JP2020081125A - 電気掃除機 - Google Patents
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Abstract
【課題】運転時間の長時間化を図ることができる電気掃除機を提供することである。【解決手段】実施形態の電気掃除機は、駆動源と、二次電池と、電圧検出部と、制御部と、を持つ。前記二次電池は、前記駆動源に電力を供給する。前記電圧検出部は、前記二次電池の電圧値を検出する。前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記電圧値を目標電圧値と比較し、前記電圧検出部により検出された前記電圧値が前記目標電圧値よりも低い場合に前記駆動源に供給する電流の大きさを小さくする調整処理を繰り返す。【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、電気掃除機に関する。
二次電池を内蔵し、コードレス化された電気掃除機が知られている。このような電気掃除機は、二次電池を充電した後、なるべく長い運転時間を確保することが望まれる場合がある。従来、電気掃除機の運転時の電圧変動から内部抵抗を算出し、放電電流を抑制する技術が提案されている。しかしながら、この技術では、二次電池の容量低下や劣化時の内部コンダクタの上昇などによる電圧降下速度の上昇に対応することができず、運転時間の長時間化を図ることが難しい場合があった。
本発明が解決しようとする課題は、運転時間の長時間化を図ることができる電気掃除機を提供することである。
実施形態の電気掃除機は、駆動源と、二次電池と、電圧検出部と、制御部と、を持つ。前記二次電池は、前記駆動源に電力を供給する。前記電圧検出部は、前記二次電池の電圧値を検出する。前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記電圧値を目標電圧値と比較し、前記電圧検出部により検出された前記電圧値が前記目標電圧値よりも低い場合に前記駆動源に供給する電流の大きさを小さくする調整処理を繰り返す。
以下、実施形態の電気掃除機を、図面を参照して説明する。以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。本明細書で「XXに基づく」とは、「少なくともXXに基づく」ことを意味し、XXに加えて別の要素に基づく場合も含む。また「XXに基づく」とは、XXを直接に用いる場合に限定されず、XXに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「XX」は、任意の要素(例えば任意の情報)である。
図1は、実施形態の電気掃除機1の一例を示す斜視図である。本実施形態の電気掃除機1は、例えば、いわゆるスティック型の電気掃除機であり、二次電池が内蔵されたコードレスタイプの電気掃除機である。ただし、電気掃除機1は、上記例に限定されず、車輪を含む掃除機本体を有したキャニスタ型や、その他の形式の電気掃除機でもよい。
電気掃除機1は、例えば、掃除機本体10、延長管20、及び吸込口体(床ブラシ)30を備えている。
まず、掃除機本体10について説明する。掃除機本体10は、例えば、本体ケース11、把持部12、集塵装置13、塵埃センサ14(図2参照)、電動送風機15、二次電池16、及び制御装置17を含む。
本体ケース11は、掃除機本体10の外郭を形成している。本体ケース11内には、塵埃センサ14、電動送風機15、二次電池16、及び制御装置17が収容されている。また、本体ケース11は、後述する延長管20の一端が接続される延長管接続部18を有する。
把持部12は、本体ケース11の上後端部に設けられている。把持部12は、床面(被掃除面)を掃除する際に、使用者により把持される部位である。なお本明細書において、前後方向、上下方向、及び左右方向は、把持部12が使用者により把持されて床面が掃除される状態を基準に定義する。具体的には、図1に示す矢印Uが指し示す方向を上方向、矢印Dが指し示す方向を下方向、矢印FRが指し示す方向を前方向、矢印RR方向が指し示す方向を後方向、矢印L方向が指し示す方向を左方向、矢印Rが指し示す方向を右方向と定義する。把持部12には、後述する設定ボタン19が設けられている。
集塵装置13は、本体ケース11に装着されている。集塵装置13は、後述する電動送風機15の働きにより掃除機本体10に吸い込まれた空気中に含まれる塵埃を分離する装置である。例えば、集塵装置13は、第1分離部と、第2分離部と、フィルタ体を備える多段遠心分離式の集塵装置である。第1分離部は、相対的に大きい塵埃である粗塵を空気から遠心分離(サイクロン分離)する。第2分離部は、第1分離部で分離できなかった相対的に小さい塵埃である細塵(微細塵)を空気から遠心分離(サイクロン分離)する。フィルタ体は、第2分離部を通過した空気中に僅かに含まれる塵埃を分離(濾過分離)する。
塵埃センサ14は、延長管接続部18と集塵装置13との間に形成された吸気風路部に設けられている。塵埃センサ14は、集塵装置13へと吸い込まれる含塵空気中の塵埃量を検出する。塵埃センサ14は、例えば発光部と受光部とを備え、発光部からの発光量に対する受光部での受光量に基づき、発光部と受光部の間を通過する塵埃の量を検出する。塵埃センサ14の検出結果は、制御部40(図2参照)に出力される。
電動送風機15は、ファンモータまたはメインモータと呼ばれるモータを含み、駆動されることで負圧を発生させる駆動源である。電動送風機15は、「駆動源」の一例である。電動送風機15は、発生させた負圧により後述する吸込口体30の吸込口37などから集塵装置13へ含塵空気を吸い込み、集塵装置13にて塵埃が分離された空気を自冷させた後に排気する。電動送風機15のモータは、例えば、直流モータであるが、これに限定されない。
二次電池16は、電動送風機15及び後述するブラシモータ34などに電力を供給する電源部である。二次電池16は、複数の電池が直列あるいは並列に接続された電池パックである。電気掃除機1は、二次電池16から電力供給を受けることで使用可能である。二次電池16は、例えば、電気掃除機1の非使用時に、電源コードがコンセントに接続された支持装置(不図示)に電気掃除機1が装着されることで前記支持装置から電源供給を受けて充電される。
二次電池16には、温度センサ50(図2)が設けられている。温度センサ50は、二次電池16の温度を検出する。温度センサ50は、検出した二次電池16の温度に関する情報を制御部40に出力する。
制御装置17は、例えば、電動送風機15を制御する制御部40(図2参照)と、二次電池16の充電を制御する不図示の充電制御部とを含む。制御装置17は、例えばマイクロコンピュータを備えた回路基板により実現される。なお、制御部40の機能については後述する。
設定ボタン19は、例えば、電気掃除機1の運転を開始するための開始ボタン、電気掃除機1の運転を終了するための終了ボタン、電気掃除機1の動作モードを切り替えるためのモード切替ボタンなどを含む。電気掃除機1の動作モード(運転モード)は、例えば、「強モード」と、「自動モード」とで切り替え可能である。「強モード」は、電動送風機15及び後述する回転ブラシ33を高回転させるモードであり、電気掃除機1の運転可能時間は短くなるが、清掃能力が最大となる動作モードである。一方で、「自動モード」は、十分な集塵性能を確保しつつ、長い運転時間を確保することができる動作モードである。「自動モード」の制御内容については後述する。「自動モード」は、「エコモード」や「お奨めモード」などと称されてもよい。
設定ボタン19の近傍には、表示部60(図2)が設けられている。表示部60は、例えばLEDランプを備える。表示部60は、二次電池16の電池残量(または二次電池16の充電の要否)を表示可能であり、例えば、電池残量が十分であるとき(充電不要のとき)には点灯し、電池残量がある基準値よりも少ないとき(充電が促されるべきとき)には点滅する、または、電池残量が十分であるときの色とは異なる色になる。表示部60の表示は、制御部40により制御される。表示部60は、二次電池16の電池残量のみを表示してもよいし、他の情報、例えば、設定ボタン19によって設定された動作モードに応じた表示を行ってもよいし、塵埃センサ14(図2)により所定量以上の塵埃(ごみ)が検出されているか(風路を所定量以上の塵埃が通過しているか)否かを表示してもよい。表示部60は、「報知部」の一例である。なお、報知部は、表示部60に限らず、音声案内を行うスピーカやブザーなどでもよい。すなわち、報知部は、音声案内やブザーの音などで二次電池16の電池残量(または二次電池16の充電の要否)をユーザに報知してもよい。
次に、延長管20について説明する。延長管20は、例えば長尺状に形成されており、第1端部21と、第2端部22とを有する。延長管20の第1端部21は、掃除機本体10の延長管接続部18に気密に接続される。延長管20の第2端部22は、吸込口体30に気密に接続される。延長管20の内部には、掃除機本体10と吸込口体30とを電気的に接続する接続配線が設けられている。
次に、吸込口体30について説明する。吸込口体30は、床面に沿って移動される部分である。吸込口体30は、例えば、吸込口体ケース31、接続管32、回転ブラシ33、ブラシモータ34、及びモータ制御部36を含む。
吸込口体ケース31は、横長、すなわち左右方向に長手状に形成されている。吸込口体ケース31内には、ブラシモータ34及びモータ制御部36が収容されている。また、吸込口体ケース31は、床面に対向する下部に、吸込口37を有する。吸込口37は、電動送風機15が駆動されることで、床面の塵埃を吸い込む開口部である。
接続管32は、吸込口体ケース31と延長管20の第2端部22とを接続するための部分であり、吸込口体ケース31に回動可能に接続されている。接続管32により吸込口体ケース31と延長管20とが接続されることで、吸込口体ケース31の吸込口37から延長管20を経由して掃除機本体10に至る風路が形成される。
回転ブラシ33は、吸込口37に設けられ、床面に沿って配置されている。回転ブラシ33は、吸込口体ケース31に対して回動可能に設けられている。回転ブラシ33は、床面から塵埃を浮かせる、または絨毯などの毛先を立たせるなどの働きをする。
ブラシモータ34は、不図示の回転駆動機構を介して回転ブラシ33に機械的に接続され、回転ブラシ33を駆動する(回転させる)。ブラシモータ34は、例えば、直流モータであるが、これに限定されない。
モータ制御部36は、ブラシモータ34を制御する制御回路を含む。モータ制御部36は、例えばマイクロコンピュータを備えた回路基板により実現される。モータ制御部36は、吸込口体30に代えて、掃除機本体10に設けられてもよい。
次に、電気掃除機1の回路構成について説明する。
図2は、実施形態の電気掃除機1の回路構成の一部の一例を示す回路構成図である。電気掃除機1は、例えば、電流検出部41、スイッチングユニット42、電動送風機15、遮断スイッチ(開閉器)43、電圧検出部44、及び制御用電源部45を含む制御回路C1を有する。電流検出部41、電動送風機15、スイッチングユニット42、及び遮断スイッチ43は、二次電池16に対して直列に接続されている。電圧検出部44及び制御用電源部45は、二次電池16に対して並列に接続されている。
図2は、実施形態の電気掃除機1の回路構成の一部の一例を示す回路構成図である。電気掃除機1は、例えば、電流検出部41、スイッチングユニット42、電動送風機15、遮断スイッチ(開閉器)43、電圧検出部44、及び制御用電源部45を含む制御回路C1を有する。電流検出部41、電動送風機15、スイッチングユニット42、及び遮断スイッチ43は、二次電池16に対して直列に接続されている。電圧検出部44及び制御用電源部45は、二次電池16に対して並列に接続されている。
電流検出部41は、電動送風機15に入力される入力電流(負荷電流)の電流値を検出する。例えば、電流検出部41は、入力電流の電流波形(パルス波)を1[ms]以下の所定の周期で検出する。電流検出部41は、電動送風機15に入力される入力電流の電流値に関する検出結果を制御部40に出力する。
スイッチングユニット42は、1つ以上の半導体スイッチング素子を含む。スイッチングユニット42が閉じることにより、二次電池16から電動送風機15へ電力が供給される。一方で、スイッチングユニット42が開くことにより、二次電池16から電動送風機15への電力の供給が停止される。スイッチングユニット42が所定の周期でON/OFF制御されることで、二次電池16から電動送風機15にパルス状の入力電流が供給される。
遮断スイッチ43は、例えば異常発生時に二次電池16から制御回路C1への電流の供給を遮断するスイッチである。言い換えると、遮断スイッチ43は、異常発生時に二次電池16から電動送風機15への電力の供給を遮断するスイッチである。遮断スイッチ43は、常時は閉じている。制御部40は、異常発生時、例えば、二次電池16の端子電圧が後述する深放電電圧値未満となった場合に遮断スイッチ43に開信号を出力する。遮断スイッチ43は、制御部40により出力された開信号を応じて開かれる。遮断スイッチ43が開かれて二次電池16から制御回路C1への電流の供給が遮断されることにより、二次電池16及び制御回路C1の保護が図られる。
電圧検出部44は、二次電池16の端子電圧を検出する電圧センサである。電圧検出部44は、二次電池16の端子電圧に関する検出結果を制御部40に出力する。例えば、電圧検出部44は、後述する定電圧制御の周期Tと同じまたはそれよりも短い周期で二次電池16の端子電圧を検出して検出結果を制御部40に出力する。なお、二次電池の端子電圧は、電池電圧とも呼ばれる。
制御用電源部45は、二次電池16の端子電圧を制御部40の駆動に適合する制御用電源電圧に変換する。二次電池16から供給される電流は、制御用電源部45を介して制御用電源電圧に変換されて制御部40に供給される。
次に、電気掃除機1の制御部40による制御について説明する。なお、以下の説明において、「電動送風機15に供給される電流(または電力)」とは、特に説明のない限り、「二次電池16から電動送風機15に供給される電流(または電力)」を意味する。
制御部40は、例えば設定ボタン19により受け付けられたユーザの操作に基づき、スイッチングユニット42のON/OFFのタイミングを切り替えることで、二次電池16から電動送風機15に供給される電流(入力電流)のデューティ比を変更する。制御部40は、電動送風機15に供給される電流のデューティ比を変更することで、電動送風機15の駆動状態を変更する。例えば、制御部40は、電動送風機15に供給される電流のデューティ比を高める(すなわち入力電流を増加させる)ことで、電動送風機15の回転数を増加させる。一方で、制御部40は、電動送風機15に供給される電流のデューティ比を低下させる(すなわち入力電流を低下させる)ことで、電動送風機15の回転数を低下させる。
また、制御部40は、二次電池16の残容量が減少して端子電圧が低下することに応じて所定の処理を行う。このような所定の処理として、制御部40は、「通常型制御」、「定電圧制御」、および「放電末期制御」を実行する。これら制御は、例えば、電気掃除機1の動作モードとして「自動モード」が選択された場合に実行される。制御部40の記憶部(不図示)には、それぞれ後述する「目標電圧値」、「放電終止電圧値」、「深放電電圧値」、「電流下限値」、「参照テーブルTB」、「第1判定時間」、および「第2判定時間」が予め記憶されている。
図3は、電気掃除機1の運転時における二次電池16の端子電圧の経時変化の一例を示すグラフである。図3において、t11は、二次電池16の放電開始時点を示す。t12は、二次電池16の端子電圧が「目標電圧値」を下回った時点を示す。t13は、電動送風機15に供給される電流の電流値が「電流下限値」に達した時点を示す。t14は、二次電池16の放電終了時点を示す。図3では、説明の便宜上、t12とt13との間での端子電圧の落ち込み量を模式的に大きく示す。本実施形態では、t11からt12までは「通常型制御」が行われ、t12からt13までは「定電圧制御」が行われ、t13からt14までは「放電末期制御」が行われる。
ここで、本明細書で用いられるいくつかの用語の意味を説明する。
「目標電圧値」とは、定電圧制御において、電動送風機15に供給される電力の電圧値の目標値である。「目標電圧値」は、任意に設定される値であり、「放電終止電圧値」よりも所定量S1だけ高い電圧レベルに設定される。例えば、「目標電圧値」は、新品の二次電池16の満充電状態での端子電圧に対してよりも、「放電終止電圧値」に対して近い値に設定される。例えば、「目標電圧値」と「放電終止電圧値」との間の差(所定量S1)は、「放電終止電圧値」と「深放電電圧値」との間の差(所定量S2)よりも小さい。
「目標電圧値」とは、定電圧制御において、電動送風機15に供給される電力の電圧値の目標値である。「目標電圧値」は、任意に設定される値であり、「放電終止電圧値」よりも所定量S1だけ高い電圧レベルに設定される。例えば、「目標電圧値」は、新品の二次電池16の満充電状態での端子電圧に対してよりも、「放電終止電圧値」に対して近い値に設定される。例えば、「目標電圧値」と「放電終止電圧値」との間の差(所定量S1)は、「放電終止電圧値」と「深放電電圧値」との間の差(所定量S2)よりも小さい。
「放電終止電圧値」とは、この放電終止電圧値を二次電池16の端子電圧(電圧検出部44により検出される電圧値)が所定時間に亘って下回った場合に、電動送風機15への電力の供給を停止するための基準値である。
「深放電電圧値」とは、この深放電電圧値を二次電池16の端子電圧(電圧検出部44により検出される電圧値)が下回ったことが検出された場合に、電動送風機15への電力の供給を停止するための基準値である。「深放電電圧値」は、二次電池16の損傷を抑制するための基準値である。「深放電電圧値」は、「放電終止電圧値」よりも低い電圧レベルに設定される。
「電流下限値」とは、この電流下限値未満の電流を電動送風機15に供給した際に、塵埃を吸引するための電動送風機15の最低限の回転数を維持することが難しくなる電流値である。このため、電気掃除機1を運転する際には、電流下限値以上の大きさの電流を電動送風機15に供給することが好ましい。
次に、制御部40により実行される「通常型制御」、「定電圧制御」、および「放電末期制御」について説明する。
まず、「通常型制御」について説明する。
図4は、「通常型制御」において、制御部40により用いられる参照テーブルTBの一例を示す図である。参照テーブルTBは、二次電池16の複数の端子電圧の大きさそれぞれについて、端子電圧の大きさと、その端子電圧の大きさの場合に電動送風機15に供給するのに適した電流の電流値とが対応付けられて登録されている。参照テーブルTBでは、端子電圧が低いほど、低い電流値が対応付けられている。
図4は、「通常型制御」において、制御部40により用いられる参照テーブルTBの一例を示す図である。参照テーブルTBは、二次電池16の複数の端子電圧の大きさそれぞれについて、端子電圧の大きさと、その端子電圧の大きさの場合に電動送風機15に供給するのに適した電流の電流値とが対応付けられて登録されている。参照テーブルTBでは、端子電圧が低いほど、低い電流値が対応付けられている。
制御部40は、「通常型制御」において、例えば参照テーブルTBを用いて電動送風機15に供給する電流の大きさを変更する。具体的には、制御部40は、電圧検出部44の検出結果に基づき、二次電池16の端子電圧の値を取得する。そして、制御部40は、二次電池16の端子電圧が参照テーブルTBに登録された電圧値まで低下した場合に、電動送風機15に供給する電流の大きさを、前記電圧値に対応して参照テーブルTBに登録されている電流値に変更する。例えば、制御部40は、二次電池16の端子電圧が20[V]から19[V]に低下した場合、電動送風機15に供給する電流の大きさを15[A]から14[A]に低下させる。
ここで、二次電池16は、内部抵抗を有する。このため、二次電池16から電動送風機15に供給する電流の大きさを低下させると、その分だけ二次電池16内での電圧降下が減少し、二次電池16の端子電圧をある程度回復させることができる。その結果、図3に示すように、二次電池16の端子電圧は、波形状の挙動を示す。
なお、「通常型制御」は、上記例に限定されない。例えば、「通常型制御」は、二次電池16の端子電圧の低下に伴って二次電池16から電動送風機15に供給される電流の大きさがオームの法則に従い自然と低下することを許容する制御でもよいし、電動送風機15に供給する電力を一定にするように、二次電池16の端子電圧の低下に応じて電動送風機15に供給する電流の大きさを大きくする制御でもよい。
次に、「定電圧制御」について説明する。
まず、図3を参照して、「定電圧制御」の概要を説明する。「定電圧制御」とは、二次電池16の端子電圧の電圧値を予め設定された目標電圧値に近付けるように所定の調整処理を繰り返すことを意味する。「所定の調整処理」とは、例えば、電圧検出部44で検出された二次電池16の端子電圧を目標電圧値と比較し、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値よりも低い場合に、二次電池16から電動送風機15に供給する電流の大きさを小さくすることを含む。
まず、図3を参照して、「定電圧制御」の概要を説明する。「定電圧制御」とは、二次電池16の端子電圧の電圧値を予め設定された目標電圧値に近付けるように所定の調整処理を繰り返すことを意味する。「所定の調整処理」とは、例えば、電圧検出部44で検出された二次電池16の端子電圧を目標電圧値と比較し、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値よりも低い場合に、二次電池16から電動送風機15に供給する電流の大きさを小さくすることを含む。
制御部40は、上記調整処理を、所定の周期Tで繰り返す。すなわち、制御部40は、電圧検出部44により検出された電圧値と目標電圧値との差ΔVの大きさに関わらず、一定の時間間隔で上記調整処理を繰り返す。周期Tは、例えば1[s]以下の時間間隔であり、例えば10[ms]以下の時間間隔である。周期Tの一例は、1[ms]である。
制御部40は、上記調整処理として、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値よりも低い場合に、電動送風機15に供給する電流の大きさを所定の補正量ずつ小さくする。すなわち、制御部40は、電圧検出部44により検出された電圧値と目標電圧値との差ΔVの大きさに関わらず、一定の補正量ずつ上記調整処理を繰り返す。これにより、制御部40は、電圧検出部44により検出された電圧値と目標電圧値とが異なる場合、上記電圧値を一気に目標電圧値まで変更するのではなく、上記調整処理を繰り返すことで、上記電圧値を目標電圧値に向けて徐々に近付ける。「所定の補正量」は、例えば1[A]以下の大きさである。「所定の補正量」は、例えば、「通常型制御」で電流値が段階的に変更される場合、「通常型制御」における1回の電流値の変更量よりも小さい量である。ただし、周期Tおよび補正量は、上記例に限定されない。
ここで、図3中のA点、B点、C点は、それぞれ上記調整処理が実施される時点を示す。例えばA点において、制御部40は、電圧検出部44により検出された電圧値と目標電圧値との差ΔVに対して、二次電池16から電動送風機15に供給する電流の大きさを上記補正量だけ小さくしたことに応じて電圧検出部44により検出される前記電圧値の増加幅Δvが小さい場合であっても、上記電流の大きさを上記補正量ずつ小さくする。
続いて、「定電圧制御」の一例をより詳しく説明する。
図5は、電気掃除機1の運転時における二次電池16の端子電圧の経時変化の別の一例を示すグラフである。図5は、放電開始直後に突入電流の影響でスパイク状の落ち込みがあるとともに、「通常型制御」において電圧低下が急であり、二次電池16の端子電圧が放電終止電圧値を一時的に下回る場合を示す。なお図5では、「通常型制御」における二次電池16の端子電圧の変化を滑らかな曲線で示している。
図5は、電気掃除機1の運転時における二次電池16の端子電圧の経時変化の別の一例を示すグラフである。図5は、放電開始直後に突入電流の影響でスパイク状の落ち込みがあるとともに、「通常型制御」において電圧低下が急であり、二次電池16の端子電圧が放電終止電圧値を一時的に下回る場合を示す。なお図5では、「通常型制御」における二次電池16の端子電圧の変化を滑らかな曲線で示している。
図5において、t21は、二次電池16の端子電圧が放電開始直後のスパイク状の落ち込みから回復し、「目標電圧値」を上回った時点を示す。t22は、二次電池16の端子電圧が「目標電圧値」を下回った時点を示す。t23は、電動送風機15に供給される電流の電流値が「電流下限値」に達した時点を示す。この図の場合では、t21からt22までは「通常型制御」が行われ、t22からt23までは「定電圧制御」が行われ、t23以降は「放電末期制御」が行われる。
制御部40の記憶部には、上述したように、「第1判定時間」及び「第2判定時間」が記憶されている。
「第1判定時間」は、二次電池16の端子電圧が深放電電圧値を下回ったか否かを判定するための時間閾値である。第1判定時間は、後述する第2判定時間よりも短い時間である。例えば、第1判定時間は、1[ms]〜3[ms]の間のいずれかの時間など極めて短い時間である。制御部40は、電圧検出部44により検出された電圧値が第1判定時間を超えて深放電電圧値を下回る場合、遮断スイッチ43に開信号を出力し、制御回路C1への電力の供給を停止する。
「第2判定時間」は、二次電池16の端子電圧が放電終止電圧値を所定時間に亘って下回ったか否かを判定するための時間閾値である。第2判定時間は、例えば、1[s]〜3[s]の間のいずれかの時間などに設定される。第2判定時間の一例は、2[s]である。制御部40は、二次電池16の端子電圧が放電終止電圧値を所定時間に亘って下回った場合、すなわち電圧検出部44により検出された電圧値が第2判定時間を超えて放電終止電圧値を下回る場合に、スイッチングユニット42における半導体スイッチング素子を開いて電動送風機15への電力の供給を停止する。なお、第1判定時間及び第2判定時間は、これらの時間以外の時間でもよい。
ここで、定電圧制御のための周期Tは、第2判定時間よりも短い時間である。言い換えると、周期Tは、第2判定時間の間に、少なくとも1回の上記調整処理を行うことができる時間に設定される。例えば、周期Tは、第2判定時間の半分よりも短い時間である。言い換えると、周期Tは、第2判定時間の間に、複数回の上記調整処理を行うことができる時間に設定される。その結果、二次電池16の端子電圧は、放電終止電圧値を下回った後、第2判定時間より短い時間thで、放電終止電圧値より高くまで調整される。このため、電動送風機15の駆動が停止されることが避けられる。また、周期Tは、第1判定時間よりも短い時間であると好ましい。
また本実施形態では、定電圧制御で実行される「所定の調整処理」は、電圧検出部44で検出された二次電池16の端子電圧を目標電圧値と比較し、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値よりも高い場合に、二次電池16から電動送風機15に供給する電流の大きさを大きくすることを含む。すなわち、制御部40は、二次電池16の端子電圧が目標電圧値よりも高い場合は、上記電流の大きさを大きくする処理を繰り返す。この調整処理の周期T及び電圧値の補正量は、例えば、二次電池16の端子電圧が目標電圧値よりも低い場合における周期T及び電圧値の補正量と同じでよい。
なお、制御部40は、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値よりも高い場合に、上記調整処理を行うことに代えて、何も行わなくてもよい。すなわち、制御部40は、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値よりも低い場合にだけ、電流の大きさを変更してもよい。
また本実施形態では、制御部40は、二次電池16の端子電圧と目標電圧値との差が略同じ場合、電動送風機15に供給される電流の電流値を変更せず、その値を維持する。なお上記構成に代えて、制御部40は、これまで説明した「目標電圧値」を「目標電圧範囲の下限値」として取り扱い、目標電圧値(第1目標電圧値、目標電圧範囲の下限値)と、前記目標電圧値に所定量を加えた値(第2目標電圧値、目標電圧範囲の上限値)との間に二次電池16の端子電圧が存在する場合、電動送風機15に供給される電流の電流値を変更せず、その値を維持してもよい。言い換えると、制御部40は、上記所定の調整処理として、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値に所定量を加えた値(目標電圧範囲の上限値)よりも高い場合に、二次電池16から電動送風機15に供給する電流の大きさを大きくしてもよい。このため以下の説明において「目標電圧値」は「目標電圧範囲」と読み替えられてもよい。
次に図3に戻り、「放電末期制御」について説明する。
「放電末期制御」は、例えば、定電圧制御において上記調整処理を複数回行うことで、電動送風機15に供給される電流が上記電流下限値まで低下した後に行われる制御である。「放電末期制御」では、上記調整処理が停止され、電動送風機15に供給される電流の大きさが上記電流下限値を下回らないように制御される。「放電末期制御」が実行される場合、二次電池16の端子電圧は放電に伴い低下する。そして、制御部40は、二次電池16の端子電圧が第2判定時間を超えて放電終止電圧値を下回る場合、電動送風機15の運転を終了する。
「放電末期制御」は、例えば、定電圧制御において上記調整処理を複数回行うことで、電動送風機15に供給される電流が上記電流下限値まで低下した後に行われる制御である。「放電末期制御」では、上記調整処理が停止され、電動送風機15に供給される電流の大きさが上記電流下限値を下回らないように制御される。「放電末期制御」が実行される場合、二次電池16の端子電圧は放電に伴い低下する。そして、制御部40は、二次電池16の端子電圧が第2判定時間を超えて放電終止電圧値を下回る場合、電動送風機15の運転を終了する。
また、制御部40は、表示部60の表示(報知部の報知)を制御する。例えば、制御部40は、「通常型制御」及び「放電末期制御」が実行されている場合は、電圧検出部44の検出結果に基づき、表示部60の表示の制御を行う。すなわち、制御部40は、電圧検出部44により検出された二次電池16の端子電圧の大きさに基づき、二次電池16の端子電圧が規定電圧以上であるときに表示部60を点灯させ、規定電圧未満となったときに表示部60を点滅させるなど所定の報知動作(二次電池16の電池残量または二次電池16の充電の要否の報知)を行う。
一方で、制御部40は、「定電圧制御」が実行されている場合は、電動送風機15に供給される電流の大きさと、電動送風機15に供給される電流の大きさを調整した回数(上記調整処理が実行された回数)とのうち少なくとも一方に基づいて、上記所定の報知動作を表示部60(報知部)に実行させる。すなわち、制御部40は、電動送風機15に供給される電流の大きさが所定の閾値未満になった場合や、上記調整処理の実行回数が所定回数以上になった場合に、二次電池16の残容量が少なくなったことを示す報知を行う。
次に、本実施形態の制御部40の制御の流れについて説明する。
図6は、制御部40の定電圧制御時の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図6に示すように、使用者により設定ボタン19の開始ボタンが操作された場合、制御部40は、電気掃除機1の運転を開始する(ステップS11)。すなわち、制御部40は、スイッチングユニット42を閉じるための閉信号をスイッチングユニット42に出力し、スイッチングユニット42の半導体スイッチング素子を閉じることにより二次電池16から電動送風機15へ電流を供給する。
図6は、制御部40の定電圧制御時の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図6に示すように、使用者により設定ボタン19の開始ボタンが操作された場合、制御部40は、電気掃除機1の運転を開始する(ステップS11)。すなわち、制御部40は、スイッチングユニット42を閉じるための閉信号をスイッチングユニット42に出力し、スイッチングユニット42の半導体スイッチング素子を閉じることにより二次電池16から電動送風機15へ電流を供給する。
電動送風機15に電流が供給されると、電流検出部41は、電動送風機15に供給される電流の電流値に関する検出結果を制御部40に出力する。また、電圧検出部44は、二次電池16の端子電圧を検出し、二次電池16の端子電圧の電圧値に関する検出結果を制御部40に出力する。制御部40は、電流検出部41および電圧検出部44の検出結果に基づいて、電動送風機15に供給される入力電流の電流値と、二次電池16の端子電圧の電圧値とを取得する(ステップS12)。
制御部40は、取得した電動送風機15に供給される電流の電流値を電流下限値と比較し、上記電流値が電流下限値未満であるか否かを判定する(ステップS13)。なお、制御部40は、電流値に関する判定に代えて、電動送風機15の回転数が所定数未満であるか否かを判定することをステップS13として実行してもよい。
制御部40は、上記電流値が電流下限値未満であると判定した場合(ステップS13:YES)、電流値の増減を行うことなく、「放電末期制御」に移行し、ステップS19に進む。一方で、制御部40は、電動送風機15に供給される電流の電流値が電流下限値未満でないと判定した場合(ステップS13:NO)、取得した二次電池16の端子電圧と目標電圧値を比較し、二次電池16の端子電圧が目標電圧値未満であるか否かを判定する(ステップS14)。
制御部40は、二次電池16の端子電圧が目標電圧値未満であると判定した場合(ステップS14:YES)、定電圧制御における上記調整処理を行い、電動送風機15へ供給される電流の大きさを所定の補正量だけ小さくする。すなわち、制御部40は、電動送風機15に供給される電流のデューティ比を減少させる信号をスイッチングユニット42に出力し、電動送風機15に供給される電流の電流値を小さくする(ステップS15)。そして、ステップS19に進む。
一方で、制御部40は、ステップS14において二次電池16の端子電圧が目標電圧値未満でない(目標電圧値以上である)と判定した場合(ステップS14:NO)、二次電池16の端子電圧が目標電圧値よりも大きいか否かを判定する(ステップS16)。制御部40は、二次電池16の端子電圧が目標電圧値よりも大きいと判定した場合(ステップS16:YES)、定電圧制御における上記調整処理を行い、電動送風機15へ供給される電流の大きさを所定の補正量だけ大きくする。すなわち、制御部40は、電動送風機15に供給される電流のデューティ比を増加させる信号をスイッチングユニット42に出力し、電動送風機15に供給される電流の電流値を大きくする(ステップS17)。そして、ステップS19に進む。
制御部40は、ステップS16において二次電池16の端子電圧が目標電圧値よりも大きくない(目標電圧値と略同じである)と判定した場合(ステップS16:NO)、電動送風機15に供給される電流の電流値を変更せずに維持する(ステップS18)。そして、ステップS19に進む。
制御部40は、スイッチOFFの操作が行われたか否かを判定する(ステップS19)。制御部40は、使用者が設定ボタン19の終了ボタンを操作して、制御部40に終了信号が入力されたか否かに基づいて、ステップS19の判定を行う。制御部40は、制御部40に終了信号が入力されておらず、スイッチOFFの操作が行われていないと判定した場合(ステップS19:NO)、ステップS12に戻る。そして、制御部40は、ステップS12からステップS19の処理を、所定の周期Tで繰り返す。
一方で、制御部40は、制御部40に終了信号が入力され、スイッチOFFの操作が行われたと判定した場合(ステップS19:YES)、電気掃除機1の運転を停止し、図6に示す処理を終了する。
このような構成の電気掃除機1では、運転時間の長時間化を図ることができる。すなわち、二次電池16の内部抵抗は、二次電池16の温度や劣化度に影響される。二次電池16の温度が低下するほど、また二次電池16の劣化が進むほど、二次電池16の内部抵抗は増加する。二次電池16の内部抵抗が通常よりも高い状態で電動送風機15を駆動させると、二次電池の電圧降下は、通常時よりも増加する。電圧降下が増加すると、二次電池16の端子電圧が比較的早い段階で放電終止電圧値よりも低下する可能性がある。この端子電圧の低下は、二次電池16の充電率と無関係に起きるため、二次電池16の充電率が十分な状態であっても、二次電池16の端子電圧が放電終止電圧値よりも低下したことをもって電動送風機15を停止させてしまうと、使用者の利便性を損なう場合があり得る。
そこで本実施形態では、制御部40は、電圧検出部44で検出された二次電池16の電圧が目標電圧値よりも低い場合に、電動送風機15に供給する電流の大きさを小さくする。このような構成によれば、二次電池16の端子電圧を放電終止電圧値よりも上に維持することで、二次電池16の残容量をより多く消費する(残容量をより低いレベルまで消費する)ことができる。これにより、運転時間の長時間化を図ることができる。
また、例えば、図4のような参照テーブルTBを用い、検出した二次電池16の端子電圧から適切な電流値を求めることも考えられる。しかしながら、このような参照テーブルでは、電圧値と電流値との関係が固定的であり、二次電池16の温度環境や使用状況に応じて電動送風機15に供給する電流の適切な大きさを決めることが困難な場合がある。また、電圧値と電流値との関係が固定的であると、二次電池16の容量低下により電圧降下速度が上昇する場合や、劣化に伴う二次電池16の内部抵抗や内部コンダクタ成分の上昇により電圧降下速度が上昇する場合に、電動送風機15に供給する電流の適切な大きさを決めることが困難な場合がある。これらの場合、放電終止電圧値に近い領域で電流値の決定が不適切であると、十分な残容量を残したまま二次電池16の端子電圧が放電終止電圧値を下回り、電動送風機15の運転を停止させてしまう可能性がある。
この点、本実施形態では、二次電池16の端子電圧と目標電圧値を比較し、電動送風機15に供給する電流の大きさを変更する調整処理を繰り返す。このため、二次電池16の端子電圧と電動送風機15に供給する適切な電流の大きさの関係が明確でない場合でも、二次電池16の端子電圧を目標電圧値に近づけることで、十分な残容量を残した状態で二次電池16の端子電圧が放電終止電圧値を下回ることを避けることができる。これにより、二次電池16の温度環境や使用状況に関わらず、二次電池16の残容量をより多く消費することができ、運転時間の長時間化を図ることができる。
本実施形態では、制御部40は、上記調整処理を所定の周期Tで繰り返す。このような構成によれば、二次電池16の端子電圧の大きさや、電流の大きさをトリガーにすることなく、電動送風機15に供給する電流の調整を行うことができる。これにより、電流の調整をより確実に行い、運転時間のさらなる長時間化を図ることができる。
本実施形態では、制御部40は、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値よりも低い場合に、上記電流の大きさを所定の補正量ずつ小さくする。二次電池16の端子電圧の大きさや、電流の大きさに影響されず、電動送風機15に供給する電流の調整を行うことができる。これにより、運転時間のさらなる長時間化を図ることができる。また上記構成によれば、上記電流の大きさを大きく変更し過ぎて、変更後の二次電池16の端子電圧が目標電圧値を大きく上回ることを避けることができる。すなわち、上記電流の大きさが少しずつ調整されることで、電動送風機15のモータの回転数をスムーズに変更することができ、電動送風機15のモータのうなりなどを抑制することもできる。
本実施形態では、電圧検出部44により検出された電圧値が放電終止電圧値を所定の判定時間(第2判定時間)に亘り下回った場合に電動送風機15への電力の供給が停止される場合において、前記所定の判定時間よりも短い周期Tで上記調整処理を繰り返す。このような構成によれば、二次電池16の端子電圧が一時的に放電終止電圧値を下回る場合でも、上記調整処理を実行し、二次電池16の端子電圧を放電終止電圧値よりも高い値まで回復させることができる。これにより、運転時間のさらなる長時間化を図ることができる。
本実施形態では、制御部40は、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値を下回った後に、定電圧制御を開始する。このような構成によれば、電気掃除機1は、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値を下回るまでは、定電圧制御に制約されずに、比較的大きな電力で電動送風機15を運転することができる。
本実施形態では、制御部40は、所定の条件が満たされた場合、定電圧制御から放電末期制御に移行する。すなわち、制御部40は、定電圧制御の調整処理を停止し、電動送風機15に供給される電流の大きさが上記電流下限値よりも下回らないように制御する。これにより、放電末期においても塵埃を吸引するために電動送風機15に必要な最低限の電流を供給し続け、電動送風機15の機能を維持することができる。また、電動送風機15の回転数が少なくなりすぎると、回路素子に異常をきたす可能性があるが、本実施形態の制御を行うことでそのような可能性も回避することができる。
本実施形態では、制御部40は、二次電池16の端子電圧が目標電圧値よりも高い場合に、電動送風機15に供給する電流の大きさを大きくする。このような構成によれば、例えば二次電池16の端子電圧を落としたい場合に、二次電池16の端子電圧を適切な値まで低下させることができる。
本実施形態では、制御部40は、電動送風機15に供給する電流の大きさと、電動送風機15に供給する電流の大きさを調整した回数(上記調整処理を行った回数)とのうち少なくとも一方に基づいて、二次電池16の電池残量が少ないことを示す表示を表示部60にさせる。ここで、本実施形態では、電動送風機15に供給される電力の電圧を一定にする制御するため、この電圧値に基づいて二次電池16の電池残量を求めることができない。そこで、本実施形態の制御部40は、電動送風機15に供給する電流の大きさと、上記調整処理を行った回数とのうち少なくとも一方に基づき、電池残量の状態を判定する。これにより、使用者に適切なタイミングで充電を促すことができる。
次に、いくつかの変形例について説明する。なお各変形例において、以下に説明する以外の構成は、上述した実施形態と同様である。
(第1変形例)
まず、第1変形例について説明する。
本変形例では、制御部40は、二次電池16の端子電圧と目標電圧値との差に応じて、上記調整処理における1回当たりの上記補正量の大きさを変更する。例えば、制御部40は、二次電池16の端子電圧と目標電圧値との差が第1電圧レベルである場合に、電動送風機15に供給する電流の大きさを第1補正量だけ調整する。一方で、制御部40は、二次電池16の端子電圧と目標電圧値との差が第1電圧レベルよりも大きい第2電圧レベルである場合に、電動送風機15に供給する電流の大きさを第1補正量よりも大きい第2補正量だけ調整する。このような構成によれば、上記電流の大きさを大きく変更し過ぎて、変更後の二次電池16の端子電圧が目標電圧値を大きく上回ることを避けることができる。
まず、第1変形例について説明する。
本変形例では、制御部40は、二次電池16の端子電圧と目標電圧値との差に応じて、上記調整処理における1回当たりの上記補正量の大きさを変更する。例えば、制御部40は、二次電池16の端子電圧と目標電圧値との差が第1電圧レベルである場合に、電動送風機15に供給する電流の大きさを第1補正量だけ調整する。一方で、制御部40は、二次電池16の端子電圧と目標電圧値との差が第1電圧レベルよりも大きい第2電圧レベルである場合に、電動送風機15に供給する電流の大きさを第1補正量よりも大きい第2補正量だけ調整する。このような構成によれば、上記電流の大きさを大きく変更し過ぎて、変更後の二次電池16の端子電圧が目標電圧値を大きく上回ることを避けることができる。
本実施形態では、制御部40は、二次電池16の端子電圧が目標電圧値と放電終止電圧値との間に存在する場合は、上記電流の大きさを第1補正量ずつ小さくする。一方で、制御部40は、二次電池16の端子電圧が放電終止電圧値と深放電電圧値との間に存在する場合は、上記電流の大きさを第1補正量よりも大きな第2補正量ずつ小さくする。このような構成によれば、二次電池16の端子電圧が深放電電圧値を下回る可能性を小さくすることができる。またこの構成によれば、二次電池16の端子電圧が放電終止電圧値を下回る時間を短くすることもできる。これにより、運転時間のさらなる長時間化を図ることができる。
(第2変形例)
次に、第2変形例について説明する。
本変形例では、制御部40は、電気掃除機1をとりまく環境に応じて、目標電圧値を調整する。例えば、制御部40は、塵埃センサ14で検出された塵埃の量(以下「塵埃検出量」という)に基づいて、目標電圧値を変更する。例えば、制御部40は、塵埃センサ14で検出された塵埃の量が多いほど、目標電圧値を低くする。このような構成によれば、塵埃の量が多い場合に、目標電圧値を低くすることで、二次電池16の端子電圧が目標電圧値よりも低い場合における上記調整処理を抑制することができる。その結果、大きな電流を確保しやすくなり、電動送風機15の回転数を高め、より多くの塵埃を吸引することができる。
次に、第2変形例について説明する。
本変形例では、制御部40は、電気掃除機1をとりまく環境に応じて、目標電圧値を調整する。例えば、制御部40は、塵埃センサ14で検出された塵埃の量(以下「塵埃検出量」という)に基づいて、目標電圧値を変更する。例えば、制御部40は、塵埃センサ14で検出された塵埃の量が多いほど、目標電圧値を低くする。このような構成によれば、塵埃の量が多い場合に、目標電圧値を低くすることで、二次電池16の端子電圧が目標電圧値よりも低い場合における上記調整処理を抑制することができる。その結果、大きな電流を確保しやすくなり、電動送風機15の回転数を高め、より多くの塵埃を吸引することができる。
目標電圧値の調整は、例えば、塵埃検出量を段階的に区分けし、区分けされた塵埃検出量に応じて行ってもよい。例えば、塵埃検出量を「多」「中」「少」の3段階に区分けし、目標電圧値を「高」「中」「低」として、塵埃検出量が「多」のときに目標電圧値を「低い」とし、塵埃検出量が「中」のときに目標電圧値を「中」とし、塵埃検出量が「少」のときに目標電圧値を「高」としてもよい。あるいは、塵埃検出量に応じた係数を目標電圧値に乗じるなどして、目標電圧値をリニア(直線的)に変更するようにしてもよい。
また、制御部40は、例えば、電気掃除機1の清掃対象となる床面の性状が絨毯様であるかフローリング様であるかを判定する床面判定部40a(図2参照)を含む。床面判定部40aは、例えば、吸込口体30のブラシモータ34に入力される入力電流(負荷電流)の大きさ(または変化)に基づき床面の性状を判定してもよいし、電気掃除機1に設けられたカメラにより撮影された画像データなどから床面の性状を判定してもよい。
本変形例では、制御部40は、床面判定部40aの判定結果に基づいて、目標電圧値を変更する。例えば、制御部40は、床面の性状が絨毯様であるときには、床面の性状がフローリング様であるときよりも、目標電圧値を低くする。このような構成によれば、絨毯様の床面を掃除する場合に、目標電圧値を低くすることで、二次電池16の端子電圧が目標電圧値よりも低い場合における上記調整処理を抑制することができる。その結果、大きな電流を確保しやすくなり、電動送風機15およびブラシモータ34に十分に大きな電力を供給しやすくなる。
また、制御部40は、例えば温度センサ50の検出結果に基づいて、目標電圧値を変更してもよい。例えば、制御部40は、二次電池16の温度が高いほど目標電圧値を高くする。このような構成によれば、二次電池16の温度が高い場合に、目標電圧値を高くすることで、二次電池16の端子電圧が目標電圧値よりも低い場合における上記調整処理を促進することができる。その結果、二次電池16の温度が高い場合に、大きな電流が流れにくくなり、二次電池16が故障しにくくなる。なお、目標電圧値の変更は、塵埃検出量に基づいて目標電圧値を調整する場合と同様、段階的なものとして行ってもよいし、リニアなものとして行ってもよい。
(第3変形例)
次に、第3変形例について説明する。
本変形例では、制御部40は、所定の制御開始条件が満たされた後に、通常型制御から定電圧制御に移行する。所定の制御開始条件としては、例えば、電動送風機15を起動してから所定の待機時間が経過したこと(以下、「判定開始第1条件」という)が該当する。あるいは、所定の制御開始条件としては、電圧検出部44で検出された電圧値が目標電圧値を一度下回ってから目標電圧値よりも高くまで回復したこと(以下、「判定開始第2条件」という)が該当する。あるいは、所定の制御開始条件としては、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値を一度下回ってから目標電圧値よりも高くまでに回復し、その後、目標電圧値を再び下回ること(以下、「判定開始第3条件」という)が該当する。
次に、第3変形例について説明する。
本変形例では、制御部40は、所定の制御開始条件が満たされた後に、通常型制御から定電圧制御に移行する。所定の制御開始条件としては、例えば、電動送風機15を起動してから所定の待機時間が経過したこと(以下、「判定開始第1条件」という)が該当する。あるいは、所定の制御開始条件としては、電圧検出部44で検出された電圧値が目標電圧値を一度下回ってから目標電圧値よりも高くまで回復したこと(以下、「判定開始第2条件」という)が該当する。あるいは、所定の制御開始条件としては、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値を一度下回ってから目標電圧値よりも高くまでに回復し、その後、目標電圧値を再び下回ること(以下、「判定開始第3条件」という)が該当する。
このような構成によっても、運転時間の長時間化を図ることができる。例えば、判定開始第1条件における「所定の待機時間」は、電動送風機15を起動した直後の突入電流によるスパイク状の電圧低下から回復し十分に安定するまでの時間である。例えば、2[s]〜5[s]の間のいずれかの時間である。判定開始第1条件を満たした後に定電圧制御を開始することにより、突入電流による影響、例えば二次電池16の端子電圧が深放電電圧値を下回る事象の影響を定電圧制御から排除することができる。
また、判定開始第2条件を満たした後に定電圧制御を開始することにより、電圧検出部44で検出された電圧値が目標電圧値を一度下回ってから目標電圧値よりも高くまで回復するまでに生じる事象の影響を定電圧制御から排除することができる。さらに、判定開始第3条件を満たした後に定電圧制御を開始することにより、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値を一度下回ってから目標電圧値よりも高くまでに回復し、その後、目標電圧値を再び下回るまでに生じる事象の影響を定電圧制御から排除できる。
(第4変形例)
次に、第4変形例について説明する。
本変形例は、吸込口体30のブラシモータ34に定電圧制御が適用される例である。本変形例では、ブラシモータ34を制御するモータ制御部36は、電圧検出部44により検出された電圧値と目標電圧値とを比較し、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値よりも低い場合にブラシモータ34に供給する電流の大きさを小さくする調整処理を繰り返す。ブラシモータ34は、「駆動源」の一例である。モータ制御部36は、電圧検出部44により検出された電圧値を、電圧検出部44から直接取得してもよいし、制御部40から受け取ってもよい。また、モータ制御部36は、目標電圧値などを記憶する記憶部を有してもよく、目標電圧値などを示す情報を制御部40から受け取ってもよい。ブラシモータ34に対する定電圧制御の細部は、電動送風機15に対する定電圧制御の細部と略同じである。電気掃除機1は、電動送風機15およびブラシモータ34の両方に対して定電圧制御を実行してもよく、電動送風機15およびブラシモータ34のいずれか一方のみに定電圧制御を実行してもよい。
次に、第4変形例について説明する。
本変形例は、吸込口体30のブラシモータ34に定電圧制御が適用される例である。本変形例では、ブラシモータ34を制御するモータ制御部36は、電圧検出部44により検出された電圧値と目標電圧値とを比較し、電圧検出部44により検出された電圧値が目標電圧値よりも低い場合にブラシモータ34に供給する電流の大きさを小さくする調整処理を繰り返す。ブラシモータ34は、「駆動源」の一例である。モータ制御部36は、電圧検出部44により検出された電圧値を、電圧検出部44から直接取得してもよいし、制御部40から受け取ってもよい。また、モータ制御部36は、目標電圧値などを記憶する記憶部を有してもよく、目標電圧値などを示す情報を制御部40から受け取ってもよい。ブラシモータ34に対する定電圧制御の細部は、電動送風機15に対する定電圧制御の細部と略同じである。電気掃除機1は、電動送風機15およびブラシモータ34の両方に対して定電圧制御を実行してもよく、電動送風機15およびブラシモータ34のいずれか一方のみに定電圧制御を実行してもよい。
このような構成によっても、運転時間の長時間化を図ることができる。
以上、ひとつの実施形態といくつかの変形例について説明したが、実施形態や変形例は上記例に限定されない。例えば、上述した実施形態および複数の変形例は、互いに組み合わせて実現可能である。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電気掃除機は、電圧検出部により検出された電圧値が目標電圧値よりも低い場合に二次電池から駆動源に供給する電流の大きさを小さくする調整処理を繰り返す制御部を有することで、運転時間の長時間化を図ることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…電気掃除機、13…集塵装置、14…塵埃センサ、15…電動送風機、16…二次電池、17…制御装置、18…延長管接続部、19…設定ボタン、20…延長管、30…吸込口体、33…回転ブラシ、34…ブラシモータ、36…モータ制御部、37…吸込口、40…制御部、40a…床面判定部、41…電流検出部、42…スイッチングユニット、43…遮断スイッチ、44…電圧検出部、45…制御用電源部、50…温度センサ、60…表示部、C1…制御回路
Claims (16)
- 駆動源と、
前記駆動源に電力を供給する二次電池と、
前記二次電池の電圧値を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部により検出された前記電圧値を目標電圧値と比較し、前記電圧検出部により検出された前記電圧値が前記目標電圧値よりも低い場合に前記二次電池から前記駆動源に供給する電流の大きさを小さくする調整処理を繰り返す制御部と、
を備えた電気掃除機。 - 前記制御部は、前記調整処理を所定の周期で繰り返す、
請求項1に記載の電気掃除機。 - 前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記電圧値が前記目標電圧値よりも低い場合に、前記電流の大きさを所定の補正量ずつ小さくする、
請求項1または2に記載の電気掃除機。 - 前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記電圧値と前記目標電圧値との差に対して、前記電流の大きさを前記補正量だけ小さくしたことに応じて前記電圧検出部により検出される前記電圧値の増加幅が小さい場合であっても、前記電流の大きさを前記補正量ずつ小さくする、
請求項3に記載の電気掃除機。 - 前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記電圧値と前記目標電圧値との差に応じて、前記補正量の大きさを変更する、
請求項3または4に記載の電気掃除機。 - 前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記電圧値が放電終止電圧値を所定の判定時間に亘り下回った場合に前記二次電池から前記駆動源への電力の供給が停止される場合において、前記所定の判定時間よりも短い周期で前記調整処理を繰り返す、
請求項1から5のうちいずれか1項に記載の電気掃除機。 - 前記制御部は、
前記電圧検出部により検出された前記電圧値が深放電電圧値を下回ったことが検出された場合に前記二次電池から前記駆動源への電力の供給が停止される場合において、
前記電圧検出部により検出された前記電圧値が前記目標電圧値と前記放電終止電圧値との間に存在する場合は、前記電流の大きさを第1補正量ずつ小さくし、
前記電圧検出部により検出された前記電圧値が前記放電終止電圧値と前記深放電電圧値との間に存在する場合は、前記電流の大きさを前記第1補正量よりも大きな第2補正量ずつ小さくする、
請求項6に記載の電気掃除機。 - 前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記電圧値が前記目標電圧値を下回った後に、前記調整処理を繰り返すことを開始する、
請求項1から7のうちいずれか1項に記載の電気掃除機。 - 前記制御部は、前記駆動源を起動してから所定の待機時間が経過した後に、前記調整処理を繰り返すことを開始する、
請求項1から7のうちいずれか1項に記載の電気掃除機。 - 前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記電圧値が前記目標電圧値を一度下回ってから前記目標電圧値よりも高くまで回復した後に、前記調整処理を繰り返すことを開始する、
請求項1から7のうちいずれか1項に記載の電気掃除機。 - 前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記電圧値が前記目標電圧値を一度下回ってから前記目標電圧値よりも高くまでに回復し、前記目標電圧値を再び下回った後に、前記調整処理を繰り返すことを開始する、
請求項1から7のうちいずれか1項に記載の電気掃除機。 - 前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記電圧値が前記目標電圧値または前記目標電圧値に所定量を加えた値よりも高い場合に、前記駆動源に供給する電流の大きさを大きくする処理を繰り返す、
請求項1から11のうちいずれか1項に記載の電気掃除機。 - 前記電気掃除機に吸引される塵埃の量を検出する塵埃センサを備え、
前記制御部は、前記塵埃センサによって検出された塵埃の量に基づいて、前記目標電圧値を変更する、
請求項1から12のうちのいずれか1項に記載の電気掃除機。 - 前記制御部は、清掃対象となる床面の性状を判定する床面判定部を含み、前記床面判定部の判定結果に基づいて、前記目標電圧値を変更する、
請求項1から13のうちのいずれか1項に記載の電気掃除機。 - 前記二次電池の温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、前記温度センサの検出結果に基づいて、前記目標電圧値を変更する、
請求項1から14のうちのいずれか1項に記載の電気掃除機。 - 前記二次電池の電池残量または充電の要否を報知する報知部を備え、
前記制御部は、前記駆動源に供給する電流の大きさと、前記駆動源に供給する電流の大きさを調整した回数とのうち少なくとも一方に基づいて、前記報知部に所定の報知動作をさせる、
請求項1から15のうちのいずれか1項に記載の電気掃除機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018217095A JP2020081125A (ja) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | 電気掃除機 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018217095A JP2020081125A (ja) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | 電気掃除機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2020081125A true JP2020081125A (ja) | 2020-06-04 |
Family
ID=70909454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018217095A Pending JP2020081125A (ja) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | 電気掃除機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2020081125A (ja) |
-
2018
- 2018-11-20 JP JP2018217095A patent/JP2020081125A/ja active Pending
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