KR930008369B1 - Control circuit and control process for vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 도는 진공청소기에 설치된 먼지량 검출수단을 보인 단면도,1 is a cross-sectional view showing the amount of dust detection means installed in the vacuum cleaner,
제 2 도는 종래의 제어회로도,2 is a conventional control circuit diagram;
제 3 도는 본 발명을 적용시킨 진공청소기의 제어회로도,3 is a control circuit diagram of a vacuum cleaner to which the present invention is applied;
제 4 도는 제 3 도의 각부 출력파형도,4 is an output waveform diagram of each part of FIG.
제 5 도는 종래기술과 본 발명에 따른 먼지량 검출전압과 먼지감지범위를 나타내는 도표이다.5 is a diagram showing the dust detection voltage and the dust detection range according to the prior art and the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 먼지량 검출부 40, 60 : 제어부10: dust detection unit 40, 60: control unit
70 : 전류제어부 80 : 전압체크부70: current control unit 80: voltage check unit
BUF : 버퍼 COMP : 비교기BUF: Buffer COMP: Comparator
본 발명은 먼지량 검출수단을 구비한 진공청소기에 있어서, 사용기간이 경과함에 따라 먼지가 쌓여 먼지량 검출능력이 저하되는 것을 방지하고, 고장발생시 이를 판단하여 표시해주는 진공청소기의 제어회로 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum cleaner having a dust amount detecting means, which prevents dust from accumulating as the period of use deteriorates and deteriorates the dust amount detecting ability, and determines and displays it when a failure occurs. will be.
최근에 먼지량 검출수단을 구비하여 흡입되는 먼지량을 검출하고, 그에따라 자동으로 흡입 모터의 속도를 가변시키는 진공청소기가 개발되고 있다.Recently, a vacuum cleaner having a dust amount detecting means for detecting the amount of dust sucked and automatically changing the speed of the suction motor has been developed.
제 1 도는 이러한 진공청소기의 먼지유입통로에 설치된 먼지량 검출수단을 보이 예로서, 이 먼지량 검출수단은 적외선 발광소자(3)와 적외선 수광소자(4)로 구성되어 있으며, 먼지가 쌓이지 않도록 통로(1)의 양측 내벽에 서로 대향되게 설치되어 발광소자(3)에서 발사된 빛을 수광소자(4)에서 감지하게 되고, 먼지(2)가 흡입되면 빛이 차단되어 수광량이 작아지므로 먼지량에 따라 수광되는 빛의 양이 달라지게 된다.1 shows an example of the dust amount detecting means provided in the dust inflow passage of the vacuum cleaner. The dust amount detecting means is constituted by the infrared light emitting element 3 and the infrared light receiving element 4, and the passage 1 is used to prevent dust from accumulating. Installed on opposite inner walls of both sides to detect light emitted from the light emitting device 3 from the light receiving device 4, and when the dust 2 is sucked in, light is blocked and the amount of light received is reduced. The amount of light will be different.
제 2 도는 종래의 진공청소기의 제어회로도로서, 전술된 바와 같이 흡입되는 먼지량을 검출하는 먼지량 검출부(10)와, 먼지량 검출부(10)의 출력신호를 미분하여 구형파신호로 변환하는 미분회로(20)와, 미분회로(20)의 출력과 기준전압을 비교하여 미분신호를 안정된 펄스파형으로 정형하는 비교기(30)와, 비교기(30)의 출력펄스를 일정시간 동안 합산하여 흡입모터 구동부(50)를 제어하는 제어부(40)와, 제어부(40)의 제어에 따라 흡입모터의 속도를 가변시키는 흡입모터 구동부(50)로 구성되어 있다.2 is a control circuit diagram of a conventional vacuum cleaner, and as described above, a dust amount detector 10 for detecting the amount of dust to be sucked and a differential circuit 20 for differentiating an output signal of the dust amount detector 10 into a square wave signal. Comparing the output signal of the differential circuit 20 with the reference voltage to form a stable pulse waveform of the differential signal and the output pulse of the comparator 30 by adding the output pulse for a predetermined time to the suction motor driver 50 The control part 40 to control, and the suction motor drive part 50 which changes the speed of a suction motor according to control of the control part 40 are comprised.
이와 같이 구성된 종래의 제어회로는 발광소자(3)가 적외선을 방출하고 있는 상태에서 먼지가 유입되지 않을 경우에는 수광되는 빛의 양이 많으므로 수광소자(4)가 도통되어 출력전위는 낮아지게 되고, 흡입되는 먼지량이 많아질 수록 수광량이 작아지므로 수광소자(4)의 출력전위는 높아지게 된다.In the conventional control circuit configured as described above, when dust is not introduced while the light emitting device 3 emits infrared rays, the amount of light received is large, so that the light receiving device 4 is conducted so that the output potential is lowered. As the amount of dust sucked in increases, the light receiving amount decreases, so that the output potential of the light receiving element 4 increases.
상기와 같이 가변되는 수광소자(4)의 출력신호는 미분회로(20)로 인가되고, 미분회로(20)를 통과하면서 미분되어 구성파신호로 변환된다. 미분회로(20)에서 출력된 구형파신호는 비교기(30)를 거치면서 안정하게되어 반전된 상태로 제어부(40)로 출력되고, 제어부(40)에서는 입력되는 펄스의 수를 일정시간동안 계수하여 그 합산값에 따라 흡입모터의 속도를 위상제어하게되며, 흡입모터 구동부(50)에서는 먼지량이 많으면 흡입모터의 회전수를 크게하고, 먼지량이 적으면 흡입 모터의 회전수를 작게하여 청소기를 운전하게 된다.The output signal of the light receiving element 4, which is variable as described above, is applied to the differential circuit 20, is differentiated while passing through the differential circuit 20 is converted into a component wave signal. The square wave signal output from the differential circuit 20 is output to the controller 40 in a stable and inverted state through the comparator 30, and the controller 40 counts the number of input pulses for a predetermined time. The speed of the suction motor is phase-controlled according to the sum value. In the suction motor driver 50, when the amount of dust is large, the rotation speed of the suction motor is increased, and when the amount of dust is small, the suction motor is operated by reducing the rotation speed of the suction motor. .
그러나 이러한 방식은 청소기의 사용기간이 길어질 경우 먼지량 검출수단의 소자 표면에 먼지가 쌓이게 되므로 방출되는 적외선량이나 수광되는 적외선량이 점차로 줄어들게 되고, 이로 인해 먼지 감지능력이 저하되어 미소한 먼지는 감지할 수 없게됨은 물론, 적절한 흡입력으로 청소기를 운전시킬 수 없게되는 문제점이 있었다.However, this type of dust accumulates on the surface of the dust detection means when the cleaner is used for a long time, and thus the amount of infrared rays emitted or received infrared rays is gradually reduced. Of course, there was a problem that can not operate the cleaner with a proper suction force.
또, 먼지량 검출수단이나 회로소자에 이상이 생겨 청소기가 오동작할 경우에도 사용자가 고장을 쉽게 인식하기 어려운 문제점이 있었다.In addition, even when the cleaner malfunctions due to an abnormality in the dust amount detecting means or the circuit element, it is difficult for the user to easily recognize the malfunction.
따라서, 본 발명의 목적은 사용기간이 길어지더라도 항상 일정한 먼지감지범위를 갖도록 하여 성능의 저하를 막을 수 있는 진공청소기의 제어회로 및 제어방법을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a control circuit and a control method of a vacuum cleaner that can prevent the deterioration of performance by always having a constant dust detection range even when the service life is long.
본 발명의 다른 목적은, 먼지량 검출수단이나 회로소자의 이상을 감지하여 표시함으로써 사용자가 고장상태를 쉽게 인식할 수 있도록 하는 진공청소기의 제어회로 및 제어방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a control circuit and a control method of a vacuum cleaner that allow a user to easily recognize a failure state by detecting and displaying an abnormality of a dust amount detecting means or a circuit element.
이러한 본 발명은 적외선 발광소자에 흐르는 전류를 제어할 수 있는 전류제어부와 적외선 수광소자의 출력전위를 체크하는 전압체크부를 구비하여 청소기에 전원이 투입되면 먼지가 유입되지 않는 상태에서 적외선 수광소자의 출력전위가 항상 일정한 값인지를 감지하고, 설정값이 유지되도록 적외선 발광소자에 흐르는 전류를 제어하게 된다.The present invention is provided with a current control unit for controlling the current flowing through the infrared light emitting device and a voltage check unit for checking the output potential of the infrared light receiving device, when the power is supplied to the vacuum cleaner output of the infrared light receiving device in a state that does not introduce dust It detects whether the potential is always a constant value, and controls the current flowing through the infrared light emitting device to maintain the set value.
그리고 전압체크부의 출력으로 고장여부를 판단하여 고장일 경우에는 흡입모터를 설정된 속도로 운전시키면서 고장임을 표시하게 된다.And if it is determined by the output of the voltage check unit, in case of failure, the suction motor is operated at the set speed to indicate the failure.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제 3 도는 본 발명을 적용시킨 진공청소기의 제어회로도로서 이에 도시된 바와 같이, 흡입되는 먼지량을 검출하는 적외선 발광소자(3), 적외선 수광소자(4), 저항(R2)으로된 먼지량 검출부(10)와, 먼지량 검출부(10)의 출력신호를 미분하여 구형파신호로 변환하는 연산증폭기(OP), 콘덴서(C1), 저항(R3)으로된 미분회로(20)와, 미분회로(20)의 출력신호를 기준전압과 비교하여 안정된 펄스파형으로 정형하는 비교기(30)와, 제어신호에 따라 흡입모터의 속도를 가변시키는 흡입모터 구동부(50)의 구성은 종래 회로의 구성과 동일한다.3 is a control circuit diagram of a vacuum cleaner to which the present invention is applied, and as shown therein, a dust amount detecting unit including an infrared light emitting element 3, an infrared light receiving element 4, and a resistor R 2 that detects the amount of dust to be sucked ( 10), a differential circuit 20 composed of an operational amplifier OP, a capacitor C 1 , and a resistor R 3 which differentiates the output signal of the dust amount detector 10 into a square wave signal, and a differential circuit 20 The comparator 30 for shaping a stable pulse waveform by comparing the output signal with the reference voltage and the suction motor driver 50 varying the speed of the suction motor in accordance with the control signal are the same as those of the conventional circuit.
본 발명의 제어회로는 상기 비교기(30)와 흡입모터 구동부(50) 사이에 본 발명의 제어방법에 따라 청소기의 전체 동작을 제어하는 제어부(60)를 연결하고, 제어부(60)에서 출력된 펄스신호에 따라 충방전되어 발광소자(3)를 통해 흐르는 전류량을 제어하는 콘덴서(C2), 버퍼(BUF), 트랜지스터(TR), 저항(R4)(R5)으로 된 전류제어부(70)를 먼지량 검출부(10)에 연결하며, 먼지량 검출부(10)의 출력전압을 기준전압과 비교하는 저항(R6~R8)과 비교기(COMP)로 된 전압체크부(80)를 먼지량 검출부(10)와 제어부(60)사이에 연결하고, 제어신호에 따라 운전상태등을 표시하는 통상의 표시부에 고장표시용 소자를 추가로 구성한 표시부(90)를 상기 제어부(60)에 연결하여 구성하였다.The control circuit of the present invention connects the control unit 60 for controlling the overall operation of the cleaner according to the control method of the present invention between the comparator 30 and the suction motor driving unit 50, the pulse output from the control unit 60 The current controller 70 includes a capacitor C 2 , a buffer BUF, a transistor TR, and a resistor R 4 (R 5 ) that charges and discharges according to a signal and controls an amount of current flowing through the light emitting device 3. To the dust amount detector 10, and the voltage check unit 80 comprising resistors R 6 to R 8 and a comparator to compare the output voltage of the dust amount detector 10 with a reference voltage. ) Is connected between the control unit 60 and the control unit 60, and a display unit 90 in which a failure display element is additionally formed in a normal display unit displaying an operation state or the like according to a control signal.
이와 같이 구성된 본 발명은 초기에 전원스위치에 의하여 전원이 공급되면, 제어부(60)의 단자를 통해 펄스신호가 출력되고, 이 펄스신호에 따라 콘덴서(C2)에 전압이 충방전된다.According to the present invention configured as described above, when power is initially supplied by a power switch, a pulse signal is output through a terminal of the controller 60, and a voltage is charged and discharged to the capacitor C 2 according to the pulse signal.
이때 제어부(60)에서는 펄스신호의 듀티(Duty)비, 즉 펄스주기에 대한 펄스폭을 서서히 증가시키게 되고, 그에따라 버퍼(BUF)로 인가되는 콘덴서(C2)의 충전전압도 점차로 증가하게 된다.At this time, the controller 60 gradually increases the duty ratio of the pulse signal, that is, the pulse width with respect to the pulse period, and accordingly, the charging voltage of the capacitor C 2 applied to the buffer BUF gradually increases. .
여기서, 버퍼(BUF)는 후단의 영향이 전단에 미치지 않도록 하기 위한 것으로, 트랜지스터(TR)의 베이스에 인가되는 버퍼(BUF)의 출력전압은 콘덴서(C2)의 충전전압과 같게되고, 트랜지스터(TR)의 에미터전압은 충전전압의 상승과 같은 비율로 증가되어 발광소자(3)를 통해 흐르는 전류가 증가하게되며, 방출되는 적외선량도 증가하게 된다.Here, the buffer BUF is for preventing the influence of the rear end from reaching the front end, and the output voltage of the buffer BUF applied to the base of the transistor TR is equal to the charging voltage of the capacitor C 2 . The emitter voltage of TR is increased at the same rate as the charging voltage is increased, so that the current flowing through the light emitting element 3 is increased, and the amount of infrared rays emitted is also increased.
수광되는 적외선량이 많아지게되면, 먼지량 검출부(10)의 출력전압은 낮아지게되고, 이 전압은 저항(R6)을 통해 비교기(COMP)의 반전입력단자(-)로 인가된다.When the amount of infrared light received increases, the output voltage of the dust amount detector 10 is lowered, and the voltage is applied to the inverting input terminal (-) of the comparator COMP through the resistor R 6 .
비교기(COMP)에서는 저항(R7)(R8)에 의해 설정된 기준전압과 상기 먼지량 검출부(10)의 출력전압을 비교하여 먼지량 검출부(10)의 출력전압이 기준전압보다 높을경우에는 저전위신호를 출력하고, 먼지량 검출부(10)을 출력전압이 점차로 낮아져 기준전압보다 작은 값이 되면 고전위신호를 출력하게 된다. 제어부(60)에서는 전압체크부(80)의 출력이 저전위에서 고전위상태로 반전되면, 그 시점에서 단자(OUT1)를 통해 출력되는 펄스의 듀티비를 출력신호의 듀티비로 고정하여 이 후에는 고정된 듀티비를 갖는 펄스신호를 계속적으로 출력하게 된다.The comparator COMP compares the reference voltage set by the resistors R 7 and R 8 with the output voltage of the dust amount detector 10, and when the output voltage of the dust amount detector 10 is higher than the reference voltage, the low potential signal. The output voltage of the dust detector 10 is gradually lowered to a value smaller than the reference voltage, thereby outputting a high potential signal. When the output of the voltage check unit 80 is inverted from the low potential to the high potential state, the controller 60 fixes the duty ratio of the pulse output through the terminal OUT 1 at that time as the duty ratio of the output signal. The pulse signal having a fixed duty ratio is continuously output.
이와 같은 상태에서 사용자가 운전스위치에 의하여 전원을 공급하면, 제어부(60)가 흡입모터 구동부(50)를 제어하여 흡입모터를 저속으로 운전시키게 되고, 먼지유입통로를 통해 흡입되는 공기에 섞여 먼지가 유입된다.In this state, when the user supplies power by the operation switch, the control unit 60 controls the suction motor drive unit 50 to drive the suction motor at low speed, and the dust is mixed with the air sucked through the dust inflow passage. Inflow.
이때 먼지량에 따라 수광소자(4)의 수광량이 변화되므로 먼지량 검출부(10)의 출력전압이 변화하게되고, 미분회로(20)에서는 상기 먼지변화량을 제 4a 도에 도시된 바와 같이 구형파 펄스로 변환하여 출력하게되며, 비교기(30)에서는 이 펄스신호와 기준전압(E1)을 비교하여 제 4b 도에서와 같이 반전된 펄스신호를 제어부(60)의 단자(IN1)로 출력하게 된다.At this time, since the light receiving amount of the light receiving element 4 is changed according to the amount of dust, the output voltage of the dust amount detecting unit 10 is changed, and the differential circuit 20 converts the amount of dust change into a square wave pulse as shown in FIG. 4A. The comparator 30 compares the pulse signal with the reference voltage E 1 and outputs the inverted pulse signal to the terminal IN 1 of the controller 60 as shown in FIG. 4B.
제어부(60)에서는 이 펄스신호를 계수하여 일정시간동안 펄스의 갯수를 합산하고, 합산량에 따라 흡입모터구동부(50)로 위상제어신호를 출력하여 먼지량이 많으면 흡입력이 커지고 먼지량이 적으면 흡입력이 작아지도록 흡입모터의 속도를 가변시키게 된다.The control unit 60 counts the pulse signal and adds the number of pulses for a predetermined time, and outputs a phase control signal to the suction motor driver 50 according to the sum amount. The speed of the suction motor is varied so as to be smaller.
한편, 초기에 고정시킨 듀티비를 갖는 펄스신호를 전류제어부(70)로 출력하더라도 전압체크부(80)의 출력전위가 계속 저전위상태로 유지되면, 제어부(60)에서는 먼지량 검출수단이 고장인 것으로 판단하여 흡입모터를 설정된 속도로 운전시키고, 표시부(90)로 제어신호를 출력하여 고장상태임을 표시해 주게된다.On the other hand, even when the pulse signal having the duty ratio fixed at the beginning is output to the current control unit 70, if the output potential of the voltage check unit 80 is kept at a low potential state, the controller 60 detects that the dust amount detecting means is faulty. It is determined that the suction motor is driven at the set speed, and the control unit outputs a control signal to the display unit 90 to indicate that there is a failure state.
제 5 도는 종래 기술과 본 발명의 기술에 따른 먼지량 검출전압과 먼지 감지범위를 나타낸 도표로서 이에 도시된 바와 같이, 종래에는 사용기간이 길어질 경우 먼지량 검출수단의 표면에 먼지가 쌓이므로 검출전압이 A직선과 같이 증가하게 되고, 먼지 감지범위는 B와 같이 줄어들어 먼지탐지감도가 줄어들게된다.5 is a diagram showing the dust detection voltage and the dust detection range according to the prior art and the technology of the present invention. As shown in the related art, since the dust accumulates on the surface of the dust detection means in the past, the detection voltage is A As the straight line increases, the dust detection range decreases as B, which reduces the dust detection sensitivity.
그러나 본 발명에 의하면 먼지량 검출수단에 먼지가 쌓여 있더라도 청소기를 동작시키기 전마다 검출전압을 감지하여 발광소자의 광량을 증가시키므로 먼지량 검출전압은 C직선과 같이 항상 일정한 값을 유지하게 되고, 먼지 감지범위도 D와 같이 그대로 유지된다.However, according to the present invention, even when dust is accumulated in the dust amount detecting means, the amount of light emitted from the light emitting device is increased by detecting the detection voltage before operating the cleaner, so that the dust amount detection voltage is always maintained at a constant value, such as a straight line, and the dust detection range. It remains as shown in FIG.
이상에서와 같이 본 발명은 소자표면에 먼지가 쌓여도 항상 일정한 먼지감지범위를 유지하므로 제품의 성능저하를 방지할 수 있고, 고장상태를 스스로 판단하여 표시하므로 사용자가 쉽게 고장을 인식하여 수리할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the present invention maintains a constant dust detection range at all times even when dust accumulates on the surface of the device, thereby preventing the performance degradation of the product, and by determining and displaying the failure state so that the user can easily recognize and repair the failure. It is effective.
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KR100937146B1 (en) * | 2007-07-16 | 2010-01-15 | 엘지전자 주식회사 | Vacuum cleaner and controlling method thereof |
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- 1991-07-10 KR KR1019910011647A patent/KR930008369B1/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
G160 | Decision to publish patent application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 19951226 Year of fee payment: 4 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |