JPH03295527A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気掃除機に関し、特に、掃除対象の床面や使
用吸口に応じて最適運転される電気掃除機に関する。

〔従来の技術〕

従来の電気掃除機は、特開昭６４−５２４３０号公報に
記載のように、吸口に設けたノズルモータに流れる電流
の変化から被掃除面が何であるかを検知し、その結果を
基にファンモータの入力を制御している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、例えば、床面がたたみの場合、吸口体
をたたみ面のいぐさの並び方向に対して並行に操作した
時と直交した操作した時とでは、ノズルモータの電流の
変化が異なる点については配慮されておらず、単なるノ
ズルモータの電流の変化から床面を検知する方式では、
床面の判断間違いが生ずる問題があった。

本発明の第１の目的は、床面に応じて最適な吸込力が自
動的に得られる電気掃除機を提供することにある。

本発明の第２の目的は、床面に応じて最適なロータリブ
ラシの回転速度が得られる電気掃除機を提供することに
ある。

本発明の第３の目的は、使用吸口を自動判別し、床面と
使用吸口とに応じて最適な吸込力が自動的に得られる電
気掃除機を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的は塵埃を捕集するフィルタと、このフィ
ルタの目詰り度合いを検出する圧力センサと、掃除機に
吸引力を与える可変速のファンモータと、床面に当接す
るパワーブラシ吸口と、この吸口に収納したノズルモー
タと、前記ノズルモータに流れる電流のピーク値の変動
幅を検知し。

この検知によって前記ファンモータの入力を自動的に調
整する入力調整手段とを具備した電気掃除機によって、
達成される。

上記第２の目的は塵埃を捕集するフィルタと、このフィ
ルタの目詰り度合いを検出する圧力センサと、掃除機に
吸引力を与える可変速のファンモータと、床面に当接す
るパワーブラシ吸口と、この吸口に収納したノズルモー
タと、前記ノズルモータの回転速度を可変する位相制御
回路と、前記ノズルモータに流れる電流のピーク値の変
動幅の大きさから床面を検知し、この検知によって前記
ノズルモータの回転速度を前記位相制御回路で変化させ
ることによって、達成される。

上記第３の目的は塵埃を捕集するフィルタと、このフィ
ルタの目詰り度合いを検出する圧力センサと、掃除機に
吸引力を与える可変速のファンモータと、床面に当接す
るパワーブラシ吸口と、この吸口に収納したノズルモー
タと、前記ノズルモータへの電流供給の可否及び前記フ
ァンモータの回転速度と負荷電流とから求めた掃除機本
体に流入する風量と前記圧力センサから求めた静圧とに
よって使用吸口を検知し、前記ノズルモータの電流のピ
ーク値の変動幅の大きさもしくは前記圧力センサの出力
である静圧の変動幅の大きさから床面を検知し、この両
検知によって前記ファンモータ及び前記ノズルモータの
入力を自動的に調整する入力制御手段とを具備すること
によって、達成される。

〔作用〕

ロータリブラシは直接、床面と接しているので、掃除中
、ロータリブラシ駆動用ノズルモータの電流に変化を生
じる。しかも、ノズルモータの電流のピーク値の変動幅
の大きさはたたみ面のいぐさの並び方向と吸口の操作方
向に関係なく変化するので、他面を精度良く推定できる
。この床面推定は圧力センサの出力である静圧の変動幅
の大きさからも行える。さらに、床面に最適なロータリ
ブラシの回転速度があり、前記床面推定結果を基にロー
タリブラシの回転速度を位相制御によって変化させる。

次に使用吸口は種々あるが、ノズルモータへの電流が流
れるか否かによってパワーブラシ吸口及びその他の吸口
に分ける。そして、動作風量に対する静圧が各吸口で異
なることから、動作風量での静圧によって使用吸口を推
定できる。

これらによって、床面によってロータリブラシの回転速
度を最適に設定し、床面や使用吸口に応じてファンモー
タを風量一定制御、静圧一定制御及び回転速度で運転す
ることにより、床面に対して最適な吸込力で制御できる
電気掃除機が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第１２図により説明
する。本発明では掃除機の駆動源とじて可変速モータを
ファンモータとして使用することを前提としている。可
変速モータとしては、入力を制御することによって速度
が変わる交流整流子モータ、位相制御モータ、インバー
タ駆動のインダクションモータ、リラクタンスモータ、
あるいはブラシレスモータ等が考えられるが、本−実施
例では、機械的な摺動を伴うブラシをもたず、それ放炎
寿命で、又、制御応答性のよいブラシレスモータをファ
ンモータとして用いた例について説明する。

さらに、本発明では基本的には吸口にロータリブラシを
駆動するノズルモータを有するものを前提とし、ノズル
モータとしては直流マグネットモータ、交流整流子モー
タが考えられるが、本−実施例では整流回路内蔵の直流
マグネットモータを用いた例について説明する。

第１図は制御回路の概略構成を示すブロック図、第２図
は制御回路の全体構成を示す。

図において、１６はインバータ制御装置を示している。

２９は交流電源で、この電流２９を整流回路２１で整流
し、コンデンサ２２にて平滑してインバータ回路２０に
直流電圧Ｅａを供給するものである。インバータ回路２
０は、トランジスタＴ　Ｒ１〜ＴＲｅと、それぞれのト
ランジスタＴ　Ｒｔ〜ＴＲｓに並列に接続された環流ダ
イオードＤ！〜ＤＢから構成された１２０度通電形イン
バータである。トランジスタＴＲｚ〜ＴＲｅは、正のア
ームを構成する。トランジスタＴＲ１〜ＴＲｅは負のア
ームを構成し、それぞれの流通期間は電気角で１２０度
でパルス幅変調（ＰＷＭ）される。Ｒ１は、負アームを
構成するトランジスタＴＲｚ〜Ｔ　Ｒｅのエミッタ側と
コンデンサ２２のマイナス側との間に接続された比較的
低い抵抗である。

ＦＭはファン駆動用モータであるブラシレスモータ（以
下、ファンモータと称す）で、２極の永久磁石からなる
回転子Ｒと、電機子巻線Ｕ、Ｖ。

Ｗとを有している。これらの巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに流れる負
荷電流Ｉｏは前記抵抗Ｒ１の電圧降下として検出できる
。ファンモータＦＭの速度制御回路は、回転子Ｒの磁極
位置をホール素子１７等で検出する磁極位置検出回路１
８．前述した負荷電流Ｉｎを検出し増幅するファンモー
タ電流検出回路２３、前記トランジスタＴ　Ｒ１”　Ｔ
　Ｒｅを駆動するペースドライバ１５．および前記回路
１８からえられた検出信号１８Ｓに基づいてペースドラ
イバ１５を駆動するマイクロコンピュータ１９とから主
要構成される。３０は、実際の使用者が操作する運転ス
イッチである。

一方、２６は掃除機の吸口側に設けられたロータリブラ
シを駆動するノズルモータであり、交流電源２９をトラ
イアック（ＦＬＳ）２５で位相制御することにより電力
が供給される。２４はトライアック２５の点弧回路、２
７はノズルモータ２６に流れる負荷電流ＩＮの電流検出
器であり、２８は電流検出器２７の出力信号を検出し増
幅するノズルモータ電流検出回路である。

磁極位置検出回路１８はホール素子１７からの信号を受
けて、回転子Ｒは磁極位置信号１８Ｓを生成するもので
ある。この磁極位置信号１８８は電機子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗ
の電流切換えに用いることに加え、回転速度を検出する
信号としても用いるものである。マイクロコンピュータ
１９は、この磁極位置信号１８ｓを一定のサンプリング
内での数を数えることにより、速度を求めるものである
。

ファンモータＦＭの負荷電流ＩＤの検出回路２３は、抵
抗Ｒ１の電圧降下をピークホールド回路（図示せず）を
介して直流分に変換し、かつ増幅してファンモータＦＭ
の負荷電流Ｉｏを得るものである。

ノズルモータ（整流回路を内蔵している）２６の負荷電
流ＩＮ用の検出回路２８は、電流検出器２７の出力信号
が交流であるので、整流して直流分に変換し、かつ、増
幅してノズルモータ２６の負荷電流ＩＮを得るものであ
る。

マイクロコンピュータ１９は、セントラルプロセツシン
グユニット（ＣＰＵ）１９−１．リードオンリーメモリ
（ＲＯＭ）１９−２、およびランダムアクセスメモリ（
ＲＡＭ）１９−３を含んでおり、これらは図示しないが
アドレスバスやデータバスおよびコントロールバス等に
よって相互に接続されている。そして、ＲＯＭ１９−２
には、ファンモータＦＭを駆動するのに必要なプログラ
ム、例えば、速度の演算処理、運転指令の取込み処理、
速度制御処理（ＡＳＲ）、電流制御処理（ＡＣＲ）、ノ
ズルモータの電流検出処理、ファンモータの電流検出処
理及び静圧検出処理等を記憶させである。

一方、ＲＡＭ１９−３は、前記ＲＯＭ１９−２に記憶さ
せた種々のプログラムを実行するに際し、必要な各種の
外部データを読み書きするのに用いられる。

トランジスタＴ　Ｒ１〜ＴＲｅは、マイクロコンピュー
タ１９で処理、生成された点弧信号１９Ｓに応じ、ペー
スドライバ１５によりそれぞれ駆動される。

トライアック２５は、交流電源２９のゼロクロス検出回
路３２に基づいて同じくマイクロコンピュータ１９で処
理、生成された点弧信号１９Ｄに応じ点弧回路２４によ
り駆動される。

静圧検出回路３１は掃除機本体内の圧力センサ８の出力
を静圧に変換する。

この値のファンモータＦＭは、電機子巻線に流れる電流
がモータの出力トルクに対応するので、逆に印加電流を
変えれば出力トルクを可変にできる。すなわち、印加電
流を調整することにより、モータの出力トルクを連続的
に任意に変えることができる。また、インバータの駆動
周波数を変えることにより、ファンモータＦＭの回転速
度を自由に変えることができる。

本発明の電気掃除機は、このようなブラシレスファンモ
ータを用いるものである。

次に、第３図は掃除機の全体構成、第４図はパワーブラ
シ吸口の内部構造を示したものである。

第３図と第４図において、１は床面、２は掃除機の本体
、３はホース、４は手元スイッチ部、５は延長管、６は
ロータリブラシ内蔵のパワーブラシ吸口、７はフィルタ
、８はフィルタフの目詰り度合いを検知する圧力センサ
（半導体圧力センサ）である。パワーブラシ吸口６の吸
口ケース６Ａの内部には、ノズルモータ２６．ロータリ
ブラシ１０、それに取付けられたハケ１１がある。１２
はノズルモータ２６の駆動力をロータリブラシ１０に伝
えるタイミングベルト、１３は吸引延長管、１４はロー
ラである。ノズルモータ２６の電源リード線９は、延長
管５中に設けられた電源線５Ａに接続されている。

これより、ノズルモータ２６が電力供給され回転すると
、ベルト１２を介してロータリブラシ１０が回転する。

ロータリブラシ１０が回転している時にパワーブラシ吸
口６を床面１に接触させると、ロータリブラシ１０には
ハケ１１が付いているので、ハケ１１が床面１に接し、
ノズルモータ２６の負荷電流ＩＮが大きくなる。ところ
で、種々実験の結果、ノズルモータ２６は、一方向回転
なのでロータリブラシ１０も一方向回転となり、パワー
ブラシ吸口６を前後に操作した場合、ロータリブラシ１
０を回転させた時にパワーブラシ吸口６が進む方向にパ
ワーブラシ吸口６を操作した場合にはノズルモータ２６
の負荷電流ＩＮが小さくなり、逆方向にパワーブラシ吸
口６を操作した場合はノズルモータ２６の負荷電流ＩＮ
が大きくなることがわかった。

そこで、次にノズルモータの負荷電流の変化を用いた床
面の判断（推定）方法について説明する。

まず、第５図はノズルモータの位相制御用のゼロクロス
検出回路、第６図はノズルモータに印加される電力、電
流波形を示したものである。

第５図と第６図において、交流電源２９が第６図（イ）
中の電圧Ｖｓであると、抵抗Ｒ２，ダイオードＤ？　、
フォトカプラＰＳ、抵抗Ｒ３からなるゼロクロス検出回
路３２により、第６図（ロ）に示すゼロクロス信号３２
Ｓが得られる。マイクロコンピュータ１９はこのゼロク
ロス信号３２Ｓの立ち上がり、立ち上がりに同期してい
る第６図（ハ）に示すカウントタイマを動作させ、カウ
ントタイマがゼロになった時、マイクロコンピュータ１
９からＦＬＳ２５への点弧信号１９Ｄを出力する。これ
によって、ノズルモータ２６には第６図（イ）に示す負
荷電流ＩＮが流れ、位相制御によってノズルモータ２６
の回転速度、いわゆる入力が制御される。

第７図はノズルモータの電流の検品回路構成と出力例を
示したものである。ノズルモータ２６へ供給される負荷
電流ＩＮは第６図（イ）に示したように断続した交流電
流波形であるので、全波整流増幅回路２８．ダイオード
Ｄ１ｏ＋　ピークホールド回路２８Ｂにより、第７図（
ロ）に示す直流電圧信号ｖｏｐが得られる。そして、こ
の出力信号ＶＤＰは吸口操作時には第７図（Ａ）に示す
ように、吸口の操作に対応して電圧ｖｏｐがＶＭＸとＭ
ＭＮの間で変化する。この電圧（ＶＭＸ−ＭＭＮ）を検
出電圧の変動幅ＶＭＢとする。

第８図はノズルモータの低速回路における、吸口操作時
のノズルモータの負荷電流の変化に対応した検出電圧の
変動幅ＶＭＢを床面に応じて測定した結果を示したもの
である。ここで、ファンモータの回転速度は回転速度■
から回転速度■の順に大きくなり、言い換えれば順に吸
込力が大きくなる。また、じゅうたん■からじゅうたん
■は毛足の長さを表しており、順に長くなる。第８図に
おいて、検出電圧の変動幅ＶＭＢから床面の種類を推定
できるか否かについて考える。回転速度■の吸入力が弱
い時には、変動幅ＶＭＢがゆかのときゼロであるのに対
し、たたみ順目、たたみ逆目、じゅうたんの順に大きく
なるが、たたみ逆目の場合がじゅうたんの順に大きくな
るが、たたみ逆目の場合がじゅうたん■の場合より大き
くなっている。

回転速度■９回転速度■の場合についても同様となり、
単に変動幅ＶＭＢの大小で床面の種類を推定できない。

ここで、回転速度■と回転速度■との間の変動幅ＶＭＢ
の増加率に着目すると、たたみ逆目の場合の増加率Ａよ
り、じゅうたん■の場合の増加率Ｂの方が明らかに小さ
い。したがって、ノズルモータを最初低速回転させてい
る時、検出電圧の変動幅ＶＭＢ及び回転速度■と■の間
の変動幅の増加率の大きさから、床面のゆか、たたみ、
じゅうたん■、じゅうたん■と■及びじゅうたん■とに
区別、推定できる。

第９図はノズルモータの高速回転における、吸口操作時
のノズルモータの負荷電流の変化に対応した検出電圧の
変動幅ＶにＢを床面に応じて測定した結果を示したもの
である。第９図において、ノズルモータが高速回転の時
には、ファンモータの回転速度■、■、■にほとんど係
らず、検出電圧の変動幅ＶＭＢが、ゆか、たたみ、じゅ
うたん■。

じゅうたん■と■、じゅうたん■の順に大きくなってい
るので、検出電圧の変動幅ｖＭＢの大小で床面の種類を
推定できる。

ここで、ノズルモータの低速回転は３００゜ｒｐｍ程度
でロータリブラシの回転速度１２０Ｏｒｐｍ以下として
おり、たたみ、及びゆかの時に床面を傷つけないことと
騒音を下げることを目的としている。ノズルモータの高
速回転は６０００ｆｐｍ以上でロータリブラシの回転速
度２４００ｒｐｍ以上としており、じゅうたん（たたみ
を含むこともある）対応である。

したがって、掃除をしていない時はノズルモータ及びフ
ァンモータとも低速回転とし、吸口操作時を検知した時
にはファンモータの回転速度■と■との検出電圧の変動
幅ＶＭＳを用いて初期の床面推定を行う。次いでその床
面推定結果を基にノズルモータを高速回転させ、検出電
圧の変動幅Ｖｓａの大小から床面を推定する。これらの
床面推定結果に基づいて、ファンモータとノズルモータ
の入力を自動的に制御する。

今までは、ノズルモータの電流のピーク値である検出電
圧の変動幅を用いた床面推定について述べたが、掃除機
本体中に設けた圧力センサの８力を用いた床面の推定（
判断）方法について説明する。

第１０図はファンモータの回転速度に対する静圧の変動
幅（静圧に対応した検出電圧の変動幅）ＨＭＢを床面に
応じて測定した結果を示したものである。第１０図にお
いて、ファンモータの回転速度■の時の電圧の変動幅Ｈ
ＭＢはじゅうたん■のみ突出していて、その他のゆか、
たたみ、じゅうたんの■〜■については同様の変動幅と
なっている。

ファンモータの回転速度■と■の時の静圧の変動幅ＨＭ
Ｈについては、たたみ逆目の場合が最も大きくなってい
る。これより、単に静圧の変動幅ＨＭＢの大きさのみで
は、たたみ逆目があるために、床面の種類を区別できな
い。

そこで、ファンモータの回転速度■と回転速度■との間
の静圧の変動幅ＨＭＢの増加率について見ると、たたみ
逆目のＡがじゅうたん■のＢ、じゅうたん■のＣより大
きくなっている。

これより静圧の変動幅ＨＭＢを用いて床面推定する時に
は、回転速度■の時の吸口操作時における静圧の変動幅
ＨＭＢを基準とし、それ以上の回転速度■、■ではたた
み順目での変動幅ＨＭＢをしきい値とすると共に、回転
速度■と回転速度■及び回転速度■との間の静圧の変動
幅ＨＭＢの増加率を加味することにより、ゆか、たたみ
類とじゅうたん類とに区別、推定できる。

第１１図はファンモータの運転モードを示したものであ
る。ここで、掃除機の吸込力Ｐｏは下式％式％（） で示され、風量Ｑと静圧Ｈとの積に比例する。第１１図
において、風量Ｑ一定は吸口部での必要最小限の風量と
静圧を常に確保するもので、フィルタの目詰りに応じて
静圧が大きくなる（フィルタの目詰りに応じて回転速度
を大きくして風量Ｑを一定に保つもので、逆に静圧Ｈの
大きさでフィルタの目詰り度合いが推定できる。）静圧
Ｎ一定は床面と吸口部との密着性を緩和するもので、例
えば吸口に異物がくっついても静圧がある程度までしか
上昇しないので、その異物が排除し易い。風量が小さく
なった場合には、はとんど吸込力がないので、回転速度
Ｎ一定に移行させ、むだなパワーを省く。なお、Ｈ一定
からＮ一定へのつなぎは、ファンの負荷特性に沿うよう
にする。

この風量Ｑ、静圧Ｈ一定の制御値は床面に応じて変化さ
せる。第１１図における風量Ｑ１〜Ｑｓ。

静圧Ｈ１〜Ｈ５は、先に述べたノズルモータの電流のピ
ーク値の変動幅を用いた床面推定結果であるゆか、たた
み、じゅうたん■、じゅうたん■と■、及びじゅうたん
■に対応し、この順に吸込力を大きくする。

静圧の変動幅を用いた床面推定では、ゆか、たたみ類と
じゅうたん類とにしか区別できないので、風量Ｑ一定、
静圧Ｈ一定を第１１図のＱｚ、ＨｘとＱａ　＊　Ｈ４と
に設定すれば良い。

ここで、静圧Ｈについては圧力センサの出力を用いれば
良いが、風量Ｑについては演算で求める。

方法としては、ファンモータの電流と回転速度を用いる
ものと、静圧とファンモータの回転速度（回転速度その
ものでなく、回転速度に対応した情報でも良い）を用い
れば良い。

以上、ノズルモータの電流のピーク値の変動幅及び静圧
の変動幅を用いた床面推定（判断）方法について述べた
が、次に使用吸口の推定（判断）方法について述べる。

第１２図は代表的な吸口であるすき開用、棚用及び一般
吸口の風量と静圧の関係の測定結果を示したものである
。一般吸口の中にパワーブラシ吸口も入る。パワーブラ
シ吸口とその他の吸口との区別は、ノズルモータにゼロ
クロス信号を基に瞬間電圧を印加しく回転してはいけな
い時にロータリブラシが回転すると、使用者が奇異に感
じるため、ロータリブラシが回転しない電圧を瞬間印加
する）、ノズルモータに電流が流れればパワーブラシ吸
口、電流を検知できない時はその他の吸口と判断する。

その他の吸口の中ですき間吸ロ、棚用吸口及び一般吸口
の区別は、第１２図中に示すように、動作点風量Ｑに対
する静圧Ｈの平均値により、すき開用、棚用及び一般吸
口とに区別、推定できる。

次に、第１図を主に用いてマイクロコンピュータ１９の
具体的な制御・処理内容を説明する。

手順１・・・運転スイッチ３０が入ると運転指令取込処
理及び起動処理（処理７）を行っ てファンモータの回転速度を待機状態 の回転速度■まで立ち上げる。

手順２・・・磁極位置検出回路１８からの信号１８Ｓを
受けて回転速度Ｎを演算しく処理 １）、ファンモータＦＭの電流指令 １傘（負荷電流に相当）とから風量Ｑ を演算にて算出する（処理１２）。静 圧検出回路３１の信号３１Ｓを受けて 静圧検出回路（処理１３）を行って静 圧Ｈを検出する。そして、ノズルモー タ２６にゼロクロス検出回路３２の信 号を受けて瞬間電圧を印加し、ノズル モータ電流検出回路２４の信号２４Ｓ を受けてノズルモータ電流検出処理 （処理２）を行い、吸口判定（処理 １４）において、ノズルモータ電流を 検知すればパワーブラシ吸口、電流を 検知できなければその他の吸口と判定 する。そして、その他の吸口であれば、風量Ｑと静圧Ｈ
の関係（第１２図参照）からすき開用吸ロ、棚用吸口及
び一般 吸口と区別、推定する。

手順３・・・また、風量Ｑに対する静圧Ｈの関係からフ
ィルタの目詰り検出処理（処理５）を行ってフィルタの
目詰り度合いを検 出する。

手順４・・・吸口判定（処理４）において、パワーブラ
シ吸口であれば、ゼロクロス検出 回路３２２位相制御角設定（処理８） 及び点弧信号処理（処理９）を介して ノズルモータ２６を駆動しく低速回転）、吸口操作時の
ノズルモータ電流のピー ク値の変動幅、静圧の変動幅及びフィ ルタの目詰り度合いを検出する。

手順５・・・第１の床面推定が終了した段階で、ファン
モータを回転速度■まで立ち上げ、ノズルモータ電流の
ピーク値を変動幅 と回転速度■との間の増加率、静圧の 変動幅と回転速度■との間の増加率及 びフィルタの目詰り度合いを加味して 床面推定（処理４）を行う。

手順６・・・手順５の床面推定（処理４）結果に基づき
、適応制御モデル１９Ａでは床面 に応じた風量Ｑ　（Ｑ工〜Ｑ１１）　、静圧Ｈ（Ｈ１”
　Ｈｂ　）及び回転速度Ｎを設定し、それを切換えなが
ら速度指令Ｎ＄を出 力する。そして、ファンモータ電流検 出回路２３の信号２３Ｓを受けてファ ンモータ電流検出処理（処理３）を行 つて負荷電流ＩＤを検出する。この負 荷電流Ｉｎ　　（処理３）、回転速度Ｎ（処理１）と速
度指令Ｎ傘とを受けて 速度制御処理（ＡＳＲ）、電流制御処 理（Ａ　ＣＲ）の処理１１から電流指令工＊を出力する
。この電流指令■Ｉを 受けて点弧信号発生処理（処理１０） にてペースドライバ信号１９Ｓを出力 し、ファンモータＦＭを所望の、回転速度に制御する。

手順７・・・また、同時に床面推定（処理４）結果に基
づき、ゼロクロス検出回路３２の 信号を受けて位相制御角設定（処理８）にて点弧角を決
定し、点弧信号発生処 理（処理９）を介してノズルモータ ２６用のＦＬＳ２５の点弧信号１９Ｄ を出力し、ノズルモータ２６を所望の 回転速度に制御する。

手順８・・・床面推定（処理４）結果が床面のゆかであ
れば、ノズルモータ２６を低速回 転とし、ファンモータＦＭの回転速度 ■と実際の回転速度の２つの回転速度 でのデータを用いて、手順５の床面推 定をくり返す。

手順９・・・床面推定（処理４）結果が床面のたたみ、
じゅうたんであれば、ノズルモー タ２６を高速回転とし、ノズルモータ 電流のピーク値の変動幅の大小、静圧 の変動幅及びフィルタの目詰り度合い を加味して２床面推定（処理４）を行 い、この床面推定方法をくり返す。

手順１０・・・手順２の吸口判定（処理４）において、
一般吸口の場合はファンモータＦＭの 回転速度のを基準とし、実際の回転速 度での静圧の変動幅と回転速度■との 間の静圧の変動幅の増加率及びフィル タの目詰り度合いを加味して床面のゆ か、たたみ類とじゅうたん類とを区別。

推定する。

手順１１・・・手順１０で床面をゆか、たたみ類と推定
した時には適応制御モデルでは、例 えば風量Ｑ２静圧Ｈｚ　、回転速度Ｎに対応した速度指
令Ｎ傘を出力し、手順 ６で述べた内容に従ってファンモータ ＦＭの回転速度を制御し１手順１０の 床面推定をくり返す。

手順１２・・・手順１０で床面のじゅうたん類と推定し
た時には適応制御モデルでは、例え ば風量Ｑ２静静圧２９回転速度Ｎに対 応した速度指令Ｎ＊を出力し、手順６ で述べた内容に従ってファンモータ ＦＭの回転速度を制御し１手順１０の 床面推定をくり返す。

手順１３・・・手順２の吸口判定（処理１４）において
、棚用吸口及びすき開用吸口と判定 した場合には、適応制御モデルでは一 つの風量Ｑ、静圧Ｈに応じた速度指令 Ｎ串あるいは静圧の変化に応じて２つ の風量Ｑ、静圧Ｈに対応した速度指令 Ｎ＊を出力し、以下５手順６で述べら れた内容に従ってファンモータＦＭの 回転速度を制御し、手順２の吸口判定 をくり返す。

なお、以上述べたマイクロコンピュータ１９の処理内容
では、床面がゆかの場合、ロータリブラシを低速回転と
したが、ロータリブラシの回転を停止させ、静圧の変動
幅の大小で再度回転させるようにしても良い。また、マ
イクロコンピュータ１９にはファンモータＦＭの駆動ソ
フトもしくはファンモータＦＭとノズルモータの駆動ソ
フトを具備し、吸口推定及び床面推定のソフトを別のマ
イクロコンピュータに具備させても良い。なお、風量Ｑ
の演算において、本実施例では回転速度と負荷電流を用
いたが、静圧と回転情報（ファンモータを交流整流子モ
ータを用いた場合等には位相制御角）を用いても差しつ
かえない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フィルタの目詰り度合い、使用吸口及
び床面を自動検知し、この検知によってファンモータが
ファンモータとノズルモータの入力を自動的に制御する
ので、使い勝手の良いフィルタの目詰り度合い、使用吸
口及び床面に応じた最適な吸込口を自動的に得ることが
できる電気掃除機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気掃除機用ファンモ
ータの制御回路の概略構成を示すブロック図、第２図は
その制御回路の全体構成、第３図は掃除機の全体構成図
、第４図はパワーブラシ吸口の内部構造、第５図は交流
電源電圧のゼロクロス検出回路、第６図はノズルモータ
に印加される電圧、電流波形、ゼロクロス信号、カウン
トタイマ及びＦＬＳトリガ信号を示す図、第７図はノズ
ルモータ電流の検出回路構成とその出力例、第８図、第
９図はノズルモータ低速回転時及び高速回転時の床面に
対するノズルモータ電流のピーク値の変動幅の変化を示
す図、第１０図は床面に対する静圧の変動幅を示す図、
第１１図は適応制御モデルの風量Ｑ、静圧Ｈ９回転速度
Ｎの関係を示す図、第１２図は各吸口風量Ｑと静圧Ｈの
関係を示す図である。 ８・・圧力センサ、１６・・・インバータ、１９・・・
マイクロコンピュータ、２３・・・ファンモータ電流検
出回路、２５・・・トライアック、２６・・・ノズルモ
ータ、２８・・・ノズルモータ電流検呂回路、３０・・
・運転スイッチ、３１・・・静圧検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、塵埃を捕集するフィルタと、掃除機に吸引力を与え
   る可変速のファンモータと、掃除機本体ケース中に該フ
   ィルタの目詰りを検知するための圧力センサと、パワー
   ブラシ吸口に収納したロータリブラシ駆動用ノズルモー
   タの電流を検出する回路とを有する電気掃除機において
   、掃除中、少なくとも前記ノズルモータの電流のピーク
   値の変動幅と前記圧力センサの出力値の変動幅の一方を
   用いて床面の種類を推定し、前記ファンモータの回転速
   度と負荷電流もしくは該静圧センサの出力と該ファンモ
   ータの回転情報とを用いて前記吸口から流入する風量を
   推定し、該風量と該圧力センサの出力値の平均値及び該
   ノズルモータの電流とから該吸口の種類を推定し、該床
   面の種類と該吸口の種類との推定結果に応じて該ファン
   モータと該ノズルモータの入力を制御するようにしたこ
   とを特徴とする電気掃除機。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記吸口の推定結
   果を基に、前記ノズルモータの電圧のピーク値の変動幅
   と、前圧力センサの出力値の変動幅のいずれか一方を選
   択し、前記床面の種類を推定するようにしたことを特徴
   とする電気掃除機。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記ノズルモータ
   の電流のピーク値の変動幅と前記圧力センサの出力値の
   変動幅とを用いて前記床面の種類を推定すると共に、そ
   れぞれの変動幅による床面の種類の推定結果が相違した
   時には該ノズルモータの電流のピーク値の変動幅による
   床面の推定結果を優先するようにしたことを特徴とする
   電気掃除機。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記吸口の種類を
   推定する時に、前記ノズルモータに瞬間電圧を印加し、
   該ノズルモータに流れる電流を検知すればパワーブラシ
   吸口、電流を検知できなければその他の吸口と推定する
   ようにしたことを特徴とする電気掃除機。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記その他の吸口
   と推定した時に、前記風量と前記圧力センサの出力値の
   平均値との関係から該吸口をすき間用吸口、棚用吸口及
   び一般吸口とに分類するようにしたことを特徴とする電
   気掃除機。 ６、特許請求の範囲第１項において、前記床面推定結果
   を基に、前記ファンモータの入力を前記風量の一定制御
   、前記静圧の一定制御及び前記ファンモータの回転速度
   の一定制御からなる適応制御によつて調整するようにし
   たことを特徴とする電気掃除機。 ７、特許請求の範囲第６項において、前記床面推定を初
   期床面推定モードと前記適用制御時の床面推定モードを
   有することを特徴とする電気掃除機。 ８、特許請求の範囲第７項において、前記初期床面推定
   モードで前記ノズルモータの電流のピーク値の変動幅を
   用いて前記床面の種類を推定する時に、該ノズルモータ
   の回転速度を低速回転とし、前記ファンモータの回転速
   度を２つの回転速度に設定するようにしたことを特徴と
   する電気掃除機。 ９、特許請求の範囲第８項において、前記ファンモータ
   の第１の回転速度時に、前記ノズルモータの電流のピー
   ク値の第１の変動幅を用いて第１の床面推定を行うと共
   に、該ファンモータの第２の回転速度時に、該ノズルモ
   ータの電流のピーク値の第２の変動幅を用いて第２の床
   面推定を行い、該第１の変動幅と該第２の変動幅とを比
   較して該第１及び第２の床面推定結果を補正するように
   したことを特徴とする電気掃除機。 １０、特許請求の範囲第７項において、前記適用制御時
   の床面推定モードの時に前記ノズルモータを高速回転さ
   せ、該ノズルモータの電流のピーク値の変動幅を用いて
   前記床面の種類を推定するようにしたことを特徴とする
   電気掃除機。 １１、特許請求の範囲第８項から第１０項において、前
   記ノズルモータの電流のピーク値の変動幅がゼロに近く
   小さい場合は該ノズルモータの回転を停止し、前記静圧
   の出力値の変動幅がある値以上なつた時に該ノズルモー
   タを駆動するようにしたことを特徴とする電気掃除機。 １２、特許請求の範囲第１項において、前記圧力センサ
   の出力値の変動幅を用いて前記床面の種類を推定する時
   に、前記ファンモータの回転速度を２つの回転速度に設
   定するようにしたことを特徴とする電気掃除機。 １３、特許請求の範囲第１２項において、前記ファンモ
   ータの第１の回転速度時に、前記圧力センサの出力値の
   第１の変動幅を用いて第１の前記床面推定を行うと共に
   、該ファンモータの第２の回転速度時に、該圧力センサ
   の出力値の第２の変動幅を検出し、該第１の変動幅と該
   第２の変動幅とを比較して該第１もしくは該第２の床面
   推定結果を補正するようにしたことを特徴とする電気掃
   除機。 １４、特許請求の範囲第１項において、前記圧力センサ
   の出力値を用いて前記フィルタの目詰り度合いを推定し
   、該フィルタの目詰り度合い推定結果を基に、前記ノズ
   ルモータの電流の変動幅と前記圧力センサの出力値の変
   動幅とを補正するようにしたことを特徴とする電気掃除
   機。 １５、特許請求の範囲第１項から第１４項において、前
   記床面推定と前記吸口推定及び前記フィルタの目詰り度
   合い推定とをマイクロコンピュータを使用して行うよう
   にしたことを特徴とする電気掃除機。 １６、特許請求の範囲第１５項において、前記マイクロ
   コンピュータに前記ファンモータ及び前記ノズルモータ
   の制御ソフトを具備したことを特徴とする電気掃除機。 １７、特許請求の範囲第１５項において、前記マイクロ
   コンピュータとは別の前記ファンモータ及びノズルモー
   タ駆動用のマイクロコンピュータを具備したことを特徴
   とする電気掃除機。 １８、特許請求の範囲第１項において、前記ノズルモー
   タの入力を位相制御を行つて調整するようにしたことを
   特徴とする電気掃除機。 １９、特許請求の範囲第１８項において、交流電源電圧
   のゼロクロスを検出し、該ゼロクロス検出結果と前記床
   面判断結果とを基に、前記ノズルモータの入力を所望の
   回転速度となるように位相制御して調整するようにした
   ことを特徴とする電気掃除機。 ２０、特許請求の範囲第１項において、前記ノズルモー
   タの電流のピーク値を、該ノズルモータの電源電流をカ
   レントトランスを介して検出し、該カレントトランスの
   出力の正側分もしくは正負側分とも増幅器及びピークホ
   ールド回路を直流分に変換して検出したことを特徴とす
   る電気掃除機。