JP2023025319A - Motor valve control device 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 actualize the stop of a rotor of a motor valve at a more accurate angle while suppressing power consumption.SOLUTION: A motor valve control device for controlling a motor valve having a stepping motor for rotating a rotor, and a mechanism for changing the rotational movement of the rotor into the axial movement of a valve element includes a rotation control part for specifying a driving current in each phase in accordance with an exciting pattern in each changed-over step, and a rotation instruction part for applying the specified driving current in each phase. Before the rotor being rotated is stopped, the rotation control part specifies the driving current having a higher level than that during rotation in each phase while maintaining the ratio of the specified driving current in each phase in accordance with the exciting pattern, and the rotation instruction part applies the specified driving current having a higher level in each phase to the stepping motor.SELECTED DRAWING: Figure 11

Description

本発明は電動弁に関し、特にステッピングモ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 method for controlling a stepping motor.

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、駆動部としてステッピング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, electric valves equipped with stepping motors as drive units 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

機構内部の摺動などによってステッピングモータに負荷がかかると、ロータの回転に遅れが生じる。この遅れは回転角の誤差を生み、ロータが停止した状態での弁開度の精度を低下させる。 When a load is applied to the stepping motor due to sliding inside the mechanism, rotation of the rotor is delayed. This delay produces an error in the rotation angle and reduces the accuracy of the valve opening when the rotor is stopped.

ロータの回転の遅れを生じさせない方法として、ステッピングモータに印加する駆動電流のレベルを高めることが考えられる。しかし、大きい駆動電流を印加し続けると、電力消費が大きくなるという問題がある。 As a method for preventing the rotation of the rotor from being delayed, it is conceivable to increase the level of the drive current applied to the stepping motor. However, if a large driving current is continuously applied, there is a problem that power consumption increases.

本発明の主たる目的は、電力消費を抑制しつつ、より正確な角度で電動弁のロータを停止させる技術を提供することにある。 A primary object of the present invention is to provide a technique for stopping the rotor of a motor-operated valve at a more accurate angle while suppressing power consumption.

本発明のある態様における電動弁制御装置は、ステップに対応する励磁パターンに基づいて各相に印加される駆動電流によって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を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、ロータを回転させるときに順次ステップを切り替え、切り替えられたステップ毎に、当該ステップに対応付けられている励磁パターンに従って各相の駆動電流を特定する回転制御部と、回転制御部によって特定された各相の駆動電流を、ステッピングモータに印加する回転指示部と、を備え、回転制御部は、回転中のロータが停止する前に、励磁パターンに従って特定された各相の駆動電流の比率を維持しつつ、各相について回転中よりも高いレベルの駆動電流を特定し、回転指示部は、回転制御部によって特定された各相の高いレベルの駆動電流を、ステッピングモータに印加する。 An electric valve control device according to one aspect of the present invention includes a stepping motor that rotates a rotor by driving current applied to each phase based on an excitation pattern corresponding to a step, and a rotor that changes the rotational motion of the rotor into axial motion of the valve body. A motor-operated valve control device for controlling a motor-operated valve having a mechanism that rotates a rotor, wherein steps are sequentially switched when a rotor is rotated, and for each switched step, each phase is controlled according to an excitation pattern associated with the step. A rotation control unit that specifies a drive current, and a rotation instruction unit that applies the drive current of each phase specified by the rotation control unit to the stepping motor. Then, while maintaining the ratio of the drive current of each phase specified according to the excitation pattern, a drive current of a higher level than during rotation is specified for each phase, and the rotation instruction unit controls each phase specified by the rotation control unit A high level of drive current is applied to the stepping motor.

本発明のある態様における電動弁制御プログラムは、ステップに対応する励磁パターンに基づいて各相に印加される駆動電流によって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を有する電動弁を制御するコンピュータに、ロータを回転させるときに順次ステップを切り替え、切り替えられたステップ毎に、当該ステップに対応付けられている励磁パターンに従って各相の駆動電流を特定する回転制御機能と、回転制御機能によって特定された各相の駆動電流を、ステッピングモータに印加する回転指示機能と、を発揮させ、回転制御機能において、回転中のロータが停止する前に、励磁パターンに従って特定された各相の駆動電流の比率を維持しつつ、各相について回転中よりも高いレベルの駆動電流を特定し、回転指示機能において、回転制御機能によって特定された各相の高いレベルの駆動電流を、ステッピングモータに印加する。 A motor-operated valve control program according to one aspect of the present invention includes a stepping motor that rotates a rotor by a drive current applied to each phase based on an excitation pattern corresponding to a step, and changes the rotational motion of the rotor to the axial motion of the valve body. A computer that controls a motor-operated valve having a mechanism that causes the rotor to rotate, sequentially switches steps, and for each switched step, specifies the drive current of each phase according to the excitation pattern associated with the step. A rotation control function and a rotation instruction function of applying the drive current of each phase specified by the rotation control function to the stepping motor are exhibited, and in the rotation control function, before the rotating rotor stops, the excitation pattern is changed. While maintaining the ratio of the drive current of each phase specified according to, specify a drive current of a higher level than during rotation for each phase, and in the rotation instruction function, the high level of each phase specified by the rotation control function A drive current is applied to the stepping motor.

本発明によれば、電力消費を抑制しつつ、より正確な角度で電動弁のロータを停止させることができる。 According to the present invention, the rotor of the motor-operated valve can be stopped at a more accurate angle while suppressing power consumption.

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; 励磁パターンの遷移図である。4 is a transition diagram of excitation patterns; FIG. 図10(A)は、ステップと理想のロータ角度の関係を示す図である。図10(B)は、従来技術によるステップと実際のロータ角度の関係を示す図である。図10(C)は、実施形態によるステップと実際のロータ角度の関係を示す図である。FIG. 10A is a diagram showing the relationship between the step and the ideal rotor angle. FIG. 10(B) is a diagram showing the relationship between the step and the actual rotor angle according to the prior art. FIG. 10(C) is a diagram showing the relationship between the step and the actual rotor angle according to the embodiment. 駆動電流値とロータ角度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of a drive current value and a rotor angle. 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. 電動弁制御装置の処理過程を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the processing steps of the electric valve control device; 図14(A)は、変形例におけるステップとロータ角度の関係を示す図である。図14(B)は、変形例におけるステップとロータ角度の関係を示す図である。FIG. 14A is a diagram showing the relationship between the step and the rotor angle in the modified example. FIG. 14B is a diagram showing the relationship between the step and the rotor angle in the modified example.

[実施形態]
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。
[Embodiment]
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 chest 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又は調整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 a control signal to the drive circuit, a communication circuit for the control circuit to communicate with an external device or adjustment device, each circuit and the motor ( A power supply circuit and the like for supplying power to the coil) 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。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. 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。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. 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、弁体34が上昇を開始する弁開点である。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 further downward. Step M is the valve opening point at which the valve element 34 starts to rise. 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. As 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.

図9は、励磁パターンの遷移図である。
各ステップには、励磁パターンが対応付けられている。励磁パターンは、U相の駆動電流、V相の駆動電流およびW相の駆動電流を定める。励磁パターンによって、各相に印加される駆動電流の比率は異なる。電動弁制御装置は、ステップ毎に励磁パターンを替えながら各相の駆動電流を印加する。本実施形態では、励磁パターンに従って特定された各相の駆動電流の比率を維持しつつ、各相について回転中よりも高いレベルの駆動電流を用いることがある。
FIG. 9 is a transition diagram of excitation patterns.
Each step is associated with an excitation pattern. The excitation pattern defines a U-phase drive current, a V-phase drive current, and a W-phase drive current. The ratio of the drive current applied to each phase differs depending on the excitation pattern. The motor-operated valve control device applies the drive current of each phase while changing the excitation pattern for each step. In this embodiment, a higher level of drive current may be used for each phase than during rotation while maintaining the ratio of the drive current for each phase specified according to the excitation pattern.

図10(A)は、ステップと理想のロータ角度の関係を示す図である。
開始ステップn(S)から終了ステップn(E)まで遷移する間の理想のロータ角度を示している。理想のロータ角度は、ステップに対応する励磁パターンで生じる力が釣り合って安定するロータ60の角度を意味する。つまり、理想のロータ角度は、機構内部の摺動などによる負荷が無いと想定して計算される理論値である。ステップが1つ進むごとに理想のロータ角度は一定間隔で変化する。
FIG. 10A is a diagram showing the relationship between the step and the ideal rotor angle.
The ideal rotor angle is shown during the transition from start step n(S) to end step n(E). The ideal rotor angle means the angle of the rotor 60 at which the forces generated by the excitation pattern corresponding to the steps are balanced and stable. In other words, the ideal rotor angle is a theoretical value calculated assuming that there is no load due to sliding inside the mechanism. The ideal rotor angle changes at regular intervals each time one step advances.

図10(B)は、従来技術によるステップと実際のロータ角度の関係を示す図である。
ここでは、励磁パターンで定められている低いレベルの駆動電流が用いられているものとする。開始ステップn(S)から3つ目のステップが進むまでは、ロータ60は回転しない。4つ目のステップで、ロータ60が回転し始める。つまり、ステップの遅れ数が3となる。このように、機構内部の摺動の負荷などの影響で、電気信号に対してロータ60は遅れて動く。ロータ60の回転中、実際のロータ角度は理想のロータ角度に追いついていない。回転中のステップの遅れ数も3である。終了ステップn(E)に至った時点でも、実際のロータ角度は理想のロータ角度と差がある。停止時のステップの遅れ数も3である。つまり、ロータ60の停止姿勢が狙い通りにならない。その結果、弁体と弁座の間の隙間が想定と異なることになり、想定している流量特性が得られないことになる。実際のロータ角度の遅れがさらに大きくなれば、ステッピングモータが脱調する恐れもある。
FIG. 10(B) is a diagram showing the relationship between the step and the actual rotor angle according to the prior art.
Here, it is assumed that a low-level drive current determined by the excitation pattern is used. The rotor 60 does not rotate until the third step from the start step n(S). In a fourth step, rotor 60 begins to rotate. That is, the step delay number is three. Thus, the rotor 60 moves with a delay with respect to the electric signal due to the influence of the sliding load inside the mechanism. During rotation of the rotor 60, the actual rotor angle does not catch up with the ideal rotor angle. The number of step delays during rotation is also three. Even when the end step n(E) is reached, there is a difference between the actual rotor angle and the ideal rotor angle. The number of step delays at stop is also three. In other words, the stop posture of the rotor 60 is not as intended. As a result, the gap between the valve body and the valve seat will be different than expected, and the expected flow rate characteristics will not be obtained. If the actual rotor angle lags further, there is a risk that the stepping motor will step out.

駆動電流を大きくすれば理想のロータ角度に近づけることも可能であるが、消費電力に制限があるシステム(たとえば、電気自動車の冷房システム)の場合、駆動電流が小さく抑えられる必要があるため、このような問題が生じる。本実施形態では、電力消費をセーブしながら、正確な姿勢でロータ60を停止させられるように制御する技術を提案する。 It is possible to approach the ideal rotor angle by increasing the drive current. such a problem arises. This embodiment proposes a technique for controlling the rotor 60 to stop in an accurate attitude while saving power consumption.

図10(C)は、実施形態によるステップと実際のロータ角度の関係を示す図である。
ステッピングモータの動き出しでは、励磁パターンで定められている低いレベルの駆動電流を用いる。従って、図10(B)と同様に、実際のロータ角度が理想のロータ角度よりも遅れる。ロータ60を停止させる終了ステップn(E)で、高いレベルの駆動電流を用いる。3つ相に高い電流を流せば、ステッピングモータ内に大きな磁力が生じて、ロータ60を理想の姿勢に引き寄せる力が大きくなる。その結果、理想の角度でロータ60を停止させることが可能となる。
FIG. 10(C) is a diagram showing the relationship between the step and the actual rotor angle according to the embodiment.
A low-level drive current determined by the excitation pattern is used to start the stepping motor. Therefore, as in FIG. 10B, the actual rotor angle lags behind the ideal rotor angle. At the end step n(E), which stops the rotor 60, a high level of drive current is used. If a high current is applied to the three phases, a large magnetic force is generated within the stepping motor, and the force that attracts the rotor 60 to the ideal posture becomes large. As a result, the rotor 60 can be stopped at an ideal angle.

実施形態の制御方法によれば、ロータ60を停止させる直前の短い時間だけ、使用電力が増える。したがって、常時大きい駆動電流を用いる制御方法に比べて全体としての電力消費が大幅に抑制される。このように、短時間だけ駆動電流のレベルを高めてステッピングモータのトルクを大きくすることを「マイクロトルクアップ」という。 According to the control method of the embodiment, the power consumption increases for a short period of time immediately before the rotor 60 is stopped. Therefore, the power consumption as a whole is greatly suppressed compared to the control method that always uses a large drive current. Increasing the torque of the stepping motor by increasing the level of the drive current for a short period of time in this way is called "microtorque-up."

駆動電流には上限を設けることとする。コイルの周囲にあるステータに流れる磁力が飽和する「磁気飽和」となる電流値よりも小さい値で、マイクロトルクアップを行う。磁気飽和の状態では、電流を高めても磁力がそれ以上大きくならないので、電力の無駄遣いになるからである。駆動電流を磁気飽和が生じない範囲内に収めることによって、電力消費の抑制に寄与できる。 An upper limit is set for the drive current. Micro-torque up is performed with a value smaller than the current value at which the magnetic force flowing through the stator around the coil is saturated (magnetic saturation). This is because in the state of magnetic saturation, even if the current is increased, the magnetic force does not increase any further, which wastes power. Keeping the drive current within a range in which magnetic saturation does not occur can contribute to the suppression of power consumption.

図11は、駆動電流値とロータ角度の変化を示す図である。
待機中処理は、ロータ60が停止しているときの処理である。待機中処理は、ステッピングモータに印加する駆動電流(「待機電流」という。)を極めて小さくしている。図中、待機電流のレベルをC(W)で示す。ステッピングモータ内に極めて小さな磁力しか生じていないため、ロータ60に加わる力はわずかである。
FIG. 11 is a diagram showing changes in drive current value and rotor angle.
The standby process is a process when the rotor 60 is stopped. During the standby process, the drive current (referred to as "standby current") applied to the stepping motor is made extremely small. In the figure, the standby current level is indicated by C (W). The force exerted on the rotor 60 is negligible since very little magnetic force exists within the stepping motor.

外部装置から移動コマンドを受けてロータ60を回転させようとする段階で、電動弁制御装置は、始動時処理を行う。始動時処理では、電動弁制御装置が、ステータによってロータ60を磁気的にグリップさせ、電気的に制御可能な姿勢にロータ60を落ち着かせる。そのために、電動弁制御装置は、開始ステップn(S)に対応する励磁パターンの駆動電流による印加を所定の第1時間だけ維持する。所定の第1時間は、たとえば10~30msecの範囲内である。これにより、開始ステップn(S)の理想のロータ角度と一致するように、ロータ60の向きが合わせられる。この図では、励磁パターンの駆動電流のレベル(低いレベル)をC(L)と表し、開始時の実際のロータ角度をA(S)と表す。駆動電流のレベルは、駆動電流の大きさを示している。駆動電流のレベルが高ければ、励磁パターンに比例して駆動電流が倍増し、駆動電流のレベルが低ければ、励磁パターンに比例して駆動電流が縮減することを意味する。駆動電流のレベルの具体的な指標として、励磁パターンに乗じられる所定倍率が、駆動電流のレベルに相当すると捉えてもよい。 When the movement command is received from the external device and the rotor 60 is about to rotate, the motor-operated valve control device performs start-up processing. In the start-up process, the motor-operated valve control device causes the stator to magnetically grip the rotor 60 to settle the rotor 60 into an electrically controllable posture. Therefore, the motor-operated valve control device maintains the application of the drive current in the excitation pattern corresponding to the start step n(S) for a predetermined first time. The predetermined first time is, for example, within the range of 10-30 msec. This orients the rotor 60 to match the ideal rotor angle of the starting step n(S). In this figure, the level (low level) of the drive current of the excitation pattern is denoted by C(L), and the actual rotor angle at the start is denoted by A(S). The drive current level indicates the magnitude of the drive current. If the drive current level is high, the drive current is doubled in proportion to the excitation pattern, and if the drive current level is low, the drive current is reduced in proportion to the excitation pattern. As a specific index of the level of the drive current, it may be considered that a predetermined magnification by which the excitation pattern is multiplied corresponds to the level of the drive current.

始動時処理が終わると、回転中処理に移る。回転中処理では、ロータ60の回転速度に応じて一定間隔でステップが切り替えられる。そして、各ステップに対応する励磁パターンの駆動電流(低いレベルC(L)の駆動電流)でステッピングモータが駆動する。順次励磁パターンが変化するのでロータ60は回転する。回転中処理のステップをn(i)で示す。iは、連続する自然数である。 When the start-up process ends, the process moves to the during-rotation process. In the during-rotation process, steps are switched at regular intervals according to the rotation speed of the rotor 60 . Then, the stepping motor is driven by the drive current of the excitation pattern corresponding to each step (driving current of low level C(L)). The rotor 60 rotates because the excitation pattern changes sequentially. The steps of the in-rotation process are denoted by n(i). i is a continuous natural number.

回転中処理で順次ステップn(i)が切り替わり、終了ステップn(E)に切り替わる段階で停止時処理に移る。停止時処理では、終了ステップn(E)でマイクロトルクアップが行われる。終了ステップn(E)に対応する励磁パターンにおけるU相、V相およびW相の駆動電流の大きさの比率を保ちながら、各相の駆動電流の値を倍増させる。励磁パターンで定められているU相の駆動電流の値に所定倍率(1より大きい)を乗じて、高いレベルC(H)のU相の駆動電流値を求める。同様に、V相の駆動電流の値に同じ所定倍率を乗じて、高いレベルC(H)のV相の駆動電流値を求め、W相の駆動電流の値にも同じ所定倍率を乗じて、高いレベルC(H)のW相の駆動電流値を求める。そして、倍増させた各相の高いレベルC(H)の駆動電流が各相のコイルに印加される。これによりロータ60が理想の姿勢に強く引き寄せられる。理想のロータ角度は、レベルの高低によって変わらない。低いレベルC(L)の駆動電流に対する高いレベルC(H)の駆動電流の比である所定倍率は、例えば1.5~4.0の範囲内である。ただし上述のとおり、高いレベルC(H)の駆動電流が磁気飽和を生じさせないことが望ましい。マイクロトルクアップは、所定の第2時間だけ継続される。所定の第2時間は、たとえば5~15msecの範囲内である。 Step n(i) is sequentially switched in the rotating process, and at the stage of switching to the end step n(E), the stop process is started. In the stopping process, a micro-torque-up is performed at the end step n(E). While maintaining the magnitude ratio of the U-phase, V-phase and W-phase drive currents in the excitation pattern corresponding to the end step n(E), the value of the drive current for each phase is doubled. The value of the U-phase drive current determined by the excitation pattern is multiplied by a predetermined magnification (greater than 1) to obtain the U-phase drive current value of the high level C(H). Similarly, the value of the V-phase drive current is multiplied by the same predetermined multiplier to obtain the V-phase drive current value at a high level C(H), and the W-phase drive current value is also multiplied by the same predetermined multiplier to obtain A W-phase drive current value at a high level C(H) is obtained. Then, the doubled drive current of the high level C(H) of each phase is applied to the coil of each phase. As a result, the rotor 60 is strongly drawn to the ideal posture. The ideal rotor angle does not change depending on whether the level is high or low. The predetermined magnification, which is the ratio of the high level C(H) drive current to the low level C(L) drive current, is, for example, within the range of 1.5 to 4.0. However, as described above, it is desirable that the high level C(H) drive current does not cause magnetic saturation. The microtorque up continues for a predetermined second time. The predetermined second time is, for example, within the range of 5-15 msec.

マイクロトルクアップの開始から所定の第2時間経過すると、ロータ60はある程度動きが落ち着く。その後、終了ステップn(E)に対応する励磁パターンによる低いレベルの駆動電流の印加に切り替わる。低いレベルの駆動電流が印加されている間にロータ60は完全に停止する。この間のロータ60の回転はわずかであって、ロータ60はほぼ理想の角度で停止する。低いレベルの駆動電流の印加は、所定の第3時間だけ継続される。所定の第3時間は、たとえば5~15msecの範囲内である。ロータ60の完全な停止を待つ間は、大きな力は必要がないので、低レベルの駆動電流で足りる。低レベルに切り替えることによって電力消費の抑制に役立つ。 When a predetermined second time elapses from the start of the microtorque-up, the movement of the rotor 60 settles down to some extent. After that, the excitation pattern corresponding to the end step n(E) is switched to apply a low-level drive current. The rotor 60 comes to a complete stop while the low level drive current is being applied. Rotation of the rotor 60 during this time is slight, and the rotor 60 stops at a substantially ideal angle. Application of the low level drive current is continued for a predetermined third time. The predetermined third time is, for example, within the range of 5-15 msec. While waiting for the rotor 60 to come to a complete stop, a low level of drive current is sufficient since no large force is required. Switching to a low level helps reduce power consumption.

停止時処理の最後に脱調検出の処理も行われる。磁気センサ119を用いて計測された実際のロータ角度が、終了ステップn(E)に対応する励磁パターンR(E)で狙った理想のロータ角度と大きくずれている場合には、脱調したと判定される。ロータ角度のずれが小さければ、正常に同調しているのでそのまま動作が継続される。 A step-out detection process is also performed at the end of the stop process. If the actual rotor angle measured using the magnetic sensor 119 deviates greatly from the ideal rotor angle targeted by the excitation pattern R(E) corresponding to the end step n(E), it is considered that the rotor has stepped out. be judged. If the deviation of the rotor angle is small, the operation is continued as it is because the tuning is normal.

なお、ここでは、マイクロトルクアップの後に印加される駆動電流のレベルが回転中と同じである例を示したが、回転中よりも高くてもよいし、低くてもよい。少なくとも、マイクロトルクアップの後に印加される駆動電流のレベルは、マイクロトルクアップにおけるレベルよりも低く、待機電流のレベルよりも高い。 Here, an example is shown in which the level of the drive current applied after the microtorque-up is the same as during rotation, but it may be higher or lower than during rotation. At least, the level of the drive current applied after the microtorque-up is lower than the level in the microtorque-up and higher than the level of the standby current.

所定の第3時間だけ低いレベルによる駆動電流の印加を継続して、さらに脱調検出も終えると、待機中処理に移る。待機中処理では、上述したように極小さな待機電流がステッピングモータに印加される。つまり、ロータ60が停止している間は、ほとんど電力を消費しない。 When the application of the drive current at the low level is continued for a predetermined third period of time and the step-out detection is completed, the standby process is started. During standby processing, a very small standby current is applied to the stepping motor as described above. In other words, almost no power is consumed while the rotor 60 is stopped.

図12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. 12 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、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. 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、脱調検出の処理を行う。 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 performs a step-out detection process.

図13は、電動弁制御装置200の処理過程を示すフローチャートである。
受信部210が、外部装置から移動コマンド(最終ステップn(E)を含む。)を受信すると(S10)、回転制御部218は、移動コマンドに従って回転方向と回転速度を決める。最終ステップn(E)は、ロータを停止させるときのステップであるので、停止ステップ、目標ステップあるいは移動先ステップと捉えてもよい。
FIG. 13 is a flow chart showing the process of the electric valve control device 200. As shown in FIG.
When the receiving unit 210 receives a movement command (including the final step n(E)) from an external device (S10), the rotation control unit 218 determines the rotation direction and rotation speed according to the movement command. Since the final step n(E) is a step for stopping the rotor, it may be regarded as a stop step, a target step, or a movement destination step.

回転制御部218は、開始ステップn(S)を特定する(S12)。開始ステップn(S)は、たとえば前回の移動コマンドにおける最終ステップn(E)である。回転制御部218は、ステップnと励磁パターンの対応関係に従って、開始ステップn(S)に対応する励磁パターンR(S)を特定する(S14)。回転制御部218は、励磁パターンR(S)で定まる各相の駆動電流の値を回転指示部214に伝え、回転指示部214は、各相のコイルにそれらの駆動電流を印加する。このときの駆動電流は、回転中に印加される駆動電流と同じく低いレベルC(L)である(S16)。所定の第1時間が経過するまでこの状態を維持する。ここで示したS10~S16の処理が、始動時処理(図11参照)に相当する。 The rotation control unit 218 identifies the start step n(S) (S12). The starting step n(S) is for example the final step n(E) in the previous movement command. The rotation control unit 218 identifies the excitation pattern R(S) corresponding to the start step n(S) according to the correspondence relationship between the step n and the excitation pattern (S14). Rotation control unit 218 transmits the value of the drive current for each phase determined by excitation pattern R(S) to rotation instruction unit 214, and rotation instruction unit 214 applies these drive currents to the coils for each phase. The drive current at this time is at the same low level C(L) as the drive current applied during rotation (S16). This state is maintained until a predetermined first time elapses. The processing of S10 to S16 shown here corresponds to the start-up processing (see FIG. 11).

所定の第1時間が経過すると、回転制御部218は、所定の回転速度に従って、次のステップn(i)に進めるタイミングを待つ(S18)。次のステップn(i)に進めるタイミングに至ると、回転制御部218は、終了ステップn(E)へ向かう次のステップn(i)を特定する(S20)。回転制御部218は、ステップnと励磁パターンの対応関係に従って、次のステップn(i)に対応する励磁パターンR(i)を特定する(S22)。回転制御部218は、次のステップn(i)が終了ステップn(E)であるか否かを判定する(S24)。次のステップn(i)が終了ステップn(E)ではないと判定した場合には、回転制御部218は、励磁パターンR(i)で定まる各相の駆動電流の値を回転指示部214に伝え、回転指示部214は、各相のコイルにそれらの駆動電流を印加する。このときの駆動電流は、低いレベルC(L)である。そして、S18に戻って上述した処理を繰り返す。 After the predetermined first time has elapsed, the rotation control unit 218 waits for the timing to proceed to the next step n(i) according to the predetermined rotation speed (S18). When the timing for advancing to the next step n(i) is reached, the rotation control unit 218 specifies the next step n(i) toward the end step n(E) (S20). The rotation control unit 218 identifies the excitation pattern R(i) corresponding to the next step n(i) according to the correspondence relationship between the step n and the excitation pattern (S22). The rotation control unit 218 determines whether the next step n(i) is the end step n(E) (S24). If it is determined that the next step n(i) is not the end step n(E), the rotation control unit 218 sends the value of the drive current for each phase determined by the excitation pattern R(i) to the rotation instructing unit 214. The rotation instructing unit 214 applies these drive currents to the coils of each phase. The drive current at this time is at a low level C(L). Then, the process returns to S18 and repeats the above-described processing.

一方、次のステップn(i)が終了ステップn(E)であると判定した場合には、回転制御部218は、終了ステップn(E)に対応する励磁パターンR(E)で定められている各相の駆動電流の値に、所定倍率(1より大きい)を乗じて、停止前に印加される高いレベルC(H)の駆動電流値を求める。そして、回転制御部218は、回転指示部214に、各相について高いレベルC(H)の駆動電流値を伝え、回転指示部214は、これに応じて各相のコイルに高いレベルC(H)の駆動電流を印加する。つまり、各相の駆動電流が低いレベルC(L)から高いレベルC(H)に切り替わる(S26)。低いレベルの駆動電流値に共通の所定倍率が乗じられるので、高いレベルC(H)では低レベルの各相の駆動電流の比率と同じ比率を保つ。 On the other hand, when determining that the next step n(i) is the end step n(E), the rotation control unit 218 determines the excitation pattern R(E) corresponding to the end step n(E). The value of the driving current of each phase that is present is multiplied by a predetermined magnification (greater than 1) to obtain the driving current value of the high level C(H) that is applied before stopping. Then, the rotation control section 218 transmits the drive current value of the high level C (H) for each phase to the rotation instructing section 214, and the rotation instructing section 214 responds to the drive current value of the high level C (H) to the coil of each phase. ) is applied. That is, the driving current of each phase switches from the low level C(L) to the high level C(H) (S26). Since the low-level drive current values are multiplied by a common predetermined multiplier, the high level C(H) maintains the same ratio as the low-level drive current ratio of each phase.

高いレベルC(H)の印加状態が、所定の第2時間だけ維持される。高いレベルC(H)に切り替わってから所定の第2時間が経過すると、回転制御部218は、終了ステップn(E)に対応する励磁パターンR(E)で定まる各相の駆動電流の値を回転指示部214に伝え、回転指示部214は、各相のコイルにこれらの駆動電流を印加する。これにより、各相における駆動電流の比率を保ったまま、各相とも高いレベルC(H)の駆動電流から低いレベルC(L)の駆動電流に切り替わる(S28)。低いレベルC(L)の印加状態が、所定の第3時間だけ維持される。 The applied state of the high level C(H) is maintained for a predetermined second time. After a predetermined second time has elapsed since switching to the high level C(H), the rotation control unit 218 changes the value of the drive current for each phase determined by the excitation pattern R(E) corresponding to the end step n(E). The rotation instruction unit 214 applies these drive currents to the coils of each phase. As a result, each phase switches from the high level C(H) drive current to the low level C(L) drive current while maintaining the ratio of the drive current in each phase (S28). The applied state of the low level C(L) is maintained for a predetermined third time.

低いレベルC(L)に切り替わってから所定の第3時間が経過すると、脱調検出部220は、脱調検出の処理を行う(S30)。脱調検出の処理では、磁気センサ119を用いて計測された実際のロータ角度が、終了ステップn(E)の励磁パターンR(E)で狙った理想のロータ角度と大きくずれている場合に、脱調したと判定される。脱調判定の基準は、ロータ角度のずれで定義してもよいし、ステップ数の差分で定義してもよい。ステップ数の差分は、ロータ角度のずれに基づいて一意に定まる。脱調した場合には、外部装置へ脱調エラーが通知される。脱調していなければ、回転制御部218は、回転指示部214に、各相について待機電流値を伝え、回転指示部214は、各相のコイルに待機電流を印加する(S32)。これにより、待機中処理(図11参照)に移行する。なお、上述したS26~S32の処理が、停止時処理(図11参照)に相当する。 When a predetermined third period of time has passed after switching to the low level C(L), the step-out detection unit 220 performs step-out detection processing (S30). In the out-of-step detection process, when the actual rotor angle measured using the magnetic sensor 119 deviates greatly from the ideal rotor angle targeted by the excitation pattern R(E) of the end step n(E), judged to be out of step. The criteria for out-of-step determination may be defined by the deviation of the rotor angle, or may be defined by the difference in the number of steps. The step number difference is uniquely determined based on the rotor angle deviation. When step-out occurs, a step-out error is notified to the external device. If there is no step-out, the rotation control section 218 notifies the rotation instructing section 214 of the standby current value for each phase, and the rotation instructing section 214 applies the standby current to the coil of each phase (S32). As a result, the process shifts to the standby process (see FIG. 11). The processing of S26 to S32 described above corresponds to the stop processing (see FIG. 11).

[変形例]
図14(A)と図14(B)は、変形例におけるステップとロータ角度の関係を示す図である。
図14(A)に示すように、終了ステップn(E)の1回前のステップn(E-1)からマイクロトルクアップを開始してもよい。あるいは、終了ステップn(E)の複数回前のステップn(i)からマイクロトルクアップを開始してもよい。このように、終了ステップの手前からマイクロトルクアップを開始して終了ステップn(E)までマイクロトルクアップを行えば、ロータ60を理想の姿勢に強く引き寄せる期間が長くなるので、より確実に実際のロータ角度を理想のロータ角度に近づけることができる。
[Modification]
14(A) and 14(B) are diagrams showing the relationship between the step and the rotor angle in the modified example.
As shown in FIG. 14(A), the micro-torque-up may be started from step n(E-1) one time before the end step n(E). Alternatively, the micro-torque-up may be started from step n(i) a plurality of times before the end step n(E). In this way, if the micro-torque-up is started before the end step and continues until the end step n(E), the period during which the rotor 60 is strongly attracted to the ideal posture becomes longer. The rotor angle can be brought closer to the ideal rotor angle.

図14(B)に示すように、終了ステップn(E)の1回前のステップn(E-1)でマイクロトルクアップを行い、終了ステップn(E)でマイクロトルクアップを行わないようにしてもよい。あるいは、終了ステップn(E)の複数回前のステップn(i)でマイクロトルクアップを開始し、終了ステップn(E)の手前でマイクロトルクアップを終えるようにしてもよい。終了ステップn(E)の手前で実際のロータ角度を理想のロータ角度に近づけておけば、終了ステップn(E)でマイクロトルクアップを行わなくても、理想のロータ角度に近い姿勢でロータ60を停止させることが可能である。 As shown in FIG. 14(B), micro-torque-up is performed at step n(E-1) one time before end step n(E), and micro-torque-up is not performed at end step n(E). may Alternatively, the micro torque-up may be started at step n(i) a plurality of times before the end step n(E) and finished before the end step n(E). If the actual rotor angle is brought closer to the ideal rotor angle before the end step n(E), the rotor 60 can be rotated in a posture close to the ideal rotor angle without micro-torque-up at the end step n(E). can be stopped.

このように、終了ステップn(E)に近い範囲内でマイクロトルクアップを行うことによっても、理想のロータ角度に近い姿勢でロータ60を停止させることができる。図10(B)で説明した回転中のステップの遅れ数(図10(B)の例では、3)よりも小さいステップ数だけ終了ステップn(E)の手前でマイクロトルクアップを行えば、停止時の実際のロータ角度を理想のロータ角度にある程度近づけることができる。たとえば、終了ステップn(E)の2つ手前のステップn(E-2)でマイクロトルクアップを行えば、ステップn(E-2)における理想のロータ角度に合わせられるので、図10(B)に示したようにマイクロトルクアップを行わない場合の終了ステップn(E)の実際のロータ角度よりも理想のロータ角度に近づく。 Thus, the rotor 60 can be stopped in a posture close to the ideal rotor angle by performing the microtorque-up within a range close to the end step n(E). If micro-torque-up is performed before the end step n(E) by the number of steps smaller than the delay number of steps during rotation (3 in the example of FIG. 10(B)) explained in FIG. 10(B), the motor stops. The actual rotor angle at the time can be brought closer to the ideal rotor angle to some extent. For example, if the micro-torque-up is performed at step n (E-2), which is two steps before the end step n (E), the ideal rotor angle at step n (E-2) can be achieved, so FIG. 3, the rotor angle is closer to the ideal rotor angle than the actual rotor angle at the end step n(E) when the microtorque-up is not performed.

また、脱調と判定されない程度にステップのずれを抑えられればよいとすれば、脱調と判定されるときのステップ数の差分より小さい回数だけ終了ステップn(E)より手前でマイクロトルクアップを行えば足りる。たとえば、終了ステップn(E)の3つ前のステップn(E-3)でマイクロトルクアップを行えば、ステップn(E-3)における理想のロータ角度に合わせられるので、ロータ停止時におけるステップ遅れ数は3以下となる。脱調判定の仕様が、ロータ60が停止したときの実際のロータ角度と、終了ステップn(E)の理想のロータ角度とのずれに相当するステップ数の差分が4以上のときに脱調と判定するようになっているとすれば、脱調と判定されずに済むことになる。 Further, if it is sufficient to suppress the deviation of the step to the extent that it is not determined to be out of step, micro torque up is performed before the end step n(E) by the number of times smaller than the difference in the number of steps when it is determined to be out of step. it's enough to go For example, if the micro torque is increased at step n (E-3), which is three steps before the end step n (E), the ideal rotor angle at step n (E-3) can be achieved. The number of delays is 3 or less. The specification for out-of-step determination is defined as out-of-step when the difference in the number of steps corresponding to the difference between the actual rotor angle when the rotor 60 stops and the ideal rotor angle of the end step n(E) is 4 or more. If such determination is made, it is possible to avoid determination of loss of synchronism.

このように、終了ステップn(E)の手前のステップから終了ステップn(E)までの所定範囲内のいずれかのステップで、少なくとも1回マイクロトルクアップを行うことで、電力消費を抑えてロータ停止の精度を高めるという効果が奏される。 In this way, at any step within a predetermined range from the step before the end step n(E) to the end step n(E), by performing the micro-torque-up at least once, the power consumption is suppressed and the rotor is rotated. The effect of increasing the accuracy of stopping is exhibited.

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 (7)

ステップに対応する励磁パターンに基づいて各相に印加される駆動電流によって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を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
前記ロータを回転させるときに順次前記ステップを切り替え、切り替えられた前記ステップ毎に、当該ステップに対応付けられている前記励磁パターンに従って前記各相の前記駆動電流を特定する回転制御部と、
前記回転制御部によって特定された前記各相の前記駆動電流を、前記ステッピングモータに印加する回転指示部と、を備え、
前記回転制御部は、回転中の前記ロータが停止する前に、前記励磁パターンに従って特定された前記各相の前記駆動電流の比率を維持しつつ、前記各相について前記回転中よりも高いレベルの駆動電流を特定し、
前記回転指示部は、前記回転制御部によって特定された前記各相の前記高いレベルの駆動電流を、前記ステッピングモータに印加することを特徴とする電動弁制御装置。
An electric motor for controlling a motor-operated valve having a stepping motor that rotates a rotor by driving current applied to each phase based on an excitation pattern corresponding to a step, and a mechanism that changes the rotational motion of the rotor to the axial motion of the valve body. A valve control device,
a rotation control unit that sequentially switches the steps when rotating the rotor, and specifies the drive current of each of the phases according to the excitation pattern associated with the step for each switched step;
a rotation instruction unit that applies the drive current of each phase specified by the rotation control unit to the stepping motor;
The rotation control unit maintains the ratio of the drive currents of the phases specified according to the excitation pattern before the rotating rotor stops, and maintains the drive currents of the phases at a level higher than that during the rotation. Determine the drive current,
The motor-operated valve control device, wherein the rotation instructing section applies the high-level drive current of each phase specified by the rotation control section to the stepping motor.
前記回転制御部は、前記回転中に順次切り替わる前記ステップの終了ステップにおいて、前記終了ステップに対応する前記励磁パターンに従って特定された前記各相の前記駆動電流の比率を維持しつつ、前記各相について前記回転中よりも前記高いレベルの駆動電流を特定することを特徴とする請求項1に記載の電動弁制御装置。 In an end step of the steps that are sequentially switched during the rotation, the rotation control unit maintains the ratio of the drive currents of the phases specified according to the excitation pattern corresponding to the end step, and 2. The motor-operated valve control device according to claim 1, wherein said higher level drive current is specified than during said rotation. 前記回転制御部は、前記回転中に順次切り替わる前記ステップの終了ステップに近い手前ステップにおいて、前記手前ステップに対応する前記励磁パターンに従って特定された前記各相の前記駆動電流の比率を維持しつつ、前記各相について前記回転中よりも前記高いレベルの駆動電流を特定することを特徴とする請求項1または2に記載の電動弁制御装置。 The rotation control unit maintains the ratio of the drive currents of the respective phases specified according to the excitation pattern corresponding to the preceding step in a preceding step close to the end step of the steps that are sequentially switched during the rotation, 3. The motor-operated valve control device according to claim 1, wherein for each of said phases, said higher level drive current than during said rotation is specified. 前記手前ステップと前記終了ステップのステップ差は、前記ステッピングモータが脱調したと判定されるときのステップ差よりも小さ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 step difference between the preceding step and the end step is smaller than the step difference when it is determined that the stepping motor has stepped out. 前記手前ステップと前記終了ステップのステップ差は、前記回転中におけるステップの遅れ数よりも小さ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 motor-operated valve control device according to claim 3, wherein a step difference between the preceding step and the ending step is smaller than the step delay number during the rotation. 前記回転制御部は、前記終了ステップで前記ステッピングモータを待機状態にする前に、前記各相について前記高いレベルの駆動電流より低いレベルの駆動電流を特定し、
前記回転指示部は、前記終了ステップで前記各相に印加している前記高いレベルの駆動電流を前記低いレベルの駆動電流に切り替えることを特徴とする請求項2に記載の電動弁制御装置。
The rotation control unit identifies a drive current of a lower level than the high level drive current for each of the phases before putting the stepping motor into a standby state in the end step;
3. The motor-operated valve control device according to claim 2, wherein the rotation instructing section switches the high-level drive current applied to each phase to the low-level drive current in the end step.
ステップに対応する励磁パターンに基づいて各相に印加される駆動電流によって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を有する電動弁を制御するコンピュータに、
前記ロータを回転させるときに順次前記ステップを切り替え、切り替えられた前記ステップ毎に、当該ステップに対応付けられている前記励磁パターンに従って前記各相の前記駆動電流を特定する回転制御機能と、
前記回転制御機能によって特定された前記各相の前記駆動電流を、前記ステッピングモータに印加する回転指示機能と、を発揮させ、
前記回転制御機能において、回転中の前記ロータが停止する前に、前記励磁パターンに従って特定された前記各相の前記駆動電流の比率を維持しつつ、前記各相について前記回転中よりも高いレベルの駆動電流を特定し、
前記回転指示機能において、前記回転制御機能によって特定された前記各相の前記高いレベルの前記駆動電流を、前記ステッピングモータに印加することを特徴とする電動弁制御プログラム。
A computer that controls an electric valve having a stepping motor that rotates a rotor by driving current applied to each phase based on an excitation pattern corresponding to steps, and a mechanism that changes the rotary motion of the rotor into axial motion of the valve body. to the
a rotation control function for sequentially switching the steps when rotating the rotor, and specifying the drive current of each of the phases according to the excitation pattern associated with the step for each switched step;
a rotation instruction function of applying the drive current of each phase specified by the rotation control function to the stepping motor;
In the rotation control function, before the rotating rotor stops, while maintaining the ratio of the drive currents of the phases specified according to the excitation pattern, each phase has a higher level than that during the rotation. Determine the drive current,
A motor-operated valve control program, wherein, in the rotation instruction function, the high-level drive current of each of the phases specified by the rotation control function is applied to the stepping motor.
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