本申請(qǐng)涉及壓縮機(jī)及其控制方法，且更具體地涉及能夠通過以防止活塞與缸的排放單元碰撞且不增加單獨(dú)的傳感器的方式控制活塞的運(yùn)動(dòng)來降低噪聲的壓縮機(jī)，及其控制方法。

背景技術(shù)：

一般而言，壓縮機(jī)是將可壓縮流體的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓縮能的裝置，且構(gòu)成例如冰箱、空調(diào)等制冷設(shè)備的一部分。

壓縮機(jī)粗略地分為往復(fù)壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)、渦旋壓縮機(jī)。往復(fù)壓縮機(jī)的構(gòu)造為，活塞與缸之間形成吸入并排放操作氣體的壓縮空間，隨著活塞在缸內(nèi)線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)而壓縮制冷劑。旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的構(gòu)造為，在可偏心旋轉(zhuǎn)的滾軸(roller)與缸之間形成吸入并排放操作氣體的壓縮空間，并隨著滾軸沿缸的內(nèi)壁偏心旋轉(zhuǎn)而壓縮制冷劑。渦旋壓縮機(jī)構(gòu)造為，動(dòng)渦卷與定渦卷之間形成吸入并排放操作氣體的壓縮空間，并隨著動(dòng)渦卷沿定渦卷旋轉(zhuǎn)而壓縮制冷劑。

往復(fù)壓縮機(jī)通過使活塞在缸內(nèi)的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)而吸入、壓縮并排放制冷劑。往復(fù)壓縮機(jī)根據(jù)驅(qū)動(dòng)活塞的方法被分為往復(fù)式和線性式。

往復(fù)式指的是通過將電機(jī)聯(lián)接到曲軸并將活塞聯(lián)接到曲軸，而將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一種往復(fù)壓縮機(jī)。另一方面，線性式指的是通過將活塞連接到電機(jī)的動(dòng)子而利用線性移動(dòng)電機(jī)的線性運(yùn)動(dòng)使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一種往復(fù)壓縮機(jī)。

往復(fù)壓縮機(jī)包括產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的電機(jī)單元和通過接收來自電機(jī)單元的驅(qū)動(dòng)力而壓縮流體的壓縮單元。電機(jī)通常被用作電機(jī)單元，并具體地為線性式往復(fù)壓縮機(jī)使用線性電機(jī)。

線性電機(jī)直接產(chǎn)生線性驅(qū)動(dòng)力，并因此不需要機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。而且，線性電機(jī)能夠減少能量轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的損失，并且由于不存在連接部而顯著降低由摩擦和磨損引起的噪聲。而且，當(dāng)線性式往復(fù)壓縮機(jī)(在下文中被稱為線性壓縮機(jī))應(yīng)用于冰箱或空調(diào)時(shí)，壓縮比能夠通過改變施加于線性壓縮機(jī)的行程電壓而變化。因此，壓縮機(jī)也能用于控制改變冷凍能力。

同時(shí)，在線性壓縮機(jī)中，因?yàn)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)且不會(huì)被機(jī)械鎖定在缸內(nèi)，當(dāng)突然施加過大電壓時(shí)，活塞可能與缸的壁碰撞(或相撞)，或者在活塞由于大負(fù)載而不能向前移動(dòng)時(shí)可能不能適當(dāng)執(zhí)行壓縮。因此，響應(yīng)于負(fù)載或電壓的變化來控制活塞的運(yùn)動(dòng)的控制裝置是需要的。

通常，壓縮機(jī)控制裝置通過以不使用傳感器的方式檢測(cè)施加于壓縮機(jī)電機(jī)的電壓和電流并估算行程來執(zhí)行反饋控制。在此情況下，壓縮機(jī)控制裝置包括用于控制壓縮機(jī)的三端雙向可控硅開關(guān)(triac)或反相器。

僅在活塞碰撞缸的排放單元上設(shè)置的排放閥之后，執(zhí)行反饋控制的線性壓縮機(jī)才能夠檢測(cè)活塞的上止點(diǎn)(TDC)，由此由于活塞與排放閥之間的碰撞而產(chǎn)生噪聲。也就是說，當(dāng)活塞在通常的線性壓縮機(jī)中碰撞排放閥時(shí)，執(zhí)行行程估算以判定活塞到達(dá)缸的TDC。因此，活塞與排放閥之間的碰撞噪聲是不可避免的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的一方案提供一種線性壓縮機(jī)，其甚至不必采用單獨(dú)的傳感器就能夠通過防止活塞與排放閥之間碰撞來降低噪聲，本發(fā)明的一方案還包括該線性壓縮機(jī)的控制方法。

本發(fā)明的另一方案提供一種線性壓縮機(jī)，其能夠執(zhí)行高效率的操作、同時(shí)降低噪聲，本發(fā)明還包括該線性壓縮機(jī)的控制方法。

本發(fā)明的又一方案提供一種能夠減少噪聲產(chǎn)生并降低制造成本的線性壓縮機(jī)。

為了實(shí)現(xiàn)這些及其他益處，并根據(jù)本發(fā)明的目的，如本文體現(xiàn)并廣義描述的，提供一種壓縮機(jī)，其包括：活塞，在缸內(nèi)執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；線性電機(jī)，為活塞的運(yùn)動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力；排放單元，允許在缸內(nèi)壓縮的制冷劑響應(yīng)于活塞的運(yùn)動(dòng)而排放；以及壓力改變單元，在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)虛擬排放表面(VDS)之前，改變施加于活塞的壓力的變化率，以防止活塞與排放單元碰撞，其中虛擬排放表面與排放單元的面向缸內(nèi)的壓縮空間的至少一部分接觸。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，壓縮機(jī)可還包括：感測(cè)單元，以檢測(cè)線性電機(jī)的電機(jī)電壓或電機(jī)電流；和控制器，使用檢測(cè)的電機(jī)電壓或電機(jī)電流來判定施加于活塞的壓力的變化率是否改變，并基于判定結(jié)果來控制線性電機(jī)。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，控制器可檢測(cè)施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)，并基于檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)控制線性電機(jī)以防止活塞到達(dá)排放單元。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，控制器可計(jì)算施加于活塞的壓力的變化率，基于計(jì)算的壓力的變化率形成趨勢(shì)線，并在形成的趨勢(shì)線的斜率改變時(shí)判定施加于活塞的壓力的變化率已改變。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，控制器可控制線性電機(jī)以在從檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間間隔后轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，控制器可基于關(guān)于電機(jī)電流或電機(jī)電壓以及行程的信息，來判定活塞是否已經(jīng)移動(dòng)經(jīng)過虛擬排放表面，并在判定活塞已經(jīng)移動(dòng)經(jīng)過虛擬排放表面時(shí)改變預(yù)定的時(shí)間間隔。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，壓縮機(jī)可還包括存儲(chǔ)器，以存儲(chǔ)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間關(guān)于電機(jī)電流、電機(jī)電壓和行程的改變的信息，并且控制器可基于該改變來判定活塞是否已經(jīng)經(jīng)過虛擬排放表面。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，排放單元可布置在缸的一端，而壓力改變單元可布置在缸的布置了排放單元的一端以及缸的另一端之間。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，壓力改變單元可布置在缸的布置了排放單元的一端與缸的中心部之間。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，壓力改變單元可包括與排放單元的至少一部分間隔開并形成在缸的內(nèi)壁上的凹槽。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，壓力改變單元可包括由排放單元和缸的一端形成的凹槽。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，排放單元可包括：排放閥，以通過其排放缸中壓縮的制冷劑；和閥板，支撐排放閥。閥板可固定到缸的一端。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，壓力改變單元可包括由缸的外部的閥板形成的槽。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，排放單元還可包括吸入閥，以通過其將制冷劑吸入缸，且閥板可支撐吸入閥。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，壓縮機(jī)可還包括布置在活塞的一端以將制冷劑吸入缸的吸入單元。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的壓縮機(jī)可包括：活塞，在缸內(nèi)執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；線性電機(jī)，為活塞的運(yùn)動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力；排放單元，布置在缸的一端以允許缸中壓縮的制冷劑響應(yīng)于活塞的運(yùn)動(dòng)而排放；感測(cè)單元，檢測(cè)線性電機(jī)的電機(jī)電流；控制器，使用檢測(cè)的電機(jī)電流來計(jì)算活塞的行程，使用電機(jī)電流和計(jì)算的行程來產(chǎn)生與活塞的位置相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，并且基于產(chǎn)生的參數(shù)來控制線性電機(jī)；以及改變單元，在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)缸內(nèi)的虛擬排放表面(VDS)之前，改變產(chǎn)生的參數(shù)的變化率，其中虛擬排放表面由排放單元的面向缸的至少一部分形成。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，產(chǎn)生的參數(shù)可以是與活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的氣體常數(shù)Kg。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，控制器可檢測(cè)參數(shù)的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)，并在從檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間間隔后，控制線性電機(jī)來轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向，以防止活塞與排放單元之間的碰撞。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，在從檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間間隔之后，控制器可控制線性電機(jī)以轉(zhuǎn)換活塞的移動(dòng)方向。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的壓縮機(jī)可包括：活塞，在缸內(nèi)執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；線性電機(jī)，為活塞的運(yùn)動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力；排放單元，布置在缸的一端以允許缸中壓縮的制冷劑響應(yīng)于活塞的運(yùn)動(dòng)而排放；感測(cè)單元，檢測(cè)線性電機(jī)的電機(jī)電流；控制器，使用檢測(cè)的電機(jī)電流來計(jì)算活塞的行程，計(jì)算電機(jī)電流與計(jì)算的行程之間的相位差，并基于計(jì)算的相位差控制線性電機(jī)；以及改變單元，在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)虛擬排放表面(VDS)之前改變計(jì)算的相位差的變化率，其中虛擬排放表面形成在排放單元的面向缸的至少一部分。

在本文公開的實(shí)施例中，控制器可檢測(cè)計(jì)算的相位差的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)，并基于檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)控制線性電機(jī)，以防止活塞與排放單元碰撞。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，從檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間間隔后，控制器可控制線性電機(jī)，以轉(zhuǎn)換活塞的移動(dòng)距離。

根據(jù)本文公開的另一實(shí)施例的壓縮機(jī)可包括：活塞，在缸內(nèi)執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；線性電機(jī)，為活塞的運(yùn)動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力；排放單元，允許缸中壓縮的制冷劑響應(yīng)于活塞的運(yùn)動(dòng)而排放；以及控制器，控制線性電機(jī)，其中在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間移動(dòng)靠近排放單元時(shí)，控制器在活塞到達(dá)排放單元之前產(chǎn)生預(yù)定信號(hào)，以防止活塞與排放單元之間的碰撞。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，壓縮機(jī)可還包括感測(cè)單元，以檢測(cè)線性電機(jī)的電機(jī)電壓或電機(jī)電流，并且控制器可使用檢測(cè)的電機(jī)電壓或電機(jī)電流來產(chǎn)生預(yù)定信號(hào)。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，在產(chǎn)生預(yù)定信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)的基礎(chǔ)上，控制器可確定活塞與排放單元間隔開預(yù)定距離，同時(shí)移動(dòng)靠近排放單元。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，從預(yù)定信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間間隔后，控制器可控制電機(jī)，以轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。

根據(jù)本文公開的另一實(shí)施例的壓縮機(jī)可包括：活塞，在缸內(nèi)執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；線性電機(jī)，為活塞的運(yùn)動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力；排放單元，響應(yīng)于活塞的運(yùn)動(dòng)而通過其排放缸內(nèi)壓縮的制冷劑；附加體積單元，設(shè)置在缸內(nèi)，以防止活塞與排放單元之間的碰撞；感測(cè)單元，檢測(cè)線性電機(jī)的電機(jī)電壓或電機(jī)電流；以及控制器，使用檢測(cè)的電機(jī)電壓或電機(jī)電流來判定活塞是否已經(jīng)過附加體積單元的布置位置，并基于判定結(jié)果控制線性電機(jī)。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，缸的壓縮空間可包括由與缸的內(nèi)壁的至少一部分接觸的表面形成的第一體積和由附加體積單元形成的第二體積。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間經(jīng)過缸內(nèi)的附加體積單元的布置位置時(shí)，附加體積單元可改變施加于活塞的負(fù)載。

在本文公開的一個(gè)實(shí)施例中，從活塞經(jīng)過缸內(nèi)的附加體積單元的布置位置的時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間間隔后，控制器可控制線性電機(jī)以轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。

本申請(qǐng)的另外的適用范圍將從下文給出的詳細(xì)描述變得更明顯。然而，應(yīng)理解，在指示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例時(shí)，詳細(xì)描述和特定示例僅作為示例給出，因?yàn)楸景l(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種改變和更改從詳細(xì)描述來看對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得明顯。

附圖說明

附圖被包括以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且被并入且構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，附圖示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例并且與說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。

在附圖中：

圖1A是示出通常的往復(fù)式往復(fù)壓縮機(jī)的一個(gè)示例的概念圖；

圖1B是示出通常的線性式往復(fù)壓縮機(jī)的一個(gè)示例的概念圖；

圖2A是示出關(guān)于通常的壓縮機(jī)的上止點(diǎn)(TDC)控制的一個(gè)實(shí)施例的概念圖；

圖2B是示出用于通常的壓縮機(jī)的TDC控制的各種參數(shù)的圖；

圖2C是示出通常的壓縮機(jī)的行程與施加于活塞的負(fù)載之間的關(guān)系的圖；

圖2D是壓縮機(jī)的部件的方框圖；

圖3A和圖3B是示出關(guān)于往復(fù)壓縮機(jī)中的缸的內(nèi)部上形成的凹槽的實(shí)施例的概念圖；

圖4A是根據(jù)本發(fā)明的具有帶閥板的排放單元的壓縮機(jī)的剖視圖；

圖4B是示出根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的排放單元的部件的概念圖；

圖5A是示出關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的控制的一個(gè)實(shí)施例的概念圖；

圖5B和圖5C是示出用于控制根據(jù)圖5A所示的實(shí)施例的壓縮機(jī)的各種參數(shù)的變化的圖；

圖6A是示出關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的控制的另一實(shí)施例的概念圖；

圖6B是示出用于控制根據(jù)圖6A中所示的實(shí)施例的壓縮機(jī)的各種參數(shù)的變化的圖；

圖7A是示出關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的控制的又一實(shí)施例的概念圖；

圖7B是示出用于控制根據(jù)圖7A所示的實(shí)施例的壓縮機(jī)的各種參數(shù)的變化的圖；

圖8A至圖8C是示出用于控制根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的各種參數(shù)的基于時(shí)間的變化的圖；

圖9是示出與用于控制根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的參數(shù)相關(guān)聯(lián)的趨勢(shì)線的圖；以及

圖10A至圖10C是示出根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的壓力改變單元的詳細(xì)實(shí)施例的概念圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本文公開的實(shí)施例。應(yīng)注意，本文使用的技術(shù)術(shù)語僅用來描述特定的實(shí)施例，但不限于本發(fā)明。而且，除非另外特別定義，本文使用的技術(shù)術(shù)語應(yīng)解釋為本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的意思，并不應(yīng)解釋過寬或過窄。此外，如果在此使用的技術(shù)術(shù)語是錯(cuò)誤的術(shù)語，不能正確表達(dá)本發(fā)明的精神，則它們應(yīng)被本領(lǐng)域技術(shù)人員正確理解的技術(shù)術(shù)語代替。另外，本發(fā)明中使用的通用術(shù)語應(yīng)基于字典的定義或上下文來解釋，不應(yīng)解釋過寬或過窄。

圖1A示出通常的往復(fù)式往復(fù)壓縮機(jī)的一個(gè)示例。

如上所述，安裝在往復(fù)式往復(fù)壓縮機(jī)中的電機(jī)可聯(lián)接到曲軸1a，以便將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

如圖1A所述，根據(jù)曲軸的規(guī)格或使活塞與曲軸連接的連接桿的規(guī)格，布置在往復(fù)式往復(fù)壓縮機(jī)中的活塞可在預(yù)定的位置范圍內(nèi)執(zhí)行線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

因此，為了設(shè)計(jì)往復(fù)式壓縮機(jī)，當(dāng)在TDC的范圍內(nèi)決定曲軸和連接桿的規(guī)格時(shí)，即使不用單獨(dú)的電機(jī)控制算法，活塞也不會(huì)與布置在缸的一端的排放單元2a碰撞。

在此情況下，布置在往復(fù)式壓縮機(jī)中的排放單元2a可固定到缸。例如，排放單元2a可包括吸入閥3a、排放閥4a和閥板。也就是說，如圖1A所示，排放單元2a可形成為固定到缸的一端的閥板的形式，閥板可設(shè)有用于將制冷劑吸入缸的吸入閥3a和將壓縮的制冷劑排出的排放閥4a。

然而，與后面解釋的線性式壓縮機(jī)不同，往復(fù)式壓縮機(jī)中的曲軸、連接桿和活塞之間產(chǎn)生摩擦，因此比線性式壓縮機(jī)具有更多產(chǎn)生摩擦的因素。

圖1B示出通常的線性式往復(fù)壓縮機(jī)的一個(gè)示例。

比較圖1A和圖1B，與通過與曲軸和連接桿連接的電機(jī)來實(shí)現(xiàn)線性運(yùn)動(dòng)的往復(fù)式不同，線性式壓縮機(jī)通過將活塞連接到電機(jī)的動(dòng)子，使用線性移動(dòng)電機(jī)的線性運(yùn)動(dòng)使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

如圖1B所示，彈性構(gòu)件1b可連接在線性式壓縮機(jī)的缸與活塞之間?；钊赏ㄟ^線性電機(jī)執(zhí)行線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。線性壓縮機(jī)的控制器可控制線性電機(jī)，以轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。

更詳細(xì)地，圖1B所示的線性壓縮機(jī)的控制器可判定活塞與排放單元2b碰撞的時(shí)間點(diǎn)為活塞到達(dá)TDC的時(shí)間點(diǎn)，因此控制線性電機(jī)，以轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。

圖1B所示的排放單元2b與圖1A所示的排放單元2a不同，排放單元2b連接到彈性構(gòu)件1b，并且不固定到缸的一端。

在下文中，圖2A示出與用于防止活塞與排放單元2b之間碰撞的壓縮機(jī)的TDC控制相關(guān)的一個(gè)實(shí)施例。而且，圖2B和圖2C示出與活塞的運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)的參數(shù)的圖。

如圖2A所示，基于時(shí)間，活塞在缸內(nèi)可按①到④的順序往復(fù)運(yùn)動(dòng)。參照?qǐng)D2A中的②，當(dāng)活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)TDC時(shí)，活塞與排放單元2b之間可能導(dǎo)致碰撞。響應(yīng)于該碰撞，連接到排放單元2b的彈性構(gòu)件1b可被壓縮，使得排放單元2b能夠與缸的一端臨時(shí)分隔開。

參照?qǐng)D2B與圖2A，其示出了關(guān)于通常的線性壓縮機(jī)的圖。詳細(xì)地，如圖2B所示，電機(jī)電壓或電機(jī)電流與活塞的行程x之間的相位差θ可在活塞到達(dá)TDC的時(shí)間點(diǎn)形成拐點(diǎn)。

而且，180°減去相位差θ得到的值可在活塞到達(dá)TDC的時(shí)間點(diǎn)形成拐點(diǎn)。相位差的余弦值cosθ可在活塞到達(dá)TDC的時(shí)間點(diǎn)形成拐點(diǎn)。另外，甚至作為與活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)相關(guān)的變量的氣體常數(shù)Kg可在活塞到達(dá)TDC的時(shí)間點(diǎn)形成拐點(diǎn)。計(jì)算氣體常數(shù)Kg的實(shí)施例將參照方程2更詳細(xì)地描述。

參照?qǐng)D2C，其示出了根據(jù)圖2A所示的活塞的行程x的變化的負(fù)載F的圖。這里，負(fù)載F被定義為在一個(gè)循環(huán)施加于活塞的壓力或力。

如圖2C所示，響應(yīng)于區(qū)域A1內(nèi)行程x的增加，死體積(dead volume)可減小，在區(qū)域A1中，活塞移動(dòng)靠近TDC。區(qū)域A1被定義為行程下的區(qū)域(under-stroke area)。

在活塞移動(dòng)經(jīng)過TDC的區(qū)域A3中，全部負(fù)載區(qū)域可響應(yīng)于行程x的增加而增加。區(qū)域A3被定義為行程上的區(qū)域(over-stroke area)。

通常的線性壓縮機(jī)的控制器可使用電流傳感器檢測(cè)電機(jī)電流，使用電壓傳感器檢測(cè)電機(jī)電壓，并基于檢測(cè)的電機(jī)電流或電機(jī)電壓估算行程x。因此，控制器可計(jì)算電機(jī)電壓或電機(jī)電流與行程x之間的相位差θ。當(dāng)相位差θ產(chǎn)生(形成)拐點(diǎn)時(shí)，控制器可判定活塞到達(dá)TDC并因此控制線性電機(jī)，使得活塞的運(yùn)動(dòng)方向被轉(zhuǎn)換。此后，線性壓縮機(jī)的控制器控制電機(jī)使得活塞不會(huì)移動(dòng)經(jīng)過TDC以防止活塞與布置在缸的一端的排放單元之間碰撞的操作被稱為“相關(guān)技術(shù)的TDC控制”。

當(dāng)執(zhí)行圖2A至圖2C中所示的線性壓縮機(jī)的相關(guān)技術(shù)的TDC控制時(shí)，活塞與排放單元之間的碰撞是不可避免的。這個(gè)碰撞導(dǎo)致噪聲產(chǎn)生。

而且，如圖1B所示，執(zhí)行相關(guān)技術(shù)的TDC控制的通常的線性壓縮機(jī)可設(shè)有具有彈性構(gòu)件的排放單元2b。也就是說，由于相關(guān)技術(shù)的TDC控制不可避免地引起活塞與排放單元2b之間碰撞，所以設(shè)置了連接到排放單元2b的一個(gè)部分的彈性構(gòu)件。排放單元2b比往復(fù)壓縮機(jī)中包括的排放單元2a更重也更貴。

為了解決那些問題，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)可包括線性電機(jī)和具有閥板的排放單元。在此情況下，對(duì)于包括具有閥板的排放單元的壓縮機(jī)，缸和閥板被固定地聯(lián)接到彼此，因此相關(guān)技術(shù)的TDC控制不能應(yīng)用。也就是說，在具有線性電機(jī)的壓縮機(jī)的相關(guān)技術(shù)的TDC控制中，如前提條件一樣，不可避免地引起排放單元與活塞之間的碰撞。因此，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的包括線性電機(jī)的壓縮機(jī)，需要與相關(guān)技術(shù)的TDC控制不同的TDC控制方法，其中閥板被固定到缸的一端。

根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)可包括壓力改變單元，用于在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)虛擬排放表面(VDS)之前改變施加于活塞的壓力的變化率，以防止活塞與排放單元碰撞。而且，線性壓縮機(jī)的控制器可檢測(cè)施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)，并基于檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)控制線性電機(jī)，以防止活塞與排放單元碰撞。

“VDS”可被定義為與排放單元的至少一部分接觸的表面。也就是說，如圖5A、圖6A和圖7A所示，VDS可形成為與排放單元的面向缸的至少一部分接觸。

詳細(xì)地，VDS可形成為與閥板、排放閥或吸入閥的至少一部分接觸。按這種方式，VDS可根據(jù)用戶的設(shè)計(jì)而不同地定義。

根據(jù)本發(fā)明的另一壓縮機(jī)可包括控制器和改變單元，該控制器使用電機(jī)電流計(jì)算活塞的行程，使用電機(jī)電流和計(jì)算的行程產(chǎn)生與活塞的位置相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，并基于產(chǎn)生的參數(shù)控制線性電機(jī)，而該改變單元在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)缸內(nèi)的VDS之前改變產(chǎn)生的參數(shù)的變化率。VDS可形成在排放單元的面向缸的至少一部分上。

根據(jù)本發(fā)明的另一壓縮機(jī)可包括：控制器，其計(jì)算電機(jī)電流與行程之間的相位差；和改變單元，在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)VDS之前改變計(jì)算的相位差的變化率。

根據(jù)本發(fā)明的另一壓縮機(jī)可包括控制器，當(dāng)活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間移動(dòng)靠近排放單元時(shí)，該控制器在活塞到達(dá)排放單元之前產(chǎn)生預(yù)定信號(hào)，以防止活塞與排放單元之間的碰撞。

根據(jù)本發(fā)明的另一壓縮機(jī)可包括控制器，該控制器使用檢測(cè)到的電機(jī)電壓或電機(jī)電流來判定活塞是否已經(jīng)過缸內(nèi)的附加體積單元的布置位置，并基于判定結(jié)果控制線性電機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的另一壓縮機(jī)可包括壓力改變單元，在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)閥板之前，該壓力改變單元改變施加于活塞的壓力或壓力的變化率。而且，根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)的控制器可檢測(cè)壓力或壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)，并基于檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)控制活塞不與閥板碰撞。

具體地，在相關(guān)技術(shù)的TDC控制中，檢測(cè)同電機(jī)電流與活塞的行程之間的相位差相關(guān)聯(lián)的變量形成拐點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)，并判定活塞是否到達(dá)TDC。然而，僅通過使用與相位差相關(guān)聯(lián)的變量難以檢測(cè)施加于活塞的壓力或壓力的變化率的改變，這通常由壓力改變單元產(chǎn)生。

因此，根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)的控制器可通過將實(shí)時(shí)檢測(cè)的電機(jī)電流和電機(jī)電壓應(yīng)用于預(yù)定的變換方程而產(chǎn)生新的參數(shù)，以便判定施加于活塞的壓力或壓力的變化率是否已被壓力改變單元改變。

同時(shí)，圖3A和圖3B示出分別涉及凹槽設(shè)置在往復(fù)壓縮機(jī)的缸的內(nèi)壁上的實(shí)施例。

相關(guān)技術(shù)的壓縮機(jī)在缸的內(nèi)壁上設(shè)有凹槽，其目的是減少活塞與缸的內(nèi)壁之間的摩擦。參照?qǐng)D3A，凹槽32可設(shè)置在往復(fù)式壓縮機(jī)中包括的缸31的內(nèi)壁上。而且，參照?qǐng)D3B，凹槽34可設(shè)置在線性壓縮機(jī)中包括的缸33的內(nèi)壁上。

這樣，設(shè)置在相關(guān)技術(shù)的壓縮機(jī)的缸中設(shè)置的凹槽32、34減少由于缸的內(nèi)壁與活塞之間產(chǎn)生的摩擦而導(dǎo)致的磨損，并允許缸和活塞的磨損顆粒被排出缸而不會(huì)在缸內(nèi)堆積。

然而，缸的內(nèi)壁上形成的用于改善相關(guān)技術(shù)的壓縮機(jī)的可靠性的凹槽的設(shè)計(jì)沒有考慮缸內(nèi)壓縮空間的死體積，這就為維持壓縮機(jī)的性能帶來了難度。而且，執(zhí)行活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但沒有考慮缸上設(shè)置排放單元的一端與凹槽之間的間隔距離，由此不能防止排放單元與活塞之間的碰撞。

因此，為防止活塞與排放單元之間的碰撞，需要壓縮機(jī)控制(下文將解釋)，即能夠檢測(cè)活塞經(jīng)過凹槽的時(shí)間點(diǎn)的壓縮機(jī)的控制方法。

在下文中，將描述解決這些問題及最終獲得的效果的本發(fā)明的構(gòu)造。

在下文中，將參照?qǐng)D2D描述，圖2D示出關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的部件的一個(gè)實(shí)施例。

圖2D是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的往復(fù)壓縮機(jī)的控制裝置的構(gòu)造的方框圖。

如圖2D所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的往復(fù)壓縮機(jī)的控制裝置可包括檢測(cè)與電機(jī)相關(guān)聯(lián)的電機(jī)電流和電機(jī)電壓的感測(cè)單元。

詳細(xì)地，如圖2D所示，感測(cè)單元可包括檢測(cè)施加于電機(jī)的電機(jī)電壓的電壓檢測(cè)器21和檢測(cè)施加于電機(jī)的電機(jī)電流的電流檢測(cè)器22。電壓檢測(cè)器21和電流檢測(cè)器22可將與檢測(cè)的電機(jī)電壓和電機(jī)電流相關(guān)的信息傳輸?shù)娇刂破?5或行程估算裝置23。

另外，參照?qǐng)D2D，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)或壓縮機(jī)的控制裝置可包括：行程估算裝置23，其基于檢測(cè)的電機(jī)電流和電機(jī)電壓以及電機(jī)參數(shù)估算行程；比較器24，比較行程估算值與行程命令值，并根據(jù)比較結(jié)果輸出這些值的差；以及控制器25，通過改變施加于電機(jī)的電壓來控制行程。

如圖2D所示的控制裝置的那些部件不是必要的，更多或更少部件可實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的控制裝置。

同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的壓縮機(jī)的控制裝置還可應(yīng)用于往復(fù)壓縮機(jī)，但是本說明書將基于線性壓縮機(jī)來描述。

此后，將描述每個(gè)部件。

電壓檢測(cè)器21用來檢測(cè)施加于電機(jī)的電機(jī)電壓。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電壓檢測(cè)器21可包括整流部和DC鏈接部。整流部可通過整流具有預(yù)定大小的電壓的AC電源而輸出DC電壓，且DC鏈接部12可包括兩個(gè)電容器。

電流檢測(cè)器22用來檢測(cè)施加于電機(jī)的電機(jī)電流。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電流檢測(cè)器22可檢測(cè)在壓縮機(jī)的電機(jī)的線圈上流動(dòng)的電流。

行程估算裝置23可使用檢測(cè)的電機(jī)電流、電機(jī)電壓和電機(jī)參數(shù)計(jì)算行程估算值，并將計(jì)算的行程估算值用于比較器24。

在此情況下，例如，行程估算裝置23可使用以下方程1來計(jì)算行程估算值。

[方程1]

這里，x表示行程，α表示電機(jī)常數(shù)或逆電動(dòng)勢(shì)(counter electromotive force)，Vm表示電機(jī)電壓，im表示電機(jī)電流，R表示電阻，L表示電感。

因此，比較器24可比較行程估算值與行程命令值，并將這些值的差信號(hào)應(yīng)用于控制器25?？刂破?5因此可通過改變施加于電機(jī)的電壓而控制行程。

也就是說，控制器25在行程估算值大于行程命令值時(shí)減小施加于電機(jī)的電機(jī)電壓，而在行程估算值小于行程命令值時(shí)增大電機(jī)電壓。

如圖2D所示，控制器25和行程估算裝置23可被構(gòu)造為單個(gè)單元。也就是說，控制器25和行程估算裝置23可對(duì)應(yīng)于單個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)。圖4A和圖4B示出根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的物理部件，以及壓縮機(jī)的控制裝置。

圖4A是根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的剖視圖，圖4B是示出根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)中包括的排放單元的部件的概念圖。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可應(yīng)用于任何類型或形狀的線性壓縮機(jī)，如果線性壓縮機(jī)的控制裝置或壓縮機(jī)控制裝置適用于其上。圖4A所示的根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)僅僅是示例性的，且本發(fā)明不限于此。

一般而言，應(yīng)用于壓縮機(jī)的電機(jī)包括具有纏繞線圈的定子和具有磁體的動(dòng)子。動(dòng)子根據(jù)纏繞線圈與磁體之間的相互作用而執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

纏繞線圈可根據(jù)電機(jī)的類型以各種形式構(gòu)造。例如，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的纏繞線圈纏繞在多個(gè)槽上，這些槽沿周向以集中或分散的方式形成在定子的內(nèi)周表面上。對(duì)于往復(fù)電機(jī)，纏繞線圈通過將線圈纏繞成環(huán)形而形成，且多個(gè)芯板沿周向被插入纏繞線圈的外周表面。

具體地，對(duì)于往復(fù)電機(jī)，纏繞線圈通過將線圈纏繞成環(huán)形而形成。因此，纏繞線圈典型地通過將線圈纏繞在由塑料材料制成的環(huán)狀線筒(robbin)形成。

如圖4A所示，往復(fù)壓縮機(jī)包括：框架120，其布置在密閉殼體110的內(nèi)部空間中，并由多個(gè)支撐彈簧161、162彈性支撐。連接到制冷循環(huán)的蒸發(fā)器(圖中未示)的吸入管111被安裝為與殼體110的內(nèi)部空間連通，與制冷循環(huán)的冷凝器(圖中未示)連接的排放管112被布置在吸入管111的一側(cè)，以與殼體110的內(nèi)部空間連通。

構(gòu)成電機(jī)單元M的往復(fù)電機(jī)130的外定子131和內(nèi)定子132被固定到框架120，執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子133插置在外定子131與內(nèi)定子132之間。與缸141(下文將解釋)一起構(gòu)成壓縮單元Cp的活塞142被聯(lián)接到往復(fù)電機(jī)130的動(dòng)子133。

缸141沿軸向布置在往復(fù)電機(jī)130的重疊的定子131、132的范圍中。缸141中形成壓縮空間CS1。在活塞142中形成供引入壓縮空間CS1的制冷劑通過的吸入通道。打開并關(guān)閉吸入通道的吸入閥143布置在吸入通道的末端。用于打開和關(guān)閉缸141的壓縮空間CS1的排放閥145布置在缸141的前表面。缸141的一個(gè)示例將參照?qǐng)D4B更詳細(xì)地描述。

參照?qǐng)D4B，根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)的排放單元可包括閥板144、排放閥145a、吸入閥145b和排放蓋146。

本發(fā)明通過將布置在相關(guān)技術(shù)的線性壓縮機(jī)中的排放單元2b(見圖1B)變?yōu)殚y板結(jié)構(gòu)，而提供使排放單元的重量減輕5kg的效果。另外，通過使排放單元的重量減輕約62倍，由于線性壓縮機(jī)的排放單元的線撞擊聲音而產(chǎn)生的噪聲能夠被顯著降低。

也就是說，形成排放單元的閥組件可包括安裝到缸的頭部(或缸的一端)的閥板144、布置在閥板144的吸入側(cè)用于打開并關(guān)閉吸入端口的吸入閥145b以及以懸臂形狀形成并布置在閥板144的排放側(cè)、用于打開和關(guān)閉排放端口的排放閥145a。

圖4B示出具有一個(gè)排放閥145a的實(shí)施例，但本發(fā)明可不限于此。排放閥145a可設(shè)置為多個(gè)，另外，排放閥145a可選地具有交叉形狀，而非懸臂形狀。

引起活塞142的共振運(yùn)動(dòng)的多個(gè)共振彈簧151、152可分別沿活塞的運(yùn)動(dòng)方向布置在活塞142的兩側(cè)。

在圖中，未解釋的附圖標(biāo)記135表示纏繞線圈，136表示磁體，137表示線筒本體，137a表示線圈安裝部，138表示線筒蓋，139表示線圈，而146表示排放蓋。

在相關(guān)技術(shù)的往復(fù)壓縮機(jī)中，當(dāng)電力被施加于往復(fù)壓縮機(jī)130的線圈135時(shí)，往復(fù)電機(jī)130的動(dòng)子133執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。聯(lián)接到動(dòng)子133的活塞142于是在缸141內(nèi)快速執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在活塞142的往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間，制冷劑通過吸入管111被引入殼體110的內(nèi)部空間。被引入殼體110的內(nèi)部空間的制冷劑于是沿活塞142的吸入通道流入活塞141的壓縮空間CS1。當(dāng)活塞142向前移動(dòng)時(shí)，制冷劑被排出壓縮空間CS1，然后通過排放管112向制冷循環(huán)的冷凝器流動(dòng)。這一系列的過程被重復(fù)執(zhí)行。

這里，外定子131通過徑向堆疊多個(gè)薄的半定子芯構(gòu)成，每個(gè)半定子芯以類似的形狀形成，以沿左右方向，在纏繞線圈135的左右兩側(cè)對(duì)稱。

圖5A示出關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的一個(gè)實(shí)施例。另外，圖5B和圖5C是示出根據(jù)圖5A所示的TDC控制的用于TDC控制的各種參數(shù)的圖。

如圖5A所示，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)可包括在缸502內(nèi)執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞503，和布置在缸502的一端以調(diào)整缸502內(nèi)壓縮的制冷劑的排放的排放單元501。

詳細(xì)地，根據(jù)該實(shí)施例的壓縮機(jī)中包括的排放單元501可設(shè)有閥板。閥板可固定到缸502的一端。供缸502中壓縮的流體流經(jīng)的至少一個(gè)開口可穿過閥板而形成。另外，閥板可設(shè)有吸入閥511和排放閥521。

也就是說，與圖1B所示的通常的線性壓縮機(jī)的排放單元5b不同，根據(jù)圖5A所示的實(shí)施例的壓縮機(jī)的排放單元501可構(gòu)造為閥板。以處于傳統(tǒng)往復(fù)壓縮機(jī)的閥板形狀的排放單元比圖1B中所示的排放單元更輕，并且比圖1B所示的排放單元的制造成本更低。詳細(xì)地，圖1B所示的線性壓縮機(jī)的排放單元被構(gòu)造為PEK值結(jié)構(gòu)，然而根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)的排放單元被構(gòu)造為閥板，以便提供降低壓縮機(jī)的制作成本的效果。更具體地，與PEK閥結(jié)構(gòu)相比，閥板結(jié)構(gòu)能夠使每個(gè)排放單元的成本降低大約1000韓元。

另外，被構(gòu)造為閥板的排放單元的重量比構(gòu)造為PEK閥的排放單元更輕。因此，由于排放單元關(guān)閉時(shí)排放單元與缸之間的撞擊聲音(相撞聲音)產(chǎn)生的噪聲能被降低。這可導(dǎo)致減小覆蓋壓縮機(jī)的殼體的厚度并簡(jiǎn)化排放蓋的材料。也就是說，根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)中的降噪結(jié)構(gòu)(例如殼體和消音器)能被簡(jiǎn)化，由此比相關(guān)技術(shù)的線性壓縮機(jī)減少更多制造成本。

同時(shí)，如圖5A所示，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的排放單元固定到缸502的一端。因此，當(dāng)執(zhí)行圖1B和圖1C中所示的相關(guān)技術(shù)的TDC控制時(shí)，線性壓縮機(jī)的穩(wěn)定性由于活塞503與排放單元之間的碰撞而降低。

也就是說，執(zhí)行相關(guān)技術(shù)的TDC控制的線性壓縮機(jī)使用了具有彈性構(gòu)件的排放單元。因此，活塞的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過將排放單元與活塞之間的碰撞時(shí)間點(diǎn)確定為活塞的TDC到達(dá)時(shí)間點(diǎn)而控制。然而，在根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)中，與通常的線性壓縮機(jī)不同，處于閥板的形狀的排放單元被固定到缸502的一端。因此，當(dāng)執(zhí)行相關(guān)技術(shù)的TDC控制時(shí)，由于活塞503與排放單元之間碰撞可產(chǎn)生噪聲，壓縮機(jī)的操作穩(wěn)定性可降低，活塞503和排放單元的磨損可發(fā)生。

因此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N壓縮機(jī)及其控制方法，該壓縮機(jī)能夠防止活塞與排放單元之間碰撞，在線性壓縮機(jī)中具有閥板的形狀的排放單元。

參考圖5A，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)可包括壓力改變單元504，在活塞503在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)VDS之前，壓力改變單元504改變施加于活塞的壓力的變化率，以防止活塞503與排放單元碰撞。

也就是說，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)可包括壓力改變單元504，在活塞503在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)閥板之前，壓力改變單元504改變施加于活塞503的壓力的變化率。

詳細(xì)地，如圖5A所示，壓力改變單元504可包括設(shè)置在缸內(nèi)的凹槽。而且，壓力改變單元504可布置在與缸502的具有閥板的一端間隔開預(yù)定距離D1的位置處。

同時(shí)，與圖3A和圖3B所示的相關(guān)技術(shù)的壓縮機(jī)的缸中形成的凹槽不同，在活塞到達(dá)VDS之前，圖5A所示的壓力改變單元504可相關(guān)地改變施加于活塞的壓力或壓力的變化率，使得壓縮機(jī)的控制器可檢測(cè)到該壓力或壓力的變化率。另外，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的控制器可基于壓力改變單元504與VDS之間的距離控制線性電機(jī)。

盡管圖5A中未示，但是壓力改變單元504可包括形成在缸內(nèi)的凹凸部。例如，凹凸部可連接到彈性構(gòu)件。當(dāng)活塞移動(dòng)經(jīng)過凹凸部的布置位置時(shí)，施加于活塞的壓力或壓力的變化率可改變。

盡管圖5A中未示，但是壓力改變單元504還可包括形成在缸的一端上形成的階梯部。例如，階梯部可形成在缸的H表面上。

同時(shí)，圖5A所示的壓力改變單元504具有凹槽的形狀，但是根據(jù)本發(fā)明的壓力改變單元可不限于此。根據(jù)本發(fā)明的壓力改變單元可實(shí)施為各種類型和形狀，只要其能在活塞503向缸502內(nèi)的閥板移動(dòng)的同時(shí)，在活塞503到達(dá)VDS之前，改變施加于活塞503的壓力或壓力的變化率。

也就是說，在活塞503移動(dòng)經(jīng)過壓力改變單元之前施加于活塞的壓力或壓力的變化率不同于移動(dòng)經(jīng)過壓力改變單元之后直到活塞到達(dá)VDS之前施加于活塞的壓力或壓力的變化率。

另外，壓力改變單元504應(yīng)以制冷劑的壓縮率或壓縮機(jī)的操作效率不能受影實(shí)質(zhì)響的方式設(shè)計(jì)，即使壓力改變單元504在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間的特定時(shí)間點(diǎn)改變施加于活塞的壓力或壓力的變化率。

同時(shí)，被壓力改變單元504改變的壓力或壓力的變化率應(yīng)足夠高，以被壓縮機(jī)的控制器檢測(cè)到。也就是說，壓縮機(jī)的控制器可檢測(cè)活塞經(jīng)過缸內(nèi)設(shè)置壓力改變單元504的位置的時(shí)間點(diǎn)，或壓力改變單元504改變施加于活塞的壓力或壓力變化率的時(shí)間點(diǎn)。

參照?qǐng)D5A，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的活塞503可響應(yīng)于缸502內(nèi)驅(qū)動(dòng)的線性電機(jī)，按①到④的順序執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

活塞503可從下止點(diǎn)(BDC)移動(dòng)靠近TDC(①)。在此情況下，施加于活塞503的壓力的變化率可維持。

當(dāng)活塞503與壓力改變單元504接觸時(shí)(②)，控制器可確定施加于活塞的壓力或壓力變化率改變。而且，當(dāng)活塞503經(jīng)過壓力改變單元504時(shí)(③)，控制器可確定施加于活塞的壓力或壓力變化率改變。

在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)活塞503接觸排放單元501時(shí)(④)，控制器可控制線性電機(jī)，以轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。

在另一實(shí)施例中，控制器可控制線性電機(jī)，以在活塞503與排放單元501接觸之前轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。在另一實(shí)施例中，控制器可在活塞503到達(dá)VDS之前控制線性電機(jī)以轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。因此，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)能夠防止活塞503與排放單元501之間碰撞。

同時(shí)，VDS可由排放單元501和缸502限定。也就是說，VDS可形成在排放單元501的面向缸502的至少一部分上。

詳細(xì)地，第一VDS VDS1可形成在排放單元501的與吸入閥511的一部分接觸的表面。在此情況下，吸入閥511的該部分可以是位于缸502中的部分。

而且，第二VDS VDS2可形成在一個(gè)表面，在此表面處，排放單元501的閥板的一個(gè)表面與缸的一端彼此接觸。另外，第三VDS VDS3也可形成在排放單元501的閥板的另一表面。

根據(jù)用戶的設(shè)定，在第一到第三VDS VDS1、VDS2和VDS3之一的基礎(chǔ)上，控制器可控制線性電機(jī)，使得活塞503不會(huì)碰撞排放單元501。

同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的壓縮機(jī)可包括控制器，該控制器使用電機(jī)電流計(jì)算活塞的行程，使用電機(jī)電流和計(jì)算的參數(shù)產(chǎn)生與活塞的位置相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，并基于產(chǎn)生的參數(shù)控制線性電機(jī)。另外，壓縮機(jī)可包括在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)缸中的VDS之前改變產(chǎn)生的參數(shù)的變化率的改變單元。

而且，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的壓縮機(jī)可包括控制器，控制器計(jì)算電機(jī)電流與計(jì)算的行程之間的相位差，并基于計(jì)算的相位差控制線性電機(jī)。控制器可還包括在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)VDS之前，改變計(jì)算的相位差的變化率的改變單元。改變單元可與壓力改變單元504相同或不同。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的壓縮機(jī)的控制器可當(dāng)活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間移動(dòng)靠近排放單元時(shí)，在活塞到達(dá)排放單元之前，產(chǎn)生預(yù)定信號(hào)，以便防止活塞與排放單元之間的碰撞。在此情況下，控制器可使用檢測(cè)的電機(jī)電壓和電機(jī)電流產(chǎn)生預(yù)定信號(hào)。

而且，基于預(yù)定信號(hào)產(chǎn)生時(shí)間點(diǎn)，控制器可決定在活塞移動(dòng)靠近排放單元時(shí)活塞與排放單元間隔開預(yù)定距離。

因此，在從預(yù)定信號(hào)的產(chǎn)生時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間間隔后，控制器可控制線性電機(jī)，以轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的壓縮機(jī)可包括附加體積單元，該附加體積單元布置在缸內(nèi)，以防止活塞與排放單元之間碰撞。在此情況下，控制器可判定活塞是否已經(jīng)過缸內(nèi)的附加體積單元的布置位置，并基于判定結(jié)果控制線性電機(jī)。

參照?qǐng)D5A，缸的壓縮空間可包括由排放單元和與缸的內(nèi)壁的至少一部分接觸的表面形成的第一體積，以及由附加體積單元形成的第二體積。

附加體積單元可改變活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間經(jīng)過缸內(nèi)設(shè)置附加體積單元的位置時(shí)施加于活塞的負(fù)載。

因此，在從活塞經(jīng)過缸內(nèi)設(shè)置附加體積單元的位置的時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間間隔后，控制器可控制線性電機(jī)，以轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。

在一個(gè)示例中，附加體積單元可由壓力改變單元504中包括的凹槽限定。

圖5B示出隨著圖5A所示的活塞按①到④的順序執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)而改變的負(fù)載F和氣體常數(shù)Kg的圖。

如圖5B所示，控制器可基于電機(jī)電流與電機(jī)電壓計(jì)算活塞的行程?？刂破骺墒褂秒姍C(jī)電流、電機(jī)電壓和計(jì)算的行程產(chǎn)生與活塞的運(yùn)動(dòng)或位置相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。另外，控制器可基于產(chǎn)生的參數(shù)控制線性電機(jī)。

在此情況下，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)可包括改變單元(圖中未示)，在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)缸內(nèi)的VDS之前，改變單元改變產(chǎn)生的參數(shù)的變化率。

另外，參數(shù)可包括施加于活塞的壓力、同電機(jī)電流與行程之間的相位差相關(guān)聯(lián)的變量、同電機(jī)電壓與行程之間的相位差相關(guān)聯(lián)的變量、以及與活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的氣體常數(shù)Kg中的至少一個(gè)。

也就是說，控制器可檢測(cè)負(fù)載F或氣體常數(shù)Kg，并檢測(cè)活塞到達(dá)VDS之前負(fù)載F或氣體常數(shù)Kg的變化率的改變。

另外，控制器可檢測(cè)參數(shù)的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)，并基于檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)控制線性電機(jī)，使得活塞不能到達(dá)VDS或移動(dòng)經(jīng)過VDS。

詳細(xì)地，當(dāng)活塞503接觸壓力改變單元504時(shí)(②)，控制器可檢測(cè)負(fù)載F或氣體常數(shù)Kg的變化率的改變。在此情況下，負(fù)載F被定義為每個(gè)循環(huán)施加于活塞的壓力或力。

盡管圖5B中未示，當(dāng)活塞503與壓力改變單元504接觸時(shí)(②)，控制器可檢測(cè)同電流與行程之間的相位差關(guān)聯(lián)的變量或者同電壓與行程之間的相位差關(guān)聯(lián)的變量的變化率的改變。例如，與相位差θ相關(guān)聯(lián)的變量包括通過從180°減去相位差θ得到的值，或余弦值Cosθ(見圖2B)。

而且，圖5C是示出行程x和氣體常數(shù)Kg隨時(shí)間(t)變化的圖。

如圖5C所示，當(dāng)活塞503與壓力改變單元504接觸時(shí)(②)氣體常數(shù)Kg的改變可大于當(dāng)活塞經(jīng)過壓力改變單元時(shí)(③)氣體常數(shù)Kg的改變。

另外，在活塞503經(jīng)過對(duì)應(yīng)于壓力改變單元504的一端的第一位置或?qū)?yīng)于壓力改變單元504的另一端的第二位置時(shí)，控制器可決定施加于活塞的壓力或壓力的變化率的改變。

在一個(gè)實(shí)施例中，控制器可檢測(cè)施加于活塞的壓力的變化率的改變，并基于檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)控制線性電機(jī)以防止活塞到達(dá)VDS。

詳細(xì)地，控制器可在施加到活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)，控制線性電機(jī)以轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向，或從檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間間隔后，控制線性電機(jī)以轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。

控制器可實(shí)時(shí)計(jì)算活塞的行程，并基于計(jì)算的行程檢測(cè)施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。在此情況下，控制器可確定計(jì)算的行程的變化率的改變大于預(yù)定值的時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)于施加到活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。

而且，控制器可實(shí)時(shí)地計(jì)算活塞的行程與電機(jī)電壓之間的相位差，并基于計(jì)算的相位差檢測(cè)施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。在此情況下，控制器可確定計(jì)算的相位差的變化率的改變大于預(yù)定值的時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)于施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。

而且，控制器可實(shí)時(shí)地計(jì)算活塞的行程與電機(jī)電壓之間的相位差，并基于計(jì)算的相位差檢測(cè)施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。在此情況下，控制器可確定計(jì)算的相位差的變化率的改變大于預(yù)定值的時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)于施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。

同時(shí)，預(yù)定值可根據(jù)線性電機(jī)的輸出而改變。例如，當(dāng)電機(jī)的輸出增大時(shí)，控制器可將預(yù)定值重新設(shè)定為較小的值。

盡管未示出，但是根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)還可包括輸入單元，該輸入單元接收與預(yù)定時(shí)間間隔相關(guān)聯(lián)的用戶輸入?？刂破骺苫趹?yīng)用的用戶輸入而重新設(shè)定時(shí)間間隔。

同時(shí)，控制器可基于與電機(jī)電流、電機(jī)電壓和行程關(guān)聯(lián)的信息，判定活塞是否已移動(dòng)經(jīng)過VDS。在此情況下，當(dāng)判定活塞已移動(dòng)經(jīng)過VDS后，控制器可改變預(yù)定時(shí)間間隔。

例如，控制器可在判定活塞已移動(dòng)經(jīng)過VDS時(shí)縮短預(yù)定時(shí)間間隔。

而且，控制器可基于與電機(jī)電流、電機(jī)電壓和行程關(guān)聯(lián)的信息，判定活塞與閥板之間的碰撞是否發(fā)生。在此情況下，控制器可在判定活塞與閥板之間已發(fā)生碰撞時(shí)改變預(yù)定時(shí)間間隔。

例如，控制器可在判定活塞已移動(dòng)經(jīng)過VDS時(shí)縮短預(yù)定時(shí)間間隔。

另外，根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)可包括在活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間存儲(chǔ)關(guān)于電機(jī)電流、電機(jī)電壓和行程的信息的存儲(chǔ)器。詳細(xì)地，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)關(guān)于時(shí)間間隔改變的信息，在此時(shí)間間隔內(nèi)，活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)期被重復(fù)預(yù)定次數(shù)。

因此，使用關(guān)于電機(jī)電壓、電機(jī)電流和行程的改變歷史的信息，控制器可判定活塞是否與閥板碰撞。

控制器可實(shí)時(shí)計(jì)算活塞的行程，并基于計(jì)算的行程檢測(cè)施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。在此情況下，控制器可確定計(jì)算的行程的變化率的改變大于預(yù)定值的時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)于施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。

而且，控制器可實(shí)時(shí)計(jì)算行程與電機(jī)電流之間的相位差，并基于計(jì)算的相位差檢測(cè)施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。在此情況下，控制器可確定計(jì)算的相位差的變化率的改變大于預(yù)定值的時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)于施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。

例如，在施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)，控制器可檢測(cè)相位差的變化率從正(+)值變?yōu)樨?fù)(﹣)值的時(shí)間點(diǎn)。作為另一實(shí)施例，在施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)，控制器可檢測(cè)相位差的變化率從負(fù)(﹣)值變?yōu)檎?﹢)值的時(shí)間點(diǎn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，排放單元501可布置在缸502的一端。壓力改變單元504可布置在缸的布置排放單元的一端與缸的另一端之間。詳細(xì)地，壓力改變單元504可布置在缸502的具有排放單元501的一端與缸的中心部之間。也就是說，壓力改變單元504可位于鄰近缸內(nèi)布置排放單元的一端的位置。

圖6A示出關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的另一實(shí)施例。而且，圖6B示出用于控制根據(jù)圖6A所示的實(shí)施例的壓縮機(jī)的各種參數(shù)的改變的圖。

如圖6A所示，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的壓縮機(jī)可包括壓力改變單元601，在活塞503在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)改變單元501之前，壓力改變單元601改變施加于活塞503的壓力的變化率。

詳細(xì)地，如圖6A所示，壓力改變單元601可包括缸內(nèi)形成的凹槽。而且，壓力改變單元601可由排放單元501和缸502的一端形成。

如圖6A所示，根據(jù)該實(shí)施例的壓力改變單元601可包括在缸502的一端形成的凹槽。因此，當(dāng)活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間進(jìn)入壓力改變單元601時(shí)(②)，控制器可檢測(cè)施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變。

同時(shí)，與參照?qǐng)D3A和圖3B描述的相關(guān)技術(shù)的壓縮機(jī)的缸內(nèi)形成的凹槽不同，在活塞到達(dá)VDS之前，圖6A所示的壓力改變單元601可相應(yīng)地改變施加于活塞的壓力或壓力的變化率，使得壓縮機(jī)的控制器可檢測(cè)到該壓力或壓力的變化率。另外，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的控制器可基于壓力改變單元601與第四VDS VDS4之間的距離D3而控制線性電機(jī)。在此情況下，第四VDS VDS4可位于缸502的一端形成的表面上。

圖6A未示出排放單元501的吸入閥和排放閥，但是這僅是為了幫助理解本發(fā)明。因此，通過使用設(shè)置在缸的布置排放單元的一端上的壓力改變單元601，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的控制器可控制線性電機(jī)，使得活塞503不能到達(dá)第一到第四VDS VDS1、VDS2、VDS3和VDS4。

圖6B示出隨著圖6A所示的活塞按①到③的順序執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)而改變的負(fù)載F和氣體常數(shù)Kg的圖。

如圖6B所示，控制器可基于電機(jī)電流或電機(jī)電壓計(jì)算負(fù)載F或氣體常數(shù)Kg，并檢測(cè)在活塞到達(dá)VDS之前，負(fù)載F或氣體常數(shù)Kg的變化率改變。

詳細(xì)地，在活塞503到達(dá)VDS之前進(jìn)入壓力改變單元601時(shí)(②)，控制器可檢測(cè)負(fù)載F或氣體常數(shù)Kg的變化率改變。

在一個(gè)實(shí)施例中，壓力改變單元601可包括由排放單元和缸的一端形成的凹槽。

圖7A示出關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的另一實(shí)施例。而且，圖7B示出用于控制根據(jù)圖7A所示的實(shí)施例的各種參數(shù)的變化的圖。

參照?qǐng)D7A，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的壓縮機(jī)可包括壓力改變單元711，在活塞503在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)排放單元701之前，壓力改變單元711改變施加于活塞503的壓力的變化率。

詳細(xì)地，如圖7A所示，壓力改變單元711可包括由排放單元701和缸502的一端形成的凹槽。而且，壓力改變單元711可包括在缸外部的排放單元701的閥板上形成的凹槽。

也就是說，參照?qǐng)D7A，根據(jù)該實(shí)施例的壓力改變單元711包括由缸502的一端的外周表面與閥板形成的凹槽。因此，當(dāng)活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間移動(dòng)到壓力改變單元701時(shí)(②)，控制器可檢測(cè)施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變。

在活塞到達(dá)VDS之前，圖7A所示的壓力改變單元711可相應(yīng)地改變施加于活塞的壓力或壓力的變化率，使得壓縮機(jī)的控制器可檢測(cè)出該壓力或壓力的變化率。另外，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的控制器可基于缸的一端與第五VDS VDS5之間的距離D4控制線性電機(jī)。在此情況下，第五VDS VDS5可位于由吸入閥的一個(gè)表面形成的表面上。

同時(shí)，通過使用在缸的布置排放單元的一端形成的壓力改變單元711，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的控制器可控制線性電機(jī)，以防止活塞503到達(dá)第一到第五VDS VDS1、VDS2、VDS3、VDS4和VDS5。

圖7B示出隨著活塞按圖7A中①到③的順序執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)而改變的負(fù)載F和氣體常數(shù)Kg的圖。

如圖7B所示，控制器可基于電機(jī)電流或電機(jī)電壓計(jì)算負(fù)載F或氣體常數(shù)Kg，并當(dāng)活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間移動(dòng)靠近排放單元時(shí)，在活塞到達(dá)排放單元之前檢測(cè)負(fù)載F或氣體常數(shù)Kg的變化率改變，以便防止活塞與排放單元碰撞。

詳細(xì)地，在活塞503到達(dá)VDS之前移動(dòng)到壓力改變單元711時(shí)(②)，控制器可檢測(cè)負(fù)載F或氣體常數(shù)Kg的變化率改變。

圖8A到圖8C是示出根據(jù)圖5A、圖6A和圖7A所示的活塞的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)施例，用于基于時(shí)間控制壓縮機(jī)的各種參數(shù)隨時(shí)間變化的圖。

如圖8A所示，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的控制器可通過使用檢測(cè)的電機(jī)電流、電機(jī)電壓和估算的行程，來實(shí)時(shí)計(jì)算與活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的氣體常數(shù)Kg。

詳細(xì)地，控制器可使用以下方程2計(jì)算氣體常數(shù)Kg。

[方程2]

這里，I(jw)表示一個(gè)循環(huán)中電流的峰值，X(jw)表示一個(gè)循環(huán)中行程的峰值，α表示電機(jī)常數(shù)或逆電動(dòng)勢(shì)，θi,x表示電流與行程之間的相位差，m表示活塞的移動(dòng)質(zhì)量，w表示電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，Km表示機(jī)械彈簧常數(shù)。

而且，由以上方程得到關(guān)于氣體常數(shù)Kg的方程3。

[方程3]

也就是說，計(jì)算的氣體常數(shù)Kg可與電機(jī)電流與行程之間的相位差成比例。

因此，控制器可基于計(jì)算的氣體常數(shù)Kg，檢測(cè)施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。也就是說，控制器可實(shí)時(shí)檢測(cè)氣體常數(shù)Kg，并基于計(jì)算的氣體常數(shù)Kg檢測(cè)施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)Tc。在此情況下，控制器可確定計(jì)算的氣體常數(shù)Kg的變化率的改變大于預(yù)定值(801)的時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)于施加于活塞的壓力或壓力變化率改變的時(shí)間點(diǎn)Tc。

然而，參照?qǐng)D8A，通過壓力改變單元僅基于氣體常數(shù)Kg的改變，難以檢測(cè)施加于活塞的壓力或壓力變化率改變的時(shí)間點(diǎn)Tc。也就是說，在相關(guān)技術(shù)的TDC控制中，線性壓縮機(jī)的控制器判定氣體常數(shù)Kg的拐點(diǎn)是否形成，并使用判定結(jié)果作為判定活塞是否到達(dá)TDC的基礎(chǔ)。然而，如圖8A所示，在壓力或壓力變化率改變的時(shí)間點(diǎn)Tc之前或之后，氣體常數(shù)Kg的變化可能不夠大，從而不能被控制器檢測(cè)到。

因此，參照?qǐng)D8A，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的控制器可使用估算的行程、檢測(cè)的電機(jī)電流和檢測(cè)的電機(jī)電壓，計(jì)算與活塞的運(yùn)動(dòng)或位置相關(guān)聯(lián)的參數(shù)Kg’。在此情況下，在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)VDS之前，計(jì)算的參數(shù)可形成拐點(diǎn)802。

也就是說，使用行程、電機(jī)電流或電機(jī)電壓中的至少一個(gè)以及預(yù)定變換方程，控制器可計(jì)算在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)VDS之前形成拐點(diǎn)的參數(shù)。

另外，控制器可基于計(jì)算的參數(shù)形成拐點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)來控制電機(jī)。

根據(jù)該控制方法，甚至不使用單獨(dú)的傳感器，用于防止線性壓縮機(jī)的活塞與排放單元之間碰撞的TDC控制也能有效實(shí)行。

詳細(xì)地，根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)及其控制裝置可包括用于存儲(chǔ)關(guān)于計(jì)算參數(shù)的至少一個(gè)變換方程的信息的存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器可布置在控制器自身中，或與控制器分離地安裝在壓縮機(jī)中。

另外，控制器可使用關(guān)于存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的變換方程的信息和估算的行程值，實(shí)時(shí)計(jì)算與活塞的運(yùn)動(dòng)或位置相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。

例如，通過變換方程計(jì)算的參數(shù)可形成在活塞到達(dá)VDS之前施加于活塞的壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)的拐點(diǎn)。

參照?qǐng)D8A，變換方程的一個(gè)示例可以是K'g＝α-X。這里，K'g可表示計(jì)算的參數(shù)，X可表示估算的行程，而α可表示預(yù)定常數(shù)。數(shù)字25可在一個(gè)示例中代替α?？刂破骺赏ㄟ^使用方程計(jì)算參數(shù)K'g，參數(shù)K'g在施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)形成拐點(diǎn)。

而且，如圖8B所示，由變換方程K'g＝α-X計(jì)算的參數(shù)K'g可在活塞到達(dá)VDS之前形成多個(gè)拐點(diǎn)。

計(jì)算圖8C中所示的參數(shù)K”g的變換方程的一個(gè)示例可以是K”g＝F/√β*X。這里，K”g可表示計(jì)算的參數(shù)，X可表示估算的參數(shù)，β可表示預(yù)定常數(shù)?？刂破骺赏ㄟ^使用方程計(jì)算參數(shù)K”g，參數(shù)K”g在施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)的形成拐點(diǎn)。

因此，控制器可基于計(jì)算的參數(shù)K'g或參數(shù)K”g，計(jì)算施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。也就是說，控制器可實(shí)時(shí)計(jì)算參數(shù)K'g或參數(shù)K”g，并基于計(jì)算的參數(shù)K'g或參數(shù)K”g，檢測(cè)施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。在此情況下，控制器可確定計(jì)算的參數(shù)K'g或參數(shù)K”g的變化率的改變大于的預(yù)定值時(shí)間點(diǎn)(圖中未示)對(duì)應(yīng)于施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)。例如，施加于活塞的壓力或壓力變化率的時(shí)間點(diǎn)可對(duì)應(yīng)于參數(shù)K'g或參數(shù)K”g形成拐點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)Tc。

而且，在關(guān)于多個(gè)變換方程的信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中時(shí)，控制器可比較通過多個(gè)變換方程變換的多個(gè)控制變量，并基于比較結(jié)果驅(qū)動(dòng)電機(jī)。例如，當(dāng)多個(gè)變換方程變換的多個(gè)控制變量中的至少一個(gè)形成拐點(diǎn)時(shí)，控制器可驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。

另外，控制器可檢測(cè)形成計(jì)算的參數(shù)的拐點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)Tc，并基于檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)Tc控制電機(jī)，以防止活塞與閥板碰撞。

詳細(xì)地，從檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)Tc經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間間隔后，控制器可控制電機(jī)，以轉(zhuǎn)換活塞的運(yùn)動(dòng)方向。這里，預(yù)定的時(shí)間間隔可由用戶改變。

而且，控制器可實(shí)時(shí)檢測(cè)計(jì)算的參數(shù)的變化率，并確定檢測(cè)的變化率的改變大于預(yù)定值的時(shí)間點(diǎn)(圖中未示)對(duì)應(yīng)于拐點(diǎn)的形成時(shí)間點(diǎn)Tc。

圖9是示出與控制根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的參數(shù)相關(guān)的趨勢(shì)線的圖。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的控制器可使用電機(jī)電流、電機(jī)電壓或估算的行程，計(jì)算關(guān)于活塞的運(yùn)動(dòng)或位置的氣體常數(shù)Kg。

然而，在預(yù)定時(shí)期測(cè)量電機(jī)電流和電機(jī)電壓，測(cè)量的電機(jī)電流和電機(jī)電壓不以恒定的斜率改變。因此，控制器可產(chǎn)生參數(shù)的趨勢(shì)線。

類似地，如圖9所示，觀察氣體常數(shù)Kg的測(cè)量值901隨時(shí)間的變化，變化率頻繁地改變，并且形成拐點(diǎn)。因此，不適合用于壓縮機(jī)控制。

因此，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的控制器可產(chǎn)生關(guān)于氣體常數(shù)Kg的趨勢(shì)線902，并基于趨勢(shì)線信息來控制線性電機(jī)。

而且，控制器可基于檢測(cè)的電機(jī)電流計(jì)算與活塞的位置相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，產(chǎn)生與計(jì)算的參數(shù)相關(guān)聯(lián)的趨勢(shì)線，并基于趨勢(shì)線信息控制線性電機(jī)。這里，趨勢(shì)線的斜率在活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間到達(dá)VDS之前可改變。

圖10A示出根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的壓力改變單元504的一個(gè)實(shí)施例。

詳細(xì)地，壓力改變單元504可布置在缸的上止點(diǎn)(TDC)與下止點(diǎn)(BDC)之間。

壓力改變單元504可包括缸內(nèi)形成的凹槽。如圖10A所示，凹槽的一端可位于與缸的一端或缸的VDS分隔開第一距離r1的位置處。凹槽的寬度可為第二距離r2。凹槽的深度可為第三距離r3。

例如，第一距離可包括在1.5mm到3mm的范圍內(nèi)。在另一示例中，第三距離可包括在2mm到4mm的范圍內(nèi)。在另一示例中，第二距離可包括在0.3mm到0.4mm的范圍內(nèi)。

存儲(chǔ)器可包括關(guān)于凹槽的信息。在此情況下，控制器可檢測(cè)施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)，并基于存儲(chǔ)的關(guān)于凹槽的信息來控制電機(jī)以防止活塞到達(dá)VDS。例如，關(guān)于凹槽的信息可包括關(guān)于凹槽的寬度的信息、關(guān)于凹槽的深度的信息和關(guān)于凹槽的一端與VDS之間的距離的信息中的至少一個(gè)。

此后，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的壓力改變單元601的一個(gè)實(shí)施例將參照?qǐng)D10B描述。

參照?qǐng)D10B，壓力改變單元601可設(shè)置在缸的一端。也就是說，壓力改變單元601可接觸閥板或排放單元。

如圖10B所示，壓力改變單元601可包括形成在缸的一個(gè)端部的凹槽。在此情況下，在缸的一個(gè)端部形成的凹槽的寬度可為第六距離r6。凹槽的深度可為第五距離r5。

存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)關(guān)于凹槽的第五距離r5和第六距離r6的信息。而且，存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)關(guān)于第四距離r4的信息，當(dāng)排放單元設(shè)有吸入閥時(shí)，吸入閥的一個(gè)表面從閥板延伸該第四距離r4。在此情況下，控制器可檢測(cè)施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)，并基于存儲(chǔ)的關(guān)于凹槽的信息，控制電機(jī)，以防止活塞到達(dá)VDS。

此后，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的壓力改變單元711的一個(gè)實(shí)施例將參照?qǐng)D10C描述。

參照?qǐng)D10C，壓力改變單元711可由缸外部的排放單元形成。也就是說，壓力改變單元711可由缸的同排放單元接觸的表面與排放單元的同缸接觸的表面之間的面積差形成。

如圖10C所示，壓力改變單元711可包括從排放單元與缸之間的接觸表面形成到排放單元的一個(gè)表面的凹槽。在此情況下，凹槽的寬度可以是第七距離r7。凹槽的深度可以是第八距離r8。

存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)關(guān)于凹槽的第七距離r7和第八距離r8的信息。而且，存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)關(guān)于第四距離r4的信息，當(dāng)排放單元設(shè)有吸入閥時(shí)，吸入閥的一個(gè)表面從閥板延伸第四距離r4。在此情況下，控制器可檢測(cè)施加于活塞的壓力或壓力的變化率改變的時(shí)間點(diǎn)，并基于存儲(chǔ)的關(guān)于凹槽的信息，控制電機(jī)，以防止活塞到達(dá)VDS。

在根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)及其控制方法中，能夠防止活塞與排放閥之間的碰撞，以便降低線性壓縮機(jī)中產(chǎn)生的噪聲。而且，防止活塞與排放閥之間碰撞可減少由于碰撞引起的活塞與排放閥的磨損，由此延長(zhǎng)了線性壓縮機(jī)的機(jī)構(gòu)和部件的壽命。

而且，在根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)及其控制方法中，排放閥的制造成本可降低，因此線性壓縮機(jī)的制造成本可降低。

另外，在根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)及其控制方法中，甚至不增加單獨(dú)的傳感器，就能同時(shí)達(dá)到降噪和高效的操作。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能夠在本發(fā)明中做出各種更改和變型。因此，本發(fā)明旨在覆蓋落在隨附權(quán)利要求書及其等價(jià)物的范圍內(nèi)關(guān)于本發(fā)明的各種更改和變型。