KR100195960B1 - 진공청소기의 파워 조절장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정 주기로 방열판의 온도 상승 기울기를 감지하고 그 감지한 온도 상승 기울기 데이터로 연장관이나 필터 막힘 상태를 감지하여 파워를 자동 조절함으로써 항상 안정된 영역에서 진공청소기를 동작시키도록 한 진공청소기의 파워 조절 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 방열판의 온도를 감지하는 온도감지수단(1)과; 온도감지수단(1)에서 감지된 아날로그 온도값의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거수단(2)과; 노이즈 제거수단(2)에서 얻어지는 방열판 온도값을 기울기로 환산하고 그 환산한 기울기와 모터 제어를 위해 기설정된 기준값을 비교하여 모터 파워 조절신호를 발생하는 마이컴(3)과; 노이즈 제거수단(2)에서 얻어지는 온도값과 기준값을 비교하고 그 결과치를 출력하는 비교수단(4)과; 비교수단(4) 및 마이컴(3)에서 각각 출력되는 모터 파워 조절신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈/아날로그 변환수단(5)과; 디지탈/아날로그 변환수단(5)에서 출력된 신호에 따라 펄스폭을 조정하는 펄스폭 조정수단(6)과; 펄스폭 조정수단(6)에서 조정된 펄스폭에 따라 모터(8)의 속도를 조절하는 모터 구동수단(7)으로 이루어짐을 특징으로 한 것이다.

Description

진공청소기의 파워 조절장치 및 그 방법

본 발명은 인버터 회로를 탑재한 진공청소기의 파워 조절에 관한 것으로, 특히 일정 주기로 방열판의 온도 상승 기울기를 감지하고 그 감지한 온도 상승 기울기 데이터로 연장관이나 필터 막힘 상태를 감지하여 파워를 자동 조절함으로써 항상 안정된 영역에서 진공청소기를 동작시키도록 한 진공청소기의 파워 조절 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 진공청소기는 파워 조절을 위해서 고속으로 소자들을 스위칭 시키게 되는데, 이 소자들의 스위칭시 온/오프 손실로 인해서 많은 열이 발생하게 되고, 그 열로 인해 소자들이 파괴된다.

이것을 방지하기 위해, 종래에는 공기 유로쪽으로 방열판을 장착시켜 스위칭 동작시 생긴 열을 발산시키게 되는데, 이때 공기유로쪽으로 이물질이 끼여 있거나 집진필터가 차있는 정도에 따라서 방열판의 대기쪽 온도방출량이 같이 줄게되어 온도 상승 곡선의 기울기 차이가 나타나게 된다.

한편 종래의 진공청소기에 있어서, 흡입구 및 종이 필터막힘 감지는 압력 스위치를 손잡이부내와 집진실내에 각각 설치하여 스위치의 온/오프 여하와 그 지속 시간을 변수로 처리해서 흡입구 및 종이 필터 막힘을 감지하게 된다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 파워와 일정 흡입력을 비교하여 파워가 일정 흡입력 보다 클 경우에 종이필터의 오염을 감지한다.

여기서 흡입력이 미약한 경우에는 본체부의 압력스위치가 동작을 하지 않기 때문에 어느 일정 흡입력 이상에 한해서 종이필터의 오염 감지를 시작하게 된다.

상기와 같이 어느 일정 흡입력 이상이 되면 손잡이 압력 스위치의 동작 여부를 검색하여 손잡이부 압력 스위치가 동작하지 않은 상태에서 종이필터의 오염을 감지한다.

다시 말해 흡입노즐부가 바닥에 흡착된 경우 오동작을 발생하며, 이것을 방지하기 위해서 손잡이부 압력스위치가 동작하지 않은 상태에서 종이필터의 오염을 감지하게 되는 것이다.

이후 집진실 압력 스위치의 동작 여부를 체크하여 집진실 압력 스위치가 동작하지 않은 경우에는 종이필터 오염감지를 위한 누적시간을 클리어시키고, 이와는 달리 집진실 압력 스위치가 동작을 하면 종이필터 오염감지 시간을 누적시킨다.

그리고 그 종이필터 오염감지 누적시간이 설정된 시간(X초)이상 지속되면 종이필터가 막힌 것으로 판단을 하고, 종이 필터가 막혔다는 것을 사용자에게 디스플레 이 해준다.

그러나 이러한 종래의 진공청소기는 종이필터의 오염감지를 위해 2개의 압력 스위치를 사용하고 두 개의 압력 스위치 동작 상태가 논리곱조건에 한해서 필터의 막힘을 감지하는 동작에 진입하므로 2개의 압력 스위치중 어느 하나라도 이상이 발생한 경우에는 필터의 오염 감지가 불가능한 문제점이 있었다.

또한, 흡입력이 다른 청소기에 상기한 필터 오염 감지방법을 적용시킬려면 흡입력에 따라 집진실이나 손잡이부 진공도가 다르기 때문에 그때마다 어느 일정 진공도에서 동작이 가능한 압력 스위치를 개발해야 하는 번거로움도 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은 일정 주기로 방열판의 온도 상승 기울기를 감지하고 그 감지한 온도 상승 기울기 데이터로 연장관이나 필터 막힘 상태를 감지하여 파워를 자동 조절함으로써 항상 안정된 영역에서 진공청소기를 동작시키도록 한 진공청소기의 파워 조절 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 일정 주기로 방열판의 온도 상승 기울기를 감지하고 그 감지한 온도 상승 기울기 데이터로 연장관이나 필터 막힘 상태를 감지하여 파워를 자동 조절함으로써 항상 안정된 영역에서 진공청소기를 동작시키도록 한 진공청소기의 파워 조절 방법을 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단은, 방열판의 온도를 감지하는 온도감지수단과; 상기 온도감지수단에서 감지된 아날로그 온도값의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거수단과; 상기 노이즈 제거수단에서 얻어지는 방열판 온도값을 기울기로 환산하고 그 환산한 기울기와 모터 제어를 위해 기설정된 기준값을 비교하여 모터 파워 조절신호를 발생하는 마이컴과; 상기 노이즈 제거수단에서 얻어지는 온도값과 기준값을 비교하고 그 결과치를 출력하는 비교수단과; 상기 비교수단 및 마이컴에서 각각 출력되는 모터 파워 조절신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈/아날로그 변환수단과; 상기 디지탈/아날로그 변환수단에서 출력된 신호에 따라 펄스폭을 조정하는 펄스폭 조정수단과; 상기 펄스폭 조정수단에서의 펄스폭 조정에 따라 모터의 속도를 조절하는 모터 구동수단으로 이루어진다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 방법은, 일정주기로 방열판의 온도를 읽어들이고 그 읽어들인 방열판 온도와 모터 온도 상승 허용 최대치와를 비교하는 제1과정과; 상기 방열판 온도가 모터 온도 상승 허용 최대치 이하인 경우 읽어들인 방열판 온도를 온도 상승 기울기로 환산하는 제2과정과; 상기 환산한 온도 상승 기울기와 모터 속도 조절을 위해 기설정된 기준값과를 비교하는 제3과정과; 상기 비교결과 온도 상승 기울기가 최저 기준값 이하이면 사용자가 선택한 파워대로 모터의 속도를 제어하고, 상기 온도 상승 기울기가 최저 기준값 이상이고 최고 기준값 이하이면 모터의 속도를 저감시키는 제4과정과; 상기 온도 상승 기울기가 최고 기준값 이상이면 필터 막힘으로 판단하고 모터를 정지시키고 동시에 필터 막힘을 디스플레이해주는 제5과정으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 작용,효과를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 진공청소기의 파워 조절과정을 보인 흐름도.

도 2는 본 발명에 의한 진공청소기의 파워 조절장치 구성도.

도 3은 본 발명에서 흡입구 막힘에 따른 방열판 온도 상승 곡선도.

도 4는 본 발명에서 현재 방열판 온도에서 바로 이전 온도를 감산했을때의 온도 상승 곡선도.

도 5는 도4의 온도를 순서대로 4개씩 가산한 온도 데이터 곡선도.

도 6은 본 발명에 의한 진공청소기의 파워 조절과정을 보인 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1:온도 감지부2:노이즈 제거부

3:마이컴4:비교부

5:디지탈/아날로그 변환부6:펄스폭 조정부

7:모터 구동부8:모터

도 2는 본 발명에 의한 진공청소기의 파워 조절장치 구성도이다.

도시된 바와 같이, 방열판의 온도를 감지하는 온도감지부(1)와, 상기 온도감지부(1)에서 감지된 아날로그 온도값의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부(2)와, 상기 노이즈 제거부(2)에서 얻어지는 방열판 온도값을 기울기로 환산하고 그 환산한 기울기와 모터 제어를 위해 기설정된 기준값을 비교하여 모터 파워 조절신호를 발생하는 마이컴(3)과, 상기 노이즈 제거부(2)에서 얻어지는 온도값과 기준값을 비교하고 그 결과치를 출력하는 비교부(4)와, 상기 비교부(4) 및 마이컴(3)에서 각각 출력되는 모터 파워 조절신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈/아날로그 변환부(5)와, 상기 디지탈/아날로그 변환부(5)에서 출력된 신호에 따라 펄스폭을 조정하는 펄스폭 조정부(6)와, 상기 펄스폭 조정부(6)의 펄스폭 조정에 따라 모터(8)의 속도를 조절하는 모터 구동부(7)로 구성 되었다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 진공청소기의 파워 조절 장치의 작용을 첨부한 도면 도 2 내지 도 6에 의거 설명하면 다음과 같다.

먼저, 마이컴(3)은 내부 타이머를 기동시키고, 일정 주기로 방열판의 온도를 감지한다.

즉, 온도 감지부(1)는 방열판 표면에 부착된 온도센서(TH1)가 방열판 온도에 따라 내부 저항치가 가변함으로써 그 내부 저항과 기준저항(R1)의 분압으로 방열판 온도를 감지하게 된다.

이렇게 감지되는 방열판 온도값은 노이즈 제거부(2)에서 노이즈가 제거된 후 비교부(4)에 입력됨과 동시에 마이컴(3)의 A/D단에 입력된다.

그러면 비교부(4)는 그 입력되는 온도값과 모터 온도 허용 기준의 최대치에 해당되는 전압값을 비교하여 그 온도값이 상기한 모터 온도 허용 최대치보다 클 경우에는 비교부(4)의 출력이 연속적으로 하이신호가 되어 펄스폭 조정부(6)가 동작을 하지 않음으로써 하드웨어적으로 모터 파워 조정신호가 클리어된다.

이와는 달리 검출된 온도값이 모터 온도 허용 최대치보다 낮을 경우에, 마이컴(3)은 그 입력되는 방열판 온도값을 도5와 같은 온도 상승 기울기로 환산을 한다.

그리고 그 환산한 온도 상승 기울기와 모터 파워를 제어하기 위해 미리 세팅된 기준값과를 비교하여, 환산한 온도 상승 기울기가 미리 세팅된 최저 기준값 이하이면 사용자가 선택한 파워대로 운전이 이루어지도록 모터 파워 조정신호를 출력시키게 된다.

이렇게 출력되는 모터 파워 조정신호는 디지탈/아날로그 변환부(5)를 통한 후 펄스폭 조정부(6)에 전달되어 펄스폭을 조정 함으로써 모터(8)의 파워를 조절하게 된다.

다음으로, 상기 환산한 온도 상승 기울기가 상기 최저 기준값 이상이고 최고 기준값 이하일 경우에는 모터(8)의 파워를 줄이도록 하는 모터 파워 조정신호를 출력시키게 되고, 그 모터 파워 조정신호도 전술한 바와 같이 디지탈/아날로그 변환부(5), 펄스폭 조정부(6)를 순차 통해 펄스폭을 조정함으로써 모터(8)의 파워가 저감된다.

아울러 환산한 온도상승 기울기가 최고 기준값 이상이되면 마이컴(3)은 필터 막힘으로 감지를 하고, 모터 파워를 정지토록 하는 제어신호를 발생하여 모터(8)의 기동을 정지시키고, 동시에 표시부에 필터 막힘을 디스플레이해준다.

도 3은 방열판 온도 상승 곡선도로서, 주위온도를 40℃로 맞춘후 10초 단위로 도2와 같은 시스템을 셋업시킨 상태에서 흡입구의 열림량을 제어했을 때 얻어지는 온도 상승 곡선도이다.

여기서, (A)그래프는 흡입구를 완전히 오픈시키고 모터의 파워를 최대로 했을때의 온도 상승 곡선이고, (B)는 흡입구를 반만 오픈시키고 모터의 파워를 최대로 했을때의 온도 상승 곡선이며, (C)는 흡입구를 1/4만 오픈시키고 모터의 파워를 최대로 했을때의 온도 상승 곡선이다.

여기서 최초 운전을 시작하면 몇분 동안은 도4 및 도5와 같이 각 상태별로 기울기를 가지고 상승하다가, 얼마후 포화 상태로 들어가기 때문에 온도상승 기울기를 구하기 위한 데이터로는 부적합하며, 따라서 운전후 2 내지 3 분안에 공기 유로 막힘 상태의 검지를 마쳐야 한다.

그리고 도 4는 현재 방열판의 온도값에서 바로 이전 온도값을 감산했을때의 얻은 온도 상승 기울기이며, 도 5는 상기한 도 4의 데이터에서 순서대로 4개씩 가산해서 얻어지는 최종적인 온도 상승 기울기 곡선이며, 이것이 바로 공기 유로 막힘상태를 판단내리는 데이터이며, 마이컴(3)내에 미리 세팅되어 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 별도의 압력스위치를 사용하지 않고 방열판의 온도 상승 기울기로만 필터나 연장관의 막힘을 감지하여 스위칭 소자의 소손을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 또한 필터나 연장관 막힘 상태를 사용자에게 알려 줌으로써 오동작에 의한 클레임을 미연에 제거할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 연장관이나 필터 막힘 정도와 포화 싯점의 온도 정도에 따라 파워를 자동적으로 조절함으로써 최적의 청소가 가능한 효과도 있다.

Claims (2)

1. 방열판의 온도를 감지하는 온도감지수단(1)과;

   상기 온도감지수단(1)에서 감지된 아날로그 온도값의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거수단(2)과;

   상기 노이즈 제거수단(2)에서 얻어지는 방열판 온도값을 기울기로 환산하고 그 환산한 기울기와 모터 제어를 위해 기설정된 기준값을 비교하여 모터 파워 조절신호를 발생하는 마이컴(3)과;

   상기 노이즈 제거수단(2)에서 얻어지는 온도값과 기준값을 비교하고 그 결과치를 출력하는 비교수단(4)과;

   상기 비교수단(4) 및 마이컴(3)에서 각각 출력되는 모터 파워 조절신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈/아날로그 변환수단(5)과;

   상기 디지탈/아날로그 변환수단(5)에서 출력된 신호에 따라 펄스폭을 조정하는 펄스폭 조정수단(6)과;

   상기 펄스폭 조정수단(6)의 펄스폭 조정에 따라 모터(8)의 속도를 조절하는 모터 구동수단(7)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 진공청소기의 파워 조절장치.
2. 일정주기로 방열판의 온도를 읽어들이고 그 읽어들인 방열판 온도와 모터 온도 상승 허용 최대치와를 비교하는 제1과정과;

   상기 방열판 온도가 모터 온도 상승 허용 최대치 이하인 경우 읽어들인 방열판 온도를 온도 상승 기울기로 환산하는 제2과정과;

   상기 환산한 온도 상승 기울기와 모터 속도 조절을 위해 기설정된 기준값과를 비교하는 제3과정과;

   상기 비교결과 온도 상승 기울기가 최저 기준값 이하이면 사용자가 선택한 파워대로 모터의 속도를 제어하고, 상기 온도 상승 기울기가 최저 기준값 이상이고 최고 기준값 이하이면 모터의 속도를 저감시키는 제4과정과;

   상기 온도 상승 기울기가 최고 기준값 이상이면 필터 막힘으로 판단하고 모터를 정지시키고 동시에 필터 막힘을 디스플레이해주는 제5과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 진공청소기의 파워 조절방법.

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