KR101167325B1

KR101167325B1 - 유체 펌프 제어 시스템, 유체 펌프 제어 방법, 선형 컴프레서 및 냉각기

Info

Publication number: KR101167325B1
Application number: KR1020067013220A
Authority: KR
Inventors: 파울로 세르지오 다이네즈; 에지디오 베르완저
Original assignee: 월풀 에쎄.아.
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2012-07-19
Also published as: JP5497719B2; CN101040118A; JP2007513280A; JP2012031868A; KR20060121263A; CN100507268C; EP1709327B1; US8333566B2; DE602004021429D1; EP1709327A1; BR0305458A; ES2324617T3; US20070276544A1; WO2005054676A1

Abstract

본 발명은 전기적 또는 기계적 오류에 의해 야기된 문제들의 경우 또는 첫 이용시에 각 동작을 계량하기 위한 수단이 구비된 냉각기 및 선형 컴프레서 뿐만 아니라, 유체 펌프(10)를 제어하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 제시에 따르면, 상기 유체 펌프(10)에는 피스톤-위치 센싱 어셈블리(11)가 구비되며, 상기 전자식 제어기(16)는 임팩트 신호를 검지함에 의해 각 실린더 내의 피스톤 변위를 모니터링한다. 상기 임팩트 신호는, 상기 피스톤의 상기 스트로크 말단과의 임팩트의 발생시 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 전달되며, 상기 전자식 제어기(16)는 피스톤 변위의 최대값을 저장하기 위해 상기 임팩트의 발생만큼 멀리 트리거 신호가 있는 때 상기 피스톤 변위 스트로크를 연속적으로 증가시킨다.

Description

유체 펌프 제어 시스템, 유체 펌프 제어 방법, 선형 컴프레서 및 냉각기{A FLUID PUMP CONTROLLING SYSTEM, A FLUID PUMP CONTROLLING METHOD, A LINEAR COMPRESSOR AND A COOLER}

본 출원은, 본 명세서에 참고로써 통합되어 있는 2003년 12월 5일자 브라질 특허 출원 PI0305458-6호의 우선권을 주장한다.

본 발명은 유체 펌프를 제어하는 방법 및 시스템에 관한 것일 뿐만 아니라, 이러한 장비의 이용 기간(useful life)을 통해 전기적 또는 기계적 장애에 의한 문제들의 경우 또는 최초 사용 시점에서 각각의 기능을 계량할(calibrate) 수 있는 수단이 구비된 냉각기(cooler) 및 선형 컴프레서에 관한 것이다.

유체 펌프, 예를 들어, 선형 컴프레서는 통상적으로 전자식 제어기(electronic controller)에 의해 제어되며, 상기 전자식 제어기는 가스 또는 액체가 압축되는 실린더 내의 피스톤을 구동하는 전동기에 공급되는 전압을 조절한다.

예를 들어, 선형 컴프레서의 밸브 플레이트가 발견되는 경우에 있어서, 스트로크 말단(stroke end)까지 상승이동하는 스트로크를 갖는 피스톤이 실린더 내에 위치변화가능하게(displaceably) 위치된다.

이러한 타입의 장비들 내에서 발견되는 문제들 중의 하나는, 상기 피스톤이 상기 스트로크 말단과 임팩트(또는 충돌)할 수 있으며, 잡음을 야기하거나, 심지어 상기 장비를 파괴할 수 있다는 사실이다. 그리하여, 각각의 스트로크 말단과의 충 돌의 발생 뿐만 아니라, 상기 피스톤의 위치를 제어하는 것이 필요하다.

통상적으로, 종래의 시스템들은, 앞서 언급된 문제들을 방지하기 위해, 유체 펌프를 이용하는 동안, 충돌의 모니터링을 예견한다.

게다가, 유체 펌프의 최대 용량 또는 최대 효율을 달성하기 위하여, 상기 펌프 피스톤은 가능한 최대의 위치에 도달해야 한다. 상기 피스톤이 각 스트로크 말단에 매우 가깝게 동작함에 의해, 상기 시스템이 이러한 조건에서 안전하게 동작하기 위해, 양호한 정확도를 갖는 변위 센서를 이용하는 것이 필수적이고, 상기 시스템을 계량하는 것 또한 필수적이어서, 산업적 규모로 하는 것이 힘들 수 있다.

낮은 정확도를 갖는 센서의 경우, 피스톤의 최대 가능 변위값을 감소시키는 것이 필수적이다. 이러한 방식으로, 상기 피스톤은 상기 스트로크 말단으로부터 더 먼 거리에서 동작할 것이어서, 유체 펌프의 안정성을 증가시키나, 최대 용량 및 각각의 효율을 손상시킨다.

다른 문제는 이득 및 오프셋 손실에 관한 것이다. 상기 문제는, 예를 들어, 상기 스트로크에 더하여, 가속도계 타입 센서를 이용함에 의해, 가속에 영향을 미치는 다른 요소들, 예를 들어, 상기 유체 펌프의 방전 및 흡입 압력이 있기 때문에, 특히 관련있다. 이는, 동작 중에 이러한 요소들이 변화하는 때, 센서의 응답 또한 변화할 것이기 때문이다.

특정 타입의 센서에서, 예를 들어, 유체 펌프를 계량하는 것이 필수적인 경우에, 그들을 측정에 부적합한 것으로 만드는 온도에서의 변화의 영향이 있을 수 있다.

기술적으로는, 센서는 일반적으로 이하의 수식으로 근사될 수 있다.

Y = m × X + b

여기서, Y는 스트로크 (상기 센서의 출력 신호);

X는 측정된 물리적 크기 (상기 센서의 입구);

m은 이득 또는 배수(multiplicative) 요소; 및

b는 오프셋 또는 추가 요소.

이러한 수식을 기초로 하여, 상기 요소들 m 및 b가 센서의 타입에 따라 변화하는 경우(예를 들어, 온도, 압력에서의 일부 변화), 상기 센서의 응답이 변화할 것이라는 것을 알 수 있다.

이전의 기술들이 피스톤의 위치선정 및 충돌의 발생에 관하여 제어를 제공함에도 불구하고, 어떤 것도 제어 시스템이 유체 펌프의 제조에 있어서 대규모로 채용될 수 있도록 하기 위해 필수적인 계량(calibration)을 예견하지 않는다.

이 문제는, 유체 펌프의 제조에 사용되는 전기적 및 기계적 부품들이 일반적으로 여러 레벨의 허용오차(tolerance)를 가져서, 유체 펌프가 동일한 명세서에 의해 제조되는 다른 펌프들 중의 하나와 동일한 특성을 거의 또는 전혀 가지지 않는다는 사실 때문이다.

그 결과는, 피스톤의 위치 및 임팩트를 모니터링하는 시스템을 구비한 유체 펌프를 제조하는 때, 앞서 언급한 바와 같이, 각 장비들에 대한 최종적 조정을 수행하고, 이러한 식으로, 부품들의 허용오차들로부터 기인한 가능한 부정확함을 제 거하기 위하여, 유체 펌프를 조립 또는 제조하는 동안 계량 단계를 예견하는 것이 항상 필수적일 것이라는 것이다.

명백하게, 제조 또는 조립 라인에서 추가적인 계량 단계를 채용할 필요는 상당한 시간의 손실을 낳게 되고, 결과적으로 재정적 손실을 낳는다.

컴프레서 내에서의 피스톤의 움직임을 제어하는 방법들 중의 하나는 미국특허 US 6,536,326에 기술되어 있다. 이러한 이전의 기술에서의 제시에 따르면, 예를 들어, 마이크로폰에 의한, 피스톤 충돌의 모니터링이 예견된다. 임팩트가 발생하면, 장애신호가 발생되며, 피스톤 변위에 관해 구동할 전자 제어 회로로 공급되어, 더 이상의 충돌의 발생을 방지한다. 또한, 상기 시스템은 충돌의 발생으로부터 피스톤 변위의 최대값의 저장을 예견한다.

충돌의 발생을 방지함에도, 문서 US 6,536,326의 제시에 따르면, 피스톤 변위의 최대값을 조정하는 것이 가능하지 않아서, 제조 및 조립 라인에서의 상기 단계 및 계량이 계속 필수적이다.
다른 선행기술 참조문헌인 US 6,176,683은 컴프레서 내의 피스톤 충돌의 모니터링을 개시한다. 이 문헌에 따르면, 충돌이 검지되면, 해당 시스템은 그 충돌을 비정상적 상황이라고 간주하고, 이후 피스톤 스트로크가 수정된다. 그러나, 이 솔루션은 컴프레서를 조립하는 동안 피스톤 스트로크의 계량을 피하지 못한다.
또 다른 선행기술 참조문헌인 US 2003/0161734에 따르면, 장치가 개시된다. 상기 장치는 전류를 검지하기 위한 전류 검지 유닛, 피스톤과 밸브 사이에 충돌이 발생하였는지를 결정하고, 상기 선형 컴프레서의 스트로크를 제어하기 위한 제어 유닛을 구비한다. 이 기술, 또한, 컴프레서를 조립하는 동안, 피스톤 스트로크의 계량을 피하는 솔루션을 예견하지 않는다.
더욱이, 다른 선행기술 참조문헌인 US 2003/0219341에 따르면, 왕복운동기계가 개시된다. 상기 문헌에 따르면, 가변 전압 구동기가 피스톤을 구동하기 위해 구비되며, 진동 센서가 상기 피스톤과 실린더 말단 간의 접촉을 감지하기 위해 구비된다. 피스톤 스트로크를 최대화하고, 상기 피스톤과 상기 실린더간의 접촉이 제거되지 않으면 감소시키기 위해, 상기 구동기 및 피스톤의 움직임을 제어하는, 상기 센서 및 구동기를 서로 연결하는 제어기(controller)가 구비된다. 이 솔루션 또한 컴프레서를 조립하는 동안의 피스톤 스트로크의 계량을 피하지 못한다.

본 발명은, 바람직하게는, 변위 센서로부터의 신호를 처리하는, 유체 펌프 내에서 최대 피스톤 변위를 알리는 출력 및 스트로크의 종반에 피스톤의 기계적 임팩트의 발생을 알리는(또는 기계적 임팩트 또는 충돌을 예견하는) 다른 출력을 갖는, 전자 회로를 구비한 제어를 갖는 냉각기(cooler) 및 선형 컴프레서 뿐만 아니라, 유체 펌프 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다. 상기 제어 또한 상기 변위 센서로부터의 신호를 처리하는 회로로부터의 정보와 함께 피스톤 변위의 최대 한계를 조정할 수 있는 계량 방법/알고리즘을 예견한다.

시스템이 켜질 때 마다 또는 실패가 발생할 때 마다 상기 계량 방법이 수행될 수 있다. 또한, 미리 정해진 시간으로 주기적 계량을 수립할 수 있으며, 이 시간은 이용되고 있는 센서의 특성에 따라 정해진다.

더욱이, 유체 펌프의 최대 효율을 갖기 위해, 피스톤은 가능한 스트로크 말단에 가까이 동작하여야 한다. 이상적인 값은 상기 스트로크 말단으로부터의 거리가 영(zero)인 곳에서 동작할 때의 것일 것이나, 피스톤 스트로크에서의 진동이나 허용오차의 에러로 인하여 불가능하기 때문에, 본 발명에 따른 방법 및 시스템은 자기 계량(self-calibration)으로부터 에러 원인을 제거할 수 있도록 하여, 스트로크 말단에 가능한 가까이 오도록 허용한다. 이것이 불가능하고, 피스톤이 스트로크 말단으로부터 더 먼 거리에서 동작할 필요가 있는 때, 컴프레서는 최대 용량 하에서 이용될 것이다. 이와 함께, 스트로크 말단으로부터의 피스톤의 안전 거리는 "데드 볼륨(dead volume)"이라고 불리는 체적에 상당하며, 상기 데드 볼륨에 저장된 가스의 부분은 손실을 발생시키면서, 상기 컴프레서의 동작 동안 압축 및 압축해제된다. 이상적인 상황은, 전체 가스가 펌핑되고, 상기 데드 볼륨 내에 어떤 저장된 가스도 남아 있지 않는 것이다.

본 발명은 다음과 같이:

- 유체 펌프에서의 피스톤 스트로크를 제어하고, 실린더 상부에서의 피스톤의 충돌을 허용하지 않고, 또한, 실린더 내의 상기 데드 볼륨 값을 최소한으로 감소시킴이 없이, 피스톤이 그 기계적 스트로크의 끝 만큼 멀리 진행하는 것을 허용하고,

- 제조 또는 조립 공정 동안에 계량 절차를 피하며, 각각의 스트로크로부터 가능한 가장 짧은 거리로 피스톤을 동작시킬 수 있는 자동 계량 시스템을 유체 펌프의 정상적 동작 동안에 구현하며,

- 상기 시스템의 성능(효율 및 최대 용량)을 손상시킴이 없이, 이득 및 오프셋의 손실을 갖는 또는 덜 정확한 센서의 이용이 가능하도록 하며,

- 유체 펌프를 효율 및 용량에 있어서 최적화하며,

- 산업용 대규모 생산을 위한 간단한 솔루션을 수행하는 목적을 갖는다.

본 발명의 목적들은 유체 펌프 제어 시스템에 의해 달성되는데, 상기 유체 펌프는 실린더 내에서 위치변화가능하게 위치된 피스톤을 포함하며, 상기 실린더는 피스톤 변위 스트로크(piston displacement stroke)를 가지며, 상기 실린더는 스트로크 말단(stroke end)을 구비하며, 상기 유체 펌프는 전압을 공급받는 전기 전동기에 의해 구동되며, 상기 시스템은 전압을 제어하는 전자식 제어기를 포함하며, 상기 시스템은 피스톤의 움직임(behavior)을 측정하는 센싱 어셈블리 및 상기 센싱 어셈블리에 전기적으로 연결된 전자식 제어기를 포함하며, 상기 전자식 제어기는 임팩트 신호를 검지함에 의해 실린더 내에서의 피스톤 변위를 모니터링하도록 배치되며, 상기 임팩트 신호는 피스톤의 스트로크 말단에서의 임팩트 발생시 상기 센싱 어셈블리에 의해 전달되며, 상기 임팩트 신호는 상기 센싱 어셈블리에 의해 상기 전자식 제어기로 전달되며, 상기 전자식 제어기는 상기 전기 전동기에 공급되는 전압을 증가시킴에 의해 상기 피스톤 변위 스트로크를 연속적으로 증가시키도록 구성되어 있으며, 상기 전압 증가는 스트로크 말단 만큼의 피스톤 변위에 해당하는 피스톤 변위의 최대값을 저장하기 위해 임팩트의 발생시까지 트리거 신호에 의해 명령된다.

본 발명의 목적은 또한 실린더 내에서 위치변화가능하게 위치된 피스톤을 포함하는 유체펌프를 제어하는 방법에 의해 달성되는데, 상기 실린더는 피스톤 변위 스트로크를 가지며, 실린더는 스트로크 말단을 구비하고, 상기 방법은, 상기 유체 펌프를 켜서, 피스톤이 실린더 내에서 위치이동하도록 하는 단계; 스트로크 말단과의 충돌의 발생할 정도로 피스톤 스트로크를 연속적으로 증가시키고, 스트로크의 연속적 증가 사이의 안정화 시간(stabilization time) 동안 피스톤 스트로크를 모니터링하는 단계; 및 상기 안정화 시간 동안 임팩트가 발생하는 경우, 피스톤 스트로크를 줄이는 단계를 포함한다.

더욱이, 본 발명에 제시된 사항을 수행하는 다른 방식은 피스톤 위치를 감지하는 센싱 어셈블리 및 상기 센싱 어셈블리에 전기적으로 연결된 전자식 제어기를 포함하는 유체 펌프를 제어하는 제어 시스템을 제공하는 것이다. 상기 전자식 제어기는 임팩트 신호를 검지함에 의해 실린더 내에서의 피스톤 변위를 모니터링하며, 상기 임팩트 신호는 상기 피스톤의 상기 스트로크 말단에서의 충돌의 발생시 상기 센싱 어셈블리에 의해 전달되며, 상기 임팩트 신호는 상기 센싱 어셈블리에 의해 상기 전자식 제어기로 전달되며, 상기 전자식 제어기는, 피스톤 변위의 최대값을 저장하기 위해, 트리거 신호로부터 상기 충돌의 발생이 있을 때까지 피스톤 변위 스트로크를 연속적으로 증가하며, 실린더 내에서의 피스톤 변위를 모니터링하며, 피스톤 변위의 최대값 만큼의 변위를 방지한다.

본 발명의 제시사항들을 수행하는 다른 방법은, 유체 펌프를 켜서, 실린더 내에서 피스톤의 변위를 발생시키는 단계; 스트로크 말단에서의 임팩트가 발생할 때까지, 피스톤 스트로크를 연속적으로 증가시키고, 안정화 시간 동안의 피스톤 스트로크를 모니터링하고, 상기 안정화 시간동안 임팩트가 발생하는 경우, 피스톤 스트로크를 감소시키는 단계를 포함하는 유체 펌프 제어 방법이다.

본 발명의 목적들은, 실린더 내에 위치변화가능하게 위치된 피스톤을 포함하는 선형 컴프레서에 의해 더 달성된다. 상기 실린더는 피스톤-변위 스트로크를 갖고, 상기 실린더가 스트로크 말단을 구비하며, 상기 시스템은 피스톤 위치를 감지하는 센싱 어셈블리, 및 상기 센싱 어셈블리에 전기적으로 연결된 전자식 제어기를 포함하며, 상기 전자식 제어기는 임팩트 신호를 검지함에 의해 실린더 내에서의 피스톤 변위를 모니터링하며, 상기 임팩트 신호는 상기 피스톤과 스트로크 말단과의 충돌 발생시 센싱 어셈블리에 의해 전달되며, 상기 임팩트 신호는 상기 센싱 어셈블리에 의해 상기 전자식 제어기로 전달되며, 상기 전자식 제어기는 피스톤 변위의 최대값을 저장하기 위해, 충돌 발생시까지 피스톤 변위 스트로크를 연속적으로 증가시킨다.

더욱이, 본 발명의 목적들은 유체 펌프를 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하는 주변 냉각기(environment cooler)에 의해 달성된다. 상기 유체 펌프는 실린더 내에 위치변화가능하게 위치하고 있는 피스톤을 포함하며, 상기 실린더는 피스톤-변위 스트로크를 가지고, 상기 실린더가 스트로크 말단을 구비하며, 상기 시스템은 센싱 어셈블리 및 상기 센싱 어셈블리에 전기적으로 연결된 전자식 제어기를 포함하며, 상기 전자식 제어기는 임팩트 신호를 검지함에 의해 상기 실린더 내의 피스톤 변위를 모니터링하며, 상기 임팩트 신호는 상기 피스톤의 스트로크 말단에서의 충돌 발생시 상기 센싱 어셈블리에 의해 전달되며, 상기 임팩트 신호는 상기 센싱 어셈블리에 의해 상기 전자식 제어기로 전달되며, 상기 전자식 제어기는 피스톤 변위의 최대값을 저장하기 위하여, 상기 충돌의 발생까지 트리거 신호로부터 피스톤-변위 스트로크를 연속적으로 증가시킨다.

본 발명은 이하의 도면들에 나타난 실시예들을 참고로 하여 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 블록도를 나타낸 것이다.

도 2는 선형 컴프레서의 제어에 적용된, 본 발명에 따른 시스템의 블록도를 나타낸 것이다.

도 3a는 하나의 센서를 이용하는 본 발명에 따른 시스템의 블록도를 나타낸 것이다.

도 3b는 두 개의 센서를 이용하는 본 발명에 따른 시스템의 블록도를 나타낸 것이다.

도 4는 하나의 센서가 이용되는 때, 본 발명의 시스템의 블록도를 상세하게 나타낸 것이다.

도 5는 제2 필터 회로를 수행하기 위한 방법들 중의 하나의 전기 회로도를 나타낸 것이다.

도 6은 제1 필터 회로를 수행하기 위한 방법들 중의 하나의 전기 회로도를 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 센싱 어셈블리에 읽혀지는 신호의 그래프를 나타낸 것이다.

도 8은 본 발명의 시스템의 자기-계량 루틴/방법의 흐름도를 나타낸 것이다.

도 9는 본 발명에 따른 시스템이 제공된 선형 컴프레서 상에서 만들어진, 정상적 동작에서의 상황을 나타내는 평균 그래프를 나타낸 것이다.

도 10은 본 발명에 따른 시스템이 제공된 선형 컴프레서 상에서 만들어진, 임팩트가 있는 경우 동작하는 상황을 나타내는 평균 그래프를 나타낸 것이다.

도 1에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 선형 컴프레서(10')가 이용되는 냉각 시스템 상에의 본 발명의 시스템의 이용이 예시된다.

본 발명의 제시사항들은 어떤 타입의 유체 펌프에도 채용될 수 있으며, 상기 채용은 선형 컴프레서의 경우에 있어서 특히 적절한데, 이는 이러한 장비들이 그들이 이용되는 동안 문제를 방지하기 위해 엄격한 계량을 필요로 하기 때문이다.

유체 펌프를 제어하기 위한 제어 시스템은 통상적으로 전자식 제어기(16)에 의해 제어되며, 상기 전자식 제어기(16)는 바람직하게는, 유체 펌프(10)를 구동하는 전기 전동기(도시되지 않음)에 공급되는 전압을 제어하는 마이크로 컨트롤러(15)를 포함한다.

상기 전기 전동기에 공급되는 전압은 게이트를 통해 한 셋트의 스위치(17)들(바람직하게는, TRIAC들)의 도전 시간을 제어함으로써 상기 전자식 제어기(16)에 의해 제어되고, 결과적으로, 유체 펌프(10)의 움직임이 제어된다. 도면들에 도시된 특정한 응용에 있어서, 상기 냉각된 환경(18; cooled environment)이 바람직한 조건 내에 유지되도록, 상기 컴프레서(10')의 용량이 제어된다.

상기 유체 펌프(10)는 실린더 내에서 위치변화가능하게 위치된 피스톤(도시되지 않음)을 포함하며, 상기 실린더는, 예를 들어, 밸브 플레이트가 선형 컴프레서(10') 내에 위치하는 경우, 스트로크 말단 만큼의 거리의 피스톤 변위 스트로크를 갖는다.

상기 시스템이 이상적인 조건으로 동작하기 위해서는, 상기 피스톤이 각 스트로크 말단에 최대한 가까이 움직여야 하나, 각 스트로크 말단에 충돌함이 없어야 하고, 또, 스트로크 말단으로부터 너무 멀지 않아야 하는데, 이는 이 경우에 있어서 펌프의 효율이 더 낮기 때문이다.

유체 펌프(10)에서의 구조적 특징:

센싱 어셈블리

본 발명의 제시에 따르면, 피스톤 변위 스트로크를 감지하기 위한 위치 센서(36) 및 임팩트 센서(35)를 구비한 센싱 어셈블리(11)가 구비되어야 한다.

상기 임팩트 센서(35)는 상기 피스톤의 스트로크 말단에서의 충돌을 검지하고, 상기 전자식 제어기(16)에 임팩트 신호를 발생시키기 위해, 위치하여야 한다.

본 발명의 시스템 내에서 이용될 수 있는 센서의 형태들 중의 하나는, 스트로크 말단에 대한 피스톤의 충돌을 검지할 수 있는 가속도계를 기술한, 2003년 5월 22일자 출원된 특허 문서 BR0301969-1에 기술되어 있는 센서이다.

충돌 또는 충돌의 급박함을 검지하여, 상기 전자식 제어기(16)로의 임팩트 신호를 방지하는 한, 다른 형태의 센서들도 이용될 수 있다.

예를 들어, BR0001404-4 및 BR0200989-0에 기술된 센서가 이용될 수 있다. 상기 두 경우에 있어서, 임팩트 센서들은 상기 피스톤 스트로크 말단에 매우 가까운 변위 또는 임팩트에 해당하는 임팩트 신호를 발생시킬 수 있다.

센서의 동작:

본 발명의 시스템을 구현하기 위하여, 임팩트가 상기 센싱 어셈블리(11)로부터, 특히, 상기 임팩트 센서(35)로부터, 느껴질 때까지, 그 스트로크를 증가시킴에 의해 피스톤을 동작시켜야 한다.

상기 피스톤이 상기 스트로크 말단에 충돌하거나 상기 임팩트 센서(35)를 건드릴 때, 피스톤이 최대 변위값에 도달한 것으로 인식될 수 있으며, 상기 값은 전자식 제어기(16) 내에 저장될 수 있다.

상기 시스템은, 동시에 펌프의 적절한 효율 및 스트로크 말단과의 피스톤의 임팩트의 최소 위험을 갖도록 하기 위해, 피스톤 변위의 상기 최대값이 상기 유체 펌프(10)의 최대 효율의 변위에 해당하도록 설계되어야 한다.

각 유체 펌프(10)를 제조하는데 이용된 상기 전자 부품들 및 상기 기계적 부품들 모두가 허용오차들을 갖기 때문에, 각 장비가 여러 스트로크 말단 값과 각각 다른 최대 변위값을 가질 것이어서, 임팩트 지점까지의 계량이 유체 펌프내에서 일반적으로 발견되는 허용오차들을 제거한다.

이는, 앞서의 절차들이 적용되는 주파수에 관하여, 상기 유체 펌프(10)가 기동되는 때마다 수행될 수 있으며, 예를 들어, 냉각기의 경우, 상기 컴프레서(10')가 켜질 때마다 수행될 수 있다. 상기 유체 펌프(10)를 이용하는 동안 임팩트 문제를 방지하는 데 필요한 주파수 또는 결정된 주파수와 함께, 예를 들어, 끊임없이 (daily), 상기 절차를 수행하는 것이 선택될 수 있다. 상기 계량은 외부 신호인가로부터 시작될 수 있으며, 예를 들어, 네트워크 내에서 전기적 장애(electrical disturbance)가 발생할 때마다 상기 절차의 시작을 위해 예견될 수 있다.

이를 구현하기 위해, 상기 전자식 제어기(16)는, 상기 계량 절차를 개시하기 위해, 상기 유체 펌프(10)와의 문제가 발생하는 때 트리거 신호를 발생시켜야 한다.

바람직하게는, 트리거 신호로부터, 즉, 문제 발생시 또는 전동기가 꺼지는 경우, 최소 피스톤 변위 스트로크로 상기 유체 펌프(10)를 개시하는 것을 선택한다.

계량 후에, 즉, 피스톤 변위의 최대값이 일단 얻어지면, 상기 전자식 제어기(16)에 얻어진 값을 저장하여야 한다. 피스톤 스트로크의 모니터링에 있어서 상기 시스템의 계량(또는, 상기 시스템이 각 유체 펌프에 대한 최대 지점을 찾기 때문에, 자기 계량)에 의해 얻어진 최대값을 수용함에 의해, 이 값으로, 피스톤 스트로크 및 그 임팩트를 동시에 모니터링하는 시스템을 동작시켜야 한다.

상기 모니터링은 다양한 방법으로 유효화될 수 있다. 예를 들어, 그 명세서가 참고로서 본 명세서에 통합되어 있는, 특허 BR9907432-0의 제시를 바탕으로 피스톤 위치를 모니터링하기 위해 선택할 수 있다. 그래서, 본 발명의 제시에 따라, 상기 유체 펌프(10)의 실린더 내의 피스톤 변위의 최대값을 저장하고, 피스톤이 충돌할 것인지 아닌지를 평가하는 것이 예견되어야 하여, 유체 펌프(10)를 구동하는 전동기에 공급되는 전압 값을 감소시켜 상기 피스톤이 충돌하는 것을 방지한다.

이 문서들에서 기술된 피스톤 위치를 모니터링하는 시스템들은 피스톤 변위의 최대값을 기본으로 가질 것이며, 이 값은, 과도한 피스톤 변위를 방지하기 위해 동작할 수 있다.

피스톤 스트로크 및 임팩트의 동시적 모니터링과 함께, 유체 펌프의 보다 큰 효율에 더하여, 이 동작에서의 보다 큰 안정성을 얻는다. 구체적으로, 임팩트의 모니터링은 다음과 같은 두 기능을 갖는다: 첫 번째 기능은, 상기 계량 절차 동안, 상기 피스톤이 변위의 최대 한계에 도달한 경우에 알리며, 상기 피스톤 스트로크를 조정하는 것이며; 두 번째 기능은 장애로 인한 임팩트를 방지하기 위해 유체 펌프의 정상 동작을 모니터링 하는 것이다.

센싱 어셈블리(11)의 수치의 해석:

도 9 및 도 10에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 상기 실린더 내의 피스톤 움직임은 위치 센서(36) 및 임팩트 센서(35)에 의해 측정된 변위에 해당하는 곡선을 나타낸 것이다.

도 9는 피스톤이 임팩트의 발생 없이 동작하는 상황을 나타낸 것이다. 관찰될 수 있는 바와 같이, 이 상황에서, 상기 위치 센서(36)로부터의 신호 출력(곡선 110)은 잡음(도면부호 120 참조)의 발생 없는 경우의 최대 피스톤 변위를 나타낸다. 상기 곡선 100이 필터 회로(42)를 통과한 후의 피스톤 변위의 신호를 나타낸 것인 반면, 상기 곡선 150은 측정된 신호가 있기 때문에 피스톤의 임팩트가 없음을 나타낸다.

도 10은 피스톤이 임팩트의 발생과 함께 동작하는 경우를 나타낸 것이다. 관찰될 수 있는 바와 같이, 이 경우에, 상기 센싱 어셈블리(11)의 출력 110'은 잡음(도면부호 120 참조)을 발생시키는데, 이는 상기 제1 필터 회로(40) 후에 상기 신호(150')를 발생시키며, 상기 전자식 제어기(16)에 의해 해석될 수 있으며, 심지어 상기 마이크로 컨트롤러(15)의 포트들의 하나 또는 동등물에 직접 연결될 수 있다. 상기 곡선 100'은 상기 제2 필터 회로(42)(저역 통과 회로) 후에 얻어지며, 피스톤 변위의 신호를 나타낸다.

센싱 어셈블리(11)의 수치를 측정 및 해석하는 시스템:

도 3a, 3b 및 4에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 상기 센싱 어셈블리(11)로부터의 신호들은, 신호 처리 모듈(30, 31)에 의해 해석되며, 이는 두 구조적인 방식으로 수행될 수 있다. 즉:

하나의 센서를 이용함에 의해:

센서로부터의 상기 신호가 피스톤 위치 및 동시에 피스톤 임팩트, 즉, 피스톤의 움직임을 모니터링 할 수 있기 때문에, 그 수치들이 상기 전자식 제어기(16)에 의해 해석될 수 있도록 저주파수 신호(피스톤 위치의 모니터링) 및 고주파수 신호(임팩트 상황)의 분리가 예견되어야 한다.

이러한 목적으로, 본 발명의 시스템은, 제1 필터 회로(40) 및 제2 필터 회로(42)를 구비한 신호 처리 모듈(30)을 구비하여야 한다.

예를 들어, 유도형(inductive-type) 센서가 선택될 수 있다. 이 실시예에서, 상기 센싱 어셈블리(11)는, 피스톤의 각 스트로크 말단과의 충돌시, 임팩트 신호 뿐만 아니라, 피스톤 변위의 측정가능한 파(wave)를 발생시킬 것이다. 이러한 경우에, 상기 신호 처리 모듈은 이러한 타입의 센서에 의해 발생된 신호들을 분리하는데 적합하여야 한다.

도 4 및 도 6에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 상기 제1 필터 회로(40)는 고역 통과 필터이다. 이 실시예에서, 상기 필터는 저주파수에서의 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 읽혀진 신호, 즉, 피스톤 변위에 상당하는 신호를 제거하여, 임팩트에 상당하는 신호만이 상기 전자식 제어기(16)로 통과할 수 있도록 허용한다.

상기 제2 필터 회로(42)는, 피스톤 임팩트의 경우에 읽혀지는 신호로부터 고주파수를 제거하기 위해, 저역 통과 타입이다. 이 경우에 읽히는 신호는 실린더 내의 피스톤 변위의 신호에 상당할 것이며, 상기 신호는 상기 전자식 제어기(16)로 전달되며, 상기 전자식 제어기에 의해 해석된다.

도 6은 상기 제1 필터 회로(40)의 실시예들 중의 하나를 예시한다. 이 실시예에서, 저항 R₁₇ 및 커패시터 C₁₇에 의해 구성된 어셈블리는 고역 통과 필터를 구성하며, 예를 들어, 본 발명의 제시가 선형 컴프레서에 채용되는 경우에 있어서 5KHz 이하의 주파수를 잘라내도록 구성되어야 한다. 저항 R₂₇은 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 읽혀지는 신호를 증폭시키는 트랜지스터(77)를 바탕으로 전달되는 전류를 제한하는 기능을 갖는다.

도 5는 제2 필터 회로(42)의 실시예들 중의 하나를 예시한다. 이 실시예에서, 저항 R₄₆ 및 커패시터 C₄₆에 의해 형성된 어셈블리는 고역 통과 필터로서 동작하고, 반면 커패시터 C₃₆ 및 저항 R₃₆으로 형성된 어셈블리는 저역 통과 필터를 형성하 고, 두 어셈블리의 중첩은 저역 통과 필터를 야기할 것이다. 본 발명의 제시가 선형 컴프레서(10')에 채용되는 경우에, 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 읽혀진 신호로부터 500Hz 보다 높은 주파수와 5Hz 보다 낮은 주파수를 제거하는 그러한 필터들을 구성하도록 선택될 수 있다. 이와 같이, 상기 제2 필터 회로(42)의 출력은 피스톤 변위에 해당할 것이다.

상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 읽혀지고 상기 제1 필터 회로(40) 및 상기 제2 필터 회로(42)에 의해 처리되는 신호들은 상기 전자식 제어기(16)로 전달되며, 피스톤 임팩트를 방지하기 위해 동작할 것이다.

상기 제1 필터 회로(40)에 의해 처리되는 신호는, 상기 후자가 두(binary) 방식으로 해석될 수 있기 때문에, 상기 전자식 제어기(16)로 바로 공급될 수 있다. 이는, 피스톤이 최대 스트로크 지점을 통과하는 때, 임팩트가 발생할 수 있거나 임박하였고, 그 변위 스트로크가 감소되어야 한다는 것을 상기 센싱 어셈블리(11)의 신호가 신호하는 경우의 도 7에서 관찰될 수 있다.

상기 제2 필터 회로(42)에 의해 처리되는 신호는 다양한 진폭을 갖는데, 이는 실린더 내의 피스톤 변위에 해당하기 때문이다. 이러한 방식으로, 상기 신호는 상기 전자식 제어기(16)에 전달되기 전에 비교기(45)를 통해 통과하여야만 한다. 상기 비교기(45)는 유체 펌프(10)의 특성에 따라 조절되어야만 하는 기준 전압에 연결된다. 선택적으로, 상기 비교기(45) 대신에 A/D 컨버터가 이용될 수 있다.

도 7에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 일단 상기 센싱 어셈블리(11)가 최대 스트로크 값을 검지하면, 이 상황을 상기 전자식 제어기(16)로 신호하여야 한다.

예를 들어, 압전(PZT 또는 piezoelectric) 센서를 이용함에 의해 상기 센싱 어셈블리를 구현하기 위해, 피스톤이 각 스트로크 말단과 충돌하는 때, 고주파수(5kHz 초과) 성분들이 발생하며, 상기 제1 필터 회로(40)는 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 발생된 신호의 이러한 고주파수 성분들만을 선택하여야 하는데, 이는 이들이 실린더 상부 또는 스트로크 말단과의 상기 피스톤의 기계적 임팩트를 식별하기 때문이다. 한편, 상기 제2 필터 회로(42)는 상기 시스템의 동작 주파수(50 또는 60 Hz)를 선택하고, DC 또는 고주파수 성분을 제거하기 위해 조정되어야 하는데, 이는 상기 스트로크의 정보가 동작 주파수 내에 있을 것이기 때문이다. 명백하게, 압전 센서의 현재의 예시와 관련된 기술은 본 발명의 제시에 대한 제한적 요소로서 취해져서는 안 되며, 이는 다른 타입의 센서들이 상기 센싱 어셈블리(11)를 구현하기 위해 이용될 수 있으며, 예를 들어, 다른 타입의 필터들이 존재할 수 있기 때문이다.

두 센서를 이용함에 의해:

이 변형예에 따라서는, 다른 기능을 갖는 두 센서를 구비한 유체 펌프(10)를 제공하는 것으로 선택될 수 있다: 상기 전자식 제어기(16)에 의해 해석될 신호를 제공하는, 임팩트 센서(35) 및 피스톤 위치 센서이다.

이 실시예에서, 상기 신호 처리 모듈(31)은, 도 3a에서 도시된 바와 같이, 상기 센서(35, 36) 각각으로부터 신호를 받을 것이며, 상기 정보를 상기 전자식 제어기(16)로 전달하기 위해 하나의 센서를 이용하는 경우에 기재된 것과 동일한 방식으로 진행되어야 한다.

상기 위치 센서에 의해 읽혀진 신호를 해석하는 방법들 중의 하나가 특허문서 BR9907432-0에 기술되어 있으나, 다른 형식의 모니터링이 이용될 수 있다.

센서의 타입 및 유체 펌프(10)에서의 각 배치:

임팩트 센서로서, 이미 앞서 언급된 바와 같은 가속도계 타입 센서가 예를 들어 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 임팩트 센서(35)는 상기 유체 펌프(10)의 실린더에 연결되어야 하며, 바람직하게는, 피스톤 임팩트가 감지될 수 있도록, 상기 유체 펌프(10)의 실린더와 함께 그러한 가속도계를 고정하여야만 한다.

상기 위치 센서(36)가 예를 들어, 자기 센서에 의해 구현될 수 있다. 이러한 타입의 센서들은, 전자식 제어기(16)에 의해 측정가능한 파를 발생시키기 위해, 상기 피스톤의 접근에 의해 방해받는 자계를 발산한다. 상기 위치 센서(36)는, 예를 들어, 상기 유체 펌프의 실린더 내에 배열될 수 있다.

유체 펌프(10) 제어 방법

상기 유체 펌프(10) 및 선형 컴프레서, 또는 냉장고 또는 에어컨 시스템을 구성할 수 있는 냉각기를 제어하는 시스템을 구동하기 위하여, 도 8에 도시되어 있는 이하의 단계들이 수행되어야 한다.

상기 유체 펌프(10)가 트리거 신호를 수신하는 때마다 또는 상기 유체 펌프가 기동하는 때마다, 앞서 기술된 바와 같이, 최소한의 스트로크로 상기 실린더 내에서의 피스톤 변위를 야기하고, 연속적으로 상기 변위의 크기를 증가시킴에 의해, 상기 유체 펌프(10)를 기동하여야 한다.

이후, 피스톤 스트로크는 가능한 임팩트를 검지하기 위해 모니터링되어야 하 며, 임팩트가 발생하지 않는 경우, 상기 시스템이 안정화되었는지 결론짓기 위해, 즉, 이 기간동안 임팩트가 발생하지 않을 것인지를 판단하기 위해 안정화 시간이 주어져야 한다.

"임팩트"라는 용어와 관련하여, 그러한 단계를 모니터링하는데 이용되는 센서의 타입에 따를 것이므로, "임팩트"가 상기 피스톤의 임팩트에 임박한 것(imminent impact)일 수 있음이 고려되어야 한다. 가속도계 타입 센서의 이용의 경우, 상기 스트로크 말단과의 피스톤 임팩트는 충돌에 해당할 것이다. 반면, 예를 들어, 문서 BR0001404-4 및 BR0200898-0에 기술된 바와 같이, 접촉형 센서가 이용되는 경우에, 또는 자기 센서의 경우에서조차, 임팩트의 상황에서는, 각 스트로크 말단과의 피스톤의 실제 충돌은 없을 것이나, 앞서 기술된 바와 같은 임팩트에 임박한 것 만이 있을 것이다.

안정화 시간의 단계 이후에, 상기 시스템이 안정화되면, 즉, 상기 안정화 시간동안 임팩트가 발생하지 않으면, 상기 피스톤 스트로크는 다시 증가되어야 하며, 이러한 루틴은 임팩트가 검지될 때까지 반복되어야 한다.

상기 안정화 시간의 값은 이용될 유체 펌프의 타입에 의존적일 것이다. 선형 컴프레서에서의 이용의 경우, 이 안정화 시간은 몇 초 부터 몇 분까지의 크기의 정도일 것이며, 전형적인 값은 수십 초일 것이다. 상기 안정화 시간의 값의 크기의 정확한 지정은 피스톤 스트로크의 모니터링 함수로서 결정될 수 있다. 따라서, 외부 시스템에 의해 모니터링 될 피스톤 스트로크에 의해 결정된 크기의 안정화 시간이 적용될 수 있다. 상기 피스톤 스트로크가 모니터링될 수 있으며, 더 이상의 임팩트가 발생하지 않을 것이라는 것이 확실한 때 변위 크기에서의 증가가 유효하다.

다음 단계에서, 임팩트의 검지 후에, 상기 피스톤 스트로크는 감소되어야 하며, 유체 펌프(10)에서의 피스톤 스트로크의 최대값이 설정된다. 이 단계 후에, 최소한의 스트로크로 펌프가 시작되어야만 하는 때, 앞서 기술된 바와 같이, 전기적 또는 기계적 오류가 발생하지 않는 조건하에, 상기 유체 펌프(10)는 일정한 방식으로 구동된다.

변위 스트로크의 감소시, 컴프레서의 효율이 고려되는 한, 안전하고 동시에 적절한 변위만큼 상기 피스톤이 움직일 것이라는 것을 확실히 하기 위해, 피스톤 변위의 최대값은 상기 전자식 제어기(16)에 저장되어야 하며, 이 순간부터, 임팩트로부터 얻어진 변위의 최대값을 갖고 피스톤 스트로크의 모니터링을 시작한다. 상기 피스톤 변위의 크기를 예를 들어, 퍼센트로 감소시키기 위해 선택될 수 있다.

이와 같이, 피스톤 변위의 최대값이 일단 알려지면, 상기 전자식 제어기(16)는 상기 유체 펌프가 상기 제한 이상에서 동작하도록 허용하지 않을 것이고, 그런경우에도 더 이상의 임팩트가 발생하는 경우, 상기 전자식 제어기(16)는 상기 시스템을 재계량(recalibrate)하여야, 즉, 상기 피스톤 변위를 최소 스트로크에서 시작하여 연속적으로 증가시켜야 한다. 이것이 가능하도록 하기 위해, 상기 시스템은 계량 루틴 동안 뿐만이 아니라 항상 동작중이어야 한다.

앞서 언급된 바와 같이, 상기 유체 펌프(10)를 최소 스트로크로 기동하는 단계는 주기적으로 수행될 수 있으며, 이러한 방식으로, 끊임없이 상기 유체 펌프 (10)를 최대 피스톤 스트로크로 계량할 수 있다.

선형 컴프레서로의 응용:

앞서 언급된 바와 같이, 각각의 제어 방법 뿐만 아니라 유체 펌프(10)를 제어하는 제어 시스템은 특히 선형 컴프레서(10')를 포함하는 응용들을 위한 것이며, 이는 상기 선형 컴프레서가 실린더 내에 위치변화가능하게 위치한 피스톤을 구비하기 때문이며, 상기 실린더는 피스톤 변위 스트로크를 갖고, 스트로크 말단을 구비한다.

상기 실린더 내에서 피스톤이 자유롭게 진동하고, 상기 어셈블링 단계에서의 허용오차들이 조정되어야만 하므로, 상기 경우에서의 응용은 특히 유용하다.

본 발명의 장점들은, 장비들이 켜질 때마다, 유체 펌프(10)의 계량이 예견되기 때문에, 전기적 및 기계적 부품들의 허용오차가 더 커질 수 있다는 것이다. 이러한 방식으로, 유체 펌프(10)의 조립 및 제조 동안의 계량 단계가 제거될 수 있어서, 시간에서의 이득 및 결과적으로 재정적 이익을 낳게 된다.

오류가 검지되는 때마다 자동 조정의 가능성은 또한, 종래 기술의 제시에 따라 조립되는 것들과 비교할 때, 보다 안정된 유체 펌프(10)를 낳게 된다.

게다가, 상기 시스템의 계량이 예견됨과 같이, 보다 덜 정확한 센서 또는 이득 및 오프셋이 감소한 센서를 이용하는 것이 가능하다.

유체 펌프(10)의 효율의 최적화가 중요한데, 이는 상기 피스톤이 스트로크 말단에 가깝게 동작할 수 있어서, 최대 효율을 야기하기 때문이다.

피스톤 변위 및 임팩트의 발생을 동시에 모니터링하는 하나의 센서를 이용하는 가능성은 또한 경제적 이득을 낳는데, 이는 부품들의 절약뿐만 아니라, 상기 유체 펌프(10) 상에 하나 이상의 센서를 삽입할 필요가 제거되기 때문이다. 또한, 다른 피스톤-이동 시스템과의 통합 또한 가능하다.

지금까지 바람직한 실시예가 기술되었으며, 본 발명의 범위는, 다른 가능한 변화를 포함하며, 가능한 동등물을 포함하는 첨부된 청구항들의 내용에 의해서만 제한된다는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

유체 펌프 제어 시스템으로서,

상기 유체 펌프(10)가 실린더 내에 위치변화가능하게 위치한 피스톤을 포함하며, 상기 실린더가 피스톤 변위 스트로크를 가지며, 상기 실린더가 스트로크 말단을 구비하되,

상기 유체 펌프(10)가 전압을 공급받은 전기 전동기에 의해 구동되며, 상기 시스템은 상기 전압을 제어하는 전자식 제어기(16)를 포함하며,

상기 시스템이,

상기 피스톤의 움직임을 측정하는 센싱 어셈블리(11), 및

상기 센싱 어셈블리(11)에 전기적으로 연결된 상기 전자식 제어기(16)를 포함하되,

상기 전자식 제어기(16)는 임팩트 신호를 검지함에 의해 상기 실린더 내의 상기 피스톤의 변위를 모니터링하도록 배치되며, 상기 임팩트 신호는 상기 피스톤의 스트로크 말단과의 임팩트의 발생시 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 전달되며, 상기 임팩트 신호는 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 상기 전자식 제어기(16)로 전달되고,

상기 전자식 제어기(16)는 상기 전기 전동기에 공급되는 전압을 증가시킴에 의해 상기 피스톤 변위 스트로크를 연속적으로 증가시키도록 구성되고, 상기 전압 증가는 스트로크 말단만큼의 피스톤 변위에 해당하는 피스톤 변위의 최대값을 저장하기 위해 상기 임팩트의 발생까지 트리거 신호에 의해 명령되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제1항에 있어서,

피스톤 변위의 상기 최대값은 상기 유체 펌프(10)의 최대 효율의 변위에 해 당하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제2항에 있어서,

상기 트리거 신호는, 상기 유체 펌프(10)의 문제 발생시 상기 전자식 제어기(16)에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 유체 펌프(10)가 최소 피스톤 변위 스트로크로 구동되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제3항에 있어서,

상기 유체 펌프(10)는 상기 트리거 신호의 발생시 구동되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제5항에 있어서,

상기 전자식 제어기(16)에 전기적으로 연결된 제1 필터 회로(40)를 포함하며,

상기 제1 필터 회로(40)는 5KHz 이하의 주파수를 잘라내기 위한 고역 통과 타입이며, 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 읽혀진 임팩트 신호는 상기 제1 필터 회로(40)에 의해 필터링되고, 상기 전자식 제어기(16)로 공급되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제6항에 있어서,

상기 센싱 어셈블리(11)는 상기 유체 펌프(10)의 실린더에 연결된 임팩트 센서(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제7항에 있어서,

상기 임팩트 센서(35)는 상기 유체 펌프(10)의 실린더와 함께 고정된 가속도계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제5항에 있어서,

상기 센싱 어셈블리(11)는 피스톤 변위 스트로크의 위치 센서(36)를 구비하며, 상기 위치 센서(36)는 상기 전자식 제어기(16)에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제4항에 있어서,

상기 센싱 어셈블리(11)는 전자식 제어기(16)에 전기적으로 연결된 제2 필터 회로(42)를 포함하며, 상기 제2 필터 회로(42)는 500Hz 보다 높은 주파수를 잘라내기 위한 저역 통과 타입이며, 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 읽혀진 신호는 상기 제2 필터 회로(42)에 의해 필터링되며, 상기 전자식 제어기(16)로 공급되며, 상기 읽혀진 신호는 제2 필터 회로(42)에 의해 필터링되며, 실린더 내의 피스톤 변위의 신호에 해당하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제10항에 있어서,

상기 실린더 내의 피스톤 변위의 신호는 상기 전자식 제어기(16)로 전달되며, 상기 전자식 제어기(16)는 상기 스트로크 말단만큼의 피스톤 변위를 방지하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
유체 펌프(10) 제어 시스템으로서,

상기 유체 펌프(10)는 실린더 내에 위치변화가능하게 위치한 피스톤을 포함하며, 상기 실린더는 피스톤 변위 스트로크를 가지며, 상기 실린더는 스트로크 말단을 구비하며,

상기 유체 펌프(10)는 전력 공급받는 전기 전동기에 의해 구동되며,

상기 시스템이:

피스톤-위치 센싱 어셈블리(11) 및

상기 센싱 어셈블리(11)에 전기적으로 연결된 전자식 제어기(16)를 포함하며,

상기 전자식 제어기(16)는 임팩트 신호를 검지함에 의해 상기 실린더 내의 피스톤 변위를 모니터링하며, 상기 임팩트 신호는 상기 피스톤의 스트로크 말단과의 충돌 발생시 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 전달되며, 상기 임팩트 신호는 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 상기 전자식 제어기(16)로 전달되며,

상기 전자식 제어기(16)는 피스톤 변위의 최대값을 저장하기 위해 임팩트의 발생까지 트리거 신호로부터 피스톤 변위 스트로크를 연속적으로 증가시키며, 실린더 내의 피스톤 변위를 모니터링하고, 피스톤 변위의 최대값 만큼의 변위를 방지하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제12항에 있어서,

상기 전자식 제어기(16)는 상기 전동기에 인가되는 전압의 레벨을 감소시킴에 의해 스트로크 말단만큼의 피스톤 변위를 방지하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제13항에 있어서,

상기 전자식 제어기(16)에 전기적으로 연결된 제1 필터 회로(40)를 포함하며, 상기 제1 필터 회로는 5KHz 이하의 주파수를 잘라내기 위한 고역 통과 타입이며, 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 읽혀진 임팩트 신호는 상기 제1 필터 회로(40)에 의해 필터링되고, 상기 전자식 제어기(16)로 공급되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제14항에 있어서,

상기 센싱 어셈블리(11)는 상기 유체 펌프(10)의 실린더에 가까이 고정된 가속도계를 포함하며, 상기 임팩트 신호는 상기 가속도계에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제13항에 있어서,

상기 센싱 어셈블리(11)는 피스톤 변위를 감지하기 위한 위치 센서(36)를 포함하며, 상기 위치 센서는 상기 전자식 제어기(16)에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
제13항에 있어서,

상기 센싱 어셈블리(11)가 상기 전자식 제어기(16)에 전기적으로 연결된 제2 필터 회로(42)를 포함하며, 상기 제2 필터 회로(42)는 500Hz 보다 높은 주파수를 잘라내기 위한 저역 통과 타입이며, 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 읽힌 신호는 상기 제2 필터 회로(42)에 의해 필터링되고, 상기 전자식 제어기(16)로 공급되며, 상기 읽힌 신호는 상기 제2 필터 회로(42)에 의해 필터링되고, 상기 실린더 내에 피스톤 변위의 신호에 해당하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 시스템.
유체 펌프 제어 방법으로서,

상기 유체 펌프(10)는 실린더 내에 위치변화가능하게 위치한 피스톤을 포함하며,

상기 실린더는 피스톤 변위 스트로크를 가지며,

상기 실린더는 스트로크 말단을 구비하며,

상기 방법은:

(a) 상기 스트로크 말단과의 임팩트를 검지하기 위해 상기 실린더 내의 피스톤 스트로크를 모니터링하는 단계

(b) 안정화 시간동안 피스톤 스트로크를 모니터링하는 단계, 및

(i) 상기 안정화 시간동안 임팩트가 발생하지 않는 경우, 상기 피스톤 스트로크를 증가시키고, 상기 단계(b)를 반복하는 단계, 또는

(ii) 상기 안정화 시간동안 임팩트가 발생한 경우, 상기 피스톤 스트로크를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 방법.
제18항에 있어서,

상기 단계(a) 이전에, 상기 피스톤 스트로크를 증가시키는 단계가 예견되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 방법.
제19항에 있어서,

상기 피스톤 스트로크를 증가시키는 단계 이전에, 상기 유체 펌프(10)가 최소 피스톤 변위 스트로크로 기동되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 방법.
제20항에 있어서,

상기 유체 펌프(10)를 최소 피스톤 변위 스트로크로 기동하는 단계는 상기 유체 펌프(10)의 동작 개시시 수행되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 방법.
제21항에 있어서,

상기 유체 펌프(10)를 기동하는 단계는 주기적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 방법.
제22항에 있어서,

상기 유체 펌프(10)를 기동하는 단계는 오류 발생시에 수행되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 방법.
제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 단계(ii) 이후에, 상기 피스톤 스트로크가 일정하게 동작하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 방법.
제24항에 있어서,

상기 스트로크를 일정하게 동작하는 단계 이후에, 전자식 제어기(16)에서의 피스톤 변위의 최대값의 저장이 예견되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 방법.
제24항에 있어서,

상기 스트로크를 일정하게 동작하는 단계 이후에, 상기 피스톤 스트로크가 모니터링되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 방법.
유체 펌프 제어 방법으로서,

상기 유체 펌프(10)는 실린더 내에 위치변화가능하게 위치한 피스톤을 포함하며,

상기 실린더는 피스톤 변위 스트로크를 가지며,

상기 실린더는 스트로크 말단을 구비하며,

상기 방법이,

(a) 상기 유체 펌프(10)를 켜서, 상기 피스톤이 상기 실린더 내에 이동하도록 야기하는 단계,

(b) 상기 스트로크 말단과의 임팩트가 발생할 정도로 상기 피스톤 스트로크를 연속적으로 증가시키는 단계,

(c) 상기 스트로크의 연속적인 증가 사이에 안정화 시간 동안 상기 피스톤 스트로크를 모니터링하는 단계, 및

(d) 상기 안정화 시간 동안 임팩트가 발생하는 경우, 상기 피스톤 스트로크를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 방법.
제27항에 있어서,

상기 단계(a)에서, 상기 유체 펌프(10)의 피스톤 스트로크는 최소 변위 스트로크로 개시되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프 제어 방법.
제28항에 있어서,

상기 단계(d) 이후에, 상기 피스톤 변위의 모니터링이 예견되는 것을 특징으 로 하는 유체 펌프 제어 방법.
실린더 내에 위치변화가능하게 위치한 피스톤을 포함하는 선형 컴프레서로서,

상기 실린더는 피스톤 변위 스트로크를 가지며, 상기 실린더는 스트로크 말단을 구비하며,

상기 선형 컴프레서는,

피스톤-위치 센싱 어셈블리(11) 및

상기 센싱 어셈블리(11)에 연결된 전자식 제어기(16)를 포함하며,

상기 전자식 제어기(16)는 임팩트 신호를 검지함에 의해 상기 실린더 내의 피스톤 변위를 모니터링하며, 상기 임팩트 신호는, 상기 피스톤의 상기 스트로크 말단과의 임팩트의 발생시, 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 전달되며, 상기 임팩트 신호는 상기 센싱 어셈블리(11)에 의해 상기 전자식 제어기(16)로 전달되며,

상기 전자식 제어기(16)는 피스톤 변위의 최대값을 저장하기 위해 임팩트가 발생하는 정도 만큼 피스톤 변위 스트로크를 연속적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 선형 컴프레서.
제1항에 정의된 제어 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 주변 냉각기(environment cooler).