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公開番号2024137324
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-07
出願番号2023048802
出願日2023-03-24
発明の名称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
出願人株式会社不二工機
代理人弁理士法人オーパス国際特許事務所
主分類F16K 31/04 20060101AFI20240927BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】電動弁の消費電力を低減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。
【解決手段】電動弁制御装置70は、ローター41の回転によってステーター60に生じる電圧を取得し、当該電圧に基づいて、回転負荷とステーター60に供給される駆動電流の大きさとの関係を判定する。電動弁制御装置70は、回転負荷に対して駆動電流の大きさが適正であると判定したとき、駆動電流の大きさを維持し、回転負荷に対して駆動電流の大きさが大きいと判定したとき、駆動電流の大きさを小さくし、回転負荷に対して駆動電流の大きさが小さいと判定したとき、駆動電流の大きさを大きくする。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
弁口を有する弁本体と、ローターおよびステーターを有するステッピングモーターと、前記ローターが回転すると前記弁口に対して移動する弁体と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
前記ステーターに前記ローターを回転させるための駆動電流を供給する回転制御部と、
前記ローターの回転によって前記ステーターに生じる電圧を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記電圧に基づいて、前記ローターの回転負荷と前記駆動電流の大きさとの関係を判定する判定部と、を有し、
前記回転制御部が、
前記判定部が前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが適正であると判定したとき、前記駆動電流の大きさを維持し、
前記判定部が前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが大きいと判定したとき、前記駆動電流の大きさを小さくし、
前記判定部が前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが小さいと判定したとき、前記駆動電流の大きさを大きくする、ことを特徴とする電動弁制御装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記判定部が、前記取得部が取得した前記電圧の波形と前記電圧の基準波形との相違の度合いに基づいて、前記関係を判定する、請求項１に記載の電動弁制御装置。
【請求項３】
前記判定部が、前記電圧の波形と前記電圧の基準波形との相違の度合いを示す相違度指標値を算出し、前記相違度指標値と判定値との比較結果に基づいて、前記関係を判定する、請求項２に記載の電動弁制御装置。
【請求項４】
前記電圧の基準波形が、時刻と当該時刻における基準電圧とが関連付けられたデータテーブルであり、
前記取得部が、前記電圧を時系列的に取得し、
前記判定部が、
前記取得部が取得時刻において取得した前記電圧と前記データテーブルにおける前記取得時刻に対応する前記時刻と関連付けられた前記基準電圧との差分値を２乗した値である中間値を算出し、
前記電圧を用いて算出された複数の前記中間値を足し合わせて前記相違度指標値を算出する、請求項３に記載の電動弁制御装置。
【請求項５】
弁口を有する弁本体と、ローターおよびステーターを有するステッピングモーターと、前記ローターが回転すると前記弁口に対して移動する弁体と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
前記ステーターに前記ローターを回転させるための駆動電流を供給する回転制御部と、
前記ローターの回転によって前記ステーターに生じる電流を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記電流に基づいて、前記ローターの回転負荷と前記駆動電流の大きさとの関係を判定する判定部と、を有し、
前記回転制御部が、
前記判定部が前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが適正であると判定したとき、前記駆動電流の大きさを維持し、
前記判定部が前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが大きいと判定したとき、前記駆動電流の大きさを小さくし、
前記判定部が前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが小さいと判定したとき、前記駆動電流の大きさを大きくする、ことを特徴とする電動弁制御装置。
【請求項６】
請求項１または請求項５に記載の電動弁制御装置と、前記電動弁と、を有する電動弁装置。
【請求項７】
弁口を有する弁本体と、ローターおよびステーターを有するステッピングモーターと、前記ローターが回転すると前記弁口に対して移動する弁体と、を有する電動弁の制御方法であって、
前記ステーターに前記ローターを回転させるための駆動電流を供給し、
前記ローターの回転によって前記ステーターに生じる電圧を取得し、
前記電圧に基づいて、前記ローターの回転負荷と前記駆動電流の大きさとの関係を判定し、
前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが適正であると判定したとき、前記駆動電流の大きさを維持し、
前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが大きいと判定したとき、前記駆動電流の大きさを小さくし、
前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが小さいと判定したとき、前記駆動電流の大きさを大きくする、ことを特徴とする電動弁の制御方法。
【請求項８】
弁口を有する弁本体と、ローターおよびステーターを有するステッピングモーターと、前記ローターが回転すると前記弁口に対して移動する弁体と、を有する電動弁の制御方法であって、
前記ステーターに前記ローターを回転させるための駆動電流を供給し、
前記ローターの回転によって前記ステーターに生じる電流を取得し、
前記電流に基づいて、前記ローターの回転負荷と前記駆動電流の大きさとの関係を判定し、
前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが適正であると判定したとき、前記駆動電流の大きさを維持し、
前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが大きいと判定したとき、前記駆動電流の大きさを小さくし、
前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが小さいと判定したとき、前記駆動電流の大きさを大きくする、ことを特徴とする電動弁の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
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。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
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。具体的には、ステーターのコイルにパルスに応じた駆動電流を供給するとローターが回転する。ローターが回転すると弁体が移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１９／１３０９２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ローターの回転負荷は、弁体に加わる力に応じて変動する。ローターを確実に回転させるため、ステーターのコイルに供給される駆動電流の大きさは、比較的大きな回転負荷に合わせてある。そのため、回転負荷が小さい場合には、回転負荷に対して駆動電流が大きく、ステッピングモーターが電力を余分に消費する。
【０００５】
そこで、本発明は、電動弁の消費電力を低減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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、複数の電動弁を用いて、ローターの回転によってステーターに生じる電圧（ステーターに電磁誘導される電圧）を測定して、測定結果について鋭意検討した。その結果、本発明者らは、ローターの回転負荷に対して駆動電流の大きさが適正であるときの前記電圧と、ローターの回転負荷に対して駆動電流の大きさが適正でないときの前記電圧と、に違いがあることを見出し、本発明に至った。
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の一態様にかかる電動弁制御装置は、
弁口を有する弁本体と、ローターおよびステーターを有するステッピングモーターと、前記ローターが回転すると前記弁口に対して移動する弁体と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、
前記ステーターに前記ローターを回転させるための駆動電流を供給する回転制御部と、
前記ローターの回転によって前記ステーターに生じる電圧を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記電圧に基づいて、前記ローターの回転負荷と前記駆動電流の大きさとの関係を判定する判定部と、を有し、
前記回転制御部が、
前記判定部が前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが適正であると判定したとき、前記駆動電流の大きさを維持し、
前記判定部が前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが大きいと判定したとき、前記駆動電流の大きさを小さくし、
前記判定部が前記ローターの回転負荷に対して前記駆動電流の大きさが小さいと判定したとき、前記駆動電流の大きさを大きくする、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明において、
前記判定部が、前記取得部が取得した前記電圧の波形と前記電圧の基準波形との相違の度合いに基づいて、前記関係を判定する、ことが好ましい。
【０００９】
本発明において、
前記判定部が、前記電圧の波形と前記電圧の基準波形との相違の度合いを示す相違度指標値を算出し、前記相違度指標値と判定値との比較結果に基づいて、前記関係を判定する、ことが好ましい。
【００１０】
本発明において、
前記電圧の基準波形が、時刻と当該時刻における基準電圧とが関連付けられたデータテーブルであり、
前記取得部が、前記電圧を時系列的に取得し、
前記判定部が、
前記取得部が取得時刻において取得した前記電圧と前記データテーブルにおける前記取得時刻に対応する前記時刻と関連付けられた前記基準電圧との差分値を２乗した値である中間値を算出し、
前記電圧を用いて算出された複数の前記中間値を足し合わせて前記相違度指標値を算出する、ことが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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