(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動式圧縮機（24）から発生する電流を検出する電流検出部（22）と、
デューティ比を増加させてストロークを変化させ、現在のストロークにおいて検出された前記電流と直前のストロークにおいて検出された前記電流とを比較して、前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する最大電流値である電流ピーク値を検出する電流ピーク値検出部(23)と、
前記最大電流値が検出されたときのストロークが上死点TDC=0と認識され、認識されたTDC=0のストロークを与えるデューティ比によりスイッチング制御信号を出力するマイクロコンピュータ（25）と、
前記スイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機（24）の内部のトライアック（登録商標）（Tr1）の動作を制御して前記往復動式圧縮機（24）を運転する電源供給部（21）と、を備えて構成されることを特徴とする往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項２】
前記電流ピーク値検出部(23)は、直前のストロークにおいて検出された前記電流が現在のストロークにおいて検出された前記電流より大きいときに、前記電流ピーク値を検出することを特徴とする請求項1記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項３】
往復動式圧縮機(24)に供給される電流に基づいて上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する最大電流値である最初の電流ピーク値を検出する段階と、
検出された前記最初の電流ピーク値に一定値を加減して制限範囲を設定する段階と、
前記往復動式圧縮機(24)の負荷が変動したときに、前記負荷の変動により前記往復動式圧縮機(24)から発生する電流値が前記制限範囲から外れるときに前記上死点TDC=0のストロークを与える変動後の前記負荷に対する電流ピーク値を再検出する段階と、を順次行い、
前記電流ピーク値が再検出されたときには前記電流ピーク値が再検出されたときのストロークにおけるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機（24）を運転することを特徴とする往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項４】
前記電流ピーク値は、前記往復動式圧縮機(24)から発生する電流値が前記制限範囲から外れるときに、再検出されることを特徴とする請求項3記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項５】
前記往復動式圧縮機(24)は、前記負荷の変動後において、変動後の前記負荷に対する前記電流ピーク値が検出されたときのデューティ比により運転されることを特徴とする請求項3記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項６】
前記電流値が前記制限範囲から外れていないときには、前記最初の電流ピーク値が検出されたときのデューティ比により前記往復動式圧縮機(24)を運転することを特徴とする請求項3記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項７】
往復動式圧縮機(24)の現在のストロークにおいて印加される電流と直前のストロークにおいて検出された電流とを比較して上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する最大電流値である最初の電流ピーク値を検出する段階と、
前記最初の電流ピーク値が検出された時期を基準にして次に電流ピーク値を再検出するための設定時間を設定する段階と、
前記最初の電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機(24)を運転すると同時に前記設定時間が経過したか否かを判断する段階と、
前記設定時間が経過したと判断されたときに、上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する電流ピーク値を再検出し、再検出された電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機(24)を運転する段階とを含み、
前記スイッチング制御信号は、スイッチング素子のデューティ比を制御して往復動式圧縮機の運転を制御する信号であることを特徴とする復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項８】
前記最初の電流ピーク値の検出時期を基準にして、前記設定時間が経過していないときには、前記最初の電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機(24)を運転することを特徴とする請求項7記載の復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項９】
往復動式圧縮機(24)の現在のストロークにおいて印加される電流と直前のストロークにおいて検出された電流とを比較して上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する最大電流値である電流ピーク値を検出する段階と、
前記電流ピーク値に一定値を加えて上限電流値を設定する段階と、
前記電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機(24)を運転すると同時に前記往復動式圧縮機(24)に印加される第1電流値と前記設定された上限電流値とを比較する段階と、
前記第1電流値が前記設定された上限電流値より大きいときには、上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する電流ピーク値を再検出する段階と、を含み、
前記電流ピーク値が再検出されたときには前記電流ピーク値が再検出されたときのストロークにおけるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機（24）を運転し、
前記スイッチング制御信号は、スイッチング素子のデューティ比を制御して往復動式圧縮機の運転を制御する信号であることを特徴とする往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項１０】
前記第1電流値が前記設定された上限電流値より小さいときには、前記電流ピーク値が検出されたときのストロークにおける前記スイッチング制御信号により上記往復動式圧縮機(24)の運転を制御することを特徴とする請求項9記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項１１】
往復動式圧縮機(24)の上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する最大電流値である最初の電流ピーク値を検出する段階と、
前記往復動式圧縮機(24)から発生する電流及び電圧に基づいて消費電力量を検出する段階と、
前記電流ピーク値に基づく消費電力量に一定値を加減して上限電力量及び下限電力量を夫々設定する段階と、
前記最初の電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機(24)を運転すると同時に現在の前記消費電力量が前記上限電力量及び下限電力量の範囲外であるときには、上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する電流ピーク値を再検出する段階と、を含み、
前記電流ピーク値が再検出されたときには前記電流ピーク値が再検出されたときのストロークにおけるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機（24）を運転し、
前記スイッチング制御信号は、スイッチング素子のデューティ比を制御して往復動式圧縮機の運転を制御する信号であることを特徴とする往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項１２】
前記消費電力量が前記上限電力量より大きいか若しくは前記下限電力量より小さいときには、前記上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する電流ピーク値を再検出し、該再検出された電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機(24)の運転を制御することを特徴とする請求項11記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項１３】
前記消費電力量が前記下限電力量と前記上限電力量との間に存在するときには、前記最初の電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機(24)の運転を制御することを特徴とする請求項11記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項１４】
デューティ比を増加させてストロークを変化させ、現在のストロークにおいて往復動式圧縮機(24)に印加される電流と直前のストロークにおいて検出された電流とを比較して上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する最大電流値である最初の電流ピーク値を検出する段階と、
前記最初の電流ピーク値の検出時期を基準にして、前記往復動式圧縮機(24)の負荷が変動するときに、上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する電流ピーク値を再検出するための再検出時間を設定する段階と、
前記最初の電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機(24)を運転すると同時に前記設定された再検出時間が経過したか否かを判断する段階と、
前記再検出時間が経過すると、上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する電流ピーク値を再検出し、再検出された電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機(24)の運転を制御する段階とを含み、
前記スイッチング制御信号は、スイッチング素子のデューティ比を制御して往復動式圧縮機の運転を制御する信号であることを特徴とする往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項１５】
前記上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する電流ピーク値が検出されると、検出時点からの前記再検出時間をカウントすることを特徴とする請求項14記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項１６】
往復動式圧縮機(24)の上死点TDC=0のストロークを与える前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する最大電流値である最初の電流ピーク値を検出して前記最初の電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるデューティ比で前記往復動式圧縮機(24)を運転する段階と、
前記往復動式圧縮機(24)の運転中に、前記往復動式圧縮機(24)のデューティ比を検出するためのフラグが設定されているか否かを判断する段階と、
前記フラグが設定されているときには、前記往復動式圧縮機から発生する現在のストロークにおける電流値が所定電流値以下であるかを判断し、前記電流値が検出されたときのストロークにおけるデューティ比が所定比率以下であるかを判断する段階と、
前記電流値が前記所定電流値以下であり、前記デューティ比が前記所定比率以下であるときには、前記往復動式圧縮機の現在の負荷に対する電流ピーク値を検出し、前記電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるデューティ比によりスイッチング制御信号を発生する段階と、
前記スイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機(24)を運転する段階と、を順次行うことを特徴とする往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項１７】
検出された電流値が前記電流ピーク値でないときには、前記デューティ比を一定比率ずつ減少させる段階を追加包含して行うことを特徴とする請求項16記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項１８】
前記所定電流値は、4Aであることを特徴とする請求項16記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項１９】
前記所定比率は、80%であることを特徴とする請求項16記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項２０】
前記電流ピーク値が前記所定電流値以上であり、前記電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるデューティ比が前記所定比率以上である場合には、前記デューティ比を変化させることなくスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機を運転する段階を追加包含して行うことを特徴とする請求項16記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項２１】
前記フラグが設定されていないときに、前記最初の電流ピーク値が検出されたときのストロークにおけるデューティ比を検出した後に設定時間が経過したか否かを判断する段階と、
前記設定時間が経過していないときに、予め設定された制限値に基づいて前記デューティ比を減少させる段階と、を追加包含して行うことを特徴とする請求項16記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項２２】
前記デューティ比を減少させる段階は、予め設定された基準電流と前記デューティ比を設定してから前記設定時間以下である時に対する電流との差を計算し、計算された前記差が前記制限値以上であるときに、前記デューティ比を減少させることを特徴とする請求項21記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項２３】
計算された前記差が前記制限値以下であるときには、前記デューティ比を設定した後にもう一つの設定時間が経過すると、前記デューティ比を減少させることを特徴とする請求項22記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動式圧縮機（Reciprocating  Compressor）に係るもので、詳しくは、往復動式圧縮機を最適に運転し得るようにした往復動式圧縮機の運転制御装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、往復動式圧縮機（Reciprocating  Compressor）は、回転運動を直線運動に変換するクランクシャフト（Crankshaft）がなく、摩擦損失が少ないために通常の圧縮機より圧縮効率が高くに、広用されている。
又、従来の往復動式圧縮機は、冷蔵庫のクーラーに使用された場合、前記往復動式圧縮機に入力されるストローク電圧（Stroke  Voltage）を可変とすることで、前記往復動式圧縮機の圧縮比を変化させて冷却能力（Freezing  Capacity）を制御している。
【０００３】
又、従来の往復動式圧縮機の運動制御方法は、図5に示したように、使用者により設定されたストローク指令値（Stroke  Reference  Value）によって従来の往復動式圧縮機13の内部のモータ（未図示）に入力されるストローク電圧を受けて、ストローク（Stroke)を変化させて、前記往復運動式圧縮機13の内部のピストン（Piston）（未図示）を上下方向に運動させて、冷却能力（Freezing  Capacity）を調節する往復動式圧縮機13と、前記往復動式圧縮機13から発生する電圧を検出する電圧検出部14と、前記往復動式圧縮機13から発生する電流を検出する電流検出部12と、前記電圧検出部14から検出された電圧及び前記電流検出部12から検出された電流を利用してストロークを計算し、こうして計算されたストローク及び前記ストローク指令値（Stroke  Reference  Value）の入力を受けて、これらを比較してスイッチング制御信号を出力するマイクロコンピューター15と、該マイクロコンピューター15から出力されるスイッチング制御信号によって前記往復動式圧縮機13に供給される交流電源をトライアックTr1により断続して、ストローク電圧を前記往復動式圧縮機13に供給する電源供給部11と、により構成されていた。
【０００４】
以下、このように構成された従来の往復動式圧縮機の運転制御装置の動作について説明する。
この往復動式圧縮機13は、使用者により設定された上記ストローク指令値によって上記モータに供給される電圧の入力を受けて前記ストロークを可変として、上記ピストンを上下方向に運動させて冷却能力が調節される。ここで、ストロークとは、前記往復動式圧縮機13内のピストンが往復運動する距離である。
【０００５】
次いで、上記電源供給部11のトライアック（Triac)Tr1は、上記マイクロコンピューター15から出力されるスイッチング制御信号によってターンオン周期が長くなり、駆動のための交流電源が上記往復動式圧縮機13に印加される。
【０００６】
次いで、上記電圧検出部14及び上記電流検出部12が、上記往復動式圧縮機13から発生する電圧及び電流を夫々検出してマイクロコンピューター15に出力すると、該マイクロコンピューター15は、上記電圧検出部14及び上記電流検出部12から検出された電圧及び電流を利用してストロークを計算した後、こうして計算されたストロークと上記ストローク指令値（Stroke  Reference  Value）とを比較してスイッチング制御信号を出力する。即ち、上記マイクロコンピューター15は、計算されたストロークがストローク指令値より小さいと、上記トライアックTr1のオン周期を長くするスイッチング制御信号を上記電源供給部11に出力して、上記往復動式圧縮機13に供給されるストローク電圧を増加させる。
【０００７】
一方、上記マイクロコンピューター15は、計算されたストロークがストローク指令値より大きいと、上記トライアックTr1のオン周期を短くするスイッチング制御信号を上記電源供給部11に出力して、上記往復動式圧縮機13に供給されるストローク電圧を減少させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来の往復動式圧縮機において、計算されたストロークとストローク指令値とを比較して、スイッチング制御信号を上記電源供給部11に出力するだけでは、前記往復動式圧縮機の運転を正確に制御することができないという不都合な点があった。即ち、従来の往復動式圧縮機は、機構的運動が激しい非線形性を有するため、該非線形性を勘案しない線形的な制御方法によっては前記往復動式圧縮機の運転を正確に制御することは無理であるという不都合な点があった。
【０００９】
又、従来の往復動式圧縮機においては、最初に検出したスイッチング制御信号により往復動式圧縮機を継続的に運転する場合、冷蔵庫及び周辺環境の変化による負荷の変動によってピストンの位置が上死点（Top  Dead  Center：以下TDCと略称す）=0の論理式から外れることがあるという不都合な点があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、上記往復動式圧縮機から発生する電流波形のピーク値（Peak  Value）を検出して、該電流波形のピーク値が上死点TDC=0の位置と認識され、こうして認識されたTDC=0の位置に該当するデューティ比によって前記往復動式圧縮機の運転を正確に制御し得る往復動式圧縮機の運転制御装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１１】
又、本発明は、冷蔵庫及び周辺環境の変化による負荷の変動が発生すると、上死点TDC=0の電流ピーク値を検出し、こうして検出された電流波形のピーク値がTDC=0の位置と認識され、こうして認識されたTDC=0の位置に該当するデューティ比によって往復動式圧縮機を運転して、冷蔵庫を効率的に運転し得る往復動式圧縮機の運転制御装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１２】
又、本発明は、冷蔵庫及び周辺環境の変化によって負荷の変動が発生すると、所定時間毎にTDC=0の電流ピーク値を再検出し、こうして再検出された電流ピーク値に該当するデューティ比によって往復動式圧縮機を運転して、冷蔵庫を効率的に運転し得る往復動式圧縮機の運転制御装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１３】
又、本発明は、冷蔵庫及び周辺環境の変化による負荷の変動をモータの消費電力量により検出して、該消費電力量と最大電力量及び最小電力量とを比較して、この比較結果により上死点TDC=0の電流ピーク値を再検出することで、恒常的に、往復動式圧縮機を最適に運転し得る往復動式圧縮機の運転制御装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１４】
又、本発明は、往復動式圧縮機から発生する電流を利用して冷蔵庫の負荷変化を電流変化により確認して、恒常的に、往復動式圧縮機を最適に運転し得る往復動式圧縮機の運転制御装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置においては、前記往復動式圧縮機24から発生する電流を検出する電流検出部22と、現在検出された前記電流と以前に検出された前記電流とを比較して電流ピーク値を検出する電流ピーク値検出部23と、前記電流ピーク値がTDC=0の位置と認識され、認識されたTDC=0の位置に該当するデューティ比によってスイッチング制御信号を出力するマイクロコンピューター25と、前記スイッチング制御信号によって前記往復動式圧縮機24の内部のトライアックの動作を制御して前記往復動式圧縮機を運転する電源供給部21と、を包含して構成されることを特徴とする。
【００１６】
又、上記のような目的を達成するため、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御方法においては、往復動式圧縮機に供給される電流に基づいて上死点TDC=0の最初の電流ピーク値を検出する段階と、検出された最初の電流ピーク値に対しての制限値を設定する段階と、前記往復動式圧縮機の負荷が変動されると、該負荷の変動により前記往復動式圧縮機から発生する電流値と前記制限値とを比較して、前記上死点TDC=0の電流ピーク値を再検出する段階と、を順次行うことを特徴とする。
【００１７】
且つ、上記の他の目的を達成するため、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御方法においては、往復動式圧縮機に印加される電流と以前に検出された電流とを比較して上死点TDC=0の最初の電流ピーク値を検出する段階と、前記最初の電流ピーク値が検出された時期を基準にして、前記上死点TDC=0の最適運転条件を再検出するための設定時間を設定する段階と、前記最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機を運転すると同時に前記設定時間が経過したか否かを判断する段階と、前記設定時間が経過されると、再び前記上死点TDC=0の電流ピーク値を検出し、再検出された電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機を運転する段階と、を順次行うことを特徴とする。
【００１８】
又、上記の他の目的を達成するため、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御方法においては、往復動式圧縮機に印加される電流と以前に検出された電流とを比較し上死点TDC=0の電流ピーク値を検出する段階と、前記電流ピーク値を基準にして前記上死点TDC=0の最適運転条件を再検出するための最大電流値を設定する段階と、前記電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機を運転すると同時に前記往復動式圧縮機に印加される第1電流値と設定された前記最大電流値とを比較する段階と、前記第１電流値が設定された前記最大電流値より大きいときには、再び前記上死点TDC=0の電流ピーク値を検出する段階と、を順次行うことを特徴とする。
【００１９】
又、上記の他の目的を達成するため、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御方法においては、往復動式圧縮機の上死点TDC=0の最初の電流ピーク値を検出する段階と、前記往復動式圧縮機から発生する電流及び電圧に基づいて消費電力量を検出する段階と、前記電流及び電圧に基づいて最小電力量及び最大電力量を夫々設定する段階と、前記最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機を運転すると同時に前記消費電力量と前記最大電力量及び最小電力量とを比較し、この比較結果によって前記往復動式圧縮機の運転を制御する段階と、を順次行うことを特徴とする。
【００２０】
又、上記の他の目的を達成するため、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御方法においては、往復動式圧縮機に印加される電流と以前に検出された電流とを比較して上死点TDC=0の最初の電流ピーク値を検出する段階と、前記最初の電流ピーク値を検出した時点を基準にして前記往復動式圧縮機の負荷が変動されると、再び上死点TDC=0の電流ピーク値を検出するための再検出時間を設定する段階と、前記最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機を運転すると同時に前記設定された再検出時間が経過したか否かを判断する段階と、前記再検出時間が経過すると、前記上死点TDC=0の電流ピーク値を再検出し、再検出された前記電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機の運転を制御する段階と、を順次行うことを特徴とする。
【００２１】
又、上記の他の目的を達成するため、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御方法においては、往復動式圧縮機に対するデューティ比を検出するためのフラグ（Flag）を設定するか否かを判断する段階と、前記フラグが設定されているときに、前記往復動式圧縮機から発生する電流波形のピーク値及び前記電流波形のピーク値に該当するデューティ比がそれぞれの設定値以下であるか否かを判断する段階と、前記電流波形のピーク値及びデューティ比がそれぞれの設定値以下であるときに、前記電流波形のピーク値を検出し、検出されたピーク値に該当するデューティ比によりスイッチング制御信号を発生する段階と、前記スイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機を運転する段階と、を順次行うことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
本発明に係る往復動式圧縮機24の運転制御装置は、図1に示したように、デューティ比（Duty-Ratio）指令値（Reference  Value）により前記往復動式圧縮機24の内部のストローク（Stroke）を可変として、前記往復動式圧縮機24の内部のピストン（Piston）（未図示）を上下方向に運動させ、冷却能力（Freezing  Capacity）を調節する往復動式圧縮機24と、前記ストロークを変化させて前記往復動式圧縮機24から発生する電流を検出する電流検出部22と、該電流検出部22から検出された電流と直前に検出された電流とを比較して電流ピーク値（Peak  Value）を検出し、該電流ピーク値に該当する電流ピーク値検出信号を出力する電流ピーク値検出部23と、該電流ピーク値検出部23から出力される前記電流ピーク値検出信号の入力を受けて、前記電流ピーク値が上死点TDC=0の位置と認識され、こうして認識されたTDC=0の位置のデューティ比に該当するスイッチング制御信号を出力するマイクロコンピューター25と、該マイクロコンピューター25から出力されるスイッチング制御信号によって前記往復動式圧縮機24の内部のトライアックTr1の動作を制御して前記往復動式圧縮機24を運転する電源供給部21と、を包含している。ここで、上記スイッチング制御信号とは、上記往復動式圧縮機24から発生する電流波形のピーク値（Peak  Value）を検出し、こうして検出された電流波形のピーク値がTDC=0の位置と認識され、こうして認識されたTDC=0の位置に該当するデューティ比により前記往復動式圧縮機24を運転するための信号をいう。即ち、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置及びその方法においては、上記電流ピーク値検出部23を使用することで、上記往復動式圧縮機24の運転を正確に制御することができる。
【００２３】
以下、上記のように構成される本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置の動作及びその制御方法について説明する。
上記往復動式圧縮機24は、上記デューティ比指令値により上記ストロークを可変として、上記ピストンを上下方向に運動させて冷却能力を調節する。ここで、ストロークとは、前記往復動式圧縮機24内のピストンが往復運動する距離である。
且つ、上記電源供給部21は、上記マイクロコンピューター25から出力されるスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機24の内部のトライアックTr1のオン/オフ動作を制御して、上記往復動式圧縮機24を運転する。又、上記電流検出部22は、前記往復動式圧縮機24に供給される電流を検出し、検出された電流を上記電流ピーク値検出部23に出力し、該電流ピーク値検出部23は、前記電流検出部22から検出された電流の入力を受けて、該電流値と直前に検出されてマイクロコンピューター25の内部の格納部（未図示）に格納されている電流値とを比較し、直前に検出された電流値が現在検出された電流値より大きいときには、直前に検出された電流値を電流ピーク値と認識して、電流ピーク値検出信号をマイクロコンピューター25に出力する。
【００２４】
次いで、上記マイクロコンピューター25は、上記電流ピーク値検出信号の入力を受けて、その電流波形のピーク値（Peak  Value）を検出して、該電流波形のピーク値がTDC=0の位置と認識され、こうして認識されたTDC=0の位置に該当するデューティ比によるスイッチング制御信号を発生して上記電源供給部21に出力し、該電源供給部21は、前記マイクロコンピューター25から出力されるスイッチング制御信号により前記トライアックTr1の動作を制御して、上記往復動式圧縮機24の運転を制御する。
【００２５】
このとき、上記デューティ比の増加による上記波形の変化は、図2に示したように、上記電流波形のピーク値が発生される時期が上記往復動式圧縮機24内のピストンの上死点TDC=０の位置である。
【００２６】
従って、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御方法においては、往復動式圧縮機24が運転稼動するときに発生する電流のみを利用して上記TDCが'０'になる位置の電流波形のピーク値を求めて、該電流波形のピーク値に該当するデューティ比により前記往復動式圧縮機24を運転するように、前記デューティ比に該当するスイッチング制御信号により上記トライアックTr1のオン/オフの周期を制御して、前記往復動式圧縮機24の運転を最適に制御することを特徴とする。
【００２７】
一方、冷蔵庫及び周辺環境の変化により上記往復動式圧縮機24に印加される負荷が変化することがあるので、TDC=0の最初の電流ピーク値を基準にして制限範囲を設定した後、前記最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機24の運転を制御するが、前記往復動式圧縮機24に印加される電流が前記制限範囲から外れるときには、最適運転条件のTDC=0の電流ピーク値を再検出し、こうして再検出された電流ピーク値に該当するデューティ比により発生するスイッチング制御信号を利用して前記往復動式圧縮機24の運転を制御する。
【００２８】
以下、本発明に係る往復動式圧縮機24の運転制御方法の第1実施例を説明する。図3（A）、（B）に示したように、最適運転条件のTDC=0の最初の電流ピーク値を検出した後、こうして検出された最初の電流ピーク値に対しての制限範囲（Up/Low  Limit  Value）を設定し、そのピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機24の運転を制御する。
【００２９】
即ち、最適運転条件のTDC=0の最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により上記トライアックTr1のオン/オフ動作（周期）を制御しながら上記往復動式圧縮機24を運転する。ここで、上記最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により上記往復動式圧縮機24を継続的に運転している途中に冷蔵庫及び周辺環境の変化による負荷は、図3(A)、（B)に示したように変動することがある。
【００３０】
従って、上記往復動式圧縮機24に印加される電流値と前記最初の電流ピーク値を検出したときに設定された制限範囲とを比較して、前記往復動式圧縮機24に印加された電流値が前記設定された制限範囲の下限値（Low  Limit）より小さいと、TDC=0の電流ピーク値を再検出し、こうして再検出された電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により往復動式圧縮機24を運転する。
【００３１】
一方、上記往復動式圧縮機24に印加される電流値と上記最初の電流ピーク値の検出時に設定された制限範囲とを比較して、前記往復動式圧縮機24に印加された電流値が該設定された制限範囲の上限値（Upper  Limit）より大きいと、TDC=0の電流ピーク値を再検出し、こうして検出された電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により往復動式圧縮機24を運転する。
【００３２】
即ち、本発明に係る往復動式圧縮機24の運転制御方法の第1実施例においては、前記往復動式圧縮機24の最適運転条件のTDC=0の最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機24を運転している途中に冷蔵庫及び周辺の環境が変化して、前記最初の電流ピーク値の検出時に設定された制限範囲の上限値（Upper  Limit）よりも前記往復動式圧縮機24に印加する電流が大きくなるか又は制限範囲の下限値（Low  Limit）よりも小さくなると、最適運転条件のTDC=0の電流ピーク値を再検出し、こうして再検出された電流ピーク値に該当するデューティ比によりスイッチング制御信号を発生して前記往復動式圧縮機24の運転を制御する。
【００３３】
又、本発明に係る往復動式圧縮機24の運転制御方法の第2実施例として、図3（A）、（B）に示したように、前記往復動式圧縮機24の最適運転条件のTDC=0の最初の電流ピーク値を検出し、この最初の電流ピーク値の検出時期を基準にしてTDC=0の電流ピーク値を再検出するための時間を設定時間に設定した後、前記最初の電流ピーク値に該当するデューティ比により前記往復動式圧縮機24の運転を制御している途中に前記設定された設定時間が経過すれば、再び最適運転条件のTDC=0の電流ピーク値を検出し、こうして再検出された電流ピーク値に該当するデューティ比によりスイッチング制御信号を発生させて前記往復動式圧縮機24の運転を制御することもできる。即ち、最適運転条件のTDC=0の最初の電流ピーク値を検出して、この最初の電流ピーク値を基準にしてTDC=0の電流ピーク値を再検出するための設定時間を設定した後、前記最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により上記トライアックTr1のオン/オフの周期を制御して、上記往復動式圧縮機24を運転する。
【００３４】
次いで、上記往復動式圧縮機24の運転制御中に前記復動式圧縮機24の運転時間が上記設定された設定時間に至らないときには、上記最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記復動式圧縮機24の運転を制御するが、上記設定された設定時間に至ると、TDC=0の電流ピーク値を再検出し、こうして再検出された電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により上記復動式圧縮機24の運転を制御する。このとき、上記TDC=0の電流ピーク値が検出されると、上記マイクロコンピューター25の内部に収納されたタイマー（未図示）は、前記TDC=0の電流ピーク値の検出時点からの再検出時間をカウントする。
【００３５】
従って、本発明に係る上記往復運動式圧縮機24の運転制御方法の第２実施例においては、前記往復運動式圧縮機24の最適運転条件のTDC=0の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復運動式圧縮機24を運転している途中に上記設定時間が経過すると、TDC=0の電流ピーク値を再び検出し、こうして再び検出された電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復運動式圧縮機24を最適に運転することができる。
【００３６】
又、本発明に係る往復動式圧縮機24の運転制御方法の第3実施例においては、図3（A）、（B）に示したように、冷蔵庫及び周辺環境の変化により前記往復動式圧縮機24に印加される負荷が変化することがあるが、TDC=0の最初の電流ピーク値を検出し、この最初の電流ピーク値が検出された時点に該当する電流値及び前記往復動式圧縮機24の両端から発生する電圧により計算された電力量を基準にして最大電力量及び最小電力量を夫々設定した後、前記最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機24の運転を制御している途中に前記往復運動式圧縮機24内のモータ（未図示）に印加される消費電力量が、前記設定された最小電力量より小さいか若しくは最大電力量より大きいときには、TDC=0の電流ピーク値を再検出し、こうして再検出された電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により上記トライアックTr1のオン/オフの周期を制御して前記往復動式圧縮機24の運転を制御する。即ち、最適運転条件のTDC=0の最初の電流ピーク値を検出した後、前記最初の電流ピーク値が検出された時点に該当する電流値及び上記往復動式圧縮機24のモータ（未図示）の両端から発生する電圧により計算された電力量を基準にして、前記モータが消費する最大電力量及び最小電力量を夫々設定する。このとき、上記最大電力量及び最小電力量を設定する代わりに、上記電流ピーク値を基準にして上記TDC=0の最適運転条件を再検出するための最大電流値を設定することもできる。
【００３７】
次いで、上記最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により上記トライアックTr1のオン/オフの周期を制御して、上記往復動式圧縮機24を継続的に運転していると、冷蔵庫及び周辺環境の変化によって、図3（A）、（B）に示したように、負荷が変動することがある。このとき、上記往復動式圧縮機24内のモータが消費する電力量が上記最大電力量より大きいか又は上記最小電力量より小さいときには、TDC=0の電流ピーク値を再検出し、こうして再検出されたTDC=0の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復運動式圧縮機24の運転を制御する。
【００３８】
一方、上記往復動式圧縮機24内のモータで消費される電力量が上記最大電力量と上記最小電力量との間に存在すれば、上記トライアックTr1に印加されるスイッチング制御信号によりトライアックTr1のオン/オフの周期を制御して前記往復動式圧縮機24を運転する。
【００３９】
従って、本発明に係る往復動式圧縮機24の運転を制御する方法の第3実施例においては、最適運転条件のTDC=0の最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機24を運転している途中に冷蔵庫及び周辺環境の変化によって既に設定された上記最大電力量より上記モータの消費電力量が大きいか若しくは、上記設定された最小電力量より前記モータの消費電力量が小さいときには、TDC=0の電流ピーク値を再検出することで、恒常的に、TDC=0の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号によりトライアックのオン/オフ動作を制御し、最適に前記往復動式圧縮機24（冷蔵庫）を運転するようになっている。
又、本発明に係る往復動式圧縮機24の運転制御方法の第4実施例においては、図4に示したように、上記マイクロコンピューター25は、上記往復動式圧縮機24を最適に運転すると同時に該往復動式圧縮機24から発生される負荷の変動により上記デューティ比を検出するためのフラグ（Flag）が設定されているか否かを判断する（S51）。
【００４０】
次いで、上記マイクロコンピューター25は、上記フラグが設定されているときに、上記電流検出部22から検出された電流値が設定値以下であるか否かを判断する（S52）。このとき、設定値は4Aが好ましい。
【００４１】
この判断結果、電流値が設定値（4A）以下であるときには、前記検出された電流値に該当するデューティ比が設定パーセンテージ以下であるか否かを判断する（S53）。次いで、この判断結果、デューティ比が設定パーセンテージ以下で、上記検出された電流値が設定値（4A）以下である場合、上記往復動式圧縮機24内のモータから発生する電流波形のピーク値を検出する（S54）。このとき、上記デューティ比の設定パーセンテージは80%が好ましい。
【００４２】
次いで、上記マイクロコンピューター25は、上記電流波形のピーク値が検出されないときには、上記デューティ比を所定パーセンテージずつ増加させる（S61）。このとき、上記所定パーセンテージは1%が好ましい。
【００４３】
一方、上記マイクロコンピューター25は、上記デューティ比が設定パーセンテージ（80%）以下で、上記検出された電流値が設定値(4A)以下であるときの上記電流波形のピーク値が検出されると、該検出された電流波形のピーク値に該当するデューティ比を現在のデューティ比として設定し（S55）、こうして設定されたデューティ比によるスイッチング制御信号により上記往復動式圧縮機24の運転を制御する（S56）。次いで、上記デューティ比を検出した時に経過時間を'0'に初期化する（S57）。
【００４４】
一方、上記マイクロコンピューター25は、上記デューティ比が設定パーセンテージ（80%）以上で、上記検出された電流値が設定値(4A)以上であるときには、この時の上記デューティ比（80%以上）を設定し（S60）、こうして設定されたデューティ比に該当するスイッチング制御信号により上記往復動式圧縮機24の運転を制御する（S62）。次いで、上記デューティ比を検出した時に経過時間を'0'に初期化する（S63）。
【００４５】
一方、上記デューティ比を検出するためのフラグ（Flag）が設定されているか否かを判断する段階（S51）において、上記フラグが設定されていないときは、前記デューティ比を設定した後に上記設定時間が経過したか否かを判断する（S58）。このとき、上記設定時間は60秒が好ましい。次いで、上記デューティ比を設定した後に設定時間（60秒）が経過した時点で負荷の変動を感知するための基準電流値を設定する（S59）。このとき、上記基準電流値は上記デューティ比を検出した時点から設定時間（60秒）までの各値を利用して設定する。
【００４６】
一方、上記デューティ比を設定した後に設定時間（60秒）が経過していないときには、前記デューティ比を検出した後の時間が設定時間（60秒）以下であるかを判断する（S64）。次いで、上記デューティ比を検出した後の時間が設定時間（60秒）以下であるときには、負荷の変動を、図3（A）、（B）に示したように、上記制限範囲（Upper/Low  Limit）を利用して感知する。即ち、上記設定された基準電流値と上記デューティ比を設定した後の時間が設定時間（60秒）以下の時に対する電流との差を計算し、こうして計算された差が設定値以上であるか否かを判断する（負荷の変動があるか否かを判断する）（S65）。このとき、上記設定値は0.3Aが好ましい。
【００４７】
次いで、計算された値が上記設定値（0.3A）以上であるときには（負荷の変動が感知された場合）、上記デューティ比を再検出するためのフラグを設定し（S67）、検出されたデューティ比を所定値（20%）だけ減少させる（S68）。このとき、上記所定値は20%が好ましい。
【００４８】
一方、計算された値が上記設定値（0.3A）以下で（負荷の変動が感知されない場合）、上記デューティ比を設定した後の時間がもう一つの設定時間（1200秒）以上であるときには（S66）、前記デューティ比を再検出するためのフラグを設定して（S67）、検出されたデューティ比を所定値（20%）だけ減少させる（S68）。
【００４９】
上述したように、本発明に係る上記往復動式圧縮機24の運転を制御する方法の第4実施例においては、上記モータ（往復動式圧縮機）に印加される電流を検出し、こうして検出された電流の変化により負荷の変動を感知し、電流ピーク値に該当するデューティ比により発生するスイッチング制御信号によって前記往復動式圧縮機24の運転を制御する。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置及び運転制御方法においては、前記往復動式圧縮機24の機構的な運動特性が激しい非線形性を勘案した線形的な方法を用いて上記電流波形のピーク値に該当するデューティ比によりスイッチング制御信号を発生させることで、前記往復動式圧縮機24の運転を正確に制御し得るという効果がある。
【００５１】
且つ、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置及び運転制御方法においては、前記往復動式圧縮機24に印加される電流を利用して前記往復動式圧縮機24の運転を制御するためのコストを低減し得るという効果がある。
【００５２】
又、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置及び運転制御方法においては、上死点TDC=0の最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機24を運転している途中に、冷蔵庫及び周辺環境の変化によって、以前に設定された電流の最大値よりも現在の往復動式圧縮機24に印加される電流が大きくなると、最初に検出された電流ピーク値に該当するデューティ比を変化させることで、恒常的に、TDC=0の最適の状態に冷蔵庫の運転を制御し得るという効果がある。
【００５３】
又、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置及び運転制御方法においては、前記往復動式圧縮機の機構的な特性により非線形性を感知するために、上死点TDC=0の位置に該当するデューティ比によって発生するスイッチング制御信号に基づいて前記往復動式圧縮機24を運転している途中に、設定時間が経過すると、TDC=0の位置を再検出し、こうして再検出されたTDC=0の位置に該当するデューティ比によって発生するスイッチング制御信号に基づいて前記往復動式圧縮機を運転することで、冷蔵庫（往復動式圧縮機）を恒常的に、最適の状態に運転し得るという効果がある。
【００５４】
又、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置及び運転制御方法においては、前記往復動式圧縮機の機構的な特性により非線形性を感知するために、TDC=0の最初の電流ピーク値を検出し、この最初の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機24を運転している途中に、予め設定された最大電力量よりも現在のモータ（往復動式圧縮機）の消費電力量が大きくなるか又は予め設定された最小電力量よりも現在のモータ消費電力量が小さくなると、TDC=0の電流ピーク値を再検出し、恒常的に、TDC=0の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により上記トライアックのオン/オフ動作を制御することで、前記往復動式圧縮機24を最適に運転し得るという効果がある。
【００５５】
且つ、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置及び運転制御方法においては、前記往復動式圧縮機のモータに印加された電流を検出し、こうして検出された電流により負荷の変動を判断して、前記検出された電流に該当するデューティ比に基づいて常に上死点TDC=0の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号によりトライアックのオン/オフ動作を制御することで、恒常的に、TDC=0の電流ピーク値に該当するスイッチング制御信号により前記往復動式圧縮機の運転を制御し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置を示したブロック図である。
【図２】本発明に係るスイッチング制御信号のデューティ比が増加するにつれて変化する電流波形を示した図である。
【図３】本発明に係る冷蔵庫の負荷の変動による電流値の変化を示したグラフである。
【図４】本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置における冷蔵庫の運転制御方法を示したフローチャートである。
【図５】従来の往復動式圧縮機の運転制御装置を示したブロック図である。
【符号の説明】
21…電源供給部
22…電流検出部
23…電流ピーク値検出部
24…往復動式圧縮機
25…マイクロコンピューター
【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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