特許 5806268 駆動信号を生成するシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5806268

(24)【登録日】2015年9月11日

(45)【発行日】2015年11月10日

(54)【発明の名称】駆動信号を生成するシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/06 20060101AFI20151021BHJP

   B67D 1/10 20060101ALI20151021BHJP

   B67D 1/12 20060101ALI20151021BHJP

【ＦＩ】

   F04B49/06 321Z

   B67D1/10

   B67D1/12

【請求項の数】1

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-193344(P2013-193344)

(22)【出願日】2013年9月18日

(62)【分割の表示】特願2010-524198(P2010-524198)の分割

【原出願日】2008年9月5日

(65)【公開番号】特開2014-40832(P2014-40832A)

(43)【公開日】2014年3月6日

【審査請求日】2013年10月17日

(31)【優先権主張番号】11/851,344

(32)【優先日】2007年9月6日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】594010009

【氏名又は名称】デカ・プロダクツ・リミテッド・パートナーシップ

(74)【代理人】

【識別番号】100071010

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 行造

(74)【代理人】

【識別番号】100118647

【弁理士】

【氏名又は名称】赤松 利昭

(74)【代理人】

【識別番号】100138438

【弁理士】

【氏名又は名称】尾首 亘聰

(74)【代理人】

【識別番号】100138519

【弁理士】

【氏名又は名称】奥谷 雅子

(74)【代理人】

【識別番号】100123892

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 忠雄

(74)【代理人】

【識別番号】100161539

【弁理士】

【氏名又は名称】武山 美子

(72)【発明者】

【氏名】ビーバス、ラッセル・ハーバート

(72)【発明者】

【氏名】ダットロ、ジェイムズ・ジェイソン

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１７９１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０６３５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００６０２２６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ ４９／０６

Ｂ６７Ｄ １／１０

Ｂ６７Ｄ １／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高度の種類や特注の飲料を製造できる飲料ディスペンサ・システムであって：
前記飲料ディスペンサ・システムのオペレーションをコントロールする１つ以上のコントロール・プロセスを実行するコントロールロジック・サブシステムと；
前記飲料ディスペンサ・システムのオペレーションをコントロールする１つ以上のコントロール・プロセスを記憶する記憶サブシステムと；
前記コントロールロジック・サブシテムから送られる信号に基づき、前記飲料ディスペンサ・システムで飲料を作るときに急速に用いられる消耗品を供給する高容量原料サブシステムと；
前記コントロールロジック・サブシテムから送られる信号に基づき、前記飲料ディスペンサ・システムで飲料を作るときに使用する微量原料を供給する微量原料サブシステムと；
前記コントロールロジック・サブシテムから送られる信号に基づき、前記高容量原料サブシステムから供給される前記消耗品と前記微量原料サブシステムから供給される前記微量原料から飲料を容器に提供する配管／コントロール・サブシステムと；
ユーザが前記飲料ディスペンサ・システムで製造する飲料を選択できるようにするユーザインターフェース・サブシステムとを備え；
前記コントロールロジック・サブシテムは、
規定電位を有するＰＭＷ駆動信号を規定し、前記ＰＭＷ駆動信号は、ポンプアセンブリの流量を、少なくとも部分的に制御する第１のデューティーサイクルを規定する複数の「オン」部分と複数の「オフ」部分を有し、
ＰＭＷ駆動信号の「オン」部分の少なくとも一部をパルス幅変調し、ＰＭＷ駆動信号の「オン」部分の少なくとも一部に第２のデューティーサイクルを規定し、前記第２のデューティーサイクルは、前記ポンプアセンブリに作用する規定電位の割合を少なくとも部分的に制御し、第２のデューティーサイクルの流量を減少する；
飲料ディスペンサ・システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願］
この出願は、２００７年９月６日出願で、「SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING A DRIVE SIGNAL」という名称の米国特許出願第１１／８５１，３４４号に基づく優先権を主張し、本書に当該米国特許出願のすべてを参照して組み込む。

【0002】

［技術分野］
本開示は、ディスペンサ（液体定量吐出装置）に関し、より詳細には、食品ディスペンサに関する。

【背景技術】

【0003】

飲料ディスペンサは、典型的には、1種または複数種の濃縮シロップ（たとえば、コーラのフレーバと甘味料）を水（たとえば炭酸水または非炭酸水）と混ぜて、ソフトドリンクを形成する。残念なことに、特定の飲料ディスペンサで提供されるソフトドリンクの種類は、通常機械的に配管されて設定が変更できない、飲料ディスペンサ内の内部配管により限定される。

【0004】

したがって、典型的な飲料ディスペンサは、濃縮コーラシロップの容器、濃縮レモンライムシロップの容器、ルートビアシロップの容器、水入口（すなわち、都市水道水供給に接続される）および炭酸飲料用カーボネータ（たとえば、非炭酸都市水道水を炭酸水に変えるもの）を含むであろう。

【0005】

残念ながら、そのような飲料ディスペンサは、複数種類の製品／特注製品の供給という点では、ほとんど利便性がない。さらに、そのような飲料ディスペンサの内部配管は機械的に配管されることが多く、内部の電子機器も機械的に配線されることが多いので、飲料選択に関して高度の種類／特注を提供する性能が犠牲にされることが多い。

【発明の概要】

【0006】

第１の実施において、方法は、規定電位を有するＰＷＭ駆動信号を規定することを含む。ＰＷＭ駆動信号は、ポンプアセンブリの流量を、少なくとも部分的に、制御するために第１のデューティーサイクルを規定する複数の「オン」部分と複数の「オフ」部分とを有する。ＰＷＭ駆動信号の「オン」部分の少なくとも一部は、パルス幅変調されて、ＰＷＭ駆動信号の「オン」部分の少なくとも一部に対する第２のデューティーサイクルを規定する。第２のデューティーサイクルは、少なくとも部分的に、ポンプアセンブリに作用する規定電位の割合を制御する。

【0007】

以下の特徴の１つ以上が含まれてもよい。ポンプアセンブリはソレノイド・ピストンポンプでよい。ポンプアセンブリは飲料ディスペンサ・システム中で使用するように構成される。

【0008】

ポンプアセンブリは、製品容器に着脱可能に係合するように構成される。ポンプアセンブリは製品モジュール・アセンブリに固く結合されてもよい。規定電位は２８ＶＤＣでよい。

【0009】

ＰＷＭ駆動信号の「オン」部分の少なくとも１つは、ほぼ１５ミリ秒の間隔を有する。ＰＷＭ駆動信号の「オフ」部分の少なくとも１つは、１５〜１８５ミリ秒の範囲の間隔を有する。第２のデューティーサイクルは５０〜１００％の範囲内となる。

【0010】

別の実施においては、製品としてのコンピュータプログラムは、コンピュータ可読媒体に備わり、コンピュータ可読媒体はその中に複数の命令を記憶している。プロセッサで実行されると、その命令によりプロセッサは、規定電位を有するＰＷＭ駆動信号を規定することを含むオペレーションを実施する。ＰＷＭ駆動信号は複数の「オン」部分と複数の「オフ」部分とを有し、それらはポンプアセンブの流量を、少なくとも部分的に、制御する第１のデューティーサイクルを規定する。ＰＷＭ駆動信号の「オン」部分の少なくとも一部は、パルス幅変調され、ＰＷＭ駆動信号の「オン」部分の少なくとも一部に第２のデューティーサイクルを規定する。第２のデューティーサイクルは、ポンプアセンブリに作用する規定電位の割合を少なくとも部分的に、制御する。

【0011】

以下の特徴の１つ以上が含まれてもよい。ポンプアセンブリはソレノイド・ピストンポンプでよい。ポンプアセンブリは飲料ディスペンサ・システム中で使用するように構成される。

【0012】

ＰＷＭ駆動信号の「オン」部分の少なくとも１つは、ほぼ１５ミリ秒の間隔を有する。ＰＷＭ駆動信号の「オフ」部分の少なくとも１つは、１５〜１８５ミリ秒の範囲の間隔を有する。第２のデューティーサイクルは５０〜１００％の範囲内となる。

【0013】

別の実施においては、方法は、規定電位を有するＰＷＭ駆動信号を規定することを含む。ＰＷＭ駆動信号は複数の「オン」部分と複数の「オフ」部分とを有し、それらは、飲料ディスペンサ・システム内に含まれるポンプアセンブの流量を、少なくとも部分的に、制御する第１のデューティーサイクルを規定する。ＰＷＭ駆動信号の「オン」部分の少なくとも一部は、パルス幅変調され、ＰＷＭ駆動信号の「オン」部分の少なくとも一部に第２のデューティーサイクルを規定する。第２のデューティーサイクルは、ポンプアセンブリに作用する規定電位の割合を少なくとも部分的に、制御する。

【0014】

以下の特徴の１つ以上が含まれてもよい。ポンプアセンブリはソレノイド・ピストンポンプでよい。ポンプアセンブリは、製品容器に着脱可能に係合するように構成される。ポンプアセンブリは製品モジュール・アセンブリに固く結合されてもよい。ＰＷＭ駆動信号の「オン」部分の少なくとも１つは、ほぼ１５ミリ秒の間隔を有する。ＰＷＭ駆動信号の「オフ」部分の少なくとも１つは、１５〜１８５ミリ秒の範囲の間隔を有する。第２のデューティーサイクルは５０〜１００％の範囲内となる。

【0015】

１つ以上の実施の詳細が、添付の図面と以下の記載で説明される。他の特徴や利点は、以下の記載、図面および請求項から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、飲料ディスペンサ・システムの線図である。

【図2】図２は、図１の飲料ディスペンサ・システム内に含まれるコントロールロジック・サブシステムの線図である。

【図3】図３は、図１の飲料ディスペンサ・システム内に含まれる高容量原料サブシステムの線図である。

【図4A】図４Ａは、図１の飲料ディスペンサ・システム内に含まれる微量原料サブシステムの線図である。

【図4B】図４Ｂは、図２のコントロールロジック・サブシステムにより実行されるプロセスのフローチャートである。

【図4C】図４Ｃは、図４Ａの微量原料サブシステム内に含まれるポンプアセンブリに作用する駆動信号の線図である。

【図5】図５は、図１の飲料ディスペンサ・システム内に含まれる配管／コントロール・サブシステムの線図である。

【図6】図６は、図１の飲料ディスペンサ・システム内に含まれるユーザインターフェース・サブシステムの線図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

種々の図面中の類似の参照符号は、類似の要素を示す。

【0018】

図１を参照すると、飲料ディスペンサ・システム１０の一般化した図が示され、飲料ディスペンサ・システム１０は複数のサブシステム、すなわち、記憶サブシステム１２、コントロールロジック・サブシステム１４、高容量原料サブシステム１６、微量原料サブシステム１８、配管／コントロール・サブシステム２０、ユーザインターフェース・サブシステム２２およびノズル２４を含んで示されている。上記のサブシステム１２、１４、１６、１８、２０、２２のそれぞれは、以下により詳細に説明される。

【0019】

飲料ディスペンサ・システム１０の使用中、ユーザインターフェース・サブシステム２２を使ってユーザ２６は、（容器３０へ）注入する特定の飲料２８を選択できる。ユーザインターフェース・サブシステム２２を介して、ユーザ２６はその飲料の含有物の１つ以上のオプションを選択できる。たとえば、オプションには、１種以上のフレーバ（たとえば、レモン・フレーバ、ライム・フレーバ、チョコレート・フレーバ、バニラ・フレーバ）の飲料物への追加、１種以上の栄養補助食品（たとえば、ビタミンＡ、ビタミンＣ、ビタミンＤ、ビタミンＥ、ビタミンＢ_６、ビタミンＢ_１２、亜鉛）の飲料物への追加、１種以上の別の飲料物（たとえば、コーヒー、ミルク、レモネード、アイスティー）の飲料物への追加、および１種以上の別の食品（たとえば、アイスクリーム）の飲料物への追加が含まれるが、これらには限定されない。

【0020】

ユーザインターフェース・サブシステム２２を介して、ユーザ２６が適当な選択をすると、ユーザインターフェース・サブシステム２２は、コントロールロジック・サブシテム１４へ適当なデータ信号を（データバス３２経由で）送る。コントロールロジック・サブシテム１４はこれらのデータ信号を処理し、記憶サブシテム１２に保持された複数のレシピ３６から選ばれた１つ以上のレシピを（データバス３４経由で）読み出す。記憶サブシテム１２からレシピを読み出すと、コントロールロジック・サブシテム１４は該レシピを処理し、適切なコントロール信号を（データバス３８経由で）たとえば高容量原料サブシステム１６、微量原料サブシステム１８および配管／コントロール・サブシステム２０に提供し、結果として飲料２８（容器３０に注入される）が製造される。

【0021】

図２をも参照すると、コントロールロジック・サブシテム１４の線図が示される。コントロールロジック・サブシテム１４は、マイクロプロセッサ１００（たとえば、米国カリフォルニア州サンタクララのIntel社製のＡＲＭ［登録商標］マイクロプロセッサ）、不揮発性メモリ（たとえば、読み出し専用メモリ１０２）、および、揮発性メモリ（たとえば、ランダムアクセス・メモリ１０４）を含み、それぞれは、１つ以上のデータ／システム・バス１０６、１０８経由で相互接続される。上記のように、ユーザインターフェース・サブシステム２２はデータバス３２経由でコントロールロジック・サブシテム１４に接続される。

【0022】

コントロールロジック・サブシテム１４はまた、飲料ディスペンサ・システム１０に組み込まれる、たとえばアナログオーディオ信号をスピーカ１１２へ送るオーディオ・サブシステム１１０を含んでもよい。オーディオ・サブシステム１１０は、データ／システム・バス１１４経由でマイクロプロセッサ１００に接続される。

【0023】

コントロールロジック・サブシテム１４は、オペレーティングシステムを実行し、オペレーティングシステムの例には、Microsoft Windows CE［登録商標］、Redhat Linux［登録商標］、Palm OS［登録商標］、または、装置に特有の（すなわち、特注の）オペレーティングシステムが含まれるが、これらには限定されない。

【0024】

記憶サブシテム１２に記憶された、上記のオペレーティングシステムの命令セットやサブルーティンは、コントロールロジック・サブシテム１４に組み込まれた１つ以上のプロセッサ（たとえば、マイクロプロセッサ１００）と１つ以上のメモリ・アーキテクチャ（たとえば、読み取り専用メモリ１０２および／またはランダムアクセスメモリ１０４）で実行される。

【0025】

記憶サブシテム１２には、たとえば、ハードディスクドライブ、光学式ドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＦ（すなわち、コンパクトフラッシュ）カード、ＳＤ（すなわち、セキュア・デジタル）カード、スマートメディア・カード、メモり・スティック、および、マルチメディア・カードを含む。

【0026】

上記のように、記憶サブシテム１２は、データバス３４経由でコントロールロジック・サブシテム１４に接続される。コントロールロジック・サブシテム１４はまた、マイクロプロセッサ１００で与えられた信号を記憶システム１２で有用なフォーマットに変換する記憶コントローラ１１６（想像線で示す）を含んでもよい。さらに、記憶コントローラ１１６は、記憶サブシテム１２で与えられた信号をマイクロプロセッサ１００で有用なフォーマットに変換してもよい。

【0027】

上述のように、高容量原料サブシステム１６、微量原料サブシステム１８および／または配管／コントロール・サブシステム２０は、データバス３８経由でコントロールロジック・サブシテム１４に接続される。コントロールロジック・サブシテム１４は、マイクロプロセッサ１００で与えられた信号を高容量原料サブシステム１６、微量原料サブシステム１８および／または配管／コントロール・サブシステム２０で有用なフォーマットに変換するバス・インターフェース１１８（想像線で示す）を含んでもよい。さらに、バス・インターフェース１１８は、高容量原料サブシステム１６、微量原料サブシステム１８および／または配管／コントロール・サブシステム２０で与えられた信号をマイクロプロセッサ１００で有用なフォーマットに変換してもよい。

【0028】

以下に詳細に説明するように、コントロールロジック・サブシテム１４は、飲料ディスペンサ・システム１０のオペレーションをコントロールする１つ以上のコントロール・プロセス１２０を実行してもよい。コントロール・プロセス１２０の命令セットやサブルーティンは、記憶サブシステム１２に記憶され、コントロールロジック・サブシテム１４に組み込まれる１つ以上のプロセッサ（たとえば、マイクロプロセッサ１００）と１つ以上のメモリ・アーキテクチャ（たとえば、読み取り専用メモリ１０２および／またはランダムアクセスメモリ１０４）で実行されてもよい。

【0029】

図３をも参照すると、高容量原料サブシステム１６と配管／コントロール・サブシステム２０の線図が示される。高容量原料サブシステム１６は、飲料２８を作るときに急速に用いられる消耗品を収納する容器を含む。たとえば、高容量原料サブシステム１６は、二酸化炭素供給１５０、水供給１５２および高果糖コーンシロップ供給（High Fructose Corn Syrup supply）１５４を含む。二酸化炭素供給１５０の例には、圧縮炭酸ガスのタンク（不図示）が含まれるが、これに限定されない。水供給１５２の例には、都市水供給（不図示）が含まれるが、これに限定されない。高果糖コーンシロップ供給１５４の例には、高濃縮高果糖コーンシロップのタンク（不図示）が含まれるが、これに限定されない。

【0030】

高容量原料サブシステム１６は、炭酸ガス（二酸化炭素供給１５０で与えられる）と水（水供給１５２で与えられる）から炭酸水を製造する炭酸水製造装置１５６を含んでもよい。炭酸水１５８、水１６０および高果糖コーンシロップ１６２は、コールドプレート・アセンブリ１６４に供給される。コールドプレート・アセンブリ１６４は、炭酸水１５８、水１６０および高果糖コーンシロップ１６２を所望の供給温度（たとえば、４．４℃［４０°Ｆ］）に冷却するようになされる。

【0031】

炭酸水１５８、水１６０および高果糖コーンシロップ１６２を冷却するのに単一のコールドプレート１６４が示されるが、これは単に図示のためだけであり、他の構成も可能であり、開示を限定する意図ではない。たとえば、炭酸水１５８、水１６０および高果糖コーンシロップ１６２のそれぞれを冷却するために個別のコールドプレートを用いてもよい。冷却されると、冷却炭酸水１６４、冷却水１６６および冷却高果糖コーンシロップ１６８は、配管／コントロール・サブシステム２０に供給される。

【0032】

図示のため、配管／コントロール・サブシステム２０は３つの流量計測装置１７０、１７２、１７４を含んで示され、冷却炭酸水１６４、冷却水１６６および冷却高果糖コーンシロップ１６８（それぞれ）の容積を計測する。流量計測装置１７０、１７２、１７４は、フィードバック信号１７６、１７８、１８０（それぞれ）をフィードバックコントローラシステム１８２、１８４、１８６（それぞれ）に提供する。

【0033】

フィードバックコントローラシステム１８２、１８４、１８６（以下に詳細に説明する）は流量フィードバック信号１７６、１７８、１８０を所望の流量体積（冷却炭酸水１６４、冷却水１６６および冷却高果糖コーンシロップ１６８それぞれに対して規定される）と比較する。流量フィードバック信号１７６、１７８、１８０を処理すると、フィードバックコントローラシステム１８２、１８４、１８６（それぞれ）は、可変管路抵抗１９４、１９６、１９８（それぞれ）に供給される流量コントロール信号１８８、１９０、１９２（それぞれ）を生成する。可変管路抵抗１９４、１９６、１９８の例は、米国特許第５，７５５，６８３号（本書に参照して組み込む）、米国特許出願第１１／５５９，７９２号（本書に参照して組み込む）および米国特許出願第１１／８５１，２７６号（本書に参照して組み込む）に開示および請求項に記載されている。可変管路抵抗１９４、１９６、１９８は、管路２０６、２０８、２１０（それぞれ）を通過する冷却炭酸水１６４、冷却水１６６および冷却高果糖コーンシロップ１６８の流量を制御し、冷却炭酸水１６４、冷却水１６６および冷却高果糖コーンシロップ１６８はノズル２４へそして（結果として）容器３０へ提供される。

【0034】

管路２０６、２０８、２１０は、流量が所望されない／必要でないとき（たとえば搬送中、メンテナンス中および休止時間）管路２０６、２０８、２１０を流体が流れることを阻止するソレノイドバルブ２００、２０２、２０４（それぞれ）を追加で含んでもよい。

【0035】

上記のように、図３は配管／コントロール・サブシステム２０の図解を提供するに過ぎない。したがって、配管／コントロール・サブシステム２０が図示されている方法は、他の構成も可能であり、本開示を限定する意図ではない。たとえば、フィードバックコントローラシステム１８２、１８４、１８６のいくつかの、または、全ての機能はコントロールロジック・サブシテム１４に組み込まれてもよい。

【0036】

図４Ａをも参照すると、微量原料サブシステム１８および配管／コントロール・サブシステム２０の上部線図が示される。微量原料サブシステム１８は製品モジュール・アセンブリ２５０を含んでもよく、製品モジュール・アセンブリ２５０は１つ以上の製品容器２５２、２５４、２５６、２５８に着脱可能に係合するように構成され、製品容器２５２、２５４、２５６、２５８は、飲料２８を作るときに使用する微量原料を貯留するように構成される。そのような微量原料の例は、コーラシロップの第１部分、コーラシロップの第２部分、ルートビアおよびアイスティーシロップを含むが、これらには限定されない。

【0037】

製品モジュール・アセンブリ２５０は、複数の製品容器２５２、２５４、２５６、２５８に着脱可能に係合するように構成されたスロット・アセンブリ２６０、２６２、２６４、２６６を含んでもよい。この特定の例では、製品モジュール・アセンブリ２５０は４つのスロット・アセンブリ（すなわち、スロット２６０、２６２、２６４、２６６）を含んで示され、よって、４製品モジュール・アセンブリと称される。１つ以上の製品容器２５２、２５４、２５６、２５８を製品モジュール・アセンブリ２５０内に配置するときには、製品容器（例えば、製品容器２５４）をスロット・アセンブリ（例えば、スロット・アセンブリ２６２）内へ矢印２６８方向にスライドする。

【0038】

図示のために、製品モジュール・アセンブリ２５０の各スロット・アセンブリはポンプアセンブリを含んで示される。たとえば、スロット・アセンブリ２５２はポンプアセンブリ２７０を含んで示され、スロット・アセンブリ２６２はポンプアセンブリ２７２を含んで示され、スロット・アセンブリ２６６はポンプアセンブリ２７６を含んで示される。

【0039】

ポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６のそれぞれは、製品容器内に含まれる製品オリフィスに着脱可能に係合する入口を含む。たとえば、ポンプアセンブリ２７２は、製品容器２５４内に含まれる製品オリフィス２８０に着脱可能に係合するように構成された入口２７８を含むように示される。入口２７８および／または製品オリフィス２８０は１つ以上のＯリング・アセンブリ（不図示）を含み、漏れ止めシールを容易にしてもよい。

【0040】

１つ以上のポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６の例は、１つ以上のポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６が駆動される度に規定の一定の流量を提供するソレノイドピストン・ポンプアセンブリを含むが、それには限定されない。そのようなポンプは、イタリア・パヴィアのULKA Costruzioni Elettromeccaniche社から市販されている。たとえば、ポンプアセンブリ（たとえばポンプアセンブリ２７４）がデータバス３８経由でコントロールロジック・サブシテム１４により駆動される度に、ポンプアセンブリは製品容器２５６内に含まれる１．００ｍＬのルートビアシロップを提供する。

【0041】

ポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６および種々のポンプ技術の他の例は、米国特許第４，８０８，１６１号（本書に参照して組み込む）、米国特許第４，８２６，４８２号（本書に参照して組み込む）、米国特許第４，９７６，１６２号（本書に参照して組み込む）、米国特許第５，０８８，５１５号（本書に参照して組み込む）、および、米国特許第５，３５０，３５７号（本書に参照して組み込む）に開示される。

【0042】

製品モジュール・アセンブリ２５０は、ブラケット・アセンブリ２８２に着脱可能に係合するように構成されてもよい。ブラケット・アセンブリ２８２は、飲料ディスペンサ・システム１０の一部である（そしてその中に堅く固定されている）。ブラケット・アセンブリ２８２の例は、製品モジュール２５０と着脱可能に係合するように構成される飲料ディスペンサ・システム１０内の棚を含むが、それには限定されない。たとえば、製品モジュール２５０は、ブラケット・アセンブリ２８２に組み込まれる相補的器具を着脱可能に係合するように構成される係合器具（たとえば、クリップ・アセンブリ、スロット・アセンブリ、ラッチ・アセンブリ、ピン・アセンブリ；不図示）を含む。

【0043】

配管／コントロール・サブシステム２０は、ブラケット・アセンブリ２８２に堅く取り付けられたマニフォールド・アセンブリ２８４を含んでもよい。マニフォールド・アセンブリ２８４は、各ポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６に組み込まれたポンプ・オリフィス（たとえば、ポンプ・オリフィス２９４、２９６、２９８、３００）に着脱可能に係合するように構成された複数の入口２８６、２８８、２９０、２９２を含むように構成されてもよい。製品モジュール２５０をブラケット・アセンブリ２８２に配置すると、製品モジュール２５０は矢印３０２の方向に移動され、よって、入口２８６、２８８、２９０、２９２がポンプ・オリフィス２９４、２９６、２９８、３００と着脱可能に係合する。入口２８６、２８８、２９０、２９２および／またはポンプ・オリフィス２９４、２９６、２９８、３００は１つ以上のＯリング・アセンブリを含み、漏れ止めシールを容易にしてもよい。

【0044】

マニフォールド・アセンブリ２８４は、チューブバンドル３０４と係合するように構成されてもよく、チューブバンドル３０４は、ノズル２４に（直接または間接に）配管される。上記のように、高容量原料サブシステム１６はまた、冷却炭酸水１６４、冷却水１６６および／または冷却高果糖コーンシロップ１６８の形で流体を（直接又は間接に）ノズル２４に提供する。したがって、コントロールロジック・サブシテム１４は、たとえば冷却炭酸水１６４、冷却水１６６、冷却高果糖コーンシロップ１６８の特定の量と種々の微量原料（たとえばコーラシロップの第１部分、コーラシロップの第２部分、ルートビアシロップおよびアイスティーシロップ）の量を（この特定の例では）制御するので、コントロールロジック・サブシテム１４は飲料２８の品質を正確にコントロールする。

【0045】

図４Ｂおよび４Ｃをも参照すると、上記のように、ポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６の１つ以上は、（データバス３８経由で）コントロールロジック・サブシテム１４によりポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６の１つ以上が駆動される度に規定の一定の量の流体を提供するソレノイドピストン・ポンプアセンブリでよい。さらに上記のように、コントロールロジック・サブシテム１４は、飲料ディスペンサ・システム１０の運転を制御する１つ以上のコントロール・プロセス１２０を実行してもよい。したがって、コントロールロジック・サブシテム１４は、コントロールロジック・サブシテム１４からデータバス３８経由でポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６に提供される駆動信号３０６を生成する駆動信号生成プロセス１２２を実行する。

【0046】

上記のように、ユーザインターフェース・サブシステム２２を介して、ユーザ２６が１つ以上の選択をすると、ユーザインターフェース・サブシステム２２は適切なデータ信号を（データバス３２経由で）コントロールロジック・サブシテム１４に提供する。コントロールロジック・サブシテム１４はこれらのデータ信号を処理し、記憶サブシテム１２に保持された複数のレシピ３６から選ばれた１つ以上のレシピを（データバス３４経由で）読み出す。記憶サブシテム１２からレシピを読み出すと、コントロールロジック・サブシテム１４はレシピを処理し、適切なコントロール信号を（データバス３８経由で）たとえば、高容量原料サブシステム１６、微量原料サブシステム１８および配管／コントロール・サブシステム２０に提供し、（容器３０に注入される）飲料２８を製造する。したがって、ポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６にて（データバス３８経由で）受信したコントロール信号は、飲料２８に含まれる微量原料の特定の量を規定してもよい。特に、ポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６が、（上記のように）ポンプアセンブリの駆動される回数をコントロールすることにより、ポンプアセンブリが駆動される度に規定の一定の量の流体を提供する場合には、コントロールロジック・サブシテム１４は、飲料２８に含まれる流体量（たとえば微量原料）をコントロールできる。

【0047】

駆動信号３０６を生成するとき、駆動信号生成プロセス１２２は、規定電位を有するパルス幅変調された（すなわちＰＷＭ）駆動信号３２０を規定する（３０８）。そのような規定電位の例は、２８ＶＤＣである。ＰＷＭ駆動信号３２０は、ポンプアセンブリ（たとえば、ポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６）の流量を、少なくとも部分的に、制御する第１のデューティーサイクルを規定する複数の「オン」部分（たとえば、部分３２２、部分３２４、部分３２６）と複数の「オフ」部分（たとえば、部分３２８、部分３３０）を含む。この特定の例では、「オン」部分の期間は「Ｘ」で、「オフ」部分の期間は「Ｙ」である。「Ｘ」の代表的な値は約１５ミリ秒を含むが、それには限定されない。「Ｙ」の代表的な値は１５〜１８５ミリ秒を含むが、それには限定されない。したがって、ＰＷＭ駆動信号３２０のデューティーサイクルの例は、５０．０％（すなわち、１５ｍｓ／３０ｍｓ）から７．５％（すなわち、１５ｍｓ／２００ｍｓ）である。したがって、ポンプアセンブリ（たとえば、ポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６）が（上記のように）１．００ｍＬのルートビアシロップを提供するのに１５ｍｓのエネルギを必要とするなら、５０．０％のデューティーサイクルは３３．３３ｍＬ／秒の流量を有するポンプアセンブリになる。しかし、７．５％にデューティーサイクルを調整することは、５．００ｍＬ／秒の流量を有するポンプアセンブリになる。したがって、ＰＷＭ駆動信号３２０のデューティーサイクルを変化させることにより、ポンプアセンブリ（たとえば、ポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６）の流量を変化させることができる。

【0048】

ある流体が他の流体より粘性が高いと、ある流体をポンプで送るのに余分なエネルギが必要となる。したがって、駆動信号生成プロセス１２２は、ＰＷＭ駆動信号の「オン」部分の少なくとも一部をパルス幅変調し（３１０）、ＰＷＭ駆動信号３２０の「オン」部分の少なくとも一部に第２のデューティーサイクルを規定し、よって駆動信号３０６を生成する。以下に説明するように、第２のデューティーサイクルは、ポンプアセンブリに作用する規定電位の割合を、少なくとも部分的に、制御する。

【0049】

たとえば、ポンプアセンブリ（たとえば、ポンプアセンブリ２７０、２７２、２７４、２７６）が低粘度の流体（たとえば、バニラ抽出液）をポンプで送るとする。上記のように、ポンプアセンブリがなすべき仕事量は、より粘性の高い流体（たとえば、ルートビアシロップ）をポンプで送り出すのに必要な仕事量より少ない。したがって、駆動信号生成プロセス１２２は、「オン」部分（たとえば、「オン」部分３２２、３２４、３２６）のデューティーサイクルをたとえば５０％に低減し、よって、実効電圧を約１４．０ＶＤＣ（すなわち、２８．０ＶＤＣの全電位の５０％）に低減する。あるいは、より高い粘性を有する流体をポンプで送り出すときには、「オン」部分（たとえば、「オン」部分３２２、３２４、３２６）のデューティーサイクルを高くして、よって、実効電圧を約１４．０ＶＤＣと２８．０ＶＤＣの間に上昇させる。

【0050】

第２のパルス幅変調プロセスの結果生ずる「オン」部分の期間は、第１のパルス幅変調プロセスの結果生ずる「オン」部分の期間よりもかなり短い。たとえば、「オン」部分３２４は１５ミリ秒の期間であり、（「オン」部分３２４内にある）「オン」部分３３２はこの図示の例では、１５／１６ミリ秒の期間を有して示される。

【0051】

図５をも参照すると、配管／コントロール・サブシステム２０の線図が示される。以下に説明する配管／コントロール・サブシステムは飲料２８に加えられる冷却炭酸水１６４の量をコントロールするのに用いられる配管／コントロール・システムに関するが、これは図解のためだけであり、他の構成も可能であり、本開示を限定する意図はない。たとえば、以下に説明する配管／コントロール・サブシステムは、飲料２８に加えられる冷却水１６６および／または冷却高果糖コーンシロップ１６８の量をコントロールするのにも用いられる。

【0052】

上記のように、配管／コントロール・サブシステム２０は流量計測装置１７０から流量フィードバック信号１７６を受信するフィードバックコントローラ・システム１８２を含んでもよい。フィードバックコントローラ・システム１８２は、流量フィードバック信号１７６を（コントロールロジック・サブシテム１４にてデータバス経由で規定される）所望の流量容積と比較する。流量フィードバック信号１７６を処理すると、フィードバックコントローラ・システム１８２は、可変管路抵抗１９４に供給される流量コントロール信号１８８を生成する。

【0053】

フィードバックコントローラ・システム１８２は、軌道成形コントローラ（trajectory shaping controller）３５０、流量レギュレータ３５２、フィードフォワード・コントローラ３５４、単位遅延３５６、飽和コントローラ３５８およびステッパ・コントローラ３６０を含んでもよく、各々を以下に詳細に説明する。

【0054】

軌道成形コントローラ３５０は、コントロールロジック・サブシテム１４からデータバス３８経由でコントロール信号を受信するように構成される。コントロール信号は、配管／コントロール・サブシステム２０が飲料２８で使用される流体（この場合には、冷却炭酸水１６４）を供給すると仮定されるやり方の軌跡を規定する。しかし、コントロールロジック・サブシテム１４により提供された軌跡は、たとえば流量コントローラ３５２で処理される前に修正される必要がある。たとえば、コントロールシステムは、複数の直線区間（すなわち、階段状変化を含む）で構成されたコントロール曲線の処理が困難な時間を有する傾向がある。たとえば、流量レギュレータ３５２は、コントロール曲線３７０が３つの顕著な直線区間、すなわち、区間３７２、区間３７４、区間３７５２からなるので、コントロール曲線３７０を処理するのが困難である。よって、変化点（たとえば変化点３７８、３８０）で、流量コントローラ３５２は特に（および配管／コントロール・サブシステム２０も一般的に）、第１の流量から第２の流量へ瞬時に変化することが要求される。したがって、軌道成形コントローラ３５０は、コントロール曲線３７０にフィルタをかけて、第１の流量から第２の流量への瞬時の変化がもはや必要ではない、特に流量コントローラ３５２で（および配管／コントロール・サブシステム２０で一般的に）より簡単に処理できる滑らかなコントロール曲線３８２を形成する。

【0055】

さらに、軌道成形コントローラ３５０は、ノズル２４を充填前に濡らし、充填後にすすぐことを可能にする。特に、ノズル２４が、シロップを添加する前に１０mＬの水で充填前に濡らされ、および／または、シロップの添加を止めると１０ｍＬの水で充填後のリンスをされる場合に、軌道成形コントローラ３５０は、充填前の濡らしおよび／または充填後のすすぎの間に加えられる水を、充填プロセス中にシロップの追加量を提供することにより相殺することもできる。特に、容器３０が飲料２８で充填されると、充填前すすぎ水は、初めには甘み不足の飲料２８となし得る。すると、軌道成形コントローラ３５０は、必要流量以上でシロップを添加し、飲料２８を甘み不足から、適切な甘さ、甘過ぎへと移行させる。しかし、適切な量のシロップが添加されると、充填後のすすぎプロセスにより水が追加され、飲料２８が再度適切な甘さとなる。

【0056】

流量コントローラ３５２は、比例積分（ＰＩ）ループ・コントローラとして構成できる。流量コントローラ３５２は、フィードバックコントローラ・システム１８２により実施されるとして一般的にこれまでに説明した比較と処理を実施する。たとえば、流量コントローラ３５２は、流量計測装置１７０からのフィードバック信号１７６を受信するように構成される。流量コントローラ３５２は、流量フィードバック信号１７６を（コントロールロジック・サブシテム１４により規定され、軌道成形コントローラ３５０により修正された）所望の流量容積と比較する。流量フィードバック信号１７６を処理すると、流量コントローラ３５２は、可変管路抵抗１９４に提供される流量コントロール信号１８８を生成する。

【0057】

フィードフォワード・コントローラ３５４は、可変管路抵抗１９４の最初の位置はどうあるべきかに関する「最適推定」判断を提供する。具体的には、規定された一定の圧力で可変管路抵抗が０．００ｍＬ／秒と１２０．００ｍＬ／秒の間の（冷却炭酸水１６４の）流量を有すると仮定する。さらに、容器３０を飲料２８で充填するときには４０ｍＬ／秒の流量が所望されると仮定する。したがって、フィードフォワード・コントローラ３５４は、可変管路抵抗１９４が最初にその最大開度の（可変管路抵抗１９４が線形に動作すると仮定して）３３．３３％開くフィードフォワード信号を（フィードフォワード・ライン３８４に）提供する。

【0058】

フィードフォワード信号の値を決定するとき、フィードフォワード・コントローラ３５４は、実験的に作成され、種々の初期流量を提供する信号を規定する参照テーブル（不図示）を用いてもよい。そのような参照テーブルの例は、次の表を含むが、それには限定されない。

【表1】

【0059】

再度、容器３０に飲料２８を充填するときに４０ｍＬ／秒の流量が所望されるものと仮定すると、フィードフォワード・コントローラ３５４は、上記の参照テーブルを用い、ステップモータに６０．０度へのパルスを（フィードフォワードライン３８４を用いて）発する。

【0060】

単位遅延３５６は、そこを通じて前の段階の（可変管路抵抗１９４に提供された）コントロール信号を流量コントローラ３５２に提供するフィードバック・パスを形成する。

【0061】

飽和コントローラ３５８は、可変管路抵抗１９４が（ステッパ・コントローラ３６０により）最大流量にセットされているときにはフィードバックコントローラ・システム１８２（上記のように、ＰＩループ・コントローラとして構成されてもよい）の積分コントロールを無効にするように構成され、よって、流量の行き過ぎやシステムの振動を減じてシステムの安定性を向上する。

【0062】

ステッパ・コントローラ３６０は、飽和コントローラ３５８により（ライン３８６に）提供される信号を可変管路抵抗１９４で有用な信号に変換するように構成されてもよい。可変管路抵抗１９４は、可変管路抵抗１９４のオリフィスサイズ（および、よって、流量）を調整するステッパ・モータを含んでもよい。したがって、コントロール信号１８８は、可変管路抵抗内のステッパ・モータをコントロールするように構成される。

【0063】

図６をも参照すると、ユーザインターフェース・サブシステム２２の線図が示される。ユーザインターフェース・サブシステム２は、ユーザ２６が飲料２８に関する種々のオプションを選定できるようにするタッチスクリーン・インターフェース４００を含んでもよい。たとえば、ユーザ２６は（「ドリンクサイズ」カラム４０２を介して）飲料２８のサイズを選定できる。選定可能なサイズの例は、「１２オンス」、「１０オンス」、「２０オンス」、「２４オンス」、「３２オンス」、「４８オンス」を含むが、これらには限定されない。

【0064】

ユーザ２６は、（「ドリンクタイプ」カラム４０４を介して）飲料２８のタイプを選定できる。選定できるタイプの例は、「コーラ」、「レモンライム」、「ルートビア」、「アイスティー」、「フルーツパンチ」を含むが、これらには限定されない。

【0065】

ユーザ２６は、（「添加物」カラム４０６を介して）飲料２８に含まれる１つ以上のフレーバ／製品を選定できる。選定できる添加物の例は、「チェリーフレーバ」、「レモンフレーバ」、「チョコレートフレーバ」、「コーヒーフレーバ」、「アイスクリーム」を含むが、これらには限定されない。

【0066】

さらに、ユーザ２６は、（「栄養補助食品」カラム４０８を介して）飲料２８に含まれる１つ以上の栄養補助食品を選定できる。そのような栄養補助食品の例は、「ビタミンＡ」、「ビタミンＢ６」、「ビタミンＢ_１２」、「ビタミンＣ」、「ビタミンＤ」、「亜鉛」を含むが、これらには限定されない。

【0067】

ユーザが適切な選定をすると、ユーザ２６は「決定」ボタン４１０を選定し、ユーザインターフェース・サブシステム２２は適切なデータ信号を（データバス３２経由で）コントロールロジック・サブシテム１４に提供する。受信すると、コントロールロジック・サブシテム１４は、記憶サブシテム１２から適切なデータを読み出し、適切なコントロール信号を、たとえば、高容量原料サブシステム１６、微量原料サブシステム１８および配管／コントロール・サブシステム２０に提供し、コントロール信号は（これまで説明したように）処理されて飲料２８を用意する。あるいは、ユーザ２６は「取消」ボタン４１２を選定し、タッチスクリーン・インターフェース４００は、デフォルトの状態（たとえば、ボタンが選定されていない状態）にリセットされる。

【0068】

ユーザインターフェース・サブシステム２２は、飲料ディスペンサ・システム１０がユーザ２６に情報を提供できるようにする情報スクリーン４１４をシステム２２が含むように構成されてもよい。ユーザ２６に提供される情報の種類の例は、公告、システム故障／警告に関する情報、種々の製品の費用に関する情報を含むが、これらには限定されない。

【0069】

上記のパルス幅変調技術の全てまたは一部を用いて、ノズル（たとえば、ノズル２４）での一定の流速を維持できる。たとえば、高果糖コーンシロップの供給は、高果糖コーンシロップがノズル２４に高流速で勢いよく出るように（たとえば、可変管路抵抗またはソレノイドバルブを用いて）パルス変調されてもよく、よって、高果糖コーンシロップと飲料の他の成分とが高度に混合する。

【0070】

本システムは飲料ディスペンサ・システム内で用いられるものとしてこれまで説明したが、これは説明のためであって、他の構成も可能であり、この開示を制限する意図はない。たとえば、上記のシステムは他の消耗品（たとえば、アイスクリームやアルコール飲料）を処理し、注入するのに用いることもできる。さらに、上記のシステムは、食品産業以外の分野でも利用できる。たとえば、上記のシステムは、ビタミン、薬剤、医薬品、洗浄品、潤滑剤、印刷／染料製品、および他の非消耗液体／半液体・粒状個体を処理／注入するのに利用することもできる。

【0071】

多くの実施を説明した。それにもかかわらず、種々の改変がなされうることが理解されよう。したがって、他の実施も以下の請求項の範囲内となる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】