KR100273454B1 - 리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치및 방법 - Google Patents

리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 종래에는 속도 계산 및 스트로크 계산을 위한 회로를 하드웨어로 구현할 경우 많은 저항과 캐패시터를 필요로 하는데, 그 많은 저항과 캐패시터는 기본 편차를 가지고 있을 뿐만아니라 온도함수로서 온도에 따라 많은 영향을 받아 정확한 계산이 이루어지지 못하고, 많은 저항과 캐패시터를 필요로 함에 따라 가격이 상승되는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 계산된 속도값 입력시 속도가 최대인지의 여부를 체크하는 제1단계와, 상기에서 속도가 최대이면 스트로크를 리셋시켜 옵셋 에러를 제거해주는 제2단계와, 상기 제1단계에서 속도가 최대가 아니면 그 속도를 적분시켜 스트로크를 계산하는 제3단계와, 상기에서 계산된 스트로크의 피크치를 구하는 제4단계와, 상기에서 구한 스트로크 피크치에 따라 리니어 컴프레샤에 공급되는 입력전압의 제어하는 제5단계로 동작하여, 속도 및 스트로크 계산시 많은 저항과 캐패시터를 사용하지 않도록 함으로써, 초기 구동편차를 포함한 온도에 의한 구동 편차를 줄이고, 가격을 다운시키고, 정확한 스트로크를 계산할 수 있도록 한 것이다.

Description

리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치 및 방법
본 발명은 스트로크 센서리스 방식에서 속도 및 스트로크 계산을 소프트웨어적으로 처리하도록 함으로써 많은 저항과 캐패시터를 사용하지 않도록 하여 초기 구동편차 및 온도에 의한 구동 편차를 줄이고, 가격을 다운시키도록 한 리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 전류 미분은 하드웨어적으로 처리하고 나머지는 소프트웨어적으로 처리하여 전류 미분의 큰 오차를 없애고, 정확한 스트로크 계산이 가능하도록 한 리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 리니어 컴프레샤의 스트로크 제어장치에 대한 블록 구성도로서, 이에 도시된 바와같이, 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤(L.COMP)와, 스위칭신호에 따라 교류전원을 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부(10)와, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부(20)와, 상기 전류 검출부(20)를 통해 검출한 전류를 미분하는 전류 미분기(30)와, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 양단간의 전압을 검출하는 전압 검출부(40)와, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 양단간의 전압과, 검출전류 및 전류미분치를 입력받아 속도를 계산하는 속도 계산부(50)와, 상기에서 계산된 속도로 부터 스크로크치를 계산하고 그 계산된 스트로크치를 출력하는 스트로크 계산부(60)와, 상기 스트로크 계산부(60)에서 계산된 스트로크의 피크치를 검출하는 스트로크 피크 검출부(70)와, 상기 스트로크 피크 검출부(70)에서 검출한 스트로크 피크치와 스트로크 지령치를 비교하여 스트로크 상사점을 제어하기 위한 스위칭신호를 상기 전기 회로부(10)의 스위치소자(SW)로 공급하는 마이크로 컴퓨터(80)로 구성된다.
이와같이 구성된 종래기술에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
전원전압단으로 부터 220V 전원전압을 공급하면, 그 전원전압은 전기회로부(10)의 전류감지용 저항(R)과 스위치소자(SW) 그리고 캐패시터(C)를 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급된다.
이에따라 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)에 전류가 흐르게 된다.
그러면 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 피스톤이 왕복 운동을 행하는데, 상기 피스톤의 왕복 행정거리가 스트로크이며, 이 스트로크를 가변시켜 냉력을 가변시킨다.
즉, 냉장고 또는 에어컨의 냉력을 조절한다.
이때 전류 검출부(20)는 전류감지용 저항(R)을 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전류를 검출하여 전류 미분기(30)와 속도 계산부(50)로 제공한다.
그러면 상기 전류 미분기(30)는 검출된 전류에 대하여 미분동작을 행하여 전류 미분치를 구한다.
그리고 전압 검출부(40)는 리니어 컴프레샤(L.COMP) 구동시 양단간의 전압을 검출한다.
이에따라 속도 계산부(50)는 상기 전류 및 전압 검출부(20)(40)에서 구한 전류및 전압과, 전류 미분기(30)에서 구한 전류 미분치를 각각 받아 속도(υ)를 아래식과 같이 계산한다.
여기서 α는 전기적인 힘을 기계적인 힘으로 바꾸는 상수값이고, VM 은 는 리니어 컴프레샤의 양단간의 전압, Rac 는 압축기내 동체저항, i : 유입전류이다.
상기 속도 계산부(50)에서 상기 식(1)에서와 같이 속도(υ)를 구하여 스트로크 계산부(60)로 제공하면, 상기 스트로크 계산부(60)는 상기 속도 계산부(60)에서 계산한 속도(υ)를 받아 적분을 행하여 스트로크(stroke( x ))를 구한다.
즉,
이렇게 속도값을 적분하여 얻은 스트로크( x )를 스트로크 피크 검출부(60)로 제공하면, 상기 스트로크 피크 검출부(60)는 상기 스트로크 계산부(60)에서 계산된 스트로크를 받아들여 그 스트로크의 피크치를 구하여 마이크로 컴퓨터(80)로 제공한다.
그러면 상기 마이크로 컴퓨터(80)는 스트로크 상사점 제어 알고리즘을 이용하여 전기회로부(10)의 스위치(SW)의 턴온시간과 턴오프시간을 조절하여 리니어 컴프레샤(L.COMP)에 인가되는 전압을 조정한다.
즉, 상기 스트로크 피크 검출부(70)에서 검출한 스트로크 피크치가 입력되면, 마이크로 컴퓨터(80)는 스트로크 지령치와 비교한다.
비교 결과, 상기 스트로크 피크치가 스트로크 지령치보다 크면 전기회로부(10)의 스위치(SW)의 턴온시간을 줄이기 위한 스위칭신호를 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)로 공급한다.
이에 상기 스위치(SW)는 턴오프되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 차단한다.
이렇게 하여 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 속도를 감소시킨다.
반대로 상기 스트로크 피크치가 스트로크 지령치보다 작으면 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)의 턴온시간을 늘리기 위한 스위칭신호를 상기 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)로 출력한다.
그러면 상기 스위치소자(SW)가 턴온되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 증가시켜 컴프레샤의 속도를 상승시킨다.
이와같은 방법에 의해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 제어하여 스트로크 상사점을 조절한다.
그러나, 상기에서와 같은 종래기술에서, 속도 계산 및 스트로크 계산을 위한 회로를 하드웨어로 구현할 경우 많은 저항과 캐패시터를 필요로 하는데, 그 많은 저항과 캐패시터는 기본 편차를 가지고 있을 뿐만아니라 온도함수로서 온도에 따라 많은 영향을 받아 정확한 계산이 이루어지지 못하고, 많은 저항과 캐패시터를 필요로 함에 따라 가격이 상승되는 문제점이 있다.
따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 스트로크 계산을 소프트웨어적으로 처리하여 저항과 캐패시터로 인한 기본 편차를 줄이고, 아울러 가격을 다운시키도록 한 리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 스트로크 계산 뿐만 아니라 속도 계산을 소프트웨어적으로 처리하여 기본 편차를 줄이고, 가격을 다운시키도록 한 리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전류 미분만을 하드웨어로 처리함으로써, 풀리 디지탈방식의 단점인 전류 미분의 큰 오차를 없애도록 한 리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래 리니어 컴프레샤의 스트로크 제어장치에 대한 블록 구성도.
도 2는 본 발명 리니어 컴프레샤의 스트로크 센서리스 피크 제어장치에 대한 블록 구성도.
도 3은 본 발명 리니어 컴프레샤의 스트로크 센서리스 피크 제어방법에 대한 동작 흐름도.
도 4는 본 발명 리니어 컴프레샤의 속도 센서리스 피크 제어장치에 대한 블록 구성도.
도 5는 본 발명 리니어 컴프레샤의 속도 센서리스 피크 제어방법에 대한 동작 흐름도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
10 : 전기회로부 20 : 전류 검출부
30 : 전류 미분기 40 : 전압 검출부
50 : 속도 계산부 60 : 스트로크 계산부
70 : 스트로크 피크 검출부 80 : 마이크로 컴퓨터
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤와, 스위칭신호에 따라 교류전원을 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부와, 상기 리니어 컴프레샤에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 전류 검출부를 통해 검출한 전류를 미분하는 전류 미분기와, 상기 리니어 컴프레샤의 양단간의 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 리니어 컴프레샤의 양단간의 전압과, 검출전류 및 전류미분치를 입력받아 속도를 계산하는 속도 계산부와, 상기에서 계산된 속도를 입력받아 소프트웨어적으로 스트로크 및 스트로크 피크치를 계산, 검출하여 스트로크 지령치와의 비교를 통하여 스트로크 상사점을 제어하기 위한 마이크로 컴퓨터로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤와, 스위칭신호에 따라 교류전원을 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부와, 상기 리니어 컴프레샤에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 전류 검출부를 통해 검출한 전류를 미분하는 전류 미분기와, 상기 리니어 컴프레샤의 양단간의 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 리니어 컴프레샤의 양단간의 전압과, 검출전류 및 전류미분치를 각각 입력받아 소프트웨어적으로 속도 및 스트로크를 계산하고, 이 계산된 스트로크의 피크치를 검출하여 스트로크 지령치와의 비교를 통하여 스트로크 상사점을 제어하기 위한 마이크로 컴퓨터로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 리니어 컴프레샤의 속도 센서리스 피크 제어장치에 대한 블록 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤(L.COMP)와, 스위칭신호에 따라 교류전원을 스위치(SW)로서 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부(10)와, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전류 및 전압을 검출하는 전류/전압 검출부(20)(40)와, 상기 전류 검출부(20)를 통해 검출한 전류를 미분하는 전류 미분기(30)와, 상기 검출전류/전압 및 전류미분치를 입력받아 속도를 계산하는 속도 계산부(50)와, 상기에서 계산된 속도를 입력받아 소프트웨어적으로 스트로크를 계산하고, 이 계산된 스트로크의 피크치를 검출하여 스트로크 지령치와의 비교를 통하여 상기 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)로 공급되는 전압을 제어하기 위한 스위칭신호를 출력하여 리니어 컴프레샤의 스트로크 상사점을 제어하기 위한 마이크로 컴퓨터(80)로 구성한다.
도 4는 본 발명 리니어 컴프레샤의 스트로크 센서리스 피크 제어장치에 대한 블록 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤(L.COMP)와, 스위칭신호에 따라 교류전원을 스위치(SW)로 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부(10)와, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전류 및 전류를 검출하는 전류/전압 검출부(20)(40)와, 상기 전류 검출부(20)를 통해 검출한 전류를 미분하여 전류미분치를 구하는 전류 미분기(30)와, 상기 리니어 컴프레샤로 공급되는 전류/전압 및 전류 미분치를 각각 입력받아 소프트웨어적으로 속도 및 스트로크를 계산하고, 이 계산된 스트로크의 피크치를 검출하여 스트로크 지령치와의 비교를 통하여 상기 전기회로부(10)의 스위치(SW)의 온/오프를 제어하여 스트로크 상사점을 제어하기 위한 마이크로 컴퓨터(80)로 구성한다.
이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
전원전압단으로 부터 220V 전원전압을 공급하면, 그 전원전압은 전기회로부(10)의 전류감지용 저항(R)과 스위치(SW) 그리고 캐패시터(C)를 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급된다.
이에따라 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)에 전류가 흐르게 된다.
그러면 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 피스톤이 왕복 운동을 행하는데, 상기 피스톤의 왕복 행정거리가 스트로크이며, 이 스트로크를 가변시켜 냉력을 가변시킨다.
즉, 냉장고 또는 에어컨의 냉력을 조절한다.
이때 전류 검출부(20)는 전류감지용 저항(R)을 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전류를 검출하여 속도 계산부(50)와 전류 미분기(30)로 제공한다.
그러면 상기 전류 미분기(30)는 검출된 전류에 대하여 미분동작을 행하여 전류 미분치를 구하여 상기 속도 계산부(50)로 제공한다.
여기서, 전류 미분를 소프트웨어적으로 처리하지 않고 하드웨어로 처리하는 이유는, 소프트웨어적으로 처리하게 되면 큰 오차가 발생할 수 있기 때문이다.
이때 전압 검출부(40)는 리니어 컴프레샤(L.COMP) 구동시 양단간의 전압을 검출하여 상기 속도 계산부(50)로 검출한 전압을 제공한다.
이에따라 속도 계산부(50)는 상기 전류 및 전압 검출부(20)(40)에서 구한 전류및 전압과, 전류 미분기(30)에서 미분하여 구한 전류 미분치를 각각 입력받아 속도(υ)를 아래식과 같이 계산한다.
여기서 α는 전기적인 힘을 기계적인 힘으로 바꾸는 상수값이고, VM 은 는 리니어 컴프레샤의 양단간의 전압, Rac 는 압축기내 동체저항, i : 유입전류이다.
상기 속도 계산부(50)에서 상기 식(1)에서와 같이 속도(υ)를 구하여 마이크로 컴퓨터(80)로 제공한다.
그러면 상기 마이크로 컴퓨터(80)는 소프트웨어적으로 스트로크를 하드웨어적으로 구하여 스트로크 상사점 제어를 행하는데, 이에대하여 도 3에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저 상기 마이크로 컴퓨터(80)는 속도 계산부(50)로 부터 입력된 속도값(υ)을 받아들여 앞에서 설명한 바와같이 속도값을 적분하면 스트로크( x )를 얻는다.
그런데 속도값을 적분하기 전에 속도값에 옵셋 에러가 있을 경우, 그 옵셋 에러가 포함된 속도값을 적분하게 되면 옵셋 에러가 계속 누적되어 정확한 스트로크를 계산하지 못하게 되어 리니어 컴프레샤가 오동작하게 된다.
따라서 오동작을 일으키지 않도록 하기 위하여 속도가 최대일 때(또는 한주기마다) 스트로크를 리셋시켜 옵셋 에러를 없애준다.(S31)
그리고 상기 속도가 최대가 아닐 경우에는 소프트웨어적으로 속도값(υ)을 적분( χ(k)←χ(k-1)+υ(k) )하여 스트로크치(χ(k))를 구한다.(S32)
이렇게 하여 스트로크치(χ(k))를 구하면, 소정값 이상에 대한 값을 제거한다.(S33)
상기 S33단계에서 얻은 스트로크치( x (k) )가 이전에 저장되어 있던 최대치( χmax )보다 큰지를 판단한다.(S34)
현재 얻은 스트로크치(χ(k))가 이전에 저장되어 있던 최대치( χmax )보다 작으면, 이전에 저장되어 있던 최대치( χmax )를 그대로 유지하고, 상기 현재 얻은 스트로크치(χ(k))가 이전에 저장되어 있던 최대치( χmax )보다 크면, 현재의 스트로크치(χ(k))를 최대치로 변환( χmax←χ(k) )시킨다.(S35)
그런다음 지금까지 구한 스트로크 최대치( χmax )와 제어하고자 하는 스트로크 지령치를 비교한다.(S36)
비교결과, 상기 스트로크 최대치( χmax )가 스트로크 지령치보다 크면 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)를 턴오프시키기 위한 스위칭신호를 생성하여 상기 스위치소자(SW)로 제공한다.
그러면 상기 스위치소자(SW)는 턴오프되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 차단한다.
이와같이 상기 스위치소자(SW)를 차단시켜 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 감소시켜 스트로크 최대치( χmax )가 스트로크 지령치를 추종하도록 한다.
반대로 상기 스트로크 피크치( χmax )가 스트로크 지령치보다 작으면 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)의 턴온시키기 위한 스위칭신호를 생성하여 상기 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)로 제공한다.
그러면 상기 스위치소자(SW)가 턴온되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 계속해서 증가시키도록 한다.
이와같은 방법에 의해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 증가시켜 스트로크 최대치( χmax )가 스트로크 지령치를 추종하도록 한다.
결국, 본 발명은 하드웨어적으로 계산된 속도값(υ)이 입력되면 소프트웨어적으로 스트로크를 계산하여 리니어 컴프레샤의 스트로크 상사점을 제어한다.
따라서 스트로크 계산부를 하드웨어로 처리할 경우 많은 저항과 캐패시터를 사용치않고 소프트웨어적으로 처리하여 구동 편차를 줄이고, 많은 소자수를 줄여 가격을 다운시킬 수 있다.
또 다른 실시예에 대하여 도 4와 도 5에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.
전원전압단으로 부터 220V 전원전압을 공급하면, 그 전원전압은 전기회로부(10)의 전류감지용 저항(R)과 스위치(SW) 그리고 캐패시터(C)를 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급된다.
이에따라 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)에 전류가 흐르게 된다.
그러면 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 피스톤이 왕복 운동을 행하는데, 상기 피스톤의 왕복 행정거리가 스트로크이며, 이 스트로크를 가변시켜 냉력을 가변시킨다.
즉, 냉장고 또는 에어컨의 냉력을 조절한다.
이때 전류 검출부(20)는 전류감지용 저항(R)을 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전류를 검출하여 전류 미분기(30)와 마이크로 컴퓨터(80)로 제공하고, 전압 검출부(40)는 리니어 컴프레샤(L.COMP) 구동시 양단간의 전압을 검출하여 상기 마이크로 컴퓨터(80)로 제공한다.
그러면 상기 전류 미분기(30)는 검출된 전류에 대하여 미분동작을 행하여 전류 미분치를 구하여 상기 마이크로 컴퓨터(80)로 제공한다.
여기서, 전류 미분를 소프트웨어적으로 처리하지 않고 하드웨어로 처리하는 이유는, 소프트웨어적으로 처리하게 되면 큰 오차가 발생할 수 있기 때문이다.
따라서 마이크로 컴퓨터(80)는 입력되는 전류, 전압 및 전류 미분치를 각각 아날로그/디지탈 변환 입력단자(A/D)로 입력받아 디지탈 데이터로 변환시켜 읽어들인다.
가령 아날로그/디지탈 변환 입력단자(A/D)로 속도 와, 전류 , 전류미분치 를 각각 읽어들인다.(S51)
이렇게 읽어들인 값들에 대하여 +, - 연산을 수행하여 소프트웨어적으로 속도(υ)를 구한다. 즉 υ= A-B-C를 행하면 속도가 얻어진다.(S52)
결국 가 된다.
상기에서와 같이 소프트웨어적으로 속도를 구하게 되면, 오차가 작을 뿐만아니라 연산처리도 쉽다.
이와같이 속도(υ)를 구한다음, 이 구한 속도에 대하여 적분을 행하면 스트로크( x (k))를 얻게되는데, 상기 스트로크( x (k))를 얻기전에 속도값에 포함되어 있는 옵셋 에러를 제거하여야 한다.
그 옵셋 에러를 제거하지 않게 되면 스트로크를 얻기위해 속도를 적분할 경우 상기 옵셋 에러가 계속해서 누적되어 정확한 스트로크를 얻지못하게 되고, 이에따라 리니어 컴프레샤가 오동작하게 된다.
따라서 오동작을 일으키지 않도록 하기 위하여 속도가 최대일 때(또는 한주기마다) 스트로크를 리셋시켜 옵셋 에러를 없애준다.(S53)
그리고 상기 속도가 최대가 아닐 경우에는 소프트웨어적으로 속도값(υ)을 적분( χ(k)←χ(k-1)+υ(k) )하여 스트로크(χ(k))를 구한다.(S54)
이렇게 하여 스트로크(χ(k))를 구하면, 소정값 이상에 대한 값을 제거한다.(S55)
상기 S33단계에서 얻은 스트로크( x (k) )가 이전에 저장되어 있던 최대치( χmax )가 큰지를 판단한다.(S56)
판단한 결과, 현재 얻은 스트로크(χ(k))가 이전에 저장되어 있던 최대치( χmax )보다 작으면, 이전에 저장되어 있던 최대치( χmax )를 그대로 유지하고, 상기 현재 얻은 스트로크(χ(k))가 이전에 저장되어 있던 최대치( χmax )보다 크면, 현재의 스트로크(χ(k))를 최대치로 변환( χmax←χ(k) )시킨다.(S57)
그런다음 지금까지 구한 스트로크 최대치( χmax )와 스트로크 지령치를 비교한다.(S58)
비교결과, 상기 스트로크 최대치( χmax )가 스트로크 지령치보다 크면 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)를 턴오프시키기 위한 스위칭신호를 생성하여 상기 스위치소자(SW)로 제공한다.
그러면 상기 스위치소자(SW)는 턴오프되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 차단한다.
이와같이 상기 스위치소자(SW)를 차단시켜 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 감소시켜 스트로크 최대치( χmax )가 스트로크 지령치를 추종하도록 한다.
반대로 상기 스트로크 피크치( χmax )가 스트로크 지령치보다 작으면 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)의 턴온시키기 위한 스위칭신호를 생성하여 상기 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)로 제공한다.
그러면 상기 스위치소자(SW)가 턴온되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 계속해서 증가시키도록 한다.
이와같은 방법에 의해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 증가시켜 스트로크 최대치( χmax )가 스트로크 지령치를 추종하도록 한다.(S59)
결국, 본 발명은 하드웨어적으로 계산된 속도값(υ)이 입력되면 소프트웨어적으로 스트로크를 계산하여 리니어 컴프레샤의 스트로크 상사점을 제어한다.
따라서 스트로크 계산부를 하드웨어로 처리할 경우 많은 저항과 캐패시터를 사용치않고 소프트웨어적으로 처리하여 구동 편차를 줄이고, 많은 소자수를 줄여 가격을 다운시킬 수 있다.
또한 전류 미분치를 하드웨어적으로 처리함으로써, 풀리 디지탈 (Fully Digital) 방식의 단점이 전류 미분의 큰 오차를 없앨 수 있고, 정확한 스트로크 계산이 가능하다.
따라서, 본 발명은 스트로크 센서리스 방식에서 속도는 하드웨어적으로 계산하고, 스트로크를 소프트웨어적으로 처리하거나, 전류 미분을 하드웨어적으로 처리하고 속도및 스트로크를 포함한 나머지 부분을 소프트웨어적으로 계산하여 리니어 컴프레샤를 제어하여 많은 저항과 캐패시터를 사용하지 않도록 함으로써, 초기 구동편차를 포함한 온도에 의한 구동 편차를 줄이고, 가격을 다운시키고, 정확한 스트로크를 계산할 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 입력되는 교류전원을 스위치소자로 단속시켜 리니어 컴프레샤로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부와, 상기 리니어 컴프레샤에 인가되는 전류 및 전압을 검출하는 전류/전압 검출부와, 상기 전류 검출부를 통해 검출한 전류를 미분하는 전류 미분기와, 상기 검출전류/전압 및 전류미분치를 입력받아 속도를 계산하는 속도 계산부로 구성된 스트로크 제어장치에 있어서, 상기 속도 계산부에서 계산된 속도를 입력받아 소프트웨어적으로 스트로크를 계산하고, 이 계산된 스트로크의 피크치를 검출하여 제어하고자 하는 스트로크 지령치와의 비교를 통하여 스트로크 상사점을 제어하기 위한 스위칭신호를 상기 전기회로부로 출력하여 리니어 컴프레샤로 공급되는 전압을 조정하는 마이크로 컴퓨터로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 스트로크 센서리스 피크 제어장치.
  2. 계산된 속도값 입력시 속도가 최대인지의 여부를 체크하는 제1단계와, 상기에서 속도가 최대이면 스트로크를 리셋시켜 옵셋 에러를 제거해주는 제2단계와, 상기 제1단계에서 속도가 최대가 아니면 그 속도를 적분시켜 스트로크를 계산하는 제3단계와, 상기에서 계산된 스트로크의 피크치를 구하는 제4단계와, 상기에서 구한 스트로크 피크치와 제어하고자 하는 스트로크 지령치를 비교하고 그에따라 리니어 컴프레샤에 공급되는 입력전압의 제어하여 스트로크를 조절하는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 스트로크 센서리스 피크 제어방법.
  3. 제2항에 있어서, 제5단계는 스트로크 피크치와 스트로크 지령치를 비교하는 제1과정과, 상기에서 스트로크 피크치가 스트로크 지령치보다 크면 리니어 컴프레샤로 공급되는 전압을 줄이는 제2과정과, 상기 제1과정에서 스트로크 피크치가 스트로크 지령치보다 작으면 상기 리니어 컴프레샤로 공급되는 전압을 늘려 상기 리니어 컴프레샤의 스트로크 상사점을 제어하는 제3과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 스트로크 센서리스 피크 제어방법.
  4. 제2항에 있어서, 제2단계에서 옵셋 에러 제거는 한주기마다 리셋시켜주도록 하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 스트로크 센서리스 피크 제어방법.
  5. 입력되는 교류전원을 스위치소자로 단속시켜 리니어 컴프레샤로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부와, 상기 리니어 컴프레샤에 인가되는 전류 및 전압을 검출하는 전류/전압 검출부와, 상기 전류 검출부를 통해 검출한 전류를 미분하는 전류 미분기로 이루어진 스트로크 제어장치에 있어서, 상기에서 검출한 전압/전류 및 전류미분치를 각각 입력받아 소프트웨어적으로 속도 및 스트로크를 계산하고, 이 계산된 스트로크의 피크치를 검출하여 스트로크 지령치와의 비교를 통하여 스트로크 상사점을 제어하기 위한 마이크로 컴퓨터로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 속도 센서리스 피크 제어장치.
  6. 아날로그/디지탈 입력단자를 통해 리니어 컴프레샤로 공급되는 전압, 전류 및 하드웨어로 계산된 전류미분치를 읽어들이는 제1단계와, 상기에서 읽어들인 값을 +,- 연산을 행하여 속도를 계산하는 제2단계와, 상기에서 계산된 속도가 최대일 경우 스트로크를 리셋시켜 옵셋 에러를 없애고, 속도가 최대가 아니면 속도를 적분시켜 스트로크를 계산하는 제3단계와, 상기에서 계산된 스트로크의 피크치를 구하는 제4단계와, 상기에서 구한 스트로크 피크치와 스트로크 지령치를 비교하여 리니어 컴프레샤에 공급되는 전압의 증감을 조절하고, 그에따른 스위칭신호를 출력하는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 속도 센서리스 피크 제어방법.
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