CN1830376A - 电真空吸尘器 - Google Patents

Abstract

一种电真空吸尘器，它包括一过滤器、一鼓风机、用于切换流经鼓风机的电流的切换部件、电流检测部分以及控制部分，其中控制部分包括第一控制模式和第二控制模式，在第一控制模式中限制流经过滤器和鼓风机的气流量，并且在第二控制模式中将施加在鼓风机上的功率保持在目标值，并且根据所施加的功率从第一和第二控制模式中选择一个控制模式。

Description

电真空吸尘器

发明的交叉参考

本申请基于2005年3月8日提交的在先日本专利申请No.2005-064330并要求其优先权，该申请的全部内容引用于此，作为参考。

技术领域

本发明大体上涉及一种电真空吸尘器，更具体地说涉及用于控制配备在该电真空吸尘器上的鼓风机(blower)的操作的控制器。

背景技术

电真空吸尘器具有用于产生出包含灰尘的气流的鼓风机和使灰尘与气流分离并且收集该灰尘的过滤器。所收集的灰尘量增大引起在鼓风机的入口侧中的气流阻力增大以及气体流量减小，从而在所施加的功率恒定的情况下导致由在电真空吸尘器中的鼓风机产生出的抽吸力降低。操作人员或用户通常期望电真空吸尘器能够具有稳定的抽吸力，从而产生出与在过滤器中所收集或聚集的灰尘量无关的气流量。

与这相关，日本特许公开(Kokai)专利No.平08-228978披露了一种电真空吸尘器，构成为将根据在鼓风机的入口侧中的气流阻力变化的电流(即流经鼓风机的电流)与预定的阈值进行比较，并且根据所比较的结果一步步地使施加在鼓风机上的功率上升和/或下降。

在家用电真空吸尘器中，出于节能考虑输入功率存在一上限值，并且在一些情况下偶尔需要具有较高的抽吸力，从而在不超过上限值的输入功率范围内产生出气流。

一般来说，电真空吸尘器已经构成为将流经鼓风机的电流与预定阈值进行比较并且根据所比较的结果控制给鼓风机的输入功率一步步地增大或减小以改变抽吸穿过鼓风机的气流量。在采用传统方法将所施加的功率控制成为目标值的情况中，提前需要准备许多电流阈值来将所施加的功率平滑地调节为目标值，因此需要具有大存储容量的存储器。另外，还需要大量试验来确定这些大量电流阈值，因此降低了控制器的开发效率。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种实现两种不同控制的电真空吸尘器，其中一个控制在于与在过滤器上所收集的灰尘量增大无关地保持适当量的气流，并且另一个控制在于将所施加的功率调节至目标值。

为了实现上面的目的，电真空吸尘器包括：

一鼓风机，用于产生出包含灰尘的气流；

一过滤器，被配置为使灰尘与气流分离；

一切换部件，用于根据控制信号切换流经鼓风机的电流；

一气流量感测部分，用于感测流经过滤器的空气量以输出表示所感测的结果的第一数值，该气流量根据由过滤器分离的灰尘量变化；

一电流检测部分，用于检测流经鼓风机的电流以输出表示所检测的电流数值的第二数值；以及

一控制部分，用于根据施加在鼓风机上的功率选择第一控制模式和第二控制模式中的一个，在第一控制模式中根据第一数值确定出合适的从控制部分到切换部件的控制信号的输出定时从而限制气流量变化，在第二模式中根据第二数值确定出合适的控制信号的输出定时，从而将施加在鼓风机上的功率保持在预定的目标值处，该控制部分还用于借助在所选模式的适当输出定时处输出的控制信号控制切换部件的操作。

附图说明

从结合附图给出的本发明当前优选示例性实施方案的以下详细说明中将清楚并且更加容易理解本发明的这些和其它目的和优点，在这些附图中：

图1为一透视图，显示出根据本发明一实施方案的电真空吸尘器；

图2为一方框图，举例说明了根据本发明第一实施方案的电真空吸尘器的控制器；

图3显示出根据该第一实施方案的来自各个部分的电压波形、电流波形和信号波形；

图4为一方框图，显示出在第一实施方案中的控制器的各个部分的功能；

图5显示出第一实施方案的数据表；

图6为一曲线图，举例说明了在驱动在第一实施方案中的电真空吸尘器时在入口气流量和所施加的鼓风机功率之间的关系；

图7为一流程图，举例说明了其中在第一实施方案中通过微处理器切换控制模式的过程；

图8为一方框图，显示出在第二实施方案中的控制器的各个部分的功能；

图9为一方框图，显示出根据第三实施方案的电真空吸尘器的控制器；

图10显示出根据第三实施方案来自各个部分的电压波形和信号波形；

图11为一方框图，显示出在第三实施方案中的控制器的各个部分的功能；

图12为一曲线图，显示出在驱动在第四实施方案中的电真空吸尘器时在入口气流量和所施加的鼓风机功率之间的关系；并且

图13为一方框图，显示出根据第五实施方案的电真空吸尘器的控制器。

具体实施方式

现在将参照这些附图对本发明进行更详细说明。但是，在这些附图中相同的附图标记赋予给类似的元件，因此其详细说明将不再重复。

(第一实施方案)

首先将参照图1对一种罐式电真空吸尘器20(下面被称为“吸尘器”)的结构进行说明。

如图1所示，吸尘器20的主体21包括其上表面打开的一下壳体22、一上壳体23、一保险杠24和一盖子25。下壳体22的后顶部由上壳体23封闭。保险杠24夹在下壳体22和上壳体23的圆周边缘之间并且与之连接。盖子25可摆动地设置在下壳体22的前部上以打开和关闭该前部。在盖子25上形成有一通知部分40，它包括一发光元件或一发声元件例如发光二极管(LED)或扬声器以在其操作期间将吸尘器20的操作状态例如所收集的灰尘量通知操作者。

袋状过滤器27(下面被称为“过滤器27”)和位于过滤器27后侧中的鼓风机26串联地位于吸尘器20的主体中。由鼓风机26产生出的气流引导穿过过滤器27以使灰尘与气流分离。

支架(caster)(未示出)可转动地设在主体21沿着向前方向的后面的下部上。在主体21的后面的两侧上设有一对每个都具有一大直径的空转轮。

在主体21的前壁中央处形成有一入口以从外面将空气抽入到主体21的内部中。柔性圆柱形软管30的一个端部可分开地与入口29流体连通地连接，并且另一个端部与操作部分31流体连通地固定。

操作部分31包括多个操作按钮32，每个按钮被选择操作用来控制鼓风机26的其中一个操作模式，例如强、弱和“关”模式。操作部分31还包括一握把部分33，用来在吸尘时由操作人员抓握。可伸展管34的一个端部可分开地与操作部分31的顶端连接，从而可伸展管34通过操作部分31与圆柱形软管30流体连通。可伸展管34包括具有较大直径的第一管34a和可滑动地插入到第一管34a中的具有较小直径的第二管34b。通过使第二管34b贴着第一管34a滑动来使管34伸长。具有让在地板上的灰尘穿过它随着气流吸入到吸尘器20中的开口的地板刷35可分开地与可伸展管34的另一个端部连接。

地板刷35、可伸展管34、软管30的串联连接布置形成一主气流通道。

现在将参照图2对包括鼓风机26和控制部分10a的吸尘器20的控制器100进行说明。在主体21的内部中，安装有鼓风机26和一电路板101，在其上实现控制部分10a控制鼓风机26的功能。

在控制器100中串联连接有一商业AC电源1、一电流保险丝4、包含在鼓风机26中的一电动机5以及一切换部件例如双向硅控整流器(thyristor)2，用来切换从AC电源1施加在鼓风机26上的功率(power)。

鼓风机26基本上包括电动机5和一风扇13。电动机5为一通用型电动机例如整流式电动机(换向器电动机)，它包括具有一换向器的电枢5a和场绕组5b、5c。风扇13为固定在电动机5的主轴上的离心式风扇。

电流检测部分3设置在控制器100上。该电流检测部分3由例如电流互感器或分流电阻构成以检测流经电动机5的负载电流。由于流经电动机5的电流随着经过过滤器27的气流量变化而变化，所以可以通过检测该电流来间接确定出气流量。在该实施方案中，电流检测部分3还用作或者可以说是一气流量感测部分。通过零交叉检测部分6检测出施加在电动机5上的AC电压的零交叉点。

控制部分10a包括一微处理器7、一存储器8和一I/O端口9。I/O端口9配备有一A/D转换功能。在存储器8中，提前存储用于在功能上操纵微处理器7的控制程序和包括微处理器7进行操作所需的几个常数的数据。存储器8包括用于暂时存储来自微处理器7的数据的一数据区和用于微处理器7的一工作区。

由电流检测部分3检测出的电流在经过整流器11的全波整流或半波整流之后输送给I/O端口9。I/O端口9包括用来将模拟值转换成数字值的模拟-数字转换器(A/D转换器)。在通过A/D转换器转换经整流的检测电流的同时，I/O端口9获取与经整流的检测电流对应的数字值。在零交叉检测部分6检测到AC电压的零交叉点时，也将由零交叉检测部分6产生出的零交叉检测信号输入给I/O端口9。

控制器100还包括操作部分31，从中将指令信号输出给I/O端口9

设在控制器100中的控制部分10a获取所检测出的电流数值(即流经电动机5的电流)、零交叉信号和指令信号，然后将控制信号输出给双向硅控整流器的栅极端子(控制端)。

在将来自商业AC电源1的具有在图3的(a)中所示波形的电压施加在控制器100上并且以在图3的(c)中所示的定时将来自控制部分10a的控制信号施加在双向硅控整流器2的栅极端子上时，在电动机5的端子之间产生出在图3的(d)中所示的电压，因为双向硅控整流器2一直短路直到电源的极性反向。

这时，将在图3的(b)中所示的零交叉检测信号输入给控制部分10a的I/O端口9。在图3的(e)中显示出由电流检测部分3检测出并且经过整流器11全波整流的流经电动机5的电流波形。该电流波形按照原样或者成扁平波形作为电压数值输入给控制部分10a。

通过下面的公式计算出双向硅控整流器2的导电角Φ(％)：

Φ＝{(Tv/2)·ta}/(Tv/2)×100

其中Tv(秒)为AC电压的周期，并且ta(秒)为在AC电源电压达到零交叉点之后直到输出电动机5的控制信号的时间。其中，时间ta(秒)被称为输出定时(output timing)。

现在参照图4对由控制部分10a实现的每个功能进行说明。控制部分10a通常包括一电流获取部分71、用于选择两个控制模式例如第一控制模式和第二控制模式中的一个的一控制模式选择部分73以及用于确定输出定时ta的一输出定时确定部分54。

电流获取部分71以预定的周期反复地获取由电流检测部分3检测到的流经电动机5的电流数值In(下面被称为“电流In”)，并且传送该电流In以控制模式选择部分73和输出定时确定部分54。由于所施加的功率与电流In间的关系随着鼓风机26的特性和导电角Φ的变化而变化，所以需要在设计阶段用试验确定电流In。可以从电流In中估计出在恒定电源电压下施加的功率。控制模式选择部分73根据电流In选择控制部分10a的与施加在鼓风机26上的功率对应的其中一个控制模式。输出定时确定部分54根据电流In和由控制模式选择部分73所选的电流模式确定给双向硅控整流器的控制信号的输出定时。

如上所述，控制部分10a根据鼓风机26的电流In选择其中一个预定控制模式，确定出输出定时ta，并且根据该输出定时ta输出控制信号。该输出定时ta用作用来打开或关闭双向硅控整流器2的指令数值。

现在对第一和第二控制模式进行说明。在第一控制模式中，控制鼓风机26以限制由鼓风机26产生出的流经过滤器27的气流量。在第二控制模式中，控制施加在鼓风机26上的功率以将它调节至预定目标值。控制部分10a选择上述第一和第二控制模式中的一个。

首先对第一控制模式进行更详细的说明。预先将在第一控制模式中所使用的数据表16存储在存储器8中。在图5中显示出数据表16的内容。在该模式中，电流检测部分3用作气流量感测部分。

数据表16包括n个预定值U1、U2、U3...和Un(Un＜...＜U3＜U2＜U1)作为相应的输出定时数值，在这些输出定时将控制信号输出给双向硅控整流器2。数据表16还包括一下限电流阈值Ig1和一上限电流阈值Ig2。下限电流阈值Ig1具有n个阈值X1、X2、X3...和Xn(Xn＞...＞X3＞X2＞X1)，每个与n个预定数值的每一个对应。上限电流阈值Ig2也具有n-1个阈值Y1、Y2、Y3...和Yn-1(Yn-1＞...＞Y3＞Y2＞Y1)，每个都与n个预定数值的每一个对应。如图6所示，上限和下限电流阈值Ig1和Ig2的每一个设定为满足X1＜X2＜Y1＜X3＜Y2＜X4＜Y3＜X5＜Y4＜...＜Xn＜Yn-1。n个阈值X1至Xn和n-1个阈值Y1至Yn-1的每个还表示与每个输出定时数值对应的气流量阈值。

在启动鼓风机26时，控制部分10a在第一控制模式中操作。在没有任何灰尘聚集在过滤器27上的初始状态中，输出定时数值U1如此设定，从而由鼓风机26产生出的与施加在鼓风机26上的功率对应的气流量超过在图6中的横坐标上表示的数值Q0。例如在该实施方案中，鼓风机26的操作状态由在图6中的点A表示。

在从初始状态进行吸尘操作时，吸尘器20开始使灰尘与气流分离并且因此将灰尘收集或聚集在过滤器27上。随着吸尘操作继续，所收集的灰尘增加，从而导致过滤器27的气流阻力增大。因此，降低了鼓风机26的吸入气流量。响应于这些过程，施加在鼓风机26上的功率从工作点A开始沿着在图6中的直线逐渐降低。这是因为在鼓风机26上的承载力降低，并且流经电动机5的电流In也降低。

在电流数值In低于下限电流阈值的阈值X1时，控制部分10a使输出定时数值从U1改变成U2以缩短给双向硅控整流器2的控制信号相对于零交叉点的输出定时ta，并且使得双向硅控整流器22的导电角Φ进一步增大。导电角的增大使得施加在鼓风机26上的功率进一步增大，从而导致鼓风机26的吸入气流量增大。

此后，随着在操作中(其中输出定时ta操持为U2)收集的灰尘增加，过滤器27的气流阻力进一步增大，而鼓风机26的吸入气流量又进一步降低。根据吸入气流量的降低，流经电动机5的电流数值In逐渐降低。

当电流数值In低于下限电流阈值的阈值X2时，控制部分10a将输出定时值从U2改变为U3，以进一步相对于零交叉点缩短输出定时ta，从而双向硅控整流器2的导电角Φ进一步增大。导电角的增大使得施加在鼓风机26上的功率进一步增大，从而导致鼓风机26的吸入气流量增大。

如上所述，在继续将灰尘收集在过滤器27上的同时，控制部分10a在每次电流In小于下限电流阈值的相应阈值X1、X2、X3、X4...Xn时按照U1、U2、U3、U4...Un的顺序改变输出定时数值。控制部分10a通过改变输出定时数值限制了鼓风机26的吸入气流量的降低。

在上述控制方法中，假设在收集在过滤器27上的灰尘量增大时气流阻力增大，从而导致施加在鼓风机26上的功率降低，所以进行该控制。另一方面，在操作人员在实际中使用吸尘器20时，在地板刷35和地板表面之间间隙的位置关系变化、在柔性圆柱形软管30的直径上通过的气流弯曲角变化或者收集在过滤器27内的灰尘的不均匀累积都可能造成气流阻力暂时降低并且吸入气流量意外增大。

在当鼓风机26的操作点例如设置在图6中的B处或者输出定时数值为U4时吸入气流量出现不期望的变化的情况中，如果电流数值In超过上限电流阈值的阈值Y3，则控制部分10a使输出定时数值从U4变化为U3。这种输出定时变化使得双向硅控整流器2的导电角Φ降低并且施加在鼓风机26上的功率降低。在这时，施加在鼓风机26上的功率也降低。因此，控制部分10a限制了鼓风机26的吸入气流量急剧增大。

本发明的发明人用试验确认在控制部分10a进行控制操作以限制在第一控制模式中气流量变化时，每个项目数值(即输出定时数值、上下限电流阈值)的数目。例如，在施加在鼓风机26上的功率的上限值为一(1)kW并且将在700W至950W范围内的功率施加在鼓风机26上的情况中，输出定时数值和上下限电流阈值Ig1和Ig2的数目分别至多为10。因此，在预先分别准备10个输出定时值、下限电流阈值Ig1和上限电流阈值Ig2时，可以实现所需的在第一控制模式中的精确控制。

本发明的发明人还确认为了控制部分10a在第一控制模式中将施加在鼓风机26上的功率调节至上限值(1kW)而额外需要的每个项目数值(即输出定时数值、上下限电流阈值Ig1、Ig2)的数目。输出定时数值和上下限电流阈值Ig1和Ig2的额外数目分别为50至100个。

如上所述，需要具有大容量的存储器来单独进行在第一控制模式中的控制操作，其中在施加在鼓风机26上的功率处于规定范围内时限制在鼓风机26的气流量方面的变化，并且在所施加的功率超过规定范围时将所施加的功率调节至上限数值(目标值)。这是因为需要在控制范围内减小每个项目即输出定时、上下限电流阈值Ig1、Ig2的分开或采样间隔以实现上述控制操作，从而导致需要大量每个项目的数值。

因此，为了解决上述问题，与第一控制模式一起需要另一种控制模式(第二控制模式)。下面将对适用于在施加在鼓风机26上的功率的上限值附近控制鼓风机26的第二控制模式进行说明。

在第二控制模式中，控制部分10a通过公式(ΔI＝Is-In)计算出在由电流检测部分3检测出的电流数值In和目标电流数值Is(下面被称为“目标电流Is”)之间的误差ΔI。目标电流Is表示根据施加在鼓风机26上的功率的上限数值用试验确定的数值并且预先存储在存储器8中。控制部分10a根据误差ΔI确定给双向硅控整流器2的控制信号的输出定时ta。控制部分例如通过下面公式计算出控制信号的输出定时ta的指令数值Tp：

Tp＝Tp′+α×ΔI      ...(1)

其中Tp′为上次时间指令数值并且α为一系数。

上述第二控制模式为一目标值控制，它专用于用来将电流In调节至目标电流Is的控制操作。在第二模式中操作的控制部分10a可以将施加在鼓风机26上的功率调节至规定目标值。

将目标值Is预先设定为与施加在鼓风机26上的功率的上限值(1kW)对应的数值。

在第二控制模式中操作期间，如果气流阻力由于收集在过滤器27中的灰尘量增大而进一步增大并且在施加功率的上限值下的操作继续进行，则电动机5可能出故障。为了防止这种情况发生，控制部分10a改变控制信号的输出定时以使得所施加的功率降低，并且将通知信号输出给通知部分40以便提醒操作人员过滤器27装满了灰尘。因此，操作人员能够立即将灰尘从过滤器27清除。

下面将参照在图7中所示的流程图对用于确定输出定时的过程进行说明。控制部分10a根据预先装在存储器8中的控制程序定期进行该过程。

在步骤S1中，电流获取部分71获取由电流检测部分3检测出的电流数值In。在步骤S2中，控制模式选择部分73确定当前控制模式是否处于第一控制模式。如果当前控制模式为第一控制模式，则采取步骤S3。在步骤S3中，输出定时确定部分54将所检测出的电流In与在图5中列出的上下电流阈值进行比较。例如，在当前输出定时数值设定为U4时，控制部分10a针对所检测出的电流In是否落入在从X4到Y3(X4≤In＜Y3)的范围内进行检测。如果所检测出的电流In落入在上述范围内，则输出定时确定部分54在步骤S5中保持当前输出定时数值U4。另一方面，在步骤S3中，如果所检测出的电流In离开上面的范围，则采取步骤S4。输出定时确定部分54将当前输出定时数值U4改变至在图5中的表格的上值U5或下值U3，并且因此在步骤5中将输出定时数值确定为U4或U5。在步骤S2中，如果当前控制模式为第二控制模式，则采取步骤S6并且输出定时确定部分54通过公式(1)计算出指令数值Tp。在该计算之后，在步骤S5中将控制信号的输出定时数值确定为所计算出的数值。

下面将对控制部分10a将其控制模式从第一控制模式改变至第二控制模式的情况进行说明。在控制部分10a中，将在图5的表格中所示的输出定时数值Un预先设定为输出定时ta以便将第一控制模式切换至第二控制模式。在控制部分10a在第一控制模式中在输出定时数值Un下控制鼓风机26的操作中，控制模式选择部分73在它确定所检测出的电流In小于下限电流阈值Xn(In＜Xn)时将当前控制模式(第一控制模式)切换至第二控制模式。下限电流阈值Xn形成用于将第一控制模式切换至第二控制模式的第一切换阈值。

接下来将对在一些切换条件下将第二控制模式切换至第一控制模式的方法进行说明。

切换条件包括：

条件1：采用所检测出的电流In；

条件2：采用输出定时指令数值Tp；以及

条件3：采用所检测出的电流数值In和输出定时指令数值Ta。

在采用条件1作为切换条件的情况下，控制部分10a在所检测出的电流In超过预先存储在存储器8中的规定切换阈值时将当前控制模式(第二控制模式)切换至第一控制模式。

在采用条件2的情况中，控制部分10a在由公式(1)计算出的输出定时指令数值Tp超过预先存储在存储器8中的输出定时阈值Tw时将当前控制模式(第二控制模式)切换成第一控制模式。

另外，在采用条件3的情况中，控制部分10a在由公知(1)计算出的输出定时指令数值Tp超过预先存储在存储器8中的输出定时阈值Tw并且另外在所检测出的电流In和目标电流Is之间的误差ΔI小于误差阈值ΔIq(ΔI＜ΔIq)时将当前控制模式(第二控制模式)切换成第一控制模式。控制部分10a可以单独或组合采用上述条件。

如上所述，在该实施方案中的吸尘器20的控制器100可以通过将控制模式从其中与由过滤器所收集或捕获的灰尘量无关地限制气流变化以保持吸尘器的抽吸力的第一模式切换至其中控制施加在鼓风机26上的功率以将所施加的功率调节至目标功率的第二模式来控制操作，反之亦然。

更具体地说，在吸尘器20的控制器100中，控制部分10a在所施加的功率等于或小于规定数值例如950W时在第一控制模式中操作，并且在所施加的功率超过950W时在第二控制模式中操作。在第二控制模式中，将所施加的功率保持在1kW。如上所述的控制器100在第一控制模式中操作以通过在收集或捕获在过滤器27中的灰尘量较少这样的状态中调节施加在鼓风机26上的功率本身来限制在鼓风机26的气流量中的变化，并且因此即使在施加在鼓风机26上的功率较小的情况下也可以实现足够的抽吸力。因此，正在第一控制模式中操作的吸尘器20可以保持稳定的吸尘能力而不会消耗过多的能量。之后，在收集在过滤器27中的灰尘量增大并且施加在鼓风机26上的功率接近上限值时，控制器100在第二控制模式中操作以将施加在鼓风机16上的功率调节至由规则提供的施加功率的上限值。因此，在灰尘进一步由过滤器27收集或捕获时，吸尘器20能够用简单的结构迅速提高其抽吸力。

在第二控制模式中，控制部分10a控制施加在鼓风机26上的功率以满足目标功率数值，从而采用比率α、所检测出的电流数值In和目标电流数值Is计算出控制信号输出定时的指令数值Tp。因此，与在第一控制模式中操作相比，在第二控制模式中的操作可以将施加在鼓风机上的功率调节至目标数值而无需过多的常数例如输出定时数值、电流阈值等。

由于该方法仅仅使用了所检测的电流In并且不需要新的复杂过程来切换模式，所以用于将第一控制模式切换至第二控制模式的方法不需要在微处理器7上有许多处理负载并且对于模式切换而言实现了高处理速度。

由于该方法仅仅使用了所检测出的电流In和由公式(1)计算出的指令数值Tp，所以用于将第二控制模式切换至第一控制模式的方法也不需要在微处理器7上有许多处理负载并且对于模式切换而言实现了高处理速度。

控制部分10a采用所检测出的电流In进行其模式选择，因此即使在由于收集在过滤器27中的灰尘增大、在地板刷35和地板表面之间的位置关系变化、在柔性圆柱形软管30的弯曲角变化或者收集在过滤器27内的灰尘的不均匀累积而发生气流阻力变化的情况下，也能够立即控制鼓风机26。这是因为可以将所检测出的电流In处理成与随着上述情况而变化的施加在鼓风机上的功率或吸入气流量相当。

(第二实施方案)

在第一实施方案中，控制部分10a通过按照原样使用所检测出的电流In来控制鼓风机26。在第二实施方案中，控制部分10b在每次获取所检测出的电流In时通过使用从在考虑在所检测出的电流In和所施加的功率之间的关系而预定的方法中的计算得到的计算电流数值Ix来控制鼓风机26。该计算不需要复杂的过程，因此不会对微处理器的处理能力造成负面影响。

参照图8，将对根据所计算出的电流数值Ix(下面被称为“计算电流Ix”)控制鼓风机26的控制部分10b的相应功能进行说明。控制部分10b如此形成，从而将电流计算部分72加入到在图4中的控制部分10a上。

电流获取部分71获取由电流检测部分3以预定的周期定期检测出的流经电动机5的检测电流In，并且将所检测出的电流In输入给电流计算部分72。电流计算部分72根据预定的方法计算以获得计算出的电流Ix。将所计算出的电流Ix设定为根据施加在鼓风机26上的功率变化。在计算之后，电流计算部分71将计算出的电流Ix输出给控制模式选择部分73和输出定时确定部分54两者。控制模式选择部分73检测其当前控制模式，并且必要时改变该控制模式。根据所计算出的电流Ix和控制模式选择部分73的检测结果，该输出定时确定部分54确定给双向硅控整流器2的控制信号的输出定时ta。

下面将对其中根据检测电流In获得计算电流Ix的实施例进行说明。电流获取部分71在具有50Hz的商业电源上每隔0.2毫秒周期性地获取例如检测电流In。换句话说，在商业电源上在一个周期例如20毫秒中获取100次检测电流In。通过将所获取的一个检测电流In反复加入到计算结果中来获得计算电流Ix(＝∑In)。在使∑In(计算电流Ix)的周期为商业电源的周期的情况下，加入100次检测电流In。计算电流Ix根据在吸入气流量中的变化，随着施加在鼓风机26上的功率变化而变化。

即使在商业电源的噪声在按照特定时序进行采样时对检测电流造成负面影响的情况下，仍然可以使用计算电流Ix，因为计算电流Ix是通过加入采样电流而获得的，并且因此有效缓解了噪声的这种影响。因此，可以精确和可靠地控制施加在鼓风机26上的功率。可选的是，可以通过在每次获取检测电流In时将检测电流In乘以一加权比率(β)来改变检测电流，并且连续加入经改变的电流In。

在该实施方案中，代替检测电流In，可以应用从中获得的计算电流数值Ix。

在上述这些实施方案中，输出定时确定部分54获取在当前时刻的输出定时数值和如图5中所示一样在存储在存储器8中的数据表上的电流阈值Ig1或Ig2。本发明不必局限于使用数据表。代替预定数据表，输出定时确定部分54可被配置为根据下面公式计算出第n个数值(Xn)的下限电流阈值：

Xn＝X1+K×(n-1)×(输出定时数值)   ...(2)

其中X1表示第一数值的下限电流阈值，并且K表示用试验预先确定的比率。

各个相邻输出定时数值(Un)和(U(n-1))的间隔(ΔUn)和各个相邻电流阈值数值(Xn)和(X(n-1))或(Yn)和(Y(n-1))的间隔(ΔXn)或(ΔYn)不必是常数，而是可以根据吸尘器20的所期望用途或鼓风机26的特性来设定。

(第三实施方案)

参照图9至11，现在将对在第三实施方案中的吸尘器20的控制器110进行说明。DC电源61例如蓄电池给控制器110供电以使电动机5转动，如图9所示。电动机5与施加在电动机5上的电源串联。

如图11所示，控制部分10c包括设有用来产生脉冲宽度调制信号的PWM信号产生部分65的输出定时确定部分64。可以通过公知方法来产生出PWM信号。在将来自DC电源61的电源电压施加在控制器110上并且将如图10(b)所示一样的具有Pc秒周期的PWM信号提供给MOSFET的栅极时，电动机5周期性打开tc秒以转动。如下计算出PWM信号的占空因数：

Du＝tc/Pc  ...(3)

从该公式中可以理解，占空因数Du越大，则施加在鼓风机26上的功率越大。

如上所述，控制部分10c能够改变给MOSFET62的控制信号的输出定时，从而改变来自PWM信号产生部分65的PWM信号的占空因数Du。在控制器110中，占空因数Du被称为输出定时，因此需要考虑占空因数Du来设定在图5中所示的输出定时数值和通过公式(1)计算出的输出定时的指令数值。

应该指出的是，不仅换向器电动机而且还有无刷DC电动机可以用来形成在控制器110中的鼓风机26。

(第四实施方案)

现在将对在第四实施方案中的电真空吸尘器进行说明。该实施方案的吸尘器包括例如安装在墙壁间、天花板上、顶棚上或地板下面的固定式吸尘器以及具有一个过滤器和多个与过滤器流体连通的气流入口的中央吸尘器。在鼓风机26的气流量和在操作之间施加的功率之间的关系例如在图12中显示出。与罐式吸尘器相比，这种吸尘器需要更大的施加在鼓风机26上的功率，并且一旦开始操作可以连续操作相当长的时间。因此，在进行控制操作(普通操作)前需要鼓风机进行空载操作。

控制部分10c在实施第二控制模式时向通知部分40输出通知信号，从而发光元件闪烁以给操作人员指示出第二控制模式的操作状态。在灰尘量超过许可水平之前，发光元件的闪烁告知操作人员捕获在过滤器上的灰尘量接近许可水平。不需要任何用于通知在过滤器上的灰尘已满的特定阈值。

(第五实施方案)

现在对第五实施方案进行说明。在上面第一至第四实施方案中所述的电真空吸尘器使用了电流检测部分来检测气流量。但是在该实施方案中，代替电流检测部分，如图13所示一样，在控制器110中设有用来检测气流量的气压检测部分81。

气压检测部分81检测出由随着捕获在过滤器27上的灰尘量而变化的气流产生出的气压。具体地说，在进气口和过滤器27之间实施气压检测。在该实施方案中的控制部分10d包括用来存储与在图5中所示的数据表类似的数据表的存储器8。在该实施方案的数据表中，代替在图5中的上下限电流阈值，使用分别与输出定时对应的上下限压力阈值。根据来自气压检测部分81的输出进行在第一控制模式中对鼓风机26的控制和从第一模式切换到第二模式。在第二控制模式中对鼓风机26的控制和从第二控制模式切换到第一控制模式以及其它操作与在第一至第四实施方案中所述的操作类似。

在相应控制部分10a、10b和10c的上面说明中，用软件来实现电流获取部分71、电流计算部分72、控制模式选择部分73和输出定时确定部分54的过程。但是也可以用硬件结构来实现这些过程或功能。

已经针对具体实施方案对本发明进行了说明。但是，基于本发明的其它实施方案对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。这些实施方案打算由权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种电真空吸尘器，它包括：

一鼓风机，用于产生出包含灰尘的气流；

一过滤器，被配置为使灰尘与气流分离；

一切换部件，用于响应控制信号切换流经鼓风机的电流；

一气流量感测部分，用于感测流经过滤器的空气量以输出表示所感测的结果的第一数值，所述气流量响应由过滤器分离的灰尘量变化；

一电流检测部分，用于检测流经鼓风机的电流以输出表示所检测的电流数值的第二数值，所述电流对应于施加在鼓风机上的功率；以及

一控制部分，用于根据施加在鼓风机上的功率选择第一控制模式和第二控制模式中的一个，其中在第一控制模式中，根据第一数值确定从控制部分到切换部件的控制信号的适当输出定时从而限制气流量变化，在第二模式中，根据第二数值确定控制信号的适当输出定时，从而将施加在鼓风机上的功率保持在预定的目标值处，该控制部分还用于借助在所选模式的适当输出定时处输出的控制信号控制切换部件的操作。

2.如权利要求1所述的电真空吸尘器，其中气流量感测部分包括用于感测流经鼓风机的电流的电流传感器，该电流响应流经过滤器的空气量而变化。

3.如权利要求1所述的电真空吸尘器，其中所述控制部分在施加在鼓风机上的功率等于或小于预定值时选择第一控制模式，否则选择第二控制模式。

4.如权利要求1所述的电真空吸尘器，还包括一零交叉检测部分，用于检测施加在鼓风机上的电压的零交叉点，其中控制部分相对于所检测的零交叉点每隔施加电压的半个周期输出控制信号。

5.如权利要求1所述的电真空吸尘器，其中所述控制部分包括用于将PWM信号作为控制信号输出给切换部件的一PWM(脉冲宽度调制)信号产生部分。

6.如权利要求1所述的电真空吸尘器，还包括一存储器，用来存储多个输出定时数值和与输出定时数值的每个数值对应的气流量阈值，其中在第一控制模式中，控制部分将阈值与第一数值和根据第一数值计算出的一数值进行比较，根据比较结果从多个输出定时数值中选择一个，并且根据所选的输出定时数值输出控制信号。

7.如权利要求6所述的电真空吸尘器，其中所述存储器存储第一切换阈值，并且其中所述控制部分在第一数值和计算出的数值中的一个超过第一切换阈值时将第一控制模式切换成第二控制模式。

8.如权利要求1所述的电真空吸尘器，还包括一存储器，用于存储目标电流数值和一比例系数，其中控制部分在第二控制模式中计算目标电流数值与在第二数值和根据第二数值计算出的电流数值中的一个之间的误差，并且根据通过将该误差乘以比例系数获得的数值确定适当的输出定时。

9.如权利要求8所述的电真空吸尘器，其中所述存储器存储第二切换阈值，并且其中控制部分在所述误差小于第二切换阈值时将第二控制模式切换成第一控制模式。

10.如权利要求1所述的电真空吸尘器，还包括一通知部分，用于通知鼓风机在第二模式中操作。

Images