空调系统及空调系统的控制方法与流程

【技术领域】

本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种空调系统。

背景技术：

空调系统包括控制器、制冷剂系统及风门，风门是实现室内温度控制的必要部件，控制器能够调节风门动作，如何设计一种空调系统，以有利于能够识别风门异常是一个技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种空调系统以及空调系统的控制方法，有利于识别风门异常。

本发明的一个技术方案提供空调系统的控制方法，应用于空调系统，所述空调系统包括控制器、检测装置、电动机和风门，所述控制器与所述电动机信号连接，所述电动机能够使所述风门动作，所述控制器能够通过所述电动机调节所述风门位置；所述控制器与所述检测装置信号连接，所述控制器能够通过所述检测装置获得所述风门的位置；所述控制器包括计时单元和处理单元，所述计时单元与所述处理单元信号连接；

所述空调系统的控制方法包括：所述控制器根据所述风门的第一当前位置与所述风门的第一位置计算风门行程，所述控制器获取与所述风门行程相对应的第一时间；所述控制器判断所述风门的运行时间与所述第一时间的关系，如果所述风门的运行时间大于所述第一时间，所述控制器判断为所述风门异常；

其中，所述第一时间指所述风门从第一位置运行到所述第一当前位置的计算时间，所述风门从所述第一位置运行到所述第一当前位置所经路程定义为风门行程，所述风门运行时间指所述风门从所述第一位置运行到所述第一当前位置的实际时间。

本发明的一个技术方案提供一种空调系统，所述空调系统包括控制器、检测装置、电动机和风门，所述控制器与所述电动机信号连接，所述电动机能够使所述风门动作，所述控制器能够通过所述电动机调节所述风门位置；所述控制器与所述检测装置信号连接，所述控制器能够通过所述检测装置获得所述风门的位置；所述控制器包括计时单元和处理单元，所述计时单元与所述处理单元信号连接；

所述控制器根据所述风门的第一当前位置与所述风门的第一位置计算风门行程，所述控制器获取与所述风门行程相对应的第一时间；所述控制器判断所述风门的运行时间与所述第一时间的关系，如果所述风门的运行时间大于所述第一时间，所述控制器判断为所述风门异常；

其中，所述第一时间指所述风门从第一位置运行到所述第一当前位置的计算时间，所述风门从所述第一位置运行到所述第一当前位置所经路程定义为风门行程，所述风门运行时间指所述风门从所述第一位置运行到所述第一当前位置的实际时间。

空调系统及空调系统的控制方法包括：控制器获取与风门行程相对应的第一时间，第一时间指所述风门从第一位置运行到所述第一当前位置的计算时间；控制器能够根据风门运行的实际时间和第一时间的关系判断风门是否异常，如果风门运行时间大于第一时间，说明风门出现异常，这样有利于判断风门是否异常。

【附图说明】

图1是本发明一个技术方案的空调系统局部的连接示意图；

图2是本发明另一个技术方案的空调系统局部的连接示意图；

图3是空调系统的第一种实施方式的主要工作流程示意图；

图4是空调系统的第二种实施方式的主要工作流程示意图；

图5是本发明一个技术方案的空调系统的初始化的工作流程示意图；

图6是本发明一个技术方案的空调系统在第一调节模式的工作流程示意图；

图7是图6中风门运行时间小于第一时间时的空调系统的工作流程示意图；

图8是在第一调节模式中目标区间更新的控制流程示意图；

图9是本发明一个技术方案的空调系统在第二调节模式的工作流程示意图；

图10是第一当前位置、第一位置以及目标位置的关系示意图；

图11是空调系统的第三种实施方式的主要工作流程示意图；

图12风门故障判断流程示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。本发明的一个实施方式提供一种空调系统，本发明的实施方式还提供一种空调系统的控制方法，该方法可以应用于一种空调系统，能够用于控制空调系统。请参阅图1，空调系统包括控制器3、驱动装置和风门4，驱动装置包括检测装置2和电动机1，控制器3与电动机1信号连接，电动机1与风门4传动连接，控制器3输出控制信号调节电动机动作，风门4在电动机2驱动下动作；控制器3与检测装置2信号连接，检测装置2能够检测风门的位置并将风门的位置信息转化成检测信号或者由控制器转化成检测信号。具体地，检测装置可以是反馈电阻，如滑膜电阻，驱动装置可以是包括滑膜电阻的电动机，这时驱动装置是具有滑膜电阻的电动机；反馈电阻也可以与电动机分体设置。检测装置2与电动机1信号连接，检测装置2能够监测电动机的运行状态，其中，电动机的运行状态包括转动速度、转动角度或者电动机的转轴在轴向的位移等参数，检测装置2能够检测电动机的转动角度并转化成检测信号或者由控制器转化成检测信号，风门在电动机驱动下动作，控制器3能够获取检测信号并解析出风门位置，因而控制器3能够通过检测装置2获知风门位置。在空调系统的一个实施例，控制器3是空调系统的主控制器，控制器3也可以是风门的专用控制器，该专用控制器与主控制器信号连接，能够接受主控制器的信号及向主控制器反馈信息。本实施例中，控制器包括控制电路，控制电路至少包括处理单元31，处理单元31用于信息处理；也可以包括存储单元32，存储单元与处理单元信号连接，存储单元32用于存储相关参数。控制器3还包括计时单元33，计时单元33与处理单元31信号连接，计时单元33与存储单元32信号连接。计时单元33能够记录处理单元31获取、判断以及收发出指令等动作的时间，计时单元33也能够将上述时间及相应指令存储于存储单元32，以供处理单元31调用。例如，控制器3可以通过计时单元33获得风门到达当前位置的时间，控制器3也可以通过计时单元33获得风门到达目标位置的时间。请参阅图1，电动机1通过第一连接线11和/或第二连接线12与控制器3信号连接，控制器3通过第一连接线11和/或第二连接线12向电动机1输入控制信号以控制电动机1动作，控制器3对电动机1输入的控制信号可以是电压或者是电流，本文以控制信号为电压为例介绍。控制信号的类型和检测信号的类型可以相同，如均为电压；控制信号的类型和检测信号的类型也可以不同，如控制信号为电流，检测信号为电压。检测装置2通过第三连接线21、第四连接线22以及第五连接线23与控制器3信号连接，控制器3通过第三连接线21和第四连接线22向检测装置提供电源，控制器3通过第五连接线23获取检测信号，检测信号的类型可以是电压、电流或其它形式的信号。当第一连接线11和第二连接线12之间的电压为正时，定义为正控制信号，可以设定电动机正向动作，当风门的当前位置小于风门目标位置时，风门逐渐接近目标位置，控制器3接收的检测信号增大；当第一连接线11和第二连接线12之间的电压为负时，定义为负控制信号，可以设定电动机反向动作，当风门的当前位置大于风门的目标位置时，风门逐渐接近目标位置，控制器接收的检测信号减小；第一连接线和第二连接线的之间的电压为零时，即控制信号为0或者说控制器3控制电动机停止动作，电动机1停止动作时，检测信号不变化，这里所述的“第一连接线和第二连接线之间的电压”指第一连接线的电压减去第二连接线电压。

如图2所示，仅介绍与图1方案不同之处。检测装置2与电动机1为相对独立的器件，检测装置2设置于能够监测风门4位置的地方，不再详细描述；检测装置2可以是位置传感器，如角度传感器或光电传感器，位置传感器能够检测风门的位置并转化成检测信号。控制器3与电动机1之间通过至少一个连接线信号连接，控制器3通过上述连接线向电动机1输入控制信号；控制器3与检测装置2信号连接，以使控制器3能够获取检测信号。空调系统包括驱动模块，驱动模块与处理单元信号连接，驱动模块与电动机信号连接，驱动模块可以设置于控制器，也可以设置于电动机。

请参阅图3及图4，空调系统的工作阶段主要包括初始化、第一调节模式和第二调节模式。在一种实施方式，空调系统首先进入初始化，即空调系统的初始化，之后进入第一调节模式，而后进入第二调节模式；在另一实施方式，空调系统初始化后，先进入第二调节模式，而后进入第一调节模式；或者在执行第一调节模式时，满足设定条件后转为执行第二调节模式；或者在执行第二调节模式时，满足设定条件后执行第一调节模式。第二调节模式指的控制器输出控制信号给电动机，电动机带动风门朝向目标位置动作；第一调节模式指控制器3判断风门4是否异常，异常包括堵转。在本发明的其他技术方案，第一调节模式也可以是空调系统初始化的一部分，也即在初始化时判断风门是否异常。

特别地，为了使以下的对具体操作步骤的说明更加易于理解，此处对于后续将提到的“第一位置”、“风门行程”、“目标位置”这三个概念的含义预先进行解释。具体而言，风门的位置包括全开、全关以及全开和全关之间的位置，为方便描述，风门全开设置为位置0，风门全关设置为位置m，本发明中的“目标位置”指的控制器控制风门的停止位置c，可以知道位置c位于位置0和位置m之间，该目标位置c是一个变化的值，此时目标位置c可以是控制器根据其他条件计算得出，如根据环境温度和/或阳光辐射和/或室内温度和/或设定温度计算得出风门的目标位置；风门4的目标位置也可以是一个与空调的工作模式相对应的设定值，该设定值存储于控制器的存储单元32，如空调系统除湿时，空调系统设定温度风门位置，或者在空调系统的不同工作模式，内外循环的混合风门所需的混风比例。以上风门目标位置可以为一个值，当然风门目标位置也可以为一设定的区间，或者说，风门的第一当前位置位于设定区间即可认为风门达到目标位置。上述设定指区间[c-δs，c+δs]所包含的位置区域，当然设定的区间也可以是(c-δs，c+δs)或者(c-δs，c+δs]或者[c-δs，c+δs]，其中δs大于或等于0。位置c-δs设置为目标区间的下限，位置c+δs设置为目标区间的上限，δs可以是经验值，也可以是控制器根据其他条件计算得出。当然设定区间也可以为[c-a，c+b]，其中，a≠b。为后续描述方便，若风门位置在位置区间[0，c)，则可以说，风门位置小于目标位置，若风门位置在(c，m]，则可以说，风门位置大于目标位置。风门行程指风门从第一位置运行到目标位置所经路程，风门行程并非简单地认为两个位置之间的直线距离或者弧线距离，也包括风门运行到某中间位置后，折回所经历的路程。

在本实施方式，空调系统的初始化指的是在空调系统开始运行时，对空调系统进行初始化的操作。该初始化包括以下所述的各个操作步骤。

空调系统上电，控制空调系统开始运行；

控制器3控制空调系统进行电气自检；电气自检包括控制器上电是否正常，控制器3的相关单元是否正常工作，电动机通电后能否动作等。

若是电气自检未通过，则控制器发出自检失败指令；

若是电气自检通过，则通过控制电动机1控制风门4全开；

风门4全开后，控制器3通过驱动电动机1控制风门4全关；

风门4全关后，控制器3通过电动机1控制风门4打开到预定位置，以便确定空调系统可以实现所需的功能，同时也为风门4保留一定的开度，空调系统工作时，防止风门4的全开或全闭影响空调系统其它部件工作。

风门4运动到预定的位置时，空调系统初始化完成。

空调系统的控制方法包括：控制器3根据风门4的第一当前位置与风门的第一位置计算风门行程，控制器3获取与风门4行程相对应的第一时间；控制器3判断风门4运行时间与第一时间的关系，如果风门的运行时间大于第一时间，也即控制器3判断为风门异常；如果风门运行时间不大于第一时间，控制器3控制风门4朝向风门的目标位置动作。风门异常判断定义为第一调节模式。这里所述的异常包括风门堵转，这里所述的异常也可以指风门转速变慢，未按规定时间到达应到位置。控制器3根据第一时间和风门运行时间的关系判断风门是否异常，该控制方式能够准确识别风门是否出现异常。

空调系统的控制方法还包括：控制器判断风门的第一当前位置与风门的目标位置的关系，如果控制器判断为所述风门的第一当前位置未位于所述风门的目标位置，控制器根据风门运行时间与第一时间的关系判断风门是否异常；如果控制器判断风门的第一当前位置位于风门的目标位置，则控制器3控制风门停止动作。这样，风门不在目标位置时根据风门运行时间与第一时间的关系判断风门是否异常。当然，第一当前位置位于目标位置时也可以根据第一时间与风门运行时间的关系判断风门是否异常。“风门的第一当前位置位于风门的目标位置”指：风门的目标位置为一个值时，风门的第一当前位置与目标位置相同；风门的目标位置为一个区间时，风门的第一当前位置位于设定区间。“风门的第一当前位置未位于风门的目标位置”指：风门的目标位置为一个值时，风门的第一当前位置与目标位置不同；风门的目标位置为一个区间时，风门的第一当前位置未位于设定区间。

空调系统的控制方法还包括：控制器获取风门运行时间。具体地，控制器3获取风门4的第一位置和风门的第一当前位置，计时单元33记录风门从第一位置运行到风门第一当前位置的时间，风门运行时间从控制器3开始控制风门4动作时起算，直至风门运行至第一当前位置。

需要说明的是：所述第一时间指风门从第一置运行到风门的第一当前位置的计算时间，一般情况下，第一位置和第一当前位置确定后，第一时间仅与风门的运行速度相关。空调系统的控制方法还包括：所述控制器获取与风门行程相对应的第一时间。第一时间可以采用如下方式获取：风门正常运行时，控制器根据上一次或者上几次风门运行上述风门行程所用时间，也即第一时间。

第一时间也可以采用如下方式获取：控制器3获取风门的第一当前位置与风门的第一位置，根据第一当前位置与风门的第一位置计算风门行程，控制器获取风门的运行速度；根据风门行程与风门的运行速度计算第一时间。其中，风门行程指风门从第一位置运行至风门第一当前位置所经路程。控制器根据上一次或者上几次风门运行第一行程与相应的运行时间的关系，而后计算风门的运行速度，这里所述的第一行程仅用于描述获取风门的运行速度，控制器获取第一行程和相应的运行时间，即可用于计算风门的运行速度，其中，第一行程可以是固定值，控制器控制风门运行第一行程，控制器记录运行第一行程的时间；第一行程也可以是风门实际运行的一段行程，控制器记录运行第一行程的时间。第一时间与风门行程相关，在实际应用中，风门行程大小不一，所述第一时间也不是一个固定值，而是与风门行程相关；第一时间并非设定值，而是根据上一次或者上几次实际运行行程以及实际运行时间而计算而来，相对于设定值，第一时间更接近实际情况，风门异常判断更加准确。

在本发明的另一个实施方式，风门行程包括第一子区间和第二子区间，风门的运行速度包括第一子速度和第二子速度，第一子速度相应于第一子区间，或者说，风门在第一子区间时，风门以第一子速度运行；第二子速度相应于第二子区间，或者说，在第二子区间，风门以第二子速度运行；第一时间包括第一子时间和第二子时间，控制器根据第一子区间和第一子速度计算第一子时间，控制器根据第二子区间和第二子速度计算第二子时间。在计算第一时间时，控制器首先判断风门的当前位置处于第一子区间还是第二子区间，若在第一子区间，获取第一子速度，控制器根据第一区间和第一子速度计算第一子时间；若在第二子区间，获取第二子速度，控制器根据第二区间和第二子速度计算第二子时间；最后控制器计算第一子时间和第二子时间之和，也即第一时间。更进一步，风门行程包括第一子区间q1、第二子区间q2、、、、、第n子区间qn，风门的运行速度包括第一子速度v1、第二子速度v2、、、、第n子速度vn，第一子速度v1相应于第一子区间q1，第二子速度v2相应于第二子区间q2，、、、、、、第n子速度vn相应于第n子区间qn；控制器根据第一子区间和第一子速度计算第一子时间t1，控制器根据第二子区间和第二子速度计算第二子时间t2，、、、、、控制器根据第n子区间和第n子速度计算第n子时间tn,第一时间等于第一子时间t1、第二子时间t2、、、、第n子时间tn之和；其中，n为正整数，n大于或等于3。

空调系统的控制方法还包括：如果风门运行时间小于第一时间，并且风门的第一当前位置未位于风门的目标位置，控制器还可以进一步判断风门的第一当前位置是否小于风门的目标位置，如果风门的第一当前位置小于风门的目标位置，控制器控制风门向检测信号增大的方向运行；如果风门的第一当前位置大于风门的目标位置，控制器控制风门向检测信号减小的方向运行。这样有利于风门快速到达目标位置。

控制器3还可以设置第二设定时间，第二设定时间是风门运行时间的一部分，或者风门运行时间包括第二设定时间，第二设定时间小于第一时间，一般情况下，第二设定时间大于第一时间的三分之一。第二设定时间可以从风门运行时间的起点开始计时，也可以从风门运行过程中的任一时刻作为起点计时。在第二设定时间内或者之后，控制器再次获取风门的目标位置，控制器判断风门的目标位置是否更新，具体地，控制器3可以比较新旧目标位置是否相同，如果相同则认为目标位置未更新，如果不同则认为目标位置更新。如果控制器3判断为风门4的目标位置更新，这时控制器获取所述风门的第二当前位置，控制器3判断风门4的第二当前位置与风门的新目标位置的关系，若控制器3判断风门4的第二当前位置处于风门的新目标位置，所述控制器控制风门停止动作；若控制器判断风门4的第二当前位置未位于风门的新目标位置，控制器控制风门朝向风门的新目标位置动作。控制器4获取风门新的目标位置后，判断是否位于新的目标位置可以缩短控制时间。

若控制器3判断风门4的第二当前位置未位于风门的新目标位置，控制器根据所述风门的新目标位置判断所述风门是否异常。更为具体地，控制器可以采用风门的第一位置，当然风门运行时间从控制器控制风门从第一位置开始动作时起算；控制器也可以采用风门的第二当前位置，风门的运行时间从控制器控制风门从第二当前位置开始动作时起算。

如果风门未出现异常，空调系统进入第二调节模式；空调系统也可以在初始化后进入第二调节模式。第二调节模式包括以下步骤：控制器获取检测信号并解析检测信号以获取风门的当前位置；获取风门的目标位置；

判断风门当前位置与风门的目标位置的关系，判断风门当前位置是否位于风门的目标位置，如果所述风门的当前位置处于所述目标位置，所述控制器控制所述风门停止动作，也即控制器3停止输出控制信号，或者输出的控制信号为0，如驱动电压为0。如果所述风门的当前位置未位于所述风门的目标位置，则控制器判断风门的当前位置是否小于风门的目标位置，如果所述风门的当前位置小于所述风门的目标位置，所述控制器控制所述风门向检测信号增大方向运行，如控制器输出正控制信号，风门正向转动；如果所述风门的当前位置大于所述风门的目标位置，控制器控制风门向检测信号减小方向运行，如控制器输出负控制信号，风门反向转动。

进一步，在空调系统的第二调节模式，控制器还可以获取风门的运行速度、第一位置，控制器根据风门的目标区间与风门的第一位置计算所述风门行程，根据风门行程与风门的运行速度计算第一时间；判断风门运行时间与第一时间的关系，如果风门运行时间大于第一时间，控制器判断风门异常。这样，空调系统在运行第二调节模式时，进行风门异常判断，可以及时发现问题，提高控制效率。

空调系统的控制方法还包括：控制器记录风门异常次数n，控制器判断风门异常次数n与n0的关系，如果风门异常次数大于n0，控制器判断为风门故障。其中，n0为设定值，n0为正整数，n0大于或等于1。控制器根据异常次数与设定值的关系判断风门是否故障，这样，故障判断后，控制器可以采取进一步的措施处理故障问题。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。