JP2006180635A - 電気掃除機の二次電池の放電制御方法と電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】 充電回数に拘わりなく、電動送風機を駆動させることのできる時間を一定にすることのできる電気掃除機の二次電池の放電制御方法と、この二次電池の放電制御方法を行う電気掃除機とを提供する。
【解決手段】 電動送風機５へ放電電流を流すバッテリー６と、前記放電電流を制御して電動送風機５を駆動制御する制御装置２２とを備え、バッテリー６の充電回数をカウントするカウンタ３１と、このカウンタ３１のカウント数に応じて補正係数を計算する補正回路３２とを設け、この補正回路３２が計算した補正係数に基づいて前記放電電流を減少させ、１回の充電において電動送風機５を所定の出力を維持して駆動させることのできる時間を一定にする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、電気掃除機の二次電池の放電制御方法と、この二次電池の放電制御方法を行う電気掃除機とに関する。

従来から、二次電池によって電動送風機を駆動させる電気掃除機が知られている（例えば特許文献１参照）。

かかる電気掃除機は、電動送風機に流れる供給電流を検出する電流検出抵抗と、この検出抵抗に発生する電圧を増幅するオペアンプと、このオペアンプの出力電圧レベルに応じてその供給電流を所定レベルに保持する制御回路等とを備えている。

この電気掃除機によれば、負荷の状態に関わりなく供給電流を精度良く所定レベルに保持することができる。
特許第２７３１１３１号公報

しかしながら、このような電気掃除機にあっては、電動送風機に流れる供給電流が一定となるように制御するものであるから、二次電池の容量が充電回数に応じて減少してくるメモリ降下により、充電回数が多くなるにしたがって電動送風機を駆動させることのできる時間が短くなってくるという問題があった。

この発明の目的は、充電回数に拘わりなく、一定の時間電動送風機を駆動させることのできる電気掃除機の二次電池の放電制御方法と、この二次電池の放電制御方法を行う電気掃除機とを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、電動送風機へ放電電流を流す二次電池と、前記放電電流を制御して電動送風機を駆動制御する制御手段とを備えた電気掃除機の二次電池の放電制御方法であって、
前記二次電池の充電回数に応じて前記放電電流を減少させ、１回の充電において電動送風機を所定の出力に維持して駆動させるとともに充電回数に拘わらず駆動時間を一定にすることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の二次電池の放電制御方法を行う電気掃除機であることを特徴とする。

この発明によれば、二次電池の充電回数に拘わりなく電動送風機の駆動時間を一定にすることができるので、所定の範囲を確実に掃除ができ、途中でバッテリー切れを起こすことがない。

以下、この発明に係る二次電池の放電制御方法を行う電気掃除機の一実施例を図面に基づいて説明する。

図１に示す電気掃除機１は、図示しない充電台に載置する掃除機本体３を有しており、この掃除機本体３を充電台に載置すると後述するバッテリー（二次電池）６に充電が行われるようになっている。充電台は、交流電圧を直流電圧に変換する電源回路１５（図２参照）を有している。

掃除機本体３には、集塵容器４と、この集塵容器４内を負圧にする電動送風機５と、この電動送風機５に電力を供給するバッテリー６等とが設けられている。 掃除機本体３の上部には発光ダイオードＬＥＤが設けられており、掃除機本体３の把手部１２の前部にはホース７の一端が着脱自在に接続され、ホース７と集塵容器４内とが連通している。ホース７の他端には操作パイプ８が接続され、この操作パイプ８には操作部９が設けられており、操作部９には電源をオン・オフするスイッチＳＷ３と電動送風機５の出力を設定する強弱スイッチＳＷ１,ＳＷ２が設けられている。

操作パイプ８には延長管１０が着脱自在に接続され、延長管１０の先端部には吸込口体１１が着脱自在に接続されている。

また、掃除機本体３内には、図２に示すように、電動送風機５を駆動する駆動回路２０と、バッテリー６を充電する充電回路（充電手段）２１と、駆動回路２０や充電回路２１や発光ダイオードＬＥＤを制御する制御装置（制御手段）２２と、制御装置２２を動作させるための一定電圧を出力する定電圧回路２３と、バッテリー６の温度を検出するサーミスタ２４と、バッテリー６の電圧を検出する電圧検出回路３０と、電圧検出回路３０が検出する電圧に基づいてバッテリー６の充電回数をカウントするカウンタ３１と、このカウンタ３１のカウント数に基づいて補正係数を計算する補正回路３２等とが設けられている。

駆動回路２０はスイッチング回路等からなり、制御装置２２はスイッチング回路のＰＷＭ制御を行うことによって電動送風機５の出力を調整するものである。

サーミスタ２４はバッテリー６の隣接位置に配置され、サーミスタ２４の一方の端子はバッテリー６の陰極に接続され、他方の端子は制御装置２２の入力ポートＰ１に接続されている。

制御装置２２は、入力ポートＰ１の電圧からバッテリー６の温度を求め、この温度の所定時間内の変化量に基づいてバッテリー６の満充電（充電完了）を判断するものである。

充電回路２１は、充電台の電源回路１５から出力される直流電圧を所定電圧に降下してバッテリー６に印加してそのバッテリー６を充電する。

電圧検出回路３０は、バッテリー６の両電極間に直列接続された抵抗Ｒ１,Ｒ２から構成されており、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点Ｆが制御装置２２の入力ポートＰ２に接続されている。制御装置２２は入力ポートＰ２の電圧を読み取ってバッテリー６の電圧を求めるものである。また、制御装置２２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の操作に基づいて駆動回路２０を制御して電動送風機５をそのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３で設定される出力で駆動するようになっている。

また、制御装置２２は、補正回路３２の補正係数に基づいて駆動回路２０を制御する。すなわち、制御装置２２は、１回の充電において電動送風機を所定の出力に維持して駆動させるとともに充電回数に拘わらず駆動時間を一定にするように二次電池の放電を制御する。
［動 作］
次に、上記のように構成される電気掃除機１の動作を説明する。

掃除が終了した後、掃除機本体３を図示しない充電台に載せると、充電回路２１によりバッテリー６の充電が行われ、発光ダイオードＬＥＤが点灯される。そして、バッテリー６の充電が完了すると充電回路２１による充電が停止され、発光ダイオードＬＥＤが消灯される。バッテリー６の充電完了の判断は、充電中のバッテリー６の電圧が所定電圧減少したときや、バッテリー６の温度が所定温度以上上昇したとき充電完了と判断する。

充電が完了すると、カウンタ３１は充電回数をカウントし、カウンタ３１のカウント数を＋１とする。そして、補正回路３２はカウンタ３１のカウント数に基づいてバッテリー６の容量劣化を考慮した補正係数を演算する。

補正係数は、バッテリー６の容量比として算出する。

ここで、バッテリー６の容量ｙは、例えばｙ＝−ｘ＋３０００として求める。ただし、ｘはバッテリー６の充電回数である。

そして、充電回数がゼロ回とＮ回の容量比は、
容量比＝容量［Ｎ回］／容量［０回］＝（３０００−Ｎ）／３０００…（１）
として求める。

制御装置２２は、その容量比に基づいてバッテリー６の放電電流Ｉnを演算する。このＩnは、Ｉn＝Ｉconst×容量比として求める。

Ｉconstは、強弱スイッチＳＷ１,ＳＷ２によって設定される一定電流値であり、強スイッチＳＷ１が押されたとき、充電回数がゼロ回の場合に電動送風機５に流す電流である。すなわち、Ｉconstはバッテリー６の放電電流であり、充電回数がゼロ回の場合、例えばＩconst＝Ｉ１が設定される。

同様に、弱スイッチＳＷ２が押されると、充電回数がゼロ回のときに電動送風機５に流す電流として、Ｉconst＝Ｉ２（Ｉ１＞Ｉ２）が設定される。

そして、例えば強スイッチＳＷ１が押された場合には、制御装置２２はＩ１×容量比を放電電流として求める。

さらに、制御装置２２は、バッテリー６の放電電流がＩ１×容量比となるように駆動回路２０を制御する。

容量比は、上記の（１）式に示すように充電回数が多くなるにしたがって小さな値となるので、充電回数が多くなればなるほど、バッテリー６の放電電流は減少されていく。すなわち、充電回数に応じてバッテリー６の容量が小さくなるにしたがって放電電流が減少されるので、１回の充電すなわち満充電にしたときに、所定の出力（強）を維持して電動送風機５を駆動させることのできる時間を充電回数に拘わりなく一定にすることができる。

同様に、弱スイッチＳＷ２が押されたときも、上述のように充電回数に応じて放電電流が減少されるので、１回の充電すなわち満充電にしたときに、所定の出力（弱）を維持して電動送風機５を駆動させることのできる時間を充電回数に拘わりなく一定にすることができる。

このように、電動送風機５を所定の出力で駆動させることのできる規定時間をバッテリー６の充電回数に拘わりなく確保することができる。

この発明に係る電機掃除機の外観を示した斜視図である。 図１に示す電気掃除機の制御系の構成を示したブロック図である。

符号の説明

５ 電動送風機
６ バッテリー（二次電池）
２２ 制御装置
３１ カウンタ
３２ 補正回路

Claims (2)

1. 電動送風機へ放電電流を流す二次電池と、前記放電電流を制御して電動送風機を駆動制御する制御手段とを備えた電気掃除機の二次電池の放電制御方法であって、
   前記二次電池の充電回数に応じて前記放電電流を減少させ、１回の充電において電動送風機を所定の出力に維持して駆動させるとともに充電回数に拘わらず駆動時間を一定にすることを特徴とする電気掃除機の二次電池の放電制御方法。
2. 請求項１に記載の二次電池の放電制御方法を行うことを特徴とする電気掃除機。

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