CN108019550A - 电动阀控制装置及具备其的电动阀装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种电动阀控制装置及具备其的电动阀装置，该电动阀控制装置能够在再接入电源或从休眠模式恢复时减少空调设备等的待机时间，从而能够防止电动阀的控制开始的延迟。在从外部接收到电源切断信号或休眠转移信号后，将使电动阀(9)的动作停止的状态(当前)的阀开度信息存储到EEPROM(非易失性的存储部)(11c)，该电源切断信号对电动阀(9)的电源切断进行预告，该休眠转移信号对向休眠模式的转移进行预告。在电源再接入时或从休眠模式恢复时，从EEPROM(11c)读取存储于EEPROM(11c)的当前(最近的)阀开度信息，并再次开始电动阀(9)的控制。

Description

电动阀控制装置及具备其的电动阀装置
技术领域
本发明涉及一种电动阀控制装置及具备其的电动阀装置，尤其涉及一种在电源再接入时能够迅速地再次开始控制的电动阀控制装置及具备其的电动阀装置。
背景技术
以往，已知一种在室内空调、车辆空调、制冷/冷藏设备、冷却器等制冷循环中使用，例如降低高压制冷剂液的压力，将制冷剂向低压的蒸发器输送并且进行制冷剂的流量调节等的电动阀(例如通过步进电机驱动阀芯从而控制阀开度的类型的电动阀)(例如参照下述专利文献1)。
在这种电动阀中的例如被以开环的方式控制且不使用位置检测元件等而不能检测绝对位置(实际的位置)的电动阀等中，在例如电源接入时、从休眠模式恢复时等的控制开始时，不清楚当前阀开度，因此有时需要进行被称为“初始化(也称为设定基点位置、设定原点位置)”的动作，“初始化”是在控制脉冲范围(例如500脉冲)以上(例如700脉冲以上)进行闭阀动作或/及开阀动作等，并将该位置作为控制的基准位置的动作。并且，该初始化为了旋紧而在控制脉冲范围以上动作，因此在例如控制范围为0～500脉冲、励磁速度为80pps(1秒80脉冲的速度)的电动阀中，需要700÷80＝8.75秒以上的时间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-356278号公报
在这种电动阀中，当突然切断电源或转移到休眠模式时，如上所述，会导致不清楚阀开度的当前位置，因此在再接入电源时或从休眠模式恢复时有必要实施所述初始化而知晓基准位置，会产生如下问题：到恢复回通常动作为止花费时间，空调设备等的动作开始产生延迟。并且，还会产生因初始化动作而消耗额外能量的问题。并且，虽然在每次初始化时也会产生闭阀动作或/及开阀动作、旋紧，但电动阀为机械部件，机械性的动作寿命是固定的，因此当初始化(次数)增多时，也会有电动阀的寿命缩短的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种电动阀控制装置及具备其的电动阀装置，能够减少在再接入电源时或从休眠模式恢复时空调设备等的待机时间，从而能够防止电动阀的控制开始的延迟。
为了解决上述问题，本发明所涉及的电动阀控制装置从外部接收电源供给并控制电动阀的阀开度，并且，在从外部接收电源切断信号或休眠转移信号后，将使所述电动阀的动作停止的状态的阀开度信息存储到非易失性的存储部，所述电源切断信号对所述电动阀的电源切断进行预告，所述休眠转移信号对向休眠模式的转移进行预告。
在优选的方式中，当将所述阀开度信息存储到所述非易失性的存储部时，所述电动阀控制装置将电源可切断信号或休眠转移许可信号向外部发送，所述电源可切断信号对成为可切断电源的状态进行通知，所述休眠转移许可信号对成为可向休眠模式转移的状态进行通知。
在另一优选的方式中，所述电动阀控制装置将存储所述阀开度信息的存储次数与所述阀开度信息一起存储到所述非易失性的存储部。
在更优选的方式中，当将所述阀开度信息及所述存储次数存储到所述非易失性的存储部时，所述电动阀控制装置将电源可切断信号或休眠转移许可信号向外部发送，所述电源可切断信号对成为可切断电源的状态进行通知，所述休眠转移许可信号对成为可向休眠模式转移的状态进行通知。
在更优选的方式中，在所述存储次数为规定的次数以上的情况下，所述电动阀控制装置将对此进行通知的告知信号向外部发送。
在其他优选的方式中，在再接入电源的情况下或从休眠模式恢复的情况下，所述电动阀控制装置基于存储于所述非易失性的存储部的阀开度信息而再次开始所述电动阀的控制。
在其他优选的方式中，在所述电动阀控制装置中，通过LIN通信或CAN通信来进行所述电源切断信号的接收、所述休眠转移信号的接收、所述电源可切断信号的发送以及所述休眠转移许可信号的发送。
另外，本发明所涉及的电动阀装置的特征在于，将所述电动阀控制装置与所述电动阀组装为一体。
另外，本发明所涉及的电动阀控制装置对电动阀的阀开度进行控制，其特征在于，在所述电动阀的电源切断前或向休眠模式转移前将所述电动阀的阀开度信息存储到非易失性的存储部。
发明效果
根据本发明，在从外部接收到电源切断信号或休眠转移信号后，将使电动阀的动作停止的状态(当前)的阀开度信息存储到非易失性的存储部，该电源切断信号对电动阀的电源切断进行预告，该休眠转移信号对向休眠模式的转移进行预告，因此，能够在可靠地存储阀开度信息之后切断电源或转移到休眠模式。因此，不会导致因突然切断电源或转移到休眠模式而不清楚当前位置的情况。
并且，在再接入电源时或从休眠模式恢复时，从非易失性的存储度读取存储于非易失性的存储部的阀开度信息而再次开始电动阀的控制，因此不需要初始化动作，能够立即开始动作，因此能够加快例如空调等的上位系统的动作开始。并且，也能够减少初始化所消耗的能量，因此在例如车辆空调等的情况下，有助于提高燃油经济性。并且，也节省了在初始化时产生的闭阀动作或/及开阀动作、旋紧，因此电动阀的动作寿命也变长。
并且，将阀开度信息存储到存储部，进一步，在存储次数超过规定的次数或为规定的次数以上的情况下，将告知信号向外部发送，接收信号的外部设备对该信息(信号)进行判断，能够进行例如该电动阀控制装置的更换时间等的管理。
并且，通过使用LIN通信或CAN通信，而能够在汽车空调等使用已有的车载LAN系统的收发信号线，因此无需安装新的信号线。或者，通过将电动阀控制装置与电动阀一体地组装为电动阀装置，能够实现电动阀装置的小型化。
附图说明
图1是本发明所涉及的电动阀控制装置及具备其的电动阀装置的系统框图。
图2是表示图1所示的电动阀控制装置所进行的电源切断时的控制的处理流程的流程图。
图3是表示图2所示的电动阀控制的处理流程的流程图。
图4是表示图1所示的电动阀装置所进行的休眠模式转移时的控制的处理流程的流程图。
符号说明
5 膨胀阀
8 步进电机
9 电动阀
11 电动阀控制装置
11a 调节器
11b 微型计算机
11c EEPROM(非易失性的存储部)
11d 步进电机驱动器
12 电动阀装置
14 信号收发线
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是，本发明所涉及的电动阀控制装置及具备其的电动阀装置的系统框图。另外，在以下的说明中，对将本发明所涉及的电动阀控制装置应用到在汽车空调中使用的制冷循环系统的流量控制用的膨胀阀的情况作为例子进行说明。
图示实施方式的电动阀装置12是电动阀9与电动阀控制装置11被一体地组装到未图示的框体内而形成的装置，电动阀9由膨胀阀5和步进电机8构成，膨胀阀5具备对流体(制冷剂)的流量进行控制的阀芯(未图示)，步进电机8对膨胀阀5的阀芯进行驱动，通过步进电机8旋转来调整膨胀阀5(电动阀9)的阀开度。
虽然省略图示，但例如在汽车空调中使用的制冷循环系统中，压缩机、冷凝器、所述电动阀9(的膨胀阀5)以及蒸发器经由配管依次连接，通过调整电动阀9(的膨胀阀5)的阀开度等，在该配管流动的制冷剂的流量被控制。
在电动阀控制装置11连接有电源(+Vb、GND)，并且连接有信号收发线14，该信号收发线14收发来自与外部连接的设备(例如系统的控制装置等的外部设备，在以下有时单纯称为外部)的信号。电动阀控制装置11通过由与信号收发线14连接的外部设备(例如系统的控制装置)发送来的信号而接收步进电机8的脉冲数、初始化信号等的命令，并控制电动阀9(膨胀阀5)的开度(阀开度)。
在来自外部的信号的收发中，例如有由通信产生的向串行接口的信号的收发(LIN通信、CAN通信等)；由模拟信号产生的向AD转换器的信号发送(DC4-20mA信号、DC0-5V信号等)；由数字信号产生的向I/O端口的信号收发(ON-OFF信号等)；由无线(Wi-Fi(注册商标)、蓝牙(注册商标)等)等产生的信号收发等，可以是任意方法，不作特别限定。在图1中，应用在汽车空调等中通常使用的车载LAN即LIN通信。因此，用于电动阀控制装置11的控制的后述的电源切断信号的接收、休眠转移信号的接收、电源可切断信号的发送以及休眠转移许可信号的发送通过LIN通信进行。如此，通过使用已有的车载LAN即LIN通信或CAN通信，而无需安装新的收发信号的信号线。3200
电动阀控制装置11基本上是将调节器11a、微型计算机11b、步进电机驱动器11d、EEPROM11c以及通信用IC11e(例如LIN收发器等)搭载于未图示的基板上而构成。调节器11a通过电源+Vb而产生在电动阀控制装置11的内部电路中使用的电源+Vc。微型计算机11b具备对控制步进电机8的旋转的程序等进行储存的ROM；进行储存于ROM的程序的执行、运算处理的CPU；对初始化动作的状况等程序的执行所必要的数据暂时进行存储的RAM；进行与周边电路的信号的收发、输入输出的I/O电路；测量中断处理等的时间的计时器；将模拟信号转换为数字值的A/D转换器等。步进电机驱动器11d基于来自微型计算机11b的驱动信号来控制电动阀9的步进电机8的旋转。EEPROM11c与微型计算机11b连接，并作为非易失性的存储部而对微型计算机11b的RAM数据中的即使电源被切断或转移到休眠模式也有必要保存的数据(例如，有关电动阀9的当前阀开度的阀开度信息、该阀开度信息的存储次数等)进行存储。通信用IC11e连接于信号收发线14与微型计算机11b之间，进行收发信号的电压电平的转换。
另外，电动阀控制装置11的具体结构不限定于上述结构，只要能够实施本发明，则可以是任意结构，例如也可以使图1的结构要素的两个以上以一芯片IC化的方式构成。
在本实施方式中，微型计算机11b一般基于控制信号来控制电动阀9(膨胀阀5)的阀开度，该控制信号经由信号收发线14而被从外部设备(例如系统的控制装置)发送，但在接收来自外部设备的对电源切断进行预先通知的电源切断信号或对向休眠模式的转移进行预先通知的休眠转移信号的情况下，使在例如动作中的电动阀9(膨胀阀5)的动作停止并执行将此时的(当前的)电动阀9的阀开度信息的向EEPROM11c的存储。并且，微型计算机11b将向EEPROM11c存储阀开度信息的存储次数与所述阀开度信息同时存储到该EEPRIM11c。
在此，阀开度信息是指与电动阀9的阀开度相关的信息，包含例如步进电机8的旋转位置、脉冲数、膨胀阀5(电动阀9)的阀芯位置等的信息。
考虑在每一次电动阀9的阀开度的变更时将该阀开度存储到EEPROM11c的方法，但对于EEPROM11c来说，一般有存储次数的限制，因此在本实施方式中，将存储的机会限定为仅在接收来自外部的电源切断信号或休眠转移信号时，从而限制向非易失性的存储部即EEPROM11c的存储次数。
并且，微型计算机11b在对向EEPROM11c存储的存储次数进行存储时与规定的次数(EEPROM11c等的非易失性的存储部所规定的极限次数等)进行比较，在存储次数超过规定的次数或为规定的次数以上的情况下，将对此进行通知的告知信号向外部设备发送。
到上述为止的电源切断或向休眠模式的转移的准备就绪之后，即，在将所述阀开度信息及所述存储次数存储到EEPROM11c或确认将所述通知信号向外部设备发送时，将对成为可切断电源的状态进行通知的电源可切断信号或对成为可向休眠模式转移的状态进行通知的休眠转移许可信号向外部设备发送。
外部设备在经由信号收发线14而从电动阀控制装置11接收所述电源可切断信号或休眠转移许可信号之后，切断电动阀控制装置11的电源。
在经由外部设备而再接入电源或从休眠模式恢复时，微型计算机11b从EEPROM11c读取在电源切断前或休眠模式转移前存储的电动阀9的阀开度(信息)，将该阀开度作为当前阀开度并再次开始通常的控制。
由此，到将当前阀开度信息存储到EEPROM11c结束为止，进行不执行电源切断或向休眠模式的转移的控制，因此能够可靠地将当前阀开度信息存储到EEPROM11c并能够限制非易失性的存储部即EEPROM11c的存储次数，另外，在电源的再接入时或从休眠模式恢复时，能够省略电动阀9的过度的初始化。
<电源切断时的控制>
图2表示流程图，该流程图表示图1所示的电动阀控制装置11(的微型计算机11b)所进行的电源切断时的控制的处理流程。
当经由外部设备而接入电源时，微型计算机11b从EEPROM11c读取在电源切断前存储的电动阀9的阀开度(信息)(步骤S11)，将该阀开度作为当前阀开度并实施通常的控制(步骤S12及步骤S13)。
在该通常的电动阀控制中，如图3所示，将经由信号收发线14而从外部设备发送来的目标阀开度与当前阀开度进行比较(步骤S21)，在它们不同的情况下(步骤S21：否)，使电动阀9动作而调整该电动阀9的阀开度(步骤S22)。
另外，微型计算机11b定期判断是否从外部接收到电源切断信号(步骤S14)，当在切断电源前从外部接收到电源切断信号时(步骤S14：是)，实施向EEPROM11c存储电动阀9的当前阀开度与EEPROM存储次数(将阀开度存储到EEPROM11c的存储次数)的存储(步骤S15)。并且，判断向EEPROM11c存储的存储次数是否为规定的次数以上(步骤S16)，在向EEPROM11c存储的存储次数为规定的次数以上的情况下(步骤S16：是)，将对此进行通知的告知信号向外部发送(步骤S17)。
微型计算机11b在上述那样的电源切断的准备就绪之后，将对成为可切断电源的状态进行通知(换言之，允许电源切断)的电源可切断信号向外部设备发送(步骤S18)。
然后，通过从微型计算机11b接收到所述电源可切断信号的外部设备来切断电动阀控制装置11的电源(步骤S19)。
另外，微型计算机11b在经由外部设备而再接入电源时，重复执行上述的步骤S11～S19。
如此，根据本实施方式的电动阀控制装置11，在从外部接收在实际的电源切断之前对电动阀9的电源切断进行预告的电源切断信号之后，将使电动阀9的动作停止的状态(当前)的阀开度信息存储到EEPROM(非易失性的存储部)11c，其后进行电源切断，因此能够将当前阀开度信息可靠地存储到EEPROM11c，不会引起突然切断电源而不知道现在位置的情况。并且，将阀开度信息存储到EEPROM11c的机会仅限定于从外部接收到电源切断信号的情况，因此，能够减少向EEPROM11c存储的存储次数，能够延长电动阀控制装置11的寿命。
并且，在再接入电源时从EEPROM11c读取存储于EEPROM11c的当前(最近的)阀开度信息并再次开始电动阀9的控制，因此，不需要初始化动作，能够立即开始动作，因此能够加快例如空调等的上位系统的动作开始。并且，也能够减少初始化所消耗的能量，因此在例如车辆空调等的情况下，有助于提高燃油经济性。并且，也节省了在初始化时产生的闭阀动作或/及开阀动作、旋紧，因此电动阀的动作寿命也变长。
并且，在将阀开度信息存储到EEPROM11c的存储次数超过规定的次数或为规定的次数以上的情况下，向外部发送告知信号，因此接收信号的外部设备对该信息(信号)进行判断，能够进行例如该电动阀控制装置11的更换时间等的管理。
<休眠模式转移时的控制>
在上述的实施方式的说明中，对电动阀控制装置所进行的电源切断时的控制进行了说明，但在以下，对将本发明应用于电动阀控制装置所进行的休眠模式转移时的控制的情况进行说明。另外，对于与电源切断时的控制相关的同上述实施方式相同的结构，附加相同的符号并省略说明。
在此，休眠模式是指虽然接入电源但通过限制或部分停止微型计算机11b的功能来进行省电的模式，在进入休眠模式时，有阀开度的现在位置不明的情况。例如，通过在不进行数据的收发的期间向休眠模式转移，并在检测到数据发送时从休眠模式恢复，从而能够实现省电化。
图4表示流程图，该流程图表示电动阀控制装置11(的微型计算机11b)所进行的休眠模式转移时的控制的处理流程。
当经由外部设备而接入电源或从休眠模式恢复时，微型计算机11b从EEPROM11c读取在电源切断前或休眠模式转移前存储的电动阀9的阀开度(信息)(步骤S111)，将该阀开度作为当前阀开度并实施通常的控制(步骤S112及步骤S113)。在通常的电动阀控制中，调整电动阀9的阀开度(图3的步骤S21及步骤S22)。
并且，微型计算机11b当接收到休眠转移信号时(步骤S114：是)，实施向EEPROM11c存储电动阀9的当前阀开度和EEPROM存储次数(将阀开度存储到EEPROM11c的存储次数)的存储(步骤S115)。并且，判断向EEPROM11c存储的存储次数是否为规定的次数以上(步骤S116)，在是规定的次数以上的情况下(步骤S116：是)，将对此进行通知的告知信号向外部发送(步骤S117)。
微型计算机11b在上述那样的向休眠模式的转移的准备就绪之后，将对成为可进行休眠模式转移的状态进行通知(换言之，允许休眠模式转移)的休眠转移许可信号向外部发送(步骤S118)。然后，通过从微型计算机11b接收到所述休眠转移许可信号的外部设备，电动阀控制装置11转移为休眠模式(步骤S119)。
另外，微型计算机11b在经由外部设备而从休眠模式恢复时，从EEPROM11c读取在休眠模式转移前存储的电动阀9的阀开度(信息)，将该阀开度作为当前阀开度并再次开始通常的控制，重复执行上述的步骤S111～S119。
如此，在将电动阀控制装置11的控制应用于休眠模式转移时的情况下，在从外部接收在休眠模式转移之前对电动阀9的休眠模式转移进行预告的休眠转移信号之后，将电动阀9的当前阀开度信息存储到EEPROM(非易失性的存储部)11c，其后转移到休眠模式，因此与应用到电源切断时的控制的情况相同，能够将当前阀开度信息可靠地存储到
EEPROM11c，无需为了在从休眠模式的恢复时从EEPROM11c读取现在位置而进行初始化。并且，将阀开度信息存储到EEPROM11c的机会仅限定于从外部接收了休眠转移信号的情况，因此，能够减少向EEPROM11c存储的存储次数。即，在将电动阀控制装置11的控制应用到休眠模式转移时的情况下也能够起到与应用到电源切断时的控制的情况相同的效果。并且显而易见，在能够将电动阀控制装置11应用于电源切断时的控制的装置中，同样能够应用于休眠模式转移时的控制。另外，电动阀控制装置11也可以任意进行电源切断时的控制和休眠模式转移时的控制。
另外，不仅是接收对向休眠模式的转移进行预告的休眠转移信号的情况，在接收向休眠模式转移的休眠信号的情况(例如，接收LIN通信中的Go-to-Sleep信号时、总线空闲状态持续四秒以上时等)下，也可以在休眠模式转移前将所述电动阀9的阀开度等的信息存储到EEPROM11c。在该情况下，电动阀控制装置11在将当前阀开度信息、EEPROM存储次数等存储到EEPROM11c之后转移到休眠模式，因此无需进行休眠转移信号的接收、休眠转移许可信号的发送，且显而易见，能够得到与将电动阀控制装置11的控制应用于休眠模式转移时的情况相同的效果，即无需为了在从休眠模式恢复时从EEPROM11c读取当前位置等而进行初始化。并且，在预先知道电动阀控制装置11被切断电源的情况下，无需进行电源切断信号的接收、电源可切断信号的发送，通过在电源切断前将当前阀开度信息、EEPROM存储次数存储到EEPROM11c而能够在电源再接入时从EEPROM11c读取当前位置，显然能够得到同样的效果。
另外，在上述实施方式中，例示了将电动阀控制装置11及电动阀装置12应用于在车辆空调中使用的制冷循环系统的膨胀阀5(电动阀9)的情况，但不限于膨胀阀5，显而易见，只要是具备流体的流入口及流出口、对经该流出口流出的流体的流量进行控制的阀芯以及驱动该阀芯的电机的电动阀，则能够应用本发明所涉及的电动阀控制装置11及电动阀装置12。
并且，在上述实施方式中，对将本发明应用于制冷循环的膨胀阀的例子进行了说明，但只要是用电机来驱动阀的电动阀就能够应用本发明，且显而易见，也能够应用于对制冷剂的流路进行开闭的截止阀、切换制冷剂的流路的切换阀(三通阀、四通阀等)。

Claims (9)

1.一种电动阀控制装置，从外部接受电源供给并控制电动阀的阀开度，其特征在于，
在从外部接收电源切断信号或休眠转移信号后，将使所述电动阀的动作停止的状态的阀开度信息存储到非易失性的存储部，所述电源切断信号对所述电动阀的电源切断进行预告，所述休眠转移信号对向休眠模式的转移进行预告。
2.根据权利要求1所述的电动阀装置，其特征在于，
当将所述阀开度信息存储到所述非易失性的存储部时，所述电动阀控制装置将电源可切断信号或休眠转移许可信号向外部发送，所述电源可切断信号对成为可切断电源的状态进行通知，所述休眠转移许可信号对成为可向休眠模式转移的状态进行通知。
3.根据权利要求1所述的电动阀装置，其特征在于，
所述电动阀控制装置将存储所述阀开度信息的存储次数与所述阀开度信息一起存储到所述非易失性的存储部。
4.根据权利要求3所述的电动阀装置，其特征在于，
当将所述阀开度信息及所述存储次数存储到所述非易失性的存储部时，所述电动阀控制装置将电源可切断信号或休眠转移许可信号向外部发送，所述电源可切断信号对成为可切断电源的状态进行通知，所述休眠转移许可信号对成为可向休眠模式转移的状态进行通知。
5.根据权利要求3所述的电动阀装置，其特征在于，
在所述存储次数为规定的次数以上的情况下，所述电动阀控制装置将对此进行通知的告知信号向外部发送。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电动阀装置，其特征在于，
在再接入电源的情况下或从休眠模式恢复的情况下，所述电动阀控制装置基于存储于所述非易失性的存储部的阀开度信息而再次开始所述电动阀的控制。
7.根据权利要求2所述的电动阀装置，其特征在于，
在所述电动阀控制装置中，通过LIN通信或CAN通信来进行所述电源切断信号的接收、所述休眠转移信号的接收、所述电源可切断信号的发送以及所述休眠转移许可信号的发送。
8.一种电动阀装置，其特征在于，
将权利要求1～7中任一项所述的电动阀控制装置与所述电动阀组装为一体。
9.一种电动阀控制装置，对电动阀的阀开度进行控制，其特征在于，
在所述电动阀的电源切断前或向休眠模式转移前将所述电动阀的阀开度信息存储到非易失性的存储部。
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