本發(fā)明屬于電冰箱散熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于超聲波測距電冰箱散熱機構(gòu)以及控制方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的電冰箱都采用散熱器進行散熱，如中國發(fā)明專利cn2639814y中即公開了一種電冰箱的散熱機構(gòu)，其包括安裝在電冰箱本體背部下方的熱管散熱器和壓縮機，熱管散熱器的一側(cè)設(shè)有電風(fēng)扇，以加快散熱器的散熱。這種散熱機構(gòu)的電風(fēng)扇是以一個或多個固定功率和轉(zhuǎn)速進行工作的，無法根據(jù)具體的安裝環(huán)境和散熱空間的大小對風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)。風(fēng)扇本身雖然能夠提高散熱效果，但是會帶來較大的噪聲，并且消耗電力，增加電冰箱的供電負載，況且風(fēng)扇本身的電動機也會散發(fā)熱量，因此現(xiàn)有技術(shù)中很多電冰箱的散熱機構(gòu)取消了電風(fēng)扇以追求完全的靜音效果，這樣的弊端也很明顯，對于制冷功率較大的冰箱僅僅依靠散熱片的自然散熱滿足不了需求。

因此，電冰箱的設(shè)計安裝人員意識到，電冰箱背部的散熱機構(gòu)在安裝過程中與墻具有一定距離是必要的。中國發(fā)明專利cn201615671u公開了一種電冰箱，其冰箱后部設(shè)置了超聲波傳感器，用于感知冰箱后部與墻壁的距離，保證了散熱最佳距離。但是僅僅測量冰箱后部到墻壁的距離是不夠的。在實際的安裝過程中，用戶往往把冰箱安裝在墻壁的拐角處，導(dǎo)致冰箱的側(cè)部與墻體的距離也比較近，另外，冰箱還可能安裝在櫥柜、儲物柜等家具的旁邊，這些障礙物的存在都阻礙了冰箱的散熱，而現(xiàn)有技術(shù)中的冰箱散熱器風(fēng)扇按照預(yù)定的功率進行運轉(zhuǎn)，無法根據(jù)實際的散熱條件進行調(diào)節(jié)，目前的電冰箱散熱機構(gòu)的設(shè)計人員并沒有意識到冰箱不同的安裝環(huán)境對散熱機構(gòu)的散熱功率的不同要求。部分冰箱散熱器是根據(jù)散熱機構(gòu)的溫度反饋的方式對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，但是這種轉(zhuǎn)速控制具有滯后性，如果等到溫度已經(jīng)明顯上升才提高轉(zhuǎn)速，會影響冰箱的性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種冰箱散熱機構(gòu)，其包括散熱器和風(fēng)扇，所述散熱器安裝在冰箱本體背部下方，所述風(fēng)扇安裝在散熱器的側(cè)面。所述風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流流過所述散熱器并帶走熱量。

所述散熱機構(gòu)還包括六個超聲波傳感器，所述超聲波傳感器包括第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器、第三超聲波傳感器、第四超聲波傳感器、第五超聲波傳感器、第六超聲波傳感器。其中所述第一超聲波傳感器設(shè)置在冰箱本體背部上方，所述第二超聲波傳感器設(shè)置在冰箱本體背部下方，所述第三超聲波傳感器設(shè)置在冰箱本體左側(cè)部上方，所述第四超聲波傳感器設(shè)置在冰箱本體左側(cè)部下方，所述第五超聲波傳感器設(shè)置在冰箱本體右側(cè)部上方，所述第六超聲波傳感器設(shè)置在右側(cè)部下方。

所述六個超聲波傳感器用于測量冰箱本體到墻體的距離，并產(chǎn)生相應(yīng)的距離信號，所述散熱機構(gòu)還包括控制單元，所述超聲波傳感器的距離信號發(fā)送給控制單元，所述控制單元從接收到的六個所述距離信號識別冰箱的安裝環(huán)境，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，所述控制信號發(fā)送給所述風(fēng)扇并調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明還提出一種冰箱散熱機構(gòu)的控制方法，其基于上述散熱機構(gòu)，所述第一超聲波傳感器測量冰箱本體背部上方與墻體的距離d1，所述第二超聲波傳感器測量冰箱本體背部下方與墻體的距離d2，所述第三超聲波傳感器測量冰箱本體左側(cè)部上方與墻體的距離d3，所述第四超聲波傳感器測量冰箱本體左側(cè)部下方與墻體的距離d4，所述第五超聲波傳感器測量冰箱本體右側(cè)部上方與墻體的距離d5，所述第六超聲波傳感器測量右側(cè)部下方與墻體的距離d6。所述控制單元根據(jù)上述di的值確定風(fēng)扇控制參量di，當?shù)趇個超聲波傳感器所測量的距離di大于或等于1米時，di等于1，當?shù)趇個超聲波傳感器所測得的冰箱本體與墻體距離di小于1米時，di等于di，單位為米。

控制單元以下列公式計算出風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速：

其中，f是風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；f是風(fēng)扇基礎(chǔ)轉(zhuǎn)速；p為補償轉(zhuǎn)速；di為風(fēng)扇控制參量；ki為比例參數(shù)。

通過本發(fā)明基于超聲波測距的冰箱散熱機構(gòu)和控制方法，通過分別獲取冰箱本體背部和兩側(cè)部與墻體之間的距離，可以識別出冰箱所處的散熱環(huán)境，并根據(jù)冰箱所處的散熱環(huán)境調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，避免了風(fēng)扇處于固定轉(zhuǎn)速下工作，減小了散熱機構(gòu)的能耗和噪聲，提高了散熱機構(gòu)的智能化水平以及實用性。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明冰箱背部示意圖；

圖2為本發(fā)明冰箱左側(cè)部示意圖；

圖3為本發(fā)明冰箱右側(cè)部示意圖；

圖4為本發(fā)明冰箱第一安裝示意圖(頂視圖)；

圖5為本發(fā)明冰箱第二安裝示意圖(頂視圖)；

圖6為本發(fā)明冰箱第三安裝示意圖(頂視圖)；

圖7為本發(fā)明冰箱第四安裝示意圖(正視圖)；

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步說明。

在一個實施例中，本發(fā)明的冰箱散熱機構(gòu)，如圖1所示，其包括散熱器2和風(fēng)扇，所述散熱器2安裝在冰箱本體1背部下方，所述風(fēng)扇安裝在散熱器2的側(cè)面(未示出)。所述風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流流過所述散熱器2并帶走熱量。

所述散熱機構(gòu)還包括控制單元(未示出)和6個超聲波傳感器，所述超聲波傳感器包括第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器、第三超聲波傳感器、第四超聲波傳感器、第五超聲波傳感器、第六超聲波傳感器。如圖1所示，其中所述第一超聲波傳感器3設(shè)置在冰箱本體1背部上方，所述第二超聲波傳感器4設(shè)置在冰箱本體1背部下方，如圖2所示，所述第三超聲波5傳感器設(shè)置在冰箱本體1左側(cè)部上方，所述第四超聲波傳感器6設(shè)置在左側(cè)部下方，如圖3所示，所述第五超聲波傳感器7設(shè)置在冰箱本體1右側(cè)部上方，所述第六超聲波傳感器8設(shè)置在冰箱本體1右側(cè)部下方。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，冰箱作為一個近似的長方體，所述上方指冰箱背部或側(cè)部長方形表面的上半部分，所述下方指冰箱背部或側(cè)部長方形表面的下半部分?？蛇x實施例中，設(shè)置在背部或側(cè)部上方的超聲波傳感器位于背部或側(cè)部長方形表面的上半部分的幾何中心，設(shè)置在背部或側(cè)部下方的超聲波傳感器位于背部或側(cè)部長方形表面的下半部分的幾何中心。

具體地，所述第一超聲波傳感器3用于檢測冰箱本體1背部上方距離墻體的距離，所述第二超聲波傳感器4用于檢測冰箱本體1背部下方距離墻體的距離，所述第三超聲波傳感器5用于檢測冰箱本體1左側(cè)部上方距離墻體的距離，所述第四超聲波傳感器6用于檢測冰箱本體1左側(cè)部下方距離墻體的距離，所述第五超聲波傳感器7用于檢測冰箱本體1右側(cè)部上方距離墻體的距離，所述第六超聲波傳感器8用于檢測冰箱本體1右側(cè)部下方距離墻體的距離。本申請中所述墻體不僅包括墻壁，還包括櫥柜、家具等其他安放在冰箱旁邊并影響冰箱散熱的物體的側(cè)壁。通過這樣設(shè)置，本發(fā)明的散熱機構(gòu)能夠全方位的感知冰箱所處的散熱環(huán)境。實際安裝過程中，現(xiàn)有的冰箱要求在安裝過程中與墻體的距離至少大于10厘米，而在本發(fā)明人的測試中發(fā)現(xiàn)，冰箱背部或側(cè)部與墻體的距離大于等于1米時，對冰箱散熱造成的影響較小，因此在本發(fā)明中，默認冰箱背部或側(cè)部與墻體的距離大于等于1米時相當于冰箱背部或側(cè)部沒有面對墻體，下面以具體的安裝情況進行進一步說明。

在第一安裝示意圖(圖4)中，冰箱本體1背部面對墻體9，墻體與本體1背部距離20厘米，而冰箱本體1兩側(cè)部的墻體大于等于1米(未示出)，這種安裝方式是冰箱的一般常見安放方式。所述第一和第二超聲波傳感器測得冰箱本體1背部上方和下方與墻體的距離為20厘米，所述第三、第四、第五、第六超聲波傳感器測得冰箱本體1兩側(cè)部與墻體的距離大于或等于1米，所述六個超聲波傳感器將距離信號傳輸給控制單元?？刂茊卧ㄟ^六個超聲波傳感器的距離信號判斷冰箱本體1所處的散熱環(huán)境，即冰箱本體1背部上方、下方與墻體距離為20厘米，而冰箱本體1兩側(cè)部的上下方均沒有面對墻體。所述控制單元根據(jù)該散熱環(huán)境調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。在本發(fā)明中，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的公式如下：

其中，f是風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，其小于或等于風(fēng)扇最大轉(zhuǎn)速fmax；f是風(fēng)扇基礎(chǔ)轉(zhuǎn)速，即冰箱本體1四周沒有墻體或墻體距離大于等于1米時、風(fēng)扇維持散熱器正常工作溫度時的轉(zhuǎn)速，其值可以根據(jù)冰箱散熱器的發(fā)熱功率以及風(fēng)扇的散熱性能確定，其設(shè)定初始值大于等于零，并小于風(fēng)扇的最大轉(zhuǎn)速fmax；p為補償轉(zhuǎn)速，其值根據(jù)風(fēng)扇散熱性能和最大轉(zhuǎn)速fmax確定；di為風(fēng)扇控制參量，當?shù)趇個超聲波傳感器所測得的冰箱本體1與墻體距離di大于或等于1米時，di等于1，當?shù)趇個超聲波傳感器所測得的冰箱本體1與墻體距離di小于1米時，di等于di，單位為米；ki為比例參數(shù)，其根據(jù)第i個超聲波傳感器所測量的墻體距離對散熱器工作的影響程度進行設(shè)定。

在本示例性的實施方式中，fmax＝3000，f＝1000，p＝200，單位轉(zhuǎn)/分鐘；k2＝2，k3＝1，k5＝1，而根據(jù)六個超聲波傳感器測得的墻體距離di，d1＝0.2，d2＝0.2，d3-d6均等于1，將上述參數(shù)代入f的計算公式，得到f＝1655.49。

在第二安裝示意圖(圖5)中，冰箱本體1背部和左側(cè)部面對墻體9，墻體與本體1背部距離10厘米，冰箱本體1右側(cè)部未面對墻體，這種安裝方式常見于冰箱安放在飯廳的拐角處。所述第一、第二、第三和第四超聲波傳感器分別測得冰箱本體1背部和左側(cè)部的上下方與墻體的距離為10厘米，所述第五、第六超聲波傳感器測得冰箱本體1右側(cè)部與墻體的距離大于或等于1米。根據(jù)六個超聲波傳感器測得的墻體距離，d1-d4均等于0.1，d5-d6均等于1，將上述參數(shù)代入f的計算公式，得到f＝2013.96。

在第三安裝示意圖中(圖6)，冰箱本體1背部和左右側(cè)部均面對墻體9，其中左右側(cè)部與墻體距離均為10厘米，背部與墻體距離為20厘米，這種安裝方式常見于冰箱安放在墻壁與高大家具的夾縫中。所述第一、第二超聲波傳感器測得冰箱本體1背部上方和下方與墻體的距離為20厘米，所述第三、第四、第五、第六超聲波傳感器分別測得冰箱本體1兩側(cè)部上下方與墻體的距離等于10厘米。根據(jù)六個超聲波傳感器測得的墻體距離，d1-d2等于0.2，d3-d6均等于0.1，將上述參數(shù)代入f的計算公式，得到f＝2331.46。

在第四安裝示意圖中(圖7)，冰箱本體1背部和左側(cè)部均面對墻體9，其中左側(cè)部與墻體距離均為10厘米，背部與墻體距離為20厘米，本體1右側(cè)部下方面對墻體，其與墻體距離為10厘米，本體1右側(cè)部上方與未面對墻體，這種安放方式常見于冰箱安放在廚房，其中一側(cè)為較矮的櫥柜。所述第一、第二超聲波傳感器測得冰箱本體1背部上方和下方與墻體的距離為20厘米，所述第三、第四測得冰箱本體1左側(cè)部上下方與墻體的距離等于10厘米，第五超聲波傳感器測得冰箱右側(cè)上方與墻體的距離大于或等于1米，第六超聲波傳感器測得右側(cè)部下方與墻體的距離等于10厘米。根據(jù)六個超聲波傳感器測得的墻體距離，d1-d2等于0.2，d3、d4、d6均等于0.1，d5等于1，將上述參數(shù)代入f的計算公式，得到f＝2133.46。

在上述實施例中，控制單元可以為單片機、mcu或冰箱微電腦，所述控制單元通過六個超聲波傳感器發(fā)送的距離信號判斷冰箱本體1所處的散熱環(huán)境，即冰箱背部上下方、左右側(cè)部上下方與墻體的距離，并計算出對應(yīng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號對風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速進行控制，六個超聲波傳感器將距離信號發(fā)送給控制單元，其信號的轉(zhuǎn)換以及距離的計算屬于本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制也為現(xiàn)有技術(shù)，再此不再贅述。

以上僅為本發(fā)明優(yōu)選的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可想到變化或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。