WO2023153251A1 - 電動弁制御装置および電動弁装置、ならびに、電動弁の制御方法 - Google Patents

電動弁制御装置および電動弁装置、ならびに、電動弁の制御方法 Download PDF

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WO2023153251A1
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rotor
motor
rotation
valve
input
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PCT/JP2023/002780
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English (en)
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大志 萩元
勇介 石塚
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
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • 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
    • 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, a motor-operated valve device having the motor-operated valve control device, and a method for controlling the motor-operated valve.
  • Patent Document 1 discloses an example of a conventional electric valve. Such an electrically operated valve is incorporated into the refrigeration cycle of an 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. When a pulse is input to the stepping motor, the rotor rotates.
  • the electric valve has a moving mechanism that moves the valve body according to the rotation of the rotor.
  • the rotor is rotated between the reference position and the fully open position.
  • the movable stopper attached to the rotor comes into contact with the fixed stopper attached to the valve body, restricting the rotation of the rotor in the valve closing direction.
  • the disc is the farthest away from the valve port of the valve body.
  • the motor-operated valve is controlled by the motor-operated valve controller.
  • the motor-operated valve control device inputs a pulse to the stepping motor to rotate the rotor in the valve closing direction and positions the rotor at the reference position.
  • the number of pulses input to the stepping motor is a number sufficient for the movable stopper to come into contact with the fixed stopper (hereinafter referred to as "initialization number").
  • the initialization number is set to a number greater than the designed number of pulses input to the stepping motor when rotating the rotor from the fully open position to the reference position.
  • the motor-operated valve control device inputs pulses to the stepping motor until the number of pulses input to the stepping motor reaches the initialization number.
  • the rotor may stop at a position between the reference position and the fully open position.
  • the movable stopper and the fixed stopper wear out due to repeated contact.
  • the motor-operated valve control device may start controlling the motor-operated valve after the initialization operation even though the motor-operated valve does not operate normally.
  • the present invention provides a motor-operated valve controller that can determine whether or not a rotor can normally rotate within an appropriate rotation range, a motor-operated valve device having the motor-operated valve controller, and a method of controlling the motor-operated valve. intended to
  • an electric valve control device includes: a valve body having a valve port; a stepping motor having a rotor; and a valve body that approaches the valve port when the rotor is rotated in a first direction and moves away from the valve port when the rotor is rotated in a second direction.
  • a first stopper mechanism that restricts rotation of the rotor in the first direction when the rotor is at the reference position; and rotation of the rotor in the second direction when the rotor is at the fully open position.
  • a motor-operated valve control device for controlling a motor-operated valve having a second stopper mechanism for regulating,
  • the electric valve control device is (1) inputting a pulse to the stepping motor to rotate the rotor in the second direction; (2) A state in which the motor-operated valve restricts rotation of the rotor in the second direction while the rotor is rotating in the second direction (hereinafter referred to as a "second direction rotation restriction state"). Then, a pulse is input to the stepping motor to rotate the rotor in the first direction, (3) A state in which the motor-operated valve restricts rotation of the rotor in the first direction while the rotor is rotating in the first direction (hereinafter referred to as a "first direction rotation restricted state").
  • the input number is equal to or greater than the design number of pulses input to the stepping motor when rotating the rotor from the fully open position to the reference position (hereinafter referred to as the "design number"), and the design number;
  • the design number When it is equal to or less than the larger upper limit number, it is determined that the rotor can rotate normally, (5) It is determined that the rotor cannot rotate normally when the input number is smaller than the design number or when the input number is larger than the upper limit number.
  • an electric valve control device includes: a valve body having a valve port; a stepping motor having a rotor; and a valve body that approaches the valve port when the rotor is rotated in a first direction and moves away from the valve port when the rotor is rotated in a second direction.
  • a first stopper mechanism that restricts rotation of the rotor in the first direction when the rotor is at the reference position; and rotation of the rotor in the second direction when the rotor is at the fully open position.
  • a motor-operated valve control device for controlling a motor-operated valve having a second stopper mechanism for regulating,
  • the electric valve control device is (1) inputting a pulse to the stepping motor to rotate the rotor in the first direction; (2) A state in which the motor-operated valve restricts rotation of the rotor in the first direction while the rotor is rotating in the first direction (hereinafter referred to as a "first direction rotation restriction state"). Then, a pulse is input to the stepping motor to rotate the rotor in the second direction, (3) A state in which the motor-operated valve restricts rotation of the rotor in the second direction while the rotor is rotating in the second direction (hereinafter referred to as a "second direction rotation restricted state").
  • the input number is equal to or greater than the design number of pulses input to the stepping motor when rotating the rotor from the reference position to the fully open position (hereinafter referred to as the "design number") and the design number.
  • the design number When it is equal to or less than the larger upper limit number, it is determined that the rotor can rotate normally, (5) It is determined that the rotor cannot rotate normally when the input number is smaller than the design number or when the input number is larger than the upper limit number.
  • the electric valve control device is Acquiring the voltage generated in the stator of the stepping motor due to the rotation of the rotor; (i) the area of the voltage waveform, (ii) the amplitude of a periodically observed wave in the voltage waveform, and (iii) a new wave different from the periodically observed wave in the voltage waveform. and determining whether the motor operated valve is in the first direction rotation restricted state and in the second direction rotation restricted state based on at least one of the periodic appearance of is preferred.
  • the stator has an A-phase stator and a B-phase stator,
  • the A-phase stator and the B-phase stator are supplied with a drive current corresponding to the pulse input to the stepping motor, It is preferable that the motor-operated valve control device acquires the voltage generated in one of the A-phase stator and the B-phase stator when the drive current is supplied to the other.
  • a motor operated valve device includes: The motor-operated valve and the motor-operated valve control device are provided.
  • a method for controlling an electrically operated valve includes: a valve body having a valve port; a stepping motor having a rotor; and a valve body that approaches the valve port when the rotor is rotated in a first direction and moves away from the valve port when the rotor is rotated in a second direction.
  • a first stopper mechanism that restricts rotation of the rotor in the first direction when the rotor is at the reference position; and rotation of the rotor in the second direction when the rotor is at the fully open position.
  • a control method for a motor-operated valve having a second stopper mechanism for regulating (1) inputting a pulse to the stepping motor to rotate the rotor in the second direction; (2) A state in which the motor-operated valve restricts rotation of the rotor in the second direction while the rotor is rotating in the second direction (hereinafter referred to as a "second direction rotation restriction state"). Then, a pulse is input to the stepping motor to rotate the rotor in the first direction, (3) A state in which the motor-operated valve restricts rotation of the rotor in the first direction while the rotor is rotating in the first direction (hereinafter referred to as a "first direction rotation restriction state").
  • the input number is equal to or greater than the design number of pulses input to the stepping motor when rotating the rotor from the fully open position to the reference position (hereinafter referred to as the "design number"), and the design number;
  • the design number When it is equal to or less than the larger upper limit number, it is determined that the rotor can rotate normally, (5) It is determined that the rotor cannot rotate normally when the input number is smaller than the design number or when the input number is larger than the upper limit number.
  • a method for controlling an electrically operated valve includes: a valve body having a valve port; a stepping motor having a rotor; and a valve body that approaches the valve port when the rotor is rotated in a first direction and moves away from the valve port when the rotor is rotated in a second direction.
  • a first stopper mechanism that restricts rotation of the rotor in the first direction when the rotor is at the reference position; and rotation of the rotor in the second direction when the rotor is at the fully open position.
  • a control method for a motor-operated valve having a second stopper mechanism for regulating (1) inputting a pulse to the stepping motor to rotate the rotor in the first direction; (2) A state in which the motor-operated valve restricts rotation of the rotor in the first direction while the rotor is rotating in the first direction (hereinafter referred to as a "first direction rotation restriction state"). Then, a pulse is input to the stepping motor to rotate the rotor in the second direction, (3) A state in which the motor-operated valve restricts rotation of the rotor in the second direction while the rotor is rotating in the second direction (hereinafter referred to as a "second direction rotation restricted state").
  • the input number is equal to or greater than the design number of pulses input to the stepping motor when rotating the rotor from the reference position to the fully open position (hereinafter referred to as the "design number") and the design number.
  • the design number When it is equal to or less than the larger upper limit number, it is determined that the rotor can rotate normally, (5) It is determined that the rotor cannot rotate normally when the input number is smaller than the design number or when the input number is larger than the upper limit number.
  • the first stopper mechanism first direction rotation restricted state
  • the second stopper mechanism second direction rotation restriction state
  • the first stopper mechanism and the second stopper mechanism wear out by restricting the rotation of the rotor.
  • the rotor can rotate to a position past the reference position in the first direction.
  • the wear of the second stopper mechanism progresses, the rotor can rotate to a position beyond the fully open position in the second direction.
  • the number of inputs is equal to or greater than the design number and equal to or less than the upper limit number larger than the design number.
  • the upper limit number is set based on the design number in consideration of wear. Therefore, by comparing the input number with the design number and the upper limit number, it can be determined whether or not the rotor can normally rotate within an appropriate rotation range.
  • 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. 3 is a diagram showing a rotor and a stator that the motor-operated valve device of FIG. 2 has
  • 3 is a diagram for explaining a computer, a motor driver, and a stepping motor included in the motor-operated valve device of FIG. 2
  • FIG. FIG. 4 is a diagram schematically showing the positional relationship between the magnetic poles of the rotor and the pole teeth of the stator (when pulse P[1] is input);
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the positional relationship between the magnetic poles of the rotor and the pole teeth of the stator (when pulse P[2] is input);
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the positional relationship between the magnetic poles of the rotor and the pole teeth of the stator (when pulse P[3] is input);
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the positional relationship between the magnetic poles of the rotor and the pole teeth of the stator (when pulse P[4] is input);
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the positional relationship between the magnetic poles of the rotor and the pole teeth of the stator (when pulse P[5] is input);
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the positional relationship between the magnetic poles of the rotor and the pole teeth of the stator (when pulse P[6] is input);
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the positional relationship between the magnetic poles of the rotor and the pole teeth of the stator (when pulse P[7] is input);
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the positional relationship between the magnetic poles of the rotor and the pole teeth of the stator (when pulse P[8] is input);
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of voltage waveforms generated in the stator due to the rotation of the rotor in the initialization operation of the motor-operated valve device;
  • FIG. 14 is an enlarged view of a part of the voltage waveform of FIG.
  • FIG. 3 is a flow chart showing an example of an initialization operation executed by a computer included in the motor-operated valve device of FIG. 2
  • FIG. 17 is a flow chart showing an example of an initialization operation executed by a computer included in the motor-operated valve device of FIG. 2 (continuation of FIG. 16);
  • FIG. 1 A motor-operated valve device according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 17.
  • FIG. The motor-operated valve device 1 according to this embodiment 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. 3 is a diagram showing a rotor and a stator that the motor-operated valve device of FIG. 2 has. In FIG. 3, the rotor and stator are shown schematically.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the computer, motor driver, and stepping motor (rotor, stator) that the motor-operated valve device of FIG. 2 has.
  • FIG. 4A schematically shows connections between a computer, a motor driver, and a stepping motor that the electric valve control device has.
  • FIG. 4B shows an example of the correspondence between the pulses and the drive current supplied to the stator by the motor driver.
  • 5 to 12 are diagrams schematically showing the positional relationship between the magnetic poles of the rotor and the pole teeth of the stator. 5 to 12 correspond to the input of pulses P[1] to P[8]. 5 to 12 schematically show rotors and stators.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of voltage waveforms generated in the stator due to the rotation of the rotor in the initialization operation of the motor-operated valve device.
  • FIG. 14 is an enlarged view of a part (period T1) of the voltage waveform in FIG.
  • FIG. 15 is an enlarged view of another portion (period T7) of the voltage waveform in FIG. 16 and 17 are flowcharts showing an example of the initialization operation executed by the computer of the motor-operated valve device of FIG. 2.
  • FIG. T1 part of the voltage waveform in FIG.
  • FIG. 15 is an enlarged view of another
  • 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 90 .
  • the motor operated valve 5 has a valve body 10, a can 30, a valve body 40, a valve shaft 50, a connecting mechanism 60, a guide stem 70, and a stepping motor 80.
  • the valve body 10 has a body member 11 and a valve seat member 21 .
  • the body member 11 has a cylindrical shape.
  • the valve seat member 21 has a disk shape.
  • the valve seat member 21 is joined to the lower end of the body member 11 .
  • the valve seat member 21 has a valve opening 22 and a valve seat 23 .
  • the valve port 22 is a circular hole penetrating through the center of the valve seat member 21 in the vertical direction (axis L direction).
  • the valve seat 23 is an annular tapered surface formed on the upper surface of the valve seat member 21 .
  • a valve seat 23 surrounds the valve opening 22 .
  • the valve body 10 has a valve chamber 14 .
  • a first conduit 18 is brazed to the body member 11 .
  • the first conduit 18 penetrates the main body member 11 in the lateral direction (horizontal direction in FIG. 2).
  • a first conduit 18 is connected to the valve chamber 14 .
  • a second conduit 28 is brazed to the valve seat member 21 .
  • the second conduit 28 is arranged along the vertical direction.
  • a second conduit 28 is connected to the valve port 22 .
  • the can 30 has a cylindrical shape.
  • the can 30 is open at its lower end and closed at its upper end.
  • the outer diameter of the can 30 is equal to the outer diameter of the body member 11 .
  • the inner diameter of the can 30 is larger than the inner diameter of the body member 11 .
  • the can 30 is attached to the upper end surface of the main body member 11 . Specifically, the lower end of the can 30 is welded to the outer peripheral edge of the upper end surface of the main body member 11 .
  • the valve body 40 has a shaft portion 41 , a valve portion 42 and a sleeve 43 .
  • the shaft portion 41 has a cylindrical shape.
  • the valve portion 42 has a conical shape with a tip facing downward.
  • the valve portion 42 is coaxially connected to the lower end of the shaft portion 41 .
  • the sleeve 43 has a cylindrical shape.
  • the shaft portion 41 is inserted inside the sleeve 43 .
  • the sleeve 43 is fixed to the shaft portion 41 .
  • the valve body 40 is arranged in the valve chamber 14 .
  • the valve body 40 vertically faces the valve port 22 .
  • the valve portion 42 is brought into contact with and separated from the valve seat 23 .
  • the valve port 22 is opened and the electric valve 5 is opened.
  • the first conduit 18 and the second conduit 28 are connected via the valve chamber 14 .
  • the valve port 22 closes and the electric valve 5 is closed.
  • the connection between the first conduit 18 and the second conduit 28 is cut off.
  • the valve stem 50 has a first portion 51 , a second portion 52 and a third portion 53 .
  • the first portion 51 has a cylindrical shape.
  • a male thread 51 c is formed on the outer peripheral surface of the first portion 51 .
  • the second portion 52 has a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the second portion 52 is smaller than the outer diameter of the first portion 51 .
  • the second portion 52 is coaxially connected to the upper end of the first portion 51 .
  • the third portion 53 has a disk shape.
  • the outer diameter of the third portion 53 is larger than the outer diameter of the first portion 51 .
  • the third portion 53 is coaxially connected to the lower end of the first portion 51 .
  • An upper stopper body 55 is attached to the upper end of the first portion 51 .
  • a lower stopper body 56 is attached to the lower end of the first portion 51 .
  • the connecting mechanism 60 connects the valve body 40 to the valve shaft 50 .
  • the connecting mechanism 60 has a holder 61 , a valve support member 62 , a spacer 63 , a spring bearing member 65 and a valve closing spring 66 .
  • the holder 61 has a cylindrical shape.
  • the holder 61 has an open bottom end and a closed top end.
  • the holder 61 is fixed to the third portion 53 of the valve stem 50 .
  • the valve shaft 50 has a cylindrical fixing portion 54 extending downward from the lower surface of the third portion 53 , and the fixing portion 54 is inserted into a through hole formed in the upper wall portion 61 a of the holder 61 . It is expanded after being made. Thereby, the upper wall portion 61 a is held by the third portion 53 and the fixing portion 54 .
  • the inner space of the holder 61 is connected to the valve chamber 14 through the pressure equalizing hole 61b.
  • the valve body support member 62 has an annular plate shape.
  • the outer peripheral edge of the valve support member 62 is crimped to the lower end of the holder 61 .
  • the spacer 63 has an annular disk shape.
  • the spacer 63 is arranged on the upper surface of the valve support member 62 .
  • the shaft portion 41 of the valve body 40 is inserted through the inner side of the valve body supporting member 62 and the inner side of the spacer 63 .
  • the sleeve 43 of the valve body 40 prevents the shaft portion 41 from falling off from the valve body support member 62 .
  • the valve body support member 62 supports the valve body 40 so as to be vertically movable.
  • the spring bearing member 65 has a cylindrical shape.
  • a flange 65a that protrudes radially outward is formed at the lower end of the spring receiving member 65 .
  • the spring receiving member 65 is arranged inside the holder 61 so as to be vertically movable. The lower surface of the spring receiving member 65 is in contact with the upper end of the shaft portion 41 of the valve body 40 .
  • the valve closing spring 66 is a compression coil spring.
  • the valve closing spring 66 is arranged between the upper wall portion 61 a of the holder 61 and the flange 65 a of the spring bearing member 65 .
  • the spring bearing member 65 is pressed against the shaft portion 41 of the valve body 40 by the valve closing spring 66 .
  • the valve closing spring 66 pushes the valve element 40 downward via the spring receiving member 65 .
  • valve body 40 and the valve shaft 50 may be directly connected without the connecting mechanism 60 intervening.
  • the guide stem 70 has a cylindrical portion 71 , a cylindrical portion 72 , a holding portion 73 and a disk 74 .
  • An upper stopper portion 75 is formed at the upper end of the cylindrical portion 71 .
  • a lower stopper portion 76 is formed at the lower end of the cylindrical portion 71 .
  • a female screw 71c is provided in the center of the cylindrical portion 71 so as to penetrate vertically. The female thread 71 c is screwed with the male thread 51 c of the valve shaft 50 .
  • the cylindrical portion 72 is connected to the lower end of the cylindrical portion 71 .
  • the third portion 53 of the valve shaft 50 , the lower stopper body 56 and the connecting mechanism 60 are arranged inside the cylindrical portion 72 .
  • the inner diameter of the cylindrical portion 72 is equal to the outer diameter of the holder 61 .
  • the cylindrical portion 72 supports the holder 61 so as to be vertically movable.
  • the holding part 73 is an annular protrusion.
  • the holding portion 73 protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 72 .
  • the disc 74 is formed in an annular shape.
  • the inner peripheral edge of the disc 74 is embedded in the holding portion 73 .
  • the outer peripheral edge of the disk 74 is welded to the inner peripheral edge of the upper end surface of the body member 11 .
  • the guide stem 70 is fixed to the valve body 10 .
  • the stepping motor 80 has a rotor 81 and a stator 82.
  • the rotor 81 has a cylindrical shape.
  • the rotor 81 is open at its lower end and closed at its upper end.
  • the rotor 81 has multiple north poles and multiple south poles.
  • a plurality of N poles and a plurality of S poles are arranged on the outer peripheral surface of the rotor 81 .
  • the plurality of N poles and the plurality of S poles extend vertically. As shown in FIG. 3, the plurality of N poles and the plurality of S poles are alternately arranged at equal angular intervals in the circumferential direction.
  • the rotor 81 has, for example, 12 N poles and 12 S poles.
  • the angle between adjacent north and south poles is 15 degrees.
  • the rotor 81 is rotatably arranged inside the can 30 .
  • the upper wall portion 81 a of the rotor 81 is connected to the second portion 52 of the valve shaft 50 via a connecting body 83 .
  • the valve stem 50 rotates together with the rotor 81 .
  • the valve shaft 50 rotates, the screw feeding action of the male thread 51c of the valve shaft 50 and the female thread 71c of the guide stem 70 causes the valve shaft 50, the coupling mechanism 60 and the valve body 40 to move vertically.
  • the valve shaft 50 and the guide stem 70 are moving mechanisms that move the valve body 40 according to the rotation of the rotor 81 .
  • the stator 82 has a cylindrical shape.
  • the stator 82 is arranged outside the can 30 .
  • the stator 82 has an A-phase stator 85 and a B-phase stator 86 .
  • the A-phase stator 85 has a plurality of claw pole-shaped pole teeth 85a and 85b on its inner periphery.
  • the radially outer side of the A-phase stator 85 corresponds to the upper side, and the radially inner side corresponds to the lower side.
  • the tip of the pole tooth 85a faces downward and the tip of the pole tooth 85b faces upward.
  • the pole teeth 85a and the pole teeth 85b are alternately arranged at equal angular intervals in the circumferential direction.
  • the A-phase stator 85 has, for example, 12 pole teeth 85a and 12 pole teeth 85b.
  • the angle between the adjacent pole teeth 85a and 85b is 15 degrees.
  • the B-phase stator 86 has a plurality of claw pole-shaped pole teeth 86a and 86b on its inner periphery.
  • the radially outer side of the B-phase stator 86 corresponds to the upper side
  • the radially inner side corresponds to the lower side.
  • the tip of the pole tooth 86a faces downward and the tip of the pole tooth 86b faces upward.
  • the pole teeth 86a and the pole teeth 86b are alternately arranged at equal angular intervals in the circumferential direction.
  • the B-phase stator 86 has, for example, 12 pole teeth 86a and 12 pole teeth 86b.
  • the angle between the adjacent pole teeth 86a and 86b is 15 degrees.
  • the A-phase stator 85 is arranged coaxially with the B-phase stator 86 .
  • the A-phase stator 85 is in contact with the B-phase stator 86 .
  • the angle between the pole teeth 85a of the A-phase stator 85 and the pole teeth 86a of the B-phase stator 86 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 86 is at a position rotated about the axis L by 7.5 degrees with respect to the A-phase stator 85 from the position where the pole teeth 85a and the pole teeth 86a are aligned in the axis L direction.
  • terminals A1 and A2 of the coil 85c of the A-phase stator 85 and terminals B1 and B2 of the coil 86c of the B-phase stator 86 are connected to a motor driver 94 of the electric valve control device 90. As shown in FIG.
  • the rotor 81 is rotated by inputting pulses P (P[1] to P[8]) to the stepping motor 80 . Specifically, the rotor 81 rotates when a drive current corresponding to the pulse P is supplied to the stator 82 of the stepping motor 80 .
  • the pulse P is input to the stepping motor 80 is synonymous with "the drive current corresponding to the pulse P is supplied to the stator 82 of the stepping motor 80".
  • Pulses P[1] to P[8] shown in FIG. 4B are sequentially input to the stepping motor 80 .
  • 5 to 12 show examples of the positional relationship between the rotor 81 and the stator 82 when the pulses P[1] to P[8] are input.
  • 5 to 12 in order to make it easier to grasp the positional relationship between the rotor 81 and the stator 82 (the A-phase stator 85 and the B-phase stator 86), reference pole teeth 85a and magnetic poles (S poles) are marked with black circles.
  • pulses P are cyclically input to the stepping motor 80 in ascending order (in the order of pulses P[1] to P[8]).
  • the valve shaft 50 rotates in the first direction together with the rotor 81 .
  • the screw feeding action of the male thread 51c of the valve stem 50 and the female thread 71c of the guide stem 70 causes the valve stem 50 to move downward.
  • the coupling mechanism 60 and the valve body 40 move downward together with the valve shaft 50 .
  • the valve body 40 contacts the valve seat 23 and the valve opening 22 is closed (valve closed state).
  • the position of the rotor 81 at this time is the valve closing position Rc.
  • the valve closing spring 66 is compressed, and the coupling mechanism 60 (the holder 61 and the valve body support member 62) moves further downward together with the valve shaft 50.
  • the valve body 40 does not move downward.
  • the upper stopper body 55 comes into contact with the upper stopper portion 75 of the guide stem 70, rotation of the rotor 81 in the first direction is restricted.
  • the position of the rotor 81 at this time is the reference position Rx.
  • the upper stopper body 55 and the upper stopper portion 75 constitute a first stopper mechanism S1 that restricts rotation of the rotor 81 in the first direction.
  • the pulse P is cyclically input to the stepping motor 80 in descending order (in the order of pulses P[8] to P[1]).
  • the valve shaft 50 rotates in the second direction together with the rotor 81 .
  • the screw feeding action of the male thread 51c of the valve stem 50 and the female thread 71c of the guide stem 70 causes the valve stem 50 to move upward.
  • the coupling mechanism 60 (the holder 61 and the valve body support member 62) moves upward together with the valve shaft 50.
  • the valve body 40 is moved upward together with the valve body support member 62, the valve body 40 is separated from the valve seat 23, and the valve opening 22 is opened (valve open state).
  • Rotor 81 is further rotated in the second direction.
  • the position of the rotor 81 at this time is the fully open position Rz.
  • the valve body 40 is the farthest from the valve port 22 when the rotor 81 is at the fully open position Rz.
  • the lower stopper body 56 and the lower stopper portion 76 constitute a second stopper mechanism S2 that restricts rotation of the rotor 81 in the second direction.
  • valve main body 10 main body member 11, valve seat member 21, valve port 22, valve seat 23
  • valve body 40 valve shaft 50
  • connecting mechanism 60 holder 61, spring bearing member 65
  • guide stem 70 cylindrical portion 71, cylindrical portion 72, disc 74
  • stepping motor 80 rotor 81, stator 82
  • the main body member 11, the valve seat member 21, the can 30, the valve body 40 and the valve shaft 50 are made of metal such as stainless steel.
  • the guide stem 70 is made of synthetic resin.
  • the electric valve control device 90 has a substrate 91 on which a plurality of electronic components (not shown) are mounted.
  • the electric valve control device 90 has a nonvolatile memory 92, a communication device 93, a motor driver 94, and a computer 95, as shown in FIG.
  • the motor-operated valve control device 90 controls the motor-operated valve 5 based on commands from the air conditioner control device 110 .
  • the non-volatile memory 92 stores data that must be retained even when the power is turned off.
  • Non-volatile memory 92 is, for example, EEPROM or flash memory.
  • the nonvolatile memory 92 stores the design number Xd and the upper limit number Xu.
  • the design number Xd is the designed number of pulses input to the stepping motor 80 when the rotor 81 is rotated from the fully open position Rz to the reference position Rx (or when the rotor 81 is rotated from the reference position Rx to the fully open position Rz). is.
  • the first stopper mechanism S ⁇ b>1 and the second stopper mechanism S ⁇ b>2 are worn by restricting the rotation of the rotor 81 .
  • the rotor 81 becomes rotatable to a position beyond the reference position Rx in the first direction.
  • the wear of the second stopper mechanism S2 progresses, the rotor 81 becomes rotatable to a position beyond the fully open position Rz in the second direction.
  • the rotatable range of the rotor 81 is expanded. Therefore, the upper limit number Xu is set to a number larger than the design number Xd in consideration of the expansion of the rotatable range due to wear. Specifically, the upper limit number Xu is set to a number obtained by increasing the design number Xd according to the amount of wear permitted in the first stopper mechanism S1 and the second stopper mechanism S2. For example, the upper limit number Xu is set to 105 to 120% of the design number Xd.
  • the rotation range of the rotor 81 when the upper limit number Xu of pulses P is input to the stepping motor 80 is the maximum rotatable range W including the range from the fully open position Rz to the reference position Rx.
  • the rotor 81 When the rotor 81 is rotatable at least within the range from the fully open position Rz to the reference position Rx and is rotatable within the maximum rotatable range W, the rotor 81 is rotatable within an appropriate rotational range.
  • the communication device 93 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 93 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 94 supplies drive current to the stepping motor 80 based on the pulse P input from the computer 95 .
  • FIG. 4B shows an example of the correspondence between the pulse P and the drive current supplied by the motor driver 94. As shown in FIG. In FIG. 4B, (+) 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 94 supplies the drive current from the terminal A1 to the terminal A2 to the coil 85c (+) and does not supply the drive current to the coil 86c (0).
  • the motor driver 94 supplies (+) the driving current from the terminal A1 to the terminal A2 to the coil 85c, and supplies the driving current from the terminal B1 to the terminal B2 to the coil 86c. (+).
  • the motor driver 94 When the pulse P[3] is input from the computer 95, the motor driver 94 does not supply the drive current to the coil 85c (0) and supplies the drive current from the terminal B1 to the terminal B2 to the coil 86c (+). .
  • the motor driver 94 supplies the coil 85c with the driving current from the terminal A2 to the terminal A1 (-), and supplies the coil 86c with the driving current from the terminal B1 to the terminal B2. (+).
  • the motor driver 94 supplies the drive current from the terminal A2 to the terminal A1 to the coil 85c (-) and does not supply the drive current to the coil 86c (0).
  • the motor driver 94 supplies the coil 85c with the driving current from the terminal A2 to the terminal A1 (-), and supplies the coil 86c with the driving current from the terminal B2 to the terminal B1. (-).
  • the motor driver 94 When the pulse P[7] is input from the computer 95, the motor driver 94 does not supply the drive current to the coil 85c (0) and supplies the drive current from the terminal B2 to the terminal B1 to the coil 86c (-). .
  • the motor driver 94 supplies (+) the driving current from the terminal A1 to the terminal A2 to the coil 85c, and the driving current from the terminal B2 to the terminal B1 to the coil 86c. (-).
  • the computer 95 is a microcomputer for embedded equipment in which a CPU, ROM, RAM, input/output interface, A/D converter, etc. are incorporated in one package.
  • Computer 95 may include non-volatile memory 92 , communication device 93 and motor driver 94 .
  • the computer 95 functions as a rotation control section 96, a voltage acquisition section 97, and a state determination section 98 by the CPU executing programs stored in the ROM.
  • the rotation control unit 96 inputs a pulse P to the stepping motor 80 to rotate the rotor 81 in the first direction or the second direction. Specifically, rotation control unit 96 inputs pulses P[ 1 ] to P[ 8 ] to motor driver 94 based on the command received from air conditioner control device 110 .
  • the motor driver 94 supplies drive currents to the coil 85c of the A-phase stator 85 and the coil 86c of the B-phase stator 86 according to the input pulses P[1] to P[8].
  • the voltage acquisition unit 97 acquires the voltage generated in the stator 82 by the rotation of the rotor 81 (the voltage electromagnetically induced in the stator 82). Specifically, when the rotation control unit 96 supplies the driving current only to the coil 85c of the A-phase stator 85 in response to the pulses P[1] and P[5], the voltage acquisition unit 97 causes the B-phase stator 86 A voltage VB generated between terminals B1 and B2 of the coil 86c of is obtained in time series. When the rotation control unit 96 supplies the drive current only to the coil 86c of the B-phase stator 86 in response to the pulses P[3] and P[7], the voltage acquisition unit 97 detects the terminal voltage of the coil 85c of the A-phase stator 85.
  • a voltage VA generated between A1 and A2 is acquired in time series.
  • Voltage acquisition unit 97 obtains voltage VA and Do not get the voltage VB.
  • the voltage acquisition unit 97 obtains the voltage VA and the voltage VB in time series when the rotation control unit 96 supplies the drive current to the coils 85c and 86c in accordance with the pulses P[1] to P[8]. may be obtained.
  • the voltage acquisition unit 97 separates the voltage component related to electromagnetic induction from the voltage generated between the terminals A1 and A2, and sets the voltage component as the voltage VA.
  • the voltage acquisition unit 97 separates the voltage component related to electromagnetic induction from the voltage generated between the terminals B1 and B2, and sets the voltage component as the voltage VB.
  • the voltage VA acquired in time series is the waveform of the voltage VA.
  • the voltage VB obtained in time series is the waveform of the voltage VB.
  • the state determination unit 98 determines whether the rotor 81 is positioned at the reference position Rx based on the waveform of the voltage VA and the waveform of the voltage VB acquired by the voltage acquisition unit 97 in the operation (hereinafter referred to as “initialization operation”).
  • the state of valve 5 is determined.
  • the motor-operated valve 5 has a rotation permitting state Sp, a first direction rotation restriction state Sr1, and a second direction rotation restriction state Sr2.
  • the rotation permissible state Sp is a state in which rotation of the rotor 81 in the first direction and the second direction is permitted.
  • the first direction rotation restricted state Sr1 is a state in which rotation of the rotor 81 in the first direction is restricted.
  • the second direction rotation restricted state Sr2 is a state in which rotation of the rotor 81 in the second direction is restricted.
  • a “waveform” is a temporal change in physical quantity (voltage) at one fixed point.
  • the "waveform” also includes invisible data such as a data table in which physical quantity data and time data are associated and stored in the RAM of the computer 95 or the non-volatile memory 92 .
  • the "area of the waveform” is the area of the region surrounded by the waveform and the horizontal axis when the waveform is expressed on a coordinate plane where the vertical axis is the physical quantity and the horizontal axis is time corresponding to the physical quantity 0. is.
  • 13 to 15 show examples of waveforms of voltage VA and voltage VB measured in the initialization operation. Pulses P[1] to P[8] are input to stepping motor 80 in ascending order during periods T1 to T9, respectively. Although not shown in FIG. 13, the waveform of voltage VA and the waveform of voltage VB before period T1 are the same (including substantially the same) as the waveform of voltage VA and the waveform of voltage VB in period T1. .
  • the pulse P has a period of 8 ms and one period T is 64 ms. In period T, pulses P[1] to P[8] are input.
  • the valve body 40 contacts the valve seat 23 and the rotor 81 is positioned at the valve closing position Rc.
  • upper stopper body 55 contacts upper stopper portion 75, and rotor 81 is positioned at reference position Rx. Rotation of the rotor 81 in the first direction is permitted before time tx and restricted after time tx.
  • the waveforms of voltage VA are A wave (a1 to a9), B wave (b1 to b9), C wave (c1 to c9), D wave (d1 to d9), and E wave (e7 to e9). ,including.
  • the A and B waves are negative voltage (-V) waves observed periodically over all periods T.
  • the C and D waves are positive voltage (+V) waves observed periodically over all periods T.
  • the E wave is a positive voltage (+V) wave periodically observed after time tx. Each wave has an amplitude equal to or greater than a predetermined magnitude.
  • SA1 to SA9 be the areas of the waveform (waveform including C wave and D wave) in the section corresponding to pulse P[7] in periods T1 to T9, and areas SA6 to SA9 in periods T6 to T9 after time tx are It is smaller than the areas SA1-SA5 in the period T1-T5 before the time tx.
  • the D wave is a positive voltage wave with relatively large amplitude before time tx (d1 to d5), and becomes a positive voltage wave with relatively small amplitude after time tx (d6 to d9).
  • the E wave is not observed before time tx, but is periodically observed after time tx (e7 to e9). That is, the E wave is a new wave that is different from the waves that are periodically observed over the entire period T, and periodically appears after time tx.
  • the waveform of the voltage VB is F wave (f1 to f9), G wave (g1 to g9), H wave (h1 to h9), J wave (j1 to j9), and K wave (k1 to k9).
  • M-waves (m7-m9).
  • the F and G waves are positive voltage (+V) waves observed periodically over all periods T.
  • the H-, J- and K-waves are negative voltage (-V) waves observed periodically over all periods T.
  • the M-wave is a positive voltage (+V) wave periodically observed after time tx. Each wave has an amplitude equal to or greater than a predetermined magnitude.
  • SB1 to SB9 be the areas of the waveform (waveform including F wave, G wave and H wave) in the interval corresponding to pulse P[1] in period T1 to T9, then area SB7 to SB9 is smaller than areas SB1 to SB6 in periods T1 to T6 before time tx.
  • the G wave is a positive voltage wave with relatively large amplitude before time tx (g1 to g6), and becomes a negative voltage wave with relatively small amplitude after time tx (g7 to g9).
  • the G wave is combined with the H wave after time tx to form one wave (g7 to g9).
  • the K wave is a negative voltage wave with relatively small amplitude before time tx (k1 to k5), and becomes a negative voltage wave with relatively large amplitude after time tx (k7 to k9).
  • the M wave is not observed before time tx, but is periodically observed after time tx (m7 to m9). That is, the M wave is a new wave different from the waves periodically observed over the entire period T, and periodically appears after the time tx.
  • the waveform of the voltage VA and the waveform of the voltage VB have the following differences before and after the time tx.
  • the area of the waveform in the period T after the time tx is smaller than the area of the waveform in the period T before the time tx.
  • the amplitude of the wave after time tx is different from the amplitude of the wave before time tx;
  • the waveform of the voltage VA and the waveform of the voltage VB have differences similar to the waveforms in FIGS. 13 to 15 before and after the rotation of the rotor 81 in the second direction is restricted by the second stopper mechanism S2. Also, for example, the rotation of the rotor 81 is restricted when a foreign object enters the moving mechanism (the valve shaft 50 and the guide stem 70) or when the moving mechanism breaks down. In such a case as well, the waveforms of the voltage VA and the waveform of the voltage VB have differences similar to those in FIGS. 13 to 15 before and after the rotation of the rotor 81 is restricted.
  • state determination unit 98 detects at least one of the phenomena (i) to (iii) in the waveform of voltage VA or the waveform of voltage VB, thereby causing rotor 81 to move in the first direction. It can be determined that the rotation is restricted and that the rotation of the rotor 81 in the second direction is restricted.
  • the state determination unit 98 detects none of the phenomena (i) to (iii) above in the waveform of the voltage VA and the waveform of the voltage VB acquired by the voltage acquisition unit 97 during the initialization operation. , that the motor-operated valve 5 is in the rotation permitting state Sp.
  • the state determination unit 98 detects at least one of the phenomena (i) to (iii) above while the rotor 81 is rotating in the first direction, the motor-operated valve 5 rotates in the first direction. It is determined that the regulation state is Sr1.
  • the state determination unit 98 detects at least one of the phenomena (i) to (iii) while the rotor 81 is rotating in the second direction, the motor-operated valve 5 rotates in the second direction. It is determined that the regulation state is Sr2.
  • the state determination unit 98 detects two or more of the phenomena shown in (i) to (iii) above while the rotor 81 is rotating in the first direction, the motor-operated valve 5 is in the first direction. It may be determined to be in the directional rotation restricted state Sr1.
  • the state determination unit 98 detects two or more of the phenomena (i) to (iii) while the rotor 81 is rotating in the second direction, the motor-operated valve 5 rotates in the second direction. It may be determined that the regulation state is Sr2.
  • the state determination unit 98 may determine that the motor-operated valve 5 is in the rotation permitting state Sp when the motor-operated valve 5 is neither in the first direction rotation restriction state Sr1 nor in the second direction rotation restriction state Sr2.
  • the state determination unit 98 determines the state of the motor-operated valve 5 at the timing when the current period T during which the pulses P[1] to P[8] are input ends while the rotor 81 is rotating in the first direction. do. Specifically, the state determination unit 98 performs the following (1) to (8).
  • the state determination unit 98 calculates the waveform area SA(k) of the section corresponding to the pulse P[7] in the current period T(k) with respect to the waveform of the voltage VA. Then, the state determination unit 98 determines that the area SA(k) is smaller than the area SA(k ⁇ 1) of the waveform of the section corresponding to the pulse P[7] in the immediately previous period T(k ⁇ 1). When it is detected that the difference between the area SA(k) and the area SA(k-1) is equal to or greater than the predetermined first area determination value, it is determined that the motor operated valve 5 is in the first direction rotation restricted state Sr1. Note that the area SA(k) may be the area of the waveform in a partial section of the period T(k) or the area of the waveform in the entire section of the period T(k).
  • the state determination unit 98 acquires the amplitude WA(k) of the D wave in the current period T(k) with respect to the waveform of the voltage VA. Then, the state determination unit 98 determines that the amplitude WA(k) is smaller than the amplitude WA(k ⁇ 1) of the D wave in the immediately preceding period T(k ⁇ 1) and the amplitude WA(k) and the amplitude WA(k) ⁇ 1) is equal to or greater than a predetermined first amplitude determination value, it is determined that the motor-operated valve 5 is in the first direction rotation restriction state Sr1.
  • the state determination unit 98 determines a plurality of periods T (for example, 3 When it is detected that it appears periodically over a period of one period), it is determined that the motor-operated valve 5 is in the first direction rotation restriction state Sr1.
  • the state determination unit 98 calculates the waveform area SB(k) of the section corresponding to the pulse P[1] in the current period T(k) with respect to the waveform of the voltage VB. Then, the state determination unit 98 determines that the area SB(k) is smaller than the waveform area SB(k ⁇ 1) of the section corresponding to the pulse P[1] in the period T(k ⁇ 1) one before. When it is detected that the difference between the area SB(k) and the area SB(k-1) is equal to or greater than the predetermined second area determination value, it is determined that the motor operated valve 5 is in the first direction rotation restricted state Sr1. Note that the area SB(k) may be the area of the waveform in a partial section of the period T(k) or the area of the waveform in the entire section of the period T(k).
  • the state determination unit 98 acquires the amplitude WB1(k) of the G wave in the current period T(k) with respect to the waveform of the voltage VB. Then, the state determination unit 98 determines that the amplitude WB1(k) is smaller than the amplitude WB1(k ⁇ 1) of the G wave in the immediately preceding period T(k ⁇ 1) and that the amplitude WB1(k) is equal to the amplitude WB1(k). -1) is equal to or greater than a predetermined second amplitude determination value, it is determined that the motor operated valve 5 is in the first direction rotation restricted state Sr1.
  • the state determination unit 98 acquires the amplitude WB2(k) of the K wave in the current period T(k) with respect to the waveform of the voltage VB. Then, the state determination unit 98 determines that the amplitude WB2(k) is greater than the amplitude WB2(k ⁇ 1) of the K wave in the immediately preceding period T(k ⁇ 1) and that the amplitude WB2(k) and the amplitude WB2(k) ⁇ 1) is equal to or greater than a predetermined third amplitude determination value, it is determined that the motor operated valve 5 is in the first direction rotation restricted state Sr1.
  • the state determination unit 98 determines a plurality of periods T in which new M waves different from the F wave, G wave, H wave, J wave, and K wave observed over the entire period T When it is detected that it appears periodically (for example, three periods), it is determined that the motor-operated valve 5 is in the first direction rotation restriction state Sr1.
  • the areas and amplitudes used in (1), (2), (4) to (6) above may be moving average values in a plurality of consecutive periods T. Also, the state determination unit 98 may perform only part of the above (1) to (7).
  • the state determination unit 98 determines that the motor-operated valve 5 is in the rotation permitting state Sp when it is not determined in the above (1) to (7) that the motor-operated valve 5 is in the first direction rotation restriction state Sr1. judge.
  • the state determination unit 98 may use the above (1) to (7) as provisional determinations. In this case, when the state determination unit 98 provisionally determines that the motor-operated valve 5 is in the first direction rotation restricted state Sr1 a plurality of times (for example, twice or more), the motor-operated valve 5 is in the first direction rotation restricted state Sr1. formally determined. The state determination unit 98 determines that the motor-operated valve 5 is in the rotation permitted state Sp when it does not formally determine that it is in the first direction rotation restricted state Sr1.
  • the state determination unit 98 determines whether the state of the electric valve 5 is the second direction rotation restricted state Sr2 or the rotation permitted state Sp when the rotor 81 is rotating in the second direction.
  • FIG. 16 An example of the operation (initialization operation) of the electric valve control device 90 will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
  • FIG. 16 An example of the operation (initialization operation) of the electric valve control device 90 will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
  • the electric valve control device 90 (specifically, the computer 95) receives an initialization command from the air conditioner control device 110 (S110), it starts inputting pulses P (descending order) to the stepping motor 80 to rotate the rotor 81. Rotate in a second direction (S120).
  • the electric valve control device 90 functions as a rotation control section 96 .
  • the drive current corresponding to the pulse P is supplied to the stator 82, and the rotor 81 rotates in the second direction.
  • the electric valve control device 90 time-sequentially acquires the voltage VA generated between the terminals A1 and A2 of the coil 85c of the A-phase stator 85 and the voltage VB generated between the terminals B1 and B2 of the coil 86c of the B-phase stator 86 ( S130).
  • the electric valve control device 90 functions as a voltage acquisition section 97 .
  • the motor-operated valve control device 90 determines the state of the motor-operated valve 5 (rotation in the second direction) based on the voltage VA and the voltage VB at the timing when the current period T in which the pulses P[8] to P[1] are input ends.
  • the control state Sr2 or the rotation permission state Sp) is determined (S140).
  • the electric valve control device 90 functions as a state determination section 98 .
  • the motor-operated valve control device 90 repeats steps S130 to S150 when the motor-operated valve 5 is in the rotation permitting state Sp (N in S150).
  • the motor-operated valve control device 90 stops inputting the pulse P to the stepping motor 80 (S160).
  • the electric valve control device 90 starts inputting pulses P (in ascending order) to the stepping motor 80 to rotate the rotor 81 in the first direction (S170).
  • the drive current corresponding to the pulse P is supplied to the stator 82 and the rotor 81 rotates in the first direction.
  • the electric valve control device 90 functions as a rotation control section 96 .
  • the electric valve control device 90 time-sequentially acquires the voltage VA generated between the terminals A1 and A2 of the coil 85c of the A-phase stator 85 and the voltage VB generated between the terminals B1 and B2 of the coil 86c of the B-phase stator 86 ( S180).
  • the electric valve control device 90 functions as a voltage acquisition section 97 .
  • the motor-operated valve control device 90 determines the state of the motor-operated valve 5 (rotation in the first direction) based on the voltage VA and the voltage VB at the timing when the current period T in which the pulses P[1] to P[8] are input ends.
  • the control state Sr1 or the rotation permission state Sp) is determined (S190).
  • the electric valve control device 90 functions as a state determination section 98 .
  • the motor-operated valve control device 90 repeats steps S180 to S200 when the motor-operated valve 5 is in the rotation permitting state Sp (N in S200).
  • the motor-operated valve control device 90 stops inputting the pulse P to the stepping motor 80 (S210).
  • the motor-operated valve control device 90 determines that the motor-operated valve 5 is in the second direction rotation restricted state Sr2 until it is determined to be in the first direction rotation restricted state Sr1.
  • a number (hereinafter referred to as "input number Xi") is acquired (S220).
  • the number of inputs Xi is the number of pulses input to the stepping motor 80 from step S170 to step S210.
  • the input number Xi is equal to or greater than the design number Xd and equal to or less than the upper limit number Xu. become.
  • the input number Xi becomes smaller than the design number Xd.
  • the input number Xi becomes larger than the upper limit number Xu.
  • the motor-operated valve control device 90 allows the rotor 81 to rotate normally between the fully open position Rz and the reference position Rx. and the rotor 81 is positioned at the reference position Rx (including a position in the vicinity of the reference position Rx). Then, the electric valve control device 90 notifies the air conditioner control device 110 that the initialization operation has been normally completed (S250).
  • the motor-operated valve control device 90 regulates the rotation of the rotor 81 between the fully open position Rz and the reference position Rx, and the rotor 81 moves to the fully open position Rz. to the reference position Rx. Then, the electric valve control device 90 notifies the air conditioner control device 110 that the initialization operation has ended abnormally (S260).
  • the motor-operated valve control device 90 causes the rotor 81 to rotate beyond the maximum rotatable range W, causing the rotor 81 to move to the reference position Rx (reference position Rx). (including positions near Rx). Then, the electric valve control device 90 notifies the air conditioner control device 110 that the initialization operation has ended abnormally (S260).
  • the air conditioner control device 110 Upon receiving notification that the initialization operation of the motor-operated valve 5 has been completed normally, the air conditioner control device 110 starts controlling the flow rate of the refrigerant flowing through the pipe 105 .
  • the air conditioner control device 110 stops the air conditioner system 100, causes the air conditioner system 100 to perform degenerate operation, and performs other operations in the event of an abnormality. to run.
  • the motor-operated valve device 1 has the motor-operated valve 5 and the motor-operated valve control device 90 .
  • the motor-operated valve 5 includes a valve body 10 having a valve port 22, a stepping motor 80 having a rotor 81, and a rotor 81 that rotates in a first direction approaches the valve port 22 and rotates in a second direction.
  • the first stopper mechanism S1 that restricts the rotation of the rotor 81 in the first direction when the rotor 81 is at the reference position Rx.
  • a second stopper mechanism S2 that restricts the rotation of the rotor 81 in the second direction.
  • the motor-operated valve control device 90 controls the motor-operated valve 5 .
  • the motor-operated valve control device 90 (1) input a pulse P to the stepping motor 80 to rotate the rotor 81 in the second direction; (2) When the motor-operated valve 5 enters the second direction rotation restriction state Sr2 while the rotor 81 is rotating in the second direction, a pulse P is input to the stepping motor 80 to rotate the rotor 81 in the first direction, (3) When the motor-operated valve 5 enters the first direction rotation restriction state Sr1 while the rotor 81 is rotating in the first direction, the rotor is rotated between the second direction rotation restriction state Sr2 and the first direction rotation restriction state Sr1.
  • the rotor 81 determines that the rotor 81 can rotate normally, (5) When the number of inputs Xi is less than the design number Xd or when the number of inputs Xi is greater than the upper limit number Xu, the rotor 81 cannot normally rotate from the fully open position Rz to the reference position Rx, or the rotor 81 reaches the maximum It is determined that the rotor 81 cannot rotate normally because it is rotated beyond the rotatable range W.
  • the rotation in the second direction is restricted by the second stopper mechanism S2 (second direction rotation
  • the rotation in the first direction is restricted by the first stopper mechanism S1 (first direction rotation restricted state Sr1).
  • the first stopper mechanism S1 and the second stopper mechanism S2 are worn by restricting the rotation of the rotor 81 . As the wear of the first stopper mechanism S1 progresses, the rotor 81 can rotate to a position past the reference position Rx in the first direction.
  • the rotor 81 can rotate to a position past the fully open position Rz in the second direction. Therefore, when the rotor 81 can normally rotate in an appropriate rotation range including the range from the fully open position Rz to the reference position Rx, the input number Xi is equal to or greater than the design number Xd and equal to or less than the upper limit number Xu.
  • the upper limit number Xu is set based on the design number Xd in consideration of wear. Accordingly, the electric valve control device 90 can determine whether or not the rotor 81 can normally rotate within an appropriate rotation range by comparing the input number Xi with the design number Xd and the upper limit number Xu.
  • the electric valve control device 90 acquires the voltage VA and the voltage VB generated in the stator 82 of the stepping motor 80 due to the rotation of the rotor 81 .
  • Motor-operated valve control device 90 determines (i) the area of the waveforms of voltages VA and VB, (ii) the amplitude of the waves periodically observed in the waveforms of voltages VA and VB, and (iii) the voltages VA and VB. periodic appearance of a new wave that is different from the wave periodically observed in the waveform of , and whether or not the motor-operated valve 5 is in the first direction rotation restriction state Sr1; It is determined whether or not it is in the two-direction rotation restricted state Sr2. By doing so, the state of the motor-operated valve 5 can be determined by performing relatively simple processing on the voltages VA and VB.
  • the stator 82 has an A-phase stator 85 and a B-phase stator 86 .
  • the A-phase stator 85 and the B-phase stator 86 are supplied with drive current corresponding to the pulse P input to the stepping motor 80 .
  • the electric valve control device 90 obtains the voltage VB generated in the B-phase stator 86 when the drive current is supplied only to the A-phase stator 85, and the voltage VB to the A-phase stator 85 when the drive current is supplied only to the B-phase stator 86. Obtain the resulting voltage VA.
  • the motor-operated valve control device 90 determines that the motor-operated valve 5 is in the first direction rotation restricted state Sr1, it stops inputting the pulse P to the stepping motor 80 .
  • the motor-operated valve control device 90 stops inputting the pulse P to the stepping motor 80 when determining that the motor-operated valve 5 is in the second direction rotation restricted state Sr2. By doing so, it is possible to prevent the pulse P from being continuously input to the stepping motor 80 while the rotation of the rotor 81 is restricted. Therefore, the wear of the first stopper mechanism S1 and the second stopper mechanism S2 can be suppressed, and the durability of the electric valve 5 can be improved.
  • the motor-operated valve control device 90 described above determines whether the motor-operated valve 5 is in the rotation permitting state Sp, the first direction rotation restriction state Sr1, or the second direction rotation restriction state Sr2.
  • the motor-operated valve control device 90 may determine states of the motor-operated valve 5 other than these.
  • the D wave is a positive voltage wave (d1, d2) with a constant amplitude in each period T before time tc, and between time tc and time tx The amplitude gradually decreases (d3-d5).
  • the K wave is a negative voltage wave (k1, k2) whose amplitude is constant in each period before the time tc, and the amplitude gradually decreases from the time tc to the time tx. (d3-d5).
  • the motor-operated valve control device 90 is controlled when the amplitude of the D wave periodically observed in the waveform of the voltage VA gradually decreases and/or when the voltage VB
  • the motor-operated valve 5 is in the state Sq immediately before the reference position Rx.
  • the rotor 81 is located between the closed valve position Rc and the reference position Rx.
  • the motor-operated valve control device 90 determines that the motor-operated valve 5 is in the first direction rotation restriction state Sr1 before determining that the motor-operated valve 5 is in the state Sq. When the determination is made, it can be determined that some abnormality has occurred and the rotation of the rotor 81 in the first direction is restricted before the rotor 81 reaches the reference position Rx.
  • the electric valve control device 90 described above positions the rotor 81 at the reference position Rx in the initialization operation.
  • the electric valve control device 90 may position the rotor 81 at the fully open position Rz instead of the reference position Rx in the initialization operation.
  • the motor-operated valve control device 90 in the initialization operation, (1) Input a pulse P to the stepping motor 80 to rotate the rotor 81 in the first direction; (2) When the motor-operated valve 5 enters the first direction rotation restriction state Sr1 while the rotor 81 is rotating in the first direction, a pulse P is input to the stepping motor 80 to rotate the rotor 81 in the second direction, (3) When the motor-operated valve 5 enters the second direction rotation restriction state Sr2 while the rotor 81 is rotating in the second direction, the rotor is rotated between the first direction rotation restriction state Sr1 and the second direction rotation restriction state Sr2.
  • the rotor 81 determines that the rotor 81 can rotate normally, (5) When the input number Xi is smaller than the design number Xd or when the input number Xi is larger than the upper limit number Xu, the rotor 81 cannot normally rotate from the reference position Rx to the fully open position Rz, or the rotor 81 is at the maximum It is determined that the rotor 81 cannot rotate normally because it is rotated beyond the rotatable range W.
  • the electric valve control device 90 can determine whether or not the rotor 81 can normally rotate within an appropriate rotation range.
  • the electric valve control device 90 described above determines whether or not the rotation of the rotor 81 is restricted based on the voltage VA and the voltage VB generated in the stator 82 of the stepping motor 80 due to the rotation of the rotor 81 .
  • the electric valve control device 90 may determine whether or not the rotation of the rotor 81 is restricted, for example, by detecting the rotation angle of the rotor 81 using an angle sensor.
  • the motor-operated valve 5 described above is configured such that when the rotor 81 rotates in the first direction, the holder 61 attached to the valve shaft 50 pushes the valve body 40 downward via the valve closing spring 66 and the spring receiving member 65 .
  • the motor-operated valve 5 may be configured such that the rotor 81 and the valve shaft 50 directly push the valve body 40 downward when the rotor 81 rotates in the first direction.
  • the valve body 40 and the valve seat 23 constitute a first stopper mechanism, and the position of the rotor 81 when the valve body 40 contacts the valve seat 23 is the reference position Rx.
  • each term indicating the shape of a member such as “cylindrical” or “cylindrical” is also used for a member substantially having the shape of the term.
  • a “cylindrical member” includes a cylindrical member and a substantially cylindrical member.
  • Air conditioner control device 120 Wired communication bus S1 First stopper mechanism S2 Second stopper mechanism A1 Terminal A2 Terminal B1 Terminal B2 Terminal L Axis line P Pulse Rc Closed position Rx Reference position Rz Fully open position Sp Rotation permitted state Sr1 Rotation restricted state in first direction Sr2 Rotation restricted state in second direction W Maximum rotatable range Xi Input number Xd Design number Xu ... upper limit number

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Abstract

【課題】ローターが適切な回転範囲で正常に回転できるか否かを判定できる電動弁制御装置を提供する。 【解決手段】電動弁制御装置９０は、（１）ステッピングモーター８０にパルスＰを入力してローター８１を第２方向に回転させ、（２）電動弁５が第２方向回転規制状態Ｓｒ２になると、ステッピングモーター８０にパルスＰを入力してローター８１を第１方向に回転させ、（３）ローター８１を第１方向に回転させているときに電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１になると、第２方向回転規制状態Ｓｒ２から第１方向回転規制状態Ｓｒ１までの間にステッピングモーター８０に入力したパルス数（入力数Ｘｉ）を取得し、（４）入力数Ｘｉが設計数Ｘｄ以上でかつ上限数Ｘｕ以下のとき、ローター８１が正常に回転できると判定し、（５）入力数Ｘｉが設計数Ｘｄより小さいときまたは入力数Ｘｉが上限数Ｘｕより大きいとき、ローター８１が正常に回転できないと判定する。

Description

電動弁制御装置および電動弁装置、ならびに、電動弁の制御方法
　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、ならびに、電動弁の制御方法に関する。
　特許文献１は、従来の電動弁の一例を開示している。このような電動弁は、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にパルスが入力されるとローターが回転する。電動弁は、ローターの回転に応じて弁体を移動させる移動機構を有する。ローターは、基準位置から全開位置までの間で回転される。ローターが基準位置にあるとき、ローターに取り付けられた可動ストッパが弁本体に取り付けられた固定ストッパに接して、ローターの閉弁方向への回転が規制される。ローターが全開位置にあるとき、弁体が弁本体の弁口から最も離れる。
　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、初期化動作において、ステッピングモーターにパルスを入力してローターを閉弁方向に回転させ、ローターを基準位置に位置付ける。ステッピングモーターに入力するパルスの数は、可動ストッパが固定ストッパに接するために十分な数（以下、「初期化数」という。）である。初期化数は、ローターを全開位置から基準位置まで回転させるときにステッピングモーターに入力される設計上のパルス数より大きい数に設定される。ローターが閉弁方向に回転して可動ストッパが固定ストッパに接すると、ローターが基準位置に位置付けられる。
国際公開第２０１９／１３０９２８号
　電動弁制御装置は、初期化動作において、ステッピングモーターに入力したパルス数が初期化数に達するまで、ステッピングモーターにパルスを入力する。しかしながら、例えば、移動機構に冷媒に含まれる異物が進入したり、移動機構が故障したりすると、ローターが基準位置と全開位置との間の位置で停止することがある。また、可動ストッパおよび固定ストッパは、接触を繰り返すことにより摩耗する。そして、可動ストッパおよび固定ストッパの摩耗が進むと、ローターが基準位置を閉弁方向に大きく過ぎた位置まで回転され、ローターを基準位置に位置付けることができなくなることがある。そのため、電動弁制御装置は、電動弁が正常に動作しないにもかかわらず、初期化動作後に電動弁の制御を開始することがある。
　そこで、本発明は、ローターが適切な回転範囲で正常に回転できるか否かを判定す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、ならびに、電動弁の制御方法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、
　弁口を有する弁本体と、ローターを有するステッピングモーターと、前記ローターが第１方向に回転されると前記弁口に近づきかつ前記ローターが第２方向に回転されると前記弁口から離れる弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第１方向への回転を規制する第１ストッパ機構と、前記ローターが全開位置にあるときに前記ローターの前記第２方向への回転を規制する第２ストッパ機構と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
　前記電動弁制御装置が、
　（１）前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第２方向に回転させ、
　（２）前記ローターを前記第２方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第２方向への回転が規制された状態（以下、「第２方向回転規制状態」という。）になると、前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第１方向に回転させ、
　（３）前記ローターを前記第１方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第１方向への回転が規制された状態（以下、「第１方向回転規制状態」という。）になると、前記第２方向回転規制状態から前記第１方向回転規制状態までの間に前記ステッピングモーターに入力したパルス数（以下、「入力数」という。）を取得し、
　（４）前記入力数が前記ローターを前記全開位置から前記基準位置まで回転させるときに前記ステッピングモーターに入力される設計上のパルス数（以下、「設計数」という。）以上でかつ前記設計数より大きい上限数以下のとき、前記ローターが正常に回転できると判定し、
　（５）前記入力数が前記設計数より小さいときまたは前記入力数が前記上限数より大きいとき、前記ローターが正常に回転できないと判定する、ことを特徴とする。
　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制御装置は、
　弁口を有する弁本体と、ローターを有するステッピングモーターと、前記ローターが第１方向に回転されると前記弁口に近づきかつ前記ローターが第２方向に回転されると前記弁口から離れる弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第１方向への回転を規制する第１ストッパ機構と、前記ローターが全開位置にあるときに前記ローターの前記第２方向への回転を規制する第２ストッパ機構と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
　前記電動弁制御装置が、
　（１）前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第１方向に回転させ、
　（２）前記ローターを前記第１方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第１方向への回転が規制された状態（以下、「第１方向回転規制状態」という。）になると、前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第２方向に回転させ、
　（３）前記ローターを前記第２方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第２方向への回転が規制された状態（以下、「第２方向回転規制状態」という。）になると、前記第１方向回転規制状態から前記第２方向回転規制状態までの間に前記ステッピングモーターに入力したパルス数（以下、「入力数」という。）を取得し、
　（４）前記入力数が前記ローターを前記基準位置から前記全開位置まで回転させるときに前記ステッピングモーターに入力される設計上のパルス数（以下、「設計数」という。）以上でかつ前記設計数より大きい上限数以下のとき、前記ローターが正常に回転できると判定し、
　（５）前記入力数が前記設計数より小さいときまたは前記入力数が前記上限数より大きいとき、前記ローターが正常に回転できないと判定する、ことを特徴とする。
　本発明において、
　前記電動弁制御装置が、
　前記ローターの回転により前記ステッピングモーターのステーターに生じる電圧を取得し、
　（ｉ）前記電圧の波形の面積、（ｉｉ）前記電圧の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉｉ）前記電圧の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記電動弁が前記第１方向回転規制状態であるか否かおよび前記第２方向回転規制状態であるか否かを判定する、ことが好ましい。
　本発明において、
　前記ステーターが、Ａ相ステーターとＢ相ステーターとを有し、
　前記Ａ相ステーターおよび前記Ｂ相ステーターは、前記ステッピングモーターに入力されたパルスに応じた駆動電流が供給され、
　前記電動弁制御装置が、前記Ａ相ステーターおよび前記Ｂ相ステーターの一方のみに前記駆動電流が供給されたときに他方に生じる前記電圧を取得する、ことが好ましい。
　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、
　前記電動弁と、前記電動弁制御装置と、を有する。
　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の制御方法は、
　弁口を有する弁本体と、ローターを有するステッピングモーターと、前記ローターが第１方向に回転されると前記弁口に近づきかつ前記ローターが第２方向に回転されると前記弁口から離れる弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第１方向への回転を規制する第１ストッパ機構と、前記ローターが全開位置にあるときに前記ローターの前記第２方向への回転を規制する第２ストッパ機構と、を有する電動弁の制御方法であって、
　（１）前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第２方向に回転させ、
　（２）前記ローターを前記第２方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第２方向への回転が規制された状態（以下、「第２方向回転規制状態」という。）になると、前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第１方向に回転させ、
　（３）前記ローターを前記第１方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第１方向への回転が規制された状態（以下、「第１方向回転規制状態」という。）になると、前記第２方向回転規制状態から前記第１方向回転規制状態までの間に前記ステッピングモーターに入力したパルス数（以下、「入力数」という。）を取得し、
　（４）前記入力数が前記ローターを前記全開位置から前記基準位置まで回転させるときに前記ステッピングモーターに入力される設計上のパルス数（以下、「設計数」という。）以上でかつ前記設計数より大きい上限数以下のとき、前記ローターが正常に回転できると判定し、
　（５）前記入力数が前記設計数より小さいときまたは前記入力数が前記上限数より大きいとき、前記ローターが正常に回転できないと判定する、ことを特徴とする。
　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の制御方法は、
　弁口を有する弁本体と、ローターを有するステッピングモーターと、前記ローターが第１方向に回転されると前記弁口に近づきかつ前記ローターが第２方向に回転されると前記弁口から離れる弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第１方向への回転を規制する第１ストッパ機構と、前記ローターが全開位置にあるときに前記ローターの前記第２方向への回転を規制する第２ストッパ機構と、を有する電動弁の制御方法であって、
　（１）前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第１方向に回転させ、
　（２）前記ローターを前記第１方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第１方向への回転が規制された状態（以下、「第１方向回転規制状態」という。）になると、前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第２方向に回転させ、
　（３）前記ローターを前記第２方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第２方向への回転が規制された状態（以下、「第２方向回転規制状態」という。）になると、前記第１方向回転規制状態から前記第２方向回転規制状態までの間に前記ステッピングモーターに入力したパルス数（以下、「入力数」という。）を取得し、
　（４）前記入力数が前記ローターを前記基準位置から前記全開位置まで回転させるときに前記ステッピングモーターに入力される設計上のパルス数（以下、「設計数」という。）以上でかつ前記設計数より大きい上限数以下のとき、前記ローターが正常に回転できると判定し、
　（５）前記入力数が前記設計数より小さいときまたは前記入力数が前記上限数より大きいとき、前記ローターが正常に回転できないと判定する、ことを特徴とする。
　本発明によれば、
（１）電動弁のローターを第２方向に回転させる、
（２）電動弁が第２方向回転規制状態になると、ローターを第１方向に回転させる、
（３）電動弁が第１方向回転規制状態になると、第２方向回転規制状態から第１方向回転規制状態までの間にステッピングモーターに入力したパルス数（入力数）を取得する、
（４）入力数が設計数以上でかつ上限数以下のとき、ローターが正常に回転できると判定する、
（５）入力数が設計数より小さいときまたは入力数が上限数より大きいとき、ローターが正常に回転できないと判定する。
　または、本発明によれば、
（１）電動弁のローターを第１方向に回転させる、
（２）電動弁が第１方向回転規制状態になると、ローターを第２方向に回転させる、
（３）電動弁が第２方向回転規制状態になると、第１方向回転規制状態から第２方向回転規制状態までの間にステッピングモーターに入力したパルス数（入力数）を取得する、
（４）入力数が設計数以上でかつ上限数以下のとき、ローターが正常に回転できると判定する、
（５）入力数が設計数より小さいときまたは入力数が上限数より大きいとき、ローターが正常に回転できないと判定する。
　ローターが基準位置から全開位置までの間で正常に回転できる場合、ローターを第１方向に回転させると第１ストッパ機構によって第１方向への回転が規制され（第１方向回転規制状態）、ローターを第２方向に回転させると第２ストッパ機構によって第２方向への回転が規制される（第２方向回転規制状態）。また、第１ストッパ機構および第２ストッパ機構はローターの回転を規制することにより摩耗する。第１ストッパ機構の摩耗が進むと基準位置を第１方向に過ぎた位置までローターが回転可能となる。第２ストッパ機構の摩耗が進むと全開位置を第２方向に過ぎた位置までローターが回転可能となる。そのため、ローターが基準位置から全開位置までの範囲を含む適切な回転範囲で正常に回転できる場合、入力数が設計数以上でかつ設計数より大きい上限数以下になる。上限数は、摩耗を考慮して設計数に基づいて設定される。このことから、入力数を設計数および上限数と比較することによって、ローターが適切な回転範囲で正常に回転できるか否かを判定することができる。
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２の電動弁装置が有するローターおよびステーターを示す図である。 図２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。 ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［１］入力時）。 ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［２］入力時）。 ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［３］入力時）。 ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［４］入力時）。 ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［５］入力時）。 ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［６］入力時）。 ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［７］入力時）。 ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［８］入力時）。 電動弁装置の初期化動作において、ローターの回転によってステーターに生じた電圧の波形の一例を示す図である。 図１３の電圧の波形の一部を拡大した図である。 図１３の電圧の波形の他の一部を拡大した図である。 図２の電動弁装置が有するコンピュータが実行する初期化動作の一例を示すフローチャートである。 図２の電動弁装置が有するコンピュータが実行する初期化動作の一例を示すフローチャートである（図１６の続き）。
　以下、本発明の一実施例に係る電動弁装置について、図１～図１７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３は、図２の電動弁装置が有するローターおよびステーターを示す図である。図３において、ローターおよびステーターを模式的に示している。図４は、図２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（ローター、ステーター）を説明する図である。図４Ａは、電動弁制御装置が有する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５～図１２は、ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である。図５～図１２は、パルスＰ［１］～Ｐ［８］入力時に対応している。図５～図１２において、ローターおよびステーターを模式的に示している。図１３は、電動弁装置の初期化動作において、ローターの回転によってステーターに生じた電圧の波形の一例を示す図である。図１４は、図１３の電圧の波形の一部（期間Ｔ１）を拡大した図である。図１５は、図１３の電圧の波形の他の一部（期間Ｔ７）を拡大した図である。図１６、図１７は、図２の電動弁装置が有するコンピュータが実行する初期化動作の一例を示すフローチャートである。
　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９０と、を有している。
　各図に示すように、電動弁５は、弁本体１０と、キャン３０と、弁体４０と、弁軸５０と、連結機構６０と、ガイドステム７０と、ステッピングモーター８０と、を有している。
　弁本体１０は、本体部材１１と、弁座部材２１と、を有している。本体部材１１は、円筒形状を有している。弁座部材２１は、円板形状を有している。弁座部材２１は、本体部材１１の下端に接合されている。弁座部材２１は、弁口２２と、弁座２３と、を有している。弁口２２は、弁座部材２１の中央を上下方向（軸線Ｌ方向）に貫通する円形孔である。弁座２３は、弁座部材２１の上面に形成された円環形状のテーパー面である。弁座２３は、弁口２２を囲んでいる。
　弁本体１０は、弁室１４を有している。本体部材１１には、第１導管１８がろう付けされている。第１導管１８は、本体部材１１を横方向（図２の左右方向）に貫通している。第１導管１８は、弁室１４に接続されている。弁座部材２１には、第２導管２８がろう付けされている。第２導管２８は、上下方向に沿って配置されている。第２導管２８は、弁口２２に接続されている。
　キャン３０は、円筒形状を有している。キャン３０は、下端が開口しかつ上端が塞がれている。キャン３０の外径は、本体部材１１の外径と等しい。キャン３０の内径は、本体部材１１の内径より大きい。キャン３０は、本体部材１１の上端面に取り付けられている。具体的には、キャン３０の下端が、本体部材１１の上端面の外周縁に溶接されている。
　弁体４０は、軸部４１と、弁部４２と、スリーブ４３と、を有している。軸部４１は、円柱形状を有している。弁部４２は、先端が下方を向く円錐形状を有している。弁部４２は、軸部４１の下端に同軸に連設されている。スリーブ４３は、円筒形状を有している。スリーブ４３の内側には、軸部４１が挿通されている。スリーブ４３は、軸部４１に固着されている。
　弁体４０は、弁室１４に配置される。弁体４０は、弁口２２と上下方向に対向している。弁部４２は、弁座２３に接離される。弁部４２が弁座２３から離れると、弁口２２が開いて電動弁５が開弁状態となる。開弁状態では、第１導管１８と第２導管２８とが弁室１４を介して接続される。弁部４２が弁座２３に接すると、弁口２２が閉じて電動弁５が閉弁状態となる。閉弁状態では、第１導管１８と第２導管２８との接続が遮断される。
　弁軸５０は、第１部分５１と、第２部分５２と、第３部分５３と、を有している。第１部分５１は、円柱形状を有している。第１部分５１の外周面には、雄ねじ５１ｃが形成されている。第２部分５２は、円柱形状を有している。第２部分５２の外径は、第１部分５１の外径より小さい。第２部分５２は、第１部分５１の上端に同軸に連設されている。第３部分５３は、円板形状を有している。第３部分５３の外径は、第１部分５１の外径より大きい。第３部分５３は、第１部分５１の下端に同軸に連設されている。
　第１部分５１の上端には、上ストッパ体５５が取り付けられている。第１部分５１の下端には、下ストッパ体５６が取り付けられている。
　連結機構６０は、弁体４０を弁軸５０に連結する。連結機構６０は、ホルダー６１と、弁体支持部材６２と、スペーサー６３と、ばね受け部材６５と、閉弁ばね６６と、を有している。
　ホルダー６１は、円筒形状を有している。ホルダー６１は、下端が開口しかつ上端が塞がれている。ホルダー６１は、弁軸５０の第３部分５３に固定されている。具体的には、弁軸５０が第３部分５３の下面から下方に延びる円筒形状の固定部５４を有しており、固定部５４がホルダー６１の上壁部６１ａに形成された貫通孔に挿通されたのち拡径されている。これにより、上壁部６１ａが第３部分５３と固定部５４とに保持される。ホルダー６１の内側空間は、均圧孔６１ｂを介して弁室１４と接続されている。
　弁体支持部材６２は、円環板形状を有している。弁体支持部材６２の外周縁は、ホルダー６１の下端にかしめられている。スペーサー６３は、円環板形状を有している。スペーサー６３は、弁体支持部材６２の上面に配置されている。弁体支持部材６２の内側およびスペーサー６３の内側には、弁体４０の軸部４１が挿通されている。弁体４０のスリーブ４３は、軸部４１が弁体支持部材６２から脱落することを防いでいる。弁体支持部材６２は、弁体４０を上下方向に移動可能に支持している。
　ばね受け部材６５は、円筒形状を有している。ばね受け部材６５の下端には、径方向外方に突出するフランジ６５ａが形成されている。ばね受け部材６５は、ホルダー６１の内側に上下方向に移動可能に配置されている。ばね受け部材６５の下面は、弁体４０の軸部４１の上端に接している。
　閉弁ばね６６は、圧縮コイルばねである。閉弁ばね６６は、ホルダー６１の上壁部６１ａとばね受け部材６５のフランジ６５ａとの間に配置されている。閉弁ばね６６によって、ばね受け部材６５が弁体４０の軸部４１に押し付けられる。閉弁ばね６６は、ばね受け部材６５を介して弁体４０を下方に押している。
　なお、連結機構６０を介さずに、弁体４０と弁軸５０とが直接的に接続されていてもよい。
　ガイドステム７０は、円柱部７１と、円筒部７２と、保持部７３と、円板７４と、を有している。
　円柱部７１の上端には、上ストッパ部７５が形成されている。円柱部７１の下端には、下ストッパ部７６が形成されている。円柱部７１の中央には、上下方向に貫通する雌ねじ７１ｃが設けられている。雌ねじ７１ｃは、弁軸５０の雄ねじ５１ｃと螺合される。
　円筒部７２は、円柱部７１の下端に連設されている。円筒部７２の内側には、弁軸５０の第３部分５３、下ストッパ体５６および連結機構６０が配置されている。円筒部７２の内径は、ホルダー６１の外径と等しい。円筒部７２は、ホルダー６１を上下方向に移動可能に支持している。
　保持部７３は、環状の突部である。保持部７３は、円筒部７２の外周面から径方向外方に突出している。円板７４は、環状に形成されている。円板７４の内周縁は、保持部７３に埋め込まれている。円板７４の外周縁は、本体部材１１の上端面の内周縁に溶接されている。ガイドステム７０は、弁本体１０に固定されている。
　ステッピングモーター８０は、ローター８１と、ステーター８２と、を有している。
　ローター８１は、円筒形状を有している。ローター８１は、下端が開口しかつ上端が塞がれている。ローター８１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８１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。図３に示すように、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。ローター８１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。
　ローター８１は、キャン３０の内側に回転可能に配置されている。ローター８１の上壁部８１ａは、連結体８３を介して、弁軸５０の第２部分５２と連結されている。弁軸５０は、ローター８１とともに回転する。弁軸５０が回転すると、弁軸５０の雄ねじ５１ｃとガイドステム７０の雌ねじ７１ｃとのねじ送り作用によって、弁軸５０、連結機構６０および弁体４０が上下方向に移動する。弁軸５０とガイドステム７０とは、ローター８１の回転に応じて弁体４０を移動させる移動機構である。
　ステーター８２は、円筒形状を有している。ステーター８２は、キャン３０の外側に配置されている。ステーター８２は、Ａ相ステーター８５と、Ｂ相ステーター８６と、を有している。
　Ａ相ステーター８５は、複数のクローポール型の極歯８５ａ、８５ｂを内周に有している。図３において、Ａ相ステーター８５の径方向外方が上方に対応し、径方向内方が下方に対応する。極歯８５ａの先端は下方に向いており、極歯８５ｂの先端は上方に向いている。極歯８５ａと極歯８５ｂとは、周方向に等角度間隔で交互に配置されている。Ａ相ステーター８５は、例えば、極歯８５ａを１２個有し、極歯８５ｂを１２個有している。互いに隣り合う極歯８５ａと極歯８５ｂとの間の角度は、１５度である。Ａ相ステーター８５のコイル８５ｃが通電されると、極歯８５ａと極歯８５ｂとは互いに異なる極性の磁極となる。
　Ｂ相ステーター８６は、複数のクローポール型の極歯８６ａ、８６ｂを内周に有している。図３において、Ｂ相ステーター８６の径方向外方が上方に対応し、径方向内方が下方に対応する。極歯８６ａの先端は下方に向いており、極歯８６ｂの先端は上方に向いている。極歯８６ａと極歯８６ｂとは、周方向に等角度間隔で交互に配置されている。Ｂ相ステーター８６は、例えば、極歯８６ａを１２個有し、極歯８６ｂを１２個有している。互いに隣り合う極歯８６ａと極歯８６ｂとの間の角度は、１５度である。Ｂ相ステーター８６のコイル８６ｃが通電されると、極歯８６ａと極歯８６ｂとは互いに異なる極性の磁極となる。
　Ａ相ステーター８５は、Ｂ相ステーター８６と同軸に配置されている。Ａ相ステーター８５は、Ｂ相ステーター８６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８５の極歯８５ａとＢ相ステーター８６の極歯８６ａとの間の角度は、７．５度である。つまり、Ｂ相ステーター８６は、極歯８５ａと極歯８６ａとが軸線Ｌ方向に並ぶ位置からＡ相ステーター８５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８５のコイル８５ｃの端子Ａ１、Ａ２およびＢ相ステーター８６のコイル８６ｃの端子Ｂ１、Ｂ２は、電動弁制御装置９０のモータードライバ９４に接続されている。
　ステッピングモーター８０にパルスＰ（Ｐ［１］～Ｐ［８］）が入力されることによりローター８１が回転する。具体的には、ステッピングモーター８０のステーター８２にパルスＰに応じた駆動電流が供給されることによりローター８１が回転する。本明細書において、「ステッピングモーター８０にパルスＰが入力されること」は、「ステッピングモーター８０のステーター８２にパルスＰに応じ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８０には、図４Ｂに示すパルスＰ［１］～Ｐ［８］が順番に入力される。図５～図１２に、パルスＰ［１］～Ｐ［８］が入力されたときのローター８１とステーター８２との位置関係の例を示す。図５～図１２において、ローター８１とステーター８２（Ａ相ステーター８５、Ｂ相ステーター８６）との位置関係を把握しやすくするため、基準となる極歯８５ａおよび基準となるローター８１の磁極（Ｓ極）に黒丸を付している。
　ローター８１を第１方向（図５～図１２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８０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８１とともに弁軸５０が第１方向に回転する。弁軸５０の雄ねじ５１ｃとガイドステム７０の雌ねじ７１ｃとのねじ送り作用により、弁軸５０が下方に移動する。弁軸５０とともに連結機構６０および弁体４０が下方に移動する。弁体４０が弁座２３に接し、弁口２２が閉じる（閉弁状態）。このときのローター８１の位置は、閉弁位置Ｒｃである。ローター８１を第１方向にさらに回転させると、閉弁ばね６６が圧縮されて弁軸５０とともに連結機構６０（ホルダー６１、弁体支持部材６２）が下方にさらに移動する。弁体４０は下方に移動しない。そして、上ストッパ体５５がガイドステム７０の上ストッパ部７５に接すると、ローター８１の第１方向への回転が規制される。このときのローター８１の位置は、基準位置Ｒｘである。上ストッパ体５５と上ストッパ部７５とは、ローター８１の第１方向への回転を規制する第１ストッパ機構Ｓ１である。
　ローター８１を第２方向（図５～図１２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８０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８１とともに弁軸５０が第２方向に回転する。弁軸５０の雄ねじ５１ｃとガイドステム７０の雌ねじ７１ｃとのねじ送り作用により、弁軸５０が上方に移動する。弁軸５０とともに連結機構６０（ホルダー６１、弁体支持部材６２）が上方に移動する。弁体支持部材６２とともに弁体４０が上方に移動して、弁体４０が弁座２３から離れ、弁口２２が開く（開弁状態）。ローター８１を第２方向にさらに回転させる。そして、下ストッパ体５６がガイドステム７０の下ストッパ部７６に接すると、ローター８１の第２方向への回転が規制される。このときのローター８１の位置は、全開位置Ｒｚである。ローター８１が全開位置Ｒｚにあるとき、弁体４０が弁口２２から最も離れる。下ストッパ体５６と下ストッパ部７６とは、ローター８１の第２方向への回転を規制する第２ストッパ機構Ｓ２である。
　電動弁５において、弁本体１０（本体部材１１、弁座部材２１、弁口２２、弁座２３）、キャン３０、弁体４０、弁軸５０、連結機構６０（ホルダー６１、ばね受け部材６５）、ガイドステム７０（円柱部７１、円筒部７２、円板７４）およびステッピングモーター８０（ローター８１、ステーター８２）は、それぞれの中心軸が軸線Ｌに一致する。
　本体部材１１、弁座部材２１、キャン３０、弁体４０および弁軸５０は、例えば、ステンレス材などの金属製である。ガイドステム７０は、合成樹脂製である。
　電動弁制御装置９０は、複数の電子部品（図示なし）が実装された基板９１を有している。電動弁制御装置９０は、図１に示すように、不揮発性メモリ９２と、通信装置９３と、モータードライバ９４と、コンピュータ９５と、を有している。電動弁制御装置９０は、エアコン制御装置１１０からの命令に基づいて、電動弁５を制御する。
　不揮発性メモリ９２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９２は、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリである。不揮発性メモリ９２には、設計数Ｘｄと、上限数Ｘｕと、が記憶されている。
　設計数Ｘｄは、ローター８１を全開位置Ｒｚから基準位置Ｒｘまで回転させるとき（または、ローター８１を基準位置Ｒｘから全開位置Ｒｚまで回転させるとき）にステッピングモーター８０に入力される設計上のパルス数である。そして、第１ストッパ機構Ｓ１および第２ストッパ機構Ｓ２は、ローター８１の回転を規制することにより摩耗する。第１ストッパ機構Ｓ１の摩耗が進むと、基準位置Ｒｘを第１方向に過ぎた位置までローター８１が回転可能になる。第２ストッパ機構Ｓ２の摩耗が進むと、全開位置Ｒｚを第２方向に過ぎた位置までローター８１が回転可能になる。ローター８１の回転可能範囲が拡大する。そのため、上限数Ｘｕは、摩耗による回転可能範囲の拡大を考慮して、設計数Ｘｄより大きい数が設定される。具体的には、上限数Ｘｕは、第１ストッパ機構Ｓ１および第２ストッパ機構Ｓ２において許容される摩耗量に応じて設計数Ｘｄを大きくした数が設定される。例えば、上限数Ｘｕは、設計数Ｘｄの１０５～１２０％の数が設定される。ステッピングモーター８０に上限数ＸｕのパルスＰが入力されたときのローター８１の回転範囲は、全開位置Ｒｚから基準位置Ｒｘまでの範囲を含む最大回転可能範囲Ｗである。ローター８１が少なくとも全開位置Ｒｚから基準位置Ｒｘまでの範囲で回転可能であり、多くとも最大回転可能範囲Ｗで回転可能であるとき、ローター８１は適切な回転範囲で回転可能である。
　通信装置９３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９３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９４は、コンピュータ９５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８０に駆動電流を供給する。図４Ｂに、パルスＰとモータードライバ９４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９４は、コンピュータ９５からパルスＰ［１］が入力されると、コイル８５ｃに端子Ａ１から端子Ａ２への駆動電流を供給し（＋）、コイル８６ｃに駆動電流を供給しない（０）。
　モータードライバ９４は、コンピュータ９５からパルスＰ［２］が入力されると、コイル８５ｃに端子Ａ１から端子Ａ２への駆動電流を供給し（＋）、コイル８６ｃに端子Ｂ１から端子Ｂ２への駆動電流を供給する（＋）。
　モータードライバ９４は、コンピュータ９５からパルスＰ［３］が入力されると、コイル８５ｃに駆動電流を供給せず（０）、コイル８６ｃに端子Ｂ１から端子Ｂ２への駆動電流を供給する（＋）。
　モータードライバ９４は、コンピュータ９５からパルスＰ［４］が入力されると、コイル８５ｃに端子Ａ２から端子Ａ１への駆動電流を供給し（－）、コイル８６ｃに端子Ｂ１から端子Ｂ２への駆動電流を供給する（＋）。
　モータードライバ９４は、コンピュータ９５からパルスＰ［５］が入力されると、コイル８５ｃに端子Ａ２から端子Ａ１への駆動電流を供給し（－）、コイル８６ｃに駆動電流を供給しない（０）。
　モータードライバ９４は、コンピュータ９５からパルスＰ［６］が入力されると、コイル８５ｃに端子Ａ２から端子Ａ１への駆動電流を供給し（－）、コイル８６ｃに端子Ｂ２から端子Ｂ１への駆動電流を供給する（－）。
　モータードライバ９４は、コンピュータ９５からパルスＰ［７］が入力されると、コイル８５ｃに駆動電流を供給せず（０）、コイル８６ｃに端子Ｂ２から端子Ｂ１への駆動電流を供給する（－）。
　モータードライバ９４は、コンピュータ９５からパルスＰ［８］が入力されると、コイル８５ｃに端子Ａ１から端子Ａ２への駆動電流を供給し（＋）、コイル８６ｃに端子Ｂ２から端子Ｂ１への駆動電流を供給する（－）。
　コンピュータ９５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースおよびＡ／Ｄ変換器などが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９５は、不揮発性メモリ９２、通信装置９３およびモータードライバ９４を含んでいてもよい。コンピュータ９５は、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、回転制御部９６、電圧取得部９７および状態判定部９８として機能する。
　回転制御部９６は、ステッピングモーター８０にパルスＰを入力してローター８１を第１方向または第２方向に回転させる。具体的には、回転制御部９６は、エアコン制御装置１１０から受信した命令に基づいて、モータードライバ９４にパルスＰ［１］～Ｐ［８］を入力する。モータードライバ９４は、入力されたパルスＰ［１］～Ｐ［８］に応じて、Ａ相ステーター８５のコイル８５ｃおよびＢ相ステーター８６のコイル８６ｃに駆動電流を供給する。
　電圧取得部９７は、ローター８１の回転によってステーター８２に生じる電圧（ステーター８２に電磁誘導される電圧）を取得する。具体的には、電圧取得部９７は、回転制御部９６がパルスＰ［１］およびＰ［５］に応じてＡ相ステーター８５のコイル８５ｃのみに駆動電流を供給したときに、Ｂ相ステーター８６のコイル８６ｃの端子Ｂ１、Ｂ２間に生じる電圧ＶＢを時系列的に取得する。電圧取得部９７は、回転制御部９６がパルスＰ［３］およびＰ［７］に応じてＢ相ステーター８６のコイル８６ｃのみに駆動電流を供給したときに、Ａ相ステーター８５のコイル８５ｃの端子Ａ１、Ａ２間に生じる電圧ＶＡを時系列的に取得する。電圧取得部９７は、回転制御部９６がパルスＰ［２］、Ｐ［４］、Ｐ［６］およびＰ［８］に応じてコイル８５ｃおよびコイル８６ｃに駆動電流を供給したとき、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢを取得しない。なお、電圧取得部９７は、回転制御部９６がパルスＰ［１］～Ｐ［８］に応じてコイル８５ｃおよびコイル８６ｃに駆動電流を供給したときに、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢを時系列的に取得してもよい。この場合、電圧取得部９７は、端子Ａ１、Ａ２間に生じる電圧から電磁誘導に係る電圧成分を分離して、当該電圧成分を電圧ＶＡとする。電圧取得部９７は、端子Ｂ１、Ｂ２間に生じる電圧から電磁誘導に係る電圧成分を分離して、当該電圧成分を電圧ＶＢとする。時系列的に取得した電圧ＶＡは、電圧ＶＡの波形である。時系列的に取得した電圧ＶＢは、電圧ＶＢの波形である。
　状態判定部９８は、ローター８１を基準位置Ｒｘに位置付ける動作（以下、「初期化動作」という。）において、電圧取得部９７によって取得された電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形に基づいて、電動弁５の状態を判定する。電動弁５は、回転許容状態Ｓｐと、第１方向回転規制状態Ｓｒ１と、第２方向回転規制状態Ｓｒ２と、を有している。回転許容状態Ｓｐは、ローター８１の第１方向および第２方向への回転が許容される状態である。第１方向回転規制状態Ｓｒ１は、ローター８１の第１方向への回転が規制される状態である。第２方向回転規制状態Ｓｒ２は、ローター８１の第２方向への回転が規制される状態である。
　本明細書において、「波形」とは、１定点における物理量（電圧）の時間的変化である。「波形」を可視化する場合は、物理量を縦軸とし、時間を横軸とした座標面に表現される。また、コンピュータ９５のＲＡＭや不揮発性メモリ９２において物理量データと時間データとが関連付けられて記憶されたデータテーブルなどの不可視のものも「波形」に含まれる。また、「波形の面積」とは、当該波形を、物理量を縦軸とし時間を物理量０に対応する横軸とする座標面に表現したときに、当該波形と横軸とによって囲まれる領域の面積である。
　状態判定部９８が、電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形に基づいて電動弁５の状態を判定する方法について説明する。
　図１３～図１５は、初期化動作において測定した電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形の一例を示す。期間Ｔ１～Ｔ９のそれぞれにおいて、パルスＰ［１］～Ｐ［８］が昇順でステッピングモーター８０に入力される。図１３には記載されていないが、期間Ｔ１より前の電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形は、期間Ｔ１における電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形と同じ（実質的に同じを含む）である。電動弁装置１において、例えば、パルスＰの周期は８ｍｓであり、１つの期間Ｔは６４ｍｓである。期間Ｔにおいて、パルスＰ［１］～Ｐ［８］が入力される。時刻ｔｃにおいて、弁体４０が弁座２３に接し、ローター８１が閉弁位置Ｒｃに位置付けられる。時刻ｔｘにおいて、上ストッパ体５５が上ストッパ部７５に接し、ローター８１が基準位置Ｒｘに位置付けられる。ローター８１の第１方向への回転は、時刻ｔｘ前は許容され、時刻ｔｘ後は規制される。
　電圧ＶＡの波形は、Ａ波（ａ１～ａ９）と、Ｂ波（ｂ１～ｂ９）と、Ｃ波（ｃ１～ｃ９）と、Ｄ波（ｄ１～ｄ９）と、Ｅ波（ｅ７～ｅ９）と、を含む。Ａ波およびＢ波は、全ての期間Ｔにわたって周期的に観測される負の電圧（－Ｖ）の波である。Ｃ波およびＤ波は、全ての期間Ｔにわたって周期的に観測される正の電圧（＋Ｖ）の波である。Ｅ波は、時刻ｔｘ後に周期的に観測される正の電圧（＋Ｖ）の波である。なお、各波は、所定の大きさ以上の振幅を有する。
　期間Ｔ１～Ｔ９におけるパルスＰ［７］に対応する区間の波形（Ｃ波およびＤ波を含む波形）の面積をＳＡ１～ＳＡ９とすると、時刻ｔｘ後の期間Ｔ６～Ｔ９における面積ＳＡ６～ＳＡ９は、時刻ｔｘ前の期間Ｔ１～Ｔ５における面積ＳＡ１～ＳＡ５より小さい。
　また、Ｄ波は、時刻ｔｘ前には比較的振幅が大きい正の電圧の波であり（ｄ１～ｄ５）、時刻ｔｘ後に比較的振幅が小さい正の電圧の波になる（ｄ６～ｄ９）。
　また、Ｅ波は、時刻ｔｘ前には観測されず、時刻ｔｘ後に周期的に観測される（ｅ７～ｅ９）。つまり、Ｅ波は、全ての期間Ｔにわたって周期的に観測される波とは異なる新しい波であり、時刻ｔｘ後に周期的に出現する。
　電圧ＶＢの波形は、Ｆ波（ｆ１～ｆ９）と、Ｇ波（ｇ１～ｇ９）と、Ｈ波（ｈ１～ｈ９）と、Ｊ波（ｊ１～ｊ９）と、Ｋ波（ｋ１～ｋ９）と、Ｍ波（ｍ７～ｍ９）と、を含む。Ｆ波およびＧ波は、全ての期間Ｔにわたって周期的に観測される正の電圧（＋Ｖ）の波である。Ｈ波、Ｊ波およびＫ波は、全ての期間Ｔにわたって周期的に観測される負の電圧（－Ｖ）の波である。Ｍ波は、時刻ｔｘ後に周期的に観測される正の電圧（＋Ｖ）の波である。なお、各波は、所定の大きさ以上の振幅を有する。
　期間Ｔ１～Ｔ９におけるパルスＰ［１］に対応する区間の波形（Ｆ波、Ｇ波およびＨ波を含む波形）の面積をＳＢ１～ＳＢ９とすると、時刻ｔｘ後の期間Ｔ７～Ｔ９における面積ＳＢ７～ＳＢ９は、時刻ｔｘ前の期間Ｔ１～Ｔ６における面積ＳＢ１～ＳＢ６より小さい。
　また、Ｇ波は、時刻ｔｘ前には比較的振幅が大きい正の電圧の波であり（ｇ１～ｇ６）、時刻ｔｘ後に比較的振幅が小さい負の電圧の波になる（ｇ７～ｇ９）。なお、Ｇ波は、時刻ｔｘ後にＨ波と合わさり１つの波になる（ｇ７～ｇ９）。
　また、Ｋ波は、時刻ｔｘ前には比較的振幅が小さい負の電圧の波であり（ｋ１～ｋ５）、時刻ｔｘ後に比較的振幅が大きい負の電圧の波になる（ｋ７～ｋ９）。
　また、Ｍ波は、時刻ｔｘ前には観測されず、時刻ｔｘ後に周期的に観測される（ｍ７～ｍ９）。つまり、Ｍ波は、全ての期間Ｔにわたって周期的に観測される波とは異なる新しい波であり、時刻ｔｘ後に周期的に出現する。
　このことから、電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形は、時刻ｔｘの前後で以下の違いがある。
（ｉ）時刻ｔｘ後の期間Ｔにおける波形の面積が、時刻ｔｘ前の期間Ｔにおける波形の面積より小さくなる。
（ｉｉ）時刻ｔｘ後の波の振幅が、時刻ｔｘ前の波の振幅と異なる。
（ｉｉｉ）時刻ｔｘ前に観測された波とは異なる波が時刻ｔｘ後に周期的に出現する。
　電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形は、第２ストッパ機構Ｓ２によってローター８１の第２方向への回転が規制される前後で図１３～図１５の波形と同様の違いがある。また、例えば、移動機構（弁軸５０とガイドステム７０）に異物が進入したり、移動機構が故障したりした場合も、ローター８１の回転が規制される。このような場合も、電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形は、ローター８１の回転が規制される前後で図１３～図１５の波形と同様の違いがある。
　したがって、状態判定部９８は、電圧ＶＡの波形または電圧ＶＢの波形において、上記（ｉ）～（ｉｉｉ）に示す現象のうちの少なくとも１つを検出することによって、ローター８１の第１方向への回転が規制されたこと、および、ローター８１の第２方向への回転が規制されたことを判定することができる。
　状態判定部９８は、初期化動作中に、電圧取得部９７が取得した電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形において上記（ｉ）～（ｉｉｉ）に示す現象のうちのいずれも検出していないとき、電動弁５が回転許容状態Ｓｐであると判定する。状態判定部９８は、ローター８１が第１方向に回転されているときに、上記（ｉ）～（ｉｉｉ）に示す現象のうちの少なくとも１つを検出したとき、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定する。状態判定部９８は、ローター８１が第２方向に回転されているときに、上記（ｉ）～（ｉｉｉ）に示す現象のうちの少なくとも１つを検出したとき、電動弁５が第２方向回転規制状態Ｓｒ２であると判定する。
　なお、状態判定部９８は、ローター８１が第１方向に回転されているときに、上記（ｉ）～（ｉｉｉ）に示す現象のうちの２つ以上を検出したとき、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定してもよい。状態判定部９８は、ローター８１が第２方向に回転されているときに、上記（ｉ）～（ｉｉｉ）に示す現象のうちの２つ以上を検出したとき、電動弁５が第２方向回転規制状態Ｓｒ２であると判定してもよい。状態判定部９８は、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１でなく、第２方向回転規制状態Ｓｒ２でもないとき、電動弁５が回転許容状態Ｓｐであると判定してもよい。
　以下に、状態判定部９８が、ローター８１が第１方向に回転されているときに、電動弁５の状態が第１方向回転規制状態Ｓｒ１または回転許容状態Ｓｐであるかを判定する一例を示す。
　状態判定部９８は、ローター８１が第１方向に回転されているとき、パルスＰ［１］～Ｐ［８］が入力される現在の期間Ｔが終了したタイミングで、電動弁５の状態を判定する。具体的には、状態判定部９８は、以下の（１）～（８）を行う。
（１）状態判定部９８は、電圧ＶＡの波形に関して、現在の期間Ｔ（ｋ）におけるパルスＰ［７］に対応する区間の波形の面積ＳＡ（ｋ）を算出する。そして、状態判定部９８は、当該面積ＳＡ（ｋ）が、１つ前の期間Ｔ（ｋ－１）におけるパルスＰ［７］に対応する区間の波形の面積ＳＡ（ｋ－１）よりも小さくかつ面積ＳＡ（ｋ）と面積ＳＡ（ｋ－１）との差が所定の第１面積判定値以上であることを検出すると、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定する。なお、面積ＳＡ（ｋ）は、期間Ｔ（ｋ）の一部区間における波形の面積であってもよく、期間Ｔ（ｋ）の全区間における波形の面積であってもよい。
（２）状態判定部９８は、電圧ＶＡの波形に関して、現在の期間Ｔ（ｋ）におけるＤ波の振幅ＷＡ（ｋ）を取得する。そして、状態判定部９８は、当該振幅ＷＡ（ｋ）が、直前の期間Ｔ（ｋ－１）におけるＤ波の振幅ＷＡ（ｋ－１）よりも小さくかつ振幅ＷＡ（ｋ）と振幅ＷＡ（ｋ－１）との差が所定の第１振幅判定値以上であることを検出すると、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定する。
（３）状態判定部９８は、電圧ＶＡの波形に関して、全ての期間Ｔにわたって観測されるＡ波、Ｂ波、Ｃ波、Ｄ波とは異なる新しいＥ波が連続する複数の期間Ｔ（例えば３つの期間）にわたって周期的に出現したことを検出すると、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定する。
（４）状態判定部９８は、電圧ＶＢの波形に関して、現在の期間Ｔ（ｋ）におけるパルスＰ［１］に対応する区間の波形の面積ＳＢ（ｋ）を算出する。そして、状態判定部９８は、当該面積ＳＢ（ｋ）が、１つ前の期間Ｔ（ｋ－１）におけるパルスＰ［１］に対応する区間の波形の面積ＳＢ（ｋ－１）よりも小さくかつ面積ＳＢ（ｋ）と面積ＳＢ（ｋ－１）との差が所定の第２面積判定値以上であることを検出すると、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定する。なお、面積ＳＢ（ｋ）は、期間Ｔ（ｋ）の一部区間における波形の面積であってもよく、期間Ｔ（ｋ）の全区間における波形の面積であってもよい。
（５）状態判定部９８は、電圧ＶＢの波形に関して、現在の期間Ｔ（ｋ）におけるＧ波の振幅ＷＢ１（ｋ）を取得する。そして、状態判定部９８は、当該振幅ＷＢ１（ｋ）が、直前の期間Ｔ（ｋ－１）におけるＧ波の振幅ＷＢ１（ｋ－１）よりも小さくかつ振幅ＷＢ１（ｋ）と振幅ＷＢ１（ｋ－１）との差が所定の第２振幅判定値以上であることを検出すると、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定する。
（６）状態判定部９８は、電圧ＶＢの波形に関して、現在の期間Ｔ（ｋ）におけるＫ波の振幅ＷＢ２（ｋ）を取得する。そして、状態判定部９８は、当該振幅ＷＢ２（ｋ）が、直前の期間Ｔ（ｋ－１）におけるＫ波の振幅ＷＢ２（ｋ－１）よりも大きくかつ振幅ＷＢ２（ｋ）と振幅ＷＢ２（ｋ－１）との差が所定の第３振幅判定値以上であることを検出すると、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定する。
（７）状態判定部９８は、電圧ＶＢの波形に関して、全ての期間Ｔにわたって観測されるＦ波、Ｇ波、Ｈ波、Ｊ波、Ｋ波とは異なる新しいＭ波が連続する複数の期間Ｔ（例えば３つの期間）にわたって周期的に出現したことを検出すると、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定する。
　なお、上記（１）、（２）、（４）～（６）で用いる面積および振幅は、連続する複数の期間Ｔにおける移動平均値であってもよい。また、状態判定部９８は、上記（１）～（７）のうちの一部のみ行うようにしてもよい。
（８）状態判定部９８は、上記（１）～（７）において、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定されなかったとき、電動弁５が回転許容状態Ｓｐであると判定する。
　なお、状態判定部９８は、上記（１）～（７）を仮判定としてもよい。この場合、状態判定部９８は、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると複数回（例えば２回以上）仮判定した場合に、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると正式に判定する。状態判定部９８は、第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると正式に判定しなかった場合に、電動弁５が回転許容状態Ｓｐであると判定する。
　状態判定部９８は、同様に、ローター８１が第２方向に回転しているときに、電動弁５の状態が第２方向回転規制状態Ｓｒ２または回転許容状態Ｓｐであるかを判定する。
　次に、電動弁制御装置９０の動作（初期化動作）の一例を、図１６、図１７を参照して説明する。
　電動弁制御装置９０（具体的にはコンピュータ９５）は、エアコン制御装置１１０から初期化命令を受信すると（Ｓ１１０）、ステッピングモーター８０へのパルスＰ（降順）の入力を開始して、ローター８１を第２方向に回転させる（Ｓ１２０）。電動弁制御装置９０は、回転制御部９６として機能する。これにより、パルスＰに応じた駆動電流がステーター８２に供給され、ローター８１が第２方向に回転する。
　電動弁制御装置９０は、Ａ相ステーター８５のコイル８５ｃの端子Ａ１、Ａ２間に生じる電圧ＶＡおよびＢ相ステーター８６のコイル８６ｃの端子Ｂ１、Ｂ２間に生じる電圧ＶＢを時系列的に取得する（Ｓ１３０）。電動弁制御装置９０は、電圧取得部９７として機能する。
　電動弁制御装置９０は、パルスＰ［８］～Ｐ［１］が入力される現在の期間Ｔが終了したタイミングで、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢに基づいて、電動弁５の状態（第２方向回転規制状態Ｓｒ２または回転許容状態Ｓｐ）を判定する（Ｓ１４０）。電動弁制御装置９０は、状態判定部９８として機能する。
　電動弁制御装置９０は、電動弁５が回転許容状態Ｓｐであるとき（Ｓ１５０でＮ）、ステップＳ１３０～Ｓ１５０を繰り返す。
　電動弁制御装置９０は、電動弁５が第２方向回転規制状態Ｓｒ２であるとき（Ｓ１５０でＹ）、ステッピングモーター８０へのパルスＰの入力を停止する（Ｓ１６０）。
　次に、電動弁制御装置９０は、ステッピングモーター８０へのパルスＰ（昇順）の入力を開始して、ローター８１を第１方向に回転させる（Ｓ１７０）。これにより、パルスＰに応じた駆動電流がステーター８２に供給され、ローター８１が第１方向に回転する。電動弁制御装置９０は、回転制御部９６として機能する。
　電動弁制御装置９０は、Ａ相ステーター８５のコイル８５ｃの端子Ａ１、Ａ２間に生じる電圧ＶＡおよびＢ相ステーター８６のコイル８６ｃの端子Ｂ１、Ｂ２間に生じる電圧ＶＢを時系列的に取得する（Ｓ１８０）。電動弁制御装置９０は、電圧取得部９７として機能する。
　電動弁制御装置９０は、パルスＰ［１］～Ｐ［８］が入力される現在の期間Ｔが終了したタイミングで、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢに基づいて、電動弁５の状態（第１方向回転規制状態Ｓｒ１または回転許容状態Ｓｐ）を判定する（Ｓ１９０）。電動弁制御装置９０は、状態判定部９８として機能する。
　電動弁制御装置９０は、電動弁５が回転許容状態Ｓｐであるとき（Ｓ２００でＮ）、ステップＳ１８０～Ｓ２００を繰り返す。
　電動弁制御装置９０は、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であるとき（Ｓ２００でＹ）、ステッピングモーター８０へのパルスＰの入力を停止する（Ｓ２１０）。
　次に、電動弁制御装置９０は、電動弁５が第２方向回転規制状態Ｓｒ２であると判定したときから第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定したときまでにステッピングモーター８０に入力したパルス数（以下、「入力数Ｘｉ」という。）を取得する（Ｓ２２０）。入力数Ｘｉは、ステップＳ１７０からステップＳ２１０までの間でステッピングモーター８０に入力したパルス数である。
　ローター８１が少なくとも全開位置Ｒｚから基準位置Ｒｘまでの範囲で回転可能であり、かつ、多くとも最大回転可能範囲Ｗで回転可能であれば、入力数Ｘｉが設計数Ｘｄ以上でかつ上限数Ｘｕ以下になる。
　ローター８１が全開位置Ｒｚから基準位置Ｒｘまで回転可能でなければ、入力数Ｘｉが設計数Ｘｄより小さくなる。
　第１ストッパ機構Ｓ１および第２ストッパ機構Ｓ２の摩耗が進んで、ローター８１が最大回転可能範囲Ｗを超えて回転可能であれば、入力数Ｘｉが上限数Ｘｕより大きくなる。
　電動弁制御装置９０は、入力数Ｘｉが設計数Ｘｄ以上でかつ上限数Ｘｕ以下のとき（Ｓ２３０でＮ、Ｓ２４０でＮ）、ローター８１が全開位置Ｒｚから基準位置Ｒｘまでの間で正常に回転でき、かつ、ローター８１が基準位置Ｒｘ（基準位置Ｒｘの近傍の位置を含む）に位置付けられたと判定する。そして、電動弁制御装置９０は、エアコン制御装置１１０に初期化動作が正常終了したことを通知する（Ｓ２５０）。
　電動弁制御装置９０は、入力数Ｘｉが設計数Ｘｄより小さいとき（Ｓ２３０でＹ）、ローター８１の回転が全開位置Ｒｚおよび基準位置Ｒｘまでの間の位置で規制され、ローター８１が全開位置Ｒｚから基準位置Ｒｘまでの間で正常に回転できないと判定する。そして、電動弁制御装置９０は、エアコン制御装置１１０に初期化動作が異常終了したことを通知する（Ｓ２６０）。
　電動弁制御装置９０は、入力数Ｘｉが上限数Ｘｕより大きいとき（Ｓ２３０でＮ、Ｓ２４０でＹ）、ローター８１が最大回転可能範囲Ｗを超えて回転され、ローター８１を基準位置Ｒｘ（基準位置Ｒｘの近傍の位置を含む）に位置付けることができないと判定する。そして、電動弁制御装置９０は、エアコン制御装置１１０に初期化動作が異常終了したことを通知する（Ｓ２６０）。
　エアコン制御装置１１０は、電動弁５の初期化動作が正常終了した旨の通知を受けると、配管１０５を流れる冷媒の流量の制御を開始する。また、エアコン制御装置１１０は、電動弁５の初期化動作が異常終了した旨の通知を受けると、エアコンシステム１００を停止したり、エアコンシステム１００を縮退動作させたりするなど、異常発生時の動作を実行する。
　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９０とを有している。電動弁５は、弁口２２を有する弁本体１０と、ローター８１を有するステッピングモーター８０と、ローター８１が第１方向に回転されると弁口２２に近づきかつローター８１が第２方向に回転されると弁口２２から離れる弁体４０と、ローター８１が基準位置Ｒｘにあるときにローター８１の第１方向への回転を規制する第１ストッパ機構Ｓ１と、ローター８１が全開位置Ｒｚにあるときにローター８１の第２方向への回転を規制する第２ストッパ機構Ｓ２と、を有する。電動弁制御装置９０は、電動弁５を制御する。
　そして、電動弁制御装置９０は、初期化動作において、
　（１）ステッピングモーター８０にパルスＰを入力してローター８１を第２方向に回転させ、
　（２）ローター８１を第２方向に回転させているときに電動弁５が第２方向回転規制状態Ｓｒ２になると、ステッピングモーター８０にパルスＰを入力してローター８１を第１方向に回転させ、
　（３）ローター８１を第１方向に回転させているときに電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１になると、第２方向回転規制状態Ｓｒ２から第１方向回転規制状態Ｓｒ１までの間にローター８１を第１方向に回転させるためにステッピングモーター８０に入力したパルス数（入力数Ｘｉ）を取得し、
　（４）入力数Ｘｉが設計数Ｘｄ以上でかつ上限数Ｘｕ以下のとき、ローター８１が全開位置Ｒｚから基準位置Ｒｘまでの間で正常に回転できかつローター８１が最大回転可能範囲Ｗ内で回転されるとして、ローター８１が正常に回転できると判定し、
　（５）入力数Ｘｉが設計数Ｘｄより小さいときまたは入力数Ｘｉが上限数Ｘｕより大きいとき、ローター８１が全開位置Ｒｚから基準位置Ｒｘまでの間で正常に回転できない、または、ローター８１が最大回転可能範囲Ｗを超えて回転される、としてローター８１が正常に回転できないと判定する。
　ローター８１が全開位置Ｒｚから基準位置Ｒｘまでの間で正常に回転できる場合、ローター８１を第２方向に回転させると第２ストッパ機構Ｓ２によって第２方向への回転が規制され（第２方向回転規制状態Ｓｒ２）、ローター８１を第１方向に回転させると第１ストッパ機構Ｓ１によって第１方向への回転が規制される（第１方向回転規制状態Ｓｒ１）。また、第１ストッパ機構Ｓ１および第２ストッパ機構Ｓ２はローター８１の回転を規制することにより摩耗する。第１ストッパ機構Ｓ１の摩耗が進むと基準位置Ｒｘを第１方向に過ぎた位置までローター８１が回転可能となる。第２ストッパ機構Ｓ２の摩耗が進むと全開位置Ｒｚを第２方向に過ぎた位置までローター８１が回転可能となる。そのため、ローター８１が全開位置Ｒｚから基準位置Ｒｘまでの範囲を含む適切な回転範囲で正常に回転できる場合、入力数Ｘｉが設計数Ｘｄ以上でかつ上限数Ｘｕ以下になる。上限数Ｘｕは、摩耗を考慮して設計数Ｘｄに基づいて設定される。このことから、電動弁制御装置９０は、入力数Ｘｉを設計数Ｘｄおよび上限数Ｘｕと比較することによって、ローター８１が適切な回転範囲で正常に回転できるか否かを判定することができる。
　また、電動弁制御装置９０は、ローター８１の回転によりステッピングモーター８０のステーター８２に生じる電圧ＶＡおよび電圧ＶＢを取得する。電動弁制御装置９０は、（ｉ）電圧ＶＡおよび電圧ＶＢの波形の面積、（ｉｉ）電圧ＶＡおよび電圧ＶＢの波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉｉ）電圧ＶＡおよび電圧ＶＢの波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であるか否かおよび第２方向回転規制状態Ｓｒ２であるか否かを判定する。このようにすることで、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢについて比較的簡易な処理を行うことで電動弁５の状態を判定することができる。
　また、ステーター８２が、Ａ相ステーター８５とＢ相ステーター８６とを有する。Ａ相ステーター８５およびＢ相ステーター８６は、ステッピングモーター８０に入力されたパルスＰに応じた駆動電流が供給される。電動弁制御装置９０が、Ａ相ステーター８５のみに駆動電流を供給したときにＢ相ステーター８６に生じる電圧ＶＢを取得し、Ｂ相ステーター８６のみに駆動電流を供給したときにＡ相ステーター８５に生じる電圧ＶＡを取得する。このようにすることで、電動弁制御装置９０において、Ａ相ステーター８５に生じる電圧から電磁誘導に係る電圧成分を分離する必要がなく、Ｂ相ステーター８６に生じる電圧から電磁誘導に係る電圧成分を分離する必要がない。そのため、比較的簡易な構成によって電圧ＶＡおよび電圧ＶＢを取得することができる。
　また、電動弁制御装置９０は、電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定したとき、ステッピングモーター８０へのパルスＰの入力を停止する。電動弁制御装置９０は、電動弁５が第２方向回転規制状態Ｓｒ２であると判定したとき、ステッピングモーター８０へのパルスＰの入力を停止する。このようにすることで、ローター８１の回転が規制されている状態でステッピングモーター８０へのパルスＰの入力が継続されることを防ぐことができる。そのため、第１ストッパ機構Ｓ１および第２ストッパ機構Ｓ２の摩耗を抑制して、電動弁５の耐久性を向上させることができる。
　上述した電動弁制御装置９０は、電動弁５が回転許容状態Ｓｐ、第１方向回転規制状態Ｓｒ１または第２方向回転規制状態Ｓｒ２であるかを判定する。電動弁制御装置９０は、これら以外の電動弁５の状態を判定するようにしてもよい。
　図１３によれば、電圧ＶＡの波形において、Ｄ波は、時刻ｔｃ前の各期間Ｔにおいて振幅が一定の正の電圧の波であり（ｄ１、ｄ２）、時刻ｔｃから時刻ｔｘまでの間で振幅が漸減している（ｄ３～ｄ５）。また、電圧ＶＢの波形において、Ｋ波は、時刻ｔｃ前の各期間において振幅が一定の負の電圧の波であり（ｋ１、ｋ２）、時刻ｔｃから時刻ｔｘまでの間で振幅が漸減している（ｄ３～ｄ５）。これらは、ローター８１が閉弁位置Ｒｃを過ぎて閉弁ばね６６が徐々に圧縮されることにより、ローター８１の回転速度が徐々に低下することに起因すると推測される。そのため、電圧ＶＡの波形または電圧ＶＢの波形における波の振幅の漸減を検出することで、ローター８１が閉弁位置Ｒｃと基準位置Ｒｘとの間の位置にあると判定することができる。
　そこで、電動弁制御装置９０が、ローター８１が第１方向に回転されている場合に、電圧ＶＡの波形において周期的に観測されるＤ波の振幅が漸減したとき、および／または、電圧ＶＢの波形において周期的に観測されるＫ波の振幅が漸減したとき、電動弁５が基準位置Ｒｘの直前の位置にある状態Ｓｑであると判定するようにしてもよい。状態Ｓｑにおいて、ローター８１は閉弁位置Ｒｃと基準位置Ｒｘとの間の位置にある。そのため、電動弁制御装置９０は、ローター８１が第１方向に回転されている場合に、電動弁５が状態Ｓｑであると判定する前に電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１であると判定したとき、何らかの異常が生じてローター８１が基準位置Ｒｘに至る前にローター８１の第１方向への回転が規制されたと判定することができる。
　上述した電動弁制御装置９０は、初期化動作において、ローター８１を基準位置Ｒｘに位置付ける。電動弁制御装置９０は、初期化動作において、ローター８１を、基準位置Ｒｘに代えて、全開位置Ｒｚに位置付けるようにしてもよい。
　すなわち、電動弁制御装置９０は、初期化動作において、
　（１）ステッピングモーター８０にパルスＰを入力してローター８１を第１方向に回転させ、
　（２）ローター８１を第１方向に回転させているときに電動弁５が第１方向回転規制状態Ｓｒ１になると、ステッピングモーター８０にパルスＰを入力してローター８１を第２方向に回転させ、
　（３）ローター８１を第２方向に回転させているときに電動弁５が第２方向回転規制状態Ｓｒ２になると、第１方向回転規制状態Ｓｒ１から第２方向回転規制状態Ｓｒ２までの間にローター８１を第２方向に回転させるためにステッピングモーター８０に入力したパルス数（入力数Ｘｉ）を取得し、
　（４）入力数Ｘｉが設計数Ｘｄ以上でかつ上限数Ｘｕ以下のとき、ローター８１が基準位置Ｒｘから全開位置Ｒｚまでの間で正常に回転できかつローター８１が最大回転可能範囲Ｗ内で回転されるとして、ローター８１が正常に回転できると判定し、
　（５）入力数Ｘｉが設計数Ｘｄより小さいときまたは入力数Ｘｉが上限数Ｘｕより大きいとき、ローター８１が基準位置Ｒｘから全開位置Ｒｚまでの間で正常に回転できない、または、ローター８１が最大回転可能範囲Ｗを超えて回転される、としてローター８１が正常に回転できないと判定する。
　この構成においても、電動弁制御装置９０は、ローター８１が適切な回転範囲で正常に回転できるか否かを判定することができる。
　また、上述した電動弁制御装置９０は、ローター８１の回転によりステッピングモーター８０のステーター８２に生じる電圧ＶＡおよび電圧ＶＢに基づいて、ローター８１の回転が規制されているか否かを判定する。電動弁制御装置９０は、例えば、角度センサーによってローター８１の回転角度を検出することにより、ローター８１の回転が規制されているか否かを判定するようにしてもよい。
　また、上述した電動弁５は、ローター８１が第１方向に回転すると、弁軸５０に取り付けられたホルダー６１が閉弁ばね６６およびばね受け部材６５を介して弁体４０を下方に押す構成である。電動弁５は、ローター８１が第１方向に回転すると、ローター８１と弁軸５０が直接的に弁体４０を下方に押す構成でもよい。この構成において、弁体４０が弁座２３に接するとローター８１の第１方向への回転が規制される。つまり、弁体４０と弁座２３とが第１ストッパ機構であり、弁体４０が弁座２３に接したときのローター８１の位置が、基準位置Ｒｘである。
　本明細書において、「円筒」や「円柱」等の部材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、１４…弁室、１８…第１導管、２１…弁座部材、２２…弁口、２３…弁座、２８…第２導管、３０…キャン、４０…弁体、４１…軸部、４２…弁部、４３…スリーブ、５０…弁軸、５１…第１部分、５１ｃ…雄ねじ、５２…第２部分、５３…第３部分、５４…固定部、５５…上ストッパ体、５６…下ストッパ体、６０…連結機構、６１…ホルダー、６１ａ…上壁部、６１ｂ…均圧孔、６２…弁体支持部材、６３…スペーサー、６５…ばね受け部材、６５ａ…フランジ、６６…閉弁ばね、７０…ガイドステム、７１…円柱部、７１ｃ…雌ねじ、７２…円筒部、７３…保持部、７４…円板、７５…上ストッパ部、７６…下ストッパ部、８０…ステッピングモーター、８１…ローター、８１ａ…上壁部、８２…ステーター、８３…連結体、８５…Ａ相ステーター、８５ａ…極歯、８５ｂ…極歯、８５ｃ…コイル、８６…Ｂ相ステーター、８６ａ…極歯、８６ｂ…極歯、８６ｃ…コイル、９０…電動弁制御装置、９１…基板、９２…不揮発性メモリ、９３…通信装置、９４…モータードライバ、９５…コンピュータ、９６…回転制御部、９７…電圧取得部、９８…状態判定部、１００…エアコンシステム、１０１…圧縮機、１０２…凝縮器、１０３…蒸発器、１１０…エアコン制御装置、１２０…有線通信バス、Ｓ１…第１ストッパ機構、Ｓ２…第２ストッパ機構、Ａ１…端子、Ａ２…端子、Ｂ１…端子、Ｂ２…端子、Ｌ…軸線、Ｐ…パルス、Ｒｃ…閉弁位置、Ｒｘ…基準位置、Ｒｚ…全開位置、Ｓｐ…回転許容状態、Ｓｒ１…第１方向回転規制状態、Ｓｒ２…第２方向回転規制状態、Ｗ…最大回転可能範囲、Ｘｉ…入力数、Ｘｄ…設計数、Ｘｕ…上限数

 

Claims (7)

  1. 　弁口を有する弁本体と、ローターを有するステッピングモーターと、前記ローターが第１方向に回転されると前記弁口に近づきかつ前記ローターが第２方向に回転されると前記弁口から離れる弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第１方向への回転を規制する第１ストッパ機構と、前記ローターが全開位置にあるときに前記ローターの前記第２方向への回転を規制する第２ストッパ機構と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
    　前記電動弁制御装置が、
    　（１）前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第２方向に回転させ、
    　（２）前記ローターを前記第２方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第２方向への回転が規制された状態（以下、「第２方向回転規制状態」という。）になると、前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第１方向に回転させ、
    　（３）前記ローターを前記第１方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第１方向への回転が規制された状態（以下、「第１方向回転規制状態」という。）になると、前記第２方向回転規制状態から前記第１方向回転規制状態までの間に前記ステッピングモーターに入力したパルス数（以下、「入力数」という。）を取得し、
    　（４）前記入力数が前記ローターを前記全開位置から前記基準位置まで回転させるときに前記ステッピングモーターに入力される設計上のパルス数（以下、「設計数」という。）以上でかつ前記設計数より大きい上限数以下のとき、前記ローターが正常に回転できると判定し、
    　（５）前記入力数が前記設計数より小さいときまたは前記入力数が前記上限数より大きいとき、前記ローターが正常に回転できないと判定する、ことを特徴とする電動弁制御装置。
  2. 　弁口を有する弁本体と、ローターを有するステッピングモーターと、前記ローターが第１方向に回転されると前記弁口に近づきかつ前記ローターが第２方向に回転されると前記弁口から離れる弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第１方向への回転を規制する第１ストッパ機構と、前記ローターが全開位置にあるときに前記ローターの前記第２方向への回転を規制する第２ストッパ機構と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
    　前記電動弁制御装置が、
    　（１）前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第１方向に回転させ、
    　（２）前記ローターを前記第１方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第１方向への回転が規制された状態（以下、「第１方向回転規制状態」という。）になると、前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第２方向に回転させ、
    　（３）前記ローターを前記第２方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第２方向への回転が規制された状態（以下、「第２方向回転規制状態」という。）になると、前記第１方向回転規制状態から前記第２方向回転規制状態までの間に前記ステッピングモーターに入力したパルス数（以下、「入力数」という。）を取得し、
    　（４）前記入力数が前記ローターを前記基準位置から前記全開位置まで回転させるときに前記ステッピングモーターに入力される設計上のパルス数（以下、「設計数」という。）以上でかつ前記設計数より大きい上限数以下のとき、前記ローターが正常に回転できると判定し、
    　（５）前記入力数が前記設計数より小さいときまたは前記入力数が前記上限数より大きいとき、前記ローターが正常に回転できないと判定する、ことを特徴とする電動弁制御装置。
  3. 　前記電動弁制御装置が、
    　前記ローターの回転により前記ステッピングモーターのステーターに生じる電圧を取得し、
    　（ｉ）前記電圧の波形の面積、（ｉｉ）前記電圧の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉｉ）前記電圧の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記電動弁が前記第１方向回転規制状態であるか否かおよび前記第２方向回転規制状態であるか否かを判定する、請求項１または請求項２に記載の電動弁制御装置。
  4. 　前記ステーターが、Ａ相ステーターとＢ相ステーターとを有し、
    　前記Ａ相ステーターおよび前記Ｂ相ステーターは、前記ステッピングモーターに入力されたパルスに応じた駆動電流が供給され、
    　前記電動弁制御装置が、前記Ａ相ステーターおよび前記Ｂ相ステーターの一方のみに前記駆動電流が供給されたときに他方に生じる前記電圧を取得する、請求項３に記載の電動弁制御装置。
  5. 　前記電動弁と、請求項１または請求項２に記載の電動弁制御装置と、を有する電動弁装置。
  6. 　弁口を有する弁本体と、ローターを有するステッピングモーターと、前記ローターが第１方向に回転されると前記弁口に近づきかつ前記ローターが第２方向に回転されると前記弁口から離れる弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第１方向への回転を規制する第１ストッパ機構と、前記ローターが全開位置にあるときに前記ローターの前記第２方向への回転を規制する第２ストッパ機構と、を有する電動弁の制御方法であって、
    　（１）前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第２方向に回転させ、
    　（２）前記ローターを前記第２方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第２方向への回転が規制された状態（以下、「第２方向回転規制状態」という。）になると、前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第１方向に回転させ、
    　（３）前記ローターを前記第１方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第１方向への回転が規制された状態（以下、「第１方向回転規制状態」という。）になると、前記第２方向回転規制状態から前記第１方向回転規制状態までの間に前記ステッピングモーターに入力したパルス数（以下、「入力数」という。）を取得し、
    　（４）前記入力数が前記ローターを前記全開位置から前記基準位置まで回転させるときに前記ステッピングモーターに入力される設計上のパルス数（以下、「設計数」という。）以上でかつ前記設計数より大きい上限数以下のとき、前記ローターが正常に回転できると判定し、
    　（５）前記入力数が前記設計数より小さいときまたは前記入力数が前記上限数より大きいとき、前記ローターが正常に回転できないと判定する、ことを特徴とする電動弁の制御方法。
  7. 　弁口を有する弁本体と、ローターを有するステッピングモーターと、前記ローターが第１方向に回転されると前記弁口に近づきかつ前記ローターが第２方向に回転されると前記弁口から離れる弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第１方向への回転を規制する第１ストッパ機構と、前記ローターが全開位置にあるときに前記ローターの前記第２方向への回転を規制する第２ストッパ機構と、を有する電動弁の制御方法であって、
    　（１）前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第１方向に回転させ、
    　（２）前記ローターを前記第１方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第１方向への回転が規制された状態（以下、「第１方向回転規制状態」という。）になると、前記ステッピングモーターにパルスを入力して前記ローターを前記第２方向に回転させ、
    　（３）前記ローターを前記第２方向に回転させているときに前記電動弁が前記ローターの前記第２方向への回転が規制された状態（以下、「第２方向回転規制状態」という。）になると、前記第１方向回転規制状態から前記第２方向回転規制状態までの間に前記ステッピングモーターに入力したパルス数（以下、「入力数」という。）を取得し、
    　（４）前記入力数が前記ローターを前記基準位置から前記全開位置まで回転させるときに前記ステッピングモーターに入力される設計上のパルス数（以下、「設計数」という。）以上でかつ前記設計数より大きい上限数以下のとき、前記ローターが正常に回転できると判定し、
    　（５）前記入力数が前記設計数より小さいときまたは前記入力数が前記上限数より大きいとき、前記ローターが正常に回転できないと判定する、ことを特徴とする電動弁の制御方法。

     
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