JP2003013864A - リニア圧縮機の駆動制御方法及び車両用リニア圧縮機の駆動制御方法 - Google Patents
リニア圧縮機の駆動制御方法及び車両用リニア圧縮機の駆動制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】フリ−ピストン構造のリニア圧縮機を高効率
で、かつ信頼性の高い駆動制御方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】シリンダとピストンとを有する圧縮機構
と、この圧縮機構を動作させるリニアモータとを備え、
前記リニアモータは、前記シリンダと連結される固定部
と、前記ピストンと連結される可動部とを有し、前記リ
ニアモータにより前記ピストンに推力を生じさせるリニ
ア圧縮機の駆動制御方法であって、起動時に前記リニア
モ−タに直流成分の電流を通電する第１の工程と、その
後交流電流を加えることで、前記ピストンをあらかじめ
移動した位置から起動させる第２の工程を有することを
特徴とする。
で、かつ信頼性の高い駆動制御方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】シリンダとピストンとを有する圧縮機構
と、この圧縮機構を動作させるリニアモータとを備え、
前記リニアモータは、前記シリンダと連結される固定部
と、前記ピストンと連結される可動部とを有し、前記リ
ニアモータにより前記ピストンに推力を生じさせるリニ
ア圧縮機の駆動制御方法であって、起動時に前記リニア
モ−タに直流成分の電流を通電する第１の工程と、その
後交流電流を加えることで、前記ピストンをあらかじめ
移動した位置から起動させる第２の工程を有することを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はピストンを往復運動
させ冷媒を圧縮して空気調和するリニア圧縮機の駆動制
御方法及び車両用リニア圧縮機の駆動制御方法に関す
る。
させ冷媒を圧縮して空気調和するリニア圧縮機の駆動制
御方法及び車両用リニア圧縮機の駆動制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のリニア振動モータの起動制御方法
として、リニアモータを構成する可動子の変位、速度、
または加速度を検出し、この検出した出力に応じて電磁
石のコイルへの供給電力を制御するものが提案されてい
る（例えば特開平１０−２４３６８８号公報）。この従
来のリニア振動モータの起動制御方法は、図１２に示す
ように、コイルに供給する起動初期の出力パルスを最小
値とし、順次出力パルスを前出力より大きくして、可動
子の振幅を規定振幅まで増大せしめるものである。特開
平１０−２４３６８８号公報は、徐々に出力を増大させ
ることによって、オーバランのような機械的過負荷や電
気的過負荷の状態に陥ることを防止している。また、同
公報では、振動子の振幅が規定値に近ずいた時点で、出
力パルスを増大させる割合を減少させることにより、オ
ーバランを確実に防ぐことができることを提案してい
る。
として、リニアモータを構成する可動子の変位、速度、
または加速度を検出し、この検出した出力に応じて電磁
石のコイルへの供給電力を制御するものが提案されてい
る（例えば特開平１０−２４３６８８号公報）。この従
来のリニア振動モータの起動制御方法は、図１２に示す
ように、コイルに供給する起動初期の出力パルスを最小
値とし、順次出力パルスを前出力より大きくして、可動
子の振幅を規定振幅まで増大せしめるものである。特開
平１０−２４３６８８号公報は、徐々に出力を増大させ
ることによって、オーバランのような機械的過負荷や電
気的過負荷の状態に陥ることを防止している。また、同
公報では、振動子の振幅が規定値に近ずいた時点で、出
力パルスを増大させる割合を減少させることにより、オ
ーバランを確実に防ぐことができることを提案してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では下記の課題を有している。空気調和機のよ
うな冷凍サイクルに用いるリニア圧縮機は、シリンダ部
とピストン部を有する圧縮機構と、ピストン部に連結さ
れる可動部とシリンダ部に固定される固定部を有するリ
ニアモータとを備えている。そしてリニアモータは、可
動部と固定部との間で磁路を形成し、ピストン部を軸線
方向に沿って移動する推力を発生させて冷媒を圧縮し、
冷凍サイクル中に冷媒を循環させる。しかしながら冷凍
サイクルに用いるリニア圧縮機は、圧縮機の停止時（寝
込み時）には、圧縮室内は液冷媒で満たされている。従
って、圧縮機の起動時、リニアモ−タに規定値の交流
（正弦波）電流を通電させても液冷媒は圧縮されない。
そして、上記従来技術のように電流を増加させると、ピ
ストンに加わる推力が増加され、やがて液冷媒は圧縮室
から吐出される。しかし、この起動初期の段階では、冷
凍サイクル中を十分に冷媒が循環していないため、冷凍
サイクル中の高低圧の差が十分で無い。従って、圧縮室
から液冷媒が吐出された時には、圧縮負荷が急に軽くな
るため、ピストンのストロ−クは大きくなり、ピストン
がシリンダヘッドに衝突して破損するという課題があ
る。特に、体積効率の向上を図るために、初期の組み立
て時に、ピストンを可能な限りシリンダヘッド側の位置
に詰めて組み立てる。これにより、デッドボリュ−ムを
少なくすることができ、メカ効率は向上する。しかし、
ピストンの最適な配置は、冷媒圧縮時の状態を考慮して
決定される。すなわち、ピストンの配置は、冷媒の圧縮
負荷（ガスばね）が加わった状態で設定される。従っ
て、ピストンのシリンダとの間のデッドボリュ−ムが少
なければ、圧縮負荷が加わらない起動時には、ピストン
が吸入側の位置に未だオフセットされていないため、ピ
ストンがシリンダヘッドに衝突してしまうという課題が
ある。また冷媒としてＣＯ２を使用する場合、冷媒の特
性により、起動から冷凍サイクル中に差圧が生じるまで
に長時間を要してしまう。従って、冷媒の循環量を上
げ、冷凍サイクル中の高低圧差を早期に生じさせるため
に、正弦波状の電流を順次増加させて行くと、急激に負
荷が軽くなりピストンがシリンダに衝突してしまう可能
性は更に高くなってしまうという課題がある。またリニ
ア圧縮機を車両用空気調和機の圧縮機として利用する場
合、車両を駆動するエンジンや電気自動車の駆動モ−タ
による振動と、走行中の路面からの衝撃による振動がお
よそ３０Ｇ加わる。リニア圧縮機は、フリ−ピストン構
造のため、外部から軸線方向へ３０Ｇ加わると、リニヤ
−モ−タに通電しない状態でも、ピストンは数ミリメ−
トル移動する。従って、ピストンが外部からの振動でピ
ストンヘッド側へ動くタイミングで、リニアモータに正
弦波状の起動電流が通電させると、ピストンがシリンダ
ヘッドに衝突する可能性は高くなる。また電気自動車に
搭載する場合には、リニア圧縮機はバッテリーによって
駆動されるため、効率良く、信頼性の高い起動制御が必
要不可欠となる。
来の構成では下記の課題を有している。空気調和機のよ
うな冷凍サイクルに用いるリニア圧縮機は、シリンダ部
とピストン部を有する圧縮機構と、ピストン部に連結さ
れる可動部とシリンダ部に固定される固定部を有するリ
ニアモータとを備えている。そしてリニアモータは、可
動部と固定部との間で磁路を形成し、ピストン部を軸線
方向に沿って移動する推力を発生させて冷媒を圧縮し、
冷凍サイクル中に冷媒を循環させる。しかしながら冷凍
サイクルに用いるリニア圧縮機は、圧縮機の停止時（寝
込み時）には、圧縮室内は液冷媒で満たされている。従
って、圧縮機の起動時、リニアモ−タに規定値の交流
（正弦波）電流を通電させても液冷媒は圧縮されない。
そして、上記従来技術のように電流を増加させると、ピ
ストンに加わる推力が増加され、やがて液冷媒は圧縮室
から吐出される。しかし、この起動初期の段階では、冷
凍サイクル中を十分に冷媒が循環していないため、冷凍
サイクル中の高低圧の差が十分で無い。従って、圧縮室
から液冷媒が吐出された時には、圧縮負荷が急に軽くな
るため、ピストンのストロ−クは大きくなり、ピストン
がシリンダヘッドに衝突して破損するという課題があ
る。特に、体積効率の向上を図るために、初期の組み立
て時に、ピストンを可能な限りシリンダヘッド側の位置
に詰めて組み立てる。これにより、デッドボリュ−ムを
少なくすることができ、メカ効率は向上する。しかし、
ピストンの最適な配置は、冷媒圧縮時の状態を考慮して
決定される。すなわち、ピストンの配置は、冷媒の圧縮
負荷（ガスばね）が加わった状態で設定される。従っ
て、ピストンのシリンダとの間のデッドボリュ−ムが少
なければ、圧縮負荷が加わらない起動時には、ピストン
が吸入側の位置に未だオフセットされていないため、ピ
ストンがシリンダヘッドに衝突してしまうという課題が
ある。また冷媒としてＣＯ２を使用する場合、冷媒の特
性により、起動から冷凍サイクル中に差圧が生じるまで
に長時間を要してしまう。従って、冷媒の循環量を上
げ、冷凍サイクル中の高低圧差を早期に生じさせるため
に、正弦波状の電流を順次増加させて行くと、急激に負
荷が軽くなりピストンがシリンダに衝突してしまう可能
性は更に高くなってしまうという課題がある。またリニ
ア圧縮機を車両用空気調和機の圧縮機として利用する場
合、車両を駆動するエンジンや電気自動車の駆動モ−タ
による振動と、走行中の路面からの衝撃による振動がお
よそ３０Ｇ加わる。リニア圧縮機は、フリ−ピストン構
造のため、外部から軸線方向へ３０Ｇ加わると、リニヤ
−モ−タに通電しない状態でも、ピストンは数ミリメ−
トル移動する。従って、ピストンが外部からの振動でピ
ストンヘッド側へ動くタイミングで、リニアモータに正
弦波状の起動電流が通電させると、ピストンがシリンダ
ヘッドに衝突する可能性は高くなる。また電気自動車に
搭載する場合には、リニア圧縮機はバッテリーによって
駆動されるため、効率良く、信頼性の高い起動制御が必
要不可欠となる。
【０００４】そこで、本発明はフリ−ピストン構造のリ
ニア圧縮機を高効率で、かつ信頼性の高い駆動制御方法
を提供することを目的とする。
ニア圧縮機を高効率で、かつ信頼性の高い駆動制御方法
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
リニア圧縮機の駆動制御方法は、冷媒を圧縮する圧縮機
構と、この圧縮機構を動作させるリニアモータとを密閉
容器内に備え、前記圧縮機構はシリンダとピストンとを
有し、前記リニアモータは前記シリンダと連結される固
定部と、前記ピストンと連結される可動部とを有し、前
記リニアモータにより前記ピストンに推力を生じさせる
リニア圧縮機の駆動制御方法であって、起動時に前記リ
ニアモ−タに直流成分の電流を通電する第１の工程と、
その後交流電流を加えることで、前記ピストンをあらか
じめ移動した位置から起動させる第２の工程を有するこ
とを特徴とする。請求項２記載の本発明は、請求項1に
記載のリニア圧縮機の駆動制御方法において、前記第２
の工程の後に、直流成分の通電を停止する第３の工程を
有することを特徴とする。請求項３記載の本発明は、請
求項２に記載のリニア圧縮機の駆動制御方法において、
前記リニア圧縮機と凝縮器と減圧膨張器と蒸発器とを環
状に接続して冷凍サイクルを構成し、前記冷凍サイクル
の高圧側冷媒の圧力を検出する圧力検出手段を設け、前
記圧力検出手段で検出した冷媒圧力が所定圧力を越えた
時に、前記第３の工程における直流成分の通電停止を行
い、前記第３の工程の後に、順次電流を設定値まで増加
させる第４の工程を有することを特徴とする。請求項４
記載の本発明は、請求項２に記載のリニア圧縮機の駆動
制御方法において、前記リニアモ−タの電流と電圧を検
出して電力を算出し、算出した前記電力が所定値を越え
た時に、前記第３の工程における直流成分の通電停止を
行い、前記第３の工程の後に、順次電流を設定値まで増
加させる第４の工程を有することを特徴とする。請求項
５記載の本発明のリニア圧縮機の駆動制御方法は、冷媒
を圧縮する圧縮機構と、この圧縮機構を動作させるリニ
アモータとを密閉容器内に備え、前記圧縮機構はシリン
ダとピストンとを有し、前記リニアモータは前記シリン
ダと連結される固定部と、前記ピストンと連結される可
動部とを有し、前記リニアモータにより前記ピストンに
推力を生じさせるリニア圧縮機の駆動制御方法であっ
て、起動前に前記リニアモ−タに直流成分の電流を通電
して前記ピストンを移動させ、前記ピストンの移動量を
ピストン位置検出手段で検出し、前記ピストン位置検出
手段で検出した移動量から共振周波数を決定することを
特徴とする。請求項６記載の本発明は、請求項５に記載
のリニア圧縮機の起動制御方法において、前記ピストン
位置検出手段で検出した前記ピストンのストローク量よ
りも、決定した前記共振周波数から算出した前記ピスト
ンのストローク量が小さいとき、前記リニアモ−タに通
電する交流電流の増加速度を遅くすることを特徴とす
る。請求項７記載の本発明のリニア圧縮機の駆動制御方
法は、リニア圧縮機、凝縮器、減圧膨張器、及び蒸発器
を備えて空気調和装置を構成し、前記リニア圧縮機は、
冷媒を圧縮する圧縮機構と、この圧縮機構を動作させる
リニアモータとを密閉容器内に備え、前記圧縮機構はシ
リンダとピストンとを有し、前記リニアモータは前記シ
リンダと連結される固定部と、前記ピストンと連結され
る可動部とを有し、前記リニアモータにより前記ピスト
ンに推力を生じさせるリニア圧縮機の駆動制御方法であ
って、前記凝縮器の温度、前記蒸発器の温度、室内温
度、及び室外温度のうち少なくとも一つの温度を温度検
出手段によって検出し、前記温度検出手段によって検出
した温度から起動時に必要な直流成分の電流値を決定
し、決定した前記電流値を、起動時に前記リニアモ−タ
に通電することを特徴とする。請求項８記載の本発明の
車両用リニア圧縮機の駆動制御方法は、冷媒を圧縮する
圧縮機構と、この圧縮機構を動作させるリニアモータと
を密閉容器内に備え、前記圧縮機構はシリンダとピスト
ンとを有し、前記リニアモータは前記シリンダと連結さ
れる固定部と、前記ピストンと連結される可動部とを有
し、前記リニアモータにより前記ピストンに推力を生じ
させる車両用リニア圧縮機の駆動制御方法であって、起
動時に前記リニアモ−タに直流成分の電流を通電する第
１の工程と、その後交流電流を通電することで、静止さ
せた前記ピストンを起動させる第２の工程を有すること
を特徴とする。請求項９記載の本発明は、請求項８に記
載の車両用リニア圧縮機の駆動制御方法において、振動
加速度を検出する強制振動量検出手段を設け、前記第１
の工程では、前記強制振動量検出手段で検出した強制振
動にともなう前記ピストンの振幅方向と振幅量に応じた
電流を通電することを特徴とする。請求項１０記載の本
発明は、請求項８に記載の車両用リニア圧縮機の駆動制
御方法において、前記リニアモ−タに誘起される誘起電
圧から強制振動量を検出し、前記第１の工程では、検出
した前記強制振動量にともなう前記ピストンの振幅量に
応じた電流を通電することを特徴とする。請求項１１記
載の本発明は、請求項８に記載の車両用リニア圧縮機の
駆動制御方法において、外部からの振動により前記リニ
アモータに回生される電流を検出する回生電流検出手段
を設け、前記第１の工程では、検出した前記電流にとも
なう前記ピストンの振幅量に応じた電流を通電すること
を特徴とする。
リニア圧縮機の駆動制御方法は、冷媒を圧縮する圧縮機
構と、この圧縮機構を動作させるリニアモータとを密閉
容器内に備え、前記圧縮機構はシリンダとピストンとを
有し、前記リニアモータは前記シリンダと連結される固
定部と、前記ピストンと連結される可動部とを有し、前
記リニアモータにより前記ピストンに推力を生じさせる
リニア圧縮機の駆動制御方法であって、起動時に前記リ
ニアモ−タに直流成分の電流を通電する第１の工程と、
その後交流電流を加えることで、前記ピストンをあらか
じめ移動した位置から起動させる第２の工程を有するこ
とを特徴とする。請求項２記載の本発明は、請求項1に
記載のリニア圧縮機の駆動制御方法において、前記第２
の工程の後に、直流成分の通電を停止する第３の工程を
有することを特徴とする。請求項３記載の本発明は、請
求項２に記載のリニア圧縮機の駆動制御方法において、
前記リニア圧縮機と凝縮器と減圧膨張器と蒸発器とを環
状に接続して冷凍サイクルを構成し、前記冷凍サイクル
の高圧側冷媒の圧力を検出する圧力検出手段を設け、前
記圧力検出手段で検出した冷媒圧力が所定圧力を越えた
時に、前記第３の工程における直流成分の通電停止を行
い、前記第３の工程の後に、順次電流を設定値まで増加
させる第４の工程を有することを特徴とする。請求項４
記載の本発明は、請求項２に記載のリニア圧縮機の駆動
制御方法において、前記リニアモ−タの電流と電圧を検
出して電力を算出し、算出した前記電力が所定値を越え
た時に、前記第３の工程における直流成分の通電停止を
行い、前記第３の工程の後に、順次電流を設定値まで増
加させる第４の工程を有することを特徴とする。請求項
５記載の本発明のリニア圧縮機の駆動制御方法は、冷媒
を圧縮する圧縮機構と、この圧縮機構を動作させるリニ
アモータとを密閉容器内に備え、前記圧縮機構はシリン
ダとピストンとを有し、前記リニアモータは前記シリン
ダと連結される固定部と、前記ピストンと連結される可
動部とを有し、前記リニアモータにより前記ピストンに
推力を生じさせるリニア圧縮機の駆動制御方法であっ
て、起動前に前記リニアモ−タに直流成分の電流を通電
して前記ピストンを移動させ、前記ピストンの移動量を
ピストン位置検出手段で検出し、前記ピストン位置検出
手段で検出した移動量から共振周波数を決定することを
特徴とする。請求項６記載の本発明は、請求項５に記載
のリニア圧縮機の起動制御方法において、前記ピストン
位置検出手段で検出した前記ピストンのストローク量よ
りも、決定した前記共振周波数から算出した前記ピスト
ンのストローク量が小さいとき、前記リニアモ−タに通
電する交流電流の増加速度を遅くすることを特徴とす
る。請求項７記載の本発明のリニア圧縮機の駆動制御方
法は、リニア圧縮機、凝縮器、減圧膨張器、及び蒸発器
を備えて空気調和装置を構成し、前記リニア圧縮機は、
冷媒を圧縮する圧縮機構と、この圧縮機構を動作させる
リニアモータとを密閉容器内に備え、前記圧縮機構はシ
リンダとピストンとを有し、前記リニアモータは前記シ
リンダと連結される固定部と、前記ピストンと連結され
る可動部とを有し、前記リニアモータにより前記ピスト
ンに推力を生じさせるリニア圧縮機の駆動制御方法であ
って、前記凝縮器の温度、前記蒸発器の温度、室内温
度、及び室外温度のうち少なくとも一つの温度を温度検
出手段によって検出し、前記温度検出手段によって検出
した温度から起動時に必要な直流成分の電流値を決定
し、決定した前記電流値を、起動時に前記リニアモ−タ
に通電することを特徴とする。請求項８記載の本発明の
車両用リニア圧縮機の駆動制御方法は、冷媒を圧縮する
圧縮機構と、この圧縮機構を動作させるリニアモータと
を密閉容器内に備え、前記圧縮機構はシリンダとピスト
ンとを有し、前記リニアモータは前記シリンダと連結さ
れる固定部と、前記ピストンと連結される可動部とを有
し、前記リニアモータにより前記ピストンに推力を生じ
させる車両用リニア圧縮機の駆動制御方法であって、起
動時に前記リニアモ−タに直流成分の電流を通電する第
１の工程と、その後交流電流を通電することで、静止さ
せた前記ピストンを起動させる第２の工程を有すること
を特徴とする。請求項９記載の本発明は、請求項８に記
載の車両用リニア圧縮機の駆動制御方法において、振動
加速度を検出する強制振動量検出手段を設け、前記第１
の工程では、前記強制振動量検出手段で検出した強制振
動にともなう前記ピストンの振幅方向と振幅量に応じた
電流を通電することを特徴とする。請求項１０記載の本
発明は、請求項８に記載の車両用リニア圧縮機の駆動制
御方法において、前記リニアモ−タに誘起される誘起電
圧から強制振動量を検出し、前記第１の工程では、検出
した前記強制振動量にともなう前記ピストンの振幅量に
応じた電流を通電することを特徴とする。請求項１１記
載の本発明は、請求項８に記載の車両用リニア圧縮機の
駆動制御方法において、外部からの振動により前記リニ
アモータに回生される電流を検出する回生電流検出手段
を設け、前記第１の工程では、検出した前記電流にとも
なう前記ピストンの振幅量に応じた電流を通電すること
を特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態による
リニア圧縮機の駆動制御方法は、起動時にリニアモ−タ
に直流成分の電流を通電する第１の工程と、その後交流
電流を加えることで、ピストンをあらかじめ移動した位
置から起動させる第２の工程を有するものである。通
常、寝込み起動等の環境条件下では、液圧縮状態からの
起動となる。従って液冷媒を圧縮室から早急に吐出させ
るためには、リニアモ−タへの電流値を増加してピスト
ンの振幅量を増加する必要がある。しかし、ピストンの
振幅量を増加させると、冷凍サイクルに十分な高低圧差
が生じていないため、液冷媒が吐出した後に、圧縮負荷
が急に軽くなりピストンのストロ−クが急激に伸びてピ
ストンのシリンダヘッドへの衝突を引き起こしてしまう
可能性がある。しかし、本実施の形態によれば、起動時
にリニアモ−タへ直流成分の電流を流すことで、ピスト
ンを吸入側位置に移動させ、ピストンとシリンダヘッド
間の距離を開くため、仮にピストンのストロークが急激
に伸びても、ピストンがシリンダヘッドに衝突して破損
することがない。
リニア圧縮機の駆動制御方法は、起動時にリニアモ−タ
に直流成分の電流を通電する第１の工程と、その後交流
電流を加えることで、ピストンをあらかじめ移動した位
置から起動させる第２の工程を有するものである。通
常、寝込み起動等の環境条件下では、液圧縮状態からの
起動となる。従って液冷媒を圧縮室から早急に吐出させ
るためには、リニアモ−タへの電流値を増加してピスト
ンの振幅量を増加する必要がある。しかし、ピストンの
振幅量を増加させると、冷凍サイクルに十分な高低圧差
が生じていないため、液冷媒が吐出した後に、圧縮負荷
が急に軽くなりピストンのストロ−クが急激に伸びてピ
ストンのシリンダヘッドへの衝突を引き起こしてしまう
可能性がある。しかし、本実施の形態によれば、起動時
にリニアモ−タへ直流成分の電流を流すことで、ピスト
ンを吸入側位置に移動させ、ピストンとシリンダヘッド
間の距離を開くため、仮にピストンのストロークが急激
に伸びても、ピストンがシリンダヘッドに衝突して破損
することがない。
【０００７】本発明の第２の実施の形態は、第１の実施
の形態によるリニア圧縮機の駆動制御方法において、第
２の工程の後に、直流成分の通電を停止する工程を有す
るものである。本実施の形態によれば、起動後に、冷凍
サイクルの高低圧差が大きくなり、冷媒の循環量が増
え、ピストンがシリンダに衝突する危険が少なくなる
と、リニアモ−タへ通電している直流成分の電流をなく
し、通常の正弦波駆動することで、ピストンが衝突する
ことなく、さらに効率の良い起動制御ができる。
の形態によるリニア圧縮機の駆動制御方法において、第
２の工程の後に、直流成分の通電を停止する工程を有す
るものである。本実施の形態によれば、起動後に、冷凍
サイクルの高低圧差が大きくなり、冷媒の循環量が増
え、ピストンがシリンダに衝突する危険が少なくなる
と、リニアモ−タへ通電している直流成分の電流をなく
し、通常の正弦波駆動することで、ピストンが衝突する
ことなく、さらに効率の良い起動制御ができる。
【０００８】本発明の第３の実施の形態は、第１の実施
の形態によるリニア圧縮機の駆動制御方法において、圧
力検出手段で検出した冷媒圧力が所定圧力を越えた時
に、順次電流を設定値まで増加させる工程を有するもの
である。本実施の形態によれば、冷媒循環量が増加し、
冷凍サイクルの高低圧差が大きくなってきたことを圧力
検出手段で検出し、この検出圧力によって、正弦波電流
の電流値を順次設定値まで増加させることにより、ピス
トンの衝突を回避しつつ、ピストンの工程容積を可変と
し、効率よく冷凍能力を制御することができる。
の形態によるリニア圧縮機の駆動制御方法において、圧
力検出手段で検出した冷媒圧力が所定圧力を越えた時
に、順次電流を設定値まで増加させる工程を有するもの
である。本実施の形態によれば、冷媒循環量が増加し、
冷凍サイクルの高低圧差が大きくなってきたことを圧力
検出手段で検出し、この検出圧力によって、正弦波電流
の電流値を順次設定値まで増加させることにより、ピス
トンの衝突を回避しつつ、ピストンの工程容積を可変と
し、効率よく冷凍能力を制御することができる。
【０００９】本発明の第４の実施の形態は、第１の実施
の形態によるリニア圧縮機の駆動制御方法において、リ
ニアモ−タの電流と電圧を検出して電力を算出し、算出
した電力が所定値を越えた時に、順次電流を設定値まで
増加させる工程を有するものである。本実施の形態によ
れば、冷媒循環量が増加し、冷凍サイクルの高低圧差が
大きくなってきたことをリニアモータの電力から検出す
るもので、第３の実施の形態のような圧力検出手段を備
えることなく、正弦波電流の電流値を順次設定値まで増
加させることにより、ピストンの衝突を回避しつつ、ピ
ストンの工程容積を可変とし、効率よく冷凍能力を制御
することができる。
の形態によるリニア圧縮機の駆動制御方法において、リ
ニアモ−タの電流と電圧を検出して電力を算出し、算出
した電力が所定値を越えた時に、順次電流を設定値まで
増加させる工程を有するものである。本実施の形態によ
れば、冷媒循環量が増加し、冷凍サイクルの高低圧差が
大きくなってきたことをリニアモータの電力から検出す
るもので、第３の実施の形態のような圧力検出手段を備
えることなく、正弦波電流の電流値を順次設定値まで増
加させることにより、ピストンの衝突を回避しつつ、ピ
ストンの工程容積を可変とし、効率よく冷凍能力を制御
することができる。
【００１０】本発明の第５の実施の形態によるリニア圧
縮機の駆動制御方法は、起動前にリニアモ−タに直流成
分の電流を通電してピストンを移動させ、ピストンの移
動量をピストン位置検出手段で検出し、ピストン位置検
出手段で検出した移動量から共振周波数を検出し、前記
共振周波数から交流電流の周波数を決定するものであ
る。本実施の形態によれば、起動時に共振周波数を決定
することで、液圧縮状態からの起動でも圧縮ばね定数に
適した共振周波数で起動制御できる。
縮機の駆動制御方法は、起動前にリニアモ−タに直流成
分の電流を通電してピストンを移動させ、ピストンの移
動量をピストン位置検出手段で検出し、ピストン位置検
出手段で検出した移動量から共振周波数を検出し、前記
共振周波数から交流電流の周波数を決定するものであ
る。本実施の形態によれば、起動時に共振周波数を決定
することで、液圧縮状態からの起動でも圧縮ばね定数に
適した共振周波数で起動制御できる。
【００１１】本発明の第６の実施の形態は、第５の実施
の形態によるリニア圧縮機の駆動制御方法において、ピ
ストン位置検出手段で検出したピストンのストローク量
よりも、決定した共振周波数から算出したピストンのス
トローク量が小さいとき、リニアモ−タに通電する交流
電流の増加速度を遅くするものである。本実施の形態に
よれば、ピストンのシリンダヘッドへの衝突を防止しつ
つ、効率の高い駆動を行うことができる。
の形態によるリニア圧縮機の駆動制御方法において、ピ
ストン位置検出手段で検出したピストンのストローク量
よりも、決定した共振周波数から算出したピストンのス
トローク量が小さいとき、リニアモ−タに通電する交流
電流の増加速度を遅くするものである。本実施の形態に
よれば、ピストンのシリンダヘッドへの衝突を防止しつ
つ、効率の高い駆動を行うことができる。
【００１２】本発明の第７の実施の形態によるリニア圧
縮機の駆動制御方法は、凝縮器の温度、蒸発器の温度、
室内温度、及び室外温度のうち少なくとも一つの温度を
温度検出手段によって検出し、温度検出手段によって検
出した温度から起動時に必要な直流成分の電流値を決定
し、決定した電流値を、起動時にリニアモ−タに通電す
るものである。本実施の形態によれば、温度検出手段に
よって検出した温度により負荷を計算し、この負荷情報
により、ピストンを移動させる直流電流値を決定し、寝
込み起動時はオフセット電流（所定量の移動に必要な電
流）を流し、また負荷の状態に応じたオフセット電流値
にすることで、あらゆる負荷条件で最適に起動制御でき
る。
縮機の駆動制御方法は、凝縮器の温度、蒸発器の温度、
室内温度、及び室外温度のうち少なくとも一つの温度を
温度検出手段によって検出し、温度検出手段によって検
出した温度から起動時に必要な直流成分の電流値を決定
し、決定した電流値を、起動時にリニアモ−タに通電す
るものである。本実施の形態によれば、温度検出手段に
よって検出した温度により負荷を計算し、この負荷情報
により、ピストンを移動させる直流電流値を決定し、寝
込み起動時はオフセット電流（所定量の移動に必要な電
流）を流し、また負荷の状態に応じたオフセット電流値
にすることで、あらゆる負荷条件で最適に起動制御でき
る。
【００１３】本発明の第８の実施の形態による車両用リ
ニア圧縮機の駆動制御方法は、前記ピストンの移動量が
規定値以上の時、前記リニアモータに直流の電流を付加
するものである。本実施の形態によれば、外部からの強
制振動でピストンが、軸方向に振動していたとしても、
リニアモ−タの起動時に、ピストンの移動量を規定値以
内に抑制させるため、ピストンが予定以外のストローク
となることを防止できる。
ニア圧縮機の駆動制御方法は、前記ピストンの移動量が
規定値以上の時、前記リニアモータに直流の電流を付加
するものである。本実施の形態によれば、外部からの強
制振動でピストンが、軸方向に振動していたとしても、
リニアモ−タの起動時に、ピストンの移動量を規定値以
内に抑制させるため、ピストンが予定以外のストローク
となることを防止できる。
【００１４】本発明の第９の実施の形態は、第８の実施
の形態による車両用リニア圧縮機の駆動制御方法におい
て、振動加速度を検出する強制振動量検出手段を設け、
第１の工程では、強制振動量検出手段で検出した強制振
動にともなうピストンの振幅方向と振幅量に応じた電流
を通電するものである。本実施の形態によれば、検出し
た振動情報により起動時のリニアモ−タに印加する直流
又は交流の電流の値を決定して起動制御するため、より
確実な起動制御を行うことができる。
の形態による車両用リニア圧縮機の駆動制御方法におい
て、振動加速度を検出する強制振動量検出手段を設け、
第１の工程では、強制振動量検出手段で検出した強制振
動にともなうピストンの振幅方向と振幅量に応じた電流
を通電するものである。本実施の形態によれば、検出し
た振動情報により起動時のリニアモ−タに印加する直流
又は交流の電流の値を決定して起動制御するため、より
確実な起動制御を行うことができる。
【００１５】本発明の第１０の実施の形態は、第８の実
施の形態による車両用リニア圧縮機の駆動制御方法にお
いて、リニアモ−タに誘起される誘起電圧から強制振動
量を検出し、第１の工程では、強制振動量検出手段で検
出した強制振動にともなうピストンの振幅方向と振幅量
に応じた電流を通電するものである。本実施の形態によ
れば、リニアモ−タに誘起される誘起電圧から検出した
強制振動量により起動時のリニアモ−タに印加する直流
又は交流の電流の値を決定して起動制御するため、より
確実な起動制御を行うことができる。
施の形態による車両用リニア圧縮機の駆動制御方法にお
いて、リニアモ−タに誘起される誘起電圧から強制振動
量を検出し、第１の工程では、強制振動量検出手段で検
出した強制振動にともなうピストンの振幅方向と振幅量
に応じた電流を通電するものである。本実施の形態によ
れば、リニアモ−タに誘起される誘起電圧から検出した
強制振動量により起動時のリニアモ−タに印加する直流
又は交流の電流の値を決定して起動制御するため、より
確実な起動制御を行うことができる。
【００１６】本発明の第１１の実施の形態は、第８の実
施の形態による車両用リニア圧縮機の駆動制御方法にお
いて、外部からの振動によりリニアモータに回生される
電流を検出する回生電流検出手段を設け、第１の工程で
は、検出した電流にともなうピストンの振幅量に応じた
電流を通電するものである。本実施の形態によれば、外
部からの振動によりリニアモータに回生される電流を回
生電流検出手段で検出し、起動時のリニアモ−タに印加
する直流又は交流の電流の値を決定して起動制御するた
め、より確実な起動制御を行うことができる。
施の形態による車両用リニア圧縮機の駆動制御方法にお
いて、外部からの振動によりリニアモータに回生される
電流を検出する回生電流検出手段を設け、第１の工程で
は、検出した電流にともなうピストンの振幅量に応じた
電流を通電するものである。本実施の形態によれば、外
部からの振動によりリニアモータに回生される電流を回
生電流検出手段で検出し、起動時のリニアモ−タに印加
する直流又は交流の電流の値を決定して起動制御するた
め、より確実な起動制御を行うことができる。
【００１７】
【実施例】まず、本発明に用いられるリニア圧縮機の構
成の一実施例を説明する。図１は本実施例によるリニア
圧縮機の側断面図である。なお、図１に示す構成は、全
て密閉容器内に設けられるが、同図では密閉容器を省略
して示している。リニア圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮
機構と、この圧縮機構を動作させるリニアモータとを密
閉容器内に備えている。圧縮機構は、シリンダ２０９
と、このシリンダ２０９の軸線方向に可動自在に支持さ
れるピストン２０７とを有し、シリンダ２０９とピスト
ン２０７とによって圧縮室２０６を形成する。リニアモ
ータは、シリンダ２０９と連結される固定部２０２と、
ピストン２０７と連結される可動部２０４とを有し、磁
力によりピストン２０７に軸線方向の推力を生じさせ
る。図１では、可動部２０４に永久磁石を、固定部２０
２にコイル部２０３を配置した場合を示しているが、磁
力を発生させる構成は他の構成であってもよい。ピスト
ン２０７は、ピストンロッド２０８を介してばね機構２
０５で支持されている。ばね機構２０５は、中心部でピ
ストンロッド２０８と連結され、外周部で固定部２０２
やシリンダ２０１と連結される。従って、ピストン２０
７は、ばね機構２０５の弾性力によって軸線方向に摺動
可能に設けられ、フリーピストン構造となっている。吐
出室２０１は、圧縮室２０６に隣接する位置に設けら
れ、圧縮室２０６と吐出室２０１との間はシリンダヘッ
ドで仕切られている。このシリンダヘッド２１０には、
圧縮室２０６で圧縮された冷媒を吐出室２０１に吐出す
る吐出ポートが設けられている。これら全ての部材は、
図示しない密閉容器内に、弾性体によって支持される。
また密閉容器には、冷媒を吸入する吸入管と冷媒を吐出
する吐出管が設けられている。これら吸入管や吐出管
は、蒸発器、凝縮器、及び減圧器と配管で接続されて冷
凍サイクルが構成される。
成の一実施例を説明する。図１は本実施例によるリニア
圧縮機の側断面図である。なお、図１に示す構成は、全
て密閉容器内に設けられるが、同図では密閉容器を省略
して示している。リニア圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮
機構と、この圧縮機構を動作させるリニアモータとを密
閉容器内に備えている。圧縮機構は、シリンダ２０９
と、このシリンダ２０９の軸線方向に可動自在に支持さ
れるピストン２０７とを有し、シリンダ２０９とピスト
ン２０７とによって圧縮室２０６を形成する。リニアモ
ータは、シリンダ２０９と連結される固定部２０２と、
ピストン２０７と連結される可動部２０４とを有し、磁
力によりピストン２０７に軸線方向の推力を生じさせ
る。図１では、可動部２０４に永久磁石を、固定部２０
２にコイル部２０３を配置した場合を示しているが、磁
力を発生させる構成は他の構成であってもよい。ピスト
ン２０７は、ピストンロッド２０８を介してばね機構２
０５で支持されている。ばね機構２０５は、中心部でピ
ストンロッド２０８と連結され、外周部で固定部２０２
やシリンダ２０１と連結される。従って、ピストン２０
７は、ばね機構２０５の弾性力によって軸線方向に摺動
可能に設けられ、フリーピストン構造となっている。吐
出室２０１は、圧縮室２０６に隣接する位置に設けら
れ、圧縮室２０６と吐出室２０１との間はシリンダヘッ
ドで仕切られている。このシリンダヘッド２１０には、
圧縮室２０６で圧縮された冷媒を吐出室２０１に吐出す
る吐出ポートが設けられている。これら全ての部材は、
図示しない密閉容器内に、弾性体によって支持される。
また密閉容器には、冷媒を吸入する吸入管と冷媒を吐出
する吐出管が設けられている。これら吸入管や吐出管
は、蒸発器、凝縮器、及び減圧器と配管で接続されて冷
凍サイクルが構成される。
【００１８】上記構成において、リニアモータのコイル
部２０３に通電すると、固定部２０２と可動部２０４と
の間に、フレミングの左手の法則に従って電流に比例し
た磁力すなわち推力が発生する。この推力により可動部
２０４に軸線方向に沿って移動する駆動力が作用する。
従って、可動部２０４に連結されているピストン２０７
が移動する。ここでコイル部２０３に交流電流を与える
ことにより、可動部２０４に正逆の推力が交互に発生す
る。そしてこの交互に発生する正逆の推力によってピス
トン２０７は往復運動を行う。またコイル部２０３に直
流電流を与えることで、通電された電流の向きと大きさ
に応じてピストン２０７の往復運動の中心（振幅中心）
位置が変動する。従って、コイル部２０３への直流電流
の付与によってピストン２０７の位置を、所定位置より
吸入側の位置に移動することができる。なお、ここで所
定位置とはピストン２０７の組み立て時にあらかじめ設
定された位置、所定位置より吸入側位置とは、圧縮室２
０６の空間が広がる方向にピストン２０７が移動した位
置をいう。また吐出側位置とは、圧縮室２０６の空間が
狭まる方向にピストン２０７が移動した位置をいうもの
とする。ピストン２０７の往復運動によって圧縮室２０
６で圧縮された冷媒は、吐出室２０１へ吐出され、吐出
管から密閉容器の外に導出される。
部２０３に通電すると、固定部２０２と可動部２０４と
の間に、フレミングの左手の法則に従って電流に比例し
た磁力すなわち推力が発生する。この推力により可動部
２０４に軸線方向に沿って移動する駆動力が作用する。
従って、可動部２０４に連結されているピストン２０７
が移動する。ここでコイル部２０３に交流電流を与える
ことにより、可動部２０４に正逆の推力が交互に発生す
る。そしてこの交互に発生する正逆の推力によってピス
トン２０７は往復運動を行う。またコイル部２０３に直
流電流を与えることで、通電された電流の向きと大きさ
に応じてピストン２０７の往復運動の中心（振幅中心）
位置が変動する。従って、コイル部２０３への直流電流
の付与によってピストン２０７の位置を、所定位置より
吸入側の位置に移動することができる。なお、ここで所
定位置とはピストン２０７の組み立て時にあらかじめ設
定された位置、所定位置より吸入側位置とは、圧縮室２
０６の空間が広がる方向にピストン２０７が移動した位
置をいう。また吐出側位置とは、圧縮室２０６の空間が
狭まる方向にピストン２０７が移動した位置をいうもの
とする。ピストン２０７の往復運動によって圧縮室２０
６で圧縮された冷媒は、吐出室２０１へ吐出され、吐出
管から密閉容器の外に導出される。
【００１９】図２は、本発明の一実施例による起動制御
フローである。リニア圧縮機の起動時、リニアモータの
コイル部２０３へピストン２０７を吸入側位置へ移動さ
せる直流成分の電流を通電させる（Ｓ１）。そして、ピ
ストン２０７を吸入側位置へ移動させ、ピストン２０７
とシリンダヘッド２１０との間の隙間を増やした後、リ
ニアモータのコイル部２０３へ通常の正弦波電流を通電
する（Ｓ２）。つまり電流Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔにΔＩ
（オフセット電流）が加算され、Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔ＋
△Ｉとなる。従って、リニアモ−タの推力、すなわちピ
ストン２０７を往復運動させる加振力には、直流成分が
付加され、ピストン２０７の振幅中心を吸入側位置に移
動させ、ピストン２０７とシリンダヘッド２１０の隙間
を広くした状態で往復運動を行い、冷媒を圧縮する。な
お起動時、正弦波電流に直流成分の電流を加算した電
流、Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔ＋△Ｉを通電してもよい。
フローである。リニア圧縮機の起動時、リニアモータの
コイル部２０３へピストン２０７を吸入側位置へ移動さ
せる直流成分の電流を通電させる（Ｓ１）。そして、ピ
ストン２０７を吸入側位置へ移動させ、ピストン２０７
とシリンダヘッド２１０との間の隙間を増やした後、リ
ニアモータのコイル部２０３へ通常の正弦波電流を通電
する（Ｓ２）。つまり電流Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔにΔＩ
（オフセット電流）が加算され、Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔ＋
△Ｉとなる。従って、リニアモ−タの推力、すなわちピ
ストン２０７を往復運動させる加振力には、直流成分が
付加され、ピストン２０７の振幅中心を吸入側位置に移
動させ、ピストン２０７とシリンダヘッド２１０の隙間
を広くした状態で往復運動を行い、冷媒を圧縮する。な
お起動時、正弦波電流に直流成分の電流を加算した電
流、Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔ＋△Ｉを通電してもよい。
【００２０】図３は、直流電流の付加に対するピストン
の振幅中心の関係を示す。直流成分の電流は、リニアモ
ータの可動部２０４を吸入側位置へ引き寄せるトルクと
なり、その電流値と発生トルクは比例する。従って、電
流値を制御することで、ピストン２０７のオフセット量
を制御することができる。リニア圧縮機を具備した空気
調和機では、さまざまな環境条件下でも確実に起動制御
させる必要がある。とりわけ寝込み起動時は、圧縮室２
０６内に液冷媒が充満している。外気温が低い場合には
特に液冷媒の量は増加する。そして、液冷媒は圧縮され
にくいため、初期設定でのピストン２０７とシリンダヘ
ッド２１０との間の隙間によるピストン２０７の往復動
作では、液冷媒を十分に吐出できない。そこで起動初期
に、リニアモータのコイル部２０３へ直流電流を流し、
ピストン２０７を吸入側位置へ移動させ、その後交流電
流値を増加させる。これにより液冷媒は一気に吐出され
る。液冷媒が吐出されると急に負荷が軽くなりピストン
２０７のストローク（振幅）は伸びるが、起動初期から
ピストン２０７を吸入側位置へオフセット制御している
ため、シリンダヘッド２１０にピストン２０７が衝突す
ることがない。
の振幅中心の関係を示す。直流成分の電流は、リニアモ
ータの可動部２０４を吸入側位置へ引き寄せるトルクと
なり、その電流値と発生トルクは比例する。従って、電
流値を制御することで、ピストン２０７のオフセット量
を制御することができる。リニア圧縮機を具備した空気
調和機では、さまざまな環境条件下でも確実に起動制御
させる必要がある。とりわけ寝込み起動時は、圧縮室２
０６内に液冷媒が充満している。外気温が低い場合には
特に液冷媒の量は増加する。そして、液冷媒は圧縮され
にくいため、初期設定でのピストン２０７とシリンダヘ
ッド２１０との間の隙間によるピストン２０７の往復動
作では、液冷媒を十分に吐出できない。そこで起動初期
に、リニアモータのコイル部２０３へ直流電流を流し、
ピストン２０７を吸入側位置へ移動させ、その後交流電
流値を増加させる。これにより液冷媒は一気に吐出され
る。液冷媒が吐出されると急に負荷が軽くなりピストン
２０７のストローク（振幅）は伸びるが、起動初期から
ピストン２０７を吸入側位置へオフセット制御している
ため、シリンダヘッド２１０にピストン２０７が衝突す
ることがない。
【００２１】図４は正弦波に直流のオフセット電流を印
加した時のピストン２０７の振幅と振幅中心の変位を示
している。図５において、振幅曲線（ａ）は直流電流を
付加しない場合のピストン２０７の振幅を示している。
振幅曲線（ｂ）は直流電流を付加した場合のピストン２
０７の振幅を示している。なお、逆向きの直流電流を付
加した場合には、振幅曲線（ｃ）のように変位する。図
に示すように、直流電流を付加することによって振幅中
心は変位するが、振幅は変化しない。リニアモータに印
加している正弦波電流から直流電流成分を無くすと、ピ
ストンの振幅中心は圧縮側に変位する。直流成分を無く
すことで、リニアモータへ通電している電流が減り、ジ
ュール損失を低減し、効率を高めることができる。従っ
て、起動時以外の運転状態では、交流成分だけで駆動す
ることが好ましい。
加した時のピストン２０７の振幅と振幅中心の変位を示
している。図５において、振幅曲線（ａ）は直流電流を
付加しない場合のピストン２０７の振幅を示している。
振幅曲線（ｂ）は直流電流を付加した場合のピストン２
０７の振幅を示している。なお、逆向きの直流電流を付
加した場合には、振幅曲線（ｃ）のように変位する。図
に示すように、直流電流を付加することによって振幅中
心は変位するが、振幅は変化しない。リニアモータに印
加している正弦波電流から直流電流成分を無くすと、ピ
ストンの振幅中心は圧縮側に変位する。直流成分を無く
すことで、リニアモータへ通電している電流が減り、ジ
ュール損失を低減し、効率を高めることができる。従っ
て、起動時以外の運転状態では、交流成分だけで駆動す
ることが好ましい。
【００２２】図５は本発明の他の実施例による駆動制御
フローを示している。リニア圧縮機の起動時、リニアモ
ータのコイル部２０３へピストン２０７を吸入側位置へ
移動させる直流成分の電流を通電させる（Ｓ１）。そし
て、ピストン２０７を吸入側位置へ移動させ、ピストン
２０７とシリンダヘッド２１０との間の隙間を増やした
後、リニアモータのコイル部２０３へ通常の正弦波電流
を通電する（Ｓ２）。つまり電流Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔに
ΔＩ（オフセット電流）が加算され、Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎω
ｔ＋△Ｉとなる。従って、リニアモ−タの推力、すなわ
ちピストン２０７の振幅中心を吸入側位置に移動させ、
ピストン２０７とシリンダヘッド２１０の隙間を広くし
た状態で往復運動を行い、冷媒を圧縮する。所定時間冷
媒圧縮が継続されると、冷凍サイクルは、高低圧の圧力
差が生じ、ピストン２０７面が受ける圧力が増す。この
ような圧縮冷媒によるガスばねの発生によって、さらに
吸入側位置へピストン２０７は移動される。この状態に
なると初期のオフセット電流は必要なくなる。従って、
本実施例では、起動からＴ時間経過すると、圧縮冷媒に
よるガスばねが十分に発生するとして、起動からの時間
を計測し、Ｔ時間経過したか否かを判断し（Ｓ３）、Ｔ
時間経過した場合にはリニアモータのコイル部２０３へ
の直流成分の電流供給を停止し（Ｓ４）、Ｉ＝Ｉ0ｓｉ
ｎωｔの正弦波電流だけを通電させて駆動制御する。
フローを示している。リニア圧縮機の起動時、リニアモ
ータのコイル部２０３へピストン２０７を吸入側位置へ
移動させる直流成分の電流を通電させる（Ｓ１）。そし
て、ピストン２０７を吸入側位置へ移動させ、ピストン
２０７とシリンダヘッド２１０との間の隙間を増やした
後、リニアモータのコイル部２０３へ通常の正弦波電流
を通電する（Ｓ２）。つまり電流Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔに
ΔＩ（オフセット電流）が加算され、Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎω
ｔ＋△Ｉとなる。従って、リニアモ−タの推力、すなわ
ちピストン２０７の振幅中心を吸入側位置に移動させ、
ピストン２０７とシリンダヘッド２１０の隙間を広くし
た状態で往復運動を行い、冷媒を圧縮する。所定時間冷
媒圧縮が継続されると、冷凍サイクルは、高低圧の圧力
差が生じ、ピストン２０７面が受ける圧力が増す。この
ような圧縮冷媒によるガスばねの発生によって、さらに
吸入側位置へピストン２０７は移動される。この状態に
なると初期のオフセット電流は必要なくなる。従って、
本実施例では、起動からＴ時間経過すると、圧縮冷媒に
よるガスばねが十分に発生するとして、起動からの時間
を計測し、Ｔ時間経過したか否かを判断し（Ｓ３）、Ｔ
時間経過した場合にはリニアモータのコイル部２０３へ
の直流成分の電流供給を停止し（Ｓ４）、Ｉ＝Ｉ0ｓｉ
ｎωｔの正弦波電流だけを通電させて駆動制御する。
【００２３】図６は本発明の他の実施例による駆動制御
を示すブロック図である。本実施例では、電源１０１か
ら直流電流をインバータ１０４へ供給し、この時の電圧
を電圧検出手段１０３により検出する。インバータ１０
４からリニアモータ１１２へ流れる電流は、電流検出手
段１０７で検出される。リニアモータ１１２へ流れる電
流は、インバータ制御部１０５により制御される。冷凍
サイクルは、蒸発器１１３と、凝縮器１１６と、減圧膨
張器１１９とを圧縮機とともに順次配管で接続して構成
される。冷凍サイクルには、四方弁１２１が設けられ、
この四方弁１２１の切換によって蒸発器１１３と凝縮器
１１６との機能を切り換えて利用できる。蒸発器１１３
には蒸発器用送風機１１４が、凝縮器１１６には凝縮器
用送風機１１７が設けられ、空気と冷媒の熱交換を促進
している。減圧膨張器制御手段１２０は、冷凍サイクル
を最適制御させるために、減圧膨張器１１９を制御す
る。高圧検出手段１２２は、冷凍サイクルの高圧側冷媒
配管を流れる冷媒の圧力を検出する。図では、高圧検出
手段１２２は、圧縮機の吐出配管の圧力を検出してい
る。
を示すブロック図である。本実施例では、電源１０１か
ら直流電流をインバータ１０４へ供給し、この時の電圧
を電圧検出手段１０３により検出する。インバータ１０
４からリニアモータ１１２へ流れる電流は、電流検出手
段１０７で検出される。リニアモータ１１２へ流れる電
流は、インバータ制御部１０５により制御される。冷凍
サイクルは、蒸発器１１３と、凝縮器１１６と、減圧膨
張器１１９とを圧縮機とともに順次配管で接続して構成
される。冷凍サイクルには、四方弁１２１が設けられ、
この四方弁１２１の切換によって蒸発器１１３と凝縮器
１１６との機能を切り換えて利用できる。蒸発器１１３
には蒸発器用送風機１１４が、凝縮器１１６には凝縮器
用送風機１１７が設けられ、空気と冷媒の熱交換を促進
している。減圧膨張器制御手段１２０は、冷凍サイクル
を最適制御させるために、減圧膨張器１１９を制御す
る。高圧検出手段１２２は、冷凍サイクルの高圧側冷媒
配管を流れる冷媒の圧力を検出する。図では、高圧検出
手段１２２は、圧縮機の吐出配管の圧力を検出してい
る。
【００２４】圧縮機の起動初期には、リニアモータ１１
２へピストンを吸入側位置へ移動させるため直流成分の
電流を通電する。その後、正弦波の交流電流を重畳させ
Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔ＋△Ｉの電流をリニアモータ１１２
へ通電する。ピストンは移動した状態で振幅して冷媒を
圧縮循環させる。次第に冷凍サイクル中の冷媒は、高低
圧力差が付く。圧縮機の起動後、インバータ制御部１０
５は、インバータ１０４からリニアモータ１１２に供給
する電力を徐々に増加する。インバータ１０４の入力電
圧を検出する電圧検出手段１０３からの制御信号と、リ
ニアモータ１１２の入力電流を検出する電流検出手段１
０７からの制御信号をもとに、インバータ制御部１０５
は電力を計算する。そして、検出した電力値とあらかじ
め設定した設定電力値とを比較し、検出した電力値が大
きくなった時、圧縮機起動初期に通電した直流電流を止
め、正弦波交流電流Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔのみの通電に切
り換えて駆動制御する。ことでセンサ等を使用せず、低
コストで効率の良い起動制御することができる。なお、
インバータ１０４の入力電圧を検出する電圧検出手段１
０３に代えて、インバータ１０４からリニアモ−タ１１
２への出力電圧を検出してもよい。本実施例のように、
冷凍サイクル中の冷媒の高低圧差を、リニアモータ１１
２の駆動に要する電力によって判別することで、冷凍サ
イクル中の冷媒圧力を検出することなく、インバータ１
０４を制御することができる。なお、図示した高圧検出
手段１２２からの検出信号によって冷凍サイクル中の冷
媒圧力を検出して、インバータ１０４を制御してもよ
い。ここで高圧検出手段１２２は、必ずしも冷媒圧力を
直接検出するものに限らず、配管温度を検出して冷媒圧
力を判別するものであってもよい。高圧検出手段１２２
により冷凍サイクルの高圧側の圧力を検出することで、
いろいろな環境条件下でもより確実に起動でき、過剰に
直流電流を通電することなく、効率の良い起動制御する
ことができる。
２へピストンを吸入側位置へ移動させるため直流成分の
電流を通電する。その後、正弦波の交流電流を重畳させ
Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔ＋△Ｉの電流をリニアモータ１１２
へ通電する。ピストンは移動した状態で振幅して冷媒を
圧縮循環させる。次第に冷凍サイクル中の冷媒は、高低
圧力差が付く。圧縮機の起動後、インバータ制御部１０
５は、インバータ１０４からリニアモータ１１２に供給
する電力を徐々に増加する。インバータ１０４の入力電
圧を検出する電圧検出手段１０３からの制御信号と、リ
ニアモータ１１２の入力電流を検出する電流検出手段１
０７からの制御信号をもとに、インバータ制御部１０５
は電力を計算する。そして、検出した電力値とあらかじ
め設定した設定電力値とを比較し、検出した電力値が大
きくなった時、圧縮機起動初期に通電した直流電流を止
め、正弦波交流電流Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔのみの通電に切
り換えて駆動制御する。ことでセンサ等を使用せず、低
コストで効率の良い起動制御することができる。なお、
インバータ１０４の入力電圧を検出する電圧検出手段１
０３に代えて、インバータ１０４からリニアモ−タ１１
２への出力電圧を検出してもよい。本実施例のように、
冷凍サイクル中の冷媒の高低圧差を、リニアモータ１１
２の駆動に要する電力によって判別することで、冷凍サ
イクル中の冷媒圧力を検出することなく、インバータ１
０４を制御することができる。なお、図示した高圧検出
手段１２２からの検出信号によって冷凍サイクル中の冷
媒圧力を検出して、インバータ１０４を制御してもよ
い。ここで高圧検出手段１２２は、必ずしも冷媒圧力を
直接検出するものに限らず、配管温度を検出して冷媒圧
力を判別するものであってもよい。高圧検出手段１２２
により冷凍サイクルの高圧側の圧力を検出することで、
いろいろな環境条件下でもより確実に起動でき、過剰に
直流電流を通電することなく、効率の良い起動制御する
ことができる。
【００２５】図７は本発明の他の実施例による駆動制御
を示すブロック図である。本実施例は、リニア圧縮機の
ピストンの位置を検出するピストン位置検出手段１２４
を備える。なお既に説明した構成と同一の機能を有する
ものには同一番号を付して説明を省略する。以下の実施
例においても同様とする。ピストン位置検出手段１２４
は、ピストンの振幅量や移動量を検出する。圧縮機起動
初期に、ピストンを吐出側位置へ移動するように逆の規
定値の直流電流をインバータからリニアモータへ通電す
る。逆の直流電流を通電することで、ピストンは吐出側
位置へ移動する。その移動量をピストン位置検出手段１
２４により検出し、単位電流あたりのピストンの変位量
から、ピストンに締結している弾性部材のばね定数を演
算する。
を示すブロック図である。本実施例は、リニア圧縮機の
ピストンの位置を検出するピストン位置検出手段１２４
を備える。なお既に説明した構成と同一の機能を有する
ものには同一番号を付して説明を省略する。以下の実施
例においても同様とする。ピストン位置検出手段１２４
は、ピストンの振幅量や移動量を検出する。圧縮機起動
初期に、ピストンを吐出側位置へ移動するように逆の規
定値の直流電流をインバータからリニアモータへ通電す
る。逆の直流電流を通電することで、ピストンは吐出側
位置へ移動する。その移動量をピストン位置検出手段１
２４により検出し、単位電流あたりのピストンの変位量
から、ピストンに締結している弾性部材のばね定数を演
算する。
【００２６】ここで図８に、ピストンや可動部などの質
量ｍ１と、図１に示すばね機構２０５のばね定数ｋ
１と、圧縮室のガスばねＫ２と共振周波数との関係を示
す。同図（ａ）は、ガスばねＫ２が働かないときの共振
周波数であり、同図（ｂ）は、圧縮室のガスばねＫ２が
働く時の共振周波数を示す。図８に示すように、ばね定
数ｋ１と圧縮室のガスばね定数ｋ２、ピストン質量ｍの
大きさにより、少なくともガスばねを含んだ共振周波数
ｆを共振周波数決定手段により計算する。また負荷の大
きさから、初期に吸入側位置へ移動が必要な時、ピスト
ンを移動させる直流電流の電流値を決定する。測定が終
了すると、一度、測定のため直流電流の通電を止め、共
振周波数決定手段で決定された駆動周波数で起動制御を
行う。またオフセット電流が必要な時は、決定されたオ
フセット電流を通電し、ピストンを吸入側位置へ移動さ
せた後に正弦波電流を重畳させ、Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔ＋
△Ｉの電流をリニアモータ１１２へ通電する。ピストン
は移動した状態で振幅し、ピストン位置検出手段１２４
からのピストンの位置情報により、インバータ制御部１
０５は直流電流の通電を止め、正弦波電流Ｉ＝Ｉ0ｓｉ
ｎωｔをリニアモ−タ１１２へ通電し、駆動制御する。
本実施例によれば、環境条件や冷媒の特性の違いによる
圧縮機の保護を行いながらリニア圧縮機を起動させるこ
とができる。一方、ガスばね定数ｋ２は、負荷や運転条
件により変動する。図８で示した、ピストン位置検出手
段１２４からのピストンの位置情報と、少なくともリニ
アモータ電流検出手段１０７からの検出電流情報と、圧
縮ばねのばね定数ｋ１とからピストンのストローク変化
量を算出し、この変化量が規定値よりも大きい時、リニ
アモータ１１２へ通電する電流の増速加速度を小さくす
るように制御することが好ましい。
量ｍ１と、図１に示すばね機構２０５のばね定数ｋ
１と、圧縮室のガスばねＫ２と共振周波数との関係を示
す。同図（ａ）は、ガスばねＫ２が働かないときの共振
周波数であり、同図（ｂ）は、圧縮室のガスばねＫ２が
働く時の共振周波数を示す。図８に示すように、ばね定
数ｋ１と圧縮室のガスばね定数ｋ２、ピストン質量ｍの
大きさにより、少なくともガスばねを含んだ共振周波数
ｆを共振周波数決定手段により計算する。また負荷の大
きさから、初期に吸入側位置へ移動が必要な時、ピスト
ンを移動させる直流電流の電流値を決定する。測定が終
了すると、一度、測定のため直流電流の通電を止め、共
振周波数決定手段で決定された駆動周波数で起動制御を
行う。またオフセット電流が必要な時は、決定されたオ
フセット電流を通電し、ピストンを吸入側位置へ移動さ
せた後に正弦波電流を重畳させ、Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔ＋
△Ｉの電流をリニアモータ１１２へ通電する。ピストン
は移動した状態で振幅し、ピストン位置検出手段１２４
からのピストンの位置情報により、インバータ制御部１
０５は直流電流の通電を止め、正弦波電流Ｉ＝Ｉ0ｓｉ
ｎωｔをリニアモ−タ１１２へ通電し、駆動制御する。
本実施例によれば、環境条件や冷媒の特性の違いによる
圧縮機の保護を行いながらリニア圧縮機を起動させるこ
とができる。一方、ガスばね定数ｋ２は、負荷や運転条
件により変動する。図８で示した、ピストン位置検出手
段１２４からのピストンの位置情報と、少なくともリニ
アモータ電流検出手段１０７からの検出電流情報と、圧
縮ばねのばね定数ｋ１とからピストンのストローク変化
量を算出し、この変化量が規定値よりも大きい時、リニ
アモータ１１２へ通電する電流の増速加速度を小さくす
るように制御することが好ましい。
【００２７】図９は本発明の他の実施例による駆動制御
を示すブロック図である。本実施例は、温度検出手段１
０２と負荷演算手段１２５を備える。温度検出手段１０
２は、蒸発器１１３の温度を検出する蒸発器用温度検出
器１１８、室内の温度を検出する室内温度検出器１１
７、凝縮器の温度を検出する凝縮器用温度検出器１１
９、または室外の温度を検出する室外温度検出器１１５
からの信号を入力する。負荷演算手段１２５は、温度検
出手段１０２からの情報により負荷を計算する。そし
て、負荷演算手段１２５は、寝込み、起動初期、一旦停
止後の再起動、または再駆動などの圧縮機の状態や、負
荷の重さなど駆動制御に必要な負荷を演算し、少なくと
もオフセット電流が必要か否か、また必要なら負荷の大
きさに応じた直流電流の値や電流加減速度を演算する。
を示すブロック図である。本実施例は、温度検出手段１
０２と負荷演算手段１２５を備える。温度検出手段１０
２は、蒸発器１１３の温度を検出する蒸発器用温度検出
器１１８、室内の温度を検出する室内温度検出器１１
７、凝縮器の温度を検出する凝縮器用温度検出器１１
９、または室外の温度を検出する室外温度検出器１１５
からの信号を入力する。負荷演算手段１２５は、温度検
出手段１０２からの情報により負荷を計算する。そし
て、負荷演算手段１２５は、寝込み、起動初期、一旦停
止後の再起動、または再駆動などの圧縮機の状態や、負
荷の重さなど駆動制御に必要な負荷を演算し、少なくと
もオフセット電流が必要か否か、また必要なら負荷の大
きさに応じた直流電流の値や電流加減速度を演算する。
【００２８】圧縮機の起動時、負荷演算手段１２５から
の情報をもとに、インバータ制御部１０５は、インバー
タ１０４のパワ−素子をスイッチングし、リニアモ−タ
１１２を起動制御する。たとえば負荷演算手段１２５が
寝込みモ−ドと判断した時の動作を次に説明する。起動
初期に規定の直流電流をリニアモ−タ１１２に通電し、
ピストンを一旦吸入側位置へオフセットさせた後、規定
値の正弦波電流を重畳させＩ＝Ｉ0ｓｉｎωｔ＋△Ｉの
電流を通電し、ピストンを往復運動させる。次第に冷凍
サイクル中の冷媒は高低圧力差が大きくなる。この冷媒
の高低圧差が大きくなると、凝縮器１１３の温度が上昇
し、蒸発器１１６の温度が低下する。従って、凝縮器用
温度検出器１１８または蒸発器用温度検出器１１９から
の信号を温度検出手段１０２で検出し、その負荷を負荷
演算手段１２５で演算し、設定条件に達すると、直流電
流を止め、規定の正弦波交流電流Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔを
通電する。その後各装置の温度情報に基づき、あらかじ
め決定された電流加減速に従い駆動制御させる。
の情報をもとに、インバータ制御部１０５は、インバー
タ１０４のパワ−素子をスイッチングし、リニアモ−タ
１１２を起動制御する。たとえば負荷演算手段１２５が
寝込みモ−ドと判断した時の動作を次に説明する。起動
初期に規定の直流電流をリニアモ−タ１１２に通電し、
ピストンを一旦吸入側位置へオフセットさせた後、規定
値の正弦波電流を重畳させＩ＝Ｉ0ｓｉｎωｔ＋△Ｉの
電流を通電し、ピストンを往復運動させる。次第に冷凍
サイクル中の冷媒は高低圧力差が大きくなる。この冷媒
の高低圧差が大きくなると、凝縮器１１３の温度が上昇
し、蒸発器１１６の温度が低下する。従って、凝縮器用
温度検出器１１８または蒸発器用温度検出器１１９から
の信号を温度検出手段１０２で検出し、その負荷を負荷
演算手段１２５で演算し、設定条件に達すると、直流電
流を止め、規定の正弦波交流電流Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔを
通電する。その後各装置の温度情報に基づき、あらかじ
め決定された電流加減速に従い駆動制御させる。
【００２９】図１０は、車両用空気調和装置にリニア圧
縮機を適用した場合の駆動制御の実施例を示すブロック
図である。まず第１の実施例について説明する。路面か
らの振動やエンジンの振動により、リニア圧縮機のピス
トン部の軸線上に３０Ｇの振動が加わると、ピストンを
支持するばね機構が共振し、外部振動によりピストンは
往復運動する。そこで車両用リニア圧縮機の起動制御に
おいては、起動時に、リニア圧縮機に直流電流を通電し
てピストンを所定位置に規制する。なお、外部振動によ
るピストンの振幅に対して正弦波電流の位相を制御し、
回生ブレ−キをかけてもよい。このようにして外部から
の強制振動を抑制してピストンの自由振動を所定位置に
規制した後、目標の正弦波電流Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔを通
電し、ピストンの往復運動を開始させる。よって起動
時、外部からの強制振動が継続中であってもピストンを
規定値以内に抑制させるため、ピストンを往復運動させ
ても、ピストンがシリンダヘッドに衝突することなく冷
媒の循環量を増大させることができる。
縮機を適用した場合の駆動制御の実施例を示すブロック
図である。まず第１の実施例について説明する。路面か
らの振動やエンジンの振動により、リニア圧縮機のピス
トン部の軸線上に３０Ｇの振動が加わると、ピストンを
支持するばね機構が共振し、外部振動によりピストンは
往復運動する。そこで車両用リニア圧縮機の起動制御に
おいては、起動時に、リニア圧縮機に直流電流を通電し
てピストンを所定位置に規制する。なお、外部振動によ
るピストンの振幅に対して正弦波電流の位相を制御し、
回生ブレ−キをかけてもよい。このようにして外部から
の強制振動を抑制してピストンの自由振動を所定位置に
規制した後、目標の正弦波電流Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎωｔを通
電し、ピストンの往復運動を開始させる。よって起動
時、外部からの強制振動が継続中であってもピストンを
規定値以内に抑制させるため、ピストンを往復運動させ
ても、ピストンがシリンダヘッドに衝突することなく冷
媒の循環量を増大させることができる。
【００３０】次に第２の実施例について説明する。強制
振動量検出手段１２３は、圧縮機の振動加速度を検出す
る。インバータ制御部１０５は、この強制振動量検出手
段１２３からの信号により、外部要因による強制振動に
伴なうピストンの移動方向と振幅量に応じた直流電流の
正逆と電流値を決定して出力する。すなわち、外部から
の強制振動が継続中に、それに見合った直流電流をイン
バータ制御部１０５からインバータ１０４へ出力し、パ
ワ−素子をスイッチングしてピストンを規定値以内に抑
制後に起動制御を行うことで、ピストンの衝突を回避で
き、より信頼性の高い車両用リニア圧縮機の起動制御が
行える。
振動量検出手段１２３は、圧縮機の振動加速度を検出す
る。インバータ制御部１０５は、この強制振動量検出手
段１２３からの信号により、外部要因による強制振動に
伴なうピストンの移動方向と振幅量に応じた直流電流の
正逆と電流値を決定して出力する。すなわち、外部から
の強制振動が継続中に、それに見合った直流電流をイン
バータ制御部１０５からインバータ１０４へ出力し、パ
ワ−素子をスイッチングしてピストンを規定値以内に抑
制後に起動制御を行うことで、ピストンの衝突を回避で
き、より信頼性の高い車両用リニア圧縮機の起動制御が
行える。
【００３１】次に第３の実施例について説明する。ピス
トンが外部要因により振幅運動すると、リニアモータが
発電機となり、巻き線に誘起電圧が誘起される。図１１
は強制振動の強度に対する誘起電圧の変化を示す特性図
である。この誘起電圧を検出し、検出した電圧値に応じ
て、ピストンの振動を抑制させるための直流電流の電流
値を決定する。そして圧縮機の起動時や運転時に、決定
した電流値で直流電流を付加することで、外部からの強
制振動が継続中でも確実にピストンを規定値以内に抑制
することができる。そしてピストンを規定値以内に抑制
することで、外部からの振動が加わった場合でも、振動
検出器を使わずに、より低コストで信頼性のよい起動制
御が行える。
トンが外部要因により振幅運動すると、リニアモータが
発電機となり、巻き線に誘起電圧が誘起される。図１１
は強制振動の強度に対する誘起電圧の変化を示す特性図
である。この誘起電圧を検出し、検出した電圧値に応じ
て、ピストンの振動を抑制させるための直流電流の電流
値を決定する。そして圧縮機の起動時や運転時に、決定
した電流値で直流電流を付加することで、外部からの強
制振動が継続中でも確実にピストンを規定値以内に抑制
することができる。そしてピストンを規定値以内に抑制
することで、外部からの振動が加わった場合でも、振動
検出器を使わずに、より低コストで信頼性のよい起動制
御が行える。
【００３２】次に第４の実施例について説明する。ピス
トンが外部要因により振幅運動すると、リニアモータは
発電機となり、電流がインバータ１０４の電源側へ回生
される。回生される電流を回生電流検出手段で検出して
加振力を計算し、この加振力をうち消すように電流を制
御する。すなわち、外部からピストンに加振力が働いて
も、ピストンがシリンダヘッドに衝突しないようにリニ
アモータの電流を低減させるか、もしくは直流成分のオ
フセット電流を重畳させ、衝突を回避させる。またリニ
ア圧縮機を制御している途中に外部振動によりピストン
が強制的に振幅しても、回生電流検出手段により電流値
から外部振幅量が検出でき、その情報をもとに抑制制御
することが可能となる。なお、上記実施例では、冷媒を
用いた密閉型圧縮機を用いて説明したが、冷媒以外のガ
ス、例えば空気やその他の気体を圧縮するものでもよ
く、また圧縮機の形態についても開放型圧縮機でもよ
い。
トンが外部要因により振幅運動すると、リニアモータは
発電機となり、電流がインバータ１０４の電源側へ回生
される。回生される電流を回生電流検出手段で検出して
加振力を計算し、この加振力をうち消すように電流を制
御する。すなわち、外部からピストンに加振力が働いて
も、ピストンがシリンダヘッドに衝突しないようにリニ
アモータの電流を低減させるか、もしくは直流成分のオ
フセット電流を重畳させ、衝突を回避させる。またリニ
ア圧縮機を制御している途中に外部振動によりピストン
が強制的に振幅しても、回生電流検出手段により電流値
から外部振幅量が検出でき、その情報をもとに抑制制御
することが可能となる。なお、上記実施例では、冷媒を
用いた密閉型圧縮機を用いて説明したが、冷媒以外のガ
ス、例えば空気やその他の気体を圧縮するものでもよ
く、また圧縮機の形態についても開放型圧縮機でもよ
い。
【００３３】
【発明の効果】上記から説明から明らかなように本発明
は、フリ−ピストン構造のリニア圧縮機の起動制御にお
いて、起動時リニアモ−タに直流成分の電流を通電する
ことで、ピストンをあらかじめ吸入側へ移動し、ピスト
ンとシリンダヘッド間に冷媒圧縮のためのスペ−スを確
保した後、リニアモ−タへ更に正弦波交流電流を重畳さ
せる。これにより、寝込み起動の環境条件下でも、スト
ロ−クを大きく取れることから、液圧縮状態から圧縮冷
媒を循環させることができる。また液圧縮状態では圧縮
ばねが大きく、ピストンのストロ−クは伸びない。液圧
縮状態から冷凍サイクルの高低圧力の圧力差が付き始め
ると、圧縮ばねは一気に軽くなりリニアモ−タに流れる
電流が同一でも、瞬時にピストンの振幅量が増大する。
従って初期にオフセット電流を通電しておかないと、ピ
ストンがシリンダヘッドに衝突する。しかし本発明は、
寝込み起動においてピストンの信頼性を高めながらフリ
−ピストン構造のリニア圧縮機を起動制御することがで
きる。また本発明は、起動後に、冷凍サイクルの高低圧
差が大きくなり、冷媒の循環量が増え、ピストンがシリ
ンダに衝突する危険が少なくなると、リニアモ−タへ通
電している直流成分の電流をなくし、通常の正弦波駆動
することで、ピストンが衝突することなく、さらにモ−
タ巻き線に流れる電流によるジュ−ル損失およびリニア
モ−タを駆動させるインバ−タの損失を低減でき効率の
良い起動制御ができる。また本発明は、冷凍サイクルの
高圧側の圧力を検出し、検出された圧力信号を設定値と
比較し、設定値以上の時にリニアモ−タに印加している
直流電流を止めることで、いかなる環境条件でも、高圧
側の圧力を常に監視することができ、確実にピストンが
シリンダヘッドと衝突しない状態を確保し、ピストンの
オフセット電流を切ることができ、より信頼性が高く効
率が良い起動制御を行える。また本発明は、起動時、リ
ニアモ−タへ電流を規定値通電し、リニアモ−タの電流
と電圧から電力を算出し、演算した電力値と設定値と比
較し演算した電力値の方が大きい時、リニアモ−タへ印
加する電流を順次増加させる。このようにリニアモ−タ
の電流と電圧から得られる電力量から負荷を簡易的に検
出し、リニアモ−タへ通電する正弦波電流を順次設定値
まで加速させる。ピストンのシリンダへの衝突を確実に
防止することができるとともに、圧縮効率を高めること
ができる。また本発明は、起動時に、規定の正弦波状の
起動電流を通電し、ピストン位置を検出し、この検出さ
れたピストン位置情報に基づき、電流に対するピストン
の振幅量を検出することで簡易的に負荷を検出し、負荷
の大きさによりリニアモ−タに通電する正弦波電流の増
加速度を決定することで、環境条件が変化し、また使用
する冷媒が異なっても、起動時にピストンが衝突するこ
となく、しかも負荷状態ごとに最適な起動制御が行なえ
る。また本発明は、ピストン位置検出手段からのストロ
−ク変化量と、あらかじめリニアモ−タの推力定数とば
ね定数等から決定されるストロ−ク量を比較し、ピスト
ン位置検出手段で検出したピストンのストローク量より
も、決定した共振周波数から算出したピストンのストロ
ーク量が小さいとき、リニアモ−タに通電する交流電流
の増加速度を遅くするものである。ピストンのシリンダ
ヘッドへの衝突を防止しつつ、効率の高い駆動を行うこ
とができる。また本発明は、凝縮器の温度、蒸発器の温
度、室内温度、及び室外温度のうち少なくとも一つの温
度を温度検出手段によって検出し、温度検出手段によっ
て検出した温度から起動時に必要な直流成分の電流値を
決定し、決定した電流値を、起動時にリニアモ−タに通
電するものである。本発明によれば、温度検出手段によ
って検出した温度により負荷を計算し、この負荷情報に
より、ピストンを移動させる直流電流値を決定し、寝込
み起動時はオフセット電流を流し、また負荷の状態に応
じたオフセット電流値にすることで、あらゆる負荷条件
で最適に起動制御できる。なお、電流増加率を決定する
こともできる。また本発明は、起動時にリニアモ−タに
直流成分の電流を通電する第１の工程と、その後交流電
流を通電することで、静止させたピストンを起動させる
第２の工程を有することで、外部からの強制振動でピス
トンが、軸方向に振動していたとしても、リニアモ−タ
の起動時に、ピストンを静止させた後に起動させるた
め、ピストンが予定以外のストロークとなることを防止
できる。また本発明は、振動加速度を検出する強制振動
量検出手段を設け、第１の工程では、強制振動量検出手
段で検出した強制振動にともなうピストンの振幅方向と
振幅量に応じた電流を通電するものであり、検出した振
動情報により起動時のリニアモ−タに印加する直流電流
の値を決定して起動制御するため、より確実な起動制御
を行うことができる。これにより、特に電気自動車用に
搭載する時、過剰な電力を必要とせず効率良く車載用リ
ニア圧縮機を起動制御することができる。また本発明
は、リニアモ−タに誘起される誘起電圧から強制振動量
を検出し、第１の工程では、強制振動量検出手段で検出
した強制振動にともなうピストンの振幅方向と振幅量に
応じた電流を通電するものであり、リニアモ−タに誘起
される誘起電圧から検出した強制振動量により起動時の
リニアモ−タに印加する直流電流の値を決定して起動制
御するため、より確実な起動制御を行うことができる。
また本発明は、外部からの振動によりリニアモータに回
生される電流を検出する回生電流検出手段を設け、第１
の工程では、検出した電流にともなうピストンの振幅量
に応じた電流を通電するものであり、外部からの振動に
よりリニアモータに回生される電流を回生電流検出手段
で検出し、起動時のリニアモ−タに印加する直流電流の
値を決定して起動制御するため、より確実な起動制御を
行うことができる。
は、フリ−ピストン構造のリニア圧縮機の起動制御にお
いて、起動時リニアモ−タに直流成分の電流を通電する
ことで、ピストンをあらかじめ吸入側へ移動し、ピスト
ンとシリンダヘッド間に冷媒圧縮のためのスペ−スを確
保した後、リニアモ−タへ更に正弦波交流電流を重畳さ
せる。これにより、寝込み起動の環境条件下でも、スト
ロ−クを大きく取れることから、液圧縮状態から圧縮冷
媒を循環させることができる。また液圧縮状態では圧縮
ばねが大きく、ピストンのストロ−クは伸びない。液圧
縮状態から冷凍サイクルの高低圧力の圧力差が付き始め
ると、圧縮ばねは一気に軽くなりリニアモ−タに流れる
電流が同一でも、瞬時にピストンの振幅量が増大する。
従って初期にオフセット電流を通電しておかないと、ピ
ストンがシリンダヘッドに衝突する。しかし本発明は、
寝込み起動においてピストンの信頼性を高めながらフリ
−ピストン構造のリニア圧縮機を起動制御することがで
きる。また本発明は、起動後に、冷凍サイクルの高低圧
差が大きくなり、冷媒の循環量が増え、ピストンがシリ
ンダに衝突する危険が少なくなると、リニアモ−タへ通
電している直流成分の電流をなくし、通常の正弦波駆動
することで、ピストンが衝突することなく、さらにモ−
タ巻き線に流れる電流によるジュ−ル損失およびリニア
モ−タを駆動させるインバ−タの損失を低減でき効率の
良い起動制御ができる。また本発明は、冷凍サイクルの
高圧側の圧力を検出し、検出された圧力信号を設定値と
比較し、設定値以上の時にリニアモ−タに印加している
直流電流を止めることで、いかなる環境条件でも、高圧
側の圧力を常に監視することができ、確実にピストンが
シリンダヘッドと衝突しない状態を確保し、ピストンの
オフセット電流を切ることができ、より信頼性が高く効
率が良い起動制御を行える。また本発明は、起動時、リ
ニアモ−タへ電流を規定値通電し、リニアモ−タの電流
と電圧から電力を算出し、演算した電力値と設定値と比
較し演算した電力値の方が大きい時、リニアモ−タへ印
加する電流を順次増加させる。このようにリニアモ−タ
の電流と電圧から得られる電力量から負荷を簡易的に検
出し、リニアモ−タへ通電する正弦波電流を順次設定値
まで加速させる。ピストンのシリンダへの衝突を確実に
防止することができるとともに、圧縮効率を高めること
ができる。また本発明は、起動時に、規定の正弦波状の
起動電流を通電し、ピストン位置を検出し、この検出さ
れたピストン位置情報に基づき、電流に対するピストン
の振幅量を検出することで簡易的に負荷を検出し、負荷
の大きさによりリニアモ−タに通電する正弦波電流の増
加速度を決定することで、環境条件が変化し、また使用
する冷媒が異なっても、起動時にピストンが衝突するこ
となく、しかも負荷状態ごとに最適な起動制御が行なえ
る。また本発明は、ピストン位置検出手段からのストロ
−ク変化量と、あらかじめリニアモ−タの推力定数とば
ね定数等から決定されるストロ−ク量を比較し、ピスト
ン位置検出手段で検出したピストンのストローク量より
も、決定した共振周波数から算出したピストンのストロ
ーク量が小さいとき、リニアモ−タに通電する交流電流
の増加速度を遅くするものである。ピストンのシリンダ
ヘッドへの衝突を防止しつつ、効率の高い駆動を行うこ
とができる。また本発明は、凝縮器の温度、蒸発器の温
度、室内温度、及び室外温度のうち少なくとも一つの温
度を温度検出手段によって検出し、温度検出手段によっ
て検出した温度から起動時に必要な直流成分の電流値を
決定し、決定した電流値を、起動時にリニアモ−タに通
電するものである。本発明によれば、温度検出手段によ
って検出した温度により負荷を計算し、この負荷情報に
より、ピストンを移動させる直流電流値を決定し、寝込
み起動時はオフセット電流を流し、また負荷の状態に応
じたオフセット電流値にすることで、あらゆる負荷条件
で最適に起動制御できる。なお、電流増加率を決定する
こともできる。また本発明は、起動時にリニアモ−タに
直流成分の電流を通電する第１の工程と、その後交流電
流を通電することで、静止させたピストンを起動させる
第２の工程を有することで、外部からの強制振動でピス
トンが、軸方向に振動していたとしても、リニアモ−タ
の起動時に、ピストンを静止させた後に起動させるた
め、ピストンが予定以外のストロークとなることを防止
できる。また本発明は、振動加速度を検出する強制振動
量検出手段を設け、第１の工程では、強制振動量検出手
段で検出した強制振動にともなうピストンの振幅方向と
振幅量に応じた電流を通電するものであり、検出した振
動情報により起動時のリニアモ−タに印加する直流電流
の値を決定して起動制御するため、より確実な起動制御
を行うことができる。これにより、特に電気自動車用に
搭載する時、過剰な電力を必要とせず効率良く車載用リ
ニア圧縮機を起動制御することができる。また本発明
は、リニアモ−タに誘起される誘起電圧から強制振動量
を検出し、第１の工程では、強制振動量検出手段で検出
した強制振動にともなうピストンの振幅方向と振幅量に
応じた電流を通電するものであり、リニアモ−タに誘起
される誘起電圧から検出した強制振動量により起動時の
リニアモ−タに印加する直流電流の値を決定して起動制
御するため、より確実な起動制御を行うことができる。
また本発明は、外部からの振動によりリニアモータに回
生される電流を検出する回生電流検出手段を設け、第１
の工程では、検出した電流にともなうピストンの振幅量
に応じた電流を通電するものであり、外部からの振動に
よりリニアモータに回生される電流を回生電流検出手段
で検出し、起動時のリニアモ−タに印加する直流電流の
値を決定して起動制御するため、より確実な起動制御を
行うことができる。
【図１】本発明に用いられるリニア圧縮機の構成の一実
施例によるリニア圧縮機の側断面図
施例によるリニア圧縮機の側断面図
【図２】本発明の一実施例による起動制御フロー
【図３】直流電流の付加に対するピストンの振幅中心の
関係を示す図
関係を示す図
【図４】正弦波に直流のオフセット電流を印加した時の
ピストンの振幅と振幅中心の変位を示す図
ピストンの振幅と振幅中心の変位を示す図
【図５】本発明の他の実施例による駆動制御フロー
【図６】本発明の他の実施例による駆動制御を示すブロ
ック図
ック図
【図７】本発明の他の実施例による駆動制御を示すブロ
ック図
ック図
【図８】ピストンや可動部などの質量ｍ１と、ばね機構
のばね定数ｋ１と、圧縮室のガスばねＫ２と共振周波数
との関係を示す図
のばね定数ｋ１と、圧縮室のガスばねＫ２と共振周波数
との関係を示す図
【図９】本発明の他の実施例による駆動制御を示すブロ
ック図
ック図
【図１０】車両用空気調和装置にリニア圧縮機を適用し
た場合の駆動制御の実施例を示すブロック図
た場合の駆動制御の実施例を示すブロック図
【図１１】強制振動の強度に対する誘起電圧の変化を示
す特性図
す特性図
【図１２】従来のリニア圧縮機の起動特性を示すグラフ
図
図
１０１ 電源
１０２ 温度検出手段
１０３ 電圧検出手段
１０４ インバータ
１０５ インバータ制御部
１０７ 電流検出手段
１１２ リニアモータ
１１３ 蒸発器
１１６ 凝縮器
１１９ 減圧器
１２０ 減圧膨張機制御手段
１２１ 四方弁
１２２ 高圧検出手段
１２３ 強制振動量検出手段
１２４ ピストン位置検出手段
１２５ 負荷演算手段
２０１ 吐出室
２０２ 固定部
２０３ コイル部
２０４ 可動部
２０５ ばね機構部
２０６ 圧縮室
２０７ ピストン部
２０８ ピストンロッド
２０９ シリンダ部
２１０ シリンダヘッド
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ２４Ｆ 11/02 Ｆ２４Ｆ 11/02 １０２Ｅ
１０２ Ｆ２５Ｂ 1/00 ３４１Ｃ
Ｆ２５Ｂ 1/00 ３４１ ３４１Ｐ
３４１Ｕ
３７１Ｎ
３７１ 1/02 Ａ
1/02 Ｈ０２Ｐ 7/00 １０１Ｋ
Ｈ０２Ｐ 7/00 １０１ Ｆ０４Ｂ 49/02 ３３１Ｂ
(72)発明者 植田 光男
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 3H045 AA03 AA08 AA12 AA27 BA03
BA33 BA41 CA03 CA21 CA22
CA24 CA25 DA01 DA07 DA47
EA13 EA16 EA26
3H076 AA02 BB19 BB21 BB28 BB36
CC03 CC28 CC31
3L011 AC00
3L060 AA01 CC01 CC10 CC16 CC19
DD01 EE04
5H540 AA10 BA03 BA05 BB03 CC01
DD03 EE08 FA11 FC02 FC03
Claims (11)
- 【請求項１】 シリンダとピストンとを有する圧縮機構
と、この圧縮機構を動作させるリニアモータとを備え、
前記リニアモータは、前記シリンダと連結される固定部
と、前記ピストンと連結される可動部とを有し、前記リ
ニアモータにより前記ピストンに推力を生じさせるリニ
ア圧縮機の駆動制御方法であって、起動時に前記リニア
モ−タに直流成分の電流を通電する第１の工程と、その
後交流電流を加えることで、前記ピストンをあらかじめ
移動した位置から起動させる第２の工程を有することを
特徴とするリニア圧縮機の駆動制御方法。 - 【請求項２】 前記第２の工程の後に、直流成分の通電
を停止する工程を有することを特徴とする請求項1に記
載のリニア圧縮機の駆動制御方法。 - 【請求項３】 前記リニア圧縮機と凝縮器と減圧膨張器
と蒸発器とを環状に接続して冷凍サイクルを構成し、前
記冷凍サイクルの高圧側冷媒の圧力を検出する圧力検出
手段を設け、前記圧力検出手段で検出した冷媒圧力が所
定圧力を越えた時に、順次電流を設定値まで増加させる
工程を有することを特徴とする請求項１に記載のリニア
圧縮機の駆動制御方法。 - 【請求項４】 前記リニアモ−タの電流と電圧を検出し
て電力を算出し、算出した前記電力が所定値を越えた時
に、順次電流を設定値まで増加させる工程を有すること
を特徴とする請求項１に記載のリニア圧縮機の駆動制御
方法。 - 【請求項５】 シリンダとピストンとを有する圧縮機構
と、この圧縮機構を動作させるリニアモータとを備え、
前記リニアモータは、前記シリンダと連結される固定部
と、前記ピストンと連結される可動部とを有し、前記リ
ニアモータにより前記ピストンに推力を生じさせるリニ
ア圧縮機の駆動制御方法であって、起動前に前記リニア
モ−タに直流成分の電流を通電して前記ピストンを移動
させ、前記ピストンの移動量をピストン位置検出手段で
検出し、前記ピストン位置検出手段で検出した移動量か
ら共振周波数を検出し、前記共振周波数から交流電流の
周波数を決定することを特徴とするリニア圧縮機の駆動
制御方法。 - 【請求項６】 前記ピストン位置検出手段で検出した前
記ピストンのストローク量よりも、決定した前記共振周
波数から算出した前記ピストンのストローク量が小さい
とき、前記リニアモ−タに通電する交流電流の増加速度
を遅くすることを特徴とする請求項５に記載のリニア圧
縮機の起動制御方法。 - 【請求項７】 リニア圧縮機、凝縮器、減圧膨張器、及
び蒸発器を備えて空気調和装置を構成し、前記リニア圧
縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、この圧縮機構を動
作させるリニアモータとを密閉容器内に備え、前記圧縮
機構はシリンダとピストンとを有し、前記リニアモータ
は前記シリンダと連結される固定部と、前記ピストンと
連結される可動部とを有し、前記リニアモータにより前
記ピストンに推力を生じさせるリニア圧縮機の駆動制御
方法であって、前記凝縮器の温度、前記蒸発器の温度、
室内温度、及び室外温度のうち少なくとも一つの温度を
温度検出手段によって検出し、前記温度検出手段によっ
て検出した温度から起動時に必要な直流成分の電流値を
決定し、決定した前記電流値を、起動時に前記リニアモ
−タに通電することを特徴とするリニア圧縮機の駆動制
御方法。 - 【請求項８】 冷媒を圧縮する圧縮機構と、この圧縮機
構を動作させるリニアモータとを密閉容器内に備え、前
記圧縮機構はシリンダとピストンとを有し、前記リニア
モータは前記シリンダと連結される固定部と、前記ピス
トンと連結される可動部とを有し、前記リニアモータに
より前記ピストンに推力を生じさせる車両用リニア圧縮
機の駆動制御方法であって、前記ピストンの移動量が規
定値以上の時、前記リニアモータに直流の電流を付加す
ることを特徴とする車両用リニア圧縮機の駆動制御方
法。 - 【請求項９】 振動加速度を検出する強制振動量検出手
段を設け、前記第１の工程では、前記強制振動量検出手
段で検出した強制振動にともなう前記ピストンの振幅方
向と振幅量に応じた電流を通電することを特徴とする請
求項８に記載の車両用リニア圧縮機の駆動制御方法。 - 【請求項１０】 前記リニアモ−タに誘起される誘起電
圧から強制振動量を検出し、前記第１の工程では、検出
した前記強制振動量にともなう前記ピストンの振幅量に
応じた電流を通電することを特徴とする請求項８に記載
の車両用リニア圧縮機の駆動制御方法。 - 【請求項１１】 外部からの振動により前記リニアモー
タに回生される電流を検出する回生電流検出手段を設
け、前記第１の工程では、検出した前記電流にともなう
前記ピストンの振幅量に応じた電流を通電することを特
徴とする請求項８に記載の車両用リニア圧縮機の駆動制
御方法。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2001193729A JP4129126B2 (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | リニア圧縮機の駆動制御方法及び車両用リニア圧縮機の駆動制御方法 |
| KR1020020035271A KR100865434B1 (ko) | 2001-06-26 | 2002-06-24 | 리니어 압축기의 구동제어방법 및 차량용 리니어 압축기의구동제어방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001193729A JP4129126B2 (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | リニア圧縮機の駆動制御方法及び車両用リニア圧縮機の駆動制御方法 |
Publications (2)
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Family
ID=19031957
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001193729A Expired - Fee Related JP4129126B2 (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | リニア圧縮機の駆動制御方法及び車両用リニア圧縮機の駆動制御方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4129126B2 (ja) |
| KR (1) | KR100865434B1 (ja) |
| CN (1) | CN1276176C (ja) |
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| JP2017044212A (ja) * | 2010-07-14 | 2017-03-02 | ワールプール，ソシエダッド アノニマ | 共振リニアコンプレッサーの制御方法と冷却システムに適用される共振リニアコンプレッサーの電子制御システム |
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| KR100517932B1 (ko) * | 2003-05-26 | 2005-09-30 | 엘지전자 주식회사 | 왕복동식 압축기의 운전제어장치 및 방법 |
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