WO2023085065A1 - 電動弁制御装置および電動弁装置 - Google Patents

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WO2023085065A1
WO2023085065A1 PCT/JP2022/039504 JP2022039504W WO2023085065A1 WO 2023085065 A1 WO2023085065 A1 WO 2023085065A1 JP 2022039504 W JP2022039504 W JP 2022039504W WO 2023085065 A1 WO2023085065 A1 WO 2023085065A1
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motor
rotor
valve
stepping motor
control device
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PCT/JP2022/039504
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English (en)
French (fr)
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開 荻原
大志 萩元
Original Assignee
株式会社不二工機
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36—Valve members
    • F16K1/38—Valve members of conical shape
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    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/046—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor with electric means, e.g. electric switches, to control the motor or to control a clutch between the valve and the motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F25B41/34—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators
    • F25B41/35—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators by rotary motors, e.g. by stepping motors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a motor-operated valve control device and a motor-operated valve device having the motor-operated valve control device.
  • Patent Document 1 discloses an example of a conventional electric valve device.
  • the motor-operated valve device has a motor-operated valve and a motor-operated valve control device.
  • the electric valve is incorporated into the refrigeration cycle of the air conditioner.
  • the electric valve has a valve body, a valve body, and a stepping motor for moving the valve body.
  • a stepping motor has a rotor and a stator.
  • the stepping motor is connected to the motor driver of the electric valve controller.
  • the motor driver supplies a drive current corresponding to the pulse to the stator to rotate the rotor.
  • the electric valve has a drive mechanism that moves the valve body by rotating the rotor.
  • the valve body moves according to the rotation of the rotor, and the valve opening degree of the electric valve is changed.
  • the motor-operated valve is controlled by the motor-operated valve controller.
  • the motor-operated valve control device changes the valve opening degree of the motor-operated valve within a range from a minimum opening degree to a maximum opening degree.
  • the motor-operated valve control device receives a valve opening change command including the target valve opening of the motor-operated valve from the air conditioner control device, the motor-operated valve control device inputs the number of pulses calculated based on the target valve opening to the motor driver. As a result, the valve opening degree of the electric valve is changed to the target valve opening degree.
  • the motor-operated valve drive mechanism may be out of step, or the motor-operated valve may fall into a locked state in which the rotor cannot rotate from a normal state in which the rotor can rotate. If the motor-operated valve continues to be locked, the refrigerant flow rate cannot be controlled.
  • an object of the present invention is to provide a motor-operated valve control device and a motor-operated valve device having the motor-operated valve control device that can restore the motor-operated valve from the locked state to the normal state.
  • a motor-operated valve control device for controlling a motor-operated valve, wherein the motor-operated valve includes a valve body, a stepping motor, and the stepping motor. a drive mechanism for moving the valve element according to the rotation of the rotor of the motor-operated valve controller, wherein the motor-operated valve control device includes a control unit that controls the stepping motor, and the control unit controls the valve of the motor-operated valve If stepping out of the stepping motor is detected while the stepping motor is being controlled so that the rotor rotates in the first direction to change the opening, (A) the rotor rotates in the opposite direction to the first direction. and controlling the stepping motor to rotate in the second direction of
  • the motor-operated valve control device detects stepping out of the stepping motor while controlling the stepping motor so that the rotor rotates in the first direction, (A) the rotor rotates in the opposite direction to the first direction. to control the stepper motor to rotate in a second direction of .
  • the motor-operated valve can be returned from the locked state in which the rotor cannot rotate to the normal state in which the rotor can rotate.
  • control unit (B) increases the torque of the stepping motor when the rotor does not rotate in the second direction even when the stepping motor is controlled so that the rotor rotates in the second direction.
  • the stepping motor is controlled to be large and rotate the rotor in the second direction.
  • the control unit (C) when the control unit (C) increases the torque and controls the stepping motor so that the rotor rotates in the second direction, the rotor does not rotate in the second direction, Preferably, the stepping motor is controlled to further increase the torque and rotate the rotor in the first direction. In this way, by further increasing the torque of the stepping motor and reversing the rotation direction of the rotor, foreign matter can be more effectively discharged from the drive mechanism.
  • control unit terminates the operations (A), (B) and (C) when the rotor rotates in any of the operations (A), (B) and (C). and controlling the stepping motor to position the rotor in a reference position. In this way, by positioning the rotor at the reference position after the motor-operated valve returns from the locked state to the normal state, the stepping motor can be prevented from stepping out.
  • the control unit repeats the operations (A), (B) and (C), and repeats the operations (A), (B) and (C) a predetermined number of times
  • the operations of A), (B) and (C) are terminated.
  • the possibility of the motor-operated valve returning to the normal state can be increased. If the motor-operated valve does not return to its normal state even after repeating operations (A), (B) and (C) a predetermined number of times, operations (A), (B) and (C) are terminated. , it is possible to prevent the operation of returning the motor-operated valve to the normal state from continuing for a long time.
  • the control unit increases the torque by increasing the drive current supplied to the stepping motor, repeats the operations (A), (B) and (C), and the drive current is a current
  • the operations (A), (B) and (C) are terminated when the upper limit determination threshold is exceeded.
  • the possibility of the motor-operated valve returning to the normal state can be increased.
  • the operations (A), (B) and (C) are terminated, so the operation to return the motor-operated valve to the normal state takes a long time. You can prevent it from continuing over time.
  • the control unit increases the torque by decreasing the rotational speed of the rotor, repeats the operations (A), (B) and (C), and determines the rotational speed as the lower limit of speed.
  • the operations (A), (B) and (C) are terminated when the threshold value is reached.
  • the possibility of the motor-operated valve returning to the normal state can be increased.
  • the operations of (A), (B) and (C) are terminated, so the operation of returning the motor-operated valve to the normal state continues for a long time. can prevent you from doing it.
  • the controller supplies (B1) to the stepping motor when the rotor does not rotate in the second direction even when the stepping motor is controlled so that the rotor rotates in the second direction.
  • the stepping motor is controlled such that the drive current is maximized and the rotor rotates in the second direction. In this way, by increasing the torque by maximizing the drive current supplied to the stepping motor and rotating the rotor in the second direction, foreign matter can be more effectively discharged from the drive mechanism.
  • the rotor does not rotate in the second direction even if the control unit (C1) controls the stepping motor so that the drive current is maximized and the rotor rotates in the second direction.
  • the stepping motor is controlled such that the drive current is maximized and the rotor rotates in the first direction. In this way, by increasing the torque by maximizing the drive current supplied to the stepping motor and reversing the rotation direction of the rotor, it is possible to more effectively discharge foreign matter from the drive mechanism.
  • a motor-operated valve device includes a valve body, a stepping motor, a drive mechanism for moving the valve body according to rotation of a rotor of the stepping motor, and the motor-operated valve control device.
  • the motor-operated valve control device since the motor-operated valve control device is provided, foreign matter can be discharged from the drive mechanism of the motor-operated valve. Therefore, the electric valve can be returned from the locked state to the normal state.
  • the electric valve can be returned from the locked state to the normal state.
  • FIG. 1 is a block diagram of an air conditioner system having an electric valve device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the motor-operated valve device of FIG. 1
  • FIG. 2 is a plan view of a valve shaft holder, a stopper member, a rotor, and a stator of the motor-operated valve device of FIG. 1
  • 2 is a diagram for explaining a computer, a motor driver, and a stepping motor included in the motor-operated valve device of FIG. 1
  • FIG. FIG. 2 is a flow chart showing an example of processing executed by a computer included in the motor-operated valve device of FIG. 1
  • FIG. FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing executed by a computer included in the motor-operated valve device of FIG. 1 (continuation of FIG. 5);
  • the motor-operated valve device 1 is used, for example, as a flow control valve for controlling the flow rate of refrigerant in the refrigeration cycle of an air conditioner.
  • FIG. 1 is a block diagram of an air conditioner system having an electric valve device according to one embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view of the motor-operated valve device of FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 schematically shows a stator and an electric valve control device. In FIG. 2, the illustration of the housing that accommodates the stator and the electric valve control device is omitted.
  • 3 is a plan view of a valve shaft holder, a stopper member, a rotor, and a stator of the motor-operated valve device of FIG. 1.
  • FIG. FIG. 3 schematically shows the stator.
  • FIG. 3 schematically shows the magnetic poles of the rotor.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the computer, motor driver, and stepping motor that the motor-operated valve device of FIG. 1 has.
  • FIG. 4A schematically shows connections between a computer, a motor driver, and a stepping motor.
  • FIG. 4B shows an example of the correspondence between the pulses and the drive current supplied to the stator by the motor driver.
  • FIG. 1 shows an example of an air conditioning system 100 mounted on a vehicle.
  • This air conditioning system 100 has a compressor 101 , a condenser 102 , a motor-operated valve device 1 (a motor-operated valve 5 ) and an evaporator 103 which are connected in order via a pipe 105 .
  • the electric valve device 1 is an expansion valve.
  • the air conditioner system 100 has an air conditioner control device 110 .
  • the air conditioner control device 110 is communicably connected to the electric valve device 1 .
  • the air conditioner control device 110 controls the flow rate of refrigerant flowing through the pipe 105 using the electric valve device 1 .
  • the motor-operated valve device 1 has a motor-operated valve 5 and a motor-operated valve control device 70 .
  • the electric valve 5 has a valve main body 10 , a can 20 , a valve body 30 , a drive mechanism 40 , a rotor 41 and a stator 60 .
  • the valve body 10 has a body member 11 and a connection member 13.
  • the body member 11 has a cylindrical shape.
  • the body member 11 has a valve chamber 14 .
  • a first conduit 15 and a second conduit 16 are joined to the body member 11 .
  • the first conduit 15 is arranged along a direction perpendicular to the axis L (horizontal direction in FIG. 2) and connected to the valve chamber 14 .
  • the second conduit 16 is arranged along the direction of the axis L (vertical direction in FIG. 2) and is connected to the valve chamber 14 via the valve port 17 .
  • the valve port 17 is surrounded by an annular valve seat 18 in the valve chamber 14 .
  • the body member 11 has a circular fitting hole 11a.
  • the fitting hole 11 a is arranged on the upper end surface of the body member 11 .
  • the inner peripheral surface of the fitting hole 11a has a flat surface 11d facing leftward in FIG.
  • a through hole 11b communicating with the valve chamber 14 is provided in the bottom surface of the fitting hole 11a.
  • the connection member 13 has an annular plate shape. The inner peripheral edge of the connection member 13 is joined to the upper end portion of the main body member 11 .
  • Body member 11 and connecting member 13 are made of metal such as aluminum alloy, stainless steel, or brass.
  • the can 20 is made of metal such as stainless steel.
  • the can 20 has a cylindrical shape.
  • the can 20 is open at its lower end and closed at its upper end.
  • a lower end portion of the can 20 is joined to the outer peripheral edge of the connecting member 13 .
  • the valve body 30 has a first shaft portion 31 , a second shaft portion 32 and a valve portion 33 .
  • the first shaft portion 31 has a cylindrical shape.
  • the second shaft portion 32 has a cylindrical shape.
  • the diameter of the second shaft portion 32 is smaller than the diameter of the first shaft portion 31 .
  • the second shaft portion 32 is coaxially connected to the upper end portion of the first shaft portion 31 .
  • the valve body 30 has a stepped portion 34 that is an annular flat surface facing upward.
  • the stepped portion 34 is arranged at a connecting portion between the first shaft portion 31 and the second shaft portion 32 .
  • the valve portion 33 has a conical shape whose diameter decreases from the top to the bottom.
  • the valve portion 33 is coaxially connected to the lower end portion of the first shaft portion 31 .
  • the valve portion 33 is arranged at the valve port 17 .
  • a variable throttle portion is formed between the valve portion 33 and the valve port 17 .
  • the valve portion 33 is arranged to face the valve seat 18 . When the valve portion 33 contacts the valve seat 18, the valve opening 17 is closed.
  • the rotor 41 has a cylindrical shape.
  • the outer diameter of rotor 41 is slightly smaller than the inner diameter of can 20 .
  • the rotor 41 is arranged inside the can 20 .
  • the rotor 41 is rotatable with respect to the valve body 10 .
  • the rotor 41 has multiple N poles and multiple S poles.
  • a plurality of N poles and a plurality of S poles are arranged on the outer peripheral surface of the rotor 41 .
  • the plurality of N poles and the plurality of S poles extend vertically.
  • the plurality of N poles and the plurality of S poles are alternately arranged at equal angular intervals in the circumferential direction.
  • the rotor 41 has, for example, 12 N poles and 12 S poles.
  • the angle between adjacent north and south poles is 15 degrees.
  • the drive mechanism 40 moves the valve body 30 in the vertical direction (in the direction of the axis L).
  • the movement of the valve body 30 changes the opening degree of the valve port 17 (that is, the valve opening degree of the electric valve 5).
  • the drive mechanism 40 has a valve stem holder 42 , a guide bush 43 , a stopper member 44 and a fixture 45 .
  • the valve shaft holder 42 has a cylindrical shape.
  • the valve stem holder 42 has an open bottom end and a closed top end.
  • the valve stem holder 42 is fitted into the fitting hole 41 a of the rotor 41 .
  • the valve stem holder 42 rotates together with the rotor 41 .
  • a movable stopper 42s which is a protrusion that protrudes radially outward, is arranged at the lower end of the outer peripheral surface of the valve shaft holder 42 .
  • the valve shaft holder 42 has a shaft hole 42b.
  • the shaft hole 42 b is arranged in the upper wall portion 42 a of the valve shaft holder 42 .
  • the second shaft portion 32 of the valve body 30 is arranged movably in the axis L direction in the shaft hole 42b.
  • a washer 46 is arranged on the lower surface of the upper wall portion 42 a of the valve stem holder 42 .
  • a valve closing spring 47 is arranged between the washer 46 and the step portion 34 of the valve body 30 .
  • the valve closing spring 47 is a coil spring and pushes the valve body 30 toward the valve seat 18 .
  • a female thread 42 c is formed on the inner peripheral surface of the valve shaft holder 42 .
  • the movable stopper 42 s is fixed with respect to the rotor 41 .
  • the guide bush 43 has a base portion 43a and a support portion 43b.
  • the base 43a has a cylindrical shape.
  • the support portion 43b has a cylindrical shape.
  • the outer peripheral surface of the base 43a has a flat surface 43d.
  • the base portion 43a is press-fitted into the fitting hole 11a of the body member 11, and the flat surface 43d contacts the flat surface 11d of the fitting hole 11a.
  • the outer diameter of the support portion 43b is smaller than the outer diameter of the base portion 43a.
  • the inner diameter of the support portion 43b is the same as the inner diameter of the base portion 43a.
  • the support portion 43b is coaxially connected to the upper end portion of the base portion 43a.
  • a male thread 43c is formed on the outer peripheral surface of the support portion 43b.
  • the male thread 43 c is screwed with the female thread 42 c of the valve shaft holder 42 .
  • the valve shaft holder 42 and the guide bush 43 constitute a screw mechanism that converts the rotation of the rotor 41 into linear motion.
  • the first shaft portion 31 of the valve body 30 is arranged inside the guide bush 43 .
  • the guide bush 43 supports the valve body 30 so as to be movable in the axis L direction.
  • the stopper member 44 has a stopper body 44a.
  • the stopper body 44a has a cylindrical shape.
  • a female thread 44c is formed on the inner peripheral surface of the stopper body 44a.
  • a fixed stopper 44s which is a protrusion projecting radially outward, is arranged on the outer peripheral surface of the stopper main body 44a.
  • the female thread 44c is screwed into the male thread 43c until the stopper main body 44a abuts against the base portion 43a of the guide bush 43 . Thereby, the stopper member 44 is fixed to the guide bush 43 .
  • the fixed stopper 44 s is fixed to the valve body 10 .
  • the fixture 45 has a fixing portion 45a and a flange portion 45b.
  • the fixed portion 45a has a stepped cylindrical shape.
  • the second shaft portion 32 of the valve body 30 is arranged inside the fixed portion 45a.
  • the fixed portion 45 a is joined to the second shaft portion 32 .
  • the flange portion 45b is connected to the lower end portion of the fixed portion 45a.
  • a return spring 48 is arranged outside the fixture 45 .
  • the return spring 48 is a coil spring. Note that the return spring 48 is not an essential component in the present invention.
  • the stator 60 has a cylindrical shape.
  • the stator 60 has an A-phase stator 61 and a B-phase stator 62 .
  • the A-phase stator 61 has a plurality of claw pole-shaped pole teeth 61a and 61b on its inner periphery.
  • the tip of the pole tooth 61a faces downward, and the tip of the pole tooth 61b faces upward.
  • the pole teeth 61a and the pole teeth 61b are alternately arranged at equal angular intervals in the circumferential direction.
  • the A-phase stator 61 has, for example, 12 pole teeth 61a and 12 pole teeth 61b.
  • the angle between the adjacent pole teeth 61a and 61b is 15 degrees.
  • the B-phase stator 62 has a plurality of claw pole-shaped pole teeth 62a, 62b on its inner periphery.
  • the tip of the pole tooth 62a faces downward and the tip of the pole tooth 62b faces upward.
  • the pole teeth 62a and the pole teeth 62b are alternately arranged at equal angular intervals in the circumferential direction.
  • the B-phase stator 62 has, for example, 12 pole teeth 62a and 12 pole teeth 62b.
  • the angle between the adjacent pole teeth 62a and 62b is 15 degrees.
  • the A-phase stator 61 and the B-phase stator 62 are arranged coaxially.
  • the A-phase stator 61 is in contact with the B-phase stator 62 .
  • the angle between the pole teeth 61a of the A-phase stator 61 and the pole teeth 62a of the B-phase stator 62 that are adjacent to each other when viewed in the direction of the axis L is 7.5 degrees. That is, the B-phase stator 62 is at a position rotated about the axis L by 7.5 degrees with respect to the A-phase stator 61 from the position where the pole teeth 61a and the pole teeth 62a are aligned in the axis L direction. As shown in FIG.
  • terminals A1 and A2 of the coil 61c of the A-phase stator 61 and terminals B1 and B2 of the coil 62c of the B-phase stator 62 are connected to the motor driver 77 of the electric valve control device .
  • the can 20 is arranged inside the stator 60 .
  • a rotor 41 is arranged inside the can 20 .
  • the stator 60 and rotor 41 constitute a stepping motor 66 .
  • the rotor 41 rotates when the pulse P is input to the stepping motor 66 . Specifically, the rotor 41 rotates when a drive current corresponding to the pulse P is supplied to the stator 60 of the stepping motor 66 .
  • the pulse P is input to the stepping motor 66 is synonymous with "the drive current corresponding to the pulse P is supplied to the stator 60 of the stepping motor 66".
  • Pulses P[1] to P[8] shown in FIG. 4B are sequentially input to the stepping motor 66 .
  • the speed of the pulse P is 125 pps.
  • the rate of pulse P may be 400 pps.
  • the speed of the pulse P is appropriately set according to the system in which the motor-operated valve device 1 is incorporated.
  • pulses P are cyclically input to the stepping motor 66 in ascending order (in the order of pulses P[1] to P[8]).
  • the rotor 41 rotates in one direction, the rotor 41 and the valve stem holder 42 move downward due to the screw feeding action of the female thread 42c of the valve stem holder 42 and the male thread 43c of the guide bush 43.
  • the rotor 41 (valve shaft holder 42 ) pushes the valve body 30 downward via the valve closing spring 47 .
  • the valve body 30 moves downward and the valve portion 33 contacts the valve seat 18 .
  • the position of the rotor 41 at this time is the valve closing position Rc.
  • the valve closing spring 47 is compressed and the rotor 41 and the valve shaft holder 42 move further downward.
  • the valve body 30 does not move downward.
  • the movable stopper 42s of the valve shaft holder 42 comes into contact with the fixed stopper 44s of the stopper member 44, the rotation of the rotor 41 in one direction is restricted.
  • the position of the rotor 41 at this time is the reference position Rx.
  • the movable stopper 42s and the fixed stopper 44s are a stopper mechanism 49 that restricts rotation of the rotor 41 in one direction.
  • the pulse P is cyclically input to the stepping motor 66 in descending order (in the order of pulses P[8] to P[1]). do.
  • the rotor 41 rotates in the other direction, the rotor 41 and the valve stem holder 42 move upward due to the screw feeding action of the female thread 42c of the valve stem holder 42 and the male thread 43c of the guide bushing 43 .
  • the rotor 41 (valve stem holder 42) pushes the fixture 45 upward.
  • the valve body 30 moves upward together with the fixture 45 , and the valve body 30 leaves the valve seat 18 .
  • the position of the rotor 41 when the flow rate of the fluid at the valve port 17 is a predetermined set value in a predetermined flow measurement environment is defined as the valve open position Ro.
  • the set value is appropriately set according to the configuration and application of the motor-operated valve device 1 .
  • valve port 17 When the rotor 41 rotates in one direction, the valve port 17 closes, and when the rotor 41 rotates in the other direction, the valve port 17 opens. That is, one direction is the valve closing direction and the other direction is the valve opening direction.
  • the opening degree of the valve port 17 is related to the opening degree of the electric valve 5.
  • the motor-operated valve control device 70 controls the motor-operated valve 5 so that the valve opening degree of the motor-operated valve 5 is within a range from the minimum opening degree (0%) to the maximum opening degree (100%).
  • the minimum opening degree and maximum opening degree of the valve opening used by the motor-operated valve control device 70 to control the motor-operated valve 5 will be described.
  • the valve opening degree of the motor-operated valve 5 when the rotor 41 is at a position (reference position Rx) where rotation in one direction is restricted by the stopper mechanism 49 is the minimum opening degree (0%).
  • the degree of opening is the maximum degree of opening (100%).
  • the number of pulses required to rotate the rotor 41 from the reference position Rx to the fully open position Rz is 500.
  • the setting of the minimum opening degree and the maximum opening degree of the valve opening used by the motor-operated valve control device 70 to control the motor-operated valve 5 is not limited to the above.
  • the valve opening degree of the electric valve 5 when the valve leakage amount of the electric valve 5 reaches a predetermined flow rate is the minimum opening degree. (0%) is acceptable.
  • the valve opening degree of the electric valve 5 when the rotor 41 is at the valve closing position Rc or the valve opening position Ro may be the minimum opening degree (0%).
  • the valve opening degree of the motor-operated valve 5 when the rotor 41 is at a position immediately before the female screw 42c and the male screw 43c are disengaged may be the maximum opening (100%).
  • the electric valve control device 70 has a substrate 71 on which a plurality of electronic components (not shown) are mounted.
  • the substrate 71 and the stator 60 are housed in a synthetic resin housing (not shown).
  • the electric valve control device 70 has a nonvolatile memory 75, a communication device 76, a motor driver 77, and a computer 80, as shown in FIG.
  • the motor-operated valve control device 70 controls the motor-operated valve 5 based on commands received from the air conditioner control device 110 .
  • Non-volatile memory 75 stores data that must be retained even when the power is turned off.
  • Non-volatile memory 75 is, for example, EEPROM or flash memory.
  • the communication device 76 is communicably connected to the air conditioner control device 110 via the wired communication bus 120 .
  • the air conditioning system 100 employs, for example, a communication method such as Local Interconnect Network (LIN) or Controller Area Network (CAN). Note that the communication device 76 may be connected to the air conditioner control device 110 so as to be capable of wireless communication.
  • LIN Local Interconnect Network
  • CAN Controller Area Network
  • the motor driver 77 supplies drive current to the stepping motor 66 based on the pulse P input from the computer 80.
  • the motor driver 77 is connected to terminals A1 and A2 of the coil 61c of the A-phase stator 61 and terminals B1 and B2 of the coil 62c of the B-phase stator 62.
  • FIG. 4B shows an example of the correspondence between the pulse P and the drive current supplied by the motor driver 77.
  • (+) indicates the supply of drive current from terminal A1 to terminal A2 or from terminal B1 to terminal B2, and (-) indicates drive current from terminal A2 to terminal A1. It indicates that a current or drive current is supplied from the terminal B2 to the terminal B1, and (0) indicates that no drive current is supplied.
  • the motor driver 77 supplies drive current only to the coil 61c of the A-phase stator 61.
  • motor driver 77 supplies drive current only to coil 62c of B-phase stator 62.
  • FIG. When pulse P[2], P[4], P[6] or P[8] is input to motor driver 77, motor driver 77 controls coil 61c of A-phase stator 61 and coil 62c of B-phase stator 62. supply the drive current to
  • the computer 80 is a microcomputer for embedded equipment in which a CPU, ROM, RAM, input/output interface (I/O), analog-digital converter (ADC), timer, etc. are incorporated in one package.
  • Computer 80 may include non-volatile memory 75 , communication device 76 and motor driver 77 .
  • Computer 80 may be connected to an external temperature sensor or an external analog-to-digital converter.
  • a computer 80 is a control unit.
  • the computer 80 controls the stepping motor 66. Specifically, the computer 80 inputs a pulse P to the motor driver 77 to rotate the rotor 41 .
  • the computer 80 also acquires the voltage generated in the stator 60 by the rotation of the rotor 41 (the voltage electromagnetically induced in the stator 60). Specifically, when the motor driver 77 supplies the drive current only to the coil 61c of the A-phase stator 61 in response to the pulses P[1] and P[5], the computer 80 causes the coil of the B-phase stator 62 to A voltage VB developed between terminals B1 and B2 of 62c is obtained. When the motor driver 77 supplies the drive current only to the coil 62c of the B-phase stator 62 in response to the pulses P[3] and P[7], the computer 80 controls the terminal A1 of the coil 61c of the A-phase stator 61, Obtain the voltage VA occurring across A2.
  • the waveform of the voltage VA and the waveform of the voltage VB when the stepping motor 66 is not out of step differs from the waveform of the voltage VA and the waveform of the voltage VB when the stepping motor 66 is out of step.
  • Computer 80 determines whether stepping motor 66 has stepped out based on voltage VA and voltage VB.
  • Computer 80 detects out-of-step of stepping motor 66 based on voltage VA and voltage VB.
  • the waveforms of the voltage VA and the voltage VB when the rotor 41 is rotating are different from the waveforms of the voltage VA and the voltage VB when the rotor 41 is not rotating.
  • Computer 80 determines whether rotor 41 has rotated based on voltage VA and voltage VB.
  • Computer 80 detects the rotation of rotor 41 based on voltage VA and voltage VB.
  • the motor-operated valve 5 may have a permanent magnet that rotates together with the rotor 41, and the motor-operated valve control device 70 may have a magnetic sensor that detects the rotation of the permanent magnet. Then, the computer 80 may determine whether the stepping motor 66 has stepped out and whether the rotor 41 has rotated based on the output signal of the magnetic sensor.
  • the ROM of the computer 80 stores programs executed by the CPU and various setting values that do not need to be rewritten.
  • the RAM of the computer 80 is a working memory used when the CPU executes programs.
  • a RAM of the computer 80 stores a current valve opening degree Dc indicating the current valve opening degree of the electric valve 5 .
  • the current valve opening degree Dc is copied from the RAM to the nonvolatile memory 75 when the electric valve control device 70 is powered off or shifted to sleep mode.
  • the current valve opening degree Dc is copied from the nonvolatile memory 75 to the RAM when the electric valve control device 70 is powered on or returned from the sleep mode.
  • the RAM of the computer 80 stores a counter C1.
  • FIG. 5 and 6 are flow charts showing an example of processing executed by a computer of the motor operated valve device of FIG.
  • the motor-operated valve control device 70 shifts to the operation mode when the power is turned on or when it returns from the sleep mode.
  • the motor operated valve controller 70 waits for a command from the air conditioner controller 110 in the operating mode.
  • the motor-operated valve control device 70 receives a valve opening degree change command from the air conditioner control device 110, it executes the processing shown in the flowcharts of FIGS. 5 and 6 (hereinafter referred to as "valve opening degree change processing").
  • the valve opening degree change command includes a target value of the valve opening degree of the electric valve 5 (target valve opening degree Dt).
  • the motor-operated valve control device 70 rotates the rotor 41 to change the valve opening degree of the motor-operated valve 5 (S110). Specifically, the electric valve control device 70 inputs a pulse P to the motor driver 77 to control the stepping motor 66 so that the rotor 41 rotates. If the target valve opening degree Dt is smaller than the current valve opening degree Dc, the electric valve control device 70 inputs pulses P in ascending order so that the rotor 41 rotates in the valve closing direction. Alternatively, if the target valve opening degree Dt is greater than the current valve opening degree Dc, the electric valve control device 70 inputs the pulses P in descending order so that the rotor 41 rotates in the valve opening direction.
  • the rotation direction of the rotor 41 at this time is called "first direction".
  • the first direction is the rotation direction of the rotor 41 when changing the valve opening degree of the electric valve 5 from the current valve opening degree Dc to the target valve opening degree Dt in the valve opening degree changing process.
  • the valve closing direction is the first direction.
  • the valve opening direction is the first direction.
  • the electric valve control device 70 determines whether the stepping motor 66 has stepped out. Specifically, the electric valve control device 70 determines whether the stepping motor 66 has stepped out based on the voltage VA and the voltage VB while controlling the stepping motor 66 so that the rotor 41 rotates in the first direction. It is determined whether or not (S120). The motor-operated valve control device 70 determines that the stepping motor 66 has not stepped out (N in S120), and if the valve opening degree of the motor-operated valve 5 has not reached the target valve opening degree Dt (N in S130). ), the input of the pulse P to the motor driver 77 is continued so that the rotor 41 rotates in the first direction (S110). When the valve opening degree of the electric valve 5 reaches the target valve opening degree Dt (Y in S130), the motor-operated valve control device 70 stores the target valve opening degree Dt in the RAM as the current valve opening degree Dc. End the modification process.
  • the motor-operated valve control device 70 determines that the stepping motor 66 has stepped out (Y in S120)
  • the motor-operated valve control device 70 performs an operation ( The number of repetitions of S150 to S220) is set in the counter C1 (S140).
  • the number set in the counter C1 is three.
  • the number set in the counter C1 is appropriately set according to the system in which the motor-operated valve device 1 is incorporated.
  • the electric valve control device 70 rotates the rotor 41 in the second direction opposite to the first direction (S160). Specifically, the electric valve control device 70 inputs a pulse P to the motor driver 77 to control the stepping motor 66 so that the rotor 41 rotates in the second direction opposite to the first direction. Then, the electric valve control device 70 determines whether or not the rotor 41 has rotated based on the voltage VA and the voltage VB (S170).
  • the motor-operated valve control device 70 determines that the rotor 41 is not rotating (N in S170), it increases the torque of the stepping motor 66 to rotate the rotor 41 in the second direction (S180). Specifically, when the rotor 41 does not rotate in the second direction even if the stepping motor 66 is controlled so that the rotor 41 rotates in the second direction, the motor-operated valve control device 70 supplies the drive current to the stepping motor 66. increase the The motor-operated valve control device 70 increases the drive current by a predetermined amount (for example, 50 mA) from the drive current supplied immediately before. As the drive current increases, the torque increases.
  • a predetermined amount for example, 50 mA
  • the electric valve control device 70 inputs a pulse P to the motor driver 77 to control the stepping motor 66 so that the rotor 41 rotates in the second direction. Then, the electric valve control device 70 determines whether or not the rotor 41 has rotated based on the voltage VA and the voltage VB (S190).
  • the motor-operated valve control device 70 determines that the rotor 41 is not rotating (N in S190), it increases the torque of the stepping motor 66 to rotate the rotor 41 in the first direction (S200). Specifically, when the rotor 41 does not rotate in the second direction even if the stepping motor 66 is controlled so that the rotor 41 rotates in the second direction by increasing the drive current, the motor-operated valve control device 70 The drive current supplied to 66 is further increased. The motor-operated valve control device 70 increases the drive current by a predetermined amount (for example, 50 mA) from the drive current supplied immediately before.
  • a predetermined amount for example, 50 mA
  • the electric valve control device 70 inputs a pulse P to the motor driver 77 to control the stepping motor 66 so that the rotor 41 rotates in the first direction. Then, the electric valve control device 70 determines whether or not the rotor 41 has rotated based on the voltage VA and the voltage VB (S210).
  • the electric valve control device 70 may reduce the rotational speed of the rotor 41 in steps S180 and S200 instead of increasing the drive current.
  • the motor-operated valve control device 70 reduces the rotation speed by a predetermined amount (for example, 10 pps) from the previous rotation speed. As the rotational speed decreases, the torque increases.
  • the motor-operated valve control device 70 determines that the rotor 41 is not rotating (N in S210), it decrements the counter C1 by 1 (S220) and returns to the determination of the counter C1 (S150).
  • the motor-operated valve control device 70 determines that the rotor 41 has rotated (Y in S170, Y in S190, or Y in S210), it positions the rotor 41 at the reference position Rx (S230). Specifically, the electric valve control device 70 sets the magnitude of the drive current supplied to the stepping motor 66 to an initial value. The electric valve control device 70 inputs a pulse P to the motor driver 77 to control the stepping motor 66 so that the rotor 41 rotates in the valve closing direction, thereby positioning the rotor 41 at the reference position Rx. For example, the electric valve control device 70 inputs to the motor driver 77 the number of pulses P required to rotate the rotor 41 from the fully open position Rz to the reference position Rx. Then, the electric valve control device 70 terminates the valve opening change process.
  • the motor-operated valve control device 70 determines that the motor-operated valve 5 cannot be restored from the locked state to the normal state, sets a failure flag, and ends the valve opening change process. do.
  • the failure flag is set, the motor-operated valve control device 70 executes the process when the motor-operated valve 5 fails. It should be noted that a detailed description of the process when a failure occurs is omitted because it is beyond the scope of the present invention.
  • the motor-operated valve device 1 has the motor-operated valve 5 and the motor-operated valve control device 70 .
  • the electric valve 5 has a valve body 30 , a stepping motor 66 , and a drive mechanism 40 that moves the valve body 30 according to rotation of a rotor 41 of the stepping motor 66 .
  • a motorized valve controller 70 has a computer 80 that controls the stepper motor 66 .
  • the computer 80 detects stepping out of the stepping motor 66 while controlling the stepping motor 66 so that the rotor 41 rotates in the first direction to change the valve opening of the electric valve 5, (A)
  • the stepping motor 66 is controlled so that the rotor 41 rotates in a second direction opposite to the first direction.
  • the computer 80 controls the stepping motor 66 to rotate the rotor 41 in the second direction but the rotor 41 does not rotate in the second direction
  • the torque of the stepping motor 66 is increased and the rotor 41 is rotated. controls the stepping motor 66 to rotate in the second direction.
  • the computer 80 increases the torque to rotate the rotor 41 in the second direction, so that foreign matter can be discharged from the drive mechanism 40 more effectively.
  • the computer 80 (C) increases the torque of the stepping motor 66 and controls the stepping motor 66 so that the rotor 41 rotates in the second direction, the rotor 41 does not rotate in the second direction.
  • the stepping motor 66 is controlled so that it is increased further and the rotor 41 rotates in the first direction. In this way, the computer 80 further increases the torque to reverse the direction of rotation of the rotor 41 , so that foreign matter can be more effectively discharged from the drive mechanism 40 .
  • the computer 80 terminates the operations (A), (B) and (C) and sets the rotor 41 as the reference. Control the stepping motor 66 to position it at the position Rx. In this way, the computer 80 positions the rotor 41 at the reference position Rx after the motor-operated valve 5 returns from the locked state to the normal state, thereby eliminating stepping out of the stepping motor 66 .
  • the computer 80 repeats the operations of (A), (B) and (C).
  • the computer 80 repeats the operations (A), (B) and (C) a predetermined number of times, the operations (A), (B) and (C) are completed. In this manner, the computer 80 repeats the operations (A), (B), and (C), thereby increasing the possibility that the motor-operated valve 5 returns to the normal state. If the computer 80 repeats the operations (A), (B) and (C) a predetermined number of times and the motor-operated valve 5 does not return to the normal state, the operations (A), (B) and (C) are performed. is ended, it is possible to prevent the operation of returning the motor-operated valve 5 to the normal state from continuing for a long time.
  • the computer 80 increases the torque by increasing the drive current supplied to the stepping motor 66 . Then, the computer 80 repeats the operations of (A), (B) and (C), and when the driving current exceeds a predetermined current upper limit determination threshold (for example, 800 mA), (A), (B) and The operation of (C) may be terminated. In this manner, the computer 80 repeats the operations (A), (B), and (C), thereby increasing the possibility that the motor-operated valve 5 returns to the normal state. Further, when the drive current supplied to the stepping motor 66 exceeds the current upper limit determination threshold value, the computer 80 terminates the operations (A), (B) and (C), so that the motor operated valve 5 is kept in the normal state. It is possible to prevent the operation to return to the continuation for a long time.
  • the current upper limit determination threshold is set based on the maximum current that the motor driver 77 can supply to the stepping motor 66 .
  • the computer 80 may increase the torque by decreasing the rotational speed of the rotor 41. Then, the computer 80 repeats the operations of (A), (B) and (C), and when the rotation speed becomes equal to or lower than the speed lower limit determination threshold value (for example, 0 pps), (A), (B) and ( You may make it complete
  • the speed lower limit determination threshold value for example, 0 pps
  • the computer 80 terminates the operations (A), (B) and (C), thereby returning the motor-operated valve 5 to its normal state. It is possible to prevent the action to be made from continuing for a long time.
  • the stepping motor 66 may be controlled such that the drive current supplied to the stepping motor 66 is maximized and the rotor 41 rotates in the second direction.
  • the drive current supplied by the computer 80 to the stepping motor 66 is maximized to increase the torque, and the rotor 41 is rotated in the second direction, thereby effectively discharging the foreign matter from the drive mechanism 40. can be done.
  • the computer 80 sets the drive current supplied to the stepping motor 66 to the maximum value and causes the stepping motor 66 to rotate so that the rotor 41 rotates in the second direction.
  • the stepping motor 66 may be controlled so that the drive current is maximized and the rotor 41 rotates in the first direction.
  • the computer 80 maximizes the drive current to increase the torque and reverses the direction of rotation of the rotor 41 , so that foreign matter can be more effectively discharged from the drive mechanism 40 .
  • the maximum value is the maximum value of the current that the motor driver 77 can supply to the stepping motor 66 .
  • each term indicating a shape such as “cylinder” or “cylinder” is also used for a member or a portion of a member that substantially has the shape of the term.
  • a “cylindrical member” includes a cylindrical member and a substantially cylindrical member.

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Abstract

【課題】電動弁をロック状態から通常状態に復帰させることができる電動弁制御装置および電動弁装置を提供する。 【解決手段】電動弁制御装置７０は、電動弁５のステッピングモーターを制御するコンピュータを有する。コンピュータが、電動弁５の弁開度を変更するためにローター４１が第１方向に回転するようにステッピングモーターを制御しているときにステッピングモーターの脱調を検出すると、ローター４１が第１方向と反対の第２方向に回転するようにステッピングモーターを制御する。

Description

電動弁制御装置および電動弁装置
　本発明は、電動弁制御装置および電動弁制御装置を有する電動弁装置に関する。
　特許文献１は、従来の電動弁装置の一例を開示している。電動弁装置は、電動弁と、電動弁制御装置と、を有している。電動弁は、エアコンの冷凍サイクルに組み込まれる。電動弁は、弁本体と、弁体と、弁体を移動させるためのステッピングモーターと、を有している。ステッピングモーターは、ローターとステーターとを有している。ステッピングモーターは、電動弁制御装置のモータードライバに接続されている。モータードライバにパルスが入力されると、モータードライバはパルスに対応した駆動電流をステーターに供給して、ローターを回転させる。電動弁は、ローターの回転によって弁体を移動させる駆動機構を有している。ローターの回転に応じて弁体が移動し、電動弁の弁開度が変更される。
　電動弁は、電動弁制御装置によって制御される。電動弁制御装置は、電動弁の弁開度を最小開度から最大開度の範囲内で変更する。電動弁制御装置は、エアコン制御装置から電動弁の目標弁開度を含む弁開度変更命令を受信すると、目標弁開度に基づいて算出した数のパルスをモータードライバに入力する。これにより、電動弁の弁開度が目標弁開度に変更される。
国際公開第２０１９／１３０９２８号
　電動弁の駆動機構には、冷凍サイクルの冷媒に含まれる異物が進入することがある。これにより、ステッピングモーターが脱調したり、電動弁が、ローターが回転可能な通常状態からローターが回転できないロック状態に陥ったりするおそれがある。電動弁のロック状態が続くと、冷媒の流量が制御できなくなる。
　そこで、本発明は、電動弁をロック状態から通常状態に復帰させることができる電動弁制御装置および電動弁制御装置を有する電動弁装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電動弁制御装置は、電動弁を制御する電動弁制御装置であって、前記電動弁が、弁体と、ステッピングモーターと、前記ステッピングモーターのローターの回転に応じて前記弁体を移動させる駆動機構と、を有し、前記電動弁制御装置が、前記ステッピングモーターを制御する制御部を有し、前記制御部が、前記電動弁の弁開度を変更するために前記ローターが第１方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御しているときに前記ステッピングモーターの脱調を検出すると、（Ａ）前記ローターが前記第１方向と反対の第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御することを特徴とする。
　本発明によれば、電動弁制御装置が、ローターが第１方向に回転するようにステッピングモーターを制御しているときにステッピングモーターの脱調を検出すると、（Ａ）ローターが第１方向と反対の第２方向に回転するようにステッピングモーターを制御する。このようにしたことから、ローターの回転方向を反転させることで駆動機構の部材の動作方向を反転させて、駆動機構から異物を排出させることができる。そのため、電動弁をローターが回転できないロック状態からローターが回転可能な通常状態に復帰させることができる。
　本発明において、前記制御部が、（Ｂ）前記ローターが前記第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御しても前記ローターが前記第２方向に回転しないとき、前記ステッピングモーターのトルクを大きくしかつ前記ローターが前記第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御する、ことが好ましい。このように、ステッピングモーターのトルクを大きくしてローターを第２方向に回転させることで、駆動機構から異物をより効果的に排出させることができる。
　本発明において、前記制御部が、（Ｃ）前記トルクを大きくしかつ前記ローターが前記第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御しても前記ローターが前記第２方向に回転しないとき、前記トルクをさらに大きくしかつ前記ローターが前記第１方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御する、ことが好ましい。このように、ステッピングモーターのトルクをさらに大きくしてローターの回転方向を反転させることで、駆動機構から異物をより効果的に排出させることができる。
　本発明において、前記制御部が、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）のいずれかの動作において前記ローターが回転すると、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了し、前記ローターを基準位置に位置付けるように前記ステッピングモーターを制御する、ことが好ましい。このように、電動弁がロック状態から通常状態に復帰したあとにローターを基準位置に位置付けることで、ステッピングモーターの脱調を解消できる。
　本発明において、前記制御部が、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返し、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を所定の回数繰り返したとき、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了する、ことが好ましい。このように、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返すことで、電動弁が通常状態に復帰する可能性を高めることができる。また、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を所定の回数繰り返しても電動弁が通常状態に復帰しないときは、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了するので、電動弁を通常状態に復帰させる動作が長時間継続することを防ぐことができる。
　本発明において、前記制御部が、前記ステッピングモーターに供給する駆動電流を大きくすることにより前記トルクを大きくし、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返し、前記駆動電流が電流上限判定しきい値を超えたとき、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了する、ことが好ましい。このように、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返すことで、電動弁が通常状態に復帰する可能性を高めることができる。また、ステッピングモーターに供給する駆動電流が電流上限判定しきい値を超えたとき、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了するので、電動弁を通常状態に復帰させる動作が長時間継続することを防ぐことができる。
　本発明において、前記制御部が、前記ローターの回転速度を小さくすることにより前記トルクを大きくし、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返し、前記回転速度が速度下限判定しきい値以下になったとき、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了する、ことが好ましい。このように、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返すことで、電動弁が通常状態に復帰する可能性を高めることができる。また、ローターの回転速度が速度下限判定しきい値以下になったとき、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了するので、電動弁を通常状態に復帰させる動作が長時間継続することを防ぐことができる。
　本発明において、前記制御部が、（Ｂ１）前記ローターが前記第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御しても前記ローターが前記第２方向に回転しないとき、前記ステッピングモーターに供給する駆動電流を最大値にしかつ前記ローターが前記第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御する、ことが好ましい。このように、ステッピングモーターに供給する駆動電流を最大値にしてトルクを大きくし、ローターを第２方向に回転させることで、駆動機構から異物をより効果的に排出させることができる。
　本発明において、前記制御部が、（Ｃ１）前記駆動電流を最大値にしかつ前記ローターが前記第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御しても前記ローターが前記第２方向に回転しないとき、前記駆動電流を最大値にしかつ前記ローターが前記第１方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御する、ことが好ましい。このように、ステッピングモーターに供給する駆動電流を最大値にしてトルクを大きくし、ローターの回転方向を反転させることで、駆動機構から異物をより効果的に排出させることができる。
　上記目的を達成するために、本発明の他の一態様に係る電動弁装置は、弁体と、ステッピングモーターと、前記ステッピングモーターのローターの回転に応じて前記弁体を移動させる駆動機構と、を有する電動弁と、前記電動弁制御装置と、を有する。本発明によれば、電動弁制御装置を有するので、電動弁の駆動機構から異物を排出させることができる。そのため、電動弁をロック状態から通常状態に復帰させることができる。
　本発明によれば、電動弁をロック状態から通常状態に復帰させることができる。
本発明の一実施例に係る電動弁装置を有するエアコンシステムのブロック図である。 図１の電動弁装置の断面図である。 図１の電動弁装置が有する弁軸ホルダー、ストッパ部材、ローターおよびステーターの平面図である。 図１の電動弁装置が有するコンピュータ、モータードライバおよびステッピングモーターを説明する図である。 図１の電動弁装置が有するコンピュータが実行する処理の一例を示すフローチャートである。 図１の電動弁装置が有するコンピュータが実行する処理の一例を示すフローチャートである（図５の続き）。
　以下、本発明の一実施例に係る電動弁装置の構成について、図１～図４を参照して説明する。本実施例に係る電動弁装置１は、例えば、エアコンの冷凍サイクルにおいて冷媒流量を制御する流量制御弁として使用される。
　図１は、本発明の一実施例に係る電動弁装置を有するエアコンシステムのブロック図である。図２は、図１の電動弁装置の断面図である。図２において、ステーターおよび電動弁制御装置を模式的に示している。図２において、ステーターおよび電動弁制御装置を収容するハウジングの図示を省略している。図３は、図１の電動弁装置が有する弁軸ホルダー、ストッパ部材、ローターおよびステーターの平面図である。図３において、ステーターを模式的に示している。図３において、ローターの磁極を模式的に示している。図４は、図１の電動弁装置が有するコンピュータ、モータードライバおよびステッピングモーターを説明する図である。図４Ａは、コンピュータとモータードライバとステッピングモーターとの接続を模式的に示す。図４Ｂは、パルスとモータードライバがステーターに供給する駆動電流との対応の一例を示す。
　図１に、車両に搭載されるエアコンシステム１００の一例を示す。このエアコンシステム１００は、配管１０５を介して順に接続された圧縮機１０１、凝縮器１０２、電動弁装置１（電動弁５）および蒸発器１０３を有している。電動弁装置１は、膨張弁である。エアコンシステム１００は、エアコン制御装置１１０を有している。エアコン制御装置１１０は、電動弁装置１と通信可能に接続されている。エアコン制御装置１１０は、電動弁装置１を用いて配管１０５を流れる冷媒の流量を制御する。
　図２に示すように、電動弁装置１は、電動弁５と、電動弁制御装置７０と、を有している。
　電動弁５は、弁本体１０と、キャン２０と、弁体３０と、駆動機構４０と、ローター４１と、ステーター６０と、を有している。
　弁本体１０は、本体部材１１と、接続部材１３と、を有している。本体部材１１は、円柱形状を有している。本体部材１１は、弁室１４を有している。本体部材１１には、第１導管１５および第２導管１６が接合されている。第１導管１５は、軸線Ｌと直交する方向（図２の左右方向）に沿って配置され、弁室１４に接続されている。第２導管１６は、軸線Ｌ方向（図２の上下方向）に沿って配置され、弁口１７を介して弁室１４に接続されている。弁口１７は、弁室１４において円環形状の弁座１８に囲まれている。本体部材１１は、円形の嵌合穴１１ａを有している。嵌合穴１１ａは、本体部材１１の上端面に配置されている。嵌合穴１１ａの内周面は、図２において左方を向く平面１１ｄを有している。嵌合穴１１ａの底面には、弁室１４に通じる貫通孔１１ｂが設けられている。接続部材１３は、円環板形状を有している。接続部材１３の内周縁は、本体部材１１の上端部に接合されている。本体部材１１および接続部材１３は、アルミニウム合金、ステンレスまたは真ちゅうなどの金属製である。
　キャン２０は、ステンレスなどの金属製である。キャン２０は、円筒形状を有している。キャン２０は、下端部が開口しかつ上端部が塞がれている。キャン２０の下端部は、接続部材１３の外周縁に接合されている。
　弁体３０は、第１軸部３１と、第２軸部３２と、弁部３３と、を有している。第１軸部３１は、円柱形状を有している。第２軸部３２は、円柱形状を有している。第２軸部３２の径は、第１軸部３１の径より小さい。第２軸部３２は、第１軸部３１の上端部に同軸に連設されている。弁体３０は、上方を向く円環状の平面である段部３４を有している。段部３４は、第１軸部３１と第２軸部３２との連設部分に配置されている。弁部３３は、上方から下方に向かうにしたがって径が小さくなる円錐形状を有している。弁部３３は、第１軸部３１の下端部に同軸に連設されている。弁部３３は、弁口１７に配置される。弁部３３と弁口１７との間に可変絞り部が形成される。弁部３３は、弁座１８と向かい合って配置される。弁部３３が弁座１８に接すると、弁口１７が閉じる。
　ローター４１は、円筒形状を有している。ローター４１の外径は、キャン２０の内径より若干小さい。ローター４１は、キャン２０の内側に配置される。ローター４１は、弁本体１０に対して回転可能である。ローター４１は、複数のＮ極および複数のＳ極を有している。複数のＮ極および複数のＳ極は、ローター４１の外周面に配置されている。複数のＮ極および複数のＳ極は、上下方向に延在している。複数のＮ極および複数のＳ極は、周方向に等角度間隔で交互に配置されている。電動弁装置１において、ローター４１は、例えば、Ｎ極を１２個有し、Ｓ極を１２個有している。互いに隣り合うＮ極とＳ極との間の角度は、１５度である。
　駆動機構４０は、弁体３０を上下方向（軸線Ｌ方向）に移動させる。弁体３０の移動によって弁口１７の開度（すなわち、電動弁５の弁開度）が変わる。駆動機構４０は、弁軸ホルダー４２と、ガイドブッシュ４３と、ストッパ部材４４と、固定具４５と、を有している。
　弁軸ホルダー４２は、円筒形状を有している。弁軸ホルダー４２は、下端部が開口しかつ上端部が塞がれている。弁軸ホルダー４２はローター４１の嵌合孔４１ａに嵌合されている。弁軸ホルダー４２は、ローター４１と共に回転する。弁軸ホルダー４２の外周面の下端部には、径方向外方に突出する突部である可動ストッパ４２ｓが配置されている。弁軸ホルダー４２は、軸孔４２ｂを有している。軸孔４２ｂは、弁軸ホルダー４２の上壁部４２ａに配置されている。軸孔４２ｂには、弁体３０の第２軸部３２が軸線Ｌ方向に移動可能に配置される。弁軸ホルダー４２の上壁部４２ａの下面にはワッシャー４６が配置される。ワッシャー４６と弁体３０の段部３４との間には閉弁ばね４７が配置される。閉弁ばね４７は、コイルばねであり、弁体３０を弁座１８に向けて押す。弁軸ホルダー４２の内周面には、雌ねじ４２ｃが形成されている。可動ストッパ４２ｓは、ローター４１に対して固定されている。
　ガイドブッシュ４３は、基部４３ａと、支持部４３ｂと、を有している。基部４３ａは、円筒形状を有している。支持部４３ｂは、円筒形状を有している。基部４３ａの外周面は、平面４３ｄを有している。基部４３ａは本体部材１１の嵌合穴１１ａに圧入され、平面４３ｄが嵌合穴１１ａの平面１１ｄと接する。これにより、本体部材１１の中心軸とガイドブッシュ４３の中心軸とが軸線Ｌ上で一致し、ガイドブッシュ４３が本体部材１１に対して軸線Ｌ周りに正しく位置付けられる。支持部４３ｂの外径は、基部４３ａの外径より小さい。支持部４３ｂの内径は、基部４３ａの内径と同じである。支持部４３ｂは、基部４３ａの上端部に同軸に連設されている。支持部４３ｂの外周面には、雄ねじ４３ｃが形成されている。雄ねじ４３ｃは、弁軸ホルダー４２の雌ねじ４２ｃと螺合される。弁軸ホルダー４２とガイドブッシュ４３とは、ローター４１の回転を直線運動に変換するねじ機構を構成する。ガイドブッシュ４３の内側には、弁体３０の第１軸部３１が配置される。ガイドブッシュ４３は、弁体３０を軸線Ｌ方向に移動可能に支持する。
　ストッパ部材４４は、ストッパ本体４４ａを有している。ストッパ本体４４ａは、円筒形状を有している。ストッパ本体４４ａの内周面には、雌ねじ４４ｃが形成されている。ストッパ本体４４ａの外周面には、径方向外方に突出する突部である固定ストッパ４４ｓが配置されている。雌ねじ４４ｃは、ストッパ本体４４ａがガイドブッシュ４３の基部４３ａに当接するまで雄ねじ４３ｃに螺合されている。これにより、ストッパ部材４４は、ガイドブッシュ４３に固定される。固定ストッパ４４ｓは、弁本体１０に対して固定されている。
　固定具４５は、固定部４５ａと、フランジ部４５ｂと、を有している。固定部４５ａは、段付きの円筒形状を有している。固定部４５ａの内側には、弁体３０の第２軸部３２が配置される。固定部４５ａは、第２軸部３２に接合される。フランジ部４５ｂは、固定部４５ａの下端部に連設されている。固定具４５の外側には、復帰ばね４８が配置される。復帰ばね４８は、コイルばねである。なお、本発明において復帰ばね４８は必須の構成要素ではない。
　ステーター６０は、円筒形状を有している。ステーター６０は、Ａ相ステーター６１と、Ｂ相ステーター６２と、を有している。
　Ａ相ステーター６１は、複数のクローポール型の極歯６１ａ、６１ｂを内周に有している。極歯６１ａの先端は下方に向いており、極歯６１ｂの先端は上方に向いている。極歯６１ａと極歯６１ｂとは、周方向に等角度間隔で交互に配置されている。電動弁装置１において、Ａ相ステーター６１は、例えば、極歯６１ａを１２個有し、極歯６１ｂを１２個有している。互いに隣り合う極歯６１ａと極歯６１ｂとの間の角度は、１５度である。Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃが通電されると、極歯６１ａと極歯６１ｂとは互いに異なる極性の磁極となる。
　Ｂ相ステーター６２は、複数のクローポール型の極歯６２ａ、６２ｂを内周に有している。極歯６２ａの先端は下方に向いており、極歯６２ｂの先端は上方に向いている。極歯６２ａと極歯６２ｂとは、周方向に等角度間隔で交互に配置されている。電動弁装置１において、Ｂ相ステーター６２は、例えば、極歯６２ａを１２個有し、極歯６２ｂを１２個有している。互いに隣り合う極歯６２ａと極歯６２ｂとの間の角度は、１５度である。Ｂ相ステーター６２のコイル６２ｃが通電されると、極歯６２ａと極歯６２ｂとは互いに異なる極性の磁極となる。
　Ａ相ステーター６１とＢ相ステーター６２とは、同軸に配置されている。Ａ相ステーター６１は、Ｂ相ステーター６２と接している。軸線Ｌ方向から見たときに互いに隣り合うＡ相ステーター６１の極歯６１ａとＢ相ステーター６２の極歯６２ａとの間の角度は、７．５度である。つまり、Ｂ相ステーター６２は、極歯６１ａと極歯６２ａとが軸線Ｌ方向に並ぶ位置からＡ相ステーター６１に対して軸線Ｌ周りに７．５度回転した位置にある。図４Ａに示すように、Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃの端子Ａ１、Ａ２およびＢ相ステーター６２のコイル６２ｃの端子Ｂ１、Ｂ２は、電動弁制御装置７０のモータードライバ７７に接続されている。
　ステーター６０の内側には、キャン２０が配置される。キャン２０の内側には、ローター４１が配置される。ステーター６０とローター４１とは、ステッピングモーター６６を構成する。
　ステッピングモーター６６にパルスＰが入力されることによりローター４１が回転する。具体的には、ステッピングモーター６６のステーター６０にパルスＰに対応した駆動電流が供給されることによりローター４１が回転する。本明細書において、「ステッピングモーター６６にパルスＰが入力されること」は、「ステッピングモーター６６のステーター６０にパルスＰに対応した駆動電流が供給されること」と同義である。
　ステッピングモーター６６には、図４Ｂに示すパルスＰ［１］～Ｐ［８］が順番に入力される。電動弁装置１において、パルスＰの速度は１２５ｐｐｓである。パルスＰの速度は４００ｐｐｓであってもよい。パルスＰの速度は、電動弁装置１が組み込まれるシステムなどに応じて適宜設定される。
　ローター４１を一方向（図３において時計方向）に回転させる場合、ステッピングモーター６６にパルスＰを昇順（パルスＰ［１］～Ｐ［８］の順番）で循環的に入力する。ローター４１が一方向に回転すると、弁軸ホルダー４２の雌ねじ４２ｃとガイドブッシュ４３の雄ねじ４３ｃとのねじ送り作用によってローター４１および弁軸ホルダー４２が下方に移動する。ローター４１（弁軸ホルダー４２）が、閉弁ばね４７を介して弁体３０を下方に押す。弁体３０が下方に移動して弁部３３が弁座１８に接する。このときのローター４１の位置は、閉弁位置Ｒｃである。この状態からローター４１を一方向にさらに回転させると、閉弁ばね４７が圧縮されてローター４１および弁軸ホルダー４２が下方にさらに移動する。弁体３０は下方に移動しない。そして、弁軸ホルダー４２の可動ストッパ４２ｓがストッパ部材４４の固定ストッパ４４ｓに接すると、ローター４１の一方向への回転が規制される。このときのローター４１の位置は、基準位置Ｒｘである。可動ストッパ４２ｓおよび固定ストッパ４４ｓは、ローター４１の一方向への回転を規制するストッパ機構４９である。
　ローター４１を一方向と反対の他方向（図３において反時計方向）に回転させる場合、ステッピングモーター６６にパルスＰを降順（パルスＰ［８］～Ｐ［１］の順番）で循環的に入力する。ローター４１が他方向に回転すると、弁軸ホルダー４２の雌ねじ４２ｃとガイドブッシュ４３の雄ねじ４３ｃとのねじ送り作用によってローター４１および弁軸ホルダー４２が上方に移動する。ローター４１（弁軸ホルダー４２）が固定具４５を上方に押す。固定具４５とともに弁体３０が上方に移動して、弁体３０が弁座１８から離れる。所定の流量測定環境において弁口１７における流体の流量が所定の設定値であるときのローター４１の位置を開弁位置Ｒｏとする。設定値は、電動弁装置１の構成や用途などに応じて適宜設定される。
　ローター４１が一方向に回転すると弁口１７が閉じ、ローター４１が他方向に回転すると弁口１７が開く。すなわち、一方向は閉弁方向であり、他方向は開弁方向である。
　弁口１７の開度は、電動弁５の弁開度に関連している。電動弁制御装置７０は、電動弁５の弁開度が最小開度（０％）から最大開度（１００％）の範囲内となるように当該電動弁５を制御する。
　電動弁制御装置７０が電動弁５の制御に用いる弁開度の最小開度および最大開度について説明する。ローター４１がストッパ機構４９によって一方向への回転が規制された位置（基準位置Ｒｘ）にあるときの電動弁５の弁開度が、最小開度（０％）である。また、弁口１７が電動弁５の最大流量（例えばＣｖ値）の９０％の流量の冷媒が流動可能な開度となる位置（全開位置Ｒｚ）にローター４１があるときの電動弁５の弁開度が、最大開度（１００％）である。基準位置Ｒｘから全開位置Ｒｚまでローター４１を回転させるために必要なパルス数は５００である。
　なお、電動弁制御装置７０が電動弁５の制御に用いる弁開度の最小開度および最大開度の設定は上記に限定されない。例えば、ローター４１が閉弁位置Ｒｃから開弁方向に回転していくときに電動弁５の弁漏れ量が所定流量に達した位置にあるときの電動弁５の弁開度が、最小開度（０％）でもよい。または、ローター４１が閉弁位置Ｒｃや開弁位置Ｒｏにあるときの電動弁５の弁開度が、最小開度（０％）でもよい。また、ローター４１が雌ねじ４２ｃと雄ねじ４３ｃとの螺合が外れる直前の位置にあるときの電動弁５の弁開度が、最大開度（１００％）でもよい。
　電動弁制御装置７０は、複数の電子部品（図示なし）が実装された基板７１を有している。基板７１とステーター６０とは、合成樹脂製のハウジング（図示なし）に収容されている。電動弁制御装置７０は、図１に示すように、不揮発性メモリ７５と、通信装置７６と、モータードライバ７７と、コンピュータ８０と、を有している。電動弁制御装置７０は、エアコン制御装置１１０から受信した命令に基づいて電動弁５を制御する。
　不揮発性メモリ７５は、電源が切断された場合でも保持する必要があるデータを記憶する。不揮発性メモリ７５は、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリである。
　通信装置７６は、有線通信バス１２０を介してエアコン制御装置１１０と通信可能に接続されている。エアコンシステム１００は、例えば、Ｌｏｃａｌ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ　Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＬＩＮ）やＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＣＡＮ）などの通信方式を採用している。なお、通信装置７６は、エアコン制御装置１１０と無線通信可能に接続されていてもよい。
　モータードライバ７７は、コンピュータ８０から入力されるパルスＰに基づいてステッピングモーター６６に駆動電流を供給する。図４Ａに示すように、モータードライバ７７は、Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃの端子Ａ１、Ａ２およびＢ相ステーター６２のコイル６２ｃの端子Ｂ１、Ｂ２と接続されている。図４Ｂに、パルスＰとモータードライバ７７が供給する駆動電流との対応の一例を示す。図４Ｂにおいて、（＋）は、端子Ａ１から端子Ａ２への駆動電流、または、端子Ｂ１から端子Ｂ２への駆動電流を供給することを示し、（－）は、端子Ａ２から端子Ａ１への駆動電流、または、端子Ｂ２から端子Ｂ１への駆動電流を供給することを示し、（０）は、駆動電流を供給しないことを示す。
　モータードライバ７７にパルスＰ［１］またはＰ［５］が入力されたとき、モータードライバ７７は、Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃのみに駆動電流を供給する。モータードライバ７７にパルスＰ［３］またはＰ［７］が入力されたとき、モータードライバ７７は、Ｂ相ステーター６２のコイル６２ｃのみに駆動電流を供給する。モータードライバ７７にパルスＰ［２］、Ｐ［４］、Ｐ［６］またはＰ［８］が入力されたとき、モータードライバ７７は、Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃおよびＢ相ステーター６２のコイル６２ｃに駆動電流を供給する。
　コンピュータ８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）、アナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）およびタイマーなどが１つのパッケージに組み込まれた組込機器用のマイクロコンピュータである。コンピュータ８０は、不揮発性メモリ７５、通信装置７６およびモータードライバ７７を含んでいてもよい。コンピュータ８０は、外付けの温度センサーや外付けのアナログ－デジタル変換器が接続されていてもよい。コンピュータ８０は、制御部である。
　コンピュータ８０は、ステッピングモーター６６を制御する。具体的には、コンピュータ８０は、モータードライバ７７にパルスＰを入力してローター４１を回転させる。
　また、コンピュータ８０は、ローター４１の回転によってステーター６０に生じる電圧（ステーター６０に電磁誘導される電圧）を取得する。具体的には、コンピュータ８０は、モータードライバ７７がパルスＰ［１］およびＰ［５］に対応してＡ相ステーター６１のコイル６１ｃのみに駆動電流を供給したときに、Ｂ相ステーター６２のコイル６２ｃの端子Ｂ１、Ｂ２間に生じる電圧ＶＢを取得する。コンピュータ８０は、モータードライバ７７がパルスＰ［３］およびＰ［７］に対応してＢ相ステーター６２のコイル６２ｃのみに駆動電流を供給したときに、Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃの端子Ａ１、Ａ２間に生じる電圧ＶＡを取得する。
　ステッピングモーター６６が脱調していないときの電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形と、ステッピングモーター６６が脱調したときの電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形と、が異なる。コンピュータ８０は、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢに基づいて、ステッピングモーター６６が脱調したか否かを判定する。コンピュータ８０は、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢに基づいて、ステッピングモーター６６の脱調を検出する。
　また、ローター４１が回転しているときの電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形と、ローター４１が回転していないときの電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形と、が異なる。コンピュータ８０は、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢに基づいて、ローター４１が回転したか否かを判定する。コンピュータ８０は、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢに基づいて、ローター４１の回転を検出する。
　なお、電動弁５がローター４１とともに回転する永久磁石を有し、電動弁制御装置７０が永久磁石の回転を検出する磁気センサーを有していてもよい。そして、コンピュータ８０が磁気センサーの出力信号に基づいて、ステッピングモーター６６が脱調したか否か、および、ローター４１が回転したか否かを判定してもよい。
　コンピュータ８０のＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムや書き換えが不要な各種設定値などが格納される。
　コンピュータ８０のＲＡＭは、ＣＰＵがプログラムを実行する際に使用される作業用メモリである。コンピュータ８０のＲＡＭには、電動弁５の現在の弁開度を示す現在弁開度Ｄｃが格納される。現在弁開度Ｄｃは、電動弁制御装置７０の電源遮断時またはスリープモードへの移行時にＲＡＭから不揮発性メモリ７５にコピーされる。現在弁開度Ｄｃは、電動弁制御装置７０の電源投入時またはスリープモードからの復帰時に不揮発性メモリ７５からＲＡＭにコピーされる。また、コンピュータ８０のＲＡＭには、カウンタＣ１が格納される。
　次に、電動弁制御装置７０が実行する処理の一例を、図５、図６を参照して説明する。図５、図６は、図１の電動弁装置が有するコンピュータが実行する処理の一例を示すフローチャートである。
　電動弁制御装置７０（具体的にはコンピュータ８０）は、電源が投入されると、または、スリープモードから復帰すると、動作モードに移行する。電動弁制御装置７０は、動作モードにおいて、エアコン制御装置１１０からの命令を待つ。そして、電動弁制御装置７０が、エアコン制御装置１１０から弁開度変更命令を受信すると、図５、図６のフローチャートに示す処理（以下、「弁開度変更処理」という。）を実行する。弁開度変更命令は、電動弁５の弁開度の目標値（目標弁開度Ｄｔ）を含む。
　電動弁制御装置７０は、電動弁５の弁開度を変更するためにローター４１を回転させる（Ｓ１１０）。具体的には、電動弁制御装置７０は、モータードライバ７７にパルスＰを入力して、ローター４１が回転するようにステッピングモーター６６を制御する。電動弁制御装置７０は、目標弁開度Ｄｔが現在弁開度Ｄｃより小さければ、ローター４１が閉弁方向に回転するようにパルスＰを昇順で入力する。または、電動弁制御装置７０は、目標弁開度Ｄｔが現在弁開度Ｄｃより大きければ、ローター４１が開弁方向に回転するようにパルスＰを降順で入力する。このときのローター４１の回転方向を「第１方向」という。第１方向は、弁開度変更処理において、電動弁５の弁開度を現在弁開度Ｄｃから目標弁開度Ｄｔに変更するときのローター４１の回転方向である。目標弁開度Ｄｔが現在弁開度Ｄｃより小さいとき、閉弁方向が第１方向である。目標弁開度Ｄｔが現在弁開度Ｄｃより大きいとき、開弁方向が第１方向である。
　電動弁制御装置７０は、ステッピングモーター６６が脱調したか否かを判定する。具体的には、電動弁制御装置７０は、ローター４１が第１方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御しているときに、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢに基づいてステッピングモーター６６が脱調したか否かを判定する（Ｓ１２０）。電動弁制御装置７０は、ステッピングモーター６６が脱調していないと判定し（Ｓ１２０でＮ）、かつ、電動弁５の弁開度が目標弁開度Ｄｔに到達していなければ（Ｓ１３０でＮ）、ローター４１が第１方向に回転するようにモータードライバ７７へのパルスＰの入力を継続する（Ｓ１１０）。電動弁制御装置７０は、電動弁５の弁開度が目標弁開度Ｄｔに到達すると（Ｓ１３０でＹ）、目標弁開度Ｄｔを現在弁開度ＤｃとしてＲＡＭに格納して、弁開度変更処理を終了する。
　電動弁制御装置７０は、ステッピングモーター６６が脱調したと判定すると（Ｓ１２０でＹ）、電動弁５をローター４１が回転できないロック状態からローター４１が回転可能な通常状態に復帰させるための動作（Ｓ１５０～Ｓ２２０）の繰り返し回数をカウンタＣ１に設定する（Ｓ１４０）。本実施例において、カウンタＣ１に設定する数は３である。カウンタＣ１に設定する数は、電動弁装置１が組み込まれるシステムなどに応じて適宜設定される。
　電動弁制御装置７０は、カウンタＣ１が０でなければ（Ｓ１５０でＮ）、ローター４１を第１方向と反対の第２方向に回転させる（Ｓ１６０）。具体的には、電動弁制御装置７０は、モータードライバ７７にパルスＰを入力して、ローター４１が第１方向と反対の第２方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御する。そして、電動弁制御装置７０は、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢに基づいてローター４１が回転したか否かを判定する（Ｓ１７０）。
　電動弁制御装置７０は、ローター４１が回転していないと判定すると（Ｓ１７０でＮ）、ステッピングモーター６６のトルクを大きくして、ローター４１を第２方向に回転させる（Ｓ１８０）。具体的には、電動弁制御装置７０は、ローター４１が第２方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御してもローター４１が第２方向に回転しないとき、ステッピングモーター６６に供給する駆動電流を大きくする。電動弁制御装置７０は、駆動電流を、直前に供給した駆動電流よりも所定の大きさ（例えば、５０ｍＡ）だけ大きくする。駆動電流が大きくなると、トルクが大きくなる。電動弁制御装置７０は、モータードライバ７７にパルスＰを入力してローター４１が第２方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御する。そして、電動弁制御装置７０は、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢに基づいてローター４１が回転したか否かを判定する（Ｓ１９０）。
　電動弁制御装置７０は、ローター４１が回転していないと判定すると（Ｓ１９０でＮ）、ステッピングモーター６６のトルクを大きくして、ローター４１を第１方向に回転させる（Ｓ２００）。具体的には、電動弁制御装置７０は、駆動電流を大きくしてローター４１が第２方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御してもローター４１が第２方向に回転しないとき、ステッピングモーター６６に供給する駆動電流をさらに大きくする。電動弁制御装置７０は、駆動電流を、直前に供給した駆動電流よりも所定の大きさ（例えば、５０ｍＡ）だけ大きくする。電動弁制御装置７０は、モータードライバ７７にパルスＰを入力してローター４１が第１方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御する。そして、電動弁制御装置７０は、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢに基づいてローター４１が回転したか否かを判定する（Ｓ２１０）。
　なお、電動弁制御装置７０は、ステップＳ１８０およびステップＳ２００において、駆動電流を大きくすることに代えて、ローター４１の回転速度を小さくしてもよい。この場合、電動弁制御装置７０は、回転速度を、直前の回転速度よりも所定の大きさ（例えば、１０ｐｐｓ）だけ小さくする。回転速度が小さくなると、トルクが大きくなる。
　電動弁制御装置７０は、ローター４１が回転していないと判定すると（Ｓ２１０でＮ）、カウンタＣ１を１減少させて（Ｓ２２０）、カウンタＣ１の判定に戻る（Ｓ１５０）。
　電動弁制御装置７０は、ローター４１が回転したと判定すると（Ｓ１７０でＹ、Ｓ１９０でＹ、または、Ｓ２１０でＹ）、ローター４１を基準位置Ｒｘに位置付ける（Ｓ２３０）。具体的には、電動弁制御装置７０は、ステッピングモーター６６に供給する駆動電流の大きさを初期値にする。電動弁制御装置７０は、モータードライバ７７にパルスＰを入力してローター４１が閉弁方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御して、ローター４１を基準位置Ｒｘに位置付ける。例えば、電動弁制御装置７０は、全開位置Ｒｚから基準位置Ｒｘまでローター４１を回転させるために必要な数のパルスＰをモータードライバ７７に入力する。そして、電動弁制御装置７０は、弁開度変更処理を終了する。
　電動弁制御装置７０は、カウンタＣ１が０であると（Ｓ１５０でＹ）、電動弁５をロック状態から通常状態に復帰できないと判定して、故障フラグをセットし、弁開度変更処理を終了する。電動弁制御装置７０は、故障フラグがセットされていると、電動弁５の故障発生時の処理を実行する。なお、故障発生時の処理については、本発明の範囲を超えるため詳細説明を省略する。
　以上説明したように、本実施例に係る電動弁装置１は、電動弁５と、電動弁制御装置７０と、を有する。電動弁５が、弁体３０と、ステッピングモーター６６と、ステッピングモーター６６のローター４１の回転に応じて弁体３０を移動させる駆動機構４０と、を有する。電動弁制御装置７０が、ステッピングモーター６６を制御するコンピュータ８０を有する。コンピュータ８０が、電動弁５の弁開度を変更するためにローター４１が第１方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御しているときにステッピングモーター６６の脱調を検出すると、（Ａ）ローター４１が第１方向と反対の第２方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御する。このようにしたことから、ローター４１の回転方向を反転させることで駆動機構４０の部材の動作方向を反転させて、駆動機構４０から異物を排出させることができる。そのため、電動弁５をロック状態から通常状態に復帰させることができる。
　また、コンピュータ８０が、（Ｂ）ローター４１が第２方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御してもローター４１が第２方向に回転しないとき、ステッピングモーター６６のトルクを大きくしかつローター４１が第２方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御する。このように、コンピュータ８０がトルクを大きくしてローター４１を第２方向に回転させることで、駆動機構４０から異物をより効果的に排出させることができる。
　また、コンピュータ８０が、（Ｃ）ステッピングモーター６６のトルクを大きくしかつローター４１が第２方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御してもローター４１が第２方向に回転しないとき、トルクをさらに大きくしかつローター４１が第１方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御する。このように、コンピュータ８０がトルクをさらに大きくしてローター４１の回転方向を反転させることで、駆動機構４０から異物をより効果的に排出させることができる。
　また、コンピュータ８０が、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）のいずれかの動作においてローター４１が回転すると、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了し、ローター４１を基準位置Ｒｘに位置付けるようにステッピングモーター６６を制御する。このように、コンピュータ８０が、電動弁５がロック状態から通常状態に復帰したあとにローター４１を基準位置Ｒｘに位置付けることで、ステッピングモーター６６の脱調を解消できる。
　また、コンピュータ８０が、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返す。コンピュータ８０が、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を所定の回数繰り返したとき、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了する。このように、コンピュータ８０が（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返すことで、電動弁５が通常状態に復帰する可能性を高めることができる。また、コンピュータ８０が（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を所定の回数繰り返しても電動弁５が通常状態に復帰しないときは、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了するので、電動弁５を通常状態に復帰させる動作が長時間継続することを防ぐことができる。
　上述した実施例において、コンピュータ８０が、ステッピングモーター６６に供給する駆動電流を大きくすることによりトルクを大きくする。そして、コンピュータ８０が、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返し、駆動電流が所定の電流上限判定しきい値（例えば８００ｍＡ）を超えたとき、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了するようにしてもよい。このように、コンピュータ８０が（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返すことで、電動弁５が通常状態に復帰する可能性を高めることができる。また、コンピュータ８０が、ステッピングモーター６６に供給する駆動電流が電流上限判定しきい値を超えたとき、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了するので、電動弁５を通常状態に復帰させる動作が長時間継続することを防ぐことができる。電流上限判定しきい値は、モータードライバ７７がステッピングモーター６６に供給可能な電流の最大値に基づいて設定される。
　上述した実施例において、コンピュータ８０が、ローター４１の回転速度を小さくすることによりトルクを大きくしてもよい。そして、コンピュータ８０が、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返し、回転速度が速度下限判定しきい値（例えば０ｐｐｓ）以下になったとき、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了するようにしてもよい。このように、コンピュータ８０が（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返すことで、電動弁５が通常状態に復帰する可能性を高めることができる。また、コンピュータ８０が、ローター４１の回転速度が速度下限判定しきい値以下になったとき、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了するので、電動弁５を通常状態に復帰させる動作が長時間継続することを防ぐことができる。
　上述した実施例において、コンピュータ８０が、（Ｂ）の動作に代えて、（Ｂ１）ローター４１が第２方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御してもローター４１が第２方向に回転しないとき、ステッピングモーター６６に供給する駆動電流を最大値にしかつローター４１が第２方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御するようにしてもよい。このように、コンピュータ８０がステッピングモーター６６に供給する駆動電流を最大値にしてトルクを大きくし、ローター４１を第２方向に回転させることで、駆動機構４０から異物をより効果的に排出させることができる。
　上述した実施例において、コンピュータ８０が、（Ｃ）の動作に代えて、（Ｃ１）ステッピングモーター６６に供給する駆動電流を最大値にしかつローター４１が第２方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御してもローター４１が第２方向に回転しないとき、駆動電流を最大値にしかつローター４１が第１方向に回転するようにステッピングモーター６６を制御するようにしてもよい。このように、コンピュータ８０が駆動電流を最大値にしてトルクを大きくし、ローター４１の回転方向を反転させることで、駆動機構４０から異物をより効果的に排出させることができる。（Ｂ１）の動作および（Ｃ１）の動作において、最大値は、モータードライバ７７がステッピングモーター６６に供給可能な電流の最大値である。
　本明細書において、「円筒」や「円柱」等の形状を示す各用語は、実質的にその用語の形状を有する部材や部材の部分にも用いられている。例えば「円筒形状の部材」は、円筒形状の部材と実質的に円筒形状の部材とを含む。
　上記に本発明の実施例を説明したが、本発明は実施例に限定されるものではない。前述の実施例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の趣旨に反しない限り、本発明の範囲に含まれる。
　１…電動弁装置、５…電動弁、１０…弁本体、１１…本体部材、１１ａ…嵌合穴、１１ｂ…貫通孔、１１ｄ…平面、１３…接続部材、１４…弁室、１５…第１導管、１６…第２導管、１７…弁口、１８…弁座、２０…キャン、３０…弁体、３１…第１軸部、３２…第２軸部、３３…弁部、３４…段部、４０…駆動機構、４１…ローター、４１ａ…嵌合孔、４２…弁軸ホルダー、４２ａ…上壁部、４２ｂ…軸孔、４２ｃ…雌ねじ、４２ｓ…可動ストッパ、４３…ガイドブッシュ、４３ａ…基部、４３ｂ…支持部、４３ｃ…雄ねじ、４３ｄ…平面、４４…ストッパ部材、４４ａ…ストッパ本体、４４ｃ…雌ねじ、４４ｓ…固定ストッパ、４５…固定具、４５ａ…固定部、４５ｂ…フランジ部、４６…ワッシャー、４７…閉弁ばね、４８…復帰ばね、４９…ストッパ機構、６０…ステーター、６１…Ａ相ステーター、６１ａ…極歯、６１ｂ…極歯、６１ｃ…コイル、６２…Ｂ相ステーター、６２ａ…極歯、６２ｂ…極歯、６２ｃ…コイル、６６…ステッピングモーター、７０…電動弁制御装置、７１…基板、７５…不揮発性メモリ、７６…通信装置、７７…モータードライバ、８０…コンピュータ、１００…エアコンシステム、１０１…圧縮機、１０２…凝縮器、１０３…蒸発器、１０５…配管、１１０…エアコン制御装置、１２０…有線通信バス、Ａ１…端子、Ａ２…端子、Ｂ１…端子、Ｂ２…端子、Ｃ１…カウンタ、Ｌ…軸線

 

Claims (10)

  1. 　電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
    　前記電動弁が、弁体と、ステッピングモーターと、前記ステッピングモーターのローターの回転に応じて前記弁体を移動させる駆動機構と、を有し、
    　前記電動弁制御装置が、前記ステッピングモーターを制御する制御部を有し、
    　前記制御部が、前記電動弁の弁開度を変更するために前記ローターが第１方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御しているときに前記ステッピングモーターの脱調を検出すると、（Ａ）前記ローターが前記第１方向と反対の第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御することを特徴とする電動弁制御装置。
  2. 　前記制御部が、（Ｂ）前記ローターが前記第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御しても前記ローターが前記第２方向に回転しないとき、前記ステッピングモーターのトルクを大きくしかつ前記ローターが前記第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御する、請求項１に記載の電動弁制御装置。
  3. 　前記制御部が、（Ｃ）前記トルクを大きくしかつ前記ローターが前記第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御しても前記ローターが前記第２方向に回転しないとき、前記トルクをさらに大きくしかつ前記ローターが前記第１方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御する、請求項２に記載の電動弁制御装置。
  4. 　前記制御部が、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）のいずれかの動作において前記ローターが回転すると、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了し、前記ローターを基準位置に位置付けるように前記ステッピングモーターを制御する、請求項３に記載の電動弁制御装置。
  5. 　前記制御部が、
    　前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返し、
    　前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を所定の回数繰り返したとき、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了する、請求項４に記載の電動弁制御装置。
  6. 　前記制御部が、
    　前記ステッピングモーターに供給する駆動電流を大きくすることにより前記トルクを大きくし、
    　前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返し、
    　前記駆動電流が電流上限判定しきい値を超えたとき、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了する、請求項４または請求項５に記載の電動弁制御装置。
  7. 　前記制御部が、
    　前記ローターの回転速度を小さくすることにより前記トルクを大きくし、
    　前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を繰り返し、
    　前記回転速度が速度下限判定しきい値以下になったとき、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の動作を終了する、請求項４または請求項５に記載の電動弁制御装置。
  8. 　前記制御部が、（Ｂ１）前記ローターが前記第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御しても前記ローターが前記第２方向に回転しないとき、前記ステッピングモーターに供給する駆動電流を最大値にしかつ前記ローターが前記第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御する、請求項１に記載の電動弁制御装置。
  9. 　前記制御部が、（Ｃ１）前記駆動電流を最大値にしかつ前記ローターが前記第２方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御しても前記ローターが前記第２方向に回転しないとき、前記駆動電流を最大値にしかつ前記ローターが前記第１方向に回転するように前記ステッピングモーターを制御する、請求項８に記載の電動弁制御装置。
  10. 　弁体と、ステッピングモーターと、前記ステッピングモーターのローターの回転に応じて前記弁体を移動させる駆動機構と、を有する電動弁と、
    　請求項１に記載の電動弁制御装置と、を有する電動弁装置。

     
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