用於檢查多個風扇的功能的方法與流程

2023-12-04 13:53:46

本發明涉及一種用於檢查在由多個風扇構成的整體內的風扇的功能的方法。進一步地，本發明涉及一種用於控制和檢測在由多個風扇構成的整體內的風扇的功能的裝置。而且，本發明涉及一種具有由多個風扇構成的整體的家用電器。此外，本發明涉及一種電腦程式，所述電腦程式被儲存在計算機可用介質上，所述計算機可用介質包括用於使計算機執行用於檢查在由多個風扇構成的整體內的風扇的功能的方法的計算機可讀程序裝置。

用於製冷和通風目的的風扇用在不同種類的電器中。例如，烹飪灶臺、烹調爐以及通風櫃可以包括一個或多個風扇。在某些情況下，安全標準要求檢測風扇故障。具體地，可能出現風扇鎖定或者斷路。希望對風扇故障的檢測不會顯著地幹擾風扇的運行。

本發明的目的是提供一種用於檢查在由多個風扇構成的整體內的風扇功能的方法，其中，將對風扇進行去激活的時間最小化。

所述目的是通過根據權利要求1所述的方法來實現的。

根據本發明，所述方法用於檢查在由多個風扇構成的整體內的風扇的功能的方法，所述方法包括以下步驟：

-啟動正常工作模式，

-根據所述風扇的速度，檢測或者評估共用風扇監測信號，

-啟動動態風扇檢查例程，在所述例程中，將所述風扇監測信號與鎖定閾值進行比較，

-如果所述風扇監測信號比所述鎖定閾值小，則結束所述動態風扇檢查例程並且開始正常工作模式，

-如果所述風扇監測信號比所述鎖定閾值大，則結束所述動態風扇檢查例程並且啟動多風扇檢查例程，並且

-在每種情況下與單個風扇相對應的連續風扇測試均在多風扇檢查例程期間執行，其中，

-在每次風扇測試期間，激活相應的風扇持續預定的時間段，而其他風扇在所述時間段內被去激活，

-在每次風扇測試期間，將所述風扇監測信號與所述鎖定閾值和斷路閾值進行比較，

-如果所述風扇監測信號比所述鎖定閾值大，則相應的風扇鎖定並且檢測到錯誤，並且

-如果所述風扇監測信號比所述斷路閾值小，則相應的風扇斷路並且檢測到錯誤。

本發明的核心是動態風扇檢查例程與隨後可能的多風扇檢查例程的結合。如果在動態風扇檢查例程期間沒有檢測到鎖定的風扇，則多風扇檢查例程是不必要的。

優選地，通過相應的脈寬調製信號來控制每個風扇的速度，同時通過共用風扇啟用信號來啟用和禁用所述風扇。

例如，用於所述風扇測試的所述預定時間段在十秒至二十秒之間，優選地為十三秒。

具體地，所述風扇監測信號基於由模數轉換器系統採樣和求平均的模擬信號，優選地為所述風扇的電流信號幅度。

在此情況下，在所述風扇測試的所述預定時間段的最後一段時間期間，尤其是在所述預定時間段的最後三分之一時段期間，優選地在所述十三秒時間段的第9秒至第12秒期間，對所述模擬信號進行採樣。

例如，在所述風扇測試的所述預定時間段的最後一段時間內，採集所述風扇監測信號的20至50個樣本，優選地為30個樣本。

進一步地，在所述動態風扇檢查例程期間，所述鎖定閾值可以被適配或者可被適配成已啟用和已禁用的風扇的數量。

而且，在所述動態風扇檢查例程期間，在兩秒至五秒之間的優選地為三秒的時間段內，可以採集所述風扇監測信號的20至50個樣本，優選地為30個樣本。

優選地，在所述動態風扇檢查例程期間，所述風扇的速度處於其最大值。

相比而言，在所述風扇測試期間，所述風扇的速度可以在其最大值的40％至80％之間，優選地為其最大值的60％。

具體地，所述風扇監測信號由二進編碼數表示，優選地由八比特數字表示。

例如，一旦已經檢測到錯誤，就在預定時間間隔之後周期性地激活所述多風扇檢查例程，其中，所述時間間隔在三分鐘至五分鐘之間，優選地為四分鐘。

替代性地，如果已經檢測到錯誤，就立即激活所述多風扇檢查例程。

進一步地，本發明涉及一種用於控制和檢測在由多個風扇構成的整體內的風扇功能的裝置，其中，所述裝置被提供用於上述方法。

此外，本發明涉及一種具有由多個風扇構成的整體的家用電器，其中，所述家用電器包括用於控制和檢測風扇功能的裝置，和/或所述家用電器被提供用於上述方法。

最後，本發明涉及一種電腦程式，所述電腦程式存儲在計算機可用介質上，所述計算機可用介質包括用於使計算機執行上述方法的計算機可讀程序裝置。

本發明的新穎性和創造性特徵在所附的權利要求書中進行了闡述。

參考附圖，將進一步詳細說明本發明，在附圖中

圖1展示了根據本發明的優選實施例的用於控制和檢測多個風扇的功能的裝置的示意性框圖，

圖2展示了根據本發明的優選實施例的用於控制和檢測多個風扇的功能的系統的示意性框圖，

圖3展示了根據本發明的優選實施例的用於檢測多個風扇的功能的算法的示意性流程圖，

圖4展示了根據本發明的優選實施例的多風扇檢查例程的示意性流程圖，並且

圖5展示了根據本發明的優選實施例的在多風扇檢查例程期間作為時間t的函數的風扇監測信號的示意圖。

圖1展示了根據本發明的優選實施例的用於控制和檢測多個風扇12、14和16的功能的裝置的示意性框圖。所述裝置包括控制單元10、驅動器和感測設備20、第一風扇驅動器22、第二風扇驅動器24和第n風扇驅動器26。所述裝置可以被適配成用於控制和檢測2至n個風扇12、14和16的功能。所述裝置連接到風扇12、14和16。

第一風扇驅動器22經由單向線連接到第一風扇12。以類似的方式，第二風扇驅動器24經由單向線連接到第二風扇14。而且，第n風扇驅動器26經由單向線連接到第n風扇16。控制單元10經由單獨的單向線連接到n個風扇驅動器22、24和26。進一步地，控制單元10經由單向線連接到驅動器和感測設備20。相反地，驅動器和感測設備20經由另一條單向線連接到控制單元10。最後，驅動器和感測設備20經由共用的單向線連接到n個風扇驅動器22、24和26。

從控制單元10向第一風扇驅動器22發送第一脈寬調製信號32。以類似的方式，從控制單元10向第二風扇驅動器24發送第二脈寬調製信號34。而且，從控制單元10向第n風扇驅動器26發送第n脈寬調製信號。從控制單元10向驅動器和感測設備20發送風扇啟用信號28。進一步地，從驅動器和感測設備20向風扇驅動器22、24和26發送風扇啟用信號28。從驅動器和感測設備20向控制單元10發送風扇監測信號30。

圖2展示了根據本發明的優選實施例的用於控制和檢測多個風扇12、14和16的功能的系統的示意性框圖。所述系統包括輸入輸出設備38、風扇速度監測設備40以及感測和控制系統42。感測和控制系統42包括模數轉換器系統44和風扇控制系統46。在這個示例中，輸入輸出設備38由硬體實現，而感測和控制系統42由軟體實現。模數轉換器系統44包括模數轉換器48和求平均裝置50。風扇控制系統46包括風扇控制單元52和查詢表54。

從輸入輸出設備38向模數轉換器48發送模擬信號56。模擬信號56與風扇12、14和16的速度相對應。模數轉換器48對模擬信號56進行採樣，並將其轉換為已採樣數位訊號58。求平均裝置50對已採樣數位訊號58求平均並且生成風扇監測信號60。從模數轉換器系統44的求平均裝置50向風扇控制系統46的風扇控制單元52發送風扇監測信號60。

風扇控制單元52基於來自求平均裝置50的風扇監測信號60以及由查詢表54提供的一個或多個閾值64生成脈寬調製信號32、34和36以及風扇啟用信號28。

風扇速度監測設備40可以向風扇控制單元52發送速度請求62，從而使得由所述風扇速度檢測設備40來指示風扇12、14和16的當前速度。

圖3展示了用於檢測三個風扇12、14和16的功能的算法的示意性流程圖。所述算法包括初始步驟68和運行模式70。運行模式70包括風扇去激活狀態72和風扇激活狀態74。如果風扇速度f_s大於零，則執行從風扇去激活狀態72到風扇激活狀態74的轉變。相反地，如果風扇速度f_s等於零，則出現從風扇激活狀態74回到風扇去激活狀態72的轉變。進一步地，風扇激活狀態74包括正常工作模式76、動態風扇檢查例程78以及多風扇檢查例程80。在這個示例中，多風扇檢查例程80為三風扇檢查例程。

當風扇12、14和16被激活時，然後獲得正常工作模式76。當樣本數量n_s超過足以對監測信號f求平均的樣本閾值thr_s時，然後激活動態風扇檢查例程78。如果風扇監測信號f比鎖定閾值thr_l小，則所述算法從動態風扇檢查例程78再次改變為正常工作模式76。然而，如果風扇監測信號f比鎖定閾值thr_l大，則所述算法從動態風扇檢查例程78改變為多風扇檢查例程80。如果風扇定時器信號ft超過第四風扇定時器閾值thr3，則所述算法從多風扇檢查例程80改變回到動態風扇檢查例程78。

存在兩種方式用於進入三風扇檢查例程80。第一種方式是周期性地激活三風扇檢查例程80，其中，一旦已經檢測到錯誤，就周期性地激活三風扇檢查例程80。例如，每四分鐘對所有風扇12、14和16執行重激活嘗試和檢查。第二種方式是有條件地激活三風扇檢查例程80，其中，脈寬調製信號32、34和36被固定在100％。如果檢測到錯誤，則立即觸發三風扇檢查例程80。在運行模式70期間，如果至少一個風扇12、14或16鎖定，則三風扇檢查例程80是可能的。在這個示例中，三風扇檢查例程80需要41秒。

動態風扇檢查例程78被周期性地調用。在這個示例中，每100毫秒調用一次動態風扇檢查例程78。對來自模數轉換器的預定數量的已採樣數位訊號58求平均。在這個示例中，對三十個已採樣數位訊號58求平均，從而使得每三秒執行一次動態風扇鎖定評估。

在動態風扇檢查例程78期間，風扇12、14和16的脈衝寬度調製信號32、34和36恆定地處於100％。存在可以檢測到鎖定的風扇12、14或16的情況。如果啟用所有風扇12、14和16(即，三風扇檢查例程80沒有禁用風扇12、14或16)，則使用三風扇閾值d3_thr來檢測至少一個風扇12、14和16鎖定。如果三風扇檢查例程80禁用了至少一個風扇12、14和/或16，則使用兩風扇閾值d2_thr來檢測至少一個風扇12、14和16鎖定。

圖4展示了根據本發明的優選實施例的多風扇檢查例程80的示意性流程圖。在這個示例中，多風扇檢查例程為三風扇檢查例程80。三風扇檢查例程80包括初始步驟82、第一風扇測試84、第二風扇測試86、第三風扇測試88和最終步驟90。

在初始步驟82中，對算法的所有變量執行初始化。當風扇定時器信號ft超過第一風扇定時器閾值thr0時，然後激活第一風扇測試84。以類似的方式，當風扇定時器信號ft超過第二風扇定時器閾值thr1時，然後激活第二風扇測試86。而且，當風扇定時器信號ft超過第三風扇定時器閾值thr2時，然後激活第三風扇測試88。最後，當風扇定時器信號ft超過第四風扇定時器閾值thr3時，然後激活最終步驟90。

在第一風扇測試84期間，僅將第一風扇12啟用預定時間。在這個示例中，第一風扇12被啟用13秒。進一步地，風扇速度被設置為預定級別，在這個示例中為60％。從第9秒至第12秒，對模擬信號56進行採樣以便穩定第一風扇12的速度。

以類似的方式，在第二風扇測試86期間，僅啟用第二風扇14持續13秒，並且風扇速度被設置為60％。從第9秒至第12秒，對模擬信號56進行採樣以便穩定第二風扇14的速度。以統一的方式，在第三風扇測試88期間，僅啟用第三風扇14持續13秒，並且風扇速度被設置為60％。從第9秒至第12秒，對模擬信號56進行採樣以便穩定第三風扇16的速度。

在每次風扇測試84、86和88中，從第9秒至第12秒採集模擬信號56的30個樣本並對其求平均，從而獲得風扇監測信號60。接著，將風扇監測信號60與鎖定閾值thr_l和斷路閾值thr_d進行比較。

如果風扇監測信號60比鎖定閾值thr_l大，則已激活的風扇12、14或16鎖定。如果風扇監測信號60比斷開閾值thr_d小，則已激活的風扇12、14或16斷路。

在最終步驟90期間，計算鎖定的和/或斷路的風扇12、14和16的總數。在下一次激活三風扇檢查例程80之前，禁用每個鎖定的和/或斷路的風扇12、14和16。例如，四分鐘之後激活下一次三風扇檢查例程80。最後，最終步驟結束三風扇檢查例程80。

圖5展示了根據本發明的優選實施例的在多風扇檢查例程80期間，作為時間t的函數的風扇監測信號f的示意圖。在這個示例中，多風扇檢查例程為三風扇檢查例程80。

風扇監測信號f被表示為八比特值。斷路閾值thr_d為30。鎖定閾值thr_l為168。在大約十三秒的第一階段92期間，風扇監測信號f的值約為100，其中，風扇監測信號f在斷路閾值thr_d與鎖定閾值thr_l之間。在大約另一個十三秒的第二階段94期間，風扇監測信號f的值略大於零，其中，風扇監測信號f小於斷路閾值thr_d。在大約另一個十三秒的第三階段96期間，風扇監測信號f的值約為220，其中，風扇監測信號f大於鎖定閾值thr_l。

在第一階段92期間，第一風扇12正常運行。在第二階段94期間，風扇監測信號f指示第二風扇14斷路。在第三階段96期間，風扇監測信號f指示第三風扇16鎖定。結果，第二風扇14和第三風扇16被禁用。多風扇檢查例程80造成大約240秒的延遲。

本發明的算法的優點在於：如果在動態風扇檢查例程78期間，風扇監測信號f小於鎖定閾值thr_l，則多風扇檢查例程80是不必要的。在這個示例中，用於去激活鎖定的風扇12、14和/或16的最大時間約為41秒。這導致了風扇12、14和/或16的繞組的低發熱量。本發明的算法適合於2至n個風扇。

儘管本文中參照附圖描述了本發明的說明性實施例，應該理解的是，本發明並不局限於那個明確的實施例，並且本領域技術人員在不違背本發明的範圍或精神的情況下可以完成其他各種改變和修改。所有這樣的改變和修改都旨在包括在由所附權利要求書所限定的本發明的範圍內。

參考號清單

10控制單元

12第一風扇

14第二風扇

16第n風扇

20驅動器和感測設備

22第一風扇驅動器

24第二風扇驅動器

26第n風扇驅動器

28風扇啟用信號

30風扇監測信號

32第一脈寬調製信號

34第二脈寬調製信號

36第n脈寬調製信號

38輸入輸出設備

40風扇速度監測設備

42感測和控制系統

44模數轉換器系統

46風扇控制系統

48模數轉換器

50求平均裝置

52風扇控制單元

54查詢表

56模擬信號

58已採樣數位訊號

60風扇監測信號

62速度請求

64閾值

68初始步驟

70運行模式

72風扇去激活狀態

74風扇激活狀態

76正常工作模式

78動態風扇檢查例程

80多風扇檢查例程，三風扇檢查例程

82初始步驟

84第一風扇測試

86第二風扇測試

88第三風扇測試

90最終步驟

92第一階段

94第二階段

96第三階段

f風扇監測信號

ft風扇定時器信號

f_s風扇速度

thr0第一風扇定時器閾值

thr1第二風扇定時器閾值

thr2第三風扇定時器閾值

thr3第四風扇定時器閾值

d2_thr兩風扇閾值

d3_thr三風扇閾值

n_s樣本數量

thr_s樣本閾值

thr_l鎖定閾值

thr_d斷路閾值

t時間