KR20080030051A

KR20080030051A - 펌프 제어를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080030051A
Application number: KR1020087002006A
Authority: KR
Inventors: 핀 브루드볼드; 로버트 펠로비츠
Original assignee: 큐릭, 인코포레이티드
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2008-04-03
Also published as: JP2008544810A; AU2006261857A1; EP1909622A1; US20060292012A1; TW200719859A; CN101374443A; CA2613751A1; WO2007002575A1

Abstract

본 발명은 액체를 제1 위치에서 제2 위치로 유동시키도록 구성된 펌프를 제어하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다. 펌프는 보정기간(calibration period)에 작동될 수 있고, 펌프의 “성능특성”(performance characteristics)에 기초하여 “작동지수” (operation index)가 펌프에 부여될 수 있다. 작동지수는 펌프가 후속 작동을 하는 데에 이용될 수 있다. 예를 들어, 작동지수는 펌프가 소정 체적의 액체를 전달하기 위한 펌프 작동 시간을 식별하는 데에 이용될 수 있다. 작동지수를 결정하는 데에 이용되는 성능특성은 펌프에 공급된 전압 및/또는 펌프의 체적유동률(volume flow rate)를 포함할 수 있다.

음료 생성 시스템, 음료 생성 장치, 펌프 제어, 작동지수, 작동시간, 체적유동률

Description

펌프 제어를 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR PUMP CONTROL}

본 발명은 펌프 제어를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

커피추출기(coffee brewer)와 같은 음료 생성 기계의 체적 제어는 생성된 음료의 품질에 중요하다. 예를 들어, 표준 드립 커피 메이커 (drip coffee maker)는 통상 사용자에 의해 희망하는 체적의 물이 채워지는 저수통(water reservoir)을 구비하며, 상기 희망하는 체적의 물은 위 기계에 의해 일정한 체적의 커피를 생성하는데 사용된다. 이러한 저수통은 종종 시야확보용 유리(sight glass) 혹은 기타 구성을 포함하여 사용자가 저수통 안의 물의 양을 확인할 수 있도록 한다. 그 결과, 사용자는 커피 음료를 만들기 위해 위 기계가 사용하는 물의 양에 대해 일정한 정도의 제어를 할 수 있다.

본 발명의 발명자는 1인분용 커피추출기와 같은 음료 생성 기계들은 양질의 음료를 만들기 위해서 정확한 물의 체적을 요구하지만, 사용자가 실제 사용되는 물의 양을 제어할 수 있는 방식으로 작동하지 않는다는 점을 인식하였다. 예를 들어, 몇몇 커피추출기는 다수의 음료를 위한 충분한 물을 수용하는 저수 탱크(water storage tank)를 갖는다. 사용자가 생성되는 음료의 최종량을 결정할 수 있더라도, 추출기 자체는 예를 들어 자동으로 저수 탱크로부터 희망하는 양의 물을 뽑아서 커피 추출을 위한 물을 공급함으로써 음료 생성에 사용되는 물의 양을 제어한다. 이러한 추출기들은 공급되는 물의 체적을 결정하기 위해 유량계(flowmeter)를 사용하고 워터펌프(water pump)의 작동을 제어하여 음료 추출을 위해 제어된 체적의 물이 사용되게 한다.

본 발명의 일 실시태양에서, 음료 생성 시스템은 적어도 부분적으로 액체로부터 음료를 생성하도록 구성된 음료 생성 장치를 포함한다. 음료 생성 장치는, 예를 들어 커피 음료 추출을 위해, 액체를 제1 위치에서 제2 위치로 흐르게 하도록 구성된 펌프를 포함할 수 있다. 본 시스템과 관련된 제어기는 미리 정해진 체적의 액체를 제1 위치에서 제2 위치로 전달하도록 작동지수(operation index)에 기초하여 펌프가 작동하도록 제어하도록 구성되어, 예를 들어 음료를 만드는 데 신중하게 결정된 체적의 물이 사용되게 한다. 일 실시예에서, 작동지수는 펌프에 공급된 소정의 전압으로 체적유동률(volume flow rate)을 제공하는 펌프의 능력을 나타낼 수 있다. 일 실시태양에서, 제어기는 작동지수를 결정하기 위해, 이를 테면 사용자가 음료 생성 시스템을 처음 사용할 때, 보정기간(calibration period) 동안 펌프를 작동시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 제어기는 보정기간 동안 펌프에 공급된 전력의 전력공급 특성(예를 들어 펌프에 공급된 전압) 및/또는 보정기간 동안의 펌프의 성능(예를 들어 특정 전압에 대해 특정 체적의 액체가 전달되는 데에 소요된 시간)과 같은 보정기간 동안의 펌프의 성능 특성에 기초하여 작동지수를 결정할 수 있다.

본 발명의 다른 실시태양에서, 음료 생성 시스템은 적어도 부분적으로 액체로부터 음료를 생성하도록 구성된 음료 생성 장치를 포함한다. 음료 생성 장치는, 예를 들어 커피 음료 추출을 위해, 액체를 제1 위치에서 제2 위치로 유동시키도록 구성된 펌프를 포함할 수 있다. 본 시스템과 관련된 제어기는 펌프가 작동시간 동안 작동하도록 제어하여 미리 정해진 체적의 액체를 제1 위치에서 제2 위치로 전달하도록 구성될 수 있다. 펌프의 작동시간은 예를 들어 펌프에 공급되는 소정의 전압으로 체적유동률을 제공하는 펌프의 능력과 같은 작동지수에 기초하여 결정될 수 있거나, 및/또는 작동시간 동안 펌프에 공급된 전압에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 펌프에 공급되는 전압이 변한다면, 제어기는 펌프가 적당한 체적의 액체를 제공하는 것을 보장하도록 작동시간을 조정할 수 있다.

본 발명의 다른 실시태양에서, 음료 생성 기계에 사용되는 펌프의 작동을 보정하는 방법은 액체를 제1 위치에서 제2 위치로 유동시키도록 구성된 하나 이상의 펌프를 포함한 음료 생성 기계를 제공하는 단계를 포함한다. 펌프는 보정 목적으로 작동되고, 작동하는 동안의 펌프의 성능특성이 측정될 수 있다. 예를 들어, 펌프가 정해진 체적의 유체를 제공하는 데에 걸린 시간 및/또는 보정하는 동안 펌프에 공급된 전압이 측정될 수 있다. 성능특성에 기초하여 펌프에 작동지수가 부여될 수 있으며, 작동지수는 펌프의 후속 작동에서 그 작동을 제어하는 데에 이용될 수 있다. 따라서, 펌프 작동 상의 편차가 고려될 수 있으며, 희망하는 체적이 보정에 사용된 체적과 정확히 일치하는지 여부와 관계없이 펌프는 희망하는 체적의 액체를 제공하도록 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 보정하는 동안 펌프에 공급된 전력의 전압 또는 다른 특성들은 펌프의 하나 이상의 다른 성능특성에 더하여 작동지수를 결정하는 데에 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시태양에서, 음료 생성 기계에 사용되는 펌프의 작동을 제어하는 방법은 액체를 제1 위치에서 제2 위치로 유동시키도록 구성된 하나 이상의 펌프를 포함한 음료 생성 기계를 제공하는 단계를 포함한다. 펌프가 미리 정해진 체적의 액체를 전달하도록 펌프가 작동하게 하는 펌프에 가해진 전력의 전력공급특성이 결정될 수 있으며, 전력공급특성에 기초하여 펌프가 미리 정해진 체적의 액체를 전달하기 위한 작동시간이 결정될 수 있다. 그 후 펌프는 결정된 작동시간에 따라 작동될 수 있다. 전력공급특성은 작동시간 동안 펌프가 작동하기 전에 결정될 수 있고(예를 들어, 전압이 예측될 수 있음), 또는 전력공급특성은 펌프가 작동하는 동안에 감지될 수 있다(예를 들어, 펌프에 공급된 전압은 통합될 수 있고, 통합된 전압은 작동시간을 결정하는데 사용될 수 있음).

본 발명의 위와 같은 실시태양 및 다른 실시태양은 아래의 설명과 청구범위에 의해 분명해진다.

본 발명의 실시태양은 예시적인 실시예를 참조하여 아래에 기재되어 있고, 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 표시된다. 도1은 본 발명의 실시태양에 따른 음료 생성 시스템의 개략도이다.

도2는 본 발명의 실시태양에 따른 펌프의 작동지수를 결정하기 위한 색인표의 예이다.

도3은 예시적인 실시예에서의 펌프의 체적유동률 대 전압 곡선의 예를 보여준다.

본 발명의 실시태양은 임의의 적합한 펌프/제어장치 및/또는 임의의 관련 음료 생성 시스템을 통해 실시될 수 있다. 본 명세서에서는 몇몇 다른 실시예들이 예증의 목적으로 설명되어 있다. 그러나, 이러한 예시적인 실시예들이 발명의 범위를 좁게 해석하는 데에 사용되어서는 안 된다. 예를 들어, 음료 생성 장치는 저수 탱크와 계량 챔버를 포함하고, 이로부터 추출 챔버에 액체를 공급한다고 아래의 실시예에서 설명을 하고 있다. 그러나, 본 발명의 실시태양은 이 형태의 구성에만 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 실시태양은 계량 챔버를 포함하지 않는 이를테면 물이 저수 탱크에서 곧바로 추출 챔버로 공급되는 시스템에 사용될 수 있고, 및/또는 추출 챔버를 가지지 않은 이를테면 추출 없이 음료가 제조되는 시스템에 사용될 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 본 발명의 다양한 실시태양이 설명되고 있고, 이러한 다양한 실시태양은 상호간의 임의의 적합한 조합 또는 단독으로 이용될 수 있다.

본 발명의 일 실시태양에서, 음료 생성 시스템 제어기는 워터 펌프와 같은 펌프가 그와 관련된 작동지수에 기초하여 작동하도록 제어할 수 있다. 작동지수는 특정한 체적유동률로 전달하는 펌프의 능력 및 상응하는 펌프 작동시간에 걸쳐 특정한 체적의 액체를 전달하는 펌프의 능력을 나타낸다. 여기서 사용되는 바와 같이, "작동시간"은 펌프의 작동 지속에 대한 임의의 적합한 측정값, 예를 들어, 시 간의 기간, 펌프 사이클의 횟수(예를 들어, 축 회전 또는 행정), 펌프에 전달된 총 전력, 펌프에 인가된 통합된 전압(integrated voltage), 또는 펌프가 작동된 지속시간의 기초가 될 수 있는 기타의 측정값을 포함한다. 작동지수는 예를 들어 펌프의 최초 개시 시점 및/또는 펌프가 운행에 들어간 후의 어느 시점에서 제어기가 펌프를 위한 작동지수를 설정할 수 있도록 조정가능 하다. 따라서, 시간의 경과에 따라 펌프의 성능특성[예를 들어, 공칭 체적유동률(nominal volume flow rate) 또는 인가 전압]이 변한다고 하더라도, 작동지수는 제어기가 펌프의 작동을 제어하여 미리 정해진 체적의 액체를 전달할 수 있도록 한다.

또한, 작동지수는 예를 들어 음료 생성 시스템에서 펌프가 교체되는 때나 같은 제어 장치를 갖는 서로 다른 두 개의 시스템에서의 펌프 사이에 존재할 수 있는 펌프 대 펌프 편차를 제어기가 수용하게 할 수 있다. 예를 들어, 펌프가 같은 디자인, 사양을 가지며 같은 제조자에 의해 생산된 경우라도, 같은 모델의 다른 펌프 개체의 성능은 크게 20%까지 다를 수 있다. 그러므로, 일 음료 생성 장치에 제공된 일 펌프는 다른 음료 생성 장치의 다른 펌프와 상이하게 작동할 수 있다. 예를 들어, 전력공급, 물 공급, 기타 작동 변수가 모두 같더라도, 일 펌프는 다른 펌프와 상이한 체적유동률을 보일 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일 실시태양에 따르면, 서로 다른 시스템의 제어기가 거의 동일한 방식으로 구성될 수 있지만, 일 음료 생성 시스템의 제어기는 그 시스템의 펌프를 위해 제1 작동지수를 사용하는 반면, 다른 음료시스템의 제어기는 펌프를 위해 제2 작동지수를 사용할 수 있다. 그 결과, 두 펌프의 편차는 수용될 수 있고, 각 시스템에서 펌프가 희망하는 체적의 액체를 공급할 수 있도록 펌프의 작동이 제어될 수 있다.

예를 들어, 일 실시예에서, 제어기는 특정된 작동시간 동안 펌프를 작동시켜 예를 들어 음료 생성을 위해 펌프가 희망하는 총 체적을 제공할 수 있게 한다. 만약 펌프가 서로 다른 두 시스템에서 다른 성능을 나타낸다면, 양 펌프가 같은 작동시간 동안 운행되어도 서로 다른 총 체적의 액체를 전달할 것이다. 위에서 살펴본 바와 같이, 체적 제어는 음료 생성에 있어서 일관성, 양질의 맛이나 외관, 기타 음료의 특성을 제공하기 위한 중요한 요소가 될 수 있다. 작동지수는 펌프성능의 편차를 고려하여 각 컨트롤러가 각 펌프를 제어하여(예를 들어, 펌프의 작동시간을 결정하여) 펌프가 양 시스템에서 동일한 요구 체적을 전달할 수 있도록 한다.

일 실시예에서, 제어기는 펌프의 적합한 작동시간을 결정하기 위해 펌프에 공급된 전력의 전력공급특성을 이용할 수 있다. 예를 들면, 서로 다른 두 음료 제조 시스템의 두 펌프가 동일 성능으로 작동한다고 하여도, 작동하는 동안 펌프에 서로 다른 전력 전압이 인가되면, 펌프는 통상적으로 다른 체적유동률을 보일 수 있으며, 일 예로 80%의 편차까지 나타낸다. 따라서, 제어기는 작동하는 동안 펌프에 공급되는 전력의 전압과 같은 전력공급특성을 고려하여, 펌프가 희망하는 체적의 액체를 정확하게 제공하도록 제어될 수 있게 한다.

다른 실시예에서, 음료 생성 시스템의 제어기는 펌프의 작동시간을 결정하기 위해, 작동지수와 전력공급특성을 모두 이용할 수 있다. 작동지수와 전력공급특성을 모두 이용함으로써, 제어기는 펌프성능 및/또는 전력공급에 편차가 있더라도 펌프의 정확한 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 작동지수에 기초하여 작동시간을 결정할 수 있고, 이후 펌프에 공급된 전압에 기초하여 펌프가 작동하는 동안 그 시간을 조정할 수 있다.

본 발명의 일 실시태양에서, 음료 생성 시스템의 제어기는 보정기간 동안 펌프가 작동하도록 제어할 수 있고, 펌프의 성능특성에 기초하여 작동지수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 음료 제조 시스템이 처음으로 작동될 때, 제어기는 펌프가 특정한 체적을 제공하도록, 이를 테면 시스템 내의 챔버를 채우도록, 작동하게 할 수 있다. 제어기는 펌프가 위 체적의 액체를 제공하는 데에 걸린 시간에 상응하는 시간을 보정시간으로 결정할 수 있다. 보정시간(이는 보정기간 동안 펌프의 체적유동률을 유효하게 나타낼 수 있다)에 기초하여, 제어기는 펌프에 작동지수를 부여할 수 있다. 그러므로, 작동지수는 체적유동률을 제공하는 펌프의 능력을 나타낼 수 있다. 작동지수는 펌프가 보정기간 동안 전달한 특정한 체적 및/또는 다른 체적을 전달할 때 펌프를 후속 제어하도록 제어기에 의해 이용될 수 있다. 예를 들어, 펌프가 미리 정해진 체적을 전달하는 후속 작동을 하는 동안 제어기는 펌프가 미리 정해진 체적을 제공하도록 작동하는 작동시간을 결정할 수 있다. 이후 펌프는 작동시간 동안 작동하고 정지한다.

제어기는 성능지수를 결정할 때에 보정기간 동안 펌프에 공급된 전력의 전력공급특성도 고려할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 보정기간 동안 펌프에 공급된 전력의 전압을 결정하고, 그 전압을 보정시간과 함께 이용하여 펌프에 대한 작동지수를 결정할 수 있다. 이어서, 제어기는 펌프의 작동시간을 결정하기 위해 작동지수와 함께 펌프에 공급된 전압을 이용할 수도 있다. 이와 같은 접근법은 펌프에 제공되는 전압이 변하는 적용례[예를 들면, 워터 히터와 같은 시스템의 다른 부품의 작동에 기인하거나, 시스템이 연결된 전기 시설망(electrical grid) 내의 기구의 작동에 의한 편차와 같은 시스템에 제공되는 선간전압(line voltage)의 편차에 기인하여 전압이 바뀌는 경우]에 유용할 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시태양의 음료 생성 시스템(1)에 포함된 다양한 부품의 개략적인 블록다이어그램이다. 탱크(2)로부터 나온 물 또는 기타 액체는 워터펌프(52)에 의해 계량 탱크 또는 챔버(53)에 공급될 수 있다. 워터펌프(52)와 시스템(1)의 다른 부품들의 작동은 제어기(51)에 의해 제어되는데, 이 제어기는 예를 들어 적합한 소프트웨어 또는 다른 작동 지시장치, 하나 이상의 메모리, 입출력 인터페이스, 통신버스 또는 기타 링크, 디스플레이, 스위치, 릴레이(relay), 3극관 교류스위치(triac), 또는 바람직한 입출력 또는 기타 기능을 수행하는데 필요한 기타 부품과 함께, 프로그램된 프로세서 및/또는 기타 데이터처리장치을 포함한다. 챔버(53)는 희망하는 양의 액체가 채워지며, 이는 예를 들어 미리 정해진 시간 동안 워터펌프(52)를 가동하거나, 전도성 프로브 센서(conductive probe sensor)나 정전용량센서(capacitive sensor)를 이용하여 챔버(53)의 수위를 측정하거나, 챔버(53) 내의 압력 상승을 감지하거나, 또는 기타 가능한 기술을 이용하는 등의 임의의 적합한 기술에 의해 이루어진다. 예를 들어, 제어기(51)는 압력센서(57)가 물이 챔버(53) 꼭대기에 닿았음을 나타내는 압력 상승을 감지한 때에 챔버(53)가 완전히 채워졌음을 감지할 수 있다. 바람직하다면 탱크 안의 물은 가열소자(61)로 가열될 수 있으며, 가열소자의 작동은 온도센서(60)의 입력을 이용하는 제어기에 의해 제어된다. 챔버(53) 안의 물은 튜브(54)를 통해 추출챔버(55) 또는 기타 음료 생성 스테이션으로 분배될 수 있다. 추출챔버(55)는 분쇄 커피, 차, 향 음료 혼합물 또는 기타 물질과 같은 임의의 음료 제조용 재료를 포함할 수 있다. 액체를 튜브(54)로부터 방출시키는 에어펌프(56)에 의해 공급되는 공기를 이용하여 챔버(53)를 승압시킴으로써 액체는 챔버(53)으로부터 방출될 수 있다. 챔버(53)로부터의 분배가 완료된 것은, 압력센서(57)에 의한 압력 하강의 감지, 챔버(53) 내의 수위 변화 감지, 또는 기타 가능한 기술을 이용하는 것과 같은 적당한 방법으로 감지될 수 있다.

일 실시예에서, 제어기(51)는 음료 생성 목적 상 챔버(53)가 완전히 채워지지 않도록 펌프(52)가 미리 정해진 특정한 체적의 물을 전달하도록 제어할 수 있다. 제어기(51)는 펌프(52)가 특정한 작동시간 동안 작동하게 함으로써 펌프를 통해 전달되는 물의 체적을 제어할 수 있다. 예를 들어, 펌프(52)를 5 내지 15초 동안 작동시킴으로써 음료의 준비에 적당한 체적, 예를 들어, 6온스을 제공할 수 있다. 보다 상세히 후술되어 있듯이, 제어기(51)는 펌프의 작동시간을 하나 이상의 인자에 기초하여 결정하여 펌프에 의해 전달되는 체적의 정밀한 제어를 제공한다.

탱크(2)로부터의 물로 챔버(53)를 채울 때, 챔버(53)는 필터(58)와 밸브(59)를 구비한 라인을 열어서 통기될 수 있다. 필터(58)는 미네랄, 껍질퇴적물(scale deposits), 기타 원치 않은 물질이 밸브(59)의 작동을 방해하는 것을 방지할 수 있다. 사용자는 사용자 입력장치/표시장치(13)(input/display)를 통해 지시사항 또는 기타 정보를 입력하고, 또는 제어기(51)는 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 사용자 입력장치/표시장치(13)는 LCD 또는 기타 적합한 표시장치 및/또는 하나 이상의 작동버튼, 손잡이 또는 기타 시스템 작동을 제어하는데 사용되는 장치를 포함할 수 있다. 또한 센서(32)는 제어기(51)와 통신하고, 플로트(float, 31) 혹은 기타 장치가 탱크(2) 내의 특정한 수위에 또는 그 아래에 있음을 감지하였을 때, 저 수위 액체 신호(low liquid indication)를 제어기(51)에 제공한다. 저 수위 액체 신호는 예를 들어 사용자 입력장치/표시장치 등을 통해 사용자에게 제공되어 탱크(2)가 보충되어야 함을 알려준다.

일 실시예에서, 제어기(51)는 펌프의 성능을 평가하기 위해 보정기간 동안 펌프(52)가 작동하도록 제어할 수 있다. 이는 사용자에 의해 처음으로 시스템의 전력을 켜지고 시스템이 작동되는 때[예를 들면 사용자가 처음으로 물을 탱크(2)에 주입하는 때] 및/또는 최초 구동 이후의 시점(예를 들면 100회 작동 주기마다, 6개월마다 1회 등)에 실시될 수 있다. 제어기(51)는 보정기간 동안에 펌프의 성능을 평가하고, 그 후 펌프의 후속제어를 위해 그 평가를 기초할 수 있다. 위에서 살펴본 바와 같이, 실시예에서 제어기(51)는 일반적으로 챔버(53)가 완전히 채워지지 않도록, 펌프가 미리 정해진 특정한 체적의 물을 챔버(53)에 전달하도록 제어할 수 있다. 보정이 수행된 후, 펌프(52)에 전달되는 물의 체적은 작동시간에 기초하여 제어될 수 있는데, 이는 보정기간 동안의 펌프 성능 평가에 기초하여 결정될 수 있다.

보정기간 동안, 제어기(51)는 챔버(53)가 완전히 비어있는 상태에서 펌프(52)가 펌핑을 개시하도록 지시할 수 있다. [제어기(51)는 사용자가 처음 시스 템에 물을 주입할 때에 챔버(53)이 비어있음을 알 수 있고, 또는 제어기(51)는 도1에는 표시되어 있지 않은 배수라인을 통해 챔버(53)를 완전히 배수할 수 있고, 사용자에게 그렇게 해달라고 요청할 수도 있다.] 다르게, 제어기(51)는 보정기간 동안 펌프(52)가 작동을 시작할 때 챔버(53)의 현재 물의 양을 감지할 수 있다. 희망하는 양의 액체가 챔버(53)에 공급된 때, 예를 들어 압력 센서(57)가 압력 상승을 감지하여 챔버(53)가 완전히 가득 찼다고 감지하거나, 제어기(51)가 다르게 희망하는 체적의 물이 챔버로 전달됐다고 감지한 때, 제어기(51)는 펌프(52)의 작동을 멈출 수 있다. 다른 방법으로, 제어기(51)가 펌프(52)로 하여금 설정된 시간 동안 작동하게 하고 펌프(52)에 의해 챔버(53)로 전달된 액체의 양을 감지하는 것이 있다. 어떤 경우에든, 제어기(51)는 보정기간 동안의 경과시간 및 전달된 체적에 기초하여 보정기간 동안의 펌프(52)의 체적유동률을 결정할 수 있다(또는 유효하게 결정할 수 있다).

보정기간 동안의 체적유동률에 기초하여, 제어기(51)는 체적유동률을 제공하는 펌프의 능력을 나타내는 펌프의 작동지수를 결정할 수 있다. 이 작동지수는 펌프가 미리 정해진 다른 체적의 액체를 전달하도록 후속 제어할 때 펌프의 작동시간을 결정하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 후속 작동에서, 제어기(51)는 펌프가 보정기간에 전달된 체적의 1/2인 체적을 전달하도록 제어할 수 있다. 작동 지수는 펌프가 더 작은 체적을 전달할 때의 작동시간[펌프의 다른 작동조건이 같다면 보정기간(보정시간) 동안의 총 경과시간의 1/2이 될 수 있다]을 결정하기 위해 사용될 수 있다. [작동시간과 마찬가지로 “보정시간”은, 단지 초(second)와 같은 실제 시간뿐만 아니라, 통합된 전압(intergrated voltage)과 같이 펌프의 작동 지속에 대응하는 어떠한 적합한 측정값도 포함한다.]

도2는 제어기가 작동지수를 결정하는 데에 사용될 수 있는 색인표 방식의 일례를 보여준다. 색인표는 일련의 보정시간, 예를 들면, 50개의 서로 다른 보정 기재사항(entry)을 열거할 수 있다. [보다 상세히 후술하는 바와 같이, 도2의 색인표는 시간의 경과에 따라 펌프에 제공된 전압의 측정값인 "볼트-틱스"("Volt-tics")를 포함한다. 초(second) 등과 같은 다른 측정값들도 사용될 수 있음은 당연하다.] 일단 보정기간이 완료되면, 제어기(51)는 보정기간 동안 얻어진 보정값을 색인표의 기재사항과 비교하여 보정시간과 가장 가까운 기재사항을 확인할 수 있다. 리스트 상에서 가장 가까운 시간의 위치가 당해 펌프의 작동지수로 부여되는데, 예를 들어, 색인표에서 10번째 기재사항이 보정시간과 가장 가까웠다면, 당해 펌프의 후속 제어를 위해 작동지수 10이 당해 펌프에 부여된다.

본 발명의 일실시 태양에서, 제어기는 보정기간에 펌프에 공급된 전력의 전력공급특성에 기초하여 펌프의 작동지수를 결정할 수 있다. 전력공급특성은 체적유동률과 같은 다른 펌프성능특성 대신 사용될 수 있다. 예를 들어, 도3에 도시된 바와 같이, 체적유동률을 펌프에 공급된 전압과 관련짓는 선형 또는 다른 커브(3)가 펌프에 대해 알려져 있다. 보정 동안, 제어기(51)는 그 작동 중에 펌프에 가해진 전압을 결정할 수 있고, 펌프의 후속 작동을 위한 작동지수(예를 들어, 커브(3)에서 그 전압에 대응되는 체적유동률에 관련된 작동지수)를 결정하기 위해 그 전압을 사용할 수 있다. 이와 같은 접근법은 펌프에 공급되는 전압이 음료 생성 시스템의 다른 부분의 작동이나 다른 이유로 변경될 때 유용할 수 있다. 예를 들어, 음료 생성 시스템이 서로 다른 선간 전압(line voltage)을 갖는 서로 다른 전기규격을 가진 두 나라에 판매될 수 있다. 제어기(51)는 시스템에 공급될 전압을 결정하고, 펌프 작동을 제어하기 위해 그 전압을 사용할 수 있다.

본 발명의 다른 실시태양에서, 제어기는 펌프의 작동지수를 결정하기 위해 두 개(혹은 그 이상)의 성능특성을 이용할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 작동지수를 결정하기 위해 펌프에 의해 제공되는 체적유동률과 펌프에 공급되는 전압 모두를 이용할 수 있다. 도3을 다시 참조하면, 모든 펌프에 있어서 커브(3)의 기울기는 모두 같다고 알려져 있으나, 펌프 대 펌프의 편차는 어떤 펌프의 커브가 다른 펌프에 대하여 상대적으로 (예를 들어, 위 또는 아래로) 변이되게 한다. 또한 커브는 모든 전압 영역에 걸쳐 선형적이지 않을 수 있다. 그러므로, 보정을 하는 동안, 제어기(51)는 보정 동안의 체적유동률 뿐 아니라, 펌프에 공급되는 전압을 결정하여, 그 펌프에 대해 "변이된" 커브(3)의 위치를 결정할 수 있다. 변이된 커브는 펌프의 후속 작동을 위해 펌프의 작동지수를 결정하는 데에 이용될 수 있다. 이 실시예에서, 작동지수는 커브(3)의 변이된 위치와 관련이 있고[예를 들어, 가상적으로 체적유동률이 0일 때 전압 축(voltage axis) 상에 "제로크로싱"(zero crossing)을 정의함], 후속 작동에서의 펌프의 작동시간을 희망하는 체적 및 작동시간 동안의 펌프에 공급될 예상 전압에 기초하여 결정하는 데에 이용될 수 있다.

다른 실시예에서, 제어기(51)은 체적유동률과 펌프에 제공된 전압에 기초하여 작동지수를 결정하기 위해 도2와 같은 색인표를 이용할 수 있다. 위에서 언급 한 바와 같이, 도2의 색인표는 보정기간 동안 펌프에 제공된 통합된 전압 측정값인 "볼트-틱스" 형태의 보정시간을 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제어기(51)는 규칙적인 시간 간격(예를 들어, 60Hz 전력공급에서 매 "제로크로싱"마다, 또는 매 8.3밀리세컨마다)으로 펌프에 가해지고 있는 전압을 측정하여, 보정기간을 끝내도록 희망하는 체적이 전달될 때까지 전압 측정값을 더할 수 있다. 그 결과, "볼트-틱" 측정값은 시간과 펌프에 가해진 전압이 복합된 지표를 제공할 수 있다. 제어기(51)는 작동지수를 결정하기 위해 "볼트-틱" 측정값을 이용하며 이 값을 색인표에 있는 볼트-틱 값과 비교하는데, 예를 들면, 당해 보정시간의 볼트-틱 값과 가장 가까운 색인표 상의 볼트-틱 값의 위치가 펌프의 작동지수로 부여될 수 있다. 이 실시예에서, 펌프에는 0 내지 49의 작동지수가 부여될 수 있으나, 보다 넓거나 좁은 지수 범위도 사용될 수 있다. 예로써, 색인표의 기재사항의 개수와 그 기재사항의 범위는 펌프 및/또는 전압에 걸쳐 펌프 속도(pump rate)의 편차에 따라 넓어지거나 좁아질 수 있다.

본 발명의 다른 실시태양에서, 제어기는 작동지수(펌프에 공급된 소정의 전압으로 체적유동률을 제공하는 펌프의 능력을 나타낸다) 및/또는 작동시간 동안 펌프에 공급된 전압에 기초하여 미리 정해진 체적의 액체를 전달하는 펌프의 작동시간을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 작동지수의 출처(source)는 제어기의 제어 하에 수행된 보정 작동에 근거할 필요가 없으며, 대신 작동지수는 적합한 방식, 예를 들어, 시스템의 제조 시 작동지수로 제어기를 프로그램밍하는 방식으로 제어기에 제공될 수 있다. 제어기는 미리 정해진 희망하는 체적을 전달하기 위한 펌프의 적당한 작동시간을 식별하는 데에 있어 색인표를 이용하기 위해 작동지수 및/또는 공급된 전압을 이용할 수 있으며, 또는 작동시간을 계산하기 위해 작동지수 또는 하나 이상의 알고리즘을 이용할 수도 있다. 일 실시예에서, 색인표는 2차원의 데이터 세트(data set)를 포함하며, 이 데이터 세트에서 제어기는 적합한 작동시간(예를 들면, 볼트-틱 값)을 펌프의 작동지수 및 작동시간 동안 펌프에 공급될 전압에 대응하는 것으로 식별할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 제어기는 작동시간 동안 펌프에 공급되는 전압을 모니터링하고 그 전압에 따라 필요하면 작동시간을 조정 또는 설정할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 펌프에 공급된 전압을 통합해서, 그 통합된 전압에 기초하여 펌프에 의해 공급되는 총 체적을 결정할 수 있다. (어떤 펌프에 공급되는 전압은 펌프의 체적유동률과 직접적으로 비례하고, 따라서 시간 경과에 따른 통합된 전압은 펌프에 의해 제공된 총 체적의 표시가 될 수 있다.) 작동지수를 포함하여, 하나 이상의 수정 인자(correction factor)가 계산에 이용될 수 있다.

다른 실시예에서, 제어기는 색인표를 이용하고 작동지수에 기초하여 "볼트-틱"값 또는 다른 작동시간 값을 선택할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 도2의 색인표를 이용하여 펌프의 작동시간에 상응하는 볼트-틱 값을 선택할 수 있다. 색인표의 볼트-틱 값은 펌프가 공급하는 희망하는 체적과 다른 체적에 대응될 수 있다. 예를 들어, 펌프가 보정기간 동안 챔버(53)를 완전히 채우는 실시예(예를 들어, 24온스의 총 체적)에서, 제어기는 다른 체적에 상응하는 볼트-틱 값을 결정하기 위해 색인표로부터 얻은 볼트-틱 값에 계수를 곱할 수 있다[예를 들어, 펌프가 챔버(53) 에 6온스의 부피를 공급하고자 한다면, 제어기는 색인표에서 얻은 볼트-틱 값에 6/24를 곱할 수 있다.). 다르게는, 제어기가 체적 수정 인자 또는 다른 작동을 이용하지 않고 펌프의 작동계수에 대응하는 볼트-틱 값에 접근 및 이용하도록, 제어기는 펌프가 전달하는 체적에 특정된 다른 색인표를 유지할 수 있다. 이 볼트-틱 값은 이후 펌프를 작동하는 데에 사용될 수 있는데, 예를 들어, 제어기는 위에서 설명한 것과 상당히 동일한 방식으로 보정 작동을 위해 작동 시간 동안 펌프에 제공된 전압 값을 표본 추출하고, 볼트-틱 작동시간 값을 매 간격마다 측정된 전압 값만큼 감소시킨다. 볼트-틱 값이 0으로 감소될 때, 펌프는 정지될 수 있다.

본 발명이 특정한 실시예와 관련되어 설명되었으나, 당해 기술분야의 당업자는 다수의 대체예, 수정예 및 변형예가 있다는 점을 분명히 알 수 있다. 따라서, 여기서 기재된 본 발명의 실시예들은 설명을 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명의 기술 사상과 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형이 이뤄질 수 있다.

Claims

음료 생성 장치에 사용되는 펌프 작동을 보정하는 방법이며,

액체를 제1 위치에서 제2 위치로 유동시키도록 구성된 하나 이상의 펌프를 포함한 음료 생성 기계를 제공하는 단계와,

보정 목적(calibration purpose)으로 펌프를 작동하는 단계와,

작동하는 동안 펌프의 성능특성을 측정하는 단계와,

성능특성에 기초하여 펌프에 작동지수를 부여하는 단계를 포함하며,

상기 작동지수는 펌프의 후속 작동을 제어하는 데 사용될 수 있는 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 성능특성을 측정하는 단계는, 보정 목적으로 펌프를 작동시키기 위해 펌프에 공급된 전력의 하나 이상의 전력공급특성을 결정하는 단계를 포함하는 보정 방법.
제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력공급특성은 펌프가 작동하는 동안 펌프에 공급된 통합된 전압을 포함하는 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 성능특성을 측정하는 단계는 보정 목적으로 작동하는 동안의 펌프의 체적유동률을 결정하는 단계를 포함하는 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 성능특성은 보정 목적으로 펌프가 작동하는 동안 펌프에 공급된 통합된 전압 및 펌프에 의해 제공된 총 체적을 포함하는 보정 방법.
제5항에 있어서,

작동지수를 기초로 펌프가 희망하는 체적의 액체를 전달하기 위한 작동시간을 결정하는 단계와,

펌프가 작동시간 동안 작동하도록 하는 단계를 추가적으로 포함하는 보정 방법.
제6항에 있어서,작동시간 동안 펌프가 작동하도록 하는 펌프에 공급된 전력의 전력공급특성을 결정하는 단계를 추가적으로 포함하고,

상기 작동시간을 결정하는 단계는 작동지수 및 작동시간 동안 공급된 전력의 전력공급특성에 기초하여 작동시간을 결정하는 단계를 포함하는 보정 방법.
제1항에 있어서, 작동지수에 기초하여 희망하는 체적의 액체를 전달하기 위한 펌프의 작동시간을 결정하는 단계와,

작동시간 동안 펌프를 작동하게 하는 단계를 추가적으로 포함하는 보정 방법.
제8항에 있어서,

작동시간 동안 펌프를 작동하도록 펌프에 공급된 전력의 전력공급특성을 결정하는 단계를 추가적으로 포함하고,

상기 작동시간을 결정하는 단계는 작동지수 및 작동시간 동안 펌프에 공급된 전력의 전력공급특성에 기초하여 작동시간을 결정하는 단계를 포함하는 보정 방법.
제1항에 있어서, 펌프가 미리 정해진 체적을 전달하도록 하는 펌프 작동시간 을 색인표 내에서 식별하기 위해 작동지수를 이용하는 단계를 추가적으로 포함하고,

상기 전력공급특성을 결정하는 단계는 펌프에 인가된 통합된 전력을 나타내는 값을 결정하는 단계를 포함하고,

상기 펌프가 작동하도록 하는 단계는 상기 값이 펌프의 작동시간과 같아질 때 펌프의 작동을 정지시키는 단계를 포함하는 보정 방법.
음료 생성 기계에 사용되는 펌프의 작동을 제어하는 방법이며,

액체를 제1 위치에서 제2 위치로 유동시키도록구성된 하나 이상의 펌프를 포함하는 음료 생성 기계를 제공하는 단계와,

펌프가 미리 정해진 체적의 액체를 전달하게 작동하도록 하는 펌프에 공급된 전력의 전력공급특성을 결정하는 단계와,

전력공급특성에 기초하여 펌프가 미리 정해진 체적의 액체를 전달하기 위한 작동시간을 결정하는 단계와,

상기 결정된 작동시간에 따라 펌프를 작동시키는 단계를 포함하는 제어 방법.
제11항에 있어서, 상기 작동시간을 결정하는 단계는 펌프의 작동지수를 기초로 작동시간을 결정하는 단계를 포함하는 제어 방법.
제12항에 있어서, 상기 전력공급특성은 작동시간 동안 펌프에 공급된 전압을 포함하는 제어 방법.
제12항에 있어서, 보정 목적으로 펌프를 작동시키는 단계와,

보정 목적으로 작동하는 동안 펌프의 성능특성을 측정하는 단계와,

상기 성능특성에 기초하여 펌프에 작동지수를 부여하는 단계를 추가적으로 포함하는 제어 방법.
제14항에 있어서, 상기 성능특성은 펌프에 의해 전달된 총 체적을 포함하는 제어방법.
제14항에 있어서,

상기 작동지수를 부여하는 단계는, 보정 목적으로 펌프를 작동하는 동안 펌프에 공급된 전력의 전력공급특성에 기초하여 작동지수를 부여하는 단계를 포함하는 제어 방법.
제12항에 있어서, 펌프가 미리 정해진 체적을 전달하도록 하는 펌프 작동시간을 색인표 내에서 식별하기 위해 작동지수를 이용하는 단계를 추가적으로 포함하는 제어 방법.
제12항에 있어서, 작동시간 동안 펌프에 인가된 통합된 전력을 나타내는 값을 결정하는 단계와,

상기 값이 펌프의 작동시간과 같을 때 펌프의 작동을 정지시키는 단계를 추가적으로 포함하는 제어 방법.
적어도 부분적으로 액체로 음료를 생성하도록 구성된 음료 생성 장치와 제1 위치에서 제2 위치로 미리 정해진 체적의 액체를 전달하기 위해 작동시간 동안 펌프가 작동하게 제어하도록 구성된 제어기를 포함하는 음료 생성 시스템이며,

상기 음료 생성 장치는 액체를 제1 위치에서 제2 위치로 유동시키도록 구성된 펌프를 포함하고,

상기 제어기는 작동시간 동안 펌프에 공급된 전압 및/또는 펌프에 공급된 소정의 전압으로 체적을 제공하는 펌프의 능력을 나타내는 작동지수에 기초하여 작동시간을 결정하는 음료 생성 시스템.
제19항에 있어서, 상기 제어기는 보정기간 동안 펌프가 작동하도록 구성되어 있으며, 상기 제어기는 펌프가 보정기간 동안 측정된 체적의 액체를 전달하기 위해 소요된 보정시간을 결정하며 상기 보정시간에 기초하여 작동지수를 결정하는 음료 생성 시스템.
제19항에 있어서, 상기 제어기는 보정기간 동안 펌프에 인가된 통합된 전압 을 나타내는 값을 결정하도록 구성되며, 상기 값에 기초하여 작동지수를 결정하는 음료 생성 시스템.
제19항에 있어서, 상기 제어기는 작동지수 및 작동시간 동안 펌프에 공급된 전압에 기초하여 작동시간을 결정하는 음료 생성 시스템.
제22항에 있어서, 상기 제어기는 작동시간을 결정하기 위해 색인표를 이용하도록 구성된 음료 생성 시스템.
제23항에 있어서, 상기 음료 생성 장치는 저장 탱크와 계량 탱크를 포함하고, 상기 펌프는 저장 탱크로부터 계량 탱크로 미리 정해진 체적의 물을 제공하는 음료 생성 시스템.
적어도 부분적으로 액체로 음료를 생성하도록 구성된 음료 생성 장치와 제1 위치에서 제2 위치로 미리 정해진 체적의 액체를 전달하도록 작동지수에 기초하여 펌프가 작동하게 제어하도록 구성된 제어기를 포함하는 음료 생성 시스템이며,

상기 음료 생성 장치는 액체를 제1 위치에서 제2 위치로 유동시키도록 구성된 펌프를 포함하고,

상기 제어기는 보정기간 동안 펌프를 작동시키도록 구성되어 있고, 상기 제어기는 보정기간 동안 펌프의 성능특성에 기초하여 작동지수를 결정하며, 상기 작 동지수는 펌프의 후속 작동을 제어하는 데 이용가능한 음료 생성 시스템.
제25항에 있어서, 상기 성능특성은 펌프가 보정기간 동안 측정된 체적의 액체를 전달하는 데 소요된 보정시간을 포함하는 음료 생성 시스템.
제25항에 있어서, 상기 성능특성은 보정기간 동안 펌프에 제공된 보정 전압을 포함하고, 상기 보정 전압은 보정기간 동안 펌프에 제공된 통합된 전압을 나타내는 음료 생성 시스템.
제25항에 있어서, 상기 제어기는 펌프가 미리 정해진 체적을 제1 위치에서 제2 위치로 전달하도록 작동하는 작동시간을 결정하도록 구성되어 있고, 상기 제어기는 작동지수에 기초하여 작동시간을 결정하도록 구성된 음료 생성 시스템.
제28항에 있어서, 상기 제어기는 작동지수를 결정하기 위해 색인표를 이용할 수 있도록 구성된 음료 생성 시스템.
제28항에 있어서, 상기 제어기는 작동시간 동안 펌프에 인가된 통합된 전압을 나타내는 값을 결정하도록 구성되어 있고, 상기 값이 작동시간과 같을 때 펌프의 작동을 정지하도록 구성된 음료 생성 시스템.
제25항에 있어서, 보정기간 동안 펌프에 의해 전달된 액체의 체적이 펌프의 후속 작업 동안 펌프에 의해 전달된 액체의 미리 정해진 체적과 다른 음료 생성 시스템.