CN1463486A - 线性压缩机驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的线性压缩机驱动装置(101)，具有向线性压缩机(100)供给规定频率的驱动电流的逆变器(2)，还包括逆变控制器(6)，用于根据谐振频率信息来控制上述逆变器(2)，使其输出电流的频率变成谐振频率，利用逆变器(2)的输出电流Id的变化量为零的相位定时，来测量逆变器(2)的输出电流Id和输出电压Vd的瞬时值，根据这些测量值来计算活塞行程。这种线性压缩机驱动装置(101)不用位置检测器，而是通过简单的运算处理即可精确地检测出线性压缩机的活塞的行程和顶部间隙。

Description

线性压缩机驱动装置
技术领域
本发明涉及线性压缩机驱动装置，涉及对利用线性马达来使活塞进行往复运动，在汽缸内生成压缩气体的线性压缩机进行驱动的装置。
背景技术
过去已知的生成压缩气体的装置是利用机械的弹性器材或气体的弹性的线性压缩机。
图7是说明过去的线性压缩机的断面图，具体地表示利用弹簧作为弹性器材的线性压缩机的结构。
线性压缩机100具有相邻的汽缸71a和马达部71b所构成的机体71。该机体71的汽缸部71a形成该线性压缩机的圆筒形气缸，在该汽缸部71a内，活塞72沿着与该汽缸的中心轴相平行的方向(活塞轴线方向)滑动自如。
在上述机体71内的该活塞72的背面侧，活塞杆72a被布置在跨越该汽缸部71a和马达部71b的位置上，该活塞杆72a的一端被固定在活塞72上。另外，在该活塞杆72a的另一端和与其对置的马达部71b的内壁面71b1之间，布置了用于支承活塞的支承弹簧(共振弹簧)81。该支承弹簧81在该活塞72从活塞中立位置(活塞基准位置)移动时产生变形，对该活塞72施加力量，使该活塞72返回到上述活塞基准位置上。并且，上述活塞中立位置是支承弹簧81不变形的活塞位置，在活塞72位于上述活塞中立位置上的状态下，支承弹簧82不对活塞72产生作用力。
并且，在上述活塞杆72a的位于上述马达部71b内的部分上安装磁铁73，在上述马达部71b内壁的与磁铁73相对置的部分上，安装由外轭铁74a以及其中埋入的定子线圈74b构成的电磁铁74。
然后，由上述电磁铁74和上述磁铁73来构成线性马达82。也就是说，上述线性压缩机100，利用其线性马达82的驱动力，即该电磁铁74和磁铁73之间产生的电磁力和上述支承弹簧81的弹力来使上述活塞72沿其轴线方向往复移动。
另一方面，在上述机体71内的汽缸盖侧形成了汽缸上部内面75、活塞压缩面72b和由汽缸圆周壁面77围成的密闭空间即压缩室76。在汽缸上部内面75上形成一开口作为冷冻剂吸入管1a的一端，用于向上述压缩室76内吸入低压冷冻剂气体；再者，在上述汽缸上部内面75上形成一开口，作为冷冻剂排出管1b的一端，用于从上述压缩室76中排出高压冷冻剂气体。在上述冷冻剂吸入管1a和冷冻剂排出管1b安装防止冷冻剂气体倒流的吸入阀79和排出阀80。
具有这种结构的线性压缩机100，从马达驱动器(无图示)向线性马达82断续地输送驱动电流，使活塞72在其轴线方向上往复运动，反复进行以下动作：向压缩室76内吸入低压冷冻剂气体；在压缩室76内压缩冷冻剂气体；从压缩室76中排出被压缩的高压冷冻剂气体。
但是，上述这种线性压缩机100，即使把加在上述线性马达82上的电流或电压保持一定值，也是在线性压缩机100承受的负荷状态发生变化时，活塞72的行程发生变化。因此，尤其采用上述线性压缩机100的冷冻压缩机，根据变化的环境温度来控制冷冻剂流量，能大大改善冷冻周期的热力学效率，所以，需要一种检测装置(活塞行程检测装置)，以便检测对冷冻剂流量有决定性作用的活塞72的行程。
并且，线性压缩机100，在结构上，活塞前端部有冲撞汽缸上面的危险。
也就是说，活塞72不仅接受上述线性马达82的活塞驱动力和上述支承弹簧81的弹力，而且接受压缩室76内部的冷冻剂气体的压力和汽缸72的背压的压差所产生的力，活塞72往复运动的中心位置(以下亦称为活塞振幅中心位置)偏离上述差压为零时的活塞振幅中心位置，即偏离支承弹簧不变形时的活塞位置(活塞中立位置)。因此，若由于负荷状态变化而使作用于活塞72上的压缩室76的内部压力产生变化，则不仅活塞72的行程发生变化，而且活塞72的往复运动的中心位置发生变化。
因此，为了避免活塞和汽缸冲撞，不仅需要上述活塞行程检测装置，而且需要检测活塞前端部和汽缸盖内面之间的距离用的位置检测装置。例如，没有防碰撞装置的线性压缩机，活塞前端部会碰撞汽缸盖内面，产生刺耳的杂音，或者损伤活塞或汽缸。
像上述那样的位置检测装置，采用那种不与线性压缩机100中的活塞等可动零件相接触，就能检测出与活塞中立位置等的活塞基准位置相比活塞的位移程度(活塞位移量)的传感器，例如采用涡流方式的位移计、采用差动变压器的位移计等。
但是，若采用这种传感器，则不仅线性压缩机100的制造成本增加，而且需要有安装传感器的空间，使线性压缩机100的机体71增大。并且，由于这种传感器用在线性压缩机100内部的高温、高压气体状态下，所以传感器本身的可靠性问题有待解决，即要求该传感器在高温、高压气氛中使用应当稳定可靠。
因此，作为检测活塞72位置的方法，提出了直接测量供给线性压缩机100的线性马达的驱动电流和驱动电压，根据该测量值来推导出活塞72的位置的方法(日本专利特表平8-508558号公报)，而不是利用布置在线性压缩机100内部的位置检测器来检测活塞的位置的方法。
以下说明该公报所述的线性压缩机中所用的活塞位置检测方法。
图8表示对线性压缩机的活塞进行驱动的线性马达的等效电路。
图中L是构成线性马达的线圈的等效电感[H]；R是该线圈的等效电阻[Ω]。并且，V是加在线性马达上的瞬时电压[V]，I是加在线性压缩机上的电流[A]。α×v是由于线性马达的驱动而产生的感应电压[V]，α是线性马达的推力常数[N/A]，v是线性马达的瞬时速度[m/s]。
在此，线性马达的推力常数α表示当线性马达中流入单位电流[A]时产生的力[N]。并且，推力常数α的单位由[N/A]表示。该单位等同于[Wb/m]、[V.s/m]。
图8所示的等效电路是根据基尔霍夫定律推导的，从该等效电路中可求出线性马达的瞬时速度v[m/s]。
也就是说，线性马达的驱动状态是：线性马达上所加的电压(V)相当于：线性马达的线圈的等效电阻所产生的压降(I×R)[V]、该线圈的等效电感所产生的压降(L.dI/dt)[V]、和线性马达驱动所产生的感应电压(α×v)[V]的和，下式(1)成立。 v = 1 α ( V - R × I - L dI dt ) - - - ( 1 )
上述(1)式中所用的系数α[N/A]、R[Ω]、L[H]是马达固有的常数，是已知值。所以，从这些常数、被测的外加电压V[V]和外加电流I[A]中，根据(1)式可以求出瞬时速度v[m/s]。
并且，活塞位移量(从不定的基准位置到活塞的距离)x[m]如下述(2)式所示，通过瞬时速度v[m/s]的时间积分来求出。而且(2)式中的常数Const是积分开始时的活塞位移量。
  x＝∫v dt+Const.                 …(2)
这样，利用上述公报中的活塞位置检测方法，对线性马达上的外加电压测量值v和外加电流测量值I，根据上述(1)式来进行包括微分处理在内的运算处理，求出活塞的瞬时速度v，再对该瞬时速度v，根据上述(2)式进行包括积分处理的运算处理，即可求出活塞的位移量x。
但是，这样，根据上述(1)式和(2)式进行运算而求得的活塞位移量X是以活塞轴线上的某一位置为基准的位移量，从该位移量x中不能直接求出从汽缸盖到活塞上死点位置的距离。
也就是说，在线性压缩机100上加有负荷的状态下，活塞往复运动中的活塞中心位置(活塞振幅中心位置)受冷冻剂气体的压力作用而偏离活塞中立位置(即压缩室内的压力等于背压时的活塞振幅中心位置)，活塞以偏离的活塞振幅中心位置为中心而进行往复运动。换言之，由(2)式求得的活塞位移量x是包括平均成分的。
但是，实际的模拟积分器或数字积分器并不全都是进行理想的积分处理，对常数或DC输入输出完全的应答信号，而是限制对DC输入的应答，所以，实际的积分器不能对上述活塞位移量x进行反映其平均成分的积分运算处理。而且，这样使实际的积分器限制DC应答，是为了避免输入信号中不能避免的DC成分造成其输出饱和。
其结果利用实际的积分器根据上述(2)式进行积分处理而求出的活塞位移量x[m]，并非能从该位移量中直接求出活塞和汽缸盖之间的实际距离，只是表示以活塞轴线上的某一地点为基准的活塞位置。
因此，从(2)式求得的活塞位移量x[m]，变换成活塞位移量x′，它表示与活塞振幅中心位置相对的活塞位置；再利用该变换后的活塞位移量x′，来进行运算处理，求出以汽缸盖为基准的活塞位移量x”，以便表示活塞振动中心位置。
以下详细说明这些运算处理。
图9是表示上述汽缸内的活塞位置的模式图。
首先简单说明图9所示的3个坐标系，即第1坐标系X、第2坐标系X′、第3坐标系X”。
第1坐标系x是表示上述活塞位移量x的坐标系，它以活塞轴线上的某一地点Paru为原点(x＝o)。所以，位移量x的绝对值表示从上述地点Paru到活塞前端位置P的距离。
第2坐标系x′是表示上述活塞位移量x′的坐标系，它以活塞振幅中心位置Pav为原点(x′＝0)。所以，位移量x′的绝对值表示从该振动中心位置Pav到活塞前端位置P的距离。
第3坐标系x”是表示上述活塞位移量x”的坐标系，它以活塞轴线上的汽缸盖的位置Psh为原点(x”＝0)。所以，位移量x′的绝对值表示从该汽缸盖位置Psh到活塞前端位置P的距离。
以下说明求活塞位移量x”的运算。
活塞最靠近汽缸盖75时的活塞位置(活塞死点位置)Ptd，在上述第1坐标系X上用位移量xtd表示；活塞离开汽缸盖最远时的活塞位置(活塞下死点位置)Pbd，在上述第1坐标系X上用位移量xtd表示。并且，根据上述第1坐标系X上的相当于活塞上死点位置Ptd的位移量xtd、和上述第1坐标系X上的相当于活塞下死点位置Ptd的位移量xbd的差，可以求出活塞行程Lps[m]。
并且，在活塞往复运动状态下的活塞振幅中心位置Pav是离开汽缸盖较远的位置，其长度从活塞最靠近汽缸盖时的活塞位置(活塞上死点位置)Ptd的位移量xtd算起，等于活塞行程Lps[m]的一半长度(Lps/2)。所以，活塞振幅中心位置Pav在上述第1坐标系X上用位移量xav(＝(xbd-xtd)/2)来表示。
再者，通过把(2)式的常数Const、设定为0，可以推导出以活塞振幅中心位置Pav为基准(原点)，换言之，在第2坐标系X′上用活塞位移量x′[m]表示活塞位置P的新函数。
接着，说明利用以汽缸盖位置Psh为原点的第3坐标系X”来表示活塞振幅中心位置的活塞位移量x”的求得方法。
在线性压缩机100吸入冷冻剂气体的状态(吸入状态)下，即吸入阀打开的状态下，压缩室内部的压力和活塞的背压均为冷冻剂吸入压，二者相等。这是因为线性压缩机100从结构上看在吸入阀打开的状态下，差分压为0。在此状态下，冷冻剂气体的压力对活塞的作用力可忽略不计。也就是说，在此状态下，作用于活塞上的力只有支承弹簧81挠曲而产生的弹簧推斥力、以及由于电流流入线性马达内而产生的电磁力。根据牛顿力学运动定律，这些力的和等于进行运动的可动零件的总质量与其加速度的积。
所以，在此状态下，作为与可动零件有关的运动方程式，可成立下列(3)式。
  m×a＝α×I-k(x′+xav″-xini″)     …(3)
在(3)式中，m是进行往复运动的可动零件的总质量[kg]，a是该可动零件的瞬时加速度[m/s/s]，k是组装在线性压缩机内的支承弹簧的弹性常数[N/m]。并且，xav”是上述表示活塞振幅中心位置的第3坐标系X”中的位移量，该位移量xav”，其绝对值表示从汽缸盖位置Psh到活塞振动中心位置Pav的距离。再者，xini”是表示活塞中立位置Pini的第3坐标系X”中的位移量，该位移量xini”，其绝对值表示上述活塞中立位置(在该支承弹簧不变形的状态下的活塞的位置)Pini和汽缸盖位置Psh之间的距离[m]。
在此，瞬时加速度a[m/s/s]可以通过对(1)式所示的瞬时速度v[m/s]进行微分而如下述(4)式所示进行求出。 a = dv dt - - - ( 4 )
并且，表示从活塞振幅中心位置Pav到活塞前端位置P的距离的、第2坐标系X′的位移量x′[m]，通过把(2)式的常数Const.设定为0而求出。
再者，可动零件的总质量m[kg]，支承弹簧的弹性常数k[N/m]、从汽缸盖位置Psh到活塞中立位置Pini的距离的、第3坐标系X”的位移量xini”[m]是已知值，驱动电流I可采用测量值。
所以，利用(3)式可以计算出表示从汽缸盖位置Psh到活塞振幅中心位置Pav的距离的、第3坐标系X”的位移量xav”。
并且，表示活塞的上死点位置(活塞最接近汽缸盖的位置)Ptd的、第3坐标系X”的位移量xtd”[m]，可以作为这样的位置的位移量来求出，该位置是指从按上述(3)式求得的第3坐标系X”的位移量xav”(从汽缸盖位置Psh到活塞振幅中心位置Pav的距离)，向汽缸盖侧按已求得的活塞行程长Lps[m]的一半(Lps/2)的距离移动后的位置。
这样，根据线性压缩机上的外加电流I和电压V可以求出把活塞的行程长度Lps[m]和活塞上死点位置Ptd表示为离开汽缸盖位置Psh的距离的、第3坐标系x”的位移量xtd”[m]。
但是，上述过去的线性压缩机100的活塞位置检测方法中，以活塞振幅中心位置Pav为基准，相对地表示活塞位置P的活塞位移量x′是利用积分器和微分器来计算的，所以，不能期望，以高精度来检测活塞位置。也就是说，实际的积分器和微分器若由模拟电路构成，则因为零件误差和温度造成特性变化等，若由数字电路构成，则因为取样保持中信息丢失等，所以不能取得理想的动作。
并且，为进行上述线性压缩机的活塞位置检测所用的电路由数字电路构成的情况下，为了提高位置检测精度，也可以缩短线性压缩机上的外加电流I和电压V的测量周期，但若缩短测量周期，则与此相对应，上述计算周期缩短，数字电路的运算负荷增大。所以，在缩短测量周期的情况下，必须提高构成数字运算电路的微型计算机的性能。
发明内容
本发明正是为解决上述过去存在的问题而提出的，其目的在于提供这样的线性压缩机驱动装置，它不增大用这些测量值进行运算处理的负荷，即可根据线性压缩机的驱动电流和驱动电压的测量值，来进行高精度的活塞位置检测。
涉及本发明(权利要求1)的线性压缩机驱动装置，具有活塞和使活塞往复运动的线性马达，把交流电压加到该线性马达上，对通过该活塞往复运动而生成压缩气体的线性压缩机进行驱动，该线性压缩机驱动装置的特征在于具有：
逆变器，用于向上述线性马达输出交流电压和交流电流；
谐振频率信息输出装置，用于输出表示上述活塞往复运动的谐振频率的谐振频率信息；
电压检测装置，用于检测上述逆变器的输出电压，输出电压检测信号；
电流检测装置，用于检测上述逆变器的输出电流，输出电流检测信号；
逆变控制器，用于根据上述谐振频率信息来控制上述逆变器，以便把频率与上述活塞往复运动的谐振频率相一致的正弦波电压和正弦波电流分别作为其输出电压和输出电流进行输出；
定时检测装置，用于把上述逆变器的输出电流的微分值为零的相位定时作为特定相位定时进行检测；以及
活塞速度计算装置，用于根据上述特定相位定时中的、上述逆变器的输出电压和输出电流各自的瞬时值，来计算上述活塞往复运动中的活塞速度的最大振幅。
本发明(权利要求2)是权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述定时检测装置根据上述电流检测信号，把上述逆变器的输出电流的振幅为最大的相位定时作为上述特定相位定时进行检测。
本发明(权利要求3)是权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述定时检测装置根据上述电流检测信号，把上述逆变器的输出交流电流的相位为90°和270°中的至少一个相位的相位定时作为上述特定相位定时进行检测。
本发明(权利要求4)是权利要求3所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：具有逆变控制器，以便向上述逆变器输出逆变器驱动控制信号，对该逆变器进行控制，上述定时检测装置根据上述逆变器驱动控制信号的相位，来检测上述逆变器的输出电流的微分值为零的相位定时。
本发明(权利要求5)是权利要求4所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述定时检测装置具有相位偏移量检测器，以便检测上述逆变器驱动控制信号的相位相对于上述逆变器输出电流的相位的相位偏移量，根据对其相位进行校正使该相位偏移量为零的逆变器驱动控制信号，来检测上述逆变器输出电流的微分值为零的相同定时。
本发明(权利要求6)是权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述活塞速度计算装置对上述线性马达的、因温度变化而使其值变化的推力常数进行温度校正处理，根据进行了温度校正处理的推力常数、上述瞬时电流值、瞬时电压值和线性马达的内部电阻，来计算上述活塞速度的最大振幅。
本发明(权利要求7)是权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述活塞速度计算装置对上述线性马达的、因温度变化而使其值变化的内部电阻值进行温度校正处理，根据进行了该温度校正处理的内部电阻值，上述逆变器的输出电压和输出电流各自的瞬时值、以及上述线性马达的推力常数，来计算上述活塞速度的最大振幅。
本发明(权利要求8)是权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述活塞速度计算装置反复进行速度计算处理，计算出上述活塞速度的最大振幅，在该反复进行的速度计算处理中，上述线性马达的、因该活塞速度变化而使其值变化的推力常数的值，根据由上次速度计算处理计算出的活塞速度的最大振幅来进行校正，根据校正后的推力常数来计算上述活塞速度的最大振幅。
本发明(权利要求9)是权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有行程信息计算装置，以便根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以及由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来计算表示上述活塞往复运动中的活塞位移的最大振幅的行程信息。
本发明(权利要求10)是权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有一种下死点位置信息计算装置，以便根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以及由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来计算表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息。
本发明(权利要求11)是权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
下死点位置信息计算装置，以便根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以及由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来计算表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息，以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息。
本发明(权利要求12)是权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
下死点位置信息计算装置，以便根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以及由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来计算表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息，以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞上死点位置的上死点位置信息。
本发明(权利要求13)是权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
上死点位置信息检测传感器，用于检测上述活塞往复运动中的活塞上死点位置，输出表示该位置的上死点位置信息；以及
计算装置，用于根据上述上死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息。
本发明(权利要求14)是权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
上死点位置信息检测传感器，用于检测上述活塞往复运动中的活塞上死点位置，输出表示该位置的上死点位置信息；以及
计算装置，用于根据上述上死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息。
本发明(权利要求15)是权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
下死点位置信息检测传感器，用于检测上述活塞往复运动中的活塞下死点位置，输出表示该位置的下死点位置信息；以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息。
本发明(权利要求16)是权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
下死点位置信息检测传感器，用于检测上述活塞往复运动中的活塞下死点位置，输出表示该位置的下死点位置信息；以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息。
本发明(权利要求17)是权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
中心位置信息计算装置，用于根据上述逆变器的输出电流来计算表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息，以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞上死点位置的上死点位置信息。
本发明(权利要求18)是权利要求9的线性压缩机驱动装置，
中心位置信息计算装置，用于根据上述逆变器的输出电流来计算表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息，以及
计算装置，用于根据上述中心位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的下死点位置的下死点位置信息。
本发明(权利要求19)是权利要求10～12中的任一项所述的的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述线性压缩机具有对该活塞施加力量的弹性零件，以便当上述活塞从其中立位置进行位移时，使该活塞返回到其中立位置，上述下死点位置信息计算装置，根据上述逆变控制器所决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅、上述线性压缩机中的上述活塞进行往复运动的可动部分的重量以及上述弹性零件的弹簧常数，以上述活塞的中立位置为基准确性计算出表示上述活塞下死点位置的位置信息作为上述下死点位置信息。
本发明(权利要求20)是权利要求9的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述活塞行程计算装置，反复进行计算处理，根据上述活塞速度的最大振幅计算出上述活塞行程信息，在该反复进行的各运算处理中，上述线性马达的因该活塞位置变化而使其值变动的推力常数的值，根据由上次计算处理而计算出的活塞行程信息进行校正，根据校正后的推力常数来计算上述活塞行程信息。
涉及本发明(权利要求21)的线性压缩机驱动装置，具有活塞和使活塞往复运动的线性马达，把交流电压加到该线性马达上，对通过该活塞往复运动而生成的压缩气体的线性压缩机进行驱动，该线性压缩机驱动装置的特征在于具有：
逆变器，用于向上述线性马达输出交流电压和交流电源；
谐振频率信息输出装置，用于输出表示上述活塞往复运动的谐振频率的谐振频率信息；
电流检测装置，用于检测上述逆变器的输出电流，输出电流检测信号；
逆变控制器，用于根据上述谐振频率信息来控制上述逆变器，以便把频率与上述活塞往复运动的谐振频率相一致的正弦波电压和正弦波电流分别作为其输出电压和输出电流进行输出；
定时检测装置，用于把上述逆变器的输出电流的微分值为零的相位定时作为特定相位定时进行检测；以及
活塞中心位置计算装置，用于根据上述特定相位定时中的上述逆变器的输出电流的顺时值，以上述线性压缩机排出的冷冻剂气体压力和上述线性压缩机吸入的冷冻剂气体压力的压力差为零的活塞位置为基准，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的位置信息。
本发明(权利要求22)是权利要求21的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述线性压缩机具有弹性零件，以便当上述活塞从其中立位置进行位移时对活塞施加力量，使该活塞返回到其中立位置上，上述中心位置信息计算装置，根据上述逆变器的输出电流的最大振幅值，上述线性马达的推力常数、以及上述弹性零件的弹簧常数，以上述活塞的中立位置为基准，求出表示上述活塞中心位置的位置信息作为上述中心位置信息。
本发明(权利要求23)是权利要求21所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
排出压力检测装置，用于检测上述线性压缩机排出的冷冻剂气体的压力；以及
吸入压力检测装置，用于检测上述线性压缩机吸入的冷冻剂气体的压力；
上述中心位置信息计算装置根据上述排出压力和上述吸入压力的压力差，来计算出从上述冷冻剂气体作用于上述活塞的、上述活塞往复运动方向上的作用力，根据该计算出的作用力，以上述压力差为零的活塞位置为基准，计算出表示上述活塞中心位置的位置信息作为上述中心位置信息。
本发明(权利要求24)是权利要求23所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述中心位置信息计算装置根据上述排出压力和上述吸入压力的压力差以及谐振频率信息所表示的谐振频率，来计算出从上述冷冻剂气体作用于上述活塞的、上述活塞往复运动方向上的作用力，根据该计算出的作用力，以上述压力差为零的活塞位置为基准，计算出表示上述活塞中心位置的位置信息作为上述中心位置信息。
若采用上述涉及本发明(权利要求1)的线性压缩机驱动装置，则线性压缩机驱动装置，具有活塞和使活塞往复运动的线性马达，把交流电压加到该线性马达上，对通过该活塞往复运动而生成压缩气体的线性压缩机进行驱动，该线性压缩机驱动装置的特征在于具有：
逆变器，用于向上述线性马达输出交流电压和交流电流；
谐振频率信息输出装置，用于输出表示上述活塞往复运动的谐振频率的谐振频率信息；
电压检测装置，用于检测上述逆变器的输出电压，输出电压检测信号；
电流检测装置，用于检测上述逆变器的输出电流，输出电流检测信号；
逆变控制器，用于根据上述谐振频率信息来控制上述逆变器，以便把频率与上述活塞往复运动的谐振频率相一致的正弦波电压和正弦波电流分别作为其输出电压和输出电流进行输出；
定时检测装置，用于把上述逆变器的输出电流的微分值为零的相位定时作为特定相位定时进行检测；以及
活塞速度计算装置，用于接收上述电压检测信号和上述电流检测信号，根据上述特定相位定时中的、上述逆变器的输出电压和输出电流各自的瞬时值，来计算上述活塞往复运动中的活塞速度的最大振幅。
所以，其效果是，根据线性压缩机的驱动电流和驱动电压，不用进行积分运算和微分运算等复杂运算，即可很容易地求出高精度的活塞位移。
若采用本发明(权利要求2)，则权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述定时检测装置根据上述电流检测信号，把上述逆变器的输出电流的振幅为最大的相位定时作为上述特定相位定时进行检测。所以，其效果是：根据线性压缩机的驱动电流和驱动电压来计算活塞速度的计算式中的驱动电流的微分值被包括在内的项可以看作是零而将其删除。
若采用本发明(权利要求3)，则权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述定时检测装置根据上述电流检测信号，把上述逆变器的输出交流电流的相位为90°和270°中的至少一个相位的相位定时作为上述特定相位定时进行检测。所以，其效果是：根据线性压缩机的驱动电流和驱动电压来计算活塞速度的计算式中的驱动电流的微分值被包括在内的项目，可以看作是零而将其删除。
若采用本发明(权利要求4)，则权利要求3所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：具有逆变控制器，以便向上述逆变器输出逆变器驱动控制信号，对该逆变器进行驱动控制，上述定时检测装置根据上述逆变器驱动控制信号的相位，来检测上述逆变器的输出电流的微分值为零的相位定时。所以，其效果是：根据线性压缩机的驱动电流和驱动电压来计算活塞速度的计算式中的驱动电流的微分值被包括在内的项目，可以看作是零而将其删除。
若采用本发明(权利要求5)，则权利要求4所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述定时检测装置具有相位偏移量检测器，以便检测上述逆变器驱动控制信号的相位相对于上述逆变器输出电流的相位的相位偏移量，根据对其相位进行校正使该相位偏移量为零的逆变器驱动控制信号，来检测上述逆变器输出电流的微分值为零的相同定时。所以，其效果是：能够根据逆变器驱动控制信号而准确地检测出逆变器的输出电流的微分值为零的相位定时。
若采用本发明(权利要求6)，则权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述活塞速度计算装置对上述线性马达的、因温度变化而使其值变化的推力常数进行温度校正处理，根据进行了温度校正处理的推力常数、上述瞬时电流值、瞬时电压值和线性马达的内部电阻，来计算上述活塞速度的最大振幅。所以，其效果是：上述活塞速度的最大振幅，尽管由于线性压缩机温度变化而使线性马达的推力常数变动，仍能经常地精密地检测出来。
若采用本发明(权利要求7)，则权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述活塞速度计算装置对上述线性马达的、因温度变化而使其值变化的内部电阻值进行温度校正处理，根据进行了该温度校正处理的内部电阻值，上述逆变器的输出电压和输出电流各自的瞬时值、以及上述线性马达的推力常数，来计算上述活塞速度的最大振幅。所以，其效果是：上述活塞速度的最大振幅，尽管由于线性压缩机温度变化而使线性马达的内部电阻变动，仍能经常地精密地检测出来。
若采用本发明(权利要求8)，则权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述活塞速度计算装置反复进行速度计算处理，计算出上述活塞速度的最大振幅，在该反复进行的速度计算处理中，上述线性马达的、因该活塞速度变化而使其值变化的推力常数的值，根据由上次速度计算处理而计算出的活塞速度的最大振幅来进行校正，根据校正后的推力常数来计算上述活塞速度的最大振幅。所以，其效果是：上述活塞速度的最大振幅，尽管由于线性压缩机温度变化而使线性马达的推力常数变动，仍能经常地精密地检测出来。
若采用本发明(权利要求9)，则是权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有行程信息计算装置，以便根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以及由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来计算表示上述活塞往复运动中的活塞位移的最大振幅的活塞行程信息。其效果是：能够根据上述活塞行程信息，来控制线性压缩机的驱动能力。
若采用本发明(权利要求10)，则权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有一种下死点位置信息计算装置，以便根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以及由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来计算表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息。所以，根据活塞下死点位置信息，能够掌握谐振弹簧的挠曲量。这样，也可以根据该谐振弹簧的挠曲量来对线性压缩机进行驱动控制，使该谐振弹簧的变形不会达到破坏极限以上。
若采用本发明(权利要求11)，则如权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
下死点位置信息计算装置，以便根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以及由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来计算表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息，以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置的信息。所以，其效果是：能够根据该活塞中心位置信息，来对线性压缩机进行控制使活塞振动中心位置，在能达到线性马达最高效率的位置上保持一致，能进一步提高线性压缩机驱动效率。
若采用本发明(权利要求12)，则权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
下死点位置信息计算装置，以便根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以及由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来计算表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息，以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞上死点位置的上死点位置的信息。所以，其效果是：能根据该上死点位置信息，以高精度判断出活塞和汽缸盖碰撞的可能性。
若采用本发明(权利要求13)则权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
上死点位置信息检测传感器，用于检测上述活塞往复运动中的活塞上死点位置，输出表示该位置的上死点位置信息；以及
计算装置，用于根据上述上死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息。
所以，其效果是：用一个简易的传感器，即可控制线性压缩机，使活塞振动中心位置一致保持在线性马达能达到最高效率的位置上，能进一步提高线性压缩机的驱动效率。
若采用本发明(权利要求14)，则权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
上死点位置信息检测传感器，用于检测上述活塞往复运动中的活塞上死点位置，输出表示该位置的上死点位置信息；以及
计算装置，用于根据上述上死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息。所以，用一个简易的传感器也能根据该活塞下死点位置信息，来进行线性压缩机的驱动控制，使谐振弹簧的变形不会达到破坏极限以上。
若采用本发明(权利要求15)，则权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
下死点位置信息检测传感器，用于检测上述活塞往复运动中的活塞下死点位置，输出表示该位置的下死点位置信息；以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息。所以，用一个简易的传感器，即可控制线性压缩机，使活塞振动中心位置一直保持在线性马达能达到最高效率的位置上，能进一步提高线性压缩机的驱动效率。
若采用本发明(权利要求16)，则权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
下死点位置信息检测传感器，用于检测上述活塞往复运动中的活塞下死点位置，输出表示该位置的下死点位置信息；以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞上死点位置的上死点位置信息。所以，其效果是：用一个简单的传感器，就能根据该上死点位置信息，以高精度判断出活塞和汽缸盖碰撞的危险性。
若采用本发明(权利要求17)，则权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
中心位置信息计算装置，用于根据上述逆变器的输出电流来计算表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息，以及
计算装置，用于根据上述中心位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的上死点位置的上死点位置信息。所以，其效果是：能根据该上死点位置信息，以高精度判断出活塞和汽缸盖碰撞的可能性。
若采用本发明(权利要求18)，则权利要求9的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
中心位置信息计算装置，用于根据上述逆变器的输出电流来计算表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息，以及
计算装置，用于根据上述中心位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息。所以，也能根据该活塞下死点位置信息，来进行线性压缩机的驱动控制，使谐振弹簧不会被压缩到破坏极限以上。
若采用本发明(权利要求19)，则权利要求10的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述线性压缩机驱动装置具有对该活塞施加力量的弹性零件，以便当上述活塞从其中立位置进行位移时，使该活塞返回到其中立位置，上述下死点位置信息计算装置，根据上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅、上述线性压缩机中的上述活塞进行往复运动的可动部分的重量以及上述弹性零件的弹簧常数，以上述活塞的中立位置为基准，计算出表示上述活塞下死点位置的位置信息作为上述下死点位置信息。所以，根据活塞下死点位置信息，能够掌握谐振弹簧的挠曲量。这样，也可以根据该谐振弹簧的挠曲量来对线性压缩机简单的进行驱动控制，使该谐振弹簧的变形不会达到破坏极限以上。
若采用本发明(权利要求20)，则权利要求9的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述活塞行程、计算装置，反复进行计算处理，根据上述活塞速度的最大振幅，计算出上述活塞行程信息，在该反复进行的各运算处理中，上述线性马达的因该活塞位置变化而使其值变动的推力常数的值，根据由上次计算处理而计算出的活塞行程信息进行校正，根据校正后的推力常数来计算上述活塞行程信息。所以，其效果是：上述活塞速度的最大振幅，尽管由于线性马达的推力常数随活塞位置的变动而变动，仍能经常地精密地检测出来。
若采用涉及本发明(权利要求21)的线性压缩机驱动装置，则线性压缩机驱动装置，具有活塞和使活塞往复运动的线性马达，把交流电压加到该线性马达上，对通过该活塞往复运动而生成压缩气体的线性压缩机进行驱动，该线性压缩机驱动装置的特征在于具有：
逆变器，用于向上述线性马达输出交流电压和交流电源；
谐振频率信息输出装置，用于输出表示上述活塞往复运动的谐振频率的谐振频率信息；
电流检测装置，用于检测上述逆变器的输出电流，输出电流检测信号；
逆变控制器，用于根据上述谐振频率信息来控制上述逆变器，以便把频率与上述活塞往复运动的谐振频率相一致的正弦波电压和正弦波电流分别作为其输出电压和输出电流进行输出；
定时检测装置，用于把上述逆变器的输出电流的微分值为零的相位定时作为特定相位定时进行检测；以及
活塞中心位置计算装置，用于根据上述特定相位定时中的上述逆变器的输出电流的顺时值，以上述线性压缩机排出的冷冻剂气体压力和上述线性压缩机吸入的冷冻剂气体压力的压力差为零的活塞位置为基准，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的位置信息。所以，其效果是：能够根据该活塞中心位置信息，来对线性压缩机进行控制使活塞振动中心位置与能达到线性马达最高效率的位置保持一致，能进一步提高线性压缩机驱动效率。
若采用本发明(权利要求22)，则权利要求21的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述线性压缩机具有弹性零件，以便当上述活塞从其中立位置进行位移时对活塞施加力量，使该活塞返回到其中立位置上，上述中心位置信息计算装置，根据上述逆变器的输出电流的最大振幅，上述线性马达的推力常数、以及上述弹性零件的弹簧常数，以上述活塞的中立位置为基准，求出表示上述活塞中心位置的位置信息作为上述中心位置信息。所以，其效果是：能够根据该活塞中心位置信息，来对线性压缩机进行控制使活塞振动中心位置与能达到线性马达最高效率的位置保持一致，能进一步提高线性压缩机驱动效率。
若采用本发明(权利要求23)，则权利要求21所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
排出压力检测装置，用于检测上述线性压缩机排出的冷冻剂气体的压力；以及
吸入压力检测装置，用于检测上述线性压缩机吸入的冷冻剂气体的压力；
上述中心位置信息计算装置根据上述排出压力和上述吸入压力差，来计算出从上述冷冻剂气体作用于上述活塞的、上述活塞往复运动方向上的作用力，根据该计算出的作用力，以上述压力差为零的活塞位置为基准，计算出表示上述活塞中心位置的位置信息作为上述中心位置信息。所以，其效果是：能够根据该活塞中心位置信息，来对线性压缩机进行控制使活塞振动中心位置与能达到线性马达最高效率的位置保持一致，能进一步提高线性压缩机驱动效率。
若采用本发明(权利要求24)，则权利要求23所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述中心位置信息计算装置根据上述排出压力和上述吸入压力差以及谐振频率信息所表示的谐振频率，来计算出从上述冷冻剂气体作用于上述活塞的、上述活塞往复运动方向上的作用力，根据该计算出的作用力，以上述压力差为零的活塞位置为基准，计算出表示上述活塞中心位置的位置信息作为上述中心位置信息。所以，其效果是：能够根据该活塞中心位置信息，来对线性压缩机进行控制使活塞振动中心位置与能达到线性马达最高效率的位置保持一致，能进一步提高线性压缩机驱动效率。
附图说明
图1是说明本发明第1实施例的线性压缩机驱动装置的方框图。
图2是表示上述第1实施例的线性压缩机驱动装置中的逆变器的具体电路结构图。
图2(a)表示电压型全桥式逆变器；图2(b)表示电流型全桥式逆变器；图2(c)、(d)表示电压型半桥式逆变器。
图3表示上述第1实施例的线性压缩机驱动装置进行驱动的线性压缩机的谐振运转状态中的与驱动电流相位相对的活塞位移量、活塞速度、活塞加速的相位。
图4是说明本发明第2实施例的线性压缩机驱动装置用的方框图。
图5是说明本发明第3实施例的线性压缩机驱动装置用的方框图。
图6是说明本发明第4实施例的线性压缩机驱动装置用的方框图。
图7是说明一般的线性压缩机用的断面图。
图8表示构成上述线性压缩机的线性马达的等效电路。
图9是表示上述线性压缩机的汽缸内的活塞位置的模式图。
图10是说明上述实施例3和4的线性压缩机驱动装置的动作用的图。
具体实施方式
首先简单说明本发明的基本原理。
在活塞运动的谐振状态下驱动线性压缩机的谐振驱动状态，保持在线性压缩机上的外加交流电源(驱动电流)的相位与往复运动的活塞的速度所对应的相位互相一致的状态下。也就是说，在上述谐振驱动状态下，按照上述线性压缩机驱动电流的微分值为零的定时，使线性压缩机的活塞速度的振幅达到最大。
本案发明人着眼于这种线性压缩机的谐振驱动状态中其驱动电流的相位和活塞速度的相位的关系，通过检测线性压缩机驱动电流的微分值为零的相位定时，发现可以高精度来检测出活塞速度的最大振幅，可以进一步根据该活塞速度的最大振幅来计算出活塞上死点位置。
以下说明本发明的实施例。
[第1实施例]
图1是说明本发明第1实施例的线性压缩机驱动装置用的方框图。
该第1实施例的线性压缩机驱动装置101对线性压缩机100进行驱动，使其在活塞往复运动的频率为频率(谐振频率)Fr时活塞往复运动达到谐振状态的装置。
也就是说，该线性压缩机驱动装置101包括：
电源1，用于发生直流电压VDC作为电源电压；
逆变器2，用于把该电源电压VDC变换成规定的频率的交流电压Vd，输出到线性压缩机100内；
电流检测器9，用于监视从该逆变器2向线性压缩机100内输出的逆变器输出电流Id；
输出电流检测装置3，用于根据该监视器输出Scm来检测逆变器2的逆变输出电流Id，以及
输出电压检测装置4，用于检测从上述逆变器向线性压缩机100内输出的逆变器输出电压Vd。
上述线性压缩机驱动装置101包括：
谐振频率信息输出装置5，用于输出表示上述活塞往复运动谐振频率Fr的谐振频率信息Irf；
逆变控制器6，用于由逆变器控制信号Scp对上述逆变器2进行控制，使其输出电流Id的频率Fid与上述谐振频率Fr相一致；以及
定时检测装置7，用于根据上述电流检测器9的监视输出Scm，来检测逆变器2的输出电流(线性压缩机100的驱动电流)Id的微分值为0的相位定时。
上述线性压缩机驱动装置101具有：
活塞速度计算装置8，用于根据上述输出电压检测装置4的检测输出(驱动电压检测信号)Dvd和输出电流检测装置3的检测输出(驱动电流检测信号)Dcd，来计算活塞速度的最大振幅(最大速度)；以及
通断开关10，用于根据上述定时检测装置7的检测输出Scs，来控制上述驱动电压检测信号Dvd和驱动电流检测信号Dcd向上述活塞速度计算装置8内的供给及其停止供给。
以下详细说明上述线性压缩机驱动装置的各部分的构成。
首先说明谐振频率信息输出装置5。
该第1实施例如上所述，线性压缩机100被设计成在其工作的负荷条件下，具有一定的谐振频率Fr作为活塞往复运动的谐振频率。上述谐振频率信息输出装置5输出表示该固有的谐振频率的谐振频率信息Irf。
但是，上述谐振频率信息输出装置5，并非仅限于如上所述输出这样一种信息，该信息表示预先对线性压缩机100设定的固有谐振频率Fr。
例如，图7所示的线性压缩机100，被压缩的冷冻剂气体使作用于活塞的弹簧力增大，并且该弹簧力，随线性压缩机100的工作状态，例如被压缩的冷冻剂气体压力和活塞72的位移量等的不同而产生巨大变化，实际上线性压缩机100的谐振频率并非能由一种意思来决定。
因此，也可以由谐振频率发生装置5来监视被压缩的冷冻剂气体的状态，推断与该状态相适合的谐振频率，输出一种表示推断的谐振频率的信息。作为谐振频率的推断方法，既可以根据表示冷冻剂气体状态的变量(例如冷冻剂的压力值和温度值)按照规定的函数式来计算谐振频率，也可以利用表示该变量和谐振频率的对应关系的表，根据该变量来推断谐振频率。
再者，谐振频率信息输出装置5，如专利申请2000-361301号说明书所示，也可以在把作为驱动电流而输入到线性压缩机100内的交流电源的振幅值设为一定的条件下，当使该交流电源的频率变化时线性压缩机中消耗的功率达到最大的频率，推断为谐振频率。
以下详细说明逆变控制器6、逆变器2、和该逆变器2的输入电源1。
逆变控制器6把对逆变器2进行开关的PWM(脉宽度调制)信号作为上述逆变器2的控制信号Scp输出到逆变器2内，同时根据上述谐振频率信息Irf来调整该PWM信号Scp的脉冲宽度。该PWM信号Scp按照相当于该脉冲宽度的期间来驱动逆变器2。
逆变器2接受从上述电源1来的电压VDC，根据从逆变控制器6来的逆变器控制信号Scp向线性压缩机1供给其频率等于上述谐振频率Fr的交流电压Vd和交流电源Id。而且，逆变器2的输入电源1必须是直流电源，以便向逆变器2内供给直流功率。但逆变器2的输入电源也可以采用商用的交流电源。这种输入电源的构成部分包括对商用交流电压(电流)进行整流的例如二极管桥式电路或大功率逆变器等整流电路、以及对该整流电路的输出进行平滑滤波的滤波电容器。
上述逆变器2的具体电路结构如图2(a)～图2(d)所示，有许多种。
图2(a)和图2(b)所示的逆变器分别为：具有4管开关元件、以及与各个元件相对应的二极管的电压型全桥式逆变器21、以及电流型全桥式逆变器22，这些全桥式逆变器在其输入电源的电压为直流电压VDC时，向负荷L输出从+VDC到-VDC范围的电压。
也就是说，电压型全桥式逆变器21的构成部分有：
第1串联电路C1a，其串联连接第1和第2开关电路21a和21b；以及
第2串联电路C1b，其串联连接与该第1串联电路C1a相并联连接的第3和第4开关电路21c和21d。
在此，各开关电路21a～21d由NPN晶体管所组成的开关元件S1和与其反向并联连接的二极管D1构成。该逆变器21把电源1的直流电  VDC加到上述第1和第2串联电路C1a和C1b的两端上，在第1串联电路C1a中的第1和第2开关电路21a和21b的连接点N1a、以及第2串联电路C1b中的第3和第4开关元件21c和21d的连接点N1b之间，产生加到负荷L上的交流电压Vd。
并且，电流型全桥式逆变器22的构成部分有：
第1串联电路C2a，其串联连接第1和第2开关电路22a和22b；
第2串联电路C2b，其串联连接与该第1串联电路C2a并联连接的第3和第4开关电路22c和22d；以及
电感元件22e，其一端连接在上述第1和第2串联电路C2a和C2b的一端上。
在此，各开关电路22a～22d由NPN晶体管所组成的开关元件S2、和阳极连接在该NPN晶体管的发射极上的二极管D2构成。该逆变器22若在上述电感元件22e的另一端和上述第1和第2串联电路C2a和C2b的另一端之间，加上电源1的直流电压VDC，则在第1串联电路C2a中的第1和第2开关电路22a和22b的连接点N2a、以及第2串联电路C2b中的第3和第4开关电路22c和22d的连接点N2b之间，产生加到负荷L上的交流电压Vd。
并且，图2(c)和图2(d)所示的逆变器分别是电压型半桥式逆变器23和24，其中分别具有2管开关元件以及与该元件相对应的二极管。
在此，上述半桥式逆变器23，在其输入电源的电压为直流电压VDC时，向负荷L输出从+VDC/2到-VDC/2的范围的电压。并且，上述半桥式逆变器24在其输入电源的电压为直流电  VDC时，向负荷L输出从+VDC到O的范围的电压。这样，这些半桥式逆变器，电源利用率为全桥式逆变器的一半。
也就是说，电压型全桥式逆变器23的构成部分有：
第1串联电路C3a，其串联连接第1和第2开关电路23a和23b；以及
第2串联电路C3b，其串联连接与该第1串联电路C3a并联连接的第1和第2电容电路23c和23d。在此，各开关电路23a和23b，由NPN晶体管所组成的开关元件S3、以及与其反向并联连接的二极管D3构成。上述第1和第2电容电路23c和23d分别由电容器23c和23d构成。该逆变器23若在上述第1和第2串联电路C3a和C3b的两端上加上电源1的直流电压VDC，则在第1串联电路C3a中的第1和第2开关电路23a和23b连接点N3a、以及第2串联电路C3b中的第1和第2电容电路23c和24d的连接点N3b之间，发生加到负荷L上的交流电压Vd。
并且，电压型半桥式逆变器24，由串联连接第1和第2开关电路24a和24b而形成的串联电路C4a构成，在此，各开关电路24a和24b，由NPN晶体管所组成的开关元件S4、以及与其反向并联连接的二极管D4构成。逆变器24若在上述串联电路C4a的两端上加上直流电源1的输出电压，则在构成上述第2开关电路24b的二极管D4的阳极和阴极之间，产生加到负荷L上的交流电源Vd。
以下详细说明输出电流检测装置3，电流检测器9、输出电压检测装置4，通断开关10和定时检测装置7。
上述输出电流检测装置3根据作为上述电流检测器9的监视输出的驱动电流检测信号Scm，来检测加到线性压缩机100的线性马达82(参见图7)上的逆变器输出电流(线性压缩机驱动电流)Id，向上述通断开关10内输出驱动电流检测信号Dcd。该电流检测器9可以是采用利用了磁性体和霍耳元件的磁式电流检测器、以及发生与线性压缩机驱动电流相对应的电压的电流互感器等。并且，检测线性压缩机100的驱动电流的方法，也可以是根据布置在上述电流供给路径上的分流电阻中所产生的电压来计算电流。
上述输出电压检测装置4检测出由逆变器2供给到线性压缩机100的线性马达82(参见图7)的逆变器输出电压(线性压缩机驱动电压)Vd，把驱动电压检测信号Dvd输出到上述通断开关10内。在此，在上述逆变器2为电压型逆变器的情况下，因为逆变器输出电压Vd的波形是PWM波型，所以，很难直接测量该逆变器输出电压Vd。因此，电压型逆变器的输出电压的测量方法可以是：利用由变压器和电容器以及电阻制作的低通滤波器等，对输出电压进行PWM波形的整形处理，测量出经过该波形整形处理的输出电压。并且，电压型逆变器的输出电压的测量方法，也可以不是使用上述低通滤波器，而是根据输入到逆变器2内的直流电压VDC、以及从逆变控制器6中输出的逆变器控制信号Scp即PWM信号的脉冲宽度，计算出逆变器2的输出电压Vd。
上述通断开关10具有：
第1输入侧接点10a，其输入从上述输出电流检测装置3来的驱动电流检测信号Dcd；
第2输入侧接点10b，其输入从上述输出电压检测装置4来的驱动电压检测信号Dvd。
第1输出侧接点10c，用于向活塞速度检测装置8内输出上述驱动电流检测信号Dcd；以及
第2输出侧接点10d，用于向活塞速度检测装置8内输出上述驱动电压检测信号Dvd，
根据从上述定时检测装置7来的检测输出，即开关控制信号Scs，使上述第1输入侧接点10a和第1输出侧接点10c之间、以及上述第2输入侧接点10c和第1输出侧接点10d之间变成导通状态或非导通状态。
上述定时检测装置7根据从上述电流检测器9来的驱动电流监视信号Scm，检测出这样的相位定时，即线性压缩机驱动电流Id的相位至少与90°和270°中的一个相一致，按照该相位定时来使上述通断开关10的第1、第2的输入侧接点10a、10b和第1、第2输出侧接点10c、10c处于导通状态的开关控制信号Scs被输出到该通断开关10内。该定时检测器7，逆变器输出电流(线性压缩机驱动电流)Id是正弦波，所以，利用相位为90°或270°时取极值，来检测驱动电流相位至少与90°和270°中的一个相一致的相位定时，作为驱动电流Vd取波峰值(最大振幅)的相位定时。
最后，详细说明活塞速度计算装置8。
该活塞速度计算装置8按照由定时检测器7检测出的相位定时，来接收从输出电流检测装置3来的驱动电流检测信号Dcd、以及从输出电压检测装置4来的驱动电压检测信号Dvd，根据该相位定时中的逆变器输出电流Id和逆变器输出电压Vd的瞬时值、以及线性马达的推力常数，来计算出按一定角速度往复运动的活塞速度的最大振幅(活塞速度的绝对值的最大值)，输出表示该活塞速度的最大振幅的活塞速度信息Ipve。
以下利用附图和数式来具体说明在上述活塞速度计算装置8中的运算处理。
图3说明线性压缩机在活塞运动的谐振状态下被驱动的线性压缩机的谐振驱动状态，它表示在谐振驱动状态下，驱动电流Id、活塞速度(往复运动速度)v、活塞位移量x′和活塞加速度a发生变化的情况。在此，上述活塞位移量x′是与图9所示的活塞振幅中心位置Pav相对的活塞位置的位移量。
供给到线性压缩机100内的逆变器输出电流(线性马达驱动电流)Id与加在活塞上的力成正比，所以，在线性压缩机100的谐振驱动状态下，线性马达驱动电流Id的相位等于活塞速度v的相位。并且，活塞位移量x′和活塞加速度a分别对应于与活塞速度v相对的积分值和微分值，所以，在线性压缩机的谐振驱动状态下，活塞位移量x′，其相位相对于活塞速度v的相位延迟90°，活塞加速度a，其相位相对于活塞速度v的相位超前90°。
并且，作为活塞的运动方程式，如现有技术中说明的那样，根据线性马达的等效电路(参见图8)利用基尔霍夫定律推导出的(1)式可以成立，尤其，作为线性压缩机的谐振驱动状态中的活塞的运动方程式，下列(5)式可取代上述(1)式而成立。 v m = 1 α ( V 1 - R × I 1 ) - - - ( 5 )
现简单说明如下。如图3所示，线性压缩机100在活塞往复运动的谐振状态下被驱动的谐振驱动状态下，线性马达驱动电流Id的相位等于活塞速度v的相位。例如，驱动电流Id的相位为90°或270°时，活塞速度v的相位也为90°或270°。
也就是说，在该线性压缩机100的谐振驱动状态下，按照由定时检测装置7检测出的相位定时(驱动电流Id的相位为90°或270°的定时)。活塞速度v为最大值或最小值，即活塞速度的绝对值为最大，并且，驱动电流Id也取极大值或极小值。因此，驱动电流Id的微分值为零，式(1)的右边第3项的值为零。
所以，当线性压缩机处于谐振驱动状态时，删除(1)式的右边第3项而获得的(5)式成立。而且，上述(5)式中的变量V和变量I分别是逆变器输出电压Vd的测量值V、以及逆变器输出电流Id的测量值I。
根据该(5)式，可以从以下数值中求出活塞速度v的最大振幅(最大值或最小值)vO[m/s]，这些值是：线性压缩机的驱动电流的相位为90°或270°的定时的逆变器输出电压Vd(测量值V)的瞬时值V1[v]、用该定时的逆变器输出电流Id(测量值I)的瞬时值I1[A]、构成线性马达的线圈的等效电阻R[Ω]、以及马达的推力常数α[N/A]。
而且，本实施例1的线性压缩机驱动装置101由构成该线性压缩机驱动装置101的各个装置3～5、7、8和逆变控制器6也可以是由硬件构成的。但是，这些装置3～5、7、8和逆变控制器6也可以是由硬件构成的。
并且，在上述实施例1的说明中，为便于理解，线性压缩机驱动装置101假定具有硬件的通断开关10，但在用软件来构成上述各装置3～8的情况下，可以不使用通断开关10而构成线性压缩机驱动装置101。
例如，为了取代上述通断开关10，也可以使上述输出电流检测装置3和输出电压检测装置4仅在由上述定时检测装置7检测出了线性压缩机驱动电流Id的相位与90°和270°中的至少一种相一致的相位定时时才进行动作，把上述驱动电流检测信号Dcd和驱动电压检测信号Dvd输出到活塞速度检测装置8内。
以下说明动作。
在逆变控制器6中，生成脉冲信号Scp，其脉冲宽度根据从谐振频率信息输出装置5输出的谐振频率信息Irf来进行调整，该脉冲信号Scp作为逆变器控制信号被供给到逆变器2内。在此，上述脉冲信号Scp的脉冲宽度调整到在活塞往复运动的谐振状态下来对线性压缩机100进行驱动。
若将脉冲信号Scp供给到上述逆变器2内，则在逆变器2中，根据该脉冲信号Scp，从来自电源1的直流电压VDC中生成频率与上述谐振频率Fr一致的交流电压Vd，该交流电压Vd作为驱动电压被加到线性压缩机100的线性马达上。
例如，在上述逆变器21采用了图2(a)所示的电压型全桥式逆变器21的情况下，从上述逆变控制器6来的脉冲信号Scp被加到逆变器21中的构成各开关电路21a～21d的NPN晶体管(开关元件)S1的基极上。于是，在该逆变器21中，进行第1和第4开关电路21a和21d的开关元件S1的通断动作、以及第2和第3开关电路21b和21c的开关元件S1的通断动作，互相补充。这样，在第1串联电路C1a的连接交点N1a和第2串联电路C1b的连接交点N1b之间产生作为逆变器输出电压Id的交流电压，该交流电压Id作为驱动电压被加到线性压缩机100的线性马达上。
在线性压缩机100中，若在线性马达上加上驱动电压Id，则活塞开始往复运动，然后，在线性压缩机100的驱动状态稳定时，该线性压缩机100在一定负荷条件下，使活塞往复运动达到谐振状态，即谐振驱动状态。
这时，供给到线性压缩机上的驱动电流Id由电流检测器9来进行监视，从该电流检测器9把电流监视输出(驱动电流监视信号)Scm输出到输出电流检测装置3和定时检测装置7内。
于是，在输出电流检测装置3中，根据来自电流检测器9的电流监视输出Scs，检测出逆变器输出电流，即线性压缩机100的驱动电流Id，检测输出(驱动电流检测信号)Dcd被输出到上述通断开关10的第1输入侧接点10a上。并且，在输出电压检测装置4中检测出逆变器输出电压Vd，该检测输出(驱动电压检测信号)Dvd被输出到上述通断开关10的第2输入侧接点10b上。
在上述定时检测装置7中，根据从上述电流检测器9中来的电流监视信号Scm，检测出驱动电流Id的相位为90°或270°的相位定时，按照该相位定时使上述通断开关10的第1和第2输入侧接点10a和10b，以及对应的第1和第2输出侧接点10c和10d变成导通状态的开关控制信号Scs被输出到通断开关10上。
在该通断开关10中，利用上述开关控制信号Scs，按照相位定时，使对应的输入侧接点和输出侧接点处于导通状态，上述驱动电流Id和驱动电压Vd的在上述相位定时时的值(瞬时值)I1和V1被输出到活塞速度计算装置8内。
在活塞速度计算装置8中，根据上述(5)式，从上述相位定时的驱动电流和驱动电压的瞬时值I1和V1中计算出活塞速度的波峰值vm，输出表示该波峰值的活塞速度信息Ipve。
这样，在本实施例1的线性压缩机驱动装置中，在活塞往复运动为谐振状态的谐振驱动状态下对线性压缩机100进行驱动，测量出在此运转状态下当线性压缩机驱动电流Id的相位为90°或270°时的驱动电压的瞬时值V1[V]和驱动电流的瞬时值I1[A]，利用被测的驱动电压的瞬时值V1[V]和驱动电流的瞬时值I1[A]、以及线性马达绕组的等效电阻R(Ω)和马达的推力常数α[N/A]，根据规定的函数式，求出活塞速度的最大振幅vm[m/s]，所以，与根据线性压缩机驱动电流的测量值进行微分运算而求出活塞速度的情况相比，能减少驱动电流的测量次数，即使最低时也能在驱动电流的一个周期内，仅测量该驱动电流和驱动电压一次，即可求出活塞速度的最大振幅vm[m/s]。
并且，在实施例1中，利用驱动电流Id的相位为90°或270°时的驱动电流的瞬时值I1[A]和驱动电压的瞬时值V1[V]，通过四则运算，来计算活塞速度的最大振幅vm，所以，在活塞速度的最大振幅的计算处理中不需要进行驱动电流的微分运算。因此，能排除微分器引起的计算误差，能提高活塞速度计算精度。
而且，在上述实施例1中，定时检测装置7检测出逆变器输出电流(线性压缩机驱动电流)Id的相位为90°和270°中的至少一种时的相位定时。但定时检测器7也可以检测线性压缩机100的驱动电流Id的变化量为零的相位定时。
在此情况下，也是由定时检测装置7输出驱动电流(逆变器输出电流)Id的瞬时值为波峰值(最大振幅)的相位定时。这是因为驱动电流为正弦波，所以，驱动电流的相位为90°或270°时该驱动电流为极值。
并且，作为上述驱动电流(逆变器输出电流)Id为其波峰值的定时检测方法，也可以这样：平常对逆变器输出电流值进行监视，检测出该值的变化方向改变的相位定时，即输出电流值的变化从增加向减少，或者从减少向增加进行切换的相位定时。
再者，在上述实施例1中，上述定时检测装置7根据电流检测器9的监视输出Scm，检测出逆变器2的输出电流相位为90°或270°的相位定时。但是，该定时检测装置7也可以根据从逆变控制器6输出的逆变器2的控制信号，即脉冲信号Scp，来检测出逆变器2的输出电流Id的相位为90°或270°的相位定时。
但在此情况下，根据从逆变控制器6中输出的逆变器2的控制信号(脉冲信号)Scp用逻辑方法决定的逆变器输出电流的相位，相对于实际从逆变器2中输出的输出电流Id的相位，有可能出现相当于控制误差的偏移量。
因此，可以采用这样的方法：检测出基于从逆变控制器6来的逆变器控制信号Scp的理想的逆变器输出电流的相位、以及实际从逆变器2中输出的输出电流Id的相位的误差，根据该被检测的相位误差，来校正从逆变控制器6来的逆变器控制信号Scp的相位。在此，作为检测相位误差的具体方法，可以是：测量出实际从逆变器2中输出的输出电流Id的零交叉点的相位定时，测量出该相位定时、以及从逆变控制器6来的逆变器控制信号Scp的相位为0°或80°的相位定时的误差。
并且，在上述实施例1中，活塞速度计算装置8中的运算处理所使用的线性马达的内部电阻值R是预先测量的已知值，但也可以对上述内部电阻值R进行温度补偿处理。
简言之，随着线性马达的温度实际的上升，来增大线性马达的内部电阻值R。
因此，测量出线性马达的温度，对预先测量的内部电阻值进行温度补偿后的值用于上述活塞速度计算处理，能得到更准确的值作为活塞速度的波峰值。
在此，对该内部电阻值进行温度补偿的具体方法可以采用以下两种：一种是用一种表来表示作为线性马达的线圈使用的导体的温度及其阻值的关系；另一种是用一种计算式以便对内部电阻值进行温度补偿。
例如，在线性马达线圈是一般使用的铜线的情况下，相对于在20°以下测量的电阻值R20来说，t℃时的电阻值Rt可以由下列(6)求出。
  Rt＝R20[1+0.00393×(t-20)]      …(6)
并且，在上述实施例1中，在活塞速度计算装置8中进行运算处理所使用的线性马达的推力常数，作为预先测量的已定值，上述推力常数也可以是根据线性压缩机的运转状态来进行了补偿(校正)处理的。
例如，上述推力常数也可以是根据线性马达的温度进行了补偿处理的。也就是说，随着线性马达的温度实际的上升，推力常数将减小。这是因为线性马达中所使用的磁性体的磁通密度随温度上升而减小。因此，测量出线性马达的温度，在上述活塞速度计算处理中使用对预先测量的推力常数进行了温度补偿的值，能获得更准确的值作为活塞速度的波峰值。
在此，作为对上述推力常数进行温度补偿的具体方法，可以用一种表来表示所用磁性体的温度和磁通密度的关系。
并且，上述推力常数也可以是根据线性马达的运转速度(角速度)进行了补偿处理的。也就是说，实际上线性马达的推力常数随线性马达的运转速度(角速度)的提高而减小。因此，反复进行活塞速度运算处理的活塞速度计算装置8，也可以在重复进行的各次运算处理中，根据由上次活塞速度计算处理所求得的活塞速度，对上述线性马达的推力常数进行补偿，利用该补偿后的推力常数来进行活塞速度运算。在此，上述推力常数的具体校正方法，可以是：用一种表来表示从实验值中求出的马达的运转速度和推力常数的关系，对线性马达的推力常数进行校正。
[第2实施例]
图4是说明本发明第2实施例的线性压缩机驱动装置用的方框图。
该第2实施例的线性压缩机驱动装置102具有一个活塞行程计算装置41，该活塞行程计算装置41是在第1实施例的线性压缩机驱动装置101中根据由上述活塞速度计算装置8计算出的活塞速度的波峰值vO、以及由逆变控制器6决定的逆变器驱动频率Fd，来计算出活塞往复运动的行程，输出表示该活塞行程的活塞行程信息Ipst。该第2实施例的逆变控制器6根据上述谐振频率信息Irf来调整对逆变器2进行开关的PWM信号Scp的脉冲宽度，把该脉冲宽度被调整后的PWM信号Scp作为逆变器驱动控制信号进行输出，同时，把由PWM信号Scp的脉冲宽度所决定的上述逆变器2的输出电压以及把输出电压的频率表示为上述逆变器驱动频率Fd的信息(逆变器驱动频率信息)Idf，输出到上述活塞行程计算装置41内。而且，上述逆变器驱动频率Fd，其理想状态是与谐振频率信息Fr一致。并且，在此，上述活塞行程计算装置41由软件构成。但是，该活塞行程计算装置41也可以由硬件构成。
以下说明动作。
该第2实施例的线性压缩机驱动装置102中的上述逆变控制器6和活塞行程计算装置41以外的部分的动作，与上述第1实施例的线性压缩机驱动装置101中的相同，所以，主要说明上述逆变控制器6和活塞行程计算装置41的动作。
在线性压缩机100内往复运动的活塞72的位置，因为活塞接受被压缩的冷冻剂气体的压力，所以利用把时间作为变量的正弦波函数来表示。因此，若设活塞驱动装置的角速度为ω[rad/sec]，设活塞位移的最大振幅为xm[m]，设以活塞振幅中心位置Pav(参见图9)为基准的活塞位移量(在时间t时活塞所在的地点和活塞振幅中心位置的距离)为x(t)[m]，则活塞位移量x(t)以时间t(秒)为变量，用下列(7)式来表示。
  x(t)＝xm×sinω·t           …(7)
并且，活塞速度也由以时间为变量的正弦波函数来表示。所以，和上述活塞位移量一样，若设活塞往复运动的角速度为ω[度/秒]，设活塞速度的最大振幅为vm[米/秒]，则活塞瞬时速度(时间t时的活塞速度)为v(t)[米/秒]，则活塞瞬时速度v(t)利用以时间t[秒]为变量的正弦波函数，由下列(8)式表示。
  v(t)＝vm×sinω·t           …(8)
并且，活塞位移量x(t)是活塞速度v(t)的积分值，所以，以时间为变量来表示活塞位移量的函数式，利用上述(8)式来推导出下列(9)式。 x ( t ) = ∫ v ( t ) dt = v m ω × ( - sin ω · t ) - - - ( 9 )
并且，若从(7)式和(9)式中删去活塞位移量x(t)，则活塞位移量的最大振幅xm利用活塞速度的最大振幅vm表示成xm＝-vm/ω。
所以，活塞位移量的最大振幅xm[m]通过以动作角速度ω[度/秒]去除活塞速度的最大振幅vm[m/s]而求出。
也就是说，在逆变控制器6中，根据上述谐振频率信息Irf来调整对逆变器2进行开关的PWM信号Scp的脉冲宽度，该脉冲宽度被调整后的PWM信号Scp作为逆变器驱动控制信号输出到逆变器2内，同时，由该PWM信号Scp的脉冲宽度决定的上述逆变器2的输出电压、以及把输出电压的频率表示为上述逆变器驱动频率Fd的信息(逆变器驱动频率信息)Idf被输出到上述活塞行程计算装置41内。
于是，活塞行程计算装置41接收从活塞速度计算装置8来的活塞速度信息Ipve以及从逆变控制器6输出的逆变器驱动频率信息Idf，利用活塞往复运动的角速度ω[弧度/秒]来除由活塞速度信息Ipve表示的活塞速度的最大振幅vm[米/秒]，进行运算处理。这样，计算出活塞位移量的最大振幅xm[m]。而且，活塞往复运动的角速度ω[弧度/秒]，其计算方法是：由上述逆变器驱动频率信息Idf所表示的逆变器2的输出电压和输出电压的频率Fd[Hz]乘上2π。
并且，作为表示由上述运算处理而求得的活塞位移量的最大振幅xm[m]的信息，从该计算装置41中输出表示活塞往复运动中的活塞行程(该振幅最大值xm的2倍)的活塞行程信息Ipst。
这样，在该第2实施例的线性压缩机驱动装置102中，具有活塞行程计算装置41，该活塞行程计算装置41根据在第1实施例的线性压缩机驱动装置101中由上述活塞速度计算装置8所求出的活塞速度的波峰值vm、以及由线性压缩机的谐振频率Fr所决定的逆变器驱动频率Fd，来计算出活塞行程，所以，根据该活塞行程，可以判断出线性压缩机中的活塞和汽缸盖碰撞的危险性。
而且，在上述第2实施例中，表示线性压缩机驱动装置102具有一种装置41，能在第1实施例的线性压缩机驱动装置101中计算出活塞行程。但线性压缩机驱动装置也可以是在第2实施例的线性压缩机驱动装置102中具有：
下死点位置信息输出装置，其输出从汽缸盖位置Psh到活塞下死点位置Pbd的距离(即图9所示的第3坐标系X”的位移量xbd”)的信息，作为表示活塞的下死点位置Pbd(参见图9)的信息；以及
运算装置，其根据上述活塞行程信息和上述下死点位置信息来进行四则运算。
在此情况下，利用上述运算装置从上述下死点位置信息所表示的值xbd”(参见图9)中减去上述活塞行程信息所表示的值的一半的值(Lps/2)，即可求出表示活塞振幅中心位置Pav的第3坐标系X”中的活塞位移量xav”(参见图9)。再者，在此情况下，对线性压缩机进行控制，使活塞振幅中心位置与线性马达能达到最高效率的位置相一致，这样，即可进一步提高线性压缩机的驱动效率。
并且，利用运算装置，从上述下死点位置信息所表示的值xbd”(参见图9)中减去活塞行程信息所表示的活塞行程值(Lps)本身，即可计算出表示活塞上死点位置Ptd的第3坐标系X”中的活塞位移量xtd(参见图9)。该位移量xtd”是从汽缸盖到活塞上死点位置的距离，所以从该位移量中可以判断出活塞和汽缸盖碰撞的可能性，能有助于防止活塞和汽缸盖碰撞。
在此，上述下死点位置信息输出装置的具体结构，例如，也可以利用下死点位置检测器，以便把活塞上设定的规定测量点离汽缸盖最远时的位置作为活塞下死点位置进行测量，把该测量值作为表示从汽缸盖位置Psh到活塞下死点位置Pbd的距离的信息进行输出。并且，该下死点位置检测器也可以是一种仅能检测活塞下死点位置的测量范围小的位置检测器，或者是检测活塞测量点是否超过规定位置，远离汽缸盖的简易位置检测器。
再者，上述下死点位置信息输出装置也可以根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以有由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来输出以汽缸盖位置Psh为基准，表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息。
并且，上述下死点位置信息输出装置也可以根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅、进行上述线性压缩机的上述活塞往复运动的可动部分的重量、以及上述弹性零件的弹簧常数，来计算出以上述活塞的中立位置为基准表示上述活塞下死点位置的位置信息，作为上述下死点位置信息。在此情况下关于下死点位置信息输出装置的具体构成，对以下第3实施例中的下死点位置计算装置51(参见图5)加以说明。
并且，上述线性压缩机驱动装置也可以在第2实施例的线性压缩机驱动装置102中具有：
上死点位置信息输出装置，用于输出从汽缸盖位置Psh到活塞上死点位置Pth的距离(图9所示的第3坐标系X”中的位移量xtd”)的信息，作为表示活塞的上死点位置Ptd(参见图9)的信息；以及
运算装置，用于根据上述活塞行程信息和上述上死点位置信息来进行四则运算。
在此情况下，利用上述运算装置，把上述活塞行程信息所表示的行程值的一半的值(Lps/2)加到上死点位置信息所表示的值xtd(参见图9)上，即可计算出表示活塞振幅中心位置Pav的第3坐标系X”中的位移量xav(参见图9)。
并且，利用上述运算装置，把上述活塞行程信息所表示的活塞行程值(Lps)加到上述上死点位置信息所表示的值xtd(参见图9)上，即可计算出表示活塞下死点位置Pbd的第3坐标系X”中的位移量xpd”(参见图9)。该位移量xbd”是从汽缸盖位置Psh到活塞下死点位置Pbd的距离，所以，该位移量xbd”能有助于线性压缩机的驱动控制，防止该谐振弹簧变形量达到破坏极限以上。
在此，上述上死点位置信息输出装置的具体构成例如也可以采用这样的上死点位置检测器，它用于测量设定在活塞中的规定测量点最接近汽缸盖时的位置作为活塞上死点位置，输出该测量值作为表示从汽缸盖位置Psh到活塞上死点位置Ptd的距离的信息。并且，该上死点位置检测器也可以是只能检测活塞上死点位置的测量范围窄短的位置检测器或者检测活塞的测量点是否超过规定位置接近汽缸盖的简易位置检测器。
再者，上述线性压缩机驱动装置也可以在第2实施例的线性压缩机驱动装置102中具有：
振幅中心位置信息计算装置，用于输出从汽缸盖位置Psh到活塞振幅中心位置Pav的距离(图9所示的第3坐标系X”中的位移量xav”)，作为表示活塞振幅中心位置Pav(参见图9)的信息；以及
运算装置，用于根据上述活塞行程信息和上述振幅中心位置信息，进行四则运算。
在此情况下，利用上述运算装置，把上述活塞行程信息所表示的行程值的一半的值(Lps/2)，加到上述振幅中心位置信息所表示的值xav(参见图9)上，即可计算出表示活塞下死点位置Pbd的第3坐标系X”中的位移量xpd”(参见图9)。
并且，相反，利用上述运算装置，把上述活塞行程信息所表示的行程值的一半的值(Lps/2)，从振幅中心位置信息所表示的值xav”(参见图9)中减去，即可求出表示活塞上死点位置Ptd的第3坐标系X”中的位移量xtd”(参见图9)。
而且，作为对表示上述振幅中心位置的信息(从汽缸盖位置Psh到活塞振幅中心位置Pav的距离)进行计算的方法，也可以是：根据线性压缩机的排出压力和吸入压力的压力差，以及活塞孔断面积，计算出加在活塞上的气体压力所产生的力量，计算出活塞振幅中心位置。
并且，采用上述压力差的振幅中心位置信息的计算方法，不仅根据该压力差，而且还根据线性压缩机的运转周期ω来计算活塞上承受的气压所产生的力，这样，能更加精确地计算出作为活塞振幅中心位置信息的距离信息。
并且，在上述第2实施例中，由活塞速度计算装置进行运算处理所使用的线性马达的推力常数是预先测量的已定值，但上述推力常数也可以是根据活塞振幅中心位置而进行了校正处理的。
也就是说，实际上线性马达的线圈和磁铁之间的磁通密度随线性马达的线圈和磁铁的位置关系不同而变化。这是因为加在线性马达上的电流所产生的磁场使磁铁的磁场变化。
因此，上述振幅中心位置信息计算装置，也可以在反复进行的各次振幅中心位置信息的计算处理中，根据由上次计算处理得出的振幅中心位置信息来校正上述推力常数的值，再根据已校正的推力常数来计算上述振幅中心位置信息。
并且，上述活塞行程计算装置8也可以根据上述活塞速度的最大振幅来反复进行计算处理，计算出上述活塞行程信息，在该反复进行的各次运算处理中，根据由上次计算处理而计算出的活塞行程信息，来校正上述线性马达的由于该活塞位置变化而使其值变化的推力常数的值，再根据已校正的推力常数来计算上述活塞行程信息。在此情况下，能计算出更准确的值作为活塞行程。
[第3实施例]
图5是说明本发明第3实施例的线性压缩机驱动装置用的方框图。并且图10表示以活塞中立位置为基准表示活塞位置的坐标系Y”、以及以汽缸盖位置Psh为基准表示活塞位置的坐标系X”(图9的第3坐标系)的对比状态。
该第3实施例的线性压缩机驱动装置103是在上述第1实施例的线性压缩机驱动装置101中具有下死点位置计算装置51，该装置51根据由上述活塞速度计算装置8求出的活塞速度的波峰值vm、以及由上述逆变控制器6决定的逆变器驱动频率Fd，来计算以活塞中立位置Pav为基准的活塞下死点位置Pbd的位移量ybd”(参见图10)，作为活塞中立位置Pav和活塞下死点位置Pbd之间的距离信息，把该距离信息作为活塞下死点位置信息Ibdc进行输出。在此，上述活塞中立位置Pav是支承弹簧不变形时的活塞72的活塞轴线上的位置。并且，该第3实施例的逆变控制器6根据上述谐振频率信息Irf来调整对逆变器2进行开关的PWM信号Scp的脉宽，把该脉宽调整后的PWM信号Scp作为逆变器驱动控制信号而输出到逆变器2内，同时由该PWM信号Scp的脉宽决定的上述逆变器2的输出电压以及输出电压的频率被表示为上述逆变器驱动频率Fd的信息(逆变器驱动频率信息)Idf，被输出到上述下死点位置计算装置51内。
而且，上述逆变器驱动频率Fd理想状态是与谐振频率频率Fr一致的。并且，在此，上述下死点位置计算装置51是由软件构成的。但是，该下死点位置计算装置51也可以由硬件构成。
以下说明动作。
该第3实施例的线性压缩机驱动装置103中的、上述逆变控制器6和下死点位置计算装置51以外的部分的动作，与第1实施例的线性压缩机驱动装置101中的动作相同，以下主要说明上述逆变控制器6和下死点位置计算装置51的动作。
关于上述线性压缩机驱动装置103的线性马达驱动的活塞往复运动的运动方程式，可成立下列(10)式。
  m×a+k×y″＝α×I-β(P(t)-Ps)     …(10)
在(10)式中，m是往复运动的可动零件的总质量[kg]，a是该往复运动的可动零件的瞬时加速度[m/s/s]。并且，k是组装在线性压缩机内的支承弹簧的弹簧常数[N/M]；Y”是可动零件与弹簧不变形的状态下的可动零件的位置(活塞中立位置)Pini相对的位移量[m]，α是线性马达的推力常数[N/A]，I是加在线性马达上的驱动电流的测量值[A]，β是活塞孔的断面积[m.m]，P(t)是压缩室内部的压力[Pa]，Ps是活塞背面侧的气体压力(吸入压)[Pa]。
线性马达103在活塞往复运动的谐振状态下被驱动时，活塞来到下死点位置上时，压缩室内部的压力等于吸入压，所以，在这时表示活塞运动的运动方程((10)式)中的右边第2项为零。
并且，如图3所示，在下死点位置，即活塞位移量最大时，加速度也最大，线性马达的驱动电流Id为零。
所以，(10)式的左边第1项的加速度a是加速度最大值(a＝am)、其左边第2项的变量Y”是下死点位置的位移量(Y”＝Ybd)，其右边第1项和右边第2项为零(I＝0)，为取代(10)式，可成立(11)式。
  m×am+k×ybd″＝0             …(11)
在(11)式中，am是活塞加速度的最大值[m/s/s]，ybd”是以活塞头中立位置Pini为基准而表示的下死点位置的位移量[m]。
所以，若求活塞加速度的最大值am[m/s/s]，则利用(11)式，可以求出表示下死点位置的位移量ybd”(参见图10)[m]。
以下说明活塞加速度的最大值am[m/s/s]的求法。
活塞加速度a和在上述第2实施例中说明的活塞位移量x(t)和活塞速度v(t)一样，利用以时间t为变量的正弦波函数来表示。
具体来说，若设活塞运动的角速度为ω[度/秒]，设活塞加速度的振幅最大值为am[m/s/s]，设活塞加速度的瞬时值为a(t)[m/s/s]，则因为加速度是速度的微分值，所以，活塞加速度以时间t[秒]为变量，用(12)式来表示。
a(t)＝am×cosω·t
    ＝(v(t))′
    ＝ω×vm×cosω·t            …(12)
从(12)式中可以看出，am＝vm×ω这一关系可以成立，所以，活塞加速度的最大值am[m/s/s]可以利用活塞速度的振幅最大值vm[m/s]和活塞运动的角速度ω[度/秒]的乘积而求得。
该第3实施例的逆变控制器6根据上述谐振频率信息Irf来调整对逆变器2进行开关的PWM信号Scp的脉宽，把该脉宽调整后的PWM信号Scp作为逆变器驱动控制信号输出到逆变器2内，同时由该PWM信号Scp的脉宽决定的上述逆变器2的输出电压以及输出电压的频率被表示为上述逆变器驱动频率Fd的信息(逆变器驱动频率信息)Idf，被输出到上述下死点位置计算装置51内。
于时，该第3实施例的线性压缩机驱动装置103中的下死点位置计算装置51，接收从活塞速度计算装置8输出的活塞速度信息Ipve、以及从逆变控制器6输出的逆变器驱动频率信息Idf，对活塞速度信息Ipve所表示的活塞速度的最大振幅vm[m/s]、以及动作角速度ω[度/秒](逆变器驱动频率信息Idf所表示的逆变器驱动频率Fd[Hz]乘上2π而得到的值)进行乘法运算处理，通过该乘法运算处理来计算出加速度的最大振幅am[m/s/s]。进一步在上述下死点位置计算装置51中，进行该加速度的最大振幅am[m/s/s]和可动零件的总质量m[kg]的乘法运算处理，以及用线性压缩机100的支承弹簧的弹簧常数k[N/m]去除由该乘法运算处理而求得的值的除法运算处理，通过该除方运算处理而求出表示下死点位置Pbd的位移量Ybd”(参见图10)[m]。并且，从下死点位置计算装置51中输出表示该位移量Ybd”[m]。并且，从下死点位置计算装置51中输出表示该位移量Ybd”[m]的信息作为下死点位置信息Ibdc。
这样，在该第3实施例的线性压缩机驱动装置103中具有下死点位置计算装置51，用于根据由活塞速度计算装置8求得的活塞速度的最大振幅vm[m/s]、以及根据线性压缩机的谐振频率Fr决定的逆变器驱动频率Fd，来计算表示活塞中立位置Pini和活塞下死点位置Pbd的距离的值Ybd[m]，作为表示活塞下死点位置Pbd的活塞位移量，所以，能根据活塞下死点位置信息来掌握谐振弹簧的挠曲量。该谐振弹簧的挠曲量能有助于对线性压缩机进行驱动控制，防止该谐振弹簧变形量超过破坏极限。
[第4实施例]
图6是说明本发明第4实施例的线性压缩机驱动装置用的方框图。
该第4实施例的线性压缩机驱动装置104和上述第1实施例的线性压缩机101一样，具有：电源1、逆变器2、电流检测器9、输出电流检测装置3、谐振频率信息输出装置5、逆变控制器6和定时检测装置7。
同时具有：
中心位置计算装置61，用于根据输出电流检测装置3的检测输出(驱动电流检测信号)Dcd，来计算与上述活塞中立位置Pini相对的活塞振幅中心位置Pav(参见图10)的位移量Yav”，作为表示活塞往复运动的中心位置(活塞振幅中心位置)Pav的信息；以及
通断开关11，用于根据从上述定时检测装置7输出的开关控制信号Scs，来控制上述驱动电流检测信号Dcd向上述中心位置计算装置61内供给和停止供给。
在此，上述能断开关11具有：
输入侧接点11a，用于输入从上述输出电流检测装置3来的驱动电流检测信号Dcd；以及
输出侧接点11b，用于把上述驱动电流检测信号Dcd输出到中心位置计算装置61内。
根据从上述定时检测装置7来的检测输出，即开关控制信号Scs，来使上述输入侧接点11a和输出侧接点11b之间变成导通状态或非导通状态。
而且，在该第4实施例中，上述中心位置计算装置61是利用软件来实现的。但是该中心位置计算装置61也可以利用硬件来实现。
以下说明动作。
在该第4实施例中，与上述第1实施例一样，在线性压缩机100中，通过施加从逆变器2来的交流电压Vd来驱动线性马达，使活塞进行往复运动。并且，由于施加到上述线性压缩机上的交流电流Vd的频率与活塞往复运动的谐振频率Fr一致，所以，线性压缩机100的运转在活塞往复运动的谐振状态下进行。
这时，在输出电流检测装置3中，根据从电流检测器9来的电流监视输出Scm，检测出逆变器输出电流，即线性压缩机100的驱动电流Id，把检测输出(驱动电流检测信号)Dcd输出到上述通断开关11的输入侧接点11a内。
并且，在上述定时检测装置7中，根据从上述电流检测器9来的电流监视输出Scm，来检测逆变器驱动电流Id的相位为90°和270°中的至少一种相位的相位定时，向该通断开关11内输出开关控制信号Scs，以便利用该相位定时来使上述通断开关11的输入侧接点11a和输出侧接点11b形成导通状态。
在上述通断开关11中，利用上述开关控制信号Scs按照上述相位定时，来使对应的输入侧接点和输出侧接点变成导通状态，使上述驱动电流Id的上述相位定时的值(瞬时值)I1输出到上述中心位置计算装置61内。
于是，在中心位置计算装置61中，根据上述相位定时的驱动电流的瞬时值Im，从下列(13)式中计算出以活塞中立位置Pini为基准的活塞振幅中心位置Pav的位移量Yav”[m]，使表示该位移量Yav”的信息作为振幅中心位置信息Iav进行输出。
也就是说，如上述第3实施例中说明的那样，关于线性压缩机100的线性马达驱动的活塞往复运动，下列(10)式作为运动方程式成立。
这种活塞往复运动中的、输入到线性压缩机中的驱动电流的相位为90°和270°的至少一种相位的相位定时，活塞加速度a[m/s/s]为零，以活塞中立位置Pini为基准的活塞位置P的位移量Y”[m]，与以活塞中立位置Pini为基准的活塞振幅中心位置Pav的位移量Yav”一致，并且，驱动电流I[A]为最大值Im。
在该第4实施例中，线性压缩机100被设计成：用上述相位定时来打开线性压缩机100的吸入阀，压缩室内部的压力P(t)[Pa]等于吸入压Ps[Pa]，所以，为取代上述(10)式，成立下式(13)。
  k×yav″＝α×Im       …(13)
利用该式(13)通过下列运算处理来求出活塞振幅中心位置Pav的位移量Yav”[m]，即线性压缩机的输入电流的最大振幅Im[A]和线性马达的推力常数α[N/A]的乘积除以线性压缩机的支承弹簧的弹簧常数K[N/m]。
这样，在该实施例的线性压缩机驱动装置104中，为了取代第1实施例的线性压缩机驱动装置101中的输出电压检测装置4和活塞速度检测装置8，具有一种中心位置计算装置61，用于根据线性压缩机的驱动电流Id的相位为90°和270°中的一种相位的相位定时中的驱动电流的瞬时值Im[A]，来计算表示活塞振幅中心位置的位移量Yav”，所以，通过只有乘法运算和除法运算的简单运算处理，即可以更高的精度来求出与活塞中立位置Pini相对的活塞往复运动的中心位置Pav的位移量Yav”；能够简单而且精密地进行活塞往复运动的中心位置Pav检测。
而且，在上述第4实施例中表示：作为线性压缩机驱动装置104，利用逆变器驱动电流Id的相位为90°和270°中的至少一种相位的相位定时，来检测逆变器驱动电流Id的瞬时值Im，根据该瞬时值Im来计算活塞振幅中心位置信息。但是，线性压缩机驱动装置104也可以根据上述逆变器驱动电流Id的瞬时值Im、以及线性压缩机排出的冷冻剂气体压力和线性压缩机吸入的冷冻剂气体压力，来计算活塞振幅中心位置信息。
在此情况下，线性压缩机驱动装置是在第4实施例的线性压缩机驱动装置中具有：
排出压力检测装置，用于检测由上述线性压缩机排出的冷冻剂气体压力；以及
吸入压力检测装置，用于检测由上述线性压缩机吸入的冷冻剂气体压力，
使上述中心位置信息计算装置根据上述排出压力和上述吸入压力的压力差，来计算从上述冷冻剂气体作用于上述活塞上的上述活塞往复运动方向上的作用力，根据已计算出的作用力，来计算以上述压力差为零的活塞位置为基准的表示上述活塞中心位置的位置信息。
并且，上述中心位置信息计算装置也可以根据上述排出压力和上述吸入压力的压力差，以及从上述谐振频率信息输出装置5中输出的谐振频率信息所表示的谐振频率来计算从上述冷冻剂气体作用于上述活塞上的上述活塞往复运动方向上的作用力，根据已计算出的作用力，来计算以上述压力差为零的活塞位置为基准的表示上述活塞中心位置的位置信息，作为上述中心位置信息。
如上所述，涉及本发明的线性压缩机驱动装置，能够不使用位置检测器，而通过简单的运算处理，来精确地检测出线性压缩机的活塞的行程和顶部间隙，随负荷的变化而使活塞行程和顶部间隙变化的线性压缩机驱动装置极为有用，可用于冷却压缩机等。

Claims (24)

1、一种线性压缩机驱动装置，它具有活塞和使活塞往复运动的线性马达，把交流电压加到该线性马达上，对通过该活塞往复运动而生成压缩气体的线性压缩机进行驱动，该线性压缩机驱动装置的特征在于具有：
逆变器，用于向上述线性马达输出交流电压和交流电流；
谐振频率信息输出装置，用于输出表示上述活塞往复运动的谐振频率的谐振频率信息；
电压检测装置，用于检测上述逆变器的输出电压，输出电压检测信号；
电流检测装置，用于检测上述逆变器的输出电流，输出电流检测信号；
逆变控制器，用于根据上述谐振频率信息来控制上述逆变器，以便把频率与上述活塞往复运动的谐振频率相一致的正弦波电压和正弦波电流分别作为其输出电压和输出电流进行输出；
定时检测装置，用于把上述逆变器的输出电流的微分值为零的相位定时作为特定相位定时进行检测；以及
活塞速度计算装置，用于根据上述特定相位定时中的、上述逆变器的输出电压和输出电流各自的瞬时值，来计算上述活塞往复运动中的活塞速度的最大振幅。
2、权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述定时检测装置根据上述电流检测信号，把上述逆变器的输出电流的振幅为最大的相位定时作为上述特定相位定时进行检测。
3、权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述定时检测装置根据上述电流检测信号，把上述逆变器的输出交流电流的相位为90°和270°中的至少一个相位的相位定时作为上述特定相位定时进行检测。
4、权利要求3所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：具有逆变控制器，以便向上述逆变器输出逆变器驱动控制信号，对该逆变器进行控制，上述定时检测装置根据上述逆变器驱动控制信号的相位，来检测上述逆变器的输出电流的微分值为零的相位定时。
5、权利要求4所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述定时检测装置具有相位偏移量检测器，以便检测上述逆变器驱动控制信号的相位相对于上述逆变器输出电流的相位的相位偏移量，根据对其相位进行校正使该相位偏移量为零的逆变器驱动控制信号，来检测上述逆变器输出电流的微分值为零的相同定时。
6、权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述活塞速度计算装置对上述线性马达的、因温度变化而使其值变化的推力常数进行温度校正处理，根据进行了温度校正处理的推力常数、上述瞬时电流值、瞬时电压值和线性马达的内部电阻，来计算上述活塞速度的最大振幅。
7、权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述活塞速度计算装置对上述线性马达的、因温度变化而使其值变化的内部电阻值进行温度校正处理，根据进行了该温度校正处理的内部电阻值，上述逆变器的输出电压和输出电流各自的瞬时值、以及上述线性马达的推力常数，来计算上述活塞速度的最大振幅。
8、权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述活塞速度计算装置反复进行速度计算处理，计算出上述活塞速度的最大振幅，在该反复进行的速度计算处理中，上述线性马达的、因该活塞速度变化而使其值变化的推力常数的值，根据由上次速度计算处理时计算出的活塞速度的最大振幅来进行校正，根据校正后的推力常数来计算上述活塞速度的最大振幅。
9、权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有行程信息计算装置，以便根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以及由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来计算表示上述活塞往复运动中的活塞位移的最大振幅的活塞行程信息。
10、权利要求1所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有一种下死点位置信息计算装置，以便根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以及由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来计算表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息。
11、权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
下死点位置信息计算装置，以便根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以及由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来计算表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息，以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息。
12、权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：
下死点位置信息计算装置，以便根据由上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、以及由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅，来计算表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息，以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞上死点位置的上死点位置的信息。
13、权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
上死点位置信息检测传感器，用于检测上述活塞往复运动中的活塞上死点位置，输出表示该位置的上死点位置信息；以及
计算装置，用于根据上述上死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息。
14、权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
上死点位置信息检测传感器，用于检测上述活塞往复运动中的活塞上死点位置，输出表示该位置的上死点位置信息；以及
计算装置，用于根据上述上死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞下死点位置的下死点位置信息。
15、权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
下死点位置信息检测传感器，用于检测上述活塞往复运动中的活塞上死点位置，输出表示该位置的下死点位置信息；以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息。
16、权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
下死点位置信息检测传感器，用于检测上述活塞往复运动中的活塞下死点位置，输出表示该位置的下死点位置信息；以及
计算装置，用于根据上述下死点位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞上死点位置的上死点位置信息。
17、权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
中心位置信息计算装置，用于根据上述逆变器的输出电流来计算表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息，以及
计算装置，用于根据上述中心位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞上死点位置的上死点位置信息。
18、权利要求9的线性压缩机驱动装置，
中心位置信息计算装置，用于根据上述逆变器的输出电流来计算表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的中心位置信息，以及
计算装置，用于根据上述中心位置信息和上述活塞行程信息来进行四则运算，计算出表示上述活塞往复运动中的下死点位置的下死点位置信息。
19、权利要求10的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述线性压缩机具有对该活塞施加力量的弹性零件，以便当上述活塞从其中立位置进行位移时，使该活塞返回到其中立位置，上述下死点位置信息计算装置，根据上述逆变控制器决定的上述逆变器的输出电压和输出电流的频率、由上述活塞速度计算装置计算出的活塞速度的最大振幅、上述线性压缩机中的上述活塞进行往复运动的可动部分的重量以及上述弹性零件的弹簧常数，以上述活塞的中立位置为基准而计算出表示上述活塞下死点位置的位置信息作为上述下死点位置信息。
20、权利要求9所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述活塞行程计算装置，反复进行计算处理，根据上述活塞速度的最大振幅计算出上述活塞行程信息，在该反复进行的各运算处理中，上述线性马达的因该活塞位置变化而使其值变动的推力常数的值，根据由上次计算处理而计算出的活塞行程信息进行校正，根据校正后的推力常数来计算上述活塞行程信息。
21、一种线性压缩机驱动装置，它具有活塞和使活塞往复运动的线性马达，把交流电压加到该线性马达上，对通过该活塞往复运动而生成压缩气体的线性压缩机进行驱动，该线性压缩机驱动装置的特征在于具有：
逆变器，用于向上述线性马达输出交流电压和交流电流；
谐振频率信息输出装置，用于输出表示上述活塞往复运动的谐振频率的谐振频率信息；
电流检测装置，用于检测上述逆变器的输出电流，输出电流检测信号；
逆变控制器，用于根据上述谐振频率信息来控制上述逆变器，以便把频率与上述活塞往复运动的谐振频率相一致的正弦波电压和正弦波电流分别作为其输出电压和输出电流进行输出；
定时检测装置，用于把上述逆变器的输出电流的微分值为零的相位定时作为特定相位定时进行检测；以及
活塞中心位置计算装置，用于根据上述特定相位定时中的上述逆变器的输出电流的顺时值，以上述线性压缩机排出的冷冻剂气体压力和上述线性压缩机吸入的冷冻剂气体压力的压力差为零的活塞位置为基准，计算出表示上述活塞往复运动中的活塞中心位置的位置信息。
22、权利要求21所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述线性压缩机具有弹性零件，以便当上述活塞从其中立位置进行位移时对活塞施加力量，使该活塞返回到其中立位置上，
上述中心位置信息计算装置，根据上述逆变器的输出电流的最大振幅值，上述线性马达的推力常数、以及上述弹性零件的弹簧常数，以上述活塞的中立位置为基准，求出表示上述活塞中心位置的位置信息作为上述中心位置信息。
23、权利要求21所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于具有：
排出压力检测装置，用于检测上述线性压缩机排出的冷冻剂气体的压力；以及
吸入压力检测装置，用于检测上述线性压缩机吸入的冷冻剂气体的压力；
上述中心位置信息计算装置根据上述排出压力和上述吸入压力差，来计算出从上述冷冻剂气体作用于上述活塞的、上述活塞往复运动方向上的作用力，根据该计算出的作用力，以上述压力差为零的活塞位置为基准，计算出表示上述活塞中心位置的位置信息作为上述中心位置信息。
24、权利要求23所述的线性压缩机驱动装置，其特征在于：上述中心位置信息计算装置根据上述排出压力和上述吸入压力差以及谐振频率信息所表示的谐振频率，来计算出从上述冷冻剂气体作用于上述活塞的、上述活塞往复运动方向上的作用力，根据该计算出的作用力，以上述压力差为零的活塞位置为基准，计算出表示上述活塞中心位置的位置信息作为上述中心位置信息。
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