CN115539421A - 一种用于冰箱制冷的四线风机控制方法及冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于冰箱制冷的四线风机控制方法及冰箱，属于冰箱四线风机技术领域。该控制方法包括：驱动所述四线风机以预设启动流程启动；获取所述四线风机的反馈信号，并根据所述反馈信号确定所述四线风机的实际转速Rn；根据所述四线风机的实际转速Rn判断所述四线风机是否出现故障；若是，则驱动所述四线风机进入故障运转模式；若否，则驱动所述四线风机进入正常调速模式。本发明还提供一种执行上述控制方法的冰箱。本发明的四线风机控制方法及冰箱能够实现地对四线风机的及时故障处理。

Description

一种用于冰箱制冷的四线风机控制方法及冰箱

技术领域

本发明涉及冰箱四线风机技术领域，特别是涉及一种用于冰箱制冷的四线风机控制方法及冰箱。

背景技术

随着智能冰箱和风冷冰箱的应用越来越普遍，冰箱中的冷冻四线风机和冷却四线风机的控制也变得越来越重要。

四线风机是冰箱常用的一种四线风机类型，如图1所示，一般的四线风机包括了电源控制信号、PWM(脉冲宽度调制，Pulse Width Modulation)信号和反馈信号3种信号的输入，通过主控电路的信号输入和四线风机的反馈信号来对四线风机进行控制。对于这种四线风机的故障和调速控制需要进一步完善。

发明内容

本发明第一方面的一个目的是要提供一种用于冰箱制冷的四线风机控制方法，能够进一步完善四线风机的运行控制过程。

本发明的另一个目的是要能够实现地对四线风机的及时故障处理。

本发明第二方面的一个目的是要提供一种执行上述控制方法的冰箱，能够及时地对四线风机进行故障处理。

特别地，本发明提供了一种用于冰箱制冷的四线风机控制方法，包括：

驱动所述四线风机以预设启动流程启动；

获取所述四线风机的反馈信号，并根据所述反馈信号确定所述四线风机的实际转速；

根据所述四线风机的实际转速判断所述四线风机是否出现故障；

若是，则驱动所述四线风机进入故障运转模式；

若否，则驱动所述四线风机进入正常调速模式。

可选地，驱动所述四线风机进入故障运转模式的过程包括：

以设定的启停周期控制所述四线风机启停，其中所述启停周期包括设定停机时长以及启动时长；

在所述启停周期内的启动时长中，重新根据所述四线风机的实际转速判断所述故障是否消除；

若是，则退出所述故障运转模式，并驱动所述四线风机进入所述正常调速模式；

若否，则重复按照所述启停周期控制所述四线风机启停，并且若所述启停周期的连续重复次数超过预设次数阈值的情况，控制所述四线风机停机，并对故障停机进行计时，并在计时时间达到停机阈值时驱动所述四线风机再次进入故障运转模式。

可选地，以设定的启停周期控制所述四线风机启停的过程包括：

发送具有所述启停周期的第一PWM脉冲信号至所述四线风机，以控制所述四线风机启停，其中所述第一PWM脉冲信号在所述启停周期内的停机时长内的占空比为0、在所述启停周期内的启动时长内的占空比为50％。

可选地，以设定的启停周期控制所述四线风机启停的过程还包括：

在每一所述启停周期内第三预设时长内控制所述四线风机上电，所述第三预设时长包括所述启动时长开始前的第四预设时长、所述启动时长以及所述启动时长结束后的第五预设时长。

可选地，驱动所述四线风机以预设启动流程启动的过程包括：

发送启动上电信号至所述四线风机，以控制所述四线风机上电；

同时发送启动控制信号至所述四线风机，用于控制所述四线风机在上电第一预设时长后的第二预设时长内以预设测试转速运行。

可选地，所述启动控制号为所述第一预设时长内占空比为0、所述第二预设时长内占空比为50％的第二PWM脉冲信号。

可选地，根据所述四线风机的实际转速判断所述四线风机是否出现故障的过程包括：

当所述第二预设时长内的所述四线风机的实际转速小于正常转速阈值时判定所述四线风机出现故障。

可选地，驱动所述四线风机进入正常调速模式的过程包括：

获取所述四线风机的当前的实际转速和目标转速；

计算所述四线风机的当前的实际转速和所述目标转速的差值的绝对值，

当所述绝对值大于第一阈值时，驱动所述四线风机按照设定的目标转速运行。

可选地，驱动所述四线风机按照设定的目标转速运行的过程包括：

判断所述绝对值是否大于第二阈值，所述第二阈值大于所述第一阈值；

当所述绝对值大于所述第二阈值时，以第一步长作为所述目标转速的变化量调节所述电机的当前的实际转速；

当所述绝对值小于或等于所述第二阈值时，以第二步长作为所述目标转速的变化量调节所述电机的当前的实际转速，所述第一步长大于所述第二步长。

特别地，本发明还提供了一种冰箱，包括：控制器，所述控制器包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有机器可执行程序，所述机器可执行程序被处理器执行时实现根据上述任意一项的四线风机控制方法。

本发明提供了一种冰箱的四线风机的控制方法，通过驱动四线风机执行预设启动流程，并通过四线风机的反馈信号来判断其自身是否出现故障，然后根据判断结果控制四线风机进入不同的模式，能够在判定出现故障时进入故障运转模式。在风机启动后先进行了故障的测试和排除，能够及时地对风机进行故障处理，进一步完善了四线风机的运行控制过程，有利于保证风机的正常运行。

进一步地，本发明在四线风机启动初期设置了一个转速测试过程，因此能够更早地应对故障状况，在四线风机进入正常调速模式之前就进行了故障检测和排除。

进一步地，本发明提供了一种具体的故障处理方法，通过驱动四线风机执行启停循环控制来应对故障，并根据应对反馈的结果采取不同的处理流程，从而保证风机能够自动完成故障的应对和修复，而不会在故障状态还继续以正常转速控制来运行，导致风机的故障继续或加重引起的对风机的损坏。

进一步地，本发明设置第二阈值能够实现风机的多级调速，即根据风机的当前的实际转速和目标转速的差值的绝对值的大小来控制调节的步长，使得风机的调速过程更合理高效。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是现有技术中的四线风机及其控制电路的连接示意图；

图2是根据本发明一个实施例的四线风机控制方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的四线风机控制方法所对应的控制信号图；

图4是根据本发明一个实施例的冰箱四线风机的控制方法中的执行故障运转模式的流程图；

图5是根据本发明一个实施例的冰箱四线风机的控制方法中故障运转模式所对应的控制信号图；

图6是根据本发明一个实施例的冰箱四线风机的控制方法中的执行正常调速模式的流程图。

具体实施方式

图2是根据本发明一个实施例的四线风机控制方法的流程图。本发明中的四线风机是风冷冰箱的制冷送风四线风机。本发明提供了一种用于冰箱制冷的四线风机控制方法，如图2所示，一个实施例中，该四线风机控制方法包括：

步骤S100，驱动四线风机以预设启动流程启动。

步骤S200，获取四线风机的反馈信号，并根据反馈信号确定四线风机的实际转速Rn。这里的转速信息可以是直接的风机转速，也可以是间接的与转速相关的信息，例如风机反馈的脉冲数，通过脉冲数换算成风机转速。一个实施例中，根据图1中PWM四线风机(即本申请的四线风机)通过反馈电路向主控电路所反馈的脉冲数来计算四线风机的转速，例如四线风机在10s内风机反馈的总脉冲数为100，那对应的转速即为300RPM。

步骤S300，根据四线风机的实际转速Rn判断四线风机是否出现故障若是，进入步骤S400，否则进入步骤S500。

步骤S400，驱动四线风机进入故障运转模式。

步骤S500，驱动四线风机进入正常调速模式。

本实施例提供了一种冰箱的四线风机的控制方法，通过驱动四线风机执行预设启动流程，并通过四线风机的反馈信号来判断其自身是否出现故障，然后根据判断结果控制四线风机进入不同的模式，能够在判定出现故障时进入故障运转模式。也就是说，本实施例在风机启动后先进行了故障的测试和排除，能够及时地对风机进行故障处理，进一步完善了四线风机的运行控制过程，有利于保证风机的正常运行。

进一步的一个实施例中，步骤S100包括：

发送启动上电信号至四线风机，以控制四线风机上电；

同时发送启动控制信号至四线风机，用于控制四线风机在上电第一预设时长t1后的第二预设时长t2内以预设测试转速运行。

图3是根据本发明一个实施例的四线风机控制方法所对应的控制信号图。如图3所示，这里的启动上电信号可以是一直为高电压的VCC信号。启动控制号为第一预设时长t1内占空比为0、第二预设时长t2内占空比为50％的第二PWM脉冲信号。可选地，第一预设时长t1为2-5s中的任一值，例如2s、3s或5s。第二预设时长t2为8-12s中的一值，例如8s、10s或12s。

本实施例在四线风机启动初期设置了一个转速测试过程，因此能够更早地应对故障状况，在四线风机进入正常调速模式之前就进行了故障检测和排除。

进一步的一个实施例中，步骤S300包括：

当第二预设时长t2内的四线风机的实际转速Rn小于正常转速阈值时判定四线风机出现故障，否则判定四线风机未出现故障。这里的正常转速阈值的大小可以根据第二预设时长t2以及第二预设时长t2内的占空比进行标定。例如当第二预设时长t2为10s、占空比为50％时，正常转速阈值为300RPM。

本实施例提供了一种具体的故障判定方法，通过四线风机反馈的脉冲数即可完成其自身的故障判定，该方式简单易行。

图4是根据本发明一个实施例的冰箱四线风机的控制方法中的执行故障运转模式的流程图。一个实施例中，如图4所示，步骤S400包括：

步骤S402，以设定的启停周期T控制四线风机启停，其中启停周期T包括设定启动时长t4以及启动时长t5。

步骤S404，在启停周期T内的启动时长t5中，重新根据四线风机的实际转速Rn判断故障是否消除；若是，执行步骤S406；否则执行步骤S408和步骤S410。

步骤S406，退出故障运转模式，并驱动四线风机进入正常调速模式。

步骤S408，重复按照启停周期T控制四线风机启停，并且若启停周期T的连续重复次数超过预设次数阈值n的情况，控制四线风机停机。

步骤S410，对故障停机进行计时，并在计时时间达到停机阈值t3时驱动四线风机再次进入故障运转模式，即返回步骤S402。

图5是根据本发明一个实施例的冰箱四线风机的控制方法中故障运转模式所对应的控制信号图。如图5所示，本实施例中，步骤S402包括：

发送具有启停周期T的第一PWM脉冲信号至四线风机，以控制四线风机启停，其中第一PWM脉冲信号在启停周期T内的停机时长t4的占空比为0、在启停周期T内的启动时长t5内的占空比为50％。

如图5所示，进一步的一个实施例中，步骤S402还包括：

在每一启停周期内第三预设时长t7内控制四线风机上电，第三预设时长t7包括启动时长开始前的第四预设时长、启动时长以及启动时长结束后的第五预设时长。当然，如图5所示，在每一启停周期中除了第三预设时长的其他时长(即停机时长t6)则控制四线风机关闭。这样设置可以保证四线风机在启动前的一段时间内先上电，在启动结束后的一段时间内继续保持上电，即延迟下电，可以保证风机启动的稳定性，不会因还未稳定上电或突然下单而无法保证其稳定启动。一个实施例中，停机时长t4为50s，启动时长t5为10s，第三预设时长t7为16s，停机时长t6为44s，且第四预设时长和第五预设时长均为3s。也就是，0～3秒：VCC开，PWM输出0；3～47秒：VCC关，PWM输出0；47～50秒：VCC开，PWM输出0；50～60秒：VCC开，PWM输出50％。进一步地，对应于上述具体数值的第一PWM脉冲信号的实施例，相应的预设次数阈值n取为10，当四线风机在当前启停周期T的启动时长t5，即10s内的总脉冲数超过100，也即10s内的平均转速大于300RPM时就判定故障消除，进而退出故障允许模式，进入正常调速模式，若当前启停周期T10s内的平均转速小于或等于300RPM时就进入下一个启停周期T，若连续运行了10个启停周期T，仍然不满足10s内的平均转速大于300RPM则控制四线风机停机，例如停机50min，再50min后再次进入故障运转模式。

本实施例提供了一种具体的故障处理方法，通过驱动四线风机执行启停循环控制来应对故障，并根据应对反馈的结果采取不同的处理流程，从而保证风机能够自动完成故障的应对和修复，而不会在故障状态还继续以正常转速控制来运行，导致风机的故障继续或加重引起的对风机的损坏。

进一步地，如图3所示，当需要控制四线风机关机时，假设关机时刻为tn，那么在tn时刻将PWM信号置零，此时控制VCC信号继续运行t1’时长，再将VCC信号置零，对风机进行下电。t1’可以设置为3s。风机满足关机条件，风机不在判断故障，等下次开机再进行判断，如果有故障，保留故障。

图6是根据本发明一个实施例的冰箱四线风机的控制方法中的执行正常调速模式的流程图。如图6所示，本实施例中，步骤S500包括：

步骤S502，获取四线风机的当前的实际转速Rn和目标转速Rt。如前，四线风机的当前的实际转速Rn可以根据四线风机反馈的脉冲数换算得来，目标转速Rt可以是设定值或者根据当前制冷模式的需求计算得到。

步骤S504，计算四线风机的当前的实际转速Rn和目标转速Rt的差值的绝对值A。

步骤S506，判断绝对值A是否大于第一阈值A1，若是，驱动四线风机按照设定的目标转速Rt运行，否则返回步骤S502。

可选地，第一阈值A1为20RPM，当绝对值A小于第一阈值A1时，说明目标转速Rt和风机的当前的实际转速Rn的差值在允许或合理的范围内，即进入了稳态，不需要进行转速调节，而当绝对值A大于第一阈值A1时，说明风机的当前的实际转速Rn与目标转速Rt相差较大，即进入了暂态，需要进行转速调节。通过第一阈值A1的设置可以避免风机在不必要时频繁进行调速，造成运行不稳定的问题。

进一步的一个实施例中，驱动四线风机按照设定的目标转速Rt运行的步骤包括：

步骤S508，判断绝对值A是否大于第二阈值A2，若是进入步骤S510，否则进入步骤S512，其中第二阈值A2大于第一阈值A1。

步骤S510，以第一步长作为目标转速Rt的变化量调节电机的当前的实际转速Rn。

步骤S512，以第二步长作为目标转速Rt的变化量调节电机的当前的实际转速Rn，第一步长大于第二步长。

这里通过设置第二阈值A2能够实现风机的多级调速，即根据风机的当前的实际转速Rn和目标转速Rt的差值的绝对值A的大小来控制调节的步长，使得风机的调速过程更合理高效。

一个具体的实施例中，当风机的当前的实际转速Rn和目标转速Rt的差值大于50RPM时，控制以每X秒减小第一步长，例如X取2S，第一步长为2RPM，当风机的当前的实际转速Rn和目标转速Rt的差值小于-50RPM时，控制以每Y秒增加第一步长，例如Y取2S，第一步长为2RPM。当然在具体设置时，时间是可以自由设置的，但是目标转速Rt的可能是由单片机内的参数来控制的，例如模值N来控制PWM信号的频率，占空比因子M来线性调节PWM信号的占空比，上述的第一步长可以通过占空比因子M的设定而确定，根据其对应规则，第一步长就会有一定取值特点。

同样地，绝对值A小于或等于第二阈值A2时的调速原理与绝对值A大于第二阈值A2相同，但是步长的大小不同，由于绝对值A较小，可以以更小的步长即第二步长对四线风机进行调节，例如设定1RPM。

本发明还提供了一种冰箱，包括控制器，该控制器包括存储器和处理器，存储器内存储有控制程序，控制程序被处理器执行时用于实现上述任一实施例或实施例的组合的四线风机控制方法。处理器可以是一个中央处理单元(central processing unit，简称CPU)，或者为数字处理单元等等。处理器通过通信接口收发数据。存储器用于存储处理器执行的程序。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何介质，也可以是多个存储器的组合。上述计算程序可以从计算机可读存储介质下载到相应计算/处理设备或者经由网络(例如因特网、局域网、广域网和/或无线网络)下载到计算机或外部存储设备。

本实施例的冰箱在四线风机启动后先进行了故障的测试和排除，能够及时地对风机进行故障处理，进一步完善了四线风机的运行控制过程，有利于保证风机的正常运行。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种用于冰箱制冷的四线风机控制方法，包括：

驱动所述四线风机以预设启动流程启动；

获取所述四线风机的反馈信号，并根据所述反馈信号确定所述四线风机的实际转速；

根据所述四线风机的实际转速判断所述四线风机是否出现故障；

若是，则驱动所述四线风机进入故障运转模式；

若否，则驱动所述四线风机进入正常调速模式。

2.根据权利要求1所述的四线风机控制方法，其特征在于，驱动所述四线风机进入故障运转模式的过程包括：

以设定的启停周期控制所述四线风机启停，其中所述启停周期包括设定停机时长以及启动时长；

在所述启停周期内的启动时长中，重新根据所述四线风机的实际转速判断所述故障是否消除；

若是，则退出所述故障运转模式，并驱动所述四线风机进入所述正常调速模式；

若否，则重复按照所述启停周期控制所述四线风机启停，并且若所述启停周期的连续重复次数超过预设次数阈值的情况，控制所述四线风机停机，并对故障停机进行计时，并在计时时间达到停机阈值时驱动所述四线风机再次进入故障运转模式。

3.根据权利要求2所述的四线风机控制方法，其特征在于，以设定的启停周期控制所述四线风机启停的过程包括：

发送具有所述启停周期的第一PWM脉冲信号至所述四线风机，以控制所述四线风机启停，其中所述第一PWM脉冲信号在所述启停周期内的停机时长内的占空比为0、在所述启停周期内的启动时长内的占空比为50％。

4.根据权利要求3所述的四线风机控制方法，其特征在于，以设定的启停周期控制所述四线风机启停的过程还包括：

在每一所述启停周期内第三预设时长内控制所述四线风机上电，所述第三预设时长包括所述启动时长开始前的第四预设时长、所述启动时长以及所述启动时长结束后的第五预设时长。

5.根据权利要求1所述的四线风机控制方法，其特征在于，驱动所述四线风机以预设启动流程启动的过程包括：

发送启动上电信号至所述四线风机，以控制所述四线风机上电；

同时发送启动控制信号至所述四线风机，用于控制所述四线风机在上电第一预设时长后的第二预设时长内以预设测试转速运行。

6.根据权利要求5所述的四线风机控制方法，其特征在于，

所述启动控制号为所述第一预设时长内占空比为0、所述第二预设时长内占空比为50％的第二PWM脉冲信号。

7.根据权利要求5所述的四线风机控制方法，其特征在于，根据所述四线风机的实际转速判断所述四线风机是否出现故障的过程包括：

当所述第二预设时长内的所述四线风机的实际转速小于正常转速阈值时判定所述四线风机出现故障。

8.根据权利要求1或2所述的四线风机控制方法，其特征在于，驱动所述四线风机进入正常调速模式的过程包括：

获取所述四线风机的当前的实际转速和目标转速；

计算所述四线风机的当前的实际转速和所述目标转速的差值的绝对值，

当所述绝对值大于第一阈值时，驱动所述四线风机按照设定的目标转速运行。

9.根据权利要求8所述的四线风机控制方法，其特征在于，驱动所述四线风机按照设定的目标转速运行的过程包括：

判断所述绝对值是否大于第二阈值，所述第二阈值大于所述第一阈值；

当所述绝对值大于所述第二阈值时，以第一步长作为所述目标转速的变化量调节所述电机的当前的实际转速；

当所述绝对值小于或等于所述第二阈值时，以第二步长作为所述目标转速的变化量调节所述电机的当前的实际转速，所述第一步长大于所述第二步长。

10.一种冰箱，其特征在于，包括：

控制器，所述控制器包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有机器可执行程序，所述机器可执行程序被处理器执行时实现根据权利要求1至9中任意一项的四线风机控制方法。

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