(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン及びバルブを有するリニア圧縮機の制御装置において、
前記リニア圧縮機に供給される電流を検出する電流検出部と、
最大ストローク点認識用の第１基準変化率および衝突点認識用の第２基準変化率と前記電流検出部が検出した電流の変化率との比較によって前記リニア圧縮機のピストンとバルブ間の衝突が発生するかを判断し、衝突が発生すると、前記リニア圧縮機のストロークを制御する制御部と、
前記制御部の制御に応じて前記リニア圧縮機のストロークを調整する圧縮機駆動部とを含み、
前記第１基準変化率および前記第２基準変化率は該リニア圧縮機の現在の負荷に基づいて設定されることを特徴とするリニア圧縮機の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は前記電流検出部により検出された電流変化率によって前記圧縮機駆動部を制御することにより、前記リニア圧縮機に供給される電源の通電角を制御することを特徴とする請求項１記載のリニア圧縮機の制御装置。
【請求項３】
リニア圧縮機の制御方法において、
現在の負荷によって最大ストローク点認識用の第１基準変化率および衝突点認識用の第２基準変化率を予め設定する段階と、
前記負荷の変動によって前記リニア圧縮機のストロークを選択的に加減する段階と、
前記第１基準変化率および前記第２基準変化率と前記リニア圧縮機に供給される電流の変化率との比較によってストロークを制御する段階とを含むことを特徴とするリニア圧縮機の制御方法。
【請求項４】
前記ストロークを選択的に加減する段階は、前記負荷が増加するとストロークを増加させ、前記負荷が減少するとストロークを減少させるように行われることを特徴とする請求項３記載のリニア圧縮機の制御方法。
【請求項５】
前記ストロークを制御する段階は、
前記電流変化率が前もって設定された第１基準変化率より大きいかを判断する段階と、
前記電流変化率が前記前もって設定された第１基準変化率より大きい場合、前記電流変化率が第２基準変化率以上であるかを判断する段階と、
前記電流変化率が前記前もって設定された第２基準変化率以上であると、衝突通電角、最大通電角及び定格通電角を設定して衝突点を認識し、前記リニア圧縮機のストロークを減少させる段階と、
前記電流変化率が前記前もって設定された第２基準変化率以上でないと、前記リニア圧縮機のストロークを減少させる段階とを含むことを特徴とする請求項３記載のリニア圧縮機の制御方法。
【請求項６】
前記ストロークを制御する段階は、
前記電流変化率が前もって設定された第１基準変化率と同一であると、前記リニア圧縮機の現在ストロークを最大ストロークと設定する段階と、
前記電流変化率が前記第１基準変化率より小さいと、前記リニア圧縮機の現在の運転を維持する段階とを含むことを特徴とする請求項３記載のリニア圧縮機の制御方法。
【請求項７】
前記制御装置は、
入力データに応じて前もって設定された通電角データなどの前もって設定されたデータを格納する第１格納部と、
再設定されたデータを格納する第２格納部とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のリニア圧縮機の制御装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記リニア圧縮機に供給される電圧を検出する電圧検出部をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のリニア圧縮機の制御装置。
【請求項９】
前記負荷は冷蔵庫のドアの開閉、冷蔵庫内の飲食物投入量、冷蔵庫内設定温度、及び外気温度によって設定されることを特徴とする請求項６記載のリニア圧縮機の制御方法。
【請求項１０】
前記ストロークを制御する段階は、
前記電流変化率が前もって設定された第１基準変化率より大きいかを判断する段階と、
前記電流変化が前記前もって設定された基準変化率より大きくないと、前記電流変化率が第１基準変化率と同一であるかを判断する段階と、
前記電流変化率が前記第１基準変化率と同一であると、最大通電角及び定格通電角を設定する段階とを含むことを特徴とする請求項３記載のリニア圧縮機の制御方法。
【請求項１１】
ピストン及びバルブを有するリニア圧縮機を制御するリニア圧縮機制御装置において、
前記リニア圧縮機を駆動させる圧縮機駆動部と、
前記リニア圧縮機に入力される電圧を検出する電圧検出部と、
前記リニア圧縮機に入力される電流を検出する電流検出部と、
最大ストローク点認識用の第１基準変化率および衝突点認識用の第２基準変化率と前記検出された電流の変化率との比較を用いて、前記リニア圧縮機のピストン及びバルブ間の衝突が発生するかを判断し、その判断結果に応じて前記圧縮機駆動部を制御する制御部と、
前記リニア圧縮機への入力電圧に応じて通電角などの前もって設定されたデータを格納する第１格納部と、
再設定されるデータを格納する第２格納部とを含み、
前記第１基準変化率および前記第２基準変化率は該リニア圧縮機の現在の負荷に基づいて設定されることを特徴とするリニア圧縮機制御装置。
【請求項１２】
前記制御部は前記最大ストローク及び衝突点が前記ピストンのストロークを制御するように設定された後、前記負荷が変化するかを判断することを特徴とする請求項１１記載のリニア圧縮機制御装置。
【請求項１３】
前記負荷は、冷蔵庫のドアの開閉、冷蔵庫内の飲食物投入量、冷蔵庫内設定温度、及び外気温度によって設定されることを特徴とする請求項１２記載のリニア圧縮機制御装置。
【請求項１４】
リニア圧縮機の制御方法において、
前記リニア圧縮機に供給される電流を検出する段階と、
最大ストローク点認識用の第１基準変化率および衝突点認識用の第２基準変化率と前記検出された電流の変化率との比較を用いて、前記リニア圧縮機のピストン及びバルブ間の衝突が発生するかを判断する段階と、
衝突が発生すると、前記リニア圧縮機のストロークを調整する段階とを含み、
前記第１基準変化率および前記第２基準変化率は該リニア圧縮機の現在の負荷に基づいて設定されることを特徴とするリニア圧縮機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニア圧縮機の作動時、ピストンの衝突を防止して作動効率を向上させるリニア圧縮機の制御装置及び制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１に示すように、リニア圧縮機１は、駆動手段２、共振スプリング３、変位制限部４、バルブ５、シリンダヘッド６、ピストン７、及びシリンダブロック８からなる。
リニア圧縮機の作動を制御するための従来のリニア圧縮機の制御装置を説明する。
【０００３】
図２に示すように、位置を検出しようとする器具に連動する磁性体コア１０と、コア１０の外側に対称的に巻線される第１コイル１２及び第２コイル１３と、第１コイル１２及び第２コイル１３に誘導される電圧によってコア１０の位置変化を検出して出力する信号処理部２０と、マイコン３０とからなる。
前記信号処理部２０は、第１コイル１２に誘導される電圧を電波整流する第１電波整流部２１と、第２コイル１２に誘導される電圧を電波整流する第２電波整流部２２と、第１電波整流部２１及び第２電波整流部２２により電波整流された電圧の差を増幅する差動増幅部２３と、差動増幅部２３の出力信号から高周波成分を除去するフィルタ部２４と、フィルタ部２４から出力された信号の最高値と最低値を検出して制御部に伝送するピーク感知部２５とから構成される。
【０００４】
前記のような従来の構成による動作は次のようである。
外部から数ｋＨｚの周波数を有する交流電源（ＡＣ）が第１コイル１２及び第２コイル１３に印加される状態で、位置を検出しようとする器具の位置変動によりコア１０の位置が変動すると、前記コア１０の位置変動に比例する電圧が第１コイル１２及び第２コイル１３に誘導される。第１コイル１２及び第２コイル１３にそれぞれ誘導された電圧は第１電波整流部２１及び第２電波整流部２２で電波整流され差動増幅部２３の入力端にそれぞれ入力される。
【０００５】
差動増幅部２３は第１電波整流部２１及び第２電波整流部２２により電波整流された電圧の差を増幅してフィルタ部２４に出力する。そして、フィルタ部２４は差動増幅部２３の出力信号から高周波成分を除去し増幅してピーク感知部２５に出力する。ピーク感知部２５は前記フィルタ部２４の出力を電波整流してマイコン３０に出力し、マイコン３０は電波整流されたフィルタ部２４の出力信号に応じてリニア圧縮機のストロークを制御する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来のリニア圧縮機の制御装置は、センサーなどにより検出されたストロークのみを制御することにより、ストロークは一様に制御することができる。しかし、負荷によってピストンの中心位置が変化するリニア圧縮機においては、上死点の位置に対し一定のトップクリアランスを維持することができなかった。これにより、圧縮機のピストンがバルブに衝突するなどの問題点があった。
【０００７】
本発明のこのような問題点を解決するためになされたもので、リニア圧縮機のピストンの上死点に対するトップクリアランスを制御してリニア圧縮機ピストンの衝突を防止することにより、運転効率を向上させることができるリニア圧縮機の制御装置及び制御方法を提供することをその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、ピストン及びバルブを有するリニア圧縮機の制御装置において、前記リニア圧縮機に供給される電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部からの出力信号によって前記リニア圧縮機のピストンとバルブ間の衝突が発生するかを判断し、衝突が発生すると、前記リニア圧縮機のストロークを制御する制御部と、前記制御部の制御に応じて前記リニア圧縮機のストロークを調整する圧縮機駆動部とを含むリニア圧縮機の制御装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は、リニア圧縮機の制御方法において、負荷によって最大ストロークと衝突点を予め設定する段階と、前記負荷の変動によって前記リニア圧縮機のストロークを選択的に加減する段階と、前記リニア圧縮機に供給される電流の変化率によってストロークを制御する段階とを含むリニア圧縮機の制御方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図３は本発明によるリニア圧縮機の制御装置を説明する全体のブロック図である。
同図に示すように、本発明によるリニア圧縮機の制御装置は、全体の動作を制御する制御部３３０と、制御部３３０の制御によりリニア圧縮機１００の作動を制御する圧縮機駆動部２００とを有する。また、本発明によるリニア圧縮機の制御装置は、入力電圧によって前もって設定された最大通電角のデータと前もって設定されたデータを格納する第１格納部３４１と、再設定されるデータを格納する第２格納部３４２とを含む。また、本発明によるリニア圧縮機の制御装置は、リニア圧縮機１００に供給される電源の電圧を検出する電圧検出部３１０と、電流を検出する電流検出部３２０とが制御部３３０に接続される。
【００１１】
図４は本発明の作動による電流波形を説明するグラフである。
同図において、“Ａ”は基準電流波形であり、“Ｂ”は最大ストローク点での電流波形であり、“Ｃ”は衝突時の電流波形である。また、“Ｄ”はリニア圧縮機１００が正常運転中に最大ストローク点を認識するため、前もって設定された第１基準変化率の値であり、“Ｅ”はリニア圧縮機１００のピストンの衝突を認識するため、前もって設定された第２基準変化率の値であり、リニア圧縮機１００が正常運転しているとき、電流値の変化率が“Ｅ”だけ変化するとピストンの衝突として認識する。
【００１２】
図５は本発明による変位制限部と共振スプリングの変位を示すグラフである。同図において、“Ａ”は変位制限部の形状を示し、“Ｂ”は最大変位時の共振スプリングの変形形状を示す。
Ｐ１は定格変位点での変位制限部と共振スプリングの密着地点であり、Ｐ２は最大ストロークでの変位制限部と共振スプリングの密着地点であり、Ｐ３は衝突点での変位制限部と共振スプリングの密着地点である。すなわち、定格変位のストロークより最大ストロークが高く、その最大ストロークより衝突時のストロークが高い関係を有することになる。
【００１３】
図６は電流減少値によって最大ストロークと衝突点を認知することを説明するためのもので、“α”は負荷及び電流減少値による最大ストローク点の軌跡を示し、“β”は負荷及び電流減少値による衝突点の軌跡を示す。
以下、本発明による制御方法を説明する。
図７は本発明によるリニア圧縮機の制御方法を説明するための流れ図である。
【００１４】
同図に示すように、制御部３３０は現在の負荷によってピストンの最大ストローク及び衝突点を設定する（Ｓ１０）。この際、負荷量は通常冷蔵庫のドアの開閉、飲食物投入量、冷蔵庫内温度設定、及び外気温度によって決定される。
段階Ｓ１０において、現在の負荷が高負荷である場合、最大ストローク点を第１ストローク値（α１）と設定し、衝突点を第１衝突点（β１）と設定する。また、現在負荷が中負荷である場合、最大ストローク点を第２ストローク値（α２）と設定し、衝突点を第２衝突点（β２）と設定する。また、現在の負荷が低負荷である場合、最大ストローク点を第３ストローク値（α３）と設定し、衝突点を第３衝突点（β３）と設定する。前記ストローク値及び衝突点は、α１＜α２＜α３、β１＜β２＜β３、α１≦β１、α２≦β２、α３≦β３の関係を満たすように予め設定される。
【００１５】
段階Ｓ１０において、現在の負荷による設定が完了すると、制御部３３０は負荷の変動があるかを判断する（Ｓ２０）。この際、負荷の変動は通常冷蔵庫のドアの開閉、飲食物投入量の変化、冷蔵庫内温度設定の変化による。段階Ｓ２０において、負荷の変動があると判断されると、制御部３３０は負荷が増加したかを判断する（Ｓ３０）。
【００１６】
段階Ｓ３０において、負荷が増加したと判断すると、制御部３３０はリニア圧縮機１００のピストンのストロークが増加するように、圧縮機駆動部２２０を制御する（Ｓ４０）。ただし、段階Ｓ３０において、負荷が増加していないと判断すると、負荷が減少したものであるので、制御部３３０はリニア圧縮機１００のピストンのストロークが減少するように圧縮機駆動部２００を制御する（Ｓ３１）。
【００１７】
制御部３３０は、電流検出部３２０により、リニア圧縮機１００に供給される電流を検出し、それによる電流変化率を算出する（Ｓ５０）。そして、制御部３３０は算出された電流変化率が前もって設定された第１基準変化率より大きいかを判断する（Ｓ６０）。
段階Ｓ６０において、電流変化率が第１基準変化率より大きいと判断すると、制御部３３０は前記電流変化率が前記第１基準変化率より大きくなるように前もって設定された第２基準変化率以上であるかを判断する（Ｓ７０）。
【００１８】
段階Ｓ７０において、電流変化率が前記第２基準変化率以上であると判断すると、制御部３３０は衝突通電角及び最大通電角を記憶し、定格通電角を設定することにより（Ｓ８０）、衝突点を認識する。そして、制御部３３０は衝突を防止しようとするリニア圧縮機１００のピストンのストロークが減少するように設定し（Ｓ９０）、リニア圧縮機１００がストローク減少運転を行うように圧縮機駆動部２００を制御する（Ｓ１００）。一方、段階Ｓ７０において、電流変化率が前記第２基準変化率以上でないと判断すると、制御部３３０はピストンのストロークを設定した後、ストローク運転を減少させる。
【００１９】
前記段階Ｓ６０において、電流変化率が第１基準変化率以上でないと判断すると、制御部３３０は電流変化率が前記第１基準変化率と同一であるかを判断する（Ｓ６１）。段階（Ｓ６１）において、電流変化率が前記第１基準変化率と同一であると判断すると、制御部３３０は最大ストロークの決定のため、最大通電角及び定格通電角を設定する（Ｓ６２）。したがって、制御部３３０は圧縮機駆動部２００を制御して最大ストローク運転（Ｓ６３）を行い、段階Ｓ１０に復帰する。
【００２０】
しかし、段階（Ｓ６１）において、電流変化率が基準変化率と同一でないと判断すると、制御部３３０はリニア圧縮機１００が現在運転を維持する正常運転段階６４を行うように圧縮機駆動部２００を制御する。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるリニア圧縮機の制御装置及び制御方法によると、別のセンサーを用いなくても、負荷によってリニア圧縮機のトップクリアランスを確保してリニア圧縮機のピストンがバルブに衝突することを最小化することができ、これにより、高効率運転を持続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来のリニア圧縮機の縦断面図である。
【図２】  図１のリニア圧縮機の制御装置を説明するためのブロック図である。
【図３】  本発明によるリニア圧縮機の制御装置を説明するための全体のブロック図である。
【図４】  本発明による作動を説明するグラフである。
【図５】  本発明による作動を説明するグラフである。
【図６】  電流減少値によって最大ストロークと衝突点を認知することを説明する図である。
【図７】  本発明によるリニア圧縮機の制御方法を説明するための流れ図である。
【符号の説明】
１００…リニア圧縮機
２００…圧縮機駆動部
３１０…電圧検出部
３２０…電流検出部
３３０…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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