專利名稱：線性壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方法及車(chē)輛用線性壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)、壓縮制冷劑進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法以及車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的線性振動(dòng)馬達(dá)的起動(dòng)控制方法，提出了檢測(cè)構(gòu)成線性馬達(dá)的可動(dòng)元件的變位、速度或加速度，并按照該檢測(cè)的輸出控制向電磁鐵的線圈的供給電力的方法(例如特開(kāi)平10-243688號(hào)公報(bào))。
以往這種線性振動(dòng)馬達(dá)的起動(dòng)控制方法，如圖12所示那樣，使供給線圈的起動(dòng)初期的輸出脈沖為最小值、依次使輸出脈沖比上次輸出大、使可動(dòng)元件的振幅增大到規(guī)定振幅。
特開(kāi)平10-243668號(hào)公報(bào)通過(guò)逐漸增大輸出，防止陷入超限那樣的機(jī)械上的超負(fù)荷和電路上的超負(fù)荷的狀態(tài)。另外，在該公報(bào)中建議，在振子的振幅接近規(guī)定值的時(shí)刻，通過(guò)減小增大輸出脈沖的比例，能可靠地防止超限。
但是，在現(xiàn)有的構(gòu)成中存在著下列的問(wèn)題。
在空調(diào)機(jī)那樣的制冷循環(huán)中使用的線性壓縮機(jī)具備具有汽缸部分和活塞部分的壓縮機(jī)構(gòu)、以及具有連接活塞部分的可動(dòng)部分和固定在汽缸部分的固定部分的線性馬達(dá)。而且，線性馬達(dá)在可動(dòng)部分和固定部分之間形成磁路，產(chǎn)生沿著軸線方向使活塞部分移動(dòng)的推力后、壓縮制冷劑，使制冷劑在制冷循環(huán)中循環(huán)。
但是，制冷循環(huán)中使用的線性壓縮機(jī)在壓縮機(jī)停止時(shí)，在壓縮室內(nèi)充滿著液體制冷劑。因此，在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，即使在線性馬達(dá)中使規(guī)定值的交流(正弦波)電流通過(guò)也不能壓縮液體制冷劑。
另外，若象上述現(xiàn)有技術(shù)那樣增加電流，那么加在活塞上的推力將增加，不久，液體制冷劑從壓縮室排出。但是，在該起動(dòng)初期的階段，由于在制冷循環(huán)內(nèi)制冷劑沒(méi)有充分地循環(huán)，因此，在制冷循環(huán)中的高低壓差不充分。從而，在液體制冷劑從壓縮室排出時(shí)，由于壓縮負(fù)荷急劇地減輕，因此，存在著活塞的沖程增大、活塞沖擊汽缸蓋而受損壞的問(wèn)題。
尤其是，為了謀求提高體積效率，在初期的裝配時(shí)，盡可能使活塞裝配在汽缸蓋一側(cè)的位置，因此，能夠減小空閑(dead volume)體積、提高機(jī)械效率。
但是，活塞的最佳位置是在考慮制冷劑壓縮時(shí)的狀態(tài)后被確定的。
即，活塞的配置在增加制冷劑的壓縮負(fù)荷(氣體彈簧)的狀態(tài)下被設(shè)定。因此，如果減小在活塞和汽缸之間的空閑體積，那么，在不增加壓縮負(fù)荷的情況下起動(dòng)時(shí)，由于活塞尚未偏移到吸入一側(cè)的位置，因此存在著活塞沖擊汽缸蓋的問(wèn)題。
另外，作為制冷劑在使用CO2場(chǎng)合，由于制冷劑的特性，從起動(dòng)到在制冷循環(huán)中產(chǎn)生差壓需要較長(zhǎng)時(shí)間，因此，為了提高制冷劑的循環(huán)量、在制冷循環(huán)中早期產(chǎn)生高低壓差，若依次使正弦波電流增加下去，那么，就存在負(fù)荷急劇地減輕、活塞沖擊汽缸的可能性更大的問(wèn)題。
另外，在利用線性壓縮機(jī)作為車(chē)輛用的空調(diào)機(jī)的壓縮機(jī)的場(chǎng)合，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的引擎和電車(chē)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)引起的振動(dòng)、以及來(lái)自行駛中的路面的沖擊引起的振動(dòng)大約增加30G。由于自由活塞的構(gòu)造，若從外部向軸線方向增加30G，那么，即使不在線性馬達(dá)中通電的狀態(tài)下，活塞也將移動(dòng)幾毫米。因此，活塞因來(lái)自外部的振動(dòng)在向活塞頭一側(cè)移動(dòng)的定時(shí)中，若在線性馬達(dá)中通過(guò)正弦波形狀的起動(dòng)電流，那么，活塞沖擊汽缸蓋的可能性將增大。另外，在裝載在電車(chē)上的場(chǎng)合，由于線性壓縮機(jī)由蓄電池驅(qū)動(dòng)，因此，不可缺少地需要效率好、可靠性高的起動(dòng)控制。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供使自由活塞構(gòu)造的線性壓縮機(jī)效率高、并且可靠性高的驅(qū)動(dòng)控制方法。
方案1記載的本發(fā)明的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法是這樣的驅(qū)動(dòng)控制方法，即，在密封容器內(nèi)具備壓縮制冷劑的壓縮機(jī)構(gòu)、以及使該壓縮機(jī)構(gòu)工作的線性馬達(dá)，所述壓縮機(jī)構(gòu)具有汽缸和活塞，所述線性馬達(dá)具有與所述汽缸連接的固定部分、以及與所述活塞連接的可動(dòng)部分，并且該驅(qū)動(dòng)控制方法通過(guò)所述線性馬達(dá)對(duì)所述活塞產(chǎn)生推力，其特征在于，它具有在起動(dòng)時(shí)在所述線性馬達(dá)中通過(guò)直流成分的電流的第1工序、以及之后通過(guò)增加交流電流預(yù)先從移動(dòng)位置起動(dòng)所述活塞的第2工序。
方案2記載的本發(fā)明，其特征在于，它具有在方案2記載的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中、在所述第2工序之后、停止直流成分通電的第3工序。
方案3記載的本發(fā)明，其特征在于，它具有在方案2記載的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中，將所述線性壓縮機(jī)、冷凝器、減壓膨脹器、以及蒸發(fā)器連接成環(huán)狀構(gòu)成制冷循環(huán)，并設(shè)置檢測(cè)所述制冷循環(huán)的高壓一側(cè)的制冷劑壓力的壓力檢測(cè)設(shè)備，在用所述壓力檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的制冷壓力超過(guò)規(guī)定壓力時(shí)，停止所述第3工序中的直流成分的通電，在所述第3工序之后，依次將電流增加到設(shè)定值的第4工序。
方案4記載的本發(fā)明，其特征在于，它具有在方案2記載的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中，檢測(cè)所述線性馬達(dá)的電流和電壓后算出電力，在算出的所述電力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，停止所述第3工序中的直流成分的通電，在所述第3工序后，依次將電流增加到設(shè)定值的第4工序。
方案5記載的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法是這樣的驅(qū)動(dòng)控制方法，即，在密封容器內(nèi)具備壓縮制冷劑的壓縮機(jī)構(gòu)、以及使該壓縮機(jī)構(gòu)工作的線性馬達(dá)，所述壓縮機(jī)構(gòu)具有汽缸和活塞，所述線性馬達(dá)具有與所述汽缸連接的固定部分、以及與所述活塞連接的可動(dòng)部分，該驅(qū)動(dòng)控制方法通過(guò)所述線性馬達(dá)對(duì)所述活塞產(chǎn)生推力，其特征在于，在起動(dòng)前，在所述線性馬達(dá)中通以直流成分的電流后使所述活塞移動(dòng)，通過(guò)活塞位置檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)所述活塞的移動(dòng)量，并根據(jù)用所述活塞位置檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的移動(dòng)量確定共振頻率。
方案6記載的本發(fā)明，其特征在于，在方案5記載的線性壓縮機(jī)的起動(dòng)控制方法中，當(dāng)從已確定的所述共振頻率算出的所述活塞的沖程量比用所述活塞位置檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的所述活塞的沖程量小時(shí)，將使在所述線性馬達(dá)中通過(guò)的交流電流的增加速度變慢。
方案7記載的本發(fā)明的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法是這樣驅(qū)動(dòng)控制方法，即，通過(guò)線性壓縮機(jī)、冷凝器、減壓膨脹器以及蒸發(fā)器構(gòu)成空調(diào)裝置，所述線性壓縮機(jī)在密封容器內(nèi)具備壓縮制冷劑的壓縮機(jī)構(gòu)、以及使該壓縮機(jī)構(gòu)工作的線性馬達(dá)，所述壓縮機(jī)構(gòu)具有汽缸和活塞，所述線性馬達(dá)具有與所述汽缸連接的固定部分、以及與所述活塞連接的可動(dòng)部分，該驅(qū)動(dòng)控制方法通過(guò)所述線性馬達(dá)對(duì)所述活塞產(chǎn)生推力，其特征在于，通過(guò)溫度檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)所述蒸發(fā)器的溫度、室內(nèi)溫度、以及室外溫度中至少一種溫度，從由所述溫度檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的溫度確定在起動(dòng)時(shí)所需的直流成分的電流值，并在起動(dòng)時(shí)在所述線性馬達(dá)中使已確定的所述電流值通電。
方案8記載的本發(fā)明的車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法是這樣的驅(qū)動(dòng)控制方法，即，在密封容器中具備壓縮制冷劑的壓縮機(jī)構(gòu)、以及使該壓縮機(jī)構(gòu)工作的線性馬達(dá)，所述壓縮機(jī)構(gòu)具有汽缸和活塞，所述線性馬達(dá)具有與所述汽缸連接的固定部分、以及與所述活塞連接的可動(dòng)部分，該驅(qū)動(dòng)控制裝置通過(guò)所述線性馬達(dá)對(duì)所述活塞產(chǎn)生推力，其特征在于，它具有在起動(dòng)時(shí)在所述線性馬達(dá)中通過(guò)直流成分的電流的第1工序，以及之后通過(guò)交流電流而起動(dòng)靜止的所述活塞的第2工序。
方案9記載的本發(fā)明，其特征在于，在方案8記載的車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中，設(shè)置了檢測(cè)振動(dòng)加速度的強(qiáng)制振動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備，在所述第1工序中，使對(duì)應(yīng)于伴隨用所述強(qiáng)制振動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的強(qiáng)制振動(dòng)的所述活塞的振幅方向和振幅量的電流通電。
方案10記載的本發(fā)明，其特征在于，在方案8記載的車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中，根據(jù)被所述線性馬達(dá)感應(yīng)的感應(yīng)電壓檢測(cè)強(qiáng)制振動(dòng)量，并在所述第1工序中，使對(duì)應(yīng)于伴隨已檢測(cè)的所述強(qiáng)制振動(dòng)量的所述活塞的振幅量的電流通電。
方案11記載的本發(fā)明，其特征在于，在方案8記載的車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中，設(shè)置了通過(guò)來(lái)自外部的振動(dòng)檢測(cè)在所述線性馬達(dá)再生的電流的再生電流檢測(cè)設(shè)備，并在所述第1工序中，使對(duì)應(yīng)于伴隨檢測(cè)的所述電流的所述活塞的振幅量的電流通電。


圖1是在本發(fā)明中使用的線性壓縮機(jī)的構(gòu)成的一個(gè)實(shí)施例的線性壓縮機(jī)的側(cè)面斷面圖。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的起動(dòng)控制流程。
圖3是表示活塞的振幅中心相對(duì)附加直流電流的關(guān)系的圖。
圖4是表示在正弦波上外加直流偏移電流時(shí)的活塞的振幅和振幅中心的變位的圖。
圖5是本發(fā)明的其它實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制流程。
圖6是表示本發(fā)明的其它實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制的方框圖。
圖7是表示本發(fā)明的其它實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制的方框圖。
圖8是表示活塞和可動(dòng)部分等的質(zhì)量m1、彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧常數(shù)k1、壓縮室的氣體彈簧k2和共振頻率的關(guān)系的圖。
圖9是表示本發(fā)明的其它實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制的方框圖。
圖10是表示在車(chē)輛用的空調(diào)裝置中適用線性壓縮機(jī)場(chǎng)合的驅(qū)動(dòng)控制的實(shí)施例的方框圖。
圖11是表示感應(yīng)電壓的變化相對(duì)強(qiáng)制振動(dòng)的強(qiáng)度的特性圖。
圖12是表示現(xiàn)有的線性壓縮機(jī)的起動(dòng)特性的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，具有在起動(dòng)時(shí)在線性馬達(dá)中使直流成分的電流通電的第1工序，之后通過(guò)增加交流電流、從預(yù)先移動(dòng)的位置起動(dòng)位置起動(dòng)活塞的第2工序。通常，在入睡起動(dòng)等的環(huán)境條件下，變成來(lái)自液體壓縮狀態(tài)的起動(dòng)。因此，為了迅速?gòu)膲嚎s室排出液體制冷劑，必須向線性馬達(dá)增加電流值后增加活塞的振幅量。但是，若增加活塞的振幅量，那么，由于在制冷循環(huán)中沒(méi)有產(chǎn)生充分的高低壓差，因此，在液體制冷劑排出后，有可能壓縮負(fù)荷突然變輕、活塞的沖程急劇地伸長(zhǎng)、從而引起活塞對(duì)汽缸蓋的沖擊。但是，若依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，由于通過(guò)在起動(dòng)時(shí)使直流成分電流流向線性馬達(dá)，使活塞移動(dòng)到吸入一側(cè)位置，并拉開(kāi)活塞和汽缸蓋之間的距離，因此，即使活塞的沖程急劇地伸長(zhǎng)，活塞也不會(huì)沖擊汽缸蓋而損壞。
本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)，在第1實(shí)施形態(tài)的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中，在第2工序后，停止直流成分通電的工序。若依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，在起動(dòng)后，制冷循環(huán)的高低壓差變大，若增加制冷劑的循環(huán)量，減小活塞沖擊汽缸的危險(xiǎn)，那么，通過(guò)消除通向線性馬達(dá)的直流成分的電流，進(jìn)行正常的正弦波驅(qū)動(dòng)，就能夠使活塞不發(fā)生沖擊、更能高效率地進(jìn)行起動(dòng)控制。
本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)，在第1實(shí)施形態(tài)的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中、在用壓力檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)制冷劑壓力超過(guò)規(guī)定壓力時(shí)、依次將電流增加到設(shè)定值的工序。若依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，通過(guò)增加制冷劑循環(huán)量，用壓力檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)制冷劑周期的高低壓差變大的情況，根據(jù)該檢測(cè)壓力，以及將正弦波電流的電流值增加到設(shè)定值，就能夠避免活塞的沖擊，使活塞的工序容量可變，高效率地控制制冷能力。
本發(fā)明的第4實(shí)施形態(tài)，在第1實(shí)施形態(tài)的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中，檢測(cè)線性馬達(dá)的電流和電壓后算出電力，在算出的電力超過(guò)規(guī)定值時(shí)依次將電流增加到設(shè)定值的工序。若依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，由于根據(jù)線性馬達(dá)的電力檢測(cè)制冷劑循環(huán)量增加、制冷循環(huán)的高低壓差變大的情況，因此，不必具備第3實(shí)施形態(tài)那樣的壓力檢測(cè)設(shè)備，通過(guò)依次將正弦波電流的電流值增加到設(shè)定值，就能避免活塞的沖擊、使活塞的工序容量可變、高效率地控制制冷能力。
本發(fā)明的第5實(shí)施形態(tài)的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法是這樣的驅(qū)動(dòng)控制方法，即，在起動(dòng)時(shí)，在線性馬達(dá)中使直流成分的電流通過(guò)后移動(dòng)活塞，用活塞位置檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)活塞的移動(dòng)量，從用活塞位置檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的移動(dòng)量檢測(cè)共振頻率，從所述共振頻率確定交流電流的頻率。若依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，通過(guò)在起動(dòng)時(shí)確定共振頻率，即使是從液體壓縮狀態(tài)的起動(dòng)，也能夠以適合于壓縮彈簧常數(shù)的共振頻率進(jìn)行起動(dòng)控制。
本發(fā)明的第6實(shí)施形態(tài)是這樣的實(shí)施形態(tài)，即，在第5實(shí)施形態(tài)的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中，在從已確定的共振頻率算出的活塞的沖程量比用活塞位置檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的活塞的沖程量小時(shí)，使在線性馬達(dá)中通過(guò)的交流電流的增加速度變慢。若依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，就能夠一邊防止活塞對(duì)汽缸蓋的沖擊，一邊進(jìn)行高效率的驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明的第7實(shí)施形態(tài)的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法是這樣的驅(qū)動(dòng)控制方法，即，通過(guò)溫度檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)冷凝器的溫度、蒸發(fā)器的溫度、室內(nèi)溫度以及室外溫度中至少一種溫度，根據(jù)用溫度檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的溫度確定在起動(dòng)時(shí)所需要的直流成分的電流，并在起動(dòng)時(shí)、使確定的電流值通過(guò)線性馬達(dá)。若依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，根據(jù)用溫度檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的溫度計(jì)算負(fù)荷，根據(jù)該負(fù)荷信息確定使活塞移動(dòng)的直流電流值，并在入睡起動(dòng)時(shí)使偏移電流(規(guī)定量的移動(dòng)所需要的電流)流過(guò)，另外，由于形成響應(yīng)負(fù)荷的狀態(tài)的偏移電流值，因此在任何負(fù)荷條件下都能夠以最佳方式進(jìn)行起動(dòng)控制。
本發(fā)明的第8實(shí)施形態(tài)的車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法在所述活塞的移動(dòng)量大于規(guī)定值時(shí)，將在所述線性馬達(dá)中附加直流電流。若依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，通過(guò)來(lái)自外部的強(qiáng)制振動(dòng)，即使活塞想在軸向方向振動(dòng)，由于在線性馬達(dá)起動(dòng)時(shí)，使活塞的移動(dòng)量控制在規(guī)定值以內(nèi)，因此，能夠防止活塞的沖程變成在預(yù)定值以外的沖程。
本發(fā)明的第9實(shí)施形態(tài)是這樣的實(shí)施形態(tài)，即，在第8實(shí)施形態(tài)的車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中，設(shè)置了檢測(cè)振動(dòng)加速度的強(qiáng)制振動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備，并在第1工序中，使對(duì)應(yīng)于伴隨用強(qiáng)制振動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的強(qiáng)制振動(dòng)的活塞的振幅方向和振幅量的電流通電。若依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，由于通過(guò)檢測(cè)的振動(dòng)信息確定外加在起動(dòng)時(shí)的線性馬達(dá)上的直流或交流的電流值后進(jìn)行起動(dòng)控制，因此能夠進(jìn)行更可靠的起動(dòng)控制。
本發(fā)明的第10實(shí)施形態(tài)是這樣的實(shí)施形態(tài)，即，在第8實(shí)施形態(tài)的車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中，根據(jù)在線性馬達(dá)產(chǎn)生的感應(yīng)電流檢測(cè)強(qiáng)制振動(dòng)量，并在第1工序中，使對(duì)應(yīng)于伴隨用強(qiáng)制振動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的強(qiáng)制振動(dòng)的活塞的振幅方向和振幅量的電流通電。若依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，由于根據(jù)在線性馬達(dá)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓檢測(cè)的強(qiáng)制振動(dòng)量并確定外加在起動(dòng)時(shí)的線性馬達(dá)上的直流或交流的電流值后進(jìn)行起動(dòng)控制，因此，能夠更可靠地進(jìn)行起動(dòng)控制。
本發(fā)明的第11實(shí)施形態(tài)是這樣的實(shí)施形態(tài)，即，在第8實(shí)施形態(tài)的車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法中，設(shè)置了根據(jù)來(lái)自外部的振動(dòng)檢測(cè)在線性馬達(dá)再生的電流的再生電流檢測(cè)設(shè)備，并在第1工序中，使對(duì)應(yīng)于伴隨檢測(cè)的電流的活塞的振動(dòng)量的電流通電。若依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，由于用再生電流檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)通過(guò)來(lái)自外部的振動(dòng)在線性馬達(dá)中再生的電流，并確定外加在起動(dòng)時(shí)的線性馬達(dá)上的直流或交流的電流值后進(jìn)行起動(dòng)控制，因此能夠進(jìn)行更可靠的起動(dòng)控制。
首先，說(shuō)明在本發(fā)明中使用的線性壓縮機(jī)的構(gòu)成的一個(gè)實(shí)施例。
圖1是本實(shí)施例的線性壓縮機(jī)的側(cè)面斷面圖。此外，圖1所示的構(gòu)成完全被設(shè)置在密封容器內(nèi)，但在該圖中省略了密封容器進(jìn)行表示。
線性壓縮機(jī)將壓縮制冷劑的壓縮機(jī)構(gòu)、以及使該壓縮機(jī)構(gòu)工作的線性馬達(dá)備置在密封容器內(nèi)。壓縮機(jī)構(gòu)具有汽缸209、以及在該汽缸209的軸線方向自由可動(dòng)地被支持的活塞207，并通過(guò)汽缸209和活塞207構(gòu)成壓縮室206。線性馬達(dá)具有與汽缸209連接的固定部分202、以及與活塞207連接的可動(dòng)部分204，并通過(guò)磁力對(duì)活塞207產(chǎn)生軸線方向的推力。在圖1中，表示在可動(dòng)部分204中配置了永久磁鐵、在固定部分202中配置了線圈部分203的情況，但產(chǎn)生磁力的構(gòu)成也可以是其它的構(gòu)成。
活塞207經(jīng)由活塞桿208用彈簧機(jī)構(gòu)205支持著。彈簧機(jī)構(gòu)205在中心部分與活塞桿208連接、在外周部分與固定部分202和汽缸201連接。因此，活塞208通過(guò)彈簧機(jī)構(gòu)205的彈力可滑動(dòng)地設(shè)置在軸線方向，并成為自由活塞構(gòu)造。排出室201設(shè)置在鄰近壓縮室206的位置，在壓縮室206和排出室201之間用汽缸蓋隔開(kāi)。在該汽缸蓋210中設(shè)置了將用壓縮室206壓縮的制冷劑排出到排出室201的排出孔。所有這些部件在密封容器內(nèi)被彈性體支持。另外，在密封容器內(nèi)，設(shè)置了吸入制冷劑的吸入管和排出制冷劑的排出管。這些吸入管和排出管通過(guò)蒸發(fā)器、冷凝器、以及減壓器和配管連接后構(gòu)成制冷循環(huán)。
在上述構(gòu)成中，若對(duì)線性馬達(dá)的線圈部分203通電，那么在固定部分202和可動(dòng)部分204之間、按照弗來(lái)明左手法則產(chǎn)生與電流成比例的磁力、即推力。根據(jù)該推力，沿著可動(dòng)部分204的軸線方向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力在起作用。因此，連接可動(dòng)部分204的活塞207被移動(dòng)。此處，通過(guò)在線圈部分203中使交流電流通過(guò)，在可動(dòng)部分204中將交互地產(chǎn)生正反推力。然后，活塞207通過(guò)該交互產(chǎn)生的正反推力進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。另外，通過(guò)在線圈部分203中使直流電流通過(guò)，根據(jù)所通電的電流方向和大小、活塞207的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的中心(振幅中心)位置將發(fā)生變動(dòng)。因此，通過(guò)向線圈部分203通以直流電流就能夠使活塞207的位置從規(guī)定位置移動(dòng)到吸入一側(cè)的位置。
此外，此處所謂規(guī)定位置是指在活塞207的裝配時(shí)預(yù)先設(shè)定的位置，所謂從規(guī)定位置起的吸入位置是指活塞207在壓縮室206的空間展開(kāi)的方向移動(dòng)的位置。另外，所謂排出一側(cè)位置是指活塞207在壓縮室的空間狹窄的方向移動(dòng)的位置。
通過(guò)活塞207的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在壓縮室206被壓縮的制冷劑向排出室201排出，并從排出管輸出到密封容器的外面。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的起動(dòng)控制流程。
在線性壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，向線性馬達(dá)的線圈部分203通以使活塞207向吸入一側(cè)位置移動(dòng)的直流成分電流(S1)。然后，在使活塞207向吸入方向移動(dòng)、并增加活塞207和汽缸蓋210之間的間隙后向線性馬達(dá)的線圈部分203通以正常的正弦波電流(S2)。就是說(shuō)，電流I＝I0sinωt與ΔI(偏移電流)相加，變成I＝I0sinωt+ΔI。因此，在線性馬達(dá)的推力、即在使活塞207往復(fù)運(yùn)動(dòng)的勵(lì)振力中附加直流成分，將活塞207的振幅中心移動(dòng)到吸入一側(cè)位置，在使活塞207和汽缸蓋210的間隙加寬的狀態(tài)下進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將制冷劑壓縮。此外，在起動(dòng)時(shí)，也可以使正弦波電流與直流成分電流相加的電流I＝I0sinωt+ΔI通過(guò)。
圖3表示活塞的振幅中心對(duì)附加直流電流的關(guān)系。
直流成分的電流變成將線性馬達(dá)的可動(dòng)部分204拉向吸入一側(cè)位置的轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與該電流值成比例。因此，通過(guò)控制電流值，就能夠控制活塞207的偏移量。在具備線性壓縮機(jī)的空調(diào)機(jī)中，即使在各種各樣的環(huán)境條件下，需要可靠地進(jìn)行起動(dòng)控制。尤其在入睡起動(dòng)時(shí)，在壓縮室206內(nèi)必需充滿液體制冷劑。在室外氣溫低的場(chǎng)合尤其要增加液體制冷劑的量。而且，由于液體制冷劑難以壓縮，因此，在初期設(shè)定中的、在活塞207和汽缸蓋210之間的間隙中的活塞207的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，不能充分地排出液體制冷劑。因此在起動(dòng)初期，使直流電流向線性馬達(dá)的線圈部分203流動(dòng)，使活塞207向吸入一側(cè)位置移動(dòng)，之后，增加交流電流值。這樣，液體制冷劑一下子被排出。若液體制冷劑被排出，那么負(fù)荷急劇地減輕、活塞207的沖程(振幅)將伸長(zhǎng)，但從起動(dòng)初期使活塞207向吸入一側(cè)位置進(jìn)行偏移控制，因此活塞207不會(huì)對(duì)汽缸蓋210產(chǎn)生沖擊。
圖4表示在正弦波中外加了直流偏移電流時(shí)的活塞207的振幅和振幅中心的變位。在圖5中，振幅曲線(a)表示沒(méi)有附加直流電流場(chǎng)合的活塞207的振幅。振幅曲線(b)表示附加了直流電流場(chǎng)合的活塞207的振幅。此外，在附加了反向的直流電流的場(chǎng)合，將變位成象振幅曲線(c)那樣。如圖所示，通過(guò)附加直流電流，振幅中心發(fā)生變位，但振幅不變。若從外加在線性馬達(dá)中的正弦波電流失去直流電流成分，那么活塞的振幅中心將變位到壓縮一側(cè)。通過(guò)消除直流成分，就能夠提高效率。因此，在起動(dòng)以外的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，最好只用交流成分驅(qū)動(dòng)。
圖5表示本發(fā)明的其它實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制流程。
在線性壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)，使向線性馬達(dá)的線圈部分203通以使活塞207向吸入一側(cè)位置移動(dòng)的直流成分電流(S1)。然后，在使活塞207向吸入一側(cè)移動(dòng)、并增加了活塞207和汽缸蓋210之間的間隙后，向線性馬達(dá)的線圈部分203通以正常的正弦波電流(S2)。即電流I＝I0sinωt與ΔI(偏移電流)相加、變成I＝I0sinωt+ΔI。因此，在線性馬達(dá)的推力、即在使活塞207作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的勵(lì)振力中附加了直流成分，使活塞207的振幅中心向吸入一側(cè)位置移動(dòng)，在活塞207和汽缸蓋210的間隙加寬的狀態(tài)下進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，壓縮制冷劑。
若在規(guī)定時(shí)間繼續(xù)進(jìn)行制冷劑壓縮，那么，在制冷循環(huán)內(nèi)，產(chǎn)生高低壓的壓力差，并增加活塞207表面所承受的壓力。通過(guò)這樣的壓縮制冷劑的氣體彈簧的產(chǎn)生，活塞207再向吸入一側(cè)位置移動(dòng)。若變成這樣狀態(tài)，就不需要初期的偏移電流。因此，在本實(shí)施例中，若從起動(dòng)開(kāi)始經(jīng)過(guò)T時(shí)間，那么假定充分產(chǎn)生壓縮制冷劑的氣體彈簧，并測(cè)量從起動(dòng)開(kāi)始的時(shí)間，判斷是否經(jīng)過(guò)了T時(shí)間(S3)，在經(jīng)過(guò)了T時(shí)間的場(chǎng)合，停止向線性馬達(dá)的線圈部分203供給直流成分電流(S4)，只使I＝I0sinωt的正弦波電流通過(guò)、進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
圖6是表示本發(fā)明的其它實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制的方框圖。
在本實(shí)施例中，從電源101向逆變器104供給直流電流，通過(guò)電壓檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)此時(shí)的電壓。從逆變器104流向線性馬達(dá)112的電流在電流檢測(cè)設(shè)備107中被檢測(cè)。流向線性馬達(dá)112的電流由逆變器控制部分105控制。
制冷循環(huán)是這樣構(gòu)成的，即與壓縮機(jī)一起依次用配管連接蒸發(fā)器113、冷凝器116、減壓膨脹器119。在制冷循環(huán)中，設(shè)置了四通閥121，通過(guò)該四通閥121的轉(zhuǎn)換，能夠轉(zhuǎn)換蒸發(fā)器113和冷凝器116的功能并加以利用。在蒸發(fā)器113中設(shè)置了蒸發(fā)器用的送風(fēng)機(jī)114，在冷凝器116中設(shè)置了冷凝器用的送風(fēng)機(jī)117，促進(jìn)空氣和制冷劑的熱交換。為了最佳控制制冷循環(huán)，減壓膨脹器控制設(shè)備120控制減壓膨脹器119。高壓檢測(cè)設(shè)備122檢測(cè)流經(jīng)制冷循環(huán)的高壓一側(cè)制冷劑配管的制冷劑的壓力。圖中，高壓檢測(cè)設(shè)備122檢測(cè)壓縮機(jī)的排出配管的壓力。
在壓縮機(jī)的起動(dòng)初期，向線性馬達(dá)112通以使活塞向吸入一側(cè)位置移動(dòng)的直流成分的電流。之后，使正弦波的交流電流重疊、并向線性馬達(dá)112通以I＝I0sinωt+ΔI的電流。活塞在移動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行振幅運(yùn)動(dòng)、并循環(huán)壓縮制冷劑。制冷循環(huán)中的制冷劑逐漸地附加高低壓力差。在壓縮機(jī)起動(dòng)后，逆變器控制部分105從逆變器104慢慢地增加供給線性馬達(dá)112的電力。逆變器控制部分105根據(jù)來(lái)自檢測(cè)逆變器104的輸入電壓的電壓檢測(cè)設(shè)備103的控制信號(hào)和來(lái)自檢測(cè)線性馬達(dá)112的輸入電流的電流檢測(cè)設(shè)備107的控制信號(hào)而計(jì)算電力。然后，將檢測(cè)的電力值和預(yù)先設(shè)定的設(shè)定電力值進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)的電力值變大時(shí)，停止在壓縮機(jī)起動(dòng)初期通電的直流電流，并轉(zhuǎn)換到只是正弦波交流電流I＝I0sinωt的通電后進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。因此，不使用傳感器等，就能夠以低成本、高效率地進(jìn)行起動(dòng)控制。此外，除了電壓檢測(cè)設(shè)備103檢測(cè)逆變器104的輸入電壓之外，也可以檢測(cè)從逆變器104向線性馬達(dá)112的輸出電壓。
象本實(shí)施例那樣，通過(guò)根據(jù)線性馬達(dá)112的驅(qū)動(dòng)所需要的電力判別制冷循環(huán)中的制冷劑的高低壓差，就能夠不用檢測(cè)制冷循環(huán)中的制冷劑壓力，控制逆變器104。
此外，也可以根據(jù)來(lái)自圖示的高壓檢測(cè)設(shè)備122的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)制冷循環(huán)中的制冷劑壓力，控制逆變器104。此處不一定要直接檢測(cè)制冷劑壓力，也可以通過(guò)檢測(cè)配管溫度來(lái)判別制冷劑壓力。通過(guò)用高壓檢測(cè)設(shè)備122檢測(cè)制冷循環(huán)的高壓一側(cè)的壓力，即使在各種環(huán)境條件下也能夠更可靠地起動(dòng)，不用通以過(guò)剩的直流電流就能夠進(jìn)行高效率的起動(dòng)控制。
圖7是表示本發(fā)明的其它實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制的方框圖。
本實(shí)施例具備檢測(cè)線性壓縮機(jī)的活塞位置的活塞位置檢測(cè)設(shè)備124。此外，在具有與已說(shuō)明的構(gòu)成相同的功能的構(gòu)成中附加相同的符號(hào)、并省略其說(shuō)明。假定即使在以下的實(shí)施例中也是相同的。
活塞位置檢測(cè)設(shè)備124檢測(cè)活塞的振幅量和移動(dòng)量。在壓縮機(jī)起動(dòng)初期，從逆變器向線性馬達(dá)通以反向的規(guī)定值的直流電流，以便使活塞向排出一側(cè)位置移動(dòng)。通過(guò)通以反向的直流電流，活塞將向排出一側(cè)位置移動(dòng)。通過(guò)活塞位置檢測(cè)設(shè)備124檢測(cè)活塞的移動(dòng)量，從每單位電流的活塞的變位量運(yùn)算連接活塞的彈性部件的彈簧常數(shù)。
此處圖8中，表示活塞和可動(dòng)部分等的質(zhì)量m1、圖1所示的彈簧機(jī)構(gòu)205的彈簧常數(shù)k1、壓縮室的氣體彈簧k2和共振頻率的關(guān)系。該圖(a)是壓縮室的氣體彈簧k2不動(dòng)時(shí)的共振頻率，該圖(b)是壓縮室的氣體彈簧k2移動(dòng)時(shí)的共振頻率。
象圖8所示那樣，根據(jù)彈簧常數(shù)k1和壓縮室的氣體彈簧k2、活塞質(zhì)量m的大小，由共振頻率確定設(shè)備計(jì)算至少包含氣體彈簧的共振頻率f。另外，在初期必需向吸入一側(cè)位置移動(dòng)時(shí)，從負(fù)荷的大小確定使活塞移動(dòng)的直流電流的電流值。
若測(cè)定結(jié)束，一旦停止用于測(cè)定的直流電流的通電，就用由共振頻率確定設(shè)備確定的驅(qū)動(dòng)頻率進(jìn)行起動(dòng)控制。另外，在需要偏移電流時(shí)，就通以被確定的偏移電流，在使活塞向吸入一側(cè)位置移動(dòng)之后使正弦波重疊，并向線性馬達(dá)通以I＝I0sinωt+ΔI的電流?；钊谝苿?dòng)狀態(tài)下進(jìn)行振幅運(yùn)動(dòng)，逆變器控制部分105根據(jù)來(lái)自活塞位置檢測(cè)設(shè)備124的活塞的位置信息停止直流電流的通電，并向線性馬達(dá)112通以正弦波電流I＝I0sinωt、進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
若依據(jù)本實(shí)施例，就能夠?qū)Νh(huán)境條件和制冷劑的特性不同的壓縮機(jī)進(jìn)行保護(hù)的同時(shí)，起動(dòng)線性壓縮機(jī)。
另一方面，氣體彈簧常數(shù)k2按照負(fù)荷和運(yùn)轉(zhuǎn)條件變動(dòng)。根據(jù)來(lái)自圖8所示的活塞位置檢測(cè)設(shè)備124的活塞的位置信息、至少來(lái)自線性馬達(dá)電流檢測(cè)設(shè)備107的檢測(cè)電流信息、以及壓縮彈簧的彈簧常數(shù)k1算出活塞的沖程變化量，當(dāng)該變化量比規(guī)定值大時(shí)，最好進(jìn)行控制，以便使向線性馬達(dá)112通電的電流的增速加速度變小。
圖9是表示本發(fā)明的其它實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制的方框圖。
本實(shí)施例具備溫度檢測(cè)設(shè)備102和負(fù)荷運(yùn)算設(shè)備125。
溫度檢測(cè)設(shè)備102輸入來(lái)自檢測(cè)蒸發(fā)器113的溫度的蒸發(fā)器用的溫度檢測(cè)器118、檢測(cè)室內(nèi)溫度的室內(nèi)溫度檢測(cè)器117、檢測(cè)冷凝器的溫度的冷凝器用的溫度檢測(cè)器119、或檢測(cè)室外的溫度的室外溫度檢測(cè)器115的信號(hào)。負(fù)荷運(yùn)算設(shè)備125根據(jù)來(lái)自溫度檢測(cè)設(shè)備102的信息計(jì)算負(fù)荷。負(fù)荷運(yùn)算設(shè)備125運(yùn)算在入睡、起動(dòng)初期、一次停止后的再起動(dòng)、或者再驅(qū)動(dòng)等的壓縮機(jī)的狀態(tài)、以及負(fù)荷的輕重等驅(qū)動(dòng)控制中所需要的負(fù)荷，至少是否需要(運(yùn)算)偏移電流，另外，如有必要，將運(yùn)算對(duì)應(yīng)于負(fù)荷的大小的直流電流值和電流加減速度。
在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，根據(jù)來(lái)自負(fù)荷運(yùn)算設(shè)備125的信息，逆變器控制部分105將切換逆變器104的功率元件，起動(dòng)控制線性馬達(dá)112。
例如下面將說(shuō)明負(fù)荷運(yùn)算設(shè)備125判斷為入睡方式時(shí)的動(dòng)作。
在起動(dòng)初期，在線性馬達(dá)112中通以規(guī)定的直流電流，一旦使活塞向吸入一側(cè)位置偏移后，將使規(guī)定值的正弦波電流重疊，并通以I＝I0sinωt+ΔI的電流，使活塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。制冷循環(huán)中的制冷劑的高低壓力差逐漸變大。若該制冷劑的高低壓差變大，那么，冷凝器113的溫度將上升，并且蒸發(fā)器116的溫度將下降。因此，在溫度檢測(cè)設(shè)備102中檢測(cè)來(lái)自冷凝器118或蒸發(fā)器用的溫度檢測(cè)器119的信號(hào)，并在負(fù)荷運(yùn)算設(shè)備125中運(yùn)算其負(fù)荷，若達(dá)到設(shè)定條件，就停止直流電流，通以規(guī)定的正弦波交流電流I＝I0sinωt。之后，根據(jù)各裝置的溫度信息，按照預(yù)先確定的電流加速度進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
圖10是表示使線性壓縮機(jī)適用于車(chē)輛用的空調(diào)裝置場(chǎng)合的驅(qū)動(dòng)控制的實(shí)施例的方框圖。
首先，說(shuō)明關(guān)于第1實(shí)施例。
由于路面的振動(dòng)和引擎的振動(dòng)，若在線性壓縮機(jī)的活塞部分的軸線上增加30G的振動(dòng)，那么，支持活塞的彈簧機(jī)構(gòu)將發(fā)生共振，并通過(guò)外部振動(dòng)使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此，在車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的起動(dòng)控制中，當(dāng)起動(dòng)時(shí)，在線性壓縮機(jī)中通以直流電流后將活塞限制在規(guī)定位置。此外，也可以對(duì)于外部振動(dòng)的活塞的振幅控制正弦波電流的相位，并掛上再生制動(dòng)器。這樣，在抑制來(lái)自外部的強(qiáng)制振動(dòng)、將活塞的自由振動(dòng)限制在規(guī)定位置后，通以目標(biāo)的正弦波電流I＝I0sinωt，開(kāi)始活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此，在起動(dòng)時(shí)，即使來(lái)自外部的強(qiáng)制振動(dòng)正在繼續(xù)，由于將活塞抑制在規(guī)定值以內(nèi)，因此，即使使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也能夠使活塞不會(huì)沖擊汽缸蓋、并增大制冷劑的循環(huán)量。
下面說(shuō)明關(guān)于第2實(shí)施例。
強(qiáng)制振動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備123檢測(cè)壓縮機(jī)的振動(dòng)加速度。逆變器控制部分105根據(jù)來(lái)自該強(qiáng)制振動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備123的信號(hào)，確定并輸出對(duì)應(yīng)于伴隨外部因素引起的強(qiáng)制振動(dòng)的活塞的移動(dòng)方向和振幅量的、直流電流的正反方向和電流值。即，當(dāng)來(lái)自外部的強(qiáng)制振動(dòng)在繼續(xù)進(jìn)行過(guò)程中，通過(guò)從逆變器控制部分105向逆變器104輸出與其相稱的直流電流，并切換功率元件、將活塞抑制在規(guī)定值以下后進(jìn)行起動(dòng)控制，就能避免活塞的沖擊，能進(jìn)行可靠性更高的車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的起動(dòng)控制。
接著說(shuō)明關(guān)于第3實(shí)施例。
若活塞由于外部因素作振幅運(yùn)動(dòng)，那么，線性馬達(dá)就變成發(fā)電機(jī)，并在線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。圖11是表示感應(yīng)電壓相對(duì)強(qiáng)制振動(dòng)的強(qiáng)度的變化的特性圖。檢測(cè)該感應(yīng)電壓，按照檢測(cè)的電壓值，確定用來(lái)抑制活塞振動(dòng)的直流電流的電流值。并且，在壓縮機(jī)的起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)用確定的電流值附加直流電流，即使來(lái)自外部的強(qiáng)制振動(dòng)在繼續(xù)，也能可靠地將活塞抑制在規(guī)定值以內(nèi)。并且，通過(guò)將活塞抑制在規(guī)定值以內(nèi)，即使在增加了來(lái)自外部的振動(dòng)的場(chǎng)合，也可以不使用振動(dòng)檢測(cè)器、以低成本、高效率進(jìn)行起動(dòng)控制。
接下來(lái)，說(shuō)明關(guān)于第4實(shí)施例。
若活塞因外部因素作振幅運(yùn)動(dòng)，那么線性馬達(dá)就變成發(fā)電機(jī)，電流向逆變器104的電源一側(cè)再生。用再生電流檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)被再生的電流后計(jì)算勵(lì)振力，控制電流以便消除該勵(lì)振力。即，即使勵(lì)振力從外部移動(dòng)活塞，也會(huì)減小線性馬達(dá)的電流、或者使直流成分的偏移電流重疊、避免沖擊，以便使活塞不沖擊汽缸蓋。另外，在控制線性壓縮機(jī)的過(guò)程中，即使由于外部振動(dòng)而強(qiáng)制性地使活塞作振幅運(yùn)動(dòng)，也能用再生電流檢測(cè)設(shè)備從電流值檢測(cè)外部振動(dòng)量，并根據(jù)該信息有能進(jìn)行抑制控制。
此外，在上述實(shí)施例中，使用了用制冷劑的密封型壓縮機(jī)進(jìn)行說(shuō)明，但也可以壓縮制冷劑以外的氣體、例如空氣和其它氣體，另外，即使關(guān)于壓縮機(jī)的形態(tài)，也可以是開(kāi)放型壓縮機(jī)。
從上述說(shuō)明可以明白，本發(fā)明在自由活塞構(gòu)造的線性壓縮機(jī)的起動(dòng)控制中，通過(guò)起動(dòng)時(shí)在線性馬達(dá)中使直流成分的電流通電，使活塞預(yù)先向吸入一側(cè)移動(dòng)，在活塞和汽缸蓋之間，在確保用于制冷劑壓縮的空隙之后，向線性馬達(dá)方向再使正弦波交流電流重疊。因此，即使在入睡起動(dòng)的環(huán)境條件下，由于采用大的沖程，因此能夠從液體壓縮狀態(tài)使壓縮制冷劑循環(huán)。另外，在液體壓縮狀態(tài)下，壓縮彈簧變大、活塞的沖程沒(méi)有伸長(zhǎng)。若從液體壓縮狀態(tài)開(kāi)始附加制冷循環(huán)的高低壓力的壓力差，那么，壓縮彈簧一下子變輕，即使流經(jīng)線性馬達(dá)的電流相同，瞬時(shí)間活塞的振幅量也會(huì)增大。因此，在初期，若不預(yù)先使偏移電流通電，那么活塞將會(huì)沖擊汽缸蓋。
但是本發(fā)明在入睡起動(dòng)時(shí)能夠一邊提高活塞的可靠性、一邊對(duì)自由活塞構(gòu)造的線性壓縮機(jī)進(jìn)行起動(dòng)控制。
另外，若本發(fā)明在起動(dòng)后，制冷循環(huán)的高低壓差變大，制冷劑的循環(huán)量增加，活塞沖擊汽缸的危險(xiǎn)減小，那么，由于將失去向線性馬達(dá)通電的直流成分的電流，進(jìn)行正常的正弦波驅(qū)動(dòng)，因此，活塞不會(huì)產(chǎn)生沖擊，而且能減小流經(jīng)馬達(dá)線圈的電流的焦耳損耗以及驅(qū)動(dòng)線性馬達(dá)的逆變器的損耗，能進(jìn)行高效率的起動(dòng)控制。
另外，由于本發(fā)明檢測(cè)制冷循環(huán)的高壓一側(cè)的壓力，將被檢測(cè)的壓力信號(hào)與設(shè)定值比較，在大于設(shè)定值時(shí)，停止外加在線性馬達(dá)中的直流電流，因此，即使在任何環(huán)境條件下，也能夠經(jīng)常監(jiān)視高壓一側(cè)的壓力，能夠可靠地確?；钊粵_擊汽缸蓋的狀態(tài)、并切斷活塞的偏移電流，能以更高的可靠性和高效率地進(jìn)行起動(dòng)控制。
另外，本發(fā)明在起動(dòng)時(shí)，用規(guī)定值向線性馬達(dá)通以電流，從線性馬達(dá)的電流和電壓算出電力，將運(yùn)算出的電力值與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)運(yùn)算出的電力值大時(shí)，就依次增加外加到線性馬達(dá)的電流。這樣，就可以從由線性馬達(dá)的電流和電壓得到的電力量簡(jiǎn)易地檢測(cè)負(fù)荷，并將向線性馬達(dá)通電的正弦波電流依次加速到設(shè)定值。能夠可靠地防止活塞對(duì)汽缸的沖擊，同時(shí)能夠提高壓縮效率。
另外，由于本發(fā)明在起動(dòng)時(shí)，通以正弦波形狀的起動(dòng)電流，檢測(cè)活塞位置，根據(jù)該被檢測(cè)的活塞位置信息，通過(guò)檢測(cè)對(duì)電流的活塞的振幅量簡(jiǎn)易地檢測(cè)負(fù)荷，根據(jù)負(fù)荷的大小確定在線性馬達(dá)中通電的正弦波電流的增加速度，因此，即使環(huán)境條件發(fā)生變化、以及使用的制冷劑不同，在起動(dòng)時(shí)，活塞也不會(huì)沖擊汽缸，而且在每個(gè)負(fù)荷狀態(tài)下都能進(jìn)行最佳的起動(dòng)控制。
另外，本發(fā)明將預(yù)先從線性馬達(dá)的推力常數(shù)和彈簧常數(shù)等確定的沖程量與來(lái)自活塞位置檢測(cè)設(shè)備的沖程量比較，當(dāng)由確定的共振頻率算出的活塞的沖程量比用活塞位置檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的活塞的沖程量小時(shí)，就使在線性馬達(dá)中通電的交流電流的增加速度變慢。就能夠一邊防止活塞對(duì)汽缸的沖擊，一邊進(jìn)行高效率的驅(qū)動(dòng)。
另外，本發(fā)明通過(guò)溫度檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)冷凝器的溫度、蒸發(fā)器的溫度、室內(nèi)溫度、以及室外溫度中至少一種溫度，從通過(guò)溫度檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的溫度確定在起動(dòng)時(shí)所需的直流成分的電流值，并在起動(dòng)時(shí)在線性馬達(dá)中使確定的電流值通過(guò)。若依據(jù)本發(fā)明，由于根據(jù)通過(guò)溫度檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的溫度計(jì)算負(fù)荷、并根據(jù)該負(fù)荷信息確定使活塞移動(dòng)的直流電流值，在入睡時(shí)使偏移電流流過(guò)，并形成對(duì)應(yīng)于負(fù)荷狀態(tài)的偏移電流，因此，在任何負(fù)荷條件下，能夠最佳地進(jìn)行起動(dòng)控制。還能夠確定電流增加率。
另外，由于本發(fā)明具有在起動(dòng)時(shí)在線性馬達(dá)中使直流成分的電流通電的第1工序、以及在這之后通過(guò)通以交流電流從而起動(dòng)靜止的活塞的第2工序，因此，即使由于來(lái)自外部的強(qiáng)制振動(dòng)使活塞在軸方向振動(dòng)，在線性馬達(dá)的起動(dòng)時(shí)由于在靜止以后起動(dòng)活塞，因此也能夠防止活塞(的沖程)變成預(yù)定值以外的沖程。
另外，本發(fā)明設(shè)置了檢測(cè)振動(dòng)加速度的強(qiáng)制振動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備，并在第1工序中，使對(duì)應(yīng)于伴隨用強(qiáng)制振動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的強(qiáng)制振動(dòng)的活塞的振幅方向和振幅量的電流通過(guò)，由于根據(jù)檢測(cè)的振動(dòng)信息確定外加在起動(dòng)時(shí)的線性馬達(dá)中的直流電流值后進(jìn)行起動(dòng)控制，因此能夠更可靠地進(jìn)行起動(dòng)控制。
因此，尤其在裝載在電車(chē)上時(shí)，不需要過(guò)剩的電力就能夠高效率地起動(dòng)控制車(chē)輛用的壓縮機(jī)。
另外，本發(fā)明從在線性馬達(dá)中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓檢測(cè)強(qiáng)制振動(dòng)量，并在第1工序中，使對(duì)應(yīng)于伴隨用強(qiáng)制振動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的強(qiáng)制振動(dòng)的活塞的振幅方向和振幅量的電流通過(guò)，由于根據(jù)從在線性馬達(dá)中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓而檢測(cè)出的強(qiáng)制振動(dòng)量來(lái)確定外加在起動(dòng)時(shí)的線性馬達(dá)中的直流電流值后進(jìn)行起動(dòng)控制，因此能夠更可靠地進(jìn)行起動(dòng)控制。
另外，本發(fā)明設(shè)置了根據(jù)來(lái)自外部的振動(dòng)檢測(cè)由線性馬達(dá)再生的電流的再生電流檢測(cè)設(shè)備，并在第1工序中使對(duì)應(yīng)于伴隨檢測(cè)電流的活塞的振幅量的電流通過(guò)，由于根據(jù)來(lái)自外部的振動(dòng)用再生電流檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)由線性馬達(dá)再生的電流，并確定外加在起動(dòng)時(shí)的線性馬達(dá)中的直流電流值后進(jìn)行起動(dòng)控制，因此能夠更可靠地進(jìn)行起動(dòng)控制。
權(quán)利要求
1.一種線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，該線性壓縮機(jī)具備具有汽缸和活塞的壓縮機(jī)構(gòu)、以及使該壓縮機(jī)構(gòu)工作的線性馬達(dá)，所述線性馬達(dá)具有與所述汽缸連接的固定部分、以及與所述活塞連接的可動(dòng)部分，并通過(guò)所述線性馬達(dá)對(duì)所述活塞產(chǎn)生推力，其特征在于，包含在起動(dòng)時(shí)在線性馬達(dá)中使直流成分的電流流過(guò)的第1工序、以及在這之后通過(guò)增加交流電流，從而從預(yù)先移動(dòng)的位置起動(dòng)所述活塞的第2工序。
2.如權(quán)利要求1記載的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于，在所述第2工序后具有停止直流成分流過(guò)的工序。
3.如權(quán)利要求1記載的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于，包含如下工序?qū)⑺鼍€性壓縮機(jī)、冷凝器、減壓膨脹器以及蒸發(fā)器連接成環(huán)狀后構(gòu)成制冷循環(huán)，并設(shè)置檢測(cè)所述制冷循環(huán)的高壓一側(cè)制冷劑的壓力的壓力檢測(cè)設(shè)備，當(dāng)用所述壓力檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的制冷劑壓力超過(guò)規(guī)定壓力時(shí)，依次將電流增加到設(shè)定值。
4.如權(quán)利要求1記載的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于，包含如下工序檢測(cè)所述線性馬達(dá)的電流和電壓后算出電力，當(dāng)算出的所述電力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，依次將電流增加到設(shè)定值。
5.一種線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，該線性壓縮機(jī)具備具有汽缸和活塞的壓縮機(jī)構(gòu)、以及使該壓縮機(jī)構(gòu)工作的線性馬達(dá)，所述線性馬達(dá)具有與所述汽缸連接的固定部分、以及與所述活塞連接的可動(dòng)部分，并通過(guò)所述線性馬達(dá)對(duì)所述活塞產(chǎn)生推力，其特征在于，在起動(dòng)前，在所述線性馬達(dá)中使直流成分的電流通過(guò)并移動(dòng)所述活塞，用活塞位置檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)所述活塞的移動(dòng)量，從用所述活塞位置檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的移動(dòng)量檢測(cè)共振頻率，并從所述共振頻率確定交流電流的頻率。
6.如權(quán)利要求5記載的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于，當(dāng)從已確定的所述共振頻率算出的所述活塞的沖程量比用所述活塞位置檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的所述活塞的沖程量小時(shí)，將使在所述線性馬達(dá)中流過(guò)的交流電流的增加速度變慢。
7.一種線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，通過(guò)線性壓縮機(jī)、冷凝器、減壓膨脹器、以及蒸發(fā)器構(gòu)成空調(diào)裝置，所述線性壓縮機(jī)在密封容器內(nèi)具備壓縮制冷劑的壓縮機(jī)構(gòu)、以及使該壓縮機(jī)構(gòu)工作的線性馬達(dá)，所述線性馬達(dá)具有與所述汽缸連接的固定部分、以及與所述活塞連接的可動(dòng)部分，并通過(guò)所述線性馬達(dá)對(duì)所述活塞產(chǎn)生推力，其特征在于，通過(guò)溫度檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)所述冷凝器的溫度、所述蒸發(fā)器的溫度、室內(nèi)溫度、以及室外溫度中至少一種溫度，根據(jù)所述溫度檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的溫度確定在起動(dòng)時(shí)所需的直流成分的電流值，并在起動(dòng)時(shí)，在所述線性馬達(dá)中使已確定的所述電流值流過(guò)。
8. 一種車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，在密封容器內(nèi)具備壓縮制冷劑的壓縮機(jī)構(gòu)、以及使該壓縮機(jī)構(gòu)工作的線性馬達(dá)，所述壓縮機(jī)構(gòu)具有汽缸和活塞，所述線性馬達(dá)具有與所述汽缸連接的固定部分、以及與所述活塞連接的可動(dòng)部分，并通過(guò)所述線性馬達(dá)對(duì)所述活塞產(chǎn)生推力，其特征在于，當(dāng)所述活塞的移動(dòng)量大于規(guī)定值時(shí)，將在所述線性馬達(dá)中附加直流電流。
9.如權(quán)利要求8記載的車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于，設(shè)置了檢測(cè)振動(dòng)加速度的強(qiáng)制振動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備，并在第1工序中，使對(duì)應(yīng)于伴隨用所述強(qiáng)制振動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的強(qiáng)制振動(dòng)的所述活塞的振幅方向和振幅量的電流通過(guò)。
10.如權(quán)利要求8記載的車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于，根據(jù)在所述線性馬達(dá)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓檢測(cè)強(qiáng)制振動(dòng)量，并在所述第1工序中，使對(duì)應(yīng)于伴隨已檢測(cè)的所述強(qiáng)制振動(dòng)量的所述活塞的振幅量的電流通過(guò)。
11.如權(quán)利要求8記載的車(chē)輛用的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于，設(shè)置了通過(guò)來(lái)自外部的振動(dòng)檢測(cè)在所述線性馬達(dá)再生的電流的再生電流檢測(cè)設(shè)備，并在所述第1工序中，使對(duì)應(yīng)于伴隨已檢測(cè)的所述電流的所述活塞的振幅量的電流通過(guò)。
全文摘要
本發(fā)明提供使自由活塞構(gòu)造的線性壓縮機(jī)高效率地、而且高可靠性地工作的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法。該驅(qū)動(dòng)控制方法是這樣的方法，即該線性壓縮機(jī)具備具有汽缸和活塞的壓縮機(jī)構(gòu)，以及使該壓縮機(jī)構(gòu)工作的線性馬達(dá)，所述線性馬達(dá)具有與所述汽缸連接的固定部分，以及與所述活塞連接的可動(dòng)部分，并通過(guò)所述線性馬達(dá)對(duì)所述活塞產(chǎn)生推力，其特征在于，具有在起動(dòng)時(shí)、在所述線性馬達(dá)中使直流成分的電流通過(guò)的第1工序，以及在這之后，通過(guò)增加交流電流使所述活塞從預(yù)選移動(dòng)的位置起動(dòng)的第2工序。
文檔編號(hào)B60H1/32GK1393639SQ02124790
公開(kāi)日2003年1月29日 申請(qǐng)日期2002年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月26日
發(fā)明者長(zhǎng)谷川杉松, 吉田誠(chéng), 植田光男 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社