JP4549010B2

JP4549010B2 - 送出制御装置

Info

Publication number: JP4549010B2
Application number: JP2002228949A
Authority: JP
Inventors: 文一郎亀山; 一芳石井
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2022-08-06
Also published as: JP2004067163A

Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、送出制御装置に関し、特に、液体を連続的に送出させるとともに、その送出動作を速やかに最適な状態に制御することのできる送出制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、あらゆる状況において液体を適切に送出したい場合、液体の送出状態を監視して送出動作のフィードバック制御を行うことが知られている。
【０００３】
飲料製造の分野では、カップ式飲料の自動販売機や飲料ディスペンサ等の飲料製造装置で希釈水や液体原料（シロップ）等の複数の液体を混合して飲料を製造する際に上記したフィードバック制御を利用し、希釈水やシロップを予め決められた希釈比率で混合して販売するようにしたものがある。
【０００４】
かかる飲料製造装置では、希釈水の流量を基準としてシロップの流量をフィードバック制御することで希釈比率を満たすようにしたものが知られている。飲料の販売中に予め定めた希釈比率を外れたときは次回の販売時に所望の希釈比率を満たすように一販売単位でシロップの流量が補正される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の飲料製造装置によると、希釈比率を外れた販売動作については補正を行うことができないため、その一杯分については品質の低下した飲料が販売されてしまう不都合がある。このように飲料の販売中に希釈比率の変動が生じるような場合でも、販売中の飲料を無駄にしないで希釈比率が確保されるように補正を行うものとして、本出願人は、飲料供給動作の制御目標値と実測値との偏差を監視し、偏差に応じて飲料供給動作を逐次制御する構成を特願２００２−９６２９６号として出願しているが、例えば、希釈水に極端な流量変動が生じた場合や、希釈比率が短時間で大きく変動するような場合のように正常な状態から大きくかけ離れた事象が生じたときは逐次制御が追従できなくなるため、希釈比率のずれが生じて飲料の品質低下が生じるという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、正常な状態から大きくかけ離れた事象が生じた場合であっても速やかに制御目標値を達成でき、安定した送出精度を維持することのできる送出制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するため、液体の送出命令に応じて駆動されて単位時間当たりの制御量に応じた状態監視信号を発生する駆動モータと、前記状態監視信号に基づいて前記制御量と制御目標値との偏差を監視するとともに前記偏差に基づく制御信号を生成する制御部を有し、前記制御部は、前記偏差に基づく制御信号を補正する重み係数を、前記液体と同期して送出される他の液体と前記液体との比率を前記制御目標値として設定することを特徴とする送出制御装置を提供する。
本発明の好適な一例としては、液体の送出命令に応じて駆動されて単位時間当たりの制御量に応じた状態監視信号を発生する駆動モータと、前記状態監視信号に基づいて前記制御量と制御目標値との偏差を監視するとともに前記偏差に基づく制御信号を生成する制御部を有し、前記制御部は、前記液体の送出開始後に前記駆動モータに設けられるパルスエンコーダから前記状態監視信号として出力されるパルスのカウント値と基準パルスカウント値との差分により得られる重み係数によって前記偏差に基づく制御信号を補正する送出制御装置が得られる。
【０００８】
制御部は、液体の送出中に単位時間当たりの制御量を監視して、その送出中の液体についての制御量が送出条件の違いにかかわらず速やかに制御目標値を実現できるように駆動モータの通電制御を実施させる。偏差を速やかに解消することを重視して制御を実施しようとすると、システムが不安定になり易くなるという相反する特性が生じるが、本発明では、システム全体を継続的に不安定にすることなく偏差を短時間で解消させるように単位時間当たりの制御について着目し、偏差に応じた制御信号に重み係数を付与することで、制御目標値を実現するまでの時間的特性を変化させる。このことより、以下の記載中においては、重み係数の付与を伴う通電制御の単位時間当たりにおける時間的特性を応答性として説明している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の送出制御装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る送出制御装置を概略的に示す。
この送出制御装置は、図１（ａ）に示すように管路１３に一定容積量の液体を連続して送出可能な定容積型の流量調整器１を設けて液体を送出し、その送出状態（制御量）を制御部３で監視して目標値（制御目標値）と偏差を生じたときはこれを逐次解消するように送出動作の逐次制御を行い、制御量に異常が生じたときはこれを検出するように構成されており、流量調整器１に設けられる直流モータである回転子駆動モータ１Ｍと、回転子駆動モータ１Ｍに電力を供給する通電部２と、回転子駆動モータ１Ｍおよびパルスエンコーダ１Ｓから出力される信号に基づいて通電部２に制御信号を出力する制御部３を有する。液体は図示しない貯蔵部から加圧されて管路１３に送出される。
【００１１】
流量調整器１は、本体１０の内部に収容されて互いに噛合して回転することにより一定容積量の液体を連続的に管路１３に送出する円形歯車状の一組の回転子１１と、一組の回転子１１の一方の軸１１Ａに接続される回転子駆動モータ１Ｍと、回転子駆動モータ１Ｍの回転速度に応じた周波数のパルスを発生するパルスエンコーダ１Ｓを有し、一組の回転子１１の歯間と本体１０の内壁との間に収容した液体を一組の回転子１１の同期した回転に基づいて移動させる。
【００１２】
パルスエンコーダ１Ｓは、図示しない構成として、軸１１Ａに接続される軸部材と、軸部材に固定されてスリットを形成された円盤部材と、円盤部材を介して対向配置された発光素子と受光素子を有しており、スリットを通過した光を受光素子で受光することによって一組の回転子１１の回転速度に応じた周波数のパルスを出力する。
【００１３】
通電部２は、パルスエンコーダ１Ｓの出力するパルスに応じて制御部３で生成された制御信号を入力することにより回転子駆動モータ１Ｍのデューティを可変させる通電制御を行う。
【００１４】
図１（ｂ）は、制御部３の回路構成を示し、液体送出動作における異常を検出する異常検出部３２と、液体の種類に応じた物性データ、後述する重み係数のデータ、重み係数を制御信号に乗算する条件データ、および送出制御を実行させるプログラムを主として格納するメモリ３３と、図示しない基準クロック部で発生させたクロックパルスをカウントすることに基づいて計時動作を行うタイマー回路３４と、液体送出制御の目標値、回転子駆動モータ１Ｍからフィードバックされる電流値、パルスエンコーダ１Ｓから出力されるパルス、通電部２への制御信号等の種々の信号の入出力を行うインターフェース部３５と、各部の動作を制御する制御回路３６と、回転子駆動モータ１Ｍの駆動量に応じた制御信号に乗算される重み係数を設定する重み設定部３７を内部バス３８を介して接続することにより構成されている。
【００１５】
異常検出部３２は、目標値に対して設けられて異常を判定するための閾値、単位時間当たりのパルス数に基づいて回転子駆動モータ１Ｍの通電量を演算する演算データ、異常判定処理に用いるデータ、および異常判定動作のプログラムを格納する格納部３２Ａと、前述のデータおよびプログラムに基づいて異常判定処理を実行する判定処理部３２Ｂを有している。閾値は回転子駆動モータ１Ｍの単位時間当たりのパルス数について、目標値のパルス数に対する許容範囲に基づいて設定している。
【００１６】
制御回路３６は、格納部３２Ａに格納されたデータおよびプログラムに基づいてパルスエンコーダ１Ｓから入力するパルスに基づく回転子駆動モータ１Ｍの回転数の算出、回転子駆動モータ１Ｍの制御量と目標値との偏差の演算、偏差に基づく制御信号の生成、制御信号と後述する重み係数の乗算に基づく最終制御信号の生成、タイマー回路３４から出力される計時信号に基づくサンプリング周期（ｔ＝１…ｎ）の更新を行う。
【００１７】
また、制御回路３６は、インターフェース部３５を介して図示しない入力装置と接続することによって、格納部３２Ａやメモリ３３に格納される目標値等の種々のデータ、および異常発生時の応答動作を実行するためのプログラムを必要に応じて読み書きすることができるように構成されている。
【００１８】
重み設定部３７は、制御信号に乗算される重み係数を付与する。この重み係数は、例えば、６０％のデューティを１．２５倍するというように回転子駆動モータ１Ｍのデューティを大にする値、もしくは、６０％のデューティを０．７５倍するというように回転子駆動モータ１Ｍのデューティを小にする値である。
【００１９】
図２は、流量調整器１を示し、図２（ａ）は平面方向から見た状態、図２（ｂ）は側面方向から見た状態、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ部における断面を矢印方向に見た状態である。流量調整器１は、本体１０に加圧された液体を流入させる流入部１０ａ、液体を流出させる流出部１０ｂを有し、本体１０の上部にビス等により固定されて回転子駆動モータ１Ｍで発生する回転トルクを液体の粘性に基づいて定まる減速比に減速する減速機１０Ａと、本体１０の下部に固定される蓋部１０Ｂを有し、回転子１１は、回転子駆動モータ１Ｍで発生した回転トルクを減速機１０Ａを介して伝達されることにより、本体１０の内部で矢印方向に回転する。回転子駆動モータ１Ｍの上部には、回転軸の回転速度に応じたパルスを出力するパルスエンコーダ１Ｓが取り付けられている。
【００２０】
流量調整器１は、流入部１０ａから本体１０内に加圧された液体が流入する。
回転子駆動モータ１Ｍを駆動して回転子１１を図２（ｃ）に示す矢印の方向に回転させると、本体１０内に流入した液体は回転子１１の歯と本体１０の内壁との間の歯間Ｃに収容されて移動し、流出部１０ｂから連続的に送出する。このことにより、回転子駆動モータ１Ｍは通電量と加圧された液体の粘性に基づく回転速度で回転し、パルスエンコーダ１Ｓは、回転子駆動モータ１Ｍの回転速度に応じたパルスを出力する。
【００２１】
また、流量調整器１は、回転子駆動モータ１Ｍに通電していないときは、回転子駆動モータ１Ｍに駆動力は生じず、回転子１１には加圧された液体の圧力が付与される。このことにより、回転子駆動モータ１Ｍは自らの回転抵抗と加圧された液体の粘性に基づく回転速度で回転する。例えば、温度が低下して液体の粘性が大になった場合、回転子駆動モータ１Ｍの回転速度が低下してパルスエンコーダ１Ｓから出力される単位時間あたりのパルス数が減少する。
【００２２】
以下、第１の実施の形態における送出制御装置の動作について説明する。
【００２３】
図３は、液体送出動作のフローチャートを示し、オペレータによって送出動作の開始が指示されると（Ｓ１）、制御回路３６は、異常検出部３２に異常検出動作の実行命令を出力するとともに、送出する液体に応じた物性データをメモリ３３から読み込み、インターフェース部３５を介して通電部２に通電開始信号を出力する。通電部２は、通電開始信号に基づいて回転子駆動モータ１Ｍに通電する。回転子駆動モータ１Ｍは、通電に基づいて回転する。流量調整器１は、回転子駆動モータ１Ｍの回転に基づいて回転子１１が駆動されることにより流入部１０ａから本体１０内に流入する加圧された液体を流出部１０ｂから連続的に送出する。制御回路３６は、予め定めたサンプリング周期毎に送出動作の逐次制御を実行する（Ｓ２）。異常検出部３２は、回転子駆動モータ１Ｍの回転に基づいてパルスエンコーダ１Ｓから出力されるパルスを状態監視信号としてインターフェース部３５を介して入力（Ｓ３）し、サンプリング周期毎に単位時間当たりのパルス数の変化を監視する。判定処理部３２Ｂは、状態監視信号を監視して単位時間当たりのパルス数が閾値を超えていないかを監視する。パルス数が閾値を超えたときは異常と判定して（Ｓ４）制御回路３６に異常検出信号を出力する。制御回路３６は、判定処理部３２Ｂから異常検出信号を入力すると、そのサンプリング周期の制御量Ｅについて異常が生じていることを示すフラグを付与する（Ｓ５）。制御回路３６はパルス数が正常であるときは状態監視信号と目標値との偏差に基づいて制御信号を生成し、この制御信号をインターフェース部３５を介して通電部２に出力する。制御回路３６は、フラグの付与された制御量Ｅについては偏差を算出せずに送出動作を継続する。
【００２４】
制御回路３６は、逐次制御を開始してから一定時間が経過（Ｓ６）すると、重み設定部３７に重み係数の出力を指示する制御信号を出力する。重み設定部３７は、制御信号を入力すると制御回路３６に指定された重み係数を出力する（Ｓ７）。制御回路３６は、回転子駆動モータ１Ｍについて生成された制御信号に重み係数を乗算し、インターフェース部３５を介して通電部２に出力する。また、制御回路３６は、タイマー回路３４から周期更新タイミングに応じたトリガ信号を入力（Ｓ８）すると、サンプリング周期を更新（Ｓ９）して新たなサンプリング周期について状態監視信号を監視することにより上記した逐次制御を行う。
【００２５】
図４は、制御信号に重み係数を付与した場合の特性変化を示し、図４（ａ）では、目標値に対する単位時間当たりの流量の変化を示し、図４（ｂ）では、図４（ａ）に対応する駆動モータ１Ｍのデューティを示す。図中、実線ａおよび実線ｂに対応して実線ａ’および実線ｂ’を示している。目標値として流量Ｒｔが指定されている状態で液体の送出動作について逐次制御を実行するとき、制御信号に０．７５倍の重み係数を付与すると図４（ａ）の実線ａに示すような流量を示した。実線ａでは、駆動モータ１Ｍの過渡特性によって３秒までの流量が目標値から大きくずれを生じているので、３秒までの制御信号に１倍の重み係数を乗算して最終制御信号を生成し、再度駆動モータ１Ｍに通電すると実線ｂに示すような流量を示した。実線ｂでは、実線ａと比較して１秒から３秒にかけての偏差が小になっている。これは、図４（ｂ）に示すように１秒から３秒にかけての制御信号に１倍の重み係数を選択的に付与したことで、実線ａ’に示すデューティが実線ｂ’に示すように重み係数を付与した部分の振幅が大になった通電波形に変化したことによる。この振幅の発生によって１秒から３秒までの通電制御に対する応答性を向上させている。
【００２６】
図４に示す重み係数は、液体送出動作を実行して得られるパルスエンコーダ１Ｓのパルスカウント値、回転子駆動モータ１Ｍのデューティ等のデータに基づいて経験的に求めた値を用いているが、システム全体を継続的に不安定にすることのない値を設定できれば他の方法で設定することも可能である。
【００２７】
制御回路３６は、パルスエンコーダ１Ｓから入力するパルスが規定パルス値となったとき（Ｓ１０）に送出終了を指示する通電停止信号をインターフェース部３５を介して通電部２に出力する。通電部２は通電停止信号を入力することによって回転子駆動モータ１Ｍへの通電を停止する。このことにより送出動作を終了する（Ｓ１１）。
【００２８】
図５は、判定処理部３２Ｂにおける異常判定処理を示し、単位時間当たりのパルス数（制御量Ｐｃ）について設定される目標値Ｐｔに対して閾値ｘ−ｘが設定されている。同図においては閾値ｘ−ｘを目標値Ｐｔに対する絶対値として設定しており、異常を生じた制御量Ｐｃが点線で示すような振幅を伴う場合でも検出できるようにしている。判定処理部３２Ｂは、単位時間当たりのパルス数が閾値ｘ−ｘの範囲に収まっているとき（実線）は正常な状態であると判定して正常判定信号を制御回路３６に出力する。一方、判定処理部３２Ｂは、制御量Ｐｃが閾値ｘ−ｘの範囲から外れているときは異常が生じていると判定して異常検出信号を制御回路３６に出力する。
【００２９】
上記した判定処理部３２Ｂにおける異常判定処理では、異常が生じているサンプリング周期についてはフラグを立てて偏差を演算しないようにしているが、フラグが付与されたとき液体送出動作を停止し、オペレータに異常の発生を通報するようにしても良い。異常の通報は、例えば、警報表示用に設けられたランプを点灯させることで行うことができるが、他の警報通知装置であっても良い。
【００３０】
また、フラグを付与した制御量Ｐｃについて、上記したように偏差を算出しない制御のほか、フラグが付与された制御量Ｐｃでは偏差を求めずに３回連続してフラグが付与されたときには４回目の制御量Ｐｃについて、フラグの有無に関わらず目標値との偏差を算出するようにしても良い。また、フラグを付与した制御量Ｐｃをそのまま用いて目標値Ｐｔとの偏差を算出するようにしても良い。このようなフラグ付与に対する制御回路３６の応答は、用途、液体の物性、送出形態や機器の構成によって選択することが可能である。
【００３１】
第１の実施の形態では、管路１３を介して液体を連続的に送出させるために、貯蔵部に貯蔵された液体を加圧して送出を促しており、加圧しない液体を送出させる場合と比較して管路１３の圧力損失による流量低下を低減するように加圧量に応じて調整できるという特徴を有する反面、液体を加圧することによって、例えば、図５で説明した異常の場合の制御量Ｐｃが現れにくくなる。つまり、液体の加圧量を上昇させるにつれて、回転子駆動モータ１Ｍの単位時間当たりのパルス数について点線で示す制御量Ｐｃが実線で示す制御量Ｐｃに近づくことになり、点線で示す制御量Ｐｃに含まれる偽の制御量を検出することが難しくなる。このような場合、偽の制御量の存在を意識しないで逐次制御を行うと、目標値Ｐｔとの偏差に偽の制御量が含まれてしまうという不都合が生じる。
【００３２】
このことから、図５に示す制御量Ｐｃが閾値ｘ−ｘから外れた斜線部ｅについては真の制御量に含まれる偽の制御量として検出するようにしたことで、システムを不安定にする逐次制御が実施されることを防ぐことができる。また、制御量Ｐｃの許容範囲が小であるような送出条件下でも精度の良い逐次制御を実施できるようになる。
【００３３】
上記した第１の実施の形態における送出制御装置によると、パルスエンコーダ１Ｓから出力される単位時間当たりの状態監視信号としてのパルスと目標値との偏差を監視し、偏差に基づく制御信号に重み係数を付与して補正した最終制御信号によって回転子駆動モータ１Ｍの通電制御を行うようにしたので、システムを継続的に不安定にすることなく応答性を向上させることができ、液体送出動作が正常な状態から大きくかけ離れた事象を生じたときでも液体送出動作を目標値に速やかに一致させることができる。
【００３４】
また、液体の送出動作に応じた重み係数を制御信号に付与することによって、システムの安定性を大きく崩すことがないので、安定した送出精度を維持することができる。
【００３５】
なお、第１の実施の形態では、液体送出動作の経過時間に応じて重み係数の値を変化させる構成を説明したが、例えば、送出する液体の物性や、配管構成に基づいて液体送出動作の状態が経験的に判断できる場合には、任意の重み係数を固定的に付与して液体送出動作を実行するようにしても良い。
【００３６】
また、重み係数は、図４に示すように段階的に設定することに限定されず、一定値を任意の時間に付与するものであっても良い。
【００３７】
また、段階的に付与するものについても増加傾向で付与するものの他に、減少傾向で付与するようにしても良い。
【００３８】
また、流量調整器１は、送出される液体の流量をパルスエンコーダ１Ｓの出力パルスに応じて監視できることから、液体積算値としての基準パルスカウント値を設定し、液体送出動作に応じたパルスのカウント値が基準パルスカウント値に一致したタイミングで予め定めた重み係数を制御信号に付与するようにしても良く、そのことによって流量に着目した通電制御を行わせることもできる。
【００３９】
また、前述の基準パルスカウント値と液体送出動作に応じたパルスのカウント値との差分を演算し、差分に応じた重み係数を演算により求めて制御信号を補正するようにしても良い。
【００４０】
また、制御信号に重み係数を付与すると、状況によっては図５に示す制御量Ｐｃが一時的に大になって閾値から外れることが考えられることから、重み係数を付与したときは閾値に基づく異常判定を一定の時間で一時的に停止させても良い。
【００４１】
このように液体送出動作に応じた重み係数を付与する送出制御装置は、特に、複数の液体を同期して精度良く連続的に送出させる用途に適する。例えば、液体原料（シロップ）を希釈水で希釈して飲料を製造する場合には、予め定めた希釈比率を外れると味覚が変化することから、一販売動作における希釈比率を一定に保つことが要求される。更に好ましくは、送出中の微小時間である単位時間当たりの希釈比率が味覚に影響を与えることのない許容範囲にあることである。但し、飲料を構成する液体の送出状態が機器の構造等に起因して変動する場合もあり、そのことによって希釈比率が変動することがある。
【００４２】
例えば、炭酸飲料を販売するカップ式自動販売機では、炭酸水を機内で生成して調達しており、その貯蔵量が不足したときは水源から希釈水を貯蔵タンクに給水し、そこに炭酸ガスを供給して希釈水に溶解させることによって炭酸水を製造している。この貯蔵タンクへの給水が販売動作と重なる場合に、通常販売状態と比較して希釈水の供給量が著しく低下することから、通常販売状態と同様に液体送出動作を行うと、正しい希釈比率を速やかに実現できないといった状況が起こりうる。
【００４３】
図６は、第２の実施の形態として、第１の実施の形態で説明した送出制御装置を適用した飲料ディスペンサの概略構成を示し、液体原料であるシロップと、希釈水と、炭酸水をそれぞれの供給ラインを介してマルチバルブ２９に供給し、マルチバルブ２９で混合してカップ５０に供給するものであり、第１の実施の形態で説明した管路１３はシロップを送出する。流量調整器１については図１および図２に示す構成と同様であることから重複する説明を省略する。
【００４４】
この飲料ディスペンサは、高圧の炭酸を収容した炭酸ガスボンベＢと、液体原料としてのシロップＳを収容したシロップタンク６と、炭酸ガスをシロップタンク６に供給する炭酸ガス供給ライン７Ａと、炭酸ガス供給ライン７Ａに設けられる炭酸ガス制御弁８Ａと、シロップＳを冷却水Ｗによって冷却するシロップ冷却コイル１５と、シロップ冷却コイル１５を浸漬される冷却水Ｗを満たした冷却水槽１５Ａと、図示しない冷却ユニットから供給される冷媒の気化に基づいて冷却水Ｗを冷却するエバポレータ１５Ｂと、エバポレータ１５Ｂに冷媒を循環させる冷媒管路１５Ｃと、シロップタンク６から炭酸ガスで加圧されたシロップＳを送出するシロップ供給ライン（以下、管路という）１３と、シロップＳを一定容積量で連続的に送出させるとともにパルスエンコーダ１Ｓで流量に応じた流量信号を出力する流量調整器１と、管路１３を開閉するシロップ電磁弁１４と、シロップＳ、希釈水Ｗ_A、炭酸水Ｗｃ等の液体を混合して販売飲料としてカップ５０に排出するマルチバルブ２９と、希釈水Ｗ_Aの取水管１６と、取水管１６を開閉する水電磁弁１７と、希釈水Ｗ_Aを圧送する水ポンプ１８と、希釈水Ｗ_Aを冷却水（図示せず）によって冷却する希釈水冷却コイル１９と、希釈水Ｗ_Aを送出する希釈水供給ライン２０と、希釈水Ｗ_Aの流量に応じた流量信号を出力する希釈水流量計２１と、希釈水供給ライン２０を開閉する希釈水電磁弁２２Ａと、希釈水供給ライン２０から分岐して設けられる水分岐ライン２３と、水分岐ライン２３を開閉する電磁弁２２Ｂと、水分岐ライン２３を介して供給される希釈水Ｗ_Aと炭酸ガス供給ライン７Ｂを介して供給される炭酸ガスとを混合して炭酸水Ｗｃを形成するカーボネータ２４と、炭酸ガス供給ライン７Ｂに設けられる炭酸ガス制御弁８Ｂと、カーボネータ２４で形成された炭酸水Ｗｃを送出する炭酸水供給ライン２５と、炭酸水Ｗｃの流量に応じた流量信号を出力する炭酸水流量計２６と、炭酸水Ｗｃを冷却水（図示せず）によって冷却する炭酸水冷却コイル２７と、炭酸水供給ライン２５を開閉する炭酸水電磁弁２８を有する。
【００４５】
また、図示しない構成として、シロップ冷却コイル１５と同様に希釈水冷却コイル１９および炭酸水冷却コイル２７を冷却水によって冷却する冷却水槽、カップ５０を供給するカップ供給装置、カップ５０に氷を供給する製氷機、販売要求信号を入力する販売スイッチを有している。
【００４６】
エバポレータ１５Ｂは、冷媒管路１５Ｃを介して供給される液冷媒を気化させることによって表面に氷１５Ｄを形成し、この氷１５Ｄに基づいて冷却水槽１５Ａの冷却水Ｗを冷却する。
【００４７】
流量調整器１は、第１の実施の形態で説明した通電部２によって回転子駆動モータ１Ｍに電力を供給される。また、回転子駆動モータ１Ｍは、その駆動状態に応じた信号を第１の実施の形態で説明した制御部３に出力する。また、回転子駆動モータ１Ｍに取り付けられたパルスエンコーダ１Ｓのパルスも制御部３に出力する。
【００４８】
以下、第２の実施の形態の飲料ディスペンサでシロップＳと希釈水Ｗ_Aを混合して飲料を製造する場合の動作について説明する。ここでは希釈水Ｗ_Aを基準としてシロップＳの流量を追従させるものとする。
【００４９】
まず、オペレータによって飲料を選択する図示しない販売スイッチが押されると、インターフェース部３５を介して制御部３の制御回路３６に販売要求信号が入力する。制御回路３６は、販売要求信号に基づいて水電磁弁１７、水ポンプ１８、希釈水電磁弁２２Ａに通電することによって希釈水供給ライン２０を介してマルチバルブ２９に希釈水Ｗ_Aを供給する。制御回路３６には希釈水流量計２１の流量信号が入力する。また、制御回路３６は、希釈水Ｗ_Aの送出開始から一定の時間が経過した後にシロップ電磁弁１４に通電して管路１３を開き、続いて流量調整器１の回転子駆動モータ１Ｍに通電する。このことにより回転子駆動モータ１Ｍが回転し、流量調整器１はシロップＳをマルチバルブ２９に供給する。
【００５０】
図７は、カーボネータ２４への給水がある場合とない場合における希釈水Ｗ_Aの単位時間当たりの流量を示し、横軸の時間は販売開始からの経過時間を示している。実線Ｄは、カーボネータ２４への給水がない場合（通常販売状態）の流量を示す。実線Ｅは、カーボネータ２４への給水が発生している場合の流量を示し、実線Ｄに示す流量と比較して著しく低下している。このため、飲料の希釈比率を確保するには減少した希釈水Ｗ_Aの流量に対応してシロップＳの流量を制御する必要があるが、通常販売状態との流量の差が大であることから、回転子駆動モータ１Ｍを低速で通電制御する必要がある。
【００５１】
制御回路３６は、電磁弁２２Ｂが開かれているとき、カーボネータ給水に応じた重み係数を付与するように回転子駆動モータ１Ｍの逐次制御を実行する。制御回路３６は、パルスエンコーダ１Ｓから出力されるパルスと目標値との偏差に基づいて回転子駆動モータ１Ｍの駆動量に応じた制御信号を生成し、この制御信号にメモリ３３から読み込んだ重み係数を乗算して得られる最終制御信号をインターフェース部３５を介して通電部２に出力する。異常検出部３２は、パルスを監視する。また、制御回路３６は、予め定められたサンプリング周期毎に、希釈水流量計２１から入力する希釈水Ｗ_Aの流量信号とパルスエンコーダ１Ｓの出力するパルスに基づいて飲料の希釈比率を演算する。希釈比率が許容値から外れているときは飲料について定められた希釈比率を実現するように回転子駆動モータ１Ｍの逐次制御を行う。
【００５２】
制御回路３６は、サンプリング周期毎にパルスエンコーダ１Ｓの出力する状態監視信号としてのパルス（制御量１）が閾値の範囲にあるか否かを監視しており、閾値を超えた制御量については異常発生を示すフラグを立てる。また、制御回路３６は、回転子駆動モータ１Ｍのデューティ（制御量２）が閾値を超えた振幅量を生じている場合についてもその制御量２について異常発生を示すフラグを立てる。フラグの付与された制御量１および制御量２については第１の形態で説明したものと同様に処理することが可能であるので、重複する説明を省略する。
【００５３】
図８は、カーボネータ２４への給水が生じているときの液体送出動作のタイミングチャートを示し、Ｒｔは希釈比率の目標値、Ｒｃは実際の希釈比率、Ｇ１は単位時間における重み係数の配分を示す。ここでは１秒から３秒にかけての重みを３とし、４秒で４、５秒で５に設定している。始めに重み係数を付与せずに５秒の液体送出動作を実施したところ、目標値Ｒｔに対してＲｃに示すような実測値が得られた。この場合、１秒から約３秒にかけて偏差Ｆが生じている。そこで、偏差Ｆに基づいて得られる制御信号に重み係数Ｇ１を乗算して最終制御信号を生成し、液体送出動作を実行したところ、グラフＦ１に示すように目標値Ｒｔを実現するまでの時間がほぼ２秒に改善された。この重み係数Ｇ１は、シロップＳの流量を速やかに低減させるために制御信号に乗算されるものであり、また、シロップＳは炭酸ガスで加圧されていることから、回転子駆動モータ１Ｍが加圧されたシロップＳの圧力で回転することを考慮して設定される。
【００５４】
制御回路３６は、希釈水流量計２１から入力する希釈水Ｗ_Aの流量信号が規定値となったときに送出終了を指示する通電停止信号をインターフェース部３５を介して通電部２に出力する。通電部２は通電停止信号を入力することによって回転子駆動モータ１Ｍへの通電を停止する。また、制御回路３６は、シロップ電磁弁１４、水電磁弁１７、水ポンプ１８、希釈水電磁弁２２Ａへの通電を停止することにより飲料の販売動作を終了する。
【００５５】
上記した第２の実施の形態によると、基準となる希釈水Ｗ_Aの流量が大きく変動する状況に応じた重み係数を制御信号に付与するようにしたので、カーボネータ２４への給水によって希釈水Ｗ_Aの流量が極端に低下する場合でも逐次制御に基づく通電制御の応答性を確保できる。そのことによって希望する希釈比率を速やかに実現することができ、飲料の味覚が変化するといった品質低下を生じないようにすることができる。
【００５６】
なお、上記したような加圧されたシロップを使用する飲料ディスペンサ以外に、例えば、加圧されたシロップを使用するカップ式飲料の自動販売機についても同様の送出制御を適用することができる。
【００５７】
また、第２の実施の形態では、希釈水Ｗ_Aを基準としてシロップＳの流量を追従させる場合を説明したが、シロップＳを基準として希釈水Ｗ_Aの流量を追従させるようにしても良い。また、炭酸水Ｗｃを基準としてシロップＳの流量を追従させるようにしても良い。
【００５８】
また、回転子駆動モータ１Ｍの駆動特性を考慮して、送出初期の過渡状態では重み係数を大にして回転子駆動モータ１Ｍを通電制御し、過渡状態以降は重み係数を変更するか、もしくは付与しないで逐次制御を行うようにしても良い。
【００５９】
上記した第１および第２の実施の形態で説明した応答性の問題は、特に、送出制御する液体が加圧されているときに顕著に現れるが、非加圧の液体であっても粘性等の要因によって生じることもある。このことから、気体加圧した液体に限定されず、貯蔵部の容積変化に基づいて加圧された液体、供給水圧に基づいて加圧された液体、重力に基づいて加圧された液体、あるいは、無加圧の液体を連続的に送出させる送出制御に適している。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の送出制御装置によると、制御量と制御目標値との偏差に応じた重み係数を液体の送出動作に応じて制御信号に付与し、制御目標値に対する通電制御の結果を速やかに精度良く制御量に反映させるようにしたため、正常な状態から大きくかけ離れた事象が生じた場合であっても速やかに制御目標値を達成でき、安定した送出精度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る送出制御装置の概略構成図
（ｂ）は、制御部の構成を示す回路図
【図２】流量調整器の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ部における断面図
【図３】液体送出動作のフローチャート
【図４】（ａ）は、重み付けの有無に応じた液体送出動作での単位時間当たり流量と時間の関係を示すグラフ
（ｂ）は、重み付けの有無に応じた液体送出動作での回転子駆動モータのデューティと時間の関係を示すグラフ
【図５】判定処理部で異常判定処理を行うときの単位時間当たりのパルス数と時間の関係を示すグラフ
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る飲料ディスペンサの概略構成図
【図７】カーボネータへの給水がある場合とない場合における希釈水Ｗ_Aの単位時間当たり流量を示すグラフ
【図８】第２の実施の形態に係る液体送出動作についてのタイミングチャート
【符号の説明】
１、流量調整器１Ｍ、回転子駆動モータ１Ｓ、パルスエンコーダ
２、通電部３、制御部６、シロップタンク７Ａ、炭酸ガス供給ライン
７Ｂ、炭酸ガス供給ライン８Ａ、炭酸ガス制御弁８Ｂ、炭酸ガス制御弁
１０、本体１０Ａ、減速機１０Ｂ、蓋部１０ａ、流入部
１０ｂ、流出部１１、回転子１１Ａ、軸１３、管路
１４、シロップ電磁弁１５、シロップ冷却コイル１５Ａ、冷却水槽
１５Ｂ、エバポレータ１５Ｃ、冷媒管路１５Ｄ、氷１６、取水管
１７、水電磁弁１８、水ポンプ１９、希釈水冷却コイル
２０、希釈水供給ライン２１、希釈水流量計２２Ａ、希釈水電磁弁
２２Ｂ、電磁弁２３、水分岐ライン２４、カーボネータ
２５、炭酸水供給ライン２６、炭酸水流量計２７、炭酸水冷却コイル
２８、炭酸水電磁弁２９、マルチバルブ３２、異常検出部
３２Ａ、格納部３２Ｂ、判定処理部３３、メモリ
３４、タイマー回路３５、インターフェース部３６、制御回路
３７、重み設定部３８、内部バス５０、カップ

Claims

液体の送出命令に応じて駆動されて単位時間当たりの制御量に応じた状態監視信号を発生する駆動モータと、
前記状態監視信号に基づいて前記制御量と制御目標値との偏差を監視するとともに前記偏差に基づく制御信号を生成する制御部を有し、
前記制御部は、前記偏差に基づく制御信号を補正する重み係数を、前記液体と同期して送出される他の液体と前記液体との比率を前記制御目標値として設定することを特徴とする送出制御装置。
前記駆動モータは、加圧された液体を前記液体として連続的に送出することを特徴とする請求項第１項記載の送出制御装置。
複数の前記単位時間からなる周期内での前記偏差に基づく制御信号に前記重み係数を付与することを特徴とする請求項第１項記載の送出制御装置。