KR101612659B1

KR101612659B1 - 진공청소기와 전기모터를 제어하기 위한 방법

Info

Publication number: KR101612659B1
Application number: KR1020147019181A
Authority: KR
Inventors: 울릭 다네스탯; 미셸 퍼쓴
Original assignee: 악티에볼라겟 엘렉트로룩스
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2016-04-15
Also published as: AU2010242129A1; JP5801793B2; WO2010126422A1; EP2424419A1; US9131820B2; KR20120024668A; JP2012525199A; US20120112670A1; EP2424419B1; EP2424419A4; AU2010242129B2; CN102802488A; KR20140095581A

Abstract

진공청소기와 진공청소기의 모터동력을 제어하기 위한 방법이 개시된다. 진공청소기는, 전기모터와 이 전기모터에 전력을 공급하기 위한 전력공급원을 포함한다. 또한, 전기모터에 인가된 모터전압을 측정하기 위한 전압측정 수단과 전기모터를 통해 흐르는 모터전류를 측정하기 위한 전류측정 수단이 구비된다. 진공청소기는 측정된 전압과 측정된 전류에 기초하여, 전력공급원으로부터 전기모터로 공급된 전력을 목표 모터동력값을 향하여 제어하기 위한 제어수단을 추가로 포함한다.

Description

진공청소기와 전기모터를 제어하기 위한 방법{VACUUM CLEANER AND METHOD FOR CONTROLLING AN ELECTRIC MOTOR}

본 발명은, 전기모터와 이 전기모터를 제어하는 제어수단을 포함하는 진공청소기 및 진공청소기의 전기모터를 제어하는 방법에 관한 것이다.

배터리 제품은, 배터리 용량이 무겁고 비싸기 때문에 코드가 달린 AC제품에 비하여 일반적인 불리함을 갖는다. 또한, 배터리의 방전 사이클 동안에 배터리 전압이 감소한다. 전기모터를 포함하는 배터리 전동식 진공청소기에서, 배터리의 방전 사이클 동안에 배터리 전력의 감소는 배터리의 방전 사이클 동안에 진공청소기의 흡입력의 감소를 초래한다. 일반적으로, 배터리에 의하여 전력이 공급되는 진공청소기의 팬(fan) 유닛의 최대 입력동력은 배터리의 방전 사이클 동안에 1/2 이상 감소한다. 또 배터리의 노화는 출력동력에 영향을 주게 되어 이용가능한 초기 및 최대동력이 1/3 이상 감소할 수 있다.

방전사이클에 걸쳐 배터리 전압감소의 효과를 제한하기 위하여, 종래기술의 배터리 전동식 진공청소기에는 피드백 제어가 채용되고 있다. 이러한 종래기술의 피드백 제어에서, 진공청소기의 배터리에 대한 전압의 피드백이 사용되고, 또 전기모터에 공급된 전압은 목표(target)전압을 향하여 제어된다. 이는 배터리의 방전 사이클 동안에 배터리 전압의 감소를 보상하고, 또 이러한 종래기술의 배터리 전동식 진공청소기는 배터리의 방전 사이클에 걸쳐 배터리 전압의 감소에 의하여 영향을 적게 받는다.

진공청소기의 배터리 전동식 전기모터를 제어하는 종래기술에 따른 방법의 문제점은, 대용량을 갖는 배터리가 비싸고 또 무겁기 때문에, 요구되는 배터리 용량을 제한하기 위하여 모터 동력 및 그리하여 흡입력이 제한되어야 한다는 것이다. 몇몇 조건에서, 예컨대, 진공청소기의 입구가 부분적으로 차단되거나, 진공청소기의 먼지 수집용기가 가득 차거나, 또는 진공청소기의 필터가 막히게 되면, 종래기술의 배터리 전동식 진공청소기의 흡입력이 충분하지 못할 수 있다.

코드가 달린 AC 구동 진공청소기에서, 시간에 따른 전압감소는 배터리 전동식 진공청소기에서와 마찬가지로 문제가 되지 않는다. 이러한 종래기술의 코드가 달린 AC구동 진공청소기에서, 흡입력은, 모든 또는 적어도 대부분의 조건에서 충분한 레벨로 변화하는 것이 허용된다. 공기 흐름이 감소하는 조건에서, 흡입력은 감소할 것이다. 그러나 이들 종래기술의 코드가 달린 AC 진공청소기는, 상당한 공기 흐름의 감소를 갖는 조건에도 흡입력이 충분해지도록 설계된다. 이러한 종래기술의 코드가 달린 AC 진공청소기의 문제점은, 전반적인 에너지 소비가 높다는 것이다.

본 발명에 따르면, 종래기술의 진공청소기 및 그 제어의 상기한 문제점들이 청구항 1항 및 8항의 진공청소기와 방법을 각각 제공함으로써 완화된다.

본 발명은, 진공청소기에서 전기모터의 보다 정확한 모터동력의 제어의 필요가 있고, 이 제어는 모터부하의 관점에서 적합하다는 이해를 기초로 한다. 특히, 진공청소기의 공기 흐름의 변화와 무관하게 원하는 흡입력이 제공되도록 모터동력을 제어하는 것이 가능해야 한다. 본 발명에 따르면, 더 정확한 모터동력의 제어는, 진공청소기의 전기모터의 모터동력을 제어하기 위한 피드백 변수들로서 전기모터에 대한 전압 및 전기모터를 통한 전류 흐름을 사용함으로써 이루어진다.

피드백 변수로서 단지 전압만을 사용하는 종래기술의 진공청소기에서, 모터동력은 진공청소기의 공기 흐름의 변화에 의하여 여전히 영향을 받는다. 진공청소기의 공기 흐름이 감소하는 조건들에 대하여, 예컨대 진공청소기의 입구가 반쯤 차단될 때, 진공청소기의 먼지 수집용기가 채워졌을 때, 및 진공청소기의 필터가 막혔을 때, 모터동력은 감소한다. 특히, 공기 흐름의 감소는 전기모터를 통한 전류 흐름을 감소시키고 , 또 그리하여 전압이 일정하게 유지되더라도 모터동력이 감소할 것이다.

본 발명에 따라 피드백 변수로서 전류를 또한 포함하는 것은, 전기모터의 동력의 보다 정확한 제어를 가능하게 하고, 이는 또한 흡입력의 보다 정확한 제어를 가능하게 할 것이다.

공기 흐름이 감소하는 조건에서 종래기술의 배터리 전동식 진공청소기에 비교하여, 배터리 전동식 진공청소기에서, 진공청소기의 전기모터의 동력의 보다 정확한 제어 및 그리하여 흡입력의 보다 정확한 제어는 보다 높은 흡입력의 제공을 가능하게 할 것이다. 더구나, 원하는 흡입력이 제공되도록 배터리의 방전사이클 동안에 감소한 배터리 전압의 관점에서 흡입력이 제어될 수 있다.

본 발명에 따르면, 전기모터와, 이 전기모터에 전력을 공급하기 위한 전력공급원을 구비하는 진공청소기가 마련된다. 진공청소기는, 전기모터에 대한 모터전압을 측정하기 위한 전압측정 수단과, 전기모터를 통해 흐르는 모터전류를 측정하기 위한 전류측정 수단 및, 제어수단을 추가로 포함한다. 제어수단은, 전력공급원으로부터 전기모터로 공급된 전력을 제어한다. 제어는 측정된 전압과 측정된 전류를 기초로 하고 또 목표 모터동력값을 향하여 모터동력을 제어하도록 구성된다.

전력공급원으로부터 전기모터로 공급된 전력을 제어하기 위한 제어수단은, 측정된 모터전압 및 측정된 모터전류의 전력을 기초로 한 피드백을 제어하기 위한 임의의 적합한 타입일 수 있다.

목표 모터동력은 설계변수이고 또 그 구성은, 본 발명이 구현되어야하는 진공청소기의 원하는 물성들에 달려있다. 목표 모터동력은 시간에 따라 일정하게 설정되거나 또는 시간에 따라 변할 수 있다.

본 발명은, 예컨대 본 발명에 따른 진공청소기가, 목표 모터동력값을 향한 모터동력에 대하여 종래기술의 진공청소기보다 보다 정확하게 제어될 수 있기 때문에 유리하다.

공기 흐름이 감소하지 않는 조건에 대하여 충분한 흡입력을 갖도록 설계된 종래기술의 진공청소기와 비교하여, 본 발명의 진공청소기는 공기 흐름이 감소하지 않는 조건에서 충분한 흡입력을 갖고, 그러나 동시에 공기 흐름이 감소하는 조건에 대하여 동일한 또는 유사한 모터동력을 갖고 또 그리하여 동일한 또는 유사한 흡입력을 갖도록 설계될 수 있는 반면에, 종래기술의 진공청소기는 공기 흐름이 감소하는 조건에 대하여 낮은 또는 훨씬 낮은 모터동력 및 그리하여 흡입력을 갖는다.

그러므로 이러한 상황에서, 본 발명의 진공청소기는 공기 흐름이 감소하는 조건 및 공기 흐름이 감소하지 않는 조건 양쪽에서 충분한 흡입력을 가질 것이지만, 종래기술의 진공청소기는 공기 흐름이 감소하는 조건에서 불충분한 흡입력을 가질 것이다.

공기 흐름이 주어진 양으로 감소하는 조건에 대하여 충분한 흡입력을 갖도록 설계된 종래기술의 진공청소기와 비교하여, 본 발명의 진공청소기는 공기 흐름이 그러한 양으로 감소하는 조건에 대하여 충분한 흡입력을 갖도록 되고, 그러나 동시에 공기 흐름이 낮은 양으로 감소하거나 또는 전혀 감소하지 않는 조건에 대하여 동일한 또는 유사한 모터동력을 갖도록 설계될 수 있는 반면에, 종래기술의 진공청소기는 공기 흐름이 낮은 양으로 감소하거나 또는 전혀 감소하지 않는 조건에 대하여 높은 또는 훨씬 높은 모터동력을 가질 것이다. 그러므로 이러한 상황에서, 본 발명의 진공청소기는 공기 흐름이 낮은 양으로 감소하거나 또는 전혀 감소하지 않는 조건에서 사용될 때, 종래기술의 진공청소기보다 낮은 에너지 소비를 갖고, 또 공기 흐름이 감소하는 조건에서 사용될 때, 종래기술의 진공청소기와 동일한 또는 유사한 에너지 소비를 가질 것이다.

본 발명에 따르면 진공청소기는, 공기 흐름이 감소하는 조건에서 종래기술의 높은 동력의 진공청소기의 특성을 그리고 공기 흐름이 감소하지않는 조건에서 종래기술의 낮은 에너지 소비의 진공청소기의 특성을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 목표 모터동력값은 일정하다. 예컨대, 목표 모터동력은, 공기 흐름이 전체 공기 흐름에 비하여 주어진 양으로 감소한 조건에서 충분한 흡입력을 제공하는 진공청소기를 위하여 설계된 일정한 값으로 설정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 목표 모터동력은 측정된 모터전류에 의존한다. 예컨대, 목표 모터동력은, 측정된 모터전류가 제1전류 임계값 이하로 감소할 때 증가하도록 설계될 수 있다. 이는 공기 흐름이 제1전류 임계값 이하의 전류에 대응하는 특정한 양으로 감소하는, 예컨대 어떤 물체가 진공청소기의 입구를 부분적으로 차단하는 조건에서 모터동력을 증가시킬 것이다. 목표 모터동력은 또한, 측정된 모터전류가 제1전류 임계값보다 낮은 제2전류 임계값 이하로 감소할 때 제로(0)가 되게 설계될 수 있다. 이는 공기 흐름이 제2전류 임계값의 전류에 대응하는 제로에 감소하는, 예컨대 어떤 물체가 진공청소기의 입구를 거의 완전히 차단하는 조건에서 모터동력을 차단할 수 있을 것이다.

목표 모터동력은 또한 측정된 모터전압 또는 측정된 모터전류 및 측정된 모터전압의 조합에 의존하게 만들 수도 있다.

목표 모터동력은, 전기모터의 적절한 기능을 확보하면서 충분한 흡입력을 가능하게 하기 위하여, 배터리의 최후의 완전충전으로부터 작동시간, 배터리의 충전상태 등과 같은 진공청소기의 전기모터로부터의 다른 입력데이터에 의존하게 만들 수도 있다. 또한, 목표 모터동력은, 흡입력이 낮은 에너지소비에 우선되는 고동력 모드와 낮은 에너지소비가 흡입력에 우선되는 저동력 모드와 같은, 진공청소기의 모드를 고려하여 설정될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에서 진공청소기는, 측정된 모터전압 및 측정된 모터전류로부터 전기모터의 실제 모터동력을 계산하기 위한 실제 모터동력 계산수단과, 목표 모터동력값을 제공하기 위한 목표 목표동력값 수단을 추가로 포함한다. 본 실시예에서, 실제 모터동력 계산수단으로부터 실제 모터동력값을 수신하고 또 목표 모터동력값 수단으로부터 목표 모터동력값을 수신하기 위하여 제어수단이 갖춰진다. 수신한 실제 모터동력값 및 목표 모터동력값에 기초하여, 제어수단은 전력공급원으로부터 전기모터에 제공된 전력을 목표 모터동력값을 향하여 제어한다.

본 발명의 일 실시예에서 진공청소기는, 전기모터에 전압이 인가된 온(on)상태와 전기모터에 아무런 전압이 인가되지않은 오프(off)상태 사이를 전환하기 위한 스위치수단과, 이 스위치 수단에 제어신호를 제공하기 위한 스위치 제어수단을 추가로 포함한다. 제어신호는, 실제 모터동력값과 목표 모터동력값에 기초하고 또 전력공급원으로부터 전기모터로 공급된 평균전력이 목표 모터동력값에 더 근접하도록 스위치 수단을 온 상태와 오프 상태 사이에서 전환하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에서, 전력공급원은 DC동력 공급원이다. 본 실시예에서, 스위치 수단은 MOSFET과 같은 트랜지스터 수단이고, 또 스위치 제어수단은 펄스 폭 변조(PWM)수단이다. PWM수단은 트랜지스터 수단에 구형파(square wave)를 제공하도록 구성된다. 구형파는 실제 모터동력값과 목표 모터동력값에 기초하고 또 전력공급원으로부터 전기모터로 공급된 평균전력이 목표 모터동력값에 더 근접하도록 트랜지스터 수단을 온 상태와 오프 상태 사이에서 전환하도록 구성된다. 특히, 트랜지스터 수단은, 전력공급원으로부터 전기모터로 공급된 평균전력이 실제 모터동력값보다 목표 모터동력값에 더 근접하도록 일정시간 동안 온 상태가 되도록 제어된다.

본 발명의 일 실시예에서, 전력공급원은 배터리이다.

본 발명은 배터리 동력공급원을 갖는 진공청소기에 대하여 유리한바, 왜냐하면 종래기술의 배터리 전동식 진공청소기에서보다 더 정확한 모터동력의 제어가 제공되기 때문이다. 모터동력의 보다 정확한 제어의 제공은, 동력제어가 전압에만 기초하는 종래기술의 진공청소기에서는 가능하지않은, 공기 흐름이 감소한 조건에서 원하는 흡입력을 제공할 수 있다. 이와 동시에, 모터동력이 보다 정확하게 제어되기 때문에, 본 발명에 따른 배터리 전동식 진공청소기의 모터동력은, 공기 흐름이 감소하지않는 조건에서 종래기술의 배터리 전동식 진공청소기에 대해서보다 더 높게 제어될 수 없다. 그러므로, 공기 흐름이 감소하지않는 조건에서 불필요한 에너지 소비가 발생하지않을 것이다. 이는 배터리 전동식 진공청소기에 대하여 유리한바, 왜냐하면 배터리동력이 비싸고 또 무겁기 때문이다.

또한, 모터를 통해 흐르는 측정된 전류만을 기초로 한 모터동력의 제어는 동일하게 정확한 제어를 제공하지않는바, 왜냐하면 배터리 방전사이클에 걸쳐 배터리전압이 비선형적으로 변하기 때문이다.

본 발명의 추가적인 관점에 따르면, 진공청소기에서 전력공급원에 의하여 구동되는 전기모터를 제어하기 위한 방법이 제공된다. 본 발명의 방법에 따르면, 전기모터에 인가된 전압과 전기모터를 통해 흐르는 전류가 측정된다. 측정된 모터전압과 측정된 모터전류에 기초하여, 전력공급원으로부터 전기모터로 공급된 전력이 목표 모터동력값을 향하여 제어된다.

본 발명에 따른 방법의 일 실시예에서, 측정된 모터전압과 측정된 모터전류로부터 실제 모터동력이 계산되고, 목표 모터동력값이 제공된다. 그런 다음, 전력공급원으로부터 전기모터로 공급된 전력이, 실제 모터동력 및 목표 모터동력값에 기초하여 제어된다.

본 발명에 따른 방법의 추가적인 실시예에서, 전압이 일정시간 동안 전기모터에 인가된다. 그런 다음, 전력공급원으로부터 전기모터로 공급된 평균전력이 목표 모터동력값에 더 근접하도록, 전압이 인가되는 일정 시간을 변화시킴으로써 전력공급원으로부터 전기모터로 공급된 평균전력이 제어된다.

본 발명은 첨부한 도면과 함께 이하의 예시적인 실시예들의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 1은, 본 발명에 따른 진공청소기를 설명하는 개략적인 블럭 다이어그램이다.
도 2는, 본 발명의 제1실시예에 따른 진공청소기를 설명하는 개략적인 블럭 다이어그램이다.
도 3은, 본 발명에 따른 진공청소기를 제어하기 위한 방법의 플로우차트이다.

본 발명은 일반적인 진공청소기에 구현될 수 있다. 도 1은, 본 발명에 따른 진공청소기(1)의 개략적인 블럭 다이어그램이다. 진공청소기(1)는, 전력공급원(3)에 의하여 구동되는 전기모터(2)를 포함한다. 진공청소기(1)는, 전압측정수단(4)과, 전류측정수단(5) 및, 이들 전압측정수단(4)과 전류측정수단(5)에 의해 얻어진 측정값을 기초로 전기모터(2)에 인가된 전력을 제어하기 위한 제어수단(6)을 추가로 포함한다.

본 발명에 따른 진공청소기의 제1실시예가 도 2의 개략적인 블럭 다이어그램에 도시된다. DC 동력공급원(8), 예컨대 배터리가 전기모터(2)에 동력을 공급한다.

제1실시예에서, 전기모터(10)는 진공청소기를 통하는 공기 흐름을 생성하는 팬(도시 안 됨)에 연결된다. 전압 측정수단(12)과 전류 측정수단(14)이 구비된다. 전압 측정수단(12)은, 전기모터(10)에 인가되는 모터전압을 측정하고, 전류 측정수단(14)은 전기모터(10)를 통해 흐르는 모터전류를 측정한다. 전압 측정수단(12)과 전류 측정수단(14)은, 측정된 모터전압과 측정된 모터전류를 각각 실제 모터동력 계산수단(16)에 제공한다. 실제 모터동력 계산수단(16)은, 실제 모터동력값을 계산하고 또 이 실제 모터동력값을 제어수단(20)에 제공한다. 또한, 목표 모터동력 수단(18)은 제어수단(20)에 목표 모터동력값을 제공한다. 제어수단(20)은, 실제 모터동력값과 목표 모터동력값에 기초하여 전기모터(10)로의 전력을 제어하도록 구성된다.

제1실시예에서 제어수단(20)은, PWM신호 형태로 제어신호를 생성하기 위한 펄스 폭 변조(PWM)신호 생성수단과, 제어수단(20)의 실제 모터동력값과 목표 모터동력값을 기초로 한 PWM신호의 특성들을 결정하기 위한 프로세서 수단을 포함한다. PWM신호는, PWM신호를 생성하기 위한 종래기술의 방법들에 의하여 생성될 수 있다. 또한, 제1실시예는 제어수단(20)과 모터(10) 사이에 MOSFET(22) 또는 유사한 형태의 스위치수단을 포함한다.

DC동력 공급원(8)으로부터 전압이 제어수단(20)에 인가되고 또 주기 P로 형성된 PWM신호가 MOSFET(22)의 게이트에 공급되면, 모터(10)는 시간 T 동안에 주기적으로 스위치 온 된다. PWM신호의 듀티(duty) 사이클 D는, D=T/P로 계산된다. 그러므로, 듀티 사이클 D가 커질수록 전기모터(10)에 인가되는 동력은 더 커진다. 따라서, 제어수단(20)은 PWM신호 생성수단으로부터 PWM신호의 듀티 사이클 D를 변화시킴으로써 전기모터(10)로 인가되는 동력을 제어할 수 있다.

작동에서, 전기모터(10)에 가해진 실제 모터동력값은, 전압 측정수단(12)과 전류 측정수단(14)에 의하여 모터전압과 모터전류를 각각 측정함으로써 결정된다. 측정된 모터전압과 모터전류는 실제 모터동력 계산수단(16)으로 공급되고 또 실제 모터동력 레벨이 계산되어 제어수단(20)으로 공급된다. 또한, 목표 모터동력 레벨은 목표 모터동력 수단(18)으로부터 제어수단(20)으로 공급된다. 그러면, 제어수단(20)은 PWM신호 생성수단에 의하여 제공된 PWM신호의 듀티 사이클을 변화시킴으로써 전기모터(10)로 인가되는 모터동력을 제어한다.

진공청소기의 공기 흐름이, 예컨대 진공청소기의 입구의 부분적인 차단에 의하여 감소하면, 전기모터(10) 상의 부하가 감소하여 모터(10)를 통해 흐르는 전류의 감소로 이어진다. 이는 실제 모터동력 레벨의 감소로 이어질 것이다. 제어수단(20)은, 목표 모터동력수단(18)에 의하여 제공된 목표 모터동력 레벨을 향하여 모터(10)에 가해지는 전력을 증가시키는 PWM신호를 제공하기 위하여 PWM신호 생성수단을 제어할 것이다. 이는 PWM신호의 듀티 사이클을 증가시킴으로써 이루어진다. 공기 흐름이 증가하면, 제어수단(20)은 목표 모터동력수단(18)에 의하여 제공된 목표 모터동력 레벨을 향하여 모터(10)에 가해지는 전력을 감소시키는 PWM신호를 제공하기 위하여 PWM신호 생성수단을 제어할 것이다. 이는 PWM신호의 듀티 사이클을 감소시킴으로써 이루어진다.

이하에서, 제1실시예에 대하여 2개의 예시적인 제어모드가 기재된다.

제1제어모드에서, 제어수단(20)의 제어메커니즘은 공기 흐름과 무관하게 일정한 모터동력을 생성하도록 설계된다. 이러한 제어모드에서, 목표 모터동력 수단(18)에 의하여 제공된 목표 모터동력값은 일정하다. 감소한 공기 흐름의 결과로 실제 모터동력이 감소하면, 제어수단(20)은, 모터동력이 일정한 목표 모터동력값을 향하여 제어되도록 감소한 모터동력을 보상하기 위하여 PWM신호 생성수단에 의하여 제공된 PWM신호의 듀티 사이클을 증가시킬 것이다. 마찬가지로, 공기 흐름이 감소한 후 완전한 공기 흐름으로 복귀한 결과로 실제 모터동력이 다시 증가하면, 제어수단(20)은, 모터동력이 일정한 목표 모터동력값을 향하여 제어되도록 증가한 모터동력을 보상하기 위하여 PWM신호 생성수단에 의하여 제공된 PWM신호의 듀티 사이클을 감소시킬 것이다.

제1제어모드에서, 진공청소기는 공기 흐름과 상관없이 본질적으로 일정한 모터동력을 가질 것이다. 진공청소기는, 공기 흐름이 감소하는 조건에서 종래기술의 고동력 진공청소기의 특성들과, 공기 흐름이 감소하지않는 조건에서 종래기술의 저 에너지 진공청소기의 특성들을 가질 것이다.

제2제어모드에서, 제어수단(20)의 제어메커니즘은 변하는 공기 흐름에 따라 변하는 모터동력을 생성하도록 설계된다. 이러한 제어모드에서, 목표 모터동력 수단(18)에 의하여 제공된 목표 모터동력값은 모터전류에 의존하도록 만들어진다. 감소한 공기 흐름의 결과로 실제 모터동력이 감소하는 경우, 모터전류가 제1전류 임계값보다 낮으면 최초 목표 모터동력값으로부터 증가한 목표 모터동력값으로 주어진 양으로 증가할 것이다. 나아가서, 제어수단(20)은, 모터동력이 증가한 목표 모터동력값을 향하여 제어되도록 감소한 모터동력을 보상하기 위하여 PWM신호 생성수단에 의하여 제공된 PWM신호의 듀티 사이클을 증가시킬 것이다. 마찬가지로, 공기 흐름이 감소한 후 완전한 공기 흐름으로 복귀한 결과로 실제 모터동력이 다시 증가하면, 목표 모터동력값은 최초의 목표 모터동력값으로 되돌아 감소할 것이다. 나아가서, 제어수단(20)은, 모터동력이 최초의 목표 모터동력값을 향하여 제어되도록 증가한 모터동력을 보상하기 위하여 PWM신호 생성수단에 의하여 제공된 PWM신호의 듀티 사이클을 감소시킬 것이다.

또한, 제2제어모드에서, 제2전류 임계값은 예컨대, 진공청소기의 입구의 완전한 차단으로 인하여 진공청소기를 통한 공기 흐름이 완전히 정지된 것에 대응하여 정해질 수 있다. 그러한 경우에, 즉 모터전류가 제2전류 임계값 이하로 떨어지면, 제어수단(20)은 모터(10)로 인가되는 전력을 제로(0)로 감소, 즉 모터(10)로 인가되는 전력을 효과적으로 스위치 오프할 것이다.

제2제어모드는, 작은 물체가 진공청소기의 입구를 차단하고 있는 상황에 대처하기 위하여, 증가한 모터동력 및 그리하여 증가한 흡입력을 제공함으로써 그러한 물체를 입구를 통해 또 추가로 진공청소기의 먼지 수집용기 내로 이송시키는 진공청소기를 위하여 특별히 적합하다. 동시에, 큰 물체에 의한 입구의 완전한 차단은, 진공청소기의 사용자가 물체를 제거할 수 있도록 제어수단(20)으로 하여금 모터를 정지시킬 것이다.

제1실시예에서 모터(10)에 인가된 전압을 측정하는 것에 추가하여, 배터리(8)의 전압의 측정은, 점선(24)으로 표시된 바와 같이 전압측정수단(12)에 의하여 제공될 수도 있다. 배터리 전압은, 목표 모터동력을 결정하고, 배터리 상태를 모니터 및/또는 배터리 작동 등을 제어하기 위하여 전력의 제어에 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 방법의 플로우차트이다. 방법에서는, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 진공청소기에서 전력공급원에 의하여 구동된 전기모터가 제어된다. 전력이 진공청소기로 공급되면, 전기모터에 가해진 모터전압이 측정되고(42) 또 전기모터를 통해 흐르는 모터전류가 측정된다(44). 측정된 모터전압 및 모터전류에 기초하여, 전력공급원으로부터 전기모터로 공급된 전력이 목표 모터동력값으로 제어된다(46). 연속적인 제어를 위해서는, 원하는 제어계획에 따라 제공되는 전력을 제어하도록, 전압 및 전류의 측정(42, 44)을 다시 계속한다.

Claims

전기모터;
상기 전기모터에 전력을 공급하기 위한 배터리;
상기 전기모터에 인가된 모터전압을 측정하고, 상기 배터리에 인가된 전압을 측정하기 위한 전압측정 수단;
상기 전기모터를 통해 흐르는 모터전류를 측정하기 위한 전류측정 수단; 및
측정된 모터전압, 측정된 배터리 전압 및 측정된 전류 각각을 기초로, 배터리로부터 전기모터로 공급된 전력을 목표 모터동력값을 향하여 제어하기 위한 제어수단
을 포함하고, 상기 제어 수단은 상기 모터전류가 임계값보다 낮으면 목표 모터동력값을 증가된 목표 모터동력값으로 증가시키도록 구성되는 것인 진공청소기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 목표 모터동력값은 측정된 모터전류에 의존하는 것인 진공청소기.
제1항 또는 제3항에 있어서,
측정된 모터전압 및 측정된 모터전류로부터 전기모터의 실제 모터동력을 계산하기 위한 실제 모터동력 계산수단; 및
목표 모터동력값을 제공하기 위한 목표 목표동력값 수단
을 더 포함하고, 상기 제어수단은, 실제 모터동력 계산수단으로부터 실제 모터동력값과 목표 모터동력값 수단으로부터 목표 모터동력값을 수신하고, 수신한 실제 모터동력값 및 목표 모터동력값을 기초로, 배터리로부터 전기모터에 제공된 전력을 목표 모터동력값을 향하여 제어하도록 구성되는 것인 진공청소기.
제4항에 있어서, 상기 전기모터에 전압이 인가된 온(on) 상태와 전기모터에 아무런 전압이 인가되지않은 오프(off) 상태 간의 전환을 위한 스위칭 수단을 더 포함하고,
상기 제어수단은 상기 스위칭 수단에 제어신호를 제공하도록 구성되며, 상기 제어신호는 실제 모터동력값 및 목표 모터동력값을 기초로 하고, 배터리로부터 전기모터로 공급된 평균전력이 목표 모터동력값에 더 근접하도록 상기 스위칭 수단을 온 상태와 오프 상태 사이에서 전환하도록 구성되는 것인 진공청소기.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 배터리는 직류(DC)공급원인 것인 진공청소기.
제5항에 있어서, 상기 배터리는 직류(DC)공급원이고, 상기 스위칭 수단은 트랜지스터 수단이고, 상기 제어수단은 펄스 폭 변조(PWM)유닛이며, 상기 PWM유닛은 트랜지스터 수단에 구형파를 제공하도록 구성되고, 상기 구형파는 실제 모터동력값 및 목표 모터동력값을 기초로 하고, 배터리로부터 전기모터로 공급된 평균전력이 목표 모터동력값에 더 근접하도록 트랜지스터 수단을 온 상태와 오프 상태 사이에서 전환하도록 구성되는 것인 진공청소기.
진공청소기에서 배터리에 의하여 구동되는 전기모터를 제어하기 위한 방법으로서,
상기 전기모터에 대하여 모터전압을 측정하는 단계;
상기 전기모터를 통해 흐르는 모터전류를 측정하는 단계;
상기 배터리에 대하여 배터리 전압을 측정하는 단계;
측정된 모터전압, 측정된 배터리 전압 및 측정된 모터전류 각각을 기초로, 배터리로부터 전기모터로 공급된 전력을 목표 모터동력값을 향하여 제어하는 단계; 및
상기 모터전류가 임계값보다 낮으면 목표 모터동력값을 증가된 목표 모터동력값으로 증가시키는 단계
를 포함하는 제어방법.
제8항에 있어서, 상기 측정된 모터전압 및 측정된 모터전류로부터 실제 모터동력값을 계산하는 단계; 및
성기 목표 모터동력값을 제공하는 단계
를 더 포함하고, 상기 제어는 실제 모터동력값 및 목표 모터동력값을 기초로 하는 것인 제어방법.
제9항에 있어서, 단지 일정시간 동안만 전기모터에 전압을 인가하는 단계를 더 포함하고,
상기 제어는, 배터리로부터 전기모터로 공급된 평균전력이 목표 모터동력값에 더 근접하도록, 일정시간을 제어함으로써 이루어지는 것인 제어방법.