JP2023105648A - Electric valve control device and electric valve control program - Google Patents

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motor
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亮直 水嶋
Akinao Mizushima
佳樹 田中
Yoshiki Tanaka
靖明 金子
Yasuaki Kaneko
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    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

To easily retrieve a reference position (origin) specific to an electric valve.SOLUTION: An electric valve control device comprises: a rotation instruction unit for instructing an instruction angle to a stepping motor in such a manner that a step advances in a direction in which an axial motion is limited by a stop mechanism; a rotation detection unit for acquiring a sensed angle of a rotor from a sensor; a storage unit for holding the acquired sensed angle as record data; a stop detection unit for detecting a stop state of the rotor based on the acquired sensed angle; and an origin discrimination unit for repeating tracking of steps from a step, in which the stop state is detected, in the record data, determining whether or not a differential between a sensed angle in the step in which the stop state is detected and the sensed angle in the tracked step is greater than a predetermined value, and discriminating a step which is advanced from a step, in which the differential is greater than the predetermined value, in an advancing direction by a predetermined number as an origin of rotation of the rotor.SELECTED DRAWING: Figure 11

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制限される(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, which is also called an "origin", the rotation of the rotor is restricted by a stopper (see Patent Document 2, for example).

同タイプの電動弁であっても、基準位置には個体差が生じる。電動弁ごとに基準位置を一律に定めることは適切ではない。このため、電動弁の製造時においては、電動弁ごとに固有の基準位置を検出し、記録しておく必要がある。 Even with the same type of electric valve, individual differences occur in the reference position. It is not appropriate to uniformly set the reference position for each motor operated valve. Therefore, when manufacturing the motor-operated valve, it is necessary to detect and record a unique reference position for each motor-operated valve.

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

ロータがストッパによる回転制限を受けるとき、ロータを駆動するステッピングモータの逆起電力が低下する。そこで、ロータを弁閉方向に回転させつつ、ステッピングモータの逆起電力が大きく変化する地点を探ることで基準位置を特定する方法が考えられる。このとき、ロータを高速回転させる場合、基準位置においてストッパに強い衝撃が加わるため好ましくない。一方、ロータを低速回転させる場合には、逆起電力の変化を検出しづらくなる。また、ストッパではなく、金属屑など異物によりロータの動きが制限された場合、基準位置が誤認識されてしまう可能性もある。 When the rotor is restricted in rotation by the stopper, the back electromotive force of the stepping motor driving the rotor decreases. Therefore, it is conceivable to identify the reference position by searching for a point where the back electromotive force of the stepping motor changes significantly while rotating the rotor in the valve closing direction. At this time, when the rotor is rotated at high speed, a strong impact is applied to the stopper at the reference position, which is not preferable. On the other hand, when the rotor is rotated at a low speed, it becomes difficult to detect changes in the back electromotive force. Moreover, if the movement of the rotor is restricted by foreign matter such as metal scraps instead of the stopper, the reference position may be erroneously recognized.

本発明の主たる目的は、電動弁固有の基準位置(原点)を適切に探索するための技術を提供することにある。 A main object of the present invention is to provide a technique for appropriately searching for a reference position (origin) specific to an electrically operated 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第1機構と、弁体の軸線運動を制限する第2機構と、ロータの角度を計測して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御し、軸線運動が第2機構によって制限される方向にステップを1つずつ進行させるように、ステッピングモータに指示角を指示する回転指示部と、1ステップ毎に、センサからロータの感知角を取得する回転検出部と、1ステップ毎に、取得された感知角を記録データとして保持する記憶部と、1ステップ毎に、取得された感知角に基づいて、軸線運動の制限によるロータの停止状態を検出する停止検出部と、記録データにおいて、停止状態が検出されたステップの方からステップの遡りを繰り返し、停止状態が検出されたステップにおける感知角と当該遡ったステップにおける感知角との差分が所定値より大きいか否かを判定し、差分が所定値より大きいステップを特定し、特定されたステップから進行方向へ所定数進んだステップをロータの回転の原点として判別する原点判別部と、を備える。 An electric valve control device according to one aspect of the present invention includes a stepping motor that rotates a rotor, a first mechanism that converts the rotary motion of the rotor into axial motion of the valve body, and a second mechanism that limits the axial motion of the valve body. , a sensor that measures the angle of the rotor to obtain a sensed angle, and directs the stepping motor to the stepping motor to advance step by step in a direction in which the axial motion is limited by the second mechanism. a rotation detector that acquires the sensing angle of the rotor from the sensor for each step; a storage unit that holds the sensing angle acquired for each step as recorded data; a stop detection unit that detects a stop state of the rotor due to the limitation of the axial motion based on the acquired sensing angle; It is determined whether or not the difference between the sensing angle at the step where is detected and the sensing angle at the retroactive step is greater than a predetermined value, the step at which the difference is greater than the predetermined value is identified, and from the identified step in the traveling direction an origin determination unit that determines a step advanced by a predetermined number as the origin of rotation of the rotor.

本発明の別の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して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御し、ステップを1つずつ進行させるように、ステッピングモータに指示角を指示する回転指示部と、1ステップ毎に、センサからロータの感知角を取得する回転検出部と、1ステップ毎に、取得された感知角を記録データとして保持する記憶部と、1ステップ毎に、取得された感知角に基づいて、軸線運動の制限によるロータの脱調状態を検出する脱調検出部と、記録データにおいて、脱調状態が検出されたステップの方からステップの遡りを繰り返し、脱調状態が検出されたステップにおける感知角と当該遡ったステップにおける感知角との差分が所定値より大きいか否かを判定し、差分が所定値より大きいステップを特定し、特定されたステップから進行方向へ所定数進んだステップを脱調の契機位置として判別する契機位置判別部と、を備える。 A motor-operated valve control device according to another aspect of the present invention includes a stepping motor that rotates a rotor, a mechanism that converts the rotary motion of the rotor into axial motion of the valve body, and a sensor that measures the angle of the rotor to obtain a sensing angle. and a rotation instructing unit that instructs the stepping motor to indicate the indicated angle so as to advance one step at a time, and a rotation detecting unit that acquires the sensed angle of the rotor from the sensor for each step. , a storage unit that stores the sensing angle acquired for each step as recording data, and a step-out for detecting the rotor's out-of-step state due to the limitation of the axial motion based on the sensing angle acquired for each step. In the recorded data, the detection unit repeats the step backward from the step where the out-of-step state was detected, and the difference between the sensing angle at the step where the out-of-step state was detected and the sensing angle at the backward step is a predetermined value. a trigger position determination unit that determines whether or not the difference is greater than the predetermined value, specifies a step in which the difference is larger than a predetermined value, and determines a step advanced by a predetermined number in the traveling direction from the specified step as a step-out trigger position. .

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第1機構と、弁体の軸線運動を制限する第2機構と、ロータの角度を計測して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御するコンピュータに、軸線運動が第2機構によって制限される方向にステップを1つずつ進行させるように、ステッピングモータに指示角を指示する機能と、1ステップ毎に、センサからロータの感知角を取得する機能と、1ステップ毎に、取得された感知角を記録データとして保持する機能と、1ステップ毎に、取得された感知角に基づいて、軸線運動の制限によるロータの停止状態を検出する機能と、記録データにおいて、停止状態が検出されたステップの方からステップの遡りを繰り返し、停止状態が検出されたステップにおける感知角と当該遡ったステップにおける感知角との差分が所定値より大きいか否かを判定し、差分が所定値より大きいステップを特定し、特定されたステップから進行方向へ所定数進んだステップをロータの回転の原点として判別する機能と、を発揮させる。 An electric valve control program according to one aspect of the present invention includes a stepping motor that rotates a rotor, a first mechanism that converts the rotary motion of the rotor into axial motion of the valve body, and a second mechanism that limits the axial motion of the valve body. , a sensor for measuring the angle of the rotor to obtain a sensed angle; A function to indicate an indicated angle, a function to acquire the sensed angle of the rotor from the sensor for each step, a function to store the sensed angle acquired for each step as recorded data, and a function to acquire the sensed angle for each step. Based on the sensed angle, a function to detect the stopped state of the rotor due to the limitation of the axial motion, and the step where the stopped state is detected by repeating the step backward from the step where the stopped state is detected in the recorded data determines whether or not the difference between the sensing angle in the previous step and the sensing angle in the retroactive step is greater than a predetermined value, identifies a step in which the difference is greater than the predetermined value, and advances a predetermined number of steps in the traveling direction from the identified step as the origin of rotation of the rotor.

本発明の別の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して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御するコンピュータに、ステップを1つずつ進行させるように、ステッピングモータに指示角を指示する機能と、1ステップ毎に、センサからロータの感知角を取得する機能と、1ステップ毎に、取得された感知角を記録データとして保持する機能と、1ステップ毎に、取得された感知角に基づいて、軸線運動の制限によるロータの脱調状態を検出する機能と、記録データにおいて、脱調状態が検出されたステップの方からステップの遡りを繰り返し、脱調状態が検出されたステップにおける感知角と当該遡ったステップにおける感知角との差分が所定値より大きいか否かを判定し、差分が所定値より大きいステップを特定し、特定されたステップから進行方向へ所定数進んだステップを脱調の契機位置として判別する機能と、を発揮させる。 A motor-operated valve control program in another aspect of the present invention includes a stepping motor that rotates a rotor, a mechanism that changes the rotary motion of the rotor into axial motion of the valve body, and a sensor that measures the angle of the rotor to obtain a sensed angle. A function of instructing a stepping motor to indicate an angle so as to advance step by step to a computer that controls a motor-operated valve having a function of obtaining a sensed angle of a rotor from a sensor for each step; A function to store the sensing angle acquired for each step as recorded data, a function to detect a rotor out-of-step state due to axial motion limitation based on the sensing angle acquired for each step, and a function to record data. repeats the steps backward from the step where the out-of-step state was detected, and determines whether or not the difference between the sensing angle at the step where the out-of-step state was detected and the sensing angle at the backward step is greater than a predetermined value. and identifying a step in which the difference is larger than a predetermined value, and determining a step advanced by a predetermined number in the traveling direction from the identified step as a step-out trigger position.

本発明の別の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第1機構と、弁体の軸線運動を制限する第2機構と、ロータの角度を計測して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御し、軸線運動が第2機構によって制限される方向にステップを1つずつ進行させるように、ステッピングモータに指示角を指示する回転指示部と、1ステップ毎に、センサからロータの感知角を取得する回転検出部と、1ステップ毎に、取得された感知角を記録データとして保持する記憶部と、1ステップ毎に、取得された感知角に基づいて、軸線運動の制限によるロータの停止状態を検出する停止検出部と、記録データにおいて、ステップの進行順に従って判定対象のステップを特定し、停止状態が検出されたステップにおける感知角と当該判定対象のステップにおける感知角との差分が所定値以下であるか否かを判定し、差分が所定値以下であると最初に判定された判定対象のステップをロータの回転の原点として判別する原点判別部と、を備える。 A motor-operated valve control device according to another aspect of the present invention includes a stepping motor that rotates a rotor, a first mechanism that converts the rotary motion of the rotor into axial motion of the valve body, and a second mechanism that limits the axial motion of the valve body. and a sensor that measures the angle of the rotor to obtain a sensed angle, and directs the stepper motor to advance step by step in a direction in which the axial motion is limited by the second mechanism. A rotation instructing unit for instructing an angle, a rotation detecting unit for acquiring the sensing angle of the rotor from the sensor for each step, a storage unit for holding the sensing angle acquired for each step as recorded data, and one step. A stop detection unit that detects the stop state of the rotor due to the limitation of the axial motion based on the sensed angle acquired every time. It is determined whether or not the difference between the sensing angle at the selected step and the sensing angle at the determination target step is equal to or less than a predetermined value. and an origin determination unit that determines the origin of rotation of the .

本発明の別の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して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御し、ステップを1つずつ進行させるように、ステッピングモータに指示角を指示する回転指示部と、1ステップ毎に、センサからロータの感知角を取得する回転検出部と、1ステップ毎に、取得された感知角を記録データとして保持する記憶部と、1ステップ毎に、取得された感知角に基づいて、軸線運動の制限によるロータの脱調状態を検出する脱調検出部と、記録データにおいて、ステップの進行順に従って判定対象のステップを特定し、脱調状態が検出されたステップにおける感知角と当該判定対象のステップにおける感知角との差分が所定値以下であるか否かを判定し、差分が所定値以下であると最初に判定された判定対象のステップを脱調の契機位置として判別する契機位置判別部と、を備える。 A motor-operated valve control device according to another aspect of the present invention includes a stepping motor that rotates a rotor, a mechanism that converts the rotary motion of the rotor into axial motion of the valve body, and a sensor that measures the angle of the rotor to obtain a sensing angle. and a rotation instructing unit that instructs the stepping motor to indicate the indicated angle so as to advance one step at a time, and a rotation detecting unit that acquires the sensed angle of the rotor from the sensor for each step. , a storage unit that stores the sensing angle acquired for each step as recording data, and a step-out for detecting the rotor's out-of-step state due to the limitation of the axial motion based on the sensing angle acquired for each step. The detection unit identifies a step to be determined in the order of progress of the steps in the recorded data, and the difference between the sensing angle at the step where the out-of-step state is detected and the sensing angle at the step to be determined is equal to or less than a predetermined value. and a trigger position determination unit that determines whether or not the difference is equal to or less than a predetermined value, and determines the step to be determined first as a step-out trigger position.

本発明の別の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第1機構と、弁体の軸線運動を制限する第2機構と、ロータの角度を計測して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御するコンピュータに、軸線運動が第2機構によって制限される方向にステップを1つずつ進行させるように、ステッピングモータに指示角を指示する機能と、1ステップ毎に、センサからロータの感知角を取得する機能と、1ステップ毎に、取得された感知角を記録データとして保持する機能と、1ステップ毎に、取得された感知角に基づいて、軸線運動の制限によるロータの停止状態を検出する機能と、記録データにおいて、ステップの進行順に従って判定対象のステップを特定し、停止状態が検出されたステップにおける感知角と当該判定対象のステップにおける感知角との差分が所定値以下であるか否かを判定し、差分が所定値以下であると最初に判定された判定対象のステップをロータの回転の原点として判別する機能と、を発揮させる。 A motor-operated valve control program according to another aspect of the present invention includes a stepping motor that rotates a rotor, a first mechanism that converts the rotary motion of the rotor into axial motion of the valve body, and a second mechanism that limits the axial motion of the valve body. and a sensor for measuring the angle of the rotor to obtain a sensed angle, a stepping motor to cause the computer controlling the motorized valve to advance step by step in the direction in which the axial motion is limited by the second mechanism. a function to indicate the indicated angle, a function to acquire the sensed angle of the rotor from the sensor for each step, a function to hold the acquired sensed angle as recorded data for each step, A function to detect the stopped state of the rotor due to the limitation of the axial motion based on the acquired detection angle, identify the step to be judged according to the progress order of the steps in the recorded data, and detect the step where the stopped state is detected. It is determined whether or not the difference between the angle and the sensed angle at the step to be determined is equal to or less than a predetermined value, and the step to be determined that is first determined to have the difference equal to or less than the predetermined value is set as the origin of rotation of the rotor. To demonstrate the ability to discriminate.

本発明の別の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して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御するコンピュータに、ステップを1つずつ進行させるように、ステッピングモータに指示角を指示する機能と、1ステップ毎に、センサからロータの感知角を取得する機能と、1ステップ毎に、取得された感知角を記録データとして保持する機能と、1ステップ毎に、取得された感知角に基づいて、軸線運動の制限によるロータの脱調状態を検出する機能と、記録データにおいて、ステップの進行順に従って判定対象のステップを特定し、脱調状態が検出されたステップにおける感知角と当該判定対象のステップにおける感知角との差分が所定値以下であるか否かを判定し、差分が所定値以下であると最初に判定された判定対象のステップを脱調の契機位置として判別する機能と、を発揮させる。 A motor-operated valve control program in another aspect of the present invention includes a stepping motor that rotates a rotor, a mechanism that changes the rotary motion of the rotor into axial motion of the valve body, and a sensor that measures the angle of the rotor to obtain a sensed angle. A function of instructing a stepping motor to indicate an angle so as to advance step by step to a computer that controls a motor-operated valve having a function of obtaining a sensed angle of a rotor from a sensor for each step; A function to store the sensing angle acquired for each step as recorded data, a function to detect a rotor out-of-step state due to axial motion limitation based on the sensing angle acquired for each step, and a function to record data. a step to be determined is identified according to the order of progress of the steps, and it is determined whether or not the difference between the sensing angle at the step where the out-of-step state was detected and the sensing angle at the step to be determined is equal to or less than a predetermined value. and a function of discriminating the step to be determined for which the difference is first determined to be equal to or less than a predetermined value as the step-out trigger position.

本発明によれば、電動弁固有の基準位置(原点)を適切に探索しやすくなる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes easy to search appropriately the reference position (origin) peculiar to a motor-operated 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. 2 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; 原点検出の動作におけるステップとロータ角度の遷移を示すグラフである。4 is a graph showing transitions of steps and rotor angles in an origin detection operation; 図10(A)は、理想的な挙動におけるステップとロータ角度の遷移を示すグラフである。図10(B)は、現実的な挙動におけるステップとロータ角度の遷移を示すグラフである。FIG. 10(A) is a graph showing transitions between steps and rotor angles in ideal behavior. FIG. 10(B) is a graph showing transitions between steps and rotor angles in realistic behavior. 図11(A)は、理想的な挙動を前提として原点の判別方法を説明するためのグラフである。図11(B)は、現実的な挙動を前提として原点の判別方法を説明するためのグラフである。FIG. 11A is a graph for explaining a method of determining the origin on the premise of ideal behavior. FIG. 11B is a graph for explaining a method of determining the origin on the premise of realistic behavior. 図12(A)は、誤差範囲が角度の境界をまたがない例を示すグラフである。図12(B)は、誤差範囲の上側が角度の境界をまたぐ例を示すグラフである。図12(C)は、誤差範囲の下側が角度の境界をまたぐ例を示すグラフである。FIG. 12A is a graph showing an example in which the error range does not cross the boundary of angles. FIG. 12B is a graph showing an example in which the upper side of the error range straddles the angle boundary. FIG. 12C is a graph showing an example where the lower side of the error range straddles the boundary of the angle. 誤差範囲の内外を判定するための真理値表である。It is a truth table for determining the inside and outside of the error range. 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;

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 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 element 34 and its drive mechanism are arranged and that contains 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制限される。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 limited 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 on which a coil 73 (electromagnetic coil) is mounted 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 molding 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。ねじ送り機構109は、「ロータ60の回転運動を弁体34の軸線運動に変化させる第1機構」の例である。 The rotating shaft 62 is a bottomed cylindrical shaft, 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 element 34 is moved (lifted/lowered) in the axial direction, that is, in the opening/closing direction of the valve portion. The screw feed mechanism 109 is an example of "a first mechanism that changes the rotational motion of the rotor 60 into the axial motion of the valve element 34".

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制限される。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 protrusion (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 around the axis L of the rotor 60 at regular intervals, 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 element 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°×4 rotations÷u1°=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。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の弁開方向(上昇方向)、左方向は弁閉方向(下降方向)を示す。ステップ0の原点は、ストッパ90が回転制限を受け、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 valve opening direction (upward direction) of the rotor 60, and the left direction indicates the valve 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.

本実施形態は、主に製造段階で、回路基板118によって実現される電動弁制御装置を含めて組み立てが完了した電動弁1について、電動弁1によって固有の原点を検出する技術に関する。 This embodiment mainly relates to a technique for detecting a unique origin by the motor-operated valve 1 that has been assembled including the motor-operated valve control device realized by the circuit board 118 at the manufacturing stage.

図9は、原点検出の動作におけるステップとロータ角度の遷移を示すグラフである。
原点検出を始める時点で、当然ながら原点に相当するステップは未知であって、原点情報は未だない。ここで示す位置(ステップ)は、図8で説明した原点を基準とするステップのことではなく、暫定的なステップを意味する。
FIG. 9 is a graph showing transitions of steps and rotor angles in the origin detection operation.
When origin detection is started, the step corresponding to the origin is, of course, unknown, and there is no origin information yet. The positions (steps) shown here do not refer to steps based on the origin described in FIG. 8, but to provisional steps.

始点500は、原点検出のための回転動作を始める位置(ステップ)とその位置におけるロータ角度を示している。始点500におけるロータ角度は、角度センサによって計測可能である。図示した理想挙動線502は、始点500を起点として、ステッピングモータの動作に従ってロータ60が理想的に作動したときの位置(ステップ)と理想的なロータ角度の関係を示している。つまり、ステップとそのステップに対応する励磁パターンにより指示される指示角αの関係を示していると言える。ロータ60の動きを抑制する力がかからず、ステップに対応する励磁パターンによる設計通りのロータ角度が実現された場合には、理想挙動線502上に計測点が表われる。 A starting point 500 indicates the position (step) at which the rotation operation for origin detection is started and the rotor angle at that position. The rotor angle at the starting point 500 can be measured by an angle sensor. The illustrated ideal behavior line 502 indicates the relationship between the position (step) and the ideal rotor angle when the rotor 60 ideally operates according to the operation of the stepping motor, starting from the starting point 500 . That is, it can be said that it shows the relationship between the step and the indicated angle α indicated by the excitation pattern corresponding to the step. A measurement point appears on the ideal behavior line 502 when the rotor angle as designed by the excitation pattern corresponding to the step is realized without applying a force that suppresses the movement of the rotor 60 .

図中、理想挙動線502の上方に同調上限線504を示し、理想挙動線502の下方に同調下限線506を示す。同調下限線506と同調上限線504に挟まれた範囲は、同調範囲505である。同調範囲505は、ステッピングモータが同調していると推定される範囲である。つまり、あるステップで計測されたロータ角度(感知角)が同調範囲505の中にあれば、そのステップにおいてステッピングモータが同調状態であると推定可能である。同調範囲505以外は、脱調範囲である。脱調範囲は、ステッピングモータの脱調状態が検出される範囲である。つまり、あるステップで計測されたロータ角度が脱調範囲の中にあれば、そのステップにおいてステッピングモータが脱調状態であると推定可能である。 In the figure, a tuning upper limit line 504 is shown above the ideal behavior line 502 and a tuning lower limit line 506 is shown below the ideal behavior line 502 . The range between the lower tuning limit line 506 and the upper tuning limit line 504 is a tuning range 505 . A tuning range 505 is a range in which the stepping motor is estimated to be tuned. That is, if the rotor angle (sensing angle) measured at a certain step is within the tuning range 505, it can be estimated that the stepping motor is in a tuning state at that step. The range other than the tuning range 505 is the step-out range. The out-of-step range is the range in which the out-of-step state of the stepping motor is detected. That is, if the rotor angle measured at a certain step is within the step-out range, it can be estimated that the stepping motor is out-of-step at that step.

なお、逆転領域507では、同調上限線504が同調下限線506の下方にある。従って、同調上限線504と同調下限線506の間が脱調範囲であり、同調上限線504より下方と、同調下限線506より上方とが、同調範囲505である。 Note that in the reversal region 507 , the upper tuning line 504 is below the lower tuning line 506 . Therefore, the range between the tuning upper limit line 504 and the tuning lower limit line 506 is the out-of-tune range, and the range below the tuning upper limit line 504 and above the tuning lower limit line 506 is the tuning range 505 .

図に示した矢印は、原点検出の動作における遷移の方向を示している。具体的には、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)と当接する位置に弁体34が向かうようにロータ60を回転させる。この例では、ロータ60を下降回転させることになる。ステッピングモータは、1ステップずつ回転する。1ステップ進めたときの電動弁1の動作を、単位動作という。 The arrows shown in the figure indicate the direction of transition in the origin detection operation. Specifically, the rotor 60 is rotated so that the valve body 34 faces the position where the stopper 90 contacts the guide member 36 (more strictly, the projection of the guide member 36). In this example, the rotor 60 is rotated downward. The stepping motor rotates one step at a time. The operation of the motor operated valve 1 when advancing one step is called a unit operation.

電動弁制御装置は、単位動作毎に計測されたロータ角度(感知角)を記録しておく。ロータ角度の記録については、後に詳述する。 The motor-operated valve control device records the rotor angle (sensing angle) measured for each unit operation. Recording of the rotor angle will be described in detail later.

また、電動弁制御装置は、単位動作毎に、計測されたロータ角度(感知角)に基づいて、ストッパ90がガイド部材36に当接したことによってロータ60が停止状態になっているか否かを判定する。実際にストッパ90がガイド部材36に当接した直後は、計測されたロータ角度(感知角)の値から停止状態になったことを判断することは難しい。計測されたロータ角度(感知角)が理想のロータ角度(指示角)からずれていたとしても、停止状態であるのか、あるいは回転中に生じ得るぶれに過ぎないのかを判別できないからである。従って、電動弁制御装置は、実際のロータ角度(感知角)が理想のロータ角度(指示角)から或る程度乖離した段階で、ロータ60が停止状態であることを確定させる。 Further, the motor-operated valve control device determines whether or not the rotor 60 is stopped due to the contact of the stopper 90 with the guide member 36 based on the measured rotor angle (sensing angle) for each unit operation. judge. Immediately after the stopper 90 actually comes into contact with the guide member 36, it is difficult to determine from the measured rotor angle (sensing angle) that the rotor has stopped. This is because even if the measured rotor angle (sensing angle) deviates from the ideal rotor angle (indicated angle), it cannot be determined whether the rotor is in a stopped state or merely a blur that can occur during rotation. Therefore, the motor-operated valve control device determines that the rotor 60 is stopped when the actual rotor angle (sensed angle) deviates from the ideal rotor angle (indicated angle) to some extent.

電動弁制御装置は、脱調判定のロジックを応用してロータ60の停止状態を検出する。ストッパ90がガイド部材36と当接することにより弁体34の軸線運動を制限するストップ機構(「弁体の軸線運動を制限する第2機構」の例)は、脱調を生じさせる仕組みでもあるとも言える。従って、ストップ機構によるロータ60の停止を、脱調の判定と同じロジックで検出できることは、或る意味で当然である。従って、ここで例示する方法以外の脱調判定の方法によってロータ60の停止状態を検出することは、明らかに可能である。また、そのような脱調判定の方法を適用することは、本実施形態の変形例として十分に想定し得る事項である。 The motor-operated valve control device detects the stopped state of the rotor 60 by applying the out-of-step determination logic. A stop mechanism (an example of a "second mechanism for limiting the axial movement of the valve body") that limits the axial movement of the valve body 34 by the stopper 90 coming into contact with the guide member 36 is also said to be a mechanism that causes step-out. I can say Therefore, in a sense, it is natural that the stop of the rotor 60 by the stop mechanism can be detected by the same logic as the step-out determination. Therefore, it is clearly possible to detect the stopped state of the rotor 60 by a method for determining out-of-step other than the method exemplified here. Further, application of such a method for determining out-of-step is a matter that can be sufficiently assumed as a modified example of the present embodiment.

図10(A)は、理想的な挙動におけるステップとロータ角度の遷移を示すグラフである。
ここでは、回転中のロータ角度のぶれや磁気センサ119における誤差などが生じないと想定する。
FIG. 10(A) is a graph showing transitions between steps and rotor angles in ideal behavior.
Here, it is assumed that there is no deviation of the rotor angle during rotation and no error in the magnetic sensor 119 .

ステップが弁閉方向へ進行するとき、図中の右上から左下に向かって、ステップとロータ角度を示す計測点415、計測点414、・・・計測点405が表われる。計測点415から計測点405までロータ60は回転しており、これらの計測点は理想挙動線502と重なる。 When the step proceeds in the valve closing direction, measurement points 415, 414, . Rotor 60 rotates from measurement point 415 to measurement point 405 , and these measurement points overlap ideal behavior line 502 .

計測点404は、ストッパ90がガイド部材36と当接し、ロータ60の回転が止まったステップを表している。さらに計測点404、計測点403、計測点402、計測点401の順にステップが進行するが、この間ロータ角度は変わらない。計測点404から計測点401までは、理想挙動線502上の理想のロータ角度との乖離が小さく、同調範囲505内に留まるので、未だ停止状態と判断されない。 A measurement point 404 represents a step at which the stopper 90 comes into contact with the guide member 36 and the rotation of the rotor 60 stops. Further, the steps progress in the order of measurement point 404, measurement point 403, measurement point 402, and measurement point 401, but the rotor angle does not change during this time. From the measurement point 404 to the measurement point 401, the deviation from the ideal rotor angle on the ideal behavior line 502 is small and stays within the tuning range 505, so it is not yet judged to be in a stopped state.

計測点400に至ると、同調範囲505の外に出る。つまり、計測点400が脱調範囲内に移ったので、ロータ60が既に停止状態になっていると判断される。この段階で、電動弁制御装置は、ステップの進行を停止させる。ここまでの処理で、計測点415~計測点400におけるロータ角度が記録されている。 When the measurement point 400 is reached, the tuning range 505 is exited. In other words, it is determined that the rotor 60 has already stopped because the measurement point 400 has moved into the step-out range. At this stage, the motor-operated valve control device stops the progress of the step. Through the processing up to this point, the rotor angles at measurement points 415 to 400 are recorded.

電動弁制御装置は、記録されているロータ角度のデータを用いて、実際にロータ60が停止したときの計測点404を特定する。ロータ60が停止したときのステップを特定する方法については、後述する。 The electric valve control device uses the recorded rotor angle data to identify the measurement point 404 when the rotor 60 actually stops. A method for identifying the step when the rotor 60 stops will be described later.

図10(B)は、現実的な挙動におけるステップとロータ角度の遷移を示すグラフである。
ここでは、回転中のロータ角度のぶれや磁気センサ119における誤差などが生じるものと想定する。
FIG. 10(B) is a graph showing transitions between steps and rotor angles in realistic behavior.
Here, it is assumed that the rotor angle fluctuates during rotation and an error occurs in the magnetic sensor 119 .

実際には、異物の挟み込み、電動弁1にかかる振動あるいは外力の影響などによって、回転中のロータ角度にぶれが生じることがある。従って、回転中のロータ角度(感知角)は、計測点314から計測点305に示すように、理想のロータ角度(指示角)からわずかにずれることがある。 In practice, the angle of the rotor during rotation may fluctuate due to foreign matter being caught, vibration applied to the motor-operated valve 1, or the influence of an external force. Therefore, the rotor angle (sensed angle) during rotation may deviate slightly from the ideal rotor angle (indicated angle), as shown from measurement point 314 to measurement point 305 .

また、磁気センサ119による計測において誤差が生じるので、停止状態におけるロータ角度(感知角)は、計測点304から計測点300に示すように、一定にはならない。 In addition, since an error occurs in the measurement by the magnetic sensor 119, the rotor angle (sensing angle) in the stopped state is not constant as shown from the measurement point 304 to the measurement point 300. FIG.

図11(A)は、理想的な挙動を前提として原点の判別方法を説明するためのグラフである。
図11(A)は、図10(A)の一部を拡大している。この例で、電動弁制御装置は、ロータ60の停止状態と判断された計測点400を基準として、実際にロータ60が停止した計測点404を特定する。
FIG. 11A is a graph for explaining a method of determining the origin on the premise of ideal behavior.
FIG. 11(A) is an enlarged part of FIG. 10(A). In this example, the motor-operated valve control device identifies the measurement point 404 at which the rotor 60 actually stops, based on the measurement point 400 at which the rotor 60 is determined to be in a stopped state.

電動弁制御装置は、実際にロータ60が停止した計測点404を特定するために、その前回の計測点405、つまり最後の回転状態であった計測点405を判別する。具体的には、停止状態であると判断された計測点400におけるロータ角度(感知角)と、計測点405のロータ角度(感知角)を比較することによって、計測点405が最後の回転状態であったと判断できる。このロータ角度(感知角)の差分が大きければ、磁気センサ119の誤差によらず、ロータ60が回転していたことを意味する。 In order to specify the measurement point 404 at which the rotor 60 actually stopped, the electric valve control device determines the previous measurement point 405, that is, the measurement point 405 that was in the final rotation state. Specifically, by comparing the rotor angle (sensible angle) at measurement point 400 determined to be in a stopped state with the rotor angle (sensible angle) at measurement point 405, It can be determined that there was If the rotor angle (detection angle) difference is large, it means that the rotor 60 was rotating regardless of the error of the magnetic sensor 119 .

磁気センサ119の計測誤差として表れるロータ角度(感知角)のずれの最大値を「誤差角度」という。誤差角度は、最後の回転状態にあったステップ(計測点405)を判別する際にロータ角度(感知角)の差分による判定の閾値(「所定値」の例)として用いられる。 The maximum value of the deviation of the rotor angle (perceived angle) appearing as a measurement error of the magnetic sensor 119 is called an "error angle". The error angle is used as a threshold value (an example of a “predetermined value”) for determination based on the rotor angle (detection angle) difference when determining the step (measurement point 405) in the last rotating state.

ロータ60の停止状態と判断された計測点400のロータ角度(感知角)をY(0)と表す。Y(0)を中央値として誤差範囲515が設定される。誤差範囲515の最大角Ymaxは、Y(0)に誤差角度を加えた角度である。誤差範囲515の最小角Yminは、Y(0)から誤差角度を減じた角度である。誤差範囲515は、ロータ60の停止状態と判断された計測点におけるロータ角度(感知角)を基準として磁気センサ119の誤差の範囲を示す。つまり、誤差範囲515は、計測されたロータ角度(感知角)が停止状態に当たるか否かを判定するための基準範囲になる。基準範囲は停止状態に当たる範囲であって、誤差範囲515は基準範囲の例である。 The rotor angle (detection angle) at measurement point 400 at which rotor 60 is determined to be in the stopped state is represented by Y(0). An error range 515 is set with Y(0) as the median. The maximum angle Ymax of the error range 515 is the angle obtained by adding the error angle to Y(0). The minimum angle Ymin of the error range 515 is the angle obtained by subtracting the error angle from Y(0). An error range 515 indicates the error range of the magnetic sensor 119 with reference to the rotor angle (perceived angle) at the measurement point where the rotor 60 is determined to be in the stopped state. That is, the error range 515 is a reference range for determining whether or not the measured rotor angle (perceived angle) corresponds to the stopped state. The reference range is the range corresponding to the stop state, and the error range 515 is an example of the reference range.

図11(B)は、現実的な挙動を前提として原点の判別方法を説明するためのグラフである。
ロータ60が停止している計測点300~計測点304において計測されたロータ角度(感知角)には、磁気センサ119による計測誤差が含まれる。そのため、実際には図中の上下に少し振れる。但し、いずれの計測点300~計測点304も、誤差範囲515におさまる。一方、回転状態にあった計測点305は、誤差範囲515の外にある。この点に着目して、電動弁制御装置は、計測点300の記録からステップの進行順を遡って、各計測点におけるロータ角度(感知角)が誤差範囲515に含まれるか否かを判断する。そして、誤差範囲515におさまらないロータ角度(感知角)を示す計測点305を見つける。遡り順で最初に見つかった計測点305が、実際には最後に回転状態であったステップに相当する。最初に誤差範囲515の外にあると判断された計測点305は、「ロータ角度(感知角)の差分が所定値(この例では、誤差角度)より大きい直近のステップ」に相当する。
FIG. 11B is a graph for explaining a method of determining the origin on the premise of realistic behavior.
The rotor angles (sensing angles) measured at measurement points 300 to 304 where the rotor 60 is stopped include measurement errors by the magnetic sensor 119 . Therefore, it actually swings slightly up and down in the figure. However, any of the measurement points 300 to 304 falls within the error range 515 . On the other hand, the measurement point 305 that was in the rotating state is outside the error range 515 . Focusing on this point, the motor-operated valve control device traces back the progress order of the steps from the record of the measurement point 300 and determines whether the rotor angle (sensing angle) at each measurement point is included in the error range 515. . Then, a measurement point 305 indicating a rotor angle (perceived angle) outside the error range 515 is found. The first measurement point 305 found in the retrograde order actually corresponds to the last rotating step. The measurement point 305 that is first determined to be outside the error range 515 corresponds to "the most recent step where the rotor angle (detection angle) difference is greater than a predetermined value (in this example, the error angle)".

電動弁制御装置は、遡り順で最初にロータ角度(感知角)が誤差範囲515の外にあると判断した計測点305を特定した後に、その計測点305からステップの進行順で次の計測点304が、実際にロータ60が停止したステップに当たると判断する。そして、このステップを、ストップ機構によって停止する原点として判別する。 After specifying the measurement point 305 at which the rotor angle (sensible angle) is determined to be outside the error range 515 first in the retrospective order, the electric valve control device moves from that measurement point 305 to the next measurement point in the order of progress of the steps. It is determined that 304 corresponds to the step at which the rotor 60 has actually stopped. Then, this step is determined as the origin to be stopped by the stop mechanism.

原理的には、このようにして原点検出が可能となる。ただし、実装段階で、ロータ角度(感知角)を0~360(deg)のパラメータを表す場合には数値処理として留意する点がある。360(deg)と0(deg)の境界の扱いの問題である。 In principle, the origin can be detected in this way. However, when the rotor angle (perceived angle) is expressed as a parameter from 0 to 360 (deg) at the stage of implementation, there is a point to be noted as numerical processing. It is a problem of handling the boundary between 360 (deg) and 0 (deg).

0~360の範囲で表される角度(deg)は、所定幅(この例では、360)で循環するパラメータの一種である。誤差範囲515が360(deg)と0(deg)の境界をまたぐ場合には、単純な大小比較だけでは対処できない。 An angle (deg) represented in the range of 0 to 360 is a kind of parameter that cycles with a predetermined width (360 in this example). If the error range 515 straddles the boundary between 360 (deg) and 0 (deg), it cannot be dealt with by a simple magnitude comparison alone.

図12(A)は、誤差範囲515が角度の境界をまたがない例を示すグラフである。
ロータ60の停止状態と判断された計測点300aのロータ角度(感知角):Y(0)に誤差角度を加えた和の値が360(deg)を超えず、更にY(0)から誤差角度を減じた差の値が負の値とならなければ、図示するように誤差範囲515の最大角Ymax>誤差範囲515の最小角Yminの関係が成立する。
FIG. 12A is a graph showing an example in which the error range 515 does not cross the boundary of angles.
Rotor angle (perceived angle) at measurement point 300a where rotor 60 is determined to be in a stopped state: the sum of Y(0) plus the error angle does not exceed 360 (deg), and the error angle from Y(0) is not a negative value, the relationship of maximum angle Ymax of error range 515>minimum angle Ymin of error range 515 is established.

このケースでは、たとえば遡った計測点301a~305aのロータ角度(感知角)をY(n)で表すと、以下のように事象を整理できる。なお、nは遡り数を表し、この例では1~5を示す。
(事象1)Y(n)がYminより小さく、かつYmaxより大きい事象は発生しない。
(事象2)Y(n)がYminより小さく、かつYmaxより小さい場合には、Y(n)は誤差範囲515の外にある。
(事象3)Y(n)が Yminより大きく、かつYmaxより大きい場合には、Y(n)は誤差範囲515の外にある。
(事象4)Y(n)が Yminより大きく、かつYmaxより小さい場合には、Y(n)は誤差範囲515の内にある。
In this case, if Y(n) represents the rotor angles (sensing angles) of the retrospective measurement points 301a to 305a, the events can be organized as follows. Note that n represents the number of going back, and indicates 1 to 5 in this example.
(Event 1) An event in which Y(n) is smaller than Ymin and larger than Ymax does not occur.
(Event 2) Y(n) is outside the error range 515 if Y(n) is less than Ymin and less than Ymax.
(Event 3) Y(n) is outside the error range 515 if Y(n) is greater than Ymin and greater than Ymax.
(Event 4) If Y(n) is greater than Ymin and less than Ymax, then Y(n) is within the error range 515;

図12(B)は、誤差範囲515の上側が角度の境界をまたぐ例を示すグラフである。
ロータ60の停止状態と判断された計測点300bのロータ角度(感知角):Y(0)に誤差角度を加えた和の値が360(deg)を超える場合には、その和の値から360(deg)を減じて得られる値、つまり0より少し大きい値が、誤差範囲515の最大角Ymaxを示すことになる。この場合には、図示するように誤差範囲515の最大角Ymax<誤差範囲515の最小角Yminの関係が成立する。
FIG. 12B is a graph showing an example in which the upper side of the error range 515 straddles the angle boundary.
Rotor angle (detection angle) at measurement point 300b determined to be in the stopped state of rotor 60: If the sum of Y(0) and the error angle exceeds 360 (deg), 360 A value obtained by subtracting (deg), that is, a value slightly larger than 0, indicates the maximum angle Ymax of the error range 515 . In this case, the relationship of maximum angle Ymax of error range 515<minimum angle Ymin of error range 515 is established as illustrated.

このケースでは、以下のように事象を整理できる。
(事象5)Y(n)がYminより小さく、かつYmaxより大きい場合には、Y(n)は誤差範囲515の外にある。
(事象6)Y(n)がYminより小さく、かつYmaxより小さい場合には、Y(n)は誤差範囲515の内にある。
(事象7)Y(n)がYminより大きく、かつYmaxより大きい場合には、Y(n)は誤差範囲515の内にある。
(事象8)Y(n)がYminより大きく、かつYmaxより小さい事象は発生しない。
In this case, the events can be organized as follows.
(Event 5) Y(n) is outside the error range 515 if Y(n) is less than Ymin and greater than Ymax.
(Event 6) If Y(n) is less than Ymin and less than Ymax, then Y(n) is within the error range 515;
(Event 7) If Y(n) is greater than Ymin and greater than Ymax, then Y(n) is within the error range 515;
(Event 8) An event in which Y(n) is greater than Ymin and less than Ymax does not occur.

図12(C)は、誤差範囲515の下側が角度の境界をまたぐ例を示すグラフである。
ロータ60の停止状態と判断された計測点300cのロータ角度(感知角):Y(0)に誤差角度を減じた差の値が負の値になる場合には、その差の値に360を加えて得られる値、つまり360(deg)より少し小さい値が、誤差範囲515の最小角Yminを示すことになる。この場合には、図示するように誤差範囲515の最大角Ymax<誤差範囲515の最小角Yminの関係が成立する。この場合にも、上述した(事象5)~(事象8)が成立する。
FIG. 12C is a graph showing an example in which the lower side of the error range 515 crosses the boundary of angles.
If the difference value obtained by subtracting the error angle from Y(0), the rotor angle (sensing angle) at the measurement point 300c where the rotor 60 is judged to be stopped, is a negative value, 360 is added to the difference value. A value obtained in addition, that is, a value slightly smaller than 360 (deg), indicates the minimum angle Ymin of the error range 515 . In this case, the relationship of maximum angle Ymax of error range 515<minimum angle Ymin of error range 515 is established as illustrated. In this case as well, the above-mentioned (phenomenon 5) to (phenomenon 8) are established.

これらの事象を整理して、以下の流れで原点判別の処理を行うこととする。 These events are sorted out, and origin discrimination processing is performed according to the following flow.

第1ステップ:ロータ60の停止状態と判断された計測点300のロータ角度(感知角):Y(0)と誤差角度とに基づいて、誤差範囲515の最大角Ymaxと誤差範囲515の最小角Yminを算出する。 1st step: rotor angle (perceived angle) at measurement point 300 where rotor 60 is determined to be in a stopped state: based on Y(0) and the error angle, the maximum angle Ymax of error range 515 and the minimum angle of error range 515 Calculate Ymin.

具体的には、ロータ60の停止状態と判断された計測点300のロータ角度(感知角):Y(0)に誤差角度を加えた和の値が360(deg)を超えなければ、その和の値を誤差範囲515の最大角Ymaxとする。一方、Y(0)に誤差角度を加えた和の値が360(deg)を超えた場合には、その和の値から360(deg)を引いた値を誤差範囲515の最大角Ymaxとする(図12(B)参照)。 Specifically, if the sum of the rotor angle (sensible angle) Y(0) at the measurement point 300 determined to be in the stopped state of the rotor 60 and the error angle does not exceed 360 (deg), the sum is the maximum angle Ymax of the error range 515 . On the other hand, when the sum of Y(0) plus the error angle exceeds 360 (deg), the value obtained by subtracting 360 (deg) from the sum is taken as the maximum angle Ymax of the error range 515. (See FIG. 12(B)).

また、ロータ60の停止状態と判断された計測点300のロータ角度(感知角):Y(0)から誤差角度を減じた差の値が負の値とならなければ、その差の値を誤差範囲515の最小角Yminとする。一方、Y(0)から誤差角度を減じた差の値が負の値である場合には、その差の値に360(deg)を加えた値を誤差範囲515の最小角Yminとする(図12(C)参照)。 If the difference obtained by subtracting the error angle from the rotor angle (sensing angle) Y(0) at the measurement point 300 determined to be in the stopped state of the rotor 60 is not a negative value, the difference is treated as an error. Let the minimum angle Ymin of the range 515 be. On the other hand, when the value of the difference obtained by subtracting the error angle from Y(0) is a negative value, the value obtained by adding 360 (deg) to the value of the difference is taken as the minimum angle Ymin of the error range 515 (Fig. 12(C)).

第2ステップ:誤差範囲515の最大角Ymaxと誤差範囲515の最小角Yminとの大小関係を判定する。具体的には、以下の判定式Aの真偽を判定する。
判定式A:判定結果A=Ymax>Ymin
Second step: Determine the magnitude relationship between the maximum angle Ymax of the error range 515 and the minimum angle Ymin of the error range 515 . Specifically, the truth or falsehood of the following determination formula A is determined.
Judgment formula A: Judgment result A=Ymax>Ymin

第3ステップ:遡った計測点301~305のロータ角度(感知角)をY(n)と誤差範囲515の最小角Yminの大小関係を判定する。具体的には、以下の判定式Bの真偽を判定する。
判定式B:判定結果B=Ymin<Y(n)
Third step: Determine the size relationship between Y(n), which is the rotor angle (sensing angle) of the measurement points 301 to 305 that have been traced back, and the minimum angle Ymin of the error range 515 . Specifically, the truth or falsehood of the following determination formula B is determined.
Judgment formula B: Judgment result B=Ymin<Y(n)

第4ステップ:遡った計測点301~305のロータ角度(感知角)をY(n)と誤差範囲515の最大角Ymaxの大小関係を判定する。具体的には、以下の判定式Cの真偽を判定する。
判定式C:判定結果C=Y(n)<Ymax
Fourth step: Determine the size relationship between Y(n), which is the rotor angle (sensing angle) of the retrospective measurement points 301 to 305, and the maximum angle Ymax of the error range 515. FIG. Specifically, the truth or falsehood of the following determination formula C is determined.
Judgment formula C: Judgment result C=Y(n)<Ymax

第5ステップ:第2ステップから第4ステップの判定結果を用いて、以下の判定式Zの真偽を判定する。
判定式Z:判定結果Z=判定結果A xor 判定結果B xor 判定結果C
Fifth step: Using the determination results of the second to fourth steps, determine the truth or falsehood of the following determination expression Z.
Judgment formula Z: Judgment result Z=Judgment result A xor Judgment result B xor Judgment result C

図13は、誤差範囲の内外を判定するための真理値表である。
判定式A、判定式Bおよび判定式Cの判定結果に基づいて、判定式Zを判定できる。そして、判定式Zの判定結果Zが真(1)であれば、たとえば遡った計測点301~305のロータ角度(感知角):Y(n)が誤差範囲515の内にあり、判定式Zの判定結果Zが偽(0)であれば、Y(n)が誤差範囲515の外にあると判定できる。
FIG. 13 is a truth table for judging the inside and outside of the error range.
Based on the determination results of determination formula A, determination formula B, and determination formula C, determination formula Z can be determined. Then, if the determination result Z of the determination formula Z is true (1), the rotor angle (sensing angle) Y(n) of the measurement points 301 to 305, for example, is within the error range 515, and the determination formula Z is false (0), it can be determined that Y(n) is outside the error range 515 .

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、記録データ記憶部230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。記録データ記憶部230は、各計測点301~315におけるロータ角度(感知角)、ステップおよび励磁パターンを記録データとして記憶可能である。記録データ記憶部230は、揮発性メモリに構成される記憶領域であってもよいし、不揮発性メモリに構成される記憶領域であってもよい。保持される計測点の記録の数は、任意であるが、たとえば最新のステップの記録を含めて2のn乗の数(8個、16個あるいは32個など)とし、古いステップのデータは破棄する。つまり、ロータ角度(感知角)の記録を記憶する領域は、リングバッファであってもよい。ステッピングモータの駆動方式(ハーフステップ、1/4マイクロステップあるいは1/8マイクロステップなど)の特性に応じて、記録の数を決めてもよい。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、基準情報記憶部206および記録データ記憶部230のインタフェースとしても機能する。
The motor operated valve control device 200 includes a data processing section 202 , a communication section 204 , a reference information storage section 206 , a recorded data storage section 230 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). The reference information storage unit 206 is a storage area configured in a nonvolatile memory. The recorded data storage unit 230 can store the rotor angle (perceived angle), step and excitation pattern at each of the measurement points 301 to 315 as recorded data. The recording data storage unit 230 may be a storage area configured in a volatile memory, or may be a storage area configured in a non-volatile memory. The number of records of measurement points to be retained is arbitrary, but may be, for example, the number of nth power of 2 (e.g., 8, 16, or 32) including the record of the latest step, and the data of old steps are discarded. do. That is, the area for storing records of rotor angles (sensed angles) may be a ring buffer. The number of recordings may be determined according to the characteristics of the driving method of the stepping motor (half-step, 1/4-microstep, 1/8-microstep, etc.). 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 . The data processing section 202 also functions as an interface for the communication section 204 , rotor interface section 208 , reference information storage section 206 and recording data storage section 230 .

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、停止検出部220および原点判別部222を含む。回転制御部218は、原点検出におけるロータ回転を実行するために回転指示部214を制御する。停止検出部220は、ロータ60の停止状態を検出する。原点判別部222は、記録データに基づいて計測点に相当するステップの中から原点を判別する。 Data processing unit 202 includes rotation control unit 218 , stop detection unit 220 and origin determination unit 222 . A rotation control unit 218 controls the rotation instruction unit 214 to rotate the rotor in origin detection. Stop detection unit 220 detects a stop state of rotor 60 . The origin discrimination section 222 discriminates the origin from among the steps corresponding to the measurement points based on the recorded data.

図15は、メイン処理過程を示すフローチャートである。
回転指示部214は、回転制御部218の制御によって、数ステップ、たとえば、Nステップ程度、ロータ60を上昇回転させる(以下、「確認上昇」とよぶ)(S10)。そのあと、回転指示部214は、回転制御部218の制御によって、ロータ60を下降回転させる。確認上昇により、ロータ位置と励磁の位置を合わせてステッピングモータを同調させることができる。また、ロータ60の回転開始時において、ガイド部材36とロータ60の間のねじ送り機構109に金属屑のような異物が挟まっている可能性がある。確認上昇にともなうロータ60の逆回転により、ロータ60による異物の噛み込みを解くことができる。このほか、確認上昇を行うことでねじ送り機構109に適度な振動を与え、異物のねじ送り機構109からの脱落を促すことができる。
FIG. 15 is a flow chart showing the main processing steps.
Rotation instruction unit 214 rotates rotor 60 upward by several steps, for example, about N steps (hereinafter referred to as “confirmation rise”) under the control of rotation control unit 218 (S10). After that, the rotation instruction unit 214 causes the rotor 60 to rotate downward under the control of the rotation control unit 218 . Confirmation lift allows the stepper motor to be tuned by aligning the rotor position and the excitation position. Also, when the rotor 60 starts rotating, there is a possibility that foreign matter such as metal scraps is caught in the screw feed mechanism 109 between the guide member 36 and the rotor 60 . Due to the reverse rotation of the rotor 60 that accompanies the confirmation ascent, the foreign matter caught in the rotor 60 can be released. In addition, it is possible to apply appropriate vibrations to the screw feed mechanism 109 by performing the confirming lift, and to encourage foreign matter to fall off the screw feed mechanism 109 .

回転制御部218は、所定の回転速度で下降回転させるように、回転指示部214を制御する。回転指示部214は、回転制御部218の制御によって、所定の間隔でロータ60を1ステップずつ下降回転させる(S12)。つまり、回転指示部214は、弁体34の軸線運動がストップ機構によって制限される方向(この例では、ストッパ90がガイド部材36と当接する下方向)にステップを1つずつ進行させるように、ステッピングモータに指示角度を指示する。 The rotation control unit 218 controls the rotation instruction unit 214 so as to rotate downward at a predetermined rotation speed. The rotation instruction unit 214 rotates the rotor 60 downward step by step at a predetermined interval under the control of the rotation control unit 218 (S12). That is, the rotation instructing part 214 advances one step at a time in the direction in which the axial movement of the valve body 34 is restricted by the stop mechanism (in this example, the downward direction in which the stopper 90 contacts the guide member 36). Indicate the indicated angle to the stepping motor.

回転検出部216は、1ステップ毎に、磁気センサ119から受けた電流のパルスから読み取られたデューティー比(角度値)に基づいてロータ角度(感知角)を取得する。(S14)。 The rotation detector 216 acquires the rotor angle (perceived angle) based on the duty ratio (angle value) read from the current pulse received from the magnetic sensor 119 for each step. (S14).

回転制御部218は、1ステップ毎に、ロータ角度(感知角)、ステップおよび励磁パターンを記録データに加えて、記録データ記憶部230に保持させる(S16)。 The rotation control unit 218 adds the rotor angle (perceived angle), the step and the excitation pattern to the recording data for each step, and causes the recording data storage unit 230 to hold the data (S16).

停止検出部220は、図9と図10(A)に関連して説明したように、実際のロータ角度(感知角)と理想のロータ角度(指示角)の差分が、基準値(同調状態であると推定可能なロータ角度の乖離幅)を超えた場合に、ロータの停止状態を検出する(S18のY)。実際のロータ角度(感知角)と理想のロータ角度(指示角)の差分が基準値以下であれば、ロータ60の停止状態は検出されない(S18のN)。 As described with reference to FIGS. 9 and 10A, stop detection unit 220 detects the difference between the actual rotor angle (sensing angle) and the ideal rotor angle (indicating angle) as a reference value (in the tuned state). If it exceeds the range of deviation of the rotor angle that can be estimated to exist, the stopped state of the rotor is detected (Y in S18). If the difference between the actual rotor angle (sensible angle) and the ideal rotor angle (indicated angle) is equal to or less than the reference value, the stopped state of the rotor 60 is not detected (N of S18).

ロータ60の停止状態が検出されない場合には(S18のN)、S12の処理に戻って上述した処理を繰り返す。ロータ60の停止状態が検出された場合には(S18のY)、原点判別部222が原点判別処理を行う(S20)。原点判別部222は、図11(B)に関連して説明したように、記録データにおいて、停止状態が検出されたステップから1ステップずつ遡り、停止状態が検出されたステップにおける感知角と当該遡ったステップにおける感知角との差分が所定値(この例では、誤差角度)より大きいか否かを判定する。そして、原点判別部222は、その差分が所定値より大きい直近のステップを特定し、特定された直近のステップから進行方向への次のステップをロータ60の回転の原点として判別する。なお、所定値として誤差角度よりも大きい値を用いて、直近のステップから進行方向への次の次のステップ(所定回進んだステップの例)をロータ60の回転の原点として判別してもよい。 If the stopped state of the rotor 60 is not detected (N of S18), the process returns to S12 and repeats the above-described processes. When the stopped state of the rotor 60 is detected (Y of S18), the origin determination unit 222 performs origin determination processing (S20). As described with reference to FIG. 11B, the origin determination unit 222 traces back one step at a time from the step at which the stop state was detected in the recorded data, and determines the detection angle and the trace at the step at which the stop state was detected. It is determined whether or not the difference from the sensing angle in the step obtained is greater than a predetermined value (error angle in this example). Then, the origin determination unit 222 identifies the most recent step whose difference is greater than a predetermined value, and determines the next step in the traveling direction from the identified most recent step as the origin of rotation of the rotor 60 . A value larger than the error angle may be used as the predetermined value, and the next next step (example of the step advanced a predetermined number of times) in the traveling direction from the most recent step may be determined as the origin of the rotation of the rotor 60. .

より具体的には、原点判別部222は、上述した第1ステップ~第5ステップおよび真理値表(図13)に従って、遡った各計測点が誤差範囲515の内にあるか、あるいは外にあるかを判定する。誤差範囲515の外にある計測点305については、停止状態が検出されたステップにおける感知角と遡ったステップにおける感知角との差分が所定値(この例では、誤差角度)より大きいと判定されたことになる。 More specifically, the origin determination unit 222 determines whether each traced measurement point is within or outside the error range 515 according to the above-described first to fifth steps and the truth table (FIG. 13). determine whether For the measurement points 305 outside the error range 515, it was determined that the difference between the sensing angle at the step where the stop state was detected and the sensing angle at the previous step was greater than a predetermined value (error angle in this example). It will be.

つまり、原点判別部222は、停止状態が検出されたステップにおける感知角から所定値(この例では、誤差角度)だけ正方向に回転した角度を最大角とし、停止状態が検出されたステップにおける感知角から所定値だけ負方向に回転した角度を最小角とする誤差範囲515を設定する。そして、原点判別部222は、遡ったステップにおける感知角が誤差範囲515を逸した場合に、感知角の差分が所定値より大きいと判定する。また、ロータ60の角度として所定幅(この例では、360)で循環するパラメータ(この例では、「度」(deg))を用いる場合に、原点判別部222は、誤差範囲515の内外を判定する処理において上述した論理演算を行う。この論理演算によれば、原点判別部222は、誤差範囲515(基準範囲の例)がパラメータの境界を含み最大角が最小角より小さい値を示す場合(図12(B)および図12(C)参照)に、誤差範囲515の最小角から所定幅の上限(この例では、360(deg))までの範囲と、所定幅の下限(この例では、0(deg))から誤差範囲515の最大角までの範囲とを、誤差範囲515として判断することになる。なお、ロータ60の角度を表すパラメータとしてデューティー比を用いる場合にも、この考え方で対応できる。 That is, the origin determining unit 222 determines the maximum angle to be an angle obtained by rotating the sensing angle at the step where the stop state is detected in the positive direction by a predetermined value (in this example, the error angle). An error range 515 is set in which the minimum angle is the angle rotated in the negative direction by a predetermined value from the corner. Then, the origin determination unit 222 determines that the difference in the sensing angle is larger than a predetermined value when the sensing angle in the backward step is out of the error range 515 . Further, when using a parameter (“degree” (deg) in this example) that circulates in a predetermined width (360 in this example) as the angle of the rotor 60, the origin determination unit 222 determines whether the error range 515 is inside or outside. The logical operation described above is performed in the processing for According to this logical operation, when the error range 515 (an example of the reference range) includes the boundary of the parameter and the maximum angle is smaller than the minimum angle (FIGS. 12B and 12C )), the range from the minimum angle of the error range 515 to the upper limit of the predetermined width (360 (deg) in this example) and the lower limit of the predetermined width (0 (deg) in this example) to the error range 515 The range up to the maximum angle is determined as the error range 515 . This way of thinking can also be used when the duty ratio is used as a parameter representing the angle of the rotor 60 .

そして、原点判別部222は、原点と判別された計測点の励磁パターンを原点情報(基準情報)として基準情報記憶部206に記憶させる(S22)。原点判別部222は、その励磁パターンに対応するロータ角度(感知角)及び/又はデューティー比(角度値)を原点情報(基準情報)に加えるようにしてもよい。 Then, the origin determination unit 222 stores the excitation pattern of the measurement point determined as the origin in the reference information storage unit 206 as origin information (reference information) (S22). The origin discrimination section 222 may add the rotor angle (sensing angle) and/or the duty ratio (angle value) corresponding to the excitation pattern to the origin information (reference information).

なお、図12(B)および図12(C)に示したように誤差範囲515が角度範囲の境界(0(deg)と360(deg))をまたぐことを避けられるように、電動弁1の組み立て工程において機械部品の向きあるいは位置を調整することも考えられる。ただし、組み立て工程において機械部品の向きあるいは位置を調整する作業は、煩わしい。本実施形態によれば、機械部品の向きあるいは位置を調整しなくても電動弁1内の計算処理によって対処できるので、組み立て作業の負荷を減ずることができる。 As shown in FIGS. 12(B) and 12(C), the error range 515 of the motor-operated valve 1 is designed so as to avoid crossing the boundary of the angle range (0 (deg) and 360 (deg)). It is also conceivable to adjust the orientation or position of the mechanical parts during the assembly process. However, the work of adjusting the orientation or position of the mechanical parts in the assembly process is troublesome. According to this embodiment, the calculation process in the motor operated valve 1 can handle the problem without adjusting the orientation or position of the mechanical parts, so the load of the assembly work can be reduced.

[変形例1]
本実施形態では、原点、つまり弁体34の軸線運動を制限するストップ機構による停止位置を判別する例を示したが、原点以外の要因による脱調を対象として、脱調の契機となった位置(以下、「脱調契機位置」という)を判別するようにしてもよい。その場合には、停止検出部220に代えて、1ステップ毎に、計測されたロータ角度(感知角)に基づいて、軸線運動の制限(たとえば、金属屑の挟み込みなど)によるロータ60の脱調状態を検出する脱調検出部(不図示)を電動弁制御装置200に設ける。脱調検出部における処理の内容は、本実施形態で説明した停止検出部220の処理と同等である。また、原点判別部222に代えて契機位置判別部(不図示)を電動弁制御装置200に設ける。契機位置判別部は、記録データにおいて、脱調状態が検出されたステップから1ステップずつ遡り、脱調状態が検出されたステップにおける感知角と当該遡ったステップにおける感知角との差分が所定値(この例では、誤差角度)より大きいか否かを判定する。そして、契機位置判別部は、その差分が所定値より大きい直近のステップを特定し、特定された直近のステップから進行方向への次のステップを脱調契機位置として判別する。つまり、本実施形態では原点として判別される計測点(ステップ)が、変形例1では脱調契機位置と判別される。変形例1では脱調の原因が、ストップ機構であるとは限らない。
[Modification 1]
In this embodiment, the origin, that is, the stop position by the stop mechanism that limits the axial movement of the valve body 34 is determined. (hereinafter referred to as "out-of-step trigger position") may be discriminated. In that case, instead of the stop detection unit 220, the step-out of the rotor 60 due to the limitation of the axial movement (for example, the pinching of metal scraps, etc.) can be detected based on the measured rotor angle (sensing angle) for each step. A step-out detector (not shown) for detecting the state is provided in the motor-operated valve control device 200 . The details of the processing in the step-out detection unit are the same as the processing in the stop detection unit 220 described in this embodiment. Further, instead of the origin determining section 222, a trigger position determining section (not shown) is provided in the motor operated valve control device 200. FIG. In the recorded data, the trigger position determination unit traces back one step at a time from the step in which the out-of-step state was detected, and determines the difference between the sensing angle in the step in which the out-of-step state was detected and the sensing angle in the retroactive step to be a predetermined value ( In this example, it is determined whether or not it is greater than the error angle). Then, the trigger position determination unit identifies the nearest step whose difference is greater than a predetermined value, and determines the next step in the traveling direction from the identified nearest step as the step-out trigger position. That is, the measurement point (step) determined as the origin in the present embodiment is determined as the step-out trigger position in the first modification. In Modification 1, the cause of step-out is not necessarily the stop mechanism.

[変形例2]
本実施形態では、弁体34が弁閉方向へ向かう軸線運動を制限するストップ機構による停止位置、つまり下側のストッパ90がガイド部材36と当接する位置を原点とする例を示した。ただし、弁体34が弁開方向へ向かう軸線運動を制限するストップ機構による停止位置を原点とするようにしてもよい。その場合には、回転制御部218は、上昇回転させるように回転指示部214を制御する。停止検出部220は、ロータ角度(感知角)が同調下限線506よりも下方になった場合に、停止状態を検出する。原点判別部222が、遡ったステップにおいてロータ角度(感知角)が誤差範囲515の外にある計測点を見つけ、進行方向(上昇方向)への次の計測点を原点と判断する。
[Modification 2]
In this embodiment, the stop position of the stop mechanism that restricts the axial movement of the valve body 34 in the valve closing direction, that is, the position where the lower stopper 90 contacts the guide member 36 is set as the origin. However, the origin may be a stop position by a stop mechanism that restricts the axial movement of the valve body 34 in the valve opening direction. In that case, the rotation control section 218 controls the rotation instructing section 214 to rotate upward. The stop detection unit 220 detects a stop state when the rotor angle (sensing angle) becomes below the tuning lower limit line 506 . The origin determination unit 222 finds a measurement point where the rotor angle (detection angle) is outside the error range 515 in the backward step, and determines the next measurement point in the traveling direction (upward direction) as the origin.

[変形例3]
本実施形態に示した電動弁制御装置は、計測点300の記録からステップの進行順を遡って、誤差範囲515におさまらないロータ角度(感知角)を示す計測点305を見つける。但し変形例として、電動弁制御装置は、回転中の計測点(例えば、計測点315)の記録からステップの進行順に従って、誤差範囲515におさまるロータ角度(感知角)を示す計測点304を見つけるようにしてもよい。ステップの進行順で最初に見つかった計測点304が、実際にロータ60が停止したステップに当たると判断する。そして、このステップを、ストップ機構によって停止する原点として判別する。つまり、原点判別部222は、記録データにおいて、ステップの進行順に従って判定対象のステップを特定し、停止状態が検出されたステップにおける感知角と判定対象のステップにおける感知角との差分が所定値以下であるか否かを判定し、その差分が所定値以下であると最初に判定された判定対象のステップをロータの回転の原点として判別するようにしてもよい。あるいは、変形例1における契機位置判別部が、同様にその差分が所定値以下であると最初に判定された判定対象のステップを脱調契機位置として判別するようにしてもよい。変形例2においても同様である。
[Modification 3]
The motor-operated valve control device shown in this embodiment traces back the progress order of the steps from the record of the measurement point 300 to find the measurement point 305 indicating the rotor angle (perceived angle) that does not fall within the error range 515 . However, as a modification, the motor-operated valve control device finds the measurement point 304 that indicates the rotor angle (sensing angle) that falls within the error range 515 according to the progress order of the steps from the record of the measurement points (for example, the measurement point 315) during rotation. You may do so. It is determined that the first measurement point 304 found in the order of progress of the steps corresponds to the step at which the rotor 60 actually stopped. Then, this step is determined as the origin to be stopped by the stop mechanism. That is, the origin determination unit 222 identifies the step to be determined in the order of progress of the steps in the recorded data, and the difference between the sensing angle at the step where the stop state is detected and the sensing angle at the step to be determined is equal to or less than a predetermined value. , and the step to be determined that is first determined to have a difference equal to or less than a predetermined value may be determined as the origin of rotation of the rotor. Alternatively, the trigger position discriminating section in Modification 1 may similarly discriminate, as the out-of-step trigger position, the step to be determined for which the difference is first determined to be equal to or less than a predetermined value. The same applies to Modification 2 as well.

[変形例4]
本実施形態では、停止状態が検出されたステップから1ステップずつ遡って、停止状態が検出されたステップにおける感知角と遡ったステップにおける感知角との差分が所定値より大きいか否かを判定する例を示した。但し変形例として、原点判別部222は、停止状態が検出されたステップ近辺のステップにおける判定を省いて、途中のステップから遡って判定を行うようにしてもよい。たとえば、原点判別部222は、停止状態が検出されたステップの直前の2ステップ目(図11(B)の計測点302)までは判定を行わず、3ステップ目(同じく計測点303)から1ステップずつ遡って判定を行うようにしてもよい。つまり、原点判別部222は、停止状態が検出されたステップ(同じく計測点300)の方の途中から原点の方へ向かってステップの遡りを繰り返すようにしてもよい。変形例1の場合に、契機位置判別部は、同様に停止状態が検出されたステップの方の途中から脱調契機位置の方へ向かってステップの遡りを繰り返すようにしてもよい。変形例2においても同様である。
[Modification 4]
In this embodiment, it is determined whether or not the difference between the sensing angle at the step at which the stop state was detected and the sensing angle at the previous step is greater than a predetermined value by going back one step from the step at which the stop state was detected. I gave an example. However, as a modified example, the origin determination unit 222 may perform determination retroactively from an intermediate step, omitting the determination at steps near the step where the stop state was detected. For example, the origin determination unit 222 does not perform determination up to the second step (measurement point 302 in FIG. 11B) immediately before the step where the stop state is detected, and does not perform determination until the third step (measurement point 303 in the same way). The determination may be made step by step. In other words, the origin discrimination section 222 may repeat the steps backward toward the origin from the middle of the step (measurement point 300 in the same way) where the stop state is detected. In the case of Modified Example 1, the trigger position determining section may similarly repeat the steps backward toward the step-out trigger position from the middle of the step where the stop state is detected. The same applies to Modification 2 as well.

[変形例5]
本実施形態では、停止状態が検出されたステップにおける感知角と遡ったステップにおける感知角との差分が所定値より大きい直近のステップを特定し、特定された直近のステップから進行方向への次のステップをロータの回転の原点として判別する例を示した。但し、原点判別部222によって感知角の差分が所定値より大きいとして特定されるステップは、直近のものだけに限られない。原点判別部222は、たとえば感知角の差分が所定値よりも大きいステップが2回連続したことを検出して、2回目のステップから進行方向への次の次のステップを原点として判定してもよい。つまり、原点判別部222は、感知角の差分が所定値より大きいステップを特定し、特定されたステップから進行方向へ所定数進んだステップを原点として判別してもよい。変形例1の場合に、契機位置判別部は、同様に感知角の差分が所定値より大きいステップを特定し、特定されたステップから進行方向へ所定数進んだステップを脱調契機位置として判別してもよい。変形例2においても同様である。
[Modification 5]
In this embodiment, the most recent step in which the difference between the sensing angle at the step where the stop state is detected and the sensing angle at the previous step is greater than a predetermined value, An example has been shown in which the step is determined as the origin of rotation of the rotor. However, the step identified by the origin determination unit 222 as having a difference in sensing angle greater than a predetermined value is not limited to the most recent one. For example, the origin determination unit 222 may detect two consecutive steps in which the difference in sensing angle is larger than a predetermined value, and determine the next step in the traveling direction from the second step as the origin. good. In other words, the origin determination unit 222 may identify a step where the difference in sensing angles is greater than a predetermined value, and determine a step that is a predetermined number of steps in the traveling direction from the identified step as the origin. In the case of Modification 1, the trigger position determination unit similarly identifies a step in which the difference in sensing angle is larger than a predetermined value, and determines a step advanced by a predetermined number in the direction of travel from the identified step as the step-out trigger position. may The same applies to Modification 2 as well.

[変形例6]
本実施形態では、電動弁1の制御における基準位置として、弁体34が弁閉方向へ向かう軸線運動を制限するストップ機構による停止位置(原点)を用いる例を示したが、基準位置は、原点に限られない。たとえば、原点をオフセットして、停止位置(原点)よりも所定数だけ弁開方向にずれたステップを基準位置と定めてもよい。
[Modification 6]
In the present embodiment, the stop position (origin) by the stop mechanism that restricts the axial movement of the valve body 34 in the valve closing direction is used as the reference position for controlling the electric valve 1. However, the reference position is the origin. is not limited to For example, by offsetting the origin, a step shifted from the stop position (origin) by a predetermined number in the valve opening direction may be determined as the reference position.

[変形例7]
本実施形態では、製造段階で検出された原点(基準点)の情報を基準情報記憶部206に記録しておき、車両搭載後などの運用段階でその情報を利用する例を説明した。本実施形態以外の方式として、製造段階で原点(基準点)の検出と記録を行わずに、運用段階で電動弁1の使用を始める都度(たとえば、車両から電力が供給される都度)、本実施形態と同様の方法で原点判別部222が原点(基準点)を検出するようにしてもよい。
[Modification 7]
In this embodiment, the information of the origin (reference point) detected at the manufacturing stage is recorded in the reference information storage unit 206, and the information is used at the operational stage such as after being mounted on the vehicle. As a method other than this embodiment, the origin (reference point) is not detected and recorded at the manufacturing stage, and each time the motor-operated valve 1 is started to be used at the operational stage (for example, each time power is supplied from the vehicle), the present The origin determination unit 222 may detect the origin (reference point) by a method similar to that of the embodiment.

[その他の変形例]
3相式のステッピングモータの例を示したが、3相式以外のステッピングモータを用いてもよい。たとえば、2相式のステッピングモータを用いるようにしてもよい。
[Other Modifications]
Although an example of a three-phase stepping motor has been shown, a stepping motor other than the three-phase type may be used. For example, a two-phase stepping motor may be used.

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。電動弁制御装置200の一部または全部を電動弁の外部に設置しても良い。 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. Part or all of the motor-operated valve control device 200 may be installed outside the motor-operated valve.

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.

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 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 components may be deleted from all the components shown in the above embodiments and modifications.

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 停止検出部、222 原点判別部、230 記録データ記憶部 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 stop detection unit 222 origin determination section, 230 recording data storage section

Claims (9)

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第1機構と、前記弁体の前記軸線運動を制限する第2機構と、前記ロータの角度を計測して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
前記軸線運動が前記第2機構によって制限される方向にステップを1つずつ進行させるように、前記ステッピングモータに指示角を指示する回転指示部と、
1ステップ毎に、前記センサから前記ロータの前記感知角を取得する回転検出部と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角を記録データとして保持する記憶部と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角に基づいて、前記軸線運動の制限による前記ロータの停止状態を検出する停止検出部と、
前記記録データにおいて、前記停止状態が検出されたステップの方からステップの遡りを繰り返し、前記停止状態が検出された前記ステップにおける前記感知角と当該遡ったステップにおける前記感知角との差分が所定値より大きいか否かを判定し、前記差分が前記所定値より大きいステップを特定し、特定された前記ステップから進行方向へ所定数進んだステップを前記ロータの回転の原点として判別する原点判別部と、を備えることを特徴とする電動弁制御装置。
a stepping motor for rotating a rotor; a first mechanism for changing the rotational motion of the rotor to axial motion of the valve body; a second mechanism for limiting the axial motion of the valve body; A motor-operated valve control device for controlling a motor-operated valve having a sensor for obtaining a sensing angle,
a rotation instructing unit that instructs the stepping motor to indicate an indicated angle so as to advance step by step in a direction in which the axial motion is restricted by the second mechanism;
a rotation detector that acquires the sensed angle of the rotor from the sensor for each step;
a storage unit that holds the acquired sensing angle as recording data for each step;
a stop detection unit that detects a stop state of the rotor due to the limitation of the axial motion based on the acquired sensing angle for each step;
In the recorded data, the step is repeated from the step where the stop state was detected, and the difference between the sensing angle at the step where the stop state was detected and the sensing angle at the step that went back is a predetermined value. an origin determination unit that determines whether or not the difference is greater than the predetermined value, identifies a step in which the difference is greater than the predetermined value, and determines a step advanced by a predetermined number in the traveling direction from the identified step as the origin of rotation of the rotor; A motor-operated valve control device comprising:
前記ロータの前記角度として所定幅で循環するパラメータを用い、
前記原点判別部は、前記停止状態が検出された前記ステップにおける前記感知角から前記所定値だけ正方向に回転した角度を最大角とし、前記停止状態が検出された前記ステップにおける前記感知角から前記所定値だけ負方向に回転した角度を最小角とする基準範囲を設定し、前記遡ったステップにおける前記感知角が当該基準範囲を逸した場合に、前記差分が前記所定値より大きいと判定し、
前記基準範囲が前記パラメータの境界を含み前記最大角が前記最小角より小さい値を示す場合に、前記基準範囲の前記最小角から前記所定幅の上限までの範囲と、前記所定幅の下限から前記基準範囲の前記最大角までの範囲とを、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に記載の電動弁制御装置。
Using a parameter that circulates with a predetermined width as the angle of the rotor,
The origin discriminating unit determines an angle obtained by rotating the sensing angle in the step at which the stop state is detected in a positive direction by the predetermined value as a maximum angle, and sets the angle from the sensing angle at the step at which the stop state is detected to the setting a reference range whose minimum angle is an angle rotated in a negative direction by a predetermined value, and determining that the difference is greater than the predetermined value when the sensing angle in the retroactive step deviates from the reference range;
When the reference range includes the boundary of the parameter and the maximum angle indicates a value smaller than the minimum angle, the range from the minimum angle of the reference range to the upper limit of the predetermined width and from the lower limit of the predetermined width to the 2. The motor-operated valve control device according to claim 1, wherein a logical operation is performed to determine the range up to the maximum angle of the reference range as the reference range.
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して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
ステップを1つずつ進行させるように、前記ステッピングモータに指示角を指示する回転指示部と、
1ステップ毎に、前記センサから前記ロータの前記感知角を取得する回転検出部と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角を記録データとして保持する記憶部と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角に基づいて、前記軸線運動の制限による前記ロータの脱調状態を検出する脱調検出部と、
前記記録データにおいて、前記脱調状態が検出されたステップの方からステップの遡りを繰り返し、前記脱調状態が検出された前記ステップにおける前記感知角と当該遡ったステップにおける前記感知角との差分が所定値より大きいか否かを判定し、前記差分が前記所定値より大きいステップを特定し、特定された前記ステップから進行方向へ所定数進んだステップを脱調の契機位置として判別する契機位置判別部と、を備えることを特徴とする電動弁制御装置。
A motor-operated valve control for controlling a motor-operated valve having a stepping motor for rotating a rotor, a mechanism for changing the rotational motion of the rotor to axial motion of the valve body, and a sensor for measuring the angle of the rotor to obtain a sensed angle. a device,
a rotation instruction unit that instructs the stepping motor to indicate an instruction angle so as to advance one step at a time;
a rotation detector that acquires the sensed angle of the rotor from the sensor for each step;
a storage unit that holds the acquired sensing angle as recording data for each step;
an out-of-step detection unit that detects an out-of-step state of the rotor due to the limitation of the axial motion based on the acquired sensing angle for each step;
In the recorded data, the step is repeated from the step where the out-of-step state was detected, and the difference between the sensing angle at the step where the out-of-step state was detected and the sensing angle at the backward step is Trigger position determination for determining whether or not the difference is greater than a predetermined value, identifying a step in which the difference is greater than the predetermined value, and determining a step advanced by a predetermined number in the advancing direction from the identified step as a step-out trigger position. A motor-operated valve control device comprising:
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第1機構と、前記弁体の前記軸線運動を制限する第2機構と、前記ロータの角度を計測して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御するコンピュータに、
前記軸線運動が前記第2機構によって制限される方向にステップを1つずつ進行させるように、前記ステッピングモータに指示角を指示する機能と、
1ステップ毎に、前記センサから前記ロータの前記感知角を取得する機能と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角を記録データとして保持する機能と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角に基づいて、前記軸線運動の制限による前記ロータの停止状態を検出する機能と、
前記記録データにおいて、前記停止状態が検出されたステップの方からステップの遡りを繰り返し、前記停止状態が検出された前記ステップにおける前記感知角と当該遡ったステップにおける前記感知角との差分が所定値より大きいか否かを判定し、前記差分が前記所定値より大きいステップを特定し、特定された前記ステップから進行方向へ所定数進んだステップを前記ロータの回転の原点として判別する機能と、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 stepping motor for rotating a rotor; a first mechanism for changing the rotational motion of the rotor to axial motion of the valve body; a second mechanism for limiting the axial motion of the valve body; a sensor for obtaining a sensing angle; and a computer for controlling an electrically operated valve having:
a function of instructing the stepping motor to indicate a pointing angle so as to advance step by step in a direction in which the axial motion is restricted by the second mechanism;
a function of acquiring the sensed angle of the rotor from the sensor for each step;
A function of holding the acquired sensing angle as recorded data for each step;
a function of detecting a stopped state of the rotor due to the limitation of the axial motion based on the acquired sensing angle for each step;
In the recorded data, the step is repeated from the step where the stop state was detected, and the difference between the sensing angle at the step where the stop state was detected and the sensing angle at the step that went back is a predetermined value. a function of determining whether the difference is greater than the predetermined value, identifying a step in which the difference is greater than the predetermined value, and determining, as an origin of rotation of the rotor, a step advanced by a predetermined number in the traveling direction from the identified step; A motor-operated valve control program characterized by exerting.
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して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御するコンピュータに、
ステップを1つずつ進行させるように、前記ステッピングモータに指示角を指示する機能と、
1ステップ毎に、前記センサから前記ロータの前記感知角を取得する機能と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角を記録データとして保持する機能と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角に基づいて、前記軸線運動の制限による前記ロータの脱調状態を検出する機能と、
前記記録データにおいて、前記脱調状態が検出されたステップの方からステップの遡りを繰り返し、前記脱調状態が検出された前記ステップにおける前記感知角と当該遡ったステップにおける前記感知角との差分が所定値より大きいか否かを判定し、前記差分が前記所定値より大きいステップを特定し、特定された前記ステップから進行方向へ所定数進んだステップを脱調の契機位置として判別する機能と、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 for controlling a motor-operated valve having a stepping motor for rotating a rotor, a mechanism for changing the rotational motion of the rotor to axial motion of the valve body, and a sensor for measuring the angle of the rotor to obtain a sensed angle,
a function of instructing the stepping motor to indicate an indicated angle so as to advance one step at a time;
a function of acquiring the sensed angle of the rotor from the sensor for each step;
A function of holding the acquired sensing angle as recorded data for each step;
a function of detecting a step-out state of the rotor due to the limitation of the axial motion based on the acquired sensing angle for each step;
In the recorded data, the step is repeated from the step where the out-of-step state was detected, and the difference between the sensing angle at the step where the out-of-step state was detected and the sensing angle at the backward step is a function of determining whether or not the difference is greater than a predetermined value, identifying a step in which the difference is greater than the predetermined value, and determining a step advanced by a predetermined number in the traveling direction from the identified step as a step-out triggering position; A motor-operated valve control program characterized by exhibiting
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第1機構と、前記弁体の前記軸線運動を制限する第2機構と、前記ロータの角度を計測して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
前記軸線運動が前記第2機構によって制限される方向にステップを1つずつ進行させるように、前記ステッピングモータに指示角を指示する回転指示部と、
1ステップ毎に、前記センサから前記ロータの前記感知角を取得する回転検出部と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角を記録データとして保持する記憶部と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角に基づいて、前記軸線運動の制限による前記ロータの停止状態を検出する停止検出部と、
前記記録データにおいて、前記ステップの進行順に従って判定対象のステップを特定し、前記停止状態が検出された前記ステップにおける前記感知角と当該判定対象のステップにおける前記感知角との差分が所定値以下であるか否かを判定し、前記差分が前記所定値以下であると最初に判定された前記判定対象のステップを前記ロータの回転の原点として判別する原点判別部と、を備えることを特徴とする電動弁制御装置。
a stepping motor for rotating a rotor; a first mechanism for changing the rotational motion of the rotor to axial motion of the valve body; a second mechanism for limiting the axial motion of the valve body; A motor-operated valve control device for controlling a motor-operated valve having a sensor for obtaining a sensing angle,
a rotation instructing unit that instructs the stepping motor to indicate an indicated angle so as to advance step by step in a direction in which the axial motion is restricted by the second mechanism;
a rotation detector that acquires the sensed angle of the rotor from the sensor for each step;
a storage unit that holds the acquired sensing angle as recording data for each step;
a stop detection unit that detects a stop state of the rotor due to the limitation of the axial motion based on the acquired sensing angle for each step;
In the recorded data, a step to be determined is specified according to the order of progress of the steps, and a difference between the sensing angle at the step where the stop state is detected and the sensing angle at the step to be determined is equal to or less than a predetermined value. and an origin determination unit configured to determine whether or not the difference is equal to or less than the predetermined value as the origin of rotation of the rotor. Electric 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して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
ステップを1つずつ進行させるように、前記ステッピングモータに指示角を指示する回転指示部と、
1ステップ毎に、前記センサから前記ロータの前記感知角を取得する回転検出部と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角を記録データとして保持する記憶部と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角に基づいて、前記軸線運動の制限による前記ロータの脱調状態を検出する脱調検出部と、
前記記録データにおいて、前記ステップの進行順に従って判定対象のステップを特定し、前記脱調状態が検出された前記ステップにおける前記感知角と当該判定対象のステップにおける前記感知角との差分が所定値以下であるか否かを判定し、前記差分が前記所定値以下であると最初に判定された前記判定対象のステップを脱調の契機位置として判別する契機位置判別部と、を備えることを特徴とする電動弁制御装置。
A motor-operated valve control for controlling a motor-operated valve having a stepping motor for rotating a rotor, a mechanism for changing the rotational motion of the rotor to axial motion of the valve body, and a sensor for measuring the angle of the rotor to obtain a sensed angle. a device,
a rotation instruction unit that instructs the stepping motor to indicate an instruction angle so as to advance one step at a time;
a rotation detector that acquires the sensed angle of the rotor from the sensor for each step;
a storage unit that holds the acquired sensing angle as recording data for each step;
an out-of-step detection unit that detects an out-of-step state of the rotor due to the limitation of the axial motion based on the acquired sensing angle for each step;
In the recorded data, a step to be determined is specified according to the order of progress of the steps, and a difference between the sensing angle at the step in which the step-out state is detected and the sensing angle at the step to be determined is equal to or less than a predetermined value. and a step-out trigger position determination unit that determines whether or not the difference is equal to or smaller than the predetermined value, and determines the step to be determined first as the step-out trigger position. electric 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第1機構と、前記弁体の前記軸線運動を制限する第2機構と、前記ロータの角度を計測して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御するコンピュータに、
前記軸線運動が前記第2機構によって制限される方向にステップを1つずつ進行させるように、前記ステッピングモータに指示角を指示する機能と、
1ステップ毎に、前記センサから前記ロータの前記感知角を取得する機能と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角を記録データとして保持する機能と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角に基づいて、前記軸線運動の制限による前記ロータの停止状態を検出する機能と、
前記記録データにおいて、前記ステップの進行順に従って判定対象のステップを特定し、前記停止状態が検出された前記ステップにおける前記感知角と当該判定対象のステップにおける前記感知角との差分が所定値以下であるか否かを判定し、前記差分が前記所定値以下であると最初に判定された前記判定対象のステップを前記ロータの回転の原点として判別する機能と、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 stepping motor for rotating a rotor; a first mechanism for changing the rotational motion of the rotor to axial motion of the valve body; a second mechanism for limiting the axial motion of the valve body; a sensor for obtaining a sensing angle; and a computer for controlling an electrically operated valve having:
a function of instructing the stepping motor to indicate a pointing angle so as to advance step by step in a direction in which the axial motion is restricted by the second mechanism;
a function of acquiring the sensed angle of the rotor from the sensor for each step;
A function of holding the acquired sensing angle as recorded data for each step;
a function of detecting a stopped state of the rotor due to the limitation of the axial motion based on the acquired sensing angle for each step;
In the recorded data, a step to be determined is specified according to the order of progress of the steps, and a difference between the sensing angle at the step where the stop state is detected and the sensing angle at the step to be determined is equal to or less than a predetermined value. and a function of determining whether or not the difference is equal to or less than the predetermined value as the origin of rotation of the rotor. valve control program.
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して感知角を得るセンサと、を有する電動弁を制御するコンピュータに、
ステップを1つずつ進行させるように、前記ステッピングモータに指示角を指示する機能と、
1ステップ毎に、前記センサから前記ロータの前記感知角を取得する機能と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角を記録データとして保持する機能と、
1ステップ毎に、取得された前記感知角に基づいて、前記軸線運動の制限による前記ロータの脱調状態を検出する機能と、
前記記録データにおいて、前記ステップの進行順に従って判定対象のステップを特定し、前記脱調状態が検出された前記ステップにおける前記感知角と当該判定対象のステップにおける前記感知角との差分が所定値以下であるか否かを判定し、前記差分が前記所定値以下であると最初に判定された前記判定対象のステップを脱調の契機位置として判別する機能と、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 for controlling a motor-operated valve having a stepping motor for rotating a rotor, a mechanism for changing the rotational motion of the rotor to axial motion of the valve body, and a sensor for measuring the angle of the rotor to obtain a sensed angle,
a function of instructing the stepping motor to indicate an indicated angle so as to advance one step at a time;
a function of acquiring the sensed angle of the rotor from the sensor for each step;
A function of holding the acquired sensing angle as recorded data for each step;
a function of detecting a step-out state of the rotor due to the limitation of the axial motion based on the acquired sensing angle for each step;
In the recorded data, a step to be determined is specified according to the order of progress of the steps, and a difference between the sensing angle at the step in which the step-out state is detected and the sensing angle at the step to be determined is equal to or less than a predetermined value. and determining whether or not the difference is equal to or less than the predetermined value, and determining the step to be determined for which the difference is equal to or less than the predetermined value as a step-out trigger position. valve control program.
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