CN1175016A - 家用设备的运行控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是诸如空调器,冰箱,电视机,磁带录像机类的家用设备,具体地说,涉及的是家用设备的运行控制装置及其控制方法,这种装置和方法可以防止因频繁操作开/关所造成的家用设备各驱动部件的间歇运行,从而可以保护家用设备,该设备包括:根据用户设定的运行条件,用于输入起动和停止信号使多个驱动件运转的运行操作设备;和当由运行操作设备输入起动或停止信号时,通过所计算的时间期限控制驱动元件运转的控制设备。

Description

家用设备的运行控制 装置及其控制方法

本发明涉及的是诸如空调器，冰箱，电视机，磁带录像机等的家用设备，具体地说，涉及的是家用设备的运行控制装置及其控制方法，这种装置和方法可以防止因频繁ON/OFF操作所造成的家用设备多个驱动部件的间歇运行，从而可以保护家用设备。

如图1和2所示，作为家用设备例子的传统空调器的室内单元1的正面下方有一个入口格栅件5，而在其正面上方有若干出口孔7，入口格栅件5包括若干用以吸入室内空气的入口孔3，空气经入口孔3被吸入以后，出口孔7将该经过换热的空气作为冷风或热风排出。

此外，在各出口孔7上装有若干用以垂直地控制经出口孔7排放的空气的方向的水平叶片9，以及若干用以水平控制空气方向的垂直叶片11，在出口孔7内装有一个出口门13，该门打开出口孔7和关闭出口孔7，打开出口孔就可以平稳地把在热交换器(未示出)中经过换热的空气供应给室内，而关闭出口孔既可以在准备运行期间防止灰尘和有害物质流入室内单元1，又可以美化室内单元的外形。

出于美观的目的，并且为了保护设备的内部构件，将一个罩件(covermember)15固定到室内单元1的前部，罩件15的下侧装有一个控制面板17，该控制面板用以选择运行模式(自动，冷却，除霜，送风，加热或其他)、起动/停止运行、通过空调器出口孔7排放的空气的排气量和风向。

如图3所示，用以使出口门13作垂直运动的驱动设备包括一个固定在室内单元1正面上部的支撑件19；一个用支撑件19固定的出口马达21，用来产生使出口门13作垂直运动的转矩；一个与出口马达21的轴22耦联的齿轮23，其受到出口马达21的转矩作用而转动，以及一个与齿轮23啮合的齿轨25，当齿轮23转动时，通过将齿轮23的旋转运动转变成出口门13的直线运动，该齿轨25使出口门13作垂直运动。

另外，用以使水平叶片9转动的驱动设备包括一个安装在室内单元1内的风向控制马达27(例如步进马达)以及若干随风向控制马达27的转动而运行的连接件29，由此使若干水平叶片9同时转动。

在上述结构的空调器中，当用户经过操作遥控器或控制面板17选择一个运行模式并接通起动/停止按钮(后面称之为“起动按钮”)时，出口马达21按正常方向转动。此后，与出口马达21的轴22耦联的齿轮23转动，与齿轮23啮合的齿轨25向下运动，以使与齿轨25耦联的出口门13下行，从而打开出口孔7。

此时，如果安装在出口孔7上方或下方位置的用来检测门打开/关闭的传感器检测到出口孔7完全被打开时，出口马达21停止转动，未示出的室内风扇运转，通过入口孔3把室内空气吸入到空调器的室内单元1中。由入口孔3吸入的空气通过未示出的热交换器，并与热交换器中流动的冷却剂的蒸发潜热进行热交换。

向上引导经热交换器换过热的空气，并通过出口孔7将空气排入室内。根据水平叶片9和垂直叶片11的角度控制排放空气的方向，由此完成室内的空气调节。

已有技术中，利用水平叶片9垂直调节空气排出方向的方法需两次操作控制面板17上的工作按钮，使水平叶片9到“on”的位置上运行。也就是说，如果只在其“on”的位置上操作一次按钮，风向马达27转动，若干连接件29相继动作，使水平叶片9摆动。当再次在“on”的位置上操作工作按钮时，风向马达27停止转动，水平叶片9也停止摆动。

如果在上述空调器正常运行期间用户切断工作按钮，出口马达21反向转动，此时齿轮23的运行使齿轨25向上运动，这样，出口门升高，关闭出口7。

但是用上述方法操作的空调器中存在一个问题：象压缩机，室内风扇等的驱动件总是受到工作按钮的ON或OFF的操作而被驱动。因此，如果因用户的错误或孩子的疏忽而频繁地操作工作按钮时，显然就会产生噪音，减少驱动件和该设备的使用寿命等。

因此，本发明的目的在于提供一种家用设备的运行控制装置及其控制方法，由此可以防止因频繁操作ON/OFF所造成的多个驱动件的间歇运行，这样就减少了噪音，同时延长了空调器和多个驱动件的使用寿命。

利用本发明家用设备的运行控制装置可以实现上述目的和其他目的，该装置包括：

根据用户设定的运行条件，用于输入起动和停止信号使多个驱动件运转的运行操作设备；和

当由运行操作设备输入起动或停止信号时，通过计算时间期限来控制驱动元件运转的控制设备。

本发明的家用设备运行控制方法包括如下步骤：

识别运行操作设备是否输入了起动或停止信号；

当输入起动或停止信号时，通过计算信号输入时间期限确定信号输入时间期限是否超过了预定时间期限；和

使多个驱动件运转，以使家用设备按正常状况运行。

为充分理解本发明的特征和目的，下面将结合附图详细描述本发明。

附图简要说明：

图1是已有技术空调器的示意图，图中的出口是打开的；

图2是已有技术空调器的示意图，图中的出口是关闭的；

图3是已有技术空调器的内部结构的示意图；

图4是本发明一个实施例的空调器的示意图；

图5是本发明一个实施例的空调器的横截面图，图中的入口和出口是关闭的；

图6是本发明的各主要分解元件的示意图；

图7是本发明实施例的运行控制装置的控制方框图；

图8是本发明的入口打开/关闭驱动设备的电路图；

图9A至9C为流程图，它们分别说明本发明空调器的运行顺序。

下面参照附图详细描述本发明的较佳实施例。

在所有的附图中，相同的标号用以表示与已有技术空调器中的相同或相似构件，为描述简单起见，就省略对这些标号的重复描述。

如图4所示，将入口打开/关闭设备30设置在室内单元1下部的入口3处，该设备打开入口3，使空调器一旦运行就可以将室内空气平稳地经入口3吸进，该设备关闭入口3，就可以使空调器在备用状况(未运行状况)时防止灰尘和有害物质流进室内单元1，同时还使室内单元外观漂亮。

如图5所示，入口打开/关闭设备30包括一个用于产生打开或关闭入口3的驱动转矩的入口马达31；一个利用入口马达31传送出的转矩向前或向后转动的齿轮32；一个与齿轮32啮合的滑件(slide member)33，它根据齿轮32的转动方向朝上或朝下运动；若干与滑件33相连的入口格栅34，它根据滑件33的平移运动(translational movement)进行转动；以及设置在入口格栅34的两侧端的导向件35，用以支承入口格栅34，使其自由转动，同时该导向件引导入口格栅34打开或关闭。

把热交换器37安装在入口打开/关闭设备30的内侧，以便使通过入口3吸入的室内空气作为冷风或热风由蒸发潜热进行热交换，把由室内风扇马达39驱动的送风风扇41(以后称之为“室内风扇”)安装在热交换器37的上方，用以通过入口3吸进室内空气，同时该风扇还将空气通过出口7排到室内。

此外，将一根管道(duct)43安装在室内风扇41的外侧，以此来盖住室内风扇41，同时该管道还用来引导由入口3吸入的空气流，该空气流经出口7排放到室内。

如图6所示，把支承作自由转动的入口格栅34的枢轴34a安装在入口格栅34的两侧端上，利用滑件33的侧部形成的长形槽33a使形成于枢轴34a侧部的突起34b转动。

另外，在导向件35的一侧加工有一个固定槽35a，用以夹持(retain)枢轴34a，使其自由转动，在固定槽35a的一侧有一个弧形导向孔35b，以使突起34b随滑件33的平移运动而转动，滑件33的侧部加工有与齿轮32相啮合的齿部(gear-part)33b。

下面参照图7和图8描述上述结构空调器中用以控制出口门13的打开/关闭的运行和控制水平叶片9作垂直运动的电路图。

如图7和图8所示，电源设备100用以将交流电源101提供的市用交流电压转变成使空调器10运行所需的设定直流电压，该电源设备输出的是直流电压。运行操作设备102上装有起动/停止按钮(后面称其为“起动按钮”)以及若干用以选择驱动模式(自动，冷却，除霜，吹风，加热或其他)、排出空气通过出口7的风量(强风，弱风，微风或其他)以及所需温度(Ts：后面称其为“设定温度”)的功能按钮。

控制设备104是一台微机，在接收到电源100输出的直流电压后，该微机预置空调器状况，它根据运行操作设备102输入的运行选择信号控制空调器的所有运行。控制设备104用以控制加到入口马达31上的直流电流，以便打开或关闭出口门13和打开或关闭入口格栅34，同时该控制设备还用作计算入口马达31的关闭一驱动时间期限，以控制关闭入口格栅34的关闭操作。

室内温度检测设备106根据由入口3吸入的室内空气检测出室内温度(T_r)，以便根据室内当前温度将室内温度控制到设定温度(T_s)，由此使空调器完成空气调节。当输入一个运行起动或运行停止信号时，出口打开/关闭驱动设备108接收控制设备104输出的起动/停止信号，控制对出口马达21的驱动，使出口门13垂直运动。

此外，出口打开/关闭检测设备110根据出口门13的打开/关闭位置判断出口7是开启还是关闭，并将检测到的信号传送给控制设备104，出口门根据出口打开/关闭驱动设备108的运行作垂直运动。

当从运行操作设备102输入了运行起动信号或运行停止信号时，入口打开/关闭驱动设备112接收控制设备104输出的控制信号，并控制入口马达31的运转，以便使入口格栅34作打开和关闭入口3的运动。入口打开/关闭驱动设备112包括有一个反相器IC113，一个继电器RY1以及另一个继电器RY2，反相器用于使控制设备104输出端P1和P2输出的高电平打开/关闭控制信号反向，由电源设备110输出的直流电压(12V)接通继电器RY1，以便在输出一个由反相器IC113反向了的低电平打开控制信号时，使入口马达31向前转动，用电源设备110输出的直流电压(12V)接通继电器RY2，以便在输出一个由反相器IC113反向了的低电平关闭控制信号时，使入口马达31反向转动。

入口打开检测设备114根据滑件33的上行(ascent)位置检测入口3是否已被入口格栅34打开，滑件33随入口马达31的转动向上移动，入口打开检测设备114为控制设备104输出一个相应的信号。

此外，风向控制设备116用于垂直和水平地控制经出口7排出的空气的风向，以便将风吹向整个房间。风向控制设备116有一个上/下风向控制单元118和一个左/右风向控制单元120，上/下风向控制单元118在接收控制设备104输出的控制信号后驱动上/下风向马达119，使水平叶片9作垂直的上/下运动，而左/右风向控制单元120在接收控制设备104输出的控制信号后驱动左/右风向马达121，使垂直叶片9水平地向左和向右运动。

压缩机驱动设备121根据用户输入的设定温度(T_s)和由室内温度检测设备106检测到的室内温度(T_r)之间的温差在接收了控制设备104输出的控制信号后控制压缩机123的运转。风扇马达驱动设备124接收控制设备104输出的控制信号，把在热交换器37中换过热的空气吹到室内，并控制使室内风扇41转动的室内风扇马达39的转速。

附图中的显示设备126显示空调器的运行状况以及运行选择模式(自动，冷却，除霜，送风，加热或其他)，并显示设定温度(T_s)和当前室内温度(T_r)。

下面描述上述空调器运行控制装置及其方法的运行情况及效果。

图9A至9C为流程图，它们说明了本发明空调器运行控制的工作顺序，图9A至9C中的S均表示“步骤”。

为说明本发明空调器的运行情况，假定入口3和出口7在初始状态时为关闭状态。

首先，当空调器通电时，电源设备100将市用交流电源101提供的市用交流电压转变成驱动空调器所需的预定直流电压，该电源设备将直流电压输出给驱动电路以及控制设备104。

因此，在步骤S1中，控制设备104接收电源设备100输出的直流电压，和预置空调器的运行状况。

此时，当用户操作运行操作设备102，输入一个所需的空调器运行模式(自动，冷却，除霜，送风，加热或其他)以及一个设定温度(T_s)，并随之，按下起动按钮时，运行操作设备102为控制设备104输入一个运行选择信号和运行起动信号(后面称之为“工作信号”)。

因此在步骤S2中，控制设备104确定是否从运行操作设备102输入了工作信号(operation signal)。如果没有输入工作信号(“No”的情况)，控制设备104使空调器保持在准备运行状态，并重复步骤S1和S2。

如果在步骤S2输入了工作信号(operation signal)(“Yes”的情况)，控制设备104进入步骤S3，由所安装的计时器计算输入的工作信号的时间间隔。

此时，在步骤S4中，控制设备104确定所计算的时间间隔是否超过预定时间(为防止频繁操作驱动元件的ON/OFF的最小时间间隔，约3秒)。如果所计算的时间没有超过预定时间期限(“No”的情况)，则返回步骤S3，并重复上述步骤1至3。

如果在步骤S4中所计算的时间期限已超过了预定时间期限(“Yes”的情况)，则确定该状况为已正常输入了工作信号时的状况和进入步骤S5，在该步骤中，控制设备104通过输出端P1将高电平控制信号输出给入口打开/关闭驱动设备112，以便打开关闭的入口3。

因此，从控制设备104输出端P1输出的高电平打开控制信号通过反相器IC113被反向成低电平信号，用电源设备100输出的直流电压(12V)接通继电器RY1，使继电器RY1的触点RYl_c闭合。

如果继电器RYl的触点RYl_c已闭合，则在步骤S6中，将交流电源端101的交流电压加到入口马达31的线圈31a上，使入口马达31按朝前的方向运转。与入口马达31的轴耦联的齿轮32转动，与齿轮32的侧部啮合的滑件33上行。当滑件33上行时，倾斜地形成于滑件33侧部的长形槽33a上移。此时，当长形槽33a上行时，入口格栅34的突起34b在弧形导向孔35b引导下转动，使入口格栅34按预定角度转动，以打开入口3。枢轴34a被固定到定位孔35a中后构成一根轴。

在步骤S7中，控制设备104把用以打开关闭着的出口7的控制信号输出给出口打开/关闭驱动设备108。

因此，出口打开/关闭驱动设备108根据控制设备104的控制驱动出口马达21，从而出口马达21向前转动，与出口马达21的轴22耦联的齿轮23转动，使与其耦联的齿轨25下行，由此与齿轨25耦联的出口门13也下行，这样就打开出口7。

此时在步骤S8中，出口打开/关闭检测设备110检测受出口马达21的驱动而作下行运动的出口门13的下行位置，入口打开/关闭检测设备114检测受入口马达31的驱动而作上行运动的滑件33的上行位置。

所以，控制设备104接收由出口打开/关闭检测设备110检测到的信号以及由入口打开/关闭检测设备114检测到的信号，并确定出口门13和入口格栅34是否打开。如果出口门13和入口格栅34并未被打开(“No”的情况)，则返回到步骤S6，继续驱动出口马达21和入口马达31，直至打开口门13和入口格栅34。

如果出口门13和入口格栅34在步骤S8中均已打开(“Yes”的情况)，则进入步骤S9，在该步骤中，出口打开/关闭驱动设备108根据控制设备104的控制停止驱动出口马达21，从而完成打开出口门13的运行。

入口打开/关闭驱动设备112根据控制设备104输出端P1输出的低电平打开控制信号停止驱动入口马达31，从而完成打开入口格栅34的运行。

然后在步骤S10中，风扇马达驱动设备124根据据控制设备104的控制，通过控制室内风扇马达39的转速来驱动室内风扇41。

如果室内风扇41转动，则室内空气经入口3开始被吸入到室内单元1中。此时，室内温度检测设备106根据从入口3吸入的空气检测出室内温度(T_r)。

同时在步骤S11中，将室内温度检测设备106检测到的室内温度(T_r)与用户在运行操作设备102中设置的设定温度(T_s)进行比较，确定该状况是否就是驱动压缩机123的状况。

驱动压缩机123的状况指的是由室内温度检测设备106检测到的室内温度(T_r)高于致冷空气运行(air-cooling operation)中由用户设置的设定温度(T_s)时的状况，同时也是指由室内温度检测设备106检测到的室内温度(T_r)低于加热空气运行(ari-warming operation)中用户设置的设定温度(T_s)时的状况。

如果在步骤S11中的状况并不是相应于驱动压缩机123的状况(“No”的情况)，则返回步骤S10，重复步骤S1至S10的运行，继续检测室内温度(T_r)。如果该状况是相应于驱动压缩机123的状况(“Yes”的情况)，则进入步骤S12，在该步骤中，控制设备104根据室内温度(T_r)和设定温度(T_s)之间的温差确定压缩机123的转动频率，并输出用于驱动压缩机123的控制信号给压缩机驱动设备122。

因此，压缩机驱动设备122根据控制设备104确定的转动频率驱动压缩机123。

如果压缩机123运转，则在步骤S13中室内风扇41转动，室内空气通过入口3吸入室内单元1，经入口3吸入室内单元1的空气在通过热交换器37时，作为冷风或热风与热交换器37中流动的冷却剂的蒸发潜热进行热交换。

在热交换器37中换过热的冷风或热风空气向上运动，然后被排放到室内，按照设置在出口7中作自由转动的水平叶片9和垂直叶片11的风向角度，可以上/下和左/右地控制排到室内的空气的风向，由此完成空气调节。

当上述空调器处于正常运行时，在步骤S14中确定驱动操作设备102的工作按钮是否切断，同时检测是否输入了运行停止信号。如果没有输入运行停止信号(“No”的情况)，则返回到步骤S13，重复步骤S1至S13，同时继续进行正常运行。

如果在步骤S14输入了运行停止信号(“Yes”的情况)，则进入步骤S15，在该步骤中，当输入运行停止信号时，控制设备104计算信号输入间隔。

此时在步骤S16中，确定由控制设备104所算出的信号输入间隔是否超过预定的时间间隔(约3秒)。如果没有超过预定时间间隔(“No”的情况)，则返回到步骤S15，并重复步骤S1至S15，直至超过预定时间间隔。

如果在步骤S16中判定已超过了预定时间间隔(“Yes”的情况)，则确定该状况就是正常输入运行停止信号时的状况，并进入步骤S17，从而控制设备104把用于停止压缩机123和室内风扇马达39运转的控制信号输出给压缩机驱动设备122和风扇马达驱动设备124。

因此，压缩机驱动设备122根据控制设备104的控制停止压缩机123运转，和风扇马达驱动设备124根据控制设备104的控制停止室内风扇马达39的运转。

然后在步骤18中，控制设备104通过输出端P2将高电平控制信号输出给入口打开/关闭驱动设备112，以便关闭打开的入口3。

因此由反相器IC113把控制设备104输出端P2输出的高电平控制信号反向成低电平，用电源设备100输出的直流电压(12V)接通继电器RY2，使继电器RY2的触点RY2_c闭合。

如果继电器RY2的触点RY2_c闭合，则在步骤S19中，把交流电源端101的交流电压加到入口马达31的线圈31b上，以便使入口马达31按反方向转动。与入口马达31的轴耦联的齿轮32反转，与齿轮32的侧部啮接的滑件33下行，而倾斜地形成于滑件33一侧的长形槽33a在滑件33下行时向下运动。当长形槽33a正在下行时，入口格栅34的突起34b在弧形导向孔35b的引导下转动，从而使入口格栅34转动预定的角度，以关闭入口3，把枢轴34a固定到定位孔35a中后构成一根轴。

此时在步骤S20中，控制设备104计算入口马达31的关闭时间期限，以确定是否已超过预定的时间期限(通过实验得到的关闭入口格栅所需的时间数据，约11.5秒)。如果没有超过预定的时间期限(“No”的情况)，则返回步骤S19，继续驱动入口马达31，直至关闭入口格栅34。

在步骤S20中，如果已过了预定时间期限(“Yes”的情况)，则确定该状况就是入口格栅34被完全关闭时的状况，并进入步骤S21，在该步骤中，入口打开/关闭驱动设备112停止驱动入口马达31，根据控制设备104输出端P2输出的低电平关闭信号完成关闭入口格栅34的操作。

然后在步骤S22中，控制设备104将关闭打开的出口7的控制信号输出给出口打开/关闭驱动设备108。

因此，出口打开/关闭驱动设备108根据控制设备104的控制驱动出口马达21。出口马达21反向转动，与出口马达21的轴22耦联的齿轮23也转动，使与该马达耦联的齿轨25向上移动，由此与齿轨25耦联的出口门13上行，关闭出口7。

此时在步骤S23中，出口打开/关闭检测设备110检测在出口马达21的作用下向上移动的出口门13的位置，控制设备104接收由出口打开/关闭检测设备110所检测的信号，以确定出口门13是否已被关闭。

在步骤S23中，如果出口门13和入口格栅34没被关闭(“No”的情况)，则返回步骤S22，继续驱动出口马达21，直至完全关闭出口门13。如果出口门13已被关闭(“Yes”的情况)，则进入步骤S24，在该步骤中，出口打开/关闭驱动设备108根据控制设备104的控制停止驱动出口马达21，从而完成关闭出口门13的关闭工作。

还有，入口马达31在步骤S19-S21中的运行和出口马达21在步骤S22-S24中的运行是同时完成的。但为便于描述，才给出顺序的。

接着在步骤S25中，当保持准备运行准备状态时，控制设备104返回到步骤S2，重复步骤S1和S2，直至运行操作设备102再次输入工作信号。

如上所述，本发明的家用设备的运行控制装置及其控制方法的效果在于防止多个驱动元件因频繁开/关而间歇地运行，由此减少了噪音，延长了多个驱动构件及其产品的使用寿命。

Claims (4)

1.一种家用设备的运行控制装置，包括：

运行操作设备，根据用户设定的运行条件，用于输入起动和停止信号使多个驱动件运转；和

控制设备，其当由运行操作设备输入了起动或停止信号时，通过所计算的时间期限来控制多个驱动元件的运转。

2.如权利要求1的装置，其中，当从运行操作设备输入了起动或停止信号时，所述控制设备计算时间期限，使所述多个驱动元件运转。

3.如权利要求2的装置，其中，所述的预定时间期限约为1到10秒。

4.一种家用设备的运行控制方法，包括如下步骤：

识别运行操作设备是否输入了起动或停止信号；

当输入了起动或停止信号时，通过计算信号输入的时间期限确定信号输入时间期限是否超过了预定时间期限；和

使多个驱动件运转，以使家用设备按正常状况运行。

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