JP2022171289A - Motor valve controller and motor valve control program - Google Patents

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Tomohiro Yuasa
真司 佐伯
Shinji Saeki
靖明 金子
Yasuaki Kaneko
亮直 水嶋
Akinao Mizushima
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Abstract

To detect step-out in a stepping motor used in a motor valve.SOLUTION: A motor valve controller comprises: a stepping motor that rotates a rotor; a rotation instruction unit that is connected to a motor valve having a mechanism for changing the rotary motion of the rotor into the axial motion of a valve body and a sensor for measuring an angle of the rotor, and instructs the stepping motor to indicate the angle; a rotation detection unit that acquires the angle of the rotor from the sensor; and a step-out detection unit that determines a step-out when the difference between the rotor angle and the angle instructed to the stepping motor deviates from a reference range.SELECTED DRAWING: Figure 13

Description

本発明は電動弁に関し、特にロータの制御方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrically operated valve, and more particularly to a rotor control method.

自動車用空調装置は、一般に、圧縮機、凝縮器、膨張装置、蒸発器等を冷凍サイクルに配置して構成される。冷凍サイクルには、膨張装置としての膨張弁など、冷媒の流れを制御するために各種制御弁が設けられている。近年の電気自動車等の普及に伴い、駆動部としてモータを備える電動弁が広く採用されつつある。 An automobile air conditioner is generally configured by arranging a compressor, a condenser, an expansion device, an evaporator, etc. in a refrigeration cycle. A refrigerating cycle is provided with various control valves, such as an expansion valve as an expansion device, for controlling the flow of refrigerant. 2. Description of the Related Art With the recent spread of electric vehicles and the like, electrically operated valves having a motor as a drive unit are being widely used.

このような電動弁として、弁開度を検出するための磁気センサを備えるものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。ロータとともに回転する作動ロッドの一端に弁体が設けられ、他端にマグネット(センサマグネット)が設けられる。そのセンサマグネットと軸線方向に対向するように磁気センサが設けられる。ロータの回転運動は、ねじ送り機構により弁体の軸線運動に変換される。ロータの回転に伴う磁束の変化を磁気センサで捉えることによりセンサマグネットの回転角度ひいては弁体の軸線方向位置を検出でき、弁開度を算出できる。 As such an electric valve, there is known one that includes a magnetic sensor for detecting the degree of opening of the valve (see Patent Document 1, for example). A valve body is provided at one end of an operating rod that rotates with the rotor, and a magnet (sensor magnet) is provided at the other end. A magnetic sensor is provided so as to face the sensor magnet in the axial direction. Rotational motion of the rotor is converted into axial motion of the valve body by the screw feed mechanism. By capturing the change in magnetic flux accompanying the rotation of the rotor with a magnetic sensor, the rotation angle of the sensor magnet and thus the axial position of the valve body can be detected, and the valve opening can be calculated.

電動弁内において上下動する弁体には、制御の基準となる基準位置が設定される。ロータが弁閉方向への回転を続けて「原点」ともよばれる基準位置に至ったとき、ロータはストッパにより回転を規制される(たとえば、特許文献2参照)。 A reference position, which serves as a control reference, is set for the valve body that moves up and down in the electric valve. When the rotor continues to rotate in the valve closing direction and reaches a reference position also called an "origin", the rotation of the rotor is restricted by a stopper (see Patent Document 2, for example).

特開2018-135908号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-135908 特開2020-204344号公報JP 2020-204344 A

ロータを回転させるために用いられるステッピングモータは、ときに脱調することがある。脱調とは、急な速度の変化や過負荷が原因となって、ステッピングモータにおける回転誘導が損なわれる現象のことである。脱調が生じると、正常にロータを回転させることができなくなる。したがって、電動弁としての動作を保証するためには、ステッピングモータにおける脱調を正しく検出して外部装置に通知する必要がある。 Stepper motors used to rotate the rotor can sometimes get out of step. Loss of synchronism is a phenomenon in which rotation induction in a stepping motor is lost due to sudden speed change or overload. When step-out occurs, the rotor cannot be rotated normally. Therefore, in order to guarantee the operation of the motor-operated valve, it is necessary to correctly detect stepping out of the stepping motor and notify the external device.

従来技術として、ステッピングモータに印加する電流を監視して、脱調時に生じる誘導起電力の変化を検出した場合に、脱調したと判定する方法が知られている。但し、この方法では、明らかな誘導起電力の変化が生じない場合に脱調を見逃すという問題がある。また、特許文献1の場合、磁気センサで回転角度を検出することは可能であるが、その回転角度が脱調によって生じているものであるか否かは検出されない。 As a conventional technique, there is known a method of monitoring the current applied to the stepping motor and determining that the stepping motor has stepped out when a change in induced electromotive force that occurs at the time of stepping out is detected. However, with this method, there is a problem that step-out is overlooked when there is no obvious change in the induced electromotive force. Further, in the case of Patent Document 1, although it is possible to detect the rotation angle with a magnetic sensor, it is not detected whether or not the rotation angle is caused by step-out.

本発明の主たる目的は、電動弁に使用されるステッピングモータにおける脱調を検出する技術を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION A main object of the present invention is to provide a technique for detecting step-out in a stepping motor used in an electric valve.

本発明のある態様における電動弁制御装置は、ロータを回転させるステッピングモータと、ロータの回転運動を弁体の軸線運動に変化させる機構と、ロータの角度を計測するセンサとを有する電動弁に接続され、ステッピングモータに角度を指示する回転指示部と、センサからロータの角度を取得する回転検出部と、ロータの角度とステッピングモータに指示した角度との差が基準範囲を逸した状態のときに、脱調と判定する脱調検出部と、を備える。 A motor-operated valve control device according to one aspect of the present invention is connected to a motor-operated valve having a stepping motor that rotates a rotor, a mechanism that converts the rotary motion of the rotor into axial motion of a valve body, and a sensor that measures the angle of the rotor. When the difference between the rotor angle and the angle instructed to the stepping motor is out of the reference range , and a step-out detection unit for determining a step-out.

本発明のある態様における電動弁制御プログラムは、ロータを回転させるステッピングモータと、ロータの回転運動を弁体の軸線運動に変化させる機構と、ロータの角度を計測するセンサとを有する電動弁に接続されたコンピュータに、ステッピングモータに角度を指示する機能と、センサからロータの角度を取得する機能と、ロータの角度とステッピングモータに指示した角度との差が基準範囲を逸した状態のときに、脱調と判定する機能と、を発揮させる。 A motor-operated valve control program according to one aspect of the present invention is connected to a motor-operated valve having a stepping motor that rotates a rotor, a mechanism that changes the rotational motion of the rotor into axial motion of the valve body, and a sensor that measures the angle of the rotor. When the difference between the rotor angle and the angle instructed to the stepping motor is out of the reference range, and a function of determining out-of-step.

本発明によれば、電動弁に使用されるステッピングモータにおける脱調を検出できる。 According to the present invention, it is possible to detect step-out in a stepping motor used in an electric valve.

実施形態に係る電動弁を表す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an electrically operated valve according to an embodiment; FIG. ステータおよびその周辺の構成を表す図である。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a stator and its surroundings; ロータの構成を表す図である。It is a figure showing the structure of a rotor. 磁気センサとセンサマグネットおよびセンサマグネットから発生する磁力線の関係を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between a magnetic sensor, a sensor magnet, and magnetic lines of force generated from the sensor magnet; センサマグネットの平面図である。It is a top view of a sensor magnet. センサマグネットのセンサ値と感知角との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the sensor value of the sensor magnet and the sensing angle; 角度値(デューティー比)とステップの関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between an angle value (duty ratio) and steps. ロータの移動範囲の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of the movement range of the rotor; ステップと理想的なロータ角度の関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between steps and an ideal rotor angle; 駆動トルクの変化を示すグラフである。4 is a graph showing changes in drive torque; 各シーンにおけるステップ差の基準値と機械角差の基準値を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the reference value of the step difference and the reference value of the mechanical angle difference in each scene; 論理演算Zの真理値表を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a truth table of logical operation Z; 脱調と同調の判定例を示すグラフである。7 is a graph showing an example of determination of out-of-step and synchronization. 電動弁制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an electric valve control device. メイン処理過程を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a main processing process; メイン処理過程を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a main processing process; 各シーンの脱調判定処理過程を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a step-out determination process for each scene;

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, for the sake of convenience, the positional relationship of each structure may be expressed based on the illustrated state. Also, in the following embodiments and modifications thereof, substantially the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

図1は、実施形態に係る電動弁を表す断面図である。
電動弁1は、図示しない自動車用空調装置の冷凍サイクルに適用される。この冷凍サイクルには、循環する冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器、凝縮された冷媒を絞り膨張させて霧状に送出する膨張弁、霧状の冷媒を蒸発させてその蒸発潜熱により車室内の空気を冷却する蒸発器等が設けられている。電動弁1は、その冷凍サイクルの膨張弁として機能する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electrically operated valve according to an embodiment.
The motor-operated valve 1 is applied to a refrigerating cycle of an automotive air conditioner (not shown). This refrigeration cycle includes a compressor that compresses the circulating refrigerant, a condenser that condenses the compressed refrigerant, an expansion valve that throttles and expands the condensed refrigerant and delivers it in the form of mist, and an evaporator that evaporates the refrigerant in the form of mist. An evaporator or the like is provided to cool the air in the passenger compartment by the latent heat of evaporation. Motor operated valve 1 functions as an expansion valve for the refrigeration cycle.

電動弁1は、弁本体2とモータユニット3とを組み付けて構成される。弁本体2は、弁部を収容したボディ5を有する。ボディ5は、「バルブボディ」として機能する。ボディ5は、第1ボディ6と第2ボディ8とを同軸状に組み付けて構成される。第1ボディ6および第2ボディ8は、ともにステンレス鋼(以下「SUS」と表記する)からなる。第2ボディ8には弁座24が設けられるため、耐摩耗性に優れた材質が選定されている。第1ボディ6は第2ボディ8よりも溶接性に優れ、第2ボディ8は第1ボディ6よりも加工性に優れている。 A motor-operated valve 1 is configured by assembling a valve body 2 and a motor unit 3 . The valve main body 2 has a body 5 that accommodates a valve portion. The body 5 functions as a "valve body". The body 5 is configured by assembling a first body 6 and a second body 8 coaxially. Both the first body 6 and the second body 8 are made of stainless steel (hereinafter referred to as "SUS"). Since the valve seat 24 is provided in the second body 8, a material with excellent wear resistance is selected. The first body 6 has better weldability than the second body 8 , and the second body 8 has better workability than the first body 6 .

第1ボディ6は、外径が下方に向けて段階的に縮径する段付円筒状をなす。第1ボディ6の上端部の外径がやや縮径され、段差による係止部52が構成されている。第1ボディ6の下部外周面には、電動弁1を図示しない配管ボディに組み付けるための雄ねじ10が形成されている。なお、配管ボディには、凝縮器側から延びる配管や、蒸発器につながる配管などが接続されるが、その詳細については説明を省略する。第1ボディ6における雄ねじ10のやや上方の外周面には、環状溝からなるシール収容部12が形成され、シールリング14(Oリング)が嵌着されている。 The first body 6 has a stepped cylindrical shape whose outer diameter gradually decreases downward. The outer diameter of the upper end portion of the first body 6 is slightly reduced, and a locking portion 52 is formed by a step. A male thread 10 is formed on the lower outer peripheral surface of the first body 6 for assembling the electric valve 1 to a piping body (not shown). A pipe extending from the condenser side, a pipe leading to the evaporator, and the like are connected to the pipe body, but the details thereof will not be described. A seal accommodating portion 12 consisting of an annular groove is formed on the outer peripheral surface of the first body 6 slightly above the male thread 10, and a seal ring 14 (O-ring) is fitted.

第1ボディ6の下部には、円穴状の凹状嵌合部16が設けられている。第2ボディ8は有底円筒状をなし、その上部が凹状嵌合部16に圧入されている。第2ボディ8の下部外周面には環状溝からなるシール収容部18が形成され、シールリング20が嵌着されている。第2ボディ8の底部を軸線方向に貫通するように弁孔22が設けられ、その弁孔22の上端開口部に弁座24が形成されている。第2ボディ8の側部に入口ポート26が設けられ、下部に出口ポート28が設けられている。第1ボディ6および第2ボディ8の内方に弁室30が形成されている。入口ポート26と出口ポート28とは、弁室30を介して連通している。 A circular hole-shaped concave fitting portion 16 is provided in the lower portion of the first body 6 . The second body 8 has a cylindrical shape with a bottom, and its upper portion is press-fitted into the concave fitting portion 16 . A seal accommodating portion 18 consisting of an annular groove is formed in the lower outer peripheral surface of the second body 8, and a seal ring 20 is fitted therein. A valve hole 22 is provided so as to axially penetrate the bottom of the second body 8 , and a valve seat 24 is formed at the upper end opening of the valve hole 22 . An inlet port 26 is provided at the side of the second body 8 and an outlet port 28 is provided at the bottom. A valve chamber 30 is formed inside the first body 6 and the second body 8 . The inlet port 26 and the outlet port 28 communicate through the valve chamber 30 .

ボディ5の内方には、モータユニット3のロータ60から延びる作動ロッド32が挿通されている。作動ロッド32は、弁室30を貫通する。作動ロッド32は、非磁性金属からなる棒材を切削加工して得られ、その下部にニードル状の弁体34が一体に設けられている。弁体34が弁室30側から弁座24に着脱することにより弁部を開閉する。 An operating rod 32 extending from a rotor 60 of the motor unit 3 is inserted inside the body 5 . The operating rod 32 passes through the valve chamber 30 . The operating rod 32 is obtained by cutting a bar made of non-magnetic metal, and a needle-shaped valve element 34 is integrally provided in the lower part thereof. The valve portion is opened and closed by attaching and detaching the valve element 34 to and from the valve seat 24 from the valve chamber 30 side.

第1ボディ6の上部中央には、ガイド部材36が立設されている。ガイド部材36は、非磁性金属からなる管材を段付円筒状に切削加工して得られ、その軸線方向中央部の外周面に雄ねじ38が形成されている。ガイド部材36の下端部が大径となっており、その大径部40が第1ボディ6の上部中央に圧入され、同軸状に固定されている。ガイド部材36は、その内周面により作動ロッド32を軸線方向に摺動可能に支持する一方、その外周面によりロータ60の回転軸62を回転摺動可能に支持する。 A guide member 36 is erected at the center of the upper portion of the first body 6 . The guide member 36 is obtained by cutting a tubular member made of a non-magnetic metal into a stepped cylindrical shape, and has a male thread 38 formed on the outer peripheral surface of the central portion in the axial direction. The lower end portion of the guide member 36 has a large diameter, and the large diameter portion 40 is press-fitted into the upper center of the first body 6 and fixed coaxially. The guide member 36 slidably supports the operating rod 32 in the axial direction with its inner peripheral surface, and slidably supports the rotating shaft 62 of the rotor 60 with its outer peripheral surface.

作動ロッド32における弁体34のやや上方にばね受け42が設けられ、ガイド部材36の底部にもばね受け44が設けられている。ばね受け42,44間に、弁体34を閉弁方向に付勢するスプリング46(「付勢部材」として機能する)が介装されている。 A spring receiver 42 is provided on the operating rod 32 slightly above the valve body 34 , and a spring receiver 44 is also provided on the bottom of the guide member 36 . A spring 46 (functioning as a "biasing member") is interposed between the spring bearings 42 and 44 to bias the valve body 34 in the valve closing direction.

一方、モータユニット3は、ロータ60とステータ64とを含む三相ステッピングモータとして構成されている。モータユニット3は、有底円筒状のキャン66を有し、そのキャン66の内方にロータ60を配置し、外方にステータ64を配置して構成されている。キャン66は、弁体34およびその駆動機構が配置される空間を覆うとともにロータ60を内包する有底円筒状の部材であり、冷媒の圧力が作用する内方の圧力空間(内部空間)と作用しない外方の非圧力空間(外部空間)とを画定する。 On the other hand, the motor unit 3 is configured as a three-phase stepping motor including a rotor 60 and a stator 64. As shown in FIG. The motor unit 3 has a cylindrical can 66 with a bottom, the rotor 60 is arranged inside the can 66, and the stator 64 is arranged outside. The can 66 is a bottomed cylindrical member that covers the space in which the valve body 34 and its drive mechanism are arranged and that encloses the rotor 60. The can 66 acts as an inner pressure space (internal space) where the pressure of the refrigerant acts. and an outer non-pressure space (external space).

キャン66は、非磁性金属(本実施形態ではSUS)からなり、その下部が第1ボディ6の上端部に外挿されるようにして同軸状に組み付けられている。キャン66は、その下端が係止部52に係止されることによりその挿入量が規制される。キャン66の下端と第1ボディ6との境界に沿って全周溶接が施されることにより(図示略)、ボディ5とキャン66との固定およびシールが実現されている。ボディ5とキャン66とに囲まれた空間が、上記圧力空間を形成している。 The can 66 is made of a non-magnetic metal (SUS in this embodiment), and is coaxially attached to the upper end of the first body 6 so that its lower portion is externally inserted. The amount of insertion of the can 66 is restricted by locking the lower end of the can 66 with the locking portion 52 . The body 5 and the can 66 are fixed and sealed by all-around welding (not shown) along the boundary between the lower end of the can 66 and the first body 6 . A space surrounded by the body 5 and the can 66 forms the pressure space.

ステータ64は、積層コア70の内周部に複数の突極を等間隔に配置して構成される。積層コア70は、環状のコアが軸線方向に積層されて構成される。各突極には、コイル73(電磁コイル)が装着されたボビン74が組み付けられている。これらコイル73およびボビン74により「コイルユニット75」が構成される。本実施形態では、三相電流を供給するためのモータユニット3つのコイルユニット75が、積層コア70の中心軸に対して120度ごとに設けられている(詳細後述)。 The stator 64 is configured by arranging a plurality of salient poles at regular intervals on the inner peripheral portion of the laminated core 70 . The laminated core 70 is configured by laminating annular cores in the axial direction. A bobbin 74 with a coil 73 (electromagnetic coil) is attached to each salient pole. These coils 73 and bobbins 74 constitute a "coil unit 75". In this embodiment, three motor units 75 for supplying three-phase current are provided at intervals of 120 degrees with respect to the central axis of the laminated core 70 (details will be described later).

ステータ64は、モータユニット3のケース76と一体に設けられている。すなわち、ケース76は、耐食性を有する樹脂材の射出成形(「インサート成形」または「モールド成形」ともいう)により得られる。ステータ64は、その射出成形によるモールド樹脂によって被覆されている。ケース76は、そのモールド樹脂からなる。以下、ステータ64とケース76とのモールド成形品を「ステータユニット78」とも称する。 The stator 64 is provided integrally with the case 76 of the motor unit 3 . That is, the case 76 is obtained by injection molding (also referred to as “insert molding” or “molding”) of a corrosion-resistant resin material. The stator 64 is covered with molding resin obtained by injection molding. The case 76 is made of the mold resin. Hereinafter, the molded product of the stator 64 and the case 76 will also be referred to as a "stator unit 78".

ステータユニット78は、中空構造を有し、キャン66を同軸状に挿通しつつボディ5に組み付けられている。第1ボディ6における係止部52のやや下方の外周面には、環状溝からなるシール収容部80が形成され、シールリング82(Oリング)が嵌着されている。第1ボディ6の上部外周面とケース76の下部内周面とに間にシールリング82が介装されることにより、キャン66とステータ64との間隙への外部雰囲気(水など)の侵入が防止されている。 The stator unit 78 has a hollow structure and is attached to the body 5 while coaxially passing through the can 66 . A seal accommodating portion 80 consisting of an annular groove is formed on the outer peripheral surface slightly below the locking portion 52 of the first body 6, and a seal ring 82 (O-ring) is fitted. A seal ring 82 is interposed between the upper outer peripheral surface of the first body 6 and the lower inner peripheral surface of the case 76 to prevent the outside atmosphere (such as water) from entering the gap between the can 66 and the stator 64. is prevented.

ロータ60は、回転軸62に組み付けられた円筒状のロータコア102と、ロータコア102の外周面に設けられたロータマグネット104と、ロータコア102の上端面に設けられたセンサマグネット106を備える。ロータコア102は、回転軸62に組み付けられている。ロータマグネット104は、その周方向に複数極に磁化(着磁)されている。センサマグネット106も複数極に磁化(着磁)されている。ロータマグネット104およびセンサマグネット106は、ロータコア102に一体成型されたマグネット部に後工程で着磁して得られたものであるが、その詳細については後述する。 Rotor 60 includes a cylindrical rotor core 102 assembled to rotating shaft 62 , rotor magnets 104 provided on the outer peripheral surface of rotor core 102 , and sensor magnets 106 provided on the upper end surface of rotor core 102 . The rotor core 102 is attached to the rotating shaft 62 . The rotor magnet 104 is magnetized (magnetized) with a plurality of poles in its circumferential direction. The sensor magnet 106 is also magnetized (magnetized) with multiple poles. The rotor magnet 104 and the sensor magnet 106 are obtained by magnetizing a magnet portion integrally molded with the rotor core 102 in a post-process, the details of which will be described later.

回転軸62は、有底円筒状の円筒軸であり、その開口端を下にしてガイド部材36に外挿されている。回転軸62の下部内周面に雌ねじ108が形成され、ガイド部材36の雄ねじ38と噛合している。これらのねじ部によるねじ送り機構109によって、ロータ60の回転運動が作動ロッド32の軸線運動に変換される。それにより弁体34が軸線方向、つまり弁部の開閉方向に移動(昇降)する。 The rotary shaft 62 is a cylindrical shaft with a bottom, and is fitted around the guide member 36 with its open end facing downward. A female thread 108 is formed on the lower inner peripheral surface of the rotating shaft 62 and meshes with the male thread 38 of the guide member 36 . Rotational motion of the rotor 60 is converted into axial motion of the operating rod 32 by the screw feed mechanism 109 using these threaded portions. As a result, the valve body 34 is moved (lifted/lowered) in the axial direction, that is, in the opening/closing direction of the valve portion.

作動ロッド32の上部が縮径され、その縮径部110が回転軸62の底部112を貫通している。縮径部110の先端部には環状のストッパ114が固定されている。一方、縮径部110の基端と底部112との間には、作動ロッド32を下方(つまり閉弁方向)に付勢するスプリング116が介装されている。このような構成により、開弁時には、ストッパ114が底部112に係止される態様で作動ロッド32がロータ60と一体変位する。一方、閉弁時には、弁体34が弁座24から受ける反力によりスプリング116が押し縮められる。このときのスプリング116の弾性反力により弁体34を弁座24に押し付けることができ、弁体34の着座性能(弁閉性能)を高められる。 The diameter of the upper portion of the operating rod 32 is reduced, and the reduced diameter portion 110 penetrates the bottom portion 112 of the rotating shaft 62 . An annular stopper 114 is fixed to the distal end of the reduced diameter portion 110 . On the other hand, a spring 116 is interposed between the base end of the diameter-reduced portion 110 and the bottom portion 112 to urge the operating rod 32 downward (that is, in the valve closing direction). With such a configuration, when the valve is opened, the operating rod 32 is displaced integrally with the rotor 60 in such a manner that the stopper 114 is locked to the bottom portion 112 . On the other hand, when the valve is closed, the spring 116 is compressed by the reaction force that the valve element 34 receives from the valve seat 24 . The valve element 34 can be pressed against the valve seat 24 by the elastic reaction force of the spring 116 at this time, and the seating performance (valve closing performance) of the valve element 34 can be enhanced.

モータユニット3は、キャン66の外側に回路基板118を有する。回路基板118は、ケース76の内方に固定されている。本実施形態では、回路基板118の下面に制御部や通信部として機能する各種回路が実装されている。具体的には、モータを駆動するための駆動回路、駆動回路に制御信号を出力する制御回路(マイクロコンピュータ)、制御回路が外部装置と通信するための通信回路、各回路およびモータ(コイル)に電力を供給するための電源回路等が実装されている。ケース76の上端は、蓋体77により閉止されている。ケース76における蓋体77の下方の空間に回路基板118が配設されている。 The motor unit 3 has a circuit board 118 outside the can 66 . The circuit board 118 is fixed inside the case 76 . In this embodiment, various circuits functioning as a control section and a communication section are mounted on the lower surface of the circuit board 118 . Specifically, a drive circuit for driving the motor, a control circuit (microcomputer) that outputs control signals to the drive circuit, a communication circuit for the control circuit to communicate with an external device, each circuit and motor (coil) A power supply circuit and the like for supplying power are mounted. The upper end of the case 76 is closed with a lid 77 . A circuit board 118 is arranged in the space below the lid 77 in the case 76 .

回路基板118におけるセンサマグネット106との対向面には、磁気センサ119が設けられている。磁気センサ119は、キャン66の底部端壁を介してセンサマグネット106と軸線方向に対向する。ロータ60の回転に伴ってセンサマグネット106による磁束が変化する。磁気センサ119は、この磁束の変化を捉えることでロータ60の変位量(本実施形態ではロータ60の回転角度)を検出する。制御部は、そのロータ60の変位量に基づいて弁体34の軸線方向位置ひいては弁開度を算出する。 A magnetic sensor 119 is provided on the surface of the circuit board 118 facing the sensor magnet 106 . The magnetic sensor 119 axially faces the sensor magnet 106 through the bottom end wall of the can 66 . The magnetic flux generated by the sensor magnet 106 changes as the rotor 60 rotates. The magnetic sensor 119 detects the amount of displacement of the rotor 60 (in this embodiment, the rotation angle of the rotor 60) by capturing this change in magnetic flux. Based on the displacement of the rotor 60, the control unit calculates the axial position of the valve body 34 and thus the valve opening degree.

それぞれのボビン74からはコイル73につながる一対の端子117が延出し、回路基板118に接続されている。回路基板118からは電源端子、グランド端子および通信端子(これらを総称して「接続端子81」ともいう)が延出し、それぞれケース76の側壁を貫通して外部に引き出されている。ケース76の側部にコネクタ部79が一体に設けられ、そのコネクタ部79の内方に接続端子81が配置されている。 A pair of terminals 117 connected to the coil 73 extends from each bobbin 74 and is connected to a circuit board 118 . A power supply terminal, a ground terminal, and a communication terminal (also collectively referred to as “connection terminals 81”) extend from the circuit board 118 and pass through the side wall of the case 76 to be drawn to the outside. A connector portion 79 is provided integrally with the side portion of the case 76 , and connection terminals 81 are arranged inside the connector portion 79 .

ロータ60の下方にはストッパ90が形成される。特許文献2に示すようにストッパ90の構成は既知である。作動ロッド32が弁閉位置に至ると、ロータ60にはスプリング116による弾性反力がかかり、弁閉が安定維持される。最終的には、ストッパ90がガイド部材36の一部として形成される図示しない突部(係止部)に当接することにより、ロータ60の弁閉方向への回転が完全に規制される。以下、ストッパ90が突部と当接したときのステップをステップの「原点」とする。また、本実施形態においてはステップの原点において弁体34が「基準位置」にあるものとする。 A stopper 90 is formed below the rotor 60 . As shown in Patent Document 2, the structure of the stopper 90 is known. When the operating rod 32 reaches the valve closing position, the spring 116 applies an elastic reaction force to the rotor 60 to keep the valve closed stably. Ultimately, the stopper 90 comes into contact with a projection (locking portion) (not shown) formed as a part of the guide member 36, thereby completely restricting the rotation of the rotor 60 in the valve closing direction. Hereinafter, the step when the stopper 90 comes into contact with the protrusion is referred to as the "origin" of the step. Further, in this embodiment, the valve body 34 is assumed to be at the "reference position" at the origin of the step.

図2は、ステータ64およびその周辺の構成を表す図である。図2(A)は図1のA-A矢視断面に対応し、ステータユニット78の断面図である。図2(B)はステータ64のみ(樹脂モールド前の状態)を表す図である。なお、図2(A)には参考のため、キャン66およびロータ60を示している(二点鎖線参照)。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the stator 64 and its surroundings. FIG. 2A is a cross-sectional view of the stator unit 78 corresponding to the cross-section taken along line AA of FIG. FIG. 2B is a diagram showing only the stator 64 (state before resin molding). For reference, FIG. 2A shows the can 66 and the rotor 60 (see two-dot chain lines).

モータユニット3が三相のモータであるため、図2(A)に示すように、ロータ60の軸線Lの周りに等間隔でコイルユニット75が設けられている。図2(B)にも示すように、積層コア70の内周部に軸線Lに対して120度の間隔でスロット120a~120c(これらを特に区別しないときは「スロット120」と総称する)が設けられている。各スロット120には、その中央から半径方向内向きに突出する突極122a~122c(「突極122」と総称する)が形成され、それぞれU相コイル73a、V相コイル73b、W相コイル73c(「コイル73」と総称する)が組み付けられている。互いに隣接するスロット120の間にも、横断面U字状のスリット124が形成され、磁路の最適化が図られている。 Since the motor unit 3 is a three-phase motor, the coil units 75 are provided at equal intervals around the axis L of the rotor 60 as shown in FIG. 2(A). As shown in FIG. 2B, slots 120a to 120c (collectively referred to as "slots 120" when not distinguished) are formed in the inner peripheral portion of the laminated core 70 at intervals of 120 degrees with respect to the axis L. is provided. In each slot 120, salient poles 122a to 122c (generically referred to as "salient poles 122") projecting radially inward from the center thereof are formed. (collectively referred to as "coil 73") are assembled. A slit 124 having a U-shaped cross section is also formed between the slots 120 adjacent to each other to optimize the magnetic path.

ロータマグネット104は、キャン66を介して突極122a~122cと対向する。本実施形態では図2(A)に示すように、ロータマグネット104が雄ねじ10極に磁化されているが、その極数については適宜設定できる。 The rotor magnet 104 faces the salient poles 122a to 122c via the can 66. As shown in FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 2(A), the rotor magnet 104 is magnetized with 10 male-threaded poles, but the number of poles can be set appropriately.

次に、ロータ60におけるマグネットの構成について詳細に説明する。
図3は、ロータ60の構成を表す図である。図3(A)は斜視図、図3(B)は正面図、図3(C)は平面図、図3(D)は図3(C)のB-B矢視断面図である。図中の「N」はN極、「S」はS極を示す。なお、同図においては、説明の便宜上、回転軸62(図1参照)の表記を省略している。
Next, the configuration of the magnets in rotor 60 will be described in detail.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the rotor 60. As shown in FIG. 3(A) is a perspective view, FIG. 3(B) is a front view, FIG. 3(C) is a plan view, and FIG. 3(D) is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3(C). "N" in the figure indicates an N pole, and "S" indicates an S pole. For convenience of explanation, the illustration of the rotating shaft 62 (see FIG. 1) is omitted in FIG.

ロータ60は、ロータコア102の外周面に沿ってロータマグネット104を有し、ロータコア102の軸端部にセンサマグネット106を有する(図3(A),図3(D))。ロータマグネット104は円筒状をなし、外周面10極着磁とされている(図3(B),図3(C))。一方、センサマグネット106は環状をなし、平面2極着磁とされている。 The rotor 60 has a rotor magnet 104 along the outer peripheral surface of the rotor core 102 and a sensor magnet 106 at the axial end of the rotor core 102 (FIGS. 3A and 3D). The rotor magnet 104 has a cylindrical shape and is magnetized with 10 poles on its outer peripheral surface (FIGS. 3(B) and 3(C)). On the other hand, the sensor magnet 106 has an annular shape and is magnetized with planar two poles.

図3(D)に示したように、ロータマグネット104の内周面が環状溝140に嵌合し、センサマグネット106の下面が環状溝144に嵌合している。すなわち、環状溝140は、ロータコア102からのロータマグネット104の脱落を防止する脱落防止構造として機能する。同様に、環状溝144は、ロータコア102からのセンサマグネット106の脱落を防止する脱落防止構造として機能する。 As shown in FIG. 3D, the inner peripheral surface of the rotor magnet 104 is fitted in the annular groove 140, and the lower surface of the sensor magnet 106 is fitted in the annular groove 144. As shown in FIG. That is, the annular groove 140 functions as a drop-off prevention structure that prevents the rotor magnet 104 from dropping off from the rotor core 102 . Similarly, annular groove 144 functions as a drop-off prevention structure that prevents drop-off of sensor magnet 106 from rotor core 102 .

以上の構成を前提として、次に、磁気センサ119がロータ60の回転角度を検出する方法について説明する。なお、以下においては、図1の上下方向を「開閉方向」または「上下方向」とよぶ。 Based on the above configuration, a method for detecting the rotation angle of the rotor 60 by the magnetic sensor 119 will now be described. In addition, below, the up-down direction of FIG. 1 is called "opening-and-closing direction" or "up-down direction."

図4は、磁気センサ119とセンサマグネット106およびセンサマグネット106から発生する磁力線の関係を示す模式図である。
図4は、磁気センサ119およびセンサマグネット106を側面から見たときの模式図である。図4に示すようにセンサマグネット106(永久磁石)のNからSに磁力線が発生する。センサマグネット106の直上に位置する磁気センサ119は、センサマグネット106から発生する磁力線を検出する既知構成のロータリーセンサである。磁気センサ119は、磁力線の方向に基づいて、センサマグネット106(ロータ60)の回転角を検出する(詳細後述)。なお、本実施形態において、磁気センサ119はセンサマグネット106の回転角を検出可能であるが、磁気センサ119により、センサマグネット106までの距離、いいかえれば、作動ロッド32の開閉方向における移動量を直接検出することはできないものとして説明する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the magnetic sensor 119, the sensor magnet 106, and the lines of magnetic force generated from the sensor magnet 106. As shown in FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram of the magnetic sensor 119 and the sensor magnet 106 viewed from the side. As shown in FIG. 4, magnetic lines of force are generated from N to S of the sensor magnet 106 (permanent magnet). A magnetic sensor 119 positioned directly above the sensor magnet 106 is a known rotary sensor that detects magnetic lines of force generated from the sensor magnet 106 . The magnetic sensor 119 detects the rotation angle of the sensor magnet 106 (rotor 60) based on the direction of the magnetic lines of force (details will be described later). In the present embodiment, the magnetic sensor 119 can detect the rotation angle of the sensor magnet 106. The magnetic sensor 119 directly detects the distance to the sensor magnet 106, in other words, the amount of movement of the operating rod 32 in the opening/closing direction. It is assumed that it cannot be detected.

図5は、センサマグネット106の平面図である。
ステータ64のコイル73に後述の方法にて駆動電流を流すことにより、ロータ60に回転駆動力が与えられる。ロータ60を閉弁方向(下方向)に回転させると(以下、「下降回転」とよぶ)、ロータ60に連動して作動ロッド32(弁体34)は閉弁方向、すなわち、図1の図面下方向に移動する。ロータ60を開弁方向に回転させると(以下、「上昇回転」とよぶ)、ロータ60と連動して作動ロッド32(弁体34)は開弁方向、すなわち、図1の図面上方に移動する。
FIG. 5 is a plan view of the sensor magnet 106. FIG.
Rotational driving force is applied to the rotor 60 by applying a driving current to the coils 73 of the stator 64 by a method described later. When the rotor 60 is rotated in the valve closing direction (downward direction) (hereinafter referred to as “downward rotation”), the operating rod 32 (valve element 34) moves in the valve closing direction, that is, in the drawing of FIG. Move down. When the rotor 60 is rotated in the valve-opening direction (hereinafter referred to as "upward rotation"), the operating rod 32 (valve body 34) moves in the valve-opening direction, that is, upward in FIG. .

ロータ60の回転に連動して、センサマグネット106も回転する。センサマグネット106の回転にともなって、センサマグネット106の磁界方向MAも変化する。図5に示すようにXY座標系(図1における水平面に対応)を設定したとき、磁界方向MAがX軸となす角度をθとする。磁気センサ119は、特許文献1の角度センサに示す既知の方法にて、センサマグネット106の回転角度θを検出する。 As the rotor 60 rotates, the sensor magnet 106 also rotates. As the sensor magnet 106 rotates, the magnetic field direction MA of the sensor magnet 106 also changes. When the XY coordinate system (corresponding to the horizontal plane in FIG. 1) is set as shown in FIG. 5, the angle formed by the magnetic field direction MA with the X axis is assumed to be θ. The magnetic sensor 119 detects the rotation angle θ of the sensor magnet 106 by a known method shown in the angle sensor of Patent Document 1.

図6は、センサマグネット106のセンサ値と感知角との関係を示すグラフである。
横軸は、磁気センサ119の計測対象であるセンサマグネット106の回転角度θを示す(以下、「感知角」とよぶことがある)。縦軸は、磁気センサ119のセンサ値である。この例におけるセンサ値は、アークタンジェント値である。図6に示すように、磁気センサ119は感知角に対応してノコギリ型の波形を示すセンサ値を検出する。磁気センサ119は、アナログ信号であるセンサ値を、PWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)によってパルスのデューティー比に置き換えて、変調されたデジタル信号を示す電流を出力する。このとき、センサ値を「下限値DA~上限値TA」に正規化して、パルスにおけるデューティー比が定められる。下限値DA、上限値TAは任意に設定可能である。下限値DAは、0であってもよい。以下、パルスのデューティー比を「角度値」とよぶことがある。制御回路は、磁気センサ119の仕様に則って、デジタル信号のパルスから読み取られるデューティー比(角度値)に基づき、実際のロータ角度(感知角)を特定できる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the sensor value of the sensor magnet 106 and the sensing angle.
The horizontal axis indicates the rotation angle θ of the sensor magnet 106 to be measured by the magnetic sensor 119 (hereinafter sometimes referred to as "sensing angle"). The vertical axis is the sensor value of the magnetic sensor 119 . The sensor values in this example are arctangent values. As shown in FIG. 6, the magnetic sensor 119 detects a sensor value showing a sawtooth waveform corresponding to the sensing angle. The magnetic sensor 119 replaces the sensor value, which is an analog signal, with a pulse duty ratio by PWM (Pulse Width Modulation), and outputs a current indicating a modulated digital signal. At this time, the duty ratio of the pulse is determined by normalizing the sensor value from "lower limit value DA to upper limit value TA". The lower limit value DA and the upper limit value TA can be set arbitrarily. The lower limit value DA may be zero. Hereinafter, the pulse duty ratio may be referred to as an "angle value". The control circuit can identify the actual rotor angle (perceived angle) based on the duty ratio (angle value) read from the pulse of the digital signal according to the specifications of the magnetic sensor 119 .

図7は、角度値(デューティー比)とステップの関係を示すグラフである。
本実施形態において、弁体34を最上位点から最下位点まで移動させるとき、ロータ60は合計4回転する。詳細は後述するが、制御回路は3相のコイル73に供給する駆動電流を変化させることにより、各コイル73の磁界方向を変化させることでロータ60を回転させる。本実施形態においては、制御回路はロータ60をu1度単位で回転させる(詳細後述)。以下、この単位回転量のことを「ステップ」とよぶ。360度×4回転÷u1度=1440/u1=SM4より、制御回路は作動ロッド32の動作範囲においてロータ60に合計SM4ステップ分の回転を指示することになる。ロータ60の4回転に対応して、角度値はDA~TAの間で4回変化する。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the angle value (duty ratio) and step.
In this embodiment, when moving the valve body 34 from the highest point to the lowest point, the rotor 60 rotates four times in total. Although details will be described later, the control circuit rotates the rotor 60 by changing the magnetic field direction of each coil 73 by changing the drive current supplied to the three-phase coils 73 . In this embodiment, the control circuit rotates the rotor 60 in units of u1 degrees (details will be described later). Hereinafter, this unit rotation amount will be referred to as a "step". From 360 degrees×4 rotations÷u1 degrees=1440/u1=SM4, the control circuit instructs the rotor 60 to rotate a total of 4 steps of SM within the operating range of the operating rod 32 . The angle value changes four times between DA and TA corresponding to four rotations of the rotor 60 .

ステップ0が原点に相当し、ステップnは、原点から数えてn番目のステップを表す。なお、この後の説明では、ステップnを弁位置Pos(n)と表すこともある。図示したSM1は、機械角が1周したときのステップの順番を表し、SM2は、機械角が2周したときのステップの順番を表し、SM3は、機械角が3周したときのステップの順番を表し、SM4は、機械角が4周したときのステップの順番を表す。機械角は、ロータ60などの回転体の実空間における角度を指す。 Step 0 corresponds to the origin, and step n represents the nth step counted from the origin. In the following description, step n may also be referred to as valve position Pos(n). SM1 shown in the figure represents the order of steps when the mechanical angle makes one revolution, SM2 represents the order of steps when the mechanical angle makes two revolutions, and SM3 represents the order of steps when the mechanical angle makes three revolutions. , and SM4 represents the order of steps when the mechanical angle rotates four times. A mechanical angle refers to an angle in real space of a rotating body such as the rotor 60 .

制御回路はU相コイル73aに所定レベルの駆動電流を流す。このとき、V相コイル73bおよびW相コイル73cについても同様に所定レベルの駆動電流が流される。各コイル73に駆動電流を流すことによりコイル73における磁界を変化させ、ロータ60を回転させる。U相コイル73a、V相コイル73bおよびW相コイル73cそれぞれに与える駆動電流の電流値の組み合わせを「励磁パターン」とよぶ。本実施形態における励磁パターンはN種類である。ある励磁パターンP1を1つ隣りの励磁パターンP2に変化させることが「1ステップ」の回転、いいかえれば、単位回転量分の回転指示に対応する。 The control circuit supplies a predetermined level of drive current to the U-phase coil 73a. At this time, a drive current of a predetermined level is similarly applied to V-phase coil 73b and W-phase coil 73c. By applying a drive current to each coil 73, the magnetic field in the coil 73 is changed and the rotor 60 is rotated. A combination of current values of drive currents to be applied to each of U-phase coil 73a, V-phase coil 73b and W-phase coil 73c is called an "excitation pattern". There are N types of excitation patterns in this embodiment. Changing a certain excitation pattern P1 to an adjacent excitation pattern P2 corresponds to "one step" of rotation, in other words, a rotation instruction for a unit rotation amount.

励磁パターンの変化により、いいかえれば、1ステップずつ励磁パターンを変更することにより、指示角α(理想的なロータ角度)が制御される。指示角αの変化に同期して、ロータ60が回転し、感知角θも変化する。励磁パターンを変化させたあと、磁気センサ119により検出される角度値から感知角θを算出することで、制御回路は、感知角θ(実際のロータ角度)が指示角αに追従している状態であるか否かを判定する。感知角θが指示角αに追従している状態を「同調」といい、感知角θが指示角αに追従できていない状態を「脱調」という。 By changing the excitation pattern, in other words, by changing the excitation pattern step by step, the indicated angle α (ideal rotor angle) is controlled. The rotor 60 rotates in synchronization with the change in the indicated angle α, and the sensing angle θ also changes. After changing the excitation pattern, by calculating the sensing angle θ from the angle value detected by the magnetic sensor 119, the control circuit can detect a state in which the sensing angle θ (actual rotor angle) follows the indicated angle α. It is determined whether or not. The state in which the sensing angle .theta.

N種類の励磁パターンにはそれぞれパターンIDが付与される。パターンID=N1の励磁パターン(以下、「励磁パターン(N1)」のように表記する)におけるU相コイル73a、V相コイル73bおよびW相コイル73cそれぞれの駆動電流値をIU(N1)、IV(N1)、IW(N1)とする。すなわち、励磁パターン(N1)とは[IU(N1)、IV(N1)、IW(N1)]の組み合わせを意味する。駆動電流IU(N1)、IV(N1)およびIW(N1)により各コイル73に磁界を生じさせて、ロータ60を励磁パターン(N1)に応じた指示角αへ誘導する。 A pattern ID is assigned to each of the N types of excitation patterns. IU(N1), IV (N1) and IW(N1). That is, the excitation pattern (N1) means a combination of [IU(N1), IV(N1), IW(N1)]. Drive currents IU(N1), IV(N1) and IW(N1) generate a magnetic field in each coil 73 to guide the rotor 60 to an indicated angle α corresponding to the excitation pattern (N1).

N種類のパターンIDは、電気角の1周分のN個のステップに対応している。電気角は、N個のパターンIDを0~360度の範囲に均等に割り当てた理論値である。原点から最上位までの各ステップnは、循環して順次パターンIDに対応付けられる。たとえば、nをNで除した剰余としてパターンIDが定められる。また、連続するパターンIDは、連続的に変化する励磁パターンに対応する。 The N types of pattern IDs correspond to N steps for one round of the electrical angle. The electrical angle is a theoretical value obtained by evenly assigning N pattern IDs in the range of 0 to 360 degrees. Each step n from the origin to the top is cyclically associated with the pattern ID in sequence. For example, the pattern ID is defined as the remainder of n divided by N. A continuous pattern ID corresponds to an excitation pattern that changes continuously.

制御回路が、ステップnからステップn+1に移すとき、励磁パターン(N1)から励磁パターン(N1+1)へ切り替える。これにより、駆動電流値[IU(N1+1)、IV(N1+1)、IW(N1+1)]で、各コイル73による磁界を変化させ、ロータ60を単位回転量だけ上昇回転させる。反対に、制御回路が、ステップnからステップn-1に移すとき、励磁パターン(N1)から励磁パターン(N1-1)に切り替える。これにより、駆動電流値[IU(N1-1)、IV(N1-1)、IW(N1-1)]で、各コイル73による磁界を変化させ、ロータ60を単位回転量だけ下降回転させる。 When the control circuit moves from step n to step n+1, it switches from excitation pattern (N1) to excitation pattern (N1+1). As a result, the magnetic field generated by each coil 73 is changed with the drive current values [IU(N1+1), IV(N1+1), IW(N1+1)], and the rotor 60 is rotated upward by the unit rotation amount. Conversely, when the control circuit moves from step n to step n-1, it switches from excitation pattern (N1) to excitation pattern (N1-1). As a result, the magnetic field generated by each coil 73 is changed by the drive current values [IU(N1-1), IV(N1-1), IW(N1-1)], and the rotor 60 is rotated downward by the unit rotation amount.

図3に示した構造のロータ60の場合、ロータマグネット104がN極とS極の対を5個有するので、ロータ60の1周(機械角の360度)において電気角は5周する。つまり、電気角の1周は、機械角の72度に相当する。また、電気角の1周にはN個のステップが含まれるので、1ステップの変化で回転する機械角は、u1=72/N度となる。また、図7に関連して説明したように、弁体34を最上位点から原点まで移動させる間にロータ60を4周させる場合、全域にわたる移動で4×5×N個だけステップを進めることになる。つまり、図7に示したSM4は、4×5×Nである。同様にSM1は、5×Nであり、SM2は、2×5×Nであり、SM3は、3×5×Nである。 In the case of the rotor 60 having the structure shown in FIG. 3, since the rotor magnet 104 has five pairs of N and S poles, the rotor 60 rotates five times in one revolution (360 mechanical degrees). That is, one round of the electrical angle corresponds to 72 degrees of the mechanical angle. Also, since one revolution of the electrical angle includes N steps, the mechanical angle rotated by one step change is u1=72/N degrees. Further, as described with reference to FIG. 7, when the rotor 60 is rotated four times while the valve body 34 is moved from the highest point to the origin, 4.times.5.times.N steps are advanced in the movement over the entire area. become. That is, SM4 shown in FIG. 7 is 4×5×N. Similarly, SM1 is 5*N, SM2 is 2*5*N, and SM3 is 3*5*N.

本実施形態においては、ストッパ90がガイド部材36(より厳密にはガイド部材36の突部)と当接するときのロータ60の位置を原点(基準位置)とし、制御回路はこのときの角度値および励磁パターンを「原点情報(基準情報)」として記録する。電動弁1の製造時において、電動弁1に固有の原点情報(基準情報)が回路基板118の不揮発性メモリに記録される。そして、制御回路は、原点(弁閉位置)を基準するステップnにより、作動ロッド32の移動量、すなわち、電動弁1の弁開度を調整する。 In this embodiment, the position of the rotor 60 when the stopper 90 contacts the guide member 36 (more precisely, the projection of the guide member 36) is defined as the origin (reference position), and the control circuit controls the angle value and The excitation pattern is recorded as "origin information (reference information)". When the motor-operated valve 1 is manufactured, origin information (reference information) unique to the motor-operated valve 1 is recorded in the non-volatile memory of the circuit board 118 . Then, the control circuit adjusts the amount of movement of the operating rod 32, that is, the valve opening degree of the motor-operated valve 1, by step n based on the origin (valve closed position).

図8は、ロータ60の移動範囲の模式図である。
図8の右方向はロータ60の開方向(上昇方向)、左方向は閉方向(下降方向)を示す。ステップ0の原点は、ストッパ90が回転規制を受け、ロータ60がそれ以上の下降回転をできなくなる限界位置である。ステップMは、ロータ60が上昇回転した弁開点である。Mの値は、所定の共通値でもよいし、電動弁1毎に異なる固有値でもよい。固有値を用いる場合には、弁開点のステップを示すMの値を回路基板118の不揮発性メモリに記憶しておく。原点から弁開点までの範囲では、スプリング116の弾性反力により弁体34が弁座24に押し付けられるため、弁閉状態は維持される。ロータ60が原点0から上昇回転を続け、弁開点Mを超えたとき弁体34は弁座24から離脱し、開弁状態となる。弁開点を超えたあともロータ60の上昇回転が続くと弁開度は徐々に拡大し、入口ポート26から出口ポート28への流量が増加する。
FIG. 8 is a schematic diagram of the movement range of the rotor 60. As shown in FIG.
The right direction in FIG. 8 indicates the opening direction (upward direction) of the rotor 60, and the left direction indicates the closing direction (downward direction). The origin of step 0 is the limit position where the stopper 90 is restricted in rotation and the rotor 60 cannot rotate downward any more. Step M is the valve opening point at which the rotor 60 rotates upward. The value of M may be a predetermined common value, or may be a peculiar value different for each motor operated valve 1 . When the eigenvalue is used, the value of M indicating the valve opening step is stored in the non-volatile memory of the circuit board 118 . In the range from the origin to the valve opening point, the valve body 34 is pressed against the valve seat 24 by the elastic reaction force of the spring 116, so the valve closed state is maintained. When the rotor 60 continues to rotate upward from the origin 0 and exceeds the valve opening point M, the valve body 34 separates from the valve seat 24 and the valve is opened. When the upward rotation of the rotor 60 continues even after the valve opening point is exceeded, the valve opening degree gradually increases, and the flow rate from the inlet port 26 to the outlet port 28 increases.

原点から弁開点までの弁閉状態でも、弁開点から最上位点までの弁開状態でも、ねじ送り機構109における摩擦抵抗などによって摺動時の負荷トルクが生じる。特に、弁閉状態では、たとえば雌ねじ108と雄ねじ38の接触面における圧力が高まり摩擦抵抗が大きくなるので、弁開状態に比べて負荷トルクが大きくなる。そのため、弁閉状態では、弁開状態よりもロータ60を回転させるために必要な駆動トルクが大きくなるという電動弁1の機構的な特徴を有する。つまり、弁閉状態では、弁開状態よりも摺動しにくくなるので、指示角α(理想的なロータ角度)と感知角θ(実際のロータ角度)が乖離しやすいと言える。 In both the valve closed state from the origin to the valve opening point and the valve open state from the valve opening point to the highest point, load torque is generated during sliding due to frictional resistance in the screw feed mechanism 109 . In particular, when the valve is closed, the pressure on the contact surface between the female thread 108 and the male thread 38 is increased and the frictional resistance is increased, so the load torque is greater than when the valve is open. Therefore, the motor-operated valve 1 has a mechanical characteristic that the drive torque required to rotate the rotor 60 is greater in the valve closed state than in the valve open state. That is, when the valve is closed, it is more difficult to slide than when the valve is open, so it can be said that the indicated angle α (ideal rotor angle) and the sensed angle θ (actual rotor angle) are likely to deviate.

本実施形態では、制御回路において脱調を検出する。具体的には、指示角α(理想的なロータ角度)と感知角θ(実際のロータ角度)との差(以下、「機械角差」とよぶ)が所定の閾値を超えたときに、脱調したと判定する。厳密に言えば、機械角差が閾値を超えたときに、実際に脱調の現象が生じているとは限らないが、安定した同調状態を逸しているという意味で脱調と判断する。なお、機械角差は、「ロードアングル」とよばれることもある。 In this embodiment, step-out is detected in the control circuit. Specifically, when the difference (hereinafter referred to as "mechanical angle difference") between the indicated angle α (ideal rotor angle) and the sensed angle θ (actual rotor angle) exceeds a predetermined threshold, the judged to have been adjusted. Strictly speaking, when the mechanical angle difference exceeds the threshold value, it is not necessarily the case that a step-out phenomenon has actually occurred, but it is determined as a step-out in the sense that the stable tuning state is lost. Note that the mechanical angle difference is sometimes called "load angle".

この例では、LIN(Local Interconnect Network)通信により外部装置から許可設定された場合に脱調検出を行う。また、使用段階での弁移動中と弁停止時の脱調を検出対象とするが、キャリブレーションにおける脱調は検出対象としない。不揮発性メモリ(たとえば、NVRAM(Non-Volatile RAM))に保存されているステップ0位置(原点位置)のロータ角度RA_m(0)を基準とする。この基準は、製造時に検出された原点を指す。RA_m(0)は、電動弁1の固有値である。つまり、個体毎に、原点におけるロータ角度RA_m(0)は異なるものとする。 In this example, step-out detection is performed when permission is set from an external device through LIN (Local Interconnect Network) communication. In addition, step-out during valve movement and when the valve is stopped during use is detected, but step-out during calibration is not detected. The rotor angle RA_m(0) at the step 0 position (origin position) stored in a non-volatile memory (for example, NVRAM (Non-Volatile RAM)) is used as a reference. This reference refers to the origin detected during manufacture. RA_m(0) is the eigenvalue of the motor operated valve 1; In other words, the rotor angle RA_m(0) at the origin is different for each individual.

原点からn個のステップが進んだ状態を想定すると、ステップnによって弁位置が特定される。以下では、ステップnを弁位置といい、Pos(n)と表すことがある。 Assuming that n steps have progressed from the origin, the valve position is identified by step n. In the following, step n will be referred to as valve position and may be expressed as Pos(n).

上述した指示角α(理想的なロータ角度)は、外部装置からのコマンドに応じて経時的に決定されるロータ60の目標となる角度である。以下では、指示角αを、理想的なロータ角度:RA_c(n)と表現する。たとえば、原点へ弁体34を導く場合、理想的なロータ角度RA_c(0)は、原点位置のロータ角度RA_m(0)となる。 The indicated angle α (ideal rotor angle) described above is a target angle of the rotor 60 determined over time according to a command from an external device. Below, the indicated angle α is expressed as an ideal rotor angle: RA_c(n). For example, when guiding the valve body 34 to the origin, the ideal rotor angle RA_c(0) is the rotor angle RA_m(0) at the origin position.

ステップn(=弁位置Pos(n))を大きくして行くと、ロータ60の姿勢は変わる。ロータ60が回転する角度は、n(=Pos(n))の値に比例する。機械角/ステップの比を所定値Rで示すと、相対的な増加角度は(Pos(n)×R)である。したがって、原点を基準とする累積的なロータ60の角度は(Pos(n)×R)+RA_m(0)となる。ここで、ロータ60が一周以上回転することを考慮して姿勢を示す角度(0~360度)で表現すると、理想的なロータ角度RA_c(n)は、式1によって求められる。
RA_c(n)=((Pos(n)×R)+RA_m(0))mod360 [式1]
As the step n (=valve position Pos(n)) is increased, the posture of the rotor 60 changes. The angle through which the rotor 60 rotates is proportional to the value of n (=Pos(n)). Denoting the mechanical angle/step ratio by a given value R, the relative increment angle is (Pos(n)*R). Therefore, the cumulative rotor 60 angle relative to the origin is (Pos(n)*R)+RA_m(0). Here, the ideal rotor angle RA_c(n) is obtained by Equation (1) when expressed in terms of an angle (0 to 360 degrees) that indicates the attitude, taking into account that the rotor 60 rotates more than once.
RA_c(n)=((Pos(n)×R)+RA_m(0)) mod 360 [Formula 1]

図9は、ステップと理想的なロータ角度の関係を示すグラフである。
図示した一点鎖線は、ロータ60が4周し、ロータ角度が累積的に1440度変化したときに、最上位点のステップSM4に至ることを示している。また、一点鎖線の勾配は、機械角/ステップの比R(たとえば、u1度)を表している。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the step and the ideal rotor angle.
The one-dot chain line shown in the figure indicates that the step SM4, which is the highest point, is reached when the rotor 60 makes four revolutions and the rotor angle cumulatively changes by 1440 degrees. Also, the gradient of the dash-dotted line represents the mechanical angle/step ratio R (for example, u1 degrees).

図示した実線は、原点位置のロータ角度RA_m(0)が180度である電動弁1におけるステップと理想的なロータ角度の関係を示している。上述のとおり、理想的なロータ角度RA_c(n)は、ロータ60の姿勢を示す0~360度の範囲に収まる。実線上の白丸は、ステップ(0.83×SM1)における理想的なロータ角度RA_c(0.83×SM1)は、((0.83×SM1×u1)+180)mod360の計算によって求められる120度であることを示している。 The illustrated solid line indicates the relationship between the step and the ideal rotor angle in the motor operated valve 1 where the rotor angle RA_m(0) at the origin position is 180 degrees. As described above, the ideal rotor angle RA_c(n) falls within the range of 0 to 360 degrees, which indicates the orientation of the rotor 60 . The white circle on the solid line indicates that the ideal rotor angle RA_c (0.83×SM1) at the step (0.83×SM1) is 120 degrees calculated by ((0.83×SM1×u1)+180) mod 360 It shows that

図示した破線は、原点位置のロータ角度RA_m(0)が270度である電動弁1におけるステップと理想的なロータ角度の関係を示している。破線上の白丸は、ステップ(1.67×SM1)における理想的なロータ角度RA_c(1.67×SM1)は、((1.67×SM1×u1)+270)mod360の計算によって求められる150度であることを示している。 The illustrated dashed line indicates the relationship between the step and the ideal rotor angle in the motor operated valve 1 where the rotor angle RA_m(0) at the origin position is 270 degrees. The white circle on the dashed line indicates that the ideal rotor angle RA_c (1.67×SM1) at step (1.67×SM1) is 150 degrees calculated by ((1.67×SM1×u1)+270) mod 360 It shows that

このように、ステップn(=弁位置Pos(n))と理想的なロータ角度RA_c(n)の関係は、幾何的な理論によって定まる。これに対して、ステップn(=弁位置Pos(n))と感知角θ(実際のロータ角度)の関係は、幾何的な理論だけでは定まらない。実際のロータ角度は、摺動時の負荷トルクとロータ60にかかる駆動トルクとの力学的バランスによって決まるからである。理想的なロータ角度は、モータユニット3が励磁によって安定する状態で、幾何的に生じるロータ60の角度であり、別の言い方をすれば、ロータ60の摺動時の負荷トルクが0であると想定した場合のロータ60の角度である。一方、実際のロータ角度は、実際に生じる摺動時の負荷トルクとモータユニット3の駆動トルクが釣り合った状態でのロータ60の角度である。以下では、感知角θとして現れる実際のロータ角度をRA_m(n)と表す。 Thus, the relationship between step n (=valve position Pos(n)) and ideal rotor angle RA_c(n) is determined by geometric theory. On the other hand, the relationship between the step n (=valve position Pos(n)) and the sensing angle θ (actual rotor angle) cannot be determined only by geometric theory. This is because the actual rotor angle is determined by the dynamic balance between the load torque during sliding and the drive torque applied to the rotor 60 . The ideal rotor angle is the angle of the rotor 60 that is geometrically generated when the motor unit 3 is stabilized by excitation. It is the angle of the rotor 60 in the assumed case. On the other hand, the actual rotor angle is the angle of the rotor 60 when the load torque actually generated during sliding and the driving torque of the motor unit 3 are balanced. In the following, the actual rotor angle appearing as the sensed angle θ is represented as RA_m(n).

図10は、駆動トルクの変化を示すグラフである。
モータユニット3の駆動トルクは、励磁パターンで指示した電気角(以下、「理想の電気角」とよぶ)と実際のロータ60の姿勢に相当する電気角(以下、「実際の電気角」とよぶ)の差によって定まる。この電気角差は、理想の電気角-実際の電気角と定義される。駆動トルクは、電気角差を変数とするサイン値として算出できる。したがって、図示するようなサイン曲線を描く。この図では、最大駆動トルクを1とした比率で駆動トルクを示している。
FIG. 10 is a graph showing changes in drive torque.
The driving torque of the motor unit 3 is determined by the electrical angle indicated by the excitation pattern (hereinafter referred to as the “ideal electrical angle”) and the electrical angle corresponding to the actual attitude of the rotor 60 (hereinafter referred to as the “actual electrical angle”). ) is determined by the difference between This electrical angle difference is defined as the ideal electrical angle minus the actual electrical angle. The drive torque can be calculated as a sine value with the electrical angle difference as a variable. Therefore, a sine curve is drawn as shown. In this figure, the drive torque is shown with a ratio of 1 to the maximum drive torque.

なお、電気角差は、励磁パターンに対応するステップ(以下、「理想のステップ」とよぶ)と実際のロータ60の姿勢に相当するステップ(以下、「実際のステップ」とよぶ)の差と比例関係にある。このステップ差は、理想のステップ-実際のステップと定義される。したがって、ある状態Aにおける電気角差と別の状態Bにおける電気角差の大小関係は、状態Aにおけるステップ差と状態Bにおけるステップ差の大小関係と一致する。 The electrical angle difference is proportional to the difference between the step corresponding to the excitation pattern (hereinafter referred to as the "ideal step") and the step corresponding to the actual attitude of the rotor 60 (hereinafter referred to as the "actual step"). in a relationship. This step difference is defined as ideal step minus actual step. Therefore, the magnitude relationship between the electrical angle difference in a certain state A and the electrical angle difference in another state B matches the magnitude relationship between the step difference in the state A and the step difference in the state B. FIG.

さらに、電気角差は、励磁パターンで指示した電気角に応じた理想のロータ角度と実際のロータ角度の機械角差と比例関係にある。この機械角差は、理想のロータ角度-実際のロータ角度と定義される。したがって、ある状態Aにおける電気角差と別の状態Bにおける電気角差の大小関係は、状態Aにおける機械角差と状態Bにおける機械角差の大小関係と一致する。 Furthermore, the electrical angle difference is proportional to the mechanical angle difference between the ideal rotor angle and the actual rotor angle corresponding to the electrical angle indicated by the excitation pattern. This mechanical angle difference is defined as the ideal rotor angle minus the actual rotor angle. Therefore, the magnitude relationship between the electrical angle difference in state A and the electrical angle difference in another state B matches the magnitude relationship between the mechanical angle difference in state A and the mechanical angle difference in state B. FIG.

電気角差が増すときにどのように駆動トルクが変化するかについて説明する。電気角差が0のときには、駆動トルクは生じない。電気角差が大きくなるにつれて、駆動トルクは増加する。そして、電気角差が90度のときに、駆動トルクが最大となる。さらに電気角差が大きくなると、駆動トルクは減少に転じる。駆動トルクが減少する段階で駆動トルクが負荷トルクを下回ると、実際に脱調の現象が生じると考えられる。 A description will be given of how the drive torque changes as the electrical angle difference increases. When the electrical angle difference is 0, no driving torque is generated. As the electrical angle difference increases, the driving torque increases. The driving torque becomes maximum when the electrical angle difference is 90 degrees. As the electrical angle difference further increases, the driving torque begins to decrease. If the drive torque falls below the load torque while the drive torque is decreasing, it is considered that a step-out phenomenon actually occurs.

したがって、上昇回転させるようにステップnを変化させると、駆動トルクが負荷トルクを超えるまで、ロータ60は回転しない。駆動トルクが負荷トルクを超えると、ロータ60が回転し始める。その後は、電気角差がある状態のまま、実際のロータ角度が理想のロータ角度を追従する。上述のように電気角差が増大して駆動トルクが負荷トルクを下回ることが無い限り、追従は継続する。 Therefore, if the step n is changed to rotate upward, the rotor 60 will not rotate until the drive torque exceeds the load torque. When the drive torque exceeds the load torque, rotor 60 begins to rotate. After that, the actual rotor angle follows the ideal rotor angle while the electrical angle difference remains. As long as the electrical angle difference does not increase and the driving torque does not fall below the load torque as described above, follow-up continues.

ロータ60を停止させる場合には、ステップnを変化させない。その結果、実際の電気角が理想の電気角に近づき、電気角差が縮まる。ただし、電気角差が小さくなると、駆動トルクが小さくなるので、電気角差が0になることころまでは接近しない。駆動トルクが負荷トルクと均衡した段階で、ロータ60は停止する。 When stopping the rotor 60, the step n is not changed. As a result, the actual electrical angle approaches the ideal electrical angle and the electrical angle difference is reduced. However, as the electrical angle difference becomes smaller, the driving torque becomes smaller, so the approach does not occur until the electrical angle difference becomes zero. The rotor 60 stops when the drive torque is balanced with the load torque.

電気角差が負の値であるときには、駆動トルクの向きが反転して同様の変化を示す。ロータ60も向きを逆にして同様の挙動を示す。なお、図示した各シーンの同調範囲については、後述する。 When the electrical angle difference is a negative value, the direction of the driving torque is reversed and a similar change is shown. The rotor 60 also exhibits a similar behavior with its direction reversed. Note that the tuning range of each illustrated scene will be described later.

本実施形態では、上述のふるまいを考慮して脱調検出を行う。具体的には、実際のロータ角度と理想のロータ角度の機械角差が基準値を超えた場合に、脱調したものと判定する。別の見方をすると、実際の電気角と理想の電気角の電気角差が基準値を超えた場合に、脱調したものと判定すると捉えてもよい。あるいは、実際のステップと理想のステップのステップ差が基準値を超えた場合に、脱調したものと判定すると捉えてもよい。いずれのタイプの差を用いて判定しても、理論的には同義である。 In this embodiment, out-of-step detection is performed in consideration of the behavior described above. Specifically, when the mechanical angle difference between the actual rotor angle and the ideal rotor angle exceeds a reference value, it is determined that the rotor has stepped out. From another point of view, it may be considered that step-out is determined when the electrical angle difference between the actual electrical angle and the ideal electrical angle exceeds a reference value. Alternatively, if the step difference between the actual step and the ideal step exceeds a reference value, it may be considered that the step-out is determined. Determination using either type of difference is theoretically synonymous.

本実施形態では、弁移動中と弁停止時において異なる基準値を用いる。ここでいう「弁移動」とは、ステップを切り替えて励磁パターンを変化させている状態を意味する。弁が開いていれば、文字通り弁が移動するが、弁が閉じられていれば、ステップを切り替えても弁は動かない。しかし、閉じられた弁が動かない状態でもステップを切り替えていれば、ここでいう弁移動中に当たるものとする。また、ここでいう「弁停止」とは、ステップを切り替えずに一定の励磁パターンを維持する状態を意味する。さらに、弁閉状態と弁開状態とでも、基準値を区別する。以下では、弁移動中と弁停止時の別及び弁閉状態と弁開状態の別を組み合わせたシーンを想定してそれぞれのシーンに応じた基準値について説明する。 In this embodiment, different reference values are used when the valve is moving and when the valve is stopped. "Valve movement" as used herein means a state in which steps are switched to change the excitation pattern. If the valve is open, the valve literally moves, but if the valve is closed, the valve does not move even if the step is changed. However, if the step is switched even when the closed valve does not move, it is regarded as during the valve movement here. Further, the term "valve stop" used herein means a state in which a constant excitation pattern is maintained without switching steps. Furthermore, the reference value is also distinguished between the valve closed state and the valve open state. In the following, the reference values corresponding to each scene will be described assuming a scene combining the valve moving state and the valve stopped state, and the valve closed state and the valve open state.

図11は、各シーンにおけるステップ差の基準値と機械角差の基準値を示す図である。
弁開点より大きいステップnでの弁移動中であるシーン(a)、弁開点より大きいステップnでの弁停止時であるシーン(b)、弁開点以下のステップnでの弁移動中であるシーン(c)、及び弁開点以下のステップnでの弁停止時であるシーン(d)に分ける。シーン(a)とシーン(b)では、弁開状態で小さい負荷トルクが生じる。シーン(c)とシーン(d)では、弁閉状態で大きい負荷トルクが生じる。
FIG. 11 is a diagram showing the reference value of the step difference and the reference value of the mechanical angle difference in each scene.
Scene (a) during valve movement at step n greater than the valve opening point, scene (b) during valve stop at step n greater than the valve opening point, and valve movement at step n below the valve opening point. and scene (d) when the valve is stopped at step n below the valve opening point. In scenes (a) and (b), a small load torque is generated with the valve open. In scenes (c) and (d), a large load torque is generated when the valve is closed.

ここでは、ステップ差の基準値の例として、ステップ差の上限数と下限数を示す。ステップ差の下限数から上限数までの範囲を、ステップ差の同調範囲という。ステップ差の同調範囲は、安定した同調状態におけるステップ差を表す。ステップ差の同調範囲は、脱調と判定する基準となる基準範囲の例である。 Here, the upper limit number and the lower limit number of the step difference are shown as examples of the reference value of the step difference. The range from the lower limit number to the upper limit number of the step difference is called the tuning range of the step difference. The step difference tuning range represents the step difference at stable tuning conditions. The tuning range of the step difference is an example of a reference range that serves as a reference for determining out-of-step.

また、機械角差の基準値の例として、機械角差の上限と下限を示す。機械角差の下限から上限までの範囲を、機械角差の同調範囲という。機械角差の同調範囲も、安定した同調状態における機械角差を表す。 Also, the upper limit and the lower limit of the mechanical angle difference are shown as an example of the reference value of the mechanical angle difference. The range from the lower limit to the upper limit of the mechanical angle difference is called the tuning range of the mechanical angle difference. The mechanical angle difference tuning range also represents the mechanical angle difference in a stable tuning state.

ステップ差が同調範囲を外れた場合、つまり機械角差が同調範囲を外れた場合に、脱調したものとみなす。同調範囲を外れても、実際に脱調の現象が生じているとは限らないが、少なくとも脱調に至るリスクが高いと言える。よって、この例で検出される脱調は、異常の一種あるいは注意や警告の一種ととらえることもできる。 If the step difference is out of the tuning range, that is, if the mechanical angle difference is out of the tuning range, it is considered as out-of-step. Even if it is out of the tuning range, it does not necessarily mean that the phenomenon of step-out actually occurs, but at least it can be said that the risk of step-out is high. Therefore, the step-out detected in this example can be regarded as a kind of abnormality or a kind of caution or warning.

シーン(a)では、ステップ差の上限数をUaとし、下限数をLaとする。上限数Uaと下限数Laの例を図10に示す。この例で上限数Uaは、電気角差の90度に対応する。下限数Laは、電気角差の-90度に対応する。つまり、弁開状態での弁移動中は、駆動トルクの絶対値が最大値となるまでの間は、脱調していないものと判断する。なお、図示するように上限数Uaは、機械角差の上限uaに対応する。この例で機械角差の上限uaは、72/4=18度である。また、下限数Laは、機械角差の下限laに対応する。この例で機械角差の上限laは、-18度である。 In scene (a), the upper limit number of step differences is Ua, and the lower limit number is La. FIG. 10 shows an example of the upper limit number Ua and the lower limit number La. In this example, the upper limit number Ua corresponds to the electrical angle difference of 90 degrees. The lower limit number La corresponds to the electrical angle difference of -90 degrees. That is, during the valve movement in the valve open state, it is determined that there is no step-out until the absolute value of the driving torque reaches the maximum value. Note that the upper limit number Ua corresponds to the upper limit ua of the mechanical angle difference, as shown in the figure. In this example, the upper limit ua of the mechanical angle difference is 72/4=18 degrees. Also, the lower limit number La corresponds to the lower limit la of the mechanical angle difference. In this example, the upper limit la of the mechanical angle difference is -18 degrees.

シーン(b)では、ステップ差の上限数をUbとし、下限数をLbとする。上限数Ubと下限数Lbの例を図10に示す。この例で上限数Ubは、電気角差の45度に対応する。下限数Lbは、電気角差の-45度に対応する。つまり、弁開状態での弁停止時は、駆動トルクの絶対値が最大値×sin45を超えなければ、脱調していないものと判断する。なお、図示するように上限数Ubは、機械角差の上限ubに対応する。この例で機械角差の上限ubは、72/8=9度である。また、下限数Lbは、機械角差の下限lbに対応する。この例で機械角差の下限lbは、-9度である。 In the scene (b), the upper limit number of step differences is Ub, and the lower limit number is Lb. FIG. 10 shows an example of the upper limit number Ub and the lower limit number Lb. In this example, the upper limit number Ub corresponds to an electrical angle difference of 45 degrees. The lower limit number Lb corresponds to the electrical angle difference of -45 degrees. That is, if the absolute value of the drive torque does not exceed the maximum value×sin45 when the valve is stopped while the valve is open, it is determined that there is no step-out. Note that the upper limit number Ub corresponds to the upper limit ub of the mechanical angle difference, as shown in the figure. In this example, the upper limit ub of the mechanical angle difference is 72/8=9 degrees. Also, the lower limit number Lb corresponds to the lower limit lb of the mechanical angle difference. In this example, the lower limit lb of the mechanical angle difference is -9 degrees.

シーン(c)では、ステップ差の上限数をUcとし、下限数をLcとする。上限数Ucと下限数Lcの例を図10に示す。この例で上限数Ucは、電気角差の97.5度に対応する。下限数Lcは、電気角差の-97.5度に対応する。つまり、弁閉状態での弁移動中は、駆動トルクの絶対値が最大値を超えて最大値×sin97.5を下回らなければ、脱調していないものと判断する。なお、図示するように上限数Ucは、機械角差の上限ucに対応する。また、下限数Lcは、機械角差の下限lcに対応する。 In scene (c), the upper limit number of step differences is Uc, and the lower limit number is Lc. FIG. 10 shows an example of the upper limit number Uc and the lower limit number Lc. In this example, the upper limit number Uc corresponds to an electrical angle difference of 97.5 degrees. The lower limit number Lc corresponds to an electrical angle difference of −97.5 degrees. That is, when the valve is moving in the closed state, if the absolute value of the drive torque exceeds the maximum value and does not fall below the maximum value×sin 97.5, it is determined that there is no step-out. As shown in the figure, the upper limit number Uc corresponds to the upper limit uc of the mechanical angle difference. Also, the lower limit number Lc corresponds to the lower limit lc of the mechanical angle difference.

シーン(d)では、ステップ差の上限数をUdとし、下限数をLdとする。上限数Udと下限数Ldの例を図10に示す。この例で上限数Udは、電気角差の60度に対応する。下限数Ldは、電気角差の-60度に対応する。つまり、弁閉状態での弁停止時は、駆動トルクの絶対値が最大値×sin60を上回らなければ、脱調していないものと判断する。なお、図示するように上限数Udは、機械角差の上限udに対応する。また、下限数Ldは、機械角差の下限ldに対応する。 In scene (d), the upper limit number of step differences is Ud, and the lower limit number is Ld. FIG. 10 shows an example of the upper limit number Ud and the lower limit number Ld. In this example, the upper limit number Ud corresponds to an electrical angle difference of 60 degrees. The lower limit number Ld corresponds to the electrical angle difference of -60 degrees. In other words, when the valve is closed and the valve is stopped, it is determined that there is no step-out unless the absolute value of the driving torque exceeds the maximum value×sin60. As shown in the figure, the upper limit number Ud corresponds to the upper limit ud of the mechanical angle difference. Also, the lower limit number Ld corresponds to the lower limit ld of the mechanical angle difference.

この例で、各上限数については、Uc>Ua>Ud>Ubの大小関係である。同じく、各下限数については、Lc<La<Ld<Lbの大小関係である。 In this example, for each upper limit number, the magnitude relationship is Uc>Ua>Ud>Ub. Similarly, for each lower limit number, the magnitude relationship is Lc<La<Ld<Lb.

弁移動中の上限数に関してUc(弁閉状態)>Ua(弁開状態)とし、さらに移動中の下限数に関してLc(弁閉状態)<La(弁開状態)とする理由は、弁閉状態では負荷トルクが大きくなり、移動中にステップ差が広がりやすいからである。また、弁停止時の上限数に関してUd(弁閉状態)>Ub(弁開状態)とし、さらに弁停止時の下限数に関してLd(弁閉状態)<Lb(弁開状態)とする理由は、弁閉状態では負荷トルクが大きいのでこれと均衡する駆動トルクも大きくなり、ステップ差が縮まり切らずに停止するからである。 The reason why Uc (valve closed state) > Ua (valve open state) for the upper limit number during valve movement and Lc (valve closed state) < La (valve open state) for the lower limit number during valve movement is because the valve is closed state This is because the load torque increases and the step difference tends to widen during movement. The reason why Ud (valve closed state) > Ub (valve open state) for the upper limit number when the valve is stopped and Ld (valve closed state) < Lb (valve open state) for the lower limit number when the valve is stopped is as follows. This is because when the valve is closed, the load torque is large, so the driving torque balanced with this is also large, and the step difference is not completely reduced, and the vehicle stops.

具体的な処理過程においては、これらの上限数Ua,Ub,Uc,Udと下限数La,Lb,Lc,Ldに基づいて、各シーンにおける実際のロータ角度の同調範囲を想定する。実際のロータ角度の同調範囲は、最大角と最小角によって特定される。実際のロータ角度が、この同調範囲を外れた場合に脱調したと判定する。 In a specific process, based on these upper limit numbers Ua, Ub, Uc and Ud and lower limit numbers La, Lb, Lc and Ld, the actual rotor angle tuning range in each scene is assumed. The actual rotor angle tuning range is specified by the maximum and minimum angles. If the actual rotor angle deviates from this tuning range, it is determined that the rotor has stepped out.

シーン(a):弁開点より大きいステップnでの弁移動中の場合には、同調範囲の最大角RA_max(n)は、以下の式2または式3で求められる。
RA_max(n)=RA_c(n+Ua) [式2]
RA_c(n+Ua):ステップ(n+Ua)における理想的なロータ角度
RA_max(n)=(RA_c(n)+Ua×R)mod360 [式3]
RA_c(n):ステップnにおける理想的なロータ角度
R:機械角/ステップの比
Scene (a): When the valve is moving at a step n greater than the valve opening, the maximum angle RA_max(n) of the tuning range is given by Equation 2 or Equation 3 below.
RA_max(n)=RA_c(n+Ua) [Formula 2]
RA_c(n+Ua): Ideal rotor angle RA_max(n) at step (n+Ua)=(RA_c(n)+Ua×R) mod 360 [Formula 3]
RA_c(n): ideal rotor angle at step n R: mechanical angle/step ratio

また、シーン(a)の場合、同調範囲の最小角RA_min(n)は、以下の式4または式5で求められる。
RA_min(n)=RA_c(n+La) [式4]
RA_c(n+La):ステップ(n+La)における理想的なロータ角度
RA_min(n)=(RA_c(n)+La×R)mod360 [式5]
Further, in the case of scene (a), the minimum angle RA_min(n) of the tuning range is obtained by Equation 4 or Equation 5 below.
RA_min(n)=RA_c(n+La) [Formula 4]
RA_c(n+La): Ideal rotor angle RA_min(n) at step (n+La)=(RA_c(n)+La×R) mod 360 [Formula 5]

シーン(b):弁開点より大きいステップnでの弁停止時の場合には、同調範囲の最大角RA_max(n)は、以下の式6または式7で求められる。
RA_max(n)=RA_c(n+Ub) [式6]
RA_c(n+Ub):ステップ(n+Ub)における理想的なロータ角度
RA_max(n)=(RA_c(n)+Ub×R)mod360 [式7]
Scene (b): When the valve is stopped at a step n larger than the valve opening point, the maximum angle RA_max(n) of the tuning range is obtained by Equation 6 or Equation 7 below.
RA_max(n)=RA_c(n+Ub) [Formula 6]
RA_c(n+Ub): Ideal rotor angle RA_max(n) at step (n+Ub)=(RA_c(n)+Ub×R) mod 360 [Formula 7]

また、シーン(b)の場合、同調範囲の最小角RA_min(n)は、以下の式8または式9で求められる。
RA_min(n)=RA_c(n+Lb) [式8]
RA_c(n+Lb):ステップ(n+Lb)における理想的なロータ角度
RA_min(n)=(RA_c(n)+Lb×R)mod360 [式9]
Also, in the case of scene (b), the minimum angle RA_min(n) of the tuning range is obtained by Equation 8 or Equation 9 below.
RA_min(n)=RA_c(n+Lb) [Formula 8]
RA_c(n+Lb): Ideal rotor angle RA_min(n) at step (n+Lb)=(RA_c(n)+Lb×R) mod 360 [Formula 9]

シーン(c):弁開点以下のステップnでの弁移動中の場合には、同調範囲の最大角RA_max(n)は、以下の式10または式11で求められる。
RA_max(n)=RA_c(n+Uc) [式10]
RA_c(n+Uc):ステップ(n+Uc)における理想的なロータ角度
RA_max(n)=(RA_c(n)+Uc×R)mod360 [式11]
Scene (c): When the valve is moving at step n below the valve opening point, the maximum angle RA_max(n) of the tuning range is obtained by Equation 10 or Equation 11 below.
RA_max(n)=RA_c(n+Uc) [Formula 10]
RA_c(n+Uc): ideal rotor angle RA_max(n) at step (n+Uc)=(RA_c(n)+Uc×R) mod 360 [Equation 11]

また、シーン(c)の場合、同調範囲の最小角RA_min(n)は、以下の式12または式13で求められる。
RA_min(n)=RA_c(n+Lc) [式12]
RA_c(n+Lc):ステップ(n+Lc)における理想的なロータ角度
RA_min(n)=(RA_c(n)+Lc×R)mod360 [式13]
Also, in the case of scene (c), the minimum angle RA_min(n) of the tuning range is obtained by Equation 12 or Equation 13 below.
RA_min(n)=RA_c(n+Lc) [Equation 12]
RA_c(n+Lc): Ideal rotor angle RA_min(n) at step (n+Lc)=(RA_c(n)+Lc×R) mod 360 [Equation 13]

シーン(d):弁開点以下のステップnでの弁停止時の場合には、同調範囲の最大角RA_max(n)は、以下の式14または式15で求められる。
RA_max(n)=RA_c(n+Ud) [式14]
RA_c(n+Ud):ステップ(n+Ud)における理想的なロータ角度
RA_max(n)=(RA_c(n)+Ud×R)mod360 [式15]
Scene (d): When the valve is stopped at step n below the valve opening point, the maximum angle RA_max(n) of the tuning range is obtained by the following equation 14 or 15.
RA_max(n)=RA_c(n+Ud) [Formula 14]
RA_c(n+Ud): Ideal rotor angle RA_max(n) at step (n+Ud)=(RA_c(n)+Ud×R) mod 360 [Equation 15]

また、シーン(d)の場合、同調範囲の最小角RA_min(n)は、以下の式16または式17で求められる。
RA_min(n)=RA_c(n+Ld) [式16]
RA_c(n+Ld):ステップ(n+Ld)における理想的なロータ角度
RA_min(n)=(RA_c(n)+Ld×R)mod360 [式17]
Also, in the case of scene (d), the minimum angle RA_min(n) of the tuning range is obtained by Equation 16 or Equation 17 below.
RA_min(n)=RA_c(n+Ld) [Equation 16]
RA_c(n+Ld): Ideal rotor angle RA_min(n) at step (n+Ld)=(RA_c(n)+Ld×R) mod 360 [Equation 17]

シーン(a)からシーン(d)のいずれの場合にも、最大角RA_max(n)と最小角RA_min(n)をデューティー比に換算する。最大角に対応するデューティー比SO_max(n)は、式18で求められる。また、最小角に対応するデューティー比SO_min(n)は、式19で求められる。
SO_max(n)=定数S×RA_max(n)+定数T [式18]
SO_min(n)=定数S×RA_min(n)+定数T [式19]
定数Sは、デューティー比/機械角の比である。定数Tは、デューティー比の下限値DAである。
In any of the scenes (a) to (d), the maximum angle RA_max(n) and the minimum angle RA_min(n) are converted into duty ratios. A duty ratio SO_max(n) corresponding to the maximum angle is obtained by Equation (18). Also, the duty ratio SO_min(n) corresponding to the minimum angle is obtained by Equation (19).
SO_max(n)=constant S×RA_max(n)+constant T [Formula 18]
SO_min(n)=constant S×RA_min(n)+constant T [equation 19]
The constant S is the ratio of duty ratio/mechanical angle. The constant T is the lower limit value DA of the duty ratio.

図12は、論理演算Zの真理値表を示す。
本実施形態では、上述したデューティー比SO_max(n)とSO_min(n)を用いた論理演算Zによって脱調を判断する。関係Aを表す式20、関係Bを表す式21および関係Cを表す式22の成否に基づく論理演算Z(式23)を行う。
関係A:SO_max(n)>SO_min(n) [式20]
関係B:SO_max(n)≧SO_m(n) [式21]
関係C:SO_m(n)≧SO_min(n) [式22]
論理演算Z:関係A xor 関係B xor 関係C [式23]
FIG. 12 shows the truth table of logical operation Z. FIG.
In this embodiment, step-out is determined by logical operation Z using the duty ratios SO_max(n) and SO_min(n) described above. A logic operation Z (formula 23) is performed based on the success or failure of formula 20 representing relationship A, formula 21 representing relationship B, and formula 22 representing relationship C.
Relation A: SO_max(n)>SO_min(n) [Equation 20]
Relation B: SO_max(n)≧SO_m(n) [Formula 21]
Relation C: SO_m(n)≧SO_min(n) [Equation 22]
Logical operation Z: Relation A xor Relation B xor Relation C [Formula 23]

SO_m(n)は、磁気センサ119から受信したデジタル信号のパルスから読み取られるデューティー比(角度値)である。デューティー比SO_m(n)は、実際のロータ角度RA_m(n)に対応する。この対応関係については、図13に例示している。 SO_m(n) is the duty ratio (angle value) read from the digital signal pulse received from the magnetic sensor 119 . The duty ratio SO_m(n) corresponds to the actual rotor angle RA_m(n). This correspondence relationship is illustrated in FIG.

論理演算Zの結果が真(1)であれば同調しており、論理演算Zの結果が偽(0)であれば脱調したと判定する。論理的に生じ得る組み合わせは、図示したパターン1~6の6種類である。 If the result of the logical operation Z is true (1), it is determined that it is in sync, and if the result of the logical operation Z is false (0), it is determined that it is out of sync. There are six combinations of patterns 1 to 6 shown in the figure that are logically possible.

この例では、関係Aから関係Cについてデューティー比で大小関係を判定するが、これは実際のロータ角度における大小関係と一致する。 In this example, the magnitude relation is determined by the duty ratio for relation A to relation C, which matches the magnitude relation in the actual rotor angle.

図13は、脱調と同調の判定例を示すグラフである。
左側縦軸には、ロータ角RAを示し、右側縦軸には、デューティー比SOを示している。ロータ角RAとデューティー比SOは、線形関係にある。したがって、相互に変換可能である。横軸には、ステップn(=弁位置Pos(n)を示す。
FIG. 13 is a graph showing an example of determination of out-of-step and synchronization.
The left vertical axis indicates the rotor angle RA, and the right vertical axis indicates the duty ratio SO. The rotor angle RA and duty ratio SO are in a linear relationship. Therefore, they are mutually convertible. The horizontal axis indicates the step n (=valve position Pos(n).

図示した実線は、同調範囲の最大角RA_max(n)とその最大角に対応するデューティー比SO_max(n)を示す。同じく一点鎖線は、理想的なロータ角度RA_c(n)とその理想的なロータ角度に対応するデューティー比SO_c(n)を示す。同じく破線は、同調範囲の最小角RA_min(n)とその最小角に対応するデューティー比SO_min(n)を示す。 The illustrated solid line indicates the maximum angle RA_max(n) of the tuning range and the duty ratio SO_max(n) corresponding to the maximum angle. Similarly, the dashed-dotted line indicates the ideal rotor angle RA_c(n) and the duty ratio SO_c(n) corresponding to the ideal rotor angle. Similarly, dashed lines indicate the minimum angle RA_min(n) of the tuning range and the duty ratio SO_min(n) corresponding to the minimum angle.

パターン1、4および5の脱調例を黒丸で示している。パターン2、3および6の同調例を白丸で示している。
例えば、パターン6の場合、SO_max(n)>SO_min(n)であり、関係Aは真(1)である。SO_max(n)≧SO_m(n)であり、関係Bは真(1)である。また、SO_m(n)≧SO_min(n)であり、関係Cは真(1)である。よって、論理演算Zは真(1)であり、判定結果は同調となる。
Black circles indicate out-of-step examples of patterns 1, 4 and 5. FIG. Tuning examples of patterns 2, 3 and 6 are indicated by white circles.
For example, for pattern 6, SO_max(n)>SO_min(n) and relationship A is true (1). SO_max(n)≧SO_m(n) and relation B is true (1). Also, SO_m(n)≧SO_min(n) and relation C is true (1). Therefore, the logical operation Z is true (1), and the determination result is tuning.

例えば、パターン5の場合、図示したように、SO_max(n)>SO_min(n)であり、関係Aは真(1)である。SO_max(n)≧SO_m(n)であり、関係Bは真(1)である。また、SO_m(n)<SO_min(n)であり、関係Cは偽(0)である。よって、論理演算Zは偽(0)であり、判定結果は脱調となる。 For example, for pattern 5, SO_max(n)>SO_min(n) and relation A is true (1), as shown. SO_max(n)≧SO_m(n) and relation B is true (1). Also, SO_m(n)<SO_min(n) and relationship C is false (0). Therefore, the logical operation Z is false (0), and the determination result is step-out.

ステップnがP1~P2の区間では、SO_max(n)とSO_min(n)の大小関係が逆転するので、関係Aが偽(0)である。この区間におけるパターン1~3では、関係Aが真(1)である区間のパターン4~6とは異なる判定ロジックとなる。 In the section where step n is P1 to P2, the relationship A is false (0) because the magnitude relationship between SO_max(n) and SO_min(n) is reversed. Patterns 1 to 3 in this section have a different determination logic from patterns 4 to 6 in the section where relation A is true (1).

続いて、判定のタイミングについて説明する。
弁移動中の判定に関しては、1つステップを移動する度に、次の励磁に切替える直前に判定処理を実行する。弁停止時の判定に関しては、弁停止毎に1回ずつ行う。具体的には、保持電流の停止処理後、所定の待機時間が経過した時点で判定処理を実行する。待機時間は、電源ラインオープンでコイル3相の電流(プローブ)が収束するまでの時間を基準としてもよい。例えば、収束するまでの時間に所定の余裕時間を加えた時間長を、待機時間としてもよい。
Next, the timing of determination will be described.
As for determination during valve movement, determination processing is executed immediately before switching to the next excitation every time the valve is moved by one step. The determination when the valve is stopped is performed once each time the valve is stopped. Specifically, the determination process is executed when a predetermined standby time has elapsed after the holding current stop process. The standby time may be based on the time until the three-phase coil current (probe) converges when the power line is open. For example, the length of time obtained by adding a predetermined extra time to the time until convergence may be used as the waiting time.

図14は、電動弁制御装置200の機能ブロック図である。
電動弁制御装置200の各構成要素は、回路基板118上における制御回路(マイクロコンピュータ)、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェア(制御回路)と、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバおよびアプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
FIG. 14 is a functional block diagram of the electric valve control device 200. As shown in FIG.
Each component of the electric valve control device 200 includes hardware (control circuit) including a control circuit (microcomputer) on the circuit board 118, storage devices such as memory and storage, and wired or wireless communication lines connecting them. It is implemented by software that is stored in a storage device and that supplies processing instructions to the calculator. Computer programs may consist of device drivers and application programs, as well as libraries that provide common functionality to these programs. Each block described below represents a functional block rather than a hardware configuration.

電動弁制御装置200は、データ処理部202、通信部204、基準情報記憶部206およびロータインタフェース部208を含む。
通信部204は、接続端子81を介して外部装置に対するインタフェースとして機能する。ロータインタフェース部208は、磁気センサ119およびコイルユニット75に対するインタフェースとして機能する。基準情報記憶部206は、原点情報(基準情報)を記憶する。基準情報記憶部206は不揮発性メモリに構成される記憶領域である。データ処理部202は、基準情報および通信部204、ロータインタフェース部208から取得された各種データに基づいて各種処理を実行する。データ処理部202は、通信部204、ロータインタフェース部208および基準情報記憶部206のインタフェースとしても機能する。
The electric valve control device 200 includes a data processing section 202 , a communication section 204 , a reference information storage section 206 and a rotor interface section 208 .
The communication unit 204 functions as an interface with an external device via the connection terminal 81 . Rotor interface section 208 functions as an interface for magnetic sensor 119 and coil unit 75 . The reference information storage unit 206 stores origin information (reference information). A reference information storage unit 206 is a storage area configured in a nonvolatile memory. The data processing unit 202 executes various processes based on the reference information and various data acquired from the communication unit 204 and the rotor interface unit 208 . Data processing unit 202 also functions as an interface for communication unit 204 , rotor interface unit 208 and reference information storage unit 206 .

通信部204は、外部装置からデータおよびコマンドを受信する受信部210と、外部装置にデータを送信する送信部212を含む。 Communication unit 204 includes a receiving unit 210 that receives data and commands from an external device, and a transmitting unit 212 that transmits data to the external device.

ロータインタフェース部208は、回転指示部214および回転検出部216を含む。回転指示部214は、励磁パターンに応じて、U相コイル73a、V相コイル73bおよびW相コイル73cそれぞれに駆動電流を出力する。回転検出部216は、磁気センサ119から受けた電流のパルスからデューティー比(角度値)を読み取る。 Rotor interface portion 208 includes a rotation instructing portion 214 and a rotation detecting portion 216 . Rotation instruction unit 214 outputs a drive current to each of U-phase coil 73a, V-phase coil 73b, and W-phase coil 73c according to the excitation pattern. The rotation detector 216 reads the duty ratio (angle value) from the current pulse received from the magnetic sensor 119 .

データ処理部202は、回転制御部218と脱調検出部220を含む。回転制御部218は、原点情報及び外部装置から受信したコマンドに基づいて回転指示部214を制御する。脱調検出部220は、各シーンにおける脱調判定処理を行って、脱調を検出する。 The data processing section 202 includes a rotation control section 218 and a step-out detection section 220 . The rotation control section 218 controls the rotation instruction section 214 based on the origin information and the command received from the external device. The step-out detection unit 220 detects step-out by performing step-out determination processing in each scene.

図15と図16は、メイン処理過程を示すフローチャートである。
回転制御部218は、ステップnを特定する(S10)。ステップnは、受信部210において外部装置から受信した移動コマンド(移動方向および移動速度を含む)または停止コマンドに基づいて決定される。
15 and 16 are flow charts showing the main processing steps.
Rotation control unit 218 identifies step n (S10). Step n is determined based on the movement command (including the movement direction and movement speed) or the stop command received from the external device by the receiving unit 210 .

脱調検出部220は、ステップnが進んだか否かを判定する(S12)。弁開方向への移動の場合には、回転制御部218が励磁パターンを上昇回転方向に切り替えるため、ステップnが1つ増加する。弁閉方向への移動の場合には、回転制御部218が励磁パターンを下降回転方向に切り替えるため、ステップnが1つ減少する。ステップnが増加した場合も、減少した場合も、ステップnが進んだと判定される。ステップnが進むタイミングは、移動速度に基づき回転制御部218により決定される。 The step-out detection unit 220 determines whether step n has progressed (S12). In the case of movement in the valve opening direction, the rotation control unit 218 switches the excitation pattern to the upward rotation direction, so step n is increased by one. In the case of movement in the valve closing direction, the rotation control unit 218 switches the excitation pattern to the downward rotation direction, so the step n is decreased by one. Whether step n increases or decreases, it is determined that step n has progressed. The timing at which step n advances is determined by the rotation control unit 218 based on the moving speed.

ステップnが進んだと判定した場合には(S12のY)、脱調検出部220は、ステップnが弁開点より大きいか否かを判定する(S14)。ステップnが弁開点より大きい場合(S14のY)、つまり弁開状態である場合には、脱調検出部220は、シーン(a)の脱調判定処理を実行する(S16)。一方、ステップnが弁開点以下である場合(S14のN)、つまり弁閉状態である場合には、脱調検出部220は、シーン(c)の脱調判定処理を実行する(S18)。各シーンの脱調判定処理については、図17に関連して後述する。脱調判定処理の後で、回転制御部218は、回転指示部214に指示する励磁パターンを切り替える(S20)。このときの励磁パターンは、S10で特定されたステップnに対応する。そして、S10に戻って上述した処理を繰り返す。 When it is determined that step n has progressed (Y in S12), the step-out detection unit 220 determines whether or not step n is greater than the valve opening point (S14). If the step n is greater than the valve opening point (Y of S14), that is, if the valve is open, the step-out detection unit 220 executes the step-out determination process of scene (a) (S16). On the other hand, if step n is equal to or less than the valve opening point (N in S14), that is, if the valve is closed, the step-out detection unit 220 executes the step-out determination process of scene (c) (S18). . The step-out determination process for each scene will be described later with reference to FIG. After the step-out determination process, the rotation control unit 218 switches the excitation pattern instructed to the rotation instructing unit 214 (S20). The excitation pattern at this time corresponds to step n specified in S10. Then, the process returns to S10 and repeats the above-described processing.

S12の処理の説明に戻る。ステップnが進んでいないと判定した場合には(S12のN)、図16に示したS22の処理へ移る。 It returns to description of the process of S12. If it is determined that step n has not progressed (N of S12), the process proceeds to S22 shown in FIG.

回転制御部218は、回転指示部214における通電を停止させるか否かを判定する(S22)。たとえば受信部210が外部装置から停止コマンドを受信した場合に、回転制御部218は、回転指示部214における通電を停止させると判定する。 The rotation control unit 218 determines whether or not to stop energizing the rotation instructing unit 214 (S22). For example, when receiving unit 210 receives a stop command from an external device, rotation control unit 218 determines to stop energization of rotation instructing unit 214 .

回転制御部218が通電を停止させないと判定した場合には(S22のN)、S10に示した処理に戻る。一方、回転制御部218が通電を停止させると判定した場合には(S22のY)、回転制御部218は、回転指示部214の通電をOFFにする(S24)。 When the rotation control unit 218 determines not to stop the energization (N of S22), the process returns to S10. On the other hand, when the rotation control unit 218 determines to stop the energization (Y of S22), the rotation control unit 218 turns off the energization of the rotation instructing unit 214 (S24).

再び移動コマンドが発せられた場合には通電を再開させる必要があるので、回転制御部218は、回転指示部214における通電を再開させるか否かを判定する(S26)。受信部210が外部装置から移動コマンドを受信していない場合に、回転制御部218は、回転指示部214における通電を再開させないと判定する。通電を再開させないと判定した場合には(S26のN)、脱調検出部220は、通電OFF時から所定の待機時間が経過したか否かを判定する(S28)。所定の待機時間は、たとえば電流の立下りに要する時間に相当する。つまり、電源ラインのオープンによってコイル3相の電流(プローブ)が収束するまでの間は、待機する。 When the movement command is issued again, it is necessary to restart the energization, so the rotation control section 218 determines whether or not to restart the energization of the rotation instructing section 214 (S26). If the receiving unit 210 has not received a movement command from the external device, the rotation control unit 218 determines not to resume energization of the rotation instructing unit 214 . If it is determined not to restart the energization (N of S26), the step-out detection unit 220 determines whether or not a predetermined waiting time has elapsed since the energization was turned off (S28). The predetermined standby time corresponds to, for example, the time required for the current to fall. That is, it waits until the three-phase coil current (probe) converges due to the opening of the power supply line.

所定の待機時間が経過していないと判定した場合には(S28のN)、回転制御部218は、S26の処理に戻る。そして、通電を再開させると判定した場合には(S26のY)、回転制御部218は、回転指示部214の通電をONにして(S30)、S10の処理に戻る。このように、すぐに通電を再開させた場合には、弁停止時の脱調判定処理は行われない。 If it is determined that the predetermined waiting time has not passed (N of S28), the rotation control section 218 returns to the process of S26. Then, if it is determined to restart the energization (Y of S26), the rotation control section 218 turns ON the energization of the rotation instructing section 214 (S30), and returns to the process of S10. In this way, when the energization is restarted immediately, the out-of-step determination process at the time of valve stop is not performed.

一方、通電を再開させることなく、所定の待機時間が経過したと判定した場合には(S28のY)、脱調検出部220は、ステップnが弁開点より大きいか否かを判定する(S32)。ステップnが弁開点より大きい場合(S32のY)、つまり弁開状態である場合には、脱調検出部220は、シーン(b)の脱調判定処理を実行する(S34)。一方、ステップnが弁開点以下である場合(S32のN)、つまり弁閉状態である場合には、脱調検出部220は、シーン(d)の脱調判定処理を実行する(S36)。 On the other hand, if it is determined that the predetermined standby time has elapsed without restarting the energization (Y in S28), the step-out detection unit 220 determines whether step n is greater than the valve opening point ( S32). If the step n is greater than the valve opening point (Y of S32), that is, if the valve is open, the step-out detection unit 220 executes the step-out determination process of scene (b) (S34). On the other hand, if step n is equal to or less than the valve opening point (N of S32), that is, if the valve is closed, the step-out detection unit 220 executes the step-out determination process of scene (d) (S36). .

脱調判定処理を行った後は、通電を再開させるまでそのまま待機する。つまり、回転制御部218は、回転指示部214における通電を再開させるか否かの判定を繰り返し(S38)、通電を再開させると判定した場合に(S38のY)、回転制御部218は、回転指示部214の通電をONにして(S40)、S10の処理に戻る。つまり、受信部210が外部装置から移動コマンドを受信すれば、元の処理に復帰する。 After performing the out-of-step determination process, the system waits until the energization is resumed. That is, the rotation control unit 218 repeatedly determines whether or not to restart the energization of the rotation instructing unit 214 (S38). Power supply to the instruction unit 214 is turned on (S40), and the process returns to S10. That is, when the receiving unit 210 receives a movement command from the external device, the original processing is resumed.

図17は、各シーンの脱調判定処理過程を示すフローチャートである。
まず、脱調検出部220は、上述した式1の演算を行う処理によって、理想のロータ角度RA_c(n)を算出する(S50)。
FIG. 17 is a flow chart showing the step-out determination process for each scene.
First, the step-out detection unit 220 calculates the ideal rotor angle RA_c(n) by performing the calculation of Equation 1 described above (S50).

次に、脱調検出部220は、同調範囲の最大角RA_max(n)を算出する(S52)。シーン(a)であれば、脱調検出部220は、上述した式3の演算を行う処理を実行する。シーン(b)であれば、脱調検出部220は、上述した式7の演算を行う処理を実行する。シーン(c)であれば、脱調検出部220は、上述した式11の演算を行う処理を実行する。シーン(d)であれば、脱調検出部220は、上述した式15の演算を行う処理を実行する。 Next, the step-out detector 220 calculates the maximum angle RA_max(n) of the tuning range (S52). In the case of scene (a), the step-out detection unit 220 executes the processing of calculating the equation 3 described above. If it is the scene (b), the step-out detection unit 220 executes the processing of calculating the equation 7 described above. In the case of scene (c), the step-out detection unit 220 executes the processing of the above-described equation (11). If it is scene (d), the step-out detection unit 220 executes the processing of the above-described equation (15).

さらに、脱調検出部220は、同調範囲の最小角RA_min(n)を算出する(S54)。シーン(a)であれば、脱調検出部220は、上述した式5の演算を行う処理を実行する。シーン(b)であれば、脱調検出部220は、上述した式9の演算を行う処理を実行する。シーン(c)であれば、脱調検出部220は、上述した式13の演算を行う処理を実行する。シーン(d)であれば、脱調検出部220は、上述した式17の演算を行う処理を実行する。 Furthermore, the step-out detector 220 calculates the minimum angle RA_min(n) of the tuning range (S54). In the case of scene (a), the step-out detection unit 220 executes the processing of calculating the equation 5 described above. If it is the scene (b), the step-out detection unit 220 executes the processing of calculating the equation 9 described above. In the case of scene (c), the step-out detection unit 220 executes the processing of the above-described equation (13). If it is scene (d), the step-out detection unit 220 executes the processing of calculating the equation 17 described above.

脱調検出部220は、最大角RA_max(n)に対応するデューティー比SO_max(n)を算出する(S56)。脱調検出部220は、上述した式18の演算を行う処理を実行する。 The step-out detector 220 calculates the duty ratio SO_max(n) corresponding to the maximum angle RA_max(n) (S56). The step-out detection unit 220 executes the processing of calculating Equation 18 described above.

脱調検出部220は、最小角RA_min(n)に対応するデューティー比SO_min(n)を算出する(S58)。脱調検出部220は、上述した式19の演算を行う処理を実行する。 The step-out detection unit 220 calculates the duty ratio SO_min(n) corresponding to the minimum angle RA_min(n) (S58). The step-out detection unit 220 executes the processing of calculating the equation (19) described above.

回転検出部216は、磁気センサ119から受信したパルスからデューティー比SO_m(n)を読み取る(S60)。 The rotation detector 216 reads the duty ratio SO_m(n) from the pulse received from the magnetic sensor 119 (S60).

そして、脱調検出部220は、上述の関係A(式20)の真偽、関係B(式21)の真偽、および関係C(式22)の真偽を判定し、さらにそれらの判定結果に基づいて、論理演算Z(式23)の真偽を判定する(S62)。論理演算Zの結果が真(1)であれば、脱調していないと判定し、偽(0)であれば、脱調したと判定する。 Then, step-out detecting section 220 determines whether relation A (formula 20), relation B (formula 21), and relation C (formula 22) are true or false, and further determines the truth or falsehood of relation C (formula 22). Based on, the truth or falsehood of the logical operation Z (formula 23) is determined (S62). If the result of logical operation Z is true (1), it is determined that there is no step-out, and if it is false (0), it is determined that step-out has occurred.

脱調検出部220が脱調していないと判定した場合には(S64のN)、メイン処理の呼び出し元(S20又はS38)に復帰する。 When the step-out detection unit 220 determines that there is no step-out (N of S64), the process returns to the caller of the main process (S20 or S38).

一方、脱調検出部220が脱調したと判定した場合には(S64のY)、送信部212は、脱調したことを知らせる脱調通知を外部装置へ送信する(S66)。そして、メイン処理の呼び出し元(S20又はS38)に復帰する。 On the other hand, if the step-out detection unit 220 determines that step-out has occurred (Y in S64), the transmission unit 212 transmits a step-out notification to the external device to notify that the step-out has occurred (S66). Then, the process returns to the caller (S20 or S38) of the main process.

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention. Various inventions may be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments and modifications. Also, some constituent elements may be deleted from all the constituent elements shown in the above embodiments and modifications.

[変形例]
本実施形態においては最下位点の原点を基準位置とする例を説明した。変形例として最上位点を基準位置に設定してもよい。基準位置は作動ロッド32をロータ60で駆動するための基準となるべき位置であればよい。ストッパ90によりロータ60の回転を規制可能な位置であれば任意に基準位置を定めることができる。
[Modification]
In this embodiment, an example in which the origin of the lowest point is used as the reference position has been described. As a modification, the highest point may be set as the reference position. The reference position may be a reference position for driving the operating rod 32 by the rotor 60 . The reference position can be arbitrarily determined as long as it is a position where the rotation of the rotor 60 can be restricted by the stopper 90 .

上述した関係Bに関して式21に代えて、式24を用いてもよい。
関係B:SO_max(n)>SO_m(n) [式24]
同様に、関係Cに関して式22に代えて、式25を用いてもよい。
関係C:SO_m(n)>SO_min(n) [式25]
Equation 24 may be used instead of Equation 21 for relationship B described above.
Relation B: SO_max(n)>SO_m(n) [Formula 24]
Similarly, Equation 25 may be used instead of Equation 22 for relationship C.
Relationship C: SO_m(n)>SO_min(n) [Equation 25]

読み取ったデューティー比(角度値)SO_m(n)を実際のロータ角度RA_m(n)に換算して、ロータ角度の関係A~関係Cに基づいて、論理演算Zを行うようにしてもよい。その場合に、関係Aは、式26で表される。関係Bは、式27または式28で表される。関係Cは、式29または式30で表される。
関係A:RA_max(n)>RA_min(n) [式26]
関係B:RA_max(n)≧RA_m(n) [式27]
関係B:RA_max(n)>RA_m(n) [式28]
関係C:RA_m(n)≧RA_min(n) [式29]
関係C:RA_m(n)>RA_min(n) [式30]
The read duty ratio (angle value) SO_m(n) may be converted into the actual rotor angle RA_m(n), and the logical operation Z may be performed based on the relationships A to C of the rotor angles. In that case, the relationship A is represented by Equation 26. Relationship B is represented by Equation 27 or Equation 28. Relationship C is represented by Equation 29 or Equation 30.
Relation A: RA_max(n)>RA_min(n) [Formula 26]
Relation B: RA_max(n)≧RA_m(n) [Formula 27]
Relation B: RA_max(n)>RA_m(n) [Formula 28]
Relation C: RA_m(n)≧RA_min(n) [Equation 29]
Relation C: RA_m(n)>RA_min(n) [Formula 30]

磁気センサ119のPWM周期に同期して判定処理を実行するようにしてもよい。つまり、PWMのパルスを受信したタイミングで、判定処理を実行してもよい。 The determination process may be executed in synchronization with the PWM period of the magnetic sensor 119 . In other words, the determination process may be executed at the timing when the PWM pulse is received.

上記実施形態では、弁停止時に1回だけ脱調判定処理を実行する例を示したが、変形例として、弁停止時に複数回脱調判定処理を実行するようにしてもよい。 In the above embodiment, the example of executing the out-of-step determination process only once when the valve is stopped has been described, but as a modified example, the out-of-step determination process may be performed multiple times when the valve is stopped.

上記実施形態では、磁気センサ119をセンサマグネット106と軸線方向に対向させる構成を例示した(図1参照)。変形例においては、センサマグネットの側方(径方向外側)に磁気センサを配置してもよい。すなわち、両者を径方向に対向させてもよい。センサマグネットの外周面に着磁してもよい。その極数については、例えば弁本体2極とするなど適宜設定できる。 In the above-described embodiment, the configuration in which the magnetic sensor 119 faces the sensor magnet 106 in the axial direction is exemplified (see FIG. 1). In a modification, the magnetic sensor may be arranged laterally (outside in the radial direction) of the sensor magnet. That is, both may be opposed in the radial direction. The outer peripheral surface of the sensor magnet may be magnetized. The number of poles can be appropriately set, for example, two poles in the valve body.

上記実施形態では、ロータマグネット104とセンサマグネット106とが軸線方向に離隔する構成を例示した。変形例においては、ロータマグネットとセンサマグネットとを一体に構成してもよい。マグネット部成形工程において、ロータマグネット部とセンサマグネット部とを一体成形してもよい。その場合、磁気センサが磁束を確実に検出できるよう、センサマグネットの面積(外径)を大きくしてもよい。センサマグネットがロータコアの外周にはみ出すことになるため、センサマグネットとロータマグネットを射出成形しやすくなる。 In the above embodiment, the configuration in which the rotor magnet 104 and the sensor magnet 106 are separated in the axial direction is exemplified. In a modification, the rotor magnet and the sensor magnet may be integrated. In the magnet portion molding step, the rotor magnet portion and the sensor magnet portion may be integrally molded. In that case, the area (outer diameter) of the sensor magnet may be increased so that the magnetic sensor can reliably detect the magnetic flux. Since the sensor magnet protrudes outside the rotor core, injection molding of the sensor magnet and the rotor magnet is facilitated.

各実施形態では、ステータのコアとして積層コア(積層磁心)を例示した。変形例においては、圧粉コアその他のコアを採用してもよい。圧粉コアは、「圧粉磁心」とも呼ばれ、軟磁性材料を粉末にし、非導電性の樹脂等でコーティングした紛体と、樹脂バインダとを混練し、圧縮成型・加熱することで得られる。 In each embodiment, a laminated core (laminated magnetic core) is exemplified as the core of the stator. Alternatively, a dust core or other core may be employed. A dust core is also called a "dust core" and is obtained by pulverizing a soft magnetic material and coating it with a non-conductive resin or the like, kneading the powder with a resin binder, compression molding, and heating.

各実施形態では、回路基板の下面に駆動回路、制御回路、通信回路および電源回路が実装される構成を例示したが、実装される回路については適宜変更できる。例えば、駆動回路および電源回路を実装する一方、制御回路を電動弁の外部に設置してもよい。また、各回路を回路基板の上面に実装してもよい。 In each embodiment, the configuration in which the drive circuit, the control circuit, the communication circuit, and the power supply circuit are mounted on the lower surface of the circuit board is exemplified, but the circuits to be mounted can be changed as appropriate. For example, the drive circuit and power supply circuit may be implemented, while the control circuit may be located external to the motor operated valve. Also, each circuit may be mounted on the upper surface of the circuit board.

各実施形態では、モータユニットとして、PM型ステッピングモータを採用したが、ハイブリッド型ステッピングモータを採用してもよい。また、上記実施形態では、モータユニットを三相モータとしたが、二相,四相、五相などその他のモータとしてもよい。ステータにおける電磁コイルの数も3つや6つに限らず、モータの相数に合わせて適宜設定してよい。 In each embodiment, a PM stepping motor is used as the motor unit, but a hybrid stepping motor may be used. Also, in the above embodiment, the motor unit is a three-phase motor, but other motors such as two-phase, four-phase, and five-phase motors may be used. The number of electromagnetic coils in the stator is not limited to three or six, and may be appropriately set according to the number of phases of the motor.

各実施形態の電動弁は、冷媒として代替フロン(HFC-134a)など使用する冷凍サイクルに好適に適用されるが、二酸化炭素のように作動圧力が高い冷媒を用いる冷凍サイクルに適用することも可能である。その場合には、冷凍サイクルに凝縮器に代わってガスクーラなどの外部熱交換器が配置される。 The motor-operated valve of each embodiment is suitably applied to a refrigeration cycle that uses a CFC substitute (HFC-134a) as a refrigerant, but it can also be applied to a refrigeration cycle that uses a refrigerant with a high operating pressure, such as carbon dioxide. is. In that case, an external heat exchanger such as a gas cooler is arranged in the refrigeration cycle instead of the condenser.

各実施形態では、上記電動弁を膨張弁として構成したが、膨張機能を有しない開閉弁や流量制御弁として構成してもよい。 In each embodiment, the electric valve is configured as an expansion valve, but it may be configured as an on-off valve or a flow control valve that does not have an expansion function.

各実施形態では、上記電動弁を自動車用空調装置の冷凍サイクルに適用する例を示したが、車両用に限らず電動膨張弁を搭載する空調装置に適用可能である。また、冷媒以外の流体の流れを制御する電動弁として構成することもできる。 In each embodiment, an example in which the electric valve is applied to the refrigerating cycle of an automotive air conditioner is shown, but the electric valve is applicable not only to vehicles but also to air conditioners equipped with an electric expansion valve. Also, it can be configured as an electrically operated valve that controls the flow of fluid other than refrigerant.

本実施形態における1は電気自動車に限らず、各種の自動車に応用可能である。 1 in this embodiment is applicable not only to electric vehicles but also to various vehicles.

センサマグネット106を両面4極着磁(片面弁本体2極の両面着磁)としてもよい。上面と下面で磁極の極性を反転させることで磁束を強化できる。この場合、ロータ60が閉弁方向に変位してセンサマグネット106と磁気センサ119との距離が大きくなっても、磁気センサ119の感度を良好に維持できる。 The sensor magnet 106 may be magnetized on both sides with four poles (double-sided magnetization with two poles on the single-sided valve main body). Magnetic flux can be strengthened by reversing the polarity of the magnetic poles on the top and bottom surfaces. In this case, even if the rotor 60 is displaced in the valve closing direction and the distance between the sensor magnet 106 and the magnetic sensor 119 increases, the sensitivity of the magnetic sensor 119 can be maintained satisfactorily.

1 電動弁、2 弁本体、3 モータユニット、5 ボディ、6 第1ボディ、8 第2ボディ、10 雄ねじ、12 シール収容部、14 シールリング、16 凹状嵌合部、18 シール収容部、20 シールリング、22 弁孔、24 弁座、26 入口ポート、28 出口ポート、30 弁室、32 作動ロッド、34 弁体、36 ガイド部材、38 雄ねじ、40 大径部、42 ばね受け、44 ばね受け、46 スプリング、52 係止部、60 ロータ、62 回転軸、64 ステータ、66 キャン、70 積層コア、73 コイル、73a U相コイル、73b V相コイル、73c W相コイル、74 ボビン、75 コイルユニット、76 ケース、77 蓋体、78 ステータユニット、79 コネクタ部、80 シール収容部、81 接続端子、82 シールリング、90 ストッパ、102 ロータコア、104 ロータマグネット、106 センサマグネット、108 雌ねじ、109 ねじ送り機構、110 縮径部、112 底部、114 ストッパ、116 スプリング、117 端子、118 回路基板、119 磁気センサ、120 スロット、122 突極、124 スリット、140 環状溝、144 環状溝、200 電動弁制御装置、202 データ処理部、204 通信部、206 基準情報記憶部、208 ロータインタフェース部、210 受信部、212 送信部、214 回転指示部、216 回転検出部、218 回転制御部、220 脱調検出部 Reference Signs List 1 electric valve, 2 valve body, 3 motor unit, 5 body, 6 first body, 8 second body, 10 male thread, 12 seal housing portion, 14 seal ring, 16 concave fitting portion, 18 seal housing portion, 20 seal ring, 22 valve hole, 24 valve seat, 26 inlet port, 28 outlet port, 30 valve chamber, 32 operating rod, 34 valve body, 36 guide member, 38 male screw, 40 large diameter portion, 42 spring bearing, 44 spring bearing, 46 spring, 52 locking portion, 60 rotor, 62 rotating shaft, 64 stator, 66 can, 70 laminated core, 73 coil, 73a U-phase coil, 73b V-phase coil, 73c W-phase coil, 74 bobbin, 75 coil unit, 76 case, 77 cover, 78 stator unit, 79 connector, 80 seal housing, 81 connection terminal, 82 seal ring, 90 stopper, 102 rotor core, 104 rotor magnet, 106 sensor magnet, 108 female screw, 109 screw feed mechanism, 110 reduced diameter portion 112 bottom portion 114 stopper 116 spring 117 terminal 118 circuit board 119 magnetic sensor 120 slot 122 salient pole 124 slit 140 annular groove 144 annular groove 200 electric valve control device 202 data processing unit, 204 communication unit, 206 reference information storage unit, 208 rotor interface unit, 210 reception unit, 212 transmission unit, 214 rotation instruction unit, 216 rotation detection unit, 218 rotation control unit, 220 step-out detection unit

Claims (8)

ロータを回転させるステッピングモータと、前記ロータの回転運動を弁体の軸線運動に変化させる機構と、前記ロータの角度を検出するセンサとを有する電動弁に接続され、
前記ステッピングモータに角度を指示する回転指示部と、
前記センサから前記ロータの前記角度を取得する回転検出部と、
前記ロータの前記角度と前記ステッピングモータに指示した前記角度との差が基準範囲を逸した状態のときに、脱調と判定する脱調検出部と、を備えることを特徴とする電動弁制御装置。
A motor-operated valve having a stepping motor that rotates a rotor, a mechanism that converts the rotational motion of the rotor into axial motion of the valve body, and a sensor that detects the angle of the rotor,
a rotation instruction unit for instructing an angle to the stepping motor;
a rotation detection unit that acquires the angle of the rotor from the sensor;
an out-of-step detection unit that determines out-of-step when a difference between the angle of the rotor and the angle instructed to the stepping motor deviates from a reference range. .
前記脱調検出部は、前記電動弁の作動状態に応じて前記基準範囲を変化させることを特徴とする請求項1に記載の電動弁制御装置。 2. The motor-operated valve control device according to claim 1, wherein the step-out detector changes the reference range according to the operating state of the motor-operated valve. 前記脱調検出部は、前記弁体が弁座に接していない状態のときに第1基準範囲を前記基準範囲として用い、前記弁体が前記弁座に接している状態のときに前記第1基準範囲と異なる第2基準範囲を前記基準範囲として用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動弁制御装置。 The step-out detecting section uses the first reference range as the reference range when the valve body is not in contact with the valve seat, and uses the first reference range when the valve body is in contact with the valve seat. 3. The electric valve control device according to claim 1, wherein a second reference range different from the reference range is used as the reference range. 前記第2基準範囲は、前記第1基準範囲よりも広いことを特徴とする請求項3に記載の電動弁制御装置。 4. The electric valve control device according to claim 3, wherein the second reference range is wider than the first reference range. 前記脱調検出部は、前記ステッピングモータのステップが変化している状態のときに第3基準範囲を前記基準範囲として用い、前記ステッピングモータの前記ステップが変化していない状態のときに前記第3基準範囲と異なる第4基準範囲を前記基準範囲として用いることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の電動弁制御装置。 The step-out detection unit uses the third reference range as the reference range when the step of the stepping motor is changing, and uses the third reference range when the step of the stepping motor is not changing. 5. The electric valve control device according to any one of claims 1 to 4, wherein a fourth reference range different from the reference range is used as the reference range. 前記第4基準範囲は、前記第3基準範囲よりも狭いことを特徴とする請求項5に記載の電動弁制御装置。 6. The electric valve control device according to claim 5, wherein the fourth reference range is narrower than the third reference range. 前記脱調検出部は、前記ロータの前記角度を示すパラメータとして所定幅で循環する値が使用される場合に、前記基準範囲の最大値が前記所定幅の上限を超えて下限側に移り、前記基準範囲の最小値が前記所定幅の上限に至っていないために、見かけ上前記最大値が前記最小値より小さい値を示す場合に、前記基準範囲の前記最小値から前記所定幅の前記上限までの範囲と、前記所定幅の前記下限から前記基準範囲の前記最大値までの範囲とを、前記基準範囲として判断する論理演算を行うことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電動弁制御装置。 The step-out detection unit detects that the maximum value of the reference range exceeds the upper limit of the predetermined width and shifts to the lower limit when a value that circulates within a predetermined width is used as the parameter indicating the angle of the rotor. When the minimum value of the reference range does not reach the upper limit of the predetermined width and thus the maximum value appears to be smaller than the minimum value, the range from the minimum value of the reference range to the upper limit of the predetermined width 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein a logical operation is performed to determine the range and the range from the lower limit of the predetermined width to the maximum value of the reference range as the reference range. motorized valve controller. ロータを回転させるステッピングモータと、前記ロータの回転運動を弁体の軸線運動に変化させる機構と、前記ロータの角度を計測するセンサとを有する電動弁に接続されたコンピュータに、
前記ステッピングモータに角度を指示する機能と、
前記センサから前記ロータの前記角度を取得する機能と、
前記ロータの前記角度と前記ステッピングモータに指示した前記角度との差が基準範囲を逸した状態のときに、脱調と判定する機能と、を発揮させることを特徴とする電動弁制御プログラム。
A computer connected to a motor-operated valve having a stepping motor that rotates a rotor, a mechanism that converts the rotational motion of the rotor into axial motion of the valve body, and a sensor that measures the angle of the rotor,
a function of instructing an angle to the stepping motor;
the ability to obtain the angle of the rotor from the sensor;
A motor-operated valve control program for exerting a function of judging out-of-step when a difference between the angle of the rotor and the angle instructed to the stepping motor is out of a reference range.
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