JP2021022223A - Valve control device and vacuum valve - Google Patents

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Abstract

To provide a valve control device capable of shortening a pressure regulation time.SOLUTION: A valve control device 2 is provided with a feed-forward controller 220 for controlling by open control an opening degree of a vacuum valve mounted in a vacuum chamber and for outputting an opening degree setting value θ1 of the open control, and a pressure regulation controller 21 for determining that a pressure equilibrium value in the case of a constant value does not exceed a pressure target value Ps of valve control in a predetermined period within a fixed period in which the opening degree setting value θ1 becomes the constant value. When determining that the pressure equilibrium value does not exceed the pressure target value Ps, the pressure regulation controller 21 controls the opening degree based on the result of determination.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、バルブ制御装置および真空バルブに関する。 The present invention relates to a valve control device and a vacuum valve.

CVD装置等の真空処理装置では、プロセスチャンバと真空ポンプとの間に調圧用の真空バルブを設け(例えば、特許文献1参照)、真空バルブの開度を制御してチャンバ圧力を所定圧力に自動調整するようにしている。特許文献1に記載の真空バルブでは、圧力目標値近傍までオープン制御による粗調整を行い、さらにクローズ制御に切り替えて圧力目標値まで微調整にて追い込むようにしている。 In a vacuum processing device such as a CVD device, a vacuum valve for pressure regulation is provided between the process chamber and the vacuum pump (see, for example, Patent Document 1), and the opening degree of the vacuum valve is controlled to automatically adjust the chamber pressure to a predetermined pressure. I try to adjust. In the vacuum valve described in Patent Document 1, rough adjustment is performed by open control up to the vicinity of the pressure target value, and further, the control is switched to close control so that the pressure target value is finely adjusted.

特開2018−106718号公報JP-A-2018-106718

ところで、特許文献1に記載の発明では、オープン制御中に開度が固定状態となった際に、予測圧Ppが圧力目標値Psを越える(Pp>Ps)か越えない(Pp≦Ps)かの判定をしている。しかし、予測圧Ppが圧力目標値Psを越えないことの判定については、予測圧Ppが上昇傾向にある段階では、予測圧Ppが圧力目標値Psを越えないことを見極めるのは難しい。その結果、調圧時間が必要以上に長くなるという問題があった。 By the way, in the invention described in Patent Document 1, when the opening degree is fixed during open control, whether the predicted pressure Pp exceeds the pressure target value Ps (Pp> Ps) or does not exceed (Pp ≦ Ps). Is being judged. However, regarding the determination that the predicted pressure Pp does not exceed the pressure target value Ps, it is difficult to determine that the predicted pressure Pp does not exceed the pressure target value Ps at the stage where the predicted pressure Pp tends to increase. As a result, there is a problem that the pressure adjusting time becomes longer than necessary.

本発明の第1の態様によるバルブ制御装置は、真空チャンバに装着される真空バルブの開度を、オープン制御により制御するバルブ制御装置において、オープン制御の開度設定値を出力する開度設定部と、前記開度設定値が一定値となる固定期間内の所定期間において、前記一定値の場合の圧力平衡値がバルブ制御の圧力目標値を越えないことを判定する第1の判定部と、前記第1の判定部の判定結果に基づいて前記開度を制御する開度制御部と、を備える。
本発明の第2の態様による真空バルブは、弁体と、前記弁体を駆動する弁体駆動部と、前記弁体駆動部を制御して前記弁体の開度を制御する前記バルブ制御装置と、を備える。
The valve control device according to the first aspect of the present invention is an opening degree setting unit that outputs an open control opening degree setting value in a valve control device that controls the opening degree of a vacuum valve mounted in a vacuum chamber by open control. A first determination unit that determines that the pressure equilibrium value in the case of the constant value does not exceed the pressure target value of the valve control in a predetermined period within the fixed period in which the opening setting value becomes a constant value. It includes an opening degree control unit that controls the opening degree based on the determination result of the first determination unit.
The vacuum valve according to the second aspect of the present invention is the valve body, a valve body driving unit that drives the valve body, and the valve control device that controls the valve body driving unit to control the opening degree of the valve body. And.

本発明によれば、調圧時間の短縮化を図ることができる。 According to the present invention, the pressure adjustment time can be shortened.

図1は、真空処理装置に装着された真空バルブの概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vacuum valve mounted on a vacuum processing apparatus. 図2は、真空バルブおよびバルブ制御装置の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of the vacuum valve and the valve control device. 図3は、オープン制御における調圧ロジックを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a pressure regulation logic in open control. 図4は、オープン制御による点(θr、Pr)の軌跡の一例を示したものである。FIG. 4 shows an example of the locus of points (θr, Pr) by open control. 図5は、圧力計測値Prと予測圧Ppとの関係を説明する図であって、Pe(θr)>Psの場合を示す。FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the measured pressure value Pr and the predicted pressure Pp, and shows the case where Pe (θr)> Ps. 図6は、圧力計測値Prと予測圧Ppとの関係を説明する図であって、Pe(θr)<Psの場合を示す。FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the measured pressure value Pr and the predicted pressure Pp, and shows the case where Pe (θr) <Ps. 図7は、「越える」および「全く越えない」場合の予測圧Ppによる判定条件と、その時の開度関係および圧力関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the determination conditions based on the predicted pressure Pp when “exceeding” and “not exceeding”, and the opening degree relationship and pressure relationship at that time. 図8は、開度θと実効排気速度Seとの関係の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the opening degree θ and the effective exhaust speed Se. 図9は、開度設定θ1を値θ1_fixに固定した場合の圧力(圧力計測値Prおよび予測圧Pp)、指標信号β、開度設定θ1の推移を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing changes in pressure (pressure measurement value Pr and predicted pressure Pp), index signal β, and opening degree setting θ1 when the opening degree setting θ1 is fixed to the value θ1_fix. 図10は、「越える」および「全く越えない」場合の指標信号βによる判定条件と、その時の開度関係および圧力関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the determination conditions based on the index signal β when “exceeds” and “does not exceed at all”, and the opening degree relationship and pressure relationship at that time. 図11は、予測圧Ppおよび指標信号βを併用した場合の、制御処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing an example of control processing when the predicted pressure Pp and the index signal β are used in combination. 図12は、アップケースにおける圧力計測値Pr、指標信号β、開度設定θ1,θ2の推移を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing changes in the pressure measurement value Pr, the index signal β, and the opening degree settings θ1 and θ2 in the up case. 図13は、比較例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a comparative example. 図14は、変形例1を説明するためのフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart for explaining the first modification. 図15は、変形例1におけるアップケースを説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an up case in the first modification. 図16は、変形例2を説明するためのフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart for explaining the second modification. 図17は、変形例3を説明するためのフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart for explaining the modified example 3.

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図1は、真空処理装置に装着された真空バルブの概略構成を示すブロック図である。真空バルブは、弁体12が設けられたバルブ本体1と、弁体駆動を制御するバルブ制御装置2とから構成される。バルブ本体1は、真空チャンバ3と真空ポンプ4との間に装着されている。真空チャンバ3には、流量コントローラ32を介してプロセスガス等のガスが導入される。流量コントローラ32は真空チャンバ3に導入されるガスの流量Qinを制御する装置であり、真空チャンバ3が設けられている真空処理装置のメインコントローラ(不図示)により制御される。真空チャンバ3内の圧力(チャンバ圧力)は真空計31によって計測され、その圧力計測値Prはバルブ制御装置2に入力される。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vacuum valve mounted on a vacuum processing apparatus. The vacuum valve is composed of a valve body 1 provided with a valve body 12 and a valve control device 2 for controlling valve body drive. The valve body 1 is mounted between the vacuum chamber 3 and the vacuum pump 4. A gas such as a process gas is introduced into the vacuum chamber 3 via the flow rate controller 32. The flow rate controller 32 is a device that controls the flow rate Qin of the gas introduced into the vacuum chamber 3, and is controlled by the main controller (not shown) of the vacuum processing device provided with the vacuum chamber 3. The pressure in the vacuum chamber 3 (chamber pressure) is measured by the vacuum gauge 31, and the pressure measurement value Pr is input to the valve control device 2.

バルブ本体1には、弁体12を開閉駆動するモータ13が設けられている。弁体12は、モータ13により開閉駆動される。モータ13には、弁体12の開閉角度を検出するためのエンコーダ130が設けられている。エンコーダ130の検出信号は、弁体12の開度信号θr(以下では、開度計測値θrと称することにする)としてバルブ制御装置2に入力される。 The valve body 1 is provided with a motor 13 for opening and closing the valve body 12. The valve body 12 is opened and closed by the motor 13. The motor 13 is provided with an encoder 130 for detecting the opening / closing angle of the valve body 12. The detection signal of the encoder 130 is input to the valve control device 2 as an opening degree signal θr of the valve body 12 (hereinafter, referred to as an opening degree measurement value θr).

バルブ本体1を制御するバルブ制御装置2は、調圧制御器21、モータ駆動部22および記憶部23を備えている。バルブ制御装置2には、上述した圧力計測値Prおよび開度計測値θrに加えて、上述した真空処理装置のメインコントローラから真空チャンバ3の圧力目標値Psが入力される。記憶部23には、バルブ制御に必要なパラメータ(例えば、後述する実効排気速度SeやプラントゲインGp等に関するデータ)が記憶される。モータ駆動部22はモータ駆動用のインバータ回路とそれを制御するモータ制御部と備え、エンコーダ130からの開度計測値θrが入力される。調圧制御器21には、真空計31で計測されたチャンバ圧力Prが入力されると共に、上述した真空処理装置のメインコントローラから真空チャンバ3の目標圧力Psが入力される。 The valve control device 2 that controls the valve body 1 includes a pressure regulating controller 21, a motor drive unit 22, and a storage unit 23. In addition to the pressure measurement value Pr and the opening degree measurement value θr described above, the pressure target value Ps of the vacuum chamber 3 is input to the valve control device 2 from the main controller of the vacuum processing device described above. The storage unit 23 stores parameters required for valve control (for example, data on effective exhaust speed Se, plant gain Gp, etc., which will be described later). The motor drive unit 22 includes an inverter circuit for driving the motor and a motor control unit that controls the motor, and the opening degree measurement value θr from the encoder 130 is input. The chamber pressure Pr measured by the vacuum gauge 31 is input to the pressure adjusting controller 21, and the target pressure Ps of the vacuum chamber 3 is input from the main controller of the vacuum processing device described above.

バルブ制御装置2は、例えば、CPU,メモリ(ROM,RAM)および周辺回路等を有するマイコン等の演算処理装置を備え、ROMに記憶されているソフトウェアプログラムにより、調圧制御器21およびモータ駆動部22のモータ制御部の機能を実現する。記憶部23はマイコンのメモリにより構成される。また、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のデジタル演算器とその周辺回路により構成しても良い。 The valve control device 2 includes, for example, an arithmetic processing device such as a microcomputer having a CPU, a memory (ROM, RAM), peripheral circuits, and the like, and a pressure control controller 21 and a motor drive unit are provided by a software program stored in the ROM. The functions of the 22 motor control units are realized. The storage unit 23 is composed of the memory of the microcomputer. Further, it may be configured by a digital arithmetic unit such as FPGA (Field Programmable Gate Array) and its peripheral circuit.

図2は、バルブ本体1およびバルブ制御装置2の機能ブロック図である。調圧制御器21は、推定演算部210、フィードフォワード制御器220およびフィードバック制御器230を備えている。エンコーダ130で検出された開度計測値θrは、モータ駆動部22および推定演算部210に入力される。 FIG. 2 is a functional block diagram of the valve body 1 and the valve control device 2. The pressure control controller 21 includes an estimation calculation unit 210, a feedforward controller 220, and a feedback controller 230. The opening degree measurement value θr detected by the encoder 130 is input to the motor drive unit 22 and the estimation calculation unit 210.

本実施の形態においても、上述した特許文献1の発明と同様に、圧力目標値近傍までオープン制御による粗調整を行い、さらにクローズ制御に切り替えて圧力目標値まで微調整にて追い込む。調圧制御器21において、推定演算部210およびフィードフォワード制御器220がオープン制御部に相当し、偏差ε(=Pr−Ps)を生成する減算器およびフィードバック制御器230がクローズ制御部に相当する。 Also in the present embodiment, as in the invention of Patent Document 1 described above, rough adjustment is performed by open control up to the vicinity of the pressure target value, and further, the control is switched to close control and fine adjustment is performed to reach the pressure target value. In the pressure regulating controller 21, the estimation calculation unit 210 and the feedforward controller 220 correspond to the open control unit, and the subtractor and the feedback controller 230 that generate the deviation ε (= Pr-Ps) correspond to the closed control unit. ..

オープン制御部の推定演算部210には、圧力計測値Pr、圧力目標値Psおよび開度計測値θrが入力される。推定演算部210は、圧力計測値Pr、圧力目標値Psおよび開度計測値θrに基づいて、目標開度推定値θse、予測圧Pp、および圧力計測値Prの変化傾向を表す指標信号βを演算する。一般に、弁体開度を一定の値に固定しても、チャンバ圧力がその弁体開度に対応する圧力平衡値に到達するまでにはある程度の時間を要する。そして、予測圧Ppは、圧力計測値Prが計測された時点からt秒経過後の圧力推定値である。なお、予測圧Ppの推定方法については前述した特開2018−106718号公報に詳述されており、ここでは説明を省略する。また、目標開度推定値θse、指標信号βの演算方法については後述する。 The pressure measurement value Pr, the pressure target value Ps, and the opening degree measurement value θr are input to the estimation calculation unit 210 of the open control unit. The estimation calculation unit 210 generates an index signal β indicating a change tendency of the target opening degree estimated value θse, the predicted pressure Pp, and the pressure measured value Pr based on the pressure measured value Pr, the pressure target value Ps, and the opening degree measured value θr. Calculate. In general, even if the valve body opening is fixed to a constant value, it takes a certain amount of time for the chamber pressure to reach the pressure equilibrium value corresponding to the valve body opening. The predicted pressure Pp is an estimated pressure value t seconds after the measured pressure value Pr is measured. The method for estimating the predicted pressure Pp is described in detail in JP-A-2018-106718 described above, and the description thereof will be omitted here. Further, the calculation method of the target opening degree estimated value θse and the index signal β will be described later.

オープン制御部のフィードフォワード制御器220は、目標開度推定値θse、指標信号βに基づいて開度設定θ1を出力する。また、クローズ制御部のフィードバック制御器230は、偏差ε=Pr−Psに基づいて開度設定θ2を出力する。出力された開度設定θ1と開度設定θ2とは加算されて、その加算結果が開度設定θsetとしてモータ駆動部22に入力される。モータ駆動部22は、開度設定θsetとエンコーダ130から入力された開度計測値θrとに基づいてモータ13を駆動する。 The feedforward controller 220 of the open control unit outputs the opening degree setting θ1 based on the target opening degree estimated value θse and the index signal β. Further, the feedback controller 230 of the close control unit outputs the opening degree setting θ2 based on the deviation ε = Pr−Ps. The output opening degree setting θ1 and the opening degree setting θ2 are added, and the addition result is input to the motor drive unit 22 as the opening degree setting θset. The motor drive unit 22 drives the motor 13 based on the opening degree setting θset and the opening degree measurement value θr input from the encoder 130.

後述するように、本実施の形態では、オープン制御中における予測圧Ppを用いた判定と、開度設定θ1が固定されたときの圧力平衡値に関する指標信号βを用いた判定とを併用する。予測圧Ppを用いた判定は、図3に示す調圧ロジックに従って行われる。以下では、先ず図3の予測圧Ppによる調圧ロジックを説明し、その後、指標信号βの設定方法および指標信号βによる判定方法について説明する。 As will be described later, in the present embodiment, the determination using the predicted pressure Pp during the open control and the determination using the index signal β regarding the pressure equilibrium value when the opening degree setting θ1 is fixed are used together. The determination using the predicted pressure Pp is performed according to the pressure adjustment logic shown in FIG. In the following, the pressure adjustment logic based on the predicted pressure Pp of FIG. 3 will be described first, and then the method of setting the index signal β and the method of determining the index signal β will be described.

図3に示す座標系は、点(θse、Ps)を原点とする座標系θ−Pである。目標開度推定値θseは、圧力目標値Psにおける弁体12の開度を推定演算したものである。このような座標系θ−Pにおいて、点(θr、Pr)が第1〜4象限のいずれにあるか、および、予測圧Ppと圧力目標値Psとの大小関係に基づいて、開度θを開方向および閉方向のいずれに制御するかを決定する。 The coordinate system shown in FIG. 3 is a coordinate system θ−P whose origin is a point (θse, Ps). The target opening degree estimated value θse is an estimation calculation of the opening degree of the valve body 12 at the pressure target value Ps. In such a coordinate system θ−P, the opening degree θ is determined based on which of the first to fourth quadrants the points (θr, Pr) are in, and the magnitude relationship between the predicted pressure Pp and the pressure target value Ps. Determine whether to control in the open direction or the closed direction.

開度変更前の点(θr、Pr)が第2象限および第4象限にある場合には、開度θを開度目標推定値θseの方向に調整する。その結果、圧力計測値Prが圧力目標値Psの方向に変化する。すなわち、第2象限の場合は圧力が減少し、第4象限の場合には圧力が上昇する。制御開始の起点は第2または第4象限のいずれかであり、起点の圧力Psttから圧力が上昇するアップケースの場合は第4象限、起点の圧力Psttから圧力が降下するダウンケースの場合は第2象限となる。 When the points (θr, Pr) before the opening change are in the second quadrant and the fourth quadrant, the opening θ is adjusted in the direction of the opening target estimated value θse. As a result, the measured pressure value Pr changes in the direction of the pressure target value Ps. That is, in the case of the second quadrant, the pressure decreases, and in the case of the fourth quadrant, the pressure increases. The starting point of the control start is either the 2nd or 4th quadrant, the 4th quadrant in the case of the up case where the pressure rises from the starting pressure Pstt, and the 1st in the case of the down case where the pressure drops from the starting pressure Pstt. There are two quadrants.

一方、開度変更前の点(θr、Pr)が第1象限および第3象限にある場合には、予測圧Ppと圧力目標値Psとの大小関係に応じて開度調整の方向を設定する。第1象限では、Pp>Psのように予測圧Ppが圧力目標値Psよりも大きい場合には、開度を大きくする方向(右向きの矢印で示す方向)に開度調整を行うか、あるいは円50で示すように開度値をそのまま維持する。逆に、Pp≦Psである場合には、開度を小さくする方向(左向きの矢印で示す方向)に開度調整を行う。第3象限では、Pp>Psの場合には開度を大きくする方向(右向きの矢印で示す方向)に開度調整を行う。逆に、Pp≦Psである場合には、開度を小さくする方向(左向きの矢印で示す方向)に開度調整を行うか、あるいは円50で示すように開度値をそのまま維持する。 On the other hand, when the points (θr, Pr) before the opening change are in the first quadrant and the third quadrant, the opening adjustment direction is set according to the magnitude relationship between the predicted pressure Pp and the pressure target value Ps. .. In the first quadrant, when the predicted pressure Pp is larger than the pressure target value Ps such as Pp> Ps, the opening is adjusted in the direction of increasing the opening (direction indicated by the arrow pointing to the right), or the circle. As shown by 50, the opening value is maintained as it is. On the contrary, when Pp ≦ Ps, the opening degree is adjusted in the direction of reducing the opening degree (the direction indicated by the arrow pointing to the left). In the third quadrant, when Pp> Ps, the opening degree is adjusted in the direction of increasing the opening degree (the direction indicated by the arrow pointing to the right). On the contrary, when Pp ≦ Ps, the opening degree is adjusted in the direction of reducing the opening degree (the direction indicated by the arrow pointing to the left), or the opening degree value is maintained as it is as shown by the circle 50.

図4は、制御開始の起点の座標(θr、Pr)が点A1,B1のように第4象限にある場合の、オープン制御による点(θr、Pr)の軌跡の一例を示したものである。起点が点A1の例では、オープン制御による開度変更により目標開度推定値θseの近傍の点A2へ移動する。圧力計測値Prが目標開度推定値θseの近傍になったならば、クローズ制御が行われる。 FIG. 4 shows an example of the locus of points (θr, Pr) by open control when the coordinates (θr, Pr) of the starting point of control are in the fourth quadrant as in points A1 and B1. .. In the example where the starting point is the point A1, the opening is changed by the open control to move to the point A2 near the target opening estimated value θse. When the pressure measurement value Pr becomes close to the target opening degree estimated value θse, the closing control is performed.

起点が点B1の例では、オープン制御による開度変更によりの第3象限の点B2に移動する。ここでは、点B2に移動した時に推定演算される予測圧PpがPp≦Psであって、弁体12の開度は点B2の位置の開度に維持される。開度を維持している間においても圧力計測値Prおよび推定演算される予測圧Ppは上昇を続け、点(θr、Pr)の位置は上方に移動する。そして、点B3まで移動した時点で予測圧PpがPp>Psとなり、開度が大きくなる方向へ変更される。その結果、開度変更により目標開度推定値θseの近傍の点B4へ移動する。圧力計測値Prが目標開度推定値θseの近傍になったならば、クローズ制御が行われる。 In the example where the starting point is the point B1, the movement is moved to the point B2 in the third quadrant by changing the opening degree by the open control. Here, the predicted pressure Pp estimated and calculated when moving to the point B2 is Pp ≦ Ps, and the opening degree of the valve body 12 is maintained at the opening degree at the position of the point B2. The measured pressure value Pr and the estimated predicted pressure Pp continue to increase even while the opening degree is maintained, and the positions of the points (θr, Pr) move upward. Then, when the distance to the point B3 is reached, the predicted pressure Pp becomes Pp> Ps, and the opening degree is changed in the direction of increasing. As a result, the opening is changed to move to the point B4 near the target opening estimated value θse. When the pressure measurement value Pr becomes close to the target opening degree estimated value θse, the closing control is performed.

オープン制御によって最終的に開度計測値θrが目標開度推定値θseになると、図2のフィードフォワード制御器220から出力される開度設定θ1はその値に固定されたまま、オープン制御からクローズ制御へと切り替わる。クローズ制御へと切り替わると図2の減算点には圧力目標値Psが入力され、フィードバック制御器230は偏差ε=Pr−Psに基づいて開度設定θ2を出力する。通常、フィードバック制御器230は、比例ゲイン、積分ゲイン(所謂PIゲイン)で構成される。モータ駆動部22は、開度設定θset=θ1(固定)+θ2に基づいて開度を制御する。開度計測値θrは、弁体12が高速で動いていない限りθr=θ1+θ2となる。 When the opening measurement value θr finally becomes the target opening estimated value θse by the open control, the opening setting θ1 output from the feedforward controller 220 in FIG. 2 remains fixed at that value and is closed from the open control. Switch to control. When the control is switched to the close control, the pressure target value Ps is input to the subtraction point in FIG. 2, and the feedback controller 230 outputs the opening degree setting θ2 based on the deviation ε = Pr−Ps. Usually, the feedback controller 230 is composed of a proportional gain and an integrated gain (so-called PI gain). The motor drive unit 22 controls the opening degree based on the opening degree setting θset = θ1 (fixed) + θ2. The opening measurement value θr is θr = θ1 + θ2 unless the valve body 12 is moving at high speed.

なお、クローズ制御開始までは、減算点には圧力目標値Psの代わりに圧力計測値Prが入力されるように構成されている。そのため、オープン制御の際には圧力偏差ε=0がフィードバック制御器230に入力されることになり、開度設定θ2=0がフィードバック制御器230から出力される。 Until the start of the close control, the pressure measurement value Pr is input to the subtraction point instead of the pressure target value Ps. Therefore, at the time of open control, the pressure deviation ε = 0 is input to the feedback controller 230, and the opening degree setting θ2 = 0 is output from the feedback controller 230.

ところで、図3のロジックにおける予測圧Ppは、前述したように現在からt秒経過後(例えば、t=0.4秒のように制御サイクルよりも長い時間)のチャンバ圧力の推定値である。図4に示したB1→B2→B3→B4の制御例では、B3の時点で予測圧Ppが圧力目標値Psを越え(すなわち、Pp>Ps)、弁体開度が目標開度推定値θse方向へ変更されて点B4へと移動している。 By the way, the predicted pressure Pp in the logic of FIG. 3 is an estimated value of the chamber pressure after t seconds have elapsed from the present (for example, a time longer than the control cycle such as t = 0.4 seconds) as described above. In the control example of B1 → B2 → B3 → B4 shown in FIG. 4, the predicted pressure Pp exceeds the pressure target value Ps (that is, Pp> Ps) at the time of B3, and the valve body opening is the target opening estimated value θse. It has been changed direction and moved to point B4.

図5は圧力計測値Prと予測圧Ppとの関係を示す図であり、横軸は時間を表し、縦軸は圧力を表している。ラインL1,L2は、弁体開度を点B2における開度計測値θrに固定した場合の圧力計測値Prおよび予測圧Ppの時間的な推移を示したものである。予測圧Ppは圧力計測値Prを計測した時点からt秒経過後の予測圧力なので、ラインL2は圧力計測値PrのラインL1よりも上側にズレている。点B2の時点では、予測圧Ppは圧力目標値Psに対してPp<Psとなっている。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the measured pressure value Pr and the predicted pressure Pp. The horizontal axis represents time and the vertical axis represents pressure. The lines L1 and L2 show the temporal transition of the pressure measurement value Pr and the predicted pressure Pp when the valve body opening degree is fixed to the opening degree measurement value θr at the point B2. Since the predicted pressure Pp is the predicted pressure t seconds after the time when the measured pressure value Pr is measured, the line L2 is deviated above the line L1 of the pressure measured value Pr. At the time point B2, the predicted pressure Pp is Pp <Ps with respect to the pressure target value Ps.

しかし、時間の経過とともに圧力計測値Prが平衡状態の圧力方向に上昇すると、それに伴って予測圧Ppも上昇し、点B3の時点で予測圧Ppが圧力目標値Psを越える。開度計測値θrに固定した状態でさらに時間が経過すると圧力計測値Prも圧力目標値Psを越え、さらに十分な時間が経過すると、圧力計測値Prは、開度計測値θrにおける圧力平衡値(平衡状態の圧力値)Pe(θr) に収束する。平衡状態においては予測圧PpもPe(θr) に収束する。 However, when the measured pressure value Pr rises in the pressure direction in the equilibrium state with the passage of time, the predicted pressure Pp also rises accordingly, and the predicted pressure Pp exceeds the pressure target value Ps at the point B3. When more time elapses while the opening measurement value is fixed to θr, the pressure measurement value Pr also exceeds the pressure target value Ps, and when a sufficient time elapses, the pressure measurement value Pr becomes the pressure equilibrium value at the opening measurement value θr. (Pressure value in equilibrium state) Converges to Pe (θr). In the equilibrium state, the predicted pressure Pp also converges to Pe (θr).

このことから、開度計測値θrは圧力目標値Psに対応する開度よりも小さく、弁体開度を大きくする方向へ再調整する必要がある。予測圧Ppを用いることで、実際の圧力計測値Prが圧力目標値Psを越える前の時点、すなわち、予測圧PpがPp>PsとなったタイミングB3において、再調整必要と判断することが可能である。 For this reason, the measured opening degree θr is smaller than the opening degree corresponding to the pressure target value Ps, and it is necessary to readjust in the direction of increasing the valve body opening degree. By using the predicted pressure Pp, it is possible to determine that readjustment is necessary at a time point before the actual pressure measured value Pr exceeds the pressure target value Ps, that is, at the timing B3 when the predicted pressure Pp becomes Pp> Ps. Is.

一方、図4に示したA1→A2の制御例では、予測圧Ppは圧力目標値Psを越えない。この場合、予測圧Ppが圧力目標値Psを越えないことをどの時点で判断すれば良いのか、あいまいとなる。例えば、予測圧Ppの圧力上昇速度がほぼゼロとなった時点であれば、予測圧Ppが圧力目標値Psを越えないことを判定可能であるが、圧力上昇速度がほぼゼロとなるのを見極めるためには長い時間を要する。そのため、調圧時間が必要以上に長くなるという問題がある。ところで、A1→A2のような制御例は目標開度推定値θseの演算誤差が小さい場合は稀なケースである。しかし、目標開度推定値θseの演算誤差が大きく、その結果、真の目標開度θsより大きい方向へ乖離している場合には、しばしば見られるケースである。特にガス種(分子量)およびガス流量が大きく異なるケース同士では差異が大きくなることがわかっている。 On the other hand, in the control example of A1 → A2 shown in FIG. 4, the predicted pressure Pp does not exceed the pressure target value Ps. In this case, it is unclear at what point it should be determined that the predicted pressure Pp does not exceed the pressure target value Ps. For example, when the pressure rise rate of the predicted pressure Pp becomes almost zero, it can be determined that the predicted pressure Pp does not exceed the pressure target value Ps, but it is determined that the pressure rise rate becomes almost zero. It takes a long time to do so. Therefore, there is a problem that the pressure adjusting time becomes longer than necessary. By the way, a control example such as A1 → A2 is a rare case when the calculation error of the target opening degree estimated value θse is small. However, this is often the case when the calculation error of the estimated target opening degree θse is large, and as a result, the deviation is larger than the true target opening degree θs. In particular, it is known that the difference is large between cases where the gas type (molecular weight) and the gas flow rate are significantly different.

一般に目標開度推定値θseの演算誤差は避けられず、圧力目標値Psに対する真の目標開度θsよりも大きい方へと乖離していた場合、図6に示すように圧力計測値Prの圧力平衡値(平衡状態の圧力値)Pe(θr)はPe(θr)<Psとなる。この場合、圧力平衡値Pe(θr)は圧力目標値Psに対して図示下方に乖離しており、予測圧Ppは圧力目標値Psを全く越えないことになる。 In general, a calculation error of the estimated target opening degree θse is unavoidable, and when the deviation from the true target opening degree θs with respect to the pressure target value Ps is larger than the true target opening degree θs, the pressure of the measured pressure value Pr is shown in FIG. The equilibrium value (pressure value in the equilibrium state) Pe (θr) is Pe (θr) <Ps. In this case, the pressure equilibrium value Pe (θr) deviates downward from the drawing with respect to the pressure target value Ps, and the predicted pressure Pp does not exceed the pressure target value Ps at all.

図4では、圧力目標値Psが調圧開始時の圧力Psttよりも高いアップケースの場合を示したが、圧力目標値Psが調圧開始時の圧力Psttよりも低いダウンケースの場合においても、予測圧Ppが圧力目標値Psを越える場合と、全く越えない場合とが生じる。ダウンケースの場合はPs<Psttであるので、予測圧Ppが圧力目標値Psを「越える」とはPp<Psとなる場合であって、「全く越えない」とはPp>Psとなる場合である。そして、予測圧Ppが圧力目標値Psを全く越えない場合には、上述したように予測圧Ppが圧力目標値Psを全く越えないことの判断があいまいとなり、調圧時間が必要以上に長くなるという問題が生じる。 FIG. 4 shows a case where the pressure target value Ps is higher than the pressure Pstt at the start of pressure regulation in the up case, but even in the case where the pressure target value Ps is lower than the pressure Pstt at the start of pressure regulation in the down case. There are cases where the predicted pressure Pp exceeds the pressure target value Ps and cases where it does not exceed at all. In the case of the down case, Ps <Pstt, so that the predicted pressure Pp "exceeds" the pressure target value Ps is when Pp <Ps, and "does not exceed at all" is when Pp> Ps. is there. When the predicted pressure Pp does not exceed the pressure target value Ps at all, the determination that the predicted pressure Pp does not exceed the pressure target value Ps at all becomes ambiguous as described above, and the pressure adjusting time becomes longer than necessary. The problem arises.

上述した「越える」、「全く越えない」場合の予測圧Ppによる判定条件と、その時の開度関係および圧力関係をまとめると、図7のようになる。図7における開度θ1_1は、オープン制御期間の予測判定されたタイミングにおける開度設定θ1であり、Pe(θ1_1)は開度θ1_1における圧力平衡値である。なお、予測判定タイミングは開度θが一定に固定されたタイミングに設定される。また、目標開度推定値θseは真の目標開度θsと誤差を有することを前提に関係を記した。 FIG. 7 summarizes the determination conditions based on the predicted pressure Pp in the cases of “exceeding” and “not exceeding at all” described above, and the opening relationship and pressure relationship at that time. The opening degree θ1_1 in FIG. 7 is the opening degree setting θ1 at the timing when the open control period is predicted and determined, and Pe (θ1_1) is the pressure equilibrium value at the opening degree θ1_1. The prediction determination timing is set to a timing at which the opening degree θ is fixed to be constant. Further, the relationship is described on the premise that the estimated target opening degree θse has an error from the true target opening degree θs.

アップケース(Pstt<Pr)において、予測圧Ppが圧力目標値Psを「越える(Pp>Ps)」状況では、点(θr=θ1_1、Pr)は図4の点B2のように第3象限にあり、θ1_1≦θseのように設定される開度θ1_1はθ1_1<θsとなっている。すなわち、θ1_1≦θse<θsであって、圧力関係はPstt<Pr<Ps<Pe(θse)≦Pe(θ1_1)となっている。 In the up case (Pstt <Pr), in the situation where the predicted pressure Pp “exceeds (Pp> Ps)” the pressure target value Ps, the point (θr = θ1_1, Pr) is in the third quadrant as shown at point B2 in FIG. There is, and the opening degree θ1_1 set as θ1_1 ≦ θse is θ1_1 <θs. That is, θ1_1 ≦ θse <θs, and the pressure relationship is Pstt <Pr <Ps <Pe (θse) ≦ Pe (θ1_1).

アップケース(Pstt<Pr)において、予測圧Ppが圧力目標値Psを「全く越えない(Pp<Ps)」状況では、点(θr=θ1_1、Pr)は図4の点A2のように第4象限にあり、θ1_1≧θseのように設定される開度θ1_1はθ1_1>θsとなっている。すなわち、θ1_1≧θse>θsであって、圧力関係はPstt<Pr<Pe(θ1_1)≦Pe(θse)<Psとなっている。 In the up case (Pstt <Pr), in the situation where the predicted pressure Pp "does not exceed the pressure target value Ps at all (Pp <Ps)", the point (θr = θ1_1, Pr) is the fourth point as shown at point A2 in FIG. In the quadrant, the opening degree θ1_1 set as θ1_1 ≧ θse is θ1_1> θs. That is, θ1_1 ≧ θse> θs, and the pressure relationship is Pstt <Pr <Pe (θ1_1) ≦ Pe (θse) <Ps.

ダウンケース(Pstt>Pr)において、予測圧Ppが圧力目標値Psを「越える(Pp<Ps)」状況では、θ1_1≧θseのように設定される開度θ1_1はθ1_1>θsとなっている。すなわち、θ1_1≧θse>θsであって、圧力関係はPe(θ1_1)≦Pe(θse)<Ps<Pr<Psttとなっている。 In the down case (Pstt> Pr), in the situation where the predicted pressure Pp “exceeds” the pressure target value Ps (Pp <Ps), the opening degree θ1_1 set as θ1_1 ≧ θse is θ1_1> θs. That is, θ1_1 ≧ θse> θs, and the pressure relationship is Pe (θ1_1) ≦ Pe (θse) <Ps <Pr <Pstt.

ダウンケース(Pstt>Pr)において、予測圧Ppが圧力目標値Psを「全く越えない(Pp>Ps)」状況では、θ1_1≦θseのように設定される開度θ1_1はθ1_1<θsとなっている。すなわち、θ1_1≦θse<θsであって、圧力関係はPs<Pe(θse)≦Pe(θ1_1)<Pr<Psttとなっている。 In the down case (Pstt> Pr), in the situation where the predicted pressure Pp “does not exceed the pressure target value Ps at all (Pp> Ps)”, the opening degree θ1_1 set as θ1_1 ≦ θse becomes θ1_1 <θs. There is. That is, θ1_1 ≦ θse <θs, and the pressure relationship is Ps <Pe (θse) ≦ Pe (θ1_1) <Pr <Pstt.

(指標信号βの導入)
本実施の形態では、指標信号βは次式(1)で定義される。真空チャンバ3の圧力計測値Prについては、次式(2)で表される排気の式が成立しており、指標信号βの分子(dPr/dt)は排気の式に基づく量である。
β=(dPr/dt)/(Ps−Pr) …(1)
V×(dPr/dt)+Se×Pr=Qin …(2)
(Introduction of index signal β)
In this embodiment, the index signal β is defined by the following equation (1). For the pressure measurement value Pr of the vacuum chamber 3, the exhaust equation represented by the following equation (2) is established, and the numerator (dPr / dt) of the index signal β is a quantity based on the exhaust equation.
β = (dPr / dt) / (Ps-Pr)… (1)
V × (dPr / dt) + Se × Pr = Qin… (2)

式(2)において、右辺のQinは真空チャンバ3への導入ガス流量である。式(2)の左辺において、Vは真空チャンバ3の容積、dPr/dtは圧力計測値Prの時間微分、Seは真空チャンバ3の排気に関する真空排気系の実効排気速度である。実効排気速度Seは、チャンバ構造および弁体12の開度θrにより決まるコンダクタンスと、真空ポンプ4の排気速度とで決まる量である。弁体12の開度θと実効排気速度Seとの関係は、一般的に図8に示すような単調増加の関係にある。 In the formula (2), Qin on the right side is the flow rate of the gas introduced into the vacuum chamber 3. On the left side of the equation (2), V is the volume of the vacuum chamber 3, dPr / dt is the time derivative of the pressure measurement value Pr, and Se is the effective exhaust velocity of the vacuum exhaust system with respect to the exhaust of the vacuum chamber 3. The effective exhaust speed Se is an amount determined by the conductance determined by the chamber structure and the opening degree θr of the valve body 12 and the exhaust speed of the vacuum pump 4. The relationship between the opening degree θ of the valve body 12 and the effective exhaust speed Se is generally a monotonically increasing relationship as shown in FIG.

通常、真空バルブを真空チャンバ3に装着して使用する際には、実効排気速度Seに関する初期校正操作、すなわち弁体制御に関する初期校正操作が行われる。一般に、適用するプロセス条件の代表的なガス、あるいは平均的なガス条件(ガス種、ガス流量)にした状態にて、真空チャンバ3の容積、弁体の感度等に応じて制御器のゲイン校正が行われる。平均的な条件としては、例えば、混合ガスの平均分子量を求め、取扱が比較的容易なガス種で代用されることが多い。 Normally, when the vacuum valve is mounted on the vacuum chamber 3 and used, an initial calibration operation related to the effective exhaust speed Se, that is, an initial calibration operation related to valve body control is performed. Generally, the gain calibration of the controller is performed according to the volume of the vacuum chamber 3, the sensitivity of the valve body, etc. under the typical gas of the process conditions to be applied or the average gas conditions (gas type, gas flow rate). Is done. As an average condition, for example, the average molecular weight of the mixed gas is obtained, and a gas type that is relatively easy to handle is often substituted.

真空バルブが装着される真空チャンバ3における半導体プロセスは、真空チャンバ3へ導入されるガス種、ガス流量Qin、圧力目標値Psの種々の条件が所定時間ごとに変更される多数の調圧イベントから構成される。各調圧イベントでは、開始直後に流量コントローラ32(図1参照)にてガス流量が所定流量値に収束され、並行して、弁体開度を調整して実効排気速度Seを制御することでチャンバ圧力(圧力計測値Pr)が圧力目標値Psへ収束される。 The semiconductor process in the vacuum chamber 3 in which the vacuum valve is mounted is derived from a large number of pressure regulation events in which various conditions of the gas type introduced into the vacuum chamber 3, the gas flow rate Qin, and the pressure target value Ps are changed at predetermined time intervals. It is composed. In each pressure adjustment event, the gas flow rate is converged to a predetermined flow rate value by the flow rate controller 32 (see FIG. 1) immediately after the start, and in parallel, the valve body opening is adjusted to control the effective exhaust speed Se. The chamber pressure (measured pressure value Pr) is converged to the pressure target value Ps.

一般に、流量コントローラ32による流量制御収束完了タイミングは、真空バルブによる圧力制御収束完了タイミングより早い。さらに、本実施の形態におけるオープン制御時の予測判定タイミングにおいても、流量値はほぼ収束していると考えて良い。すなわち、ガス流量Qinは一定の流量値Qin0に収束し、Qin=Qin0=一定値となっていると考えられる。 Generally, the flow rate control convergence completion timing by the flow rate controller 32 is earlier than the pressure control convergence completion timing by the vacuum valve. Further, it can be considered that the flow rate values are substantially converged even at the prediction determination timing at the time of open control in the present embodiment. That is, it is considered that the gas flow rate Qin converges to a constant flow rate value Qin0, and Qin = Qin0 = a constant value.

予測判定タイミングは開度が一定に固定されたタイミングに設定されるが、その固定されたタイミングの開度をθ1_fixと表すことにする。以下では、開度θ1_fixに対応する実効排気速度Se(θ1_fix)をSe_fixと表し、圧力目標値Psにおける開度θsに対応する実効排気速度Se(θs)をSe0と表すことにする。このとき、上述の流量値Qin0は次式(3)で表される。Pe(θ1_fix)は開度θ1_fixにおける圧力平衡値である。
Qin0=Se0×Ps=Se_fix×Pe(θ1_fix) …(3)
The prediction determination timing is set to a timing at which the opening is fixed to a constant value, and the opening at the fixed timing is expressed as θ1_fix. In the following, the effective exhaust gas velocity Se (θ1_fix) corresponding to the opening degree θ1_fix will be referred to as Se_fix, and the effective exhaust gas velocity Se (θs) corresponding to the opening degree θs at the pressure target value Ps will be referred to as Se0. At this time, the above-mentioned flow rate value Qin0 is expressed by the following equation (3). Pe (θ1_fix) is the pressure equilibrium value at the opening degree θ1_fix.
Qin0 = Se0 × Ps = Se_fix × Pe (θ1_fix)… (3)

式(3)より圧力平衡値Pe(θ1_fix)は次式(4)で表される。また、開度をθ1_fixに固定したときの排気の式は次式(5)のように表される。
Pe(θ1_fix)=(Se0/Se_fix)×Ps …(4)
V×(dPr/dt)+Se_fix×Pr=Qin0 …(5)
From the equation (3), the pressure equilibrium value Pe (θ1_fix) is expressed by the following equation (4). Further, the exhaust equation when the opening degree is fixed to θ1_fix is expressed as the following equation (5).
Pe (θ1_fix) = (Se0 / Se_fix) × Ps… (4)
V × (dPr / dt) + Se_fix × Pr = Qin0… (5)

式(4)、(5)から、上述した指標信号βを与える式(1)の分子および分母は次式(6)、(7)のように変形できる。
分子=(dPr/dt)
=(Se0×Ps−Se_fix×Pr)/V
=(Se_fix/V)×{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr} …(6)
分母=(Ps−Pr)
={(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}−{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps} …(7)
From the formulas (4) and (5), the numerator and denominator of the formula (1) giving the above-mentioned index signal β can be transformed as in the following formulas (6) and (7).
Molecule = (dPr / dt)
= (Se0 x Ps-Se_fix x Pr) / V
= (Se_fix / V) × {(Se0 / Se_fix) × Ps-Pr}… (6)
Fraction = (Ps-Pr)
= {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pr}-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} ... (7)

よって、指標信号βは次式(8)のように表される。式(8)において、圧力計測値Prのみが時間変化する量であり、Pr→Psのように時間変化する。その他の量は、時間不変の量(一定値)である。
β=(Se_fix/V)/[1−{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}]
…(8)
Therefore, the index signal β is expressed by the following equation (8). In the formula (8), only the pressure measurement value Pr is a time-varying amount, and changes with time as Pr → Ps. Other quantities are time-invariant quantities (constant values).
β = (Se_fix / V) / [1-{(Se0 / Se_fix) × Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) × Ps-Pr}]
… (8)

(指標信号βを用いた判定方法)
以下では、式(8)で与えられる指標信号βを用いて、図7に示した4つの場合の判定方法について説明する。ここで、開度θと実効排気速度Seとの関係が、図8に示したような単調増加の関係にあることを適用すると、例えば、θ1_fix>θsならばSe_fix>Se0であるといえる。以下の説明では、図8の関係を適用して説明する。まず、予測圧Ppを用いた場合に問題となる「全く越えない」場合について説明し、その後、「越える」場合について説明する。
(Judgment method using index signal β)
Hereinafter, the determination method in the four cases shown in FIG. 7 will be described using the index signal β given by the equation (8). Here, applying that the relationship between the opening degree θ and the effective exhaust velocity Se has a monotonous increase relationship as shown in FIG. 8, for example, if θ1_fix> θs, it can be said that Se_fix> Se0. In the following description, the relationship shown in FIG. 8 will be applied. First, the case of "not exceeding" which becomes a problem when the predicted pressure Pp is used will be described, and then the case of "exceeding" will be described.

[1.アップケースで「全く越えない」場合]
圧力上昇中の圧力計測値Prは、図7で説明したようにPstt<Pr<Pe(θ1_1)≦Pe(θse)<Psの関係を満たしている。前述したように、θ1_1は一括りにθ1_fixと表すことにしたので、Pr<Pe(θ1_fix)<Psの関係と式(4)とから、次式(9)の関係が得られる。
Pr<(Se0/Se_fix)×Ps<Ps …(9)
[1. When "does not exceed at all" in the up case]
The measured pressure value Pr during the pressure rise satisfies the relationship of Pstt <Pr <Pe (θ1_1) ≤ Pe (θse) <Ps as described in FIG. As described above, since θ1_1 is collectively expressed as θ1_fix, the relationship of the following equation (9) can be obtained from the relation of Pr <Pe (θ1_fix) <Ps and the equation (4).
Pr <(Se0 / Se_fix) x Ps <Ps ... (9)

ここで、次式(10)のF(Pr)を用いると、式(8)の右辺分母は1+F(Pr)と表される。
F(Pr)=−{(Se0/Se_fix) ×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}
…(10)
式(9)から、{(Se0/Se_fix) ×Ps−Ps}<0、{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}>0が成り立ち、F(Pr)>0であることがわかる。そのため、F(Pr)(すなわち、式(8)の右辺分母)は正の値となり、圧力計測値Prが時間変化しても、指標信号β=(dPr/dt)/(Ps−Pr)は常に正であることがわかる。
Here, when F (Pr) of the following equation (10) is used, the right side denominator of the equation (8) is expressed as 1 + F (Pr).
F (Pr) =-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pr}
… (10)
From equation (9), it can be seen that {(Se0 / Se_fix) × Ps-Ps} <0, {(Se0 / Se_fix) × Ps-Pr}> 0 holds, and F (Pr)> 0. Therefore, F (Pr) (that is, the denominator on the right side of the equation (8)) becomes a positive value, and even if the pressure measurement value Pr changes with time, the index signal β = (dPr / dt) / (Ps-Pr) remains. It turns out that it is always positive.

制御開始の起点の圧力Psttから圧力が上昇するアップケースの場合、圧力計測値PrはPr>Psttであるので、{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}>{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}>0の関係から次式(11)が成り立つ。
{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}<1 …(11)
式(10)のF(Pr)に式(11)の左辺を乗算したものとF(Pr)との大小関係は、次式(12)のようになる。
F(Pr)>−{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}
…(12)
In the case of an up-case where the pressure rises from the pressure Pstt at the starting point of control, the pressure measurement value Pr is Pr> Pstt, so {(Se0 / Se_fix) × Ps-Pstt}> {(Se0 / Se_fix) × Ps- The following equation (11) holds from the relation of Pr}> 0.
{(Se0 / Se_fix) x Ps-Pr} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt} <1 ... (11)
The magnitude relationship between F (Pr) of equation (10) multiplied by the left side of equation (11) and F (Pr) is as shown in equation (12).
F (Pr)>-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt}
… (12)

式(8)の右辺分母は1+F(Pr)であって正の値なので、次式(13)が成り立つ。
(右辺分母)>1−{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}
1/(右辺分母)<1/[1−{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}]
…(13)
式(8)の(Se_fix/V)は正の値なので、式(13)の関係から、指標信号βは次式(14)を満足する。
β<(Se_fix/V)/[1−{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}]
…(14)
Since the right-hand side denominator of equation (8) is 1 + F (Pr) and is a positive value, the following equation (13) holds.
(Right side denominator)> 1-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt}
1 / (Right side denominator) <1 / [1-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt}]
… (13)
Since (Se_fix / V) in the equation (8) is a positive value, the index signal β satisfies the following equation (14) from the relation of the equation (13).
β <(Se_fix / V) / [1-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt}]
… (14)

アップケースにおいては、指標信号βの式(8)における圧力計測値Prは起点の圧力Psttから上昇する。前述したように、式(8)の右辺分母=1+F(Pr)に含まれるF(Pr)は正の値で、Prが小さいほど小さい。そのため、式(8)の右辺分母=1+F(Pr)もPrが小さいほど小さくなり、式(8)で表される指標信号βは、圧力計測値Prの上昇開始時における圧力Psttの時に最も大きくなる。さらに、式(14)から分かるように、Pr=Pstt時における指標信号βの値(すなわち、指標信号βの最大値)は、Psttの値が小さいほど大きくなり、式(14)の右辺においてPstt=0としたときの値Se0/Vが指標信号βの上限値となる。 In the up case, the pressure measurement value Pr in the equation (8) of the index signal β rises from the pressure Pstt at the starting point. As described above, F (Pr) contained in the right side denominator = 1 + F (Pr) of the equation (8) is a positive value, and the smaller Pr is, the smaller it is. Therefore, the right side denominator = 1 + F (Pr) of the equation (8) also becomes smaller as Pr becomes smaller, and the index signal β represented by the equation (8) is the largest at the pressure Pstt at the start of the rise of the pressure measurement value Pr. Become. Further, as can be seen from the equation (14), the value of the index signal β (that is, the maximum value of the index signal β) when Pr = Pstt increases as the value of Pstt decreases, and Pstt on the right side of the equation (14). The value Se0 / V when = 0 is the upper limit of the index signal β.

一方、圧力計測値Prが起点の圧力Psttより上昇を開始し、(Se0/Se_fix)×Psへほぼ到達する状態では、式(10)で表されるF(Pr)は、F(Pr) →+∞となる。F(Pr)を用いると指標信号βはβ=(Se_fix/V)/[1+F(Pr)]と表されるので、指標信号βはβ→+0のように+0に収束する。以上のように、アップケースで「全く越えない」場合には、指標信号βはSe0/Vを上限としてゼロ値へ単調減少することがわかる。 On the other hand, when the measured pressure value Pr starts to rise from the starting pressure Pstt and almost reaches (Se0 / Se_fix) × Ps, F (Pr) represented by the equation (10) is F (Pr) → It becomes + ∞. When F (Pr) is used, the index signal β is expressed as β = (Se_fix / V) / [1 + F (Pr)], so that the index signal β converges to +0 as in β → +0. As described above, it can be seen that the index signal β monotonically decreases to a zero value with Se0 / V as the upper limit when “it does not exceed at all” in the up case.

図9は、開度設定θ1を値θ1_fixに固定した場合の圧力(圧力計測値Prおよび予測圧Pp)、指標信号β、開度設定θ1の推移を示す図である。開度設定θ1がθ1_fixに固定された後も圧力計測値Prおよび予測圧Ppは上昇を続け、十分長い時間が継続すると、いずれも開度θ1_fixにおける圧力平衡値Pe(θ1_fix)に収束する。算出される指標信号βは、Se0/Vを上限としてゼロ値へ単調減少している。よって、指標信号βが単調減少していることを検出することで、開度設定θ1=θ1_fixは「全く越えない」状況であると判定することができる。 FIG. 9 is a diagram showing changes in pressure (pressure measurement value Pr and predicted pressure Pp), index signal β, and opening degree setting θ1 when the opening degree setting θ1 is fixed to the value θ1_fix. Even after the opening degree setting θ1 is fixed to θ1_fix, the measured pressure value Pr and the predicted pressure Pp continue to increase, and if they continue for a sufficiently long time, they both converge to the pressure equilibrium value Pe (θ1_fix) at the opening degree θ1_fix. The calculated index signal β monotonically decreases to a zero value with Se0 / V as the upper limit. Therefore, by detecting that the index signal β is monotonically decreasing, it can be determined that the opening degree setting θ1 = θ1_fix is “not exceeded at all”.

[2.ダウンケースで「全く越えない」場合]
次に、ダウンケースで「全く越えない」場合、すなわち、圧力計測値Prが起点の圧力Psttから(Se0/Se_fix)×Psに向かっての応答過程について検討する。以下に説明するように、この場合も、アップケースで「全く越えない」場合と同様に、(Se_fix/V)を上限としてゼロ値へ単調減少することがわかる。
[2. When "does not exceed at all" in the down case]
Next, the response process from the pressure Pstt at the starting point to (Se0 / Se_fix) × Ps when the pressure measurement value Pr “does not exceed at all” in the down case is examined. As described below, it can be seen that in this case as well, as in the case of "not exceeding at all" in the up case, the value monotonically decreases to the zero value with (Se_fix / V) as the upper limit.

圧力降下中の圧力計測値Prは、Ps<Pe(θ1_1)≦Pe(θse)<Pr<Psttの関係を満たしている。前述したように、θ1_1は一括りにθ1_fixと表すことにしたので、上記圧力の関係におけるPs<Pe(θ1_1)<Prと、式(4)のPe(θ1_fix)=(Se0/Se_fix)×Psとから、次式(15)の関係が得られる。
Ps<(Se0/Se_fix)×Ps<Pr …(15)
The pressure measurement value Pr during the pressure drop satisfies the relationship of Ps <Pe (θ1_1) ≤ Pe (θse) <Pr <Pstt. As described above, θ1_1 is collectively expressed as θ1_fix, so Ps <Pe (θ1_1) <Pr in the above pressure relationship and Pe (θ1_fix) = (Se0 / Se_fix) × Ps in the equation (4). From, the relation of the following equation (15) is obtained.
Ps <(Se0 / Se_fix) x Ps <Pr ... (15)

式(15)から、{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}<0、{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}>0なので、上述した式(10)で表されるF(Pr)はF(Pr)>0となる。よって、式(8)の右辺分母は正の値となり、圧力計測値Prが時間変化しても、指標信号βは常に正となる。 From equation (15), {(Se0 / Se_fix) × Ps-Pr} <0, {(Se0 / Se_fix) × Ps-Ps}> 0, so F (Pr) represented by the above equation (10) is F (Pr)> 0. Therefore, the denominator on the right side of the equation (8) is a positive value, and the index signal β is always positive even if the pressure measurement value Pr changes with time.

制御開始の起点の圧力Psttから圧力が降下するダウンケースの場合、圧力計測値PrはPr<Psttであるので、−{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}>−{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}>0の関係から上述した式(11)が同様に成り立つ。
{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}<1 …(11)
式(10)のF(Pr)に式(11)の左辺を乗算したものとF(Pr)との大小関係については、上述した式(12)が同様に成り立つ。
F(Pr)>−{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}
…(12)
In the case of a down case where the pressure drops from the pressure Pstt at the starting point of control, the pressure measurement value Pr is Pr <Pstt, so − {(Se0 / Se_fix) × Ps-Pstt} > − {(Se0 / Se_fix) × From the relationship of Ps-Pr}> 0, the above equation (11) holds in the same manner.
{(Se0 / Se_fix) x Ps-Pr} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt} <1 ... (11)
Regarding the magnitude relationship between F (Pr) of equation (10) multiplied by the left side of equation (11) and F (Pr), the above-mentioned equation (12) holds in the same manner.
F (Pr)>-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt}
… (12)

よって、上述したアップケースで「全く越えない」場合と同様に式(13),(14)が成り立つ。
1/(右辺分母)<1/[1−{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}]
…(13)
β<(Se_fix/V)/[1−{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}]
…(14)
Therefore, the equations (13) and (14) hold as in the case of "not exceeding at all" in the above-mentioned up case.
1 / (Right side denominator) <1 / [1-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt}]
… (13)
β <(Se_fix / V) / [1-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt}]
… (14)

ダウンケースにおいては、指標信号βの式(8)における圧力計測値Prは、起点の圧力Psttから開度θ1_fixに対応する(Se0/Se_fix)×Ps(>Ps)へ向けて降下する。ダウンケースでは、式(8)の{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}はマイナスとなり、その絶対値は圧力計測値Prが(Se0/Se_fix)×Psに近づくほど小さくなる。すなわち、式(8)の右辺分母は圧力計測値Prが(Se0/Se_fix)×Psに近づくほど大きくなり、逆に、指標信号βは小さくなる。言い換えると、指標信号βは、圧力計測値Prの降下開始時における圧力Psttの時に最も大きくなる。そのため、ダウンケースの場合も、式(14)の右辺においてPstt=0としたときの値Se0/Vが指標信号βの上限値となる。 In the down case, the pressure measurement value Pr in the equation (8) of the index signal β descends from the pressure Pstt at the starting point toward (Se0 / Se_fix) × Ps (> Ps) corresponding to the opening degree θ1_fix. In the down case, {(Se0 / Se_fix) × Ps-Pr} in the equation (8) becomes negative, and its absolute value becomes smaller as the pressure measurement value Pr approaches (Se0 / Se_fix) × Ps. That is, the denominator on the right side of the equation (8) becomes larger as the measured pressure value Pr approaches (Se0 / Se_fix) × Ps, and conversely, the index signal β becomes smaller. In other words, the index signal β becomes the largest at the pressure Pstt at the start of the descent of the pressure measurement value Pr. Therefore, even in the down case, the value Se0 / V when Pstt = 0 on the right side of the equation (14) is the upper limit value of the index signal β.

一方、圧力計測値Prが起点の圧力Psttより降下を開始し、(Se0/Se_fix)×Psへほぼ到達する状態では、式(10)で表されるF(Pr)は、F(Pr) →+∞となる。F(Pr)を用いると指標信号βはβ=(Se_fix/V)/[1+F(Pr)]と表されるので、指標信号βはβ→+0のように+0に収束する。結局、ダウンケースで「全く越えない」場合も、指標信号βは、Se0/Vを上限としてゼロ値へ単調減少することがわかる。 On the other hand, when the measured pressure value Pr starts to descend from the starting pressure Pstt and almost reaches (Se0 / Se_fix) × Ps, F (Pr) represented by the equation (10) is F (Pr) → It becomes + ∞. When F (Pr) is used, the index signal β is expressed as β = (Se_fix / V) / [1 + F (Pr)], so that the index signal β converges to +0 as in β → +0. After all, it can be seen that the index signal β monotonically decreases to a zero value with Se0 / V as the upper limit even when “it does not exceed at all” in the down case.

[3.アップケースで「越える」場合]
アップケースで「越える」場合には、図7に示したように、Pstt<Pr<Ps<Pe(θse)≦Pe(θ1_1)の関係を満たしている。Pr<Ps<Pe(θ1_1)なので、Pe(θ1_1)=Pe(θ1_fix)=(Se0/Se_fix)×Psであることを考慮すると、式(8)において、{(Se0/Se_fix) ×Ps−Pr}>0、{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}>0となる。Pr<Psであるから、次式(16)が成り立つ。
0<{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}=−F(Pr)<1
…(16)
[3. When "exceeding" in the up case]
In the case of "exceeding" in the up case, as shown in FIG. 7, the relationship of Pstt <Pr <Ps <Pe (θse) ≤ Pe (θ1_1) is satisfied. Since Pr <Ps <Pe (θ1_1), considering that Pe (θ1_1) = Pe (θ1_fix) = (Se0 / Se_fix) × Ps, in equation (8), {(Se0 / Se_fix) × Ps-Pr }> 0, {(Se0 / Se_fix) × Ps-Ps}> 0. Since Pr <Ps, the following equation (16) holds.
0 <{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pr} = -F (Pr) <1
… (16)

式(16)の右側の大小関係から、式(8)に右辺分母=1+F(Pr)は正の値となり、指標信号βは常に正の値となる。アップケースの場合には、上述したように式(11)が成り立つ。
{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}<1 …(11)
式(11)の両辺に負の値であるF(Pr)を乗算すると、次式(17)が得られる。
−{(Se0/Se_fix) ×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}>F(Pr)
…(17)
From the magnitude relationship on the right side of equation (16), the right-hand side denominator = 1 + F (Pr) is a positive value in equation (8), and the index signal β is always a positive value. In the case of the up case, the equation (11) holds as described above.
{(Se0 / Se_fix) x Ps-Pr} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt} <1 ... (11)
By multiplying both sides of the equation (11) by F (Pr), which is a negative value, the following equation (17) is obtained.
-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt}> F (Pr)
… (17)

式(17)は式(18)のように式変形される。
1−{(Se0/Se_fix) ×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}>1+F(Pr)
1/[1−{(Se0/Se_fix) ×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}]
<1/{1+F(Pr)} …(18)
式(18)の両辺に正の値である(Se_fix/V)を掛けると次式(19)が得られる。
(Se_fix/V)/[1−{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}]<β
…(19)
Equation (17) is transformed as in equation (18).
1-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt}> 1 + F (Pr)
1 / [1-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt}]
<1 / {1 + F (Pr)} ... (18)
Multiplying both sides of the equation (18) by a positive value (Se_fix / V) gives the following equation (19).
(Se_fix / V) / [1-{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt}] <β
… (19)

アップケースにおいては、指標信号βの式(8)における圧力計測値Prは起点の圧力Psttから上昇する。式(8)の右辺分母における{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}は式(16)に示すように0から1までの値を取り、Prが小さいほど、すなわちPrが (Se0/Se_fix)×Psから遠ざかるほど、小さな値となる。そのため、Prが小さいほど式(8)の右辺分母は大きくなり、逆に指標信号βは小さくなる。よって、指標信号βは、圧力計測値Prの上昇開始時における圧力Psttの時に最も小さくなる。さらに、式(19)から分かるように、Pr=Pstt時における指標信号βの値(すなわち、指標信号βの最小値)は、Psttの値が小さいほど小さくなり、式(19)の右辺においてPstt=0としたときの値Se0/Vが指標信号βの下限値となる。 In the up case, the pressure measurement value Pr in the equation (8) of the index signal β rises from the pressure Pstt at the starting point. {(Se0 / Se_fix) × Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) × Ps-Pr} in the right-hand side denominator of equation (8) takes a value from 0 to 1 as shown in equation (16), and Pr The smaller the value, that is, the farther Pr is from (Se0 / Se_fix) × Ps, the smaller the value becomes. Therefore, the smaller Pr, the larger the right-side denominator of Eq. (8), and conversely, the smaller the index signal β. Therefore, the index signal β becomes the smallest at the pressure Pstt at the start of the rise of the pressure measurement value Pr. Further, as can be seen from the equation (19), the value of the index signal β (that is, the minimum value of the index signal β) when Pr = Pstt becomes smaller as the value of Pstt becomes smaller, and Pstt on the right side of the equation (19). The value Se0 / V when = 0 is the lower limit of the index signal β.

また、圧力計測値Prが起点の圧力Psttより上昇を開始し、Psへほぼ到達する状態では、式(8)の右辺分母は(右辺分母)→+0のように正の値でゼロに近づくので、そのとき指標信号βはβ→+∞となる。すなわち、アップケースで「越える」場合には、指標信号βは、Se0/Vを下限として単調増加することがわかる。 In addition, when the pressure measurement value Pr starts to rise from the starting pressure Pstt and almost reaches Ps, the right-hand side denominator of equation (8) approaches zero with a positive value such as (right-hand side denominator) → +0. At that time, the index signal β becomes β → + ∞. That is, it can be seen that the index signal β increases monotonically with Se0 / V as the lower limit when it “exceeds” in the up case.

[4.ダウンケースで「越える」場合]
ダウンケースで「越える」場合には、図7に示したように、Pe(θ1_1)≦Pe(θse)<Ps<Pr<Psttの関係を満たしている。Pe(θ1_1)<Ps<Prなので、式(8)において、{(Se0/Se_fix) ×Ps−Pr}<0、{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}<0となる。Ps<Prであるから、上述した式(16)が成り立ち、式(8)の右辺分母は正の値となり、指標信号βは常に正の値となる。
0<{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}=−F(Pr)<1
…(16)
[4. When "exceeding" in the down case]
In the case of “exceeding” in the down case, as shown in FIG. 7, the relationship of Pe (θ1_1) ≦ Pe (θse) <Ps <Pr <Pstt is satisfied. Since Pe (θ1_1) <Ps <Pr, in equation (8), {(Se0 / Se_fix) × Ps-Pr} <0, {(Se0 / Se_fix) × Ps-Ps} <0. Since Ps <Pr, the above equation (16) holds, the right side denominator of the equation (8) has a positive value, and the index signal β always has a positive value.
0 <{(Se0 / Se_fix) x Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pr} = -F (Pr) <1
… (16)

ダウンケースで「越える」場合にも、ダウンケースで「全く越えない」場合と同様に式(11)が成り立つ。
{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pstt}<1 …(11)
式(11)に対して、アップケースで「越える」場合と同様に、式(17)〜(19)が得られる。
When "exceeding" in the down case, the equation (11) holds as in the case of "not exceeding" in the down case.
{(Se0 / Se_fix) x Ps-Pr} / {(Se0 / Se_fix) x Ps-Pstt} <1 ... (11)
Equations (17) to (19) are obtained with respect to equation (11), as in the case of “exceeding” in the up case.

ダウンケースにおいては、指標信号βの式(8)における圧力計測値Prは起点の圧力Psttから降下する。式(8)の右辺分母における{(Se0/Se_fix)×Ps−Ps}/{(Se0/Se_fix)×Ps−Pr}は、式(16)に示すように0から1までの値を取り、Prが小さいほど、すなわちPrが (Se0/Se_fix)×Psに近づくほど、大きな値となる。そのため、Prが (Se0/Se_fix)×Psに近づくほど式(8)の右辺分母は小さくなり、逆に指標信号βは大きくなる。よって、指標信号βは、圧力計測値Prが (Se0/Se_fix)×Psから最も遠い圧力Psttの時に最も小さい。さらに、式(19)から分かるように、Pr=Pstt時における指標信号βの値(すなわち、指標信号βの最小値)は、Psttの値が小さいほど小さくなり、式(19)の右辺においてPstt=0としたときの値Se0/Vが指標信号βの下限値となる。 In the down case, the pressure measurement value Pr in the equation (8) of the index signal β drops from the pressure Pstt at the starting point. {(Se0 / Se_fix) × Ps-Ps} / {(Se0 / Se_fix) × Ps-Pr} in the right-hand side denominator of equation (8) takes a value from 0 to 1 as shown in equation (16). The smaller Pr, that is, the closer Pr approaches (Se0 / Se_fix) × Ps, the larger the value becomes. Therefore, as Pr approaches (Se0 / Se_fix) × Ps, the denominator on the right side of the equation (8) becomes smaller, and conversely, the index signal β becomes larger. Therefore, the index signal β is the smallest when the measured pressure value Pr is the pressure Pstt farthest from (Se0 / Se_fix) × Ps. Further, as can be seen from the equation (19), the value of the index signal β (that is, the minimum value of the index signal β) when Pr = Pstt becomes smaller as the value of Pstt becomes smaller, and Pstt on the right side of the equation (19). The value Se0 / V when = 0 is the lower limit of the index signal β.

また、圧力計測値Prが起点の圧力Psttより降下を開始し、Psへほぼ到達する状態では、式(8)の右辺分母は(右辺分母)→+0のように正の値でゼロに近づくので、そのとき指標信号βはβ→+∞となる。すなわち、ダウンケースで「越える」場合には、指標信号βは、Se0/Vを下限として単調増加することがわかる。 In addition, when the measured pressure value Pr starts to descend from the starting pressure Pstt and almost reaches Ps, the right-hand side denominator of Eq. (8) approaches zero with a positive value such as (right-hand side denominator) → +0. At that time, the index signal β becomes β → + ∞. That is, it can be seen that the index signal β increases monotonically with Se0 / V as the lower limit when it “exceeds” in the down case.

上述した、アップケースおよびダウンケースにおいて「越える」場合と「全く越えない」場合との結果をまとめると、図10のようになる。 FIG. 10 summarizes the results of the cases of “exceeding” and “not exceeding” in the up case and the down case described above.

(指標信号βの生成タイミング)
図2の推定演算部210における指標信号βの生成タイミングの一例について説明する。推定演算部210には、圧力目標値Ps、圧力計測値Prおよび開度計測値θrが入力される。推定演算部210は、適当な制御周期Δt(例えば10ms)間の圧力計測値Prの差分ΔPrからΔPr/Δtを算出することで、式(1)の圧力微分量(dPr/dt)を取得し、その圧力微分量と入力された圧力目標値Psおよび圧力計測値Prとに基づいて指標信号βを算出する。
(Timing of generation of index signal β)
An example of the generation timing of the index signal β in the estimation calculation unit 210 of FIG. 2 will be described. The pressure target value Ps, the pressure measurement value Pr, and the opening degree measurement value θr are input to the estimation calculation unit 210. The estimation calculation unit 210 obtains the pressure differential amount (dPr / dt) of the equation (1) by calculating ΔPr / Δt from the difference ΔPr of the pressure measurement value Pr between appropriate control cycles Δt (for example, 10 ms). , The index signal β is calculated based on the pressure differential amount and the input pressure target value Ps and pressure measurement value Pr.

このように、指標信号βは圧力目標値Psおよび圧力計測値Pr以外のパラメータを用いていないので、真空チャンバ3に導入される気体のガス種およびガス流量が未知であっても適用できる。言い換えれば、ガス種およびガス流量が未知であっても信頼性の高い指標信号βを求めることができる。 As described above, since the index signal β does not use any parameters other than the pressure target value Ps and the pressure measurement value Pr, it can be applied even if the gas type and gas flow rate of the gas introduced into the vacuum chamber 3 are unknown. In other words, a highly reliable index signal β can be obtained even if the gas type and gas flow rate are unknown.

指標信号βの生成タイミングとしては、オープン制御の開度設定θ1が固定された状態、すなわちθ1_fixとなった状態において、指標信号βが時間経過に対して単調に増加するか単調に減少するかを判定すれば良い。例えば、制御周期10msとした場合、100ms〜400msの期間において10回〜40回算出するように、指標信号βを10ms毎に複数回算出する。そして、複数回算出された指標信号βに対して、連続して増加(前回値<今回値)の傾向が見られた場合には「越える」と判定し、連続して減少(前回値>今回値)の傾向が見られた場合には「全く越えない」と判定する。 As the generation timing of the index signal β, whether the index signal β monotonically increases or decreases with the passage of time in a state where the open control opening setting θ1 is fixed, that is, when θ1_fix is set. You just have to judge. For example, when the control cycle is 10 ms, the index signal β is calculated a plurality of times every 10 ms so as to be calculated 10 to 40 times in a period of 100 ms to 400 ms. Then, when the index signal β calculated multiple times tends to increase continuously (previous value <current value), it is determined to "exceed" and continuously decrease (previous value> this time). If there is a tendency of (value), it is judged that "it does not exceed at all".

(予測圧Ppおよび指標信号βに基づく制御処理)
図11は、予測圧Ppおよび指標信号βを併用した場合の、調圧制御器21で行われる制御処理の一例を示すフローチャートである。図11では、予測圧Ppおよび指標信号βによる判定処理、および、判定後の開度制御処理について示した。また、図12は、アップケースにおける圧力計測値Pr、指標信号β、開度設定θ1の推移を示す図である。以下に説明する予測圧Ppおよび指標信号βを併用した判定では、予測圧Ppにより「越える」場合を判定し、指標信号βにより「全く越えない」場合を判定する。
(Control processing based on predicted pressure Pp and index signal β)
FIG. 11 is a flowchart showing an example of the control process performed by the pressure regulating controller 21 when the predicted pressure Pp and the index signal β are used in combination. FIG. 11 shows a determination process using the predicted pressure Pp and the index signal β, and an opening degree control process after the determination. Further, FIG. 12 is a diagram showing changes in the pressure measurement value Pr, the index signal β, and the opening degree setting θ1 in the up case. In the determination using the predicted pressure Pp and the index signal β described below in combination, the predicted pressure Pp determines the case of “exceeding”, and the index signal β determines the case of “not exceeding at all”.

圧力目標値Psが調圧制御器21に入力されると、圧力目標値Psに基づいて目標開度推定値θseが推定演算部210で算出され、それに基づいてフィードフォワード制御器220から開度設定θ1_fixが出力される。開度設定θ1_fixはモータ駆動部22に入力され、弁体開度が開度設定θ1_fixの値となるように弁体12が駆動される。 When the pressure target value Ps is input to the pressure regulating controller 21, the target opening degree estimated value θse is calculated by the estimation calculation unit 210 based on the pressure target value Ps, and the opening degree is set from the feed forward controller 220 based on the calculation. θ1_fix is output. The opening degree setting θ1_fix is input to the motor drive unit 22, and the valve body 12 is driven so that the valve body opening degree becomes the value of the opening degree setting θ1_fix.

図11のステップS10では、開度計測値θrが、フィードフォワード制御器220から出力された開度設定θ1_fixの値になったか否かを判定する。ステップS10でθr=θ1_fixと判定されると、ステップS20へ進む。ステップS20では、推定演算部210において指標信号βの演算が行われる。ステップS30では、後述するステップS70でβ(前回)>β(今回)と判定された回数を示すmを、m=0に設定する。 In step S10 of FIG. 11, it is determined whether or not the opening degree measurement value θr becomes the value of the opening degree setting θ1_fix output from the feedforward controller 220. If it is determined in step S10 that θr = θ1_fix, the process proceeds to step S20. In step S20, the estimation calculation unit 210 calculates the index signal β. In step S30, m indicating the number of times β (previous)> β (this time) was determined in step S70, which will be described later, is set to m = 0.

ステップS40では、予測圧Ppを算出する。ステップS50では、予測圧Ppが圧力目標値Psを越えるか否かを判定する。Pp>Psと判定されると、ステップS100へ進んで開度変更処理を実行する。ステップS100の開度変更処理については後述する。一方、Pp>Psでないと判定されるとステップS60へ進む。ステップS60では、指標信号βを算出する。 In step S40, the predicted pressure Pp is calculated. In step S50, it is determined whether or not the predicted pressure Pp exceeds the pressure target value Ps. If it is determined that Pp> Ps, the process proceeds to step S100 to execute the opening degree change process. The opening degree changing process in step S100 will be described later. On the other hand, if it is determined that Pp> Ps is not satisfied, the process proceeds to step S60. In step S60, the index signal β is calculated.

ステップS70では、予測圧Ppが圧力目標値Psを「全く越えない」か否かを判定する。具体的には、ステップS20で算出された指標信号β(前回)とステップS60で算出された指標信号β(今回)とを比較し、β(前回)>β(今回)か否かを判定する。図10に示したように、アップケースの場合もダウンケースの場合も「全く越えない」場合には指標信号βは単調減少し、指標信号βは判定条件「β(前回)>β(今回)」を満足する。ステップS70でβ(前回)>β(今回)と判定されるとステップS80へ進み、β(前回)>β(今回)でないと判定されるとステップS30へ戻る。 In step S70, it is determined whether or not the predicted pressure Pp “does not exceed the pressure target value Ps” at all. Specifically, the index signal β (previous) calculated in step S20 and the index signal β (this time) calculated in step S60 are compared, and it is determined whether β (previous)> β (this time). .. As shown in FIG. 10, in both the up case and the down case, the index signal β decreases monotonically when “it does not exceed at all”, and the index signal β is the judgment condition “β (previous)> β (this time). Satisfy. If it is determined in step S70 that β (previous)> β (this time), the process proceeds to step S80, and if it is determined that β (previous)> β (this time) is not satisfied, the process returns to step S30.

例えば、図12に示すアップケースの場合、θ1=θse(=θ1_fix)に固定された状態の時刻t1を含む所定期間において指標信号β(前回)および指標信号β(今回)が算出される。算出された指標信号β(前回)および指標信号β(今回)は、β(前回)>β(今回)を満足している。そのため、ステップS70においてyesと判定されてステップS80へ進む。 For example, in the case of the up case shown in FIG. 12, the index signal β (previous time) and the index signal β (current time) are calculated in a predetermined period including the time t1 in a state fixed at θ1 = θse (= θ1_fix). The calculated index signal β (previous) and index signal β (this time) satisfy β (previous)> β (this time). Therefore, it is determined as yes in step S70, and the process proceeds to step S80.

ステップS80では、mの値を+1だけ増加させる。ステップS90では、β(前回)>β(今回)と判定された回数mが上限値Nに達したか否かを判定し、達した場合(m=N)にはステップS100へ進む。達していない場合(m<N)にはステップS40へ戻り、m=NとなるまでステップS40からステップS90までの処理を繰り返し実行する。上限値Nは自然数である。上述した指標信号βの生成タイミングにおける例ではN=10〜40であるが、これに限定されず例えば最小の1であっても良い。 In step S80, the value of m is increased by +1. In step S90, it is determined whether or not the number of times m determined as β (previous)> β (this time) has reached the upper limit value N, and if it is reached (m = N), the process proceeds to step S100. If it has not reached (m <N), the process returns to step S40, and the processes from step S40 to step S90 are repeatedly executed until m = N. The upper limit value N is a natural number. In the above-mentioned example of the generation timing of the index signal β, N = 10 to 40, but the present invention is not limited to this, and may be, for example, the minimum one.

すなわち、固定された開度θ1_fixが、予測圧Ppが圧力目標値Psを「全く越えない」状況における開度設定である場合には、ステップS40からステップS90までの処理が繰り返し実行され、ステップS90でm=Nと判定された時点(図12の時刻t2)でステップS100の開度変更処理が実行される。一方、固定された開度θ1_fixが、予測圧Ppが圧力目標値Psを「越える」状況の開度設定である場合には、ステップS30からステップS80までの処理が繰り返し実行され、最終的にはステップS50でPp>Psと判定されてステップS100の開度変更処理が実行される。 That is, when the fixed opening degree θ1_fix is the opening degree setting in the situation where the predicted pressure Pp “does not exceed the pressure target value Ps at all”, the processes from step S40 to step S90 are repeatedly executed, and step S90. At the time when m = N is determined (time t2 in FIG. 12), the opening degree change process in step S100 is executed. On the other hand, when the fixed opening degree θ1_fix is the opening degree setting in which the predicted pressure Pp “exceeds” the pressure target value Ps, the processes from step S30 to step S80 are repeatedly executed, and finally. In step S50, it is determined that Pp> Ps, and the opening degree change process in step S100 is executed.

(開度変更処理)
開度変更処理では、図2の推定演算部210で開度目標推定値(ここでは、その値をθse2と表す)を再度計算し、フィードフォワード制御器220から出力される開度設定θ1をθ1=θse2に設定する。例えば、アップケースで「全く越えない」場合の図12では、時刻t2に開度設定θ1がθse2に変更され、それまでラインL1で示すように変化していた圧力計測値Prの圧力応答は、ラインL2で示すような圧力応答に変化する。また、ステップS50で「越える」と判定されてステップS100に進んだ場合には、図12に示すような圧力応答等の図示は省略するが、再計算で得られる開度目標推定値θse2はθse2>θseとなる。
(Opening change processing)
In the opening change processing, the estimation calculation unit 210 in FIG. 2 recalculates the opening target estimated value (here, the value is expressed as θse2), and the opening setting θ1 output from the feedforward controller 220 is set to θ1. = Set to θse2. For example, in FIG. 12 in the case of “not exceeding at all” in the up case, the opening degree setting θ1 is changed to θse2 at time t2, and the pressure response of the pressure measurement value Pr which has been changed as shown by the line L1 until then is The pressure response changes as shown by line L2. Further, when it is determined to "exceed" in step S50 and the process proceeds to step S100, the pressure response and the like as shown in FIG. 12 are not shown, but the opening target estimated value θse2 obtained by recalculation is θse2. > Θse.

ステップS110では、オープン制御からクローズ制御への移行条件を満足するか否かを判定し、条件を満足した場合にはオープン制御を終了してクローズ制御に移行する。移行条件としては、例えば、PrとPsとの差分がPsの大きさの5%以下のように、圧力計測値Prが圧力目標値Psに十分近づいている場合や、指標信号βが単調減少から単調増加に転じた場合などが考えられる。 In step S110, it is determined whether or not the condition for shifting from the open control to the closed control is satisfied, and if the condition is satisfied, the open control is terminated and the control is shifted to the closed control. The transition conditions include, for example, when the pressure measurement value Pr is sufficiently close to the pressure target value Ps, such as when the difference between Pr and Ps is 5% or less of the magnitude of Ps, or when the index signal β decreases monotonically. It is conceivable that the increase will be monotonous.

図12の時刻t3においてオープン制御からクローズ制御に切り替わると、フィードフォワード制御器220からは一定の開度設定θse2が出力され、フィードバック制御器230からは開度設定θ2が出力される。クローズ制御開始後、圧力計測値Prの圧力応答はラインL3のように変化し、時刻t4には圧力計測値Prが圧力目標値Psへほぼ収束する。 When the open control is switched to the closed control at the time t3 of FIG. 12, a constant opening degree setting θse2 is output from the feedforward controller 220, and an opening degree setting θ2 is output from the feedback controller 230. After the start of the close control, the pressure response of the pressure measurement value Pr changes as in the line L3, and at time t4, the pressure measurement value Pr substantially converges to the pressure target value Ps.

なお、開度θsは、圧力平衡値が圧力目標値Psとなる開度であるが、この開度θsに対して開度設定θ1(=θse)がθ1≒θsであった場合、「越える」および「全く越えない」のどちらにも判定されない場合がある。そのような場合には、例えば、開度設定θ1に固定した後に指標信号βの算出がN_timeout回行われた時点で、すなわち、算出周期Δt(例えば、上述した10ms)とした場合に時間N_timeout×Δtが経過した時点で、オープン制御からクローズ制御に移行すれば良い。ただし、N_timeout>Nである。 The opening degree θs is an opening degree at which the pressure equilibrium value becomes the pressure target value Ps, but when the opening degree setting θ1 (= θse) is θ1≈θs with respect to this opening degree θs, it “exceeds”. And "do not exceed at all" may not be judged. In such a case, for example, when the index signal β is calculated N_timeout times after being fixed at the opening setting θ1, that is, when the calculation cycle is Δt (for example, 10 ms described above), the time N_timeout × When Δt has elapsed, the open control may be shifted to the closed control. However, N_timeout> N.

図13は比較例を示す図であり、「全く越えない」場合に予測圧Ppを判定の指標として用いる場合を示したものである。予測圧Ppを用いて、固定された開度が最終的にPp<Psとなる開度であることの判定は、予測圧Ppが圧力平衡値に十分収束するまで(図13では時刻t11)確定しない。そのため、その間に圧力計測値Prの応答が失速し、時刻t11にクローズ制御に移行してからの、圧力計測値Prを圧力目標値Psに近づけるための調圧時間が長くなってしまう。 FIG. 13 is a diagram showing a comparative example, and shows a case where the predicted pressure Pp is used as an index for determination when “it does not exceed at all”. Using the predicted pressure Pp, the determination that the fixed opening is finally Pp <Ps is determined until the predicted pressure Pp sufficiently converges to the pressure equilibrium value (time t11 in FIG. 13). do not do. Therefore, the response of the pressure measurement value Pr stalls during that time, and the pressure adjustment time for bringing the pressure measurement value Pr closer to the pressure target value Ps after shifting to the close control at time t11 becomes long.

一方、指標信号βを用いた場合、図12の時刻t2のように圧力計測値Prが上昇過程にある早期において、「全く越えない」ことを判定することができる。そのため、開度設定θ1をθseに固定してから圧力計測値Prを圧力目標値Psに収束させるまでの時間を、予測圧Ppを用いる場合に比べて短縮することができる。なお、図12では予測圧Ppの図示を省略したが、時刻t2においては予測圧Ppも上昇過程にある。 On the other hand, when the index signal β is used, it can be determined that the pressure measurement value Pr “does not exceed at all” at an early stage in the ascending process as shown at time t2 in FIG. Therefore, the time from fixing the opening degree setting θ1 to θse until the pressure measurement value Pr converges to the pressure target value Ps can be shortened as compared with the case where the predicted pressure Pp is used. Although the figure of the predicted pressure Pp is omitted in FIG. 12, the predicted pressure Pp is also in the process of increasing at time t2.

(開度目標推定値θseの演算方法)
開度目標推定値θseの演算方法の一例について説明する。ここでは、開度θと圧力Pとの相関関係であるプラントゲインGpを使用して開度目標推定値θseを求める演算方法について説明する。プラントゲインGpは次式(20)で定義される。なお、|(ΔP/Δθ)|は、(ΔP/Δθ)の絶対値を示している。
Gp=|(ΔP/Δθ)|/P …(20)
(Calculation method of opening target estimated value θse)
An example of the calculation method of the opening target estimated value θse will be described. Here, a calculation method for obtaining the opening target estimated value θse by using the plant gain Gp, which is the correlation between the opening degree θ and the pressure P, will be described. The plant gain Gp is defined by the following equation (20). Note that | (ΔP / Δθ) | indicates the absolute value of (ΔP / Δθ).
Gp = | (ΔP / Δθ) | / P… (20)

式(20)から分かるように、開度θを入力とし真空チャンバ3の圧力Pを出力とした場合、開度変化に対する圧力変化つまり(ΔP/Δθ)を圧力Pで規格化した量((ΔP/Δθ)/P)は、プラントである真空チャンバ3内の希薄ガスの圧力応答の静的なゲイン特性を表している。プラントゲインGp(θ)は、例えば、開度θとプラントゲインGpとの関係を表すデータテーブル(θ,Gp)として、図1の記憶部23に記憶されている。 As can be seen from the equation (20), when the opening degree θ is input and the pressure P of the vacuum chamber 3 is used as the output, the pressure change with respect to the opening degree change, that is, (ΔP / Δθ) is standardized by the pressure P ((ΔP). / Δθ) / P) represents the static gain characteristic of the pressure response of the lean gas in the vacuum chamber 3 which is the plant. The plant gain Gp (θ) is stored in the storage unit 23 of FIG. 1 as, for example, a data table (θ, Gp) showing the relationship between the opening degree θ and the plant gain Gp.

平衡状態である調圧状態を(θ,P)のように表すと、開度変更前の調圧状態は(θse,Pr)、目標とする調圧状態は(θse2,Ps)のように表される。式(20)の定義式を用いると、開度変化Δθと圧力変化ΔPとの関係は、式(21)のように表される。
ΔP=−P×Gp(θ)×Δθ …(21)
When the pressure adjustment state that is the equilibrium state is expressed as (θ, P), the pressure adjustment state before the opening change is expressed as (θse, Pr), and the target pressure adjustment state is expressed as (θse2, Ps). Will be done. Using the definition formula of the formula (20), the relationship between the opening degree change Δθ and the pressure change ΔP is expressed as the formula (21).
ΔP = −P × Gp (θ) × Δθ… (21)

調圧状態は(θse,Pr)と調圧状態(θse2,Ps)との関係は次式(22)、(23)で表せる。
θse2=θse+∫dθ (積分範囲はθseからθse2まで) …(22)
Ps=Pr+∫dP (積分範囲はPrからPsまで) …(23)
The relationship between the pressure regulation state (θse, Pr) and the pressure regulation state (θse2, Ps) can be expressed by the following equations (22) and (23).
θse2 = θse + ∫dθ (Integration range is from θse to θse2)… (22)
Ps = Pr + ∫dP (Integration range is from Pr to Ps)… (23)

式(22)、(23)の積分は、実際には調圧状態(θse,Pr)から調圧状態(θse2,Ps)までの各準静的状態における開度の増分Δθと圧力の増分ΔPをそれぞれ加算したものとして表されるので、θse2およびPsは次式(24)、(25)のように表すことができる。なお、式(24)におけるΔθ_n(θ_n)は、開度θ_nにおける開度増分Δθ_nであることを表しており、例えば、Δθ_1(θ_1)は開度θseから開度θ_1に変化した場合の開度増分である。同様に、ΔP_n(p_n)は、圧力P_nにおける圧力増分を表している。
θse2=θse+ΣΔθ_n(θ_n) …(24)
Ps=Pr+ΣΔP_n(P_n) …(25)
The integrals of equations (22) and (23) are actually the increment Δθ of the opening degree and the increment ΔP of the pressure in each quasi-static state from the pressure regulation state (θse, Pr) to the pressure regulation state (θse2, Ps). Are expressed as the sum of each, so θse2 and Ps can be expressed as the following equations (24) and (25). Note that Δθ_n (θ_n) in the equation (24) indicates that the opening degree increment Δθ_n at the opening degree θ_n. For example, Δθ_1 (θ_1) is the opening degree when the opening degree θse changes to the opening degree θ_1. It is an increment. Similarly, ΔP_n (p_n) represents the pressure increment at pressure P_n.
θse2 = θse + ΣΔθ_n (θ_n)… (24)
Ps = Pr + ΣΔP_n (P_n)… (25)

式(24)のΔθ_n(θ_n)に関しては、式(26)のように各開度θ_nに従って増分Δθ_n(θ_n)を与えれば良い。式(25)のΔP_n(P_n)に関しては、開度θと圧力Pとの相関関係を用いて開度θ_nにおける増分Δθ_n(θ_n)に対応する圧力P_nにおける増分ΔP_n(P_n)を与えれば良い。相関関係としてプラントゲインGpを用いる場合には、圧力P_nにおける増分ΔP_n=ΔP_n(P_n)は、上述の式(21)を適用して次式(27)のように表される。なお、式(27)において、Δθ_n=Δθ_n(θ_n)であり、Gp_n=Gp(θ_n)である。
Δθ_n=Δθ_n(θ_n) …(26)
ΔP_n=ΔP_n(P_n)=−P_n×Gp_n×Δθ_n …(27)
Regarding Δθ_n (θ_n) of the equation (24), the increment Δθ_n (θ_n) may be given according to each opening degree θ_n as in the equation (26). Regarding ΔP_n (P_n) of the equation (25), the increment ΔP_n (P_n) at the pressure P_n corresponding to the increment Δθ_n (θ_n) at the opening θ_n may be given by using the correlation between the opening θ and the pressure P. When the plant gain Gp is used as the correlation, the increment ΔP_n = ΔP_n (P_n) at the pressure P_n is expressed as the following equation (27) by applying the above equation (21). In the equation (27), Δθ_n = Δθ_n (θ_n) and Gp_n = Gp (θ_n).
Δθ_n = Δθ_n (θ_n)… (26)
ΔP_n = ΔP_n (P_n) = −P_n × Gp_n × Δθ_n… (27)

式(26),(27)を式(24),(25)に代入して累積演算すれば、調圧状態(θse2,Ps)における開度値θse2、圧力目標値Psへおおよそ到達できる。また、式(24),(25)を変形して下記のように表せば、逐次演算することができる。
θ_n+1 = θ_n+Δθ_n …(28)
P_n+1 = P_n+ΔP_n …(29)
By substituting the equations (26) and (27) into the equations (24) and (25) and performing the cumulative calculation, the opening value θse2 and the pressure target value Ps in the pressure adjustment state (θse2, Ps) can be roughly reached. Further, if the equations (24) and (25) are modified and expressed as follows, the sequential calculation can be performed.
θ_n + 1 = θ_n + Δθ_n… (28)
P_n + 1 = P_n + ΔP_n… (29)

式(26),(28)から開度θが累積演算され、式(27),(29)から圧力Pが逐次累積演算される。そして、圧力の累積演算値である式(25)の右辺の値「P0+ΣΔP_n(P_n)」が次ぎの圧力値(ここでは圧力目標値Ps)に達したならば(あるいは越えたならば)、演算を終了する。この圧力目標値Psに達したときの累積演算された開度が、目標開度推定値θse2に相当する。なお、本方法の適用はたとえ準静的状態と言えない状態でも実用的な近似値が得られるため目標開度推定値を求めるに有用である。 The opening degree θ is cumulatively calculated from the equations (26) and (28), and the pressure P is sequentially calculated from the equations (27) and (29). Then, if the value "P0 + ΣΔP_n (P_n)" on the right side of the equation (25), which is the cumulative pressure value, reaches (or exceeds) the next pressure value (here, the pressure target value Ps), the calculation is performed. To finish. The cumulatively calculated opening degree when the pressure target value Ps is reached corresponds to the target opening degree estimated value θse2. It should be noted that the application of this method is useful for obtaining the target opening degree estimation value because a practical approximate value can be obtained even in a state that cannot be said to be a quasi-static state.

(変形例1)
図14は、上述した実施の形態の変形例1を説明するためのフローチャートである。上述した実施の形態では、「全く越えない」場合においても開度変更処理で開度変更を1回だけ行い、その後、クローズ制御に移行している。しかしながら、演算誤差により目標開度推定値θseと圧力目標値Psとが乖離して、1回の開度変更では圧力計測値Prを圧力目標値Psの近傍に持って行けない場合が生じる。そこで、図14のフローチャートで示す制御処理では、図11に示したフローチャートにステップS200を追加し、指標信号βに基づく開度変更を予め決めた上限回数まで行うようにした。
(Modification example 1)
FIG. 14 is a flowchart for explaining a modification 1 of the above-described embodiment. In the above-described embodiment, even in the case of "not exceeding at all", the opening degree is changed only once in the opening degree changing process, and then the closing control is started. However, due to a calculation error, the target opening degree estimated value θse and the pressure target value Ps may deviate from each other, and the pressure measurement value Pr may not be brought close to the pressure target value Ps by changing the opening degree once. Therefore, in the control process shown in the flowchart of FIG. 14, step S200 is added to the flowchart shown in FIG. 11 so that the opening degree is changed based on the index signal β up to a predetermined upper limit number of times.

図15に示すアップケースでは、指標信号βによる判定を2回行い、開度設定θ1をθse2、θse3に変更している。この場合、1回目の判定後に算出された目標開度推定値θse2は目標開度θsよりも大きく、変更後も指標信号βは単調減少している。2回目の判定後に算出された目標開度推定値θse3は目標開度θsより小さくなり、変更後の指標信号βは単調増加に転じている。そのため、図14のステップS110で移行条件(βが単調減少→単調増加)を満足すると判定されて、オープン制御からクローズ制御へ移行している。例えば、ステップS200の上限回数が2回で、図15においてθse3>θsであった場合には、ステップS110でyesと判定される前にステップS200でyesと判定されて、オープン制御からクローズ制御へ移行することになる。 In the up case shown in FIG. 15, the determination by the index signal β is performed twice, and the opening degree setting θ1 is changed to θse2 and θse3. In this case, the target opening degree estimated value θse2 calculated after the first determination is larger than the target opening degree θs, and the index signal β is monotonically decreased even after the change. The target opening degree estimated value θse3 calculated after the second determination is smaller than the target opening degree θs, and the changed index signal β has turned to a monotonous increase. Therefore, in step S110 of FIG. 14, it is determined that the transition condition (β monotonically decreases → monotonically increases) is satisfied, and the open control is shifted to the closed control. For example, when the upper limit of the number of times in step S200 is 2 and θse3> θs in FIG. 15, it is determined as yes in step S200 before it is determined as yes in step S110, and the open control is changed to the closed control. It will be migrated.

(変形例2)
予測圧Ppと指標信号βとを併用する図11のフローチャートでは、ステップS50のように、「越える」の判定には予測圧Ppを用いた。しかし、「越える」の場合も指標信号βを用いて判定するようにしても良い。指標信号βで「越える」を判定する場合には、図10からもわかるように、指標信号βが単調増加している場合に「越える」と判定する。その場合、図11のフローチャートは、変形例2では、例えば図16のように変更される。
(Modification 2)
In the flowchart of FIG. 11 in which the predicted pressure Pp and the index signal β are used in combination, the predicted pressure Pp is used for the determination of “exceeding” as in step S50. However, even in the case of "exceeding", the index signal β may be used for determination. When the index signal β is used to determine “exceed”, as can be seen from FIG. 10, when the index signal β is monotonically increasing, it is determined to “exceed”. In that case, the flowchart of FIG. 11 is changed as shown in FIG. 16 in the second modification.

図16のステップS10において開度計測値θrの値が開度設定θ1_fixになったと判定され、ステップS20にて指標信号βを算出したならば、ステップS300においてm1=0、m2=0と設定する。続くステップS310にて指標信号βを算出したならば、ステップS320において予測圧Ppが圧力目標値Psを「全く越えない」か否かの判定、すなわちβ(前回)>β(今回)か否かの判定を行う。ステップS320においてβ(前回)>β(今回)と判定されると、ステップS330へ進んでm1=m1+1とm1を1だけ増加させる。ステップS340では、β(前回)>β(今回)と判定された回数を表すm1が上限値N1に達したか否かを判定し、達した場合(m1=N1)にはステップS100へ進み、達していない場合(m1<N1)にはステップS310へ戻る。 If it is determined in step S10 of FIG. 16 that the value of the opening measurement value θr has reached the opening setting θ1_fix and the index signal β is calculated in step S20, m1 = 0 and m2 = 0 are set in step S300. .. If the index signal β is calculated in the following step S310, it is determined in step S320 whether or not the predicted pressure Pp “does not exceed the pressure target value Ps”, that is, whether β (previous)> β (this time). Is judged. If β (previous)> β (this time) is determined in step S320, the process proceeds to step S330 to increase m1 = m1 + 1 and m1 by one. In step S340, it is determined whether or not m1 representing the number of times β (previous)> β (this time) has been determined has reached the upper limit value N1, and if it has reached (m1 = N1), the process proceeds to step S100. If it has not reached (m1 <N1), the process returns to step S310.

一方、ステップS320において「β(前回)>β(今回)」でないと判定された場合には、ステップS322へ進んでm1=0と設定した後、ステップS324において「越える」か否か、すなわち「β(前回)<β(今回)」か否かの判定を行う。ステップS324において「β(前回)<β(今回)」と判定された場合には、ステップS326へ進んでm2=m2+1とm2を1だけ増加させた後に、ステップS328へ進む。一方、ステップS324で「β(前回)<β(今回)」でないと判定された場合には、ステップS325へ進んでm2=0と設定した後に、ステップS310へ戻る。ステップS328では、β(前回)<β(今回)と判定された回数を表すm2が上限値N2に達したか否かを判定し、達した場合(m2=N2)にはステップS100へ進み、達していない場合(m2<N2)にはステップS310へ戻る。 On the other hand, if it is determined in step S320 that "β (previous)> β (this time)" is not satisfied, the process proceeds to step S322 to set m1 = 0, and then in step S324 whether or not to "exceed", that is, " It is determined whether or not β (previous) <β (this time) ”. If it is determined in step S324 that "β (previous) <β (this time)", the process proceeds to step S326 to increase m2 = m2 + 1 and m2 by 1, and then proceeds to step S328. On the other hand, if it is determined in step S324 that "β (previous) <β (this time)" is not satisfied, the process proceeds to step S325 to set m2 = 0, and then returns to step S310. In step S328, it is determined whether or not m2, which represents the number of times β (previous) <β (this time), has reached the upper limit value N2, and if it reaches (m2 = N2), the process proceeds to step S100. If it has not reached (m2 <N2), the process returns to step S310.

上述したように、ステップS310からステップS340までの処理が繰り返されて「β(前回)>β(今回)」と判定された回数が上限値N1になった場合、または、ステップS310からステップS328までの処理が繰り返されて「β(前回)<β(今回)」と判定された回数が上限値N2になった場合には、ステップS100において開度変更処理が行われる。そして、ステップS110においてオープン制御からクローズ制御への移行条件を満足するか否かを判定し、条件を満足した場合にはオープン制御を終了してクローズ制御に移行する。 As described above, when the process from step S310 to step S340 is repeated and the number of times that "β (previous)> β (this time)" is determined reaches the upper limit value N1, or from step S310 to step S328. When the number of times that "β (previous) <β (this time)" is determined by repeating the above process reaches the upper limit value N2, the opening degree changing process is performed in step S100. Then, in step S110, it is determined whether or not the transition condition from the open control to the closed control is satisfied, and if the condition is satisfied, the open control is terminated and the transition to the closed control is performed.

前述したように、予測圧Ppは圧力計測値Prが計測された時点からt秒経過後の圧力推定値であり、基準ガスに基づく実効排気速度Seや、流量Qinの推定値に依存する。基準ガスのガス種は、一般的には実際に流れているガスのガス種と異なる場合がほとんどなので、予測圧Ppの誤差が大きくなることがある。 As described above, the predicted pressure Pp is a pressure estimated value t seconds after the time when the measured pressure value Pr is measured, and depends on the effective exhaust velocity Se based on the reference gas and the estimated value of the flow rate Qin. Since the gas type of the reference gas is generally different from the gas type of the gas actually flowing, the error of the predicted pressure Pp may become large.

一方、指標信号βの定義式(1)からも分かるように、指標信号βは圧力目標値Psおよび実際に計測される圧力計測値Prに基づいて算出され、指標信号βには実際のガス種やガス流量が反映されている。そのため、予測圧Ppを用いた「越える」の判定に比べて、判定の信頼性向上を図ることができる。 On the other hand, as can be seen from the definition formula (1) of the index signal β, the index signal β is calculated based on the pressure target value Ps and the actually measured pressure measurement value Pr, and the index signal β is the actual gas type. And gas flow rate are reflected. Therefore, the reliability of the determination can be improved as compared with the determination of "exceeding" using the predicted pressure Pp.

(変形例3)
上述した実施の形態や変形例1,2では、「越える」および「全く越えない」場合の両方が発生する場合を例に説明した。ただし、オープン制御における開度変更量が、図4の第4象限から第3象限へと変化するほど大きくない場合には、図17に示すような「全く越えない」ケースにのみ対応するフローチャートを採用しても良い。図17に示すフローチャートは、図14に示すフローチャートから、ステップS40およびステップS50の処理を削除したものである。ステップS30からステップS90までの処理がN回繰り返されて「全く越えない」と判定されると、ステップS100の開度変更処理を行う。
(Modification 3)
In the above-described embodiments and modifications 1 and 2, both cases of "exceeding" and "not exceeding" have been described as examples. However, if the opening change amount in the open control is not large enough to change from the 4th quadrant to the 3rd quadrant in FIG. 4, the flowchart corresponding only to the case of “not exceeding at all” as shown in FIG. You may adopt it. The flowchart shown in FIG. 17 is obtained by deleting the processes of steps S40 and S50 from the flowchart shown in FIG. When the process from step S30 to step S90 is repeated N times and it is determined that "it does not exceed at all", the opening degree change process of step S100 is performed.

なお、図14のフローチャートの場合と同様に、1回の開度変更では圧力計測値Prを圧力目標値Psの近傍に持って行けない場合を考慮して、ステップS200のように指標信号βに基づく開度変更を予め決めた上限回数まで行うようにした。また、開度設定θ1(=θse)がθ1≒θsであって「全く越えない」と判定されない場合に、開度設定θ1に固定した後に指標信号βの算出がN_timeout回行われた時点で、オープン制御からクローズ制御に移行するようにする。 As in the case of the flowchart of FIG. 14, in consideration of the case where the pressure measurement value Pr cannot be brought to the vicinity of the pressure target value Ps by one opening change, the index signal β is set as in step S200. The opening is changed up to a predetermined upper limit. Further, when the opening setting θ1 (= θse) is θ1 ≈ θs and it is not determined that “it does not exceed at all”, the index signal β is calculated N_timeout times after being fixed to the opening setting θ1. Make a transition from open control to closed control.

(変形例4)
上述した第1の実施の形態では、予測圧Ppに代わる指標信号として式(1)で定義される指標信号β(=(dPr/dt)/(Ps−Pr))を導入した。しかし、予測圧Ppに代わる指標信号としては、式(1)で定義されるものに限らず下記のような種々の類似信号が適用可能である。
(Modification example 4)
In the first embodiment described above, the index signal β (= (dPr / dt) / (Ps-Pr)) defined by the equation (1) was introduced as an index signal instead of the predicted pressure Pp. However, as the index signal instead of the predicted pressure Pp, not only the signal defined by the equation (1) but also various similar signals as described below can be applied.

・無次元量に規格化された指標信号β1
真空チャンバ3の容積Vと、実効排気速度Seと開度計測値θrとの相関を表すデータセットSe_r(θr)とから、次式(30)で定義される指標信号β1を導入する。無次元量に規格化することで、ガス流量値などの条件が変更された場合でも、判定閾値の汎用性をさらに良好にできる。
β1=(V/Se_r(θr))×[(dPr/dt)/(Ps−Pr)] …(30)
・ Indicator signal β1 standardized to dimensionless quantity
The index signal β1 defined by the following equation (30) is introduced from the volume V of the vacuum chamber 3 and the data set Se_r (θr) representing the correlation between the effective exhaust velocity Se and the opening measurement value θr. By standardizing to a dimensionless quantity, the versatility of the determination threshold value can be further improved even when conditions such as the gas flow rate value are changed.
β1 = (V / Se_r (θr)) × [(dPr / dt) / (Ps−Pr)]… (30)

・確実に正の値となる指標信号β2
原則、アップケース、ダウンケースにかかわらず「(dPr/dt)/(Ps−Pr)」は正値となる範囲で判定される。しかし、突発的な流量変化などの外乱に備え、式(31),(32)のように分母、分子ともに絶対値化した信号とすることで、確実に正値となる指標信号β2が得られる。
β2=|dPr/dt|/|Ps−Pr| …(31)
または、
β2=(V/Se_r(θr))×|dPr/dt|/|Ps−Pr| …(32)
・ Indicator signal β2 that is surely a positive value
In principle, "(dPr / dt) / (Ps-Pr)" is judged within the range of positive values regardless of the up case or down case. However, in preparation for disturbances such as sudden changes in flow rate, the index signal β2, which is surely a positive value, can be obtained by using an absolute value signal for both the denominator and the numerator as shown in equations (31) and (32). ..
β2 = | dPr / dt | / | Ps-Pr |… (31)
Or
β2 = (V / Se_r (θr)) × | dPr / dt | / | Ps-Pr |… (32)

上述した複数の例示的な実施の形態および変形例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。 It will be understood by those skilled in the art that the plurality of exemplary embodiments and modifications described above are specific examples of the following embodiments.

[1]一態様に係るバルブ制御装置は、真空チャンバに装着される真空バルブの開度を、オープン制御により制御するバルブ制御装置において、オープン制御の開度設定値を出力する開度設定部と、前記開度設定値が一定値となる固定期間内の所定期間において、前記一定値の場合の圧力平衡値がバルブ制御の圧力目標値を越えないことを判定する第1の判定部と、前記第1の判定部の判定結果に基づいて前記開度を制御する開度制御部と、を備える。 [1] The valve control device according to one aspect is an opening setting unit that outputs an open control opening setting value in a valve control device that controls the opening of a vacuum valve mounted in a vacuum chamber by open control. The first determination unit for determining that the pressure equilibrium value in the case of the constant value does not exceed the pressure target value of the valve control in a predetermined period within the fixed period in which the opening setting value becomes a constant value, and the above. It includes an opening degree control unit that controls the opening degree based on the determination result of the first determination unit.

例えば、図17に示すように、開度設定値θ1が一定値θ1_fixとなっている期間の時刻t1を含む所定期間において、算出された指標信号β(前回)および指標信号β(今回)に基づいて圧力平衡値Pe(θ1_fix)が圧力目標値Psを越えないことが判定される。そのため、予測圧Ppや圧力計測値Prが圧力目標値Psを越えない圧力平衡値に収束するのを待つことなく早期に越えないことを判定することができ、その判定結果に基づいてさらなる開度制御を行うことで、調圧時間の短縮を図ることができる。 For example, as shown in FIG. 17, based on the index signal β (previous) and the index signal β (current time) calculated in a predetermined period including the time t1 of the period in which the opening setting value θ1 is a constant value θ1_fix. It is determined that the pressure equilibrium value Pe (θ1_fix) does not exceed the pressure target value Ps. Therefore, it can be determined that the predicted pressure Pp and the measured pressure value Pr do not exceed the pressure equilibrium value that does not exceed the pressure target value Ps at an early stage without waiting for the pressure equilibrium value to be converged. By performing the control, the pressure adjustment time can be shortened.

[2]上記[1]に記載のバルブ制御装置において、前記圧力平衡値が前記圧力目標値を越えること、または、前記一定値に基づく予測時間経過後の前記真空チャンバの予測圧力が前記圧力目標値を越えることを判定する第2の判定部をさらに備え、前記開度制御部は、前記第1および第2の判定部の判定結果に基づいて前記開度を制御する。 [2] In the valve control device according to the above [1], the pressure equilibrium value exceeds the pressure target value, or the predicted pressure of the vacuum chamber after the elapse of the predicted time based on the constant value is the pressure target. A second determination unit for determining that the value is exceeded is further provided, and the opening degree control unit controls the opening degree based on the determination results of the first and second determination units.

例えば、図12に示すように、開度設定値θ1が一定値θ1_fixとなっている期間の時刻t1を含む所定期間において、算出された指標信号β(前回)および指標信号β(今回)に基づいて圧力平衡値Pe(θ1_fix)が圧力目標値Psを越えないことが判定される。また、図16のステップS324のように、上述した所定期間において、指標信号β(前回)および指標信号β(今回)に基づいて圧力平衡値Pe(θ1_fix)が圧力目標値Psを越えることを判定するか、または、図11のステップS50のように予測圧PpがPp>Psとなったときに予測圧Ppが圧力目標値Psを越えることを判定する。 For example, as shown in FIG. 12, based on the index signal β (previous) and the index signal β (current time) calculated in a predetermined period including the time t1 of the period in which the opening setting value θ1 is a constant value θ1_fix. It is determined that the pressure equilibrium value Pe (θ1_fix) does not exceed the pressure target value Ps. Further, as in step S324 of FIG. 16, it is determined that the pressure equilibrium value Pe (θ1_fix) exceeds the pressure target value Ps based on the index signal β (previous time) and the index signal β (current time) in the above-mentioned predetermined period. Or, it is determined that the predicted pressure Pp exceeds the pressure target value Ps when the predicted pressure Pp becomes Pp> Ps as in step S50 of FIG.

そのため、予測圧Ppや圧力計測値Prが圧力目標値Psを越えない圧力平衡値に収束するのを待つことなく早期に越えないことおよび越えないことを判定することができ、その判定結果に基づいてさらなる開度制御を行うことで、調圧時間の短縮を図ることができる。 Therefore, it can be determined that the predicted pressure Pp and the measured pressure value Pr do not exceed the pressure target value Ps at an early stage without waiting for the pressure equilibrium value to converge, and based on the determination result. By further controlling the opening degree, the pressure adjustment time can be shortened.

[3]上記[2]に記載のバルブ制御装置において、前記第1の判定部は、圧力計測値の時間変化率と圧力計測値および前記圧力目標値の差分値との比に基づいて、前記圧力平衡値が前記圧力目標値を越えないことを判定し、前記第2の判定部は、前記比に基づいて前記圧力平衡値が前記圧力目標値を越えることを判定する。 [3] In the valve control device according to the above [2], the first determination unit is based on the ratio of the time change rate of the pressure measurement value to the pressure measurement value and the difference value of the pressure target value. It is determined that the pressure equilibrium value does not exceed the pressure target value, and the second determination unit determines that the pressure equilibrium value exceeds the pressure target value based on the ratio.

式(1)で定義される指標信号βは、圧力計測値Prの時間変化率(dPr/dt)と圧力計測値Prおよび圧力目標値Psの差分値(Ps−Pr)との比になっている。そのような量とすることで、前記比(すなわち、指標信号β)は、「越える」場合には単調増加し、「全く越えない」場合には単調減少する。よって、上述した固定期間内の所定期間に前記比が単調増加か単調減少かを調べることで、前記所定期間において圧力計測値Prが圧力目標値Psに収束していなくても、越える越えないを判定することができる。 The index signal β defined by the equation (1) is the ratio of the time change rate (dPr / dt) of the pressure measurement value Pr to the difference value (Ps-Pr) of the pressure measurement value Pr and the pressure target value Ps. There is. With such an amount, the ratio (that is, the index signal β) monotonically increases when it “exceeds” and decreases monotonically when it “does not exceed at all”. Therefore, by investigating whether the ratio increases monotonically or decreases monotonically during the predetermined period within the fixed period described above, even if the pressure measurement value Pr does not converge to the pressure target value Ps in the predetermined period, it does not exceed it. Can be determined.

なお、式(1)では(dPr/dt)/(Ps−Pr)と定義したが、分母と分子を逆にした指標信号であっても、越える場合が単調減少で越えない場合が単調増加となるので、単調増加か単調減少かを調べることで越える越えないを判定することができる。 In equation (1), it is defined as (dPr / dt) / (Ps-Pr), but even if the index signal has the denominator and numerator reversed, the case where it exceeds is monotonically decreased and the case where it does not exceed is monotonically increased. Therefore, it is possible to determine whether or not the signal is exceeded by examining whether the signal is monotonically increasing or monotonously decreasing.

[4]上記[3]に記載のバルブ制御装置において、前記比は、圧力計測値をPr、前記圧力目標値をPs、圧力計測値の時間微分を(dPr/dt)としたとき、「(dPr/dt)/(Ps−Pr)」のように設定される。このように前記比を設定することで、上述した固定期間内の所定期間に前記比が単調増加か単調減少かを調べることで、越える越えないを判定することができる。 [4] In the valve control device according to the above [3], the ratio is "(dPr / dt) when the pressure measurement value is Pr, the pressure target value is Ps, and the time derivative of the pressure measurement value is (dPr / dt). It is set as "dPr / dt) / (Ps-Pr)". By setting the ratio in this way, it is possible to determine whether the ratio does not exceed the monotonous increase or the monotonous decrease in the predetermined period within the fixed period described above.

[5]上記[2]から[4]までのいずれかに記載のバルブ制御装置において、前記開度設定値と、前記開度設定値における圧力計測値とに基づいて、圧力目標値に対応する目標開度推定値を推定する推定部を備え、前記開度制御部は、前記第1および第2の判定部の判定結果に基づいて前記開度を前記目標開度推定値へ制御する。 [5] In the valve control device according to any one of the above [2] to [4], the pressure target value corresponds to the opening degree set value and the pressure measured value in the opening degree set value. An estimation unit for estimating a target opening degree estimated value is provided, and the opening degree control unit controls the opening degree to the target opening degree estimated value based on the determination results of the first and second determination units.

例えば、図11に示す処理のように、ステップS50でPp>Psと判定された場合、または、ステップS70,S90のように「β(前回)>β(今回)」の判定がN回続いた場合に、開度設定θ1を推定演算部210で推定演算された目標開度推定値θseに設定して、弁体12の開度を目標開度推定値θseへ制御する。その結果、圧力計測値Prを圧力目標値Psへより近づけることができる。 For example, when it is determined that Pp> Ps in step S50 as in the process shown in FIG. 11, or as in steps S70 and S90, the determination of “β (previous)> β (this time)” continues N times. In this case, the opening degree setting θ1 is set to the target opening degree estimated value θse estimated and calculated by the estimation calculation unit 210, and the opening degree of the valve body 12 is controlled to the target opening degree estimated value θse. As a result, the measured pressure value Pr can be brought closer to the pressure target value Ps.

[6]一態様に係る真空バルブは、弁体と、前記弁体を駆動する弁体駆動部と、前記弁体駆動部を制御して前記弁体の開度を制御する上記[1]から[5]までのいずれかに記載のバルブ制御装置と、を備える。それにより、真空バルブによる調圧時間をより短縮することができる。 [6] The vacuum valve according to one aspect is described in the above [1], wherein the valve body, the valve body driving unit for driving the valve body, and the valve body driving unit are controlled to control the opening degree of the valve body. The valve control device according to any one of up to [5] is provided. As a result, the pressure adjusting time by the vacuum valve can be further shortened.

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other aspects conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention.

1…バルブ本体、2…バルブ制御装置、3…真空チャンバ、4…真空ポンプ、12…弁体、13…モータ、21…調圧制御器、22…モータ駆動部、23…記憶部、210…推定演算部、220…フィードフォワード制御器、230…フィードバック制御器、Pp…予測圧、Pr…圧力計測値、Ps…圧力目標値、θ1,θ2,θset…開度設定、θr…開度計測値、θse…目標開度推定値、β,β1,β2…指標信号
1 ... Valve body, 2 ... Valve control device, 3 ... Vacuum chamber, 4 ... Vacuum pump, 12 ... Valve body, 13 ... Motor, 21 ... Pressure control controller, 22 ... Motor drive unit, 23 ... Storage unit, 210 ... Estimating calculation unit, 220 ... Feed forward controller, 230 ... Feedback controller, Pp ... Predicted pressure, Pr ... Pressure measurement value, Ps ... Pressure target value, θ1, θ2, θset ... Opening setting, θr ... Opening measurement value , Θse… Estimated target opening, β, β1, β2… Indicator signal

Claims (6)

真空チャンバに装着される真空バルブの開度を、オープン制御により制御するバルブ制御装置において、
オープン制御の開度設定値を出力する開度設定部と、
前記開度設定値が一定値となる固定期間内の所定期間において、前記一定値の場合の圧力平衡値がバルブ制御の圧力目標値を越えないことを判定する第1の判定部と、
前記第1の判定部の判定結果に基づいて前記開度を制御する開度制御部と、を備えるバルブ制御装置。
In a valve control device that controls the opening degree of a vacuum valve mounted in a vacuum chamber by open control.
An opening setting unit that outputs the opening control opening setting value and
A first determination unit that determines that the pressure equilibrium value in the case of the constant value does not exceed the pressure target value of the valve control in a predetermined period within the fixed period in which the opening setting value becomes a constant value.
A valve control device including an opening degree control unit that controls the opening degree based on a determination result of the first determination unit.
請求項1に記載のバルブ制御装置において、
前記圧力平衡値が前記圧力目標値を越えること、または、前記一定値に基づく予測時間経過後の前記真空チャンバの予測圧力が前記圧力目標値を越えることを判定する第2の判定部をさらに備え、
前記開度制御部は、前記第1および第2の判定部の判定結果に基づいて前記開度を制御する、バルブ制御装置。
In the valve control device according to claim 1,
A second determination unit for determining that the pressure equilibrium value exceeds the pressure target value or that the predicted pressure of the vacuum chamber after the elapse of the predicted time based on the constant value exceeds the pressure target value is further provided. ,
The opening degree control unit is a valve control device that controls the opening degree based on the determination results of the first and second determination units.
請求項2に記載のバルブ制御装置において、
前記第1の判定部は、圧力計測値の時間変化率と圧力計測値および前記圧力目標値の差分値との比に基づいて、前記圧力平衡値が前記圧力目標値を越えないことを判定し、
前記第2の判定部は、前記比に基づいて前記圧力平衡値が前記圧力目標値を越えることを判定する、バルブ制御装置。
In the valve control device according to claim 2,
The first determination unit determines that the pressure equilibrium value does not exceed the pressure target value based on the ratio of the time change rate of the pressure measurement value to the pressure measurement value and the difference value of the pressure target value. ,
The second determination unit is a valve control device that determines that the pressure equilibrium value exceeds the pressure target value based on the ratio.
請求項3に記載のバルブ制御装置において、
前記比は、圧力計測値をPr、前記圧力目標値をPs、圧力計測値の時間微分を(dPr/dt)としたとき、「(dPr/dt)/(Ps−Pr)」のように設定される、バルブ制御装置。
In the valve control device according to claim 3,
The ratio is set as "(dPr / dt) / (Ps-Pr)" when the pressure measurement value is Pr, the pressure target value is Ps, and the time derivative of the pressure measurement value is (dPr / dt). The valve control device.
請求項2から請求項4までのいずれか一項に記載のバルブ制御装置において、
前記開度設定値と、前記開度設定値における圧力計測値とに基づいて、圧力目標値に対応する目標開度推定値を推定する推定部を備え、
前記開度制御部は、前記第1および第2の判定部の判定結果に基づいて前記開度を前記目標開度推定値へ制御する、バルブ制御装置。
The valve control device according to any one of claims 2 to 4.
It is provided with an estimation unit that estimates a target opening degree estimated value corresponding to a pressure target value based on the opening degree set value and the pressure measurement value in the opening degree set value.
The opening degree control unit is a valve control device that controls the opening degree to the target opening degree estimated value based on the determination results of the first and second determination units.
弁体と、
前記弁体を駆動する弁体駆動部と、
前記弁体駆動部を制御して前記弁体の開度を制御する請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載のバルブ制御装置と、を備える真空バルブ。
With the valve body
A valve body driving unit that drives the valve body and
A vacuum valve comprising the valve control device according to any one of claims 1 to 5, which controls the valve body driving unit to control the opening degree of the valve body.
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