KR20060096926A

KR20060096926A - 전기 진공 청소기

Info

Publication number: KR20060096926A
Application number: KR1020060021393A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 쿠시다; 아키히로 이시자와
Original assignee: 도시바 테크 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-08
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2006-09-13
Also published as: US20060204383A1; KR101284492B1; CN1830376A; CN100566642C

Abstract

필터, 송풍기, 송풍기를 통해 흐르는 전류를 전환시키는 스위칭 요소, 전류 검출부, 및 제어부를 포함하는 전기 진공 청소기로서, 상기 제어부는 필터와 송풍기를 통해 흐르는 기류량이 제지되도록 하는 제1 제어 모드와, 송풍기에 인가된 전력이 타깃 값으로 유지되도록 하는 제2 제어 모드를 포함하며, 인가된 전력에 따라 상기 제1 및 제2 제어 모드 중 하나가 선택된다.

진공 청소기, 제어 모드, 전력, 영전위점

Description

전기 진공 청소기{ELECTRIC VACUUM CLEANER}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 진공 청소기를 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 진공 청소기의 컨트롤러를 도시한 블록선도이다.

도 3은 제1 실시예에 따라 각 부분들에서 나온 전압 파형, 전류 파형, 및 신호 파형을 도시한 도면이다.

도 4는 제1 실시예에 따른 컨트롤러의 각 부분들의 기능을 나타내는 블록선도이다.

도 5는 제1 실시예에 따른 데이터 테이블을 나타낸 표이다.

도 6은 제1 실시예에 따른 전기 진공 청소기가 구동될 때 흡입 공기 유동량과 송풍기에 인가된 전력 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 7은 제1 실시예의 마이크로프로세스에 의해 제어 모드가 전환되는 프로세스를 나타낸 플로차트이다.

도 8은 제2 실시예에 따른 컨트롤러의 각 부분들의 기능을 나타내는 블록선도이다.

도 9는 제3 실시예에 따른 전기 진공 청소기의 컨트롤러를 도시한 블록선도이다.

도 10은 제3 실시예에 따른 각 부분들에서 나온 전압 파형 및 신호 파형을 도시한 도면이다.

도 11은 제3 실시예에 따른 컨트롤러의 각 부분들의 기능을 나타내는 블록선도이다.

도 12는 제4 실시예에 따른 전기 진공 청소기가 구동될 때 흡입 공기 유동량과 송풍기에 인가된 전력 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 13은 제5 실시예에 따른 전기 진공 청소기의 컨트롤러를 도시한 블록선도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 상용 AC 전원

2 : 사이리스터

3 : 전류 검출부

4 : 전류 퓨즈

5 : 모터

5b, 5c : 계자 권선

7 : 마이크로프로세서

8 : 메모리

9 : I/O 포트

10a, 10b, 10c, 10d : 제어부

11 : 정류기

13 : 팬

20 : 청소기

21 : 주요 본체

22 : 하측 케이스

23 : 상측 케이스

24 : 범퍼

25 : 뚜껑

26 : 송풍기

27 : 필터

29 : 흡입구

30 : 호스

31 : 조작부

34 : 확장 가능한 관

35 : 마루 브러쉬

40 : 정보 제공부

54 : 출력 타이밍 결정부

61 : DC 전원

71 : 전류 수득부

72 : 전류 계산부

73 : 전류 모드 선택부

81 : 공기압 검출부

100, 110 : 컨트롤러

ta : 출력 타이밍

본 발명은 일반적으로 전기 진공 청소기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 말하면, 전기 진공 청소기에 설치된 송풍기의 작동을 제어하는 컨트롤러에 관한 것이다.

전기 진공 청소기는 먼지를 포함한 기류를 발생하는 송풍기와, 기류로부터 먼지를 분리하고 먼지를 수집하는 필터를 구비한다. 집진된 먼지의 양이 증가함에 따라 송풍기의 흡입측에서의 기류 저항의 증가와 기류의 감소를 초래하며, 그 결과 인가된 전력이 일정할 경우, 청소기의 송풍기에 의한 흡인력이 감소하게 된다. 조작자 혹은 사용자는 필터 내에서 수집 혹은 집진된 먼지의 양에 무관하게 기류를 발생하는 안정된 흡인력을 가질 수 있는 전기 진공 청소기를 원한다.

이와 관련하여 일본 공개특허공보 제08-228978호에는 송풍기의 흡입측에서의 기류의 저항 즉, 송풍기를 통해 흐르는 전류에 따라 변하는 전류를 규정된 임계치와 비교하고, 상기 비교된 결과에 따라 반복하여 착착 송풍기에 공급된 전력을 상승 및/또는 하강시키기 위해 변화시키도록 구성된 전기 진공 청소기가 개시되어 있다.

가정용 전기 진공 청소기에 있어서, 에너지 절약을 위해 입력 전력에 상한치가 적용되고, 어떤 상황에서 상한치를 초과하는 않는 입력 전력 범위 내에서 기류를 발생하는 높은 흡인력이 가끔 요구된다.

통상적으로, 전기 진공 청소기는 송풍기를 흐르는 전류를 규정된 임계치와 비교하고, 송풍기로 제공되는 입력 전력이 착착 증가 혹은 감소되도록 하여 비교된 결과에 따라 송풍기를 통해 인출되는 기류량을 변화시키기 위해 제어하도록 구성되어 있다. 인가된 전력이 종래의 방법을 사용하여 타깃 값이 되도록 제어될 경우, 인가된 전력을 타깃 값으로 부드럽게 조절하기 위해 많은 전류 임계치를 준비하는 것이 사전에 요구되며, 이에 따라 저장 용량이 큰 메모리가 필요하게 된다. 추가적으로, 이러한 많은 전류 임계치를 결정하기 위해 또한 많은 실험이 필요하며, 따라서 컨트롤러의 개발 효율이 저하된다.

따라서, 본 발명의 목적은 두 가지의 상이한 제어 즉, 필터에 집진된 먼지의 양의 증가에 무관하게 기류의 양을 적절하게 유지하기 위한 하나의 제어와, 인가된 전력을 타깃 값으로 조절하기 위한 다른 하나의 제어를 실시하는 전기 진공 청소기를 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전기 진공 청소기가 제공되며, 이 청소기는, 먼지를 포함하는 기류를 발생하기 위한 송풍기와;

기류로부터 먼지를 분리하도록 구성된 필터와;

송풍기를 통해 흐르는 전류를 제어 신호에 따라 전환하기 위한 스위칭 요소와;

필터를 통해 흐르는 공기의 양을 감지하여 감지된 결과를 표시하는 제1 값을 출력하기 위한 기류량 감지부로, 상기 기류량이 필터에 의해 분리된 먼지의 양에 따라 변하게는, 기류량 감지부와;

송풍기를 통해 흐르는 전류를 검출하여 검출된 전류 값을 표시하는 제2 값을 출력하는 전류 검출부와;

송풍기에 인가된 전력에 따라, 제어부로부터 상기 스위칭 요소로 제어 신호의 적절한 출력 타이밍이 결정되어 기류량의 변동이 상기 제1 값에 기초하여 제지되는 제1 제어 모드와, 제어 신호의 적절한 출력 타이밍이 결정되어 송풍기에 인가된 전력이 상기 제2 값에 기초하여 규정된 타깃 값으로 유지되는 제2 제어 모드 중 하나의 모드를 선택하기 위해, 그리고 선택된 모드의 적절한 출력 타이밍에서 출력된 제어 신호를 이용하여 스위칭 요소의 작동을 조절하기 위한 제어부를 포함한다.

본 발명의 전술한 목적 및 다른 목적과 장점들은 본 발명의 양호한 예시적인 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 설명한 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 더욱 명백해지고 더 쉽게 이해될 것이다.

이하에서는, 본 발명이 첨부 도면을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 실시예의 구성과 동일한 부분 혹은 유사한 부분에는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

[실시예 1]

먼저, 캐니스터(canister) 타입의 전기 진공 청소기(20)(이하, "청소기(20)"로 칭함)의 구조가 도 1을 참조하여 설명될 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 청소기(20)의 주요 본체(21)는 상측면이 개방되어 있는 하측 케이스(22)와, 범퍼(24), 및 상측 케이스(23)를 포함한다. 하측 케이스(22)의 후방 상측 부분은 상측 케이스(23)에 의해 폐쇄되어 있다. 범퍼(23)는 하측 케이스(22)의 외주 가장자리와 상측 케이스(23) 사이에서 끼워져 그들과 결합되어 있다. 하측 케이스(22)의 전방 부분을 개폐하기 위해 그 전방 부분에 스윙 가능하게 뚜껑(25)이 마련되어 있다. 뚜껑(25) 상에는 청소기가 작동하는 동안 청소기(20)의 작동 상태 예컨대, 집진 먼지의 양에 관한 정보를 조작자에게 제공하기 위해 발광 요소 혹은 발성 요소 예컨대, 발광 다이오드(LED) 혹은 스피커 등의 정보 제공부(40)가 마련되어 있다.

백 모양의 필터(27)(이하 "필터(27)"로 칭함)와 그 필터(27) 이면의 송풍기(26)는 청소기(20)의 주요 본체에 직렬로 배치되어 있다. 송풍기(26)에 의해 발생된 기류는 기류로부터 먼지를 분리하기 위해 필터(27)를 통해 안내된다.

캐스터(caster)(도시 생략)가 주요 본체(21)의 전방 하측 부분에서 전방으로 회전 가능하게 마련되어 있다. 큰 직경을 각각 갖는 한 쌍의 아이들 휠이 주요 본체(21)의 뒤쪽 양측면에 설치되어 있다.

흡입구(29)는 외측에서 주요 본체(21)의 내측으로 공기를 흡입하기 위해 주요 본체(21)의 전방벽 중심에 형성되어 있다. 가요성의 원통 호스(30)의 일단부는 흡입구(29)와 유체 연통 상태로 착탈 가능하게 접속되어 있고, 그 타단부는 조작부 (31)와 유체 연통 상태로 고정되어 있다.

조작부(31)는 강한 모드, 약한 모드 및 오프 모드를 포함하여 송풍기(26)의 작동 모드들 중 하나를 지시하도록 선택적으로 각각 작동하는 복수 개의 조작 버튼(32)을 포함한다. 상기 조작부(31)는 청소할 때 조작자에 의해 파지될 손잡이부(33)를 더 포함한다. 확장 가능한 관(34)의 일단부는 조작부(31)의 선단에 착탈 가능하게 연결되어 있기 때문에 확장 가능한 관(34)은 조작부(31)를 통해 원통 호스(30)와 유체 연통 가능하게 연결되어 있다. 확장 가능한 관(34)은 큰 직경의 제1 관(34a)과, 제1 관(34a)으로 미끄러져 삽입되는 작은 직경의 제2 관(34b)을 포함한다. 관(34)은 제2 관(34b)을 제1 관(34a)에 반하여 활주시킴으로써 확장된다. 청소기(20) 속으로 바닥의 먼지를 기류와 함께 흡인될 개구를 지닌 바닥 브러쉬(35)가 확장 가능한 관(34)의 타단부에 착탈 가능하게 연결되어 있다.

마루 브러쉬(35), 확장 가능한 관(34), 및 호스(30)의 직렬식 연결 배치에 의해 주요 기류 채널이 형성된다.

송풍기(26)와 제어부(10a)를 포함하는 청소기(20)의 컨트롤러(100)가 도 2를 참조하여 이하에 설명될 것이다. 주요 본체(21) 내에는 송풍기(26)와, 제어부(10a)가 송풍기(26)를 제어하도록 그 위에서 기능적으로 구현될 회로 기판(101)이 장착되어 있다.

컨트롤러(100)에는 상용 AC 전원(1), 전류 퓨즈(4), 송풍기(26) 내의 모터(5), 및 인가된 전력을 AC 전원(1)에서 송풍기(26)로 전환시키는 양방향 사이리스터(2) 등의 스위칭 요소가 직렬로 연결되어 있다.

송풍기(26)는 실질적으로 모터(5)와 팬(13)을 포함한다. 모터(5)는 보편적인 타입 예컨대, 정류기와 계자 권선(5b, 5c)을 갖는 전기자를 포함하는 정류 모터(브러쉬 모터)이다. 팬(13)은 모터(5)의 스핀들에 고정된 원심형 팬이다.

전류 검출부(3)는 컨트롤러(100)에 설치된다. 전류 검출부(3)는 예컨대, 모터(5)를 통해 흐르는 부하 전류를 검출하기 위해 전류 변환기 혹은 분로 저항으로 구성된다. 모터(5)를 통해 흐르는 전류가 필터(27)를 통과하는 기류량에 따라 변하기 때문에, 기류량은 전류를 검출함으로써 간접적으로 결정될 수 있다. 이 실시예에서, 전류 검출부(3)는 또한 기류량 감지부의 역할을 하거나 또는 기류량 감지부이다. 모터(5)에 인가된 AC 전압의 영전위점(zero-crossing point)은 제로 크로스 검출부(6)에 의해 검출된다.

제어부(10a)는 마이크로프로세서(7), 메모리(8), 및 I/O 포트(9)를 포함한다. I/O 포트(9)에는 A/D 변환 기능이 갖추어져 있다. 메모리(8)에서, 마이크로프로세서(7)를 기능적으로 작동시키기 위한 제어 프로그램과, 마이크로프로세서(7)에 의한 작동을 실행하기 위해 필요한 여러 상수들을 포함하는 데이터가 사전에 저장된다. 메모리(8)는 마이크로프로세서(7)로부터 데이터를 임시로 저장하기 위한 데이트 영역과, 마이크로프로세서(7)를 위한 작업 영역을 포함한다.

전류 검출부(3)에 의해 검출된 전류는 정류기(11)에 의해 전파 정류 혹은 반파 정류 후 I/O 포트(9)로 공급된다. I/O 포트(9)는 아날로그 값을 디지털 값으로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기(A/D 변환기)를 포함한다. 검출된 정류 전류는 A/D 변환기에 의해 변환되는 반면에, I/O 포트(9)는 검출된 정류 전류에 대응하는 디지털 값을 얻게 된다. 영전 검출부(6)에 의해 발생된 제로 크로스 검출 신호는 또한 제로 크로스 검출부(6)가 AC 전압의 영전위점을 검출할 때 I/O 포트(9)로 입력되는 입력이다.

컨트롤러(100)는 조작부(31)를 또한 포함하며, 이 조작부에서 나온 지시 신호(1)는 I/O 포트(9)로 출력되는 출력이다.

컨트롤러(100)에 마련된 제어부(10a)는 검출된 전류 값 즉, 모터(5)를 통해 흐르는 전류의 전류 값, 제로 크로스 검출 신호, 및 명령 신호를 수득하며, 그 다음 양방향 사이리스터(2)의 게이트 단자(제어 단자)로 제어 신호를 출력한다.

상용 AC 전원(1)으로부터 도 3a에 도시된 파형을 지닌 전압이 컨트롤러(100)에 인가되고, 제어부(10a)로부터 나온 제어 신호가 도 3c에 도시된 타이밍에서 양방향 사이리스터(2)의 게이트 단자로 인가될 때, 도 3d에 도시된 전압은, 단락 회로가 전원 전압의 극성이 반전될 때까지 양방향 시이리스터(2)는 단락되기 때문에 모터(5)의 단자들 사이에서 발생된다.

이와 동시에, 도 3b에서 표시된 제로 크로스 검출 신호는 제어부(10a)의 I/O 포트(9)로 입력되는 입력이다. 전류 검출부(3)에 의해 검출되는 모터(5)를 통해 흐르는 전류의 파형과, 정류기(11)에 의해 정류된 완전파는 도 3e에 도시되어 있다. 이 전류 파형은 그 자체로 혹은 평탄한 파형으로 제어부(10a)에 전압 값으로 입력되는 입력이다.

양방향 사이리스터(2)의 전도각 Φ(%)는,

식 Φ = {(Tv/2)×ta}/(Tv/2) ×100 에 의해 계산된다.

여기서, Tv(초)는 AC 전원 전압의 주기이고, ta(초)는 모터(5)의 제어 신호가 AC 전력 전압이 영전위점에 도달한 후 출력으로 될 때까지의 시간이다. 그 후, 시간 ta(초)는 출력 타이밍으로서 간주된다.

제어부(10a)에 의해 실시된 각각의 기능은 도 4를 참조하여 설명될 것이다. 제어부(10a)는 일반적으로 전류 수득부(71)와, 2개의 제어 모드 예컨대, 제1 제어 모드와 제2 제어 모드 중 하나를 선택하기 위한 전류 모드 선택부(73)와, 출력 타이밍(ta)을 정하기 위한 출력 타이밍 결정부(54)를 포함한다.

전류 수득부(71)는 예정된 주기에서 전류 검출부(3)에 의해 검출되는, 모터(5)를 통해 흐르른 전류 값(In)(이하에서는 "전류(In)"이라 칭함)을 반복적으로 수득하고, 그 전류(In)를 전류 모드 선택부(73)와 출력 타이밍 결정부(54)로 전달한다. 인가된 전력에 대한 전류(In)는 송풍기(26)와 전도각(Φ)의 특성에 따라 변하기 때문에, 지정된 단계에서 전류(In)를 실험적으로 측정하는 것이 요구된다. 일정한 전력 전압 하에서 인가된 전력은 전류(In)로부터 산정될 수 있다. 제어 모드 선택부(73)는 전류(In)에 기초하여 송풍기(26)에 인가된 전력에 대응하는 제어부(10a)의 제어 모드들 중 하나를 선택한다. 출력 타이밍 결정부(54)는 전류(In)와 제어 모드 선택부(73)에 의해 선택된 전류 모드에 기초하여 양방향 사이리스터(2)로의 제어 신호의 출력 타이밍을 결정한다.

전술한 바와 같이, 제어부(10a)는 송풍기(26)의 전류(In)에 기초하여 예정된 제어 모드들 중 하나를 선택하고, 출력 타이밍(ta)을 결정하며, 그리고 이 출력 타이밍(ta)에 해당하는 제어 신호를 출력한다. 출력 타이밍(ta)은 양방향 사이리스 터(2)를 스위치 온 혹은 오프하기 위해 지시 값으로서 사용된다.

이하에서는 제1 및 제2 제어 모드에 대해 설명할 것이다. 제1 제어 모드에서, 송출기(26)는 필터(27)를 통과하는 송풍기(26)에 의해 발생된 기류량의 변동을 구속하기 위해 제어된다. 제2 제어 모드에서, 송출기(26)에 인가된 전력은 규정된 타깃 값으로 조절되도록 제어된다. 제어부(10a)는 전술한 제1 및 제2 제어 모드들 중 하나를 선택한다.

첫째, 제1 제어 모드를 상세히 설명하면 다음과 같다. 제1 제어 모드에서 사용된 데이터 테이블(16)은 미리 메모리(8)에 저장된다. 데이터 테이블(16)의 내용은 도 5에 기재되어 있다. 이 모드에서, 전류 검출부(3)는 기류량 감지부로서 기능을 한다.

데이터 테이블(16)은 제어 신호가 양방향 사이리스터(2)로 출력하는 출력인 각각의 출력 타이밍 값으로서, n개의 예정된 값 U1, U2, U3, ..., 및 Un(Un<...<U3<U2<U1)을 포함한다. 데이터 테이블(16)은 전류의 하한 임계치(Ig1)와 전류의 상한 임계치(Ig2)를 더 포함한다. 전류의 하한 임계치(Ig1)는 n개의 임계치 X1, X2, X3, ..., 및 Xn,(Xn>...>X3>X2>X1)를 가지며, 이들 각각은 n개의 예정된 값들 각각과 대응한다. 전류의 하한 임계치(Ig2)는 또한 n-1개의 임계치 Y1, Y2, Y3, ..., 및 Yn-1,(Yn-1>...>Y3>Y2>Y1)를 가지며, 이들 각각은 n개의 예정된 값들 각각과 대응한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전류의 상한 임계치(Ig1)와 전류의 하한 임계치(Ig2) 각각은 관계 X1<X2<Y1<X3<Y2<X4<Y3<X5<Y4<...<Xn<Yn-1을 만족하도록 설정된다. n개의 임계치(X1 내지 Xn)와 n-1개의 임계치(Y1 내지 Yn-1) 각각은 출력 타이밍 값 각각에 대응하는 기류량의 임계치를 더 표시한다.

송풍기(26)가 시동될 때, 제어부(10a)는 제1 모드에서 작동한다. 먼지가 필터(27)에 집진되지 않는 초기 상태에서, 출력 타이밍 값(U1)이 설정되기 때문에 송풍기(26)에 인가된 전력에 대응하는 송출기(26)에 의해 발생된 기류량은 도 1에 가로축에 표시된 Q0 값을 초과한다. 이 실시예에 있어서, 예컨대 송풍기(26)의 작동 상태는 도 6에 점(A)으로 표시되어 있다.

청소 작업이 초기 상태로부터 실시될 때, 청소기(20)는 기류로부터 먼지를 분리하기 시작하며, 이에 따라 먼지는 필터(27)에 수집 혹은 집진된다. 청소 작업이 진행됨에 따라, 집진된 먼지가 증가하며, 필터(27)의 기류 저항의 증가를 초래한다. 따라서, 송풍기(26)의 흡입 기류량은 감소하게 된다. 이러한 절차에 따라, 송풍기(26)에 인가된 전력은 도 6의 라인을 따라 작동점(A)으로부터 점차적으로 감소한다. 그 이유는 송풍기(26)에 걸리는 부하가 감소하고 모터(5)를 통해 흐르는 전류(In)도 또한 감소하기 때문이다.

전류 값(In)이 전류의 하한 임계치의 임계값(X1)보다 더 낮아질 때, 제어부(10a)는 출력 타이밍 값을 U1에서 U2로 변화시켜 영전위점을 참조하여 양방향 사이리스터(2)로의 제어 신호의 출력 타이밍(ta)을 단축시키며, 양방향 사이리스터(2)의 전도각(Φ)이 증가되도록 해준다. 전도각(Φ)의 증가는 송풍기(26)로 인가된 전력을 증가시켜 송풍기(26)의 흡입 기류량의 증가를 초래한다.

그 후, 출력 타이밍(ta)이 U2로 유지되는 작동에서 집진된 먼지가 증가함에 따라, 필터(27)의 기류 저항은 더 증가하고 송풍기(26)의 흡입 기류량은 다시 더 감소하게 된다. 흡입 기류량의 감소에 따라, 모터(5)를 통해 유동하는 전류 값(In)은 점차적으로 감소한다.

전류 값(In)이 전류의 하한 임계치의 임계값(X2)보다 더 낮아질 때, 제어부(10a)는 출력 타이밍 값을 U2에서 U3으로 변화시켜 영전위점을 참조하여 출력 타이밍을 더 단축시키기 때문에, 양방향 사이리스터(2)의 전도각(Φ)은 더 증가한다. 전도각(Φ)의 증가는 송풍기(26)로 인가된 전력을 더 증가시켜 송풍기(26)의 흡입 기류량의 증가를 초래한다.

전술한 바와 같이, 필터(27)에 먼지가 집진되는 동안, 제어부(10a)는 전류(In)가 전류의 하한 임계치의 각각의 임계값 X1, X2, X3, X4, ..., Xn보다 더 낮아질 때마다 U1, U2, U3, U4, ...Un 차수의 출력 타이밍 값을 변화시킨다. 제어부(10a)는 출력 타이밍 값의 변화에 의해 송풍기(26)의 흡입 기류량의 감소를 제지한다.

전술한 제어 방법에 있어서, 제어는 필터(27)에 집진된 먼지의 양이 증가함에 따라 기류 저항은 증가하여 송풍기(26)에 인가된 전력 감소를 초래하는 것을 가정하여 실행된다. 다른 한편, 조작자가 실제로 청소기(20)를 사용할 때, 마루 브러쉬(35)와 마루 표면 사이의 간극 위치 관계의 변화, 가요성 원통 호스(30)의 직경부를 통과하는 기류의 굴절각 변화, 혹은 필터(27)내에서 집진된 먼지의 불균일한 누적은 기류 저항을 임시로 감소시키도록 하고 또 흡입 기류량의 예기치 못한 증가를 일으킨다.

송풍기(26)의 작동점이 예컨대, 도 6의 B에 위치 설정될 때 혹은 출력 타이 밍 값이 U4가 될 때 흡입 기류량이 예상치 못하게 변하게 될 경우, 제어부(10a)는 전류 값(In)이 전류의 상한 임계치의 임계값(Y3)을 초과한다면 출력 타이밍 값을 U4에서 U3으로 변화시킨다. 출력 타이밍의 이러한 변화는 양방향 사이리스터(2)의 전도각(Φ)이 감소되도록 해주며, 송풍기(26)에 인가된 전력이 증가되도록 해준다. 이 순간에, 송풍기(26)로 인가된 전력은 또한 감소된다. 따라서, 제어부(10a)는 송풍기(26)의 흡입 기류량의 급속한 증가를 제지한다.

본 발명의 발명자는 각 항목, 즉 제어부(10a)가 제어 작동을 실행할 때 요구되는 출력 타이밍 값, 전류의 하한 및 상한 임계치(Ig1, Ig2)의 몇몇 값은 제1 제어 모드에서 기류량의 변화를 제지한다는 것을 실험적으로 확인하였다. 예컨대, 송풍기(26)에 인가된 전력의 상한치가 1kW이고, 송풍기(26)에 인가된 전력이 700W 내지 950W 범위에 속할 경우, 출력 타이밍 값, 전류의 하한 및 상한 임계치(Ig1, Ig2)의 값은 기껏해야 각각 10이었다. 따라서, 제1 제어 모드에서 요구된 정확한 제어는 출력 타이밍 값, 전류의 하한 임계치(Ig1) 및 전류의 상한 임계치(Ig2)의 값이 각각 10으로 미리 준비되었을 때 구현될 수 있다.

본 발명의 발명자는 각 항목, 즉 제어부(10a)가 송풍기(26)에 인가된 전력을 조절하기 위해 추가적으로 요구되는 출력 타이밍 값, 전류의 하한 및 상한 임계치(Ig1, Ig2)의 몇몇 값은 제1 제어 모드에서 상한치(1kW)로 되어야 한다는 것을 또한 확인하였다. 출력 타이밍, 전류의 상한 임계치(Ig1, Ig2)의 추가 값은 각각 50 내지 100이었다.

전술한 바와 같이, 송풍기(26)로 인가된 전력이 규정 범위에 속할 때 송풍기 (26)의 기류량에서의 변화가 제지되고, 그리고 인가된 전력이 규정 범위를 초과할 때 인가된 전력이 상한치(타깃 값)로 조절되는 제1 제어 모드에서만 제어 작동을 수행하기 위해 대용량의 메모리가 필요하다. 그 이유는 각 항목 즉, 출력 타이밍, 전류의 상한 임계치(Ig1, Ig2)의 구분 혹은 샘플링 간격을 상기 규정된 제어 작동을 달성하기 위해 제어 범위에 속하도록 좁게 하여 각 항목의 이러한 큰 값을 필요로 하는 결과를 초래하기 때문이다.

따라서, 전술한 문제점을 해소하기 위해, 제1 제어 모드와 함께 또 다른 제어 모드(제2 제어 모드)가 필요하게 된다. 송풍기(26)에 인가된 전력의 상한치에 근접하게 송풍기(26)를 제어하기에 적합할 수 있는 제2 제어 모드가 설명될 것이다.

제2 제어 모드에서, 제어부(10a)는 전류 검출부(3)에 의해 검출된 전류 값(In)과 타깃 전류 값(Is)(이하 "타깃 전류(Is)"로 칭함) 사이의 에러(ΔI)를 공식(ΔI = Is - In)으로 계산한다. 상기 타깃 전류(Is)는 송풍기(26)에 인가된 전력의 상한치를 기초로 하여 실험적으로 결정된 값을 나타내고, 메모리(8)에 미리 저장된다. 제어부(10a)는 에러(ΔI)에 기초하여 양방향 사이리스터(2)에 전송되는 제어 신호의 출력 타이밍(ta)을 결정한다. 출력 타이밍(ta)의 지시 값(Tp)은 제어부(10a)에 의해 예컨대, 아래의 수학식 1로 계산된다.

Tp = Tp' + α × ΔI ......(1)

여기서, Tp' 는 마지막 지시 값이며, α는 계수이다.

전술한 제2 제어 모드는 전류(In)를 타깃 전류(Is)로 조절하는 제어 작동에서 독점적으로 목표를 삼는 타깃값 제어이다. 제2 모드에서 작동하는 제어부(10a)는 송풍기(26)에 인가된 전력을 규정된 타깃값으로 조절할 수 있다. 타깃 전류(Is)는 송풍기(26)에 인가된 전력의 상한치(1kW)에 대응하는 값으로 미리 설정된다.

제2 제어 모드에서 작동하는 동안, 필터(27)에 집진된 먼지의 양의 증가와 인가된 전력의 상한치에서의 작동으로 인해 기류 저항이 더 증가할 경우, 모터(5)는 고장 날 수 있다. 이를 방지하기 위해, 제어부(10a)는 인가된 전력을 감소시키도록 제어 신호의 출력 타이밍을 변화시키고, 먼지로 채워진 필터(27)에 조작자의 관심이 집중되도록 정보 제공부(40)에 정보 신호를 출력한다. 따라서, 조작자는 신속하게 먼지를 필터(27)로부터 제거할 수 있다.

출력 타이밍(ta)을 결정하기 위한 프로세서는 도 7에 도시된 플로차트를 참조하여 설명될 것이다. 제어부(10a)는 메모리(8)에 미리 설치된 제어 프로그램에 따라 주기적으로 프로세스를 실행한다.

단계 S1에서, 전류 수득부(71)는 전류 검출부(3)에 의해 검출된 전류 값(In)을 수득한다. 단계 S2에서, 제어 모드 선택부(73)는 현재의 제어 모드가 제1 제어 모드인가를 판별한다. 현재의 제어 모드가 제1 제어 모드일 경우, 단계 S3으로 진행한다. 단계 S3에서, 출력 타이밍 결정부(54)는 검출된 전류(In)를 도 5에 기재된 전류의 상한 및 하한 임계치와 비교한다. 예컨대, 현재의 출력 타이밍 값이 U4로 설정될 때, 제어부(10a)는 검출된 전류(In)가 X4 내지 Y3(X4 ≤In < Y3)에 속하 는지의 여부를 점검한다. 만약 검출된 전류(In)가 상기 범위에 속할 경우, 출력 타이밍 결정부(54)는 단계 S5에서 현재의 출력 타이밍 값(U4)을 유지한다. 반면에, 단계 S3에서, 검출된 전류(In)가 전술한 범위를 벗어나게 되면 단계 S4가 실행된다. 출력 타이밍 결정부(54)는 현재의 출력 타이밍 값(U4)을 도 5의 표에 기재된 상한치(U5)와 혹은 하한치(U3)로 바꾸며, 이에 따라 출력 타이밍 값은 단계 5에서 U4 혹은 U5 값으로 결정된다. 단계 S2에서, 현재의 제어 모드가 제2 제어 모드일 경우, 단계 S6이 실행되고 출력 타이밍 결정부(54)는 공식(1)로 지시 값(Tp)을 계산한다. 상기 계산에 후속하여, 제어 신호의 출력 타이밍 값은 단계 S5에서 계산된 값으로 결정된다.

이하에서는, 제어부(10a)가 그 제어 모드를 제1 제어 모드에서 제2 제어 모드로 변경하는 조건에 관해 설명할 것이다. 제어부(10a)에서, 도 5에 기재된 출력 타이밍 값(Un)은 제1 제어 모드를 제2 제어 모드로 전환시키기 위한 출력 타이밍(ta)으로 미리 설정된다. 제어부(10a)가 제1 제어 모드에서 출력 타이밍 값(Un)으로 송출기(26)를 제어하는 작동에서, 제어 모드 선택부(73)는 검출된 전류(In)가 전류의 하한 임계치(Xn)(In<Xn)보다 더 작아지는 것이 결정될 때 현재의 제어 모드(제1 제어 모드)를 제2 제어 모드로 전환시킨다. 전류의 하한 임계치(Xn)는 제1 제어 모드를 제2 제어 모드로 전환하기 위한 제1 스위칭 임계치를 형성한다.

그 다음, 몇몇 스위칭 조건 하에서 제2 제어 모드를 제1 제어 모드로 전환하는 방법이 설명될 것이다.

스위칭 조건은,

조건 1 : 검출된 전류(In)의 사용,

조건 2 : 출력 타이밍 지시 값(Tp)의 사용,

조건 3 : 검출된 전류 값(In)과 출력 타이밍 지시 값(Ta)의 사용을 포함한다.

스위치 조건으로 조건 1을 채택할 경우, 제어부(10a)는, 검출된 전류(In)가 메모리(8)에 미리 저장된 규정 스위칭 임계치를 초과할 때, 현재의 제어 모드(제 2 제어 모드)를 제1 제어 모드로 전환시킨다.

조건 2를 채택할 경우, 제어부(10a)는, 공식(1)에 의해 계산된 출력 타이밍 지시 값(Tp)이 메모리(8)에 미리 저장된 출력 타이밍 임계치(Tw)를 초과할 때, 현재의 제어 모드(제2 제어 모드)를 제1 제어 모드로 전환시킨다.

또한, 조건 3을 채택할 경우, 제어부(10a)는, 공식(1)에 의해 계산된 출력 타이밍 지시 값(Tp)이 메모리(8)에 미리 저장된 출력 타이밍 임계치(Tw)를 초과하고 또한 검출된 전류(In)와 타깃 전류(Is) 사이의 에러(ΔI)가 메모리(8)에 미리 저장된 에러 임계치(ΔIq)(ΔI < ΔIq)보다 더 작게 될 때, 현재의 제어 모드(제2 제어 모드)를 제1 제어 모드로 전환시킨다.

전술한 바와 같이, 상기 실시예에서 청소기(20)의 컨트롤러(100)는 청소기의 흡인력을 유지하기 위해 기류의 변동을 필터에 의해 수집 혹은 집진된 양과 무관하게 제지하는 제1 제어 모드에서, 송풍기(26)에 인가된 전력을 타깃 전력으로 혹은 그 반대로 조절하기 위해 인가된 전력을 조절하는 제2 제어 모드로 제어 모드를 전환시킴으로써 상기 조작을 제어할 수 있다.

청소기(20)의 컨트롤러(100)에서 정확성 향상을 위해, 제어부(10a)는 인가된 전력이 규정된 값 예컨대, 950W 이하로 되는 제1 제어 모드와, 인가된 전력이 950W를 초과하는 제2 제어 모드에서 작동된다. 제2 제어 모드에서, 인가된 전력은 1kW에서 유지될 것이다. 전술한 바와 같이 컨트롤러(100)는, 필터(27)에 수집 혹은 집진된 먼지의 양이 작아지고 이에 따라 송풍기(26)에 인가된 전력이 작아지더라고 충분한 흡인력을 얻을 수 있도록 그러한 상태에서 송풍기(26)에 인가된 전력 자체를 조절함으로써 송풍기(26)의 기류량의 변동을 제지하기 위해 제1 제어 모드에서 작동한다. 따라서, 제1 제어 모드에서 작동하는 청소기(20)는 과도한 전력을 사용하지 않고 안정된 청소 능력을 유지할 수 있다. 그 후, 컨트롤러(100)는 그 다음, 필터(27)에 수집된 먼지의 양이 증가하고 송풍기(26)에 인가된 전력이 상한치로 근접할 때의 법칙에 의해 제공되는 인가된 전력의 상한치로 송풍기(16)에 인가된 전력을 조절하기 위해 제2 제어 모드에서 작동한다. 따라서, 청소기(20)는 필터(27)에 의해 먼지가 더 수집 혹은 집진될 때 간단한 구조를 이용하여 그 흡인력이 신속하게 증가될 수 있다.

제2 제어 모드에서, 제어부(10a)는 속도(α), 검출된 전류 값(In), 및 타깃 전류 값(Is)을 사용하여 제어 신호의 출력 타이밍의 지시 값(Tp)을 계산함으로써 타깃 전력 값을 충족시키기 위해 송풍기(26)에 인가된 전력을 제어한다. 따라서, 제1 제어 모드에서의 작동과 비교하여, 제2 제어 모드에서의 작동은 다수의 상수 예컨대, 출력 타이밍 값, 전류 임계치 등을 과도하게 필요로 하지 않고 송풍기에 인가된 전력을 타깃 값으로 조절할 수 있다. 제2 제어 모드에서의 작동은 효율적 이다.

제1 제어 모드를 제2 제어 모드로 전환시키기 위한 상기 방법은 마이크로프로세서(7)로 이르는 많은 프로세스를 필요로 하지 않고 모드 전환을 위한 프로세스의 고속화를 실현하게 되는데, 그 이유는 상기 방법이 검출된 전류(In)를 간단하게 사용하고 모드 전환을 위해 새롭고 복잡한 프로세스를 필요로 하지 않기 때문이다.

제2 제어 모드를 제1 제어 모드로 전환시키기 위한 상기 방법도 또한 마이크로프로세서(7)로 이르는 많은 프로세스를 필요로 하지 않고 모드 전환을 위한 프로세스의 고속화를 실현하게 되는데, 그 이유는 상기 방법이 검출된 전류(In)와 공식(1)에 의해 계산된 지시 값(Tp)을 간단하게 사용하기 때문이다.

제어부(10a)는 검출된 전류(In)를 사용하여 그 모드 선택을 행하며, 이에 따라 송풍기(26)는 필터(27) 내에 수집된 먼지의 증가, 마루 브러쉬(35)와 마루 표면 사이의 간극 위치 관계의 변화, 가요성 원통 호스(30)의 굴절각 변화, 혹은 필터(27) 내에서 집진된 먼지의 불균일한 누적으로 인해 기류 저항의 변동이 발생하더라도 순간적으로 제어된다. 그 이유는 검출된 전류(In)가 전술한 현상에 의해 변화되는 송풍기에 인가된 전력과 흡입 기류량 양자에 동등하게 처리될 수 있기 때문이다.

[실시예 2]

제1 실시예에서, 제어부(10a)는 검출된 전류(In)를 있는 그대로 사용함으로써 제어 송풍기(26)를 제어한다. 제2 실시예에서는, 제어부(10b)는 검출된 전류(In)가 수득될 때마다 검출된 전류(In)와 인가된 전력 사이의 관계를 고려하는 예 정된 방법에 의한 계산으로부터 초래되는 계산된 전류 값(Ix)을 사용함으로써 송풍기(26)를 제어한다. 상기 계산은 복잡한 절차를 필요로 하지 않기 때문에 마이크로프로세서의 처리 능력에 부적절한 영향을 미치지 않는다.

도 8을 참조하면, 계산된 전류 값(Ix)(이하 "계산된 전류(Ix)"로 칭함)을 기초하여 송풍기(26)를 제어하는 제어부(10b) 각각의 기능들을 설명할 것이다. 제어부(10b)는 전류 계산부(72)를 도 4에 도시된 제어부(10a)에 추가시킴으로써 형성된다.

전류 수득부(71)는 예정된 기간에서 전류 검출부(3)에 의해 주기적으로 검출되어 모터(5)를 통해 흐르는 검출된 전류(In)를 수득하며, 상기 검출된 전류(In)는 전류 계산부(72)로 입력되는 입력이다. 전류 계산부(72)는 계산된 전류(Ix)를 얻기 위해 예정된 방법에 따라 계산한다. 계산된 전류(Ix)는 송풍기(26)로 인가된 전력의 변동에 따라 변하도록 설정된다. 계산 후, 전류 계산부(71)는 제어 모드 선택부(73)와 출력 시간 결정부(54) 양자에 계산된 전류(Ix)를 출력한다. 제어 모드 선택부(73)는 그것의 현재의 제어 모드를 점검하고, 제어 모드를 필요에 따라 변화시킨다. 계산된 전류(Ix)와 제어 모드 선택부(73)의 점검 결과에 따라, 출력 타이밍 결정부(54)는 양방향 사이리스터(2)로 전송되는 제어 신호의 출력 타이밍(ta)을 결정한다.

검출된 전류(In)에 기초하여 계산된 전류(Ix)를 구하는 일례가 설명될 것이다. 전류 수득부(71)는 예컨대, 50Hz의 상용 전력으로 매 0.2밀리초에 걸쳐 검출된 전류(In)를 주기적으로 수득한다. 다시 말해서, 검출된 전류(In)는 상용 전력 에서 하나의 기간 즉, 20밀리초에서 100번 수득된다. 계산된 전류(Ix)(=ΣIn)는 계산 결과로 얻어진 하나의 검출된 전류(In)를 반복적으로 더함으로써 구해진다. ΣIn(계산된 전류(Ix))의 기간이 상용 전력의 기간일 경우, 검출된 전류(In)는 100번 더해진다. 계산된 전류(Ix)는 흡입 기류량의 변동에 따라 송풍기(26)에 인가된 전력의 변동에 따라 변한다.

상용 전력의 소음이 소정의 타이밍에서 샘플링을 행할 때 검출된 전류(In)에 부적절한 영향을 미치더라도, 계산된 전류(Ix)가 샘플된 전류의 덧셈에 의해 구해지기 때문에 계산된 전류(Ix)는 여전히 사용될 수 있고, 이에 따라 소음에 의한 전술한 영향은 효과적으로 완화될 수 있다. 따라서 송풍기(26)에 인가된 전력은 정확하고 신뢰성 있게 제어될 수 있다. 그 대안으로, 검출된 전류(In)는 검출된 전류(In)가 수득될 때마다 검출된 전류(In)를 가중비(β)로 곱함으로써 검출된 전류(In)를 수정하고 또 수정된 전류(In)를 연속적으로 더하는 것이 가능해질 수 있다.

이 실시예에서, 검출된 전류(In) 대신 그로부터 구한 계산된 전류 값(Ix)을 적용하는 것도 가능하다.

전술한 실시예에서, 출력 타이밍 결정부(54)는 현재 시간에서 출력 타이밍 값과, 도 5에 도시된 바와 같이 메모리(8)에 저장된 데이터 테이블의 전류 임계값(Ig1 혹은 Ig2) 양자를 수득한다. 본 발명은 데이터 테이블을 사용하는 것에만 반드시 한정될 필요는 없다. 미리 설정된 데이터 테이블 대신에, 출력 타이밍 결정부(54)는 아래의 수학식 2에 따라 n번째 값(Xn)의 전류의 하한 임계치를 계산하기 위해 구성될 수 있다.

Xn = X1 + K × (n-1) × (출력 타이밍 값)......(2)

여기서, X1은 제1 값의 전류의 하한 임계치를 표시하며, K는 실험적으로 결정된 비례 율(proportional rate)을 나타낸다.

인접한 출력 타이밍 값(Un) 및 (U(n-1)) 각각의 간격(ΔUn)과, 인접한 전류 임계치(Xn) 및 (X(n-1)) 혹은 (Yn) 및 (Y(n-1)) 각각의 간격(ΔXn) 혹은 (ΔYn)은 상수일 필요가 없으며, 청소기(20)의 의도한 사용 혹은 송풍기(26)의 특성에 따라 설정될 수 있다.

[실시예 3]

이하에서는 도 9 내지 도 11을 참조하여 제3 실시예의 청소기(20)의 컨트롤러(110)가 설명될 것이다. DC 전원(61) 예컨대, 2차 전지는 도 9에 도시된 바와 같이 모터(5)를 회전시키기 위해 컨트롤러(110)에 전력을 공급한다. 모터(5)는 이 모터(5)에 인가된 전력과 직렬로 연결되어 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 제어부(10c)는 펄스 폭 동조 신호를 발생하는 PWM 신호 발생부(65)가 마련되어 있는 출력 타이밍 결정부(64)를 포함한다. PWM 신호는 공지의 방법에 의해 발생될 수 있다. DC 전원(61)에서 나온 전력 전압이 컨트롤러(110)에 인가되고 도 10b에 도시된 바와 같이 Pc초의 주기로 형성된 PWM 신호가 컨트롤러(110)에 인가된 MOSFET의 게이트에 공급될 때, 모터(5)는 회전을 위해 tc초 동안 주기적으로 스위치-온 된다. PWM 신호의 듀티 인자(Du)는 다음과 같이 계산된다.

Du = tc/ Pc......(3)

상기 수학식 3으로부터 이해할 수 있듯이, 듀티 인자(Du)가 커질수록 송풍기(26)로 인가된 전력도 커진다.

전술한 바와 같이, 제어부(10c)는 제어 신호의 출력 타이밍을 MOSFET(62)로 바꿔 PWM 신호 발생부(65)에서 나온 PWM 신호의 듀티 인자(Du)를 변경시킬 수 있다. 컨트롤러(110)에서, 듀티 인자(Du)는 출력 타이밍으로서 간주되며, 이에 따라 도 5에 도시된 출력 타이밍 값과 공식(1)에 의해 계산된 출력 타이밍의 지시 값은 듀티 인자(Du)를 고찰하도록 설정될 필요가 있다.

정류 모터뿐만 아니라 브러쉬리스 DC 모터가 컨트롤러(110)에 송풍기(26)를 형성하도록 적용될 수 있다는 것에 주목해야 한다.

[실시예 4]

이하에서는, 제4 실시예에 따른 전기 진동 청소기가 설명될 것이다. 이 실시예의 청소기는 벽 사이와 같이 천장, 지붕 혹은 마루 아래에서 설치된 고정식 청소기를 포함하며, 중앙 청소기는 하나의 필터를 구비하며, 복수 개의 기류 흡입부가 필터와 유체 연통 상태로 이루어진다. 송풍기(26)의 기류량과 작동 중에 인가된 전력 사이의 관계가 예컨대, 도 12에 도시되어 있다. 캐니스트 타입의 청소기와 비교하면, 이러한 형태의 청소기는 송풍기(26)에 인가되는 전류를 더 많이 필요로 하며, 작동이 일단 시작되면 비교적 긴 시간 동안 연속적으로 작동된다. 따라서, 송풍기를 위한 아이들링 작동은 제어 작동(보통의 작동)이 실행되기 이전에 필 요하게 된다.

제어부(10c)는 제1 제어 모드가 실행될 때 정보 제공부(40)에 정보 신호를 출력하기 때문에 발광 다이오드는 제2 제어모드의 작동 상태를 조작자에게 알리기 위해 깜박인다. 발광 요소의 깜박임은 필터에 집진된 먼지의 양이 허용 가능한 레벨을 초과하기 이전에 허용 가능한 레벨에로 도달하고 있다는 것을 조작자에 알려준다. 필터에 먼지가 가득 찼다는 정보를 제공하기 위해 특별한 임계값은 필요 없다.

[실시예 5]

이하에서는 제5 실시예가 설명될 것이다. 제1 실시예 내지 제4 실시예에 따른 전기 진동 청소기는 기류량의 검출하기 위해 전류 검출부를 사용한다. 그러나, 제5 실시예에서는, 전류 검출부 대신에 공기압 검출부(81)가 도 13에 도시된 바와 같이 기류량을 검출하기 위해 컨트롤러(110)에 마련되어 있다.

공기압 검출부(81)는 필터(27)에 집진된 먼지의 양에 따라 변하는 기류에 의해 발생된 공기압을 검출한다. 구체적으로 말하면, 공기압의 검출은 공기 흡입부와 필터(27) 사이에서 실시된다. 상기 실시예에서의 제어부(10d)는 도 5에 도시된 데이터 테이블과 유사한 데이터 테이블을 저장하는 메모리(8)를 포함한다. 이러한 실시예의 데이터 테이블에서, 출력 타이밍에 각각 대응하는 압력의 하한 및 상한 임계치는 도 5에서 전류의 하한 및 상한 임계치 대신에 사용된다. 제1 제어 모드에서의 송풍기(26)의 제어와 제1 제어 모드에서 제2 제어 모드로의 전환은 공기압 검출부(81)에서 나온 출력에 따라 행해진다. 다른 작동뿐만 아니라 제2 제어 모드 에서의 송풍기(26)의 제어와 제2 제어 모드에서 제1 제어 모드로의 전환은 제1 내지 제4 실시예에 설명된 작동과 유사하다.

각각의 제어부(10a, 10b, 10c)와 관련한 전술한 설명에 있어서, 전류 수득부(71), 전류 계산부(72), 제어 모드 선택부(73) 및 출력 타이밍 결정부(54)의 프로세스는 소프트웨어를 이용하여 구현된다. 그러나, 이러한 프로세스 혹은 기능은 하드웨어 구성을 이용하여 구현하는 것도 또한 가능하다.

본 발명은 특정의 실시예들을 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 원리에 기초한 다른 실시예들도 해당 분야의 종사자에게 명백할 것이다. 이러한 실시예는 청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.

본 발명의 전기 진공 청소기의 컨트롤러는 필터에 집진된 먼지의 양의 증가에 무관하게 기류의 양을 적절하게 유지하기 위한 제어와, 인가된 전력을 타깃 값으로 조절하기 위한 또 다른 제어 양자를 실행할 수 있다.

Claims

먼지를 포함하는 기류를 발생하기 위한 송풍기와;

기류로부터 먼지를 분리하도록 구성된 필터와;

상기 송풍기를 통해 흐르는 전류를 제어 신호에 따라 전환하기 위한 스위칭 요소와;

상기 필터를 통해 흐르는 공기의 양을 감지하여 검출된 결과를 표시하는 제1 값을 출력하기 위한 기류량 감지부로, 상기 기류량은 상기 필터에 의해 분리된 먼지의 양에 따라 변하는 것인, 상기 기류량 감지부와;

상기 송풍기를 통해 흐르는 전류를 검출하여 검출된 전류 값을 표시하는 제2 값을 출력하는 전류 검출부로, 상기 전류가 송풍기에 인가된 전력에 대응하는 것인, 상기 전류 검출부와;

상기 송풍기에 인가된 전력에 따라, 제어부로부터 상기 스위칭 요소로의 상기 제어 신호의 적절한 출력 타이밍이 결정되어 기류량의 변동이 상기 제1 값에 기초하여 제한되는 제1 제어 모드와, 제어 신호의 적절한 출력 타이밍이 결정되어 송풍기에 인가된 전력이 상기 제2 값에 기초하여 규정된 타깃 값으로 유지되는 제2 제어 모드 중 하나의 모드를 선택하고, 상기 선택된 모드의 적절한 출력 타이밍에서 출력된 제어 신호를 이용하여 스위칭 요소의 작동을 조절하기 위한 제어부

를 포함하는 것인 전기 진공 청소기.
제1항에 있어서, 상기 기류량 감지부는 상기 송풍기를 통해 흐르는 전류를 감지하기 위한 전류 센서를 포함하며, 상기 전류는 상기 필터를 통해 흐르는 공기의 양에 따라 변하는 것인, 전기 진공 청소기.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 송풍기에 인가된 전력이 규정된 값 이하일 때 상기 제1 제어 모드를 선택하고, 그렇지 않으면 상기 제2 모드를 선택하는 것인, 전기 진공 청소기.
제1항에 있어서, 송풍기에 인가된 전압의 영전위점을 검출하기 위한 제로 크로스 검출부를 더 포함하며, 상기 제어부는 검출된 영전위점을 참조하여 상기 인가된 전압의 절반 주기마다 제어 신호를 출력하는 것인, 전기 진공 청소기.
제1항에 있어서, 상기 제어부는, PWM(펄스 폭 변조) 신호를 상기 스위치 요소에 제어 신호로서 출력하기 위한 PWM 신호 발생부를 포함하는 것인, 전기 진공 청소기.
제1항에 있어서, 복수의 출력 타이밍 값, 및 상기 출력 타이밍 값들의 각 값에 대응하는 기류량의 임계치를 저장하기 위한 메모리를 더 포함하며, 상기 제1 제어 모드에서, 상기 제어부는 상기 임계치를, 제1 값 및 상기 제1 값에 기초하여 계산된 값 중 하나와 비교하고, 비교한 결과에 따라 상기 복수의 출력 타이밍 값들 중 하나를 선택하며, 출력 타이밍의 상기 선택된 값에 기초하여 제어 신호를 출력하는 것인, 전기 진공 청소기.
제6항에 있어서, 상기 메모리는 제1 스위칭 임계치를 저장하며, 상기 제어부는, 상기 제1 값과 상기 계산된 값들 중 하나가 상기 제1 스위칭 임계치를 초과할 때, 상기 제1 제어 모드를 상기 제2 제어 모드로 전환시키는 것인, 전기 진공 청소기.
제1항에 있어서, 타깃 전류의 값과 비례 계수를 저장하기 위한 메모리를 더 포함하며, 제2 제어 모드에서, 상기 제어부는, 상기 제2 값 및 상기 제2 값에 기초하여 계산된 전류 값 중 하나와 타깃 전류 값간의 에러를 계산하고, 그 에러에 비례 계수를 곱하여 얻어진 값에 따라 적절한 출력 타이밍을 결정하는 것인, 전기 진공 청소기.
제8항에 있어서, 상기 메모리는 제2 스위칭 임계치를 저장하며, 상기 제어부는, 상기 에러가 상기 제2 스위칭 임계치보다 작을 때, 상기 제2 제어 모드를 상기 제1 제어 모드로 전환시키는 것인, 전기 진공 청소기.
제1항에 있어서, 상기 송풍기가 상기 제2 모드에서 작동하고 있다는 정보를 제공하기 위한 정보 제공부를 더 포함하는 전기 진공 청소기.