KR20230159795A

KR20230159795A - 청소 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20230159795A
Application number: KR1020220118222A
Authority: KR
Inventors: 김주혁; 강현구; 김시현; 박상혁; 윤진욱; 이선구; 이영주; 조정희; 최상화; 최지원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-05-13
Filing date: 2022-09-19
Publication date: 2023-11-22

Abstract

개시된 청소 장치는, 본체, 흡입 모터, 흡입구를 포함하는 흡입 헤드, 흡입 헤드 내부에 마련되는 브러시, 브러시 모터, 흡입구의 흡입 압력을 검출하는 압력 센서, 메모리, 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 흡입 헤드가 상기 청소면으로부터 떨어진 제1 상태에서, 상기 흡입구의 제1 흡입 압력 및 상기 브러시 모터의 제1 부하에 대응하는 기준 계수 테이블을 선택하고, 상기 흡입 헤드가 상기 청소면에 접촉한 제2 상태에서, 상기 흡입구의 제2 흡입 압력, 상기 브러시 모터의 제2 부하 및 상기 기준 계수 테이블에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별하고, 상기 식별된 청소면의 유형에 기초하여 상기 흡입 모터의 출력 또는 상기 브러시 모터의 출력 중 적어도 하나를 조절한다.

Description

청소 장치 및 그 제어 방법{CLEANING DEVICE AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

개시된 발명은 회전하는 브러시가 구비된 흡입 헤드를 갖는 청소 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

청소 장치는 실내외 공간의 바닥과 같은 장소를 청소하기 위한 가전 기기이다. 청소 장치는 진공 청소기와 도킹 스테이션을 포함할 수 있다. 진공 청소기는 흡입력을 발생시키는 흡입 모터, 흡입 모터의 흡입력을 통해 청소면의 공기 및 이물질을 흡입하는 흡입 헤드, 및 흡입 헤드를 통해 흡입된 공기에서 이물질을 분리하여 수거하는 이물질 수집실을 포함한다. 흡입 헤드는 흡입구를 갖는 하우징, 청소면을 쓸어서 청소면의 이물질이 흡입구로 효율적으로 흡입되도록 유도하는 브러시를 포함한다. 브러시는 브러시 모터에 연결되어 회전 가능하게 마련될 수 있다. 진공 청소기는 다양한 청소면을 청소할 수 있다. 예를 들면, 진공 청소기는 카펫(Carpet), 딱딱한 바닥(Hard floor) 또는 매트(Mat) 상에 존재하는 이물질들을 흡입할 수 있다.

개시된 발명은 진공 청소기의 노후화를 고려하여 청소면의 유형을 구분하는 기준을 변경할 수 있는 청소 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.

일 실시예에 따른 청소 장치는, 본체 내에 마련되고, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터; 연장관을 통해 상기 흡입 모터와 연결되고, 이물질이 흡입되는 흡입구를 포함하는 흡입 헤드; 상기 흡입 헤드 내부에 회전 가능하게 마련되는 브러시; 상기 브러시를 회전시키는 브러시 모터; 상기 흡입구의 흡입 압력을 검출하는 압력 센서; 청소면의 유형을 결정하기 위한 초평면 방정식의 계수를 포함하는 복수의 계수 테이블들을 저장하는 메모리; 및 상기 흡입 모터, 상기 브러시 모터, 상기 압력 센서 및 상기 메모리를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 흡입 헤드가 상기 청소면으로부터 떨어진 제1 상태에서, 상기 흡입구의 제1 흡입 압력 및 상기 브러시 모터의 제1 부하에 대응하는 기준 계수 테이블을 선택하고, 상기 흡입 헤드가 상기 청소면에 접촉한 제2 상태에서, 상기 흡입구의 제2 흡입 압력, 상기 브러시 모터의 제2 부하 및 상기 기준 계수 테이블에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별하고, 상기 식별된 청소면의 유형에 기초하여 상기 흡입 모터의 출력 또는 상기 브러시 모터의 출력 중 적어도 하나를 조절한다.

상기 제어부는 상기 기준 계수 테이블을 이용하여 2차원 좌표 평면에서 복수의 초평면들에 관한 복수의 선형 방정식들을 결정하고, 상기 2차원 좌표 평면에서 상기 제2 흡입 압력과 상기 브러시 모터의 제2 부하에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별할 수 있다.

상기 제어부는 상기 제1 상태에서 획득되는 상기 브러시 모터의 제1 회전 속도에 더 대응하는 상기 기준 계수 테이블을 선택하고, 상기 제2 상태에서 획득되는 상기 브러시 모터의 제2 회전 속도에 더 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별할 수 있다.

상기 제어부는 상기 기준 계수 테이블을 이용하여 3차원 좌표 공간에서 복수의 초평면들에 관한 복수의 평면 방정식들을 결정하고, 상기 3차원 좌표 공간에서 상기 제2 흡입 압력, 상기 제2 부하 및 상기 제2 회전 속도에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별할 수 있다.

상기 청소 장치는 사용자 입력을 획득하는 사용자 인터페이스;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 상태에서 진단 모드로 진입을 위한 상기 사용자 입력이 획득됨에 응답하여, 상기 흡입 모터와 상기 브러시 모터를 구동시켜 상기 제1 흡입 압력과 상기 제1 부하를 결정할 수 있다.

상기 청소 장치는 상기 본체와 결합 가능한 도킹 스테이션;을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 본체가 상기 도킹 스테이션에 결합되고 진단 모드로 진입함에 기초하여, 상기 흡입 모터와 상기 브러시 모터를 구동시켜 상기 제1 흡입 압력과 상기 제1 부하를 결정할 수 있다.

상기 제어부는 상기 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력과 상기 제1 부하와 동일한 값들을 포함하는 계수 테이블을 상기 기준 계수 테이블로 선택할 수 있다.

상기 제어부는 상기 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력과 상기 제1 부하에 가장 가까운 값들을 포함하는 계수 테이블을 상기 기준 계수 테이블로 선택할 수 있다.

상기 제어부는 상기 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력 및 상기 제1 부하 각각의 미리 정해진 오차 범위 내의 값들을 포함하는 복수의 후보 테이블들을 선택하고, 상기 복수의 후보 테이블들을 선형 보간함으로써 상기 기준 계수 테이블을 결정할 수 있다.

상기 제어부는 상기 브러시 모터에 인가되는 전류 또는 상기 브러시 모터의 소비 전력에 기초하여 상기 브러시 모터의 상기 제1 부하 또는 상기 제2 부하를 결정할 수 있다.

일 실시예에 따른 청소 장치의 제어 방법은, 흡입 헤드가 청소면으로부터 떨어진 제1 상태에서, 흡입 모터와 브러시 모터를 구동시켜 상기 흡입 헤드에 포함된 흡입구의 제1 흡입 압력 및 상기 브러시 모터의 제1 부하를 결정하고; 메모리에 저장된 초평면 방정식에 관한 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력 및 상기 브러시 모터의 제1 부하에 대응하는 기준 계수 테이블을 선택하고; 상기 흡입 헤드가 상기 청소면에 접촉한 제2 상태에서, 상기 흡입 모터와 상기 브러시 모터를 구동시켜 상기 흡입구의 제2 흡입 압력 및 상기 브러시 모터의 제2 부하를 결정하고; 상기 흡입구의 제2 흡입 압력, 상기 브러시 모터의 제2 부하 및 상기 기준 계수 테이블에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별하고; 상기 식별된 청소면의 유형에 기초하여 상기 흡입 모터의 출력 또는 상기 브러시 모터의 출력 중 적어도 하나를 조절하는 것;을 포함한다.

상기 청소면의 유형을 식별하는 것은, 상기 기준 계수 테이블을 이용하여 2차원 좌표 평면에서 복수의 초평면들에 관한 복수의 선형 방정식들을 결정하고; 상기 2차원 좌표 평면에서 상기 제2 흡입 압력과 상기 브러시 모터의 제2 부하에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별하는 것;을 포함할 수 있다.

상기 기준 계수 테이블을 선택하는 것은 상기 제1 상태에서 획득되는 상기 브러시 모터의 제1 회전 속도에 더 기초하여 수행되고, 상기 청소면의 유형을 식별하는 것은 상기 제2 상태에서 획득되는 상기 브러시 모터의 제2 회전 속도에 더 기초하여 수행될 수 있다.

상기 청소면의 유형을 식별하는 것은, 상기 기준 계수 테이블을 이용하여 3차원 좌표 공간에서 복수의 초평면들에 관한 복수의 평면 방정식들을 결정하고; 상기 3차원 좌표 공간에서 상기 제2 흡입 압력, 상기 제2 부하 및 상기 제2 회전 속도에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별하는 것;을 포함할 수 있다.

상기 제1 상태에서 상기 흡입 모터와 상기 브러시 모터의 구동은, 사용자 인터페이스를 통해 진단 모드로 진입을 위한 사용자 입력이 획득됨에 응답하여 수행될 수 있다.

상기 제1 상태에서 상기 흡입 모터와 상기 브러시 모터의 구동은 상기 본체가 도킹 스테이션에 결합되고 진단 모드로 진입함에 기초하여 수행될 수 있다.

상기 기준 계수 테이블은 상기 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력과 상기 제1 부하와 동일한 값들을 포함하는 계수 테이블일 수 있다.

상기 기준 계수 테이블은 상기 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력과 상기 제1 부하에 가장 가까운 값들을 포함하는 계수 테이블일 수 있다.

상기 기준 계수 테이블을 선택하는 것은, 상기 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력 및 상기 제1 부하 각각의 미리 정해진 오차 범위 내의 값들을 포함하는 복수의 후보 테이블들을 선택하고; 상기 복수의 후보 테이블들을 선형 보간함으로써 상기 기준 계수 테이블을 결정하는 것;을 포함할 수 있다.

상기 브러시 모터의 상기 제1 부하 또는 상기 제2 부하는, 상기 브러시 모터에 인가되는 전류 또는 상기 브러시 모터의 소비 전력에 기초하여 결정될 수 있다.

개시된 청소 장치 및 그 제어 방법은, 진공 청소기의 노후화를 고려하여 청소면의 유형을 구분하는 기준을 변경할 수 있다. 따라서 진공 청소기의 노후화로 인해 청소면의 유형이 잘못 식별되는 문제가 발생하지 않을 수 있다.

개시된 청소 장치 및 그 제어 방법은, 청소면의 유형에 따라 흡입 모터와 브러시 모터의 출력을 조절하고, 청소면의 오판단을 방지함으로써, 사용자 편의성을 향상시킬 수 있고, 청소 성능의 저하 및 배터리의 성능 저하를 감소시킬 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 진공 청소기와 도킹 스테이션을 포함하는 청소 장치를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 진공 청소기의 흡입 헤드를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 흡입 헤드의 분해도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 진공 청소기의 제어 블록도이다.
도 5는 2차원 좌표계에서 초평면(hyperplane)을 이용하여 청소면의 유형을 구별하는 예를 도시한다.
도 6은 3차원 좌표계에서 초평면을 이용하여 청소면의 유형을 구별하는 예를 도시한다.
도 7은 청소면의 유형에 따라 흡입 모터의 출력 및 브러시 모터의 출력 중 적어도 하나가 조절되는 예를 설명하는 표이다.
도 8은 진공 청소기의 노후화로 인해 청소면의 유형이 잘못 식별되는 예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 9와 도 10은 2차원 좌표계의 초평면 방정식에 관한 복수의 계수 테이블들을 예시한다.
도 11은 3차원 좌표계의 초평면 방정식에 관한 계수 테이블을 예시한다.
도 12는 기준 계수 테이블의 변경에 따라 초평면이 변경되는 예를 나타내는 그래프이다.
도 13은 일 실시예에 따른 청소 장치의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 14는 도 13에서 설명된 청소 장치의 제어 방법을 더 상세히 설명하는 순서도이다.
도 15는 도 13으로부터 확장된 추가적 실시예에 따른 청소 장치의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 16은 도 15에서 설명된 청소 장치의 제어 방법을 더 상세히 설명하는 순서도이다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA(field-programmable gate array) / ASIC(application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.

각 단계들에 붙여지는 부호는 각 단계들을 식별하기 위해 사용되는 것으로 이들 부호는 각 단계들 상호 간의 순서를 나타내는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 진공 청소기와 도킹 스테이션을 포함하는 청소 장치를 도시한다.

도 1을 참조하면, 청소 장치(1)는 진공 청소기(1a)와, 진공 청소기(1a)와 결합 가능하고, 진공 청소기(1a)의 집진통(40)에 수용된 이물질을 제거할 수 있는 도킹 스테이션(1b)을 포함할 수 있다.

진공 청소기(1a)는 본체(10), 흡입 헤드(15), 및 본체(10)와 흡입 헤드(15)를 연결하는 연장관(20)을 포함할 수 있다. 본체(10)는 흡입력을 발생시키는 흡입력 발생 장치(30), 흡입된 공기에서 이물질을 분리하여 수거하는 집진통(40), 사용자가 파지할 수 있는 손잡이(50), 및 진공 청소기(1a)의 동작을 위한 전력을 공급하는 배터리(60)를 포함할 수 있다. 또한, 진공 청소기(1a)는 사용자 입력을 획득하는 사용자 인터페이스(180)를 포함할 수 있다.

흡입력 발생 장치(30)는 전기력을 기계적인 회전력으로 전환시키는 흡입 모터, 및 흡입 모터에 연결되어 회전하는 흡입 팬을 포함할 수 있다.

집진통(40)은 원심력을 이용하여 이물질을 분리하는 사이클론 방식 또는 공기를 여과 봉투에 통과시킴으로써 이물질을 분리하는 먼지 봉투 방식을 통해 이물질을 수집할 수 있다. 집진통(40)을 통과한 공기는 본체(10)의 외부로 배출될 수 있다.

연장관(20)은 소정의 강성을 갖는 파이프 또는 플렉서블 호스로 형성될 수 있다. 연장관(20)은 흡입력 발생 장치(30)에 의해 발생된 흡입력을 흡입 헤드(15)로 전달하고, 흡입 헤드(15)를 통해 흡입된 공기와 이물질을 본체(10)로 안내할 수 있다. 흡입 헤드(15)는 청소면에 밀착되어 청소면의 공기와 이물질을 흡입할 수 있다. 흡입 헤드(15)는 연장관(20)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

도킹 스테이션(1b)은 진공 청소기(1a)와 결합(도킹)되도록 마련되는 도킹 하우징(202)을 포함할 수 있다. 도킹 하우징(202)은 진공 청소기(1a)의 본체(10)가 안착되는 안착부(281)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 진공 청소기(1a)의 집진통(40)이 안착부(281)에 결합됨으로써, 진공 청소기(1a)와 도킹 스테이션(1b)이 결합될 수 있다.

사용자는 진공 청소기(1a)의 집진통(40)을 안착부(281)에 결합시킴으로써, 진공 청소기(1a)를 도킹 스테이션(1b)에 거치할 수 있다. 도킹 스테이션(1b)은 본체(201)의 하부에 연결되는 지지 부재(205)를 포함할 수 있다. 지지 부재(205)는 도킹 스테이션(1b)의 본체(201)의 일 측면에 연결되며, 도킹 스테이션(1b)의 본체(201)가 바닥으로부터 이격될 수 있도록 수직 방향으로 연장될 수 있다.

진공 청소기(1a)와 도킹 스테이션(1b)이 결합되면, 진공 청소기(1a)의 흡입 헤드(15)는 도킹 스테이션(1b)의 본체(201)와 지지 부재(205) 사이의 공간에 위치할 수 있다. 즉, 진공 청소기(1a)의 흡입 헤드(15)가 바닥으로부터 이격될 수 있다.

도킹 스테이션(1b)은 본체(201) 전면에 배치되고 본체(201)로부터 분리 가능하게 마련되는 패널(204)을 포함할 수 있다. 패널(204)은 본체(201)의 전면뿐만 아니라 측면 또는 후면에 배치되어 본체(201)와 분리 가능하게 마련될 수 있다. 패널(204)이 본체(201)로부터 분리되면 사용자는 본체(201) 내에 마련된 포집부를 개방할 수 있고 포집부의 더스트 백을 용이하게 교체할 수 있다.

도킹 스테이션(1b)은 도킹 스테이션(1b)의 동작 상태를 표시하는 디스플레이(280)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(280)는 LED(light emitting diode) 패널을 포함할 수 있다. 디스플레이(280)의 위치 및 유형은 예시된 것으로 제한되지 않는다.

진공 청소기(1a)와 도킹 스테이션(1b)이 결합되면, 도킹 스테이션(1b)은 진공 청소기(1a)의 집진통(40) 내부에 형성되는 기류를 변화시켜 집진통(40)에 수용된 이물질을 빼내기 위한 이물질 수거 행정을 수행할 수 있다. 이를 위해, 도킹 스테이션(1b)은 별도의 흡입 모터를 포함할 수 있다.

또한, 도킹 스테이션(1b)은 진공 청소기(1a)의 배터리(60)를 충전하기 위한 충전 전력을 공급할 수도 있다. 도킹 하우징(202)의 일 측에 충전 단자(275)가 마련될 수 있다. 진공 청소기(1a)와 도킹 스테이션(1b)이 결합되면, 충전 단자(275)가 배터리(60)와 접촉하고, 충전 단자(270)를 통해 배터리(60)에 충전 전력이 공급될 수 있다.

진공 청소기(1a)의 배터리(60)가 도킹 스테이션(1b)의 충전 단자(275)와 전기적으로 연결되는지 여부에 기초하여, 진공 청소기(1a)는 도킹 스테이션(1b)과의 결합을 식별할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 진공 청소기의 흡입 헤드를 도시한다. 도 3은 일 실시예에 따른 흡입 헤드의 분해도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 흡입 헤드(15)는 흡입구(15a)가 형성된 하우징(15b)과, 이물질이 효과적으로 흡입구(15a)를 통해 하우징(15b)의 내부로 흡입되도록 회전하는 브러시(151)와, 하우징(15b)과 연장관(20)을 연결하는 흡입 커넥터(70)를 포함할 수 있다.

브러시(151)의 회전 축을 따라 모듈 결합 방향(X)이 정의될 수 있다. 베어링 모듈(152), 브러시 모터(150), 브러시(151)는 모듈 결합 방향(X)으로 흡입 헤드(15)의 하우징(15b)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 흡입 헤드(15)의 하우징(15b)은 상부 하우징(15b-1)과, 하부 하우징(15b-2)과 사이드 하우징(15b-3)이 조립되어 형성될 수 있다.

흡입 헤드(15)는 커넥터 모듈(153)을 포함할 수 있다. 사이드 하우징(15b-3)에는 커넥터 모듈(153)이 고정될 수 있다. 커넥터 모듈(153)은 브러시 모터(150)가 결합되며, 브러시 모터(150)가 구동되도록 전원을 공급할 수 있다. 전원을 공급하는 전선(미도시)은 배터리(60)로부터 연결되어 나오고, 본체(10), 연장관(20), 흡입 커넥터(70), 하부 하우징(15b-2), 사이드 하우징(15b-3) 순으로 연장되어 나와 최종적으로 커넥터 모듈(153)의 커넥터에 전기적으로 연결될 수 있다.

브러시 모터(150)는 예를 들면, 병 형상으로 마련될 수 있다. 브러시 모터(150)의 케이스는 병 형상으로 마련되고, 브러시 모터(150)의 세부 구성들을 감싸며 보호하도록 마련될 수 있다. 병 형상은, 소정의 직경으로 마련되는 원통형의 몸체와, 몸체와 연결되며 몸체의 직경보다 작은 직경으로 마련되는 넥을 포함하는 형상을 의미할 수 있다.

브러시 모터(150)의 넥 부분에 커넥터 모듈(153)의 커넥터와 연결되는 플러그가 고정될 수 있다. 플러그가 배치된 일단과 브러시(151)의 회전 축 방향으로 타단에 브러시 구동축이 배치될 수 있다. 브러시 구동축을 통하여 브러시 모터(150)에서 발생한 구동력이 브러시(151)로 전달될 수 있다. 따라서 브러시(151)가 회전할 수 있다.

브러시(151)는 회전 축(X축)을 따라서 빈 공간이 형성된 원통 형상으로 마련될 수 있으며, 회전 축을 따라서 형성된 빈 공간에는 브러시 모터(150)가 안착될 수 있다. 커넥터 모듈(153), 베어링 모듈(152) 및 브러시 모터(150)가 브러시(151)의 빈 공간에 수용될 수 있다. 브러시(151)는 브러시 모터(150)로부터 전달된 구동력에 의해 회전할 수 있다. 브러시(151)는 흡입구(15a)를 통해 이물질이 효율적으로 흡입되도록, 청소면 상에 존재하는 이물질을 비산시킬 수 있다.

흡입 헤드(15)는 도 2 및 도 3에서 설명된 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 흡입 헤드(15)에 구비되는 브러시 모터(150)는, 브러시(151)의 내부에 삽입되어 치합 구조를 통하여 동력을 전달하는 방식으로 마련되는 것과 다르게, 브러시(151)의 외측에서 풀리 구조를 통하여 동력을 전달하는 방식으로 마련될 수도 있다. 흡입 헤드(15)는, 흡입구(15a)를 통한 이물질의 흡입력을 높이기 위한 브러시(151)를 포함하는 다양한 구조로 마련될 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 진공 청소기(1a)의 제어 블록도이다.

도 4를 참조하면, 진공 청소기(1a)는 배터리(60), 압력 센서(110), 전류 센서(120), 전압 센서(130), 위치 센서(140), 브러시 모터(150), 흡입 모터(160), 흡입 팬(170), 사용자 인터페이스(180) 및 제어부(300)를 포함할 수 있다. 진공 청소기(1a)의 구성 요소들은 예시된 것으로 한정되지 않는다. 예시된 구성 요소들 중 일부가 생략되거나, 예시된 구성 요소들 외에 다른 구성이 추가될 수도 있다. 예를 들면, 진공 청소기(1a)는 외부 장치와 통신하기 위한 통신 장치를 더 포함할 수 있다.

배터리(60)는 진공 청소기(1a)의 전자 부품들에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들면, 배터리(60)는 브러시 모터(150)와 흡입 모터(160)에 전력을 공급할 수 있다. 진공 청소기(1a)가 도킹 스테이션(1b)에 결합되면, 배터리(60)는 외부 파워 소스와 연결될 수 있고, 외부 파워 소스로부터 공급되는 전력에 의해 충전될 수 있다.

압력 센서(110)는 흡입 헤드(15)에 마련된 흡입구(15a)의 압력을 검출할 수 있다. 흡입구(15a)의 압력은 흡입구(15a)를 통해 유동하는 공기의 압력을 의미할 수 있다. 또한, 압력 센서(110)는 대기압을 검출할 수 있다. 압력 센서(110)는 흡입구(15a)의 압력 및/또는 대기압에 대응하는 전기적 신호를 제어부(300)로 전송할 수 있다.

예를 들면, 압력 센서(110)는 대기압을 측정하는 제1 압력 센서와 흡입구(15a)의 압력을 측정하는 제2 압력 센서를 포함할 수 있다. 압력 센서(110)는 제1 압력 센서의 센싱값과 제2 압력 센서의 센싱값 간 차이를 출력하는 상대압 센서일 수 있다. 제1 압력 센서의 위치는 대기압을 측정할 수 있는 위치이면 제한이 없으며, 제2 압력 센서는 흡입구(15a)의 압력을 측정할 수 있도록 흡입구(15a)의 일 측에 마련될 수 있다. 실시예에 따라 제2 압력 센서는 흡입구(15a)와 연결되는 흡입 커넥터(70)나 연장관(20)의 일 측에 마련될 수도 있다.

다른 예를 들면, 압력 센서(110)는 흡입구(15a)를 통해 유동하는 공기의 압력을 측정하는 절대압 센서일 수 있다. 제어부(300)는 흡입 모터(160)가 동작하기 전에 압력 센서(110)로부터 전송되는 신호에 기초하여 대기압을 결정할 수 있다. 제어부(300)는 흡입 모터(160)의 동작 중 압력 센서(110)로부터 전송되는 신호에 기초하여 흡입구(15a)의 압력을 결정할 수 있다.

제어부(300)는 대기압과 흡입구(15a)의 압력에 기초하여 흡입 압력을 결정할 수 있다. 제어부(300)는 외부 환경에 따라 대기압이 변하는 경우에도 대기압과 흡입구(15a)의 압력 간 차이에 해당하는 흡입 압력을 결정함으로써, 이물질에 따른 실질 압력을 결정할 수 있다. 다시 말해, 제어부(300)는, 외부 환경에 따라 대기압이 달라지는 경우에도 이물질을 흡입하는 실질 압력에 해당하는 흡입 압력을 정확히 결정할 수 있다.

실시예에 따라 흡입구(15a)의 흡입 압력은 압력 센서(110)에 의해서도 결정될 수 있다. 즉, 압력 센서(110)는 대기압과 흡입구(15a)의 압력 간 차이에 대응하는 전기적 신호를 제어부(300)로 전송할 수도 있다.

전류 센서(120)는 브러시 모터(150)에 인가되는 전류를 검출할 수 있다. 전류 센서(120)는 다양한 전류계로 마련될 수 있다. 전압 센서(130)는 브러시 모터(150)에 인가되는 전압을 검출할 수 있다. 전압 센서(130)는 다양한 전압계로 마련될 수 있다. 전류 센서(120)와 전압 센서(130)가 별도로 설명되어 있으나, 전류 센서(120)와 전압 센서(130)는 하나의 장치로 마련될 수도 있다. 또한, 브러시 모터(150)에 인가되는 전류와 전압은 제어부(300)에 의해 검출될 수도 있고, 이 경우 제어부(300)가 전류 센서(120)와 전압 센서(130)의 역할을 수행할 수 있다.

위치 센서(140)는 진공 청소기(1a)의 위치 상태를 검출할 수 있다. 예를 들면, 위치 센서(140)는 진공 청소기(1a)의 흡입 헤드(15)가 청소면으로부터 떨어진 제1 상태(즉, 리프트 상태) 또는 흡입 헤드(15)가 청소면에 접촉한 제2 상태를 검출할 수 있다. 위치 센서(140)는 흡입 헤드(15)에 마련될 수 있고, 광 센서, 적외선 센서, 압전 센서와 같은 다양한 센서들로 마련될 수 있다. 위치 센서(140)는 진공 청소기(1a)의 위치 상태에 대응하는 전기적 신호를 제어부(300)로 전송할 수 있다. 제어부(300)는 위치 센서(140)의 신호에 기초하여 진공 청소기(1a)의 위치 상태를 식별할 수 있다.

브러시 모터(150)는 브러시(151)를 회전시킬 수 있다. 흡입 모터(160)는 흡입 팬(170)을 회전시킬 수 있다. 흡입 팬(170)의 회전에 따라 이물질을 흡입하기 위한 흡입력이 발생할 수 있다. 제어부(300)는 브러시 모터(150)의 출력을 조절할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 흡입 모터(160)의 출력을 조절할 수 있다. 브러시 모터(150)의 출력과 흡입 모터(160)의 출력은 각 모터의 소비 전력을 의미할 수 있다.

제어부(300)는 브러시 모터(150)에 인가되는 전류에 기초하여 브러시 모터(150)의 부하를 결정할 수 있다. 예를 들어, 브러시 모터(150)가 일정한 회전력 및/또는 회전 속도를 유지하도록 설정된 경우, 청소면에 의한 저항에 따라 브러시 모터(150)에 인가되는 전류가 달라질 수 있다. 청소면에 의해 브러시(151)의 회전이 방해 받는 경우, 브러시 모터(150)의 회전력 및/또는 회전 속도가 감소할 수 있다. 제어부(300)는 브러시 모터(150)의 회전력을 유지하기 위해 브러시 모터(150)에 인가되는 전류를 증가시킬 수 있다. 제어부(300)는 브러시 모터(150)에 인가되는 전류가 증가하는 경우 브러시 모터(150)의 부하가 커지는 것으로 결정할 수 있다.

또한, 제어부(300)는 브러시 모터(150)의 소비 전력에 기초하여 브러시 모터(150)의 부하를 결정할 수 있다. 제어부(300)는 브러시 모터(150)에 인가되는 전류와 브러시 모터(150)에 인가되는 전압에 기초하여 브러시 모터(150)의 소비 전력을 결정할 수 있다. 브러시 모터(150)에 인가되는 전류가 증가하는 경우 브러시 모터(150)의 소비 전력도 증가한다. 제어부(300)는 브러시 모터(150)의 소비 전력이 증가하는 경우 브러시 모터(150)의 부하가 커지는 것으로 결정할 수 있다.

사용자 인터페이스(180)는 진공 청소기(1a)의 상태 및/또는 동작에 관한 정보를 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(180)는 사용자 입력을 획득하는 입력 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(180)는 사운드를 출력하는 스피커를 포함할 수도 있다.

디스플레이는 LCD 패널(Liquid Crystal Display Panel), LED 패널(Light Emitting Diode Panel), OLED 패널(Organic Light Emitting Diode Panel) 또는 마이크로 LED 패널로 마련될 수 있다. 디스플레이 장치는 터치 디스플레이로 마련될 수도 있다.

입력 인터페이스는 사용자 입력을 획득하기 위한 다양한 버튼들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 입력 인터페이스는 전원 버튼 및 동작 모드 버튼을 포함할 수 있다. 제어부(300)는 전원 버튼을 통한 사용자 입력에 기초하여 청소 동작을 시작하거나 청소 동작을 중지할 수 있다. 제어부(300)는 동작 모드 버튼을 통한 사용자 입력에 기초하여 진공 청소기(1a)의 흡입력을 약함, 중간, 강력 또는 초강력으로 조절할 수 있다. 제어부(300)는 동작 모드 버튼을 통해 설정되는 흡입력의 세기에 대응하여 흡입 모터(160)의 출력을 조절할 수 있다.

진공 청소기(1a)의 동작 모드는 진공 청소기(1a)의 상태를 진단하기 위한 진단 모드를 더 포함할 수 있다. 제어부(300)는 진공 청소기(1a)의 흡입 헤드(15)가 청소면으로부터 떨어진 제1 상태(즉, 리프트 상태)에서 진단 모드로 진입할 수 있다.

예를 들면, 제어부(300)는 제1 상태(리프트 상태)에서 사용자 인터페이스(180)를 통해 진단 모드로 진입을 위한 사용자 입력이 획득됨에 기초하여, 진단 모드로 진입할 수 있다. 사용자 인터페이스(180)의 동작 모드 버튼을 통해 진단 모드로 진입을 위한 사용자 입력이 획득될 수 있다. 사용자가 동작 모드 버튼을 조작하여 진단 모드를 선택하면, 사용자 인터페이스(180)는 진단 모드의 선택에 대응하는 진단 실행 명령을 제어부(300)로 전송할 수 있다.

또한, 제어부(300)는 진공 청소기(1a)와 도킹 스테이션(1b)의 결합을 식별함에 따라 진단 모드로 진입할 수 있다. 진공 청소기(1a)와 도킹 스테이션(1b)이 결합되면, 진공 청소기(1a)의 흡입 헤드(15)는 도킹 스테이션(1b)의 본체(201)와 지지 부재(205) 사이의 공간에 위치할 수 있다. 즉, 진공 청소기(1a)의 흡입 헤드(15)가 바닥으로부터 이격될 수 있다. 따라서 진공 청소기(1a)의 본체(10)가 도킹 스테이션(1b)에 결합되면, 제어부(300)는 진공 청소기(1a)가 제1 상태(리프트 상태)에 있는 것으로 판단할 수 있다.

제어부(300)는 진공 청소기(1a)의 구성 요소들과 전기적으로 연결될 수 있고, 진공 청소기(1a)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(300)는 메모리(320)와 프로세서(310)를 포함할 수 있다. 메모리(320)는, 진공 청소기(1a)의 동작에 필요한 각종 정보를 기억/저장할 수 있다. 메모리(320)는, 진공 청소기(1a)의 동작에 필요한 인스트럭션, 어플리케이션, 데이터 및/또는 프로그램을 저장할 수 있다.

메모리(320)는 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 S-램(Static Random Access Memory, S-RAM) 또는 D-램(Dynamic Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(540)는 데이터를 장기간 저장하기 위한 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 또는 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM)과 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

프로세서(310)는 메모리(320)에 저장된 인스트럭션, 어플리케이션, 데이터 및/또는 프로그램에 기초하여 진공 청소기(1a)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(310)는 하드웨어로서, 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(310)는 메모리(320)로부터 제공된 프로그램 및/또는 인스트럭션에 따라 데이터를 처리하고, 처리 결과에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다. 메모리(320)와 프로세서(310)는 하나의 제어 회로로 구현되거나 복수의 회로로 구현될 수 있다.

도시되어 있지 않으나, 도킹 스테이션(1b)도 별도의 프로세서와 메모리를 포함할 수 있다.

메모리(320)는 진공 청소기(1a)의 흡입 압력 데이터 및 브러시 모터(150)의 부하 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(320)는 브러시 모터(150)의 회전 속도 데이터를 더 저장할 수 있다. 브러시 모터(150)의 회전 속도는 분당 회전수(RPM)를 의미할 수 있다.

메모리(320)는 청소면의 유형을 식별하는데 이용되는 초평면(hyperplane) 방정식의 계수 데이터를 저장할 수 있다. 초평면 방정식의 계수 데이터는 SVM(support vector machine) 모델에 의해 결정될 수 있다. 계수 데이터는 2차원 좌표계 또는 3차원 좌표계에서 초평면 방정식의 계수들을 포함할 수 있다. 2차원 좌표계에서 초평면 방정식은 직선 방정식을 의미하고, 3차원 좌표계에서 초평면의 방정식은 평면 방정식을 의미할 수 있다. 초평면(hyperplane)은 청소면의 유형을 결정하기 위한 기준이 될 수 있다.

계수 데이터는 진공 청소기(1a)의 제조 시 메모리(320)에 저장될 수 있다. 계수 데이터는 복수의 계수 테이블들로 저장될 수 있다. 2차원 좌표계의 초평면에 관한 복수의 계수 테이블들 각각은, 브러시 모터(150)의 부하 및 흡입구(15a)의 흡입 압력을 변수로 갖는 복수의 직선 방정식들 각각의 계수들을 포함할 수 있다. 3차원 좌표계의 초평면에 관한 복수의 계수 테이블들 각각은, 브러시 모터(150)의 부하, 흡입구(15a)의 흡입 압력 및 브러시 모터(150)의 회전 속도를 변수로 갖는 복수의 평면 방정식들 각각의 계수들을 포함할 수 있다.

제어부(300)는 초평면 방정식의 계수 데이터를 이용하여 초평면을 결정할 수 있다. 초평면은 복수의 구동 데이터들을 구분하는 경계선 또는 경계 평면을 의미할 수 있다. 초평면은 하나 이상으로 결정될 수 있다.

예를 들면, 2차원 좌표계에서 x축의 변수를 흡입 압력으로 하고, y축의 변수를 브러시 모터(150)의 부하로 하면, 흡입 압력 데이터와 브러시 모터(150)의 부하 데이터는 2차원 좌표계에서 복수의 점들로 표현될 수 있다. 초평면의 방정식은 흡입 압력과 브러시 모터(150)의 부하를 좌표 축의 변수들로 하는 2차원 좌표계에서 선형 방정식으로 결정될 수 있다. 따라서 초평면은 2차원 좌표 평면에서 직선으로 결정될 수 있다.

다른 예를 들면, 3차원 좌표 공간에서 x축의 변수를 흡입 압력으로 하고, y축의 변수를 브러시 모터(150)의 부하로 하고, z축의 변수를 브러시 모터(150)의 회전 속도로 하면, 흡입 압력 데이터, 브러시 모터(150)의 부하 데이터 및 브러시 모터(150)의 회전 속도 데이터는 3차원 좌표 공간에서 복수의 점들로 표현될 수 있다. 초평면의 방정식은 흡입 압력, 브러시 모터(150)의 부하 및 브러시 모터(150)의 회전 속도를 좌표 축의 변수들로 하는 3차원 좌표계에서 평면 방정식으로 결정될 수 있다. 따라서 초평면은 3차원 좌표 공간에서 평면으로 결정될 수 있다.

제어부(300)는 흡입 압력, 브러시 모터(150)의 부하 및 초평면 방정식을 이용하여 흡입 헤드(15)와 접촉한 청소면의 유형을 식별할 수 있다. 예를 들면, 초평면을 포함하는 2차원 좌표 평면에서, 제어부(300)는 진공 청소기(1a)의 청소 동작 중 획득되는 흡입 압력과 브러시 모터(150)의 부하에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 청소면의 유형을 식별할 수 있다. 또한, 초평면을 포함하는 3차원 좌표 공간에서, 제어부(300)는 진공 청소기(1a)의 청소 동작 중 획득되는 흡입 압력, 브러시 모터(150)의 부하 및 브러시 모터(150)의 회전 속도에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 청소면의 유형을 식별할 수 있다.

제어부(300)는 식별된 청소면의 유형에 기초하여 흡입 모터(160)의 출력 및 브러시 모터(150)의 출력 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 예를 들면, 제어부(300)는 청소면이 단단한 바닥(Hard floor)으로 식별됨에 기초하여, 흡입 모터(160)의 출력 및 브러시 모터(150)의 출력 중 적어도 하나를 기준 출력으로 조절할 수 있다. 제어부(300)는 청소면이 카펫(Carpet)으로 식별됨에 기초하여, 흡입 모터(160)의 출력 및 브러시 모터(150)의 출력 중 적어도 하나를 기준 출력 보다 크게 조절할 수 있다. 제어부(300)는 청소면이 매트(Mat)로 식별됨에 기초하여, 흡입 모터(160)의 출력 및 브러시 모터(150)의 출력 중 적어도 하나를 기준 출력보다 작게 조절할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 흡입 헤드(15)가 공중에 위치하는 상태, 즉, 리프트(Lift) 상태를 식별함에 기초하여, 브러시 모터(150)의 출력과 흡입 모터(160)의 출력을 최소화할 수 있다.

이와 같이, 진공 청소기(1a)는 청소면의 유형에 따라 브러시 모터(150)의 출력 또는 흡입 모터(160)의 출력 중 적어도 하나를 조절함으로써 배터리(60)의 사용 시간을 증가시킬 수 있고, 청소 성능도 향상시킬 수 있다.

한편, 진공 청소기(1a)의 누적 사용 시간이 증가할수록 진공 청소기(1a)는 노후화될 수 있다. 진공 청소기(1a)의 노후화로 인해, 배터리(60), 브러시 모터(150) 및 흡입 모터(160)와 같은 장치들의 성능이 변화할 수 있다. 예를 들어, 새제품인 진공 청소기(1a)와 노후화된 진공 청소기(1a)를 비교하면, 동일한 청소면을 청소하는 동안 검출되는 흡입 압력과 브러시 모터(150)의 부하가 서로 다를 수 있다. 브러시(151)가 마모된 경우 청소면과 마찰이 감소하여 브러시 모터(150)의 소비 전력이 감소할 수 있다. 흡입 모터(160)의 성능이 저하된 경우 흡입 압력의 감소를 야기할 수 있다.

진공 청소기(1a)의 노후화로 인한 흡입 압력의 변화, 브러시 모터(150)의 부하의 변화 및/또는 브러시 모터(150)의 회전 속도의 변화를 반영하기 위해, 청소면의 유형을 식별하는 기준인 초평면이 적절하게 변경될 필요가 있다. 진공 청소기(1a)의 성능 감소에도 불구하고 초평면이 변경되지 않으면, 청소면의 유형이 잘못 식별되는 문제가 발생할 수 있다. 이 경우, 소비자에게 제품 고장의 오해를 야기할 수 있고, 청소 성능과 배터리 성능에도 악영향을 미칠 수 있다. 따라서 진공 청소기(1a)의 노후화에 따라 초평면을 적절하게 변경해 줄 필요가 있다.

개시된 진공 청소기(1a)는 메모리(320)에 저장된 복수의 계수 테이블들 중 진공 청소기(1a)의 현재 상태에 대응하는 계수 테이블을 선택함으로써 초평면을 용이하게 변경할 수 있다. 진공 청소기(1a)의 현재 상태에 대응하는 계수 테이블은 '기준 계수 테이블'로 호칭될 수 있다.

제어부(300)는 진공 청소기(1a)의 진단 모드에서 기준 계수 테이블의 선택을 수행할 수 있다. 진단 모드로의 진입은 진공 청소기(1a)의 흡입 헤드(15)가 청소면으로부터 떨어져 있는 제1 상태(즉, 리프트 상태)에서 수행될 수 있다. 제어부(300)는 진단 모드로 진입 시 흡입 모터(160)와 브러시 모터(150)를 구동시켜 흡입구(15a)의 제1 흡입 압력과 브러시 모터(150)의 제1 부하를 결정할 수 있다. 진공 청소기(1a)의 제어부(300)는, 메모리(320)에 저장된 복수의 계수 테이블들 중, 제1 상태에서 결정된 흡입구(15a)의 제1 흡입 압력 및 브러시 모터(150)의 제1 부하에 대응하는 기준 계수 테이블을 선택할 수 있다.

예를 들면, 제어부(300)는 제1 흡입 압력과 제1 부하와 동일한 값들을 포함하는 계수 테이블을 기준 계수 테이블로 선택하거나, 제1 흡입 압력과 제1 부하에 가장 가까운 값들을 포함하는 계수 테이블을 기준 계수 테이블로 선택할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 복수의 계수 테이블들 중 제1 흡입 압력 및 제1 부하 각각의 미리 정해진 오차 범위 내의 값들을 포함하는 복수의 후보 테이블들을 선택하고, 복수의 후보 테이블들을 선형 보간함으로써 기준 계수 테이블을 결정할 수도 있다.

또한, 진공 청소기(1a)의 제어부(300)는, 진단 모드로 진입 시 브러시 모터(150)의 제1 회전 속도를 더 검출할 수도 있다. 다시 말해, 제어부(300)는, 메모리(320)에 저장된 복수의 계수 테이블들 중, 제1 상태에서 결정된 흡입구(15a)의 제1 흡입 압력, 브러시 모터(150)의 제1 부하 및 브러시 모터(150)의 제1 회전 속도에 대응하는 기준 계수 테이블을 선택할 수도 있다.

예를 들면, 제어부(300)는 제1 흡입 압력, 제1 부하 및 제1 회전 속도와 동일한 값들을 포함하는 계수 테이블을 기준 계수 테이블로 선택하거나, 제1 흡입 압력, 제1 부하 및 제1 회전 속도에 가장 가까운 값들을 포함하는 계수 테이블을 기준 계수 테이블로 선택할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 복수의 계수 테이블들 중 제1 흡입 압력, 제1 부하 및 제1 회전 속도 각각의 미리 정해진 오차 범위 내의 값들을 포함하는 복수의 후보 테이블들을 선택하고, 복수의 후보 테이블들을 선형 보간함으로써 기준 계수 테이블을 결정할 수도 있다.

진공 청소기(1a)의 흡입 헤드(15)가 청소면으로부터 떨어져 있는 경우, 브러시(151)에 가해지는 청소면의 저항력이 없으므로, 진공 청소기(1a)의 현재 상태가 더 정확하게 진단될 수 있다. 즉, 진공 청소기(1a)의 노후화에 따른 흡입 압력의 변화, 브러시 모터(150)의 부하의 변화 및 브러시 모터(150)의 회전 속도의 변화를 더 정확하게 판단하기 위해, 리프트 상태에서 진공 청소기(1a)의 현재 상태를 진단함이 바람직하다.

제어부(300)는 선택된 기준 계수 테이블을 이용하여 2차원 좌표 평면에서 복수의 초평면들에 관한 복수의 선형 방정식들을 결정할 수 있다. 이후 제어부(300)는 흡입 헤드(15)가 청소면에 접촉한 제2 상태에서, 브러시 모터(150)와 흡입 모터(160)를 구동시켜 흡입구(15a)의 제2 흡입 압력과 브러시 모터(150)의 제2 부하를 결정할 수 있다. 제어부(300)는 2차원 좌표 평면에서 제2 흡입 압력과 제2 부하에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 청소면의 유형을 식별할 수 있다.

기준 계수 테이블의 선택에 브러시 모터(150)의 회전 속도가 반영된 경우, 제어부(300)는 선택된 기준 계수 테이블을 이용하여 3차원 좌표 공간에서 복수의 초평면들에 관한 복수의 평면 방정식들을 결정할 수 있다. 제어부(300)는 흡입 헤드(15)가 청소면에 접촉한 제2 상태에서, 브러시 모터(150)와 흡입 모터(160)를 구동시켜 흡입구(15a)의 제2 흡입 압력, 브러시 모터(150)의 제2 부하 및 브러시 모터(150)의 제2 회전 속도를 결정할 수 있다. 제어부(300)는 3차원 좌표 공간에서 제2 흡입 압력, 제2 부하 및 제2 회전 속도에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 청소면의 유형을 식별할 수 있다.

이와 같이, 개시된 진공 청소기(1a)는 현재 상태 및/또는 현재 성능을 스스로 진단하고, 현재 상태 및/또는 현재 성능에 따라 초평면 방정식을 결정하는 기준 계수 테이블을 변경할 수 있다. 청소면의 유형을 식별하는데 기준이 되는 초평면이 진공 청소기(1a)의 성능 변화에 따라 적절히 변경되므로, 청소면이 잘못 식별되는 문제가 일어나지 않을 수 있다.

도 5는 2차원 좌표계에서 초평면(hyperplane)을 이용하여 청소면의 유형을 구별하는 예를 도시한다.

도 5의 그래프(500)를 참조하면, 제어부(300)는 메모리(320)에 저장된 복수의 계수 테이블들 중에서 선택되는 기준 계수 테이블을 이용하여 복수의 초평면들에 관한 복수의 선형 방정식들을 결정할 수 있다. 예를 들면, 제1 초평면(510), 제2 초평면(520) 및 제3 초평면(530)이 결정될 수 있다. 제1 초평면(510), 제2 초평면(520) 및 제3 초평면(530)은 서로 다른 선형 방정식에 의해 정해질 수 있다. 제1 초평면(510), 제2 초평면(520) 및 제3 초평면(530)에 의해 좌표 평면이 제1 영역(ⓐ), 제2 영역(ⓑ), 제3 영역(ⓒ) 및 제4 영역(ⓓ)으로 구분될 수 있다.

진공 청소기(1a)의 제어부(300)는 청소 동작 중 획득되는 흡입 압력 값들과 브러시 모터(150)의 부하 값들이 좌표 평면에서 어디에 위치하는지를 식별함으로써 현재 청소 중인 청소면의 유형을 식별할 수 있다. x축의 변수를 흡입 압력으로 하고, y축의 변수를 브러시 모터(150)의 부하(예를 들면, 소비 전력)로 하면, 흡입 압력 값들과 브러시 모터(150)의 부하 값들에 대응하는 복수의 점들의 위치가 2차원 좌표 평면에서 결정될 수 있다.

흡입 압력과 브러시 모터(150)의 부하(예: 소비 전력)는 흡입 헤드(15)가 접촉하는 청소면의 유형에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 청소면이 매트(Mat)일 때 흡입 압력의 절대값이 가장 크게 측정될 수 있고, 진공 청소기(1a)가 청소면으로부터 떨어진 리프트 상태일 때 흡입 압력의 절대값이 가장 작게 측정될 수 있다. 매트, 단단한 바닥, 카펫 순서로 흡입 압력의 절대값이 작아질 수 있으나, 흡입 압력의 변화는 예시된 것으로 제한되지 않는다.

브러시 모터(150)의 부하(예: 소비 전력)는 청소면에 의해 브러시(151)에 가해지는 저항이 커질수록 증가할 수 있다. 예를 들면, 브러시 모터(150)의 부하는 긴 모를 갖는 카펫에서 크게 측정될 수 있다. 카펫, 매트, 단단한 바닥 순서로 브러시 모터(150)의 부하가 작아질 수 있으나, 부하의 변화도 예시된 것으로 제한되지 않는다. 흡입 헤드(15)가 청소면으로부터 떨어져 있는 리프트 상태의 경우, 브러시 모터(150)의 출력과 흡입 모터(160)의 출력이 가장 작게 조절되므로, 흡입 압력과 브러시 모터(150)의 부하가 가장 작게 측정될 수 있다.

복수의 초평면들에 의해 구분된 영역들 각각은 서로 다른 청소면에 대응할 수 있다. 예를 들면, 제1 영역(ⓐ)은 단단한 바닥(Hard floor)에 대응하고, 제2 영역(ⓑ)은 매트(Mat)에 대응하고, 제3 영역(ⓒ)은 카펫(Carpet)에 대응하며, 제4 영역(ⓓ)은 리프트 상태에 대응할 수 있다.

진공 청소기(1a)의 청소 동작 중 획득되는 흡입 압력 데이터와 브러시 모터(150)의 부하 데이터는 '구동 데이터'로 호칭될 수 있다. 제어부(300)는 제1 영역(ⓐ)에 위치하는 제1 구동 데이터들(D1)이 획득되면, 청소면을 단단한 바닥으로 식별할 수 있다. 제어부(300)는 제2 영역(ⓑ)에 위치하는 제2 구동 데이터들(D2)이 획득되면, 청소면을 매트로 식별할 수 있다. 제어부(300)는 제3 영역(ⓒ)에 위치하는 제3 구동 데이터들(D3)이 획득되면, 청소면을 카펫으로 식별할 수 있다. 제어부(300)는 제4 영역(ⓓ)에 위치하는 제4 구동 데이터들(D4)이 획득되면, 리프트 상태로 식별할 수 있다.

다시 말해, 구동 데이터에 대응하는 점이 제1 초평면(510)의 위 또는 아래, 제2 초평면(520)의 위 또는 아래, 제3 초평면(530)의 위 또는 아래에 위치하는지 여부에 따라 청소면의 유형이 다르게 식별될 수 있다. 2차원 좌표계에서 선형 방정식(예: a*x+b*y+c=0)으로 결정되는 초평면 방정식에 x값인 흡입 압력과 y값인 브러시 모터(150)의 부하를 입력하면, 양의 값 또는 음의 값이 획득될 수 있다. 양의 값이 획득되는 경우 구동 데이터에 대응하는 점이 초평면의 위에 위치하는 것으로 결정될 수 있다. 음의 값이 획득되는 경우 구동 데이터에 대응하는 점이 초평면의 아래에 위치하는 것으로 결정될 수 있다.

도 6은 3차원 좌표계에서 초평면을 이용하여 청소면의 유형을 구별하는 예를 도시한다.

도 6의 그래프(600)를 참조하면, 제어부(300)는 메모리(320)에 저장된 복수의 계수 테이블들 중에서 선택되는 기준 계수 테이블을 이용하여 복수의 초평면들에 관한 복수의 평면 방정식들을 결정할 수 있다. 예를 들면, 제4 초평면(610), 제5 초평면(620) 및 제6 초평면(630)이 결정될 수 있다. 제4 초평면(610), 제5 초평면(620) 및 제6 초평면(630)은 서로 다른 평면 방정식에 의해 결정될 수 있다.

3차원 좌표계에서 x축의 변수를 흡입 압력으로 하고, y축의 변수를 브러시 모터(150)의 부하로 하고, z축의 변수를 브러시 모터(150)의 회전 속도로 하면, 청소 동작 중 획득되는 흡입 압력 값들, 브러시 모터(150)의 복수의 부하 값들 및 브러시 모터(150)의 회전 속도 값들에 대응하는 복수의 점들의 위치가 3차원 좌표 공간에서 결정될 수 있다.

전술된 바와 같이, 흡입 압력과 브러시 모터(150)의 부하는 브러시(151)가 접촉하는 청소면의 유형에 따라 달라질 수 있다. 브러시 모터(150)의 회전 속도도 청소면의 유형에 따라 달라질 수 있다. 브러시 모터(150)의 회전 속도는 청소면에 의해 브러시(151)에 가해지는 저항이 커질수록 감소할 수 있다. 예를 들면, 브러시 모터(150)의 회전 속도는 매트, 단단한 바닥, 카펫 순서로 감소할 수 있으나, 예시된 것으로 제한되지 않는다. 흡입 헤드(15)가 청소면으로부터 떨어져 있는 리프트 상태의 경우, 브러시 모터(150)의 출력과 흡입 모터(160)의 출력이 가장 작게 조절되므로, 브러시 모터(150)의 회전 속도가 가장 작게 측정될 수 있다.

진공 청소기(1a)의 청소 동작 중 획득되는 흡입 압력 데이터, 브러시 모터(150)의 부하 데이터 및 브러시 모터(150)의 회전 속도 데이터는 '구동 데이터'로 호칭될 수 있다. 구동 데이터에 대응하는 점이 제4 초평면(610)의 위 또는 아래, 제5 초평면(620)의 위 또는 아래, 제6 초평면(630)의 위 또는 아래에 위치하는지 여부에 따라 청소면의 유형이 다르게 식별될 수 있다.

3차원 좌표계에서 평면 방정식(예: d*x+e*y+f*z+g=0)으로 결정되는 초평면 방정식에 x값인 흡입 압력과 y값인 브러시 모터(150)의 부하 및 z값인 브러시 모터(150)의 회전 속도를 입력하면, 양의 값 또는 음의 값이 획득될 수 있다. 양의 값이 획득되는 경우 구동 데이터에 대응하는 점이 초평면의 위에 위치하는 것으로 결정될 수 있다. 음의 값이 획득되는 경우 구동 데이터에 대응하는 점이 초평면의 아래에 위치하는 것으로 결정될 수 있다. 즉, 좌표 공간에서 구동 데이터에 대응하는 점의 위치에 기초하여 청소면의 유형이 결정될 수 있다. 3차원 좌표계에서는 청소면의 구별을 위한 인자가 추가되므로, 청소면의 구별이 2차원 좌표계에서보다 더 정확하게 이루어질 수 있다.

도 7은 청소면의 유형에 따라 흡입 모터의 출력 또는 브러시 모터의 출력 중 적어도 하나가 조절되는 예를 설명하는 표이다.

도 7의 표(700)를 참조하면, 진공 청소기(1a)의 제어부(300)는 식별된 청소면의 유형에 기초하여 흡입 모터(160)의 출력 또는 브러시 모터(150)의 출력 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 예를 들면, 청소면이 단단한 바닥(Hard floor)으로 식별되는 경우, 흡입 모터(160)의 출력은 기준 출력으로 조절될 수 있다. 청소면이 카펫(Carpet)으로 식별되는 경우, 흡입 모터(160)의 출력은 기준 출력 보다 크게 조절될 수 있다. 청소면이 매트(Mat)로 식별되는 경우, 흡입 모터(160)의 출력은 기준 출력보다 작게 조절할 수 있다. 흡입 헤드(15)가 공중에 위치하는 상태, 즉, 리프트(Lift) 상태로 식별되는 경우, 흡입 모터(160)의 출력이 최소화될 수 있다.

또한, 브러시 모터(150)의 출력도 단단한 바닥(Hard floor)에서 기준 출력으로 조절되고, 카펫에서 기준 출력보다 크게 조절되며, 매트(Mat)에서 기준 출력보다 작게 조절되고, 리프트 상태에서 최소로 조절될 수 있다.

브러시 모터(150)의 출력 조절과 흡입 모터(160)의 출력 조절은 예시된 것으로 제한되지 않는다. 브러시 모터(150)의 출력과 흡입 모터(160)의 출력은 서로 다르게 조절될 수도 있다. 또한, 브러시 모터(150)와 흡입 모터(160)는 예시된 청소면에서 다른 출력으로 동작하도록 제어될 수도 있다.

도 8은 진공 청소기의 노후화로 인해 청소면의 유형이 잘못 식별되는 예를 설명하기 위한 그래프이다.

전술한 바와 같이, 진공 청소기(1a)의 노후화 됨에 따라 동일 청소면에 대한 흡입 압력, 브러시 모터(150)의 부하 및/또는 브러시 모터(150)의 회전 속도가 변화할 수 있다. 예를 들면, 브러시(151)가 마모된 경우 청소면과 마찰이 감소하여 브러시 모터(150)의 소비 전력이 감소할 수 있고 브러시 모터(150)의 회전 속도가 증가할 수 있다. 흡입 모터(160)의 성능이 저하된 경우 흡입 압력의 감소를 야기할 수 있다. 이러한 변화를 반영하지 못하면 청소면의 유형이 잘못 식별되는 문제가 발생할 수 있다.

도 8의 그래프(800)를 참조하면, 새제품인 진공 청소기(1a)가 단단한 바닥(Hard floor)을 청소하는 동안 획득되는 흡입 압력 값들과 브러시 모터(150)의 부하 값들에 대응하는 점들은 제1 초평면(510)과 제2 초평면(520) 사이에 위치할 수 있다. 그런데 진공 청소기(1a)가 노후화 됨에 따라, 단단한 바닥(Hard floor)을 청소하는 동안 제2 초평면(520)의 위에 위치하는 점들이 획득될 수 있다. 제2 초평면(520)의 위에 위치하는 일부 점들에 대응하는 흡입 압력 값들과 브러시 모터(150)의 부하 값들은 제1 간섭 데이터(Do1)로 호칭될 수 있다. 제1 간섭 데이터(Do1)로 인해, 진공 청소기(1a)가 실제로 청소 중인 청소면은 단단한 바닥임에도 불구하고, 제어부(300)는 일시적으로 청소면을 카펫으로 잘못 식별할 수 있다.

또한, 진공 청소기(1a)가 카펫을 청소하는 동안 획득되는 흡입 압력 값들과 브러시 모터(150)의 부하 값들에 대응하는 점들은 제2 초평면(520)과 제3 초평면(530) 사이에 위치할 수 있다. 그런데 진공 청소기(1a)가 노후화 됨에 따라, 카펫을 청소하는 동안 제3 초평면(530) 아래에 위치하는 일부 점들이 획득될 수 있다. 제3 초평면(530) 아래에 위치하는 점들에 대응하는 흡입 압력 값들과 브러시 모터(150)의 부하 값들은 제2 간섭 데이터(Do2)로 호칭될 수 있다. 제2 간섭 데이터(Do2)로 인해, 진공 청소기(1a)가 실제로 청소 중인 청소면은 카펫임에도 불구하고, 제어부(300)는 진공 청소기(1a)가 일시적으로 리프트 상태에 있는 것으로 잘못 식별할 수 있다. 이 경우, 소비자에게 제품 고장의 오해를 야기할 수 있고, 청소 성능과 배터리 성능에도 악영향을 미칠 수 있다.

이러한 문제들을 해소하기 위해, 개시된 진공 청소기(1a)는 메모리(320)에 저장된 복수의 계수 테이블들 중 진공 청소기(1a)의 현재 상태에 대응하는 계수 테이블을 선택함으로써 초평면을 용이하게 변경할 수 있다.

도 9와 도 10은 2차원 좌표계의 초평면 방정식에 관한 복수의 계수 테이블들을 예시한다. 도 11은 3차원 좌표계의 초평면 방정식에 관한 계수 테이블을 예시한다.

진공 청소기(1a)의 메모리(320)에는 청소면의 유형을 식별하는데 이용되는 초평면 방정식의 계수들을 포함하는 복수의 계수 테이블들이 저장되어 있다. 복수의 계수 테이블들 각각은 2차원 좌표계의 초평면 방정식 또는 3차원 좌표계의 초평면 방정식에 관한 계수들을 포함한다.

2차원 좌표계의 초평면에 관한 계수 테이블은 브러시 모터(150)의 부하 및 흡입구(15a)의 흡입 압력을 변수로 갖는 복수의 직선 방정식들 각각의 계수들을 포함할 수 있다. 3차원 좌표계의 초평면에 관한 계수 테이블은 브러시 모터(150)의 부하, 흡입구(15a)의 흡입 압력 및 브러시 모터(150)의 회전 속도를 변수로 갖는 복수의 평면 방정식들 각각의 계수들을 포함할 수 있다.

진공 청소기(1a)의 제어부(300)는 복수의 계수 테이블들 중 진공 청소기(1a)의 현재 상태에 대응하는 계수 테이블을 기준 계수 테이블로 선택할 수 있다. 제어부(300)는 진공 청소기(1a)의 흡입 헤드(15)가 청소면으로부터 떨어져 있는 제1 상태(즉, 리프트 상태)에서 흡입 모터(160)와 브러시 모터(150)를 구동시킬 수 있다. 흡입 모터(160)와 브러시 모터(150)의 구동에 따라 흡입구(15a)의 제1 흡입 압력, 브러시 모터(150)의 제1 부하가 결정될 수 있고, 브러시 모터(150)의 제1 회전 속도도 결정될 수 있다.

제어부(300)는 제1 상태에서 획득된 제1 흡입 압력과 제1 부하에 대응하는 2차원 좌표계의 계수 테이블을 기준 계수 테이블로 결정할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 제1 상태에서 획득된 제1 흡입 압력, 제1 부하 및 제1 회전 속도에 대응하는 3차원 좌표계의 계수 테이블을 기준 계수 테이블로 결정할 수도 있다.

도 9를 참조하면, 제1 상태(즉, 리프트 상태)에서 획득된 브러시 모터(150)의 제1 부하 값이 L1[W]이고, 제1 흡입 압력 값이 P1[Pa]인 경우, 제1 부하 값 및 제1 흡입 압력 값과 동일한 값들을 포함하는 제1 계수 테이블(900)이 기준 계수 테이블로 선택될 수 있다. 제1 상태에서 획득된 브러시 모터(150)의 제1 부하 값이 L1[W]에 가장 가까운 경우 및/또는 제1 흡입 압력 값이 P1[Pa]에 가장 가까운 경우에도 제1 계수 테이블(900)이 기준 계수 테이블로 선택될 수 있다.

제1 계수 테이블(900)이 선택되는 경우, 도 5에서 설명된 제1 초평면(510)의 제1 직선 방정식은 a1*x+b1*y+c1=0으로 결정되고, 제2 초평면(520)의 제2 직선 방정식은 a2*x+b2*y+c2=0으로 결정되며, 제3 초평면(530)의 제3 직선 방정식은 a3*x+b3*y+c3=0으로 결정될 수 있다. 제1 계수 테이블(900)에 나타난 각 계수의 수치는 예시된 것으로 제한되지 않는다.

도 10을 참조하면, 제1 상태(즉, 리프트 상태)에서 획득된 브러시 모터(150)의 제1 부하 값이 L2[W]이고, 제1 흡입 압력 값이 P2[Pa]인 경우, 제1 부하 값 및 제1 흡입 압력 값과 동일한 값들을 포함하는 제2 계수 테이블(1000)이 기준 계수 테이블로 선택될 수 있다. 제1 상태에서 획득된 브러시 모터(150)의 제1 부하 값이 L2[W]에 가장 가까운 경우 및/또는 제1 흡입 압력 값이 P2[Pa]에 가장 가까운 경우에도 제2 계수 테이블(1000)이 기준 계수 테이블로 선택될 수 있다.

제2 계수 테이블(1000)이 선택되는 경우, 도 5에서 설명된 제1 초평면(510)의 제1 방정식은 a4*x+b4*y+c4=0으로 결정되고, 제2 초평면(520)의 제2 방정식은 a5*x+b5*y+c5=0으로 결정되며, 제3 초평면(530)의 제3 방정식은 a6*x+b7*y+c7=0으로 결정될 수 있다. 제2 계수 테이블(1000)에 나타난 각 계수의 수치는 예시된 것으로 제한되지 않는다.

그런데, 제1 상태에서 획득된 제1 부하 및 제1 흡입 압력과 매칭되는 계수 테이블이 존재하지 않을 수도 있다. 이 경우, 제어부(300)는 복수의 계수 테이블들 중 제1 흡입 압력 및 제1 부하 각각의 미리 정해진 오차 범위 내의 값들을 포함하는 복수의 후보 테이블들을 선택하고, 복수의 후보 테이블들을 선형 보간함으로써 기준 계수 테이블을 결정할 수도 있다.

예를 들면, 제1 상태에서 획득된 브러시 모터(150)의 제1 부하 값이 L1과 L2의 중간값인 Lm이고, 제1 흡입 압력 값이 P1과 P2의 중간값인 Pm일 수 있다. 제1 부하 값 Lm은 제1 계수 테이블(900)의 부하 L1보다 크고, 제2 계수 테이블(1000)의 부하 L2보다 작을 수 있다. 제1 흡입 압력 Pm은 제1 계수 테이블(900)의 흡입 압력 P1보다 크고, 제2 계수 테이블(1000)의 흡입 압력 P2보다 작을 수 있다. 또한, L1, L2 각각은 제1 부하 값 Lm의 오차 범위 내에 있는 값이고, P1, P2 각각은 제1 흡입 압력 값 Pm의 오차 범위 내에 있는 값일 수 있다.

제어부(300)는 제1 계수 테이블(900)과 제2 계수 테이블(1000)을 후보 테이블들로 선택하고, 제1 계수 테이블(900)과 제2 계수 테이블(1000)을 선형 보간함으로써 초평면 방정식의 계수들을 결정할 수 있다. 예를 들면, 선형 보간은 제1 계수 테이블(900)의 계수 값들과 제2 계수 테이블(1000)의 계수 값들의 평균값을 산출하는 것일 수 있다. 선형 보간 방법은 예시된 것으로 제한되지 않으며, 다양한 선형 보간 방법이 사용될 수 있다.

도 11을 참조하면, 제1 상태(리프트 상태)에서 획득된 브러시 모터(150)의 제1 부하 값이 L3[W]이고, 제1 흡입 압력 값이 P3[Pa]이며, 브러시 모터(150)의 제1 회전 속도 값이 V1[RPM] 경우, 제1 부하 값, 제1 흡입 압력 값 및 제1 회전 속도 값과 동일한 값들을 포함하는 제3 계수 테이블(1100)이 기준 계수 테이블로 선택될 수 있다. 제1 상태에서 획득된 브러시 모터(150)의 제1 부하 값이 L3[W]에 가장 가까운 경우, 제1 흡입 압력 값이 P3[Pa]에 가장 가까운 경우 및/또는 제1 회전 속도 값이 V1[RPM]에 가장 가까운 경우에도 제3 계수 테이블(1100)이 기준 계수 테이블로 선택될 수 있다.

제3 계수 테이블(1100)이 선택되는 경우, 도 6에서 설명된 제4 초평면(610)의 제4 방정식은 d1*x+e1*y+f1*z+g1=0으로 결정되고, 제5 초평면(620)의 제5 방정식은 d2*x+e2*y+f2*z+g2=0으로 결정되며, 제6 초평면(630)의 제6 방정식은 d3*x+e3*y+f3*z+g3=0으로 결정될 수 있다.

또한, 제1 상태에서 획득된 제1 부하, 제1 흡입 압력 및 제1 회전 속도와 매칭되는 계수 테이블이 존재하지 않는 경우, 제어부(300)는 복수의 계수 테이블들 중 제1 흡입 압력, 제1 부하 및 제1 회전 속도 각각의 미리 정해진 오차 범위 내의 값들을 포함하는 복수의 후보 테이블들을 선택하고, 복수의 후보 테이블들을 선형 보간함으로써 기준 계수 테이블을 결정할 수도 있다.

계수 테이블은 도 9 내지 도 11에 예시된 것으로 제한되지 않는다. 메모리(320)에는 다양한 흡입 압력 값들, 다양한 부하 값들 및 다양한 회전 속도 값들에 대응하는 복수의 계수 테이블들이 저장될 수 있다.

도 12는 기준 계수 테이블의 변경에 따라 초평면이 변경되는 예를 나타내는 그래프이다.

도 12의 그래프(1200)를 참조하면, 진공 청소기(1a)의 제어부(300)는 초평면을 결정하는 기준 계수 테이블을 변경함으로써 초평면을 변경할 수 있다. 기준 계수 테이블의 변경에 의해, 기존의 제2 초평면(520)이 신규 제2 초평면(521)로 변경될 수 있고, 기존의 제3 초평면(530)이 신규 제3 초평면(531)로 변경될 수 있다. 제1 초평면(510)은 기존의 것으로 유지될 수 있다. 초평면의 변경을 통해, 동일한 청소면에 관한 흡입 압력과 브러시 모터(150)의 부하가 변하더라도, 청소면의 유형이 올바르게 식별될 수 있다.

도 13은 일 실시예에 따른 청소 장치의 제어 방법을 설명하는 순서도이다. 도 14는 도 13에서 설명된 청소 장치의 제어 방법을 더 상세히 설명하는 순서도이다.

도 13을 참조하면, 진공 청소기(1a)의 제어부(300)는, 흡입 헤드(15)가 청소면으로부터 떨어져 있는 제1 상태에서 결정되는 흡입구(15a)의 제1 흡입 압력과 브러시 모터(150)의 제1 부하에 기초하여 기준 계수 테이블을 선택할 수 있다(1301). 이후 제어부(300)는 흡입 헤드(15)가 청소면에 접촉한 제2 상태에서 브러시 모터(150)와 흡입 모터(160)를 구동시키고, 흡입구(15a)의 제2 흡입 압력, 브러시 모터(150)의 제2 부하 및 선택된 기준 계수 테이블에 기초하여 청소면의 유형을 식별할 수 있다(1302). 제어부(300)는 식별된 청소면의 유형에 기초하여 흡입 모터(160)의 출력 및/또는 브러시 모터(150)의 출력을 조절할 수 있다(1303).

도 14를 참조하면, 진공 청소기(1a)의 제어부(300)는, 흡입 헤드(15)가 청소면으로부터 떨어져 있는 제1 상태에서 진단 모드로 진입할 수 있다(1401). 제어부(300)는 제1 상태에서 사용자 인터페이스(180)를 통해 진단 모드로 진입을 위한 사용자 입력이 획득되거나, 진공 청소기(1a)와 도킹 스테이션(1b)의 결합을 식별함에 따라 진단 모드로 진입할 수 있다.

제어부(300)는 제1 상태에서 흡입 모터(160)와 브러시 모터(150)를 구동시켜 흡입구(15a)의 제1 흡입 압력과 브러시 모터(150)의 제1 부하를 결정할 수 있다(1402). 제어부(300)는, 메모리(320)에 저장된 복수의 계수 테이블들 중, 제1 흡입 압력 및 제1 부하에 대응하는 기준 계수 테이블을 선택할 수 있다(1403). 제어부(300)는 선택된 기준 계수 테이블을 이용하여 2차원 좌표 평면에서 복수의 초평면들에 관한 복수의 선형 방정식들을 결정할 수 있다(1404).

이후, 제어부(300)는 흡입 헤드(15)가 청소면에 접촉한 제2 상태에서, 브러시 모터(150)와 흡입 모터(160)를 구동시켜 흡입구(15a)의 제2 흡입 압력과 브러시 모터(150)의 제2 부하를 결정할 수 있다. 제어부(300)는 2차원 좌표 평면에서 제2 흡입 압력과 제2 부하에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 청소면의 유형을 식별할 수 있다(1405). 제어부(300)는 식별된 청소면의 유형에 기초하여 흡입 모터(160)의 출력 및/또는 브러시 모터(150)의 출력을 조절할 수 있다(1406).

도 15는 도 13으로부터 확장된 추가적 실시예에 따른 청소 장치의 제어 방법을 설명하는 순서도이다. 도 16은 도 15에서 설명된 청소 장치의 제어 방법을 더 상세히 설명하는 순서도이다.

도 15를 참조하면, 진공 청소기(1a)의 제어부(300)는, 흡입 헤드(15)가 청소면으로부터 떨어져 있는 제1 상태에서 결정되는 흡입구(15a)의 제1 흡입 압력, 브러시 모터(150)의 제1 부하 및 브러시 모터(150)의 제1 회전 속도에 기초하여 기준 계수 테이블을 선택할 수 있다(1501). 이후 제어부(300)는 흡입 헤드(15)가 청소면에 접촉한 제2 상태에서 브러시 모터(150)와 흡입 모터(160)를 구동시키고, 흡입구(15a)의 제2 흡입 압력, 브러시 모터(150)의 제2 부하, 브러시 모터(150)의 제2 회전 속도 및 선택된 기준 계수 테이블에 기초하여 청소면의 유형을 식별할 수 있다(1502). 제어부(300)는 식별된 청소면의 유형에 기초하여 흡입 모터(160)의 출력 및/또는 브러시 모터(150)의 출력을 조절할 수 있다(1503).

도 16을 참조하면, 진공 청소기(1a)의 제어부(300)는, 흡입 헤드(15)가 청소면으로부터 떨어져 있는 제1 상태에서 진단 모드로 진입할 수 있다(1601). 제어부(300)는 제1 상태에서 사용자 인터페이스(180)를 통해 진단 모드로 진입을 위한 사용자 입력이 획득되거나, 진공 청소기(1a)와 도킹 스테이션(1b)의 결합을 식별함에 따라 진단 모드로 진입할 수 있다.

제어부(300)는 제1 상태에서 흡입 모터(160)와 브러시 모터(150)를 구동시켜 흡입구(15a)의 제1 흡입 압력, 브러시 모터(150)의 제1 부하 및 브러시 모터(150)의 제1 회전 속도를 결정할 수 있다(1602). 제어부(300)는, 메모리(320)에 저장된 복수의 계수 테이블들 중, 제1 흡입 압력, 제1 부하 및 제1 회전 속도에 대응하는 기준 계수 테이블을 선택할 수 있다(1603). 제어부(300)는 선택된 기준 계수 테이블을 이용하여 3차원 좌표 공간에서 복수의 초평면들에 관한 복수의 평면 방정식들을 결정할 수 있다(1604).

이후, 제어부(300)는 흡입 헤드(15)가 청소면에 접촉한 제2 상태에서, 브러시 모터(150)와 흡입 모터(160)를 구동시켜 흡입구(15a)의 제2 흡입 압력, 브러시 모터(150)의 제2 부하 및 브러시 모터(150)의 제2 회전 속도를 결정할 수 있다. 제어부(300)는 3차원 좌표 공간에서 제2 흡입 압력, 제2 부하 및 제2 회전 속도에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 청소면의 유형을 식별할 수 있다(1605). 제어부(300)는 식별된 청소면의 유형에 기초하여 흡입 모터(160)의 출력 및/또는 브러시 모터(150)의 출력을 조절할 수 있다(1606).

한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 저장매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다.

기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

1: 청소 장치
1a: 진공 청소기
1b: 도킹 스테이션
10: 본체
15: 흡입 헤드
110: 압력 센서
120: 전류 센서
130: 전압 센서
140: 위치 센서
150: 브러시 모터
160: 흡입 모터
300: 제어부

Claims

본체 내에 마련되고, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터;
연장관을 통해 상기 흡입 모터와 연결되고, 이물질이 흡입되는 흡입구를 포함하는 흡입 헤드;
상기 흡입 헤드 내부에 회전 가능하게 마련되는 브러시;
상기 브러시를 회전시키는 브러시 모터;
상기 흡입구의 흡입 압력을 검출하는 압력 센서;
청소면의 유형을 결정하기 위한 초평면 방정식의 계수를 포함하는 복수의 계수 테이블들을 저장하는 메모리; 및
상기 흡입 모터, 상기 브러시 모터, 상기 압력 센서 및 상기 메모리를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는
상기 흡입 헤드가 상기 청소면으로부터 떨어진 제1 상태에서, 상기 흡입구의 제1 흡입 압력 및 상기 브러시 모터의 제1 부하에 대응하는 기준 계수 테이블을 선택하고,
상기 흡입 헤드가 상기 청소면에 접촉한 제2 상태에서, 상기 흡입구의 제2 흡입 압력, 상기 브러시 모터의 제2 부하 및 상기 기준 계수 테이블에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별하고,
상기 식별된 청소면의 유형에 기초하여 상기 흡입 모터의 출력 또는 상기 브러시 모터의 출력 중 적어도 하나를 조절하는 청소 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 기준 계수 테이블을 이용하여 2차원 좌표 평면에서 복수의 초평면들에 관한 복수의 선형 방정식들을 결정하고,
상기 2차원 좌표 평면에서 상기 제2 흡입 압력과 상기 브러시 모터의 제2 부하에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별하는 청소 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 상태에서 획득되는 상기 브러시 모터의 제1 회전 속도에 더 대응하는 상기 기준 계수 테이블을 선택하고,
상기 제2 상태에서 획득되는 상기 브러시 모터의 제2 회전 속도에 더 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별하는 청소 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는
상기 기준 계수 테이블을 이용하여 3차원 좌표 공간에서 복수의 초평면들에 관한 복수의 평면 방정식들을 결정하고,
상기 3차원 좌표 공간에서 상기 제2 흡입 압력, 상기 제2 부하 및 상기 제2 회전 속도에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별하는 청소 장치.
제1항에 있어서,
사용자 입력을 획득하는 사용자 인터페이스;를 더 포함하고,
상기 제어부는
상기 제1 상태에서 진단 모드로 진입을 위한 상기 사용자 입력이 획득됨에 응답하여, 상기 흡입 모터와 상기 브러시 모터를 구동시켜 상기 제1 흡입 압력과 상기 제1 부하를 결정하는 청소 장치.
제1항에 있어서,
상기 본체와 결합 가능한 도킹 스테이션;을 더 포함하고,
상기 제어부는
상기 본체가 상기 도킹 스테이션에 결합되고 진단 모드로 진입함에 기초하여, 상기 흡입 모터와 상기 브러시 모터를 구동시켜 상기 제1 흡입 압력과 상기 제1 부하를 결정하는 청소 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력과 상기 제1 부하와 동일한 값들을 포함하는 계수 테이블을 상기 기준 계수 테이블로 선택하는 청소 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력과 상기 제1 부하에 가장 가까운 값들을 포함하는 계수 테이블을 상기 기준 계수 테이블로 선택하는 청소 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력 및 상기 제1 부하 각각의 미리 정해진 오차 범위 내의 값들을 포함하는 복수의 후보 테이블들을 선택하고,
상기 복수의 후보 테이블들을 선형 보간함으로써 상기 기준 계수 테이블을 결정하는 청소 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 브러시 모터에 인가되는 전류 또는 상기 브러시 모터의 소비 전력에 기초하여 상기 브러시 모터의 상기 제1 부하 또는 상기 제2 부하를 결정하는 청소 장치.
흡입 헤드가 청소면으로부터 떨어진 제1 상태에서, 흡입 모터와 브러시 모터를 구동시켜 상기 흡입 헤드에 포함된 흡입구의 제1 흡입 압력 및 상기 브러시 모터의 제1 부하를 결정하고;
메모리에 저장된 초평면 방정식에 관한 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력 및 상기 브러시 모터의 제1 부하에 대응하는 기준 계수 테이블을 선택하고;
상기 흡입 헤드가 상기 청소면에 접촉한 제2 상태에서, 상기 흡입 모터와 상기 브러시 모터를 구동시켜 상기 흡입구의 제2 흡입 압력 및 상기 브러시 모터의 제2 부하를 결정하고;
상기 흡입구의 제2 흡입 압력, 상기 브러시 모터의 제2 부하 및 상기 기준 계수 테이블에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별하고;
상기 식별된 청소면의 유형에 기초하여 상기 흡입 모터의 출력 또는 상기 브러시 모터의 출력 중 적어도 하나를 조절하는 것;을 포함하는 청소 장치의 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 청소면의 유형을 식별하는 것은,
상기 기준 계수 테이블을 이용하여 2차원 좌표 평면에서 복수의 초평면들에 관한 복수의 선형 방정식들을 결정하고;
상기 2차원 좌표 평면에서 상기 제2 흡입 압력과 상기 브러시 모터의 제2 부하에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별하는 것;을 포함하는 청소 장치의 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 기준 계수 테이블을 선택하는 것은,
상기 제1 상태에서 획득되는 상기 브러시 모터의 제1 회전 속도에 더 기초하여 수행되고,
상기 청소면의 유형을 식별하는 것은,
상기 제2 상태에서 획득되는 상기 브러시 모터의 제2 회전 속도에 더 기초하여 수행되는 청소 장치의 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 청소면의 유형을 식별하는 것은,
상기 기준 계수 테이블을 이용하여 3차원 좌표 공간에서 복수의 초평면들에 관한 복수의 평면 방정식들을 결정하고;
상기 3차원 좌표 공간에서 상기 제2 흡입 압력, 상기 제2 부하 및 상기 제2 회전 속도에 대응하는 좌표의 위치에 기초하여 상기 청소면의 유형을 식별하는 것;을 포함하는 청소 장치의 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 제1 상태에서 상기 흡입 모터와 상기 브러시 모터의 구동은,
사용자 인터페이스를 통해 진단 모드로 진입을 위한 사용자 입력이 획득됨에 응답하여 수행되는 청소 장치의 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 제1 상태에서 상기 흡입 모터와 상기 브러시 모터의 구동은,
진공 청소기의 본체가 도킹 스테이션에 결합되고 진단 모드로 진입함에 기초하여 수행되는 청소 장치의 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 기준 계수 테이블은
상기 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력과 상기 제1 부하와 동일한 값들을 포함하는 계수 테이블인, 청소 장치의 제어 방법.
제16항에 있어서,
상기 기준 계수 테이블은
상기 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력과 상기 제1 부하에 가장 가까운 값들을 포함하는 계수 테이블인, 청소 장치의 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 기준 계수 테이블을 선택하는 것은
상기 복수의 계수 테이블들 중 상기 제1 흡입 압력 및 상기 제1 부하 각각의 미리 정해진 오차 범위 내의 값들을 포함하는 복수의 후보 테이블들을 선택하고;
상기 복수의 후보 테이블들을 선형 보간함으로써 상기 기준 계수 테이블을 결정하는 것;을 포함하는 청소 장치의 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 브러시 모터의 상기 제1 부하 또는 상기 제2 부하는
상기 브러시 모터에 인가되는 전류 또는 상기 브러시 모터의 소비 전력에 기초하여 결정되는 청소 장치의 제어 방법.