(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒サイクルシステムであって、中心処理モジュールとステップ駆動制御モジュールとを含む制御システムと、電子膨張弁とを含み、
前記中心処理モジュールは、システム制御情報を受信して解析し、解析した電子膨張弁に対する制御信号をステップ駆動制御モジュールに送信し、電子膨張弁の現在の開度情報を記録又は記憶するために用いられ、或いは、入力信号及び／又はセンサー信号を受信し、電子膨張弁に対する制御信号を演算して生成し、生成した電子膨張弁に対する制御信号をステップ駆動制御モジュールに送信し、現在の電子膨張弁の開度情報を記録又は記憶するために用いられ、
前記制御システムにおいて電子膨張弁の駆動モジュールが個別に設置されていない場合には、ステップ駆動制御モジュールは、前記中心処理モジュールが送信した電子膨張弁を制御する制御信号を受信するために用いられ、前記電子膨張弁のコイルに、前記中心処理モジュールが送信した、電子膨張弁を制御する制御信号の要求を満たす電流を提供し、
前記制御システムにおいて電子膨張弁の駆動モジュールが設置されている場合には、ステップ駆動制御モジュールは、前記中心処理モジュールが送信した電子膨張弁を制御する制御信号を受信するために用いられ、前記駆動モジュールによって、前記中心処理モジュールが送信した電子膨張弁を制御する制御信号の要求を満たすように、電子膨張弁コイルを流れる電流の変化を制御し、駆動モジュールは、ステップ駆動制御モジュールの信号要求に応じて、前記電子膨張弁のコイルに電流を提供し、
前記電子膨張弁の前記冷媒サイクルシステムにおける運転には、初期化運転段階と、流量調節運転段階とを含み、前記電子膨張弁の前記冷媒サイクルシステムにおける動作速度が流量調節運転時に調節可能であり、前記電子膨張弁の流量調節運転時の最大動作速度は前記電子膨張弁の流量調節運転時の最小動作速度より大きく、且つ前記電子膨張弁の流量調節運転時の前記最大動作速度は初期化運転の動作の最大動作速度より小さいか等しく、流量調節運転時の前記最小動作速度は初期化運転の動作の最小動作速度より小さいことを特徴とする冷媒サイクルシステム。
【請求項２】
前記電子膨張弁は、前記冷媒サイクルシステムにおける初期化運転時の動作速度が一定であり、且つ、前記電子膨張弁の流量調節運転時の動作速度が初期化運転時の動作速度より小さいか等しいことを特徴とする請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
【請求項３】
前記中心処理モジュールはタイマーモジュールを含み、前記中心処理モジュールによって前記タイマーモジュールの設定タイミング値を変更し、タイミング値に達した後、中心処理モジュールは相応するレベルの信号をステップ駆動制御モジュールに提供し、ステップ駆動制御モジュールは相応するレベルの信号を受信し、前記相応するレベルの信号が変化する時、前記電子膨張弁を一つのシングルステップ量を動作するように制御し、電子膨張弁のシングルステップ量の動作時間を制御することで、前記電子膨張弁の動作速度への調節を実現することを特徴とする請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
【請求項４】
前記中心処理モジュールとステップ駆動制御モジュールはＳＰＩインタフェースによって接続され、前記ステップ駆動制御モジュールはＳＰＩインタフェースによって前記中心処理モジュールが送信した前記電子膨張弁のモータ動作に対するシングルステップ量値を受信し、シングルステップ量値は設定されたマイクロステップと今回のマイクロステップ数セグメントとの積であり、最大で一つのフルステップを超えず、マイクロステップ方式をフルステップの１／Ｎに設定し、今回のマイクロステップ数セグメントをｎにすると、モータが動いたシングルステップ量値はｎ／Ｎに等しくなり、ただし、ｎとＮはいずれも整数で、１≦ｎ≦Ｎであり、電子膨張弁のシングルステップ量値を制御することによって、前記電子膨張弁の動作速度への調節を実現することを特徴とする請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
【請求項５】
ステップ駆動制御モジュールにおいて設定されたモータ運転マイクロステップ値を変更して制御することによって、前記電子膨張弁の動作速度への調節を実現し、微調整を必要とする時には、小さいマイクロステップ設定値を採用し、高速動作を必要とする時には、大きいマイクロステップ設定値を採用することを特徴とする請求項３又は４に記載の冷媒サイクルシステム。
【請求項６】
前記冷媒サイクルシステムは自動車用空調システムであって、前記制御システムは、ＬＩＮ線によってＬＩＮバスに接続され、ＬＩＮバスからのデジタル信号の電圧レベルを受信し変換した後、前記中心処理モジュールに送信し、前記中心処理モジュールからの信号に対して受信と変換、及び伝送を行うＬＩＮ送受信モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の冷媒サイクルシステム。
【請求項７】
前記ＬＩＮ送受信モジュールがＬＩＮ線によってＬＩＮバスから受信した信号には、前記電子膨張弁への制御信号を含み、制御信号は前記電子膨張弁が到達すべき開度信号と、動作速度信号とを含み、前記中心処理モジュールは制御信号の意味を解析し、前記中心処理モジュールは、現在の開度と新しい到達すべき開度情報に応じて、ステップ駆動制御モジュールに提供する必要があるステップ量値とモータの駆動方向（即ち、回転方向）情報を算出して得られ、前記電子膨張弁動作を制御する情報を前記ステップ駆動制御モジュールに提供することを特徴とする請求項６に記載の冷媒サイクルシステム。
【請求項８】
前記ＬＩＮ送受信モジュールがＬＩＮ線によってＬＩＮバスから受信した信号には、前記電子膨張弁への制御信号を含み、制御信号は前記電子膨張弁が到達すべき開度信号を含み、前記ＬＩＮ送受信モジュールは受信したデジタル信号の電圧レベルを変換した後、中心処理モジュールに送信し、前記中心処理モジュールは制御信号の意味を解析し、前記中心処理モジュールは現在の開度と新しい到達すべき開度情報に応じて、ステップ駆動制御モジュールに提供する必要があるステップ量値、モータの駆動方向情報、動作速度情報を算出して得られ、前記電子膨張弁動作を制御する情報を前記ステップ駆動制御モジュールに提供することを特徴とする請求項６に記載の冷媒サイクルシステム。
【請求項９】
前記電子膨張弁の前記冷媒サイクルシステムにおける運転は高速遮断運転段階をさらに含み、前記高速遮断運転信号はＬＩＮ線によってＬＩＮバスから受信され、中心処理モジュールが高速遮断信号を受信した後、高速遮断を実行するように前記電子膨張弁を制御し、且つ、前記電子膨張弁の高速遮断運転段階での動作速度は初期化運転段階での動作速度より大きいか等しいことを特徴とする請求項６に記載の冷媒サイクルシステム。
【請求項１０】
前記電子膨張弁の前記冷媒サイクルシステムにおける運転は高速全開段階をさらに含み、前記高速全開運転信号はＬＩＮ線によってＬＩＮバスから受信され、中心処理モジュールが高速全開信号を受信した後、高速全開を実行するように前記電子膨張弁を制御し、且つ、前記電子膨張弁の高速全開運転段階での動作速度は初期化運転段階での動作速度より大きいか等しいことを特徴とする請求項６に記載の冷媒サイクルシステム。
【請求項１１】
前記冷媒サイクルシステムは自動車用空調システムであって、前記制御システムは入力プロセッサと通信インタフェースとをさらに含み、前記入力プロセッサは空調制御パネルから入力された各種スイッチ制御信号及び／又は空調システムの導管に配置された各種センサーによって検出された信号を受信するために用いられ、入力プロセッサは入力された各種スイッチ制御信号及び／又はセンサー信号を処理して、或いは、変換した後、中心処理モジュールに出力し、通信インタフェースは車両における他のモジュールから発信した信号を受信し前記中心処理モジュールに伝送するために用いられ、前記中心処理モジュールは、入力プロセッサによって処理されて入力されたスイッチ制御信号及び／又はセンサー信号と、通信インタフェースを介して入力した信号とに応じて、自身のメモリに記憶された制御プログラム及び情報を組み合わせて、前記電子膨張弁は到達すべき開度情報と動作速度情報を演算して得られることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の冷媒サイクルシステム。
【請求項１２】
前記電子膨張弁の前記冷媒サイクルシステムにおける運転は、高速遮断運転段階及び／又は高速全開運転段階をさらに含み、前記高速遮断運転信号及び／又は高速全開信号は通信インタフェース又は入力プロセッサによって受信され、中心処理モジュールは高速遮断信号及び／又は高速全開信号を受信した後、高速遮断及び／又は高速全開信号を実行するように前記電子膨張弁を制御し、前記電子膨張弁の高速遮断運転段階及び／又は高速全開運転段階での動作速度は初期化運転段階での動作速度より大きいか等しいことを特徴とする請求項１１に記載の冷媒サイクルシステム。
【請求項１３】
前記電子膨張弁の前記冷媒サイクルシステムにおける運転は、高速遮断運転段階及び／又は高速全開運転段階をさらに含み、前記電子膨張弁は目標開度信号と速度信号の組み合わせで、高速遮断運転及び／又は高速全開運転を行うかどうかを判断し、目標開度信号がゼロで、速度信号が最大値である場合に、電子膨張弁は高速全閉動作を行い、目標開度信号が１００パーセントで、速度信号が最大値である場合に、電子膨張弁は高速全開動作を行い、前記電子膨張弁の高速遮断運転段階及び／又は高速全開運転段階での動作速度は初期化運転段階での動作速度より大きいか等しいことを特徴とする請求項１１に記載の冷媒サイクルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１３年９月２８日に、中国特許庁に出願された出願番号が２０１３１０４５５１１０．２であり、発明の名称が「冷媒サイクルシステム」である中国特許出願の優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。
【０００２】
本発明は冷媒サイクルシステムに関し、具体的には、電子膨張弁を設置した冷媒サイクルシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
電子膨張弁は新型のスロットル素子として、家庭用空調領域に広くて応用されている。電子膨張弁はシステムの要求に応じて、空調システムの冷媒流量を自由に変更し、過熱度を効率的な制御を実現することにより、システムの効率向上が実現される。電子膨張弁は、ステップモータによってスプールを駆動して運動させて、ニードルスプールの開度を制御することによってバルブポートの大きさを調整することにより、冷媒流量を調整する機構である。
【０００４】
家庭用空調システムでは、コントローラは電子膨張弁におけるステップモータのコイルに電圧パルスのシーケンスを規則的に提供して、ステップモータの各相のコイルは一定の法則に従って通電または遮断し、コイルステータの各クローポールの磁気の変化を規則的に制御することに達成し、ひいては、ロータの回転を制御し、ロータの回転はバルブニードルを上下に移動させて、流量を調節する目的を達成する。家庭用空調システム等の固定式空調システムでは、空調システムが置かれた環境が相対的に安定であるので、電子膨張弁は一定の速度に流量を調節できる。
【０００５】
車両用空調システム等のモバイル式空調システム或いは他の冷媒サイクルシステムでは、システムは変化しやすい複雑な環境に置かれるので、システムはよりスマートで柔軟な方式で、環境変化によるシステムへの影響に対処する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、システムが電子膨張弁の動作により生成される発振を低減し、必要に応じて電子膨張弁の動作時間を低減できるようにすることを目的とする。そこで、以下のような発明を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
冷媒サイクルシステムであって、中心処理モジュールとステップ駆動制御モジュールとを含む制御システムと、電子膨張弁とを含み、、
前記中心処理モジュールは、システム制御情報を受信して解析し、解析した電子膨張弁に対する制御信号をステップ駆動制御モジュールに送信し、電子膨張弁の現在の開度情報を記録又は記憶するために用いられ、或いは、入力信号及び／又はセンサー信号を受信し、演算することによって電子膨張弁に対する制御信号を生成し、生成した電子膨張弁に対する制御信号をステップ駆動制御モジュールに送信し、現在の電子膨張弁の開度情報を記録又は記憶するために用いられ、
前記制御システムにおいて駆動モジュールが個別に設置されていない場合に、ステップ駆動制御モジュールは、前記中心処理モジュールが送信した電子膨張弁を制御する制御信号を受信するために用いられ、前記電子膨張弁のコイルに、前記中心処理モジュールが送信した電子膨張弁を制御する制御信号の要求を満たす電流を提供し、
前記制御システムにおいて駆動モジュールが設置されている場合に、ステップ駆動制御モジュールは、前記中心処理モジュールが送信した電子膨張弁を制御する制御信号を受信し、前記駆動モジュールを介して前記中心処理モジュールが送信した電子膨張弁を制御する制御信号の要求を満たすように、電子膨張弁コイルを流れる電流の変化を制御するために用いられ、駆動モジュールは、ステップ駆動制御モジュールの信号要求に応じて、前記電子膨張弁のコイルに電流を提供し、
前記電子膨張弁の前記冷媒サイクルシステムにおける運転には、初期化運転段階と、流量調節運転段階とを含み、且つ前記電子膨張弁の流量調節運転時の最大動作速度は初期化運転時の動作の最大動作速度より小さいか等しく、流量調節運転時の最小動作速度は初期化運転時の動作の最小動作速度より小さい。
【発明の効果】
【０００８】
従来技術に比べて、本発明にかかる電子膨張弁の動作速度は動作モード（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）の要求に応じて調節可能であり、例えば、空調システムは、電子膨張弁の初期化時は、動作速度を高速とし、空調運転動作モードにできるだけ早く移行し、正常調節時は、電子膨張弁の動作速度を動作モードに従って変更させ、システムを迅速に運転動作モードに移行させることを保証すると同時に、相対的に安定した運転を保証できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る第１実施例における信号接続概略図である。
【図２】本発明に係る第２実施例における信号接続概略図である。
【図３】信号がＬＩＮフレームレスポンスセグメントにおける信号の分配を表す概略図である。
【図４】中心処理モジュール又は自動車空調中心処理モジュールとステップ駆動制御モジュールとの相関ピンの一接続方式の概略図である。
【図５】中心処理モジュール又は自動車空調中心処理モジュールとステップ駆動制御モジュールとの相関ピンの他の種類の接続方式の概略図である。
【図６】中心処理モジュールの一実施形態の概略ブロック図である。
【図７】ステップ駆動制御モジュールと駆動モジュールとの一実施形態の接続概略ブロック図である。
【図８】中心処理モジュールがＬＩＮ信号を受信した後のフローチャート概略図である。
【図９】図８におけるステップＳ９０の一実施形態のフローチャート概略図である。
【図１０】図８におけるステップＳ８０の他の実施形態のフローチャート概略図である。
【図１１】中心処理モジュールとステップ駆動制御モジュールとの間のシリアル・ペリフェラル・インタフェース（Ｓｅｒｉａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ＳＰＩ）通信の概略図である。
【図１２】マイクロステップ値設定データセグメントが１／４のマイクロステップである場合の、Ａ相、Ｂ相の二つのコイル内の電流波形の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の具体的な実施例を図面と組み合わせて説明する。実施例は自動車用空調システムを例とし、図１のように、本発明の第１実施例によれば、本図は、ローカル・インターコネクト・ネットワーク（Ｌｏｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＬＩＮ）バスに接続された、電子膨張弁（Ｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｖａｌｖｅ，ＥＸＶ）を制御するための制御システムの電気制御部分を模式的に図示している。
【実施例】
【００１１】
制御システムは電気制御部分２３と機械部分とを含む。電気制御部分２３は、ＬＩＮ送受信モジュール２５、中心処理モジュール２６、ステップ駆動制御モジュール２７、及び駆動モジュール２８を含む。電気制御部分２３は、ＬＩＮ線によってＬＩＮバス２４に接続されている。なお、ステップ駆動制御モジュール２７は駆動モジュール２８におけるスイッチ管を規則的にオフやオンにするように制御して、電流が既定の法則に従ってＥＸＶのＡ相のコイル２９とＢ相のコイル３９に流れるようにし、電子膨張弁の動作に対する制御駆動を実現するとともに、ステップ駆動制御モジュール２７はさらに、Ａ相の電流値とＢ相の電流値の情報を受信する。
【００１２】
ＬＩＮ送受信モジュール２５は、ＬＩＮ線によってＬＩＮバスにおけるフレーム（ｆｒａｍｅ）を受信し、フレームを構築するデジタル信号を電圧レベル変換した後で中心処理モジュール２６に送信し、中心処理モジュール２６から送信してきた信号に対して、受信と、変換と、伝送とを行う。中心処理モジュール２６はフレームの意味を解析し、解析した電子膨張弁への制御信号をステップ駆動制御モジュール２７に伝送し、ステップ駆動制御モジュール２７から伝送されて戻ったフィードバック信号を受信して伝送し、電子膨張弁の現在の開度情報を記録又は記憶する。本実施例では、中心処理モジュール２６は、まずフレームヘッダ（ｆｒａｍｅ  ｈｅａｄｅｒ）におけるフレーム識別子（ｆｒａｍｅ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を判断してもよく、判断結果がそのフレーム情報がＥＸＶのコマンドフレームへ指示するものである場合には、中心処理モジュール２６はさらにフレームレスポンスセグメント（ｆｒａｍｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を受信しそれにおける信号（ｓｉｇｎａｌ）を解析し、或いは、既に受信したフレーム情報のフレームレスポンスセグメントの信号を解析する。もし解析結果が、電子膨張弁に現在の開度から新しい開度に調整することを要求するものである場合、中心処理モジュール２６は現在の開度と新しい開度の情報によって、ステップ量値とモータの駆動方向（即ち、回転方向）の情報を算出し、前記ステップ量情報とモータ駆動方向情報をステップ駆動制御モジュール２７に提供する。ステップ駆動制御モジュール２７は、前記ステップ量情報とモータ駆動方向情報を受信した後、前記駆動モジュール２８を制御することで、Ａ相のコイルとＢ相のコイルに流れる電流の変化が、前記ステップ量値とモータ駆動方向の要求を満たすようにする。ステップ駆動制御モジュール２７が駆動モジュール２８におけるスイッチ管をスイッチ制御することを実現するように、電流がＡ相のコイルとＢ相のコイルに流れている間に、Ａ相のコイルとＢ相のコイルの電流はステップ駆動制御モジュール２７にリアルタイムにフィードバックされ、コイルの中の電流値を監視するために用いられる。前記中心処理モジュール２６はタイマー（ＴＩＭＥＲ）モジュールを含む。中心処理モジュールは、タイマーのタイミング値を算出して設定し、タイミング値に達した後、中心処理モジュールはレベルの信号を出力し、ステップ駆動制御モジュール２７に提供し、ステップモータの動作速度の制御が実現される。また、中心処理モジュール２６の算出は、シミュレーション又は実験により中心処理モジュールに組み込まれており、相関信号を受信した後、演算又は直接組み込まれたテーブルによって相応する値を得る等のことにより行われてもよい。
【００１３】
図１のような実施例では、電気制御部分であるステップ駆動制御モジュール２７と、駆動モジュール２８は一つの集積回路（ＩＣ）に集積することができ、即ち、駆動モジュール２８が個別に設置されず、例えば、オン・セミコンダクター（Ｏｎｓｅｍｉ）会社製のＮＣＶ７０５０１チップやＡｌｌｅｇｒｏ会社製のＡ４９８０チップや他の集積ステップモータ駆動集積チップを採用し、ＬＩＮ送受信モジュール２５と中心処理モジュール２６はそれぞれ一つの独立した集積回路であってもよく、例えば、ＬＩＮ送受信モジュールはＮＸＰセミコンダクターズ（ＮＸＰ）会社製の１０２８集積チップであってもよく、中心処理モジュールは８ビットのマイクロコントローラであってもよく、例えば、フリースケール・セミコンダクタ（ｆｒｅｅｓｃａｌｅ）会社製のＨＣＳ０８シリーズのマイクロコントローラである。また、上記の四つのモジュールは一つの集積回路に集積してもよく、例えば、エルモス（Ｅｌｍｏｓ）会社製のＥ５２３集積チップ等である。これらの制御システムは空調システムに設置してもよく、電子膨張弁或いは電子膨張弁に近接する位置に固定して設置してもよい。
【００１４】
以上で説明した第１実施例では、電気制御部分２３はＬＩＮ線によってＬＩＮバスに通信したが、他の実施例において、他の方式で信号接続することができる。図２に示すように、図２は本発明に係る他の実施例による信号接続の概略図である。自動車空調制御装置３０は全体の自動車空調制御のセンターであって、ＥＸＶ制御に対する電気制御部分３６の他に、他の自動車空調制御を実施することに関する各種モジュールを含み、ここで、本発明に関する部分のみを模式的に説明する。本実施例では、自動車空調制御装置３０は、入力プロセッサ３１と、自動車空調中心処理モジュール３２と、ドライバー３４と、通信インタフェース３８とを、さらに含む。ここで、自動車空調中心処理モジュール３２は、即ち冷媒サイクルシステムの中心処理モジュールとされている。
【００１５】
入力プロセッサ３１は、空調制御パネル（図示せず）から入力された各種スイッチ制御信号を受信するために用いられ、さらに、空調システム導管に配置されている各センサーにより検出された信号、例えば、各温度センサーにより検出された冷媒又は空気温度値、また、例えば、各圧力センサーにより検出された冷媒的圧力値等を受信するために用いられる。入力プロセッサ３１は入力された各種スイッチ信号とセンサー信号を処理あるいは変換し、例えば、フィルタリング又はレベル変換を行い、処理あるいは変換して得た信号を自動車空調中心処理モジュール３２に出力する。通信インタフェース３８は、車両における他のモジュールからの信号、例えば、エンジン回転数信号、ファン回転数信号、高速遮断ＥＸＶ信号、高速全開ＥＸＶ信号等を受信するために用いられ、このインタフェースはコントローラエリアネットワーク（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＣＡＮ）インタフェースであってもよい。
【００１６】
自動車空調中心処理モジュール３２は、入力プロセッサ３１により処理された後に入力されたスイッチ制御信号とセンサー信号、及び通信インタフェース３８を介して入力された信号に基づいて、自身のメモリに記憶された制御プログラム及び情報を組み合わせて演算して、制御信号を取得し、制御自動車用空調システムにおける各被制御ユニットに使用される。例えば、ＥＸＶの電気制御部分３６、駆動ファン、空気弁等のモジュールのドライバー３４等に使用する。電気制御部分３６はステップ駆動制御モジュール２７と、駆動モジュール２８とを含む。ステップ駆動制御モジュール２７は、自動車空調中心処理モジュール３２から発信した制御電子膨張弁のステップ量情報及びモータ駆動方向情報を受信した後、電子膨張弁のＡ相のコイル２９とＢ相のコイル３９に流れる電流の変化を前記ステップ量値及びモータ駆動方向の要求を満たすように、前記駆動モジュール２８を制御し、同様に、Ａ相のコイル２９とＢ相のコイル３９の電流値がステップ駆動制御モジュール２７を介して自動車空調中心処理モジュール３２に転送され、自動車空調中心処理モジュールは中心処理モジュール内のタイマーのタイミング値を算出して設定し、タイミング値に達した後、中心処理モジュールはレベルの信号を出力しステップ駆動制御モジュール２７に提供し、ステップモータの動作速度の制御が実現される。
【００１７】
本実施例の、図１に示した実施例に対する相違点は、ＥＸＶを制御する電気制御部分を全部自動車空調制御装置３０に集積してその装置の一部を構成することにあるので、一方では、ＬＩＮ送受信モジュールを必要とせず、他方では、ＥＸＶのために特別に一つの独立した中心処理モジュールを配置する必要がなく、他のモジュールとともに自動車空調制御装置３０における自動車空調中心処理モジュール３２を共用することができる。
【００１８】
自動車空調中心処理モジュール３２は、入力プロセッサ３１により処理された後に入力されたスイッチ制御信号とセンサー信号、及び通信インタフェース３８を介して入力された信号に基づいて、自身のメモリに記憶されたＥＸＶの現在の開度情報を組み合わせて、ステップ駆動制御モジュール２７に提供すべきステップ量情報及びモータの駆動方向（即ち、回転方向）情報を算出して得て、前記ステップ量情報及びモータ駆動方向情報をステップ駆動制御モジュール２７に提供する。ステップ駆動制御モジュール２７はこのステップ量値及びモータ駆動方向の情報を受信した後、駆動モジュール２８への制御は上述の実施例と同じである。電気制御部分３６は一つの集積回路に集積してもよく、例えば、Ｏｎｓｅｍｉ会社製のＮＣＶ７０５０１チップや、Ａｌｌｅｇｒｏ会社製のＡ４９８０チップや、他のステップモータ駆動集積チップであり、自動車空調中心処理モジュールは１６ビットのマイクロコントローラであってもよく、例えば、ｆｒｅｅｓｃａｌｅ会社製のＭＣ９Ｓ１２Ｇシリーズのマイクロコントローラである。
【００１９】
図３は第１実施例において相関信号を中心処理モジュール２６に送信する場合の、ＬＩＮコマンドフレームレスポンスセグメントの一種の配置の様子の概略図である。なお、ＬＩＮコマンドフレームにおける１番目のバイトのｂｉｔ０は高速遮断信号である。車両に衝突等の緊急事態が発生した場合、或いは、必要とみなされる場合には、ＥＸＶのマスターノードを制御しこの信号を有効にし、ＬＩＮバスによって制御システムに送信することにより、ＥＸＶを制御して高速遮断動作を実施し、また、ＬＩＮ送受信モジュールがＬＩＮバスによって信号を読み取ってもよい。１番目のバイトのｂｉｔ１は高速全開信号であり、空調システムが異常な高圧を検出した場合、或いは、必要とみなされる場合には、この信号が有効になるようにＥＸＶのマスターノードを制御しし、ＬＩＮバスによって制御システムに送信することにより、ＥＸＶを高速全開動作を実施するように制御し、また、ＬＩＮ送受信モジュールがＬＩＮバスによって信号を読み取ってもよい。１番目のバイトのｂｉｔ２は初期化信号である。２番目のバイト全体のバイトと３番目のバイトの最初の２ビットから、共に目標開度信号を構築し、合計で１０ｂｉｔビットであってもよい。この目標開度信号における値はＥＸＶ目標スッテプ数位置であってもよく、ＥＸＶ目標開度位置の最大開度位置に対するパーセンテージの方式で示してもよく、例えば１０２３（１０ビットがすべて「１」）は１００パーセントの開度を示す。電子膨張弁の速度信号もシステムによって提供された場合には、３番目のバイトの上位６ビットのｂｉｔは速度レベル信号であってもよい。例えば、６ビットを利用して速度レベル信号を表すと、最大６４個の速度レベルを代表できる。
【００２０】
本実施例では、「高速遮断信号」と「高速全開信号」を定義しないことも当然可能であり、「目標開度信号」と「速度信号」との組み合わせで示してもよい。例えば、受信された「目標開度信号」がゼロであり、「速度信号」が最大値であれば、ＥＸＶは高速全閉動作を実行し、受信された「目標開度信号」は１００パーセントであり、「速度信号」が最大値であれば、ＥＸＶは高速全開動作を実行する。
【００２１】
別の実施例について、自動車空調中心処理モジュールはＬＩＮ信号の送受信にかかわらず、高速遮断信号や高速全開信号は、通信インタフェース３８によってＣＡＮ信号として入力されてもよい。初期化信号と、目標開度信号と、速度信号とは、自動車空調中心処理モジュール３２が入力プロセッサ３１と通信インタフェース３８の入力信号に基づいて、組み込んで設置されたプログラムを実行することで算出されるので、特にこの三つの信号を定義する必要はない。
【００２２】
第１実施例では、以上のように、信号フレームにおいて速度レベル信号を定義せず、中心処理モジュール２６によって、保存された現在のＥＸＶ開度情報と、受信されたＥＸＶ目標開度情報に基づいて演算してもよく、例えば、演算結果によって異なるモータ運転速度が確定される。
【００２３】
図４は中心処理モジュール（或いは、自動車空調中心処理モジュール）とステップ駆動制御モジュール２７との相関ピンの一接続方式の概略図である。ステップ駆動制御モジュール２７が中心処理モジュールと互いに接続されたピン（Ｐｉｎ）は、ステップ（ＳＴＥＰ）ピンと方向（ＤＩＲ）ピンを含み、なお、ステップ（ＳＴＥＰ）ピンは中心処理モジュールのピンＰＡ０に接続され、方向（ＤＩＲ）ピンは中心処理モジュールのピンＰＡ１に連通して、ステップ（ＳＴＥＰ）ピンによってステップ量情報を受信し、方向（ＤＩＲ）ピンによって電子膨張弁の動作方向信号を受信する。中心処理モジュールはピンＰＡ０とピンＰＡ１によってそれぞれＳＴＥＰピンとＤＩＲピンに電圧信号を出力する。ピンＰＡ０ポートからＳＴＥＰピンに出力された電圧が切り替えられた場合、例えば、ローレベルからハイレベルに切り替えられた場合、ステップ駆動制御モジュールは、コイルに流れる電流を変化させるように駆動モジュールを制御することにより、電子膨張弁のモータ動作を制御する。変化する度に、モータは一つのシングルステップ量を回転する。本明細書では、シングルステップ量とは、モータが一回動作する時に動くステップ量を意味し、最大で一つのフルステップを超えない。つまり、ＳＴＥＰ信号を使用してモータ動作の方式を駆動する場合には、ＳＴＥＰ信号が効果的に変化する度に、モータはシングルステップ量値の動作をする。
【００２４】
モータ回転方向はＤＩＲピンの入力信号によって制御され、例えば、ＤＩＲピンの入力信号がハイレベルである場合、対応するモータは正回転する。ここで、各シングルステップ量値は設置及び調節可能で、必ずしもモータ本体の構造による一つのフルステップではなく、例えば、フルステップの１／２、フルステップの１／４、フルステップの１／８、フルステップの１／１６等のマイクロステップ値でもよい。システムに微調整の必要がある場合には、シングルステップ量値は小さいマイクロステップ値又はフルステップ値を採用してもよく、高速動作の必要がある場合には、シングルステップ量値は大きいマイクロステップ値又は一つのフルステップを採用してもよい。電子膨張弁のモータ回転のシングルステップ量のサイズは、チップにシングルステップ量を設置し、ステップ駆動モジュールによって二つの相のコイルに対する電流値位相関係を出力することによって実現される。シングルステップ量は一つのフルステップでもよく、マイクロステップ方式でもよい。つまり、シングルステップ量のサイズはステップ駆動制御モジュールに設定されたモータ運転マイクロステップ値に左右される。例えば、マイクロステップモード値は中心処理モジュールによりＳＰＩを介してステップ駆動制御モジュールのレジスタ（例えば、コンフィギュレーションレジスタ０）に書き込んで確定される。当該方式では、モータはＳＴＥＰピンにおける電圧が切り替えられるとともに方向が有効である場合のみに回転するため、ＳＴＥＰピンにおける電圧の切替え周期を制御して、モータが一つのシングルステップ量を移動する時間を制御することにより、動作速度を制御する。切替え周期が長いと、モータの回転速度は低くなり、切替え周期が短いと、モータ回転速度は高くなる。例えば、中心処理モジュールにおけるタイマーによって切替え周期の長さを制御できる。タイマーに設定されたタイミング時間に達すると、割り込みがトリガーされて、割り込みプログラムにおいてピンＰＡ０からＳＴＥＰピンに出力した電圧を切り替える。このように、タイミング時間を変更することによって、モータ速度を制御できる。例えば、中心処理モジュールに組み込まれたプログラムテーブルや、演算公式に基づいて、中心処理モジュールによって演算して得られ、その後、タイマーの仕事を制御する。
【００２５】
図５は中心処理モジュール（或いは、自動車空調中心処理モジュール）とステップ駆動制御モジュール２７との相関ピンの別の接続方式の概略図である。ステップ駆動制御モジュール２７と中心処理モジュールはＳＰＩインタフェースを介して互いに接続され、ピン（Ｐｉｎ）はＳＤＩ（デバイスからデータ入力）ピン、ＳＤＯ（デバイスからデータ出力）ピン、ＳＣＫ（クロック）ピン、ＳＴＲｎ（チップセレクト）ピンを含み、それぞれ中心処理モジュールのピンＰＢ２、ＰＢ３、ＰＢ１、ＰＢ０に接続される。モータが動くシングルステップ量値は設定されたマイクロステップと「今回のマイクロステップ数セグメント」との積であり、最大で一つのフルステップを超えない。マイクロステップ方式は１／Ｎのフルステップに設定され、今回のマイクロステップ数セグメントがｎである場合、モータが動くシングルステップ量値は、ｎ／Ｎに等しい。ただし、ｎとＮは整数であり、１≦ｎ≦Ｎである。このように、電子膨張弁のシングルステップ量値を制御することにより、前記電子膨張弁の動作速度に対する調節が実現される。例えば、シングルステップ量の動作周波数又はシングルステップ量値を制御することによって、電子膨張弁の動作速度に対する調節を実現できる。例えば、マイクロステップ方式をフルステップの１／１６に設定し、今回のマイクロステップ数セグメントをｎに設定した場合、モータが回転するシングルステップ量値はｎ／１６に等しく、なお、１≦ｎ≦１６である。ステップ駆動制御モジュール２７はＳＰＩポートを介してマイクロステップ値設定データセグメントと今回のマイクロステップ数セグメントを受信し、ステップ駆動制御中心２７０に送信し、ステップ駆動制御中心２７０は、コイルに提供する電流の波形をマイクロステップ値設定データセグメントと今回のマイクロステップ数セグメントの要求に応じて変化させるように、駆動モジュール２８を制御する。マイクロステップ値設定データセグメントによって、モータのシングルステップ量の最小値が確定される。例えば、１／４のマイクロステップを選択すると、モータのシングルステップ量の最小値はフルステップの１／４になる。ステップ駆動制御モジュールにおいて設定されたモータ運転マイクロステップ値を変更して制御することによって、前記電子膨張弁の動作速度に対する調節を実現してもよい。微調整する必要がある場合に、小さいマイクロステップ設定値を採用し、高速動作の必要がある場合に、大きいマイクロステップ設定値を採用する。今回のマイクロステップ数セグメントによって、モータの今回動作はいくつのマイクロステップを移動するかを確定し、マイクロステップ値設定データセグメントとともに、モータのシングルステップ量を確定する。例えば、マイクロステップ値設定データセグメントによって、Ｎを１／８のマイクロステップに指定し、今回のマイクロステップ数セグメントｎを４に指定すると、モータのシングルステップ量はフルステップの１／２になる。
【００２６】
図１２のように、図１２はマイクロステップ値設定データセグメントを１／４のマイクロステップに設定した場合の、Ａ相、Ｂ相のコイル内の電流波形の概略図である。なお、モータはＳｔｅｐ（ｎ）からＳｔｅｐ（ｎ＋１）までを一つのフルステップで動く。
【００２７】
図６、図７のように、図６は中心処理モジュールの一実施形態の概略ブロック図であり、図７はステップ駆動制御モジュールと駆動モジュールとの一実施形態の接続の概略ブロック図である。中心処理モジュール２６は、シリアル通信インタフェース（ｓｅｒｉａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ＳＣＩ）２６２と、タイマー（ＴＩＭＥＲ）モジュール２６１と、中心プロセッサ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ、ＣＰＵ）２６０と、読取り専用メモリ（Ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）２６６と、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）２６７と、ＰＡポート２６３と、ＰＢポート２６４と、ＳＰＩポート２６５とを含む。ＰＡポート２６３と、ＰＢポート２６４とはユニバーサル入出力ポート（Ｉ／Ｏ）であり、それぞれ複数のユニバーサルＩ／Ｏピンを含む。ＳＰＩポート２６５はユニバーサル・ペリフェラル・インターフェースであり、本発明では、ステップ駆動制御モジュールのＳＰＩインタフェースと通信できる。中心処理モジュール２６のＳＣＩインタフェース２６２はＬＩＮ送受信モジュール２５との通信のために用いられることができる。タイマーモジュール２６１はタイミングの設定のために用いられる。タイミング時間に達すると、割り込み信号を生成し中心プロセッサ２６０に送信する。ＲＯＭメモリ２６６と、ＲＡＭメモリ２６７とは、プログラムとデータを記憶するために用いられる。中心プロセッサ２６０はＲＯＭとＲＡＭに記憶されたプログラムとデータに基づいて、算術論理演算を実行し、上記の各モジュールを制御する。速度制御の必要がある場合には、例えば、中心処理モジュール２６はＳＣＩインタフェース２６２を介して初期化信号を受信した後、プログラム算出によって相応するモータ速度を得て、この速度に基づいてタイマーモジュール２６１に相応するタイミング値を付与し、タイマーが運転してから、付与されたタイミング値の時間に達すると、割り込み信号を生成し、プログラムは相応する割り込みプログラムに進行して運転する。
【００２８】
ステップ駆動制御モジュール２７は、ステップ駆動制御中心２７０、ＳＴＥＰポートとＤＩＲポート２７２、及びＳＰＩポート２７１を含む。駆動モジュール２８は４つのスイッチ管からなる二つのＨブリッジ２８１を含み、この二つのＨブリッジ２８１はそれぞれ電子膨張弁のＡ相のコイル２９と、Ｂ相のコイル３９を駆動する。ステップ駆動制御モジュール２７は、電流サンプリング抵抗Ｒｓａ、Ｒｓｂによって、電流サンプリング抵抗Ｒｓａ、Ｒｓｂの両端の電圧を計測して、コイルに流れる電流を得る。ステップ駆動制御モジュール２７におけるステップ駆動制御中心２７０は、ＳＴＥＰポートとＤＩＲポート２７２、或いは、ＳＰＩポート２７１を介して、中心処理モジュールからのステップ制御に関する制御信号を受信した後、Ａ相のコイルとＢ相のコイルに流れる電流の変化が前記ステップ量値とモータ駆動方向の要求を満たすように、駆動モジュール２８を制御する。ステップ駆動制御モジュール２７は駆動モジュール２８におけるスイッチ管に対するスイッチ制御を実現するように、電流がコイルに流れている間、Ａ相とＢ相の電流はそれぞれステップ駆動制御モジュール２７にリアルタイムにフィードバックされて、コイルにおける電流値を監視するために用いられる。
【００２９】
以下、本発明の制御システムにおける制御運転プロセスについて説明する。図８乃至図１０を参照すれば、図８は、本発明の第１実施例における制御システムがＬＩＮ信号を受信した後のフローチャート概略図であり、図９は、図８のうちステップＳ９０の一実施形態のフローチャート概略図であり、ＳＴＥＰピンの電圧の切替え周期の長さを変更する方法が模式的に図示され、図１０は、図８のうちステップＳ８０の一実施形態のフローチャート概略図である。電子膨張弁の運転は、高速遮断、高速全開、初期化運転及び流量調節運転を含むことが可能で、制御システムが高速遮断信号を受信し有効と解析すると、最高の運転速度で電子膨張弁を、遮断を実行するように制御し、制御システムが高速全開運転信号を受信し有効と解析すると、最高の運転速度で電子膨張弁を全開を実行するように制御し、空調システムが運転をオンやオフにした直後であれば、初期化運転を実行する。電子膨張弁の初期化運転とは、それが全開度の確認を行うプロセスであり、例えば、現在の開度から、まず開度が１００パーセントになるまで運転し、また、開度が０になるまで運転し、最後に、デフォルト開度位置に運転する。
【００３０】
自動車用空調システムは、イグニッションスイッチオン（Ｉｇｎｉｔｉｏｎ  ｏｎ）やイグニッションスイッチオフ（Ｉｇｎｉｔｉｏｎ  ｏｆｆ）や空調システムオン又はオフ（Ａ／Ｃ  ｏｆｆ）の時に、初期化を実行するように、ＥＸＶを制御してもよく、自動車用空調システムがＥＸＶにこのコマンドを実行させる必要があるとみなした（例えば、ＥＸＶが障害の可能性がある）時に、初期化を実行するようにＥＸＶを制御してもよい。初期化運転の目的は、全体の開度範囲を使用可能であることの確認のための、セルフチェックを行うことにあり、流量調節にかかわらないため、流量調節と異なる運転速度を採用してもよい。初期化プロセスは長いため、流量調節時の速度より高い速度で運転すると、初期化プロセスを加速化することができる。制御システムにおけるプロセッサは、例えば、中心処理モジュールが初期化信号を受信しこのビットを有効と解析すると、相応する速度を選択し、ＥＸＶを、初期化動作を行うように制御する。初期化動作の速度は中心処理モジュールに予め設定されてもよく、中心処理モジュールが信号を受信してから演算して得てもよい。初期化信号が定義されていない場合、目標開度信号における値の範囲によって初期化を必要とするかどうかを判断してもよい。例えば、流量調節を選択した場合に、目標開度信号値の範囲は１０パーセントから９０パーセントまでの間であり、ＥＸＶが、値が０又は１００パーセントの開度である信号を受信すると、初期化速度で動作する。
【００３１】
ＥＸＶの流量調節は、目標開度信号の要求に応じて、指定された目標開度位置に運転することである。流量調節段階で、ＥＸＶは目標開度信号と速度信号に対する解析に基づいて、対応する速度を選択し、ステップモータを動作するように制御する。
【００３２】
制御システムによる制御運転プロセスは、以下のステップを含む。
【００３３】
ステップＳ１０で、制御システムの中心処理モジュールはＬＩＮ信号のフレームヘッダを受信する。
【００３４】
ステップＳ２０で、制御システムは、受信したＬＩＮ信号のフレームヘッダがＥＸＶ制御に対するものであるかを判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳ３０に移行し、ＮＯであれば、ステップＳ２００に移行する。
【００３５】
ステップＳ３０で、制御システムの中心処理モジュールはＬＩＮ信号のデータセグメントを受信する。
【００３６】
ステップＳ４０で、受信した信号がＥＸＶに高速遮断を実行させることを要求するかを判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳ８０に移行し、ＮＯであれば、ステップＳ５０に移行する。
【００３７】
ステップＳ５０で、受信した信号がＥＸＶに高速全開を実行させることを要求するかを判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳ９０に移行し、ＮＯであれば、ステップＳ６０に移行する。
【００３８】
ステップＳ６０で、受信した信号が初期化を要求するかを判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳ１００に移行し、ＮＯであれば、ステップＳ７０に移行する。
【００３９】
ステップＳ７０で、ＥＸＶの目標開度値が現在の開度値に等しいかを判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳ２００に移行し、ＮＯであれば、ステップＳ１１０に移行する。
【００４０】
ステップＳ８０では、ＥＸＶが高速遮断動作を実行するように制御する。
【００４１】
ステップＳ９０では、ＥＸＶが高速全開動作を実行するように制御する。
【００４２】
ステップＳ１００では、ＥＸＶが速い動作速度で初期化動作を実行するように制御する。
【００４３】
ステップＳ１１０では、ＥＸＶが目標開度方向に動作するように制御する。
【００４４】
ステップＳ２００では、終了する。
【００４５】
上記の制御のフローでは、ＬＩＮ信号をまとめて受信してから、それ以降の判断を実行してもよい。
【００４６】
また、上記のステップＳ８０において、初期化の全開部分の動作は、
ステップＳ８１０で、中心処理モジュールのＰＡ１からハイレベルを出力し、ステップＳ８２０に移行し、
ステップＳ８２０で、初期化コマンド用のタイマーのタイミング値を設定し、ステップＳ８３０に移行し、
ステップＳ８３０で、タイマーの割り込みをオンにし、タイマーは運転を開始し、ステップＳ８４０に移行し、
ステップＳ８４０で、タイマーのタイミング値に達して、割り込みプログラムを実行し、ステップＳ８５０に移行し、
ステップＳ８５０で、ＰＡ０からの出力はローレベルであるかどうかを判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳ８６０に移行し、ＮＯであれば、ステップＳ８４５に移行し、
ステップＳ８４５で、ＰＡ０からローレベルを出力し、ステップＳ８４０に移行し、
ステップＳ８６０で、ＰＡ０からハイレベルを出力し、ステップＳ８７０に移行し、
ステップＳ８７０で、ＥＸＶの現在の開度情報を更新し、ステップＳ８８０に移行し、
ステップＳ８８０で、ＥＸＶは全開位置に達したかを判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳ８９０に移行し、ＮＯであれば、ステップＳ８４０に移行し、
ステップＳ８９０で、タイマーの割り込みをオフにし、タイマーは運転を中止する、ステップを含む。
【００４７】
また、ステップＳ８０では、初期化の全閉部分の動作は、上記のサブステップを参照してもよく、こうする場合、単に動作方向の信号を逆にすればよい。また、初期化における、ＥＸＶを固定の開度に到達させる部分について、次の開度調節部分を参照してもよく、ここで詳細に説明しない。
【００４８】
制御フローにおけるステップＳ９０の動作は、以下：
【００４９】
ステップＳ９１０で、速度要求に応じて相応するタイマーのタイミング値を設定し、ステップＳ９２０に移行する；
【００５０】
ステップＳ９２０で、タイマーの割り込みをオンにし、タイマーは運転を開始し、ステップＳ９３０に移行する；
【００５１】
ステップＳ９３０で、タイマーのタイミング値に達したら、割り込みプログラムを実行し、ステップＳ９４０に移行する；
【００５２】
ステップＳ９４０で、ＰＡ０からの出力はローレベルであるかどうかを判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳ９５０に移行し、ＮＯであれば、ステップＳ９９０に移行する；
【００５３】
ステップＳ９５０で、ＰＡ０からハイレベルを出力し、ステップＳ９６０に移行する；
【００５４】
ステップＳ９６０で、ＥＸＶの現在の開度情報を更新し、ステップＳ９７０に移行する；
【００５５】
ステップＳ９７０で、ＥＸＶの目標開度値は現在の開度値に等しいかを判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳ９８０に移行し、ＮＯであれば、ステップＳ９３０に移行する；
【００５６】
ステップＳ９８０で、タイマーの割り込みをオフにし、タイマーは運転を中止する；
【００５７】
ステップＳ９９０で、ＰＡ０からローレベルを出力し、ステップＳ９３０に移行する；
【００５８】
のステップを含む。
【００５９】
プログラムにおいて、ＥＸＶの動作速度は、自動車空調コントローラから送信して中心処理モジュールが受信してから実行するように制御してもよく、中心処理モジュールによって演算して得てもよい。
【００６０】
第２実施例に係る制御フローについて、自動車空調の中心処理モジュールは入力プロセッサ３１と通信インタフェース３８からの入力信号に基づいて、自身のプログラムと組み合わせて、「ＥＸＶは高速遮断を実行する」、「ＥＸＶは高速全開を実行する」、「ＥＸＶは初期化を実行する」、「ＥＸＶを目標開度に動くように制御する」の中のどの動作を実行するかを決定する。制御フローに係るステップは上記のフローチャート概略図を参照してよい。例えば、中心処理モジュール３２は、図４に示すように、或いは、ＳＰＩ通信方式のように、ステップ量情報と方向情報をステップ駆動制御モジュール２７に送信する。
【００６１】
図１１は中心処理モジュール３２とステップ駆動制御モジュール２７との間のＳＰＩ通信の一方式の概略図である。チップセレクト信号と、クロック信号と、デバイスからのデータ入力信号とは、いずれも中心処理モジュール３２からステップ駆動制御モジュールに出力されてよい。中心処理モジュール３２のＰＢ０から信号を出力することにより、チップセレクトピンをハイレベルからローレベルに変化させた時（ｔ１、ｔ３時刻）、ステップ駆動制御モジュール２７は中心処理モジュール３２に通信従デバイスとして選択され、一回の中心処理モジュール３２とステップ駆動制御モジュール２７との間のＳＰＩ通信を開始する。その後、中心処理モジュールはＰＢ１を介してクロック信号をクロックピンに出力し、ＰＢ２を介して送信すべきデータをＳＤＩピンに出力する。クロック（ｃｌｏｃｋ，ＣＬＫ）信号の立ち上がりエッジである時に、ステップ駆動制御モジュールはこの時刻に対応するＳＤＩピンにおけるデータを内部シフトレジスタに保存する。従って、ＣＬＫ信号を連続して送信することによって、ステップ駆動制御モジュールはＳＤＩピンにおけるデータを内部シフトレジスタに連続して保存できる。ＳＤＩピンにおけるデータの意味は、ステップ駆動制御モジュールによって確定されてもよい。図１１には、ＳＤＩピンデータの一様子を模式的に示しただけで、合計で１６ｂｉｔビット（中間の７ビットは図示されていない）がある。最初の二つのビットは目標レジスタアドレスフィールドであり、今回のデータの送信の目標アドレスを表明し、図１１における最初の二つのビットの「１０」は、運転レジスタアドレスを示す。３番目のビットはイネーブルマーク（Ｅｎａｂｌｉｎｇ  ｍａｒｋ）であり、このビットが有効（例えば、１）である時だけ、ステップ駆動制御モジュールは駆動モジュールを制御できる。最後の６ビットは今回のマイクロステップ数セグメントであり、今回のマイクロステップ数セグメントについて、補数コードの方式で、正反の両方向のデータを示し、最大で１６になる。マイクロステップ値設定データセグメントは、今回のＳＰＩ通信の前に、他の運転レジスタ、例えば、アドレスが「００」であるコンフィギュレーションレジスタ０に予め書き込む必要がある。
【００６２】
チップセレクト信号はローレベルからハイレベルになったｔ２時刻に、内部シフトレジスタにおけるデータは運転レジスタに転送して保存されると同時に、ステップ駆動制御モジュールは運転レジスタにおける現在値に応じて駆動モジュールを制御することによって、コイルに流れる電流を変化させ、モータ動作を制御する。つまり、コイルに流れる電流はｔ２時刻に変化し、そのままｔ４時刻まで保持される。モータシングルステップ量は、マイクロステップ値設定データセグメントと今回のマイクロステップ数セグメントによって共に確定される。例えば、１／１６のマイクロステップを設定して運転する時に、今回のマイクロステップ数セグメントは０００１００であり、今回のステップ量値は元の方向の４個の１／１６のマイクロステップ、即ち、１／４フのルステップを示す。このように、期間Ｔｓｔｒｎ内に、今回のステップ量はフルステップの１／４である。また、１／１６のマイクロステップを設定して運転する時に、今回のシングルステップ量セグメント数は００００１１であり、今回のステップ量値は元の方向の３個の１／１６のマイクロステップ、即ち、フルステップの３／１６を示す。
【００６３】
従って、期間Ｔｓｔｒｎの長さを制御すること、或いは、シングルステップ量値を変更することによって、モータの運転速度を制御できる。つまり、電子膨張弁の運転速度への制御は、電子膨張弁の動作周波数とシングルステップ量値の大きさを制御することによって行うことができる。以上で説明した第１実施例について、同様に、中心処理モジュールのタイマーを利用して期間Ｔｓｔｒｎの長さを制御できる。
【００６４】
第１実施例と第２実施例について、いずれも、それぞれ図４又は図５に示すような方式を採用してステップ駆動制御モジュールを制御してよい。
【００６５】
高速遮断、高速全開及び初期化動作の他に、以下、いくつかのＥＸＶの速度の変更を必要とする可能性がある状況を列挙する。空調システムが過熱度の急増を検知した場合、負荷が急激に増えており、電子膨張弁を迅速に開いて冷媒を提供する必要があることを表明する。例えば、車両は連続して加速する過程において、通常都市動作モードから高速動作モードに変換され、或いは、元のアイドリングや交通渋滞状態から安定都市動作モードに切り替えられる状況が該当する。空調システムが異常な高圧を検出した場合、負荷が急激に増えており、電子膨張弁を迅速に開いて、できるだけ早く正常範囲に圧力が漏れるようにする必要があることを表明する。過熱度が激減する時、負荷が急激に減っており、電子膨張弁を迅速に閉じて、冷媒を削減する必要があることを表明する。一方では、システム動作モードを迅速に安定させることができて、他方では、圧縮機に液体ハンマーが発生することが回避できる。以上のような状況において、制御システムは、高い速度で流量の調節を行うようにＥＸＶを制御することが望ましい。また、他の、高い速度で流量の調節を行うようにＥＸＶを制御することが望ましい状況は、冷凍と加熱の切り替え、起動プロセス、シャットダウンプロセスを含む。
【００６６】
過熱度に発振が現れた場合、ＥＸＶの動作を比較的遅くすることが望ましい。発振は、普通、負荷の低い時、或いは、圧縮機の制御と膨張弁の制御とが互いへの影響を表す時に発生する。このような場合、制御システムは、低い速度で流量調節を行うようにＥＸＶを制御することが望ましい。空調システムはＥＸＶの現在の位置する開度位置に基づいて、ＥＸＶに異なる速度を採用することを指示してもよい。例えば、開度がある閾値より小さい時は、低い速度を採用し、開度がある閾値より高い時は、高い速度を採用する。これらは、システムの必要に応じて、設置して制御する。また、空調システムは、ＥＸＶの各ストロークの違いに基づいて、ＥＸＶに異なる速度を採用することを指示してもよい。例えば、あるストロークの範囲がある閾値より小さい時は、低い速度を採用し、ある閾値より高い時は、高い速度を採用する。
【００６７】
上記の空調システムのＥＸＶに対する異なる速度要求の指示は、第１実施例（図３のように）について、中心処理モジュールによって速度信号をＥＸＶに提供し、第２実施例について、ＥＸＶは入力プロセッサ３１と通信インタフェース３８からの入力に基づいて自身のプログラムと組み合わせて、速度信号を算出して得られるが、これらは必要に応じて調整できる。また、上記の実施例は２つの相を採用したステップモータを例にしたが、２相ステップモータ以外に、多相ステップモータを採用してもよい。
【００６８】
本発明は、制御システムによる制御によれば、電子膨張弁のシングルステップ動作に対応する時間周期を調整可能にし、シングルステップに対応する今回のステップ量を調整可能にすることにより、電子膨張弁の動作速度を調整可能にし、且つ電子膨張弁の初期化時の運転速度を速くさせ、開度調節時の速度を高速でも低速でもよく、正常調節時の最大速度が初期化動作時の最大速度より小さいか等しくなるようにし、正常調節時の最小速度は初期化動作時の最小速度より小さくする。このようにして、高速起動、高速調節の要求を満たす。普通の空調システムにおける電子膨張弁の正常動作速度を１とすると、高速動作の時に、１−１．５倍又はさらには２倍以上にも達することが可能で、初期化動作の時に、電子膨張弁の動作速度は１．５倍以上に達し、正常調節の時に、速度は０．１−１．５倍の間に調整可能である。例えば、安定領域にある時に、速度は低速でもよく、調節はマイクロステップ方式で調節可能で、速度は正常動作速度の０．１−０．７５倍の間になり、動作開度の大きい場合、動作速度を１−１．５倍程度にしてもよい。比較的に安定する必要がある時に、電子膨張弁の動作速度が遅く、また比較的に安定した調節を実現でき、システムを安定した運転に保持し、電子膨張弁が制御プロセスにおいて発振することを低減または回避することができて、最も省エネルギーの制御方式を実現する。また、初期化動作の速度も固定的なものでよい。このようにすると、正常調節時の最大速度は初期化動作時の速度より小さいか等しくても、初期化動作時の最大速度と最小速度は等しい。
【００６９】
上記の実施例において、いずれも自動車用空調システムを例として説明したが、他の電子膨張弁を有する冷凍サイクルシステムにも、同様に本発明の調節制御方法を適用できる。また、上記の実施形態において、説明の便宜上、ステップ駆動制御モジュールと駆動モジュールを機能的に区分したが、両者は個別に設定されてもよく、一緒に設置すること、つまり、駆動モジュールの機能を一緒にステップ駆動制御モジュールの位置するチップにインストールすることにしてもよい。
【００７０】
なお、以上の実施例は、単に本発明を説明するためのもので、本発明に記載された技術案を限定するものではない。本明細書は上記の実施例を参照して本発明を詳しく説明したが、当業者は、本発明を変更または等価交換することが可能で、全ての本発明の主旨と範囲を逸脱しない技術案及びその改善のいずれも本発明の特許請求の範囲内に含まれることを理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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