WO2016122214A1 - 진공 청소기 - Google Patents

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WO2016122214A1
WO2016122214A1 PCT/KR2016/000895 KR2016000895W WO2016122214A1 WO 2016122214 A1 WO2016122214 A1 WO 2016122214A1 KR 2016000895 W KR2016000895 W KR 2016000895W WO 2016122214 A1 WO2016122214 A1 WO 2016122214A1
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battery
charging
current
controller
voltage
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PCT/KR2016/000895
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함덕호
최훈
조석희
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주식회사 엘지전자
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Publication date
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    • A47L9/2868—Arrangements for power supply of vacuum cleaners or the accessories thereof
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/027—

Definitions

  • the present specification relates to a vacuum cleaner.
  • a vacuum cleaner is a device that sucks air containing dust by using suction power generated by a suction motor mounted inside the main body, and then filters the dust inside the main body.
  • Such vacuum cleaners are classified into manual cleaners and automatic cleaners.
  • a manual cleaner is a cleaner that a user needs to clean directly
  • an automatic cleaner is a cleaner that performs cleaning while driving by itself.
  • the manual cleaner may be distinguished by a canister method in which a suction nozzle is provided separately from the main body and connected by a connecting pipe, and an upright method in which the suction nozzle is coupled with the main body.
  • Korean Patent Publication No. 10-2006-0118796 (published on November 24, 2006), which is a prior art document, discloses a power cord outlet of a cleaner.
  • a cord reel assembly is provided in a main body, and the main body can be supplied with power by connecting a power cord to an outlet.
  • the cleaner since the cleaner is supplied with power by the cord reel assembly, the cleaner may move as much as the length of the cord wound on the cord reel assembly when the cleaning is performed using the cleaner.
  • An object of the present invention is to provide a vacuum cleaner that is easy to move.
  • an object of the present invention is to provide a vacuum cleaner that can be smoothly charged after the discharge of the battery.
  • Vacuum cleaner according to one aspect, the cleaner body having a suction motor for generating a suction force; A suction unit communicating with the cleaner body and configured to suck air and dust; A battery capable of supplying power to the suction motor; A battery management device capable of sensing a state of the battery; A charger capable of applying a charging current to the battery for charging the battery; A charging connector, which may be detachably connected to the cleaner body, for supplying commercial power to the cleaner body; And it may include a controller for controlling the charging of the battery.
  • the controller may include a current sensing unit sensing a current applied to the battery.
  • the controller attempts to charge the battery when the charging connector detects a connection, and after the attempt to charge the battery, charging of the battery is normally performed based on the current value detected by the current sensing unit. If not performed, charging of the battery may be retried.
  • the controller may further include a charging switch to allow or block the flow of the charging current applied from the charger.
  • the charging switch may be turned on when attempting to charge the battery.
  • the controller may turn off the charging switch and turn on the charging switch again after a predetermined time.
  • the charging switch after the charging switch is turned on, if the average value or current value of the current sensed by the current sensing unit is less than the reference current value, the charging switch may be turned off, and the charging switch may be turned on again after a predetermined time. have.
  • the controller determines whether the battery is fully charged, and when the battery is fully charged, terminates charging of the battery. You can.
  • the controller may turn off the charging switch when determining that the battery is fully charged.
  • the controller may further include a voltage detector for sensing the voltage of the battery.
  • the controller determines whether the voltage sensed by the voltage detector is greater than or equal to the full charge voltage, and when the voltage sensed by the voltage detector is greater than or equal to the full charge voltage, Attempt to charge the battery, it is possible to determine whether the battery is normally charged.
  • the controller determines whether the current value or the average value of the current sensed by the current sensing unit is equal to or less than a reference current value, and the average value of the current value or current sensed by the current sensing unit is referenced. When the current value is less than or equal to, the controller may attempt to charge the battery and determine whether the battery is normally charged.
  • the controller may repeatedly attempt to charge the battery until it is determined that the battery is normally charged.
  • the battery management apparatus may include a switch that is turned off when the temperature of the battery is higher than a predetermined temperature in order to protect the battery.
  • the switch May be off.
  • the controller may determine that the battery is normally charged.
  • a vacuum cleaner includes a cleaner body having a suction motor for generating a suction force; A suction unit communicating with the cleaner body and configured to suck air and dust; A battery capable of supplying power to the suction motor; A battery management device capable of sensing a state of the battery; A charger capable of applying a charging current to the battery for charging the battery, the charger being detachably connected to the cleaner body; And a controller capable of controlling the charging of the battery.
  • the controller may include a current sensing unit sensing a current applied to the battery.
  • the controller detects the connection of the charger and attempts to charge the battery, and after attempting to charge the battery, when the charging of the battery is not normally performed based on the current value detected by the current sensor, Recharging of the battery can be retried.
  • the controller may include a charging switch that allows or blocks the flow of the charging current applied from the charger, and the charging switch may be turned on when attempting to charge the battery.
  • the controller may turn off the charging switch and turn on the charging switch again after a predetermined time.
  • the controller may turn off the charging switch and turn on the charging switch again after a predetermined time.
  • a vacuum cleaner includes a cleaner body having a suction motor for generating a suction force; A suction unit communicating with the cleaner body and configured to suck air and dust; A battery capable of supplying power to the suction motor; A battery management device capable of sensing a state of the battery; A charger capable of applying a charging current to the battery for charging the battery; A charging connector, which may be detachably connected to the cleaner body, for supplying commercial power to the cleaner body; And a controller capable of controlling charging of the battery, wherein the controller includes at least one of a voltage sensing unit sensing a voltage of the battery and a current sensing unit sensing a voltage of the battery.
  • the controller determines whether the battery is fully charged or not, based on the current or voltage detected by the current sensing unit or the voltage sensing unit when detecting the connection of the charging connector. Attempt to charge the battery, and if charging of the battery is not performed normally, retry charging of the battery.
  • the controller When detecting the connection of the charging connector, it is determined whether the voltage sensed by the voltage detector is greater than or equal to the full charge voltage, and when the voltage sensed by the voltage detector is greater than or equal to the full charge voltage, the controller charges the battery. Attempt to determine whether or not the battery is normally charged.
  • the controller may attempt to charge the battery and determine whether the battery is normally charged.
  • the battery management apparatus may include a switch that is turned off when the temperature of the battery is higher than a predetermined temperature in order to protect the battery.
  • the switch May be off.
  • the controller may determine that the battery is normally charged.
  • the vacuum cleaner since the vacuum cleaner does not have a cord reel to which the wire is wound and is supplied with power from the battery, the vacuum cleaner has no limitation on the moving distance of the vacuum cleaner, and rides over the wire in the process of moving the vacuum cleaner. There is no need to move while arranging the wires has the advantage of smooth movement.
  • FIG. 1 is a perspective view of a vacuum cleaner according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the main body of the vacuum cleaner according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a vacuum cleaner according to a first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a control method for charging a battery according to a first embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method for charging a battery according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a control method for charging a battery according to a third embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a vacuum cleaner according to a fourth embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a vacuum cleaner according to a fifth embodiment.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being “connected”, “coupled” or “connected” to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but between components It will be understood that may be “connected”, “coupled” or “connected”.
  • FIG. 1 is a perspective view of a vacuum cleaner according to a first embodiment
  • Figure 2 is an exploded perspective view of the main body of the vacuum cleaner according to the first embodiment
  • Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a vacuum cleaner according to the first embodiment to be.
  • the vacuum cleaner 1 includes a cleaner main body 10 including a suction motor 160 generating a suction force, and dust included in the cleaner main body 10. It may include a suction device 20 for guiding the air.
  • the suction device 20 may include a suction part 21 for sucking dust on a floor surface as an example of a cleaning surface, and a connection part 22, 23, 24 for connecting the suction part 21 to the cleaner body 10. ) May be included.
  • connection parts 22, 23, and 24 may include an extension tube 24 connected to the suction part 21, a handle 22 connected to the extension tube 24, and the handle 22 to the cleaner body ( It may include a suction hose 23 for connecting to 10).
  • the vacuum cleaner 1 may include a dust separator (not shown) for separating the air sucked from the suction device 20 and dust from each other, and a dust bin 110 for storing the dust separated from the dust separator. It may further include.
  • the dust container 110 may be detachably mounted to the cleaner body 10.
  • the dust separator may be made of a separate article from the dust container 110 or may form a module with the dust container 110.
  • the vacuum cleaner 1 includes a battery unit 120 including a battery 121 for supplying power for operating the suction motor 160, a charger 140 for charging the battery 121, and It may be detachably connected to the cleaner body 10, and may further include some or all of the charging connector 30 for supplying commercial power to the cleaner body 10.
  • the battery unit 120 may include a housing 122 for protecting the battery 121.
  • the charging connector 30 may include a plug 31 connected to an outlet and a first connector 32 connected to the cleaner body 10.
  • the cleaner body 10 may include a second connector 102 (also referred to as a body connector) to which the first connector 32 is connected.
  • the cleaner body 10 may include a first body 101 and a second body 103 coupled to the lower side of the first body 101. Wheels 105 may be coupled to both sides of the second body 103, respectively.
  • the suction body 160, the battery unit 120, and the charger 140 may be installed in the second body 103.
  • the suction motor 160 may be protected by the motor housing 162. That is, the suction motor 160 may be accommodated in the motor housing 162.
  • the battery unit 120 may be located on the side of the motor housing 162, that is, the side of the suction motor 160, for the purpose of space efficiency, but is not limited thereto.
  • the suction motor 160 and the battery 121 may be located between the plurality of wheels 105.
  • the battery unit 120 may be positioned between any one of the plurality of wheels 105 and the suction motor 160, but is not limited thereto.
  • the charger 140 may be disposed at a position spaced apart from the battery unit 120.
  • the battery unit 120 may be provided in the suction part 21.
  • the connection unit 20 may perform a function of transferring the power of the battery 121 to the cleaner body 10. That is, the connection part 20 may be provided with a wire.
  • the dust container 110 may be detachably coupled to the first body 101.
  • the second connector 102 may be provided on the first body 101.
  • the battery 121 may include a plurality of battery cells.
  • the plurality of battery cells may be rechargeable secondary batteries.
  • the plurality of battery cells may be connected in series.
  • the maximum charging voltage that can be charged in the battery 121 (which is the sum of the voltages of the plurality of battery cells) may exceed 42.4V as an example.
  • the maximum charging voltage of the battery 120 may be 84.8V or more, and smaller than 220V, which is a commercial voltage.
  • the charger 140 may perform rectification and smoothing operations to receive a commercial AC voltage and convert the DC voltage into a DC voltage.
  • the DC voltage converted by the charger 140 may be supplied to the battery 121.
  • the charger 140 may convert (depress) 220V commercial AC voltage into a DC voltage exceeding 42.4V.
  • the charger 140 may include a transformer 141 for transforming an input AC voltage, and an AC-DC converter 142 for converting an AC voltage output from the transformer 141 into a DC voltage. At this time, the DC voltage output from the AC-DC converter 142 may exceed 42.4V.
  • the transformer may transform the DC voltage output from the AC-DC converter.
  • the DC voltage output from the transformer 141 may exceed 42.4V.
  • the charger 140 may not include a transformer, and the AC-DC converter 142 may include a circuit for preventing a DC voltage from being converted into an AC voltage. That is, the AC-DC converter 142 may be an isolated converter. In the present embodiment, a well-known configuration may be used for the AC-DC converter, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the suction motor 160 may be, for example, a BLDC motor.
  • the maximum output of the suction motor 160 may be, for example, 400W or more.
  • the suction motor 160 may output high power. As a result, the suction power of the vacuum cleaner 1 is increased, thereby improving cleaning performance.
  • the charging connector 30 may be connected to the vacuum cleaner 1 only when the battery 121 is being charged.
  • the charging connector 30 may be vacuumed. Since it can be used separately from the vacuum cleaner 1, there is an advantage that the freedom of movement of the vacuum cleaner 1 is improved.
  • the vacuum cleaner 1 since the vacuum cleaner 1 does not have a separate cord reel to which an electric wire is wound and is supplied with power from the battery 121, there is no limitation on the moving distance of the vacuum cleaner 1, and the vacuum Since the cleaner 1 does not need to move over the wires or clean the wires in the process of moving, the movement is smooth.
  • the battery 121 is electrically connected to the second connector 102 and the maximum charging voltage of the battery 121 may be 84.8V or more, the user without the transformer 141 The user may be in danger by contacting the second connector 102.
  • the charger 140 since the charger 140 includes the transformer 141, the transformer 141 serves as an insulating role, thereby improving user safety.
  • the vacuum cleaner 1 may further include a battery management system (BMS) 180.
  • BMS battery management system
  • the battery management device 180 may detect a state of each of the plurality of battery cells and transmit the detected state to the controller 150.
  • the battery management device 180 may detect voltages of each of the plurality of battery cells.
  • the battery management apparatus 180 may allow a voltage between the plurality of battery cells to be uniform when charging or discharging each of the plurality of battery cells. That is, the battery management device 180 may manage discharge of each of the plurality of battery cells so that power is supplied from each of the plurality of battery cells to the suction motor 160.
  • the battery management device 180 may include a first switch 182 and a second switch 184.
  • the first switch 182 may be turned off when the temperature of the battery 121 becomes higher than the reference temperature.
  • the reason why the first switch 182 is turned off is to protect the battery 121 by preventing charging when the temperature of the battery 121 is higher than or equal to a reference temperature.
  • a state in which the first switch 182 is turned off may be referred to as a state in which the battery protection mode is performed.
  • the battery 121 When the first switch 182 is off, the battery 121 is not charged. When the temperature of the battery 121 is lower than the reference temperature, the first switch 182 may be turned on, and the battery 121 may be charged when the first switch 182 is turned on.
  • the second switch 184 may be turned off when the temperature of the battery 121 becomes higher than or equal to the reference temperature during the discharging process of the battery 121.
  • the controller 150 may control the suction motor 160 and control the operation of the suction motor 160 according to the voltage of the battery 121.
  • the controller 150 may include a current detector 172 for sensing a current.
  • the controller 150 may further include a voltage detector 174 for sensing a voltage.
  • the controller 150 may determine whether the battery 121 is fully charged based on at least one of a current sensed by the current detector 172 and a voltage detected by the voltage detector 174.
  • the full charge of the battery 121 means that the charging of the battery 121 is completed.
  • the controller 150 may further include a charging switch 176.
  • the charging switch 176 may be turned on to charge the battery 121.
  • the charging switch 176 may be turned off when only the battery 121 is charged.
  • the vacuum cleaner 1 may further include a user interface 178.
  • the user interface 170 may receive an operation command of the vacuum cleaner 1 and display operation information or state information of the vacuum cleaner 1.
  • the user interface 178 may be provided on one or more of the handle 22 and the cleaner body 10.
  • the user interface 178 may be provided in a form in which an input unit and a display unit are integrally provided, or may include a separate input unit and a display unit.
  • the user interface 178 may include a notification unit for outputting a voice.
  • the display unit may display at least remaining amount information of the battery 121.
  • the suction force strength may be set stepwise to strong (when suction input is maximum), medium, or weak (when suction input is minimum), and may select suction force strength of the suction motor 160 through the input unit. have.
  • the suction force intensity is described as being adjusted in three stages, but it is noted that there is no limit to the number of steps for dividing the suction force intensity.
  • the controller 150 may display information indicating that the battery 121 needs to be charged on the display unit.
  • the reference voltage may be stored in a memory not shown.
  • the display unit may display the remaining amount of the battery 121 continuously or stepwise.
  • the display unit may display the remaining amount of the battery 121 in the form of numbers, symbols, or graphs.
  • the display unit may include a plurality of light emitting units and display the remaining amount of the battery 121 by varying the number of light emitting units on.
  • the display unit may display the remaining amount of the battery 121 by changing the color of light emitted from the light emitter.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a control method for charging a battery according to a first embodiment.
  • a user may perform cleaning using the cleaner body 10. After the cleaning is completed, charging of the battery 121 may be performed.
  • the user may perform cleaning in a state in which the charging connector 30 is separated from the cleaner body 10, and for charging the battery 121, the user may clean the charging connector 30 in the cleaner body 10. Can be connected. That is, the cleaner body 10 waits for the connection of the charging connector 30 (S1).
  • the controller 150 may determine whether the charging connector 30 is connected to the cleaner body 10 (S2). Of course, the plug 31 of the charging connector 30 may be in a state connected to the outlet.
  • the current sensed by the current detector 172 is changed, and the controller 150 changes the current in the current detector 172.
  • the method of determining whether the charging connector 30 is connected in the present specification is not limited thereto.
  • step S2 when it is determined that the charging connector 30 is in the cleaner body 10, the controller 30 determines whether the voltage sensed by the voltage sensing unit 174 is equal to or greater than the full charging voltage. (S3).
  • the voltage detector 174 is applied to the charger 140. Voltage can be sensed. At this time, the commercial voltage is higher than the full charge voltage of the battery 121. Alternatively, when the battery 121 is fully charged, the user may connect the charging connector to the cleaner body 10 again. In this case, the voltage detected by the voltage detector 174 may be the same as the full charging voltage. have.
  • the voltage detecting unit 174 may sense a voltage less than a full charging voltage, and the charging of the battery 121 is performed. Can be performed.
  • step S3 may be referred to as determining whether the battery can be charged or determining battery protection mode.
  • step S3 when the voltage sensed by the voltage sensing unit 174 is less than the full charge voltage, the controller 150 generates a charging signal for charging the battery 121 (S4). Then, the charging switch 176 may be turned on (S5). That is, the controller 150 may turn on the charging switch 176.
  • a current for charging may be applied to the battery 121 to charge the battery 121.
  • the controller 150 determines whether the battery 121 is fully charged (S6). For example, the controller 150 may determine whether the voltage sensed by the voltage detector 174 reaches the full charge voltage.
  • the controller 150 may determine whether the voltage sensed by the current sensing unit 172 is less than or equal to the charging reference current. For example, while the battery 121 is being charged, the current value detected by the current detector 172 may be a first current value. When the battery 121 is fully charged, the current value detected by the current detector 172 may be a second current value, and the second current value may be smaller than the first current value. That is, when the battery 121 is fully charged, the current value detected by the current detector 172 becomes small.
  • the controller 150 may determine whether the battery 121 is only charged based on the voltage sensed by the voltage detector 174 and the current by the current detector 172.
  • the controller 150 may terminate the charging of the battery 121 (S12). For example, the controller 150 may turn off the charging switch 176.
  • step S3 when the voltage sensed by the voltage sensing unit 174 is greater than or equal to the charging voltage, the controller 150 generates a charging signal for charging the battery 121 (S7). Then, the charging switch 176 may be turned on (S8).
  • the controller 150 determines whether the average value of the current detected by the current sensing unit 172 for a predetermined time is greater than or equal to a reference current value (S9).
  • the charging current is not applied to the battery 121 even when the charging switch 176 is turned on.
  • the current sensed at 172 may be zero.
  • the average value of the current detected by the current detector 172 for a predetermined time will be less than the reference current value.
  • step S9 may be referred to as a first switch-on determination step, a battery protection mode release determination step, or a normal charging state determination step.
  • step S9 when it is determined in step S9 that the average value of the current detected by the current detector 172 for a predetermined time is less than the reference current value, the controller 150 turns off the charging switch 176.
  • the controller 150 may generate a charging signal again to turn on the charging switch 176.
  • the first switch 182 may be turned on when the temperature of the battery 121 is less than the reference temperature. As described above, when the first switch 182 is turned on, the battery 121 may be charged.
  • the average value of the current sensed by the current sensing unit 172 will be equal to or greater than the reference current value.
  • step S9 when the average value of the current sensed by the current detector 172 for a predetermined time is equal to or greater than a reference current value, since the charging of the battery 121 is being performed, the controller 150 causes the battery to be charged. It is determined whether the battery 121 is fully charged (S11).
  • the determination method in step S11 may be the same as or different from the determination method in step S6.
  • the controller 150 may terminate the charging of the battery 121 (S12). For example, the controller 150 may turn off the charging switch 176.
  • charging may be attempted and whether to retry charging may be determined based on the current value detected by the current sensing unit. That is, when the battery is not charged after the first charging attempt, charging of the battery may be retried. At this time, the number of retries may be one or more times.
  • step S3, step S7 to step S10 is not implemented, that is, after the connection of the charging connector is detected to generate a charging signal to turn on the charging switch, the detected result detected by the voltage detector.
  • the user is aware that the charging of the battery is being performed or the battery is being completed, but the charging of the battery is not actually performed, causing a problem in which the user is mistaken that the vacuum cleaner is broken.
  • the user may disconnect the charging connector from the cleaner body and then connect the charging connector again. In this case, the battery cannot be charged as long as the first switch is turned off. have.
  • the charging signal is generated and the charging switch is turned on to attempt charging periodically. Therefore, even when the charging connector is connected to the cleaner body in a state where the first switch is turned off, the battery 121 may be charged.
  • the battery can be charged. Done.
  • the battery when the charging connector is connected to the cleaner body regardless of the on / off of the first switch, the battery can be charged.
  • the user interface 180 When the user interface 180 is configured to display whether the battery 121 is being charged or whether the charging is completed, the battery 121 is not actually charged even when the steps S7 to S10 are performed.
  • the interface 180 may generate information for notifying that the battery 121 is being charged.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method for charging a battery according to a second embodiment.
  • This embodiment is the same as the first embodiment in other parts, and there is a difference between the battery protection mode determination step and the battery protection mode release determination step. Therefore, hereinafter, only the characteristic parts of the present embodiment will be described, and the same parts as the first embodiment will use the description of the first embodiment.
  • the controller 150 determines whether the average value of the current detected by the current sensing unit 172 is equal to or less than a first reference current value. It may be (S13).
  • the current detected by the current detector 172 may be zero. Therefore, the average value of the current detected by the current detector 172 is smaller than the first reference current value.
  • the average value of the current detected by the current sensor 172 is greater than the first reference current value.
  • step S13 when it is determined in step S13 that the average value of the current detected by the current sensing unit 172 is equal to or less than a first reference current value, it is determined that the battery protection mode is established, and the battery 121 is determined by the controller 150. A charging signal for charging is generated (S7). Then, the charging switch 176 may be turned on (S8).
  • the controller 150 may determine that the battery 121 is fully charged. However, since the first switch may be turned off in this state, the controller 150 generates a charging signal for charging the battery 121 (S7), and then the charging switch 176 may be turned on. There is (S8).
  • the occurrence of a determination error according to the sensing error of the sensed current can be reduced.
  • the controller 150 determines whether the average value of the current detected by the current sensing unit 172 for a predetermined time is greater than or equal to a second reference current value (S19).
  • the first reference current value and the second reference current value may be the same or different.
  • step S19 when it is determined in step S19 that the average value of the current detected by the current detector 172 for a predetermined time is less than the second reference current value, the controller 150 turns off the charging switch 176 (S10). ).
  • steps S11 and S12 may be performed.
  • steps S4 to S6 and step S12 may be performed.
  • step S19 may be referred to as determining whether the battery is normally charged.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a control method for charging a battery according to a third embodiment.
  • This embodiment is the same as the first embodiment in other parts, and there is a difference between the battery protection mode determination step and the battery protection mode release determination step. Therefore, hereinafter, only the characteristic parts of the present embodiment will be described, and the same parts as the first embodiment will use the description of the first embodiment.
  • the controller 150 determines whether the current value detected by the current sensing unit 172 is equal to or less than a first reference current value. It may be (S23).
  • the current detected by the current detector 172 may be zero. Therefore, the current value detected by the current detector 172 is smaller than the first reference current value.
  • the current value detected by the current sensing unit 172 is greater than the first reference current value.
  • step S23 when it is determined in step S23 that the current value detected by the current sensing unit 172 is less than or equal to the first reference current value, it is determined that the battery protection mode, and the controller 150 of the battery 121 A charging signal for charging is generated (S7). Then, the charging switch 176 may be turned on (S8).
  • the controller 150 may determine that the battery 121 is fully charged. However, since the first switch may be turned off in this state, the controller 150 generates a charging signal for charging the battery 121 (S7), and then the charging switch 176 may be turned on. There is (S8).
  • the controller 150 determines whether the current value detected by the current sensing unit 172 is equal to or greater than a second reference current value (S29).
  • the first reference current value and the second reference current value may be the same or different.
  • step S29 when it is determined in step S29 that the current value detected by the current sensing unit 172 is less than the second reference current value, the controller 150 turns off the charging switch 176 (S10).
  • steps S11 and S12 may be performed.
  • steps S4 to S6 and step S12 may be performed.
  • step S29 may be referred to as determining whether the battery is normally charged.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a vacuum cleaner according to a fourth embodiment.
  • the present embodiment is the same as the one or more of the first to third embodiments in other parts, except that the charger is detachably connected to the vacuum cleaner. Therefore, hereinafter, only characteristic parts of the embodiment will be described.
  • the charger 144 may be detachably connected to the cleaner body 10 according to the present embodiment.
  • the charger 144 may include a power cord connected to an outlet, and a charger connector connected to the cleaner body 10.
  • the charger 144 performs rectification and smoothing operations to receive a commercial AC voltage and convert the DC voltage into a DC voltage.
  • the charger 144 may supply the converted DC voltage to the cleaner body 10.
  • the charger 40 may convert a 220V commercial AC voltage into a DC voltage of 42.4V or less and supply the same to the cleaner body 10.
  • the cleaner body 10 receives a DC voltage of 42.4V or less from the charger 144. It may further include a boosting device 190 for boosting.
  • the boosting device 190 may be, for example, a boost converter, but it is understood that there is no limitation in the configuration of the boosting device in this embodiment.
  • a DC voltage of 42.4V or less input to the booster 190 may be boosted by two or more times to allow the battery 121 to charge a voltage of 84.8V or more.
  • the booster 190 may include an inductor, a diode, a capacitor, and a switching element.
  • the switching element repeatedly turns on / off at a high speed under the control of the controller 150 so that the boosting device 190 boosts the input voltage.
  • the switching element may be configured as a MOSFET, but is not limited thereto, and may be configured as a Bipolar Junction Transistor (BJT), an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT), or the like.
  • BJT Bipolar Junction Transistor
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • the charging control method of the battery according to any one of the first to third embodiments may be applied.
  • step S2 the connection of the charger is detected instead of detecting the connection of the charging connector. Can be changed to one.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a vacuum cleaner according to a fifth embodiment.
  • This embodiment is the same as the fourth embodiment in other parts, except that there is a difference in the position of the boosting device and the full charge voltage of the battery. Therefore, hereinafter, only characteristic parts of the embodiment will be described.
  • the maximum charging voltage of the battery 123 according to the present embodiment may be, for example, 42.4V or less.
  • the vacuum cleaner body 10 may be provided with a boosting device 192 for boosting the voltage to the battery 123.
  • the boosting device 192 may be a boost converter as an example, but it is apparent that the configuration of the boosting device 192 is not limited in this embodiment.
  • a DC voltage of 42.4 V or less output from the battery 123 is boosted by the boosting device 192 and then supplied to the suction motor 160.
  • the boosting device 192 may boost the output voltage of the battery 123 to twice or more voltages.
  • the boosting device 192 may output a DC voltage of 84.8V or more. Since the boosting device 192 can output a DC voltage of 84.8 V or more, a current required to operate the suction motor 160 can be reduced, so that a circuit configuration required to drive the suction motor 160 is provided. It has the advantage of being simple.
  • the charging control method of the battery according to any one of the first to third embodiments may be applied.
  • step S2 the connection of the charger is detected instead of detecting the connection of the charging connector. That can be changed.
  • the canister type cleaner has been described as an example of the cleaner, but the idea of the present invention can be applied to an upright cleaner.
  • the battery for supplying power to the suction motor may be provided in the suction unit or the cleaner body.
  • the charger described above may also be provided in the suction unit or the cleaner body.
  • the charging connector may be connected to the suction part or the cleaner body.

Landscapes

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Abstract

본 발명에 따른 진공 청소기는, 흡입력을 발생시키기 위한 흡입 모터를 구비하는 청소기 본체; 상기 청소기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부; 상기 흡입 모터로 전원을 공급할 수 있는 배터리; 상기 배터리의 상태를 감지할 수 있는 배터리 관리 장치; 상기 배터리로 충전 전류를 인가할 수 있는 충전기; 상기 청소기 본체에 분리 가능하게 연결될 수 있으며, 전원을 상기 청소기 본체로 공급하기 위한 충전 커넥터; 및 상기 배터리의 충전을 제어할 수 있으며 전류 감지부를 구비하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 충전 커넥터가 연결을 감지하면 상기 배터리의 충전을 시도하고, 상기 배터리의 충전 시도 후 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값에 기초하여 상기 배터리의 충전이 정상적으로 수행되지 않는 경우, 상기 배터리의 충전을 재시도한다.

Description

진공 청소기
본 명세서는 진공 청소기에 관한 것이다.
일반적으로 진공 청소기는 본체 내부에 장착되는 흡입 모터에 의하여 발생되는 흡입력을 이용하여, 먼지가 포함된 공기를 흡입한 다음, 본체 내부에서 먼지를 필터링하는 장치이다.
이러한 진공 청소기는 수동 청소기와 자동 청소기로 구분된다. 수동 청소기는 사용자가 직접 청소를 수행하여야 하는 청소기이고, 자동 청소기는 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 청소기이다.
상기 수동 청소기는, 흡입 노즐이 본체와는 별도로 구비되어 연결관에 의해 연결되는 캐니스터 방식과, 흡입 노즐이 본체와 결합되는 업라이트 방식으로 구별할 수 있다.
선행문헌인 대한민국공개특허공보 제10-2006-0118796호(공개일 2006.11.24.)에는 청소기의 전원코드 인출구가 개시된다.
선행문헌에는 본체 내에 코드릴어셈블리가 구비되고, 전원코드를 콘센트에 연결함으로써, 상기 본체가 전원을 공급받을 수 있다.
이와 같은 선행문헌의 경우 코드릴어셈블리에 의해서 청소기가 전원을 공급받으므로, 청소기를 이용하여 청소 수행 시 청소기는 코드릴어셈블리에 감긴 코드의 길이 만큼 이동할 수 있으므로, 청소에 제약이 있다.
본 발명의 목적은, 이동이 편리한 진공 청소기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 배터리의 방전 후 배터리의 충전이 원활히 이루어질 수 있는 진공 청소기를 제공하는 것에 있다.
일 측면에 따른 진공 청소기는, 흡입력을 발생시키기 위한 흡입 모터를 구비하는 청소기 본체; 상기 청소기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부; 상기 흡입 모터로 전원을 공급할 수 있는 배터리; 상기 배터리의 상태를 감지할 수 있는 배터리 관리 장치; 상기 배터리의 충전을 위하여 상기 배터리로 충전 전류를 인가할 수 있는 충전기; 상기 청소기 본체에 분리 가능하게 연결될 수 있으며, 상용 전원을 상기 청소기 본체로 공급하기 위한 충전 커넥터; 및 상기 배터리의 충전을 제어할 수 있는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서, 상기 컨트롤러는 상기 배터리로 인가되는 전류를 감지하는 전류 감지부를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 충전 커넥터가 연결을 감지하면 상기 배터리의 충전을 시도하고, 상기 배터리의 충전 시도 후, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값에 기초하여 상기 배터리의 충전이 정상적으로 수행되지 않는 경우, 상기 배터리의 충전을 재시도할 수 있다.
본 실시 예에서 상기 컨트롤러는, 상기 충전기에서 인가되는 충전 전류의 흐름을 허용 또는 차단하는 충전 스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리의 충전 시도 시 상기 충전 스위치가 온될 수 있다.
상기 충전 스위치가 온된 후, 상기 배터리의 충전이 정상적으로 수행되지 않는 경우, 상기 컨트롤러는 상기 충전 스위치를 오프시키고, 일정 시간 경과 후 다시 상기 충전 스위치를 온시킬 수 있다.
본 실시 예에서 상기 충전 스위치가 온된 후, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류의 평균값 또는 전류값이 기준 전류값 미만인 경우, 상기 충전 스위치를 오프시키고, 일정 시간 경과 후 다시 상기 충전 스위치를 온시킬 수 있다.
본 실시 예에서 상기 전류 감지부에서 감지된 전류의 평균값 또는 전류값이 기준 전류값 미만인 경우, 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 만 충전 여부를 판단하고, 상기 배터리의 만 충전 판단 시 상기 배터리의 충전을 종료시킬 수 있다.
상기 배터리의 만충전 판단 시 상기 컨트롤러는 상기 충전 스위치를 오프시킬 수 있다.
본 실시 예에서 상기 컨트롤러는, 상기 배터리의 전압을 감지하는 전압 감지부를 더 포함할 수 있다.
상기 충전 커넥터의 연결 감지 시, 상기 컨트롤러는 상기 전압 감지부에서 감지된 전압이 만 충전 전압 이상인지 여부를 판단하고, 상기 전압 감지부에서 감지된 전압이 만 충전 전압 이상인 경우에, 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충전을 시도하고, 상기 배터리의 정상 충전 여부를 판단할 수 있다.
상기 충전 커넥터의 연결 감지 시, 상기 컨트롤러는 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값 또는 전류의 평균값이 기준 전류값 이하인지 여부를 판단하고, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값 또는 전류의 평균값이 기준 전류값 이하인 경우에, 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충전을 시도하고, 상기 배터리의 정상 충전 여부를 판단할 수 있다.
상기 배터리가 정상적으로 충전되는 것을 판단될 때까지 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충전을 반복하여 시도할 수 있다.
상기 배터리 관리 장치는, 상기 배터리를 보호하기 위하여 상기 배터리의 온도가 일정 온도 이상 시 오프되는 스위치를 포함하고, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값 또는 전류의 평균값이 기준 전류값 이하인 경우는 상기 스위치가 오프된 경우일 수 있다.
상기 스위치가 온되면, 상기 컨트롤러는 상기 배터리가 정상적으로 충전되는 것으로 판단할 수 있다.
다른 측면에 따른 진공 청소기는, 흡입력을 발생시키기 위한 흡입 모터를 구비하는 청소기 본체; 상기 청소기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부; 상기 흡입 모터로 전원을 공급할 수 있는 배터리; 상기 배터리의 상태를 감지할 수 있는 배터리 관리 장치; 상기 배터리의 충전을 위하여 상기 배터리로 충전 전류를 인가할 수 있으며, 상기 청소기 본체에 분리 가능하게 연결되는 충전기; 및 상기 배터리의 충전을 제어할 수 있는 컨트롤러를 포함한다.
상기 컨트롤러는 상기 배터리로 인가되는 전류를 감지하는 전류 감지부를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 충전기의 연결을 감지하면 상기 배터리의 충전을 시도하고, 상기 배터리의 충전 시도 후, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값에 기초하여, 상기 배터리의 충전이 정상적으로 수행되지 않는 경우, 상기 배터리의 충전을 재시도할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 충전기에서 인가되는 충전 전류의 흐름을 허용 또는 차단하는 충전 스위치를 포함하고, 상기 배터리의 충전 시도 시 상기 충전 스위치가 온될 수 있다.
상기 충전 스위치가 온된 후, 상기 배터리의 충전이 정상적으로 수행되지 않는 경우, 상기 컨트롤러는 상기 충전 스위치를 오프시키고, 일정 시간 경과 후 다시 상기 충전 스위치를 온시킬 수 있다.
상기 충전 스위치가 온된 후, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류의 평균값 또는 전류값이 기준 전류값 미만인 경우, 상기 컨트롤러는 상기 충전 스위치를 오프시키고, 일정 시간 경과 후 다시 상기 충전 스위치를 온시킬 수 있다.
또 다른 측면에 따른 진공 청소기는, 흡입력을 발생시키기 위한 흡입 모터를 구비하는 청소기 본체; 상기 청소기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부; 상기 흡입 모터로 전원을 공급할 수 있는 배터리; 상기 배터리의 상태를 감지할 수 있는 배터리 관리 장치; 상기 배터리의 충전을 위하여 상기 배터리로 충전 전류를 인가할 수 있는 충전기; 상기 청소기 본체에 분리 가능하게 연결될 수 있으며, 상용 전원을 상기 청소기 본체로 공급하기 위한 충전 커넥터; 및 상기 배터리의 충전을 제어할 수 있는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 전압을 감지하는 전압 감지부와 상기 배터리의 전압을 감지하는 전류 감지부 중 하나 이상을 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 충전 커넥터의 연결 감지 시 상기 전류 감지부 또는 상기 전압 감지부에서 감지된 전류 또는 전압에 기초하여, 상기 배터리의 만 충전 여부를 판단하고, 상기 배터리가 만 충전되었다고 판단된 경우에도 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충전을 시도하고, 상기 배터리의 충전이 정상적으로 수행되지 않는 경우, 상기 배터리의 충전을 재시도한다.
상기 충전 커넥터의 연결 감지 시, 상기 전압 감지부에서 감지된 전압이 만 충전 전압 이상인지 여부를 판단하고, 상기 전압 감지부에서 감지된 전압이 만 충전 전압 이상인 경우에, 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충전을 시도하고, 상기 배터리의 정상 충전 여부를 판단할 수 있다.
상기 충전 커넥터의 연결 감지 시, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값 또는 전류의 평균값이 기준 전류값 이하인지 여부를 판단하고, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값 또는 전류의 평균값이 기준 전류값 이하인 경우에, 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충전을 시도하고, 상기 배터리의 정상 충전 여부를 판단할 수 있다.
상기 배터리 관리 장치는, 상기 배터리를 보호하기 위하여 상기 배터리의 온도가 일정 온도 이상 시 오프되는 스위치를 포함하고, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값 또는 전류의 평균값이 기준 전류값 이하인 경우는 상기 스위치가 오프된 경우일 수 있다.
상기 스위치가 온되면, 상기 컨트롤러는 상기 배터리가 정상적으로 충전되는 것으로 판단할 수 있다.
제안되는 발명에 의하면, 배터리로부터 흡입 모터로 전원이 공급되므로, 진공 청소기의 이동 자유도가 향상되는 장점이 있다.
즉, 상기 진공 청소기가 전선이 감기는 코드릴을 구비하지 않고, 상기 배터리로부터 전원을 공급받으므로, 상기 진공 청소기의 이동 거리에 제한이 없고, 상기 진공 청소기가 이동하는 과정에서 전선을 타고 넘거나 전선을 정리하면서 이동할 필요가 없으므로 이동이 원활한 장점이 있다.
또한, 본 실시 예에 의하면, 배터리 보호 모드 상태에서 충전 커넥터가 연결된 경우에도 배터리 보호 모드가 해제되면, 배터리의 충전이 가능한 장점이 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 진공 청소기의 사시도.
도 2는 제1실시 예에 따른 진공 청소기의 본체의 분해 사시도.
도 3은 제1실시 예에 따른 진공 청소기의 구성을 보여주는 블럭도.
도 4는 제1실시 예에 따른 배터리의 충전을 위한 제어방법을 설명하는 흐름도.
도 5는 제2실시 예에 따른 배터리의 충전을 위한 제어방법을 설명하는 흐름도.
도 6은 제3실시 예에 따른 배터리의 충전을 위한 제어방법을 설명하는 흐름도.
도 7은 제4실시 예에 따른 진공 청소기의 구성을 보여주는 블럭도.
도 8은 제5실시 예에 따른 진공 청소기의 구성을 보여주는 블럭도.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 제1실시 예에 따른 진공 청소기의 사시도이고, 도 2는 제1실시 예에 따른 진공 청소기의 본체의 분해 사시도이며, 도 3은 제1실시 예에 따른 진공 청소기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 진공 청소기(1)는, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터(160)를 구비하는 청소기 본체(10)와, 상기 청소기 본체(10)로 먼지가 포함된 공기를 안내하는 흡입장치(20)를 포함할 수 있다.
상기 흡입장치(20)는, 청소면 일 예로 바닥면의 먼지를 흡입하기 위한 흡입부(21)와, 상기 흡입부(21)를 상기 청소기 본체(10)에 연결시키기 위한 연결부(22, 23, 24)를 포함할 수 있다.
상기 연결부(22, 23, 24)는, 상기 흡입부(21)에 연결되는 연장관(24)과, 상기 연장관(24)에 연결되는 핸들(22)과, 상기 핸들(22)을 상기 청소기 본체(10)에 연결시키는 흡입호스(23)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 진공 청소기(1)는, 상기 흡입장치(20)에서 흡입된 공기와 먼지를 서로 분리시키는 먼지 분리부(미도시)와, 상기 먼지 분리부에서 분리된 먼지를 저장하는 먼지통(110)을 더 포함할 수 있다.
상기 먼지통(110)은 상기 청소기 본체(10)에 분리 가능하게 장착될 수 있다. 상기 먼지 분리부는 상기 먼지통(110)과 별도의 물품으로 제조되거나 상기 먼지통(110)과 하나의 모듈을 이룰 수 있다.
상기 진공 청소기(1)는, 상기 흡입 모터(160)를 동작시키기 위한 전원을 공급하는 배터리(121)를 구비하는 배터리 유닛(120)과, 상기 배터리(121)를 충전시키기 위한 충전기(140)와, 상기 청소기 본체(10)에 분리 가능하게 연결되며, 상기 청소기 본체(10)로 상용 전원을 공급하기 위한 충전 커넥터(30) 중 일부 또는 전부를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 유닛(120)은 상기 배터리(121)를 보호하기 위한 하우징(122)을 포함할 수 있다.
상기 충전 커넥터(30)는 콘센트에 연결되는 플러그(31)와, 상기 청소기 본체(10)에 연결되는 제1커넥터(32)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 청소기 본체(10)는 상기 제1커넥터(32)가 연결되는 제2커넥터(102: 본체 커넥터라고도 할 수 있음)를 포함할 수 있다.
상기 청소기 본체(10)는, 제1바디(101)와, 상기 제1바디(101)의 하측에 결합되는 제2바디(103)를 포함할 수 있다. 상기 제2바디(103)의 양측에는 각각 바퀴(105)가 결합될 수 있다.
상기 제2바디(103)에는 상기 흡입 모터(160), 배터리 유닛(120) 및 상기 충전기(140)가 설치될 수 있다. 상기 흡입 모터(160)는 모터 하우징(162)에 의해서 보호될 수 있다. 즉, 상기 모터 하우징(162) 내에 상기 흡입 모터(160)가 수용될 수 있다.
이 때, 공간 효율을 위하여 상기 모터 하우징(162)의 측방, 즉 흡입 모터(160)의 측방에 상기 배터리 유닛(120)이 위치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다수의 바퀴(105) 사이에 상기 흡입 모터(160)와 상기 배터리(121)가 위치될 수 있으다. 그리고, 상기 다수의 바퀴(105) 중 어느 한 바퀴와 상기 흡입 모터(160) 사이에 상기 배터리 유닛(120)이 위치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
그리고, 상기 충전기(140)는 상기 배터리 유닛(120)과 이격된 위치에 배치될 수 있다.
다른 예로서, 상기 배터리 유닛(120)이 상기 흡입부(21)에 구비되는 것도 가능하다. 다만, 이 경우에는 상기 연결부(20)가 상기 배터리(121)의 전원을 상기 청소기 본체(10)로 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 상기 연결부(20)에는 전선이 구비될 수 있다.
상기 먼지통(110)은 상기 제1바디(101)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 그리고, 상기 제1바디(101)에 상기 제2커넥터(102)가 구비될 수 있다.
상기 배터리(121)는, 다수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 상기 다수의 배터리 셀은 충전 및 방전 가능한 2차 전지일 수 있다. 상기 다수의 배터리 셀은 직렬 연결될 수 있다.
본 발명에서, 상기 배터리(121)에 충전될 수 있는 최대 충전 전압은(다수의 배터리 셀의 전압의 합임) 일 예로 42.4V를 초과할 수 있다. 일 예로 상기 배터리(120)의 최대 충전 전압은 84.8V 이상일 수 있으며, 상용 전압인 220V 보다는 작다.
상기 충전기(140)는 정류 및 평활 동작을 수행하여, 상용 교류 전압을 인가받아 직류 전압 형태로 변환할 수 있다. 그리고, 상기 충전기(140)에서 변환된 직류 전압이 상기 배터리(121)로 공급될 수 있다. 일 예로 상기 충전기(140)는 220V 상용 교류 전압을 42.4V를 초과하는 직류 전압으로 변환(강압함)할 수 있다.
상기 충전기(140)는, 입력된 교류 전압을 변압시키기 위한 변압기(141)와, 상기 변압기(141)에서 출력된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 AC-DC 컨버터(142)를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 AC-DC 컨버터(142)에서 출력되는 직류 전압은 42.4V를 초과할 수 있다.
다른 예로서, 상기 AC-DC 컨버터에서 출력된 직류 전압을 상기 변압기가 변압하는 것도 가능하다. 이 경우에는 상기 변압기(141)에서 출력되는 직류 전압이 42.4V를 초과할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 충전기(140)가 변압기를 구비하지 않고, 상기 AC-DC 컨버터(142)가 직류 전압이 교류 전압으로 변환되는 것을 방지하기 위한 회로를 구비하는 것도 가능하다. 즉, 상기 AC-DC 컨버터(142)가 절연형 컨버터인 것도 가능하다. 본 실시 예에서 AC-DC 컨버터는 공지의 구성이 사용될 수 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시 예에서, 상기 흡입 모터(160)는 일 예로 BLDC 모터일 수 있다. 그리고, 상기 흡입 모터(160)의 최대 출력은 일 예로 400W 이상일 수 있다.
본 실시 예에 의하면, 상기 충전기(140)에서 42.4V를 초과하는 직류 전압이 출력되고, 상기 배터리(120)의 최대 충전 전압이 84.8V 이상일 수 있으므로 상기 흡입 모터(160)가 고출력을 낼 수 있으며, 이에 따라 상기 진공 청소기(1)의 흡입력이 증가되어 청소 성능이 향상되는 장점이 있다.
또한, 상기 충전 커넥터(30)는 상기 배터리(121)의 충전 시에만 상기 진공 청소기(1)에 연결될 수 있고, 상기 진공 청소기(1)를 이용하여 청소 시에는 상기 충전 커넥터(30)를 상기 진공 청소기(1)에서 분리하여 사용할 수 있으므로, 상기 진공 청소기(1)의 이동 자유도가 향상되는 장점이 있다.
즉, 상기 진공 청소기(1)가 전선이 감기는 별도의 코드릴을 구비하지 않고, 상기 배터리(121)로부터 전원을 공급받으므로, 상기 진공 청소기(1)의 이동 거리에 제한이 없고, 상기 진공 청소기(1)가 이동하는 과정에서 상기 전선을 타고 넘거나 전선을 정리하면서 이동할 필요가 없으므로 이동이 원활한 장점이 있다.
또한, 본 실시 예에서 상기 배터리(121)가 상기 제2커넥터(102)와 전기적으로 연결되어 있고 상기 배터리(121)의 최대 충전 전압이 84.8V 이상일 수 있으므로, 상기 변압기(141)가 없다면 사용자가 상기 제2커넥터(102)를 접촉하는 것에 의해서 사용자가 위험할 수 있다. 그러나, 본 실시 예의 경우 상기 충전기(140)가 변압기(141)를 포함하기 때문에 상기 변압기(141)가 절연 역할을 하게 되어 사용자의 안전성이 향상되는 장점이 있다.
상기 진공 청소기(1)는, 배터리 관리 장치(Battery management system: BMS)(180)를 더 포함할 수 있다. 상기 배터리 관리 장치(180)는, 상기 다수의 배터리 셀 각각의 상태를 감지하여 컨트롤러(150)로 전송할 수 있다.
일 예로, 상기 배터리 관리 장치(180)는 상기 다수의 배터리 셀 각각의 전압을 감지할 수 있다.
또한, 상기 배터리 관리 장치(180)는 상기 다수의 배터리 셀 각각의 충전 시 또는 방전 시 상기 다수의 배터리 셀 간의 전압이 고르도록 할 수 있다. 즉, 상기 배터리 관리 장치(180)는 상기 다수의 배터리 셀 각각에서 상기 흡입 모터(160)로 전원이 공급되도록 상기 다수의 배터리 셀 각각의 방전을 관리할 수 있다.
상기 배터리 관리 장치(180)는, 제1스위치(182)와, 제2스위치(184)를 포함할 수 있다. 상기 제1스위치(182)는 상기 배터리(121)의 온도가 기준온도 이상이 되면 오프될 수 있다. 상기 제1스위치(182)가 오프되는 이유는, 상기 배터리(121)의 온도가 기준온도 이상인 경우에 충전이 수행되는 것을 방지하여 상기 배터리(121)를 보호하기 위함이다. 본 명세서에서 제1스위치(182)가 오프된 상태를 배터리 보호 모드가 수행되는 상태라 할 수 있다.
상기 제1스위치(182)가 오프되면, 상기 배터리(121)의 충전은 이루어지지 않는다. 상기 배터리(121)의 온도가 기준온도 미만으로 낮아지면 상기 제1스위치(182)는 온될 수 있고, 상기 제1스위치(182)가 온된 상태에서는 상기 배터리(121)의 충전은 가능하게 된다.
상기 제2스위치(184)는 상기 배터리(121)의 방전 과정에서 상기 배터리(121)의 온도가 기준온도 이상이 되는 경우 오프될 수 있다.
상기 컨트롤러(150)는 상기 흡입 모터(160)를 제어할 수 있으며, 상기 배터리(121)의 전압에 따라 상기 흡입 모터(160)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 컨트롤러(150)는 전류를 감지하기 위한 전류 감지부(172)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러(150)는 전압을 감지하기 위한 전압 감지부(174)를 더 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러(150)는 상기 전류 감지부(172)에 감지되는 전류 및 상기 전압 감지부(174)에서 감지되는 전압 중 하나 이상을 기초로 상기 배터리(121)의 만 충전 여부를 판단할 수 있다. 상기 배터리(121)의 만 충전은, 상기 배터리(121)의 충전이 완료된 것을 의미한다.
또한, 상기 컨트롤러(150)는 충전 스위치(176)를 더 포함할 수 있다. 상기 충전 스위치(176)는 상기 배터리(121)의 충전을 위하여 온될 수 있다. 그리고, 상기 충전 스위치(176)는 상기 배터리(121)의 만 충전 시 오프될 수 있다.
한편, 상기 진공 청소기(1)는 사용자 인터페이스(178)를 더 포함할 수 있다. 상기 사용자 인터페이스(170)는 상기 진공 청소기(1)의 동작 명령을 입력받을 수 있고, 상기 진공 청소기(1)의 동작 정보 또는 상태 정보를 표시할 수 있다.
상기 사용자 인터페이스(178)는 상기 핸들(22) 및 청소기 본체(10) 중 하나 이상에 구비될 수 있다. 상기 사용자 인터페이스(178)는, 입력부와 표시부가 일체로 구비되는 형태로 제공되거나, 별개의 입력부와 표시부를 포함할 수 있다. 상기 사용자 인터페이스(178)는 음성이 출력되는 알림부를 포함할 수 있다.
상기 입력부를 통하여 상기 진공 청소기(1)의 전원 온 선택, 청소 모드, 흡입력의 세기 등을 선택할 수 있다. 상기 표시부는 적어도 상기 배터리(121)의 잔량 정보를 표시할 수 있다.
일 예로 흡입력 세기는 강(흡입력이 최대인 경우임), 중, 약(흡입력이 최저인 경우임)으로 단계적으로 설정될 수 있고, 상기 입력부를 통하여 상기 흡입 모터(160)의 흡입력 세기를 선택할 수 있다. 본 명세서에는 흡입력 세기가 세 단계로 조절되는 것으로 설명하였으나, 흡입력 세기를 구분하는 단계의 수에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
상기 컨트롤러(150)는 상기 배터리(121)의 잔량이 기준 전압에 도달하는 경우, 상기 표시부에서 상기 배터리(121)의 충전이 필요함을 알리기 위한 정보가 표시되도록 할 수 있다. 상기 기준 전압은 도시되지 않은 메모리에 저장될 수 있다.
다른 예로서, 상기 표시부는 상기 배터리(121)의 잔량을 연속적 또는 단계적으로 표시할 수 있다. 일 예로 상기 표시부는 상기 배터리(121)의 잔량을 숫자 또는 기호, 또는 그래프 형태 등으로 표시할 수 있다. 또는 상기 표시부는 다수의 발광부를 포함하며 다수의 발광부의 온 개수를 달리하여 상기 배터리(121)의 잔량을 표시할 수 있다. 또는 상기 표시부는 발광부에서 조사되는 빛의 색상을 달리하여 상기 배터리(121)의 잔량을 표시할 수 있다.
도 4는 제1실시 예에 따른 배터리의 충전을 위한 제어방법을 설명하는 흐름도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 사용자는 상기 청소기 본체(10)를 이용하여 청소를 수행할 수 있다. 청소의 수행이 완료된 후에는 상기 배터리(121)의 충전이 수행될 수 있다.
사용자는 상기 청소기 본체(10)에서 충전 커넥터(30)를 분리한 상태에서 청소를 수행할 수 있으며, 상기 배터리(121)의 충전을 위하여 사용자는 상기 청소기 본체(10)에 상기 충전 커넥터(30)를 연결시킬 수 있다. 즉, 상기 청소기 본체(10)는 충전 커넥터(30)의 연결을 대기한다(S1).
상기 컨트롤러(150)는 상기 충전 커넥터(30)가 상기 청소기 본체(10)에 연결되었는지 여부를 판단할 수 있다(S2). 물론 상기 충전 커넥터(30)의 플러그(31)는 콘센트에 연결된 상태일 수 있다.
상기 충전 커넥터(30)가 상기 청소기 본체(10)에 연결되는 순간 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류가 변화되고, 상기 컨트롤러(150)는 상기 전류 감지부(172)에서의 전류 변화를 기초로 상기 상기 충전 커넥터(30)의 연결 여부를 판단 또는 감지할 수 있다. 다만, 본 명세서에서 상기 충전 커넥터(30)의 연결 여부 판단 방법이 이에 제한되는 것은 아니다.
단계 S2에서 판단 결과, 상기 충전 커넥터(30)가 상기 청소기 본체(10)에 되었다고 판단되면, 상기 컨트롤러(30)는 상기 전압 감지부(174)에서 감지되는 전압이 만 충전 전압 이상인지 여부를 판단한다(S3).
상기 배터리 관리 장치(180)의 제1스위치(182)가 오프된 상태인 경우, 상기 배터리(121)의 충전이 수행될 수 없으며, 상기 전압 감지부(174)에서는 충전기(140)에 인가되는 상용 전압이 감지될 수 있다. 이 때, 상기 상용 전압은 상기 배터리(121)의 만 충전 전압 보다 높다. 또는 상기 배터리(121)의 만 충전 상태에서 사용자가 충전 커넥터를 재차 상기 청소기 본체(10)에 연결할 수 있으며, 이 경우, 상기 전압 감지부(174)에서 감지되는 전압은 만 충전 전압과 동일할 수 있다.
반면, 상기 배터리 관리 장치(180)의 제1스위치(182)가 온된 상태인 경우, 상기 전압 감지부(174)에서는 만 충전 전압 미만의 전압이 감지될 수 있고, 상기 배터리(121)의 충전이 수행될 수 있다.
따라서, 본 명세서에서, 단계 S3을 배터리의 충전 가능 여부 판단 단계 또는 배터리 보호 모드 판단 단계라 이름할 수 있다.
단계 S3에서 판단 결과, 상기 전압 감지부(174)에서 감지된 전압이 만 충전 전압 미만인 경우, 상기 컨트롤러(150)에서 상기 배터리(121)의 충전을 위한 충전 신호가 발생된다(S4). 그러면, 상기 충전 스위치(176)가 온될 수 있다(S5). 즉, 상기 컨트롤러(150)는 충전 스위치(176)를 온시킬 수 있다.
상기 충전 스위치(176)가 온되면, 충전을 위한 전류가 상기 배터리(121)로 인가되어 상기 배터리(121)의 충전이 수행될 수 있다.
상기 배터리(121)의 충전 수행 중에, 상기 컨트롤러(150)는 상기 배터리(121)가 만 충전되었는지 여부를 판단한다(S6). 일 예로 상기 컨트롤러(150)는 상기 전압 감지부(174)에서 감지된 전압이 만 충전 전압에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다.
또는, 상기 컨트롤러(150)는 상기 전류 감지부(172)에서 감지된 전압이 만 충전 기준 전류 이하가 되었는지 여부를 판단할 수 있다. 일 예로 상기 배터리(121)의 충전 수행 중에는 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류값은 제1전류값일 수 있다. 상기 배터리(121)가 만 충전되는 경우에는 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류값은 제2전류값일 수 있으며, 상기 제2전류값은 상기 제1전류값 보다 작을 수 있다. 즉, 상기 배터리(121)의 만 충전 시 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류값은 작아지게 된다.
또는, 상기 컨트롤러(150)는 상기 전압 감지부(174)에서 감지된 전압 및 상기 전류 감지부(172)에서 전류에 기초하여 상기 배터리(121)의 만 충전 여부를 판단할 수 있다.
단계 S6에서 판단 결과, 상기 배터리(121)가 만 충전되었다고 판단되면, 상기 컨트롤러(150)는 상기 배터리(121)의 충전을 종료시킬 수 있다(S12). 일 예로 상기 컨트롤러(150)는 상기 충전 스위치(176)를 오프시킬 수 있다.
상기 배터리(121)의 충전이 완료되면, 상기 사용자 인터페이스(178)에서 충전 완료를 알리기 위한 정보가 발생할 수 있다.
한편, 단계 S3에서 판단 결과, 상기 전압 감지부(174)에서 감지된 전압이 만 충전 전압 이상인 경우, 상기 컨트롤러(150)에서 배터리(121)의 충전을 위한 충전 신호가 발생된다(S7). 그러면, 상기 충전 스위치(176)가 온될 수 있다(S8).
그 다음, 상기 컨트롤러(150)는, 상기 전류 감지부(172)에서 일정 시간 동안 감지되는 전류의 평균값이 기준 전류값 이상인지 여부를 판단한다(S9).
만약, 상기 배터리 관리 장치(180)의 제1스위치(182)가 오프된 상태라면, 상기 충전 스위치(176)가 온되어도 상기 배터리(121)로 충전 전류가 인가되지 않고, 이에 따라 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류는 0일 수 있다.
즉, 상기 배터리 관리 장치(180)의 제1스위치(182)가 오프된 상태인 경우, 상기 전류 감지부(172)에서 일정 시간 동안 감지되는 전류의 평균값이 기준 전류값 미만일 것이다.
본 실시 예에서 단계 S9를 제1스위치 온 여부 판단 단계 또는 배터리 보호 모드 해제 여부 판단 단계 또는 배터리의 정상 충전 여부 판단 단계라 이름할 수 있다.
따라서, 단계 S9에서 판단 결과, 상기 전류 감지부(172)에서 일정 시간 동안 감지되는 전류의 평균값이 기준 전류값 미만인 경우, 상기 컨트롤러(150)는 상기 충전 스위치(176)를 오프시킨다.
상기 충전 스위치(176)가 오프되고 일정 시간 경과 후, 상기 컨트롤러(150)는 재차 충전 신호를 발생하여 상기 충전 스위치(176)를 온 시킬 수 있다.
상기 제1스위치(182)는 상기 배터리(121)의 온도가 기준온도 미만이 되면, 온될 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 제1스위치(182)가 온된 경우 상기 배터리(121)의 충전이 가능하게 된다.
그리고, 상기 제1스위치(182)가 온된 경우에는 상기 배터리(121)로 충전 전류가 인가되기 때문에 상기 전류 감지부(172)에서 감지된 전류의 평균값이 기준 전류값 이상이 될 것이다.
단계 S9에서 판단 결과, 상기 전류 감지부(172)에서 일정 시간 동안 감지되는 전류의 평균값이 기준 전류값 이상인 경우에는, 상기 배터리(121)의 충전이 수행되는 중이므로, 상기 컨트롤러(150)는 상기 배터리(121)가 만 충전되었는지 여부를 판단한다(S11). 단계 S11에서의 판단 방법은 단계 S6에서의 판단 방법과 동일하거나 다를 수 있다.
그리고, 단계 S11에서 판단 결과, 상기 배터리(121)가 만 충전되었다고 판단되면, 상기 컨트롤러(150)는 상기 배터리(121)의 충전을 종료시킬 수 있다(S12). 일 예로 상기 컨트롤러(150)는 상기 충전 스위치(176)를 오프시킬 수 있다.
상기 배터리(121)의 충전이 완료되면, 상기 사용자 인터페이스(178)에서 충전 완료를 알리기 위한 정보가 발생할 수 있다.
본 실시 예의 내용을 정리하면, 충전 커넥터의 연결이 감지되면 충전을 시도하고, 전류 감지부에서 감지된 전류값을 기초로 충전의 재시도 여부를 결정할 수 있다. 즉, 1차적으로 충전 시도 후 상기 배터리가 충전되지 않는 경우, 상기 배터리의 충전을 재시도할 수 있다. 이 때, 재시도 횟수는 1회 이상일 수 있다.
본 실시 예에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
만약, 본 실시 예에서 단계 S3, 단계 S7 내지 단계 S10이 구현되지 않는 경우, 즉, 충전 커넥터의 연결이 감지되어 충전 신호를 발생하여 충전 스위치를 온시킨 후에, 전압 감지부에서 감지된 감지된 결과에 기초하여 배터리 충전 완료 여부를 판단하게 되면, 제1스위치가 오프된 상태에서는 배터리가 만 충전된 것으로 판단되어 배터리의 충전이 수행되지 않는다.
이 경우, 사용자는 배터리의 충전이 수행되는 중 또는 배터리의 충전이 완료되었음을 인지하고 있으나, 실제로 배터리의 충전이 수행되지 않게 되어, 사용자가 진공 청소기가 고장인 것으로 오인식하는 문제가 발생하게 된다.
이와 같은 상태에서, 배터리를 충전하기 위해서는 사용자가 상기 충전 커넥터를 상기 청소기 본체에서 분리시킨 후에 다시 충전 커넥터를 연결할 수 있는데, 이 경우에도 제1스위치가 오프된 상태인 한 배터리의 충전이 불가능한 문제가 있다.
그러나, 본 실시 예에 의하면, 전압 감지부에서 감지된 전압이 만 충전 전압 보다 큰 것으로 판단된 경우에도, 충전 신호를 발생하고 충전 스위치를 온시켜 충전을 주기적으로 시도하게 된다. 따라서, 제1스위치가 오프된 상태에서 충전 커넥터가 청소기 본체에 연결된 경우에도 상기 배터리(121)의 충전이 가능한 장점이 있다.
즉, 상기 제1스위치가 오프된 상태에서 충전 커넥터가 청소기 본체에 연결한 후에, 충전 신호를 발생하고 충전 스위치를 온시켜 충전을 시도했을 때 제1스위치가 온된 이후라면, 상기 배터리의 충전이 가능하게 된다.
따라서, 본 실시 예에 의하면, 상기 제1스위치의 온/오프와 무관하게 상기 충전 커넥터가 상기 청소기 본체에 연결되면, 상기 배터리의 충전이 가능한 장점이 있다.
상기 사용자 인터페이스(180)가 배터리(121)의 충전 중 또는 충전 완료 여부를 구분하여 표시하도록 구성되는 경우에는, 단계 S7 내지 S10이 수행되는 중에도 상기 배터리(121)가 실제로 충전되지는 않으나, 상기 사용자 인터페이스(180)가 상기 배터리(121)가 충전 중임을 알리기 위한 정보를 발생할 수 있다.
위의 실시 예에서는 충전 커넥터 연결이 감지되면, 감지 전압이 만 충전 전압 이상인지 여부를 판단하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 단계 S3 내지 S6은 생략될 수 있다.
도 5는 제2실시 예에 따른 배터리의 충전을 위한 제어방법을 설명하는 흐름도이다.
본 실시 예는 다른 부분에 있어서는 제1실시 예와 동일하고, 배터리 보호 모드 판단 단계와, 배터리 보호 모드 해제 여부 판단 단계에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 하고, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예의 설명을 원용하기로 한다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 충전 커넥터가 청소기 본체에 연결된 것으로 판단되면, 상기 컨트롤러(150)는 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류의 평균값이 제1기준 전류값 이하인 지 여부를 판단할 수 있다(S13).
상기 제1스위치(182)가 오프된 상태라면, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류는 0일 수 있다. 따라서, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류의 평균값이 제1기준 전류값 보다 작다.
반면, 제1스위치(182)가 온된 상태라면, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류의 평균값이 제1기준 전류값 보다 크다.
본 실시 예에서는 단계 S13에서 판단 결과, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류의 평균값이 제1기준 전류값 이하인 경우, 배터리 보호 모드인 것으로 판단하여, 상기 컨트롤러(150)에서 배터리(121)의 충전을 위한 충전 신호가 발생된다(S7). 그러면, 상기 충전 스위치(176)가 온될 수 있다(S8).
본 실시 예에서, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류의 평균값이 제1기준 전류값 이하인 경우에 상기 컨트롤러(150)는 상기 배터리(121)가 만충전되었다고 판단할 수 있다. 그러나, 이 상태에서 제1스위치가 오프된 상태일 수 있으므로, 상기 컨트롤러(150)는 배터리(121)의 충전을 위한 충전 신호를 발생하고(S7), 그러면, 상기 충전 스위치(176)가 온될 수 있다(S8).
본 실시 예에 의하면, 전류의 평균값을 제1기준 전류값과 비교함에 따라서, 감지되는 전류의 센싱 오차에 따른 판단 오류가 발생하는 것이 줄어들 수 있다.
그 다음, 상기 컨트롤러(150)는, 상기 전류 감지부(172)에서 일정 시간 동안 감지되는 전류의 평균값이 제2기준 전류값 이상인지 여부를 판단한다(S19). 이 때, 상기 제1기준 전류값과 제2기준 전류값은 동일하거나 다를 수 있다.
따라서, 단계 S19에서 판단 결과, 상기 전류 감지부(172)에서 일정 시간 동안 감지되는 전류의 평균값이 제2기준 전류값 미만인 경우, 상기 컨트롤러(150)는 상기 충전 스위치(176)를 오프시킨다(S10).
반면, 단계 S19에서 판단 결과, 상기 전류 감지부(172)에서 일정 시간 동안 감지되는 전류의 평균값이 제2기준 전류값 이상인 경우, 단계 S11 및 단계 S12이 수행될 수 있다.
또한, 단계 S13에서 판단 결과, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류의 평균값이 제1기준 전류값 보다 큰 경우, 단계 S4 내지 S6, 단계 S12가 수행될 수 있다.
본 실시 예에서 단계 S19를 배터리의 정상 충전 여부 판단 단계라 이름할 수 있다.
도 6은 제3실시 예에 따른 배터리의 충전을 위한 제어방법을 설명하는 흐름도이다.
본 실시 예는 다른 부분에 있어서는 제1실시 예와 동일하고, 배터리 보호 모드 판단 단계와, 배터리 보호 모드 해제 여부 판단 단계에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 하고, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예의 설명을 원용하기로 한다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 충전 커넥터가 청소기 본체에 연결된 것으로 판단되면, 상기 컨트롤러(150)는 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류값이 제1기준 전류값 이하인지 여부를 판단할 수 있다(S23).
상기 제1스위치(182)가 오프된 상태라면, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류는 0일 수 있다. 따라서, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류값이 제1기준 전류값 보다 작다.
반면, 제1스위치(182)가 온된 상태라면, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류값이 제1기준 전류값 보다 크다.
본 실시 예에서는 단계 S23에서 판단 결과, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류값이 제1기준 전류값 이하인 경우, 배터리 보호 모드인 것으로 판단하여, 상기 컨트롤러(150)에서 배터리(121)의 충전 위한 충전 신호가 발생된다(S7). 그러면, 상기 충전 스위치(176)가 온될 수 있다(S8).
본 실시 예에서, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류값이 제1기준 전류값 이하인 경우에 상기 컨트롤러(150)는 상기 배터리(121)가 만충전되었다고 판단할 수 있다. 그러나, 이 상태에서 제1스위치가 오프된 상태일 수 있으므로, 상기 컨트롤러(150)는 배터리(121)의 충전을 위한 충전 신호를 발생하고(S7), 그러면, 상기 충전 스위치(176)가 온될 수 있다(S8).
그 다음, 상기 컨트롤러(150)는, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류값이 제2기준 전류값 이상인지 여부를 판단한다(S29). 이 때, 상기 제1기준 전류값과 제2기준 전류값은 동일하거나 다를 수 있다.
따라서, 단계 S29에서 판단 결과, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류값이 제2기준 전류값 미만인 경우, 상기 컨트롤러(150)는 상기 충전 스위치(176)를 오프시킨다(S10).
반면, 단계 S29에서 판단 결과, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류값이 제2기준 전류값 미만인 경우, 단계 S11 및 단계 S12가 수행될 수 있다.
또한, 단계 S23에서 판단 결과, 상기 전류 감지부(172)에서 감지되는 전류값이 제1기준 전류값 보다 큰 경우, 단계 S4 내지 단계 S6, 단계 S12가 수행될 수 있다.
본 실시 예에서 단계 S29를 배터리의 정상 충전 여부 판단 단계라 이름할 수 있다.
도 7은 제4실시 예에 따른 진공 청소기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
본 실시 예는 다른 부분에 있어서는 제1실시 예 내지 제3실시 예 중 하나 이상과 동일하고 다만, 충전기가 상기 진공 청소기에 분리 가능하게 연결되는 것에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면, 본 실시 예에 따른 청소기 본체(10)에는, 충전기(144)가 분리 가능하게 연결될 수 있다.
상기 충전기(144)는 콘센트에 연결되는 전원 코드와, 상기 청소기 본체(10)에 연결되는 충전기 커넥터를 포함할 수 있다.
상기 충전기(144)는 정류 및 평활 동작을 수행하여, 상용 교류 전압을 인가받아 직류 전압 형태로 변환할 수 있다. 상기 충전기(144)는 변환된 직류 전압을 상기 청소기 본체(10)로 공급할 수 있다. 일 예로 상기 충전기(40)는 220V 상용 교류 전압을 42.4V 이하의 직류 전압으로 변환하여 상기 청소기 본체(10)로 공급할 수 있다.
본 실시 예에서 상기 배터리(121)에 충전된 전압을 이용하여 고출력의 흡입 모터(160)를 동작시키기 위하여, 상기 청소기 본체(10)는 상기 충전기(144)로부터 42.4V 이하의 직류 전압을 공급받아 승압시키는 승압장치(190)를 더 포함할 수 있다.
상기 승압장치(190)는 일 예로 부스트 컨버터일 수 있으나, 본 실시 예에서 상기 승압장치의 구성에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
본 실시 예에서는 상기 승압장치(190)로 입력된 42.4V 이하의 직류 전압이 2배 이상 승압되어 상기 배터리(121)에서 84.8V 이상의 전압을 충전할 수 있도록 할 수 있다.
상기 승압장치(190)는, 인덕터, 다이오드, 캐패시터 및 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 그리고, 스위칭 소자는 컨트롤러(15O)의 제어에 의해서 빠른 속도로 온/오프를 반복하여, 상기 승압장치(190)가 입력 전압을 승압하도록 한다.
이 때, 상기 스위칭 소자는, 모스펫(MOSFET)으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등으로 구성되는 것도 가능하다.
한편, 본 실시 예에서는 제1실시 예 내지 제3실시 예 중 어느 한 실시 예의 배터리의 충전 제어방법이 적용될 수 있으며, 다만, 단계 S2에서는 충전 커넥터의 연결을 감지하는 것이 아닌 충전기의 연결을 감지하는 것으로 변경될 수 있다.
도 8은 제5실시 예에 따른 진공 청소기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
본 실시 예는 다른 부분에 있어서는 제4실시 예와 동일하고 다만, 승압장치의 위치 및 배터리의 만 충전 전압에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 본 실시 예에 따른 배터리(123)의 최대 충전 전압은, 일 예로 42.4V 이하일 수 있다.
본 실시 예의 배터리(123)를 이용하여 고출력의 흡입 모터(160)를 동작시키기 위하여, 상기 청소기 본체(10)에는 상기 배터리(123)에 전압을 승압하는 승압장치(192)가 구비될 수 있다.
상기 승압장치(192)는 일 예로 부스트 컨버터일 수 있으나, 본 실시 예에서 상기 승압장치(192)의 구성에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
따라서, 본 실시 예에 의하면, 상기 배터리(123)에서 출력된 42.4V 이하의 직류 전압은 상기 승압장치(192)에 의해서 승압된 후에, 상기 흡입 모터(160)로 공급된다.
이 때, 상기 승압장치(192)는, 상기 배터리(123)의 출력 전압을 2배 이상의 전압으로 승압시킬 수 있다. 일 예로 상기 승압장치(192)는 84.8V 이상의 직류 전압을 출력할 수 있다. 상기 승압장치(192)가 84.8V 이상의 직류 전압을 출력할 수 있으므로, 상기 흡입 모터(160)를 동작시키기 위하여 필요한 전류가 작아질 수 있어, 상기 흡입 모터(160)를 구동하기 위하여 필요한 회로 구성이 간단해지는 장점이 있다.
한편, 본 실시 예에서는 제1실시 예 내지 제3실시 예 중 어느 한 실시 예의 배터리의 충전 제어방법이 적용될 수 있으며, 다만, 단계 S2에서는 충전 커넥터의 연결을 감지하는 것이 아닌 충전기의 연결을 감지하는 것을 변경될 수 있다.
위에서는 청소기로서 캐니스터 타입의 청소기를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상은 업라이트형 청소기에도 적용될 수 있음을 밝혀둔다. 이 때, 흡입 모터로 전원을 공급하는 배터리는 흡입부 또는 청소기 본체에 구비될 수 있다. 그리고, 위에서 설명된 충전기도 흡입부 또는 청소기 본체에 구비될 수 있다. 그리고, 충전 커넥터는 상기 흡입부 또는 청소기 본체에 연결될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 흡입력을 발생시키기 위한 흡입 모터를 구비하는 청소기 본체;
    상기 청소기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부;
    상기 흡입 모터로 전원을 공급할 수 있는 배터리;
    상기 배터리의 상태를 감지할 수 있는 배터리 관리 장치;
    상기 배터리의 충전을 위하여 상기 배터리로 충전 전류를 인가할 수 있는 충전기;
    상기 청소기 본체에 분리 가능하게 연결될 수 있으며, 상용 전원을 상기 청소기 본체로 공급하기 위한 충전 커넥터; 및
    상기 배터리의 충전을 제어할 수 있는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 배터리로 인가되는 전류를 감지하는 전류 감지부를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 충전 커넥터가 연결을 감지하면 상기 배터리의 충전을 시도하고,
    상기 배터리의 충전 시도 후, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값에 기초하여 상기 배터리의 충전이 정상적으로 수행되지 않는 경우, 상기 배터리의 충전을 재시도하는 진공 청소기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 충전기에서 인가되는 충전 전류의 흐름을 허용 또는 차단하는 충전 스위치를 포함하고,
    상기 배터리의 충전 시도 시 상기 충전 스위치가 온되는 진공 청소기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 충전 스위치가 온된 후, 상기 배터리의 충전이 정상적으로 수행되지 않는 경우, 상기 컨트롤러는 상기 충전 스위치를 오프시키고, 일정 시간 경과 후 다시 상기 충전 스위치를 온시키는 진공 청소기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 충전 스위치가 온된 후, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류의 평균값 또는 전류값이 기준 전류값 미만인 경우, 상기 충전 스위치를 오프시키고, 일정 시간 경과 후 다시 상기 충전 스위치를 온시키는 진공 청소기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전류 감지부에서 감지된 전류의 평균값 또는 전류값이 기준 전류값 미만인 경우,
    상기 컨트롤러는 상기 배터리의 만 충전 여부를 판단하고, 상기 배터리의 만 충전 판단 시 상기 배터리의 충전을 종료시키는 진공 청소기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 배터리의 만충전 판단 시 상기 컨트롤러는 상기 충전 스위치를 오프시키는 진공 청소기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 배터리의 전압을 감지하는 전압 감지부를 더 포함하고,
    상기 충전 커넥터의 연결 감지 시, 상기 컨트롤러는 상기 전압 감지부에서 감지된 전압이 만 충전 전압 이상인지 여부를 판단하고,
    상기 전압 감지부에서 감지된 전압이 만 충전 전압 이상인 경우에, 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충전을 시도하고, 상기 배터리의 정상 충전 여부를 판단하는 진공 청소기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 커넥터의 연결 감지 시, 상기 컨트롤러는 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값 또는 전류의 평균값이 기준 전류값 이하인지 여부를 판단하고,
    상기 전류 감지부에서 감지된 전류값 또는 전류의 평균값이 기준 전류값 이하인 경우에, 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충전을 시도하고, 상기 배터리의 정상 충전 여부를 판단하는 진공 청소기.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 배터리가 정상적으로 충전되는 것을 판단될 때까지 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충전을 반복하여 시도하는 진공 청소기.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 배터리 관리 장치는, 상기 배터리를 보호하기 위하여 상기 배터리의 온도가 일정 온도 이상 시 오프되는 스위치를 포함하고,
    상기 전류 감지부에서 감지된 전류값 또는 전류의 평균값이 기준 전류값 이하인 경우는 상기 스위치가 오프된 경우인 진공 청소기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 스위치가 온되면, 상기 컨트롤러는 상기 배터리가 정상적으로 충전되는 것으로 판단할 수 있는 진공 청소기.
  12. 흡입력을 발생시키기 위한 흡입 모터를 구비하는 청소기 본체;
    상기 청소기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부;
    상기 흡입 모터로 전원을 공급할 수 있는 배터리;
    상기 배터리의 상태를 감지할 수 있는 배터리 관리 장치;
    상기 배터리의 충전을 위하여 상기 배터리로 충전 전류를 인가할 수 있으며, 상기 청소기 본체에 분리 가능하게 연결되는 충전기; 및
    상기 배터리의 충전을 제어할 수 있는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 배터리로 인가되는 전류를 감지하는 전류 감지부를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 충전기의 연결을 감지하면 상기 배터리의 충전을 시도하고,
    상기 배터리의 충전 시도 후, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값에 기초하여, 상기 배터리의 충전이 정상적으로 수행되지 않는 경우, 상기 배터리의 충전을 재시도하는 진공 청소기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 충전기에서 인가되는 충전 전류의 흐름을 허용 또는 차단하는 충전 스위치를 포함하고,
    상기 배터리의 충전 시도 시 상기 충전 스위치가 온되는 진공 청소기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 충전 스위치가 온된 후, 상기 배터리의 충전이 정상적으로 수행되지 않는 경우, 상기 컨트롤러는 상기 충전 스위치를 오프시키고, 일정 시간 경과 후 다시 상기 충전 스위치를 온시키는 진공 청소기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 충전 스위치가 온된 후, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류의 평균값 또는 전류값이 기준 전류값 미만인 경우, 상기 컨트롤러는 상기 충전 스위치를 오프시키고, 일정 시간 경과 후 다시 상기 충전 스위치를 온시키는 진공 청소기.
  16. 흡입력을 발생시키기 위한 흡입 모터를 구비하는 청소기 본체;
    상기 청소기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부;
    상기 흡입 모터로 전원을 공급할 수 있는 배터리;
    상기 배터리의 상태를 감지할 수 있는 배터리 관리 장치;
    상기 배터리의 충전을 위하여 상기 배터리로 충전 전류를 인가할 수 있는 충전기;
    상기 청소기 본체에 분리 가능하게 연결될 수 있으며, 상용 전원을 상기 청소기 본체로 공급하기 위한 충전 커넥터; 및
    상기 배터리의 충전을 제어할 수 있는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 배터리의 전압을 감지하는 전압 감지부와 상기 배터리의 전압을 감지하는 전류 감지부 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 충전 커넥터의 연결 감지 시 상기 전류 감지부 또는 상기 전압 감지부에서 감지된 전류 또는 전압에 기초하여, 상기 배터리의 만 충전 여부를 판단하고, 상기 배터리가 만 충전되었다고 판단된 경우에도 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충전을 시도하고,
    상기 배터리의 충전이 정상적으로 수행되지 않는 경우, 상기 배터리의 충전을 재시도하는 진공 청소기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 충전 커넥터의 연결 감지 시, 상기 전압 감지부에서 감지된 전압이 만 충전 전압 이상인지 여부를 판단하고,
    상기 전압 감지부에서 감지된 전압이 만 충전 전압 이상인 경우에, 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충전을 시도하고, 상기 배터리의 정상 충전 여부를 판단하는 진공 청소기.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 충전 커넥터의 연결 감지 시, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류값 또는 전류의 평균값이 기준 전류값 이하인지 여부를 판단하고,
    상기 전류 감지부에서 감지된 전류값 또는 전류의 평균값이 기준 전류값 이하인 경우에, 상기 컨트롤러는 상기 배터리의 충전을 시도하고, 상기 배터리의 정상 충전 여부를 판단하는 진공 청소기.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 배터리 관리 장치는, 상기 배터리를 보호하기 위하여 상기 배터리의 온도가 일정 온도 이상 시 오프되는 스위치를 포함하고,
    상기 전류 감지부에서 감지된 전류값 또는 전류의 평균값이 기준 전류값 이하인 경우는 상기 스위치가 오프된 경우인 진공 청소기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 스위치가 온되면, 상기 컨트롤러는 상기 배터리가 정상적으로 충전되는 것으로 판단할 수 있는 진공 청소기.
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