專利名稱：控制線性壓縮機(jī)的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制線性壓縮機(jī)工作的裝置，并具體涉及一種控制線性壓縮機(jī)工作的裝置及其方法，通過校正由壓縮機(jī)部件的特性偏差引起的不穩(wěn)定現(xiàn)象來使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，從而達(dá)到最佳工作狀態(tài)。
線性壓縮機(jī)由線性擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，而不需要將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的曲軸，因而幾乎沒有摩擦損失。為此，可知線性壓縮機(jī)與其它壓縮機(jī)相比具有更高的效率。
而且，當(dāng)線性壓縮機(jī)用于冰箱或空調(diào)時(shí)，由于可以通過改變電機(jī)的沖程來改變其壓縮比，因此它適用于可變制冷控制。
下面說明用于冰箱或空調(diào)的線性壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中用于控制線性壓縮機(jī)的裝置的示意方框圖，其包括線性擺動(dòng)電機(jī)10，通過改變依靠活塞上下運(yùn)動(dòng)的沖程來控制制冷空氣的強(qiáng)度；電路單元20，根據(jù)控制極控制信號(hào)來控制交流電源，從而控制提供給線性擺動(dòng)電機(jī)10的電源；控制單元30，它對(duì)基于輸入的溫度數(shù)據(jù)的沖程命令值和由加載至線性擺動(dòng)電機(jī)10上的沖程電壓估算出的沖程進(jìn)行控制以使其相等，并將得到的定時(shí)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給電路單元20。
控制單元30包括沖程命令值確定器31，只要一接收到溫度信息，它便確定與溫度對(duì)應(yīng)的沖程命令值，并將其輸出；無傳感器(sensorless)沖程估算器，用于接收線性擺動(dòng)電機(jī)提供的沖程電壓V0-V3，估算它的沖程值并將估算出的沖程值輸出；沖程控制器，用于進(jìn)行控制，使得由無傳感器沖程估算器32估算出的沖程適合于由沖程命令值確定器31所確定的沖程命令值，并相應(yīng)地輸出定時(shí)器命令值；過零檢測(cè)器34，用于檢測(cè)輸入電壓波形的過零點(diǎn)并輸出過零信號(hào)；和定時(shí)器35，它根據(jù)當(dāng)過零檢測(cè)器34輸出過零信號(hào)時(shí)，由沖程控制器33估算出的估算值來提供控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
下面將說明具有上述結(jié)構(gòu)的，依照現(xiàn)有技術(shù)的控制線性壓縮機(jī)的裝置的工作情況。
電源電壓接線端提供如圖2A所示的電源電壓，并通過電路單元20的電流感測(cè)電阻R，三端雙向可控硅開關(guān)Tr，和電容C提供至線性擺動(dòng)電機(jī)10，從而使電流流入線性擺動(dòng)電機(jī)10。然后，線性擺動(dòng)電機(jī)10的活塞11進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中活塞11的往復(fù)行程距離稱為沖程?？梢酝ㄟ^改變沖程來改變制冷空氣的強(qiáng)度，即通過改變沖程來控制冰箱或空調(diào)中制冷空氣的強(qiáng)度。
當(dāng)使用者設(shè)置冰箱或空調(diào)的溫度時(shí)，控制單元30內(nèi)的沖程命令值確定器31收到與設(shè)置溫度有關(guān)的信息。一接到溫度信息，沖程命令值確定器31便確定與設(shè)置溫度相應(yīng)的沖程命令值，并將所確定沖程命令值的信號(hào)提供給沖程控制器33。
此時(shí)，無傳感器沖程估算器32從線性擺動(dòng)電機(jī)10接收以下電壓電流感測(cè)電阻R與電源電壓接線端之間的電壓V0，電流感測(cè)電阻R與三端雙向可控硅開關(guān)Tr之間的電壓V1，三端雙向可控硅開關(guān)Tr提供給線性擺動(dòng)電機(jī)10的電壓V2，和通過電容C提供給線性擺動(dòng)電機(jī)10的電壓V3，并且估算沖程信息和電流信息，將估算出的信息傳送給沖程控制器33。
然后，沖程控制器33進(jìn)行控制，使得由沖程命令值確定器31確定的沖程命令值與估算的沖程命令值相等，并將得到的定時(shí)器命令值傳送給定時(shí)器35。
然后，過零檢測(cè)器34接收電流感測(cè)電阻R與電源電壓接線端之間的電壓V0，或者是始于電源電壓接線端在經(jīng)過電容C之前的電壓V4，以檢測(cè)過零點(diǎn)，并將檢測(cè)到的過零信號(hào)提供給定時(shí)器35。
然后，定時(shí)器35的起動(dòng)端(start terminal)接收過零信號(hào)。當(dāng)過零信號(hào)被輸入到起動(dòng)端時(shí)，定時(shí)器35根據(jù)由沖程控制器33提供的定時(shí)器命令值設(shè)置一段時(shí)間t1，如圖2E所示。
設(shè)置時(shí)間t1后，定時(shí)器35向電路單元20的三端雙向可控硅開關(guān)Tr的控制極G輸出控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在這方面，如果時(shí)間t1如圖2C中所示的那么短，則控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)將被設(shè)置與圖2C所示的過零時(shí)間點(diǎn)距離很短，從而產(chǎn)生如圖2D所示的大電流。而如果時(shí)間t1如圖2E所示的那么長(zhǎng)，則控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)遠(yuǎn)離過零時(shí)間點(diǎn)，從而產(chǎn)生如圖2F所示的小電流。
因此，當(dāng)控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)被輸出到電路單元20的三端雙向可控硅開關(guān)Tr的控制極G時(shí)，三端雙向可控硅開關(guān)Tr被導(dǎo)通，電流流過線性擺動(dòng)電機(jī)10，因此，線性擺動(dòng)電機(jī)10的活塞上下運(yùn)動(dòng)，從而控制冰箱或空調(diào)中制冷空氣的強(qiáng)度。
如果輸入電流為周期函數(shù)，則活塞的運(yùn)動(dòng)具有與之相同的周期，該周期可根據(jù)吸氣和排氣的壓力而具有不同的形狀。
圖4展示了它的一個(gè)例子。假設(shè)活塞的周期為‘T’，由于沖程表示一個(gè)周期內(nèi)的最大位移，因此可由下面的方程式定義S(k)≡max(x(t))，(k-1/2)T≤t＜(k+1/2)T，其中x(t)為無傳感器沖程估算器的估算值，在估算值與真實(shí)值之間可能存在誤差e(k)＝x(k)-x(t)。
如圖3所示，如果把線性擺動(dòng)電機(jī)10作為一個(gè)具有反電動(dòng)勢(shì)的R-L電路模型，則描述活塞運(yùn)動(dòng)的理論基礎(chǔ)可以由以下兩個(gè)非線性聯(lián)立微分方程式表述md2dt2+cdxdt+kx=αi-Fp(x)..............(1)]]>Ldidt+(R+r)i+1C∫idt=V-αdxdt..............(2)]]>其中x代表活塞的位移，i代表流向電機(jī)的電流，m代表活塞的質(zhì)量，C代表阻尼系數(shù)，k代表等效彈簧常數(shù)，F(xiàn)p代表活塞施加的力，α代表反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)，L代表等效感應(yīng)系數(shù)，R代表等效電阻，r代表用于感測(cè)電流強(qiáng)度的電阻(r＜＜R)，V代表外加電壓。
參見上面的方程式，F(xiàn)p代表由吸氣與排氣之間的壓差所確定的力，它在壓縮機(jī)的吸氣-排氣-吸氣過程中隨時(shí)非線性地變化。
根據(jù)該方程式，如果電壓V上升，方程式(2)的右邊將變大，從而使左邊的電流變強(qiáng)。然后，方程式(1)的右邊變大，因此方程式左邊活塞的位移將變大。
也就是說，活塞的沖程距離由外加電壓改變，當(dāng)使用三端雙向可控硅開關(guān)(一種半導(dǎo)體開關(guān)器件)時(shí)，外加電壓可以通過開關(guān)來控制，并具有相同的效果。
然而，參見常規(guī)的線性壓縮機(jī)，如圖6所示，當(dāng)沖程到達(dá)邊界(排氣閥面)時(shí)，活塞的工作經(jīng)常變得不穩(wěn)定。換言之，當(dāng)活塞非常接近排氣閥并幾乎與之相碰撞時(shí)，活塞的工作變得非常不穩(wěn)定。
另外，參見該線性壓縮機(jī)，在調(diào)諧點(diǎn)處其效率最高，并且產(chǎn)生的噪音最小。在這方面，如圖6所示的活塞工作不穩(wěn)定情況會(huì)經(jīng)常發(fā)生。其中的原因尚未被揭示。一種設(shè)想認(rèn)為這可能是由驅(qū)動(dòng)器的滯后特性造成的，可以通過基于實(shí)驗(yàn)及上述方程式(1)和(2)的模擬得到展示。
活塞工作的不穩(wěn)定導(dǎo)致輸入電源的抖動(dòng)，制冷空氣的強(qiáng)度因而也發(fā)生抖動(dòng)，這對(duì)于使用線性壓縮機(jī)的冰箱和空調(diào)是非常不理想的。在這方面，然而，顯然可以利用不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生在調(diào)諧點(diǎn)這一事實(shí)來檢測(cè)最佳工作點(diǎn)。
此外，在常規(guī)的線性壓縮機(jī)中，需要精確地控制余隙容積，但由于復(fù)雜的無傳感器電路的各部件的特性偏差或壓縮機(jī)內(nèi)部主要機(jī)械部件之間的偏差，因此即使在相同的沖程控制下，具有理想強(qiáng)度的制冷空氣也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的偏差。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于控制線性壓縮機(jī)的裝置和方法，該裝置適于進(jìn)行異常性檢測(cè)和智能控制，如果發(fā)生任何不穩(wěn)定現(xiàn)象，它能夠依靠自身防止不穩(wěn)定現(xiàn)象并校正參考沖程。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于控制線性壓縮機(jī)的裝置和方法，其中線性壓縮機(jī)的工作由兩個(gè)區(qū)間控制，這兩個(gè)區(qū)間取決于線性壓縮機(jī)中排氣側(cè)壓力與吸氣側(cè)壓力，其中一個(gè)區(qū)間內(nèi)存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，而另一個(gè)區(qū)間內(nèi)不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于控制線性壓縮機(jī)的裝置和方法，其中在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在的區(qū)間內(nèi)搜索并避開調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，從而得到最佳的工作狀態(tài)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于自動(dòng)校正線性壓縮機(jī)偏差的裝置，該裝置能夠自動(dòng)校正無傳感器電路的部件偏差或壓縮機(jī)內(nèi)部主要部件的偏差，以靠自身來優(yōu)化調(diào)節(jié)機(jī)械元件和控制元件，從而獲得均勻的制冷能力。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)并依照本發(fā)明的目的，如此處舉例并廣泛描述的，提供一種用于控制線性壓縮機(jī)的裝置，包括電路單元，向線性擺動(dòng)電機(jī)供電；和控制單元，用于輸出控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使得基于溫度信息的沖程命令值與加載在線性擺動(dòng)電機(jī)上的沖程電壓所估算出的沖程相等，其中控制單元包括制冷模式確定器，它根據(jù)輸入的溫度信息來確定制冷模式；無傳感器沖程估算器，用于接收提供給線性擺動(dòng)電機(jī)的沖程電壓，估算沖程值和電流信息，并將估算出的沖程值和電流信息輸出；不穩(wěn)定性監(jiān)控單元，利用由無傳感器沖程估算器輸出的沖程值和電流信息監(jiān)控不穩(wěn)定是否發(fā)生，并輸出監(jiān)控到的信息；沖程命令值確定器，考慮由制冷模式確定器確定的制冷模式以及由不穩(wěn)定性監(jiān)控單元輸出的不穩(wěn)定性發(fā)生信息的總體情況后，確定適當(dāng)?shù)臎_程命令值；沖程控制器，用于調(diào)節(jié)由無傳感器沖程估算器估算出的沖程，以適應(yīng)由沖程命令值確定器確定的沖程命令值，并相應(yīng)地輸出定時(shí)器命令值；過零檢測(cè)器，用于檢測(cè)輸入電壓波形的過零點(diǎn)并輸出過零信號(hào)；和定時(shí)器，根據(jù)當(dāng)從過零檢測(cè)器輸出過零信號(hào)時(shí)沖程控制器的估算值來提供控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
還提供一種用于控制線性壓縮機(jī)的方法，包括以下步驟在步驟S1中設(shè)置與制冷模式命令值對(duì)應(yīng)的沖程命令值；在步驟S2中檢查定時(shí)器是否被驅(qū)動(dòng)；如果在步驟S2中定時(shí)器未被驅(qū)動(dòng)，則在步驟S3中檢查沖程不穩(wěn)定性的當(dāng)前狀態(tài)；在步驟S4中，如果沖程處于不穩(wěn)定狀態(tài)，則通過將設(shè)置的沖程命令值降低一預(yù)定值，使線性壓縮機(jī)工作一段預(yù)定時(shí)間，而如果沖程處于穩(wěn)定狀態(tài)，則線性壓縮機(jī)按照步驟S1中設(shè)置的沖程命令值工作；當(dāng)步驟S2中的定時(shí)器被驅(qū)動(dòng)并經(jīng)過相應(yīng)的時(shí)間后，將當(dāng)前驅(qū)動(dòng)的沖程命令值恢復(fù)為原始的沖程命令值。
還提供一種用于控制線性壓縮機(jī)的方法，包括以下步驟在步驟S1中設(shè)置與制冷模式命令值對(duì)應(yīng)的沖程命令值；在步驟S2中檢查沖程是處于不穩(wěn)定狀態(tài)還是處于穩(wěn)定狀態(tài)；如果沖程處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在步驟S3中，則將沖程命令值降低一預(yù)定值，以使線性壓縮機(jī)工作一段預(yù)定時(shí)間；如果在步驟S2中沖程處于穩(wěn)定狀態(tài)，則在步驟S4中檢查定時(shí)器是否被驅(qū)動(dòng)；如果定時(shí)器未被驅(qū)動(dòng)，則在步驟S5中，輸出步驟S1中設(shè)置的沖程命令值，而當(dāng)定時(shí)器被驅(qū)動(dòng)并經(jīng)過相應(yīng)的時(shí)間后，則將當(dāng)前驅(qū)動(dòng)的沖程命令值恢復(fù)為原始的沖程命令值。
還提供一種用于自動(dòng)校正線性壓縮機(jī)偏差的裝置，包括電路單元，它根據(jù)控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)來控制交流電源以改變沖程，從而對(duì)加載至用于控制制冷空氣強(qiáng)度的線性擺動(dòng)電機(jī)的電源進(jìn)行控制；和控制單元，用于輸出控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使得基于溫度信息的沖程命令值與加載在線性擺動(dòng)電機(jī)上的沖程電壓所估算出的沖程相等，其中控制單元包括無傳感器沖程估算器，用于接收提供給線性擺動(dòng)電機(jī)的沖程電壓，估算沖程值和電流信息并將它們輸出；不穩(wěn)定性監(jiān)控單元，一接到來自無傳感器沖程估算器的信息，便監(jiān)控當(dāng)前沖程是處于不穩(wěn)定狀態(tài)還是處于穩(wěn)定狀態(tài)；調(diào)諧點(diǎn)確定器，如果收到不穩(wěn)定性監(jiān)控單元的不穩(wěn)定性信息，它便根據(jù)無傳感器沖程估算器估算出的沖程值確定調(diào)諧點(diǎn)，并將之輸出；沖程命令值確定器，它利用來自外部源的溫度信息和由調(diào)諧點(diǎn)確定器確定的調(diào)諧點(diǎn)來確定沖程命令值；沖程控制器，用于調(diào)節(jié)由無傳感器沖程估算器估算出的沖程，使之適合由沖程命令值確定器確定的沖程命令值，并相應(yīng)地輸出定時(shí)器命令值；過零檢測(cè)器，用于檢測(cè)輸入電壓波形的過零點(diǎn)并輸出過零信號(hào)；和定時(shí)器，根據(jù)當(dāng)由過零檢測(cè)器輸出過零信號(hào)時(shí)沖程控制器的估算值提供控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
用于自動(dòng)校正線性壓縮機(jī)偏差的裝置的沖程命令值確定器包括制冷模式確定器，它根據(jù)輸入的溫度信息來判斷是啟動(dòng)(actuating)狀態(tài)還是制冷狀態(tài)，并確定是選擇調(diào)諧狀態(tài)還是選擇制冷狀態(tài)；第一開關(guān)，根據(jù)制冷模式確定器的輸出切換到相應(yīng)的模式；調(diào)諧模式控制器，如果經(jīng)制冷模式確定器判斷為啟動(dòng)模式，則輸出用于調(diào)諧的沖程命令值；制冷模式控制單元，如果經(jīng)制冷模式確定器判斷為制冷模式且當(dāng)前的沖程處于不穩(wěn)定狀態(tài)，則根據(jù)第一，第二，….第n種制冷模式，通過采用相對(duì)坐標(biāo)值來校正沖程命令值，并將校正后的沖程命令值輸出；和第二開關(guān)，用于將分別由調(diào)諧模式控制器和制冷模式控制單元輸出的沖程命令值提供給沖程控制器。
用于自動(dòng)校正線性壓縮機(jī)偏差的裝置的調(diào)諧點(diǎn)確定器通過在將無傳感器沖程估算器所估算的沖程逐步遞增的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行掃描來確定調(diào)諧點(diǎn)。
用于自動(dòng)校正線性壓縮機(jī)偏差的裝置的調(diào)諧點(diǎn)確定器通過利用慢斜坡(RAMP)函數(shù)掃描無傳感器沖程估算器所估算的沖程來確定調(diào)諧點(diǎn)。
還提供一種用于控制線性壓縮機(jī)工作的方法，包括以下步驟根據(jù)壓縮機(jī)的排氣側(cè)壓力和吸氣側(cè)壓力或外部空氣溫度設(shè)置兩個(gè)區(qū)間，其中一個(gè)區(qū)間中存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，另一個(gè)區(qū)間中不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)；為使線性壓縮機(jī)正常工作，在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)不存在的區(qū)間內(nèi)，使用低預(yù)定沖程電壓或高預(yù)定沖程電壓控制擺動(dòng)電機(jī)，而在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在的區(qū)間內(nèi)，檢測(cè)調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)并將沖程電壓保持在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部。
在控制線性壓縮機(jī)工作的方法中，壓縮機(jī)的排氣側(cè)壓力Pd和吸氣側(cè)壓力Ps均低于預(yù)定壓力的區(qū)間，與壓縮機(jī)的排氣側(cè)壓力Pd和吸氣側(cè)壓力Ps均高于預(yù)定壓力的區(qū)間被設(shè)置為調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)不存在的區(qū)間，而在這兩個(gè)區(qū)間之間的區(qū)間被設(shè)置為調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在的區(qū)間。
在控制線性壓縮機(jī)工作的方法中，壓縮機(jī)的外部空氣溫度低于預(yù)定溫度的溫度范圍，與壓縮機(jī)的外部空氣溫度高于預(yù)定溫度的溫度范圍被設(shè)置為調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)不存在的區(qū)間，而在上述兩個(gè)溫度范圍之間的溫度范圍被設(shè)置為調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在的區(qū)間。
在控制線性壓縮機(jī)工作的方法中，在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)不存在的區(qū)間內(nèi)，擺動(dòng)電機(jī)由高或低恒定沖程電壓控制，而在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在的區(qū)間內(nèi)，在檢測(cè)到最優(yōu)點(diǎn)后，通過改變沖程電壓來控制擺動(dòng)電機(jī)。
在控制線性壓縮機(jī)工作的方法中，通過從沖程最低點(diǎn)開始以預(yù)定電壓值提高沖程電壓值來搜索調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，并在檢測(cè)到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)時(shí)，再次提高預(yù)定的電壓值從而恒定地將沖程電壓保持在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部，而后，在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后，通過把沖程電壓值降低預(yù)定值來再次搜索調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，并在檢測(cè)到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)時(shí)，再次提高沖程電壓值，由此在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部設(shè)置最優(yōu)工作點(diǎn)。
在控制線性壓縮機(jī)工作的方法中，加速擺動(dòng)電機(jī)直至沖程電壓值由零值到達(dá)下限值，從而減少搜索時(shí)間。
在控制線性壓縮機(jī)工作的方法中，如果當(dāng)擺動(dòng)電機(jī)由恒定沖程電壓或變化沖程電壓控制時(shí)出現(xiàn)異常情況，沖程被縮短。而后，當(dāng)恢復(fù)正常狀態(tài)后，仍然恢復(fù)以前的沖程。
附圖被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，它提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，圖解了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起用作解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1為現(xiàn)有技術(shù)中用于控制線性壓縮機(jī)的裝置的示意方框圖；圖2展示了現(xiàn)有技術(shù)中圖1各部件的波形；圖3為現(xiàn)有技術(shù)圖1中的線性擺動(dòng)電機(jī)作為具有反電動(dòng)勢(shì)的R-L電路模型的等效電路圖；圖4展示了現(xiàn)有技術(shù)圖1中根據(jù)吸氣側(cè)壓力與排氣側(cè)壓力的活塞運(yùn)動(dòng)周期的波形；圖5展示了現(xiàn)有技術(shù)圖1中，當(dāng)進(jìn)行吸氣-壓縮-排氣過程時(shí)，施加于活塞上的非線性變化的力(Fp)的波形；圖6展示了現(xiàn)有技術(shù)圖1中，根據(jù)吸氣側(cè)壓力與排氣側(cè)壓力的活塞運(yùn)動(dòng)周期的穩(wěn)定情況與不穩(wěn)定情況的波形；圖7為依照本發(fā)明，用于控制線性壓縮機(jī)的裝置的示意方框圖；圖8展示了依照本發(fā)明的，圖7中不穩(wěn)定性監(jiān)控單元中的活塞運(yùn)動(dòng)周期的波形；圖9為依照本發(fā)明的，圖7中不穩(wěn)定性監(jiān)控單元監(jiān)控過程的流程圖；圖10為依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的，圖7中沖程命令值確定器確定沖程命令值過程的流程圖11為圖7中依照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的沖程命令值確定器確定沖程命令值過程的流程圖；圖12為依照本發(fā)明的用于自動(dòng)校正線性壓縮機(jī)偏差的裝置的示意方框圖；圖13為圖7中依照本發(fā)明的沖程命令值確定器的詳細(xì)方框圖；圖14根據(jù)圖7中依照本發(fā)明的線性擺動(dòng)電機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)中線的變化和排氣閥平面的運(yùn)動(dòng)，展示了沖程偏差波形的周期；圖15為圖7中依照本發(fā)明的無傳感器沖程估算器的模擬電路圖；圖16為圖15中依照本發(fā)明的模擬電路圖的方框圖；圖17為圖7中依照本發(fā)明的調(diào)諧點(diǎn)確定器感測(cè)調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的過程圖；圖18為圖7中依照本發(fā)明的使用斜坡(RAMP)函數(shù)的調(diào)諧點(diǎn)確定器感測(cè)調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的過程圖；圖19展示了依照本發(fā)明的，按照制冷模式的絕對(duì)坐標(biāo)值(absolutecoordinate value)和相對(duì)坐標(biāo)值(relative coordinate value)；圖20A和20B展示了依照本發(fā)明的，調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)在線性壓縮機(jī)中存在與不存在的兩種情況，這要取決于線性壓縮機(jī)的吸氣側(cè)壓力和排氣側(cè)壓力以及外部空氣溫度；圖21展示了依照本發(fā)明搜索線性壓縮機(jī)的最優(yōu)工作點(diǎn)和工作算法；圖22為依照本發(fā)明搜索線性壓縮機(jī)的最優(yōu)工作點(diǎn)和工作算法的流程圖；圖23為依照本發(fā)明的，根據(jù)線性壓縮機(jī)中是否存在不穩(wěn)定性區(qū)來劃分區(qū)間的工作算法的流程圖；和圖24為當(dāng)線性壓縮機(jī)工作過程中出現(xiàn)異常時(shí)的工作算法的流程圖。
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并在附圖中舉例說明。
圖7為依照本發(fā)明的用于控制線性壓縮機(jī)的裝置的示意方框圖；如圖所示，用于控制線性壓縮機(jī)的裝置包括電路單元，向線性擺動(dòng)電機(jī)供電；和控制單元，它輸出控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使得基于溫度信息的沖程命令值與加載在線性擺動(dòng)電機(jī)上的沖程電壓所估算出的沖程相等，其中控制單元包括制冷模式確定器，它根據(jù)輸入的溫度信息來確定制冷模式；無傳感器沖程估算器，用于接收提供給線性擺動(dòng)電機(jī)的沖程電壓，估算沖程值和電流信息，并將估算出的沖程值和電流信息輸出；不穩(wěn)定性監(jiān)控單元，利用由無傳感器沖程估算器輸出的沖程值和電流信息監(jiān)控不穩(wěn)定情況是否發(fā)生，并輸出監(jiān)控到的信息；沖程命令值確定器，考慮由制冷模式確定器確定的制冷模式以及由不穩(wěn)定性監(jiān)控單元輸出的不穩(wěn)定性發(fā)生信息的總體情況后，確定適當(dāng)?shù)臎_程命令值；沖程控制器，用于調(diào)節(jié)由無傳感器沖程估算器估算出的沖程，以適應(yīng)由沖程命令值確定器確定的沖程命令值，并相應(yīng)地輸出定時(shí)器命令值；過零檢測(cè)器，用于檢測(cè)輸入的電壓波形的過零點(diǎn)并輸出過零信號(hào)；和定時(shí)器，根據(jù)當(dāng)從過零檢測(cè)器輸出過零信號(hào)時(shí)沖程控制器的估算值來提供控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
下面將解釋具有上述結(jié)構(gòu)的用于控制線性壓縮機(jī)的裝置的工作情況。
由電源電壓接線端引出的電源電壓通過電路單元20中的電流感測(cè)電阻R，三端雙向可控硅開關(guān)Tr和電容C供給線性擺動(dòng)電機(jī)10，從而使電流流入線性擺動(dòng)電機(jī)10。然后，線性擺動(dòng)電機(jī)10的活塞11進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可以通過改變沖程來調(diào)節(jié)冰箱或空調(diào)中制冷空氣的強(qiáng)度。
此時(shí)，當(dāng)使用者設(shè)置冰箱或空調(diào)的溫度時(shí)，控制單元30內(nèi)的制冷模式確定器37接收到設(shè)置的溫度信息。然后，制冷模式確定器37確定與收到的溫度信息相應(yīng)的制冷模式，并將確定的制冷模式提供給沖程命令值確定器31。
此時(shí)，無傳感器沖程估算器32從線性擺動(dòng)電機(jī)10接收到?jīng)_程電壓(V0-V3)，即，電流感測(cè)電阻R與電源電壓接線端之間的電壓V0，電流感測(cè)電阻R與三端雙向可控硅開關(guān)Tr之間的電壓V1，由三端雙向可控硅開關(guān)Tr供給線性擺動(dòng)電機(jī)10的電壓V2，和通過電容C供給線性擺動(dòng)電機(jī)10的電壓V3，并估算沖程信息和電流信息，將估算出的信息傳送給不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36。
然后，不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36利用沖程估算單元32估算出的沖程信息來識(shí)別沖程是處于不穩(wěn)定狀態(tài)還是處于穩(wěn)定狀態(tài)。
下面將參照?qǐng)D9詳細(xì)說明其工作情況。
首先，在步驟S91中，不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36從無傳感器沖程估算器32提供的沖程信息中讀出一個(gè)沖程(s(k))。也就是說，它讀出沖程(s(k))的預(yù)定寬度(W)，如圖8所示。然后在步驟S92中，由沖程中得到最大值(Sw(k))和最小值(Sw(k))。
Sw(k)＝max{s(k)，s(k-1)，...，s(k-w+1)}Sw(k)＝min{s(k)，s(k-1)，...，s(k-w+1)}然后，在步驟S93中，計(jì)算沖程的最大值與最小值之差(Sw(k)-Sw(k))，并將計(jì)算出的差值與預(yù)置的參考值THD進(jìn)行比較。
通過比較，如果該差值大于參考值THD，則在步驟S94中，不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36認(rèn)為沖程處于不穩(wěn)定狀態(tài)，而如果該差值小于參考值，則在步驟S95中，不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36認(rèn)為沖程處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)在步驟S94和S95中識(shí)別不穩(wěn)定狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)后，不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36讀取下一個(gè)沖程。
按這種方式，不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36判斷沖程是處于不穩(wěn)定狀態(tài)還是處于穩(wěn)定狀態(tài)，并將判斷后的信息傳送給沖程命令值確定器31。
然后，沖程命令值確定器31根據(jù)由制冷模式確定器37確定的制冷模式和由不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36監(jiān)控到的信息來確定最合適的沖程命令值，并將之傳送給沖程控制器33。
下面將參照?qǐng)D10說明確定沖程命令值的過程。
在步驟S101中，沖程命令值確定器31讀取由制冷模式確定器37確定的制冷模式的命令值ref_M。例如，如果制冷模式為M1，M2和M3，則與各模式相應(yīng)的沖程參考值應(yīng)包括s1，s2和s3。
在步驟S102中，從存儲(chǔ)器中讀出與在步驟S101中讀出的制冷模式命令值ref_M相應(yīng)的沖程命令值ref_s，并將其設(shè)置為tmp_s。當(dāng)用于制冷模式的沖程命令值被如此設(shè)置之后，在步驟S103中檢查定時(shí)器是否被驅(qū)動(dòng)。
如果沖程處于不穩(wěn)定狀態(tài)，則定時(shí)器被用作計(jì)算時(shí)間，以使沖程避開不穩(wěn)定狀態(tài)一段預(yù)定時(shí)間。如果在步驟S103中定時(shí)器沒有被驅(qū)動(dòng)，則在步驟S104中檢查當(dāng)前沖程是否處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
通過檢查，如果沖程目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)，則在步驟S105中驅(qū)動(dòng)定時(shí)器以避開該狀態(tài)一段預(yù)定時(shí)間，并在步驟S106中將與制冷模式命令值ref_M相應(yīng)的沖程命令值ref_s轉(zhuǎn)變?yōu)楦偷臎_程命令值。
例如，如果根據(jù)與制冷模式命令值ref_M2相應(yīng)的沖程命令值ref_s2設(shè)置的狀態(tài)為不穩(wěn)定狀態(tài)，則沖程命令值被改變?yōu)閞ef_s2-Δ。而且，如果在步驟S103中定時(shí)器被驅(qū)動(dòng)，則計(jì)算時(shí)間，而且在經(jīng)過相應(yīng)的時(shí)間后，在步驟S107中沖程命令值又恢復(fù)為原始的沖程命令值ref_s。
如上所述，沖程命令值確定器31根據(jù)制冷模式命令值來設(shè)置沖程命令值，然后當(dāng)不穩(wěn)定狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)，沖程命令值確定器31通過降低沖程命令值使之改變。當(dāng)沖程命令值確定器31以改變后的沖程命令值工作一段預(yù)定時(shí)間時(shí)，當(dāng)經(jīng)過該預(yù)定時(shí)間后，沖程命令值確定器31將沖程命令值恢復(fù)為原始的沖程命令值。
圖11是根據(jù)圖7本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的沖程命令值確定器確定沖程命令值過程的流程圖。如圖中所示，在步驟S201沖程命令值確定器31讀取制冷模式確定器37確定的制冷模式命令值ref_M。并且它從存儲(chǔ)器讀取一個(gè)對(duì)應(yīng)于在步驟S201讀取的制冷模式命令值ref_M的沖程命令值ref_s，并在步驟S202中設(shè)置tmp_s。此后，在步驟S203中檢查當(dāng)前沖程是穩(wěn)定狀態(tài)還是不穩(wěn)定狀態(tài)。
如果沖程是不穩(wěn)定狀態(tài)，在步驟S204，沖程命令值確定器31驅(qū)動(dòng)定時(shí)器以避開一段預(yù)定時(shí)間，把設(shè)置的沖程命令值ref_s改變?yōu)橐粋€(gè)降低了預(yù)定值Δ的命令值，并在步驟S205輸出改變后的沖程命令值。另一方面，如果在步驟S203沖程是穩(wěn)定狀態(tài)，那么在步驟S206沖程命令值確定器檢查定時(shí)器是否被驅(qū)動(dòng)。
檢查時(shí)，如果定時(shí)器未被驅(qū)動(dòng)，那么在步驟S207沖程命令值確定器不加改變地使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的沖程命令值tmp_s，如果定時(shí)器被驅(qū)動(dòng)，那么它等待一段預(yù)定的時(shí)間并終止它。然后，沖程命令值確定器將沖程命令值恢復(fù)到原始沖程命令值ref_s，并在步驟S208輸出恢復(fù)的沖程命令值。
當(dāng)把執(zhí)行上述操作獲得的沖程命令值提供到?jīng)_程控制器33時(shí)，沖程控制器33調(diào)節(jié)沖程命令值和無傳感器沖程估算器32所估算的命令值，使它們彼此相等，并向定時(shí)器35輸出定時(shí)器命令值。
此時(shí)，過零檢測(cè)器34讀取來自電路單元20的電壓V0或V4，檢測(cè)過零點(diǎn)，并將其提供給定時(shí)器35的起動(dòng)端。
在接收到過零點(diǎn)時(shí)，定時(shí)器35通過利用從沖程命令確定器31提供的沖程命令值，采用輸入到起動(dòng)端的過零點(diǎn)的時(shí)刻作為記時(shí)點(diǎn)，向電路單元20的三端雙向可控硅開關(guān)Tr的控制極接線端G輸出控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
接著，三端雙向可控硅開關(guān)Tr導(dǎo)通，并向線性擺動(dòng)電機(jī)10提供電流，根據(jù)所提供的電流線性擺動(dòng)電機(jī)10的活塞向上和向下移動(dòng)，因而調(diào)節(jié)了冰箱或空調(diào)的制冷空氣的強(qiáng)度。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)校正線性壓縮機(jī)偏差的裝置的方框圖。
引起制冷空氣強(qiáng)度偏差的因素包括控制因素和機(jī)械因素。
首先，控制因素來源于電路。例如，在圖7的控制單元30的無傳感器沖程估算器32構(gòu)造成如圖15中所示的模擬電路的情況下，諸如Cs，C1，C2這樣的電容器的特性偏差造成了沖程的識(shí)別公差。
在作為圖15的模擬電路圖的方框圖的圖16中，指出了電容值與傳遞函數(shù)有緊密的關(guān)系。
更具體地講，假設(shè)在沒有零部件偏差時(shí)電流沖程與電壓沖程之間的傳遞函數(shù)分別是G1和G2，當(dāng)輸入被定義為一個(gè)[電流，電壓]矢量時(shí)，傳遞函數(shù)為G＝[G1，G2]。因此，電容器的偏差ΔCs，ΔC1和ΔC2造成了傳遞函數(shù)偏差ΔG＝[ΔG1，ΔG2]，導(dǎo)致了沖程識(shí)別公差。
在ΔG＞0的情況下，它被識(shí)別為一個(gè)大于實(shí)際沖程值的值。而當(dāng)用一個(gè)閉環(huán)控制來控制沖程以便把沖程適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)到命令值時(shí)，沖程將小于真實(shí)值。根據(jù)同樣的邏輯，在ΔG＜0時(shí)，由于反饋控制，沖程將大于真實(shí)值。因此需要減小這類偏差。
此外，由機(jī)械偏差造成的制冷空氣強(qiáng)度偏差也是十分關(guān)鍵的。在控制線性擺動(dòng)電機(jī)10時(shí)會(huì)造成制冷空氣強(qiáng)度偏差，下面參考圖14對(duì)其進(jìn)行說明，圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的圖7的線性擺動(dòng)電機(jī)中活塞運(yùn)動(dòng)中線的改變和排氣閥平面移動(dòng)的沖程偏差的波形周期。
在圖中，(A)示出了排氣閥表面在正常狀態(tài)，(B)示出了排氣閥表面升起，(C)示出了排氣閥表面被降低。
在這方面，當(dāng)活塞至排氣閥表面的距離改變時(shí)，在同樣的沖程下壓縮比被改變，因此制冷空氣強(qiáng)度也相應(yīng)地改變。造成這種活塞至排氣閥表面的距離偏差的因素是加工公差和裝配公差。參考圖14，(D)示出了活塞運(yùn)動(dòng)的中線在正常位置，(E)示出了活塞運(yùn)動(dòng)的中線降低，(F)示出了活塞運(yùn)動(dòng)的中線升高。
取決于機(jī)械彈簧公差的永磁體位置偏差造成活塞運(yùn)動(dòng)中線偏差，因而使相同沖程下的壓縮比改變和制冷空氣強(qiáng)度改變。
因此，為了獲得機(jī)械單元與控制單元之間的良好匹配，(B)和(E)需要一個(gè)較大的沖程命令值，對(duì)此適當(dāng)?shù)臈l件是ΔG＜0，而在(C)和(F)的情況下，它們需要一個(gè)較小的沖程命令值，對(duì)此適當(dāng)?shù)臈l件是ΔG＞0。
如果包括一個(gè)具有條件ΔG＞0的無傳感器沖程估算器32的控制單元與一個(gè)具有如(B)或(C)情況下的偏差的機(jī)械單元組合，那么它們之間的公差很大，幾乎不可能獲得冰箱或空調(diào)的所需制冷空氣強(qiáng)度。
而在無傳感器沖程估算器32中，在具有ΔG＜0條件的控制單元與具有圖14中所示的(C)和(F)的偏差的機(jī)械單元組合時(shí)，如果差值很大，那么會(huì)發(fā)生過電流或活塞會(huì)嚴(yán)重地撞擊閥門，導(dǎo)致冰箱或空調(diào)壽命縮短。
因此，在發(fā)生這種偏差時(shí)，最好其本身有校正這種偏差的自調(diào)諧或自匹配。
下面詳細(xì)說明自調(diào)諧和自匹配。
當(dāng)從電源電壓接線端提供220V的電源電壓時(shí)，電源電壓通過電路單元20的電流感測(cè)電阻R，三端雙向可控硅開關(guān)Tr和電容器C提供到線性擺動(dòng)電機(jī)10，由此電流流向線性擺動(dòng)電機(jī)10。然后，線性擺動(dòng)電機(jī)10的活塞11執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且通過改變沖程調(diào)節(jié)冰箱和空調(diào)的制冷空氣的強(qiáng)度。
此時(shí)，無傳感器沖程估算器32讀取從電路單元20提供給線性擺動(dòng)電機(jī)10的電壓V0-V3。根據(jù)讀取的電壓，無傳感器沖程估算器32估算沖程值和電流信息，并且把估算的沖程信息和電流信息分別傳送給不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36，調(diào)諧點(diǎn)確定器38和沖程控制器33。
然后，通過利用無傳感器沖程估算器32估算的沖程信息，不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36檢查沖程的當(dāng)前狀態(tài)是不穩(wěn)定狀態(tài)還是穩(wěn)定狀態(tài)，以下對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
首先，在步驟S91，不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36從無傳感器沖程估算器32提供的沖程信息中讀出一個(gè)沖程(s(k))。即，它讀取如圖8中所示的沖程(s(k))的預(yù)定寬度(W)。接著，在步驟S92中從讀取的沖程獲得最大值(Sw(k))和最小值(Sw(k))。
Sw(k)＝max{s(k)，s(k-1)，...，s(k-w+1)}Sw(k)＝min{s(k)，s(k-1)，...，s(k-w+1)}然后，在步驟S93中計(jì)算沖程的最大值與最小值之間的差(Sw(k)-Sw(k))，并把計(jì)算的差值與一個(gè)預(yù)置的參考值THD比較。
根據(jù)比較的結(jié)果，如果差值大于參考值THD，那么在步驟S95中不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36認(rèn)為它是不穩(wěn)定狀態(tài)，如果差值小于參考值，那么在步驟S94中不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36認(rèn)為它是穩(wěn)定狀態(tài)。在步驟S94和S95中識(shí)別了不穩(wěn)定狀態(tài)和穩(wěn)定狀態(tài)后，不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36在步驟S96中設(shè)置下一個(gè)預(yù)定區(qū)，并返回到步驟S91重復(fù)進(jìn)行上述步驟。
以這種方式，不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36判斷沖程是不穩(wěn)定狀態(tài)還是穩(wěn)定狀態(tài)，并把判斷信息傳送給調(diào)諧點(diǎn)確定器38。
如圖17中所示，一旦接收到判斷信息，如果不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36監(jiān)控的信息是不穩(wěn)定狀態(tài)，調(diào)諧點(diǎn)確定器38從無傳感器沖程估算器32估算的沖程最低值LB開始掃描。在這方面，盡管有零部件偏差，由于在沖程低的區(qū)域中不存在不穩(wěn)定性點(diǎn)，為了快速掃描，掃描從下限值LB開始，從零點(diǎn)至下限值沖程被簡(jiǎn)單加速。
為了零檢測(cè)的確定性，緩慢地提高沖程命令值十分重要。為此目的，通過增加步驟緩慢地增大沖程命令值。另外，為了同樣的目的可以使用如圖18中所示的斜坡(RAMP)函數(shù)。
通過上述的掃描，在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)發(fā)生的區(qū)間中檢測(cè)到?jīng)_程值，并把檢測(cè)到的不穩(wěn)定沖程提供給沖程命令值確定器31。
然后，沖程命令值確定器31把一個(gè)根據(jù)從外部源輸入的溫度信息作為制冷模式的相對(duì)坐標(biāo)值確定的相對(duì)值加到調(diào)諧點(diǎn)確定器38所傳送的不穩(wěn)定沖程，并把這樣得到的值輸出到?jīng)_程控制器33作為沖程命令值。
在不穩(wěn)定性監(jiān)控單元36監(jiān)測(cè)的結(jié)果是穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，調(diào)諧點(diǎn)確定器38不向沖程命令值確定器31提供無傳感器沖程估算器32估算的沖程。然后，沖程命令值確定器31根據(jù)穩(wěn)定或不穩(wěn)定狀態(tài)輸出沖程命令值，現(xiàn)在參考圖13對(duì)其進(jìn)行說明。
制冷模式確定器37接收使用者設(shè)置的溫度信息，并判斷它是啟動(dòng)模式還是制冷模式，并輸出相應(yīng)的判斷結(jié)果。
更詳細(xì)地講，在制冷模式確定器37判斷的結(jié)果是啟動(dòng)模式的情況下，第一開關(guān)SW1切換到調(diào)諧模式控制器31B。調(diào)諧模式控制器31B把用于驅(qū)動(dòng)線性擺動(dòng)電機(jī)10的沖程命令值ref_s，在將其變化到ref_s＝f(t)時(shí)，通過第二開關(guān)SW2提供給沖程控制器33。
在制冷模式確定器37判斷結(jié)果是制冷模式的情況下，根據(jù)使用者設(shè)置的溫度信息確定對(duì)應(yīng)的制冷模式。然后，通過第一開關(guān)SW1把制冷模式確定器37連接到制冷模式控制單元31C的對(duì)應(yīng)的制冷模式控制單元C1-CM。
如圖19中所示，當(dāng)沖程在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，制冷模式控制單元C1-CM根據(jù)絕對(duì)坐標(biāo)法輸出沖程命令值，而當(dāng)沖程在不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，它輸出用相對(duì)坐標(biāo)法獲得的沖程命令值。
也就是說，當(dāng)沖程在不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，通過第二開關(guān)SW2，向沖程控制器33輸出由通過相對(duì)坐標(biāo)法對(duì)應(yīng)于制冷模式的一個(gè)閾值“d”加到調(diào)諧點(diǎn)確定器38提供的不穩(wěn)定沖程Sc上獲得的沖程命令值。
以這種方式，根據(jù)沖程的穩(wěn)定狀態(tài)和不穩(wěn)定狀態(tài)通過絕對(duì)坐標(biāo)法或相對(duì)坐標(biāo)法確定從制冷模式控制單元C1-CM輸出的沖程命令值，并把如此獲得的沖程命令值提供給沖程控制器33。
在接收到來自制冷模式控制單元的沖程命令值時(shí)，沖程控制器33調(diào)節(jié)沖程命令值確定器31確定的沖程命令值和估算的沖程值，使它們相互相同，并且把如此獲得的定時(shí)器命令值傳送給定時(shí)器35。
此時(shí)，過零檢測(cè)器34接收電路單元20的電源電壓接線端與電流感測(cè)電阻R之間的電壓V0或從電源電壓接線端通過電容器C之前的電壓V4，檢測(cè)過零點(diǎn)，并把檢測(cè)到的過零信號(hào)提供給定時(shí)器35。
當(dāng)定時(shí)器53的起動(dòng)端接收到過零信號(hào)時(shí)，定時(shí)器35根據(jù)沖程控制器33提供的定時(shí)器命令值設(shè)置控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并把它提供到電路單元20的三端雙向可控硅開關(guān)Tr的控制極接線端G。
然后，三端雙向可控硅開關(guān)Tr導(dǎo)通，把電流提供給線性擺動(dòng)電機(jī)10，據(jù)此線性擺動(dòng)電機(jī)10的活塞向上或向下運(yùn)動(dòng)，因而控制了冰箱或空調(diào)的制冷空氣的強(qiáng)度。
現(xiàn)在說明根據(jù)本發(fā)明的用于控制線性壓縮機(jī)工作的方法。
圖20A和20B示出了根據(jù)本發(fā)明的依賴于吸氣側(cè)壓力和排氣側(cè)壓力以及外部空氣溫度的線性壓縮機(jī)中調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在和不存在的情況。
其中存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間的劃分是通過利用施加的壓力理論地進(jìn)行的。壓力可以直接檢測(cè)，或通過可以估算出壓力的溫度檢測(cè)。
具有一個(gè)其中調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在和另一個(gè)其中調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)不存在這樣兩個(gè)區(qū)間的原因如下。
在提高沖程電壓的同時(shí)檢測(cè)到其中發(fā)生調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間之后，在通過避開調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)使線性壓縮機(jī)工作的情況下，繼續(xù)增大沖程以在其中沒有調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間搜索調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)。但是，在這方面，由于沒有檢測(cè)到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，沖程被增大到上限值，引起了對(duì)排氣閥造成損害的危險(xiǎn)。因此，通過劃分為其中存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)和其中不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)兩個(gè)區(qū)間來使線性壓縮機(jī)工作。
圖20A示出了根據(jù)排氣側(cè)壓力Pd和吸氣側(cè)壓力Ps劃分的其中存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間和其中不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間。
具體地講，在附圖中，標(biāo)有斜線的左下端部分和右上端部分是其中沒有調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間，而沒有斜線的中間部分是其中有調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間。在有斜線的的左下端部分S1具有都低于預(yù)定壓力的排氣側(cè)壓力和吸氣側(cè)壓力，其外部空氣溫度很低，而右上端部分具有都高于預(yù)定壓力的排氣側(cè)壓力和吸氣側(cè)壓力，其外部空氣溫度很高。
在排氣側(cè)壓力和吸氣側(cè)壓力都低，處于外部空氣溫度低的情況下，線性壓縮機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)中線向吸氣側(cè)移動(dòng)，不需要強(qiáng)制冷空氣，因而活塞以短沖程向上和向下運(yùn)動(dòng)。
而在排氣側(cè)壓力和吸氣側(cè)壓力都高，處于外部空氣溫度高的情況下，線性壓縮機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)中線向排氣側(cè)移動(dòng)，需要強(qiáng)的制冷空氣，因而活塞以長(zhǎng)沖程向上和向下運(yùn)動(dòng)。
另一方面，在調(diào)諧不穩(wěn)定區(qū)存在、具有在高壓和低壓之間范圍的排氣側(cè)壓力和吸氣側(cè)壓力的區(qū)間，活塞搜索一個(gè)最佳點(diǎn)并據(jù)此運(yùn)動(dòng)(將在以后說明)。
而在吸氣側(cè)壓力Ps嚴(yán)重降低的情況下，例如在使用線性壓縮機(jī)的冰箱的門敞開或其制冷器結(jié)冰而不能進(jìn)行熱交換的情況下，活塞的運(yùn)動(dòng)中線向吸氣側(cè)移動(dòng)。出于這種考慮，活塞以短沖程運(yùn)動(dòng)，并在以后回到正常狀態(tài)時(shí)可以恢復(fù)以前的沖程。
圖20B示出了根據(jù)外部空氣溫度，其中存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間和其中不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間。與其中存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間和不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間的判斷是通過檢測(cè)排氣側(cè)壓力和吸氣側(cè)壓力作出的圖20A相比，在圖20B中，其中存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間和不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間是通過檢測(cè)壓縮機(jī)的外部空氣溫度判斷的。
如上所述，最理想的判斷調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在和不存在的方法是基于壓縮機(jī)的排氣和吸氣側(cè)壓力的檢測(cè)。在這方面，利用外部空氣溫度檢測(cè)是更容易的方法，具有相同的效果。
如圖中所示，其中外部空氣溫度低(低于t1)的區(qū)間S1和其中外部空氣溫度高(高于t2)的區(qū)間對(duì)應(yīng)于圖20A的其中壓力很低或很高、其中調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)不存在的區(qū)間。而其中外部空氣溫度在中間范圍(在t1與t2之間)的區(qū)間對(duì)應(yīng)于圖20A的其中壓力適當(dāng)、調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在的區(qū)間。
圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的搜索線性壓縮機(jī)最佳工作點(diǎn)和工作算法。即，算法顯示調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)是在圖20A和20B的調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在的區(qū)間搜索的，并且通過避開調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)使線性壓縮機(jī)工作。如本圖中所示，搜索調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的掃描從無傳感器沖程估算器估算的沖程的下限點(diǎn)V1開始。這會(huì)加速掃描，因?yàn)闆]有調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，盡管在具有短沖程的區(qū)中存在零部件偏差。
因此，掃描從起始點(diǎn)V0至下限點(diǎn)V1被簡(jiǎn)單加速。在簡(jiǎn)單加速后，當(dāng)沖程到達(dá)下限點(diǎn)V1時(shí)，以Δt1時(shí)間單位把沖程增加Δs1，由此搜索其中存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間。在繼續(xù)給沖程增加Δs1的同時(shí)，如果搜索到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，那么給沖程增加Δs1，并將此時(shí)的沖程保持不變。其原因是試驗(yàn)表明在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部噪聲最小。
調(diào)諧不穩(wěn)定區(qū)具有隨時(shí)間移動(dòng)的傾向。因此，為了保持最佳沖程，需要連續(xù)跟蹤調(diào)諧不穩(wěn)定區(qū)的移動(dòng)，因而使沖程可以保持在有時(shí)會(huì)改變的調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部。為此目的，連續(xù)地搜索是否在當(dāng)前沖程中發(fā)生調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，直到預(yù)定時(shí)間Δt2過去。在搜索時(shí)，如果在當(dāng)前沖程中有調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，再把沖程增加Δs1。重復(fù)進(jìn)行這種處理直到避開調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)。
在把沖程保持在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部的同時(shí)，如果即使在預(yù)定的時(shí)間Δt2過去之后也沒有調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)發(fā)生，則把沖程減少Δs2，并再次搜索是否有任何調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)。此時(shí)，如果檢測(cè)到任何調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，那么再把沖程增加Δs1，使得沖程能夠處于調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部。
如果即使在沖程減小了Δs2之后也沒有檢測(cè)到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，那么判斷調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)被更多地向下移動(dòng)，并根據(jù)判斷以Δt2時(shí)間單位連續(xù)把沖程減小Δs2。然后，如果檢測(cè)到任何調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，把沖程增加Δs1，使得壓縮機(jī)可以在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部工作，從而保持了最佳工作狀態(tài)。
圖22是根據(jù)本發(fā)明的搜索線性壓縮機(jī)的最佳工作點(diǎn)的流程圖和工作算法。
在線性壓縮機(jī)開始工作時(shí)，在步驟S900線性壓縮機(jī)的無傳感器沖程估算器讀取沖程電壓。如上所述，由于壓縮機(jī)的工作范圍也包括其中不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間，如果把這種區(qū)間也包括在搜索調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的掃描中將造成時(shí)間的浪費(fèi)。
因此，從無傳感器沖程估算器估算的沖程下限點(diǎn)V1開始搜索調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，為此在步驟S905中判斷沖程電壓是否高于下限點(diǎn)V1。
如果沖程電壓沒有達(dá)到下限點(diǎn)，那么在步驟S910中不進(jìn)行對(duì)調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的搜索，只是連續(xù)地增加沖程電壓和加速掃描。
在通過簡(jiǎn)單加速后沖程電壓達(dá)到下限點(diǎn)V1時(shí)，在步驟S915中開始搜索是否存在任何調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)。如果沒有檢測(cè)到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，那么判斷調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在于當(dāng)前沖程電壓之上的部分，因此在步驟S920中把沖程電壓增加Δs1。然后，在步驟S915中進(jìn)行搜索，是否在增加的沖程電壓處有任何調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)。反復(fù)進(jìn)行這種處理，并持續(xù)地增加沖程電壓，直到檢測(cè)到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)。
在步驟S915中，如果檢測(cè)到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，那么在步驟S925把沖程電壓增加Δs1。并且在步驟S930中搜索是否有任何調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，如果沒有檢測(cè)到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，那么在步驟S935把沖程電壓再增加Δs1。然后，再進(jìn)行搜索是否有任何調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)。重復(fù)進(jìn)行這種處理，直到不再有調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)被檢測(cè)到。
如果在步驟S930中不再有調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)被檢測(cè)到，在步驟S940中保持此時(shí)的沖程電壓。以這種方式，總是把沖程電壓置于調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部，因而使得線性壓縮機(jī)能夠以很小的噪聲穩(wěn)定而高效地工作。
但是，在它連續(xù)地工作時(shí)，調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)有時(shí)會(huì)改變。出于最佳工作的考慮，需要持續(xù)地跟蹤調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，使得能夠把沖程控制在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部。為此目的，在持續(xù)地保持沖程電壓的同時(shí)，檢測(cè)是否在當(dāng)前沖程電壓處存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)。也就是說，當(dāng)前線性壓縮機(jī)工作在沖程電壓被增大到高于調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)Δs1的狀態(tài)中，并且在這種狀態(tài)中，檢測(cè)是否再把調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)增加Δs1。此時(shí)，時(shí)間設(shè)置為Δt2，并且連續(xù)地檢測(cè)是否有任何調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，直到設(shè)定的時(shí)間過去。如果在Δt2的時(shí)間周期中存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，在步驟S935把沖程電壓增加Δs1，如果在時(shí)間周期Δt2中沒有調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，那么判斷調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)從已經(jīng)檢測(cè)的區(qū)向下移動(dòng)了，因而在步驟S960把沖程電壓減小Δs2。
在把沖程電壓減小了Δs2之后，在步驟S930中再檢測(cè)是否有任何調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)。并且如果有調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，那么判斷調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)即使在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間Δt2之后也沒有向下移動(dòng)，因此在步驟S935把沖程電壓增加Δs1，并反復(fù)進(jìn)行這種處理，使得線性壓縮能夠工作在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部。
另一方面，在把沖程電壓減少了Δs2之后，搜索調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，如果沒有調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，判斷調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)向下移動(dòng)了。然后在保持此時(shí)的沖程電壓的同時(shí)，判斷調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的向上移動(dòng)，直到預(yù)定時(shí)間Δt2過去。
如果在預(yù)定時(shí)間Δt2內(nèi)檢測(cè)到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，那么增加沖程電壓，使得避開調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，如果在預(yù)定時(shí)間Δt2內(nèi)沒有檢測(cè)到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，則判斷調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)向下移動(dòng)，因而在步驟S960把沖程電壓減小Δs2。通過反復(fù)進(jìn)行這種處理，線性壓縮機(jī)的沖程總是處于調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部，線性壓縮機(jī)能夠以小的噪聲穩(wěn)定地工作。
圖23是根據(jù)本發(fā)明的按照線性壓縮機(jī)中不穩(wěn)定性區(qū)的存在和不存在劃分區(qū)間進(jìn)行的工作算法的流程圖。圖中所示的流程有關(guān)適用于冰箱的線性壓縮機(jī)的一個(gè)實(shí)施例，但它可以應(yīng)用于空調(diào)之類的其它設(shè)備。
為了得到最優(yōu)工作狀態(tài)，首先在步驟S1100讀取壓縮機(jī)的外部空氣溫度。這是為了估算壓縮機(jī)的排氣側(cè)壓力Pd和吸氣側(cè)壓力Ps。在這個(gè)步驟中，可以直接檢測(cè)排氣側(cè)壓力和吸氣側(cè)壓力。
在步驟S1100讀取到外部空氣溫度后，在步驟S1150中劃分兩類區(qū)間，其中一類區(qū)間S1和S3中不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，另一類區(qū)間S2中存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)。
根據(jù)劃分，在具有低外部空氣溫度(低于溫度t1)的區(qū)間S1，由于沒有發(fā)生調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，在步驟S1200通過把線性壓縮機(jī)控制在恒定的沖程電壓V1使其工作。
在步驟S1150檢測(cè)外部空氣溫度后，由于在具有高外部空氣溫度(高于溫度t2)的區(qū)間S3沒有發(fā)生調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，在步驟S1250通過把線性壓縮機(jī)控制在恒定沖程電壓V3使其工作。
在具有中間外部空氣溫度(在溫度t1和t2之間)的區(qū)間S2，搜索最佳工作點(diǎn)，因而在步驟S1300以一種工作算法使線性壓縮機(jī)工作。
如上所述，由于線性壓縮機(jī)是通過根據(jù)調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在或不存在而劃分的兩類區(qū)間工作的，因而避開了調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，使得在正常工作期間可能獲得小噪聲的穩(wěn)定工作狀態(tài)。
但是，與之有關(guān)的是，在冰箱的情況中，正常工作期間冰箱門可能被打開，或它的制冷器可能結(jié)冰。那么熱交換不能進(jìn)行，導(dǎo)致制冷器中溫度急劇降低，造成工作不穩(wěn)定或產(chǎn)生噪聲。當(dāng)產(chǎn)生這種異常狀態(tài)時(shí)，由于吸氣側(cè)壓力Ps變得很低，壓縮機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)中線向吸氣側(cè)移動(dòng)。在這種場(chǎng)合，使活塞以短的沖程工作。此后，當(dāng)恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)，使活塞用以前的沖程工作。
圖24是在線性壓縮機(jī)工作時(shí)發(fā)生異常情況下的工作算法的流程圖。
在步驟S1500，根據(jù)依賴于外部空氣溫度的區(qū)間S1，S2或S3控制沖程。在步驟S1550中，判斷控制沖程期間冰箱門是否被打開。如果冰箱門沒有打開，那么進(jìn)行下一個(gè)步驟，并檢測(cè)制冷器溫度是否是超低溫度。
如果在步驟S1550判斷冰箱門被打開，在步驟S1600控制沖程為短沖程，即，V1，而不考慮沖程正被控制在哪一個(gè)區(qū)間。此后，在步驟S1550中連續(xù)檢測(cè)冰箱門是否打開。反復(fù)進(jìn)行這種檢測(cè)處理，直到冰箱門關(guān)閉。
在冰箱門關(guān)閉后，返回到步驟S1650，在此步驟中，考慮到在制冷器結(jié)冰而未進(jìn)行熱交換的情況，檢測(cè)制冷器的溫度是否降低到超低溫度，即，低于-35℃。在檢測(cè)時(shí)，如果制冷器沒有問題，也就是說制冷器的溫度高于預(yù)定值，那么判斷異常狀態(tài)結(jié)束，并返回到步驟S1500中的原始的沖程控制狀態(tài)。
但是，如果在步驟1650中制冷器存在問題，那么，熱交換沒有進(jìn)行，在步驟S1600中把沖程控制為短沖程，即，V1，而不管以前的沖程控制狀態(tài)。此后，重復(fù)步驟S1550和S1650，以判斷異常狀態(tài)是否結(jié)束。如果異常狀態(tài)已經(jīng)結(jié)束，那么沖程恢復(fù)到原始的狀態(tài)，以便在步驟S1500中根據(jù)區(qū)間S1，S2或S3進(jìn)行控制。
在上述實(shí)施例中，在控制的說明中，首先進(jìn)行的是對(duì)冰箱門打開的情況的控制，但是在制冷器首先出現(xiàn)問題的情況下或門和制冷器同時(shí)出現(xiàn)問題的情況下，可以根據(jù)圖中的流程以同樣的方法控制沖程。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的控制線性壓縮機(jī)的裝置和方法，在由于壓縮機(jī)的特性偏差和機(jī)械單元的裝配偏差，以及無傳感器沖程估算器之類的控制電路中的零部件偏差而產(chǎn)生調(diào)諧不穩(wěn)定性時(shí)，利用相對(duì)坐標(biāo)值校正壓縮機(jī)偏差。
并且，在根據(jù)制冷模式以沖程命令值使線性壓縮機(jī)工作時(shí)，在當(dāng)前沖程處于不穩(wěn)定狀態(tài)的情況時(shí)，把沖程命令值降低預(yù)定值，并以降低的沖程值使線性壓縮機(jī)工作一段預(yù)定時(shí)間。
然后，當(dāng)預(yù)定時(shí)間過去后，以原始的沖程命令值工作，因而避開了不穩(wěn)定狀態(tài)。此外，在線性壓縮機(jī)工作的同時(shí)根據(jù)排氣側(cè)壓力和吸氣側(cè)壓力或外部空氣溫度搜索調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，以便避開它，因而實(shí)現(xiàn)了線性壓縮機(jī)的最優(yōu)工作狀態(tài)。
由于本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種形式，而不脫離它的精神和基本特征，應(yīng)當(dāng)理解，除非另有說明，上述實(shí)施例不受上述說明任何細(xì)節(jié)的限制，而可以理解為附屬權(quán)利要求中定義的精神和范圍，因此，附屬權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)包括落入權(quán)利要求集合與范圍，或這些集合與范圍等同物內(nèi)的所有改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于自動(dòng)校正線性壓縮機(jī)偏差的裝置，其具有電路單元，用于根據(jù)控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制交流電源以改變沖程，從而對(duì)加載到控制制冷空氣強(qiáng)度的線性擺動(dòng)電機(jī)上的電源進(jìn)行控制；和控制單元，用于輸出控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使得基于溫度信息的沖程命令值等于由加載到線性擺動(dòng)電機(jī)上的沖程電壓所估算的沖程，該控制單元包括制冷模式確定器，用于根據(jù)輸入的溫度信息確定制冷模式；無傳感器沖程估算器，用于接收提供到線性擺動(dòng)電機(jī)上的沖程電壓，估算沖程值和電流信息，并輸出所估算的沖程值和電流信息；不穩(wěn)定性監(jiān)控單元，用于通過使用從無傳感器沖程估算器輸出的沖程值和電流信息來監(jiān)控不穩(wěn)定性的發(fā)生，并輸出監(jiān)控信息；沖程命令值確定器，用于考慮來自制冷模式確定器所確定的制冷模式，和不穩(wěn)定性監(jiān)控單元所輸出的不穩(wěn)定性發(fā)生信息這二者的整體狀況，確定適當(dāng)?shù)臎_程命令值；沖程控制器，用于調(diào)節(jié)由無傳感器沖程估算器所估算的沖程，使其適合于由沖程命令值確定器所確定的沖程命令值，并相應(yīng)地輸出定時(shí)器命令值；過零檢測(cè)器，用于檢測(cè)輸入電壓波形的過零點(diǎn)并輸出過零信號(hào)；和定時(shí)器，用于根據(jù)當(dāng)過零檢測(cè)器輸出過零信號(hào)時(shí)沖程控制器的估算值來提供控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.一種用于控制線性壓縮機(jī)的方法，包括以下步驟設(shè)置對(duì)應(yīng)于制冷模式命令值的沖程命令值；檢查定時(shí)器是否被驅(qū)動(dòng)；如果定時(shí)器未被驅(qū)動(dòng)，檢查沖程不穩(wěn)定性的當(dāng)前狀態(tài)；如果沖程處于不穩(wěn)定狀態(tài)，則通過將設(shè)置的沖程命令值降低一預(yù)定值來使線性壓縮機(jī)工作一段預(yù)定時(shí)間，而如果沖程處于穩(wěn)定狀態(tài)，則根據(jù)所設(shè)置的沖程命令值使線性壓縮機(jī)工作；和當(dāng)定時(shí)器被驅(qū)動(dòng)相應(yīng)時(shí)間后，將當(dāng)前驅(qū)動(dòng)的沖程命令值恢復(fù)為原始沖程命令值以使線性壓縮機(jī)正常工作。
3.一種用于控制線性壓縮機(jī)的方法，包括以下步驟設(shè)置對(duì)應(yīng)于制冷模式命令值的沖程命令值；檢查沖程處于不穩(wěn)定狀態(tài)還是穩(wěn)定狀態(tài)；如果沖程處于不穩(wěn)定狀態(tài)，則將沖程命令值降低一預(yù)定值來使線性壓縮機(jī)工作一段預(yù)定時(shí)間；如果沖程處于穩(wěn)定狀態(tài)，檢查定時(shí)器是否被驅(qū)動(dòng)；和如果定時(shí)器未被驅(qū)動(dòng)，則輸出第一步中設(shè)置的沖程命令值，而如果定時(shí)器被驅(qū)動(dòng)相應(yīng)時(shí)間后，則將當(dāng)前驅(qū)動(dòng)的沖程命令值恢復(fù)為原始沖程命令值。
4.一種用于自動(dòng)校正線性壓縮機(jī)偏差的裝置，其具有電路單元，用于根據(jù)控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制交流電源以改變沖程，從而對(duì)加載到控制制冷空氣強(qiáng)度的線性擺動(dòng)電機(jī)上的電源進(jìn)行控制；和控制單元，用于輸出控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使得基于溫度信息的沖程命令值等于由加載到線性擺動(dòng)電機(jī)上的沖程電壓所估算的沖程，該控制單元包括無傳感器沖程估算器，用于接收提供到線性擺動(dòng)電機(jī)上的沖程電壓，估算并輸出沖程值和電流信息；不穩(wěn)定性監(jiān)控單元，用于在一接收到來自無傳感器沖程估算器的信息時(shí)就監(jiān)控當(dāng)前沖程處于不穩(wěn)定性狀態(tài)還是穩(wěn)定狀態(tài)；調(diào)諧點(diǎn)確定器，如果其從不穩(wěn)定性監(jiān)控單元接收到關(guān)于不穩(wěn)定性的信息，用于從無傳感器沖程估算器所估算的沖程值確定調(diào)諧點(diǎn)并將其輸出；沖程命令值確定器，用于通過使用來自外部源的溫度信息和由調(diào)諧點(diǎn)確定器所確定的調(diào)諧點(diǎn)來確定沖程命令值；沖程控制器，用于調(diào)節(jié)由無傳感器沖程估算器所估算的沖程，使其適合于由沖程命令值確定器所確定的沖程命令值，并相應(yīng)地輸出定時(shí)器命令值；過零檢測(cè)器，用于檢測(cè)輸入電壓波形的過零點(diǎn)并輸出過零信號(hào)；和定時(shí)器，用于根據(jù)當(dāng)過零檢測(cè)器輸出過零信號(hào)時(shí)沖程控制器的估算值來提供控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中該用于自動(dòng)校正線性壓縮機(jī)偏差的裝置的沖程命令值確定器包括制冷模式確定器，用于根據(jù)輸入的溫度信息判斷是啟動(dòng)狀態(tài)還是制冷狀態(tài)，并確定選擇調(diào)諧模式還是制冷模式；第一開關(guān)，用于根據(jù)制冷模式確定器的輸出切換至相應(yīng)的模式；調(diào)諧模式控制器，用于當(dāng)制冷模式確定器判斷到啟動(dòng)模式的情況下，輸出用于調(diào)諧的沖程命令值；制冷模式控制單元，當(dāng)制冷模式確定器判斷到制冷模式并且當(dāng)前沖程為不穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，通過使用相對(duì)坐標(biāo)值根據(jù)第一，第二，….至第n制冷模式來對(duì)沖程命令值進(jìn)行校正，并輸出校正后的沖程命令值；和第二開關(guān)，用于將分別由調(diào)諧模式控制器和制冷模式控制單元輸出的沖程命令值提供給沖程控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中用于自動(dòng)校正線性壓縮機(jī)偏差的裝置的調(diào)諧點(diǎn)確定器通過在將無傳感器沖程估算器所估算的沖程逐步遞增的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行掃描來確定調(diào)諧點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中用于自動(dòng)校正線性壓縮機(jī)偏差的裝置的調(diào)諧點(diǎn)確定器通過利用慢斜坡函數(shù)掃描無傳感器沖程估算器所估算的沖程來確定調(diào)諧點(diǎn)。
8.一種用于控制線性壓縮機(jī)工作的方法，包括以下步驟根據(jù)壓縮機(jī)的排氣側(cè)壓力和吸氣側(cè)壓力或外部空氣溫度設(shè)置兩個(gè)區(qū)間，其中一個(gè)區(qū)間中存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，另一個(gè)區(qū)間中不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)；以及為使線性壓縮機(jī)正常工作，在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)不存在的區(qū)間中，利用低或高的預(yù)定沖程電壓控制擺動(dòng)電機(jī)，而在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)存在的區(qū)間中，則檢測(cè)調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，并將沖程電壓保持在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中壓縮機(jī)的排氣側(cè)壓力Pd和吸氣側(cè)壓力Ps都低于預(yù)定壓力的區(qū)間，和壓縮機(jī)的排氣側(cè)壓力Pd和吸氣側(cè)壓力Ps都高于預(yù)定壓力的區(qū)間被設(shè)置為不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間，而位于這兩個(gè)區(qū)間之間的區(qū)間被設(shè)置為存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中壓縮機(jī)的外部空氣溫度低于預(yù)定溫度處的溫度范圍和壓縮機(jī)的外部空氣溫度高于預(yù)定溫度處的溫度范圍都被設(shè)置為不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間，而上述兩個(gè)溫度范圍之間的溫度范圍被設(shè)置為存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10的方法，其中在不存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間內(nèi)，以較高或較低的恒定沖程電壓控制擺動(dòng)電機(jī)，而在存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間內(nèi)，則通過在檢測(cè)到最佳點(diǎn)后改變沖程電壓來控制擺動(dòng)電機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中在存在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的區(qū)間內(nèi)，通過從沖程最低點(diǎn)開始以預(yù)定電壓值提高沖程電壓值來搜索調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，并在檢測(cè)到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)時(shí)，再次提高預(yù)定的電壓值從而恒定地將沖程電壓保持在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部，而后，在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后，通過把沖程電壓值降低預(yù)定值來再次搜索調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)，并在檢測(cè)到調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)時(shí)，再次提高沖程電壓值，由此在調(diào)諧不穩(wěn)定性區(qū)的最上部設(shè)置最優(yōu)工作點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中擺動(dòng)電機(jī)被簡(jiǎn)單地加速直至沖程電壓值從零到達(dá)了下限值，從而降低搜索時(shí)間。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中當(dāng)在以恒定沖程電壓或變化沖程電壓控制擺動(dòng)電機(jī)時(shí)出現(xiàn)異常狀態(tài)的情況下，控制沖程使其變短，而后當(dāng)恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)，將沖程恢復(fù)為先前的沖程。
全文摘要
一種用于控制線性壓縮機(jī)工作的裝置。當(dāng)由于壓縮機(jī)機(jī)械部件的特性偏差和裝配偏差,以及諸如無傳感器沖程確定器的控制電路中的部件偏差引起的調(diào)諧不穩(wěn)定性發(fā)生時(shí),通過使用相對(duì)坐標(biāo)值校正壓縮機(jī)偏差。當(dāng)線性壓縮機(jī)以基于制冷模式的沖程命令值工作時(shí),如果當(dāng)前沖程處于不穩(wěn)定狀態(tài),則將沖程命令值降低一預(yù)定值并使壓縮機(jī)工作一段預(yù)定時(shí)間。然后,當(dāng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后,壓縮機(jī)以原始沖程命令值工作,從而避開不穩(wěn)定狀態(tài)。
文檔編號(hào)F04B35/04GK1253238SQ9912225
公開日2000年5月17日 申請(qǐng)日期1999年11月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月4日
發(fā)明者吳棋泰, 金周完 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社