以得到所述调整后的转速。

在一种可选的实施方式下，变频压缩机的运行率与转速呈负相关关系，因此，当所述平均运行率

时，根据所述目标运行率范围和所述平均运行率，计算第一调整比例，并根据所述第一调整比例和所述平均转速，计算调整后的转速，以使所述调整后的转速小于所述平均转速。而当所述平均运行率/>

时，根据所述目标运行率范围和所述平均运行率，计算第二调整比例，并根据所述第二调整比例和所述平均转速，计算调整后的转速，以使所述调整后的转速大于所述平均转速。

作为更优选的实施方式，步骤S121具体包括：

当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述预设的目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，通过以下计算公式计算调整后的转速：

其中，r为所述调整后的转速，

为所述平均转速，/>

为所述平均运行率，[η_min，η_max]为所述预设的目标运行率范围；m为预设的调整系数，m＞0。

需要说明的是，调整系数m可以根据实际情况进行设定，当m取0到1之间的值时，将所述变频压缩机的运行转速调整至最终合理转速的时间会慢些，但会更稳定。当m取大于1的值时，将所述变频压缩机的运行转速调整至最终合理转速的时间会快些，但容易发散。

优选地，调整系数m＝1。本发明实施例以m＝1进行说明：

根据所述预设的目标运行率范围[η_min，η_max]计算目标运行率η′，并根据所述平均运行率和所述目标运行率的比值，计算所述变频压缩机的调整比例

从而根据所述调整比例和所述平均转速，计算得到所述变频压缩机的调整后的转速，以得到所述变频压缩机在当前开停周期下的启动转速。

根据所述调整后的转速的计算公式可知，当

时，所述调整比例/>

则所述调整后的转速将被下调；当/>

时，所述调整比例/>

则所述调整后的转速将被上调。

相比于现有技术中，根据在前开停周期的启动转速来计算平均转速，然后采用逐步升频/降频至目标转速的策略，在出现开机持续运行时间超过第一预设时长，如90min，在“保护机制”的触发下进行升频情况下，没有考虑当前开停周期中升频的影响，导致下一开停周期的启动转速的值偏小，采用逐步升频至目标转速的策略，单次调整的幅度较小，达到满足所述目标运行率范围的目标转速需要经过多个开停周期的升频，时间较长。例如，从启动的60Hz，如果想升频至120Hz，则需要至少5次升频才能达到目标频率。

本发明实施例采用在前开停周期的停机转速来计算所述平均转速，这会导致平均转速作为下一开停周期启动转速的值偏高，进而需要降频才能达到目标启动转速，也就是采用先升频后降频至目标转速的策略。虽然增加了一步升频，但是由于降频过程中单步调整的空间较大，无需经过过多个开停周期才能达到目标转速，总体上能实现达到目标转速的时间较快的效果。例如，如果出现本次启动60Hz，目标120Hz转速，会先升频至140Hz，然后降频至120hz，理论上一次升频+一次降频可以达到目标频率。

也即，采用本发明实施例的技术手段，采用在前开停周期的停机转速来计算所述平均转速，再根据平均运行率和目标运行率范围来对所述平均转速进行调整，能有效缩短压缩机运行至符合目标运行率范围对应的目标转速的时间，使得达到目标转速的时间更快，使得所述变频压缩机更快地进入稳定运行状态。

作为优选的实施方式，参见图7，是本发明实施例中冰箱的控制器所执行工作在又一种优选实施方式下的流程示意图。本发明实施例在上述实施例的基础上进一步实施，在所述控制器执行所述启动转速控制策略之前，所述控制器还用于执行步骤S31至S34：

S31、判断当前开停周期是否为所述变频压缩机上电后的首个开停周期，或第二个开停周期，或冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期；

S32、若是首个开停周期或第二个开停周期，根据当前环境温度确定所述变频压缩机在首个开停周期或第二个开停周期下的启动转速；

S33、若是冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期，获取预设的最高转速作为所述启动转速；

S34、若不是上述任一情况，则执行所述启动转速控制策略。

在本发明实施例中，当所述变频压缩机处于上电后的首个开停周期，或第二个开停周期，或冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期时，这些开停周期较为特殊，使得变频压缩机的运行状态不满足上述启动转速调整策略。因此，在这些开停周期下，需要采用其他的方式对启动转速进行确定。

具体地，若当前开停周期是首个开停周期或第二个开停周期，根据当前环境温度确定所述变频压缩机在首个开停周期或第二个开停周期下的启动转速。

优选地，参见图8，是本发明实施例中确定启动转速在另一种优选实施方式下的流程示意图，其中，步骤S32具体包括步骤S321至S322：

S321、若是首个开停周期，根据预设的环境温度与第一启动转速的对应关系，确定当前环境温度对应的第一启动转速，作为所述变频压缩机在首个开停周期下的启动转速；

S322、若是第二个开停周期，根据预设的环境温度、冰箱运行档位与第二启动转速的对应关系，确定当前环境温度和当前冰箱运行档位对应的第二启动转速，作为所述变频压缩机在第二个开停周期下的启动转速；

其中，在所述预设的环境温度与第一启动转速的对应关系，和所述预设的环境温度、冰箱运行档位与第二启动转速的对应关系中，同一环境温度下，所述第一启动转速大于等于所述第二启动转速。

需要说明的是，所述冰箱运行档位分别表征冰箱不同的制冷目标温度，其可以由用户预先设定。作为举例，所述冰箱运行档位分为弱档、中档和强档，对应的制冷目标温度依次增大。

在一种实施方式下，由于变频压缩机在运行过程中，运行转速和运行频率具有一定的对应关系，因此，可以通过设置预设的环境温度与第一运行频率的对应关系，来确定当前环境温度下对应的第一启动转速，同样地，可以通过设置预设的环境温度、冰箱运行档位与第二运行频率的对应关系，来确定当前环境温度和当前冰箱运行档位下对应的第二启动转速。

所述预设的环境温度与第第一运行频率的对应关系，具体如表1所示：

表1

所述预设的环境温度、冰箱运行档位与第二运行频率的对应关系，具体如表2所示：

表2

进一步地，若当前开停周期是冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期，则获取预设的最高转速，作为所述启动转速。若当前开停周期不是上述任一情况，则执行所述启动转速控制策略。

采用本发明实施例的技术手段，对于首个和第二个开停周期，以及化霜前后、存在被开、关门的动作的开停周期，额外采用其他方式确定启动转速，能够使得所述变频压缩机的运行转速更加符合其运行状态和用户的需求，有效提高调整所述变频压缩机的启动转速的合理性，有效地保证所述变频压缩机在每一开停周期下获得最优的运行转速，所述变频压缩机能够高效运行，且能耗较低，噪音较小。

参见图9，是本发明实施例中更新数组操作在另一种优选实施方式下的流程示意图。本发明实施例在上述实施例的基础上进一步实施，在执行所述更新数组操作之前，所述控制器还用于执行步骤S41至S43：

S41、判断当前开停周期是否为所述变频压缩机上电后的首个开停周期，或冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期；

S42、若是，不更新所述转速数组和所述运行率数组；

S43、若否，执行所述更新数组操作。

在本发明实施例中，首个开停周期、冰箱化霜前后的开停周期和存在冰箱开关门动作的开停周期较为特殊，设置为不符合更新条件的开停周期。

具体地，设置初始的运行率数组为(η_set，η_set，η_set，...)，初始的转速数组为(r_set，r_set，r_set，...)。冰箱上电后进入首个开停周期，根据所述表1和当前环境温度，确定所述变频压缩机在首个开停周期下的启动转速之后，控制所述变频压缩机启动运行，直至停机。此时，并不根据首个开停周期的停机转速和运行率来更新所述运行率数组和转速数组。进而，冰箱进入第二个开停周期，根据表2和当前环境温度、冰箱运行档位，确定所述变频压缩机在第二个开停周期下的启动转速之后，控制所述变频压缩机启动运行，直至停机。假设第二开停周期不为冰箱化霜前后的周期，也不存在开关冰箱门的动作，此时，计算第二个开停周期的运行率η₂，并获取第二个开停周期下的停机转速r_off2，根据第二个开停周期的停机转速r_off2和运行率η₂来更新所述运行率数组和转速数组，得到运行率数组为(η₂，η_set，η_set，...)，转速数组为(r_off2，r_set，r_set，...)。

同样的，在所述冰箱的化霜前后周期下，变频压缩机采用预设的固定转速运行，并且，该开停周期结束后也不更新所述运行率数组和转速数组；当检测到所述冰箱存在被开、关门的动作时，在该开停周期下，所述变频压缩机采用预设的最高转速运行，并且，该开停周期结束后也不更新所述运行率数组和转速数组，可以理解为，化霜前后的开停周期，和存在开关门动作的开停周期，不计入上述控制策略的开停周期内。

可以理解地，所述运行率数组和所述转速数组的组成如下：若当前开停周期具有前N个符合更新条件的开停周期，所述运行率数组由前N个符合更新条件的开停周期的运行率组成，所述转速数组由前N个符合更新条件的开停周期的停机转速组成；若当前开停周期具有前M个符合更新条件的开停周期，所述运行率数组由前M个符合更新条件的开停周期的运行率和(N-M)个预设的初始运行率组成，所述转速数组由前M个符合更新条件的开停周期的停机转速和(N-M)个预设的初始转速组成，0≤M＜N，N≥1。所述符合更新条件的开停周期为预先设置的。

作为优选的实施方式，在步骤S13之前，所述控制器12还用于执行步骤S01至S03：

S01、判断所述启动转速是否处于预设的转速限值范围内。

S02、当所述启动转速大于所述预设的转速限值范围的上限值，将所述启动转速更新为所述预设的转速限值范围的上限值。

S03、当所述启动转速小于所述预设的转速限值范围的下限值，将所述启动转速更新为所述预设的转速限值范围的下限值。

优选地，所述转速限值范围具体为：[1350rpm，4410rpm]。

其中，转速限值范围的上限值r_max＝4410RPM，下限值为r_min＝1350RPM。

具体地，在计算得到启动转速r_on后，当所述启动转速r_on＞r_max时，将所述启动转速r_on更新为所述预设的转速限值范围的上限值r_max，也即令所述启动转速r_on＝r_max；当所述启动转速r_on＜r_min时，将所述启动转速r_on更新为所述预设的转速限值范围的下限值r_min，也即令所述启动转速r_on＝r_min。

采用本发明实施例的技术手段，能够保证变频压缩机运行在一个安全可靠的转速范围内，保证冰箱的正常运行。

参见图10，是本发明实施例提供的一种冰箱的变频压缩机的控制方法的流程示意图。本发明实施例提供了一种冰箱的变频压缩机的控制方法，包括以下启动转速控制策略，具体包括步骤S51至S53：

S51、在所述变频压缩机上电后，在当前开停周期下，根据预设的运行率数组和转速数组，计算平均运行率和平均转速；其中，若当前开停周期具有前N个开停周期，所述运行率数组由前N个开停周期的运行率组成，所述转速数组由前N个开停周期的停机转速组成；若当前开停周期具有前M个开停周期，所述运行率数组由前M个开停周期的运行率和(N-M)个预设的初始运行率组成，所述转速数组由前M个开停周期的停机转速和(N-M)个预设的初始转速组成，0≤M＜N，N≥1；

S52、根据所述平均运行率、所述平均转速和预设的目标运行率范围，确定启动转速；

S53、控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述启动转速启动运行。

采用本发明实施例的技术手段，在所述变频压缩机上电之后，所述控制器实时根据在前开停周期的运行参数，包括运行率和停机转速，来计算所述变频压缩机在当前开停周期的启动转速，从而实现对所述变频压缩机的每一开停周期的启动转速的实时调整，能够有效保证所述变频压缩机在每一开停周期下获得最优的运行转速，以使变频压缩机达到较优的工作效率。在所述转速调整方法下，在各个环境温度和档位下，所述变频压缩机的转速与热负荷匹配较好，使得所述变频压缩机能够高效运行，且能耗较低，噪音较小。并且，本方案不需要依据不同冰箱箱体和具体的压缩机型号制定不同的转速表和控制程序，有效的降低了生产成本，为用户提供了一个良好的使用体验。

作为优选的实施方式，步骤S52具体包括：

当所述平均运行率处于预设的目标运行率范围之内时，确定所述平均转速为启动转速；

当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，计算调整后的转速，作为启动转速。

作为一种可选的实施方式，所述当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，计算调整后的转速，作为启动转速，具体包括：

当所述平均运行率小于所述预设的目标运行率范围的下限值时，根据所述预设的目标运行率范围和所述平均运行率，对所述平均转速进行下调，以得到所述调整后的转速；

当所述平均运行率大于所述预设的目标运行率范围的上限值时，根据所述预设的目标运行率范围和所述平均运行率，对所述平均转速进行上调，以得到所述调整后的转速。

作为另一种可选的实施方式，所述当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述预设的目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，计算调整后的转速，作为启动转速，具体包括：

当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述预设的目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，通过以下计算公式计算调整后的转速：

其中，r为所述调整后的转速，

为所述平均转速，/>

为所述平均运行率，[η_min，η_max]为所述预设的目标运行率范围；m为预设的调整系数，m＞0。

作为优选的实施方式，在执行所述启动转速控制策略之前，所述方法还包括：

判断当前开停周期是否为所述变频压缩机上电后的首个开停周期，或第二个开停周期，或冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期；

若是首个开停周期或第二个开停周期，根据当前环境温度确定所述变频压缩机在首个开停周期或第二个开停周期下的启动转速；

若是冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期，获取预设的最高转速作为所述启动转速；

若不是上述任一情况，则执行所述启动转速控制策略。

优选地，所述根据当前环境温度确定所述变频压缩机在首个开停周期下的启动转速，具体包括：

根据预设的环境温度与第一启动转速的对应关系，确定当前环境温度对应的第一启动转速，作为所述变频压缩机在首个开停周期下的启动转速；

所述根据当前环境温度确定所述变频压缩机在第二个开停周期下的启动转速，具体包括：

根据预设的环境温度、冰箱运行档位与第二启动转速的对应关系，确定当前环境温度和当前冰箱运行档位对应的第二启动转速，作为所述变频压缩机在第二个开停周期下的启动转速；

其中，在所述预设的环境温度与第一启动转速的对应关系，和所述预设的环境温度、冰箱运行档位与第二启动转速的对应关系中，同一环境温度下，所述第一启动转速大于等于所述第二启动转速。

作为优选的实施方式，在步骤S53之后，所述方法还包括执行以下更新数组操作：

获取所述变频压缩机在当前开停周期下的停机转速，并计算所述变频压缩机在当前开停周期下的运行率；

根据所述变频压缩机在当前开停周期下的停机转速和运行率，更新所述转速数组和所述运行率数组。

优选地，在执行所述更新数组操作之前，所述方法还用于：

判断当前开停周期是否为所述变频压缩机上电后的首个开停周期，或冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期；

若是，不更新所述转速数组和所述运行率数组；

若否，执行所述更新数组操作。

作为优选的实施方式，所述方法还包括：

在当前开停周期内，若检测到所述变频压缩机的持续运行时间超过第一预设时长，则在所述第一预设时长之后，以预设的转速调整步长、每隔第二预设时长对所述变频压缩机的转速进行升频，直到所述变频压缩机的转速达到预设的最高转速或所述变频压缩机处于停机状态。

需要说明的是，本发明实施例提供的一种冰箱的变频压缩机的控制方法与上述实施例的一种冰箱的控制器所执行的所有流程步骤相同，两者的工作原理和有益效果一一对应，因而不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种冰箱，其特征在于，包括变频压缩机和控制器；

在所述变频压缩机上电后，所述控制器用于执行以下启动转速控制策略：

在当前开停周期下，根据预设的运行率数组和转速数组，计算平均运行率和平均转速；其中，若当前开停周期具有前N个开停周期，所述运行率数组由前N个开停周期的运行率组成，所述转速数组由前N个开停周期的停机转速组成；若当前开停周期具有前M个开停周期，所述运行率数组由前M个开停周期的运行率和(N-M)个预设的初始运行率组成，所述转速数组由前M个开停周期的停机转速和(N-M)个预设的初始转速组成，0≤M＜N，N≥1；

根据所述平均运行率、所述平均转速和预设的目标运行率范围，确定启动转速；

控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述启动转速启动运行。

2.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，所述根据所述平均运行率、所述平均转速和预设的目标运行率范围，确定启动转速，具体包括：

当所述平均运行率处于预设的目标运行率范围之内时，确定所述平均转速为启动转速；

当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，计算调整后的转速，作为启动转速。

3.如权利要求2所述的冰箱，其特征在于，所述当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，计算调整后的转速，作为启动转速，具体包括：

当所述平均运行率小于所述预设的目标运行率范围的下限值时，根据所述预设的目标运行率范围和所述平均运行率，对所述平均转速进行下调，以得到所述调整后的转速；

当所述平均运行率大于所述预设的目标运行率范围的上限值时，根据所述预设的目标运行率范围和所述平均运行率，对所述平均转速进行上调，以得到所述调整后的转速。

4.如权利要求2所述的冰箱，其特征在于，所述当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述预设的目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，计算调整后的转速，作为启动转速，具体包括：

当所述平均运行率处于所述预设的目标运行率范围之外时，根据所述预设的目标运行率范围、所述平均运行率和所述平均转速，通过以下计算公式计算调整后的转速：

其中，r为所述调整后的转速，

为所述平均转速，/>

为所述平均运行率，[η_min,η_max]为所述预设的目标运行率范围；m为预设的调整系数，m>0。

5.如权利要求1至4任一项所述的冰箱，其特征在于，在执行所述启动转速控制策略之前，所述控制器还用于：

判断当前开停周期是否为所述变频压缩机上电后的首个开停周期，或第二个开停周期，或冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期；

若是首个开停周期或第二个开停周期，根据当前环境温度确定所述变频压缩机在首个开停周期或第二个开停周期下的启动转速；

若是冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期，获取预设的最高转速作为所述启动转速；

若不是上述任一情况，则执行所述启动转速控制策略。

6.如权利要求5所述的冰箱，其特征在于，所述根据当前环境温度确定所述变频压缩机在首个开停周期下的启动转速，具体包括：

根据预设的环境温度与第一启动转速的对应关系，确定当前环境温度对应的第一启动转速，作为所述变频压缩机在首个开停周期下的启动转速；

所述根据当前环境温度确定所述变频压缩机在第二个开停周期下的启动转速，具体包括：

根据预设的环境温度、冰箱运行档位与第二启动转速的对应关系，确定当前环境温度和当前冰箱运行档位对应的第二启动转速，作为所述变频压缩机在第二个开停周期下的启动转速；

其中，在所述预设的环境温度与第一启动转速的对应关系，和所述预设的环境温度、冰箱运行档位与第二启动转速的对应关系中，同一环境温度下，所述第一启动转速大于等于所述第二启动转速。

7.如权利要求5所述的冰箱，其特征在于，在所述控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述启动转速启动运行之后，所述控制器还用于执行以下更新数组操作：

获取所述变频压缩机在当前开停周期下的停机转速，并计算所述变频压缩机在当前开停周期下的运行率；

根据所述变频压缩机在当前开停周期下的停机转速和运行率，更新所述转速数组和所述运行率数组。

8.如权利要求7所述的冰箱，其特征在于，在执行所述更新数组操作之前，所述控制器还用于：

判断当前开停周期是否为所述变频压缩机上电后的首个开停周期，或冰箱化霜前后的开停周期，或存在冰箱开关门动作的开停周期；

若是，不更新所述转速数组和所述运行率数组；

若否，执行所述更新数组操作。

9.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，所述控制器还用于：

在当前开停周期内，若检测到所述变频压缩机的持续运行时间超过第一预设时长，则在所述第一预设时长之后，以预设的转速调整步长、每隔第二预设时长对所述变频压缩机的转速进行升频，直到所述变频压缩机的转速达到预设的最高转速或所述变频压缩机处于停机状态。

10.一种冰箱的变频压缩机的控制方法，其特征在于，包括：

在所述变频压缩机上电后，在当前开停周期下，根据预设的运行率数组和转速数组，计算平均运行率和平均转速；其中，若当前开停周期具有前N个开停周期，所述运行率数组由前N个开停周期的运行率组成，所述转速数组由前N个开停周期的停机转速组成；若当前开停周期具有前M个开停周期，所述运行率数组由前M个开停周期的运行率和(N-M)个预设的初始运行率组成，所述转速数组由前M个开停周期的停机转速和(N-M)个预设的初始转速组成，0≤M＜N，N≥1；

根据所述平均运行率、所述平均转速和预设的目标运行率范围，确定启动转速；

控制所述变频压缩机在当前开停周期下以所述启动转速启动运行。

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