用于制冷剂压缩机的电子控制装置的制作方法
本发明涉及一种用于制冷剂压缩机的电子控制装置，该制冷剂压缩机至少包括：
-驱动单元，
-与该驱动单元处于作用连接的压缩机构，该压缩机构带有至少一个在气缸体的气缸中在下止点和上止点之间来回运动的、经由曲轴被驱动的活塞，
其中，所述电子控制装置被设置用于，
-检测和控制和/或调节驱动单元的转动速度，
-检测活塞位置。
本发明此外还涉及一种用于调节往复活塞制冷剂压缩机的方法，所述往复活塞制冷剂压缩机的压缩机构经由驱动单元用运行转矩驱动，本发明尤其涉及一种用于调节往复活塞制冷剂压缩机的驱动单元的方法。
背景技术：
这种电子控制装置使用在转动速度可变的制冷剂压缩机中，特别是也使用在根据往复活塞原理构造的制冷剂压缩机中。转动速度可变的制冷剂压缩机具有这样的优点，即，它们可以以如下方式较为特定地与有待冷却的对象的冷却要求相协调，即，它们例如可以在较小的冷却要求下以较低的转动速度运行以及在冷却要求提高的情况下以相应提高的转动速度运行。
转动速度可变的往复活塞制冷剂压缩机的结构众所周知。它们基本上包括驱动单元和形式为在气缸壳体中在上止点和下止点之间来回运动的活塞的压缩机构，活塞通过连杆与曲轴连接，曲轴又扭转刚性地与驱动单元的转子联接。
典型地使用无刷直流电机作为驱动单元。在此能基于在电机绕组中感应出的反向电压(感应反向电压)确定直流电机的转子的相对位置以及因此也确定了该电机或压缩机构的转动速度。这种方法在没有单独的传感器时也可行并且因此能特别简单地实施以及不易受干扰。
在往复活塞制冷剂压缩机中极为频繁地出现问题的是在低转动速度下的正常的、经调节的运行以及停机过程。
此外，在正常的、经调节的运行中以低转动速度运行时的问题也是噪声技术方式的。
在抽吸阶段和压缩阶段中，不同的气体压力(气体压力由系统内的制冷剂压力比造成)和摩擦力(两者一起被称为负载力矩)作用到了压缩机构上，这在更为具体的观察时引起了关于曲轴转角不均匀的、因而变化的转速。在本申请中原则上要对概念转速和转动速度加以区分。若指的是实际的瞬时的转速，其在按现有技术的往复活塞制冷剂压缩机中与曲轴转角相关地变化，那么就使用概念转速，而若指的是曲轴整转的平均转速，即人们在谈到往复活塞制冷剂压缩机的转速时通常指的那个值，则使用概念转动速度。
具体来说，在压缩阶段期间，相比抽吸阶段提高的负载力矩作用到了压缩机构上，该负载力矩必须由驱动单元的运行转矩克服，以便保持压缩过程。在压缩阶段中提高的负载力矩在按现有技术用恒定不变的电压运行的往复活塞制冷剂压缩机中，导致了压缩机构的转速在压缩阶段中降低。
而在抽吸阶段期间，气体压力与在压缩阶段中相比则造成了负载力矩减小。这导致压缩机构的转速在抽吸阶段期间的提高。
因此关于曲轴转角变化的负载力矩总体上作用到压缩机构上，其中，负载力矩的振荡幅度首先取决于制冷剂回路中的压力比并且导致了不一样大的角加速度以及因此导致了在曲轴整转期间压缩机构关于曲轴转角的不均匀的转速。
为了均衡压缩机构在运行期间的振荡和震动，该压缩机构连同驱动单元在内通过弹簧元件被支承在壳体中。该振荡系统的固有频率视压缩机类型而定处在5hz和16hz之间。
因此在每一个曲轴整转期间反复提高的负载力矩，在压缩阶段期间，特别是在往复活塞制冷剂压缩机运行时，在低于1000u/min和700u/min之间的范围的转动速度下，造成了到压缩机构上的冲击，所述冲击使得压缩机构连同驱动单元压向弹簧元件并且使得这些弹簧元件偏移，其中，冲击频率处在振荡系统的固有频率的范围内，因而弹簧元件的偏移随着每一个曲轴整转这样变大，从而使压缩机构和/或驱动单元可能撞击到壳体上，由此可能出现不期望的声音发射。这种情况也是已知的往复活塞制冷剂压缩机在正常的、经调节的运行阶段中不在低于1000u/min和700u/min之间的转动速度范围内运行的一个原因。
但往复活塞制冷剂压缩机在低转动速度下的所描述的不期望的声音发射不仅在正常的、经调节的运行中出现，而且特别是也在必然经历了这些低转动速度的停机过程期间出现。停机过程通常如下进行:
若在制冷剂压缩机的相应持续的正常的、经调节的运行阶段之后达到了有待冷却的对象的、例如制冷装置的冷格的目标温度，那么制冷装置的电子控制装置就向制冷剂压缩机的电子控制装置发送信号，用该信号通知制冷剂压缩机的电子控制装置，不再需要冷却功率，因为已经达到了目标温度。由现有技术已知，紧接着制冷剂压缩机的电子控制装置就关断驱动(关断时间点)以及开始了停机过程。
压缩机构的曲轴也在关断时间点之后分别经历了从上止点(曲轴转角0°)开始的完整的整转(umdrehung)，其中，先是经历了抽吸阶段(准确表达：抽吸和反膨胀阶段)，在抽吸阶段期间制冷剂被抽吸到气缸中。理论上在气缸已经到达下止点(曲轴转角180°)时，该抽吸阶段就结束。之后开始了压缩阶段(准确表达：压缩和推出阶段)，在压缩阶段期间，处在气缸内的制冷剂被压缩并且被推出气缸。当活塞再次到达上止点(曲轴转角360°)时，理论上结束压缩阶段。不过在实践中，制冷剂的实际的压缩仅在曲轴转角约为210°时才开始(取决于制冷剂压缩机、压力比、阀设计等)。不过无论如何都是在180°之后并且抽吸阶段大约在30°之后，但无论如何都在上止点之后。
在关断时间点上关断制冷剂压缩机的驱动单元则开启了停机过程并且导致，压缩机构处在无驱动的状态中(没有运行转矩)并且仅基于其惯性还进一步转动，直至该压缩机构完全停止运行，也就是说，该压缩机构的转动速度是0。通俗来讲，人们可以说压缩机构“空转”。
在无驱动的状态期间，压缩机构/驱动单元仅基于在关断时间点上固有的动能和惯性转动。它们因此在某种程度上可以说是不受控制地转动并且它们的转动速度特性取决于作用到压缩机构上的负载力矩。负载力矩导致无驱动地关断的制冷剂压缩机的转动速度降低，因而压缩机构的动能变得越来越小，直至所述动能取决于在制冷剂回路中的压力比地可能不再足以克服所述负载力矩(极限转动速度)。
在此要注意的是，在驱动单元关断时，与在正常的经调节的运行阶段中不同的是，不存在对抗负载力矩、特别是对抗在压缩阶段中提高的负载力矩的正的运行转矩，因而在驱动单元关断时，通过在压缩阶段中提高的负载力矩作用到压缩机构上的冲击在某种程度上可以说未被制动地传递以及因此对弹簧元件的偏移的影响要比在正常的经调节的运行阶段的情形下(此时正的运行转矩对抗所述冲击并且因此例如衰减这些冲击)更为严重。
这又导致，弹簧元件的偏移在停机过程期间的低转速下还要比在往复活塞制冷剂压缩机的正常的经调节的运行期间在同样低转速下更大，并且在压缩机构/驱动单元和壳体之间的接触的概率因此同样也更高，所以总体上造成了更大的噪声发射。
要补充的是，针对活塞正好处在压缩阶段中的情形，可能出现这样的状况，即，压缩机构的/驱动单元的动能不再足以克服负载力矩以及压缩机构的活塞再次朝着下止点的方向被回压，压缩机构的转动方向因此反转。
与转动方向反转相关联的是作用到压缩机构上的一个附加的停机冲击(anhalteruck)，该停机冲击将压缩机构/驱动单元压向弹簧元件并且附加地使这些弹簧元件偏移。
正好在停机过程期间——在停机过程期间如上面已经说明的那样没有正的运行转矩对抗负载力矩并且在压缩阶段中作用的已提高的负载力矩无论如何都以冲击形式在振荡系统的固有频率的范围内激励该振荡系统——停机冲击基于转动方向反转还导致弹簧元件偏移更多，因而压缩机构/驱动单元碰撞在壳体壁上的概率再次被提高并且因此引起了不期望的噪声发射。
由现有技术已知，通过施加制动力矩结束无驱动的阶段以及由此至少避免了制冷剂压缩机的以及因此停机冲击的回退。具体来说，由ep2669519a1和由此分出的de202012013046已知，无驱动地转动的压缩机构/驱动单元在关断时间点之后在低于规定的转动速度时借助制动力矩被制动。为此需要在关断时间点之后不断监控无驱动地转动的压缩机构的转动速度，并且在无论如何还必须足够高到克服负载力矩，即必须超过极限转动速度的限定的转动速度下，借助施加在压缩机构上的制动力矩主动地制动所述压缩机构。
为了避免与压缩阶段期间的提高的负载力矩造成的冲击和冲击频率相关的上述问题，在还很高的转动速度下就施加制动力矩，不过这在能量上是不利的并且此外也会引起额外的声音发射。
因此出于所述理由可以概括地确定，公知的转动速度可变的往复活塞制冷剂压缩机在低转速下的运行引发了振荡系统在其固有频率范围内的激励以及因此导致了不期望的声音发射，其中，这种效果可在无驱动的空转期间在停机过程时被尤为强烈地观察到。
结合往复活塞制冷剂压缩机的停机过程，与曲轴转角相关地强烈变化的负载力矩此外还导致存在这样的风险，即，从极限转动速度起，不再能完全结束压缩行程并且压缩机构被朝着反向回退，因此额外激励了振荡系统并且额外使弹簧元件偏移，这又导致压缩机构/驱动单元的撞击概率的提高。
技术实现要素：
因此本发明的目的是，设置一种用于往复活塞制冷剂压缩机的电子控制装置以及设置一种用于调节往复活塞制冷剂压缩机的方法，所述用于往复活塞制冷剂压缩机的电子控制装置或所述方法即使在低转动速度下也能实现往复活塞制冷剂压缩机的运行，而不会发生弹簧元件的过度偏移以及由此造成的声音发射提高。
本发明的另一个目的在于，设置一种用于往复活塞制冷剂压缩机的电子控制装置以及设置一种用于调节往复活塞制冷剂压缩机的方法，所述用于往复活塞制冷剂压缩机的电子控制装置或所述方法实现了所述往复活塞制冷剂压缩机在噪声技术上优化的停机，而不必在压缩机构上施加制动力矩。
本发明的另一个目的是，设置一种用于往复活塞制冷剂压缩机的电子控制装置以及设置一种用于调节往复活塞制冷剂压缩机的方法，所述用于往复活塞制冷剂压缩机的电子控制装置即使在低转动速度下、特别是在停机过程期间经历这种低转动速度时，也能实现往复活塞制冷剂压缩机的运行，而不会存在转动方向反转以及与之关联的停机冲击的风险。
本发明的另一个目的在于，可以使得用于将制冷剂压缩机支承在壳体中的弹簧元件更为特定地与压缩机构的所出现的振荡相协调。
本发明的一个额外的目的在于，设置一种用于往复活塞制冷剂压缩机的电子控制装置以及设置一种用于调节往复活塞制冷剂压缩机的方法，所述用于往复活塞制冷剂压缩机的电子控制装置或所述方法实现了往复活塞制冷剂压缩机以均匀的转速的运行，以便衰减基于提高的负载力矩在压缩阶段期间作用到压缩机构上的冲击，其中，在此同时也能降低或提高转动速度。
本发明的另一个目的在于，设置一种用于往复活塞制冷剂压缩机的电子控制装置以及设置一种用于调节往复活塞制冷剂压缩机的方法，所述用于往复活塞制冷剂压缩机的电子控制装置或所述方法实现了，将压缩机构的转动速度在停机过程期间连续地降低到低转速，因而驱动单元可以在达到低转速之后被关断，而不会在关断之后在无驱动的阶段中让还能出现的冲击在压缩阶段期间造成弹簧元件的偏移，所述偏移大于最大允许的偏移，在最大允许的偏移时，还没有发生压缩机构/驱动单元在壳体上的撞击。
按照本发明提出了一种用于制冷剂压缩机的电子控制装置，制冷剂压缩机至少包括驱动单元、与该驱动单元处于作用连接的压缩机构，该压缩机构带有至少一个在气缸体的气缸中在下止点和上止点之间来回运动的、经由曲轴被驱动的活塞，其中，该电子控制装置被设置用于：检测和控制和/或调节驱动单元的转动速度、检测活塞位置。按照本发明，这些目的在所述用于往复活塞制冷剂压缩机的电子控制装置中被以如下方式达到，即，所述电子控制装置被设置用于，通过驱动单元这样来驱动压缩机构，使得在具有多于一个曲轴整转的调节时间区段的持续时间上，在多个曲轴整转时、优选在调节时间区段的每一个曲轴整转时，设置至少一个驱动角区段和至少一个运转角区段，以及其中，压缩机构在所述至少一个驱动角区段期间承受正的运行转矩以及在所述至少一个运转角区段期间承受相比该正的运行转矩减小了的正的运行转矩或者没有承受正的运行转矩。
所述正的运行转矩和/或所述减小了的正的运行转矩可以在驱动角区段期间和/或运转角区段期间要么保持恒定不变，要么发生变化，其中，在实践中由于广泛流行的借助恒定电压的控制在狭窄的范围内已经出现了正的运行转矩的或减小了的正的运行转矩的变化。
按本发明的控制装置能这样控制压缩机构，使得关于曲轴转角变化的负载力矩通过同样变化的正的运行转矩至少部分能得到均衡，其中，电子控制装置被这样设置，使得正的运行转矩关于一个曲轴整转变化至少一次并且经过调节时间区段，所述调节时间区段包括多个、优选连续相继的、优选5至15个连续相继的曲轴整转。正的运行转矩在此可以在基本上取决于驱动单元的最大值以及值零之间变化。
由此能够使驱动角区段这样与负载力矩相协调，使得可以达到每一个曲轴整转的尽可能均匀的转速变化曲线。例如可以这样实现协调，即，在制冷剂压缩机的有提高的负载力矩作用到压缩机构上的运行阶段(压缩阶段)内设置至少一个驱动角区段，以及在制动机压缩机的用相比有提高负载力矩的运行阶段减小了的负载力矩作用到压缩机构上的阶段(抽吸阶段)内设置至少一个运转角区段。
在负载力矩基于在制冷剂回路中存在的压力差而在一个曲轴整转期间特别强烈地变化的情形下，按照本发明规定，取代减小了的正的运行转矩，压缩机构在所述至少一个运转角区段期间没有承受正的运行转矩。在这种情况下甚至能取代正的运行转矩地在压缩机构上施加一个制动力矩。
总体上由此获得了这样的可能性，即，有针对性地均衡转速和制动力矩的关于曲轴转角的不均匀的变化曲线。此外，由此存在这样的可能性，在压缩机构需要正的运行转矩来克服正好产生的负载力矩时，有针对性地将(更高的)正的运行转矩输送给所述压缩机构。特别是在低转动速度下可以因此有针对性地衰减、甚至完全均衡由负载力矩传递到压缩机构上的反复的冲击。以这种方式不仅实现了在低转动速度下的运行，而不存在在固有频率范围内激励振荡系统的风险，而且这样也能有效地阻止压缩机构的转动方向反转，而不会在此总体上提高压缩机构的转动速度。
调节时间区段的持续时间取决于对压缩机构的转动运动的均匀性的要求以及可以要么对应制冷剂压缩机的整个运行持续时间，但要么对应制冷剂压缩机的整个运行持续时间的仅一部分。当制冷装置的电子控制装置的信号表明在冷却室内达到了目标温度时，特别优选开始调节时间区段，并且同时随着驱动单元的关断(关断时间点)结束所述调节时间区段。
在这种情况下，电子控制装置也被设置用于，在调节时间区段期间降低驱动单元的以及因此压缩机构的转动速度，虽然在特定的曲轴转角范围内每一个曲轴整转针对性地在压缩机构上施加一个正的运行转矩。除了均匀化关于曲轴转角的转速外，由此也能恒定地降低压缩机构的转动速度。
借助按本发明的电子控制装置也能提高驱动单元的转动速度，因而由此也能恒定不变地加速所述压缩机构，这尤其对启动阶段有利。
按照本发明的一种特别优选的实施变型方案，在正的运行转矩和减小了的正的运行转矩之间的比例≥1/0.2、优选≥1/0.1、特别优选≥1/0.03。因为特别舒适地基于在电机绕组中感应出的反向电压实现了对转动速度可变的制冷剂压缩机的转动速度的确定以及因此调节，所以有利的是，在具有相比驱动角区段内的运行转矩虽然小但仍是正的运行转矩的至少一个运转角区段内驱动制冷剂压缩机，因为因此实现了对感应的反向电压的特别稳定的探测。在正常情况下，在正的运行转矩和减小了的正的运行转矩之间的比例大于1/0.03，也就是说，当所述减小了的正的运行转矩小于在驱动时间区段内的所述正的运行转矩的3％时，足以始终能够探测足够稳定的感应的反向电压。同时这种小的运行转矩能使压缩机构的转速在运转角区段期间实际上不会增加，这使得按本发明的电子控制装置尤其能用于在关断驱动之前均匀地降低转动速度。
按照本发明的另一种优选的实施方式规定，电子控制装置被设置用于，在一个曲轴整转期间交替地设置多个驱动角区段和多个运转角区段。由此能尤为特别地研究与曲轴整转相关地变化的负载力矩。各个驱动角区段和运转角区段在此可以不一样大，因此覆盖了不同的曲轴转角以及共同用在正的运行转矩和减小了的正的运行转矩之间的比例完全与负载力矩的变化曲线相协调，从而不仅能近似均衡而且几乎能完全均衡转速关于曲轴转角的不均匀性并且压缩机构即使在低转动速度下也可以极为均匀地转动。换句话说，可以基于按本发明的电子控制装置在往复活塞制冷剂压缩机中达到压缩机构的极为协调的转动运动，因为转速关于曲轴转角被观察到是恒定不变的或可以保持为接近恒定不变，无论如何都是恒定不变的，从而可以避免在固有频率范围内激励振荡系统。
按照本发明的另一种优选的实施变型方案规定，电子控制装置被设置用于，在整个曲轴整转期间设置正好一个驱动角区段和正好一个运转角区段，其中，在这种情况下优选地，驱动角区段和运转角区段共同构成一个曲轴整转、即360°。在此涉及控制的一种特别简单的方式，其中，在一个曲轴整转期间驱动单元的运行转矩被提高正好一次以及在剩余的曲轴整转期间再次被减小，优选被减小到上面说明的值，或者完全中断。
在本发明的一种特别优选的实施方案中规定，在曲轴转角为220°至360°期间、特别优选在曲轴转角为270°至360°期间，设置正好一个驱动角区段。在该范围内活塞处在压缩阶段中并且该阶段内在曲轴转角在220°和360°之间提供所述正的运行转矩在大部分的实践情形中足以在压缩机构的低转动速度下充分衰减基于负载力矩作用到该压缩机构上的冲击，以避免弹簧元件的过于强烈的偏移。此外，在该曲轴转角区段内正的运行转矩的提供也可以用于保护活塞免于转动方向反转，倘若包括压缩机构和驱动单元的单元的动能在无驱动的状态下不再能够克服负载力矩的话。
特别优选的是，电子控制装置被设置用于，当活塞原则上在下止点和上止点之间处在压缩阶段中时，设置具有正的运行转矩的驱动角区段，因为活塞由此能极为精确地根据作用到该活塞上的负载力矩被驱动。正好在压缩机构总体上应当放慢其转动速度以便紧接着被关断时，才能通过在压缩阶段期间设置驱动角区段来正好这样驱动活塞，使得该活塞正好还能结束压缩阶段，而不存在该活塞由于缺少足够的动能而被回退的风险。
此外，当活塞在上止点和下止点之间处在抽吸阶段中时，电子控制装置就可以设置具有减小了的正的运行转矩或没有正的运行转矩的运转角区段。压缩机构因此在抽吸阶段中不经历通过驱动单元的驱动或仅经历通过驱动单元的极小的驱动。
总体上因此不仅能实现压缩机构用恒定不变的或几乎恒定不变的转速在一个曲轴整转期间的均匀的转动以及即使在低转动速度下对由在压缩阶段中的负载力矩引起的冲击的衰减，而且此外也能因此根据转动速度来移动关断时间点，所述转动速度极低，例如为250u/min，因为出于上述原因，在停机过程期间经历低转动速度而不会再引起任何噪声技术上的问题。
按照本发明的另一种优选的实施变型方案规定，电子控制装置被设置用于，在关断时间点上不带电地连接驱动单元，因而所述驱动单元不再产生正的运行转矩，以便使压缩机构空转直至停止运行。
特别优选的是，这样来设置电子控制装置，使得该电子控制装置紧挨在关断时间点之前设置调节时间区段。由此可以将压缩机构的转动速度下调至有上述诸多优点的极低的转动速度并且然后关断制冷剂压缩机，其中，所述电子控制装置优选被设置用于选择关断时间点，使得包括压缩机构和驱动单元的单元的动能在关断时间点上足以能让活塞越过至少在关断时间点以后的下一个上止点，和/或压缩机构的活塞在达到在关断时间点以后的下一个上止点之后以及在到达紧挨在该上止点以后的进一步的下止点之前停止运行，和/或压缩机构的活塞在在关断时间点以后的下一个上止点之后以及在达到紧接着该下一个上止点的220°曲轴转角之前停止运行。由此确保了，尽管存在没有制动力矩施加在压缩机构上的情况，但压缩机构的活塞仍能未经调节地以及未经制动地空转，而不会存在活塞回退的风险，或倘若确实出现了回退，那么在此施加到压缩机构上的脉冲不会引起弹簧元件的不允许的大幅偏移。
按照本发明的另一种优选的实施变型方案规定，电子控制装置被设置用于，对于调节时间区段的曲轴整转的每一个曲轴转角设置每个驱动时间区段的正的运行转矩和每个运转时间区段的相比所述正的运行转矩减小了的正的运行转矩，使得所述正的运行转矩和所述减小了的正的运行转矩对应在相应的曲轴转角上作用到压缩机构上的负载力矩lm。由此能在某种程度上镜像负载力矩以及将其作为运行转矩施加到压缩机构上，因此可以实现了关于曲轴转角特别均匀的转速。
本文开头所述的目的此外还借助一种用于调节往复活塞制冷剂压缩机(该往复活塞制冷剂压缩机的压缩机构通过驱动单元用运行转矩驱动)的方法以如下方式达到，即，所述方法
-在具有多于一个曲轴整转的调节时间区段(△t)期间，
-在该调节时间区段(△t)的多个、优选所有的曲轴整转中，
分别具有下列步骤：
-探测往复活塞制冷剂压缩机(1)的曲轴(6)的或活塞(9)的位置，
-将探测到的位置与至少一个预定的参考位置相比较，
-从所述至少一个预定的参考位置起，用正的运行转矩(bm)在曲轴整转的至少一个驱动角区段(△φ)的持续时间内驱动压缩机构(5)，
-用相比所述正的运行转矩(bm)减小了的正的运行转矩(bmv)或者不用正的运行转矩在至少一个运转角区段(△τ)的持续时间内驱动压缩机构(5)。
按照按本发明的方法的一种优选的实施变型方案规定，在所述正的运行转矩(bm)和所述减小了的正的运行转矩(bmv)之间的比例≥1/0.2、优选≥1/0.1、特别优选≥1/0.03。
按照按本发明的方法的另一种优选的实施变型方案规定，设有多个参考位置。
按照按本发明的方法的另一种优选的实施变型方案规定，在一个曲轴整转期间设置正好一个驱动角区段和一个运转角区段。
按照按本发明的方法的另一种优选的实施变型方案规定，在曲轴转角为220°至360°期间、特别优选在曲轴转角为270°至360°期间设置至少一个所述参考位置。
按照按本发明的方法的另一种优选的实施变型方案规定，往复活塞制冷剂压缩机的转动速度在调节时间区段期间被降低或提高。
按照按本发明的方法的另一种优选的实施变型方案规定，调节时间区段紧挨地设置在关断时间点之前，在该关断时间点之后不带电地连接驱动单元，当制冷装置的电子控制装置的信号表明了在冷却室中达到了目标温度时，优选开始调节时间区段。
附图说明
现在参考下列附图借助一个或多个实施例详细阐释本发明。
图1是制冷剂回路中的往复活塞制冷剂压缩机的示意图；
图2是压缩机构的示意性视图；
图3是涉及到在按现有技术的往复活塞制冷剂压缩机中负载力矩关于曲轴转角的变化曲线以及运行转矩关于曲轴转角的变化曲线的图表；
图4是涉及到在按现有技术的往复活塞制冷剂压缩机中曲轴关于曲轴转角的角加速度的图表；
图5是涉及到在使用按本发明的电子控制装置时负载力矩关于曲轴转角的变化曲线以及运行转矩关于曲轴转角的变化曲线的图表；
图6是涉及到在使用按本发明的电子控制装置时曲轴关于曲轴转角的角加速度的图表；
图7是涉及到在镜像的运行转矩下负载力矩关于曲轴转角的变化曲线以及运行转矩关于曲轴转角的变化曲线的图表；
图8是涉及到在镜像的运行转矩下曲轴关于曲轴转角的角加速度的图表；
图9是涉及到停机过程期间负载力矩关于曲轴转角的变化曲线以及运行转矩关于曲轴转角的变化曲线的图表；
图10是涉及到停机过程期间负载力矩关于时间的变化曲线以及运行转矩关于时间的变化曲线的图表。
具体实施方式
图1是连接在电源12上、通过电子控制装置13被调节的往复活塞制冷剂压缩机1在本身公知的制冷剂回路中的示意图，所述制冷剂回路包括冷凝器2、节流装置3和汽化器4。制冷剂在汽化器4中从冷却室吸收热量，因此该冷却室被冷却。经汽化的制冷剂通过往复活塞制冷剂压缩机1的压缩机构5被压缩到一个更高的温度并且随后在冷凝器2中再次液化，以便最终通过节流装置3再次输送给冷却室的汽化器4。
在本实施例中，制冷剂压缩机1的电子控制装置13与制冷装置15的电子控制装置14通信。不过这种通信可行方案被认为对本发明无关紧要，因此也可以考虑，电子控制装置13与本身没有自己的电子控制装置而是仅具有恒温器的制冷装置15通信。
图2是压缩机构5的示意性视图，该压缩机构包括借助驱动单元18被驱动的曲轴6、连杆7以及能在气缸体8中上下运动的活塞9。压缩机构5通过弹簧元件10被支承在壳体11中，弹簧元件10应当吸收和均衡包括压缩机构5和驱动单元18的单元的因曲轴6的转动和活塞9的运动而出现的振荡。
由电子控制装置13控制的驱动单元18是转动速度可变的驱动单元18、典型地是无刷直流电机，该无刷直流电机的转动速度可以借助电子控制装置13调节。调节转动速度所需的对实际转动速度的检测通过探测在电机绕组内感应的反向电压(感应反向电压)完成，因而不需要其它的传感器，尽管按本发明的电子控制装置13当然也可以与用于测量转动速度的单独的传感器、如霍尔传感器配合作用。
在转动速度可变的往复活塞制冷剂压缩机的运行持续时间期间，原则上要区分三个阶段：
-启动阶段，
-正常的、经调节的运行阶段，
-停机过程。
制冷装置15的能由制冷装置15的使用者在一定范围内预选的冷却室温度(＝目标温度)形成基础。若以冷却到目标温度的冷却室为出发点并且若制冷装置15被装载或者制冷装置门被打开，那么热空气就流入冷却室。制冷装置15的电子控制装置14探测到冷却室温度上升并且将信号(通常是频率信号)发送给制冷剂压缩机1的电子控制装置13，用该信号通知制冷剂压缩机的电子控制装置，需要冷却功率，接着制冷剂压缩机的电子控制装置根据它的程序设计来控制和调节制冷剂压缩机1，以便(或多或少)提供冷却功率。
在具体的例子中，制冷剂压缩机1的电子控制装置13启动该制冷剂压缩机，以便压缩制冷剂并且从冷却室取走热量并且再次达到目标温度。这种“起动(anspringen)”开启了启动阶段。在此，制冷剂压缩机1，具体而言该制冷剂压缩机的驱动单元18，被加速到特定的由制冷剂压缩机1的电子控制装置13预定的转动速度。达到该转动速度就结束了启动阶段。在该时间点上通常还没有达到目标温度。
制冷剂压缩机然后过渡到正常的、经调节的运行阶段。只要制冷剂压缩机1被接通，或者更为技术性地表达为，只要通过压缩机构5将能量输送给制冷剂并且制冷剂压缩机1的驱动单元18产生了运行转矩，那么该运行阶段就停止。压缩机构5可以在该正常的、经调节的运行阶段期间视是否应当从冷却室取走或多或少的热量而定以不同的转动速度转动。若例如在该正常的、经调节的运行阶段期间打开制冷装置15的门，那么制冷装置15的电子控制装置14基于流入的热空气而从制冷剂压缩机1要求更多的冷却功率，因而制冷剂压缩机1的电子控制装置13提高了驱动单元18的转动速度进而提高了压缩机构5的转动速度，以便能运走流入冷却室的热量。
转动速度的提高与制冷剂压缩机1的提高的能量需求相关联。若制冷装置15的电子控制装置14识别到，当前的冷却室温度接近目标温度，那么制冷装置15的电子控制装置14向制冷剂压缩机1的电子控制装置13发出相应的信号，以便要求更少的冷却功率并且不“超过”目标温度以及缓慢地接近该目标温度。制冷剂压缩机1的电子控制装置13又基于该要求降低驱动单元18的转动速度/压缩机构5的转动速度。
若制冷装置15的电子控制装置14识别到，期间冷却室温度再次因为例如冷却室被重新装载而上升，因此制冷装置15的电子控制装置14从制冷剂压缩机1的电子控制装置13又要求更多的冷却功率，从而制冷剂压缩机的电子控制装置又提高驱动单元18的转动速度/压缩机构5的转动速度。
若在相应持续的正常的、经调节的运行阶段之后达到了目标温度，那么制冷装置15的电子控制装置14就向制冷剂压缩机1的电子控制装置13发送信号，用该信号通知制冷剂压缩机的电子控制装置，已经达到了目标温度。接着，制冷剂压缩机1的电子控制装置13关断驱动单元18(关断时间点az)。驱动单元18的关断导致：压缩机构5连同驱动单元18处在无驱动的状态中并且仅基于惯性而进一步转动，直至转动速度为0。通俗而言可称为制冷剂压缩机“空转”。
在压缩机构运行期间，发生由负载力矩在压缩阶段期间施加到压缩机构5上的冲击，所述冲击能随每一个曲轴整转而重复并且能在低转动速度下与由弹簧元件10形成的振荡系统的固有频率重合，因此弹簧元件的偏移增加，从而在包括压缩机构5和驱动单元18的单元与壳体11之间可能发生接触，由此产生不期望的声音发射。
此外，当驱动单元18不再产生运行转矩时，可能在停机过程期间出现压缩机构5的转动方向反转，由此向压缩机构施加额外的冲击，该冲击同样造成了弹簧元件11的不期望的强烈偏移，结果就是：通过这种转动方向反转也存在这样的风险，即包括压缩机构5和驱动单元18的单元与壳体11接触并且引起了声音发射。
概括来说可以确定的是，低转动速度始终隐藏着这样的风险，即，由弹簧元件10形成的振荡系统在其固有频率的范围内被激励以及因此在包括压缩机构5和驱动单元18的单元与壳体11之间发生上述引发噪声的接触，而与制冷剂压缩机是处在启动阶段、正常的经调节的运行阶段还是停机过程无关。
图3示出了在由现有技术公知的往复活塞制冷剂压缩机的正常的、经调节的运行阶段期间，负载力矩lm关于曲轴转角φ的变化曲线图，往复活塞制冷剂压缩机的驱动单元18用运行转矩bm驱动压缩机构5。在此假设，曲轴顺时针转动。转动方向因此从0°(上止点)至360°(上止点)。
如由所述图表可知，负载力矩lm在活塞9在压缩阶段中到达上止点前不久、亦即在约330°时是最大的，并且在抽吸阶段开始时、亦即在当前情况下约10°时是负的，也就是说，负载力矩lm在抽吸阶段(反膨胀阶段)的区段中甚至支持压缩机构5的转动。
图4示出了一张图表，在该图表中，曲轴6的关于曲轴转角φ的角加速度
可以看到，曲轴6的最大的负的角加速度
在此，角加速度
因此，往复活塞制冷剂压缩机实际上不用处在振荡系统的固有频率的范围内的转动速度运行。
不过，为了即使在低转动速度下也能实现没有干扰性噪声发射风险的运行，按本发明规定：电子控制装置13被设置用于，它在调节时间区段△t期间每个曲轴整转与曲轴转角相关地以如下方式主动改变运行转矩bm至少一次，即，该电子控制装置在驱动角区段△φ期间相对剩余的曲轴整转提高了驱动单元18的电压供应。
图5示出了负载力矩lm在一个曲轴整转期间的由图3已知的变化曲线，但带有由电子控制装置13按照本发明施加的、示意性示出的运行转矩bm，该运行转矩被这样调节，使得设有正好一个驱动角区段△φ和正好一个运转角区段△τ，在所述驱动角区段期间，驱动单元18用正的运行转矩bm驱动压缩机构5，在所述运转角区段期间，驱动单元18用相比所述正的运行转矩减小了的正的运行转矩bmv驱动或者备选甚至不驱动压缩机构5(参看虚线bmv)，其中，虽然标出了在正的运行转矩bm和减小了的运行转矩bmv之间的过渡，但没有为其精确地配设附图标记，而是为简单起见将其归入正的运行转矩bm。
在正的运行转矩bm和减小了的正的运行转矩bmv之间的比例在本实施例中优选≥1/0.03。但在往复活塞制冷剂压缩机中的常见的压力比也允许了≥1/0.1或≥1/0.2的比例，而不会偏离发明构思。
此外，在图5中用附图标记16表明压缩阶段kp的开始以及用附图标记17表明抽吸阶段的开始。由图5进一步可知，制冷剂压缩机1的电子控制装置13这样调节驱动单元18，使得驱动角区段△φ完全或大部分处在压缩阶段内。根据正的运行转矩bm的(平均的)值并且进而根据驱动单元18的有效功率可以规定驱动角区段△φ比实施例所示更大或更小。
图6示出在按本发明的电子控制装置13使用按图5的运行转矩变化曲线时涉及到曲轴6的关于曲轴转角φ的角加速度
在本发明的另一种实施变型方案中可以规定，用来驱动压缩机构5的正的运行转矩bm的以及减小了的正的运行转矩bmv的变化曲线实际上对应压缩机构5所承受的负载力矩lm的变化曲线，但是符号相反并且必要时视压缩机构的转动速度是应当保持恒定不变、应当提高或还是应当减小而定，部分有更大或更小的数值。
图7示出了正的运行转矩bm和减小了的正的运行转矩bmv的这种经协调的组合。由该图表可知，正的运行转矩bm不仅在驱动角区段△φ而且在运转角区段△τ内发生变化，因而以相反的符号复制负载力矩lm的变化曲线。
图8表明，在这种情况下，曲轴6的角加速度
但按本发明的电子控制装置13的另一个优点还在于，能够以如下方式优化往复活塞制冷剂压缩机1的停机过程，即，该往复活塞制冷剂压缩机
-要么直至完全停止运行都可以主动地减速运行，而不必主动地制动压缩机构5以及不会发生压缩机构5朝着相反的方向的转动，
-要么直至将近停止运行前都可以主动地减速运行，但无论如何直至转速低于450u/min，优选低于250u/min，驱动单元18在该转速下能毫无问题地被关断，因为活塞回退——倘若仍然发生这一点的话——在这种低转速下不再有噪声技术上的不利影响。
在此，正的运行转矩bm和减小了的正的运行转矩bmv的变化曲线没有与负载力矩lm的变化曲线协调成，使得第一条变化曲线实际上对应镜像的负载力矩lm(参看图7和8)，因为这总体上造成了恒定不变的转速和恒定不变的转动速度。
但在停机过程期间，转动速度应独立于转速关于曲轴转角φ的波动地被减慢，因而电子控制装置13这样施加运行转矩bm和减小了的正的运行转矩bmv，使得因负载力矩lm在压缩阶段期间出现的到压缩机构上的冲击大部分被消散，但转动速度则总体上降低。
同时可以这样选择正的运行转矩bm，使得无论如何在压缩阶段中始终存在足够的驱动来防止活塞9回退。
在此也可以与所示的实施例相反地规定，在活塞9的抽吸阶段中就已经开始了驱动角区段△φ，因而活塞9在进入压缩阶段前就已经被供以足够的推动力，以便无论如何都越过接下来的上止点，而不会被负载力矩lm回退。
通过正的运行转矩bm和减小了的正的运行转矩bmv彼此间在数值上的相应协调，压缩机构5可以总体上放慢其转动运动直至完全停止运行或直至这样一个时间点，在该时间点上，活塞9的可能的回退不再有噪声技术上的不利影响。
在此重要的是，电子控制装置13也在转动速度减小了的过程中为了准备好关断驱动单元18而有能力至少在持续了多个曲轴整转的调节时间区段△t期间设置至少一个这种驱动角区段△φ和至少一个这样运转角区段△τ。
图9示出了涉及到负载力矩lm、正的运行转矩bm、减小了的正的运行转矩bmv、压缩机构5的转动速度ω以及角加速度
按照本发明规定，取代在现有技术中实际采取的在较高的转动速度以及紧接着的空转、必要时在额外施加制动力矩的情况下关断驱动单元18的是，电子控制装置13连续地驱动压缩机构，更确切地说在驱动角区段△φ期间用正的运行转矩bm和在运转角区段△τ期间用相比于正的运行转矩减小了的正的运行转矩bmv连续地驱动压缩机构，其中，正的运行转矩bm在每个曲轴整转时直至关断时间点az优选在数值上都保持恒定不变，必要时轻微增加，以便均衡速度损失以及因此均衡动能的减少。
正的运行转矩bm优选保持恒定不变，但随着转动速度的降低，无论如何都在较长的时间段内因此即使在曲轴转角渐增期间也施加正的运行转矩。
因此压缩机构始终要被“推动(antauchen)”得更多一些或更长时间一些或被推动得更多一点以及更长时间一些，以便能克服负载力矩以及补偿包括压缩机构5和驱动单元18的单元的“丢失的”动能。在低于450u/min、优选低于250u/min的极低的转动速度下才关断驱动单元18。
在本实施例中，调节时间区段△t随着关断时间点az而结束或者换句话说，调节时间区段△t紧挨在关断时间点az之前。
由图9可知，在关断时间点az之后发生了活塞9的回退，因为压缩机构5在停机过程期间不再承受运行转矩并且活塞9在压缩阶段中不再能克服负载力矩lm。随后，出现了曲轴6围绕下止点的摆动运动，其中，在此出现的负载力矩lm在数值上这样小，使得这些负载力矩不会造成弹簧10的偏移，所述偏移会导致包括压缩机构5和驱动单元18的单元与壳体11的接触。
图10对应图9，但区别在于，横坐标不是曲轴转角φ而是时间t。可以看到：随着转动速度ω降低，其上示出了正的运行转矩bm的持续时间增加。
在约t＝0.78时发生了转动速度的反转，这对应活塞9的回退。由图9可知的围绕下止点的摆动以及与之相关联的转动速度ω在正值和负值之间的不断交替在图10中不再示出。
附图标记列表
1往复活塞制冷剂压缩机
2冷凝器
3节流装置
4汽化器
5压缩机构
6曲轴
7连杆
8气缸体
9活塞
10弹簧元件
11壳体
12电源
13制冷剂压缩机的电子控制装置
14制冷装置的电子控制装置
15制冷装置
16压缩阶段的开始
17抽吸阶段的开始
18驱动单元
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