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用于低压恒温器的温度补偿

文献发布时间:2024-04-18 19:52:40


用于低压恒温器的温度补偿

本申请要求来自2020年7月21日提交的申请号为No.16/935,107并且题为“TEMPERATURE COMPENSATION FOR LOW-VOLT AGE THERMOSTATS”的美国申请的优先权,该美国申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种恒温器设备。

背景技术

恒温器设备可以控制多种设备,诸如炉子、包括地热热泵的热泵、锅炉、空调单元、强制空气循环和其他类似装备,以控制建筑物的内部气候条件。在一些示例中,恒温器设备可能能够确定恒温器设备物理上所位于的环境的环境温度,诸如恒温器设备所位于的房间的环境温度。

发明内容

一般而言,本公开涉及一种恒温器设备,诸如供与加热、通风和空调(HVAC)系统一起使用的恒温器设备,该恒温器设备可以至少部分地基于位于恒温器设备外壳内的一个或多个温度传感器的温度测量,确定恒温器设备所位于的环境的环境温度。

为了确定恒温器设备物理上所位于的环境的环境温度,恒温器设备可以包括一个或多个温度传感器,该一个或多个温度传感器被配置为测量温度。然而,恒温器设备的这些温度传感器可以连同恒温器设备的电子组件(诸如可能产生热量的处理电路)一起完全封围在恒温器设备的外壳内。因此,由恒温器设备的温度传感器测量的温度可能不同于恒温器设备物理上所位于的环境中恒温器设备外部的实际环境温度。

照此,恒温器设备可以对位于温度设备外壳内部的一个或多个温度传感器的温度测量执行温度补偿,以便确定恒温器设备外部的环境温度。在一些示例中,恒温器设备可以包括四个、五个或者甚至更多的温度传感器,所述温度传感器位于恒温器设备的外壳内的不同区域中,并且恒温器设备可以基于这样的温度传感器的温度测量来执行温度补偿。

然而,使用大量温度传感器(例如,多于两个的温度传感器)以便测量恒温器设备外壳内的温度,以便执行温度补偿并确定恒温器设备外部的环境温度,这可能导致恒温器设备的高功耗。因此,这样的技术可能不适合用于低压恒温器设备。

照此,本公开的各方面描述了用于执行温度补偿的技术,以基于恒温器设备外壳内不多于两个温度传感器的温度测量来确定恒温器设备外部的环境温度。因此,本文描述的技术减少恒温器设备中包括的温度传感器的数量,可以同时使得恒温器设备能够执行准确的温度补偿,以确定恒温器设备外部的环境温度。

因此,与使用多于两个温度传感器执行温度补偿的替代技术相比,本公开的各方面提供了减少恒温器设备耗电量的技术优势。因此,本公开中描述的技术使得低压恒温器设备能够准确地确定恒温器设备的紧邻环境的环境温度。

在一个示例中,本公开涉及一种恒温器设备。恒温器设备包括外壳。恒温器设备进一步包括外壳中的电子电路板。恒温器设备进一步包括第一温度传感器,该第一温度传感器设置在外壳中的电子电路板上,并被配置为感测第一温度。恒温器设备进一步包括外壳中的处理电路,该处理电路被配置为:从多个操作模式中确定恒温器设备的当前操作模式;以及至少部分地基于第一温度和恒温器设备的当前操作模式来确定恒温器设备的外壳外部的环境温度。

在一个示例中,本公开涉及一种执行温度补偿的方法。该方法包括由设置在恒温器设备的外壳中的电子电路板上的第一温度传感器感测第一温度。该方法进一步包括由处理电路从多个操作模式中确定恒温器设备的当前操作模式。该方法进一步包括由处理电路至少部分地基于第一温度和恒温器设备的当前操作模式来确定恒温器设备的外壳外部的环境温度。

在一个示例中,本公开涉及一种装置。该装置可以包括用于感测第一温度的构件。该装置进一步包括用于从多个操作模式中确定该装置的当前操作模式的构件。该装置进一步包括用于至少部分地基于第一温度和装置的当前操作模式来确定装置的外壳外部的环境温度的构件。

本公开的一个或多个示例的细节在附图和以下说明中阐述。根据说明书和附图以及根据权利要求书,本公开的其他特征、目的和优点将是清楚的。

附图说明

图1是图示根据本公开一个或多个方面的用于控制加热、通风和空调(HVAC)系统的恒温器设备的框图。

图2是图示根据本公开一个或多个方面的恒温器设备中温度传感器测量的特性加热曲线的时序图。

图3是图示根据本公开一个或多个方面在多个操作模式下操作的恒温器设备的温度传感器的特性温度曲线的时序图。

图4图示了根据本公开一个或多个方面用于确定输出的示例温度补偿模型,该输出是温度传感器测量的温度和环境温度之间的差。

图5是图示根据本公开一个或多个方面达到平衡水平的恒温器设备的温度传感器的加热曲线的时序图。

图6是图示根据本公开一个或多个方面当恒温器设备改变其操作模式时,温度传感器的加热曲线的时序图。

图7是图示根据本公开一个或多个方面改变恒温器设备的操作模式引起恒温器设备的电子电路板冷却的示例的时序图。

图8图示了根据本公开一个或多个方面用于确定恒温器设备的示例电子电路板是否可以响应于恒温器设备的操作模式的改变而加热或冷却的示例技术。

图9是图示根据本公开一个或多个方面改变恒温器设备的操作模式引起恒温器设备的电子电路板从加热改变为冷却的示例的时序图。

图10是图示根据本公开一个或多个方面基于恒温器设备的电子电路板是加热还是冷却来执行温度补偿的技术的时序图。

图11是图示根据本公开一个或多个方面用作训练示例温度补偿模型的训练数据的示例加热和冷却曲线的时序图。

图12是图示根据本公开一个或多个方面通过恒温器设备操作模式的改变由温度传感器感测的温度表现的时序图。

图13是图示根据本公开一个或多个方面通过恒温器设备操作模式的改变由温度传感器感测的温度表现的时序图。

图14是图示根据本公开一个或多个方面恒温器设备执行温度补偿以确定环境温度的示例操作的流程图。

图15是图示根据本公开一个或多个方面用于确定恒温器设备的电子电路板是否响应于电子设备的操作模式的改变而加热或冷却的示例技术的时序图。

图16是图示根据本公开一个或多个方面用于确定恒温器设备的电子电路板是否响应于电子电路板操作模式的改变而加热或冷却的附加示例技术的时序图。

图17A-17C是图示根据本公开一个或多个方面由恒温器设备执行的示例环境温度估计算法的流程图。

图18是图示根据本公开一个或多个方面用于经由使用两个温度传感器确定流经恒温器设备的一个或多个继电器的电流量的技术的时序图。

图19是图示根据本公开一个或多个方面用于经由使用两个温度传感器确定恒温器设备操作电压的技术的时序图。

图20图示根据本公开一个或多个方面的恒温器设备的负载识别模型的示例。

图21是图示根据本公开一个或多个方面的恒温器设备执行温度补偿的示例操作的流程图。

具体实施方式

一般而言,本公开涉及用于恒温器设备以减少恒温器设备使用的温度传感器数量的方式确定环境温度的技术。更具体地,本文公开的技术使得恒温器设备能够使用不多于两个温度传感器来执行温度补偿,以确定恒温器设备所位于的房间或紧邻环境的环境温度。

图1是图示根据本公开一个或多个方面的用于控制加热、通风和空调(HVAC)系统的恒温器设备的框图。如图1中所示,恒温器设备102包括处理电路104,该处理电路104可以接收来自温度传感器130、温度传感器132和用户接口103的信号。处理电路104可以从存储器105存储和检索数据。处理电路104还可以向风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110发送控制信号,以控制可操作地耦合到恒温器设备102的HVAC系统的操作。在一些示例中,处理电路104还可以从泵继电器106、鼓风机高继电器108和鼓风机低继电器110接收信号,或者从耦合到泵继电器106、鼓风机高继电器108和鼓风机低继电器110的电子电路板组件接收信号,所述电子电路板组件提供泵继电器106、鼓风机高继电器108和鼓风机低继电器110的状态信息,例如继电器打开、继电器关闭等等。

在一些示例中,恒温器设备102的组件可以安装到一个或多个电子电路板,诸如电子电路板150。例如,温度传感器130、温度传感器132、处理电路104、存储器105、风扇继电器106、热继电器108、冷继电器110和电压测量电路109都可以安装在电子电路板150上。恒温器设备102可以经由交流(A/C)电源或经由电池供电。在一些示例中,恒温器设备102是低压恒温器,其可以在例如18伏到30伏之间操作,并且流经风扇继电器106、热继电器108、冷继电器110的电流可以在0.01安培到1.0安培之间的范围内。

处理电路104的一些示例可以包括以下各项中任何一个或多个:微控制器(MCU),例如包含处理器内核、存储器和可编程输入/输出外围设备的单集成电路上的计算机;微处理器(μP),例如单集成电路(IC)上的中央处理单元(CPU)、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)或等效的分立或集成逻辑电路。处理器可以是集成电路,即集成处理电路,并且该集成处理电路可以实现为固定硬件处理电路、可编程处理电路和/或固定和可编程处理电路二者的组合。因此,如本文使用的术语“计算机”、“处理电路”、“处理器”或“控制器”可以指代前述结构或可操作来执行本文描述的技术的任何其他结构中的任何一个或多个。

存储器105的示例可以包括RAM、ROM、EEPROM、其他磁性存储设备、闪存或可以用于存储以指令或数据结构形式的所期望程序代码且可以由计算机访问的任何其他介质。存储器105可以存储随时间变化的测量值,可以包括可以由一个或多个处理器执行的指令,并且可以充当暂时性数据存储装置。在一些示例中,存储器105可以与处理电路104集成,诸如与MCU或SoC集成。在其他示例中,存储器105可以是可操作地耦合到处理电路104的单独组件。

用户接口103可以包括一个或多个控件(图1中未示出),所述一个或多个控件被配置为接收来自用户的输入,诸如为恒温器设备102选择所期望的温度或操作模式。用户接口103还可以包括显示器112,该显示器112可以指示设置温度、测量的室温、操作模式和其他项目。显示器112的示例包括液晶显示器(LCD)等。显示器112可以包括背光107,背光107可以被打开以照亮显示器112,并且可以被关闭以停止照亮显示器112。

风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110可以是继电器或其他硬件组件,用于控制可操作地耦合到恒温器设备102的HVAC系统。例如,风扇继电器106可以与HVAC系统通信,以控制HVAC系统中的一个或多个风扇的操作。热继电器108可以与HVAC系统通信,以控制由HVAC系统提供的加热。冷继电器110可以类似地与HVAC系统通信,以控制由HVAC系统提供的冷却。尽管在图1的示例中被描述为“继电器”,但是风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110可以是任何类型的开关,其可以从处理电路104接收控制信号并控制流向HVAC系统的组件的电流。在其他示例中,风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110可以实现为电子开关,诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)或其他功率开关。

在图1的示例中,温度传感器130和温度传感器132是包括在恒温器设备102中的传感器。温度传感器130和温度传感器132的示例包括热敏电阻、热电偶等。在其他示例中,其他传感器可以被包括作为恒温器设备102的一部分,诸如湿度传感器、存在传感器和其他类型的传感器。在图1的示例中,温度传感器130可以被认为是“热”传感器,并且被放置在恒温器设备102的电子电路板150的区域中,当与温度传感器132的位置相比时,该区域可能经受更高的温度。例如,温度传感器130可以放置在风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110附近,当电流流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110时,风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110可能经受增加的温度。温度传感器132可以放置在恒温器设备102的电子电路板150上更隔离的位置,或者放置在温度不太可能增加的低压组件的位置中。

在一些示例中,恒温器设备102的组件可完全封围(例如密封)在恒温器设备102的外壳160中。例如,电子电路板150、处理电路104、存储器105、温度传感器130、温度传感器132、风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110都可以封围在外壳160内。尽管外壳160可能不是气密的,但是外壳160可以由诸如塑料、橡胶等之类的固体材料制成,并且可以不包括去往环境室内空气的格栅或类似开口。照此,由外壳160内的组件一一诸如处理电路104、存储器105、风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110——生成的热量可以产生可能被截留在外壳160内的热量。这可能引起诸如外壳160内的电子电路板150的组件加热,并且比外壳160外部的环境室内空气更热。因此,温度传感器130、温度传感器132的温度测量可能高于外壳160外部的环境空气温度。

照此,温度传感器130、温度传感器132的温度测量可能高于外壳160外部的环境空气温度,恒温器设备102可以执行温度补偿,以调整温度传感器130和/或温度传感器132感测到的温度,以便确定外壳160外部的环境温度。特别是,恒温器设备102可以对由单个温度传感器——温度传感器132感测的温度执行温度补偿,该温度传感器132与温度传感器130相比被放置在电子电路板150的相对冷的位置,以便确定恒温器设备102在物理上所位于的环境中恒温器设备102外部的环境温度,诸如恒温器设备102所位于的同一室内的环境温度。特别是,处理电路104可以执行温度补偿模型120来确定由温度传感器132感测的温度和环境温度之间的差。这样的差在本文可以被称为动态因子。因为温度传感器132位于恒温器设备102的外壳160内部,并且接近诸如处理电路104和存储器105的发热电子组件,所以温度传感器132感测的温度可能高于环境温度。因此,处理电路104可以从温度传感器132感测的温度中减去所确定的差,以确定环境温度。

处理电路104可以执行温度补偿模型120,以基于一个或多个因子和/或因子的组合,确定温度传感器132感测的温度的动态因子。一个因子是恒温器设备102的操作模式。恒温器设备102可以以多种不同操作模式中的一种操作,所述多种不同操作模式可以影响动态因子,该动态因子可以至少部分地基于电流是否流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110中的一个或多个,如下面更详细描述的。

由于温度传感器130和温度传感器132完全安装在恒温器设备102的外壳160内部,并且不与环境室内空气接触,温度传感器130和温度传感器132比其他恒温器示例更易受操作模式和通过恒温器设备102的电流改变所影响,其他恒温器示例可能包括安装在外壳160外部的一个或多个传感器。换言之,当电流开始流经继电器和电路板时,恒温器设备102的外壳160内部的温度可能迅速增加。当电流中断时,温度可能下降。照此,恒温器设备102的操作模式可能影响动态因子的确定。

在一些示例中,另一个因子是恒温器设备102的基座类型。恒温器设备102的基座类型与恒温器设备102当前是否由A/C电源供电、恒温器设备102当前是否由电池电源供电和/或显示器112的背光107当前是否开启相关联。恒温器设备102的这些不同类型的基座可能在恒温器设备102的外壳160内产生不同的热量,并且因此可能影响动态因子的确定。

在一些示例中,另一个因子是操作恒温器设备102的恒温器设备102的操作电压以及当恒温器设备102在操作中时流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110的电流量。在一些示例中,温度传感器130可以使用两个温度传感器—一温度传感器130和温度传感器132,以便确定操作恒温器设备102的恒温器设备102的操作电压,并且确定当恒温器设备102在操作中时流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110的电流量。处理电路104可以执行负载识别模型122,以确定操作恒温器设备10的恒温器设备102的操作电压,并且至少部分地基于温度传感器130和温度传感器132感测的温度值之间的差来确定流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110的电流量。

在一些示例中,不是使用两个温度传感器(温度传感器130和温度传感器132)以便确定操作恒温器设备102的恒温器设备102的操作电压,并且确定当恒温器设备102在操作中时流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110的电流量,恒温器设备102取而代之地可以使用电压测量电路109来确定操作恒温器设备102的恒温器设备102的操作电压。在这种情况下,恒温器设备102可以不包括恒温器传感器130,并且可以不包括负载识别模型122,因为恒温器设备102可以能够使用单个温度传感器一一温度传感器130来执行温度补偿以确定环境温度。另一方面,如果恒温器设备102使用温度传感器130和温度传感器132二者来确定操作恒温器设备102的恒温器设备102的操作电压,并且确定当恒温器设备102在操作中时流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110的电流量,则恒温器设备102可以不包括电压测量电路109。

在一些示例中,电压测量电路109可以是任何合适的电路,其被配置为测量操作恒温器设备102的恒温器设备102的操作电压。在恒温器设备102包括电压测量电路109以测量操作恒温器设备102的恒温器设备102的操作电压的情况下,恒温器设备102还可以能够确定当恒温器设备102在操作中时流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110的电流量,而恒温器设备102中不包括温度传感器130。例如,处理电路104可以确定用于温度补偿目的的固定电流水平。在一些示例中,处理电路104可以使用当恒温器设备102在操作中时流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110的平均电流量,该平均电流量是经由在不同情形集下的实验被确定的。

在一些示例中,恒温器设备102用于执行温度补偿以根据温度传感器132测量的温度确定环境温度的温度补偿模型120包括经由机器学习生成的神经网络模型或函数,如下面详细描述的。例如,在温度补偿模型120的训练阶段期间,温度补偿模型120可以使用由温度传感器测量的温度集、基座、操作模式、电流水平、操作电压和环境温度作为训练数据来训练,以生成温度补偿模型120的神经网络算法。

类似地,恒温器设备102用于估计恒温器102的操作电压并且估计流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110的电流量的负载识别模型122也可以包括经由机器学习生成的神经网络模型,如下面详细描述的。例如,在负载识别模型122的训练阶段期间,负载识别模型122可以使用由温度传感器130和温度传感器132二者测量的温度集、电流水平和操作电压来训练,以生成用于负载识别模型122的神经网络算法。

照此,根据本公开的技术,恒温器设备102的处理电路104可以执行温度补偿模型120,以至少部分地基于恒温器设备102的外壳160内的温度传感器132感测的温度,确定恒温器设备102的外壳160外部的环境温度。在一些示例中,处理电路104可以从多个操作模式中确定处理电路104的当前操作模式,并且处理电路104可以执行温度补偿模型120,以至少部分地基于由温度传感器132感测的温度和恒温器设备102的当前操作模式来确定恒温器设备102的外壳160外部的环境温度。响应于确定环境温度,处理电路104可以在显示器112处输出所确定的环境温度。

在一些示例中,处理电路104可以使用除恒温器设备102的当前操作模式之外的因子执行温度补偿,以根据温度传感器132感测的温度确定环境温度。在一些示例中,处理电路104可以执行温度补偿模型120,以至少部分地基于由温度传感器132感测的温度、恒温器设备102的当前操作模式、恒温器设备102的操作电压、流经风扇继电器106、热继电器108和/或冷继电器110的电流量、恒温器设备102的基座和/或其任何组合来确定恒温器设备102的外壳160外部的环境温度。

本文所述技术使得恒温器设备102能够最小化温度传感器的量,所述温度传感器用于执行温度补偿,以确定恒温器设备102紧邻环境的环境温度,而无需使用设置在恒温器设备102外壳160外部的一个或多个温度传感器。在一些示例中,如果恒温器设备102包括用于确定恒温器设备102的操作电压的电压测量电路109,本文描述的技术使得恒温器设备能够使用单个温度传感器——温度传感器132来执行这样的温度补偿。在一些示例中,如果温度设备102不包括用于确定恒温器设备102的操作电压的电压测量电路109,则温度设备102可以使用两个温度传感器——温度传感器130和温度传感器132来估计流经风扇继电器106、热继电器108和/或冷继电器110的电流量以及恒温器设备102的操作电压,以便执行温度补偿。

通过最小化恒温器设备102用于执行温度补偿的温度传感器的数量,本文公开的技术由此提供了使恒温器设备中温度传感器所使用的电量最小化的技术优势,从而使得本文公开的温度补偿技术能够在低压恒温器中实现。此外,通过最小化被恒温器设备102使用来执行温度补偿的温度传感器的数量,本文公开的技术还使得恒温器设备能够与可能包括多于两个温度传感器(例如,五个或更多温度传感器)的恒温器设备相比在物理上更小。

如上所述,外壳160内的温度传感器132感测的温度可能高于外壳160外部的环境温度,这是由于外壳160内的组件产生的热量被截留在外壳160内,并且从而加热空气并加热电子控制板150。随着恒温器设备102继续操作,由外壳160内的温度传感器132感测的温度和外壳160外部的环境温度之间的差可能增大或减小,直到温差达到平衡水平。

图2是图示根据本公开一个或多个方面的恒温器设备中温度传感器测量的特性加热曲线的时序图。当恒温器设备(诸如上面关于图1描述的恒温器设备102)开启时,并且当外壳160内的组件加热时,由恒温器设备102的温度传感器132测量的温度Tsensor 202可以如图2中所图示那样表现。由温度传感器132随时间测量的温度Tsensor 202在本文中可以被称为特性曲线206,其在本文中也被称为温度曲线。当由温度传感器132测量的温度Tsensor 202和环境温度Tambient 204之间的差随着时间增加时,特性曲线也可以被称为特性加热曲线或加热曲线。相反,当由温度传感器132测量的温度Tsensor 202和环境温度Tambient 204之间的差随时间减小时,特性曲线也可以被称为特性冷却曲线或冷却曲线。

如图2中所示,由于环境温度Tambient 204随时间保持稳定,由温度传感器132测量的温度Tsensor 202与环境温度Tambient 204之间的差可能随时间变化。这可以反映出其上设置有温度传感器132的电子电路板150可能随着时间加热——如在图2的情况下,或者可能随着时间冷却。因此,在特性曲线206中,由温度传感器132测量的温度Tsensor 202的特定值可以与时间相关联。在一些示例中,时间由计数器表示,该计数器可以递增预定的持续时间。例如,每个计数可以是一秒钟长、四秒钟长或一些其他持续时间。照此,由温度传感器132测量的温度Tsensor 202的特定值可以与计数器值相关联。

在时间开始时(即计数器=零),诸如在恒温器设备102刚通电时,由温度传感器132测量的温度Tsensor 202和环境温度Tambient 204处于热平衡。因此,Tsensor 202近似等于Tambient 204。在图2的示例中,当恒温器设备102被供电时,恒温器设备102的电子电路板150可能随着时间加热。因此,由例如温度传感器132测量的温度Tsensor202可以随着时间增加到高于环境温度Tambient 204,直到达到稳态。

由温度传感器测量的温度Tsensor 202与环境温度Tambient 204之间的差标示为ΔT,也称为动态因子。由温度传感器测量的温度的改变ΔT可以由下面的等式描述:

ΔT=Tsensor-Tambient,

其中动态因子ΔT是时间的函数(例如,ΔT=f(t))。

在图2的示例中,在时间t1216a,由温度传感器132测量的温度Tsensor 202和环境温度Tambient 204之间的差被标示为ΔT

诸如由恒温器设备102的温度补偿模型120执行的温度补偿技术可以包括从温度传感器132测量的温度Tsensor 202的值中减去动态因子ΔT以确定经补偿温度,该经补偿温度可以接近环境温度Tambient 204,例如:Tcomp=Tsensor-ΔT。在本公开中,动态因子也可以被称为温度补偿因子。

如可以在图2中看到的,在给定由温度传感器132测量的温度Tsensor202根据特性曲线206随时间演变的情况下,为了确定环境温度Tambient 204,恒温器设备102可以确定沿着特性曲线206上各点的动态因子ΔT。因此,在给定由温度传感器132测量的温度Tsensor202的值的情况下,恒温器设备102可以确定特性曲线206上与由温度传感器132测量的温度Tsensor 202的值相关联的点,并且可以确定与特性曲线206上的该点相关联的动态因子ΔT。恒温器设备102可以从由温度传感器132测量的温度Tsensor 202的值(该值与特性曲线206上的该点相关联)中减去与特性曲线206上的该相同点相关联的动态因子ΔT,以确定环境温度Tambient 204。

恒温器设备102可以在多个操作模式下操作。如上所述,恒温器设备102可以在与电流是否流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110中的一个或多个相关联的许多不同操作模式中的一个操作模式下操作。在一些示例中,恒温器设备102可以以五个操作模式中的一个操作:

操作模式1(OM1):恒温器设备102开启,并且没有电流流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110中的任何一个;

操作模式2(OM2):电流流经风扇继电器106;

操作模式3(OM3):电流流经热继电器108;

操作模式4(OM4):电流流经风扇继电器106和热继电器108;以及

操作模式5(OM5):电流流经风扇继电器106和冷继电器110。

图3是图示根据本公开一个或多个方面在多个操作模式下操作的恒温器设备的温度传感器的特性温度曲线的时序图。如可以看到的,由温度传感器测量的温度和环境温度之间的差ΔT可能不同,这取决于恒温器设备的操作模式。

如图3中所示,恒温器设备102在OM1下操作时,由温度传感器132测量的温度与环境温度之间的差被标示为ΔT

如可以看到的,由温度传感器132测量的温度与环境温度之间的温差可能不同,这取决于恒温器设备102的操作模式。因此,动态因子ΔT不仅是时间的函数,动态因子ΔT还可以是时间和恒温器设备102的操作模式(OM)的函数(例如,ΔT=f(t,OM))。

此外,虽然图3中图示了五个操作模式,但不同操作模式的数量可以从五个模式减少至三个模式。例如,OM1的温差ΔT

操作模式1(OM1):1)恒温器设备102开启,并且没有电流流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110中的任何一个,或者2)电流流经风扇继电器106;

操作模式2(OM2):1)电流流经热继电器108,或者2)电流流经风扇继电器106和热继电器108;以及

操作模式3(OM3):电流流经风扇继电器106和冷继电器110。

由温度传感器132测量的温度与环境温度之间的温差ΔT也可能取决于恒温器设备102的基座类型。恒温器设备102的基座与恒温器设备102当前是否由A/C电源供电、恒温器设备102当前是否由电池电源供电和/或显示器112的背光107当前是否打开相关联。例如,恒温器设备102的第一类型基座(B1)可以是靠电池电源操作的恒温器设备102,恒温器设备102的第二类型基座(B2)可以是靠A/C电源运行的恒温器设备102,并且恒温器设备102的第三类型基座(B3)可以是显示器112的背光107当前打开。

恒温器设备102的这些不同基座可以在恒温器设备102的外壳160内产生不同的热量,并且因此可能影响由温度传感器132测量的温度与环境温度之间的温差ΔT。因此,动态因子ΔT可以是时间、恒温器设备102的操作模式以及恒温器设备102的基座(B)的函数(例如,ΔT=f(t,OM,B))。

由温度传感器132测量的温度与环境温度之间的温差ΔT还可能取决于恒温器设备102的操作电压以及当恒温器设备102在操作中时流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110的电流量。因此,动态因子ΔT可以是时间(t)、恒温器设备102的操作模式(OM)、恒温器设备102的基座(B)、恒温器设备102的操作电压以及流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110的电流量的函数(例如,ΔT=f(t,OM,B,电压,电流))。

图4图示了根据本公开一个或多个方面用于确定输出的示例温度补偿模型,该输出是温度传感器测量的温度和环境温度之间的差。这样的差被称为动态因子ΔT。如上所述,动态因子ΔT可以是时间(t)、恒温器设备102的操作模式(OM)、恒温器设备102的基座(B)、恒温器设备102的操作电压以及流经风扇继电器106、热继电器108和冷继电器110的电流量的函数(例如,ΔT=f(t,OM,B,电压,电流))。

温度补偿模型120可以实现神经网络算法,以便实现函数f(t,OM,B,电压,电流),如上所述,该函数将时间、操作模式、基座、操作电压和电流量取作输入,以生成动态因子ΔT。例如,温度补偿模型120可以经由任何合适的机器学习技术使用训练数据来训练,以生成温度补偿模型120,所述训练数据包括时间、操作模式、基座、操作电压、电流量、动态因子ΔT的集合。由温度补偿120实现的神经网络算法的示例可以包括卷积神经网络、递归神经网络等。

图5是图示根据本公开一个或多个方面达到平衡水平的恒温器设备的温度传感器的加热曲线的时序图。如图5中所示,当恒温器设备102在特定条件下操作时,其中操作模式、基座、电流和操作电压是恒定的,环境温度Tambient 502和由温度传感器132测量的温度Tsensor 504之间的差可以随着恒温器设备102的外壳160的内部加热而改变,直到环境温度Tambient 502和由温度传感器132测量的温度Tsensor 504之间的差达到平衡水平505,其中环境温度Tambient 502和由温度传感器测量的温度Tsensor 504之间的差在某个小的可变性范围内保持接近恒定。当环境温度Tambient 502和由温度传感器132测量的温度Tsensor 504之间的差达到平衡水平505时,环境温度Tambient 502和由温度传感器测量的温度Tsensor 506之间的差可以表示为加热曲线的稳态温差,诸如稳态温差ΔTSS1 506。如可以看到的,与不同操作模式、不同基座、不同操作电压、不同电流量相关联的冷却曲线和加热曲线中的每一个都可以随时间增加或降低温度,直到加热曲线达到与环境温度的稳态温差。

图6是图示根据本公开一个或多个方面当恒温器设备改变其操作模式时,温度传感器的加热曲线的时序图。当恒温器设备将操作模式从初始操作模式(OMi)改变到新的操作模式(OM)时,温度曲线可以当板被加热时根据新的操作模式的温度曲线表现。如图6中所示,当恒温器设备102在某个条件下操作时,其中基座、电流和电压是恒定的,并且当恒温器设备102的操作模式从初始操作模式OMi改变到新的操作模式OM时,环境温度和由温度传感器132测量的温度之间的差可以根据新的操作模式的特性曲线随时间表现。

在图6的示例中,恒温器设备102可以在操作模式1(OMi)601下的时间t0608A开始操作,直到它到达时间t2 608C,此时恒温器设备102可以从OM1 601下的操作切换至操作模式3(OM3)603下的操作。因此,由温度传感器132测量的温度Tsensor 604可以沿着与OM1相关联的加热曲线620跟踪,直到时间t2 608C,此时由温度传感器132测量的温度Tsensor604可以沿着与OM3相关联的加热曲线622跟踪。

沿着诸如加热曲线620的特性曲线跟踪的Tsensor 604可以指代根据被跟踪的特性曲线随时间改变的Tsensor 604。在图6的示例中,Tsensor 604可以通过根据加热曲线620随时间增加其值来沿着加热曲线620跟踪。因为可以为沿着特性曲线(诸如加热曲线620)的每个点确定动态因子ΔT,所以恒温器设备102可以能够通过确定特性曲线上与Tsensor 604的值相关联的点以确定用于Tsensor 604的值的动态因子ΔT,来确定用于沿着特性曲线跟踪的Tsensor 604的值的动态因子ΔT。

在时间t2 608C,Tsensor 604和Tambient 602在加热曲线620上的差是动态因子ΔT 610,其小于当Tsensor 604达到OM1 601的平衡水平605时的稳态温差ΔTSS

取而代之的是,与动态因子ΔT等于动态因子ΔT 610的Tsensor 604相关联的加热曲线622的点是与时间t1 608B相关联的加热曲线622的点。换言之,如果恒温器设备102从时间t0 608A开始在OM3 603中开始操作,则与沿着加热曲线622跟踪的Tsensor 604相关联的动态因子ΔT 610将等于时间t1 60B处的动态因子ΔT 610,时间t1 608B在时间t2608C之前。因此,当操作模式改变发生,使得由温度传感器感测的温度从沿着先前操作模式的特性曲线的跟踪切换到新操作模式的新特性曲线(例如,加热曲线或冷却曲线)时,恒温器可以确定新特性曲线上的点,该点对应于在操作模式切换发生的点处先前特性曲线上的动态因子ΔT,并且可以在所确定的点处根据新特性曲线开始跟踪。

照此,为了响应于恒温器设备切换操作模式执行温度补偿,恒温器设备102可能必须确定加热曲线622上对应于动态因子ΔT 610的起始点。因此,当操作模式的改变发生时,恒温器设备可以不在时间t2 608C开始沿着加热曲线622跟踪,而是在时间t1 608B的起始点开始跟踪,在该起始点,根据加热曲线622,Tsensor 606和Tambient 602之间的差与时间t2608C处的动态因子ΔT 610相同。

在一些示例中,恒温器设备102可以通过对恒温器设备102可以递增或递减的计数器值保持跟踪来对时间保持跟踪,而不是在执行温度补偿中仅使用自从时间t0 608A过去的时间。例如,在时间t0 608A开始,当Tsensor 604沿着加热曲线620跟踪时,恒温器设备102可以将计数器递增预定的持续时间,诸如一秒长、四秒长等,这对应于自从时间tO 608A的时间流逝。

当时间到达时间t2 608C并且操作模式从OM1改变为OM3发生时,恒温器设备102可以将计数器值递减至对应于沿着OM3的加热曲线622的Tsensor 604的时间(即时间t1608B),使得Tsensor 604和Tambient 602之间的差是动态因子ΔT610。在图6的示例中,恒温器设备102可以使计数器值递减以对应于时间t1 608B,因为在时间t1608B,沿着OM3的加热曲线622跟踪的Tsensor 604和环境温度Tambient之间的差等于操作模式的改变发生时的动态因子ΔT 610的值。

虽然图6图示了改变恒温器设备的操作模式引起恒温器设备的电子电路板发热的示例,但在某些情况下,改变操作模式可以引起电子电路板150冷却。改变恒温器设备102的操作模式可以引起电子电路板150加热或冷却,这取决于操作模式的改变发生时的动态因子ΔT的值与新操作模式的稳态差ΔTSS的值的比较。

如果操作模式改变时的动态因子ΔT值小于新操作模式的稳态差ΔTSS的值,则操作模式的改变可以引起电子电路板150加热(温度增加)。另一方面,如果在操作模式改变时动态因子ΔT的值大于新操作模式的稳态差ΔTSS的值,则操作模式的改变可以引起电子电路板150冷却(温度降低)。

图7是图示根据本公开一个或多个方面改变恒温器设备的操作模式引起恒温器设备的电子电路板冷却的示例的时序图。如图7中所示,当恒温器设备102的操作模式在时间t708从OM3 703改变到OM1 701时,由恒温器设备102的温度传感器132测量的温度Tsensor706可以降低(例如,冷却)。

当在OM3 703操作的恒温器设备102的温度传感器132测量的Tsensor706达到平衡水平707时,稳态温差ΔTSS3 712大于在OM1 701操作的恒温器设备102的温度传感器132测量的Tsensor706达到平衡水平705时的稳态温差ΔTSS1 712。因此,当恒温器设备102在OM3703操作时,动态因子ΔT 720也可能大于稳态温差ΔTSS1 712。如果当恒温器设备102在时间t 708将操作模式从OM3 703改变到OM1 701时,动态因子ΔT 720大于稳态温差ΔTSS1712,则当恒温器设备102的操作模式在时间t 708从OM3 703改变到OM1 701时,温度Tsensor 706可以朝着平衡水平705降低。

图8图示了根据本公开一个或多个方面用于确定恒温器设备的示例电子电路板是否可以响应于恒温器设备的操作模式的改变而加热或冷却的示例技术。如图8中所示,响应于恒温器设备102将恒温器设备102的操作模式从初始操作模式(OMi)改变到新操作模式(OM),恒温器设备102的温度传感器132是测量温度的增加还是降低,可以取决于操作模式改变发生时的动态因子ΔT的值和新操作模式的稳态温差ΔTSS_OM。特别是,如果动态因子ΔT大于新操作模式的稳态温差ΔTSS_OM(例如,ΔT>ΔTSS_OM),则电子电路板150可以冷却,并且如果动态因子ΔT小于新操作模式的稳态温差ΔTSS_OM(例如,ΔT>ΔTSS_OM),则电子电路板150可以加热。

如上面讨论的,由恒温器设备102的温度传感器132感测的温度特性曲线可以包括对应于电子电路板150加热的加热曲线以及对应于电子电路板150冷却的冷却曲线二者。因此,多种冷却曲线和加热曲线可以用作训练温度补偿模型120的训练数据。

图9是图示根据本公开一个或多个方面改变恒温器设备的操作模式引起恒温器设备的电子电路板从加热改变为冷却的示例的时序图。如图9中所示,当诸如加热曲线920的特性曲线增加时,由恒温器设备102的温度传感器132测量的温度Tsensor 906和环境温度Tambient 902之间的差是加热动态因子ΔT 910。同时,当诸如冷却曲线922的特性曲线降低时,由恒温器设备102的温度传感器92测量的温度Tsensor 906和Tambient 902之间的差是冷却动态因子δT 920。为了构造温度补偿模型120,诸如图9中所示的板加热曲线和板冷却曲线二者都可以用作训练温度补偿模型120的训练数据。

用于温度补偿的数学表达式可以取决于电子电路板150是加热还是冷却。当电子电路板150加热时,恒温器设备102可以使用加热动态因子来执行温度补偿,以确定环境温度。相反,当电子电路板150冷却时,恒温器设备102可以使用冷却动态因子来执行温度补偿,以确定环境温度。

图10是图示根据本公开一个或多个方面基于恒温器设备的电子电路板是加热还是冷却来执行温度补偿的技术的时序图。如图10中所示,随着恒温器设备102的电子电路板150加热,由温度传感器132测量的温度Tsensor 1006可以根据加热曲线1050上升。由于Tsensor 1006遵循加热曲线1050,因此Tsensor 1006和环境温度Tambient 1002之间的差是加热动态因子ΔT 1010(例如,Tambient=Tsensor-ΔT)。

随着电子电路板150冷却,由温度传感器132测量的温度Tsensor1006可以根据冷却曲线1052降低,直到它达到冷却曲线1052的平衡水平1007。当Tsensor 1006达到平衡水平1007时,Tsensor 1006可以达到稳态温度,使得Tsensor 1006和Tambient之间的差是冷却曲线1052的稳态温差1022。

当Tsensor 1006沿着冷却曲线1052行进时,并且在Tsensor 1006达到平衡水平1007之前,Tsensor 1006与平衡水平1007之间的差是冷却动态因子δT 1020。因此,当电子电路板150冷却时,Tambient 1002等于Tsensor 1006减去冷却动态因子δT 1020再减去平衡水平1007和Tambient 1002之间的稳态温差ΔTSS 1022(例如,Tambient=Tsensor-δT-ΔTSS)。

在不同操作模式、不同基座、不同电压下操作并且具有通过继电器的不同电流量的恒温器设备的加热和冷却曲线可以用作训练温度补偿模型120的训练数据。例如,这样的训练数据可以包括在不同操作模式下操作(具有固定的基座、电压和电流值)的恒温器设备的加热和冷却曲线,在不同基座下操作(具有固定的操作模式、电压和电流值)的恒温器设备的加热和冷却曲线,在不同电压下操作(具有固定的基座、操作模式和电流值)的恒温器设备的加热和冷却曲线,以及具有不同电流量(具有固定的基座、电压和操作模式值)的恒温器设备的加热和冷却曲线。

图11是图示根据本公开一个或多个方面用作训练示例温度补偿模型的训练数据的示例加热和冷却曲线的时序图。如图11中所示,用作温度补偿模型120的训练数据的操作模式1(OM1)的特性曲线1102可以包括加热曲线和冷却曲线二者,其中加热曲线可以具有加热动态因子ΔT 1108,并且其中冷却曲线可以具有冷却动态因子δT 1110。还示出了操作模式2(OM2)和3(OM3)的特性曲线1104和1106。

与用于训练温度补偿模型120的OM1、OM2和OM3的加热曲线相对应的训练数据的示例如下:

如可以看到的,如果恒温器设备102的基座、电压和电流的值是固定的,则在不同操作模式下操作的恒温器102的加热曲线的训练数据可以指定值集,该值集包括操作模式、对应于时间的计数器值和所得目标加热动态因子ΔT。因此,在给定训练数据的情况下,负载识别模型120可以执行机器学习以确定算法,该算法对于操作模式和计数器值导致给定的目标加热动态因子ΔT。

与用于训练负载识别模型120的OM1、OM2和OM3的冷却曲线相对应的训练数据的示例如下:

如可以看到的,如果恒温器设备102的基座、电压和电流的值是固定的,则在不同操作模式下操作的恒温器102的冷却曲线的训练数据可以指定值集,该值集包括操作模式、对应于时间的计数器值和所得目标冷却动态因子δT。因此,在给定训练数据的情况下,温度补偿模型120可以执行机器学习以确定算法,该算法对于操作模式和计数器值导致给定的目标冷却动态因子δT。

图12是图示根据本公开一个或多个方面通过恒温器设备操作模式的改变由温度传感器感测的温度表现的时序图。关于通过恒温器的操作模式的改变的感测温度的这样的表现的数据也可以用作训练负载识别模型120的训练数据。

如图12中所示,恒温器设备102可以从操作模式1(OM1)改变为操作模式3(OM3),并且然后从OM3改变回OM1。当恒温器设备102最初在OM1下操作时,随着电子电路板150加热,由温度传感器132感测的温度可以沿着与OM1相关联的加热曲线1252行进,直到加热曲线1252达到与OM1相关联的平衡水平1207。当沿着加热曲线1252行进时,由温度传感器132感测的温度和环境温度1202之间的差是加热动态因子ΔT 1210。

当恒温器设备102从在OM1下操作改变为在OM3下操作时,电子电路板150可能继续加热,并且由温度传感器132感测的温度可能从沿着与OM1相关联的加热曲线1252行进切换到沿着与OM3相关联的加热曲线1254行进。因此,当恒温器设备102从在OM3下操作改变回在OM1下操作时,电子电路板150可以因此冷却,并且由温度传感器132感测的温度可以从沿着与OM3相关联的加热曲线1254行进切换到沿着与OM3相关联的冷却曲线1256行进(当板冷却时,该行进可以总是在初始操作模式OMi下)。

由温度传感器132感测的温度可以沿着冷却曲线1256行进,直到它达到与OM1相关联的平衡水平1207,其具有关联的稳态温差ΔTSS1 1222。如可以看到的,操作模式的平衡水平可以与稳态温差相关联,并且操作模式的平衡水平可以是操作模式的平衡水平,而不管由温度传感器132感测的温度是沿着与操作模式相关联的加热曲线还是冷却曲线行进。随着由温度传感器132感测的温度沿着与OM3相关联的冷却曲线1256行进,由温度传感器132感测的温度之间的差ΔT可以是冷却动态因子δT 1220和平衡水平1207的稳态温差ΔTSS1 1222。

图13是图示根据本公开一个或多个方面通过恒温器设备操作模式的改变由温度传感器感测的温度表现的时序图。关于通过恒温器设备的操作模式的改变的感测温度的这样的表现的数据也可以用作训练温度补偿模型120的训练数据。

如图13中所示,恒温器设备102可以从操作模式1(OM1)改变为操作模式3(OM3)。当恒温器设备102最初在OM1下操作时,随着电子电路板150加热,由温度传感器132感测的温度可以沿着与OM1相关联的加热曲线1302行进。当沿着加热曲线1302行进时,由温度传感器132感测的温度和环境温度之间的差是加热动态因子ΔT 1310。

在图13的示例中,当恒温器设备102从在OM1下操作改变为在OM3下操作时,电子电路板150可以继续加热,并且由温度传感器132感测的温度可以从沿着与OM1相关联的加热曲线1302行进切换到沿着与OM3相关联的加热曲线1304行进。为了从与OM1相关联的加热曲线1302行进切换到沿着与OM3相关联的加热曲线1304行进,恒温器设备102可以确定与OM3相关联的加热曲线1304上的点,该点对应于恒温器设备102从OM1切换到OM3的时间t21308B处的加热动态因子Δ11310的值。

恒温器设备102可以确定与OM3相关联的加热曲线1304上的点,该点对应于恒温器设备102从OM1切换到OM3(即时间t11308A)的时间t21308B处的加热动态因子ΔT 1310的值。因此,恒温器设备102可以将计数器值从与时间t21308B相关联的值递减到与时间t11308A相关联的值。如可以看到的,每次恒温器设备102切换操作模式时,恒温器设备102可以确定与新操作模式相关联的特性曲线上的点,该点对应于操作模式切换发生时的动态因子ΔT的值,并且可以递减计数器值以对应于与新操作模式相关联的特性曲线上的所确定的点。由温度传感器132感测的温度因此可以从所确定的点开始(例如,在时间t11308A)遵循加热曲线1304。

在一些示例中,将恒温器设备102的操作模式改变为OM3可能引起电子电路板150冷却。在这种情况下,由温度传感器132感测的温度可以沿着与OM3相关联的冷却曲线1306行进。如贯穿本公开所描述的,当沿着诸如冷却曲线1306的冷却曲线行进时,恒温器设备102可以确定诸如冷却动态因子δT 1306的冷却动态因子δT,以便确定环境温度。

如经由图5-13的示例所图示,当恒温器设备的操作模式从初始操作模式改变为新操作模式发生时,对应于新操作模式的新曲线(诸如新加热或冷却曲线)开始新轨迹。为了选择新特性曲线,响应于恒温器设备102的操作模式的改变,恒温器设备102可能必须确定以下各项中的一个或多个:在新特性曲线的平衡点处的稳态温差ΔTSS的值,电子电路板150将是否响应于操作模式的改变而加热(E=1)或冷却(E=2),当电子电路板150加热(E=1)时的新操作模式的特性曲线是什么,或者当电子电路板150冷却(E=2)时的初始特性曲线是什么,以及新特性曲线上遵循新特性曲线的开始点(即,新特性曲线上对应于ΔT值的点)。

图14是图示根据本公开一个或多个方面恒温器设备执行温度补偿以确定环境温度的示例操作的流程图。图14中图示的技术可以假设基座和负载水平是固定的,并且参照图5-13进行描述。图14中图示的技术可以作为在处理电路104处执行温度补偿模型120的一部分来执行。

如图14中所示,当电力应用到恒温器设备时,诸如当恒温器设备102通电时(1400),恒温器设备102可以通过将恒温器设备102的操作模式(OM)、电子电路板150是冷却还是加热的指示以及计数器值(诸如用于确定诸如图13中所示的特性曲线的点)设置为默认值来初始化自身(1402)。例如,恒温器设备102可以将OMi设置为OMi=1(即,设置操作模式1),将指示电子电路板150是加热还是冷却的值E设置为E=1(电子电路板150正在加热)并将计数器设置为零(i=0)。由恒温器设备102设置的操作模式可以被称为初始操作模式(OMi)。

恒温器设备102的处理电路104可以从温度传感器132接收温度传感器值Tsensor,并且可以诸如在恒温器设备102的用户接口103检查用户输入,以选择恒温器设备102的操作模式(1404)。处理电路104可以通过比较恒温器设备102的初始操作模式OMi和当前操作模式OM来确定是否存在恒温器设备102的操作模式的改变(1406)。如果恒温器设备102没有接收到选择与初始操作模式不同的操作模式的用户输入,则OMi和OM的比较可以指示没有操作模式的改变。

处理电路104可以使用对是否存在恒温器设备102的操作模式的改变的确定,以确定处理电路104是否继续执行温度补偿框1470或初始条件框1472的技术。如果处理电路104确定不存在操作模式的改变,则处理电路104可以继续执行温度补偿框1470的技术来确定环境温度。另一方面,如果处理电路104确定存在操作模式的改变,则处理电路104可以继续执行初始条件框1472的技术,以设置新操作模式的各种初始条件,如下面详细描述的。

如果处理电路104确定恒温器设备102的操作模式没有改变,使得处理电路104继续执行温度补偿框1470的技术,则处理电路104可以继续确定电路板150是加热还是冷却(1408)。如本公开中所讨论的,如果电子电路板150正在冷却,则值E等于2(E=2),并且如果电子电路板150正在加热,则值E等于1(E=1)。如果恒温器设备102刚刚通电,则电子电路板150的温度可能增加,并且因此E=1。

响应于确定电子电路板150正在加热,处理电路104可以通过确定计数器值i是否大于稳态计数器值iSS,确定由恒温器设备102的温度传感器132测量的温度传感器值Tsensor是否已达到恒温器设备102操作的操作模式的稳态温度(也称为达到平衡水平的特性曲线)(1410)。在恒温器尚未处于操作模式的稳态的示例中,计数器值i可以小于操作模式的稳态计数器值iSS,因此i<iSS(1410的否分支)。处理电路104可以递增计数器i(1412),诸如将计数器值i递增4(例如,i=i+4),并确定作为操作模式和计数器值i所计数的逝去时间的函数的加热动态因子ΔT,例如ΔT=f(OM,i)(1414)。处理电路104可以确定函数f(OM,i),用于使用图5-13中图示的使用数据训练的神经网络模型来确定加热动态因子ΔT,如贯穿本公开所述。

在电子电路板150的温度已达到操作模式稳态的示例中,则i>iSS为真。在操作模式的稳态下,Tsensor和Tambient之间的差是操作模式的稳态温差ΔT

一旦处理电路104确定了动态因子ΔT,处理电路104就可以估计放置恒温器设备102的房间的环境室温,并将初始操作模式设置为等于实际操作模式(1416)。也就是说,初始操作模式OMi的值被设置为实际操作模式OM的值,以便在稍后的时间点确定恒温器设备102的操作模式已经改变。

处理电路104将环境温度Tambient估计为Tambient=Tsensor-ΔT,并且可以将环境温度值更新为Tambient(1418)。恒温器设备102可以例如在用户接口上显示环境温度,并且基于Tambient与温度设置点的比较来确定操作模式是否应该改变。如上关于图1所述,温度设置点可以由用户在用户接口输入,或者可以根据存储在恒温器的存储器中的编程调度自动改变。

返回参考框1408,如果处理电路104确定电子电路板150正在冷却(E==2),则处理电路104可以通过确定计数器值i是否大于稳态计数器值iSS,确定在操作模式下操作的恒温器设备102的温度传感器132测量的温度传感器值Tsensor是否达到操作模式的稳态温度(1420)。在恒温器设备102尚未处于操作模式的稳态的示例中,计数器值i可以小于操作模式的稳态计数器值iSS,因此i<iSS(1420的否分支)。处理电路104可以递增计数器i(1422),诸如将计数器值i递增4(例如,i=i+4),并且确定作为冷却操作模式OMc和由计数器值i计数的逝去时间的函数的冷却动态因子δT,例如δT=f(OMc,i)(1424)。处理电路104可以确定函数f(OMc,i),用于使用图5-13中图示的使用数据训练的神经网络模型来确定冷却动态因子δT,如贯穿本公开所述。

在电子电路板150的温度达到操作模式的稳态的示例中,则i>iSS为真。在操作模式的稳态下,Tsensor和Tambient之间的差是操作模式的稳态温差ΔT

一旦处理电路104确定了冷却动态因子δT,处理电路104就可以估计放置恒温器设备102的房间的环境室温,并将初始操作模式设置为等于实际操作模式(1426)。也就是说,初始操作模式OMi的值被设置为实际操作模式OM的值,以便在稍后的时间点确定恒温器设备102的操作模式已经改变。

处理电路104将环境温度Tambient估计为Tambient=Tsensor-δT-ΔT

响应于诸如在框1416、1418、1426和1428确定和显示环境温度,处理电路104可以返回框1404,在框1404,处理电路104可以读取传感器温度Tsensor,并检查恒温器设备102的操作模式。当恒温器设备102的操作模式保持不变时,处理电路104可以执行温度补偿框1470的技术。例如,随着计数器值i增加,当电子电路板150正在加热时,操作模式的加热动态因子ΔT可以继续沿着特性加热曲线跟踪,并最终在稳态温差ΔT

在框1406,当恒温器设备102的操作模式改变时,处理电路104可以继续执行初始条件框1472的技术。处理电路104因此可以确定恒温器设备102的当前操作模式(1430)。因为每个操作模式可以与不同的稳态温差ΔT

处理电路104可以为当前操作模式的平衡点分配稳态温差ΔT

处理电路104确定当前操作模式(OM)是否小于初始操作模式(OMi),其中初始操作模式是操作模式改变之前的先前操作模式(1436)。处理电路104确定OM是否小于OMi,以便确定电子电路板150是否将响应于操作模式从OMi到OM的改变而加热或冷却。例如,如果OM大于OMi,则电子电路板150通常可以但不总是加热。类似地,如果OM小于OMi,则电子电路板150通常可以但不总是冷却。

例如,如果初始操作模式是1(OM=1),如果已经存在从操作模式1的操作模式改变,则当前操作模式不能小于1,使得当前操作模式小于初始操作模式的条件不能满足。在另一个示例中,如果初始操作模式是2(OM=2),如果当前操作模式是1,则当前操作模式小于初始操作模式。在另一个示例中,如果初始操作模式是3(OM=3),如果当前操作模式是1或者如果当前操作模式是2,则当前操作模式小于初始操作模式。

如上面讨论的,在OM小于OMi的情况下,电子电路板150通常可以但不总是冷却。处理电路104可以通过确定动态因子ΔT的当前值是否小于或等于当前OM的稳态温差值ΔT

响应于确定电子电路板150的温度正在降低,处理电路104可以因此通过动态因子ΔT减去稳态温差值ΔT

响应于确定计数器值i,处理电路104可以确定当冷却(OMc)至初始操作模式OMi时的操作模式,使得OMc=OMi,并可以将OMi的值设置为当前的实际操作模式OM(1446)。处理电路104如上所述显示先前估计的Tambient(1448),并且可以在恒温器设备102的用户接口103上显示Tambient。先前估计的环境温度是当框1406先前在较早的循环中确定没有操作模式改变时估计的温度。

类似地,在框1436,在OM大于OMi的情况下,电子电路板150通常可以但不总是加热。处理电路104可以通过确定动态因子ΔT的当前值是否小于或等于OM的稳态温差值ΔT

因此,处理电路104可以继续确定计数器的值i,以开始作为OM和动态因子ΔT的函数的操作模式的特性曲线,例如i=f(OM,ΔT)(1452)。如贯穿本公开所讨论的,当恒温器的操作模式改变时,从对应于计数器值i为零的初始时间开始,计数器值i可以改变以对应于操作模式的加热曲线将已经达到与所确定的动态因子ΔT相关联的点的时间。换言之,处理电路104可以基于所确定的动态因子ΔT来确定操作模式的加热曲线上的当前点。如上所述,处理电路104可以确定函数f(OM,ΔT),用于使用图9-17中图示的使用数据训练的神经网络算法来确定冷却的计数器值i。处理电路104可以将初始操作模式设置为等于实际操作模式,诸如OMi=OM(1454),并显示放置恒温器设备102的房间的先前估计的环境室温(1456)。

处理电路104通过读取温度传感器132并检查操作模式的改变,继续在每个循环执行算法(1406)。以这种方式,恒温器设备102可以能够通过时间推移以及通过恒温器设备102的操作模式的不同改变来连续确定环境温度。

在温度补偿算法中,诸如图14的示例中图示的,当动态因子ΔT的值存在连续性时,实现算法和温度控制的稳定性,而不管恒温器设备102的操作模式或基座的改变。如上所述,响应于恒温器设备102的操作模式的改变,由温度传感器132感测的温度可以从曲线上与操作模式的改变发生时的动态因子ΔT的值相对应的点开始跟踪新操作模式的加热或冷却曲线。

操作模式改变的组合数量可以表述为

在三个操作模式的情况下,电子电路板150通常可以响应于以下操作模式改变而加热:操作模式1至操作模式2(情况H),操作模式1至操作模式3(情况I),以及操作模式2至操作模式3(情况J)。然而,在一些情况下,当从操作模式1改变到操作模式2(情况K)时,电子电路板150可以冷却。

在三个操作模式的情况下,电子电路板150通常可以响应于以下操作模式改变而冷却:操作模式3至操作模式1(情况E),操作模式2至操作模式1(情况F和情况G),以及操作模式3至操作模式2(情况D)。然而,在一些情况下,当从操作模式2改变到操作模式1(情况A),从操作模式3改变到操作模式1(情况B),以及从操作模式3改变到操作模式2(情况C)时,电子电路板150可以加热。

图15是图示根据本公开一个或多个方面用于确定恒温器设备的电子电路板是否响应于电子设备的操作模式的改变而加热或冷却的示例技术的时序图。如图15中所示,在情况A 1520中,其中恒温器设备102将操作模式从操作模式2(OM2)改变到操作模式1(OM1),操作模式的改变可以引起温度传感器132感测的温度从遵循OM2加热曲线1504切换到遵循OM1加热曲线1502。照此,在情况A 1520中,操作模式从OM2到OM 1的改变可以引起电子电路板150加热。

在情况B 1522中,其中恒温器设备102将操作模式从操作模式3(OM3)改变为OM1,操作模式的改变可以引起温度传感器132感测到的温度从遵循OM3加热曲线1506切换到遵循OM1加热曲线1502。照此,在情况B 1522中,操作模式从OM3到OM 1的改变可以引起电子电路板150加热。

在情况C 1524中,其中恒温器设备102将操作模式从OM3改变为OM2,操作模式的改变可以引起温度传感器132感测到的温度从遵循OM3加热曲线1506切换到遵循OM2加热曲线1504。照此,在情况C 1524中,操作模式从OM3到OM2的改变可以引起电子电路板150加热。

在情况D 1526中,其中恒温器设备102将操作模式从OM3改变为OM2,操作模式的改变可以引起温度传感器132感测到的温度从遵循OM3加热曲线1506切换到遵循OM3冷却曲线1516。照此,在情况D 1526中,操作模式从OM3到OM2的改变可以引起电子电路板150冷却。

在情况E 1528中,其中恒温器设备102将操作模式从OM3改变为OM1,操作模式的改变可以引起温度传感器132感测到的温度从遵循OM3加热曲线1506切换到遵循OM3冷却曲线1510。照此,在情况E 1528中,操作模式从OM3到OM 1的改变可以引起电子电路板150冷却。

在情况F 1530中,其中恒温器设备102将操作模式从OM2改变为OM1,操作模式的改变可以引起温度传感器132感测到的温度从遵循OM2加热曲线1504切换到遵循OM2冷却曲线1512。照此,在情况F 1530中,操作模式从OM2到OM 1的改变可以引起电子电路板150冷却。类似地,在情况G 1532中,其中恒温器设备102将操作模式从OM2改变到OM1,操作模式的改变可以引起温度传感器132感测的温度遵循OM3冷却曲线1514。照此,在情况G 1532中,操作模式从OM2到OM 1的改变可以引起电子电路板150冷却。

图16是图示根据本公开一个或多个方面用于确定恒温器设备的电子电路板是否响应于电子电路板操作模式的改变而加热或冷却的附加示例技术的时序图。如图16中所示,在情况H 1610中,其中恒温器设备102将操作模式从OM1改变到OM2,操作模式的改变可以引起温度传感器132感测的温度从遵循OM1加热曲线1602切换到遵循OM2加热曲线1604。照此,在情况H 1610中,操作模式从OM1到OM2的改变可以引起电子电路板150加热。

在情况I 1612中,其中恒温器设备102将操作模式从OM1改变为OM3,操作模式的改变可以引起温度传感器132感测到的温度从遵循OM1加热曲线1602切换到遵循OM3加热曲线1608。照此,在情况I 1612中,操作模式从OM1到OM 3的改变可以引起电子电路板150加热。

在情况J 1614中,其中恒温器设备102将操作模式从OM2改变为OM3,操作模式的改变可以引起温度传感器132感测到的温度从遵循OM2加热曲线1604切换到遵循OM3加热曲线1608。照此,在情况J 1614中,操作模式从OM2到OM 3的改变可以引起电子电路板150加热。

在一些示例中,在情况K 1616中,其中恒温器设备102将操作模式从OM1改变为OM2,操作模式的改变可以引起温度传感器132感测到的温度切换到遵循OM3加热冷却曲线1618。照此,在情况K 1616中,操作模式从OM1到OM2的改变可以引起电子电路板150冷却。

图17A-17C是图示根据本公开一个或多个方面由恒温器设备执行的示例环境温度估计算法的流程图。图17A-17C的流程图提供了由图1的恒温器设备102的处理电路104执行的温度补偿模型120的算法的概述。图17A-17C的框可以包括上面关于图14描述的功能,以及为了简化描述而未示出的附加功能和步骤。

如图17A中所示,当低压恒温器(诸如上面关于图1A所述的恒温器设备102)通电时(1702),用于恒温器设备102的处理电路104可以执行初始化框(1704)。初始化框1704的一些步骤可以包括如上面关于图14所述的初始化框1402的步骤。例如,处理电路104可以将初始操作模式设置为OM1,假设电子电路板150将加热(E=1)而不是冷却,并将计数器值设置为零(i=0)。初始化框1704还可以包括附加的初始化步骤。例如,处理电路104还可以为基座设置值,该值指示基座是A/C电源、电池电源或者显示器112的背光107是否打开。

每当存在电力中断并且电力被恢复时,例如电源打开1702时,恒温器设备102可以启动并初始化至关闭状况(OM1)。如果中断只是某一短时段,诸如几分钟长,则恒温器设备102的内部温度可能仍然相对高。因此,在一些示例中,每当恒温器设备102通电时,处理电路104可以执行指令以离开恒温器设备102一指定的时段,例如三分钟、五分钟或一些类似的时段。指定的时段可以允许处理电路104确定恒温器设备102内部最初是否热,并且处理电路104可以相应地补偿温度。

在初始化之后,处理电路104可以接收来自一个或多个温度传感器(诸如上面关于图17A所述的温度传感器130和温度传感器132)的输入(1706)。处理电路104可以接收来自用户接口103的输入,诸如操作模式、基座、温度设置点、调度编程和其他输入。输入框1706是上面关于图14所述的框1404的示例。

在图17A的示例中,处理电路104可以检查计数器值是否小于初始值(1708)。当计数器具有低初始值(1708的是分支)时,处理电路104可以执行某些初始计数器功能(1710)。例如,处理电路104可以执行上述电力中断功能、与电子电路板150第一次预热相关的功能或类似功能。具体地,在恒温器设备102通电之后,处理电路104可以执行初始计数器功能,该初始计数器功能增加计数器的值,以在板比环境温度热时开始执行温度补偿,这可能是当短暂电力中断发生时的情况。如果处理电路104增加初始计数器值,则处理电路104可以不执行这样的初始计数器功能。

当计数器值大于初始值(1708的否分支)时,或在框1710中执行初始计数器功能之后,处理电路104可以确定基座是否已改变(1711)。如果基座已经改变(1711的是分支),则处理电路104可以为新基座设置一些初始条件(1713),如图17C中进一步描述的。初始条件的一些示例可以包括设置预期的稳态温度ΔT

如果基座未改变(1711的否分支),则处理电路104可以将实际操作模式(例如,由用户选择的)与初始操作模式(OMi)进行比较,以确定操作模式是否已改变(1712)。当操作模式已经改变(1712的是分支)时,处理电路104可以为新的操作模式设置一些初始条件(1730),如图17B中进一步描述的。在设置初始条件之后,处理电路104通过如上所述检查输入框1706来开始新的循环。

在不存在操作模式的改变的示例中(1712的否分支),处理电路104可以执行负载识别框1714。如下所述,处理电路104可以能够至少部分地基于由温度传感器130和温度传感器132感测的温度之间的差来估计通过继电器106、108和110的电流以及恒温器设备102的操作电压。因为操作模式的加热和冷却曲线在不同的电流水平和电压水平下可能不同,所以处理电路104可以至少部分地基于所确定的电流和电压水平来更新操作模式的加热和/或冷却曲线的平衡水平及其相关联的稳态温差ΔT

图14中省略了负载识别框1714和平衡更新框1715,以简化图14中算法的解释。然而,负载识别框1714和平衡更新框1715的功能可以包括在图14的示例中。在恒温器设备102使用一个或多个电压测量和/或电流测量设备(例如,电压测量电路109)来测量电压和电流的一些示例中,负载识别框1714和平衡更新框1715可以从图14和图17A中省略。在这种情况下,恒温器设备102可以仅包括单个温度传感器——温度传感器132,而不是包括两个温度传感器——温度传感器130和温度传感器132。

温度补偿框1720包括类似于图14中描绘的框1408的加热和冷却模型。特别是,处理电路104可以确定电子电路板150是否预期被加热或冷却(1722)。如果加热,则E=1(1722的是分支),并且处理电路104根据算法的加热步骤确定温度补偿(1724)。例如,处理电路104可以确定电子电路板150是否处于稳态,确定加热动态因子ΔT,并补偿由温度传感器132测量的温度,以计算放置恒温器的房间的环境温度Tambient。

如果冷却(1722的否分支),则处理电路104根据算法的冷却步骤确定温度补偿(1726)。例如,处理电路104可以确定电子电路板150的温度是否已经达到平衡水平,确定冷却动态因子δT,并且补偿由冷却传感器测量的温度以计算环境温度Tambient(1728),如以上关于图14的框1424和1426所述。处理电路104然后通过执行输入框1706继续算法的下一个循环。

图17B是图示用于本公开的恒温器设备的环境温度估计算法的初始条件框的附加细节的流程图。流程图1730A的示例是上面关于图17A描述的初始条件框1730的示例。图17B中的“A”和“B”对应于图17A中描绘的“A”和“B”。

如图17A中所述,处理电路104可以响应于恒温器设备102操作模式的改变,执行初始条件框1730的技术。基于恒温器的用户输入,或者在一些示例中基于预编程的调度,可以在恒温器中改变操作模式,诸如上面关于图1描述的恒温器设备102。当操作模式改变时,上面关于图17A描述的算法可以基于与新操作模式相比的当前操作模式以及当前操作模式是否处于稳态,例如达到该操作模式的平衡点,来设置各种初始条件。

在流程图1730A中,处理电路104可以确定操作模式的改变是否导致电子电路板150冷却(E=2)或加热(E=1)(1732)。处理电路104可以至少部分地基于操作模式改变之前的操作模式和操作模式改变之后的操作模式,确定电子电路板150是否将响应于恒温器设备102的操作模式的改变而加热或冷却。例如,如上面关于图15和图16所述,当恒温器设备102的操作模式从OM1改变到OM2、从OM1改变到OM3以及从OM2改变到OM3时,电子电路板150通常可以加热。然而,在一些情况下,当恒温器设备102的操作模式从OM1改变为OM2时,电子电路板150可以冷却。

类似地,如上面关于图15和图16所述,当恒温器设备102的操作模式从OM3改变为OM1、从OM2改变为OM1以及从OM3改变为OM2时,电子电路板150通常可以冷却。然而,在一些情况下,当恒温器设备102的操作模式从OM2改变为OM1、从OM3改变为OM1以及从OM3改变为OM2时,电子电路板150可以加热。照此,确定操作模式是改变到更高操作模式还是更低操作模式对于电子电路板150是否将响应于恒温器设备102的操作模式的改变而加热或冷却可能不是明确的。

因此,除了将操作模式改变前的操作模式与操作模式改变后的操作模式进行比较,处理电路104还可以确定由温度传感器132测量的温度Tsensor与最近确定的环境温度Tambient之间的差ΔT,并将ΔT与当前操作模式(操作模式改变后的操作模式)的稳态温差ΔT

初始条件的一些示例可以包括遵循哪条特性曲线以及在特性曲线的哪一部分(例如,基于如计数器测量的逝去时间)计算动态因子。因此,响应于确定电子电路板150正在加热,处理电路104可以确定当前操作模式的加热曲线的初始条件(1734)。例如,处理电路104可以计算对应于当前操作模式的加热曲线的当前点的计数器值i。处理电路104可以确定由温度传感器132测量的温度Tsensor和最近确定的环境温度Tambient之间的差ΔT,并且可以至少部分地基于ΔT来确定与当前操作模式的加热曲线的当前点相对应的计数器值i。

类似地,响应于确定电子电路板150正在冷却,处理电路104可以确定当前操作模式的冷却曲线的初始条件(1736)。例如,处理电路104可以计算与当前操作模式的冷却曲线的当前点相对应的计数器值i。处理电路104可以确定由温度传感器132测量的温度Tsensor和最近确定的环境温度Tambient之间的差ΔT。处理电路104可以将冷却动态因子δT确定为ΔT和稳态温差ΔT

图17C是图示用于本公开的恒温器设备的环境温度估计算法的初始条件框的附加细节是流程图。流程图1713A的示例是上面关于图17A描述的初始条件框1713的示例。图17C中的“C”和“B”对应于图17A中描绘的“C”和“B”。

如图17A中所述,处理电路104可以响应于恒温器设备102基座的改变,执行初始条件框1713的技术。操作模式可以在恒温器中改变,诸如上面关于图1描述的恒温器设备102。例如,恒温器设备102可以具有三种类型的基座:第一种类型的基座,其中恒温器设备102是电池供电的,第二种类型的基座,其中恒温器设备102是线路供电的(例如,经由A/C电源),以及第三种类型的基座,其中恒温器设备102的显示器(例如,用户接口103)的背光是打开的。

在流程图1713A中,处理电路104可以确定基座的改变是否导致电子电路板150冷却(E=2)或加热(E=1)(1732)。处理电路104可以至少部分地基于基座改变之前的基座和基座改变之后的基座,确定电子电路板150是否将响应于恒温器设备102的基座改变而加热或冷却。例如,当从恒温器设备102由电池供电的第一基座去往恒温器设备102由线路供电的第二基座或恒温器设备102的显示器的背光打开的第三基座时,电子电路板150通常可以加热。此外,当从第二基座到第三基座时,电子电路板150通常可以加热。类似地,当从第三基座到第二基座或第一基座时,或者当从第二基座到第一基座时,电子电路板150通常可以冷却。

初始条件的一些示例可以包括遵循哪条特性曲线以及在特性曲线的哪一部分(例如,基于如计数器测量的逝去时间)计算动态因子。因此,响应于确定电子电路板150正在加热,处理电路104可以确定当前基座的当前操作模式的加热曲线的初始条件(1744)。例如,处理电路104可以计算与当前基座的当前操作模式的加热曲线的当前点相对应的计数器值i。处理电路104可以确定由温度传感器132测量的温度Tsensor和最近确定的环境温度Tambient之间的差ΔT,并且可以至少部分地基于ΔT来确定与当前基座的当前操作模式的加热曲线的当前点相对应的计数器值i。

类似地,响应于确定电子电路板150正在冷却,处理电路104可以确定当前基座的当前操作模式的冷却曲线的初始条件(1746)。例如,处理电路104可以计算与当前基座的当前操作模式的冷却曲线的当前点相对应的计数器值i。处理电路104可以确定由温度传感器132测量的温度Tsensor和最近确定的环境温度Tambient之间的差ΔT。处理电路104可以将冷却动态因子δT确定为ΔT和稳态温差ΔT

除计数器、操作模式和基座外,电流和电压可以作为确定加热动态因子ΔT和冷却动态因子δT的输入。特别是,恒温器设备102的操作电压和流经恒温器设备102的继电器106-110的电流量可以输入到温度补偿模型120中,用于确定环境温度。

在本公开的一些方面,恒温器设备可以使用由恒温器设备中两个温度传感器(温度传感器130和温度传感器132)感测的温度,估计流经继电器106-110的电流量和恒温器设备102的操作电压。如图1中所述,恒温器设备可以包括两个温度传感器,冷温度传感器(例如,图1的温度传感器132)和热温度传感器(图1的温度传感器130),其中冷温度传感器位于电子电路板150的相对较冷的区域,而热传感器位于电子电路板150的相对较热的区域。冷传感器用于确定环境温度,而热传感器用于估计电流和电压。

图18是图示根据本公开一个或多个方面用于经由使用两个温度传感器确定流经恒温器设备的一个或多个继电器的电流量的技术的时序图。如图18中所示,温度曲线1802A是由热温度传感器130在1安培的电流流经继电器106-110的情况下测量的温度所遵循的温度曲线,其中恒温器设备102的操作模式从操作模式3(OM3)切换到操作模式1(OMl)。温度曲线1802A下方的温度曲线1802B是由冷温度传感器132在1安培的相同电流流经继电器106-110的情况下测量的温度所遵循的温度曲线,其中恒温器设备102的操作模式也从OM3切换到OM1。

ΔT负载C1 1806A是在恒温器设备102从OM3切换到OM1的点处温度曲线1802A和温度曲线1802B之间的差。ΔT负载C21806B是在恒温器设备102从OM3切换到OM1之后的某个点处温度曲线1802A和温度曲线1802B之间的差。1安培电流的ΔT负载可以计算为ΔT负载C21806B的值减去ΔT负载C1 1806 A的值。ΔT负载的值与通过继电器106-110的电流量相关。

类似地,温度曲线1804A是由热温度传感器130在0.7安培的电流流经继电器106-110的情况下测量的温度,其中操作模式从操作模式3(OM3)切换到操作模式1(OM1)。温度曲线1804A下方的温度曲线1804B是由冷温度传感器132在0.7安培的相同电流流经继电器106-110的情况下测量的温度,其中操作模式也从OM3切换到OM1。

ΔT负载C1 1808 A是在恒温器设备102从OM3切换到OM1的点处温度曲线1804A和温度曲线1804B之间的差。ΔT负载C2 1808B是在恒温器设备102从OM3切换到OM1之后的某个点处温度曲线1804A和温度曲线1804B之间的差。0.7安培电流的ΔT负载可以计算为ΔT负载C2 1808B的值减去ΔT负载C1 1808A的值。ΔT负载的值与通过继电器106-110的电流量相关。

可以将流经继电器106-110的1安培的确定ΔT负载与流经继电器106-110的0.7安培的确定ΔT负载进行比较。特别是,1安培的ΔT负载大于0.7安培的ΔT负载。照此,计算的ΔT负载指示了通过继电器106-110的电流量。特别是,流经继电器106-110的电流水平越高,电流的ΔT负载值越大。

图19是图示根据本公开一个或多个方面用于经由使用两个温度传感器确定恒温器设备操作电压的技术的时序图。如图19中所示,温度曲线1902A是由热温度传感器130测量的温度,其中恒温器设备102具有18伏的操作电压,并且其中操作模式从操作模式3(OM3)切换到操作模式1(OM1)。温度曲线1902A下方的温度曲线1902B是由冷温度传感器132测量的温度,其中恒温器设备102具有18伏的相同操作电压,其中操作模式也从OM3切换到OM1。

ΔT负载C1 1906A是在恒温器设备102从OM3切换到OM1的点处温度曲线1902A和温度曲线1902B之间的差。ΔT负载C2 1906B是在恒温器设备102从OM3切换到OM1之后的某个点处温度曲线1902A和温度曲线1902B之间的差。

类似地,温度曲线1904A是由恒温器设备的热温度传感器130在操作电压为27伏情况下测量的温度,其中操作模式从操作模式3(OM3)切换至操作模式1(OM1)。温度曲线1904A下方的温度曲线1904B是由恒温器设备102的冷温度传感器132在具有27伏的相同操作电压情况下测量的温度,其中操作模式也从OM3切换到OM1。

ΔT负载C1 1908A是在恒温器设备102从OM3切换到OM1的点处温度曲线1904A和温度曲线1904B之间的差。ΔT负载C2 1908B是在恒温器设备102从OM3切换到OM1之后的某个点处温度曲线1904A和温度曲线1904B之间的差。

在一些示例中,恒温器设备102的操作电压量可以与由温度传感器130和132感测的温度之间的差(诸如ΔT负载C11906A和ΔT负载C1 1908A)相关。在这些示例中,为了确定恒温器设备102的操作电压量与由温度传感器130和132感测的温度之间的差之间的关系,可能没有必要确定ΔT负载(例如ΔT负载C1 1906A和ΔT负载C2 1906B之间的差)。

诸如图18和图19中图示的数据可以用于构造电流和电压识别的神经网络模型,诸如负载识别模型122。例如,类似于图18和图19中图示的技术,诸如ΔT负载的数据可以从运行在不同操作模式下、不同的电流量流经恒温器设备的继电器并且处于不同的操作电压下的恒温器设备中确定,并且可以用作输入以便构造神经网络模型。

图20图示了根据本公开一个或多个方面的恒温器设备的负载识别模型的示例。如图20中所示,恒温器设备102的负载识别模型122可以将时间(例如,计数器值)、基座、初始操作模式(OMi)和n取作输入,所述时间可以是为了计算ΔT负载而确定ΔT负载C1和ΔT负载C2之间的时间量,所述ΔT负载C1和ΔT负载从由温度传感器130和132感测的温度中确定,诸如在图18和图19的示例中那样。负载识别模型122可以取得输入并确定流经继电器106-110的电流量和恒温器设备102的操作电压。

用于训练恒温器设备102的示例训练数据可以如下:

可以将诸如上述示例中的训练数据馈入神经网络,诸如卷积神经网络或任何其他合适的机器学习算法,以便执行深度学习来构造负载识别模型122。

图21是图示根据本公开一个或多个方面的恒温器设备执行温度补偿的示例操作的流程图。所述技术是相对于图1的恒温器设备102来说明的。

如图21中所示,设置在恒温器设备102外壳160中的电子电路板150上的第一温度传感器132可以感测第一温度(2102)。

恒温器设备102的处理电路104可以从多个操作模式中确定恒温器设备102的当前操作模式(2104)。

处理电路104可以至少部分地基于第一温度和恒温器设备102的当前操作模式,确定恒温器设备102的外壳160外部的环境温度(2106)。在一些示例中,处理电路可以确定恒温器设备102的操作电压,确定流经恒温器设备102的一个或多个继电器106-110的电流量,并且至少部分地基于第一温度、操作电压、流经一个或多个继电器106-110的电流量以及恒温器设备102的当前操作模式来确定恒温器设备102的外壳160外部的环境温度。

在一些示例中,为了确定恒温器设备102的操作电压并确定流经一个或多个继电器110的电流量,设置在外壳160中的电子电路板150上的第二温度传感器130可以感测第二温度。处理电路104可以至少部分地基于第一温度和第二温度来估计恒温器设备102的操作电压和流经一个或多个继电器106-110的电流量。

在一些示例中,处理电路104可以从多个基座中确定恒温器设备102的基座类型。处理电路104可以至少部分地基于第一温度、恒温器设备102的操作电压、流经一个或多个继电器106-110的电流量、基座以及恒温器设备102的当前操作模式来确定恒温器设备102的外壳160外部的环境温度。

在一些示例中,处理电路104可以确定恒温器设备102的操作模式已从先前的操作模式改变为当前的操作模式。处理电路104可以确定电子电路板150是否响应于操作模式的改变而加热或冷却。响应于确定电子电路板150正在加热,处理电路104可以确定与用于确定环境温度的当前操作模式相关联的加热曲线。

在一些示例中,处理电路104可以响应于确定电子电路板150正在加热,至少基于加热曲线确定由第一温度传感器132感测的第一温度的加热动态因子ΔT。处理电路104可以将环境温度确定为由第一温度传感器132感测的第一温度减去加热动态因子ΔT。

在一些示例中,为了至少基于加热曲线确定由第一温度传感器132感测的第一温度的加热动态因子ΔT,处理电路104可以确定加热曲线上与第一温度传感器132感测的第一温度相关联的点。处理电路104可以确定与加热曲线上的点相对应的加热动态因子ΔT。

在一些示例中,处理电路104可以确定恒温器设备102的操作模式已从先前的操作模式变为当前的操作模式。处理电路104可以确定电子电路板150是否响应于操作模式的改变而加热或冷却。响应于确定电子电路板150正在冷却,处理电路104可以确定与用于确定环境温度的当前操作模式相关联的冷却曲线。

在一些示例中,处理电路104可以响应于确定电子电路板150正在冷却,至少部分地基于冷却曲线,确定由第一温度传感器132感测的第一温度的冷却动态因子δT。处理电路104可以确定与恒温器设备102的当前操作模式相关联的稳态温差ΔTSS。处理电路104可以将环境温度确定为由第一温度传感器132感测的第一温度减去冷却动态因子δT再减去与恒温器设备102的当前操作模式相关联的稳态温差ΔTSS。

在一些示例中,为了至少基于冷却曲线确定由第一温度传感器132感测的第一温度的冷却动态因子δT,处理电路104可以确定冷却曲线上与第一温度传感器132感测的第一温度相关联的点。处理电路104可以确定对应于冷却曲线上的点的冷却动态因子δT。

本公开设想了包括指令的计算机可读存储介质,以使得处理器执行本文所述的任何功能和技术。计算机可读存储介质可以采取任何易失性、非易失性、磁性、光学或电子介质的示例形式,诸如RAM、ROM、NVRAM、EEPROM或闪存。计算机可读存储介质可以被称为非暂时性的。计算设备还可以包含更便携的可移动存储器类型,以使能容易的数据传送或离线数据分析。

本公开中描述的技术可以至少部分在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。例如,所述技术的各个方面可以在一个或多个处理器内实现,包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA或任何其他等效的集成或分立逻辑电路,以及这样的组件的任何组合。术语“处理器”或“处理电路”通常可以指代单独或与其他逻辑电路相组合的任何前述逻辑电路,或任何其他等效电路。

如本文所使用的,术语“电路”指代执行一个或多个软件或固件程序的ASIC、电子电路、处理器(共享、专用或群组)和存储器、组合逻辑电路或提供所述功能性的其他合适组件。术语“处理电路”指代跨一个或多个设备上分布的一个或多个处理器。例如,“处理电路”可以包括设备上的单个处理器或多个处理器。“处理电路”还可以包括多个设备上的处理器,其中本文描述的操作可以跨处理器和设备上分布。

这样的硬件、软件、固件可以在同一设备内或在单独设备内实现,以支持本公开中所述的各种操作和功能。例如,本文描述的任何技术或过程可以在一个设备内执行,或者至少部分分布在两个或更多个设备之间。此外,任何所描述的单元、模块或组件可以一起或单独实现为分立但可互操作的逻辑器件。将不同的特征描绘为模块或单元旨在强调不同的功能方面,并且不一定意味着这样的模块或单元必须由单独的硬件或软件组件来实现。相反,与一个或多个模块或单元相关联的功能性可以由单独的硬件或软件组件来执行,或者集成在公共或单独的硬件或软件组件内。

本公开中所述的技术也可以体现或编码在制造品中,包括编码有指令的非暂时性计算机可读存储介质。嵌入或编码在包括编码的非暂时性计算机可读存储介质的制造品中的指令可以使得一个或多个可编程处理器或其他处理器实现本文描述的一个或多个技术,诸如当非暂时性计算机可读存储介质中包括或编码的指令由一个或多个处理器执行时。示例非暂时性计算机可读存储介质可以包括RAM、ROM、可编程ROM(PROM)、EPROM、EEPROM、闪存、硬盘、光盘ROM(CD-ROM)、软盘、磁带、磁介质、光学介质或任何其他计算机可读存储设备或有形计算机可读介质。

在一些示例中,计算机可读存储介质包括非暂时性介质。术语“非暂时性的”可以指示存储介质不体现在载波或传播信号中。在某些示例中,非暂时性存储介质可以存储可以随时间改变的数据(例如,在RAM或高速缓存中)。本文描述的设备和电路的元件可以用各种形式的软件编程。例如,一个或多个处理器可以至少部分地实现为或包括一个或多个可执行应用、应用模块、库、类、方法、对象、例程、子例程、固件和/或嵌入式代码。

已描述了本公开的各种示例。预期有所描述的系统、操作或功能的任何组合。这些和其他示例在所附权利要求的范围内。

相关技术
  • 低温恒温器布置和用于低温恒温器的安装布置
  • 用于电子恒温器的温度补偿
  • 具有用于在充电期间提供温度补偿的温度传感器的电池充电设备以及测量已耗尽或已放电的电池温度以补偿电池充电设备的充电的方法
技术分类

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