CN111434956B - 电磁阀系统 - Google Patents

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Abstract

电磁阀系统(10A)具备：供气用电磁阀(14)；多个排气用电磁阀(16、18)；以及阀控制部(126)，该阀控制部通过PWM控制或PFM控制对供气用电磁阀(14)和多个排气用电磁阀(16、18)的各自的开闭动作进行控制。多个排气用电磁阀(16、18)彼此并排配置，供气用电磁阀(14)的流量特性和多个排气用电磁阀(16、18)的各自的流量特性彼此大致相同，多个排气用电磁阀(16、18)的数量是供气用电磁阀(14)的数量的两倍。

Description

电磁阀系统
技术领域
本发明涉及电磁阀系统。
背景技术
日本特开2005-157644号公报公开了一种电磁阀系统，具备：供气阀芯，该供气阀芯对连通入口端口和出口端口的供气流路进行开闭；以及先导阀部，该先导阀部用于驱动供气阀芯。此电磁阀系统具有供气用电磁阀和排气用电磁阀各一个，其中，所述供气用电磁阀对向先导阀部的先导室供给的气体的流量进行控制，所述排气用电磁阀对从先导室排出的气体的流量进行控制。供气用电磁阀和排气用电磁阀由PWM控制或PFM控制来控制开闭动作。
在如上所述的电磁阀系统中，为了实现成本的低廉化，供气用电磁阀和排气用电磁阀优选使用彼此相同的电磁阀(流量特性彼此大致相同的电磁阀)。然而，在此情况下，排气用电磁阀的控制周期中的最大排气量比供气用电磁阀的控制周期中的最大排气量少。
因此，在电磁阀系统中，排气用电磁阀的开闭动作的次数(驱动次数)比供气用电磁阀的开闭动作的次数(驱动次数)多。根据本发明人的探讨，排气用电磁阀的驱动次数是供气用电磁阀的驱动次数的大约两倍。因此，在电磁阀系统中，排气用电磁阀的寿命比供气用电磁阀的寿命短。当排气用电磁阀达到了寿命时，需要更换整个电磁阀系统。
发明内容
本发明是考虑上述技术问题作出的，其目的在于提供一种能实现成本的低廉化和长寿命化的电磁阀系统。
本发明的一方式中，电磁阀系统具备：供气阀芯，该供气阀芯对将入口端口与出口端口彼此连通的供气流路进行开闭；以及先导阀部，该先导阀部用于驱动所述供气阀芯，其中，所述电磁阀系统具备：供气用电磁阀，该供气用电磁阀对向所述先导阀部的先导室供给的气体的流量进行控制；多个排气用电磁阀，该排气用电磁阀对从所述先导室排出的气体的流量进行控制；以及阀控制部，该阀控制部通过PWM控制或PFM控制对所述供气用电磁阀和所述多个排气用电磁阀的各自的开闭动作进行控制，所述多个排气用电磁阀彼此并列配置，所述供气用电磁阀的流量特性和所述多个排气用电磁阀的各自的流量特性彼此大致相同，所述多个排气用电磁阀的数量是所述供气用电磁阀的数量的两倍。
根据本发明，由于供气用电磁阀的流量特性和多个排气用电磁阀的各自的流量特性彼此大致相同，能实现部件的共用化，因此能实现电磁阀系统的低廉化。并且，由于将多个排气用电磁阀的数量设为供气用电磁阀的数量的两倍，因此能有效地减少各排气用电磁阀的驱动次数。由此，由于能缩小各排气用电磁阀和供气用电磁阀的寿命差，因此能实现电磁阀系统的长寿命化。
从参照附图说明的以下的实施方式的说明中，容易了解到上述目的、特点和优点。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的电磁阀系统的概略结构图。
图2是供气用电磁阀(第一排气用电磁阀和第二排气用电磁阀)的剖视图。
图3是控制部的框图。
图4是用于说明电磁阀系统的控制的第一流程图。
图5是用于说明电磁阀系统的控制的第二流程图。
图6是用于说明电磁阀系统的控制的第三流程图。
图7是用于说明电磁阀系统的控制的第四流程图。
图8是打开了图1的供气用电磁阀的状态的说明图。
图9是打开了图1的第一排气用电磁阀的状态的说明图。
图10是打开了图1的第一排气用电磁阀和第二排气用电磁阀的状态的说明图。
图11是图1的电磁阀系统的上升控制的时序图。
图12是图1的电磁阀系统的下降控制的时序图。
图13是本发明第二实施方式的电磁阀系统的概略结构图。
具体实施方式
以下，参照附图列举优选的实施方式，对本发明的电磁阀系统进行说明。
(第一实施方式)
图1所示的本发明第一实施方式的电磁阀系统例如用作基于输入信号进行气动设备302的压力控制的电动气动调节器。
如图1所示，电磁阀系统10A具备阀主体12、供气用电磁阀14、第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18。阀主体12具有阀身20、供气阀部22、排气阀部24和先导阀部26。在阀身20形成有将入口端口28和出口端口30彼此连通的供气流路32。在入口端口28连接有用于供给压缩气体(例如压缩空气)的气体供给源300。在出口端口30连接有气动设备302。
供气阀部22开闭供气流路32。具体地，供气阀部22具有：配设于供气流路32内的供气阀芯34；供供气阀芯34落座的供气阀座36；以及将供气阀芯34向供气阀座36施力的供气施力部件38。
供气阀芯34始终被供气施力部件38向关闭的方向施力。供气阀座36设于形成供气流路32的壁部。作为供气施力部件38列举出例如压缩螺旋弹簧，但是不限定于此。
在阀身20形成有排气流路42，该排气流路42将供气流路32中的供气阀座36的下游侧和排气端口40彼此连通。排气端口40向大气敞开。
排气阀部24和供气阀部22在供气施力部件38对供气阀芯34的施力方向上并排配置。排气阀部24开闭排气流路42。具体地，排气阀部24具有：配设于排气流路42内的排气阀芯44；供排气阀芯44落座的排气阀座46；以及将排气阀芯44向排气阀座46施力的排气施力部件48。
排气阀芯44始终被排气施力部件48向关闭的方向施力。排气阀座46设于形成排气流路42的壁部。排气施力部件48的施力方向是相对于供气施力部件38的施力方向相反的方向。作为排气施力部件48列举出例如压缩螺旋弹簧，但是不限定于此。
先导阀部26是用于驱动供气阀芯34和排气阀芯44的部件，设于阀身20。先导阀部26包括膜片50和设于膜片50的阀芯操作部52。
膜片50将形成于阀身20的规定的空间划分成先导室54和背压室56。背压室56经由形成于阀身20的中间流路58与出口端口30连通。阀芯操作部52具有固定部60和杆62，其中，所述固定部60固定于膜片50的中央部，所述杆62以贯通排气阀部24的方式从固定部60延伸到供气阀部22。
杆62的延伸端部与供气阀芯34抵接。杆62将供气阀芯34向与供气施力部件38的施力方向相反的方向按压。在杆62上的供气阀部22与排气阀部24之间设有与排气阀芯44卡合的卡合凸部64。卡合凸部64将排气阀芯44向与排气施力部件48的施力方向相反的方向按压。
供气用电磁阀14对将入口端口28和先导室54彼此连通的连通流路66进行开闭。供气用电磁阀14对向先导室54供给的气体的流量进行控制。
第一排气用电磁阀16对连接到连通流路66的第一排出流路68进行开闭。第二排气用电磁阀18对连接到连通流路66的第二排出流路70进行开闭。第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18彼此并联配设。第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18分别对从先导室54排出的气体的流量进行控制。
在本实施方式中，相对于一个供气用电磁阀14设有两个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)。即，排气用电磁阀的数量是供气用电磁阀14的数量的两倍。
如图2所示，供气用电磁阀14具备阀身72、提升阀74、外壳76、固定铁芯78、可动铁芯80、施力部件82以及电磁铁部84。在阀身72形成有将输入端口86和输出端口88连通的流路90。提升阀74开闭流路90。具体地，提升阀74以落座于阀座92的方式配设于流路90内，所述阀座92设于形成流路90的壁部。
外壳76以收容固定铁芯78、可动铁芯80、施力部件82和电磁铁部84的方式设于阀身72。电磁铁部84包括卷绕有线圈84a的绕线管84b。在绕线管84b形成有内孔85，该内孔85配设有固定铁芯78和可动铁芯80。
固定铁芯78固定于外壳76。可动铁芯80与固定铁芯78同轴地配设并且固定于提升阀74。可动铁芯80在绕线管84b内表面滑动。施力部件82对可动铁芯80施力，以使提升阀74落座于阀座92。
在上述的供气用电磁阀14中，在不向线圈84a通电的非励磁状态下，利用施力部件82的作用力使提升阀74落座于阀座92而关闭流路90。另一方面，当向线圈84a通电时，线圈84a被励磁，可动铁芯80由于励磁作用而被向固定铁芯78侧吸引，可动铁芯80一边在绕线管84b的内表面滑动一边产生位移。由此，由于提升阀74与阀座92分开，流路90打开。
第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18分别构成为与供气用电磁阀14相同。即，第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18的部件结构与供气用电磁阀14的相同，是通过相同的制造工序制造出的电磁阀。换言之，第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18各自的流量特性与供气用电磁阀14的流量特性大致相同。
此处，流量特性是指，由使用声速流导(日文：音速コンダクタンス)和临界压力比计算出的表示压力损失的数学式所确定的特性(JIS B8390)。并且，流量特性大致相同是指，当供气用电磁阀14的流量特性的压力损失设为1时，第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18各自的流量特性的压力损失处于0.7～1.3的范围。
这样，第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18分别具备与供气用电磁阀14相同的构成要素，因此省略其详细的结构说明。
如图1和图3所示，电磁阀系统10A还具备检测传感器100、电源102、输入部104、显示部106以及控制部108。
检测传感器100是对与出口端口30和背压室56连通的中间流路58内的压力进行检测的压力传感器。换言之，检测传感器100对在出口端口30的下游侧产生的压力(气动设备302的压力)进行检测。检测传感器100将与气动设备302的压力相对应的信号向控制部108输出。在此情况下，电磁阀系统10A对出口端口30的下游侧的气体的压力进行控制。
检测传感器100不限定于压力传感器。检测传感器100也可以是对出口端口30的流量进行检测的流量传感器。在此情况下，电磁阀系统10A对向出口端口30的下游侧排出的流量进行控制。
电源102向控制部108供给电力。输入部104具有例如用于输入气动设备302的设定值(设定压力)的按钮。输入部104也可以是触摸面板等。显示部106显示设定值(设定压力)和测定值(由检测传感器100检测出的压力)等。
控制部108是包括了微型计算机的计算机，具有CPU(中央处理装置)、作为存储器的ROM、RAM等，CPU读取并执行在ROM中存储的程序，从而作为各种功能实现部(功能实现机构)发挥作用。另外，各种功能实现部也可以由作为硬件的功能实现器构成。
如图3所示，控制部108具有信号转换部112、偏差计算部114、打开时间设定部116、阈值设定部118、判断部120、动作模式设定部122、使用电磁阀设定部124、阀控制部126和计时器128。
信号转换器112将来自检测传感器100的模拟信号转换为数字信号(测定值)。偏差计算部114对来自输入部104的指示值(设定值)和来自信号转换部112的测定值之间的偏差进行计算。
打开时间设定部116对为了使测定值与设定值一致所需的供气用电磁阀14和排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的打开时间Ton进行设定。
如图11等所示，阈值设定部118设定第一上限阈值Au、第一下限阈值A1、第二上限阈值Bu和第二下限阈值B1。第一上限阈值Au设定为比设定值大了第一阈值宽度ΔA的值。第一下限阈值Al设定为比设定值小了第一阈值宽度ΔA的值。第二上限阈值Bu设定为比设定值大了第二阈值宽度ΔB的值。第二下限阈值Bl设定为比设定值小了第二阈值宽度ΔB的值。
第一阈值宽度ΔA优选设定为在低于电磁阀系统10A的满量程输出值(最大压力值)的3％的范围内，进一步优选设定为1％。第二阈值宽度ΔB优选设定为电磁阀系统10A的满量程输出值(最大压力值)的3％以上且7％以下，进一步优选设定为5％。在此情况下，可以使电磁阀系统10A的下游侧的压力(气动设备302的压力)精度良好地与设定值一致(接近)。
在图3中，判断部120对由偏差计算部114计算出的偏差和由阈值设定部118设定的第一阈值宽度ΔA、第二阈值宽度ΔB进行比较。判断部120对由计时器128测定出的时间是否已经达到预定的时间(控制周期、打开时间)进行判断。
动作模式设定部122设定第一动作模式和第二动作模式中的任意一个，在所述第一动作模式中，第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18交替地各打开一次(或多次)，在所述第二动作模式中，第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18同时打开。
使用电磁阀设定部124将在第一动作模式的控制周期中进行控制的排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16或第二排气用电磁阀18)设定为使用电磁阀。
阀控制部126对供气用电磁阀14、第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18的各自的打开关闭动作进行PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制或PFM(PulseFrequency Modulation：脉冲频率调制)控制。
接着，对电磁阀系统10A的控制进行说明。另外，在初始状态下，如图1所示，供气用电磁阀14、第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18均关闭。即，在初始状态下，供气阀芯34落座于供气阀座36并且排气阀芯44落座于排气阀座46。
如图4所示，在步骤S1中，用户将气动设备302的设定压力输入到输入部104。然后，与设定压力相对应的输入信号(设定值)从输入部104输入到控制部108。并且，检测传感器100对出口端口30(气动设备302)的压力检测。检测传感器100的检测信号输出到信号转换部112。
接着，在步骤S2中，偏差计算部114通过从设定值中减去测定值(从信号转换部112输出的信号)来计算偏差。接着，在步骤S3中，计时器128开始测定控制时间T。之后，在步骤S4中，判断部120对偏差的绝对值是否小于第一阈值宽度ΔA进行判断。
当偏差的绝对值(设定值和测定值的差)在第一阈值宽度ΔA以上时(步骤S4：否)，在图5中，打开时间设定部116对为了使气动设备302的压力成为设定值所需的供气用电磁阀14和排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的打开时间Ton进行计算(步骤S5)。
此时，若偏差的极性为正(设定值大于测定值)，则打开时间设定部116计算供气用电磁阀14的打开时间Ton。若偏差的极性为负(设定值小于测定值)，则打开时间设定部116计算排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的打开时间Ton。
接下来，在步骤S6中，打开时间设定部116对计算出的打开时间Ton是否在控制周期的上限开口时间Tl以下进行判断。当打开时间Ton比上限开口时间Tl长时(步骤S6：否)，在步骤S7中，打开时间设定部116将打开时间Ton设定为上限开口时间Tl。当打开时间Ton在上限开口时间Tl以下时(步骤S6：是)，打开时间设定部116将在步骤S5中计算出的值用作打开时间Ton。
当设定打开时间Ton时，在步骤S8中，判断部120判断偏差的极性是否为正。换言之，判断部120基于偏差的极性来判断应控制供气用电磁阀14还是排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)。即，当偏差的极性为正时，由于测定值小于设定值，因此判断部120判断为应控制供气用电磁阀14。另一方面，当偏差的极性为负时，由于测定值大于设定值，因此判断部120判断为应控制排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)。
当偏差为正值时(步骤S8：是)，则在步骤S9中，阀控制部126将接通信号(阀打开信号)输出到供气用电磁阀14。由此，供气用电磁阀14打开。
在图8中，当供气用电磁阀14打开时，连通流路66打开，从而入口端口28的压缩气体经由连通流路66被引导到先导室54内。因此，先导室54内的压力上升。当先导室54内的压力大于背压室56内的压力时，隔膜50向背压室56侧产生位移，从而杆62克服供气施力部件38的作用力按压供气阀芯34。
由此，供气阀芯34打开，从而供气流路32打开。因此，入口端口28的压缩气体经由供气流路32流向出口端口30，并被被引导到气动设备302。因此，测定值(由检测传感器100检测出的压力)上升。另外，此时，排气阀芯44由于排气施力部件48的作用力而落座于排气阀座46。
此时，从入口端口28被引导到出口端口30的压缩气体经由中间流路58被引导到背压室56。即，背压室56内的压力上升。接着，隔膜50动作，以使背压室56内的压力和供气施力部件38的作用力的合力与先导室54内的压力平衡。
并且，如图5所示，在步骤S10中，计时器128开始对接通信号从阀控制部126输出后的打开经过时间Tr进行测定。接着，在步骤S11中，判断部120对打开经过时间Tr是否已经达到打开时间Ton进行判断。反复进行步骤S11，直到打开经过时间Tr达到打开时间Ton为止(步骤S11：否)。
当打开经过时间Tr达到打开时间Ton时(步骤S11：是)，在步骤S12中，阀控制部126将断开信号(阀关闭信号)输出到供气用电磁阀14。由此，供气用电磁阀14关闭。
之后，在步骤S13中，判断部120对控制时间T是否已经达到控制周期进行判断。反复进行步骤S13，直到控制时间T达到控制周期为止(步骤S13：否)。
当控制时间T达到控制周期时(步骤S13：是)，在步骤S14中，控制部108获取测定值。即，控制部108通过检测传感器100检测压力。之后，回到步骤S2的处理(参照图4)。
当偏差为负值时(步骤S8：否)，在步骤S15中，判断部120对偏差的绝对值是否小于第二阈值宽度ΔB进行判断。当偏差的绝对值小于第二阈值宽度ΔB时(步骤S15：是)，在步骤S16中，动作模式设定部122设定第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18交替地各打开一次的第一动作模式。
即，如图6所示，在步骤S17中，判断部120对在第一动作模式的上次的控制周期中进行了设定的使用电磁阀M是否为第一排气雍电磁阀16进行判断。换言之，判断部120对在当前的控制周期中应控制第一排气用电磁阀16还是第二排气用电磁阀18进行判断。即，判断部120判断为应在当前的控制周期中对与在第一动作模式的上次的控制周期中进行动作的排气用电磁阀不同的排气用电磁阀进行控制。另外，使用电磁阀M的初始值(当第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18均不动作时的初始设定值)设定为第二排气用电磁阀18。
当在第一动作模式的上次的控制周期中进行了设定的使用电磁阀M不是第一排气用电磁阀16(是第二排气用电磁阀18)时(步骤S17：否)，在步骤S18中，阀控制部126将接通信号(阀打开信号)输出到第一排气用电磁阀16。由此，第一排气用电磁阀16打开。此时，第二排气用电磁阀18关闭。
在图9中，当第一排气用电磁阀16打开时，先导室54内的压缩气体从第一排出流路68排出到外部，先导室54内的压力降低。
当先导室54内的压力小于背压室56内的压力时，隔膜50向背压室54侧产生位移，从而设于杆62的卡合凸部64克服排气施力部件48的作用力按压排气阀芯44。由此，排气阀芯44打开，从而供气流路42打开。因此，测定值(由检测传感器100检测出的压力)上升。另外，此时，供气阀芯34由于供气施力部件38的作用力而落座于供气阀座36。
此时，背压室56内的压缩气体经由中间流路58、出口端口30和排气流路42被引导到排气端口40。即，背压室56内的压力降低。接着，隔膜50动作，以使先导室54内的压力和排气施力部件48的作用力的合力与背压室56内的压力平衡。
并且，如图6所示，在步骤S19中，计时器128开始对接通信号从阀控制部126输出后的打开经过时间Tf进行测定。接着，在步骤S20中，判断部120对打开经过时间Tf是否已经达到打开时间Ton进行判断。反复进行步骤S20，直到打开经过时间Tf达到打开时间Ton为止(步骤S20：否)。
当打开经过时间Tf达到打开时间Ton时(步骤S20：是)，在步骤S21中，阀控制部126将断开信号(阀关闭信号)输出到第一排气用电磁阀16。由此，第一排气用电磁阀16关闭。并且，在步骤S22中，使用电磁阀设定部124将在第一动作模式的当前的控制周期中进行控制的使用电磁阀M设定为第一排气用电磁阀16。之后，如图4和图5所示，进行步骤S13以后的处理。
如图6所示，在步骤S17中，当在第一动作模式的上次的控制周期中进行设定的使用电磁阀M是第一排气用电磁阀16时(步骤S17：是)，在步骤S23中，阀控制部126将接通信号(阀打开信号)输出到第二排气用电磁阀18。由此，第二排气用电磁阀18打开。此时，第一排气用电磁阀16关闭。此时的电磁阀系统10A的动作与打开上述的第一排气用电磁阀16时的动作相同。
并且，在步骤S24中，计时器128开始对接通信号从阀控制部126输出后的打开经过时间Tf进行测定。接着，在步骤S25中，判断部120对打开经过时间Tf是否已经达到打开时间Ton进行判断。反复进行步骤S25，直到打开经过时间Tf达到打开时间Ton为止(步骤S25：否)。
当打开经过时间Tf达到打开时间Ton时(步骤S25：是)，在步骤S26中，阀控制部126将断开信号(阀关闭信号)输出到第二排气用电磁阀18。由此，第二排气用电磁阀18关闭。并且，在步骤S27中，使用电磁阀设定部124将在第一动作模式的当前的控制周期中进行控制的使用电磁阀M设定为第二排气用电磁阀18。之后，如图4和图5所示，进行步骤S13以后的处理。
如图5所示，在步骤S15中，当偏差的绝对值为第二阈值宽度ΔB以上时(步骤S15：否)，在步骤S28中，动作模式设定部122设定第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18同时打开的第二动作模式。
即，如图7所示，在步骤S29中，阀控制部126同时向第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18这两者输出接通信号(阀打开信号)。由此，第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18同时打开。
如图10所示，当打开第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18这两者时，先导室54内的压缩气体从第一排出流路68和第二排出流路70这两者向外部排出，先导室54内的压力降低。然后，阀主体12以与打开第一排气用电磁阀16时相同的方式动作，从而从信号转换部112输出的测定值(由检测传感器100检测出的压力)降低。
并且，如图7所示，在步骤S30中，计时器128开始对接通信号从阀控制部126输出后的打开经过时间Tf进行测定。接着，在步骤S31中，判断部120对打开经过时间Tf是否已经达到打开时间Ton进行判断。反复进行步骤S31，直到打开经过时间Tf达到打开时间Ton为止(步骤S31：否)。
当打开经过时间Tf达到打开时间Ton时(步骤S31：是)，在步骤S32中，阀控制部126将断开信号(阀关闭信号)同时输出到第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18这两者。由此，第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18关闭。之后，如图4和图5所示，进行步骤S13以后的处理。
如图4所示，在步骤S4中，当偏差的绝对值小于第一阈值宽度ΔA时(步骤S4：是)，在步骤S33中，阀控制部126将断开信号(阀关闭信号)输出到供气用电磁阀14、第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18。之后，在步骤S34中，判断部120对控制时间T是否已经达到控制周期进行判断。反复进行步骤S34，直到控制时间T达到控制周期为止(步骤S34：否)。当控制时间T达到控制周期时(步骤S34：是)，在步骤S35中，控制部108对偏差的绝对值低于第一阈值宽度ΔA的状态(设定值到达状态)是否继续了规定时间进行判断。
当设定值到达状态没有继续规定时间时(步骤S35：否)，执行步骤S2以后的处理。当设定值到达状态继续了规定时间时(步骤S35：是)，一系列的动作流程结束。
在上述的电磁阀系统10A的控制中，对在第一动作模式下，第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18交替地各打开一次的示例进行了说明。然而，也可以是，在第一动作模式下，阀控制部126控制打开关闭操作，以使第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18交替地各打开多次。
接着，对使用电磁阀系统10A使气动设备302的压力从初始值P0上升到设定值P1的上升控制(图11所示的控制)进行说明。即，在该上升控制中，用户将与设定值P1相对应的设定压力输入到输入部104(图4的步骤S1)。
在上升控制中，在图11的时刻t1处，开始图4至图7所示的流程图的步骤S2。即，在时刻t1处，如图4所示，偏差计算部114通过从设定值中减去测定值来计算偏差(步骤S2)。接着，在步骤S3中，计时器128开始测定控制时间T。
接着，在步骤S4中，判断部120判断为偏差的绝对值大于第一阈值宽度ΔA(步骤S4：否)。在此情况下，由于偏差的极性为正，因此如图5所示，在步骤S5中，打开时间设定部116对为了使测定值与设定值一致所需的供气用电磁阀14的打开时间Ton进行计算。在时刻t1处，打开时间Ton比控制周期的上限开口时间Tl长(步骤S6：否)，因此打开时间设定部116将打开时间Ton设定为控制周期的上限开口时间Tl(步骤S7)。
接着，判断部120判断为偏差的极性为正(步骤S8：是)。因此，阀控制部126在将供气用电磁阀14打开了打开时间Ton之后将其关闭(步骤S9至S12，参照图8)。如图11所示，反复进行上述供气用电磁阀14的打开控制(参照图4和图5中的步骤S2至S14)。
由此，测定值上升。
在时刻t2处，测定值上升到第一下限阈值A1。于是，如图4所示，判断部120判断为偏差的绝对值小于第一阈值宽度ΔA进行判断(步骤S4：是)。
接着，在步骤S33中，阀控制部126将断开信号输出到供气用电磁阀14、第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18。接着，当控制时间T达到控制周期时(步骤S34：是)，控制部108对设定值达到状态是否继续了规定时间进行判断(步骤S35)。由于设定值达到状态没有继续规定时间时(步骤S35：否)，因此进行步骤S2以后的处理。
在图11的时刻t3处，测定值上升到第一上限阈值Au。接着，在图4中，判断部120判断为偏差的绝对值在第一阈值宽度ΔA以上(步骤S4：否)。
在此情况下，由于偏差的极性为负，因此在图5中，打开时间设定部116对为了使测定值与设定值一致所需的排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的打开时间Ton进行计算。此处，由于打开时间Ton在控制周期的上限开口时间Tl以下时(步骤S6：是)，因此打开时间设定部116将在步骤S5中计算出的值用作打开时间Ton。
接着，判断部120判断为偏差的极性为负(步骤S8：否)，并且判断为偏差的绝对值小于第二限阈值宽度ΔB(步骤S15：是)。因此，在步骤S16中，动作模式设定部122设定第一动作模式。
在图6中，当判断部120判断为在第一动作模式的上次的控制周期中设定第二排气用电磁阀18作为使用电磁阀M时(步骤S17：否)，阀控制部126在将第一排气用电磁阀16打开了规定的打开时间Ton之后将其关闭(步骤S18至步骤S21，参照图9)。由此，出口端口30(气动设备302)的压力降低。之后，在步骤S22中，使用电磁阀设定部124将使用电磁阀M设定为第一排气用电磁阀16。
在图11的时刻t4处，测定值上升到第二上限阈值Bu。于是，在图5中，判断部120判断为偏差的绝对值在第二阈值宽度ΔB以上(步骤S15：否)。因此，在步骤S28中，动作模式设定部122设定第二动作模式。
因此，如图7所示，阀控制部126将第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18在同时打开了规定的打开时间Ton后同时关闭(步骤S29至步骤S32，参照图10)。由此，出口端口30(气动设备302)的压力降低。
在图11的时刻t5处，测定值下降到第二上限阈值Bu。于是，在图5中，判断部120判断为偏差的绝对值比第二阈值宽度ΔB小(步骤S15：是)。因此，在步骤S16中，动作模式设定部122设定第一动作模式。
如图6所示，由于判断部120判断为设定第一排气用电磁阀16作为使用电磁阀M(步骤S17：是)，因此阀控制部126在将第二排气用电磁阀18打开了规定的打开时间Ton后将其关闭(步骤S23～步骤S26)。由此，出口端口30(气动设备302)的压力降低。之后，在步骤S27中，使用电磁阀设定部124将使用电磁阀M设定为第二排气用电磁阀18。
在图11的时刻t6处，测定值下降到第一上限阈值Au。于是，在图4中，判断部120判断为偏差的绝对值比第一阈值宽度ΔA小(步骤S4：是)。在此情况下，进行步骤S33至步骤S35的处理。此处，由于设定值达到状态没有继续规定时间(步骤S35：否)，因此进行步骤S2以后的处理。
在图11的时刻t7处，测定值下降到第一下限阈值A1。接着，在图4中，判断部120判断为偏差的绝对值在第一阈值宽度ΔA以上(步骤S4：否)。接着，在图5中，判断部120判断为偏差的极性为正(步骤S8：是)。因此，阀控制部126在将供气用电磁阀14打开了规定的打开时间Ton之后将其关闭(步骤S9至S12，参照图8)。
在图11的时刻t8处，测定值上升到第一下限阈值A1。接着，在图4中，判断部120判断为偏差的绝对值比第一阈值宽度ΔA小(步骤S4：是)。在此情况下，进行图4的步骤S33至步骤S35的处理。此处，由于设定值达到状态继续了规定时间(步骤S35：是)，因此上升控制的处理结束。
接着，对使用电磁阀系统10A使气动设备302的压力从初始值P2下降到设定值P3的下降控制(图12所示的控制)进行说明。即，在该下降控制中，用户将与设定值P3相对应的设定压力输入到输入部104(步骤S1)。
下降控制中，在图12的时刻t10处，开始图4的流程图的步骤S2。即，在时刻t10处，如图4所示，偏差计算部114通过从设定值中减去测定值来计算偏差(步骤S2)。接着，在步骤S3中，计时器128开始测定控制时间T。
接着，在步骤S4中，判断部120判断为偏差的绝对值是否大于第一阈值宽度ΔA(步骤S4：否)。在此情况下，由于偏差的极性为负，因此如图5所示，在步骤S5中，打开时间设定部116对为了使测定值与设定值一致所需的排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的打开时间Ton进行计算。在时刻t10处，打开时间Ton比控制周期的上限开口时间Tl长(步骤S6：否)，因此打开时间设定部116将打开时间Ton设定为控制周期的上限开口时间Tl(步骤S7)。
接着，判断部120判断为偏差的极性为负(步骤S8：否)，并且判断为偏差的绝对值大于第二限阈值宽度ΔB(步骤S15：否)。因此，在步骤S28中，动作模式设定部122设定第二动作模式。
即，如图7所示，阀控制部126在将第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18同时打开了规定的打开时间Ton后，同时将其关闭(步骤S29至步骤S32，参照图10)。由此，出口端口30(气动设备302)的压力降低。
在图12的时刻t11处，测定值下降到第二上限阈值Bu。于是，如图5所示，判断部120判断为偏差的绝对值小于第二阈值宽度ΔA(步骤S15：是)。因此，在步骤S16中，动作模式设定部122设定第一动作模式。
在图6中，当判断部120判断为在第一动作模式的上次的控制周期中设定第二排气用电磁阀18作为使用电磁阀M时(步骤S17：否)，阀控制部126在将第一排气用电磁阀16打开了规定的打开时间Ton之后将其关闭(步骤S18至步骤S21，参照图8)。由此，出口端口30(气动设备302)的压力降低。之后，在步骤S22中，使用电磁阀设定部124将使用电磁阀M设定为第一排气用电磁阀16。
在图12的时刻t12处，测定值下降到第一上限阈值Au。于是，在图4中，判断部120判断为偏差的绝对值比第一阈值宽度ΔA小(步骤S4：是)。在此情况下，进行图4的步骤S33至步骤S35的处理。此处，由于设定值达到状态没有继续规定时间(步骤S35：否)，因此进行步骤S2以后的处理。
在图12的时刻t13处，测定值下降到第一下限阈值A1。于是，如图5所示，判断部120判断为偏差的绝对值在第一阈值宽度ΔA以上(步骤S4：否)，并且判断为偏差为正(步骤S8：是)。因此，阀控制部126在将供气用电磁阀14打开了规定的打开时间Ton之后将其关闭(步骤S9至S12，参照图8)。
在图12的时刻t14处，测定值上升到第一下限阈值A1。于是，如图4所示，判断部120判断为偏差的绝对值小于第一阈值宽度ΔA(步骤S4：是)。在此情况下，进行图4的步骤S33至步骤S35的处理。此处，由于设定值达到状态继续了规定时间(步骤S35：是)，因此下降控制的处理结束。
本实施方式的电磁阀系统10A起到以下效果。
电磁阀系统10A具备：供气用电磁阀14，该供气用电磁阀14对向先导阀部26的先导室54供给的气体的流量进行控制；多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)，该排气用电磁阀对从先导室54排出的气体的流量进行控制；以及阀控制部126，该阀控制部126通过PWM控制或PFM控制对供气用电磁阀14和多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的各自的开闭动作进行控制。多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)彼此并排配置，供气用电磁阀14的流量特性和多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的各自的流量特性彼此大致相同。多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的数量是供气用电磁阀14的数量的两倍。
根据上述结构，供气用电磁阀14的流量特性和多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的各自的流量特性彼此大致相同。由此，由于能实现部件的共用化，因此能实现电磁阀系统10A的低廉化。
并且，由于使多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的数量成为供气用电磁阀14的数量的两倍，因此能有效地减少各排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的驱动次数。由此，由于能减小各排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)和供气用电磁阀14的寿命差(先导阀74落座于阀座92时的磨损、可动铁芯80在绕线管84b的内表面滑动时的磨损导致的寿命差)，因此能实现电磁阀10A的长寿命化。
电磁阀系统10A具备动作模式设定部122，该动作模式设定部122设定第一动作模式和第二动作模式中的任意一个，在所述第一动作模式中，多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)交替地各打开一次(或多次)，在所述第二动作模式中，多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)同时打开。阀控制部126基于由动作模式设定部122设定的动作模式来控制多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的开闭动作。
根据上述结构，通过进行使多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)交替地各打开一次或交替地各打开多次的第一动作模式，能使控制周期中的排气用电磁阀的最小开口时间与供气用电磁阀14的最小开口时间相同。由此，能抑制先导室54内的压力的控制分解能的降低，并能有效地减少各排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的驱动次数。并且，通过进行多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)同时打开的第二动作模式，能抑制先导室54内的压力的降低速度(下降响应时间)的延迟。
电磁阀系统10A具备对出口端口30的气体的压力或流量进行检测的检测传感器100。当设定值和检测传感器100的测定值的偏差的绝对值小于规定的阈值时，动作模式设定部122设定第一动作模式，当偏差的绝对值在阈值以上时，动作模式设定部122设定第二动作模式。
根据上述结构，由于当偏差的绝对值小于阈值(第二阈值宽度ΔB)时(测定值和设定值的差较小时)进行第一动作模式，因此能使测定值(出口端口30的下游侧的压力)精度良好地与设定值一致(接近)。并且，由于当偏差的绝对值在阈值(第二阈值宽度ΔB)以上时(测定值和设定值的差较大时)进行第二动作模式，因此能有效地降低测定值(出口端口30的下游侧的压力)。
当阀控制部126对多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的开闭动作进行控制时，动作模式设定部122按照阀控制部126的各控制周期设定第一动作模式和第二动作模式中的任意一个。
根据上述结构，能有效且精度良好地使测定值(出口端口30的下游侧的压力)接近设定值。
当动作模式设定部122设定了第一动作模式时，阀控制部126对多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)的开闭动作进行控制，以使多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)交替地各打开一次。
根据上述结构，能平衡良好地驱动多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)。
当动作模式设定部122设定了第一动作模式时，阀控制部126对与在上次的控制周期中进行动作的排气用电磁阀不同的排气用电磁阀的开闭动作进行控制。
根据上述结构，能平衡良好地驱动多个排气用电磁阀(第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18)。
(第二实施方式)
接着，对本发明第二实施方式的电磁阀系统10B进行说明。在本实施方式中，对于第一实施方式相同的构成要素标注相同的参照符号，省略其说明。
如图13所示，代替阀主体12电磁阀系统10B具备阀主体200。阀主体200具有阀身201、供气阀部22和先导阀部202。在阀身201形成有将入口端口28和出口端口30彼此连通的供气流路32。
先导阀部202是用于驱动供气阀芯34的部件，设于阀身201。先导阀部202包括隔膜50和设于隔膜50的阀芯操作部52，所述隔膜50将形成于阀身201的规定的空间划分为先导室54和背压室56。阀芯操作部52有固定部60和杆62，其中，所述固定部60固定于膜片50的中央部，所述杆62从固定部60延伸到供气阀部22。
在出口端口30设有节流部204。节流部204是节流孔，并且是从形成出口端口30的内表面向内侧突出的环状部。在阀身201形成有连通路206，该连通路206将供气流路32中的供气阀部22和节流部204之间与背压室56彼此连通。
电磁阀系统10B具备：检测传感器210，该检测传感器210对与背压室56连通的第一流路208的压力进行检测；以及检测传感器214，该检测传感器214对与供气流路32中的节流部204的下游侧连通的第二流路212的压力进行检测。各检测传感器210、214是压力传感器。
在上述电磁阀系统10B中，利用检测传感器210、214对节流部204的上游侧的压力和节流部204的下游侧的压力进行检测。并且，通过利用上述压力差计算出流量，对供气用电磁阀14、第一排气用电磁阀16和第二排气用电磁阀18的开闭动作进行控制，以使向出口端口30的下游排出的气体的流量与设定值一致。
在此情况下，能同时对向出口端口30的下游排出的流量和产生的压力进行测定，可以选择压力或流量作为电磁阀系统10B的控制对象。
根据本实施方式，起到了与上述第一实施方式的电磁阀系统10A相同的效果。
在本实施方式中，也可以取代两个检测传感器210、214而设置对节流部204的上游和下游的压力差进行检测的差压传感器以及用于修正压力的压力传感器。
本发明不限定于上述的结构。本发明中，只要多个排气用电磁阀的数量是供气用电磁阀的数量的两倍即可，不限定于设有一个供气用电磁阀14且设有两个排气用电磁阀的例子。即，也可以是设有两个供气用电磁阀14且将多个排气用电磁阀设为四个。
本发明的电磁阀系统不限定于上述的实施方式，当然可以不脱离本发明的主旨地采用各种结构。

Claims (6)

1.一种电磁阀系统(10A、10B)，具备：供气阀芯(34)，该供气阀芯对将入口端口(28)与出口端口(30)彼此连通的供气流路(32)进行开闭；以及先导阀部(26)，该先导阀部用于驱动所述供气阀芯，所述电磁阀系统的特征在于，具备：
供气用电磁阀(14)，该供气用电磁阀对向所述先导阀部的先导室(54)供给的气体的流量进行控制；
多个排气用电磁阀(16、18)，该多个排气用电磁阀对从所述先导室排出的气体的流量进行控制；以及
阀控制部(126)，该阀控制部通过PWM控制或PFM控制对所述供气用电磁阀和所述多个排气用电磁阀的各自的开闭动作进行控制，
所述多个排气用电磁阀彼此并列配置，
所述供气用电磁阀的流量特性和所述多个排气用电磁阀的各自的流量特性彼此大致相同，
所述多个排气用电磁阀的数量是所述供气用电磁阀的数量的两倍。
2.如权利要求1所述的电磁阀系统，其特征在于，
具备动作模式设定部(122)，该动作模式设定部设定第一动作模式和第二动作模式中的任意一个，在所述第一动作模式，所述多个排气用电磁阀交替地各打开一次或交替地各打开多次，在所述第二动作模式，所述多个排气用电磁阀同时打开，
所述阀控制部基于由所述动作模式设定部设定的动作模式对所述多个排气用电磁阀的开闭动作进行控制。
3.如权利要求2所述的电磁阀系统，其特征在于，
具备检测传感器(100、210、214)，该检测传感器对所述出口端口的气体的压力或流量进行检测，
当设定值与所述检测传感器的测定值的偏差的绝对值小于规定的阈值时，所述动作模式设定部设定所述第一动作模式，
当所述偏差的绝对值在所述阈值以上时，所述动作模式设定部设定所述第二动作模式。
4.如权利要求2或3所述的电磁阀系统，其特征在于，
当所述阀控制部对所述多个排气用电磁阀的开闭动作进行控制时，所述动作模式设定部按照所述阀控制部的各控制周期设定所述第一动作模式和所述第二动作模式中的任意一个。
5.如权利要求4所述的电磁阀系统，其特征在于，
当所述动作模式设定部设定了所述第一动作模式时，所述阀控制部对所述多个排气用电磁阀的开闭动作进行控制，以使所述多个排气用电磁阀交替地各打开一次。
6.如权利要求5所述的电磁阀系统，其特征在于，
当所述动作模式设定部设定了所述第一动作模式时，所述阀控制部对所述多个排气用电磁阀的开闭动作进行控制，以使与在上次的控制周期中打开了的排气用电磁阀不同的排气用电磁阀打开。
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