壓縮機及其控制方法與流程

2024-03-07 20:27:15

本申請涉及壓縮機及其控制方法，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的傳感器的方式控制活塞的運動來降低噪聲的壓縮機，及其控制方法。

背景技術：

一般而言，壓縮機是將可壓縮流體的機械能轉換為壓縮能的裝置，且構成例如冰箱、空調等製冷設備的一部分。

壓縮機粗略地分為往復壓縮機、旋轉壓縮機、渦旋壓縮機。往復壓縮機的構造為，活塞與缸之間形成吸入並排放操作氣體的壓縮空間，隨著活塞在缸內線性往復運動而壓縮製冷劑。旋轉壓縮機的構造為，在可偏心旋轉的滾軸(roller)與缸之間形成吸入並排放操作氣體的壓縮空間，並隨著滾軸沿缸的內壁偏心旋轉而壓縮製冷劑。渦旋壓縮機構造為，動渦卷與定渦卷之間形成吸入並排放操作氣體的壓縮空間，並隨著動渦卷沿定渦卷旋轉而壓縮製冷劑。

往復壓縮機通過使活塞在缸內的線性往復運動而吸入、壓縮並排放製冷劑。往復壓縮機根據驅動活塞的方法被分為往復式和線性式。

往復式指的是通過將電機聯接到曲軸並將活塞聯接到曲軸，而將電機的旋轉運動轉換為線性往復運動的一種往復壓縮機。另一方面，線性式指的是通過將活塞連接到電機的動子而利用線性移動電機的線性運動使活塞往復運動的一種往復壓縮機。

往復壓縮機包括產生驅動力的電機單元和通過接收來自電機單元的驅動力而壓縮流體的壓縮單元。電機通常被用作電機單元，並具體地為線性式往復壓縮機使用線性電機。

線性電機直接產生線性驅動力，並因此不需要機械轉換裝置和複雜的結構。而且，線性電機能夠減少能量轉換導致的損失，並且由於不存在連接部而顯著降低由摩擦和磨損引起的噪聲。而且，當線性式往復壓縮機(在下文中被稱為線性壓縮機)應用於冰箱或空調時，壓縮比能夠通過改變施加於線性壓縮機的行程電壓而變化。因此，壓縮機也能用於控制改變冷凍能力。

同時，在線性壓縮機中，因為活塞往復運動且不會被機械鎖定在缸內，當突然施加過大電壓時，活塞可能與缸的壁碰撞(或相撞)，或者在活塞由於大負載而不能向前移動時可能不能適當執行壓縮。因此，響應於負載或電壓的變化來控制活塞的運動的控制裝置是需要的。

通常，壓縮機控制裝置通過以不使用傳感器的方式檢測施加於壓縮機電機的電壓和電流並估算行程來執行反饋控制。在此情況下，壓縮機控制裝置包括用於控制壓縮機的三端雙向可控矽開關(triac)或反相器。

僅在活塞碰撞缸的排放單元上設置的排放閥之後，執行反饋控制的線性壓縮機才能夠檢測活塞的上止點(TDC)，由此由於活塞與排放閥之間的碰撞而產生噪聲。也就是說，當活塞在通常的線性壓縮機中碰撞排放閥時，執行行程估算以判定活塞到達缸的TDC。因此，活塞與排放閥之間的碰撞噪聲是不可避免的。

技術實現要素：

因此，本發明的一方案提供一種線性壓縮機，其甚至不必採用單獨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，本發明的一方案還包括該線性壓縮機的控制方法。

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

本發明的又一方案提供一種能夠減少噪聲產生並降低製造成本的線性壓縮機。

為了實現這些及其他益處，並根據本發明的目的，如本文體現並廣義描述的，提供一種壓縮機，其包括：活塞，在缸內執行往復運動；線性電機，為活塞的運動提供驅動力；排放單元，允許在缸內壓縮的製冷劑響應於活塞的運動而排放；以及壓力改變單元，在活塞在往復運動期間到達虛擬排放表面(VDS)之前，改變施加於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的壓縮空間的至少一部分接觸。

在本文公開的一個實施例中，壓縮機可還包括：感測單元，以檢測線性電機的電機電壓或電機電流；和控制器，使用檢測的電機電壓或電機電流來判定施加於活塞的壓力的變化率是否改變，並基於判定結果來控制線性電機。

在本文公開的一個實施例中，控制器可檢測施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點，並基於檢測的時間點控制線性電機以防止活塞到達排放單元。

在本文公開的一個實施例中，控制器可計算施加於活塞的壓力的變化率，基於計算的壓力的變化率形成趨勢線，並在形成的趨勢線的斜率改變時判定施加於活塞的壓力的變化率已改變。

在本文公開的一個實施例中，控制器可控制線性電機以在從檢測的時間點經過預定時間間隔後轉換活塞的運動方向。

在本文公開的一個實施例中，控制器可基於關於電機電流或電機電壓以及行程的信息，來判定活塞是否已經移動經過虛擬排放表面，並在判定活塞已經移動經過虛擬排放表面時改變預定的時間間隔。

在本文公開的一個實施例中，壓縮機可還包括存儲器，以存儲活塞的往復運動期間關於電機電流、電機電壓和行程的改變的信息，並且控制器可基於該改變來判定活塞是否已經經過虛擬排放表面。

在本文公開的一個實施例中，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。

在本文公開的一個實施例中，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。

在本文公開的一個實施例中，壓力改變單元可包括與排放單元的至少一部分間隔開並形成在缸的內壁上的凹槽。

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

在本文公開的一個實施例中，排放單元可包括：排放閥，以通過其排放缸中壓縮的製冷劑；和閥板，支撐排放閥。閥板可固定到缸的一端。

在本文公開的一個實施例中，壓力改變單元可包括由缸的外部的閥板形成的槽。

在本文公開的一個實施例中，排放單元還可包括吸入閥，以通過其將製冷劑吸入缸，且閥板可支撐吸入閥。

在本文公開的一個實施例中，壓縮機可還包括布置在活塞的一端以將製冷劑吸入缸的吸入單元。

根據本發明的另一實施例的壓縮機可包括：活塞，在缸內執行往復運動；線性電機，為活塞的運動提供驅動力；排放單元，布置在缸的一端以允許缸中壓縮的製冷劑響應於活塞的運動而排放；感測單元，檢測線性電機的電機電流；控制器，使用檢測的電機電流來計算活塞的行程，使用電機電流和計算的行程來產生與活塞的位置相關聯的參數，並且基於產生的參數來控制線性電機；以及改變單元，在活塞在往復運動期間到達缸內的虛擬排放表面(VDS)之前，改變產生的參數的變化率，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。

在本文公開的一個實施例中，產生的參數可以是與活塞的往復運動相關聯的氣體常數Kg。

在本文公開的一個實施例中，控制器可檢測參數的變化率改變的時間點，並在從檢測的時間點經過預定時間間隔後，控制線性電機來轉換活塞的運動方向，以防止活塞與排放單元之間的碰撞。

在本文公開的一個實施例中，在從檢測的時間點經過預定時間間隔之後，控制器可控制線性電機以轉換活塞的移動方向。

根據本發明的另一實施例的壓縮機可包括：活塞，在缸內執行往復運動；線性電機，為活塞的運動提供驅動力；排放單元，布置在缸的一端以允許缸中壓縮的製冷劑響應於活塞的運動而排放；感測單元，檢測線性電機的電機電流；控制器，使用檢測的電機電流來計算活塞的行程，計算電機電流與計算的行程之間的相位差，並基於計算的相位差控制線性電機；以及改變單元，在活塞在往復運動期間到達虛擬排放表面(VDS)之前改變計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。

在本文公開的實施例中，控制器可檢測計算的相位差的變化率改變的時間點，並基於檢測的時間點控制線性電機，以防止活塞與排放單元碰撞。

在本文公開的一個實施例中，從檢測的時間點經過預定時間間隔後，控制器可控制線性電機，以轉換活塞的移動距離。

根據本文公開的另一實施例的壓縮機可包括：活塞，在缸內執行往復運動；線性電機，為活塞的運動提供驅動力；排放單元，允許缸中壓縮的製冷劑響應於活塞的運動而排放；以及控制器，控制線性電機，其中在活塞在往復運動期間移動靠近排放單元時，控制器在活塞到達排放單元之前產生預定信號，以防止活塞與排放單元之間的碰撞。

在本文公開的一個實施例中，壓縮機可還包括感測單元，以檢測線性電機的電機電壓或電機電流，並且控制器可使用檢測的電機電壓或電機電流來產生預定信號。

在本文公開的一個實施例中，在產生預定信號的時間點的基礎上，控制器可確定活塞與排放單元間隔開預定距離，同時移動靠近排放單元。

在本文公開的一個實施例中，從預定信號產生的時間點經過預定時間間隔後，控制器可控制電機，以轉換活塞的運動方向。

根據本文公開的另一實施例的壓縮機可包括：活塞，在缸內執行往復運動；線性電機，為活塞的運動提供驅動力；排放單元，響應於活塞的運動而通過其排放缸內壓縮的製冷劑；附加體積單元，設置在缸內，以防止活塞與排放單元之間的碰撞；感測單元，檢測線性電機的電機電壓或電機電流；以及控制器，使用檢測的電機電壓或電機電流來判定活塞是否已經過附加體積單元的布置位置，並基於判定結果控制線性電機。

在本文公開的一個實施例中，缸的壓縮空間可包括由與缸的內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。

在本文公開的一個實施例中，當活塞在往復運動期間經過缸內的附加體積單元的布置位置時，附加體積單元可改變施加於活塞的負載。

在本文公開的一個實施例中，從活塞經過缸內的附加體積單元的布置位置的時間點經過預定時間間隔後，控制器可控制線性電機以轉換活塞的運動方向。

本申請的另外的適用範圍將從下文給出的詳細描述變得更明顯。然而，應理解，在指示本發明的優選實施例時，詳細描述和特定示例僅作為示例給出，因為本發明的精神和範圍內的各種改變和更改從詳細描述來看對本領域技術人員將變得明顯。

附圖說明

附圖被包括以提供對本發明的進一步理解，並且被併入且構成本申請的一部分，附圖示出了本發明的示例性實施例並且與說明書一起用來解釋本發明的原理。

在附圖中：

圖1A是示出通常的往復式往復壓縮機的一個示例的概念圖；

圖1B是示出通常的線性式往復壓縮機的一個示例的概念圖；

圖2A是示出關於通常的壓縮機的上止點(TDC)控制的一個實施例的概念圖；

圖2B是示出用於通常的壓縮機的TDC控制的各種參數的圖；

圖2C是示出通常的壓縮機的行程與施加於活塞的負載之間的關係的圖；

圖2D是壓縮機的部件的方框圖；

圖3A和圖3B是示出關於往復壓縮機中的缸的內部上形成的凹槽的實施例的概念圖；

圖4A是根據本發明的具有帶閥板的排放單元的壓縮機的剖視圖；

圖4B是示出根據本發明的壓縮機的排放單元的部件的概念圖；

圖5A是示出關於根據本發明的壓縮機的控制的一個實施例的概念圖；

圖5B和圖5C是示出用於控制根據圖5A所示的實施例的壓縮機的各種參數的變化的圖；

圖6A是示出關於根據本發明的壓縮機的控制的另一實施例的概念圖；

圖6B是示出用於控制根據圖6A中所示的實施例的壓縮機的各種參數的變化的圖；

圖7A是示出關於根據本發明的壓縮機的控制的又一實施例的概念圖；

圖7B是示出用於控制根據圖7A所示的實施例的壓縮機的各種參數的變化的圖；

圖8A至圖8C是示出用於控制根據本發明的壓縮機的各種參數的基於時間的變化的圖；

圖9是示出與用於控制根據本發明的壓縮機的參數相關聯的趨勢線的圖；以及

圖10A至圖10C是示出根據本發明的壓縮機的壓力改變單元的詳細實施例的概念圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖詳細描述本文公開的實施例。應注意，本文使用的技術術語僅用來描述特定的實施例，但不限於本發明。而且，除非另外特別定義，本文使用的技術術語應解釋為本發明所屬領域的普通技術人員通常所理解的意思，並不應解釋過寬或過窄。此外，如果在此使用的技術術語是錯誤的術語，不能正確表達本發明的精神，則它們應被本領域技術人員正確理解的技術術語代替。另外，本發明中使用的通用術語應基於字典的定義或上下文來解釋，不應解釋過寬或過窄。

圖1A示出通常的往復式往復壓縮機的一個示例。

如上所述，安裝在往復式往復壓縮機中的電機可聯接到曲軸1a，以便將電機的旋轉運動轉換為線性往復運動。

如圖1A所述，根據曲軸的規格或使活塞與曲軸連接的連接杆的規格，布置在往復式往復壓縮機中的活塞可在預定的位置範圍內執行線性往復運動。

因此，為了設計往復式壓縮機，當在TDC的範圍內決定曲軸和連接杆的規格時，即使不用單獨的電機控制算法，活塞也不會與布置在缸的一端的排放單元2a碰撞。

在此情況下，布置在往復式壓縮機中的排放單元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，閥板可設有用於將製冷劑吸入缸的吸入閥3a和將壓縮的製冷劑排出的排放閥4a。

然而，與後面解釋的線性式壓縮機不同，往復式壓縮機中的曲軸、連接杆和活塞之間產生摩擦，因此比線性式壓縮機具有更多產生摩擦的因素。

圖1B示出通常的線性式往復壓縮機的一個示例。

比較圖1A和圖1B，與通過與曲軸和連接杆連接的電機來實現線性運動的往復式不同，線性式壓縮機通過將活塞連接到電機的動子，使用線性移動電機的線性運動使活塞往復運動。

如圖1B所示，彈性構件1b可連接在線性式壓縮機的缸與活塞之間。活塞可通過線性電機執行線性往復運動。線性壓縮機的控制器可控制線性電機，以轉換活塞的運動方向。

更詳細地，圖1B所示的線性壓縮機的控制器可判定活塞與排放單元2b碰撞的時間點為活塞到達TDC的時間點，因此控制線性電機，以轉換活塞的運動方向。

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連接到彈性構件1b，並且不固定到缸的一端。

在下文中，圖2A示出與用於防止活塞與排放單元2b之間碰撞的壓縮機的TDC控制相關的一個實施例。而且，圖2B和圖2C示出與活塞的運動關聯的參數的圖。

如圖2A所示，基於時間，活塞在缸內可按①到④的順序往復運動。參照圖2A中的②，當活塞在往復運動期間到達TDC時，活塞與排放單元2b之間可能導致碰撞。響應於該碰撞，連接到排放單元2b的彈性構件1b可被壓縮，使得排放單元2b能夠與缸的一端臨時分隔開。

參照圖2B與圖2A，其示出了關於通常的線性壓縮機的圖。詳細地，如圖2B所示，電機電壓或電機電流與活塞的行程x之間的相位差θ可在活塞到達TDC的時間點形成拐點。

而且，180°減去相位差θ得到的值可在活塞到達TDC的時間點形成拐點。相位差的餘弦值cosθ可在活塞到達TDC的時間點形成拐點。另外，甚至作為與活塞的往復運動相關的變量的氣體常數Kg可在活塞到達TDC的時間點形成拐點。計算氣體常數Kg的實施例將參照方程2更詳細地描述。

參照圖2C，其示出了根據圖2A所示的活塞的行程x的變化的負載F的圖。這裡，負載F被定義為在一個循環施加於活塞的壓力或力。

如圖2C所示，響應於區域A1內行程x的增加，死體積(dead volume)可減小，在區域A1中，活塞移動靠近TDC。區域A1被定義為行程下的區域(under-stroke area)。

在活塞移動經過TDC的區域A3中，全部負載區域可響應於行程x的增加而增加。區域A3被定義為行程上的區域(over-stroke area)。

通常的線性壓縮機的控制器可使用電流傳感器檢測電機電流，使用電壓傳感器檢測電機電壓，並基於檢測的電機電流或電機電壓估算行程x。因此，控制器可計算電機電壓或電機電流與行程x之間的相位差θ。當相位差θ產生(形成)拐點時，控制器可判定活塞到達TDC並因此控制線性電機，使得活塞的運動方向被轉換。此後，線性壓縮機的控制器控制電機使得活塞不會移動經過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「相關技術的TDC控制」。

當執行圖2A至圖2C中所示的線性壓縮機的相關技術的TDC控制時，活塞與排放單元之間的碰撞是不可避免的。這個碰撞導致噪聲產生。

而且，如圖1B所示，執行相關技術的TDC控制的通常的線性壓縮機可設有具有彈性構件的排放單元2b。也就是說，由於相關技術的TDC控制不可避免地引起活塞與排放單元2b之間碰撞，所以設置了連接到排放單元2b的一個部分的彈性構件。排放單元2b比往復壓縮機中包括的排放單元2a更重也更貴。

為了解決那些問題，根據本發明的壓縮機可包括線性電機和具有閥板的排放單元。在此情況下，對於包括具有閥板的排放單元的壓縮機，缸和閥板被固定地聯接到彼此，因此相關技術的TDC控制不能應用。也就是說，在具有線性電機的壓縮機的相關技術的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，對於根據本發明的包括線性電機的壓縮機，需要與相關技術的TDC控制不同的TDC控制方法，其中閥板被固定到缸的一端。

根據本發明的壓縮機可包括壓力改變單元，用於在活塞在往復運動期間到達虛擬排放表面(VDS)之前改變施加於活塞的壓力的變化率，以防止活塞與排放單元碰撞。而且，線性壓縮機的控制器可檢測施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變的時間點，並基於檢測的時間點控制線性電機，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可根據用戶的設計而不同地定義。

根據本發明的另一壓縮機可包括控制器和改變單元，該控制器使用電機電流計算活塞的行程，使用電機電流和計算的行程產生與活塞的位置相關聯的參數，並基於產生的參數控制線性電機，而該改變單元在活塞在往復運動期間到達缸內的VDS之前改變產生的參數的變化率。VDS可形成在排放單元的面向缸的至少一部分上。

根據本發明的另一壓縮機可包括：控制器，其計算電機電流與行程之間的相位差；和改變單元，在活塞在往復運動期間到達VDS之前改變計算的相位差的變化率。

根據本發明的另一壓縮機可包括控制器，當活塞在往復運動期間移動靠近排放單元時，該控制器在活塞到達排放單元之前產生預定信號，以防止活塞與排放單元之間的碰撞。

根據本發明的另一壓縮機可包括控制器，該控制器使用檢測到的電機電壓或電機電流來判定活塞是否已經過缸內的附加體積單元的布置位置，並基於判定結果控制線性電機。

根據本發明的另一壓縮機可包括壓力改變單元，在活塞在往復運動期間到達閥板之前，該壓力改變單元改變施加於活塞的壓力或壓力的變化率。而且，根據本發明的線性壓縮機的控制器可檢測壓力或壓力的變化率改變的時間點，並基於檢測的時間點控制活塞不與閥板碰撞。

具體地，在相關技術的TDC控制中，檢測同電機電流與活塞的行程之間的相位差相關聯的變量形成拐點的時間點，並判定活塞是否到達TDC。然而，僅通過使用與相位差相關聯的變量難以檢測施加於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生。

因此，根據本發明的線性壓縮機的控制器可通過將實時檢測的電機電流和電機電壓應用於預定的變換方程而產生新的參數，以便判定施加於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，圖3A和圖3B示出分別涉及凹槽設置在往復壓縮機的缸的內壁上的實施例。

相關技術的壓縮機在缸的內壁上設有凹槽，其目的是減少活塞與缸的內壁之間的摩擦。參照圖3A，凹槽32可設置在往復式壓縮機中包括的缸31的內壁上。而且，參照圖3B，凹槽34可設置在線性壓縮機中包括的缸33的內壁上。

這樣，設置在相關技術的壓縮機的缸中設置的凹槽32、34減少由於缸的內壁與活塞之間產生的摩擦而導致的磨損，並允許缸和活塞的磨損顆粒被排出缸而不會在缸內堆積。

然而，缸的內壁上形成的用於改善相關技術的壓縮機的可靠性的凹槽的設計沒有考慮缸內壓縮空間的死體積，這就為維持壓縮機的性能帶來了難度。而且，執行活塞的往復運動，但沒有考慮缸上設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，需要壓縮機控制(下文將解釋)，即能夠檢測活塞經過凹槽的時間點的壓縮機的控制方法。

在下文中，將描述解決這些問題及最終獲得的效果的本發明的構造。

在下文中，將參照圖2D描述，圖2D示出關於根據本發明的壓縮機的部件的一個實施例。

圖2D是示出根據本發明的一個實施例的往復壓縮機的控制裝置的構造的方框圖。

如圖2D所示，根據本發明的一個實施例的往復壓縮機的控制裝置可包括檢測與電機相關聯的電機電流和電機電壓的感測單元。

詳細地，如圖2D所示，感測單元可包括檢測施加於電機的電機電壓的電壓檢測器21和檢測施加於電機的電機電流的電流檢測器22。電壓檢測器21和電流檢測器22可將與檢測的電機電壓和電機電流相關的信息傳輸到控制器25或行程估算裝置23。

另外，參照圖2D，根據本發明的壓縮機或壓縮機的控制裝置可包括：行程估算裝置23，其基於檢測的電機電流和電機電壓以及電機參數估算行程；比較器24，比較行程估算值與行程命令值，並根據比較結果輸出這些值的差；以及控制器25，通過改變施加於電機的電壓來控制行程。

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現壓縮機的控制裝置。

同時，根據本發明的一個實施例的壓縮機的控制裝置還可應用於往復壓縮機，但是本說明書將基於線性壓縮機來描述。

此後，將描述每個部件。

電壓檢測器21用來檢測施加於電機的電機電壓。根據一個實施例，電壓檢測器21可包括整流部和DC連結部。整流部可通過整流具有預定大小的電壓的AC電源而輸出DC電壓，且DC連結部12可包括兩個電容器。

電流檢測器22用來檢測施加於電機的電機電流。根據一個實施例，電流檢測器22可檢測在壓縮機的電機的線圈上流動的電流。

行程估算裝置23可使用檢測的電機電流、電機電壓和電機參數計算行程估算值，並將計算的行程估算值用於比較器24。

在此情況下，例如，行程估算裝置23可使用以下方程1來計算行程估算值。

[方程1]

這裡，x表示行程，α表示電機常數或逆電動勢(counter electromotive force)，Vm表示電機電壓，im表示電機電流，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，並將這些值的差信號應用於控制器25。控制器25因此可通過改變施加於電機的電壓而控制行程。

也就是說，控制器25在行程估算值大於行程命令值時減小施加於電機的電機電壓，而在行程估算值小於行程命令值時增大電機電壓。

如圖2D所示，控制器25和行程估算裝置23可被構造為單個單元。也就是說，控制器25和行程估算裝置23可對應於單個處理器或計算機。圖4A和圖4B示出根據本發明的壓縮機的物理部件，以及壓縮機的控制裝置。

圖4A是根據本發明的壓縮機的剖視圖，圖4B是示出根據本發明的壓縮機中包括的排放單元的部件的概念圖。

本發明的一個實施例可應用於任何類型或形狀的線性壓縮機，如果線性壓縮機的控制裝置或壓縮機控制裝置適用於其上。圖4A所示的根據本發明的線性壓縮機僅僅是示例性的，且本發明不限於此。

一般而言，應用於壓縮機的電機包括具有纏繞線圈的定子和具有磁體的動子。動子根據纏繞線圈與磁體之間的相互作用而執行旋轉運動或往復運動。

纏繞線圈可根據電機的類型以各種形式構造。例如，旋轉電機的纏繞線圈纏繞在多個槽上，這些槽沿周向以集中或分散的方式形成在定子的內周表面上。對於往復電機，纏繞線圈通過將線圈纏繞成環形而形成，且多個芯板沿周向被插入纏繞線圈的外周表面。

具體地，對於往復電機，纏繞線圈通過將線圈纏繞成環形而形成。因此，纏繞線圈典型地通過將線圈纏繞在由塑料材料製成的環狀線筒(robbin)形成。

如圖4A所示，往復壓縮機包括：框架120，其布置在密閉殼體110的內部空間中，並由多個支撐彈簧161、162彈性支撐。連接到製冷循環的蒸發器(圖中未示)的吸入管111被安裝為與殼體110的內部空間連通，與製冷循環的冷凝器(圖中未示)連接的排放管112被布置在吸入管111的一側，以與殼體110的內部空間連通。

構成電機單元M的往復電機130的外定子131和內定子132被固定到框架120，執行往復運動的動子133插置在外定子131與內定子132之間。與缸141(下文將解釋)一起構成壓縮單元Cp的活塞142被聯接到往復電機130的動子133。

缸141沿軸向布置在往復電機130的重疊的定子131、132的範圍中。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的製冷劑通過的吸入通道。打開並關閉吸入通道的吸入閥143布置在吸入通道的末端。用於打開和關閉缸141的壓縮空間CS1的排放閥145布置在缸141的前表面。缸141的一個示例將參照圖4B更詳細地描述。

參照圖4B，根據本發明的線性壓縮機的排放單元可包括閥板144、排放閥145a、吸入閥145b和排放蓋146。

本發明通過將布置在相關技術的線性壓縮機中的排放單元2b(見圖1B)變為閥板結構，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，由於線性壓縮機的排放單元的線撞擊聲音而產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的吸入側用於打開並關閉吸入埠的吸入閥145b以及以懸臂形狀形成並布置在閥板144的排放側、用於打開和關閉排放埠的排放閥145a。

圖4B示出具有一個排放閥145a的實施例，但本發明可不限於此。排放閥145a可設置為多個，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的共振運動的多個共振彈簧151、152可分別沿活塞的運動方向布置在活塞142的兩側。

在圖中，未解釋的附圖標記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。

在相關技術的往復壓縮機中，當電力被施加於往復壓縮機130的線圈135時，往復電機130的動子133執行往復運動。聯接到動子133的活塞142於是在缸141內快速執行往復運動。在活塞142的往復運動期間，製冷劑通過吸入管111被引入殼體110的內部空間。被引入殼體110的內部空間的製冷劑於是沿活塞142的吸入通道流入活塞141的壓縮空間CS1。當活塞142向前移動時，製冷劑被排出壓縮空間CS1，然後通過排放管112向製冷循環的冷凝器流動。這一系列的過程被重複執行。

這裡，外定子131通過徑向堆疊多個薄的半定子芯構成，每個半定子芯以類似的形狀形成，以沿左右方向，在纏繞線圈135的左右兩側對稱。

圖5A示出關於根據本發明的壓縮機的一個實施例。另外，圖5B和圖5C是示出根據圖5A所示的TDC控制的用於TDC控制的各種參數的圖。

如圖5A所示，根據本發明的壓縮機可包括在缸502內執行往復運動的活塞503，和布置在缸502的一端以調整缸502內壓縮的製冷劑的排放的排放單元501。

詳細地，根據該實施例的壓縮機中包括的排放單元501可設有閥板。閥板可固定到缸502的一端。供缸502中壓縮的流體流經的至少一個開口可穿過閥板而形成。另外，閥板可設有吸入閥511和排放閥521。

也就是說，與圖1B所示的通常的線性壓縮機的排放單元5b不同，根據圖5A所示的實施例的壓縮機的排放單元501可構造為閥板。以處於傳統往復壓縮機的閥板形狀的排放單元比圖1B中所示的排放單元更輕，並且比圖1B所示的排放單元的製造成本更低。詳細地，圖1B所示的線性壓縮機的排放單元被構造為PEK值結構，然而根據本發明的線性壓縮機的排放單元被構造為閥板，以便提供降低壓縮機的製作成本的效果。更具體地，與PEK閥結構相比，閥板結構能夠使每個排放單元的成本降低大約1000韓元。

另外，被構造為閥板的排放單元的重量比構造為PEK閥的排放單元更輕。因此，由於排放單元關閉時排放單元與缸之間的撞擊聲音(相撞聲音)產生的噪聲能被降低。這可導致減小覆蓋壓縮機的殼體的厚度並簡化排放蓋的材料。也就是說，根據本發明的線性壓縮機中的降噪結構(例如殼體和消音器)能被簡化，由此比相關技術的線性壓縮機減少更多製造成本。

同時，如圖5A所示，根據本發明的壓縮機的排放單元固定到缸502的一端。因此，當執行圖1B和圖1C中所示的相關技術的TDC控制時，線性壓縮機的穩定性由於活塞503與排放單元之間的碰撞而降低。

也就是說，執行相關技術的TDC控制的線性壓縮機使用了具有彈性構件的排放單元。因此，活塞的線性往復運動通過將排放單元與活塞之間的碰撞時間點確定為活塞的TDC到達時間點而控制。然而，在根據本發明的線性壓縮機中，與通常的線性壓縮機不同，處於閥板的形狀的排放單元被固定到缸502的一端。因此，當執行相關技術的TDC控制時，由於活塞503與排放單元之間碰撞可產生噪聲，壓縮機的操作穩定性可降低，活塞503和排放單元的磨損可發生。

因此，本申請提供一種壓縮機及其控制方法，該壓縮機能夠防止活塞與排放單元之間碰撞，在線性壓縮機中具有閥板的形狀的排放單元。

參考圖5A，根據本發明的壓縮機可包括壓力改變單元504，在活塞503在往復運動期間到達VDS之前，壓力改變單元504改變施加於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，根據本發明的壓縮機可包括壓力改變單元504，在活塞503在往復運動期間到達閥板之前，壓力改變單元504改變施加於活塞503的壓力的變化率。

詳細地，如圖5A所示，壓力改變單元504可包括設置在缸內的凹槽。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定距離D1的位置處。

同時，與圖3A和圖3B所示的相關技術的壓縮機的缸中形成的凹槽不同，在活塞到達VDS之前，圖5A所示的壓力改變單元504可相關地改變施加於活塞的壓力或壓力的變化率，使得壓縮機的控制器可檢測到該壓力或壓力的變化率。另外，根據本發明的壓縮機的控制器可基於壓力改變單元504與VDS之間的距離控制線性電機。

儘管圖5A中未示，但是壓力改變單元504可包括形成在缸內的凹凸部。例如，凹凸部可連接到彈性構件。當活塞移動經過凹凸部的布置位置時，施加於活塞的壓力或壓力的變化率可改變。

儘管圖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，圖5A所示的壓力改變單元504具有凹槽的形狀，但是根據本發明的壓力改變單元可不限於此。根據本發明的壓力改變單元可實施為各種類型和形狀，只要其能在活塞503向缸502內的閥板移動的同時，在活塞503到達VDS之前，改變施加於活塞503的壓力或壓力的變化率。

也就是說，在活塞503移動經過壓力改變單元之前施加於活塞的壓力或壓力的變化率不同於移動經過壓力改變單元之後直到活塞到達VDS之前施加於活塞的壓力或壓力的變化率。

另外，壓力改變單元504應以製冷劑的壓縮率或壓縮機的操作效率不能受影實質響的方式設計，即使壓力改變單元504在活塞往復運動期間的特定時間點改變施加於活塞的壓力或壓力的變化率。

同時，被壓力改變單元504改變的壓力或壓力的變化率應足夠高，以被壓縮機的控制器檢測到。也就是說，壓縮機的控制器可檢測活塞經過缸內設置壓力改變單元504的位置的時間點，或壓力改變單元504改變施加於活塞的壓力或壓力變化率的時間點。

參照圖5A，根據本發明的壓縮機的活塞503可響應於缸502內驅動的線性電機，按①到④的順序執行往復運動。

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

當活塞503與壓力改變單元504接觸時(②)，控制器可確定施加於活塞的壓力或壓力變化率改變。而且，當活塞503經過壓力改變單元504時(③)，控制器可確定施加於活塞的壓力或壓力變化率改變。

在一個實施例中，當活塞503接觸排放單元501時(④)，控制器可控制線性電機，以轉換活塞的運動方向。

在另一實施例中，控制器可控制線性電機，以在活塞503與排放單元501接觸之前轉換活塞的運動方向。在另一實施例中，控制器可在活塞503到達VDS之前控制線性電機以轉換活塞的運動方向。因此，根據本發明的壓縮機能夠防止活塞503與排放單元501之間碰撞。

同時，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的該部分可以是位於缸502中的部分。

而且，第二VDS VDS2可形成在一個表面，在此表面處，排放單元501的閥板的一個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。

根據用戶的設定，在第一到第三VDS VDS1、VDS2和VDS3之一的基礎上，控制器可控制線性電機，使得活塞503不會碰撞排放單元501。

同時，根據本發明的一個實施例的壓縮機可包括控制器，該控制器使用電機電流計算活塞的行程，使用電機電流和計算的參數產生與活塞的位置相關聯的參數，並基於產生的參數控制線性電機。另外，壓縮機可包括在活塞在往復運動期間到達缸中的VDS之前改變產生的參數的變化率的改變單元。

而且，根據本發明的另一實施例的壓縮機可包括控制器，控制器計算電機電流與計算的行程之間的相位差，並基於計算的相位差控制線性電機。控制器可還包括在活塞在往復運動期間到達VDS之前，改變計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。

根據本發明的另一實施例的壓縮機的控制器可當活塞在往復運動期間移動靠近排放單元時，在活塞到達排放單元之前，產生預定信號，以便防止活塞與排放單元之間的碰撞。在此情況下，控制器可使用檢測的電機電壓和電機電流產生預定信號。

而且，基於預定信號產生時間點，控制器可決定在活塞移動靠近排放單元時活塞與排放單元間隔開預定距離。

因此，在從預定信號的產生時間點經過預定時間間隔後，控制器可控制線性電機，以轉換活塞的運動方向。

根據本發明的另一實施例的壓縮機可包括附加體積單元，該附加體積單元布置在缸內，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過缸內的附加體積單元的布置位置，並基於判定結果控制線性電機。

參照圖5A，缸的壓縮空間可包括由排放單元和與缸的內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運動期間經過缸內設置附加體積單元的位置時施加於活塞的負載。

因此，在從活塞經過缸內設置附加體積單元的位置的時間點經過預定時間間隔後，控制器可控制線性電機，以轉換活塞的運動方向。

在一個示例中，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的順序執行往復運動而改變的負載F和氣體常數Kg的圖。

如圖5B所示，控制器可基於電機電流與電機電壓計算活塞的行程。控制器可使用電機電流、電機電壓和計算的行程產生與活塞的運動或位置相關聯的參數。另外，控制器可基於產生的參數控制線性電機。

在此情況下，根據本發明的壓縮機可包括改變單元(圖中未示)，在活塞在往復運動期間到達缸內的VDS之前，改變單元改變產生的參數的變化率。

另外，參數可包括施加於活塞的壓力、同電機電流與行程之間的相位差相關聯的變量、同電機電壓與行程之間的相位差相關聯的變量、以及與活塞的往復運動相關聯的氣體常數Kg中的至少一個。

也就是說，控制器可檢測負載F或氣體常數Kg，並檢測活塞到達VDS之前負載F或氣體常數Kg的變化率的改變。

另外，控制器可檢測參數的變化率改變的時間點，並基於檢測的時間點控制線性電機，使得活塞不能到達VDS或移動經過VDS。

詳細地，當活塞503接觸壓力改變單元504時(②)，控制器可檢測負載F或氣體常數Kg的變化率的改變。在此情況下，負載F被定義為每個循環施加於活塞的壓力或力。

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

而且，圖5C是示出行程x和氣體常數Kg隨時間(t)變化的圖。

如圖5C所示，當活塞503與壓力改變單元504接觸時(②)氣體常數Kg的改變可大於當活塞經過壓力改變單元時(③)氣體常數Kg的改變。

另外，在活塞503經過對應於壓力改變單元504的一端的第一位置或對應於壓力改變單元504的另一端的第二位置時，控制器可決定施加於活塞的壓力或壓力的變化率的改變。

在一個實施例中，控制器可檢測施加於活塞的壓力的變化率的改變，並基於檢測的時間點控制線性電機以防止活塞到達VDS。

詳細地，控制器可在施加到活塞的壓力的變化率改變的時間點，控制線性電機以轉換活塞的運動方向，或從檢測的時間點經過預定時間間隔後，控制線性電機以轉換活塞的運動方向。

控制器可實時計算活塞的行程，並基於計算的行程檢測施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點。在此情況下，控制器可確定計算的行程的變化率的改變大於預定值的時間點對應於施加到活塞的壓力的變化率改變的時間點。

而且，控制器可實時地計算活塞的行程與電機電壓之間的相位差，並基於計算的相位差檢測施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點。在此情況下，控制器可確定計算的相位差的變化率的改變大於預定值的時間點對應於施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點。

而且，控制器可實時地計算活塞的行程與電機電壓之間的相位差，並基於計算的相位差檢測施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點。在此情況下，控制器可確定計算的相位差的變化率的改變大於預定值的時間點對應於施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點。

同時，預定值可根據線性電機的輸出而改變。例如，當電機的輸出增大時，控制器可將預定值重新設定為較小的值。

儘管未示出，但是根據本發明的線性壓縮機還可包括輸入單元，該輸入單元接收與預定時間間隔相關聯的用戶輸入。控制器可基於應用的用戶輸入而重新設定時間間隔。

同時，控制器可基於與電機電流、電機電壓和行程關聯的信息，判定活塞是否已移動經過VDS。在此情況下，當判定活塞已移動經過VDS後，控制器可改變預定時間間隔。

例如，控制器可在判定活塞已移動經過VDS時縮短預定時間間隔。

而且，控制器可基於與電機電流、電機電壓和行程關聯的信息，判定活塞與閥板之間的碰撞是否發生。在此情況下，控制器可在判定活塞與閥板之間已發生碰撞時改變預定時間間隔。

例如，控制器可在判定活塞已移動經過VDS時縮短預定時間間隔。

另外，根據本發明的線性壓縮機可包括在活塞的往復運動期間存儲關於電機電流、電機電壓和行程的信息的存儲器。詳細地，存儲器存儲關於時間間隔改變的信息，在此時間間隔內，活塞的往復運動時期被重複預定次數。

因此，使用關於電機電壓、電機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。

控制器可實時計算活塞的行程，並基於計算的行程檢測施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點。在此情況下，控制器可確定計算的行程的變化率的改變大於預定值的時間點對應於施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點。

而且，控制器可實時計算行程與電機電流之間的相位差，並基於計算的相位差檢測施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點。在此情況下，控制器可確定計算的相位差的變化率的改變大於預定值的時間點對應於施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點。

例如，在施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點，控制器可檢測相位差的變化率從正(+)值變為負(﹣)值的時間點。作為另一實施例，在施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點，控制器可檢測相位差的變化率從負(﹣)值變為正(﹢)值的時間點。

在一個實施例中，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可位於鄰近缸內布置排放單元的一端的位置。

圖6A示出關於根據本發明的壓縮機的另一實施例。而且，圖6B示出用於控制根據圖6A所示的實施例的壓縮機的各種參數的改變的圖。

如圖6A所示，根據本發明的另一實施例的壓縮機可包括壓力改變單元601，在活塞503在往復運動期間到達改變單元501之前，壓力改變單元601改變施加於活塞503的壓力的變化率。

詳細地，如圖6A所示，壓力改變單元601可包括缸內形成的凹槽。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，根據該實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，當活塞在往復運動期間進入壓力改變單元601時(②)，控制器可檢測施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變。

同時，與參照圖3A和圖3B描述的相關技術的壓縮機的缸內形成的凹槽不同，在活塞到達VDS之前，圖6A所示的壓力改變單元601可相應地改變施加於活塞的壓力或壓力的變化率，使得壓縮機的控制器可檢測到該壓力或壓力的變化率。另外，根據本發明的壓縮機的控制器可基於壓力改變單元601與第四VDS VDS4之間的距離D3而控制線性電機。在此情況下，第四VDS VDS4可位於缸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明。因此，通過使用設置在缸的布置排放單元的一端上的壓力改變單元601，根據本發明的壓縮機的控制器可控制線性電機，使得活塞503不能到達第一到第四VDS VDS1、VDS2、VDS3和VDS4。

圖6B示出隨著圖6A所示的活塞按①到③的順序執行往復運動而改變的負載F和氣體常數Kg的圖。

如圖6B所示，控制器可基於電機電流或電機電壓計算負載F或氣體常數Kg，並檢測在活塞到達VDS之前，負載F或氣體常數Kg的變化率改變。

詳細地，在活塞503到達VDS之前進入壓力改變單元601時(②)，控制器可檢測負載F或氣體常數Kg的變化率改變。

在一個實施例中，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示出關於根據本發明的壓縮機的另一實施例。而且，圖7B示出用於控制根據圖7A所示的實施例的各種參數的變化的圖。

參照圖7A，根據本發明的該實施例的壓縮機可包括壓力改變單元711，在活塞503在往復運動期間到達排放單元701之前，壓力改變單元711改變施加於活塞503的壓力的變化率。

詳細地，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，參照圖7A，根據該實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，當活塞在往復運動期間移動到壓力改變單元701時(②)，控制器可檢測施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變。

在活塞到達VDS之前，圖7A所示的壓力改變單元711可相應地改變施加於活塞的壓力或壓力的變化率，使得壓縮機的控制器可檢測出該壓力或壓力的變化率。另外，根據本發明的壓縮機的控制器可基於缸的一端與第五VDS VDS5之間的距離D4控制線性電機。在此情況下，第五VDS VDS5可位於由吸入閥的一個表面形成的表面上。

同時，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，根據本發明的壓縮機的控制器可控制線性電機，以防止活塞503到達第一到第五VDS VDS1、VDS2、VDS3、VDS4和VDS5。

圖7B示出隨著活塞按圖7A中①到③的順序執行往復運動而改變的負載F和氣體常數Kg的圖。

如圖7B所示，控制器可基於電機電流或電機電壓計算負載F或氣體常數Kg，並當活塞在往復運動期間移動靠近排放單元時，在活塞到達排放單元之前檢測負載F或氣體常數Kg的變化率改變，以便防止活塞與排放單元碰撞。

詳細地，在活塞503到達VDS之前移動到壓力改變單元711時(②)，控制器可檢測負載F或氣體常數Kg的變化率改變。

圖8A到圖8C是示出根據圖5A、圖6A和圖7A所示的活塞的線性往復運動的實施例，用於基於時間控制壓縮機的各種參數隨時間變化的圖。

如圖8A所示，根據本發明的壓縮機的控制器可通過使用檢測的電機電流、電機電壓和估算的行程，來實時計算與活塞的往復運動相關聯的氣體常數Kg。

詳細地，控制器可使用以下方程2計算氣體常數Kg。

[方程2]

這裡，I(jw)表示一個循環中電流的峰值，X(jw)表示一個循環中行程的峰值，α表示電機常數或逆電動勢，θi,x表示電流與行程之間的相位差，m表示活塞的移動質量，w表示電機的運轉頻率，Km表示機械彈簧常數。

而且，由以上方程得到關於氣體常數Kg的方程3。

[方程3]

也就是說，計算的氣體常數Kg可與電機電流與行程之間的相位差成比例。

因此，控制器可基於計算的氣體常數Kg，檢測施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變的時間點。也就是說，控制器可實時檢測氣體常數Kg，並基於計算的氣體常數Kg檢測施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變的時間點Tc。在此情況下，控制器可確定計算的氣體常數Kg的變化率的改變大於預定值(801)的時間點對應於施加於活塞的壓力或壓力變化率改變的時間點Tc。

然而，參照圖8A，通過壓力改變單元僅基於氣體常數Kg的改變，難以檢測施加於活塞的壓力或壓力變化率改變的時間點Tc。也就是說，在相關技術的TDC控制中，線性壓縮機的控制器判定氣體常數Kg的拐點是否形成，並使用判定結果作為判定活塞是否到達TDC的基礎。然而，如圖8A所示，在壓力或壓力變化率改變的時間點Tc之前或之後，氣體常數Kg的變化可能不夠大，從而不能被控制器檢測到。

因此，參照圖8A，根據本發明的壓縮機的控制器可使用估算的行程、檢測的電機電流和檢測的電機電壓，計算與活塞的運動或位置相關聯的參數Kg』。在此情況下，在活塞在往復運動期間到達VDS之前，計算的參數可形成拐點802。

也就是說，使用行程、電機電流或電機電壓中的至少一個以及預定變換方程，控制器可計算在活塞在往復運動期間到達VDS之前形成拐點的參數。

另外，控制器可基於計算的參數形成拐點的時間點來控制電機。

根據該控制方法，甚至不使用單獨的傳感器，用於防止線性壓縮機的活塞與排放單元之間碰撞的TDC控制也能有效實行。

詳細地，根據本發明的線性壓縮機及其控制裝置可包括用於存儲關於計算參數的至少一個變換方程的信息的存儲器。該存儲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中。

另外，控制器可使用關於存儲器中存儲的變換方程的信息和估算的行程值，實時計算與活塞的運動或位置相關聯的參數。

例如，通過變換方程計算的參數可形成在活塞到達VDS之前施加於活塞的壓力的變化率改變的時間點的拐點。

參照圖8A，變換方程的一個示例可以是K'g＝α-X。這裡，K'g可表示計算的參數，X可表示估算的行程，而α可表示預定常數。數字25可在一個示例中代替α。控制器可通過使用方程計算參數K'g，參數K'g在施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變的時間點形成拐點。

而且，如圖8B所示，由變換方程K'g＝α-X計算的參數K'g可在活塞到達VDS之前形成多個拐點。

計算圖8C中所示的參數K」g的變換方程的一個示例可以是K」g＝F/√β*X。這裡，K」g可表示計算的參數，X可表示估算的參數，β可表示預定常數。控制器可通過使用方程計算參數K」g，參數K」g在施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變的時間點的形成拐點。

因此，控制器可基於計算的參數K'g或參數K」g，計算施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變的時間點。也就是說，控制器可實時計算參數K'g或參數K」g，並基於計算的參數K'g或參數K」g，檢測施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變的時間點。在此情況下，控制器可確定計算的參數K'g或參數K」g的變化率的改變大於的預定值時間點(圖中未示)對應於施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變的時間點。例如，施加於活塞的壓力或壓力變化率的時間點可對應於參數K'g或參數K」g形成拐點的時間點Tc。

而且，在關於多個變換方程的信息存儲在存儲器中時，控制器可比較通過多個變換方程變換的多個控制變量，並基於比較結果驅動電機。例如，當多個變換方程變換的多個控制變量中的至少一個形成拐點時，控制器可驅動電機，以轉換活塞的運動方向。

另外，控制器可檢測形成計算的參數的拐點的時間點Tc，並基於檢測的時間點Tc控制電機，以防止活塞與閥板碰撞。

詳細地，從檢測的時間點Tc經過預定的時間間隔後，控制器可控制電機，以轉換活塞的運動方向。這裡，預定的時間間隔可由用戶改變。

而且，控制器可實時檢測計算的參數的變化率，並確定檢測的變化率的改變大於預定值的時間點(圖中未示)對應於拐點的形成時間點Tc。

圖9是示出與控制根據本發明的壓縮機的參數相關的趨勢線的圖。

如上所述，根據本發明的壓縮機的控制器可使用電機電流、電機電壓或估算的行程，計算關於活塞的運動或位置的氣體常數Kg。

然而，在預定時期測量電機電流和電機電壓，測量的電機電流和電機電壓不以恆定的斜率改變。因此，控制器可產生參數的趨勢線。

類似地，如圖9所示，觀察氣體常數Kg的測量值901隨時間的變化，變化率頻繁地改變，並且形成拐點。因此，不適合用於壓縮機控制。

因此，根據本發明的壓縮機的控制器可產生關於氣體常數Kg的趨勢線902，並基於趨勢線信息來控制線性電機。

而且，控制器可基於檢測的電機電流計算與活塞的位置相關聯的參數，產生與計算的參數相關聯的趨勢線，並基於趨勢線信息控制線性電機。這裡，趨勢線的斜率在活塞在往復運動期間到達VDS之前可改變。

圖10A示出根據本發明的壓縮機的壓力改變單元504的一個實施例。

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

壓力改變單元504可包括缸內形成的凹槽。如圖10A所示，凹槽的一端可位於與缸的一端或缸的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的範圍內。在另一示例中，第三距離可包括在2mm到4mm的範圍內。在另一示例中，第二距離可包括在0.3mm到0.4mm的範圍內。

存儲器可包括關於凹槽的信息。在此情況下，控制器可檢測施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變的時間點，並基於存儲的關於凹槽的信息來控制電機以防止活塞到達VDS。例如，關於凹槽的信息可包括關於凹槽的寬度的信息、關於凹槽的深度的信息和關於凹槽的一端與VDS之間的距離的信息中的至少一個。

此後，根據本發明的壓縮機的壓力改變單元601的一個實施例將參照圖10B描述。

參照圖10B，壓力改變單元601可設置在缸的一端。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端部的凹槽。在此情況下，在缸的一個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。

存儲器可存儲關於凹槽的第五距離r5和第六距離r6的信息。而且，存儲器可存儲關於第四距離r4的信息，當排放單元設有吸入閥時，吸入閥的一個表面從閥板延伸該第四距離r4。在此情況下，控制器可檢測施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變的時間點，並基於存儲的關於凹槽的信息，控制電機，以防止活塞到達VDS。

此後，根據本發明的壓縮機的壓力改變單元711的一個實施例將參照圖10C描述。

參照圖10C，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。

存儲器可存儲關於凹槽的第七距離r7和第八距離r8的信息。而且，存儲器可存儲關於第四距離r4的信息，當排放單元設有吸入閥時，吸入閥的一個表面從閥板延伸第四距離r4。在此情況下，控制器可檢測施加於活塞的壓力或壓力的變化率改變的時間點，並基於存儲的關於凹槽的信息，控制電機，以防止活塞到達VDS。

在根據本發明的線性壓縮機及其控制方法中，能夠防止活塞與排放閥之間的碰撞，以便降低線性壓縮機中產生的噪聲。而且，防止活塞與排放閥之間碰撞可減少由於碰撞引起的活塞與排放閥的磨損，由此延長了線性壓縮機的機構和部件的壽命。

而且，在根據本發明的線性壓縮機及其控制方法中，排放閥的製造成本可降低，因此線性壓縮機的製造成本可降低。

另外，在根據本發明的線性壓縮機及其控制方法中，甚至不增加單獨的傳感器，就能同時達到降噪和高效的操作。

本領域技術人員應理解，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，能夠在本發明中做出各種更改和變型。因此，本發明旨在覆蓋落在隨附權利要求書及其等價物的範圍內關於本發明的各種更改和變型。