KR102155105B1 - 유체의 유량을 제어하는 방법, 당해 방법을 실행하는 질량 유량 제어 장치 및 당해 질량 유량 제어 장치를 사용한 질량 유량 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

유량의 설정값이 0(제로)가 아닌 값으로 변화되고 나서 유량 제어 밸브에의 개방 신호의 출력이 개시될 때까지의 대기 시간을, 관리 응답 시간의 목표값과 계측값의 차이에 기초하여 수정하는 제어 동작을 반복하여 실행한다. 이에 의해, 유량의 설정값이 변화되고 나서 유량이 설정값에 도달할 때까지의 응답 시간을, 유체의 종류, 설정 유량, 온도, 압력 및 기기의 개체차 등에 상관없이, 원하는 값으로 할 수 있다. 관리 응답 시간의 목표값과 계측값의 차에 가중 계수를 곱해도 되고, 미리 정해진 유량의 복수의 범위의 각각에 대응하여 상기 제어 동작을 실행하도록 해도 된다.

Description

유체의 유량을 제어하는 방법, 당해 방법을 실행하는 질량 유량 제어 장치 및 당해 질량 유량 제어 장치를 사용한 질량 유량 제어 시스템 {METHOD FOR CONTROLLING FLOW RATE OF FLUID, MASS FLOW RATE CONTROL DEVICE FOR EXECUTING METHOD, AND MASS FLOW RATE CONTROL SYSTEM UTILIZING MASS FLOW RATE CONTROL DEVICE}

본 발명은, 유체의 유량을 제어하는 방법, 당해 방법을 실행하는 질량 유량 제어 장치 및 당해 질량 유량 제어 장치를 사용한 질량 유량 제어 시스템에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명은, 반도체 제조 장치에 공급되는 프로세스 가스의 공급의 개시 및 정지 및 공급량의 제어에 적합하게 사용할 수 있는 유체의 유량을 제어하는 방법, 당해 방법을 실행하는 질량 유량 제어 장치 및 당해 질량 유량 제어 장치를 사용한 질량 유량 제어 시스템에 관한 것이다.

질량 유량 제어 장치(매스 플로우 컨트롤러)는, 예를 들어 반도체의 제조 프로세스에 있어서 챔버 내에 공급되는 프로세스 가스의 유량을 제어하는 것을 목적으로 하여 널리 사용되고 있다. 질량 유량 제어 장치는, 단독으로 사용될 뿐만 아니라, 복수의 질량 유량 제어 장치와 다른 부품의 조합을 포함하는 질량 유량 제어 시스템을 구성하는 부품으로서도 사용된다.

질량 유량 제어 장치는, 일반적으로, 유량의 계측 수단으로서의 유량계, 유량의 제어 수단으로서의 유량 제어 밸브 및 이것들을 제어하는 제어부를 구비한다. 사용자는, 유체(예를 들어, 프로세스 가스 등)의 공급이 필요할 때에 유량 제어 밸브를 개방하여 유체의 공급을 개시하고, 유체의 공급이 불필요해지면 유량 제어 밸브를 폐쇄하여 유체의 공급을 정지할 수 있다. 또한, 유량 제어 밸브가 개방되어 있는 동안은, 유량계에 의해 유체의 유량을 계측할 수 있고, 계측된 유량의 값에 따라서 유량 제어 밸브의 개방을 제어할 수도 있다.

반도체의 제조 프로세스에 있어서는, 다양한 종류의 프로세스 가스를 챔버 내에 공급함으로써, 치밀하고 복잡한 구조를 갖는 반도체 디바이스가 제조된다. 필요한 프로세스 가스를 필요할 때에 필요한 만큼 공급하기 위해서는, 제어부로부터 유량 제어 밸브에 신호가 전달되고 나서 실제로 유체의 공급이 개시되거나 정지되거나 할 때까지의 시간을 가능한 한 짧게 하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 질량 유량 제어 장치의 유량 제어 밸브를 지연 없이 고속으로 개폐시키기 위한 다양한 기술이 제안되어 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 본 발명의 출원인의 제안에 관한 고속의 유량 응답을 가능하게 하는 유량 제어 장치 및 프로그램의 발명이 개시되어 있다. 본 발명에 의하면, 예를 들어 구동 회로로부터 유량 제어 밸브에 스파이크 형상의 전압 신호를 출력함으로써, 유량 제어 밸브를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 하는 데 필요한 시간을 단축할 수 있다.

국제 공개 제2013/115298호

상술한 바와 같이, 종래 기술에 의하면, 유량 제어 밸브의 개폐 동작에 필요로 하는 시간을 일정 범위 내에서 단축하는 것이 가능하다. 그러나, 기계적인 요소를 포함하는 유량 제어 밸브를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 하기 위해서는 일정 시간이 필요하고, 또한 유량 제어 밸브의 개폐 동작에 응답하여 유체의 질량 유량이 변화되는 데도 일정 시간이 필요하다. 따라서, 질량 유량 제어 장치의 유량의 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화되고 나서 유체의 유량이 그 설정값에 도달할 때까지의 시간(이하 「응답 시간」(Response Time)이라고 함)을 완전히 0(제로)로 하는 것은 불가능하다.

오히려, 응답 시간을 무한히 0(제로)에 근접시키는 것보다, 유체(예를 들어, 프로세스 가스 등)의 종류 및 유량의 설정값, 온도 및 압력 등의 조건(이후, 「설정 조건」이라고 호칭되는 경우가 있음)에 상관없이 응답 시간이 일정한 것의 쪽이 더욱 바람직한 경우가 있다. 후자를 달성하기 위한 방법으로서는, 예를 들어 사용이 예상되는 모든 유체에 대해, 다양한 설정 조건에 있어서의 응답 시간을 미리 계측해 두고, 유량 제어 밸브에의 신호의 전달 시에, 미리 정해진 응답 시간의 목표값으로부터 그 응답 시간의 계측값을 차감한 대기 시간을 설정하는 방법 등이 고려된다. 그러나, 이러한 방법은, 다양한 설정 조건에 있어서의 응답 시간을 계측하기 위한 시간적 및 경제적인 부담이 커, 현실적이지 않다.

또한, 복수의 질량 유량 제어 장치를 사용한 질량 유량 제어 시스템의 경우, 유체의 종류나 설정 조건이 동일해도, 질량 유량 제어 장치마다 응답 시간이 상이한 것이 생각된다. 이러한 질량 유량 제어 장치의 개체차가 있으면, 질량 유량 제어 시스템 전체적으로 응답 시간에 변동이 발생하므로, 바람직하지 않다.

본 발명은, 상기 과제에 비추어 이루어진 것이며, 유체(예를 들어, 프로세스 가스 등)의 종류 및 설정 조건 및 개체차 등에 기인하여 응답 시간에 차가 발생하지 않는, 유체의 유량을 제어하는 방법, 당해 방법을 실행하는 질량 유량 제어 장치 및 당해 질량 유량 제어 장치를 사용한 질량 유량 제어 시스템을 제공하는 것을 하나의 목적으로 하고 있다.

따라서, 본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법은, 유체의 유량의 계측값을 계측하는 유량계와, 상기 유량을 증감시키는 유량 제어 밸브와, 상기 계측값에 기초하여 상기 유량 제어 밸브를 제어하여 상기 유량을 조절하는 제어부를 구비한 질량 유량 제어 장치에 적용된다.

또한, 상기 제어부는, 이하에 나타내는 파라미터를 기억하는 기억 수단을 구비한다.

(1) 상기 유량의 설정값,

(2) 상기 유량의 상기 설정값에 대응하는 상기 유량의 관리값,

(3) 상기 유량의 상기 설정값이 제로로부터 제로가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 상기 유량 제어 밸브에 개방 신호를 출력할 때까지의 기간인 대기 시간 W, 및,

(4) 상기 유량의 상기 설정값이 제로로부터 제로가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 상기 유량의 상기 계측값이 상기 유량의 상기 관리값에 도달할 때까지의 기간인 관리 응답 시간의 목표값 Tt.

게다가, 본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법에는, 이하에 나타내는 제1 스텝 내지 제6 스텝이 포함된다.

제1 스텝: 상기 유량의 상기 설정값이 제로로부터 제로가 아닌 값으로 변화되었을 때, 상기 제어부가 경과 시간의 계측을 개시한다.

제2 스텝: 상기 경과 시간이 상기 대기 시간 W에 도달하였을 때, 상기 제어부가 상기 유량 제어 밸브에 상기 유량의 상기 설정값에 따른 상기 개방 신호를 출력한다.

제3 스텝: 상기 유량의 상기 계측값이 상기 유량의 상기 관리값에 도달하였을 때의 상기 경과 시간의 값을, 상기 관리 응답 시간의 계측값 Tm으로서 상기 제어부가 계측한다.

제4 스텝: 상기 목표값 Tt로부터 상기 계측값 Tm을 차감한 값을 상기 대기 시간 W의 차분 ΔW로서 상기 제어부가 산출한다.

제5 스텝: 상기 유량의 상기 설정값이 제로가 아닌 값으로부터 제로로 변화되었을 때, 상기 제어부가, 상기 유량 제어 밸브에 폐쇄 신호를 출력함과 함께, 상기 경과 시간의 계측을 정지하고, 상기 경과 시간의 값을 제로로 리셋한다.

제6 스텝: 상기 제어부가, 상기 대기 시간 W에 상기 차분 ΔW를 더한 값으로 상기 대기 시간 W의 값을 갱신한다.

상기한 바와 같은 각 스텝을 포함하는 제어 동작이 반복하여 실행될 때마다 대기 시간 W가 갱신되어, 관리 응답 시간의 계측값 Tm이 목표값 Tt에 무한히 근접해 가므로, 응답 시간의 변동의 문제가 해소된다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법에 의하면, 상기 제어부가, 상기 제4 스텝에 있어서, 상기 목표값 Tt로부터 상기 계측값 Tm을 차감한 값에 가중 계수를 곱한 값을 상기 대기 시간의 차분 ΔW로서 산출한다. 가중 계수를 곱함으로써, 계측값 Tm이 목표값 Tt에 근접하는 속도(필요한 제어 동작의 반복 횟수)를 적절하게 조정할 수 있으므로, 예를 들어 신호의 노이즈 등의 돌발적인 요인에 기인하여 관리 응답 시간이 과잉으로 수정되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 질량 유량 제어 장치의 동작을 더욱 안정된 것으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 하나의 바람직한 실시 형태에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법은, 상기 제어부가, 미리 정해진 유량의 복수의 범위의 각각에 대응하는 상기 유량의 상기 관리값, 상기 대기 시간 W 및 상기 목표값 Tt를 기억하도록 구성된 질량 유량 제어 장치에 적용된다. 당해 방법에 의하면, 상기 제어부가, 상기 제2, 제3, 제4 및 제6 스텝에 있어서, 상기 유량의 복수의 범위 중 상기 유량의 상기 설정값이 포함되는 범위에 대응하는 상기 유량의 상기 관리값, 상기 대기 시간 W 및 상기 목표값 Tt를 사용한다. 이와 같이 유량의 설정값(의 범위)에 따라서 유량의 관리값, 대기 시간 W 및 목표값 Tt를 구분하여 사용함으로써, 유량의 설정값이 클 때에도, 반대로 유량의 설정값이 작을 때에도, 동일한 응답 시간을 달성할 수 있어, 질량 유량 제어 장치의 동작을 더욱 안정된 것으로 할 수 있다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 유체의 유량을 제어하는 방법을 실행하는 질량 유량 제어 장치에도 관한 것이다. 본 발명에 관한 질량 유량 제어 장치에 의하면, 유체(예를 들어, 프로세스 가스 등)의 종류 및 설정 조건 및 개체차 등에 기인하는 응답 시간의 변동의 문제를 해소할 수 있다. 또한, 본 발명은, 본 발명에 관한 질량 유량 제어 장치를 1개 또는 2개 이상 사용한 질량 유량 제어 시스템에도 관한 것이다. 이러한 구성에 의해, 예를 들어 복수의 종류의 프로세스 가스 공급 라인을 갖는 시스템에 있어서도, 각각의 질량 유량 제어 장치의 관리 응답 시간을 임의의 목표값 Tt에 무한히 근접시킬 수 있다.

본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법, 질량 유량 제어 장치 및 질량 유량 제어 시스템에 의하면, 유량의 설정값을 접수하고 나서 유량의 계측값이 그 설정값에 도달할 때까지의 응답 시간을, 사용자가 임의로 설정할 수 있는 목표값에 무한히 근접시킬 수 있으므로, 유체의 종류 및 설정 조건 및 장치의 개체차에 기인하는 응답 시간의 변동의 문제를 해결하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 관한 질량 유량 제어 장치를 사용하여 질량 유량 제어 시스템을 조립하면, 종래에 비해 반도체 제조 프로세스의 재현성이 향상되는 것 등이 기대된다.

도 1은 본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법에 있어서 제어부가 실행하는 제어 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법에 있어서 최초에 실행되는 제어 동작의 모식도이다.
도 3은 본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법에 있어서 2회째 이후에 실행되는 제어 동작의 모식도이다.
도 4는 본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법에 있어서의 제어 동작 횟수(학습 횟수)와 관리 응답 시간의 계측값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법에 있어서의 제어 동작 횟수(학습 횟수)와 응답 곡선의 관계를 나타내는 그래프이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해, 도면을 이용하여 이하에 상세하게 설명한다. 또한, 여기에 기재된 본 발명의 실시 형태는 본 발명의 내용을 더욱 구체적으로 설명하는 것을 목적으로 하여 기재된 것이며, 본 발명은 명세서 및 도면에 기재된 실시 형태에 한정되지 않는다.

본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법은, 유량계와, 유량 제어 밸브와, 제어부를 구비한 질량 유량 제어 장치에 적용된다. 유량계는, 유체의 유량의 계측값을 계측한다. 즉, 유량계는, 제어의 대상인 유체의 유량 계측 수단으로서 구성되어 있고, 더욱 구체적으로는, 열식 유량계, 차압식 유량계 등의 공지의 유량 계측 수단에 의해 구성할 수 있다. 유량 제어 밸브는, 상기 유량을 증감시킨다. 즉, 유량 제어 밸브는, 제어의 대상인 유체의 유량의 제어 수단으로서 구성되어 있고, 더욱 구체적으로는, 유체의 유로를 개폐하는 밸브체 및 밸브체를 구동하는 압전 소자 또는 솔레노이드 코일 등에 의해 구성할 수 있다. 제어부는, 상기 계측값에 기초하여 상기 유량 제어 밸브를 제어하여 상기 유량을 조절한다. 즉, 제어부는, 질량 유량 제어 장치를 구성하는 구성 부재 전체를 제어하는 수단으로서 구성되어 있고, 더욱 구체적으로는, 각 구성 부재와의 신호의 교환이나 연산 처리를 행하는 연산 소자, 입출력 수단 및 기억 소자 등에 의해 구성할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 유량의 설정값, 상기 유량의 상기 설정값에 대응하는 상기 유량의 관리값, 상기 유량의 상기 설정값이 제로로부터 제로가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 상기 유량 제어 밸브에 개방 신호를 출력할 때까지의 기간인 대기 시간 W, 및 상기 유량의 상기 설정값이 제로로부터 제로가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 상기 유량의 상기 계측값이 상기 유량의 상기 관리값에 도달할 때까지의 기간인 관리 응답 시간의 목표값 Tt를 기억하는 기억 수단을 구비한다. 이들 값은 모두 「본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법」을 실행하기 위해 필요한 파라미터이다. 상기 기억 수단은, 예를 들어 상술한 기억 소자 등에 의해 구성할 수 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 「본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법」의 실행에 필요한 제어를 행하는 제어부의 동작을 「제어부에 의한 제어 동작」이라고 호칭하는 경우가 있다.

유량의 설정값이라 함은, 질량 유량 제어 장치에 의해 제어하려고 하는 유체의 유량의 목표값이다. 유량의 설정값은, 예를 들어 제어부가 구비하는 입출력 수단을 통해 사용자에 의해 입력되어, 제어부가 구비하는 기억 수단에 기억될 수 있다. 혹은, 유량의 설정값은, 제어부가 구비하는 기억 수단에 미리 기억되어 있어도 된다. 또한, 기억 수단에 기억된 유량의 설정값은, 입출력 수단을 통해 사용자에 의해 입력되는 유량의 설정값에 의해 갱신될 수 있다.

제어부가 기억하고 있는 유량의 설정값이 0(제로)인 동안은, 제어부에 의한 제어 동작은 실행되지 않고, 유량 제어 밸브에의 개방 신호는 출력되지 않으므로, 유체는 흐르지 않는다. 제어부가 기억하고 있는 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화되었을 때에는, 제어부에 의한 제어 동작이 실행되고, 유량 제어 밸브에의 개방 신호가 출력되어, 유체가 흐른다. 제어부가 제어 동작을 실행하고 있는 동안은, 질량 유량 제어 장치는, 유체의 유량의 계측값이 설정값과 일치하도록, 공지의 방법에 의해 유량 제어 밸브의 개방을 제어한다. 유량의 설정값은, 예를 들어 표준 리터 매분(standard liter per minute) 등의 단위를 사용하여 설정된다.

유량의 설정값에 대응하는 유량의 관리값이라 함은, 0(제로)가 아닌 값으로 설정된 유량의 설정값마다 정해지는 것이다. 유량의 관리값도 또한, 예를 들어 제어부가 구비하는 입출력 수단을 통해 사용자에 의해 입력되어, 제어부가 구비하는 기억 수단에 기억될 수 있다. 혹은, 유량의 관리값은, 상세하게는 후술하는 바와 같이, 유량의 설정값으로부터 도출될 수 있다. 기억 수단에 기억된 유량의 관리값은, 입출력 수단을 통해 사용자에 의해 입력되는 유량의 관리값 또는 유량의 설정값으로부터 도출되는 유량의 관리값에 의해 갱신될 수 있다.

유량의 설정값이 0(제로)일 때에는, 제어부에 의한 제어 동작이 실행되지 않으므로, 유량의 관리값을 정할 필요는 없다. 유량의 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 유량의 계측값이 유량의 관리값에 도달할 때까지의 경과 시간을 관리 응답 시간이라고 하고, 그 계측값은 기호 Tm에 의해 나타내어진다. 유량의 관리값을 0(제로)로 하면 관리 응답 시간의 계측값 Tm도 0(제로)로 되어 버려, 제어부에 의한 제어 동작을 행할 수 없다. 따라서, 유량의 관리값은, 0(제로)보다 큰 값으로 정해야 한다. 또한, 유량의 관리값을 유량의 설정값과 동일한 값으로 하면, 무언가의 이유에 의해 유량의 계측값이 설정값에 언제까지나 도달하지 않는 경우에 관리 응답 시간의 계측값 Tm이, 그 목표값(후술하는 목표값 Tt)에 비해 현저하게 커져 버려, 제어부에 의한 제어 동작이 불안정해진다. 따라서, 유량의 관리값은 유량의 설정값보다 작은 값으로 하는 것이 바람직하다.

유량의 설정값에 대응하여 유량의 관리값을 정하는 방법에는, 다양한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 유량의 설정값으로부터 일정한 값을 차감한 값을 유량의 관리값으로 해도 되고, 혹은 유량의 설정값에 0(제로)을 초과하고 1보다 작은 임의의 값을 곱한 값을 유량의 관리값으로 해도 된다. 후자의 경우, 유량의 설정값에 곱하는 값을 예를 들어 0(제로)에 가까운 값으로 설정할 수도 있지만, 이 경우, 유량의 계측값이 설정값에 비해 상당히 작음에도 불구하고 유량의 관리값에 도달하였다고 간주되므로, 바람직하지 않다. 따라서, 유량의 설정값에 곱하는 값은 0.50 이상, 1 미만의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 범위는 0.70 이상, 0.98 이하이다. 또한, 제어부가 구비하는 기억 수단에 미리 기억된 방법에 의해, 유량의 설정값에 대응하여 유량의 관리값을 정하도록 해도 된다.

대기 시간이라 함은, 유량의 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 제어부가 유량 제어 밸브에의 개방 신호의 출력을 개시할 때까지의 시간을 말하며, 기호 W에 의해 나타내어진다. 대기 시간 W는 반드시 일정한 값인 것은 아니며, 제어부에 의한 제어 동작이 반복될 때마다 새로운 값으로 갱신된다. 제어부에 의한 제어 동작이 최초에 실행될 때의 대기 시간 W를 대기 시간 W의 초기값이라고 하고, 최초의 제어 동작은 이 초기값을 사용하여 실행된다. 제어부는 원칙적으로 대기 시간 W의 입력을 접수하여 기억하고, 이 대기 시간 W를 초기값으로서 사용하지만, 이 입력은 생략할 수 있다. 대기 시간 W의 입력이 생략된 경우는, 제어부는, 기억 수단에 미리 기억된 0(제로)를 포함하는 적당한 값을, 대기 시간 W의 초기값으로서 설정할 수 있다.

관리 응답 시간의 목표값(Target Value of Controlled Response Time)이라 함은, 유량의 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 유량의 계측값이 유량의 관리값에 도달할 때까지의 시간 목표값이며, 기호 Tt에 의해 나타내어진다. 관리 응답 시간은, 상술한 응답 시간(질량 유량 제어 장치의 유량 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화되고 나서 유량이 그 설정값에 도달할 때까지의 시간)에 대응한다. 유량의 관리값을 유량의 설정값과 동일한 값으로 한 경우는, 관리 응답 시간은 응답 시간과 동등해진다. 유량의 관리값을 유량의 설정값보다 작은 값으로 한 경우에는, 관리 응답 시간은 응답 시간보다 짧아진다.

유량의 관리값이 유량의 설정값과 크게 상이하지 않은 경우는, 관리 응답 시간도 응답 시간과 크게 상이하지 않으므로, 관리 응답 시간은 응답 시간의 길이의 기준이 된다. 예를 들어, 상세하게는 후술하는 도 5의 예에 나타내는 바와 같이, 유량의 관리값을 유량의 설정값의 0.90배로, 관리 응답 시간의 목표값 Tt를 1.0s(초)로, 각각 설정하여 상기 제어 동작을 실행한 경우, 결과적으로 달성되는 응답 시간은 1.0s보다 약간 긴 시간이 된다. 이와 같이 하여, 관리 응답 시간의 목표값 Tt를 적절히 설정함으로써, 응답 시간의 길이를 바람직한 길이에 근접시킬 수 있다.

또한, 관리 응답 시간의 목표값 Tt는, 그 질량 유량 제어 장치에 있어서 상정되는 설정 조건에 있어서, 제어부가 개방 신호를 출력하고 나서 유량이 관리값에 도달할 때까지의 시간 중, 가장 긴 시간과 동일하거나, 그것보다 긴 시간으로 설정하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 예정되어 있는 설정 조건에 있어서 항상 관리 응답 시간을 목표값 Tt에 무한히 근접시킬 수 있다.

이상에 설명한 4개의 값(유체의 유량의 설정값 및 관리값, 대기 시간, 및 관리 응답 시간의 목표값)은, 예를 들어 제어 동작을 개시하기 전에 입출력 수단을 통해 사용자에 의해 입력되거나, 혹은 제어부가 구비하는 기억 수단에 초기값으로서 미리 기억되어, 동일 기억 수단에 의해 기억되고, 필요할 때마다 연산 소자에 의해 참조된다.

다음으로, 제어부에 의해 실행되는 제어 동작에 대해 설명한다. 도 1은, 제어부에 의한 제어 동작을 나타내는 흐름도이다. 본 발명에 있어서의 제어 동작은, 제1 스텝부터 제6 스텝까지의 6개의 스텝을 포함하고 있다. 제어 동작은, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서, 여기에 예시된 6개의 스텝을 실행하는 순서를 변경해도 되고, 이것들 이외의 스텝을 포함해도 되고, 또한 스텝의 일부를 생략해도 된다.

제1 스텝(S1)은, 유량의 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화되었을 때, 경과 시간의 계측을 개시하는 스텝이다. 유량 설정값이 0(제로)인 동안은, 유량 제어 밸브는 폐쇄된 상태를 유지한다. 유량 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화되었을 때, 제어부는 그때를 기점으로 하는 경과 시간의 계측을 개시하고, 이후, 제5 스텝에 있어서 경과 시간의 계측이 정지될 때까지의 동안은, 경과 시간의 계측을 계속한다.

제2 스텝(S2)은, 경과 시간이 대기 시간 W에 도달하였을 때, 유량 제어 밸브에 유량의 설정값에 따른 개방 신호를 출력하는 스텝이다. 여기서 말하는 「대기 시간 W」라 함은, 제어부가 제어 동작을 최초에 실행하는 경우는, 제어부가 접수한, 또는 제어부에 의해 설정된 대기 시간 W의 초기값을 의미하고, 제어부가 2회째 이후의 제어 동작을 실행하는 경우는, 그 전에 실행된 제어 동작의 제6 스텝(S6)에 있어서 갱신된 대기 시간 W를 의미한다.

또한, 「개방 신호」라 함은, 유량 제어 밸브를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 변화시키고, 그 개방 상태를 유지하기 위해 제어부로부터 유량 제어 밸브에 부여되는 신호를 가리킨다. 예를 들어, 노멀 오픈형 유량 제어 밸브를 사용하는 경우는, 출력이 0(제로)일 때에 유량 제어 밸브의 개방도가 완전 개방으로 된다. 따라서, 개방 신호는, 출력이 예를 들어 0(제로)인 경우를 포함한다. 유량 제어 밸브의 밸브체의 구동에 압전 소자를 사용하는 경우는 개방 신호로서 전압 신호를 사용할 수 있고, 솔레노이드 코일을 사용하는 경우는 개방 신호로서 전류 신호를 사용할 수 있다. 제2 스텝에 있어서 개시된 개방 신호의 출력은, 후술하는 제5 스텝에 있어서 정지될 때까지 계속된다.

제3 스텝(S3)은, 유량의 계측값이 유량의 관리값에 도달하였을 때의 경과 시간의 값을, 관리 응답 시간의 계측값 Tm으로서 계측하는 스텝이다. 여기서, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명에 있어서 최초에 실행되는 제어 동작을 나타내는 모식도이다. 횡축은 경과 시간을 나타내고, 종축은 유량(설정값, 관리값 및 계측값)을 나타낸다. 실선에 의해 나타내어진(직사각형에 의해 구성된) 그래프는, 어느 때에 유량의 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 설정되고(S1), 일정 시간이 경과한 후, 다시 0(제로)로 설정될 때(S5)까지의 상태를 나타내고 있다. 파선에 의해 나타내어진(곡선을 포함함) 그래프는, 유량계가 계측한 유량의 계측값의 변화를 나타내고 있다. 유량의 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 설정되고 나서 대기 시간(Standby Time) W만큼 경과하면, 유량 제어 밸브에의 개방 신호의 출력이 개시된다(S2). 유량이 관리값(도 2에 있어서는 유량의 설정값에 0.90을 곱한 값)에 도달하였을 때의 경과 시간은 관리 응답 시간의 계측값(Measured Value of Controlled Response Time)으로서 계측된다. 이 계측값은, 기호 Tm에 의해 나타내어진다.

제4 스텝(S4)은, 관리 응답 시간의 목표값 Tt로부터 계측값 Tm을 차감한 값을 대기 시간 W의 차분 ΔW로서 산출하는 스텝이다. 관리 응답 시간(의 계측값 Tm)을 목표값 Tt에 근접시키는 방법으로서는, 다양한 방법이 생각되지만, 본 발명에 있어서는, 구체적인 방법으로서, 대기 시간 W를 갱신하는 방법을 채용한다. 더욱 구체적으로는, 대기 시간 W에, 관리 응답 시간의 목표값 Tt로부터 계측값 Tm을 뺀 값(즉, 차분 ΔW)을 더한 값을, 새로운 대기 시간 W로서 채용함으로써, 다음 회 이후의 동작에 있어서의 관리 응답 시간의 계측값 Tm을 목표값 Tt에 근접시킬 수 있다. 제4 스텝은, 이들 일련의 조정 동작 중, 대기 시간 W의 차분 ΔW를 구하는 스텝이다.

여기서, 다시 도 2를 참조하면, 도 2에 있어서는, 관리 응답 시간의 계측값 Tm은 목표값 Tt보다 짧게 되어 있어, 양자에는 차가 있다. 따라서, 관리 응답 시간의 목표값 Tt로부터 계측값 Tm을 차감한 값을 계산하고, 그 값을 대기 시간 W의 차분 ΔW로 간주한다.

제5 스텝(S5)은, 유량의 설정값이 0(제로)가 아닌 값으로부터 0(제로)로 변화되었을 때, 유량 제어 밸브에 폐쇄 신호를 출력함과 함께, 경과 시간의 계측을 정지하고, 계측 시간을 0(제로)로 리셋하는 스텝이다. 「폐쇄 신호」라 함은, 유량 제어 밸브를 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 변화시키고, 그 폐쇄 상태를 유지하기 위해 부여되는 신호를 가리킨다. 예를 들어, 노멀 클로즈형 유량 제어 밸브를 사용하는 경우는, 출력이 0(제로)일 때에 유량 제어 밸브의 개방도가 완전 폐쇄로 된다. 따라서, 폐쇄 신호는, 출력이 예를 들어 0(제로)인 경우를 포함한다. 개방 신호와 마찬가지로, 폐쇄 신호에는 전압 신호 또는 전류 신호를 사용할 수 있다. 제5 스텝에 있어서 개시된 폐쇄 신호의 출력은, 다음의 제어 동작에 있어서의 제2 스텝에 있어서 개방 신호가 출력될 때까지 계속된다.

경과 시간을 0(제로)로 리셋하는 이유는, 전회의 제어 동작에 있어서 계측된 경과 시간을 일단 0(제로)로 하고, 유량의 설정값이 다시 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화되었을 때를 기점으로 하여 새롭게 경과 시간의 계측을 개시하기 위해서이다. 또한, 1회의 제어 동작에 있어서 경과 시간의 값을 사용하는 스텝은 제1 스텝부터 제3 스텝까지이다. 따라서, 경과 시간의 계측의 정지와 값의 리셋을 실행하는 타이밍은, 제3 스텝이 완료되고 나서 제6 스텝이 개시될 때까지의 사이에 있으면 어디라도 좋고, 양자를 각각의 타이밍에 실행해도 된다.

제6 스텝(S6)은, 대기 시간 W의 값을, 대기 시간 W에 상기 차분 ΔW를 더한 값으로 갱신하는 스텝이다. 질량 유량 제어 장치가 유체의 공급을 행하고 있는 동안에 상기한 제1부터 제6까지의 스텝을 실행함으로써, 다음 회 이후의 제어에 사용되는 대기 시간 W가 갱신(update)된다.

또한, 대기 시간 W의 갱신에 필요한 차분 ΔW의 값은 제4 스텝에 있어서 얻어져 있다. 따라서, 대기 시간 W의 갱신을 실행하는 타이밍은, 제4 스텝이 완료되고 나서 다음 제어 동작에 있어서의 제1 스텝이 개시할 때까지의 사이에 있으면, 어디라도 좋다.

본 발명에 있어서의 제어부는, 제1부터 제6까지의 스텝을 포함하는 제어 동작을 최초에 실행한 후, 유량의 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화될 때마다, 이 제어 동작을 반복하여 실행한다. 이에 의해, 제어 동작이 반복될 때마다 제어부에 의한 학습이 행해져 대기 시간 W가 갱신되고, 그 결과로서 관리 응답 시간의 계측값 Tm을 목표값 Tt에 무한히 근접시킬 수 있다.

여기서, 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명에 있어서 2회째 이후에 실행되는 제어 동작을 나타내는 모식도이다. 도 3에 있어서 대기 시간 W로 표기되어 있는 시간은, 전회의 제어 동작에 있어서의 제6 스텝에 있어서 갱신된 대기 시간을 나타내고 있다. 이와 같이, 도 3에 있어서는, 대기 시간 W가 신규의 값으로 갱신되었기 때문에, 도 2의 경우에 비해 대기 시간 W가 길게 되어 있다. 그 결과, 관리 응답 시간의 목표값 Tt와 계측값 Tm의 차가 거의 없어져, 양자가 거의 일치하고 있다.

또한, 본 발명의 최종 목적은 응답 시간의 변동을 저감시키는 것이지만, 응답 시간을 직접 조정할 수는 없으므로, 그 대체 수단으로서 대기 시간을 제어량으로 하여 관리 응답 시간의 변동의 저감을 실현하고 있다. 여기서, 관리 응답 시간과 응답 시간은 반드시 1차 함수와 같은 단순한 대응 관계에 있는 것은 아니라고 생각된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 제1부터 제6까지의 스텝을 포함하는 일련의 제어 동작을 반복하여 실행함으로써 관리 응답 시간의 계측값 Tm을 목표값 Tt에 무한히 근접시킬 수 있고, 그 결과로서 응답 시간의 변동을 저감시킬 수 있다.

그런데, 상술한 바와 같은 제어 동작은, 예를 들어 제어부가 구비하는 기억 수단에 저장된 프로그램에 따라서, 연산 소자가 다양한 연산 처리 및 신호의 입출력을 행함으로써 실현할 수 있다.

다음으로, 대기 시간 W의 갱신에 있어서 가중 계수를 사용하는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다. 이 실시 형태에 있어서는, 제4 스텝에 있어서, 관리 응답 시간의 목표값 Tt로부터 계측값 Tm을 차감한 값에 가중 계수를 곱한 값을 상기 대기 시간의 차분 ΔW로서 산출한다. 즉, 「가중 계수」라 함은, 전회의 제어 동작에 있어서 취득된 목표값 Tt와 계측값 Tm의 차를, 다음 회의 제어 동작에, 어느 정도 반영시킬지의 지표가 되는 수치이다.

가중 계수가 1인 경우, 제6 스텝에 있어서, 관리 응답 시간의 목표값 Tt로부터 계측값 Tm의 값을 차감한 값이 그대로 대기 시간 W의 값에 더해져, 대기 시간 W가 갱신된다. 가중 계수가 0(제로)인 경우, 관리 응답 시간의 목표값 Tt로부터 계측값 Tm의 값을 차감한 값이 대기 시간 W의 값에 더해지지 않아, 대기 시간 W의 값은 갱신되지 않는다. 이 경우, 전회의 제어 동작에 있어서의 학습의 결과는, 다음 회의 제어 동작에 전혀 반영되지 않는다. 가중 계수가 0(제로)부터 1 사이의 수치로 설정된 경우, 대기 시간 W가 수정되는 정도는 가중 계수가 1일 때에 비해 적어진다. 따라서, 가중 계수로서는, 0(제로)보다 크고, 1 이하인 값을 설정할 수 있다.

본 발명에 있어서 가중 계수를 사용하는 것에 의한 이점은 이하와 같다. 질량 유량 제어 장치를 사용하여 유체의 유량을 제어하고 있을 때, 무언가의 이유(예를 들어, 장치 외부로부터의 전기 신호 노이즈의 영향 및 배관계의 압력의 돌발적인 변동 등)에 의해 관리 응답 시간의 계측값 Tm이 이상값을 나타낸 경우를 상정한다. 가중 계수가 1로 설정되어 있는 경우, 대기 시간 W는, 이 이상값의 영향을 강하게 받아, 그때까지의 값과는 크게 상이한 값으로 갱신된다. 그렇게 하면, 그 후의 질량 유량 제어 장치의 동작이 불안정해지고, 결과적으로, 관리 응답 시간의 계측값 Tm의 목표값 Tt로부터의 괴리가 커져, 관리 응답 시간의 계측값 Tm이 목표값 Tt에 도달할 때까지 필요로 하는 시간이 길어질 우려가 있다.

한편, 가중 계수가 1보다 작은 값으로 설정되어 있는 경우, 앞의 제어 동작에 기초하는 대기 시간 W의 수정이 조금씩 행해지므로, 이상값의 영향을 받기 어렵다. 그 결과, 질량 유량 제어 장치의 동작이 안정된다고 하는 효과를 가져온다. 본 발명에 있어서, 가중 계수는 단독의 수치(일정한 고정값)로 설정할 수 있고, 혹은 질량 유량 제어 장치를 동작시키는 조건에 따라서 복수의 가중 계수를 구분하여 사용하도록 할 수도 있다.

도 4는, 가중 계수를 바꾸었을 때의 제어 동작 횟수(학습 횟수)와 관리 응답 시간의 계측값 Tm의 관계를 나타낸 그래프이다. 이 그래프에 있어서는, 이산적인 데이터가 매끄러운 곡선에 의해 연결되어 표시되어 있다. 유량의 관리값은 설정값의 0.90배, 대기 시간 W의 초기값은 0.3s(초)(300ms), 관리 응답 시간의 목표값 Tt는 0.8s(800ms)이다. 가중 계수를 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 및 0.9로 설정하였을 때의 그래프를 비교하면, 가중 계수의 값이 0에 가까울 때는 관리 응답 시간의 계측값 Tm이 목표값 Tt에 천천히 근접하는 것에 반해, 가중 계수의 값이 1에 가까울 때는 계측값 Tm이 목표값 Tt에 급속하게 근접하는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 실시 형태에 있어서는, 제4 스텝에 있어서, 관리 응답 시간의 목표값 Tt와 계측값 Tm의 차에 가중 계수를 곱한 값을 대기 시간의 차분 ΔW로 간주하였다. 그러나, 이러한 본 발명의 실시 형태의 하나의 변형예에 있어서, 제4 스텝에 있어서는 관리 응답 시간의 목표값 Tt와 계측값 Tm의 차이(예를 들어, 전자로부터 후자를 차감한 값)를 대기 시간의 차분 ΔW로 간주하고, 제6 스텝에 있어서, 대기 시간의 차분 ΔW에 가중 계수를 곱한 값을 대기 시간 W에 더함으로써, 대기 시간 W를 갱신하도록 해도 된다.

도 5는, 제어 동작 횟수(학습 횟수)마다의 질량 유량 제어 장치의 유량의 응답 곡선을 나타낸 그래프이다. 유량의 관리값은 설정값의 0.90배, 대기 시간 W의 초기값은 0(제로)s, 관리 응답 시간의 목표값 Tt는 1.0s, 가중 계수는 0.5이다. 그래프의 횡축은 경과 시간의 계측 개시로부터의 시간(s), 종축은 정격 유량에 대한 유량 비율(％)이다. 최초의 제어 동작에 있어서는 관리 응답 시간의 계측값 Tm은 0.5s 정도였지만, 제어 동작의 횟수를 거듭할 때마다 목표값 Tt의 1.0s에 무한히 근접해 가는 것을 알 수 있다.

그런데, 일반적으로, 응답 시간은 유량의 설정값의 변화가 클수록 짧고, 유량 설정값의 변화가 작을수록 긴 경향이 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 유량의 설정값의 변화의 대소에 관계없이 응답 시간이 일정한 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 또 하나의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 유량이 복수의 범위로 구분되고, 이들 복수의 범위의 각각에 대응하는 유량의 관리값, 대기 시간 W 및 관리 응답 기간의 목표값 Tt를 제어부가 기억한다. 또한, 제어부는, 상술한 제2, 제3, 제4 및 제6 스텝에 있어서, 유량의 복수의 범위 중 유량의 설정값이 포함되는 범위에 대응하는 유량의 관리값, 대기 시간 W 및 목표값 Tt를 사용한다.

이러한 구성에 의해, 대기 시간 W의 초기값을 유량의 설정값의 범위에 따라서 더욱 미세하게 조정할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 유량의 설정값이 클 때는 대기 시간 W의 초기값을 비교적 큰 값으로 설정하고, 반대로 유량의 설정값이 작을 때는 대기 시간 W의 초기값을 비교적 작은 값으로 설정할 수 있다. 그 결과, 넓은 범위에 걸친 유량의 설정값에 있어서, 관리 응답 시간을 동일한 목표값 Tt에 근접시킬 수 있다. 따라서, 유량의 설정값이 클 때도, 반대로 유량의 설정값이 작을 때도, 동일한 응답 시간을 달성할 수 있어, 질량 유량 제어 장치의 동작을 더욱 안정된 것으로 할 수 있다.

본 발명에 관한 질량 유량 제어 장치는, 일반적인 질량 유량 제어 장치와 마찬가지로, 유체의 유량의 계측값을 계측하는 유량계와, 유체의 유량을 증감시키는 유량 제어 밸브와, 유량계에 의해 계측된 계측값에 기초하여 유량 제어 밸브를 제어하여 유체의 유량을 조절하는 제어부를 구비한다. 또한, 본 발명에 관한 질량 유량 제어 장치가 구비하는 제어부는, 유량의 설정값, 유량의 설정값에 대응하는 관리값, 유량의 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 유량 제어 밸브에 개방 신호를 출력할 때까지의 기간인 대기 시간 W 및 유량의 설정값이 0(제로)로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 유량의 계측값이 유량의 관리값에 도달할 때까지의 기간인 관리 응답 시간의 목표값 Tt를 기억하는 기억 수단을 구비한다.

덧붙여, 상기 제어부는, 상술한 바와 같은 본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법(즉, 제어 동작)을 실행한다. 구체적으로는, 상기 제어부는, 유량의 설정값이 0(제로)으로부터 0(제로)가 아닌 값으로 변화되었을 때에 경과 시간의 계측을 개시하고, 경과 시간이 대기 시간 W에 도달하였을 때에 유량 제어 밸브에 유량의 설정값에 따른 개방 신호를 출력하고, 유량의 계측값이 유량의 관리값에 도달하였을 때의 경과 시간의 값을 관리 응답 시간의 계측값 Tm으로서 계측하고, 관리 응답 시간의 목표값 Tt로부터 계측값 Tm을 차감한 값을 대기 시간 W의 차분 ΔW로서 산출하고, 유량의 설정값이 0(제로)가 아닌 값으로부터 0(제로)로 변화되었을 때에 유량 제어 밸브에 폐쇄 신호를 출력함과 함께 경과 시간의 계측을 정지하고, 또한 경과 시간의 값을 0(제로)로 리셋하고, 대기 시간 W에 차분 ΔW를 더한 값으로 대기 시간 W의 값을 갱신한다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 관한 질량 유량 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 관리 응답 시간의 목표값 Tt로부터 계측값 Tm을 차감한 값에 가중 계수를 곱한 값을 대기 시간의 차분 ΔW로서 산출하도록 구성된다. 이에 의해, 앞의 제어 동작에 기초하는 대기 시간 W의 수정이 조금씩 행해지므로, 이상값의 영향을 받기 어렵다. 그 결과, 질량 유량 제어 장치의 동작이 안정된다고 하는 효과를 가져온다.

본 발명의 또 하나의 바람직한 실시 형태에 관한 질량 유량 제어 장치에 있어서, 상기 기억 수단은, 미리 정해진 유량의 복수의 범위의 각각에 대응하는 유량의 관리값, 대기 시간 W 및 관리 응답 시간의 목표값 Tt를 기억하도록 구성되어 있고, 상기 제어부는, 제어 동작에 있어서, 유량의 복수의 범위 중 유량의 설정값이 포함되는 범위에 대응하는 유량의 관리값, 대기 시간 W 및 목표값 Tt를 사용하도록 구성된다. 이에 의해, 넓은 범위에 걸친 유량의 설정값에 있어서, 관리 응답 시간을 동일한 목표값 Tt에 근접시킴으로써, 동일한 응답 시간을 달성할 수 있어, 질량 유량 제어 장치의 동작을 더욱 안정된 것으로 할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 제어부를 구비하는 본 발명에 관한 질량 유량 제어 장치의 구성 및 당해 질량 유량 제어 장치가 실행하는 제어 동작에 대해서는, 본 발명에 관한 유체의 유량을 제어하는 방법에 대한 상기 설명에 있어서 이미 상세하게 서술하였으므로, 여기서의 설명은 생략한다.

본 발명에 관한 질량 유량 제어 시스템은, 본 발명에 관한 질량 유량 제어 장치를 1개 또는 2개 이상 사용한다. 여기서 「질량 유량 제어 시스템」이라 함은, 유체의 질량 유량의 제어를 목적으로 하는 복수의 질량 유량 제어 장치와 다른 부품의 조합을 포함하는 시스템을 가리킨다. 이러한 구성에 의해, 질량 유량 제어 장치를 1개 구비한 경우에는, 상술한 본 발명의 효과를 갖는 질량 유량 제어 시스템을 구축할 수 있다. 또한, 2개 이상 구비한 경우에는, 예를 들어 사용되는 프로세스 가스의 종류마다 독립적으로 마련된 배관 각각에 설치된 복수의 질량 유량 제어 장치에 대해 응답 시간을 하나의 값으로 맞추거나, 응답 시간의 개체차가 있는 경우에 그 개체차를 없애거나 할 수 있다.

S1 : 제1 스텝
S2 : 제2 스텝
S3 : 제3 스텝
S4 : 제4 스텝
S5 : 제5 스텝
S6 : 제6 스텝
W : 대기 시간
ΔW : 대기 시간의 차분
Tm : 관리 응답 시간의 계측값
Tt : 관리 응답 시간의 목표값

Claims (8)

1. 유체의 유량의 계측값을 계측하는 유량계와,
   상기 유량을 증감시키는 유량 제어 밸브와,
   상기 계측값에 기초하여 상기 유량 제어 밸브를 제어하여 상기 유량을 조절하는 제어부,
   를 구비한 질량 유량 제어 장치를 사용하여 유체의 유량을 제어하는 방법이며,
   상기 제어부는,
   상기 유량의 설정값,
   상기 유량의 상기 설정값에 대응하는 상기 유량의 관리값,
   상기 유량의 상기 설정값이 제로로부터 제로가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 상기 유량 제어 밸브에 개방 신호를 출력할 때까지의 기간인 대기 시간 W, 및
   상기 유량의 상기 설정값이 제로로부터 제로가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 상기 유량의 상기 계측값이 상기 유량의 상기 관리값에 도달할 때까지의 기간인 관리 응답 시간의 목표값 Tt,
   를 기억하는 기억 수단을 구비하고,
   상기 유량의 상기 설정값이 제로로부터 제로가 아닌 값으로 변화되었을 때에, 상기 제어부가 경과 시간의 계측을 개시하는 제1 스텝과,
   상기 경과 시간이 상기 대기 시간 W에 도달하였을 때, 상기 제어부가 상기 유량 제어 밸브에 상기 유량의 상기 설정값에 따른 상기 개방 신호를 출력하는 제2 스텝과,
   상기 유량의 상기 계측값이 상기 유량의 상기 관리값에 도달하였을 때의 상기 경과 시간의 값을, 상기 관리 응답 시간의 계측값 Tm으로서 상기 제어부가 계측하는 제3 스텝과,
   상기 목표값 Tt로부터 상기 계측값 Tm을 차감한 값을 상기 대기 시간 W의 차분 ΔW로서 상기 제어부가 산출하는 제4 스텝과,
   상기 유량의 상기 설정값이 제로가 아닌 값으로부터 제로로 변화되었을 때, 상기 제어부가, 상기 유량 제어 밸브에 폐쇄 신호를 출력함과 함께, 상기 경과 시간의 계측을 정지하고, 상기 경과 시간의 값을 제로로 리셋하는 제5 스텝과,
   상기 제어부가, 상기 대기 시간 W에 상기 차분 ΔW를 더한 값으로 상기 대기 시간 W의 값을 갱신하는 제6 스텝,
   을 포함하는, 유체의 유량을 제어하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제4 스텝에 있어서, 상기 목표값 Tt로부터 상기 계측값 Tm을 차감한 값에 가중 계수를 곱한 값을 상기 대기 시간의 차분 ΔW로서 상기 제어부가 산출하는,
   유체의 유량을 제어하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제어부는, 미리 정해진 유량의 복수의 범위의 각각에 대응하는 상기 유량의 상기 관리값, 상기 대기 시간 W 및 상기 목표값 Tt를 기억하도록 구성되어 있고,
   상기 제2, 제3, 제4 및 제6 스텝에 있어서, 상기 유량의 복수의 범위 중 상기 유량의 상기 설정값이 포함되는 범위에 대응하는 상기 유량의 상기 관리값, 상기 대기 시간 W 및 상기 목표값 Tt를 상기 제어부가 사용하는,
   유체의 유량을 제어하는 방법.
4. 유체의 유량의 계측값을 계측하는 유량계와,
   상기 유량을 증감시키는 유량 제어 밸브와,
   상기 계측값에 기초하여 상기 유량 제어 밸브를 제어하여 상기 유량을 조절하는 제어부,
   를 구비한 질량 유량 제어 장치이며,
   상기 제어부는,
   상기 유량의 설정값,
   상기 유량의 상기 설정값에 대응하는 상기 유량의 관리값,
   상기 유량의 상기 설정값이 제로로부터 제로가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 상기 유량 제어 밸브에 개방 신호를 출력할 때까지의 기간인 대기 시간 W, 및,
   상기 유량의 상기 설정값이 제로로부터 제로가 아닌 값으로 변화되었을 때부터 상기 유량의 상기 계측값이 상기 유량의 상기 관리값에 도달할 때까지의 기간인 관리 응답 시간의 목표값 Tt,
   를 기억하는 기억 수단을 구비하고,
   상기 제어부는,
   상기 유량의 상기 설정값이 제로로부터 제로가 아닌 값으로 변화되었을 때, 경과 시간의 계측을 개시하고,
   상기 경과 시간이 상기 대기 시간 W에 도달하였을 때, 상기 유량 제어 밸브에 상기 유량의 상기 설정값에 따른 상기 개방 신호를 출력하고,
   상기 유량의 상기 계측값이 상기 유량의 상기 관리값에 도달하였을 때의 상기 경과 시간의 값을, 상기 관리 응답 시간의 계측값 Tm으로서 계측하고,
   상기 목표값 Tt로부터 상기 계측값 Tm을 차감한 값을 상기 대기 시간 W의 차분 ΔW로서 산출하고,
   상기 유량의 상기 설정값이 제로가 아닌 값으로부터 제로로 변화되었을 때, 상기 유량 제어 밸브에 폐쇄 신호를 출력함과 함께, 상기 경과 시간의 계측을 정지하고, 상기 경과 시간의 값을 제로로 리셋하고,
   상기 대기 시간 W에 상기 차분 ΔW를 더한 값으로 상기 대기 시간 W의 값을 갱신하는,
   제어 동작을 실행하도록 구성된,
   질량 유량 제어 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 목표값 Tt로부터 상기 계측값 Tm을 차감한 값에 가중 계수를 곱한 값을 상기 대기 시간의 차분 ΔW로서 산출하도록 구성된,
   질량 유량 제어 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 기억 수단은, 미리 정해진 유량의 복수의 범위의 각각에 대응하는 상기 유량의 상기 관리값, 상기 대기 시간 W 및 상기 목표값 Tt를 기억하도록 구성되어 있고,
   상기 제어부는, 상기 제어 동작에 있어서, 상기 유량의 복수의 범위 중 상기 유량의 상기 설정값이 포함되는 범위에 대응하는 상기 유량의 상기 관리값, 상기 대기 시간 W 및 상기 목표값 Tt를 사용하도록 구성된,
   질량 유량 제어 장치.
7. 제4항 또는 제5항에 기재된 질량 유량 제어 장치를 1개 또는 2개 이상 사용한, 질량 유량 제어 시스템.
8. 제6항에 기재된 질량 유량 제어 장치를 1개 또는 2개 이상 사용한, 질량 유량 제어 시스템.

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