包括制冷剂压缩机的系统和用于运行制冷剂压缩机的方法与流程

本发明涉及一种系统，包括制冷剂压缩机和用于所述制冷剂压缩机的电子控制装置，所述制冷剂压缩机至少包括

驱动单元，

与驱动单元的转子有效连接的压缩机构，所述压缩机构具有至少一个能够在气缸体的气缸中来回运动的、能够通过曲轴驱动的活塞，以便循环地在抽吸阶段期间将制冷剂吸入气缸中并且在抽吸阶段之后的压缩阶段期间在气缸中压缩制冷剂，

其中，电子控制装置设置用于，

采集并且控制和/或调节曲轴的转速，

至少近似地采集活塞的活塞位置。

此外，本发明涉及一种用于运行制冷剂压缩机的方法，所述制冷剂压缩机具有驱动单元、能够借助驱动单元驱动的压缩机构，所述压缩机构包括活塞以及通过连杆与活塞连接的曲轴。

背景技术：

这种电子控制装置使用在旋转速度可变的或者说转速可变的制冷剂压缩机中，尤其也使用在基于往复活塞原理构造的制冷剂压缩机中。转速可变的制冷剂压缩机具有的优点是，它们能够特殊地与待冷却的对象的制冷要求协调适配，方式为例如可以在制冷要求较小的情况下以较低的转速运行所述制冷剂压缩机并且在制冷要求提高的情况下以相应提高的转速运行所述制冷剂压缩机。

转速可变的往复活塞式制冷剂压缩机的结构是长期已知的。它们基本上由驱动单元和压缩机构组成，所述压缩机构形式为在气缸壳体中在上部止点与下部止点之间来回运动的活塞，所述活塞通过连杆与曲轴连接，所述曲轴又旋转刚性地与驱动单元的转子耦连。

通常将无刷的直流电机用作驱动单元。在此可行的是，基于在电机绕组中感应产生的反向电压(感应反向电压)确定直流电机的转子的相对位置并且因此确定电机或者压缩机构的旋转速度以及转速。这种方法可以不需要单独传感器地实现并且因此能够特别简单地实施并且不易受干扰。

在往复活塞式制冷剂压缩机中的问题是停止过程。在制冷剂压缩机的运行状态下，在抽吸阶段和压缩阶段中，(由于系统中的制冷剂压力关系造成的)不同的气体力和摩擦力(两者共同称为载荷力矩)作用在压缩机构上，这在更精确的观察中形成了在曲轴角上因为在变化而不均匀的旋转速度。在本发明中，原则上区分术语转速和旋转速度。在表示实际的、当前的旋转速度时，使用术语旋转速度，所述旋转速度在按照现有技术的往复式活塞制冷剂压缩机中在曲轴角上(或者说随曲轴角)变化，而在表示曲轴旋转的平均转速时，使用术语转速，即在说到往复式活塞制冷剂压缩机的转速时通常所指的值。

具体地，在基本上相应于活塞从下部止点向上部止点的运动的压缩阶段期间，相对于抽吸阶段提高的载荷力矩作用在压缩机构上，必须由驱动单元的运行扭矩克服所述载荷力矩，以便维持压缩过程。在按照现有技术的、以恒定电压运行的往复式活塞制冷剂压缩机中，压缩阶段中的提高的载荷力矩导致压缩机构在压缩阶段中的旋转速度减小。

而在基本上相应于活塞从上部止点向下部止点的运动的抽吸阶段期间，气体力相对于压缩阶段作用产生减小的载荷力矩。这导致压缩机构在抽吸阶段的旋转速度提高。

因此总体上，在曲轴角上变化的载荷力矩作用在压缩机构上，其中，载荷力矩的波动宽度主要取决于制冷剂循环中的压力关系并且在曲轴旋转期间导致不同大小的角加速度并且因此导致压缩机构在曲轴角上的不均匀的旋转速度。

为了在运行期间补偿压缩机构的振荡和振动，压缩机构连同驱动单元通过弹簧元件支承在壳体中。根据压缩机的类型，这种振荡系统的固有频率在5hz至6hz之间。

因此，在压缩阶段期间，尤其在以1000转/min至700转/min之间的范围以下的旋转速度或者转速运行往复式活塞制冷剂压缩机时，在每圈曲轴旋转期间再现的、提高的载荷力矩导致碰撞在压缩机构上，所述碰撞将压缩机构连同驱动单元压入弹簧元件中并且使其偏移，碰撞频率在振荡系统的固有频率的范围内，因此弹簧元件的偏移这样随着每圈的曲轴旋转而增大，使得压缩机构和/或驱动单元可能撞击在壳体上，由此可能不期望地发出声音(或者说发声)。这种情况也是已知的往复式活塞制冷剂压缩机在正常的受控的运行阶段中不低于1000转/min至700转/min之间的范围运行的原因。

但往复式活塞制冷剂压缩机在旋转速度/转速较小时的所述不期望的发声不只出现在正常的受控运行中，而是主要也出现在必须经过这些较小的旋转速度/转速的停止过程期间。停止过程通常如下进行：

如果在制冷剂压缩机的相应持续的正常的受控的运行阶段之后，达到了待冷却对象、例如冰箱的冷却格的目标温度，则冰箱的电子控制装置将信号发送至制冷剂压缩机的电子控制装置，通过所述信号告知所述电子控制装置不再需要冷却功率，因为达到了目标温度。由现有技术已知，制冷剂压缩机的电子控制装置接下来断开驱动器(断开时间点)并且开始停止过程。

压缩机构的曲轴从上部止点(曲轴角0°)开始在断开时间点之后也运行经过分别完整的(多个)旋转，其中，首先经过抽吸阶段(正确地说：抽吸和反膨胀阶段)，其间将制冷剂抽吸到气缸中。这个抽吸阶段理论上在气缸到达下部止点(曲轴角180°)时结束。之后开始压缩阶段(正确地说：压缩和推出阶段)，其间压缩处于气缸中的制冷剂并且将制冷剂从气缸中推出。压缩阶段理论上在活塞再次到达上部止点(曲轴角360°)时结束。然而在实践中，对制冷剂的实际压缩在曲轴角大约为210°时才开始(取决于制冷剂压缩机、压力关系、阀的设计等)、无论如何在180°之后，并且抽吸阶段在大约30°时、但无论如何都在上部止点之后开始。

在断开时间点将制冷剂压缩机的驱动单元断开使得停止过程开始并且导致压缩机构处于无驱动的状态(无运行扭矩)并且只还基于其惯性继续旋转，直至压缩机构完全静止，也就是其旋转速度或者转速为0。用口语也可以说制冷剂压缩机“惯性运行”。

在无驱动的状态期间，压缩机构和驱动单元只基于它们在断开时间点具有的动能以及惯性进行旋转。因此，压缩机构和驱动单元可以说不受控地旋转并且它们的旋转速度特性或者转速特性取决于作用在压缩机构上的载荷力矩。载荷力矩导致无驱动地旋转的制冷剂压缩机的旋转速度或者转速减小，因此压缩机构的动能越来越小，直至所述动能取决于制冷剂循环中的压力关系地可能不再足够克服载荷力矩。

在此，特别有问题的是以下情况，即在压缩机构/驱动单元的动能不再足够克服载荷力矩时，活塞恰恰处于压缩阶段中，压缩机构的活塞再次被往回压向下部止点的方向，其中，压缩机构的旋转方向因此倒转。换而言之，动能不再足够用于完成压缩阶段并且将被压缩的制冷剂推出，因此被压缩的制冷剂在气缸中反膨胀并且由此将活塞往回压向下部止点的方向。

与旋转方向倒转相关联的是附加的、作用在压缩机构上的停止冲击(anhalteruck)，所述停止冲击将压缩机构/驱动单元压入弹簧元件中并且使其附加地偏移。

如上文已经描述的那样，在停止过程中没有积极的运行扭矩反作用于载荷力矩，恰恰在该停止过程期间，由于旋转方向倒转产生的停止冲击决定性地对弹簧元件的偏移做出贡献，因此压缩机构/驱动单元撞击在壳体壁上并且因此引起不期望的噪声发射的概率明显提高。这种效应基本上由动量守恒定律形成，按照所述动量守恒定律，停止冲击通过驱动单元的相反偏移补偿。尤其对于具有减小的惯性力矩的驱动单元、例如无刷的直流电机(brushlessdcmotoren)，相同的停止冲击导致相应更大的偏移。

由现有技术已知，通过施加制动力矩终止无驱动的阶段并且由此至少避免制冷剂压缩机和停止冲击的回击。具体地说，由ep2669519a1和由此分支的de202012013046u1已知，在断开时间点之后当低于特定转速时，借助制动力矩将无驱动地旋转的压缩机构/驱动单元制动。为此必要的是，在断开时间点之后连续地监测无驱动地旋转的压缩机构的转速并且在达到定义的、无论如何必须还足够用于克服迄今的载荷力矩的转速时，借助施加在压缩机构上的制动力矩主动地制动压缩机构。

现有技术的缺点表现为，主动的制动过程不利地影响制冷剂压缩机的能量效率，因为在每个停止过程中必须施加制动能量。作为对此的补充，在相对较高的转速时已经施加制动力矩，这在能量方面是不利的并且此外也引起了附加的发声。

本发明的技术问题

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种系统，其具有制冷剂压缩机、优选是往复活塞式制冷剂压缩机，和用于制冷剂压缩机的电子控制装置，以及提供一种用于运行制冷剂压缩机、优选是往复活塞式制冷剂压缩机的方法，所述系统和方法可靠地防止停止冲击的出现，而为此不需要主动地施加制动力矩，由此在能量效率和发声方面实现制冷剂压缩机的优化运行。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的核心是，不使停止过程的主要参数处于随机状态，而是这样调节所述参数，使得在驱动单元断开之后在压缩机构惯性运行时尽可能不出现停止冲击，方式为使压缩机构在抽吸阶段中静止。由此排除了开始另外的压缩阶段并且因此形成停止冲击的可能性。具体地，系统包括制冷剂压缩机和用于所述制冷剂压缩机的电子控制装置，所述制冷剂压缩机至少包括

驱动单元，

与驱动单元的转子有效连接的压缩机构，所述压缩机构具有至少一个能够在气缸体的气缸中来回运动的、能够通过曲轴驱动的活塞，以便循环地在抽吸阶段期间将制冷剂吸入气缸中并且在抽吸阶段之后的压缩阶段期间在气缸中压缩制冷剂，

其中，电子控制装置设置用于，

采集并且控制和/或调节曲轴的转速，

至少近似地采集活塞的活塞位置，

在所述系统中按照本发明规定，所述电子控制装置设置用于，

在驱动单元断开时确定与用于执行曲轴旋转所需的能量成比例的能量评估参量差，

针对测量转速确定与所述测量转速时的旋转能量成比例的能量评估参量以及在驱动单元断开时直至压缩机构静止所剩余的曲轴旋转的数量，

检验在参考活塞位置中在驱动单元断开时所剩余的曲轴旋转是否能够使得压缩机构停止在其抽吸阶段中，

必要时接通驱动单元并且在考虑能量评估参量差的情况下确定断开转速，在所述断开转速时应在参考活塞位置中断开驱动单元以使压缩机构在抽吸阶段中静止，并且在断开转速时断开驱动单元，

或者必要时接通驱动单元并且以可预设的极限转速运行驱动单元，并且在考虑能量评估参量差的情况下确定断开活塞位置(或者说断开驱动单元对应的活塞位置)并且在极限转速时和断开活塞位置中断开驱动单元。

类似地，在用于运行制冷剂压缩机的方法中，所述制冷剂压缩机具有驱动单元、能够借助驱动单元驱动的压缩机构，所述压缩机构包括活塞以及通过连杆与活塞连接的曲轴，

按照本发明规定，所述方法包括以下步骤：

在驱动单元断开时，确定与用于执行曲轴旋转所需的能量成比例的能量评估参量差，

针对测量转速，确定与所述测量转速时的旋转能量成比例的能量评估参量，并且计算在驱动单元断开时直至压缩机构静止所剩余的曲轴旋转的数量，

检验在参考活塞位置中在驱动单元断开时所剩余的曲轴旋转是否能够使得压缩机构停止在其抽吸阶段中，

必要时接通驱动单元并且在考虑能量评估参量差的情况下确定断开转速，在所述断开转速时应在参考活塞位置中断开驱动单元以使压缩机构在抽吸阶段中静止，并且在断开转速时断开驱动单元，

或者必要时接通驱动单元并且以可预设的极限转速运行驱动单元，并且在考虑能量评估参量差的情况下确定断开活塞位置并且在极限转速时和断开活塞位置中断开驱动单元。

对转速的采集原则上不排除的是，也可以采集旋转速度。

活塞位置应该清楚地理解为当前的活塞位置，其尤其能够作为曲轴旋转位置以角度给出，其中，例如可以将活塞的上部止点或者下部止点定义为0°。

“驱动单元断开”应该理解为，驱动单元不产生正的(即加速的)或者负的(即减速的)运行扭矩并且压缩机构无驱动地、也就是基于转子和压缩机构的惯性或者惯性力矩地继续运行或者惯性运行。在实践中，驱动单元在断开状态下未被供应电流或者运行。这当然不排除以下情况，即例如由于驱动单元中不可避免的摩擦，驱动单元在断开状态中在压缩机构上施加一定的负扭矩。

在旋转的压缩机构和转子中储存旋转能量。如果转子的惯性力矩相对于压缩机构的惯性力矩是可忽略的，则也可以说旋转能量基本上储存在压缩机构中。能量评估参量差是在惯性运行时每圈的曲轴旋转消耗多少所述旋转能量的量度。每圈曲轴旋转所消耗的旋转能量也可以称为旋转能量衰减。尤其是能量评估参量相对于旋转能量衰减处于确定的、不是必须已知的比例中就足够了。当然也可以考虑所述比例简单地是1:1的情况，也就是旋转能量衰减与能量评估参量差之间的比例系数简单地是1。因为惯性运行的过程迅速地进行(通常在1至2秒内)，所以在惯性运行期间，负载或者载荷力矩在实践中不会由于压力和温度改变。因此，可以至少在一阶近似中认为，能量评估参量差实际在整个惯性运行的过程期间，也就是直至压缩机构或者转子静止(如果压缩机构静止，则转子必然静止，并且反之亦然)，都是恒定的。

在某个、原则上任意的测量转速时的能量评估参量是在这个测量转速时的旋转能量有多大的量度。尤其是能量评估参量相对于旋转能量处于确定的、不是必须已知的比例中就足够了。与上述类似地，当然也可以考虑所述比例简单地是1:1的情况，也就是旋转能量与能量评估参量之间的比例系数简单地是1。

相应地，对于在所观察的测量转速时关断所述驱动单元的情况，能够通过简单地将相应的能量评估参量除以能量评估参量差，计算直至压缩机构静止所剩余的曲轴旋转的转数或者说数量。通过所述除法，省去了可能未知的、在(针对所述测量转速的)旋转能量之前和旋转衰减之前的比例系数。

“压缩机构停止在其抽吸阶段中”应该清楚地理解为压缩机构静止在其抽吸阶段中。

基于关于转数的信息，压缩机构可以通过接通和关断驱动单元这样运行并且惯性运行，使得压缩机构静止。在此，在关断时应该恰当地考虑相对于参考活塞位置来说进行关断所处的活塞位置。

可预设的极限转速例如可以是存储在控制装置的存储器中的或者可以在必要时被存储在该处。所述极限转速可以、但不是必须与断开转速具有相同的值。

因此，在按照本发明的系统的一种优选实施方式中规定，控制装置设置用于，

通过将曲轴的两圈相继的旋转时的能量评估参量相减，确定能量评估参量差，以便能够通过构成能量评估参量/能量评估参量差的商来确定，无驱动的压缩机构从所述测量转速和参考活塞位置出发还能够继续进行几圈旋转，其中，基于所求得的转数的小数部分能够确定，压缩机构是否会在抽吸阶段中还是会在压缩阶段中静止，

并且在应用除法并且考虑所求得的转数的小数部分的情况下，这样驱动压缩机构和这样断开驱动单元，使得压缩机构在抽吸阶段期间静止。

类似地，在按照本发明的方法的一种优选实施方式中规定，通过将曲轴的两圈相继的旋转时的能量评估参量相减，确定能量评估参量差，

通过构成能量评估参量/能量评估参量差的商来确定，无驱动的压缩机构从所述测量转速和参考活塞位置出发还能够继续进行几圈旋转，其中，基于所求得的转数的小数部分确定，压缩机构是否会在抽吸阶段中还是会在压缩阶段中静止，

在应用除法并且考虑所求得的转数的小数部分的情况下，这样驱动压缩机构和这样断开驱动单元，使得压缩机构在抽吸阶段期间静止。

在驱动单元关断并且压缩机构惯性运行时，能够以所述的方式特别简单并且迅速地确定能量评估参量差。通过考虑所求得的转数的小数部分，能够准确地设置压缩机构是否在抽吸阶段静止。

在按照本发明的系统的一种优选实施方式中规定，控制装置设置用于只在转速大于等于优选可预设的最小转速时断开驱动单元并且确定能量评估参量差。类似地在按照本发明的方法的一种优选实施方式中规定，只在转速大于等于优选可预设的最小转速时断开驱动单元并且确定能量评估参量差。尤其能够以这种方式确保在断开之后还可以旋转两圈，因此可以可靠地并且准确地确定能量评估参量差。所述最小转速例如也可以是存储在控制装置的存储器中的或者被存储在存储器中。

在按照本发明的系统或者方法的一种优选实施方式中规定，所述参考活塞位置是活塞在气缸中的上部止点(ot)。上部止点是明确定义的并且因此特别好地适合作为参考活塞位置。

在按照本发明的系统的一种优选实施方式中规定，所述电子控制装置设置用于这样驱动压缩机构，从而达到断开转速(ω断开)，并且在断开转速和参考活塞位置中断开驱动单元，其中，确定断开转速，方式为

在用作测量转速的确定转速(ωb)时确定能量评估参量，所述确定转速优选存在于为了确定能量评估参量差而被断开的驱动单元中，

通过除法计算转数：n＝e(ωb)/w，

计算适配的转数(n’)，方式为将转数取整为下个更大的整数并且接下来加上处于0和1之间的匹配数，并且

除了恒定系数(c)之外，将断开转速计算为适配的转数与能量评估参量差的乘积的根：

ω断开＝c*(n’*w)^0.5。

类似地在按照本发明的方法的一种优选实施方式中规定，这样驱动压缩机构，从而达到断开转速(ω断开)，并且在断开转速和参考活塞位置中断开驱动单元，其中，确定断开转速，方式为

在用作测量转速的确定转速(ωb)时确定能量评估参量，所述确定转速优选存在于为了确定能量评估参量差而被断开的驱动单元中，

通过除法计算转数：n＝e(ωb)/w，

计算适配的转数(n’)，方式为将转数取整为下个更大的整数并且接下来加上处于0和1之间的匹配数，并且

除了恒定系数(c)之外，将断开转速计算为适配的转数与能量评估参量差的乘积的根：

ω断开＝c*(n’*w)^0.5。

通过加上匹配数确保了，适配的转数的小数部分使得压缩机构相对于参考活塞位置可靠地在抽吸阶段中静止。也就是当压缩机构静止时，活塞位置充分地处于上部止点之后并且充分地处于压缩阶段之前、优选处于下部止点之前。

在按照本发明的系统或者方法的一种特别优选的实施方式中规定，确定转速处于500min^-1至1500min^-1、优选800min^-1至1200min^-1的范围内。由此确保了，确定转速处于压缩机的最低运行转速以上并且相应地可以可靠和准确地确定能量评估参量差。

上述恒定的系数c相应地取决于如何计算能量评估参量e(ω)。如果简单地使用e(ω)＝ω²计算能量评估参量，则c＝1。相应地，在按照本发明的系统的一种优选的实施方式中规定，所述电子控制装置设置用于通过求测量转速的平方确定针对所述测量转速的能量评估参量。类似地在按照本发明的方法的一种优选的实施方式中规定，所述电子控制装置设置用于通过求测量转速的平方确定针对所述测量转速的能量评估参量。

在按照本发明的系统的一种优选的实施方式中规定，所述电子控制装置设置用于这样驱动压缩机构，从而达到极限转速(ω极限)，并且在所述极限转速和断开活塞位置中断开所述驱动单元，其中，确定断开活塞位置，方式为在极限转速时确定能量评估参量，

通过除法计算转数：n＝e(ω极限)/w，

确定转数的小数部分，

确定适配的小数部分，方式为从转数的小数部分中减去0和1之间的匹配数，

将适配的小数部分换算为活塞位置并且从参考活塞位置中减去所述活塞位置。

类似地在按照本发明的方法的一种优选实施方式中规定，这样驱动压缩机构，从而达到极限转速(ω极限)，并且在所述极限转速和断开活塞位置中断开所述驱动单元，其中，确定断开活塞位置，方式为

在极限转速时确定能量评估参量，

通过除法计算转数：n＝e(ω极限)/w，

确定转数的小数部分，

确定适配的小数部分，方式为从转数的小数部分中减去0和1之间的匹配数，

将适配的小数部分换算为活塞位置并且从参考活塞位置中减去所述活塞位置。

在这种变型方案中，借助驱动单元在一定程度上固定地以可预设的或者被预设的极限转速驱动压缩机构。取代断开转速，确定适当的活塞位置、即断开活塞位置，在所述断开活塞位置中断开驱动单元，以便确保压缩机构在抽吸阶段中静止。

需要注意的是，最低转速必须大于极限转速。为了能够简单地确保这点，在按照本发明的系统或者方法的一种特别优选的实施方式中规定，极限转速处于500min^-1至1500min^-1、优选800min^-1至1200min^-1的范围内。

在按照本发明的系统的一种优选实施方式中规定，所述电子控制装置设置用于，

a)断开驱动单元并且

b)在驱动单元断开时

b1)确定能量评估参量差，

b2)针对随即存在的、用作测量转速的惯性转速(ω惯性)确定能量评估参量(e(ω惯性))，

b3)通过除法计算转数(n)：n＝e(ω惯性)/w，

b4)并且将转数的小数部分与0和1之间的匹配数进行比较并且

c)如果小数部分大于匹配数，则只在曲轴的完整旋转的一部分的时长中驱动压缩机构。

类似地在按照本发明的方法的一种优选实施方式中规定，

a)断开驱动单元并且

b)在驱动单元断开时

b1)确定能量评估参量差，

b2)针对随即存在的、用作测量转速的惯性转速(ω惯性)确定能量评估参量(e(ω惯性))，

b3)通过除法计算转数(n)：n＝e(ω惯性)/w，

b4)并且将转数的小数部分与0和1之间的匹配数进行比较并且

c)如果小数部分大于匹配数，则只在曲轴的完整旋转的一部分的时长中驱动压缩机构。

简化地说，在这种变型方案中，在惯性运行期间首先确定压缩机构是否会在抽吸阶段静止(通过将针对当前存在的惯性转速确定的转数的小数部分与匹配数相比较)。如果压缩机构将不会或者不会足够可靠地在抽吸阶段中静止，则略微地“推动”压缩机构，以便确保压缩机构在抽吸阶段中停止。所述的推动通过以下方式实现，即，只在完整的曲轴旋转的时长的一部分中驱动压缩机构，这又通过相应较短地接通驱动单元实现。

可以想到的是，一次的推动不足以将旋转能量提高这样的程度和/或正好足够地提高旋转能量，使得惯性运行的压缩机构在抽吸阶段中静止。因此在按照本发明的系统的一种特别优选的实施方式中规定，所述电子控制装置设置用于至少迭代地重复步骤b2)、b3)、b4)和c)。类似地在按照本发明的方法的一种特别优选的实施方式中规定，至少迭代地重复步骤b2)、b3)、b4)和c)。

也就是一直重复所述步骤，直至确保惯性运行的压缩机构在抽吸阶段中静止，这在步骤c)中确定。换而言之，在步骤c)中决定是否执行另外的迭代。

在此，理论上也可以考虑重复步骤b1)，但这在实践中通常不是必要的，因为能量评估参量差至少是近似恒定的。

在按照本发明的系统或者方法的一种特别优选的实施方式中规定，惯性转速处于500min^-1至1500min^-1、优选800min^-1至1200min^-1的范围内。对于这种惯性转速，可以通过推动非常准确地有针对性地提高旋转能量。相应地能够特别可靠地确保压缩机构在抽吸阶段中静止。

如已经阐述的那样，上部止点特别好地适合作为参考活塞位置。对于这种情况，在按照本发明的系统或者方法的一种优选的实施方式中规定，(相应的)匹配数在0.1至0.4、优选0.2至0.3的范围内，以便确保压缩机构在抽吸阶段中停止。这适用于所有三种上述的特殊情况，其中选择性地使用确定转速、极限转速或者惯性转速。

在按照本发明的系统的一种特别优选的实施方式中规定，控制装置设置用于这样确定能量评估参量差，从而针对在一系列多于两圈的相继的旋转中的各两圈相继的旋转时的转速确定多个能量评估参量差，并且由这些能量评估参量差形成平均值。类似地在按照本发明的方法的一种特别优选的实施方式中规定，这样确定能量评估参量差，从而针对在一系列多于两圈的相继的旋转中的各两圈相继的旋转时的转速确定多个能量评估参量差，并且由这些能量评估参量差形成平均值。通过所述的形成平均值，可以特别准确地确定能量评估参量差。转数的计算也相应地准确或者由此进一步地确保了压缩机构在抽吸阶段中静止。

附图说明

现在根据实施例详细阐述本发明。附图是示例性的并且尽管说明了发明构思，但无论如何不限制发明构思或者甚至封闭式地呈现发明构思。在附图中：

图1示出在按照现有技术的制冷剂循环中的往复活塞式制冷剂压缩机的示意图；

图2示出按照现有技术的压缩机构的示意图；

图3示出关于在按照现有技术的往复活塞式制冷剂压缩机中载荷力矩和运行扭矩随着曲轴角改变而变化的曲线图，其中，出于直观性原因，载荷力矩和运行扭矩的缩放比例是不同的；

图4示出具有按照本发明的系统的制冷剂压缩机的停止过程的转速变化曲线；

图5示出具有按照本发明的系统的第二实施方式的制冷剂压缩机的停止过程的转速变化曲线；

图6示出具有按照本发明的系统的第三实施方式的制冷剂压缩机的停止过程的转速变化曲线。

具体实施方式

图1示出了本身已知的冷却剂循环中的往复活塞式制冷剂压缩机1的示意图，所述往复活塞式制冷剂压缩机连接在电源12上并且通过电子控制装置13调节，所述冷却剂循环具有冷凝器2、节流装置3以及蒸发器4。制冷剂在蒸发器4中吸收来自冷却室的热量，由此使得冷却室冷却。蒸发的制冷剂通过往复活塞式制冷剂压缩机1的压缩机构5压缩到更高的温度并且进一步地在冷凝器2中又液化，以便最终经由节流装置3再次输入冷却室的蒸发器4中。

在图1中，制冷剂压缩机1的电子控制装置13与冰箱15的电子控制装置14通信。然而，这种通信可能性并不被视为对于本发明重要的，因为也可以考虑的是，所述电子控制装置13与本身不具有自有的电子控制装置、而是只具有调温器的冰箱15通信。

图2示出压缩机构5的示意图，所述压缩机构由借助驱动单元16驱动的曲轴6、连杆7以及可以在气缸体8中往复运动的活塞9组成。压缩机构5通过弹簧元件10支承在壳体11中，所述弹簧元件10应该承接并且补偿由压缩机构5和驱动单元16构成的单元的、由于曲轴6的旋转以及活塞9的运动出现的振荡。

由电子控制装置13控制的驱动单元16是转速可变的驱动单元16，通常是无刷的直流电机，其转速ω可以借助电子控制装置13调节。针对转速ω的调节必要的、对实际转速的采集通过检测在驱动单元16的电机绕组中感应产生的反向电压(感应反向电压)实现，因此不需要其它的传感器并且由此也检测了实际旋转速度。然而需要注意的是，按照本发明的电子控制装置13当然也可以与用于测量旋转速度或者测量转速的单独传感器、例如霍尔传感器共同工作。

在转速可变的往复活塞式制冷剂压缩机1的运行时间期间，基本上需要区分三个阶段：

-启动阶段，

-正常的受控的运行阶段，

-停止过程。

冰箱15的可以完全由冰箱15的使用者预选的冷却室温度(＝目标温度)构成了基础。如果以被冷却到目标温度的冷却室为出发点并且装载冰箱15或者打开冰箱门，则热空气流入冷却室中。冰箱15的电子控制装置14检测到冷却室温度升高并且将信号(通常是频率信号)发送至制冷剂压缩机1的电子控制装置13，通过所述信号通知所述电子控制装置13需要冷却功率，电子控制装置13接下来与其程序相应地控制和调节制冷剂压缩机1，以便(或多或少地)提供冷却功率。

在具体的示例中，制冷剂压缩机1的电子控制装置13启动制冷剂压缩机，以便压缩制冷剂并且从冷却室中吸热，并且再次达到目标温度。这种“开始运转”引入了启动阶段。在此，将制冷剂压缩机1、具体地其驱动单元16加速到确定的、由制冷剂压缩机1的电子控制装置13预设的转速ω。达到这个转速ω结束了所述启动阶段。在这个时间点，通常尚未达到目标温度。

随即制冷剂压缩机1过渡到正常的、受控的运行阶段中。只要接通制冷剂压缩机1或者以技术上的表述，只要通过压缩机构5向制冷剂输入能量并且制冷剂压缩机1的驱动单元16产生运行扭矩bm，则所述运行阶段持续。在这个正常的、受控的运行阶段期间，根据冷却室是否应该被抽取更多或者更少的热量，压缩机构5能够以不同的转速ω旋转。如果例如在这种正常的、受控的运行阶段期间打开冰箱15的门，则由于流入的热空气，冰箱15的电子控制装置14从制冷剂压缩机1请求更多的冷却功率，因此制冷剂压缩机1的电子控制装置13提高驱动单元16的并且因此压缩机构5的转速ω，以便能够将流入冷却室中的热量运走。

转速ω的提高与制冷剂压缩机1的提高的能量需求相关联。如果冰箱15的电子控制装置14识别出当前的冷却室温度接近目标温度，则冰箱15的电子控制装置14将相应的信号发送至制冷剂压缩机1的电子控制装置13，以便请求更少的冷却功率并且不要“过分超过”所述目标温度并且缓慢地接近所述目标温度。制冷剂压缩机1的电子控制装置13又基于这种要求降低驱动单元16/压缩机构5的转速ω。

如果冰箱15的电子控制装置14识别出，冷却室温度在此期间又升高了，例如因为冷却室被重新装载，则冰箱15的电子控制装置14又从制冷剂压缩机1的电子控制装置13请求更多的冷却功率，从而使所述电子控制装置13再次提高驱动单元16/压缩机构5的转速ω。

如果在相应持续的正常的、受控的运行阶段之后达到目标温度，则冰箱15的电子控制装置14将信号发送至制冷剂压缩机1的电子控制装置13，通过所述信号通知所述电子控制装置13达到了目标温度。制冷剂压缩机1的电子控制装置13接下来断开驱动单元16。驱动单元16的断开导致压缩机构5连同驱动单元16处于无驱动的状态并且只基于惯性继续旋转，直至转速ω或者旋转速度为0。用口语也可以说制冷剂压缩机1“惯性运行”。

在压缩机构5运行期间，出现由载荷力矩lm在压缩阶段期间施加在压缩机构5上的碰撞，所述碰撞随着每圈曲轴旋转重复并且在转速ω较小时可能与通过弹簧元件10形成的振荡系统的固有频率重合，由此提高了弹簧元件的偏移，使得可能在由压缩机构5与驱动单元16组成的单元和壳体11之间出现接触，由此产生不期望的发声。

此外，在停止过程期间、当驱动单元16不再产生正的或者负的运行扭矩bm时，压缩机构5的旋转方向可能倒转，由此在压缩机构5上施加附加的碰撞，所述碰撞同样导致弹簧元件10的不期望地较强程度的偏移，从而使得由于这个旋转方向的倒转也存在由压缩机构5和驱动单元16组成的单元与壳体11接触并且引起发声的风险。

总地来说可以确定的是，与制冷剂压缩机1处于启动阶段、正常的受控运行阶段还是停止过程中无关地，较小的转速ω总是隐藏着这样的风险，即通过弹簧元件10构成的振荡系统在其固有频率的范围内被激励并且由此在由压缩机构5和驱动单元16组成的单元与壳体11之间出现所述的、引起噪声的接触。

图3示出在由现有技术已知的往复活塞式制冷剂压缩机1的正常的受控运行阶段期间载荷力矩lm随着曲轴角φ改变而变化的曲线图(图3中的点划线)，所述往复活塞式制冷剂压缩机的驱动单元16以运行扭矩bm(图3中的虚线)驱动压缩机构5。在此假设曲轴6顺时针旋转。因此，旋转方向从0°(上部止点(ot))到360°(也是上部止点(ot))。此外需要说明的是，由于显示原因，载荷力矩lm和运行扭矩bm在图3中以不同的缩放比例示出。

如由所述曲线图可以看出的那样，在活塞9在压缩阶段中即将到达上部止点之前、即在约330°处，载荷力矩lm的值最大并且反作用于运行扭矩bm。在抽吸阶段开始时、即在本情况中约10°处，载荷力矩lm沿着与运行扭矩bm相同的旋转方向作用，也就是载荷力矩lm在抽吸阶段的这个区段(反膨胀阶段)中甚至支持压缩机构5的旋转。

为了防止停止冲击和因此造成的发声，而为此不必主动地施加制动力矩，按照本发明在由制冷剂压缩机1和所属的电子控制装置13组成的系统中规定，电子控制装置13设置用于执行按照本发明的用于运行制冷剂压缩机1的方法，即用于

-在驱动单元16断开时，确定与用于执行曲轴旋转所需的能量成比例的能量评估参量差w，

-针对测量转速ω，确定与所述测量转速ω时的旋转能量成比例的能量评估参量e(ω)以及在驱动单元16断开时直至压缩机构5静止所剩余的曲轴旋转的数量n，

-检验在参考活塞位置中在驱动单元16断开时所剩余的曲轴旋转n是否能够使得压缩机构5停止在其抽吸阶段中，

-必要时接通驱动单元16并且在考虑能量评估参量差w的情况下确定断开转速ω断开，在所述断开转速时应在参考活塞位置中断开驱动单元16以使压缩机构5在抽吸阶段中静止，并且在断开转速ω断开时断开驱动单元16，

-或者必要时接通驱动单元16并且以能够预设的极限转速ω极限运行驱动单元，并且在考虑能量评估参量差w的情况下确定断开活塞位置并且在极限转速ω极限时和断开活塞位置中断开驱动单元16。

以下根据转速ω关于时间t的曲线图详细地说明按照本发明的系统或者方法的三种实施变型方案。在此，控制装置13分别设置用于

-通过将曲轴6的两圈相继的旋转时的能量评估参量e(ω1)、e(ω2)相减，确定能量评估参量差w，以便能够通过构成商(或者说除法)n＝e(ω)/w来确定，无驱动的压缩机构5从所述测量转速ω和参考活塞位置出发还能够继续进行几圈旋转n，其中，基于所求得的转数n的小数部分能够确定，压缩机构5是否会在抽吸阶段中还是会在压缩阶段中静止，

-并且在应用除法并且考虑所求得的转数n的小数部分的情况下，这样驱动压缩机构5和这样断开驱动单元16，使得压缩机构5在抽吸阶段期间静止。

在所示实施例中，所述参考活塞位置是活塞9在气缸8中的上部止点(ot)。

此外，在所述实施例中，通过求测量转速ω的平方计算或者说确定针对所述测量转速ω的能量评估参量e(ω)，也就是e(ω)＝ω²。

在第一实施变型方案中，所述电子控制装置13设置用于这样驱动压缩机构5，从而达到断开转速ω断开，并且在断开转速ω断开和参考活塞位置中断开驱动单元16，其中，确定断开转速ω断开，方式为

-在用作测量转速的确定转速ωb时确定能量评估参量e(ωb)，所述确定转速存在于为了确定能量评估参量差w而被断开的驱动单元16中，

-通过除法计算转数n：n＝e(ωb)/w，

-计算适配的转数n’，方式为将转数n取整为下个更大的整数并且接下来加上处于0.1至0.4、优选0.2至0.3范围内的匹配数，并且

-作为适配的转数n’与能量评估参量差w的乘积的根，计算断开转速ω断开：

ω断开＝(n’*w)^0.5。

图4示出针对以下应用情况的、转速ω关于时间t所形成的曲线图，在所述应用情况中，制冷剂压缩机1首先以确定的转速ω0、例如2000分钟^-1运行。为了确定能量评估参量差w，断开驱动单元16，因此压缩机构5无驱动地继续运行。现在在以转速ω1和ω2的两圈相继的曲轴旋转时计算配属的能量评估参量：e(ω1)＝ω1²并且e(ω2)＝ω2²。

或者立即得到能量评估参量差w＝ω1²-ω2²。

压缩机构继续惯性运行，直至达到确定转速ωb，在所述确定转速时，借助接通的驱动单元16运行压缩机构5并且计算能量评估参量e(ωb)＝ωb²。

随即计算转数n＝ωb²/(ω1²-ω2²)或者适配的转数n’并且与以上公式相应地计算断开转速ω断开，所述断开转速在图4所示的示例中大于确定转速ωb。相应地在图4中可以看出，压缩机构5借助驱动单元16加速到断开转速ω断开。当调节形成断开转速时，一旦到达参考活塞位置(ot)，则断开驱动单元16。压缩机构5随即惯性运行直至转速为零并且在抽吸阶段中静止。

在第二实施变型方案中，控制装置13设置用于，

a)断开驱动单元16并且

b)在驱动单元16断开时

b1)确定能量评估参量差w，

b2)针对随即存在的、用作测量转速的惯性转速ω惯性确定能量评估参量e(ω惯性)，

b3)通过除法计算转数n：n＝e(ω惯性)/w，

b4)并且将转数n的小数部分与处于0.1至0.4、优选0.2至0.3范围内的匹配数进行比较并且

c)如果小数部分大于匹配数，则只在曲轴6的完整旋转的一部分的时长中驱动压缩机构5。

图5示出又针对以下应用情况的转速ω相对于时间t的配属曲线图，在所述应用情况中，制冷剂压缩机1首先以确定的转速ω0、例如2000分钟^-1运行。为了确定能量评估参量差w，断开驱动单元16，因此压缩机构5无驱动地继续运行。现在在以转速ω1和ω2的两圈相继的曲轴旋转时计算配属的能量评估参量：e(ω1)＝ω1²并且e(ω2)＝ω2²。

或者立即得到能量评估参量差w＝ω1²-ω2²。这个计算在实践中即时地进行，因此现在存在的惯性转速ω惯性等于ω2，从而适用e(ω惯性)＝e(ω2)＝ω2²。现在可以计算转数n＝e(ω惯性)/w。

基于n的小数部分与匹配数的比较，在只进行了曲轴6的完整旋转的一部分的片刻接通驱动单元，以便在一定程度上“推动”压缩机构5。相应地，转速ω瞬时地略微提高(在图5中出于清楚的原因在未按比例显示的时间段上画出)。压缩机构5随即惯性运行直至转速为零并且在抽吸阶段中静止。

在第三实施变型方案中，所述电子控制装置13设置用于这样驱动压缩机构5，从而达到极限转速ω极限，并且在所述极限转速ω极限和断开活塞位置中断开所述驱动单元16，其中，确定断开活塞位置，方式为

-在极限转速ω极限时确定能量评估参量e(ω极限)，

-通过除法计算转数n：n＝e(ω极限)/w，

-确定转数n的小数部分，

-确定适配的小数部分，方式为从转数n的小数部分中减去处于0.1至0.4、优选0.2至0.3范围内的匹配数，

-将适配的小数部分换算为活塞位置并且从参考活塞位置(ot)中减去所述活塞位置。

图6示出针对以下应用情况的转速ω关于时间t所形成的曲线图，在所述应用情况中，制冷剂压缩机1首先以确定的转速ω0、例如2000分钟^-1运行。为了确定能量评估参量差w，断开驱动单元16，因此压缩机构5无驱动地继续运行。现在在以转速ω1和ω2的两圈相继的曲轴旋转时计算配属的能量评估参量：e(ω1)＝ω1²并且e(ω2)＝ω2²。

或者立即得到能量评估参量差w＝ω1²-ω2²。此外如上所述地，确定转数n或者转数的小数部分并且通过从小数部分中减去匹配数确定活塞位置，将所述活塞位置从参考活塞位置中减去，以便得到断开活塞位置。

与在图4中所示的第一实施变型方案的情况不同，现在压缩机构5惯性运行至极限转速ω极限，并且随即借助驱动单元16保持在极限转速ω极限。但是当然也可以考虑的是，在确定能量评估参量差w之后，通过接通的驱动装置16运行压缩机构5直至极限转速ω极限并且保持在所述极限转速处。然而，在所述极限转速ω极限处的保持非常短地或者只有片刻那么长地进行，这在图6中出于清楚的原因夸张地示出，即一直进行直至到达断开活塞位置。一旦到达断开活塞位置，则最终断开驱动单元16，并且压缩机构5惯性运行至静止，其中，压缩机构5在抽吸阶段中静止。

附图标记清单

1制冷剂压缩机

2冷凝器

3节流装置

4蒸发器

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冰箱的电子控制装置

15冰箱

16驱动单元

bm运行扭矩

lm载荷力矩

φ曲轴角或者旋转角

t时间

e能量评估参量

w能量评估参量差

ω(测量)转速

n转数

n’适配的转数

ω断开断开转速

ω极限极限转速

ωb确定转速

ω惯性惯性转速