(57)【要約】【課題】どのような送出状態であっても正常な送出状態との差異を明確に把握できることにより安定した異常の検出性を有し、かつ、送出開始から飲料を連続的に送出することのできる送出制御装置を提供する。【解決手段】初期通電時間において一定の電圧を回転子駆動モータ１Ｍに印加して初期異常検出動作を実行し、初期通電時間の経過後に逐次制御を伴う液体送出動作を実行する。このことにより、液体をどのような送出形態で送出させる場合であっても、その送出初期において常に異常の検出が行われるようになる。【選択図】　図１
2004010049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の送出命令に応じて駆動されて送出状態に応じた状態監視信号を発生する駆動モータと、
前記駆動モータを一定の通電状態で予め定めた時間で駆動することに基づく前記状態監視信号に異常が生じたときはその異常を検出し、前記予め定めた時間の経過後は前記一定の通電状態で得られた前記状態監視信号に基づいて前記駆動モータの逐次制御を実行する制御部とを有することを特徴とする送出制御装置。
【請求項２】
加圧された液体の送出命令に応じて駆動されて送出状態に応じた状態監視信号を発生する駆動モータと、
前記駆動モータを一定の通電状態で予め定めた時間で駆動することに基づく前記状態監視信号に異常が生じたときはその異常を検出し、前記予め定めた時間の経過後は前記一定の通電状態で得られた前記状態監視信号に基づいて前記駆動モータの逐次制御を実行する制御部とを有することを特徴とする送出制御装置。
【請求項３】
液体の送出命令に応じて駆動されて送出状態に応じた状態監視信号を発生する駆動モータと、
前記駆動モータを一定の通電状態で予め定めた時間で駆動することに基づく前記状態監視信号に異常が生じたときはその異常を検出し、前記予め定めた時間の経過後は前記一定の通電状態で得られた前記状態監視信号に基づいて前記駆動モータの逐次制御を前記液体の連続した送出を損なうことなく連続的に実行する制御部とを有することを特徴とする送出制御装置。
【請求項４】
加圧された液体の送出命令に応じて駆動されて送出状態に応じた状態監視信号を発生する駆動モータと、
前記駆動モータを一定の通電状態で予め定めた時間で駆動することに基づく前記状態監視信号に異常が生じたときはその異常を検出し、前記予め定めた時間の経過後は前記一定の通電状態で得られた前記状態監視信号に基づいて前記駆動モータの逐次制御を前記液体の連続した送出を損なうことなく連続的に実行する制御部とを有することを特徴とする送出制御装置。
【請求項５】
前記駆動モータは、前記駆動モータの回転数に応じたパルスを出力するパルスエンコーダを含むことを特徴とする請求項第１項から第４項の何れかに記載の液体送出装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記一定の通電条件時の前記状態監視信号として前記駆動モータの回転数に応じたパルスを監視することを特徴とする請求項第１項から第４項の何れかに記載の送出制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記一定の通電条件での前記予め定めた時間以降は前記状態監視信号として前記駆動モータの回転数に応じたパルスと電流値とを監視することを特徴とする請求項第１項から第４項の何れかに記載の送出制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記状態監視信号に基づく前記異常を段階的に判定することを特徴とする請求項第１項から第６項の何れかに記載の送出制御装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、どのような送出状態であっても正常な送出状態との差異を明確に把握できることにより安定した異常の検出性を有し、かつ、送出開始から飲料を連続的に送出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】
このような液体の送出制御を利用して、希釈水や液体原料（シロップ）等の複数の液体を混合することにより飲料を製造する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がある。飲料製造装置においては、販売飲料が販売毎に品質の違いを生じることのないように決められた希釈比率で複数の液体を混合することが重要である。
【０００４】
【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、飲料を構成する各液体は、供給源から配管を介して送出されるが、その送出状態に変動が生じることがある。例えば、希釈水では供給水圧の予期しない変動や、シロップでは貯蔵量の不足（売り切れ）である。また、配管の損傷といった機器の故障が起因することもある。このため、送出状態を監視してフィードバック制御を行おうとするとき、上記したような異常を含まない送出状態に対してフィードバック制御をかけることが理想的である。
【０００５】
本発明者は、液体の送出制御における上記した異常の存在に着目し、液体を送出させる駆動モータの制御量を状態監視信号として異常を検出する構成を特願２００２−９６２９６号として出願しているが、図１２に示す流量調整器に対して液体を高い値で加圧して供給する場合、あるいは、流量調整器の流入側と流出側との管路抵抗の差が小になる場合のように、その用途や指定された条件によっては正常な送出状態との差異を把握しにくいことがあり、その結果、異常の検出性が低下することがある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、どのような送出状態であっても正常な送出状態との差異を明確に把握できることにより安定した異常の検出性を有し、かつ、送出開始から飲料を連続的に送出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送出状態に応じた状態監視信号を発生する駆動モータと、
前記駆動モータを一定の通電状態で予め定めた時間で駆動することに基づく前記状態監視信号に異常が生じたときはその異常を検出し、前記予め定めた時間の経過後は前記一定の通電状態で得られた前記状態監視信号に基づいて前記駆動モータの逐次制御を実行する制御部とを有する送出制御装置を提供する。
【０００８】
また、本発明は上記した目的を達成するため、加圧された液体の送出命令に応じて駆動されて送出状態に応じた状態監視信号を発生する駆動モータと、
前記駆動モータを一定の通電状態で予め定めた時間で駆動することに基づく前記状態監視信号に異常が生じたときはその異常を検出し、前記予め定めた時間の経過後は前記一定の通電状態で得られた前記状態監視信号に基づいて前記駆動モータの逐次制御を実行する制御部とを有する送出制御装置を提供する。
【０００９】
また、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送出状態に応じた状態監視信号を発生する駆動モータと、
前記駆動モータを一定の通電状態で予め定めた時間で駆動することに基づく前記状態監視信号に異常が生じたときはその異常を検出し、前記予め定めた時間の経過後は前記一定の通電状態で得られた前記状態監視信号に基づいて前記駆動モータの逐次制御を前記液体の連続した送出を損なうことなく連続的に実行する制御部とを有する送出制御装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は上記した目的を達成するため、加圧された液体の送出命令に応じて駆動されて送出状態に応じた状態監視信号を発生する駆動モータと、
前記駆動モータを一定の通電状態で予め定めた時間で駆動することに基づく前記状態監視信号に異常が生じたときはその異常を検出し、前記予め定めた時間の経過後は前記一定の通電状態で得られた前記状態監視信号に基づいて前記駆動モータの逐次制御を前記液体の連続した送出を損なうことなく連続的に実行する制御部とを有する送出制御装置を提供する。
【００１１】
上記した送出制御装置によると、駆動モータを一定の通電条件下で予め定めた時間で駆動することにより、液体の連続的な送出が確保される。ここで、異常が生じているときは異常に応じた状態監視信号が出力されるので、常に送出動作の初期段階で異常を精度良く検出することが可能になる。続いて送出動作の逐次制御を行うときは、一定の通電条件下で出力された状態監視信号に基づく逐次制御を実行する。
【００１２】
【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。
【００１３】
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で監視して目標値と偏差を生じたときはこれを逐次解消するように送出制御を行い（以下、逐次制御という）、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
図１（ｂ）は、制御部３の回路構成を示し、送出開始から予め定めた一定の通電時間（以下、初期通電時間という）における液体送出動作の異常を検出する初期異常検出部３１と、初期通電時間経過後の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前記物性データ、初期通電時間、初期通電時間における異常を検出するためのデータ、および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を内部バス３７を介して接続することにより構成されている。
【００１８】
初期異常検出部３１は、初期通電時間において回転子駆動モータ１Ｍに一定の電圧を印加して回転駆動することによりパルスエンコーダ１Ｓから出力されるパルスを状態監視信号として単位時間当たりのパルス数の変化を監視する。初期通電時間は、回転子駆動モータ１Ｍの機械的特性、電気的特性、および管路１３の配管構造に応じた適切な時間で設定される。
【００１９】
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。
【００２０】
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、演算結果に基づく制御信号の生成、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
図３は、初期異常検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開始が指示（送出命令）されると（Ｓ１）、制御回路３６は、初期異常検出部３１に制御信号を出力する。初期異常検出部３１は、制御信号を入力すると初期異常検出動作を実行する（Ｓ２）。初期異常検出部３１は、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、物性データに応じて予め定められる一定の電圧を通電部２から回転子駆動モータ１Ｍに印加するように通電開始信号を出力する。通電開始信号はインターフェース部３５を介して通電部２に出力される。通電部２は、通電開始信号に基づいて一定の電圧を回転子駆動モータ１Ｍに印加する（Ｓ３）。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内に流入する液体を流出部１０ｂから連続的に送出する。初期異常検出部３１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を介して入力し（Ｓ４）、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。
【００２７】
図４は、初期異常検出動作における単位時間当たりのパルス数の変化を示し、図４（ａ）に示すように単位時間当たりのパルス数が閾値ＰＡ−ＰＢの範囲に収まっているとき、初期異常検出部３１は、液体の送出が正常に行われているものと判断する。初期異常検出部３１は、単位時間当たりのパルス数のデータをメモリ３３に格納する。格納されたパルス数のデータは時刻ｔＡ以降の逐次制御を実行する際に用いる。また、図４（ｂ）では、時刻ｔＥにおいて単位時間当たりのパルス数が閾値ＰＡ−ＰＢの範囲から外れている。この場合、初期異常検出部３１は時刻ｔＥにおいて異常が生じたものと判断し、制御回路３６に異常検出信号を出力する。
【００２８】
制御回路３６は、異常検出信号を入力すると、図示しない警告ランプを点灯させて送出動作をエラー終了する（Ｓ５）。異常発生の通報は警報ランプ以外に、例えば、アラーム音等の音声であっても良い。一方、異常が検出されずに初期通電時間が経過すると（Ｓ６）、初期異常検出部３１および異常検出部３２に制御信号を出力する。初期異常検出部３１は、制御信号を入力すると初期異常検出動作を終了する（Ｓ７）。
【００２９】
図５は、逐次制御を伴う液体送出動作のフローチャートを示し、制御回路３６は、初期異常検出動作から液体の連続した送出を損なわないように継続して送出動作を実行させるとともに送出動作の逐次制御を行う（Ｓ８）。制御回路３６は、メモリ３３に格納されているパルス数の最新のデータと目標値との偏差に基づいて制御信号を生成し、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、異常検出部３２は、制御回路３６から逐次制御の実行を指示する制御信号を入力すると、回転子駆動モータ１Ｍの回転状態に応じてパルスエンコーダ１Ｓから入力するパルスを状態監視信号として判定処理部３２Ｂに入力する（Ｓ９）。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（Ｓ１０）。
【００３０】
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。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（Ｓ１１）すると、サンプリング周期を更新（Ｓ１２）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。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（Ｓ１３）。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とにより送出動作を終了する（Ｓ１４）。
【００３１】
図６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Ｅ）について設定される目標値Ａ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Ａ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Ｅ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Ｅ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。
【００３２】
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。
【００３３】
図７は、異常判定処理の他のアルゴリズムを示し、制御量Ｅにフラグを付与したときに直ちに液体送出動作を終了せず、第１および第２の閾値を設け、異常の程度を段階的に判定するようにしても良い。例えば、同図に示すように制御量Ｅが閾値ｘ−ｘの範囲にあるｂのときを正常、閾値ｘ−ｘから閾値ｙ−ｙにかけての範囲にあるｄのときを警告、閾値ｙ−ｙの範囲を超えているｃのときを異常とするように判定処理を行わせることもできる。この場合には、警告の発生頻度を監視することによって送出中に異常に至る傾向を事前に把握することができる。また、異常の発生タイミングを予想することもできる。また、警告状態が一定時間以上継続するときは異常と判断して液体送出動作を停止させるようにしても良い。また、先の初期異常検出動作で同様の判定処理を行うこともできる。
【００３４】
また、フラグを付与した制御量Ｅ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Ｅ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Ｅ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、制御量Ｅにフラグが付与されたときに送出動作をエラー終了させても良い。また、フラグを付与した制御量Ｅをそのまま用いて目標値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。
【００３５】
このように、流量調整器１の初期通電時間においては、一定の電圧を回転子駆動モータ１Ｍに印加して初期異常検出動作を実行するようにしたので、液体をどのような送出形態で送出させる場合であっても、その送出初期において常に異常の検出が行われるようになる。また、逐次制御を伴う液体送出動作においては、状態監視信号についてサンプリング周期毎に異常判定を実行するようにしたので、真の制御量以外の情報を分別して異常を確実に検出することが可能になる。
【００３６】
上記した送出制御装置では、回転子駆動モータ１Ｍに設けられるパルスエンコーダ１Ｓのパルスを状態監視信号として異常を検出する動作を説明したが、回転子駆動モータ１Ｍの駆動負荷は管路１３を介して送出される液体の有無によって変動することから、前述のパルスによる異常検出とあわせて回転子駆動モータ１Ｍの通電状態（デューティ）を状態監視することによって、異常をより正確に検出することが可能になる。
【００３７】
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６で説明した異常の場合の制御量Ｅ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Ｅが実線で示す制御量Ｅに近づくことになり、点線で示す制御量Ｅ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Ａ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。
【００３８】
このことから、図６に示す制御量Ｅが閾値ｘ−ｘから外れた斜線部ａ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Ｅ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。
【００３９】
また、過渡状態以降の送出中における回転子駆動モータ１Ｍのデューティについて定めた許容範囲を超えた場合、先の逐次制御による制御量とあわせて異常検出部３２で異常判定処理を行い、許容値を超えた振幅量が現れて異常が生じていると判定したときは異常検出信号を制御回路３６に出力することによって、液体送出中の何らかの異常が突発的に生じた場合であってもこれを速やかに検出することが可能になる。
【００４０】
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、液体の送出状態に基づく状態監視信号を流量調整器１から制御部３に入力して異常判定を行うようにしたので、流量調整器１をセンサとしても使用でき、液体送出中に生じた異常を速やかに確実に検出することが可能になる。また、異常の検出動作は用途や指定された条件によらずに送出開始直後に行うようにしているので、どのような送出状態でも正常な送出状態との差異を明確に把握でき、安定した異常の検出性を得ることができる。このことから、全体としてだけでなく瞬間の送出精度が要求される用途に適用することで好ましい送出特性を得ることができる。
【００４１】
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。但し、貯蔵されたシロップが飲料製造中に売り切れになることも考えられ、この場合には飲料に濃淡が形成されてしまう不都合がある。このような不都合を生じないようにするには、売り切れを異常として速やかに検出できることが必要である。
【００４２】
また、飲料ディスペンサ等の飲料製造装置では、販売容器への飲料注ぎ足しといった販売時間や送出量によらない販売形態がある。例えば、オペレータが飲料ディスペンサで販売ボタンを操作している間は飲料が送出されるような場合である。このような販売形態では、まず、販売ボタンが押された瞬間から飲料を遅滞なく速やかに送出することが求められる。また、送出される飲料について希釈比率を精度良く制御できることが必要である。そのためには送出初期において飲料が正常に送出されているか否かを監視する必要がある。
【００４３】
図８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ＷＡ、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ＷＡの取水管１６と、取水管１６を開閉する水電磁弁１７と、希釈水ＷＡを圧送する水ポンプ１８と、希釈水ＷＡ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ＷＡを送出する希釈水供給ライン２０と、希釈水ＷＡ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ＷＡ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ＷＡ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。
【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ＷＡ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ＷＡ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。また、制御回路３６は、初期異常検出部３１に制御信号を出力する。
【００５０】
初期異常検出部３１は、制御信号に基づいて回転子駆動モータ１Ｍの初期通電時間における初期異常検出動作を実行する。制御回路３６は、初期通電時間経過後にシロップの連続した送出を損なわないように継続して逐次制御を伴うシロップＳの送出動作を実行する。制御回路３６は、メモリ３３に格納されているパルス数の最新のデータと目標値との偏差に基づいて制御信号を生成し、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、パルスエンコーダ１Ｓから出力されるパルスを監視する。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ＷＡ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。
【００５１】
図９は、予め設定された送出時間（例えば、５秒間）において逐次制御を行ったときの希釈比率とデューティの変化を示し、実線はシロップＳが安定して連続的に送出される場合の変化を示す。制御回路３６は、サンプリング周期毎に希釈水ＷＡの流量を監視しながら飲料について定められた希釈比率（目標値）Ｉを実現するように制御信号を通電部２に出力して送出制御を行う。同図において、送出開始後は、パルスエンコーダ１Ｓの出力するパルスに基づいて把握される希釈比率が目標値Ｉに対して大（飲料のシロップ濃度が薄い状態）であることより、制御回路３６からシロップＳの流量を増大させるように通電部２へ制御信号が出力される。この制御信号に基づいて回転子駆動モータ１Ｍのデューティが増加し、目標値Ｉに近づくにつれてデューティの増加量が減少している。また、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の出力パルスに基づいて回転子駆動モータ１Ｍの単位時間の回転数が閾値の範囲にあるか否かを監視しており、閾値を超えたサンプリング周期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サンプリング周期について異常発生を示すフラグを立てる。
【００５２】
一方、シロップＳが売り切れの場合では、一点鎖線に示すように、送出開始後にパルスエンコーダ１Ｓの出力パルスに基づいて把握される希釈比率が目標値Ｉに対して小（飲料のシロップ濃度が濃い状態）になっている。これに対して制御回路３６からシロップＳの流量を減少させるように通電部２へ制御信号が出力されるが、管路１３内のシロップＳが不足して気液混合状態となっているためにパルスエンコーダ１Ｓの出力パルスおよび回転子駆動モータ１Ｍのデューティは実際の液体の送出状態と異なる偽の情報を含んだ値となり、逐次制御は目標値Ｉを実現することができない。
【００５３】
このようなシロップＳの送出動作の異常に際し、パルスエンコーダ１Ｓのパルスおよび回転子駆動モータ１Ｍのデューティを状態監視信号として異常検出部３２でサンプリング周期毎に監視することにより、シロップＳの売り切れを異常として速やかに検出することができる。
【００５４】
制御回路３６は、希釈水流量計２１から入力する希釈水ＷＡ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】
図１０は、飲料毎のシロップ送出量を示し、上記した飲料ディスペンサで種々の飲料を送出する場合、ある飲料Ｊについては送出時間ｔにおけるシロップ送出量がａであっても、他の飲料Ｋについては希釈比率の違いによってシロップ送出量がｂの場合もありえる。このように飲料によって希釈比率が異なる場合であっても、異常判定に必要な閾値等のパラメータを変更することにより、図１１に示す希釈比率Ｌの飲料の場合であっても状態監視信号に基づいて売り切れを検出することが可能である。なお、図１１における実線と一点鎖線の図示は図９に示すものと同一である。
【００５６】
上記した第２の実施の形態によると、飲料ディスペンサに設けられるシロップ供給用の流量調整器１について、初期通電時間におけるシロップ送出動作の異常を実行し、初期通電時間経過後はパルスエンコーダ１Ｓの出力パルスおよび回転子駆動モータ１Ｍのデューティを状態監視信号として監視することにより、流量調整器１を売り切れセンサとしてシロップＳの売り切れを速やかに検出することができる。
【００５７】
例えば、飲料の送出形態が上記したような予め設定された送出時間によるものでない場合であっても、送出形態によらずに送出開始から遅滞なく飲料を送出できるとともに送出動作についての異常を検出でき、逐次制御の対象を限定しないで広範囲に適用することができる。
【００５８】
上記した実施の形態は、飲料製造に用いられるシロップを監視対象の液体として説明したが、シロップ以外の他の液体を送出する際の異常を検出することも可能であり、その用途についても飲料製造以外の用途に適用することが可能である。例えば、飲料を構成する主原料としてのシロップ以外の、ミルク、クリーム等の補助原料を飲料の表層にトッピングするために微量で、低流量で送出させる用途においても有効である。
【００５９】
また、上記した実施の形態では、送出する液体についても、貯蔵部（シロップタンク）で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、無加圧の液体であっても送出形態によらずに異常を速やかに確実に検出することができる。
【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、逐次制御を伴う液体送出動作の前に流量調整器を一定の通電状態で駆動して初期異常検出動作を行うようにしたため、どのような送出状態であっても正常な送出状態との差異を明確に把握できることにより安定した異常の検出性を有し、かつ、送出開始から飲料を連続的に送出することができる。
【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】初期異常検出動作のフローチャート
【図４】（ａ）は、初期異常検出動作において液体の送出状態が正常のときの状態図
（ｂ）は、初期異常検出動作において液体の送出状態が異常のときの状態図
【図５】逐次制御を伴う液体送出動作のフローチャート
【図６】判定処理部における異常判定処理の概略図
【図７】異常判定処理の他のアルゴリズムを示す概略図
【図８】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９】飲料ディスペンサでの飲料送出動作における希釈比率とデューティの変化を示す説明図
【図１０】希釈比率が異なる場合のシロップ送出量の違いを示す説明図
【図１１】飲料ディスペンサでの他の飲料送出動作における希釈比率とデューティの変化を示す説明図
【図１２】流量調整器の概略構成図
【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　３１、初期異常検出部
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、内部バス　５０、カップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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